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
BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN THIẾT BỊ ĐIỆN TRONG HỆ THỐNG PHÂN PHỐI ĐIỆN Phụ tải L15 M16 M17 M18 M9 L19 L20 L21 Pdm(Kw) 50 30 63 45 150 40 35 37 Dây dẫn C10 C11 Ib(A) 260 210 Dây dẫn C1 C15 C7 C8 C9 C10 C11 C16 C17 C18 C19 C20 C21 Mã số VIII IX III X VII II V VI XI XII XIII IV I Phần I:TÍNH TỐN SƠ BỘ 1.1.Tính dịng điện tải Ib a) Dòng điện định mức tải Iđm = Pn √3 𝑥 𝑈đ𝑚 𝑥 𝜂 𝑥 𝑐𝑜𝑠𝜑 -Tải L15 : Pđm = 50KW , Uđm = 230V , cosφ = 0.8 Iđm = 50x1000 √3 𝑥 230 𝑥 0.8 = 156.89 (A) -Tải M16: Pn = 63KW ,Uđm = 400V, cos = 0.86, =89% Iđm = 63x1000 √3 𝑥 400 𝑥 0.86 𝑥 0.89 = 59.55 (A) Bảng 1: Tính dịng điện định mức tải Phụ tải L15 M16 M17 M18 M9 L19 L20 L21 Pđm(Kw) 50 30 63 45 150 40 35 37 Hiệu suất(%) 100 89 92 91 94 100 100 100 Cosφ 0.8 0.86 0.87 0.86 0.87 0.8 0.8 0.8 15.89 59.55 113.6 82.96 264.74 72.17 63.15 66.765 Iđm(A) b) Dòng điện làm việc tải Ta có cơng thức Ib = Ksd * Iđm Mà theo đề Ksd = (Vì khơng thể xác định xác thơng số, nên ta chọn 1) Bảng 2: Kết tính dịng làm việc tải Phụ tải L15 M16 M17 M18 M9 L19 L20 L21 Iđm 15.89 59.55 113.6 82.96 264.74 72.17 63.15 66.765 Ksd 1 1 1 1 Ib(A) 15.89 59.55 113.6 82.96 264.74 72.17 63.15 66.765 c) Dòng điện tải dây dẫn Ib = K I dt bi i • Vì khơng thể xác định hệ thống sử dụng đồng thời Kđt, nên chọn Kđt = 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 thỏa mãn điều kiện Ib < Ir < In 1.2- Lựa chọn CB -Chọn CB với phần tử bảo vệ (Trip Unit ) phù hợp với tải Hệ số chỉnh định dòng tải Ir (A) 1250 Dây dẫn C1 Ib(A) In(A) Tên CB 1081.05 1250 Tên Trip Unit C7 90.2 100 NSX-100L TM-100D 0.9 90 150 C8 256.11 400 NSX-400L Micrologic Vigi 0.65 260 150 C9 264.74 400 NSX-400F Micrologic 2.3M 0.7 280 36 C10 260 400 NSX-400L TM-400D 0.65 260 150 C11 210 250 NSX-250L TM-250D 0.85 213 150 C15 156.88 250 NSX-250F Micrologic 0.7 175 36 C16 59.55 100 NSX-160M Micrologic 2.3M 0.6 60 25 C17 113.6 160 NSX-160F Micrologic 2.3M 0.7 112 36 C18 82.96 100 NSX-160F Micrologic 2.3M 0.8 80 36 C19 72.17 100 NSX-100M Micrologic 0.7 70 25 C20 63.15 100 NSX-100M Micrologic 0.65 65 25 C21 66.756 100 NSX-100M Micrologic 0.7 70 25 Icu(kA) Phần II Tính Tốn Lựa Chọn Dây Dẫn 2.1) Tính tốn lựa chọn máy biến áp Công suất biểu kiến MBA T1: S1 = √3𝑈 ∗ 𝐼𝑏1= √3 ∗ 400 ∗ 𝐼𝑏1 = √3 ∗ 400 ∗ 1081 = 748.938 (KVA) Công suất biểu kiến MBA T7: S7 = √3 U*I= √3*230*Ib1= √3*230*90.2= 35.93 (KVA) Hệ số chỉnh định dòng tải Dây dẫn Ib (A) In (A) Tên CB C1 1155 1250 MTZ1 12H1 C15 156.88 250 NSX-250F