Các bước tính toán thiết kế hệ thống điện chuyên nghiệp bao gồm 10 bước: tập hợp dữ liệu, tính toán phụ tải tính toán, chọn trạm biến áp-trạm phân phối, xác định phương án cung cấp điện, tính toán ngắn mạch, lựa chọn các thiết bị điện, tính toán chống sét và nối đất, tính toán tiết kiệm điện và năng cao hệ số công suất cosphi, bảo vệ rơ le và tự động hóa, hồ sơ thiết kế cung cấp điện. 

--->>> Xem thêm: Tư vấn thiết kế cơ điện MEP uy tín chuyên nghiệp

 

Thiết kế MEP

Bước 1: Tập hợp dữ liệu_1 trong các bước tính toán thiết kế hệ thống điện chuyên nghiệp

 

Trong bước 1: Tiếp nhận dự án, tìm hiểu về thông tin dự án, lên các giải pháp thiết kế cho dự án

Đặc điểm công nghệ của công trình sẽ được cung cấp mức độ hiện đại, hay thông thường của dự án.
Bên cạnh đó, phải tập hợp được công suất tính toán phụ tải như công suất, phân bố, loại hộ tiêu thụ.
Tập hợp dữ liệu đặc tính cấp điện: Thuộc phụ tải loại 1, 2, … có quan trọng hay không đưa ra phương án cấp nguồn dự phòng..

 

Bước 2: Tính toán phụ tải

 

Tổng hợp danh mục thiết bị điện, số phòng, số hộ tiêu thụ đưa ra được hệ số công suất hợp lý.
Tính toán phụ tải động lực như cấp nguồn điều hòa không khí, hệ thống máy bơm…
Tính phụ tải chiếu sáng: chiếu sáng chung, chiếu sáng riêng

 

Bước 3: Chọn trạm biến áp, trạm phân phối

 

Bước chọn biến áp, trạm phân phối trong các bước tính toán thiết kế hệ thống điện chuyên nghiệp khá quan trọng. Chọn dung lượng, số lượng, vị trí của trạm biến áp, trạm phân phối. Chọn số lượng, vị trí của tủ phân phối, tủ động lực ở mạng hạ áp.

 

Bước 4: Xác định phương án cung cấp điện

 

Phương án mạng cao áp: Lấy từ nguồn nào, 1 nguồn hay hai nguồn là tùy thuộc vào mức độ quan trọng của dự án, có nguồn dự phòng hay không.

Phương án mạng hạ áp cấp nguồn theo phương án sử dụng cáp điện hay hệ thống Busway. Kỹ sư có thể lựa chọn tùy vào tính chất kỹ thuật và tính kinh tế của dự án. Xác định sơ đồ nối dây của trạm biến áp, trạm phân phối.

 

Bước 5: Tính toán ngắn mạch

 

Bước này kỹ sư phải tính toán ngắn mạch trong mạng cao áp và tính toán ngắn mạch trong mạng hạ áp.
 

Ngắn mạch là tình trạng sự cố nghiêm trọng và rất thường xảy ra trong hệ thống cung cấp điện. Các số liệu về tình trạng ngắn mạch là căn cứ quan trọng để giải quyết một loạt vấn đề như: lựa chọn thiết bị điện, thiết kế hệ thống bảo vệ rơle, định phương thức vận hành v.v.. Vì vậy tính toán ngắn mạch là một phần không thể thiếu được của thiết kế cung cấp điện.
 

Các dạng ngắn mạch thường xảy ra trong hệ thống cung cấp điộn là ngắn mạch ha pha, hai pha và một pha chạm đất. Trong đó ngắn mạch ba pha là nghiêm trọng nhât. Vì vậy thường người ta căn cứ vào dòng điện ngắn mạch ba pha để lựa chọn các thiết bị điện.

 

Tính toán ngắn mạch phía cao áp
 

Phía cao áp của mạng điện xí nghiệp hoặc mạng điện, khu dân cư đô thị thường thường có cấp trung áp (22 – 35 kV). Đối với xí nghiệp lớn có thể dùng đến cấp điện áp 110 kV.
 

Khi tính toán ngắn mạch phía cao áp vì không biết cấu trúc cụ thể của hệ thống điện quốc gia nên cho phép tính gần đúng điện kháng của hệ thống điện quốc gia thông qua công suất ngắn mạch của máy cắt đầu nguồn và coi hệ thống có công suất vô cùng lớn.

 
Điện kháng của hệ thống điện được tính theo công thức sau:
 
XHT =  U2/SN, Ω
trong đó:
•    SN – công suất cắt của máy cắt MC1, kVA
•    U – điện áp đường dây, kV.
Điện trở và điện kháng của đường dây:
Rdd = r0l , Ω
Xdd = x0l , Ω
trong đó:
•    r0, x0 – điện trở và điộn kháng trên 1 km dây dẫn, Ω/km
•    l – chiều dài đường dây, km.
Do ngắn mạch ở xa nguồn nên dòng điện ngắn mạch siêu quá độ I” bằng dòng điện ngắn mạch ổn định I∞, nên có thể viết:
IN = I” = I∞ = U/√3Z∑
trong đó:
•    Zv – tổng trở từ hệ thống tới điểm ngắn mạch, Ω
•    U – điện áp của đường dây, kV
Trị số dòng ngắn mạch xung kích được tính theo biểu thức:
ixk = 1,8. √2 .IN , kA
Trị số IN và ixk được dùng để kiểm tra khả năng ổn định nhiệt và ổn định động của thiết bị điện trong trạng thái ngắn mạch.

