Nội dung sẽ trao đổi Tính toán dây dẫncáp và phối hợp bảo vệ Xác định sụt áp Tính toán ngắn mạchguyên tắc chọn dây dẫncáp: Bước tiếp theo của phần xác định phụ tải tính toán sơ bộ Tính toán dây cáp và thiết bị bảo vệ phải đảm bảo cáctiêu chí sau đây, nhằm cung cấp điện năng an toàn và tincậy: Mang được dòng điện tải lớn nhất, chịu được dòngngắn mạch thông thường Không gây sụt áp khi có những biến động về tải đãlường trước
4 TÍNH TỐN LỰA CHỌN DÂY DẪN VÀ THIẾT BỊ BẢO VỆ Nội dung trao đổi Tính tốn dây dẫn/cáp phối hợp bảo vệ Xác định sụt áp Tính tốn ngắn mạch 4.1 Tính toán dây dẫn/cáp phối hợp bảo vệ Nguyên tắc chọn dây dẫn/cáp: Bước Tính phần xác định phụ tải tính tốn sơ toán dây cáp thiết bị bảo vệ phải đảm bảo tiêu chí sau đây, nhằm cung cấp điện an tồn tin cậy: Mang dòng điện tải lớn nhất, chịu dòng ngắn mạch thơng thường Khơng gây sụt áp có biến động tải lường trước 4.1 Tính tốn dây dẫn/cáp phối hợp bảo vệ Nguyên tắc chọn thiết bị bảo vệ (áp tô mát hoặc/và cầu chì): Bảo vệ người tránh tiếp xúc gián tiếp (đặc biệt cấu trúc TN IT) dây dẫn bảo vệ dài gây nên sụt giảm biên độ dòng cố Bảo vệ dây dẫn trường hợp tải, dòng lớn đến dòng ngắn mạch QUY TRÌNH ĐHBKHN - TS.PHÙNG ANH TUẤN 6 QUY TRÌNH KHÁC ĐHBKHN - TS.PHÙNG ANH TUẤN 7 4.1.1 Quy trình Bước 1: Dòng điện tính tốn Giá trị tính tốn dựa cơng suất P mạch (nhánh) (khi tính đến hệ số sử dụng lớn Ku hệ số đồng thời Ks), điện áp U, hệ số công suất cosθ, hiệu suất Với mạch pha = [ ] cho dây cấp cho tủ điện, hộ, U điện áp dây = [ ] cho dây cấp cho động cơ, U điện áp dây 4.1.1 Quy trình Bước 1: Dòng điện tính tốn Giá trị tính tốn dựa cơng suất P mạch (nhánh) (khi tính đến hệ số sử dụng lớn Ku hệ số đồng thời Ks), điện áp U, hệ số công suất cosθ, hiệu suất Với mạch pha = [ ], cho dây cấp cho tủ điện, hộ, U điện áp pha Với máy biến áp = đ [ ], Uđm điện áp định mức phía thứ cấp máy biến áp 4.1.2 Quy trình Bước 2: Lựa chọn dòng cho phép dây Lựa chọn dòng cho phép dây mà thiết bị bảo vệ có khả bảo vệ = ( lớn Nếu dùng CB (hoặc aptomat ) chút) Nếu dùng cầu chì: = 1,31 ≤ 10 = 1,21 10A < ≤ 25 = 1,1 > 25A 10 4.1.3 Quy trình Bước 3: tiết diện cáp cách mã chữ xác định hệ số K Xác định mã chữ (B,C E F) Dạng mạch (1 pha, pha…) Dạng lắp đặt Xác định hệ số K phản ánh ảnh hưởng yếu tố sau : Số cáp rãnh cáp Nhiệt độ môi trường Cách lắp đặt 11 4.2.2 Xác định sụt áp Cách thức tính tốn Tính độ sụt áp Mạch Sụt áp ΔU Đơn vị V Đơn vị % pha: pha/pha ΔU = 2IB(R.cosφ+X.sinφ).L 100ΔU/Un pha: pha/trung tính ΔU = 2IB(R.cosφ+X.sinφ).L 100ΔU/Vn pha cân bằng: pha (có ΔU= ??? IB(R.cosφ+X.sinφ).L 100ΔU/Un khơng có dây trung tính) – Điện áp dây ; – Điện áp pha 31 4.2.2 Xác định sụt áp Cách thức tính tốn