Đồ án cung cấp điện
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 12 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 Trần Quang Khánh tôi đã hoàn thành được đồ án môn học .

Thời gian thực hiện:10/02/2010-02/6/2010
ĐỀ BÀI
Thiết kế cung cấp điện cho một khu chung cư thuộc khu vực nội thành của
một thành phố lớn. Chung cư có N tầng. Mỗi tầng có n
h
căn hộ, công suất tiêu thụ
mỗi hộ có diện tích 70m
2
là p
0
, kW/hộ. Chiều cao trung bình của mỗi tầng là H =
3,8m.
Chiếu sáng ngoài trời với tổng chiều dài bằng ba lần chiều cao của tòa nhà,
suất công suất chiếu sáng là p

Bảng 3: Số liệu thiết kế cung cấp điện khu chung cư cao tầng.
A
lphabe
S
ố
tầng
L
,m
Số
hộ/tầng, n
h
ứng
với diện tích
m
2
/hộ
Số
lượng và
công suất
thang máy,
kW
Số lượng và công suất máy bơm, kW
7
0
1
00
1
20
N
hỏ

0+25
2
Đồ án cung cấp điện
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 trạm biến áp
2.2.Lựa chọn các phương án (so sánh ít nhất 2 phương án)
-Sơ đồ mạng điện bên ngoài
-Sơ đồ mạng điện trong nhà
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
3.2.Chọn tiết diện dây dẫn
4. Chọn thiết bị điện
4.1.Tính toán ngắn mạch
4.2. Chọn thiết bị của trạm biến áp
4.3.Chọn thiết bị của tủ phân phối (thiết bị điều khiển, bảo vệ và đo lường
v.v.)
4.4.Kiểm tra chế độ khởi động của các động cơ
5. Tính toán chế độ mạng điện
5.1.Tổn thất điện áp
5.2.Tổn thất công suất
5.3.Tổn thất điện năng
6. Thiết kế mạng điện của một căn hộ
6.1.Sơ đồ bố trí thiết bị gia dụng

1.2 Xác định phụ tải động lực 15
2.XÁC ĐỊNH SƠ ĐỒ CUNG CẤP ĐIỆN 22
Hình 2.2 Sơ đồ mạng điện tòa nhà 12 23
2.1 Chọn vị trí đặt trạm biến áp (TBA) 23
2.2.Lựa chọn các phương án (so sánh ít nhất 2 phương án) 24
3. CHỌN SỐ LƯỢNG VÀ CÔNG SUẤT MÁY BIẾN ÁP VÀ CHỌN TIẾT DIỆN DÂY DẪN
31
3.1 Chọn tiết diện dây dẫn 31
3.2 Chọn công suất và số lượng máy biến áp 44
4.CHỌN THIẾT BỊ ĐIỆN 53
4.1 Tính toán ngắn mạch trong mạng điện hạ áp 53
4.2 Chọn thiết bị của trạm biến áp 57
4.3 Chọn thiết bị của tủ phân phối phía hạ áp 57
4.4 Kiểm tra chế độ khởi động của động cơ 66
5. TÍNH TOÁN CHẾ ĐỘ MẠNG ĐIỆN 68
5.1 Tổn thất điện điện áp 68
5.2 Tổn thất công suất-tổn thất điện năng 68
6.THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CỦA MỘT CĂN HỘ 72
7.TÍNH TOÁN NỐI DẤT 77
8.HẠCH TOÁN CÔNG TRÌNH 82
9. PHÂN TÍCH KINH TẾ TÀI CHÍNH 87
II.BẢN VẼ 92
1-Sơ đồ mạng điện cung cấp cho tòa nhà chung cư 92
2-Sơ đồ mặt bằng và mặt cắt trạm biến áp tiêu thụ 93
3-Sơ đồ mạng điện căn hộ 95
4-Sơ đồ nối đất 96
5-Bảng số liệu tính toán 97
5
Đồ án cung cấp điện
A.GIỚI THIỆU TỔNG QUAN

1.2 Phụ tải động lực
1.3 Phụ tải chiếu sáng
1.4 Tổng hợp phụ tải
2Xác định sơ đồ cung cấp điện
2.1.Chọn vị trí đặt trạm biến áp
2.2.Lựa chọn các phương án (so sánh ít nhất 2 phương án)
-Sơ đồ mạng điện bên ngoài
-Sơ đồ mạng điện trong nhà
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
3.2.Chọn tiết diện dây dẫn
4. Chọn thiết bị điện
4.1.Tính toán ngắn mạch
4.2. Chọn thiết bị của trạm biến áp
4.3.Chọn thiết bị của tủ phân phối (thiết bị điều khiển, bảo vệ và đo lường
v.v.)
4.4.Kiểm tra chế độ khởi động của các động cơ
5. Tính toán chế độ mạng điện
5.1.Tổn thất điện áp
5.2.Tổn thất công suất
7
Đồ án cung cấp điện
5.3.Tổn thất điện năng
6. Thiết kế mạng điện của một căn hộ
6.1.Sơ đồ bố trí thiết bị gia dụng
6.2.Chọn thiết bị của mạng điện căn hộ
7. Tính toán nối đất
8. Hoạch toán công trình
9. Phân tích kinh tế tài - chính
II.Bản vẽ

