Tài liệu học tập Vẽ thiết kế điện

ng – chiếu sáng tiện nghi và hiệu quả năng lượng” – Lê Văn Doanh (chủ biên) – NXB KH và KT 2008. - Tra bảng 3.5 trang 146 giáo trình “Kỹ thuật chiếu sáng – chiếu sáng tiện nghi và hiệu quả năng lượng” – Lê Văn Doanh (chủ biên) – NXB KH và KT 2008 ta có: Lmax =1,2 H = 8,4 (m)  Xác định vị trí treo đèn dựa vào diện tích cần chiếu sáng S - Dựa vào diện tích phân xưởng ta bố trí treo đèn thành 8 cột, khoảng cách giữa 2 tâm bóng đèn là 8,13 (m), khoảng cách từ đèn tới tường là 4,06 (m) và 4 hàng khoảng cách giữa 2 bóng là 7 (m), khoảng cách từ đèn tới tường là 3,5 (m).  Tổng số bóng đèn cần dùng là n = 8 x 4= 32 bóng  Bước 3: Xác định hệ số dự trữ k Chọn k = 1,3 bằng cách tra bảng 10-5 trang 189 giáo trình hệ thống cung cấp điện của xí nghiệp công nghiệp đô thị và nhà cao tầng - Nguyễn Công Hiền (chủ biên) - NXB KH và KT.  Bước 4: Tìm hệ số sử dụng ksd  Xác định chỉ số của phòng . 65.28 2,8 .( ) 7.(65 28) a b H a b        Căn cứ vào màu tường ta có: Hệ số phản xạ của tường: ρtg = 50% Hệ số phản xạ trần: ρtr = 70% Hệ số phản xạ sàn: ρs = 20%  Tra bảng PL6.13 trang 417 giáo trình “Hệ thống cung cấp điện của xí nghiệp công nghiệp đô thị và nhà cao tầng” - Nguyễn Công Hiền (chủ biên) - NXB KH và KT ta được ksd = 0,6  Chọn hệ số dự trữ Z = 0,8  Bước 5: Xác định quang thông tính toán của bóng đèn: . . . 300.(65.28).1,3.0,8 29575 . 32.0,6 tt sd E S k Z F n k    (lm) 124  Bước 6: Xác định Fđ, Pđ Tra catalogue bóng đèn có quang thông Fđ ≥ Ftt  Lựa chọn đèn HPI-P400W-BUS/645 có Fđ = 32500 (lm)  Xác định được công suất của bóng đèn Pđ = 400 (W) 2.3.5. Ứng dụng phần mềm DIALux để thiết kế, mô phỏng chiếu sáng. a. Các bước thiết kế trên phần mềm DIALux  Bước 1: Sau khi khởi động phần mềm DIALux, lựa chọn DIALux Wizards/ DIALux Light/next.  Bước 2: Nhập thông tin quản lý dự án.  Bước 3: Nhập dữ liệu của dự án và chọn bộ đèn  Bước 4: Chạy mô phỏng và hiển thị kết quả. Ở bước này nếu kết quả không đạt yêu cầu ta có thể thay đổi bộ đèn khác hoặc thay đổi cách bố trí đèn trong xưởng. b. Ví dụ áp dụng Giả thiết: Cho phân xưởng cơ khí Dữ liệu về phân xưởng: chiều dài a = 65 (m), chiều rộng b =28 (m), chiều cao H = 8,35 (m). Trần trắng nhạt, tường xi măng sơn vàng. Yêu cầu: Mô phỏng thiết kế chiếu sáng bằng phần mềm DIALux. Các bước thực hiện: Bước 1:  Khởi động phần mềm DIALux, xuất hiện cửa sổ Welcome như sau: 125 Hình 2.84 Cửa sổ Welcome  Lựa chọn phần DIALux Wizards  Chọn DIALux Light: phần trợ giúp thiết kế nhanh cho chiếu sáng nội thất, ngoại thất và chiếu sáng giao thông  Next Hình 2.85 Cửa sổ DIALux Wizard Selection 126 Bước 2: Nhập các thông tin về dự án như: tên dự án, tên người thiết kế, tên công ty Hình 2.86 Cửa sổ DIALux Light Wizard 127 Bước 3: Ta tiến hành nhập các dữ liệu về dự án và lựa chọn loại đèn  Chọn bộ đèn: Vào mục Catalogue/ chọn Philips/ lựa chọn loại đèn phù hợp Hình 2.87 Các catalogue của các hãng có sản phẩm chiếu sáng sử dụng trong DIALux Khi đã cài đặt plugin ta chọn loại đèn phù hợp 128 Hình 2.88 Nhập dữ liệu về dự án và lựa chọn loại đèn Bước 4: Chạy mô phỏng và hiển thị kết quả. a. Chạy mô phỏng: Có 2 cách + Cách 1 vào menu Output  Star Calculation: + Cách 2 nhấp chuột vào biểu tượng trên thanh công cụ như hình vẽ: 129 Sau khi nhập giá trị độ rọi E, phần mềm sẽ tự động tính toán và cho ra kết quả như sau: Hình 2.89 Tính toán và hiển thị kết quả b. Lấy kết quả toàn bộ quá trình toán  Output Selected Output (tích các kết quả cần lấy ) chương trình tự động lưu các kết quả cần lấy bằng file PDF.Kết thúc quá trình mô phỏng Thực hiện quá trình in kết quả Kích vào biểu tượng trên menu màn hình lập tức xuất hiện giao diện 130 Hình 2.90 Xuất kết quả sau khi tính toán Hình 2.91 Mô phỏng sự phân bố ánh sáng của đèn dưới dạng 3D 131 Hình 2.92 Kết quả mô phỏng chiếu sáng dạng đường đồng mức và màu sắc CÂU HỎI HƯỚNG DẪN ỖN TẬP, THẢO LUẬN 1. Hãy giới thiệu chung về phần mềm AutoCAD và ứng dụng của phần mềm. 2. Hãy trình bày các lệnh thiết lập bản vẽ trong AutoCAD 3. Hãy trình bày các lệnh vẽ cơ bản trong AutoCAD 4. Hãy trình bày các lệnh hiệu chỉnh tạo hình trong AutoCAD 5. Hãy trình bày các lệnh biến đổi và sao chép hình trong AutoCAD 6. Hãy giới thiệu chung về phần mềm CADe_SIMU và ứng dụng của phần mềm. 7. Hãy giới thiệu chung về phần mềm DIALux và ứng dụng của phần mềm. BÀI TẬP ỨNG DỤNG 1. Cho xưởng đồ họa có diện tích 40x20 m2, chiều cao xưởng 5, tường màu tím nhạt, trần màu trắng, sàn gạch tối. Hãy tính toán chiếu sáng cho xưởng đồ họa trên. 2. Ứng dụng phần mềm dialux, mô phỏng chiếu sáng cho xưởng đồ họa trên. 3. Cho một căn hộ loại C1 có sơ đồ mặt bằng như hình vẽ 2.72. Biết: 132 Phòng khách: 1 điều hòa, 4 ổ cắm, 6 bóng đèn downlight. Phòng ngủ: 1 điều hòa, 2 ổ cắm,4 bóng đèn downlight. Bếp: 1 quạt trần, 4 ổ cắm, 4 bóng đèn downlight. WC: 1 bình nóng lạnh, 1 đèn ốp trần. Logia: 1 ổ cắm đôi 3 chấu, 1 đèn ốp trần. Hãy bố trí các thiết bị trên mặt bằng. Hình 2.93 Sơ đồ mặt bằng căn hộ loại C1 4. Ứng dụng phần mềm CADe _ SIMU thiết kế sơ đồ mạch khởi động động cơ không đồng bộ 3 pha qua 2 cấp điện trở phụ theo nguyên tắc thời gian có thể thi công được. Hãy thuyết minh nguyên lý hoạt động của sơ đồ mạch vừa thiết kế. 133 CHƯƠNG 3. ỨNG DỤNG VẼ THIẾT KẾ ĐIỆN TRONG DÂN DỤNG MỤC TIÊU CỦA CHƯƠNG Cung cấp cho sinh viên các kiến thức cơ bản về bản vẽ điện dân dụng, hướng dẫn đọc hiểu bản vẽ và các bước triển khai thiết kế điện. Ứng dụng các kiến thức đã học và phần mềm AutoCAD để tính toán, thiết kế điện cho một căn hộ điển hình, một công trình nhà cao tầng. 3.1. Tổng quan về bản vẽ điện dân dụng. Một dự án cấp điện và chiếu sáng thành công phụ thuộc vào việc lập kế hoạch một cách hiệu quả ở dạng các bản vẽ thiết kế điện, các bản liệt kê và các bản chi tiết kỹ thuật. Tùy theo quy mô của dự án mà một bản vẽ điện dân dụng có thể bao gồm các bản vẽ chi tiết như: - Bản vẽ mặt bằng, mặt cắt bố trí thiết bị điện phù hợp với mặt bằng bố trí tổng thể của công trình. - Bản vẽ mặt bằng, mặt cắt bố trí điện trạm biến áp. - Bản vẽ thiết kế chế tạo tủ bảng điện - Sơ đồ nối điện chính và sơ đồ điện dự phòng - Sơ đồ nguyên lý các thiết bị điều khiển, đo lường, tin học và thông tin phục vụ quản lý vận hành Mục đích của bản vẽ điện: - Mô tả về điện của dự án với chi tiết đầy đủ để cho các nhà thầu điện có thể sử dụng các bản vẽ để ước tính chi phí về vật liệu, nhân công và dịch vụ khi họ chuẩn bị bỏ thầu. - Chỉ dẫn và hướng dẫn những người thợ điện trong việc thực hiện việc mắc nối dây và lắp đặt thiết bị được như yêu cầu, đồng thời cũng cảnh báo cho họ những nguy cơ tiềm tàng như một đường dây điện đã có sẵn các đường ống gas hay các hệ thống ống nước. 134 - Cung cấp cho chủ sở hữu một biên bản ghi nhận “hiện trạng” của đường dây điện và thiết bị điện đã được lắp đặt cho các mục đích bảo dưỡng hay lên kế hoạch mở rộng trong tương lai. Người chủ công trình sau đó chịu trách nhiệm việc ghi nhận tất cả những thay đổi về đường dây điện và thiết bị. 3.2. Hướng dẫn đọc hiểu bản vẽ điện dân dụng 3.2.1. Bố cục bản vẽ điện dân dụng Bản vẽ mặt bằng, mặt cắt bố trí điện phải phù hợp với mặt bằng bố trí tổng thể của công trình và thể hiện được các nội dung chính sau: - Hướng tuyến đường dây cao thế và vị trí đặt trạm biến áp; - Vị trí các công trình được lắp đặt hệ thống điện; - Vị trí các tuyến đường dây hạ thế, tuyến cáp điện và bố trí thiết bị điện tại các gian phân phối điện, phòng điều khiển trung tâm, gian máy ; - Vị trí đặt hệ thống tiếp địa an toàn, chống sét, hệ thống điện chiếu sáng (trong nhà và ngoài trời). Bố cục bản vẽ điện dân dụng bao gồm nhiều bản vẽ chi tiết như sau: a) Mặt bằng, mặt cắt bố trí điện trạm biến áp Mặt bằng, mặt cắt bố trí điện trạm biến áp phải thể hiện được các nội dung chính sau:  Bố trí các máy biến áp và thiết bị đóng cắt, đo lường, bảo vệ;  Bố trí hệ thống xả dầu sự cố và phòng cháy;  Bố trí các tuyến cáp dẫn điện từ trạm biến áp đến tủ phân phối điện;  Bố trí hệ thống chống sét;  Bố trí hệ thống nối đất an toàn. b) Sơ đồ nguyên lý cấp điện chính và sơ đồ điện tự dùng Sơ đồ nguyên lý cấp điện chính và sơ đồ điện tự dùng phải thể hiện được các nội dung sau:  Cấp điện áp của đường dây cung cấp điện (cao thế) và cấp điện áp phía hạ thế;  Loại và đặc tính kỹ thuật của các thiết bị đóng cắt, đo lường, bảo vệ phía cao thế và phía hạ thế của các máy biến áp; 135  Loại và đặc tính kỹ thuật của các máy biến áp chính và máy biến áp tự dùng;  Loại và đặc tính kỹ thuật của các thiết bị đóng cắt, điều khiển, đo lường và bảo vệ của các phụ tải;  Đặc tính kỹ thuật, chức năng và nhiệm vụ của các phụ tải;  Đặc tính kỹ thuật của các cáp điện lực, dây dẫn và thanh cái. c) Bản vẽ hệ thống điện chiếu sáng  Bản vẽ hệ thống điện chiếu sáng trong nhà và điện sinh hoạt cần thể hiện rõ vị trí và chiều cao lắp đặt thiết bị, phương pháp đi dây từ bảng điện đến các thiết bị (loại dây, đi chìm hay nổi).  Bản vẽ lắp đặt hệ thống điện chiếu sáng ngoài trời cần thể hiện rõ vị trí các cột đèn và kết cấu cột đèn chiếu sáng, sơ đồ tuyến cáp, bố trí tủ điện chiếu sáng (bố trí thiết bị trong tủ, sơ đồ đấu lắp).  Sơ đồ nguyên lý chiếu sáng phải thể hiện được đầy đủ nguồn cấp điện điện, các thiết bị đóng cắt, bảo vệ và các thiết bị chiếu sáng. Các thiết bị chiếu sáng phải lựa chọn phù hợp với mục đích sử dụng và nên dùng các thiết bị thông dụng trên thị trường đồng thời phải đảm bảo các yêu cầu về độ rọi trong các quy định hiện hành d) Bản vẽ nguyên lý cấp điện tủ bảng điện ( Bản vẽ thiết kế chế tạo tủ bảng điện) Bản vẽ thiết kế chế tạo tủ bảng điện phải thể hiện được các nội dung chính sau:  Bố trí các thiết bị trong tủ điện: - Các thiết bị bảo vệ, đo lường và tín hiệu bố trí trên mặt trước của tủ điện; - Các thiết bị chính như áp tô mát, công tắc tơ, máy cắt v.v.... đặt bên trong tủ; - Các thiết bị đều phải có ký hiệu bằng các chữ số 1, 2, 3, 4. phù hợp với số thứ tự trong bảng kê thiết bị vật liệu chính;  Yêu cầu chế tạo vỏ tủ điện, trong đó cần quy định rõ loại vật liệu chế tạo, phương pháp bảo vệ bề mặt kim loại, chiều dầy lớp sơn phủ bề mặt vỏ tủ điện). e) Bản vẽ sơ đồ nguyên lý điều khiển, đo lường, bảo vệ và tín hiệu Sơ đồ nguyên lý điều khiển, đo lường, bảo vệ và tín hiệu phải thể hiện được các nội dung sau:  Nguồn điều khiển và các thiết bị điều khiển; 136  Các loại bảo vệ và thiết bị bảo vệ;  Các thiết bị đo lường;  Các thiết bị báo tín hiệu. 3.2.2. Ký hiệu trên bản vẽ và các thông số kỹ thuật của các thiết bị điện. Stt Tên thiết bị điện Ký hiệu Ý nghĩa Ví dụ 1 Dây bọc (lưới nội thất hạ áp) M (n x F) M: dây đồng n: số lõi đồng F: tiết diện (mm2) 2M(1x4) hoặc M(2x1.5) 2 Dây trần ( lưới cao - trung áp) A-F hoặc AC-F A: Dây nhôm AC: Dây nhôm lõi thép F: tiết diện (mm2) A-50 hoặc AC-70 3 Dây trần (lưới hạ áp) Loại dây (n.F+1.F0) Loại dây: là A hoặcAC n: Số dây pha F: tiết diện dây pha F0: tiết diện dây trung tính(mm2) AC(3.35+1.25) 4 Cáp trung áp, cao áp n.M/chất cách điện/(mxF) n: số cáp Chất cách điện: PVC hoặc XLPE M: vật liệu lõi cáp (Cu) m: Số lõi cáp F: tiết diện cáp (mm2) 2CU/PVC/PVC/(3x240) 5 Cáp hạ áp n.M/các lớp cách điện/(mxF+1.F0) F0: tiết diện dây trung tính(mm2) CU/XLPE/DSTA/PVC (2x35+1x35) 6 Máy cắt MC-n.P-I(A) MC: là aptomat khối MCCB hoặc aptomat tep MCCB-2P-150A Hoặc 137 MCB nP: Số cực: 1P-2P-3P I (A): Dòng định mức MCB-2P-50A 3.3. Các bước triển khai thiết kế điện 3.3.1. Xác định phụ tải điện trong dân dụng a. Phương pháp tính toàn chiếu sáng. Hiện nay để thiết kế chiếu sang có rất nhiều phương pháp khác như như là: - Xác định phụ tải tính toán theo hệ số sử dụng đồng thời ) và công suất đặt - Xác định phụ tải tính toán theo hệ số nhu cầu và công suất đặt - Xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản suất - Xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng trên một đơn vị sản phẩm - Xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại và công suất trung bình - Xác định phụ tải tính toán theo hệ số hình dáng và công suất trung bình - Xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và độ lệch của đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình - Xác định tính toán theo độ rọi Dựa vào công trình đang