IV. Tính Toán Tủ Động Lực:
3/ Trọng lượng
Dầu (lít) 410
Tổng (kg) 2045
Chương V: LỰA CHỌN DÂY DẪN, CÁP VÀ THIẾT BỊ HẠ ÁP
ĐẶT VẤN ĐỀ:
Việc chọn dây dẫn và khí cụ bảo vệ cho một công trình điện thường phải dựa vào các chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật. Tuy nhiên trong mạng điện hạ áp, mạng điện phân xưởng có chiều dài truyền tải ngắn và công suất nhỏ nên khi chọn dây dẫn, cáp cũng như khí cụ bảo vệ người ta thường căn cứ vào chỉ tiêu kỹ thuật sau:
Dòng phát nóng cho phép.
Độ tổn thất điện áp cho phép.
Độ bền nhiệt khi xuất hiện ngắn mạch.
I CHỌN DÂY DẪN VÀ CÁP
1 Chọn loại cáp và dây dẫn
a Các loại cáp, dây dẫn và phạm vi ứng dụng.
Các loại cáp được bọc cách điện trong mạng hạ áp do công ty cáp điện Việt Nam CADIVI sản xuất:
• Dây nhôm lõi thép xoắn As : đây là dây nhôm cứng, nhiều sợi xoắn quanh lõi thép mạ kẽm làm tăng chịu lực căng.
• Dây nhôm xoán A : đây là dây nhôm cứng, nhiều sợi xoắn, dùng cho đường dây truyền tải trên không.
• Dây đồng xoắn C : đây là dây đồng cứng, nhiều sợi xoắn, dùng cho đường dây truyền tải trên không.
• Cáp vặn xoắn LV – ABC : là dây nhôm cứng, nhiều sợi cán ép chặt, cách điện XLPE, dùng cho đường dây truyền tải điện hạ áp trên không.
• Dây DUPLEX DV : dây đồng hoặc nhôm, cách điện PVC hoặc XLPE, dùng dẫn điện từ đường truyền tải vào hộ tiêu thụ.
• Dây đôi mềm VCm : là dây đồng mềm, nhiều sợi xoắn, cách điện PVC, dùng dẫn điện cho các thiết bị điện dân dụng.
• Dây và cáp điện lực CV: đây là loại dây cáp đồng nhiều sợi xoắn cách điện bằng PVC, điện áp cách điện đến 660V, cáp CV thường được sử dụng cho mạng điện phân phối khu vực.
• Dây cáp điện lực 2, 3, 4 ruột CVV : đây là loại cáp đồng nhiều sợi xoắn, có 2,
3 hoặc 4 ruột, cách điện bằng nhựa PVC. Điện áp cách điện đến 660V. Loại cáp này thường được dùng cho các động cơ 1 pha và 3 pha.
• Dây và cáp điện lực AV : là dây nhôm hay nhôm lõi thép nhiều sợi xoắn, cách điện PVC, điện áp cách điện đến 660V, dùng cho mạng điện phân phối khu vực.
• Dây đơn 1 sợi (nhiều sợi) VC : là dây đồng, một hoặc nhiều sợi, cách điện PVC, dùng thiết trí đường điện chính trong nhà.
• Cáp điện kế ĐK : là dây đồng nhiều sợi xoắn, có 2, 3 hay 4 ruột, cách điện PVC, có lớp giáp nhôm, dùng dẫn điện từ đường dây vào đồng hồ điện.
b Chọn loại cáp và dây dẫn:
Phương pháp lựa chọn dây dẫn và cáp dựa trên các chỉ tiêu kỹ thuật sau:
Nhiệt độ dây, cáp không được vượt quá nhiệt độ cho phép quy định bởi nhà chế tạo trong chế độ vận hành bình thường cũng như trong chế độ vận hành sự cố khi xuất hiện ngắn mạch.
Độ sụt áp không được vượt quá độ sụt áp cho phép. 2 Chọn dây dẫn theo điều kiện phát nóng :
Dây dẫn được chọn theo điều kiện phát nóng lâu dài cho phép sẽ đảm bảo cho cách điện của dây dẫn không bị phá hỏng do nhiệt độ của dây dẫn đạt đến trị số nguy hiểm cho cách điện của dây. Điều này được thực hiện khi dòng điện phát nóng cho phép của dây, cáp phải lớn hơn dòng điện làm việc lâu dài cực đại chạy trong dây dẫn .
