4.1.Lựa chọn máy cắt và máy cắt liên lạc
Điều kiện để chọn máy cắt :
• Điện áp định mức : UđmMC ≥ Uđm mạng • Dịng điện định mức : IđmMC ≥ Ilv max
• Dịng điện cắt định mức : iđmC ≥ iN
• Cơng suất định mức cắt : Sđm MC ≥ SN
• Dịng điện ổn định động : idđ MC ≥ ixk
• Dịng ổn định nhiệt trong thời gian ổn định nhiệt :
Ta có dịng điện định mức chạy trong dây trung áp là :
- Tra sổ tay kỹ thuật chọn sơ bộ máy cắt loại máy cắt khơng khí 3 pha- ACB do hãng SIMENS của Đức chế tạo có các thơng số cơ bản sau:
Khu 1 Khu 2 Khu 3
Kiểm tra máy cắt đã chọn :
Điện áp định mức : UđmMC ≥ Uđm mạng Dòng điện định mức : IđmMC ≥ Ilv max
Dòng điện ổn định động : idđ MC ≥ ixk
Điều kiện ổn định nhiệt khơng cần kiểm tra vì trong máy cắt đã có 4.2 .Lựa chọn cầu dao phụ tải .
Nhiệm vụ : cách ly đường dây trung áp và trạm biến áp phục vụ cho việc kiểm tra bảo dưỡng các thiết bị trong trạm phía sau .
Chú ý : Cầu dao phụ tải có chức năng giống dao cách ly nhưng chỉ khác là cầu dao phụ tải có bộ phận dập hồ quang nên có thể đóng cắt mạch điện cả khi khơng tải và có tải, cịn dao cách ly chỉ đóng cắt khơng tải và nếu có tải thì tải rất nhỏ vì dao cách ly khơng có bộ phận dập hồ quang.
Nguyên lý dập hồ quang : cầu dao phụ tải dập hồ quang bằng dao cắt phụ cao tốc trong buồng dập hồ quang hở. Khi đóng mạch điện thì dao cắt phụ sẽ đóng trước sau đó mới đến dao chính. Khi ngắt mạch điện thì dao chính sẽ tách ra trước khi dao phụ vẫn đóng. Khi dao chính tách đến 1 thời điểm nào đó thì lị xo nối với dao phụ sẽ kéo tách dao phụ ra với tốc độ rất nhanh. Bằng cách này hồ quang không xuất hiện trên dao chính và tốc độ ngắt của dao phụ giảm được thời gian cháy của hồ quang, ngồi ra có cả buồng dập hồ quang làm hồ quang được dập tắt rất nhanh.
Ta chọn cầu dao phụ tải cho trạm có công suất lớn nhất là 2000kVA và dùng cho các trạm còn lại.
Chọn cầu dao phụ tải cho trạm T10 2000kVA : Ta có :
IN = I∞ = I” (kA)
Điều kiện lựa chọn cầu dao phụ tải : +Điện áp định mức : UđmCD ≥ Uđl(kV)
+ Dòng điện định mức : IđmCD ≥ Iđm (A)
Tra sổ tay cung cấp điện ta chọn được cầu dao của SIEMENS có thơng số sau :
Khu 1 Khu 2 Khu 3
Kiểm tra cầu dao đã chọn:
+Điện áp định mức : UđmCD ≥ Uđl=22(kV)
+ Dòng điện định mức : IđmCD ≥ Iđm (A)
+ Dòng điện cắt định mức : IdmC ≥ I” (kA)
Vậy cầu dao đã chọn thỏa mãn. 4.3 .Lựa chọn cầu chì trung áp :
Nhiệm vụ bảo vệ ngắn mạch cho biến áp và cáp tổng thường dung là cầu chì ống cát thạch anh.
Điều kiện lựa chọn cầu chì:
+ Điện áp định mức : + Dịng điện định mức:
+ Dịng điện cắt định mức : Idm. C
+ Cơng suất cắt đinh mức
Ta chọn cầu chì cho trạm T10 có cơng suất là 2000 KVA Chọn cầu chì cho trạm 2000 KVA:
I” =IN Ixk (kA)
Tra sổ tay kỹ thuật chọn cầu chì do hãng SIEMENS chế tạo có các thơng số sau: Kiểm tra cầu chì đã chọn:
+ Điện áp định mức : Udm.CC (kV) ≥Udml = 22(kV)
+ Dòng điện định mức : Idm.CC (A) ≥ Idml (A)
Kết luận: Cầu chì đã chọn thỏa mãn. Khu 1 Khu 2 Khu 3 5.Tính tốn ngắn mạch. 5.1 Đặt vấn đề:
Ngắn mạch là hiện tượng vì lý do nào đó mạch điện bị chập lại ở một điểm nào đó làm cho tổng trở nhỏ đi và dịng điện trong mạch tăng lên đột ngột. Việc tăng dòng điện lên lớn quá mức sẽ dẫn đến 2 hậu quả nghiêm trọng:
- Làm xuất hiện lực điện động rất lớn, có khả năng phá hủy kết cấu của các thiết bị điện, tiếp tục gây chạm chập cháy nổ.
- Làm tăng nhiệt độ lên cao phá hủy các đặc tính cách điện, từ đó cũng gây ra cháy nổ cho các thiết bị điện.
Các số liệu về tình trạng ngắn mạch là căn cứ quan trọng để lựa chọn thiết bị điện, thiết kế hệ thống bảo vệ Rơle, xác định phương thức vận hành mạng điện… Vì vậy tính tốn ngắn mạch là một phần không thể thiếu được trong thiết kế cung cấp điện.
Các dạng ngắn mạch thường xảy ra trong hệ thống cung cấp điện:
- Ngắn mạch 3 pha.
- Ngắn mạch 2 pha.
- Ngắn mạch 1 pha chạm đất.
Trong đó ngắn mạch 3 pha là nghiêm trọng nhất. Vì vậy người ta thường căn cứ vào dịng điện ngắn mạch 3 pha để lựa chọn thiết bị điện.
- Vì lý do ngắn mạch càng gần nguồn thì dịng ngắn mạch càng lớn. Do vậy để tính tốn ngắn mạch ta chỉ cần xét điểm nào có khả năng hay xảy ra ngắn mạch ở gần nguồn nhất.
- Dễ thấy tại thanh cái trung áp của trạm biến áp 8 là điểm gần nguồn nhất có xác suất xảy ra ngắn mạch nhiểu nhất.
Điện kháng của hệ thống được tính bằng cơng thức:
Trong đó UCdm - Cơng suất máy cắt đầu nguồn. Với việc chọn máy cắt đầu nguồn là loại 8DC11 do SIEMENS chế tạo, ta có :
IN = 25 kA
Uđm= 24kV Xh = 0.513 (Ω)
Từ trạm biến áp trung áp đến trạm chọn cáp CU/XLPE/PVC/DSTA/PVC 3x35(mm2) do hãng PURUKAWAthông số của cáp là:
R0 = 0.13 Ω/ km, x0 = 0.668 Ω/ km Icp = 170 (A)
Điện trở và điện kháng của cáp là:
XC = x0 * 0,l = 0.668 * 0.1 = 0.0668 (Ω) RC = r0 * 0,l = 0.13 * 0.1 = 0.013 (Ω) Điện kháng và điện trở khi xảy ra ngắn mạch:
R = RC = 0.013 (Ω) X = XC = 0.0668 (Ω)
Tổng trở ngắn mạch:
ZN = 1.188 (Ω)
IN = 10.6863 (kA)
Dòng ngắn mạch siêu quá độ
Dịng ngắn mạch xung kích
IXK = 27.2028 (kA)
Dịng ngắn mạch và dong xung kích dùng để kiểm tra trạng thái ổn định nhiệt và ổn định động của thiết bị.
CHƯƠNG 4:
THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN QUY HOẠCH HẠ TẦNG MẠNG HẠ ÁP 22/0,4KV
1. Đặt vấn đề
Mạng hạ áp là lưới điện có điện áp dưới 0.4kV, đây là loại mạng phân phối quan trọng, nó giúp truyền tải điện từ mạng trung áp 22kV đến từng tải tiêu thụ. Phụ tải của mạng hạ áp chủ yếu là phụ tải dân dụng, ở đây mạng hạ áp truyền tải điện đến hộ tiêu thụ loại 3.
2.Chọn phương án thiết kế, đi dây mạng hạ áp.
Mạng hạ áp được thiết kế theo sơ đồ hình tia, các tủ phân phối lấy điện từ các trạm biến áp khu vực.
Lưới điện hạ áp gồm các tuyến cáp ngầm 1kV xuất phát từ các lộ ra của trạm biến áp hạ thế 22/0.4kV đến các tủ điện tổng để phân phối cho các khu nhà.
Vị trí các tủ điện tổng phân phối điện hạ áp cho các khu nhà được bố trí theo ngun tắc :
• Gần tâm phụ tải và có bán kính phục vụ khơng q lớn để đảm bảo tổn thất điện áp nằm trong giới hạn cho phép và không ảnh hưởng đến mặt bằng xây dựng của các khu nhà
• Tủ điện tổng phân phối hạ áp là loại kín, chống nước, có khóa đặt ngồi trời, có thể cố định trên bệ bê tong đặt trên vỉa hè.
Hệ thống cáp điện hạ áp 0.4kV từ trạm biến áp 22/0.4kV tới các tủ điện phân phối tổng của các khu nhà dùng cáp điện có bọc thép. Cáp sử dụng là cáp 1kV – Cu/XLPE/DSTA/PVC chôn ngầm dưới đất, phần cáp qua đường được luồn trong ống thép bảo vệ.
Tại mỗi khu nhà biệt thự, nhà vườn, khu nhà liền kề đặt từ 6-12 tủ phân phối cho từ 6-12 căn hộ bảo vệ cho từng lộ và các căn hô. Cáp từ tủ điện phân phối
tổng của các khu nhà tới tủ phân phối phụ tải được chôn ngầm dọc hành lang kỹ thuật.
Đối với các nhà lô, nhà biệt thự, nhà liền kề, tủ điện phân phối tổng được bố trí ngồi trời , trên vỉa hè có cấu tạo với cấp bảo vệ IP54 chịu được ảnh hưởng trực tiếp của môi trường.
Từ các tủ điện phân phối tổng, dùng cáp cấp điện đư c luồn qua các ống nhựa siêu bền HDPE và được chôn ngầm trực tiếp dưới vỉa hè và đi trong hệ thống ống tuyến cấp điện cho các tủ phân phối điện nhánh của từng nhóm nhà. Các tủ phân phối điện nhánh có kích thước gọn được bố trí trên vỉa hè ngay sát vị trí tường giữa 2 nhà. Trong các tủ có bố trí các aptomat bảo vệ.
Việc cấp điện từ các tủ phân phối điện nhánh đến từng hộ gia đình sẽ do cơ quan điện lực sở tại thực hiện sau khi có hợp đồng ký kết với các hộ gia đình.
Các tủ phân phối hạ thế kèm cơng tơ 1 pha đếm điện tiêu thụ cho các hộ gia đình được lắp trên vỉa hè sát với mép đường nội bộ trong khu dự án. Vị tr đặt tủ được lựa chọn đặt tại tâm của phụ tải cấp điện.
Tủ điện có kích thước (Rộng x Sâu x Cao) 750 x 500 x 1200mm, vỏ tủ làm bằng tôn 2 ly sơn tĩnh điện bọc xung quanh khung thép hình chịu lực, mở cách cả 2 mặt trước và sau. Tủ được chia làm 2 ngăn riêng biệt :
Ngăn chứa aptomat tổng và nhánh bao gồm : hệ thống thanh cái tổng bằng đồng dẹt . Hệ thống thanh cái cấp điện cho công tơ 1 pha bằng đồng dẹt. Các aptomat tổng 600V, các aptomat nhánh 1 pha 220 – 50A sau công tơ.
Ngăn chứa cơng tơ được thiết kế có thể đặt được tối đa 12 cơng tơ 1 pha 220/10-50A . Ngăn này có lỗ đọc chỉ số của từng cơng tơ và được khóa niêm phong do đơn vị quản lý điện vận hành.
Móng tủ điện : mỗi tủ được đặt trên 1 móng tủ có kích thước (Rộng x Sâu x Cao) 750 x 500 x 700mm xây bằng gạch chỉ đặc mác M75 vữa XM50 dày 15, lót đáy bệ bằng bê tơng đá dăm M100 dày 100. Phần bệ chìm trong đất là 400mm phần nổi trên mặt vỉa hè là 300mm. Trong mỗi móng tủ đều được luồn các ống nhựa chờ sẵn cho cáp hạ thế đến và đi. Phần nổi trên mặt đất đặt cửa luồn cáp kích thước 150x300
Tiếp địa tủ điện : ta sử dụng cọc tia hỗn hợp RC-1 gồm 1 cọc 63x63x6 dài 2.5m, dây tiếp đất dùng thép trịn có Φ8 mã kẽm dài 5m hàn nối các đầu cọc tiếp đất với nhau sau đó bắt vào vỏ tủ và thanh cái trung tính bằng các nhánh riêng biệt. Dây nối đất và đầu cọc tiếp địa được chôn sâu dưới mặt đất tự nhiên là 0.7m. Sau khi thi công xong điện trở phải đặt trị số R≤10Ω.
Tất cả các chi tiết tiếp địa đều được chế tạo từ thép CT3 và được bảo vệ chống rị rỉ bằng phương pháp mã kẽm nhúng nóng . Chiều dày lớp mạ u cầu ≥80µm
3.Tính tốn phụ tải và chọn tủ điện hạ áp.
3.1.Tính tốn phụ tải phân phối cho từng tủ hạ áp
Do số lượng khu vực có nhiều hộ lên chia thành nhiều tủ phân phối 1 tủ gồm 5 đến 10 căn
Dựa vào tính tốn ở trên ta có phụ tải cho khu dân cư cũng như cách lựa chọn chia trạm biến áp ta có bảng tủ điện hạ áp như sau :
STT Ký Hiệu 1 TPP1 2 TPP2 3 TPP3 4 TPP4 5 TPP5 6 TPP6 7 TPP7
8 TPP8.1 TPP8.2 9 TPP9.1 TPP9.2 10 TPP10.1 TPP10.2 STT Ký Hiệu 10 TPP10.3 11 TPP11.1 TPP11.2 TPP11.3 TPP11.4 TPP11.5 TPP11.6 12 TPP12.1 TPP12.2 TPP12.3 13 TPP13.1 TPP13.2 TPP13.3 14 TPP14.1 TPP14.2
TPP14.3
15 TPP15.1
TPP15.2 TPP15.3
16 TPP16.1 TPP16.2 17 TPP17 18 TPP18 19 TPP19 3. 2.Chọn tủ điện hạ áp.
Tủ điện hạ áp được chọn là tủ do Việt Nam chế tạo, dùng cấp điện cho từng khu; từng hạng mục trong khu đô thị. Các tủ này đã được lắp sẵn thiết bị đóng cắt theo sơ đồ chuẩn. Tủ có các thơng số sau :
Loại tủ Tủ động lực
4.Lựa chọn cáp và thiết bị bảo vệ hạ áp.4.1.Lựa chọn thiết bị bảo vệ 4.1.Lựa chọn thiết bị bảo vệ
Điều kiện để chọn aptomat : IđmAP Itt (*)
UđmAP Uđml (**) Trong đó:
Itt là dịng điện tính tốn mà ta xác định được.
Uđml là điện áp định mức của lưới điện Uđml= 0,4(KV)=400(V) IđmAP, UđmAP là dòng và áp định mức của aptomat cần lựa chọn đã được phân thành từng cấp do nhà sản xuất quy định Việc lựa chọn aptomat sẽ được phân ra các loại sau:
Lựa chọn aptomat cho các tủ phân phối:Bao gồm aptomat tổng của tủ và aptomat các căn hộ mà tủ cung cấp.
Lựa chọn aptomat cho các tủ điện tổng: Bao gồm aptomat tổng của tủ được lựa chọn căn cứ vào máy biến áp và aptomat các nhánh(lộ) được lựa chọn
căn cứ vào phụ tải của các tủ điện mà nhánh đó cung cấp điện. Lựa chọn Aptomat liên lạc.
