thiết kế cung cấp điện cho một phân xưởng sản xuất cơ khí

GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Âu Đồ Án Cung Cấp Điện LỜI NÓI ĐẦU Ngày nay, kinh tế nước ta phát triển mạnh mẽ, đời sống nhân dân nâng cao nhanh chóng, với xu công nghiệp hoá, đại hoá nước ta nước giới ngày cao Nhu cầu tiêu thụ điện tất lónh vực công nghiệp, nông nghiệp, sinh hoạt v v ngày tăng Vì thế, việc tính toán thiết kế cung cấp điện cho khu kinh tế, khu chế xuất, xí nghiệp, nhà máy cần thiết Nhờ vào việc tính toán thiết kế cung cấp điện mà nguồn lượng điện truyền tải từ nhà máy trạm phân phối điện đến nơi tiêu thụ cách an toàn hiệu Đồ án môn học kết vận dụng kiến thức học vào thực tế để tính toán thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng, thế, mà qua đồ án hiểu rõ học lý thuyết mà chưa có dòp để ứng dụng vào thực tiễn hình dung ý nghóa môn cung cấp điện ngành điện khí hoá- cung cấp điện “Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa khí “là nhiệm vụ đồ án môn học cung cấp điện sở để thiết kế mạng điện lớn sau Do trình độ có hạn kinh nghiệm hạn chế, mà trình thực tập đồ án này, chắn không tránh khỏi sai sót Kính mong quý thầy cô bạn góp ý để em có hội bổ sung vào vốn kiến thức Và dòp để em kiểm tra lại kiến thức chuyên ngành cung cấp điện sau học xong môn học cung cấp điện Em xin chân thành cảm ơn thầy Th S Nguyễn Ngọc Âu bảo hướng dẫn tận tình để em hoàn thành tập đồ án SVTH: Nguyễn Văn Sót Trang MSSV: 03102156 GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Âu Đồ Án Cung Cấp Điện LỜI NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN Ngày… Tháng … năm 2007 Giáo viên: Th.S NGUYỄN NGỌC ÂU SVTH: Nguyễn Văn Sót Trang MSSV: 03102156 GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Âu Đồ Án Cung Cấp Điện MỤC LỤC • Lời nói đầu • Mục lục • Nhiệm vụ đồ án • Chương 1: tính toán phụ tải phân xưởng ♦1 1- Đặc điểm phân xưởng ♦1 2- Thông số sơ đồ mặt phân xưởng -6 ♦1 3- Phân nhóm phụ tải -7 ♦1 4- Xác đònh phụ tải tính toán cho phân xưởng -8 ♦1 5- Xác đònh phụ tải chiếu sáng phân xưởng theo phương pháp suất chiếu sáng đơn vò diện tích -11 ♦1 6- Xác đònh phụ tải tính toán toàn phân xưởng -11 ♦1 7- Xác đònh tâm phụ tải nhóm phân xưởng -12 +Tọa độ tâm phụ tải nhóm j +Tọa độ tâm phụ tải phân xưởng ♦1 8- Xác đònh vò trí đặt tủ động lực cho nhóm máy 16 Chương 2: Tính chọn trạm biến áp cho phân xưởng -17 2.1: Chọn vò trí trạm biến áp 17 2.2: Lựa chọn máy biến áp 17 2.3: Xác đònh công suất máy biến áp -18 • Chương 3: Chọn phương án dây -21 ♦3 1- Vạch phương án dây mạng phân xưởng 21 3.1-1: Yêu cầu -21 3.1-2: Phân tích phương án dây -21 3.1-3: Vạch phương án dây -23 ♦3 2- Xác đònh phương án lắp đặt dây 24 • Chương 4: Chọn dây dẫn khí cụ bảo vệ -27 SVTH: Nguyễn Văn Sót Trang MSSV: 03102156 GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Âu Đồ Án Cung Cấp Điện ♦4 1- Chọn dây dẫn -27 4.1-1: Chọn loại cáp dây dẫn -27 4.1-2: Chọn dây dẫn theo điều kiện phát nóng -27 4.1-3: Kiểm tra tổn thất điện áp -40 Chương 5: Chọn phàn tử đóng cắt, tính ngắn mạch 47 ♦5.1: Chức CB ♦5.2: Phân loại CB -♦5.3: Lựa chọn CB -• Chương 6: Tìm