LỜI NÓI ĐẦU
………o0o………
Trong công cuộc xây dựng và đổi mới đất nước, nghành công nghiệp điện
luôn giữ một vai trò vô cùng quan trọng. Ngày nay điện năng trở thành dạng năng
lượng không thể thiếu được trong hầu hết các lĩnh vực. Khi xây dựng một khu
công nghiệp mới, một nhà máy mới, một khu dân cư mới thì việc đầu tiên phải
tính đến là xây dựng một hệ thống cung cấp điện để phục vụ cho nhu cầu sản xuất
và sinh hoạt cho khu vực đó.
Trong công cuộc công nghiệp hoá hiện đại hoá, nghành công nghiệp nước
ta đang ngày một khởi sắc, các tòa nhà chung cư và cao tầng không ngừng được
xây dựng. Gắn liền với các công trình đó là hệ thống cung cấp điện được thiết kế
và xây dựng.
Xuất phát từ các yêu cầu trên cùng với kiến thức đã được học em được
phân công làm đồ án môn học Cung Cấp Điện với đề tài: THIẾT KẾ CUNG CẤP
ĐIỆN CHO MỘT CHUNG CƯ CAO TẦNG.
Trong quá trình hoàn thành đồ án, với sự nỗ lực của bản thân, cùng với sự
chỉ bảo tận tình của thầy TRẦN QUANG KHÁNH, em đã hoàn thành bản đồ án
môn học. Trong quá trình làm đồ án do kiến thức còn hạn chế bên cạnh vốn kinh
nghiệm tích lũy ít ỏi, nên bản đồ án khó tránh khỏi thiếu sót. Do đó em mong
được sự nhận xét, góp ý của các thầy cô để bản đồ án và kiến thức bản thân em có
thể hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn thầy TRẦN QUANG KHÁNH, là người trực
tiếp hướng dẫn giúp em hoàn thành bản đồ án này, các thầy cô trong khoa điện
nói riêng và các thầy cô trong trường Đại Học Điện Lực nói chung.
Hà Nội, tháng 5 năm 2011
Sinh viên
Nguyễn Sỹ Tùng
3
Đồ án cung cấp điện GVHD: TS. Trần Quang Khánh
2011
ĐỒ ÁN 3

f
= 24 h; Suất thiệt hại do mất điện là:
g
th
= 5500đ; Phụ tải gia tăng theo hàm tuyến tính: P
t
= P
0
.[1+α.(t-t
0
)] với suất tăng
trung bình hằng năm là α = 4,5%. P
0
là công suất tính toán năm hiện tại t
0
. Chu kỳ
thiết kế là 7 năm. Hệ số chiết khấu i = 0,1;
Giá thành tổn thất điện năng: c
∆
=1000đ/kWh; Giá mua điện g
m
=500 đ/kWh; Giá
bán điện trung bình g
b
= 860đ/kWh.
Các số liệu khác lấy trong phụ lục hoặc sổ tay thiết kế cung cấp điện.
Bảng số liệu thiết kế cung cấp điện chung cư cao tầng:
Số
tần
g

Nh
ỏ
Lớn
Cấp nước
sinh hoạt
Thoát
nước
Bể
bơi
Cứu
hỏa
12 2 4 2 7,5 16
2x16+4x5,
6
2x7,5 2x4,5 16 3,8
428
0
87
Nhiệm vụ thiết kế:
I. Thuyết minh
1. Tính toán nhu cầu phụ tải
1.1 Phụ tải sinh hoạt
1.2 Phụ tải động lực
1.3 Phụ tải chiếu sáng
1.4 Tổng hợp phụ tải
2. Xác định sơ đồ cung cấp điện
2.1. Chọn vị trí đặt máy biến áp
2.2. Lựa chọn phương án (so sánh ít nhất 2 phương án):
- Sơ đồ mạng điện bên ngoài
- Sơ đồ mạng điện trong nhà

