ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ THUẬT ĐIỆN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CÁP NGẦM CHO MẠNG ĐIỆN HẠ ÁP

Luận văn tốt nghiệp SVTH: Hồng Tấn Quí LỜI CẢM ƠN Ф Ф Trong những năm học tập và nghiên cứu tại trường vừa qua, với sự giúp đỡ tận tình của quý Thầy Cô trong trường Đại Học Cần Thơ, đặc biệt là cán bộ giãn dạy trong khoa, trong Bộ môn Kỹ Thuật Điện, nay em đã có đầy đủ hơn những kiến thức trong chuyên ngành và thực tế. Từ đó mà em đã hoàn thành tốt luận văn tốt nghiệp, sau 14 tuần bắt tay vào công việc. Có được kết quả tốt như hôm nay, ngoài sự phấn đấu của bản thân, em đã nhận được sự dạy dỗ tận tình của thầy cô, sự động viên của gia đình, bạn bè… Em xin chân thành cảm ơn quý Thầy Cô ở Bộ môn Kỹ Thuật Điện, trường Đại Học Cần Thơ, đặc biệt thầy hướng dẫn Đào Ngọc Liễn đã tận tình chỉ dẫn giúp em hoàn thành tốt luận văn tốt nghiệp. Xin chân thành cám ơn phòng Quản Trị Thiết Bị đã tạo điều kiện thuận lợi và tận tình chỉ dẫn, giúp em thu thập số liệu chính xác để hoàn thành mỹ mãn đề tài luận văn tốt nghiệp. Chân thành cảm ơn các bạn, đặc biệt hơn là các bạn trong lớp Kỹ Thuật Điện K27, đã động viên và giúp đỡ tôi những lúc khó khăn, để hoàn thành luận văn tốt nghiệp. Xin chân thành cảm ơn! Cần Thơ, ngày 09 tháng 12 năm 2005 Sinh viên thực hiện Hồng Tấn Quí Lời nói đầu SVTH: Hồng Tấn Quí LỜI NÓI ĐẦU Ф Ф Sự phát triển của xã hội loài người gắn liền với việc tìm ra nguồn năng lượng mới. Ngày nay, điện năng đã trở thành nguồn động lực chính của nền công nghiệp sản xuất qui mô, cơ khí hóa, tự động hóa. Bởi vì điện năng có nhiều đặc điểm ưu việt, như: dễ biến đổi thành các dạng năng lượng khác, là nguồn năng lượng lớn, rẽ tiền, dễ dàng truyền tải đi xa, phân phối đến tận nơi tiêu thụ, trong diện tích hẹp ta có thể phân phối bằng đường cáp ngầm… Trong xã hội phát triển ngày nay, trong nền “công nghiệp hóa, hiện đại hóa” đất nước, thì nhu cầu phát triển của con người ngày một nâng cao. Cần phải có sự nổ lực để thích nghi, đáp ứng kịp thời, nâng cao hiệu quả sản xuất, tránh tổn thất vô ích. Ngoài những đòi hỏi khót liệt về kỹ thuật, về kinh tế …thì ngày nay vấn đề được đặt ra không kém phần quan trọng đó là phải đảm bảo mỹ quan cho công trình, cho đô thị. Với ngành công nghiệp điện lực then chốt chúng ta hiện nay đang trên đà phát triển mạnh, có nhiều thiết bị mới hiện đại được ra đời. Với nhu cầu thực tế, điều kiện xã hội ta hiện nay có thể nghiên cứu và đưa vào sử dụng hệ thống cáp ngầm, thay thế cho đường dây hạ áp trên không. Đề tài mà em đang nghiên cứu là Thiết Kế Hệ Thống Cáp Ngầm Cho Mạng Điện Hạ Áp. Địa điểm, tại khu II trường đại học Cần Thơ. Nội dung luận văn gồm 5 chương: Chương I: Thiết kế hệ thống cáp ngầm cho mạng điện hạ áp Chương II: Tính toán xác định tiết diện cáp nhỏ nhất cho hệ thống cáp ngầm Chương III: Tính toán ngắn mạch và phối hợp bảo vệ Chương IV: Dự toán kinh phí cho công trình thi công Chương V: Tổng kết Đây là một đề tài mới, đòi hỏi em cần phải nghiên cứu kỹ, cũng như học hỏi nhiều hơn. Việc làm luận văn đã giúp cho em có những kiến thức thực tế, bổ sung vào kiến thức được học trong nhà trường. Từ kiến thức mà các thầy cô đã tận tình chỉ dẫn và em cố gắng tìm hiểu