hiểu hệ thống UPS -53 ♦6.1: Bộ nghòch lưu lưu điện 53 6.1-1: Bộ nghòch lưu 53 6.1-2: Các dạng hệ thống UPS -54 ♦6.2: Lựu chọn hệ thống UPS 56 6.2-1: Các tiêu chí để lựa chọn hệ thống UPS 56 6.2-2: Công suất -57 6.2-3: Tính khả dụng 58 ♦6.3: Hệ thống UPS môi trường -58 6.3-2: Chuẩn loại cquy -58 ♦6.4: Chọn dây cáp mạch phụ cho cquy 59 SVTH: Nguyễn Văn Sót Trang MSSV: 03102156 GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Âu Đồ Án Cung Cấp Điện NHIỆM VỤ CỦA ĐỒ ÁN Xác định phụ tải tính tốn phân xưởng, xác định tâm phụ tải Tính chọn trạm biến áp cho xưởng (22/0.4 KV) Chọn dây dẫn Chọn phần tử đóng cắt, bảo vệ, tính ngắn mạch Tìm hiểu hệ thống UPS SVTH: Nguyễn Văn Sót Trang MSSV: 03102156 GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Âu Đồ Án Cung Cấp Điện CHƯƠNG TÍNH TOÁN PHỤ TẢI PHÂN XƯỞNG 1: Đặc điểm phân xưởng Phân xưởng với tổng diện tích mặt là: F = 50 × 25 = 1250 (m2), chiều dài phân xưởng 50 m, chiều rộng phân xưởng 25 m Phân xưởng có cửa vào hai cửa vào phụ Bên phân xưởng gồm nhà điều hành phần mặt lại đặt máy móc thiết bò Nguồn điện cung cấp cho phân xưởng lấy từ trạm phân phối khu vực với cấp điện áp 22KV qua máy biến áp cấp điện cho nhà máy, thiết bò nhà máy sử dụng nguồn điện áp 220/400V Phân xưởng xây dựng nơi có nhiệt độ trung bình năm khoảng 25÷300C Sản phẩm phân xưởng sản phẩm khí Phân xưởng làm việc theo ca, ngày ca 2: Thông số sơ đồ mặt phân xưởng  Bảng thông số thiết bò phân xưởng 18 STT Ký hiệu tr ê n Số lượng Điện áp Pđm Cos ϕ Số pha Ghi [(KW)] Mặt bằ ng 1 220/380 12 0,85 2 220/380 0,8 3 220/380 0,95 4 220/380 18 0,8 5 220/380 0,8 6 220/380 10 0,9 7 220/380 0,87 SVTH: Nguyễn Văn Sót Trang MSSV: 03102156 GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Âu Đồ Án Cung Cấp Điện 8 220/380 15 0,82 9 220/380 14 0,9 10 10 220/380 13 11 11 220/380 0,85 Sơ đồ bố trí máy mặt phân xưởng  (Xem Bảng vẽ 1) 3: Phân nhóm phụ tải  Việc phân nhóm phụ tải dựa yếu tố là:  Các thiết bò nhóm nên có chức  Phân nhóm theo khu vực, vò trí  Phân nhóm có ý phân công suất cho nhóm  Phân nhóm không nên nhiều (tùy thuộc vào qui mô phân xưởng)  Dòng tải nhóm gần với dòng tải CB chuẩn  Căn vào vò trí lắp đặt thiết bò, tính chất, chế độ khu vực làm việc  Ta chia làm nhóm phụ tải cho bảng sau:  Nhóm 1: STT Ký hiệu tr ê n Số lượng Điện áp Pđm Cos ϕ Số pha Ghi [(KW)] Mặt bằ ng 1 220/380 12 0,85 2 220/380 0,8 3 220/380 10 0,9 220/380 14 0,9 SVTH: Nguyễn Văn Sót Trang MSSV: 03102156 GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Âu Đồ Án Cung Cấp Điện 10 220/380 13 0,9 11 220/380 0,85 Số lượng Điện áp Pđm Cos ϕ  Nhóm 2: STT Ký hiệu tr ê n Số pha Ghi [(KW)] Mặt bằ ng 3 220/380 0,95 4 220/380 18 0,8 5 220/380 0,8 7 220/380 0,87 8 220/380 15 0,82 4: Xác đònh phụ tải tính toán cho phân xưởng  Hiện nay, có nhiều phương pháp tính phụ tải tính toán, thường phương pháp đơn giản, tính toán thuận tiện lại xác Ngược lại, độ xác cao lại phức tạp Vì vậy, tùy theo công trình thiết kế tùy theo yêu cầu cụ thể mà chọn phương pháp cho thích hợp  Hệ số công suất trung bình cho nhóm j xác đònh theo công thức sau: nj ∑ cosϕ P ϕ Cos ij i =1 