Tải bản đầy đủ
Việc tính chọn các thiết bị điện nhằm đảm bảo các thiết bị làm việc tin cậy, lâu dài, vận hành an toàn, sửa chữa thuận lợi.

Việc tính chọn các thiết bị điện nhằm đảm bảo các thiết bị làm việc tin cậy, lâu dài, vận hành an toàn, sửa chữa thuận lợi.

Tải bản đầy đủ

Đồ án cung cấp điện

GVHD: TS_ Võ Tiến Trung
SVTH: Nguyễn Thị Kim Thoa

1. Chọn cáp từ trạm biến áp trung gian tới tủ phân phối phân xưởng
Đối với nhà máy cơ khí do làm việc 3 ca, thời gian sử dụng công suất lớn nhất
là 4500h, cáp chọn là cáp lõi đồng.
Tra bảng ta được Jkt = 2,7 A/mm2.
Tiết diện kinh tế của cáp mm2
Cáp từ TBA tới các TPPPX là cáp lộ kép (n = 2) nên:
;
Căn cứ vào trị số của Fkt tính được, tra bảng lựa chọn tiết diện dây dẫn chuẩn
gần nhất.
Kiểm tra tiết diện dây cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng.
khc . Icp ≥ Ilvmax
trong đó:
khc = k1.k2: hệ số hiệu chỉnh;
k1 hệ số hiệu chỉnh theo nhiết độ lấy k1 = 1
k2 hệ số hiệu chỉnh khi tính tới số đường dâu cùng đặt chung trong cùng
một rảnh, các rãnh đều đặt 2 cáp, khoảng cách giữa các sợi cáp là 100 mm.
Tra bảng phụ lục ta có k2 = 0,9.
Do khoảng cách từ TBA tới các TPP là ngắn nên ta không kiểm tra theo tổn
thất điện áp.
Chọn cáp từ TBA đến tủ phân phôi phân xưởng cơ điện
Dòng điện cực đại qua cáp:

Tra bảng phụ lục 4.29, sách hệ thống cung cấp điện, trang 380, ta chọn cáp có
tiết diện 50mm2 với Icp = 192
Kiểm tra theo điều kiện phát nóng:
45

Đồ án cung cấp điện

GVHD: TS_ Võ Tiến Trung
SVTH: Nguyễn Thị Kim Thoa

0,9.Icp = 0,9 . 192 =173< Ilvmax
Do cáp đã chọn không thỏa mãn điều kiện phát nóng nên ta tăng kích thước
cáp lên 120 mm2 với Icp = 346 (A).
Kiểm tra theo điều kiện phát nóng:
0,9.Icp = 0,9 . 346 = 311> Ilvmax
Tính toán tương tự cho các phân xưởng khác ta có bảng chọn cáp cho các
phân xưởng của nhà máy như sau:
Thông số kỹ thuật của cáp từ TBA đến các phân xưởng
STT

Tên Phân
Xưởng

Stt

Itt

(kVA)

(A)

1

Cơ điện

163

248

2

Cơ khí 1

138

3

Cơ khí 2

4

Tiết diện

Icp

(mm2)

(A)

3G120

120

346

210

3G70

70

246

222

337

3G150

150

395

Rèn, dập

207

315

3G150

150

395

5

Đúc thép

269

409

3G240

240

538

6

Đúc gang

234

356

3G185

185

450

200

304

3G120

120

346

7

Dụng cụ

Loại cáp

8

Mộc mẫu

114

173

3G70

70

246

9

Nhiệt luyện

233

354

3G150

150

395

10

Kiểm nghiệp

86

131

3G35

35

158

11

Kho 1(sản phẩm)

61

93

3G10

10

75

12

Kho 2(vật tư)

56

85

3G10

10

75

13

Nhà hành chính

103

156

3G50

50

192

2. Chọn aptomat
2.1 Chọn áp tô mát bảo vệ cho các phân xưởng
Điều kiện chọn :
UđmATM≥ Uđmmạng ;

IđmAT≥ IttPX (A).
46

Đồ án cung cấp điện

GVHD: TS_ Võ Tiến Trung
SVTH: Nguyễn Thị Kim Thoa

Tra bảng 3.5 trang 148 sách cung cấp điện ta co bảng sau :
Bảng 4.2. Bảng thông số kỹ thuật của Áp tô mát bảo vệ cho các Phân xưởng của
nhà máy cơ khí
Tham số kỹ thuật của aptomat
Stt

