Đồ án Thiết kế cung cấp điện cho tòa nhà giảng đường đại học 9 tầng

BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

KHOA ĐIỆN

--------

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO TÒA NHÀ GIẢNG

ĐƯỜNG ĐẠI HỌC 9 TẦNG

Giảng viên hướng dẫn : Ths. PHÙNG THỊ VÂN

Sinh viên thực hiện

: NGUYỄN VĂN THỊNH 1141040204

NGUYỄN VĂN DƯƠNG 1141040164

TRẦN VĂN HIẾU

: ĐIỆN 3-K11

1141040220

Lớp

Hà Nội: 2019-202

Đồ án tốt nghiệp

Đại học Công Nghiệp Hà Nội

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1: THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG CHO TẦNG ĐIỀN HÌNH ........1

1.1. Gi ớ i thi ệ u v ề gi ảng đường đạ i h ọ c 9 t ầ ng...............................................1

1.2. Thi ế t k ế chi ế u sáng cho t ầng điể n hình...................................................3

1.2.1. Gi ớ i thi ệ u ph ầ m m ề m DiaLux ........................................................ 3

1.2.2. Thi ế t k ế chi ế u sáng cho 1 t ầ ng........................................................ 8

1.2.3. Chiếu sáng tầng hầ m .....................................................................1 6

CHƯƠNG 2: XÁC ĐỊ NH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO TÒA NHÀ ......2 6

2.1. Phân lo ạ i ph ụ t ả i....................................................................................2 6

2.2. Ph ương pháp tính toán phụ t ả i ..............................................................2 6

2.3. Áp d ụng phương pháp tính toán ph ụ t ả i ...............................................2 7

2.3.1. Ph ụ t ải ưu tiên ...............................................................................2 7

2.3.2. Ph ụ t ải thườ n g ...............................................................................2 8

2.4. Xác đị nh công su ấ t tòa nh à ...................................................................3 0

CHƯƠNG 3: LẬP GIẢI PHÁP CẤP ĐIỆN CƠ SỞ CHO T ÒA NHÀ....3 2

3.1. Ch ọn phương án cấp điệ n .....................................................................3 2

3.1.1. Yêu c ầ u..........................................................................................3 2

3.1.2. L ự a ch ọn sơ đồ c ấ p điệ n trung á p .................................................3 2

3.1.3. Phương án chọ n máy bi ế n áp, máy phát d ự phòn g .......................3 5

3.1.4. Ch ọn dung lượ ng máy bi ế n áp và máy phát .................................3 4

3.1.5. Sơ đồ nguyên lí tr ạm điệ n .............................................................3 7

3.2. Các bảo vệ trạm .....................................................................................3 8

Nhóm SV- K11

Đồ án tốt nghiệp

Đại học Công Nghiệp Hà Nội

3.2.1. Bảo vệ chống điện giật và quá áp .................................................3 8

3.2.2. Bảo vệ quá tải ................................................................................3 9

3.2.3. Bảo vệ ngắn mạc h .........................................................................3 9

3.3. Ch ọ n dây và khí c ụ b ả o v ệ ....................................................................3 9

3.3.1. Cơ sở lí thuyế t ...............................................................................3 9

3.3.2. Lựa chọn máy cắt phụ tả i ..............................................................4 0

3.3.3. L ự a ch ọ n c ầ u chì cao áp................................................................4 1

3.3.4. Tính toán khí cụ bảo vệ và dây dẫn từ trạm biến áp đến tủ phân phối:

.................................................................................................................4 1

3.3.5. Chọn thiết bị bảo vệ và dây dẫn từ tủ phân phối chính đến tủ phân

phối phụ và đến các phòng ......................................................................4 3

CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHỐNG SÉT VÀ NỐI ĐẤT CHO

TÒA NHÀ ......................................................................................................5 5

4.1. Tổng quang về sét .................................................................................5 5

4.1.1. Sét và quá trình phóng điện của sét ..............................................5 5

4.1.2. Tác hại của sét...............................................................................5 5

4.2. Giải pháp phòng chống sét ....................................................................5 6

4.2.1. Thuật ngữ và định nghĩa: ..............................................................5 6

4.2.2. Chức năng của hệ thống chống sét ................................................5 7

4.3. Tính toán nối đất cho hệ thống chống sé t .............................................5 7

4.4. Tính toán lựa chọn kim thu sét .............................................................5 9

4.5. Tính toán nối đất ...................................................................................6 0

Nhóm SV- K11

Đồ án tốt nghiệp

Đại học Công Nghiệp Hà Nội

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1-1: Gi ảng đườ ng 9 t ầ ng ...................................................................... 1

Hình 1-2: M ặ t b ằ ng m ộ t t ầng điể n hình........................................................ 2

Hình 1-3: Kh ởi động chương trình DiaLux Evo ........................................... 4

Hình 1-4: Ch ọ n thông s ố chi ề u dài,r ộ ng,cao cho phòng .............................. 4

Hình 1-5: Ch ọ n h ệ s ố ph ả n x ạ c ủ a phòng(tr ần,tườ ng và sàn) ...................... 5

Hình 1-6: L ự a ch ọ n lo ại đèn ......................................................................... 5

Hình 1-7: Ch ọn độ r ọ i yêu c ầ u...................................................................... 6

Hình 1-8: Sơ đồ b ố trí đèn ............................................................................. 6

Hình 1-9: Bi ểu đồ phân b ố quang thông và k ế t qu ả tính toán ...................... 7

Hình 1-10: Hình ả nh phòng h ọ c 70 ch ỗ ........................................................ 9

Hình 1-11: Mô ph ỏ ng phòng h ọ c................................................................ 10

Hình 1-12: K ế t qu ả tính toán chi ế u sáng gi ảng đườ n g ............................... 10

Hình 1-13: Mô ph ỏ ng phòng ch ờ giáo viên................................................ 11

Hình 1-14: Chi ế u sáng phòng ch ờ giáo viên............................................... 11

Hình 1-15: Mô ph ỏ ng phòng v ệ sinh giáo viên .......................................... 12

Hình 1-16: Chi ế u sáng phòng v ệ sinh giáo viê n ......................................... 12

Hình 1-17: Mô ph ỏ ng phòng v ệ sinh nam .................................................. 13

Hình 1-18: Chi ế u sáng phòng v ệ sinh nam................................................. 13

Hình 1-19: Mô ph ỏ ng phòng v ệ sinh n ữ ..................................................... 14

Hình 1-20: Chi ế u sáng phòng v ệ sinh n ữ .................................................... 14

Hình 1-21: Mô ph ỏ ng hành lan g ................................................................. 15

Hình 1-22: Chi ế u sáng hành lang................................................................ 15

Hình 1-23: Mô ph ỏ ng t ầ ng h ầ m.................................................................. 16

Nhóm SV- K11

Đồ án tốt nghiệp

Đại học Công Nghiệp Hà Nội

Hình 1-24: Chi ế u sáng t ầ ng h ầ m................................................................. 16

Hình 2-1: Sơ đồ phân lo ạ i ph ụ t ả i ............................................................... 26

Hình 3-1: Sơ đồ c ấp điệ n trung áp .............................................................. 33

Hình 3-2: Sơ đồ c ấp điệ n t ừ máy bi ế n áp và máy phát............................... 35

Hình 4-1: Kho ả ng cánh an toàn .................................................................. 59

Hình 4-2: Kim thu sét.................................................................................. 60

Hình 4-3: C ọ c n ối đấ t.................................................................................. 61

Nhóm SV- K11

Đồ án tốt nghiệp

Đại học Công Nghiệp Hà Nội

DANH MỤC BẢNG BIỂU

B ả ng 1-1:Thông s ố và yêu c ầ u thi ế t k ế chi ế u sáng............................................... 8

B ả ng 1-2: B ả ng th ố ng kê chi ế u sáng c ủ a t ầng điể n hìn h .................................... 17

B ả ng 1-3: B ả ng t ổ ng k ế t chi ế u sáng tòa nhà....................................................... 25

B ả ng 1-4: Catalogue các lo ại đèn sử d ụ ng.......................................................... 25

