Thông tin tài liệu
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA XÂY DỰNG VÀ ĐIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ NGÀNH CÔNG NGHIỆP THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO TRƯỜNG TIỂU HỌC VIỆT MỸ VÀ CHUYÊN ĐỀ SVTH : BÙI TẤN LAM MSSV : 2762064 GVHD : PGS.TS PHAN THỊ THANH BÌNH TP Hồ Chí Minh, tháng … năm … TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA XÂY DỰNG VÀ ĐIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ NGÀNH CÔNG NGHIỆP THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO TRƯỜNG TIỂU HỌC VIỆT MỸ VÀ CHUYÊN ĐỀ SVTH : BÙI TẤN LAM MSSV : 2762064 GVHD : PGS.TS PHAN THỊ THANH BÌNH TP Hồ Chí Minh, tháng … năm … LỜI CÁM ƠN T rong suốt thời gian thực luận văn tồt nghiệp, với hướng dẫn tận tình PHAN THỊ THANH BÌNH, thầy Khoa Xây Dựng_ Điện bạn lớp giúp em hoàn thành luận văn thời gian qui định Em xin chân thành cám ơn đến - Các thầy cô Khoa trang bị cho em kiến thức quý báu thời gian học trường - Em xin chân thành cám ơn cô PHAN THỊ THANH BÌNH tận tình hướng dẫn, truyền dạy cho em kinh nghiệm quý báu suốt thời gian thực luận văn - Cám ơn bạn giúp đỡ đóng góp ý kiến trình thực hịên luận văn Sinh viên thực Bùi Tấn Lam LỜI NÓI ĐẦU Điện giữ vai trị then chốt nghiệp cơng nghiệp hóa đại hóa đất nước Từ khâu sản xuất, truyền tải đến phân phối điện tới hộ tiêu thụ phải thực hịên đồng bộ, quy hoạch theo phát triển lượng quốc gia Và điều tùy thuộc vào nhà thiết kế hệ thống điện, nhà thiết kế cung cấp điện Phải thiết kế cho phải đảm bảo an toàn, đảm bảo chất lượng điện kinh tế nhất, đạt nhà thiết kế thành cơng Trong nghiệp cơng nghiệp hóa - đại hóa, xây dựng nhà máy, khu dân cư, thành phố…trước tiên người ta phải xây dựng hệ thống cung cấp điện để cung cấp cho máy móc nhu cầu sinh hoạt người Trong lĩnh vực cung cấp điện, nhiều thiết bị điện sử dụng nên hệ thống cung cấp điện có nhiều thay đổi Vói mục đích trên, nhiệm vụ luận văn đưa phương pháp thiết kế cung cấp điện cho trường tiểu học quốc tế Việt_Mỹ Đây bước đầu tập người kỹ sư, hạn chế trình độ, thiếu kinh nghiệm thực tế nên khơng tránh khỏi sai sót Kính mong góp ý dạy thầy bạn Em xin chân thành cảm ơn cô PHAN THỊ THANH BÌNH thầy khoa tận tình hướng dẫn, giúp đỡ, tạo điều kiện tốt cho em hoàn thành luận văn Sinh viên thực Bùi Tấn Lam MỤC LỤC CHƯƠNG : Giới thiệu cơng trình 1.1 Tổng quan cung cấp điện 1.2 Tổng quan trường tiểu học QT Việt Mỹ CHƯƠNG : Tính tốn chiếu sáng 2.1 Các u cầu tính tốn chiếu sáng 2.2 Các phương pháp tính tốn chiếu sáng 2.3 Thiết kế chiếu sáng cho trường 2.4 Tính tốn cụ thể 11 CHƯƠNG : Xác định phụ tải tính tốn 17 3.1 Cơ sở tính tốn 17 3.2 Các đại lượng hệ số tính tốn 17 3.3 Các phương pháp xác định phụ tải tính tốn tính tốn 21 3.4 Cách chọn phương pháp 25 3.5 Tính tốn phụ tải 25 3.6 Tính tốn cụ thể + phân pha 27 CHƯƠNG 4: Chọn MBA + nguồn dự phòng+ Cải thiện HSCS 44 4.1 Chọn máy biến áp 44 4.2 Nguồn dự phòng 47 4.3 Cải thiện hệ số công suất 49 CHƯƠNG : Thiết kế mạng hạ áp 52 5.1 Chọn dây dẫn 52 5.1.1 Yêu cầu chung 52 5.1.2 Chọn phương án dây 52 5.1.3 Lựa chọn dây dẫn 53 5.2 Tính sụt áp 72 5.2.1 Cơ sở lý thuyết 72 5.2.2 Kiểm tra sụt áp 73 5.2.2.1 Kiểm tra sụt áp điều kiện bình thường 