Đối với các hộ gia đình ở thì do các hộ gia đình có cơng suất như nhau là 6kW đối với các hộ ở khu đất nhà liền kề và 9kW với các hộ ở khu đất nhà biệt thự mặt khác các hộ chỉ sử dụng điện áp một pha cho nên
Uđml=Ufa=230(V)(vì các máy biến áp đấu kiểu Y/Y), aptomat được lựa chọn sẽ là aptomat một pha. Cơng suất của mỗi hộ khi đó được tính theo biểu thức:
Ptt=Ufa.Itt.cos (cos =0,8)
Do đó aptomat của tất cả các hộ ta sẽ chọn giống nhau mỗi hộ chỉ dùng một aptomat là đủ. Dịng điện tính tốn cho một hộ như sau: Đối với nhà liền kề
Itt1 = (6x1000 ) / (230x0.8) = 32.6 (A) Đối với nhà biệt thự:
Itt2 = (9x1000 ) / (230x0.8) = 48.9 (A) Do đó ta có aptomat l pha cho các hộ gia đình như sau :
Loại Aptomat
EZC100H1040,1P,40A EZC100H1050,1P,50A
4.2 Chọn aptomat cho tủ hạ áp.
Ta có dịng điện tính tốn của tủ điện :
Trong đó :
Stt : cơng suất t nh tốn của tủ điện Uđm = 0.4kV
Để lựa chọn aptomat cho tủ điện hạ áp ta chọn theo điều kiện Iđm ≥It Tính chọn aptomat cho lộ 1 của TBA T10 cấp điện cho trường học (C- CCT16).Theo bảng tính nhu cầu sử dụng điện ở trên ta có:
Stt=25.52 (KVA) Imax=36.83 (A) Tạo bảng
STT Tên phụ tải 1 TPP1 2 3 4 5 STT Tên phụ tải 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
20 21 22
23 24 25 26 27 28 29 STT Tên phụ tải 30 31 32 33 34 35 36 37
5.lựa chọn cáp hạ áp cho MBA
Điều kiện phát nóng cho phép
Dịng điện lớn nhất chạy qua cáp tổng
Khoảng cách 4 cáp trong rãnh cách nhau 300mm thì k1 = 1 , k2 = 0.87
IATM
1600
1600
6. Lựa chọn dây cáp đến TPP
Cáp tổng từ máy biến áp đến TPP1 với Stt = 81 (kVA) Điều kiện phát nóng cho phép
Dịng điện lớn nhất chạy qua cáp tổng Imax= 90.93 (A)
Khoảng cách 4 cáp trong rãnh cách nhau 300mm thì k1 = 1 , k2 = 0.87 Chọn cáp đồng cách điện PVC loại 30mm có Uđm= 2000v , Iđm = 121 (A) Tính tốn tương tự ta được bảng : STT Tủ 1 TPP1 2 TPP2 3 TPP3 4 TPP4 5 TPP5 6 TPP6 7 TPP7 8 TPP8.1 TPP8.2
9
11 TPP9.2 12 TPP10.1 13 TPP10.2 14 TPP10.3 15 TPP11.1 16 TPP11.2 17 TPP11.3 18 TPP11.4 STT Tủ 19 TPP11.5 20 TPP11.6 21 TPP12.1 22 TPP12.2 23 TPP12.3 24 TPP13.1 25 TPP13.2 26 TPP13.3 27 TPP14.1 28 TPP14.2 29 TPP14.3 30 TPP15.1 31 TPP15.2
32 TPP15.3 33 TPP16.1 34 TPP16.2 35 TPP17 36 TPP18 37 TPP19
CHƯƠNG V : TÍNH CHIẾU SÁNG ĐƯỜNG
Các điều kiện tính tốn giả định :
Sử dụng phương án 3 pha 4 dây đêm khuya tắt 1 pha
- Chế độ vận hành buổi tối : Thơng thường từ 16h- 23h , có thể điều chỉnh thời gian thích hợp theo mùa
- Trong chế độ vận hành buổi tối : Có thể bật tất cả đèn trên các tuyến