9
Đồ án cung cấp điện
Bảng 1.2.Số lượng và công suất máy bơm
10
Al
phabe
S
ố
tầng
L
,m
Số
hộ/tầng, n
h
ứng
với diện tích
m
2
/hộ
Số lượng
và công suất
thang máy,
kW
7
0
1
00
1
20
N

Đồ án cung cấp điện
→
Số hộ/tầng là: n
h.t
= 2 + 4 + 2 = 8.
Tổng số căn hộ: N
hộ
= n
tầng
.n
h.t
= 12.8 = 96 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
0
= 0, áp dụng mô hình (1.22) dạng:
P
1
=P
0
.[1+a(t-t
0
)]
Trong đó:
P
0
-phụ tải năm cơ sở t
0
;

Phụ tải sinh hoạt trong chung cư được xác định theo biểu thức:
N
sh cc dt 0 i hi cc dt 0 1 h1 2 h2 3 h3
i 1
P k .k .P n .k k .k .P (n .k n .k n .k )
=
= = + +
∑
Trong đó:
P
0
- suất tiêu thụ trung bình của mỗi căn hộ,xác định theo bảng 10.pl
P
0
= 1,83 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 12.2 = 24 hộ;
n
2
-số căn hộ 100 m
2
là 12.4 = 48 hộ;

k
cc
= 1,05);
k
đt
- hệ số đồng thời, phụ thuộc vào số căn hộ, lấy theo bảng 1.pl;
Vì thiết kế cung cấp điện cho một khu chung cư thuộc khu vực nội thành
của một thành phố lớn nên theo bảng 10.pl Suất phụ tải sinh hoạt thành phố, kW/hộ
ta có:
Bảng 10.pl ứng với nội thành thành phố lớn
Loại
thành phố
C
hỉ tiêu
Suất phụ tải kW/hộ
có bếp gas
có sử dụng bếp
điện
T
rung
Trong đó
T
rung
Trong đó
N
ội
thành
N
goại
thành

:
Bảng 1.pl.Hệ số đồng thời của phụ tải phụ thuộc vào số hộ gia đình
13
Đồ án cung cấp điện

Áp dụng phương pháp nội suy lagrange như sau:
0 1
1 1
0 1
( ).( ) ( )
( ) ( ). .
( ).( ) ( )
n n
n
n i i i
i i
i i i n
x x x x x x
L x l x y y
x x x x x x
= =
− − −
= =
− − −
∑ ∑
K
đt
(96)

= (96 – 50).(0,33 – 0,35)/(100 – 50) + 0,35 = 0,3316

→
k
h1
= 1
→
k
h2
= 1 + (100 - 70).0,01 = 1,3
→
k
h3
= 1 + (120 - 70).0,01 = 1,5
⇒
P
sh
= 1,05.0,3316.1,83.(24.1+48.1,3+24.1,5) = 77,99 kW
14
H
ộ có
Hệ số đồng thời phụ thuộc vào số hộ gia đình
1
2

5
1
0
2
0
3
5

0
,33

Gas
1 0
,72
0
,55
0
,47
0
,41
0
,37
0
,35
0
,33
0
,31
0
,29
0
,29
Đồ án cung cấp điện
Tính toán riêng cho mỗi tầng:
Hệ số đồng thời ứng với 8 hộ ta áp dụng nội suy lagrange :
K
đt
(8)

bụi,vv )
Thang máy
0
,98
0
,96
0
,8
0
,65
0
,2
0
,29
0
,75
0
,17

Theo bảng 9.pl ta có:
Hệ số công suất
sh
cosϕ
= 0,96 (
sh
tgϕ
= 0,29 )
Q
tầng
= P

P
Σ
- công suất tính toán của các thang máy;
tm
P
Σ
- công suất tính toán của thiết bị vệ sinh - kỹ thuật;
Công suất tính toán của trạm bơm:
Bảng 1.5.số liệu kỹ thuật bơm
S
TT
Chức năng Số
lượng
Công suất
(kW)
T
ổng
1 Cấp nước sinh
hoạt
2 30 1
00,8
6 5,6
6 1,2
2 Thoát 4 4,8 1
9,2
3 Bể bơi 2 10 2
0
4 Cứu hỏa 1 20
1 25
P

nc.vs
2 1
4 0,85
14 0,66
15 0,65
+ Nhóm 1. Cấp nước sinh hoạt(có 14 máy bơm):
P
bơm 1
= k
nc1
.
bom.i i
P .n
∑
= 0,66.(2.30+6.5,6+6.1,2) = 66,528 kW
+ Nhóm 2. Thoát nước(có 4 máy bơm):
P
bơm 2
= k
nc2
.
bom.i i
P .n
∑
= 0,85.4.4,8 = 16,32 kW
+ Nhóm 3. Bể bơi:
P
bơm 3
= k
nc3

