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
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HCM KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ -* - BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN BỘ MÔN: THIẾT BỊ ĐIỆN TRONG PHÂN PHỐI ĐIỆN GVHD: SVTH: MSSV: Nguyễn Xuân Cường Trịnh Cơng Minh 1813110 Tp Hồ Chí Minh, ngày 17 tháng 12 năm 2022 BÀI TẬP LỚN THIẾT BỊ ĐIỆN Họ tên: Trịnh Công Minh_1813110 Đề số 35 Cho mạng điện dự án X hình A1 Các thơng số chung mạng điện sau: - Điện áp định mức phía thứ cấp MBA T1: Uđm = 400 V - MBA hạ áp T7 : 400/230 V - Các phụ tải bình thường (ví dụ tủ điện phân phối) ký hiệu L: cosϕ = 0,8, η = – Các phụ tải động ký hiệu M: cosϕ , η tra tra theo hướng dẫn IEC - Mạng điện nối đất theo sơ đồ TNS - Trạm máy biến áp phân phối đặt nhà, điện áp luới trung 22kV, trung tính nối đất trực tiếp Cơng suất ngắn mạch phía sơ cấp máy biến áp phân phối T1: P = 500 MVA 1- TÍNH TỐN SƠ BỘ 1.1- Tính dịng điện tải Ib a) Dịng điện định mức tải Hệ số công suất hiệu suất tải động tra theo bảng Các công thức dùng: 𝑃𝑑𝑚 𝐼𝑡𝑡 = 𝜇 380 √3𝐶𝑜𝑠𝜑 Bảng 1: Kết tính dịng điện định mức tải Phụ tải P đm (KW) n Cosφ I đm (A) M16 37 0.9 0.86 72 M17 45 0.91 0.86 87 M18 11 0.87 0.86 22 M9 185 0.94 0.87 344 L15 20 0.89 0.86 40 L19 40 0.91 0.86 77 L20 35 0.9 0.86 69 L21 90 0.92 0.87 170 b) Dòng điện làm việc tải Ib = ksd Iđm ksd: hệ số sử dụng dựa theo bảng số liệu sau (nguồn sách hướng dẫn đồ án thiết kế cung cấp điện) Giả sử sơ đồ điện hạ áp đề cho gồm tải động M thuộc nhóm gia cơng Ksd=0.4, tải L thuộc nhóm tải làm việc liên tục Ksd=0.7, riêng tải L15 có MBA riêng chọn Ksd=1 làm việc hết cơng suất Bảng 2: Kết tính dịng điện làm việc tải Phụ tải M16 M17 M18 M9 L15 L19 72 87 22 344 40 77 I đm (A) 0.4 0.4 0.4 0.4 0.7 K sd 28.8 34.8 8.8 137.6 40 53.9 Ib (A) L20 69 0.7 48.3 L21 170 0.7 119 c) Dòng điện tải dây dẫn Ib tổng = kđt ∑ 𝐼𝑏𝑖 kđt: hệ số đồng thời chọn theo bảng số liệu sau (nguồn sách hướng dẫn đồ án thiết kế cung cấp điện) - Dây C16,C17,C18 thuộc 12 có mạch liền kề kđt=0.9 Dây C19,C20 thuộc 13 có mạch liền kề kđt=0,9 Dây C7,C8,C9,C10,C11 thuộc hanh kđt=0,8 Dây C1 dây cho tồn cơng trình kđt=1 Bảng 3: Dòng điện tải dây dẫn Dây dẫn C1 C7 C8 C9 315.33 32 65.16 110 Ib (A) 0.8 0.8 0.8 Ks Dây dẫn Ib (A) Ks C16 28.8 0.9 C17 34.8 0.9 C18 8.8 0.9 C19 53.9 0.9 C10 92 0.8 C20 48.3 0.9 C11 95 0.8 C15 40 C21 119 1.2- Lựa chọn CB - Chọn CB với phần tử bảo vệ (trip