Giáo trình mô đun Thiết kế mạng điện dân dụng - Nghề: Điện dân dụng
BỘ LAO ĐỘNG - THƯƠNG BINH VÀ XÃ HỘI
TỔNG CỤC DẠY NGHỀ
GIÁO TRÌNH
Tên mô đun: Thiết kế mạng điện dân dụng
NGHỀ: ĐIỆN DÂN DỤNG
TRÌNH ĐỘ CAO ĐẲNG NGHỀ
Ban hành kèm theo Quyết định số: 120 /QĐ- TCDN
ngày 25 tháng 02 năm 2013 của Tổng cục trưởng Tổng cục dạy nghề
Hà nội, năm 2012
TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN
Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể
được phép dùng nguyên bản hoặc trích dung cho các mục đích đào tạo thạm
khảo.
Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh
doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm.
Tổng cục dạy nghề sẽ làm mọi cách để bảo vệ bản quyền của mình.
Tổng cục dạy nghề cám ơn và hoan nghênh các thông tin giúp cho việc
tu sửa và hoàn thiện tốt hơn tài liệu này.
2
LỜI GIỚI THIỆU
Trong quá trình đào tạo cho các sinh viên nghề Điện dân dụng, các quy tắc
quy định thiết kế, những phương pháp cơ bản để tính phụ tải điện, tính chọn khí
cụ bảo vệ, dây dẫn, dây cáp điện là vô cùng cần thiết với mỗi sinh viên. Mô đun
Thiết kế mạng điện dân dụng sẽ trang bị cho các sinh viên ngành điện các kiến
thức về thiết kế cấp điện cho các phụ tải dưới 1000 V. Giúp cho các em biết tính
toán phụ tải điện, lựa chọn thiết bị bảo vệ, dây dẫn và vẽ các sơ đồ cấp điện cho
các phụ tải dân dụng.
Thiết kế mạng điện dân dụng là một trong những mô đun chuyên môn
nghề. Các em phải biết vận dụng các kiến thức đã học vào việc thiết kế cấp điện
cho các căn hộ, khu chung cư hoặc là một khu phố mới xây dựng…
Để quá trình dạy học mô đun Thiết kế mạng điện dân dụng thuận tiện và
hiệu quả hơn, giáo trình mô đun Thiết kế mạng điện dân dụng được biên soạn.
Những kiến thức mà giáo trình Thiết kế mạng điện dân dụng cung cấp giúp
cho người học học tốt hơn các mô đun: Hệ thống căn hộ đường ống PVC nổi,
Lắp đặt điện trong chương trình đào tạo nghề Điện dân dụng.
Cấu trúc cơ bản của giáo trình bao gồm 8 bài:
Bài 1: Các qui tắc qui định thiết kế mạng điện dân dụng;
Bài 2: Tính toán phụ tải động cơ, nhiệt và chiếu sáng;
Bài 3: Tính toán chiếu sáng;
Bài 4: Tính toán công suất tải của mạng theo phương pháp gần đúng;
Bài 5: Tính toán công suất tải của mạng theo công suất lắp đặt;
Bài 6: Tính toán công suất tải của mạng theo công suất trung bình;
Bài 7: Lựa chọn các phần tử cung cấp điện;
Bài 8: Thiết kế mạng điện căn hộ.
Trong quá trình biên soạn, nhóm tác giả đã tham khảo các tài liệu và giáo
trình khác như ở phần cuối giáo trình đã thống kê.
Chúng tôi rất cảm ơn các cơ quan hữu quan của TCDN, BGH và các thày
cô giáo trường CĐN Bách nghệ Hải Phòng và một số giáo viên có kinh nghiệm,
cơ quan ban ngành khác đã tạo điều kiện giúp đỡ cho nhóm tác giả hoàn thành
giáo trình này.
3
Lần đầu được biên soạn và ban hành, giáo trình chắc chắn sẽ còn khiếm
khuyết; rất mong các thày cô giáo và những cá nhân, tập thể của các trường đào
tạo nghề và các cơ sở doanh nghiệp quan tâm đóng góp để giáo trình ngày càng
hoàn thiện hơn, đáp ứng được mục tiêu đào tạo của môn học nói riêng và ngành
điện dân dụng cũng như các chuyên ngành kỹ thuật nói chung.
