Đối với các kỹ sư ngành điện, việc lựa chọn, thiết kế cung cấp điện là điều tất yêu. Tài liệu đưa ra cách chọn, tính toán các thiết bị một cách nhanh gọn, chính xác, đảm bảo độ tin cậy. Tai liệu nêu đầy đủ các phương pháp người đọc có thể tùy ý lựa chọn
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. thien731987@gmail.com BÀI : LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN TRONG LƯỚI CUNG CẤP ĐIỆN Hệ thống điện bao gồm thiết bị điện chắp nối với theo nguyên tắc chặt chẽ tạo nên cấu đồng bộ, hoàn chỉnh. Mỗi thiết bị điện cần lựa chọn để thực tốt chức sơ đồ cấp điện góp phần làm cho hệ thống cung cấp điện vận hành đảm bảo tiêu kỹ thuật , kinh tế an toàn . 6.1 LỰA CHỌN MÁY BIẾN ÁP Trong sơ đồ cấp điện, máy biến áp có vai trò quan trọng, làm nhiệm vụ biến đổi điện áp truyền tải công suất. Người ta chế tạo máy biến áp đa dạng, nhiều kiểu cách, kích cỡ, nhiều chủng loại. Người thiết kế cần vào đặc điểm đối tượng dùng điện (khách hàng) để lựa chọn hợp lý máy biến áp . Thường ký hiệu máy biến áp sau : Kiểu máy – Công suất – U1/U2 Ví dụ : 4JB 5444 – 3LA – 250 – 24/0,4 máy biến áp phân phối siemens chế tạo , kiểu 4JB 5444 – 3LA , công suất 250 (kVA), điện áp U1= 24(KV), U2= 0.4 (KV) . TM – 5600 – 35/10 máy biến áp hai cuộn dây, dầu, công suất 5600 (kVA), điện áp U1= 35(kV), liên xô (cũ) chế tạo . Cũng có ký hiệu đơn giản : Kiểu – công suất/điện áp cao Ví dụ : 8CB8 – 400/35 biến áp phân phối, khô, công suất 400(kVA) điện áp 35/0,4 (KV) ChongQing chế tạo . Lựa chọn máy biến áp bao gồm lựa chọn số lượng, công suất, chủng loại, kiểu cách tính khác máy biến áp . Số lượng biến áp đặt trạm phụ thuộc vào độ tin cậy cung cấp điện cho phụ tải trạm . Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. thien731987@gmail.com - Với phụ tải quan trọng không phép điện, phải đặt hai biến áp . - Với xí nghiệp hàng tiêu dùng, khách sạn, siêu thị (hộ loại 2) thường đặt máy biến áp cộng với máy phát dự phòng . - Với hộ ánh sáng sinh họat thường đặt trạm máy. Công suất máy biến áp lựa chọn theo công thức sau : với trạm máy SđmB Stt (6.1) với trạm hai máy SđmB Stt (6.2) 1,4 Trong : SđmB – công suất định mức máy biến áp, nhà chế tạo cho. Stt - công suất tính toán, nghĩa công suất lớn phụ tải 1,4 - hệ số tải Kqt . Cần lưu ý hệ số tải phụ thuộc vào thời gian tải. Lấy Kqt = 1,4 ứng với điều kiện thời gian sau : tải không ngày đêm, ngày không giờ. Nếu không thoả mãn điều kiện thời gian phải tra đồ thị tìm Kqt sổ tay cung cấp điện không cho tải. Hai công thức (6.1) (6.2) dùng để chọn máy biến áp chế tạo nước với máy biến áp ngoại nhập nhiệt đới hoá. Khi sử dụng máy ngoại nhập chưa nhiệt đới hoá cần phải đưa vào công thức hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ Khc kể đến chênh lệch nhiệt độ môi trường chế tạo với môi trường sử dụng máy. Khc 1 100 (6.3) Trong : 1 - Nhiệt độ môi trường sử dụng ( C ) - Nhiệt độ môi trường chế tạo ( C ) Ví dụ : Nếu dùng máy biến áp Nga Việt Nam : Khc 24 0,81 100 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. thien731987@gmail.com Với 24 - Nhiệt độ ( C ) trung bình Hà Nội - Nhiệt độ ( C ) trung bình Mátcơva Khi đó, công thức ( 6.1) ( 6.2 ) có dạng SđmB Stt K hc SđmB Stt 1,4.K hc (6.4) (6.5) Cũng cần lưu ý máy biến áp xảy cố, khảo sát thống kê hộ loại có số phần trăm hộ loại cắt điện cần thiết với thời gian kể biến áp cố, biến áp lại cần cung cấp cho hộ loại 1. Kết lựa chọn cỡ máy nhỏ hơn, hợp lý hơn. Công thức chọn công suất cho trạm máy : SđmB S1 1,4 (6.6) Ví dụ 6.1 : Yêu