Trong đó:
Icp : Dòng điện làm việc lâu dài cho phép của cáp và dây dẫn (A).
K : Hệ số điều chỉnh theo điều kiện lắp đặt thực tế.
* Nếu dây, cáp không chôn dưới đất thì K= K1.K2.K3 với: _ Hệ số K1 xét đến ảnh hưởng của cách lắp đặt.
_ Hệ số K2 xét đến số mạch dây, cáp trong một hàng đơn. _ Hệ số K3 xét đến nhiệt độ môi trường khác 300C.
* Nếu dây, cáp chôn ngầm trong đất thì K= K4.K5.K6.K7 với: _ Hệ số K4 xét đến ảnh hưởng của cách lắp đặt.
_ Hệ số K5 xét đến số mạch dây, cáp trong một hàng đơn. _ Hệ số K6 xét đến tính chất của đất.
_ Hệ số K7 xét đến nhiệt độ đất khác 200C
Vì khoảng cách từ tủ phân phối đến tủ động lực cũng như từ tủ động lực đến từng thiết bị là ngắn, nếu như thời gian làm việc của các máy ít thì việc lựa chọn theo dòng phát nóng sẽ đảm bảo về chỉ tiêu kỹ thuật cũng như ít lãng phí về kim loại màu.
3 Lựa chọn dây và cáp theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép.
Dây/cáp trong mạng hạ áp cung cấp điện trực tiếp cho phụ tải nên điều kiện về tổn thất điện áp cho phép được đảm bảo.
Kiểm tra dây/cáp đã chọn theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép, nếu tổn thất điện áp vượt quá mức cho phép thì tăng tiết diện dây lên một cấp rồi tiến hành kiểm tra lại.
Độ sụt áp cho phép ∆Ucp đối với mạng động lực là 5%Uđm và với mạng chiếu sáng là 2,5%Uđm.
Ta có công thức tính sụt áp trên đường dây/cáp cho ở bảng(7.14). Bảng(7.14) công thức tính sụt áp
Mạch Sụt áp ∆U
∆U ∆U%
1 pha: pha/pha ∆U = 2Ilvmax(rocosφ + xosinφ)L
100 . đm U U ∆ 1 pha: pha/trung tính ∆U =2Ilvmax(rocosφ + xosinφ)L
3 pha cân bằng:
3 pha có hoặc không có trung tính
Trong đó: L – chiều dài đường dây (km) ro – điện trở của dây (Ω/km)
φ – góc pha giữa áp và dòng trong dây. Uđm – điện áp định mức(V).
Ilvmax – dòng làm việc lớn nhất (A) ( khi tính sụt áp dòng này không tương đương với dòng phụ tải tính toán), xác định như sau:
- với dây dẫn/cáp cung cấp cho từng máy riêng lẻ: Ilvmax = Iđm
- với dây dẫn/cáp cung cấp cho từng nhóm máy: đm
i đt lv U S K I . 3 . max =
Ở đây, Kđt là hệ số đồng thời; Si là công suất biểu kiến của nhóm thứ i (kVA); Uđm là điện áp định mức của mạch điện (kV).
- với dây dẫn/cáp dẫn điện từ trạm biến áp về tủ phân phối chính:
đm đmMBA đmMBA lv U S I I . 3 max = =
- với IđmMBA là dòng điện định mức của máy biến áp (A); SđmMBA là công suất định mức của máy biến áp phân xưởng (KVA); Uđm là điện áp định mức của mạng điện (KV) ( tính ở đầu ra phía thứ cấp của máy biến áp phân xưởng). Nếu trong trường hợp phân xưởng không xây dựng trạm biến áp riêng, mà dùng đường cáp dẫn điện từ trạm biến áp xí nghiệp về cấp cho phân xưởng thì dòng IMBA được lấy bằng dòng làm việc cực đại chạy trên tuyến dây đó.
Các lưu ý khi xác định ro, xo, cosϕ.
• o
r
– bỏ qua khi tiết diện > 500mm2 .
) ( ) / ( 5 , 22 2 2 mm F km mm ro = cho dây đồng và ( ) ) / ( 36 2 2 mm F km mm ro = Ω
cho dây nhôm.
• o
x
bỏ qua khi tiết diện <50mm2.
• Nếu không có thông tin nào khác sẽ lấy giá trị
./ / 08 , 0 km xo = Ω .
• Phụ tải chiếu sáng cosϕ =1 • Phụ tải động cơ:
o Khi khởi động cosϕ =0,35 Khi ở chế độ làm việc bình thường
8 , 0 cosϕ =
• Từ trạm biến áp về tủ phân phối chính(MDB)
Dòng điện từ trạm biến áp đến tủ phân phối chính (MDB) là:
Ilvmax = Ittpx = 884,58 (A)
Dây/ cáp từ trạm biến áp vào tủ phân phối chính được chon ngầm trong đất nên cần phải hiệu chỉnh dòng điện phát nóng cho phép của dây/ cáp theo hệ số K của điều kiện lắp đặt:
K=K4.K5.K6.K7
Tra bảng: Hệ số K4 theo cách lắp đặt: chọn K4 = 0,8 (đặt trong ống ngầm). Hệ số K5 theo cách lắp đặt theo số dây trong hàng: chọn K5 = 1. Hệ số K6 theo tính chất của đất: chọn K6 = 1 (đất khô).
Hệ số K7 phụ thuộc vào nhiệt độ đât: chọn K7 = 0,89 (nhiệt độ đất 30oC). Vậy: K = K4.K5.K6.K7= 0,8.1.1.0,89= 0,712
Điều kiện chọn lựa dây/cáp theo điều kiện phát nóng:
K.Icpđm ≥
Chọn dây CVV- 1000 với dòng tối đa là 1282 A
Kiểm tra điều kiện tổn thất điện áp:
Chiều dài dây từ trạm biến áp đến tủ phân phối chính (MDB) là 30m (Ltt=30m). Tra bảng ta có: r0 = 0 Ω/km x0 = 0,08 Ω/km =
Kết luận: Thỏa điều kiện tổn thất điện áp cho phép(nhỏ hơn 5%). Vậy chọn cáp CVV-1000
• Từ tủ phân phối chính đến tủ phân phối phụ nhóm I
Có chiều dài Ltt1=70m
Dòng điện tính toán từ tủ phân phối chính đến tủ động lực nhóm 1(DB1)
Từ trạm phân phối chính đi dây chôn ngầm trong đất nên: K=K4.K5.K6.K7
Tra bảng chọn K4=0,8; K5=1; K6=1; K7=0,89. K=K4.K5.K6.K7=0,8.1.1.0,89=0,712
Dòng phát nóng tính toán:
Chọn dây CVV-50 với dòng tối đa là 204 A
Kiểm tra điều kiện tổn thất điện áp:
Chiều dài dây từ trạm biến áp đến tủ phân phối chính (MDB) là 70m (Ltt1=70m). Tra bảng ta có: r0 = 0,45 Ω/km x0 = 0,08 Ω/km =
Kết luận: Thỏa điều kiện tổn thất điện áp cho phép(nhỏ hơn 5%). Vậy chọn cáp CVV-50
• Từ tủ phân phối chính đến tủ phân phối phụ nhóm II
Dòng điện tính toán từ tủ phân phối chính đến tủ động lực nhóm 2(DB2)
Từ trạm phân phối chính đi dây chôn ngầm trong đất nên: K=K4.K5.K6.K7
Tra bảng chọn K4=0,8; K5=1; K6=1; K7=0,89. K=K4.K5.K6.K7=0,8.1.1.0,89=0,712
Dòng phát nóng tính toán:
Chọn dây CVV-38 với dòng tối đa là 174 A
Kiểm tra điều kiện tổn thất điện áp:
Chiều dài dây từ trạm biến áp đến tủ phân phối chính (MDB) là 120m (Ltt=120m). Tra bảng ta có: r0 = 0,59 Ω/km x0 = 0 Ω/km =
Kết luận: Thỏa điều kiện tổn thất điện áp cho phép(nhỏ hơn 5%). Vậy chọn cáp CVV-38
• Từ tủ phân phối chính đến tủ phân phối phụ nhóm III
Có chiều dài Ltt3=195m
Dòng điện tính toán từ tủ phân phối chính đến tủ động lực nhóm 3(DB3)
