Các thông số kỹ thuật của máy biến áp:
+Công suất (KVA): 160 (KVA)
+Điều chỉnh điện áp sơ cấp: 2 2.5% +Điện áp: 22/0.4 KV
+Tổn hao khơng tải P0(W): 95(W) +Dịng điện khơng tải I0(%): 2%
+Tổn hao ngắn mạch ở 750C Pn(W):1940(W) +Điện áp ngắn mạch Un(%): 4% +Kích thước : L:1260 (mm) W:920 (mm) H:1340 (mm) A:660 (mm) +Trọng lượng máy: Dầu: 290 (Kg) Ruột máy:620 (Kg) Tổng:1140 (Kg)
Khóa luận tốt nghiệp Vũ Ngọc Minh
37
3.2. DÂY DẪN:
3.2.1 Chọn thanh cái :
-Thanh cái là nơi nhận điện năng từ nguồn cung cấp đến và phân phân phối điện năng cho các phụ tải tiêu thụ. Thanh góp là phần tử cơ bản của thiết bị phân phối.Thanh góp cịn được gọi là thanh cái hoặc thanh dẫn.
-Tùy theo dòng phải tải mà thanh dẫn có cấu tạo khác nhau. Khi dịng nhỏ thì dùng thanh cứng hình chữ nhật, khi dịng lớn thì dùng thanh dẫn ghép từ 2 hay 3 thanh dẫn chữ nhật đơn trên mỗi pha. Nếu dịng điện q lớn thì dùng thanh dẫn hình máng để giảm hiệu ứng mặt ngoài và hiệu ứng gần, đồng thời tăng khả năng làm mát cho chúng.
Lựa chọn thanh cái TPPC
-Các thanh dẫn được chọn theo điều kiện phát nóng cho phép. Dịng điện cưỡng bức tính với TBA có S∑=148.42 (kVA).
K1 . K2 . cp ≥ I∑ = ∑
√ = 214.225 (A) Trong đó:
K1 =1: Với thanh góp đặt đứng
K2 =0,93: Hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường
cp ≥ ∑
= 230.349 (A)
Vậy, chọn thanh dẫn đồng tiết diện hình chữ nhật có kích thước 20x5 (mm2 ), với Icp= 355(A).
Lựa chọn thanh cái các tủ Động Lực
-Các thanh dẫn được chọn theo điều kiện phát nóng cho phép sử dụng cơng thức: K1 K2 cp ≥ IttDL
Trong đó:
K1=0,95: Với thanh góp đặt ngang
Khóa luận tốt nghiệp Vũ Ngọc Minh 38 bảng 3.2-1 chọn thanh cái tủ động lực Tên tủ động lực Itt (A) Icp (A)
Tiết diện thanh cái (mm2) IZ (A) DL1 57.37 64.9 10X2.0 75 DL2 57.05 64.57 10X2.0 75 DL3 48.29 54.65 10X2.0 75 DL4 43.68 49.44 10X2.0 75 3.2.2 Chọn dây dẫn
Chọn kiểu sơ đồ hình tia là phương án cung cấp điện cho phân xưởng. Chọn kiểu đi dây hình tia từ MBA đến tủ phân phối chính (TPPC).
Chọn kiểu đi dây hình tia từ TPPC đến các tủ động lực, và từ tủ động lực đến các thiết bị với hình thức đi dây:
Từ MBA đến TPPC chọn dây đi âm đất.
Từ TPPC đến các tủ động lực đi dây trong máng.