Micrologic 0.65 162.5 C7 90.2 100 NSX-100L TM-100D 0.9 90 2.2) Tính tốn lựa chọn dây dẫn Kt = ΠKi Tên trip unit Ir (A) 1250 Iz = 𝐼𝑟 𝐾𝑡 Với : - Ki: hệ số hiệu chỉnh xét đến điều kiện lắp đặt cáp - Iz : dòng điện lớn cho phép cáp theo bảng tra • Xác định hệ số hiệu chỉnh: - K1: Ảnh hưởng nhiệt độ môi trường cách điện dây khơng khí (trang G11) - K2: Ảnh hưởng nhiệt độ môi trường cách điện dây chôn đất (trang G11) - K3: Hệ số hiệu chỉnh theo điều kiện đât (trang G12) - K4: Ảnh hưởng số mạch đặt kề - Tính Kt Iz để tìm tiết diện hợp lí dây dẫn Bảng tra K1 Bảng tra K2 Bảng tra K3 Bảng tra K4 Dây dẫn Kí hiệu Điều kiện lắp đặt dây dẫn K1 C1 VIII Cáp điện đa lõi, đồng (Cu), cách điện XLPE, đặt máng (khay) cáp vơi mạch khác, nhiệt độ môi trường 45C 0.87 C7 C8 C9 C10 III IV X I K2 Cáp điện đơn lõi, đồng (Cu), cách điện PVC, đặt ống chôn ngầm đất ướt, nhiệt độ môi trường 25C 0.95 1.05 0.82 0.91 C20 C21 XII XIII Cáp điện đa lõi, đồng (Cu), cách điện XPLE , chôn tường với mạch khác, nhiệt độ môi trường 35C Cáp điện đa lõi, đồng (Cu), cách điện PVC, chôn tường với mạch khác, nhiệt độ môi trường 30C Cáp điện đa lõi, đồng (Cu), cách điện XLPE, đặt máng (khay) cáp với mạch khác, nhiệt độ môi trường 30C 280 185*2 260 150 285.71 1.13 XI 120*2 342.38 0.91 0.95 C19 150 260 0.87 Cáp điện đa lõi, đồng (Cu), cách điện PVC, đặt ống chôn ngầm đất ướt với mạch khác, nhiệt độ môi trường 25C VI 1.1 0.94 IX C18 90 C15 Cáp điện đơn lõi, đồng (Cu), cách điện XPLE , đặt ống chôn ngầm đất khô với mạch khác, nhiệt độ môi trường 35C Cáp điện đơn lõi, nhôm (Al), cách điện PVC, đặt máng (khay) cáp với mạch khác, nhiệt độ môi trường 45C 8*240 242.20 1.05 V 0.62 1.13 0.93 C17 1250 Sph 0.7 Cáp điện đơn lõi, nhôm (Al), cách điện XLPE, đặt ống chôn ngầm đất ẩm với mạch khác, nhiệt độ môi trường 30C Cáp điện đa lõi, đồng (Cu), cách điện XLPE, đặt máng (khay) cáp với mạch khác, nhiệt độ môi trường 40C Iz= Ir/Kt 145.77 VII II Ir 0.72 C11 C16 Kt 1984.13 0.84 Cáp điện đơn lõi, đồng (Cu), cách điện XLPE, đặt máng (khay) cáp, nhiệt độ môi trường 40C K4 0.63 Cáp điện đơn lõi, nhôm (Al), cách điện PVC, đặt ống chôn ngầm đất ẩm với mạch khác, nhiệt độ môi trường 35C Cáp điện đa lõi, đồng (Cu), cách điện PVC, đặt thang cáp với mạch khác, nhiệt độ môi trường 30C K3 0.7 0.68 213 0.75 162.5 311.61 185*2 240 216.25 0.7 0.91 0.8 60 95 74.93 0.88 0.89 0.7 0.62 112 185 179.78 0.79 0.65 80 120 123.49 0.82 0.96 0.82 70 95 85.78 0.85 0.85 65 95 76.47 0.85 0.85 70 95 82.35 0.85 2.3) Tính tốn độ sụt áp Tính theo công thức