1.7.1. Bù công suất phản kháng là gì
Trong lưới điện tồn tại 2 công suất:
Công suất hữu dụng P (kW) là công suất sinh ra công có ích trong các phụ tải.
P = SCosφ.
Công suất phản kháng Q (kVAr) là công suất vô ích, gây ra do tính cảm ứng của các loại phụ tải như: động cơ điện, máy biến áp, các bộ biến đổi điện áp.
Q = SSinφ.
Công suất phản kháng không sinh ra công nhưng gây ra ảnh hưởng xấu về kinh tế và kỹ thuật như tổn thất công suất trên đường dây. Để đánh giá ảnh hưởng của công suất phản kháng đối với hệ thống người ta sử dụng hệ số công suất cosφ.
Ý nghĩa của việc nâng cao hệ số công suất:
Cải thiện hệ số công suất cho phép sử dụng máy biến áp, thiết bị đóng cắt và cáp nhỏ hơn…đồng thời giảm tổn thất diện năng và sụt áp trong mạng điện, gia tăng khả năng mang tải.
Khi có bù công suất phản kháng thì góc lệch pha giữa dòng điện và điện áp trong mạch sẽ nhỏ đi, do đó hệ số công suất cos của mạch được nâng cao.
Giữa P, Q và góc có quan hệ như sau:
Bù công suất phản kháng giúp giảm tiền phạt
Tiền phạt hay còn gọi là tiền mua điện năng phản kháng. Đây là lợi ích thiết thực nhất của việc nâng cao hệ số công suất Cos .
1.7.2. Tính công suất bù
Tổng công suất tác dụng tính toán của công trình: Ptt = 170kW
Hệ số công suất trung bình Cos φ = Tgφ = 0.7
Hệ số công suất sau khi bù của công trình: Cosφ = 0.95 Tgφ = 0.33
Công thức tính bù công suất:
Qbù = Ptt x (tgφtrước bù – tgφsau bù) = 187 x (0.7 - 0.33) = 69 kVAR
Theo quyết định số 4218/QĐ-EVN đối với trạm biến áp 250 KVA ta sử dụng tụ bù 100 KVAr
Chọn tụ bù của hãng Mikcro có các thông số sau:
Kí hiệu: MKC-385250KT
Kiểu chế tạo :tụ bù khô 3 pha, 50 Hz, 380 [V]
Qo = 25 [kVAR]
Điện dung danh định : Cn=551,1 [uF]
Dòng điện định mức: Iđm 38[A]
Kích thước tụ bù: D x H= 116 X 275 [mm]
Số lượng tụ bù: n = => chọn 4 tụ
Chọn bộ điều khiển tụ bù của mikro
Setup bù điều khiển cấp 1 ủa bộ điều khiển là bù nền luôn đóng vào lưới . Bộ điều khiển sẽ so sánh trị số cos của phụ tải với các giá trị ngưỡng đóng và ngưỡng cắt được lập trình sẵn để tiến hành đóng hoặc cắt tụ bù.
Các cấp tụ bù được đóng/cắt theo thứ tự xoay vòng.
1.7.3. Vị trí lắp tủ tụ bù
Các tụ bù được bố trí trong 1 tủ bù đặt phía hạ áp của máy biến áp.
Bù hạ áp sẽ bù được phần công suất phản kháng do tổng trở của MBA
Làm tăng khả năng mang tải của MBA.
Bù làm giảm sụt áp
Lắp đặt ở phía hạ áp sẽ giảm được sụt áp cung cấp đến tải.
Các tụ bù được mắc vào thanh cái trong tủ bù. Các tụ bù 3 pha mắc song song với nhau. Trước các tụ bù đều được lắp đặt các MCCB và mắc với contactor để đóng ngắt khi có dòng điện lưới. Khi mất điện lưới và chuyển sang chế độ máy phát thì các tụ bù ngắt ra khỏi thanh cái của tủ điện chính.