thực hiện thiết kế thì thiết kế theo phương pháp tính toán suất phụ tải theo (W/đơn vị tính toán) là phù hợp nhất vì đây là công trình dân dụng chủ yếu là văn phòng cần có độ chính xác cao ,ánh sáng phải đảm bảo trong quá trình công tác làm việc - Bước 1: Xác định suất phụ tải chiếu sáng , chọn theo tiêu chuẩn QCXD 09 – 2005 hoặc theo phụ lục 1. - Bước 2: Xác định công suất tính toán theo công thức: = .S (W/m2 ) (3.1) Trong đó: : Phụ tải tính toán (W/m2 ) 138 : Suất phụ tải chiếu sáng (W/m2 ) (3.2) S: Diện tích (m2 ) - Bước 3: Chọn bóng đèn với - Bước 4: Tính số bóng đèn : N = P/ (3.3) b. Phương pháp tính toán ổ cắm: Công suất đặt của 1 lộ ổ cắm (khi không có số liệu về các thiết bị điện được cấp điện do các ổ cắm này) với mạng điện từ 2 nhóm trở lên (nhóm chiếu sáng, nhóm ổ cắm) tính theo công thức sau: = x S : là công suất tính toán ổ cắm của phòng (W) là công suất ổ cắm trên 1m 2 sàn (W/m 2 ) S: là diện tích phòng (m 2 ) Theo TCXD 27 năm 1991 ta có: Công suất 1 lộ ổ cắm : = 300 (W)  Số lượng ổ cắm là: = (bộ) (3.4)  = x x (kW) (3.5) Hệ số đồng thời ổ cắm : với = 0,5- 0,8 Chú ý: Với những trường hợp đặc biệt như phòng chỉ có từ một đến hai ổ cắm, thì hệ số đồng thời của ổ cắm có thể thay đổi theo phụ tải. c. Phương pháp tính toán điều hòa: Công thức tính công suất điều hòa . = .S (3.6) Trong đó: Công suất tính toán điều hòa của phòng (W) : Công suất điều hòa (W/1m2 sàn) S: Diện tích phòng (m2) Chú ý: Cứ 10000BTU = 15 139 Ta chọn điều hòa phù hợp với công suất và số lượng tương ứng .Theo tài liệu “ Hệ thống cung cấp điện của xí nghiệp công nghiệp đô thị và nhà cao tầng – Nguyễn Công Hiền “ có bảng suất phụ tải (W/m2 sàn) Tổng công suất tính toán phòng Ptt = + + (3.7) Khi chọn công suất đèn tiêu chuẩn, người ta có thể cho phép quang thông chênh lệch từ - 10% đến 20%. Bảng 3.1 Bảng lựa chọn P0 Stt Tên loại tải tiêu thụ điện Chiếu sáng (W/m2) Thiết bị văn phòng và sinh hoạt 1 Tiền sảnh 5-10 5 – 7 2 Hành lang 3-5 0 3 Văn phòng 10-15 50-80 4 Phòng khách+ phòng bếp 10-15 25-30 5 Phòng ngủ 5-10 20 – 25 6 Phòng máy của thang máy 10-15 0 7 Vệ sinh chung 3-5 60 – 80 8 Cầu thang bộ 3-5 0 10 Hố rác 0 0 11 Khu thiết bị kỹ thuật 10-15 20 – 25 12 Nơi đỗ xe tầng hầm 3-5 0 3.3.2. Xác định phương án cấp điện 140 Hệ thống cung cấp điện dân dụng thuộc hệ thống cung cấp điện trong các khu vực đô thị. Đặc điểm của khu vực đô thị là mật độ phụ tải tương đối lớn, có nhiều loại hộ dùng điện xen kẽ nhau. Vì vậy khi lựa chọn phương án cuối cấp điện cho 1 khu vực đô thị, phải căn cứ vào điều kiện cụ thể, vào tính chất quan trọng của các hộ tiêu thụ để lựa chọn phương án cung cấp điện hợp lý. Sau đây là một số điểm cần lưu ý khi xem xét phương án cung cấp điện của mạng hạ áp khu vực đô thị Nguồn điện cung cấp cho khu vực đô thị có thể lấy từ trạm biến áp trung gian, đường dây cao áp đi gần hoặc một trạm biến áp phân phối lân cận. Để đảm bảo mỹ quan và an toàn đường cao áp đi trong đô thị nền dùng cáp ngầm. Trường hợp đường dây quá dài và khu vực cho phép mới đi đường dây trên không Đường hạ áp nên đi cáp. Do mật độ phụ tải đô thị lớn, bán kính hoat động của các trạm biến áp không nên lớn quá 250 m để đảm bảo độ sụt áp cho phép cuối đường dây. Nên dùng các trạm biến áp công suất nhỏ (160, 205 kVA) đưa đến gần phụ tải hơn là dùng một trạm công suất lớn cấp điện cho một khu vực rộng. Điều này vừa làm giảm tổn thất điện năng, điện áp trên lưới điện hạ thế, vừa dễ quảnlý vận hành và nâng cao độ tin cậy cấp điện Về loại trạm biến áp: nếu có điều kiện về kinh phí nên dùng loại trạm trọn bộ (do SIÊMNS hoặc ABB) sản xuất, cả BA và thiết bị đóng cắt cao hạ áp được Ωbảo ít tốn đất đai và mỹ quan đô thị Vì bán kính điện hạ áp cua các trạm biến áp đô thị là ngắn, tiết diện dây dẫn hạ áp được chọn theo điều kiện phát nóng, và kiểm tra theo tổn thất điện áp cho phép. Nói chung, các phụ tải sinh hoạt đô thị được cấp điện từ trạm biến áp một máy. Khi có yêu cầu cấp điện liên tục (như khách sạn, đại sứ quan, khu văn phòng quan trọng v.v) có thể giải quyết theo một trong hai giải pháp: - Đặt thêm máy phát dự phòng có bộ tự động đóng cắt nguồn dự phòng; - Đặt thêm một tuyến hạ áp dự phòng từ một trạm biến áp khác. Lựa chọn giải pháp dự phòng nào là tùy thuộc vào kinh phí của khách hàng, vào khả năng cấp điện của trạm biến áp lân cận và điều kiện địa lý của khu vực 141 Trong thiết kế cung cấp điện cho đô thị vấn đề an toàn phải được hết sức coi trọng, cần lưu ý mấy điểm sau đây:  Hệ thống tiếp địa của của trạm biến áp có trị số <4Ω;  Phải thực hiện nối đất an toàn tất cả các cột hạ áp, các tủ điện, các hòm côngtơ v.v;  Phải thực hiện nối đất lặp lại;  Đảm bảo hành lang an toàn cho đường dây trên không, cáp, trạm biến áp, theo quy định Lựa chọn thiết bị điện:  Nên chọn dùng các thiết bị đóng cắt cao hạ áp, cáp cao, hạ áp của các hãng chế tạo có uy tín (của Pháp, Đức, Nhật, Mỹ, ABB v.v);  Thiết kế điện cho các khu chợ cần đặc biệt quan tâm đến sự cố cháy nổ về điện bằng cách: - Chọn dùng các thiết bị đóng cắt, bảo vệ (cầu chì, áptômat) tin cậy; - Dùng cáp chống cháy, chống nổ; - Chọn vượt cấp tiết diện để tang khả năng an toàn về dự phòng quá tải. Ở những trạm biến áp cấp riêng cho một cơ quan thì Điện lực bán điện tại thanh cái hạ áp đầu nguồn (giống như trạm điện công nghiệp, nông nghiệp), trong tủ phân phối của trạm cần đặt các đồng hồ đo đếm. Các tram biến áp cấp điện cho khu vực dân cư đô thị thì không cần đặt côngtơ đầu nguồn vì việc bán điện được tiến hành trực tiếp với từng gia đình theo côngtơ riêng, khi đó tại tủ phân phối của trạm chỉ cần đặt các đồng hồ ampe và vôn kế dể theo dõi dòng, áp và cân pha. 3.3.3. Nguyên tắc lắp đặt điện và bố trí thiết bị trên mặt bằng 3.3.3.1. Nguyên tắc lắp đặt điện Thiết kế điện dân dụng bao gồm các căn hộ chung cư, tòa nhà văn phòng, biệt thự, nhà mặt phố hoặc nông thôn vì vậy việc thiết kế và thi công cấp điện nội thất phải đảm bảo tính thẩm mỹ, an toàn và tuân thủ các nguyên tắc trong tiêu chuẩn Việt Nam quy định: a. Bố trí thiết bị đầu vào, tủ thiết bị phân phối đầu vào và tủ điện