qua sách vở, bạn bè, người thân…, nhưng do thời gian có hạn, kiến thức và kinh nghiệm thực tế còn hạn chế, hẳn không tránh khỏi những sai sót, rất mong nhận được ý kiến của các thầy cô và các bạn. Phần mở đầu SVTH: Hồng Tấn Quí Trang 1 PHẦN MỞ ĐẦU v Khái niệm về tình hình điện năng nước ta Ngành điện lực Việt Nam được thành lập từ ngày 15/08/1954, với cơ sở ban đầu là các công trình điện nhỏ do Pháp để lại. Đây là một ngành kinh tế then chốt của nền kinh tế quốc dân. Do xác định được vị trí và tầm quan trọng của nền công nghiệp điện trong nền kinh tế quốc dân, từ nhiều năm nay mặc dù có những khó khăn về nhiều mặt, nhưng Đảng và Nhà nước ta đã dành sự quan tâm lớn cho việc đầu tư và phát triển nguồn điện năng từ trung ương đến địa phương. Trong sự nghiệp Công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước, vai trò của ngành điện lực lại nhân lên gấp bội. Điều đáng mừng là sau những thập niên thiếu điện triền miên, thì những năm gần đây bằng sự nổ lực của chính mình, về cơ bản chúng ta đã không những có thể cung cấp đủ điện để đáp ứng nhu cầu trong nước, mà còn có điện xuất khẩu sang các nước láng giềng. Ngày 29/10/1994 đường dây 500 kV Bắc Nam được hoàn thành hợp nhất hệ thống điện 3 miền, vận hành dưới sự điều khiển thống nhất của trung tâm điều độ hệ thống điện quốc gia. Điều đặc biệt đáng chú ý của hệ thống điện nước ta hiện nay có tổng công suất đặt của các máy phát là 6000 MW và tổng sản lượng là 28 tỷ kWh. Theo số liệu của viện năng lượng, nhu cầu về điện nước ta trong giai đoạn 2000 ÷ 2010 sẽ tăng bình quân là 11% ÷ 13% và theo số liệu của viện vật lý và kỹ thuật hạt nhân. Dự báo đến năm 2010 tổng công suất đặt của hệ thống điện nước ta đạt đên 14000 MW với sản lượng hàng năm khoảng 68 ÷ 75 tỷ kWh. v Đặc điểm tự nhiên nước ta Với tiềm năng lớn về nguồn cung cấp năng lượng tự nhiên như: sông dài, địa hình dốc, có thể xây dựng nhiều nhà máy điện lớn. Có nhiều mỏ than, dầu, khí với trữ lượng lớn, thuận tiện cho việc phát triển nhà máy nhiệt điện. Để phát triển nguồn năng lượng nhiệt điện, thì tuabin khí hỗn hợp, đó là phương pháp hấp dẫn nhất để chúng ta nghiên cứu, vì nước ta có trữ lượng khí khoảng 100 ÷ 150 tỷ m 3 . Trong thời đại ngày nay xã hội càng phát triển thì nhu cầu sử dụng nguồn năng lượng điện càng cao. Điển hình là ở nước ta tổng sản lượng điện năm 1994 đạt 14 tỷ kWh, mức tiêu thụ điện bình quân trên đầu người, 200 kWh/người/năm. Hiện nay mức tiêu thụ điện bình quân đầu người ở nước ta là 250 kWh/người/năm. Mức tiêu thụ điện nhiều và tăng nhanh, đặc biệt là tập trung nhiều ở các thành phố lớn, khu công nghiệp như ở Hà Nội là 320 kWh/người/năm, ở thành phố Hồ Chí Minh là 300 kWh/người/năm. Như thế, vấn đề đặt ra cho ngành công nghiệp điện lực chúng ta ngày càng khót liệt hơn như: cung cấp đầy đủ nguồn năng lượng điện, chất lượng điện năng, độ tin cậy, an toàn, giảm tổn thất đến mức tối thiểu. Đặc biệt là ngày nay đòi hỏi khi phân phối phải đảm bảo tính thẩm mỹ, mỹ quan cho công trình, đô thị… Phần mở đầu SVTH: Hồng Tấn Quí Trang 2 Vì thế nhu cầu thực tế cũng như ngành điện lực chúng ta cần phải nghiên cứu kỹ hơn về hệ thống cáp ngầm cho mạng điện hạ thế. v Sự cần thiết phải chuyển đổi hệ thống đường dây