Đồ án Thiết kế cung cấp điện cho công trình Trung tâm thương mại Lotte Nam Sài Gòn (Phần 1)

Nội dung text: Đồ án Thiết kế cung cấp điện cho công trình Trung tâm thương mại Lotte Nam Sài Gòn (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA ĐÀO TẠO CHẤT LƯỢNG CAO ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐIỆN TỬ THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO CÔNG TRÌNH TRUNG TÂM THƯƠNG MẠI LOTTE NAM SÀI GÒN GVHD: ThS. NGUYỄN NGỌC ÂU SVTH: LÊ HOÀNG KHÔI MSSV : 12142118 LÊ HỒNG NGỌC MSSV : 12142377 S K C0 0 4 6 2 2 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2016
2. Đồ Án Tốt Nghiệp CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh Phúc Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2016 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ và tên sinh viên: Lê Hoàng Khôi MSSV: 12142118 Lê Hồng Ngọc 12142377 Ngành: Công nghệ kỹ thuật Điện-Điện tử Lớp: 12142CLC Giảng viên hướng dẫn: Th.s Nguyễn Ngọc Âu ĐT: 0983791929 Ngày nhận đề tài: 16/03/2016 Ngày nộp đề tài: 20/07/2016 1. Tên đề tài: Thiết kế cung cấp điện cho công trình Trung tâm thương mại Lotte Nam Sài Gòn 2. Các số liệu, tài liệu ban đầu: Bản vẽ Mặt bằng cho công trình Trung tâm thương mại Lotte Nam Sài Gòn 3. Nội dung thực hiện đề tài: - Tính toán nhu cầu phụ tải. - Lựa chọn máy biến áp và máy phát. - Lựa chọn thiết bị bảo vệ, dây dẫn hạ thế. - Thiết kế chiếu sáng 4. Sản phẩm: Thiết kế cung cấp điện cho công trình Trung tâm thương mại Lotte Nam Sài Gòn TRƯỞNG NGÀNH GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN ii
3. Đồ Án Tốt Nghiệp CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh Phúc PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Họ và tên Sinh viên: Lê Hoàng Khôi MSSV: 12142118 Lê Hồng Ngọc 12142377 Ngành: Công nghệ Kỹ thuật Điện - Điện tử Tên đề tài: Thiết kế cung cấp điện cho công trình Trung tâm thương mại Lotte Nam Sài Gòn Họ và tên Giáo viên hướng dẫn: Th.s Nguyễn Ngọc Âu NHẬN XÉT 1. Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: 2. Ưu điểm: 3. Khuyết điểm: 4. Đề nghị cho bảo vệ hay không? 5. Đánh giá loại: 6. Điểm: (Bằng chữ: ) Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 20 Giáo viên hướng dẫn (Ký & ghi rõ họ tên) iii
4. Đồ Án Tốt Nghiệp CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh Phúc PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN Họ và tên Sinh viên: Lê Hoàng Khôi MSSV: 12142118 Lê Hồng Ngọc 12142377 Ngành: Công nghệ kỹ thuật Điện-Điện tử Tên đề tài: Thiết kế cung cấp điện cho công trình Trung tâm thương mại Lotte Nam Sài Gòn Họ và tên Giáo viên phản biện: Lê Trọng Nghĩa NHẬN XÉT 7. Về nội dung đề tài & khối lượng thực hiện: 8. Ưu điểm: 9. Khuyết điểm: 10. Đề nghị cho bảo vệ hay không? 11. Đánh giá loại: 12. Điểm: (Bằng chữ: ) Tp. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 20 Giáo viên phản biện (Ký & ghi rõ họ tên) iv
5. Đồ Án Tốt Nghiệp LỜI CẢM ƠN - Xin gởi lời cảm ơn chân thành và sự tri ân sâu sắc đối với các thầy cô của trường Đại học Sư Phạm Kỹ Thuật TP.HCM, đặc biệt là các thầy cô khoa Chất Lương Cao của trường đã tạo điều kiện thuận lợi cho em để thực hiện đồ án này. Em cũng xin chân thành cám ơn thầy Nguyễn Ngọc Âu đã nhiệt tình hướng dẫn hướng dẫn em hoàn thành tốt quyển đồ án này. - Trong quá trình thực hiện đồ án, do còn hạn chế về thời gian, đồng thời do trình độ lý luận cũng như kinh nghiệm thực tiễn còn hạn chế nên khó tránh khỏi sai sót, rất mong các Thầy, Cô bỏ qua, em rất mong nhận được ý kiến đóng góp Thầy, Cô để học hỏi thêm nhiều kinh nghiệm Em xin chân thành cảm ơn! Sinh viên thực hiện v
