3. Lựa chọn và kiểm tra các thiết bị điện
3.1. Tính toán ngắn mạch
3.3.1 Tính toán ngắn mạch
Ngắn mạch là sự cố nghiêm trọng trong hệ thống điện và thường xuyên xảy ra trong hệ thống cung cấp điện. Dòng điện khi xảy ra ngắn mạch là rất lớn sẽ dẫn đến các hậu quả sau:
+ Dòng điện tăng làm tăng nhiệt các thiết bị, cách điện bị phá hủy gây ra chạm chập cháy nổ.
+ Xuất hiện lực điện động rất lớn có khả năng phá hủy các kết cấu của thiết bị và tiếp tục gây chạm chập cháy nổ.
Các điểm cần tính ngắn mạch là:
N1: Ngắn mạch ngay sau trạm biến áp N2: Ngắn mạch trên thanh cái tủ phân phối N3: Ngắn mạch tủ động lực
N4: Ngắn mạch trước các động cơ
Xét nhóm động lực 1 (xét ngắn mạch trước thiết bị xa nhất là lò điện kiểu tầng cách tủ động lực Ldl1=18m.
Ta có sơ đồ thay thế tính toán dòng ngắn mạch:
Hình 3.1. Sơ đồ thay thế tính toán dòng ngắn mạch. 3.1.2 Tính toán các giá trị điện trở của các phần tử trên:
Đối với mạng điện cung cấp, tổng trở của các thiết bị: thanh cái, aptomat, cầu chì, dao cách ly… thường rất nhỏ so với trạm biến áp nên có thể bỏ qua
+ Điện trở của trạm biến áp: Trạm biến áp có 2 máy biến áp 2x160kVA có: ΔP0=0,5W và ΔPN=2,95 kWvà UN% =4%
Ω
Ω Ω Ω
+ Điện trở của dây cáp PVC-1,5 có: r0=12,1 (Ω/km) và x0=0,1 (Ω/km) từ tủ động lực 1 tới động cơ 1 trong nhóm 1 là:
Ω Ω
Ngắn mạch hạ áp vẫn được coi là ngắn mạch xa nguồn, coi trạm biến áp phân xưởng là nguồn.
Điện trở tới điểm ngắn mạch N1 là: ZN1=ZBA= (Ω) Dòng ngắn mạch 3 pha là:
Vì ngắn mạch thứ cấp TBA nên lấy kxk=1, 3 Dòng ngắn mạch xung kích là:
Giá trị hiệu dụng dòng xung kích là:
• Tính điểm ngắn mạch N2:
Điện trở tới điểm ngắn mạch N2 là:
ZN2=ZBA+ZBA-TPP= (22,02+2,5).10-3=24,52.10-3 (Ω)Dòng ngắn mạch 3 pha là: Dòng ngắn mạch 3 pha là:
Giá trị hiệu dụng của dòng xung kích là:
• Tính điểm ngắn mạch N3:
Điện trở tới điểm ngắn mạch N3 là:
ZN3=ZBA+ZBA-TPP+ZTPP-dl1= (22,02+2,5+3,17).10-3=27,69.10-3 (Ω) Dòng ngắn mạch 3 pha là:
Dòng ngắn mạch xung kích là: )
Giá trị hiệu dụng của dòng xung kích là:
• Tính điểm ngắn mạch N4:
ZN4=ZBA+ZBA-TPP+ZTPP-dl1+ Zdl1-1=(22,02+2,5+3,17+217). =244,69.(Ω)
Dòng ngắn mạch 3 pha là: Dòng ngắn mạch xung kích là:
Giá trị hiệu dụng của dòng xung kích là:
Tại các điểm ngắn mạch N1, N2, N3, và N4 là mạng hạ áp nên giá trị qxk=1, 09 3.1.3 Ngắn mạch phía cao áp. XH = == 1,78 Ω Xd = x0.l =0,08.0,2 = 0,016 Ω Rd = r0.l =0,075.0,2 =0,015 Ω Z = = = 1,8 Ω IN = = = 7,4 kA
Ta có : hệ số xung kích kxk =1,9(ngắn mạch đầu cao áp của máy biến áp) Ixk = . kxk. IN = .1,9.7,4 =19,88 kA
Giá trị hiệu dụng của dòng xung kích: Ixk = qxk. IN= 1,62.7,4 = 12 (kA), với qxk =
3.2.Kiểm tra cáp
Lấy thời gian tồn tại dòng ngắn mạch tk = 1 s
Kiểm tra theo điều kiện phát nóng cho phép khi xảy ra ngắn mạch: Điều kiện ổn định nhiệt
F = α.Ixk. . (mm2)
• Kiểm tra dây cáp từ TBA – TPP theo biểu thức: F = α.Ixk1. . (mm2)
Lấy α = 6 với cáp đồng. Ixk1 = 20,06 kA ta có :
F = 6.20,06.= 124 mm2< tiết diện cáp chọn : 300 mm2
Vậy cáp đã chọn đảm bảo yêu cầu về độ ổn định nhiệt.
• Kiểm tra dây cáp từ TPP – TĐL theo biểu thức: F = α.Ixk2. . (mm2)
Lấy α = 6 với cáp đồng. Ixk3 = 19,75 kA ta có :
F = 6.19,75. = 118,5 mm2> tiết diện cáp chọn ở tất cả tủ động lực Như vậy, cáp đã chọn không đảm bảo yêu cầu về độ ổn định nhiệt.
Nâng tiết diện 2 đoạn cáp này lên 120 mm2
3.3. Chọn và kiểm tra thiết bị trung áp 3.3.1.Lựa chọn dao cách ly
• Điện áp định mức:UđmDCL = 22kV.
• Dòng điện định mức: IđmDCL = Ilvmax = 3,99 (A).
Vậy ta chọn dao cách ly PПHД – 35/600có thông số kĩ thuật như sau: Bảng 3.1. Thông số cơ bản của DCL PПHД – 35/600