Đang tải... (xem toàn văn)
(NB) Tiếp nội dung phần 1, Giáo trình Cung cấp điện 1: Phần 2 cung cấp cho người học những kiến thức như: Trạm biến áp trung hạ; tính toán điện; tính toán ngắn mạch mạng hạ áp; lựa chọn các thiết bị cung cấp điện hạ áp. Mời các bạn cùng tham khảo!
Mơn Cung cấp điện Giáo trình CHƯƠNG 5: TRẠM BIẾN ÁP TRUNG / HẠ ÁP 5.1 Khái niệm chung Máy biến áp dùng để biến đổi điện áp từ cấp điện áp sang cấp điện áp khác Nó đóng vai trò quan trọng hệ thống cung cấp điện 5.2 Phân loại trạm biến áp trung/hạ áp a Theo nhiệm vụ, người ta phân thành hai loại trạm biến áp: Trạm biến áp trung gian hay gọi trạm biến áp chính: Trạm nhận điện từ hệ thống 35220kV, biến thành cấp điện áp 15kV,10kV, hay 6kV, cá biệt có xuống 0.4 kv Trạm bíên áp phân xưởng: Trạm nhận điện từ trạm biến áp trung gian biến đổi thành cấp điện áp thích hợp phục vụ cho phụ tải nhà máy, phân xưởng, hay hộ tiêu thụ Phía sơ cấp thường cấp điện áùp: 6kV, 10kV, 15kV,… Còn phía thứ cấp thường có cấp điện áp : 380/220V, 220/127V., 660V b Về phương diện cấu trúc, người ta chia trạm nhà trạm trời Trạm BA trời: Ở trạm thiết bị phía điện áp cao đặt trời, phần phân phối điện áp thấp đặt nhà tủ sắt chế tạo sẵn chuyên dùng để phân phối cho phía hạ Các trạm biến áp có công suất nhỏ ( 300 kVA) đặt trụ, trạm có công suất lớn đặt bê tông gỗ Việc xây dựng trạm trời tiế t kiệm chi phí so với trạm nhà Trạm BA nhà: Ở trạm tất thíêt bị điện ñaët Khoa kỹ thuật điện – điện tưû 46 Mơn Cung cấp điện Giáo trình nhà 5.3 Chọn vị trí, số lượng dung lượng trạm biến áp trung/hạ áp a Chọn vị trí, cấp điện áp, sơ đồ Máy biến áp Chọn vị trí trạm biến áp cần thỏa yêu cầu sau: Gần tâm phụ tải An toàn, liên tục cung cấp điện Thao tác vận hành sửa chữa dễ dàng Phòng việc cháy nổ, bụi bặm, khí ăn mòn Chi phí đầu tư nhỏ Tuy nhiên, vị trí chọn lựa cuối phụ thuộc vào điều kiện khác như: Đảm bảo không gian không cản trở đến hoạt động khác, tính mỹ quan,v.v… Chọn cấp điện áp Tùy theo cấp điện áp trạm biến áp trung gian cung cấp cho xí nghiệp cấp điện áp phụ tải xí nghiệp mà ta chọn cấp điện áp cho phù hợp Thông thường cấp điện áp trạm biến áp trung gian cung cấp là15 ,22 ,35KV.,cấp điện áp phụ tải xí nghiệp thường 220 380V ,do chọn MBA thường chọn cấp điện áp 15-22-35/0,4KV 5.4 Sơ đồ nối dây trạm biến áp trung/hạ áp Với lưới điện hạ áp cung cấp cho xí nghiệp, hộ tiêu thụ, thườøng người ta thực theo hai sơ đồ nối dây sau: a Sơ đồ hình tia: Khoa kỹ thuật điện – điện tưû 47 Mơn Cung cấp điện Giáo trình M M M Hình 5.1: Sơ đồ mạch hình tia Sơ đồ có ưu điểm là: độ tin cậy cao, dể thực phương án bảo vệ tự động hoá, dễ vận hành,… Nhưng có nhược điểm vốn đầu tư cao b Sơ đồ phân nhánh: M M M Hình 5.2: Sơ đồ mạch phân nhánh Đối với sơ đồ chi phí thấp hơn, tính linh hoạt cao cần thay đổi quy trình công nghệ, xếp lại máy móc, có nhược điểm độ tin cậy cung cấp điện không cao Sơ đồ hình tia sử dụng có hộ tiêu thụ tập trung điểm phân phối Còn sơ đồ phân nhánh dùng phòng dài, hộ tiêu thụ rải dọc nằm cạnh Khoa kỹ thuật điện – điện tưû 48 Giáo trình Mơn Cung cấp điện 5.5 Kết cấu trạm biến aùp trung/haï aùp a Sơ đồ trạm máy biến áp: Loại trạm thường để phục vụ cho hộ tiêu thụ loại II loại III Loại trừ trường hợp có thêm máy phát cục có đường dây dự phòng đưa điện áp hạ áp từ nơi khác đến bố trí tự động đóng nguồn dự phịng phục vụ cho hộ tiêu thụ loại I với tải không lớn b Sơ đồ trạm hai đường dây cung cấp hai máy biến áp Loại trạm tương ứng với điều kiện bảo đảm yêu cầu tốt hộ tiêu thụ loại I Trên phần điện áp phía sơ cấp thường dùng sơ đồ hình H kinh tế sơ đồ có Trên phần điện áp phía thứ cấp thường dùng sơ đồ đơn hay kép, có phân đoạn hay không phân đoạn tuỳ theo số lượng khởi hành Với trạm loại áp dụng hình thức dự phịng sau: - Dự phịng nguội: Trong có hệ thống làm việc, hệ thống dự phịng hồn tồn - Dự phịng nóng: bình thường hai hệ thống làm việc, xảy cố hệ thống hệ thống lại cung cấp cho phụ tải loại I phụ tải loại II quan trọng Việc cắt cung cấp cho phụ tải lại thực tự động Khoa kỹ thuật điện – điện tưû 49 Mơn Cung cấp điện Giáo trình người trực trạm c Sơ đồ cung cấp hỗn hợp Loại trạm tương tự trạm hệ thống, để đảm bảo tính cung cấp điện liên tục cao trạm cịn bố trí thêm máy phát cục bộ, phát điện với cấp điện áp tương ứng với điện áp phía thứ cấp máy biến áp Loại sử dụng cho xí nghiệp có nhiều phụ tải loại I quan trọng, độ tin cậy đường dây phía cung cấp khơng cao d Sơ đồ trạm hai máy biến áp ba cuộn dây Sơ đồ sử dụng trường hợp phạm vi xí nghiệp rộng, cơng suất tiêu thụ lớn cần phải có hai cấp điện áp ( trung áp hạ áp) để cung cấp cho phụ tải gần trạm xa trạm Việc sử dụng trạm có nhiều hai máy làm sơ đồ điện phức tạp, số thiết bị đóng cắt, dụng cụ đo lường thiết bị bảo vệ tăng lên nhiều, làm tăng vốn đầu tư cho trạm 5.6 Đo lường kiểm tra trạm biến áp trung/hạ áp 5.6.1 Tính chọn dung lượng máy biến áp Điều kiện chọn máy biến áp chọn dung lượng máy biến áp theo điều kiện: - Đối với trạm máy: Sđm Stt - Đối với trạm nhiều máy: nSđm Stt Trong đó: n - Số lượng máy biến áp trạm Sđm- Công suất định mức máy biến áp ; KVA Stt - Cơng suất tính tốn phân xưởng xí nghiệp; KVA Ngồi ra, chọn máy biến áp phải đảm bảo điều kiện sau: Điện áp phía sơ cấp U1đm phải phù hợp với điện áp phía cao áp lưới điện Điện áp phía thứ cấp U2đm phải phù hợp với điện áp phụ tải Khoa kỹ thuật điện – điện tưû 50 Mơn Cung cấp điện Giáo trình Đúng chủng loại phạm vi sử dụng Số lượng công suất máy biến áp xác định theo tiêu chuẩn kinh tế kỹ thuật sau đây: An toàn, liên tục cung cấp điện Vốn đầu tư bé Chi phí vận hành hàng năm bé Ngoài cần lưu ý đến việc: Tiêu tốn kim loại màu Các thiết bị khí cụ phải mua nhập dễ dàng v.v… Dung lượng máy biến áp xí nghiệp nên đồng nhất, chủng loại để giảm dung lượng số lượng máy biến áp dự phòng Sơ đồ nối dây trạm nên đơn giản, ý đến phát triển phụ tải sau a Đảm bảo liên tục cung cấp điện Muốn thực yêu cầu này, ta dự kiến thêm đường dây phụ nối từ điện áp thấp trạm biến áp khác xí nghiệp xí nghiệp có từ hai trạm biến áp trở lên Hoặc số lượng máy biến áp trạm ta bố trí thêm máy dự trữ, trường hợp cố máy vận hành Về phương diện công suất, trạm biến áp cung cấp điện cho phụ tải loại I nên dùng máy Khi công suất phụ tải loại I bé 50% tổng cơng suất phân xưởng máy phải có dung lượng 50% cơng suất cuả phân xưởng Khi cơng suất phụ tải loại I lớn 50% tổng cơng suất phân xưởng máy biến áp phải có dung lượng 100% cơng suất cuả phân xưởng Ở chế độ làm việc bình thường máy biến áp làm việc, trường hợp cố máy ta chuyển tồn phụ tải máy khơng cố Khi ta sử dụng khả tải ta ngắt hộ tiêu thụ không quan trọng b Vốn đầu tư bé nhất: Để thực tiêu vốn đầu tư bé số lượng máy biến áp đặt trạm Khoa kỹ thuật điện – điện tưû 51 Mơn Cung cấp điện Giáo trình biến áp phải Kết việc giảm số lượng máy biến áp trạm đưa đến đơn giản hoá sơ đồ điện, tiết kiệm thiết bị đóng cắt, dụng cụ đo lường thiết bị bảo vệ rơ le, đồng thời từ nâng cao độ tin cậy cung cấp điện Việc sử dụng hợp lý dung lượng tải máy biến áp cho phép giảm cơng suất đặt thực tiết kiệm vốn đầu tư Đối với máy biến áp chế độ vận hành bình thường sử dụng qui tắc tải sau đây: Quá tải cho phép sở thay đổi phụ tải hàng ngày Khi đường cong đồ thị phụ tải hàng ngày máy biến áp có hệ số điền kín bé 100% (kđk = S tb 100%) giảm 10% hệ số điền kín cho phép S max tải 3% so với công suất định mức máy biến áp Qui tắc áp dụng nhiệt độ khơng khí xung quanh khơng q 300C 3% 100 k dk % ; [%] 10 qui tắc gọi qui tắc tải 3% Quá tải cho phép sở non tải thời gian mùa hè Nếu phụ trung bình cực đại hàng ngày tháng 6,7,8 mùa hè mà nhỏ công suất định mức máy biến áp cần thiết ngày mùa đơng cho phép q tải 1% = 1% phần trăm non tải mùa hè mức tải tối đa không 15% Qui tắc gọi qui tắc tải 1% 1% 100 Pdm Pmax ;[%] Pdm kết hợp qui tắc, giá trị tổng = 1%+3%không phép vượt 30% máy biến áp đặt trời 20% máy biến áp đặt nhà Quá tải cho phép trường hợp tải không đối xứng Khoa kỹ thuật điện – điện tưû 52 Môn Cung cấp điện Giáo trình Ở xí nghiệp có phụ tải pha, máy biến áp xí nghiệp có khả làm việc với phụ tải không cân pha Trường hợp ta không chọn dung lượng máy biến áp theo pha có phụ tải lớn mà chọn theo phụ tải tính tốn nhỏ đảm đảm bảo máy biến áp vận hành giói hạn cho phép Khi đó: Tỉ dịng điện pha A có phụ tải lớn cho phép dòng điện pha định mức máy biến áp là: 1,525 I A I dm 0,45[1 ( I IB ) ( C )2 ] IA IA Chi phí vận hành hàng năm bé Như ta biết, thành phần chi phí vận hành hàng năm chi phí tổn thất điện chiếm vị trí quan trọng chi phí chung Tổn thất sinh máy biến áp đường dây thời gian vận hành Tổn thất máy biến áp phụ thuộc vào thông số máy biến áp chế độ vận hành biến áp v.v… Tiêu tốn kim loại màu bé Việc tiêu tốn kim loại màu lưới điện cung cấp cho hộ tiêu thụ liên quan trực tiếp tới vị trí đặt cơng suất trạm biến áp Khi trạm biến áp gần trọng tâm phụ tải hộ tiêu thụ cơng suất đặt giảm việc giảm công suất đặt trạm thực tiết kiệm đáng kể kim loại màu đồng thời cũnggiảm tổn thất Đối với vị trí trạm biến áp phải thoả mãn yêu cầu sau: Gần tâm phụ tải, thuận tiện cho nguồn cung cấp đưa đến Toạ độ tâm phụ tải xác định: x0 Khoa kỹ thuật điện – điện tưû x i Si Si ; y0 y i Si Si 53 Môn Cung cấp điện Giáo trình Trong đó: (xi, yi)- Toạ độ phụ tải thứ i Si- Là công suất biểu kiến phụ tải thứ i Nếu máy biến áp đặt gần tâm phụ tải đường dây cung cấp điện từ nguồn đến phụ tải ngắn tổn hao lượng chi phí vận hành hàng năm thấp nhất, với ngành mỏ tâm phụ tải để tham khảo An toàn, liên tục cung cấp điện (trong ngành mỏ, móng phải ổn định suốt thời gian tuổi thọ máy 20 năm ) Thao tác vận hành quản lý dễ ràng 5.6.2 Chọn máy biến áp Căn vào điều kiện vào thông số kỹ thuật máy biến áp ta chọn máy biến áp cho phù hợp Khi chọn máy biến áp cần lưu ý trường hợp sau đây: Nếu chọn máy biến áp nước chế tạo khơng phải hiệu chỉnh lại theo nhiệt độ mơi trường