2.2. SỰ PHÁT NÓNG CỦA DÂY TRẦN DƯỚI TÁC DỤNG CỦA DÒNG ðIỆN
2.4.3. Chọn dây dẫn và cáp phối hợp với dây chảy
ðể chọn dõy dẫn và cỏp ta phải bố trớ cầu dao, cầu chảy, xỏc ủịnh dũng ủiện dõy chảy, dũng ủiện làm việc của mạng ủiện. Sau ủú xỏc ủịnh dũng ủiện lõu dài cho phộp theo ủiều kiện ủốt núng cú kể ủến hệ số hiệu chỉnh Kθ, Kn.
Dũng ủiện cho phộp tớnh toỏn xỏc ủịnh theo 3 trường hợp là: mạng ủiện cú bảo vệ quỏ tải và ngắn mạch; mạng ủiện cú bảo vệ ngắn mạch và mạng ủiện cho ủường dõy chớnh.
a, Mạng ủiện cú bảo vệ quỏ tải và ngắn mạch
Cỏc mạng ủiện thắp sỏng, sinh hoạt, nhà ở cụng cộng, tư nhõn, cỏc cửa hàng, ... mà phụ tải cú thể tăng thờm; dõy dẫn và cỏp cần phải bảo vệ quỏ tải và ngắn mạch thỡ dũng ủiện cho phộp tớnh theo công thức.
Icp ≥ 1,25 Idc (2-31)
Khi ủú dũng ủiện thử nghiệm nhỏ nhất của dõy chảy là:
Imin = 1,3 Idc = 1,3.0,8Icp = 1,04Icp
Dõy chảy trong trường hợp này sẽ bảo vệ ủược dõy dẫn khỏi quỏ tải và ngắn mạch.
b, Mạng ủiện cú bảo vệ ngắn mạch
Ở mạng ủiện thắp sỏng xớ nghiệp nhà mỏy ... mà cỏc phụ tải ủó ủược tớnh toỏn kỹ, khụng cú khả năng tăng thờm nữa thỡ cầu chảy dựng ủể bảo vệ ngắn mạch. Lỳc này dũng ủiện cho phộp của dõy dẫn chọn theo dũng ủiện dõy chảy:
Icp ≥ Idc. (2-32)
ðối với cỏc ủộng cơ ủiện, mạng ủiện khụng cú khả năng quỏ tải tiết diện dõy dẫn ủược chọn theo dũng ủiện làm việc.
Icp ≥ Ilv (2-33)
ðồng thời phải thoả món ủiều kiện:
3Icp ≤ Idc; Icp ≥ Idc 3
1 (2-34)
Sở dĩ như vậy là vỡ dũng ủiện mở mỏy lớn nhất Imm ≤ 7,5 Idm suy ra Idc = 3Idm. Nếu khụng thoả món ủiều kiện (2-34) thỡ phải tăng tiết diện dõy dẫn.
c, ðối với ủường dõy chớnh cú nhiều phụ tải
Dũng ủiện cho phộp của dõy dẫn chọn theo tổng cỏc dũng ủiện làm việc cú kể ủến hệ số làm việc ủồng thời:
Icp = Kủt∑Ilv (2-35)
Sau khi tớnh toỏn dũng ủiện lõu dài cho phộp của dõy dẫn, dũng ủiện dõy chảy cần kiểm tra theo ủiều kiện (2-34). Nếu khụng thoả món ủiều kiện (2-34) thỡ phải tăng tiết diện dõy dẫn.
Dũng ủiện làm việc của ủộng cơ ủiện ủược tớnh như sau:
Ilv =
η ϕ.
cos . 3
103 U
P Kpt dm
(2-36) trong ủú:
Kpt - là hệ số phụ tải;
η - là hiệu suất của ủộng cơ;
Khi P: kW, U: V thì I tính bằng A.
Dũng ủiện làm việc của mạng ủiện chiếu sỏng 3 pha là:
Ilv = U P
3 10
. 3 (A) (2-37)
2-5. MỘT SỐ VÍ DỤ TÍNH TOÁN MẠNG ðIỆN THEO ðỐT NÓNG Ví dụ 1
Từ trạm biến ỏp ủến trạm phõn phối 10 kV dựng 3 cỏp lừi ủồng tiết diện 50 mm2 ủặt trong ủất, khoảng cỏch giữa cỏc cỏp là 200 mm cỏp cú cỏch ủiện bằng giấy tẩm nhựa, cú nhiệt ủộ cho phộp là: θ = 600C; nhiệt ủộ của mụi trường là 200C. Phụ tải của mỏy biến ỏp là 5500 kW, cosϕ = 0,85. Xỏc ủịnh nhiệt ủộ phỏt núng của cỏp
Giải.