Mọi ý kiến đóng góp xin gửi về địa chỉ:
Trường Cao đẳng nghề Bách Nghệ Hải Phòng
Khoa Điện – Điện tử
Số 196/143 Đường Trường Chinh - Quận Kiến An - TP Hải Phòng
Email: khoadienbn@gmail.com
Hà Nội, ngày…..tháng…. năm……
Nhóm biên soạn
1. Nghiêm Hữu Khoa
2. Trần Đức Inh
3. Đặng Văn Tuyên
4
MỤC LỤC
TRANG
1. Xác định cấp điện áp ......................................................................................... 9
2. Các quy định....................................................................................................11
3. Các tiêu chuẩn IEC..........................................................................................14
Bài 3. Tính toán chiếu sáng.................................................................................26
2. Các phương thức chiếu sáng ...........................................................................28
3. Phương pháp tính toán chiếu sáng ..................................................................29
5. Các bài tập ứng dụng thực tế...........................................................................35
1. Khái niệm chung ............................................................................................. 39
2. Các phương pháp tính toán .............................................................................39
3. Các bài tập ứng dụng.......................................................................................40
1. Khái niệm ........................................................................................................43
2. Nội dung tính toán...........................................................................................44
3. Bài tập ứng dụng ............................................................................................. 45
1. Khái niệm chung ............................................................................................. 48
2. Nội dung tính toán...........................................................................................54
3. Bài tập ứng dụng ............................................................................................. 54
Bài 7. Lựa chọn các phần tử cung cấp điện ........................................................59
2. Phương pháp lựa chọn dây dẫn.......................................................................62
3. Các bài tập ứng dụng thực tế...........................................................................69
Bài 8. Thiết kế mạng điện căn hộ........................................................................71
Các thuật ngữ chuyên môn, các từ viết tắt..........................................................82
Tài liệu tham khảo............................................................................................... 83
5
TÊN MÔ ĐUN: THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN DÂN DỤNG
Mã mô đun: MĐ 33
Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của mô đun:
- Vị trí mô đun:
Mô đun được bố trí sau khi sinh viên học xong các môn học chung, các
môn học/ mô đun: An toàn lao động; Mạch điện; Vẽ điện; Vật liệu điện; Kỹ
thuật điện tử cơ bản; Khí cụ điện hạ thế; Đo lường điện và không điện; Máy biến
áp.
- Tính chất của mô đun:
Là mô đun chuyên môn nghề.
- Ý nghĩa và vai trò của mô đun:
Nội dung môn học này nhằm trang bị cho học viên những kiến thức và
những phương pháp cơ bản để tính toán phụ tải điện, tính chọn các khí cụ bảo
vệ, dây dẫn theo yêu cầu thiết kế, vẽ sơ đồ nguyên lý, sơ đồ lắp đặt điện nhằm
ứng dụng có hiệu quả trong ngành nghề của mình.
Mục tiêu của mô đun:
- Trình bày được các qui tắc, qui định và tiêu chuẩn trong thiết kế mạng điện
chiếu sáng.
- Trình bày được phương pháp tính toán phụ tải
- Tính toán được công suất, dòng điện phụ tải
- Tính toán được các thông số của thiết bị bảo vệ: cầu chì, áp tô mát
- Tính toán được tiết diện dây dẫn cung cấp cho từng phụ tải và cho cả hệ thống
theo các yêu cầu kỹ thuật đặt ra.
- Vẽ được sơ đồ nguyên lý và sơ đồ lắp đặt đường dây cho hệ thống điện dân
dụng
- Có tính tỷ mỉ, cẩn thận, chính xác và an toàn vệ sinh công nghiệp
Nội dung của mô đun:
Thời gian
Lý
thuyết hành
Số
TT
Tên các bài trong mô đun
Tổng
số
Thực Kiểm
tra*
Các qui tắc qui định thiết kế mạng điện
dân dụng
Tính toán phụ tải động cơ, nhiệt và
chiếu sáng
1
4
4
8
0
8
0
2
16
0
3
4
Tính toán chiếu sáng
Tính toán công suất tải của mạng theo
12
12
4
4
8
8
0
0
6
phương pháp gần đúng
Tính toán công suất tải của mạng theo
công suất lắp đặt
5
6
12
16
4
4
8
8
0
4
Tính toán công suất tải của mạng theo
công suất trung bình
7
8
Lựa chọn các phần tử cung cấp điện
16
32
8
9
8
0
4
8
Thiết kế mạng điện căn hộ
Cộng:
19
67
120
45
7
BÀI MỞ ĐẦU
Thiết kế mạng điện dân dụng là giáo trình được xây dựng dưới dạng mô
đun dùng cho đào tạo Cao đẳng nghề chuyên ngành Điện dân dụng, cũng là tài
liệu tham khảo cho học viên trung cấp nghề, cao đẳng điện công nghiệp hoặc
các sinh viên các trường kỹ thuật có liên quan.
Tài liệu được biên soạn thành 8 bài theo chương trình khung của Tổng cục
dạy nghề ban hành. Cuối mỗi bài, tác giả cung cấp những câu hỏi để ôn tập và
thảo luận, giúp cho sinh viên nắm vững bài hơn.
Bài 1: Các qui tắc qui định thiết kế mạng điện dân dụng
Bài 2: Tính toán phụ tải động cơ, nhiệt và chiếu sáng
Bài 3: Tính toán chiếu sáng
Bài 4: Tính toán công suất tải của mạng theo phương pháp gần đúng
Bài 5: Tính toán công suất tải của mạng theo công suất lắp đặt
Bài 6: Tính toán công suất tải của mạng theo công suất trung bình
Bài 7: Lựa chọn các phần tử cung cấp điện
Bài 8: Thiết kế mạng điện căn hộ
Tác giả đã giành nhiều công sức cho việc biên soạn giáo trình này. Tuy
nhiên, vì thời gian biên soạn còn hạn chế và đây là lần đầu tiên tài liệu được biên
soạn, nên tài liệu không tránh khỏi những thiếu sót nhất định. Rất mong nhận
được các ý kiến đóng góp chân thành của các thầy cô giáo cùng độc giả để tài
liệu được hoàn thiện hơn.