6. Đồ Án Tốt Nghiệp MỤC LỤC NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ii PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN iii PHIẾU NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN iv LỜI CẢM ƠN v CHƯƠNG 1:MỞ ĐẦU 1 1.1. Lý do chọn đề tài 1 1.2. Mục đích 1 1.3. Nội dung 1 1.4. Giới hạn đề tài 1 1.5. Kế hoạch thực hiện 1 CHƯƠNG 2:GIỚI THIỆU TRUNG TÂM THƯƠNG MẠI LOTTE NAM SÀI GÒN 3 2.1. Giới thiệu: 3 2.2. Yêu cầu 4 2.2.1. Độ tin cậy cung cấp điện 4 2.2.2. Chất lượng điện 4 2.2.3. An toàn trong cung cấp 4 2.2.4. Tính kinh tế 5 2.2.5. Tính thẩm mỹ 5 2.2.6. Dự trù cho phát triển trong tương lai 5 CHƯƠNG 3:PHƯƠNG PHÁP TÍNH VÀ CÁC PHẦN TỬ TRONG HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN 6 3.1. Phương pháp tính toán phụ tải 6 3.1.1. Phương pháp hệ số sử dụng và hệ số đồng thời 6 3.1.2. Phương pháp xác định công suất tính toán theo suất phụ tải 6 3.1.3. Phương pháp xác định công suất tính toán theo hệ số yêu cầu 6 3.2. Máy biến áp 7 3.2.1. Định nghĩa máy biến áp 7 3.2.2. Nguyên lý làm việc và phân loại máy biến áp 7 3.2.3. Những đại lượng định mức của máy biến áp 8 3.2.4. Phương pháp chọn dung lượng MBA 9 vi
7. Đồ Án Tốt Nghiệp 3.2.5. Các hãng máy biến áp có mặt tại thị trường Việt Nam 9 3.2.6. Các lọai trạm biến áp 9 3.2. Máy phát điện xoay chiều 3 pha 14 3.2.1. Cấu tạo và nguyên lý làm việc của máy phát điện xoay chiều 3 pha 14 3.2.2. Các tiêu chuẩn máy phát điện: 16 3.2.3. Điều kiện lựa chọn máy phát 16 3.2.4. Các hãng máy phát điện dự phòng có mặt tại thị trường Việt Nam 17 3.3. Tủ Automatic Transfer Switches (ATS) 17 3.3.1. Khái niệm 17 3.3.2. Các loại tủ ATS 17 3.3.3. Chức năng hoạt động của tủ ATS 18 3.3.4. Chọn tủ ATS 19 3.4. Các loại dây cáp 19 3.4.1. Khái niệm 20 3.4.2. Công dụng và cấu tạo 20 3.4.3. Phân loại 21 3.4.4. Phương pháp lựa chọn dây dẫn 23 3.5. Các thiết bị bảo vệ 26 3.5.1. Circuit Breaker (CB) 26 3.5.2. Air circuit breaker (ACB) 27 3.5.3. Moulded case circuit breaker (MCCB) 28 3.5.4. Phương pháp lựa chọn thiết bị đóng cắt. 28 CHƯƠNG 4: THIẾT BỊ CHIẾU SÁNG VÀ PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG 31 4.1. Các khái niệm và thuật ngữ 31 4.2. Các phương pháp thiết kế hệ thống chiếu sáng 32 4.3. Các thiết bị chiếu sáng. 39 4.4. Một số cách bố trí đèn trong thực tế 42 4.5. Giới thiệu và hướng dẫn về phần mềm Dialux 44 CHƯƠNG 5:ÁP DỤNG THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO TÂM THƯƠNG MẠI LOTTE NAM SÀI GÒN 50 5.1. Phụ tải tính toán 50 vii
8. Đồ Án Tốt Nghiệp 5.2. Tính toán lựa chọn dây dẫn, thiết bị đóng cắt 51 CHƯƠNG 6:ÁP DỤNG THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG TÂM THƯƠNG MẠI LOTTE NAM SÀI GÒN 56 6.1. Phương án chiếu sáng 56 6.2. Tính toán và kiểm tra lại bằng phần mềm Dialux 57 CHƯƠNG 7:KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 62 7.1. Kết luận: 62 7.2. Hướng phát triển đề tài: 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO: 1 PHỤ LỤC: 2 viii
