ETAP tính toán độ khuếch đại của cáp dựa trên các phương pháp NEC 70, ICEA P.54-440, IEEE 399, BS 7671 và IEC 60364-5-52 cho các ngân hàng ống U / G, khay cáp A / G, ... Quá trình này có hệ thống tính toán đơn giản. Định cỡ cáp ETAP cung cấp kích thước cáp tối ưu và thay thế dựa trên điện áp rơi, ngắn mạch, dòng hoạt động pha tối đa hoặc trung bình, yêu cầu dòng tải và yêu cầu thiết bị bảo vệ. Tải hiện tại có thể dựa trên amp tải đầy đủ của bất kỳ phần tử nào trên sơ đồ một dòng hoặc dưới dạng giá trị do người dùng chỉ định. Bạn có thể kích thước cáp (bộ cấp nguồn động cơ, cáp máy biến áp, v.v.) ngay lập tức dựa trên độ khuếch đại của cáp cho mọi loại lắp đặt (ngân hàng trực tiếp, khay, ống dẫn trong không khí, v.v.).
78
5.3.2 Phương pháp tính toán :
Trình tính toán đường dây truyền tải hạ áp sử dụng phần mềm ETAP được thực hiện với phần tử “Cable” theo quy trình sau:
5.3.2.1 Trang Info :
Bạn có thể chỉ định ID cáp, ID từ bus này và đến bus kia, In / Out of Service, Chiều dài, Kích thước, số lượng dây dẫn trên mỗi pha và liên kết Thư viện từ trong trang Thông tin của trình chỉnh sửa cáp.
79
*Cable
Thông tin này được hiển thị trên đầu mỗi trang của Trình chỉnh sửa cáp để phản ánh loại và kích cỡ cáp được chọn từ Thư viện cáp. Đây là danh sách một phần của tiêu đề thư viện bao gồm tên nguồn thư viện (ICEA, NEC), điện áp định mức (0,6; 5; 15 kV), loại điện áp (100%; 133%), dây dẫn trên mỗi cáp (1 / C; 3 / C), loại dây dẫn (CU, AL), loại cách điện (Cao su, XLPE), loại lắp đặt (Từ tính / Không Mag.) Và kích thước cáp (350 kcmil, 180 mm2). Đơn vị cho kích thước cáp sẽ ở dạng AWG / kcmil đối với cáp đơn vị tiếng Anh và mm2 đối với cáp đơn vị Số liệu.
Lưu ý: ETAP cung cấp danh sách tất cả các kích cỡ cáp có sẵn từ thư viện đã chọn để chọn nhanh.
Nếu bạn thay đổi kích thước cáp, tất cả dữ liệu thư viện sẽ được thay thế từ thư viện cáp vào Trình chỉnh sửa cáp. Nếu bạn sửa đổi bất kỳ dữ liệu nào được trích xuất từ thư viện, màu của Loại cáp sẽ chuyển sang màu xanh lam đậm để cho biết rằng có mâu thuẫn giữa trình chỉnh sửa và dữ liệu thư viện.
*Library Nút thư viện
Để chọn cáp từ Thư viện Cáp, nhấp vào nút Thư viện và Chọn nhanh Thư viện Cáp sẽ xuất hiện. Từ Thư viện Chọn nhanh, chọn loại và kích cỡ Thư viện Cáp cùng một lúc.
Lưu ý: Sau khi loại, kích thước và tham số của Thư viện cáp đã chọn được chuyển đến Trình chỉnh sửa cáp, kích thước cáp có thể được thay đổi trực tiếp từ Trình chỉnh sửa cáp và các thông số cáp được làm mới từ thư viện. Do đó, hành động quan trọng nhất là chọn loại Thư viện cáp chính xác từ Chọn nhanh Thư viện cáp. Khi dữ liệu được truyền từ Thư viện cáp, ETAP sẽ tự động sửa các phản ứng cáp cho tần số hệ thống.
Liên kết đến Thư viện
Liên kết thư viện cũng có sẵn để sử dụng dữ liệu Thư viện cáp thay vì các tham số kích thước và trở kháng cáp được lưu trữ được hiển thị trong Trình chỉnh sửa cáp.
80
Lưu ý: Liên kết đến Thư viện chỉ được sử dụng tại thời điểm thực hiện các nghiên cứu. Ví dụ: khi bạn chạy nghiên cứu lưu lượng tải, ETAP sử dụng loại và kích thước thư viện cáp làm định danh để trích xuất dữ liệu từ Thư viện cáp. Tùy chọn này được cung cấp để bạn có thể cập nhật toàn cầu các tham số cáp bằng cách chỉ thay đổi dữ liệu thư viện.
