Bảo vệ chống điện giât do chạm điện trực tiếp hoặc gián tiếp.
Bảo vệ chống điện giật do chạm trực tiếp:
-Biện pháp chủ yếu chống chạm trực tiếp là đặt tất cả các phần dẫn điện trong vỏ bọc cách điện, hoặc ngoài tầm với (đặt sau rào chắn cách điện hoặc trên cao) hoặc dùng vật chắn.
-Vỏ kim loại của máy biến áp hoặc thiết bị điện được nối vào dây nối đất bảo vệ.
Bảo vệ chống chạm điện gián tiếp:
-Hạn chế dòng chạm đất phía trung thế.
-Giảm điện trở nối dất trạm xuống giá trị nhỏ nhất có thể. -Tạo điều kiện đẳng thế ở trạm và lưới hạ thế.
-Bảo vệ chống quá điện áp.
-Bảo vệ quá điện áp do hư hỏng cách điện phía trung thế làm xuất hiện điện áp phía thứ cấp bằng rơle quá áp (over voltage relay –OVR).
-Bảo vệ quá điện áp khí quyển do sét lan truyền vào trạm đối với đường dây trung thế trên không bằng chống sét van ( suge arrester).
-Quá tải máy biến áp thường là do nhu cầu ngẫu nhiên của một số phụ tải, do sự gia tăng nhu cầu phụ tải của mạng, do mở rộng công trình. Sự tăng tải làm tăng làm tăng nhiệt độ của máy biến áp làm giảm tuổi thọ. Thiết bị chống quá tải thường đặt phía sau trạm biến áp khách hàng nhưng thường đặt trước trạm biến áp công cộng.
-Bảo vệ quá tải máy biến áp được thực hiện bằng cách sử dụng rơle quá tải có trễ. Bảo vệ này sẽ tác động cắt mạch phái đầu ra của máy biến áp. Thời gian trễ này nhằm đảm bảo không cắt nhầm MBA trong trường hợp quá tải ngắn hạn.
Ngoài ra còn có bảo vệ sự cố bên trong MBA
3.2.3. Bảo vệ ngắn mạch
Ngắn mạch có thể xảy ra giữa các dây pha, pha-đất, hoặc ba pha. Sự cố ngắn mạch cuộn sơ cấp thứ cấp sẽ tạo thành dạng ngắn mạch chạm đất.
Bảo vệ ngắn mạch thường dùng CB đầu ra MBA, máy cắt hay cầu chì hay FCO phía trung áp. Dùng hệ thống bảo vệ rơle (EFR-Earth Fault Relay).
3.3. Chọn dây và khí cụ bảo vệ
3.3.1. Cơ sở lí thuyết
Trong điều kiện vận hành của các khí cụ điện, sứ cách điện và các bộ phận cách điện khác có thể ở một trong ba chế độ sau: chế độ làm việc lâu dài, chế độ làm việc quá tải, chế độ làm việc ngắn mạch:
-Chế độ làm việc lâu dài: các khí cụ điện, sứ cách điện và các bộ phận dẫn điện khác sẽ làm việc tin cậy nếu chúng được chọn theo đúng điện áp định
Đồ án tốt nghiệp Đại học Công Nghiệp Hà Nội
-Chế độ làm việc quá tải: trong chế độ làm việc quá tải dòng điện qua khí cụ điện, sứ cách điện và bộ phận dây dẫn điện khác sẽ có trị số lớn hơn giá trị định mức. Sự làm việc tin cậy của các phần tử trên được đảm bảo bằng các quy định giá trị và thời gian điện áp hay dòng điện tăng cao mà không vượt quá giá trị cho phép.
-Chế độ làm việc ngắn mạch: trong tình trạng ngắn mạch, các khí cụ điện, sứ cách điện và các bộ phận dẫn điện khác vẫn đảm bảo làm việc tin cậy. Nếu quá trình lựa chọn chúng có các thông số theo đúng điều kiện ổn định động và ổn định nhiệt .
Ngoài ra, còn chú ý đến vị trí đặt thiết bị, nhiệt độ môi trường xung quanh . mức độ ẩm ướt, mức độ ô nhiễm vv…
3.3.2. Lựa chọn máy cắt phụ tải
Máy cắt phụ tải có thể đóng cắt mạch điện khi đang mang tải ở lưới điện trung áp nhưng không cắt được dòng điện ngắn mạch, cầu chì sẽ đảm nhận. máy cắt phụ tải thường kết hợp với cầu chì thành bộ MCPT-CC.
