Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
CHƯƠNG 2: XÁC ĐỊNH SƠ ĐỒ CẤP ĐIỆN VÀ CHỌN TIẾT DIỆN DÂY DẪN

CHƯƠNG 2: XÁC ĐỊNH SƠ ĐỒ CẤP ĐIỆN VÀ CHỌN TIẾT DIỆN DÂY DẪN

Tải bản đầy đủ - 0trang

Chương 2: Xác định sơ đồ cấp điện và chọn tiết diện dây dẫn



Hình 2. 1 Sơ đồ nguyên lý cấp điện chung

2.2 Chọn cáp điện cho cơng trình.

 Cáp điện là loại dây dẫn đặc biệt. Người ta chế tạo cáp 1 lõi, 2 lõi, 3 lõi … Lõi cáp

có thể làm bằng kim loại đồng hoặc nhơm. Cáp được cách điện bằng PVC hoặc

XLPE. Tên của cáp được gọi theo chất cách điện và vật liệu làm lõi.

 Tiết diện dây dẫn và lõi cáp phải được lựa chọn nhằm đảm bảo sự làm việc an toàn,

đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật và kinh tế của mạng. Các yêu cầu kỹ thuật ảnh

hưởng đến việc chọn tiết diện dây là:

 Phát nóng do dòng điện làm việc lâu dài (dài hạn).



17



Chương 2: Xác định sơ đồ cấp điện và chọn tiết diện dây dẫn

 Phát nóng do dòng ngắn mạch (ngắn hạn).

 Tổn thất điện áp trong dây dẫn và cáp khi làm việc bình thường và sự cố.

 Độ bền cơ học của dây dẫn và an toàn.

 Vầng quang điện.

 Các phương pháp lựa chọn tiết diện dây dẫn và cáp điện:

 Chọn tiết diện dây dẫn theo mật độ kinh tế của dòng điện Jkt

 Chọn tiết diện dây dẫn theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép ∆Ucp

 Chọn tiết diện dây dẫn theo điều kiện phát nóng cho phép Icp

 Sau khi chọn được tiết diện dây dẫn bằng các phương pháp thích hợp thì ta cần

kiểm tra lại các tiêu chuẩn kỹ thuật sau:

∆Ubt ≤ ∆Ubtcp

∆Usc ≤ ∆Usccp(CT4.1,4.2,4.3, tr193 –[3] )

Isc







Icp



Trong đó:

∆Ubt: Tổn thất điện áp trên đường dây khi vận hành bình thường

∆Usc: Tổn thất điện áp trên đường dây khi có sự cố.

∆Ubtcp: Tổn thất điện áp cho phép trên đường dây khi vận hành bình thường.

∆Usccp: Tổn thất điện áp cho phép trên đường dây khi có sự cố.

Isc: Dòng điện cực đại trên đường dây khi có sự cố.

Icp: Dòng điện cho phép của đường dây đã chọn.

 Tiết diện dây tối thiểu để đảm bảo các điều kiện về độ bền cơ học và đảm bảo hạn

chế tổn thất do vầng quang được thống kê trang 194 [3].



18



Chương 2: Xác định sơ đồ cấp điện và chọn tiết diện dây dẫn

Bảng 2. 1 Bảng tính tốn dây dẫn đến trạm biến áp





Stt

(kVA)

hiệu

1

Điểm đấu nối 22kV

Thanh cái cao áp TBA

L1

60

539,72

2

MBA

Tủ phân phối TĐTA

L2

10

539,72

2.2.1 Chọn cáp trung áp từ điểm đấu nối 22kV tới tủ cao áp của MBA (đoạn L1).

STT Từ



Đến



L(m)



 Qua các phân tích trên ta sẽ chọn cáp theo điều kiện Jkt. Cụ thể như sau:

 Chọn vật liệu dẫn điện của cáp, kết hợp với thời gian sử dụng công suất cực đại để

tìm Jkt. (Tra bảng 4.3,tr194 [3])

 Xác định trị số dòng điện lớn nhất chạy trên các đoạn đường dây theo công thức:

Iij = = (A) (CT4.9, tr194 – [3])

Với n=1 là số đường cáp mắc song song.