*Length Chiều dài
Nhập chiều dài của cáp và chọn đơn vị từ hộp danh sách. Các đơn vị đo chiều dài có sẵn là: bộ, dặm, mét, và kilômét.
Lưu ý: mỗi cáp trong hệ thống có thể có một đơn vị khác nhau.
Dung sai
Nhập phần trăm dung sai theo chiều dài dòng. Trang Điều chỉnh trong các mô-đun phân tích có thể được sử dụng để xem xét dung sai +/-% về độ dài dòng, tăng hoặc giảm hiệu quả trở kháng dựa trên loại nghiên cứu đang được thực hiện.
* Dây dẫn / Pha
Nhập số lượng dây dẫn trên mỗi pha, tức là nếu sử dụng cáp 2-3 / C hoặc cáp 6-1 / C (tổng số 6 dây dẫn), thì số lượng dây dẫn trên mỗi pha bằng hai (2).
*Connection
Cáp có thể được định nghĩa là cáp 3 pha hoặc 1 pha bằng cách chọn bất kỳ lựa chọn nào sau đây:
3 pha: Xác định cáp là cáp ba pha. Cáp này chỉ có thể được kết nối với xe buýt ba pha.
81
5.3.2.2 Trang Loading :
Trang tải cung cấp thông tin liên quan đến tải cáp (amp) và các thông số khác, được sử dụng trong việc giảm độ khuếch đại cáp (Hệ thống đường cáp ngầm) và tính toán kích thước cáp
82
*Operating Load/Current
Tải hoạt động được chỉ định là giá trị amps. Giá trị này được sử dụng để tính toán nhiệt độ trạng thái ổn định hoặc là giá trị ban đầu của cấu hình tải cáp để tính toán nhiệt độ thoáng qua. Bạn có thể thực hiện việc này bằng cách kiểm tra tùy chọn cập nhật tải cáp, tải trong Trang thông tin của các trường hợp nghiên cứu lưu lượng tải và tải không cân bằng. % PF được cập nhật với hoạt động cập nhật hiện tại từ các nghiên cứu dòng tải. % PF được sử dụng trong tính toán Vd trong kích thước dây dẫn pha.
*Yếu tố tăng trưởng (GF)
Hệ số nhân chiếu (MF) phải được chỉ định bằng phần trăm. Giá trị này được sử dụng để biểu thị dự báo tải trong tương lai (giảm tải hoặc tăng trưởng). Bạn có thể chọn tùy chọn để sử dụng. Hệ số nhân chiếu này để tính toán nhiệt độ cáp từ Trường hợp nghiên cứu về độ khuếch đại của cáp.
*Loading current for sizing
Dòng tải được chỉ định cho cáp này trong trang đang tải sẽ được sử dụng nếu tùy chọn này được chọn.
Full Load Amps of Element
ID động cơ được hiển thị ở đây cho cáp thiết bị động cơ và FLA của động cơ được sử dụng.
User-Defined
Sử dụng tùy chọn này để nhập bất kỳ giá trị nào cho dòng cáp và% PF.
NEC 430.6
Độ khuếch đại của cáp thiết bị dựa trên xếp hạng động cơ được xác định theo mục 430.6 của mã NEC. Hiện tại, trong Amps, có nguồn gốc dựa trên:
83
Hình 5.3 Bảng điện áp theo từng loại động cơ 5.3.2.3 Trang Sizing – phase
Phần này bao gồm cụ thể hơn các phương pháp tính toán khả năng mang dòng điện (ampacity) khác nhau có sẵn từ trang Độ khuếch đại / Công suất của trình chỉnh sửa cáp. Các phương pháp này được liệt kê như sau:
- BS 7671 - ICEA P-54-440 - IEC 60364-5-52 - IEC 60502 - IEC 60092 - IEEE 399 - NF C 15-100 - NEC
Đối với mỗi phương thức, các tham số đầu vào và định nghĩa của chúng được đưa ra. Ngoài ra, tác dụng của chúng và cách chúng được sử dụng trong mỗi phương pháp tính toán được giải thích.
84
Standard
Mục Tiêu chuẩn hiển thị tiêu chuẩn được chọn trong trang Độ khuếch đại. Khi yêu cầu tải được kiểm tra trong phần yyêu cầu, tính toán độ khuếch đại trong kích thước cáp sẽ dựa trên tiêu chuẩn được hiển thị
85
Results
Sử dụng loại cáp đã chọn từ thư viện, ETAP khuyến nghị kích thước cáp tối ưu cùng với số lượng dây dẫn trên mỗi pha đáp ứng các yêu cầu đã chỉ định. Ngoài ra, ETAP cung cấp một kích thước cáp nhỏ hơn kích thước tối ưu cho lựa chọn của bạn. Đối với kết quả điện áp, Vd tính bằng phần trăm dựa trên kV danh nghĩa của bus và Vst tính bằng phần trăm dựa trên kV định mức của động cơ.
