B1 AT M40 2 690 4000 75 ALL M40 1 690 4000 75 A1,A3 M12 2 690 1250 40 A2,A4 M08 2 690 800 40 B2 AT M40 2 690 4000 75 ALL M40 1 690 4000 75 A5,A7 M12 2 690 1250 40 A6,A8 M08 2 690 800 40 B3 AT M16 2 690 1600 40 ALL M16 1 690 1600 40 A9,A10,A11 M08 3 690 800 40 9.2.4 Lựa chọn thanh góp
Thanh góp trạm biến áp phân xưởng TG1:
Dòng điện làm việc lớn nhất mà thanh cái phải chịu khi bị sự cố:
√
√
Tra bảng chọn thanh cái theo tiêu chẩn IEC 60439 ta có các thơng số sau: Mỗi pha
ghép 3 thanh Kích thƣớc mm Tiết diện Chất liệu Khối lƣợng kg/m 100 x 10 1000 Đồng 8,9 4650
Tra bảng 1 64, Sổ tay tra cứu cung cấp điện, ta được số liệu sao:
Chiều dài: l = 1,2m
;
; Thanh góp trạm biến áp phân xưởng TG2:
Dòng điện làm việc lớn nhất mà thanh cái phải chịu khi bị sự cố:
√
√
Tra bảng chọn thanh cái theo tiêu chẩn IEC 60439 ta có các thơng số sau: Mỗi pha
ghép 3 thanh Kích thƣớc mm Tiết diện Chất liệu Khối lƣợng kg/m 100 x 8 800 Đồng 7,120 3930
Tra bảng 1 64, Sổ tay tra cứu cung cấp điện, ta được số liệu sao:
Chiều dài: l = 1,2m
Khoảng cách trung bình hình học: D = 150mm
;
; Thanh góp trạm biến áp phân xưởng TG3:
Dòng điện làm việc lớn nhất mà thanh cái phải chịu khi bị sự cố:
√
√
Tra bảng chọn thanh cái theo tiêu chẩn IEC 60439 ta có các thơng số sau: Mỗi pha
1 thanh Kích thƣớc mm Tiết diện Chất liệu Khối lƣợng kg/m 80 x 6 480 Đồng 4,272 1480
Chiều dài: l = 1,2m
Khoảng cách trung bình hình học: D = 150mm
;
;
10. Tính tốn ngắn mạch, kiểm tra thiết bị đƣợc chọn
Ngắn mạch là hiện tượng mạch điện bị chập điện ở một điểm nào đó làm cho tổng trở nhỏ đi và dòng điện trong mạch tăng lên đột ngột tăng dòng điện quá lớn sẽ dẫn đến 2 hậu quả..
Làm cho lực điện động quá lớn có khả năng pha hủy kết cấu của các thiết bị, tiếp tục gây ra va chạm cháy nổ.
Làm tăng nhiệt độ cao pha hủy các đặc tính cách điện từ đó cũng gây ra chập điện phá hủy các thiết bị.
Mục đích của tính ngắn mạch là kiểm tra điều kiện ổn định động và ổn định nhiệt của thiết bị và dây dẫn được chọn khi có ngắn mạch trong hệ thống.
