Giáo trình cung cấp điện_Chương 5_Cung cấp điện chung cư và khách sạn

Chia sẻ: Tranthi Kimuyen | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:41

Thêm vào BST

Báo xấu

467
lượt xem 279
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tham khảo tài liệu 'giáo trình cung cấp điện_chương 5_cung cấp điện chung cư và khách sạn', kỹ thuật - công nghệ, điện - điện tử phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình cung cấp điện_Chương 5_Cung cấp điện chung cư và khách sạn

Chương 5 Cung cấp điện chung cư và khách sạn 5. 1. Phụ tải điện chung cư và khách sạn Phụ tải của các khu chung cư và khách sạn bao gồm hai 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 phần lớn hơn so với phụ tải động lực. 5.1.1. Phụ tải sinh hoạt Phụ thuộc vào mức độ trang bị các thiết bị gia dụng, phụ tải của các căn hộ được phân thành các loại: loại có trang bị cao, loại trung bình và loại trang bị thấp. Tuy nhiên, do thành phần phụ tải điện dùng trong nấu bếp thường chiếm tỷ 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 khu chung cư được xác định theo biểu thức: N Psh  kcc k đt P0  ni khi (5.1) i 1 Trong đó: P0 – suất tiêu thụ trung bình của mỗi căn hộ, xác định theo bảng 10.pl, kW/hộ (phụ lục); N – số nhóm căn hộ có cùng diện tích; ni – số lượng căn hộ loại i (có diện tích như nhau); khi –hệ số hiệu chỉnh đối với căn hộ loại i có diện tích trên giá trị tiêu chuẩn Ftc (tăng thêm 1% cho mỗi m2 quá tiêu chuẩn): khi= 1+(Fi- Ftc).0,01; Fi – diện tích của căn hộ loại i, m2; Ch.5. CCĐ Nhà ở 132
kcc – hệ số tính đến phụ tải dịch vụ và chiếu sáng chung (lấy bằng kcc=1,05); kđt – hệ số đồng thời, phụ thuộc vào số căn hộ, lấy theo bảng 1.pl, hoặc theo biểu đồ hình 2.6. 5.1.2. Phụ tải động lực 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: Pđl = knc.dl(Рtm. + Pvs.kt) , (5.2) Trong đó: Pđl – công suất tính toán của phụ tải động lực, kW; knc.dl – hệ số nhu cầu của phụ tải động lực, thường lấy bằng 0,9; Ptm - công suất tính toán của các thang máy; Pvs.kt – công suất tính toán của các thiết bị vệ sinh-kỹ thuật. Công suất tính toán của các thang máy Ptm  , xác định theo biểu thức: nct Ptm  knc.tm  Ptmi (5.3) 1 Trong đó: knc.tm – hệ số nhu cầu của thang máy, xác định theo bảng 2.pl; пct – số lượng thang máy; Рtmi – 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: Ptm  Pn.tm  Trong đó: Pn.tm – công suất định mức của động cơ thang máy, kW;  - hệ số tiếp điện của thang máy. Ch.5. CCĐ Nhà ở 133
