Đồ án Thiết kế cung cấp điện cho khu dân cư Phú Mỹ

0,03213 0,0168 3,9 5,56 2,9 TBAT1 lôD 3150 0,0217 0,014 3,1 4,6 2,97 TBAT1 lôE 3150 0,00744 0,0048 1 1,65 1,06 TBAT1 lôF 325 0,124 0,0136 4,1 2,59 0,28 TBAT1 lôG 3120 0,00765 0,004 1 3,06 1,59 TBAT1 lôH 395 0,029 0,012 2,75 3,43 1,42 TBAT1 lôI 370 0,05 0,0148 3,5 3,68 1,09 TBAT2 lôJ1 3120 0,05355 0,028 5,6 6,87 3,59 TBAT2 lôJ2 3120 0,04131 0,0216 5,1 7,4 3,87 TBAT2 lôK 3400 0,0132 0,0224 4,8 7,62 12,93 TBAT2 lôL 3400 0,00094 0,0016 0,34 0,54 0,92 TBAT2 lôM 3400 0,00118 0,0032 0,69 1,12 1,9 TBAT2 lôN 370 0,06432 0,0192 4,8 5,39 1,6 TBAT2lôO1 3500 0,0076 0,0168 5,5 12,9 28,51 TBAT2 lôO2 3240 0,0113 0,012 4,9 18,75 15,99 TBAT2TPT,MG 3240 0,029 0,03 5,6 7,71 7,98 TBAT2 BX-DV 325 0,17 0,0188 4,2 2 0,22 4.4 CHỌN APTOMAT TỔNG VÀ APTOMAT CÁC TUYẾN DÂY : Aptomat là khí cụ điện dùng dẫn dòng điện ở chế đọ làm việc và cắt dòng điện khi ngắn mach, khi quá tải và khi điện áp thấp hơn giá trị cho phép. Điều kiện để chọn Aptomat : + Điện áp định mức : UđmAp Uđmlưới + dòng điện định mức : IđmAp Ilvmax + Dòng cắt ngắn mạch : IN IN(3) 4.4.1 Chọn Aptomat tổng : a. Chọn Aptomat tổng khu vực 1 : - Dòng điện tính toán ứng với trạng thái làm việc nặng nề nhất : Itt = Tra bảng 3-9 Giáo trình “ Cung cấp điện “ của Nguyễn Xuân Phú . Ta chọn Aptomat kiểu NF2000-SS của hãng Mitsumishi (Nhật) chế tạo . Có các thoong số kỷ thuât sau : UđmAp = 660V , IđmAp = 2000A , IN = 85KA b. Chọn Aptomat tổng khu vực 2 : - Dòng điện tính toán ứng với trạng thái làm việc nặng nề nhất : Itt = A Tra bảng 3-9 Giáo trình “ Cung cấp điện “ của Nguyễn Xuân Phú . Ta chọn Aptomat kiểu NF4000-SS của hãng Mitsumishi (Nhật) chế tạo . Có các thông số kỹ thuât sau : UđmAp = 660V , IđmAp = 4000A , IN = 85KA 4.4.2 Chọn Aptomat cho các tuyến dây : Chọn Aptomat cho các tuyến dây từ TBAT1 Lô A : - Dòng điện tính toán của tuyến dây này : Itt = A Chọn Aptomat kiểu NF 250 – SS có các thông số kỷ thuật : UđmAp = 660V , IđmAp = 250A , IN = 50KA Bảng chọn Aptomat cho các tuyến dây còn lại : Tuyến dây Itt (A) Kiểu UđmAp (V) IđmAp (A) IN (KA) TBAT1 lôA 180,47 NF250-SS 660 250 50 TBAT1 lôB 180,47 NF250-SS 660 250 50 TBAT1 lôC 218,46 NF250-SS 660 250 50 TBAT1 lôD 265,96 NF400-SS 660 400 50 TBAT1 lôE 246,96 NF400-SS 660 400 50 TBAT1 lôF 75,99 NF100-SS 660 100 30 TBAT1 lôG 218,47 NF250-SS 660 250 50 TBAT1 lôH 180,47 NF250-SS 660 250 50 TBAT1 lôI 142,48 NF160-SS 660 160 30 TBAT2 lôJ1 188,07 NF250-SS 660 250 50 TBAT2 lôJ2 222,26 NF250-SS 660 250 50 TBAT2 lôK 438,83 NF630 660 630 50 TBAT2 lôL 398,94 NF630 660 630 50 TBAT2 lôM 404,64 NF630 660 630 50 TBAT2 lôN 151,98 NF250-SS 660 250 50 TBAT2lôO1 752,28 NF1000-SS 660 1000 85 TBAT2 lôO2 666,79 NF1000-SS 660 1000 85 TBAT2TPT,MG 270,71 NF400-SS 660 400 50 TBAT2 BX-DV 56,99 NF100-SS 660 100 30 4.5 CHỌN THANH CÁI CHÍNH VÀ THANH DẪN PHÍA HẠ ÁP : - Chọn thanh cái và thanh dẫn đều bằng đồng - Chọn theo mật độ dòng kinh tế , thời gian sử dụng công suất lớn nhất của khu dân cư là TMax = 5000 giơ ( Chọn ở chương III ) . Tra bảng phụ lục 8-6 .Giáo trình “Cung cấp điện “ của Nguyễn Xuân Phú chọn Jkt = 2,1 A/mm2 4.5.1 Chọn thanh cái chính : b. Chọn thanh cái chính trạm 1 : + Tiết diện thanh cái cần chọn : FTC = (mm2) Trong đó : Iđm = (A) : Dòng điện định mức của MBAT1 Iđm = A Vậy : FTC = (mm2) Tra bảng phụ lục 2-56 Giáo trùnh “Cung cấp điện” của Nguyễn Xuân Phú chọn thanh cái bằng đồng có tiế diện (8010) mm2 , Dòng điện cho phép mỗi pha ghép một thanh ICP = 1900A a. Chọn thanh cái chính trạm 2 : + Tiết diện thanh cái cần chọn : FTC = (mm2) Trong đó : Iđm = (A) : Dòng điện định mức của MBAT2 Iđm = A Vậy : FTC = (mm2) Tra bảng phụ lục 2-56 Giáo trình “Cung Cấp Điện” của Nguyễn Xuân Phú chọn thanh cái bằng đồng có tiết diện (10010) mm2 , Dòng điện cho phép mỗi pha ghép hai thanh ICP = 3610A 4.5.2 Chọn thanh dẫn cho các tuyến dây : 1. Chọn thanh dẫn cho tuyến dây từ TBAT1 lô A + Tiết diện thanh dẫn cần chọn : FTD = mm2 Tra bảng phụ lục 2-56 Giáo trình “Cung cấp điện” của Nguyễn Xuân Phú chọn thanh dẫn bằng đồng có tiế diện (304) mm2 , Dòng điện cho phép mỗi pha ghép hai thanh ICP = 475A Bảng chọn thanh dẫn cho các tuyến dây còn lại Tuyến dây Itt (A) FTD (mm2) Kích thước (mm2) Icp (A) TBAT1 lôA 180,47 85,94 30 4 475 TBAT1 lôB 180,47 85,94 30 4 475 TBAT1 lôC 218,46 104,02 30 4 475 TBAT1 lôD 265,96 126,,65 40 4 625 TBAT1 lôE 246,96 117,6 40 4 625 TBAT1 lôF 75,99 36,18 25 3 340 TBAT1 lôG 218,47 104,02 30 4 475 TBAT1 lôH 180,47 85,94 30 4 475 TBAT1 lôI 142,48 67,85 25 3 340 TBAT2 lôJ1 188,07 89,56 30 4 475 TBAT2 lôJ2 222,26 105,84 30 4 475 TBAT2 lôK 438,83 208,97 50 5 860 TBAT2 lôL 398,94 189,97 50 5 860 TBAT2 lôM 404,64 192,68 50 5 860 TBAT2 lôN 151,98 78,37 30 3 405 TBAT2lôO1 752,28 358,23 60 8 1320 TBAT2 lôO2 666,79 317,52 60 8 1320 TBAT2TPT,MG 270,71 128,91 40 4 625 TBAT2 BX-DV 56,99 27,14 25 3 340 Chương V : TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH 5.1 KHÁI QUÁT CHUNG : Ngắn mạch là tình trạng sự cố nghiêm trọng và thường xảy ra trong hệ thống cung cấp điện vì vậy các phần tử trong hệ thống cung cấp điện phải được tính toán và lựa chọn sao cho không những làm việc tốt trong trạng thái bình thường mà còn có thể chịu đựng được trạng thái sự cố trong giới hạn qui định cho phép. 5.2 CÁC GIẢ THUYẾT DÙNG ĐỂ TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH : 5.2.1 Các dạng ngắn mạch của hệ thống : Trong thực tế, ta thường gặp các dạng ngắn mạch sau : Ngắn mạch 3 pha , tức 3 pha