cầu chọn máy biến áp cho khu chung cư có phụ tải điện Stt= 300 (kVA), điện áp trung áp 22 ( kV ). GIẢI Vì cấp điện cho khu trung cư , trạm đặt máy dụng công thức (6.1) SđmB 300(kVA) Chọn máy 315(kVA) ABB chế tạo : 315 – 22/0,4 Trường hợp dùng máy Nga, theo công thức (6.4) SđmB 300 370 (kVA) 0,81 Chọn máy BAPP Nga chế tạo : TM-400-22/0,4. Ví dụ 6.2 : Yêu cầu chọn máy biến áp cho trạm biến áp nhà máy luyện kim có phụ tải Stt = 1200 ( kVA) hai trường hợp : hệ số % phụ tải loại biết phụ tải loại 20%. GIẢI Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. thien731987@gmail.com Trạm cấp điện cho nhà máy luyện kim phải đặt hai máy biến áp. Khi số phụ tải loại ba nhà máy, cố máy biến áp, máy lại phải cấp đủ công suất 1200 ( kVA ). Áp dụng công thức (6.2 ) S đmB 1200 857(kVA) 1,4 Chọn dùng máy biến áp CTTBĐ Đông Anh chế tạo, công suất 1000 ( kVA ) 1000 22 / 0,4 Trường hợp khảo sát thống kê nhà máy có 20% phụ tải loại (ví dụ nhà kho, nhà hành chính, phân xưởng sửa chữa…) Áp dụng công thức ( 6.6 ) S đmB S1 80%.1200 685(kVA) 1,4 1,4 Chọn dùng máy biến áp CTTBĐ Đông Anh chế tạo có công suất 750 ( kVA) 750 11 / 0.4 So sánh hai phương án chọn máy: Phương án chọn máy 1000 kVA có lợi máy cố cắt điện hộ loại có hại vốn đầu tư lớn, hệ số tải nhỏ Kt Stt 1200 0,6 S dmB 2000 Phương án chọn máy 750 ( kVA ) có lợi vốn đầu tư nhỏ, hệ số tải cao Kt 1200 0,8 1500 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. thien731987@gmail.com Tuy nhiên, cố máy, máy lại cho phép tải 1,4 phải cắt lượng tải loại là: 1200 - 1,4 . 750 = 150 (kVA) Số % tải phải cắt Nghĩa không cần cắt hết 20% phụ tải loại 3. 6.2. LỰA CHỌN MÁY CẮT ĐIỆN. Máy cắt điện, kí hiệu MC, thiết bị đóng cắt mạch điện cao (trên 1000 V). Ngoài nhiệm vụ đóng, cắt điện phụ tải phục vụ cho công tác vận hành, máy cắt có chức cắt dòng điện ngắn mạch để bảo vệ phần tử hệ thống cung cấp điện. Máy cắt chế tạo nhiều chủng loại, nhiều kiểu cách, mẫu mã. Có máy cắt dầu, máy cắt nhiều dầu, máy cắt không khí, máy cắt chân không, máy cắt khí SF6. Máy cắt hợp ( MCHB) loại máy cắt chế tạo thành tủ, đặt sẵn máy cắt dao cách li, loại dùng tiện lợi cho trạm biến áp trạm phân phối kiểu nhà. Máy cắt phụ tải (MCPT) bao gồm dao cắt phụ tải dùng kết hợp với cầu chì, dao cắt phụ tải dùng để đóng cắt dòng phụ tải cầu chì (CDPT-CC) để cắt dòng ngắn mạch. Máy cắt phụ tải rẻ tiền làm việc không chắn, tin cậy máy cắt. Máy cắt điện chọn kiểm tra theo điều kiện ghi bảng 6.1;6.2 Bảng 6.1 CÁC ĐIỀU KIỆN CHỌN VÀ KIỂM TRA MÁY CẮT. Các điều kiện chọn kiểm tra Điều kiện Điện áp định mức (kV) U đmMC U đmLĐ Dòng điện định mức (A) I đmMC Icb Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. thien731987@gmail.com Dòng cắt định mức (kA) ICđm I”N Công suất cắt định mức (MVA) SCđm S”N Dòng điện ổn định động (kA) I ôđđ ixk Dòng điện ổn định nhịêt (kA) tqd Iođnh I tnh.dm Bảng 6.2. ĐIỀU KIỆN CHỌN VÀ KIỂM TRA MÁY CẮT PHỤ TẢI Các điều kiện chọn kiểm tra Điều kiện Điện áp định mức (kV) U đmMC U đmLĐ Dòng điện định mức (A) I đmMC Icb Dòng điện ổn định động (kA) I ôđđ ixk Dòng ổn định nhịêt (kA) Dòng điện định mức cầu chì (A) Iođnh I tqd tnh.dm Iđmcc Icb Dòng cắt định mức cầu chì (kA) Công suất cắt định mức cầu chì(MVA) Icđm I” Scđm S” Trong bảng : U đmLĐ - điện áp định mức lưới điện (kV) Icb - dòng điện cưỡng bức, nghĩa dòng điện làm việc lớn qua máy cắt, xác định theo sơ đồ cụ thể. I ,I” - dòng ngắn mạch vô công siêu độ, tính toán ngắn mạch lưới cung cấp điện coi ngắn mạch xa nguồn trị số dòng ngắn mạch chu kì. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. thien731987@gmail.com ixk - dòng điện ngắn mạch xung kích ,là trị số tức thời lớn dòng ngắn mạch : ixk = 1,8 x IN S’’ - công suất ngắn mạch S’’ = Utb . I’’ tnh.đm - thời gian ổn định nhiệt định mức, nhà chế tạo cho tương ứng với Inh.đm (Iođnh) tqđ - thời gian quy đổi , xác định cách tính toán cha đồ thị Trong tính toán thực tế lưới cung trung áp, người ta cho phép lấy tqđ thời gian tồn ngắn mạch, nghĩa thời gian cắt ngắn mạch Vậy : Icđm = Inh.đm I tc tnh.dm Các thiết bị điện có Iđm > 1000 (A) không cần kiểm tra ổn định nhiệt. Ví dụ 6.3 : Trạm phân phối trung tâm 22 (KV) nhà máy cỡ lớn có sơ đồ cho hình 6.1.Yêu cầu lựa chọn máy cắt hợp sơ đồ. Biết công suất tính toán nhà máy 8000 (kVA). Nhà máy cấp điện từ trạm biến áp trung gian 110/22 (kV) cách km ĐDK – AC – 95, máy cắt đầu nguồn loại 8BJ50 SIMENS có Icđm = 25 (kA). 22(kV) ĐDK- 2AC – 95;3km 8BJ50 BATG MCT MCT MCLL N PĐ1-22(kV) MC1 PĐ2-22(kV) MC8 MC9 MC16 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. thien731987@gmail.com Hình 6.1. Trạm phân phối trung tâm 22 (kV) nhà máy dùng sơ đồ 1HTTG phân đoạn MCLL. Đ/S: Chọn 19 tủ máy cắt 8DC11 cho trạm PPTT nhà máy . Ví dụ 6.4: Trạm áp phân phối 1000(kVA)-22/0,4(kV) cấp điện cho khách sạn dùng máy cắt phụ tải (DCPT-CC)22 (kV).Biết dòng ngắn mạch sau cầu chì trung áp I’’= (kA), yêu cầu lựa chọn máy cắt phụ tải cho TBAPP. GIẢI Dòng cưỡng qua máy cắt dòng định mức biến áp với giả thiết không cho biến áp tải (nếu cho biến áp tải thi:Iqt = 1,25IđmB (trạm máy ), Iqt = 1,4 IđmB (trạm máy ) Icb = IđmB = 1000 26,27( A) 3.22 Chọn dùng dao cắt phụ tải ABB kết hợp với cầu chì ống Siemens có thông số kỹ thuật ghi bảng. THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA DAO CẮT PHỤ TẢI DO ABB CHẾ TẠO Loại dao cắt phụ Uđm(kV) Iđm (A) INmax(kA) IN3s(kA) 400 40 10 tải NPS 24 B1/A1 24 THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA CẦU CHÌ ỐNG DO SIEMENS CHẾ TẠO Loại cầu chì ống Uđm(kV) Iđm (A) INmax(kA) IN3s(kA) 3GD1 406-4B 24 32 31,5 27 Căn dòng ngắn mạch cho, lập bảng kiểm tra DCTT-CC Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. thien731987@gmail.com BẢNG KIỂM TRA DCTT-CC ĐÃ CHỌN Các đại lượng chọn kiểm tra Kết Điện áp định mức (kV) UđmCDPT-CC = 24 > UđmLĐ = 22 Dòng điện định mức (A) IđmCDPT = 400 > Icb = 16,27 Dòng ổn định động (kA) Iđ. đm = 40 > .1,8.8 20,3 Dòng ổn định nhiệt (kA) Inh. đm =10 > 8. 0,8 IđmCC = 22 > Icb = 26,27 Dòng điện định mức cc (A) Icdmcc = 40 > I’’ = Dòng cắt định cc (kA) Scđm = 3.24.40 3.8.23 Công suất cắt định mức cc (MVA) 6.3.LỰA CHỌN CẦU CHÌ, DAO CÁCH LY Cầu chì phân tử ‘ yếu’ hệ thống cung cấp điện người thiết kế tạo nhằm cắt đứt mạch điện có dòng điện lớn trị số cho phép qua. Vì chức cầu chì bảo vệ tải ngắn mạch. Cần lưu ý dây chì chế tạo khó đồng tiết diện khó khử hết tạp chất nên làm việc không tin cậy lắm, không cắt dòng thật xác, chức chủ yếu bảo vệ ngắn mạch, cầu chì làm dự phòng bảo vệ tải cho áptômát khởi động từ. Dao cách ly (còn gọi cầu dao)có nhiệm vụ chủ yếu cách ly phần có điện phần điện tạo khoảng cách an toàn trông thấy phục vụ cho công tác sử chữa, kiểm tra, bảo dưỡng.Sở dĩ không cho dao cách ly đóng cắt mạch mang tải phận dập hồ quang.Tuy nhiên, cho Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. thien731987@gmail.com phép dao cách ly đóng, cắt không tải biến áp công suất máy không lớn (thường nhỏ 1000kVA) Cầu chì dao cách ly chế tao với cấp điện áp. Trong lưới cung cấp điện, cầu chì dùng riêng