Nếu máy biến áp nhập ngoại phải đưa vào biểu thức hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ mơi trường khc Lúc đó, điều kiện chọn công suất máy biến áp là: Sđm Stt/ khc Đối với trạm máy: nSđm Stt/ khc Đối với trạm nhiều máy: Hệ số khc xác định sau: k hc tb 100 Trong đó: tb- Nhiệt độ trung bình nơi đặt máy biến áp làm việc, thường lấy 25 0C 5.7 Vận hành trạm biến áp trung/hạ áp Thiết kế vận hành có liên quan mật thiết với Người vận hành cần phải Khoa kỹ thuật điện – điện tưû 54 Giáo trình Mơn Cung cấp điện hiểu sơ đồ thiết kế cần phải chấp hành đầy đủ quy trình dự định thiết kế để phát huy hết ưu điểm phương án thiết kế tận dụng hết khả thiết bị 5.7.1 Trình tự thao tác a Thực thao tác máy cắt điện cầu dao cách ly cần phải tôn trọng thứ tự sau: Đóng đường dây cung cấp điện: Đóng cầu dao cách ly Đóng dao cách ly đường dây Đóng máy cắt điện Mở đường dây cung cấp điện Mở máy cắt điện Mở dao cách ly đường dây Mở dao cách ly Đóng máy biến áp ba dây quấn Đóng dao cách ly phần điện cao áp, phần điện áp trung phần điện áp thấp( điện hạ áp) Đóng máy cắt điện phía cuộn dây cao, trung hạ áp Mở máy biến áp ba dây quấn Mở máy cắt điện phần điện hạ áp, trung áp cao áp Mở dao cách ly phần điện hạ áp, trung áp cao áp Nếu người vận hành thực thao tác sai, không thứ tự nêu gây nên tai nạn cho người, làm hư hỏng thiết bị làm gián đoạn việc cung cấp điện cho hộ tiêu thụ 5.7.2 Kiểm tra a Kiểm tra thường xuyên: Đối với trạm có cơng nhân trực, cách nửa hay phải kiểm tra phụ tải máy biến áp đường dây Phải ghi rõ Khoa kỹ thuật điện – điện tưû 55 Môn Cung cấp điện Giáo trình xét Ta có định nghĩa mật độ dòng điện J = I/ F, đoạn dây chọn theo mật độ dịng điện khơng đổi, nên ta có: I1 I , F1 F2 J Vậy: U ' J.l1 cos 1 J.l cos Từ ta rút được: J U ' 3.l1 cos 1 l cos Một cách tổng quát, mạng điện có n phụ tải, mật độ tính sau: J U ' n 3. li cos i i 1 Trong đó: li cosi - Là chiều dài hệ số công suất đoạn thứ i Từ đây, ta xác định tiết diện đoạn dây dẫn thứ i cần chọn là: Fi = Ii/ J Cuối cùng, ta tra bảng chọn tiết diện tiêu chuẩn kiểm tra lại theo điều tổn hao điện áp cho phép, không thoả mãn ta cần tăng tiết diện dây dẫn nên cấp 8.3.3 Xác định tiết diện dây dẫn theo điều kiện phí tổn kim loại màu Khi xây dựng đường dây, để hợp lý ta nên chọn đoạn tiết diện khác nhau, tất nhiên phải đảm bảo tổn thất điện áp đường dây phải bé tổn thất điện áp cho phép Do ta giảm tiêu tốn khối lượng kim loại màu Ta xét đường dây cung cấp cho hai phụ tải a,b hình 8.1: Khoa kỹ thuật điện – điện tưû 99 Mơn Cung cấp điện Giáo trình Tổn thất điện áp cho phép từ đến điểm cuối b Ucp ta chọn x0[/km] giá tuỳ ý, ta tính U” U’ = Ucp - U” đó: U’ - Là tổn thất cơng suất cơng suất tác dụng điện trở gây hai đoạn oa ab U ' U 'oa U 'ab ta biết U oa' U ab' ta tìm Foa Fabtheo hai biểu thức sau: Foa Fab P1.l1 .U 'oa U dm P2 l .U 'ab U dm ; P2 l U U 'oa U dm Khối lượng kim loại màu toàn đường dây ab: V=3.