trên không sang hệ thống cáp ngầm cho phía hạ thế của trạm biến áp Cơ Khí: Trạm Cơ Khí được xây dựng năm 1987 khi thiết kế trạm có dự trù khả năng mở rộng phụ tải trong 10 ÷ 15 năm tới. Sau thời gian hoạt động, đến nay với sự phát triển của trường Đại Học Cần Thơ, trạm đã làm việc quá tải. Trạm vận hành đã lâu đến nay đường dây đã cũ, cột, xà, không đảm bảo chất lượng. Quan trọng hơn là đường dây hiện tại không cung cấp đầy đủ và liên tục cho phụ tải trong thời gian tới, do tiết diện nhỏ, dây dẫn già cõi. Đường dây có móng, đà đã cũ lại đi gần cây cối nên rất nguy hiểm khi có mưa bảo. Theo số liệu đo được ngày 06/10/05, trạm làm việc bình thường trong trạng thái non tải, do phụ tải không hoạt động hết công suất. Và trong giai đoạn này khoa Công Nghệ là nơi sử dụng nhiều phụ tải nhất theo thiết kế, đang trong giai đoạn xây lắp nên không hoạt động hết công suất. Nhưng khi có các lớp thực tập trong xưởng cơ khí, trong khoa Công Nghệ, trong Hệ Thống Canh Tác, trạm bơm hoạt động… nghĩa là các phụ tải có khả năng hoạt động hết công suất cùng lúc, thì trạm không thể cung cấp đầy đủ và liên tục cho phụ tải. Theo phòng Quản Trị Thiết Bị cho biết, vào tháng 08 năm 2004 trạm đã xảy ra sự cố cháy dây do quá tải. Hiện nay nhu cầu sử dụng điện của trường ngày càng tăng, nên cần mở rộng hệ thống điện, đặc biệt trạm Cơ Khí cần phải được trưù tu, mở rộng, nâng cao chất lượng điện và an toàn trong vận hành. Điều kiện địa lý của đường dây hiện tại có nhiều cây cối che chắn, lại giao cắt với lộ giới, khoảng vượt thấp gây nhiều trở ngại. Để phù hợp với thực trạng hiện tại, để cung cấp đầy đủ và liên tục cho phụ tải, ta cần thiết kế lại đường dây và trạm cho trạm Cơ Khí. Đường dây phía hạ áp của trạm nên thiết kế bằng đường cáp ngầm. Đây cũng là đề tài luận văn tốt nghiệp mà tôi đang nghiên cứu. + Sự cần thiết của việc thiết kế: việc thiết kế hệ thống cáp ngầm thay thế đường dây trên không cho mạng điện hạ áp của trạm hiện nay là rất cần thiết. Với hệ thống mạng điện hạ áp trên không của trạm rất chằng chịt, có nhiều cây cối va chạm, dễ gây ra sự cố chạm mạch, cháy nổ, rất nguy hiểm cho người và mất thẩm mỹ cảnh quang của trường. Vì thế việc thiết kế đường cáp ngầm cho phần hạ áp của trạm là rất cần thiết. + Mục đích của việc nghiên cứu đề tài: Thiết kế hệ thống cáp ngầm cho mạng điện áp. Nhằm để nâng cao chất lượng điện, đảm bảo độ tin cậy, an toàn và thẩm mỹ. + Nguồn cung cấp điện: được lấy từ trạm biến áp Cơ Khí 15/0.38 kV với công suất đặt của trạm là 320 kVA. + Địa điểm thực hiện: tại khu II trường Đại Học Cần Thơ. + Địa hình khu vực thiết kế bằng phẳng, có lộ cơ giới dễ vận chuyển để thi công lắp đặt. Nhiệt độ môi trường khoảng 25 o C ÷ 38 o C. Chương I: Thiết kế hệ thống cáp ngầm cho mạng điện hạ áp SVTH: Hồng Tấn Quí Trang 7 CHƯƠNG I THIẾT KẾ HỆ THỐNG CÁP NGẦM CHO MẠNG ĐIỆN HẠ ÁP 1.1. Giới thiệu chung Khi thiết kế hệ thống phân phối thứ cấp (hạ thế) chúng ta không nên chỉ xem xét các yếu tố trước mắt, trong giai đoạn ngắn, mà còn tính đến các vấn đề lâu dài. Hệ thống thiết kế không chỉ giải quyết các vấn đề xây dựng và hoạt động của hệ thống một cách kinh tế để phục vụ cho hiện tại mà còn phải đáp ứng các nhu cầu dự phòng trong tương lai. Vì