Nội dung của đồ án bao gồm: xác định phụ tải tính toán phân xưởng; lựa chọn trạm nguồn và tủ điện chính mạng điện; lên phương án đi dây và tính chọn dây cho phân xưởng; tính toán ngắn mạch và chọn CB; tính tổn thất công suất và bù hệ số công suất của phân xưởng; thiết kế chiếu sáng; thiết kế hệ thống chống sét và bảo vệ nối đất của phân xưởng cơ khí.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN CÔNG NGHIỆP ĐỒ ÁN MÔN HỌC - - ĐỒ ÁN MÔN HỌC: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRƯƠNG VIỆT ANH SVTH: BÙI THANH NAM NGUYỄN HỮU CHUNG - 16542372 - 16542357 LỚP: 16542DVT3 - NHÓM: 02 MAIL: 16542372@student.hcmute.edu.vn 16542357@student.hcmute.edu.vn Vũng Tàu, Tháng 12 Năm 2019 LỜI MỞ ĐẦU Hiện kinh tế nước ta đà tăng trưởng mạnh mẽ, theo đường lối cơng nghiệp hóa đại hóa đất nước, nhu cầu sử dụng điện lĩnh vực công nghiệp ngày tăng cao Hàng loạt khu chế xuất, khu công nghiệp nhà máy, xí nghiệp cơng nghiệp hình thành vào hoạt động Từ thực tế đó, việc thiết kế cung cấp điện việc vô quan trọng việc cần phải làm Việc thiết kế hệ thống cung cấp điện khơng đơn giản đòi hỏi người thiết kế phải có kiến thức tổng hợp nhiều chuyên ngành khác (Cung cấp điện, Trang bị điện, Kỹ thuật cao áp, An tồn điện,…) Ngồi phải có hiểu biết định lĩnh vực liên quan xã hội, môi trường, đối tượng sử dụng điện mục đích kinh doanh họ… Một thiết kế dư thừa gây lãng phí khó thu hồi vốn đầu tư, thiết kế khơng đảm bảo gây hậu lớn Vì đồ án mơn học Cung cấp điện bước khởi đầu giúp cho sinh viên ngành hệ thống điện hiểu cách tổng quát công việc phải làm việc thiết kế hệ thống cung cấp điện chuyên ngành Cung cấp điện Hiện giới xuất nhiều phần mềm thiết kế hệ thống cung cấp điện với trợ giúp máy tính Nhưng muốn hiểu việc thiết kế hệ thống cung cấp điện máy vi tính ta phải nắm vững kiến thức chun mơn, biết trình tự tính tốn thiết kế cung cấp điện cho hệ thống điện, từ làm sở vững mặt lý thuyết phương pháp tính toán phương án lựa chọn tối ưu đạt hiệu cao cho cơng trình điện – đảm bảo chi phí thấp mặt kinh tế đảm bảo hội tụ đầy đủ yếu tố kỹ thuật Trên tinh thần với hướng dẫn tận tình thầy TRƯƠNG VIỆT ANH, chúng em tiến hành làm “ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO MỘT PHÂN XƯỞNG” Thông qua đồ án này, chúng em hiểu rõ trình tự bước cần thiết để cung cấp điện cho phân xưởng, cách lựa chọn lắp đặt thiết bị bảo vệ cho nhà máy, đảm bảo hoạt động liên tục, đáng tin cậy thời gian dài Trong trình thực đồ án thiết kế cung cấp điện cho cơng trình điện chắn khơng tránh khỏi sai sót, song với mong muốn làm quen với việc thiết kế tích lũy kinh nghiệm hữu ích cho việc học tập, cơng việc tương lai Em mong góp ý dẫn thầy cô bạn để đồ án hoàn thiện Cuối em xin chân thành cảm ơn thầy TRƯƠNG VIỆT ANH hướng dẫn tận tình giúp chúng em hồn thành đồ án môn học Sinh viên thực BÙI THANH NAM NGUYỄN HỮU CHUNG BÙI THANH NAM – MSSV: 16542372 NGUYỄN HỮU CHUNG – MSSV: 16542357 Trang ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRƯƠNG VIỆT ANH NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………… TP.Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2019 TS.TRƯƠNG VIỆT ANH BÙI THANH NAM – MSSV: 16542372 NGUYỄN HỮU CHUNG – MSSV: 16542357 Trang ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRƯƠNG VIỆT ANH MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN PHÂN XƯỞNG 1.1 ĐẶC ĐIỂM PHÂN XƯỞNG 1.2 THÔNG SỐ VÀ SƠ ĐỒ MẶT BẰNG PHÂN XƯỞNG 1.2.1 SƠ ĐỒ MẶT BẰNG PHÂN XƯỞNG 1.2.2 BẢNG PHỤ TẢI PHÂN XƯỞNG 1.3 PHÂN NHÓM PHỤ TẢI 1.4 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN CHO PHÂN XƯỞNG 1.4.1 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN CHO TỪNG NHÓM 12 1.4.2 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI CHIẾU SÁNG CỦA PHÂN XƯỞNG 16 1.4.3 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN CHO TỒN PHÂN XƯỞNG 16 1.5 XÁC ĐỊNH TÂM PHỤ TẢI NHÓM VÀ PHÂN XƯỞNG 18 1.5.1 TÂM PHỤ TẢI TỪNG NHÓM 18 1.5.2 TÂM PHỤ TẢI PHÂN XƯỞNG 21 CHƯƠNG 2: LỰA CHỌN TRẠM NGUỒN VÀ TỦ ĐIỆN CHÍNH MẠNG ĐIỆN 23 2.1 CHỌN MÁY BIẾN ÁP CHO PHÂN XƯỞNG 23 2.1.1 CHỌN SỐ LƯỢNG VÀ CÔNG SUẤT TRẠM BIẾN ÁP 23 2.2 KIỂM TRA VÀ ĐO LƯỜNG TRONG TRẠM 25 2.2.1 LỰA CHỌN VÀ KIỂM TRA MÁY BIẾN DÒNG BI 25 2.2.2 LỰA CHỌN VÀ KIỂM TRA MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP BU 25 2.2.3 SƠ ĐỒ ĐO LƯỜNG TRẠM BIẾN ÁP 26 2.2.4 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ ĐO LƯỜNG TRẠM BIẾN ÁP 26 2.3 LỰA CHỌN VỊ TRÍ ĐẶT TỦ PHÂN PHỐI VÀ TỦ ĐỘNG LỰC 27 CHƯƠNG 3:LÊN PHƯƠNG ÁN ĐI DÂY VÀ TÍNH CHỌN DÂY CHO PHÂN XƯỞNG 29 3.1 VẠCH PHƯƠNG ÁN ĐI DÂY TRONG MẠNG PHÂN XƯỞNG 29 3.2 PHÂN TÍCH CÁC PHƯƠNG ÁN ĐI DÂY 29 3.3 VẠCH PHƯƠNG ÁN ĐI DÂY 31 3.4 SƠ ĐỒ MẶT BẰNG ĐI DÂY 32 3.5 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ ĐI DÂY CỦA PHÂN XƯỞNG 33 3.6 PHƯƠNG ÁN LỰA CHỌN VÀ KIỂM TRA TIẾT DIỆN DÂY DẪN 33 3.6.1 CHỌN DÂY DẪN THEO TỔN THẤT ĐIỆN ÁP CHO PHÉP 33 3.6.2 CHỌN DÂY DẪN THEO ĐIỀU KIỆN PHÁT NÓNG 34 3.6.3 CHỌN DÂY DẪN THEO MẬT