dẫn;
5. Bảng số liệu tính toán mạng điện: phụ tải, so sánh các phương án; tính toán
ngắn mạch và chọn thiết bị; hạch toán công trình.
SVTH: Nguyễn Sỹ Tùng – Đ3-H3
6
Đồ án cung cấp điện GVHD: TS. Trần Quang Khánh
2011
1 I - THUYẾT MINH
CHƯƠNG 1
TÍNH TOÁN NHU CẦU PHỤ TẢI
Phụ tải của các chung cư bao gồm 2 thành phần cơ bản là phụ tải sinh hoạt
(bao gồm cả chiếu sáng) và phụ tải động lực.Phụ tải sinh hoạt thường chiếm tỷ lệ
phần lớn hơn so với phụ tải động lực.
Theo bảng số liệu thiết kế trên ta có:
- Tổng số hộ trên 1 tầng là: n
h.t
=2+4+2=8 (hộ)
- Tổng số căn hộ trong chung cư là: N
hộ
=N.n
h.t
=12.8=96 (hộ)
Ứng với nội thành thành phố rất lớn, suất tiêu thụ trung bình của hộ gia đình
sử dụng bếp gas là (Bảng 10.pl):
P
0
= 1,62 kW/hộ
1.1 Xác định phụ tải sinh hoạt của tòa nhà chung cư
Trước hết cần xác định mô hình dự báo phụ tải: Coi năm cơ sở là năm hiện
tại t

2011
trong lớn trong cơ cấu phụ tải hộ gia đình, nên để tiện cho việc tính toán phụ tải,
người ta phân biệt các căn hộ chủ yếu theo sự trang bị ở nhà bếp. Dưới góc độ này
có thể phân loại căn hộ: dùng bếp nấu bằng điện, dùng bếp nấu bằng gas và dùng
bếp hỗn hợp (vừa dùng gas vừa dùng điện).
 Phụ tải sinh hoạt trong chung cư được xác định theo biểu thức:
0
1
. .
N
sh cc dt i hi
i
P k k P n k
=
=
∑
= k
cc
.k
dt
.P
0
.(n
1
.k
h1
+ n
2
.k
h2

=12.2 = 24 hộ;
+ n
2
- số căn hộ 100 m
2
là: n
2
= 12.4 = 48 hộ;
+ n
3
- số căn hộ 120 m
2
là: n
3
=12.2 = 24 hộ;
k
hi
- hệ số hiệu chỉnh đối với căn hộ loại i có diện tích trên giá trị tiêu chuẩn F
tc
tăng thêm (tăng thêm 1% cho mỗi m
2
quá tiêu chuẩn):
( )
1 .0,01k F F
hi i tc
= + −
Trong đó: F
i
- diện tích căn hộ loại i, m
2

= + − =
h
k
( )
3
1 120 70 .0,01 1,5
= + − =
h
k
→ Vậy, công suất tác dụng của phụ tải sinh hoạt trong chung cư được xác
định theo biểu thức:
P
sh
= k
cc
.k
dt
.P
0
.(n
1
.k
h1
+ n
2
.k
h2
+ n
3
.k

= 4+2+2=8 hộ → k
đt
=0,502.
- Công suất tác dụng tính toán của mỗi tầng là:
P
tầng
= k
cc
.k
đt
.P
0.
.
N
i hi
i 1
n .k
=
∑
SVTH: Nguyễn Sỹ Tùng – Đ3-H3
9
Đồ án cung cấp điện GVHD: TS. Trần Quang Khánh
2011
=1,05.0,502.1,62.(24.1+48.1,3+24.1,5)≈8,71 kW
- Công suất phản kháng tính toán cho mỗi tầng là:
Q
tầng
= P
tầng
. tgφ= 8,71.0,29 = 2,526 kVAr;

= 0,03.228 = 6,84 kW
603,041,0
5
6,84
0,41
5
P
k
04,0
0,04
cs
i
=−






=−






=
 Tổng hợp phụ tải sinh hoạt và phụ tải chiếu sáng
=+=
+

là công suất tính toán của thiết bị vệ sinh - kỹ thuật.
1.3.1 Xét với thang máy
Công suất tính toán của thang máy là:
n
Σ
P = k . P
tm nc-tm tmi
i=1
∑
Trong đó: n là số lượng thang máy.
k
nc tm
−
là hệ số nhu cầu của thang máy xác định theo bảng 2.pl.
Do thang máy làm việc theo chế độ ngắn hạn lặp lại, nên công suất của chúng
cần phải quy về chế độ làm việc dài hạn theo biểu thức:
P = P . ε
tm dm.tm
Trong đó: P
dm.tm
công suất định mức của động cơ thang máy, kW;
ε là hệ số tiếp điện của thang máy (chọn ε = 0,6);
Áp dụng vào thiết kế chung cư cụ thể ta có:
Chung cư có 1 thang máy nhỏ và 1 thang máy lớn.Công suất định mức
tương ứng của các thang máy là: 7,5 và 16.
Công suất tính toán đổi về chế độ làm việc dài hạn là:
SVTH: Nguyễn Sỹ Tùng – Đ3-H3
11
Đồ án cung cấp điện GVHD: TS. Trần Quang Khánh
2011

