: ` QHƯƠNG H BẢO VỆ LƯỚI - THIẾT BỊ ĐÓNG CẮT PHẦN H1 BAO VE LƯỞI
1 KHÁI NIỆM CHUNG
1.1 Phuong pháp luận và các định nghĩa
Phương phá p luận
Các thành phần của mạch điện và hệ thống bảo vệ được: xúc
định sao cho các điều kiện ràng buộc khi tận hành ở chế độ: bình GH thường và không bình thường luôn được thoả mẫn
Theo phân tích sơ bộ các yêu cầu lấp đặUđiện nhữ đã mô tả ở
chương B mục 4, việc khảo sát hệ thống cáp (*) và bảo vệ cho: nó cần:
được thực hiện từ điểm khởi đầu của lưới hạ thế; qua các bậc trung gian
cho tới các mạch điện cuối cùng :
Hệ thống cáp và bảo vệ tại mỗi cấp cần thỏa mãn đồng thời các điều kiện đấm bảo cho một lưới điện an toần và tín cậy, nghĩa lã:
- có khả năng mang tải lớn nhất: và chịu được quá ti bình
thường trong thời hạn ngắn; :
(*) Khái niệm “hệ thống cáp" ở chương này bao gồm các day dẫn bọc” cách điện kể cả cáp 1 lõi, nhiều lõi và dây cách điện
Trang 2
- không gây giảm ấp mạnh trong những trường hợp như khởi động động cơ v.v
Hơn thế nữa, các thiết bị bảo vệ (CB hay cầu chì) cần:
- bao vé cap và thanh góp ở mọi cấp khỏi quá dòng, bao gồm cả
dòng ngắn mạch;
- _ bảo vệ chống chạm điện gián tiếp, đặc biệt trong hệ thống nối đấLTN và IT, khi chiều đài mạch điện có thể hạn chế biên độ
của dòng ngắn mạch, do đó làm chậm trễ sự ngất mạch tự
động (cần nhớ là lưới điện có nối đất kiểu TT cần được bảo vệ ở đầu nguồn bằng các RCD có dòng định mức 500 mA)
Tiết điện dây dẫn được xác định theo phương pháp mô tả ở mục 1.2 của chương này Ngoài phương pháp này, một vài tiêu chuẩn quốc gia có thể dùng để xác định tiết diện bé nhất thỏa mãn độ bền cơ Một vài phụ tải đặc biệt (được mô tả ở chương J) đồi hỏi phải dùng các dây dẫn cấp điện lớn hơn và do vậy bảo vệ mạch cũng sẽ được thay đổi
Định nghĩa
Đồng làm vide max: Ty
Ở cấp cuối cùng của mạch điện, dòng này tương ứng với công suất
định mức kVA của tải Trong trường hợp khởi động động cơ hoặc tải có dòng điện khởi động lớn, đặc biệt khi tần số khởi động đáng kế (như thang máy, máy hàn điểm kiểu biến trổ, v.v ), cần phải tính đến hiệu ứng nhiệt tích lũy do quá dòng Khi 4 ấy cả dây dẫn và rdle nhiệt đều bị
ảnh hưởng,
Tại các cấp cao hơn của mạch điện, đồng này sẽ tương ứng với số kVWA được tính qua các hệ số đồng thời và sử dụng Œ; và Kụ) như hình ở
HI-2
Trang 3
Lưới phía trước kVA cần cùng cấp , Công suất ngắn mạch MVA |
hoặc phía sau | nguồn tai đầu mạch |
Đòng làm việc max ie Dong ngan tach
i
t : {i :
Dòng định mức của thiết bị Dòng định mức cắt ngắn : bảo vệ (CB hoặc cầu chì) mạch của CB hoặc cầu chỉ |:
Trang 4| tú phần | phốt chính tích của ks vA ku ig = 290 x 0.69 = 200A XE 9.089 r YY 1Í | tủ phần phối phụ 80A 60A 100A ip=SOA đồng bình thường của động cơ điện Hình 1-2 Tính dòng làm việc max la Dòng cho phép lớn nhất: I,
Đây là giá trị lớn nhất của dòng mà dây dẫn có thể tải được vô hạn
định và không làm giảm tuổi thọ làm việc Với tiết diện đã cho, đồng này phụ thuộc vào các thông số sau:
- kết cấu của cáp và đường dẫn cáp (dây Cu hoặc AI; cách điện
PVC hoặc EPR; số dây làm việc);
- nhiệt độ môi trường;
- phương pháp lắp đặt,
- ảnh hưởng của mạch điện lân cận Quá dòng:
Quá dòng sẽ xấy ra khi dòng vượt quá dòng làm việc lớn nhất lạ
của tải Nếu như sự cố hư hồng dây dẫn (và thiết bị khi quá dòng sinh
ra do hồng hóc các bộ phận của nó) nhất thiết phải được loại bỏ, thì
đồng này cần được cắt với tốc độ phụ thuộc vào biên độ của dòng
Trang 5
Qué dong trong thời gian tương đối ngắn có thể xây ra trong điều kiện
vận hành bình thường, Có hai dạng quá đồng cần được phần biệt:
Oud tai : : =
Quá tải xây ra trong các mạch điện vận hành bình thường, ví dụ, do việc một vài tải vận hành ngắn hạn cùng vận hành một thời điểm,
khởi động động cơ Nếu như những điều kiện vận hành này duy trì
trong khoảng thời gian lớn hơn thời gian nào đó (phụ thuộc vào ngưỡng
đặt của rơle hoặc cầu chì) thì mạch điện có thể bị cất
Ngắn mạch
Những dồng này sinh ra do hư hồng cách điện giữa các dây dẫn
hoặc giữa dây dẫn và đất (ở hệ thống có trung tính nối đất qua điện trở
nhỏ) như: : :
- ngắn mạch 3 pha (có hoặc không chạm trung tính hoặc chạm: đấu;
- ngắn mạch 2 pha (có hoặc không chậm trung tính hoặc đấu;
- ngắn mạch một pha chạm trung tính hoặc đất:
1,2 Nguyên lý bảo vệ quá dòng
Các thiết bị bảo vệ thường đặt ở đầu của mạch điện Chúng sẽ cất dong trong khoảng thời gian nhỏ hơn gid tri cho theo đặc tuyến IÊt của
cấp nhưng lại cho phép dòng I, chạy vô hạn định Be
Sau khi có đồng ngắn mạch chạy qua dây dẫn trong khoảng thời gian nhỏ hơn 5 s, các đặc (ính của dây dẫn cách điện có thể được xác -
định gần đúng theo công thức: :
l(=k?S?
Công thức này chỉ ra rằng lượng nhiệt cho phép sinh Ta 'SẼ ú lệ
thuận với tiết diện đây
HLS
Trang 6
‹
Trong công thức trên:
( - thời gian dòng ngắn mạch chạy qua ($);
Š - tiết diện của dây cách điện (mam?); ˆ ï - đồng ngắn mạch (A);
` k- hằng số đặc trưng của dây cách diện (giá trị của kỶ được
cho trong bang H1.54) ,
Với đây dẫn đã cho, dồng cho phép lớn nhất sẽ thay đổi phụ thuộc
vào môi trường, Ví dụ, với nhiệt độ môi trudng cao (8; > 8,2) dong Iz,
sẽ nhỏ hơn lz¿ (hình H1.5) với 6 là nhiệt độ
Chú ý:
lạc chỉ dồng ngắn mạch 3 pha,
Ïscg chỉ đồng cắt định mức đồng ngắn mạch 3 pha của CB
I, (hoặc lạ*) chỉ dòng định mức có thể điều chỉnh của CB nghĩa là CB có dòng danh định 50A có thể chỉnh định theo đấy bảo vệ, nghĩa là có mức dòng thao tác qui ước tương tự như CB 30 A (hình H1-6) cả hai ký hiệu thường được dùng cho các tiêu chuẩn khác nhau, | t vị đặc tuyến dòng tải lđn nhất : lẤt của cáp đặc tuyến J8 của cáp i | | | ¬ - LAN N đặc tuyến
Trang 7Bal > 8a2 [2t= k2g2: Hinh H1-5, Dac tuyén lÊtcủa dây bọc cách điện shai nhiét dé mỗi trường khác nhau
1.3 Các giá trị thực dụng cho hệ thống bảo vệ
Các phương pháp sau dựa trến các qui tắc theo tiêu chuẩn của TEC và được sử dụng trong rất nhiều quốc gia, Qui tắc chung si, sf ving a <1,45 £, ving b Isce 2 Isc vong €
Các thiết bi bảo vệ sẽ tác động đúng khi:-
- dồng định mức hoặc trị số đặt 1¿ của chúng lớn hơn dòng làm việc lớn nhất l; nhưng nhổ hơn dong cho phép be có nghĩa là ly <1¿ <
tương ứng với hình HI-ốa; : ae
- dong thao tác qui wdc 1, cần nhỏ hơn 145% thích: ứng với vùng
“b” trên hình H1-6
Thời gian tác động có thể là một hoặc hai giờ tay: thuộc vào tiệu chuẩn địa phương và giá trị thực của lạ
HI-7
Trang 8
Đối với cầu chì sẽ tác động theo thời gian định trước theo dòng bh
(cồn gọi là J)
- đồng cất cho phép lớn nhất của máy cắt sẽ lớn hơn dòng ngắn
mạch 3 pha tại điểm có đặt thiết bị bảo vệ
Điều này thích ứng với vùng “e” trên hình H1-6 tải cáp thiết bị bảo vệ
Hình H11-6 Các mức dòng để xác định đặc tính của CB hay cầu chì, %-dòng tải lớn nhất; 2- dòng cho phép lớn nhất; 3-dòng định mức hoặc dòng có thể điều
Trang 9Do độ chính xác cao, dòng I› sẽ luôn nhỏ hơn 1,45] (hoặc 1,451)
nên điều kiện lạ <:1,451; sẽ luôn được tuần thủ,
Trường hợp đặc biệt: nếu CB không có,bảo vệ quá tải; nhất thiết phải đảm báo tính hoạt động đúng của các thiết bị bảo vệ quá dòng khi dòng ngắn mạch đạt giá trị bé nhất.-Trường hợp này sẽ được xém: xét kỹ lưỡng ở mục Š + Báo vệ bằng cầu chì Tiêu chuẩn cho cầu chì ele os sử, Ty Se
va kh nding cdt dong ngắn mạc h Re 2 Isc ~ = dong ngắn hạch 3
pha tại điểm đặt cầu chi ‘
Điều kiện l; < 1, 451, cần phải được chú.ý 1; chính là đồng chay
của dây chấy và bang ky Ly (ke lay giá trị từ Lố đến 1,9) tay loại cầu
chì ;
Hệ số k; thỏa điều kiện I; < 1/451, khi lý € L/&
Đối với cầu chì dang gk ` ˆ- ị
e10A kạ=HHI
OA <1, <25A ky= 120
i, > 25.4 ky = 1,10
Ngoài ra, khẩ năng cắt ngắn mạch của cầu chi Ig: cin lớn:hơn: đồng ngắn mạch 3 pha tại chỗ đặt cầu chì:
Phối hợp các thiết bị bảo tệ
