Chương Iv Chính.docx

CHƯƠNG IV CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ THIẾT BỊ CÓ DÒNG ĐIỆN CHẠY QUA I Điều kiện chung Khí cụ điện và các phần tử có dòng điện chạy qua được chọn theo các điều kiện chung như sau +) Kiểu (loại) +) Điện áp địn[.]

Trang 1

CHƯƠNG IV : CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ THIẾT BỊ CÓ DÒNG ĐIỆN

CHẠY QUA

I Điều kiện chung

- Khí cụ điện và các phần tử có dòng điện chạy qua được chọn theo các điều

kiện chung như sau :

+) Kiểu (loại)

+) Điện áp định mức

+) Dòng điện làm việc cưỡng bức

+) Kiểm tra điều kiện ổn định động và ổn định nhiệt của khí cụ điện

- Ngoài ra đối với mỗi khí cụ điện hay phần tử có dòng điện đi qua có những

điều kiện riêng của nó , đòi hỏi khi tính chọn cần thỏa mãn những điều kiện riêng này

1.Loại khí cụ điện và các phần tử có dòng điện chạy qua

Loại khí cụ điện được lựa chọn phải phù hợp với điều kiện khí hậu đặt nó làm việc như trong nhà hay ngoài trời Ngoài ra chọn khí cụ điện cũng cần quan tâm về mặt kinh tế và kỹ thuật của nó

2.Điện áp

- Khí cụ điện phải chịu được khi làm việc lâu dài với điện áp định mức của

thiết bị và cũng có thể chịu được trong 1 thời gian nào đó dưới tác dụng của điện áp

- Điều kiện khi chọn khí cụ điện về điện áp như sau:

UđmKCĐ ≥ Uđm mạng

Trong đó : Uđm mạng là điện áp định mức của mạng

3.Dòng điện làm việc

- Các khí cụ điện và các phần tử có dòng chạy qua cần phải bảo đảm điều

kiện phát nóng khi làm việc

Ilvđm KCĐ ≥ Ilv cb

Trong đó : Ilvđm KCĐ là dòng điện làm việc định mức của khí cụ điện

Trang 2

Ilv cb là dòng điện làm việc cưỡng bức của khí cụ điện\

4 Kiểm tra ổn định động

- Khi xảy ra ngắn mạch, khí cụ điện và các phần tử có dòng điện chạy qua phải sinh ra những rung động lớn do ngắn mạch phát sinh ra lực điện động Điều kiện kiểm tra : Iôdd ≥ IXK

Trong đó : Iôdd là dòng ổn định động của KCĐ

IXK là dòng xung kích

5 Kiểm tra ổn định nhiệt

- Nhiệt độ khí cụ điện và dây dẫn quá cao có thể làm cho chúng bị hỏng Vì vậy, khí cụ điện và dây dẫn phải quy định nhiệt độ cho phép Để đảm bảo ổn định nhiệt thì nhiệt độ của chúng không vượt quá giá trị cho phép

Điều kiện kiểm tra : BN ≥ BNTT

Trong đó : B N là xung nhiệt lượng thiết bị chọn

BNTT là xung nhiệt lượng tính toán của dòng ngắn mạch

Đối với những thiết bị có Iđm ≥ 1000A thì không cần kiểm tra ổn định nhiệt

II, Tính toán dòng điện làm việc và cưỡng bức

Trang 3

1.3: Đường dây phụ tải

- Đường dây đơn :

1.4 Mạch kháng điện phân đoạn

Đã tính bên chọn kháng điện phân đoạn :

Trang 4

III Chọn máy cắt và dao cách li:

1 Điều kiện chọn và kiểm tra máy cắt, dao cách li:

1.1 Điều kiện chọn và kiểm tra máy cắt :

Máy cắt được chọn theo các điều kiện sau :

- Điện áp định mức : U đm MC ≥ U đm mạng

- Dòng điện định mức : I đm MC ≥ I cb

- Dòng cắt định mức : I cắt đm ≥ I N ' '