9. Đồ Án Tốt Nghiệp CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 1.1. Lý do chọn đề tài Hiện nay tốc độ phát triển kinh tế ở thành phố Hồ Chí Minh rất nhanh, dân số đông và diện tích đất ở là có hạn nên nhu cầu về nhà ở là rất lớn. Song song, nhu cầu vui chơi giải trí cũng như mua sắm cũng đang ngày một lớn, nên hiện nay hàng loạt các trung tâm thương mại đang được xây dựng. Trong đó, thiết kế cung cấp điện cho một trung tâm thương mại là rất quan trọng, các giải pháp cung cấp điện tốt sẽ giúp tiết kiệm năng lượng tiêu thụ và đảm bảo an toàn cho trung tâm. Thiết kế cung cấp điện cho trung tâm thương mại bao gồm thiết kế hệ thống cung cấp điện (tính toán phụ tải, chọn dung lượng máy biến áp, chọn dây dẫn, chọn thiết bị đóng cắt, lựa chọn tủ ATS ), thiết kế hệ thống chiếu sáng (tính toán chiếu sáng, chọn thiết bị chiếu sáng phù hợp, phân bố thiết bị chiếu sáng ). Đồ án sẽ tìm hiểu về phương pháp lựa chọn các phần tử trong hệ thống cung cấp điện, thiết bị chiếu sáng, phương pháp tính toán chiếu sáng và áp dụng “Thiết kế cung cấp điện cho Trung tâm thương mại Lotte Nam Sài Gòn”. 1.2. Mục đích - Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho Trung tâm thương mại Lotte Nam Sài Gòn. - Thiết kế chiếu sáng cho Trung tâm thương mại Lotte Nam Sài Gòn. 1.3. Nội dung - Chương 1: Mở đầu. - Chương 2: Giới thiệu trung tâm thương mại Lotte Nam Sài Gòn. - Chương 3: Phương pháp tính và các phần tử trong hệ thống cung cấp điện. - Chương 4: Thiết bị chiếu sáng và phương pháp tính toán chiếu sáng. - Chương 5: Áp dụng thiết kế hệ thống cung cấp điện cho trung tâm thương mại Lotte Nam Sài Gòn. - Chương 6: Áp dụng thiết kế hệ thống chiếu sáng trung tâm thương mại Lotte Nam Sài Gòn. - Chương 7: Kết luận và hướng phát triển. 1.4. Giới hạn đề tài Do hạn chế về thời gian và số lượng công việc khá lớn nên tập đồ án không tính đến các phần thuộc về: điện nhẹ, hệ thống thang máy, chiếu sáng sự cố, phương án bù . 1.5. Kế hoạch thực hiện 1
10. Đồ Án Tốt Nghiệp Bảng 1.1 : Kế hoạch thực hiện đề tài. Các buớc thực hiện. Thời gian Tìm hiểu thu thập bản vẽ. Tuần 1 Nghiên cứu tìm hiểu tài liệu liên quan đến mảng cung cấp Tuần 2 điện (giáo trình, tiêu chuẩn áp dụng, ). Tìm hiểu nghiên cứu các bản vẽ trong các công trình tương Tuần 3 tự. Xử lý số liệu trong bản vẽ và đưa ra các phương án cung Tuần 4-5 cấp điện. Lựa chọn phương án tối ưu. Tính toán lựa chọn các thiết bị Tuần 6-7 theo các chuẩn hiện hành. Tìm hiểu về các phương án chiếu sáng trong các công trình Tuần 8 tương tự trong thực tế. Lựa chọn phương án chiếu sáng. Tuần 9 Tính toán chiếu sáng theo phương án trên. Tuần 10-11 Kiểm tra lại bằng phần mềm Dialux. Tuần 12 Tổng hợp và hoàn thiện đề tài. Tuần 13-15 2
11. Đồ Án Tốt Nghiệp CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU TRUNG TÂM THƯƠNG MẠI LOTTE NAM SÀI GÒN 2.1. Giới thiệu: Công ty TNHH TTTM LOTTE trực thuộc tập đoàn LOTTE của Hàn Quốc. Vị trí địa lý : nằm ngay cạnh khu đô thị Him Lam (Đây là khu đất vàng của khu Nam Sài Gòn với nhiều dự án khu căn hộ cao cấp như: Hoàng Anh Gia Lai 3 (New SaiGon), Hoàng Anh An Tiến, Dragon City và căn hộ Phú Hoàng Anh giai đoạn 1. Là khu tập trung phát triển thành đô thị kiểu mẫu của Huyện Nhà Bè dự kiến là Quận Nam Sài Gòn. Với các Trung tâm Thương mại lớn, Văn phòng cao cấp, khu dân cư cao cấp, khu căn hộ cao