Hình 5.5 Bảng kết quả chọn dây
Cùng với kết quả tính toán, phần này cũng hiển thị kích thước cáp, độ khuếch đại, phần trăm giảm điện áp và phần trăm điện áp bắt đầu nếu các tùy chọn kích cỡ cáp cho các yêu cầu tương ứng được kiểm tra. Kích thước cáp yêu cầu là kích thước lớn nhất từ các yêu cầu Ngắn mạch, Quá tải và Sốc. Độ khuếch đại yêu cầu là giá trị lớn hơn từ các yêu cầu Load Amp và Overload. Lưu ý rằng nếu tùy chọn Use MF for Ampacity được chọn, Load Amp được sử dụng để định cỡ sẽ được nhân với giá trị MF được hiển thị trong phần Ứng dụng Cáp.
Constraints
Bạn có thể chọn một hoặc cả hai yêu cầu để xác định kích thước cáp được đề xuất. Lưu ý rằng một số tùy chọn phụ thuộc vào loại cài đặt và nếu cáp là cáp thiết bị cho động cơ.
86
Loading
Nếu Tải được chọn là một trong những hạn chế, việc định cỡ sẽ được tiến hành để đáp ứng yêu cầu dòng tải dựa trên cài đặt cáp và điều kiện môi trường được chỉ định trong trang Công suất (Độ khuếch đại). Giá trị ampere tải được hiển thị dựa trên tùy chọn được chọn trong phần Loading current để định cỡ trong trang
Loading.
Voltage Drop (Vd)
Nếu bạn kiểm tra Vd, ETAP sẽ định cỡ cáp dựa trên giá trị giảm điện áp phần trăm bạn nhập tại đây. Điện áp rơi tính bằng phần trăm kV danh nghĩa của bus được nối với cáp. Nếu cáp được kết nối trực tiếp với đầu ra của VFD, Vd tính bằng phần trăm dựa trên kV danh nghĩa đầu ra VFD.
Nếu cáp là cáp thiết bị, độ sụt điện áp cáp được tính dựa trên điện áp bus cố định bằng với bus ban đầu% V nhân với kV danh nghĩa của bus. Tải sẽ được xử lý như được đưa ra trong bảng trên. Độ giảm điện áp tính toán là chênh lệch cường độ giữa điện áp bus và giá trị điện áp đầu cực tải.
Nếu cáp là cáp nhánh được kết nối giữa hai bus, độ sụt điện áp được tính bằng cách nhân trở kháng cáp với dòng điện.
Nếu cáp được kết nối với bộ gia nhiệt quá tải, điện trở của bộ gia nhiệt quá tải cũng sẽ được xem xét trong tính toán Vd.
Apply Power Factor
Nếu điều này được kiểm tra, giá trị hệ số công suất tải phần trăm được xem xét trong các tính toán giảm điện áp.
Short-Circuit
Nếu điều này được kiểm tra, kích thước sẽ dựa trên công suất ngắn mạch của cáp để chịu được cường độ dòng ngắn mạch được chỉ định hoặc được xác định trong trang Bảo vệ trong thời gian (thời lượng) tương ứng. Tiêu chuẩn được sử dụng để tính toán kích thước cáp dựa trên kA ngắn mạch và Thời gian ngắn mạch có thể được tìm thấy trong Ấn phẩm ICEA P-32-382 hoặc sách Buff tiêu chuẩn IEEE 242.
87
Overload
Tùy chọn này chỉ được bật khi BS 7671 Edition hoặc IEC 60364 được chọn làm tiêu chuẩn trong phần Cài đặt của trang Khả năng (Độ khuếch đại).