rẻ, thường dùng kết hợp với dao cách ly dao cắt phụ tải.Dao cách ly dùng riêng rẻ,nhưng thường dùng kết hợp với máy cắt cầu chì. 6.3.1 Lựa chọn dao cách ly, cầu chì cao áp Trong lưới điện cao áp, cầu chì thường dùng vị trí sau: - Bảo vệ máy biến điện áp - Kết hợp với dao cắt phụ tải thành máy cắt phụ tải trung áp để bảo vệ đường dây. - Đặt phía cao áp(6, 10, 22, 35 Kv) trạm biến áp phân phối để bảo vệ ngắn mạch cho máy biến áp. Cầu chì cấu tạo nhiều loại, nhiều kiểu, điện áp trung phổ biến cầu chì ống. Cũng nhắc lại điện áp trung người ta thường dùng cầu chì tự rơi (CCTR) thay cho cầu dao - cầu chì (CD-CC) Trong lưới điện cung cấp trung cao áp, dao cách ly dùng riêng rẻ thường dùng kết hợp. - Kết hợp với máy cắt tủ máy cắt MC-DCL - Kết hợp với cầu chì trung áp đặt trạm biến áp phân phối. Cầu chì cầu dao cách li trung, cao áp chọn kiểm tra theo điều kiện ghi bảng 6.3 6.4. Bảng 6.3.CÁC ĐIỀU KIỆN CHỌN VÀ KIỂM TRA DAO CÁCH LY Các điều kiện chọn kiểm tra Điều kiện Điện áp định mức (kV) U đm DCL U đm LĐ Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. thien731987@gmail.com Idc Kti I dmi 0,821,125 16,9 21,125 9,5 59,92 (A) Idc I mmD K ti I dmi 7.16,9 0,821,125 21,125 9,5 89, 25 (A) 1,6 Theo kết tính toán trên, lẽ chọn Idc = 100(A) Nhưng theo điều kiện chọn lọc, chọn CD-CC có Idc = 150(A), ICD = ICCT = 200(A) Kết lựa chọn cầu chì ghi hình 6-7 Hình 6-7 6.4 LỰA CHỌN ÁPTÔMÁT Áptômát thiết bị đóng cắt hạ áp có chức bảo vệ tải ngắn mạch. Do có ưu điểm hẳn cầu chì khả làm việc chắn, tin cậy, an toàn, đóng cắt đồng thời pha khả tự động hoá cao áptômát có giá trị đắt ngày dùng rộng rãi lưới điện hạ áp công nghiệp, dịch vụ lưới điện sinh hoạt. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. thien731987@gmail.com Áptômát chế tạo với điện áp khác : 400 (A), 440 (A), 500 (A), 600 (A), 690 (A). Người ta chế tạo loại áptômát pha, pha, pha với số cực khác : cực, cực, cực, cực.Ký hiệu áptômát cho bảng Ngoài áptômát thông thường, người ta chế tạo loại chống rò điện. Áptômát chống rò tự động cắt mạch điện dòng rò có trị số 30mA, 100mA 300mA tuỳ loại. Áptômát chọn theo điều kiện UđmA U dmLD (6.24) IđmA I tt (6.25) IcđmA I N (6.26) Ví dụ 6.11 : Yêu cầu chịn áptômát tổng cho hộ gia đình co công suất đặt (kW). Ví dụ 6.12 : Trạm biến áp phân phối 250 (kVA), điện áp 10/0,4 (KV) cấp điện cho hai dãy phố, dây có công suất tính toán 100 (KV). Yêu cầu lựa chọn áptômát đặt tủ phân phối trạm. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. thien731987@gmail.com 6.5 LỰA CHỌN THANH GÓP Thanh góp lại la thanh dẫn. Thanh góp dùng tủ động lực, tủ phân phối hạ áp, tủ máy cắt, trạm phân phối nhà máy, trời.Với tủ điện cao áp trạm phân phối nhà dùng góp cứng với trạm phân phối trời thường dùng thanhgóp mềm. Người ta chế tạo góp nhiều kiểu dáng, chủng loại. Có góp đồng nhôm. Thanh góp nhôm thường dùng với dòng điện nhỏ, góp đồng thường dùng cho trị số dòng điện. Về hình dáng, góp phổ biến có hình chữ nhật, đóng điện lớn ghép 2, pha, dùng góp trong, hình máng, hình vành khuyên. Trong lưới cung cấp điện, phía trung áp thường dùng tủ hợp bộ, đặt sẵn góp nhà chế tạo cho khả chịu dòng ổn định động, ổn định nhiệt. Các tủ phân phối tủ động lực cần phải tính toán, thiết kế, lắp đặt cho phù hợp với đối tượng sử dụng. Thanh đặt tủ phân phối TBAPP, tủ phân phối khu dân cư, phân xưởng tủ động lực phân xưởng, tủ nhà cao tầng thường có dòng không lớn lắm, cần dùng góp chữ nhật. Thanh góp lưới cung cấp điện chọn theo dòng phát nóng kiểm tra theo điều kiện