tgφ 1,17
tm
=
1.3.2 Xét với trạm bơm
Công suất tính toán của trạm bơm:
n
b
bom nc bomi
i=1
P = k . P
∑
Trong đó:
k
nc
là hệ số nhu cầu của thiết bị vệ sinh-kỹ thuật (bơm)
n
b
là tổng số lượng bơm sử dụng
P
bomi
là công suất của bơm thứ i
STT Chức năng Số lượng Công suất (kW) Tổng
1 Cấp nước sinh hoạt
2 16
54,4
4 5,6
2 Thoát nước 2 7,5 15
3 Bể bơi 2 4,5 9
4 Cứu hỏa 1 16 16
Tổng 11

Tổng số máy bơm sử dụng trong nhóm 3 là: n
b3
= 2 máy
→hệ số k
nc3
= 1.
Công suất tính toán của trạm bơm nhón 3 là:
P
bơm3
= 1.9 = 9(kW)
- Nhóm 4: Nhóm cứu hỏa:
Tổng số máy bơm sử dụng trong nhóm 4 là: n
b4
= 1 máy
→hệ số k
nc4
=1.
Công suất tính toán của trạm bơm nhóm 4 là:
P
bơm4
= 1.16 = 16(kW)
Tổng hợp kết quả tính toán ta có:
SVTH: Nguyễn Sỹ Tùng – Đ3-H3
13
Đồ án cung cấp điện GVHD: TS. Trần Quang Khánh
2011
Nhóm P
bơmi
, kW
Cấp nước sinh

P = k . P +P = 0,9. 18,203 + 66,076 75,851 kW
dl nc.dl tm bom
≈
Hệ số công suất của phụ tải động lực là:
Σ
P .cosφ +P .cosφ
18,203.0,65+66,076.0,8
tm tm bom bom
cosφ = = 0,77
dl
Σ
18,203+66,076
P +P
tm bom
≈
0,7050,41
5
75,851
0,41
5
P
k
0,04
0,04
đl
i
=−




 Công suất tác dụng của toàn phụ tải là:
Σ
P = 73,162 + 0,705.75,851 = 126,63 (kW)
tt
Hệ số công suất của tòa nhà là:
P .cosφ +P .cosφ
73,162.0,96 75,851.0,77
sh+cs sh+cs dl dl
cosφ = 0,86
P +P 73,162 75,851
sh+cs dl
+
= ≈
+
Công suất toàn phần của tòa nhà là:
Σ
P
126,63
Σ
tt
S = = 147,24 kVA
tt
cosφ 0,86
≈
Công suất phản kháng của tòa nhà là:
( ) ( )
2 2
Σ Σ 2 2
tt tt
Σ

SVTH: Nguyễn Sỹ Tùng – Đ3-H3
16
Đồ án cung cấp điện GVHD: TS. Trần Quang Khánh
2011
Hình 2.1. Sơ đồ nguyên lý mạng điện cung cấp cho chung cư 12 tầng
17
16
12
15
14
13
11
4
6
9
7
8
1P
3P
2P
21
23
23
20
20
3
18
1
19
10

chọn vị trí đặt bên trong, thường ở tầng một, cách ly với các hộ dân. Trạm biến áp
cũng có thể đặt ở tầng hầm bên trong hoặc bên ngoài tòa nhà. Phương án đặt trạm
biến áp ở tầng hầm gần đây được áp dụng nhiều, tuy nhiên ở đây cần đặc biệt lưu
ý đến hệ thống thông thoáng và điều kiện làm mát của trạm. Nhìn chung, để chọn
vị trí lắp đặt tối ưu cần phải giải bài toán kinh tế-kỹ thuật, trong đó cần phải xét
đến tất cả các yếu tố có liên quan.
Cho phép đặt TBA trong khu nhà chung cư nhưng phòng phải được cách âm
tốt và phải đảm bảo yêu cầu kĩ thuật theo tiêu chuẩn mức ồn cho phép trong công
trình công cộng 20 TCN 175 1990. Trạm phải có tường ngăn cháy cách li với
phòng kề sát và phải có lối ra trực tiếp.Trong trạm có thể đặt máy biến áp (MBA)
có hệ thống làm mát bất kì.
Chọn vị trí đặt trạm biến áp là tầng hầm.Vì những lý do sau:
+ Tiết kiệm được một diện tích đất nhỏ.
+ Làm tăng tính an toàn cung cấp điện đối với con người.
+ Tránh được các yếu tố bất lợi của thời tiết gây ra.
2.2 Lựa chọn phương án
Tính toán lựa chọn so sánh 2 phương án:
Phương án 1 - Hai trục đứng cấp điện cho các căn hộ qua các tầng.
Phương án 2 - Chọn một tuyến dây dọc chung cho tất cả các tầng.
2.2.1 Phương án 1
* Sơ đồ mạng điện bên ngoài trời
SVTH: Nguyễn Sỹ Tùng – Đ3-H3
18
Đồ án cung cấp điện GVHD: TS. Trần Quang Khánh
2011
- Sơ đồ mạng điện ngoài trời được xây dựng để cấp điện đến các tủ phân phối đầu
vào của tòa nhà. Trong tủ phân phối đầu vào tòa nhà có trang bị các thiết bị đóng
cắt, điều khiển, bảo vệ, đo đếm. Sơ đồ mạch điện của tủ phân phối phụ thuộc vào
sơ đồ cấp điện ngoài trời, số tầng của tòa nhà, sự hiện diện của cửa hàng, văn
phòng, công sở, số lượng thiết bị động lực và yêu cầu về độ tin cậy cung cấp điện.