73 5.2.2.2 Kiểm tra sụt áp điều kiện khởi động 77 5.3 Tính ngắn mạch 82 5.3.1 Tính ngắn mạch pha 82 5.3.2 Tính ngắn mạch pha 89 5.4 Chọn thiết bị bảo vệ (CB) 94 5.4.1 Cơ sở lý thuyết 94 5.4.2 Tính tốn chọn CB cho trường 96 CHƯƠNG 6: Toán an toàn chống sét 95 6.1 Khái niệm 95 6.2 Chọn sơ đồ bảo vệ nối đất 96 6.3 Thiết kế nối đất an toàn 98 6.4 Thiết kế chống sét 104 CHƯƠNG : CHUYÊN ĐỀ TÌM HIỂU NGẮN MẠCH KHƠNG ĐỐI XỨNG 108 CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ CƠNG TRÌNH 1.1 Giới thiệu tổng quan cung cấp điện 1.1.1Vai trò yêu cầu cung cấp điện Ngày kinh tế nước ta phát triển mạnh mẽ đời sống nhân dân nâng cao nhanh chóng Nhu cầu điện lĩnh vực công nghiệp sinh hoạt tăng trưởng không ngừng Một lượng đông đảo cán kỹ thuật ngành điện lực tham gia thiết kế lắp đặt cơng trình cấp điện Thiết kế hệ thống cấp điện việc làm khó Một cơng trình điện dù nhỏ yêu cầu kiến thức kỹ thuật từ hàng loạt chuyên nghành (cung cấp điện, kỹ thuật cao áp, bảo vệ rơle, an toàn điện ) Ngoài người thiết kế cịn phải có hiểu biết định xã hội, môi trường, đối tượng cấp điện,…Cơng trình thiết kế q dư thừa gây hao phí nguyên vật liệu làm ứ đọng vốn đầu tư Cơng trình thiết kế sai (do thiếu hiểu biết, ham lợi nhuận…) gây hậu khôn lường: gây điện, cháy nổ,…làm thiệt hại đến tính mạng tài sản nhân dân Vì vậy, để thiết mạng điện dân dụng tốt, người thiết kế phải nắm vững kiến thức, lựa chọn bước tiến cần thiết, tính tốn lựa chọn phần tử hệ thống cung cấp điện thích hợp với lĩnh vực xí nghiệp, nông thôn đô thị, nắm vững phương pháp chiếu sáng xưởng sản xuất, chiếu sáng công cộng Cần thiết phải tính dung lượng bù cần đặt để giảm bớt tổn thất điện áp, điện lưới trung, hạ áp nâng cao hệ số bù công suất cho xí nghiệp nhà máy Người cán kỹ thuật phải phân tích kỹ bước triển khai thực hoàn tất thiết kế cấp điện 1.1.2Quan Điểm Thiết Kế -Nhiệm vụ người thiết kế chọn phương án cung cấp điện tốt nhất, vừa thoả mãn yêu cầu kỹ thuật vừa phải cho vốn đầu tư chi phí vận hành rẻ Muốn thơng thường người thiết kế đưa phương án khác bắt đầu tính tốn để chọn phương án tối ưu -Đối vớí sống điều kiện nhà đất đai khó khăn việc xây dựng khu chung cư để đáp ứng nhà cần thiết Các khu chung cư bao gồm: khu dân cư, khu văn phòng, khu thương mại… làm cho phụ tải vừa phân tán vừa khó xác định xác lại dao động nhiều ngày đêm Với điều kiện , lựa chọn phương án cung cấp điện mà tối ưu phương án phải đảm bảo yếu tố kỹ thuật sau: +Đảm bảo an toàn +Đảm bảo chất lượng điện +Đảm bảo tính kinh tế +Đảm bảo tính mỹ thuật kiến trúc xây dựng 1.1.3Những Yêu Cầu Đối Với Mạng Điện Độ tin cậy cung cấp điện: Độ tin cậy cung cấp điện tuỳ thuộc vao hộ tiêu thụ loại Trong điều kiện cho phép người ta cố gắng chọn phương án cung cấp điện có độ tin cậy cao tốt Chất lượng điện: -Chất lượng điện đánh giá tiêu tần số điện áp -Chỉ tiêu tần số quan điều khiển hệ thống điện điều chỉnh.Chỉ có hộ tiêu thụ lớn phải quan tâm đến chế độ vận hành cho hợp lý để góp phần ổn định tẩn số hệ thống điện -Vì vậy, người thiết kế cung cấp điện thường phải quan tâm đảm bảo chất lượng điện áp cho khách hàng -Nói chung, điện áp lưới trung áp hạ áp cho phép dao động quanh giá trị ±5% điện áp định mức An Toàn