Từ tủ động lực đến các thiết bị đi dây trong ống âm tường
Lựa chọn loại dây tiết diện dây theo điều kiện dòng điện cho phép: K1*K2* …*Kn*Icp Itt
Icp
Trong đó:
K1: là hệ số hiệu chỉnh nhệt độ ứng với môi trường đặt dây cáp
K2: là hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ kể đến số lượng dây hoặc cáp đi chung một máng
Khóa luận tốt nghiệp Vũ Ngọc Minh
39
K3: là hệ số hiệu chỉnh theo tính chất của đất K4 : la hệ số hiệu chỉnh nhiệt trở suất cùa đất
Icp: dòng điện lâu dài cho phép ứng với tiết diện dây hoặc cáp được lựa chọn
Chọn dây dẫn từ MBA đến tử phân phối chính
K1 = 0.89 : nhiệt độ đất , cách điện XLPE.(bảng G13, hướng dẫn thiết kế lắp
đặt điện theo tiêu chuẩn IEC)
K2 = 0.75 : cáp đơn lõi, 3 mạch, khoảng cách 0.125 m. (bảng G18, hướng dẫn thiết kế lắp đặt điện theo tiêu chuẩn IEC)
K3 = 1.05 : đất ướt.(bảng G15 hướng dẫn thiết kế lắp đặt điện theo tiêu chuẩn IEC) K4 = 1 : 2.5K.m/W.(bảng G14 hướng dẫn thiết kế lắp đặt điện theo tiêu chuẩn IEC) Icp
Icp
= 329.502 (A)
Chọn dây đồng 2XLPE 185 mm2 (bảng G22 G14 hướng dẫn thiết kế lắp đặt điện theo tiêu chuẩn IEC)
Do đường dây ngắn và dây có tiết diện lớn nên ta bỏ qua sụt áp từ MBA đến TPPC
Dây từ TPPC đến tủ động lực DL1:
K1 = 0.96 : nhiệt độ 350C, cách điện XLPE. K2 = 0.8 : kiểu lắp đặt F, 4 cáp đa lõi. Icp
=
=74.7 (A)
Chọn dây dẫn đổng 3XLPE có tiết diện 10 mm2
, Iz=80 (tra bảng G21a hướng dẫn
thiết kế lắp đặt điện theo tiêu chuẩn IEC)
Kiểm tra sụt áp
Từ TPP đến DL2 chọn chiều dài dây dẫn là L= 40m r0= =
= 2.25 (Ω/ Km)
Khóa luận tốt nghiệp Vũ Ngọc Minh
40
ΔU =√ .Ib1.( r0.cos + x0.sin )L
=√ *57.37(2.25*0.76+0.08*0.65)*40*10-3= 7.12 V %∆ 1= *100 = 1.78% < 5% Ucp: thỏa Tương tự ta có: DL2: Icp = =74.284 (A)
Chọn dây dẫn đổng 3XLPE có tiết diện 10 mm2
, Iz=80 (tra bảng G21a hướng dẫn
thiết kế lắp đặt điện theo tiêu chuẩn IEC) %∆ 2 % : thỏa
DL3:
Icp
=
=62.872 (A)
Chọn dây dẫn đổng 3XLPE có tiết diện 10 mm2, Iz=80 (tra bảng G21a hướng dẫn thiết kế lắp đặt điện theo tiêu chuẩn IEC)
%∆ 3 % : thỏa
DL4:
Icp
=
=56.875 (A)
Chọn dây dẫn đổng 3XLPE có tiết diện 10 mm2, Iz=80 (tra bảng G21a hướng dẫn thiết kế lắp đặt điện theo tiêu chuẩn IEC)
%∆ 4= 1.125% : thỏa