Điều kiện chọn MCPT dựa trên cơ sở điện áp định mức và dòng điện định mức.
UdmMCPT>Udm.m (KV) IdmMCPT>Icb (A)
Với Icb = 6,6 (A)
Chọn dao cắt phu tải do ABB chế tạo, thông số dao cắt phụ tải chọn cho ở bảng PL 3.4: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Loại MCPT Udm(𝐾𝑉) Idm(A) INmax(KA) IN3s(kA)
= Smba
√ 3Udm = 250 √ 3.22
NPS 24 B1-K4J2 24 400 40 10
Bảng 3-6:Thông số máy cắt phụ tải
3.3.3. Lựa chọn cầu chì cao áp
Cầu chì trong trường hợp này dụng để bảo vệ ngắn mạch cho máy biến áp. Cầu chì được chọn theo điện áp định mức, dòng điện định mức và dòng điện cắt định mức.
Đại lượng Công thức
Điện áp định mức(KV) UdmCC> Udm.mạng Dòng điện lâu dài định mức(A) IdmCC >𝐼lvmax Công suất cắt định mức(MVA) SdmCC> S’’ Dòng điện cắt định mức (KA) Idmcắt > I’’
Bảng 3-7: Bảng điều kiện chọn cầu chì cao áp
Từ điều kiện trên tra bảng PL 3.12 ta chọn cầu chì cao áp loại 3GD1402-4B do hãng SIEMENS chế tạo:
Loại cầu chì Udm(𝐾𝑉) Idm(A) I𝑐ắ𝑡𝑁(KA)
IcắtN min(KA)
3GD1402-4B 24 10 40 56
Bảng 3-8: Thông số cầu chì cao áp
3.3.4. Tính toán khí cụ bảo vệ và dây dẫn từ trạm biến áp đến tủ phân phối: phối:
• Chọn áptômat (CB)
Đồ án tốt nghiệp Đại học Công Nghiệp Hà Nội
Dòng điện tính toán của phụ tải là: IttA
.
Theo tiêu chuẩn IEC ta có : Icb Itt Icb Itt.1,15 = 360.1,15 = 414 A
Tra bảng báo giá thiết bị đóng cắt của MITSUBISHI ta chọn MCCB 3P có mã là NF630-SW có dòng định mức là 500A.
• Chọn dây dẫn:
Nguồn điện đi từ trạm biến áp đến tủ phân phối chính là nguồn 3 pha 4 dây với Udm = 380V, ta chọn phương án đi dây cáp ngầm .
Với phương án đi dây ngầm ta cần xác định hệ số K. K=K4.K5.K6.K7
-K4: Là thể hiện của cách lắp đặt.
Phương án đi dây ngầm trong ống PVC chôn dưới đất theo IEC chọn K4=0,8. - K5: Thể hiện ảnh hưởng của số đặt kề nhau..
Các dây được coi là kề nhau nếu khoảng cách L giữa chúng nhỏ hơn hai lần đường kính của dây lớn nhất trong hai dây theo IEC chọn hệ số K5=1.
-K6: Thể hiện ảnh hưởng của đất chôn cáp. Vì chôn cáp trong đất khô nên theo IEC chọn hệ số K6 =1. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
-K7: Thể hiện ảnh hưởng nhiệt độ của đất.
Do nhiệt độ trong đất của công trình mà ta đang tính toán là 300C. Theo IEC bảng H1-22 trang H1-31 ta chọn hệ số K7 = 0,89. Vậy hệ số xác định : K=K4.K5.K6.K7 = 0,8.1.1.0,89 = 0,71.
Từ đó ta tính được : Icp = == 583,1 A.