 Xác định tiết diện kinh tế từng đoạn: Fktij = (mm2)(CT4.10,tr195– [3])

Từ Fktij tra bảng tiết diện cáp cần sử dụng để tìm tiết diện dây dẫn tiêu chuẩn gần nhất.

 Kiểm tra tiết diện đã chọn theo các tiêu chuẩn kỹ thuật về điều kiện tổn thất điện

áp, điều kiện về dòng điện cho phép theo hướng dẫn trang 209[3]. Đối với cáp ta sẽ

kiểm tra đồng thời điều kiện ổn định nhiệt dòng ngắn mạch của tiết diện theo cơng

thức:

F ≤ α.I∞. (mm2) (CT4.11,tr195-[3])

Trong đó:

α – Hệ số nhiệt (Với cáp đồng chọn α = 6; Với cáp nhôm chọn α = 11).

tqd – Thời gian quy đổi, với lưới trung áp và hạ áp lấy bằng thời gian cắt ngắn mạch.



 Áp dụng tính tốn:

 Ta có thời gian sử dụng công suất lớn nhất là: Tmax = 4000h. Loại cáp sẽ sử dụng là

cáp lõi đồng nên Jkt = 3,1.



19



Chương 2: Xác định sơ đồ cấp điện và chọn tiết diện dây dẫn

 Trị số dòng điện l trên đoạn đường dây:

 Theo tính tốn ở chương 1 thì cơng suất phụ tải tổng của cơng trình là:

SΣ = 557,78 (kVA); Hệ số công suất Cosφ=0,9 ; Sinφ = 0,436. Chiều dài cáp là

L=60m.

Ilvmax = = = 14,638 (A)

 Tiết diện dây dẫn theo điều kiện Jkt:

Fkt = = = 4,72 (mm2)

 Chọn cáp điện của công ty CADIVI sản suất tra bảng thông số cáp [4]:

-



Chủng loại 3-lõi, giáp 2 lớp băng thép, độn lót bằng sợi PP; Ruột dẫn bằng đồng;

cách điện XLPE; vỏ PVC; Mã sản phẩm CXV/SE/DSTA.



-



Tiết diện chọn là Fc = 240 mm2. Cáp có tổng trở đơn vị là: Z0 = 0,031 +0,027j

(Ω/km)



 Kiểm tra điều kiện kỹ thuật:

Kiểm tra điều kiện tổn thất điện áp cho phép.

∆U = = = 0,063 (V)

Tổn thất điện áp cho phép tính từ điểm đấu nối đến TBA cơng trình là:

∆Ucp = 5% ×Uđm= 0,05×22000 = 1100V

Vậy ta thấy: ∆U ≪ ∆Ucp nên điều kiện về tổn thất điện áp cho phép đã được thỏa mãn.

-



Điều kiện ổn định nhiệt của tiết diện cáp: F ≤ α.I∞.



-



Các thơng số đã có: Cơng suất ngắn mạch tại điểm đấu điện là SN = 300MVA; Điện

áp sử dụng tính tốn ngắn mạch Utb= 23kV; tqd = 0,5; α = 6.



-



Căn cứ vào sơ đồ đấu nối trạm biến áp ta có sơ đồ thay thế tính tốn ngắn mạch tại

điểm N như sau:



20



Chương 2: Xác định sơ đồ cấp điện và chọn tiết diện dây dẫn



Hình 2. 2 Sơ đồ thay thế tính tốn ngắn mạch tại điểm N1

 Điện kháng hệ thống:

XHT = = = 1,76 (Ω)

 Vậy tổng trở đoạn cáp này là:

dd



= r0×L1 + x0×L1×j = 0,037×0,06+0,027×0,06×j = 0,0198 + 0,0238j (Ω)



(CT3.43,tr95-[2])

 Dòng điện ngắn mạch:

IN = = = 7,077 (kA)

 Vậy ta có:

F = 240 mm2 > 6×7,077× = 30,026 mm2

Kết luận: Lựa chọn cáp 3 lõi tiết diện lõi là 240 mm2 cho đoạn cáp L1 là đảm bảo yêu

cầu ổn định nhiệt với dòng ngắn mạch.

