BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC TÍNH TOÁN LỰA CHỌN THIẾT BỊ ĐIỆN 17

BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC TÍNH TOÁN LỰA CHỌN THIẾT BỊ ĐIỆN Cho mạng điện một dự án X như hình A1 với các số liệu như trong bảng Đ1, Đ2, Đ3 Các thông số chung của mạng điện như sau: Điện áp định mức phía thứ cấp MBA T1: Uđm = 400 V MBA hạ áp T7 : 400230 V Các phụ tải bình thường (ví dụ tủ điện phân phối) ký hiệu L: cosφ= 0,8, η=1 Các phụ tải động cơ ký hiệu M: cos ,  tra tra theo hướng dẫn của IEC. Mạng điện nối đất theo sơ đồ TNS Trạm máy biến áp phân phối đặt trong nhà, điện áp luới trung thế 22kV, trung tính nối đất trực tiếp. Công suất ngắn mạch phía sơ cấp máy biến áp phân phối T1: P = 500 MVA bài tập lớn thiết bị điện trong phân phối điện

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ -o0o - BÀI TẬP LỚN THIẾT BỊ ĐIỆN TRONG PHÂN PHỐI ĐIỆN LỚP L02 – HK 221 Giảng viên hướng dẫn: Nguyễn Xuân Cường Sinh viên thực MSSV Nguyễn Vĩnh Hưng 1913647 Thành phố Hồ Chí Minh – 2022 PHẦN TÍNH TỐN LỰA CHỌN THIẾT BỊ 1.TÍNH TỐN SƠ BỘ 1.1- Tính dịng điện tải Ib - Đối với tải bình thường hiệu suất 90% điện áp đối tới tải L15 pha 230V, tải L1, L2 400V - Tra cứu bảng B4, mục 3.1 bảng tra động chưa bù bảng hiệu suất, PF sau loại điện áp pha 400V ta bảng sau: Phụ tải P (KW) L15 M16 M17 M18 M9 L19 L20 L21 40 37 45 11 220 20 35 100 Ƞ(%) 90 90 91 87 94 89 90 92 cos(ϕ) Uđm(V) 0.8 230 0.86 400 0.86 400 0.86 400 0.88 400 0.86 400 0.86 400 0.87 400 Bảng 1: Kết tra cứu Dòng điện I tải pha pha theo IEC Ví dụ tính cho tải L16 tương tự với tải lại: IL16 = 𝑃đ𝑚 (𝜂/100)∗√3∗cos(𝜑)∗𝑈đ𝑚 = 37∗1000 (90/100)∗√3∗0,86∗400 = 69 A Phụ tải P (KW) Ƞ(%) L15 M16 M17 M18 M9 L19 L20 L21 40 37 45 11 220 20 35 100 90 90 91 87 94 89 90 92 cos(ϕ) 0.8 0.86 0.86 0.86 0.88 0.86 0.86 0.87 Uđm(V) 230 400 400 400 400 400 400 400 Idm (A) 139.46 69 83 21.22 383.88 37.72 65.27 180.33 b) Dòng điện làm việc tải -Dịng điện tải Ib tính theo cơng thức : Ib=Ksd×Iđm (A) - Hệ số Ksd tỷ số cơng suất tác dụng trung bình với cơng suất định mức phụ tải điện, có giá trị khơng lớn 1, thời gian sử dụng thiết bị máy với dòng định mức thường xuyên ( sử dụng lớn tiếng ) nên ta chọn Ksd cho thiết bị tránh trường hợp tảu tải sinh hoạt chiếu sáng pha 0.8 - Ví dụ tính cho tải L15 : Phụ tải Idm (A) Ib= Ksd×Iđm =139.46*0.8= 111.57 A L15 M16 M17 M18 M9 L19 L20 L21 241.5 69 83 21.22 383.88 