đmij nj tbj = ∑P i =1 đmij  Hệ số công suất trung bình cho nhóm máy thứ (j = 1) SVTH: Nguyễn Văn Sót Trang MSSV: 03102156 GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Âu Đồ Án Cung Cấp Điện nj ∑ cosϕ P ϕ Cos = ij i =1 đmij nj tb1 ∑P = i =1 đmij 4(12 0,85) + 4(5 0,8) + 4(10 0,9) + 4(14 0,9) + 4(13.0,9) + 4(8 0,85) 217,2 = = 0,876 4.12 + 4.5 + 4.10 + 4.14 + 4.8 + 4.13 248  Hệ số công suất trung bình cho nhóm máy thứ hai (j =2) nj ∑ cosϕ P ϕ Cos = ij i =1 đmij nj = tb2 ∑P i =1 đmij 4(7.0,95) + 4(18.0,8) + 4(6.0,8) + 4(9.0,87) + 6(15.0,82) 208,52 = = 0,834 4.7 + 4.18 + 4.6 + 4.9 + 6.15 250  Chọn hệ số sử dụng trung bình cho nhóm j Ksd1= 0,5 Ksd2 = 0,5  Xác đònh phụ tải tính toán cho nhóm theo phương pháp số thiết bò dùng điện có hiệu (nhq) Phương pháp xác đònh phụ tải tính toán cho nhóm máy j theo số thiết bò dùng điện hiệu nhq  Bước 1: Xác đònh số thiết bò nhóm nj N1 = 4x6 = 24 (thiết bò) N2 = 4x4 + 6x1 = 22 (thiết bò)  Bước 2: Xác đònh số thiết bò có công suất lớn nhóm máy Pmaxj Pmax1 = 14(KW); (ở nhóm máy số 9) Pmax2 = 18(KW); (ở nhóm máy số 4)  Bước 3: Xác đònh số thiết bò nij nhóm có: Pđmi ≥ Pmax N11 = 20 (thiết bò) N22 = 14 (thiết bò)  Bước 4: Tính tổng công suất thiết bò nhóm nj ∑P i =1 đmN1 nj ∑P i =1 đmij = (4 12)+(4 5)+(4 10)+(4 14)+(4 8)+(4 13) = 248(KW) SVTH: Nguyễn Văn Sót Trang MSSV: 03102156 GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Âu nj ∑P i =1 Đồ Án Cung Cấp Điện = (4 7)+(4 18)+(4 6)+(4 9)+(6 15) = 250(KW) đmN2  Bước 5: Xác đònh tổng công suất nij thiết bò nhóm nj ∑P i =1 đmN11 nj ∑P i =1 đmN12 n1 ∑P i =1 dmi = (4 12)+(4 10)+(4 14)+(4 8)+(4 13)=228(KW) = (4 18)+(4 9)+(6 15) = 198(KW) n1  Bước 6: Lập tỷ số: n∗j = N 11 N P1 P∗ J = = P ∑P i =1 n ∑P i =1 n∗1 = N 11 N = 20 = 0,83 ; 24 n∗2 = N 22 N ĐmN 11 ĐmN = 14 = 0,636 22 n1 P11 = P∗ = P1 ∑P ĐmN 11 i =1 n ∑P = 228 = 0,919 248 = 198 = 0,792 250 ĐmN i =1 n1 P22 = P∗ = P2 ∑P ĐmN 22 i =1 n ∑P ĐmN i =1  Bước 7: Tra bảng đồ thò tìm nhq∗j = f(n∗j, p∗j) Tra bảng đồ thò tài liệu cung cấp điện thầy Quyền Huy Ánh đồ thò trang 36 sách cung cấp điện cuả thầy Nguyễn Xuân Phú tìm n hq∗j = f(n∗j, p∗j) Suy nhqj= nhq∗j nj; nhq1= nhq∗1 N1 = 0,9 24 = 21,6; kmax1 = 1,2 nhq2= nhq∗2 N2 = 0,8 22 = 17,6; kmax2 = 1,21  Bước 8: Từ nhqj, ksdj tra bảng tìm kmaxj kmax1 = 1,2; kmax2 = 1,21  Bước 9: Xác đònh phụ tải tính toán cho nhóm: SVTH: Nguyễn Văn Sót Trang 10 MSSV: 03102156 GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Âu Đồ Án Cung Cấp Điện  Dựa vào dòng làm việc dòng ngắn mạch tính toán, ta tra bảng Catalogue thông số MCCB hãng Federal sản xuất Ta chọn CB1 CB2 cho tủ động lực DB1 DB2 loại MCCB có mã hiệu S630 Bảng thông số CB1 CB2 CB3 Mã hiệu CB Số cực n S630  Điện áp cách điện đònh mức Điệnáp hoạt Ui (V) Un (V)ù 690 415 động đònh mức Dòng điện chỉnh đònh đm Dòng điện Ir (A) In (A) (0,8÷1)In 400 đònh mức Dòng cắt ngắn mạch Dòng cắt ngắn mạch Icu(KA) thao tác Ics (KA) 35 18 Chọn CB cho nhánh đến động  Đối với nhóm Ta có số liệu sau Đó dòng làm việc qua nhánh nhóm 1: I lvC31max = 64,35 A I lvC32max = 75 A I lvC33max = 73,4 A I lvC34max = 72,3 A Tra bảng Catalogue