HƯỚNG DẪN LÀM ĐỒ ÁN MÔN HỌC
ĐỀ 3: THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO CHUNG CƯ CAO TẦNG
CHƯƠNG 1. TÍNH TOÁN PHỤ TẢI ĐIỆN
1.1. Phụ tải sinh hoạt
• Phụ tải sinh hoạt từng tầng
∑
=
⋅⋅⋅=
3
1i
hiiođtTiccshTi
knpkkP
p
0
– công suất tiêu thụ của mỗi căn hộ ứng với chu kỳ tính toán
k
cc
– hệ số tính đến phụ tải dịch vụ và chiếu sáng chung ( k
cc
= 1,05)
k
đtTi
– hệ số đồng thời theo số căn hộ của tầng thứ i (nếu n <5, thì lấy k
dt
với
số hộ là 5).
n
i
– số căn hộ có diện tích F
i
.

3
1
.407,205,1
i
hiiđtTishTi
knkP
• Phụ tải sinh hoạt toàn chung cư, tương tự như trên ta có
∑
=
⋅⋅=
m
i
hiiđtcshc
knkP
1
.407,205,1
Với m là tổng số nhóm căn hộ của toàn nhà (m = N . n)
N là số tầng tòa nhà, n
i
và k
i
vẫn là số liệu tính cho từng tầng như trên.
1.2. Phụ tải động lực
1
Ghi chú: cách tính hệ số đồng thời theo số hộ gia đình, nội suy theo bảng 1.pl.
Nếu tầng có 8 hộ > n = 8. Theo bảng 1.pl n=8 nằm giữa n1=5 (k
đt1
= 0,55) và n2=10 (k
đt2
=

PkP
1
Trong đó k
nctm
= hệ số nhu cầu của nhóm động cơ thang máy (tra bảng 2.pl);
itmintmi
PP
ε
.
=
- công suất qui đổi sang chế độ dài hạn của đc thứ i;
tmin
P
.
- công suất định mức của thang máy thứ i (ghi trên nhãn máy);
6,0=
i
ε
- hệ số đóng điện của động cơ thang máy thứ i;
n – số thang máy trong công trình.
1.2.2. Bơm vệ sinh kỹ thuật
∑
=
=
m
i
vsiđmncvsktvskt
PkP
1
.

=5.H.N (m) (H – chiều cao tầng, N – số tầng).
Như vậy phụ tải chiếu sáng là P
csN
= p
0cs
.L
cs
= 0,15.H.N [W]
• Chiếu sáng và ổ cắm tầng hầm: tính sơ bộ 30 W/m
2

, P
H
= 30.A
H
, A là diện tích
sàn.
Công suất chiếu sáng P
cs
= P
csN
+ P
H
1.4. Tổng hợp phụ tải
Tổng hợp theo phương pháp số gia: ghép nhóm từng cặp từ nhỏ nhất tới lớn dần
giữa P
sh
, P
cs
, P

ii
đl
PP
PP
PP
PP
P
P
+
+
=
+
+
=
∑
∑
=
8,0.65,0.coscoscos.
cos
ϕϕϕ
ϕ
Chiếu sáng trong tòa nhà chung cư sử dụng các đèn đã có bù cosφ
cs
=0,85; hệ số
công suất của nhóm phụ tải sinh hoạt cosφ
sh
= 0,96.
Xét thêm tổn thất trong mạng điện (10%), ta sẽ có số liệu tính toán phụ tải toàn
nhà cho cả chu kỳ thiết kế 7 năm là:
ttccttcc

)

21
max.
.kk
I
I
lv
cp
≥
Trong đó:
I
lvmax
– là dòng điện cực đại lâu dài chạy trong dây dẫn, A;
I
cp
– là dòng điện cho phép của dây dẫn tiêu chuẩn, A;
k
1
– là hệ số tính đến môi trường đặt dây;
k
2
– là hệ số xét tới điều kiện ảnh hưởng của các dây dẫn đặt gần nhau;
Lấy k
1
= 1, k
2
= 1.
22.3.3
max.



≥
≥
2
4,1
tt
Bn
sc
Bn
S
S
S
S

+ Phương án 2: 1 MBA và 1 máy phát dự phòng (cấp điện cho phụ tải ưu
tiên là bơm, thang máy và chiếu sáng sự cố trong nhà).