(Foa.l1+Fab.l2) hay: V P2 l 22 P1 l12 .U dm U 'oa U 'ab P2 l 22 P1 l1 ; ' ' ' U dm U oa U U oa Điều kiện để chi phí kim loại màu bé dậo hàm Vtheo biến U oa' cho không Sau biến đổi thay ta được: Fab Foa P2 .U dm U ' P1 .U dm U ' l1 p1 l P2 l1 p1 l P2 Dựa vào tiết diện tính toán, tra bảng tiết diện tiêu chuẩn, dây dẫn đầu công suất truyền tải lớn nên chọn tiết diện gần lớn tiết diện tính tốn đối Khoa kỹ thuật điện – điện tưû 100 Mơn Cung cấp điện Giáo trình với đoạn dây dẫn cuối nguồn nên chọn tiết diện tiêu chuẩn gần bé tiết diện tính tốn Cuối cùng, cần kiểm tra xem tổn thất điện áp đường dây có bé tổn thất điện áp cho phép khơng 8.3.4 Kiểm tra dây dẫn cáp theo điều kiện dịng nung nóng tổn thất điện áp cho phép a Kiểm tra dây dẫn cáp theo điều kiện dịng nung nóng Khi có dịng điện chạy qua dây dẫn dây cáp dây dẫn bị nóng nên, nhiệt độ dây dẫn cáp cao làm cho chúng bị hư giảm tuổi thọ Mặt khác, độ bền học kim loại dẫn điện bị giảm xuống Do nhà chế tạo qui định nhiệt độ cho phép loại dây dẫn cáp Do tiết diện dây dẫn cáp chọn phải thoả mãn điều kiện sau: k1.k2.Icp Ilvmax Trong đó: Ilvmax- Dịng làm việc cực đại dây dẫn Icp- Dòng cho phép ứng với dây dẫn chọn K1- Là hệ số kể tới nhiệt độ môi trường làm việc dây dẫn cáp khác với nhiệt độ tiêu chuẩn +250C mặt đất +150C K2- Là hệ số kể tới số lượng cáp đặt rãnh Dòng điện cho phép Icp dòng điện lớn chạy qua dây dẫn thời gian không hạn chế không làm cho nhiệt độ vượt trị số cho phép b Kiểm tra dây dẫn cáp theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép Đối với mạng trung hạ áp trực tiếp cung cấp điện cho phụ tải điện nên vấn đề đảm bảo điện áp quan trọng Vì người ta lấy điều kiện tổn thất điện áp làm điều kiện để chọn tiết diện dây dẫn cáp Sau kiểm tra lại theo điều kiện dịng nung nóng cho phép Điều kiện tổn hao điện áp cho phép là: Umax% Ucp% Khoa kỹ thuật điện – điện tưû 101 Môn Cung cấp điện Giáo trình Trong đó: Ucp%- Là tổn thất điện áp cho phép (5% 2,5% tuỳ thuộc vào loại phụ tải) Umax%- Tổn thất điện áp lớn mạng Xác định tiết diện dây dẫn toàn đường dây tiết diện Ta xét mạch điện đơn giản hình 8.1: Theo cơng thức tính tổn thất điện áp đường dây ta có: U dm U = n Pi ri Q i x i ,v i 1 toàn đường dây tiết diện, vật liệu: n U r0 Pi l i i 1 U dm n x Q i l i i 1 U dm ; hay: n U r0 pi Li i 1 U dm n x0 qi Li i 1 U dm = U’ + U”; Trong đó: ’ U - Tổn thất điện áp công suất tác dụng điện trở đường dây gây lên ” U - Tổn thất điện áp công suất phản kháng điện kháng đường dây gây lên Trong biểu thức biết x0, ta tính thành phần tổn thất điện áp U” nhờ biểu thức: n n ” U = Khoa kỹ thuật điện – điện tưû x0 Qi li i 1 U dm , hay U” = x q i L i i 1 U dm 102 Môn Cung cấp điện Giáo trình Giá trị điện kháng km đường dây x nói chung thay đổi dù dây lớn hay bé (x0= 0,3 0,43 /km) lấy trị số trung bình để tính tốn U” Đối với đường dây cao khơng x trung bình lấy 0,35 0,4 /km Đối với đường dây hạ áp khơng x trung bình lấy 0,25 /km, cịn đường dây cáp x0 = 0,07 /km Trị số tổn thất điện áp cho phép Ucp từ nguồn đến phụ tải xa cho theo yêu cầu mạng điện Do ta tính U’ theo cơng thức: U’ = Ucp - U”; n biết: U ' r0 p i L i i 1 U dm thay r0 =1/F với - điện dẫn suất vật liệu làm dây dẫn Do vậy, ta tính tiết diện F sau: n F n p i L i i 1 .U U dm ' , hay F Pi l i i 1 .U ' U dm Căn vào trị số tính tốn F, ta tra bảng chọn tiết diện dây dẫn tiêu chuẩn gần Đồng thời xác định r0 x0 ứng với dây dẫn chọn, tính lại tổn thất điện áp sau so sánh với Ucp Nếu chưa đạt yêu cầu, ta tăng cấp tính lại 8.4 Lựa chọn kiểm tra thiết bị điện hạ áp 8.4.1 Lựa chọn kiểm tra máy cắt phụ tải hạ áp: Máy cắt phụ tải thiết bị