nhóm. - Các thiết bị đầu vào, tủ thiết bị phân phối đầu vào phải đặt ở phòng đặt bảng (tủ) điện hoặc đặt trong các tủ (hộp) điện hoặc hộc tường có khóa. Ở những nơi dễ bị ngập nước, thiết 142 bị đầu vào, tủ thiết bị phân phối đầu vào phải được đặt cao hơn mức nước ngập cao nhất thường xảy ra. - Với nhà không có gian cầu thang, cho phép đặt thiết bị đầu vào trên tường phía ngoài nhà nhưng phải có biện pháp bảo vệ phù hợp và không ảnh hưởng đến kết cấu và mĩ quan của nhà. - Cho phép đặt thiết bị đầu vào, tủ thiết bị phân phối đầu vào trong các phòng khác, các tầng hầm khô ráo, hoặc trong tầng kĩ thuật khi người quản lí tới được dễ dàng, hoặc trong các phòng riêng của công trình có tường không cháy với độ chịu lửa không nhỏ hơn 45 phút. - Khi đặt thiết bị đầu vào, tủ thiết bị phân phối đầu vào, các bảng (hộp, tụ) phân phối điện và các tủ điện nhóm, ngoài phòng đặt bảng điện cần thực hiện các yêu cầu sau:  Phải đặt thiết bị ở chỗ thuân tiện và dễ tới để thao tác, sửa chữa, ví dụ: khu cầu thang, tầng hầm khô ráo ;  Phải đặt các khí cụ trong tủ (hộp) bằng kim loại hoặc trong các hộc tường, cửa có khóa. Tay điều khiển các khí cụ này không được thò ra ngoài hoặc nếu có thò ra ngoài thì phải tháo ra được sau khi vận hành.  Cấm đặt bảng ( hộp, tủ) điện ở dưới hoặc trong nhà xí tắm, phòng tắm, chỗ rửa chân tay, chỗ rửa thực phẩm trong bếp, phòng giặt, phòng có hóa chất  Không được bố trí các nắp đậy , van, mặt bích, cửa thăm dò, vòi của các đường ống dẫn nước, ống thông gió, ống hơi nóng và các loại hộp kỹ thuật khác ở vị trí đi qua phòng đặt bảng (tủ, hộp) điện trừ trường hợp chính phòng đó cần tới. Cấm đặt các ống khí đốt, ống dẫn chất cháy, đi qua phòng đặt bảng (tủ, hộp) điện.  Phòng bảng (tủ, hộp) điện phải có cánh cửa mở ra phía ngoài và phải có chìa khóa.  Phòng đặt thiết bị đầu vào, tủ thiết bị phân phối đầu vào, bảng (tụ, hộp) phân phối điện phải được thông gió tự nhiên và chiếu sáng bằng điện. b. Lưới điện trong nhà Thiết bị điện của các đơn vị khác nhau (nhưng vẫn trong cùng một nhà) cho phép được cấp điện bằng một nhánh rẽ riêng nối vào đường dây cung câp chung hơạc bằng một đường dây riêng từ tủ thiết bị phân phối đầu vào, tủ phân phối chính hoặc tủ phân phối phụ. 143 Được phép cấp điện cho các phòng không dùng để ở trong nhà ở và các căn hộ của nhà đó bằng đường dây cung cấp chung với điều kiện tại nơi rẽ nhánh phải có khí cụ đóng cắt riêng nhưng phải đảm bảo yêu cầu chất lượng điện áp. Một đường dây được phép cấp điện cho một số đoạn đứng. Riêng với nhà ở trên 5 tầng, mỗi đoạn đứng phải đặt thiết bị đóng cắt riêng tại chỗ rẽ nhánh. Chiếu sáng cầu thang, lối đi chung, hành lang và những phòng khác ngoài phạm vi căn hộ của nhà ở, phải được cấp điện bằng các đường dây riêng từ tủ phân phối chính. Cấm lấy điện cho các khu vực trên từ bảng (tủ ) điện căn hộ. Đường dây nhóm chiếu sáng trong nhà phải được bảo vệ bằng cầu chảy hoặc máy cắt điện hạ áp với dòng điện danh định không được lớn hơn 25 A. Đoạn đứng cấp điện cho căn hộ phải đặt dọc theo gian cầu thang hoặc trong hộp kĩ thuật điện và không được đi qua các phòng Cho phép đặt đường dây cấp điện cho căn hộ cùng với đường dây chiếu sáng làm việc của gian cầu thang, hành lang và các khu vực chung khác của nhà trong rãnh chung, ống (hộp) luồn dây chung quanh bằng vật liệu không cháy. Trong căn hộ nhà ở nên đặt hai đường dây nhóm một pha độc lập với nhau: một đường dây cho đèn chiếu sáng chung ; một đường cho các dụng cụ điện dùng cho sinh hoạt qua các ổ cắm điện. Được cấp phép cho đèn và các ổ cắm điện bằng một đường dây nhóm chung. Mặt cắt ruột dây dẫn của từng kim loại thuộc lưới điện ở không được nhỏ hơn các trị số quy định ở Bảng 3.2. Bảng 3.2 Quy định về mặt cắt ruột dây dẫn nhỏ nhất của lưới điện trong nhà. Tên đường dây Mặt cắt nhỏ nhất của ruột dây dẫn (mm2) Đồng Nhôm Lưới điện nhóm chiếu sáng không có ổ cắm 1,5 2,5 Lưới điện nhóm chiếu sáng có ổ cắm điện; lưới điện nhóm ổ cắm; lưới điện phân phối động lực 2,5 4 Đường dây từ tủ điện tầng đến tủ điện các phòng 4 6 144 Đường dây trục đứng cấp điện cho một hoặc một số tầng. 6 10 c. Nguyên tắc lắp đặt đèn điện Điện áp cung cấp cho các đèn điện chiếu sáng chung không được vượt quá 380/220V với lưới điện xoay chiều có trung tính nối đất trực tiếp và không vượt quá 220V với lưới điện xoay chiều trung tính cách li và điện 1 chiều. Cấp điện áp cho các đèn thông thường phải dùng điện áp pha không quá 220V. Số lượng đèn mắc vào trong mỗi pha của đường dây nhóm chiếu sáng trong nhà: - Không quá 20 bóng đèn huỳnh quang, đèn thủy ngân cao áp, đèn natri; - Cho phép tới 50 bóng đèn đối với đường dây nhóm cấp điện cho các đèn kiểu máng hắt sáng, trần sáng, mảng sáng sử dụng bóng đèn huỳnh quang; - Không hạn chế đối với đường dây cấp điện cho đèn chùm; - Với đèn có công suất từ 1000 W trở lên chỉ cho phép đầu vào mỗi pha không quá một đèn. Trong các phòng ở của nhà căn hộ, nhà có sân vườn, nhà ở kiểu khách sạn, nhà nghỉ, cũng như ở một số phòng của các công trình công cộng có diện tích sàn lớn hơn 18m2 nên đặt đèn nhiều bóng và bật tắt được từng cụm hoặc từng bóng một. Trên các phòng vệ sinh của căn hộ nên đặt các đèn tường phía trên cửa đi. Trong phòng tắm của nhà nghỉ, khách sạn phải dùng các loại đèn mà phần vỏ ngoài bằng các vật liệu cách điện để tăng cường an toàn cho người sử dụng, đặt đèn trên gương soi. d. Nguyên tắc lắp đặt các thiết bị điện trong nhà Các thiết bị điện đặt trong nhà phải được chọn phù hợp với điện áp của mạng lưới điện cung cấp, tính chất môi trường và yêu cầu sử dụng. Ổ cắm điện trong nhà ở và công trình công cộng nên dùng loại ổ cắm có cực tiếp đất an toàn (ổ cắm 3 chấu) Trong mỗi phòng ở của nhà ở căn hộ, nhà ở có sân vườn, nhà ở kiểu khách sạn, kí túc xá phải đặt từ 2 đến 4 ổ cắm điện. 145 Trong bếp hoặc trong phòng ăn của nhà căn hộ, nhà có sân vườn, nhà ở kiểu khách sạn, ký túc xá phải đặt từ 2 đến 4 ổ cắm điện 15A. Cấm đặt ổ cắm điện trong phòng vệ sinh, xí tắm công cộng. Riêng trong các phòng tắm của nhà ở căn hộ, khách sạn, nhà nghỉ cho phép đặt ổ cắm điện loại