≥
≥
ttBn
scMPĐ
SS
SS
(S
sc
bao gồm thang máy, bơm nước, chiếu sáng và thoát hiểm)
+ Phương án 3: 1 MBA

A
đmB
tN
tB
∆+






∆
=∆
τ
- Thiệt hại do mất điện khi sự cố ở năm thứ t, chính là phụ tải sinh hoạt:
[ ]
th
n
i
iisht
gkntpkY ⋅⋅






⋅+⋅=
∑
=

đSSnmVVV
MFđmBMFB
++=+=
Chi phí thường xuyên hàng năm của phương án 2:
( )
thtMFttBt
YcAAC +∆+∆=
∆
.
22
- Trong đó, tổn thất công xuất trong MBA ở năm thứ t của chu kì thiết kế:
4
8760.
02
2
2
22
P
S
S
PA
đmB
t
NtB
∆+






NtB
∆+






∆=∆
τ
- Thiệt hại do mất điện khi sự cố ở năm thứ t:
thtttccsht
gPY ⋅⋅=
f.
t
P
ttcc.t
– công suất tính toán toàn chung cư năm thứ t (kWh)
So sánh các phương án để lựa chọn phương án có PVC
min
.
2.2.4. Chọn cáp từ MBA sang tủ hạ thế tổng

21
max.
.kk
I
I
lv
cp

cp
= A.
2.3. Lựa chọn phương án đi dây mạng điện tòa nhà
Các phương án đi dây chỉ tính toán cấp cho phụ tải sinh hoạt tại các tầng làm căn
cứ so sánh. Cấp điện cho các phụ tải ưu tiên bao gồm: thang máy, bơm và chiếu sáng sự
cố và thoát hiểm là giống nhau ở mọi phương án nên không tính trong bước này. Có thể
vạch ra nhiều phương án như:
- Phương án 1: thiết kế hai đường cáp trục, 1 đường cấp cho các tầng lẻ và một
đường cấp cho các tầng chẵn.
- Phương án 2: hai đường trục, 1 đường cấp cho nửa trên tòa nhà và 1 đường cấp
cho nửa dưới tòa nhà.
5
- Phương án 3: Mỗi tầng được cấp từ một đường riêng.
- Phương án 4: Một nhóm các tầng được cấp từ một đường riêng.
2.3.1. Cơ sở lý thuyết chọn dây dẫn
Chọn dây dẫn cho đường trục chính theo phương pháp tổn thất điện áp cho phép.
Tổn thất điện áp cho phép toàn mạng, từ đầu cực hạ thế MBA đến đầu hộ gia đình là
4,5%, được phân bố như sau: Từ MBA đến tủ hạ thế tổng là 1%, từ tủ hạ thế tổng tới tủ
tầng cuối nhánh là 2,25%, từ tủ tầng cuối cùng đến hộ gia đình xa nhất là 1,25% .
Đối với phụ tải phân bố đều,
Tổn thất điện áp và tổn thất công suất được tính như sau:
đm
U
XQRP
U
⋅+⋅
=∆ .
2
1
và










+=
⋅+⋅
+
⋅+⋅
=∆
∑∑∑∑
2
.
2
.

.
2
1

,
01
0
,
01
0

∑
=
=
2/
1
N
i
shTi
PP
và
∑∑
==
==
2/
1
2/
1
N
i
shTish
N
i
shTi
PtgQQ
ϕ
với
3,096,0cos =→=
shsh
tg
ϕϕ

l
12
1
0 2
l
n-1.n
n-1 n












+=∆
∑
2
.
,
01
0
ji
ij
đm
x









+=∆−∆=∆
∑∑
2.
.
2
.
,
01
,
01
0
ji
ij
đm
ji
ij
đm
xcpr
l
l
UF
P

l
UU
P
F
ρ

Trong đó: lấy
đmcp
UU %.25,2=∆
, đối với dây đồng lấy
( )
kmmm /.8,18
2
Ω=
ρ
Bước 3: Chọn dây cụ thể, có r
0
và x
0
sau đó tính tổn thất điện áp cho phép:
cp
ji
ij
đm
ji
ij
đm
U
l
l



+=∆
∑∑
2
.
2
.
,
01
0
,
01
0
b) Khi đường trục khác tiết diện
Để tổn thất công suất và điện năng trong mạng nhỏ nhất, các đoạn đường dây
được chọn có mật độ dòng điện là bằng nhau.
Mật độ dòng điện là
∑
⋅
∆
=
ijij
r
l
U
J
ϕρ
cos
với





+
+
=∆
∑
3
.
,
010
2
22
11
ji
ij
đm
l
lr
U
QP
P
- Tính tổn thất điện năng
τ
.
1111
PA ∆=∆
- Vốn đầu tư cho dây
( ) ( )

22212
ZZZ +=
2.3.4. Tính toán cho phương án 3
Tính cho mạch xa nhất (tầng cao nhất), chọn dây theo điều kiện tổn thất điện áp
cho phép.
2.3.5. Tính toán cho phương án 4
Giả sử số tầng là 15, có thể bố trí 3 tầng được cấp từ 1 mạch. Mỗi mạch đường
trục có thể chọn cùng tiết diện hoặc khác tiết diện, với cách tính toán giống như 2.3.1.
2.3.6. So sánh giữa các phương án
Lập bảng so sánh
Phương án V, 10
6
đồng C, 10
6
đồng Z, 10
6
đồng Phương án chọn
1
…
Ô Phương án chọn: ghi chữ CHỌN) vào ô tương ứng với phương án có Z
min
2.3.7. Chọn dây cấp cho mạch thang máy
Chọn theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép. Tham khảo trang 420 – sách Bài
tập (tủ thang máy đặt trên tầng cao nhất của tòa nhà > chiều dài cáp tính tương ứng)
2.3.8. Chọn dây cấp cho mạch bơm
Chọn dây theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép.
Tham khảo trang 421 – sách Bài tập
- Bơm cấp nước cho bể bơi đặt trên tầng thượng > chiều dài cáp tính tương
ứng;
- Bơm cấp nước sinh hoạt, thoát nước và cứu hỏa đặt ở tầng hầm, tạm tính là

