CHƢƠNG 3 : TÍNH TỐN PHỤ TẢI
4.2.1 Tổng quan về chọn máy biến áp:
Trạm biến áp
Trạm biến áp dung để phân phối điện áp từ cấp điện áp này sang cấp điện áp khác. Nó đóng vai trị rất quang trọng trong hệ thống cung cấp điện.
Theo nhiệm vụ, người ta phân chia ra thành hai loại trạm biến áp:
Trạm biến áp trung gian hay còn gọi là trạm biến áp chính: Trạm này nhận điện từ hệ thống 35÷220kV, biến thành cấp điện áp 15kV, 10kV, hay 6kV cá biệt có khi xuống 0,4kV.
Trạm biến áp phân xưởng: Trạm này nhận điện từ trạm biến áp trung gian và biến đổi thành các cấp điện áp thích hợp phục vụ cho phụ tải cảu các nhà máy, phân xưởng hay các hộ tiêu thụ. Phía sơ cấp thường là các cấp điện áp: 6kV, 10kV, 15kV,… cịn phía thứ cấp thường là các cấp điện áp: 380/220V, 220/127V hoặc 660V.
Về phương diện cấu trúc, người ta chia ra trạm trong nhà và trạm ngoài trời.
Trạm biến áp ngoài trời: Ở trạm này các thiết bị phía điện áp cao đều đặt ở ngồi trời, cịn pahn62 phân phối điện áp thấp thì đặt trong nhà hoặt trong các tủ sắt chế tạo sẳn chuyên dùng để phân phối cho phía hạ thế. Các trạm biến áp có cơng suất nhỏ (≤300 kVA) được đặt trên trụ, cịn trạm có cơng suất lớn thì được đặt trên nền bê
52
tơng hoặc nền gỗ. Việc xây dựng trạm ngồi trời sẻ tiết kiệm chi phí so với trạm trong nhà.
Trạm biến áp trong nhà: Ở trạm này tất cả các thiết bị điện được đặt trong nhà. Chọn vị trí, số lượng và cơng suất trạm biến áp:
Nhìn chung vị trí trạm biến áp cần thỏa các yêu cầu sau:
Gần trung tâm phụ tải, thuận tiện cho nguồn chung cấ điện đưa đến.
Thuận tiện cho vận hành, quản lý.
Tiết kiệm chi phí đầu tư và chi phí vận hành,…
Tuy nhiên, vị trí được chọn lựa cuối cùng cỏn phụ thuộc vào các điều kiện khác như: Đảm bảo không gian không cản trở đến các hoạt động khác, tính mỹ quan,… Trong báo cáo này ta sẻ đặt trong tầng 1 vì yêu cầu về mặt bằng.
Chọn cấp điện áp
Do chung cư được cấp điện từ đường dây 22kV, và phụ tải của chung cư chỉ sử dụng điện áp 230V và 400V. Cho nên ta sẻ lắp đặt trạm biến áp giảm áp 22/0,4kV để đưa điện vào cung cấp phụ tải của chung cư.
4.2.2 Chọn MBA cho chung cƣ.
Dựa vào kết quả tính tốn ở Chương 3 ta có các thơng số sau: Cơng suất biểu kiến của chung cư:
STT =
=
kVA Dịng điện tính tốn của chung cư là :
ITT =
√ =
√ = 797,1 A
53
Có các thơng số kĩ thuật sau:
Công suất định mức :630 KVA
Tổ đấu dây: D/Yn -11
Tổn hao không tải P0 = 1050 W
Dịng điện khơng tải I0% = 1,4 %
Tổn hao ngắn mạch ở 750C: Pk = 6450 W
Điện áp ngắn mạch: UN% = 4,5%
4.3 CHỌN MÁY PHÁT DỰ PHÒNG
Để đảm bảo tính liên tục cung cấp điện, ta chọn máy phát dự phòng. Trong trường hợp sự cố mấy điện máy này sẻ vận hành để cung cấp cho các phụ tải cơng cộng của tủ chính.
Củng như chọn máy biến áp, ta chọn máy phát sau cho:
Sđm máy phát phải lớn hơn hoặt tương đương Stt của tải khi đang chạy.
Theo phần tính tốn:
S=552,25.1,1=607,47 KVA
54
Thông số kỹ thuật máy
Công suất liên tục 700kVA/560KW
Cơng suất dự phịng 780kVA/624KW
Số pha 3 pha
Điện áp/tần số 380V/50Hz
Tốc độ quay 1500 vịng/phút
Hệ số cơng suất 0,8
Tiêu hao nhiên liệu 100% tải 147 lít/h
55
CHƢƠNG 5 TÍNH TỐN CHỌN CB, DÂY DẪN
5.1 CHỌN THIẾT BỊ BẢO VỆ
Trong lưới điện hạ áp của chung cư, các thiết bị bảo vệ có thể là CB hoặc cầu chì. Do CB có nhiều ưu điểm hơn nhiều so với cầu chì nên ta chọn CB làm thiết bị bảo vệ, dù giá thành đầu tư tương đối cao. Khi lựa chọn phải chú ý đến khả năng cắt ngắn mạch,phối hợp với dây dẫn, khả năng đảm bảo làm việc bình thường của lưới.
Hệ thống cáp và thiết bị bảo vệ mõi cấp cần thỏa mãn đồng thời các điều kiện cho lưới điện an toàn và tin cậy, nghĩa là:
Có khà năng mang tải lớn nhất và chịu được quá tải bình thường trong thời gian ngắn.
Không gây giảm áp mạnh trong những trừng hợp khởi động động cơ…
Hơn nữa, các thiết bị bảo vệ cần bảo vệ cáp và thanh góp ở mọi cấp khỏi bị quá dòng (bao gồm cả dòng ngắn mạch ). Bảo vệ chống chạm điện gián tiếp, đặt biệt trong hệ thống TN và IT, khi chiều dài mạch điện có thễ hạn chế biên độ của dịng ngắn mạch, do đó làm chậm trễ sự cắt của của mạch tự động.
56
Điện áp sử dụng định mức UđmCB: là giá trị điện áp mà thiết bị có thể vận hành trong điều kiện bình thường.
Dịng điện định mức IđmCB: là giá trị cực đại của dòng liên tục mà CB và lờ le bảo vệ q dịng có thể chịu được vơ hạn định ở nhiệt độ môi trường do nhà chế tạo quy định, và nhiệt độ của các bộ phận mang điện kgo6ng vược quá giới hạn cho phép.
Dòng tác động có hiệu chỉnh khi ngắn mạch Icắttừ: đảm bảo sự cắt nhanh khi có dịng sự cố lớn.
Do tác động có hiệu chỉnh khi quá tải Icắtnhiệt: là giá trị dòng ngưỡng tác động của CB, cũng là dịng cực đại CB có thể chịu đựng được mà không dẫn đến sự nhã tiếp điểm. Giá trị này cần phải lớn hơn dòng làm việc lớn nhất Ilvmax và nhỏ hơn dòng cho phép đả hiệu chỉnh I`cp khi tính tốn chọn dây.
Các điều kiện chọn CB Un ≥ Ulưới Ib ≤ Ir ≤ Iz Isc(3) ≤ Icu Im < Isc(1) Trong đó: - Un: điện áp định mức CB(KV) - Ulưới: điện áp định mức lưới(KV) - Ib: dịng điện tính tốn của phụ tải(A) - Ir : dòng điện chỉnh định CB:
Ir = IđmCB đối với CB không hiệu chỉnh
Ir =(0,7÷1).IđmCB đối với CB có cơ cấu role tác động nhiệt
Ir =(0,4÷1).IđmCB đối với CB có cơ cấu role tác động từ. - Isc(3): dòng nhắn mạch 3 pha đối xứng.
- Iz: dòng cho phép của dây dẫn sau khi đã hiệu chỉnh. - Isc(1): dòng ngắn mạch 1 pha.