37.72 65.27 180.33 Ksd 0.8 1 1 1 Ib(A) 111.57 69 83 21.22 383.88 37.72 65.27 180.33 Bảng 2: Kết tính dịng điện làm việc tải c) Dòng điện tải dây dẫn - Cơng thức tính dịng điện tải dây dẫn : Ibtổng= Kđt× ∑𝑖 𝐼𝑏 (A) - Cũng hệ số Ksd , hệ số Kđt phụ thuộc chủ yếu vào quy trình cơng nghệ cơng trình Hệ số thể khả phụ tải cực đại nhóm thiết bị nút xảy lúc Kđt=1 nhóm tải làm việc cực đại khoảng thời gian khảo sát Kđt phụ thuộc chế độ làm việc, quy trình vận hành , số nhánh phụ tải nối vào nút Vì thiết bị tải M16, M17, M18 có thời gian sử dụng theo quy định hoạt động nghỉ nên có Kdt=0.67 Các thiết bị L19, L20 hoạt động theo nguyên tắt thay phiên tải nên có hệ số đồng thời Kđt=0.5 Tải sinh hoạt chiếu sáng L15 tải sử dụng thời xuyên với nhu cầu tất thiết bị pha nên có hệ số Kđt=1 Tải L21, M9 có hệ số Kđt=1 có thiết bị cho nhánh - Ví dụ tính dịng Ib tổng cho dây dẫn : Ibtổng C8= 1× ( IM16 + IM17 + IM18)= 0.67×(69+83+21.22) = 116.06 A => Dòng tải hiệu chỉnh C7 : Ib7=Kđt*Ib15× 230 400 = ∗ 111.57 × 230 400 = 64.15A ta dùng máy biến áp 400/230 Nhưng dòng quy định từ chủ đầu tư với mạch C10 C11 là: IbC10=200A IbC1A=260A Đối với nhánh C6 thiết bị sử dụng công nghiệp với thời gian hoạt động luân phiên để tạo sản phẩm để đảm bảo an toàn cho cung cấp điện tránh trường hợp tải ta chọn KđtC1=0.9 Tương tự với mạch lại với mạch nhánh Ks theo bảng tra trên: Dây dẫn C1 C7 C8 C9 C10 C11 Ks 0.8 0.67 0.9 0.9 64.15 116.06 383.88 180 234 880.28 Ib(A) Bảng 3: Dòng điện tải dây dẫn 1.2- Lựa chọn CB Điều kiện chọn CB: Dây dẫn C1 Ib(A) 880.28 In(A) Tên CB Tên Trip Unit 1250 NS1600N Micrologic 5A Hệ số chỉnh định dòng tải Ir (A) Icu(kA) 1250 50 C7 64.15 80 NSX-100 F Micrologic 160 36 C8 116.06 160 NSX-160 F Micrologic 160 36 C9 383.88 400 NSX-400 F Micrologic 400 36 C10 180 250 NSX-250 F TM-250D 250 36 C11 234 250 NSX-250 F TM-250D 250 36 C15 111.57 125 NSX-160 F TM-125D 125 36 C16 69 80 NSX-100 F Micrologic 2.2M 80 36 C17 83 100 NSX-100 F Micrologic 2.2M 100 36 C18 21.22 32 NSX-100 F Micrologic 2.2M 32 36 C19 C20 C21 37.72 65.27 108.33 50 80 125 NSX-100 F NSX-100 F NSX-160 F TM-50D TM-80D TM-125D 0.9 1 45 80 125 36 36 36 - Nhiệt độ môi trường lắp đặt, ta nhiệt độ thực tế nhà máy khoảng 40 độ C ta chọn CB tra có nhiệt độ tương tự CB tủ C1 - Loại CB phù hợp với loại tải ta sử dụng + TM-D, ngắt mạch trang bị chuyển từ nhiệt sử dụng chủ yếu ứng dụng phân phối điện công