B ả ng 2-1: Tính toán ph ụ t ải ưu tiên .................................................................... 28

B ả ng 2-2: Tính toán ph ụ t ải thườ n g .................................................................... 29

B ả ng 3-1 : Phương án chọn sơ độ c ấp điệ n trung áp ........................................... 33

B ả ng 3-3: Ch ọ n máy bi ế n áp............................................................................... 34

B ả ng 3-2 : Phương án chọ n máy bi ế n áp và máy phát......................................... 36

B ả ng 3-4: Phương án cấp điệ n h ạ áp................................................................... 37

B ả ng 3-5: Sơ đồ nguyên lí tr ạm điệ n .................................................................. 37

B ả ng 3-6:Thông s ố máy c ắ t ph ụ t ả i .................................................................... 40

B ả ng 3-7: B ảng điề u ki ệ n ch ọ n c ầ u chì cao á p ................................................... 41

B ả ng 3-8: Thông s ố c ầ u chì cao á p ..................................................................... 41

B ả ng 3-9: Thông s ố cáp t ừ máy bi ến áp đế n t ủ phân ph ố i ................................. 43

B ả ng 3-10: Thông s ố aptomat cho ph ụ t ải không ưu tiên ................................... 45

B ả ng 3-11: Điề u ki ệ n ch ọ n thanh d ẫ n................................................................. 45

B ả ng 3-12: Thông s ố dây d ẫ n cho ph ụ t ả i khôn g ưu tiê ..................................... 47

B ả ng 3-13: Ch ọ n dây d ẫ n t ừ t ủ phân ph ối đế n các t ầ ng ..................................... 47

B ả ng 3-14: Tính toán ch ọ n aptomat cho ph ụ t ải ưu tiên ..................................... 50

B ả ng 3-15: Thông s ố aptomat cho ph ụ t ải ưu tiê n .............................................. 50

B ả ng 3-16: Điề u ki ệ n ch ọ n thanh d ẫ n................................................................. 51

B ả ng 3-17: Thông s ố dây d ẫ n cho các t ủ ph ụ t ải ưu tiên .................................... 52

B ả ng 3-18: Ch ọ n dây d ẫ n t ừ t ủ nhánh đế n các thi ế t b ị c ủ a ph ụ t ải ưu tiên ........ 54

Nhóm SV- K11

Đồ án tốt nghiệp

Đại học Công Nghiệp Hà Nội

Lời nói đầu

Cung cấp điện là một ngành khá quan trọng trong xã hội loài người, cũng

như trong quá trình phát triển nhanh của nền khoa học kĩ thuật nước ta trên con

đường công nghiệp hóa hiện đại hóa của đất nước.Vì thế, việc thiết kế và cung

cấp điện là một vấn đề hết sức quan trọng và không thể thiếu đối với ngành điện

nói chung và mỗi sinh viên đã và đang học tập, nghiên cứu về lĩnh vực nói riêng

Trong những năm gần đây, nước ta đã đạt được nhựng thành tựu to lớn trong

phát triển kinh tế xã hội. số lượng các nhà máy công nghiệp, các hoạt động thương

mại, dịch vụ, … gia tăng nhanh chóng, dẫn đến sản lượng điện sản xuất và tiêu

dùng của nước ta tăng lên đáng kể và dự báo là sẽ tiếp tục tăng nhanh trong những

năm tới. Do đó mà hiện nay chúng ta đang rất cần đội ngũ những người am hiểu

về điện để làm công tác thiết kế cũng như vận hành, cải tạo sữa chữa lưới điện nói

chung trong đó có khâu thiết kế cung cấp điện là quan trọng.

Nhằm giúp sinh viên củng cố kiến thức đã học ở trường vào việc thiết kế cụ

thể. Nay em được bộ môn đồ án cung cấp điện giao cho nhiệm vụ là “Thiết kế

cung cấp điện cho giảng đường đại học 9 tầng’’.

