Thiết kế hệ thống tủ điện MSB, tủ điện phân phối 3

gvhd ts Bạch Thanh Quí KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP SVTH TRẦN VĂN TIẾN ĐẠT PHAN THÀNH THI 30 CHƢƠNG 3 THIẾT KẾ BẢO VỆ THI CÔNG ĐIỆN 1 Tính toán chọn MCCB ,MCB và tiết diện dây dẫn Muốn chọn CB ta tính ra dòng Id theo công thức Id = P 3 U d cos φ Tiết diện dây dẫn đƣợc tính theo công thức S = I J Trong đó I dòng chạy qua (A) J mật độ dòng điện cho phép (

SVTH: TRẦN VĂN TIẾN ĐẠT KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP PHAN THÀNH THI CHƢƠNG 3: THIẾT KẾ BẢO VỆ THI CÔNG ĐIỆN Tính tốn chọn MCCB ,MCB tiết diện dây dẫn: Muốn chọn CB ta tính dịng Id theo công thức: Id = Tiết diện dây dẫn đƣợc tính theo cơng thức S = Trong : P U d cos φ I J I : dòng chạy qua (A) J: mật độ dòng điện cho phép (𝐴/𝑚𝑚2 ) Theo tiêu chuẩn IEC 𝐽𝐶𝑈 = − 𝐽𝐴𝐿 = − 4,5 Chọn cos φ=0.8 Tên phụ tải Tủ bơm nƣớc Cơng suất kw 5.4 Dịng Id (A) Dòng ICB (A) Tiết diện S (𝑚𝑚2 ) 4x1C-6mm² 9.7 32 Cu/XLPE/PV C 4x1C- Tủ điện tầng 147,4 266 320 150mm² Cu/XLPE/PV C Tủ điện nhà bảo vệ 4x1C-25mm² 18 32.5 63 Cu/XLPE/PV C 30 SVTH: TRẦN VĂN TIẾN ĐẠT KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP PHAN THÀNH THI 4x1C-25mm² Dự phòng 24 43.3 63 Cu/XLPE/PV C 4x1C-25mm² Dự phòng 12,8 23 40 Cu/XLPE/PV C 4x1C-10mm² Dự phòng 12,8 23 40 Cu/XLPE/PV C Tính tốn chọn MCCB tổng , tiết diện busbar: Ta có tổng cơng suất phụ tải : P= 220,4 kw Id = P Ud cos φ = 220,4 103 400.0.8  Chọn MCCB 400A  Chọn busbar có tiết diện 35 mm² 31 = 397.6 (A) SVTH: TRẦN VĂN TIẾN ĐẠT KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP PHAN THÀNH THI Danh mục thiết bị có thi cơng tủ MSB: Bảng 3: Danh mục thiết bị Thiết bị STT Tên thiết bị Số pha/Dịng cắt kích thƣớc 3P- 25kA 3P- 18kA - 3P- 25kA MCCB 3P- 25kA 3P- 25kA 3P- 25kA - 400𝐴𝑇 400𝐴𝐹 200𝐴𝑇 200𝐴𝐹 32𝐴𝑇 100𝐴𝐹 320𝐴𝑇 400𝐴𝐹 63𝐴𝑇 100𝐴𝐹 40𝐴𝑇 100𝐴𝐹 Số lƣợng Chức cái Đóng cắt bảo vệ tải hệ thống tủ cái FUSE 5A MCB x 25A 10 CONTACTOR 3P – 25A 10 CAPACITOR 10kVAr 10 LIGHTNING ARRESTOR 3P – 25KA Bảo vệ mạch điều khiển tủ Đèn báo pha lƣới SIGNAL PHASE LIGHT 20mA bộ máy phát (B,Y,R) tải tủ Công tắc chuyển mạch VOLT SWITCH  Vị trí 0FF: Khơng đo 32 KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP SVTH: TRẦN VĂN TIẾN ĐẠT PHAN THÀNH THI  Vị trí RS: Đo điện áp dây RS  Vị trí ST: Đo điện áp dây ST  Vị trí TR: Đo điện áp dây TR  Vị trí RN: Đo điện áp pha R  Vị trí SN: Đo điện áp pha S  Vị trí TN: Đo điện áp pha T AMPERE SWITCH Chuyển pha 10 VOLTMETER Đo áp 11 AMPEMETER Đo dịng Dùng để biến đổi dịng điện có trị số 12 Biến dòng đo lƣờng MCT 400A/5A cao xuống dịng điện có trị số tiêu chuẩn 5A 1A Là thiết bị đo lƣờng cho thiết bị relay bảo vệ dòng (OC), chạm 13 Biến dòng bảo vệ PCT 400A/5A đất (EF) Biến đổi dòng điện giá trị cao sang dòng điện chuẩn