Các hệ thống cung cấp điện ở xa nguồn và công suất là nhỏ so với hệ thống điện quốc gia nên cho phép tính ngắn mạch đơn giản
Vì khơng biết cấu trúc của hệ thống điện, ta có thể tính gần đúng điện kháng hệ thống qua công suất cắt ngắn mạch của máy cắt đầu nguồn. Khi đó coi trạm BATG là nguồn
Ta cần tính điểm ngắn mạch N0 tại thanh cái trạm PPTT để kiểm tra máy cắt , thanh góp và tính các điểm ngắn mạch Ni tại phía cao áp trạm BAPX để kiểm tra cáp , dao cách li và cầu chì của các trạm
Máy cắt đầu nguồn MC1 có dịng cắt định mức là Icdm = 63kA Điện kháng của hệ thống XH = dmMC cdm dml U I U S U cdm tb . . 3 ) 05 , 1 . ( 2 2 Trong đó
Udml : điện áp định mức của lưới , kV
SCdm : công suất cắt định mức của máy cắt đầu nguồn ICdm : dòng cắt định mức của máy cắt, kA
UdmMC : điện áp định mức của máy cắt, kV XH : điện kháng của hệ thống, Ω → XH = dmMC cdm dml U I U S U cdm tb . . 3 ) 05 , 1 . ( 2 2 = √ Ω
Bảng 2.6: Thông số của đƣờng dây trên không và cáp: Đƣờng dây Ký hiệu F mm2 l km r0 Ω/km x0 Ω/km R r0.l, Ω X x0.l, Ω BATG – PPTT L0 70 5 0,268 0,159 1,34 0,79 PPTT – B1 L1 35 0,105 0,524 0,173 0,06 0,02 PPTT – B2 L2 35 0,124 0,524 0,173 0,07 0,02 PPTT – B3 L3 35 0,09 0,524 0,173 0,05 0,01 10.1 Dòng ngắn mạch tại N0. Dòng ngắn mạch 3 pha có IN = I”= I∞
√ √ √ √ √ Dịng ngắn mạch xung kích tại N0 √ √ 10.2 Các dòng ngắn mạch tại Ni. Dòng điện ngắn mạch N1 tại B1: √ √ √ √ √ Dịng ngắn mạch xung kích tại N1: √ √ Dòng điện ngắn mạch N1 tại trạm B2
√ √ √ √ √ Dịng ngắn mạch xung kích tại N1 √ √ Dòng điện ngắn mạch N1 tại trạm B3: √ √ √ √ √ Dịng ngắn mạch xung kích tại N1 √ √ Bảng 2.7: Các dòng ngắn mạch tại Ni Điểm tính ngắn mạch IN, kA Ixk , kA Thanh cái PPTT Thanh cái B1 Thanh cái B2 Thanh cái B3
So sánh kết quả tính dịng N bảng trên với các thông số của tủ máy cắt 36GI-E16 đặt tại PPTT nhận thấy: máy cắt và thanh góp có khả năng cắt và ổn định dịng lớn hơn rất nhiều 25 kA và 63 kA so với 9,63 kA và 24,51 kA).
Với cáp chỉ cần kiểm tra với tuyến có dịng N lớn nhất. Tiết diện ổn định nhiệt của cáp:
√
Với: : hệ số. Với dây nhôm , dây đồng . : dòng ngắn mạch ổn định
: thời gian quy đổi. Khi ngắn mạch ở lưới trung, hạ áp cho phép lấy tqđ = tc (thời gian cắt ngắn mạch), chọn tqđ = 0,4
Vậy nên ta có: F = 35 mm2 > 6.9,30. √ = 34,86 mm2 Vậy chọn cáp 35 mm2 là hợp lý.
11. Xác định và phân bố dung lƣợng bù cần thiết
Vấn đề sử dụng hợp lí và tiết kiệm năng lượng các xí nghiệp có ý nghĩa rất lớn đối với các nền kinh tế vì các xí nhiệp này tiêu thụ khoảng 50% tổng số điện năng được sản xuất ra . Hệ số công suất cos là một trong các chỉ tiêu để đánh giá xí nghiệp dùng điện có hợp lí khơng. Nâng cao hệ số cos là một trong những chủ trương lâu dài gắn liền với mục đích phát huy hiệu quả cao nhất trong quá trình sản xuất, phân phối và sử dụng điện năng.