- Icu: khả năng cắt dòng ngắn mạch của CB - Im: dòng chỉnh định cắt ngắn mạch.
5.2 CHỌN DÂY DẪN
Chọn dây dẫn củng là một cơng việc khá quan trọng, vì dây dẫn chọn khơng phù hợp tức không thỏa các yêu cầu về kỷ thuật có thể dẫn đến các sự cố chập mạch do dây dẫn bị phát nóng quá mức dẫn đến hư hỏng cách điện. Từ đó làm độ tin cậy cung cấp điện và có thể gây ra nhiều hậu quả nghiêm trọng. Bên cạnh việc thỏa mãn các yêu cầu về kỷ thuật thì việc chọn dây dẫn cũng cần phải thỏa mãn các yêu cầu về kinh tế.
Cáp dùng trong mạng điện cao áp và hạ áp có nhiều loại, thường gập là cáp đồng, cáp nhôm, cáp một lõi, hai lõi, ba lõi, cách điện bằng dầu, cao su hoặc nhựa tổng hợp.
57
Ở cấp điện áp từ 110kV đến 220kV, cáp thường được cách điện bằng dầu hay khí. Cáp cị điện áp dưới 10kV thường được chế tạo theo kiểu 3 pha bọc chung một vỏ chì, cáp có điện áp trên 10kV thường được bọc riêng lẻ từng pha. Cáp có điện áp từ 1000V trở xuống thường được cách điện bằng giấy tẩm dầu, cao su hoặc nhựa tổng hợp.
Dây dẫn ngoải trời thường là dây dẫn 1 sợi, nhiều sợi hoặc dây rỗng ruột. Dây dẫn đặt trong nhà thường được bọc cách điện bằng cao su hoặc nhựa. Một số trường hợp ở trong nhà có thể dùng dây dẫn trần hoặc thanh dẫn nhưng phải treo trên sứ cách điện.
5.2.1 Những yêu cầu trong quá trình chọn dây
Tùy theo những yêu cầu về cách điện, đảm bảo độ bền cơ, điều kiện lắp đặt củng như chi phí để ta lựa chọn dây dẫn đáp ứng được yêu cầu về kỷ thuật, an toàn và kinh tế.
Trong mạng điện chung cư, dây dẫn và cáp thường được chọn theo hai điều kiện sau:
Chọn theo điều kiện phát nóng cho phép. Chọn theo điều kiện tồn thấtđiện áp cho phép. Những cách xác định tiết diện dây dẫn:
Xác định tiết diện dây theo độ xụt áp.
Xác định tiết diện dây theo điều kiện phát nóng và độ bền cơ.
5.2.2 Nguyên lý chọn dây dẫn
Nguyên tắc chọn dây ở lưới hạ thế (<1000V) được dựa trên cơ sở phát nóng của dây dẫn cũng như chịu được dòng chạy trong dây dẩn, phối hợp với các thiết bị bảo vệ. Sau khi chọn xong cần kiểm tra theo các điều kiện tổn thất điện áp củng như các điều kiện ổn định nhiệt.
Dòng điện cho phép của dây dẫn là dòng làm việc lâu dài mà nhiệt độ do dịng điện gấy ra khơng quá nhiệt độ cho phép của dây dẫn ta đã chọn. Dòng cho phép của dây ta thiết lập trong các điều kiện chuẩn, sau đó cần hiệu chỉnh lạy cho phù hợp.
5.2.3 Các phƣơng án đi dây
Tùy theo kết cấu địa hình, yêu cầu thẩm mỹ, kích thước của dây dẫn ta có thể đi dây theo các cách sau:
Đối với tuyến cáp chính ta đi dây trên máng cáp hay mạng cáp có khoan lỗ đồng thời phải cố định bằng dây đai.
Đối với tuyến cáp nhỏ hơn, dịng tải nhỏ thì ta sử dụng máng hộp và sắp xếp theo từng lớp.
