Đồ án Thiết kế cung cấp điện cho một phân xưởng

nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước, vì vậy nhu cầu sử dụng điện trong lĩnh vực công nghiệp ngày một tăng cao. Hàng loạt khu chế xuất, khu công nghiệp cũng như các nhà máy, xí nghiệp công nghiệp được hình thành và đi vào hoạt động. Từ thực tế đó, việc thiết kế cung cấp điện là một việc vô cùng quan trọng và là một trong những việc đầu tiên cần phải làm. Việc thiết kế một hệ thống cung cấp điện là không đơn giản vì nó đòi hỏi người thiết kế phải có kiến thức tổng hợp về nhiều chuyên ngành khác nhau (Cung cấp điện, Trang bị điện, Kỹ thuật cao áp, An toàn điện,). Ngoài ra còn phải có sự hiểu biết nhất định về những lĩnh vực liên quan như xã hội, môi trường, về các đối tượng sử dụng điện và mục đích kinh doanh của họ Một bản thiết kế quá dư thừa sẽ gây lãng phí khó thu hồi vốn đầu tư, thiết kế không đảm bảo có thể sẽ gây hậu quả lớn. Vì vậy đồ án môn học Cung cấp điện là bước khởi đầu giúp cho sinh viên ngành hệ thống điện hiểu được một cách tổng quát những công việc phải làm trong việc thiết kế một hệ thống cung cấp điện và về chuyên ngành Cung cấp điện. Hiện nay trên thế giới đã xuất hiện rất nhiều phần mềm thiết kế hệ thống cung cấp điện với sự trợ giúp của máy tính. Nhưng muốn hiểu được việc thiết kế hệ thống cung cấp điện trên máy vi tính thì ta phải nắm vững kiến thức chuyên môn, biết được trình tự tính toán thiết kế cung cấp điện cho hệ thống điện, từ đó làm cơ sở vững chắc về mặt lý thuyết các phương pháp tính toán cũng như các phương án lựa chọn tối ưu và đạt hiệu quả cao nhất cho một công trình điện – đảm bảo chi phí là thấp nhất về mặt kinh tế nhưng vẫn đảm bảo hội tụ đầy đủ yếu tố kỹ thuật. Trên tinh thần đó với sự hướng dẫn tận tình của thầy TRƯƠNG VIỆT ANH, chúng em đã tiến hành làm “ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO MỘT PHÂN XƯỞNG”. Thông qua đồ án này, chúng em đã hiểu rõ hơn trình tự các bước cần thiết để cung cấp điện cho một phân xưởng, cách lựa chọn và lắp đặt các thiết bị bảo vệ cho một nhà máy, đảm bảo sự hoạt động liên tục, đáng tin cậy trong thời gian dài. Trong quá trình thực hiện đồ án thiết kế cung cấp điện cho một công trình điện chắc chắn không tránh khỏi những sai sót, song với mong muốn làm quen với việc thiết kế cũng như tích lũy được kinh nghiệm hữu ích cho việc học tập, công việc tương lai. Em rất mong được sự góp ý chỉ dẫn của các thầy cô cũng như các bạn để đồ án được hoàn thiện hơn nữa. Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn thầy TRƯƠNG VIỆT ANH đã hướng dẫn tận tình giúp chúng em hoàn thành đồ án môn học. Sinh viên thực hiện BÙI THANH NAM NGUYỄN HỮU CHUNG BÙI THANH NAM – MSSV: 16542372 NGUYỄN HỮU CHUNG – MSSV: 16542357 Trang 2 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRƯƠNG VIỆT ANH NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN TP.Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2019 TS.TRƯƠNG VIỆT ANH BÙI THANH NAM – MSSV: 16542372 NGUYỄN HỮU CHUNG – MSSV: 16542357 Trang 3 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRƯƠNG VIỆT ANH MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU ....................................................................................................................... 2 CHƯƠNG 1: XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN PHÂN XƯỞNG .................................... 7 1.1 ĐẶC ĐIỂM PHÂN XƯỞNG ...................................................................................... 7 1.2 THÔNG SỐ VÀ SƠ ĐỒ MẶT BẰNG PHÂN XƯỞNG ................................................ 7 1.2.1 SƠ ĐỒ MẶT BẰNG PHÂN XƯỞNG .......................................................................... 7 1.2.2 BẢNG PHỤ TẢI PHÂN XƯỞNG ............................................................................... 8 1.3 PHÂN NHÓM PHỤ TẢI ............................................................................................ 8 1.4 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO PHÂN XƯỞNG .......................................... 9 1.4.1 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO TỪNG NHÓM ......................................... 12 1.4.2 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI CHIẾU SÁNG CỦA PHÂN XƯỞNG ..................................... 16 1.4.3 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO TOÀN PHÂN XƯỞNG ............................. 16 1.5 XÁC ĐỊNH TÂM PHỤ TẢI NHÓM VÀ PHÂN XƯỞNG ........................................... 18 1.5.1 TÂM PHỤ TẢI TỪNG NHÓM ................................................................................. 18 1.5.2 TÂM PHỤ TẢI PHÂN XƯỞNG ............................................................................... 21 CHƯƠNG 2: LỰA CHỌN TRẠM NGUỒN VÀ TỦ ĐIỆN CHÍNH MẠNG ĐIỆN ........... 23 2.1 CHỌN MÁY BIẾN ÁP CHO PHÂN XƯỞNG ........................................................... 23 2.1.1 CHỌN SỐ LƯỢNG VÀ CÔNG SUẤT TRẠM BIẾN ÁP ............................................ 23 2.2 KIỂM TRA VÀ ĐO LƯỜNG TRONG TRẠM ............................................................ 25 2.2.1 LỰA CHỌN VÀ KIỂM TRA MÁY BIẾN DÒNG BI .................................................. 25 2.2.2 LỰA CHỌN VÀ KIỂM TRA MÁY BIẾN ĐIỆN ÁP BU ............................................. 25 2.2.3 SƠ ĐỒ ĐO LƯỜNG TRẠM BIẾN ÁP ...................................................................... 26 2.2.4 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ ĐO LƯỜNG TRẠM BIẾN ÁP ................................................ 26 2.3 LỰA CHỌN VỊ TRÍ ĐẶT TỦ PHÂN PHỐI VÀ TỦ ĐỘNG LỰC .............................. 27 CHƯƠNG 3:LÊN PHƯƠNG ÁN ĐI DÂY VÀ TÍNH CHỌN DÂY CHO PHÂN XƯỞNG 29 3.1 VẠCH PHƯƠNG ÁN ĐI DÂY TRONG MẠNG PHÂN XƯỞNG ............................... 29 3.2 PHÂN TÍCH CÁC PHƯƠNG ÁN ĐI DÂY ............................................................... 29 3.3 VẠCH PHƯƠNG ÁN ĐI DÂY .................................................................................. 31 3.4 SƠ ĐỒ MẶT BẰNG ĐI DÂY .................................................................................... 32 3.5 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ ĐI DÂY CỦA PHÂN XƯỞNG ................................................ 33 3.6 PHƯƠNG ÁN LỰA CHỌN VÀ KIỂM TRA TIẾT DIỆN DÂY DẪN .......................... 33 3.6.1 CHỌN DÂY DẪN THEO TỔN THẤT ĐIỆN ÁP CHO PHÉP ................................... 33 3.6.2 CHỌN DÂY DẪN THEO ĐIỀU KIỆN PHÁT NÓNG ............................................... 34 3.6.3 CHỌN DÂY DẪN THEO MẬT ĐỘ DÒNG KINH TẾ ............................................... 37 3.7 TÍNH CHỌN DÂY DẪN PHÂN XƯỞNG THEO ĐIỀU KIỆN PHÁT NÓNG ............ 38 3.7.1 CHỌN DÂY DẪN TỪ TRẠM BIẾN ÁP ĐẾN TỦ PHÂN PHỐI CHÍNH .................... 38 3.7.2 CHỌN DÂY DẪN TỪ TỦ PHÂN PHỐI CHÍNH ĐẾN TỦ ĐỘNG LỰC ................... 39 3.7.3 CHỌN DÂY DẪN TỪ TỦ ĐỘNG LỰC DB ĐẾN CÁC ĐỘNG CƠ ........................... 40 3.8 KIỂM TRA SỤT ÁP ................................................................................................. 42 CHƯƠNG 4:TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH VÀ CHỌN CB ................................................. 48 4.1 TỔNG QUAN VỀ CB ............................................................................................... 48 4.2 TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH VÀ CHỌN CB .............................................................. 49 BÙI THANH NAM – MSSV: 16542372 NGUYỄN HỮU CHUNG – MSSV: 16542357 Trang 4 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRƯƠNG VIỆT ANH 4.2.1 TÍNH NGẮN MẠCH, CHỌN MCCB TỔNG TẠI TRẠM BIẾN ÁP VÀ TỦ PHÂN PHỐI CHÍNH ............................................................................................................................... 49 4.2.2 TÍNH NGẮN MẠCH, CHỌN CÁC MCCB NHÁNH TẠI TỦ PHÂN PHỐI CHÍNH VÀ CÁC MCCB TỔNG TẠI CÁC TỦ ĐỘNG LỰC, TỦ CHIẾU SÁNG...................................... 52 4.2.3 CHỌN CB BẢO VỆ CHO CÁC ĐỘNG CƠ .............................................................. 55 CHƯƠNG 5:TÍNH TỔN THẤT CÔNG SUẤT VÀ BÙ HỆ SỐ CÔNG SUẤT CỦA PHÂN XƯỞNG .............................................................................................................................. 57 5.1 TÍNH TỔN THẤT CÔNG SUẤT............................................................................... 57 5.1.1 TỔN THẤT CÔNG SUẤT CỦA MÁY BIẾN ÁP ........................................................ 57 5.1.2 TỔN THẤT CÔNG SUẤT TỪ MÁY BIẾN ÁP ĐẾN TỦ PHÂN PHỐI CHÍNH MDB . 58 5.1.3 TỔN THẤT CÔNG SUẤT TỪ MDB ĐẾN DB1 ........................................................ 58 5.1.4 TỔN THẤT TỪ TỦ ĐỘNG LỰC DB ĐẾN CÁC ĐỘNG CƠ .................................... 59 5.1.5 TỔN THẤT TOÀN PHÂN XƯỞNG .......................................................................... 60 5.2 TÍNH TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG ............................................................................... 60 5.3 NÂNG CAO HỆ SỐ COSφ VÀ CHỌN PHƯƠNG ÁN BÙ......................................... 61 5.3.1 Ý NGHĨA CỦA VIỆC NÂNG CAO HỆ SỐ COSφ ..................................................... 61 5.3.2 CHỌN THIẾT BỊ BÙ ............................................................................................... 62 5.3.3 VỊ TRÍ LẮP ĐẶT TỤ BÙ.......................................................................................... 63 5.3.4 CHỌN PHƯƠNG ÁN BÙ VÀ TÍNH BÙ CHO PHÂN XƯỞNG ................................ 65 CHƯƠNG 6:THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG ............................................................................ 68 6.1 CÁC YÊU CẦU ĐỐI VỚI HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG ............................................. 68 6.1.1 CÁC ĐẠI LƯỢNG KỸ THUẬT ÁNH SÁNG (KTAS) ................................................ 69 6.1.2 CHỌN HỆ CHIẾU SÁNG ........................................................................................ 69 6.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG ................................................. 70 6.2.1 PHƯƠNG PHÁP MẬT ĐỘ CÔNG SUẤT RIÊNG .................................................... 70 6.2.2 PHƯƠNG PHÁP HỆ SỐ SỬ DỤNG ........................................................................ 71 6.2.3 PHƯƠNG PHÁP ĐIỂM .......................................................................................... 73 6.3 TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG PHÂN XƯỞNG ............................................................ 73 6.3.1 TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG CHUNG CHO PHÂN XƯỞNG .................................... 73 6.3.2 TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG CHO PHÒNG KCS ...................................................... 76 6.3.3 TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG CHO NHÀ KHO .......................................................... 79 6.4 VẠCH RA PHƯƠNG ÁN ĐI DÂY CHO HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG........................ 82 6.5 TÍNH CHỌN DÂY DẪN VÀ THIẾT BỊ BẢO VỆ CHO MẠNG CHIẾU SÁNG .......... 83 6.5.1 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI CHIẾU SÁNG ....................................................................... 83 6.5.2 TÍNH CHỌN CÁP VÀ DÂY DẪN ............................................................................. 84 6.5.3 TÍNH TOÁN SỤT ÁP TRÊN TUYẾN DÂY ............................................................... 86 CHƯƠNG 7:THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHỐNG SÉT VÀ BẢO VỆ NỐI ĐẤT CỦA PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ ............................................................................................................... 87 7.1 QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH SÉT ............................................................................. 