8
Bài 1
CÁC QUY TẮC QUY ĐỊNH THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN DÂN DỤNG
Mã bài: MD 33.01
Mục tiêu:
- Trình bày được các qui tắc, qui định và tiêu chuẩn trong thiết kế mạng
điện chiếu sáng.
- Tích cực và sáng tạo trong học tập
Nội dung:
1. Xác định cấp điện áp
Mục tiêu:Trình bày được các cấp điện áp trong mạng hạ áp
1.1. Xác định theo chức năng
- Điện áp cung cấp trực tiếp cho thiết bị (dưới 1kV).
- Điện áp truyền tải phân phối (Trên 1kV).
Bảng 1.1. Các mức điện áp chuẩn theo IEC và các khuyến cáo
Hệ thống 3 pha 4 dây hoặc 3 dây
Hệ thống 1 pha, 3 dây
Điện áp định mức (V)
-
Điện áp định mức (V)
120/240
230/400 (1)
277/480 (2)
400/690 (1)
1000
-
-
-
-
(1) Điện áp định mức 220/380V và 240/415V hiện hữu của các hệ thống
điện nên chuyển dần sang giá trị được khuyến cáo là 230/400V. Quá trình
chuyển cấp điện áp nên tiến hành càng nhanh càng tốt, không nên lâu quá 20
năm sau khi ban hành tiêu chuẩn IEC này. Để chuyển cấp điện áp, bước đầu tiên
các nhà quản lý điện của các quốc gia có cấp điện áp 230/380V nên đưa điện áp
lên tới mức 230/400V +6% và -10%, các quốc gia có cấp điện áp 240/415V nên
đưa điện áp lên tới mức 230/400V +10% và -6%. Cuối cùng, sai số của điện áp
mạng cho phép là ±10% tức 230/400V ±10%. Các cách chuyển đổi như trên
cũng được áp dụng tương tự như trường hợp chuyển cấp từ điện áp 380/660V
lên 400/690V.
(2) Không được dùng cùng với 230/400V hoặc 400/690V.
9
Bảng 1.2. Các mức điện áp chuẩn trên 1kV tới 35kV (IEC 38-1983)
Hệ thống 50 Hz và 60 Hz
Hệ thống 60 Hz
Series I (nhóm I)
Series II (áp dụng ở Bắc Mỹ) (nhóm II)
Điện áp lớn
Điện áp định mức của hệ Điện áp lớn nhất
Điện áp định mức
của hệ thống (kv)
nhất đối với
thiết bị (kv)
thống (kv)
đối với thiết bị
(kv)
3,6(1)
3,3(1)
3(1)
4,4(1)
-
4,16(1)
7,2(1)
6,6(1)
6(1)
-
12
-
-
-
11
-
-
-
10
-
-
-
-
-
13,2(2)
12,47(2)
13,97(2)
13,2(2)
14,52(1)
13,8(1)
(17,5)
24
-
22
15
20
-
-
-
-
-
-
-
-
26,4(2)
24,94(2)
36(3)
-
33(3)
-
-
-
-
-
36,5(2)
-
34,5(2)
-
40,5(3)
35(3)
Các hệ thống này thường là 3 pha 3 dây trừ khi có những chỉ định khác.
Các giá trị điện áp được cho là U dây.
Các trị số cho trong ngoặc đơn là các giá trị ít được sử dụng. Các trị số
này không nên áp dụng đối với các mạng mới sắp xây dựng.
(1) Các trị số này không nên dùng đối với các mạng phân phối công cộng.
(2) Các hệ thống này thường có 4 dây.
(3) Sự thống nhất các giá trị này đang được xem xét
1.2. Xác định điện áp tối ưu
Việc lựa chọn điện áp cho có 1 ý nghĩa kinh tế rất lớn phải so sánh kinh
tế – kỹ thuật nhiều phương án. Trước tiên đưa ra các phương án về điện áp. Sau
đó tính hàm chi phí tính toán của chúng.
Ztt = (avh + atc).K + C
A
Trong đó:
K - Vốn cho đường dây, thiết bị đóng cắt, đo lường bảo vệ, thiết bị
bù…
avh – Chi phí vận hành
atc – Chi phí tổ chức
C – Giá tiền tổn thất điện năng 1 năm.
A
So sánh và tìm ra Zmin phương án được chọn. Với cách làm như vậy ta
tìm được ngay cấp điện áp tối ưu nằm trong dãy điện áp tiêu chuẩn.
10
2. Các quy định
Mục tiêu: Trình bày được các quy định trong thiết kế mạng điện dân dụng.
Các mạng điện phải tuân thủ các quy định do Nhà nước, hoặc các tổ chức
có thẩm quyền ban hành. Nhất thiết phải xem xét đến những ràng buộc này
trước khi bắt đầu thiết kế.
2.1. Phạm vi điều chỉnh
Luật của quốc hội nước Cộng Hòa Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam số
28/2004/QH11 về điện lực. Luật này quy định về quy hoạch và đầu tư phát triển
điện lực; tiết kiệm điện; thị trường điện lực; quyền và nghĩa vụ của tổ chức, cá
nhân hoạt động điện lực và sử dụng điện; bảo vệ trang thiết bị điện, công trình
điện lực và an toàn điện.
2.2. Đối tượng áp dụng
Luật này áp dụng đối với tổ chức, cá nhân hoạt động điện lực, sử dụng
điện hoặc có các hoạt động khác liên quan đến điện lực tại Việt Nam. Trường
hợp điều ước quốc tế mà nước Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam ký kết hoặc
gia nhập có quy định khác với quy định của Luật này thì áp dụng quy định của
điều ước quốc tế đó.
2.3. Giải thích từ ngữ
Trong Luật này, các từ ngữ dưới đây được hiểu như sau:
1. Hoạt động điện lực là hoạt động của tổ chức, cá nhân trong các lĩnh vực
quy hoạch, đầu tư phát triển điện lực, phát điện, truyền tải điện, phân phối điện,
điều độ hệ thống điện, điều hành giao dịch thị trường điện lực, bán buôn điện,
bán lẻ điện, tư vấn chuyên ngành điện lực và những hoạt động khác có liên
quan.
2. Đơn vị điện lực là tổ chức, cá nhân thực hiện hoạt động phát điện,
truyền tải điện, phân phối điện, điều độ hệ thống điện, điều hành giao dịch thị
trường điện lực, bán buôn điện, bán lẻ điện, tư vấn chuyên ngành điện lực và
những hoạt động khác có liên quan.
3. Lưới điện là hệ thống đường dây tải điện, máy biến áp và trang thiết bị
phụ trợ để truyền dẫn điện. Lưới điện, theo mục đích sử dụng và quản lý vận
hành, được phân biệt thành lưới điện truyền tải và lưới điện phân phối.
4. Bán buôn điện là hoạt động bán điện của đơn vị điện lực này cho đơn vị
điện lực khác để bán lại cho bên thứ ba.
5. Bán lẻ điện là hoạt động bán điện của đơn vị điện lực cho khách hàng
sử dụng điện.
6. Khách hàng sử dụng điện là tổ chức, cá nhân mua điện để sử dụng,
không bán lại cho tổ chức, cá nhân khác.
11
7. Khách hàng sử dụng điện lớn là khách hàng sử dụng điện có công suất
và sản lượng tiêu thụ lớn theo quy định của Bộ Công nghiệp phù hợp với từng
thời kỳ phát triển của hệ thống điện.
8. Biểu giá điện là bảng kê các mức giá và khung giá điện cụ thể áp dụng
cho các đối tượng mua bán điện theo các điều kiện khác nhau.
9. Khung giá điện là phạm vi biên độ dao động cho phép của giá điện giữa
giá thấp nhất (giá sàn) và giá cao nhất (giá trần).
10. Hệ thống điện quốc gia là hệ thống các trang thiết bị phát điện, lưới
điện và các trang thiết bị phụ trợ được liên kết với nhau và được chỉ huy thống
nhất trong phạm vi cả nước.
11. Điều tiết điện lực là tác động của Nhà nước vào các hoạt động điện
lực và thị trường điện lực nhằm cung cấp điện an toàn, ổn định, chất lượng, sử
dụng điện tiết kiệm, có hiệu quả và bảo đảm tính công bằng, minh bạch, đúng
quy định của pháp luật.
12. Điều độ hệ thống điện là hoạt động chỉ huy, điều khiển quá trình phát
điện, truyền tải điện, phân phối điện trong hệ thống điện quốc gia theo quy trình,
quy phạm kỹ thuật và phương thức vận hành đã được xác định.
13. Điều hành giao dịch thị trường điện lực là hoạt động quản lý và điều
phối các giao dịch mua bán điện và dịch vụ phụ trợ trên thị trường điện lực.
14. Thiết bị đo đếm điện là thiết bị đo công suất, điện năng, dòng điện,
điện áp, tần số, hệ số công suất, bao gồm các loại công tơ, các loại đồng hồ đo
điện và các thiết bị, phụ kiện kèm theo.
15. Trộm cắp điện là hành vi lấy điện trái phép không qua công tơ, tác
động nhằm làm sai lệch chỉ số đo đếm của công tơ và các thiết bị điện khác có
liên quan đến đo đếm điện, cố ý hoặc thông đồng ghi sai chỉ số công tơ và các
hành vi lấy điện gian lận khác.
16. Công trình điện lực là tổ hợp các phương tiện, máy móc, thiết bị, kết
cấu xây dựng phục vụ trực tiếp cho hoạt động phát điện, truyền tải điện, phân
phối điện, điều độ hệ thống điện, mua bán điện; hệ thống bảo vệ công trình điện
lực; hành lang bảo vệ an toàn lưới điện; đất sử dụng cho công trình điện lực và
công trình phụ trợ khác.