Cung Cấp Điện: -Hệ thống cung cấp điện phải đươc vận hành an toàn người thiêt bị Muốn đạt yêu cầu đó, người thiêt kế phải chọn sơ đồ cung cấp điện hợp lý, rõ ràng, mạch lạc để tránh nhầm lẫn vận hành, thiêt bị điện phải chọn chủng loại, công suất -Công tác xây dựng , lắp đặt hệ thống cung cấp điện ảnh hưởng lớn đến độ an toàn cang cấp điện -Cuối , việc vận hành quản lý hệ thống điện có vai trò đặc biệt quan trọng Người sử dụng phải tuyệt đối chấp hành quy định an toàn sử dụng điện Kinh Tế: -Khi đánh giá so sánh phương án cung cấp điện, tiêu kinh tế xét đến tiêu kỹ thuật nêu đảm bảo -Chỉ tiêu kinh tế đánh giá qua: tổng số vốn đâud tư, chi phí vận hành thời gian thu hồi vốn đầu tư -Việc đánh giá tiêu kinh tế phải thông qua tính tốn so sánh tỉ mỉ phương án, từ đưa phương án tối ưu 1.2Giới thiệu tổng quan trường tiểu học quốc tế VIỆT_MỸ a.Về tổng thể : Vị trí khu đất xây dựng nằm Trường Tiểu Học sau Phía Đơng Bắc giáp : đường ven sơng số 20 lộ giới 14m Phía Tây Bắc giáp Phía Tây Nam giáp : đường số 12 lộ giới 12m Phía Đơng Nam giáp : đường số lộ giới 25m :đường số lộ giới 12m Trường tiểu học nằm khu đất tiếp giáp với mặt đường Cơng trình có chiều cao tầng, khối A,B,C,D dựa ý tưởng công trình kiến trúc quy mơ,được thiết kế nhằm mục đích phục vụ nhu cầu học tập học sinh địa bàn khu vực lân cận Chức yếu cơng trình tổ chức lớp học,các khơng gian chức khác có nhiệm vụ phối hợp nhằm tạo nên tổ hợp không gian chức vận hành thống bổ trợ lẫn Cơng trình thiết kế theo chuẩn cơng trình cấp I , bố trí ,trang bị hệ thống trang thiết bị nội thất ,thơng gió ,chiếu sáng ,thang máy,hệ thống thông tin liên lạc đồng bộ,đồng thời nâng cấp thiết bị ,hệ thống điều hịa khơng khí thơng tin liên lạc đại b.Các tiêu kiến trúc đạt được: Tầng cao cơng trình : tầng hầm, tầng trệt, tầng lầu Chiều cao cơng trình :24m Diện tích xây dựng :3594.0 m Diện tích sàn xây dựng :17455.0 m Tồng số :52 lớp học (mỗi phịng có 35 học sinh)12 phịng mơn,41 phịng nghỉ bán trú ,nội trú phịng chức 1.2.1Chức sử dụng tầng Tầng hầm : Nhà xe, phòng điều hành , khoang ngăn cháy, phòng bơm nước sinh hoạt, phòng bơm nước chữa cháy,nhà gom rác,nhà bếp Tầng trệt: Bao gồm nhà ăn,phòng chơi trẻ em,12 phịng ban Tầng : Trường có khối A,B.C,D: Khối A có phịng :101,102,103,104,105,106 Khối B có phịng :111,112,113,nhà vệ sinh Khối C có phịng kỹ thuật, 117,118,119,nhà vệ sinh Khối D có phịng :120,121,123,124,125,126 Tầng : Trường có khối A,B.C,D: Khối A có phịng :201,202,203,204,205,206 Khối B có phịng : 211,212, sãnh chính,nhà vệ sinh Khối C có phịng kỹ thuật ,217,218,219,nhà vệ sinh Khối D có phịng :220,221,223,224,225,226 Tầng : Trường có khối A,B.C,D: Khối A có phịng :301,302,303,304,305,306 Khối B có phịng :311,312,313,nhà vệ sinh Khối C có phịng kỹ thuật,317,318,319,nhà vệ sinh Khối D có phịng :320,321,323,324,325,326 Tầng Trường có khối A,B.C,D: Khối A có phịng :401,402,403,404,405,406 Khối B có phịng :411,412,413,nhà vệ sinh Khối C có phịng kỹ thuật ,417,418,419,nhà vệ sinh Khối D có phịng :420,421,423 Tầng : Trường có khối A,B.C,D: Khối A có phịng :501,502,503,504,505,506 Khối B có phịng :511,512,513,nhà vệ sinh Khối C có phịng kỹ thuật ,517,518,519nhà vệ sinh Khối D có phịng :520,521,523 Tầng Trường có khối A,B.C,D: Khối A có phịng :601,602,603,604,605,606 Khối B có phịng :611,612,613,nhà vệ sinh Khối C có phịng kỹ thuật ,617,618,619,nhà vệ sinh Khối D có phịng : 620,621,623 Trường hợp máy biến áp pha trụ từ thông trụ pha nên chúng khó khăn chúng phải khép mạch qua cách điện ,dầu,vỏ máy biến áp ,khơng khí,có từ trở lớn nên cần Iµ0 lớn Xµ0 trị tới hạn có giá trị 0.3-1 d.