tín hiệu (1A 5A) Khả 33 KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP SVTH: TRẦN VĂN TIẾN ĐẠT PHAN THÀNH THI chịu đựng đƣợc dòng điện tải gấp nhiều lần dòng định mức (10 đến 20 lần) mà độ xác nằm giới hạn cho phép 14 EF\OC 5A Relay bảo vệ dòng chạm đất Relay bảo vệ điện 15 UV\OV 5A áp bảo vệ áp thấp áp ngƣợc pha  Sử dụng xử lý thông minh để điều khiển đóng cắt  Tự động điều chỉnh hệ số C/K số cập định 16 APFR Bộ điều khiển tủ bù mức  Tự động đổi cực tính biến dịng  Hiển thị thơng số : Hệ số cơng suất cos(phi), dịng điện tổng sóng 34 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP SVTH: TRẦN VĂN TIẾN ĐẠT PHAN THÀNH THI hài (THD) dòng điện  Cấp cuối lập trình báo động, điều khiển quạt  Báo động thiếu áp, áp, bù thiếu, bù lố, THD cao Bảo vệ cho thiết bị hệ 17 INTERLOCK ATS CONTROLLER thống không bị thao tác sai dẫn đến nguy hiểm tới ngƣời thiết bị 18 19 Bộ chuyển nguồn Socomec ATyS 3s Bộ điều khiển ATS AtyS C30 35 Tự động chuyển nguồn Điều khiển ATS KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP SVTH: TRẦN VĂN TIẾN ĐẠT Thông số kĩ thuật thiết bị tủ MSB: 3.1 Thiết bị đóng cắt bảo vệ tải MCCB: Hình 3.1: Cấu tạo mặt ngồi MCCB 36 PHAN THÀNH THI KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP SVTH: TRẦN VĂN TIẾN ĐẠT Hình 3.2: MCCB loại 400AF Hình 3.3:MCCB loại 100AF Hình 3.4: MCCB loại 200AF Phân biệt MCCB qua thơng số thiết bị Ví dụ : MCCB 3P- 25kA - PHAN THÀNH THI 400𝐴𝑇 400𝐴𝐹 Số cực (Poles) : cực Kích thƣớc (Frame Size) : loại 400A Dòng định mức : 400A , Khả cắt : 25KA 37 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP SVTH: TRẦN VĂN TIẾN ĐẠT PHAN THÀNH THI Ví dụ : MCCB 400 AF / 400 AT : - Dòng điện định mức : In = 400A - Dòng điện sau chỉnh định : Ir = 400 A Một số loại MCCB có thêm nút chỉnh định, Ir, thƣờng ngƣời ta đánh giá thơng số dòng sau chỉnh định Ir dòng định mức In Ir dịng tối đa mà CB hoạt động mà khơng ngắt, dịng chỉnh định rơle nhiệt CB Với CB theo tiêu chuẩn IEC 60898 Ir = In Theo tiêu chuẩn IEC 60947-2 ta chỉnh dịng tác động q tải nhƣ sau : - Ir = (0.7-1) x In - In operating Current circuit Breaker - AT: ampe trip - AF: ampe frame MCCB (Molded Case Circuit Breakers) MCCB có hai loại : - Loại TM (thermal & magnetic contact) dùng cho tải non_motor load - Loại MO (magnetic contact only) dùng cho tải Motor load, loại kết hợp với contactor thermal relay, dùng thermal relay mà dùng electric thermal relay.Mỗi MCCB có AF có giá trị dịng khác để chỉnh định, ví dụ nhƣ có MCCB có AF ghi là: 100AF, có giá trị dịng nhƣ sau: 30, 60, 100A Cũng loại 100AF lại có giá trị AT với giá trị trip lần lƣợt nhƣ sau: 500A, 600A, 1000A 38 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP SVTH: TRẦN VĂN TIẾN ĐẠT PHAN THÀNH THI 3.2 Biến dòng đo lƣờng MCT , biến