Trong quá trình thực hiện đồ án chúng em đã cố gắng vận dụng các kiến thức

đã được học, cùng với sự giúp đỡ tận tình của cô giáo Th.s Phùng Thị Vân và

các thầy cô giáo trong khoa Điện chúng em đã hoàn thành đồ án đúng thời hạn.

Tuy nhiên, trình độ còn nhiều hạn chế nên không thể tránh khỏi những thiếu sót.

Chúng em rất mong nhận được những đóng góp, ý kiến đánh giá của các thầy cô

để đồ án này hoàn thiện hơn nữa.

Chúng em xin chân thành cảm ơn!!!

Nhóm SV- K11

Đồ án tốt nghiệp

Đại học Công Nghiệp Hà Nội

CHƯƠNG 1: THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG CHO TẦNG ĐIỀN HÌNH

1.1. Giới thiệu về giảng đường đại học 9 tầng

Hình 1-1: Giảng đường 9 tầng

Là giảng đường của một trường đại học lớn, giảng đường 9 tầng có đầy đủ

các yêu cầu theo tiêu chuẩn về không gian, trang thiết bị để phục vụ tốt cho công

tác đào tạo.

Giảng đường này là một trong những giảng đường chính của trường. Để

thuận tiện cho công tác dạy và học của giáo viên và sinh viên nên giảng đường

được bố trí xây dựng gần với cổng chính của trường.

• Địa điểm giảng đường

Tòa nhà giảng đường được xây dựng và đặt tại một trường đại học lớn có vị

trí thuận lợi về hệ thống giao thông đường bộ, tuyến đường huyết mạch. Gần khu

vực dân cư sống đông đúc, gần chợ, trung tâm hành chính, trung tâm kinh tế và

các khu công nghiệp.

Nhóm SV- K11

1

Đồ án tốt nghiệp

• Mặt bằng kiến trúc

Đại học Công Nghiệp Hà Nội

Hình 1-2: Mặt bằng một tầng điển hình

Nhóm SV- K11

2

Đồ án tốt nghiệp

Đại học Công Nghiệp Hà Nội

• Tòa nhà giảng đường có diện tích: 1693 m².

Gồm 6 tầng lầu, một tầng trệt và 2 tầng hầm.

Mỗi tầng gồm 7 phòng học, phòng giáo viên và hệ thống nhà vệ sinh.

Phòng 70 chỗ: Diện tích 70 m².

Phòng chờ giáo: Diện tích 25 m².

Các phòng học, giảng đường được trang bị các thiết bị điện như: Đèn huỳnh

quang, quạt trần, máy chiếu, loa-âm li, ổ cắm điện, ổ cắm âm thanh, aptomat...

-Tầng trệt: Ngoài 6 phòng học, tầng trệt còn có 5 thang máy, 2 động cơ bơm

nước chữa cháy.

-Tầng hầm: đèn huỳnh quang, 2 máy bơm nước sinh hoạt, quạt thông gió. Tầng

trệt và các tầng trên, mỗi tầng có chiều cao là 3,6 m, tầng hầm cao 4,5m.

Từ tầng 1 đến tầng 7 mỗi tầng đều có 7 phòng học có sức chứa 70 chỗ.

1.2. Thiết kế chiếu sáng cho tầng điển hình

1.2.1. Giới thiệu phầm mềm DiaLux

DiaLux là phần mềm của hãng Dial GmbH của Đức, cho phép tính toán thiết

kế chiếu sáng trong nhà và ngoài trời với giao diện 3D trực quan sinh động.

Một trong số những ưu điểm của phần mềm là đưa ra nhiều phương án lựa

chọn bộ đèn, không chỉ các bộ đèn của hãng Osram mà còn hỗ trợ nhiều Databases

của nhiều hãng đèn khác nhau trên thế giới như: Philips, Erco, Thorn, Meyer…,

và thậm chí là của Rạng Đông hay Điện Quang của Việt Nam.

Các bước tiến hành thiết kế chiếu sáng trên phần mềm DiaLux:

Nhóm SV- K11

3

Đồ án tốt nghiệp

Đại học Công Nghiệp Hà Nội

- Khởi động chương trình:

Hình 1-3: Khởi động chương trình DiaLux Evo

- Chọn thông số phòng:

Hình 1-4: Chọn thông số chiều dài,rộng,cao cho phòng

Nhóm SV- K11

4

Đồ án tốt nghiệp

Đại học Công Nghiệp Hà Nội

-Giao diện làm việc của DiaLux:

Hình 1-5: Chọn hệ số phản xạ của phòng(trần,tường và sàn)

- Lựa chọn database của đèn:

Hình 1-6: Lựa chọn loại đèn

Ta chọn đèn của hãng philips.

Nhóm SV- K11

5

Đồ án tốt nghiệp

Đại học Công Nghiệp Hà Nội

- Chọn tính chất phòng và độ rọi yêu cầu:

Hình 1-7: Chọn độ rọi yêu cầu

Ở đây ta chọn độ rọi cho phòng là >= 400lux

- Bố trí đèn:

Hình 1-8: Sơ đồ bố trí đèn

Ở đây ta chọn 12 đèn huỳnh quang Philips TMS022 1xTL-D36W HFS

+GMS022 R_830

Nhóm SV- K11

6

Đồ án tốt nghiệp

Đại học Công Nghiệp Hà Nội

- Tính toán chiếu sáng:

Hình 1-9: Biểu đồ phân bố quang thông và kết quả tính toán

Nhóm SV- K11

7

Đồ án tốt nghiệp

1.2.2. Thiết kế chiếu sáng cho 1 tầng

Đại học Công Nghiệp Hà Nội

S

H

Hệ số phản xạ

E_yc

T

(K)

Tầng Phòng

CRI

(m²)

(m) tường, trần, sàn (lux)

P1

P2

P3

P4

P5

70

3,6

0,7:0,45:0,25

300

6500

80-90

2

P6

P7

Phòng

GV

25

18

8

3,6

0,7:0,45:0,25

0,7:0.45:0,25

200

75

4000

80-90

40-60

Vệ sinh

nữ

Vệ sinh

nam

Vệ sinh

GV

Hành

lang

193

Bảng 1-1:Thông số và yêu cầu thiết kế chiếu sáng

Nhóm SV- K11

8

Đồ án tốt nghiệp

Đại học Công Nghiệp Hà Nội

➢ Phòng học 70 chỗ:

Hình 1-10: Hình ảnh phòng học 70 chỗ

Bề mặt làm việc: 0,8 m

Chiều cao treo đèn so với bề mặt làm việc: ℎ_푡푡=2,8m

Chiều cao treo đèn h

Khoảng cách từ đèn đến

H =3.6 m

bề mặt làm việc

Chiều cao mặt làm việc

0.8 m

Nhóm SV- K11

9

Đồ án tốt nghiệp

Đại học Công Nghiệp Hà Nội

Sử dụng phần mềm DiaLux tính toán và bố trí ta có:

Hình 1-11: Mô phỏng phòng học

Hình 1-12: Kết quả tính toán chiếu sáng giảng đường

Nhóm SV- K11

10

Đồ án tốt nghiệp

Đại học Công Nghiệp Hà Nội

➢ Phòng chờ giáo viên:

Hệ số phản xạ 0,70:0,45:0,25

Hình 1-13: Mô phỏng phòng chờ giáo viên

Hình 1-14: Chiếu sáng phòng chờ giáo viên

Nhóm SV- K11

11

Đồ án tốt nghiệp

Đại học Công Nghiệp Hà Nội

➢ Nhà vệ sinh:

- Phòng vệ sinh giáo viên:

Hệ số phản xạ 0,70:0,45:0,25

Hình 1-15: Mô phỏng phòng vệ sinh giáo viên

Hình 1-16: Chiếu sáng phòng vệ sinh giáo viên

Nhóm SV- K11

12

Đồ án tốt nghiệp

Đại học Công Nghiệp Hà Nội

- Phòng vệ sinh của sinh viên nam:

Hệ số phản xạ 0,70:0,45:0,25

Hình 1-17: Mô phỏng phòng vệ sinh nam

Hình 1-18: Chiếu sáng phòng vệ sinh nam

Nhóm SV- K11

13