Công suất tính toán của các thiết bị vệ sinh-kỹ thuật (động cơ bơm nước, máy quạt và các thiết bị khác) được xác định theo biểu thức: nvs Pvs.kt  k nc.vs  Pn.vsi (5.4) 1 Hệ số knc.vs – hệ số nhu cầu của các thiết bị vệ sinh kỹ thuật, được xác định theo bảng 3.pl. 5.1.3. Phụ tải tính toán của tòa nhà chung cư Phụ tải tính toán của toàn bộ toà nhà được xác định bằng cách tổng hợp các thành phần phụ tải có xét đến tính chất của các loại phụ tải (xem mục 2.3 chương 2). Trong trường hợp chung, để đơn giản, phụ tải tính toán của tòa nhà có thể được xác định theo biểu thức: Pch = Psh + ktM Pdl, kW; (5.5) Trong đó: Pкв – phụ tải sinh hoạt của các hộ gia đình trong chung cư; Pdl – phụ tải động lực; ktM – hệ số tham gia vào cực đại của phụ tải động lực (có thể lấy trong khoảng 0,80,9). Công suất toàn phần của tòa nhà khi đó sẽ là: Pch S ch  , kVA (5.6) cos  tb costb - hệ số công suất trung bình của phụ tải trong tòa nhà, được xác định theo biểu thức: Psh . cos  sh  Pct . cos  ct  Pvs.kt cos  vs cos  tb  ; (5.7) Psh  Pct  Pvs.kt Các ký hiệu: sh – sinh hoạt; ct – cầu thang máy; vs – thiết bị vệ sinh, kỹ thuật. Hệ số công suất của phụ tải chung cư được xác định theo bảng 9.pl. 5.1.4. Phụ tải tính toán của mạng điện Ch.5. CCĐ Nhà ở 134
Đối với các chung cư cao tầng, phụ tải tính toán có thể khá lớn, mỗi tòa nhà có thể được trang bị một hoặc hai máy biến áp, còn đối với các khu chung cư ít tầng hoặc nhà biệt thự, thì mỗi trạm biến áp sẽ cung cấp cho một số toàn nhà. Phụ tải tính toán của mạng điện hạ áp cung cấp cho các chung cư được xác định theo biểu thức: n 1 Рtt.H = Рch.M +  k tMi Pchi , (5.8) 1 Trong đó: Рch..M – giá trị phụ tải lớn nhất trong các điểm tải được cung cấp bởi đường dây hạ áp; Рchi, – giá trị phụ tải tính toán của điểm tải thứ i (không kể điểm tải lớn nhất); ktMi – hệ số tham gia vào cực đại của các nhóm phụ tải; n – số lượng điểm tải. Phụ tải tính toán của mạng điện phân phối trong toàn khu vực (tiểu khu) được xác định bằng cách tổng hợp phụ tải tính toán của tất cả các tòa nhà và khách sạn theo phương pháp số gia, hoặc phương pháp hệ số đồng thời. Trong trường hợp không đòi hỏi mức độ chính xác cao, phụ tải tính toán của tiểu khu, quy về thanh cái 0,4 kV của trạm biến áp phân phối có thể xác định một cách gần đúng theo mật độ phụ tải của tiểu khu: Pp.мр. = P0. F10-3, kW (5.9) Trong đó: Р0 - mật độ phụ tải, W/m2 cho trong bảng 12.pl; F - tổng diện tích của tiểu khu, m2. 5.2. Sơ đồ mạng điện ngoài trời Sơ đồ lưới điện phân phối phụ thuộc vào rất nhiều nhân tố như: cấp điện áp, mật độ phụ tải, yêu cầu về độ tin cậy, tính kinh tế, yêu cầu về tính đơn giản, yêu cầu về tính hiện đại v.v. Các sơ đồ mạng điện ngoài Ch.5. CCĐ Nhà ở 135
trời được xây dựng để cấp điện đến các tủ phân phối đầu vào của các tòa nhà. Trong tủ phân phối đầu 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. Phụ thuộc vào những yếu tố trên mỗi tòa nhà có thể có một, hai, ba hoặc nhiều tủ phân phối. Việc lựa chọn và xây dựng sơ đồ mạng điện phụ thuộc rất nhiều vào sự liên hệ tương hỗ giữa các phần tử mạng điện kể cả vị trí của các trạm biến áp, chiều dài và tiết diện dây dẫn. Sơ đồ cuối cùng