Việc sử dụng các thiết bị có khả năng cắt dòng sự cố nhỏ hơn dong : sự cố tại chỗ đặt thiết bị sẽ được IEC và nhiều tiêu chuẩn quốc: gia khác cho phép trong các điều kiện sau:
Hi-9
CH
Trang 10- tồn tại các thiết bị bảo vệ đặt ở phía trước với khả năng cắt ng sắn mạch cần thiết;
- lượng năng lượng được phép đi qua các thiết bị phía trước sẽ nhỏ hơn của các thiết bị ở phía sau và không làm hư hỏng các dây dẫn cùng các thiết bị điện khác có liên quan,
Trên thực tế những diéu nay được sử dụng ở: - tổ hợp CB/ cầu chì;
- trong các kỹ thuật mắc kiểu “cascad” (ghép tầng), khi mà một
vài CB có khả năng hạn chế ngắn mạch cao sẽ giảm bởi các điều kiện - khắc nghiệt của ngắn mạch ở phía sau Một sự phối hợp như vậy đã được thử nghiệm trong các phòng thí nghiệm và được giới thiệu trên
xmiột vài catalogue của nhà sản xuất,
†1.4 Vị trí đặt các thiết bị bảo vệ
Qui tẮc chung
Các thiết ð bảo vệ nói chung sẽ đặt Ở đầu của mỗi mạch
Các thiết bị bảo vệ nói chung được đặt tại điểm xuất phát của mạch nơi xây ra dòng ngắn mạch lớn nhất (hình a bảng HI- -?)
Bảng H1-7 Qui tắc chung và ngoại lệ cho lựa chọn vị trí thiết bị bảo vệ
Các vị trí có thể đặt thiết bị bảo vệ
Các thiết bị bảo vệ có thể đặt dọc theo mạch (hình b) nếu;
- AB không đặt ở nơi dễ cháy và
Trang 11Tiép bang H1-7
Thiết bị bảo vệ phía trước P;.sẽ bảo vệ AB khỏi ¡ ngắn mach hướng: ng với mứt) H1-5.1
Trường hợp 3- < `
Bảo vệ quá tải (S) được đặt cạnh tải rất thuận tiện cho mạch động cỡ: Thiết bị này bao gồm thiết bị điều khiển (khỏi động và cắt) và bảo vệ quá tải: Còn SƠ số thể là CB hoặc cầu chì dạng aM
Bảo vệ SC được đặt ở đầu mạch tưởng ứng với quí định ở mục HÀ; 5.1 Mạch điện không có bảo vệ có thể là: (hình e)
+ bảo vệ P được định cỡ để bảo vệ cáp Sp khỏi quá tải và ä ngắn mạch;
Hioặc là: :
+ khi-cdt mach sé tao nén nguy "hiểm, nhu cho: ` : of
- mạch kích của máy điện quay;
Trang 121.6 Cáp mắc song song
Các dây dẫn cùng tiết diện, chiều dài và được chế tạo từ cùng loại vật liệu có thể được mắc Song song
Đồng điện cho phép là tổng của các dòng cho phép của các dây riêng biệt, có tính đến hiệu ứng tác động nhiệt lẫn nhau, cách lắp đạt
Bảo vệ chống quá tải và ngắn mạch trên cấp song song cần chú ý:
- cần bảo vệ bổ sung chống hư hồng cơ và chống ẩm;
- đường ống cáp cần tránh đặt gần vật liệu dễ cháy,
- †.8 Ví dụ: minh họa tính toán cáp
Sơ đồ lưới:
Hệ thống nhận điện qua máy biến áp 1000kVA Do yêu cầu về độ
tỉn cậy cung cấp điện cao nên có đặt máy phát 500kVA, 400V và sử dung sơ đồ 3 pha 3 đây dạng TT tại tủ phân phối chính Phần còn lại của - hệ thống được cách ly qua máy biến áp 315 kVA 400/400V: phần này
có dạng 3 pha 4 dây kiểu TT ,
Dựa trên sơ đồ thay thế hình H1-8 sẽ nghiên cứu và lắp đặt các CB Q¡ và Q¿ Phần mềm Ecodial 2.2 (sản phẩm của Merlin Gerim) sẽ cho
phép thực hiện điều này
Phương pháp tính toán được sử dụng ở đây chính là các phương pháp đã trình bầy ở trên
Trang 14
Dién dp (V) ~ 400
Tan s6 (Hz) 50
Biến áp TRI: "Thông số vào Thông số ra
Số lượng máy biếnáp ` IL
Công suất ngắn mạch phía sơ cấp (MVA) — 500