cấp, và các tiện ích cao cấp). Với diện tích hơn 34.000 m2, trung tâm thương mại Lotte Nam Sài Gòn là một trung tâm phức hợp với nhiều tiện ích hoàn hảo dành cho gia đình như siêu thị, cửa hàng mỹ phẩm, thời trang, đồ gia dụng, nhà hàng, rạp chiếu phim, khu vui chơi thiếu nhi, bowling, trung tâm toán học, trung tâm thể dục thể hình, cùng với hơn 100 cửa hàng bày bán các sản phẩm chất lượng cao và một khu ẩm thực độc đáo với những món ăn tinh tế mang phong cách văn hóa cao. Nơi để thỏa mãn nhu cầu mua sắm, vui chơi giải trí bởi thế đòi hỏi tính cung cấp điện cao để phục tốt cho nhu cầu đó. Thông tin chi tiết Trung Tâm Thương Mại Lotte Mart Nam Sài Gòn - Chủ Đầu Tư APPROVAL OF THE OWNER. Chủ Đầu Tư: APPROVAL OF THE OWNER. Loại hình đầu tư: Trung tâm thương mại. Vi trí dự án: 469 Nguyễn Hữu Thọ, phường Tân Hưng quận 7, TP.HCM. Quy mô dự án: 31,235 m2 (34,000 m2 mặt sàn). Chi tiết : Bảng 2.1 Bảng 2.1: Chi tiết mặt bằng tòa nhà. Tầng Tầng 1 Tầng 2 Tầng 3 Tổng Sử dụng (m2) (m2) (m2) (m2) Siêu thị 5439 4155 - 9594 Siêu Kho 460 605 - 1066 thị Sảnh 911 701 738 2396 Lotte Tổng 6810 5463 738 13058 Cho thuê 2104 1792 3383 7279 Cho Khu vực ăn thuê 339 547 - 886 nhanh tự chọn 3
12. Đồ Án Tốt Nghiệp Tổng 2443 2339 3383 8166 T.nghỉ Cho nv - 1338 - 1338 Khu mua sắm - - 1861 1861 Lotte Việt Nam - - 4020 4020 Khác Nhập Hàng 863 - - 863 Phòng M.E 346 1049 813 2208 C.Cộng Khác 628 731 520 1880 Tổng 1838 3119 7215 12173 Tổng 11092 10922 11328 33397 2.2. Yêu cầu 2.2.1. Độ tin cậy cung cấp điện Độ tin cậy cung cấp điện tùy thuộc vào hộ tiêu thụ loại nào. Trong điều kiện cho phép người ta cố gắng chọn phương pháp cung cấp điện có độ tin cậy càng cao càng tốt. Cụ thể đây là một trung tâm thương mại thì chúng ta có thể xếp vào phụ tải loại hai, nhưng với yêu cầu của nhà đầu tư độ tin cậy cung cấp điện phải được ở mức cao nhất vì ở đây có rạp chiếu phim, thang máy, khu vui chơi, Sẽ rất không hay nếu mất điện giữa chừng với các dịch vụ này. Nên nhóm sẽ coi như đây là phụ tải loại một với độ cung cấp điện cao nhất. 2.2.2. Chất lượng điện Chất lượng điện được đánh giá bằng hai chỉ tiêu tần số và điện áp. Chỉ tiêu tần số do điều độ miền điều chỉnh. Chỉ có những hộ tiêu thụ lớn hàng chục MW trở lên mới phải quan tâm đến chế độ vận hành của mình sao cho hợp lý để góp phần ổn định tần số của hệ thống điện. Ở đây người thiết kế cung cấp điện thường chỉ phải quan tâm chất lượng điện áp cho khách hàng. Nói chung điện áp ở lưới trung hạ áp cho phép dao động xung quanh giá trị ±5% điện áp định mức. 2.2.3. An toàn trong cung cấp Hệ thống cung cấp điện phải được vận hành an toàn đối với người và thiết bị. Muốn đạt được yêu cầu đó, người thiết kế phải đưa ra phương án cung cấp điện hợp lý, rõ ràng, mạch lạc dễ hiểu tránh được sự nhầm lẫn trong vận hành, các thiết bị điện phải được chọn đúng chủng loại, đúng công suất. Công tác Xây dựng lắp đặt hệ thống cung cấp điện ảnh hưởng đến độ an toàn cung cấp điện. Cuối cùng, việc vận hành quản lý cung cấp điện có vai trò đặc biệt quan trọng. Người sử dụng phải chấp hành những quy định về an toàn sử dụng diện. 4
