CHƢƠNG 3 : TÍNH TỐN PHỤ TẢI
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 thông 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 Cơng 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 1,282 2,29 10A 10 MCB 1P 10A 9 Pha A 2 16,223 28,99 32A 10 MCB 1P 32A 10 Pha B 2 16,959 29,84 32A 10 MCB 1P 32A 11 Pha C 2 16,223 28,99 32A 10 MCB 1P 32A 5.3.2 Chọn dây dẫn
Dây dẫn từ MBA đến tủ điện chính TĐC
Nguồn điện đi từ trạm biến áp (TBA) đến tủ phân phối chính là nguồn 3 pha 4 dây với Uđm = 380V , ta chọn phương án đi dây cáp ngầm trong ống PVC.
64
K=K4.K5.K6.K7 Trong đó:
- K4: Ta chọn phương án đi dây ngầm trong ống PVC chôn dưới đất theo IEC ta chọn K4=0,8.
- K5: Hệ số hiệu chỉnh theo số cáp đặt gần nhau.
Các dây được coi là kề nhau nếu khoảng cách L giữa chúng nhỏ hơn hai lần đường kính của dây lớn nhất trong hai dây theo IEC ta chọn hệ số K5=1
- K6: Vì chơn cáp trong đất khơ nên chọn hệ số K6 =1 - K7: Hiệu chỉnh theo nhiệt độ.
Do nhiệt độ trong đất của cơng trình mà ta đang tính tốn là 300
C Theo IEC bảng G13 trang G11 ta chọn hệ số K7=0,89
Vậy hệ số xác định : K=K4.K5.K6.K7=0,8.1.1.0,89=0,71
Từ đó ta tính được : Icp ≥ =
= 1408,55 A
Từ kết quả tính được như trên , tra catalogue dây CADIVI ta chọn tiết diện dây dẫn từ trạm biến áp tới tủ phân phối: 3 dây cáp 3 lõi, dây ruột đồng, cách điện XLPE, vỏ PVC có giáp bảo vệ đi trong ống đơn tuyến chơn trong đất có tiết diện mỗi dây 240 mm2, dòng định mức Iđm = 530A ( 3 x 3C240mm2) + 1C 185 mm2 + 150 mm2PE).
65
Dây dẫn từ TĐC đến TĐ1
Nguồn điện đi từ tủ chính đến tủ điện tầng 1 với điện áp là 380 V
Chọn phương án đi dây trên khay cáp có đục lỗ thẳng đứng cáp đồng 1 lõi I’cp (hiệu chỉnh) = k x Icp Ilvmax
Trong đó: Ilvmax = Icb
K: là hệ số hiệu chỉnh dây được trình bày như sau: Với K = K1.K2.K3
Ta xác định các hệ số :
Chọn K1=0.96 ( nhiệt độ môi trường 350 C) K2=0,64 (đi dây hàng đơn trên trần) K3 = 0,95(Đi cố định trên trần) Vậy hệ số K= 0,96.0,64.0,95=0,583 Dòng cho phép:
66
Ta chọn cáp có cách điện PVC với:
Thông số lắp đặt: Nhiệt độ khơng khí 350
C, nhiệt độ ruột dây dẫn tối đa khi cáp tải dòng định mức là 700
C.
Dòng điện định mức và độ sụt áp của dây điện bọc nhựa PVC, dây đôi mềm dẹp xoắn
Ta chọn dây cáp 2 lõi , 1 cáp đặt cách khoảng với dòng điện định mức là : 45A. Với tiết diện là 6mm2 ( 1 x 1C 6mm2 + 4E).
Dây dẫn từ TĐC đến TĐ2
Ta chọn dây cáp 1 lỗi, dòng điện định mức là : 103A. Với tiết diện là 25mm2 ( 1 x 3C 25mm2 + 16 mm2N + 10E).
