Đồ án Thiết kế và lắp đặt hệ thống điện chiếu sáng trong căn hộ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT HƯNG YÊN ĐỒ ÁN MÔN HỌC MÔN: CUNG CẤP ĐIỆN TÊN ĐỀ TÀI: THIẾT KẾ VÀ LẮP ĐẶT HỆ THỐNG ĐIỆN CHIẾU SÁNG TRONG CĂN HỘ NGƯỜI HƯỚNG DẪN : NGƯỜI THỰC HIỆN: LỚP:  TRẦN VĂN CHƯƠNG 1. Vũ Ngọc Hiến 2. Bùi Xuân Hòa 3. Nguyễn Thị Hòa 4. Nguyễn Thị Hội 5. Nguyễn Thị Hồng ĐK3 Hưng Yên, ngày 20 tháng 4 năm 2008 TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ  ĐỒ ÁN MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN LỜI NÓI ĐẦU rong sự nghiệp công nghiệp hoá hiện đại hoá nước nhà, công nghiệp điện lực giữ vai trò đặc biệt quan trọng bởi vì điện năng là nguồn năng lượng được sử dụng rộng rãi nhất trong các ngành kinh tế quốc dân ,điện năng là tiền đề cho sự phát triển của đất nước. Ngày nay điện năng trở thành năng lượng không thể thiếu được trong hầu hết các lĩnh vực kinh tế. Mỗi khi có một nhà máy mới, một khu công nghiệp mới, một khu dân cư mới được xây dựng thì ở đó nhu cầu về hệ thống cung cấp điện nảy sinh. Là một sinh viên khoa Điện- những kỹ sư tương lai sẽ trực tiếp tham gia thiết kế các hệ thống cung cấp điện, cho nên ngay từ khi còn là sinh viên thì việc được làm đồ án cung cấp điện là sự tập dượt, vận dụng những lý thuyết đã học vào thiết kế các hệ thống cung cấp điện như là cách làm quen với công việc sau này. Học xong môn học Cung cấp điện chúng em nhận được đồ án môn học với đề tài:"Thiết kế và lắp đặt hệ thống điện chiếu sáng trong căn hộ." Trong thời gian làm đồ án vừa qua với sự giúp đỡ tận tình của thầy Trần Văn Chương cùng với các thầy cô trong Khoa Điện-Điện Tử, chúng em đã hoàn thành đồ án môn học của mình. Tuy đã cố gắng, say mê với đồ án, đã bỏ nhiều công sức cho đề tài này nhưng do kiến thức còn hạn chế, chắc khó tránh khỏi có nhiều khuyết điểm. Chúng em mong nhận được sự nhận xét và chỉ bảo của các thầy cô giáo để chúng em được hoàn thiện hơn. Chúng em xin chân thành cảm ơn! Hưng Yên, ngày 20 tháng 4 năm 2008. Nhóm sinh viên thực hiện: Vũ Ngọc Hiến Bùi Xuân Hòa Nguyễn Thị Hòa Nguyễn Thị Hội Nguyễn Thị Hồng GVHD: TRẦN VĂN CHƯƠNG  -1-  TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ  ĐỒ ÁN MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN Nhận xét của giáo viên hướng dẫn ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... Hưng yên, ngày ..... tháng.....năm 2008 Giáo viên hướng dẫn GVHD: TRẦN VĂN CHƯƠNG  -2-  TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ  ĐỒ ÁN MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN Nhận xét của giáo viên chấm phản biện ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... ........................................................................................................................................... Hưng yên, ngày ..... tháng.....năm 2008 GVHD: TRẦN VĂN CHƯƠNG  -3-  TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ  ĐỒ ÁN MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN Tên đề tài: Thiết kế và lắp đặt hệ thống điện chiếu sáng trong căn hộ. Nội dung cần hoàn thành: 1. Giới thiệu các yêu cầu, đặc điểm của hệ thống cung cấp điện sinh hoạt. 2. Trình bày phương pháp xác định phụ tải, tính chọn dây dẫn và các thiết bị đóng cẳt, bảo vệ trong mạch điện chiếu sáng sinh hoạt. 3. Vận dụng thiết kế và lắp đặt dự toán lắp đặt hệ thống điện cho một căn hộ theo sơ đồ mặt bằng cho trước. 4. Phương pháp lắp đặt, vận hành an toàn, hiệu quả các thiết bị điện, hệ thống điện trong thực tế. 5. Lập và thực hiện các báo cáo theo kế hoạch. 6. Quyển thuyết minh và các bản vẽ. Folie mô tả đầy đủ nội dung của đề tài. GVHD: TRẦN VĂN CHƯƠNG  -4-  TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ  ĐỒ ÁN MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN MỤC LỤC Chương I: Khái quát chung về hệ thống cung cấp điện sinh hoạt ....................... 7 I - Yêu cầu đặc điểm của hệ thống cung cấp điện sinh hoạt................................ 7 1. Yêu cầu............................................................................................................. 7 2. Đặc điểm .......................................................................................................... 7 II - Các phương pháp xác định phụ tải................................................................. 10 1. Xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng trên đơn vị sản phẩm ............................................................................................................... 