BT lớn KCĐ

BÀI TẬP LỚN KHÍ CỤ ĐIỆN HUỲNH THẾ BẢO 21000169 I TÍNH TỐN SƠ BỘ: 1- Tính dịng điện tải Ib: a) Dòng điện định mức tải: Đối với tải động ta tra bảng B4 trang B19 để biết cos   Đối với tải khác cos   0,8   I dm  Pdm 3 cos  Bảng 1: Kết tính dòng điện định mức tải Phụ tải Pđm(kW)  cos Iđm(A) L15 140 0,8 439 M16 7,5 0,85 0,83 15 M17 11 0,87 0,86 21 M18 45 0,91 0,86 83 b) b)Dòng điện làm việc tải: M9 132 0,94 0,87 232 L19 40 0,8 72 L20 35 0,8 63 L21 50 0,8 90 Ib  ksd I dm Ksd: hệ số sử dụng, tải động cơ:ksd=0,75, tải khác ksd=1 Bảng 2: Kết tính dòng điện làm việc tải: Phụ tải Iđm(A) ksd Ib(A) L15 439 439 M16 15 0,75 11,25 M17 21 0,75 15,75 M18 83 0,75 62,25 M9 232 0,75 174 L19 72 72 L20 63 63 L21 90 90 c) c)Dòng điện tải dây dẫn: I b _ tong  kdt  I bi i Kdt:hệ số đồng thời M9 tải động mạnh nhất: kdt=1, M16, M17, M18 mạnh nhì: kdt=0,75 Đối với C1 ta tra bảng B16 trang B35 để biết Bảng 3: Dòng điện tải dây dẫn Dây Dẫn Kdt Ib(A) K dt C1 C7 C8 C9 C10 C11 C15 C16 C17 C18 C19 C20 C21 0,8 743 252 0,75 67 174 0,9 200 260 439 11,25 15,75 62,25 72 63 90 Lựa chọn sơ CB: Dây Dẫn Ib(A) In(A) Tên CB C1 743 800 NT08 C7 C8 C9 C10 C11 C15 C16 C17 C18 C19 C20 C21 252 67 174 200 260 439 11,25 15,75 62,25 72 63 90 320 75 250 225 300 500 15 20 80 80 80 100 EZC400N EZC100N Nsx250 EZC250F EZC400N EZC630N EZC100B EZC100B EZC100N EZC100N EZC100N NSX100 Tên trip unit TM630D ETS 2.3 TM250D TM250D TM400D TM630D 2.2 M 2.2M TM80D TM80D TM80D TM100D Hệ số chỉnh định dòng tải 0,93 Ir(A) Icu(kA) 744 42 0,79 0,9 0,7 0,9 0,87 0,88 0,75 0,79 0,78 0,9 0,79 0,9 253 68 175 203 261 440 11,25 15,8 62,4 80 63,2 90 36 25 25 18 36 36 7,5 7,5 2,5 2,5 2,5 25 II TÍNH TỐN KÍCH THƯỚC DÂY DẪN: 1-Lựa chọn máy biến áp: Công suất biểu kiến cung cấp cho mạng điện với máy biến áp T1: S  3UI  *400*743  515kVA Chọn công suất máy biến áp T1 theo bảng sau: Ta chọn công suất T1 630kVA Tính dịng Ib hiệu chỉnh : Ib  Pdm *103 630*103   909 A U 400 Công suất biểu kiến cung cấp cho mạng điện với máy biến áp T7: S  3UI  *230*252  100kVA Ta chọn công suất T7 160kVA Tính dịng Ib hiệu chỉnh : Ib  Pdm *103 160*103   402 A U 230 fDây dẫn Ib In Tên CB C1 C7 909 402 1000 500 NT1000 EZC630H Tên trip unit M 2.2 Hệ số chỉnh Ir(A) định dòng tải 0.91 910 0.81 405 2-Tính tốn lựa chọn dây dẫn Kt   K i i Iz  Ir Kt Với: Ki hệ số hiệu chỉnh xét đến điều kiện lắp đặt cáp Iz dòng điện lớn cho phép cáp theo bảng tra Phương pháp làm - Xác định mã chữ (B tới F) phụ thuộc vào dạng dây cách lắp đặt - Xác định dây chôn đất dây không chôn đất - Với dây không chôn đất, hệ số Kt thể điều kiện lắp đặt Kt = K1xK2xK3 với K1 thể ảnh hưởng cách thức lắp đặt K2 thể ảnh hưởng tương hỗ mạch đặt kề K3 thể ảnh hưởng nhiệt độ tương ứng với dạng cách điện Với dây chôn đất, Kt đặc trưng cho điều kiện lắp đặt: Kt = K4xK5xK6xK7 với K4 thể ảnh hưởng cách lắp đặt K5 thể ảnh hưởng số dây đặt kề K6 thể ảnh hưởng đất chôn cáp K7 thể ảnh hưởng nhiệt độ đất - Tính I z  Ir ,từ tra bảng suy tiết diện dây nhỏ Kt Tính ví dụ cụ thể Với dây dẫn C1 cáp điện đa lõi, đồng(Cu), cách điện PVC, đặt thang cáp mạch khác, nhiệt độ môi trường 300 C Ta có mã chữ C1 E, Kt = K1xK2xK3 = 0.9x0,88x1 = 0.792 Iz  Ir 910   1149 A K t 0, 792 Tra bảng với cách điện XLPE, mã chữ E dây đồng, ta tiết diện nhỏ dây C1 630mm Tính tương tự cho dây khác: Dây Dẫn Ký hiệu C1 X (E) C7 C8 C9 C10 C11 C15 C16 Điều kiện lắp đặt dây dẫn Cáp đa lõi, đồng(Cu), cách điện PVC, đặt thang cáp mạch khác, nhiệt độ môi trường 300 C III (F) Cáp đơn lõi, nhôm(Al),cách điện PVC, đặt ống chon ngầm đất ẩm với mạch khác, nhiệt độ môi trường 350 C VIII (E) Cáp đa lõi, đồng (Cu), cách điện XLPE đặt máng(khay) cáp với mạch khác, nhiệt độ môi trường 450 C IX (F) Cáp đa lõi, đồng (Cu), cách điện PVC, đặt ống chôn ngầm đất ướt với mạch khác, nhiệt độ môi trường 250 C I (F) Cáp đơn lõi, đồng (Cu), cách điện XLPE, đặt máng(khay) cáp, nhiệt độ môi trường 40 C VII (F) Cáp đơn lõi, nhôm(Al),cách điện XLPE, đặt ống chôn ngầm đất ẩm với mạch khác, nhiệt độ môi trường 300 C II(E) Cáp đa lõi, đồng (Cu), cách điện XLPE, đặt máng(khay) cáp, với mạch khác, nhiệt độ môi trường 400 C IV(F) Cáp đơn lõi, đồng K1 K2 K3 0,9 0,88 K4 0,8 0,9 0,77 0,88 1,05 K7 0,84 0,7 1,13 0,95 0,91 0,8 0,9 0,7 K6 0,87 0,8 K5 0,7 1,05 0,93 0,91 0,8 1,13 0,95 Kt Ir(A) Iz= Ir/Kt Sph (mm 0,79 910 1151 630 0,49 405 826 300 0,6 68 113 25 0,6 175 292 120 0,91 203 223 120 0,55 261 473 300 0,72 440 611 240 0,86 11,25 13,1 1,5 C17 V(F) C18 VI(F) C19 XI(B) C20 XII(B) C21 XIII(E) (Cu), cách điện PVC, đặt ống chôn ngầm đất ướt, nhiệt độ môi trường 250 C Cáp đơn lõi, đồng(Cu),cách điện XLPE, đặt ống chôn ngầm đất khô với mạch khác, nhiệt độ môi trường 350 C Cáp đơn lõi, nhôm (Al), cách điện PVC, đặt máng(khay) cáp, với mạch khác, nhiệt độ môi trường 450 C Cáp đa lõi, đồng(Cu),cách điện XLPE, chôn tường với mạch khác, nhiệt độ môi trường 350 C Cáp đa lõi, đồng(Cu),cách điện PVC, chôn tường với mạch khác, nhiệt độ môi trường 300 C Cáp đa lõi, đồng (Cu), cách điện XLPE, đặt máng(khay) cáp, với mạch khác, nhiệt độ môi trường 300 0,8 0,7 0,89 0,5 15,8 31,6 1,5 0,82 0,79 0,65 62,4 96 50 0,9 0,8 0,96 0,69 80 116 50 0,9 0,8 0,72 63,2 87,8 50 0,9 0,88 0,79 90 114 25 3-Tính tốn độ sụt áp Độ sụt áp tính KxIbxL với K tra bảng sách Hướng dẫn thiết kế lắp đặt điện, Ib - dòng làm việc lớn (A), L - chiều dài cáp (km) Ví dụ với dây dẫn C1 đồng,tiết diện 630 mm2 tra bảng với cosφ = 0.8 cho K = 0,18 nên sụt áp C1 = 0,18x630x0,055 = 6,237V Tương tự,tính cho dây dẫn khác Khi ΣΔU% vượt giá trị cho phép ta hiệu chỉnh lại cách tăng tiết diện dây dẫn  U %  100U Un Bảng 7: Bảng tính tốn độ sụt áp dây dẫn Dây Dẫn Mã hiệu Sph (mm2) Ib(A) K(V/A/km) L(m) U(V) U(V) U% C1 C7 C8 C9 C10 C11 C15 C16 C17 C18 C19 C20 C21 X III VIII IX I VII II IV V VI XI XII XIII 630 300 25 120 120 300 240 1,5 1,5 50 50 50 25 909 402 67 174 200 260 439 11,25 15,75 62,25 72 63 90 0,18 0,2 1,3 0,34 0,31 0,2 0,16 20 20 0,77 0,77 1,5 55 28 135 30 56 50 125 55 40 20 130 45 185 2,25 11,75 1,77 3,47 2,6 8,78 12,375 12,6 1,245 7,21 2,18 25 11,25 20,75 10,77 12,47 11,6 2,25 2,8125 5,1875 2,6925 3,1175 2,9 33,125 33,35 22 19,68 14,65 36,6 8,28 8,34 5,5 4,92 3,66 9,15 Sph (hiệu chỉnh) 630 300 25 120 120 300 240 25 25 50 50 50 50 Tra lại K cho C16, C17 C21 với Sph hiệu chỉnh 25 mm2, 25 mm2, 50 mm2 C16: U  1,3.11, 25.0, 055  0,8V  U  0,8  20, 75  21, 55V  U %  21, 55.100 / 400 5,39% C17: U  1,3.15, 75.0, 04  0,819V  U  0,819  20, 75  21,57V  U %  21, 57.100 / 400 5,39% C21: U  0, 75.90.0,185  12, 4875V  U  12, 4875  11,  24, 09V  U %  24, 09.100 / 400 6, 0225% Kiểm tra sụt áp khởi động động có cơng suất lớn Động có cơng suất lớn M9 với P = 132kW Lúc khởi động , dòng khởi động 5xIn cos=0,35 , suy ΔU = Kx5xIbxL=0,23x174x5x0,03 = 6,003V, U %  6, 003  100%  3, 75% 400 Nếu sụt áp lớn 10% ta tăng tiết diện dây nhiều dây đơn pha III- TÍNH TỐN LỰA CHỌN CB THEO DỊNG NGẮN MẠCH: 1-Tính tốn dịng ngắn mạch pha lớn nhất:  Máy biến áp T1: Với công suất 630 kVA ta tra bảng H1-37 được: Ra=3,5 m, Xa=16,4m  Máy biến áp T7 công suất 160kVA, ta tra bảng H1-37 Cho biến áp khô Rtr=18,6m, Xtr=63,5m  Tổng trở CB 0,15m  Điện trở dây dẫn: RC  L S Với =22,5m.mm2/m cho đồng 36m.mm2/m cho nhôm S:tiết diện dây(mm2) L:chiều dài dây dẫn(m) Đối với tiết diện dây nhỏ 50mm2 cảm kháng bỏ qua Có thể lấy 0,08m/m tiết diện dây lớn 50mm2 Cơng thức tính dịng ngắn mạch: I sc  U 20 3Z T Hệ thống cung cấp = 0,15 = = R bỏ qua so với X Máy biến áp = Rtr thường bỏ qua so với Xtr cho MBA lớn 100kVA CB Thanh góp Bỏ qua Bỏ qua S lớn 200mm2 công thức  R= Dây dẫn R= Động điện Động thường bỏ qua lưới hạ áp  − = 0,15m Xg=0,15m/m Cáp: Xc=0,08 m/m = 100 Dòng ngắn mạch pha(kA) Dây dẫn C1 C7 C8 C9 C10 C11 C15 C16 C17 C18 C19 C20 C21 Isc= Chiều dài(m) 55 28 135 30 56 50 125 55 40 20 130 45 185 √ R(m) X(m) ISC(kA) 5,464286 19,69286 11,87 5,464286 19,84286 11,78 5,464286 19,84286 11,78 5,464286 19,84286 11,78 5,464286 19,84286 11,78 5,464286 19,84286 11,78 26,16429 23,35286 6,91 126,9643 214,3929 9,73 126,9643 214,3929 9,73 126,9643 214,3929 9,73 15,96429 36,79286 6,05 15,96429 36,79286 6,05 9,214286 25,99286 8,79 2-Kiểm tra khả cắt dòng ngắn mạch CB: Dây dẫn In CB Trip unit Ir(A) 1000 NT1000 910 C1 500 EZC630H TM630D 405 C7 75 EZC100N ETS 2.3 68 C8 250 Nsx250 TM250D 175 C9 225 EZC250F TM250D 203 C10 300 EZC400N TM400D 261 C11 500 EZC630N TM630D 440 C15 15 EZC100B 2.2 M 11,25 C16 20 EZC100B 2.2M 15,8 C17 80 EZC100N TM80D 62,4 C18 80 EZC100N TM80D 80 C19 80 EZC100N TM80D 63,2 C20 100 NSX100L TM100D 90 C21 Iscmax(kA) Icu(kA) 11,87 15 11,78 15 11,78 15 11,78 15 11,78 15 11,78 15 6,91 10 9,73 10 9,73 10 9,73 10 6,05 10 6,05 10 8,79 10 3-Tính dịng chỉnh định bảo vệ ngắn mạch CB Q19, Q20 Q21: 4-Kiểm tra độ bền nhiệt dây dẫn: Dây dẫn chịu đựng dòng ngắn mạch thỏa mãn biểu thức sau: S2K2>=I2t K2 tra bảng H1-54 Dây dẫn Sph(mm2) k2 630 13225 C1 300 5776 C7 25 20449 C8 120 13225 C9 120 20449 C10 300 8836 C11 240 20449 C15 25 13225 C16 25 20449 C17 50 5776 C18 50 20449 C19 50 13225 C20 50 20449 C21 I t ta tra đồ thị Thermal Stress curve Limited Energy catalogue Easypack NSX pack Dây dẫn Sph Vật Cách liệu điện dẫn điện CB Cu NT1000 PVC Trip unit Iscma S2K2 x I 2t Kết (kA) C1 630 C7 300 Al XLPE EZC630H TM630D C8 25 Cu XLPE EZC100N ETS 2.3 C9 120 Cu PVC Nsx250 TM250D C10 120 Cu XLPE EZC250F TM250D C11 300 Al XLPE EZC400N TM400D 11,87 5249002500 11,78 519840000 11,78 12780625 11,78 190440000 11,78 294465600 11,78 795240000 chịu 703909984 chịu 400000000 chịu 2800000 chịu 7000000 chịu 30000000 chịu 60000000 C15 240 Cu XLPE EZC630N TM630D C16 25 Cu PVC EZC100B 2.2 M C17 25 C18 50 Al PVC EZC100N TM80D C19 50 Cu XLPE EZC100N TM80D C20 50 Cu PVC EZC100N TM80D C21 50 Cu XLPE NSX100 TM100D Cu XLPE EZC100B 6,91 1177862400 400000000 9,73 8265625 3000000 9,73 12780625 3000000 9,73 14440000 6000000 6,05 51122500 6000000 6,05 33062500 6000000 8,79 51122500 6000000 2.2M IV LỰA CHỌN BẢO VỆ ĐỘNG CƠ VÀ TÍNH BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG Lựa chọn bảo vệ động Mạch cấp nguồn cho động chịu ràng buộc đặc thù so với mạch phân phối khác, đặc tính đặc biệt động :  Dòng khởi động lớn thực chất dịng kháng có gây sụt áp đáng kể  Số lần tần số khởi động lớn  Dòng khởi động lớn nghĩa thiết bị bảo vệ tải động phải có đặc tuyến làm việc tránh tác động khởi động Có loại bảo vệ :  Bảo vệ ngắn mạch  Bảo vệ tải Theo tiêu chuẩn IEC60947 tiêu chuẩn hóa tổ hợp CB –Contactor Đó phối hợp hiệu bảo vệ khác (chống ngắn mạch tải), thiết bị điều khiển (công tắc tơ )để tạo khởi động cho động cơ.Đối với Contactor : đây, dòng mở máy quy ước chuẩn 6-7 dòng điện định mức Phân loại sử dụng cho contactor: Loại sử dụng Đặc trưng ứng dụng chịu chịu chịu chịu chịu chịu chịu AC-1 Tải mang tính trở (hoặc mang tính cảm) cos0,95 (sưởi, phân phối) Khởi động tắt động dây quấn Động lồng sóc: khởi động tắt động chạy Động lồng sóc: khởi động, lên tải, tăng tải từ từ AC-2 AC-3 AC-4 Lựa chọn bảo vệ phối hợp CB Contactor : Tra catalogue ta được: Tải Công suất Ie max (kW) (A) CB Irth(A)Irm(A) Loại contactor LC1-F265 M9 132 139 NS160LMA 220 12 Irth M16 7,5 14,8 LD1-LC030 16 12 Irth LB1-LC03M17 M17 11 21 LD1-LC030 25 12 Irth LB1-LC03M22 M18 45 49 NS100LMA 50 12 Irth LC1-D80 Kiểm tra việc phối hợp CB Contactor: Các động sử dụng động đồng bộ, rotor lồng sóc Các tượng gặp phải khởi động động là:  Dòng khởi động lớn Id’’  Số lần tần số khởi động lớn  Dòng khởi động lớn nghĩa thiết bị bảo vệ tải động phải có đặc tuyến làm việc tránh tác động khởi động Sử dụng loại AC3 cho Motor lồng sóc: Id = 6xIe Id’’ = 2x Id Kết kiểm tra Tải Ie max (A) Irth(A) Irm(A) Id(A) Id”(A) Kết M9 139 220 2640 834 1668 Thỏa Id”< Irm M16 14,8 16 192 177,6 Thỏa Id”< Irm M17 21 25 300 126 252 Thỏa Id”< Irm M18 49 50 600 294 588 Thỏa Id”< Irm 88,8 Tính bù cơng suất phản kháng Đối với phụ tải động cơ, cơng suất phản kháng tính theo công suất định mức Đối với phụ tải thường, cơng suất phản kháng cịn phụ thuộc vào hệ số sử dụng hệ số đồng thời (ở đây, đ = với tải) = = Tải ( đ ( ( × tan × × đ × − cos cos = L15 M16 M17 M18 M9 L19 L20 L21 140 7,5 11 45 132 40 35 50 0,75 0,75 0,75 0,75 1 140 5,6 8,25 33,75 99 40 35 50 0,8 0,83 0,86 0,86 0,87 0,8 0,8 0,8 ) 105 3,7 4,9 20 56 30 = 283,5( ) ) ) đ = ổ ổ tan = 411,6( = = ổ ổ = 26,25 37,5 ) 283,5 = 0,69 411,6 Ta cải thiện hệ số công suất lên 0.93, tụ bù đặt lộ tổng vào Tra bảng E17, ta có cơng suất phản kháng cần bù ứng với 1kW công suất 0.303kVAr/kW ù = 0,303 × 411,6 = 124,7148( ) V KIỂM TRA SỰ BẢO VỆ CHỌN LỌC CỦA CB VÀ PHÂN TÍCH TRƯỜNG HỢP SỬ DỤNG CASCADING Kiểm tra điều kiện bảo vệ chọn lọc CB Bảo vệ chọn lọc kết hợp thiết bị đóng cắt tự động, mà cố xuất mạng điện bảo vệ thiết bị đóng cắt khơng ảnh hưởng tới CB khác.Có loại :  Chọn lọc theo dịng  Chọn lọc theo thời gian  Chọn lọc theo lượng  Chọn lọc theo logic Ở chọn lọc theo dòng điện: Nếu dòng giới hạn bảo vệ chọn lọc IS>Isc bảo vệ chọn lọc tồn phần Nếu dịng giới hạn bảo vệ chọn lọc IS