Với yêu cầu nâng hệ số công suất cosϕ từ 0.73 lên 0.95 ta có thể tính toán đợc dung
lợng cần bù:
Qb = PTT.(tgϕ1 - tgϕ2).α (lấy α = 1). (*) Từ cosϕ1 = 0.73 ⇒ tgϕ1 = 0.93
Từ cosϕYC = cosϕ2 = 0.95 ⇒ tgϕ2 = 0.33. Thay các giá trị vào biểu thức (*) ta có:
Qb = PTT.(tgϕ1 - tgϕ2).α = 514,54.( 0,93- 0,33).1 = 300 (KVAR).
Vậy ta chọn thiết bị bù là tụ điện vì Qb < 5000kVAR ( nếu Qb > 5000kVAR ta chọn máy bù đồng bộ). Tờ công tthức: ) ( 6 . 6 ) 38 , 0 .( 50 . 2 300 2 2 2 2 2 F fU Q C C fU Q b b à π π π ⇒ = = = =
Tra bảng ta chọn loại tụ KC1-3.15-100-2Y3 do liên xô chế tạo có thông số kỹ thuật nh sau:
Loại Công suất
danh định Điện dungdanh định Kiểu chếtạo Chiều caoH, mm Khối l-ơng ,kg KC1-3.15- 100-2Y3 100 32.7 ba pha 756 60 Chú thích: + K: tụ diện cosin + M và C - tẩm dầu hoặc chất lỏng tổng hợp + II cho thiết bị bù dọc
+ TC cho máy biến áp hàn + 0,1,2, kích thớc của vỏ.
Q1tu = 100(KVAR) vậy ta chọn hệ thống gồm 3 tụ (n 3pha=3):
Dung lợng thực tế sẽ đợc bù là Qb thực tế = n.Q1tu = 3.100 = 300(KVAR). Vậy lợng năng lợng phản kháng cần cung cấp cho trờng đợc tính lại là:
Vậy ta tính đợc tgϕMthực tế = TT M P Q = 54 . 514 72 . 181 =0.33.
Từ tgϕm, tra bảng ta tính đợc hệ số cosϕM = 0,952 > cosϕYC = 0.95(Thoả mãn yêu cầu).
Vì tụ điện là bộ tài sản quý hiếm lên khi thao tác vận hành chúng ta phải tuân thủ những quy định chung của tập đoàn điện lực Việt Nam sau đây:
1.Chỉ có những ngời có trình độ an toàn bậc 3 trở lên đợc giám đốc nhà máy, xí nghiệp giao nhiệm vụ mới đợc phép vận hành và sửa chữa.
2. Trớc khi đa tụ vào vận hành phải kiểm tra sơ đồ đấu dây, các mối tiếp xúc , đặc biệt là điện áp lới, chỉ đợc phép đóng tụ khi :
Ud ≤ 400V, Uf ≤230V.
3. Dòng 3 pha của tụ phải cân bằng nếu lệch pha quá 10% hoặc phình quá 10mm phải cắt tụ và tìm nguyên nhân đẻ xử lý.
4. Trong quá trình vận hành nếu Ud ≥ 420V phải cắt tụ.
5. Khi tiến hành sửa chữa phải cắt áptômát tổng chờ từ 5 -10 phút cho tụ phóng hết điện tích tàn d sau đó mới tiến hành thao tác (hoặc đợi cho các bóng đèn là các điện trở cách điện tắt hẳn).
6. Khi sản suất nếu dòng phụ tải: I ≤ 50A ta đóng một bình. I ≤ 100A ta đóng hai bình. I ≤ 200A ta đóng ba bình.
Chú ý khi đóng tụ ta phải đóng các áptômát tổng trớc sau đó mới đóng các áptômát nhánh khi cắt tụ ta thực hiện thao tác ngợc lại.