10 2. Xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải trên 1 đơn vị diện tích............... 10 3. Xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt (Pđ) và hệ số nhu cầu (Knc) .... 10 4. Xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại (Kmax) và công suất trung bình (Ptb) ........................................................................................................ 10 III - Các phương pháp chọn tiết diện dây dẫn...................................................... 11 1. Chọn tiết diện dây theo điều kiện phát nóng.................................................... 11 2. Chọn tiết diện dây theo Jkt................................................................................ 12 3. Chọn tiết diện dây theo điều kiện tổn hao điện áp cho phép ........................... 13 IV - Tính chọn thiết bị đóng cắt và bảo vệ trong hệ thống điện sinh hoạt.......... 15 1.Cầu chì .............................................................................................................. 15 2.Cầu dao.............................................................................................................. 16 3.Aptomat............................................................................................................. 17 4.Rơle thời gian.................................................................................................... 17 Chương II:Thiết kế và lắp đặt hệ thống điện trong căn hộ .................................. 18 I - Sơ đồ mặt bằng................................................................................................ 18 II - Thiết kế hệ thống điện trong căn hộ............................................................... 21 II.1 Tính toán phụ tải và lựa chọn tiết diện dây ................................................... 21 1. Tính toán cho tầng 1......................................................................................... 21 2. Tính toán cho tầng 2......................................................................................... 29 II.2 Lựa chọn thiết bị bảo vệ ................................................................................ 33 1. Chọn Aptomat cho phòng khách .................................................................... 33 2. Chọn Aptomat cho phòng bếp........................................................................ 33 3. Chọn Aptomat cho nhà tắm............................................................................ 33 GVHD: TRẦN VĂN CHƯƠNG  -5-  TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ  ĐỒ ÁN MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN 4. Chọn Aptomat cho phòng ngủ........................................................................ 33 5. Chọn Aptomat cho tổng tầng 2....................................................................... 33 6. Chọn Aptomat cho tổng tầng 1....................................................................... 34 7. Chọn Aptomat cho tổng căn hộ ...................................................................... 34 8. Chọn Aptomat cho bình nóng lạnh................................................................. 34 II.3 Bảng danh mục các thiết bị đã chọn.............................................................. 36 III - Phương án lắp đặt đường dây ....................................................................... 37 1. Sơ đồ đặt các thiết bị điện ................................................................................ 37 2. Phương án lắp đặt............................................................................................. 38 3. Sơ đồ đi dây ..................................................................................................... 43 Chương III: Vận hành an toàn hiệu quả các thiết bị điện .................................... 44 1. Lựa chọn thiết bị tiết kiệm điện...................................................................... 44 2. Lắp đặt thiết bị hợp lý khoa học ..................................................................... 44 3. Điều chỉnh thói quen sử dụng đồ điện trong gia đình ................................... 