Tên phân
xưởng

Ittpx

1

Cơ điện

(A)
248

2
3
4
5
6
7
8
9
10
11

Cơ khí 1
Cơ khí 2
Rèn , dập
Đúc thép
Đúc gang
Dụng cụ
Mộc mấu
Nhiệt luyện
Kiểm nghiệm
Kho 1( sản

12
13

phẩm)
Kho 2( vật tư)
Nhà hành

210
337
315
409
356
304
173
354
131

Loại ATM

NS400N

Iđm

Uđm

(A)

(V)

400

IN (A) Số

Số

cực

lượng

690

10

3

01

NS250N
NS400N
NS400N
NS630N
NS400N
NS400N
NS250N
NS400N
NS250N
C100E

250
400
400
630
400
400
250
400
250
100

690
690
690
690
690
690
690
690
690
500

8
10
10
10
10
10
8
10
8
7,5

3
3
3
3
3
3
3
3
3
3

01
01
01
01
01
01
01
01
01
01

C100E
NS250N

100
250

500
690

7,5
8

3
3

01
01

93
85
156

chính
2.2 Chọn ATM đầu ra của MBA (AB1,AB2,AB3)
Điều kiện chọn: UđmATM≥ Uđm.mạng = 400 V.
IđmATM≥ ILV max
ILVmax : Dòng làm việc lớn nhất chạy qua ATM .
Tra bảng 3.8 ta chọn được áptomat do hãng MERLINGERLIN chế tạo có các
thông số sau:
Bảng 4.3. Bảng thông số aptomat đầu ra của máy biến áp
47

Đồ án cung cấp điện

GVHD: TS_ Võ Tiến Trung
SVTH: Nguyễn Thị Kim Thoa

Loại ATM
Số cực
Iđm (A)
Uđm (V)
IN (KA)
CM1600N
3
1600
690
50
2.3 Chọn ATM liên lạc thanh cái hạ áp của các MBA:

Số lượng
03

* Trong 1 trạm nào đó khi bị sự cố 1 MBA thì phụ tải quan trọng của nhà
máy được cung cấp điện thông qua ATM liên lạc.
Điều kiện chọn: UđmATM≥ Uđm.mạng = 400 V.
IđmATM≥ ILV max
ILVmax : Dòng làm việc lớn nhất chạy qua ATM liên lạc.
Phụ tải quan trọng của MBA1 là :Sqt1 = 570(kVA)
Phụ tải quan trọng của MBA2 là:Sqt2= 1106(kVA)
Công suất truyền tải cực đại qua ATM liên lạc
Sllmax=Sqt2 = 1106 (KVA)
Gỉả sử khi 1 MBA bị hỏng thì máy còn lại sẽ mang tải của các phụ tải quan
trọng như vậy:
I LL max =

S qt 2
3.U dm

=

1106
3.0,4

= 1596,3

(A)
Ta chọn aptomat liên lạc kiểu CM1600N số lượng 1.(Tra bảng phụ lục IV.3
sách TKCĐ)
Như vậy khi 1 máy bị hỏng thì máy còn lại sẽ CCĐ cho các hộ phụ tải loại 1
thông qua ATM liên lạc. Do 2 phụ tải này lại nằm ở 2 MBA khác nhau nên khi mất
1 MBA thì máy còn lại thông qua ATM liên lạc sẽ CCĐ cho 1 hộ phụ tải quan
trọng còn 1 phụ tải sẽ không phải thông qua ATM liên lạc như vậy ta tính cho
trường hợp có dòng ILV max lớn hơn.
Tra bảng ta chọn được ATM do hãng MERLINGERLIN chế tạo có các thông số
sau:
Bảng 4.4: Thông số kỹ thuật của Aptomat liên lạc
Loại ATM

Số cực

Iđm (A)

Uđm (V)
48

IN (KA)

Số lượng

Đồ án cung cấp điện

CM1600N

GVHD: TS_ Võ Tiến Trung
SVTH: Nguyễn Thị Kim Thoa

3

1600

690

50

02

3. Chọn dao cách ly cho đầu vào trạm MBA nhà máy CL1,CL2 :
Điều kiện chọn: UđmCD≥ Uđm mạng = 35 KV.
Idm(Cl1,Cl2) ≥ Ilvmax(Cl1,Cl2)
Dòng làm việc cực đại chảy qua 2 dao cách ly này xuất hiện ở chế độ sự cố dây tải
điện từ nguồn tới trạm biến áp nhà máy và được xác định như sau:
Itt nm=31 A
Tra bảng 2-24 trang 640 CCĐ ta chọn dao cách ly điện áp cao đặt ngoài trời do
Liên Xô chế tạo có số liệu kỹ thuật như trong bảng:
Bảng 4.5. Bảng thống số kỹ thuật của dao cách ly
Kiểu
PΛH-3-1/22/400

