Đồ án tốt nghiệp - Phân tích thiết bị tự động chuyển đổi nguồn ATS

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Đề tài: “ Khảo sát hệ thống cung cấp điện cho tòa nhà Q-21 tầng Bệnh viện Bạch Mai Phân tích thiết bị tự động chuyển đổi nguồn ATS Tính chọn số thiết bị hệ thống cung cấp diện nhà Q ” Hà Nội, tháng /2022 CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự – Hạnh phúc ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC 1/ Tên đề tài ĐATN: Khảo sát hệ thống cung cấp điện cho tòa nhà Q21 tầng Bệnh viện Bạch Mai Phân tích thiết bị tự động chuyển đổi nguồn ATS Tính chọn số thiết bị hệ thống cung cấp diện nhà Q 2/ Nội dung chính: 1/ Khảo sát hệ thống điện 2/ Tìm hiểu máy biến áp thiết bị khác 3/ Hệ thống ATS 4/ Tính chọn số thiết bị hệ thống điện 3/ Cơ sở liệu ban đầu Các tài liệu sơ đồ, hệ thống tủ điện nhà Q Tủ điện trung thế, trạm biến áp nhà Q Tủ ATS tài liệu khác 4/ Ngày giao : 01/04/2022 5/ Ngày nộp: 09/05/2022 TRƢỞNG KHOA GIÁO VIÊN HƢỚNG DẪN GIÁO VIÊN ĐỒNG HƢỚNG DẪN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MỞ ĐẦU Nhà cao tầng loại hình đặc biệt cơng trình dân dụng đƣợc xây dựng thành phố khu thị lớn Quy trình xây dựng cơng trình nói chung nói riêng việc tiến hành cơng tác trắc địa có đặc điểm đặc thù riêng so với cơng trình xây dựng khác Việc tính tốn, thiết kế, lắp đặt hệ thống điện cho tòa nhà cao tầng điều quan trọng phải đƣợc chuẩn hóa, đảm bảo việc cấp điện cho hộ tiêu thụ an toàn, tin cậy tiêu kinh tế kĩ thuật khác Nhờ có giúp đỡ nhà Nguyễn Đình Thiên, mà chúng em có hội đƣợc tìm hiểu tiếp xúc thực tế với hệ thống cung cấp điện cho tòa nhà cao tầng Bệnh viện Bạch Mai Từ kiến trƣờng thầy, cô đặc biệt Giám đốc Công ty cổ phần điện Bách Khoa Hoàng Thái Sinh thầy thức mà chúng em tìm hiểu đƣợc, chúng em hoàn thành đƣợc đồ án tốt nghiệp với dề tài “Khảo sát hệ thống cung cấp điện cho tòa nhà Q21 tầng Bệnh viện Bạch Mai Phân tích thiết bị tự động chuyển đổi nguồn ATS Tính chọn số thiết bị hệ thống cung cấp diện nhà Q ” Trong trình thực báo cáo cịn có thiếu sót mong đƣợc đóng góp ý kiến thầy để báo cáo đƣợc hoàn thiện tốt Chúng em xin trân thành cảm ơn ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành báo cáo này, em xin chân thành cảm ơn quý thầy, cô khoa Công nghệ - Điện tử thông tin, Trƣờng Đại Học Mở Hà Nội tận tình truyền đạt kiến thức năm em học tập Với vốn kiến thức đƣợc tiếp thu q trình học khơng tảng cho trình nghiên cứu đồ án mà hành trang quý báu để em bƣớc vào đời cách vững tự tin Em xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Giám đốc Cơng ty cổ phần điện Bách Khoa thầy Hồng Thái Sinh thầy Nguyễn Đình Thiên, tận tình hƣớng dẫn suốt trình thực tập làm đồ án Em chân thành cảm ơn Ban giám đốc Bệnh Viện Bạch Mai cho phép tạo điều kiện thuận lợi để em thực tập công ty Cuối em kính chúc q thầy, dồi sức khỏe thành công nghiệp cao quý ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NHẬN XÉT ………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP MỤC LỤC MỞ ĐẦU LỜI CẢM ƠN CHƢƠNG 1: KHẢO SÁT HỆ THỐNG CẤP ĐIỆN TÒA NHÀ Q 1.1 Tủ trung (RMU) 1.2 