 

Tính ngắn mạch phía hạ áp
 

Khi tính toán ngắn mạch phía hạ áp có thể coi máy biến áp hạ áp là nguồn (vì được nối với hệ thống có công suất vô cùng lớn), vì vậy điện áp phía hạ áp không thay đổi khi xảy ra ngắn mạch, do vậy ta có: IN = I” = I∞.
Ở mạng hạ áp, khi tính toán ngắn mạch phải xét đến điện trở của tất cả các phần tử trong mạng như máy biến áp, dây dẫn, cuộn dây sơ cấp của máy biến điện áp BU, máy biến dòng điện BI, cuộn dòng điện của áptômát, điện trở tiếp xúc của các tiếp điểm đóng cắt v.v… Điện trở và điện kháng của các phần tử trong mạng hạ áp được tính như sau:
 

•    Máy biến áp:
RB=(ΔPN.U2đm/ S2đm ). 103 , mΩ
XB=(UN%.U2đm/ Sđm ). 10 , mΩ
trong đó:
•    ΔPN – tổn thất ngắn mạch của máy biến áp, kW, tra được trong lý lịch máy;
•    UN% – trị số tương đối của điện áp ngắn mạch của máy biến áp, tra trong sổ tay;
•    Sđm – dung lượng định mức của máy biến áp, kVA
•    Uđm – điện áp định mức của máy biến áp, kV muốn quy đổi điện trở và điện kháng về phía nào (cao hạ áp của máy biến áp) thì dùng điện áp định mức phía đó.
 
•    Đường dây:

     o    Điện kháng của đường dây, một cách gần đúng có thể lấy như sau:
           Đường dây trên không       xo = 0,3 Ω/km (mΩ/m)
           Đường dây cáp                     x0 = 0,07 Ω/km (mΩ/m)
     o    Điện trở của dây dẫn: Rđ=ρ . l/f, Ω
Trong đó:
                       F – tiết diện của dây dẫn, mm2
                       ρ – điện trở suất của vật liệu làm dây dẫn
                          Đồng, ρCu = 18,8 Ωmm2/km
                         Nhôm, ρAl = 31,5 Ωmm2/km
                         Sắt, ρFe = 140 Ωmm2/km
                            l – chiều dài dây dẫn, km
Điện kháng và điện trở của các phần tử khác có thể tìm thấy trong sổ tay.
 

Tương tự như ở phần cao áp, dòng điện ngắn mạch ở mạng hạ áp được tính như sau:
IN =I” =I∞ = Uđm/[√3√(R2∑ + X2∑ )] , kA
ixk = √2 . 1,3IN
 

Trong đó:
             •    U tính bằng V
             •    R∑ và X∑ tính bằng mΩ
             •    1,3 hệ số xung kích

 

Bước 6 Lựa chọn các thiết bị điện
 

Việc lựa chọn thiết bị điện bao gồm: lựa chọn máy biến áp, lựa chọn tiết điện dây, lựa chọn thiết bị điện hạ áp, lựa chọn thiết bị cao áp

 

Bước 7: tính toán chống sét và nối đất
 

Trong bước này, kỹ sư sẽ tính toán chống sét cho trạm biến áp, tính toán chống sét cho đường dây cao áp, tính toán nối đất trung tính của máy biến áp hạ áp.

 

Bước 8: Tính toán tiết kiệm điện và năng cao hệ số công suất cosphi

 

Tính toán dựa trên các phương pháp tiết kiệm điện và nâng cao hệ số công suất cosphi tự nhiên và phương pháp bù bằng tự điện bù như xác định dung lượng bù, phân phối tụ điện bù trong mạng cao áp và hạ áp.

 

Bước 9: bảo vệ rơ le và tự động hóa_ bước tính toán thiết kế hệ thống điện chuyên nghiệp

 

Bảo vệ role cho máy biến áp, đường dây cao áp, các thiết bị điện có công suất lớn, quan trọng. Các biện pháp tự động hóa. Các biện pháp thông tin điều khiển.

 

Bước 10: Hồ sơ thiết kế cung cấp điện
 

Hồ sơ thiết kế cung cấp điện bao gồm :Bảng thống kê các dữ liệu ban đầu, bản vẽ mặt bằng công trình và phân bố phụ tải, bản vẽ sơ đồ nguyên lý cung cấp điện mạng cao áp, mạng hạ áp, mạng chiếu sáng. Bản vẽ mặt bằng và sơ đồ đi dây của mạch cao áp, mạng hạ áp, mạng chiếu sáng.
 

Bản vẽ chi tiết các bộ phận như bảo vệ role đo lường, tự động hóa, nối đất, thiết bị chống sét v.v…Các chỉ dẫn về vận hành và quản lý hệ thống cung cấp điện.
 

Liên hệ đơn vị thiết kế hệ thống điện, MEP chuyên nghiệp

Địa chỉ văn phòng: 98 – 126 Nguyễn Tri Phương, Phường 7, quận 5, Tp.HCM 
Hoặc qua địa chỉ webside: http://cnectdots.com/
Số điện thoại di động: 0905.494.185
Địa chỉ emai: nhattq@cnectdots.com