nghiên cứu phương pháp tính toán thiết kế cho khu công nghiệp

1.2.4.Sự mềm dẻo và khả năng mở rộng cao của hệ thống Trong quá trình lao động sản xuất trong các nhà máy,tải nhiệt thì có chu kỳ làm việc được định trước hoặc phụ thuộc vào sự thay đổi

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

ĐỀ TÀI NCKH CẤP SINH VIÊN

NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHO KHU CÔNG NGHIỆP

MÃ SỐ: SV2009 - 93

S 0 9

S KC 0 0 2 8 6 4

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TPHCM

-
 -

ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP SINH VIÊN

NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHO KHU CÔNG NGHIỆP

MÃ SỐ: SV2009-83

THUỘC NHÓM NGÀNH: KHOA HỌC KỸ THUẬT

TP HỒ CHÍ MINH 06 – 2010

Trang

TÓM TẮT ĐỀ TÀI 1

PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ 1

I ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 1

II NHỮNG VẤN ĐỀ CÒN TỒN TẠI 1

PHẦN 2: GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ 2

I MỤC ĐÍCH ĐỀ TÀI 2

II PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2

III NỘI DUNG 2

1 Thiết kế hệ thống 2

1.1 Nguyên lý cơ bản 2

1.2 Mục đích thiết kế hệ thống 3

1.2.1 An toàn… 3

1.2.2 Cực tiểu chi phí đầu tư 3

1.2.3 Tính liên tục cung cấp điện cao 3

1.2.4 Sự mềm dẻo và khả năng mở rộng cao của hệ thống 4

1.2.5 Nâng cao hiệu quả sử dụng điện năng(giảm chi phí vận hành) 4

1.2.6 Giảm thiểu chi phí bão dưỡng 4

1.2.7 Nâng cao chất lượng điện năng 4

1.4 Các loại hệ thống phân phối 5

1.4.1 Hệ thống phát tuyến đơn 5

1.4.2 Hệ thống phát tuyến sơ cấp- thứ cấp 7

1.4.3 Hệ thống chọn lọc sơ cấp-hệ thống phát tuyến thứ cấp 10

1.4.4 Hệ thống hai nguồn sơ cấp-Hệ thống chọn lọc thứ cấp 12

1.4.5 Hệ thống kết nối mạng đơn 13

1.4.6 Thiết kế hệ thống phân phối trung áp 15

2 Phân tích hệ thống 17

2.1 Khái quát dòng ngắn mạch 18

2.2 Tính toán dòng điện sự cố 20

2.4 Tính toán ngắn mạch- Phương pháp tính nhanh 25

2.4.1 Xác định dòng điện ngắn mạch 25

2.4.2 Xác định giá trị X và R từ thông số tổn hao máy biến áp 28

2.4.3 Đanh giá dòng ngắn mạch tại cuộn thứ cấp máy biến áp 28

2.5 Độ sụt áp 29

2.5.1 Bảng độ sụt áp 29

2.5.2 Tính toán 29

3 Lựa chọn thiết bị đóng cắt dùng tụ điện 33

3.1 Đóng cắt trong mạng trung áp dùng tụ điện 33

3.2 Đóng cắt điện áp thấp dùng tụ điện 34

4 Bảo vệ / Chọn lọc 34

4.1 Sư phối hợp và bảo vệ quá dòng 34

5 Nối đất 39

5.1 Thiết bị nối đất 39

5.2 Nối đất hệ thống 40

5.2.1 Nối đất hệ thống trung áp 40

5.2.2 Điện kháng nối đất 40

5.2.3 Điện trở nối đất 41

5.2.4 Điểm tiếp đất 41

5.3 Nối đất trong hệ thống hạ thế 41

5.4 Lựa chọn phương án nối đất cho mạng hạ thế 42

5.5 Bảo vệ sự cố chạm đât 44

IV.KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC 48

2 TÍNH KHOA HỌC 48

3 KHẢ NĂNG TRIỂN KHAI ỨNG DỤNG VÀO THỰC TẾ 48

PHẦN 3: KẾT LUẬN 49

I KẾT LUẬN 49

II ĐỀ NGHỊ 49

TÀI LIỆU THAM KHẢO 50

TÓM TẮT ĐỀ TÀI

PHẦN I : ĐẶT VẤN ĐỀ

Ngày nay cùng với sự phát triển của khoa học kỷ thuật các dây chuyền, các quy trình sản xuất ngày càng mang tính hiện đại hóa cao để tăng năng suất lao động sản xuất cùng với đó là những yêu cầu ngày càng cao với hệ thông cung cấp điện Hệ thống cung cấp điện phải đòi hỏi cung cấp một cách an toàn và tin cậy cho các quá trình sản xuất vì một sự cố nhỏ cũng sẻ gây ra ảnh hưởng to lớn đến quá trình sản xuất, gây đình trệ hoặc

hư hỏng thiết bị nhưng có chi phi đầu tư ban đầu không quá lớn

Nước ta hiện nay đang bước vào giai đoạn công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước Cùng với đó là sự ra đời của các trung tâm và các khu công nghiệp lớn Vì vậy việc thiết kế các hệ thống cung cấp điện năng để đảm bảo cho nhu cầu sản xuất ngày càng cao

là một vấn đề cấp thiết tuy nhiên các tài liệu thiết kế hiện nay chưa đưa ra được các phương pháp thiết kế hữu hiệu cho vần đề này Vì vậy việc nghiên cứu để đưa ra các phương pháp thiết kế sao cho các hệ thống phân phối điện năng vận hành tin cậy và có chi phí đầu tư hợp lý là cần thiết

I.ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

• Các hệ thông phân phối điện năng trung thế và hạ thế

• Các tài liệu liên quan trong nươc và nước ngoài

Chưa quan tâm đến vấn đề chống sét và các ván đề về chất lượng điện năng trong các hệ thống phân phối điện năng

PHẦN II GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ

I.MỤC TIÊU ĐỀ TÀI

• Nghiên cứu các hệ thống phân phối điện năng điển hình cho khu công nghiệp

• Nghiên cứu các trạng thái vận hành của hệ thống điện và phương pháp tính toán dòng điện sự cố, chọn lựa các thiết bị bảo vệ

• Nghiên cứu phương pháp thiết kế các hệ thống nối đất và các phương pháp bảo

Đặc trưng của hệ thống điện phân phối trong một tòa nhà hoặc công trường xây dựng đầu tiên là nguồn điện năng lượng nhận được hoặc vị trí cung cấp và truyền tải cho những hệ thống chiếu sáng riêng rẻ,động cơ và tất cả những cơ cấu dẫn động bằng điện điều quan trọng của hệ thống cung cấp đặc trưng của một tòa nhà bắt buộc là hệ thống tốt nhất trong thiết kế và lắp đặt

Điều kiện của việc thiết kế một hệ thống phân phối tốt là người kỹ sư thiết kế phải

có thông tin về tải kết nối và sự hiểu biết về các loại hệ thống phân phối khác nhau để có thể áp dụng được.các loại hạng mục của tòa nhà có nhiều vấn đề đặc trưng,nhưng những nguyên lý cơ bản đã biết là thống nhất cho tất cả.như vậy các nguyên lý,nếu được tuân thủ sẻ cung cấp cơ sở cho việc thiết kế

Những nguyên lý cơ bản hoặc các chỉ tiêu đòi hỏi phải được tuân thủ trong khi thiết kế của hệ thống phân phối điện năng bao gồm:

• Nguyên lý về kết cấu,lắp đặt và tương lai

• Tuổi thọ và độ mềm dẻo của kết cấu

• Chuẩn của đường dây và thiết bị phân phối,chuẩn và đặc tính của tải,chuẩn của trạm biến áp

• Nhu cầu và sự đa dạng của tải

• Nguồn điện năng

• Sự liên tục và chất lượng của điện năng đáp ứng yêu cầu

• Hiệu suất và sự điều hành

• Phân phối và sử dụng điện áp

• Bus và đi dây cáp

• Máy cắt và thiết bị phân phối

• Nguồn và thiết bị chiếu sáng và trung tâm điều khiển động cơ

• Chủng loại thiết bị chiếu sáng

• Cách thức lắp đặt

• Mức độ của sự bão trì thiết bị điện

1.2.Mục tiêu của việc thiết kế hệ thống

Khi thiết kế một hệ thống phân phối điện năng cần phải cân nhắc tới việc xác định khách hàng và thiết bị,Kỷ sư điện phải chú ý tới sự thay đổi của đường dẫn để phù hợp nhất với những mục tiêu sau:

1.2.1.An toàn

Đây là mục tiêu hàng đầu trong việc thiết kế hệ thống điện cái mà sẽ không được xảy ra những rủi ro về điện cho con người khi sử dụng thiết bị trong hệ thống điện.điều quan trọng nhất khi thiết kế hệ thống là sự an toàn sẵn có của những người chịu trách nhiệm theo dõi và bảo trì thiết bị điện

Những mã quốc gia về điện(N.E.C) cùng với những mã địa phương cung cấp một lượng nhỏ những tiêu chuẩn và yêu cầu của bản vẽ thiết kế và bảo vệ,cách thức vẽ và chất liệu bản vẻ cùng với tổng hợp những thiết bị sử dụng là mục tiêu tổng hợp của việc lắp đặt hệ thống phân phối điện năng và các thiết bị

N.E.C bao gồm một số đòi hỏi với tất cả những vị trí nguy hiểm và những người

sử dụng các loại phương tiện đặc biệt cũng như phương tiện phục vụ sức khỏe,sự bố trí của hệ thống,nhà hát.v.v các thiết bị và hệ thống định vị trong các phương tiện.các thiết

bị đặc biệt và các chế độ đặc biệt trong các hệ thống khẩn cấp,các hệ thống dự phòng và các hệ thống liên lạc cũng được đề cập tới

Nó là trách nhiệm của người kỹ sư thiết kế thông thường với sự đòi hỏi của tiêu chuẩn cùng với yêu cầu của khách hàng,quá trình và phương pháp điều khiển.khi thiết kế một hệ thống với các bộ phận bảo vệ với điện áp dây pha và tận dụng được sự thích ứng với kết cấu các mạch bảo vệ như cái mà sẽ có sự cắt điện chọn lọc khi bị quá tải hoặc mạch điện bị hư hỏng hoặc các thiết bị có khả năng tác động nhanh

1.2.2.Cực tiểu chi phí đầu tư

Ngân sách tổng của công trình là chỉ tiêu đầu tiên để đầu tư và thi công của hệ thống phân phối điện năng và sử dụng các thiết bị điện sẽ là một nhân tố chủ chốt trong việc xác định những biến đổi khác nhau của hệ thống thiết kế được lựa chọn.khi có sự khó khăn về vốn đầu tư cho thiết bị điện,nên chú ý đến việc xác định chi phí thi công,diện tích bề mặt đòi hỏi và có thể bổ sung các yêu cấu về hệ thống làm lạnh vào chi phí dự tính ban đầu

1.2.3.Tính liên tục cung cấp điện cao

Mức độ của sự liên tục cung cấp điện và độ an toàn sẽ phụ thuộc vào chủng loại

và cách sử dụng của thiết bị cũng như các tải hoặc cách thức cung cấp bởi hệ thống phân phối điện năng.Ví dụ như;một tòa nhà văn phòng thương mại bị cắt điện trong một khoảng thời gian nhỏ thì cũng đáng được cân nhắc,ở những trung tâm thương mại lớn hoặc các xí nghiệp công nghiệp một vài phút có thể chấp nhận được.các phương tiện ở trong bệnh viện,nhiều tải tới hạn cho phép thời gian mất điện tối đa là 10 giây và các tải

đã biết trước,đối với các máy tính thời gian thất thoát nguồn điện không được phép vượt qua một vài chu trình làm việc của nó

Đặc trưng của tính liên tục cung cấp và độ an toàn có thể được gia tăng bởi:A)Sự cung cấp của nhiều nguồn điện năng hoặc sự bảo dưỡng;B)sự cung cấp của hai đường dẫn song song cho tải chủ chốt;C)Điều kiện là nguồn điện của khách hàng phải được luân phiên cùng với máy phát điện hoặc phải được cung cấp liên tục bằng ắc quy thay cho nguồn cung cấp;D)Sự đòi hỏi chất lượng điện năng cao của thiết bị và dây dẫn;vàE)Sử dụng phương pháp lắp đặt tối ưu nhất

1.2.4.Sự mềm dẻo và khả năng mở rộng cao của hệ thống

Trong quá trình lao động sản xuất trong các nhà máy,tải nhiệt thì có chu kỳ làm việc được định trước hoặc phụ thuộc vào sự thay đổi trong hệ thống phân phối điện năng.sự chú ý của bản vẽ và thiết kế của hệ thống phân phối điện năng là phải cân nhắc đến sự phù hợp khi có những thay đổi.ví dụ như,Điều kiện làm việc của các máy biến áp nhỏ hoặc các phụ tải quan trọng được liên kết với khu vực hoặc sự ghép nối tập trung của máy móc để tạo nên sự mềm dẻo cho những lựa chọn trong tương lai khi có một máy biến áp lớn hơn;việc sử dụng các thiết bị được lựa chọn ghép vào thanh cái thay cho các đường dẫn và dây có thể dễ dàng sửa chữa lại cách bố trí các thiết bị trong tương lai

Thêm vào phải chú ý đến sự mở rộng của các tòa nhà trong tương lai, yêu cầu gia tăng tương ứng của tải cộng với việc sử dụng các thiết bị khi thiết kế hệ thống phân phối điện năng.trong nhiều trường hợp phải tính đến máy biến áp với sự gia tăng của điện dung hoặc hệ thống quạt làm lạnh phục vụ cho những phụ tải không được báo trước cũng như là sự dự trữ bổ sung cho các thiết bị bảo vệ và hoặc là sự dự trữ bổ sung cho tương lai của thiết bị mong muốn.cũng cần phải cân nhắc tới sự gia tăng tương ứng điện dung của mạch hoặc số lượng gia tăng trong tương lai

1.2.5.Nâng cao hiệu quả sử dụng điện năng(giảm chi phí vận hành)

Hiệu quả sử dụng điện năng có thể được thực hiện tối đa khi thiết kế hệ thống đó

là giảm thiểu tổn thất công suất trong dây dẫn,máy biến áp và thiết bị được sử dụng.bản thân cấp điện áp được lựa chọn là một thông số chủ chốt trong vấn đề này và sẽ được thảo luận sau.lựa chọn thiết bị,máy biến áp có tổn thất khi vận hành thấp;như vậy,ở đây phải chú ý tới sự cân bằng giữa lợi ích lựa chọn năng lượng của khách hàng với tổn thất máy biến áp hoặc các thiết bị chống lại dự toán chi phí ban đầu của khách hàng và chi phí tiền bạc

1.2.6.Giảm thiểu chi phí bão dưỡng

Thường được đáp ứng bởi quá trình thiết kế hệ thống điện và các thiết bị điện.thông thường có sự liên đới giữa chi phí bão dưỡng và lỗi của người điều khiển.với các hệ thống điện và các thiết bị sẽ trở nên phức tạp hơn khi cung cấp điện liện tục hoặc đòi hỏi độ mềm dẻo cao,chi phí bão dưỡng và những thao tác sai của người điều khiển sẽ gia tăng.các hệ thống nên được thiết kế với một mạch chuyển đổi từ thiết bị sử dụng điện(chu kì bão dưỡng yêu cầu) thành thiết bị làm việc ít phải bảo dưỡng.thiết bị an toàn được sử dụng cùng với các bộ ngắt và bộ khởi động có thể làm giảm chi phí bảo dưỡng

và tiết kiệm thời gian

1.2.7.Nâng cao chất lượng điện năng

Các chỉ tiêu điện năng đầu vào của tất cả các thiết bị đang sử dụng có những lưu

ý bao gồm khoảng làm việc có thể chấp nhận được của thiết bị và hệ thống phân phối điện năng sẽ được thiết kế theo những mặt cần thiết.ví dụ như:điện áp,dòng điện,công suất đầu vào có những yêu cầu gì ? phải xét đến ảnh hưởng của thời tiết tải sẽ bị hư hỏng

bởi sóng hài (bội số của chu kỳ làm viêc chuẩn 60 lần trên giây của sóng)hoặc có thể sinh

ra sóng hài cũng được tính đến cùng với hiện tượng xuất hiện xung điện áp

Mục tiêu cao hơn là sự tương quan trong những dạng sóng đối lập.một điều quan trọng nhất là làm tăng quy mô thiết kế hệ thống điện với những thiết bị đặc trưng nhất của

sự liên tục cung cấp điện,tính mềm dẻo của hệ thống và khả năng mở rộng của mạng,chất lượng điện năng,vốn đầu tư ban đầu và tăng nhu cầu bão dưỡng của hệ thống.cho nên,người thiết kế phải có sự cân nhắc dựa trên các chỉ tiêu của từng loại công trình,yêu cầu của tải,kinh nghiêm và yêu cầu của khách hàng

Tóm lại:Người kỹ sư không bao giờ được chờ đợi sẽ có đầy đủ thông tin về sự thay đổi của tải khi thiết kế một hệ thống.người kỹ sư sẽ phải phát triển những thông tin

về sự thay đổi của hệ thống dựa trên những kinh nghiệm của anh ta với những vấn đề tương đương.Tất nhiên,người kỹ sư mong muốn có nhiều thông tin rõ ràng liên quan đến tính năng,điều kiện và chỉ tiêu của thiết bị được sử dụng.người kỹ sư nên biết về những tính năng đặc biệt của các tải đặc trưng hoặc cùng với các linh kiện,đại lượng của hệ số tải riêng biệt và các linh kiện,điện áp định mức và tần số của thiết bị,vị trí vật lý cách ly với đất và cách ly với nguồn, tần suất và khả năng của sự dịch chuyển vị trí của tải được

sử dụng và sự bổ sung của tải trong tương lai

Tiếp cận với những thông tin,kiến thức cơ bản của hệ thống phân phối điện năng

sẽ trang bị cho người kỹ sư hướng tới những bản thiết kế tốt nhất cho các tòa nhà đặc biệt

Trong phạm vi của cuốn sách này sẽ trình bày chi tiết về các tải dựa trên nhiều loại công trình khác nhau.giả thiết rằng người kỹ sư thiết kế có tìm hiểu các dữ liệu cần thiết về tải,trang kế tiếp sẽ trình bày một vài loại khác nhau của hệ thống phân phối điện năng được sử dụng ngày nay.trình bày cách tính toán dòng ngắn mạch,sự phối hợp,lựa chọn điện áp,độ sụt áp, bảo vệ nối đất,bảo vệ động cơ và các thiết bị bảo vệ đặc trưng

1.4.Các loại hệ thông phân phối

Trong đại bộ phận của các hệ thống.điện năng được cung cấp cho các tòa nhà ngay tại nơi sử dụng điện áp.trong thực tế tất cả các trường hợp việc phân phối điện năng cho các tòa nhà thì đạt được thông qua việc sử dụng hệ thống phân phối phát tuyến đơn giản.hệ thống này là loại hệ thống đầu tiên được vạch ra trong trang kế tiếp

Trong các trường hợp ở đây sự đa năng của điện áp cao tại các tòa nhà được sử dụng,người kỹ sư thiết kế hệ thống có sự lựa chọn chủng loại của các hệ thống mà người

kỹ sư có thể sử dụng.ở đây trình bày bao gồm nhiều chủng loại cơ bản của hệ thống phân phối và biến thể trong thực tế của chúng

kết nối từ một máy cắt sơ cấp riêng biệt,máy biến áp riêng biệt và cơ cấu đóng cắt điện áp thấp riêng biệt hoặc là các bộ chuyển mạch.các thiết bị có thể được kết nối trong khuôn của một ngõ ra định vị của máy biến áp với cơ cấu cắt bằng cầu chì bên trong sơ cấp và thứ cấp cung cấp một ngõ vào cho bộ chuyển mạch

Một phương án khác là sẽ có một tổ máy phụ tại trạm biến áp nơi mà có cầu chì đóng cắt phía sơ cấp,máy biến áp và cơ cấu đóng cắt thứ cấp hoặc bộ chuyển mạch được thiết kế và lắp đặt liện kết cùng với một cơ cấu đóng cắt

Trong hầu hết các trường hợp ở đây tính đa dụng riêng có của thiết bị sơ cấp,máy biến áp,được cung cấp bởi khách hàng tại điện áp đang sử dụng và các thiết bị phục vụ thích hợp cho một điện áp thấp,cho máy cắt phân phối hoặc bộ chuyển mạch

Các mạch cung cấp điện áp thấp chạy từ máy cắt hoặc bộ chuyển mạch hệ thống tới bảng phân phối nơi định vị trí các tải tương ứng như được trình bày trong hình 1

Dây nối đất được nối với máy cắt hoặc bộ chuyển mạch thông qua CB hoặc bộ bảo vệ quá dòng.giá trị nhỏ của dòng điện được sử dụng một cách tương đối trong phân phối điện năng cho tải từ máy cắt hoặc bộ chuyển mạch lắp ráp

Các tải được cung cấp từ một nguồn đơn,có thể cung cấp cho các loại tải khác nhau.kiểu này có thể giảm thiểu dung lượng của máy biến áp được lắp đặt.tuy nhiên,sự

ổn định điện áp và hiệu quả của hệ thống này có thể ít hơn bởi vì dây dẫn điện áp thấp và nguồn đơn chi phí cao của mạch đi dây dẫn điện áp thấp và liên kết với các CB khi dây dẫn dài và phụ tải đỉnh nhỏ hơn 1000KVA

Một sự cố ở cuộn thứ cấp điện áp thấp hoặc trong nguồn máy biến áp sẽ ngắt tất

cả các tải.hệ thống có thể không khôi phục được cho tới khi có sự bảo dưỡng.một sự cố ở dây dẫn mạch điện áp thấp sẽ cắt tất cả các tải được cung cấp bởi đường dây đó

Một điểm mới và được cải tiến từ quy định của hệ thống phân phối điện năng hệ thống phát tuyến đơn tại điện áp sơ cấp.điện áp được chia bậc xuống tới bậc sử dụng trong nhiều diện tích chịu tải trong các công trình đặc trưng thông qua cuộn thứ cấp máy biến áp của trạm biến áp.máy biến áp luôn luôn được kết nối liên đới với đường dây tải thông qua một CB,như được trình bày trong hình 1A.thứ cấp nối đất của trạm biến áp được kết hợp với thành phần ba pha,máy biến áp được giải nhiệt bằng chất lỏng hoặc bằng gió,kết nối với cầu chì tự rơi phía sơ cấp,và máy cắt điện áp thấp hoặc bộ chuyển mạch với CB hoặc bộ ngắt mạch bằng cầu chì.các mạch được nối với tải từ trạm biến áp điện áp thấp

Từ nối đất máy biến áp được định vị trong một khu vực tải đặc trưng,nó phải có

đủ dung lượng để cung cấp cho phụ tải đỉnh của khu vực đó.bởi vậy,nếu có sự hiện hành của nhiều tải trong một khu vực,thì hệ thống này cần được thay đổi cho dung lượng máy biến áp lớn hơn so với chuẩn của hệ thống phát tuyến sơ cấp.tuy nhiên,bởi vì điện năng được phân phối cho từng khu vực tải tại điện áp sơ cấp,tổn thất bị giảm,điện áp điều chỉnh được cải thiện,chi phí đường dây của mạch sẽ giảm mạnh,và CB điện áp thấp lớn trên đường dây được loại trừ.trong nhiều trường hợp khả năng cắt của CB tải bị giảm

Cải tiến mới này của hệ thống phát tuyến đơn sẽ luôn luôn làm giảm vốn đầu tư ban đầu ứng với mỗi loại hệ thống phân phối sơ cấp của các tòa nhà có phụ tải đỉnh dưới 1000KVA.một sự cố trên một mạch đường dây sơ cấp hoặc trong một máy biến áp sẽ gây

ra sự cắt điện cho một khu vực tải thứ cấp bởi đường dây hoặc máy biến áp.trong các trường hợp khi một đường dẫn sơ cấp bị sự cố hoặc cắt điện một khu vực,khu vực đó sẽ

bị gián đoạn tất cả các tải cho tới khi sự cố được loại trừ

Giá trị suy giảm của điện áp trên đường dây sơ cấp sẽ được cải tạo bởi sự mềm dẻo và sự liên tục cung cấp điện của hệ thống này;cuối cùng sơ cấp sẽ có một cấp biến áp trên mạch đường dây.tất nhiên ở Việt Nam các hệ thống sẽ gia tăng nhưng sẽ giảm thiểu quy mô của một lần cắt điện từ một máy biến áp hoặc sự cố đường dây sơ cấp

Sơ cấp được kết nối từ thứ cấp trạm biến áp này tới thứ cấp trạm biến áp kế tiếp

có thể được thực hiện bởi hai cực gắn dây được trình bày trên thiết bị đóng cắt sơ cấp trạm biến áp hoặc được thực hiện bởi kết nối có thể tách rời trong kiểm tra hoặc mọi vị trí

Tùy thuộc vào công suất tải kết nối với mạch sơ cấp nối đất và nếu không có yêu cầu bảo vệ sự cố chạm đất cho đường dây sơ cấp và cho máy biến áp kết nối với đường dây hoặc thanh góp,để đóng cắt đường dây thanh góp sơ cấp có thể chọn cầu chì.nó sẽ làm giảm đáng kể chi phí,nhưng ngoài ra làm giảm cấp dây dẫn và thiết bị bảo vệ.vì thế một sự cố ngắn mạch hoặc xảy ra chế độ quá tải,thời gian tác động sẽ gia tăng đáng kể và chí phí sẽ tăng tỉ lệ với số lần sự cố và cần phải thay thế cầu chì là nhược điểm điển hình.ngoài ra,nên sử dụng một cầu chì sơ cấp để ngắt mạch,khi tải thứ cấp có thể là tải một pha,động cơ điện áp thấp

Một cách khác để làm giảm chi phí là có thể loại bỏ hoàn toàn máy cắt đường dây

sơ cấp,và dùng một máy cắt thanh cái sơ cấp một pha hoặc dùng cầu chì bảo vệ cho mạch đường dây sơ cấp với tất cả các cuộn thứ cấp trạm biến áp được cấp từ mạch này.mặc dù

hệ thống này có thể làm giảm tối đa vốn đầu tư thiết bị ban đầu nhưng độ an toàn của hệ thống có thể giảm mạnh khi có một sự cố một pha trong phạm vi của dây dẫn sơ cấp và

sẻ là nguyên nhân mất điện cho toàn bộ tải của công trình

1.4.2.Hệ thống mạch vòng sơ cấp-hệ thống phát tuyến thứ cấp

Thành phần của hệ thống gồm một hoặc nhiều vòng sơ cấp với hai hoặc nhiều hơn các biến áp kết nối trên vòng.hệ thống này thì đặc biệt có ích khi mạng có những chức năng hữu ích được trình bày trong hình 2.mạch vòng sơ cấp nối đất được điều khiển bởi dao cách ly phân đoạn mạch vòng được mở ra để ngăn cản sự vận hành song song của các nguồn.khi thứ cấp của máy biến áp được sử dụng,mỗi máy biến áp có một đôi(2 máy cắt tải với nhánh kết nối tải) máy cắt phân đoạn và cầu chì tải sơ cấp như được thể hiện

Khi dùng bệ đỡ định vị khoanh vùng máy biến áp,chúng có sự xếp đặt với mạch vòng cung cấp để điều khiển dao cách ly phân đoạn và giảm dòng giới hạn cho cầu chì

như được trình bày trong hình2B bởi sự hoạt động tương ứng của các máy cắt phân đoạn.nó có thể ngắt điện nhiều bộ phận của dây dẫn mạch vòng từ phần còn lại của hệ thống.tóm lại,do máy cắt sơ cấp máy biến áp mở (hoặc sự loại bỏ tải bởi cầu chì tự rơi đặt trên bệ đỡ định vị máy biến áp).nó có thể ngắt kết nối vài máy biến áp ra khỏi mạch vòng

Sơ đồ có một khóa liên động khi bình thường sẽ ngăn chặn việc đóng tất cả các phân đoạn trong mạch vòng.mỗi dao cách ly phân đoạn mạch vòng sơ cấp và máy cắt đường dây của mạch vòng sẽ được ăn khớp với nhau khi đồng thời ngắt chúng đòi hỏi phải mở khóa (cái mà giúp đỡ cố định bộ chuyển mạch hoặc ngắt mạch khi mạch hở) và mỗi một khóa sẽ được trang bị một số lượng khóa liên kết hình trụ một khóa an toàn bổ sung được lắp đặt để ngăn chặn ở dưới thiết bị giám sát định tính

Tóm lại,hai máy cắt thanh cái sơ cấp được đóng khi bình thường và máy cắt ghép

sơ cấp được mở khi bình thường là đặc tính cơ học hoặc được khớp với ngành điện để ngăn cản việc đấu song song đồng thới hai nguồn.khi tổng chi phí nhỏ,một sơ đồ tự động

có thể tổng hợp giữa hai máy cắt thanh cái và máy cắt liên kết.thông thường nó tốn nhiều thời gian cắt điện hơn khi có sự cố,sơ đồ đọc và ghi tự động sẽ làm cho điện năng cung cấp bị giảm do thời gian cắt điện

Hệ thống này tronh hình 2 nằm ngoài phạm vi giảm chi phí trang thiết bị của hình 1,nhưng thông thường độ an toàn giảm và sự phục hồi cung cấp nhanh khi (1)một sự cố cắt điện thiết thực xảy ra,(2)xảy ra một sự cố trên đường dây sơ cấp hoặc (3)xảy ra một

sự cố ở máy biến áp hoặc sự cố quá tải

Nên để sự cố cắt điện xảy ra trên một dây,máy cắt thanh cái sơ cấp liên đới có thể

mở và khi đó máy cắt liên kết sẽ được đóng bằng tay hoặc thông qua một sơ đồ đọc và ghi tự động

Khi xuất hiện một sự cố ở đường dây sơ cấp,máy cắt liên kết mạch vòng và đường dây sẽ mở

và làm gián đoạn sự cung cấp cho tất cả các tải cho tới khi máy cắt tải mạch vòng sơ cấp được mở bình thường (một phần đặc trưng của tải).các bộ phận giới hạn của cáp sơ cấp sẽ bị sự cố,khi dao cách ly phân đoạn mạch vòng ở trên đường nối đất của sự cố dây dẫn có thể mở,dao cách ly phân đoạn mạch vòng sẽ

bị hở một phần khi đóng lại và sự cung cấp sẽ được khôi phục lại cho phía sơ cấp trạm biến áp cho tới khi chỗ dây dẫn bị sự cố được thay thế.nếu xảy ra sự

cố ngắn mạch trong một chiều của dây dẫn trên nhánh tải của một máy cắt nhánh mạch vòng,máy cắt nhánh mạch vòng có thể mở lại trước khi tác động

và dao cách ly phân đoạn mạch vòng các nhánh tải

kế tiếp sẽ được mở ra bình thường khi dây dẫn sự cố đã được cách ly và loại trừ.chú ý dưới dây dẫn này,tất cả thứ cấp máy biến áp có thể được cung cấp trông qua máy cắt đường dây mạch vòng và tất cả dây dẫn xung quanh mạch vòng nên có kích thước tải được nguyên vện các tải của mạch vòng.việc tăng số lượng của mạch vòng sơ cấp (hai mạch vòng như trong hình 2) sẽ làm giảm phạm vi cắt điện từ sự cố dây dẫn,nhưng sẽ làm gia tăng vốn đầu tư cho hệ thống

Khi một máy biến áp bị sự cố hoặc xuất hiện sự quá tải,cầu chì sơ cấp máy biến

áp sẽ ngắt mạch và khi đó máy cắt sơ cấp máy biến áp sẽ được mở mình thường,tách rời

máy biến áp khỏi mạch vòng và tất cả các tải còn lại ở thứ cấp trạm biến áp không bị ảnh hưởng

Một hệ thống mạch vòng sơ cấp chuẩn thì có một máy cắt cho một pha của đường dây sơ cấp kết nối cùng với hai dao cách ly đường dây mạch vòng cái mà cung cấp cho mạch vòng như trong hình 2C.hệ thống này đạt chuẩn vì mạch vòng có thể mở khi bình thường với một dao cách ly phân đoạn mạch vòng mở được mô tả bên trên hoặc với tất cả dao cách ly phân đoạn mạch vòng đóng.nếu xảy ra sự cố trong hệ thống mạch vòng sơ cấp tiêu chuẩn,máy cắt đơn đường dây và mạch vòng sẽ nhả và tải thứ cấp sẽ mất điện cho tới khi dây dẫn bị sự cố được tìm thấy và loại trừ khỏi mạch vòng bởi dao cách ly phân đoạn mạch vòng tương ướng mở ra và sau đó máy cắt tự động đóng lại

1.4.3Hệ thống chọn lọc sơ cấp-hệ thồng phát tuyến thứ cấp

Hệ thống chọn lọc sơ cấp-phát tuyến thứ cấp,được trình bày trong hình 3.sự khác biệt so với các hệ thống mô tả vừa qua là nó sử dụng ít nhất hai mạch đường dây sơ cấp trong diện tích chịu tải.nó được thiết kế sao cho khi một mạch sơ cấp không có khả năng cung cấp,đường dây còn lại có khả năng tải đủ dung lượng cung cấp cho toàn bộ tải.một phần máy biến áp của hai đường dây khi bình thường sẽ được kết nối với đất.khi có một

sự cố xảy ra ở trên một đường dây sơ cấp,phần còn lại của tải trong tòa nhà sẽ bị giảm

Hai cầu chì tự rơi được trình bày như trong hình 3 và một bộ phận trong hình 3A

là sự lựa chọn bình thường của hệ thống này.thành phần đôi cầu chì tự rơi nối đất của 2 máy cắt tải 3 cực dao cách ly đất đặt trong kết cấu riêng biệt,được kết nối bởi đường truyền chính ở bên tải.điển hình là máy cắt tải được đóng gần nhất qua máy biến áp bao gồm một bộ cầu chì.máy khóa liên động lắp ráp cùng với dao cách ly cả hai có thể không đóng trong một vài trường hợp(ngăn cản sự vận hành song song)và khóa liên động cấu tạo từ dao cách ly hoặc bộ cầu chì không thể đạt được trừ khi dao cách ly mở

Một sự thay đổi khi bố trí dao cách ly đôi,một máy cắt lựa chọn không tải liên khóa cơ khí với một tải có máy cắt ,cầu chì và dao cách ly có thể được dùng như trong hình 3B,máy cắt lựa chọn không tải là lựa chọn vật lý ở phía sau của tải máy cắt cầu chì dao cách ly,như vậy đòi hỏi duy nhất một kết cấu và một chi phí thấp và diện tích mặt bằng tiết kiệm hơn hai lần diện tích bố trí.máy cắt không tải có một liên khóa cơ khí ngăn cản nó tác động trừ khi máy cắt tải mở.nhược điểm chính của dao cách ly lựa chọn là dây dẫn từ cả hai mạch sẽ không cho phép tiết kiệm kết cấu.ý nghĩa lớn nhất của hạn chế này

là dây cáp nếu hai giá treo được lắp đặt như trong hình 3 và nên có sự chuyển đổi khi có một sự cố ở dây dẫn sơ cấp cả hai đường dây có thể được ngắt nguồn bởi sự thay đổi của

sự cố đường dây

Trong hình 3 khi xảy ra sự cố ở trên một đường dây sơ cấp thì máy cắt được ghép với đường dây sẽ mở,và máy biến áp bình thường cung cấp cho đường dây sựu cố sẽ ngừng cung cấp.Điều khiển bằng tay khi,dao cách ly sơ cấp nối đất khi có sự cố pha phải

mở và sau đó dao cách ly sơ cấp luân chuyển và có thể đóng kết nối máy biến áp với

đường dây còn lại,như thế có thể phục hồi sự cung cấp cho tất cả các tải.chú ý rằng nối đất của dây dẫn trong mạch sơ cấp của đường dây A1 và B1 phải có kích cỡ sao cho tải

đủ tổng các tải khi bình thường kết nối với A1 và B1.sự định tỷ lệ đồng dạng của đường dây A2 và B2.v v là yêu cầu nếu xảy ra sự cố trong một máy biến áp, cầu chì sơ cấp được ghép liên đới sẽ ngắt và ngừng cấp điện cho khu vực tải được cung cấp bởi máy biến áp đó.khu vực này không thể khôi phục sự cung cấp như bình thường bởi sự cố máy biến áp cho tới khi máy biến áp được sửa chữa hoặc thay thế

Chi phí của hệ thống sơ cấp lựa chọn-phát tuyến thứ cấp thì lớn hơn chi phí của mạng vòng sơ cấp của hình 1 bởi vì chi phí cho tổng các máy cắt thanh cái sơ cấp,máy cắt liên đới,hai nguồn,sự tăng lên về số lượng của máy cắt đường dây,sử dụng của việc ghép đôi hai sơ cấp hoặc dao cách ly lựa chọn,và sự đòi hỏi dây cáp đường dây sơ cấp lớn hơn.ích lợi được suy ra từ sự suy giảm giá trị của tải khi một đường dây sơ cấp bị sự cố,sự phục hồi nhanh của khu vực tất cả hoặc một phần tải,có thể có khoảng cách lớn hơn về chi phi đầu tư.có hai nguồn cấp phát khi ở chế độ bình thường hoặc chuyển đổi tự động của hai máy cắt thanh cái sơ cấp và máy cắt liên kết nên có một nguồn không sử dụng.hệ thống lựa chọn sơ cấp -mạch vòng thứ cấp,tuy nhiên có thể giảm thiểu chi phí hoặc giảm chi phí lớn hơn một hệ thống mạch vòng sơ cấp-phát tuyến thứ cấp của hình 2 tùy theo vị trí vật lý của máy biến áp quãng thời gian có thể so sánh được sẽ giảm xuống

và độ an toàn.chi phí đầu tư của dây dẫn cho hai loại hệ thống có thể lớn phụ thuộc vào

sự định vị của máy biến áp và tải trong công trình và lớn hơn hiệu số chi phí thiết bị dao

1.4.4.Hệ thống hai nguồn sơ cấp-chọn lọc thứ cấp

Hệ thống này sử dụng nguyên lý nhân đôi nguồn cung cấp điện năng để tận dụng hai máy cắt thanh cái sơ cấp và một máy cắt liên đới sơ cấp.hai máy cắt thanh cái sơ cấp

và máy cắt liên đới sơ cấp có thể hoạt động bình thường hoặc được ăn khớp với nhau về điện để ngăn cản việc đóng tất cả 3 cái trong cùng một thời gian và sự nối song song của nguồn trong lúc tổn thất điện áp trên một nguồn,chuyển đổi bằng tay hoặc tự động chuyển đổi luân phiên các nguồn có thể được sử dụng để khôi phục lại tất cả các tải sơ cấp

Thứ cấp nối đất máy biến áp được bố trí điển hình là trạm biến áp hai nguồn như trong hình 4.hai máy cắt thanh cái sơ cấp và máy cắt liên đới thứ cấp của trạm biến áp nối đất lại được liên kết bằng cơ học hoặc bằng khóa liên kết để ngăn cản sự làm việc đồng thời.trong lúc có sự tổn thất điện áp của nguồn thứ cấp trên một nhánh bộ chuyển đổi bằng tay hoặc tự động có thể được sử dụng chuyển đổi các tải trên nhánh đó.như vậy sẽ khôi phục cung cấp điện cho toàn bộ các tải

Sự bố trí này cho phép phục hồi nhanh sự cung cấp cho tất cả tải khi một đường dây sơ cấp hoặc một máy biến áp xảy ra sự cố làm mở thanh cái thứ cấp ghép liên kết và đóng máy cắt thứ cấp ghép liên kết.nếu sự tổn thất của điện áp thứ cấp xuất hiện bởi sự

cố trên một đường dây sơ cấp với máy cắt đường dây sơ cấp ghép liên đới mở ra,khi đó tất cả các tải thứ cấp được cung cấp bình thường bởi đường dây bị sự cố có thể được chuyển đổi ngược sang đường dây thứ cấp.để làm được điều này kích thước dây dẫn đường dây sơ cấp phải tải được tải trên cả hai nhánh của tất cả các đường dây thứ cấp.nó cung cấp dưới chuyển đổi thứ cấp dự phòng.nếu có sự tổn thất điện áp đáng kể khi có sự

hư hỏng của một trong các máy biến áp trong trạm biến áp nhiều nguồn,khi đó cầu chì sơ cấp mắc liên kết sẽ cắt máy biến áp bị hỏng ra khỏi lưới cung cấp,và sau đó các tải thứ cấp lúc bình thường được cung cấp bởi máy biến áp bị sự cố có thể được chuyển đổi sang một máy biến áp khác

Nơi đặt dây dẫn dự phòng,trong máy biến áp cung cấp của trạm biến áp hai nguồn

có thể có dung lượng cung cấp đủ cho các tải của cả hai nhánh của máy cắt liên đới.bởi nguyên nhân này mà máy biến áp được sử dụng trong ứng dụng này có công suất định mức bằng với nhánh nối đất của trạm biến áp hai nguồn và sự vận hành bình thường của tải lớn nhất trong máy biến áp nối đất điển hình là 2/3 công suất định mức.điển hình của

loại máy biến áp này là lắp đặt với cơ cấu làm lạnh bằng gió nhiệt độ bình thường sẽ thấp hơn dây dẫn dự phòng.chúng có thể tải lượng lớn các tải trong thời gian kéo dài trên cả hai nhánh của máy cắt liên kết thứ cấp.bởi ví sự dự trữ dung lượng của máy biến áp,mà điện áp cung cấp có thể được điều chỉnh bởi hệ thống trạm biến áp hai nguồn khi dây dẫn làm việc bình thường thì tốt hơn các hệ thống trình bày trước đây

Sự bố trí của Trạm biến áp hai nguồn điện áp có thể sử dụng trong việc liên kết nhiều hệ thống cung cấp đã thảo luận cái mà bao gồm hai nguồn sơ cấp.mặc dù không được khuyến cáo,nếu được thừa nhận tính hữu ích,sự chuyển đổi tức thời của tải khi phục hồi nguồn có thể được đóng chuyển tiếp(hệ thống khóa an toàn đối song song có thể bị phá hủy) cho sơ cấp hoặc hệ thống thứ cấp.ở dưới chế độ này,tất cả các thiết bị sẽ bị gián đoạn và giá trị tức thời định mức nên thích ứng với giá trị dòng sự cố từ cả hai nguồn

Trạm biến áp hai nguồn được trang bị cho hệ thống có sự chú ý tới sự cố chạm đất đặc biệt trung tính nối đất máy biến áp và khi vận hành thiết bị nên có sự quan sát “nối đất và bảo vệ sự cố chạm đất” ở nơi có hai trạm biến áp một cấp được kết nối cùng với dây dẫn liên kết bên ngoài,nó được giới thiệu cùng với một máy cắt liên kết được trang bị tại điểm nối đất của dây dẫn liên kết

1.4.5.Hệ thống kết nối điểm đơn

Hệ thống kết nối thứ cấp là hệ thống được sử dụng trong nhiều năm để phân phối điện năng có mật độ cao,khu buôn bán kinh doanh của các thành phố,luôn luôn hình thành đường dây đa năng.biến thể của hệ thống loại này được áp dụng cung cấp cho tải ở các tòa nhà

Ưu điểm cơ bản của hệ thống kết nối thứ cấp là sự liên tục cung cấp điện.không

có sự cố đơn ở bất kỳ nơi đâu trên sơ cấp hệ thống sẽ làm gián đoạn cung cấp cho các hệ thống tải.phần nhiều các sự cố chỉ gây gián đoạn cung cấp cho một vài tải.một ưu điểm khác đáng chú ý được đưa ra là sự chuyển dịch mềm dẻo của hệ thống kết nối và dây dẫn nối đất tải sẻ làm giảm chi phí và giảm thiểu sự gián đoạn cung cấp cho tải trong kết nối.bổ sung cho sự mềm dẻo và liên tục cung cấp,hệ thống kết nối thứ cấp cung cấp đều đặn và điều tiết điện áp tốt,và nó nâng cao hiệu quả của vật liệu làm giảm chi phí tổn hao của hệ thống

Điểm cơ bản thứ 3 là hiêu số giữa hệ thống kết nối và hệ thống phát tuyến sơ cấp

là ưu điểm nổi bật của kết nối.thứ nhất,một dây dẫn sẻ kết nối từ bộ phận bảo vệ kết nối đến đầu dây ra thứ cấp trên bề mặt của máy biến áp kết nối,hoặc sự bổ sung từ máy cắt thanh cái thứ cấp,như được trình bày trong hình 5.ngoài ra,các thứ cấp của máy biến áp trong chuẩn đang xét sẽ được kết nối với nhau bởi thiết bị đóng cắt hoặc một đường dây

từ cái mà các tải là máy chủ của mạch phát tuyến đường dây.tóm lại,cung cấp sơ cấp có

đủ dung lượng cho tổng trọn vẹn các tải trong tòa nhà nếu có quá tải khi một vài đường dây sơ cấp không cung cấp

Một dây dẫn kết nối được thiết kế một cách đặc biệt cùng với một máy cắt khí nén

có công suất cao,tác động đóng lại với cơ cấu chịu tải của động cơ điện hoặc cơ cấu khởi động của động cơ,với một kết nối rơle điều khiển tình trạng bảo vệ (nhả hoặc đóng).kết nối rơle luôn luôn là một bộ xử lý bán dẫn dựa trên các bộ phận đã được tích hợp trong

vỏ bảo vệ mà đặc trưng cho sự tự động đóng của bộ phận bảo vệ khi máy biến áp ghép liên kết ở chế độ cung cấp nguồn điện áp cho tải kết nối thứ cấp và tự động mở bộ phận bảo vệ khi luồn công suất từ thứ cấp tới máy biến áp kết nối.mục đích của bộ phận bảo vệ kết nối là bảo vệ tính nhất quán điện áp của đường kết nối và phục vụ tải từ máy biến áp

dự phòng và sự cố đường dây sơ cấp bởi sự ngắt kết nối nhanh tránh hư hỏng đường dây –máy biến áp đôi từ kết nối khi xẩy ra sự nạp lại

Hệ thống kết nối đơn giống với hệ thống thứ cấp phát tuyến chọn lọc ở chỗ các tải được cung cấp từ hai nguồn trở lên hoặc các đường dây sơ cấp trông qua hai hoặc nhiều hơn hai máy biến áp.trong hệ thống kết nối,máy biến áp kết nối thông qua bộ phận bảo vệ kết nối tới một đường dây chính duy nhất,như được trình bày trong hình 5 từ đó tải được cung cấp.các máy biến áp được kết nối đồng thời,một đường dây sơ cấp hoặc một máy biến áp bị sự cố cũng không gây ra sự gián đoạn cung cấp cho tải.máy biến áp đồng thời cung cấp cho tất cả các đường tải sẽ chịu được dòng tải khi bình thường ,dòng tải này bằng dòng tải của máy biến áp riêng cung cấp cho một trạm biến áp trong hệ thống thứ cấp phát tuyến chọn lọc là khó đạt được.Nhiệm vụ đóng cắt được đặt lên máy cắt đi ra đường dây trong kết nối sẽ lớn hơn với hệ thống kết nối điểm đơn

Kích thước và giá trị tối ưu của đường dây sơ cấp có thể sử dụng trong mạng kết nối điểm đơn bởi vì sự tổn thất trên các đường dây sơ cấp và trên máy biến áp liên kết sẽ không bằng sự tổn thất trên các tải trong một thời điểm tức thời.thông thường người ta không quan tâm tới dung lượng dự trữ cung cấp trong hệ thống kết nối,để tiết kiệm chi phí dao cách ly sơ cấp và dao cách ly thứ cấp thường được so sánh tính hiệu quả với hệ thống phát tuyến trong khi thiết kế với dung lượng dự trữ như nhau.cái này xuất hiện trong hệ thống phát tuyến bởi vì đường dây lớn hơn thường được sử dụng trong việc làm giảm độ lớn của việc cắt điện khi xẩy ra sự cố ở sơ cấp

Trong kết nối đơn,khi xuất hiện một sự cố trên đường dây sơ cấp hoặc trong một máy biến áp,sự cố được cách ly khởi hệ thống thông qua bộ tác động tự động của máy cắt đường dây sơ cấp và của bộ bảo vệ kết nối mắc lên kết với mạch sơ cấp.tính năng này sẽ không làm gián đoạn cung cấp cho bất cứ tải nào.trước hết cần thiết cho sự phục hồi,hệ thống có thể khôi phục lại bình thường chế độ vận hành bởi việc đóng máy cắt đường dây sơ cấp tất cả bộ bảo vệ kết nối được liên đới với đường dây sẽ tự động đóng lại

Mục đích chính của việc đường trục kết nối liên kết được đóng lại bình thường là việc cung cấp phân chia cho tải và một sự điều chỉnh của mạch tải cho cung cấp sơ cấp và máy biến áp bất chấp chế độ của thiết bị sơ cấp ngoài ra ,cung cấp liên đới là một biện pháp để cô lập và phân đoạn sự cố nối đất trong phạm vi của dao cách ly đường kết nối chính ,bằng cách ấy sẽ tiết kiệm được một phần tải khỏi việc ngừng cung cấp ,để diễn ra hoạt động hiệu chỉnh lại một phần sự cố

Việc sử dụng hệ thống kết nối đơn cung cấp cho khách hàng với nhiều ưu điểm thứ nhất ,họ sẽ tiết kiệm được dung lượng máy biến áp kết nối đơn cho phép máy biến áp chạy đủ tải dưới mọi chế độ.ngoài ra,hệ thống kết nối giảm hiệu suất tổn hao và cải thiện lớn về chế độ điện áp.sự điều chỉnh điện áp trong hệ thống kết nối gồm cả chiếu sáng và công suất sẽ được đáp ứng từ việc tiết kiệm đường tải chính.nhiều động cơ lớn có thể khởi động cùng lúc hơn hệ thống phát tuyến đơn.nó sẽ đạt hiệu quả với động cơ điều khiển rút gọn và cho phép sử dụng tương đối nhiều các động cơ điện áp thấp với thí nghiệm điều khiển.cuối cùng,hệ thống kết nối cung cấp một mức độ lớn hơn về tính mềm dẻo của hệ thống cho tất cả các tải trong tương lai;chúng có thể được kết nối với đường dây chính kết nối điểm

Hệ thống kết nối điểm là biện pháp tiết kiệm của các tòa nhà cái mà có mật độ tải cao nằm trong một khu vực nhỏ,với một khoảng đáng phải cân nhắc giữa hai khu vực.,và tải chiếu sáng trong khoảng phân chia mật độ tải.chúng thường được sử dụng trong các bệnh viện,tòa cao ốc văn phòng,và các tòa nhà cơ quan nơi mà có yêu cầu cao về sự tin cậy cung cấp điện là yêu cầu từ sự đa nguồn.các thiết bị phát sinh thì không được khuyến cáo sử dụng trong kết nối trừ khi bộ phận bảo vệ bình thường được mở và các nguồn hoàn toàn không kết nối và được cách ly khỏi nguồn máy phát dự phòng.hệ thống kết nối điểm tiết kệm nhất ở ba hay nhiều hơn đường dây sơ cấp khả dụng.chủ yếu,nó chủ yếu cung cấp cho đường tải chính thông qua ba hoặc hơn các máy biến áp và sự giảm cáp dự trữ và dung lượng máy biến áp dự trữ.chúng cũng tiết kiệm khi so sánh với trạm biến áp

mà máy biến áp cấp nguồn đôi với máy cắt liên kết mở khi bình thường

1.4.6.Thiết kế hệ thống phân phối trung áp

a.Thanh dẫn đơn,hình 6A

Nguồn cung cấp hoặc máy phát được kết nối với một thanh dẫn đơn.tất cả các đường dây được kết nối trên thanh dẫn.máy phát điện được sử dụng ở nơi phát sinh nhu cầu sử dụng

Cấu hình này là một hệ thống đơn công,tuy nhiên,sự mất điện của hệ thống chiếm phần đa trong tổng sự cố mất điện

Khi bình thường máy phát điện không đủ dung lượng cung cấp cho toàn bộ các tải.hệ thống được trang bị chuyển tiếp một cách đúng đắn với việc thả rơi tải,tự động điều khiển điện áp tần số có thể duy trì một phần hoạt động của hệ thống.chú ý rằng sự bổ sung của máy cắt là điều cần thiết cho sự đóng cắt của thanh dẫn chính

b.thanh dẫn đơn với hai nguồn vạn năng ,hình 6B

Cũng như thanh dẫn đơn,không kể đến hai nguồn vạn năng sẵn có.hệ thống này được điều khiển bình thường với máy cắt thanh cái cho một nguồn mở.vào lúc có sự tổn thất trong điều kiện vận hành bình thường thì bộ chuyển đổi máy cắt dự phòng thường

hở có thể đóng tự động hoặc bằng tay.bộ tự động chuyển đổi được ưu tiên nhất là sự hồi phục vận hành nhanh trong trạm tự động

Sự chuyển lại chế độ bình thường có thể được đóng đối tượng chuyển đổi với sự chấp nhận của nguồn đa năng.việc đóng các bộ chuyển đổi tức thời (5-10 chu kỳ làm việc) song song cả hai nguồn đa năng.thận trọng khi đóng đồng thời song song hai nguồn,dòng điện sự cố tức thời trong đường tải của thanh cái là tổng của các dòng điện sự

cố tức thời từ sự đóng góp của nguồn và sự cố động cơ.nó sẽ dẫn đến hiện tượng ngắn mạch đặc trưng của thanh cái,máy cắt đường dây và tất cả các thiết bị tải định mức của

sự gia tăng giá trị dòng sự cố.nếu nguồn đòi hỏi mở bộ chuyển tiếp,sự ngắt mạch của động cơ từ thanh cái có thể được bảo đảm bởi phương pháp thời gian trễ thích ứng trong

sự đóng lại cùng với sự giám sát của điện áp thanh dẫn và của pha với sự thận trọng với điện áp nguồn

Sơ đồ thanh cái này không ngăn ngừa được việc sử dụng đồng thời nhưng đòi hỏi phải sử dụng với thiết bị tự động đồng bộ hóa tối tân và kiểm tra điều khiển đồng bộ,bổ sung thêm việc sa thải tải được nói đến vừa qua,điều khiển tần số và điện áp tự động

Sơ đồ này đắt hơn so với sơ đồ trong hình 6A,nhưng sự phục hồi cung cấp nhanh hơn.ngoài ra một sự mất điện là kết quả của sự mất điện cho đến khi chuyển mạch hoạt động.sự đòi hỏi phải mở rộng thanh dẫn chính hoặc bổ sung thêm máy cắt cho việc đóng cắt thanh dẫn chính

Nếu sự nối song song của các nguồn,làm đảo chiều dòng điện,làm đảo chiều công suất,và bộ phận bảo vệ rơle tương ứng với yêu cầu của mạch hệ thống

c.Đa nguồn với máy cắt liên kết,hình 6C và 6D

Sơ đồ này thì đồng dạng với sơ đồ B.nó khác biệt đáng kể là khi bình thường toàn bộ tải được hợp nhất với nguồn đôi bởi một máy cắt liên kết thường mở.khi mất điện

hệ thống tải mất điện từ lưới tối đa là một nửa hệ thống.sự đóng lại của máy cắt liên kết

có thể thực hiện bằng tay hoặc tự động.các cách thức chuyển đổi của sơ đồ B cũng được

áp dụng cho sơ đồ này

Nếu hệ thống phân phối mạch vòng hoặc hệ thống sơ cấp chọn lọc được sử dụng cho tải,các thanh cái chính có thể được mởi rộng nếu thiếu sự đóng ngắt bởi đóng máy cắt liên kết và bộ chuyển đổi tải trên thanh cái

Hệ thống này thì đắt hơn hệ thống trong hình B.hệ thống này tối thiểu phải có hai thanh dẫn chính.một ưu điểm khác là nếu tức thời các thanh dẫn chính được đấu song song,thì nó không gia tăng dòng ngắt mạch điện dung của máy cắt mạch yêu cầu của các thanh dẫn chính là tổng công suất cung cấp tức thời cho thanh dẫn chính bởi dao cách ly

Trong hình 6D,việc đóng một máy cắt liên kết kế tiếp mở một máy cắt thanh cái

có thể được thực hiện bằng tay hoặc tự động.tuy nhiên từ một đường dẫn chính có thể được cung cấp bởi hai máy cắt liên kết và điều khiển sơ đồ nên được thiết kế sao cho có

Tổng hợp

Các sơ đồ trong hình căn cứ trên việc sử dụng dao cách ly bọc thép trung áp.sự liên tục cung cấp đòi hỏi từ hệ thống điện dẫn đến việc sử dụng hệ thống nguồn đơn là không thực tế

Trong thiết kế của hệ thống trung áp hiện đại người kỹ sư nên:

• Thiết kế hệ thống đơn nếu có thể

• Cần phải giảm thiểu sự mất điện đến mức nhỏ nhất một phần của hệ thống nếu

có thể

• Biện pháp cung cấp cho sự mở rộng của hệ thống

• Hệ thống rơle tác động sự cố phải được phục hồi cung cấp và phải giảm mất độ

hư hỏng của nó với độ chọn lọc

• Định rõ và áp dụng tất cả thiết bị trong vòng chỉ tiêu định mức ban bố và các chỉ tiêu thuộc về quốc gia cho các thiết bị và việc thi công nó

CHƯƠNG II Phân tích hệ thống

Một chú ý cơ bản trong thiết kế của một hệ thống phân phối là đảm bảo rằng nó cung cấp đầy đủ các yêu cầu đặc trưng của các loại tải khác nhau.nó bao gồm các loại tải

ở điều kiện bình thường và điều kiện bất thường,phạm vị của thiết kế bảo vệ cho thiết bị cung cấp và thiết bị máy móc của hệ thống trong việc ngừng cung cấp là giảm thiểu mật

độ với lợi ích cao về kinh tế và bản thiết kế cơ khí

Dưới điều kiện bình thường,các chỉ tiêu kỹ thuật quan trọng bao gồm sự biến dạng điện áp,tổn hao,dòng tải,tác động của dòng khởi động động cơ,sự liên tục cung cấp điện và độ an toàn.vấn đề cơ bản cần chú ý ở điều kiện sự cố là thiết bị bảo vệ,cách ly sự

cố và sự liên tục cung cấp.sau khi lập kế hoạch sơ bộ,trước hết phải lựa chọn thiết bị phân phối,một vài hệ thống cung cấp nên được phân tích và đánh giá bao gồm hai chỉ tiêu kinh

tế và kỹ thuật.giai đoạn tiếp theo nếu loại hệ thống hoặc mức độ tính phức tạp,nó có thể

thích hợp cung cấp một cách toàn diện các đặc điểm của hệ thống dưới điều kiện bình thường và bất thường hay không

Các loại chương trình máy tính cơ bản cần học và dùng cho việc thiết kế hệ thống bao gồm:

• Tính toán dòng điện sự cố ngắn mạch ba pha và pha với đất và trở kháng hệ thống

• Tính toán công suất bất đối xứng dòng điện sự cố dựa trên tỷ số X/R

• Phối hợp các thiết bị bảo vệ-xác định chỉ số và mức điều chỉnh của trị số trung bình điện áp bảo vệ của rơ le và cầu chì,và sự phối hợp lựa chọn điện áp thấp của máy cắt và cầu chì

• Dòng tải – mô phỏng điều kiện tải làm việc bình thường của điện áp hệ thống,hệ

số công suất,pha và tải máy biến áp

• Khởi động động cơ-xác định điện áp hệ thống và momen xoắn động cơ khi động

bị sự cố,hoặc giữa nó và mọi thanh dẫn chính lân cận,hoặc giữa nó với một và hai thanh dẫn liên kết,hoặc dòng điện trong tất cả các pha hoặc nguồn trong hệ thống.kết quả của việc tính toán cho phép có một cái nhìn lạc quan về việc cung cấp cho tải một cách đúng đắn trong việc áp dụng các thiết bị phân phối với việc tính toán các giới hạn

2.1.Khái quát dòng ngắn mạch

Tổng giá trị dòng ngắn mạch trong

sự cố ngắn mạch được xác định bởi dung

lượng của điện áp nguồn hệ thống và trở

kháng của hệ thống,bao gồm cả sự cố.thành

phần điện áp nguồn là tổng nguồn cung cấp

năng lượng (mạch đường dây hoặc máy

phát tại chỗ) cho tất cả máy chuyển động

quay kết nối với hệ thống tại thời điểm xảy

ra sự cố.một sự cố có thể không tạo hồ

quang hoặc sự cố tia sét.trong một sự cố

phóng hồ quang,một phần của điện áp

mạch được sử dụng trong sự cố và tổng

dòng điện đến mức độ nào đó sẽ nhỏ hơn

sự cố tia sét,sau cùng là chế độ xấu nhất của giá trị tìm được trong cách tính sự cố

Về cơ bản,dòng sự cố ngắn mạch được xác định bởi định luật Ohm trừ khi trở kháng không phải là hằng số mà bao hàm một vài thành phần điện kháng trong hệ thống.ảnh hưởng của điện kháng trong một hệ thống là nguyên nhân gấy ra dòng điện ban đầu cao trong hệ thống và sau đó suy giảm theo hướng giá trị ổn định(định luật Ohm).thành phần dòng điện sự cố là một hàm mũ giảm thành phần dòng điện một chiều được xếp chồng trong lúc sự giảm sút của dòng điện xoay chiều sự suy giảm của thành phần DC và AC tùy thuộc vào mức độ của điện kháng điện trở (X,R) trong mạch.nếu nó

có mức độ cao,khi khoảng cách xa dòng điện còn lại sẽ cao hơn so với giá trị ổn định mà

nó có thể đạt được cuối cùng

Tổng của dòng điện sự cố là không đối xứng đặc biệt nói về trục thời gian bởi vì

sự ảnh hưởng của thành phần dòng điện một chiều,do đó gọi nó là dòng điện bất đối xứng.thành phần DC phụ thuộc vào điểm trên dạng sóng điện áp tại nơi sự cố bắt đầu

Xem bảng A2 cho chỉ số nhân là liên hệ giữa giá trị bất đối xứng hiệu dụng và giá trị đối xứng hiệu dụng của dòng điện tổng và giữa biên độ giá trị bất đối xứng và đối xứng của dòng tổng

Thành phần AC không phải là hằng số nếu máy hoạt động quay được kết nối với

hệ thống bởi vì trở kháng của thiết bị này không phải là hằng số.sự biến thiên nhanh của trở kháng động cơ và máy phát là dựa vào 3 chỉ tiêu sau:

Điện kháng cận quá độ (Xd”)

Tính toán dòng điện sự cố trong thời gian chu kỳ làm việc thứ nhất và sau đó khoảng 6 chu kỳ giá trị này sẽ tăng lên bởi điện kháng quá độ nó sử dụng cách tính tức thời và sự gián đoạn hoạt động của thiết bị hoặc của mạch

Điện kháng quá độ.(Xd’)

Cái mà để tính toán dòng điện sự cố sau khoảng 6 chu kỳ làm việc và giá trị này trong vòng ½ đến 2 giây sẽ giảm xuống thành giá trị điện kháng đồng bộ.nó được sử dụng trong việc điều chỉnh đặc tính pha vận hành của rơle máy phát

Điện kháng đồng bộ(Xd)

Cái mà để tính toán dòng điện sự cố trong miền chế độ xác lập.nó không ảnh hưởng nhiều đến cách tính ngắn mạch nhưng lại hữu ích trong việc xác định sự hoạt động của rơle

Trở kháng máy biến áp, được xác định theo phần trăm của điện áp định mức sơ cấp và

có thể được ứng dụng cho máy biến áp để xác định dòng chảy định mức trong cuộn thứ cấp với thứ cấp máy biến áp ngắn mạch.thành ra,giả thiết rằng điện áp sơ cấp có thể được duy trì (theo hướng tổng quát có vô hạn hoặc cung cấp không giới hạn),dòng điện đỉnh một máy biến áp có thể được truyền trong tình trạng sự cố là đại lượng của (100 được chia bởi phần trăm trở kháng) thời gian đòng định mức thứ cấp máy biến áp.giới hạn của

Kết nối điện năng cái mà dùng để tính toán thành phần dòng điện ngắn mạch của một điện áp dẫn động xoay chiều bằng với điện áp sự cố hệ thống tại điểm bị sự cố và một trở kháng tương ứng được quan sát khi nhìn về hệ thống từ điểm sự cố,ở điện áp làm việc trung thế và điện áp cao,nói chung là nó thỏa đáng với sự chú ý tới trở kháng cùng với trở kháng nguyên,điện trở có thể được bỏ qua.tuy nhiên,cái này chỉ duy nhất có thể chấp nhận trong điều kiện bình thường nếu hệ số X/R của hệ thống trung áp là lớn hơn hoặc bằng 25.khi điện áp thấp (1000 V hoặc nhỏ hơn) cách tính là,thông thường đánh giá bằng thực nghiệm độ chính xác sẽ cao hơn bởi bao gồm thành phần điện trở với điện kháng trong trở kháng.vì nguyên nhân này,đã làm cho giá trị trở kháng của cáp và các thanh dẫn và máy biến áp thay đổi khác nhau đối với mạch điện áp thấp,kiểm tra bằng máy tính được khuyến cáo trước khi có sự lựa chọn cuối cùng của thiết bị và bố trí hệ thống

Khi đánh giá sự phù hợp của dòng điện ngắn mạch định mức của máy cắt và cầu chì của mạch trung áp,hai thành phần giá trị tức thời đối xứng và bất đối xứng của dòng ngắn mạch nên được xác định

Đối với máy cắt và cầu chì hạ áp,giá trị đối xứng tức thời nên được xác định

cùng với:tỷ số X/R của sự cố tại thiết bị hoặc dòng điện ngắn mạch bất đối xứng

Phương trình và bảng sau được sao chép lại từ ANSI/IEEE C37.48.bảng A2 mô tả mối quan hệ giữa dòng điện sự cố đỉnh,giá trị tức thời đối xứng và giá trị tức thời bất đối xứng phụ thuộc vào sự tính toán tỷ số X/R

số cơ bản được chấp nhận sử dụng của tỷ số X/R của 6.6 trình bày chỉ số công suất ngắn mạch nguồn là 15%).các giá trị này cần thiết cho sự tính toán máy cắt trung thế là giá trị định mức bất đối xứng hoặc máy cắt hạ áp là giá trị chuẩn bất đối xứng

Xác định sự đóng góp của động cơ cho nửa chu kỳ đầu tiên của dòng điện sự cố khi hệ thống có tải động cơ đã biết,dữ kiện cơ bản như sau đây:

Động cơ không đồng bộ-sử dụng 4.0 lần động cơ đầy tải (giá trị trở kháng là 25%)

Động cơ đồng bộ-sử dụng 5.0 lần động cơ đầy tải (giá trị trở kháng là 20%)

Khi tải của động không được biết trước,dữ liệu cơ bản được xác định như sau:

hệ thống 208Y/120 volt

• Giả thiết 50% tải chiếu sáng và 50% tải động cơ.hoặc

• Giả thiết động cơ phản hồi đóng góp 20 lần của dòng tải của máy biến áp

Hệ thống 240-480-600 volt ,3pha,3 dây

• Giả thiết 100% tải động cơ ,hoặc

• Giả thiết 25% động cơ đồng bộ và 75% động cơ không đồng bộ,hoặc

• Giả thiết động cơ đóng góp phản hồi 4 lần của dòng tải của máy biến áp

Hệ thống 480Y/277 volt trong các tòa nhà thương mại

• Giả thiết 50% tải động cơ đồng bộ,hoặc

• Giả thiết động cơ đóng góp phản hồi 2 lần của dòng tải của máy biến áp hoặc của nguồn,hoặc

• Xí nghiệp công nghiệp,giả thiết giống với hệ thống 3pha,3 dây ở trên

Các phương pháp tính toán

Trang sau trình bày nhiều phương pháp khác nhau của sự tính toán dòng ngắn mạch cho cả hệ thống trung thế và hạ thế tổng hợp của các phương pháp khác nhau và của các loại giá trị như sau:

• Dao cách ly trung thế-phương pháp chính xác

• Dao cách ly trung thế -tra bảng

• Cầu chì trung thế-phương pháp chính xác

• Máy cắt -hệ số giảm tải không đối xứng

• Vỏ máy cắt -hệ số giảm tải không đối xứng

• Cách tính toán ngắn mạch-phương pháp cắt nhanh của hệ thống

• Cách tính toán ngắn mạch- phương pháp cắt nhanh của hệ thống và của cáp

• Cách tính toán ngắn mạch- phương pháp cắt nhanh của hệ thống và của phương pháp sơ đồ cáp

2.3.Tính toán dòng ngắn mạch sự cố cho thiết bị đắc trưng

Mục đích của việc tính toán dòng ngắn mạch là xác định giá trị dòng ngắn mạch tác động chuẩn của một máy cắt,cầu chì hoặc dòng ngắt thiết bị trong bậc chọn lọc một thiết bị thích hợp cho việc tính toán dòng sự cố hoặc kiểm tra nhiệt và giá trị định mức tức thời của thiết bị đóng cắt.khi thiết bị sử dụng là thiết bị chỉ tiêu ANSI,dòng điện sự

cố phải được tính toán và sự lựa chọn thiết bị phải tuân theo tiêu chuẩn ANSI

Sự tính toán giá trị dòng sự cố và tỷ số X/R của hệ thống được dùng để kiểm tra tính phù hợp giá cố giây dẫn chính và chỉ tiêu định mức tức thời của thiết bị dóng cắt

Dao cách ly trung thế VCP-W bọc kim loại

Việc áp dụng tiêu chuẩn ANSI C37.06 là bản ấn hành mới nhất.những cái được trình bày sau đây là ý nghĩa của các thông số định mức

Đòng ngắn mạch định mức- giá trị hiệu dụng đối xứng của dòng điện sẽ làm cho máy

cắt có thể đóng cắt tại điện áp định mức lớn nhất.nó nên được chú ý khi sản xuất

KVA

239092000

,29

Nó được biểu diễn trong giá trị tức thời đối xứng là A hoặc kA và giá trị định mức

là K*I;29000×1.24=35.960 được làm tròn là 36 kA

Dòng điện đối xứng tức thời này làm cho máy cắt có thể đóng cắt dưới một điện

áp bằng điện áp định mức lớn nhất chia với K (ví dụ,4.76/1.24=3.85).nếu máy cắt này được sử dụng trong hệ thống định mức 2.4 kV thì dòng điện sự cố tính toán phải nhỏ hơn

36 kA

Các bước tính dòng sự cố và lựa chọn máy cắt được miêu tả như sau:

Bước1-tổng hợp dữ liệu X và R của các bộ phận mạch.chuyển KVA và Volt thông thường thành đơn vị cơ bản.nếu điện kháng và trở kháng là Ohm hoặc vài đơn vị trong cùng một điện áp khác nhau hoặc cơ bản là kVA,tất cả nên được biến đổi thành kVA và V.cái này nên thận trọng không được áp dụng ở điện áp cơ bản là tỷ số máy biến

áp

Bước 2-Xây dựng dãy kết nối và kết nối một cách đúng đắn với sự chú ý tới loại

sự cố.sử dụng giá trị X theo yêu cầu của tiêu chuẩn ANSI C37.010 cho giá trị tác động đóng cắt của dòng ngắn mạch sự cố

Bước 3-Giảm bớt điện kháng kết nối cho điện kháng của thiết bị.gọi điện kháng này là X1

Bước 4-Điều chỉnh giá trị điện trở của kết nối

Bước 5-Giảm điện trở của kết nối tới điện trở của thiết bị.gọi điện trở này là R1.việc tính toán của X1 và R1 phía trên có thể được tính toán bởi chương trình máy tính

Bước 6-Tính giá trị E/X1,tại E là giá trị sự cố của điện áp tại điểm của giả thiết giá trị danh định sự cố là 1.0pu

Bước 7-tính X/R=X1/R1 cùng với tính toán trước

Bước 8-hướng đến biểu đồ riêng cho loại sự cố được xét (3pha,pha và pha,pha với đất),loại máy cắt chuẩn (2,3,5 hoặc 8 chu kỳ),và sự liên hệ với thời gian ngắt được xác định bộ phận được tính toán E/X1

Xem bảng A5,A6,và A7 (phần phụ lục) cho 5 chu kỳ tăng chỉ số máy cắt.sử dụng bảng A7 nếu ngắn mạch phần lớn từ sự loại bỏ máy phát từ sự cố bởi hai hoặc nhiều hơn máy biến áp hoặc các cấp điện kháng bên ngoài của máy phát là 1.5 thời gian hoặc lớn hơn cận quá độ của điện kháng của máy phát trên một cực gốc chung.cùng với việc sử dụng bảng A7 tại điểm sự cố được áp dụng bới các mạch hệ thống

Bước 9-khả năng cắt dòng ngắn mạch =E/X1*MF

Bước 10-Cấu tạo dãy kết nối (dương,âm và zero) kết nối một cách đúng đắn cho loại sự cố đang xét.sử dụng giá trị X theo yêu cầu tiêu chuẩn ANSI C37.010 cho “đóng

và khóa”giá trị của dòng ngắn mạch

Bước 11-giảm kết nối cho một đại lượng điện kháng.gọi là điện kháng X.tính E/X*1.6 nếu máy cắt đóng và khóa điện dung đang xét trong dòng điện tức thời hoặc E/X*2.7 nếu máy cắt đóng và khóa điện dung đang xét trong giá trị đỉnh hoặc dòng đỉnh

Bước 12-Lựa chọn một máy cắt:

a.Điện áp định mức cực đại lớn hơn điện áp vận hành của hệ thống;

KI : Dòng ngắt mạch điện dung đối xứng lớn nhất

c × 61 ≤

Xm

E

Dòng điện đóng và mạch khóa điện dung của máy cắt

Tiêu chuẩn ANSI không đòi hỏi sự bao hàm của trở kháng trong việc tính toán

yêu cầu của ngắt mạch đóng và khóa điện dung.như vậy giá trị tính toán sẽ được bảo

toàn.tuy nhiên khi điện dung của dao cách ly hiện hữu thì khi ngiên cứu trở kháng nên

được bao gồm

Trong sự cố một pha chạm đất dòng ngắt đối xứng điện dung là 1.15* dòng cắt

đối xứng điện dung tại điện áp vận hành nhưng không vượt quá dòng đối xứng điện dung

lớn nhất của máy cắt.đoạn 5.2,5.3 và 5.4 của ANSI C37.010.1979 cung cấp các điều kiện

cao hơn cho việc chọn lựa máy cắt trung thế

Khả năng đóng lại

Tiêu chuẩn ANSI C37.010 chỉ rõ hệ số quy đổi sử dụng khi máy cắt mạch được

sử dụng đóng lại.máy cắt Cutle-hammer VCP-W được liệt kê tại 100% thông số định

mức của sự đóng lại

Áp dụng tra bảng nhanh

Việc áp dụng của máy cắt mạch trong một hệ thống cung cấp hướng tâm từ một

nguồn đơn tới máy biến áp.khả năng tính toán ngắn mạch được sử dụng E/X ampe và 1.0

hệ số mở rộng cho tỷ số X/R là 15 hoặc nhỏ hơn và tỷ số mở rộng 1.25 cho tỷ số X/R

50 VCP-W 250 33.2 kA

12 15 50 VCP-W 350

46.9 kA

150 VCP-W

500 22.5 kA

150 VCP-W 500 19.6 kA

15 20

75 VCP-

W 500 41.3 kA

50(1)

Loại máy cắt

và ký hiệu.dụng lượng đóng cắt tại điểm làm việc

150 VCP-W

1000 46.3 kA

150 VCP-W 1000 40.2 kA

Cầu chì trung áp

Gồm có hai loại cầu chì trung áp cơ bản(Được định nghĩa trong tiêu chuẩn ANSI C37.40 bên dưới)

Cầu chì tự ngắt

Một lổ thoát cầu chì cái mà để phóng ra khi có sự ảnh hưởng của hơi của thiết bị sinh khí bởi hồ quang và sét của bộ giữ cầu chì,một mình hoặc được sự giúp đỡ của một

lò xo để dập tắt hồ quang

Dòng giới hạn của cầu chì

Một cấp cầu chì sau khi nó bị nung chảy bởi một dòng điện trong khoảng thời gian dự kiến của nó khi giới hạn dòng điện đủ lớn sẽ làm cho điện trở tăng lên và làm giảm độ lớn và thời gian xung của dòng điện

Ở đây có hai loại cầu chì: nguồn và phân phối.chúng được đánh dấu mỗi một cách khác nhau bởi dòng điện định mức và loại đặc tính trung bình làm tan chảy

Khả năng gới hạn dòng điện của dòng điện giới hạn cầu chì được xác định bởi hệ

số ngưỡng bảo vệ của nó,thông qua dòng đỉnh và chỉ số I2t

Dòng tác động định mức của cầu chì

Các cầu chì hiện đại có giá trị định mức là dòng tức thời đối xứng.chúng cũng được liệt kê theo dòng điện định mức tức thời bất đối xứng cái mà bằng 1.6 nhân giá trị định mức đối xứng

Theo tiêu chuẩn ANSI/IEEE C37.48 cho biết đường đặc tính tác động của cầu chì

Xác định yêu cầu về định mức tác động của cầu chì:

Bứơc1-Chuyển đổi sự cố từ mạch hệ thống sang phần trăm hoặc đơn vị trong một điện áp thuận tiện và công suất cơ bản

Bước2-Thu thập dữ liệu về X và R của tất cả bộ phận mạch và chuyển sang phần trăm hoặc đơn vị kA và điện áp cơ bản thuận tiện như đã sử dụng trong bước một.sử dụng để chuyển đổi thay thế X và R cho tất cả máy phát và động cơ

Bước3-Tạo nên một dãy các kết nối sử dụng điện kháng và kết nối một cách đúng đắn cho các loại sự cố khi xết đến và giảm bớt điện kháng thiết bị một pha

Bước4-Nghiên cứu ở một mức độ cao hơn trừ khi sử dụng điện trở (bỏ qua nếu dòng định mức đối xứng cầu chì được lựa chọn)

Bước5-Tính toán giá trị E/X, E có một giá trị cho mỗi sự cố ứng với điện áp tại điểm xẩy ra sự cố,khi bình thường giả sử là 1.0pu E/X1 trong sự cố ba pha thì dòng sự

cố được sử dụng trong việc xác định yêu cầu tác động điện dung của cầu chì

Chú ý:Nó không cần thiết phải tính toán sự cố đơn pha với pha.dòng điện này thì gần

như là 3/2× sự cố ba pha.sự cố pha với đất có thể lớn hơn sự cố ba pha cho việc lắp đặt cầu chì trong nhà máy điện với trung tính máy biến áp nối đất trực tiếp hoặc trong sự chuyển đổi ▲ /Y máy biến áp với ▲/Y nối đất trực tiếp tại tổng của giá trị âm và dương của dãy trở kháng trong điện áp cao là nhỏ hơn trở kháng máy biến áp

Bước6-Chọn lựa cầu chì sao cho giá trị dòng tác động định mức công bố lớn hơn dòng sự cố rính toán

Bảng A2 nên được sử dụng khi việc xác định giá trị định mức bất đối xứng của cầu chì rắc rối

Điện áp định mức của cầu chì sử dụng trong hệ thống ba pha nên lớn hơn hoặc bằng điện áp định mức lớn nhất pha và pha của hệ thống.dòng điện giới hạn của cầu chì

của hệ thống ba pha nên được chọn sao cho điện áp định mức của cầu chì bằng hoặc nhỏ hơn 1.41 nhân với điện áp bình thường hệ thống

2.4.Tính toán dòng ngắn mạch – Phương pháp tính nhanh.

2.4.1.Xác định dòng điện ngắn mạch

Chú ý 1-Trở kháng máy biến áp có quan hệ tổng thể với hệ thống thông gió đặc trưng(bao gồm OA,FA,FOA máy biến áp sử dụng OA cơ bản)

Chú ý 2-Điện áp tham chiếu giữa pha với pha là kilovon

Chú ý 3-Điện kháng tham chiếu giữa pha với đất của hệ thống tại điểm sự cố là Z=R+jX

Chú ý 4-Khi tổng hợp các thành phần của điện kháng hệ thống,số liên hợp của điện kháng “ohm Z”.”đơn vị Z”.etc ,thì phải chú ý đến một cách thức cắt ngắn hoặc xấp xỉ;tổ hợp chính xác của điện kháng (nguồn,cáp máy biến áp,dây dẫn,v.v) nên sử dụng riêng rẻ thành phần R và X.tổng này Z=tổng R+j tổng X (xem tiêu chuẩn IEEE trang 141) 1.Lựa chọn công suất cơ bản thuận tiện cho hệ thống ngiên cứu

2.Chuyển đổi đơn vị ,hoăch phần trăm,trở kháng từ công suất kVA hệ cơ bản như sau:

(a) pu= pu điện kháng kVA hệ tương đối 2 = ×

3.Chuyển đổi Ohm,hoặc % hoặc pu…

)(

2

kVAcoban ohmZ

kV

(b) pu điện kháng = % Z =

10

)(

)(

2

kVAcoban ohmZ

cuu kVAnghiên

_

(b) Nếu mạch đường dây bị sự cố với giá trị tức thời của dòng điện ngắn mạch đối xứng

Trở kháng tỷ đối = pu Z=

)3)( )(

(

_

co su kVAnguon mach

ngan dong

cuu kVAnghiên

5.Sự thay đổi kVA định mức của động cơ

(a) kVA động cơ = 3 ×kV×I khi động cơ đầy tải (b) Nếu là động cơ đồng bộ hệ số công suất 1.0 kVA = (0.8)(hp)

(d) Nếu là động cơ cảm ứng kVA = (1.0)(hp)

6.Tính toán dòng ngắn mạch đối xứng:

(a) Dòng cơ bản = I cơ bản =

))(

3(

_3

kV

kVA pha

hoặc

)(

_1

trungtinh pha

kV

kVA pha

−

(b) ISC tỷ đối =

puZ

0.1(c) Dòng tức thời đối xứng = ISC =(pu ISC)(Icơ bản) (d) Dòng tức thời đối xứng = Amps =

))(

3(

_3

kV

kVA pha

hoặc

)(

_1

trungtinh pha

kV

kVA pha

−(e) =

))(

3)(

(%

)100)(

_3(

kV Z

kVA pha

or

))(

(%

)100(_1

kV Z

kVA pha

))(

3(

)1000)(

(

OhmZ kV

7.Tính toán kVA ngắn mạch đối xứng:

(a) kVA ngắn mạch =

)(

_

puZ

ban kVAco

=

)(%

)100)(

_(

Z

ban kVAco

8.Tính toán dòng điện ngắn mạch pha-pha :

(a) Từ máy biên áp ba pha-tính xấp xỉ 86% của dòng ba pha (b) Ba máy biến áp 1 pha (ví dụ 75 kVA ,Z= 2% ) tính toán như là một MBA ba pha (là 3 ×75 kVA = 225 kVA , Z = 2% )

(c) Từ máy biến áp 1 pha-xem bảng A-25 9.Tính toán sự đóng góp của động cơ (hoặc liên hệ ngược) tới dòng điện sự cố nguồn:

(a) Động cơ đồng bộ- 5 lần dòng điện đầy tải (trở kháng 20%) (b) Động cơ cảm ứng- 4 lần dòng điện đầy tải (trở kháng 25%) (c) Các tải động cơ không có sự nhận biết riêng,sử dụng sự đóng góp từ

sự gép nối các động cơ như sau:

-Trong hệ thống 208Y/120 V -2 lần dòng biến áp đầy tải -Trong hệ thống 240-480-600 V 3 pha 4 dây -4 lần dòng biến áp đầy tải

-Trong hệ thống 480Y/277V 3 pha 4 dây -Trong trung tâm thương mại, 2 lần dòng biến áp đầy tải (50% tải động cơ)

-Trong xí nghiệp công nghiệp, 4 lần dòng biến áp đầy tải (100% tải động cơ)

Phương pháp 2-Tính toán gần đúng

Phương pháp bảng tính được trình bày cơ bản như sau

Sự đóng góp của động cơ

Trong hệ thống điện áp 120/208 volt.nó được giả thiết hợp lý rằng tải kết nối có 50% tải động cơ,và các động cơ sẽ đóng góp 4 lần dòng đầy tải trong sự cố.đối với hệ thống điện áp 240 và 480 volt,nó được giả thiết rằng tải được kết nối là 100% tải động cơ,và động cơ sẽ đóng góp trong 4 lần dòng đầy tải trong một sự cố.sự đóng góp của các động cơ có các chỉ số trong biểu đồ cùng với nếu tất cả các động cơ được kết nối với đầu cuối của máy biến áp

Tiết diện đường dây

Kích thước dây dẫn được sử dụng thống nhất cho các đường dây từ hộp máy cắt được trình bày.trong trường hợp kích cỡ không được trình bày,bảng bên dưới được bao hàm cho sự chuyển đổi bố cục thiết bị.trong một vài trường hợp cần thiết nó có thể được nội suy từ giá trị định mức bình thường của đường dây.Bảng A10 trình bày những điểm

cơ bản của dây đồng

Bảng A10:Chuyển đổi dây dẫn (xem phần phụ lục)

(cơ bản khi sử dụng dây đồng)

Dòng điện ngắn mạch tra bảng

Tra bảng giá trị ampe hiệu dụng đối xứng tìm được từ bảng tại khoảng đang xét với máy biến áp.máy cắt nên có ngưỡng tác động điện dụng tại giá trị bé nhất bằng giá trị lớn này

Sử dụng bảng tra như thế nào

Bước 1

Tìm các dữ liệu sau:

1 Điện áp hệ thống

2 KVA định mức máy biến áp (từ nhãn máy biến áp)

3 Trở kháng máy biến áp (từ nhãn máy biến áp)

4 KVA giá trị tổng nguồn sự cố sơ cấp (từ mạch cung cấp điện hoặc từ kỹ sư thiết

kế hệ thống phân phối)

Bước2

Lựa chọn bảng áp dụng được trong phần phụ lục.Bảng được nhóm lại theo điện áp thứ cấp hệ thống được liệt kê bởi máy biến áp.trong khi nhóm lại,các bảng có kVA máy biến áp nhỏ nhất được trình bày đầu tiên,theo dõi từ dưới lên cho tới định mức máy biến

áp lớn nhất

Bước3

Lựa chọn họ đường cong sao cho khớp với “giá trị kVA nguồn”.họ đường cong màu đen là của nguồn có giá trị 50,000kVA.bạn có thể nội suy giữa hai đường cong nếu cần thiết ,nhưng giá trị vào khoảng 100,000kVA nó thích ứng sử dụng đường cong 500,000 kVA

Bước4

Lựa chọn đường cong đặc trưng cho loại dây dẫn đang được sử dụng.nếu dây dẫn của bạn nằm trong một vài loại không được trình bày trong bảng thì hãy tham chiếu với bảng chuyển đổi dây dẫn A10

Bước5

Truy nhập vào bảng dọc theo tỷ lệ trên trục hoành với khoảng cách (tính theo feet)

từ máy biến áp tới điểm sự cố.vẽ một đường thẳng đứng trong bảng từ điểm sự cố lựa chọn trên đường cong được lựa chọn.sau đó vẽ một đường thẳng nằm ngang sang bên trái

từ điểm sự cố này dọc theo đường bên trái của bảng

Bước 6

Giá trị tìm được từ tỷ lệ trục tung bên tay trái là giá trị dòng điện sự cố (trong

1000 ampe) tại điểm sự cố

Cho một xác định chính xác hơn,xem xét phương pháp đẳng thức.nó nên được chú ý như

là phương pháp chính xác nhất cho việc tính toán sự cố sử dụng một vài yếu tố gần đúng

và một vài giả thiết.thành ra,nó là lựa chọn thích hợp cái mà đầy đủ và chính xác cho mục đích,nhưng không phức tạp hơn sự chỉnh sửa.các bảng mà được sử dụng thì đơn giản

và hợp lý dưới mọi hoàn cảnh và sẽ có hiệu suất hầu như chắc chắn cho kết quả an toàn.nó có thể có các trường hợp sau,áp dụng cho đầu ra của máy cắt có định mức tác động cao hơn mức cần thiết,nhưng nên loại trừ khả năng khi áp dụng cái này có khả năng

sẽ không bảo đảm an toàn cho sự cố tải

2.4.2.Xác định giá trị của X và R từ thông số tổn hao máy biến áp

480 0 3

48

%

2

%46.150010

100

×

=

Ở đây %Z là trở kháng máy biến áp phần trăm,trong bảng A27 phần phụ lục

Nó là dòng điện sự cố liên đới ba pha đối xứng cực đại ,giả sử điện áp thứ được duy trì trong lúc sự cố,tức là vô cùng hoặc không giới hạn nguồn điện sơ cấp(trở kháng nguồn bằng không).từ đó nguồn điện phải luôn luôn có trở kháng nó có giá trị không đổi;dòng điện sự cố sẽ bị tổn hao một phần nào đó

Chú ý: cái này sẽ không bao gồm sự đóng góp của ngắn mạch động cơ

Bảng tính toán độ sụt áp cho dây đồng và dây nhôm,trong các loại đường dẫn có

từ tính(lõi thép) hoặc không từ tính(nhôm hoặc phi kim).các bảng này cho phép xác định

độ sụt áp theo ampe trong 100feet chiều dài mạch ( không phải chiều dài dây dẫn)

Bảng có cơ sở là các điều kiện sau:

1.Ba hoặc bốn dây dẫn đơn trong một đường dẫn,xoắn hỗn độn.cho ba dây cáp,độ

sụt áp trong thực tế sẽ được ước chừng giống như loại dây dẫn nhỏ và hệ số công suất lớn.thực tế độ sụt áp sẽ nằm trong khoảng dưới 10 đến 15% cho dây dẫn kích thước lớn

và hệ số công suất thấp

2.Độ sụt áp giữa pha và pha,cho mạch 3 pha 3 dây hoặc 3 pha 4 dây tấn số

60Hz.đối với mạch này,độ sụt áp tăng lên như trong bảng bởi hệ số điều chỉnh như sau:

3 pha,4 dây,pha và trung tính × 0.577

1 pha,2 dây × 1.155

1 pha,3 dây,pha và pha × 1.155

1 pha,3 dây,pha và trung tính × 0.577

3 Độ sụt áp cho một dây dẫn ở nhiệt độ 75oC.chúng có thể được sử dụng ở nhiệt

độ giữa 60oC và 90oC với độ chính xác hợp lý (trong khoảng ±5%).tuy nhiên hệ số điều chỉnh trong bảng A11 có thể được áp dụng nếu đòi hỏi.giá trị trong bảng là phần trăm của tổng sụt áp

Đối với dây dẫn ở nhiệt độ 60oC- bộ trừ phần trăm từ bảng A11

Đối với dây dẫn ở nhiệt độ 90oC - bộ cộng phần trăm từ bảng A11

Bảng A11 :hệ số điều chỉnh nhiệt độ cho sụt áp (xem phần phụ lục)

Bảng A12 :độ sụt áp (xem phần phụ lục)

V/A/100 ft;3 pha ;pha với pha

Những điều chú ý với độ sụt áp

Chú ý đầu tiên của độ sụt áp là dưới chế độ ổn định của các tải bình thường,điện

áp tại các thiết bị sử dụng phải thích hợp.chú ý chất lượng trong NEC được khuyến cáo là

tỷ lệ giữa đường dây và mạch nhánh sao cho độ sụt áp lớn nhất không vượt quá 3%,với tổng sụt áp cho các đường dây và mạch nhánh là không quá 5% cho hiệu quả công tác.(chú ý chất lượng trong NEC không bắt buộc)

Trong chế độ làm việc ổn định độ sụt áp khi truyền tải với dòng tức thời lớn ,tải ngắn mạch tức thời phải được xem xét.tải phổ biến nhất của loại này là dòng khởi động động cơ.các tải này sẽ gây ra sụt áp trong hệ thống cũng sẽ gây sụt áp trong dây dẫn,máy biến áp và máy phát điện bởi dòng điện cao.độ sụt áp này có thể gây nhiều ảnh hưởng tiêu cực đến các thiết bị trong hệ thống, các thiết bị và dây dẫn sẽ có nhiều khó khăn khi thiết kế và giảm kích cỡ.trong các trường hợp hạ điện áp khởi động của động cơ là một phương án hiệu quả để giảm dòng xung

Khuyến cáo giới hạn của biến thiên điện áp

Chiếu sáng tổng hợp: sự chập chờn trong chiếu sáng sợi đốt từ sụt áp có thể ảnh

hưởng xấu;độ giảm sút cường độ ánh sáng ngõ ra tùy thuộc vào độ sụt áp.ở đây, sụt áp 10% điện áp sẽ làm hiệu suất chiếu sáng giảm 30%.cùng với nó cường độ sáng ngõ ra trong đèn huỳnh quang đại khái theo tỷ lệ với độ sụt áp,nếu độ sụt áp khoảng 25%,thì đèn

sẽ ngừng hoạt động và sau đó được phục hồi.đèn phóng điện HID gồm đèn hơi thủy ngân,đén natri áp suất cao hoặc đèn halogenua.nếu đèn ngừng hoạt động bởi sự sụt áp quá mức thì nó không thể phục hồi cho đến khi được làm lạnh.nó sẽ phải chờ đợi một vài phút.các hiện tượng nhấp nháy trong chiếu sáng có thể gây phiền phức và trong nhiều trường hợp đèn HIDsẻ có một vài hư hỏng.trong khu vực làm việc đã được làm xong,cùng với bản vẽ các phòng,các xưởng lắp ráp các bộ phận chính xác và thích hợp,bằng một sự biến thiên nhỏ,nếu được lặp lại ,có thể làm phiền và giảm hiệu suất.điện

áp biến thiên trong khu vực nên nằm trong khoảng 2% hoặc 3% khi động cơ khởi động hoặc trong các chế độ chuyển đổi

Xí nghiệp công nghiệp:Ở nơi có các động cơ lớn hiện hành và máy biến áp trong

trạm biến áp bị giới hạn tương đối về kich cỡ,thì sụt áp khoảng 20% trong nhiều trường hợp có thể chấp nhận được,nếu chúng không xuất hiện thường xuyên.chiếu sáng luôn luôn được cung cấp từ các máy biến áp riêng biệt,và được cực tiểu hóa sự hư hỏng bởi sụt

áp trong hệ thống điện.tuy nhiên,nó luôn luôn tốt nhất khi giưới hạn sụt áp trong khoảng

5 đến 10%.một chú ý quan trọng là một sụt áp lớn có thể là nguyên nhân của sự nhả(mở) của bộ khởi động từ động cơ hoặc rơle điều khiển.thực tế sự nhả khi thay đổi điện áp phải cân nhắc giữa các bộ khởi động của các nhà sản xuất khác nhau.trong các tiêu chuẩn hiện hành về vấn đề này của NEMA,tình trạng của bộ khởi động phải không nhả tại 85% điện

áp bình thường của cuộn dây,tương ứng với độ sụt áp 15%.thời gian khởi động ngắn nhất

sẻ cho phép cân nhắc sụt áp lớn hơn trước khi mở ra,giới hạn sụt 15% sẽ là phương pháp

bảo đảm sự liên tục của các hoạt động trong tất cả các trường hợp

Khởi động động cơ: Sự đột ngột trong khởi động động cơ đòi hỏi phải giới hạn

độ sụt áp nhỏ nhất.bảng A13 sẽ giúp chọn lựa chính xác các bộ khởi động động cơ cho các loại động cơ khác nhau,và lựa chọn máy phát điện kích cỡ thỏa đáng cho giới hạn độ sụt áp.xem bộ phận J4 của dữ liệu bổ sung trong giảm điện áp khởi động động cơ

Ở đây điện năng cung cấp bởi một mạch hệ thống kết nối,sự đột ngột của động cơ

có thể được giả thiết có sai lệch nhỏ với điện dung hệ thống và điện áp tại nguồn được giả thiết là một hằng số trong thời gian động cơ khỏi động.độ sụt áp có được từ khởi động động cơ có thể được tính toán đơn giản như sụt áp trong dây dẫn giữa nguồn điện và động

cơ khởi động từ dòng điện xung.ở đây mạch hệ thống được giới hạn,mạch hệ thống định

rõ sẻ được phép mở khi dòng điện xung lớn nhất hoặc công suất động cơ lớn nhất được phép khởi động ngang trên pha

Nếu công suất nguồn của một máy biến áp,và kVA tức thời hoặc dòng điện của động cơ khởi động chênh lệch nhỏ với tổng kVA định mức hoặc dòng điện của máy biến áp,độ sụt áp của máy biến áp sẽ nhỏ và có thể được bỏ qua.sự thay đổi tức thời của động

cơ trở nên là phần trăm đáng kể của tải định mức máy biến áp,một sự đánh giá của sụt áp máy biến áp phải được thực hiện cho sụt áp dây dẫn thu được tổng sụt áp cho động cơ Bảng A13: Hệ số điều chỉnh độ sụt áp (xem phần phụ lục)

Liên hệ với sự phụ thuộc vào máy biến áp ở trên và điện trở dây dẫn, điện kháng

và trở kháng,cũng như xung dòng điện động cơ và hệ số công suất.tuy nhiên,một sự xấp

xỉ có thể được làm trong việc chuẩn hóa hệ số công suất thấp của xung dòng điện động cơ (30-40%) và trở kháng của máy biến áp.Ví dụ như:nếu một máy biến áp 480V có một trở kháng là 5%,và xung dòng điện động cơ là 25% của tổng dòng tải máy biến áp(FLC),khi sụt áp sẽ có 0.25×5%,hoặc 1.25%.xung dòng điện động cơ được phép xác định bởi tổng sụt áp cho phép trong máy biến áp và dây dẫn

Với một thiết kế máy phát điện cũng là nguồn điện,phương pháp khởi động sẽ có giới hạn xung phụ thuộc vào chỉ số của máy phát điện.mặc dù bộ điều chỉnh điện áp tự động luôn luôn được sử dụng với tất cả thiết kế máy phát,độ sụt áp ban đầu có nguyên nhân gây ra bởi bản thân bộ điều chỉnh của máy phát điện và phản ứng của điện áp máy phát cũng xuất hiện nhanh chóng phần trăm của độ sụt áp ban đầu phụ thuộc vào hệ số của kVA khởi động tạo ra bởi động cơ tới dung lượng máy phát điện,bản thân bộ điều chỉnh của máy phát điện,hệ số công suất của tải nhánh máy phát điện,và tỷ lệ phần trăm trong tải cung cấp bởi máy phát điện

Một tiêu chuẩn 80% hệ số công suất của loại máy phát điện thiết kế(cái mà có thể

sử dụng như là điện năng cung cấp cho tải) có một bộ điều chỉnh bên trong xấp xỉ 40%

từ không tải đến đầy tải.ý nghĩa của nó là 50% tải biến thiên sẽ là nguyên nhân của xấp xỉ 20% biến thiên điện áp(50%×40%=20%)

Giả thiết rằng 100kVA,hệ số công suất 80% thiết kế loại máy phát điện để cung cấp với độ sụt áp không vượt quá 10% bộ khởi động của động cơ phun nước có công suất 7,5hP,220Volt,1750 vòng/phút,3 pha có độ sụt áp vượt qúa bao nhiêu?

Từ dữ liệu của nhãn máy trên động cơ dòng đầy tải của động cơ công suất 7.5hP,220V,1750rpm,3 pha ,động cơ lồng sóc là 19.0 ampe.thành ra:

Dòng điện khởi động (%F.L.)= 3.45

40.032200.19

1000100

Việc chọn lựa sẽ tùy thuộc vào đòi hỏi cao về momen của tải vì rằng khi khởi động bằng máy biến áp tự ngẫu sẽ giảm momen khởi động tỷ lệ thuận với việc giảm bớt dòng khởi động.trong công việc,một NEMA thiết kế động cơ C với một máy biến áp tự ngẫu sẽ có một momen khởi động xấp xỉ khi đầy tải (xem bảng A13) khi NEMA thiết kế động cơ D

Chú ý: nếu một điện trở khởi động được sử dụng cho đầu vào điện áp động cơ,momen

khởi động sẽ đạt được tùy thuộc vào loại máy biến áp tự ngẫu đang sử dụng,nhưng dòng điện khởi động sẽ cao hơn như trình bày

Phương pháp cắt nhanh

Cột 7 trong bảng A13 có cường độ hoạt động cao đã được đơn giản hóa khi kiểm tra.biểu đồ thu được bởi sử dụng phương trình bên trên và giả thiết rằng dung lượng máy phát điện là 1 kVA và điện áp tổn hao 1%

Kỹ sư thiết kế nên liên hệ nhà cung cấp máy phát để được cung cấp kVA khởi động của tất cả các động cơ khi đó chúng ta có thể tiếp cận với máy phát điện và các thông số khởi động.người kỹ sư cũng nên xác định rõ độ sụt áp được phép tối đa.người

kỹ sư nên hỏi người bán máy phát điện thiết kế để cân nhắc tới kích cỡ máy phát điện khi đóng chuyển tiếp máy biến áp tự động để giảm điện áp khởi động,và bộ khởi động nhanh bằng bán dẫn đang sử dụng;cho nên phương pháp này là phương pháp lắp đặt tiết kiệm nhất tìm được

2

θ θ

Ở đây:

EVD : Độ sụt áp giữa pha và trung tính (Volt)

ES : Điện áp nguồn giữa pha và trung tính (Volt)

I : Dòng điện dây (tải) (A)

R : Điện trở mạch (nhánh, đường dây) (Ohm)

X : Trở kháng mạch (nhánh, đường dây) (Ohm)

Cosθ : Hệ số công suất của tải (số thập phân)

Sinθ : Hệ số phản kháng của tải (số thập phân)

Nếu điện áp nhận ,dòng tải và hệ số công suất đã biết

EVD= ( ER cos − IR)2+( E Rsin + I X)2− ER

θ θ

ER là điện áp nhận

Phương pháp2-Nếu mVA nhận hoặc truyền và hệ số công suất đã biết ở điện áp nhận hoặc truyền

) (

2

2

2 2

R

R R

E

ZMVA E

Hoặc

) (

2

2

2 2

S

R S

E

ZMVA E

Ở đây:

ER : Điện áp dây nhận được (kV)

ES : Điện áp dây truyền đi (kV)

MVAR : Công suất nhận 3 pha (mVA)

MVAS : Công suất truyền 3 pha (mVA)

Z : Điện kháng

X : Trở kháng mạch (nhánh, đường dây) (Ohm)

γ : Góc của điện kháng Z

θR : Hệ số công suất nhận

θS : Hệ số công suất truyền,dương khi trễ pha

CHƯƠNG III Lựa chọn thiết bị đóng cắt dùng tụ điện

3.1.Đóng cắt trong mạng trung áp dùng tụ điện

Khả năng đóng cắt cho một máy cắt trung áp có cấu tạo và chế độ làm việc rất khắt khe thời điểm máy cắt mở tại dòng điện gần bằng không tụ điện được nạp đầy điện.sau khi ngắt,khi điện áp xoay chiều ngược trong phạm vi đường nguồn của máy cắt

là lớn nhất,điện áp sau đó xuất hiện ngang qua tiếp điểm của máy cắt đang mở nhỏ nhất

là bằng hai lần điện áp pha bình thường của mạch.tương ứng với điện áp của mạch kết nối trong đường dây cung cấp của máy cắt ngang qua tiếp điểm mở có thể tồn tại trong ba chu kì của điện áp pha bình thường.nếu một sự đánh thủng xuất hiện ngang qua tiếp điểm

mở hồ quang sẽ xuất hiện lại.sau khi nó cắt và với sự thay đổi sau đó của điện áp đường

dây cung cấp,điện áp ngang qua tiếp điểm mở thậm chí là rất cao

Tiêu chuẩn ANSI C37.06 (bên trong máy căt dầu) bảng 1A chỉ dẫn giá trị định mức được ưu tiên của loại máy cắt chân không Cutler-Hammer VCP-W Chú ý sử dụng cho đóng cắt dùng tụ điện nên được thực hiện theo những chú ý đã nêu trong bảng.độ chính xác của điều kiện trong tiêu chuẩn ANSI C37.04 điều 5.13 (của ấn bản mới nhất).sự áp dụng của bản chỉ dẫn tiêu chuẩn ANSI/IEEE C37.012 bao gồm các cách thức tính toán của thành phần được quy định bởi tiêu chuẩn C37.06

Chú ý rằng độ chính xác trong C37.04 kiểu đóng cắt của hai giàn tụ điện trong sự đóng lân cận với thanh đóng cắt loại back-to-back của máy cắt.sự phân loại này đòi hỏi một sự xác định rõ ràng mụch đích của máy cắt (đặc điểm kỹ thuật thiết kế cho bộ ngắt dùng tụ)

Chúng tôi khuyến cáo rằng như vậy việc áp dụng phải được tham chiếu với Cutler-hammer

Một máy cắt thiết lập cho đóng cắt dùng tụ cũng áp dụng được

6.Hệ số quá điện áp chuyển đổi định mức

7.Xung dòng chuyển đổi định mức và tần số của nó

8.Thời gian cắt mạch định mức

9.Dòng điện điện dung đóng cắt pha định mức

10.Nối đất của hệ thống và nhóm tụ

Đóng cắt tải được cho phép bới tiêu chuẩn ANSI/IEEE C37.30 bởi máy cắt dùng tụ

nhưng chúng phải được kiểm tra các chỉ tiêu định mức cho mục đích sử dụng.tham chiếu cho loại Culter-Hammer chỉ tiêu định mức WLI

3.2.Đóng cắt điện áp thấp dùng tụ

Máy cắt và công tắc khi sử dụng với tụ điện phải có một dòng điện định mức vượt quá dòng điện định mức của tụ điện để chịu đựng được quá dòng điện từ quá điện áp tại tần số cơ sở và dòng điện điều hòa.giá trị phần trăm bên dưới của dòng điện qua tụ định mức nên được sử dụng:

Công tắc có cầu chì và không có cầu chì 165%

Các loại máy cắt và thiết bị 150%

Máy cắt công suất DSII 135%

Máy cắt DS công suất lớn 135%

Bảng A14:thông số thiết bị đóng cắt (xem phần phụ lục)

CHƯƠNG IV Bảo vệ / Sự chọn lọc

4.1.Sư phối hợp và bảo vệ quá dòng

Quá dòng trong một hệ thống phân phối điện năng xuất hiện là kết quả của cả hai chế độ bình thường (khởi động động cơ,sự biến đổi đột ngột,v.v) và không bình thường (sự cố chạm đất,sự cố pha và pha,v.v ).trong các trường hợp,mục đích cơ bản của thiết bị bảo vệ dòng điện truyền tải là phát hiện quá dòng điện bất thường và phối hợp bảo vệ chính xác,từ sự làm việc lựa chọn đến bảo vệ thiết bị,đặc tính và biên chế trong việc giảm thiểu sự cắt điện phần còn lại của hệ thống.với sự gia tăng của lượng tiêu thụ công suất điện năng vượt quá khoảng mười năm trong qua khứ,phụ thuộc vào sự liên tục cung cấp của công suất này cũng có sự gia tăng so với chi phí trực tiếp của sự cắt điện có ý nghĩa tăng lên.sự cắt điện có thể gây ra nguy hiểm và chế độ không tin cậy như một kết quả của

sự hư hỏng của chiếu sáng,máy nâng,quạt thông gió,bơm cứu hỏa,hệ thống bảo mật,hệ thống truyền thông,và các hệ thống tương tự.bổ sung,tổn thất kinh tế từ sự cắt điện có thể cực kỳ cao như một kết quả của thời gian chết của máy tính hoặc nhất là thiết bị quy trình công nghệ.sự dừng của sản phẩm

Bảo vệ thiết bị phải điều chỉnh được và bảo trì trong một quá trình thực sự khi một dòng điện bất thường xuất hiện,nhưng sự phối hợp ban đầu trong thời gian thiết kế

hệ thống điện năng với sự am hiểu về tính năng vật lý, sự lựa chọn và sự áp dụng của thiết bị bảo vệ quá dòng trong mạch điện nối tiếp từ nguồn điện năng tới tải máy công cụ.mục tiêu của việc phối hợp bảo vệ là ngăn chặn sự nhiễu loạn của quá dòng điện bởi các thiết bị bảo vệ cắt mạch khi sự cố trên đường nguồn có xác xuất hoạt động đầu tiên;nhưng sự tác động trước của các thiết bị bảo vệ hướng về phía nguồn nên được thực hiện,trong khi đó nó được thiết kế cài đặt theo dòng điện và thời gian,cung cấp mô hình

và ảnh hưởng khi cách ly nếu sự cố tiếp tục.độ nhạy của phối hợp bảo vệ của thiết bị bảo

vệ có thể giảm sự hư hỏng khi có sự cố trên thiết bị

Nghiên cứu và hoàn thành yêu cầu phối hợp:(a) sơ đồ đơn tuyến và bản đồ chỉ dẫn của hệ thống phân phối điện năng,chỉ ra tất cả các thiết bị bảo vệ cơ bản hoặc sự quan trọng trong phân phối và sự sử dụng của các khí cụ,(b) sự đòi hỏi đồng nhất hóa mức độ của sự liên tục của điện năng hoặc mức độ rủi ro của lưu lượng tải trong hệ thống,(c)định nghĩa của chỉ số dòng điện làm việc (bình thường,đỉnh,khởi động) của mạch sử dụng,(d) tính toán của dòng ngắn mạch định mức (và dòng sự cố chạm đất nếu bao gồm bảo vệ sự cố chạm đất) có thể tại nơi đặt thiết bị bảo vệ,(e) sự am hiểu về chỉ số hoạt động và giá trị điều chỉnh của thiết bị bảo vệ,(f) bao gồm một số nhu cầu bảo vệ quá dòng đặc biệt giới hạn của mạch hệ thống

Định nghĩa tiêu chuẩn đã được tạo sẵn cho thiết bị bảo vệ quá dòng định mức bao phủ sự hoạt động và lắp đặt của hệ thống

(M)-Động cơ (100hp) đường nét đứt biễu diễn dòng điện khởi động ban đầu,dòng điện khởi động tăng nhanh trong vòng 9s,và độ sụt là 124A dòng hoạt động bình thường,tất cả như bên dưới là biểu đồ tác động của CB (A)

(A)-CB (175A) hệ tọa độ lựa chọn với động cơ (M) khi khởi động và chạy với tất

cả hướng về thiết bị, sau đó loại trừ CB(B) sẽ tác động đầu tiên khi có sự cố chạm đất

(B)-CB(600A) hệ tọa độ lựa chọn với tất cả hướng về và hướng ra khỏi thiết bị,

sự lựa chọn trước hết (A) tác động trong giới hạn sự cố chạm đất,từ đó (B) sẽ không tác động với sự cố chạm đất