2.4. Mục tiêu
Khi thiết kế, thi công mạng điện dân dụng không vi phạm các quy định
của nhà nước, của điện lực. Thực hiện nghiêm túc việc sử dụng cũng như là kinh
doanh điện. Các đơn vị thực hiện biết được quyền và nghĩa vụ của mình.
2.5. Bảo vệ an toàn
Nghị định về an toàn điện của chính phủ, căn cứ Luật Tổ chức Chính phủ
ngày 25 tháng 12 năm 2001, Theo đề nghị của Bộ trưởng Bộ Công nghiệp:
12
Trong Nghị định này, các từ ngữ dưới đây được hiểu như sau:
1. Lưới điện bao gồm các đường dây dẫn điện, trạm biến áp và các công
trình, thiết bị phụ trợ khác liên kết với nhau để thực hiện quá trình truyền tải,
phân phối điện.
2. Điện cao áp là điện áp từ 1.000 V trở lên.
3. Điện hạ áp là điện áp dưới 1.000 V.
4. Thiết bị điện là các máy móc dùng để sản xuất, biến đổi, phân phối, đo
lường, bảo vệ và tiêu thụ năng lượng điện.
5. Thiết bị bảo vệ là thiết bị tự động cắt mạch điện trong chế độ làm việc
không bình thường.
6. Dụng cụ điện là những công cụ cầm tay có sử dụng điện.
7. Biển báo an toàn về điện là các biển báo có chữ và dấu hiệu có điện áp
đặt trên các kiến trúc xây dựng của công trình điện hoặc các thiết bị, dụng cụ
điện để báo cho người tránh khỏi nguy hiểm do điện gây ra khi vận hành, làm
việc và đi qua gần các thiết bị đó.
8. Nối đất là nối các bộ phận bằng kim loại của thiết bị điện, các bộ phận
bằng kim loại của các thiết bị khác hoặc các kết cấu bằng kim loại với trang bị
nối đất.
9. Nối “không” bảo vệ là nối các bộ phận bằng kim loại lúc bình thường
không có chức năng dẫn điện của thiết bị điện, các bộ phận bằng kim loại của
các thiết bị khác hoặc các kết cấu bằng kim loại với dây trung tính đã nối đất
trực tiếp của nguồn điện.
10. Máy thủy điện cực nhỏ là máy phát điện chạy bằng sức nước có công
suất từ 1.000 W/tổ máy trở xuống.
11. Sử dụng điện làm phương tiện bảo vệ trực tiếp là dùng nguồn điện có
mức điện áp thích hợp đấu nối trực tiếp vào hàng rào, vật cản, vật che chắn của
khu vực hoặc đối tượng được bảo vệ (sau đây gọi chung là hàng rào bảo vệ).
Khi đối tượng cố ý xâm phạm vào khu vực hoặc đối tượng được bảo vệ và tiếp
xúc trực tiếp với hàng rào bảo vệ sẽ bị điện giật, đồng thời hệ thống bảo vệ phát
tín hiệu báo động cho người bảo vệ khu vực đó biết.
2.6. Các đặc tính nguồn cấp
Nguồn cung cấp chính thường lấy ở lưới trung áp hoặc lưới hạ áp của lưới
điện quốc gia.
Trên thực tế, lấy điện phía trung áp có thể là cần thiết nếu tải vượt quá
(hoặc dự định sẽ vượt quá) ngưỡng 250 kVA,hoặc nếu chất lượng phục vụ đòi
hỏi cao hơn so với chất lượng có từ lưới hạ áp. Hơn nữa, nếu lấy điện từ phía hạ
áp mà gây xáo trộn cho khách hàng lân cận thì ngành điện có thể yêu cầu dùng
điện từ phía trung áp.
Cung cấp từ phía trung áp có thể lợi cho khách hàng trung áp như sau:
- Không bị ảnh hưởng bởi các phụ tải khác
- Có thể tự do chọn hệ thống nối đất phía hạ áp
- Có nhiều lựa chọn hơn về hệ thống giá điện kinh tế
- Có thể cho phép sự gia tăng tải lớn
13
Tuy nhiên cần lưu ý:
- Khách hàng là chủ của trạm trung/hạ, do đó phải tự bỏ tiền để lắp đặt
trạm.
- Khách hàng chỉ có quyền tiếp cận phần hạ áp. Tiếp cận phần trung áp
chỉ được dành cho ngành điện (đọc công tơ, thao tác…)
- Dạng và vị trí của trạm sẽ được chọn theo thỏa thuận giữa khách hàng
và ngành điện
2.7. Lựa chọn các thiết bị điện
Việc lựa chọn các thiết bị điện là một khâu hết sức quan trọng. Các thiết
bị điện phải được chọn chính xác đúng chủng loại, đúng quy cách như trong
thiết kế đã được duyệt, có như vậy mới đảm bảo làm việc lâu dài, hiệu quả và an
toàn.
2.8. Thi công lắp đặt hệ thống điện và kiểm tra trước khi đi vào vận hành.
Là công việc thực hiện dựa trên các bản thiết kế đã được xét duyệt và
được phép thi công. Người thi công lắp đặt cần nắm rõ, chi tiết các hạng mục,
các công đoạn được thể hiện trên bản thiết kế để từ đó thi công theo đúng bản
vẽ.