1.7.4. Tính toán thiết bị bảo vệ tụ bù
Chọn MCCB cho 1 tụ bù
Chọn 4 MCCB 40A cho 4 tụ bù
Chọn MCCB bảo vệ cho tụ bù
Chọn MCCB 160A bảo vệ cho 4 tụ bù
Chọn 4 Contactor 40A điều khiển cho 4 tụ bù
1.8. TÍNH TOÁN THIẾT BỊ BẢO VỆ
37 Hình 1.19 Bồ điều khiển tụ bù
1.8.1. Lựa chọn thiết bị bảo vệ
Chọn CB thoả các điều kiện;
Trong đó
UđmCB: điện áp định mức của CB;
UđmLĐ: điện áp định mức của lưới điện.
IđmCB: dòng điện định mức của CB;
Itt: dòng điện tính toán.
IcđmCB: dòng cắt định mức của CB;
IN: dòng điện ngắn mạch lớn nhất đi qua
Đối với thiết bị 1 pha :
(U=220V)
Đối với thiết bị 3 pha
(U=380V)
Cần nhân Itt cho hệ số an toàn 1,2
Trong đó P ứng với số thiết bị nhỏ hơn hoặc bằng 3: thì P = ∑i Pđm
Trong đó P ứng với số thiết bị lớn hơn hoặc bằng 4: thì
Theo TCVN 9206-2012 thông thường lấy cosφ=0,8. Hệ số cosφ thang máy lấy bằng 0.6
Chọn dòng cho CB bằng dòng tính toán nhân với hệ số 1.1 đến 1.2 lần, với mục đích để khi khởi động các động cơ sẽ có dòng điện khởi động ban đầu lớn và để hạn chế việc nhảy CB. Nếu lấy hệ số này quá cao mà dây dẫn chọn tiết diện dây nhỏ thì rất dễ bị cháy dây trước khi nhảy CB.
1.8.2. Tính toán cho công trình
Tính thiết bị bảo vệ cho tủ điện tổng MDB :
Tra catalog thiết bị đóng cắt của hãng ABB chọn CB có thông số: Loại MCCB, 4 cực, Iđm=400 A, Icu=32 kA
Tính thiết bị bảo vệ cho tủ điện bơm nước:
Do tải động cơ nên ta xét dòng khởi động của động cơ :
I =
Tra catalog thiết bị đóng cắt của hãng ABB chọn CB có thông số: Loại MCB, 3 cực, , Iđm=16 A, Icu=6 kA
Tính thiết bị bảo vệ cho tủ điện thang máy:
Do tải động cơ nên ta xét dòng khởi động của động cơ :
Tra catalog thiết bị đóng cắt của hãng ABB chọn CB có thông số: Loại MCB, 3 cực, , Iđm=16 A, Icu=6 kA
Tính thiết bị bảo vệ cho tủ điện PCCC:
Do tải động cơ nên ta xét dòng khởi động của động cơ :
Tra catalog thiết bị đóng cắt của hãng ABB chọn CB có thông số: Loại MCB, 3 cực, , Iđm=10 A, Icu=6 kA
Tính thiết bị bảo vệ cho tủ điện điện nhẹ:
Tra catalog thiết bị đóng cắt của hãng ABB chọn CB có thông số: Loại MCCB, 3 cực, , Iđm=16 A, Icu=6 kA
Tính thiết bị bảo vệ cho tủ điện bếp:
Tra catalog thiết bị đóng cắt của hãng ABB chọn CB có thông số: Loại MCB, 3 cực, , Iđm=16 A, Icu=6 kA
Tính thiết bị bảo vệ cho tủ điện tầng 1:
Tra catalog thiết bị đóng cắt của hãng ABB chọn CB có thông số: Loại MCB, 3 cực, , Iđm=40 A, Icu=6 kA
Tính thiết bị bảo vệ cho tủ điện tầng 2:
Tra catalog thiết bị đóng cắt của hãng ABB chọn CB có thông số: Loại MCB, 3 cực, , Iđm=50 A, Icu=6 kA
Tính thiết bị bảo vệ cho tủ điện tầng 7:
Tra catalog thiết bị đóng cắt của hãng ABB chọn CB có thông số: Loại MCB, 3 cực, , Iđm=40 A, Icu=6 kA
Tính thiết bị bảo vệ cho tủ điện tầng 8:
Tra catalog thiết bị đóng cắt của hãng ABB chọn CB có thông số: Loại MCB, 3 cực, , Iđm=16 A, Icu=6 kA
1.9. TÍNH TOÁN CHỌN DÂY DẪN VÀ PHƯƠNG ÁN ĐI DÂY 1.9.1. Phương án đi dây cho khách sạn 1.9.1. Phương án đi dây cho khách sạn
1.9.1.1. Yêu cầu về đi dây:
Đảm bảo chất lượng điện năng.