13. Đồ Án Tốt Nghiệp 2.2.4. Tính kinh tế Khi đánh giá so sánh các phương án cung cấp điện, chỉ tiêu kinh tế được xét đến khi các chỉ tiêu kỷ thuật nêu trên đã được đảm bảo. Chỉ tiêu kinh tế đánh giá thông qua: Tổng số vốn đầu tư, chi phí vận hành và thời gian thu hồi vốn. 2.2.5. Tính thẩm mỹ Đây là một khu thương mại lớn nên tính thẩm mỹ là điều vô cùng quan trọng vì vậy người thiết kế phải đẩm bảm được sự tinh tế trong lắp đặt. 2.2.6. Dự trù cho phát triển trong tương lai Đây là sự cần thiết vì các loại hình dịch vụ đang phát triển từng ngày nên việc mở rộng, nâng cấp hệ thống trong tương lai là điều không thể thiếu. 5
14. Đồ Án Tốt Nghiệp CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP TÍNH VÀ CÁC PHẦN TỬ TRONG HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN 3.1. Phương pháp tính toán phụ tải 3.1.1. Phương pháp hệ số sử dụng và hệ số đồng thời Tất cả các tải riêng biệt thường không vận hành hết công suất định mức ở cùng một thời điểm. Hệ số ku và ks cho phép xác định công suất biểu kiến lớn nhất dùng để định kích cỡ mạng. Công thức tính công suất tác dụng, công suất phản kháng và công suất biểu kiến được xác định như sau: n Ptt = ks ∑i=1(kui ∗ Pni) (1) 푛 푄푡푡 = 푠 ∑𝑖=1( 𝑖 ∗ 푄푛𝑖) (2) 2 2 Stt = √Ptt + Qtt (3) Trong đó: Ptt (kW), Qtt (kVAr), Stt (kVA) lần lượt là công suất tính toán tác dụng, phản kháng, và biểu kiến; Pni (kW), Qni (kVAr) lần lượt là các công suất định mức của phụ tải thứ i; n là số nhóm thiết bị; kui là hệ số sử dụng của phụ tải thứ i; ks là hệ số đồng thời của nhóm thiết bị. 3.1.2. Phương pháp xác định công suất tính toán theo suất phụ tải Phương pháp này chỉ cho kết quả gần đúng và thường được dùng trong giai đoạn thiết kế sơ bộ. Công suất tính toán có thể xác định theo biểu thức: n P = K ∑ pi ∗ S (4) tt s i=1 o i i 2 2 Trong đó: Po (W/m ) là suất phụ tải i trên một đơn vị diện tích; Si (m ) là diện tích phần thứ i; ks là hệ số đồng thời. 3.1.3. Phương pháp xác định công suất tính toán theo hệ số yêu cầu a. Xác định công suất phụ tải chiếu sáng Công suất của phụ tải chiếu sáng được tính toán theo số lượng và công suất của các bộ đèn chiếu sáng trong công trình theo công thức sau: n Ptt = Kyc ∑i=1 Pdi (5) Trong đó: Kyc là hệ số yêu cầu đối với phụ tải chiếu sáng trong công trình; Pdi (kW) là công suất điện định mức của bộ đèn thứ i. Khi chưa có thiết kế chiếu sáng cho công trình thì phụ tải chiếu sáng được xác định dựa trên suất phụ tải chiếu sáng trên đơn vị diện tích sàn (m2). Suất phụ tải chiếu sáng phụ thuộc vào kiểu chiếu sáng, loại đèn sử dụng, chỉ số địa điểm chiếu sáng và độ rọi yêu cầu. Suất phụ tải biểu kiến áp dụng cho các công việc khác nhau ứng với chiếu sáng bằng đèn huỳnh quang với máng đèn công nghiệp có bù hệ số công suất cosφ tới trị số 0,86. b. Công suất tính toán đối với các ổ cắm điện Poc. 6
15. Đồ Án Tốt Nghiệp Ổ cắm dùng cho thiết bị điện cụ thể phải được tính toán theo công suất điện định mức của các thiết bị điện đó. Khi không có số liệu cụ thể về thiết bị điện sử dụng ổ cắm hoặc ứng dụng cụ thể của ổ cắm thì công suất mạch ổ cắm được xác định như sau: Đối với nhà làm việc, trụ sở, văn phòng công suất phụ tải từ các ổ cắm điện phải được tính toán với suất phụ tải không nhỏ hơn 25VA/m2 sàn. Đối với nhà ở và các công trình công cộng khác, công suất cho mỗi ổ cắm đơn không nhỏ hơn 180VA hoặc đối với mỗi đơn vị ổ cắm trên một giá kẹp. Đối với thiết bị chứa ổ cắm cấu tạo từ 4 đơn vị ổ cắm trở lên thì công suất ổ cắm được tính toán không