Iôđ.đ ( KA )
IXK
IXK
80

31

Iô.đn 10 s

Số lượng

Khối lượng (kg)

( KA )
12

2

66

4. Lựa chọn chống sét :
Các hệ thống CCĐ khi bị sét đánh sẽ gây ra hiện tượng trong đó nguy hiểm là hiện
tượng quá điện áp , khi đó cách điện bị chọc thủng vì vậy cần có các biện pháp để
bảo vệ các thiết bị điện các nhà cao tầng... không bị sét đánh trực tiếp.
Có 3 kiểu chống sét cơ bản:
 Chống sét kiểu khe hở.

Khi có sét sóng truyền qua đường dây, nó sẽ phóng điện qua
khe hở truyền xuống đất.
- Ưu điểm: Đơn giản, rẻ tiền.
- Nhược điểm: Vì không có bộ phận dập hồ quang nên khi
phóng điện dòn điện đi xuống đất, có giá trị lớn làm cho thiết
bị rơ le bảo vệ tác động cắt mạch nên chỉ dùng bảo vệ phụ.
49

Đồ án cung cấp điện

GVHD: TS_ Võ Tiến Trung
SVTH: Nguyễn Thị Kim Thoa

 Chống sét kiểu ống: Gồm 2 khe hở S1 và S2.

Khi có sóng sét qua 2 khe hở đều phóng điện dưới tác dụng của hồ quang trong
ống sẽ sinh ra khí làm áp suất trong ống có tác dụng dập hồ quang.
- Ưu điểm: Giá thành rẻ, làm việc tin cậy khi có dòng sét nhỏ.
- Nhược điểm: Khi dòng sét lớn quá thì hồ quang không được dập tắt nhanh chóng
vì vậy ảnh hưởng đến thiết bị lân cận.
 Chống sét van.

Kiểu chống sét này khắc phục được nhược điểm của 2 chống sét trên. Nếu chống
sét van được dùng để bảo vệ các trạm biến áp chống sét đánh vào trạm. Vì vậy
chống van được dùng rộng rãi để bảo vệ các thiết bị điện.
Cấu tạo và hoạt động của chống sét van.
Cấu tạo: Gồm 2 phần chính.
Khe hở phóng điện và điện trở phóng điện.
Khe hở phóng điện: được cấo tạo là một chuỗi
các loại khe hở để dập hồ quang và giảm nhanh
dòng khi đã phóng điện.
Điện trở phóng điện được chế tạo bằng vật liệu Vilít,
mục đích của điện trở là làm hạn chế dòng kế tục (dòng ngắn mạch trạm đất qua
chống sét van) khi có điện áp đặt lên cao thì điện trở giảm rất nhanh.
Điều kiện chọn chống sét van.
Chống sét van là thiết bị điện trở phi tuyến có nhiệm vụ chống sét truyền từ
đường dây không cho truyền vào trạm phân phối và trạm biến áp. Với điện áp định
mức của lưới điện, điện trở chống sét có trị rất lớn không cho dòng điện đi qua, khi
có quá điện áp khí quyển, điện trở của chống sét van giảm xuống rất bé tháo dòng
điện sét xuống đất.
Chống sét van được chọn theo cấp điện áp Udmm = 35 kV.
50

Đồ án cung cấp điện

GVHD: TS_ Võ Tiến Trung
SVTH: Nguyễn Thị Kim Thoa

Chọn loại chống sét van PBC-22 do ABB chế tạo có Udm = 35 kV.
5. Chọn thanh cái
5.1 Chọn thanh cái 35 kV
Chọn thanh cái theo mật độ dòng kinh tế. Sử dụng thanh cái bằng đồng theo tài liệu

CCĐ với thanh cái bằng đồng thì JKT = 2,25 ; SKT

I LV max
= J KT

ILVmax là dòng điện làm việc lớn nhất đó là trường hợp mất điện 1 nguồn và 1 MBA
của thanh cái bên kia bị hỏng lúc đó thanh cái phải mang tải là 2 MBA đều làm
việc ở chế độ quá tải 40%.
Ilvmax = 34,64 (A) ; SKT == = 15,4 mm2
Tra bảng 6-30 CCĐ T2 ta chọn thanh cái có tiết diện tiêu chuẩn là 35 mm 2 có các
số liệu kỹ thuật như ở bảng sau:
Bảng 4.6. Bảng thông số kỹ thuật của thanh cái
Mã hiệu
S(mm 2 ) Icp (A)
AC-22
35
170
5.2 Chọn thanh cái hạ áp cho MBA

