CHƯƠNG 8 NGUỒN DỰ PHÒNG 4.1 MÁY PHÁT DỰ PHÒNG Các phụ tải cần được cung cấp điện từ máy phát dự phòng của tòa nhà Citilight Tower là: - Nhóm 1 (tủ điện tầng 1 –> 14 + thang máy số 1) 217.87 KVA. - Nhóm 3 (hệ thống bơm, quạt, tủ điện tầng hầm, tầng mái) 175.84 KVA - Hệ thống điều hòa không khí 242.16 KVA Tổng công suất mà máy phát dự phòng phải cung cấp cho tòa nhà là: 636 KVA. Cụ thể như sau: - Vì đây là tòa nhà văn phòng – thương mại cao cấp nên hệ thống chiếu sáng đòi hỏi phải được đảm bảo liên tục. Mặt khác phụ tải chiếu sáng, hệ thống cấp nguồn cho mạng, điện thoại, ổ cắm của toàn bộ tòa nhà tiêu thụ một lượng công suất không cao 175.78 KVA. Chính vì vậy ta quyết đònh cung cấp điện cho toàn bộ cho toàn bộ hệ thống này từ máy phát dự phòng trong trường hợp lưới điện quốc gia không thể cung cấp cho tòa nhà. - Hệ thống quạt, bơm phục vụ cho những nhu cầu sinh hoạt thiết yếu của con người. Công suất mà phụ tải quạt và bơm tiêu thụ không cao 175.195 KVA nên ta quyết đònh cung cấp toàn bộ công suất quạt bơm từ máy phát dự phòng. - Hệ thống điều hòa không khí là một phụ tải tiêu thụ công suất cao nhất của tòa nhà. Chính vì điều này ta cần phải cân nhắc kỹ trong việc cung cấp điện cho hệ thống điều hòa không khí từ nguồn dự phòng. Ta chỉ cho một chiller (công suất 242.16 KVA) hoạt động để điều hòa không khí ở những nơi thật sự cần thiết trong tòa nhà như các phòng hội nghò, phòng họp… - Vì đây là tòa nhà 14 tầng nên việc di chuyển trong tòa nhà cần phải có sự trợ giúp của thang máy. Chính vì vậy ta quyết đònh cung cấp điện cho 1 hệ thống thang máy (công suất 50 KVA) từ nguồn điện của máy phát dự phòng. Chọn máy phát dự phòng có công suất là 640 KVA. Perkins 2800 – 640 KVA Generator. Company Name: International Power Generation Ltd. 4.2 BỘ CHUYỂN ĐỔI NGUỒN TỰ ĐỘNG ATS – AUTOMATIC TRANSFER SWITCH CHƯƠNG 9 THIẾTKẾ TRẠM BIẾN ÁP 5.1 TỔNG QUAN VỀ THIẾTKẾ TRẠM BIẾN ÁP 5.2 TÍNH TOÁN TRẠM BIẾN ÁP 5.2.1 Trường hợp trạm biến áp có 1 máy biến áp: + Tính toán chọn máy biến áp dựa vào điều kiện kiểm tra quá tải bình thường: Tính toán quá tải bình thường: Đẳng trò đồ thò phụ tải (đtpt) nhiều bậc về đồ thò phụ tải tương đương có 2 bậc sao cho nhiệt lượng tảo ra trong máy biến áp (MBA) là như nhau: Trình tự tính toán: - Bước 1: Căn cứ vào đtpt qua MBA có công suất S B sao cho S min < S B < S max . - Bước 2: Trong các vùng quá tải chọn vùng có ∑S i 2 T i lớn nhất để tính S 2đt . - Bước 3: Tính S 2đt theo biểu thức: S 2đt = i i i T TS )( 2 . (5.1) + Nếu S 2đt > 0.9 S max thì S 2 =S 2đt , T 2 =∑T i . S (KVA) 20% 40% 60% 80% 70% 100% 70% 30% 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 t (h) 1400 420 980 840 560 1120 280 Đồ thò phụ tải Citilight Tower + Nếu S 2đt ≤ 