Trạm biến áp 1.3 Hệ thống 20 tủ điện hạ áp CHƢƠNG 2: TÌM HIỂU VỀ MÁY BIẾN ÁP 25 2.1 Máy biến áp gì? 25 2.2 Công dụng MBA 25 2.3 Cấu tạo máy biến áp 26 2.3.1 Lõi thép 26 3.2 Dây quấn máy biến áp 26 2.3.3 Vỏ máy biến áp 27 2.4 Nguyên lý làm việc máy biến áp 28 2.5 Xét MBA ba pha lõi thép 30 2.6 Trạm biến áp tòa nhà Q 31 CHƢƠNG 3: PHÂN TÍCH THIẾT BỊ TỰ ĐỘNG CHUYỂN ĐỔI NGUỒN ATS TRONG CUNG CẤP ĐIỆN 33 3.1 ATS gì? 34 3.2 Cấu tạo tủ ATS 34 3.2.1 Bộ điều khiển PLC 34 3.2.2 Thiết bị đóng cắt tự động - Apptomat 37 3.2.3 Máy cắt khơng khí 40 3.3 Nguyên lí làm việc tủ ATS 43 3.3.1 Chế độ làm việc tay ATS tủ điện 15 43 3.3.2 Chế độ làm việc tự động ATS tủ điện 15 44 CHƢƠNG 4: TÍNH TOÁN VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ 46 4.1 Tính chọn MBA 46 4.1.1 Chọn số lƣợng chủng loại 46 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 4.1.2 Chọn công suất MBA 46 4.1.3 Chọn ví trí đặt MBA 47 4.1.4 Tính chọn cụ thể nhà Q Bệnh viện Bạch Mai 47 4.2 Tính chọn aptomat 48 4.2.1 chọn aptomat 48 4.2.2 Tính dịng điện định mức 49 CHƢƠNG 5: TỔNG KẾT 51 5.1 Mục tiêu đạt đƣợc 51 5.2 Mục tiêu đề tƣơng lai 51 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 52 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ STT Tên hình Hình 1.1 Tủ trung Hình 1.2 - Trạm biến áp Bệnh viện Bạch Mai Hình 1.3 - Hệ thống tủ điện Bệnh viện Bạch Mai Trang Hình 1.4 – tủ điện Hình 1.5 – tủ điện Hình 1.6 – tủ điện hình 1.7 – tủ điện Hình 1.8 – tủ điện Hình 1.9 – tủ điện 10 Hình 1.10 – tủ điện 10 11 Hình 1.11 – tủ điện 11 12 Hình 1.12 – tủ điện 12 13 Hình 1.13 – tủ điện 10 13 14 Hình 1.14 – tủ điện 11 14 15 Hình 1.15 – tủ điện 12 15 16 Hình 1.16 – tủ điện 13 16 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 17 Hình 1.17 – tủ điện 14 17 18 Hình 1.18 – tủ điện 15 18 19 Hình 1.19 – tủ điện 16 19 20 Hình 1.20 – tủ điện 17 20 21 Hình 1.21 – tủ điện 18 21 22 Hính 1.22 – tủ điện 19 22 23 Hình 1.23 – tủ điện 20 23 24 Hình 1.24 – sơ đồ khối tủ điện trạm hạ áp tòa nhà Q 21 tầng 24 25 Hình 2.1 – đường dây truyền tải điện MBA 25 26 Hình 2.2 - Cấu tạo máy biến áp 26 27 Hình 2.3 - Lõi thép máy biến áp 26 28 Hình 2.4 – dây quấn MBA 27 29 Hình 2.5 - Máy biến áp pha MBT vỏ thép 28 30 Hình 2.6 - sơ đồ ngun lí máy biến áp pha hai dây quấn w1 w2 28 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 31 32 Hình 2.7 – cấu tạo MBA pha có lõi thép Hình 2.8 - Trạm biến áp bệnh viện Bạch Mai 30 31 33 Hình 3.1 - Tủ ATS1 – tủ điện 15 33 34 Hình 3.2 - Cấu tạo PLC 34 35 Hình 3.3 - Sơ đồ tự động chuyển đổi nguồn điện dự phòng điêzen lưới điện (ATS) 35 36 Hình 3.4 - Bộ điều khiển PLC hãng Schneider 37 37 Hình 3.5 - Sơ đồ Aptomat dòng điện cực đại 39 38 Hình 3.6 - Sơ đồ Aptomat điện áp thấp 40 39 Hình 3.7 - Sơ đồ cấu tạo máy cắt khơng khí ACB 41 40 Hình 3.8 - Ngun lý hoạt động máy cắt khơng khí ACB 43 41 Hình 3.9 – tủ điện ATS – tủ điện 15 44 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƢƠNG 3: PHÂN TÍCH THIẾT BỊ TỰ ĐỘNG CHUYỂN ĐỔI NGUỒN ATS TRONG CUNG CẤP ĐIỆN tiếp điểm phụ, cuối tiếp điểm hộp dập hồ quang Nhƣ hồ quang cháy tiếp điểm điểm hồ quang, đo