nhỏ hơn 90VA trên mỗi đơn vị ổ cắm, xem điều 220.14 tiêu chuẩn NEC 2008. c. Phụ tải tính toán của lưới điện chiếu sáng và điện động lực cung cấp cho công trình công cộng Pcc (kW) tính theo công thức: Pcc = 0,9 (Pcs + Pđl) (6) Trong đó: Pcs (kW) là phụ tải tính toán chiếu sáng của công trình công cộng; Pđl (kW) là phụ tải tính toán điện động lực của công trình công cộng. Phụ tải tính toán của lưới điện động lực cung cấp cho công trình công cộng Pđl (kW) tính theo công thức: Pđl = Pmax + n1P1 + n2P2 + + niPi (7) Trong đó: Pmax (kW) là công suất của thiết bị điện lớn nhất; P1, P2, Pi (kW) là công suất của các thiết bị điện còn lại; n1, n2, ni là số lượng thiết bị điện cùng làm việc đồng thời của mỗi loại thiết bị điện. 3.2. Máy biến áp 3.2.1. Định nghĩa máy biến áp Máy biến áp là một thiết bị điện từ loại tĩnh, làm việc theo nguyên lý cảm ứng điện từ, biến đổi một hệ thống dòng điện xoay chiều ở điện áp này thành một hệ thống dòng điện xoay chiều ở điện áp khác với tần số không thay đổi. Do đó máy biến áp chỉ làm nhiệm vụ truyền tải hoặc phân phối năng lượng chứ không biến đổi năng lượng. Nếu một cuộn dây được đặt vào một nguồn điện áp xoay chiều (gọi là cuộn dây sơ cấp), thì sẽ có một từ thông sinh ra với biên độ phụ thuộc vào điện áp sơ cấp và số vòng dây quấn sơ cấp.Từ thông này sẽ móc vòng các cuộn dây quấn khác (dây quấn thứ cấp) và cảm ứng trong dây quấn thứ cấp có một sức điện động mới, có giá trị phụ thuộc vào số vòng dây quấn thứ cấp. Với tỷ số tương ứng giữa số vòng dây quấn sơ cấp và thứ cấp chúng ta sẽ có tỷ lệ tương ứng giữa điện áp sơ cấp và thứ cấp. 3.2.2. Nguyên lý làm việc và phân loại máy biến áp 7
16. Đồ Án Tốt Nghiệp Máy biến áp có các bộ phận chính như sau: lõi thép (mạch từ), dây quấn và vỏ máy. Có hai loại máy biến áp: Máy biến áp tăng áp và máy biến áp hạ áp. Nguyên lý làm việc của máy biến áp dựa trên cơ sở hiện tượng cảm ứng điện từ. Khảo sát một máy biến áp đơn giản gồm hai cuộn dây được quấn trên lõi sắt mạch từ cột. Dòng điện được tạo ra trong cuộn dây sơ cấp khi nối với hiệu điện thế sơ cấp, và một từ trường biến thiên trong lõi sắt. Từ trường biến thiên này tạo ra trong mạch điện thứ cấp một hiệu điện thế thứ cấp. Như vậy hiệu điện thế sơ cấp có thể thay đổi được hiệu điện thế thứ cấp thông qua từ trường. Sự biến đổi này có thể được điều chỉnh qua số vòng quấn trên lõi sắt. Hình 3.1: Nguyên lý làm việc của MBA. Có hai loại máy biến áp: Máy biến áp tăng áp và máy biến áp hạ áp. Dây quấn có điện áp cao gọi là dây quấn cao áp. Dây quấn có điện áp thấp gọi là dây quấn hạ áp. Nếu điện áp thứ cấp bé hơn điện áp sơ cấp ta có máy biến áp giảm áp, nếu điện áp thứ cấp lớn hơn điện áp sơ cấp gọi là máy biến áp tăng áp. Ở máy biến áp ba dây quấn, ngoài hai dây quấn sơ cấp và thứ cấp còn có dây quấn thứ ba với điện áp trung bình. Máy biến áp biến đổi hệ thống dòng điện xoay chiều một pha gọi là máy biến áp một pha, máy biến áp biến đổi hệ thống dòng điện xoay chiều ba pha gọi là máy biến áp ba pha. Máy biến áp ngâm trong dầu gọi là máy biến dầu, máy biến áp không ngâm trong dầu gọi là máy biến áp khô, máy biến áp có ba trụ nằm trong một mặt phẳng gọi là máy biến áp mạch từ phẳng, máy biến áp với ba trụ nằm trong không gian gọi là máy biến áp mạch từ không gian. 3.2.3. Những đại lượng định mức của máy biến áp Các đại lượng định của máy biến áp qui định điều kiện kỹ thuật của máy. Các đại lượng này do nhà máy chế tạo qui định và thường được ghi trên nhãn máy biến áp. Dung lượng hay công suất định mức Sđm: là công suất toàn phần (hay biểu kiến) đưa ra ở dây quấn thứ cấp của máy biến áp, tính bằng kilô vôn – ampe (KVA) hay vôn-ampe (VA). 8