nghiệp thương mại + Đối với tủ to chọn chip Micrologic có thời gian chỉnh định trễ để phối hợp CB thiết bị khác - CB có dịng Ib≤In≤Ir - Các loại CB có type Icu phù hợp - Hệ số chỉnh định dòng tải tùy vào CB bé Hình ảnh CB NSX250F PHẦN TÍNH TỐN KÍCH THƯỚC DÂY DẪN Lựa chọn máy biến áp  Ta có Điện áp định mức phía thứ cấp MBA T1: Uđm = 400 V, loại máy biến áp pha tam giác sao, có trung tính nối đất Vậy công suất biểu kiến máy biến áp đường dây C1 là: S1= √3 × 𝑈đ𝑚 × 𝐼𝑏𝐶1 = √3 × 400 × 880.28 = 609.88KVA Dựa vào công suất biểu kiến ta chọn máy biến áp Đông THIBIDI có S=750KVA, 22/0.4KV, cơng suất khơng tải 1.9KW, khối lượng 3,3 tấn, tiếng ồn 52db, điện áp ngắn mạch 6% Bảng thông tin từ nhà cung cấp THIBIDI Hiệu chỉnh CB:  Dịng tải C1: Ib= 𝑆𝑇1 √3×𝑈đ𝑚 = 750 √3×0.4 = 1082.53 A ta chọn CB NS1200  Máy biến áp hạ áp có tác dụng biến đổi điện áp pha 400V xuống thành 230V cung cấp điện cho tải hạ áp S=√3 ∗U*I=√3 ∗230*111.57=46.09KVA ta chọn máy biến áp 50KVA dư tải để phù hợp phát triển tải sau có điều kiện nhiệt độ lắp đặt 𝑆𝑇1 50  Dòng tải C15: Ib= = = 125.51 A √3×𝑈đ𝑚  √3×0.23 Vậy dòng tải C7 Ib= 71.17A Bảng hiệu chỉnh CB Dây dẫn C1 Ib (A) 1082.53 In (A) Tên CB Tên trip unit Hệ số chỉnh định dòng tải Ir (A) Icu(KA) 1250 NS1600N Micrologic 5A 1250 50 C7 71.17 C15 125.51 80 NSX-160 F Micrologic 111 80 36 160 NSX-160 F TM-160D 160 36 Tính tốn chọn dây dẫn Sao chọn CB bảo vệ cho thiết bị ta tiến hành chọn dây dẫn, dây dẫn linh kiện thiết bị quan trọng cho hệ thống cung cấp điện - Các yêu cầu dây dẫn bản: + Có khả dẫn điện tốt nên ta có lựa chọn dây dẫn ruột đồng nhôm tùy vào thiết bị kinh tế + Khả cách điện, chịu nhiệt tốt + Tính chất võ bảo vệ tùy thuộc vào dân dẫn cho thiết bị ta có loại: PVC, XLPE, vỏ chống cháy FR ( thường sử dụng cho thiết bị phịng cháy chữa cháy, chiếu sáng hiểm ) + Dây đơn lỗi đa lõi - Cách dây: Phổ biến có cách dây máng cáp, âm tường, âm đất, khay - Dựa vào đặc tính dây dẫn lựa chọn hệ số theo tiêu chuẩn IEC 60364 công thức giá trị sau: + Kt=П𝐾𝑖 : Hệ số hiệu chỉnh dây dẫn tính tích hệ số K dựa vào đặt tính dây dẫn thiết bị - Đối với hệ thống dây máng cáp, không Kt tính tích K1 K4 - Đối với hệ thống dây dẫn ngầm đất Kt tính tích K2, K3, K4 - Bảng tra cách dây: Trong dự án ta sử dụng cách dây máng cáp trôn ngầm đất Trong đó: + K1: Hệ số hiệu chỉnh khả mang dịng cáp theo nhiệt độ mơi trường khơng khí xung quanh lựa chọn