bảo vệ đƣợc tiếp điểm để dẫn điện Dùng thêm tiếp điểm phụ để tránh hồ quang cháy lan vào làm hƣ hại tiếp điểm Hộp dập hồ quang Aptomat Để CB Aptomat dập đƣợc hồ quang tất chế độ làm việc lƣới điện, ngƣời ta thƣờng dùng hai kiểu thiết bị dập hồ quang là: Kiểu nửa kín kiểu hở Kiểu nửa kín đƣợc dặt vỏ kín CB có lổ khí Kiểu có dịng điện giới hạn cắt không 50KA Kiểu hở đƣợc dùng giới hạn dòng điện cắt lớn 50KA điện áp lớn 1000V (cao áp) Trong buồng dập hồ quang thông dụng, ngƣời ta dùng thép xếp thành lƣới ngăn, để phân chia hồ quang thành nhiều đoạn ngắn thuận lợi cho việc dập tắt hồ quang Cơ cấu truyền động cắt Aptomat Truyền động cắt thƣờng có hai cách: Bằng tay điện (điện từ, động điện) Xem hình 3.5 Điều kiển tay đƣợc thực với CB có dịng điện định mức khơng lớn 600A Điều khiển điện từ (nam châm điện) đƣợc ứng dụng CB có dịng điện lớn (đến 1000A) Để tăng lực điều khiển tay ngƣời ta dùng tay dài phụ theo nguyên lý địn bẩy Ngồi cịn có cách điều khiển động điện khí nén Móc bảo vệ Aptomat CB Aptomat tự động cắt nhờ phần tử bảo vệ - gọi móc bảo vệ, tác động mạch điện có cố q dịng điện (quá tải hay ngắn mạch) sụt áp, xem hình 3.5 Móc bảo vệ q dịng điện (cịn gọi bảo vệ dòng điện cực đại) để bảo vệ thiết bị điện không bị tải ngắn mạch, đƣờng thời gian - dịng điện móc bảo vệ phải nằm dƣới đƣờng đặc tính đối tƣợng cần bảo vệ Ngƣời ta thƣờng dùng hệ thống điện tử rơle nhiệt làm móc bảo vệ, đặt bên CB Móc kiểu điện từ có cuộn dây mắc nối tiếp với mạch chính, cuộn dây đƣợc quấn tiết diện lớn chịu dịng tải vịng Khi dịng điện vƣợt trị số cho phứp phần ứng bị hút dập vào khớp rơi tự do, làm tiếp điểm CB mở Điều ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƢƠNG 3: PHÂN TÍCH THIẾT BỊ TỰ ĐỘNG CHUYỂN ĐỔI NGUỒN ATS TRONG CUNG CẤP ĐIỆN chỉnh vít để thay đơi lực kháng lị xo, ta điều chỉnh đƣợc trị số dòng điện tức động Để giữ thời gian boả vệ tỉ kiểu điện từ, ngƣời ta thêm cấu giữ thời gian Móc kiểu rơle nhiệt đơn giản cả, có kết cấu tƣơng tự nhƣ rơle nhiệt có phần tử phát nóng đấu nối tiếp với mạch điện chính, kim loại kép dãn nở làm nhả khớp rơi tự để mở tiếp điểm CB có tải Kiểu có nhƣợc điểm qn tính nhiệt lớn nên khơng ngắt nhanh đƣợc dịng điện tăng vọt có ngắn mạch, bảo vệ đƣợc dịng điện q tải Vì ngƣời ta thƣờng sử dụng tổng hợp móc kiểu điện từ móc kiểu rơle nhiệt CB Loại đƣợc dung CB có dịng điện đính mức đến 600A Móc bảo vệ sụt áp (còn gọi bảo vệ điện áp thấp) thƣờng dung kiểu điện từ Cuộn dây mắc song song với mnạch điện chính, cuộn dây đƣợc quấn vịng với dây tiết diện nhỏ chịu điện áp nguồn 3.2.3.3 Nguyên lí làm việc aptomat Sơ đồ nguyên lý Aptomat dòng điện cực đại Hình 3.5 - Sơ đồ Aptomat dịng điện cực đại Ở trạng thái bình thƣờng sau đóng điện dùng tay đóng cần đóng aptomat Aptomat đƣợc giữ trạng thái đóng tiếp điểm nhờ móc khớp với móc cụm với tiếp điểm động Cần đóng trạng thái ON, với dòng điện định mức nam châm điện phần ứng không hút ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƢƠNG 3: PHÂN TÍCH THIẾT BỊ TỰ ĐỘNG CHUYỂN ĐỔI NGUỒN ATS TRONG CUNG CẤP ĐIỆN Khi mạch điện tải hay ngắn mạch, lực hút điện từ nam châm điện lớn lực lò xo làm cho nam châm điện hút phần ứng xuống làm bật nhả móc 3, móc đƣợc thả tự do, lị xo đƣợc thả lỏng, kết tiếp điểm Aptomat đƣợc mở ra, mạch điện bị ngắt Hình 3.6 - Sơ đồ Aptomat điện áp thấp Khi aptomat trạng thái ON, với điện áp định mức nam châm điện 11 phần ứng 10 hút lại với Khi sụt áp mức, nam châm điện 11 nhả phần ứng 10, lị xo kéo móc bật lên, móc thả tự do, thả lỏng, lị xo đƣợc thả lỏng, kết tiếp điểm Aptomat đƣợc mở ra, mạch điện bị ngắt 3.2.3 Máy cắt khơng khí 3.2.3.1 Máy cắt khơng khí ACB gì? Máy cắt khơng khí hay cịn đƣợc gọi tắt ACB (Air Circuit Breaker) Đây khí cụ điện có cơng dụng dùng để đóng cắt, bảo vệ thiết bị điện trƣớc cố nhƣ: tải, ngắn mạch ACB có cấu trúc phức tạp mặt kết cấu ACB có giá thành thấp so với VCB nhƣng lại địi hỏi cơng tác bảo trì, bảo dƣỡng định kỳ, nghiêm ngặt ACB dùng luồng khí nén để dập tắt luồng hồ quang đóng cắt 3.2.3.2 Cấu tạo máy cắt khơng khí ACB Máy cắt hoạt động theo chế lƣợng dự trữ, sử dụng lị xo đƣợc nạp trƣớc, lị xo đƣợc tiến hành nạp tay với hỗ trợ cấu nạp lò xo, nạp điện với hỗ trợ động nạp, đƣợc cung cấp Cơ chế hoạt ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƢƠNG 3: PHÂN TÍCH THIẾT BỊ TỰ ĐỘNG CHUYỂN ĐỔI NGUỒN ATS TRONG CUNG CẤP ĐIỆN động đƣợc sử dụng tất máy cắt khơng khí Cơ chế đƣợc phát triển sử dụng, cải tiến so với thiết bị trƣớc tạo tin cậy, tuổi thọ cao chi phí bảo trì thấp Hình 3.7 - Sơ đồ cấu tạo máy cắt khơng khí ACB Cơ chế tiếp xúc (Contact Mechanism) máy cắt khơng khí Bộ phận dẫn điện máy cắt khơng khí đƣợc thiết kế theo kiểu modul hóa Mỗi cực gồm tiếp điểm tiếp điểm hồ quang, tiếp điểm đƣợc lắp đặt cẩn thận vỏ bọc modul hóa Tiếp điểm hồ quang với tiếp điểm hoạt động theo chế: tiếp điểm hồ quang đóng trƣớc đƣợc mở sau tiếp điểm Điều giúp làm giảm bớt ăn mịn tiếp điểm hoạt động bình thƣờng ngắn mạch Các dụng cụ đo lƣờng dòng điện đƣợc đặt bên cực xung quanh đầu nối thấp Bộ phận dập hồ quang (Arc Chutes) máy cắt khơng khí Bộ phận dập hồ quang máy cắt khơng khí đƣợc cung cấp để dập hồ quang điện Bộ phận gồm kim loại mỏng đƣợc lắp song song vỏ bọc cách ly Hồ quang đƣợc phân chia cho kim loại mà có chức giúp dập hồ quang nhanh Hồ quang bị hạn chế, phân chia dập tắt hoàn toàn phận dập hồ quang máy cắt khơng khí Sự cách ly hợp lý phận dẫn điện giúp làm giảm bớt tiêu thụ lƣợng ngắn mạch, từ giúp cho có khả thiết lập kết nối tải hệ thống nguồn cấp hai mặt ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƢƠNG 3: PHÂN TÍCH THIẾT BỊ TỰ ĐỘNG CHUYỂN ĐỔI NGUỒN ATS TRONG CUNG CẤP ĐIỆN Cơ chế nhả máy cắt khơng khí Bộ phận gồm có chốt giữ từ tính mà liên kết với nút ấn báo nhả Mạch điện cung cấp tín hiệu riêng cho phần xảy dòng, tải…và phận gây tác động để nhả máy cắt Trong trƣờng hợp bảo vệ q dịng dịng điện cảm ứng đƣợc gửi đến từ máy biến dòng (Current Transformer – CT) đƣợc lắp đầu nối Nếu trƣờng hợp xảy lỗi khác đầu thứ CT đƣợc tăng nên Tín hiệu từ đầu thứ đƣợc chuyển tới vi điều khiển mạch điện Bộ vi điều khiển có chức lập trình để tạo tín hiệu xử lý ứng với trƣờng hợp cụ thể Thời gian cắt u cầu dịng điện cắt đƣợc