Đảm bảo liên tục cung cấp điện theo yêu cầu phụ tải.
An toàn trong vận hành.
Linh hoạt khi có sự cố và thuận tiện sữa chữa.
Sơ đồ nối dây đơn giản rõ ràng.
1.9.1.2. Phương án đi dây
Có nhiều phương án đi dây nhưng để phù hợp nhất là các phương án đi dây theo sơ đồ hình tia
Trong sơ đồ hình tia, tủ phân phối phụ sẽ được cung cấp điện từ tủ phân phối chính bằng các tuyến dây riêng biệt. Các phụ tải trong phân xưởng được cung cấp điện từ tủ phân phối phụ qua các tuyến dây riêng biệt. Sơ đồ nối dây hình tia có những ưu, nhược điểm sau:
Ưu điểm: Nối dây rõ ràng, mỗi hộ dùng điện được cung cấp từ một đường dây do đó chúng ít ảnh hưởng lẫn nhau. Độ tin cậy cung cấp điện của sơ đồ hình tia tương đối cao, dễ thực hiện các biện pháp bảo vệ và tự động hoá, dễ vận hành bảo quản.
Nhược điểm: Vốn đầu tư lớn. Vì vậy sơ đồ nối dây hình tia thường được dùng khi cấp điện cho những loại phụ tải quan trọng.
1.9.2. Tính toán chọn tiết diện dây pha 1.9.2.1. Phương pháp tính toán 1.9.2.1. Phương pháp tính toán
Tính toán theo điều kiện phát nóng của dây dẫn theo tiêu chuẩn IEC
o Chọn dòng phát nóng cho phép Icp của dây (cáp) mà CB có thể bảo vệ, tiết diện dây dẫn thõa mãn điều kiện sau Icp
Trong đó:
Icp: Dòng điện cho phép của dây dẫn
Iap: Dòng điện định mức của Aptomat bảo vệ
khc: Hệ số hiệu chỉnh dòng điện lâu dài của dây dẫn:
41 Hình 1.20 Sơ đồ hình tia
1.9.2.2. Xác định cỡ dây không chôn dưới đất
Xác định mã chữ cái:
Các chữ cái (B tới F) phụ thuộc cách lắp đặt dây và cách lắp đặt của nó. Những cách lắp đặt giống nhau sẽ được gom chung làm 4 loại theo các điều kiện môi trường xung quanh như bảng sau:
Bảng 1-5 Bảng phân loại cách lắp đặt theo chữ cái Dạng của dây Cách lắp đặt Chữ cái Dây một lõi và nhiều lõi Dưới lớp nắp đúc, có thế lấy ra được hoặc không, bề mặt lớp vữa hoặc nắp
bằng.