5.4 ÁP DỤNG CHI TIẾT THÔNG QUA VÍ DỤ :
Sơ đồ dưới đây mô phỏng lại một mạng điện 22kv/220v để thực hiện lựa chọn tính toán chọn dây dẫn sao cho điện áp tại các bus đều ổn định (>=95%) và bài toán này sẽ thực hiện chọn loại dây theo dòng điện
88
Các bước thực hiện
B1 :Xây dựng sơ đồ 1 sợi (thiết lập thông số ban đầu) B2 : tính toán chọn dây dẫn
B3 : Thực hiện kiểm tra lại hệ thống
B1 :Xây dựng sơ đồ 1 sợi (thiết lập thông số ban đầu)
Thiết lập thông số cho Nguồn , máy biến áp , tải , dây dẫn Nguồn
Hình 5.8 Thẻ Info nguồn
89
Hình 5.9 Thẻ Rating nguồn
90
Máy biến áp 1
Máy biến áp này dùng để hạ áp từ 22kv về 380v
91
Máy biến áp 2
Máy biến áp này dùng để hạ áp từ 380v về 220v
92
Tải
93
Hình 5.13 Trang Nameplate nhập thông số tải
Làm tương tự với các tải còn lại nhưng thay đổi giá trị KVA với các tải lần lượt là 60, 10 ,15 KVA
94
B2 : tính toán chọn dây dẫn
Dây dẫn 1
Hình 5.14 Trang Info của cáp thứ nhất
95
Hình 5.15 Trang Loading của cáp thứ nhất
Phần này chúng ta sẽ nhập dung lượng tải theo Amp để cho phần mềm tự tính toán chọn loại dây giúp chúng ta
96
Hình 5.16 Trang Sizing – phase của cáp thứ nhất
Sau khi nhập thông số ban đầu xong thì ETAP sẽ đưa cho chúng ta 2 lựa chọn dây dẫn một là Optimal Size (loại dây tốt nhất) và 1 size Smaller (loại dây nhỏ hơn 1 size) để ta lựa chọn với Vd(hao hụt %V) đáp ứng yêu cầu
Hình 5.17 Kết quả chọn dây thứ nhất
Đây là bảng thông số dây được chọn sau khi thực hiện tính toán chọn dây cho dây dẫn thứ nhất
97
Dây dẫn 2
Làm tương tự các bước như chọn cho dây dẫn thứ 1
Hình 5.18 Trang Info của cáp thứ hai
98
Hình 5.19 Trang loading của cáp thứ hai
99
Cuối cùng là tính toán lựa chọn dây dẫn với thông số dòng tải 70A và hao hụt %V là 1% thì dây chọn là
Hình 5.21 Kết quả chọn dây thứ hai Hình 5.20 Trang Sizing-Phase của cáp thứ hai
100
B3 : Thực hiện kiểm tra lại hệ thống
Sử dụng để tính toán phân bố công suất kiểm tra hệ thống bằng cách nhấn vào trên thanh công cụ bên phải màn hình
Sau khi chạy PBCS ta thấy các giá trị tại Bus đều có mức điện áp lớn hơn 95% hệ thống hoạt động bình thường
101
5.5 TỔNG KẾT
Nội dung chính của chương này tập trung vào việc tính toán lựa chọn dây dẫn phù hợp cho đường dây truyền tải hạ áp, cấp điện á 220kv/220v . Các tính toán bao gồm lựa chọn dây dẫn theo dòng điện làm việc và điện áp hao hụt trên bus.
102
CHƯƠNG 6 :HỆ THỐNG NỐI ĐẤT 6.1/ GIỚI THIỆU :
Nối đất là phần không thể thiếu được trong thiết kế vận hành hệ thống điện. Tuy nhiên, việc tính toán nối đất cần có căn cứ để đạt hiệu quả tốt. Trong chương này, cơ sở tính toán nối đất theo tiêu chuẩn IEEE và cách thức áp dụng chương trình ETAP để tính toán nối đất cho hệ thống điện sẽ được trình bày chi tiết
Nối đất là biện pháp an toàn trong hệ thống cung cấp điện. Nếu cách điện bị hư hỏng vỏ thiết bị điện sẽ mang điện áp và có dòng rò chạy từ vỏ thiết bị điện xuống thiết bị nối đất. Lúc này nếu người vận hành chạm phải vỏ thiết bị điện thì điện trở của người Rng, được mắc song song với điện trở nối đất Rđ, do đó dòng điện chạy qua người sẽ bằng:
Ing ≈ Rđ/Rng . Iđ
trong đó:
Iđ – dòng điện chạy qua điện trở nối đất.
Từ biểu thức trên thấy rằng, nếu thực hiện nối đất tốt để có Rđ « Rng thì dòng điện chạy qua người sẽ rất nhỏ đến mức không gây nguy hại cho người. Thông thường điện trở của người khoảng 800 đến 500000 Ω tuỳ thuộc vào tình trạng của da ẩm ướt hay khô ráo. Còn điện trở nối đất an toàn theo quy định phải nằm trong khoảng 4 – 10 Ω.
Trang bị nối đất bao gồm các điện cực và dây dẫn nối đất. Các điện cực nối đất (có thể là cực hoặc thanh) được chôn trực tiếp trong đất, các dây nối đất dùng để nối liền các bộ phận được nối đất với các điện cực nối đất.
Khi có trang bị nối đất, dòng điện ngắn mạch xuất hiện do cách điện của thiết bị điện với vỏ bị hư hỏng sẽ chạy qua vỏ thiết bị theo dây dẫn nối đất xuống các điện cực và chạy tán vào trong đất.
Mạng trung áp 22 kVvh và mạng hạ áp 380/220V có trung tính trực tiếp nối