Số thanh ở 1 pha
1

Chiều dài (m)
10

S LV max

Điều kiện chọn: UđmTC ≥ Uđm mạng ;

[I]≥

3.K 1 .K 2 .K 3 .U ha
0

K1: Hệ số kể đến môi trường nơi đặt thanh cái, với nhiệt độ môi trường là 30 C tra
bảng ta có K1 = 0,91.
K2: Hệ số điều chỉnh thanh cái ta dùng 1 thanh cái nên K2 = 1.
K3: Hệ số kể đến vị trí đặt thanh cái,vì đặt nằm ngang nên K3 = 0,95.
750

→[I]≥

3.0,91.1.0,95.0,4

= 1252,21

(A).

Tra bảng 2-56 CCĐ ta chọn thanh cái bằng đồng có các thông số bảng 2-9:
Bảng 4.7: Thông số kỹ thuật thanh cái hạ áp
51

Đồ án cung cấp điện

GVHD: TS_ Võ Tiến Trung
SVTH: Nguyễn Thị Kim Thoa

Kích

Tiết diện 1

thước(mm 2 )

TC (mm 2 )

60x8

480

Khối

Dòng cho phép mỗi

lượng

pha 1 thanh (A)

(kg/km)
5,698

1320

Vật liệu
Đồng

Dài
(m)
5

5.3 Chọn sứ đỡ cho thanh cái 35 kV
Sứ có tác dụng vừa làm giá đỡ các bộ phận mang điện vừa làm vật liệu cách điện
giữa các bộ phận đó với đất vì vậy sứ phải có đủ độ bền, chịu được lực điện động
do dòng ngắn mạch gây ra đồng thời phải chịu được điện áp của mạng kể cả lúc
quá tải.
Điều kiện chọn: Uđm sứ≥ Uđmmạng = 35 KV ; Iđm sứ≥ ILV max
Ở đây là sứ đỡ thanh cái nên ta không quan tâm đến I đm mà chỉ quan tâm đến điện
áp của chúng.
Tra bảng PL 2.27 ta chọn sứ đỡ đặt trong nhà do Liên Xô chế tạo có các thông số kỹ thuật như sau:
Bảng 4.8. Bảng thông số của sứ đỡ
Kiểu
OΦ-35-1250

U, kV
Uđm

Uph.đ.khô

35

110

Phụ tải phá hoại (kG)
1250

Khối lượng
( kg)
13,5

6. Chọn máy cắt
Máy cắt là thiết bị dùng trong mạng điện cao áp, nó có nhiệm vụ là đóng cắt phụ
tải lúc làm việc bình thường và tự động cắt phụ tải khi xảy ra sự cố. Máy cắt là
thiết bị làm việc tin cậy nhưng giá thành cao nên người ta chỉ sử dụng nó ở những
nơi quan trọng.
Điều kiện chọn: UđmMC≥ Uđm mạng = 35 KV ; IđmMC≥ ILVmax
- Chọn máy cắt liên lạc trên thanh cái 35 KV (MCLL):
Tra bảng ta chọn loại máy cắt do Liên Xô chế tạo ΓOCT- 687- 41 số lượng 1 cái.
Bảng 4.9: Thông số kỹ thuật máy cắt cao áp
52

Đồ án cung cấp điện

Loại
BM-35
-

GVHD: TS_ Võ Tiến Trung
SVTH: Nguyễn Thị Kim Thoa

Uđm (kV) Iđm(kA) ixk(kA)
35
600
17,3

Ihd (kA)
10

Iôđ (10s) kA
7,1

I và cs cắt
400

Chọn máy cắt cho đầu vào máy biến áp
Điều kiện chọn: UđmMC ≥ Uđm mạng =35 KV, IđmCD ≥ ILV max = 34,64 (A)

Tra bảng PL.28 trang 337 sách hệ thống cung cấp điện ta chọn máy có thông số sau:
Bảng 4.10: Thông số kỹ thuật máy cắt cao áp
Loại
8DC11