1
2
Các tòa
nhà ở
Đồ án cung cấp điện GVHD: TS. Trần Quang Khánh
2011
- Việc xây dựng mạng điện phân phối trong tòa nhà thường được thực hiện với
các đường trục đứng. Đầu tiên là lựa chọn số lượng và vị trí lắp đặt các đường
trục đứng.
Tầng 1
Tầng 2
Tầng 3
Tầng 4
Tầng 5
Tầng 6
Tầng 7
Tầng 8
Tầng 9
Tầng 10
Tầng 11
Tầng 12
Hình 2.4. Sơ đồ hai trục đứng cung cấp điện cho các căn hộ qua tầng
2.2.2 Phương án 2
* Sơ đồ mạng điện bên ngoài trời
SVTH: Nguyễn Sỹ Tùng – Đ3-H3
20
Đồ án cung cấp điện GVHD: TS. Trần Quang Khánh
2011
Đường dây
chính

Tầng 12
Hình 2.6. Sơ đồ 1 trục đứng cung cấp điện căn hộ qua tầng
Nhận xét: Có rất nhiều phương án đi dây cho toà nhà trung cư, nhưng nếu
sử dụng phương án sơ đồ một trục đứng có thể gây ảnh hưởng khi sự cố xảy ra. Vì
vậy, ta sử dụng sơ đồ mạng điện trong nhà theo phương án 1.
SVTH: Nguyễn Sỹ Tùng – Đ3-H3
22
Đồ án cung cấp điện GVHD: TS. Trần Quang Khánh
2011
3 CHƯƠNG 3
CHỌN SỐ LƯỢNG VÀ CÔNG SUẤT MÁY BIẾN ÁP
VÀ CHỌN TIẾT DIỆN DÂY DẪN
3.1 Chọn số lượng và công suất máy biến áp
Việc lựa chọn máy biến áp phải đảm bảo các yêu cầu cung cấp điện liên
tục, chất lượng và an toàn. Các trạm biến áp cung cấp điện cho phụ tải loại 1 và
loại 2 nên dùng không ít hơn 2 máy. Khi phụ tải loại 1 bé hơn 50% tổng công
suất khu vực đó thì ít nhất mỗi một máy phải có dung lượng bằng 50% công suất
của khu vực đó. Khi phụ tải loại 1 lớn hơn 50 % tổng công suất thì mỗi máy biến
áp phải có dung lượng bằng 100% công suất của khu vực đó. Ở chế độ làm việc
bình thường, cả hai máy biến áp làm việc, còn trong trường hợp sự cố một máy
thì ta sẽ chuyển toàn bộ phụ tải về máy không sự cố.
Phụ tải của chung cư cao tầng được coi là loại II, suất thiệt hại do mất điện
là g
th
= 5500đ/kWh;
Tổng công suất tính toán của toàn chung cư không kể đến tổn thất là:
∑
tt
S
= 147,24 kVA