𝐾
Từ kết quả tính được như trên, tra PL 5.12 ta chọn 3 cáp đồng hạ áp từ trạm biến áp một lõi do hàng LENS sản xuất:
F (mm2) d (mm) M (kg/km) R0 ở 20độ (ôm/km) Icp(A) Lõi Vỏ Min Max 3x70 + 50 10/8,4 31,1 36,2 3120 0,268 254
Bảng 3-9: Thông số cáp từ máy biến áp đến tủ phân phối
•Chọn thanh dẫn
Dòng điện tính toán của toàn công trình là:
Itt 360 A
3.Udm 3.380
Chọn thanh dẫn theo các yêu cầu như sau:
𝐼𝑙𝑣 2 Mật độ dòng: F= mm
𝐽𝑘𝑡
Trong đó :Jkt: Mật độ dòng kinh tế của thanh dẫn ( A/mm2) Ilv: Dòng điện làm việc bình thường của thanh dẫn (A)
Đồ án tốt nghiệp Đại học Công Nghiệp Hà Nội
Với Tmax =5000 giờ/năm và sử dụng loại dây trần và thanh cái bằng đồng theo IEC ta chọn Jkt =1,8 A/mm2
⇒ F =Ilv = = 200 mm2
Jkt
Tra bảng PL5.6 ta chọn thanh dẫn có tiết diện F= 50.5 = 250 mm2
3.3.5. Chọn thiết bị bảo vệ và dây dẫn từ tủ phân phối chính đến tủ phân phối phụ và đến các phòng phân phối phụ và đến các phòng
Sơ đồ nối dây thường có 2 dạng cơ bản là hình tia và phân nhánh:
- Sơ đồ hình tia: Có ưu điểm là nối dây rõ ràng, mỗi hộ dùng điện được cung cấp từ một đường dây, do đó chúng ít ảnh hưởng đến nhau, độ tin cậy cấp điện tương đối cao, dễ thực hiện biện pháp bảo vệ và tự động hóa, dễ vận hành bảo quản.
- Sơ đồ phân nhánh: Các hộ được cấp chung một đường dây nên độ tin cậy cung cấp điện không cao.
Vì vậy để cung cấp điện cho tòa nhà ta dùng sơ đồ mạng điện hạ áp hình tia cung cấp cho phụ tải để thuận tiện cho việc quản lí, vận hành.
a) Tủ điện không ưu tiên TĐ1 •Chọn aptomat
Aptomat tổng cho phụ tải không ưu tiên: Aptomat tổng có dòng điện tính toán là:
It1−t7
Aptomat tầng cho phụ tải không ưu tiên: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Từ tầng 1-7 của tòa nhà giống nhau nên chỉ cần tính cho tầng 1 Aptomat nhánh có dòng điện tính toán là:
It1 44,3 (A)
Aptomat nhánh cho các phòng
Pph = 4,413= 23,6 (A) - Phòng học: Iph=cosØ.𝑈 0,85.0,22
- Phòng chờ giáo viên: Iph=cos PgvØ𝑈= 0,185,447.0,22= 7,7 (A)
Tra bảng PL 5.1-5.2-5.3 ta chọn aptomat do hãng Merlin Gerin chế tạo:
CB Loại Uđm Itt Idm IN Số cực CB tổng NS 225E 500 217.1 225 7.5 3 CB tầng 1 C60N 440 44.3 63 6 3 CB tầng 2 C60N 440 44.3 63 6 3 CB tầng 3 C60N 440 44.3 63 6 3 CB tầng 4 C60N 440 44.3 63 6 3 CB tầng 5 C60N 440 44.3 63 6 3 CB tầng 6 C60N 440 44.3 63 6 3 CB tầng 7 C60N 440 44,3 63 6 3
Đồ án tốt nghiệp Đại học Công Nghiệp Hà Nội
CB phòng giáo viên V40H 240 23.6 40 10 1+N
Bảng 3-10: Thông số aptomat cho phụ tải không ưu tiên
• Chọn thanh dẫn
Thanh dẫn được chọn theo điều kiện dòng điện và kiểm tra lại theo điều kiện ổn định động và ổn định nhiệt.
Đại lượng Công thức
Dòng điện phát nóng lâu dài cho phép(A) K1.K2 Icp >Ilvmax Khả năng ổn định động (kg/cm2) ɵcp > ɵtt
Khả năng ổn định nhiệt (mm2) 𝐹3.
Bảng 3-11: Điều kiện chọn thanh dẫn
K1 = 1 khi thanh dẫn đặt đứng. K1 = 0.95 khi thanh dẫn đặt ngang. K2 là hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường.