Dây dẫn từ TĐC đến TĐTM :
Ta chọn dây cáp 3 lỗi, dòng điện định mức là : 36A. Với tiết diện là 25mm2 ( 1 x 3C 6mm2 + 4 mm2N + 2,5E )
Tƣơng tự nhƣ trên ta tính cho ta đƣợc :
STT Line ICPIđm Tiết diện
1 Thang máy 33,3 36 1 x 3C 6mm2 + 4 mm2N + 2,5E 2 Cứu hoả 33,3 36 1 x 3C 6mm2 + 4 mm2N + 2,5E
3 Thơng gió 33,3 36 1 x 3C 6mm2 + 4 mm2N + 2,5E 4 Bơm 20,83 24 1 x 3C 2,5mm2 + 1,5 mm2N + 1,25E 5 exit 3,125 19 1 x 3C 1,5mm2 + 1mm2N +1 E
67 6 Chiếu sáng 25,72 32 1 x 3C 4mm2 + 2,5mm2N + 1,5E 7 Pha A1 17,15 24 1 x 3C 2,5mm2 + 1,5 mm2N + 1E 8 Pha B1 17,15 24 1 x 3C 2,5mm2 + 1,5mm2N +1E 9 Pha C1 17,15 24 1 x 3C 2,5mm2 + 1,5mm2N + 1E 10 Pha A2 33,3 36 1 x 3C 6mm2 + 4 mm2N + 2,5E 11 Pha B2 33,3 36 1 x 3C 6mm2 + 4 mm2N + 2,5E 12 Pha C2 33,3 36 1 x 3C 6mm2 + 4 mm2N + 2,5E
68
CHƢƠNG 6 TÍNH NỐI ĐẤT, CHỐNG SÉT 6.1 TỔNG QUAN VỀ SÉT
Sét và q trình phóng điện của sét.
Sét là sự phóng điện trong khí quyển giữa các đám mây và mặt đất hay giữa các đám mây tích điện với nhau.
Sự phóng điện của sét chia làm 3 giai đoạn:
Sự phóng điện giữa đám mây và mặt đất bắt đầu bằng sự xuất hiện một dòng sáng phát triển xuống mặt đất theo từng đợt với tốc độ 100 – 1000 km/gây. Dòng này mang phần lớn điện tích của đám mây, tạo trên đầu cực của nó điện thế hàng triệu vơn. Giai đoạn này gọi là giai đọn phóng tia tiên đạo.
Khi dòng tiên đạo vừa phát triển xuống mặt đấtthì gia đoạn thứ hai bắt đầu, đó là giai đoạn phóng điện chủ đạo của sét. Trong giai đoạn này các điện tích dương phía dưới mặt đấtdi chuyển từ hướng mặt đất theo tia tiên đạo với tốc độ lớn (6.104 – 105 km/gy) chạy lên trung hịa các điện tích âm của dịng tiên đạo. Sự phóng điện chủ yếu được đặc trưng bởi dóng điện lớn gọi là dịng điện sét và sự lóe sang (chớp) mãnh liệt của dịng phóng điện. Khơng khí trong vùng được đốt nóng đến hàng vạn độ và giãn nở rất nhanh tạo thành dòng âm thanh (sấm).
Ở giai đoạn phóng điện thứ ba sẽ kết thúc sự di chuyển điện tích của các đám mây, q trình phóng điện và lóe sang dần dần biến mất.
Tác hại của sét
Đặt vấn đề sét là hiện tượng tự nhiên, có thể gây ra thiệt hại lớn cho người về kinh tế. Việc nghiên cứu tác hại và làm giảm thiểu tác hại do sét gây ra được sự quan tâm của rất nhiều nhà khoa học, đặc biệt ở lĩnh vực điện.
Với đặc thù riêng, hầu hết các cơng trình gồm đường dây và trạm biến áp đều được xây dựng ngoài trời, kết cấu bằng kim loại và có chiều cao lớn, là một trong những nguy hiểm tăng nguy cơ tiềm tang gây ra sự cố bất khả kháng do sét. Sét đánh vào đường dây gây vỡ sứ và đứt dây, đồng thời lan truyền vào trạm biến áp gây hỏng hóc các thiết bị chủ yếu là máy biến áp, làm giám đoạn cung cấp điện và thiệt hại về kinh tế do sửa chữa, ngừng trệ trong sản xuất và ảnh hưởng tới sinh hoạt cửa con người.
69
Các thiết bị điện, đường dây tải diện, … sẽ bị hư hỏng do bị quá điện áp thiên nhiên (sát đánh trực tiếp hay gián tiếp). Trong đó tác hại của sét đánh trực tiếp là nguy hiểm nhất. Do đó phải có thiết bị bảo vệ tránh bị sét đánh trực tiếp và gián tiếp.
Giải pháp phịng chống sét
Vì vậy việc nghiên cứu để lựa chọn và áp dụng những biện pháp hạn chế tác hại của sétđối với từng khu vực, từng đối tượng cụ thề sao cho đảm bảo về kinh tế và kỹ thuật là rất cần thiết khơng chỉ riêng ngành điện mà cịn với các ngành khác.
Hiện nay chùng ta sử dụng phổ biến các kiểu chống sét là:
+ Đối với các cơng trình kiến trúc kiến trúc lắp đặt các kim thu sét (cộ thu lôi). + Đối với các cơng rình điện (đường dây và trạm biến áp) thì sử dụng đường dây chống sét và các chống sét van.
Thuật ngữ và định nghĩa:
Hệ thống chống sét: toàn bộ hệ thống dây dẫn được sử dụng để bảo vệ các cơng trình khỏi sự tác động của sét.
Bộ phận thu sét: một bộ phận của hệ thống chống sét nhằm mục đích hu hút sét đánh vào.
Mạng nối đất: một bộ phận của hệ thống chống sét nhằm tiêu tán dòng điện xuống đất.
Dây dẫn: bộ phận hoặc nhóm các bộ phận dẫn điện có tiếp xúc với đất và có thể truyền dịng điện xuống đất.
Cực nối đất mạch vòng: cực nối đất tạo ra vịng khép kín xung quanh cơng trình ở trên hoặc dưới bề mặt đất, hoặc ở phía dưới ngay trong móng của cơng trình.
Vùng bảo vệ: thể tích mà trong đó một dây dẫn sét tạo ra khả năng chống sét đánh thẳng bằng cách thu hút sét đánh vào nó.
6.2 HỆ THỐNG CHỐNG SÉT BẰNG ĐẦU THU SÉT PHÁT TIA ĐIỆN
TIÊN ĐẠO SỚM CPT-2.
70
ESE hoạt động dựa trên nguyên lý tương tự các kim thu sét cổ điển. Cấu trúc đặt biệt của ESE tạo sự gia tăng cường độ điện trường tại chỗ, tạo thời điểm kích hoạt sớm, tăng khả năng phát xạ ion, nhờ đó tạo được những điều kiện lý tưởng cho việc phát triển phóng điện sét.
Phạm vi bảo vệ
- Điểm thu sớm nhất: Khả năng gia tăng sự kích thích ở trường tĩnh điện thấp (khả năng phát xạ sớm) tăng cường khả năng thu của đầu thu sét. Nhờ đó, nó trở thành điểm thu sớm nhất so với các điểm khác của tòa nhà cần bảo vệ. Các đầu thu sét này hoạt động ngay cả với dịng sét có cường độ thấp (2 kA đến 5 kA ứng với các khoảng cách kích hoạt D nhỏ D = 10I2/3 ; I: trị đỉnh dịng sét tính bằng kA).
- Vùng bảo vệ: Vùng bảo vệ của ESE là một hình nón có đỉnh là đầu kim thu sét, bán kính bảo vệ Rp(m) = f (khoảng cách kích hoạt sớm trung bình (m) của kim thu sét, khoảng cách kích hoạt D(m) tùy theo mức độ bảo vệ).
- Cơng thức tính bán kính bảo vệ Rp của đầu thu sét ESE, áp dụng khi h > 5m theo tiêu chuẩn NF-C 17 102 của Pháp:
Rp = √
D(m): Phụ thuộc vào cấp bảo vệ I, II, III.
h (m): Chiều cao đầu thu sét tính từ đỉnh kim đến bề mặt được bảo vệ.
(m): Độ lợi về khoảng cách phóng tia tiên đạo; = v. ;
(ms) độ lợi về thời gian.