unit) phù hợp với tải - Chọn dòng định mức CB dòng định mức trip unit (In) theo dòng điện tải dây dẫn (Ib) - Chỉnh định dòng điện bảo vệ tải Ir cho thỏa mãn điều kiện Ib ≤ Ir ≤ In Bảng 4: Lựa chọn sơ CB Dây dẫn C1 C7 C8 C9 C10 C11 C15 C16 C17 C18 C19 C20 C21 Ib (A) In (A) 315.33 880 32 40 65.16 181 110 344 92 146 95 170 40 40 28.8 72 34.8 87 8.8 22 53.9 77 48.3 69 119 170 Tên CB Compact NXS400 Compact NXS100 Compact NXS100 Compact NXS160 Compact NXS100 Compact NXS100 Compact NXS100 Compact NXS100 Compact NXS100 Compact NXS100 Compact NXS100 Compact NXS100 Compact NXS125 Tên trip unit Micrologic TM250D TM250D TM160D TM125D TM125D TM50D TM50D TM50D TM16D TM100D TM50D TM125D TÍNH TỐN KÍCH THƯỚC DÂY DẪN: 2.1 Lựa chọn máy biến áp: • Cơng suất biểu kiến MBA T1 P = √3U I = √3 400.315 = 418.24(kVA) Chọn máy biến áp biểu kín 500 kVA Dịng Ib hiệu chỉnh P 500k = = 560.8(A) I = U√3 400√3 • Cơng suất biểu kiến MBA T7 P = √3U I = √3 230.40 = 95.9(kVA) Chọn máy biến áp 100 kVA Dòng Ib hiệu chỉnh P 100k I = = = 50.2(A) U√3 230√3 Bảng 5: Chọn CB cho phù hợp với máy biến áp Hệ số dòng tải 0.9 0.7 0.7 0.7 0.8 0.6 0.7 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.9 Ir (A) 400 40 80 125 100 100 40 32 40 16 60 50 125 Dây Ib(A) dẫn In(A) Tên CB Tên trip unit Hệ số chỉnh dòng tải Ir(A) Icu(kA) C1 360.8 400 NSX400F Micrologic 5.0A 0,79 500 36 C7 50.2 100 NSX100B Micrologic 2.2M 0,6 60 25 C15 90.2 160 NSX160B TM250D 0,625 100 40 2.2 Tính tốn lựa chọn dây dẫn: Kt = ΠKi Iz = Với : - Ki: hệ số hiệu chỉnh xét đến điều kiện lắp đặt cáp - ZI : dòng điện lớn cho phép cáp theo bảng tra Chọn dây dẫn thích hợp Đối với cáp không chôn đất: - Đối với cáp chôn đất: Dây Ký dẫn hiêu C1 C7 C8 C9 C10 C11 C15 C16 C17 C18 C19 C20 C21 Điều kiện lắp đặt dây dẫn VIII Cáp điện đa lõi, đồng (Cu), cách điện XLPE, đặt máng (khay) cáp vơi mạch khác, nhiệt độ môi trường 45 ‘C XII Cáp điện đa lõi, đồng (Cu), cách điện PVC, chôn tường với mạch khác, nhiệt độ môi trường 30 C XIII Cáp điện đa lõi, đồng (Cu), cách điện XLPE, đặt máng (khay) cáp với mạch khác, nhiệt độ môi trường 30 C IX Cáp điện đa lõi, đồng (Cu), cách điện PVC, đặt ống chôn ngầm đất ướt với mạch khác, nhiệt độ môi trường 25 C I Cáp điện đơn lõi, đồng (Cu), cách điện XLPE, đặt máng (khay) cáp, nhiệt độ môi trường 40 C X Cáp điện đa lõi, đồng (Cu), cách điện PVC, đặt thang cáp với mạch khác, nhiệt độ môi trường 30C XI Cáp điện đa lõi, đồng (Cu), cách