TẬP ĐOÀN ĐIỆN LỰC VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
KHOA CÔNG NGHỆ TỰ ĐỘNG
MÔN: ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN
Đề tài : Thiết kế cung cấp điện cho chung cư cao tầng
Giảng viên hướng dẫn: Th.s. Phạm Mạnh Hải
Sinh viên thực hiện: Đinh Anh Tuấn
Lớp D6-Dcn2
Hà Nội, tháng 1 năm 2015
Đồ án cung cấp điện 1
LỜI MỞ ĐẦU
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 sắn,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 yêu cầu thực tế đó cùng với những kiến thức đã học tại khoa Hệ
Thống Điện - Trường Đại Học Điện Lực,tôi đã nhận được đề tài thiết kế đồ án môn
học:Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho tòa nhà chung cư 18 tầng.
Đồ án môn học này đã giúp tôi hiểu rõ thêm về công việc thực tế của một kĩ sư
hệ thống điện,hay chính là công việc sau này của bản thân . Với sự hướng dẫn tận tình
của thầy Phạm Mạnh Hải em đã hoàn thành được đồ án môn học .

Hà Nội ngày 07 tháng 1 năm 2015
Sinh viên
Đinh Anh Tuấn
Đồ án cung cấp điện 2

th
=4500đ; Chu kỳ thiết kế là 7 năm.Phụ tải tăng theo hàm tuyến tính P
1
= P
0
[1+a(t-t
0
) Thời gian sử dụng công suất cực đại là T
M
=4280h/năm; Hệ số
chiết khấu i=0,1; Giá thành tổn thất điện năng:
c
∆
=1800đ/kWh; Giá mua điện
g
m
=1000 đ/kWh; Giá bán điện g
b
=1500đ/kWh.
Các số liệu khác lấy trong phụ lục hoặc sổ tay thiết kế cung cấp điện
Bảng 3: Số liệu thiết kế cung cấp điện khu chung cư cao tầng.
Số
tầng
70 10
0
200 Nhỏ Lớn Cấp nước
sinh hoạt
Thoát Bể
bơi
Cứu

4.2.Tổn thất công suất
4.3.Tổn thất điện năng
5. Thiết kế mạng điện của một căn hộ
5.1.Sơ đồ bố trí thiết bị gia dụng
5.2.Chọn thiết bị của mạng điện căn hộ
Đồ án cung cấp điện 4A.GIỚI THIỆU TỔNG QUAN
1.Giới thiệu chung
Trong các đô thị lớn,do có tốc độ đô thị hoá cao,dân số ở đây ngày một
tăng nhanh,các công trình giao thông đòi hỏi ngày càng mở rông diện tích đất
đô thị ngày càng bị thu hẹp.Vì vậy việc phát triển nhà ở chung cư là một khuynh
hướng tất yếu để giải quyết gánh nặng nhà ở cho người dân.
2. Những yêu cầu chung trong thiết kế một dự án cung cấp điện:
Thiết kế hệ thống cung cấp điện như một tổng thể và lựa chọn các phần
tử của hệ thống sao cho các phần tử này đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật,vận
hành an toàn và kinh tế.Trong đó mục tiêu chính là đảm bảo cho hộ tiêu thụ
luôn đầy đủ điện năng với chất lượng cao.
Trong quá trình thiết kế điện một phuơng án được cho là tối ưu khi nó
thoả mãn các yêu cầu sau:
 Tính khả thi cao
 Vốn đầu tư nhỏ
 Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện tuỳ theo mức độ tính chất phụ tải
 Chi phí vận hành hang năm thấp
 Đảm bảo an toàn cho người dung và thiết bị.
 Thuận tiện cho việc bảo dưỡng và sửa chữa
Đảm bảo chất lượng điện,nhất là đảm bảo độ lệch và dao động điện áp
nhỏ nhất và nằm trong giới hạn cho phép so với điện áp định mức.
Ngoài ra khi thiết kế cũng cần phải chú ý đến các yêu cầu phát triển trong

Hình1.1 Sơ đồ mặt bằng của một tầng của chung cư
1-Tủ phân phối của tầng
M
1
-Căn hộ có diện tích 70 m
2
M
2
-Căn hộ có diện tích 100 m
2

M
3
-Căn hộ có diện tích 120 m
2
Phụ tải của các chung cư bao gồm 2 thành phần cơ bản là phụ tải sinh
hoạt (bao gồm cả chiếu sang) và phụ tải động lực. Phụ tải sinh hoạt thường
chiếm tỷ lệ phần lớn hơn so với phụ tải động lực.