ổn định động, ổn định nhiệt ngắn mạch. BẢNG 5.6 CÁC ĐIỀU KIỆN CHỌN VÀ KIỂM TRA THANH GÓP Các đại lượng chọn kiểm tra Điều kiện Dòng điện phát nóng lâu dài cho K1K2Icp Icp phép (A) cp tt Khả ổn định động (kG/m ) F I tqd Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. thien731987@gmail.com Khả ổn định nhiệt (mm2) Trong đó: K1 = Với góp đặt đứng K1 = 0,95 Với góp đặt ngang K2 - hệ số hiệu chỉnh theo nhiêt độ môi trường ( tra sổ tay ) cp - ứng suất cho phép vật liệu làm góp với góp nhôm cp =700 kG/cm2 cp – ứng suất tính toán xuất góp tác động lực điện động dòng ngắn mạch tt = M (kG/cm2 ) W (6.27) M – mômen uốn tính toán M= Ftt .l ( kG/cm2 ) W (6.27) Ftt - lực tính toán tác động dòng ngắn mạch Ftt = 1,68.10-2 l ixk (kG) a l - khoảng cách sứ pha, cm; a - khoảng cách giưa pha, cm; w - mômen chống uốn góp, tính theo công thức tương ứng với kiểu dáng, cho bảng. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. thien731987@gmail.com Bảng 6- 11 MÔMEN CHỐNG UỐN CỦA CÁC LOẠI THANH GÓP Thanh chữ nhật Đặt đứng Đặt ngang Thanh chữ nhật rỗng (a) (b) (C) bh W bh W h h13 W b Thanh tròn Thanh tròn rỗng (d) (e) W D 32 W D3 d 32 b h h a h1 b h D c d e Vídụ 6.13 : Yêu cầu lựa chọn góp đặt tủ phân phối hạ áp trạm biến áp 315 (kVA) – 10/0,4 (kV) 6.6. LỰA CHỌN DÂY DẪN VÀ CÁP. 6.6.1. Giới thiệu chung phương pháp phạm vi áp dụng Có phương pháp lựa chọn tiết diện dây dẫn cáp. 1.Chọn tiết diện theo mật độ kinh tế dòng điện Jkt’ Jkt (A/mm2) số ampe lớn mm2 tiết diện kinh tế. Tiết diện chọn theo phương pháp có lợi kinh tế. Phương pháp chọn tiết diện dây theo Jkt áp dụng với lưới điện có điện áp U 110 (kW), lưới thiết bị sử dụng điện trực tiếp đấu vào, vấn đề điện áp không cấp bách, nghĩa yêu cầu không thật chặt chẽ. Lưới trung áp đô thị xí nghiệp nói chung khoảng cách tải điện ngắn, thời gian sử dụng công suất lớn chọn theo Jkt’ Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. thien731987@gmail.com 2.Chọn tiết diện theo điện áp cho phép U cp Phương pháp lựa chọn tiết diện lấy tiểu chất lượng điện làm điều kiện tiên quyết. Chính áp dụng để lựa chọn tiết diện dây cho lưới điện nông thôn, thường đường dây tải điện dài, tiêu điện áp rễ bị vi phạm. 3.Chọn đường dây dẫn theo dòng phát nóng lâu dài cho phép Jcp Phương pháp tận dụng hết khả tải dây dẫn cáp, áp dụng cho lưới hạ áp đô thi , công nghiệp sinh hoạt. Bảng – 12 PHẠM VI ÁP DỤNG CÁC PHƯƠNG PHÁP LỰA CHỌN TIẾT DIỆN DÂY DẪN VÀ CÁP Lưới điện Jkt Cao áp Mọi đối tượng Trung áp Đô Jcp U cp thi, - - công Nông thôn - nghịêp Hạ áp - Nông thôn Đô thị ,công nghiệp Tiết diện dù chọn theo phương pháp phải thoã mãn điều kiện kỹ thuật sau : U bt U btcp (6.30) U sc U sccp (6.31) Isc I cp (6.32) Trong : U bt , U sc - tổn thất điện áp lúc đường dây làm việc bình thường đường dây bị cố nặng nề (đứt đường dây lộ kép, đứt đường dây mạch kín) Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. thien731987@gmail.com U btcp , U sccp - Trị số U cho phép lúc bình thường cố . Với U 110 (kV) ; U cpbt 10%U dm U cpsc 20%U dm Với U 35 kV ; U cpbt 5% U dm U cpsc 10% U dm Isc, Icp - dòng đện cố lớn qua dây dẫn dòng điện phát nóng lâu dài cho phép. Ngoài ra, tiết diện dây dẫn đường dây thoả mãn điều kiện độ bền học tổn thất vầng quang. Riêng với cáp cấp điện áp phải thoả mãn điều kiện ổn định nhiệt dòng ngắn mạch. F .I . tqd Trong : - hệ số, với nhôm 11 , với đồng tqđ - thời gian quy đổi, với ngắn mạch trung, hạ áp cho phép lấy tqđ = tc = (0,5 : 1) 6.6.2 LỰA CHỌN TIẾT DIỆN THEO Jkt. Trình tự lựa chọn tiết diện theo phương pháp sau : 1. Căn vào loại dây định dùng ( dây dẫn cáp ) vật liệu làm dây ( nhôm đồng) số Tmax tra bảng tri số Jkt. Bảng - 13 TRỊ SỐ Jkt (A/MM2) THEO Tmax VÀ LOẠI DÂY. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. thien731987@gmail.com Loại dây Tmax (h) > 5000 < 3000 3000 - 5000 Dây đồng 2,5 2,1 1,8 Dây A, AC 1,3 1, Cáp đồng 3,5 3,1 2,7 Cáp nhôm 1,6 1,4 1,2 Nếu đường dây cấp điện cho nhiều phụ tải có Tmax khác xác định trị số trung bình Tmax theo biểu thức : Tmaxtb S T S i max i i PT P i max i i Trong : Si, Pi phụ tải điện, phụ tải tính toán hộ tiêu thụ. 2.Xác định trị số dòng điện lớn chạy đoạn dây : Iij Sij n. 3U dm Pij n. 3U dm . cos Với n - số lộ đường dây( lộ đơn n = 1, lộ kép n = ) 3.Xác định tiết diện kinh tế đoạn. Fktij Iij J kt Căn vào trị số Fktij tính được, tra sổ tay tìm tiết diện tiêu chuẩn gần bé hơn. 4.Kiểm tra tiết diện chọn theo điều kiện kĩ thuật từ (6.30) đến (6.33). Nếu có điều kiện không thoả mãn, phải nâng tiết diện lên cấp thử lại. Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. thien731987@gmail.com Ví dụ 6.14 : Yêu cầu lựa chọn dây dẫn cho đường dây 10 (kV) cấp điện cho xí nghiệp hình 6.9 . số liệu phụ tải bảng. Phụ tải S (kVA) Cos Tmax (h) Xí nghiệp 2000 0,8 5200 Xí nghiệp 1000 0,7 4000 A km km Hình 6.9. đường dây 10 (kV) cấp điện cho xí nghiệp Đ/S : Vậy chọn dây dẫn cho toàn đường dây sau : Đoạn A1 : 2AC-95 Đoạn 12 : AC-50 6.6.3. Chọn tiết diện dây dẫn theo Ucp Xuất phát từ nhận xét: Khi tiết diện dây dẫn thay đổi điện trở thay đổi theo điện kháng thay đổi, tra sổ tay thấy xo ( / km ) có giá trị xo = 0,33 0,45 cỡ dây dẫn khoảng cách pha. Vì cho trị số xo ban đầu nằm khoảng giá trị sai số phạm phải không lớn. Tổn thất điện áp xác định theo biểu thức biết : U PR QX PR QX U U U dm U dm U dm Khi cho giá trị xo, tính : U QX Ql xo U dm U dm Từ xác định U U cp U Mặt khác U PR P. p.l U dm F .U dm Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. thien731987@gmail.com Suy : F P. p.l U dm .U Vậy trình tự xác định tiết diện dây theo phương pháp sau : 1. Cho trị số xo lân cận 0,4 ( / km ), trường hợp tổng quát đường dây n tải, tính U xo Qij .lij U dm (6.37) 2. Xác định thành phần U (6.38) U U cp U 3. Xác định tiết diện tính toán theo U cp : F P Pl U dm .U (6.39) Chọn tiết diện tiêu chuẩn gần lớn . 4. Kiểm tra lại tiết diện chọn theo tiêu chuẩn kỹ thuật (6.30), (6.31), (6.32). Trong công thức : Q (kVAr) , P (kW) , l (km) , U (V) , Uđm (kV ) Ví dụ 6.15 : ĐDK-10 (kV) cấp điẹn cho hai phụ tải nông thôn từ điểm A đường trục 10 (kV) huyện. Cho biết tổn thất điện áp cho phép từ điểm rẽ A phụ tải 3% Uđm (H6.10). Yêu cầu xác định tiết diện dây dẫn cho đường dây A12. ĐDK-10(kV) A km 400 (kVA) cos = 0,8 Hình 6.10. Đường dây cấp điện cho phụ tải Đáp án : Chọn dây AC- 50 . km 200 (kVA) cos = 0,8 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. thien731987@gmail.com 6.6.4. Chọn tiết diện theo Icp Công thức xác định tiết diện theo Icp đơn giản K1K2Icp Itt (6.40) Trong : K1 - Hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ kể đến chênh lệch nhiệt độ môi trường chế tạo môi trường đặt dây, tra sổ tay ; K2 - Hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ, kể đến số lượng cáp đặt chung rãnh, tra sổ tay Icp - Dòng phát nóng cho phép, nhà chế tạo cho ứng với loại dây, tiết diện dây, tra sổ tay ; Itt - Dòng điện làm việc lớn (dài hạn) qua dây. Tiết diện dây sau chọn theo (6.40) phải thử lại điều kiện kỹ thuật, phải kiểm tra điều kiện kết hợp với thiết bị bảo