cài đặt thông qua hỗ trợ công tắc chuyển đổi đƣợc cung cấp panel phía trƣớc mạch điện phụ trợ 3.2.3.3 Nguyên lý hoạt động máy cắt khơng khí ACB Máy cắt khơng khí đƣợc dùng để cắt nguồn điện tổng phía hạ áp trạm biến áp phân phối điện Đồng thời ACB sử dụng làm máy cắt chủ cho đƣờng dây ngồi Vị trí lắp đặt máy cắt khơng khí ACB linh hoạt, lắp đặt tƣờng, giá Cùng với phƣơng thức bảo vệ thao tác hoạt động đƣợc thực linh hoạt ACB sử dụng luồng khơng khí nén để thổi tắt hồ quang Vì vậy, trình dập tắt hồ quang diễn nhanh chóng khơng cần thời gian để tạo khí, hồn tồn phụ thuộc vào tốc độ cắt nhanh máy cắt ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƢƠNG 3: PHÂN TÍCH THIẾT BỊ TỰ ĐỘNG CHUYỂN ĐỔI NGUỒN ATS TRONG CUNG CẤP ĐIỆN Hình 3.8 - Nguyên lý hoạt động máy cắt khơng khí ACB Ngăn dập hồ quang đặt phần trên, ngăn truyền động đặt phần phía dƣới máy cắt Khí nén dùng để cắt qua van K2 vào ngăn dập hồ quang, hỗ trợ đẩy píttơng truyền động xuống phía dƣới Lúc đó, đầu tiếp xúc động rời khỏi đầu đĩnh làm cho xuất hồ quang Một luồng khí mạch đƣợc qua lỗ đầu 8, lên nắp quy lát 10 ngồi qua lỗ 11, làm hồ quang bị tắt Để đóng cắt, tiến hành mở van để đƣa luồng khí vào ngăn truyền động Píttơng đƣợc đẩy lên phía Mạch điện lúc đƣợc nối liền theo trình tự: cực 9, nắp 12, đầu tĩnh 8, đầu động 7, đầu trƣợt 5, đầu tĩnh cực bắt dây Các tiếp điểm phụ 13 14 có chức báo vị trí đóng/cắt máy cắt, đồng thời ngắt dịng cuộn cắt CC cuộn đóng CĐ Các nút C Đ có tác dụng để cắt đóng, máy cắt từ xa 3.3 Nguyên lí làm việc tủ ATS Tủ ATS làm việc hai chế độ Đó chế độ tay chế độ tự động 3.3.1 Chế độ làm việc tay ATS tủ điện 15 Khi ta tắt hai aptomat cùng, điều khiển controller bị cắt khỏi hệ thống tủ điện Lúc đó, hệ thống tủ điện hoạt động nhờ vào nhân viện vận hành Đó chế độ làm việc tay ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƢƠNG 3: PHÂN TÍCH THIẾT BỊ TỰ ĐỘNG CHUYỂN ĐỔI NGUỒN ATS TRONG CUNG CẤP ĐIỆN 3.3.2 Chế độ làm việc tự động ATS tủ điện 15 Ở chế độ làm việc tự động, tủ ATS đƣợc chia làm hai phần làm việc Một bên lƣới điện quốc gia bên nguồn điện dự phịng Hình 3.9 – tủ điện ATS – tủ điện 15 Chế độ làm việc tự động đƣợc hoạt động dựa vào điều khiển controller Các dây điều khiển controller xuống máy cắt để điều khiển máy cắt đóng cắt Các dây điều khiển controller xuống máy phát điện dự phòng để điều khiển máy phát làm việc Ở đƣợc bổ sung hai aptomat để đảm bảo hệ thống làm viêc an toàn hơn, tốt Khi nguồn điện bên lƣới điện quốc gia tồn tại, aptomat bên lƣới điện quốc gia đóng lại, máy cắt bên lƣới điện đóng lại, hệ thống vào làm việc Cịn aptomat bên lƣới điện dự phòng mở ra, máy cắt bên dƣới aptomat mở Khi có cố điện xảy ra, controller kiểm tra phát lƣới điện có cố, từ controller phát tín hiệu xuống máy phát điện dƣới hầm B1 Khi đó, máy phát điện dƣới hầm B1 đƣợc khởi động, làm việc cắt máy cắt lƣới điện quốc gia Khi đáp ứng đầy đủ thông số kĩ thuật máy phát, controller điều khiển đóng máy cắt máy phát để cấp điện cho tải Khi có điện trở lại, controller điều khiển để máy phát làm việc thời gian, để chờ lƣới điện ổn định Sau