ch-ơng V Lựa chọn và kiểm tra các thiết bị điện I.Trạm phân phối trung tâm Trạm phân phối trung tâm là nơi nhận điện trực tiếp từ hệ thống về để cung cấp điện cho nhà máy. Do đó việc lựa chọn sơ đồ nối dây của trạm có ảnh h-ởng lớn và trực tiếp đến vấn đề an toàn cung cấp điện cho nhà máy. Sơ đồ cần phải thoả mãn các điều kiện cơ bản nh-: đảm bảo cung cấp điện liên tục theo yêu cầu của phụ tải, phải rõ ràng và thuận tiện trong vận hành và xử lý sự cố, an toàn lúc vận hành và sửa chữa, hợp lý về mặt kinh tế trên cơ sở đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật. Nhà máy cơ khí 130 đ-ợc xếp vào hộ loại I và do tính chất quan trọng của nhà máy nên trạm phân phối đ-ợc cung cấp bởi 2 đ-ờng dây nối với hệ thống một thanh góp có phân đoạn, liên lạc giữa 2 phân đoạn thanh góp bằng 1 máy cắt hợp bộ. Trên mỗi phân đoạn thanh góp đặt 1 máy biến áp đo l-ờng 3 pha 5 trụ có cuộn tam giác hở bào chạm đất 1 pha trên cáp 10kV. Để chống sét truyền từ đ-ờng dây vào vào trạm đặt chống sét van trên các phân đoạn thanh góp. Máy biến dòng đ-ợc đặt trên tất cả các lộ vào ra của trạm có tác dụng biến đổi dòng điện lớn (sơ cấp) thành dòng điện 5A để cung cấp cho các dụng cụ đo l-ờng và bảo vệ. ** Lựa chọn và kiểm tra máy cắt, thanh dẫn của TPPTT Các máy cắt đặt tại TPPTT gồm có 2 máy cắt nối đ-ờng dây trên không cấp điện cho trạm và 2 phân đoạn thanh góp. Trên mỗi phân đoạn thanh góp có 2 máy cắt nối thanh góp với các tuyến cáp cấp điện cho 2 trạm biến áp phân x-ởng. 1 máy cắt nối giữa 2 phân đoạn thanh góp. Các máy cắt có nhiệm vụ đóng cắt mạch điện cao áp, đóng cắt dòng điện phụ tải phục vụ cho công tác vận hành. Máy cắt còn có chức năng cắt dòng ngắn mạch để bảo vệ các phần tử của hệ thống điện. Căn cứ vào các số liệu kỹ thuật đã tính toán đ-ợc của nhà máy, ta chọn các tủ máy cắt hợp bộ của SIEMENS loại 8DC11 cách điện SF6, không cần bảo trì. Hệ thống thanh góp đặt sẵn tròn tủ có dòng định mức 1250A. Máy cắt 8DC11 đ-ợc chọn theo các điều kiện sau: Điện áp định mức: U đmMC U đmmạng = 10kV Dòng điện định mức: I đmMC =1250AI lvmax =2.I ttnm =2.80,527=161,054A Dòng điện cắt định mức: I đmcắt = 25kA I N = 2,517 kA Dòng điện ổn định động cho phép: i đmd = 63kA i XK = 6,407 kA Thanh dẫn chọn v-ợt cấp nên không cần kiểm tra ổn định động Thông số máy cắt đặt tại TPPTT Loại MC Cách điện I ĐM (A) U ĐM (kV) I cắt 3S (kA) I cắt max (kA) 8DC11 SF6 1250 10 25 63 ** Lựa chọn và kiểm tra BU Máy biến áp đo l-ờng còn gọi là biến điện áp, ký hiệu là BU có chức năng biến đổi điện áp sơ cấp bất kỳ xuống 100V hoặc 100/ 3 cấp nguồn cho các mạch đo l-ờng, điều khiển tín hiệu, bảo vệ. Các BU th-ờng đấu theo sơ đồ V/V, Y/Y. Ngoài ra còn có loại BU 3 pha 5 trụ Y o - Y o - ngoài chức năng thông th-ờng cuộn tam giác hở còn có nhiệm vụ bào chạm đất 1 pha. BU này th-ờng dùng cho mạng trung tính cách