Tra bảng phụ lục với nhiệt ủộ θcp = 600C, nhiệt ủộ của mụi trường là θ = 200C cú Kθ = 0,94.
Với số cáp n = 2; D = 200 mm ta có hệ số hiệu chỉnh Kn = 0,87.
Cỏp lừi ủồng ủặt trong ủất tiết diện F = 50 mm2 cú [I]cp = 180 (A) Dũng ủiện phụ tải của mỗi cỏp là:
I= 124,67( )
85 , 0 . 10 . 3 3
5500 cos
.
3 A
U n
P = =
ϕ
Dũng ủiện cho phộp ứng với ủiều kiện thực tế là:
Icp = Kθ.Kn[I]cp = 0,94.0,87.180 = 147 (A).
Nhiệt ủộ của cỏp xỏc ủịnh theo cụng thức:
)2
15 ( 60
20
cp
cp I
I I
I → =
−
= θ − θ
(60 - 15 ) + 20 θ = ) (60−15)+20=
147 67 ,
(124 2 (32,3 + 20) = 52,3 ( 0C ).
Nhiệt ủộ của cỏp bảo ủảm ủiều kiện: θ < θcp
Ví dụ 2
ðể truyền tải từ trạm biến ỏp 35/6 kV tới một cụm ủộng cơ ủiện và phụ tải, tổng cụng suất Pt = 3000 kW, cosϕ = 0,8, người ta dựng 2 cỏp lừi ủồng ủặt trong hầm cỏch nhau 100 mm. Nhiệt ủộ cực ủại của ủất là 200C. Tỡm tiết diện của dõy dẫn.
Giải.
Tra bảng phụ lục ứng với ủiều kiện ủó cho ta tỡm ủược Kθ = 0,95; Kn= 0,9.
Dũng ủiện phụ tải của mỗi cỏp là:
It = 180( )
8 , 0 . 6 . 3 2
3000 cos
. .
3 A
U n
P = =
ϕ
Dũng ủiện này tương ứng với dũng ủiện cho trong bảng phụ lục cú kể ủến hệ số hiệu chỉnh nhiệt ủộ Kθ và hiệu chỉnh số cỏp Kn.
Dũng ủiện cho phộp tớnh toỏn của phụ tài là:
Icp = 210,2( )
90 , 0 . 95 , 0
180 A
K K
I
n
t = =
θ
Dựa vào Icp tra bảng chọn cỏp 3 lừi tiết diện bằng ủồng, cỏch ủiện bằng giấy tẩm, vỏ chỡ tiết diện là F = 70 mm2 có [I]cp = 245 (A) > Icp = 210,2 (A)
Ví dụ 3
Tớnh chọn dõy dẫn, dõy chảy và cầu dao cho mạng ủiện như hỡnh ( 2-2 ). ðiện ỏp của mạng ủiện là 380 V. Cụng suất ủiện chiếu sỏng là Pcs = 7 kW với hệ số ủồng thời Kủt = 0,85. Dõy dẫn và cỏp dựng lừi ủồng bọc cỏch ủiện cao su và Polyclovinin. Cỏc ủộng cơ cú số liệu như sau:
Số Công suất
(kW) Kiểu rôto cosϕϕϕϕ ηη ηη kmm Kpt αααα
1 14 Pha 0,85 0,86 1,5 0,95 1,6
2 20 Lồng sóc 0,88 0,89 5,5 0,95 2,5
Hình 2-5.
Mạng ủiện tớnh toỏn
Giải
1. Xỏc ủịnh dũng ủiện làm việc.
llv1 = A
U P Kpt dm
6 , 86 27 , 0 . 85 , 0 . 380 . 3
10 . 14 . 95 , 0 . cos . 3
103 3
1 = =
η ϕ
Ilv2 = A
U P Kpt dm
8 , 89 36 , 0 . 88 , 0 . 380 . 3
10 . 20 . 95 , 0 . cos . 3
103 3
2 = =
η ϕ
CC1 D1
CD1
A CD4 CC4 B CC2 D2
CD2
CC3 Pcs
CD3
Ilv3 = 9,05( ) 380
. 3
10 . 7 . 85 , 0 3
3
A U
P
Kdt = = .
2. Chọn cầu chảy và cầu dao.
Idc1 = Ilv1; Căn cứ vào thang dây chảy ta chọn Idc1 = 35 (A).
Chọn cầu dao lớn hơn cầu chảy một cấp: Icd =60 (A)
Idc2 = 80,96
5 , 2
8 , 36 . 5 , . 5
= α =
lv mmI
K ( A).
Chọn dây chảy: Idc2 = 100 (A); Cầu dao Icd2 = 125 (A)
Idc3 = Ilv3 ; Căn cứ vào thang dây chảy chọn Idc3 = 10 (A); Icd3 = 15 (A).