thế, việc thực hành thiết kế hiện tại sẽ bị ảnh hưởng bởi các đòi hỏi của hệ thống trong tương lai. Đương nhiên chúng ta sẽ phải xét đến nhiều yếu tố, biến cố, các chọn lựa giải pháp…Cần phải có một kỹ thuật giúp ta chọn lựa đúng mức kinh tế nhất. Hiển nhiên một hệ thống thiết kế nên đáp ứng một tiêu chuẩn thực hiện đặc trưng trong suốt giai đoạn nghiên cứu. Thiết kế tối ưu, nghĩa là kinh tế nhất, đảm bảo đúng kỹ thuật và phù hợp với lịch trình phát triển tải trong tương lai. Trong thiết kế hệ thống thứ cấp chúng ta cần phải quan tâm chính yếu xét đến tính kinh tế tổn thất lõi đồng, độ sụt áp cho phép và điện thế chập chờn của hệ thống… Mục tiêu chính của thiết kế cáp ngầm cung cấp điện là đảm bảo cho hộ tiêu thụ luôn luôn đủ điện năng với chất lượng nằm trong phạm vi cho phép. Một phương án thiết kế cung cấp điện hợp lý khi thỏa mãn một số các yêu cầu sau: • Vốn đầu tư nhỏ, chú ý đến tiết kiệm được ngoại tệ quý báu và vật tư hiếm. • Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cao, tùy theo tính chất hộ tiêu thụ. • Chi phí vận hành hàng năm thấp. • Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị • Thuận tiện cho vận hành và sửa chữa. • Đảm bảo chất lượng điện năng, chủ yếu là đảm bảo độ lệch và dao động điện áp thấp nhất, nằm trong phạm vi giá trị cho phép so với định mức. Những yêu cầu trên đây thường mâu thuẫn nhau nên phải cân nhắc và kết hợp hài hòa tùy thuộc vào hoàn cảnh cụ thể. Ngoài ra chúng ta phải chú ý đến những thuận lợi, nếu có yêu cầu phát triển phụ tải sau này, rút ngắn thời gian xây dựng. Khi thiết kế chúng ta thường dùng phương pháp so sánh kinh tế – kỹ thuật. Vậy chúng ta cần phải vạch ra phương án cụ thể, để có thể chọn phương án hợp lý nhất. Ta cần xem xét thêm một số chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật khác như: vốn đầu tư, Chương I: Thiết kế hệ thống cáp ngầm cho mạng điện hạ áp SVTH: Hồng Tấn Quí Trang 8 tổn thất điện năng, khối lượng kim loại màu, khả năng thuận tiện khi vận hành và sửa chữa, phát triển mạng điện. Thực ra trong số các phương án để chọn, đó là phải đảm bảo những yêu cầu kỹ thuật cơ bản thì tính hợp lý về kinh tế là chỉ tiêu duy nhất để chọn. Các chỉ tiêu kỹ thuật bao gồm: chất lượng điện, độ tin cậy, sự thuận tiện trong vận hành, độ bền vững của công trình, khối lượng sửa chữa định kỳ và đại tu, mức độ tự động hóa, vấn đề về an toàn… Các chỉ tiêu kinh tế cơ bản là: vốn đầu tư ban đầu và chi phí vận hành hàng năm. Tuy nhiên khi thiết kế chúng ta cần phải hiểu rỏ về tình hình thực tế, phải có kinh nghiệm đã tích lũy và xem xét thêm các mặt khác như: đường lối phát triển kinh tế nói chung, phát triển công nghiệp, tốc độ và quy mô phát triển, tổng số vốn mà nhà nước có thể đầu tư, tình hình cung cấp vật liệu và thiết bị, trình độ thi công và vận hành, những yêu cầu khác về chính trị và quốc phòng… Ở các nước Châu Âu, mức điện thế phân phối 3 pha 4 dây chuẩn là 230/400V. Nhiều quốc gia hiện đang chuyển đổi hệ thống hạ thế của họ sang mức danh định theo tiêu chuẩn IEC38-1983. Kế hoạch dự kiến hoàn thành vào năm 2003 các thị trấn, thành phố vừa và lớn có hệ thống phân phối cáp ngầm. Những năm gần đây, dây dẫn cách điện hạ thế dạng xoắn hình thành nên cáp tự hỗ trợ 2 lõi hoặc 4 lõi thích hợp với vai trò dẫn điện ngoài trời đã phát triển và được xem là an toàn. Điều này thể hiện rỏ nhất khi dùng dây cáp đặt ngầm dưới đất hầu như không nhìn thấy. Dựa theo những phân tích ban đầu về yêu cầu cung cấp điện của hệ thống, ta cần phải nghiên cứu kỹ hệ thống cáp ngầm, cùng với những yêu cầu bảo vệ về điện của nó bắt đầu từ nguồn của hệ thống qua các tầng trung gian đến mạch điện cuối cùng. Hệ thống cáp ngầm và đặc tính bảo vệ của nó tại mỗi mức phải thõa mãn nhiều điều kiện cùng lúc, nhằm đảm bảo hệ thống an toàn và tin cậy, chẳng hạn như nó phải: • Mang dòng đầy tải thường trực và quá dòng thời gian ngắn bình thường. • Không gây ra tình trạng sụt áp dẫn đến đặt tính dưới tải như, thời gian tăng tốc kéo dài quá lâu khi khởi động một động cơ… • Bảo vệ hệ thống cáp ngầm ở mọi mức quá dòng, kể cả dòng ngắn mạch. • Bảo vệ con người khỏi gặp nguy hiểm do tiếp xúc gián tiếp. Các tải đặc biệt đòi hỏi cáp cung cấp điện cho chúng phải có kích thước vượt quá, và mô hình bảo vệ mạch cũng được hiệu chỉnh tương tự… Phương pháp thực tế để xác định tiết diện nhỏ nhất cho phép của dây dẫn mạch điện ta dựa vào sơ đồ logic hướng dẫn sau. Chương I: Thiết kế hệ thống cáp ngầm cho mạng điện hạ áp SVTH: Hồng Tấn Quí Trang 9 Chọn thiết bị bảo vệ Sơ đồ 1.1: Sơ đồ logic hướng dẫn lựa chọn kích thước cáp và thiết bị bảo vệ 1.2. Giới thiệu cáp Cáp là loại dây dẫn có vỏ bọc cách điện, giá thành tương đối cao. Nhưng việc dùng cáp có ưu điểm là đảm bảo an toàn, cung cấp điện tin cậy, chiếm ít thể tích và đảm bảo được mỹ quan. Do vậy cáp được dùng rộng rãi trong các nhà máy điện, trạm biến áp với các thiết bị phân phối điện… Cung cấp điện cho các thiết bị tự dùng, các phụ tải địa phương được cung cấp bằng cáp ngầm. Trong thiết bị điện xoay chiều 3 pha, người ta thường dùng cáp 3 lõi có ruột bằng đồng hoặc nhôm loại nhiều sợi, cách điện của cáp có thể là giấy tẩm dầu, chất dẻo PVC, cách điện polyêtylen liên kết ngang XLPE, cao su. Cáp có tiết diện lớn, điện áp cao, còn có thể dùng khí nén hoặc dầu. Để bảo vệ các lớp cách điện khỏi bị ẩm ướt người ta dùng các vỏ bọc bằng nhôm hoặc chì và để bảo vệ chống các tác động về cơ, bên ngoài cáp còn có thể được quấn quanh các lá thép mạ đàn hồi hoặc chất dẻo có độ bền cao. Trong một số trường hợp người ta dùng cáp 1 lõi trong hệ thống 3 pha, song có vỏ bọc kim loại để tránh tổn thất lớn trong vỏ cáp và bảo vệ cáp tránh va chạm về mặt cơ học. Công suất (kVA) được cung cấp Dòng tải cực đại Dòng định mức của thiết bị bảo vệ (bộ ngắn mạch hoặc cầu chì) Tiết diện dây dẫn của mạch Ngắn mạch MVA tại góc của mạch Dòng ngắn mạch Định mức cắt dòng ngắn mạch của bộ ngắt mạch hay cầu chì Chọn bộ ngắt mạch hay cầu chì Xác minh các yêu cầu chịu nhiệt Điều kiện của hệ thống Xác minh mức sụt áp lớn nhất Sơ đồ IT hoặc TN Xác nhận tiết diện cáp, và chọn loại bảo vệ điện của nó Xác minh chiều dài mạch lớn nhất Chương I: Thiết kế hệ thống cáp ngầm cho mạng điện hạ áp SVTH: Hồng Tấn Quí Trang 10 Có nhiều loại cáp và rất khác nhau về cấu tạo, ở đây ta chỉ nghiên cứu chủ yếu cách tính toán chọn cáp điện lực dùng để truyền tải công suất lớn bằng dòng điện xoay chiều 3 pha. Cáp điện lực được chọn theo yêu cầu