thông số MCB hãng Federal sản xuất Ta chọn CB11 CB12 CB13 CB14 cho nhánh nhóm loại với mã hiệu S160 Bảng thông số CB11 CB12 CB13 CB14 CB15 Mã hiệu CB Số cực n Điện áp cách điện đònh mức SVTH: Nguyễn Văn Sót Điệnáp hoạt động đònh mức Dòng điện chỉnh đònh đm Un Ir (A) Trang 54 Dòng điện đònh mức Dòng cắt ngắn mạch In (A) Icu(KA) Dòng cắt ngắn mạch thao tác MSSV: 03102156 GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Âu Mã hiệu CB S160 Số cực n Đồ Án Cung Cấp Điện Ui (V) (V)ù Điện áp cách điện đònh mức Điệnáp hoạt Ics (KA) động đònh mức Dòng điện chỉnh đònh đm Un Ir (A) Ui (V) (V)ù 690 415 Dòng điện đònh mức Dòng cắt ngắn mạch In (A) Icu(KA) Dòng cắt ngắn mạch thao tác Ics (KA) (0,83)In 80 35 35  Đối với nhóm Ta có số liệu sau Đó dòng làm việc qua nhánh nhóm 2: I lvC31max = 77,6 A I lvC32max = 68,67 A I lvC33max = 72,3 A I lvC34max = 72,3 A I lvc 35 max = 72,17 A Tra bảng Catalogue thông số MCB hãng Federal sản xuất Ta chọn CB21 CB22 CB23 CB24 CB25 cho nhánh nhóm loại với mã hiệu S160 Bảng thông số CB21 CB22 CB23 CB24 CB25 Mã hiệu CB Số cực n Điện áp cách điện đònh mức SVTH: Nguyễn Văn Sót Điệnáp hoạt động đònh mức Dòng điện chỉnh đònh đm Trang 55 Dòng điện đònh mức Dòng cắt ngắn mạch In (A) Icu(KA) Dòng cắt ngắn mạch thao tác MSSV: 03102156 GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Âu S160 Đồ Án Cung Cấp Điện Ui (V) (V)ù 690 415 SVTH: Nguyễn Văn Sót Un Ir (A) (0,83)In Trang 56 Ics (KA) 80 35 35 MSSV: 03102156 GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Âu Đồ Án Cung Cấp Điện CHƯƠNG TÌM HIỂU HỆ THỐNG UPS 6.1: Bộ nghịch lưu lưu điện (Uninteruptible Power Supply): 6.1-1: Bộ nghịch lưu gì:  Bộ nghịch lưu cung cấp nguồn AC chất lượng cao (nghĩa hình sin khơng méo, khơng bị nhiễu) từ nguồn DC vai trò ngược lại với chỉnh lưu (hình h6.1)  Nhiệm vụ (khi kết hợp với chỉnh lưu đầu vào) tạo nên nguồn có chất lượng cao cho thiết bị khơng chấp nhận nhiễu hệ thống cung cấp điện thơng thường (chẳng hạn hệ thống máy tính)  Hệ thống lượng đối tượng nhiều loại nhiễu làm ảnh hưởng xấu đến chất lượng nguồn tượng khí (sét, đóng băng), cố (ngắn mạch), tượng kí sinh cơng nghiệp khởi động động điện lớn (thang máy), đèn huỳnh quang ngun nhân ảnh hưởng xấu đến chất lượng nguồn  Ngồi cố điện nhiễu nằm dạng sụt áp lớn, nhiễu kí sinh tần số cao thấp, nhiễu phố liên tục từ mạch đèn huỳnh quang gián đoạn cung cấp điện nhỏ (vài mm-giây), (thường khơng thể phát khơng thể chấp nhận cho hệ thống điện tử nhạy cảm)  Bằng cách thêm Ăcquy đầu vào nghịch lưu (nghĩa ngang đầu chỉnh lưu kèm), ta có UPS Trong điều kiện bình thường chỉnh lưu cung cấp tải qua nghịch lưu đồng thời nạp điện cho Ăcquy Khi nguồn xoay chiều bị Ăcquy tự động trì áp đầu nghịch lưu Hình (h6.1) SVTH: Nguyễn Văn Sót Trang 57 MSSV: 03102156 GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Âu Đồ Án Cung Cấp Điện  Ta có bảng số liệu liên quan dòng điện thời gian số UPS loại nhỏ sau: RDCUSV 3S phút 10 phút 30 phút 60 phút 120 phút 240 phút 2,8 A 1,9 A 0,8 A 0,5 A 0,3 A 0,17 A RDCUSV 10S / 16S 8,0 A 5,9 A 2,3 A 1,8 A 0,75 A 0,4 A RDCUSV 20S /30S 21,0 A 16,0 A 6,0 A 