Nhận xét: Bài tập lớn giúp em có thêm kiến thức và nắm rõ hơn về quy trình cũng như các bước thực hiện 1 đề tài hay dự án về tính toán lựa chọn thiết bị cho 1 mạng điện của 1 dự án nào đó. Kết hợp giữa việc tính toán số liệu bằng tay và mô phỏng giúp em kiểm tra lại kết quả tính toán cẩn thận hơn và cách sử dụng phần mềm 1 cách hiệu quả nhất để tối ưu hóa đề tài cũng như dự án. Kết luận: Do chưa nắm rõ hết tất cả các chức năng của phần mềm và tính toán còn có sai sót nên chưa thể cân bằng giữa kinh tế và kỹ thuật, mặc dù có phần mềm hổ trợ nhưng cũng chưa có thể chọn được thiết bị tối ưu nhất đó có thể một phần là do phần mềm chưa update được hết các catalog mới nhất. Thiết bị điện trong phân phối điện thầy Cường Bách khoa HCM
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ -o0o - BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC THIẾT BỊ ĐIỆN TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN Báo cáo BTL GVHD: Nguyễn Xuân Cường SVTH: Hứa Quốc Khiêm MSSV: 2033573 TP HỒ CHÍ MINH, THÁNG 10 NĂM 2022 MỤC LỤC GIỚI THIỆU 1.1 Giới thiệu chung phân xưởng 1.2 Tính tốn sơ 1.3 Lựa chọn CB Phần 2: TÍNH TỐN KÍCH THƯỚC DÂY DẪN 10 2.1 Lựa chọn máy biến áp 10 2.2 Tính tốn lựa chọn dây dẫn 12 2.3 Tính tốn độ sụt áp 18 Phần 3: TÍNH TỐN LỰA CHỌN CB THEO DỊNG NGẮN MẠCH 22 3.1 Tính tốn dịng ngắn mạch lớn 22 3.2 Kiểm tra độ bền nhiệt dây dẫn 24 LỰA CHỌN BỘ BẢO VỆ ĐỘNG CƠ 29 TÍNH BÙ CƠNG SUẤT PHẢN KHÁNG 32 LỰA CHỌN KIỂM TRA BẢO VỆ CHỌN LỌC 35 BẢO VỆ ĐIỆN GIẬT GIÁN TIẾP 38 GIỚI THIỆU 1.1 Giới thiệu chung phân xưởng Ngành chế biến bánh kẹo từ lâu là ngành nghề truyền thống đất nước ta Với kinh nghiệm sản xuất chế biến lâu đời với không ngừng phát triển số lượng chất lượng Phân xưởng Gia cơng bánh kẹo địa phương có qui mơ tương đối nhỏ gồm máy có cơng suất 450KW Danh sách thiết bị phân xưởng Phụ Tên thiết bị tải Công suất L15 Máy nấu dịch kẹo 140 M16 Quạt thơng gió 7,5 M17 Máy đánh 11 M18 Máy cắt kẹo 45 M9 Máy ép 132 L19 Đóng bao 40 L20 Chiếu sáng 35 L21 Lị 50 Vì phân xưởng gia cơng có tính chất địa phương nên phân xưởng xếp vào hộ tiêu thụ điện loại (cho phép điện) Không anh hưởng