Uđm(A)
24

Iđm(kA)
1250

IN(kA)
63

INmax(KA)
25

- Chọn dao cách ly cho máy cắt liên lạc (CD3):
Dao cách ly là thiết bị được dùng phổ biến trong mạng điện cao áp và hạ áp. Dao
cách ly có nhiệm vụ cách ly giữa phần mang điện và phần không mang điện đồng
thời tạo ra khe hở nhìn thấy được để cho người thợ yên tâm sửa chữa. Dao cách ly
không có bộ phận dập hồ quang nên tuyệt đối không được dùng để đóng cắt khi có
tải.
Điều kiện chọn: UđmCD≥ Uđm mạng =35KV
Tra bảng ta chọn dao cách ly đặt ngoài trời do Liên Xô chế tạo có các thông số sau
Bảng 34.11: Thông số kỹ thuật dao cách ly
Kiểu
PA3-1/35/400

I ôđđ ( KA ) Iôđn 10 s
IXK
IXK
( KA )
42
30
10

Số lượng

Khối lượng (kg)

2

110

C. Tính toán ngắn mạch và kiểm tra các thiết bị
Ngắn mạch là sự cố gây nguy hiểm nhất trong hệ thống điện. Khi sảy ra ngắn mạch
thì điện áp của hệ thống giảm xuống làm cho dòng điện tăng cao có thể gấp vài
chục lần bình thường, dòng ngắn nmạch này gây nên hiệu ứng nhiệt và hiệu ứng
lực điện động rất lớn có thể gây nguy hiểm cho con người và thiết bị. Thời gian
ngắn mạch càng lớn, điểm ngắn mạch càng gần nguồn cung cấp thì tác hại do dòng
ngắn mạch gây ra càng lớn làm cháy nổ các thiết bị gây nguy hiểm cho người vận
53

Đồ án cung cấp điện

GVHD: TS_ Võ Tiến Trung
SVTH: Nguyễn Thị Kim Thoa

hành, ngắn mạch làm cho điện áp giảm thấp ảnh hưởng đến quá trình làm việc của
các máy móc đòi hỏi độ chính xác cao, nếu ngắn mạch ở gần nguồn điện áp hệ
thồng giảm xuống nghiêm trọng có thể gây rối loạn hệ thống điện.
1. Mục đích của việc tính toán ngắn mạch
Tính toán ngắn mạch nhằm tạo cơ sở cho so sánh, lựa chọn những phương án cung
cấp điện hợp lý nhất. Xác định chế độ làm việc của các hộ tiêu thụ khi xảy ra sự
cố, đưa ra biện pháp hạn chế dòng ngắn mạch, kết quả tính ngắn mạch còn dùng để
kiểm tra các thiết bị đã chọn trong hệ thống. Từ các số liệu tính toán ngắn mạch ta
thiết kế và hiệu chỉnh hệ thống bảo vệ rơle
2. Chọn điểm tính ngắn mạch
Ta chọn những điểm đặc trưng của sơ đồ tính toán để tính toán ngắn mạch.
a.ở phần cao áp:
+ Điểm N1:trên thanh cái cao áp 35 (KV). Của đầu vào trạm biến áp nhà máy.
b.ở phía hạ áp:
+điểm N2:trên thanh cái hạ áp 0,4 KV của đầu ra MBA.
Điểm N3:Đầu vào tủ phân phối trung gian cho phân xưởng.
(chỉ tính cho phân xưởng cơ khí )
Điểm N4:Đầu vào tủ động lực cho nhóm máy 1 của phân xưởng cơ khí 1.
3. Tính ngắn mạch
Ta thiết lập sơ đồ ngắn mạch cho hệ thống mạng điện.

54

Đồ án cung cấp điện

GVHD: TS_ Võ Tiến Trung
SVTH: Nguyễn Thị Kim Thoa
CD1

ZCD1

TC1
N1

CD2

22KV

ZTC1

CD

N1
ZCD2

MBA

ZBA

ATM1

ZATM1

TC2 (0,4KV)
N2

ZCD2

ATM2

N2
ZATM2

Cáp 1

ZCáp1
ZCD3

N3
ATM3

N3
ZATM3

Cáp 2

ZCáp2
ZCD4

N4
ATM4

N4

N5

ZATM1

Ð

ZDD
N5

Sơ đồ nguyên lý và sơ đồ thay thế khi tính toán ngắn mạch.
3.1. Tính ngắn mạch 3 pha ở mạng điện áp cao ( 35kV).
Khi tính ngắn mạch 3 pha ở mạng điện áp cao do điện trở, điện kháng của cầu dao,
thanh cái, máy cắt có giá trị nhỏ cỡ mΩ nên ta có thể bỏ qua mà chỉ kể đến điện
trở, điện kháng của hệ thống cáp, máy biến áp.
3

- Tính ngắn mạch tại N 1 :
55