3,8 A 2,0 A 1,0 A RDCUSV 40S / 50S 22,0 A 17,0 A 7,0 A 4,2 A 2,6 A 1,6 A 6.1-2: Các dạng hệ thống UPS  Có hai dạng UPS Ngoại tuyến Trực tuyến  Có nhiều loại hệ thống UPS tùy thuộc vào mức độ bảo vệ chốn lại “ơ nhiễm” mạng nguồn độc lập nguồn (nguồn dự phòng tự động điện) mơ tả hai loại phổ biến  Hệ thống UPS ngoại tuyến: (hình 6.2)  Loại nối song song với nguồn trực tiếp từ mạng phân phối quốc gia hình tự hành khả Ăcquy nguồn AC Trong điều kiện hoạt động bình thường, lọc bảo đảm chất lượng dòng điện áp giữ khơng đổi cách hợp lý giá trị định trước điều chỉnh tự động bên lọc SVTH: Nguyễn Văn Sót Trang 58 MSSV: 03102156 GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Âu Đồ Án Cung Cấp Điện Hình (6.2)  Khi giới hạn cho phép bị vượt qua, kể nguồn hồn tồn, cơngtăctơ mang tải bình thường chuyển nhanh sang UPS (dưới 10ms) Năng lượng cung cấp từ Ăcquy Khi nguồn hoạt động bình thường trở lại, cơngtăctơ trở vị trí ban đầu, Ăcquy nạp đầy trở lại  Những thiết bị loại thường có cơng suất thấp (≤3kvA) có khả chịu dòng q độ lớn, chẳng hạn khởi động động hay mở tải điện trở (nguội) Các thiết bị loại thường sử dụng cho trạm thơng tin ITE (information technology equipment)  Hệ thống UPS trực tuyến: hình (h6.3)  Hệ thống nối trực tiếp lưới điện tải, có khả tự hành Khoảng thời gian phụ thuộc vào khả Ăcquy cơng suất tải  Hệ thống cung cấp tồn tải với giá trị sai số nghiêm ngặt khơng phụ thuộc vào tình trạng mạng điện AC  Khi nguồn Ăcquy tự động bảo đảm liên tục cung cấp dòng AC khơng nhiễu cho tải hệ thống thích hợp cho tải (nhỏ 3kvA) lớn (tới nhiều MVA) SVTH: Nguyễn Văn Sót Trang 59 MSSV: 03102156 GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Âu Đồ Án Cung Cấp Điện Hình (h6.3)  Các thiết bị khác khơng đảm bảo hoạt động liên tục cấp điện lại bảo vệ tải nhạy cảm khỏi nhiễu thường sảy mạng phân phối, gồm có: Bộ lọc, phích cắm: phích cắm AC đơn giản dùng để nối tải có lọc vào tần (HF) để giảm nhiễu kí sinh HF đến mức chấp nhận Nó thường dùng cho máy tính PC độc lập từ 250 tới 1000 VA cho mục đích văn phòng Bộ lọc điều hòa hợp chuẩn (conditioner) hệ thống hồn hảo dùng để đảm bảo nguồn cung cấp AC thiếu khả tự hành, nghĩa khơng dự trù trường hợp điện cung cấp từ mạng AC Chức là: Lọc kí sinh HF Giữ điện khơng đổi hợp lý Cách ly tải khỏi mạng điện AC Có thể sử dụng cho văn phòng hay hệ thống cơng nghiệp khơng u cầu cấp điện dự phòng cách liên tục có cơng suất tới 5000 VA  Các UPS slim- line có tích hợp bảo vệ tự hành cho máy PC độc lập thiết bị ngoại vi lắp đặt vi sử lý Hai đầu với dự phòng từ UPS cung cấp cho sử lý trung tâm hình Hai đầu khác lọc cung cấp cho thiết bị khác nhạy (như máy in) Các UPS slim- line nằm loại UPS ngoại tuyến 6.2: Lựa chọn hệ thống UPS 6.2-1 tiêu chí để lựa chọn hệ thống UPS:  cơng suất định mức dựa trên:  Giá trị tối đa nhu cầu kVA dự kiến  Giá trị tối đa dòng q độ (khởi động động cơ, tải trở, máy biến áp…) SVTH: Nguyễn Văn Sót Trang 60 MSSV: 03102156 GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Âu Đồ Án Cung Cấp Điện Ghi chú: để đạt phân phối thỏa đáng thiết bị bảo vệ cho tất loại tải, cần thiết hiệu