được chấp nhận trên cơ sở so sánh kinh tế - kỹ thuật giữa các phương án. Dưới đay giới thiệu một số sơ đồ đơn giản có tính cạnh tranh trong quá trình giải bài toán lựa chọn sơ đồ mạng điện. 5.2.1. Sơ đồ cung cấp điện cho các tòa nhà thấp (ít tầng) Để cung cấp điện cho các tòa nhà từ 5 tầng trở xuống có thể áp dụng sơ đồ đường trục mạch vòng có (hoặc không) mạch dự phòng. Một trong những sơ đồ đơn giản nhất được thể hiện trên hình 5.2. Các mạch điện hạ áp có thể được bảo vệ bằng cầu chảy hoặc áptomat (trên hình vẽ biểu thị cầu chảy). Các tòa nhà thấp tầng được cung cấp điện bởi các đường dây chính 1 và 2, khi xẩy ra sự cố trên một trong các đường dây cungiệcấp nchdự h hthìg đhải nhựcdhiyndự phòng 3 sẽ được đóng vào. Dĩ nhiên - V c đó g ín p òn pườ t g â ệ dâyndẫay;của các đường dây chính 1 và 2 phải được chọn để có thể đáp bằ g t n ứng oạược ycdự pđộnsự hôn.g Sàmđồệc ung cấp điện trên tuy đơn giản nhưng có - Đ n dâ hế hò g k cố l ơ vi c đ ở chế độ bình thường; m-ộTisố diệnưdâc đẫểmủsauc đoạn dây t ết nh ợ y di n c a cá: chính buộc phải tăng, do đó có thể gây N01 N02 lãng phí. Các tòa Để khắc phục các nhược điểm 4 4 nhà ở trên, người ta áp dụng sơ đồ cải tiến hình 5.3. 1 3 2 4 4 Ch.5. CCĐ Nhà ở 136 N04 N03
Hình 5.2. Sơ đồ mạch vòng cung cấp điện cho các tòa nhà thấp 1, 2 – đường dây cung cấp; 3 – đường dây dự phòng; 4 – tủ phân phối của các tòa nhà. N01 N02 N03 N04 3 3 3 3 1 2 Hình 5.3. Sơ đồ mạch vòng cung cấp điện cho các tòa nhà thấp tầng với nguồn dự phòng qua các bộ chuyển mạch 1, 2 – đường dây cung cấp; 3 – tủ phân phối với cơ cấu chuyển mạch Khi xẩy ra sự cố ở một trong các đường dây cung cấp chính, tất cả các hộ dùng điện sẽ được cung cấp trở lại bởi đường dây lành với sự trợ giúp của cơ cấu chuyển mạch, đặt ngay tại tủ phân phối đầu vào của các tòa nhà. Sơ đồ cải tiến cho phép tiết kiệm hơn so với sơ đầu ban đầu vì sự cung cấp điện ở chế độ sự cố được thực hiện bởi đường dây còn lại với đường đi ngắn nhất. Nhược điểm cơ bản của sơ đồ cải tiến là làm phức tạp cho tủ phân phối đầu vào của các tòa nhà. Mỗi tủ phân phối phải có tới bốn đầu ra, Ch.5. CCĐ Nhà ở 137
mà đôi khi các đoạn cáp này cũng có chiều dài đáng kể, nên làm tăng vốn đầu tư của mạng điện. 5.2.2. Sơ đồ cung cấp điện cho các tòa nhà cao trung bình Để cung cấp điện cho các tòa nhà với độ cao trung bình (khoảng 9 16 tầng) có thể áp dụng sơ đồ hình tia hoặc sơ đồ đường trục phân nhánh. Trên hình 5.4 biểu thị sơ đồ mạng điện phân nhánh với các cơ cấu chuyển mạch 3 và 4 tại tủ phân phối đầu vào của tòa nhà. Các tòa nhà ở Hình 5.4. Sơ đồ mạng điện cung 3 3 4 4 cấp cho các tòa nhà cao trung bình 1, 2 – đường dây cung cấp chính; 3, 4 – tủ phân phối với cơ cấu chuyển mạch 1 2 Hình 5.5. Sơ đồ mạng điện cung cấp cho các tòa nhà cao trung Các tòa 4 6 5 bình với ba đường dây cung cấp nhà ở 1, 2, 3 – đường dây cung cấp chính; 4, 5, 6 – tủ phân phối với cơ cấu chuyển mạch 1 2 3 Ch.5. CCĐ Nhà ở 138