điện XPLE , chôn tường với mạch khác, nhiệt độ môi trường 35C II Cáp điện đa lõi, đồng (Cu), cách điện XLPE, đặt máng (khay) cáp với mạch khác, nhiệt độ môi trường 40C Cáp điện đơn lõi, nhôm (Al), cách điện PVC, đặt ống III chôn ngầm đất ẩm với mạch khác, nhiệt độ môi trường 35C VI Cáp điện đơn lõi, nhôm (Al), cách điện PVC, đặt máng (khay) cáp với mạch khác, nhiệt độ môi trường 45C VII Cáp điện đơn lõi, nhôm (Al), cách điện XLPE, đặt ống chôn ngầm đất ẩm với mạch khác, nhiệt độ môi trường 30C IV Cáp điện đơn lõi, đồng (Cu), cách điện PVC, đặt ống chôn ngầm đất ướt, nhiệt độ môi trường 25C V Cáp điện đơn lõi, đồng (Cu), cách điện XPLE , đặt ống chôn ngầm đất khô với mạch khác, nhiệt độ môi trường 35C Iz Sph 0.65 0.57 315.3 553 240 0.8 0.8 32 40 10 0.8 0.8 65.2 81.5 16 0.7 0.75 110 146.6 70 0.91 0.91 92 101.1 25 0.8 0.8 95 118.8 50 0.96 0.8 0.77 40 51.9 10 0.91 0.8 0.73 28.8 39.45 0.7 0.62 34.8 56.1 16 0.7 0.55 8.8 16 2.5 0.93 1.05 0.7 0.68 53.9 79.2 25 0.95 1.13 1.07 48.3 45.14 0.7 0.62 119 192 25 K1 K2 K3 0.87 0.95 1.13 0.84 1.05 0.79 0.89 K4 Kt Ir 2.3 Tính tốn độ sụt áp: Sụt áp dây dẫn tính tốn theo cơng thức: U = K.IB.L (V) Với K tra theo IEC trang G21 (247/588) Bảng 7: Bảng tính toán độ sụt áp dây dẫn Dây Ký dẫn hiêu IB(A) Sph K (mm ) (V/A/km) C1 VIII 315.3 240 0.14 C7 XII 32 10 4.1 C8 XIII 65.2 16 2.6 C9 IX 110 70 0.59 C10 I 92 25 1.9 C11 X 95 50 0.86 C15 XI 40 10 4.1 C16 II 28.8 6.8 C17 III 34.8 16 C18 VI 8.8 2.5 C19 VII 53.9 25 2.1 C20 IV 48.3 7.9 C21 V 119 25 1.9 L (km) U 0.135 5.95 5.95 1.4 0.045 5.9 11.85 2.9 0.185 31.36 37.31 9.3 0.03 1.947 7.897 1.9 0.056 9.6 15.55 3.8 0.055 4.5 10.45 2.6 0.13 21.32 33.17 8.2 25 0.125 24.48 61.79 15.4 25 0.028 2.93 40.24 10 35 0.02 37.31 9.3 0.05 5.65 21.2 2.3 0.055 20.9 36.45 9.1 0.04 19.45 4.8 U U % Sph (hc) 35 25 15 Sau kiểm tra phần trăm sụt áp, có đường dây sụt áp 5% Do thực lại chọn tiết diện dây lớn kiểm tra sụt áp phần trăm cho nhỏ 5% Ghi nhận tiết diện dây dẫn S(hc) Tính tốn lựa chọn CB theo dịng ngắn mạch 3.1 Tính tốn dịng ngắn mạch pha lớn • Cơng suất MBA T1: 500kVA Ta có Rtr=4,6 mΩ, Xtr=20,7 mΩ • Cơng suất MBA T2: 200kVA Ta có Rtr=37 mΩ, Xtr= 99,1 mΩ ρ=23,69mΩ.mm2/m cho đồng 37,65mΩ.mm2/m cho nhơm Áp dụng cơng thức tính Isc 16 C1 Vật liệu dẫn điện Cu Vật liệu cách điện XLPE C7 Cu C8 Sph (mm2) SPE (mm2) L (m) ρ (mΩ.mm2/m) Rph (mΩ) RPE (mΩ) XPh (mΩ) R∑ (mΩ) X∑ (mΩ) 240 120 56 23.69 37,9 75,81 16,9 113,71 16,9 0