Từ trạm phân phối chính đi dây chôn ngầm trong đất nên: K=K4.K5.K6.K7
Tra bảng chọn K4=0,8; K5=1; K6=1; K7=0,89. K=K4.K5.K6.K7=0,8.1.1.0,89=0,712
Dòng phát nóng tính toán:
Chọn dây CVV-50 với dòng tối đa là 204 A
Kiểm tra điều kiện tổn thất điện áp:
Chiều dài dây từ trạm biến áp đến tủ phân phối chính (MDB) là 195m (Ltt=195m). Tra bảng ta có:
r0 = 0,45 Ω/km x0 = 0,08 Ω/km
=
Kết luận: Thỏa điều kiện tổn thất điện áp cho phép(nhỏ hơn 5%). Vậy chọn cáp CVV-50
• Từ tủ phân phối chính đến tủ phân phối phụ nhóm IV
Có chiều dài Ltt=70m
Dòng điện tính toán từ tủ phân phối chính đến tủ động lực nhóm 4(DB4)
Từ trạm phân phối chính đi dây chôn ngầm trong đất nên: K=K4.K5.K6.K7
Tra bảng chọn K4=0,8; K5=1; K6=1; K7=0,89. K=K4.K5.K6.K7=0,8.1.1.0,89=0,712
Dòng phát nóng tính toán:
Chọn dây CVV-60 với dòng tối đa là 234 A
Kiểm tra điều kiện tổn thất điện áp:
Tra bảng ta có: r0 = 0,375 Ω/km x0 = 0,08 Ω/km =
Kết luận: Thỏa điều kiện tổn thất điện áp cho phép(nhỏ hơn 5%). Vậy chọn cáp CVV-60
• Từ tủ phân phối chính đến tủ phân phối phụ nhóm V
Có chiều dài Ltt1=120m
Dòng điện tính toán từ tủ phân phối chính đến tủ động lực nhóm 5(DB5)
Từ trạm phân phối chính đi dây chôn ngầm trong đất nên: K=K4.K5.K6.K7
Tra bảng chọn K4=0,8; K5=1; K6=1; K7=0,89. K=K4.K5.K6.K7=0,8.1.1.0,89=0,712
Chọn dây CVV-100 với dòng tối đa là 312 A
Kiểm tra điều kiện tổn thất điện áp:
Chiều dài dây từ trạm biến áp đến tủ phân phối chính (MDB) là 120m (Ltt=120m). Tra bảng ta có: r0 = 0,225 Ω/km x0 = 0,08 Ω/km =
Kết luận: Thỏa điều kiện tổn thất điện áp cho phép(nhỏ hơn 5%). Vậy chọn cáp CVV-100
• Từ tủ phân phối chính đến tủ phân phối phụ nhóm VI
Có chiều dài Ltt=170m
Dòng điện tính toán từ tủ phân phối chính đến tủ động lực nhóm 6(DB6)
Từ trạm phân phối chính đi dây chôn ngầm trong đất nên: K=K4.K5.K6.K7
Tra bảng chọn K4=0,8; K5=1; K6=1; K7=0,89. K=K4.K5.K6.K7=0,8.1.1.0,89=0,712
Dòng phát nóng tính toán:
Chọn dây CVV-60 với dòng tối đa là 234 A
Kiểm tra điều kiện tổn thất điện áp:
Chiều dài dây từ trạm biến áp đến tủ phân phối chính (MDB) là 170m (Ltt=170m). Tra bảng ta có: r0 = 0,375 Ω/km x0 = 0,08 Ω/km =
Kết luận: Thỏa điều kiện tổn thất điện áp cho phép(nhỏ hơn 5%). Vậy chọn cáp CVV-60
Kết quả chọn dây/cáp từ trạm biến áp đến tủ phân phối và từ tủ phân phối chính đến các tủ phân phối phụ
Tuyến dây Ilvmax (A) Icpđm (A) K Cáp Mã hiệu S, mm2 Iđm, A MBA-MDB 884,58 1242,38 0,712 CVV-1000 1000 1282 MDB-DB1 133,51 187,51 CVV-50 50 204 MDB-DB2 121,64 170,84 CVV-38 38 174 MDB-DB3 108,4 152,24 CVV-50 50 204 MDB-DB4 151,9 213,3 CVV-60 60 234 MDB-DB5 211,9 297,6 CVV-100 100 312 BDB-DB6 157,2 220,8 CVV-60 60 243