0.9 S max thì S 2 =0.9 S max và T 2 = 2 max 2 9.0 )( S TS i i . (5.2) - Bước 4: Chọn 10 h trước vùng tính S 2 để tính S 1 S 1 = 10 )( 2 i i TS (5.3) - Bước 5: Tính K 1 , K 2 theo biểu thức K 1 = B S S 1 ; K 2 = B S S 2 (5.4) - Bước 6: Từ K 1 và T 2 vừa tính được tra đường cong quá tải cho phép của MBA để tìm K 2cp . + Nếu K 2cp > K 2 thì MBA đã chọn có thể vận hành quá tải được. + Nếu K 2cp < K 2 thì chọn MBA có công suất lớn hơn. Dựa vào trình tự tính toán trên ta thực hiện việc chọn MBA cho tòa nhà Citilight Tower. Chọn máy biến áp có công suất là S B = 1250 KVA. Ta có các vùng quá tải sau: - Vùng quá tải (t=14 h -18 h ): ∑S 2 2 T 2 = 1400 2 x 4 = 7840000 Ta có S 2đt = 2 2 2 2 )( T TS =1400 KVA. S 2đt > 0.9 S max thì S 2 =S 2đt =1400 KVA, T 2 =∑T i =4 h. S 1 = 10 )( 2 2 2 TS = 885.43 KVA K 1 = B S S 1 = 1250 43.885 = 0.71 ; K 2 = B S S 2 = 1250 1400 =1.12 Từ K 1 và T 2 vừa tính được tra đường cong quá tải cho phép của MBA ở [2]để tìm K 2cp => K 2cp =1.17 > K 2 = 1.12. Vậy MBA đã chọn có thể vận hành ở điều kiện quá tải bình thường. Tương tự, ta chọn 1 máy biến áp có công suất S B = 1000 KVA. Ta có các vùng quá tải sau: - Vùng quá tải 1 (t = 8 h – 12 h ): ∑S 2 1 T 1 = 1120 2 x 4 = 5017600. - Vùng quá tải 2 (t=14 h -18 h ): ∑S 2 2 T 2 = 1400 2 x 4 = 7840000. Ta có : ∑S 2 1 T 1 < ∑S 2 2 T 2 . Vậy chọn vùng quá tải 2 để tính S 2đt . Ta có S 2đt = 2 2 2 2 )( T TS =1400 KVA. S 2đt > 0.9 S max thì S 2 =S 2đt =1400 KVA, T 2 =∑T i =4 h. S 1 = 10 )( 2 2 2 TS =885.43 KVA K 1 = B S S 1 = 1000 43.885 = 0.88 ; K 2 = B S S 2 =1.4 Từ K 1 và T 2 vừa tính được tra đường cong quá tải cho phép của MBA ở [2]để tìm K 2cp => K 2cp =1.19 < K 2 = 1.4. Vậy máy biến áp không thể vận hành ở điều kiện quá tải bình thường. Chọn máy biến áp có S B = 1250 KVA cho tòa nhà Citilight Tower. Chọn máy biến áp có các thông số sau: Máy biến áp ba pha hai cuộn dây quấn do Việt Nam chế tạo (THIBIDI). Điện áp 15 KV, 22 KV ±2 x 2.5% / 0.4 KV. Tổ đấu dây Δ/Υ 0 -11. Công suất Dòng điện đònh mức (A) Thông số kỹ thuật Trọng lượng (kg) Kích thước (mm) I 1 I 2 đònh mức (KVA) 22 (KV) 15 (KV) 0.4 (KV) ΔP 0 (W) I 0 (%) ΔP N (W) U N (%) Cuộn dây và lõi thép dầu tổng rộng dài cao 1250 32.8 48.1 1804.2 1800 1.0 15000 6.0 2900 1000 5500 1490 2300 2660 5.2.2 Trường hợp trạm biến áp có 2 máy biến áp: + Tính toán chọn máy biến áp dựa vào điều kiện kiểm tra quá tải sự cố:: Trình tự tính toán: - Bước 1: Chọn máy biến áp có công suất S B sao cho K qtsc .S B ≥ S max hay S B ≥ dtsc K S max (5.5) - Bước 2: Kiểm tra điều kiện T 2 < 6 h . - Bước 3: Kiểm tra điều kiện K 1 < 0.93. (*) Dựa vào trình tự tính toán trên ta thực hiện việc chọn MBA cho tòa nhà Citilight Tower. - Ta có dtsc K S max = KVA1076 3.1 1400 . (K