lớn đến hoạt động T : Máy biến M : Tải động C : Dây dẫn Q : Áptômát (Circuit Breaker : CB) B : Thanh L : Tải bình thường K : Công tắc tơ SƠ ĐỒ MẠNG ĐIỆN HẠ ÁP ĐƯỢC CUNG CẤP BỞI MỘT MÁY BIẾN ÁP Đề 25 Phụ tải L15 M16 M17 M18 M9 L19 L10 L21 Pđm (kW) 140 7.5 11 45 132 40 35 50 Dây dẫn C10 C11 Ib (A) 200 160 Dây dẫn Mã số C1 C15 C7 C8 C9 X II III VIII IX C10 C11 C16 C17 C18 C19 C20 C21 I VII IV V VI XI XII XIII Tính tốn sơ 1.2 Tính tốn dịng điện tải Ib 1.1 a Dòng điện định mức tải Phụ tải Tên thiết bị Công suất L15 Máy nấu dịch kẹo 140 M16 Quạt thơng gió 7,5 M17 Máy đánh 11 M18 Máy cắt kẹo 45 M9 Máy ép 132 L19 Đóng bao 40 L20 Chiếu sáng 35 L21 Lò 50 ❖ Phụ tải motors Phụ tải M16 có Pđm =7.5 kW tra bảng 4, ta có 𝑛 = 0.84; cos𝜑 = 0.83 Các tải M nối với MBA T1 có điện áp định mức Uđm = 400V 𝐼đ𝑚 = ữ ì ì = 7.5 × 103 ÷ 0.84 × √3 × 400 × 0.83 = 15.5 (𝐴) Tính tương tự phụ tải motors ta có Phụ tải Pa 𝐈đ𝐦 M17 11 22 M18 45 85 M9 132 245 ❖ Các phụ tải bình thường Theo đề phụ tải bình thường L có 𝑛 = 1; cos𝜑 = 0.8 Theo mạch điện tải L15 có nối với MBA hạ áp T7 có Uđm = 230 Đối với tải L lại có nối với MBA T1 có điện áp định mức Uđm = 400V Phụ tải L15 𝐼𝐿15đ𝑚 = 𝑃đ𝑚 ÷ 𝑛 √3 × 𝑈đ𝑚 × 𝑐𝑜𝑠𝜑 = 140 × 103 ÷ √3 × 230 × 0.8 = 439.3 (𝐴) Tương tự, phụ tải L ta có Phụ tải Pa 𝐈đ𝐦 L19 40 75 L20 35 66 L21 50 94 Bảng kết dòng điện định mức tải Phụ tải L15 M16 M17 M18 M9 L19 L20 L21 Pa (KW) 140 7.5 11 45 132 40 35 50 𝒏 0.85 0.87 0.91 0.94 1 cos𝝋 0.8 0.83 0.86 0.86 0.87 0.8 0.8 0.8 𝐈đ𝐦 439.3 15.5 22 76 245 75 66 94 b Dòng điện làm việc tải Ib = ksd× Iđm Theo u cầu qui trình cơng nghệ chủ đầu tư yêu cầu thiết kế dự án ksd chọn ≥ 0.7 Kết tính tốn dịng điện làm việc tải Phụ L15 M16 M17 M18 M9 L19 L20 L21 𝐈đ𝐦 439.3 15.5 22 76 245 75 66 94 Ksd 0.75 0.72 0.7 0.71 0.73 0.74 0.9 0.73 Ib 329.6 11.16 15.4 54 178.9 55.5 59.4 68.7 tải c Dòng điện tải dây dẫn KMBA = IC7 = 𝑈1 𝑈2 𝑘𝑀𝐵𝐴 = 400 230 × 𝐼15 = 230 400 × 329.6 = 189.5 𝐴 Theo Electrical Installation Guide 2018 trang A21-23 - Dây C1 nối với với tủ nhánh => kđt = 0.8 - Dây C8 & C10 nối lận lượt tải => kđt = 0.9 - Động M9 có cơng suất =132 kW > 100 => kđt = - Các động khác có