1.Lý luận chung
Phụ tải của các khu chung cư bao gồm hai thành phần cơ bản là phụ tải
sinh hoạt (gồm cả chiếu sáng) và phụ tải động lực, trong đó tỉ lệ phụ tải sinh
hoạt luôn luôn chiếm tỉ lệ lơn hơn so với phụ tải động lực. Phụ tải còn phụ
Đồ án cung cấp điện 7
thuộc vào mức độ của các trang bị các thiết bị gia dụng, phụ tải của các căn hộ
được phân thành các loại sau: loại có trang bị cao, loại trung bình và loại thấp.
Phụ tải sinh hoạt trong khu chung cư được xác định theo biểu thức sau:
∑
=
=

2
quá tiêu chuẩn): k
hi
= 1+(F
i
-F
tc
).0,01
F
i
– diện tích của căn hộ loại i, m
2
;
Phụ tải động lực trong các khu chung cư bao gồm phụ tải của các thiết bị
dịch vụ và vệ sinh kỹ thuật như thang máy, máy bơm nước, máy quạt thông
thoáng v.v. Phụ tải tính toán của các thiết bị động lực của khu chung cư được
xác định theo biểu thức sau:
P
đl
= k
nc.dl
(Р
tm
∑
. + P
vs.kt
) ,
Trong đó:
P
đl

– hệ số nhu cầu của thang máy, xác định theo [bảng 2.pl];
п
ct
– số lượng thang máy;
Р
tmi
– công suất của thang máy thứ i, kW.
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:
ε
tmntm
PP
.
=
Trong đó:
P
n.tm
– công suất định mức của động cơ thang máy, kW;
ε - hệ số tiếp điện của thang máy (ε = 0,6, theo đề bài)

Bảng 1.2.Số lượng và công suất máy bơm
→
Số hộ/tầng là: n
h.t
= 4+ 2 + 2 = 8.
Tổng số căn hộ: N
hộ
= n
tầng
.n

P
0
= 11 kW/hộ
Ta chia phụ tải sinh hoạt thành 2 nhóm có tính chất khác nhau để tính toán:
- Loại 1: phụ tải gia dụng có trong các căn hộ: bếp gas, tivi, tủ lạnh, đèn chiếu
sáng trong nhà… các thiết bị điện nhóm này tính theo suất tiêu thụ điện năng.
- Loại 2: phụ tải thông thoáng và làm mát. Ta tìm tổng lượng khí cần thông gió
trong một giờ để chọn loại quạt phù hợp, rồi từ công suất quạt gió ta suy ra công
suất phụ tải.
Phụ tải sinh hoạt trong chung cư được xác định theo biểu thức:
trongđó:
P
0
= 11 kW/hộ : suất tiêu thụ trung bình của hộ gia đình có sử dụng bếp
gas;
N- số căn hộ có cùng diện tích;
n
i
- số lượng căn hộ loại i (có diện tích như nhau);
n
1
-số căn hộ 70 m
2
là 18.4 = 72 hộ;
n
2
-số căn hộ 100 m
2
là 18.2 = 36 hộ;
n

dt
.P
0
.(n
1.
k
h1
+n
2.
k
h2
+n
3
.k
h3
)

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);
k
hi
= 1 + (F
i
– F

đt
= 0,502 theo [bảng 1.pl];
P
tầng
= k
cs
.k
dt
.P
0
.
∑
=
N
i
hii
kn
1
.
= 1,05x0,502x1,83(4x1+2x1,3+2x1,5) = 9,26 kW
Ta có:
Hệ số công suất cosφ
sh
= 0,96 (tgφ = 0,29) theo [bảng 9.pl]
Q
tầng
= P
tầng
.tanφ
sh

nc.tm
xác định theo [bảng 2.pl] ứng với 4 thang máy nhà 18 tầng là
k
nc.tm
= 1.
Vậy
⇒
=Ρ
∑tm
k
nc.tm
.
∑
Ρ
tmi
=1.( 3x5,809 + 3x12,39) = 54,597kW
Phụ tải động lực trong các khu nhà chung cư bao gồm phụ tải của
các thiết bị dịch vụ và vệ sinh kỹ thuật như máy bơm nước,thang máy, máy
quạt, thông thoáng….Phụ tải tính toán của các thiết bị động lực của khu chung
cư được xác định theo biểu thức:
P
đl
= k
nc.đl
(Р
tm
∑
. + P
vs.kt
)