Sau khi chọn dây cho các tủ phân phối và kiểm tra tổn thất điện năng ta tiến hành chọn dây dẫn cho các thiết bị có trong xưởng cơ khí, kiểm tra chất lượng điện năng
Khóa luận tốt nghiệp Vũ Ngọc Minh
41
Chọn dây dẫn cho thiết bị và kiểm tra sụt áp từ tủ động lực tới thiết bị:
bảng 3.2-2 Chọn dây dẫn cho thiết bị và kiểm tra sụt áp từ tủ động lực tới thiết bị
N H Ó M
TÊN THIẾT BỊ Itt(A) ICP(A)
Dây dẫn đồng Tiết diện (mm2) IZ(A) sụt áp (V) <5% Cách điện 1
Máy tiện ren vít vạn
năng 7.76 11.792 2.5 17.5 1.69 Thỏa XLPE Máy tiện vạn năng
hiển thị 3 trục 8.02 12.2 2.5 17.5 1.59 Thỏa XLPE
Máy tiện vạn năng
bang lỏm 10.41 15.827 2.5 17.5 1.63 Thỏa XLPE
Máy tiện ren vít vạn năng
16.27
5 24.731 6 29 0.93 Thỏa XLPE
Máy tiện ren ống 20.16 30.64 10 39 0.60 Thỏa XLPE
Máy mài bàn đá 0.576 0.873 1.5 13 0.16 Thỏa XLPE
Máy cắt sắt 3.848 5.848 1.5 13 1.35 Thỏa XLPE
Máy mài tròn vạn năng 13.59
4 20.657 6 29 0.82 Thỏa XLPE
Máy tiện ren vít vạn
năng 7.76 11.792 2.5 17.5 1.18 Thỏa XLPE Máy tiện vạn năng
hiển thị 3 truc 8.02 12.2 2.5 17.5 1.16 Thỏa XLPE
2
Máy tiện vạn năng
bang lỏm 10.41 15.827 2.5 17.5 1.28 Thỏa XLPE
Khóa luận tốt nghiệp Vũ Ngọc Minh
42
năng 5
Máy tiện ren ống 2 3.04 1.5 13 0.63 Thỏa XLPE
Máy tiện ren ống 20.16 30.64 10 39 1.1 Thỏa XLPE
Máy mài bàn đá 0.576 0.873 1.5 13 0.16 Thỏa XLPE
Máy cắt sắt 3.848 5.848 1.5 13 1.19 Thỏa XLPE
Máy mài dụng cụ vạn
năng 7.76 11.792 2.5 17.5 2.05 Thỏa XLPE Máy ohay đứng 10.36 15.74 2.5 17.5 1.63 Thỏa XLPE
Máy phay vạn năng 16.74
7 25.45 6 29 1.38 Thỏa XLPE
Máy phay vạn năng 7.63 11.59 2.5 17.5 1.71 Thỏa XLPE
3
Máy phay vạn năng
dạng cong xon 7.69 11.68 2.5 17.5 1.67 Thỏa XLPE
Máy phay đứng ngang
vạn năng 19.07 28.98 10 39 1 Thỏa XLPE
Máy mài bàn đá 0.576 0.873 1.5 13 0.16 Thỏa XLPE
Máy cắt sắt 3.848 5.848 1.5 13 0.77 Thỏa XLPE
Máy phay son vạn
năng dạng công xon 7.69 11.68 2.5 17.5 1.42 Thỏa XLPE Quạt thơng gió 0.945 1.43 1.5 13 0.24 Thỏa XLPE
Máy phay đứng 10.36 15.74 2.5 17.5 1.33 Thỏa XLPE
Máy phay vạn năng 16.75 25.45 6 29 1.47 Thỏa XLPE
Máy phay vạn năng 4.64 7.05 1.5 13 1.43 Thỏa XLPE
Máy phay vạn năng 7.63 11.59 2.5 23 0.94 Thỏa XLPE 4 Máy phay vạn năng
Khóa luận tốt nghiệp Vũ Ngọc Minh
43
Máy phay vạn năng
dạng cong xon 19.07 28.98 10 39 0.83 Thỏa XLPE
Máy phay đứng ngang
vạn năng 11.7 17.78 4 23 1.45 Thỏa XLPE
Máy phay vạn năng 0.576 0.873 1.5 13 0.24 Thỏa XLPE
Máy mài bàn đá 3.848 5.848 1.5 13 0.77 Thỏa XLPE
Máy cắt sắt 7.69 11.68 2.5 17.5 1.17 Thỏa XLPE
Máy phay ngang vạn
năng dạng cong xon 0.945 1.43 1.5 13 0.29 Thỏa XLPE Quạt thơng gió 5.26 8 1.5 13 1.37 Thỏa XLPE
Máy mài dụng cụ vạn
năng 5.27 8 1.5 13 1.98 Thỏa XLPE Máy mài sắt dụng cụ
vạn năng 4 6.08 1.5 13 1.45 Thỏa XLPE
3.2.3 Kiểm tra sụt áp từ TPPC đến thiết bị
bảng 3.2-3 Kiểm tra sụt áp từ TPPC đến thiết bị
TÊN NHÓ M TÊN THIẾT BỊ Sụt áp (v) <5% 1
Máy tiện ren vít vạn năng 8.81 Thỏa Máy tiện vạn năng hiển thị 3 trục 8.71 Thỏa Máy tiện vạn năng bang lỏm 8.75 Thỏa Máy tiện ren vít vạn năng 8.05 Thỏa Máy tiện ren ống 7.72 Thỏa
Khóa luận tốt nghiệp Vũ Ngọc Minh
44
Máy mài bàn đá 7.28 Thỏa Máy cắt sắt 8.47 Thỏa Máy mài tròn vạn năng 7.94 Thỏa Máy tiện ren vít vạn năng 8.3 Thỏa Máy tiện vạn năng hiển thị 3 truc 8.28 Thỏa
2
Máy tiện vạn năng bang lỏm 7.28 Thỏa Máy tiện ren vít vạn năng 7.18 Thỏa Máy tiện ren ống 6.63 Thỏa Máy tiện ren ống 7.1 Thỏa Máy mài bàn đá 6.16 Thỏa Máy cắt sắt 7.19 Thỏa Máy mài dụng cụ vạn năng 8.05 Thỏa Máy ohay đứng 7.63 Thỏa Máy phay vạn năng 7.38 Thỏa Máy phay vạn năng 7.71 Thỏa
3
Máy phay vạn năng dạng cong xon 7.67 Thỏa Máy phay đứng ngang vạn năng 7 Thỏa Máy mài bàn đá 6.16 Thỏa Máy cắt sắt 6.77 Thỏa Máy phay son vạn năng dạng cơng xon 7.42 Thỏa Quạt thơng gió 6.24 Thỏa Máy phay đứng 7.33 Thỏa Máy phay vạn năng 7.47 Thỏa Máy phay vạn năng 7.43 Thỏa
Khóa luận tốt nghiệp Vũ Ngọc Minh
45
Máy phay vạn năng 6.94 Thỏa
4
Máy phay vạn năng dạng cong xon 5.42 Thỏa Máy phay vạn năng dạng cong xon 5.33 Thỏa Máy phay đứng ngang vạn năng 5.95 Thỏa Máy phay vạn năng 4.74 Thỏa Máy mài bàn đá 5.27 Thỏa Máy cắt sắt 5.67 Thỏa Máy phay ngang vạn năng dạng cong
xon 4.79 Thỏa Quạt thơng gió 5.87 Thỏa Máy mài dụng cụ vạn năng 6.48 Thỏa Máy mài sắt dụng cụ vạn năng 5.95 Thỏa
3.3. Tính tốn ngắn mạch:
Ngắn mạch là sự cố nghiêm trọng trong hệ thống điện. Dịng điện khi có ngắn mạch rất lớn gây phát nhiệt , có thể phá hỏng thiết bị. Vì vậy việc tính tốn ngắn mạch rất quan trọng, kết quả tính tốn sẽ là cơ sở để lựa chọn các thiết bị bảo vệ và dây dẫn, giúp hệ thống vận hành an toàn, hiệu quả.
Khi tính tốn ngắn mạch phía hạ áp, ta xem trạm biến áp là nguồn (được nối với hệ thống vơ cùng lớn).Vì vậy, điện áp trên thanh cái cao áp của trạm được coi là không thay đổi khi ngắn mạch. Ta có 𝑁 = ′′ = ∞. Giả thiết này sẽ làm cho dịng ngắn mạch tính tốn lớn hơn thực tế nhiều bởi vì rất khó giữ được điện áp trên thanh cái cao áp của trạm biến áp phân phối không thay đổi khi xảy ra ngắn mạch sau MBA.Song nếu với dịng ngắn mạch tính tốn này mà các thiết bị lựa chọn thỏa mãn điều kiện ổn định động và ổn định nhiệt thì chúng hồn tồn có thể làm việc tốt trong điều kiện thực tế.Để giảm nhẹ
Khóa luận tốt nghiệp Vũ Ngọc Minh
46
khối lượng tính tốn, ở đây ta sẽ chỉ kiểm tra với tuyến cáp có khả năng xảy ra sự cố nặng nề nhất.Khi cần thiết có thể kiểm tra thêm các tuyến cáp cịn nghi vấn, việc tính tốn cũng được tiến hành tương tự.
hình 3.3-1 Sơ đồ nguyên lý
hình 3.3-2 Sơ đồ thay thế
N1: Ngắn mạch tại thanh cái TBA
N2: Ngắn mạch tại thanh cái tủ phân phối hạ áp. N3: Ngắn mạch tại tủ động lực.
N4: Ngắn mạch tại một máy điện. Dòng ngắn mạch 3 pha Isc =
√
U20 : điện áp phía thứ cấp của máy biến áp khi không tải. (V) Zt : tổng trở trên mỗi pha tới điểm ngắn mạch. (Ω)
Zt = √ Rt, Xt là tổng số học các trở kháng và cảm kháng. Xác định điện trở của các phần tử: + Tổng trở máy biến áp: Rba = = = 12.12 (mΩ) Zba = = = 40 (mΩ)
Khóa luận tốt nghiệp Vũ Ngọc Minh 47 Xba = √ = √ = 38.12 (mΩ) + Thanh cái chính: Rtcc = = = 0.0375 (mΩ) Xtcc = X0*L = 0.15*0.5 = 0.075 (mΩ)
+ Dây dẫn từ tủ phân phối chính tới tủ động lực 1:
R = = 90 (mΩ) X = X0*L = 0.08*40 = 3.2 (mΩ) + Thanh góp tủ động lực: R = = 0.375 (mΩ) X = 0.15*1 = 0.15 (mΩ) + dây dẫn từ tủ động lực 1 đến thiết bị 1: R = = 180 (mΩ) X = 0.08*20 = 1.6 (mΩ) Zt= √( ) ( ) = 285.8 (mΩ) Dòng ngắn mạch tại TPPC: Isc = √ = √ = 5.77 (KA) Dòng ngắn mạch tại TDL1: Isc = √ = 2.09 (KA) Dòng ngắn mạch tại thiết bị 1: Isc = √ = 0.8 (KA)
Khóa luận tốt nghiệp Vũ Ngọc Minh
48
3.4. Lựa chọn CB
3.4.1 Cơ sở lý thuyết
CB(Aptomat) là một dạng máy cắt hạ áp, nó vừa có chắc năng bảo vệ vừa có chức năng đóng cắt mạng điện. CB(Aptomat) có hai phần tử bảo vệ là cuộn điện từ và role nhiệt. Cuộn điện từ dùng để bảo vệ chống dòng ngắn mạch, còn role nhiệt dùng để bảo vệ chống quá tải. Đặc tính bảo vệ của CB(Aptomat) cũng tương tự như đặc tính bảo vệ của cầu chì, nhưng do ưu điểm hơn hẳng cầu chì là khả năng làm việc chắc chắn, tin cậy, an tồn, đóng cắt đồng thời 3 pha và khả năng tự động hóa cao, nên CB(Aptomat) mặc dù có giá đắt hơn vẫn ngày càng được sử dụng rộng rãi trong lưới điện hạ áp.
