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[.]
CHƯƠNG IV : CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN VÀ THIẾT BỊ CĨ DỊNG ĐIỆN CHẠY QUA I Điều kiện chung - Khí cụ điện phần tử có dịng điện chạy qua chọn theo điều kiện chung sau : +) Kiểu (loại) +) Điện áp định mức +) Dòng điện làm việc cưỡng +) Kiểm tra điều kiện ổn định động ổn định nhiệt khí cụ điện - Ngồi khí cụ điện hay phần tử có dịng điện qua có điều kiện riêng , địi hỏi tính chọn cần thỏa mãn điều kiện riêng 1.Loại khí cụ điện phần tử có dịng điện chạy qua Loại khí cụ điện lựa chọn phải phù hợp với điều kiện khí hậu đặt làm việc nhà hay ngồi trời Ngồi chọn khí cụ điện cần quan tâm mặt kinh tế kỹ thuật 2.Điện áp Khí cụ điện phải chịu làm việc lâu dài với điện áp định mức thiết bị chịu thời gian tác dụng điện áp - Điều kiện chọn khí cụ điện điện áp sau: UđmKCĐ ≥ Uđm mạng Trong : Uđm mạng điện áp định mức mạng 3.Dòng điện làm việc Các khí cụ điện phần tử có dòng chạy qua cần phải bảo đảm điều kiện phát nóng làm việc Ilvđm KCĐ ≥ Ilv cb Trong : Ilvđm KCĐ dịng điện làm việc định mức khí cụ điện Ilv cb dịng điện làm việc cưỡng khí cụ điện\ Kiểm tra ổn định động - Khi xảy ngắn mạch, khí cụ điện phần tử có dịng điện chạy qua phải sinh rung động lớn ngắn mạch phát sinh lực điện động Điều kiện kiểm tra : Iơdd ≥ IXK Trong : Iơdd dòng ổn định động KCĐ IXK dòng xung kích Kiểm tra ổn định nhiệt - Nhiệt độ khí cụ điện dây dẫn q cao làm cho chúng bị hỏng Vì vậy, khí cụ điện dây dẫn phải quy định nhiệt độ cho phép Để đảm bảo ổn định nhiệt nhiệt độ chúng không vượt giá trị cho phép Điều kiện kiểm tra : BN ≥ BNTT Trong : B N xung nhiệt lượng thiết bị chọn BNTT xung nhiệt lượng tính tốn dịng ngắn mạch Đối với thiết bị có Iđm ≥ 1000A khơng cần kiểm tra ổn định nhiệt II, Tính tốn dòng điện làm việc cưỡng Các mạch phía máy hạ áp 10,5 kV 1.1: Mạch hạ áp máy biến áp liên lạc B1,B2 : - Dịng bình thường : Ibt1 = S Hmax √ U Hđm = 123,21 = 3,387 kA √ 10,5 - Dòng cưỡng : K scqt K cl S đmB 1,2.0,5.125 Icb1 = = = 4,124 kA √ 10,5 √ U Fđm 1.2: Mạch đầu cực máy phát - Dịng bình thường : Ibt2 = S Fđm = √ U Fđm 68,75 = 3,78 kA √ 10,5 - Dòng cưỡng : Icb2 = Ibt2 1,05 = 3,78 1,05 = 3,969 kA 1.3: Đường dây phụ tải - Đường dây đơn : Ibt3 = S ptmax √ U Fđm P ptmax = √ U Fđm Cosφ = = 0,323 kA √ 10,5 0,85 - Đường dây kép : Ibt4 = S ptmax √ U Fđm P ptmax = √ U Fđm Cosφ = 10 = 0,323 kA √ 10,5 0,85 Icb4 = Ibt4 = 0,323 = 0,649 kA 1.4 Mạch kháng điện phân đoạn Đã tính bên chọn kháng điện phân đoạn : Ibt5 = 0,49 kA Icb5 = 2,92 kA 1.5 Mạch nối từ máy biến áp B3 đến Std4 - Dịng bình thường : Ibt6 = S đmF −S tdF max √3 U Fđm = 19,25 = 3,516 kA √ 10,5 68,75− - Dòng cưỡng : Icb6 = 1,05 SđmF √ U Fđm 1.6 Mạch tự dùng = 1,05 68,75 = 3,969 kA √ 10,5 Ibt7 = S tdmax √ U Fđm = 19,25 = 1,058 kA √3 10,5 1.7 Thanh góp cấp điện áp máy phát - Dịng bình thường Ibt = max { Ibt ; i } = 3,78 kA - Dòng cưỡng Icb = max { Icb ; i } = 4,124 kA Kết luận: So sánh dòng cưỡng trường hợp trên, chọn dòng cưỡng I cb=4,124 kA để chọn khí cụ điện cho mạch 10,5 kV III Chọn máy cắt dao cách li: Điều kiện chọn kiểm tra máy cắt, dao cách li: 1.1 Điều kiện chọn kiểm tra máy cắt : Máy cắt chọn theo 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 2nh i nh ≥ B NTT 1.2 Điều kiện chọn kiểm tra dao cách li : Máy cắt chọn theo 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 2nh i nh ≥ B NTT Với máy cắt dao cách li có I đm ≥ 1000 A không cần kiểm tra ổn định nhiệt Theo điều kiện chọn máy cắt DCL trên, ta tra phụ lục 3_4/trang 149_157/bảng 3.1_4.1_TLHD, chọn máy cắt DCL có thơng số sau: Mạch Điểm tính NM tốn Thơng số tính tốn U đm I cb I ' 'N i xk Loại máy cắt Thông số định mức Uđ m Iđ m (kV) 10 (A) 560 I c đm I ô dd I nh Hạ áp MBA N3 (kV) (kA) (kA) (kA) 10,5 4,124 24,264 61,766 Máy phát N5’ 10,5 3,969 35,593 90,605 MГГ-10400045Y3 10 400 45 120 45 Phân đoạn N4 10,5 41,75 MГГ-10200045T3 10 320 45 120 45 Tự dùng N7 10,5 1,058 29,978 76,312 MГ-105000/1800 10 500 105 300 70 2,92 16,404 MГГ-10500063Y3 Bảng 4.1: Thông số máy cắt (kA) (kA) (kA) 63 170 64 Mạch tính tốn Điểm NM Hạ áp MBA Máy phát Thơng số tính tốn Loại DCL Thông số định mức U đm I cb I ' 'N i xk Uđ m Iđ m I ô dd I nh t nh (kV) (kA) (kA) (kA) (kA) (s 200 (kA ) 70 N3 10,5 4,124 3,969 PBK10/5000 PBK10/4000 5000 10,5 61,76 90,60 10 N5’ 24,26 35,59 10 4000 200 65 10 Phân đoạn N4 10,5 2,92 16,40 41,75 PBK10/3000 10 3000 200 60 10 Tự dùng N7 10,5 1,058 29,97 76,31 PBK10/3000 10 3000 200 60 10 (kV) (kA) Bảng 4.2 : Thông số dao cách ly IV Kiểm tra kháng điện phân đoạn chọn: - Loại kháng điện : PbA-10-4000 có Iđm= kA - Kiểm tra ổn định động : Iôdd= 67 kA > ixkN4= 41,75 kA - Kiểm tra ổn định nhiệt : Kháng điện chọn có Iđm = 4000A > 1000A nên khơng cần kiểm tra ổn định nhiệt V Chọn góp, dẫn, cáp điện lực : - Thanh dẫn, góp hệ thống dây dẫn gắn chặt sứ để tạo thành liên hệ điện thiết bị điện với - Với cấp điện áp < 35kV thường dùng dẫn cứng - Với cấp điện áp > 35kV thường dùng dẫn mềm - Điều kiện chọn : theo điều kiện phát nóng lâu dài I cp ≥ I cb 10 Các mạch cấp điện áp máy phát : 1.1 Chọn góp cấp điện áp máy phát : 1.1.1 Điều kiện chọn : - Ta chọn dẫn cứng - Ta có Icb = 4,124 kA > 3000A nên ta chọn dẫn hình máng nhằm mục đích giảm hiệu ứng