vệ. Nếu bảo vệ cầu chì : K1K2Icp I dc = với mạch động lực (cấp điện cho máy) 0,8 với mạch sinh hoạt. Nếu bảo vệ áptômát K1K2Icp 1,25I dmA 1,5 Với 1,25 IđmA dòng khởi động nhiệt (Ikđ.nh ) áptômát, 1,25 hệ số cắt tải áptômát. Ví dụ 6.16. Yêu cầu lựa chọn dây dẫn cấp điện cho động máy mài có số liệu kỹ thuật cho theo bảng đây, biết dây dẫn chung rãnh với dây khác, nhiệt độ môi trường +300C ,dây bảo vệ cầu chì có Idc = 50 (A) Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. thien731987@gmail.com Động Pđm (kW) Cos Kmm Máy mài 10 0,8 0,9 Ví dụ 6.17. Yêu cầu lựa chọn đường dây trục hạ áp cho hộ gia đình có công suất đặt Pd = (kW), biết hộ bảo vệ cầu chì tổng Idc = 30 (A) Đáp án : chọn dây M (2 4) Ví dụ 6.18. Yêu cầu lựa chọn cáp tổng hạ áp dẫn điện từ máy biến áp 250 (kVA) = 10/0,4 (kV) sang tủ phân phối trạm dài 10 m (H.6.12), biết máy biến áp không cho phép tải, nhiệt độ T = +20oC. Vậy chọn cáp tổng PVC (3 150 + 1.95) Đáp án : PVC (3 150 + 1.95) Bài tập BT6.1. Yêu cầu lựa chọn CD-CCT cầu chì nhánh đặt tủ động lực cấp điện cho nhóm máy công cụ có số liệu bảng đây. Động Pđm Cos Kmm Kt (kW) Máy mài 12 0,8 0,8 0,9 Máy khoan 7,5 0,8 0,8 0,9 Máy tiện 0,8 0,8 0,9 Máy tiện 0,8 0,8 0,9 Quạt gió 1,7 0,8 0,8 0,9 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. thien731987@gmail.com BT.6.2. Yêu cầu lựa chọn cầu chì CD-CC hộp bảo vệ đường dây xóm ngõ có 25 hộ dân nông nghiệp. BT.6.3. Yêu cầu chọn CD-CCT cầu chì nhánh hộp điện cấp điện cho máy bơm phụ tải chiếu sáng, sau chọn dây dẫn tới máy bơm tới phụ tải chiếu sáng, không yêu cầu kiểm tra U điều kiện ngắn mạch. Các số liệu cho hình BT6. PCS 20 (kW) , cos 0,8 PB 14 (kW ) , cos 0,7 K mm BT.6.4. Yêu cầu lựa chọn tiết diện dây dẫn theo Jkt cho đường dây cấp điện tới phụ tải. Các số liệu cho hình BT6.4 3km A 5km U đm = 10(kV) A 3km 500(kVA), cos 0,7 Tmax = 4500 (h) 1200(kVA), cos 0,8 Tmax = 5500 (h) 2km 800(kVA), cos 0,6 750(kVA), cos 0,7 Tmax = 3000 (h) 2km 500(kVA), cos 0,8 2km 200(kVA), cos 0,8 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. thien731987@gmail.com BT.6.5.Trạm phân phối 22 kV cấp điện cho 10 phụ tải.Trạm điện từ trạm BATG 110/22 (kV) cách km qua máy cắt đầu nguồn Siemens có Icđm = 40 (kV). Các số liệu cho hình BT6.5 Yêu cầu : 1.Lựa chọn dây dẫn ĐDK – 22 (kV) cấp điện cho trạm PP 2. Lựa chọn toàn máy cắt trạm PP Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. thien731987@gmail.com Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. thien731987@gmail.com [...]... 6.13 : Yêu cầu lựa chọn thanh góp đặt trong tủ phân phối hạ áp của trạm biến áp 315 (kVA) – 10/0,4 (kV) 6.6 LỰA CHỌN DÂY DẪN VÀ CÁP 6.6.1 Giới thiệu chung về các phương pháp và phạm vi áp dụng Có 3 phương pháp lựa chọn tiết diện dây dẫn và cáp 1 .Chọn tiết diện theo mật độ kinh tế của dòng điện Jkt’ Jkt (A/mm2) là số ampe lớn nhất trên 1 mm2 tiết diện kinh tế Tiết diện chọn theo phương pháp này sẽ có... thien731987@gmail.com 2 .Chọn tiết diện theo điện áp cho phép U cp Phương pháp lựa chọn tiết diện này lấy chỉ tiểu chất lượng điện làm điều kiện tiên quyết Chính vì thế nó được áp dụng để lựa chọn tiết diện dây cho lưới điện nông thôn, thường đường dây tải điện khá dài, chỉ tiêu điện áp rất rễ bị vi phạm 3 .Chọn đường dây dẫn theo dòng phát nóng lâu dài cho phép Jcp Phương pháp này tận dụng hết khả năng tải của dây dẫn. .. pháp này tận dụng hết khả năng tải của dây dẫn và cáp, áp dụng cho lưới hạ áp đô thi , công nghiệp và sinh hoạt Bảng 6 – 12 PHẠM VI ÁP DỤNG CÁC PHƯƠNG PHÁP