ĐỘ DÒNG KINH TẾ 37 3.7 TÍNH CHỌN DÂY DẪN PHÂN XƯỞNG THEO ĐIỀU KIỆN PHÁT NÓNG 38 3.7.1 CHỌN DÂY DẪN TỪ TRẠM BIẾN ÁP ĐẾN TỦ PHÂN PHỐI CHÍNH 38 3.7.2 CHỌN DÂY DẪN TỪ TỦ PHÂN PHỐI CHÍNH ĐẾN TỦ ĐỘNG LỰC 39 3.7.3 CHỌN DÂY DẪN TỪ TỦ ĐỘNG LỰC DB ĐẾN CÁC ĐỘNG CƠ 40 3.8 KIỂM TRA SỤT ÁP 42 CHƯƠNG 4:TÍNH TỐN NGẮN MẠCH VÀ CHỌN CB 48 4.1 TỔNG QUAN VỀ CB 48 4.2 TÍNH TỐN NGẮN MẠCH VÀ CHỌN CB 49 BÙI THANH NAM – MSSV: 16542372 NGUYỄN HỮU CHUNG – MSSV: 16542357 Trang ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRƯƠNG VIỆT ANH 4.2.1 TÍNH NGẮN MẠCH, CHỌN MCCB TỔNG TẠI TRẠM BIẾN ÁP VÀ TỦ PHÂN PHỐI CHÍNH 49 4.2.2 TÍNH NGẮN MẠCH, CHỌN CÁC MCCB NHÁNH TẠI TỦ PHÂN PHỐI CHÍNH VÀ CÁC MCCB TỔNG TẠI CÁC TỦ ĐỘNG LỰC, TỦ CHIẾU SÁNG 52 4.2.3 CHỌN CB BẢO VỆ CHO CÁC ĐỘNG CƠ 55 CHƯƠNG 5:TÍNH TỔN THẤT CÔNG SUẤT VÀ BÙ HỆ SỐ CÔNG SUẤT CỦA PHÂN XƯỞNG 57 5.1 TÍNH TỔN THẤT CÔNG SUẤT 57 5.1.1 TỔN THẤT CÔNG SUẤT CỦA MÁY BIẾN ÁP 57 5.1.2 TỔN THẤT CÔNG SUẤT TỪ MÁY BIẾN ÁP ĐẾN TỦ PHÂN PHỐI CHÍNH MDB 58 5.1.3 TỔN THẤT CÔNG SUẤT TỪ MDB ĐẾN DB1 58 5.1.4 TỔN THẤT TỪ TỦ ĐỘNG LỰC DB ĐẾN CÁC ĐỘNG CƠ 59 5.1.5 TỔN THẤT TOÀN PHÂN XƯỞNG 60 5.2 TÍNH TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG 60 5.3 NÂNG CAO HỆ SỐ COSφ VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN BÙ 61 5.3.1 Ý NGHĨA CỦA VIỆC NÂNG CAO HỆ SỐ COSφ 61 5.3.2 CHỌN THIẾT BỊ BÙ 62 5.3.3 VỊ TRÍ LẮP ĐẶT TỤ BÙ 63 5.3.4 CHỌN PHƯƠNG ÁN BÙ VÀ TÍNH BÙ CHO PHÂN XƯỞNG 65 CHƯƠNG 6:THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG 68 6.1 CÁC YÊU CẦU ĐỐI VỚI HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG 68 6.1.1 CÁC ĐẠI LƯỢNG KỸ THUẬT ÁNH SÁNG (KTAS) 69 6.1.2 CHỌN HỆ CHIẾU SÁNG 69 6.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN CHIẾU SÁNG 70 6.2.1 PHƯƠNG PHÁP MẬT ĐỘ CÔNG SUẤT RIÊNG 70 6.2.2 PHƯƠNG PHÁP HỆ SỐ SỬ DỤNG 71 6.2.3 PHƯƠNG PHÁP ĐIỂM 73 6.3 TÍNH TỐN CHIẾU SÁNG PHÂN XƯỞNG 73 6.3.1 TÍNH TỐN CHIẾU SÁNG CHUNG CHO PHÂN XƯỞNG 73 6.3.2 TÍNH TỐN CHIẾU SÁNG CHO PHỊNG KCS 76 6.3.3 TÍNH TỐN CHIẾU SÁNG CHO NHÀ KHO 79 6.4 VẠCH RA PHƯƠNG ÁN ĐI DÂY CHO HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG 82 6.5 TÍNH CHỌN DÂY DẪN VÀ THIẾT BỊ BẢO VỆ CHO MẠNG CHIẾU SÁNG 83 6.5.1 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI CHIẾU SÁNG 83 6.5.2 TÍNH CHỌN CÁP VÀ DÂY DẪN 84 6.5.3 TÍNH TỐN SỤT ÁP TRÊN TUYẾN DÂY 86 CHƯƠNG 7:THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHỐNG SÉT VÀ BẢO VỆ NỐI ĐẤT CỦA PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ 87 7.1 QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH SÉT 87 7.2 THIẾT KẾ CHỐNG SÉT 89 7.3 TÍNH TỐN NỐI ĐẤT 97 7.3.1 TÍNH TỐN NỐI ĐẤT HỆ THỐNG CHỐNG SÉT 98 7.3.2 TÍNH TỐN NỐI ĐẤT TRUNG TÍNH NGUỒN TRẠM BIẾN ÁP 100 BÙI THANH NAM – MSSV: 16542372 NGUYỄN HỮU CHUNG – MSSV: 16542357 Trang ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRƯƠNG VIỆT ANH 7.3.3 TÍNH TỐN NỐI KHÔNG CHO HỆ THỐNG THIẾT BỊ TRONG PHÂN XƯỞNG 102 7.3.4 TÍNH TỐN NỐI ĐẤT LẶP LẠI CHO HỆ THỐNG THIẾT BỊ TRONG PHÂN XƯỞNG 103 7.4 TÍNH TỐN THIẾT KẾ SƠ ĐỒ NỐI ĐẤT AN TOÀN CHO MẠNG ĐIỆN HẠ THẾ PHÂN XƯỞNG 103 7.4.1 CHỌN SƠ ĐỒ NỐI ĐẤT AN TOÀN (SƠ ĐỒ TN-C-S) 103 7.4.2 CHỌN DÂY PE HOẶC DÂY PEN 106 7.4.3 TÍNH DỊNG CHẠM VỎ ĐỐI VỚI THIẾT BỊ ĐIỆN Ở XA NHẤT 108 7.4.4 TÍNH ĐIỆN ÁP TIẾP XÚC UTXMAX 113 TÀI LIỆU THAM KHẢO 115 BÙI THANH NAM – MSSV: 16542372 NGUYỄN HỮU CHUNG – MSSV: 16542357 Trang ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRƯƠNG VIỆT ANH CHƯƠNG XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN PHÂN XƯỞNG Phụ tải tính tốn thơng số quan trọng mà ta cần xác định việc tính tốn, thiết kế cung cấp phụ tải điện tương tự phụ tải thực tế xác định xác chọn thiết bị phù hợp đảm bảo điều kiện kỹ thuật lợi ích kinh tế Phụ tải điện phụ thuộc vào yếu tố quan trọng như: công suất máy, số lượng máy, chế độ vận hành máy, điện áp làm việc quy trình cơng nghệ sản xuất Để thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng ta cần quan tâm đến yêu cầu như: chất lượng điện năng, độ tin cậy cấp điện, mức độ an toàn, kinh tế 1.1 ĐẶC ĐIỂM PHÂN XƯỞNG: - Đây mặt phân xưởng khí số 02 (theo số liệu đồ án Nhóm 02), có dạng hình chữ nhật, phân xưởng có kích thước: Chiều dài: 54 (m) Chiều rộng: 18 (m) Chiều cao: (m) Diện tích tồn phân xưởng: 972 (m2) - Mơi trường làm việc thuận lợi, bụi, nhiệt độ mơi trường trung bình phân xưởng là: 30 oC - Phân xưởng dạng hai mái tôn kẽm, xi măng, tường quét vơi trắng, tồn phân xưởng có 05 cửa vào cánh: 01 cửa chính, 04 cửa phụ - Phân xưởng làm việc ca ngày: Ca 1: từ 6h đến 14h Ca 2: từ 14h đến 22h - Trong phân xưởng có 37 động cơ, phòng kho phòng KCS, ngồi phân xưởng có hệ thống chiếu sáng Phân xưởng lấy điện từ trạm biến áp khu vực với cấp điện áp là: 220/380(V) 230/400(V) theo đo lường thực tế 1.2 THÔNG SỐ VÀ SƠ ĐỒ MẶT BẰNG PHÂN XƯỞNG: 1.2.1 SƠ ĐỒ MẶT BẰNG PHÂN XƯỞNG: HÌNH 1.1 BỐ TRÍ MẶT BẰNG PHÂN XƯỞNG SỐ 02 BÙI THANH NAM – MSSV: 16542372 NGUYỄN HỮU CHUNG – MSSV: 16542357 Trang ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRƯƠNG VIỆT ANH 1.2.2 BẢNG PHỤ TẢI PHÂN XƯỞNG: BẢNG 1.1 – PHỤ TẢI PHÂN XƯỞNG 02 (SỐ LIỆU ĐỒ ÁN ĐỀ 02 – MB 02) Ký hiệu MB 10 11 12 Tổng Số lượng 4 2 3 36 Piđm (kW) 16 16 16 14 11 18 18 12 Σ Piđm (kW) 64 64 10 16 18 56 55 54 54 27 48 469 Cosφ Ksd Ghi 0.9 0.7 0.7 0.8 0.7 0.8 0.8 0.9 0.7 0.7 0.6 0.6 0.8 0.7 0.8 0.9 0.7 0.8 0.8 0.7 0.9 0.8 0.9 0.8 pha pha pha pha pha pha pha pha pha pha pha pha 1.3 PHÂN NHÓM PHỤ TẢI: Căn vào việc bố trí phân xưởng yêu cầu làm việc thuận tiện nhất, để làm việc có hiệu thơng qua chức hoạt động máy móc thiết bị Ngồi u cầu kỹ thuật ta phải đạt yêu cầu kinh tế, không nên đặt nhiều nhóm làm việc đồng thời, nhiều tủ động lực không lợi kinh tế Tuy nhiên yếu tố quan trọng cần phải quan tâm việc phân nhóm phụ tải Vì phân nhóm phụ tải định tủ phân phối phân xưởng, số tuyến dây tủ phân phối Phân nhóm phụ tải cho phân xưởng dựa vào yếu tố sau: Các thiết bị nhóm nên có chức Phân nhóm theo khu vực gần cho nhóm Phân nhóm có ý đến phân cơng suất cho nhóm (tổng cơng suất nhóm gần nhau) Dòng tải nhóm gần với dòng tải CB chuẩn Số nhóm khơng nên q nhiều: 2,3 nhóm Trong tuyến dây cung cấp từ tủ phân phối khơng nên bố trí thiết bị có cơng suất lớn cuối tuyến Vì thế, vào cơng suất vị trí thiết bị sơ đồ mặt bằng, khơng xét đến nhóm thiết bị công (do ta cụ thể máy loại gì) nên ta định chia phụ tải theo phân bổ công suất nhóm thành 04 nhóm, 04 nhóm 04 tủ động lực (DB) 01 tủ phân phối (MDB) cấp điện cho 04 tủ động lực Ngồi việc cấp điện cho 04 nhóm thiết bị, ta phải cung cấp cho hệ thống chiếu sáng (LDB) BÙI THANH NAM – MSSV: 16542372 NGUYỄN HỮU CHUNG – MSSV: 16542357 Trang ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRƯƠNG VIỆT ANH Số lượng, ký hiệu mặt tổng cơng suất nhóm thiết bị đây: BẢNG 1.2 – PHÂN NHÓM PHỤ TẢI THEO BỐ TRÍ MẶT BẰNG PHÂN XƯỞNG 02 ΣPiđm Ký hiệu mặt Số lượng Piđm Cos Nhóm Ksd (kW) thiết bị (kw) 2B – 2C – 2D 16 0.7 0.7 3A – 3B 0.7 0.8 01 114 6C 09 14 0.8 0.8 8A 18 0.9 0.7 12A – 12B 12 0.6 0.8 1A – 1B – 1C – 1D 16 0.9 0.8 02 108 2A 07 16 0.7 0.7 6A – 6B 14 0.8 0.8 5A – 5B 0.7 0.7 7A – 7B – 7C 11 0.8 0.8 8B 18 0.9 0.7 03 123 9A 11 18 0.7 0.9 10A 0.7 0.8 11 0.6 0.9 12C – 12D 12 0.6 0.8 16 0.8 0.9 6D 14 0.8 0.8 7D – 7E 11 0.8 0.8 04 124 09 8C 18 0.9 0.7 9B – 9C 18 0.7 0.9 10B – 10C 0.7 0.8 Tổng 469 36 1.4 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN CHO PHÂN XƯỞNG: - CÓ NHIỀU PHƯƠNG PHÁP ĐỂ XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN: Các phương pháp trình bày sau phương pháp tính gần ① Phương pháp hệ số nhu cầu Knc công suất đặt: Ptt = K nc x Pđặt Qtt = Ptt x tgφ Phương pháp sử dụng thơng tin thu nhận từ khách hàng có thiết kế nhà xưởng (chưa có sơ đồ bố trí máy móc, thiết bị), số liệu cụ thể biết cơng suất đặt diện tích phân xưởng ② Phương pháp theo suất tiêu hao điện đơn vị sản phẩm (hoặc theo công suất riêng) Ptt = Ptb = (Mca.a)/Tca = Po x F Trong đó: a – suất tiêu hao điện đơn vị sản phẩm; Tca , Mca – thời gian làm việc lượng sản phẩm ca mang tải lớn nhất; Po – cơng suất đơn vị diện tích; F – diện tích sử dụng; BÙI THANH NAM – MSSV: 16542372 NGUYỄN HỮU CHUNG – MSSV: 16542357 Trang ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRƯƠNG VIỆT ANH ③ Phương pháp tính theo Kmax cơng suất trung bình (còn gọi phương pháp số thiết bị hiệu nhq hay phương pháp xếp biểu đồ): Với nhóm, biết rõ thơng tin chế độ vận hành (đồ thị, thời gian đóng điện,…) tra cứu hệ số sử dụng thiết bị, tiến hành tính phụ tải theo Kmax cơng suất trung bình nhóm Với nhóm, biết rõ thông tin chế độ vận hành (đồ thị, thời gian đóng điện,…) tra cứu hệ số sử dụng thiết bị, tiến hành tính phụ tải theo Kmax cơng suất trung bình nhóm theo bước sau: a) Số thiết bị hiệu nhq: - Được xác định theo công thức sau: = (∑ ∑ đ ) đ với Pđmi – công suất định mức thiết bị thứ i Trong trường hợp số thiết bị nhóm nhiều, áp dụng cách tính gần sau: - - Xác định: n1 – số thiết bị có cơng suất lớn ½ Pimax (thiết bị có cơng suất lớn nhóm) P1 – tổng cơng suất số thiết bị n1 Tính hệ số: ∗ = ∗ = đ với Pđm – tổng cơng suất định mức tồn nhóm - Tra bảng PL1.4 – tài liệu [1] tìm số thiết bị hiệu nhq b) Tính Ksd nhóm theo cơng thức: ∑ đ = = ∑ đ đ với Pđm – tổng cơng suất định mức tồn nhóm - Cơng suất trung bình nhóm tính sau: = đ c) Xác định phụ tải tính tốn: - Nếu nhq < n < phụ tải tính tốn: = - Nếu nhq < n > thì: = - đ đ Với thiết bị có chế độ làm việc dài hạn hệ số phụ tải kpt lấy 0.9 Với thiết bị có chế độ làm việc ngắn hạn lặp lại kpt lấy giá trị 0.75 Nếu nhq ≥ tìm Kmax theo nhq Ksd tra bảng: = + 1.3 BÙI THANH NAM – MSSV: 16542372 NGUYỄN HỮU CHUNG – MSSV: 16542357 Trang 10 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRƯƠNG VIỆT ANH Điện trở suất tính tốn tt = tt theo cơng thức: Km x tt = Km x = 1.3 x 40= 52 ( m) Trong đó: Km – hệ số thay đổi điện trở suất đất theo mùa, tra Bảng 3.5-Trang 37/Tài liệu [4], với cọc chôn thẳng đứng, độ sâu h = 