chỉnh cơng suất hệ thống UPS  Mức điện đầu vào đầu UPS  Thời gian tự hành u cầu (nghìa cung cấp từ Ăcquy)  Tần số đầu vào đầu UPS  Mức độ khả dụng Ghi chú: Mạch điện hình (h6.4) giống hệ thống UPS ngoại tuyến Trong thực tế hệ thống UPS trực tuyến tải qua mạch Bộ Cơngtăctơ tĩnh mở tình này, tự động đóng UPS q tải, hay bị hỏng lý gì.Trong trường hợp tải cung cấp thơng qua mạch dự phòng Hoạt động ngược lại với sơ đồ ngoại tuyến Các điều kiện trở lại bình thường q tải khắc phục Trong sơ đồ điện áp đầu nghịch lưu ln giữ đồng với điện áp lưới cung cấp điện (nghĩa giới hạn cho phép biên độ lệch pha) hạn chế nhiễu tới mức nhỏ chuyển “tức thời” từ mạch sang mạch Hình h6.4 6.2-2: Cơng suất (VA)  Khi định cơng suất UPS phải tính tới giá trị đỉnh dòng khởi động động Khả lắp đặt thêm thiết bị, khả q tải nghịch lưu thành phần khác UPS SVTH: Nguyễn Văn Sót Trang 61 MSSV: 03102156 GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Âu Đồ Án Cung Cấp Điện  Cơng suất thiết bị UPS phải đủ để thỏa mản u cầu tải thường xun tải có chất q độ, Nhu cầu tải tổng tải (VA) thiết bị, ví dụ CPU hiểu chỉnh tới giá trị P a hệ số (1,2 tới 2) phép mở rộng  Tuy nhiên để tránh lắp đặt q cỡ ta nên tính đến khả q tải thành phần UPS Ví dụ nghịch lưu Merlin Gerin sản xuất chịu tải sau: - 1,5In phút - 1,25In 10 phút  Sự biến đổi tức thởi tải biến đổi xảy thời điểm mở cắt hay nhiều thiết bị, thay đổi tức thời lên tới 100% cơng suất định mức UPS, điện áp đầu thơng thường từ 10% đến 8% giá trị định mức 6.2-3: Tính khả dụng:  Hệ thống UPS thường cung cấp với nguồn dự phòng cố Điều cho phép tính khả dụng tương đối cao Ví dụ UPS đơn có tuổi thọ trung bình đến cố MTBF (Mean time between failures) 50000 h  Trong trường hợp bình thường nguồn nâng đơi nói (hình J2.6) MTBF nằm khoảng 70000 đến 200000h, tùy vào tính khả dụng nguồn thứ hai  Chuyển đổi từ nguồn sang nguồn thực tự động cơngtăctơ tĩnh 6.3-1: Hệ thống UPS mơi trường  Thành phần hệ thống UPS bao gồm phương tiện để trao đổi với thiết bị khác  Bộ UPS liên lạc với thiết bị khác, chẳng hạn với hệ thống IT (information technology), truyền thơng tin tình trạng thành phần UPS (bộ cơngtăctơ đóng hay mở …) nhận lệnh điều khiển chức để:  Tối ưu sơ đồ bảo vệ: ví dụ UPS truyền liệu (như: tình trạng hoạt động, nguồn cung cấp từ Ăcquy, báo động tình trạng điện) đến máy tình mà cung cấp điện Máy tính dẫn tác động điều chỉnh tương ứng  Cho phép điều khiển từ xa: UPS truyền liệu liên quan đến tình trạng thành phần UPS, với số liệu đo đến nơi điều khiển Tại người vận hành thực thao tác thơng qua kênh điều khiển từ xa SVTH: Nguyễn Văn Sót Trang 62 MSSV: 03102156 GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Âu Đồ Án Cung Cấp Điện  Giám sát (quản lý) lưới: người sử dụng với trang bị kỹ thuật quản lý tập trung thu thập liệu từ UPS Những liệu lưu trữ phân tích tượng bất thường hiển thị bảng đèn hay hình, cuối thực điều khiển từ xa UPS 6.3-2: Chủng loại Ăcquy  Có loại Ăcquy dùng kèm với UPS * Ăcquy kín (mainternace- free seaied units)  Ăcquy loại sử dụng cho hệ thống mức 250 kVA nhỏ hơn, bảo đảm hoạt động tự hành đến 30ph Với số