Trong sơ đồ này, một trong các đường dây, chẳng hạn đường 1 được sử dụng để cấp điện cho các căn hộ và chiếu sáng chung (chiếu sáng hành lang, cầu thang, chiếu sáng bên ngoài v.v.), còn đường dây kia dùng để cung cấp điện cho các thang máy, thiết bị cứu hỏa, chiếu sáng sự cố và các thiết bị khác. Khi xẩy ra sự cố trên một trong các đường dây cung cấp, tất cả các hộ dùng điện sẽ được chuyển sang mạch của đường dây lành. Như vậy các đường dây cung cấp phải được lựa chọn sao cho phù hợp với chế độ làm việc khi xẩy ra sự cố. Đối với các tòa nhà cao trung bình có nhiều nguyên đơn, cần tăng thêm số đường dây cung cấp lên ba, thậm chí hơn ba lộ (hình 5.5). Ở sơ đồ này đường dây thứ nhất sẽ đóng vai trò dự phòng cho đường dây thứ hai, về phần mình, đường dây thức hai – làm dự phòng cho đường dây thứ ba và cuối cùng đường dây thứ ba lại làm dự phòng cho đường dây thứ nhất. 5.2.3. Sơ đồ cung cấp điện cho các tòa nhà cao Khi lựa chọn sơ đồ cung cấp điện cho các tòa nhà cao (trên 17 tầng), cần lưu ý là các phụ tải thang máy, chiếu sáng sự cố, cứu hỏa v.v. được coi là phụ tải loại I có độ tin cậy cung cấp điện cao. Sơ đồ cung cấp điện cho các tòa nhà này thường là loại hình tia có tự động đóng dự phòng ở tủ phân phối đầu vào (hình 5.6). 7 Hình 5.6. Sơ đồ mạng điện cung cấp cho các tòa nhà 8 9 cao (17  30 tầng) TĐDP 6 1, 2 – đường dây cung cấp ch; 3 – cơ cấu chuyển 5 mạch; 4, 5 – cầu dao; thanh cái phân phối điện cho các căn hộ, chiếu sáng chung); 7 – thanh cái phân 4 3 4 phối điện cho các thang máy, chiếu sáng sự cố, cơ cấu cứu hỏa; 8,9 – tiếp điểm động lực của côntactơ tự 1 động đóng dự phòng. 2 Ch.5. CCĐ Nhà ở 139
Ở chế độ bình thường phụ tải mắc trên thanh cái 6 được cung cấp bởi đường dây 1. Khi xẩy ra sự cố trên đường dây 1, các phụ tải này sẽ cung cấp từ nguồn dự phòng đường dây 2 với sự trợ giúp của cơ cấu chuyển mạch 3. Khi xẩy ra sự cố trên đường dây 2, thì phụ tải mắc trên thanh cái 7 sẽ được phục hồi nguồn cung cấp tự động do cơ cấu tự động đóng dự phòng (TĐDP) thực hiện. 5.2.4. Ví trí đặt trạm biến áp Như đã biết, vị trí của trạm biến áp cần phải đặt tại trung tâm phụ tải, tuy nhiên không phải bao giờ cũng có thể đạt được điều đó, vì lý do về kiến trúc, thẩm mỹ và điều kiện môi trường. Đã từng xẩy ra các trường hợp phàn nàn về tiếng ồn của máy biến áp đặt bên trong tòa nhà. Đối với các tòa nhà nhỏ, vị trí của các trạm biến áp có thể bố trí bên ngoài. 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, 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. 