lý thuyết: ∆U = K x IB x L (V) -Với: +K tra bảng Fig G28 +Ib: dịng làm việc lớn +L: chiều dài cáp • Tính cho cáp C1: *Khơng có bảng tra nên ta dùng cơng thức tính : -Với R bỏ qua tiết diện lớn 500mm2 -X=0.08Ω/km -Dòng làm việc lớn : Ib = 1081A - cos : + Đối với tải chiếu sáng :1 + Đối với tải động hoạt động bình thường : 0.8 + Đối với tải động khởi dộng : 0.35 -Từ ta tính sụt áp +Sụt áp: cos=0.8, sin=0.6 𝛥𝑈 = √3 × 𝐼𝑏 × (𝑋 𝑠𝑖𝑛 𝜑) × 𝐿 = √3 × 1081 × (0.08 × 0.6) × 0.135 = 12.13(𝑉) +Phần trăm sụt áp: ∑ 𝛥𝑈% = 𝛥𝑈 12.13 × 100% = × 100% = 3% 𝑈𝑑 400 +So sánh sụt áp cho phép: -So sánh sụt áp cho phép: ∑ 𝛥𝑈% < 5% • Tính cho cáp C7: -Cáp C7(Al): Sph = 150 mm2, cos = 1, tra bảng => K = 0.4, Ib = 90.22(A), L = 28m +Sụt áp: 𝛥𝑈 = 𝐾 × 𝐼𝑏 × 𝐿 = 0.4 × 90.22 × 0.028 = 1.01𝑉 +Tổng sụt áp C7: ∑ 𝛥𝑈 = 2.7 + 1.01 = 3.71(𝑉) +Tổng phần trăm sụt áp: ∑ 𝛥𝑈 3.71 × 100% = × 100% = 0.93% 𝑈𝑑 400 -So sánh sụt áp cho phép: ∑ 𝛥𝑈% < 5% • Tính cho cáp C8: -Cáp C8(Cu): Sph = 95 mm2, cos = 0.8, tra bảng => K = 0.31, Ib = 80.75(A), L = 135m ∑ 𝛥𝑈% = 10 Trường Đại học Bách Khoa Bộ môn Thiết bị điện C9 NSX-630F Micrologic 1.3M NSX-250B Micrologic C16NSX-100F Micrologic 2.2M NSX160F Magnetic GV4L115 Magnetic NSX-100M Micrologic NSX-100M Micrologic NSX-100M Micrologic C9 C15 C16 C17 C18 C19 C20 C21 380 10xIr 5.823 10xIr 200 6.1584 10xIr 50 110 115 0.7353 4.0646 3.8248 3xIr 3xIr 10xIr 90 1.1198 10xIr 80 1.9309 5xIr 80 0.5053 Bảng giá trị dòng chạm vỏ thiết bị CB Q7 Q8 Q9 Q10 Q11 Q15 Q16 Q17 Q18 Q9 Q19 Q20 Q21 L15 M16 M17 M18 M9 L19 L20 L21 0.795 1.95 2.44 3.08 3.94 1.1 2.8 1.5 Thiết bị Icv(kA) Kiểm tra khả cắt dòng chạm vỏ CB CB In(A) Tên Q1 1250 MTZ1-12H2 Q7 100 NSX-100F Q8 400 Trip unit TD-400D Ir(A) Icv(kA) Icu(kA) 1200 3.94 42 320 0.795 36 Micrologic NSX-400F 360 3.08 36 Vigi 44 Trường Đại học Bách Khoa Q9 400 Bộ môn Thiết bị điện Micrologic NSX-400F 380 3.94 36 2.3M Q10 400 NSX-400F TD-400D 280 2.8 36 Q11 250 NSX-250F TD-400D 225 1.5 36 Q15 250 NSX-250B Micrologic 200 0.795 25 100 NSX-100B Micrologic Q16 Q17 Q18 45 1.95 25 2.3M 160 NSX-160B Micrologic 155 2.44 25 2.3M 100 NSX-100B Micrologic 110 3.08 25 2.3M Q19 100 NSX-100B Micrologic 90 1.1 25 Q20 100 NSX-100B Micrologic 80 2.8 25 Q21 100 NSX-100F Micrologic 80 1.5 36 45 Trường Đại học Bách Khoa Bộ môn Thiết bị điện PHẦN VIII: LỰA CHỌN THIẾT BỊ ĐÓNG CẮT VÀ BẢO VỆ MÁY BIẾN ÁP 8.1) VIII Lựa chọn thiết bị đóng cắt bảo vệ máy biến áp a Trường hợp lộ vào 46 Trường Đại học Bách Khoa Bộ môn Thiết bị điện 47 Trường Đại học Bách Khoa Bộ môn Thiết bị