Trang 15Tiếp bảng H1-9 Điện trở tổng RT (mQ) : 2,43 Cam khang tong XT (ma) 9.44 Sut dp téng Au (%) ` - eos 048 Dòng ngắn mạch 3 pha (kA) ` 25,7 Ngắn mạch một pha chạm đất (A) 20334 Trở kháng của dây bảo vệ RPE (m@) 075: Điện áp tiếp xúc (V) : 6d CB Q1 ` Thông số vào Thông số ra Điện áp ˆV) / 400 -: :
Ngắn mạch 3 pha phía trước của CB(kA) 2B Tai lam viéc max (A) 1374
Nhiệt độ môi trudng (°C) 40 = Số cực Bot pe Loai CB TÔ ni M16 Dạng - : | : NA Ỹ Dạng tác động “hờ ` - STR38 Dòng định mức (A} 4600 eee Thanh góp B1 a Thông số vào: j - Thông số Fa›:
Dòng làm việc max (A) 1374 Số pha ; 3 ; 3 S Số thanh cho mỗi pha oh 1 Réng (mm) : ` 125 Day (mm) 5 Chiều dài (m) 3
Điện trở của thanh R (m@) OM
Trang 16Tiếp bảng H1-9
Ngắn mạch 3 pha phía trước của CB (kA) 24,53 Tải làm việc max (A) 433 Nhiệt độ môi trudng CC) 40
Số cực 30
Dạng CB ‘dang NS630 /N
Bộ tác động STR 23SE
Đồng định mức (A) 630
Khả năng cắt dòng ngắn mạch (A) đảm bảo 18221 bảo vệ chống chạm điện gián tiếp
CB Q, dam bảo tính chọn lọc tuyệt đối Mi6N1STR38
Cap C2 Thông số vào Thông số ta
Dong lam viéc max (A) 433
Dang cach dién PRC
Vật liệu dây dẫn Cụ
Nhiệt độ môi trường (9C) 30
Trang 17Các bước tính toán Kích thước dây C¡ Máy biến áp 1000 kVA cổ điện áp định mức cuộn hạ là 420V Mạch C; cần chịu được đồng: 1000
Đây cáp đồng kiểu XLPE sẽ 5 được sử dụng Mỗi phá sẽ dùng 3 dây - cáp đơn và được đặt trong khay cáp thích ứng với cách đặt (xem bang ở mục H1-2,2) Các hệ số “K” sẽ da: Ky=1 K,= 0,82 (-nhém day 3 pha sẽ được đặt trong một nh) K;= l1 (nhiệt độ 30 C)
5 a 1374 cho mỗi pha
Nếu CB là dạng dễ tháo lắp hoặc khơng (®), có thể chọn: ly= 1374 A (mục H1-2.1)_
Ly eae
" K,xK.xK, = 1676A : oe 8n
(*) CB dạng tháo được thường treo trong các ngăn, tiện cho việc bảo
quần CB dạng cắm phích thường là hộp đúc có thể lấy ra được hoàn toần.)
Trang 18Kích thước day C2
Day C2 cung cap diện cho máy biến 4p 315kVA 400/400V có:
1 = 315 * 042xV3
Cáp đa lõi XLPE được đặt trong khay cũng với 2 dây cáp khác với
nhiệt độ môi trường là 30°C
CB được chỉnh định tới đèng 433A 1,= 433A =433A Cách đặt cáp là E và hệ số biệu chỉnh “K” là: ¿=1 K;=082 Kị=] 433 =a = 528A 1x0,82x1 1z do vậy tiết điện dây dẫn sẽ là 240mm” Trở kháng và cảm kháng của đây là: 22 R= 22,9x15 _„ 1L4mO mỗi pha 240 X= 0,08 x 15 = 1,2mO mỗi pha Tĩnh toán ngắn mạch để chọn CB Q, và Q;› Bảng H1-10 Ví dụ tính dòng ngắn mạch Các phần tử có trên mạch R(mØ) | X'(m@) Z(m©) los” kA
Trang 19Mục H4-4.2 sẽ chỉ công thức để tinh dong ý ngắn mạch Ise tạt các điểm của hệ thống - Nếu điện áp định mức “khong tải của biến áp là 420 V: “ 420° " ẹ se = —- = 26,5 (KA) | tak Queso s J3V 2547 48,77
Cam kháng của thanh góp B1 được tính như 0, 15x 5 20:75 mO VÀ R có thể được bỏ 4 ua Dong [ge tại chỗ của CB Q¿ được tính như Qi VÀ ˆ bằng 2! KA Để chọn lựa CB cần chú ý đến tính chọn' lộc, khá năng cách ly sự cố, tính dễ dàng tháo gỡ CB và cách bảo quần
Dây bảo vệ : : - so
Các yêu cầu nhiệt
Các bảng HI-:60 và HI-61 chỉ ra rằng khí sử dụng phương pháp:
đẳng nhiét (EC 724(1984); mục 2) tiết điện ‹ cho dây nối: đất; bảo vệ (PE) của mạch CÍ sẽ ẽ phái lớn hơn;
476 mm ?
Vì một vài: lý do sẽ được đề cập ở phần sảu mà dây đơn: tiết diện 240 mm” sẽ được sử dụng và thỏa mãở mọi điều kiện báo vệ ệ chạm điện gián tiếp (nghĩa là điện kháng của nó đứ nhỏ),
Với mạch G2, tiết diện dây PE là 79 mm? và thỏa mãn điều kiện bảo vệ chạm điện gián tiếp
Bảo vệ chống chạm điện gián tiếp
Lưu ý rằng điểm trung ứnh của cuộn hạ ấp trọng sở đồ VÌ được
cách ly hoàn toàn, với đất hoặc nối đất qua điện:trở rất Tồn (52 kÓl:
Do vậy một sự nguy hiểm khi tiếp xúc gián tiếp chỉ có thể tồn tại nếu
như hai sự cố chạm đất cùng xẩy ra trên các pha khác nhau (hoáẻ trên:
một pha và dây trung tính) Thiết bị bảo vệ quá döng cần phải cắt dòng: :
HI-19
GÌ
Trang 20CỐ, ngoại trừ một vài trường hợp khi điện trở của PE quá lớn (như ở chương Ở từ mục 6.3 tới 6.5), RCD thường được đùng trong các trưởng hợp như vậy
Mạch C1 sẽ ở nhóm cách điện II/nghĩa là cách điện kép và các vỏ
kim loại không nối đất Sự tiếp xúc trực tiếp ở đây chỉ xây ra tại vỏ máy biến áp Dây nối đất bảo vệ có tiết diện 24Ömm” đã nói ở trên sẽ nối vỏ máy biến áp giảm áp với cực nối đất của mạng tại đầu nối đất
chung ở tủ phân phối chính Điều này có nghĩa là nếu một (hoặc hai) sự cố pha chạm đất ở phần hạ áp trong máy biến áp, sẽ có chạm điện gián
tiếp nguy hiểm tồn tại ở vỏ máy,
Trong trường hợp này, bảo vệ quá đồng phía sơ cấp của máy biến áp sẽ không tác động Tuy nhiên bảo vệ sự cố thứ cấp phía hạ áp cần tác động để đảm báo chống chạm điện gián tiếp nguy hiểm
Đo sự cố chạm đất phía sơ cấp tại máy biến áp có thể xảy ra và bộ
chống sết đặt trên biến áp thường được nối với đất qua dây PE, một dây
PE có tiết điện lớn được chọn ở đoạn C1 Vấn đề này được trình bày ở
- mục 6.3,
Đối với mạch C2, các bảng G423 và G59, hoặc công thức ở mục
G6.2 có thể dùng cho mạch 3 pha 3 dây
Chiều dài tối đa cho phép của mạch là:
08x230x240x/3xI0" _ 76487 _
Hệ số 1,25 ở mẫu số chỉ ra sự tăng điện trở của dây.240 mm” lên
25%, tương ứng với chương G ở mục 5.2 SỐ
(Giá trị ở mẫu số 630 x L1,5 = lạ là mức tác động của bộ tác động điện từ của CB 630A, Giá trị này tương ứng với 101, + 15% (giá trị lớn
nhất của bộ tác động) Các mô tả chỉ tiết hơn về bộ tác động từ được
Trang 21thoi Chiều dài 15m của C2 sẽ được bảo vệ hoàn toần khỏi quá đồng tức Sut ap TY bang H1-29 nhận thấy lã: đối với C1 (3 x 240mm” mai pha) 0,21V/A/kmx1,374Ax0,008kmi AU = =0,77V: 3 AU%= 100 <0, 77 = 0,19% 400 ` Cho C2: AU =0,21V/A/km xX 433A x 0,015km =1,36V: AU% = 100, 36 = 0,34% 400
Tại đầu vào của máy biến áp TL, độ sụp ap là: AU% = 0,53% PHƯƠNG PHÁP THỰC TẾ XÁC ĐỊNH TIẾT DIỆN NHỎ NHẤT J CHO PHÉP CỦA DAY DAN
2.1 Khái niệm chung
Bước đầu tiên là cần xác định kích cỡ của dây pha Kích cỡ của
đây trung tính và dây bảo vệ sẽ được trình bầy ở HI-6 và H1-7
Trong mục này cần chú ý tới các trường hợp: - đây không chôn dưới đất;
- đây chôn dưới đất
Nhưng bảng ở mục này cho phép đ định kích cỡ của các dây pha khi: đã có dòng cho trước
H1-21
Trang 22Bang H1-11: Trình tự xác định tiết điện nhỏ nhất của dây dẫn Điều kiện lắp đặt của dây Dong làm việc max Ỷ Ỷ Xác định các hệ số K và mã Dòng định mức của bảo vệ không được nhỏ hơn dòng lạ chữ cái
Tô Lựa chọn dòng cho phép ly của dây mà thiết bị bão vệ có khả năng bảo vệ nó Cau chi cB i= 1.91 [a nu |, S10A* Iy=1,21 lạ nếu lạ >i0A* và lạ <2BA* + ly=1,11: nếu I;>2B5A* Ỷ
Xác định tiết diện dây có khả năng tải lạ; hoặc lz bang edch » dùng lz có tính đến ảnh hướng của các hệ số K (Iz =lz#K),
Trang 23+ xác định hệ số K phần ánh các ảnh hưởng sau: - SỐ cấp trong rãnh cấp; ‘ - nhiệt độ môi trường; - cách lắp đặt, 2.2 Xác định cỡ dây đối với cáp không chôn dưới đất
ích cữ của dây pha trong các bằng cổ liêu hệ trực tiếp tối mã | chữ cái (thể hiện cách lấp đặt) và hệ số K Cúc bằng này là khác