Dưới sàn nhà hoặc sau trần giả Trong rãnh , hoặc ván lát chân tường
B
Khung treo có bề mặt tiếp xúc với tường hoặc trần
Trên những khay cáp không đục lỗ C Cáp có nhiều lõi
Thang cáp khay có đục lỗ hoặc trên cong xom đỡ
Treo trên tấm chêm
Cáp móc xích tiếp nối nhau E
Cáp
1 lõi F
Xác định hệ số K:
Với các mạch không chôn dưới đất , hệ số K thế hiện điều kiện lắp đặt
K= K1xK2xK3
Hệ số hiệu chỉnh K1 : thể hiện ảnh hưởng của cách thức lắp đặt. Bảng 1-6 Bảng hệ số K1
B,E Cáp đặt thẳng trong vật liệu cách điện chịu nhiệt 0,7 Ống dây đặt trong vật liệu cách điện chịu nhiệt
0,77
Cáp đa lõi 0,9
Hầm và mương cáp kín 0,95
C Cáp treo trên trần 0,95
B,C,E,F Các trường hợp khác 1
Hệ số hiệu chỉnh K2 : thể hiện ảnh hưởng tương hổ của 2 mạch kề nhau.( hai mạch được coi là kề nhau khi khoảng cách L giữa 2 dây nhỏ hơn 2 lần đường kính cáp lớn nhất của 2 cáp nói trên ).
Trong bảng 2 thể hiện hệ số K2 theo số mạch cáp trong một hàng đơn. Bảng 1-7 Bảng hệ số k2 Mã chữ cái Cách đặt gần nhau Hệ số K2 Số lượng mạch hoặc cáp đa lõi 1 2 3 4 5 6 7 8 9 12 16 20 BC Lắp hoặc chôn trong tường 1 0.8 0.7 0.6 5 0.6 0.5 7 0.5 4 0.5 2 0.5 0.45 0.4 1 0.3 8 C Hàng đơn trên tường hoặc nền nhà, hoặc trên khay cáp không đục lỗ 1 0.85 0.79 0.7 5 0.7 3 0.7 2 0.7 2 0.7 1 0.7 0.7 Hàng đơn 43
trên trấn 0.95 0.81 0.72 0.68 0.66 0.64 0.63 0.62 0.61 0.61 E,F Hàng đơn nằm ngang hoặc trên máng đứng 1 0.88 0.82 0.7 7 0.75 0.73 0.73 0.72 0.72 0.72 Hàng đơn trên thang cáp côngxo m 1 0.87 0.82 0.8 0.8 0.7 9 0.79 0.78 0.78 0.78
Khi số hàng cáp nhiều hơn 1, K2 cần được nhân với các hệ số sau:
2 hàng: 0.8
3 hàng : 0.73
4 hoặc 5 hàng : 0.7
Hệ số hiệu chỉnh K3: hệ số K3 thể hiện ảnh hưởng của nhiệt độ tương ứng với các dạng cách điện.
Bảng 3 : thể hiện hệ số K3 cho các nhiệt độ khác 30۫ C Bảng 1-8 Bảng hệ số K3 Nhiệt độ môi trường Cách điện Cao su ( chất dẻo ) PVC Butly polyethylene (XLPE), cao su có enthylene propylene (EPR) 10 15 20 25 1,29 1,22 1,15 1,07 1,22 1,17 1,12 1,07 1,15 1,12 1,08 1,04 30 35 40 45 1 0.93 0,82 0,71 1 0,93 0,87 0,79 1 0,96 0,91 0,87
50 55 60 65 70 75 80 0,58 0,71 0,61 0,5 0,82 0,76 0,71 0,65 0,58
1.9.3. Cách chọn dây nối đất PE (PROTECTIVE EARTH)
Dây nối đất cho phép liên kết các vật dẫn tự nhiên và các vỏ kim loại kim loại không có điện của các thiết bị để tạo lưới đẳng áp. Các dây này sẽ dẫn dòng sự cố do hư hỏng điện (giữ Pha và thiết bị) tới điểm trung tính nối đất của nguồn. Dây PE sẽ được đấu nối với hệ thống nối đất chính của tòa nhà. Các đầu nối đất chính sẽ được đấu nối với điện cực nối đất qua dây dẫn nối đất.