điện (10kV; 35kV). BU đ-ợc chọn theo điều kiện: - Điện áp định mức: U đmBU U đmmạng = 10kV Chọn loại BU 3 pha 5 trụ 4MS42, kiểu hình trụ do hãng SIEMENS chế tạo. Thông số kỹ thuật của BU loại 4MS42 Thông số kỹ thuật 4MS42 U đm (kV) 12 U chịu đựng tần số công nghiệp (kV) 28 U chịu đựng xung 1,2/50 s (kV) 170 U 1đm (kV) 12 U 2đm (V) 100,110,120 Tải định mức (VA) 500 ** Lựa chọn và kiểm tra máy biến dòng BI Máy biến dòng BI có chức năng biến đổi dòng điện sơ cấp có trị số bất kỳ xuống 5A (đôi khi 1A và 10A) nhằm cấp nguồn dòng cho đo l-ờng, tự động hoá và bảo vệ rơle. BI đ-ợc chọn theo các điều kiện sau: - Điện áp định mức: U đmBI U đmmạng = 10kV - Dòng điện sơ cấp định mức: khi sự cố máy biến áp có thể quá tải 30%, BI chọn theo dòng c-ỡng bức qua máy biến áp có công suất lớn nhất trong mạng là 560kVA. max . 1,3.560 35,026 1,2 1,2. 3.35 1,2. 3.10 qtbt dmBA dmBI k S I I A Chọn BI loại 4ME12 kiểu hình trụ do hãng SIEMENS chế tạo. Thông số kỹ thuật của BI loại 4ME12 Thông số kỹ thuật 4ME12 U đm (kV) 12 U chịu đựng tần số công nghiệp (kV) 28 U chịu đựng xung 1,2/50 s (kV) 57 I 1đm (kA) 5 - 1200 I 2đm (A) 1 hoặc 5 I ôđnhiệt 1s (kA) 80 I ôđđộng (kA) 120 ** Lựa chọn chống sét van Chống sét van là 1 thiết bị có nhiệm vụ chống sét đánh từ đ-ờng dây trên không truyền vào trạm biến áp và trạm phân phối. Chống sét van đ-ợc làm bằng một điện trở phi tuyến. Với điện áp định mức của l-ới điện, điện trở chống sét có trị số vô cùng không cho dòng điện đi qua, khi có điện áp sét điện trở giảm đến không, chống sét van tháo dòng điện xuống đất. Chống sét van đ-ợc chế tạo ở mọi cấp điện áp. Chọn loại chống sét van do hãng COOPER chế tạo có U đm = 10kV, loại giá đỡ ngang AZLP501B36. II.Trạm biến áp phân x-ởng Các trạm biến áp phân x-ởng đều đặt 2 máy biến áp do Công ty thiết bị điện Đông Anh sản xuất tại Việt Nam theo đơn đặt hàng. Vì các TBAPX đặt không xa TPPTT nên phía cao áp chỉ cần đặt cầu dao và cầu chì. Dao cách lý dùng để cách ly máy biến áp khi sửa chữa. Cầu chì dùng để bảo vệ ngắn mạch và quá tải cho máy biến áp. Phía hạ áp đặt áptômát tổng và các áptômát nhánh, thanh cái hạ áp đ-ợc phân đoạn bằng áptômát phân đoạn. Để hạn chế dòng ngắn mạch về phía hạ áp của trạm và làm đơn giản việc bảo vệ ta lựa chọn ph-ơng thức cho 2 máy biến áp làm việc độc lập (áptômát phân đoạn của thanh cái hạ áp ở trạng thái cắt). Chỉ khi nào một máy biến áp bị sự cố mới sử dụng áptômát phân đoạn để cấp điện cho phụ tải của phân đoạn đi với máy biến áp sự cố. ** Lựa chọn và kiểm tra dao cách ly cao áp Cầu dao hay còn gọi là dao cách lý có nhiệm vụ chủ yếu là cách ly phần mang điện, tạo khoảng cách an toàn trông thấy phục vụ cho công tác sửa chữa, kiểm tra, bảo d-ỡng l-ới điện. Dao cách ly cũng có thể đóng cắt dòng không tải của máy biến áp nếu công suất máy không lớn lắm. Cầu dao đ-ợc chế tạo ở mọi