BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN MÔN KHÍ CỤ ĐIỆN TÍNH TOÁN LỰA CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN CHO SƠ đồ MẠNG ĐIỆN HẠ áp được CUNG CẤP BỞI MỘT MÁY BIẾN áp

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN MƠN KHÍ CỤ ĐIỆN TÍNH TỐN LỰA CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN CHO SƠ ĐỒ MẠNG ĐIỆN HẠ ÁP ĐƯỢC CUNG CẤP BỞI MỘT MÁY BIẾN ÁP GVHD: thầy Nguyễn Xuân Cường SVTH: Ngô Chấn Nghiệp MSSV: 1712310 Lớp: VP17NL TP.Hồ Chí Minh, ngày 15 tháng 10 năm 2021 BTL Khí cụ điện – GVHD: Thầy Nguyễn Xuân Cường October 15, 2021 MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN LỜI GIỚI THIỆU ĐỀ BÀI TẬP LỚN GIỚI THIỆU TÍNH TỐN SƠ BỘ 1.1 Tính dịng điện tải Ib 1.2 Lựa chọn CB 11 TÍNH TỐN KÍCH THƯỚC DÂY DẪN 12 2.1 Lựa chọn máy biến áp: 12 2.2 Tính tốn độ sụt áp: 27 TÍNH TỐN LỰA CHỌN CB THEO DỊNG NGẮN MẠCH 34 3.1 Tính tốn dịng ngắn mạch pha lớn nhất: 34 3.2 Kiểm tra khả cắt dòng ngắn mạch CB: 44 3.3 Kiểm tra độ bền nhiệt dây dẫn: 45 LỰA CHỌN BỘ BẢO VỆ ĐỘNG CƠ 48 TÍNH BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG 52 5.1 Các thông số cần ý: 52 5.2 Tính tốn thực tế: 53 LỰA CHỌN KIỂM TRA SỰ BẢO VỆ CHỌN LỌC CỦA CB 61 BẢO VỆ ĐIỆN GIẬT GIÁN TIẾP 67 7.1 Tính tốn kiểm tra bảo vệ điện giật gián tiếp: 67 7.2 Tính dịng chỉnh định bảo vệ ngắn mạch CB 76 7.3 Biện pháp khắc phục có: 89 LỰA CHỌN THIẾT BỊ ĐÓNG CẮT VÀ BẢO VỆ MÁY BIẾN ÁP 90 8.1 Lựa chọn sơ đồ thiết bị bảo vệ trường hợp có lộ vào hai lộ vào 22kV 90 8.2 Lựa chọn CT,VT: 102 10 TÍNH TOÁN BẰNG PHẦN MỀM ECODIAL 4.9INT 103 KẾT LUẬN 120 2|Pa ge BTL Khí cụ điện – GVHD: Thầy Nguyễn Xuân Cường October 15, 2021 LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn hướng dẫn giảng dạy thầy Nguyễn Xuân Cường kiến thức mơn học Khí cụ điện cung cấp cho em bạn nhiều nguồn tài liệu thực tế, phong phú đa dạng Sự hỗ trợ thầy giúp em hồn thành đề tài hạn đạt mục tiêu đề Bài tập lớn em hoàn thành thời gian tuần học, song song với việc học kiến thức môn học lớp nên không tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận góp ý chỉnh sửa từ thầy để báo cáo hoàn thiện 3|Pa ge BTL Khí cụ điện – GVHD: Thầy Nguyễn Xuân Cường October 15, 2021 LỜI GIỚI THIỆU Mơn học Khí cụ điện cung cấp cho em kiến thức khái niệm, nguyên lý hoạt động, thơng số đặc trưng tính ứng dụng loại thiết bị điện lắp đặt lưới phân phối điện dân dụng công nghiệp như: thiết bị đóng cắt bảo vệ lưới điện: MCB, MCCB, ACB, RCCB, máy ngắt trung thế, thiết bị đóng cắt bảo vệ động (Contactor, Relay nhiệt,…) thiết bị khác Tủ điện, Cáp diện, Thanh dẫn điện (Busway), Máy biến áp, Phụ tải,… Sử