Đường dây tải điện khơng Tính tốn điện kháng thứ tự khơng tương đối phức tạp có liên quan đến phân bố dịng điện đất Nên dùng công thức gần để xác định điện kháng thứ tự không đường dây Đầu tiên ta xét đường dây điện xoay chiều dây mật độ dòng điện lớn tai mặt đất trực tiếp dây dẫn Điện dẫn đất lớn maath độ dịng điện dây dẫn lớn ,tức thể tích đất tham gia vào việc dẫn điện Nếu đất có điện dẫn vơ lớn tấc dòng điện theo đất Một mạch “dây dẫn – đất” thay hai dây dẫn giả tạo, khoảng cách hai dây giả tạo gọi Đđ, khoảng cách gọi độ sâu đẳng trị dòng điện đất Trị số Đđ phụ thuộc vào vào điện dẫn λ đất tần số dịng điện f Theo Carson Đd tìm theo biểu thức: 2.085 f10 9 10 f – tính hz Khi khơng có số liệu xác λ, ta lấy trung bình Đđ = 1000m Vì Đđ lớn so với độ cao h dây dẫn, nên biến thiên h thực tế không quan trọng Vì điện khác đường dây “dây dẫn – đất” xác định công thức đường dây hai dây X L 0.145 lg Đđ , / km rđt rđt – bán kính đẳng trị dây dẫn, tính theo bán kính thực r chúng sau: Dây dẫn tròn làm vật liệu đồng không sắt từ rđt = 0,779r Dây vặn xoắn đồng rđt phục thuộc số rđt = (0,724 – 0,771) r Dây nhôm dây nhôm lõi thép mã hiệu A, AC, ACO, ACY: rđt = 0,95r Dây thép: rđt r anti lg X 0.145 112 Việc thay bán kính thực r bán kính đẳng trị rđt thực chất xét đến phần từ trường dây dẫn (Xtrong – ơm/km) Đối với đường dây có dây dẫn phân nhỏ, rđt (8-14) công thức thức sau phải thay bán kính trung bình hình học r đt hệ thống dây dẫn pha tìm theo biểu thức: rtb n rđt a tb n 1 n – số dây dẫn pha atb – khoảng cách trung bình nhân dây dẫn pha Các đại lượng sau dấu lương công thức (8-14) công thức sau phải biểu diễn đơn vị Điện trở đường dây “dây dẫn – đất” là: rL=rD+rd rD - điện trở dây dẫn (ơm/km) rD - điện trở dịng điện qua đất (điện trở đất), tính sau: rD=π2f10-4Ω/km f = 50hz, rD = 0,05 ơm/kim khơng phụ thuộc điện dẫn đất a Điện kháng thứ tự không đường dây ba pha đơn (một lộ): Ta xem đường dây bâ pha đơn ba mạch “dây dẫn – đất” (đây nói hệ thống có trung điểm nối đất), mạch “dây dẫn – đất” lại dùng hai dây dẫn giả tạo để thay thế, khoảng cách hai dây Đđ, cặp dây dẫn giả tạo lại có điện kháng hỗ cảm Xμ Nếu dây dẫn bố trí theo đỉnh hình tam giác Xμ cặp dây, bố trí khơng đối xứng có hốn vị Xμ trung bình Nếu cho vào đường dây ba pha hệ thống dịng điện đối xứng (thuận hay nghịch) trị số hiệu dụng ampe điện áp rơi pha tính vơn trị số điện kháng tính bắng ơm pha đó: Nếu đường dây có hệ thống dòng điện thuận trị số hiệu dụng ampe qua, tức: I a 1; I b a ; I c a điện áp rơi pha n điện kháng thứ tự thuận: X1=XL+a2Xµ+aXµ=XL+(a+a2)Xµ=XL-Xµ (8-17) Ta có với hệ thống dịng điện nghịch: X2=XL-Xµ 113 Theo giáo trình sở kỹ thuật điện ta có: X1 0.145 lg D tb , / km (8-18) rdt Dtb – khoảng cách trung bình nhân dây dẫn pha a, b, c: D tb d ab d