0.8(m), ta chọn Km = 1.3 - điện trở suất theo loại đất, tra Bảng 3.4-Trang 37/Tài liệu [4], ta chọn = 40 ( m) đất khô Chọn cọc nối đất loại cọc thép góc chữ L 60x60x6 (mm), chiều dài L=250 (cm), chôn sâu h = 0.8m Độ chôn sâu trung bình cọc: htb = h + L/2 = 80 + 250/2 = 205 (cm) Ta có điện trở cọc nối đất thép góc chữ L theo công thức (7.14): 4ℎ + + ln ( ) 2 4ℎ − 52 × 10 × 250 × 205 + 250 = + ln ( ) × 3.14 × 250 × 10 × 205 − 250 = ( ) = Xác định số cọc lý thuyết theo Rlt = : = = = 5.82( ọ ) (7.15) Xác định số cọc cần dùng: Do đặc thù khu trạm biến áp hay phân xưởng thường bố trí nối đất khu đất nhỏ trạm biến áp nên để gọn gàng ta chọn tỷ số a/l = số cọc lý thuyết nlt = (cọc) Từ tra bảng BẢNG 3.8-TRANG 42/TÀI LIỆU [4], ηlt = 0.62 Vậy số cọc cần dùng là: = × = × = 9.39 ( ọ ) đ Ta lấy n = 10 (cọc) Tra ngược lại bảng BẢNG 3.8-TRANG 42/TÀI LIỆU [4], ta có hệ số dử dụng ηlt xác cho 10 cọc ηlt = 0.55 Điện trở hệ thống cọc nối đất theo cơng thức: = × 23.3 = = 4.23 ( ) 10 × 0.55 = ( ) Chọn ngang nối cọc tiếp địa thép dẹt loại 40x4 (mm) chôn sâu 0.8 (m) so với mặt đất tự nhiên Vậy chiều tổng dài ngang là: Ta chọn tỷ số a/l =1 nên a = = 250 (cm) Do đó: L = a x N = 250 x 10 = 2500 (cm) Trong đó: N số nhịp khoảng cách cọc, ta có 10 cọc xếp theo chu vi mạch vòng nên N = 10 Độ chôn sâu nối là: htb = h + b/2 = 0.8 + 0.04/2 = 0.82 (m) = 82 (cm) Điện trở nối đất nối có tổng chiều dài chơn cách mặt đất h =0,8m với tổng chiều dài L = 2500 (cm), theo (Bảng 3.7-Trang 41/Tài liệu [4]) trường hợp dẹt nằm ngang chôn sâu đất khoảng h: 52 × 10 × 2500 = ln = ℎ × 3.14 × 2500 × 10 × 82 BÙI THANH NAM – MSSV: 16542372 NGUYỄN HỮU CHUNG – MSSV: 16542357 Trang 101 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRƯƠNG VIỆT ANH = 0.33 × 12.85 = 4.24 ( ) = ( ) Điện trở nối đất hệ thống thanh, với hệ số sử dụng ηth – hệ số sử dụng nằm ngang, tra Bảng 3.8-Trang 42/Tài liệu [4], ηth = 0.34 với N = 10 cọc đặt theo chu vi mạch vòng = = = ( ) Điện trở hệ thống nối đất tổng thể cọc nối là: × 4.23 × 12.47 = = = 3.16( ) + 4.23 + 12.47 = ( ) Điện trở xung nối đất, chọn = 1: × = ( ) ≤ ( ), đạ ê ầ Đ = Vậy ta đóng 10 cọc, cọc cách 2.5m tạo thành mạch vòng kín xung quanh trạm biến áp, cách móng trạm (2÷3)m – nối đất tập trung HÌNH 7.13 HỆ THỐNG TIẾP ĐỊA GỒM 10 ĐIỆN CỰC (CỌC ĐÓNG THẲNG ĐỨNG) VÀ CÁC THANH NGANG (ĐIỆN CỰC NGANG) 7.3.3 TÍNH TỐN NỐI KHƠNG CHO HỆ THỐNG THIẾT BỊ TRONG PHÂN XƯỞNG: Để đảm bảo cho hệ thống thiết bị phân xưởng thiết bị chiếu sáng, nối không bảo vệ (nối đất bảo vệ) ta dùng hệ thống dây dẫn nối từ vỏ máy hệ thống cọc nối đất trung tính nguồn trạm biến áp (tính tốn phần MỤC 7.3.2) thông qua điểm nối không tủ điện phân phối hạ tủ máy cắt tổng đến cực trung tính máy biến áp đến hệ thống nối đất trạm biến áp Dây dẫn nối đất bảo vệ (dây E màu vàng dưa, xanh cây, nâu đất, v.v…) tách riêng với dây pha (cáp 4*X + E), dây nối khơng riêng biệt (minh họa HÌNH 7.14 dưới) tùy theo dạng sơ đồ nối không sử dụng (TNC, TN-S, TT, …v.v) Trong đồ án này, ta tính tốn sơ đồ nối khơng kết hợp thiết bị bảo vệ CB theo mạng TN-C-S Hệ thống cọc nối đất phân xưởng tính tốn kiểm tra tương tự MỤC 7.3.2, nối đất bổ sung phía đầu đường dây rẽ nhánh (Rẽ nhánh PE tủ động lực, trước bắt đầu sơ đồ mạng TN-S), phòng trường hợp đứt dây trung tính BÙI THANH NAM – MSSV: 16542372 NGUYỄN HỮU CHUNG – MSSV: 16542357 Trang 102 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRƯƠNG VIỆT ANH mạng TN-C trước (từ MBA đến tủ phân phối chính, từ tủ phân phối đến tủ động lực) Chi tiết tính tốn, kiểm tra sơ đồ nối đất an tồn – nối khơng cho thiết bị phân xưởng trình bày MỤC 7.4 7.3.4 TÍNH TỐN NỐI ĐẤT LẶP LẠI CHO HỆ THỐNG THIẾT BỊ TRONG PHÂN XƯỞNG: u cầu tính tốn hệ thống tiếp địa lặp lại lưới trung tính làm việc đơn giản mang lại hiệu kinh tế, độ tin cậy cung cấp điện cao Điện trở nối đất lặp lại lưới hạ 200m phía đầu đường dây rẽ nhánh (rẽ nhánh PE tủ động lực, trước bắt đầu sơ đồ mạng TN-S) HÌNH 7.14 KẾT NỐI VỎ CÁC THIẾT BỊ SỬ DỤNG PE RIÊNG 7.4 TÍNH TỐN THIẾT KẾ SƠ ĐỒ NỐI ĐẤT AN TOÀN CHO MẠNG ĐIỆN HẠ THẾ PHÂN XƯỞNG: 7.4.1 CHỌN SƠ ĐỒ NỐI ĐẤT AN TOÀN (SƠ ĐỒ TN-C-S): BẢNG 7.1 TRA BẢNG 6.10-TRANG 75/TÀI LIỆU [1]- CÁCH CHỌN SƠ ĐỒ NỐI ĐẤT AN TỒN Chế độ nối đất trung tính nguồn Cách nối vỏ thiết bị Sơ đồ áp dụng Yo (trung tính nối đất trực tiếp) Nối vào dây trung tính TN-C; TN-S; TN-C-S Yo (trung tính nối đất trực tiếp) Nối đất riêng TT Cách li với đất Nối đất riêng IT a) Sơ đồ TN-C (3 pha dây) (C – compound, composed) Dây trung tính (Neutral) dây bảo vệ (Protective Earth), gọi PEN BÙI THANH NAM – MSSV: 16542372 NGUYỄN HỮU CHUNG – MSSV: 16542357 Trang 103 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRƯƠNG VIỆT ANH Sơ đồ không phép sử dụng dây nhỏ 10mm2 (dây đồng Cu) 16 mm2 (dây nhôm Al) thiết bị điện cầm tay, dây mềm kéo di động Cần phải thực nhiều điểm nối đất lặp lại dọc dây trung tính để tạo đẳng trung tính với đất Khi hỏng cách điện, dòng chạm vỏ lớn (vài kA), độ sụt áp nguồn, nhiễu điện từ thường cao Sơ đồ TN-C không dùng nơi có khả cháy nổ cao nối vật dẫn tự nhiên tòa nhà với dây PEN, dòng chạm vỏ lớn dễ gây hiểm họa cháy Do dòng cố điện áp tiếp xúc UTX lớn nên: - Tự động cắt thiết bị khỏi lưới có hỏng cách điện (chạm vỏ) - Các CB đảm nhận vai trò chạm vỏ dòng cố chạy dây PEN tương tự ngắn mạch pha – trung tính HÌNH 7.15 SƠ ĐỒ NỐI ĐẤT TN-C TRONG TRƯỜNG HỢP NHIỀU TẢI TIÊU THỤ b) Sơ đồ TN-S (3 pha dây) (S-Seperate) Dây PE (Protective Earth) trung tính tách biệt Mạng TN-S bắt buộc mạch có tiết diện nhỏ 10 mm2 (Cu) 16 mm2 (Al) thiết bị di động Dây PE không nối đất lặp lại nhằm tránh điện áp rơi dòng dây bảo vệ điều kiện vận hành bình thường Do dòng cố điện áp tiếp xúc UTX lớn nên: - Tự động ngắt điện có hư hỏng cách điện - Thiết bị bảo vệ CB RCD, chạm vỏ dòng cố chạy dây PE khác với ngắn mạch pha – trung tính Trong điều kiện bình thường, dây PE khơng có sụt áp nhược điểm sơ đồ TN-C khắc phục Khi hỏng cách điện, điện áp xuất dọc theo PE, có tượng độ giống sơ đồ TN-C Nếu bảo vệ chống tiếp xúc gián tiếp trang bị thiết bị bảo vệ dòng (CB) đặc tính tương tự sơ đồ TN-C sử dụng HÌNH 7.16 SƠ ĐỒ NỐI ĐẤT TN-S TRONG TRƯỜNG HỢP NHIỀU TẢI TIÊU THỤ BÙI THANH NAM – MSSV: 16542372 NGUYỄN HỮU CHUNG – MSSV: 16542357 Trang 104 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRƯƠNG VIỆT ANH c) Sơ đồ TN-C-S kết hợp TN-C TN-S: HÌNH 7.17 SƠ ĐỒ NỐI ĐẤT TN-C-S KẾT HỢP Trong sơ đồ TN-C-S, sơ đồ TN-C (4 dây) không phép sử dụng sau sơ đồ TN-S (HÌNH 7.18) Điểm phân dây PE tách khỏi dây PEN thường điểm đầu lưới HÌNH 7.18 SƠ ĐỒ TN-C KHÔNG CHO PHÉP NẰM SAU SƠ ĐỒ TN-S Dây PEN cấm nối vào đầu trung tính trước nối vỏ Sdây < 10 mm2 cấm nối theo TN-C (HÌNH 7.19) HÌNH 7.19 NỐI VỎ THIẾT BỊ VÀO DÂY PEN BÙI THANH NAM – MSSV: 16542372 NGUYỄN HỮU CHUNG – MSSV: 16542357 Trang 105 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRƯƠNG VIỆT ANH Dựa vào BẢNG 7.1 tính chất làm việc thiết bị phân xưởng, ta chọn phương án nối không theo sơ đồ mạng TN-C-S kết hợp hai sơ đồ TN-C (3 pha dây) (common/compound) TN-S (3 pha dây) (separate), ta vận dụng ưu điểm chúng để bảo vệ an toàn chống chạm gián tiếp phân xưởng Từ tủ phân phối MDB đến tủ động lực DB: ta dùng sơ đồ TN-C, dây PEN dùng dây trung tính chung với cáp dẫn đa lõi lựa chọn Từ tủ động lực DB đến động cơ: ta dùng sơ đồ TN-S, dây trung tính dây PE tách biệt, điểm bắt đầu rẽ nhánh dây PE trung tính tủ động lực HÌNH 7.20 SỰ CỐ CHẠM VỎ TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN NỐI ĐẤT THEO SƠ ĐỒ TN Mạch vòng cố khơng ảnh hưởng đến hệ thống nối đất hình thành mạch nối tiếp dây pha dây bảo vệ (HÌNH 7.15) Để bảo vệ tự động cắt nguồn điện xuất cố, tiêu chuẩn IEC 60364-4 yêu cầu điều kiện sau phải thỏa: Zs x Ia ≤ Uo Im ≤ Ichạm vỏ Hay đó: Zs ( )– tổng trở mạch vòng cố bao gồm tổng trở nguồn, dây pha tính đến điểm cố dây bảo vệ điểm cố nguồn; Uo (V) – điện áp pha danh định; Ia (A) / Im (A) – dòng cắt ngắn mạch có th ời gian trễ hay dòng gây nên tác động cắt nguồn thiết bị bảo vệ với thời gian qui định BẢNG 5.3TRANG 71/TÀI LIỆU [4] BẢNG 7.2 BẢNG 5.3-TRANG 71/TÀI LIỆU [4] – THỜI GIAN CẮT TỐI ĐA QUI ĐỊNH ĐỐI VỚI MẠNG NỐI ĐẤT KIỂU TN (IEC 364-4-41) Up (V) Thời gian cắt (s) Ucp = 50V Thời gian cắt (s) Ucp = 25V 127 230 400 >400 0.8 0.4 0.2 0.1 0.35 0.2 0.05 0.01 7.4.2 CHỌN DÂY PE HOẶC DÂY PEN: Chọn dây bảo vệ theo tiêu chuẩn IEC: Tiết diện dây trung tính theo ảnh hưởng sơ đồ nối đất: Sơ đồ TT, TN-S,… Khi tiết diện dây pha Sp ≤ 16mm2 (Cu) 25mm2 (Al): SPE = SP BÙI THANH NAM – MSSV: 16542372 NGUYỄN HỮU CHUNG – MSSV: 16542357 Trang 106 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRƯƠNG VIỆT ANH Khi tiết diện dây pha 16mm2 < SP ≤35mm2 (Cu): SPE = 16 mm2 Trong trường hợp lại: SPE ≥ 0.5SP Dây nối đất bảo vệ (PE) Dây PE cho phép liên kết vật dẫn tự nhiên vỏ kim loại không điện thiết bị điện để tạo lưới đẳng Các dây dẫn dòng cố hư hỏng cách điện (giữa pha vỏ thiết bị) tới điểm trung tính nối đất nguồn PE nối vào đầu nối mạng (tại tủ động lực, điểm rẽ nhánh đầu từ trung tính tủ động lực) Đầu nối đất nối với điện cực nối đất qua dây nối đất (ở dây PEN từ MDB đến tủ động lực DP) Bảng thống kê dây PEN từ máy biến áp MBA đến tủ phân phối MDB, từ tủ phân phối MDB đến tủ động lực DB: Tuyến dây Dây pha MBA – MDB MDB – DB1 MDB – DB2 MDB – DB3 MDB – DB4 CVV-1x500 CVV-1x50 CVV-1x35 CVV-1x50 CVV-1x50 Rpha ( /km) 0.0366 0.387 0.524 0.387 0.387 Dây PEN CVV-1x250 CVV-1x25 CVV-1x16 CVV-1x25 CVV-1x25 RPEN ( /km) 0.0738 0.727 1.15 0.727 0.727 Chiều dài dây (m) 15 48 24 30 54 Bảng thống kê dây PE từ tủ động lực DB đến động cơ: DB1 đến Dây pha 2B 2C 2D 3A 3B 6C 8A 12A 12B CVV-4x10 CVV-4x10 CVV-4x10 CVV-4x1.5 CVV-4x1.5 CVV-4x6.0 CVV-4x10 CVV-4x10 CVV-4x10 DB2 đến Dây pha 1A 1B 1C 1D 2A 6A 6B CVV-4x6.0 CVV-4x6.0 CVV-4x6.0 CVV-4x6.0 CVV-4x10 CVV-4x6.0 CVV-4x6.0 Rpha ( /km) 1.83 1.83 1.83 12.1 12.1 3.08 1.83 1.83 1.83 Rpha ( /km) 3.08 3.08 