dòng bảo vệ PCT: 3.2.1 Biến dòng đo lƣờng: Loại Biến dòng đo lƣờng (MCT) Kiểu Đúc khối trịn (có đế) Tỷ số biến dịng 400/5A Cấp xác CL.1 Dung lƣợng 15VA Mức cách điện 0.72/3KV Kí hiệu đầu dây P1-P2/S1-S2 Đƣờng kính (Ø) mm 60 Đƣờng kính ngồi (Ø) mm 115 Độ dày (mm) 65 Hình 3.5: Biến dịng MCT 39 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP SVTH: TRẦN VĂN TIẾN ĐẠT Hình 3.14: Đấu nối 49 PHAN THÀNH THI KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP SVTH: TRẦN VĂN TIẾN ĐẠT PHAN THÀNH THI 3.10 VOLTMETER: Phạm vi đo: 0-300 v Độ xác lớp: 1.5 Nhiệt độ hoạt động: 20Degree-+ 50 Độ Kích thƣớc: 72*72 Hình 3.15: Voltmeter 3.11 AMPEMETER: Phạm vi đo: 0-60A Độ xác lớp: 1.5 Cung cấp điện áp: 220V Hình 3.16: Ampemeter Nhiệt độ hoạt động: -20 -+ 50 Kích thƣớc: 96*96 50 SVTH: TRẦN VĂN TIẾN ĐẠT KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP PHAN THÀNH THI 3.12 EF\OC: Chức • Bộ VXL sở Rơle số   NGUỒN VÀO Kiểu MK204A-240A : 198 ~ 265 VAC Kiểu MK204A-110A : 94 ~ 127 VAC Tần số họat động : 50 Hz VA định mức : VA  NGƢỠNG CÀI ĐẶT Mức thấp ( I > ): 2.0A đến 6.0A  • Việc đo lƣờng Hình 3.17: MK204A     dòng điện dựa tần số sở • Mức thấp cắt theo đặc tuyến IDT • Ngắt tức thời mức cao • Hiển thị cố mức thấp mức cao riêng biệt • Có thể vơ hiệu hóa  40% đến 120% Hệ số thời gian ( TM ) : 0.05 đến 1.0  Mức cao ( I >> ) : I > đến 10 x I > hay vô hiệu  Thời gian trễ mức cao (t >>) : tức thời   TIẾP ĐIỂM Tiếp điểm Trip (R1) : Kiểu Reset tay Kiểu tiếp điểm : Thay đổi Định mức tiếp điểm : 5A, 250 VAC (cos= 1) Chất liệu tiếp điểm : Hợp kim bạc Độ bền điện : 100,000 lần dòng định mức Độ bền : x 10^6 lần    HIỂN THỊ Nguồn vào : Đèn xanh Bắt đầu cố : Đèn đỏ Cắt: Đèn đỏ : Đèn đỏ      mức cao • Chức kiểm tra xử lý mặt trƣớc • Hồn thiện với chuẩn IEC 60255-26   51 Thông số kỹ thuật ĐỊNH MỨC Dòng định mức ( In ) : A Tần số định mức : 50 Hz Công suất : < 0.3 VA In Giới hạn nhiệt : liên tục x In HIỆU SUẤT L/V Độ xác điều chỉnh : Thấp ±5% Khả lặp lại Thấp 0.5% ngƣỡng Chức • Bộ VXL sở KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP SVTH: TRẦN VĂN TIẾN ĐẠT     Hình 3.18: Mk201      Chức  • Bộ VXL sở  Rơle số  • Việc đo lƣờng dòng điện dựa tần số sở • Thời gian xác định mức thấp • Ngắt tức thời mức cao • Hiển thị cố mức thấp mức cao riêng • Có thể vơ hiệu hóa mức cao • Chức               Thông số kỹ thuật ĐỊNH MỨC Dòng định mức ( In ) : A Tần số định mức : 50 Hz Công suất : < 0.3 VA In Giới hạn nhiệt : liên tục x In NGUỒN VÀO Kiểu MK204A-240A : 198 ~ 265 VAC Kiểu MK204A-110A : 94 ~ 127 VAC Tần số họat động : 50 Hz VA định mức : VA NGƢỠNG CÀI ĐẶT Mức thấp ( I > ): 0.1A đến 0.2A 2% đến 40% Thời gian trễ mức thấp : 0,05 sec đến 1,0 sec Mức cao ( I >> ): I > đến 10 x I> hay hủy bỏ Thời gian trễ mức cao : tức thời TIẾP