cấp điện áp. Ta sẽ dùng chung một loại dao cách ly cho tất cả các trạm biến áp để dễ dàng cho việc mua sắm, thay thế, lắp đặt. Dao cách ly đ-ợc chọn theo các điều kiện: Điện áp định mức: U đmCL U đmmạng = 10kV Dòng điện định mức: I đmCL I lvmax = 2.I ttnm = 2.80,527 = 161,054A Dòng điện ổn định động cho phép: i đmd = 63kA i XK = 6,407 kA Chọn DCL loại 3DC do hãng SIEMENS chế tạo. Thông số kỹ thuật của dao cách ly 3DC U đm (kV) I đm (kA) I N1 (kA) I NMAX (kA) 12 400-2500 16-63 40-160 ** Lựa chọn và kiểm tra cầu chì cao áp Cầu chì là thiết bị bảo vệ có nhiệm vụ cắt đứt mạch điện khi có dòng điện lớn quá trị số cho phép đi qua. Trong l-ới điện áp cao (>1000V) cầu chì th-ờng dùng ở các vị trí sau: - Bảo vệ máy biến áp đo l-ờng ở các cấp điện áp - Kết hợp với cầu dao phụ tải thành bộ máy cắt phụ tải để bảo vệ các đ-ờng dây trung áp. - Đặt phía cao áp của các máy biến áp phân phối để bảo vệ ngắn mạch cho máy biến áp. Cầu chì đ-ợc chế tạo nhiều kiểu, ở nhiều cấp điện áp khác nhau. ở cấp điện áp cao và trung th-ờng sử dụng loại cầu chì ống. Ta sử dụng chung một loại cầu chì cao áp cho các trạm biến áp : B 1 , B 2 ,B 3 , B 4 . ( S đmBA = 560 kVA) - Điện áp định mức : U đmCC U đmmạng = 10kV - Dòng điện định mức: khi sự cố 1 MBA máy còn lại có thể quá tải 30%. 1 3 560 42 031 3 10 3 10 max . , . , . . qtbt dmBA dmCC lv k S I I A - Dòng điện cắt định mức : I đmcắt I N = 2,517 kA Chọn loại cầu chì ống cao áp do hãng SIEMENS chế tạo loại 3GD1 210- 3B Thông số kỹ thuật của cầu chì loại 3GD1 210-3B U đm (kV) I đm (kA) I N1 (kA) I NMAX (kA) 12 50 40 225 ** Lựa chọn và kiểm tra áptômát áptômát là thiết bị đóng cắt hạ áp, có chức năng bảo vệ quá tải và ngắn mạch. Do có -u điểm hơn hẳn cầu chì là khả năng làm việc chắc chắn, tin cậy, an toàn, đóng cắt đồng thời 3 pha và khả năng tự động hoá cao. áptômát tổng, áptômát phân đoạn và áptômát nhánh đều chọn dùng các áptômát do hãng MERLIN GERLIN chế tạo. áptômát đ-ợc chọn theo các điều kiện sau: Đối với áptômát tổng và áptômát phân đoạn Điện áp định mức : U đmA U đmmạng = 0,38kV Dòng điện định mức: dmmang dmBAqtbt lvdmA U Sk II .3 . max - Trạm biến áp B 1 , B 2 , B 3 , B 4 : S đmBA = 560 kVA và 320kVA. 1 3 560 1106 082 3 3 0 38 max . , . , . . , qtbt dmBA lv dmmang k S I A U Kết quả chọn áptômát tổng và áptômát phân đoạn Tên trạm Loại SL U đm (V) I đm (A) I cắtN (kA) Số cực B 1 ,B 2 , B 3 ,B 4 M20 4 690 2000 55 3 Đối với áptômát nhánh Điện áp định mức : U đmA U đmmạng = 0,38kV Dòng điện định mức: dmmang ttpx ttdmA Un S II .3. n - số áptômát nhánh đ-a điện về phân x-ởng Kết quả chọn áptômát nhánh loại 4 cực của MERLIN GERLIN Tên PX S tt (kVA) I tt (A) Loại SL U đm (V) I đm (A) I cắtN (kA) Cơ điện 277,514 421,639 NS630N 1 690 630 10 Cơ khí 1 456,189 346,554 NS400N 2 690 400 10 Cơ khí 2 84,419 128,261 NS250N 1 690 250 8 Rèn, đập 467,031 