controller điều khiển máy cắt tải máy phát, ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƢƠNG 3: PHÂN TÍCH THIẾT BỊ TỰ ĐỘNG CHUYỂN ĐỔI NGUỒN ATS TRONG CUNG CẤP ĐIỆN tức cắt tải máy phát, chờ sau thời gian ngắn đóng máy cắt lƣới điện để cấp cho tải Tiếp theo, cho máy phát hầm làm việc thời gian để làm mát máy phát, dừng máy phát Chú ý hai nguồn điện : nguồn điện lƣới nguồn máy phát, có khóa liên động đƣợc nối máy cắt lƣới máy cắt phát - để đảm bảo chắn máy cắt phát đóng máy cắt lƣới phải cắt ngƣợc lại Dƣới ta có ví dụ q trình làm việc tự động ATS, đƣợc controller điều khiển nhƣ sau: Quá trình chuyển nguồn đƣợc thực qua nút chỉnh t1-t3; t2-t4 t5 Quá trình cài đặt nhƣ sau: Khi điện: ATS tự động thực nhƣ sau: Bật máy phát làm việc Cắt máy cắt ACB – BA3 MBA3 Máy phát làm việc sau 1- phút đóng máy cắt máy phát 1, cấp điện cho tải Khi có điện trở lại MF1 làm việc tiếp thời gian nữa, để đề phòng điện lƣới chập chờn chƣa ổn định Khoảng thời gian thƣờng khoảng phút Sau lƣới điện ổn định, cắt máy cắt ACB – MF1, chờ sau khoảng phút đóng máy cắt ACB-BA3 MBA3 , cấp điện cho tải Tiếp theo điều khiển cho MF1 làm khoảng phút Để cho mát máy dừng ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƢƠNG 4: TÍNH TỐN VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ CHƢƠNG 4: TÍNH TỐN VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ 4.1 Tính chọn MBA 4.1.1 Chọn số lƣợng chủng loại Có nhiều phƣơng pháp để xác định số lƣợng chủng loại MBA cần dựa vào nguyên tắc sau đây: Chủng loại MBA trạm biến áp nên đồng nhất(hay chủng loại) để giảm số lƣợng MBA dự phòng thuận tiện lắp đặt, vận hành Số lƣợng MBA trạm biến áp: Số lƣợng MBA trạm biến áp phụ thuộc vào độ tin cậy cung cấp điện cho phụ tải trạm đó: - Với hộ phụ tải loại 1: phụ tải quan trọng không đƣợc phép điện, thƣờng phải đặt MBA trở lên - Với hộ phụ tải loại 2: bao gồm xí nghiệp, nhà máy sản xuất hàng tiêu dùng, khách sạn, siêu thị thƣờng đặt MBA máy phát dự phòng - Với hộ phụ tải loại 3: hộ, nhà ở, nơi sinh hoạt thƣờng đặt trạm MBA Tuy nhiên, để đơn giản vận hành, số lƣợng MBA trạm không nên ba máy MBA nên có chủng loại cơng suất 4.1.2 Chọn cơng suất MBA Công suất MBA đƣợc chọn theo công thức sau: Với trạm máy: SđmB ≥ Stt Với trạm máy: SđmB ≥ Stt/kqt Với: SđmB công suất định mức MBA nhà chế tạo quy định đƣợc ghi lý lịch máy nhãn máy Stt cơng suất tính tốn, nghĩa cơng suất yêu cầu lớn phụ tải Kqt hệ số tải, đƣợc chọn kqt =1,4 Lƣu ý: Hệ số tải phụ thuộc vào thời gian tải Lấy kqt =1,4 ứng với điều kiện thời gian: tải không ngày đêm, ngày tải không Nếu không thỏa mãn điều kiện trên, phải tra đồ thị tìm kqt sổ tay cung cấp điện không cho tải Hai công thức dùng để chọn MBA chế tạo nƣớc với MBA ngoại nhập nhiệt đới hóa ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƢƠNG 4: TÍNH TỐN VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ Khi sử dụng máy ngoại nhập chƣa nhiệt đới hóa cần tính theo cơng thức sau: Với trạm máy: SđmB ≥ Stt/khc Với trạm máy: SđmB ≥ Stt/ 1,4 khc Trong đó: khc hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ, tính theo cơng thức: khc = Với ϴ1 nhiệt độ môi trƣờng sử dụng (⁰ C) ϴ2 nhiệt độ môi trƣờng chế tạo (ghi lí lịch máy) Cơng thức chọn công suất cho trạm máy là: SđmB ≥ S1 / 1,4 Trong đó: S1 cơng suất tính tốn phụ tải loại SđmB cơng suất định mức MBA 4.1.3 Chọn ví trí đặt MBA Vị trí đặt MBA cần thỏa mãn yêu cầu sau: Gần trung tâm phụ tải Thuận tiện cho đƣờng dây vào Thuận tiện trình lắp đặt thi công xây dựng Thao tác, vận hành, sửa chữa quản lí dễ dàng Phịng cháy, nỏ, ẩm ƣớt, bụi bặm ăn mịn An tồn cho ngƣời thiết bị Trong thực tế, việc đạt tất yêu cầu khó Do cần xem xét cân nhắc điều kiện thực tế để chọn phƣơng án hợp lí Vị trí TBA phân xƣởng độc lập bên ngoài, liền kề với phân xƣởng đặt bên phaann xƣởng 4.1.4 Tính chọn cụ thể nhà Q Bệnh viện Bạch Mai Để tính tốn cụ thể cho nhà Q 21 tầng, ta cần vào tổng phụ tải 20 tầng tầng hầm mà nhà thiết kế tính Vì cấp điện cho hộ loại nên đặt MBA Theo tài liệu thiết kế tổng phụ tải tòa nhà là: P = 3000kW Hệ số công suất chọn khoảng cosφ = 0,90 Ta có: cơng suất tồn phần: S = P/ cosφ = 3000/0,90 = 3033,33 kVA Với dự kiến trạm biến áp nhà Q cung cấp cho phụ tải phát triển sau hỗ trợ cơng suất cho số nới khác Do đó, cần nhân thêm hệ số dự phòng k2=1,5 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƢƠNG 4: TÍNH TỐN VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ Do đó, cơng suất tính tốn để chọn MBA là: Stt = S x k2 = 3033,33 x 1,5 = 4549,99kVA Vậy ta chọn Stt = 45000 kVA Theo công thức chọn MBA: SđmB ≥ Stt/kqt Khi đặt trạm MBA, để tăng cơng suất dự phịng giảm tổn hao MBA làm việc đầy tải tải ta chọn kqt=1 =>> SđmB = Stt = 45000 kVA Đặt MBA ta có cơng suất MBA là: Sđm BA = SđmB/3 = 45000/3 = 15000 kVA Do máy sản xuất nƣớc Việt Nam, không cần hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ Chọn MBA có cơng suất 1500kVA – cấp điện áp 22/0,4kV Tức công suất định mức MBA 1500kVA, điện áp đầu vào sơ cấp 22kV, đầu thứ cấp 0,4kV So sánh với thực tế trạm biến áp nhà Q với MBA có S = 4500kVA cấp điện áp 22/0,4kV , thấy kết ta chọn đƣợc hợp lý ngồi cịn chọn thêm tính khác 4.2 Tính chọn aptomat Tại đây, ta tính chọn aptomat tủ 15 18 Tính chọn aptomat tủ 15 18 nhằm đảm bảo đóng cắt, tự động cắt mạch có cố ngắn mạch 4.2.1 chọn aptomat Theo tiêu chuẩn IEC, chọn aptomat phụ thuộc vào: Các đặc tính lƣới điện mà đƣợc đặt vào Mơi trƣờng sử dụng aptomat: nhiệt độ, khí hậu, lắp đặt aptomat tủ hay ngồi tủ Khả cắt dòng ngắn mạch Các yêu cầu khác: tính chọn lọc, yêu cầu điều khiển xa, thị Các đặc tính tải: động cơ, máy biến áp, đèn chiếu sáng Và dặc tính tỉ mỉ khác ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƢƠNG 4: TÍNH TỐN VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ Chọn theo điện áp/dịng điện: Có điều kiện cho điện áp dòng điện: UđmA ≥ Uđm LĐ Itt ≤ IđmA chọn = (0,7 – 0,8) Itt ≤ ICP IcđmA ≥ IN Với UđmA điện áp định mức aptomat (A) Uđm LĐ điện áp định mức lƣới điện Itt dãy điện tính tốn theo thiết kế mạch điện aptomat đặt vào IđmA dòng điện định mức aptomat IđmA chọn dòng điện định mức aptomat chọn ICP dòng điện định mức đƣờng cáp mạch điện nơi đặt aptomat IcđmA dòng điện cắt