Icp là dòng điện cưỡng bức( dòng cực đại chạy qua thanh dẫn). ɵcp ứng suất cho phép của vật liệu làm thanh dẫn đồng= 1400
Như đã tính ở phần trên ta có dòng điện tính toán là: 217,1 A
Tra bảng PL 5.6 ta chọn thanh dẫn bằng đồng có kích thước 50x5 mm2. Mỗi pha có Icp=250 A
• Chọn dây dẫn
Với mạng hạ áp ta chọn dây theo điều kiện phát nóng cho phép:
K1. K2. Icp>Itt Trong đó: K1 là hệ số kể đến môi trường(K1 =1)
Vậy tiết diện của dây được chọn theo điều kiện: Icp>Itt Dòng điện tính toán tầng: 44,3 A
Đại học Công Nghiệp Hà Nội
Tra bảng PL 5.12 ta chọn cáp ruột đồng 2 lõi cách điện PVC do hãng LENS chế tạo có thông số:
Bảng 3-12: Thông số dây dẫn cho phụ tải không ưu tiê
Cáp đến tủ Itt Icp Cáp Loại cáp Hãng Tầng 1 44.3 50 Cu(4Cx16mm2)+E-1C 16mm2 Cu/Mica/XLPE/Fr-PVC LS Tầng 2 44.3 50 Cu(4Cx16mm2)+E-1C 16mm2 Cu/Mica/XLPE/Fr-PVC LS Tầng 3 44.3 50 Cu(4Cx16mm2)+E-1C 16mm2 Cu/Mica/XLPE/Fr-PVC LS Tầng 4 44.3 50 Cu(4Cx16mm2)+E-1C 16mm2 Cu/Mica/XLPE/Fr-PVC LS Tầng 5 44.3 50 Cu(4Cx16mm2)+E-1C 16mm2 Cu/Mica/XLPE/Fr-PVC LS Tầng 6 44.3 50 Cu(4Cx16mm2)+E-1C 16mm2 Cu/Mica/XLPE/Fr-PVC LS
Đến phòng 23.6 32 2x1C-4mm2 Cu/Mica/XLPE/Fr-PVC LS (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Bảng 3-13: Chọn dây dẫn từ tủ phân phối đến các tầng
b) Tủ điện ưu tiên TĐ2
• Chọn aptomat Aptomat tổng cho phụ tải ưu tiên
Aptomat tổng có dòng điện tính toán là:
Iưt
Aptomat nhánh cho phụ tải ưu tiên CB Tên thiết bị Số lượng Công suất(W) Knc P nhóm (kW) S (kVA) I (A) Thang máy 1 1 7000 0.9 6.3 7.4 10. 7 Thang máy 2 1 7000 0.9 6.3 7.4 10. 7 Thang máy 3 1 7000 0.9 6.3 7.4 10. 7 Thang máy 4 1 7000 0.9 6.3 7.4 10. 7 Thang máy 5 1 7000 0.9 6.3 7.4 10. 7 Tổng 5 35000 0.9 31.5 37.1 53. 5 Máy bơm chữa
cháy 1 1 3000 0.8 2.4 2.8 4 Máy bơm chữa
Máy bơm sinh
hoạt 1 1 3000 0.8 2.4 2.8 4
Máy bơm sinh
hoạt 2 1 3000 0.8 2.4 2.8 4 Tổng 2 3000 0.8 4.8 5.6 8.2 Chiếu sáng hành lang tầng 1 70 22 1 1.54 1.8 8.2 Chiếu sáng hành lang tầng 2 70 22 1 1.54 1.8 8.2 Chiếu sáng hành lang tầng 3 70 22 1 1.54 1.8 8.2 Chiếu sáng hành lang tầng 4 70 22 1 1.54 1.8 8.2 Chiếu sáng hành lang tầng 5 70 22 1 1.54 1.8 8.2 Chiếu sáng hành lang tầng 6 70 22 1 1.54 1.8 8.2 Chiếu sáng hành lang tầng 7 70 22 1 1.54 1.8 8.2
Tổng 490 22 1 10.78 12.7 57. 7 Chiếu sáng tầng hầm 1 121 36 1 4.4 5.1 23. 3 Chiếu sáng tầng hầm 2 121 36 1 4.4 5.1 23. 3 Tổng 242 36 1 8.7 10.2 46. 4
Quạt thông gió
tầng hầm 1 4 1500 1 6 7.1
32. 3 Quạt thông gió
tầng hầm 2 4 1500 1 6 7.1
32. 3
Tổng 8 1500 1 12 14.1 64. 1
Bảng 3-14: Tính toán chọn aptomat cho phụ tải ưu tiên
Tra bảng PL 4.1 ta chọn aptomat do hãng Merlin Gerin chế tạo có các thông số:
CB Loại
Udm(U) Itt(A) Idm(A) IN(A) Số cực
CB tổng NS 225E 500 123,3 225 7,5 3
CB Thang máy C60N 440 53.5 63 6 3
CB Máy bơm chữa cháy
C60A 440 8.2 40 10 3
CB Máy bơm sinh hoạt
CB Chiếu sáng tầng hầm
V40H 240 14.8 20 10 1+N
CB Quạt thông gió tầng hầm (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
V40H 240 20.4 20 10 1+N
Bảng 3-15: Thông số aptomat cho phụ tải ưu tiên
Chọn thanh dẫn
Thanh dẫn được chọn theo điều kiện dòng điện và kiểm tra lại theo điều kiện ổn định động và ổn định nhiệt.