ðối với ủường dõy chớnh ủoạn AB, chọn dõy chảy theo 2 ủiều kiện sau:
Idc= ∑Ilv =27,6+36,8+9,05=75,25(A). Theo thang dõy chảy chọn Idc ủoạn AB là Icd4 = 80 (A).
Idc = (27,6 9,05) 117,6( )
5 , 2
8 , 36 . 5 ,
. 1 5
1
1 I A
I
K n
i lv lv
mm +∑− = + + =
α =
Theo thang dây chảy chọn Idc4 = 125 (A)
So sỏnh 2 ủiều kiện ta chọn dõy chảy lớn hơn, Idc4 = 125 (A); Chọn cầu dao Icd4 = 160 (A).
3. Chọn tiết diện dây dẫn:
Icp1 = Ilv1 = 27,6 (A).
Tra bảng phụ lục chọn dõy dẫn cấp cho tải 1 là ủồng 3 lừi: 3x4mm2 cú [I]cp = 35 (A) . Kiểm tra ủiều kiện Idc1 < 3[I]cp = 105 (A), bảo ủảm.
Icp2= Ilv2 = 36,8 (A).
Tra bảng phụ lục chọn dõy dẫn cấp cho tải 2 là ủồng 3 lừi 3 x 6 mm2 cú [I]cp = 42 (A).
Kiểm tra ủiều kiện: Idc2 < 3[I[cp bảo ủảm.
Icp3 = 1,25Idc3 = 1,25.10=12,5 (A).
Tra phụ lục chọn dẫn dõy cấp cho tải 3 là ủồng 4 lừi: 4x1,5 mm2 cú [I]cp = 16 (A).
ðối với ủường dõy chớnh AB, chọn dõy dẫn theo tổng cỏc dũng ủiện làm việc: ∑Ilv = 75,25 A.
Tra bảng phụ lục 9, chọn dõy ủồng 4 lừi tiết diện 4x25 mm2, cú [I]cp = 90 A.
CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 2
1, Cỏc biểu thức tớnh toỏn ủiện trở của dõy dẫn và cỏp, phương phỏp tra bảng ủể xỏc ủịnh trị số r0. x0.
2, Hiện tượng ủốt núng của dõy trần và dõy bọc, ủiều kiện toả nhiệt, phương trỡnh cõn bằng nhiệt và phương phỏp tớnh toỏn hiệu chỉnh dũng ủiện cho phộp theo ủiều kiện của mụi trường lắp ủặt.
3, Một số hệ quả xỏc ủịnh từ phương trỡnh cõn bằng nhiệt, vận dụng ủể tớnh toỏn thụng số của các loại dây dẫn.
4, Sự phỏt núng của dõy cỏp ủặt trong ủất, phương trỡnh cõn bằng nhiệt của nú.
5, Phương phỏp tớnh chọn tiết diện dõy cỏp của mạng ủiện ủặt trong cỏc mụi trường khỏc nhau.
6, ðặc tớnh bảo vệ của dõy chảy trong mạng ủiện, phương phỏp lựa chọn dõy chảy cho ủường dõy nhỏnh và ủường dõy chớnh. Cỏch chọn dõy dẫn và cỏp của ủường dõy phối hợp với dõy chảy.
Chương 3
TỔN THẤT CÔNG SUẤT VÀ ðIỆN NĂNG TRONG MẠNG ðIỆN ðể truyền tải ủiện năng từ trạm phỏt ủiện ủến cỏc hộ tiờu thụ người ta dựng dõy dẫn và cỏc mỏy biến ỏp. Do cỏc phần tử ủường dõy và mỏy biến ỏp cú ủiện trở và ủiện khỏng nờn khi cú dũng ủiện chạy qua, gõy ra tổn thất cụng suất tỏc dụng ∆P, tổn thất cụng suất phản khỏng ∆Q và tổn thất ủiện năng ∆A. Tổn thất ủiện năng ở ủõy ủược hiểu là năng lượng bị mất ủi do cụng nghệ truyền tải ủiện năng và gọi là tổn thất kỹ thuật. Ngoài tổn thất kỹ thuật, một phần năng lượng cũn bị mất ủi khi truyền tải do quản lý, vận hành …gọi là tổn thất kinh doanh. Trong nội dung phần này, ta chỉ ủề cập ủến tớnh toỏn tổn thất kỹ thuật của mạng ủiện ở chế ủộ xỏc lập. Chế ủộ xỏc lập là chế ủộ cỏc thụng số khụng thay ủổi hoặc thay ủổi khụng ủỏng kể theo thời gian. Từ ủú làm cơ sở cho việc thiết kế, quản lý và vận hành lưới ủiện một cỏch hợp lý nhất.