Phần lớn các thiết bị tiêu dùng điện điều tiêu thụ công suất tác dụng P và công suất phản kháng Q. P 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 hóa trong máy điện xoay chiều, nó khơng sinh ra cơng. Qúa trao đổi công suất Q giữa MF và hộ tiêu dùng là một quá trinh dao động,mỗi chu kì dao động điện, Q đổi chiều 4 lần, giá trị trung bình của Q trong mỗi chu kì của dịng điện bằng khơng, việc tạo ra công suất phản kháng đòi hỏi tiêu tốn năng lượng của động cơ sơ cấp quay MF điện, mặt khác công suất phản kháng cung cấp cho hộ tiêu thụ dùng điện không nhất thiết phải lấy từ nguồn, vì vậy để tránh truyền tải một lượng Q khá lớn trên đường dây, người ta đặt gần các hộ tiêu dùng điện các máy sinh ra Q để cung cấp trực tiếp cho phụ tải, làm như vậy được gọi là bù công suất phản kháng.
Khị lượng P không đổi, nhờ có bù cơng suất phản kháng, lượng Q truyền tải trên đường dây giảm xuống do góc giảm kết quả cos tăng lên.
Hệ số công suất cos được nâng lên sẽ đưa đến những hiệu quả sau:
Giảm được tổn thất công suất và tổn thất điện năng trong mạng điện.
Giảm được tổn thất điện áp trong mạng điện.
Tăng khả năng truyền tải của đường dây và máy biến áp.
11.1 Xác định dung lƣợng bù
Dung lượng vù cần thiết cho nhà máy được xác định theo công thức sau:
Trong đó:
: phụ tải tác dụng tính tốn của nhà máy (kw)
: góc ứng với hệ số cơng suất trung bình trước khi bù = 0,75
: góc ứng với hệ số cơng suất trung bình sau khi bù = 0,95 (theo tiêu chuẩn IEC)
a : hệ số xét tới khả năng nâng cao bằng những biện pháp khơng địi hỏi đặt thiết bị bù a = 0,9 đến 1.
Với nhà máy đang thiết kế ta tìm được dung lượng bù cần thiết :
= 3835,53 . ( 0,88 0,33).1 = 2109,25 Kvar
Phụ tải tính tốn tồn xí nghiệp sau khi bù:
Phụ tải tính tốn tồn xí nghiệp sau khi bù:
SttXN = P2ttXNQ2ttXN
= √ KVA Hệ số cơng suất tính tốn tồn nhà máy sau khi bù:
Cosφ =
= 0,94 (Đạt)
11.2 Tính tốn dung lƣợng bù cho từng mạch
∑
( KVAR) Trong đó:
: công suất phản kháng tiêu thụ nhánh i (KVAR)
: cơng suất phản kháng tồn nhà máy (KVAR)
∑ : công suất phản kháng bù tổng (KVAR) Điện trở tương đương toàn mạch:
(Ω)
Trong đó:
: Điện trở tương đương của nhánh thứ i (Ω)
: điện trở cáp của nhánh thứ i (Ω)
(Ω) : điện trở của máy biến áp phân xưởng
Điện trở tương đương của nhánh PPTT B1:
= 3,59 (Ω) = 0,02 + 3,59 = 3,61 (Ω)
Điện trở tương đương của nhánh PPTT – B2:
= 3,59 (Ω) = 0,03 + 3,59 = 3,62 (Ω)
Điện trở tương đương của nhánh PPTT – B3:
= 13,1 (Ω) = 0,02 + 13,1 = 13,12 (Ω)
Ta có:
(Ω)
(Ω)
Từ các số liệu trên ta tính đƣợc cơng suất bù cho từng nhánh
∑
( KVAR) Công suất bù cho nhánh PPTT B1:
1049,18 ( KVAR)
Bảng 2.8: Số liệu công suất bù cho từng nhánh Tên Tên nhánh ∑ Loại tụ PPTT 1621,3 3392,08 2109,25 1049,18 KC2 0.38 0 50 PPTT 1625,8 3392,08 2109,25 1050,18 KC2 0.38 0 50 PPTT 869,21 3392,08 2109,25 711,57 KC2 0.38 0 50
CHƢƠNG III: THIẾT KẾ MẠNG HẠ ÁP PHÂN XƢỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ
Sau khi thiết kế xong mạng cao áp của nhà máy ta đi thiết kế mạng hạ áp của phân xưởng SCCK dòng điện dược biến đổi từ điện áp 35 kV xuống 0,4 kV qua các BAPX được đưa tới các tủ phân phối.Sau biến áp B3 ta sẽ đặt một tủ phân phối cấp điện cho phân xưởng SCCK.Tủ phân phối này nằm trong phân xưởng.