58
Đối với tuyến cáp đi qua các khu vực vận chuyển thì ta phải bố trí trong ống PVC hay ống kim loại và chơn dưới đất tối thiểu 0,5m
5.2.4 xác định tiết diện dây pha
Các tham số khi chọn dây dẫn và cáp
Dây làm bằng vật liệu đồng hoặc nhôm.
Vật liệu cách điện PVC, XLPE
Phương pháp lắp đặt A1, A2, B1, B2…
Loại cáp: cách nhiệt dây dẫn, lõi đơn, lõi đa.
Số mạch đặt kề nhau.
Nhiệt độ môi trường.
Dòng tải.
Cách thức chọn dây dẫn theo điều kiện phát nóng:
Khi có dịng điện chạy qua, cáp và dây dẫn sẻ bị phát nóng. Nếu nhiệt độ tang q cao thì chúng có thể bị hư hỏng cách điện hoặc giảm tuổi thọ và độ bền cơ học của kim loại dẫn điện. Do vậy, mà nhà chế tạo quy định nhiệt độ cho phép với mõi loại dây dẫn và cáp.
Nếu nhiệt độ nơi đặt dây dẫn hoặc cáp khác với nhiệt độ quy định thì ta phải hiệu chỉnh theo hệ số hiệu chỉnh K. Do đó tiết diện dây dẫn và cáp đươc chọn phãi thỏa mãn điều kiện sau:
Icp ≥
: dòng điện cho phép của dây dẫn.
Ir: Dịng chỉnh định đối với loại CB có chỉnh định. In: Dịng định mức đối với loại CB khơng có chỉnh định. K: tích các hệ số hiệu chỉnh.
Ta có: K = K1.K2 Trong đó:
K1: hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ.
K2: hệ số hiệu chỉnh theo số lượng mạch đi chung.
5.2.5 Xác định tiết diện dây trung tính
Dịng trong dây trung tính có thể coi như bằng khơng. Tuy nhiên, từ lưới 3 pha dẫn đến các căn hộ ln có dịng chạy trong dây trung tính. Sự phát triển của các thiết bị biến đổi công suất trong các mạng lưới công nghiệp sẻ tạo các sống hài. Các hài
59
bội ba chạy trong dây trung tính được khuếch đại lên ba lần do đó có thể vượt giới hạn cho phép.
Tiêu chuẩn lựa chọn: tiết diện dây trung tính có thể nhỏ hơn dây pha, chính vì vậy cần phải chú ý đến khả năng đặt thiết bị bảo vệ trên dây trung tính nếu nó khơng đảm nhận chức năng của dây bảo vệ.
Theo tiêu chuẩn IEC 60364-5-52 quy định: Dây đồng: Spha ≤16mm2 : Sn = Spha
Spha >16mm2 ; Sn ≤ Spha Dây nhôm: Spha ≤25mm2 : Sn = Spha
Spha >25mm2 ; Sn ≤ Spha
5.2.6 Xác định tiết diện dây PE
Các dây có thể được chọn làm dây PE: kết cấu kim loại, móng bê tơng, ống thép, đường cáp, vỏ kim loại cáp. Không được dùng ống khí, nước nóng, vỏ chì của cáp…làm dây bảo vệ.
Theo tiêu chuẩn IEC 60364-5-52 có thể chọn dây PE theo phương pháp đẵng nhiệt hoặc phương pháp đơn giản.
Theo phương pháp đẳng nhiệt: SPE ≥ √
Trong đó:
t: thời gian đóng cắt dịng chạm vỏ.
: dòng chạm vỏ.
k: hằng số, phụ thuộc vào vật liệu dây, cách điện, nhiệt độ ban đầu và nhiệt độ cuối của dây khi có dịng chạm vỏ chạy qua.
Theo phương pháp đơn giản: (dây đồng) Spha ≤ 16 mm2 : SPE =Spha
16 mm2 ≤ Spha ≤ 35 mm2 : SPE =16 mm2 Spha > 35 mm2 : SPE =Spha/2.