Đại lượng Công thức
Dòng điện phát nóng lâu dài cho phép(A) K1.K2Icp >Ilvmax Khả năng ổn định động (kg/cm2) ɵcp > ɵtt
Khả năng ổn định nhiệt (mm2) 𝐹3.
Bảng 3-16: Điều kiện chọn thanh dẫn
K1 = 1 khi thanh dẫn đặt đứng. K1 = 0.95 khi thanh dẫn đặt ngang.
K2 là hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường.
Icp là dòng điện cưỡng bức( dòng cực đại chạy qua thanh dẫn). ɵcp ứng suất cho phép của vật liệu làm thanh dẫn đồng= 1400
Tra bảng PL 5.6 ta chọn thanh dẫn bằng đồng có kích thước 40x4 mm2. Mỗi pha có Icp=160 A.
Chọn dây dẫn
Với mạng hạ áp ta chọn dây theo điều kiện phát nóng cho phép
K1. K2. Icp>Itt
Trong đó: K1 là hệ số kể đến môi trường(K1 =1)
K2 là hệ số kể đến dây dẫn dặt song song khi đặt cáp trong rãnh có nhiều cáp K2 = 1
(A)
Icp (A)
Tổng phụ tải ưu tiên 123,3 150 Cu(4Cx35mm2)+E-1C 35mm2 Cu/Mica/XLPE/Fr-PVC LS
Thang máy
53.5
63 Cu(4Cx16mm2)+E-1C 16mm2 Cu/XLPE/PVC LS
Máy bơm chữa cháy
8.2
20 Cu(4Cx4mm2)+E-1C 4mm2 Cu/XLPE/PVC LS
Máy bơm sinh hoạt 8.2
20 Cu(4Cx4mm2)+E-1C 4mm2 Cu/XLPE/PVC LS
Chiếu sáng hành lang các tầng 57.7 63 Cu(4Cx16mm2)+E-1C 16mm2 Cu/XLPE/PVC LS
Quạt thông gió tầng hầm 64.1 80 Cu(4Cx25mm2)+E-1C 25mm2 Cu/Mica/XLPE/Fr-PVC LS (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Chiếu sáng hành lang tầng 4 8.2 10 2x1C-1,5mm2 CV LS Chiếu sáng hành lang tầng 5 8.2 10 2x1C-1,5mm2 CV LS Chiếu sáng hành lang tầng 6 8.2 10 2x1C-1,5mm2 CV LS Chiếu sáng hành lang tầng 7 8.2 10 2x1C-1,5mm2 CV LS Chiếu sáng tầng hầm 1 23.3 25 2x1C-2,5mm2+E-1C2,5mm2 CV LS Chiếu sáng tầng hầm 2 23.3 25 2x1C-2,5mm2+E-1C2,5mm2 CV LS
Quạt thông gió tầng hầm 1 32.3 35 2x1C-2,5mm2+E-1C2,5mm2 CV LS
CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHỐNG SÉT VÀ NỐI ĐẤT CHO