định mức aptomat, trị số đƣợc ghi aptomat có đơn vị KA IN dòng điện ngắn mạch ổn định mạch điện nơi đặt aptomat Ngoài điều kiện phải chọn số pha điện aptomat: pha, pha , pha Và chọn số cực aptomat: cực, cực, cực, cực Với aptomat chống dịng điện rị có loại: 30 mA, 100mA, 200mA, 500mA 4.2.2 Tính dịng điện định mức Từ điều kiện nêu trên, ta tính cụ thể nhƣ sau: Với máy phát điện có cơng suất Sđm=630 kVA Điện áp máy phát Uđm=380V =>> Dòng định mức máy phát là: Iđm=630000/(√ )= 958,32 A Ta có: Dịng điện tính tốn Itt=958,32A Tiếp theo tính dịng điện Icp làm việc định mức đƣờng cáp mạch nối máy phát aptomat 1000A => Icp=1000A Nguồn điện áp mạch điện nơi đặt 380V Ta có: Uđm =380V Với máy phát điện đặt tầng hầm đƣợc phép không xét tới IcđmA ≥ IN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƢƠNG 4: TÍNH TOÁN VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ Nhƣ vậy, với điều kiện nêu ta chọn đƣợc aptomat Tra bảng TL2,TL3 tìm đƣợc aptomat Cụ thể, bảng B.4.1 thông số kĩ thuật loại aptomat từ 16 đến 3200A Merlin Gerin chế tạo: Chọn aptomat loại CM1251 N có : số cực 3-4; IđmA=1250; Uđm=380-890V; IN= 50kA So sánh thông số kĩ thuật aptomat chọn với điều kiện chọn aptomat thỏa mãn So sánh aptomat chọn với aptomat tủ 15 18 ta thấy việc chọn aptomat phù hợp với aptomat tủ 15 18 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƢƠNG 5: TỔNG KẾT CHƢƠNG 5: TỔNG KẾT 5.1 Mục tiêu đạt đƣợc Hiểu đƣợc cách vận hành hệ thống điện thực tế Khảo sát , nghiên cứu thiết bị hệ thống điện nhà Q Phòng máy biến áp Tủ trung Máy biến áp T1 Máy biến áp T2 Máy biến áp T3 Phịng hạ áp – Các thiết bị đóng cắt vận hành hệ thống điện Các tủ điện từ đến 20 Phân tích thiết bị chuyển đổi nguồn tự động ATS Tính tốn lựa chọn số thiết bị hệ thống điện khảo sát nhà Q 5.2 Mục tiêu đề tƣơng lai Tiếp tục tìm hiểu thiết bị hệ thống điện công nghiệp Tăng cƣờng thực hành kết hợp với lý thuyết Phát triển mục tiêu định hƣớng cá nhân Tìm hiểu thêm cơng dụng PLC hệ thống điện Tìm hiểu truyền thơng cơng nghiệp ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO Các tài liệu kĩ thuật công ty cổ phần điện Bách Khoa Giáo trình thiết kế cấp điện Tác giả: Vũ Văn Tẩm – Ngô Hồng Quang NXB: nhà xuất giáo dục Việt Nam Bài giảng cấp điện Tác giả: Nguyễn Đình Thiên NXB: nhà xuất giáo dục Việt Nam Hƣớng dẫn thiết kế lắp đặt điện Tiêu chuẩn quốc tế IEC NXB: nhà xuất khoa học kỹ thuật ... bảo vệ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƢƠNG 3: PHÂN TÍCH THIẾT BỊ TỰ ĐỘNG CHUYỂN ĐỔI NGUỒN ATS TRONG CUNG CẤP ĐIỆN CHƢƠNG 3: PHÂN TÍCH THIẾT BỊ TỰ ĐỘNG CHUYỂN ĐỔI NGUỒN ATS TRONG CUNG CẤP ĐIỆN Thiết bị ATS hay... 18 hoạt động tƣơng tự Sau ta nghiên cứu, phân tích phần tử tủ ATS – tủ điện 15 Hình 3.1 - Tủ ATS1 – tủ điện 15 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƢƠNG 3: PHÂN TÍCH THIẾT BỊ TỰ ĐỘNG CHUYỂN ĐỔI NGUỒN ATS TRONG... ATS1 gọi thiết bị chuyển đổi nguồn tự động Có nhiệm vụ tự động tay chuyển đổi nguồn từ MBA3 sang nguồn máy phát dự phòng MF1 MBA3 điện Tủ ATS đƣợc nghiên cứu rõ chƣơng sau ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƢƠNG