Chọn Ucb=0,4 kV, SHT= 112,6KVA, ta có: Điện kháng hệ thống: XHT = 𝑈𝑐𝑏2
𝑆𝐻𝑇= 0,4 2
250= 6,4. 10−4 (𝛺) Đường dây Ng-TBA:
Rc = r0.L = 0,524.150.10−3. (0,4 22)2 =2,59. 10−5 (𝛺) Xc = x0.L = 0,13.150.10−3. (0,4 22)2 = 6,44. 10−6 (𝛺) Máy biến áp: RB = ∆𝑃𝑁.𝑈𝑐𝑏 2 𝑆𝐵𝐴2 = 2,35.0,4 2 7502 .103= 3,67. 10−3 (Ω) XB = 𝑈𝑁% 100 .𝑈𝑐𝑏2 𝑆𝐵𝐴= 4.0,4 2 100.320.103= 0,02 (Ω) Đường dây TBA – TPP:
RTBA-TPP = r0.L = 0,0283.20.10−3= 5,66.10-4 (Ω) XTBA-TPP = x0.L = 0,07.20.10−3= 1,4.10-3 (Ω) Đường dây TPP – TĐLT1, L=5 m: RTPP-TDL1 = r0.L = 0,0754.5.10−3= 3,77.10-4 (Ω) XTPP-TDL1 = x0.L = 0,073.5.10−3= 3,65.10-4 (Ω) Đường dây TPP – TĐLT2, L=29,6 m: RTPP-TDL2 = r0.L = 0,0387.29,6.10−3= 1,14.10-3 (Ω) XTPP-TDL2 = x0.L = 0,0871.29,6.10−3= 2,57.10-3 (Ω) Đường dây TPP – TĐLT3, L= 47,6m: RTPP-TDL2 = r0.L = 0,0387.47,6.10−3= 1,84.10-3 (Ω) XTPP-TDL2 = x0.L = 0,0871.47,6.10−3= 4,06.10-3 (Ω)
42 Đường dây TPP – TĐLT4, L= 56,6m: RTPP-TDL2 = r0.L = 0,0387.56,6.10−3= 2,19.10-3 (Ω) XTPP-TDL2 = x0.L = 0,0871.56,6.10−3= 4,92.10-3 (Ω) Đường dây TPP – TM1-2, L=80 m: RTPP-TM1-2= r0.L = 0,727.80.10−3=0,058 (Ω) XTPP-TM1-2 = x0.L = 0,0946.80.10−3= 7,56.10-3 (Ω) Đường dây TPP – BSH1-2, L=5 m: RTPP-BSH1-2 = r0.L = 0,524.5.10−3= 2,62.10-3 (Ω) XTPP-BSH1-2 = x0.L = 0,0904.5.10−3= 4,52.10-4 (Ω) Đường dây TPP – DHL, CT L=5 m: RTPP- DHLCT = r0.L = 1,83.5.10−3= 9,15.10-3 (Ω) XTPP-DHLCT = x0.L = 0,109.5.10−3= 5,45.10-3 (Ω) Điện trở ngắn mạch đến điểm N1: 𝑧𝑁1 = √(𝑅𝑐 + 𝑅𝐵 + 𝑅𝐵𝐴−𝑇𝑃𝑃)2+ (𝑋𝑐 + 𝑋𝐵 + 𝑋𝐵𝐴−𝑇𝑃𝑃+ 𝑋𝐻𝑇)2 = 0,022 Ω
Dòng điện ngắn mạch tại điểm N1: IN1 = 𝑈 √3𝑍𝑁0= 0,4 √3.0,022 = 10,49 (kA) Điện trở ngắn mạch đến điểm N2(TDLT 1 - tầng 1-5) 𝑧𝑁2 = √(𝑅𝑐+ 𝑅𝐵 + 𝑅𝑇𝑃𝑃−Đ𝐿𝑇1 + 𝑅𝐵𝐴−𝑇𝑃𝑃)2+ (𝑋𝑐+ 𝑋𝑇𝑃𝑃−Đ𝐿𝑇1+ 𝑋𝐵 + 𝑋𝐵𝐴−𝑇𝑃𝑃 + 𝑋𝐻𝑇)2 = 0,023 Ω IN2 = 𝑈 √3𝑍𝑁0= 0,4 √3.0,023 = 10,04 (kA)
43
Tương tự phần trên ta có bảng thống kê như sau:
Điểm ngắn mạch Đường dây IN (kA)
N1 BA-TPP 10,49 N2 BA-TPP-DLT1 10,04 N3 BA-TPP-DLT2 9,16 N4 BA-TPP-DLT3 9,42 N5 BA-TPP-DLT3 9,7 Hình 4.7 Ngắn mạch phía hạ áp
44
CHƯƠNG 5: TÍNH TỐN NỐI ĐẤT CHO TRẠM BIẾN ÁP
5.1. Mục đích, ý nghĩa của việc nối đất:
Mục đích nối đất là nhằm đảm bảo an toàn cho người lỳc chạm vào các bộ phận có mang điện áp.
Khi cách điện bị hư hỏng những phần kim loại của thiết bị điện hay các máy mỳc khác thường trước kia khơng có điện, bây giê có thể mang hồn tồn điện áp làm việc. Khi chạm vào chúng, người có thể bị tổn thương do dịng điện gây nên. Nối đất là để giảm điện áp đối với đất của những bộ phận kim loại của thiết bị điện đến một trị số an tồn đối với người. Những bộ phận này bình thường khơng mang điện áp nhưng có thể do cách điện bị chọc thủng nên có điện áp xuất hiện trên chúng. Như vậy nối đất là sự chủ định nối điện các bộ phận của thiết bị điện với hệ thống nối đất.
Hệ thống nối đất bao gồm các thanh nối đất và dây dẫn để nối đất.
Ngoài nối đất để đảm bảo an toàn cho người cũng có loại nối đất với mục đích xác định chế độ làm việc của thiết bị điện, loại nối đất này gọi là nối đất làm việc.
Thường việc nối đất cho những công cô khác nhau sẽ được nối chung lại thành một hệ thống nối đất (trõ những cột thu lụi đứng riêng - cột thu lụi độc lập). Nối đất riêng cho các thiết bị là khơng hợp lý và nguy hiểm vì khi chạm đất ở hai điểm tạo nên thế hiệu nguy hiểm trên phần nối đất của thiết bị, trong trường hợp này hay có dịng điện bộ xuất hiện, trị số của dịng điện này khơng đủ để cho bảo vệ chạm đất làm việc. Khi hệ thống nối đất có chạm đất ở hai điểm sẽ biến thành ngắn mạch hai pha đưa đến tự động cắt chỗ bị hư hỏng.
Hệ thống nối đất trạm biến áp thực hiện 3 loại nối đất sau:
- Nối đất làm việc: Tức là nối đất điểm trung tính biến áp nhằm ngăn ngừa
45
trạm đất thì lúc đó điện áp so với đất của các pha cũn lại không vượt quá trị số cho phép với hạng 380/220V.
- Nối đất an toàn: Sao cho điện áp bước và tiếp xỳc trong mọi trường hợp
không vượt quá trị số qui định.
- Nối đất chống sột: Có 3 dạng nối đất được nối chung vào một mạch vũng
của trạm với trạm biến áp trị số điện trở yêu cầu Rđ< 4 𝛺.
5.2 Tính tốn, thiết kế và lắp đặt hệ thống nối đất
Tính tốn nối đất để xác định số lượng cọc và thanh ngang cần thiết đảm bảo điện trở của hệ thống nối đất nằm trong giới hạn yêu cầu. Điện trở của hện thống nối đất phụ thuộc vào loại và số lượng cọc tiếp địa, cấu trúc của hệ thống nối đất và tính chất của đất nơi đặt tiếp địa.
46
Bảng 5.1 Cơng thức tính điện trở tản của một số điện cực nối đất hay dùng
B1. Thu thập số liệu ▪ Loại mạng điện cung cấp
▪ Xác định vị trí và điện trở suất của vùng đất sẽ thực hiện nối đất bảo vệ B2. Xác định điện trở nối đất yêu cầu Ryc (dựa vào quy phạm bảng 5.5)
B3. Dự kiến các loại điện cực dùng trong hệ thống nối đất sau đó áp dụng cơng thức tính tốn điện trở nối đất (theo bảng 5.3).
B4. So sánh trị số điện trở tản tính tốn được ở B3 với Ryc. Nếu: RHT ≤ Ryc→ Chuyển sang B5.
RHT > Ryc → Cần tăng số lượng điện cực và tính lại B3 sao để đạt Ryc. B5. Vẽ mặt bằng, mặt cắt của hệ thống nối đất và hình vẽ hướng dẫn thi cơng, lắp đặt
47 B6. Lắp đặt và kiểm tra
B7. Kiểm tra
5.3. Tính tốn nối đất cho trạm biến áp:
+ Xác định điện trở của 1 thanh thép góc 1 cọc.
𝑅𝑐 = 𝜌 2 ∗ 𝜋 ∗ 𝑙∗ (𝑙𝑛 ( 2𝑙 𝑑) + 1 2∗ 𝑙𝑛 ( 4𝑡 + 1 4𝑡 − 1))
Hình 5.2 Kích thước cọc chơn sâu
Trong đó
Rc: Điện trở nối đất của mỗi cọc. ρ: Điện trở suất của đất.
d: đường kính ngồi của cọc. l: chiều dài cọc.
t: độ chơn sâu của cọc tính từ mặt đất tới điểm giữa của cọc. Ta có:
𝑙 = 2.4 m, d= 16 mm = 0.016 m 𝑡 = 𝑡0+ 𝑙
2 = 1 + 1.2 = 2.2 m
48 𝑅𝑐 = 𝜌 2 ∗ 𝜋 ∗ 𝑙 ∗ (𝑙𝑛 ( 2𝑙 𝑑) + 1 2∗ 𝑙𝑛 ( 4𝑡 + 1 4𝑡 − 1)) = 140 2 ∗ 3.14 ∗ 2.4∗ (𝑙𝑛 ( 2 ∗ 2.4 0.016) + 1 2∗ 𝑙𝑛 ( 4 ∗ 2.2 + 1 4 ∗ 2.2 − 1)) = 44.4 𝛺 + Xác định sơ bộ số cọc 𝑛 = 1. 𝑅1𝑐 𝜂𝑐. 𝑅𝑑(𝑦𝑐)
Trong đó: 1R1c là điện trở nối đất của 1 cọc
R(yêu cầu) là điện trở nối đất theo qui định. Rđ = 4 𝛺
𝜂𝑐 là hệ số sử dụng cọc.
Tra bảng PL6.6 (tài liệu cung cấp điện) ta chọn 𝜂𝑐= 0,8 Thay vào ta được:
𝑛 = 44,4
0,8.4 ≈ 14 cọc.
+ Xác địng điện trở của thanh nối nằm ngang: Ta có 𝑅𝑡 = 0,366
𝑙 𝜌𝑚𝑎𝑥𝑙𝑔
2𝑙2 𝑏.𝑡
Trong đó: 𝜌𝑚𝑎𝑥 là điện trở suất của đất ở độ sừu chân thanh nằm ngang
𝜌𝑚𝑎𝑥= K. 𝜌 Với K là hệ số hiệu chỉnh tăng cao điện trở suất của đất chọn k=2
l là chiều dài (chu vi) của mạch tạo trên bởi các thanh. (cm) l = (14 + 10,05). 2 = 49m = 4900 cm.
b là bề rộng thanh nối b = 40mm = 4cm t là chiều sừu thanh nối t = 0,8 m = 80cm Vậy thay vào công thức trên ta được:
𝑅𝑡 = 0,366 4900. 2.10
4𝑙𝑔2.4900
2
4.80 = 7,73𝛺
Điện trở của thanh nối thực tế cần phải xét đến hệ số sử dụng 𝜂𝑡
𝑅′𝑡 =𝑅𝑡
49 Vậy 𝑅′𝑡 = 7,73
0,41 = 18,85𝛺
Điện trở khuếch táncủa 14 cọc chụn thẳng đứng Rc'
𝑅𝑐 = 𝑅1𝑐 𝑛. 𝜂𝑐 =
44,7
14.0,8 = 3,99𝛺
Điện trở của thiết bị nối đất gồm hệ thống cọc và các thanh nối nằm ngang: Ta có 𝑅𝑛𝑑 = 𝑅𝑐.𝑅′𝑡
𝑅𝑐+𝑅′𝑡 = 3,99.18,85
3,99+18,85 = 3,29𝛺
Vậy Rnđ< Rđ = 4𝛺 - thoả mãn yêu cầu đặt ra.
Như vậy ta dựng 14 cọc thép góc L63x63x6 mỗi thanh dài 2,5m chụn thành mạch vũng (14+10,5).2 = 49m, nối với nhau bằng thanh thép dẹt 40x4 mm đặt cách mặt đất 0,8m điện trở của hệ thống Rđ< 4𝛺.
Cách nối các thiết bị của trạm biến áp là hệ thống tiếp điện như sau: Từ hệ thống tiếp điện làm sẵn 3 đầu nối
- Trung tính 0,4KV nối vào đầu nối số 1 bằng dây đồng mềm M-95.
- Toàn bộ các phần tử bằng sắt ở trạm như vá tủ, vá máy biến áp ... nối với đầu nối số 3 bằng thép 𝛷10mm.
Mỗi cọc tiếp địa cách nhau 3,5m và phân phố đều theo diện tích mặt bằng có chu vi (14 + 10,5).2 1 m 0,016 0,016 1. Cọc 2 Thanh nối 2,4m a2,5m
50
CHƯƠNG 6 TÍNH TỐN BÙ CƠNG SUẤT PHẢN KHÁNG
6.1 Ý nghĩa của việc chọn bù công suất phản kháng
• Hệ số cơng suất cos đánh giá phân xưởng dùng điện có hợp lý và tiết kiệm hay không. Nâng cao hệ số công suất cos với mục đích phát huy hiệu quả cao nhất quá trình sản xuất, phân phối và sử dụng điện năng.
• Phần lớn các thiết bị tiêu dùng điện đều tiêu thụ công suất tác dụng P và công suất phản khág Q. Công suất tác dụng là công suất được biến thành cơ năng hoặc nhiệt năng trong các thiết bị dùng điện, cịn cơng suất phản kháng Q là cơng suất từ hố trong các máy điện xoay chiều, khơng sinh ra cơng.
• Truyền tải một lượng công suất Q qua dây dẫn và máy biến áp sẽ gây ra tổn thất điện áp, tổn thất điện năng lớn và làm giảm khả năng truyền tải trên các phần tử của mạng điện. Do đó để có lợi về kinh tế kỹ thuật trong lưới điện cần nâng cao hệ số công suất tự nhiên hoặc đưa nguồn bù công suất phản kháng tới gần nơi tiêu thụ để tăng hệ số công suất cos làm giảm lượng công suất phản kháng nhận từ hệ thống điện.
• Việc nâng cao hệ số cos sẽ đưa đến các hiệu quả:
- Giảm được tổn thất công suất và tổn thất điện năng trong mạng điện. - Giảm tổn thất điện áp trong mạng điện.
- Nâng cao khả năng truyền tải năng lượng điện của mạng - Tăng khả năng phát của các máy phát điện.
6.2 Các biện pháp bù công suất phản kháng
6.2.1 Các biện pháp bù cơng suất phản kháng
• Các biện pháp tự nhiên:
Dựa trên việc sử dụng hợp lý các thiết bị sẵn có như hợp lý hóa quy trình sản xuất, giảm thời gian chạy không tải của các động cơ, thay thế các động cơ
51
• Các biện pháp nhân tạo: Dùng các thiết bị có khả năng sinh cơng suất phản kháng bằng các thiết bị bù như tụ bù tĩnh.
6.3 Các thiết bị bù trong hệ thống cung cấp điện
6.3.1 Tụ tĩnh điện
• Ưu điểm:
- Nó khơng có phần quay nên không gây tiếng ồn và vận hành quản lý đơn giản.
- Tổn thất công suất tác dụng trên tụ bé.
- Tụ có thể ghép nối tiếp hoặc song song để đáp ứng với mọi dung lượng bù ở mọi cấp điện áp từ 0,4 – 750 kV.
• Nhược điểm:
- Rất khó điều chỉnh trơn.
- Tụ chỉ phát ra công suất phản kháng mà không tiêu thụ công suất phản kháng.
- Tụ rất nhạy với điện áp ở đầu cực (công suất phản kháng phát ra tỉ lệ với bình phương điện áp đầu cực).
- Điện áp đầu cực tăng quá 10% thì tụ bị nổ. - Khi xảy ra sự cố thì tụ dễ bị hỏng.
6.3.2 Máy bù đồng bộ
• Ưu điểm:
Có thể điều chỉnh trơn cơng suất phản kháng.
Có thể tiêu thu bớt công suất phản kháng khi hệ thống thừa công suất phản kháng.
Công suất phản kháng phát ra ở đầu cực tỉ lệ bậc nhất với điện áp đầu cực nên ít bị nhạy cảm.
• Nhược điểm:
52 Tổn hao công suất tác dụng lớn.
Không thể làm việc ở mọi cấp điện áp.
Máy bù đồng bộ chỉ đặt ở những phụ tải quan trọng và có dung lượng bù lớn. Qua những phân tích ở trên, để đáp ứng được yêu cầu của bài toán và nâng cao chất lượng điện năng, ta chọn phương pháp bù bằng tụ tĩnh.
6.4 Tiến hành bù công suất phản kháng
6.4.1 Xác định dung lượng bù
Hệ số cơng suất trung bình của tồn trung cư cosφtbnx = 0.8, cần phải bù công suất phản kháng để nâng cao hệ số 𝑐𝑜𝑠 𝜑 lên đến 0,95.