Công trình thi công kết thúc phải kiểm tra tổng thể đảm bảo các điều kiện
kỹ thuật, an toàn tuyệt đối mới được đưa vào vận hành.
3. Các tiêu chuẩn IEC
Mục tiêu: Trình bày được các tiêu chuẩn IEC về thiết kế mạng điện dân dụng
3.1. Khái niệm chung
IEC là tổ chức quốc tế về tiêu chuẩn hoá được thành lập sớm nhất (năm
1906). Mục tiêu của IEC là thúc đẩy sự hợp tác quốc tế về tiêu chuẩn hoá trong
lĩnh vực điện và điện tử và các vấn đề có liên quan như: chứng nhận sự phù hợp
tiêu chuẩn điện và hỗ trợ cho thông hiểu quốc tế. IEC có mối quan hệ hợp tác
chặt chẽ với nhiều tổ chức tiêu chuẩn hoá và chuyên môn quốc tế như: ISO,
Liên đoàn Viễn thông quốc tế - ITU; Ban Tiêu chuẩn hoá kỹ thuật điện Châu Âu
- CENELEC. Đặc biệt, giữa IEC và ISO đã thiết lập một thoả thuận về phạm vi
hoạt động của mỗi tổ chức. Theo thoả thuận này, phạm vi hoạt động của IEC
bao gồm tiêu chuẩn hoá trong lĩnh vực điện và điện tử. ISO và IEC đã thành lập
một ban kỹ thuật hỗn hợp về công nghệ thông tin được đặt trong cơ cấu các cơ
quan kỹ thuật của ISO (ISO/IEC/JTC1).
IEC hiện có 53 nước thành viên là đại diện của ngành công nghiệp điện và
điện tử của các nước này, trong đó, trên 60% thành viên là các cơ quan tiêu
chuẩn hoá quốc gia.
Hiện nay, Việt Nam đang tích cực chuẩn bị các điều kiện để tham gia
IEC. Tuy chưa là thành viên của IEC nhưng, hàng năm, chúng ta cũng được
cung cấp đầy đủ các tiêu chuẩn do IEC ban hành. Trong những năm gần đây,
14
nhiều TCVN về điện-điện tử được ban hành trên cơ sở chấp nhận các tiêu chuẩn
IEC.
3.2. Các tiêu chuẩn cơ bản.
Các hướng dẫn này dựa trên các tiêu chuẩn IEC đã ban hành, đặc biệt IEC
364. Tiêu chuẩn IEC 364 do các chuyên gia về y tế và kỹ thuật của tất cả các
nước trên thế giới xây dựng, thông qua việc so sánh các kinh nghiệm thực tế ở
phạm vi quốc tế. Hiện nay, các nguyên tắc về an toàn của IEC 364 và 479-1 là
nền tảng cho hầu hết các tiêu chuẩn trên thế giới.
IEC – 38
Các tiêu chuẩn về điện áp
IEC – 56
Máy cắt xoay chiều điện áp cao
IEC – 76 – 2
IEC – 76 – 3
IEC – 129
IEC – 146
IEC – 146 – 4
Máy biến áp lực – Phần 2: sự tăng nhiệt
Máy biến áp lực – Phần 3: Kiểm tra mức cách điện và điện môi
Điện áp cách ly xoay chiều, điện áp tiếp đất
Các yêu cầu chung và các bộ biến đổi công suất
Các yêu cầu chung và các bộ biến đổi công suất
Phần 4: Các phương pháp xác định đặc tính và các yêu cầu kiểm
tra cho việc cung cấp điện liên tục.
IEC – 265 – 1
Điện áp cách ly cao áp – Phần 1: các cao áp có điện áp định
mức 1kV≤Uđm≤52kV
IEC – 269 – 1
IEC – 269 – 3
Cầu chì hạ áp – Phần 1: các yêu cầu chung
Cầu chì hạ áp – Phần 3: các yêu cầu phụ đối với các cầu chì
dành cho những người không có kiến thức về điện sử dụng (chủ
yếu là cầu chì dân dụng và các ứng dụng tương tự)
Cầu chì trung áp – Phần 1: Cầu chì giới hạn dòng
Tính toán dòng làm việc liên tục định mức của cáp (hệ số tải
100%)
IEC – 282 – 1
IEC – 287
IEC – 298
Tự đóng cắt hợp bộ xoay chiều có vỏ bọc bằng kim loại và bộ
phận điều khiển với 1kV ≤ Uđm ≤ 52kV
IEC – 364
Mạng điện của các tòa nhà
IEC – 364 – 3
Mạng điện của các tòa nhà – Phần 3: Đánh giá về các đặc tính
chung
IEC – 364 – 4 – 41 Mạng điện của các tòa nhà – Phần 4: Bảo vệ an toàn. Mục 41:
Bảo vệ chống điện giật.
IEC – 364 – 4 – 43 Mạng điện của các tòa nhà – Phần 4: Bảo vệ an toàn. Mục 42:
Bảo vệ chống sự cố do nhiệt.