2.2.2 Chọn cáp điện hạ áp từ đầu ra hạ áp máy biến áp đến tủ phân phối TĐT-A

 Đối với hệ thống cáp dẫn từ đầu ra hạ áp của máy biến áp về tới tủ phân phối tổng

TBA do đặc thù là khoảng cách truyền tải ngắn nhưng mật độ phụ tải lại lớn nên ta

sẽ áp dụng phương pháp chọn tiết diện cáp theo điều kiện phát nóng. Cụ thể

phương pháp được thực hiện như sau:Xác định dòng điện tính tốn của đối tượng

mà đường dây cần cấp điện Itt (A).Lựa chọn loại dây, tiết diện dây theo biểu thức:

k1×k2×Icp ≥ Itt (4.19,tr209-[3])

Trong đó:

k1 : Hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ ứng với môi trường đặt dây, cáp;

21



Chương 2: Xác định sơ đồ cấp điện và chọn tiết diện dây dẫn

k2 : Hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ, kể đến số lượng dây hoặc cáp đi chung 1 rãnh;

Icp : Dòng điện lâu dài cho phép ứng với tiết diện dây hoặc cáp đã chọn.

Thử lại điều kiện kết hợp với thiết bị bảo vệ.

Nếu bảo vệ bằng cầu chì: k1×k2×Icp ≥ ;

Trong đó: Mạch động lực α=3; Với mạch chiếu sáng sinh hoạt α=0,3;

Nếu bảo vệ bằng áptơmát:

k1×k2×Icp ≥ (4.12-[3])

hoặc: k1×k2×Icp ≥



= (4.13-[3])



Trong đó:

: Dòng điện khởi động điện từ của áptơmát ( Dòng chỉnh định để áptơmát cắt ngắn

mạch).

: Dòng khởi động nhiệt của áptơmát (Dòng tác động của rơle nhiệt khi cắt quá tải).

 Kiểm tra theo điều kiện ổn định nhiệt dòng ngắn mạch: F ≥α (4.33-[3])

Với: IN = I" = ICK là dòng ngắn mạch hạ áp lớn nhất qua dây hoặc cáp (kA). α=11 với

cáp nhôm; α = 6 với cáp đồng. t là thời gian cắt ngắn mạch, lấy t = 0,5s.

 Kiểm tra tổn thất điện áp trên đoạn này cần thỏa mãn:

U max  U cp  0,5%.U dm

(4.34-[3])

Dòng điện làm việc cực đại tính tốn của phụ tải chạy qua cáp hạ áp tương ứng với

máy biến áp: Itt = = 808,29 (A)

 Do dòng điện cực đại là lớn nên ta lựa chọn 3 cáp một lõi cho mỗi pha và 2 cáp

trung tính tiết diện nhỏ hơn tiết diện lõi cáp pha 1 cấp. Tổng cộng có 2 hệ thống

cáp đi trong 1 máng cáp. Nhiệt độ làm việc cực đại ta chọn 80℃; nhiệt độ môi

trường đặt cáp lấy bằng 25℃; khoảng cách giữa 2 cáp cạnh nhau là 100mm. Tra

bảng 4.73 và 4.74 trang 286 [3] ta có k1 = 1 và k2 = 0,9. Khi đó dòng điện cho

phép của cáp theo tính tốn là:

Icp ≥ = = 299 (A).

22



Chương 2: Xác định sơ đồ cấp điện và chọn tiết diện dây dẫn

 Tra bảng 4, tr39[4] ta chọn 9 cáp 1 lõi CXV của CADIVI loại lõi đồng cho mỗi

pha, cách điện XLPE, vỏ PVC, khơng có giáp bảo vệ, lắp trong khơng khí.

-



Tiết diện chọn 1×95mm2.



-



Dòng điện cho phép là 304A.



-



Điện trở đơn vị của cáp: Z0 = 0,193 + 0,032j (Ω/km).



-



Cáp trung tính chọn 3 cáp 1 lõi CXV của CADIVI loại lõi đồng, cách điện XLPE,

vỏ PVC có giáp bảo vệ, 1x85mm2 chế tạo, có dòng điện cho phép là Icp = 282A.



 Kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt khi ngắn mạch. Xét sơ đồ thay thế ngắn mạch cho

lộ cáp từ tủ đầu ra hạ áp máy biến áp đến tủ phân phối tổng trạm biến áp khi ngắn

mạch tại điểm N2:



Hình 2. 3 Sơ đồ thay thế tính tốn ngắn mạch tại điểm N2

 Tổng trở máy biến áp qui về phía hạ áp:

RB = = = 3,24(mΩ)

XB = = = 11,43 (mΩ)





B



= RB + j×XB = 3,24 + 11,43j (mΩ).



 Tổng trở của cáp:

dd



= L2×1000×Z0× = 0,01×1000× (0,193 + 0,032j)× = 0,643+0,107j (mΩ)



 Dòng ngắn mạch chạy trên mỗi đoạn cáp hạ áp của máy biến áp tương ứng có trị

số:

IN = = = 18,97 kA.



23



Chương 2: Xác định sơ đồ cấp điện và chọn tiết diện dây dẫn

Kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt dòng ngắn mạch theo biểu thức sau:

Fyc ≥ α× IN× = 6×18,97 = 80,49 mm2

 So sánh với tiết diện đã chọn ta thấy tiêt diện cáp đã đạt tiêu chuẩn ổn định nhiệt

dòng ngắn mạch.

 Tổn thất công suất trên đoạn cáp này:

∆1 = ∆P + j∆Q = × (0,193 + 0,032j)×10-6 = 0,39+0,06j (kVA)

 Tính tổn thất điện áp trên đoạn cáp này: ∆U =

 ∆U = = 0,48 (V)

U cp  0,5%.U dm  0, 0005.0.38.103  1.9(V )



� U  U cp



(Thỏa mãn điều kiện tổn thất điện áp cho phép )



2.2.3 Chọn tiết diện cáp từ máy phát dự phòng đến tủ ATS

 Chiều dài đoạn cáp cần tính tốn là L = 15m.

Dòng điện làm việc cực đại tính toán của phụ tải chạy qua cáp hạ áp tương ứng với

máy phát dự phòng: Itt = = 607,74 (A)

Khi đó dòng điện cho phép của cáp theo tính tốn là:

Icp ≥ = = 675,26 (A).

Chọn cáp ruột đồng cách điện cao su trong vỏ PVC 1 lõi trong không khí tiết diện 120

mm2 CXV120.

 Kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt khi ngắn mạch. Xét sơ đồ thay thế ngắn mạch cho

lộ cáp từ đầu ra máy phát dự phòng đến tủ phân phối TĐT-B



24



Chương 2: Xác định sơ đồ cấp điện và chọn tiết diện dây dẫn



Hình 2. 4 Sơ đồ thay thế tính tốn ngắn mạch tại điểm N4 từ máy phát

 Điện kháng máy phát, lấy X"d = 0,2; SđmMP = 400kVA.

XMF = = = 0,08(Ω) =80 (mΩ)

dd



= L×1000×Z0× = 0,015×1000× (0,153+0.038j)× = 2,295+0,57j (mΩ)



 Dòng ngắn mạch có trị số:

IN = = = 2,865 kA.

 Kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt dòng ngắn mạch theo biểu thức sau:

Fyc ≥ α× IN× = 6×2,865 = 12,156 mm2

So sánh với tiết diện đã chọn Fc = 120mm2 > Fyc nên tiêt diện cáp đã đạt tiêu chuẩn ổn

định nhiệt dòng ngắn mạch.

 Kiểm tra tổn thất điện áp cần thỏa mãn

U max  U cp  1%.U dm



Tổn thất điện áp trên đoạn cáp này: Áp dụng với hệ số cơng suất máy phát dự phòng là

Cosφ=0,85:

∆U = = 3,55 (V)

U cp  1%.U dm  0,01.0.38.103  3,8(V )



� U  U cp



(Thỏa mãn điều kiện tổn thất điện áp cho phép )



25



Chương 2: Xác định sơ đồ cấp điện và chọn tiết diện dây dẫn

2.2.4 Chọn cáp điện từ tủ TĐT-A đến các tủ tầng

 Phụ tải của tủ phân phối này lần lượt là các tủ phân phối căn hộ thuộc các tầng từ

tầng 2 đến tầng 12.