chập nhau (xác xuất xảy ra 5%) Ngắn mạch 2 pha, tức 2 pha chập nhau (xác xuất xảy ra 10%) Ngắn mạch 2 pha chạm đất, tức 2 pha chập nhau đồng thời nối đât (xác xuất 20%) Ngắn mạch 1 pha, tức 1 pha chập nhau hoặc chập dây trung tính (xác xuất xảy ra 65%) Loại ngắn mạch 3 pha tuy ít xảy ra nhưng vẫn có khả năng xảy ra, có dòng điện ngắn mạch lớn, ở chương này ta chỉ nghiên cứu dạng ngắn mạch này. 5.2.2 Nguyên nhân và hậu quả của ngắn mạch : Nguyên nhân :Nguyên nhân chung và chủ yếu của ngắn mach là do hư hỏng cách điện . Lý do hư hỏng cách điện là do bị già hoá do làm việc lâu dài , chịu tác động cơ khí, bị tác đông bỡi nhiệt độ, môi chất . xuất hiện điện trường phóng điện làm hư hỏng vỏ bọc cách điện . Hậu quả : + Ngắn mạch là một sự cố gây nguy hiểm , và khi ngắn dòng điện sự cố đột ngột tăng lên rất lớn , chạy trong các phần tử của hệ thống điện + Phát nóng cục bộ rất nhanh , nhiệt độ tăng cao, gây cháy nổ, hoả hoạn + Làm mất ổn định của hệ thống điện, gây nhiễu đườmg dây thông tin, làm gián đoạn cung cấp điện . + Gây sụt áp ảnh hưởng đến năng suất làm việc máy móc thiết bị 5.2.3 Mục đích của việc tính toán ngắn mạch : + Lựa chọn sơ đồ thích hợp, làm giảm dòng điện ngắn mạch + Tính toán lựa chọn các thiết bị bảo vệ thích hợp + Lựa chọn các trang thiết bị phù hợp, chịu được dòng điện trong thời gian ngắn mạch 5.2.4 Phương pháp tính toán ngắn mạch : Phương pháp tổng trở : Căn cứ trên tổng các tổng trở của mạch vòng ngắn mạh Phương pháp tổng hợp : Cho phép ước tính của dòng ngắn mạch ở cuối mach vòng ngắn mạch khi biết dòng ngắn mạch ở gần nguồn hơn Phương pháp quy ước : Cho phép tính toán dòng ngắn mạch bé nhất kết hợp với việc sử dụng bảng làm cho kết quả tính đạt được nhanh hơn Phương pháp tổng trở : Phương pháp này mỗi phần tử của lưới ( mạng trung áp , biến áp , cáp , thanh cái ), đều được đặc trưng bằng tổng trở Z của chúng . Tổng trở Z gồm hai thành phần : R và X đơn vị của R, X, Z là . Tổng trở Z được tính như sau : ZT = Trong đó : RT và XT là điện trở và điện kháng của các phần tử trong hệ thống + Dòng điện ngắn mạch : Sau khi đã xác định được điện trở và điện kháng tổng hợp của mạch điện ngắn mạch, ta sẽ tính được thành phần chu kỳ của dòng điện ngắn mạch 3 pha như sau : (A) Utb - tính bằng V, và tính bằng + Dòng điện xung kích : : hệ số xung kích, hệ số này phụ thuộc vào hằng số thời gian , với w =314, tra đường cong Kxk theo Ta hoặc theo tỷ số hay (), ta tìm được giá trị Kxk Hình 5.1 Đường cong biến thiên hệ số xung kích theo Ta ( hay tỉ số ) + Giá trị hiệu dụng cực đại của dòng điện xung kích ngắn mạch : khi khi 5.2.5 Tính tổng trở các phần tử trong hệ thống : 1. Tính tổng trở máy biến áp : a.Tính tổng trở máy biến áp T1: - Điện trở máy biến áp - Điện kháng máy biến áp m - Tổng máy biến áp b. Tính tổng trở máy biến áp T2 : - Điện trở máy biến áp - Điện kháng máy biến áp m - Tổng máy biến áp 2. Tính tổng trở aptomat tổng : Hầu hết các Aptomat có điện trở và điện kháng không khác nhau nhiều nên ta chọn sơ bộ Aptomat loại NF 1600-SS . Tra bảng 2-42 Giáo trình “ Cung cấp điện “ Nguyễn Xuân phú ta có đuợc : Điện trở tiếp xúc : Rtx=0,25 m Điện trở cuộn dây: Rcuộn dây=0,12 m Điện kháng : X=0,094 m - Điện trở Aptomat RAPt = Rcuộn dây + Rtiêp xúc = 0,37 m - Điện kháng Aptomat XApt = 0,094 m - Tổng trở aptomat 3. Tính tổng trở Aptomat cho các tuến dây : Chọn sơ bộ các Aptomat cho các tuyến dây loại Aptomat NF-SS . Do nhật chế tạo có điện trở và điện kháng như sau : Rcuộn dây=0,15 m Xcuộn dây=0,1 m Rtiếp xúc=0,4 m Vậy : - Điện trở Aptomat các tuyến RAPtuyến = Rcuộn dây + Rtiêp xúc = 0,55 m RAptoàntuyến = 2. RAptuyến = 1,1 m - Điện kháng Aptomat các tuyến XAptuyến = 0,1 m XAptoàn tuyến = 2. XAptuyến = 0,2 m - Tổng trở aptomat các tuyến 4. Tính tổng trở của thanh cái : a. Tính tổng trở thanh cái khu vực 1 : Chọn thanh cái bằng đồng có tiết diện (8010) , đặt nằm ngang khoảng cách trung bình hình học giữa các pha là :Dtb = 200mm Tra bảng 2-40 Giáo trình “ Cung cấp điện “ Nguyễn Xuân phú ta có đuợc : ro = 0,025 (m/m ) xo = 0,145 (m/m ) Chọn chiều dài thanh cái L = 1m - Điện trở thanh cái RTC = L. ro = 0,025 m - Điện kháng thanh cái XTC = L. xo = 0,145 m - Tổng trở thanh cái b.Tính tổng trở thanh cái khu vực 2 : Chọn thanh cái bằng đồng có tiết diện (10010) , đặt nằm ngang khoảng cách trung bình hình học giữa các pha là :Dtb = 200mm Tra bảng 2-40 Giáo trình “ Cung cấp điện “ Nguyễn Xuân phú ta có đuợc : ro = 0,02 (m/m ) xo = 0,133 (m/m ) Chọn chiều dài thanh cái L = 1m - Điện trở thanh cái RTC = L. ro = 0,02 m - Điện kháng thanh cái XTC = L. xo = 0,133 m - Tổng trở thanh cái 5. Tính tổng trở của thanh dẫn : Tính tổng trở thanh dẫn tuyến dây từ TBAT1 lô A : chọn thanh dẫn bằng đồng có kích thước (30 4) , chiều dài L = 0,5m , khoảng cách trung bình hình học giữa các pha là : Dtb = 150mm Tra bảng 2-40 Giáo trình “ Cung cấp điện “ Nguyễn Xuân phú ta có đuợc : ro = 0,167 (m/m) xo = 0,189 (m/m) - Điện trở thanh dẫn : Rtd = L. ro = 0,5.0,167 = 0,0835 m - Điện kháng thanh dẫn : Xtd = L. xo = 0,5.0,189 = 0,0945 m - Tổng trở thanh dẫn : Ztd = m Bảng tính tổng trở cho các tuyến dây còn lại : Tuyến dây Kích thước (mm2) ro (m/m) xo (m/m) Rtd (m) Xtd (m) Ztd (m) TBAT1 lôA 30 4 0,167 0,189 0,0835 0,0945 0,126 TBAT1 lôB 30 4 0,167 0,189 0,0835 0,0945 0,126 TBAT1 lôC 30 4 0,167 0,189 0,0835 0,0945 0,126 TBAT1 lôD 40 4 0,125 0,17 0,0625 0,085 0,11 TBAT1 lôE 40 4 0,125 0,17 0,0625 0,085 0,11 TBAT1 lôF 25 3 0,268 0,2 0,134 0,1 