LỰA CHỌN TIẾT DIỆN DÂY DẪN VÀ CÁP Lưới điện Jkt Cao áp Mọi đối tượng Trung áp Đô Jcp U cp thi, - - công Nông thôn - nghịêp Hạ áp - Nông thôn Đô thị ,công nghiệp Tiết diện dù chọn theo phương pháp nào cũng phải thoã mãn các điều kiện kỹ thuật sau... đại lượng liên quan đến dòng ngắn mạch 1 Lựa chọn cầu dao hạ áp CẦu dao hạ áp được chọn theo 2 điều kiện : UđmCD UđmLĐ IđmCD Itt Trong đó : UđmCĐ - Điện áp định mức cuả cầu dao, thường chế tạo 220 (V), 230 (V), 250 (V), 380 (V), 400 (V), 440 (V), 500 (V), 690 (V) UđmLĐ - Điện áp định mức của lưới điện hạ áp, có trị số 220(V) (điện áp pha ), hoặc 380 (V) (điện áp dây ) Ngoài ra còn phải chú ý đến số... pháp này sẽ có lợi về kinh tế Phương pháp chọn tiết diện dây theo Jkt áp dụng với lưới điện có điện áp U 110 (kW), bởi vì trên lưới này không có thiết bị sử dụng điện trực tiếp đấu vào, vấn đề điện áp không cấp bách, nghĩa là yêu cầu không thật chặt chẽ Lưới trung áp đô thị và xí nghiệp nói chung khoảng cách tải điện ngắn, thời gian sử dụng công suất lớn cũng được chọn theo Jkt’ Generated by Foxit PDF... 6.17 Yêu cầu lựa chọn đường dây trục hạ áp cho 1 căn hộ gia đình có công suất đặt Pd = 6 (kW), biết rằng căn hộ được bảo vệ bằng cầu chì tổng Idc = 30 (A) áp án : chọn dây M (2 4) Ví dụ 6.18 Yêu cầu lựa chọn cáp tổng hạ áp dẫn điện từ máy biến áp 250 (kVA) = 10/0,4 (kV) sang tủ phân phối của trạm dài 10 m (H.6.12), biết máy biến áp không cho phép quá tải, nhiệt độ T = +20oC Vậy chọn cáp tổng PVC... quả lựa chọn cầu chì ghi trên hình 6-7 Hình 6-7 6.4 LỰA CHỌN ÁPTÔMÁT Áptômát là thiết bị đóng cắt hạ áp có chức năng bảo vệ quá tải và ngắn mạch Do có ưu 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 trên áptômát mặc dù có giá trị đắt hơn vẫn ngày càng được dùng rộng rãi trong lưới điện hạ áp công nghiệp, dịch vụ cũng như lưới. .. dao, cầu chì hạ áp Cầu chì hạ áp được đặc trưng bởi 2 đại lượng : Idc - dòng định mức của dây chảy cầu chì, A Ivỏ - dòng định mức của vỏ cầu chì (bao gồm cả đế và nắp) Khi lựa chọn cầu chì hạ áp phải lựa chọn cả Idc và Ivỏ Thường chọn Ivỏ lớn hơn Idc vài cấp để khi dây chảy đứt quá tải, ngắn mạch hoặc khi cần tăng tải ta chỉ cần thay dây chảy chứ không cần thay vỏ Kí hiệu dầy đủ cầu chì hạ áp cho trên... một xã nông nghiệp đặt 1 máy biến áp 320 (kVA) điện áp 10/0.4 (kV) Biết rằng trạm được cấp điện từ TBATG 35/10 (kV) của huyện cách 3 km bằng ĐDK – 10, dây AC – 35 Máy cắt đầu đường dây là của Liên Xô (cũ) đã mất catalog Yêu cầu tính toán 2 phương án : 1 Chọn cầu chì tự rơi 10 (kV) cho trạm 2 Chọn ĐDL – CC 10 (kV) cho trạm 6.3.2 Lựa chọn cầu dao, cầu chì hạ áp Ở lưới hạ áp thường gọi dao cách li là cầu... 2 Lựa chọn cầu chì hạ áp a) Trong lưới điện thắp sáng, sinh hoạt Cầu chì được chọn theo 2 điều kiện UđmCC UđmLĐ Idc Itt Trong đó : UđmCC - điện áp định mức của cầu chì, chế tạo các cỡ điện áp như với cầu dao Idc - dòng định mức của dây chảy, (A), nhà chế tạo cho Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only thien731987@gmail.com Itt - dòng điện . cao Ví dụ : 8CB8 – 400/35 là biến áp phân phối, khô, công suất 400(kVA) điện áp 35/0,4 (KV) do ChongQing chế tạo . Lựa chọn máy biến áp bao gồm lựa chọn số lượng, công suất, chủng loại, kiểu. trạm đó . Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. thien731987@gmail.com - Với phụ tải quan trọng không được phép mất điện, phải đặt. K hc 81,0 100 524 1 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. thien731987@gmail.com Với 24 - Nhiệt độ ( C ) trung bình ở Hà Nội 5 - Nhiệt