Ta có số nhóm máy bơm là n = 4 vậy tra bảng 4.pl có k
nc
= 0,8
P
bơm
= k
nc
.
bom.i
P
∑
= 0,8.147,848 = 118,278 kW
Công suất tính toán của thang máy:
Công suất tính toán của thang máy được xác định theo biểu thức:
ct
i
n
tm nc.tm tm
1
P k P
Σ
=
∑
Trong đó:
k
nc.tm
- hệ số nhu cầu của thang máy, xác định theo bảng 2.pl;
n
ct
- số lượng thang máy;

tm5
= 25.
0,6
= 19,365
Công suất tính toán của thang máy:
P
tm
Σ
= k
nc.tm
.
Σ
P
tm.i
Trong đó:
18
Đồ án cung cấp điện
k
nc.tm
: Xác định theo bảng 2.pl (phụ lục): ứng với 5 thang máy; nhà 12 tầng.
k
nc.tm
= 0,65
P
tm
Σ
=0,65.(19,365.2+5,809.3) = 36,50kW;
Phụ tải động lực:
Theo bảng 4.pl Giá trị hệ số nhu cầu phụ thuộc vào số nhóm tải. Ở đây
chúng ta có 2 nhóm tải, mạng hạ áp

ϕ + ϕ +
ϕ = = =
+ +
1.3 Phụ tải chiếu sáng
Chiếu sáng trong chung cư bao gồm chiếu sáng trong nhà và chiếu sáng
ngoài trời.
Chiếu sáng trong nhà đã được tính toán gộp vào phần tính toán phụ tải sinh
hoạt, đã có nhân với hệ số k
cc
(lấy bằng 5% tổng công suất sinh hoạt).
Chiếu sáng bên ngoài: Theo đề bài thiết kế chiếu sáng ngoài trời với tổng
chiều dài bằng ba lần chiều cao của tòa nhà, suất công suất chiếu sáng là p
ocs2
=0,03
kW/m.
P
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.3 12.3,8.3 136,8= = =
[m]
Công suất cần cho chiếu sáng:

77,99 139,303 4,104
tt.
P 0,85.(77,99 139,303 4,104) 188,187kW
Σ
= + + =
Công suất toàn phần của tòa nhà:
ch
ch
P
S
cos
=
ϕ
∑
, kVA;
Trong đó:
P
ch
-Phụ tải tính toán của tòa nhà;
cosϕ
∑
-hệ số công suất scủa phụ tải trong tòa nhà;
Với
sh sh dl dl cs cs
sh dl cs
P .cos P .cos P cos
cos
P P P
φ + φ + φ
ϕ =

ϕ
∑
, kVA;
tt
Q P .tg 188,187.0,651 122,51= ϕ = =
∑
kVAr;
Nhận xét:Từ kết quả tính toán ta thấy công suất của phụ tải dộng lực lớn
hơn rất nhiều so với phụ tải chiếu sáng và phụ tải sinh hoạt.Hệ số công suất của
phụ tải động lực nhỏ nhất vì chúng tiêu thụ một lượng công suất phản kháng
lớn.Phụ tải chiếu sáng có công suất tiêu thụ rất nhỏ.
21
Đồ án cung cấp điện
2. XÁC ĐỊNH SƠ ĐỒ CUNG CẤP ĐIỆN
Hình 2.1.sơ đồ nguyên lý mạng điện cung cấp cho chung cư 12 tầng
22
Đồ án cung cấp điện

Hình 2.2 Sơ đồ mạng điện tòa nhà 12
1-cáp vào nhà,dự phòng tương hỗ nhau;2-cơ cấu chuyển mạch;3-áptomat tổng;4-đường dây cung cấp điện
cho căn hộ;5-điểm đấu dây 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 chomạng điên bên ngoài;8-đường dây cung cấp cho mạng điện chiếu sáng ki
thuật tâng hầm và kho;9-đuòng dây cung câpcho các thiết bị động lực,thang máy;10-công tơ điện năng tác dụng;11-
cung cấp điện cho mạng điện chiếu sáng sự cố;12-tủ phân phối tầng;13-dương trục đứng;14-cầu dao;15-công tơ;16-
aptốmat mạch điên căn hộ;17-áptomat đường trục đứng;18-đèn hiệu;19-cơ cấu chuyển 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 trong,
23

16 tầng)
có thể áp dụng sơ đồ hình tia hoặc sơ đồ đường trục phân nhánh.
Lựa chọn sơ đồ cung cấp điện phải dựa vào 3 yêu cầu:
+ Độ tin cậy
+ Tính kinh tế
+ An toàn
25