Để dẫn điện từ trạm B3 về tủ phân phối ta dùng cáp ngầm. Phía hạ áp B3 đặt áptơmát đầu nguồn, phía đầu vào tủ phân phối đặt các aptomat tổng cịn phía đầu ra đặt các aptomát nhánh .
Từ tủ phân phối ta có các lộ cáp ra cung cấp điện cho các nhóm động cơ của phân xưởng . Phân xưởng SCCK có 4 nhóm động cơ nên từ tủ phân phối ta sẽ cấp cho 4 tủ động lực, các tủ này đặt rải rác cạnh tường phân xưởng , mỗi tủ động lực cấp điện cho 1 nhóm phu tải.
1. Chọn CB – dây dẫn
1.1 Chọn CB – dây dẫn từ trạm biến áp đến tủ phân phối
Chọn kiểu đi dây là cáp ngầm ,hệ số hiệu chỉnh Tra sách hướng dẫn thiết kế lắp đặt điện theo tiêu chuẩn quốc tế IEC Ta có:
( đặt trong ống ) : thể hiện của cách lắp đặt.
( dùng 1 cáp 3 lõi+trung tính ) : thể hiện ảnh hưởng của số dây đặt kề nhau.
( đất khô ) : thể hiện ảnh hưởng của đất chôn cáp.
( cách điện PVC, = C ) : thể hiện sự ảnh hưởng của nhiệt độ đất.
Dòng làm việc cực đại của tủ phân phối
Chọn dây với điều kiện :
Mà
Tra sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện trang 253 ta chọn cáp đồng 1,2,3 lõi cách điện PVC do hãng LENS chế tạo 3 x 240 + 95. , r0 ) Chọn CB : Ta có : Điều kiện : 332,66 0,712.501 = 356,71 Tra cứu Bảng 3.2 Trang 150 trong sổ tay tra cứu và lƣa chọn thiết bị điện ta chọn aptomat chống giật từ 250 đến 1200A do hãng LG chế tạo, ta chọn loại 400AF – kiểu ABH403a có các thơng số kĩ thuật như sau:
Kiểm tra cáp đã được chọn :
Trong đó : là dòng điện khởi động nhiệt của aptomat ; 1,5 là hệ số quá tải.
Ta có : 501.0,712=356,71≥
Vậy cáp được chọn đã thỏa điều kiện. 1.2 Từ tủ phân phối đến tử động lực 1 Chọn kiểu đi dây là cáp ngầm ,hệ số hiệu chỉnh
Tra sách hướng dẫn thiết kế lắp đặt điện theo tiêu chuẩn quốc tế IEC Ta có: ( đặt trong ống ) : thể hiện của cách lắp đặt. ( dùng 1 cáp 3 lõi+trung tính ) : thể hiện ảnh hưởng của số dây đặt kề nhau. ( đất khô ) : thể hiện ảnh hưởng của đất chôn cáp. ( cách điện PVC, = C ) : thể hiện sự ảnh hưởng của nhiệt độ đất.
