1- Sụt áp tối đa: Tùy theo mỗi quốc gia
Theo IEC 60364 khuyến nghị thì U ≤ 4%
Nhƣng cũng có thể tham khảo giá trị cho phép sụt áp nhƣ sau:
Loại trang bị Chiếu sáng Các tải khác
Mạng hạ thế công cộng 3% 5%
MBA trung hạ 6% 8%
Chú ý: Không áp dụng cho dòng khởi động hay dòng chuyển mạch quá độ
Đối với động cơ nếu U % > 8% động cơ không thể khởi động đƣợc. Vì khi khởi động, dòng khởi động của động cơ tăng lên 5 – 7 lần dòng định mức. Lúc đó, khi sụt áp 8%, lúc khởi động sẽ tăng sụt áp lên trên 40%.
Giáo
Khi sụt áp vƣợt quá giá trị ở bảng trên thì cần phải sử dụng cáp(dây) có tiết diện lớn hơn.
Nếu sụt áp 8% đƣợc cho phép thì sẽ gây ra hàng loạt vấn đề cho động cơ nhƣ:
Nói chung, sự vận hành của động cơ đòi hỏi điện áp dao động ± 5% xung quanh giá trị định mức của nó ở trạng thái làm việc ổn định.
Điều này làm động cơ:
+ Đứng yên (do moment điện từ không vƣợt quá moment tải) và làm cho động cơ phát nóng, không hoạt động.
+ Tăng tốc rất chậm, do vậy dòng tải rất lớn (gây giảm áp trên các thiết bị khác) sẽ tiếp tục tồn tại trong thời gian khởi động.
Sụt áp 8% sẽ gây tổn thất công suất đang kể, nhất là cho các tải làm việc liên tục, do vậy sẽ gây nên sự lãng phí năng lƣợng. Do những nguyên nhân này độ sụt áp lớn nhất cho phép 8% sẽ không đƣợc cho phép đối với những lƣới rất nhạy với điện áp (xem Hình 2.3 ).
Hình 1.1. Sụt áp lớn nhất 2- Tính toán sụt áp:
a) Phƣơng pháp dùng công thức:
Mạch Sụt áp (ΔU)
V %
1 pha: pha/pha ∆U = 2.IB.(R.cos + X.sin ).L 100.ΔU VN
1 pha: pha/trung tính
∆U= 2.IB.(R.cos + X sin ).L
100.ΔU VN
Giáo
3 pha cân bằng: 3 pha
(có hoặc không có trung tính).
∆U= √3.IB.(R.cos + X.sin ).L 100.ΔU UN Trong đó:
IB: Dòng làm việc lớn nhất (A); X: Cảm kháng của dây dẫn ( ) L: Chiều dài dây dẫn (km); R: Điện trở dây dẫn (Ω/km)
R = . .
S (tiết diện dây, mm2) ; Đối với dây đồng
R = .
S (tiết diện dây, mm2) ; Đối với dây nhôm
Chú ý: X đƣợc bỏ qua cho dây có tiết diện nhỏ hơn 50 mm2. Khi không có thông tin nào khác, ta sẽ lấy giá trị X = 0.08 .
: Góc lệch pha giữa điện áp và dòng điện, trong đó: + Đèn nung sáng: cos = 1
+ Động cơ:
* Khi động cơ khởi động: cos = 0.35 * Ở chế độ bình thƣờng: cos = 0.8
Un: Điện áp dây (V)
Vn: Điện áp pha (V)
Đối với ống dây đi sẵn kiểu lắp ghép và thanh dẫn, điện trở và cảm kháng sẽ đƣợc nhà chế tạo cung cấp.
Ví dụ 1: Tính sụt áp cho động cơ sau bằng công thức:
Điện áp định mức : 400V
Chiều dài cáp: 25m
Loại cáp: cáp nhiều lõi 3 50 mm2 Cáp đồng. Dòng đầy tải: Ib = 100A
Cos𝜑 = 0.8 R= .