kiểu lắp đặt, thơng gió tự nhiên nơi đặt Ăcquy chấp nhận điều kiện nạp hiểu chỉnh với đặc tính Ăcquy tn thủ ràng buộc Các ràng buộc quy định tiêu chuẩn số nước (như NFC 15-100, phần 554 Pháp) Hiện khơng có tiêu chuẩn IEC tương đương, nên lưu ý đến ý kiến nhà sản xuất *Ăcquy thường (non- sealed units) (hở)  Loại Ăcquy thường loại Ăcquy chì sử dụng cho thiết bị lớn  Ăcquy phải đặt nơi thích hợp có hệ thống thơng gió cưỡng  Đối với số thiết bị định, Ăcquy loại mở (open-type) cadmium-nikel (Ăcquy kiềm) ưa chuộng  Nơi đặt Ăcquy  Đối với vị trí đặt Ăcquy nhà, hầu hết tiêu chuẩn quốc gia u cầu có hệ thống thơng gió, cưỡng hay tự nhiên với tỉ lệ gắn với kích thước tỉ số nạp Ăcquy tỉ lệ khơng khí khuyến cáo (m3/h) tính từ cơng thức 0,05 NI với: N: số ngăn Ăcquy I: dòng nạp lớn phận nạp Ăcquy, A  Trong trường hợp khơng khí cưỡng bức, phận nạp phải tự động tắt hệ thống quạt bị ngừng, luồng khơng khí bị chặn hay giảm lý gì, hệ thống có UPS có cơng suất lớn, Ăcquy thường đặt phòng thiết kế đặc biệt theo tiêu chuẩn * Bảo vệ Ăcquy:  Hầu hết quy định quốc gia hướng dẫn thực hành thiết bị Ăcquy dựa u cầu nghiêm ngặt, tn thủ chặt chẻ, hạn chế khả ngắn mạch hay chạm điện gián tiếp Do mạch từ Ăcquy đến CB điều khiển đủ đảm bảo an tồn cho người Điều sảy như:  Ăcquy tất mạch DC nằm cabin thành phần khác UPS, nghĩa địa điểm đẳng áp tạo nên;  Khi Ăcquy đặt xa hệ UPS, tiêu chuẩn cách điện loại sử dụng SVTH: Nguyễn Văn Sót Trang 63 MSSV: 03102156 GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Âu Đồ Án Cung Cấp Điện  Đối với phần lại thiết bị: đặc biệt phần phía sau CB mạch Ăcquy đến chỗ nối đầu chỉnh lưu với đầu vào nghịch lưu, nơi mà hư hỏng cách điện mạch DC nguy hiểm, sơ đồ kiểm sốt cách điện cần thiết Một hệ thống giám định thích hợp đưa vào dòng kiểm tra tần số thấp (ví dụ XM 200 giới thiệu ghi kỹ thuật Merlin Gerlin CT 129) 6.4-1: Chọn dây cáp mạch phụ, cáp cho Ăcquy  UPS hồn chỉnh:  UPS hồn chỉnh có cơng suất nhỏ cho phép cắm điện trực tiếp  Các UPS cho ứng dụng cơng suất nhơ máy tính cá nhân mạng thơng tin nhỏ thiết kế đơn vị hồn chỉnh kim loại  Các dây dẫn bên lắp nhà máy phù hợp với tính thiết bị  Hệ UPS có liên kết hợp phần  Trong trường hợp khác, nhà thầu khách hàng phải thực việc dây liên kết  Với hệ UPS lớn, Ăcquy thường cách xa nghịch lưu trường hợp dùng cơngtăctơ lọc đòi hỏi phải có nối liên kết kích thước dây cáp phụ thuộc vào mức dòng liên kết  Tính tốn dòng điện I1 Iu  Dòng điện Iu dòng điện cực đại tải  Dòng I1 đầu vào chỉnh lưu phụ thuộc vào Dung lượng Ăcquy (C10) định mức nạp Đặc tính nạp Đầu ngịch lưu  Dòng Ib dòng dây cáp cho Ăcquy biên độ dòng nhà sản xuất UPS cung cấp *Lựa chọn dây cáp  Cơ sở việc lựa chọn dây cáp độ sụt áp cực đại cho phép đảm bảo hoạt động bình thường tải Những giá trị thường dùng là: 3% cho mạch xoay chiều 1% cho mạch chiều  Merlin Gerin đề nghị kích thước dây cáp dùng với hệ Maxipac EPS2000 (bảng J2-22 tới J2-24) điều kiện bình thường với chiều dài cáp ngắn 100m (sụt áp < 3%) SVTH: Nguyễn Văn Sót Trang 64 MSSV: 03102156 GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Âu Đồ Án Cung Cấp Điện  