7. Nhiệt độ tót nhất khi vận hành tu là To < 36oC nếu nhiệt độ tụ To > 40oC ta phải dùng quạt gió để tản nhiệt cho tụ.
I N_T H16A -Đ Ệ Đ 33–B O C O B I T P D I CUNG C P I NÁ Á À Ậ À Ấ Đ Ệ 6 - 10KV
Sơ đồ nối dây của tụ điện cao áp
mcpt
cc
BI
Bố trí lắp đặt nguồn dự phòng
Chú ý: Ngoài phơng án cấp điện trên ta cũng cần bố trí, lắp đặt các máy phát điện nh một nguồn dự phòng công suất nhỏ để đảm bảo cấp điện liên tục cho một số khu nhà nh nhà khách, nhà làm việc, văn phòng của Hiệu trởng và hiệu phó là những khu nhà quan trọng đóng vai trò đầu não của toàn trờng vì vậy cần đợc ấp điện thờng xuyên.
Iv, Tính chọn dây dẫn dây cáp trong mạng điện
Các ph ơng pháp lựa chọn dây dẫn dây cáp trong mạng điện
Dây dẫn và dây cáp trong mạng điện đợc lựa chọn theo những điều kiện sau đây: - Lựa chọn theo điều kiện phát nóng;
- Lựa chọn theo điều kiện tổn thất điện cho phép.
- Lựa chọn dây dẫn dây cáp theo mật độ dòng điện kinh tế.
Ngoài hai điều kiện nêu trên ngời ta còn lựa chọn theo kết cấu của dây dẫn , dây cáp nh một sợi, nhiều sợi, vật liệu cách điện,v.v...
1. Lựa chọn dây dẫn, dây cáp theo điều kiện phát nóng
Khi có dòng điện chạy qua dây dẫn và dây cáp vật dẫn bị nóng lên. Nếu nhiệt đọ dây dânz và cáp quá cao có thể làm cho chúng bị h hỏng, hoặc giảm tuổi thọ. Mặt khác độ bền cơ học của kim loại dẫn điện cũng bị giảm xuống. Do đó nhà chế tạo quy định nhiệt độ cho phép đối với mỗi loại dây dẫn dây cáp. Ví dụ dây trần có nhiệt độ cho phép là 750C, dây bọc cao su có nhiệt độ cho phép là 550C, cáp 3kV trở lại cóθcp = 800C, cáp 6 kV cóθcp = 650C, cáp 10 kV cóθcp = 800C.
Đối với mỗi loại dây dẫn, cáp nhà chế tạo cho trớc giá trị dòng điện cho phép Icp, dòng Icp ứng với nhiệt độ tiêu chuẩn của môi trờng là: không khí, +250C, đất 150C.
Nếu nhiệt độ của môi trờng nơi lắp đặt dây dẫn và cáp khác với nhiệt độ tiêu chuẩn nêu trên thì dòng điện cho phép phải đợc hiệu chỉnh:
Icp(hiệu chỉnh) = k. Icp, Trong đó:
Icp- dòng điện cho phép của dây dẫn, cáp ứng với đièu kiện tiêu chuẩn của nhiệt độ môi trờng, A;
k - hệ số hiệu chỉnh tra trong sổ tay. Vậy điều kiện phát nóng là:
Ilvmax ≤ Icp; Trong đó:
Ilvmax - dòng điện làm việc lâu dài lớn nhất:
Icp- dòng điện cho phép đã hiệu chỉnh của dây dẫn.
2. Lựa chọn dây dẫn và dây cáp theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép
Đối với mạng trung áp và hạ áp đo trực tiếp cung cấp điện cho các phụ tải nên vấn đề đảm bảo điện áp rất quan trọng vì vậy ngời ta lấy điều kiện tổn thất điện áp cho phép làm điều kiện đầu tiên để chọn tiết diện dây dẫn và dây cáp. Sau đó kiểm tra lại theo điều kiện phát nóng.
Điều kiện tổn thất điện áp cho phép là:
∆Umax% ≤ ∆Ucp%; Trong đó:
∆Ucp- Tổn thất điện áp cho phép (±5% hoặc ±2.5% tuỳ loại phụ tải);
∆Umax - Tổn thất điện áp lớn nhất trong mạng.
Nếu mạng điện có nhiều đoạn, nhiều nhánh, thì phải tìm điẻm nào có tổn thất điện áp lớn nhất ∆Umax để so sánh.
Tổn thất điện áp trong mạng diện đợc tính theo công thức sau:
∆U% = 2 U QX PR+∑ ∑ = ∆U' + ∆U" Trong đó:
∆U' - tổn thất điện áp gây lên bởi công suất tác dụng và điện trở đờng dây;
∆U" - tổn thât điện áp gây nên bởi công suất phản kháng và điện kháng đờng dây. Giá trị điện kháng trên một km đờng dây nằm trong khoảng x0 = 0.3ữ 0,43Ω/km, để cho đơn giản có thể lấy x0 = 0,3Ω/km.
∆U' = γ 1 . 2 F U l P dm i i ∑
Từ đó tiết diện dây dẫn đợc xác định: F = γ 1 . ' 2 U U l P dm i i ∆ ∑ = γ 1 . ' 2 U U Pjlj dm∆ ∑ , mm2
Căn cứ vào số liệu tính toán F, tra bảng chọn tiết diện dây dẫn tiêu chuẩn gần nhất , từ đó xác định đợc r0 và x0 ứng với dây dẫn đã chọn , thính lại ∆U, so sánh với ∆U-
cp, nếu cha thoả mãn yêu càu thì tăng tiết diện dây dẫn lên một cấp rồi tính lại lần nữa.
sau khi đã đạt ∆Umax ≤ ∆Ucp, kiểm tra lại theo điều kiện phát nóng.
3. Chọn dây dẫn dây cáp theo mật độ dòng điện kinh tế.
Với những phụ tải tiêu thụ công suất lớn thì việc chọn dây dẫn, dây cáp giữ vai trò hết sức quan trọng, ngoài vấn đề đảm bảotính kĩ thuật còn phải tính đến tính kinh tế vì khi ta chọn dây dẫn tiết diện lớn hay nhỏ thì khối lợng kim loại màu sẽ lớn hay nhỏ và vốn đầu t sẽ tăng hay giảm.
Ta có công thức : Jkt = kt max F I . Jkt = ρτβ ϕ 3 . 10 b .
Trong đó:ϕ- là hệ số gọi là tỷ lệ khấu hao hàng năm. ρ- điện trở suất.
τ - thời gian chọn tổn thất công suất.
Khi tính chọn dây dẫn ta thờng tra bảng để chọn ra Jkt sau đó tìm ra tiết diện dây. F =
kt
J Imax
(mm2).
V, Lựa chọn dây dẫn và dây cáp lắp đặt cho trờng
1.Chọn dây cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực chính:
Ta tính đợc Itt = 721.24A
Từ công thức I'cp(hiệu chỉnh) = k. Icp. Với k = k1.k2.k3.
Ta xác định các hệ số :
k1 là hệ số hiệu chỉnh khi nhiệt độ môi trờng đặt dây dẫn, dây cáp khác với nhiệt độ tiêu chuẩn (tra bảng).
k2 là hệ số hiệu chỉnh theo số lợng cáp đặt trong hầm cáp, nếu dây dẫn đi trên không thì ta lấy k2 = 1.
k3 hệ số hiệu chỉnh khi thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại.
Tra bảng phụ lục (trang 370 sách HTCCĐCXNCNĐTVTNCT) ta xsc định đợc các hệ số nh sau:
k1 = 0,90 (vì nhiệt độ tiêu chuẩn của môi trờng xung quanh là 250C mà theo đề bài cho nhiệt độ môi trờng xung quang là 350C).
k2 = 1( vì ta chọn hình thức đidây trên không)
k3 = 0.90 (vì hầu hết thời gian trong năm các phụ tải đều hoạt động) Vậy ta xác định đợc hệ số hiệu chỉnh:
k = k1.k2.k3 = 0,90x0,90x1 = 0,81
Tra bảng ta chọn dây cáp do hãng LENS chế tạo có vỏ cách điện PVC (PoliVinilClorua) và có thông số kĩ thuật cho ở bảng sau:
F,mm2 d,mm M, kg/km ở 20r0,Ω/km0C Icp,A Lõi Vỏ trong nhà ngoàitrời min max 1x630 29,7 39,9 43,0 6360 0,0283 850 1088 Vậy ta xác định đợc dòng hiệu chỉnh cho phép:
Icp(hiệu chỉnh) = k. Icp = 0,81x1088 = 881,28 A. Kiểm tra lại thấy:
Icp(hiệu chỉnh) > Ilvmax ⇒Dây cáp đã chọn đạt yêu cầu.