điện c chon VT Sơ cấp đấu thứ cấp đấu có Ue = 22kV, Us = 100V ( đấu sao) 48 Trường Đại học Bách Khoa Bộ môn Thiết bị điện Phần IX:TÍNH TỐN BẰNG PHẦN MỀM ECODIAL 49 Trường Đại học Bách Khoa Bộ mơn Thiết bị điện 9.1.2.Dịng điện tải dây dẫn Ib Cáp Tính tốn lý thuyết Mơ Ecodial Sai số(%) C1 1081.05 1155 6.40 C7 90.2 91 0.88 C8 256.11 267 4.08 C9 264.74 280 5.45 C10 260 260 0.00 C11 210 210 0.00 C15 156.88 157 0.08 C16 59.55 55 8.27 C17 113.6 132 13.94 C18 82.96 80 3.70 C19 72.17 68 6.13 C20 63.15 59 7.03 C21 66.756 63 5.96 Nhận xét: không nhập hiệu suất cho động cơ, nên tính Ib chênh lệch so với phần mềm Còn lại sai số khác không đáng kể 50 Trường Đại học Bách Khoa Bộ mơn Thiết bị điện 9.1.3.Chọn CB Tính toán lý thuyết CB Tên CB Q1 MTZ1- Trip Unit Mô Ecodial In(A) Tên CB Trip Unit In(A) 1250 MTZ1 Micrologic 5.0 1250 12H1 X NSX160B Micrologic 6.2 12H2 NSX-100F TD-400D 100 Q7 E NSX-400F Micrologic Vigi 400 Q8 NSX400F Micrologic 5.3 400 E NSX-400F Micrologic 2.3M 400 Q9 NSX400F Micrologic 1.3 400 M NSX-400F TD-400D 400 Q10 NSX400F Micrologic 5.3 400 E NSX-250F TD-400D 250 Q11 Q15 160 NSX250B Micrologic 5.2 250 E NSX- Micrologic 250 NSXm160E Micrologic 4.1 160 100 NSX100F Micrologic 2.2 100 250B NSX100B Micrologic 2.3M Q16 Q17 NSX160B Micrologic 2.3M 160 NSX160B MA 160 NSX- Micrologic 2.3M 100 NSX100B MA 100 Q18 M 100B 51 Trường Đại học Bách Khoa Q19 Q20 Q21 NSX- Bộ môn Thiết bị điện Micrologic 100 C120H C 80 Micrologic 100 iC60H C 63 Micrologic 100 iC60H C 63 100B NSX100B NSX-100F Do khả tìm hiểu catalogue em cịn chưa tốt, nên có nhiều CB trip unit phù hợp khơng đưa vào, em chưa hiểu khác biệt dòng trip unit khác Chênh lệch làm trịn số tính Ib nên tính tay kết khác so với phần mềm 52 Trường Đại học Bách Khoa Bộ môn Thiết bị điện 9.1.4.Chọn dây dẫn Cáp Tính tốn lý thuyết Mơ Ecodial C1 8x240 4x300 C7 150 95 C8 120x2 240 C9 185x2 240 C10 150 120 C11 185x2 300 C15 300 120 C16 240 35 C17 95 120 C18 185 95 C19 95 50 C20 120 25 C21 120 70 Do cài đặt thông số dây không chi tiết tính tay nên hệ số k dây dẫn khác nhau, cộng với khác Ir nên Iz phần mềm tính tốn khác so với tính tay 53 Trường Đại học Bách Khoa Bộ mơn Thiết bị điện 9.1.5.Sụt áp dây dẫn Cáp Tính tốn lý thuyết(%) Mơ Ecodial C1 1.838 C7 3.3 2.569 C8 4.23 2.634 C9 3.9 2.638 C10 2.503 C11 3.8 2.048 C15 3.6 0.695 C16 4.6 4.489 C17 4.7 3.128 C18 4.37 2.887 C19 6.5 4.204 C20 4.2 3.426 C21 5.1 3.708 Do tiết diện dây tính tốn lý thuyết mơ ecodial khác nên hệ số K tra bảng khác dịng Ib lúc tính tốn lý thuyết so với