bc d ca theo (8-17) ta có: X1= Xµ- XL Điện trở hỗ cảm (+) rμ = rđ Nếu cho vào đường dây ba pha đơn hệ thống dòng điện thứ tự không, tức: I a 1; I b 1; I c Thì điện áp rơi pha điện áp thứ tự khơng X0=XL+2Xµ Do X 0.435 lg đó: R tb Dd R tb rdt D tb bán kính trung bình nhân hệ thống ba dây dẫn đường dây đơn Như ta thấy X0 = XL + 2Xμ lớn X1 = XL – Xμ nhiều Điện trở thự tự không đường dây ba pha đơn, viết tương tự (8-20): r0 = rL + rμ = rD + 3rđ = rD + 0,15 (ôm/km) (8-22) b Đường dây ba pha kép (hai lộ): Điện kháng thứ tự không đường dây ba pha kép lớn đường dây ba pha đơn hỗ cảm dây dẫn lộ song song Gọi XI-IIo điện kháng hỗ cảm lộ II dây lộ I, tương tự hỗ cảm Xμ hai dây đường dây đơn tăng lên ba lần xét đến ảnh hưởng ba dây dẫn lộ II dây lộ I, ta có: X I II 0.435 Dd , / km D I II DI-II gọi khoảng cách trung bình nhân lộ I (a, b, c) lộ II (a', b', c') Điện trở hỗ cảm lộ là: rI-IIo = 3rđ = 1,15 ôm/km (8-23a) (+) Điện trở hỗ cảm rđ tương ứng với tổn thất cơng suất tác dụng dịng điện chạy đất 114 Sơ đồ đường dây kép vẽ hình 8-7a Điện áp rơi lộ I là: U I I jX Io I II jX I II (8-24) lộ II là: U I II jX II I I jX I II (8-25) Thêm vào biểu thức (8-24) lượng j I I X I II vào biểu thức (8-25) lượng j I I X I II chúng khơng đổi ta được: U I I j(X I X I II0 ) (I I I II0 ) jX I II0 (8-26) U I II0 j(X II X I II0 ) (I I I II0 ) jX I II0 (8-27) Căn vào (8-26) (8-27) ta vẽ sơ đồ thay thứ tự không đường dây kép hình (8-7b) Nhìn vào sơ đồ thay ta viết điện kháng thứ tự không đường dây kép sau: '' X X I II (X I X I II )(X II X I II ) (8-28) (X I X I II ) ( X II X I II ) Nếu hai lộ hoàn toàn giống nhau, tức XIo = XIIo = Xo (8-28) biến thành: X ' ' X I II (X X I II ) 0.5( X X I II ) (8-28a) Điện kháng thứ tự không lộ (ký hiệu X’o) đường dây hai lộ hai lần điện kháng thứ tự không hai lộ Xo” X’o = 2Xo” = Xo + XI-IIo (8-29) Nghĩa điện kháng thứ tự không lộ đường dây hai lộ lớn điện kháng thứ tự không đường dây đơn lượng X I-IIo – điện kháng hỗ cảm lộ với dây lộ Tỷ số X'o phụ thuộc khoảng cách D trục lộ vẽ hình (8-8) Xo 115 Nhìn vào đồ thị ta thấy D ≥ 500m ảnh hưởng hỗ cảm trở nên bé, lúc X’o sai khác Xo 10%, bỏ qua XI-IIo Nếu đường dây hai lộ bị ngắn mạch lộ cách đầu đoạn lN = n.l sơ đồ thay thứ tự khơng vẽ hình (8-9) HINH_VE Điện trở thứ tự không lộ đường dây hai lộ: r’o = ro + rI-IIo = rD + 0,03 ; ôm/km (8-30) c Đường dây đơn dây chống sét Dây chống sét nằm đỉnh cột đường dây nối đất tất cột tạo thành mạch vịng kín, dịng điện cảm ứng qua Trong trường hợp có dịng điện thuận hay nghịch hệ thống dịng điện cân đường dây từ thơng móc vịng tổng khơng, khơng cảm ứng dòng điện dây chống sét Do dây chống sét khơng ảnh hưởng lên trị số điện kháng x1 hay x2 đường dây Nhưng nối có dịng điện thứ tự khơng đường dây cảm ứng dịng điện dây chống sét từ thơng móc vịng tổng thứ tự khơng khác khơng Ta thấy có mặt dây chống sét làm giảm điện kháng thứ tự không X o đường dây Nếu dây chống sét làm thép, điện trở lớn dịng điện dây chống sét tương đối bé, thường 10-15% Nhưng dây chống sét đồng, nhôm hay nhôm lõi thép (dẫn điện tốt) điện trở bé dịng điện dây chống sét lớn, tác dụng làm giảm Xo lớn, nên lúc tính tốn ta phải xét đến tác dụng dây chống sét Có điều