Điều kiện chọn CB UđmCB Uđm lưới IB IđmCB(Ir) IZ Icu ISC Trong đó: UđmCB : điện áp định mức của CB Uđm lưới :điện áp định mức của lưới
IB : dòng điện tải lớn nhất
IZ: dòng điện cho phép lớn nhất của dây dẫn điện (được cho bởi nhà sản xuất)
ISC: dòng điện ngắn mạch 3 pha
IđmCB: dòng định mức của CB
Icu: khả năng cắt dòng ngắn mạch 3 pha cực đại của CB
3.4.2 Chọn CB cho phân xưởng
Chọn MCCB cho TPP
Khóa luận tốt nghiệp Vũ Ngọc Minh
49
UđmCB ≥ 400(V)
230.94 ≥ IđmCB ≥ 365 (A) ICđmCB ≥10 (kA)
Vậy ta chọn MCCB do panasonic chế tạo mã hiệu loại BBW3250KY4 cựcvới các thông số như sau:
UđmCB = 415 V IđmCB = 250 A ISCB = 25 KA
Chọn CB cho từng nhóm
Chọn các MCCB cho các tủ phân phối và thiết bị tương tự như trên
Bảng 3.4.2-1 kết quả chọn CB Tuyến cáp Itt (A) Loại Udm (V) Idm (A) Icu(k A) Số cực TPP- ĐL1 57.37 BBW360S KY 415 60 2.5 4 TPP- ĐL2 57.05 BBW360S KY 415 60 2.5 4 TPP- ĐL3 48.29 BBW360S KY 415 60 2.5 4 TPP- ĐL4 43.68 BBW360S KY 415 60 2.5 4 MCCB Tổng 230.9 4 BBW3250K Y 415 250 2.5 4
Khóa luận tốt nghiệp Vũ Ngọc Minh 50 Chọn CB cho thiết bị hình 3.4-1 kết quả chọn CB N H Ó M
TÊN THIẾT BỊ Itt(A) IZ(A) Idmcb Icu Nhãn hiệu
1
Máy tiện ren vít vạn năng 7.76 17.5 10 1.5 BBW310Y Máy tiện vạn năng hiển thị
3 trục 8.02 17.5 10 1.5 BBW310Y Máy tiện vạn năng bang
lỏm 10.41 17.5 15 1.5 BBW315Y Máy tiện ren vít vạn năng 16.27 29 20 1.5 BBW320Y Máy tiện ren ống 20.16 39 30 1.5 BBW330Y Máy mài bàn đá 0.576 13 10 1.5 BBW310Y Máy cắt sắt 3.848 13 10 1.5 BBW310Y Máy mài tròn vạn năng 13.59 29 15 1.5 BBW315Y Máy tiện ren vít vạn năng 7.76 17.5 10 1.5 BBW310Y Máy tiện vạn năng hiển thị
3 truc 8.02 17.5 10 1.5 BBW310Y
2
Máy tiện vạn năng bang
lỏm 10.41 17.5 15 1.5 BBW315Y Máy tiện ren vít vạn năng 16.27 29 20 1.5 BBW320Y Máy tiện ren ống 2 13 10 1.5 BBW310Y Máy tiện ren ống 20.16 39 30 1.5 BBW330Y Máy mài bàn đá 0.576 13 10 1.5 BBW310Y
Khóa luận tốt nghiệp Vũ Ngọc Minh
51
Máy cắt sắt 3.848 13 10 1.5 BBW310Y Máy mài dụng cụ vạn năng 7.76 17.5 10 1.5 BBW310Y Máy ohay đứng 10.36 17.5 15 1.5 BBW315Y Máy phay vạn năng 16.74 29 20 1.5 BBW320Y Máy phay vạn năng 7.63 17.5 10 1.5 BBW310Y
3
Máy phay vạn năng dạng
cong xon 7.69 17.5 10 1.5 BBW310Y Máy phay đứng ngang vạn
năng 19.07 39 20 1.5 BBW320Y Máy mài bàn đá 0.576 13 10 1.5 BBW310Y Máy cắt sắt 3.848 13 10 1.5 BBW310Y Máy phay son vạn năng