Kích cỡ của dây PE được xác đinh theo bảng 12 – TCVN 9207-2012 như sau:
Bảng 1-9 Kích cỡ dây PE
Tiết diện dây pha [mm2] Tiết diện dây PE [mm2]
Sph ≤ 16 SPE = Sph 16 < Sph ≤ 35 SPE = 16 35 < Sph ≤ 400 SPE = Sph /2 400 < Sph ≤ 800 SPE = 200 Sph >800 SPE = S/4 1.9.4. Cách chọn dây trung tính
Tiết diện và các bảo vệ dây trung tính ngoại trừ việc mang tải còn phụ thuộc vào các yếu tố sau:
Dạng sơ đồ nối đất: TT, TN…
Phương pháp bảo vệ chống chạm điện gián tiếp.
Với người thiết kế nên để quy tắc: SN = Spha. (Tham TCVN 9207: 2012_Mục 10.7 trang 21). Vì do không xác định được sóng hài bậc 3 là bao nhiêu nên chọn đơn giản nhất mà an toàn là tiết diện dây pha bẳng tiết diện dây trung tính
1.9.5. Tính chọn cho công trình
Sử dụng cáp và dây dẫn của hãng cadivi có catalog như sau:
1.9.5.1. Tính toán dòng điện dây dẫn máy biến áp
Từ máy biến áp đến tủ ATS ta sử dụng cáp đi ngầm trong ống nhựa HDPE Hình 1.21 Catalog dây cadivi
Theo quy định 4218/QĐ-EVN cho thiết bị và dây dẫn cho máy biến áp
Do máy biến áp 3 pha công suất 250KVA nên ta chọn cáp CXV (3x240)+(1x200) mm2 đi từ máy biến áp vào tủ
1.9.5.2. Tính toán dòng điện dây dẫn tủ điện bơm sinh hoạt
Do cáp có nhiều lõi đi trong thang cáp treo trên trần nên ta có hệ số K1=0,77
Dây nhiều lõi đi hàng đơn trên khay cáp với số cáp là 3 tra bảng 2 ta có hệ số K2=0,7
Nhiệt độ môi trường là 30 với chất cách điện là PVC nên ta có hệ số K3=1
Icp = A
Tra catalog của hãng Cadivi ta chọn cáp : CXV (3x4)+e.(1x4) mm2
1.9.5.3. Tính toán dòng điện dây dẫn tủ điện pccc
Do cáp có nhiều lõi đi trong thang cáp treo trên trần nên ta có hệ số K1=0,77
Dây nhiều lõi đi hàng đơn trên khay cáp với số cáp là 3 tra bảng 2 ta có hệ số K2=0,7
47 Hình 1.22 Quy định chọn dây cho MBA
Nhiệt độ môi trường là 30 với chất cách điện là PVC nên ta có hệ số K3=1
Icp = A
Tra catalog của hãng Cadivi ta chọn cáp : CXV (3x4)+e.(1x4)mm2
1.9.5.4. Tính toán dòng điện dây dẫn tủ điện thang máy
Do cáp có nhiều lõi đi trong thang cáp nên ta có hệ số K1=0,7
Dây nhiều lõi đi hàng đơn trên máng đứng tra bảng 2 ta có hệ số K2=0,73
Nhiệt độ môi trường là 30 với chất cách điện là PVC nên ta có hệ số K3=1
Icp = A
Tra catalog của hãng Cadivi ta chọn cáp : CXV (3x4)+e.(1x4)mm2
1.9.5.5. Tính toán dòng điện dây dẫn tủ điện tầng hầm
Do cáp có nhiều lõi đi trong ống chịu nhiệt cách điện nên ta có hệ số K1=0,7
Dây nhiều lõi đi trong ống âm tường với số cáp là 3 tra bảng 2 ta có hệ số K2=0,7
Nhiệt độ môi trường là 30 với chất cách điện là PVC nên ta có hệ số K3=1
Icp = A
Tra catalog của hãng Cadivi ta chọn cáp: CXV (3x4)e.(1x4)mm2
1.9.5.6. Tính toán dòng điện dây dẫn tủ điện tầng 1
Do cáp có nhiều lõi đi trong ống chịu nhiệt cách điện nên ta có hệ số K1=0,7