- Kiểm tra ổn định động : I ôddMC ≥i xk

- Kiểm tra ổn đinh nhiệt : I nh2 i nh ≥ B NTT

1.2 Điều kiện chọn và kiểm tra dao cách li :

Máy cắt được chọn theo các điều kiện sau :

- Điện áp định mức : U DCL ≥ U đm mạng

- Dòng điện định mức : I DCL ≥ I cb

- Kiểm tra ổn định động : I ôddMC ≥i xk

- Kiểm tra ổn đinh nhiệt : I nh2 i nh ≥ B NTT

Với máy cắt và dao cách li có I đm ≥ 1000 A thì không cần kiểm tra ổn định nhiệt

Trang 5

Theo các điều kiện chọn máy cắt DCL trên, ta tra phụ lục 3_4/trang

149_157/bảng 3.1_4.1_TLHD, chọn được các máy cắt và DCL có thông số

Trang 6

10/4000

10/3000

Bảng 4.2 : Thông số dao cách ly

IV Kiểm tra kháng điện phân đoạn đã chọn:

- Loại kháng điện : PbA-10-4000 có Iđm= 4 kA

- Kiểm tra ổn định động : Iôdd= 67 kA > ixkN4= 41,75 kA

- Kiểm tra ổn định nhiệt : Kháng điện đã chọn có Iđm = 4000A > 1000A nên

không cần kiểm tra ổn định nhiệt

V Chọn thanh góp, thanh dẫn, cáp điện lực :

- Thanh dẫn, thanh góp là hệ thống dây dẫn được gắn chặt trên sứ để tạo thành

sự liên hệ về điện giữa các thiết bị điện với nhau

- Với cấp điện áp < 35kV thường dùng thanh dẫn cứng

- Với cấp điện áp > 35kV thường dùng thanh dẫn mềm

- Điều kiện chọn : theo điều kiện phát nóng lâu dài I cp ≥ I cb

Trang 7

Tra phụ lục 10/trang 187/bảng 10.3_TLHD, ta chọn thanh dẫn cứng

bằng đồng, có tiết diện hình máng như hình vẽ, quét sơn và có thông số như bảng sau:

Kích thước

(mm)

Tiếtdiện 1cực(mm2)

Momen trở kháng

(cm3)

Momen quá tính(cm4)

Dòngđiệnchophép

cả 2thanh(A)

thanh

yo

than h

yo

Trang 8

Hình 4.1: Tiết diện mặt cắt thanh dẫn hình máng 1.1.2 Kiểm tra ổn định nhiệt khi ngắn mạch:

- Kiểm tra ổn đinh nhiệt theo điều kiện tiết diện cho phép:

S chọn ≥ S min=√B N

C

Trong đó: S chọn là tiết diện của thanh dẫn cần kiểm tra ổn định nhiệt.

S min là tiết diện nhỏ nhất mà thanh dẫn có thể chịu đựng được khi

1.1.3 Kiểm tra ổn địng động khi ngắn mạch:

- Kiểm tra ổn định động bằng phương pháp đơn giản hóa Theo phương pháp này, ta

coi nhịp thanh dẫn (phần thanh dẫn giữa 2 sứ gần nhau) có chiều dài l1, khi ngắn

Trang 9

mạch thanh dẫn chịu tác động của 1 lực không đổi F1 và bằng lực cực đại khi ngắn

mạch 3 pha tính với pha giữa Mỗi thanh dẫn hình máng gồm 2 thanh dẫn hình chữ U

ghép lại với nhau, nên ứng suất trong thanh dẫn gồm 2 phần δ1 và δ2 Ta có:δtt = δ1 + δ2 (Kg/cm2)

Trong đó:

δ1 : là ứng suất do dòng điện giữa các pha tác động với nhau sinh ra

δ2 : là ứng suất do dòng điện trong 2 thanh dẫn cùng pha tác động vớinhau sinh ra

a : là khoảng cách giữa các thanh dẫn, chọn a = 50 cm

l1 : là chiều dài của 1 nhịp thanh dẫn, chọn l1 = 100 cm

Trang 10

Ứng suất trong thanh dẫn δ1 dưới tác động của momen uốn M1:

Trang 11

1.1.4 Kiểm tra ổn định động của thanh dẫn có xét đến dao động:

- Tần số riêng của thanh dẫn có hình dáng bất kì được xác định như sau:

f r= 3,56

l2 .√E J 106

S γ

Trong đó:

l là độ dài thanh dẫn giữa 2 sứ gần nhau l = 90 cm

E là modul đàn hồi của vật liệu thanh dẫn, thanh dẫn bằng đồng

E=1,1.106 (Kg/cm2)

J là momen quán tính của tiết diện thanh dẫn đối với trục thẳng góc và phương uốn ( J= Jyo-yo= 243 cm4 )

γ là khối lượng riêng của vật liệu làm thanh dẫn (γ=8,93 g /cm3¿

S là tiết diện ngang của thanh dẫn ( S=2.10,10=20,2 cm2)

- Ta thấy tần số dao động riêng f r=584,465 ( Hz ) nằm ngoài khoảng (45-55)Hz

và (90-100)Hz nên điều kiện ổn định động khi có xét đến dao động riêng được thoả mãn

Vậy thanh góp đã chọn thỏa mãn các điều kiện kiểm tra

1.2 Chọn thanh dẫn từ đầu cực máy phát F1, F2, F3 đến thanh góp cấp điện áp máy phát và từ đầu cực máy phát F4 đến máy biến áp B3:

1.2.1 Điều kiện chọn :

- Ta chọn thanh dẫn cứng bằng đồng, tiết diện hình máng

- Điều kiện chọn: Icp ≥ Icb = 3,969 kA

Trang 12

Tra phụ lục 10/trang 187/bảng 10.3_TLHD, ta chọn thanh dẫn cứng bằng đồng, có tiết diện hình máng như hình 4.1, quét sơn và có thông số như bảng sau:

Kích thước (mm) Tiết

diện 1cực(mm2)

Momen trở kháng

(cm3)

Dòngđiệnchophép

cả 2thanh(A)

thanh

yo

than h

yo

Bảng 4.4: Thông số thanh dẫn đầu cực máy phát.

1.2.2 Kiểm tra ổn định nhiệt:

C

Trang 13

- Mỗi thanh dẫn hình máng gồm 2 thanh dẫn hình chữ U ghép lại với nhau, nên ứng suất trong thanh dẫn gồm 2 phần δ1 và δ2 Ta có:

δtt = δ1 + δ2 (Kg/cm2)

Trong đó:

δ2 : là ứng suất do dòng điện trong 2 thanh dẫn cùng pha tác động vớinhau sinh ra

2

Trang 14

- Khoảng cách lớn nhất giữa 2 miếng đệm:

 f2 l22

12W2≤ δ cp−δ 1=¿l2≤√(δ cp−δ 1 ).12 W2

Trang 15

f r= 3,56

l2 .√E J 106

S γ

Trong đó:

l là độ dài thanh dẫn giữa 2 sứ gần nhau l =90 cm

E=1,1.106 (Kg/cm2)

- Ta thấy tần số dao động riêng f r=610,763( Hz ) nằm ngoài khoảng (45-55)Hz

1.3 Chọn thanh dẫn từ thanh góp cấp điện áp máy phát đến hạ áp máy biến áp liên lạc B 1 , B 2 :

Momen trở kháng

(cm3)

Dòngđiện

Trang 16

chophép

cả 2thanh(A)

thanh

yo

than h

yo

Bảng 4.4: Thông số thanh dẫn đầu cực máy phát.

1.3.2 Kiểm tra ổn định nhiệt:

C

δ2 : là ứng suất do dòng điện trong 2 thanh dẫn cùng pha tác động với

nhau sinh ra

 Xác định δ 1 :

Trang 17

Lực điện động giữa các pha sinh ra:

Trang 18

- Để ứng suất giảm trên thanh dẫn người ta đặt các miếng đệm cách nhau 1 khoảng l2 trong khoảng giữa 2 sứ liền kề nhau của 1 pha Lực tác động lênđoạnthanh dẫn giữa 2 miếng đệm liên tiếp có chiều dài l2.