5.3. Sơ đồ mạng điện trong nhà 5.3.1. Sơ đồ đường trục cung cấp trong nhà Việc xây dựng mạng điện phân phối trong tòa nhà thường được thực hiệnuvớòacácàđưhỏngt trụng,đứng. Đầu tiên cần lựa chọn số lượng và vị Nế t i nh n ờ í tầ c thì tkí ôắg cầặt cến cááctrụườđnggt,rục đứỗi g. r h lnp đ n đ ủa c c đ c ứn mà m n tầng sẽ được cấp điện bằng một đường dây riêng đi từ tủ phân phối chính (hình Tủ điện 5.7). Nếu tòa nhà lớn thì số lượng và vị tầng trí lắp đặt các đường trục đứng được lựa chọn phụ thuộc vào số lượng căn hộ, sơ đồ kiến trúc và các cấu kiện xây dựng. Ch.5. CCĐ Nhà ở 140 Các phương án lựa chọn cần được so sánh theo các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật. Số lượng các trục đứng nhìn chung
Phương án đơn giản nhất là sơ đồ một đường trục đứng (hình 5.8. a), sơ đồ này chỉ áp dụng đối với các tòa nhà dưới 16 tầng với 3  4 căn hộ ở mỗi tầng. Khi số điểm nối ở đường trục đứng lớn (70  80 điểm) thì nên chọn phương án với hai trục đứng (hình 5.8 b, c, d). Các đường trục đứng tiện nhất là bố trí dọc theo lồng thang máy, nơi cạnh đó có thể dễ dàng bố trí các tủ phân phối tầng. 5.3.2. Sơ đồ mạng điện trong tòa nhà Trên hình 5.9 biểu thị sơ đồ mạng điện phân phối trong tòa nhà 12 tầng. Mạng điện được cung cấp bởi hai tuyến cáp 1, dự phòng tương hỗ cho nhau, vì phụ tải thuộc loại II, nên yêu cầu về độ tin cậy cung cấp điện phải được nâng cao. Cơ cấu chuyển mạch 2 có vai trò chuyển đổi nguồn cung cấp khi xẩy ra sự cố trên một trong hai tuyến cáp vào. Trên bảng điện có bố trí aptomat tổng 3, aptomat này cũng có thể thay thế bằng cầu ch ảy b ảo v ệ. Từ tủ phân phối đầu vào điện năng được phân phối đến các đơn nguyên và được dẫn đến các căn hộ bởi đường dây 4, phụ tải động lực 5; đường dây 6 cung cấp điện cho mạch tự động điều khiển, chiếu sáng cầu Ch.5. CCĐ Nhà ở 141
thang, còn đường dây 7 cung cấp cho mạch chiếu sáng bên ngoài. Đường dây 8 dùng để cấp điện cho chiếu sáng kỹ thuật tầng hầm, nhà kho, đường dây 9 cung cấp cho các thang máy. Công tơ 10 dùng để đo đếm tổng điện năng tiêu thụ của tòa nhà, còn điện năng của các nhòm tải thì được đo bởi các công tơ 15. Mạch chiếu sáng chung cần được đấu vào bảng điện cung cấp cho các căn hộ, còn chiếu sáng sự cố 11 thì đấu vào bảng điện thứ hai, nơi cung cấp cho các thiết bị động lực (lưu ý không được phép đấu chung hai mạch chiếu sáng vào cùng một bảng điện) Thiết bị chiếu sáng sự cố cần được lắp đặt ở các buồng cầu thang và các vị trí phù hợp như bảng điện, thang máy, bơm nước v.v. Các ổ căm ở cầu thang dùng cho việc làm vệ sinh, hút bụi … được đấu vào mạch động lực. d) c) a) b) Hình 5.8. Sơ đồ các đường dây lên tầng: a) Sơ đồ một trục đứng; b) Sơ đồ hai trục đứng cung cấp điện cho các căn Ch.5. CCĐ Nhà ở 142 hộ qua tầng; c) Sơ đồ hai trục đứng trục thứ nhất cung cấp điện cho số ít căn hộ ở các tầng trên, trục thứ hai cung cấp cho số lớn căn hộ ở các tầng dưới; d) Sơ đồ hai trục đứng, mỗi trục cung cấp cho một nửa số căn hộ ở mỗi tầng.