dựa loại dây PVC hay XLPE + EPR tùy vào nhiệt độ mà ta sử dụng ( tra bảng Fig.12 tài liệu hướng dẫn IEC 60364 ) +K2: Hệ số hiệu chỉnh khả mang dịng cáp theo nhiệt độ mơi trường đất xung quanh lựa chọn dựa loại dây PVC hay XLPE + EPR tùy vào nhiệt độ mà ta sử dụng ( tra bảng Fig.13 tài liệu hướng dẫn IEC 60364 ) +K3 : Hệ số hiệu chỉnh tùy thuộc vào tính chất đất gồm loại đất sao; ẩm ướt, đất ướt, đất ẩm đất khô ( tra bảng Fig.15 tài liệu hướng dẫn IEC 60364 ) +K4: Hệ số giảm nhóm, dây dẫn cáp cách điện lắp đặt nhóm ảnh hưởng phát nhiệt tác dụng lực dòng điện đặt gần ( tra bảng Fig.16 tài liệu hướng dẫn IEC 60364 ) + Iz = 𝐼𝑟 𝐾𝑡 : Dòng điện chọn Iz dịng có giá chị Ir chia cho hệ số Kt ta dùng giá trị để tra bảng chọn dây dẫn tra theo loại số dây dẫn, đơn lõi hay đa lõi, chất liệu PCV hay XLPE + Đối với dây dẫn máng cáp ( tra bảng Fig.21 tài liệu hướng dẫn IEC 60364 ): + Đối với dây dẫn đất ( tra bảng Fig.21 tài liệu hướng dẫn IEC 60364 ): Đường dây: Từ mục Feeder circuit chọn phần tử Dây dẫn phù hợp theo thiết kế đồ án Trong mục Properties thiết lập chiều dài dây dẫn: + Chất liệu dây pha, dây nối đất Conductor metal (đồng, nhôm); loại dây Live conductors (đa lõi, đơn lõi) + Cách mắc dây PE (tách hay gộp dây nối đất), TN-C, TN-S, lớp bảo vệ Insulation,… Trong mục Modify the installation method thiết lập nhiệt độ môi trường xung quanh dây dẫn; cách dây (trên máng cáp, âm tường, đất…); số dây gần kề number of additional touching circuits Thiết bị bảo vệ Khi chọn phần tử motor, dây dẫn tích hợp sẵn phần tử bảo vệ Trong mục Properties tiến hành thiết lập loại bảo vệ (TN, TT, IT) phù hợp Tụ bù: Từ mục Source chọn phần tử LV capacitor bank Trong mục Properties tiến hành thiết lập hệ số công suất mong muốn sau bù Target PF Chiếu sáng-sinh hoạt: Từ mục Load chọn phần tử Passive load, ta chia thành pha tương ứng load Trong mục Properties tiến hành thiết lập công suất P BẢNG SO SÁNH TÍNH TAY VÀ ECODIAL BẢNG CHỌN CB Dây dẫn Tính tay Ecodial C1 NS1600N MTZ1 10H1 C7 NSX-100 F NSX100B C8 NSX-160 F NSX250B C9 NSX-400 F NSX630F C10 NSX-250 F NG125N C11 NSX-250 F NSX250B C15 NSX-160 F NSXm160E C16 NSX-100 F NSX100F C17 NSX-100 F NSX100F C18 NSX-100 F NSX100F C19 NSX-100 F IC60H C20 NSX-100 F IC120H C21 NSX-160 F NSX250B Có khác thiết bị chọn tính tay phần mềm lựa chọn dịng thiết bị khác nhau, tính tay lựa chọn thiết bị NSX theo yêu cầu từ chủ đầu tư