Tính toán thiết kế tủ điện và ứng dụng phần mềm ETAP

TỔNG LIÊN ĐOÀN LAO ĐỘNG VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính tốn thiết kế tủ điện ứng dụng phần mềm ETAP Người hướng dẫn: ThS PHẠM HỮU LÝ Người thực hiện: NGUYỄN HỒNG SƠN Lớp : 14040102 Khố THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NĂM 2020 : 18 TỔNG LIÊN ĐOÀN LAO ĐỘNG VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính tốn thiết kế tủ ứng dụng phần mềm ETAP Người hướng dẫn: ThS PHẠM HỮU LÝ Người thực hiện: NGUYỄN HỒNG SƠN Lớp : 14040102 Khoá THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, NĂM 2020 i : 18 LỜI CẢM ƠN Nội dung lời cảm ơn ……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… ……………………………………………………………………… TP Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2020 Tác giả Nguyễn Hồng Sơn i CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC TƠN ĐỨC THẮNG Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi hướng dẫn khoa học ThS Phạm Hữu Lý Các nội dung nghiên cứu, kết đề tài trung thực chưa công bố hình thức trước Những số liệu bảng biểu phục vụ cho việc phân tích, nhận xét, đánh giá tác giả thu thập từ nguồn khác có ghi rõ phần tài liệu tham khảo Ngoài ra, luận văn sử dụng số nhận xét, đánh số liệu tác giả khác, quan tổ chức khác có trích dẫn thích nguồn gốc Nếu phát có gian lận tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm nội dung luận văn Trường đại học Tơn Đức Thắng không liên quan đến vi phạm tác quyền, quyền tơi gây q trình thực (nếu có) TP Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2020 Tác giả Nguyễn Hồng Sơn ii (Trang dùng để đính kèm Nhiệm vụ Đồ án tốt nghiệp có chữ ký Giảng viên hướng dẫn) iii MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VI DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU VII DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VIII TÌM HIỂU VỀ THIẾT KẾ TỦ ĐIỆN THIẾT KẾ TỦ ĐIỆN LÀ GÌ TÌM HIỂU VỀ MCCB – ACB 14 MCCB: 14 1.1 MCCB Schneider – cầu dao khối Schneider 14 • MCCB Schneider Compact NG160 – có dịng định mức từ 16 đến 160 A 14 • MCCB Schneider Compact NS > 630A – Có dịng định mức từ 630 đến 3200A 14 • MCCB Schneider Compact NSF/NSJ – có dịng làm việc định mức từ 100 đến 600 A 14 • MCCB Schneider EasyPact CVS – MCCB – có dịng định mức từ 100 đến 630A có chức tùy chỉnh dịng định mức 14 • MCCB Easypact EZC 100 hãng Schneider sản xuất với thơng số: .15 Hình 2: Cấu tạo MCCB 17 1.2 ACB: .20 CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CƠ BẢN CỦA ACB SCHNEIDER 22 TRIP UNIT MICROLOGIC: 25 TÌM HIỂU VỀ TỦ ĐIỆN BLOKSET CỦA SCHNEIDER 31 TỦ ĐIỆN BLOKSET: 31 PHẦN MỀM ETAP 36 GIỚI THIỆU ETAP .36 1.1 CÁC KHẢ NĂNG TÍNH TỐN CỦA ETAP 36 iv 1.2 CÀI ĐẶT .36 1.3 GIAO DIỆN 36 1.4 CÁC PHẦN TỬ CHÍNH .39 v DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ vi DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU vii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT viii ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 33/47 Thơng số kỹ thuật khí Đường cáp vào Trên Hướng đấu cáp Trước sau Cấp bảo vệ IP 20/31/42/54 Kết cấu tủ 2a/2b/3a/3b/4a/4b Khả rút kéo Fixed/ Withdrawable Trọng lượng trung bình 