mặt ngoài, đồng thời tăng khả làm mát - Điều kiện chọn: Icp ≥ Icb = 4,124 kA Tra phụ lục 10/trang 187/bảng 10.3_TLHD, ta chọn dẫn cứng đồng, có tiết diện hình máng hình vẽ, qt sơn có thơng số bảng sau: Kích thước (mm) H 10 b c 45 r Tiết diện cực (mm2) 1010 Momen trở kháng (cm3) Hai Wyoyo Wx-x Wyy 27 5,9 Momen q tính (cm4) Hai than h Jyoyo Dịng điện cho phép (A) Jx-x Jy-y 58 135 18,5 Bảng 4.3: Thơng số góp cấp điện áp máy phát 290 4300 Hình 4.1: Tiết diện mặt cắt dẫn hình máng 1.1.2 Kiểm tra ổn định nhiệt ngắn mạch: - Kiểm tra ổn đinh nhiệt theo điều kiện tiết diện cho phép: Schọn ≥ S min= √BN C Trong đó: Schọn tiết diện dẫn cần kiểm tra ổn định nhiệt Smin tiết diện nhỏ mà dẫn chịu đựng dẫn xảy ngắn mạch C hệ số phụ thuộc vào vật liệu làm dẫn, ta chọn C cu=171A2s/ mm2 dẫn làm đồng nên Smin = √ B N = √ 28,992 103=31,488( mm2) C 171 Schọn=2 1010=2020 ( mm ) >31,488(m m 2) Vậy dẫn chọn thỏa mãn điều kiện ổn định nhiệt 1.1.3 Kiểm tra ổn địng động ngắn mạch: - Kiểm tra ổn định động phương pháp đơn giản hóa Theo phương pháp này, ta coi nhịp dẫn (phần dẫn sứ gần nhau) có chiều dài l1, ngắn mạch dẫn chịu tác động lực không đổi F1 lực cực đại ngắn mạch pha tính với pha Mỗi dẫn hình máng gồm dẫn hình chữ U ghép lại với nhau, nên ứng suất dẫn gồm phần δ1 δ2 Ta có: δtt = δ1 + δ2 (Kg/cm2) Trong đó: δ1 : ứng suất dòng điện pha tác động với sinh δ2 : ứng suất dòng điện dẫn pha tác động với sinh Xác định δ1: Lực điện động pha sinh ra: −2 F 1=1,8.10 l (3) i a xk Trong đó: i(3) xk dịng điện xung kích ngắn mạch pha (kA) ( điểm N4) a : khoảng cách dẫn, chọn a = 50 cm l1 : chiều dài nhịp dẫn, chọn l1 = 100 cm l a −2 100 41,25 =61,256( Kg) => F 1=1,8.10−2 i(3) xk =1,8 10 50 Momen uốn tác dụng lên dẫn số nhịp lớn 2: M 1= F l 61,256.100 = =612,56 ( Kg cm ) 10 10 Momen uốn dẫn: W 1=Wyo− yo=58 cm3 Ứng suất dẫn δ1 tác động momen uốn M1: δ 1= M 612,56 = =10,561 Kg/cm W1 58 Xác định δ2: Lực tác động đơn vị chiều dài dẫn (1cm) F 2=0,51.10−2 i (xk3 ) (Kg) h Trong đó: h : chiều cao dẫn ( h= 10 cm) −2 ( ) −2 => f 2=0,51 10 h i xk =0,51.10 10 41,25 =0,867 ( Kg ) - Để ứng suất giảm dẫn người ta đặt miếng đệm cách khoảng l2 khoảng sứ liền kề pha Lực tác động lênđoạn dẫn miếng đệm liên tiếp có chiều dài l2 F2= f2.I2 - Momen uốn tác dụng lên dẫn: M 2= F2 l f l = ( Kg cm) 12 12 - Momen chống uốn tiết diện ngang dẫn: W 2=Wy− y=5,9 cm - Ứng suất vật liệu dẫn f2 sinh ra: δ 2= M f l 22 0,867 1002 = = =122,458 Kg /cm2 W 12.W 12.5,9 - Điều kiện ổn định động dẫn là: δtt = δ1 + δ2 = 10,561+122,458 = 133,019 ≤ δcp Trong : δcp : ứng suất cho phép vật liệu làm dẫn Đối với đồng δcp= 1400 Kg/cm2