3.08 3.08 1.83 3.08 3.08 BÙI THANH NAM – MSSV: 16542372 NGUYỄN HỮU CHUNG – MSSV: 16542357 Dây PE RPE ( /km) CVV-1x10 CVV-1x10 CVV-1x10 CVV-1x1.5 CVV-1x1.5 CVV-1x6.0 CVV-1x10 CVV-1x10 CVV-1x10 1.83 1.83 1.83 12.1 12.1 3.08 1.83 1.83 1.83 Dây PE RPE ( /km) CVV-1x6.0 CVV-1x6.0 CVV-1x6.0 CVV-1x6.0 CVV-1x10 CVV-1x6.0 CVV-1x6.0 3.08 3.08 3.08 3.08 1.83 3.08 3.08 Chiều dài dây (m) 11 15 12 18 10 Chiều dài dây (m) 7.5 10 7.5 15.5 18 Trang 107 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRƯƠNG VIỆT ANH DB3 đến Dây pha 5A 5B 7A 7B 7C 8B 9A 10A 11 12C 12D CVV-4x4.0 CVV-4x4.0 CVV-4x4.0 CVV-4x4.0 CVV-4x4.0 CVV-4x10 CVV-4x10 CVV-4x4.0 CVV-4x1.5 CVV-4x10 CVV-4x10 DB4 đến Dây pha 6D 7D 7E 8C 9B 9C 10B 10C CVV-4x10 CVV-4x6.0 CVV-4x4.0 CVV-4x4.0 CVV-4x10 CVV-4x10 CVV-4x10 CVV-4x4.0 CVV-4x4.0 Rpha ( /km) 4.61 4.61 4.61 4.61 4.61 1.83 1.83 4.61 12.1 1.83 1.83 Rpha ( /km) 1.83 3.08 4.61 4.61 1.83 1.83 1.83 4.61 4.61 Dây PE RPE ( /km) CVV-1x4.0 CVV-1x4.0 CVV-1x4.0 CVV-1x4.0 CVV-1x4.0 CVV-1x10 CVV-1x10 CVV-1x4.0 CVV-1x1.5 CVV-1x10 CVV-1x10 4.61 4.61 4.61 4.61 4.61 1.83 1.83 4.61 12.1 1.83 1.83 Dây PE RPE ( /km) CVV-1x10 CVV-1x6.0 CVV-1x4.0 CVV-1x4.0 CVV-1x10 CVV-1x10 CVV-1x10 CVV-1x4.0 CVV-1x4.0 1.83 3.08 4.61 4.61 1.83 1.83 1.83 4.61 4.61 Chiều dài dây (m) 6.5 6.5 24 22 22 6.5 5.5 18 12 Chiều dài dây (m) 14 24 22 14 12 7.4.3 TÍNH DỊNG CHẠM VỎ ĐỐI VỚI THIẾT BỊ ĐIỆN Ở XA NHẤT: Mục đích việc tính chạm vỏ để kiểm tra khả bảo vệ CB với điều kiện: Ichạm vỏ > Im Xét chế độ dòng chạm vỏ Min sụt áp từ nguồn đến điểm chạm vỏ 5% thời gian cắt nhỏ thời gian cho phép: Uphađm = 220 (V) ỏ = ( ) = (Ʃ Ʃ ) (Ʃ Ʃ ) TÍNH DỊNG CHẠM VỎ TẠI TỦ PHÂN PHỐI: Điện trở, điện kháng đến điểm chạm vỏ: Nếu s > 50 (mm2) Xo = 0.08 (m /m); s < 50 (mm2) Xo = (m /m) RMBA = 5.7 (m ) = 0.0057 ( ) XMBA = 20(m ) = 0.02 ( ) RMBA-MDP = Rdây1 = 0.55(m ) = 0.00055 ( ) XMBA-MDP = Xdây1 = 1.2(m ) = 0.0012 ( ) RPEN = RoPEN x LMBA-MDB = 0.0738 x 15 x 10-3 = 0.0011 ( ) XPEN = XoPEN x LMBA-MDB = 0.08 x 15 x 10-3 = 0.0012 ( ) Ʃ = + = 0.0016 ( ) BÙI THANH NAM – MSSV: 16542372 NGUYỄN HỮU CHUNG – MSSV: 16542357 Trang 108 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRƯƠNG VIỆT ANH ƩR =RMBA + RMBA-MDP + RPEN = 7.357 x 10-3 ( ) ƩX = XMBA + XMBA-MDP + XPEN = 0.0224 ( ) Dòng chạm vỏ tủ phân phối: ỏ = (Ʃ ) (Ʃ ) = ( × × ) ( ) = 8864.5 ( ) ỏ = 8864.5 ( ) (≈ 14In CB có dòng định mức 630A) Điệu kiện bảo vệ an toàn: Ichạm vỏ = 8864.5 (A) > Im = 2500 (A) CB chọn thỏa mãn điều kiện Trị số ngưỡng cắt tức thời kiểu từ CB Im nhỏ nhiều lần so với Ichạm vỏ, đảm bảo CB cắt nguồn khoảng thời gian ngắn TÍNH DỊNG CHẠM VỎ TẠI TỦ ĐỘNG LỰC: Tính dòng chạm vỏ tủ động lực DB1: Điện trở, điện kháng đến điểm chạm vỏ: Nếu s > 50 (mm2) Xo = 0.08 (m /m); s < 50 (mm2) Xo = (m /m) ƩR =RMBA + RMBA-MDP + RPEN = 7.357 x 10-3 ( ) ƩX = XMBA + XMBA-MDP + XPEN = 0.0224 ( ) RPEN = RoPEN x LMDB-DB1= 0.727 x 48 x 10 -3 = 0.035 ( ) XPEN = XoPEN x LMDB-DB1= ( ) Ʃ ≈ = 0.035 ( ) R MDB-DB1= RoxL = 0.387x48x10-3 = 0.018( ) X MDB-DB1= XoxL= 0.08 x48x10-3 = 0.0038 ( ) ƩR1 = ƩR + RPEN+ R MDB-DB1 = 0.06 ( ) ƩX1 = ƩX + XPEN + X MDB-DB1= 0.026 ( ) Dòng chạm vỏ tủ động lực DB1: × = = 3196.1 ( ) ỏ = (Ʃ ) (Ʃ ) ( ) ( ) ỏ = 3196.1 ( ) (≈ 20In CB có dòng định mức 160A) Điệu kiện bảo vệ an toàn: Ichạm vỏ = 3196.1 (A) > Im = 1600 (A) CB chọn thỏa mãn điều kiện Trị số ngưỡng cắt tức thời kiểu từ CB Im nhỏ nhiều lần so với Ichạm vỏ, đảm bảo CB cắt nguồn khoảng thời gian ngắn Tính dòng chạm vỏ tủ động lực DB2: Điện trở, điện kháng đến điểm chạm vỏ: Nếu s > 50 (mm2) Xo = 0.08 (m /m); s < 50 (mm2) Xo = (m /m) ƩR =RMBA + RMBA-MDP + RPEN = 7.357 x 10-3 ( ) ƩX = XMBA + XMBA-MDP + XPEN = 0.0224 ( ) RPEN = RoPEN x LMDB-DB2= 1.15 x 24 x 10-3 = 0.027 ( ) XPEN = XoPEN x LMDB-DB2= ( ) Ʃ ≈ = 0.027 ( ) R MDB-DB2= RoxL = 0.524x24x10-3 = 0.012( ) X MDB-DB2= ( ) ƩR2 = ƩR + RPEN+ R MDB-DB2 = 0.046 ( ) ƩX2 = ƩX + XPEN + X MDB-DB2= 0.0224 ( ) BÙI THANH NAM – MSSV: 16542372 NGUYỄN HỮU CHUNG – MSSV: 16542357 Trang 109 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRƯƠNG VIỆT ANH Dòng chạm vỏ tủ động lực DB2: ỏ = (Ʃ ) (Ʃ ) = ( × ) ( ) = 4084.9 ( ) = 4084.9 ( ) (≈ 26In CB có dòng định mức 160A) Điệu kiện bảo vệ an toàn: Ichạm vỏ = 4084.9 (A) > Im = 1600 (A) CB chọn thỏa mãn điều kiện Trị số ngưỡng cắt tức thời kiểu từ CB Im nhỏ nhiều lần so với Ichạm vỏ, đảm bảo CB cắt nguồn khoảng thời gian ngắn Tính dòng chạm vỏ tủ động lực DB3: Điện trở, điện kháng đến điểm chạm vỏ: Nếu s > 50 (mm2) Xo = 0.08 (m /m); s < 50 (mm2) Xo = (m /m) ƩR =RMBA + RMBA-MDP + RPEN = 7.357 x 10-3 ( ) ƩX = XMBA + XMBA-MDP + XPEN = 0.0224 ( ) RPEN = RoPEN x LMDB-DB3= 0.727 x 30 x 10 -3 = 0.022 ( ) XPEN = XoPEN x LMDB-DB3= ( ) Ʃ ≈ = 0.022 ( ) R MDB-DB3= RoxL = 0.387x30x10-3 = 0.012( ) X MDB-DB3= XoxL =0.08x30x10 -3 =0.0024( ) ƩR3 = ƩR + RPEN+ R MDB-DB3 = 0.041 ( ) ƩX3= ƩX + XPEN + X MDB-DB3= 0.0248 ( ) Dòng chạm vỏ tủ động lực DB3: × = = 4361.7 ( ) ỏ = ỏ (Ʃ ) (Ʃ ) ( ) ( ) = 4361.7 ( ) (≈ 27In CB có dòng định mức 160A) Điệu kiện bảo vệ an toàn: Ichạm vỏ = 4361.7 (A) > Im = 1600 (A) CB chọn thỏa mãn điều kiện Trị số ngưỡng cắt tức thời kiểu từ CB Im nhỏ nhiều lần so với Ichạm vỏ, đảm bảo CB cắt nguồn khoảng thời gian ngắn Tính dòng chạm vỏ tủ động lực DB4: Điện trở, điện kháng đến điểm chạm vỏ: Nếu s > 50 (mm2) Xo = 0.08 (m /m); s < 50 (mm2) Xo = (m /m) ƩR =RMBA + RMBA-MDP + RPEN = 7.357 x 10-3 ( ) ƩX = XMBA + XMBA-MDP + XPEN = 0.0224 ( ) RPEN = RoPEN x LMDB-DB4= 0.727 x 54 x 10 -3 = 0.039 ( ) XPEN = XoPEN x LMDB-DB4= ( ) Ʃ ≈ = 0.039 ( ) R MDB-DB4= RoxL = 0.387x54x10-3 = 0.02( ) X MDB-DB4= XoxL =0.08x54x10 -3 =0.004( ) ƩR4 = ƩR + RPEN+ R MDB-DB4 = 0.066 ( ) ƩX4= ƩX + XPEN + X MDB-DB4= 0.0264 ( ) Dòng chạm vỏ tủ động lực DB4: × = = 2940.2 ( ) ỏ = ỏ (Ʃ ) ỏ (Ʃ ) ( ) ( ) = 2940.2 ( ) BÙI THANH NAM – MSSV: 16542372 NGUYỄN HỮU CHUNG – MSSV: 16542357 Trang 110 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRƯƠNG VIỆT ANH (≈ 18In CB có dòng định mức 160A) Điệu kiện bảo vệ an toàn: Ichạm vỏ = 2940.2 (A) > Im = 1600 (A) CB chọn thỏa mãn điều kiện Trị số ngưỡng cắt tức thời kiểu từ CB Im nhỏ nhiều lần so với Ichạm vỏ, đảm bảo CB cắt nguồn khoảng thời gian ngắn TÍNH DỊNG CHẠM VỎ TẠI THIẾT BỊ: Tính dòng chạm vỏ thiết bị Nhóm 1: Điện trở, điện kháng đến điểm chạm vỏ: Nếu s > 50 (mm2) Xo = 0.08 (m /m); s < 50 (mm2) Xo = (m /m) ƩR1 = ƩR + RPEN+ R MDB-DB1 = 0.06 ( ) ƩX1 = ƩX + XPEN + X MDB-DB1= 0.026 ( ) R DB1-thiết.bị= RoxL ( ) XDB1-thiết.bị = XoxL =0 ( ) RPE = RoPE x LDB1-thiết.bị ( ) XPE = XoPE x L DB1-thiết.bị = ( ) Ʃ ≈ ( ) ƩRtb = ƩR1 + R DB1-thiết.bị + RPE ( ) ƩXtb = ƩX1 = 0.026 ( ) Dòng chạm vỏ thiết bị: ỏ = (Ʃ ) (Ʃ ) ( ) Điều kiện: Ichạm.vỏ > Im Bảng tổng kết Nhóm 01: Im I DB1 ƩRtb( ) ƩXtb( ) chạm.vỏ Ichạm.vỏ>Im ƩZPE UTXMAX Mã CB đến (A) (A) 2B 0.086 0.026 2335.7 Thỏa điều kiện 0.013 29.9 SH204L-C40 200 Thỏa điều kiện 2C 0.100 0.026 2017.8 0.020 40.6 SH204L-C40 200 Thỏa điều kiện 2D 200 0.115 0.026 1774.1 0.027 48.7 SH204L-C40 3A 80 0.205 0.026 1010.4 Thỏa điều kiện 0.073 73.4 SH204L-C16 3B 80 0.278 0.026 749.1 Thỏa điều kiện 0.109 81.6 SH204L-C16 6C 0.134 0.026 1532.0 Thỏa điều kiện 0.037 56.6 SH204L-C32 160 8A 0.126 0.026 1626.0 Thỏa điều kiện 0.033 53.6 SH204L-C32 160 Thỏa điều kiện 12A SH204L-C32 160 0.097 0.026 2089.2 0.018 38.2 12B SH204L-C32 160 0.082 0.026 2430.7 Thỏa điều kiện 0.011 26.7 Nhận xét: Các thiết bị CB dây dẫn lựa chọn Nhóm 01 đạt u cầu Tính dòng chạm vỏ thiết bị Nhóm 2: Điện trở, điện kháng đến điểm chạm vỏ: Nếu s > 50 (mm2) Xo = 0.08 (m /m); s < 50 (mm2) Xo = (m /m) ƩR2 = ƩR + RPEN+ R MDB-DB2 = 0.046 ( ) ƩX2 = ƩX + XPEN + X MDB-DB2= 0.0224 ( ) R DB2-thiết.bị= RoxL ( ) XDB2-thiết.bị = XoxL =0 ( ) RPE = RoPE x LDB2-thiết.bị ( ) XPE = XoPE x L DB2-thiết.bị = ( ) BÙI THANH NAM – MSSV: 16542372 NGUYỄN HỮU CHUNG – MSSV: 16542357 Trang 111 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRƯƠNG VIỆT ANH Ʃ ≈ ( ) ƩRtb = ƩR2 + R DB2-thiết.bị + RPE ( ) ƩXtb = ƩX2 = 0.0224 ( ) Dòng chạm vỏ thiết bị: ( ) ỏ = (Ʃ ) (Ʃ ) Điều kiện: Ichạm.vỏ > Im Bảng tổng kết Nhóm 02: DB2 Im I ƩRtb( ) ƩXtb( ) chạm.vỏ Ichạm.vỏ>Im ƩZPE UTXMAX Mã CB đến (A) (A) 1A SH204L-C32 160 0.077 0.0224 2612.5 Thỏa điều kiện 0.015 40.2 Thỏa điều kiện 1B SH204L-C32 160 0.092 0.0224 2202.7 0.023 50.9 1C SH204L-C32 160 0.108 0.0224 1901.6 Thỏa điều kiện 0.031 58.6 1D SH204L-C32 160 0.092 0.0224 2202.7 Thỏa điều kiện 0.023 50.9 2A SH204L-C40 200 0.083 0.0224 2442.1 Thỏa điều kiện 0.018 44.7 6A SH204L-C32 160 0.141 0.0224 1459.1 Thỏa điều kiện 0.048 69.7 6B SH204L-C32 160 0.157 0.0224 1318.9 Thỏa điều kiện 0.055 73.1 Nhận xét: Các thiết bị CB dây dẫn lựa chọn Nhóm 02 đạt u cầu Tính dòng chạm vỏ thiết bị Nhóm 3: Điện trở, điện kháng đến điểm chạm vỏ: Nếu s > 50 (mm2) Xo = 0.08 (m /m); s < 50 (mm2) Xo = (m /m) ƩR3 = ƩR + RPEN+ R MDB-DB3 = 0.041 ( ) ƩX3= ƩX + XPEN + X MDB-DB3= 0.0248 ( ) R DB3-thiết.bị= RoxL ( ); RPE = RoPE x LDB3-thiết.bị ( ) XDB3-thiết.bị = XoxL =0 ( ); XPE = XoPE x L DB3-thiết.bị = ( ) Ʃ ≈ ( ) ƩRtb = ƩR3 + R DB3-thiết.bị + RPE ( ) ƩXtb = ƩX3 = 0.0248 ( ) Dòng chạm vỏ thiết bị: ỏ = (Ʃ ) Điều kiện: Ichạm.vỏ Bảng tổng kết Nhóm 03: DB3 Im Mã CB ƩRtb( ) đến (A) 5A SH204L-C20 100 0.101 5B SH204L-C20 100 0.101 7A SH204L-C25 125 0.262 7B SH204L-C25 125 0.244 7C SH204L-C25 125 0.244 8B SH204L-C32 160 0.067 9A SH204L-C40 200 0.065 10A SH204L-C20 100 0.092 11 0.477 SH204L-C10 50 12C SH204L-C32 160 0.070 12D SH204L-C32 160 0.085 (Ʃ ) ( ) > Im ƩXtb( ) 0.0248 0.0248 0.0248 0.0248 0.0248 0.0248 0.0248 0.0248 0.0248 0.0248 0.0248 BÙI THANH NAM – MSSV: 16542372 NGUYỄN HỮU CHUNG – MSSV: 16542357 Ichạm.vỏ (A) 2010.9 2010.9 793.3 852.7 852.7 2940.1 3012.6 2199.9 437.9 2804.3 2362.5 Ichạm.vỏ>Im ƩZPE UTXMAX Thỏa điều kiện Thỏa điều kiện Thỏa điều kiện Thỏa điều kiện Thỏa điều kiện Thỏa điều kiện Thỏa điều kiện Thỏa điều kiện Thỏa điều kiện Thỏa điều kiện Thỏa điều kiện 