17. Đồ Án Tốt Nghiệp Điện áp dây sơ cấp định mức U1đm: là điện áp của dây quấn sơ cấp tính bằng kilôvôn (KV) hay vôn (V). Nếu dây quấn sơ cấp có các đầu phân nhánh thì người ta ghi cả điện áp định mức của từng đầu phân nhánh. Điện áp dây thứ cấp định mức U2đm: là điện áp dây của dây quấn thứ cấp khi máy biến áp không tải và điện áp đặt vào dây quấn sơ cấp là định mức, tính bằng kilô vôn (KV) hay vôn(V). Dòng điện dây định mức sơ cấp I1đm và thứ cấp I2đm: là những dòng điện dây của dây quấn sơ cấpp và thứ cấp ứng với công suất và điện áp định mức, tính bằng kilôampe (KA) hay ampe (A). 3.2.4. Phương pháp chọn dung lượng MBA Hiện nay có nhiều phương pháp xác định dung lượng máy biến áp . Nhưng vẫn phải dựa theo các nguyên tắc sau đây: - Chọn theo điều kiện làm việc bình thường có xét đến quá tải cho phép (quá tải bình thường). Mức độ quá tải phải được tính toán sao cho hao mòn cách điện trong khoảng thời gian xem xét không vượt quá định mức tương ứng với nhiệt độ cuộn dây 98oC. Khi quá tải bình thường, nhiệt độ điểm nóng nhất của cuộn dây có thể lớn hơn (những giờ quá tải cực đại) nhưng không vượt quá140oC và nhiệt độ lớp dầu phía trên không vượt quá 95oC. - Kiểm tra theo điều kiện quá tải sự cố (hư hỏng một trong những máy biến áp làm việc song song) với một thời gian hạn chế để không gián đoạn cung cấp điện. Thông thường ta chọn máy biến áp dựa vào đồ thị phụ tải bằng hai phương pháp đó là: - Phương pháp công suất đẳng trị. - Phương pháp 3%. Nhưng ở đây ta không có đồ thị phụ tải cụ thể, do đó chọn dung lượng máy biến áp theo công thức sau: SđmMBA ≥ STT (8) với : STT = STT tủ điện + SttCS + Sdự phòng (9) Sdự phòng phụ thuộc vào việc dự báo phụ tải điện của trung tâm trong tương lai, giả sử phụ tải điện của trung tâm thương mại dự báo trong tầm vừa từ 3 – 10 năm. Do vậy ta chọn công suất dự phòng cho trung tâm thương mại là 20%. Sdự phòng = 20% (STT tủ điện + SttCS) (10) Vậy dung lượng của máy biến áp cần chọn là : SđmMBA ≥ STT tủ điện + SttCS + Sdự phòng (11) 3.2.5. Các hãng máy biến áp có mặt tại thị trường Việt Nam Trên thị trường hiện nay, có nhiều công ty cùng sản xuất máy biến áp mang các thương hiệu khác nhau như Máy Biến áp LS, Đông Anh, Thibidi, Lioa, Standa, Vitenda 3.2.6. Các lọai trạm biến áp 9
18. Đồ Án Tốt Nghiệp Hiện nay, trên thị trường có rất nhiều loại trạm biếp áp nhưng tùy vào mục đích sử dụng cùng những đặc điểm của sản phẩm, người ta chia các loại trạm thành những loại sau: 3.1.6.1 . Trạm ngòai trời Đặc điểm của những loại trạm là này thường được sử dụng trong các trạm trung gian có công suất lớn vì vậy máy biến áp và các thiết bị của trạm thường có kích thường rất lớn, cần một không gian lớn để lắp đặt. Vì vậy nhưng loại trạm này chỉ thích hợp lắp đặt bên ngoài. Tuy nhiên, một đặc điểm bất lợi lớn của những loại trạm này là về mỹ quan không phù hợp vì thế những loại trạm này thường được sử dụng trong các khu công nghiệp hoặc