chịu nước và đặt ở vùng ít nguy hiểm. Trong các trường học phổ thông cơ sở, trường mẫu giáo, nhà trẻ và các nơi dành cho thiếu nhi sử dụng, ổ cắm điện phải đặt cao cách sàn 1,5m. Trong các phòng của các công trình nhà ở, công cộng, ổ cắm điện đặt cáo cách sàn từ 0,4 đến 0,5 m tùy thuộc các yêu cầu kỹ thuật, yêu cầu sử dụng và bố trí nội thất. Trong các cửa hàng, nhà hàng, xí nghiệp dịch vụ thương mại và công cộng, các công tắc đèn chiếu sáng làm việc, chiếu sáng sự cố và sơ tán người trong các gian hàng, phòng ăn và ở các phòng đông người phải đặt ở các nơi chỉ có người quản lí mới tới được để điều khiển. Công tắc đèn phải đặt ở tường, gần cửa ra vào ( phía tay nắm cánh cửa) ở độ cao cách sàn 1,25m. Trong các trường trung học phổ thông, trường mẫu giáo, nhà trẻ và các nơi dành cho thiếu nhi sử dụng, công tắc đèn phải đặt cách sàn 1,5m. 3.3.3.2. Bố trí thiết bị trên mặt bằng. a. Vị trí đặt tủ điện tổng, tủ tầng, tủ điện phòng Nhánh dây từ đường trục hạ thế đến công tơ điện nói chung là thuộc trách nhiệm của ngành điện. Đường trục sau công tơ là đường trục chính cấp điện đến bảng điện tổng trong nhà. Nếu đường cấp điện trước bảng điện tổng là đường cáp ngầm thì bảng điện tổng nên đặt ở tầng trệt. Vị trí đặt lựa chọn sao cho vừa bảo đảm mỹ quan, vừa bảo đảm nếu phải sửa chữa sự cố đường cáp ngầm thì không phải đào các công trình kiến trúc trong nhà. Thường khi đường trục cấp điện đến bảng điện tổng là đường cáp treo thì bảng điện tổng được đặt ở chân cầu thang tầng 2. Đặt như vậy là hợp lý nhất. Vừa bảo đảm các đường nhánh phân phối đến các tầng là ngắn nhất vừa bảo đảm vận hành bảng điện là thuận tiện. Nếu có điều kiện thì nên chọn vị trí bảng điện tổng ở chỗ che khuất để đảm bảo mỹ quan. Tủ điện các tầng nên được bố trí ở chân cầu thang tương ứng, gần hộp kỹ thuật tòa nhà. Các tủ điện phòng được bố trí gần cửa ra vào để thuận tiện thao tác khi xảy ra sự cố. 146 b. Vị trí đặt công tắc, ổ cắm. Bảng công tắc đèn nên để riêng, không chung với bảng ổ cắm. Đó là loại bảng chôn ngầm, cần đấu đúng vị trí bật tắt (ở vị trí bật hiện ký hiệu chấm mầu đỏ trên núm bật tắt). Nên chọn bảng có đèn LED làm tín hiệu là bảng đang có điện và dễ tìm ra vị trí công tắc vào ban đêm. Bảng nên bố trí ở trong buồng, cạnh cửa ra vào. Bảng công tắc đèn cho buồng tắm và buồng vệ sinh nên để phía ngoài buồng, cạnh cửa ra vào. Bảng ổ cắm điện được bố trí theo nguyên tắc: bất cứ một thiết bị điện di động nào khi cắm vào ổ, dây điện cũng không làm vướng lối đi lại.Thông thường ổ cắm được đặt theo vị trí bố trí nội thất trong nhà như: ti vi, tủ lạnh, quạt c. Vị trí đặt đèn điện Vị trí đặt đèn điện phụ thuộc vào việc xác định phụ tải chiếu sáng, số lượng đèn và bố trí trên mặt bằng phù hợp với tiêu chuẩn thiết kế. 3.3.3.3. Thực hành bố trí thiết bị điện trên mặt bằng Bài tập thực hành: Cho mặt bằng kiến trúc một văn phòng làm việc diện tích 6 x 10 (m2) như Hình 3.1. Hãy bố trí thiết bị trên mặt bằng biết: phòng làm việc sử dụng 8 bóng đèn huỳnh quang đôi + 6 ổ cắm đôi + 2 điều hòa có công suất lạnh lần lượt là 24000BTU và 18000 BTU. 147 Hình 3.1 Mặt bằng kiến trúc văn phòng làm việc Thực hành bố trí thiết bị điện trên mặt bằng: Hình 3.2 Mặt bằng cấp điện cho phòng làm việc: 148 3.4. Vẽ thiết kế điện cho một căn hộ điển hình Giả thiết: Cho một căn hộ loại A1 có sơ đồ mặt bằng như hình vẽ 3.3 Hình 3.3 Sơ đồ mặt bằng căn hộ loại A1 Yêu cầu: 1. Hãy tính chọn số lượng đèn, ổ cắm và công suất điều hòa cho căn hộ trên. 2. ứng dụng phầm mềm AutoCAD bố trí các thiết bị trên sơ đồ mặt bằng Các bước thực hiện: ● Tính toán chiếu sáng . + Phòng khách + bếp: S = 41,25 (m2) Theo TCVN 7114-2008: Tra suất phụ tải P0cs đối với phòng khách + bếp . Ta có P0cs=15w Công suất chiếu sáng của phòng là:Pcs=P0cs . S = 15 .41,25 =618,75 (W) Chọn bóng đèn huỳnh quang đôi với Pđ = 80 (W) Số lượng bóng cần dùng là: s 618.75 8 80 c d P n P    ( bóng ) + Phòng ngủ 1: S = 2,8 .4,0=11,2(m2) Theo TCVN 7114-2008: Tra suất phụ tải P0cs đối với phòng ngủ. 149 Ta có P0cs = 10w Công suất chiếu sáng của phòng là:Pcs=P0cs . S = 10.11,2 =112 (W) Chọn bóng đèn huỳnh quang đôi với Pđ = 80 (W) Số lượng bóng cần dùng là: s 112 1.4 80 c d P n P    ( bóng ) + Phòng ngủ 2: S = 3 . 4= 12 (m2) Theo TCVN 7114-2008: Tra suất phụ tải P0cs đối với phòng ngủ . Ta có P0cs=10w Công suất chiếu sáng của phòng là:Pcs=P0cs . S = 10 . 12 = 120 (W) Chọn bóng đèn huỳnh quang đôi với Pđ = 80 (W) Số lượng bóng cần dùng là: s 120 1.5 80 c d P n P    ( bóng ) + Phòng WC: S = 1,5 . 2,4 = 3,6 (m2) Theo TCVN 7114-2008: Tra suất phụ tải P0cs đối với phòng WC . Ta có P0cs=5w Công suất chiếu sáng của phòng là:Pcs=P0cs . S = 5 .3,6 = 18 (W) Chọn bóng đèn ốp trần với Pđ =18 (W) Số lượng bóng cần dùng là: s 18 1 18 c d P n P    ( bóng) ● Tính toán ổ cắm . + Phòng khách + bếp: Theo TCVN 7114-2008: Tra suất phụ tải P0oc đối với phòng khách + bếp . Ta có: P0oc= 30 (W) Công suất ổ cắm của phòng là: Poc=P0oc . S =30. 41,25 = 1237,5 (w) . Chọn ổ cắm có công suất là Pđ = 300 (w). Số lượng ổ cắm cần dùng là : 1237.5 4.125 300 oc d P n P    ( ổ cắm ). + Phòng ngủ 1: Theo TCVN 7114-2008: Tra suất phụ tải P0oc đối với phòng ngủ . Ta có: P0oc = 25 (W) 150 Công suất ổ cắm của phòng là: Poc = P0oc . S =25 . 11,2 = 280 (w) . Chọn ổ cắm có công suất là Pđ = 300 (w). Số lượng ổ cắm cần dùng là : 280 0.93 300 oc d P n P    ( ổ cắm ). Vì mục đích sử dụng , ta sử dụng ít nhất 2 ổ cắm cho mỗi phòng ngủ , vì vậy chọn 2 ổ cắm . + Phòng ngủ 2: Theo TCVN 7114-2008: Tra suất phụ tải P0oc đối với phòng ngủ . Ta có: P0oc= 25 (W) Công suất ổ cắm của phòng là: Poc=P0oc . S =25 . 12 = 300 (w) . Chọn ổ cắm có công suất là Pđ = 300 (w). Số lượng ổ cắm cần dùng là : 300 1 300 oc d P n P    ( ổ cắm ). Vì mục đích sử dụng , ta sử dụng ít nhất 2 ổ cắm cho mỗi phòng ngủ , vì vậy chọn 2 ổ cắm ● Tính toán điều hòa . Ta có: Cứ 10000BTU/h=15m2 + Phòng khách: Pđh = Pđhl . S = 10000 15 . 41,25 = 27500 (BTU)  Chọn điều hòa: 1 điều hòa 18000 BTU/H có công suất điện tương ứng là 1,8 KW và một điều hòa 9000BTU/H có công suất điện tương ứng là 0,9KW + Phòng ngủ 1: Pđh = Pđhl . S = 10000 15 . 