nhau cho trường hợp dây chôn và không chôn dưới đất “Xác định mã chữ cái
Các chữ cái (B tới F) phụ thuộc vào đạng của dây và cách lắp đặt
nó Có nhiều cách lắp đặt, song những cách-giống nhau sẽ được gom
nhóm lại và được chia lãm 4 loại theo các điều kiện môi trường: xung
quanh như ở bảng H1: 12 ,
Đảng H1-12 Mã chữ cái phụ thuộc Vào dạng dây và cách lấp đặt
Dang của đây : Cách lắp đặt Chữ cái i
Dây 1 lõi mau lõi - |- Dưới lớp nắp đúc, có thể lấy ra được hoặc không, Bio bề mặt để lớp vữa hoặc nắp bằng : = - Đưới sản nhà hoặc sau trần giả: ˆ eek ~ Trọng rãnh, hoặc ván lát chân tưởng, ‘
- Khung treo có bề mặt tiếp xúc vi tng hũĐettrn | -:: â - Trên những khay cáp không đục lỗ : `
Cáp có nhiều lõi - Thang cáp, khay có đục lỗ hoặc trên congxom đỡ E - Treo trên tấm chêm -
Trang 25Tiếp bảng H1-13, Hầm và mương ¿ - - —— 0,98 cáp kín ` sự ; G Cáp treo trên trần 0,95: B,C,E,F | Các trường hợp fe khác Tiệ số hiệu chỉnh K2 K2 thể hiện ảnh hưởng tương hỗ của hai mạch đặt kề nhau, _
Hệ số K2 thể hiện ảnh bưởng của số lượng dây đặt Kẽ-nhau Hai
mạch được coi là đặt kề nhau khi khoảng cách I, giữa 2 dây nhỏ hơn 2 2 € H Tần đường kính cáp lớn nhất của 2 cáp nói trên
Bảng H1-14 Hệ số K2 theo số mạch cáp trong một hàng đơn Mã + ˆ A Hệ số K2 chữ | Cách đặt gân nhau ` Số lượng mạch hoặc Gap da 181): cái 112 |3 ] 4 |5 |6 |7 ¡8 )¡9 |12116|20 BC |Lắp hoặc chôn trong tường | 1,0 |0,8 | 0.7 |0,65|0,60|0,67 |0,64j0,s2l0,s0|0.45]0,41 |0,38
©_ |Hàng đơn trên tường hoặc ` ` : :
Trang 26Khi số hàng cáp nhiều hơn một, K2 cần được nhân với các hệ số sau: : .„ 2 hàng: 0,8 3 hàng: 0,73 4 hoặc 5 hàng: 0,7 Hệ số hiệu chính K3 Hệ số K3 thể hiệu ảnh hưởng của nhiệt độ tương ứng với dạng cách điện Bảng H1-15, Hệ số K8 cho nhiệt độ môi trường khác 30°C Nhiệt độ Cách điện
Trang 27- 1 cáp.3 pha 3 lõi (ký hiệu là 1) - 3 cấp một pha (ký hiệu là 2)
- 6 cáp một pha (ký hiệu là 3 7
mạch cáp số 3 chứa 2 cắp cho mỗi pha
Như vậy sẽ có 5 cáp 3 pha có trong hàng (hình HLI 6)
Nhiệt độ môi trường 1a 40°C Mã chữ cái ở bảng H1-12 là E KL= l theo bảng H1-13, `K2=0,75 theo bằng H1-14, K3 =0,01 theo bang HI-15 ` K=KlxK2xK3=1x0,75x 0,91= 0,68 Ỹ : Hình H1-16 Ví dụ để xác định K1, K2 và K3
Xác định tiết điện nhỏ nhất của day din
Đồng I; sau khi được chia cho K sẽ cho ra đồng Ï„ Giá trị Ty được : cho trong bảng H1-17 cùng với kích cỡ dây với dạng cách điện khác nhau và kết cấu từ vật liệu khác nhau,
Vĩ dụ:
Vi du vé hinh H1-16 sé duge st dung 6 day để tính tiết điện đã; yes
/ dẫn, sử dụng bảng HI1-17 Cáp XLPE sẽ được lắp đặt va sẽ mang tải 23A cho mỗi pha
H1-27
Trang 28
Vi du trén cho ra:
- mã chữ cái là E
- hệ số hiệu chỉnh là K=0,68
Bảng H1-17 Các dạng dây không chôn dưới đất: tiết diện nhỏ nhất theo mã
Trang 29Tiép bang H1-17 Tiết diện cắt ngang dây nhôm (mm?) 25 |16,5)18,5]19,5] 21 | 23 | 26 | 26 | 28 25 4 22 | 25 ] 26 | 28 | 31 | 33 | 35 | 38 4 6 28 | 32 | a3 | 36 | 39 | 43-145 | 49 62 40 | 39 | 44 | 46 | 49 | 54 |-59 | 62 | 67 NÓ 18 | 53 | 59 |61 | 66 |73 |79 |84 |91 16 25° ]70 173 | 78 | 83 | go | 98 |101 |108 |121 | 28 : 35 | 86 | 90 | 96 |108|112|122 |126 |145 |150 | 38 50 |104|110]117|125 |136 |149 |154 | 184 | 184 | 50 70 1483/4140 180 | 160 |174 | 192 | 498 | 2441 237 | 70 95 | 461/170 483/195 | 211 | 235 241 | 257 |280 | 95 420 | 186|197|212|226 | 245 | 278 | 280 |300 |337 | 4120 450 227 |245 | 261 | 283 | 316 |324 | 346 | 489 Ì 180 185 259 | 280 | 298 | 323 | 483 |471 |97 |447 | 185 240 305 1330 | 352 | 482 | 4ao | 449 |470 | s30 | 240 300 351 1384 | 406 | 440 | 497 |508 | 544 |613 | 300 400 526 |600 | 663 740 | 400 500 610 |694 1770 856 | SÓO 630 711 | 808 |899 |: 996 630 :Tiết : diện sắt ngang dây thêm (mm?) Xác định tiết diện dây:
Hình FI1-18: Ví dụ để xác định tiết diện nhỏ nhất
Trang 30CB: I, = 254
- tiết điện đây sẽ được tìm như sau: ở cột PR3 ứng với mã chữ
cái E và giá trị 42A (giá trị gần nhất và lớn hơn 36,8A) cho ra dây
đồng với tiết điện 4mm’, còn nếu cho đây nhôm sẽ là 6miii? và đòng 43A Cầu chì I, = 25A -L p= KX I= 121 x 25 = Iz = 30,3A; :— 30,3 -l¿ = ——=40,6A ; 0,68
- tiết diện đây đồng hoặc nhôm sẽ tim được tương tự giếng như trường hợp bảo vệ bằng CB
: 2:3 Xác định cỡ dây cho day chôn dưới đất
Trong trường hợp này cần phải xác định hệ số K, còn mã chữ cái
Trang 31Bảng H1-19 Hệ số K4 theo cách lắp đặt Cách lắp đặt K4 Đặt trong ống bằng đất nung, ống ngầm hoặc rãnh đúc 08 Trường hợp khác ` 1 Hệ số Kố K35 thể hiện ảnh hưởng của số dây đặt kề nhau
Các dây được coi là kề nhau nếu khoảng cách L giữa chúng nhỏ
hơn hai lần đường kính của dây lớn nhất trong hai dây
Bảng H1-20 K5 cho số dây trong hàng Định vị dây KS đặt kề nhau ` số mạch hoặc cáp nhiều lõi 1 2 3 4 5 6 7 8 9 12 |“16 20 Chôn ngầm 4 0,8 | 0,7 | 0,65} 0,6 | 0,57 {0,54 10,52 0,5 0,38 Nếu cáp được đặt theo vài hàng, K5 được nhân với Zhang: 08 3 hang: 0,73 4,5 hang: 0,7 Hé sO K6 0,45 10,41
N6 thể hiện ảnh hưởng của đất chôn cấp,
Trang 32Hệ số K7
K7 thể hiện ảnh hưởng của nhiệt độ của đấi
Hệ số này tính đến ảnh hưởng của đất khác 20C
Bắng H†1-22 K7 phụ thuộc vào nhiệt độ đất
t° dat Cach dién
°C PVC - XLPE, EPR (cao su ethylen- propylene) 10 410 - , 1,07 1 1/05 ` —1,04 20 1,00 1,00 25 0,95 0,96 30 0,89 0,98 35 0,8% 0,89 40 0,77 0,85 48 - 0,74 08 50 0,63 a 0,76 55 0,55 0,74 60 0,45 0,65 Vi du
Đây 1 pha, 230V đặt với 4 đây khác trong ống ngầm Nhiệt độ đất
Trang 339a = 20°C Hình H1-23: Ví dụ để tính K4; K5, K6 và K7 3kW 230V “OO
Xác định tiết diện nhỏ nhất-của dây chôn ngầm
Từ I, và K, tiết điện dây sẽ được tra từ bang H124 Vi du: Dựa trên ví dụ trước t ta đã có K = 0,48, Dòng lầm việc lớn nhất ly = TC =22A 230 Tủ 18 Hàn Lua chon bao vệ: CB với đồng định mức ISA; Dong làm việc cho’ ' phép lớn nhất lâu đài : to : : : : “Sa " ¬ ` : nar 2 nae 25 =521A `” : z NEDI — KK 0,48 _ Tiết diện dây dẫn: ở cột PVC, 2 dây, dòng 54A thích ứng với dây dong 4 mm’ "
Nếu dùng dây nhôm, từ 1 sẽ cho ra tiết dién 10mm? Với đồng cho
phép lâu đài là 68A nà
Trang 359ã = 20°C 5S kW 230V 00 Hình Hi -25 Ví dụ để xác định tiết điện nhỏ nhất của dây dẫn: 3 XÁC ĐỊNH ĐỘ SỤT ÁP
Tổng trở của đường dây tuy nhỏ nhưng không thể bồ qua được Khi day mang tai sẽ luôn tồn tại sự sụt áp giữa đầu và cuối của dây, Chế độ
vận hành của các tải (như động cơ, chiếu sáng ¿.} phụ thuộc nhiều vào:
điện áp trên đầu vào của chúng và đòi hỏi giá trị điện áp gần với giá trị
định mức Đo vậy cần phải chọn kích cố đây sao chò khi mang tải lớn nhất, điện áp tại điểm cuối phải nằm: trong phạm vi cho phép
Trong mục này, các phương pháp xác định độ sụt áp sẽ được trình
bày nhằm kiểm tra: vị anh :
- độ sụt áp phù hợp với tiêu chuẩn đặc biệt về 5 aiBu'A apy” oe SG nar - độ sụt áp là chấp nhận được và thỏa mãn các yếu cầu về vận
hành : : :
ˆ_ 8.1 Độ sụt áp lớn nhất cho phép:
Độ sụt áp lớn nhất cho phép sẽ thay đổi tầy theo quốc gia Các giá
Trang 36Các độ sụi áp giới hạn này được cho trong các chế độ vận hành bình thường (ổn định nh) và không được sử dụng khi khởi động động
cơ, hoặc khi đóng cắt đồng thời một cách tình cờ nhiều tải như đã nói ở
chương B mục 4.3 Ỉ
Khi sụt áp vượt quá giá trị ở bảng H1-26 thì cần phải sử dụng dây có tiết điện lớn hơn :
Nếu sụt áp 8% được cho phép thì sẽ gây ra hàng loạt vấn đề sau
cho động cơ:
+ nói chung sự vận hành động cơ đồi hỏi điện áp dao động +5% xung quanh giá trị định mức của nó ở trạng thái ổn định tĩnh;
+ đồng khởi động của động cơ có thể gấp 5 tới 7 lần dòng lâm việc