IEC – 364 – 4 – 47 Mạng điện của các tòa nhà – Phần 4: Bảo vệ an toàn. Mục 43:
Bảo vệ chống quá dòng.
IEC – 364 – 5 – 51 Mạng điện của các tòa nhà – Phần 4: Bảo vệ an toàn. Mục 47:
Các biện pháp bảo vệ chống điện giật.
15
IEC – 364 – 5 – 51 Mạng điện của các tòa nhà – Phần 5: Lựa chọn và lắp ráp thiết
bị. Mục 51: Các quy tắc chung.
IEC – 364 – 5 – 52 Mạng điện của các tòa nhà – Phần 5: Lựa chọn và lắp ráp thiết
bị. Mục 52: Hệ thống đi dây.
IEC – 364 – 5 – 53 Mạng điện của các tòa nhà – Phần 5: Lựa chọn và lắp ráp thiết
bị. Mục 53: Thiết bị đóng cắt và các bộ phận điều khiển.
IEC – 364 – 6
Mạng điện của các tòa nhà – Phần 6: Kiểm tra
IEC – 364 –7–701 Mạng điện của các tòa nhà – Phần 7: Các yêu cầu đối với các
mạng hoặc vị trí đặc biệt. Mục 701: mạng điện trong phòng tắm
IEC – 364 –7–706 Mạng điện của các tòa nhà – Phần 7: Các yêu cầu đối với các
mạng hoặc vị trí đặc biệt. Mục 706: các vị trí hạn chế dẫn điện
IEC – 364 –7–710 Mạng điện của các tòa nhà – Phần 7: Các yêu cầu đối với các
mạng hoặc vị trí đặc biệt. Mục 710: Mạng điện trong khu triển
lãm, phòng biểu diễn, hội chợ giải trí,…
IEC – 420
IEC – 439 – 1
Phối hợp cầu chì – cầu điện ápo điện xoay chiều trung thế
Tủ đóng cắt hạ thế và các bộ phận điều khiển – Phần 1: Các
thiết bị được thí nghiệm theo loại và thí nghiệm một phần
Tủ đóng cắt hạ thế và các bộ phận điều khiển – Phần 2: Các yêu
cầu riêng đối với hệ thống thanh dẫn đi trong máng (kiểu thanh
dẫn)
Tủ đóng cắt hạ thế và các bộ phận điều khiển – Phần 3: Các yêu
cầu riêng đối với tủ đóng cắt hạ thế và các bộ phận điều khiển
được lắp đặt nơi có những người không có kỹ năng về điện có
thể thao tác với tủ phân phối
IEC – 439 – 2
IEC – 439 – 3
IEC – 446
Nhận dạng dây dẫn theo màu hoặc số
IEC – 479 – 1
Ảnh hưởng của dòng điện đối với người và vật nuôi. Phần 1:
Các khía cạnh chung
IEC – 479 – 2
Ảnh hưởng của dòng điện đối với người và vật nuôi. Phần 2:
Các khía cạnh đặc biệt
IEC – 529
IEC – 644
Các cấp độ bảo vệ do vỏ bọc (mã IP)
Các đặc điểm kỹ thuật của các cầu chì kết nối trung thế dành
cho các mạch có động cơ
IEC – 664
IEC – 694
Phối hợp cách điện đối với các thiết bị trong mạng hạ áp
Các tiêu chuẩn chung cho thiết bị đóng cắt cao thế và bộ điều
khiển
IEC – 724
IEC – 742
Hướng dẫn về giới hạn phát nhiệt cho phép của cáp điện lực với
điện áp định mức không quá 0,6/1,0 kV
Máy biến áp cách ly và máy biến áp cách ly an toàn. Các yêu
cầu.
IEC – 755
IEC – 787
Các yêu cầu chung đối với thiết bị bảo vệ tác động theo dòng rò
Hướng dẫn áp dụng để chọn cầu chì kết nối phía trung thế đặt ở
máy biến áp
16
IEC – 831 - 1
Tụ bù mắc song song loại self-healing (tự phục hồi) đặt ở mạng
xoay chiều có điện áp định mức, Uđm ≤ 660V – Phần 1: Tổng
quan – Các đặc tính, thí nghiệm và định mức, các yêu cầu về an
toàn – Hướng dẫn lắp đặt vận hành.
17
BÀI 2
TÍNH TOÁN PHỤ TẢI ĐỘNG CƠ, NHIỆT VÀ CHIẾU SÁNG
Mã bài: MD 33.02
Mục tiêu:
- Trình bày được phương pháp tính toán phụ tải
- Tính toán được công suất cho các loại phụ tải: động cơ, thiết bị nhiệt và
các loại đèn.
- Có tính cẩn thận khi tính toán các thông số
Nội dung:
1. Tính toán công suất cho động cơ cảm ứng
Mục tiêu: Trình bày, tính được công suất cho động cơ cảm ứng.
1.1. Khái niệm chung
Khảo sát công suất biểu kiến yêu cầu thực của các tải là bước cần thiết
đầu tiên cho việc thiết kế mạng hạ thế.