• Tuyến từ tủ phân phối phụ đến các thiết bị:
Từ tủ động lực đi dây chôn ngầm trong đất nên: K=K4.K5.K6.K7
Tra bảng chọn K4=0,8; K5=1; K6=1; K7=0,89. K=K4.K5.K6.K7=0,8.1.1.0,89=0,712
1. Từ tủ động lực 1 đến các thiết bị:
Gồm các thiết bị: 1,1,1,1,1,2,2,3,3,4,4
Dòng điện định mức của nhánh được tính theo công thức:
Dòng phát nóng tính toán
Thay số vào công thức trên ta tính được:
Chọn dây CVV-80 có dòng tối đa là 268A
Kiểm tra điều kiện tổn thất điện áp:
r0 = 0,281 Ω/km x0 = 0,08 Ω/km
Kết luận: Thỏa điều kiện tổn thất điện áp cho phép(nhỏ hơn 5%). Vậy chọn dây CVV-80
2. Từ tủ động lực 2 đến các thiết bị:
Gồm các thiết bị: 1,1,1,1,5,5,6,6,6,6
Tương tự như từ tủ động lực 1 đến các thiết bị thay số vào công thức ta tính được:
Chọn dây CVV-80 có dòng tối đa là 268A
Kiểm tra điều kiện tổn thất điện áp:
Khoảng cách từ tủ động lực tới thiết bị xa nhất là L=30m r0 = 0,281 Ω/km
x0 = 0,08 Ω/km
Kết luận: Thỏa điều kiện tổn thất điện áp cho phép(nhỏ hơn 5%). Vậy chọn dây CVV-80
3. Từ tủ động lực 3 đến các thiết bị:
Gồm các thiết bị: 1,1,1,7,7,7,7,7,8,8,8
Tương tự như từ tủ động lực 1 đến các thiết bị thay số vào công thức ta tính được:
Chọn dây CVV-80 có dòng tối đa là 234A
Kiểm tra điều kiện tổn thất điện áp:
Khoảng cách từ tủ động lực tới thiết bị xa nhất là L=30m r0 = 0,281 Ω/km
x0 = 0,08 Ω/km
Kết luận: Thỏa điều kiện tổn thất điện áp cho phép(nhỏ hơn 5%). Vậy chọn dây CVV-80
4. Từ tủ động lực 4 đến các thiết bị:
Gồm các thiết bị: 1,1,1,1,2,2,2,2,3,3,3
Tương tự như từ tủ động lực 1 đến các thiết bị thay số vào công thức ta tính được:
Chọn dây CVV-100 có dòng tối đa là 312A
Kiểm tra điều kiện tổn thất điện áp:
Khoảng cách từ tủ động lực tới thiết bị xa nhất là L=30m r0 = 0,225 Ω/km
x0 = 0,08 Ω/km
5. Từ tủ động lực 5 đến các thiết bị:
Gồm các thiết bị: 1,1,1,2,3,7,9,9,9,9,9
Tương tự như từ tủ động lực 1 đến các thiết bị thay số vào công thức ta tính được:
Chọn dây CVV-150 có dòng tối đa là 420A
Kiểm tra điều kiện tổn thất điện áp:
Khoảng cách từ tủ động lực tới thiết bị xa nhất là L=30m r0 = 0,15 Ω/km
x0 = 0,08 Ω/km
Kết luận: Thỏa điều kiện tổn thất điện áp cho phép(nhỏ hơn 5%). Vậy chọn dây CVV-150
6. Từ tủ động lực 6 đến các thiết bị:
Tương tự như từ tủ động lực 1 đến các thiết bị thay số vào công thức ta tính được:
Chọn dây CVV-120 có dòng tối đa là 355A
Kiểm tra điều kiện tổn thất điện áp:
Khoảng cách từ tủ động lực tới thiết bị xa nhất là L=30m r0 = 0,188 Ω/km
x0 = 0,08 Ω/km
Kết luận: Thỏa điều kiện tổn thất điện áp cho phép(nhỏ hơn 5%).