24 5 2 12 14 15 Ch.5. CCĐ Nhà ở 12 13 23 16 1 17 22 3P 2P 21 1P 1P 143 4 6 9 7 11 8 1P 10 20 20 3 3 2 19 18 TPPĐN 1
Hình 5.9. Sơ đồ mạng điện trong tòa nhà 12 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 phân phối tầng; 13 – đường trục đứng; 14 – cầu dao (hoặc aptomat); 15 – công tơ; 16 – aptomat mạch điện căn hộ; 17 – aptomat đường trục đứng; 18 – đèn hiệu; 19 – cơ cấu chuyển mạch; 20 – tụ chống nhiều; 21 - mạng điện điều khiển ánh sáng cầu thang; 22 – tế bào quang điện; 23 – rơle thời gian; 24 – bảng điện chiếu sáng. Đường trục đứng 13 dẫn điện đến các tủ phân phối tầng 12 với các cầu dao 14, công tơ 15 và aptomat mạch điện căn hộ 16. Ngay tại xuất tuyến của đường trục ở tầng một, bố trí aptomat 17 để tiện điều khiển hệ thống điện trong nhà. Hệ thống điện chiếu sáng cầu thang được điều khiển bởi mạch 21. Vai trò chủ yếu của tụ 20 là chống nhiễu. 5.3.3. Sơ đồ mạng điện căn hộ Sơ đồ mạng điện căn hộ được thể hiện trên hình 5.10. Một aptomat tổng hai cực được lắp đặt tại bảng điện đầu vào, công tơ điện có thể lắp ở tủ phân phối tầng hoặc ở bảng điện căn hộ. Các mạch điện cho chiếu sáng, ổ cắm, bếp điện và nhà tắm được thiết kế độc lập với nhau. Mỗi Ch.5. CCĐ Nhà ở 144
mạch điện được bảo vệ bởi aptomat nhánh và aptomat chống dòng rò (RCD – Residual Current Device). Công tơ điện Aptomat tổng Chống sét Đầu nối đất dây 10 mm2 Aptomat N chống PE dòng rò Aptomat nhánh Điều hòa Điều hòa Quạt Nước nóng Rửa bát Ổ cắ m Chiếu sáng Thiết bị Ổ cắ m Máy giặt Tủ lạnh truyền thông Hình 5.10. Sơ đồ mạng điện căn hộ Ch.5. CCĐ Nhà ở 145
Hiện nay sơ đồ TN-C-S được áp dụng rộng rãi trong lĩnh vực cung cấp điện sinh hoạt. Sơ đồ này làm việc theo nguyên lý nối vỏ của thiết bị với dây trung tính qua dây bảo vệ PE (Protection Earth). Ở sơ đồ này các mạch điện cung cấp cho chiếu sáng, ổ cắm, nhà bếp, buồng tắm đều phải xây dựng với ba dây dẫn, tức là ngoài dây pha L, dây trung tính làm việc N, còn phải có dây bảo vệ PE. Các dây trung tính và dây bảo vệ không được phép nối chung vào cực tiếp điểm. Dòng điện đặt của RCD cho các mạch ổ cắm, bếp là I = 30 mA, còn đối với mạch điện của buồng tắm – là 10 mA. 5.4. Tính toán mạng điện trong nhà 5.4.1 Những vấn đề chung Việc tính toán mạng điện trong nhà là để xác định tiết diện các đoạn dây, chọn các thiết bị bảo vệ và các tham số của chúng. Việc lựa chọn tiết diện dây dẫn và thiết bị nhất thiết phải tuân theo quy trình quy phạm hiện hành. Các dây dẫn cung cấp điện cho các thiết bị một pha (dây pha và dây trung tính) phải có tiết diện bằng nhau. Tiết diện dây bảo vệ PE không được nhỏ hơn tiết dây dây trung tính. Trong trường hợp chung có thể tham khảo cách chọn tiết diện dây dẫn cung cấp cho các thiết bị gia dụng theo quy định của IEC như bảng 5.1. Các số liệu trên sơ đồ cho biết tiết diện dây dẫn và dòng điện bảo vệ của các đoạn dây và thiết