2.chọn dây dẫn, dây cáp tới các nhóm: 2.1 Chọn dây dẫn, dây cáp tới nhóm I:
Ta có dòng điện tổng của nhóm I là : ITT1 = Ilvmax = 278 A.
Cũng tơng tự ta chọn cáp do hãng LENS chế tạo có voe bọc cách điện PVC và có thông số kĩ thuật nh sau:
F,mm2 d,mm M, kg/km ở 20r0,Ω/km0C Icp,A Lõi Vỏ trong nhà ngoàitrời min max 1x1250 12,6 17,9 21,0 1233 0,153 343 382 Vậy dòng hiệu chỉnh cho phép là:
Icp(hiệu chỉnh) = k. Icp = 0,81x382 = 309,42 A. Kiểm tra lại ta thấy:
Icp(hiệu chỉnh) = 309,02A > Ilvmax =278A.
⇒Dây cáp đã chọn đạt yêu cầu.
2.2 Chọn dây dẫn, dây cáp tới nhóm II:
Ta đã tính đợc dòng điện tổng của nhóm II là: ITT2 = Ilvmax = 63,4A.
Tra bảng ta cũng chọn loại cáp đồng hạ áp lõi cách điện PVC do hãng LENS chế tạo có thông số kĩ thuật cho ở bảng dới đây:
F,mm2 d,mm M, kg/km ở 20r0,Ω/km0C Icp,A Lõi Vỏ trong nhà ngoàitrời min max 1x10 3,80 7,7 9,2 150 1,83 87 80 Từ dòng điện cho phép trong bảng ta tính đợc dòng cho phép hiệu chỉnh:
Icp(hiệu chỉnh) = k.Icp = 0,81x80 =64,8A Kiểm tra lại thấy dây dẫn đã chọn có:
Icp(hiệu chỉnh) = 64,8A > Ilvmax =63,4A.
⇒Vậy dây cáp đã chọn đạt yêu cầu.
2.3 Chọn dây dẫn, dây cáp tới nhóm III: Dòng điện tính toán tổng của nhóm III:
ITT3 = Ilvmax = 405,04A.
Tra bảng phụ lục ta chọn dây cáp đồng do hãng LENS chế tạo có vỏ bọc cách điện và có thông số kĩ thuật nh sau:
F,mm2 d,mm M, kg/km ở 20r0,Ω/km0C Icp,A Lõi Vỏ trong nhà ngoàitrời min max 1x185 15,6 21,9 25,5 1876 0,0991 343 506
Từ dòng điện cho phép trong bảng ta xác định đợc dòng điện hiệu chỉnh cho phép:
Icp(hiệu chỉnh) = k.Icp= 0,81x506 = 409,86A. Kiểm tra lại dây dẫn đã chọn có:
Icp(hiệu chỉnh) = 409,86A > Ilvmax =405,04A. Vậy dây dẫn đã chọn thoả man yêu cầu.
2.4 Chọn dây dẫn, dây cáp tới nhóm phụ tải IV:
Dòng điện tính toán tổng của phụ tải nhóm này là: ITT4 = Ilvmax = 34,8A
Tra bảng phụ lục ta chọn dây cáp cùng hãng sản suất có vỏ bọc cách điện PVC có thông số kĩ thuật nh sau:
F,mm2 d,mm M, kg/km ở 20r0,Ω/km0C Icp,A Lõi Vỏ trong nhà ngoàitrời min max 1x4 2,25 6,2 7,6 79 4,61 53 45 Từ dòng điện cho phép trong bảng ta tính đợc dòng hiệu chỉnh cho phép:
Icp(hiệu chỉnh) = k.Icp= 0,81x45 = 36,45A. Kiểm tra lại dây dẫn đã chọn:
Icp(hiệu chỉnh) = 36,45A > Ilvmax = 34,8A. Vậy cáp đã chọn đạt yêu cầu.