6.4.2 Chọn vị trí bù
Về ngun tắc, để có lợi nhất về mặt giảm tổn thất điện áp và tổn thất điện năng cho đối tượng dùng điện cần phải đặt phân tán các bộ tụ bù cho từng động cơ. Tuy nhiên nếu đặt phân tán sẽ khơng có lợi về vốn đầu tư, lắp đặt, quản lý và vận hành. Hơn nữa, phân xưởng có tổng cơng suất nhỏ, dung lượng bù khơng nhiều, nên ta đặt dàn tụ bù tại thanh cái hạ áp của trạm biến áp.
6.4.3 Tính tốn dung lượng bù
Tính tốn dung lượng bù: Qbnx = Pttnx.(tanφ1– tanφ2)
Hệ số cơng suất trung bình của nhà xưởng: cosφtb = 0,8, φ1 = 36,86o
Hệ số công suất yêu cầu đạt được: cosφyc = 0,95, φ2 = 18,190
Qbnx = 448.(tan36.86 – tan18.19) = 188.68 (kVAr)
Chọn tủ bù do DAE YEONG chế tạo có thơng số như sau:
(Bảng 6.8 - tr 34 Sổ tay lựa chọn và tra cứu các thiết bị điện - Ngô Hồng Quang) 5 DLE-4D35K5T (Uđm = 440V, Qb (kVAr) = 35, Iđm (A) = 79.5)
1 DLE-4D20K5T (Uđm = 440V, Qb (kVAr) = 20, Iđm (A) = 32.8)
6.5 Vị trí đặt thiết bị bự (tụ điện)
Thiết bị bự có thể được đặt ở phía điện áp cao hoặc ở phía điện áp thấp, nguyên tắc bố trí thiết bị bự là làm sao đạt được chi phí tính tốn nhỏ nhất.
53
Có lợi nhất về mặt giảm tổn thất điện áp, điện năng cho đối tượng dựng điện là đặt phân tán các bộ tụ bự cho từng động cơ điện. Tuy nhiên nếu đặt phân tán q sẽ khơng có sự lợi về vốn đầu tư, về quản lý vận hành. Vì vậy đặt tụ bự tập trung hay phân tán , phân tán đến mức nào là phụ thuộc vào cấu trúc hệ thống cấp điện của đối tượng.
Nhà máy thiết kế có quy mụ lớn gồm nhiều phân xưởng, nhiều trạm biến áp, trong tính tốn sơ bộ vì thiếu các số liệu của mạng điện phừn xưởng, để nâng cao hệ số cơng suất tồn nhà máy , có thể coi như các tụ bự được đặt tập trung tại thanh cái hạ áp các trạm biến áp phân xưởng.
54
CHƯƠNG 7 : THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG CHO 1 PHỊNG ĐIỂN HÌNH
7.1 Thiết kế chiếu sáng cho phịng khách trong căn hộ:
• Kích thước là: 3 x 5 x 3,6 m
• Hệ số phản xạ trần, tường, nền: p1: p2: p3=8:7:3
• Nguồn điện sử dụng: 380/220V
7.2 Tính tốn thiết kế chiếu sáng sơ bộ
Bước 1: Chọn độ rọi yêu cầu và cấp quan sát:
Căn cứ vào TCVN 7114:2008, chọn độ rọi yêu cầu Eyc = 300 lx và cấp chất lượng quan sát loại B.
Bước 2: Chọn bóng đèn
Ứng với độ rọi yêu cầu 300 lx tra biểu đồ Kruithof nên chọn bóng đèn ứng với nhiệt độ màu T = 3000 ÷ 4100 K.
Bước 3: Chọn bộ đèn
Chọn loại đèn LED RS340B 1 xLED17S/827 VWB của hãng PHILIP F = 1650 lm.
Bước 4: Bố trí sơ bộ bộ đèn trong khơng gian chiếu sáng :
Bộ đèn gắn âm trần: h’ = 0m
Độ treo cao của đèn so với mặt phẳng làm viêc :
h = H – h’ – 0,6 = 3,6 – 0 – 0,6 = 3m. Chỉ số treo đèn:Chọn j=0 Chỉ số không gian: K = 𝐚𝐛 𝐡(𝐚+𝐛) = 𝟑.𝟓 𝟑.(𝟑+𝟓) = 0,625
55
Để đảm bảo độ đồng đều độ rọi trên mặt phẳng làm việc đối với đèn loại B, khoảng cách giữa các bộ đèn phải thỏa mãn điều kiện sau:
( 𝑛
ℎ )max = 1,1 → nmax = 1,1.h = 1,1.3 = 3,3 m Số bộ đèn tối thiểu bố trí theo cạnh a
Na = 𝒂
𝒏𝒎𝒂𝒙 = 𝟑
𝟑,𝟑 = 0,9 chọn 1 bộ Số bộ đèn tối thiểu bố trí theo cạnh b