11,2 = 7466 (BTU) Chọn điều hòa: 9000 BTU/H có công suất điện tương ứng là 0,9 KW + Phòng ngủ 2: Pđh = Pđhl . S = 10000 15 . 12 = 8000 (BTU) Chọn điều hòa: 9000 BTU/H có công suất điện tương ứng là 0,9 KW. Ứng dụng phần mềm AutoCAD bố trí thiết bị trên mặt bằng: 151 Hình 3.4 Mặt bằng bố trí điện căn hộ loại A1 3.5. Vẽ thiết kế điện cho một tòa nhà 3.5.1. Xây dựng bản vẽ thiết kế cung cấp điện a) Lập sơ đồ mặt bằng bố trí thiết bị, máy móc và đường dẫn cấp nguồn Căn cứ vào kích thước, vị trí các thiết bị, lập sơ đồ mặt bằng cho mỗi tầng hoặc nhóm các tầng có cùng thiết kế. Xác định vị trí tủ phân phối sau đó thiết kế đường dẫn từ tủ tới các thiết bị theo sơ đồ hình cây. Đối với hệ thống đèn chiếu sáng, dây cấp nguồn từ tủ phân phối đi trong máng sau đó qua hệ thống ống nhựa hoặc kim loại tới phía trên mỗi đèn. Từ đây dây dẫn đi trong ống kiểu xoắn ruột gà vào đèn. Trong các phòng khách sạn, các ổ cắm thường găn trên tường, nguòn cấp đi qua các ống đặt chìm trong tường. Còn trong các tòa nhà văn phòng, các ổ căm trên tường thường 152 gắn với các máng nhựa đặt nổi có thể dễ dàng di chuyển vị trí dọc theo máng hay theo số lượng ổ cắm. Đèn chiếu sáng cho các khu văn phòng làm việc thường là loại đèn huỳnh quang, được chế tạo thành từng nhóm từ hai đến bốn bóng kích thước 600*600 mm hoặc 600*1200 mm. kích thước này cũng là kích thước chuẩn của các ô trần giả do vậy rất dễ lắp đặt. b) Lập bản vẽ đi dây cấp nguồn Từ các bản vẽ mặt bằng đã lập được ở trên, tiến hành lập bản vẽ dây dẫn cấp nguồn. Sau khi tính toán sơ bộ phụ tải các khu vực ta xác định cỡ dây cấp nguồn cho tủ phân phối ở khu vực đó (có tính tới các hệ số dự trữ, nâng cấp khoảng 25% so với thực tế). Đồng thời xác định trị số dòng cắt cho áptômát mỗi tuyến dây (trị số dòng cắt phải nhỏ hơn dòng cho phép của mỗi cỡ dây). Dây cấp nguồn cho hệ thống đèn chiếu sáng thường dùng cỡ 1,5 – 2,5 tiết diện dẫn còn dây cho ổ cắm một pha thông thường cỡ 2,5 – 4 . Dây loại này là dây đơn có lớp cách điện PVC có các màu để phân biệt pha. Mỗi tuyến nguồn một pha đều có 3 dây: dây pha, dây trung tính và dây nối đất. Trong các tòa nhà văn phòng, thường thiết kế từ 6 đến 8 ổ cắm đôi cho mỗi tuyến dây cỡ 2,5 . Dây cấp nguồn cho các thiết bị, máy móc công suất lớn như thang máy, máy điều hòa được tính toán trên cơ sở công suất máy và thường lấy đường day độc lập từ tủ phân phối chính. Các tòa nhà có độ cao lớn (từ 15 tầng trở lên) thì tuyến nguồn chính suốt chiều cao nhà thường dùng thanh dẫn cho dễ lắp đăt. Để tăng độ tin cậy khi làm việc, cần hạn chế việc nối dây. Đối với hệ thống đèn hay ổ cắm nối song song theo nhóm, các điểm nối thương thực hiện tại các thanh đấu dây nằm trên thiết bị. Cần tránh nối dây trong ống dây hoặc máng. Các điểm nối dây cỡ 6 trở nên cần có đầu cốt kẹp đầu dây và đặt trong các hộp nối tiêu chuẩn. Việc quy ước màu dây cho các pha cũng rất khác nhau đối với các hệ tiêu chuẩn khác nhau: chẳng hạn tiêu chuẩn Anh quy định bap ha là đỏ, vàng, xanh, trung tính là đen trong khi tiêu chuẩn châu Âu quy định nâu, đen, đỏ là bap ha còn trung tính lại là màu xanh. Do vậy cần thống nhất chọn màu quy ước cho mỗi công trình tránh sự cố sau này. 153 c) Thiết kế tủ điện Tủ phân phối trung tâm Tủ phân phối trung tâm, nguồn cấp cho các phụ tải chính và các tủ phân phối trung gian. Mỗi tuyến nguồn đều được đóng cắt bởi các áptômát chịu dòng lớn, có bộ phận lò xo trợ lực và thiết bị phát hiên dòng rò. Nguồn cấp tới tủ trung tâm là từ máy biến áp và máy phát dự phòng do vậy cần có bộ chuyển đổi nguồn tự động liên kết giữa máy phát và máy biến thế đảm bảo tòa nhà luôn được cấp điện. Trên tủ phân phối trung tâm cần có hệ thống đồng hồ đo điện áp, dòng điện bap ha, đo cosφ côngtơmét. Do các dây cáp đi vào tủ trung tâm có cơ lớn nên tủ phải có kích thước đủ lớn để dễ thao tác khi dâu dây. Tủ đặt trên sàn bêtông, trên nóc mở các lỗ nối với hệ thống thang và khay cáp. Sau khi đấu dây cần bịt tất cả các lỗ hổng chung quanh đường cáp vào tránh chuột hoặc côn trùng chui vào cắn hỏng lớp cách điện dây dẫn gây sự cố nguy hiểm cho hệ thống. Tủ phân phối chung gian Căn cứ vào bản vẽ đi dây cho các thiết bị, tính toán số nguồn đi ra từ tủ suy ra số lượng áptômát cần lắp đặt trong tủ. Các nguồn cấp cho ổ cắm và các thiết bị nhỏ trong phòng như bình đun nước, máy phôtô, máy tính cần có thiết bị phát hiện dòng rò và cắt nguồn.Tất cả các dây nối đất từ các phụ tải tập trung vào tủ trung gian trên một thanh đấu bằng đồng sau đó nối với tủ chính qua tuyến dây từ tủ trung tâm. Đối với tủ dùng áptômát chỉ cắt nguồn trên dây nóng thì các dây trung tính cũng được đấu tương tự như trên một thanh đồng khác. Trường hợp này cần hết sức chú ý tới sự cố mất trung tính có thể gây hư hại cho các thiết bị dùng điện áp một pha 220 V. Phần thiết kế dự phòng và mở rộng khoảng 25% so với thực tế và được gắn sẵn các áptômát dự phòng. Tủ máy phát và khởi động động cơ 154 Đối với các hệ thống gồm nhiều máy phát và phải hòa đồng bộ chúng thì cần có hệ thống hòa tự động. Để đơn giản, người ta thương chia phụ tải cho các máy và cho chúng làm việc độc lập với nhau thông qua hệ thống chuyển mạch phân đoạn trên thanh cái tủ trung tâm Đối với các tủ khởi động, điều khiển động cơ thì tùy thuộc vào đặc tính làm việc của chúng mà thiết kế khởi động kiểu trực tiếp, biến thế hay biến tần. 3.5.2. Triển khai bản vẽ thiết kế điện cho tòa nhà Xây dựng hệ thống điện cho một tòa nhà như sau đây là sơ đồ mặt bằng của một ngôi nhà hoàn chỉnh: gồm có mặt bằng sân vườn, tầng trệt, tầng lửng, tầng lầu, tầng áp mái Từ sơ đồ mặt bằng, chúng ta có thể thiết kế, bố trí thiết bị: chiếu sáng, ổ cắm, điều hòa của hệ thống điện cho công trình. Căn cứ vào chủng loại,vị trí thiết bị điện ta lập sơ đồ đơn tuyến cho hệ thống điện. Sơ đồ đơn tuyến đóng vai trò hết sức quan trọng trong thiết kế, thi công. Do đó việc thiết kế, đọc bản vẽ này là một bước không thể bỏ qua. Từ sơ đồ đơn tuyến, chúng ta có thể triển khai ra sơ đồ nối dây. Tuy nhiên chúng ta chỉ có thể triển