bị tương ứng. Trên sơ đồ nối các thiết bị mạng điện căn hộ (hình 5.10) có biểu thị các tham số của các thiết bị bảo vệ và tiết diện tối thiểu của dây dẫn của ở các đoạn tương ứng. Việc chọn dây cáp và bảo vệ phải thỏa mãn một số điều kiện đảm bảo an toàn cho thiết bị và người sử dụng. Dây dẫn phải: - Có khả năng làm việc bình thường với phụ tải cực đại và có khả năng chịu quá tải trong khoảng thời gian xác định; Ch.5. CCĐ Nhà ở 146
- Không gây ảnh hưởng xấu đến chế độ làm việc bình thường của các thiết bị khi có sự dao động điện ngắn hạn, ví dụ khi mở máy động cơ, sự đóng cắt các mạch điện v.v. Các thiết bị bảo vệ (aptomat, cầu chảy) phải: - Bảo vệ an toàn cho mạch điện (dây cáp, thanh cái v.v.) chống quá dòng điện (quá tải hoặc ngắn mạch); - Bảo đảm an toàn cho người sử dụng trong các tình huống tiếp xúc trực tiếp hoặc tiếp xúc gián tiếp. 5.4.2. Chọn dây dẫn Dây dẫn được chọn sao cho mạng điện có thể làm việc bình thường mà không gây sự quá nhiệt, muốn vậy giá trị dòng điện cực đại có thể xuất hiện trong mạch không được vượt quá giá trị dòng điện cho phép đối với từng loại dây dẫn. Sơ đồ khối (logigram) lựa chọn tiết diện dây dẫn và thiết bị bảo vệ mạng điện trong nhà được thể hiện trên hình 5.11. Dòng điện cho phép là giá trị lớn nhất mà dây dẫn có thể tải vô hạn định mà không làm ảnh hưởng đến tuổi thọ. Công suất Công suất cung cấp Spt ngắn mạch Sk Dòng làm việc Dòng ngắn c ực đ ạ i I M mạch Ik(3) Dòng định Dòng điện cắt mức của thiết của thiết bị bị bảo vệ In bảo vệ Icắt Chọn Aptomat hoặc cầu chảy Điều kiện Chọn dây dẫn Kiểm tra chế độ cách điện của mạch điện ổn định nhiệt Kiểm tra hao Sơ đồ IT hoặc TN tổn điện áp Sơ đồ TT Kiểm tra LMax Ch.5. CCĐ Nhà ở 147 của mạch bảo vệ Hình 5.11. Sơ đồ thuật toán lựa chọn dây dẫn và thiết bị Khẳng định tiết diện dây dẫn
kc Ứng với tiết diện xác định, dòng cho phép cực đại phụ thuộc vào một số tham số sau: - Kết cấu của cáp và đường dẫn (lõi Cu hoặc Al; cách điện PVC hoặc EPR v.v.; số dây dẫn hoạt động); - Nhiệt độ môi trường xung quanh; - Phương thức lắp đặt dây dẫn; - Ảnh hưởng của các mạch điện lân cận. Dây dẫn của mạng điện trong nhà được sử dụng là dây cáp hoặc dây cách điện. Tiết diện dây dẫn được lựa chọn theo dòng điện cho phép: IM  Icp; (5.10) Trong đó: IM – giá trị dòng điện làm việc cực đại chạy trên dây dẫn, được xác định theo biểu thức: ntbi I M  kđt  I lv.i (5.11) i 1 Trong đó: Ilv.i – dòng điện làm việc của thiết bị thứ i; Ch.5. CCĐ Nhà ở 148
kđt – hệ số đồng thời, phụ thuộc vào công suất và số lượng thiết bị điện được cung cấp; ntbi – số lượng thiết bị được cung cấp bởi đoạn dây xét. Icp – giá trị dòng điện cho phép cực đại của dây dẫn chọn. Bảng 5.1. Số liệu về tiết diện dây dẫn và dòng điện bảo vệ cho các thiết bị gia dụng Tiết diện Dòng điện Công suất Loại thiết bị dâ y dẫ n bảo vệ cực đại Đè n Áptomat Cầu chảy Áptomat Ổ cắ m Cầu chảy Áptomat Bình nóng Cầu chảy lạnh Áptomat Máy rửa Cầu chảy bát đĩa Áptomat Máy giặt Cầu chảy Áptomat Bếp điện Cầu chảy Áptomat Lò nướng Cầu chảy Ghi chú: Tiết diện dây dẫn trong bảng ứng với dây đồng, nếu là dây nhôm là lấy số liệu t r ong ngoặc . Giá trị dòng phụ tải cho phép của dây dẫn được xác định theo biểu thức: Ch.5. CCĐ Nhà ở 149
