I. THUYẾT MINH
3. LỰA CHỌN VÀ KIỂM TRA CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN
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% ∆PN.U2 𝑅BA = dm = dm 2,95.0,42 2.0,162 = 9,22. 10–3 Ω 𝑋BA = UN%.U2 100.2SdmMBA = 4.0,42 100.2.0,16 = 20. 10–3 Ω 𝑍BA = √𝑅2 + 𝑋2 = √9,222 + 202. 10–3 = 22,02. 10–3 Ω BA BA
+ Điện trở của dây cáp PVC-300 có r0=0,06 (Ω/km) và x0=0, 08(Ω/km) từ trạm biến áp tới tủ phân phối:
𝑅BA–TPP = 𝑟o. 𝐿BA–TPP = 0,06.0,025 = 1,5. 10–3 Ω 𝑋BA–TPP = 𝑥o. 𝐿BA–TP = 0,08.0,025 = 2. 10–3 Ω
𝑍BA–TPP = √𝑅2 + 𝑋2 = √1,52 + 22. 10–3 = 2,5. 10–3 Ω
N1
+ Điện trở của dây cáp PVC-35 có r0=0, 524 (Ω/km) và x0=0, 08 (Ω/km) từ tủ phân phối tới tủ động lực 1 là:
𝑅TPP–dl1 = 3,14. 10–3 Ω 𝑋TPP–d = 0,48. 10–3 𝑍TPP–d = 3,17. 10–3 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:
𝑅dl2–8 = 0,217 Ω 𝑋dl2–8 = 1,8. 10–3 Ω 𝑍dl1–1 = 0,217
Ngắn mạch hạ áp vẫn được coi là ngắn mạch xa nguồn, coi trạm biến áp phân xưởng là nguồn.
• Tính điểm ngắn mạch N1:
Điện trở tới điểm ngắn mạch N1 là: ZN1=ZBA=22,02. 10–3 (Ω)
Dòng ngắn mạch 3 pha là: 𝐼 = 1,05.Udm = 1,05.0,4 = 11,01𝑘𝐴 N1 √3.Z √3.22,02.10—3
Vì ngắn mạch thứ cấp TBA nên lấy kxk=1, 3
Dòng ngắn mạch xung kích là: 𝐼xk1 = √2. 𝑘xk. 𝐼N1 = √2. 1,3.11,01 = 20,24(𝑘𝐴)
Giá trị hiệu dụng dòng xung kích là: 𝐼xk1 = 𝑞xk. 𝐼N = 1,09.20,24 = 20,06(𝑘𝐴)
• Tính điểm ngắn mạch N2:
N2 N2 N4 Dòng ngắn mạch 3 pha là: 𝐼 = 1,05.Udm = 1,05.0,4 = 9,89 𝑘𝐴 N2 √3.Z √3.24,52.10—3 Dòng ngắn mạch xung kích là: 𝐼xk2 = √2. 𝑘xk. 𝐼N2 = √2. 1,3.9,89 = 18,12(𝑘𝐴)
Giá trị hiệu dụng của dòng xung kích là: 𝐼xk2 = 𝑞xk. 𝐼N2 = 1,09.18,12 = 19,75(𝑘𝐴)
• 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: 𝐼 = 1,05.Udm = 1,05.0,4 = 8,76𝑘𝐴
N3 √3.Z √3.27,69.10—3
Dòng ngắn mạch xung kích là: 𝐼xk3 = √2. 𝑘xk. 𝐼N3 = √2. 1,3.8,76 = 16,1(𝑘𝐴) Giá trị hiệu dụng của dòng xung kích là: 𝐼xk3 = 𝑞xk. 𝐼N3 = 1,09.16,1 = 17,55 (𝑘𝐴)
• Tính điểm ngắn mạch N4:
Điện trở tới điểm ngắn mạch N4 là:
ZN4=ZBA+ZBA-TPP+ZTPP-dl1+ Zdl1-1=(22,02+2,5+3,17+217).10–3 =244,69.10–3(Ω)
Dòng ngắn mạch 3 pha là: 𝐼 = 1,05.Udm = 1,05.0,4 = 1𝑘𝐴 N4 √3.Z √3.244,69.10—3
Dòng ngắn mạch xung kích là: 𝐼xk4 = √2. 𝑘xk. 𝐼N4 = √2. 1,3.1 = 1,84(𝑘𝐴) Giá trị hiệu dụng của dòng xung kích là: 𝐼xk4 = 𝑞xk. 𝐼N4 = 1,09.1,84 = 2(𝑘𝐴) Tại các điểm ngắn mạch N1, N2, N3, và N4 là mạng hạ áp nên giá trị qxk=1, 09
2 X =Utb 2 =23,1 = 1,78 Ω H Scđm 265 Xd = x0.l =0,08.0,2 = 0,016 Ω Rd = r0.l =0,075.0,2 =0,015 Ω Z =√𝑅d2 + (𝑋H + 𝑋d)2 =√0,0152 + (1,78 + 0,016)2 = 1,8 Ω IN = Uđm = 23,1 = 7,4 kA √3.Z √3.1,8
Ta có : hệ số xung kích kxk =1,9(ngắn mạch đầu cao áp của máy biến áp) Ixk = √2 . kxk. IN = √2 .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 = √1 + 2. (1 −𝑘xk)2
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
• Kiểm tra dây cáp từ TBA – TPP theo biểu thức: F = α.Ixk.√𝑡k. (mm2)
với α là hệ số xác định bởi nhiệt độ phát nóng giới hạn cho phép của lõi cáp và vật liệu làm cáp.
Lấy α = 6 với cáp đồng. Ixk1 = 0,08 kA ta có :
F = 6.12.√1= 72 mm2<tiết diện cáp chọn : 240 mm2 Như vậy, cáp đã chọn đảm bảo yêu cầu về độ ổn định nhiệt.
Cáp động lực được chọn theo mật độ dòng điện cho phép như đã xác định ở phần chọn sơ đồ nối điện tối ưu ( phần 2) . Kiểm tra cáp chọn theo điều kiện ổn định nhiệt.
• Kiểm tra dây cáp từ TBA – TPP theo biểu thức: F = α.Ixk1.√𝑡k . (mm2)
Lấy α = 6 với cáp đồng. Ixk1 = 20,06 kA ta có :
F = 6.20,06.√1= 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.√𝑡k. (mm2)
Lấy α = 6 với cáp đồng. Ixk3 = 19,75 kA ta có :
F = 6.19,75.√1 = 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