dụng kiến thức hướng dẫn lựa chọn, lắp đặt, thiết kế thiết bị điện vào mạng điện hạ theo tiêu chuẩn kỹ thuật (TCVN, IEC,…) Áp dụng kiến thức sơ đồ nối đất, lựa chọn CB, lựa chọn dây dẫn, tính tốn dịng ngắn mạch, tính toán sụt áp, phối hợp bảo vệ điện áp, phối hợp chỉnh định bảo vệ, bù công suất phản kháng,…từ lựa chọn thiết bị điện vừa đảm bảo hiệu mặt kỹ thuật, vừa đảm bảo tính kinh tế cho mạng điện Thực hành mô sơ đồ mạng điện với phần mềm Ecodial 4.9INT, từ học hỏi thêm phần mềm mơ mới, tiến hành mô phỏng, so sánh đối chiếu với mạng điện lựa chọn thiết kế ban đầu, từ rút điểm cần lưu ý, sai sót lựa chọn, tính tốn góp phần nâng cao tích lũy kiến thức mơn học 4|Pa ge BTL Khí cụ điện – GVHD: Thầy Nguyễn Xuân Cường October 15, 2021 ĐỀ BÀI TẬP LỚN Đề số – Các thơng số: 5|Pa ge BTL Khí cụ điện – GVHD: Thầy Nguyễn Xuân Cường October 15, 2021 6|Pa ge BTL Khí cụ điện – GVHD: Thầy Nguyễn Xuân Cường October 15, 2021 GIỚI THIỆU - Thư mục lưu BTL báo cáo hàng tuần tài liệu tham khảo: https://drive.google.com/drive/folders/1INTgeJBwwd1jjA1c2C9HbP6p8fwyewu?usp=sharing - Electrical Installation Guide 2018 Schneider - Selectivity, Cascading and Coordination Guide 2021 - Catalogues: Compact NS 2019, TeSys 2019, Schneider SM6 modular units 2020, Compact NSX&NSXm, Mircologic Control Unit 2.0A 7.0A,… - TCVN 7447-1:2010 (IEC60364)-1:2005) Hệ thống lắp đặt điện hạ áp  https://vanbanphapluat.co/tcvn-7447-1-2010-he-thong-lap-dat-dienha-ap-nguyen-tac-co-ban#toan-van - Một số kiểu sơ đồ cung cấp điện:  https://www.dienhathe.com/so-do-noi-day-cua-mang-dien/ - Tài liệu mơn học Khí cụ điện BKel - Tài liệu hỗ trợ kiến thức hệ thống lưới điện (website)  https://cskh.npc.com.vn/TinTuc/ChiTietTinNPC?MA_TBAI=255 7|Pa ge BTL Khí cụ điện – GVHD: Thầy Nguyễn Xuân Cường October 15, 2021 TÍNH TỐN SƠ BỘ 1.1 Tính dòng điện tải Ib a Dòng điện định mức tải (3 pha) Các tải bình thường (tải L): cos   0.8   Các tải động (tải M): tra bảng B4 (trang B19-B20 Sách HD TK lắp đặt điện) Iđm tính bằng cơng thức: I dm  Pdm U 3 cos  Bảng 1: Kết tính dịng điện định mức tải Phụ tải P đm (kW)  cos  Iđm (A) L15 90 0,8 282,4 M 16 37 0,9 0,86 69 M 17 45 0,91 0,86 83 M 18 11 0,87 0,86 21,2 M9 185 0,94 0,87 326,5 L19 40 0,8 72,2 L20 35 0,8 63,1 L21 20 0,8 36 b Dòng làm việc tải Ib = Ksd.Iđm Ksd: hệ số sử dụng, biện luận việc lựa chọn hệ số  Tải động cơ, chọn Ksd =  Tải bình thường, chọn Ksd = 0,8 8|Pa ge BTL Khí cụ điện – GVHD: Thầy Nguyễn Xuân Cường October 15, 2021  Chọn dựa vào FigA14 – An example in estimating the maximum predictd loading of an installation (Page A21 – Electrical Installation