5.3 TÍNH TỐN CHỌN CB VÀ DÂY DẪN CHO CHUNG CƢ:
5.3.1 Chọn CB:
60
Điện trở và điện kháng MBA quy về phía hạ áp được tính theo cơng thức sau:
R0 = X0 = Vậy ZB = √ IN = √
Áp dụng cơng thức ta tính ngắn mạch tại thanh cái tổng
R0 = = 3,38 (m ) X0 = = 0,0236 (m ) Vậy ZB = √ =3,38 (m ) IN = √ = 68,32 kA
Chú ý: CB tổng chọn theo dòng định mức của MBA: IđmBA =
√ =
√ = 909,32 A
Vậy ta chọn CBT là MCCB số: NF-1000 SEW
Các đại lượng kiểm tra Điều kiện
Uđm (kV) UđmCB = 400V ≥ UđmLĐ =400V
Dòng điện định mức (A) IđmCB = 1000A ≥ Itt = 909.32 A Dòng cắt định mức (kA) INCB = 85kA ≥ IN = 68,32 kA
Chọn thanh cái
Ta có IđmBA =
√ =
61
Nên ta chọn thanh cái có thơng số:
Bản đồng lượng Số thanh/1 pha Rộng(mm) Dày(mm) Tổng diện tích(mm2) Tổng chu vi(mm) Khả năng dẫn điện(Ampe) 40x10 1 40 10 400 100 931
Từ thanh cái đến tủ điện 1 TĐ1
Ta có cơng suất tiêu thụ: Ptt = 8,868 KW Công suất biểu kiến: SCB =
=
= 10,43KVA Dòng điện định mức: IđmCB =
√ =
√ = 15,85 A
Vậy ta chọn MCB 25 A do Mitsubishi chế tạo có thơng số
Loại U(V) Iđm(A) Icu(kA)
BH-D6 3P 10A 400 25 6
Từ thanh cái đến tủ điện 2 TĐ2
Ta có cơng suất tiêu thụ: Ptt = 39,33 KW Công suất biểu kiến: SCB =
=
= 46,27 KVA Dòng điện định mức: IđmCB =
√ =
√ = 70,3 A Vậy ta chọn MCCB 75A do Mitsubishi chế tạo có thơng số
62
NF125-CV 3P 75A 400 75 10
Do mặt bằng các tầng từ tầng 2 đến 11 có cùng cơng suất như nhau nên ta chon CB cho TĐ2 đến TĐ11 là như nhau.
Từ thanh cái đến tủ điện thang máy TĐTM
Ta có cơng suất tiêu thụ: Ptt = 13 KW Công suất biểu kiến: SCB2 =
=
= 15,294 KVA Dòng điện định mức: IđmCB2 =
√ =
√ = 23,237 A
Vậy ta chọn MCB 32A do Mitsubishi chế tạo có thơng số
Loại U(V) Iđm(A) Icu(kA)
BH-D10 3P 32A TYPE C N
400 32 10
Từ thanh cái đến tủ cứu hỏa
Ta có cơng suất tiêu thụ: Ptt = 15 KW Công suất biểu kiến: SCB2 =
=
= 17,647 KVA Dòng điện định mức: IđmCB2 =
√ =
√ = 26,81 A
Vậy ta chọn MCB 32A do Mitsubishi chế tạo có thơng số
Loại U(V) Iđm(A) Icu(kA)
BH-D10 3P 32A TYPE C N
400 32 10
63 STT Tên Công suất (kW) ITT (A) ICB (A) ICU (kA) Loại CB 1 Thơng gió 15 26,81 32A 10 MCB 3P 32A
2 bơm 10 17,87 20A 20 MCB 3P 20A
3 Cứu hoả 15 26,81 32A 10 MCB 3P 32A 4 exit 1 1,78 3A 10 MCB 1P 3A 5 Chiếu sáng 5 8,93 15A 10 MCB 3P 15A 6 Pha A 1 2,956 5,28 10A 10 MCB 1P 10A 7 Pha B 1 0,85 1,51 10A 10 MCB 1P 10A 8 Pha C 1