0,167 TBAT1 lôG 30 4 0,167 0,189 0,0835 0,0945 0,126 TBAT1 lôH 30 4 0,167 0,189 0,0835 0,0945 0,126 TBAT1 lôI 25 3 0,268 0,2 0,134 0,1 0,167 TBAT2 lôJ1 30 4 0,167 0,189 0,0835 0,0945 0,126 TBAT2 lôJ2 30 4 0,167 0,189 0,0835 0,0945 0,126 TBAT2 lôK 50 5 0,08 0,156 0,04 0,078 0,088 TBAT2 lôL 50 5 0,08 0,156 0,04 0,078 0,088 TBAT2 lôM 50 5 0,08 0,156 0,04 0,078 0,088 TBAT2 lôN 30 3 0,223 0,189 0,1115 0,0945 0,146 TBAT2lôO1 60 8 0,042 0,145 0,021 0,0725 0,075 TBAT2 lôO2 60 8 0,042 0,145 0,021 0,0725 0,075 TBAT2TPT,MG 40 4 0,125 0,17 0,0625 0,085 0,11 TBAT2 BX-DV 25 3 0,268 0,2 0,134 0,1 0,167 6. Tính điện trở và điện kháng của các tuyến dây : Ở mục 4.4 ( Chương IV ) chúng ta đã chọn được tiết diện dây dẫn , chiều dài của các tuyến dây và đã biết được điện trở và điện kháng của các tuyến dây với đơn vị là . Bây giờ chúng ta ghi lại đơn vị là m. Bảng điện trở và điện kháng của thanh dẫn và dây dẫn : Tuyến dây Thanh dẫn Dây dẫn R (m) X (m) R (m) X (m) TBAT1 lôA 0,0835 0,0945 36,67 15,2 TBAT1 lôB 0,0835 0,0945 42,46 17,6 TBAT1 lôC 0,0835 0,0945 32,13 16,8 TBAT1 lôD 0,0625 0,085 17,3 14 TBAT1 lôE 0,0625 0,085 7,44 4,8 TBAT1 lôF 0,134 0,1 124 13,6 TBAT1 lôG 0,0835 0,0945 7,65 4 TBAT1 lôH 0,0835 0,0945 29 12 TBAT1 lôI 0,134 0,1 50 14,8 TBAT2 lôJ1 0,0835 0,0945 53,55 28 TBAT2 lôJ2 0,0835 0,0945 41,31 21,6 TBAT2 lôK 0,04 0,078 13,2 22,4 TBAT2 lôL 0,04 0,078 0,94 1,6 TBAT2 lôM 0,04 0,078 1,18 3,2 TBAT2 lôN 0,1115 0,0945 64,32 19,2 TBAT2lôO1 0,021 0,0725 7,6 16,8 TBAT2 lôO2 0,0335 0,078 11,3 12 TBAT2TPT,MG 0,0625 0,085 29 30 TBAT2 BX-DV 0,134 0,1 170 18,8 5.3 TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH TẠI TỦ PHÂN PHỐI CHÍNH VÀ TỦ ĐỘNG LỰC CỦA HỆ THỐNG : Sơ đồ giả lập tính toán ngắn mạch : 5.3.1 Tính toán ngắn mạch tại tủ phân phối chính : a.Tính toán ngắn mạch tại tủ phân phối 1: - Thành phần chu kỳ của dòng điện ngắn mạch 3 pha : Ick(3) = Trong đó : Utb = 400V R: Điện trở tổng từ TBA đến thanh cái X: Điện kháng tổng từ TBA đến thanh cái R= RBA1 + RAPT1 + RTC1 = 1,9 + 0,37 + 0,025 = 2,295 m X= XBA1 + XAPT1 + XTC1 = 9,41 + 0,094 + 0,145 = 9,649 m Vậy : Ick(3) = KA - Thành phần của dòng điện xung kích 3 pha : ixk(3) = Trong đó : Kxk : Hệ số xung kích phụ thuộc váo tỷ số Tra đường cong trên ta được : Kxk = 1,45 ixk(3) = KA - Giá trị hiệu dụng cực của dòng xung kích 3 pha : Ixk(3) = Ick(3) .= 23,3. KA Bảng Tính toán ngắn mạch tại tủ phân phối1 : Dòng ngắn mạch Đơn vị Giá trị Thành phần chu kỳ ngắn mach 3 pha Thành phần xung kích ngắn mạch 3 pha Giá trị hiệu dụng cực đại của dòng xung kích 3 pha Ick(3) Ixk(3) I(3)xk 22,3KA 47,8KA 27,6KA b. Tính toán ngắn mạch tại tủ phân phối 2 : - Thành phần chu kỳ của dòng điện ngắn mạch 3 pha : Ick(3) = Trong đó : Uđm = 400V R: Điện trở tổng từ TBA đến thanh cái X: Điện kháng tổng từ TBA đến thanh cái R= RBA2 + RAPT2 + RTC2 = 0,86 + 0,37 + 0,02 = 1,25 m X= XBA2 + XAPT2 + XTC2 = 4,72 + 0,094 + 0,133 = 4,947 m Vậy : Ick(3) = KA - Thành phần của dòng điện xung kích 3 pha : ixk(3) = Trong đó : Kxk : Hệ số xung kích phụ thuộc váo tỷ số Tra đường cong trên ta được : Kxk = 1,41 ixk(3) = KA - Giá trị hiệu dụng cực của dòng xung kích 3 pha : Ixk(3) = Ick(3) .= 45,2. KA Bảng Tính toán ngắn mạch tại tủ phân phối 2 : Dòng ngắn mạch Đơn vị Giá trị Thành phần chu kỳ ngắn mach 3 pha Thành phần xung kích ngắn mạch 3 pha Giá trị hiệu dụng cực đại của dòng xung kích 3 pha Ick(3) Ixk(3) I(3)xk 45,2KA 90KA 52,2KA 5.3.2 Tính toán ngắn mạch tại tủ động lực của các tuyến dây : 1. Tính toán ngắn mạch tại tủ điện của tuyến dây từ TBAT1 A : R tđ = R+ RAptoàn tuyến + Rtd + Rdd = 2,295 + 1,1 + 0,0835 + 36,67 = 40,15 m X tđ = X+ XAptoàn tuyến + Xtd + Xdd = 9,649 + 0,2 + 0,945 + 15,2 = 25,14 m - Thành phần chu kỳ của dòng điện ngắn mạch 3 pha : Ick(3) = = KA - Thành phần của dòng điện xung kích 3 pha : ixk(3) = Trong đó : Kxk : Hệ số xung kích phụ thuộc váo tỷ số Tra đường cong trên ta được : Kxk = 1,05 ixk(3) = KA - Giá trị hiệu dụng cực của dòng xung kích 3 pha : Ixk(3) = Ick(3) . Trong đó : Ta = = Ixk(3) = 4,9 KA 2. Tính toán ngắn mạch tại tủ điện của tuyến dây từ TBAT1 B : R tđ = 45,94 m X tđ = 27,54 m - Thành phần chu kỳ của dòng điện ngắn mạch 3 pha : Ick(3) = = KA - Thành phần của dòng điện xung kích 3 pha : ixk(3) = Trong đó : Kxk : Hệ số xung kích phụ thuộc váo tỷ số Tra đường cong trên ta được : Kxk = 1,03 ixk(3) = KA - Giá trị hiệu dụng cực của dòng xung kích 3 pha : Ixk(3) = Ick(3) . Trong đó : Ta = = 0,19 Ixk(3) = 4,3 KA 3. Tính toán ngắn mạch tại tủ điện của tuyến dây từ TBAT1 C : R tđ = 35,6 m X tđ = 26,7 m - Thành phần chu kỳ của dòng điện ngắn mạch 3 pha : Ick(3) = = KA - Thành phần của dòng điện xung kích 3 pha : ixk(3) = Trong đó : Kxk : Hệ số xung kích phụ thuộc váo tỷ số Tra đường cong trên ta được : Kxk = 1,07 ixk(3) = KA - Giá trị hiệu dụng cực của dòng xung kích 3 pha : Ixk(3) = Ick(3) . Trong đó : Ta = = 0,24 Ixk(3) = 5,2 KA 4. Tính toán ngắn mạch tại tủ điện của tuyến dây từ TBAT1 D : R tđ = 20,76 m X tđ = 23,934 m - Thành phần chu kỳ của dòng điện ngắn mạch 3 pha : Ick(3) = = KA - Thành phần của dòng điện xung kích 3 pha : ixk(3) = Trong đó : Kxk : Hệ số xung kích phụ thuộc váo tỷ số Tra đường cong trên ta được : Kxk = 1,14 ixk(3) = KA - Giá trị hiệu dụng cực của dòng xung kích 3 pha : Ixk(3) = Ick(3) . Trong đó : Ta = = 0,37 Ixk(3) = 7,3 KA 5. Tính toán ngắn mạch tại tủ điện của tuyến dây từ TBAT1 E : R tđ = 10,89 m X tđ = 14,734 m - Thành phần chu kỳ của dòng điện ngắn mạch 