cơng suất kđt = 0.8 IbL15 = kđt×IL15 = 1× 329.6 = 329.6 A IbM16 = kđt×IM16 = 0.8× 11.16 = 8.9 A Tính tương tự có: IbM17 =12.3 A IbM18 =43.2 A IbM9 =178.9 A IbL19 = 44.4 IbL20 = 47.52 IbL21 = 54.9 Ib tổng = kđt× ∑𝑛1 𝐼 b ➢ IC8 = 0.8×( IbM16 + IbM16 + IbM18) =0.9× (11.16 + 15.4 + 54) = 72.5 (A) Theo đề cho dòng điện qua dây dẫn C10 & C11 Ib10 = 200 A, Ib11 = 260 A Ibtổng = 0.8×( IbL15 + IC8 + Ib10 + Ib11 + Ib9) = 0.8× (189.5 + 72.5 + 200 + 260 + 178.9) = 720 𝐴 Dòng điện tải dây dẫn Dây dẫn Ib (A) C1 C7 C8 C9 C10 C11 720 189.5 72.5 178.9 200 1.3 C15 260 329.6 C16 C17 C18 C19 8.9 C20 C21 12.3 43.2 44.4 47.52 54.9 Lựa chọn CB Ir = hệ số chỉnh định dịng q tải×In Tham khảo theo Catalog Compact NSX NSXm circuit breakers and switch-disconnectors from 16 to 630A - up to 690V_LVPED217032EN Catalogue COMPACT NS 630b to 3200A Circuit breakers and switch disconnectors LVPED211021EN Lựa chọn sơ CB Dây dẫn Hệ số chỉnh Ib (A) In (A) Tên CB Tên Trip Unit định dòng Ir (A) Icu (kA) tải C1 720 800 NS800 Microlog 2.0 0.98 760 50 C7 189.5 250 NSX250 TM250D 0.8 200 25 C8 72.5 100 NSX100 NSX100D 0.8 80 25 C9 178.9 200 NSX250 TM200D 0.9 180 25 C10 200 220 NSX250 Microlog 2.0M 0.9 225 25 C11 260 320 NSX400 Microlog 2.2M 0.7 280 36 C15 329.6 500 NSX630 Microlog 2.2M 0.7 350 36 C16 8.9 16 NSX100 Microlog 2.2M 0.7 11.2 25 C17 12.3 25 NSX100 Microlog 2.2M 0.7 17.5 25 C18 43.2 63 NSX100 TM63D 0.8 50.4 25 C19 44.4 63 NSX100 TM63D 0.8 50.4 25 C20 47.52 63 NSX100 TM63D 0.8 50.4 25 C21 54.9 80 NSX100 TM80D 0.8 64 25 Phần 2: TÍNH TỐN KÍCH THƯỚC DÂY DẪN 2.1 Lựa chọn máy biến áp - Công suất biểu kiến máy biến áp (MBA) T7: Sđm = √3 ×U× 𝐼𝑏7 = √3 ×230×329.6= 131.06 kVA - Cơng suất biểu kiến MBA T1: Sđm = √3 ×U× 𝐼𝑏7 = √3 ×400× 720= 498.83 kVA Theo bảng Fig A16 The IEC standard for power transformers is IEC 600076 trang A22 Electrical Installation Guide 2018 Ta chọn MBA: MBA Công suất (kVA) T1 T7 498.83 131.06 10 Có IScmax = 30.756 (Ka) nên có t=2.8× 106 (A2s) Vì C1 cáp PVC, tra bảng Fig G52 có K=115 tra bảng Fig G53 có S=29.839 𝑆 × 𝐾 = 1152 × 29.8392 = 1.19 × 107 𝐼2 × 𝑡 = 2.8 × 106 ➢ Thỏa điều kiện Với CB kđt = 0.8 Dây