khai sơ đồ nối dây trên sơ đồ tổng thể (trên mặt bằng) đối với những hệ thống đơn giản. Đối với hệ thống phức tạp, thông thường người ta tách sơ đồ nối dây của từng thiết bị ra. Công việc này đòi hỏi phải nắm rõ sơ đồ nguyên lý của mạch điện, hệ thống điện. * Vẽ thiết kế tủ điện phân phối: Khi thiết kế và lắp đặt tủ điện chúng ta phải xác định được công suất (P), cường độ dòng điện (Ampe) của các phần tử mang điện. Sau đó là chọn lựa thiết bị điện và bố trí sao cho hợp lí đảm bảo kỹ thuật và thẩm mỹ. Dựa vào số lượng các thiết bị sử dụng trong nhà máy và các khu vực sản xuất có tủ điều khiển riêng ta đi vẽ sơ đồ nguyên lý cho tủ phân phối Từ sơ đồ nguyên lý của tủ phân phối ta đi xây dựng bản vẽ chi tiết cho tủ điện gồm: Bố trí các thiết bị trong tủ điện, lắp đặt thanh cái và đi dây cho các thiết bị MCCB.Thiết bị đi cùng tủ là thiết bị đóng cắt, thiết bị điều khiển, vỏ tủ điện, thanh cái đồng. * Ngoài ra tùy vào quy mô công trình mà ta tiến hành thực hiện các công việc sau hay không: 155 • Thiết kế tủ hạ thế, tủ ATS, Tủ tụ bù • Thiết kế trạm biến áp, máy phát • Thiết kế điện nhẹ: internet, tel, báo cháy tự động, loa âm thanh CÂU HỎI HƯỚNG DẪN ỖN TẬP, THẢO LUẬN 1. Hãy trình bày tổng quan về bản vẽ điện dân dụng 2. Hãy trình bày bố cụ bản vẽ điện dân dụng 3. Hãy trình bày các ký hiệu trên bản vẽ và các thông số kỹ thuật của thiết bị điện 4. Hãy trình bày nguyên tắc lắp đặt điện và bố trí thiết bị trên mặt bằng BÀI TẬP ỨNG DỤNG 1. Cho một căn hộ loại C1 có sơ đồ mặt bằng như Hình 3.5. Hãy tính chọn số lượng đèn, ổ cắm và công suất điều hòa cho căn hộ trên. Hình 3.5 Sơ đồ mặt bằng căn hộ loại C1 2. Ứng dụng phần mềm AutoCAD bố trí các thiết bị điện cho căn hộ loại C1 3. Cho một căn hộ loại B2 có sơ đồ mặt bằng như Hình 3.. Hãy tính chọn số lượng đèn, ổ cắm và công suất điều hòa cho căn hộ trên. 156 Hình 3.6 Sơ đồ mặt bằng căn hộ loại B2 4. Ứng dụng phần mềm AutoCAD bố trí các thiết bị điện cho căn hộ loại B2 157 CHƯƠNG 4. ỨNG DỤNG VẼ THIẾT KẾ ĐIỆN TRONG LĨNH VỰC CÔNG NGHIỆP MỤC TIÊU CỦA CHƯƠNG Trình bày tổng quan về bản vẽ điện trong công nghiệp, hiểu và biết cách đọc các sơ đồ mạch điện công nghiệp. Sử dụng phần mềm Cade_Simu mô phỏng một số mạch điện cơ bản trong công nghiệp. NỘI DUNG CỦA CHƯƠNG 4.1. Tổng quan về bản vẽ điện trong công nghiệp Vẽ sơ đồ điện là một bước quan trọng trong thiết kế. Nó là cơ sở để dự trù vật tư, thi công, cũng như bảo trì hệ thống điện. Vẽ sơ đồ điện là quá trình thể hiện hệ thống điện trên sơ đồ. Dựa vào quá trình thể hiện đó sẽ giúp ta thiết kế, thi công, bảo trì hệ thống điện đáp ứng yêu cầu đặt ra cho hệ thống. Trong một nhà máy để xây dựng bản vẽ về hệ thống điện thì ta phải thực hiện các bản vẽ như sau: 4.1.1. Vẽ thiết kế trạm biến áp cho nhà máy - Tùy thuộc theo yêu cầu của từng nhà máy mà lựa chon những trạm biến áp khác nhau cho từng phân xưởng. - Xây dựng bản vẽ cho trạm biến áp nhà máy 158 - Hình 4.1 Trạm biến áp nhà máy 4.1.2. Vẽ thiết kế hệ thống điện chiếu sáng. Hình 4.2 Hệ thống điện chiếu sáng 159 4.1.3. Vẽ thiết kế tủ điện phân phối Hình 4.3 Tủ điện phân phối 4.1.4. Vẽ thiết kế hệ thống điện động lực: Sơ đồ mạch điện gồm 2 phần mạch: - Mạch điều khiển: nét liền mảnh, gồm các tiếp điểm đóng cắt, các cuộn dây Rơ le và cuộn dây Công tắc tơ. - Mạch lực: nét liền đậm, gồm các thiết bị bảo vệ, động cơ truyền động 4.2. Vẽ thiết kế một số sơ đồ mạch điện cơ bản trong công nghiệp 4.2.1. Vẽ sơ đồ mạch đổi nối sao tam giác động cơ không đồng bộ ba pha - Khởi động – sao tam giác là một trong các biện pháp khởi động của động cơ không đồng bộ có công suất trung bình. - Chỉ áp dụng được với động cơ hoạt động với sơ đồ tam giác. 160 - Khởi động sao tam giác chỉ thỏa mãn khi điện áp làm việc của động cơ phù hợp với lưới điện. Hình 4.4 Sơ đồ mạch khởi động bằng phương pháp đổi nối sao tam giác. Các thiết bị trên sơ đồ: - MCB: Aptomat 3 pha - FU: Cầu chì bảo vệ ngắn mạch cho mạch điều khiển. - D: Các nút ấn dừng, - MT, MN mở thuận và mở ngựơc. - T và N: Công tắc tơ khống chế quay thuận và quay ngược. - RT: Rơle thời gian khống chế quá trình khởi động. - O: công tắc tơ nối cuộn dây stato hình sao. 161 - Y: CTT nối cuộn dây stato hình tam giác. - Đ: Động cơ KĐB ba pha rôto lồng sóc. - RN: Rơle nhiệt bảo vệ quá tải cho động cơ Nguyên lý hoạt động: - Đóng MCB cấp điện cho mạch lực. Muốn động cơ quay theo chiều thuận ấn MT(13- 14), công tắc tơ T có điện, các tiếp điểm T (13-14) đóng lại để tự duy trì và cấp điện cho cuộn dây công tắc tơ T, RT và Y. - Mở tiếp điểm T (11-12) ngăn không cho cuộn dây công tắc tơ N có điện. - Các tiếp điểm T và Y ở mạch động lực đóng lại, động cơ khởi động theo chiều thuận với cuộn dây stato được nối hình sao. - Sau thời gian chỉnh định của RT, tiếp điểm thường đóng mở chậm RT (55-56) mở ra, Y mất điện mở các tiếp điểm Y ở mạch động lực ra. - Đồng thời tiếp điểm thường mở đóng chậm RT (67-68) đóng lại cấp điện cho công tắc tơ O. - Cuộn dây công tắc tơ O có điện đóng tiếp điểm O (13-14) lại để tự duy trì. - Mở tiếp điểm O (11-12) cắt điện RT và Y. - Đồng thời các tiếp điểm O ở mạch động lực đóng lại, động cơ tiếp tục khởi động và làm việc với cuộn dây stato được đấu hình tam giác. - Muốn động cơ quay theo chiều ngược, ấn MN, N có điện động cơ được nối vào lưới với thứ tự đảo 2 pha. - Quá trình khởi động tương tự như khi ta cho quay theo chiều thuận. - Muốn dừng động cơ ấn D, T (hoặc N), O mất điện, động cơ được cắt ra khỏi lưới và dừng tự do. Các bước thực hiện: - Bước 1: Khởi động phần mềm Cade_Simu 162 Hình 4.5 Phần mềm Cade_Simu - Bước 2: Vào thư viện nguồn: chọn nguồn 3 pha 4 dây Hình 4.6 Thư viện nguồn Vào thư viện đóng cắt: chọn máy cắt 3 pha, đặt tên cho máy cắt 163 Hình 4.7 Thư viện máy cắt Vào thư viện tiếp điểm, lấy tiếp điểm thường mở 3 pha, đặt tên tiếp điểm tương ứng tên cuộn dây công tắc tơ Hình 4.8 Thư viện tiếp điểm của cuộn dây 164 Vào thư viện phần tử bảo vệ, lấy phần tử đốt nóng của role nhiệt 3 pha, đặt tên cho Rơle nhiệt. Hình 4.9 Thư viện phần tử bảo vệ Vào thư viện động cơ, chọn động cơ 3 pha 4 dây, đặt tên cho