 Có thể thực thiện cấp điện theo 2 phương án sau:

- Phương án 1: Mỗi tầng 1 tuyến dây đi độc lập (Hình tia). Xuất phát từ các tủ phân

phối chính TĐT-A điện năng sẽ được cấp đến từng tầng.

- Phương án 2: Cấp điện theo dạng trục chính dọc theo chiều thẳng đứng của tòa nhà.

Một trục dây sẽ xuất phát từ các tủ phân phối chính và cấp điện đến từng tầng căn hộ.

 Sơ đồ phương án đi dây chi tiết được thể hiện như các bản vẽ dưới đây:



Hình 2. 5 Sơ đồ đi dây phương án 1

 Phân tích ban đầu đối với các phương án:



Hình 2. 6 Sơ đồ đi dây phương án 2



- Phương án số 1: Độ tin cậy cấp điện cho phụ tải tại các tầng là rất cao, khả năng mất

điện nhiều tầng cùng lúc là gần như không thể xảy ra. Dễ dàng trong công tác vận

26



Chương 2: Xác định sơ đồ cấp điện và chọn tiết diện dây dẫn

hành, sửa chữa và bảo trì hệ thống. Tuy nhiên số lượng áptơmát và dây dẫn cùng các

thiết bị khác đi kèm lại lớn gây tốn kém về chi phí đầu tư.

- Phương án số 2: Độ tin cậy cấp điện tương đối thấp, khả năng mất điện tồn bộ hệ

thống là cao. Cơng tác vận hành, bảo dưỡng và sửa chữa hệ thống là tương đối đơn

giản, số lượng linh kiện, thiết bị điện cần đầu tư là ít.

- Thơng số về chiều dài các đường cáp được tính theo khoảng cách giữa các tủ phân

phối đặt tại phòng kỹ thuật điện của các tầng tương ứng. Sau đây ta sẽ tính tốn chọn

tiết diện dây dẫn từng phương án và so sánh các chỉ tiêu về kinh tế kỹ thuật, chọn

phương án đi dây tối ưu.



A. Tính tốn chọn tiêt diện dây dẫn cho phương án 1

 Xác định dòng điện tại các tủ phân phối tầng bằng phụ tải tính tốn tầng lấy tại

bảng tính chương 1.

Itt = (A)

 Các hệ số hiệu chỉnh được tra theo bảng 4.73 và 4.74 trang 286 [3]. Trong trường

hợp này ta sẽ coi nhiệt độ tính tốn là t=25℃; nhiệt độ làm việc cực đại của cáp

lấy là tc = 80℃; Ta sẽ đi 5 cáp chung trên 1 thang cáp; khoảng cách giữa hai cáp

đặt gần nhau là 100mm. Như vậy k1 = 1; k2 = 0,78.

 Xác định dòng điện cho phép của cáp cần chọn như sau:

Icp ≥ ; Với n=1 là số cáp song song tại mỗi pha.

 So sánh với các tiết diện và dòng điện cho phép trong catalog cáp hạ thế của hãng

CADIVI với loại 4 lõi đồng, cách điện PVC và lựa chọn cáp có dòng điện cho phép

lớn hơn gần nhất so với giá trị dòng điện cho phép vừa tính tốn.

 Kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt dòng ngắn mạch.

 Tính tốn tổn thất điện áp: ∆U = (V)

 Tính tốn tổn thất cơng suất:

∆ =10-3× ×(r0×L×10-3 + x0×L×10-3×j) = ∆P+j.∆Q (kVA)



27



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

CHƯƠNG 2: XÁC ĐỊNH SƠ ĐỒ CẤP ĐIỆN VÀ CHỌN TIẾT DIỆN DÂY DẪN

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×