41
1 16
P
bơm
= k
nc
.
b
n
bom.i
1
P
∑
n
b
- tổng số bơm sử dụng
k
nc
: Hệ số nhu cầu của các thiết bị vệ sinh kỹ thuật (bơm), được xác định
theo bảng 3.pl;
Tổng số máy bơm là 22, chia làm 4 nhóm;
Tiếp tục dùng nội suy lagrange ta có :
K
ncl
(9)

= (9 – 8).(0,75 – 0,7)/(10 – 8) + 0,75 = 0,725
Bảng 1.6 Hệ số nhu cầu vệ sinh
Số lượng động cơ K
nc.vs

.
bom.i i
P .n
∑
= 1.2.4,5 =9 kW
+ Nhóm 4. Cứu hỏa:
P
bơm 4
= k
nc4
.
bom.i i
P .n
∑
= 1.(25 + 16) = 41 kW
Bảng 1.7 Công suất cua bơm
Nhóm P
bơmi
, kW
Cấp nước sinh
hoạt
42,92
Thoát nước 9
Bể bơi 9
Cứu hỏa 41
Tổng 101,92
Tổng hợp 4 nhóm này ta sẽ có phụ tải tính toán của trạm bơm:
Ta có số nhóm máy bơm là n = 4 vậy tra bảng 4.pl có k
nc
= 0,8





−








tm
tm
P
P
.41,0
5
04,0
= 81,536 +
0,04
54,597
0,41 .54,597
5
 
 
−
 
 ÷

cs
= p
ocs
.l
Trong đó:
+ p
0
là suất phụ tải chiếu sáng [W/m] (đã cho p
ocs2
=0,03 kW/m)
+ l Tổng chiều dài chiếu sáng ngoài trời. l = N×H×5 = 18×3,8×5 = 342
[m]
Công suất cần cho chiếu sáng:
P
cs
= 342.0,03 = 10,26 kW;
1.4 Tổng hợp phụ tải
Như vậy, phụ tải của chung cư được phân thành 3 nhóm: nhóm phụ tải
sinh hoạt được xác định theo phương pháp hệ số đồng thời; phụ tải của nhóm
động lực được xác định theo phương pháp hệ số nhu cầu; phụ tải của nhóm
chiếu sáng.
Đồ án cung cấp điện 14
- Phụ tải tính toán của toàn điểm chung cư sẽ được xác định theo phương
pháp hệ số nhu cầu.
Tổng hợp phụ tải phụ tải sinh hoạt và chiếu sáng bằng phương pháp số gia:
Ta có P
sh
= 105,587 kW > P
cs2
= 10,26 kW



= 105,587 +
0,04
10,26
0,41 .10,26
5
 
 
−
 
 ÷
 
 
 

1∑
P
=∆P
sh&cs
= 111,94 kW

Công suất tính toán của toà nhà chung cư:
P
tt
= P
đl+

5
 
 
−
 
 ÷
 
 
 
P
tt
= 200,08 kW.
Công suất và hệ số công suất của các nhóm phụ tải cho trong bảng 1.3 sau.
Bảng 1.3. Công suất và hệ số công suất của các nhóm phụ tải
Nhóm phụ tải Thang máy Bơm Sinh hoạt Chiếu sáng
Công suất ,kW 54,597 81,536 105,587 10,26
Hệ số công suất 0,65 0,8 0,96 1
Hệ số công suất của máy bơm nước công nghiệp,của hộ gia đình có sử dụng bếp
gas lần lượt tra [bảng 13.pl] và [bảng 9.pl] , hệ số công suất của phụ tải chiếu
sáng lấy bằng 1.
Hệ số công suất của nhóm phụ tải động lực:
cos
dl
ϕ
=
∑
∑
idl
idlidl
P