các khu sản xuất, không được ưa dùng trong các khu đô thị. Với loại trạm này, có 4 kiểu trạm biến áp đang được nhiều người sử dụng là:  Trạm treo: Hình 3.2: Trạm treo. – Là trạm mà toàn bộ các thiết bị cao hạ áp và máy biến áp đều được treo trên cột. MBA thường là loại một pha hoặc tổ ba máy biến áp một pha. Tủ hạ áp được đặt trên cột. – Trạm này thường rất tiết kiệm đất nên thường được dùng làm trạm công cộng cung cấp cho một vùng dân cư. Máy biến áp của trạm treo thường có công suất nhỏ( 3 x 75 kVA), cấp điện áp 15(22) / 0,4 kV, phần đo đếm được trang bị phía hạ áp. 10
19. Đồ Án Tốt Nghiệp  Trạm giàn: Hình 3.3: Trạm giàn. – Trạm giàn là loại trạm mà toàn bộ các trang thiết bị và máy biến áp đều được đặt trên các giá đỡ bắt giữa hai cột. Trạm được trang bị ba máy biến áp một pha (3 x 75 kVA) hay một máy biến áp ba pha (400 kVA), cấp điện áp 15 (22) kV /0,4 kV. – Phần đo đếm có thể thực hiện phía trung áp hay phía hạ áp. Tủ phân phối hạ áp đặt trên giàn giữa hai cột đường dây đến có thể là đường dây trên không hay đường cáp ngầm. – Trạm giàn thường cung cấp điện cho khu dân cư hay các phân xưởng.  Trạm nền: Hình 3.4: Trạm nền. – Trạm nền thường được dùng ở những nơi có điều kiện đất đai như ở vùng nông thôn, cơ quan, xí nghiệp nhỏ và vừa. 11
20. Đồ Án Tốt Nghiệp – Đối với loại trạm nền thiết bị cao áp đặt trên cột, máy biến áp thường là tổ ba máy biến áp một pha hay một máy biến áp ba pha đặt bệt trên bệ ximăng dưới đất, tủ phân phối hạ áp đặt trong nhà. – Xung quanh trạm có xây tường rào bảo vệ. Đường dây đến có thể là cáp ngầm hay đường dây trên không, phần đo đếm có thể thực hiện phía trung áp hay phía hạ áp.  Trạm hợp bộ (integrated distribution substation - IDS): công suất từ 250 đến 2000 KVA Hình 3.5: Trạm hợp bộ. – Đặt trên nền, Thi công lắp đặt dể dàng, Độ cách điện cấp K, độ an toàn cao. – Hợp bộ với tủ điện hạ áp đặt trên trạm thành một khối. – Không dùng khí SF6, thân thiện với môi trường. 3.1.6.2 . Trạm trong nhà  Trạm Kín: Hình 3.6: Trạm kín. 12
21. Đồ Án Tốt Nghiệp – Trạm kín là loại trạm mà các thiết bị điện và máy biến áp được đặt trong nhà.Trạm kín thường được phân làm trạm công cộng và trạm khách hàng. – Trạm công cộng thường được đặt ở khu đô thị hóa,khu dân cư mới để đảm bảo mỹ quan và an toàn cho người sử dụng. – Trạm khách hàng thường được đặt trong khuôn viên của khách hàng khuynh hướng hiện nay là sử dụng bộ mạch vòng chính (Ring Main Unit) thay cho kết cấu thanh cái, cầu dao, có bợ chì và cầu chì ống để bảo vệ máy biến áp có công suất nhỏ hờn 1000 kVA. – Đối với loại trạm kiểu này cáp vào và ra thường là cáp ngầm .Các cửa thông gió đều phải có lưới đề phòng chim ,rắn ,chuột và có hố dầu sự cố.  Trạm Trọn Bộ: Hình 3.7: Trạm trọn bộ. – Đây đang là loại trạm đang rất được sử dụng rất nhiều trong các tòa nhà trong đô thị nhờ thiết kế nhỏ gọn, không quá cồng kềnh như loại trạm ngoài trời. – Đối với nhiều trạm phức tạp đòi hỏi sử dụng cấu trúc nối mạng nguồn kiểu vòng hoặc tủ đóng cắt chứa nhiều máy cắt, gọn, không chịu ảnh hưởng của thời tiết và chịu được va đập, trong những trường hợp này các trạm trọn bộ kiểu kín được sử dụng . – Các khối được chế tạo sẵn sẽ được lắp đặt trên nền nhà bê tông và được sử dụng đối với trạm ở đô thị cũng như trạm ở nông thôn. 13
22. S K L 0 0 2 1 5 4