Bảng J2-21 trang J41 (sách hướng dẫn thiết kế lắp đặt điện theo tiêu chuẩn quốc tế IEC) độ sụt áp cho mạch chiều ngắn 100m dùng cáp đồng  Các giá trị sụt áp (%) bảng J2-21 tương ứng với giá trị điện áp định mức DC 324V Với giá trị điện áp khác, nhân giá trị bảng với hệ số với điện áp Ăcquy chia cho 324  Với giá trị cơng suất định mức hệ UPS, bảng giá trị dòng điện đầu vào I1 chỉnh lưu/ nạp điện Ăcquy chế độ sạc từ từ (“ trơi”) cảu dòng Iu với tiết diện dây vào tương ứng  Giá trị I1 Ăcquy sạc lại (sau thời gian tải hồn tồn ni Ăcqui) khơng ảnh hưởng đến kích thước dây dẫn, thời gian sạc lại khơng kéo dài Tuy nhiên dòng điện sạc lại phải tính đến để xác định u cầu bảo vệ phía trước mạch  Bảng J2-22 trang J41 (sách hướng dẫn thiết kế lắp đặt điện theo tiêu chuẩn quốc tế IEC) cho ta biết dòng tiết diện cáp đồng cung cấp điện cho chỉnh lưu UPS Maxipac (chiều dài cáp < 100m)  Bảng J2-23 trang J42 (sách hướng dẫn thiết kế lắp đặt điện theo tiêu chuẩn quốc tế IEC) cho ta biết dòng tiết diện cáp đồng cung cấp điện cho chỉnh lưu tải EPS 2000 (chiều dài cáp < 100m)  Bảng J2-24 trang J42 (sách hướng dẫn thiết kế lắp đặt điện theo tiêu chuẩn quốc tế IEC) cho ta biết dòng vào, dòng dòng Ăcquy cho hệ UPS EPS 5000 (Merlin Gerin) Ví dụ: Cho UPS Maxipac định mức 7,5kVA, pha 400V, I 1= 15A với Ăcqui “trơi” Iu = 34A (xem bảng J3-22) Tiết diện dây cáp tương ứng 10 mm2 cho dây dẫn (3 pha) vào chỉnh lưu/ nạp, 16mm2 cho dây dẫn pha vào tải 6.4-2: Chọn sơ đồ bảo vệ  Khi lựa chọn sơ đồ bảo vệ cần lưu ý đến đặc tính đặc thù hệ thống UPS  Khi chọn sơ đồ bảo vệ cần tính đến đặc tính đặc thù hệ UPS Dòng ngắn mạch từ hệ UPS ln bị giới hạn, đơi nhỏ hai lần dòng định mức Các nhà sản xuất tiến hành thử nghiệm để đảm bảo phối hợp tính hệ UPS bảo vệ CB SVTH: Nguyễn Văn Sót Trang 65 MSSV: 03102156 GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Âu Đồ Án Cung Cấp Điện Hình (H6.5) Chọn định mức cắt CB  Dòng định mức cắt In CB D1, D2, D3 Ddc (hình J2-26) phải chọn cho: In ≥ cho D1 (I1 bao gồm dòng nạp lại Ăcqui) In ≥ Iu cho D2 In ≥ Ide cho Ddc  Dòng định mức In cho CB D3 tùy thuộc vào dòng định mức mạch cụ thể  Dòng I1 Iu cho UPS hiệu Merlin Gerlin dẫn bảng J 2-22, J224, dòng Ib Catalogue hạ áp Merlin Gerlin  Khả cắt dòng cố CB CB D1 D2  Các CB phải có định mức cắt vượt q giá trị tính cho nơi đặt mạng CB Ddc  Mức cắt dòng ngắn mạch CB ln thấp Thực dòng ngắn mạch cực đại từ Ăcqui ln nhỏ 20 lần giá trị đặc tuyến Ampere – Catalogue hạ áp Merlin Gerlin CB D3 SVTH: Nguyễn Văn Sót Trang 66 MSSV: 03102156 GVHD: Th.S Nguyễn Ngọc Âu Đồ Án Cung Cấp Điện  Mức dòng ngắn mạch thấp từ UPS gây khó khăn việc phối hợp cắt mạch chọn lọc bảo vệ chống nguy hiểm chạm điện gián tiếp hệ TN  Trường hợp 1: Mạch cơngtăctơ tĩnh đóng, khơng đòi hỏi chế độ tự hành:  Trường hợp 2: Mạch khơng có dòng cơngtăctơ tĩnh có nối tới sau khoảng thời gian trễ, chọn lọc phải đạt nhờ bảo vệ q dòng tức thời hay với thời gian trễ ngắn, tác động dòng ngắn mạch khơng lớn từ UPS, trước bảo vệ q dòng UPS làm việc Đối với hệ UPS MG 5000 hay 2000 (*) CB Merlin Gerlin điều kiện sau phải tn theo: In cho CB loại B