cần ý dây chống sét bị chia cắt thành nhiều đonạ, đoạn nối đất trực tiếp đầu dây chống sét khơng có dịng điện cảm ứng chạy qua Do dây chống sét khơng có ảnh hưởng trị số Xo đường dây, nên ta khơng cần xét đến 116 Bây ta xét đường dây đơn ba pha có dây chống sét hình (8-10) Ta tách đường dây độc lập (3 mạch “dây dẫn – đất”), đồng thời ta tách dây chống sét làm ba dây đẻ xem chúng hai lộ song song để tính tốn Lúc dịng điện dây chống tách là: I so 1 I s' HINH_VE Trong I so - dịng điện dây chống sét chưa tách dòng điện đất mạch đường dây dây chống sét tách là: 1 I so I đ (3 I o I so ) I o I so' 3 Khi tách dây chống sét làm ba “dây dẫn – đất” ta tính sau: Điện kháng dây chống sét chưa tách tính đường “dây dẫn – đất” là: X s 0,145 lg Dd , ơm / km rds (8-30) Trong rds – bán kính đẳng trị dây chống sét Điện kháng dây chống sét sau tách là: X so X s 0,435 lg Dd , ôm / km rds (8-31) điện trở là: rso = (rs + rđ) = 3rs + 0,15 ơm/km (8-32) rs – điện trở dây chống sét (ôm/km) Điện kháng hỗ cảm thứ tự không dây dẫn điện dây chống sét là: X D so 0,435 lg Dd , ôm / km rds (8-33) Trong DD s d as d bs d cs khoảng cách trung bình nhân dây dẫn dây chống sét (hình 8-11), điện trở hỗ cảm thứ tự khơng là: rD-so = 3rd = 0,15 ôm/km (8-34) Ta tính điện áp rơi ΔUo dây dẫn điện dây chống sét (khi 117 tách làm dây) có dịng điện thứ tự khơng đường dây (hình 812): HINH_VE dây dẫn điện: Δ U o I o jX o j I so X Dso' (8-35) dây chống sét: Δ U so I o jX so j I so X Dso (8-36) Từ (8-36) ta rút ra: X I so I o D so X so thay trị số Iso từ vào (8-35) ta được: X2 D so Δ U o jI o X X so so Do ta thấy điện kháng thứ tự khơng đường dây đơn có dây chống sét là: X (s) o X 2D so Xo X so ơm/km (8-37) Như có mặt dây chống sét làm giảm điện kháng thứ tự không đường dây điện so với lúc khơng có dây chống sét Thêm vào vế phải biểu thức X (s)o (8-37) lượng X D so ' ta được: X (s)o X o X D so X 2D so X D so ' X so Hay X (s)o X o X D so X D so ( X so X D so ) (8-38) X D so ( X so X D so ) Nhìn vào biểu thức (8-38) ta vẽ sơ đồ thay thứ tự khơng đường dây 118 đơn có dây chống sét hình (8-12b) Sơ đồ tương tự sơ đồ thay máy biến áp lúc dây quấn thứ cấp bị ngắn mạch Khi cần tìm điện trở thứ tự không đường dây đơn dây chống sét ta làm sau: Tổng trở thứ tự khơng đường dây đơn có dây chống sét viết tương tự (8-37) Z (s)o Z o Z 2D so Zso (8-39) Zo=ro+jXo – tổng trở thứ không đường dây không, thành phần tìm theo (8-21) (8-22) ZD-so=rD-so + jXD-so – tổng trở hỗ cảm thứ tự khơng dây dẫn dây chống sét, tìm theo (8-33) (8-34) Zso=rso + jXso – tổng trở dây chống sét tách làm ba, tìm theo (8-31) (8-32) Vậy điện trở thứ tự không đường dây đơn có dây chống sét là: Z2 r (os ) R e [ Z (os ) ] R e Z o D so Zso (8-40) Re – ký hiệu phần thực phức số Khi có nhiều dây chống sét tổng trở thứ tự khơng đường dây xác định cách thay số dây chống sét p dây chống sét đẳng trị có bán kính trung bình nhân: R tbs p rđs D ptbs1 (8-41) rđs – bán kính đẳng trị dây chống sét, Dtbs – khoảng cách trung bình nhân dây chống sét, D tbs ( p 1) p tích số khoảng cách dây chống sét Cịn khoảng cách trung bình nhân dây dẫn dây chống sét là: D D s 3p tích số khoảng cách từ dây dẫn đến dây chống sét Tổng trở thứ tự không dây chống sét là: 119 r D Zso s 0,15 j 0,135 lg đ ôm/km (8-43) R tbs p tổng trở hỗ cảm thứ tự không dây dẫn dây chống sét Z D-so xác định theo (8-33) (8-34), DD-s xác định theo (8-42) Các trị số Zso ZD-so nhận từ công thức đem thay vào (8-39) ta tìm tổng trở thứ tự khơng đường dây khơng có số dây chống sét [Zo – cũ, theo (8-21) (8-22)] d Đường dây lộ kép (hai lộ) có dây chống sét Trong trường hợp chung, ta xem đường dây gồm ba hệ thống: hệ thống dây dẫn lộ I, hệ thống dây dẫn lộ II hệ thống dây chống sét (hình 8-13) Để tìm điện kháng tổng hợp thứ tự khơng đường dây kép có dây chống sét x "o( s ) , ta dung sơ đồ (8-14a) ghi ký hiệu cần thiết Ta tính điện áp rơi: - Trên lộ I: U o I Io jX Io I II jX I n I so jX I so (8-44) - Trên lộ II: U o I IIo jX IIo I Io jX I IIo I so jX II so (8-45) - Trên dây chống sét: U so I so jX so I Io jX I so I IIo jX II so (8-46) HINH_VE Từ (8-46) ta rút Iso thay biểu thức vào (8-44) (8-45), được: U o I Io jX (s) I IIo jX Io U o I IIo jX (s ) IIo I Io jX (s ) I IIo (s ) I IIo (8-44a) (8-45a) 120 Trong đó: X2 X Io I so - điện kháng thứ tự khơng lộ I có xét đến ảnh X (s) Io X so hưởng dây chống sét (xem 8-37) X (s) IIo X 2II so - trên, lộ II X IIo X so X X II so X I (s)IIo X I IIo I so X so (8-47) điện kháng hỗ cảm thứ tự khơng lộ I II có xét đến dây chống sét Các phương trình (8-44a) (8-45a) tương tự (8-24) (8-25) đường dây kép khơng dây chống sét Vì sơ đồ thay thứ tự khơng (hình 8-14b) tương tự hình (8-7b) Khi XIo = XIIo = Xo (hai lộ hoàn tồn giống nhau) dây chống sét bố trí đối xứng, tức XI-so = XII-so = Xo-so dung (8-28) ta tìm được: (s) X "IIo 0,5X o X I IIo X D IIo " X D so (8-48) X IIo X so X so Và điện kháng thứ tự không lộ đường dây kép là: (s) (s ) X 'IIo 2X "IIo X o' X D so (8-49) X so Trong X o'' X o' tìm theo (8-28), (8-28a) (8-29) Khi cần tìm tổng trở thứ tự khơng đường dây kép có dây chống sét biểu thức (8-48) (8-49) ta phải thay điện kháng tổng trở tương ứng mà biểu thức biết Lúc (4-49) biến thành: Z '(s) Z o' o Z D so Zso (8-50) Trong Z o' r o' jX o' - tổng trở thứ tự không lộ đường dây kép, tìm theo (8-29) (8-30) Các ký hiệu khác cũ 121 Trong tính tốn gần đúng, ta lấy điện kháng thứ tự khơng trung bình đường dây khơng theo bảng (8-3) Dây cáp: Điện kháng thứ tự thuận (và nghịch) dây cáp tính thư với đường dây khơng (dùng (8-18)) Nhưng kích thước hình học dây cáp thường không giá trị X1 (hay X2) dây cáp tìm theo bảng số liệu Cáp chôn độ sâu tương đối bé (thường khơng q mét) Vì phân bố dòng điện đất mạch “dây dẫn – đất” đất không khác đường dây khơng mấy, việc tìm điện kháng thứ tự không đường dây cáp nguyên tắc không khác đường dây không Nếu cáp lõi (hình 8-15) khơng có vỏ dẫn điện điện kháng thứ tự khơng X’o tìm theo (8-21): X 'o 0,435 lg Dd R tb (8-51) Trong R tb rtb d - bán kính trung bình hình học dây cáp ba lõi rtb – bán kính đẳng trị lõi cáp d – khoảng cách trục lõi cáp Thơng thường cáp có vỏ dẫn điện vỏ nối đất đầu số điểm trung gian (ở hộp nối) Do tạo thành đường dịng điện thứ tự khơng song song đất Lúc vỏ cascp tương tự dây chống sét đường dây khơng Sự phân bố dịng điện thứ tự không vỏ cáp đất phụ thuộc vào điện trở riêng vỏ cáp mà vào điện trở nối