phần mềm chọn theo tối ưu hóa BẢNG CHỌN DÂY Tính tay S (mm2) Ecodial S (mm2) C1 240*5 4*300 C7 35 25 C8 95 50 C9 240*2 2*240 C10 70 70 C11 150 150 C15 95 95 C16 70 50 C17 50 35 C18 6 C19 10 10 C20 50 50 C21 95 150 Dây dẫn Sự khác lựa chọn dây nguyên nhân ChỦ đầu tư yêu cầu chọn Ir theo theo biết bị CB phần mềm Ecodial chọn theo dịng tải BẢNG TÍNH SỤT ÁP Dây dẫn Tính tay % Ecodial % C1 0.27 0.289 C7 1.53 1.56 C8 2.02 C9 0.99 0.801 C10 1.69 0.89 C11 2.69 2.15 C15 2.36 1.08 C16 2.42 2.58 C17 2.48 2.67 C18 3.77 3.86 C19 3.56 2.64 C20 3.27 2.47 C21 4.25 3.95 Đa số thiết bị có độ sụt áp gần thiết bị có lựa chọn dây giống BẢNG TÍNH NGẮN MẠCH PHA Dây dẫn Tính tay KA Ecodial KA C1 13.9 16.3 C7 4.84 5.66 C8 6.13 7.74 C9 12.22 14.1 C10 8.79 10.9 C11 7.4 7.74 C15 2.93 1.89 C16 5.75 5.49 C17 5.84 5.56 C18 1.19 1.3 C19 1.98 2.15 C20 3.43 3.81 C21 3.54 4.96 Các thiết bị có khác không ảnh hưởng đến việc lựa chọn type ngắn mạch cho thiết bị BẢNG TÍNH NGẮN MẠCH PHA Dây dẫn Tính tay KA Ecodial KA C1 12.08 12 C7 1.56 1.71 C8 2.42 3.61 C9 8.61 8.79 C10 3.98 4.33 C11 3.07 3.58 C15 2.04 1.35 C16 3.31 1.71 C17 4.13 7.84 C18 0.58 0.447 C19 0.98 0.79 C20 1.6 1.4 C21 1.9 2.06 Sự khác biệt ngắn mạch 1pha lựa chọn dây pha dây PE có khác phần mềm tính tay BẢNG TÍNH CƠNG SUẤT MÁY BIẾN ÁP Dây dẫn Tính tay KVA Ecodial KVA C1 630 630 C7 100 50 Máy biến áp có giống phần tính tốn tải gần giống BẢNG TÍNH DỊNG DÂY Phụ tải Idm (A) Tính Ecodial (A) L15 M16 M17 M18 M9 L19 L20 L21 139.46 69 83 21.22 383.88 37.72 65.27 180.33 141 66 80 22 379 37.7 65.3 180 Phép tính gần giống phần mềm tính tay Do phần mềm Ecodial khơng có hiệu chỉnh hiệu suất động nên kỹ sư chủ động tính công suất 100% cách lấy P chia cho hiệu suất đạt kết gần HÌNH ẢNH TỪ PHẦN MỀM Loại tải C1 C7 Tính tốn Chọn thiết bị C8 C9 C10 C11 C15 C16 C17 C18 C19 C20 C21 ... đến tính tốn lựa chọn thiết bị bảo vệ cho hệ thống điện Còn ngắn mạch pha tình trạng nhẹ ta thường xét đến tính tốn lựa chọn ngưỡng tác động cho thiết bị bảo vệ Lựa chọn Cb cho ICu ≥ Isc 3 .Tính. .. 36 Tính toán chọn dây dẫn Sao chọn CB bảo vệ cho thiết bị ta tiến hành chọn dây dẫn, dây dẫn linh kiện thiết bị quan trọng cho hệ thống cung cấp điện - Các yêu cầu dây dẫn bản: + Có khả dẫn điện. ..PHẦN TÍNH TỐN LỰA CHỌN THIẾT BỊ 1.TÍNH TỐN SƠ BỘ 1.1- Tính dịng điện tải Ib - Đối với tải bình thường hiệu suất 90% điện áp đối tới tải L15 pha 230V, tải L1,