Đồ án cung cấp điện 15
=
105,587.0,96 10,26 119,22.0,74
0,85
105,587 10,26 119,22
+ +
=
+ +
Vậy công suất biểu kiến là:
S =
∑
ϕ
cos
tt
P
=
200,08
0,85
= 235,88 kVA.
Q =
22
PS −
=
2 2
235,88 200,08
−
= 124,92kVAr.
1.5Tính toán bù công suất
Công suất phản kháng của chung cư là:
Q = 119 kVAr; Tanφ

mạch;20-tụ chống nhiễu;21-mạng điện điều khiển ánh sáng cầu thang;22-tế bào quang điện;23-role thời
gian;24-bảng điện chiếu sáng
2.1 Chọn vị trí đặt trạm biến áp (TBA)
Đối với các toàn nhà lớn với phụ tải cao, việc đặt máy biến áp ở
bên ngoài đôi khi sẽ gây tốn kém, bởi vậy người ta thường chọn vị trí đặt bên
Đồ án cung cấp điện 17
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 các phương án (so sánh ít nhất 2 phương án)
Phương án A
2.2. Lựa chọn các phương án (so sánh ít nhất 2 phương án)
2.2.1. Phương án A
a. Sơ đồ mạng điện bên ngoài:
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

Đồ án cung cấp điện 20
24
Đồ án cung cấp điện 21
Hình 2.1: Sơ đồ mạng điện trong tòa nhà 18 tầng
1 - Cáp vào nhà, dự phòng tương hỗ cho nhau; 2 – cơ cấu chuyển mạch; 3 – aptomat
tổng; 4 − đường dây cung cấp điện cho các căn hộ; 5 – điểm đấu của các thiết bị dịch vụ
chung; 6 – đường dây cung cấp cho các thiết bị tự động và chiếu sáng cầu thang; 7 –
đường dây cung cấp cho mạng chiếu sáng bên ngoài; 8 – đường dây cung cấp cho mạng
chiếu sáng kỹ thuật tầng hầm, nhà kho; 9 – đường dây cung cấp cho các thiết bị động
lực, thang máy; 10 – công tơ điện năng tác dụng; 11 – cung cấp điện cho mạng chiếu
sáng sự cố ; 12 – tủ
2.2.2. Phương án B.
a. Sơ đồ mạng điện bên ngoài:
Sơ đồ mạng điện ngoài trời được xây dựng trên một đường trục cung cấp
cho cả chung cư, động lực và chiếu sáng. Sơ đồ này có ưu điểm hơn sơ đồ trên
là tiết kiệm được chi phí dây dẫn nhưng khi có sự cố thì không đảm bảo cung
cấp điện liên tục. Vì thế ta chọn sơ đồ mạng điện bên ngoài là phương án A.
1
2
3
4 5 6
1,2,3 - Đường dây cung cấp chính.
4,5,6 - Tủ phân phối với cơ cấu chuyển mạch
Đồ án cung cấp điện 22
b. Sơ đồ mạng điện bên trong:
Sơ đồ tia (Các tầng được cung cấp điện bằng các tuyến độc lập).
Nhận xét:Có rât nhiều phương án đi dây cho toà nhà trung cư nhưng tôi quyết
định đưa ra hai phương án trên vì đây là toà nhà có độ cao trung bình nếu sử
dụng phương án sơ dồ một trục đứng có thể gây ảnh hưởng khi sự cố xảy ra
Đồ án cung cấp điện 23

=
2
0

U
LxQ
∑
. 100 =
2 6
124,92.0,4.105
22 .10
.100 = 1,084.10
-3
%
Thành phần hao tổn điện áp tác dụng là:
∆U
r1%
= ∆U
cp1%
- ∆U
x1%
= 1,5 –1,084.10
-3
= 1,4989 %
Tiết diện dây dẫn của đường dây cung cấp cho trạm biến áp xác định theo
biểu thức:
F
1
=
2

100

2
0101
L
U
xQrP
∑∑
+
=
2 6
200,08.1,24 124,92.0,135
22 .10
+
.100.100 = 4,789.10
-3
% < 1,5%
Như vậy cáp đã chọn đảm bảo yêu cầu về chất lượng điện áp
b) Phương án 2:
Giá trị hao tổn điện áp cho phép:
∆U
x2%
=
2
0

U
LxQ
∑
.100 =

γ
=
2
200,08.100
32.1,496.10
= 3,688 mm
2
Theo điều kiện về độ bề cơ học tiết diện tối thiểu của đường dây 10kV phải
là 16 mm
2
vậy ta chọn cáp cách điện giấy hoặc chất dẻo 16 mm
2
có r
0.2
= 1,94 và
x
0.2
=0,113
/ kmΩ
[bảng 23.pl]
Hao tổn điện áp thực tế
∆U
2%
=
100

2
0101
L
U