C4 phan1

Electrical Delivery CHƯƠNG III CHƯƠNG III TÍNH TỐN TÍNH TỐN THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN HẠ THẾ THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN HẠ THẾ 8/24/2014 Electrical Delivery Đặc thù lưới điện hạ Tính tốn lưới điện hạ theo điều kiện phát nóng bảo vệ CHƯƠNG III TÍNH TỐN THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN HẠ THẾ Tính tốn lưới điện hạ theo điều kiện độ bền nhiệt dịng điện ngắn mạch Tính tốn tổn hao điện áp Tính tốn dịng điện ngắn mạch lưới hạ Bảo vệ lưới điện hạ Vị trí lắp đặt thiết bị bảo vệ 8/24/2014 4.2 Tính tốn lưới điện hạ theo điều kiện phát nóng bảo vệ  Tiết diện dây dẫn phụ thuộc:  Dịng điện tính tốn  Yêu cầu bảo vệ tải  Nhiệt độ môi trường  Môi trường lắp đặt  Loại vỏ bọc  Bước đầu lựa chọn dạng cáp phù hợp, cách lắp đặt sau tính tốn lựa chọn tiết diện 8/24/2014 Method of installation Cáp trunking Cable (bao gồm ladder Conductors and Without Clipped loại ốp Cable Cable On Support cables Conduit fixings direct chân ducting tray insulators wire tường, Cable loại brackets sàn ) Bare conductors _ _ _ _ _ _ + _ Insulated conductors _ _ + + + _ + _ + + + + + + + + + + + + + + MultiCáp có vỏ core bọc (bao gồm bọc thép Single Chất -core khoáng cách nhiệt + : phép _ : không cho phép : không áp dụng , không dùng thực tế Nhiệt độ cho phép dây dẫn cáp ngầm (cp) Nhiệt độ cho phép dây dẫn cáp ngầm (cp) nhiệt độ lớn mà làm việc nhiệt độ , dây dẫn cáp giữ đặc tính nhiệt • Đối với dây trần : cp  70 0C • cp dựa đặc tính mối nối _ chỗ tiếp xúc có dịng qua ,sẽ gây nên tượng phát nóng nhiều _ Khi nhiệt độ tăng giá trị cho phép , chỗ tiếp xúc bị oxy hóa mạnh làm tăng điện trở tiếp xúc ngày nóng lên đường dây khơng làm việc • Dây có bọc cách điện : phận chịu nhiệt lớp cách điện bọc quanh dây dẫn cao su , PVC… Tính cách điện dây đảm bảo nhiệt độ lõi dây không vượt cp vật liệu cách điện cp dây có bọc phụ thuộc vật liệu cách điện • Cách điện cao su , PVC có cp = 600C  80 0C ; cách điện sợi amiang , sợi thủy tinh cp = 1000C  120 0C 8/24/2014 Nhiệt độ cho phép dây dẫn cáp ngầm (cp) • Cáp ngầm có vỏ bọc kim loại chì nhơm , cách điện giấy tẩm dầu , bị nóng lên vật liệu cách điện dãn nở nguội co lại nhiều vỏ bọc chì • Do hình thành khoảng trống khơng khí cách điện vỏ bọc , tác dụng điện trường , khơng khí bị ion hóa đủ mạnh gây nên tượng chọc thủng cáp • cp = 500C – 80 0C Hiện tượng phát nóng dây dẫn Khi có dịng điện chạy qua , dây dẫn nóng lên , biến thiên nhiệt độ dây dẫn theo thời gian biểu diễn hàm số Δθ  θ  θ0  (θmax  θ0 )(1  e t / τ )   max 0 t 8/24/2014  : độ chênh nhiệt độ dây dẫn so với môi trường chung quanh ( C)  : nhiệt độ dây dẫn sau có dòng điện chạy qua t giây ( C) 0 : nhiệt độ môi trường chung quanh ( C) max : nhiệt độ giới hạn lớn dây dẫn ( C)  : số thời gian phát nóng dây dẫn (s) Hiện tượng phát nóng dây dẫn I=const I=const chạy qua , dây dẫn bị đốt nóng , nhiệt lượng phát chia làm phần : phần làm nóng dây dẫn , phần cịn lại tỏa mơi trường chung quanh  Nhiệt lượng tỏa môi trường theo đường : xạ , đối lưu truyền dẫn Vì hệ số truyền dẫn khơng khí thấp nên xét đến tượng đối lưu xạ  Ở giai đoạn đầu , dòng điện làm cho nhiệt độ dây dẫn tăng tuyến tính theo đường thẳng , tượng đối lưu xạ , phần nhiệt lượng tỏa môi trường chung quanh  Khi đạt đến trạng thái cân nhiệt , nhiệt độ dây dẫn với nhiệt độ môi trường chung quanh , nhiệt lượng phát sinh tỏa hết môi trường chung quanh, dây dẫn đạt nhiệt độ xác lập 8/24/2014  Dây dẫn đạt nhiệt độ xác lập t= (3  4)  10 Dòng điện cho phép dây dẫn cáp Dòng điện cho phép ( Icp ) dòng điện chạy qua dây dẫn lâu dài làm cho dây nóng lên tới nhiệt độ khơng vượt nhiệt độ cho phép Yếu tố liên quan tới Icp  Dòng điện I chạy qua dây dẫn có điện trở r đơn vị thời gian phát nhiệt lượng Q  K I r  K I ρ l F K1 : hệ số qui đổi công suất điện nhiệt  : điện trở suất dây dẫn ; l : chiều dài dây ; F : tiết diện dây  Lượng nhiệt tỏa môi trường chung quanh Q  K (θ  θ0 )S K2 : hệ số tỏa nhiệt ( W/cm2.độC ) nhiệt lượng tỏa 1giây từ 1cm2 bề mặt dây dẫn độ chênh nhiệt dây dẫn môi trường 10C ; S =.d.l : diện tích bề mặt tản nhiệt (cm2 ) , d : đường kính dây dẫn (cm) =3,14 ,0 : nhiệt độ dây dẫn môi trường chung quanh Hệ số truyền nhiệt dây dẫn phụ thuộc vào : •nhiệt độ dây dẫn 11 •tốc độ chuyển động khơng khí gần dây dẫn Electrical Delivery Tính tốn dịng điện ngắn mạch 8/24/2014 74 Electrical Delivery Mục đích Xác định điều kiện làm việc thiết bị chế độ cố Lựa chọn thiết bị: cái, sứ cách điện, cáp, dây dẫn… Lựa chọn thiết bị bảo vệ, rơ le Để lựa chọn thông số định mức thiết bị bảo vệ ta tính dịng ngắn mạch pha Để hiệu chỉnh thiết bị bảo vệ thơng số rơ le ta phải tính ngắn mạch khơng đối xứng 8/24/2014 75 Electrical Delivery 5.5 Tính tốn dòng điện ngắn mạch lưới hạ Các thiết bị phía hạ áp nhận nguồn điện từ MBA hạ áp công suất 25…2500kVA Khi công suất ngắn mạch hệ thống phía cao áp MBA SNM_HT>25SĐM_MBA: nguồn vơ lớn, điện trở nguồn khơng đáng kể  Tính điện trở R điện kháng X phần tử  Tính đơn vị có tên, với điện áp 1,05Udm_luoi=400V) 8/24/2014 76 Electrical Delivery Tính dịng ngắn mạch pha Xây dựng sơ đồ thay với giá trị R,X Tính tổng trở phần tử từ điểm ngắn mạch nguồn Tính dịng điện ngắn mạch Tính dịng điện xung kích 8/24/2014 77 Electrical Delivery Xây dựng sơ đồ thay từ sơ đồ nguyên lý với giả thiết điện trở điện kháng hệ thống 22 kV x0L1=0,08(Ω/km) r0L1=0,25(Ω/km) K1 L1=20(m) ST=630KVA UNM=5,5% PNM=15KVA PO=15KVA 0,4 kV x0L2=0,08(Ω/km) r0L2=0,71(Ω/km) L2=70 (m) K2 K3 8/24/2014 6:47:37 AM 8/24/2014 x0L3=0,08(Ω/km) r0L3=1,7(Ω/km) L3=15 (m) 78 Electrical Delivery Xây dựng sơ đồ thay từ sơ đồ nguyên lý 8/24/2014 79 Electrical Delivery Tính tốn điện trở, điện kháng phần tử Máy biến áp RMBA PNMU HA  S ĐM _ MBA U NM PNM U HA X MBA  ( ) ( ) 100 S ĐM _ MBA S ĐM _ MBA 8/24/2014 80 Electrical Delivery Cáp dây dẫn X WL  X L RWL  R0 L CB Iđm (A) X (m) R (m) 100 0.86 1.8 140 0.55 0.74 200 0.28 0.36 400 0.1 0.15 600 0.094 0.12 Cầu dao 8/24/2014 Iđm (A) 50 100 200 400 600 R (m) 1.3 0.75 0.6 0.4 0.094 1000 1600 81 Electrical Delivery Máy biến áp, máy biến dòng 8/24/2014 Hệ số biến dòng 100/5 150/5 200/5 300/5 400/5 500/5 X (m) R (m) 2.7 1.7 1.2 0.75 0.67 0.42 0.3 0.2 0.17 0.17 0.07 0.05 82 Electrical Delivery Tính tổng trở từ điểm ngắn mạch nguồn Z K1  ( RMBA  RL1 )2  ( X MBA  X L1 )2 Z K  ( RMBA  RL1  RL )2  ( X MBA  X L1  X L )2 Z K  ( RMBA  RL1  RL  RL3 )2  ( X MBA  X L1  X L  X L3 )2 8/24/2014 84 Electrical Delivery Tính dịng điện ngắn mạch điểm K1,K2,K3 U HA I K1  3Z K IK U HA  3Z K IK3 U HA  3Z K Tính dịng điện xung kích ixki  2k XK I Ki I xk  I Ki  2( K xk  1)2 Kxk=1.3 máy biến áp 4002000kVA Kxk= điểm ngắn mạch xa 8/24/2014 85 Electrical Delivery Ảnh hưởng động  Nếu động nằm cách điểm ngắn mạch 5-7m, dịng ngắn mạch động gây I K _ DC  0,9 I '' dm _ DC Xd with X d''  0.2  Khi dịng điện xung kích ixki  2(k XK I Ki  0,9 I ) '' dm _ DC Xd  Trị hiệu dụng dịng điện xung kích I xki  I Ki  2( K xk  1)2 8/24/2014 86 Electrical Delivery Ví dụ Tính dịng điện ngắn mạch ba pha điểm K1,K2,K3 Giả thiết điện trở hệ thống thiết bị bảo vệ, đo lường không đáng kể 22 kV x0L1=0,08(Ω/km) r0L1=0,25(Ω/km) K1 L1=20(m) 0,4 kV x0L2=0,08(Ω/km) r0L2=0,71(Ω/km) L2=70 (m) K2 K3 8/24/2014 ST=630KVA UNM=5,5% PNM=15KVA PO=15KVA x0L3=0,08(Ω/km) r0L3=1,7(Ω/km) L3=15 (m) 87 Electrical Delivery Tính tốn dịng điện ngắn mạch khơng đối xứng  Trong lưới hạ áp, tính dịng điện ngắn mạch pha theo cơng thức sau (1) I K1 U PHA _ HA  Z MBA  Z Z MBA  ( R1MBA  R2 MBA  R0 MBA )2  ( X1MBA  X MBA  X MBA )2  ZΞ tổng trở phần tử từ điểm ngắn mạch trở nguồn (không bao gồm MBA) 8/24/2014 91 Electrical Delivery Bài tập Artemov 166,167 8/24/2014 94