CHƢƠNG 4 : TÍNH TỐN VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ
4.1 Tính chọn MBA
4.1.1 Chọn số lƣợng và chủng loại
Có nhiều phƣơng pháp để xác định số lƣợng và chủng loại MBA cần dựa vào những nguyên tắc chính sau đây:
Chủng loại MBA trong trạm biến áp nên đồng nhất(hay ít chủng loại) để giảm số lƣợng MBA dự phòng và thuận tiện trong lắp đặt, vận hành
Số lƣợng MBA trong một trạm biến áp:
Số lƣợng MBA trong một trạm biến áp phụ thuộc vào độ tin cậy cung cấp điện cho phụ tải của trạm đó:
- Với hộ phụ tải loại 1: đây là phụ tải quan trọng không đƣợc phép mất điện, thƣờng phải đặt 2 MBA trở lên
- Với hộ phụ tải loại 2: bao gồm các xí nghiệp, nhà máy ... sản xuất hàng tiêu dùng, các khách sạn, siêu thị ... thƣờng đặt một MBA và máy phát dự phòng
- Với hộ phụ tải loại 3: là các căn hộ, nhà ở, nơi sinh hoạt ... thƣờng chỉ đặt trạm 1 MBA
Tuy nhiên, để đơn giản trong vận hành, số lƣợng MBA trong một trạm không nên quá ba máy và các MBA này nên có cùng chủng loại và cơng suất
4.1.2 Chọn công suất MBA
Công suất MBA đƣợc chọn theo công thức sau: Với trạm 1 máy: SđmB ≥ Stt
Với trạm 2 máy: SđmB ≥ Stt/kqt
Với: SđmB là công suất định mức của MBA do nhà chế tạo quy định đƣợc ghi trong lý lịch máy và trên nhãn máy
Stt là cơng suất tính tốn, nghĩa là công suất yêu cầu lớn nhất của phụ tải Kqt là hệ số quá tải, đƣợc chọn là kqt =1,4
Lƣu ý:
Hệ số quá tải phụ thuộc vào thời gian quá tải. Lấy kqt =1,4 là ứng với điều kiện thời gian: quá tải không quá 5 ngày đêm, mỗi ngày quá tải không quá 6 giờ
Nếu không thỏa mãn điều kiện trên, phải tra đồ thị tìm kqt trong sổ tay cung cấp điện hoặc không cho quá tải
Hai công thức trên chỉ dùng để chọn MBA chế tạo trong nƣớc hoặc với MBA ngoại nhập đã nhiệt đới hóa
Khi sử dụng máy ngoại nhập chƣa nhiệt đới hóa cần tính theo cơng thức sau: Với trạm 1 máy: SđmB ≥ Stt/khc
Với trạm 2 máy: SđmB ≥ Stt/ 1,4 khc
Trong đó: khc là hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ, tính theo cơng thức: khc = 1 -
Với ϴ1 là nhiệt độ môi trƣờng sử dụng (⁰ C)
ϴ2 là nhiệt độ mơi trƣờng chế tạo (ghi trên lí lịch máy) Cơng thức chọn cơng suất cho trạm 2 máy là: SđmB ≥ S1 / 1,4 Trong đó: S1 là cơng suất tính tốn của phụ tải loại 1
SđmB là cơng suất định mức của MBA
4.1.3 Chọn ví trí đặt MBA
Vị trí đặt MBA cần thỏa mãn các yêu cầu sau: Gần trung tâm phụ tải
Thuận tiện cho các đƣờng dây vào ra
Thuận tiện trong q trình lắp đặt và thi cơng xây dựng Thao tác, vận hành, sửa chữa và quản lí dễ dàng
Phòng cháy, nỏ, ẩm ƣớt, bụi bặm và ăn mịn An tồn cho ngƣời và thiết bị
Trong thực tế, việc đạt tất cả các yêu cầu trên là rất khó. Do đó cần xem xét và cân nhắc các điều kiện thực tế để có thể chọn phƣơng án hợp lí nhất
Vị trí của TBA phân xƣởng có thể ở độc lập bên ngồi, liền kề với phân xƣởng hoặc đặt bên trong phaann xƣởng
4.1.4 Tính chọn cụ thể nhà Q Bệnh viện Bạch Mai
Để tính tốn cụ thể cho nhà Q 21 tầng, ta cần căn cứ vào tổng các phụ tải ở 20 tầng và 2 tầng hầm mà nhà thiết kế đã tính
Vì cấp điện cho hộ loại 1 nên đặt 3 MBA
Theo tài liệu thiết kế tổng phụ tải của tòa nhà là: P = 3000kW Hệ số cơng suất chọn khoảng cosφ = 0,90
Ta có: cơng suất tồn phần: S = P/ cosφ = 3000/0,90 = 3033,33 kVA
Với dự kiến trạm biến áp nhà Q còn cung cấp cho các phụ tải phát triển sau này và cịn hỗ trợ cơng suất cho một số nới khác. Do đó, cần nhân thêm hệ số dự phịng k2=1,5
Do đó, cơng suất tính tốn để chọn MBA là: Stt = S x k2 = 3033,33 x 1,5 = 4549,99kVA
Vậy ta chọn Stt = 45000 kVA
Theo công thức chọn MBA: SđmB ≥ Stt/kqt
Khi đặt trạm 3 MBA, để tăng cơng suất dự phịng và giảm tổn hao khi MBA làm việc đầy tải và quá tải ta chọn kqt=1
=>> SđmB = Stt = 45000 kVA
Đặt 3 MBA ta có cơng suất mỗi MBA là: Sđm 1 BA = SđmB/3 = 45000/3 = 15000 kVA
Do máy sản xuất trong nƣớc Việt Nam, do đó khơng cần hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ Chọn MBA có cơng suất 1500kVA – cấp điện áp 22/0,4kV
Tức công suất định mức của MBA là 1500kVA, điện áp đầu vào sơ cấp 22kV, đầu ra thứ cấp 0,4kV
So sánh với thực tế của trạm biến áp nhà Q với 3 MBA cũng có S = 4500kVA cấp điện áp 22/0,4kV , thì thấy kết quả ta chọn đƣợc là hợp lý ngồi ra cịn chọn thêm các tính năng khác...