87 7.2 THIẾT KẾ CHỐNG SÉT.......................................................................................... 89 7.3 TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT............................................................................................. 97 7.3.1 TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT HỆ THỐNG CHỐNG SÉT ................................................... 98 7.3.2 TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT TRUNG TÍNH NGUỒN TRẠM BIẾN ÁP ........................... 100 BÙI THANH NAM – MSSV: 16542372 NGUYỄN HỮU CHUNG – MSSV: 16542357 Trang 5 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRƯƠNG VIỆT ANH 7.3.3 TÍNH TOÁN NỐI KHÔNG CHO HỆ THỐNG THIẾT BỊ TRONG PHÂN XƯỞNG 102 7.3.4 TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT LẶP LẠI CHO HỆ THỐNG THIẾT BỊ TRONG PHÂN XƯỞNG ............................................................................................................................ 103 7.4 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ SƠ ĐỒ NỐI ĐẤT AN TOÀN CHO MẠNG ĐIỆN HẠ THẾ PHÂN XƯỞNG ................................................................................................................. 103 7.4.1 CHỌN SƠ ĐỒ NỐI ĐẤT AN TOÀN (SƠ ĐỒ TN-C-S) ........................................... 103 7.4.2 CHỌN DÂY PE HOẶC DÂY PEN ......................................................................... 106 7.4.3 TÍNH DÒNG CHẠM VỎ ĐỐI VỚI THIẾT BỊ ĐIỆN Ở XA NHẤT .......................... 108 7.4.4 TÍNH ĐIỆN ÁP TIẾP XÚC UTXMAX ........................................................................ 113 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................. 115 BÙI THANH NAM – MSSV: 16542372 NGUYỄN HỮU CHUNG – MSSV: 16542357 Trang 6 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRƯƠNG VIỆT ANH CHƯƠNG 1 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN PHÂN XƯỞNG Phụ tải tính toán là một thông số quan trọng mà ta cần xác định trong việc tính toán, thiết kế cung cấp phụ tải điện tương tự phụ tải thực tế do đó nếu xác định chính xác thì sẽ chọn được thiết bị phù hợp đảm bảo được điều kiện kỹ thuật cũng như lợi ích kinh tế. Phụ tải điện phụ thuộc vào những yếu tố quan trọng như: công suất máy, số lượng máy, chế độ vận hành của máy, điện áp làm việc và quy trình công nghệ sản xuất. Để thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng ta cần quan tâm đến những yêu cầu như: chất lượng điện năng, độ tin cậy cấp điện, mức độ an toàn, và kinh tế... 1.1 ĐẶC ĐIỂM PHÂN XƯỞNG: - Đây là mặt bằng phân xưởng cơ khí số 02 (theo số liệu đồ án Nhóm 02), có dạng hình chữ nhật, phân xưởng có kích thước:  Chiều dài: 54 (m)  Chiều rộng: 18 (m)  Chiều cao: 7 (m)  Diện tích toàn phân xưởng: 972 (m2) - Môi trường làm việc rất thuận lợi, ít bụi, nhiệt độ môi trường trung bình trong phân xưởng là: 30oC. - Phân xưởng dạng hai mái tôn kẽm, nền xi măng, tường quét vôi trắng, toàn bộ phân xưởng có 05 cửa ra vào 2 cánh: 01 cửa đi chính, 04 cửa phụ. - Phân xưởng làm việc 2 ca trong một ngày:  Ca 1: từ 6h đến 14h  Ca 2: từ 14h đến 22h - Trong phân xưởng có 37 động cơ, một phòng kho và một phòng KCS, ngoài ra phân xưởng còn có hệ thống chiếu sáng. Phân xưởng được lấy điện từ trạm biến áp khu vực với cấp điện áp là: 220/380(V) hoặc 230/400(V) theo đo lường thực tế. 1.2 THÔNG SỐ VÀ SƠ ĐỒ MẶT BẰNG PHÂN XƯỞNG: 1.2.1 SƠ ĐỒ MẶT BẰNG PHÂN XƯỞNG: HÌNH 1.1. BỐ TRÍ MẶT BẰNG PHÂN XƯỞNG SỐ 02. BÙI THANH NAM – MSSV: 16542372 NGUYỄN HỮU CHUNG – MSSV: 16542357 Trang 7 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRƯƠNG VIỆT ANH 1.2.2 BẢNG PHỤ TẢI PHÂN XƯỞNG: BẢNG 1.1 – PHỤ TẢI PHÂN XƯỞNG 02 (SỐ LIỆU ĐỒ ÁN ĐỀ 02 – MB 02). Ký hiệu Piđm Σ Piđm Số lượng Cosφ K Ghi chú trên MB (kW) (kW) sd 1 4 16 64 0.9 0.8 3 pha 2 4 16 64 0.7 0.7 3 pha 3 2 5 10 0.7 0.8 3 pha 4 1 16 16 0.8 0.9 3 pha 5 2 9 18 0.7 0.7 3 pha 6 4 14 56 0.8 0.8 3 pha 7 5 11 55 0.8 0.8 3 pha 8 3 18 54 0.9 0.7 3 pha 9 3 18 54 0.7 0.9 3 pha 10 3 9 27 0.7 0.8 3 pha 11 1 3 3 0.6 0.9 3 pha 12 4 12 48 0.6 0.8 3 pha Tổng 36 469 1.3 PHÂN NHÓM PHỤ TẢI: Căn cứ vào việc bố trí của phân xưởng và yêu cầu làm việc thuận tiện nhất, để làm việc có hiệu quả nhất thông qua các chức năng hoạt động của các máy móc thiết bị. Ngoài các yêu cầu về kỹ thuật thì ta phải đạt yêu cầu về kinh tế, không nên đặt quá nhiều các nhóm làm việc đồng thời, quá nhiều các tủ động lực như thế sẽ không lợi về kinh tế. Tuy nhiên một yếu tố quan trọng cần phải quan tâm là việc phân nhóm phụ tải. Vì phân nhóm phụ tải sẽ quyết định tủ phân phối trong phân xưởng, số tuyến dây đi ra của tủ phân phối. Phân nhóm phụ tải cho phân xưởng dựa vào các yếu tố sau:  Các thiết bị trong cùng một nhóm nên có cùng một chức năng.  Phân nhóm theo khu vực gần nhau thì cho một nhóm.  Phân nhóm có chú ý đến phân đều công suất cho các nhóm (tổng công suất của các nhóm gần bằng nhau).  Dòng tải của từng nhóm gần với dòng tải của CB chuẩn.  Số nhóm không nên quá nhiều: 2,3 hoặc 4 nhóm.  Trong cùng một tuyến dây cung cấp từ tủ phân phối thì không nên bố trí thiết bị có công suất lớn ở cuối tuyến. Vì thế, căn cứ vào công suất và vị trí các thiết bị trên sơ đồ mặt bằng, ở đây không xét đến các nhóm thiết bị cùng công năng (do ta không biết cụ thể ở đây từng máy loại gì) nên ta quyết định chia phụ tải theo phân bổ đều công suất các nhóm thành 04 nhóm, đi cùng 04 nhóm là 04 tủ động lực (DB) và 01 tủ phân phối chính (MDB) cấp điện cho 04 tủ động lực. Ngoài việc cấp điện cho 04 nhóm thiết bị, ta còn phải cung cấp cho hệ thống chiếu sáng (LDB). BÙI THANH NAM – MSSV: 16542372 NGUYỄN HỮU CHUNG – MSSV: 16542357 Trang 8 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRƯƠNG VIỆT ANH Số lượng, ký hiệu trên mặt bằng và tổng công suất của từng nhóm thiết bị như dưới đây: BẢNG 1.2 – PHÂN NHÓM PHỤ TẢI THEO BỐ TRÍ MẶT BẰNG PHÂN XƯỞNG 02. ΣP Ký hiệu trên mặt Số lượng P Nhóm iđm iđm Cos K (kW) bằng thiết bị (kw) sd 2B – 2C – 2D 3 16 0.7 0.7 3A – 3B 2 5 0.7 0.8 01 114 6C 09 1 14 0.8 0.8 8A 1 18 0.9 0.7 12A – 12B 2 12 0.6 0.8 1A – 1B – 1C – 1D 4 16 0.9 0.8 02 108 2A 07 1 16 0.7 0.7 