3.1.1 Phương án 1: Dùng 2 máy biến áp 2 x 100 kVA
Trước hết cần kiểm tra khả năng làm việc quá tải của máy biến áp.
Hệ số điền kín đồ thị có thể xác định theo biểu thức:
tb M
dk
max
P T 4280
k 0,489
P 8760 8760
= = = ≈
< 0,75
Như vậy máy biến áp có khả năng chịu được quá tải 40% trong thời gian xảy ra
sự cố.
Xác định phụ tải tính toán của toàn chung cư theo biểu thức:
i
i
P
S
cos
=
ϕ
Trong đó:
N
i ish dl cs 0i cc dt i hi dl cs
i=1
P =P +P +P =p .k .k . n .k +P +P
∑
- Tính toán cho năm thứ nhất t = 1:
P
1

+ Xác định tổn thất điện năng trong các máy biến áp:
2
K 1
1 1 BA 0
BA
P S
A n . P .t . .( )
2 S
−
∆
∆ = ∆ + τ
Trong đó: t = 8760h, ΔP
0
= 0,32 kW, ΔP
k
= 2,05 kW
( )
( )
( )
2
2
4 4
0,124 10 . .8760 0,124 10 .4280 .8760 2669, 2
max
T h
τ
− −
= + = + ≈
2
K 1

t
t 0
PVC C . min
Σ
=
= β →
∑
Trong đó:
1 1
0,91;
1 i 1 0,1
β = = =
+ +
t 6 6
t
C . 14,753.10 .0,91 13,425.10
Σ
β = =
Tính toán tương tự cho các năm và cho các phương án ta có bảng tổng kết:
SVTH: Nguyễn Sỹ Tùng – Đ3-H3
25
Đồ án cung cấp điện GVHD: TS. Trần Quang Khánh
2011
ST
T
P
i
(kW)
S
i

đ)
1
137,05
4
159,36
5
19,36
5
2,19
8
12554,
91
12,55
5
14,753
0,9
1
13,425
2
139,04
8
161,68
4
21,68
4
2,46
2
12758,
57
12,75

2
13225,
91
13,22
6
16,278
0,6
8
11,069
5
146,02
9
169,80
1
29,80
1
3,38
3
13494,
75
13,49
5
16,878
0,6
2
10,464
6
148,75
6
172,97

∑
21,7
2
92930,
73
92,93
1
114,65
1
4,8
6
78,519
3.1.2 Phương án 2: Dùng 1 máy biến áp 160 kVA.
ST
T
Pi
(kW)
Si
(kVA)
Sth
(kVA)
Yi
(10
6đ
)
ΔA
(kWh)
C
i
(10

2
139,04
8
161,68
4
161,68
4
18,354
8400,3
68
8,4 26,754
0,8
3
22,206
3
141,20
0
164,18
6
164,18
6
18,638
8525,7
74
8,526 27,164
0,7
5
20,373
4
143,51

2
172,97
2
19,636
8981,3
5
8,981 28,617
0,5
6
16,026
7
151,73
1
176,43
1
176,43
1
20,028
9167,2
37
9,167 29,195
0,5
1
14,889
SVTH: Nguyễn Sỹ Tùng – Đ3-H3
26
Đồ án cung cấp điện GVHD: TS. Trần Quang Khánh
2011
∑
132,96

Để tăng độ tin cậy của mạng điện sơ đồ được bố trí 2 đường dây hỗ trợ dự
phòng cho nhau được tính toán để mỗi đường dây có thể mang tải an toàn khi có
sự cố ở một trong 2 đường dây mà không làm giảm chất lượng điện trên đầu vào
của các hộ tiêu thụ. Các mạch điện sinh hoạt, chiếu sáng và thang máy được xây
dựng độc lập với nhau. Mạch chiếu sáng có trang bị hệ thống tự động đóng ngắt
theo chương trình xác định.
Trong tổng số hao tổn điện áp cho phép 5% ta phân bố cho 3 đoạn như sau:
- Từ trạm biến áp đến tủ phân phối tổng:
cp1
ΔU = 1,5 %
- Từ tủ phân phối tổng đến tủ phân phối các tầng:
cp2
ΔU = 2,5%
- Từ tủ phân phối các tầng đến các hộ gia đình:
cp3
ΔU = 1 %
3.2.1 Chọn dây dẫn từ lưới đến TBA
Ta chọn dây dẫn cao áp theo điều kiện mật độ kinh tế của dòng điện. Căn
cứ vào thời gian sử dụng phụ tải cực đại T
M
= 4280h, tra bảng 44-Sách Mạng lưới
điện – Nguyễn Văn Đạm, với loại dây nhôm ta có J
kt
= 1,1 A/mm
2
.
- Dòng điện lớn nhất chạy trên đường dây được xác định theo biểu thức:
SVTH: Nguyễn Sỹ Tùng – Đ3-H3
27