Việc khảo sát các giá trị thực của nhu cầu phụ tải cho phép thiết lập:
- Công suất yêu cầu được xác định rõ trong hợp đồng với ngành điện
- Công suất định mức của máy biến áp trung/ hạ thế được lắp đặt (có cho
phép sự tăng phụ tải trong tương lai);
- Các mức dòng điện tải tại mỗi tủ phân phối.
Công suất định mức Pn (kW) của động cơ là công suất định mức đầu ra
(trên trục động cơ). Công suất biểu kiến S (kVA) là hàm của công suất đầu ra,
hiệu suất và hệ số công suất của động cơ.
P
n
S
Cos
1.2. Nội dung tính toán
1.2.1. Dòng điện yêu cầu
Dòng yêu cầu Ia, A cung cấp cho động cơ được xác định theo công thức
sau:
Động cơ 3 pha:
P .1000
n
Ia
3.U..Cos
Động cơ 1 pha:
P .1000
n
Ia
U..Cos
Pn: công suất định mức (kW);
U: đối với động cơ 3 pha là U dây và đối với động cơ 1 pha thì U là điện
áp đặt trên đầu cực của động cơ (V) (pha - trung tính hoặc pha – pha)
η: hiệu suất của động cơ = công suất đầu ra kW/ công suất đầu vào kW
cosφ: hệ số công suất = kW đầu vào/ kVA đầu vào.
18
1.2.2. Dòng khởi động động cơ
Dòng điện khởi động (Id) đối với động cơ cảm ứng 3 pha, phụ thuộc loại
động cơ sẽ có các trị số sau:
- Đối với động cơ rotor lồng sóc khởi động trực tiếp
- Iđóng điện = (4,2 ÷ 9)In đối với động cơ 2 cực
- Iđóng điện = (4,2 ÷ 7)In đối với động cơ nhiều cực (giá trị trung bình là 6In)
In: dòng đầy tải của động cơ;
+ Đối với động cơ rotor dây quấn và động cơ một chiều, Iđóng điện phụ
thuộc vào giá trị điện trở khởi động trong mạch rotor:
Iđóng điện = (1,5 ÷ 3)In (giá trị trung bình là 2,5In)
+ Đối với động cơ được điều khiển bởi bộ biến tần điều khiển tốc độ (ví
dụ bộ Altivar telemecanique), nếu không có số liệu, có thể coi bộ điều khiển tốc
độ làm tăng thêm công suất cần cung cấp tới động cơ khoảng 10%.
1.2.3. Bù công suất phản kháng
Bù công suất phản kháng (kVAr) đối với động cơ cảm ứng
Việc giảm dòng cung cấp cho động cơ cảm ứng thường là có lợi cả về mặt
kỹ thuật lẫn kinh tế. Điều này có thể được thực hiện nhờ các tụ điện, và không
ảnh hưởng đến công suất đầu ra của động cơ.
Việc áp dụng nguyên tắc này khi vận hành động cơ cảm ứng thường có
liên quan tới “cải thiện hệ số công suất” hoặc “hiệu chỉnh hệ số công suất”.
Công suất biểu kiến cung cấp cho động cơ cảm ứng có thể giảm đáng kể
do việc mắc song song với nó bộ tụ điện. Việc làm giảm công suất biểu kiến đầu
vào làm giảm dòng điện dòng điện vào động cơ (điện áp giữ nguyên). Việc bù
công suất phản kháng đặc biệt đúng đắn đối với các động cơ làm việc ở chế độ
dài hạn non tải.
Như đã nói trên cosφ: hệ số công suất = kW đầu vào/ kVA đầu vào, vì
vậy việc giảm kVA đầu vào sẽ làm tăng (nghĩa là cải thiện) hệ số cosφ.
Dòng cung cấp cho động cơ sau khi điều chỉnh hệ số cosφ được xác định
cos
theo công thức Ia *
, cosφ là hệ số công suất trước khi bù và cosφ’ là hệ số
cos'
công suất sau khi bù, Ia là dòng điện ban đầu.
1.3. Bảng các giá trị đặc trưng.
Bảng 2.1 cho ta hàm theo công suất định mức của động cơ, các trị số dòng
điện cung cấp cho các động cơ ở các mức điện áp khác nhau khi chưa được bù
và sau khi được bù đến trị số cosφ = 0,93 (tgφ = 0,4).
Các giá trị này là trị số trung bình và sẽ khác nhau tùy theo loại động cơ
và các hãng sản xuất khác nhau.
Ghi chú: các trị số điện áp định mức của các tải liệt kê trong bảng 2.1 vẫn
dựa trên mức 220/380V, tiêu chuẩn quốc tế hiện nay (từ năm 1983) là
230/400V.
Để chuyển đổi trị số dòng được cho của các động cơ ở cấp 220V và 380V
sang dòng ở cấp điện áp 230V và 400V bằng cách nhân với hệ số 0,95.
19
20
Tải về để xem bản đầy đủ
96 trang
26425
Free
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Giáo trình mô đun Thiết kế mạng điện dân dụng - Nghề: Điện dân dụng", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- giao_trinh_mo_dun_thiet_ke_mang_dien_dan_dung_nghe_dien_dan.pdf