Guide according to IEC standards Schneider Electric 2015) Bảng 2: Kết quả tính dòng điện làm việc của tải Phụ tải L15 Idm (A) 282,4 Ksd Ib(A) 282,4 M 16 69 0,8 55,2 M 17 83 0,8 66,4 M 18 21,2 0,8 16,96 M9 326,5 0,8 261,2 L19 72,2 72,2 L20 63,1 63,1 L21 36 36 c Dòng điện tải dây dẫn I b  kdt  I bi Kdt: hệ số đồng thời 9|Pa ge BTL Khí cụ điện – GVHD: Thầy Nguyễn Xuân Cường October 15, 2021 Bảng 3: Dòng điện tải các dây dẫn Dây dẫn C1 C7 C8 C9 kdt 0.8 0.75 I bi C10 C11 C15 C16 C17 C18 C19 C20 C21 1 1 1 16,96 72,2 1022,14 162,38 138,56 261,2 282,4 55,2 66,4 63,1 36 817,71 162,38 103,92 261,2 200 260 282,4 55,2 66,4 16,96 72,2 63,1 36 i I b _ tong ( A)  kdt = 0,8 với C1 (tra bảng B16 trang B3)  kdt = 0,75 với C8 Trong M9 tải động mạnh  kdt =1 Dòng điện tải dây dẫn C7 tính bằng cơng thức: U sc I tc 400 I b15 I     I b  b15  162.38 A 400 U tc I sc 230 I b 230 Dòng điện tải dây C1 = kdt.(IbC7 + IbC8 + IbC9+ IbC10 + IbC11) Xem IbC10 = 200A Ib C11 = 260A có thêm tải phát triển thêm 10 | P a g e BTL Khí cụ điện – GVHD: Thầy Nguyễn Xuân Cường October 15, 2021 Thực hiện so sánh hai phương pháp: Ecodial và tính tay (đã thực hiện mục  8) Từ đưa nhận xét việc lựa chọn thiết bị, tính tốn số liệu, sai số số liệu tính tay tính Ecodial,… Các thơng số so sánh:  Dịng điện tải dây   Phối hợp bảo vệ động  Dịng cắt nhanh Im dẫn  Kích thước dây dẫn  Bù công suất phản kháng Công suất máy biến áp  Sụt áp  CB  Dòng ngắn mạch lớn Bảng thích kí hiệu thơng số so sánh hai phương pháp Kí hiệu Sđm (kVA) Pđm (kW) cos  Ik3max (kA) Im (A) Ý nghĩa Cơng suất tồn phần MBA Cơng suất thực định mức MBA Hệ số cơng suất Dịng ngắn mạch pha lớn Dòng Iz (A) Dòng cho phép lớn dây dẫn ∑∆U % % Tổng sụt áp pha đường dây Ib (A) In (A) Ghi Kí hiệu khác: PF Dịng tải lớn Dòng định mức CB 107 | P a g e BTL Khí cụ điện – GVHD: Thầy Nguyễn Xuân Cường October 15, 2021 Sai số tỉ đối (hay sai số tương đối) hai phương pháp tính bằng công thức: A 100% A Với: A sai số tuyệt đối phép đo (tính tay Ecodial), bằng tổng sai số ngẫu nhiên sai số dụng cụ (ở xem sai số dụng cụ khơng tiến hành thực tế ngồi PTN mà thực tính tốn mơ bằng phần mềm): A  A  Atinh _ tay / Ecodial A giá trị trung bình đại lượng cần đo thực n lần phép đo, n = (1 lần tính tay, lần dùng Ecodial): A Atinh _ tay  A Ecodial 108 | P a g e BTL Khí cụ điện – GVHD: Thầy Nguyễn Xuân Cường October 15, 2021 Bảng so sánh kết quả tính phương pháp Ecodial và phương pháp tính tay: Loại Thiết bị T1 Máy biến áp T7 Yếu tố Điện áp MV/LV Sđm(kVA) Điện áp LV/LV Sđm (kVA) Phương pháp Tính tay Ecodial 22kV/400V 22kV/400V 630 630 400V/230V 400V/230V 125 125 Sai