0.030 0.030 0.111 0.101 0.101 0.013 0.012 0.025 0.218 0.015 0.022 60.3 60.3 87.8 86.5 86.5 37.7 35.8 55.8 95.4 41.1 51.9 Trang 112 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRƯƠNG VIỆT ANH Nhận xét: Các thiết bị CB dây dẫn lựa chọn Nhóm 03 đạt yêu cầu Tính dòng chạm vỏ thiết bị Nhóm 4: Điện trở, điện kháng đến điểm chạm vỏ: Nếu s > 50 (mm2) Xo = 0.08 (m /m); s < 50 (mm2) Xo = (m /m) ƩR4 = ƩR + RPEN+ R MDB-DB4 = 0.066 ( ) ƩX4= ƩX + XPEN + X MDB-DB4= 0.0264 ( ) R DB4-thiết.bị= RoxL ( ) XDB4-thiết.bị = XoxL =0 ( ) RPE = RoPE x LDB4-thiết.bị ( ) XPE = XoPE x L DB4-thiết.bị = ( ) Ʃ ≈ ( ) ƩRtb = ƩR4 + R DB4-thiết.bị + RPE ( ) ƩXtb = ƩX4 = 0.0264 ( ) Dòng chạm vỏ thiết bị: ỏ = (Ʃ ) (Ʃ ) ( ) Điều kiện: Ichạm.vỏ > Im Bảng tổng kết Nhóm 04: DB4 Im I ƩRtb( ) ƩXtb( ) chạm.vỏ Ichạm.vỏ>Im ƩZPE UTXMAX Mã CB (A) (A) đến Thỏa điều kiện 0.016 0.099 0.0264 2041 33.6 SH204L-C32 160 6D SH204L-C32 160 0.152 0.0264 1352.6 Thỏa điều kiện 0.043 58.3 Thỏa điều kiện 7D SH204L-C25 125 0.287 0.0264 724.5 0.111 80.2 Thỏa điều kiện 7E 125 0.269 0.0264 773.7 0.101 78.5 SH204L-C25 8C 0.077 0.0264 2568.2 Thỏa điều kiện 0.005 14.1 SH204L-C32 160 9B 0.117 0.0264 1739.1 Thỏa điều kiện 0.026 44.6 SH204L-C40 200 9C 0.110 0.0264 1848.8 Thỏa điều kiện 0.022 40.6 SH204L-C40 200 10B SH204L-C20 100 0.140 0.0264 1469.4 Thỏa điều kiện 0.037 54.2 Thỏa điều kiện 10C SH204L-C20 100 0.121 0.0264 1683.3 0.028 46.6 Nhận xét: Các thiết bị CB dây dẫn lựa chọn Nhóm 04 đạt yêu cầu 7.4.4 TÍNH ĐIỆN ÁP TIẾP XÚC UTXMAX: UTX-MDB = Ichạm vỏ x ƩZPEN = 8864.5 x 0.0016 = 14 (V) < Ucp = 25 (V), an toàn người tiếp xúc UTX-DB1 = Ichạm vỏ x ƩZPEN = 3196.1 x 0.035 = 111.8 (V) > Ucp = 50 (V), nguy hiểm UTX-DB2 = Ichạm vỏ x ƩZPEN = 4084.9 x 0.027 = 110.3 (V) > Ucp = 50 (V), nguy hiểm UTX-DB3 = Ichạm vỏ x ƩZPEN = 4361.7 x 0.022 = 96 (V) > Ucp = 50 (V), nguy hiểm UTX-DB4 = Ichạm vỏ x ƩZPEN = 2940.2 x 0.039 = 114.6 (V) > Ucp = 50 (V), nguy hiểm Ý NGHĨA CỦA VIỆC XÁC ĐỊNH UTX VÀ TÍNH TỐN DỊNG CHẠM VỎ ICHẠM.VỎ : Khi có cố chạm vỏ pha cách điện bị hư hỏng có dòng điện qua vỏ thiết bị vào đất với trị số: Ichạm.vỏ = Uf / (ƩR0 + ƩRđ ) BÙI THANH NAM – MSSV: 16542372 NGUYỄN HỮU CHUNG – MSSV: 16542357 Trang 113 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRƯƠNG VIỆT ANH Trong đó: Uf điện áp pha mạng điện R0 , R đ điện trở nối đất trung tính thiết bị cần bảo vệ Trị số dòng điện Ichạm.vỏ lúc điện áp < 1000 V lúc đủ lớn để làm cho thiết bị bảo vệ (như cầu chì, áp tô mát …) tác động cách chắn nhanh để cắt phần bị chạm vỏ ra, vỏ thiết bị có điện áp nguy hiểm tồn lâu dài điện áp tiếp xúc max UTXMAX: UTXMAX = Ichạm.vỏ x ƩRđ Nếu ƩRđ > ƩR0 UTXMAX lớn nhiều lần >> ĐỂ CÓ THỂ GIẢM UTXMAX: Giảm ƩRđ so với ƩR0 không kinh tế Trong trường hợp cách tăng dòng chạm vỏ Ichạm.vỏ đến giá trị đủ lớn để thiết bị bảo vệ cắt nhanh chỗ bị cố chạm vỏ bảo vệ an tồn cho người Biện pháp đơn giản dùng dây dẫn để nối vỏ thiết bị với dây trung tính & kiểm tra điều kiện dòng chạm vỏ thỏa mãn: Ichạm.vỏ > ImCB Như ý nghĩa bảo vệ nối dây trung tính biến chạm vỏ thiết bị thành ngắn mạch pha để thiết bị bảo vệ cắt nhanh chắn phần bị chạm vỏ, bảo đảm an toàn cho người BÙI THANH NAM – MSSV: 16542372 NGUYỄN HỮU CHUNG – MSSV: 16542357 Trang 114 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRƯƠNG VIỆT ANH TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] HƯỚNG DẪN ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN, Phan Thị Thanh Bình – Phan Thị Thu Vân – Dương Lan Hương – Nguyễn Thị Hoàng Liên, NXB ĐHQG TPHCM, 2017 [2] HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ LẮP ĐẶT ĐIỆN THEO TIÊU CHUẨN IEC, Phan Thị Thanh Bình nhóm tác giả đồng phiên dịch, NXB KHOA HỌC KỸ THUẬT HÀ NỘI, 2013 [3] GIÁO TRÌNH CUNG CẤP ĐIỆN, Nguyễn Xuân Phú – Nguyễn Công Hiền – Nguyễn Bội Khuê, NXB KHOA HỌC KỸ THUẬT HÀ NỘI [4] GIÁO TRÌNH AN TỒN ĐIỆN, PGS.TS.Quyền Huy Ánh, NXB ĐHQG TPHCM [5] KỸ THUẬT CHIẾU SÁNG DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP, Dương Lan Hương, NXB ĐHQG TPHCM [6] KHÍ CỤ ĐIỆN, Nguyễn Xuân Phú – Tô Đằng, NXB KHOA HỌC KỸ THUẬT HÀ NỘI, 2007 [7] HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN, TS.Trần Quang Khánh, NXB KHOA HỌC KỸ THUẬT, 2005 [8] CATALOGUE HƯỚNG DẪN LỰA CHỌN CÁP ĐIỆN CADIVI, 2018 BÙI THANH NAM – MSSV: 16542372 NGUYỄN HỮU CHUNG – MSSV: 16542357 Trang 115 ... viên ngành hệ thống điện hiểu cách tổng quát công việc phải làm việc thiết kế hệ thống cung cấp điện chuyên ngành Cung cấp điện Hiện giới xuất nhiều phần mềm thiết kế hệ thống cung cấp điện với... (MDB) cấp điện cho 04 tủ động lực Ngoài việc cấp điện cho 04 nhóm thiết bị, ta phải cung cấp cho hệ thống chiếu sáng (LDB) BÙI THANH NAM – MSSV: 16542372 NGUYỄN HỮU CHUNG – MSSV: 16542357 Trang ĐỒ... tính Nhưng muốn hiểu việc thiết kế hệ thống cung cấp điện máy vi tính ta phải nắm vững kiến thức chun mơn, biết trình tự tính tốn thiết kế cung cấp điện cho hệ thống điện, từ làm sở vững mặt lý