đất vỏ cáp mà điện trở lại phụ thuộc cách đặt cáp (trong rãnh, thành v.v…) số yếu tố khác, làm khó khăn việc xác định xác tổng trở thứ tự khơng dây cáp Ta tính hai trường hợp giới hạn: 122 Điện trở nối đất vỏ cáp bé bỏ qua, tức vỏ cáp nối đất tốt, dòng điện Io vào đất gần hết (dòng điện vỏ cáp bé), lúc X o dây cáp cực đại Điện trở nối đất vỏ cáp lớn, tức vỏ cáp nối đất xấu dịng điện Io coi qua vỏ cáp, lúc Xo dây cáp cực tiểu Giá trị thực tế Xo dây cáp nằm hai giới hạn Phương pháp tính Xo dây cáp có vỏ dẫn điện nối đất giống đường dây khơng có dây chống sét, có điểm khác sau: - Vỏ cáp khơng có từ thơng tản, tức Xvo – XD-vo = 0, Xvo – điện kháng thứ tự không vỏ cáp, XD-vo – điện kháng hỗ cảm lõi vỏ cáp Lý từ thơng dịng điện vỏ cáp sinh móc vịng tất với lõi cáp, khơng có từ thơng tản - Khơng bỏ qua điện trở vỏ cáp rv: rv v S , ơm/km Trong S – tiết diện vỏ cáp Nếu vỏ cáp chì có điện trở suất v 25,2.10 6 ơm.cm thì: rv 0,8 (rN rT )(rN rT ) , ôm/km (8-52) Trong rN rT bán kính ngồi bán kính vỏ cáp, xem hình (815) Điện kháng hỗ cảm lõi vỏ cáp là: rD vo 0,435 lg Dd 2.D d 0,435 lg , ôm/km (8-53) DD v rN rT Trong đó: DD v (rN rT ) Cịn điện trở hỗ cảm là: rvo = 3rd = 0,15 ơm/km (8-54) 123 Ta vẽ sơ đồ thay thứ tự không dây cáp có vỏ dẫn điện hình 8-16 Trong X’o – điện kháng dây cáp lõi có vỏ dẫn điện, tính theo (8-51) HINH_VE XD-vo – điện kháng hỗ cảm lõi cáp vỏ cáp tính theo (8-53), rD – điện trở lõi cáp, rđ – điện trở đất Điện trở điện kháng dây cáp tính Ro (Zo) Jm (Zo) tổng trở Zo tìm theo sơ đồ (8-16) Trên sơ đồ tiếp điểm k đóng (vỏ cáp nối đất tốt) Zo = Zo max (Xo – Xo max); k mở (vỏ cáp nối đất xất): Zo = Zo (Xo – Xo min) Ta xét ví dụ có dây cáp 3kv, tiết diện 3x150mm2 thì: X1 = 0,07 ơm/km; Xo max = 1,38 ôm/km; Xo = 0,12 ôm/km, tức Xo max Xo khác đến 11,5 lần Do khác lớn giá trị giới hạn ro Xo dây cáp, khó tìm giá trị trung bình chắn cho ro Xo Trong tính tốn gần người ta lấy giá trị trung bình cộng giá trị giới hạn tìm Trong tính tốn sơ với cáp ba lõi ta lấy: ro 10r1 X o (3,5 4,6) X1 Trong r1 X1 – điện trở điện kháng thứ tự thuận dây cáp 124 TÀI LIỆU THAM KHẢO -o0o Tài liệu 1: PHAN THỊ THANH BÌNH - PHAN THỊ THU VÂN - DƯƠNG LAN HƯƠNG Hướng dẫn đồ án môn học Thiết Kế Cung Cấp Điện Nhà xuất Đại học quốc gia TP Hồ Chí Minh Tài liệu 2: Hướng dẫn thiết kế lắp đặt điện theo tiêu chuẩn IEC Nhà xuất Khoa hoc kỹ thuật Hà Nội – 2009 Tài liệu 3: PHAN THỊ THU VÂN An toàn điện Nhà xuất Đại học quốc gia TP Hồ Chí Minh Tài liệu 4: QUYỀN HUY ÁNH An toàn điện Nhà xuất Đại học quốc gia TP Hồ Chí Minh 125 126 ... Và điều tùy thuộc vào nhà thiết kế hệ thống điện, nhà thiết kế cung cấp điện Phải thiết kế cho phải đảm bảo an toàn, đảm bảo chất lượng điện kinh tế nhất, đạt nhà thiết kế thành cơng Trong nghiệp... ngành điện lực tham gia thiết kế lắp đặt cơng trình cấp điện Thiết kế hệ thống cấp điện việc làm khó Một cơng trình điện dù nhỏ yêu cầu kiến thức kỹ thuật từ hàng loạt chuyên nghành (cung cấp điện, ... : cung cấp điện cho tủ TPP1,TPP2,TPP3,TĐL Tủ phân phối (TPP1) :cung cấp điện cho tủ điện tầng hầm Tủ phân phối (TPP2) : cung cấp điện cho tủ điện tầng 1,2,3 Tủ phân phối 3(TPP3) : cung cấp điện
Ngày đăng: 17/02/2019, 20:55
Xem thêm:
