CHƯƠNG IV CHỌN VÀ KIỂM TRA THIẾT BỊ ĐIỆN
4.2. Chọn và kiểm tra các thiết bị bảo vệ đo lường
4.2.1. Kiểm tra cáp trung thế đã chọn.
Ta kiểm tra theo điều kiện ổn định nhiệt:
odn . . qd
F ≥ F =α I∞ t
Trong đó: Fođn - Tiết diện cáp theo ổn định nhiệt; (mm2)
α - Hệ số phụ thuộc vật liệu chế tạo lõi cáp, (với đồng α = 6) I∞ - Dòng điện ngắn mạch ổn định( lấy là ngắn mạch 3 pha )
tqđ - là thời gian tác động qui đổi của dòng điện ngắn mạch theo tính toán,
Thời gian quy đổi toàn phần tính theo biểu thức tqđ = tqđck+ tqđkck
tqđck- thời gian quy đổi đối với thành phần chu kỳ của dòng ngắn mạch .
tqđkck- thời gian quy đổi đối với thành phần không chu kỳ của dòng ngắn mạch . Vì nguồn có công suất vô cùng lớn nên :
tqđ = tcắt + 0,05β"2
= tcắt + 0,05.
" 2
I∞
I
(ngắn mạch xa nguồn I’’ = I∞ = IN1 ).
tqđ = tcắt + 0,05 Với tcắt = tBV + tMC
Nếu tBV lấy bằng 0,05s và máy cắt là loại tác động nhanh thì tMC = 0,1s thì : tqđ = tcắt + 0,05 = 0,05 + 0,1 + 0,05 = 0,2s
Đồ án cung cấp điện GVHD:Nguyễn Phúc Huy
Kiểm tra:
. . 6.14, 264. 0, 2 38, 274( 2)
odn qd
F ≥F =α I∞ t = = mm
(thỏa mãn) 4.2.2. Chọn và kiểm tra thiết bị chính của TPPTT.
Máy cắt TPPTT:
Máy cắt được chọn cần thỏa mãn các điều kiện sau:
STT Đại lượng chọn, kiểm tra Điều kiện
1 Điện áp định mức, kV UđmMC ≥UđmMĐ =22(kV) 2 Dòng điện định mức, A IđmMC ≥Ilvmax =35,38( )A 3 Dòng cắt định mức, kA Icđm≥I"=14, 264( )kA
4 Công suất cắt định mức, MVA Scđm ≥S"= 3U Itb "=570,7(MVA) 5 Dòng ổn định động, kA Iđ đmMC. ≥ixk =1,8 2I"=36,31( )kA
6 Dòng ổn định nhiệt, kA .
. nđmMC qđ
nđm
I I t
∞ t
≥
Dựa vào bảng điều kiện trên ta chọn máy cắt cho TPPTT là: MK II-35 do Liên Xô chế tạo.
4.2.3. Chọn và kiểm tra thiết bị chính của trạm biến áp phân xưởng.
1. Chọn thiết bị đóng cắt bảo vệ.
Dao cách ly:
Dao cách ly được chọn cần thỏa mãn các điều kiện:
STT Đại lượng chọn, kiểm tra Điều kiện
Đồ án cung cấp điện GVHD:Nguyễn Phúc Huy
1 Điện áp định mức, kV UđmDCL ≥UđmMĐ =22(kV) 2 Dòng điện định mức, A IđmDCL ≥Ilvmax=38,58mm2 3 Dòng ổn định động, kA Iđ đmDCL. ≥ixk =1,8 2I"=36,31kA 4 Dòng ổn định nhiệt, kA nđmDCL. nđmqđ.
I I t
∞ t
≥
Vậy ta chọn dao cách ly cho TBA phân phối là DN-24/200
Cầu chì cao áp:
Cầu chì cao áp được chọn cần thỏa mãn các điều kiện:
STT Đại lượng chọn, kiểm tra Điều kiện
1 Điện áp định mức, kV UđmCC ≥UđmMĐ =22(kV) 2 Dòng điện định mức dây chảy, A IdmTB ≤Idc ≤Ivo
3 Dòng cắt định mức cầu chì, kA IcđmCCC ≥ =I" 14, 264( )kA
Dựa vào bảng điều kiện trên ta chọn cầu chì 3GD1 408 4B
Chọn cáp điện:
Việc tính toán chọn cáp điện hạ thế từ trạm phân phối phân xưởng về từng phân xưởng được tiến hành như sau:
max 2. 3.
lv px
dm
I S
= U
Dòng điện cho phép của dây dẫn hạ thế sau MBA phân xưởng:
Đồ án cung cấp điện GVHD:Nguyễn Phúc Huy
max 1 2.
cp Ilv
I ≥ k k
Trong đó:
k1 là hệ số tính đến môi trường đặt dây, ở đây lấy k1 = 0,95
k2 là hệ số xét tới điều kiện ảnh hưởng của các dây dẫn đặt gần nhau, ở đây lấy k2 = 0,8
Ta kiểm tra theo điều kiện ổn định nhiệt:
odn . . qd
F ≥ F =α I∞ t
Trong đó: Fođn - Tiết diện cáp theo ổn định nhiệt; (mm2)
α - Hệ số phụ thuộc vật liệu chế tạo lõi cáp, (với đồng α = 6) I∞ - Dòng điện ngắn mạch ổn định( lấy là ngắn mạch 3 pha )
tqđ - là thời gian tác động qui đổi của dòng điện ngắn mạch theo tính toán, ( tqđ =0,3s hoặc 0,5s)
. . 6.14, 264. 0,3 46,87 2
odn qd
F ≥F =α I∞ t = = mm
Bảng tính toán chọn cáp:
Đường cáp
Spx Ilvmax Icp Ftc(mm2)
PX1-B1 334,07 241,10 317,23 95
PX2-B1 240,12 173,30 228,02 70
PX3-B3 739,67 533,83 702,40 185
PX4-B3 313,89 226,54 298,08 95
PX5-B2 673,64 486,17 639,70 185
PX6-B2 738,10 532,70 700,92 185
PX7-B3 745,61 538,12 708,05 185
PX8-B3 896,79 647,22 851,61 185
PX9-B5 1475,47 1064,86 1401,13 185
Đồ án cung cấp điện GVHD:Nguyễn Phúc Huy
PX10-B5 566,46 408,82 537,92 150
PX11-B1 1079,28 778,93 1024,90 185
PX12-B4 253,69 183,09 240,91 70
PX13-B6 386,52 278,95 367,04 95
PX14-B4 124,49 89,84 118,21 35
PX15-B4 83,12 59,98 78,93 35
PX16-B6 65,78 47,47 62,46 35
PX17-B6 83,10 59,98 78,92 35
PX18-B6 40,28 29,07 38,25 35
Chọn thanh cái :
Thanh góp hạ áp của TBAPP chọn theo điều kiện dòng điện phát nóng cho phép có xét đến điều kiện quá tải sự cố :
1 2
. 1,3.5600
10635, 4 . . 3. 0,95.1,04. 3.0, 4
qtsc dmBA cp
dm
k S
I A
k k U
≥ = =
Trong đó
k1 – Hệ số hiệu chỉnh nêu thanh dẫn đặt đứng k1 =1 ,đặt ngang k1=0,95 k2 - Hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường
Icp – Dòng điện cho phép chạy qua thanh dẫn khi t=250C Chọn thanh cái dẹt bằng đồng có tiết diện:
8704,1
598,52 . 3.0, 4 2,1 3.0, 4
Sttpx FTC j
kt
= = =
(mm2) Với jkt = 2,1
Ta chọn thanh cái hình máng kích thước 225x105x12,5x16 có dòng điện lâu dài cho phép là Icp=10300 (A)
Ta kiểm tra theo điều kiện ổn định nhiệt:
odn . . qd
F ≥ F =α I∞ t Trong đó: Fođn - Tiết diện cáp theo ổn định nhiệt; (mm2)
Đồ án cung cấp điện GVHD:Nguyễn Phúc Huy
α - Hệ số phụ thuộc vật liệu chế tạo lõi cáp, (với đồng α = 6) I∞ - Dòng điện ngắn mạch ổn định( lấy là ngắn mạch 3 pha ) tqđ - là thời gian tác động qui đổi của dòng điện ngắn mạch theo tính toán, ( tqđ =0,3s hoặc 0,5s)
. . 6.14, 264. 0,3 46,87 2
odn qd
F F≥ =α I∞ t = = mm
-Kiểm tra ổn định động
Mômen uốn M=Ftt.l =1,76.10-8.ixk2. =604,27(kG.cm) Mômen chống uốn : W=0,167.b2.h=1,67( cm3) Ứng suất :
2 8 2
1,054.10 2
W . .
tt xk
M l
i a b h
σ = = − =
361,88 <σcp =1400(kG cm/ 2)
l-chiều dài của thanh dẫn , lấy l=125cm
a- Khoảng cách giữa các pha ,lấy a=60 cm
tt, cp
σ σ
-ứng suất tính toán và ứng suất cho phép của thanh dẫn,kG/cm2 B,h –bề rộng ,bề ngang tiết diện thanh dẫn ,cm
Chọn sứ đỡ
stt Đại lượng chọn,kiểm tra Điều kiện 1 Điện áp định mức,kV UdmS ≥UdmMD
2 Lực cho phép lên đỉnh sứ,kG hc. tt hc.1,76.10 .8 2xk l cp 0,6 ph( )
k F k i F F kG
a
= − ≤ =
Chọn sứ Oφ-10-750 có Un = 10 kV;lực phá hủy là Fph = 750 kG.
Lực cho phép trên đầu sứ là:Fcp = 0,6.Fph = 0,6.750 = 450 Kg.
Đồ án cung cấp điện GVHD:Nguyễn Phúc Huy
Lực tính toán:Ftt = 1,76.10-8.
2.
xk
i l
a =
8 2 6 125
1,76.10 .36,31 .10 . 48,34 60
− =
kG Hệ số hiệu chỉnh: k=H’/H= 17,5/15 = 1,17
Lực tính toán hiệu chỉnh:
k.Ftt = 1,17 .48,34 = 56,56 kG < Fcp = 450 kG.
Vậy sứ đỡ đảm bảo yêu cầu.
Lựa chọn và kiểm tra aptomat
Aptômát là thiết bị đóng cắt hạ áp:có hai phần tử bảo vệ là cuộn điện từ-có nhiệm vụ là bảo vệ mạch khi có ngắn mạch và rowle nhiệt-có nhiệm vụ là bảo vệ chống quá tải.Aptomat có ưu điểm hơn so với cầu chì vì khả năng làm việc chắc chắn,tin cậy,an toàn,đóng cắt đồng thời 3 pha;khả năng tự động hóa cao.Aptomat ngày càng được sử dụng rộng rãi trong lưới điện hạ áp trong sinh hoạt cũng như trong lưới điện chiếu sáng;sinh hoạt.
Aptomat tổng:
Trạm biến áp B1:
Ta có dòng điện chạy qua aptomat tổng là:
1653,47 ( )
2386,58 3.0, 4 3.0, 4
Stt
IΣ = = = A
Vậy ta chọn loại aptomat ABM25C có dòng định mức là 2500 A; dòng khởi động của móc bảo vệ là Ibv = 2500 A; dòng tác động tức thời là 12000 A.
TBA STT;kVA Itt;A Loại
áptomat In;A Ibv;A Itđ;A
B1 1653,47 2386,64 ABM25C 2500 2500 12000
B2 1411,74 2037,73 ABM25C 2500 2500 12000
Đồ án cung cấp điện GVHD:Nguyễn Phúc Huy
B3 2695,97 3891,41 ABM40C 4000 4000 12000
B4 461,29 665,84
ABM10H
B 750 750 8000
B5 2041,935 2947,37 ABM30C 3000 3000 12000
B6 575,68 830,95 ABM10C 1000 1000 8000
Aptomat nhánh
Aptomat nhánh được chọn riêng cho từng phân xưởng dựa theo dòng tính toán:
Phân xưởng 1:
Dòng điện của phân xưởng:
334,07 ( )
482,19 3.0, 4 3.0, 4
Sttpx
Itt = = = A
)
Dòng khởi động của aptomat được xác định như sau:
. Imm kmm ttI Icp
mm mm
α α
= =
Để xác định ở chế độ nặng nề nhất, ta coi hệ số đồng thời =1. Coi hệ số mở máy của động cơ là kmm=4,5 động cơ có chế độ mở máy nhẹ với αmm=2,5
Bảng chọn aptomat cho máy biên áp
Phân xưởng
Stt; Itt; Loại áptomat
In; Ibv; Itđ;
Đồ án cung cấp điện GVHD:Nguyễn Phúc Huy
kA A A A A
1 334.07 482.20 A3144 600 500 4000
2 240.12 346.59 A3144 600 500 4000
3 739.67 1067.66 ABM15C 1500 1500 8000
4 313.89 453.08 A3144 600 500 4000
5 673.64 972.34 ABM10C 1000 1000 8000
6 738.10 1065.39 ABM15C 1500 1500 8000
7 745.61 1076.23 ABM15C 1500 1500 8000
8 896.79 1294.45 ABM15C 1500 1500 8000
9 1475.47 2129.72 ABM25C 2500 2500 12000
10 566.46 817.64 ABM10C 1000 1000 8000
11 1079.28 1557.85 ABM25C 2500 2500 12000
12 253.69 366.18 A3144 600 500 4000
13 386.52 557.91 A3144 600 500 4000
14 124.49 179.69 A3133 200 200 1400
15 83.12 119.97 A3133 200 200 1400
16 65.78 94.95 A3144 100 100 800
17 83.10 119.95 A3133 200 200 1400
18 40.28 58.14 A3124 100 100 800
Máy biến dòng BI
Máy biến dòng điện BI có chức năng biến đổi dòng điện sơ cấp bất kỳ xuống 5A ( đôi khi 1A và 10A) nhằm cấp nguồn dòng cho đo lường, tự động hoá và bảo vệ
Đồ án cung cấp điện GVHD:Nguyễn Phúc Huy
rơle. Ta kiểm tra với MBA có công suất lớn nhất là TBA B1, BI được chọn theo các điều kiện sau:
− Điện áp định mức: UđmBI
≥ UđmM =22 kV
− Dòng điện sơ cấp định mức: khi sự cố MBA có thể quá tải 30%, BI chọn theo dòng cưỡng bức qua MBA có công suất lớn nhất trong mạng là 1000 kVA.
IđmBI
. 1, 4.1000
ax 30,617
1,2 1, 2.10. 3 1, 2. 3.22 k S
Im qt dmBA
≥ = = =
(A)
Ta chọn BI loại 4ME12, kiểu hình trụ có các thông số như sau (chọn 6 máy biến dòng cho 6 trạm biến áp phân xưởng):
Thông số kỹ thuật 4ME12
Uđm (kV) 12 U chịu đựng tần số công nghiệp 1' (kV) 20 U chịu đựng xung 1,2/50 às (kV) 50
I1đm (A) 5-1200 I2đm (A) 1 hoặc 5 Iôđnhiệt 1s (kA) 80 Iôđđông (kA) 120
Máy biến điện áp BU
Máy biến điện áp đo lường hay còn gọi là máy biến điện áp (BU) có nhiệm vụ là biến đổi điện áp sơ cấp bất kỳ xuống 100V/ 3 cấp nguồn áp cho các mạch đo lường; điều khiển tín hiệu bảo vệ.
BU thường được chọn theo các điều kiện:
- Điện áp định mức: UđmBI
≥ UđmM = 22 kV
Đồ án cung cấp điện GVHD:Nguyễn Phúc Huy
Ta chọn BU 3 pha 5 trụ loại 4MS32,kiểu hình trụ có các thông số sau (chọn 6 máy biến điện áp cho các trạm biến áp phân xưởng):
Thông số kỹ thuật 4MS32
Uđm (kV) 12 U chịu đựng tần số công nghiệp 1(kV) 20 U chịu đựng xung 1,2/50 às (kV) 50 U1đm (kV) 12/ 3
U2đm (V) 100/ 3 Tải định mức (VA) 400
CHƯƠNG V