354,79 NS400N 2 690 400 10 Đúc thép 578,842 439,73 NS630N 2 690 630 10 Đúc gang 577,469 438,687 NS630N 2 690 630 10 Mộc mẫu 175,746 267,018 NS400N 1 690 400 10 Lắp ráp 230,607 350,371 NS400N 1 690 400 10 Kiểm nghiệm 216,903 329,55 NS400N 1 690 400 10 Kho 1 44,755 67,998 NS250N 1 690 250 8 Kho 2 64,122 97,423 NS250N 1 690 250 8 Nhà hành chính 134,80 204,807 NS250N 1 690 250 8 Nhà bảo vệ 1,051 1,597 C60a 1 440 40 0 ** Lựa chọn thanh góp Thanh góp là nơi nhận điện năng từ nguồn cung cấp đến và phân phối điện năng cho các phụ tải tiêu thụ. Thanh góp là phần tử cơ bản của thiết bị phân phối. Thanh góp này còn đ-ợc gọi là thanh cái hoặc thanh dẫn. Tuỳ theo dòng điện tải mà thanh dẫn có cấu tạo khác nhau. Khi dòng nhỏ thì dùng thanh cứng hình chữ nhật. Khi dòng điện lớn thì dùng thanh dẫn ghép từ 2 hay 3 thanh dẫn chữ nhật đơn trên mỗi pha. Nếu dòng điện quá lớn thì dùng thanh dẫn hình máng để giảm hiệu ứng mặt ngoài và hiệu ứng gần đồng thời tăng khả năng làm mát cho chúng. Các thanh dẫn đ-ợc chọn theo điều kiện phát nóng cho phép. Dòng điện c-ỡng bức tính với trạm biến áp B 1 có S tt = 1049 kVA 1 2 1049 . . 1593,791 3. 3.0,38 tt cp cb dm S k k I I A U Chọn thanh dẫn đồng tiết diện hình chữ nhật có kích th-ớc 80x8mm 2 mỗi pha ghép 2 thanh với I cp = 2620A. k 1 = 1 với thanh góp đặt đứng k 2 = 1 hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ theo môi tr-ờng I cp = 2620 A > I cb = 1593,791 A ** Kiểm tra cáp đã chọn Để đơn giản ở đây chỉ cần kiểm tra với tuyến cáp có dòng ngắn mạch lớn nhất I N = 2,517kA Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện ổn định nhiệt: qd tIF Trong đó: - hệ số nhiệt độ, cáp lõi đồng = 6 I - dòng điện ngắn mạch ổn định t qđ - thời gian quy đổi đ-ợc xác định nh- tổng thời gian tác động của bảo vệ chính đặt tại máy cắt điện gần điểm sự cố với thời gian tác động toàn phần của máy cắt điện ; t qđ = f(,t) t - thời gian tồn tại ngắn mạch (thời gian cắt ngắn mạch), lấy t = 0,5s I I '' '' , ngắn mạch xa nguồn (I N = I = I ) nên = 1 Tra đồ thị (TL.IV) tìm đ-ợc t qđ = 0,4 Tiết diện ổn định nhiệt của cáp: 2 . . 6.2,517. 0,4 9,551 qd F I t mm Vậy cáp 16 mm 2 đã chọn là hợp lý. . SL U đm (V) I đm (A) I cắtN (kA) Cơ điện 277 ,51 4 421,639 NS630N 1 690 630 10 Cơ khí 1 456 ,189 346 ,55 4 NS400N 2 690 400 10 Cơ khí 2 84,419 128,261 NS 250 N 1 690 250 8 Rèn, đập 467,031 354 ,79 NS400N 2 690 400 10 Đúc thép 57 8,842 439,73 NS630N. tế trên cơ sở đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật. Nhà máy cơ khí 130 đ-ợc xếp vào hộ loại I và do tính chất quan trọng của nhà máy nên trạm phân phối đ-ợc cung cấp bởi 2 đ-ờng dây nối với hệ thống một. và kiểm tra các thiết bị điện I.Trạm phân phối trung tâm Trạm phân phối trung tâm là nơi nhận điện trực tiếp từ hệ thống về để cung cấp điện cho nhà máy. Do đó việc lựa chọn sơ đồ nối dây của trạm