ĐIỂM Tiếp điểm Trip (R1) : Kiểu Reset tay Kiểu tiếp điểm : Thay đổi Định mức tiếp điểm : 5A, 250 VAC (cos= 1) Chất liệu tiếp điểm : Hợp kim bạc Độ bền điện : 100,000 lần dòng định mức Độ bền : x 10^6 lần HIỂN THỊ Nguồn vào : Đèn xanh Bắt đầu cố : Đèn đỏ Cắt: Đèn đỏ : Đèn đỏ HIỆU SUẤT L/V Độ xác điều chỉnh : Thấp ±5% Khả lặp lại Thấp 0.5% ngƣỡng.: CƠ KHÍ Lắp đặt: Mặt tủ Mặt trƣớc : Chuẩn DIN 96 mm x 96 mm Trọng lƣợng : 0.6 kg kiểm tra xử lý mặt trƣớc • Hồn thiện với chuẩn IEC 60255-26     Thông số kỹ thuật ĐỊNH MỨC Dòng định mức ( In ) : A Tần số định mức : 50 Hz Công suất : < 0.3 VA In Giới hạn nhiệt : liên tục x In PHAN THÀNH THI 52 SVTH: TRẦN VĂN TIẾN ĐẠT KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP PHAN THÀNH THI 3.13 UV\OV: Hình 3.19: Role bảo vệ áp thấp áp Chức năng: o Rơle giám sát điện tử Nhận xét chung o Giám sát điện áp cho hệ thống đơn pha, pha MX160A, MX180A & MX200A rơle giám sát hệ thống pha hay o Giám sát cố pha đơn pha Rơle đƣợc thiết kế để ứng o Giới hạn điện áp điều chỉnh dụng cho nơi đòi hỏi điện áp vận o Điều chỉnh thời gian trễ hành giới hạn cài đặt Có thể điều o Hiển thị trạng thái cố điện chỉnh thời gian trễ để ngăn chặn tình trạng áp cắt khơng mong muốn o Hiển thị trạng thái nguồn ngõ 53 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP SVTH: TRẦN VĂN TIẾN ĐẠT PHAN THÀNH THI Thông số kỹ thuật NGUỒN VÀO NGÕ RA 3-Pha / Đơn pha - - 415 VAC ± 20% / 240 VAC ± SPDT 20% - - 400 VAC ± 20% / 230 VAC ± 380 VAC ± 20% / 220 VAC ± 20% Ngƣỡng tần số: 45 đến 65 Hz - Chất liệu tiếp điểm Hợp kim bạc - Độ bền điện: 100,000 lần In - Độ bền : x 10^6 lần : HIỂN THỊ Công suất tiêu thụ Max : VA - Đấu nối nguồn vào - Nguồn vào ON Đèn xanh Kiểu 3-pha : Pha L1, L2, L3 đến - Ngõ ON: Đèn đỏ - Giới hạn thấp áp (U) ** : Đèn đỏ chân 5, 6, & Dây N nối chân 11 - Định mức tiếp điểm : 5A, 250 VAC (cos0 =1) : 20% - Kiểu tiếp điểm ": Kiểu thay đổi Kiểu đơn pha : Pha L đến chân 5, CƠ KHÍ & 7*** Dây N nối chân 11 - NGƢỠNG CÀI ĐẶT - Giới hạn thấp áp *78% - 98% - Giới hạn cao áp **102% -122% - Thời gian trễ,T : 0.1 - 10s Kiểu sản phẩm Kết hợp với socket 11 chân tròn - Trọng lƣợng : 0.25kg ĐIỀU KIỆN N/Đ HIỆN TƢỢNG TRỄ 1% giá trị trung bình - Nhiệt độ : -5"C đến +55"C : - Độ ẫm 56 ngày 93% RH 40"C khơng tích tụ 54 KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP SVTH: TRẦN VĂN TIẾN ĐẠT PHAN THÀNH THI 3.14 APFR: Hình 3.20: Bộ điều khiển cấp tụ bù APFR 80 –Sử dụng vi xử lý điều khiển đóng ngắt tự động thơng minh – Tự động xác lập hệ số C/K cài đặt tay – Tự động điều chỉnh cực tính biến dịng (CT) đấu ngƣợc – Thông số hiển thị: hệ số cosφ , dịng thứ cấp, báo lỗi, thành phần sóng hài (THD) – Hiển thị số LED đoạn – chế độ cài đặt đóng ngắt: Auto / Auto Rotate / 4-quadrant / Manual – Cấp cuối