Icp = khc. Icp.n (5.12) Trong đó: Icp - dòng điện cho phép ứng với từng loại dây dẫn, phụ thuộc vào nhiệt độ đốt nóng cho phép của chúng; Icp.n – dòng điện cho phép lâu dài của dây dẫn trong điều kiện bình thường; khc – hệ số hiệu chỉnh theo điều kiện thực tế: khc= k1k2.k3 (5.13) k1 – hệ số phụ thuộc vào phương thức lắp đặt dây dẫn (xem bảng 15.pl) k2 – hệ số phụ thuộc vào số lượng dây cáp đặt chung trong hào cáp (bảng 16.pl). k3 - hệ số hiệu chỉnh, phụ thuộc vào nhiệt độ trung bình thực tế tại nơi lắp đặt, có thể xác định theo bảng 17.pl. Bảng 5.2. Phương thức lắp đặt và loại dây dẫn được thể hiện thông qua mã chữ cái Loại dây dẫn Phương thức lắp đặt Mã c h ữ Dây cách điện hoặc Lắp đặt trong đường dẫn gắn trên tường A1, A2 cáp đa lõi cách nhiệt Lắp đặt trong đường dẫn gắn trên tường B1, B2 gỗ Dây đơn hoặc cáp Khung treo có bề mặt tiếp xúc với tường C đa lõi hoặc trần, trên khay đục lỗ, Trong môi trường mở (thang cáp, dây E, F, G treo cáp) Nếu cáp không mang đầy tải thì cho phép nó quá tải trong thời gian nhất định. Ví dụ cáp mang 80% phụ tải thì cho phép quá tải 30% trong thời gian không quá 5 ngày đêm. Theo phương pháp này tiết diện dây dẫn được chọn theo điều kiện: IM  Icp. Ch.5. CCĐ Nhà ở 150
Giá trị dòng điện làm việc được xác định phụ thuộc vào loại mạng điện như sau: Mạng điện một pha Mạng điện 2 pha mắc theo mạng điện 3 pha đIện áp pha S ,A S ,A S ,A I lv  I lv  I lv  U ph 2.U ph 3.U n S – công suất truyền tải trên đường dây, kVA; Un, Uph – điện áp dây và điện áp pha, kV. Cáp sau khi chọn được kiểm tra: * Theo điều kiện hao tổn điện áp: Hao tổn điện áp thực tế trên đường dây không được vượt quá giá trị cho phép: P.r0  Q.x0 U  l  U cP ; (5.15) Un P, Q - công suất tác dụng và phản kháng chạy trên đoạn cáp, kW và kVAr; r0 , x0 - suất điện trở tác dụng và phản kháng của đoạn cáp, /km; l - chiều dài đoạn cáp, km; Un – điện áp định mức của đường dây, kV; Ucp – hao tổn điện áp cho phép trên đoạn cáp, giá trị hao tổn điện áp cho phép trong mạng hạ áp từ thanh cái trạm biến áp phân phối đến đầu vào thiết bị là Ucp = 5% đối với phụ tải chiếu sáng và Ucp=7,5% đối với các phụ tải khác. * Kiểm tra chế độ ổn định nhiệt: Để đảm bảo chế độ ổn định nhiệt khi có dòng ngắn mạch chạy qua tiết diện của cáp phải lớn hơn giá trị tối thiểu xác định theo biểu thức: I k tk Fmin  ; (5.16) Ct Trong đó: Ik – giá trị dòng điện ngắn mạch ba pha chạy qua thiết bị, A; tk – thời gian tồn tại của dòng ngắn mạch, s; Ch.5. CCĐ Nhà ở 151