đóng cắt đơn giản rẽ tiền máy cắt Nó gồm phận đóng cắt điều khiển tay cầu chì, cầu chì đóng vai trò cắt dòng ngắn mạch Các điều kiện chọn kiểm tra máy cắt phụ tải tóm tắt bảng sau: Khoa kỹ thuật điện – điện tưû 103 Mơn Cung cấp điện Giáo trình Thứ Cơng thức để chọn kiểm Đại lượng lựa chọn kiểm tra Ký hiệu Điện áp định mức (kV) UđmMCPT UđmMCPT ≥ Uđm mạng Dòng điện định mức (A) IđmMCPT IđmMCPT ≥ Ilv max Imax Imax ≥ Ixk tự Dòng điện ổn định lực điện động (kA) Dòng điện ổn định nhiệt (A) Dòng điện định mức cầu chì(A) Iơđn Cơng suất cắt định mức cầu chì (MVA) Chú thích: S”= I” Uđm mạng, tra Iôđn ≥ I t gt tôdn IđmCC IđmCC ≥ Ilv max Sđmcắt CC Sđmcắt ≥ S” với I” giá trị hiệu dụng ban đầu thành phần chu kỳ dòng điện ngắn mạch 8.4.2 Lựa chọn cầu chì: Lựa chọn cầu chì hạ áp chiếu sáng, sinh hoạt Cầu chì chọn theo điều kiện UđmCC Uđm Idc Itt Trong đó: UđmCC : Điện áp định mức cầu chì Idc : Dòng định mức dây chảy (A) Itt : Dịng điện tính tốn, dịng lâu dài lớn chạy qua dây chảy cầu chì (A) Với phụ tải pha ( ví dụ thiết bị điện gia dụng) I tt I đm Khoa kỹ thuật điện – điện tưû Pđm U * cos 104 Môn Cung cấp điện Giáo trình Trong đó: Uđm : Điện áp định mức pha (V) Cos : Hệ số công suất Với đèn sợi đốt, bàn là, bếp điện, bình nóng lạnh, cos = 0,8 Với hộ gia đình, cos = 0,85 Với lớp học dùng quạt + đèn sợi đốt, cos = 0,9 Với lớp học dùng quạt + đèn tuýp, cos = 0,8 Với phụ tải pha I tt K t * I đm K đt * I đm K t Pđm * *U * cos K đt Pđm * *U * cos Trong đó: Uđm : Điện áp dây định mức dây (V) Cos : Lấy theo phụ tải Lựa chọn cầu chì lưới điện cơng nghiệp Cầu chì bảo vệ động cơ: Chọn theo điều kiện Idc Itt = Kt * Iđm Idc I mm Kmm * I đmĐ Với: I dm Pdm 3U dm cos dm Trong đó: Kt : Hệ số tải động cơ, lấy Kt = IđmĐ : Dòng định mức động tính theo cơng thức: Trong đó: Uđm : Là điện áp định mức lưới pha cos đm : Hệ số công suất định mức động Khoa kỹ thuật điện – điện tưû 105 Mơn Cung cấp điện Giáo trình : hiệu suất động cơ, không cho lấy Kmm : Hệ số mở máy động nhà chế tạo cung cấp : hệ số, lấy sau: + Với động mở máy nhẹ (hoặc không tải) máy bơm, máy cắt gọt kim loại = 2,5 + Với động mở máy nặng (có tải) cần cẩu, cầu trục, máy nâng = 1,6 Cầu chì tổng bảo vệ nhóm động Cầu chì tổng chọn theo điều kiện I dc Itt tong I dc I mm n I tt tông K đt * I tti Với: i 1 Imm = Imm max + (Itt tổng – Itt max) Trong đó: Itt i : Dịng điện tính tốn phụ tải thứ i Itt tổng : Dòng điện tính tốn cho tất phụ tải Imm : Dòng điện mở máy Imm max: Dòng điện mở máy lớn phụ tải có dịng mở máy lớn nhóm Khoa kỹ thuật điện – điện tưû 106 Mơn Cung cấp điện Giáo trình Itt max: Dịng điện tính tốn lớn phụ tải có dịng mở máy lớn nhóm 8.4.3 Chọn tủ phân phối hạ áp Tùy theo yêu cầu công suất bảo vệ mà ta chọn kích thước tủ phù hợp với thiết bị điện, mặt tủ bao gồm thiết bị đo lường Vôn, Ampe, báo pha, nút khởi động dừng 8.5 Lựa chọn, kiểm tra dây dẫn cáp mạng điện hạ áp 8.5.1 Lựa chọn cáp theo điều kiện theo điều kiện dịng nung nóng cho phép Khi có dòng điện chạy qua, cáp dây dẫn bị phát nóng Nếu nhiệt độ tăng q cao chúng bị hư hỏng cách điện giảm tuổi thọ độ bền học kim loại dẫn điện Do mà nhà chế tạo quy định nhiệt độ cho phép loại dây dẫn cáp Khi nhiệt độ khơng khí 25 oC , người ta quy định nhiệt độ cho phép dây dẫn 70 oC Đối với cáp chơn đất khơ có