I N_T H16A -Đ Ệ Đ 38–B O C O B I T P D I CUNG C P I NÁ Á À Ậ À Ấ Đ Ệ
Đ D 10 KV
Nhóm I Nhóm II Nhóm III Nhóm IV
Mỗi phòng giảng đờng đợc bố trí 12 bóng đèn tuýp chiếu sáng tập trung cho phòng, 04 quạt trần quạt mát cho sinh viên, 01 quạt treo tờng quạt mát cho gảng viên, 02 bảng điện trên có lắp cầu dao, công tắc quạt trần.
+ 02 bảng điện : + Bảng 1 trên có lắp 02 cầu chì 01 ổ cắm các công tắc quạt và đèn huỳnh quang.
+ Bảng 2 trên có lắp cầu dao 02 cầu chì các công tắc điều khiển quạt và đèn huỳnh quang. I N_T H16A -Đ Ệ Đ 39–B O C O B I T P D I CUNG C P I NÁ Á À Ậ À Ấ Đ Ệ Đèn huỳnh quang Quạt trần Bản g điệ n Qụat treo t ờng
Sơ đồ nguyên lí đi dây cho một phòng Ghi chú: các dây đợc đi trong ống gen sát tờng
Sơ đồ khối các thiết bị điện nội thất cho một phòng giảng đ - ờng
Bảo vệ rơle cho hệ thống cung cấp điện.
Đặt vấn đề:
Hệ thống cung cấp điện bao gồm nhiều phần tử phân bố trên một phạm vi rộng vì vậy trong quá trình vận hành thờng có nhiều sự cố xảy ra nh: quá điện áp do xét đánh quá dòng điện do xảy ra ngắn mạch trrong mạng điện,tần số dòng điện giảm thấp do hệ thống bị quá tải vv...Để nhanh chóng loại bỏ phần bị sự cố ra khỏi mạng điện ngời ta thờng đặt các thiết bi bảo vệ bằng rơle hoặc các thiết bị tự động hoá.
Tác dụng của bảo vệ bằng rơle:
- Nhanh chóng loại bỏ phần tử bị sự cố để đảm bảo cho hệ thống cung cấp điện hoạt động an toàn..
- Báo tín hiệu cho nhân viên vận hành biết các tình trạng làm việc không bình th- ờng để kịp thời sử ý nh hiện tợng quá tải, sụt áp. giảm điện trở cách điện vvv...
- Phối hợp với các thiết bị tự động hoá để thực hiện các phơng thức vận hành nh tự động đóng lặp lại ,tự động đóng dự trữ, tự động cắt phụ tải theo tần số vv...
Để có thể thực hiện đợc các yêu cầu trên các thiết bị rơle phải đảm bảo đợc bốn yêu cầu cơ bản sau:
1. Tác động nhanh 2. Chọn lọc
3. Tin cậy 4. Nhạy
Ta có các hình thức bảo vệ rơle trong hệ thống cung cấp điện nh sau - Bảo vệ dòng điện cực đại có thời gian duy trì
- Bảo vệ cắt nhanh - Bảo vệ so lệch
- Boá tín hiệu và bảo vệ tình trạng trạm đất.
Bảo vệ các phần tử cơ bản trong hệ thống cung cấp điện
Do điề kiện thời gian nên ở đây ta chỉ đề cập đến bảo vệ máy biến áp. Bảo vệ máy biến áp
Máy biến áp phải đợc bảo vệ để tránh tình trạng là việc không bình thờng sau đây: - Quá tải;
- Dầu máy biến áp cạn suống dới mức quy định;
- Ngắn mạch giữa các pha hoặc ở đầu ra của máy biến áp - Ngắn mạch giữa các vòng dây trong một pha;