cấu trúc, điện áp mật độ dòng điện kinh tế và được kiểm tra về dòng điện làm việc lâu dài cực đại, tổn thất điện trong chế độ làm việc bình thường, sự cố, ổn định nhiệt của cáp khi ngắn mạch. 1.2.1. Đặc tính của cáp điện lực và cấu trúc ruột dẫn điện Ruột cáp có các dạng: hình tròn, hình quạt, hình mảnh. Cáp 1 ruột và cáp 3 ruột có các ruột được bọc chì riêng lẽ cho tất cả các tiết diện. Còn cáp nhiều ruột có đai bọc cách điện có tiết diện tới 16 mm 2 , ruột có dạng hình tròn. Cáp nhiều ruột có đai bọc cách điện có tiết diện tới 25 mm 2 hoặc lớn hơn, có ruột cáp dạng hình quạt. Ruột thứ tư của cáp 4 ruột có thể có dạng hình tam giác đặt ở giữa cáp. Các ruột cáp trong vỏ bọc bằng chì có tiết diện tới 16 mm 2 tất cả là ruột một sợi; tiết diện 25-35-50 mm 2 có ruột là một sợi hoặc nhiều sợi; tiết diện 70 mm 2 có ruột là dây đồng nhiều sợi, có ruột là dây nhôm một sợi hoặc nhiều sợi; tiết diện trên 70 mm 2 tất cả là dây nhiều sợi. 1.2.2. Cách điện của cáp điện lực Cách điện của cáp điện lực làm việc trong điều kiện rất nặng nề. Trong quá trình sản xuất và khi lắp đặt cáp cách điện bị uốn cong còn trong thời gian vận hành bị phát nóng và nguội lạnh trong điện trường cao áp. Bề dày cách điện của cáp phụ thuộc vào giá trị điện áp danh định của cáp. Điện áp càng cao, cách điện càng dày. Dạng chính của cách điện cáp là giấy cáp được tẩm dầu ở dạng các dải băng hẹp (bề rộng 10 – 40 mm) và mỏng (bề dày 0,125 - 0,17 mm). Ngày nay cách điện của cáp được dùng là nhựa tổng hợp pôlyêtylen (PE) dưới hai dạng XLPE và PE có cấu trúc mạch cao phân tử. Các loại cáp cách điện XLPE vỏ nhựa PVC được chế tạo ở cả điện áp hạ áp (dưới 1000 V) lẫn điện áp cao áp (tới 35 kV). Màng che được làm bằng kim loại hoặc giấy bán dẫn phủ trên bề mặt cách điện nhằm mục đích ngăn chặn ion hóa và nâng cao độ cách điện cho cáp. Ngoài ra lớp giấy bán dẫn có đặc điểm hấp thụ các sản phẩm độc hại do dầu và khí phân rã, ngăn cảng sự già hóa của cách điện cáp trong thời gian vận hành. Để phân biệt từng ruột đối với cáp nhiều ruột trong thi công lắp đặt nhà chế tạo quy định dùng các màu đỏ, xanh, vàng đối với các dây pha và màu đen đối với dây trung tính. Các màu này được đánh dấu trên lớp cách điện ngoài của từng ruột cáp. Cáp có đặt tính cách điện cao, thời gian phục vụ lâu dài (trên 40 năm) nhiệt độ làm việc cao (cáp hạ áp cách điện giấy tẩm dầu tới 85 o C). Cáp cách điện bằng chất dẻo như polivininclo và poliêtylen có độ bền lớn chống được kẽm và axit được dùng rộng rãi trong các hóa chất. Chương I: Thiết kế hệ thống cáp ngầm cho mạng điện hạ áp SVTH: Hồng Tấn Quí Trang 11 1.2.3. Các lớp vỏ bảo vệ cáp Lớp vỏ bảo vệ được dùng để bảo vệ cách điện cho ruột cáp tránh ẩm và hư hỏng trên bề mặt nó. Vỏ cáp có thể làm bằng nhôm hoặc chất dẻo tổng hợp có các lớp phủ. Cáp vỏ chì được dùng để đặt trong nhà, trong ống thép hoặc trong các đường ống cáp bằng bê tông, khi không có nguy hiểm dẫn tới hư hỏng về mặt cơ học không cần thêm các lớp vỏ phủ. Để rải cáp trong các nhà khô ráo cho phép dùng cáp vỏ nhôm không có lớp phủ bảo vệ. Cáp có vỏ bọc bằng nhựa cách điện dùng thay cho cáp vỏ nhôm hoặc vỏ chì. 1.2.4. Cách điện bằng cao su Cáp cao su về mặt cấu tạo được phân loại theo dạng của