50 = 0.45 Ω/km (đối với dây đồng)
∆U= 3 100 (045 0.9+ 0.08 0.6) 25 = 1.38 ;
%∆U = 1 .∆U
Giáo
b) Tính toán sụt áp bằng cách tra bảng:
∆U = K Ib L Trong đó:
K: sụt áp trên mỗi km dây dẫn Ib(A): dòng đầy tải. L (Km): chiều dài của dây dẫn.
Bảng tra K sụt áp dây ∆U (bảng H1-29 trang H1-39 IEC)
Tiết diện… Mạch 1 pha Mạch 3 pha
Động cơ Chiếu sáng Động cơ Chiếu sáng Bình thƣờng Khởi động Bình thƣờng Khởi động Cu Al Cos = 0.8 Cos = 0.35 Cos = 1 Cos = 0.8 Cos = 0.35 Cos = 1 1.5 24 10.6 30 20 9.4 25 2.5 14.4 6.4 18 12 5.7 15 4 9.1 4.1 11.2 8 3.6 9.5 6 10 6.1 2.9 7.5 5.3 2.5 6.2 10 16 3.7 1.7 4.5 3.2 1.5 3.6 16 25 2.36 1.15 2.8 2.05 1 2.4 25 35 1.5 0.75 1.8 1.3 0.65 1.5 35 50 1.15 0.6 1.29 1 0.52 1.1 50 70 0.86 0.47 0.95 0.75 0.41 0.77 70 120 0.64 0.37 0.64 0.56 0.32 0.55 95 150 0.48 0.3 0.47 0.42 0.26 0.4 120 185 0.39 0.26 0.37 0.34 0.23 0.31 150 240 0.33 0.24 0.3 0.29 0.21 0.27 185 300 0.29 0.22 0.24 0.25 0.19 0.2 240 400 0.24 0.2 0.19 0.21 0.17 0.16 300 500 0.21 0.19 0.15 0.18 0.16 0.13
Giáo
Giải: ∆U = K Ib L
K đƣợc tra theo bảng trên với cos𝜑 = 0.8 ta có K = 0.75 ∆U = 0.75 100 0.025 = 1.875 (V)
∆U% = (∆U 100)/ U = (1.875 100)/400 = 0.46 % Vậy kết quả tính sụt áp của hai cách hoàn toàn chính xác. Ví dụ 2: (xem Hình 2.4)
Cho dây đồng 3 pha tiết diện 35mm2, chiều dài 50m cấp điện cho động cơ 400V có dòng:
- 100A với cos = 0.8 ở chế độ vận hành bình thƣờng. - 500A (5.In) với cos = 0.35 khi khởi động.
Sụt áp tại điểm nối vào tủ phân phối của động cơ là 10V ở điều kiện bình thƣờng (với dòng tổng là 1000A, xem hình…) Hãy tính sụt áp đến động cơ:
- Ở chế độ làm việc bình thƣờng. - Ở chế độ khởi động. Giải: - Sụt áp ở chế độ làm việc bình thƣờng %∆U = 1 .∆U 400 Tra bảng ta đƣợc: ∆U = 1 100 0.05 = 5 V ∆U tổng = 10 + 5 = 15 V nghĩa là: 1 .15 400 = 3.75%
Giá trị này nhỏ hơn 8% , thảo mãn yêu cầu
- Sụt áp ở chế độ làm việc khởi động động cơ: Tra bảng ta đƣợc:
Giáo
Sụt áp tại tủ phân phối sẽ vƣợt quá 10V do dòng phụ tải khi khởi động động cơ. Giả sử dòng chạy qua tủ phân phối khi khởi động động cơ là 900 +500 = 1400A Vậy sụt áp tại tủ phân phối sẽ tăng lên tỉ lệ và có giá trị là:
1 1
1000 = 14 V
∆U tại tủ phân phối = 14 V ∆U cho cáp động cơ = 13 V
∆U tổng = 14 + 13 = 27 V nghĩa là: 1 .27
400 = 5.75%
Giá trị này nhỏ hơn 8% , thảo mãn yêu cầu.