650 Kg/khoang Lớp phủ bề mặt Sơn tĩnh điện Kết cấu Kiểu khung Kích thước Cao 2200 Rộng 500/700/900/1200 1100/1300/1600 Sâu 400/600 800/1000/1200 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 34/47 Một số hình ảnh: ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 35/47 Chiều rộng tủ: Tủ Blokset theo tiêu chuẩn Schneider u cầu có kích thước khung thường dùng sau: • Khung 700mm: khung tủ chính, dùng để đặt mâm kéo ACB • Khung 200mm: khung tủ blokset dùng để chứa dây đấu nối, thường cáp đầu vào busbar đầu vào • Khung 400mm: công dụng khung 400mm tương tự khung 200mm Tuy nhiên khung tủ thường dùng chứa cáp busbar đầu tận dụng độ rộng khung để dặt dây đầu nhóm để tiện cho việc kéo dây • Khung 1200mm: khung sử dụng, dùng cho ACB cực loại NW có dịng từ 4000A đến 6300A Chiều sâu tủ • Tủ Blokset có chiều sâu tủ thường dùng chức sau: • Khung 600mm: dùng dể lắp đặt thiết bị đóng cắt (MCCB, ACB, Contactor) • Khung 400mm: dùng để lắp đặt dẫn điện (tuy nhiên tủ bù khung 400mm dùng để đặt tụ bù) ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 36/47 Phần mềm ETAP GIỚI THIỆU ETAP 1.1 CÁC KHẢ NĂNG TÍNH TỐN CỦA ETAP - Tính trào lưu cơng suất tải cân Tính trào lưu cơng suất tải khơng cân Tính ngắn mạch Đóng ngắt động cơ, máy điện quay Phân tích sóng hài Khảo sát ổn định hệ thống Phối hợp thiết bị bảo vệ Tối ưu trào lưu cơng suất Tính độ tin cậy hệ thống Bù tối ưu cơng suất phản kháng Tính lưới nối đất Tính tốn cáp ngầm Thiết kế mạch điều khiển - Quản lý hệ thống theo thời gian thực (Real time) - Quản lý lưới điện sơ đồ đia lý GIS 1.2 CÀI ĐẶT - ETAP chạy tốt windows xp, vista windows Etap cung cấp demo địa www.etap.com/demo Tuy nhiên demo nhiều tính số nút bị hạn chế - Khi cài đặt địi hỏi phải có phần mềm hỗ trợ Microsoft® NET Framework v1.1 Microsoft.NET Framework v2.0 Do chương trình hỗ trợ đồ họa cao nên yêu cầu cấu hình máy tinh tối thiểu: Intel Dual/Quad core – 2.0 GHz trở lên, RAM GB 1.3 GIAO DIỆN Của sổ : ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 37/47 Hình 1.2 Cửa sổ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 38/47 Các chức tính tốn : Hình 1.3 Các chức tính tốn Các phần tử AC : Hình 1.4 Các phần tử AC ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 39/47 Các thiết bị đo lường, bảo vệ: Hình 1.5 Các thiết bị đo lường, bảo vệ 1.4 CÁC PHẦN TỬ CHÍNH 1.4.1 Nguồn (hệ thống) Nguồn xem thay cho hệ thống phức tạp vô lớn đặc trưng thông số sau: Hình 1.6 Trang info nguồn ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 40/47 - IP: tên nguồn (hệ thống) - Bus: kết nối với bus (kèm điện áp định mức) - Mode: chọn chức nguồn + Swing: nút cân + Voltage Control: điều chỉnh điện áp + Mvar Control: điều chỉnh công suất kháng + PF control: điều chỉnh hệ số cơng suất Hình 1.7 Trang Rating nguồn - Rated: điện áp định mức (kèm kiểu đấu dây) Balanced/Unbalanced: ba pha cân bằng/ không cân Generation Categories: thiết lập thông số hoạt động nguồn Operating: giá trị trạng thái hoạt động gần SC Rating: Công suất ngắn mạch trở kháng hệ thống SC Imp (100MVA base): trở kháng hệ thống công suất 100MVA Trang Hamnic : ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 41/47 - Lựa chọn dạng điện áp đầu sóng hài hệ thống(sin, khơng sin, dạng sóng nghịch lưu…) Nếu hệ thống cho điện áp đầu hình sin ta chọn None - Hình 1.8 Trang Hamnic nguồn Hình 1.9 Trang Reliability nguồn ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 42/47 Các thơng số để tính tốn xác định độ tin cậy cung cấp điện tồn hệ thống - λA: số lần cố/ năm MTTR: thời gian sửa chữa (giờ)/ năm μ: tỷ lệ sửa chữa trung bình/ năm( μ=8760/MTTR) FOR = MTTR/(MTTR + 8760/ λA) - rp: thời gian thay thiết bị - switch Time: thời gian chuyển sang nguồn cung cấp Hình 1.10 Trang Energy Price nguồn Giá cung cấp điện hệ thống Ta xây dựng hàm chi phí hệ thống để tính tốn sử dụng chức vận hành tối ưu nguồn phát LOAD FLOW ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 43/47 Hình 2.1 Thanh cơng cụ Hình 2.2 Các tùy chỉnh trường hợp phân tích Cửa sổ Edit Study Case : ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 44/47 Hình 2.3 Trang Info - Study Case ID: tên trường hợp tùy chỉnh( sơ đồ ta thử chạy nhiều trường hợp khác nhau) - Method: phương pháp phân tích + Max Iteration: số lần lập tối đa + Precision: độ xác + Accel Factor: hệ số tăng tốc (phương pháp lập nhanh) + Apply XFMR Phasles –Shift: trình phân tích có xét đến đầu phân áp MBA - Update: cập nhật điều kiện ban đầu phần tử - Report: tùy chỉnh báo cáo - Initial Voltage Condition: điều kiện ban đầu bus tùy Bus (Bus Initial Voltages) hay thống (User Defined Fixed Value ) Trang loading : - Loading Category: chế độ vận hành phụ tải - Generation Category: chế độ vận hành nguồn Nguồn (máy phát, hệ thống) ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 45/47 Hình 2.4 Trang load Hình 2.5 Trang Alert Các tùy chỉnh cảnh báo Khi vượt giới hạn Etap thị thông báo cảnh báo tải đổi màu thiết bị - Critical: cảnh báo tải - Marginal: cảnh báo non tải ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 46/47 SHORT CIRCUIT: Ở chức Etap tính ngắn mạch theo phương pháp tiêu chuẩn ANSI/IEEE, IEC chức phân tích hồ quang điện ngắn mạch Trong giới hạn tìm hiểu giới thiệu chức tính ngắn mạch theo tiêu chuẩn IEC Study Hình 3.1 Trang Info - Bus Selection: Chọn bus bị cố Motor Contribution Based On: xét đến tải tính tốn Tranfomer Tap: có xét đến đầu phân áp MBA hay không Cable & OL Heater: xét đến cáp nối thiết bị ảnh hưởng nhiệt độ Trang Standard - Short Circuit Current: hệ số nhân điện áp nguồn (trường hợp trường hợp xét đến yếu tố tích cực sai số thiết bị, trường hợp lại xét tiêu cực sai số thiết bị) - Cmax for Z Adjustment: hiệu chỉnh tổng trở thay đổi điện áp so với định mức thiết bị (máy biến áp, máy phát) - Zero Sequence Mdl: xét đến điện dung dây dẫn tụ bù tính tốn (đưa vào trở kháng thứ tự không) - Calculation Method: sử dụng tỷ số X/R biện pháp khác để tính giá trị biên dòng ngắn mạch ip để kiểm tra thiết bị cắt ngắn mạch ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Trang 47/47 - Protective Device Duty: Đánh giá thiết bị cắt ngắn mạch - LV CB Breaking : chọn dòng để đánh giá thiết bị cắt ngắn mạch Hình 3.2 Trang Standa Hình 3.3 Cơng cụ tính tốn ...TỔNG LIÊN ĐOÀN LAO ĐỘNG VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Tính tốn thiết kế tủ