Tính độ sụt áp L – Chiều dài dây ( km ) R – Điện trở dây ( Ω/km ) R= / , ( ế ệ â ) R= / ( ế ệ â ) cho dây đồng cho dây nhôm Chú ý : R bỏ qua tiết diện lớn 500 32 4.2.2 Xác định sụt áp Cách thức tính tốn Tính độ sụt áp X – Điện kháng dây (Ω/km) Chú ý : X bỏ qua cho dây có tiết diện nhỏ 50 .Nếu khơng có thơng tin khác cho X=0,08 Ω/km ) φ – Góc pha điện áp dòng điện dây dẫn: Chiếu sáng cosφ = Động cơ: Khi khởi động cosφ = 0,35 Chế độ bình thường cosφ = 0,8 33 4.2.2 Xác định sụt áp Cách thức tính tốn thực dụng (1/2) Mạch pha Tiết diện dây dẫn (mm2) Động Chất liệu dây dẫn Chiếu sáng Làm việc Khởi động cos φ = 0.8 cos φ = 0.35 cos φ = 1.5 24 10.6 30 2.5 14.4 6.4 18 9.1 4.1 11.2 Đồng Nhôm 10 6.1 2.9 7.5 10 16 3.7 1.7 4.5 16 25 2.36 1.15 2.8 25 35 1.5 0.75 1.8 35 50 1.15 0.6 1.29 50 70 0.86 0.47 0.95 70 120 0.64 0.37 0.64 95 150 0.48 0.30 0.47 120 185 0.39 0.26 0.37 150 240 0.33 0.24 0.30 185 300 0.29 0.22 0.24 240 400 0.24 0.2 0.19 300 500 0.21 0.19 0.15 34 4.2.2 Xác định sụt áp Cách thức tính tốn thực dụng (2/2) Mạch ba pha Tiết diện dây dẫn (mm2) Động Chất liệu dây dẫn Chiếu sáng Làm việc Khởi động cos φ = 0.8 cos φ = 0.35 cos φ = 1.5 20 9.4 25 2.5 12 5.7 15 3.6 9.5 Đồng Nhôm 10 5.3 2.5 6.2 10 16 3.2 1.5 3.6 16 25 2.05 2.4 25 35 1.3 0.65 1.5 35 50 0.52 1.1 50 70 0.75 0.41 0.77 70 120 0.56 0.32 0.55 95 150 0.42 0.26 0.4 120 185 0.34 0.23 0.31 150 240 0.29 0.21 0.27 185 300 0.25 0.19 0.2 240 400 0.21 0.17 0.16 300 500 0.18 0.16 0.13 35 4.2.3a Xác định sụt áp Ví dụ Tính độ sụt áp cấp điện cho động Ở chế độ làm việc bình thường Ở chế độ khởi động 36 4.2.3a Xác định sụt áp Ví dụ Tính độ sụt áp cấp điện cho động pha Ở chế độ làm việc bình thường Ở chế độ khởi động Cho dây đồng ba pha tiết diện 35 mm2, chiều dài 50m cấp điện cho động 400 V có dòng: Iđm=100 A với cos ϕ = 0.8 chế độ vận hành bình thường Ikđ=500 A (5 In) với cos ϕ = 0.35 khởi động Sụt áp điểm nối vào tủ phân phối động 10V điều kiện bình thường (với dòng tổng 1000 A) 37 4.2.3a Xác định sụt áp Ví dụ Điện áp rơi chế độ làm việc thông thường: ∆ % = 100 ∗ ∆ Tra bảng, dây 35 mm2, dài 50m, mang dòng 100A Rơi áp đoạn dây 50 m Nhận ∗ 100 = 3.75% xét với giá trị 8% 38 4.2.3a Xác định sụt áp Ví dụ Điện áp rơi chế độ khởi động động cơ: Tra bảng, dây 35 mm2, dài 50m, mang dòng 500A Dòng Điện chảy qua tủ tổng (1000-100)+500 = 1400 Ampe áp rơi tủ dòng điện tăng (do khởi động) 10 ∗ 1,4 = 14 Rơi áp đoạn dây 50 m Nhận ∗ 100 = 6.75% xét với giá trị 8% 39 4.2.3a Xác định sụt áp Ví dụ Cáp nguồn từ máy biến áp đến tủ tổng dài 200m, sụt áp tương ứng mang dòng tải 500A 7.5Vtại tủ tổng Cần kiểm tra độ sụt áp tất tủ nhánh động Công suất 2x7,5 kW 1x18 kW 1x24 kW 1x32 kW Ckđ 2,5 1,8 2,2 2,0 Kmm 5,5 2,5 Cos phi 0,78 0,82 0,8 0,92 Hiệu suất 0,88 0,92 0,93 0,96 Chiều dài dây cáp từ tủ nhánh 18 m 25 m 35 m 55 m 40 4.3 Tính tốn ngắn mạch Nguyên tắc Theo tiêu chuẩn qui định IEC 364-434.2, 434.3 IEC 364-533.2, cần tính tốn dòng ngắn mạch dự kiến lớn đầu mạch dòng ngắn mạch nhỏ cuối mạch Dòng ngắn mạch dự kiến lớn xác định: Dòng cắt tới hạn (Icu) máy cắt lớn dòng ngắn mạch lớn Isc Khả đóng lại thiết bị Khả chịu ứng suất nhiệt điện động ống dẫn thiết bị đóng cắt 41 4.3 Tính tốn ngắn mạch Ngun tắc Dòng ngắn mạch dự kiến nhỏ xác định lựa chọn đường tác động cầu chì: Cần đảm bảo an toàn cho người (với sơ đồ TN-IT), Các đường cáp dài, Nguồn có trở kháng Trong trường hợp, thiết bị bảo vệ phải tương thích với ứng suất nhiệt cáp I2 t ≤ K2 S2 42 4.3 Tính tốn ngắn mạch Nguyên tắc Đối với dòng ngắn mạch (min hay max.), thiết bị bảo vệ phải ngắt dòng ngắn mạch Isc khoảng thời gian t < giây phù hợp với ứng suất nhiệt mà cáp chịu I2 t ≤ K2 S2 t : khoảng thời gian (giây), S: tiết diện cáp (mm2 ) I: dòng ngắn mạch tác dụng (A) K: hệ số tính tới nhiệt trở suất, hệ số nhiệt khả chịu nhiệt vật liệu dẫn điện nhiệt độ đầu cuối thích hợp 43 4.3 Tính tốn ngắn mạch Chọn hệ số K2 Cách điện Dây đồng Dây nhôm PVC 13 225 776 XLPE 20 449 836 Ứng suất nhiệt lý thuyết dây dẫn theo tiết diện (đơn vị tính 106.Ampe2.giây) S (mm2) 1.5 2.5 10 16 25 35 50 PVC Đồng 0.0297 0.0826 0.2116 0.4761 1.3225 3.3856 8.2656 16.2006 29.839 Nhôm 0.0130 0.0361 0.0924 0.2079 0.5776 1.4786 3.6100 7.0756 13.032 XLPE Đồng 0.0460 0.1278 0.3272 0.7362 2.0450 5.2350 12.7806 25.0500 46.133 Nhôm 0.0199 0.0552 0.1414 0.3181 0.8836 2.2620 5.5225 10.8241 19.936 44 4.3 Tính tốn ngắn mạch thực dụng Cơng suất ngắn mạch nguồn 250 MVA 500 MVA Liệt kê tất phần từ đường dòng ngắn mạch Tính tốn giá trị điện trở (điện cảm, có) phần tử Đặt điểm ngắn mạch để tính Trong chế độ cực đại, tìm dòng điện lớn để lựa chọn thiết bị bảo vệ Trong chế độ cực tiểu, tìm dòng điện ngắn mạch nhỏ để kiểm tra độ nhạy vùng bảo vệ thiết bị bảo vệ (chiều dài dây tối đa mà thiết bị bảo vệ được) ĐHBKHN - TS.PHÙNG ANH TUẤN 45 45 ... trước 4.1 Tính tốn dây dẫn/ cáp phối hợp bảo vệ Nguyên tắc chọn thiết bị bảo vệ (áp tơ mát hoặc /và cầu chì): Bảo vệ người tránh tiếp xúc gián tiếp (đặc biệt cấu trúc TN IT) dây dẫn bảo vệ dài... đổi Tính tốn dây dẫn/ cáp phối hợp bảo vệ Xác định sụt áp Tính tốn ngắn mạch 4.1 Tính tốn dây dẫn/ cáp phối hợp bảo vệ Nguyên tắc chọn dây dẫn/ cáp: Bước Tính phần xác định phụ tải tính. .. mức phía thứ cấp máy biến áp 4.1.2 Quy trình Bước 2: Lựa chọn dòng cho phép dây Lựa chọn dòng cho phép dây mà thiết bị bảo vệ có khả bảo vệ = ( lớn Nếu dùng CB (hoặc aptomat ) chút) Nếu