6A – 6B 2 14 0.8 0.8 5A – 5B 2 9 0.7 0.7 7A – 7B – 7C 3 11 0.8 0.8 8B 1 18 0.9 0.7 03 123 9A 11 1 18 0.7 0.9 10A 1 9 0.7 0.8 11 1 3 0.6 0.9 12C – 12D 2 12 0.6 0.8 4 1 16 0.8 0.9 6D 1 14 0.8 0.8 7D – 7E 2 11 0.8 0.8 04 124 09 8C 1 18 0.9 0.7 9B – 9C 2 18 0.7 0.9 10B – 10C 2 9 0.7 0.8 Tổng 469 36 1.4 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO PHÂN XƯỞNG: CÓ NHIỀU PHƯƠNG PHÁP ĐỂ XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN: - Các phương pháp trình bày sau đây đều là các phương pháp tính gần đúng. ① Phương pháp hệ số nhu cầu Knc và công suất đặt: Ptt = Knc x Pđặt Qtt = Ptt x tgφ Phương pháp này được sử dụng khi thông tin thu nhận được từ khách hàng chỉ có thiết kế nhà xưởng (chưa có sơ đồ bố trí máy móc, thiết bị), số liệu cụ thể biết được là công suất đặt và diện tích từng phân xưởng. ② Phương pháp theo suất tiêu hao điện năng trên đơn vị sản phẩm (hoặc theo công suất riêng) Ptt = Ptb = (Mca.a)/Tca = Po x F Trong đó: a – suất tiêu hao điện năng trên đơn vị sản phẩm; Tca , Mca – thời gian làm việc và lượng sản phẩm của ca mang tải lớn nhất; Po – công suất trên một đơn vị diện tích; F – diện tích sử dụng; BÙI THANH NAM – MSSV: 16542372 NGUYỄN HỮU CHUNG – MSSV: 16542357 Trang 9 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRƯƠNG VIỆT ANH ③ Phương pháp tính theo Kmax và công suất trung bình (còn gọi là phương pháp số thiết bị hiệu quả nhq hay phương pháp sắp xếp biểu đồ): Với mỗi nhóm, nếu biết rõ thông tin về chế độ vận hành (đồ thị, thời gian đóng điện,) hoặc có thể tra cứu được các hệ số sử dụng của thiết bị, có thể tiến hành tính phụ tải theo Kmax và công suất trung bình nhóm. Với mỗi nhóm, nếu biết rõ thông tin về chế độ vận hành (đồ thị, thời gian đóng điện,) hoặc có thể tra cứu được các hệ số sử dụng của thiết bị, có thể tiến hành tính phụ tải theo Kmax và công suất trung bình nhóm theo các bước sau: a) Số thiết bị hiệu quả nhq: - Được xác định theo công thức sau: (∑ đ) = ∑ đ với Pđmi – công suất định mức của thiết bị thứ i. Trong trường hợp số thiết bị trong nhóm nhiều, có thể áp dụng cách tính gần đúng sau: - Xác định: . n1 – số thiết bị có công suất lớn hơn ½ Pimax (thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm). . P1 – tổng công suất của số thiết bị n1 ở trên. - Tính hệ số: ∗ = ∗ = đ với Pđm – tổng công suất định mức của toàn nhóm. - Tra bảng PL1.4 – tài liệu [1] tìm số thiết bị hiệu quả nhq b) Tính Ksd của nhóm theo công thức: ∑ đ = = đ ∑ đ với Pđm – tổng công suất định mức của toàn nhóm. - Công suất trung bình của nhóm có thể tính như sau: = đ c) Xác định phụ tải tính toán: - Nếu nhq < 4 và n < 4 thì phụ tải tính toán: = đ - Nếu nhq 3 thì: = đ Với các thiết bị có chế độ làm việc dài hạn thì hệ số phụ tải kpt lấy bằng 0.9 Với các thiết bị có chế độ làm việc ngắn hạn lặp lại thì kpt lấy giá trị 0.75 - Nếu nhq ≥ 4 tìm Kmax theo nhq và Ksd hoặc tra bảng: = 1 + 1.3 BÙI THANH NAM – MSSV: 16542372 NGUYỄN HỮU CHUNG – MSSV: 16542357 Trang 10 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRƯƠNG VIỆT ANH - Phụ tải tính toán: = = đ = 1.1 × nếu nhq ≤ 10 = = × nếu nhq > 10 = + đ = đ ④ Phương pháp tính trực tiếp Ptt theo hệ số sử dụng Ku và hệ số đồng thời Ks: Phương pháp này áp dụng cho 02 trường hợp, thứ nhất là phụ tải rất giống nhau và lặp đi lặp lại ở các khu vực khác nhau; thứ hai là phụ tải rất đa dạng không thể áp dụng phương pháp nào để xác định phụ tải tính toán. Tất cả các tải riêng biệt thường không vận hành hết công suất định mức ở cùng một thời điểm. Hệ số Ku và Ks cho phép xác định công suất và công suất biểu kiến lớn nhất dùng để định kích cỡ của mạng. Tất cả các tải riêng biệt thường không vận hành hết công suất định mức ở cùng một thời điểm. Hệ số Ku và Ks cho phép xác định công suất và công suất biểu kiến lớn nhất dùng để định kích cỡ của mạng.  Hệ số sử dụng lớn nhất Ku: trong điều kiện vận hành bình thường, công suất tiêu thụ thực của thiết bị thường bé hơn trị định mức của nó. Do đó, hệ số sử dụng Ku được dùng để đánh giá trị công suất tiêu thụ thực. Hệ số này cần được áp dụng cho từng tải riêng biệt (nhất là cho các động cơ vì chúng hiếm khi chạy đầy tải). Trong mạng công nghiệp, hệ số này ước chừng là 0.75 cho động cơ, đèn dây tóc là 1, đối với ổ cắm – hệ số này phụ thuộc hoàn toàn vào dạng thiết bị cắm vào ổ.  Hệ số đồng thời Ks: thông thường, sự vận hành đồng thời của tất cả tải có trong một lưới điện là không bao giờ xảy ra. Hệ số đồng thời Ks sẽ được dùng để đánh giá phụ tải. Hệ số đồng thời Ks thường được dùng cho một nhóm tải (được nối cùng tủ phân phối hoặc tủ phân phối phụ). Việc xác định Ks đòi hỏi sự hiểu biết chi tiết của người thiết kế về mạng và điều kiện vận hành của từng tải riêng biệt trong mạng. Do vậy, khó mà có thể cho giá trị chính xác trong mọi trường hợp. Các biểu thức tính toán:  Xác định công suất biểu kiến định mức của tải: đ(ả) đ(ả) = (1.1) ả  Xác định công suất biểu kiến tính toán của từng máy theo công thức: đ(ả) (ả) = đ(ả) × = × (1.2) ả  Xác định công suất biểu kiến tính toán của tủ điện theo công thức: (ủ đệ) = (ả) × đ (1.3)  Xác định dòng điện tính toán cho tủ điện theo công thức sau: (ủ đệ) ( ) = (1.4) ủ đệ √×.  Trong các phương pháp tính phụ tải tính toán cho mạng động lực thì phương pháp tính theo hệ số cực đại Kmax và công suất trung bình cho ra kết quả chính xác hơn cả.  Để áp dụng phương pháp tính được sử dụng nhiều trong thực tế theo tiêu chuẩn IEC, theo hướng dẫn của thầy TRƯƠNG VIỆT ANH, dữ liệu hiện có (số liệu đồ án được cung cấp BÙI THANH NAM – MSSV: 16542372 NGUYỄN HỮU CHUNG – MSSV: 16542357 Trang 11 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRƯƠNG VIỆT ANH đầy đủ công suất đặt, hệ số Ksd, hệ số công suất cosφ, bố trí thiết bị trên mặt bằng có tính lặp lại), nhóm quyết định chọn phương pháp xác định phụ tải tính toán theo phương pháp tính trực tiếp Ptt theo hệ số sử dụng Ksd (theo định nghĩa của IEC) và hệ số đồng thời Kđt theo tài liệu tham khảo [2]: Hệ số Kđt = 0.75 (đối với tải động cơ, theo tiêu chuẩn IEC về thiết kế và lắp đặt thiết bị điện), hoặc chọn Kđt = (0.8÷1) phụ thuộc số phần tử đi vào nhóm, theo BẢNG 1.4 trình bày dưới đây. Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo hệ số sử dụng Ksd và hệ số đồng thời Kđt có ưu điểm là đơn giản, tính toán thuận tiện, được sử dụng nhiều trong thực tế. BẢNG 1.3. BẢNG B16-TÀI LIỆU [2] – HỆ SỐ ĐỒNG THỜI CHO TỦ PHÂN PHỐI (theo tiêu chuẩn IEC439). Số mạch Hệ số Ks 2 và 3 (tủ được kiểm nghiệm toàn bộ) 0.9 4 và 5 0.8 6 đến 9 0.7 10 và lớn hơn 0.6 Tủ được thí nghiệm từng phần trong mỗi 1.0 trường hợp được chọn (“) (“) Nếu mạch chủ yếu cho chiếu sáng, hệ số Ks có thể coi như gần bằng 1. BẢNG 1.4. HỆ SỐ ĐỒNG THỜI CHO MẠCH CHỨC NĂNG (tham khảo theo Tài liệu [1].) Số mạch chức năng Hệ số Ks Ghi chú (*) n = 1 ÷ 2 1 (*) Với ý nghĩa, số mạch chức 3 ≤ n ≤5 0.85÷0.95 năng càng nhiều, hệ số Ks càng n > 5 0.8 nhỏ 1.4.1 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO TỪNG NHÓM: Số thiết bị của các nhóm đều lớn (n>5) và là tải động cơ, ta chọn hệ số đồng thời của các thiết bị trong mỗi nhóm kđt = 0.75 (theo tiêu chuẩn IEC – BẢNG B17/Tài liệu [2]. – Hệ số đồng thời Ks = 0.75 cho mạch động cơ mạnh thứ nhì ), và hệ số đồng thời của phân xưởng (gồm 4 tủ động lực và 1 tủ chiếu sáng) Kđt = 0.8 (theo tiêu chuẩn IEC – BẢNG 1.3). XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI CHO NHÓM 01: ΣP Ký hiệu trên mặt Số lượng P Nhóm iđm iđm Cos K K (kW) bằng thiết bị (kW) sd đt 2B – 2C – 2D 3 16 0.7 0.7 3A – 3B 2 5 0.7 0.8 01 114 6C 09 1 14 0.8 0.8 0.75 8A 1 18 0.9 0.7 12A – 12B 2 12 0.6 0.8  Công suất biểu kiến yêu cầu của máy 02 theo công thức (1.2): đ(ả) () = × = × 0.7 = 16 () ả .  Công suất biểu kiến yêu cầu của máy 03 theo công thức (1.2): BÙI THANH NAM – MSSV: 16542372 NGUYỄN HỮU CHUNG – MSSV: 16542357 Trang 12 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRƯƠNG VIỆT ANH đ(ả) () = × = × 0.8 = 5.71 () ả .  Công suất biểu kiến yêu cầu của máy 06 theo công thức (1.2): đ(ả) () = × = × 0.8 = 14 () ả .  Công suất biểu kiến yêu cầu của máy 08 theo công thức (1.2): đ(ả) () = × = × 0.7 = 14 () ả .  Công suất biểu kiến yêu cầu của máy 12 theo công thức (1.2): đ(ả) () = × = × 0.8 = 16 () ả .  Công suất biểu kiến của Nhóm 01 theo công thức (1.3): (ó ) = (ả) × đ (ó ) = 0.75 × (3 × 16 + 2 × 5.71 + 14 + 14 + 2 × 16) = 89.6 () (ó ) = . ()  Dòng điện tính toán của Nhóm 01 theo công thức (1.4): (ủ đệ) . ( ) = = = 136.1 () ó √×. √×. (ó ) = . () ÁP DỤNG CÁC CÔNG THỨC TRÊN TA TÍNH ĐƯỢC PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA NHÓM 01 Ở BẢNG SAU: S I (tủ Tên thiết P Cos I S S tt(tủ tt STT iđm đm đm(tải) K tt(tải) K điện) bị (kW)  (A) (kVA) sd (kVA) đt điện) (kVA) (A) 1 2B 16 0.7 34.7 22.86 0.7 16 12 2 2C 16 0.7 34.7 22.86 0.7 16 12 3 2D 16 0.7 34.7 22.86 0.7 16 12 4 3A 5 0.7 10.8 7.14 0.8 5.71 4.28 5 3B 5 0.7 10.8 7.14 0.8 5.71 0.75 4.28 6 6C 14 0.8 26.6 17.5 0.8 14 10.5 7 8A 18 0.9 30.4 20 0.7 14 10.5 8 12A 12 0.6 30.4 20 0.8 16 12 9 12B 12 0.6 30.4 20 0.8 16 12 Tổng 9 114 89.6 136.1 Nhóm 01 (thiết bị) (kW) (kVA) (A)  Hệ số sử dụng Ksd của Nhóm 01: ∑ ×đ = = . ∑ đ  Dòng điện đỉnh nhọn nhóm thiết bị Nhóm 01 theo động cơ 2D: đ = + [ − đ()] (1.5) Trong đó: . Immmax – dòng mở máy lớn nhất của thiết bị trong nhóm thiết bị; . Iđm(max) – dòng định mức của thiết bị có dòng mở máy lớn nhất; . Immmax = (3÷5)Iđm cho động cơ rotor dây quấn Pđm < 40 kW, chọn Kmm = 5 Pđm > 40 kW, chọn Kmm = 3 BÙI THANH NAM – MSSV: 16542372 NGUYỄN HỮU CHUNG – MSSV: 16542357 Trang 13 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRƯƠNG VIỆT ANH đó = + [ − đ()] đó = { × . + [. − . × . ]} = . () ÁP DỤNG TƯƠNG TỰ TA ĐƯỢC PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA NHÓM 02 Ở BẢNG SAU: I (tủ Tên thiết P Cos I S S S tt STT iđm đm đm(tải) K tt(tải) K tt(tủ điện) điện) bị (kW)  (A) (kVA) sd (kVA) đt (kVA) (A) 1 1A 16 0.9 26.9 17.7 0.8 14.2 10.6 2 1B 16 0.9 26.9 17.7 0.8 14.2 10.6 3 1C 16 0.9 26.9 17.7 0.8 14.2 10.6 4 1D 16 0.9 26.9 17.7 0.8 14.2 0.75 10.6 5 2A 16 0.7 34.7 22.86 0.7 16 12 6 6A 14 0.8 26.6 17.5 0.8 14 10.5 7 6B 14 0.8 26.6 17.5 0.8 14 10.5 Tổng 7 108 75.6 114.9 Nhóm 02 (thiết bị) (kW) (kVA) (A)  Hệ số sử dụng Ksd của Nhóm 02: ∑ ×đ = = . ∑ đ  Dòng điện đỉnh nhọn nhóm thiết bị Nhóm 02 theo động cơ 2A, theo công thức (1.5): đ = + [ − đ()] Trong đó: . Immmax – dòng mở máy lớn nhất của thiết bị trong nhóm thiết bị; . Iđm(max) – dòng định mức của thiết bị có dòng mở máy lớn nhất; . Immmax = (3÷5)Iđm cho động cơ rotor dây quấn Pđm < 40 kW, chọn Kmm = 5 Pđm > 40 kW, chọn Kmm = 3 đó = + [ − đ()] đó = { × . + [. − . × . ]} = . () ÁP DỤNG TƯƠNG TỰ TA ĐƯỢC PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA NHÓM 03 Ở BẢNG SAU: Stt(tủ Itt (tủ Tên Piđm Cos Iđm Sđm(tải) Stt(tải) STT K K diện) thiết bị (kW)  (A) (kVA) sd (kVA) đt điện) (kVA) (A) 1 5A 9 0.7 19.5 12.85 0.7 9 6.75 2 5B 9 0.7 19.5 12.85 0.7 9 6.75 3 7A 11 0.8 20.9 13.75 0.8 11 8.25 4 7B 11 0.8 20.9 13.75 0.8 11 8.25 5 7C 11 0.8 20.9 13.75 0.8 11 0.75 8.25 6 8B 18 0.9 30.4 20 0.7 14 10.5 7 9A 18 0.7 39 25.71 0.9 23.14 17.35 8 10A 9 0.7 19.5 12.85 0.8 10.28 7.71 9 11 3 0.6 7.6 5 0.9 4.5 3.37 BÙI THANH NAM – MSSV: 16542372 NGUYỄN HỮU CHUNG – MSSV: 16542357 Trang 14 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRƯƠNG VIỆT ANH 10 12C 12 0.6 30.4 20 0.8 16 12 11 12D 12 0.6 30.4 20 0.8 16 12 Tổng 11 123 101.2 153.7 Nhóm (thiết (kW) (kVA) (A) 03 bị)  Hệ số sử dụng Ksd của Nhóm 03: ∑ ×đ = = . ∑ đ  Dòng điện đỉnh nhọn nhóm thiết bị Nhóm 03 theo động cơ 9A, theo công thức (1.5): đ = + [ − đ()] Trong đó: . Immmax – dòng mở máy lớn nhất của thiết bị trong nhóm thiết bị; . Iđm(max) – dòng định ...ác trường hợp dưới đây: . Xác định tiết diện dây dẫn khi toàn bộ đường dây có cùng một tiết diện. . Xác định tiết diện dây dẫn theo mật độ dòng điện không đổi. . Xác định tiết diện dây dẫn theo điều kiện phí tổn kim loại màu ít nhất. Cách thức tính toán cụ thể của 3 trường hợp trên được trình bày theo (Trang 282 đến 285/Tài liệu [3]). 