lớn nhất Nếu sụt áp là 8% tại thời điểm đầy tải, thì sẽ dẫn đến sụt áp 40% hoặc hơn ở thời điểm khởi động Điều này làm cho động cơ:
- đứng yên (do mômen điện từ không vượi quá mômen tải) và lầm cho động cơ quá nóng;
- tăng tốc rất chậm do vậy, dòng tải rất lớn (gây giảm áp trên các thiết bị khác) sẽ tiếp tục tồn tại trong thời gian khởi động
+ sụt áp 8% sẽ gây tốn thất công suất đáng kể nhất là cho các tải
làm việc liên tục
Đo những nguyên nhân này độ sụt áp lớn nhất cho phép 8% sẽ
không được cho phép đối với những lưới rất nhạy với điện áp
Chú ý:
Trong nhiều nước hệ thống điện áp 220/380 V hiện được vận hành tại hệ thống điện áp định mức 220/400 V (tiêu chuẩn IEC) Các nhà
chế tạo biến áp vừa mới đây đã tăng điện áp không tải thứ cấp của máy biến áp phân phốt lên 237/410 V Với công nghệ chế tạo thiết bị sau vài năm gần đây, các biến áp phân phối sẽ được xuất xưởng với ti số
không tải 242/420 V ộ
Trang 37
Điện áp định mức của các thiết bị tiêu dùng cũng sẽ được chuyển
đổi tương ứng ‘ a Do d6 cdc tính toán sụt ấp cần lưu ý tới vấn đề này:
Các hậu quá nguy hiểm cho động cơ là:
- khi một máy biến ấp “mới” non tải và một động od: “cli cling vận hành: có thể có quá điện áp trên động cơ
- khi một máy biến áp “cũ" đầy tải và một motor “mới”: có thể có: điện áp thấp đặt trên động-cơ Các vấn đề tương tự (sóng ngược lại} sẽ
xẩy ra trong các quốc gia có điện áp hiện hữu là 240/415V iiếu như tiêu chuẩn IEC 230/400 V được cho phép ở đó khách:hàng trung thế, - hách hàng } | ac ae - 840) i “ | : ) (1ì giữa đầu vào lđớE- = hạ thế và tải Hình H1-27 Sụt áp lớn nhất 3.2 Tính toán sụt áp ở điều kiện ổn định Công thức sử dụng
Bảng dưới đây sẽ cho công thức chung để tính sụt áp cho mỗi km
chiều dài dây với: _
, Ip - dong làm việc lớn nhat (A); L = chiéu dai day (km);
R - dién trd cha day (Q/km) `
H1-37
Trang 3822,5G.mm? /km R=—————- cho đồng S(iết điện dây mm”) 36Q.mm? / km ` R gi = cho nhôm
S(tiét điện đây mm”)
(chú ý: R được bỏ qua khi tiết điện lớn hơn 500 man”)
X - cảm kháng của dây /km
(chú ý: X được bỏ qua cho đây có tiết điện nhỏ hơn 50 mm?
Nếu không có thông tin nào khác sẽ cho X bằng 0,08/km)
@ - góc pha giữa điện áp và dòng trong dây:
+ chiếu sáng cos@= 1; `
+ động cơ:
: khi khởi động: cose = 0,35
- chế độ bình thường coscp = 0,8,
Ú - điện áp dây; V,, - điện áp pha
Đối với ống dây đi sẵn kiểu lắp ghép và thanh dẫn, điện trở và cảm kháng sẽ được nhà chế tạo cung cấp Bảng H1-28, Công thức tỉnh sụt áp Sụt áp Au Mach vy % † pha: pha/pha Au = 2la(Rcose +Xsinp)L 100Au Leen tnt Gn 4 pha: phafrung tinh Au = 2ig(Roosp +Xsing)L 10050 Vụ
3 pha cân bằng: 3 pha (có Au = Về lạ(Rcose +Xeing)L 400A, *
hoặc không có trung tính) Ủạ
Trang 39
Đẳng tính đơn giản
Các tính tốn có thể khơng cần thiết nếu:ta sử dụng bảng H1-29
dưới đây Bảng này cho kết quả tính sụt áp gần đúng trén [kin cho LA và phụ thuộc vào:
- đạng của tải: cho động cơ với cos0 8 gần bằng 0,8 hay cho chiếu sáng với coso gần l;
- đạng của cấp: Ì pha hay 3 pha
Độ sụt 4p sé dude tinh bang K xJp x L vdi K được cho trong 5 bang, Ip - dong lam việc lớn nhất (A); L— chiều đài cáp (km} % Cột động cơ với cos = 0,35 của bảng HI-29 có thể được dùng để tính sụt ấp khi khởi động động cơ (xem ví dụ Í sau bảng HI:29)
Bảng H1-29 Sụt áp dây Au cho 1A trên 1km wv)
Tiết diện cất Mạch một pha Mạch 3 pha cân bằng ngang (mm?) Động cø động lực Chiếu sáng Động ed động lực Chiếu sáng
Trang 40Vi du: Vi du I; (hinh H1-30) ⁄ Š0 m /35 mm2 Cụ IB = 100A (S00A-kbi khdi -động) Hình H1-30 Ví dụ 1 Cho đây đồng 3 pha tiết điện 35mmŸ đài 5Ôm cấp điện cho động cơ 400V có dòng:
- 100 A véi cosp = 0,8 3 ché d6 binh thường;
- 300 A (51;) với cos = 0,35 khi khởi động