lớp vỏ phủ bảo vệ, điện áp danh định, số và tiết diện của các ruột dẫn điện. Lớp vỏ phủ của cáp có thể có các dạng, vỏ chì trần, vỏ chì quét nhựa đường, vỏ chì quấn bằng thép lá có phủ lớp sợi đai, lanh, gai, vỏ chì bọc dây thép trần, vỏ bọc cao su không cháy, vỏ nhựa PVC… 1.2.5. Bảo quản và vận chuyển các tang lô cáp Các tang lô và các cuộn cáp phải được bảo vệ trong nhà có máy che. Bảo vệ các tang lô cáp không có máy che không quá một năm, khi đó các má của tang lô cáp cần phải được kê cao. Hai đầu của cuộn cáp cần phải bịt kín để chóng ẩm. Đầu trong của cuộn cáp được đưa ra ngoài, còn đầu ngoài được kẹp chung với đầu trong để cố định trên mặt của má tang trống. Việc bố trí như vậy tiện lợi cho việc thử nghiệm và sấy cáp. Khi rải cáp ngoài nhà các tang lô cáp cần phải được vận chuyển đến tận chổ rải đặt dọc theo tuyến. Các đoạn cáp dài dưới 25 m thuận tiện nhất là vận chuyển tới nơi lắp đặt bằng cách vần xoay tròn tang lô cáp. Khi nâng và hạ các lô dây cần phải dùng xe cơ giới, sử dụng máy nâng hạ vận chuyển cáp, ôtô, cần cẩu, tời… 1.3. Các phụ kiện cáp 1.3.1. Các vấn đề chung về đấu nối cáp Phụ kiện của cáp: là những phụ kiện dùng để nối các đoạn của cáp, để nối đầu cáp vào thiết bị, vào thanh góp của các thiết bị phân phối. Phụ kiện để nối các đoạn của cáp là hộp nối cáp. Phụ kiện để đưa đầu cuối của cáp ra ngoài trời hoặc trong nhà gọi là hộp đầu cáp. Chức năng cơ bản của các loại hộp nối, hộp đầu cáp là phải bịt kín ở chổ nối cũng như ở đầu cuối của cáp. Chương I: Thiết kế hệ thống cáp ngầm cho mạng điện hạ áp SVTH: Hồng Tấn Quí Trang 12 Hình 1.1: Nắp hộp nối kết thúc đầu cáp ba ruột dùng cho cáp cách điện PE, PVC, XLPE, FP Hình 1.2: Nắp hộp nối kết thúc đầu cáp một ruột dùng cho cáp cách điện PE, PVC, XLPE, FP Khi lắp đặt các hộp nối và các hộp phân nhánh ta cần nối trực tiếp các ruột dẫn điện của cáp với nhau và khôi phục lại cách điện của cáp tại mối nối sau đó bịt kín lại để chống ẩm. Trong trường hợp cần thiết phải làm lớp bảo vệ tránh các hư hỏng về cơ học. Trong các hộp nối hãm và hãm chuyển tiếp, ngoài việc thực hiện các thao tác cần thiết còn đòi hỏi phải bóc tách đoạn cáp để nối ra một cách tin cậy, không làm hư hại cách điện bằng các thiết bị chuyên dụng đồng thời phải tránh gây ra rò rỉ của cáp thành phần tẩm cách điện và đầu cáp qua hộp nối. [...]... cho mọi loại cáp và áp dụng tốt cho các hệ thống phân nhánh, nhưng áp dụng khơng kết quả đối với hệ thống chập chờn 1.5.5 Phương pháp dòng điện rò Áp dụng cho cả tín hiệu dòng điện một chiều và xoay chiều, có thể áp dụng cho cáp phân nhánh và cáp chạy thẳng Dòng điện sự cố là dòng điện được bơm vào mạch tạo bởi cáp bị sự cố và đất Sử dụng cảm biến đo dòng điện cáp ở vị trí sự cố Kỹ thuật này được áp. .. 