- Khoảng cách lớn nhất giữa 2 miếng đệm:

f r= 3,56

l2 .√E J 106

S γ

Trang 19

Trong đó:

l là độ dài thanh dẫn giữa 2 sứ gần nhau l =90 cm

E=1,1.106 (Kg/cm2)

- Ta thấy tần số dao động riêng f r=584,465 ( Hz ) nằm ngoài khoảng (45-55)Hz

2 Chọn thanh dẫn mềm đặt cho đoạn ngoài trời:

2.1 Chọn tiết diện:

Điều kiện chọn: Icp ≥ Ilvcb = 4,124 kA

Ta chọn bộ dây dẫn mềm bằng nhôm có các thông số sau:

+ 6 dây dẫn AC-400/22 có dòng cho phép 1 dây là: Icp1 = 835 A

+ Dòng cho phép của bộ dây là: Icp∑ = 6.835 = 5010 A

2.2 Kiểm tra ổn định nhiệt khi ngắn mạch:

-Điều kiện : S chọn ≥ S min=√B N

Trang 20

1 Chọn sứ đỡ cho các thanh dẫn cứng:

- Sứ đỡ được chọn theo các điều kiện sau:

+ Vị trí đặt : Đặt trong nhà hay ngoài trời

+ Loại sứ : Sứ đỡ, sứ xuyên, sứ treo

F1 : Là lực tính toán trên khoảng vượt của thanh dẫn (Kg)

1.1 Chọn sứ đỡ thanh góp cấp điện áp máy phát:

- Ta có : F1=61,256 Kg

h= 100 (mm)

Trang 21

Dựa vào Phụ lục 9/trang 182/bảng 9.1 ta chọn loại sứ đặt trong nhà có các thông số như sau:

nhỏ nhất khiuốn tính ( Kg)

Chiềucao(mm)

Địnhmức

Duy trì ở trạng thái

khôOΦ-10-Φ-10-

120 =86,779 Kg

Fcp = 0,6 Fphá=0,6.375=225 Kg

Ta thấy Ftt < Fcp => Thoã mãn yêu cầu ổn định động

1.2 Chọn sứ đỡ cho thanh dẫn từ đầu cực máy phát F1, F2, F3 đến thanh góp cấp điện áp máy phát và từ đầu cực máy phát F4 đến máy biến áp B3:

Chiềucao(mm)

Địnhmức

khôOΦ-10-Φ-10-

Trang 22

Ta thấy Ftt < Fcp => Thoã mãn yêu cầu ổn định động.

1.3 Chọn sứ đỡ thanh dẫn từ thanh góp cấp điện áp máy phát đến hạ áp máy biến áp liên lạc:

Chiềucao(mm)

Địnhmức

khôOΦ-10-Φ-10-

- Để nối 2 đoạn này lại với nhau thì ta phải dùng sứ xuyên qua từng gian này

- Điều kiện chọn sứ xuyên:

+ UđmS ≥ Uht = 10,5 kV

+ Iđm ≥ Ilvcb = 4,124 kA

Trang 23

- Ta chọn sứ xuyên cho thanh dẫn có các thông số như sau:

(kV)

Dòng định mức(kA)

Lực phá hoại nhỏnhất khi uốn tính

(Kg)

Bảng 4.9: Thông số sứ xuyên.

*VII Chọn cáp cho đường dây cấp điện áp máy phát:

-Ta chọn 1 phần cáp dẫn từ thanh góp cấp điện áp máy phát ra đến ngoài nhà máy (khoảng 0,2km)

- Ta chọn cáp đồng 3 lõi, cách điện bằng giấy tẩm dầu, đặt trong đất

I bt là dòng điện làm việc bình thường của mạch điện.

J kt là mật độ dòng kinh tế, phụ thuộc vào Tmax

Trang 24

Tra sách tài liệu hướng dẫn Bảng 5.1/trang 67 đối với cáp cách điện bằng giấy, lõi đồng thì ta chọn Jkt = 2 (A/mm2)

1 Chọn cáp cho đường dây đơn:

Trang 25

Icp là dòng điện cho phép của cáp ở môi trường qui định và ở riêng 1 mình

=> K1 K2 Icp = 1.0,93.400 = 1488 A > Ibt = 323,45 A

Vậy thỏa mãn điều kiện phát nóng lúc bình thường.

