1
BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
KHOA ĐIỆN
Nguyễn Thùy Dung
Hà Nội - 2021
GIÁO TRÌNH
THIẾT KẾ
CUNG CẤP ĐIỆN
CHO TÒA NHÀ
(Đang trong quá trình hoàn thiện và phát triển)
2
MỤC LỤC
CHƯƠNG 1. NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG VỀ HỆ THỐNG CẤP ĐIỆN
TRONG TÒA NHÀ ................................................................................................... 4
1.1. Đặt vấn đề ......................................................................................................... 4
1.2. Những yêu cầu đối với một đề án thiết kế cấp điện ......................................... 4
1.3. Các vật tư, thiết bị điện chủ yếu dùng trong hệ thống cung cấp điện cho tòa
nhà ........................................................................................................................... 6
1.4. Các bước tiến hành thiết kế hệ thống cung cấp điện ...................................... 13
1.5. Thủ tục triển khai thực hiện một công trình cấp điện .................................... 14
CHƯƠNG 2. CƠ SỞ THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN ....................................................... 18
2.1. Các tiêu chuẩn thiết kế ................................................................................... 18
2.2. Các phương pháp tính toán phụ tải ................................................................. 18
2.3. Các phương pháp lựa chọn và kiểm tra dây dẫn và cáp ................................. 29
2.4.Các phương pháp lựa chọn và kiểm tra thiết bị điện ....................................... 32
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẤP ĐIỆN DÂN DỤNG....................... 36
3.1. Phương án cấp điện cho các đối tượng khu vực đô thị .................................. 36
3.2. Thiết kế cấp điện cho một chung cư ............................................................... 38
3.3. Thiết kế cấp điện cho một văn phòng ............................................................. 46
3.4. Thiết kế cấp điện cho một khách sạn ............................................................. 51
CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP .......................................................... 58
4.1. Kết cấu trạm biến áp ....................................................................................... 58
4.2. Lựa chọn vị trí, số lượng và công suất máy biến áp ....................................... 63
4.3. Lựa chọn thiết bị điện trong trạm biến áp ...................................................... 67
CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ HỆ THỐNG BÁO CHÁY ........................................... 75
5.1. Sự cần thiết của hệ thống báo cháy trong tòa nhà .......................................... 75
5.2. Các thiết bị báo cháy dùng cho tòa nhà .......................................................... 77
5.3. Các thiết bị máy móc hoạt động liên quan tới hệ thống báo cháy ................. 81
5.4. Thiết kế hệ thống báo cháy ............................................................................. 82
CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN NHẸ ............................................. 88
6.1. Tổng quan về hệ thống điện nhẹ .................................................................... 88
3
6.2. Các thiết bị dùng trong hệ thống điện nhẹ ...................................................... 89
6.3. Thiết kế hệ thống điện nhẹ cho công trình ..................................................... 98
CHƯƠNG 7: NỐI ĐẤT VÀ CHỐNG SÉT ......................................................... 107
7.1. Đặt vấn đề ..................................................................................................... 107
7.2. Nối đất và trang bị nối đất ............................................................................ 107
7.3. Tính toán trang bị nối đất ............................................................................. 111
7.4. Sét và thiết bị chống sét ................................................................................ 117
CHƯƠNG 8: THIẾT KẾ QUY HOẠCH HẠ TẦNG ĐÔ THỊ ......................... 128
8.1. Xác định trị số phụ tải tính toán phục vụ công tác thiết kế .......................... 128
8.2. Thiết kế điện mạng trung áp 35 kV/22 kV ................................................... 131
8.3. Thiết kế điện mạng hạ áp 0,4 kV .................................................................. 131
8.4. Thiết kế điện chiếu sáng đường, cây xanh ................................................... 132
8.5. Thiết kế điện quy hoạch hạ tầng cho một đô thị .......................................... 134
CHƯƠNG 9: ĐO BÓC KHỐI LƯỢNG PHẦN ĐIỆN....................................... 137
VÀ DỰ TOÁN CÔNG TRÌNH ............................................................................. 137
9.1. Khái quát chung ............................................................................................ 137
9.2. Phương pháp triển khai đo bóc trên bản cứng và bản mềm hiệu quả .......... 139
9.3. Thiết lập file tính toán và quản lý đo bóc cho phần điện ............................. 143
9.4. Dự toán công trình và các bước lập dự toán ................................................. 147
TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................... 153
4
CHƯƠNG 1. NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG VỀ HỆ THỐNG CẤP ĐIỆN TRONG
TÒA NHÀ
MỤC TIÊU CỦA CHƯƠNG
Cung cấp cho sinh viên những vấn đề chung về hệ thống cấp điện trong tòa nhà
trong đó bao gồm những yêu cầu đối với một đề án thiết kế cấp điện, các vật tư, thiết
bị điện chủ yếu dùng trong hệ thống cung cấp điện cho tòa nhà, các bước tiến hành
thiết kế hệ thống cung cấp điện và thủ tục triển khai một công trình cấp điện.