qtsc =1.3 vì máy biến áp được đặt trong nhà). Do máy biến áp được sản xuất với các thang cách xa nhau, chỉ có 2 loại máy gần với cấp công suất 1076 KVA là 1000 KVA và 1250 KVA. Vì vậy thử chọn máy biến áp có công suất S B = 1000 KVA để tính toán thử. - Kiểm tra điều kiện về T 2 : có 2 vùng quá tải, nhưng cả 2 đều có thời gian quá tải là T 2 =4 h < 6 h => thỏa điều kiện này. - Kiểm tra điều kiện K 1 : S 1đt = KVA xxxx 54.926 10 35601840411202980 2222 K 1 = 1000 54.926 1 dmB dt S S 0.926 < 0.93 => thỏa điều kiện (*) Vậy trạm biến áp của tòa nhà Citilight Tower gồm có 2 máy biến áp có công suất mỗi máy là 1000 KVA. Chọn máy biến áp có các thông số sau: Máy biến áp ba pha hai cuộn dây quấn do Việt Nam chế tạo (THIBIDI). Điện áp 15 KV, 22 KV ±2 x 2.5% / 0.4 KV. Tổ đấu dây Δ/Υ 0 -11. Dòng điện đònh mức (A) Thông số kỹ thuật Trọng lượng (kg) Kích thước (mm) I 1 I 2 Công suất đònh mức (KVA) 22 (KV) 15 (KV) 0.4 (KV) ΔP 0 (W) I 0 (%) ΔP N (W) U N (%) Cuộn dây và lõi thép dầu tổng rộng dài cao 1000 26.2 38.5 1443.4 2150 1.0 12000 5.5 2381 923 4226 1574 1950 2550 5.2.3 So sánh hai phương án: + Về kinh tế: ● Phương án trạm có 1 máy biến áp: - Tiền mua máy biến áp 1250 KVA: 270.226.000 đ - Số lượng dao cách ly: 4 cái. - Số lượng máy cắt: 2 cái. - Diện tích xây dựng trạm biến áp: 9 m 2 . ● Phương án trạm có 2 máy biến áp: - Tiền mua máy biến áp 1000 KVA: 249.180.000 đ x 2 = 498.360.000 đ. - Số lượng dao cách ly: 8 cái. - Số lượng máy cắt: 4 cái. - Diện tích xây dựng trạm biến áp: 16 m 2 . + Về kỹ thuật: ● Phương án trạm có 1 máy biến áp: ● Phương án trạm có 1 máy biến áp: Với những phân tích trên ta chọn phương án là sử dụng 2 máy biến áp trong trạm với công suất mỗi máy là 1000 KVA để cung cấp điện cho tòa nhà. Phần lựa chọn số lượng máy biến áp cho trạm ở đây ta không xét đến phương án 3 máy biến áp, vì như ta đã biết hầu như ở tất cả các trạm biến áp trong thực tế không ai thiếtkế 3 máy biến áp cho 1 trạm. Vì những lý do sau: + Tốn kém về mặt kinh tế. + Khó khăn trong việc vận hành, sửa chữa và bảo trì. + Mặt dù phương án này đảm bảo tính liên tục và độ tin cây trong cung cấp điện rất cao nhưng ở trường hợp này, tòa nhà Citilight Tower không đòi hỏi quá cao về yêu cầu này. Chính vì những lý do trên nên tác giả không liệt kê phương án 3 máy biến áp trong so sánh lựa chọn các phương án. . ĐỘNG ATS – AUTOMATIC TRANSFER SWITCH CHƯƠNG 9 THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP 5.1 TỔNG QUAN VỀ THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP 5.2 TÍNH TOÁN TRẠM BIẾN ÁP 5.2.1 Trường hợp trạm. Tính toán chọn máy biến áp dựa vào điều kiện kiểm tra quá tải bình thường: Tính toán quá tải bình thường: Đẳng trò đồ thò phụ tải (đtpt) nhiều bậc về đồ thò