Các bước thiết kế
- Bước 1: Xác định cấu trúc hình học của cơng trình, các độ cao cần bảo vệ. Bảo vệ bằng đầu ESE chỉ xét chống sét tồn bộ.
- Bước 2: Chọn vị trí đầu thu sét trên kết cấu cơng trình, độ cao cột gắn đầu thu sét ESE hthân đỡ 5m
- Bước 3: Chọn cấp bảo vệ, tính khoảng cách xa nhất ứng với các độ cao cần bảo vệ, chọn loại ESE. Tính số lượng đầu thu sét cần đặt theo điều kiện bảo vệ chống sét
71
6.3 ÁP DỤNG HỆ THỐNG CHỐNG SÉT TUÊN ĐẠO CÔNG NGHỆ PHÁT
XẠ SỚM CPT-2 CHO CHUNG CƢ.
Xác định nhóm cơng trình
Cơng trình xây dựng thuộc nhóm III vì: - Chiều cao cơng trình 42,9 m > 35 m.
- Cơng trình Tịa nhà Hải Âu thuộc loại tịa nhà làm văn phịng cho th với vị trí chiến lược về kinh tế quốc phòng.
Cơ sở để lập thiết kế
Căn cứ vào số liệu thiết kế sơ bộ cơng trình
Căn cứ vào tài liệu khảo sát địa chất cơng trình
Căn cứ vào các tiêu chuẩn chống sét hiện hành như sau:
- TCXDVN 46 : 2007 Tiêu chuẩn chống sét cho công trình xây dựng Việt Nam
- TCVN 4756 – 86 Tiêu chuẩn nối đất an toàn điện hiện hành của Việt Nam.
- Tiêu chuẩn chống sét Australia và Newzeland AS 1768 -1991 và NZS/AS 1768-1991.
- Các tiêu chuẩn chung về chống sét lan truyền và chống sét cảm ứng của Đức.
Thiết bị thu sét phát xạ sớm tia tiên đạo CTP-2.
Sản phẩm CPT-2 được thiết kế và chế tạo bởi hãng CIRPROTEC – Tây Ba Nha. Đây là thiết bị chống sét tia tiên đạo phát xạ sớm. Giải pháp thiếp kế và kỹ thuật của hãng CIRPROTEC được tính tốn sử dụng cơng thức theo Tiêu chuẩn an toàn Quốc gia Pháp NFC 17-102/1995 và được chế tạo theo tiêu chuẩn UNE 21186 – 96, phiếu kiểm nghiệm số: 2000103038 – A do Trung tâm thí nghiệm kỹ thuật điện tử (L.C.O.E) Tây Ba Nha cấp. Hệ thống chống sét CPT – 2 gồm 4 bộ phận chính:
72
- Cáp thốt sét là cáp đồng bện nhiều sợi có khả năng cao để dẫn và thoát năng lượng xung sét xuống hệ thống tiếp đất.
- Hệ thống tiếp đất với trở kháng thấp có khả năng đạt tiêu chuẩn điện trở tiếp đất thích hợp với hầu hết các loại đất ở nước ta. Đó là biện pháp áp dụng loại cọc thép bọc đồng tiếp đất kết hợp với hỗn hợp hóa chất giảm điện trở suất GEM. Chất keo hỗn hợp hóa chất dẫn điện này tồn tại bền vững lâu dài không bị nước ngầm trôi rửa nên khiên điện trở tiếp đất ổn định trong hàng chục năm.
- Bộ đếm sét dùng để kiểm tra tác dụng và đánh giá hiệu quả hoạt động của kim thu sét. Bộ đếm sét được lắp dưới chân cột đèn chiếu sáng để theo dõi sự hoạt động của hệ thống chống sét mà không cần pin hoặc nguồn điện nào cung cấp. Thiết bị này sẽ được kích hoạt khi có dịng xung sét từ 250A đến 100kA. Thiết bị đếm sét này sẽ tự động thống kê số lần sét đánh có ảnh hưởng tại khu vực lắp thiết bị chống sét tia tiên đạo đồng thời giúp người quản lí chủ động đánh giá mức độ và tầng suất hoạt động của dòng sét để đưa ra các giải pháp bảo vệ