3.6.2 CHỌN DÂY DẪN THEO ĐIỀU KIỆN PHÁT NÓNG:  Cung cấp điện cho mạng điện phân xưởng được thực hiện từ các trạm biến áp với cấp điện áp thứ cấp là 380V. Cấu trúc chủ yếu của mạng điện phân xưởng là hệ thống 3 pha 4 dây với trung tính nối đất.  Phương án chọn lựa dây dẫn phù hợp với phân xưởng này nhất là chọn lựa dây dẫn theo điều kiện phát nóng. Chọn dây dẫn theo điều kiện phát nóng cho phép sẽ đảm bảo độ bền, độ an toàn trong quá trình vận hành và tuổi thọ của dây dẫn.  Trong thực tế, dây dẫn được chọn lựa và lắp đặt khác với điều kiện định mức do nhà chế tạo qui định nên dòng phát nóng cho phép định mức cần phải quy đổi về dòng phát nóng cho phép thực tế bằng cách nhân với hệ số hiệu chỉnh K. Hệ số K được xác định trên cơ sở loại dây, số dây nằm kề nhau, phương thức lắp đặt, nhiệt độ môi trường thực tế tại nơi lắp đặt.  Điều kiện lựa chọn: = . ≥ (3.1) Trong đó: - Icpđm là dòng phát nóng cho phép, được xác định theo các điều kiện chuẩn của hãng chế tạo, Icp tức dòng điện lớn nhất có thể chạy qua dây dẫn trong thời gian không hạn chế mà không làm nhiệt độ của nó vượt quá trị số cho phép. - Ilvmax là dòng làm việc lớn nhất qua dây, thường chính là dòng tính toán. Đối với dây dẫn cung cấp cho từng máy riêng lẻ dòng Ilvmax lấy bằng Iđm . Đối với dây dẫn cung cấp cho từng nhóm máy lấy Ilvmax bằng Itt của nhóm. - K là hệ số điều chỉnh dây theo các điều kiện lắp đặt và vận hành thực tế. XÁC ĐỊNH CÁC HỆ SỐ HIỆU CHỈNH K:  Nếu là cáp chôn dưới đất: K=K4 x K5 x K6 x K7 (3.2) Trong đó: - K4 – thể hiện ảnh hưởng của cách lắp đặt. Cách lắp đặt K4 Đặt trong ống bằng đất nung, ống ngầm hoặc rãnh đúc 0.8 Trường hợp khác 1 - K5 – Hệ số hiệu chỉnh theo số dây đặt kề nhau, theo tiêu chuẩn IEC dưới đây: BẢNG 3.1. K5 CHO SỐ DÂY TRONG HÀNG. Định vị dây K5 đặt kề nhau Số mạch hoặc cáp nhiều lõi BÙI THANH NAM – MSSV: 16542372 NGUYỄN HỮU CHUNG – MSSV: 16542357 Trang 34 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRƯƠNG VIỆT ANH 1 2 3 4 5 6 7 8 9 12 16 20 Chôn ngầm 1 0.8 0.7 0.65 0.6 0.57 0.54 0.52 0.5 0.45 0.41 0.38 Nếu cáp được đặt theo vài hàng, K5 được nhân với: . 2 hàng: 0.8 . 3 hàng: 0.73 . 4 hoặc 5 hàng: 0.7 - K6 – Hệ số thể hiện ảnh hưởng của đất chôn cáp, theo tiêu chuẩn IEC dưới đây: BẢNG 3.2. HỆ SỐ K6 THEO TÍNH CHẤT CỦA ĐẤT. Tính chất của đất K6 Rất ướt (bão hòa) 1.21 Ướt 1.13 Ẩm 1.05 Khô 1 Rất khô 0.86 - K7 – Hệ số thể hiện ảnh hưởng của nhiệt độ đất, theo tiêu chuẩn IEC dưới đây: BẢNG 3.3. K7 PHỤ THUỘC NHIỆT ĐỘ ĐẤT. Nhiệt độ đất Cách điện oC PVC XLPE, EPR (cao su Ethylen – Propylen) 10 1.10 1.07 15 1.05 1.04 20 1.00 1.00 25 0.95 0.96 30 0.89 0.93 35 0.84 0.89 40 0.77 0.85 45 0.71 0.80 50 0.63 0.76 55 0.55 0.71 60 0.45 0.65  Nếu là cáp không chôn dưới đất: K=K1 x K2 x K3 (3.3) Trong đó: - K1 – Hệ số hiệu chỉnh theo cách thức lắp đặt, theo tiêu chuẩn IEC dưới đây: BẢNG 3.4. HỆ SỐ K1 CHO CÁC CÁCH ĐẶT DÂY KHÁC NHAU. Mô tả Cách thức K1 Cáp đặt thẳng trong vật liệu cách điện 0.7 chịu nhiệt BÙI THANH NAM – MSSV: 16542372 NGUYỄN HỮU CHUNG – MSSV: 16542357 Trang 35 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRƯƠNG VIỆT ANH Ống dây đặt trong vật liệu cách điện 0.77 chịu nhiệt Hầm và mương cáp kín 0.95 Cáp treo cố định trên trần 0.95 Trong trần giả hoặc kết cấu xây dựng 0.95 rỗng Cáp đơn hoặc đa lõi đặt trong ống trong 0.865 kết cấu xây dựng rỗng Trên công-xôn gắn vào tường 0.9 Đi âm trong kết cấu công trình 0.9 Trên khay cáp có đục lỗ hoặc trên móc 1.0 Trên khay không đục lỗ hoặc đường 1.0 dẫn Trên thang cáp 1.0 - K2 – Hệ số hiệu chỉnh theo số cáp gần nhau, theo tiêu chuẩn IEC dưới đây: BẢNG 3.5. HỆ SỐ K2 THEO SỐ MẠCH CÁP TRONG MỘT HÀNG ĐƠN. Kiểu đi dây 1 2 3 4 5 6 7 8 9 12 16 20 Lắp hoặc chôn trong 1 0.8 0.7 0.65 0.6 0.57 0.54 0.52 0.5 0.45 0.41 0.38 tường Hàng đơn trên tường hoặc nền nhà, 1 0.85 0.79 0.75 0.73 0.72 0.72 0.71 0.7 0.7 hoặc trên khay cáp không đục lỗ Hàng đơn trên trần 0.95 0.81 0.72 0.68 0.66 0.64 0.63 0.62 0.61 0.61 Hàng đơn nằm ngang hoặc trên 1 0.88 0.82 0.77 0.75 0.73 0.73 0.72 0.72 0.72 màng đứng Hàng đơn trên thang 1 0.87 0.82 0.8 0.8 0.79 0.79 0.78 0.78 0.78 cáp, công-xôn Khi số hàng cáp nhiều hơn 1, K2 cần được nhân với các hệ số sau: . 2 hàng: 0.8 BÙI THANH NAM – MSSV: 16542372 NGUYỄN HỮU CHUNG – MSSV: 16542357 Trang 36 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRƯƠNG VIỆT ANH . 3 hàng:0.73 . 4 hoặc 5 hàng: 0.7 - K3 – Hệ số ảnh hưởng của nhiệt độ tương ứng với dạng cách điện. O BẢNG 3.6. HỆ SỐ K3 CHO NHIỆT ĐỘ MÔI TRƯỜNG KHÁC 30 C Nhiệt độ môi Cách điện trường Cao su (chất XLPE, EPR (cao su Ethylen – PVC oC dẻo) Propylen) 10 1.29 1.22 1.15 15 1.22 1.17 1.12 20 1.15 1.12 1.08 25 1.07 1.07 1.04 30 1.00 1.00 1.00 35 0.93 0.93 0.96 40 0.82 0.87 0.91 45 0.71 0.79 0.87 50 0.58 0.71 0.82 55 - 0.61 0.76 60 - 0.50 0.71 65 - - 0.65 70 - - 0.58 75 - - - 80 - - -  Chọn dây hạ thế theo điều kiện phát nóng: Việc tính đến các hệ số hiệu chỉnh dẫn đến công thức (3.1) trở thành: ≥ / (3.4)  Chọn dây trung tính (N): SN = Spha , nếu có tải bất đối xứng (hơn 10%), hoặc tải gây sóng hài, hoặc tải có đèn 2 2 phóng điện, hoặc khi Spha ≤ 16 mm (Cu) và 25 mm (Al) cho các mạch một pha. SN = 0.5.Spha cho các trường hợp còn lại với lưu ý là dây trung tính phải có bảo vệ thích hợp. 3.6.3 CHỌN DÂY DẪN THEO MẬT ĐỘ DÒNG KINH TẾ: Phương án này thường được áp dụng cho mạng cao áp. Dựa vào phụ tải tính toán của các phân xưởng và toàn nhà máy để lựa chọn dây dẫn mạng cao áp từ trạm phân phối trung tâm tới các trạm biến áp phân xưởng và từ trạm biến áp trung gian về trạm phân phối trung tâm. Các đường dây này có cùng tiết diện trên toàn bộ chiều dài, vì vậy thường được chọn theo điều kiện mật độ dòng kinh tế (JKT). Nó phụ thuộc vào điều kiện môi trường, điều kiện làm việc: = () Trong đó: S – tiết diện dây dẫn (mm2) 2 JKT – mật độ dòng điện kinh tế của dây (A/mm ) – Tra bảng. Imax – dòng điện lớn nhất của phụ tải (A). BÙI THANH NAM – MSSV: 16542372 NGUYỄN HỮU CHUNG – MSSV: 16542357 Trang 37 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRƯƠNG VIỆT ANH . Imax = Itt với đường dây lộ đơn. . Imax = Itt/2 với đường dây lộ kép. 3.7 TÍNH CHỌN DÂY DẪN PHÂN XƯỞNG THEO ĐIỀU KIỆN PHÁT NÓNG: Dây dẫn cung cấp trong mạng điện áp thấp của phân xưởng chọn theo điều kiện phát nóng (dòng điện làm việc lâu dài cho phép) và kiểm tra theo điều kiện tổn thất điện áp. Vì khoảng cách từ tủ động lực tới các thiết bị, cũng như khoảng cách từ tủ phân phối hạ áp tới các tủ động lực ngắn, thời gian làm việc của các máy công cụ ít, nếu chọn theo phương án mật độ dòng kinh tế (tính theo dòng làm việc định mức tại tất cả các cấp của tải, thực tế các cấp cao hơn như tại tủ động lực và tủ phân phối có hệ số đồng thời do tất cả các tải không làm việc cùng một thời điểm nên dòng tính toán sẽ thấp hơn định mức) sẽ gây lãng phí kim loại màu nên dây dẫn chỉ cần chọn theo điều kiện phát nóng là đủ. 3.7.1 CHỌN DÂY DẪN TỪ TRẠM BIẾN ÁP ĐẾN TỦ PHÂN PHỐI CHÍNH: Tuyến dây đi từ trạm biến áp MBA đến tủ phân phối chính MDB là tuyến dây chính, chịu dòng tải lớn, nên thường dùng 4 cáp (3 cáp pha & 1 cáp trung tính). Ta chọn phương án đi cáp ngầm trong đất và được đặt trong ống nhựa cứng PVC chuyên dùng của công ty điện lực (độ sâu chôn cáp 0.5 m). - Dòng điện làm việc lớn nhất của tải qua dây dẫn: = = . () , tính ở Chương 1 (bao gồm phụ tải chiếu sáng tính theo phương pháp gần đúng và hệ số Kđt=0.8). - Cần lưu ý rằng cáp tổng phải được chọn theo dòng định mức của máy biến áp. Dòng qua cáp tổng Ilvmax có thể tra bảng theo gam máy biến áp được chọn hoặc tính như sau: đ đ = = = 461.9 () √× √×. - Với MBA đã chọn lựa với S = 320 (kVA) và điện áp dây phía sơ cấp khi không tải U0 = 400 (V), tra (Bảng B19-Tài liệu [2]) – tiêu chuẩn IEC về gam máy biến áp 3 pha trung/hạ thế (biến áp phân phối) và dòng định mức dây tải tương ứng của chúng ta tra được: In = 462 (A) dòng tải lớn nhất nếu tính theo SMBA đã lựa chọn, phù hợp với số liệu tính toán. - Hệ số hiệu chỉnh, theo công thức (3.2), các hệ số K tương ứng tra trong các BẢNG 3.1- 3.2 & 3.3 đã trình bày ở trên: K = K4 x K5 x K6 x K7 = 0.8 x 1 x 1 x 1.05 = 0.84 . K4 = 0.8 (chôn trong ống) . K5 = 1 (1 cáp 1 ống riêng biệt) . K6 = 1 (đất khô) o . K7 = 1.05 (nhiệt độ đất 15 C) - Dòng điện cho phép định mức của dây (dòng qui đổi), theo công thức (3.4): ≥ = = () . Tra thông số kỹ thuật cáp điện CADIVI theo (Phụ lục 2-Trang 103/Tài liệu [1]), ta chọn cáp điện lực hạ thế CVV/DTA ruột đồng, một lõi (nhiều sợi xoắn), cách điện PVC, vỏ PVC, có giáp bảo vệ, đi trong ống đơn tuyến chôn trong đất: Tiết diện ruột dẫn Dòng điện định mức Độ sụt áp (mm2) (A) (mV/A/m) CVV-1x500 585 0.32 BÙI THANH NAM – MSSV: 16542372 NGUYỄN HỮU CHUNG – MSSV: 16542357 Trang 38 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRƯƠNG VIỆT ANH 3.7.2 CHỌN DÂY DẪN TỪ TỦ PHÂN PHỐI CHÍNH ĐẾN TỦ ĐỘNG LỰC: Tuyến dây đi từ tủ phân phối chính MDB đến các tủ động lực DB ta đi 4 cáp (3 cáp pha & 1 cáp trung tính, tiết diện cáp trung tính bằng tiết diện cáp pha), đi dây đơn, thang cáp sát tường. CHỌN DÂY DẪN TỪ TỦ PHÂN PHỐI CHÍNH MDB ĐẾN TỦ ĐỘNG LỰC NHÓM 01 – DB1: - Dòng điện làm việc lớn nhất qua dây dẫn, được tính ở Chương 1: (ó ) = () = 136.1 () - Hệ số hiệu chỉnh tra theo các BẢNG 3.4-3.5-3.6 ở trên, theo công thức (3.3), đi chung thang cáp với dây dẫn đến tủ động lực DB2: K = K1 x K2 x K3 = 1 x 0.8 x 1 = 0.78 . K1 = 1 (cáp đi trên thang cáp) . K2 = 0.78 (8 hàng đơn trên thang cáp) o . K3 = 1 (nhiệt độ không khí ở 30 C) - Dòng điện cho phép định mức của dây (dòng qui đổi), theo công thức (3.4): . ≥ () = = . () () . Tra thông số kỹ thuật cáp điện CADIVI theo (Phụ lục 2-Trang 101/Tài liệu [1]), ta chọn cáp điện lực hạ thế CVV ruột đồng, một lõi (nhiều sợi xoắn), cách điện PVC, không giáp bảo vệ, lắp trên không (trên cùng một mặt phẳng & cách khoảng): Tiết diện ruột dẫn Dòng điện định mức Độ sụt áp (mm2) (A) (mV/A/m) CVV-1x50 201 0.83 CHỌN DÂY DẪN TỪ TỦ PHÂN PHỐI CHÍNH MDB ĐẾN TỦ ĐỘNG LỰC NHÓM 02 – DB2: - Dòng điện làm việc lớn nhất qua dây dẫn, được tính ở Chương 1: (ó ) = () = 114.9 () - Dòng điện cho phép định mức của dây (dòng qui đổi), theo công thức (3.4): ≥ () = . = . () () . Tra thông số kỹ thuật cáp điện CADIVI theo (Phụ lục 2-Trang 101/Tài liệu [1]), ta chọn cáp điện lực hạ thế CVV ruột đồng, một lõi (nhiều sợi xoắn), cách điện PVC, không giáp bảo vệ, lắp trên không (trên cùng một mặt phẳng & cách khoảng): Tiết diện ruột dẫn Dòng điện định mức Độ sụt áp (mm2) (A) (mV/A/m) CVV-1x35 160 1.2 CHỌN DÂY DẪN TỪ TỦ PHÂN PHỐI CHÍNH MDB ĐẾN TỦ ĐỘNG LỰC NHÓM 03 – DB3: - Dòng điện làm việc lớn nhất qua dây dẫn, được tính ở Chương 1: BÙI THANH NAM – MSSV: 16542372 NGUYỄN HỮU CHUNG – MSSV: 16542357 Trang 39 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRƯƠNG VIỆT ANH (ó ) = () = 153.7 () - Hệ số hiệu chỉnh tra theo các BẢNG 3.4-3.5-3.6 ở trên, theo công thức (3.3), đi chung thang cáp với dây dẫn đến tủ động lực DB4: K = K1 x K2 x K3 = 1 x 0.8 x 1 = 0.78 . K1 = 1 (cáp đi trên thang cáp) . K2 = 0.78 (8 hàng đơn trên thang cáp) o . K3 = 1 (nhiệt độ không khí ở 30 C) - Dòng điện cho phép định mức của dây (dòng qui đổi), theo công thức (3.4): ≥ () = . = () () . Tra thông số kỹ thuật cáp điện CADIVI theo (Phụ lục 2-Trang 101/Tài liệu [1]), ta chọn cáp điện lực hạ thế CVV ruột đồng, một lõi (nhiều sợi xoắn), cách điện PVC, không giáp bảo vệ, lắp trên không (trên cùng một mặt phẳng & cách khoảng): Tiết diện ruột dẫn Dòng điện định mức Độ sụt áp (mm2) (A) (mV/A/m) CVV-1x50 201 0.83 CHỌN DÂY DẪN TỪ TỦ PHÂN PHỐI CHÍNH MDB ĐẾN TỦ ĐỘNG LỰC NHÓM 04 – DB4: - Dòng điện làm việc lớn nhất qua dây dẫn, được tính ở Chương 1: (ó ) = () = 153.7 () - Dòng điện cho phép định mức của dây (dòng qui đổi), theo công thức (3.4): ≥ () = . = () () . Tra thông số kỹ thuật cáp điện CADIVI theo (Phụ lục 2-Trang 101/Tài liệu [1]), ta chọn cáp điện lực hạ thế CVV ruột đồng, một lõi (nhiều sợi xoắn), cách điện PVC, không giáp bảo vệ, lắp trên không (trên cùng một mặt phẳng & cách khoảng): Tiết diện ruột dẫn Dòng điện định mức Độ sụt áp (mm2) (A) (mV/A/m) CVV-1x50 201 0.83 3.7.3 CHỌN DÂY DẪN TỪ TỦ ĐỘNG LỰC DB ĐẾN CÁC ĐỘNG CƠ: Dây dẫn từ các tủ động lực