động cơ Hình 4.10 Thư viện động cơ điện Vào thư viện dây nối, chọn dây 3 pha nối các phần tử lại đực mạch lực 165 Hình 4.11 Thư viện dây nối - Bước 3: Làm tương tự cho mạch điều khiển Hoàn thành mạch đổi nối sao tam giác động cơ không đồng bộ ba pha. Hình 4.12 Sơ đồ mạch khởi động bằng phương pháp đổi nối sao tam giác. 166 4.2.2. Vẽ sơ đồ mạch đảo chiều quay cho động cơ không đồng bộ 3 pha. Hình 4.13 Sơ đồ mạch đảo chiều quay cho động cơ không đồng bộ 3 pha Các thiết bị trên sơ đồ: - CD: Cầu dao đóng ngắt mạch điện. - FU: Các cầu chì bảo vệ ngắn mạch động lực và mạch điều khiển - D, MT, MN: Các nút dừng, mở thuận và mở ngược. - T, N Các công tắc tơ khống chế chiều quay động cơ. - FN: Rơ re nhiệt bảo vệ quá tải cho động cơ. Nguyên lý hoạt động: - Đóng Q cấp điện cho mạch. Muốn động cơ quay theo chiều thuận ấn MT, công tắc tơ T có điện, đóng tiếp điểm T(13-14) tự duy trì. - Mở tiếp điểm T(11-12) tránh sự tác động đồng thời của công tắc tơ N. 167 - Đồng thời các tiếp điểm T ở mạch động lực đóng lại cấp điện cho động cơ Đ quay theo chiều thuận. - Muốn động cơ quay theo chiều ngược ấn MN, công tắc tơ N có điện đóng tiếp điểm N(13-14) tự duy trì, mở tiếp điểm N(11-12) tránh sự tác động đồng thời của công tắc tơ T. - Đồng thời các tiếp điểm N ở mạch động lực đóng lại cấp điện cho động cơ Đ quay theo chiều ngược lại. - Muốn dừng động cơ, ấn nút D, công tắc tơ T (hoặc N) mất điện, động cơ được cắt ra khỏi nguồn và dừng tự do. 4.2.3. Vẽ sơ đồ mạch điều khiển động cơ không đồng bộ 3 pha có hãm động năng. Các thiết bị trên sơ đồ: - F: Aptomat 3 pha - MT, MN: Nút ấn mở máy thuận, mở máy ngược. - D: Nút ấn dừng hãm. - T và N: Công tắc tơ khống chế quay thuận và quay ngược. - H và TH: Công tắc tơ và rơle thời gian khống chế quá trình hãm. - BA và CL: Máy biến áp và bộ chỉnh lưu cấp nguồn một chiều cho quá trình hãm động năng. - Đ: Động cơ KĐB ba pha rôto lồng sóc. - FN: Rơle nhiệt bảo vệ quá tải cho động cơ. 168 Hình 4.14 Sơ đồ mạch điều khiển động cơ không đồng bộ 3 pha có hãm động năng Nguyên lý hoạt động: - Cấp điện cho mạch, nhấn nút MT (hoặc MN), công tắc tơ T (hoặc N) có điện, động cơ được nối nguồn 3 pha và làm việc theo chiều thuận (hoặc ngược). - Muốn dừng, nhấn nút D, công tắc tơ T( hoặc N) mất điện, động cơ được cắt ra khỏi nguồn 3 pha. - Đồng thời công tắc tơ H và rơle TH có điện, đóng tiếp điểm H(13-14) tự duy trì, các tiếp điểm H ở mạch động lực đóng lại cấp nguồn một chiều vào động cơ, động cơ thực hiện quá trình hãm động năng. - Quá trình hãm động năng kết thúc khi tiếp điểm TH ( 55-56 ) thường đóng mở chậm mở ra, công tắc tơ H và rơle TH mất điện, động cơ được cắt ra khỏi nguồn một chiều. 169 4.2.4. Vẽ sơ đồ mạch khởi động động cơ không đồng bộ 3 pha qua các cấp điện trở phụ theo nguyên tắc thời gian Hình 4.15 Sơ đồ mạch khởi động động cơ không đồng bộ 3 pha qua các cấp điện trở phụ theo nguyên tắc thời gian Các thiết bị trên sơ đồ: - AT: Áp to mát đóng cắt mạch điện và bảo vệ ngắn mạch cho mạch động lực - RT1, RT2: Rơ le thời gian khống chế quá trình khởi động. - KD: Công tắc tơ cấp nguồn cho mach lực - KF1: Công tắc tơ đưa và loại điện trở RF1 ra khỏi mạch roto - KF2: Công tắc tơ đưa và loại điện trở RF2 ra khỏi mạch roto 170 - RN:Rơ le nhiệt bảo vệ quá tải cho động cơ. Nguyên lý hoạt động: Cấp nguồn cho mạch động lực và mạch điều khiển. - Ấn M cấp nguồn cho cuộn dây công tắc tơ KD + Đóng tiếp điểm KD(1-2) mạch điều khiển để duy trì và cấp nguồn cho Rơ le thời gian RT1 + Đóng tiếp điểm KD mạch lực cấp nguồn 3 pha cho động cơ Động cơ Đ lúc này khởi động với tốc độ chậm do toàn bộ điện trở phụ được mắc vào mạch roto. Tiếp điểm RT1(67-68) thường mở đóng chậm sau một thời gian đặt sẽ đóng lại cấp nguồn cho cuộn dây công tắc tơ KF1 + Đóng tiếp điểm KF1 (43-44) bên mạch điều khiển cấp nguồn cho rơ le thời gian RT2 + Đóng tiếp điểm KF1 bên mạch lực loại điện trở RF1 ra khỏi roto của động cơ Động cơ được tăng tốc nhanh hơn trước Rơ le thời gian RT2 có điện, tiếp điểm RT2 (67068) thường mở đóng chậm sau một thời gian đặt sẽ đóng lại cấp nguồn cho cuộn dây công tắc tơ KF2 + Đóng tiếp điểm KF2 (53-54) bên mạch điều khiển để duy trì cho cuộn dây KF2 + Đóng tiếp điểm KF2 bên mạch lực loại điện trở RF2 ra khỏi roto của động cơ Động cơ được tăng tốc với tốc độ làm việc định mức. NỘI DUNG THẢO LUẬN 1. Nội dung phần thảo luận 1: Đọc được các sơ đồ điện cơ bản trong công nghiệp. 2. Nội dung phần thảo luận 2: Sử dụng phần mềm Cade_Simu mô phỏng các sơ đồ mạch điện cơ bản trong công nghiệp. TÓM TẮT NỘI DUNG CỐT LÕI 171 Đọc đươc cấu tạo, nguyên lý hoạt động của một số sơ đồ mạch điện trong công nghiệp. Hướng dẫn sử dụng phần mềm Cade_Simu thiết kế mô phỏng một số mạch điển hình. CÂU HỎI, BÀI TẬP HƯỚNG DẪN ỖN TẬP, THẢO LUẬN 1. Thiết kế mạch Khởi động động cơ KĐB xoay chiều 3 pha theo kiểu Y/∆ trên bản vẽ A4 có định dạng khung bản vẽ. 2. Sử dụng phần mềm Cade_Simu mô phỏng mạch Khởi động động cơ KĐB xoay chiều 3 pha theo kiểu Y/∆. 3. Thiết kế mạch Khởi động động cơ KĐB xoay chiều 3 pha qua 2 cấp điện trở phụ theo nguyên tắc thời gian trên bản vẽ A4 có định dạng khung bản vẽ. 4. Sử dụng phần mềm Cade_Simu mô phỏng mạch Khởi động động cơ KĐB xoay chiều 3 pha qua 2 cấp điện trở phụ theo nguyên tắc thời gian. 5. Thiết kế mạch đảo chiều quay động cơ KĐB xoay chiều 3 pha trên bản vẽ A4 có định dạng khung bản vẽ. 6. Sử dụng phần mềm Cade_Simu mô phỏng mạch đảo chiều quay động cơ KĐB xoay chiều 3 pha. 7. Thiết kế mạch hãm động năng động cơ KĐB xoay chiều 3 pha trên bản vẽ A4 có định dạng khung bản vẽ. 8. Sử dụng phần mềm Cade_Simu mô phỏng mạch hãm động năng động cơ KĐB xoay chiều 3 pha. 172 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Nguyễn Hữu Lộc, Sử dụng AutoCAD 2008, NXB Tổng hợp TP.Hồ Chí Minh, 2007 2. Nguyễn Công Hiền, Nguyễn Mạnh Hoạch; Hệ thống cung cấp điện của xí nghiệp công nghiệp, đô thị và nhà cao tầng; NXB KH và KT, 2005. 3. Quyền Huy Ánh, Giáo trình CAD trong kỹ thuật điện; NXB Đại học Quốc gia Tp. Hồ Chí Minh, 2011. 4. Phan Đăng Khải, Kỹ thuật lắp đặt điện, NXB Giáo dục, năm 2003.