3 pha : Ick(3) = = KA - Thành phần của dòng điện xung kích 3 pha : ixk(3) = Trong đó : Kxk : Hệ số xung kích phụ thuộc váo tỷ số Tra đường cong trên ta được : Kxk = 1,17 ixk(3) = KA - Giá trị hiệu dụng cực của dòng xung kích 3 pha : Ixk(3) = Ick(3) . Trong đó : Ta = = 0,43 Ixk(3) = 12,6 KA 6. Tính toán ngắn mạch tại tủ điện của tuyến dây từ TBAT1 F : R tđ = 127,53 m X tđ = 23,549 m - Thành phần chu kỳ của dòng điện ngắn mạch 3 pha : Ick(3) = = KA - Thành phần của dòng điện xung kích 3 pha : ixk(3) = Trong đó : Kxk : Hệ số xung kích phụ thuộc váo tỷ số Tra đường cong trên ta được : Kxk = 1,0 ixk(3) = KA - Giá trị hiệu dụng cực của dòng xung kích 3 pha : Ixk(3) = Ick(3) . Trong đó : Ta = = 0,057 Ixk(3) = 1,78 KA 7. Tính toán ngắn mạch tại tủ điện của tuyến dây từ TBAT1 G : R tđ = 11,13 m X tđ = 13,94 m - Thành phần chu kỳ của dòng điện ngắn mạch 3 pha : Ick(3) = = KA - Thành phần của dòng điện xung kích 3 pha : ixk(3) = Trong đó : Kxk : Hệ số xung kích phụ thuộc váo tỷ số Tra đường cong trên ta được : Kxk = 1,15 ixk(3) = KA - Giá trị hiệu dụng cực của dòng xung kích 3 pha : Ixk(3) = Ick(3) . Trong đó : Ta = = 0,4 Ixk(3) = 12,94 KA 8. Tính toán ngắn mạch tại tủ điện của tuyến dây từ TBAT1 H : R tđ = 32,48 m X tđ = 21,94 m - Thành phần chu kỳ của dòng điện ngắn mạch 3 pha : Ick(3) = = KA - Thành phần của dòng điện xung kích 3 pha : ixk(3) = Trong đó : Kxk : Hệ số xung kích phụ thuộc váo tỷ số Tra đường cong trên ta được : Kxk = 1,06 ixk(3) = KA - Giá trị hiệu dụng cực của dòng xung kích 3 pha : Ixk(3) = Ick(3) . Trong đó : Ta = = 0,21 Ixk(3) = 5,9 KA 9. Tính toán ngắn mạch tại tủ điện của tuyến dây từ TBAT1 I : R tđ = 53,529 m X tđ = 24,749 m - Thành phần chu kỳ của dòng điện ngắn mạch 3 pha : Ick(3) = = KA - Thành phần của dòng điện xung kích 3 pha : ixk(3) = Trong đó : Kxk : Hệ số xung kích phụ thuộc váo tỷ số Tra đường cong trên ta được : Kxk = 1,02 ixk(3) = KA - Giá trị hiệu dụng cực của dòng xung kích 3 pha : Ixk(3) = Ick(3) . Trong đó : Ta = = 0,15 Ixk(3) = 3,9 KA 10. Tính toán ngắn mạch tại tủ điện của tuyến dây từ TBAT2 J1 : R tđ = 55,98 m X tđ = 33,24 m - Thành phần chu kỳ của dòng điện ngắn mạch 3 pha : Ick(3) = = KA - Thành phần của dòng điện xung kích 3 pha : ixk(3) = Trong đó : Kxk : Hệ số xung kích phụ thuộc váo tỷ số Tra đường cong trên ta được : Kxk = 1,04 ixk(3) = KA - Giá trị hiệu dụng cực của dòng xung kích 3 pha : Ixk(3) = Ick(3) . Trong đó : Ta = = 0,19 Ixk(3) = 3,5 KA 11. Tính toán ngắn mạch tại tủ điện của tuyến dây từ TBAT2 J2 : R tđ = 43,74 m X tđ = 26,84 m - Thành phần chu kỳ của dòng điện ngắn mạch 3 pha : Ick(3) = = KA - Thành phần của dòng điện xung kích 3 pha : ixk(3) = Trong đó : Kxk : Hệ số xung kích phụ thuộc váo tỷ số Tra đường cong trên ta được : Kxk = 1,05 ixk(3) = KA - Giá trị hiệu dụng cực của dòng xung kích 3 pha : Ixk(3) = Ick(3) . Trong đó : Ta = = 0,19 Ixk(3) = 4,5 KA 12. Tính toán ngắn mạch tại tủ điện của tuyến dây từ TBAT2 K : R tđ = 15,59 m X tđ = 27,625 m - Thành phần chu kỳ của dòng điện ngắn mạch 3 pha : Ick(3) = = KA - Thành phần của dòng điện xung kích 3 pha : ixk(3) = Trong đó : Kxk : Hệ số xung kích phụ thuộc váo tỷ số Tra đường cong trên ta được : Kxk = 1,18 ixk(3) = KA - Giá trị hiệu dụng cực của dòng xung kích 3 pha : Ixk(3) = Ick(3) . Trong đó : Ta = Ixk(3) = 7,3 KA 13. Tính toán ngắn mạch tại tủ điện của tuyến dây từ TBAT2 L : R tđ = 3,33 m X tđ = 6,825 m - Thành phần chu kỳ của dòng điện ngắn mạch 3 pha : Ick(3) = = KA - Thành phần của dòng điện xung kích 3 pha : ixk(3) = Trong đó : Kxk : Hệ số xung kích phụ thuộc váo tỷ số Tra đường cong trên ta được : Kxk = 1,25 ixk(3) = KA - Giá trị hiệu dụng cực của dòng xung kích 3 pha : Ixk(3) = Ick(3) . Trong đó : Ta = = 0,65 Ixk(3) = 30,4 KA 14. Tính toán ngắn mạch tại tủ điện của tuyến dây từ TBAT2 M : R tđ = 3,57 m X tđ = 8,425 m - Thành phần chu kỳ của dòng điện ngắn mạch 3 pha : Ick(3) = = KA - Thành phần của dòng điện xung kích 3 pha : ixk(3) = Trong đó : Kxk : Hệ số xung kích phụ thuộc vào tỷ số Tra đường cong trên ta được : Kxk = 1,28 ixk(3) = KA - Giá trị hiệu dụng cực của dòng xung kích 3 pha : Ixk(3) = Ick(3) . Trong đó : Ta = Ixk(3) = 25,2 KA 15. Tính toán ngắn mạch tại tủ điện của tuyến dây từ TBAT2 N : R tđ = 66,78 m X tđ = 24,44 m - Thành phần chu kỳ của dòng điện ngắn mạch 3 pha : Ick(3) = = KA - Thành phần của dòng điện xung kích 3 pha : ixk(3) = Trong đó : Kxk : Hệ số xung kích phụ thuộc váo tỷ số Tra đường cong trên ta được : Kxk = 1,01 ixk(3) = KA - Giá trị hiệu dụng cực của dòng xung kích 3 pha : Ixk(3) = Ick(3) . Trong đó : Ta = = 0,12 Ixk(3) = 3,25 KA 16. Tính toán ngắn mạch tại tủ điện của tuyến dây từ TBAT2 O1: R tđ = 9,971 m X tđ = 22,02 m - Thành phần chu kỳ của dòng điện ngắn mạch 3 pha : Ick(3) = = KA - Thành phần của dòng điện xung kích 3 pha : ixk(3) = Trong đó : Kxk : Hệ số xung kích phụ thuộc váo tỷ số Tra đường cong trên ta được : Kxk = 1,27 ixk(3) = KA - Giá trị hiệu dụng cực của dòng xung kích 3 pha : Ixk(3) = Ick(3) . Trong đó : Ta = = 0,7 Ixk(3) = 9,6 KA 17. Tính toán ngắn mạch tại tủ điện của tuyến dây từ TBAT2 lô O2: R tđ = 13,68 m X tđ = 17,225 m - Thành phần chu kỳ của dòng điện ngắn mạch 3 pha : Ick(3) = = KA - Thành phần của dòng điện xung kích 3 pha : ixk(3) = Trong đó : Kxk : Hệ số xung kích phụ thuộc váo tỷ số Tra đường cong trên ta được : Kxk = 1,0 ixk(3) = KA - Giá trị hiệu dụng cực của dòng xung kích 3 pha : Ixk(3) = Ick(3) . Trong đó : Ta = Ixk(3) = 10,5 KA 18. Tính toán ngắn mạch tại tủ điện của tuyến dây từ TBAT2 TPTC1,MG-NT: R tđ = 31,41 m X tđ = 35,232 m - Thành phần chu kỳ của dòng điện ngắn mạch 3 pha : Ick(3) = = KA - Thành phần của dòng điện xung kích 3 pha : ixk(3) = Trong đó : Kxk : Hệ số xung kích phụ thuộc váo tỷ số Tra đường cong trên ta được : Kxk = 1,11 ixk(3) = KA - Giá trị hiệu dụng cực của dòng xung kích 3 pha : Ixk(3) = Ick(3) . Trong đó : Ta = = 0,36 Ixk(3) = 4,9 KA 19. Tính toán ngắn mạch tại tủ điện của tuyến dây từ TBAT2 BX-DV: R tđ = 172,5 m X tđ = 24,047 m - Thành phần chu kỳ của dòng điện ngắn mạch 3 pha : Ick(3) = = KA - Thành phần của dòng điện xung kích 3 pha : ixk(3) = Trong đó : Kxk : Hệ số xung kích phụ thuộc váo tỷ số Tra đường cong trên ta được : Kxk = 1,0 ixk(3) = KA - Giá trị hiệu dụng cực của dòng xung kích 3 pha : Ixk(3) = Ick(3) . Trong đó : Ta = = 0,044 Ixk(3) = 1,33 KA Chương VI : LỰA CHỌN THIẾT BỊ KHÍ CỤ ĐIỆN 6.1 KHÁI NIỆM : Việc lựa chọn và kiểm tra các thiết bị điện trong trạm cũng như trong từng tủ điện của các tuyến dây nhằm đảm bảo cho hệ thống làm việc tốt ở chế độ bình thường mà còn có khả năng ổn định được khi quá tải , hay ngắn mạch xẩy ra .Ở chương IV chúng ta đã chọn Aptomat tổng và Aptomat ch các tuyến dây , thanh cái chính và thanh dẫn cho các tuyến dây . Bây giờ chúng tôi chỉ kiểm tra thanh cái và thanh dẫn theo điều kiện ổn định động . 6.2 KIỂM TRA THANH CÁI VÀ THANH DẪN THEO ĐIỀU KIỆN ỔN ĐỊNH ĐỘNG : Khi ngắn mạch thì thanh cái và thanh dẫn chịu tác dụng của lực điện động . Để kiểm tra ổn định động cho thanh cái và thanh dẫn khi ngắn mạch . Cần xác định ứng suất trong vật liệu thanh dẫn do lực điện động gây ra và so sánh ứng suất này với ứng suất cho phép . Ở đây ta chọn thanh dẫn đơn . Điều kiện ổn định động thanh dẫn là : Trong đó : : Ứng suất tính toán (kg/cm2) : Ứng suất cho phép (kg/cm2) Do ta chọn thanh dẫn bằng đồng nên = 1400 kg/cm2 Ứng suất tính toán trong vật liệu thanh dẫn được tính toán bằng : = (kg/cm2) Với : M : Momen uốn (kg/cm) W : Momen chóng uốn của thanh dẫn (cm3) M = Trong đó : Ftt : Lực tính toán do tác dụng của dọng điện ngắn mạch gây ra (kg) l : Khoáng cách giữa các sứ trong một pha (cm) Lực tính toán xác định theo công thức : Ftt = 1,76.10-2 .i2xk a : Khoảng cách giữa các pha (cm) ixk : Dòng điện xung kích ngắn mạch 3 pha (kA) Momen chóng uốn được tính bằng : W = h : Chiều dài thanh dẫn (mm) b : Bề dày thanh dẫn (mm) 6.2.1 Kiểm tra thanh cái chính theo điều kiện ổn định động : a. Kiểm tra thanh cái chính khu vực 1 : Thanh cái chính nhóm 1 có tiết diện : Chọn : l = 80 cm a = 16 cm ixk = 47,8 KA Ta có : Ftt = 1,76.10-2 .. 47,82 = 201,06 (kg) M = (kg.cm) W = (cm3) = (kg/cm2) Vậy : < : Thanh dẫn đã chọn thoả yêu cầu b. Kiểm tra thanh cái chính khu vực 2 : Thanh cái chính nhóm 1 có tiết diện : Chọn : l = 80 cm a = 16 cm ixk = 90 KA Ta có : Ftt = 1,76.10-2 .. 902 = 712,8 (kg) M = (kg.cm) W = (cm3) = (kg/cm2) Vậy : < : Thanh dẫn đã chọn thoả yêu cầu 6.2.2 Kiểm tra thanh dẫn cho các tuyến dây theo điều kiện ổn định động : 1. Kiểm tra thanh dẫn ở tủ điện tuyến dây từ TBA T1 A : Thanh dẫn tuyến dây này có tiết diện : Chọn : l = 40 cm a = 12 cm ixk = 7,3 KA Ta có : Ftt = 1,76.10-2 .. 7,32 = 3,13 (kg) M = (kg.cm) W = (cm3) = (kg/cm2) Vậy : < : Thanh dẫn đã chọn thoả yêu cầu 2. Kiểm tra thanh dẫn ở tủ điện tuyến dây từ TBA T1 B : Thanh dẫn tuyến dây này có tiết diện : Chọn : l = 40 cm a = 12 cm ixk = 6,28 KA Ta có : Ftt = 1,76.10-2 .. 6,282 = 2,31 (kg) M = (kg.cm) W = (cm3) = (kg/cm2) Vậy : < : Thanh dẫn đã chọn thoả yêu cầu 3. Kiểm tra thanh dẫn ở tủ điện tuyến dây từ TBA T1 C : Thanh dẫn tuyến dây này có tiết diện : Chọn : l = 40 cm a = 12 cm ixk = 7,9 KA Ta có : Ftt = 1,76.10-2 .. 7,92 = 3,66 (kg) M = (kg.cm) W = (cm3) = (kg/cm2) Vậy : < : Thanh dẫn đã chọn thoả yêu cầu 4. Kiểm tra thanh dẫn ở tủ điện tuyến dây từ TBA T1 D : Thanh dẫn tuyến dây này có tiết diện : Chọn : l = 40 cm a = 12 cm ixk = 11,8 KA Ta có : Ftt = 1,76.10-2 .. 11,82 = 8,17 (kg) M = (kg.cm) W = (cm3) = (kg/cm2) Vậy : < : Thanh dẫn đã chọn thoả yêu cầu 5. Kiểm tra thanh dẫn ở tủ điện tuyến dây từ TBA T1 E : Thanh dẫn tuyến dây này có tiết diện : Chọn : l = 40 cm a = 12 cm ixk = 20,85 KA Ta có : Ftt = 1,76.10-2 .. 20,852 = 25,5 (kg) M = (kg.cm) W = (cm3) = (kg/cm2) Vậy : < : Thanh dẫn đã chọn thoả yêu cầu 6. Kiểm tra thanh dẫn ở tủ điện tuyến dây từ TBA T1 F : Thanh dẫn tuyến dây này có tiết diện : Chọn : l = 40 cm a = 12 cm ixk = 2,52 KA Ta có : Ftt = 1,76.10-2 .. 2,522 = 0,37 (kg) M = (kg.cm) W = (cm3) = (kg/cm2) Vậy : < : Thanh dẫn đã chọn thoả yêu cầu 7. Kiểm tra thanh dẫn ở tủ điện tuyến dây từ TBA T1 G : Thanh dẫn tuyến dây này có tiết diện : Chọn : l = 40 cm a = 12 cm ixk = 21 KA Ta có : Ftt = 1,76.10-2 .. 212 = 25,9 (kg) M = (kg.cm) W = (cm3) = (kg/cm2) Vậy : < : Thanh dẫn đã chọn thoả yêu cầu 8. Kiểm tra thanh dẫn ở tủ điện tuyến dây từ TBA T1 H : Thanh dẫn tuyến dây này có tiết diện : Chọn : l = 40 cm a = 12 cm ixk = 8,8 KA Ta có : Ftt = 1,76.10-2 .. 8,82 = 6,81 (kg) M = (kg.cm) W = (cm3) = (kg/cm2) Vậy : < : Thanh dẫn đã chọn thoả yêu cầu 9. Kiểm tra thanh dẫn ở tủ điện tuyến dây từ TBA T1 I : Thanh dẫn tuyến dây này có tiết diện : Chọn : l = 40 cm a = 12 cm ixk = 5,63 KA Ta có : Ftt = 1,76.10-2 .. 5,632 = 1,86 (kg) M = (kg.cm) W = (cm3) = (kg/cm2) Vậy : < : Thanh dẫn đã chọn thoả yêu cầu 10. Kiểm tra thanh dẫn ở tủ điện tuyến dây từ TBA T2 J1 : Thanh dẫn tuyến dây này có tiết diện : Chọn : l = 40 cm a = 12 cm ixk = 5,2 KA Ta có : Ftt = 1,76.10-2 .. 5,22 = 1,59 (kg) M = (kg.cm) W = (cm3) = (kg/cm2) Vậy : < : Thanh dẫn đã chọn thoả yêu cầu 11. Kiểm tra thanh dẫn ở tủ điện tuyến dây từ TBA T2 J2 : Thanh dẫn tuyến dây này có tiết diện : Chọn : l = 40 cm a = 12 cm ixk = 6,7 KA Ta có : Ftt = 1,76.10-2 .. 6,72 = 2,63 (kg) M = (kg.cm) W = (cm3) = (kg/cm2) Vậy : < : Thanh dẫn đã chọn thoả yêu cầu 12. Kiểm tra thanh dẫn ở tủ điện tuyến dây từ TBA T2 K : Thanh dẫn tuyến dây này có tiết diện : Chọn : l = 40 cm a = 12 cm ixk = 12,2 KA Ta có : Ftt = 1,76.10-2 .. 12,22 = 8,73 (kg) M = (kg.cm) W = (cm3) = (kg/cm2) Vậy : < : Thanh dẫn đã chọn thoả yêu cầu 13. Kiểm tra thanh dẫn ở tủ điện tuyến dây từ TBA T2 L : Thanh dẫn tuyến dây này có tiết diện : Chọn : l = 40 cm a = 12 cm ixk = 53,7 KA Ta có : Ftt = 1,76.10-2 .. 53,72 = 169,18 (kg) M = (kg.cm) W = (cm3) = (kg/cm2) Vậy : < : Thanh dẫn đã chọn thoả yêu cầu 14. Kiểm tra thanh dẫn ở tủ điện tuyến dây từ TBA T2 M : Thanh dẫn tuyến dây này có tiết diện : Chọn : l = 40 cm a = 12 cm ixk = 45,6 KA Ta có : Ftt = 1,76.10-2 .. 45,62 = 121,99 (kg) M = (kg.cm) W = (cm3) = (kg/cm2) Vậy : < : Thanh dẫn đã chọn thoả yêu cầu 15. Kiểm tra thanh dẫn ở tủ điện tuyến dây từ TBA T2 N : Thanh dẫn tuyến dây này có tiết diện : Chọn : l = 40 cm a = 12 cm ixk = 4,64 KA Ta có : Ftt = 1,76.10-2 .. 4,642 = 1,26 (kg) M = (kg.cm) W = (cm3) = (kg/cm2) Vậy : < : Thanh dẫn đã chọn thoả yêu cầu 16. Kiểm tra thanh dẫn ở tủ điện tuyến dây từ TBA T2 O1 : Thanh dẫn tuyến dây này có tiết diện : Chọn : l = 40 cm a = 12 cm ixk = 17,2 KA Ta có : Ftt = 1,76.10-2 .. 17,22 = 17,36 (kg) M = (kg.cm) W = (cm3) = (kg/cm2) Vậy : < : Thanh dẫn đã chọn thoả yêu cầu 17. Kiểm tra thanh dẫn ở tủ điện tuyến dây từ TBA T2 O2 : Thanh dẫn tuyến dây này có tiết diện : Chọn : l = 40 cm a = 12 cm ixk = 14,8 KA Ta có : Ftt = 1,76.10-2 .. 14,82 = 12,85 (kg) M = (kg.cm) W = (cm3) = (kg/cm2) Vậy : < : Thanh dẫn đã chọn thoả yêu cầu 18. Kiểm tra thanh dẫn ở tủ điện tuyến dây từ TBA T2 TPTC1,MG-NT : Thanh dẫn tuyến dây này có tiết diện : Chọn : l = 40 cm a = 12 cm ixk = 7,69 KA Ta có : Ftt = 1,76.10-2 .. 7,692 = 3,47 (kg) M = (kg.cm) W = (cm3) = (kg/cm2) Vậy : < : Thanh dẫn đã chọn thoả yêu cầu 19. Kiểm tra thanh dẫn ở tủ điện tuyến dây từ TBA T2 BX-DV : Thanh dẫn tuyến dây này có tiết diện : Chọn : l = 40 cm a = 12 cm ixk = 1,9 KA Ta có : Ftt = 1,76.10-2 .. 1,92 = 0,21 (kg) M = (kg.cm) W = (cm3) = (kg/cm2) Vậy : < : Thanh dẫn đã chọn thoả yêu cầu 6.3 CHỌN KHÍ CỤ PHÍA TRUNG ÁP : 6.3.1 Chọn cầu chì tự rơi : Cầu chì là một khí cụ điện dùng để bảo vệ mạch điện khi ngắn mạch . Thời gian cắt mạch của cầu chì phụ thuộc rất nhiều vào vật liệu làm dây dẫn . Điều kiện chọn và kiểm tra cầu chì : Đại lượng chọn và kiểm tra Điều kiện Điện áp định mức (KV) Dòng điện định mức (A) Dòng cắt định mức (KA) Uđmcc UđmLĐ Iđmcc 1,4, Icđm I” Trong đó : UđmLĐ : Điện áp định mức của lưới điện : dòng định mức của MBA phía sơ cấp : dòng ngắn mạch phía sơ cấp khi ngắn mạch 3 pha phía thứ cấp I’’ : Dòng siêu quá độ Trạm T1: Dựa vào giáo trình “Thiết kế lắp đặt điện theo tiêu chuẩn quốc tế IEC” trang C46 chọn FCO có các thông số kỹ thuật sau : + + + Trạm T2: Dựa vào giáo trình “Thiết kế lắp đặt điện theo tiêu chuẩn quốc tế IEC” trang C46 chọn FCO có các thông số kỹ thuật sau : + + + 6.3.2 Chọn chóng sét van LA : Điều kiện chọn : + Điện áp : Uđmtb Ulưới + Tần số : fđmtb = fđmht Chóng sét LA được chọn có các thông số kỷ thuật như sau : Điện áp định mức : 12KV Tần số : 50Hz BIL(1,2/50ms) : 110KV Dòng điện xả danh định : 10KA Điện thế dư cực với sóng 0,5- 10KA : 24KV Mức điện áp xung khởi động cực đại với xung 500A, tốc độ ban đầu sóng 45: 23, 5KV + Đối với vỏ bọc chóng sét : Độ bền cách điện đối với điện áp duy trì tần số công nghiệp : + Khô trong 1 phút : 50KV + Ướt trong 12giây : 40KV Khoảng cách rò phóng điện : 20mm/KV Vật liệu cách điện của vỏ chóng sét : Polyme 6.3.3 Chọn dao cách ly DS : Điều kiện chọn : + Điện áp : Uđmtb Ulưới + Iđmtb Ilvmax + Imax Ixk Dao cách ly có các thông số kỷ thuật như sau : Trạm T1: Điện áp định mức : 24KV Tần số : 50Hz - Dòng điện định mức 100A - Dòng cắt cực đại : 120KA - Dòng ổn định nhiệt : 29KA/s Trạm T2: Điện áp định mức : 24KV Tần số : 50Hz - Dòng điện định mức: 200A - Dòng cắt cực đại : 120KA - Dòng ổn định nhiệt : 29KA/s 6.4 CHỌN KHÍ CỤ PHÍA HẠ ÁP : 6.4.1 Chọn thiết bị đo đếm : Sử dụng hệ thống đo đếm gián tiếp phía hạ thế bằng điện kế 3 pha 4 dây 220/380V kết hợp với biến dòng TI hạ thế . Lựa chọn biến dòng : + Điều kiện lựa chọn TI : Điện áp định mức : Uđmti Uđmlưới Dòng điện sơ cấp định mức : Iđmti Ilvmax Máy biến dòng lựa chọn có các thông số kỷ thuật sau : Khu vực 1 : + Điện áp định mức Uđm : 600V + Dòng điện định mức phía sơ cấp I1đm : 2000A + Dòng điện định mức phía thứ cấp I2đm : 5A + Phụ tải định mức của cuộn thứ cấp : 10VA + Cấp chính xác : 0,5 + Dây dẫn từ biến dòng đến điện kế dùng dây đồng tiết diện 2,5mm2 Khu vực 2 : + Điện áp định mức Uđm : 600V + Dòng điện định mức phía sơ cấp I1đm : 4000A + Dòng điện định mức phía thứ cấp I2đm : 5A + Phụ tải định mức của cuộn thứ cấp : 10VA + Cấp chính xác : 0,5 + Dây dẫn từ biến dòng đến điện kế dùng dây đồng tiết diện 2,5mm2 Chương VII : BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG Điện năng là năng lượng chủ yếu của các xí nghiệp công nghiệp. Các xí nghiệp này tiêu thụ khoảng trên 70% tổng số điện năng được sản xuất ra. Vì thế vấn đề sử dụng hợp lý và tiết kiệm điện năng trong các xí nghiệp công nghiệp có ý nghĩa rất lớn. Về mặt sản xuất điện năng vấn đề đặt ra là phải tận dụng hết khả năng của các nhà máy phát điện để sản xuất ra được điện nhiều nhất ; đồng thời về mặt dùng điện phải hết sức tiết kiệm điện, giảm tốt thất điện năng đến mức nhỏ nhất, phấn đấu để một 1KWh điện ngày càng làm ra nhiều sản phẩm hoặc chi phí điện năng cho một đơn vị sản phẩm ngày càng giảm. Vì thế để năng cao chất lượng điện năng thì các xí nghiệp công nghiệp dùng thiết bị bù công suất phản kháng (nâng cao hệ số cos) để giảm tổn thất điện năng. 7.1 Ý NGHĨA VÀ BIỆN PHÁP NÂNG CAO HỆ SỐ cos : 7.1.1 Ý nghĩa: Nâng cao hệ số công suất cos là một trong những biện pháp quan trọng để tiết kiệm điện năng. Hệ số công suất cos là một chỉ tiêu để đánh giá xí nghiệp dùng điện có hợp lý hay không.Phần lớn các thiết bị dùng điện đều tiêu thụ công suất tác dụng P và công suất phản kháng Q. cos được năng cao sẽ đưa đến những hiệu quả sau: 1. Giảm được tổn thất công suất trong mạng điện : Tổn thất điện áp được tính như sau : Khi giảm lượng Q truyền tải trên đường dây ta giảm được thành phần tổn thất điện áp do Q gây ra . 2. Giảm được tổn thất điện áp trong mạng điện : Khi giảm lượng Q truyền tải trên đường dây ta giảm được thành phần tổn thất điện áp do Q gây ra . 3.Tăng khả năng truyền tải của đường dây và máy biến áp : Khả năng truyền tải của đường dây và máy biến áp phụ thuộc vào điều kiện phát nóng , tức phụ thuộc vào dòng điện cho phép . Dòng điện chạy trên dây dẫn và máy biến áp được tính như sau : I = Biểu thức này nói lên với cùng một trạng thái phát nóng nhất định của đường dây và máy biến áp chúng ta có thể tăng khả năng truyền tải công suất tác dụng P bằng cách giảm công suất phản kháng Q . Vì thế khi vẫn giữ nguyên đường dây và máy biến áp , nếu cos của mạng được nâng cao ( tức giảm Q truyền tải ) thì khả năng truyền tải của chúng tăng lên . 7.1.2 Các biện pháp năng cao hệ số công suất cos: Các biện pháp nâng cao hệ số công suất cos được chia làm hai nhóm chính : Nhóm các phương nâng cao hệ số costự nhiên ( không dùng thiết bị bù ) và nhóm các biện pháp nâng cao hệ số cos bằng cách bù công suất phản kháng. a. Nâng cao hệ số công suất cos tự nhiên : Nâng cao hệ số công suất cos tự nhiên là tìm các biện pháp để các hộ dùng điện các hộ dùng điện giảm bớt được lượng công suất phản háng Q tiêu thụ như : Aùp dụng các quá trình công nghệ tiên tiến, sử dụng hợp lý các thiết bị điện . Sau đây các biện pháp nâng cao hệ số công suất cos tự nhiên : - Thay đổi và cải tiến quy trình công nghệ để các thiết bị làm việc ở chế độ hợp lý nhất - Thay thế động cơ không đồng bộ làm việc non tải bằng động cơ có công suất nhỏ hơn - Giảm điện áp của những động cơ chạy non tải - Hạn chế động cơ chạy không tải - Dùng động cơ đồng bộ thay thế động cơ không đồng bộ - Nâng cao chất lượng sữa chữa động cơ - Thay thế những máy biến áp làm việc non tải bằng những máy biến áp códung lượng nhỏ hơn b. Nâng cao hệ công suất cos bằng phương pháp bù : Bằng cách đặt các thiết bị bù ở gần các hộ tiêu dùng điện để cung cấp công suất phản kháng cho chúng, ta giảm được lượng công suất phản kháng phải truyền tải trên đường dây do đó nâng cao được hệ số cos của mạng. Biện pháp bù không giảm được lượng công suất phản kháng tiêu thụ của các hộ dùng điện mà chỉ giảm được lượng công suất phản kháng phải truyền tải trên đường dây mà thôi . Vì thế chỉ sau khi thực hiện các biện pháp nâng cao cos tự nhiên mà vẫn không đạt yêu cầu thì chúng ta mới xét đến phương pháp bù. Để việc bù công suất phản kháng có hiệu quả cao nhất thì ta phải xác định được dung lượng bù hợp lý, dựa trên cơ sở tính toán và so sánh kinh tế kỷ thuật. 7.1.3 Thiết bị bù công suất phản kháng : Thiết bị bù phải chọn trên cơ sở tính toán so sánh về kinh tế kỷ thuật . Để bù công suất phản kháng tiêu thụ tại các xí nghiệp , chúng ta có thể dùng : Tụ điện , máy bù đồng bộ , đông cơ không đồng bộ rô to dây quấn . 1 Tụ điện : Là loại thiết bị điện tĩnh , làm việc với dòng điện vượt trước điện áp, do đó nó có thể sinh ra công suất phản kháng Q cung cấp cho mạng điện .Tụ điện thường được chế tạo với điện áp định mức :220V, 0,4KV, 3KV, 6KV, 10KV. Khi dùng tụ điện có những ưu và nhược điểm sau : Ưu điểm : + Tổn thất công suất tác dụng bé, khoảng 0,003 0.005KW/KVAR + Vận hành đơn giản, có thể đặt ở cấp điện áp bất kỳ + Giá thành rẻ, lắp ráp bảo quản dễ dàng + Có thể sử dụng ở nơi khô ráo bất kỳ để đặt bộ tụ Nhược điểm : + Nhạy cảm với sự biến động của điện áp đặt lên cực tụ điện + Cấu tạo kém chắc chắn nên dễ bị phá hỏng khi xẩy ra ngắn mạch + Khi cắt tụ điện ra khỏi mạng trên cực của tụ điện vẫn còn điện áp dư có thể gây nguy hiểm cho nhân viên vận hành và sữa chữa . 