số Không xét đến sai số chọn Sđm giống phương pháp  Nhận xét:  Kết luận:  Việc lựa chọn công suất định mức cho máy biến áp phương pháp giống  Việc lựa chọn MBA để đảm bảo việc so sánh số liệu trường hợp (hoạt động bình MV/LV hợp lí đảm bảo thường, xảy cố,…) không bị sai lệch nhiều hiệu kinh tế, đáp ứng đủ có khả  Với Ecodial: Máy biến áp T1 T7 chọn mức 630kVA 125kVA, dự phòng (mở rộng) cho nhiên thực Calculate Project, Ecodial cảnh báo mức công suất chọn mạng điện hạ áp .0,7  S không phù hợp không thỏa điều kiện S , SttMBA dmMBA ttMBA MBA T1 T7 630kVA 112kVA, để thỏa điều kiện trên, ta phải thiết lập SđmMBA T1 T7 lại mức 1000kVA 200kVA  tránh cảnh báo Alert hệ thống  Có chọn lại tính tốn bằng tay ta khơng áp dụng điều kiện trên, cộng thêm đường dây C10 C11 có thêm tải phát triển thêm, dịng I lớn dẫn đến công suất tiêu thụ lớn Động M9 M 16 Pđm (kW) cos φ Pđm (kW) 185 0,87 37 185 0,87 37 Không xét đến sai số thơng số động có sẵn 109 | P a g e BTL Khí cụ điện – GVHD: Thầy Nguyễn Xuân Cường M 17 M 18 cos φ Pđm (kW) cos φ Pđm (kW) cos φ October 15, 2021 0,86 45 0,86 11 0,86 0,86 45 0,86 11 0.86 sử dụng cho hai phương pháp  Nhận xét:  Khi lựa chọn động cho mạng điện cần quan tâm  Các thông số động cơ: Công suất định mức Pđm, hệ số công suất cos φ (PF), Hệ đến giá trị hệ số công số sử dụng Ku, hiệu suất  ,… cho trước nên hai phương pháp suất để đảm bảo bù công giá trị giống suất phản kháng, tránh tổn  Động M9 có cơng suất lớn nối trực tiếp từ Thanh phân phối hao tài cho nhà B6 mạng điện (Cần lưu ý tính tốn lựa chọn CB, dây cáp cho máy động M9)  Ba động M16,17,18 động công suất vừa nhỏ so với M9,  Chú ý đến nhu cầu sử dụng động để đảm bảo phối nối từ phân phối phụ B12 (Cần lưu ý tính tốn lựa chọn CB, hợp hoạt động tốt, tăng dây cáp cho ba động để đảm bảo bảo vệ có cố đáp ứng hiệu hoạt động phối hợp bảo vệ CB bảo vệ động (Q16,17,18) với CB bảo vệ đường dây phân phối tới phụ B12 (Q8)  Hệ số công suất cos φ hiệu suất động tương đối cao, nhiên việc hệ số cos φ chưa đáp ứng hệ số công suất lý tưởng (0,95) làm cho động sinh lượng lớn công suất phản kháng mức cho phép, phần dư CSPK không đảm bảo hiệu vệ mặt kinh tế cho mạng điện  Hệ số sử dụng Ku đảm bảo tính thực tế nhu cầu sử dụng động mạng điện  Tuy nhiên Ecodial lại không xét đến hiệu suất động cơ, điều làm cho việc tính tốn sau hai phương pháp có sai số nhỏ 110 | P a g e BTL Khí cụ điện – GVHD: Thầy Nguyễn Xuân Cường Loại CB Ik3max (kA) Im (A) Loại CB Ik3max (kA) Im (A) Loại CB Ik3max (kA) Im (A) Loại CB Ik3max (kA) Im (A) Loại CB Ik3max (kA) Im (A) Loại CB Ik3max (kA) Im (A) Q1 Q7 Q8 Q9 Circuit