1.1. Đặt vấn đề
Trong giai đoạn hiện nay, nền kinh tế nước ta đã có bước phát triển vượt bậc,
hội nhập với khu vực và thế giới. Trong lĩnh vực cung cấp điện, nhiều thiết bị điện mới
đã được đưa vào sử dụng. Ngoài các nhà máy xí nghiệp hiện đại được xây dưng thì
ngày nay còn xuất hiện các tòa nhà cao tầng dùng làm các văn phòng, khách sạn, hay
các trung tâm thương mại. Các tòa nhà này được thiết kế và thi công theo các tiêu
chuẩn kỹ thuật tiên tiến, đáp ứng được nhu cầu càng ngày càng phong phú của người
sử dụng, đặc biệt chúng có chế độ làm việc tin cậy và an toàn cao.
Hệ thống điện trong tòa nhà có các đặc điểm sau :
Phụ tải phong phú, đa dạng (điện áp, công suất, số pha, …).
Phụ tải tập trung trong không gian hẹp, mật độ phụ tải tương đối cao.
Có các hệ thống cấp nguồn dự phòng (ắc quy, máy phát, …).
Không gian lắp đặt bị hạn chế nên phải bố trí hợp lý đồng thời phải thỏa mãn
các yêu cầu về mỹ thuật trong kiến trúc xây dựng.
Yêu cầu cao về chế độ làm việc và an toàn cho người sử dụng
Nghiên cứu, thiết kế và vận hành hệ thống cung cấp điện trong tòa nhà cao tầng là một
nhiệm vụ mới mẻ và liên tục cập nhật đối với một kỹ sư. Vì vậy, chương này dành để
trình bày đặc điểm của hệ thống cung cấp điện trong tòa nhà, các thiết bị điện cũng
như cách lắp đặt chúng trong các tòa nhà, thủ tục triển khai và các bước tiến hành thiết
kế hệ thống cung cấp điện.
1.2. Những yêu cầu đối với một đề án thiết kế cấp điện
Một đề án thiết kế cấp điện dù cho bất kỳ đối tượng nào cũng cần thỏa mãn những yêu
cầu sau đây:
1.2.1. Độ tin cậy cung cấp điện
5
Mức độ đảm bảo liên tục cung cấp điện tùy thuộc vào tính chất và yêu cầu của phụ
tải.
Phụ tải loại 1 là những công trình cấp quốc gia như Hội Trường Quốc Hội, nhà
khách chính phủ, ngân hàng Nhà Nước, Đại sứ quán, sân bay, khu quân sự ….phải
đảm bảo liên tục cấp điện ở mức cao nhất, nghĩa là với bất kỳ tình huống nào cũng
không để mất điện.
Phụ tải loại 2 là những đối tượng kinh tế như nhà máy, xí nghiệp, thương mại,
dịch vụ… nên đặt máy phát điện dự phòng, khi mất điện lưới sẽ dùng điện máy phát
cấp cho những phụ tải quan trọng. Tuy nhiên, quyền quyết định đặt máy phát dự
phòng hoàn toàn do phía khách hàng quyết định. Người thiết kế chỉ là cố vấn, gợi ý
giúp họ cân nhắc, so sánh lựa chọn phương án cấp điện.
Phụ tải loại 3: là những hộ quan trọng cho phép mất điện tạm thời khi cần thiết
đó là khu vực cư dân sinh hoạt đô thị và nông thôn.
Cần lưu ý cách phân loại phụ tải dùng điện như trên chỉ là tạm thời, khi kinh tế phát
triển đến mức nào đó thì tất cả các hộ dùng điện sẽ là loại 1, cấp điện liên tục.
1.2.2. Chất lượng điện năng
Chất lượng điện được thể hiện ở 2 tiêu chí đó là tần số (Hz) và điện áp (U). Một
phương án có chất lượng điện tối đa là phương án đảm bảo về tần số và điện áp nằm
trong giới hạn cho phép.
- Tần số: Do cơ quan điều khiển hệ thống điện quốc gia điều chỉnh. Chỉ có những
hộ tiêu thụ lớn (hàng chục MW trở lên) mới phải quan tâm đến chế độ vận hành của
mình sao cho hợp lý để góp phần ổn định tần số của hệ thống điện.
- Điện áp: Là vấn đề cần phải quan tâm vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến việc vận
hành và tuổi thọ của thiết bị.
Để đảm bảo cho các thiết bị dùng điện làm việc bình thường thì cần yêu cầu đặt
ra là:
5%
10%
bt dm
sc dm
UU
UU
(1-1)
1.2.3. An toàn
Công trình cấp điện phải được thiết kế có tính an toàn cao: an toàn cho người
vận hành, người sử dụng và an toàn cho chính các thiết bị điện và toàn bộ công trình.
Người thiết kế ngoài việc tính toán chính xác, chọn dùng đúng các thiết bị và khí cụ