2. Máy bù đồng bộ : Là một động cơ đồng bộ làm việc ở chế độ không tải . Do không có phụ tải trên trục nên máy bù đồng bộ được chế tạo gọn nhẹ và rẻ hơn so với động cơ đồng bộ cùng công suất . Ở chế độ quá kích thích máy bù sản xuất ra công suất phản kháng cung cấp cho mạng , còn ở chế độ thiếu kích thích máy bù tiêu thụ công suất phản kháng của mạng . Khi dùng máy bù đồng bộ có những ưu và nhược điểm sau : Ưu điểm : + Chế tạo gọn nhẹ + Dễ điều chỉnh điện áp + Ít hư hỏng về cơ khí + Có khả năng nâng cao tính ổn định của hệ thống Nhược điểm : + Do có phần quay nên lắp ráp bảo quản và vận hành khó khăn + Tổn thất công suất trong máy bù khá lớn 0,015 0,035KW/KVAR + Chỉ đặt được bỡi cấp điện áp 6-10KV 3. Động cơ không đồng bộ roto dây quấn được đồng bộ hoá : Khi cho dòng điện một chiều vào roto của động cơ không đồng bộ dây quấn , động cơ sẽ làm việc như một động cơ đồng bộ với dòng điện vượt trước điện áp . Do đó nó có khả năng sinh ra công suất phản kháng cung cấp cho mạng . Nhược điểm : + Tổn thất công suất khá lớn ¬Vị trí đặt tụ bù : + Đặt tập trung ở thanh cái phía điện áp thấp của trạm biến áp : Áp dụng khi tải ổn định và liên tục , bộ tụ được đấu vào thanh góp của tủ phân phối chính + Đặt thành nhóm ở tụ điện phân phối động lực : Được sử dụng khi mạng điện quá lớn và khi chế độ tải liên tục , bộ tụ được đấu vào tủ phân phối khu vực + Đặt phân tán ở từng thiết bị dùng điện : Được xét đến khi trong mạng điện có động cơ công suất lớn đáng kể so với công suất mạng điện . Bộ tụ được mắc trực tiếp vào đầu dây nối của thiết bị dùng điện Hình 7.1 Các hình thức bù Trường hợp các hộ tiêu thụ ở cuối đường dây : Hộ tiêu thụ phân bố đều trên đường dây , kết quả tính toán cho vị trí thích hợp để giảm tối thiểu mức tổn thất điện áp là đặt tụ bù trong khoảng chiều dài đường dây tính từ đầu phát của đường dây . ¬ Vận hành tụ bù : Tụ bù được vận hành theo hai hình thức : + Loại cố định : Được đóng thường xuyên vào đường dây + Loại ứng động : Giàn tụ điện tự động đóng cắt theo nhu cầu công suất phản kháng của hệ thống , đóng vào giờ cao điểm , mở ra trong giờ thấp điểm của đồ thị phụ tải . 7.2 CÁCH XÁC ĐỊNH DUNG LƯỢNG BÙ : Khi ta nâng hệ số công suất cos thì sẽ có hệ số công suất cos P1 = 3UI1.cos (1) P2 = 3UI2.cos (2) Với P1 = P2 = const Do đó : I1 = I2 = (3) Công suất phản kháng : Q1 = 3UI1.Sin (4) Q2 = 3UI2.Sin (5) Từ (3) và (5) ta có : Q2 = 3U. (6) Dùng dung lượng bù để nâng cao từ cos đến cos là Qbù : Qbù = P ( tg - tg ) , KVAR P : Phụ tải tính toán của phân xưởng hay nhóm (KW) : Góc ứng với hệ số công suất trung bình (cos) : Góc ứng với hệ số công suất trung bình (cos) a = 0,9-1 : Hệ số xét tới khả năng nâng cao cosbằng những phương pháp không đòi hỏi đặt thiết bị bù . Hệ số công suất cos ở trên thường lấy bằng hệ số công suất do cơ quan quản lý hệ thống điện quy định cho mỗi hộ tiêu thụ phải đạt được, thường nằm trong khoảng 0,85 0,95 . Ở đây ta chọn hệ số công suất sau khi bù cho khu dân cư là cos = 0,9 hay tg = 0,48 Hệ số công suất trung bình của một nhóm thiết bị được tính theo công thức : Cos = Ngoài ra dung lượng bù còn có thể xác định theo công thức : Qbù = P.Kp với Kp tra sổ tay thiết kế 7.3 TÍNH DUNG LƯỢNG ,CHỌN VỊ TRÍ VÀ THIẾT BỊ BÙ CHO HỆ THỐNG: 7.3.1 Tính dung lượng bù của hệ thống : Dung lượng bù xác định theo công thức : Qbù = Ptt ( tg - tg ) , KVAR tg : được xác định từ cos = 0,8 Suy ra: tg = 0,75 tg : được xác định từ cos = 0,9 Suy ra : tg = 0,48 Khu vực 1 : Qbu1ø = 914( 0,75 – 0,48 ) = 246,78 KVAR Chọn bộ tụ VCB-240/260 của hãng Federal có các thông số kỹ thuật sau : Udmø =400/440 V Qbu1ø = 260 KVAR Khu vực 2 : Qbu2ø = 1892,5( 0,75 – 0,48 ) = 510,97 KVAR Chọn bộ tụ VCB-340/500 của hãng Federal có các thông số kỹ thuật sau: Udmø =400/440 V Qbu2ø = 500 KVAR 7.3.2 Chọn thiết bị bù : Chọn thiết bị bù cho hệ thống là tụ bù vì : + Dung lượng bù tương đối nhỏ, giá thành thấp + Tụ bù dễ sử dụng , lắp ráp , vận hành và sữa chữa + Tổn thất công suất tác dụng bé 7.3.3 Chọn vị trí bù : Dựa vào điều kiện kinh tế, kỷ thuật vào thao tác vận hành thì chúng ta chọn vị trí đặt tụ cho hệ thống theo phương pháp đặt tập trung ở thanh cái của tủ phân phối chính vì : Khi bù tại vị trí này giảm được tổn thất công suất phía trước tụ bù (máy biến áp ), giảm công suất biểu kiến , nâng cao cos, ổn định điện áp của mạng điện . KẾT LUẬN ˜&™ KẾT LUẬN : Qua 12 tuần làm đồ án với sự hướng dẫn tận tình của thầy Quyền Huy Ánh . Em đã hoàn thành đồ án này , với đề tài được giao “ Thiết Kế Cung Cấp Điện Cho Khu Dân Cư Phú Mỹ “ . Trong quá trình làm đồ án , em có dịp được vận dụng những kiến thức đã học để giải quyết những vấn đề trong thiết kế . Từ đó rút ra được một số kiến thức mới cũng như những kinh nghiệm quý báu để vận dụng sau này . Tuy nhiên đây là lần đầu tiên thiết kế và những kiến thức còn hạn chế nên chắc chắn có nhiều sai sót , rất mong các thầy, cô cũng như các bạn đọc đóng góp ý kiến để đồ án được hoàn thiện hơn . Em xin chân thành cảm ơn thầy hướng dẫn , các thầy cô trong khoa Điện-Điện Tử và các bạn sinh viên đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án đúng thời hạn . HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI : Do quy mô công trình tương đối lớn , phải thiết kế nhiều phần nên chương chống sét chưa đưa vào nội dung đề tài . Ngoài ra một số vấn đề tối ưu trong hệ thống tính toán cung cấp điện như :Tính toán chi tiết để thiết kế chiếu sáng cho các thiết bị trong các căn hộ, chọn số lượng công suất trạm biến áp tiếp tục được mở rộng . Tp . Hồ Chí Minh , ngày 2 tháng 1 năm 2006 @ Sinh viên thực hiện Hoàng Văn Phước TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN TG : Ngô Hồng Quang – Vũ Văn Tầm – NXBKHKT – Hà Nội 1998 2. GIÁO TRÌNH CUNG CẤP ĐIỆN ( TẬP 1 , TẬP 2 ) TG : Nguyễn Xuân Phú – Trường Đại Học Sư Phạm Kỷ Thuật TPHCM 1991 3. HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ LẮP ĐẶT ĐIỆN THEO TIÊU CHUẨN QUỐC TẾ IEC -NXBKHKT 4. SỔ TAY LỰA CHỌN VÀ TRA CỨU THIẾT BỊ ĐIỆN TG : Ngô Hồng Quang – NXBKHKT 5. MẠNG CUNG CẤP VÀ PHÂN PHỐI ĐIỆN TG : Bùi Ngọc Thư – NXBKHKT – Hà Nội - 2002 6. KỶ THUẬT ĐIỆN CAO ÁP ( TẬP 1 , TẬP 2 ) TG : Nguyễn Hoàng Việt – NXBĐHQG . TPHCM SƠ ĐỒ ĐI DÂY CỦA HỆ THỐNG