44 GVHD: TRẦN VĂN CHƯƠNG  -6-  TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ  ĐỒ ÁN MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN CHƯƠNG I: KHÁI QUÁT CHUNG VỀ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN SINH HOẠT I. Yêu cầu, đặc điểm của hệ thống cung cấp điện sinh hoạt 1.Yêu cầu Khi thiết kế hệ thống cung cấp điện sinh hoạt bao gồm chiếu sáng và các thiết bị điện sinh hoạt khác đều phải thoả mãn các yêu cầu sau: - - - - - - - An toàn điện, bảo vệ mạch điện kịp thời tránh gây hoả hoạn. Dễ sử dụng điều khiển và kiểm soát , dễ sửa chữa. Đạt yêu cầu về kỹ thuật và mỹ thuật. Việc đảm bảo độ tin cậy cấp điện là không yêu cầu cao vì thuộc hộ tiêu thụ loại 3 nhưng vẫn phải đẩm bảo được chất lượng điện năng tức là độ lệch về dao động điện áp là bé nhất và nằm trong phạm vi cho phép. Với mạng chiếu sáng thì độ lệch điện áp cho phép là 2.5% . Ngoài ra khi thiết kế cung cấp điện cho hệ thống điện sinh hoạt cũng cần phải tính đến đường dây trục chính nên tính dư thừa đề phòng phụ tải tăng sau này. Đảm bảo độ an toàn điện bằng các khí cụ điện đóng cắt và bảo vệ như aptomat, cầu chì, cầu dao, công tắc… Ngày nay như chúng ta thấy điện năng để cung cấp cho sinh hoạt, công nghiệp, dịch vụ … còn thiếu rất nhiều nên thường xuyên phải cắt điện luân phiên vì thiếu điện. Do đó khi thiết kế cũng cần tính toán kỹ để cho chi phí vận hành hệ thống điện là thấp nhất hay là để tiết kiệm điện. 2.Đặc điểm - - Hệ thống cung cấp điện sinh hoạt thuộc loại cung cấp điện cho hộ tiêu thụ loại 3 là những hộ cho phép với mức độ tin cậy điện thấp, cho phép mất điện trong thời gian sửa chữa, thay thế thiết bị sự cố nhưng thường không cho phép quá 1 ngày đêm bao gồm các khu nhà ở, nhà kho, trường học… Để cung cấp cho mạng điện sinh hoạt ta có thể dùng một nguồn điện hoặc đường dây 1 lộ. GVHD: TRẦN VĂN CHƯƠNG  -7-  TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ  ĐỒ ÁN MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN - - - - - -  Mạng điện sinh hoạt là mạng một pha nhận điện từ mạng phân phối 3 pha điện áp thấp để cung cấp cho các thiết bị, đồ dùng điện và chiếu sáng. Mạng điện sinh hoạt thường có trị số điện áp pha định mức là 380/220 hoặc 220/127. Tuy nhiên do tổn thất điện áp trên đường dây tải nên ở cuối nguồn điện áp này bị giảm so với định mức. Để bù lại sự giảm áp này các hộ tiêu thụ thường dùng máy biến áp điều chỉnh để nâng điện áp đạt trị số định mức. Mạng điện sinh hoạt gồm mạch chính và mạch nhánh. Mạch chính giữ vai trò là mạch cung cấp còn mạch nhánh rẽ từ đường dây chính được mắc song song để có thể điều khiển độc lập và là mạch phân phối điện tới các đồ dùng điện. Với hệ thống cung cấp điện cho sinh hoạt chiếu sáng được cấp chung với mạng điện cấp cho các phụ tải khác. Mạng điện sinh hoạt cần có các thiết bị đo lường điều khiển, bảo vệ như công tơ điện, cầu dao, aptomat, cầu chì, công tắc… Mạng điện sinh hoạt thường có các phương thức phân phối điện sau:  Sơ đồ phân nhánh Đặc điểm : Mỗi căn hộ chỉ có 1 đường dây vào nhà được lắp công tơ điện, cầu dao, Aptomat có dòng điện và điện áp định mức phù hợp với cấp điện áp và dòng điện sử dụng trong căn hộ. Đường dây chính này đi suốt qua các khu vực cần cấp điện đến từng điểm thì rẽ nhánh. Những đồ dung điện có công suất cao thì đi một đường dây riêng biệt mỗi nhánh đều có khí cụ bảo vệ. GVHD: TRẦN VĂN CHƯƠNG  -8-  TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ  ĐỒ ÁN MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN Ưu, nhược điểm: + Phương thức này đơn giản trong thi công, sử dụng ít dây và thiết bị bảo vệ nên chi phí kinh tế thấp. + Mạng điện dễ kiểm tra và sửa chữa. + Tuy nhiên do phân tán nhiều bảng điện nhánh nên ảnh hưởng đến yêu cầu về mỹ thuật của toàn bộ hệ thống điện.  Sơ đồ hình tia Đặc điểm : Đường điện chính sau công tơ và aptomat sẽ được phân ra thành nhiều nhánh khác nhau mỗi nhánh dẫn đến từng khu vực trong căn hộ. Trên mỗi đường dây nhánh đều phải đặt Aptomat riêng cho từng nhánh phù hợp với dòng điện chạy qua. Ưu, nhược điểm : +Bảo vệ nhanh và có chọn lọc khi có sự cố chập mạch quá tải tránh gây hoả hoạn. + Sử dụng thuận tiện, dễ dàng kiểm tra, an toàn điện và đạt yêu cầu mỹ thuật. + Tuy nhiên phương thức đi dây này phải sử dụng nhiều dây và khí cụ điện nên chi phí kinh tế cao. GVHD: TRẦN VĂN CHƯƠNG  -9-  TRƯỜNG ĐẠI HỌC SPKT HƯNG YÊN KHOA ĐIỆN - ĐIỆN TỬ  ĐỒ ÁN MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN II. Các phương pháp xác định phụ tải tính toán 1. Xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng trên đơn vị sản phẩm. Đối với các hộ tiêu thụ có đồ thị phụ tải không đổi hoặc thay đổi ít , phụ tải tính toán lấy bằng giá trị trung bình của ca phụ tải lớn nhất đó: Ptt=Pca=(Mca.W0)/Tca Trong đó : Mca: số lượng sản phẩm sản xuất trong 1 ca.