1.6: Lắp đặt bịt kín đầu cáp tới 1000 V + Phễu cáp bằng thép Phễu cáp dùng để bịt các đầu cáp điện lực có cách điện giấy điện áp 1-10 kV đặt trong nhà khơ ráo Phễu cáp được chế tạo bằng thép lá quấn theo hình ơ van hoặc hình tròn Để kết thúc cáp tới 1 kV thường dùng phễu cáp có kích thước nhỏ SVTH: Hồng Tấn Q Trang 16 Chương I: Thiết kế hệ thống cáp ngầm cho mạng điện hạ áp Phễu cáp ơ van và tròn được... cách còn 0.25 m Cáp đặt trong hào khoảng cách giữa cáp 10 kV và cáp điện lực với cáp kiểm tra là100 mm + Khoảng cách giữa các cáp 15-20-35 kV với nhau Với các điện áp thấp hơn là 250 mm Hình 1.21: Lắp đặt cáp tại các vị trí giao cắt trong mương cáp 1 cáp hạ áp, 2 cáp cao áp, 3 gạch hoặc tấn bê tơng 4 đất vụn hoặc cát 1.6.5 Quy phạm bảo vệ vùng an tồn cho mạng lưới cáp ngầm có điện áp đến 1000 V Hình... kết cấu mương cáp Hình 1.17: Mặt cắt mương đào trên lề đường – hai nhánh phân phối Cáp đặt trong ống (tiêu chuẩn hạ thế ngầm) SVTH: Hồng Tấn Q Trang 28 Chương I: Thiết kế hệ thống cáp ngầm cho mạng điện hạ áp Hình 1.18: Đặt cắt mương đào trên lề đường – một nhánh phân phối Cáp đặt trong ống (tiêu chuẩn ngầm hạ thế) Hình 1.19: Mặt cắt mương đào trên lề đường – cáp đơn Cáp đặt trong ống (tiêu chuẩn ngầm. .. I: Thiết kế hệ thống cáp ngầm cho mạng điện hạ áp Giải pháp tốt nhất là chọn nhiều sơ đồ nối đất khác nhau cho thành phần khác nhau của hệ thống lắp đặt + Tiêu chuẩn 2: Các giải pháp này phải thõa mãn các tiêu chuẩn sau • Chống điện giật • Phòng cháy do điện phát sinh • Cung cấp điện liên tục • Chống q điện áp • Chống nhiễu điện từ + Tiêu chuẩn 3: So sánh các sơ đồ nối đất Nên sử dụng sơ đồ TT cho hệ. .. Chương I: Thiết kế hệ thống cáp ngầm cho mạng điện hạ áp 1.6.4 Cáp đi gần và giao chéo các cơng trình khác + Cáp đi gần nhà: Phải cách móng nhà tối thiểu là 0.6 m, khơng cho phép cáp đi xun qua nhà + Cáp đi vào nhà: Phải luồn trong ống có giấy tẩm bitum chèn ống chống nước thấm vào nhà Đoạn vào nhà cho phép cáp chơn sâu 0.5 m Hình 1.20: Cáp đặt trực tiếp trong đất – cáp đi vào nhà + Cáp đi song song... 12,5 A Bộ cảm biến có thể ghép nối điện từ sử dụng cuộn dây và điện kế phát hiện dòng điện trực tiếp hoặc thử nghiệm Vỏ cáp khi sử dụng SVTH: Hồng Tấn Q Trang 25 Chương I: Thiết kế hệ thống cáp ngầm cho mạng điện hạ áp điện áp rơi với điện kế phát hiện trực tiếp hoặc thử nghiêm trên vỏ cáp khi sử dụng điện áp rơi với điện kế phát hiện trực tiếp tín hiệu Phương pháp rò xoay chiều sử dụng máy phát tần... trong cáp khi có sự cố đứt cáp hay ngắn mạch Phương pháp rada có thể là phương pháp cho mọi loại cáp 2 hoặc nhiều lõi có tốc độ truyền sóng khơng đổi theo chiều dài của cáp Hệ thống rada khơng làm việc khi sự cố chập chờn, tuy nhiên có thể sử dụng khi sự cố chập chờn điện trở nhỏ SVTH: Hồng Tấn Q Trang 24 Chương I: Thiết kế hệ thống cáp ngầm cho mạng điện hạ áp 1.5.4 Phương pháp cộng hưởng Kỹ thuật. .. cần đo điện dung ở một đầu cuối của cáp bị sự cố và so sánh với điện dung của dây khơng bị sự cố của cùng một cáp Hình 1.14: Cầu đo điện dung xác định chổ hư hỏng của cáp SVTH: Hồng Tấn Q Trang 22 Chương I: Thiết kế hệ thống cáp ngầm cho mạng điện hạ áp Khoảng cách tới nơi khơng bị sự cố L1 được cho theo biểu thức L1 = L2(I1/I2) Ở đây L2 là chiều dài của cáp khơng bị sự cố, I2 dòng điện của cáp khơng...Chương I: Thiết kế hệ thống cáp ngầm cho mạng điện hạ áp Hình 1.3: Nối cáp trong hộp nối bằng gang 1 tẩm nhựa; 2 dây nối đất; 3 đai để nối đất vỏ kim loại cáp; 4 nửa trên của hộp nối cáp; 5 nắp đậy; 6 bu lơng xiết; 7 vỏ cáp; 8 lớp cách điện đai; 9 ruột cáp bọc cách điện; 10 ngăn cách bằng sứ; 11 ống nối; 12 nửa dưới của hộp nối; 13 đai bó Quan trọng nhất khi thực hiện nối cáp là phải tránh được độ