breaker(CB): Q10 dòng ngắn mạch lớn Ik3m, dòng cắt Q11 nhanh Im NS1000H 15,7 8000 (In*8) NSX400F 15,7 5200 (13*In) NSX160B 15,7 1280 (In*8) NSX630F 15,7 6300 (In*10) NSX250B 15,7 2500 (In*10) NSX400B 15,7 4000 (10*In) October 15, 2021 NS1000H 15,6 7360 NSX400F 15,6 3800 NSX160B 15,6 1280 NSX630F 15,6 6500 NSX250B 15,6 3000 NSX400F 15,6 4800 Giống 0,32% Giống 0,32% Giống 0,32% Giống 0,32% Giống 0,32% Giống 0,32%  Nhận xét:  Do phần tính tay ta có tính đến tải phát triển thêm gắn TC B13 TC B14 làm cho dòng điện dây C10 200 (A) dây C11 260 (A) nên phần mô ta thiết lập thông số cho dịng Ib qua Q10 Q11 CB xác  Việc lựa chọn CB đường dây phân phối tính tay chọn bằng Ecodial giống  Giá trị dòng ngắn mạch pha lớn gần (chênh 0,1kA = 100A với sai số tương đối 0,32%) 111 | P a g e BTL Khí cụ điện – GVHD: Thầy Nguyễn Xuân Cường October 15, 2021 Sai số nhỏ, không đáng kể  Giá trị dịng ngắn mạch cắt nhanh Im Ecodial tính phụ thuộc vào việc chỉnh định dòng chế độ Curves CB để tạo phối hợp CB với nhau, giá trị không cố định dao động xung quanh so với giá trị tính tay (n lần dòng In) Q15 Q16 Q17 Q18 Q19 Q20 Q21 Loại CB Ik3max (kA) Im (A) Loại CB Ik3max (kA) Im (A) Loại CB Ik3max (kA) Im (A) Loại CB Ik3max (kA) Im (A) Loại CB Ik3max (kA) Im (A) Loại CB Ik3max (kA) Im (A) Loại CB Ik3max (kA) Im (A) NSX630F 4,4 6300 GV3P73 6,06 1120 GV4L115B 6,06 1380 GV2L22 6,06 327 NSX100B 9,8 800 NSX100B 9,8 800 NSX100B 10,8 800 NSX630F 5,81 2000 GV4L80B 6,37 480 GV4L115B 6,37 690 GV2L22 6,37 1500 NSX100B 10 Giống 13,81% NSX100B 10 Giống 1,01% NSX100B 11,5 Giống 3,14% Khác 2,5% Giống 2,5% Giống 2,5% Giống 1,01% 112 | P a g e BTL Khí cụ điện – GVHD: Thầy Nguyễn Xuân Cường October 15, 2021  Kết luận: - Việc lựa chọn CB thiết bị bảo vệ kèm Trup Unit, Relay nhiệt, cần phải  Nhận xét: phù hợp với loại  Các CB chọn giống hầu hết, riêng Q16, CB GV3P73 phụ tải khác (tải thay bằng loại GV4L80B phần mềm Ecodial khơng có CB loại GV3P chiếu sáng, tải động cơ, mức 73A tải khác,…) để vừa đảm  CB Q15 tính tay loại NSX630F để chịu dịng khởi động bảo thiết bị hoạt động cách an toàn, vừa đảm lớn Trong Ecodial, Q 15 Q7 không xét đến phối hợp bảo vệ nằm hai bảo tính kinh tế thiết phía khác MBA T7 (Alert từ phần mềm chạy Calculate kế Projoect) - Các CB Upstream  Dòng Im Ecodial chỉnh định (chế độ Curves click vào Downstream cần có CB để chỉnh định) xung quanh giá trị tính tay, với Q19,20,21 dùng trip unit phối hợp bảo vệ để Micrologic 2.2 nên options cho dịng Im Ecodial ngăn chăn cố cách nhanh chóng, quy  Sai số tương đối phương pháp xác định dòng ngắn mạch pha lớn trình, tránh ảnh hưởng CB nhỏ (