Dòng làm việc cực đại của tủ phân phối
Chọn dây với điều kiện :
Mà
Tra sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện trang 253 ta chọn cáp đồng 1,2,3 lõi cách điện PVC do hãng LENS chế tạo 3 x 35 + 25 , r0
)
Chọn CB :
Ta có :
Điều kiện : 97,8 0,712.174 = 123,88
Tra cứu Bảng 3.2 Trang 150 trong sổ tay tra cứu và lƣa chọn thiết bị điện ta
chọn aptomat chống giật từ 5 đến 225A do hãng LG chế tạo, ta chọn loại 100AF – kiểu ABE103a có các thơng số kĩ thuật như sau:
Kiểm tra cáp đã được chọn :
Trong đó : là dòng điện khởi động nhiệt của aptomat ; 1,5 là hệ số quá tải
Ta có : 174.0,712=123,88 ≥ Vậy cáp được chọn đã thỏa điều kiện.
1.3 Từ tủ phân phối đến tủ động lực 2
Chọn kiểu đi dây là cáp ngầm ,hệ số hiệu chỉnh Tra sách hướng dẫn thiết kế lắp đặt điện theo tiêu chuẩn quốc tế IEC Ta có:
( đặt trong ống ) : thể hiện của cách lắp đặt.
( dùng 1 cáp 3 lõi+trung tính ) : thể hiện ảnh hưởng của số dây đặt kề nhau.
( đất khô ) : thể hiện ảnh hưởng của đất chôn cáp.
( cách điện PVC, = C ) : thể hiện sự ảnh hưởng của nhiệt độ đất.
Dòng làm việc cực đại của tủ phân phối
Chọn dây với điều kiện :
Mà
Tra sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện trang 253 ta chọn cáp đồng 1,2,3 lõi cách điện PVC do hãng LENS chế tạo 3 x 35 + 25 , r0 ) Chọn CB : Ta có : Điều kiện : 102,55 0,712.174 = 123,88 Tra cứu Bảng 3.2 Trang 150 trong sổ tay tra cứu và lƣa chọn thiết bị điện ta chọn aptomat chống giật từ 5 đến 225A do hãng LG chế tạo, ta chọn loại 100AF – kiểu ABL103a có các thơng số kĩ thuật như sau:
Kiểm tra cáp đã được chọn :
Trong đó : là dòng điện khởi động nhiệt của aptomat ; 1,5 là hệ số quá tải Ta có : 174.0,712=123,88≥
Vậy cáp được chọn đã thỏa điều kiện. 1.4 Từ tử phân phối đến tủ động lực 3 Chọn kiểu đi dây là cáp ngầm ,hệ số hiệu chỉnh
Tra sách hướng dẫn thiết kế lắp đặt điện theo tiêu chuẩn quốc tế IEC Ta có: ( đặt trong ống ) : thể hiện của cách lắp đặt. ( dùng 1 cáp 3 lõi+trung tính ) : thể hiện ảnh hưởng của số dây đặt kề nhau. ( đất khô ) : thể hiện ảnh hưởng của đất chôn cáp. ( cách điện PVC, = C ) : thể hiện sự ảnh hưởng của nhiệt độ đất.
Dòng làm việc cực đại của tủ phân phối
Chọn dây với điều kiện :
Mà
Tra sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện trang 253 ta chọn cáp đồng 1,2,3
, r0 ) Chọn CB : Ta có : Điều kiện : 22,9 0,712.174 = 123,88 Tra cứu Bảng 3.2 Trang 150 trong sổ tay tra cứu và lƣa chọn thiết bị điện ta chọn aptomat chống giật từ 5 đến 225A do hãng LG chế tạo, ta chọn loại 100AF – kiểu ABE103a có các thơng số kĩ thuật như sau:
Kiểm tra cáp đã được chọn :
Trong đó : là dòng điện khởi động nhiệt của aptomat ; 1,5 là hệ số quá tải Ta có : 174.0,712 = 123,88 ≥
Vậy cáp được chọn đã thỏa điều kiện. 1.5 Từ tủ phân phối đến tủ động lực 4 Chọn kiểu đi dây là cáp ngầm ,hệ số hiệu chỉnh Tra sách hướng dẫn thiết kế lắp đặt điện theo tiêu chuẩn quốc tế IEC Ta có:
( đặt trong ống ) : thể hiện của cách lắp đặt.