C8 & C10 nói tải => kđt = 0.9 Động M9 có cơng suất =132kW >100 => kđt = Các động khác có cơng suất kđt = 0.8 Bỏ qua công suất hao phí dây dẫn, busbar, CB thì: 𝑃𝑡𝑡 = 𝑃đ𝑚 × 𝑘đ𝑡 𝑛 𝑄𝑡𝑡 = 𝑃𝑡𝑡 × 𝑡𝑎𝑛𝜑 Theo điện lực Việt Nam để khơng bị phạt tiền ta cần phải bù công suất phản kháng cho hệ số cơng suất tối thiểu 0.9 Vì bỏ qua tổn hao dây dẫn, busbar, CB nên bù hệ số công suất lên 0.93 để tránh bị phạt ❖ Tính tốn bù cơng suất phản kháng cho C8: 𝑃𝑡𝑡16 = 𝑃đ𝑚 × 𝑘đ𝑡 7.5 × 0.8 = = 7.059 𝑘𝑊 𝑛 0.85 𝑃𝑡𝑡17 = 𝑃đ𝑚 × 𝑘đ𝑡 11 × 0.8 = = 10.115 𝑘𝑊 𝑛 0.87 𝑃𝑡𝑡18 = 𝑃đ𝑚 × 𝑘đ𝑡 45 × 0.8 = = 39.56 𝑘𝑊 𝑛 0.85 ∑ 𝑃8 = 𝑃𝑡𝑡16 + 𝑃𝑡𝑡17 + 𝑃𝑡𝑡18 = 7.059 + 10.115 + 39.56 = 56.724 𝑘𝑊 𝑄𝑡𝑡16 = 𝑃𝑡𝑡16 × 𝑡𝑎𝑛𝜑 = 7.059 × tan(𝑎𝑟𝑐𝑐𝑜𝑠0.84) = 4.56 (𝑘𝑉𝐴𝑟) 𝑄𝑡𝑡17 = 𝑃𝑡𝑡17 × 𝑡𝑎𝑛𝜑 = 10.115 × tan(𝑎𝑟𝑐𝑐𝑜𝑠0.86) = (𝑘𝑉𝐴𝑟) 𝑄𝑡𝑡18 = 𝑃𝑡𝑡18 × 𝑡𝑎𝑛𝜑 = 39.56 × tan(𝑎𝑟𝑐𝑐𝑜𝑠0.91) = 18.024 (𝑘𝑉𝐴𝑟) 32 ∑ 𝑄8 = 𝑄𝑡𝑡16 + 𝑄𝑡𝑡17 + 𝑄𝑡𝑡18 = 4.56 + + 18.024 = 28.584 (𝑘𝑉𝐴𝑟) 𝑐𝑜𝑠𝜑 = 𝑄𝒃ù 𝑃8 = 56.724 = 0.89 √𝑃82 + 𝑄82 √56.7262 + 28.5842 = 𝑃 × [tan(𝜑𝑐ũ − 𝜑𝑚ớ𝑖 )] = 56.724 × tan(𝑎𝑟𝑐𝑐𝑜𝑠0.89 − 𝑎𝑟𝑐𝑐𝑜𝑠0.93) = 5.523 (𝑘𝑉𝐴𝑟) ❖ Tính tốn cơng suất bù cho MBA Công suất phản kháng MBA tra gần theo Electrical Installation Guide 2018 trang L18 Chọn tụ bù công suất phản kháng tra theo Low Voltage Power Factor Correction Components trang 21&28 33 Phụ 𝑃𝑡𝑡 𝑄𝑡𝑡 𝑄𝑏ù 𝑄𝑁 𝐼𝑁 uF Case 𝑐𝑜𝑠𝜑 Reference Number tải x3 code kW kVAr kVAr kVAr A 𝑄8 56.724 28.584 0.89 5.523 5.7 9.1 41.8 HC BLRCH063A075B40 BLRCH300A360B40 140 105 0.8 28.73 30 43.3 198.9 VC 𝑄15 15.0 21.7 99.4 NC BLRCS150A180B40 𝑄10 75 56.25 0.8 15.39 BLRCS150A180B40 𝑄11 50 37.5 0.8 13.68 15.0 21.7 99.4 NC 10.4 15.0 68.9 MC BLRCH104A125B40 𝑇7 160 9.6 BLRCH300A360B40 𝑇1 500 28.7 30 43.3 198.9 VC Bảng 6.1 Bù công suất phản kháng Loại tụ bù EasyCan VarPlus Can EasyCan EasyCan EasyCan VarPlus Can 34 LỰA CHỌN KIỂM TRA BẢO VỆ CHỌN LỌC Tra bảng trang A75-76 Complementary technical information 2021 35 36 PHÍA NGUỒN C7 NSX250TM250D PHÍA TẢI C7-NSX250TM250D C8- NSX100NSX100D C9- NSX250TM200D C10- NSX250Microlog 2.0M C11-NSX400Microlog 2.2M C15- NSX630Microlog 2.2M C16- NSX100Microlog 2.2M C17-NSX100Microlog 2.2M C18- NSX100TM63D C19- NSX100TM63D C20- NSX100TM63D C21- NSX100TM63D C8 NSX100NSX100D C10NSX250Microlog 2.0M C11 NSX400Microlog 2.2M C1 NS800Microlog 2.0 Chọn lọc Chọn lọc Chọn lọc Chọn lọc Chọn lọc Chọn lọc Chọn lọc Chọn lọc Chọn lọc Chọn lọc Chọn lọc Chọn lọc 37 BẢO VỆ ĐIỆN GIẬT GIÁN TIẾP Mạng điện nối đất theo sơ đồ TN-S Điện trở suất 𝜌 xác định bảng Fig G37 Tính tốn bảo vệ điện giật gián tiếp động M9 Dây PE tính theo công thức sau: Sph9 = 50mm2 x2=> PE9 = 50mm2 (Cu, 200C) Sph1 = 150mm2 x3=> PE1 = 120mm2 (Cu, 200C) Vì tính tốn dịng ngắn mạch lớn nên trạng thái lạnh 20°C để xác định dòng ngắn mạch tối đa ➢ 𝜌 = 18.51 với dây đồng 𝜌 = 29.41 với dây nhôm ❖ Đoạn cáp C1 𝑅𝑐 = 𝜌 𝐿 55 = 18.51 × = 6.787 (𝑚Ω) 𝑆 150 38 Vì C1 có cáp 150mm2 đấu song song với nhau: 𝑅𝐶1 = 𝑅𝑐 6.787 = = 2.62 (𝑚Ω) 3 𝑅𝑃𝐸1 = 𝜌 𝐿 55 = 18.51 × = 8.701 (𝑚Ω) 𝑆 120 Điện trở kháng Xc = 0.08 (𝑚Ω)/m 𝑋𝑃𝐸1 = 0.08 × 𝐿 = 0.08 × 55 = 4.4 (𝑚Ω) Vì C1 có cáp 150mm2 đấu song song với nhau: 𝑋𝑐 = 0.08 × 𝐿 0.08 × 55 = = 1.46 (𝑚Ω) 3 ❖ Đoạn cáp C9 30 = ữ = 18.51 ì ÷ = 5.553 (𝑚Ω) 𝑆 50 𝑅𝑃𝐸9 = 𝜌 𝐿 30 = 18.51 × = 11.106(𝑚Ω) 𝑆 50 Điện trở kháng Xc = 0.08 (𝑚Ω)/m 𝑋𝑃𝐸1 = 0.08 × 𝐿 = 0.08 × 30 = 2.4 (𝑚Ω) Vì C9 có cáp 50mm2 đấu song song với nhau: 𝑋𝑐 = 0.08 × 𝐿 0.08 × 30 = = 1.2 (𝑚Ω) 2 Dòng ngắn mạch là: 𝐼𝑠𝑐𝑃𝐸 = = 𝑈 × √3 𝑍𝑠𝑐 + 𝑍𝑃𝐸 400 × √3 √[(5.553 + 2.62)2 + (1.2 + 1.46)2 ] + [(8.701 + 11.106)2 + (4.4 + 2.4)2 ] 39 = 30.605 (𝑘𝐴) Tính tốn tương tự: Phụ tải L15 M16 M17 M18 M9 L19 L20 L21 Sph 240 1.5 16 50x2 16 25 16 SphPE 120 1.5 16 50 16 16 16 IscPE 22.962 0.283 0.825 3.64 30.605 4.548 5.065 1.922 40 ... phát triển số lượng chất lượng Phân xưởng Gia công bánh kẹo địa phương có qui mơ tương đối nhỏ gồm máy có cơng suất 450KW Danh sách thiết bị phân xưởng Phụ Tên thiết bị tải Công suất L15 Máy nấu... L19 Đóng bao 40 L20 Chiếu sáng 35 L21 Lị 50 Vì phân xưởng gia cơng có tính chất địa phương nên phân xưởng xếp vào hộ tiêu thụ điện loại (cho phép điện) Không anh hưởng lớn đến hoạt động T : Máy... C19 C20 C21 I VII IV V VI XI XII XIII Tính tốn sơ 1.2 Tính tốn dòng điện tải Ib 1.1 a Dòng điện định mức tải Phụ tải Tên thiết bị Công suất L15 Máy nấu dịch kẹo 140 M16 Quạt thơng gió 7,5 M17 Máy