S
UP
R
;
[ ]
kVA kV, %, ,10.
%.
2
Ω=
B
N
B
S
UU
X

nếu có hai máy,
2/,2/
''
BBBB
XXRR ==
.
- Tổn thất điện áp từ MBA về tủ hạ thế tổng;
- Tổn thất điện áp từ tủ hạ thế tổng tới các phụ tải.
Tham khảo sách Bài tập
3.2. Tổn thất công suất và điện năng trong mạng
Tổn thất công suất và điện năng trong mạng tính bằng tổng tổn thất trên các phần
từ gồm: MBA, các đoạn cáp từ MBA tới hộ tiêu thụ
Đối với trạm có n máy biến áp (n = 1,2):
( )

áp; S
B
(kVA) công suất định mức của máy biến áp.
Tổn thất điện năng trong toàn mạng:
Bcáp
AAA ∆+∆=∆
Σ
Tham khảo tính toán và lập bảng số liệu trang 423-424 sách Bài tập
9
CHƯƠNG 4. Chọn và kiểm tra thiết bị điện

4.1. Tính toán ngắn mạch
Sơ đồ tính toán ngắn mạch
Ghi chú: điểm N1 tại thanh cái hạ áp MBA, N2 tại thanh cái tủ hạ thế tổng, N
3
tại thanh cái tủ tầng.
Tổng trở của các đoạn dây AC và cáp được tính như sau
R
c
= r
o
.L [mΩ, Ω/km, m]
X
c
= x
o
.L[mΩ, Ω/km, m]
0 Điện trở và điện kháng MBA qui về cấp điện áp phía hạ áp U
đm
:

Tổng trở ngắn mạch tại điểm N1:
2
22
1
2
11 BBk
XRXRZ +=+=
[mΩ]
Dòng điện ngắn mạch ba pha:
[ ]
Ω= mVkA
Z
U
I
k
tb
k
,,
.3
1
)3(
1
Dòng điện xung kích: i
xk1
= 1,8 .
)3(
1
.2
k
I

THT
Tủ tầng
R
C1
X
C1
N
3
R
C2
X
C2
R
B
X
B
N
2
N
1
N
1
N
2
N
3
Dòng điện xung kích: i
xk2
= 1,8 .
)3(

)3(
3
Dòng điện xung kích: i
xk3
= 1,8 .
)3(
3
.2
k
I
kA
Bảng (ví dụ) - Tính toán ngắn mạch đối với các “điểm” N
2
:
Điểm ngắn
mạch
R
N
[mΩ]
X
N
[mΩ]
I
N
[kA]
i
xkN
[kA]
N1
N2

Cụ thể ở đây ta dự định nối đất với hệ thống nối đất bao gồm các cọc nối đất làm bằng
thép góc L 60 x 60 x 6mm, dài 2,5m chôn sâu 0,8m. Các cọc chôn cách nhau 5m và được
nối với nhau bằng các thanh thép nối có bề rộng 4cm tạo thành mạch vòng nối đất. Các
thanh nối được chôn sâu 0,8m.
- Xác định điện trở nối đất của một cọc.
Điện trở suất
( )
cm.Ω
ρ
(tra theo loại đất) của đất biến đổi trong phạm vi rộng. Trị
số mùa mưa và mùa khô khác xa nhau nên trong tính toán phải chỉnh theo hệ số mùa.
Loại đất
( )
cm.10
4
Ω
ρ
Loại đất
( )
cm.10
4
Ω
ρ
Cát 7 Đất vườn 0,4
Cát lẫn đất 3 Đất đen 2
Đất sét 0,6
Tra bảng 2- 1 Hướng dẫn thiết kế tốt nghiệp kỹ thuật điện cao áp của tác giả
Nguyễn Minh Chước, với nối đất an toàn và làm việc ta có:
Hệ số mùa của cọc 2÷3m, chôn sâu 0,5÷0,8m: k
muaC

η
c
: Hệ số sử dụng của cọc, tra bảng η
c
= 0,6

- Xác định điện trở của thanh nối
Điện trở của thanh nối được xác định theo công thức:
12







=
tb
l
l
k
R
t
.
.2
lg.
366,0
ρ
Trong đó:
Ρ

R
R
R
Ω.
Số cọc thực tế phải đóng

cc
c
R
R
n
.
1
η
=
Kiểm tra lại: Điện trở của hệ thống nối đất

cttc
tc
ht
RnR
RR
R
ηη

.
1
1
−
=

[1]- Trần Quang Khánh, Bài tập cung cấp điện (phần 2)
[2]-Trần Quang Khánh, Giáo trình cung cấp điện theo tiêu chuẩn IEC.
14