nhiệt dộ 15 0C, nhiệt độ cho phép dao động khoảng 60 0C 80oC tùy theo loại cáp, dây bọc cao su có nhiệt độ cho phép 55 oC Nếu nhiệt độ nơi đặt dây dẫn cáp khác với nhiệt độ quy định ta phải hiệu chỉnh theo hệ số hiệu chỉnh K ( tra sổ tay, cẩm nang) Do tiết diện dây dẫn cáp chọn phải thoã mãn điều kiện sau: I I CP lvmax K Ilvmax : Dòng làm việc cực đại I : thiết bị Ilvmax= đm I tt : nhóm thiết bị K = k1*k2 (k1, k2: tra bảng: 0.72 ÷ 0.75) k1: Hệ số nhiệt độ mơi trường k2: Hệ số mạch đặt kề nhau, số lượng cáp đặt rãnh cáp Khoa kỹ thuật điện – điện tưû 107 Môn Cung cấp điện Giáo trình 8.5.2 Tính mạng theo điều kiện tổn hao điện áp cho phép Điều kiện tổn hao điện áp cho phép là: Umax% Ucp% Trong đó: Ucp%- Là tổn thất điện áp cho phép (5% 2,5% tuỳ thuộc vào loại phụ tải) Umax%- Tổn thất điện áp lớn mạng a Xác định tiết diện dây dẫn toàn đường dây tiết diện Ta xét mạch điện đơn giản hình8.1: Theo cơng thức tính tổn thất điện áp đường dây ta có: U = U dm n Pi ri Q i x i ,v i 1 Nếu toàn đường dây tiết diện, vật liệu: n U r0 Pi l i i 1 U dm n x Q i l i i 1 U dm ; hay: n U r0 pi Li i 1 U dm n x0 qi Li i 1 U dm = U’ + U”; Trong đó: U’- Tổn thất điện áp công suất tác dụng điện trở đường dây gây lên U” - Tổn thất điện áp công suất phản kháng điện kháng đường dây gây lên Trong biểu thức biết x0, ta tính thành phần tổn thất điện áp ” U nhờ biểu thức: Khoa kỹ thuật điện – điện tưû 108 Môn Cung cấp điện Giáo trình n n x0 Qi li U” = i 1 U dm , hay U” = x q i L i i 1 U dm Giá trị điện kháng km đường dây x nói chung thay đổi dù dây lớn hay bé (x0= 0,3 0,43 /km) lấy trị số trung bình để tính tốn U” Đối với đường dây cao khơng x0 trung bình lấy 0,35 0,4 /km Đối với đường dây hạ áp khơng x trung bình lấy 0,25 /km, cịn đường dây cáp x0 = 0,07 /km Trị số tổn thất điện áp cho phép Ucp từ nguồn đến phụ tải xa cho theo yêu cầu mạng điện Do ta tính U’ theo cơng thức: U’ = Ucp - U”; n biết: U ' r0 p i L i i 1 U dm thay r0 =1/F với - điện dẫn suất vật liệu làm dây dẫn Do vậy, ta tính tiết diện F sau: n F n p i L i i 1 .U U dm ' , hay F Pi l i i 1 .U ' U dm Căn vào trị số tính tốn F, ta tra bảng chọn tiết diện dây dẫn tiêu chuẩn gần Đồng thời xác định r0 x0 ứng với dây dẫn chọn, tính lại tổn thất điện áp sau so sánh với Ucp Nếu chưa đạt yêu cầu, ta tăng cấp tính lại 8.5.3 Chọn dây dẫn kết hợp chọn thiết bị bảo vệ Dây dẫn lưới điện phân xưởng, nhà, cửa hàng có sơ đồ hình tia cấp điện trực tiếp cho thiết bị dùng điện động cơ, đèn điện chọn theo điều kiện phát nóng Điều kiện chọn là: Khoa kỹ thuật điện – điện tưû 109 Môn Cung cấp điện Giáo trình - Khơng phát nóng q giới hạn cho phép: I LV max I cp' I cp' : dòng điện cho phép dây dẫn theo điều kiện phát nóng hiệu chỉnh, I LV max dòng điện làm việc lớn dây dẫn - Không để xảy tải nguy hiểm: Phải có thiết bị theo dõi tải để xử lý kịp thời bị tải, khơng có thiết bị dây dẫn chọn kết hợp với cầu chảy áptômát để chống tải * Phối hợp bảo vệ áptơmát: Dịng điện khởi động rơle nhiệt chọn theo điểu kiện: I kdn I LV max Dòng khởi động rơle điện từ chọn theo điều kiện: I kd DT 1, 25IQT I QT : Dòng điện tải; 1,25 hệ số dự trữ tính đến tác động khơng xác rơle Dịng điện cho phép dây dẫn chọn theo điều kiện: - Nếu áptơmát có rơle nhiệt : I cp' I LV max 1,5 - Nếu áptơmát có rơle nhiệt: I cp' I QT 1,5 - Dùng cho lưới sinh hoạt: I cp' 1, 25.IQT Khoa kỹ thuật điện – điện tưû 110 Môn Cung cấp điện Giáo trình CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP 1- Trong điều kiện vận hành thiết bị điện chúng làm việc chế độ nào? Các chế độ gì? 2- Hãy trình bày ngun tắc chung để lựa chọn thiết bị điện phận có dịng điện chạy qua? 3- Hãy trình bày điều kiện kiểm tra thiết bị đóng cắt bảo vệ? 4- Cơng dụng, vị trí, phạm vi sử dụng, nguyên lý làm việc thiết bị đóng cắt bảo vệ? 5- Các yêu cầu bảo vệ rơle gì? Tại bảo vệ rơle cần phải thoả mãn yêu cầu đó? 6- Các hình thức bảo vệ rơle hệ thống điện gì? Hãy trình bày cách xác định dịng chỉnh định bảo vệ cực đại bảo vệ dòng điện cắt nhanh để bảo vệ cho phụ tải điện đường dây hệ thống điện? 7: Một đường dây không, dùng dây nhôm, pha đặt ba đỉnh tam giác cạnh 1m, cung cấp cho hai phụ tải a, b điện áp 10kV Tổn thất điện áp cho phép Ucp= 5% Thời gian sử dụng công suất cực đại Tmax phụ tải 3500 h/năm Phụ tải cho hình vẽ, xác định tiết diện dây dẫn Khoa kỹ thuật điện – điện tưû 2km a 4km b 1000KVA 600KVA Cos =0,7 Cos =0,9 111 Môn Cung cấp điện Giáo trình 8: Hãy xác định tiết diện dây cáp để nối trạm biến áp với phân xưởng có công suất 1000kVA 10kv tpp k1 Thời gian sử dụng công suất cực đại Bmii ii-10 Tmax 5500 h/năm (như hình vẽ) Đường dây cáp đặt ngầm đất với nhiệt độ đất +200C với khoảng cách 100mm Trên l=8km 10kV trạm, dòng điện ngắn mạch 9,5kA Thời gian tác động bảo vệ rơle 1,2 giây, thời gian cắt hoàn toàn máy cắt 0,12 giây k2 sn 9: Trạm phân phối 22kV cung cấp điện cho 10 phụ tải: Trạm nhận điện từ trạm BATG- 110/22kV cách km qua hai máy cắt đầu nguồn simens có Icắt đm= 40kA Các số liệu cho hình vẽ Yêu cầu: 1- Lựa chọn dây dẫn ĐDK- 22kV cấp điện cho trạm phân phối 2- Lựa chọn toàn máy cắt trạm phân phối 22kv ®dk-22kv, 5km ®dk-22kv, 5km batg MCLL 22kv 500kva Khoa kỹ thuật điện – điện tưû 22kv 500kva 112 Giáo trình Môn Cung cấp điện TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Xuân Phú, Nguyễn Công Hiền, Nguyễn Bội Khuê Giáo trình “Cung cấp điện” dành cho hệ Đại Học, Khối Ngành Công Nghệ [2] Phan Thị Thanh Bình tác giả khác - Hướng dẫn thiết kế lắp đặt điện theo tiêu chuẩn quốc tế IEC Hà Nội: Khoa Học Kỹ Thuật, 2001._410 tr.; 20cm [3] Lê Văn Doanh - Cẩm nang thiết bị đóng cắt ABB - Hà Nội: Khoa Học Kỹ Thuật, 1998._ 864 tr.; 14,5cm [4] Nguyễn Xuân Phú, Nguyễn Công Hiền, Nguyễn Bội Khuê - Cung cấp điện - TP HCM: Khoa Học Kỹ Thuật, 1998._ 783 tr.; 19cm [5] Tài liệu trực tuyến: Electrical Installation Guide – Groupe Schneider -2009 Website:http://www.electrical-installation.schneider-electric.com/eiguide/electrical-installation.htm ... gian cung cấp là15 ,22 ,35KV. ,cấp điện áp phụ tải xí nghiệp thường 22 0 380V ,do chọn MBA thường chọn cấp điện áp 15 -2 2 -3 5/0,4KV 5.4 Sơ đồ nối dây trạm biến áp trung/hạ áp Với lưới điện hạ áp cung. .. Điện áp phía sơ cấp U1đm phải phù hợp với điện áp phía cao áp lưới điện Điện áp phía thứ cấp U2đm phải phù hợp với điện áp phụ tải Khoa kỹ thuật điện – điện tưû 50 Mơn Cung cấp điện Giáo trình. .. hiệu U? ?2, cuối phần tử thứ U1, điện áp đầu tuyến đường dây U UpA U1 ? ?2 ? ?2 Khoa kỹ thuật điện – điện tưû i2= I2 1 b’ i1 I1 e c c’ d’ a 1 U? ?2 b U d U 68 Mơn Cung cấp điện Giáo trình Hình