cài đặt thành tiếp điể m cảnh báo (Alarm) có cố tiếp điểm cho quạt (Fan) làm mát – Bảo vệ cảnh báo khi: /thấp áp; /thấp dòng; /thấp hệ số cos φ; – Giới hạn thành phần sóng hài cao (THD Limit) – Nguồn điện điều khiển 380VAC – 415VAC – Đáp ứng tiêu chuẩn IEC 61000-6-2, KEMA – Kích thƣớc (h x w x d) : 144 x 144 x 90 mm Thƣơng hiệu Mikro Điện áp ngõ vào 380 V Cấp bảo vệ Kích thƣớc cấp 144x144x90mm 55 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP SVTH: TRẦN VĂN TIẾN ĐẠT PHAN THÀNH THI 3.15 INTERLOCK ATS CONTROLLER: Hình 3.21: Khóa liên động - Liên kết hai ba điều khiển chuyển đổi thiết bị - Hệ thống khóa liên động - Hai thiết bị đƣợc lồng vào hệ thống Hai hệ thống lồng vào đƣợc sử dụng để khóa liên động ba thiết bị đƣợc lắp đặt cạnh Vị trí đƣợc ủy quyền:  Một thiết bị đóng (ON), thiết bị khác mở (TẮT)  Tất thiết bị mở (TẮT) Hệ thống đƣợc khóa hai khóa móc (Ø5 đến mm).Đƣợc lắp vào để tránh thao tác sai 56 SVTH: TRẦN VĂN TIẾN ĐẠT KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP PHAN THÀNH THI 3.16 Bộ đổi nguồn AtyS 3s: Hình 3.22: Bộ ATyS 3s Thơng số kỹ thuật chung : Điện áp : 230V 400V Số cực : 3 Vị trí : 0, I, II Dùng điều khiển Socomec hoạc điều khiển lập trình logic Thơng số riêng : Mã SP Dòng điện (A) 3S630A 630 3S400A 400 3S250A 250 3S160A 160 3S125A 125 Đây loại pha cực từ 125 -1600 thƣờng dùng để chuyển đổi nguồn lƣới - lƣới lƣới - máy phát Khi lắp thêm relay có chức bảo vệ Giúp bảo vệ vận 57 KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP SVTH: TRẦN VĂN TIẾN ĐẠT PHAN THÀNH THI hành thiết bị liên tục, khơng bị gián đoạn, trì nguồn điện nhà máy tránh cho thiệt hại kinh tế điện đột ngột 3.17 Bộ Điều khiển ATS AtyS C30: Hình 3.23: ATyS C30 Bộ điều khiển ATS C30: + Kiểm sốt vị trí nguồn l ll ATS + Bảo vệ áp, thấp áp, pha, ngƣợc pha + Tự động kích chạy dừng máy phát phù hợp + Với điều khiển C30, có tính kết nối remote interface (D10, D20) đƣa ngồi cánh cửa tủ điện 58 KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP SVTH: TRẦN VĂN TIẾN ĐẠT Sơ đồ mạch điều khiển: Hình 3.24: Sơ đồ ngun lí tủ ATS 59 PHAN THÀNH THI KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP SVTH: TRẦN VĂN TIẾN ĐẠT Hình 3.25: Sơ đồ điều khiển tủ bù 60 PHAN THÀNH THI KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP SVTH: TRẦN VĂN TIẾN ĐẠT Hình 3.26: Lắp volm kế ampe kế 61 PHAN THÀNH THI KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP SVTH: TRẦN VĂN TIẾN ĐẠT Hình 3.27: Sơ đồ đấu nối RELAY bảo vệ 62 PHAN THÀNH THI KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP SVTH: TRẦN VĂN TIẾN ĐẠT Hình 3.28: Sơ đồ nguyên lí tủ MSB 63 PHAN THÀNH THI ... Danh mục thiết bị Thiết bị STT Tên thiết bị Số pha/Dịng cắt kích thƣớc 3P- 25kA 3P- 18kA - 3P- 25kA MCCB 3P- 25kA 3P- 25kA 3P- 25kA - 400