2 Chọn cáp cho đường dây kép :

Vậy thỏa mãn điều kiện phát nóng lúc bình thường.

2.3 Kiểm tra điều kiện phát nóng khi làm việc cưỡng bức:

- Khi sự cố cáp có thể cho phép quá tải 130% trong thời gian không quá 5 ngày đêm.

- Điều kiện: 1,3.K1 K2 Icp =1,3.0,9.4.400= 1933,4 A ≥ Icb= 646,9 A

Vậy cáp đã chọn thỏa mãn điều kiện phát nóng khi làm việc cưỡng bức.

Trang 26

VIII Chọn cuộn dập hồ quang:

- Với cấp điện áp máy phát 10,5kV thì khi xảy ra chạm đất 1 pha người ta vẫn cho phép vận hành nhưng dòng điện dung sẽ lớn phát sinh hồ quang có thể đốt cháy khí

cụ điện ở chỗ chạm đất Mặc khác, dòng điện dung lớn sẽ dẫn đến quá áp trong mạng điện, điện áp pha sẽ tăng lên (2,5-3) lần điện áp pha định mức.

- Theo qui định kỹ thuật thì mạng điện có thể làm việc với trung tính cách điện đối với đất nếu dòng chạm đất 1 pha đối với mạng 10,5kV là I c = (20÷30)A Vậy nếu dòng cắt Ic > 30A thì khi chạm đất 1 pha ta phải đặt cuộn dập hồ quang.

1 Tính dòng điện dung khi chạm đất 1 pha trong mạng 10,5kV:

- Đối với đường dây cáp :

Trang 27

- Dòng điện dung của đường dây phụ tải cấp điện áp máy phát:

I c=Ick+I cc=3,54+2,1=5,64 A

- Ta thấy I c < 30A nên không cần phải đặt cuộn dập hồ quang cho lưới 10,5kV

IX Chọn kháng điện cho đường dây :

- Kháng điện đường dây là một cuộn dây điện cảm không có lỗi thép, có điện kháng lớn hơn điện trở Đùng để hạn chế dòng điện ngắn mạch và dòng điện khởi động của động cơ Ngoài ra nó còn nâng cáo điện áp dư trên thanh góp khi xảy ra ngắn mạch trên đường dây.

- Kháng điện đường dây được chọn theo điều kiện:

U đmK ≥ U đm mạng

I đmK ≥ I lvcb

- Sơ đồ phân phối phụ tải cấp điện áp máy phát:

Hình 4.2: Phân bố phụ tải cấp điện áp máy phát.

Trang 28

- Ở chương 2 ta đã phân bố phụ tải cấp điện áp máy phát nên ta có bảng phân bố công suất qua kháng như bảng sau:

Bảng 4.10: Bảng phân bố công suất qua kháng lúc bình thường và sự cố.

- Dòng điện làm việc bình thường qua kháng điện K 3 , K 41 , K 42 , K 5 là:

- Tra tài liệu tham khảo:

- Ta chọn kháng điện K3, K5 là loại kháng điện đơn loại PbA-10-2000-Xk%

- Ta chọn kháng điện K4 là loại kháng điện kép loại PbAC-10-2x2000-Xk%

1 Xác định Xk%:

- Xk% được xác định theo điều kiện hạn chế dòng ngắn mạch đến trị số cho phép nhằm đảm bảo ổn định động, ổn định nhiệt và khả năng cắt của máy cắt sau kháng điện đường dây và đảm bảo điện áp dư trên thanh góp phân đoạn Đồng thời đảm bảo tổn thất điện áp trên kháng điện không được vướt quá trị số cho phép.

1.1 Xác định X K3 %, X K4 %, X K5 %

- Xét kháng điện K 3 (K 4 , K 5 ), ta có sơ đồ thay thế ngắn mạch như sau:

Định dạng
Số trang	40
Dung lượng	321,76 KB