4.2 Tính chọn aptomat
Tại đây, ta tính chọn aptomat tại tủ 15 và 18. Tính chọn aptomat tại tủ 15 và 18 nhằm đảm bảo đóng cắt, tự động cắt mạch khi có sự cố ngắn mạch
4.2.1 chọn aptomat
Theo tiêu chuẩn IEC, chọn aptomat phụ thuộc vào: Các đặc tính lƣới điện mà nó đƣợc đặt vào
Mơi trƣờng sử dụng aptomat: nhiệt độ, khí hậu, lắp đặt aptomat trong tủ hay ngoài tủ
Khả năng cắt dịng ngắn mạch
Các u cầu khác: tính chọn lọc, yêu cầu điều khiển xa, các chỉ thị ... Các đặc tính của tải: động cơ, máy biến áp, đèn chiếu sáng ...
Chọn theo điện áp/dịng điện:
Có 3 điều kiện cho điện áp và dịng điện:
1. UđmA ≥ Uđm LĐ
2. Itt ≤ IđmA chọn = (0,7 – 0,8) Itt ≤ ICP 3. IcđmA ≥ IN
Với UđmA là điện áp định mức của aptomat (A)
Uđm LĐ điện áp định mức của lƣới điện
Itt là dãy điện tính tốn theo thiết kế của mạch điện aptomat đặt vào IđmA là dòng điện định mức của aptomat
IđmA chọn là dòng điện định mức của aptomat chọn
ICP là dòng điện định mức của đƣờng cáp mạch điện nơi đặt aptomat
IcđmA là dòng điện cắt định mức của aptomat, trị số này đƣợc ghi trên mọi
aptomat có đơn vị là KA
IN là dịng điện ngắn mạch ổn định của mạch điện nơi đặt aptomat
Ngoài các điều kiện trên phải chọn số pha điện của aptomat: 1 pha, 2 pha , 3 pha Và chọn số cực của aptomat: 1 cực, 2 cực, 3 cực, 4 cực
Với aptomat chống dịng điện rị có các loại: 30 mA, 100mA, 200mA, 500mA
4.2.2 Tính dịng điện định mức
Từ 3 điều kiện đã nêu ở trên, ta tính cụ thể nhƣ sau: Với máy phát điện có cơng suất Sđm=630 kVA Điện áp của máy phát Uđm=380V
=>> Dòng định mức của máy phát là: Iđm=630000/(√ )= 958,32 A Ta có: Dịng điện tính tốn Itt=958,32A
Tiếp theo chúng ta tính dịng điện Icp làm việc định mức của đƣờng cáp mạch nối giữa máy phát và aptomat là 1000A => Icp=1000A
Nguồn điện áp của mạch điện nơi đặt là 380V Ta có: Uđm =380V
Nhƣ vậy, với 3 điều kiện nêu trên ta có thể chọn đƣợc aptomat. Tra bảng TL2,TL3 tìm đƣợc aptomat. Cụ thể, bảng B.4.1 thơng số kĩ thuật các loại aptomat từ 16 đến 3200A do Merlin Gerin chế tạo:
Chọn aptomat loại CM1251 N có : số cực 3-4; IđmA=1250; Uđm=380-890V; IN= 50kA
So sánh các thông số kĩ thuật của aptomat đã chọn với các điều kiện chọn aptomat là thỏa mãn
So sánh aptomat đã chọn với aptomat trong tủ 15 và 18 ta thấy việc chọn aptomat ở trên phù hợp với aptomat trong tủ 15 và 18
CHƢƠNG 5: TỔNG KẾT
5.1 Mục tiêu đạt đƣợc
Hiểu đƣợc cách vận hành của hệ thống điện trong thực tế Khảo sát , nghiên cứu các thiết bị trong hệ thống điện nhà Q
Phòng máy biến áp Tủ trung thế Máy biến áp T1 Máy biến áp T2 Máy biến áp T3 Phòng hạ áp – Các thiết bị đóng cắt và vận hành hệ thống điện Các tủ điện từ 1 đến 20
Phân tích thiết bị chuyển đổi nguồn tự động ATS
Tính tốn và lựa chọn một số thiết bị trong hệ thống điện đã khảo sát ở nhà Q