mơ khác nên dẫn tới độ sụt áp khác Với độ sụt áp cho phép tham khảo Ecodial chọn lại dây để tiết kiệm tiền 54 Trường Đại học Bách Khoa Bộ môn Thiết bị điện 9.1.6.Dịng ngắn mạch pha Cáp Tính tốn lý thuyết(kA) Mô Ecodial(kA) C1 15.96 16.89 C7 8.96 12.10 C8 8.96 12.07 C9 8.96 12.37 C10 8.96 11 C11 8.96 12.17 C15 1.37 2.73 C16 5.44 3.2 C17 5.44 9.41 C18 5.44 9.97 C19 7.02 3.78 C20 7.02 4.98 C21 8.56 3.82 Khác tính tốn lý thuyết mơ ecodial -Dịng ngắn mạch tính theo cơng thức: I sc = U 20 ZT +Với: U 20 điện áp thứ cáp MBA không tải 55 Trường Đại học Bách Khoa Bộ môn Thiết bị điện ZT gồm RT X T RT ln có R dây dẫn +Do tiết diện tính tốn lý thuyết mơ khác nhau, dẫn đến R khác => I sc tính tốn mơ khác Cách khắc phục: Tính lại 9.1.7 Lựa chọn bảo vệ động Động Pdm(kW) M16 30 Tính tốn lý thuyết Mơ Ecodial LC1D80 LC1D65A M17 63 LC1D150 LC1D150 M18 45 LC1D115 LC1D115 M9 150 LC1F330 LC1F330 có khác động M16, M18 +Khi tính tốn, ta chọn contactor phối hợp bảo vệ động cách tra bảng dựa công suất định mức động Động M9, M16, M17, M18 loại Khắc phục: chọn lại contactor tiết kiệm chi phí 56 Trường Đại học Bách Khoa Bộ mơn Thiết bị điện 9.1.8.Bù cơng suất phản kháng • Khi tính tốn ta chọn phương pháp bù nhóm mơ phần mềm khơng hỗ trợ bù theo nhóm nên mô ta dùng phương pháp bù • Mơ phần mềm Cơng suất tụ bù (kVar) 100 kVar • Tính tốn lý thuyết Tụ Qbù (kVar) C7 13.28 C8 11.16 C9 9.86 C10 17.93 C11 5.9 MBA T1 54.5 57 Trường Đại học Bách Khoa Bộ môn Thiết bị điện Phần X : KẾT LUẬN Đây tập khó, khó số khơng cố định mà thay đổi dựa cách nhìn nhận mình, dẫn đến với đề đưa nhiều kết khác nhau, dựa ưu tiên yêu cầu khác dự án Một phần lần làm quen với vấn đề sát với thực tiễn, làm quen với việc tra catalog, đưa định Đây phần tập lớn có thời gian làm việc lớn từ trước tới giờ, nhiên em chưa hiểu tất vấn đề Và tập thực hành lớp khơng hiểu làm gì, làm tập lớn vấn đề sáng tỏ 58 ... 0. 68 213 0.75 162.5 311.61 185 *2 240 216.25 0.7 0.91 0 .8 60 95 74.93 0 .88 0 .89 0.7 0.62 112 185 179. 78 0.79 0.65 80 120 123.49 0 .82 0.96 0 .82 70 95 85 . 78 0 .85 0 .85 65 95 76.47 0 .85 0 .85 70 95 82 .35... 5.44 Q 18 15.725 29.751 5.44 39 Trường Đại học Bách Khoa Bộ môn Thiết bị điện Q19 13 .85 1 19 .83 1 7.02 Q20 13 .85 1 19 .83 1 7.02 Q21 15.4 22.15 8. 56 40 Trường Đại học Bách Khoa Bộ môn Thiết bị điện L15:... 100 NSX-100F Micrologic 80 1.5 36 45 Trường Đại học Bách Khoa Bộ môn Thiết bị điện PHẦN VIII: LỰA CHỌN THIẾT BỊ ĐÓNG CẮT VÀ BẢO VỆ MÁY BIẾN ÁP 8. 1) VIII Lựa chọn thiết bị đóng cắt bảo vệ máy biến