đến các động cơ, ta chọn phương án đi trên khay cáp có đục lỗ, dây ruột đồng 4 lõi, cách điện PVC. - Nhóm 01: Hệ số hiệu chỉnh tra theo các BẢNG 3.4-3.5-3.6 ở trên, theo công thức (3.3), đi chung khay cáp với 8 đường dây đến các máy khác: KNhómI = KNhómIV = K1 x K2 x K3 = 1 x 0.78 x 1 = 0.7 . K1 = 1 (cáp đi trên khay cáp có đục lỗ) . K2 = 0.7 (9 hàng cáp đa lõi trên khay đục lỗ) o . K3 = 1 (nhiệt độ không khí ở 30 C) - Nhóm 02: Hệ số hiệu chỉnh tra theo các BẢNG 3.4-3.5-3.6 ở trên, theo công thức (3.3), đi chung khay cáp với 6 đường dây đến các máy khác: BÙI THANH NAM – MSSV: 16542372 NGUYỄN HỮU CHUNG – MSSV: 16542357 Trang 40 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRƯƠNG VIỆT ANH KNhómII = K1 x K2 x K3 = 1 x 0.72x 1 = 0.72 . K1 = 1 (cáp đi trên khay cáp có đục lỗ) . K2 = 0.72 (7 hàng cáp đa lõi trên khay đục lỗ) o . K3 = 1 (nhiệt độ không khí ở 30 C) - Nhóm 03: Hệ số hiệu chỉnh tra theo các BẢNG 3.4-3.5-3.6 ở trên, theo công thức (3.3), đi chung khay cáp với 10 đường dây đến các máy khác: KNhómIII = K1 x K2 x K3 = 1 x 0.7 x 1 = 0.7 . K1 = 1 (cáp đi trên khay cáp có đục lỗ) . K2 = 0.7 (11 hàng cáp đa lõi trên khay đục lỗ) o . K3 = 1 (nhiệt độ không khí ở 30 C) - Dòng điện cho phép định mức của dây (dòng qui đổi), theo công thức (3.4): ≥ , với Ilvmax = Iđm(từng thiết bị) - Tính chọn dây dẫn từ tủ động lực DB1 đến động cơ 2B. Dòng điện định mức động cơ 2B – Nhóm 1: đ đ . đ = = = = 34.7 () √×đ× √×. √×. ≥ = . = . () . - Đường dây từ tủ động lực đến các phụ tải khác chọn tương tự, các số liệu của dây dẫn được chọn được tổng kết trong bảng dưới đây: Vậy ta chọn dây dẫn từ tủ động lực DB đến các động cơ là: cáp điện lực hạ thế CADIVI, cáp CCV ruột đồng 4 lõi (cấu tạo 1 lõi nhiều sợi xoắn) gồm 3 dây pha & 1 dây trung tính, cách điện PVC, vỏ PVC, không giáp bảo vệ, lắp trên không, các thông số như sau: BẢNG 3.7. THỐNG KÊ LỰA CHỌN DÂY DẪN ĐẾN CÁC ĐỘNG CƠ. THÔNG SỐ TÍNH TOÁN LỰA CHỌN DÂY DẪN Dòn Dòng Ký g Dòng điện Điện trở Tủ hiệu điện Tiết diện định điện Độ sụt áp Chiều cho DC ở Ghi động máy định danh S định (mV/A/m dài phép 20oC chú lực trên mức (mm2) mức ) (m) I (m/m) MB I cp (A) đm (A) (A) 2B 34.7 49.5 CVV-4x10 55 3.3 1.83 7 4 lõi 2C 34.7 49.5 CVV-4x10 55 3.3 1.83 11 4 lõi 2D 34.7 49.5 CVV-4x10 55 3.3 1.83 15 4 lõi 3A 10.8 15.4 CVV-4x1.5 19 24 12.1 6 4 lõi DB 1 3B 10.8 15.4 CVV-4x1.5 19 24 12.1 9 4 lõi K=0.7 6C 26.6 38 CVV-4x6.0 38 6 3.08 12 4 lõi 8A 30.4 43.4 CVV-4x10 55 3.3 1.83 18 4 lõi 12A 30.4 43.4 CVV-4x10 55 3.3 1.83 10 4 lõi 12B 30.4 43.4 CVV-4x10 55 3.3 1.83 6 4 lõi 1A 26.9 37.3 CVV-4x6.0 38 6 3.08 5 4 lõi DB 2 1B 26.9 37.3 CVV-4x6.0 38 6 3.08 7.5 4 lõi K=0.72 1C 26.9 37.3 CVV-4x6.0 38 6 3.08 10 4 lõi BÙI THANH NAM – MSSV: 16542372 NGUYỄN HỮU CHUNG – MSSV: 16542357 Trang 41 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRƯƠNG VIỆT ANH 1D 26.9 37.3 CVV-4x6.0 38 6 3.08 7.5 4 lõi 2A 34.7 48.2 CVV-4x10 55 3.3 1.83 7 4 lõi 6A 26.6 36.9 CVV-4x6.0 38 6 3.08 15.5 4 lõi 6B 26.6 36.9 CVV-4x6.0 38 6 3.08 18 4 lõi 5A 19.5 27.8 CVV-4x4.0 32 9 4.61 6.5 4 lõi 5B 19.5 27.8 CVV-4x4.0 32 9 4.61 6.5 4 lõi 7A 20.9 29.8 CVV-4x4.0 32 9 4.61 24 4 lõi 7B 20.9 29.8 CVV-4x4.0 32 9 4.61 22 4 lõi 7C 20.9 29.8 CVV-4x4.0 32 9 4.61 22 4 lõi DB 3 8B 30.4 43.4 CVV-4x10 55 3.3 1.83 7 4 lõi K=0.7 9A 39 55.7 CVV-4x10 55 3.3 1.83 6.5 4 lõi 10A 19.5 27.9 CVV-4x4.0 32 9 4.61 5.5 4 lõi 11 7.6 10.8 CVV-4x1.5 19 24 12.1 18 4 lõi 12C 30.4 43.4 CVV-4x10 55 3.3 1.83 8 4 lõi 12D 30.4 43.4 CVV-4x10 55 3.3 1.83 12 4 lõi 4 30.4 43.4 CVV-4x10 55 3.3 1.83 9 4 lõi 6D 26.6 38 CVV-4x6.0 38 6 3.08 14 4 lõi 7D 20.9 29.8 CVV-4x4.0 32 9 4.61 24 4 lõi 7E 20.9 29.8 CVV-4x4.0 32 9 4.61 22 4 lõi DB 4 8C 30.4 43.4 CVV-4x10 55 3.3 1.83 3 4 lõi K=0.7 9B 39 55.7 CVV-4x10 55 3.3 1.83 14 4 lõi 9C 39 55.7 CVV-4x10 55 3.3 1.83 12 4 lõi 10B 19.5 27.9 CVV-4x4.0 32 9 4.61 8 4 lõi 10C 19.5 27.9 CVV-4x4.0 32 9 4.61 6 4 lõi BẢNG 3.8. THỐNG KÊ LỰA CHỌN DÂY DẪN TỪ TỦ PHÂN PHỐI ĐẾN TỦ ĐỘNG LỰC. THÔNG SỐ TÍNH TOÁN LỰA CHỌN DÂY DẪN Dòng Tiết diện Điện trở Dòng điện Dòng điện điện Chiều định danh Độ sụt áp DC ở Ghi Tuyến dây tính toán I cho phép I định dài tt cp S (mV/A/m) 20oC chú (A) (A) mức (m) (mm2) (m/m) (A) MBA  MDB 462 550 CVV-500 585 0.32 0.0366 4 x 15 1 lõi MDB  DB 1 136.1 174.5 CVV-50 201 0.83 0.387 4 x 48 1 lõi MDB  DB 2 114.9 147.3 CVV-35 160 1.2 0.524 4 x 24 1 lõi MDB  DB 3 153.7 197 CVV-50 201 0.83 0.387 4 x 30 1 lõi MDB  DB 4 153.7 197 CVV-50 201 0.83 0.387 4 x 54 1 lõi 3.8 KIỂM TRA SỤT ÁP: Chất lượng điện năng ảnh hưởng rất lớn đến hiệu quả của một phân xưởng sản xuất. Để đảm bảo phân xưởng hoạt động tốt, năng suất cao, phát huy được tối đa hiệu suất của các máy móc thiết bị thì phải đảm bảo chất lượng điện năng, đặc biệt là chất lượng điện áp. Muốn BÙI THANH NAM – MSSV: 16542372 NGUYỄN HỮU CHUNG – MSSV: 16542357 Trang 42 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRƯƠNG VIỆT ANH vậy phải đảm bảo độ sụt áp hay tổn thất điện áp trên đường dây U phải nằm trong giới hạn cho phép. ∆ ≤ 5%đ = 0.05 × 380 = 19 () (3.5) - Kiểm tra sụt áp điều kiện làm việc bình thường: ∆% = ∆ × 100% ≤ 5% (3.6) đ ∆ = (3.7) đ Để tính toán được đơn giản hơn, các tính toán có thể không cần thiết nếu ta sử dụng (Bảng H1-29/Trang H1-39/Tài liệu [2]). Bảng này cho kết quả tính sụt áp gần đúng trên 1 (km) cho 1 (A) và phụ thuộc vào dạng của tải (cho động cơ với cosφ=0.8 chế độ làm việc bình thường) và dạng của cáp (1 pha hay 3 pha). Lúc này, độ sụt áp U sẽ được tính bằng: ∆ = × × (3.8) Trong đó: . K – hệ số sụt áp (V/A/km) tra Bảng H1-29/Trang H1-39/Tài liệu [2]. . IB – dòng làm việc lớn nhất (A). . L – chiều dài cáp (km). Độ sụt áp phụ thuộc trực tiếp vào công suất của phụ tải, chiều dài dây dẫn và tỉ lệ nghịch với bình phương điện áp. Vì vậy, khi chọn dây dẫn cần phải kiểm tra lại tổn thất điện áp cho phép  nếu không thoả thì tăng tiết diện lên một cấp rồi kiểm tra lại. KIỂM TRA TỔN THẤT ĐIỆN ÁP TỪ TRẠM BIẾN ÁP MBA ĐẾN TỦ PHÂN PHỐI MDB: - Dòng điện làm việc lớn nhất của đoạn từ MBA đến tủ phân phối chính MDB là: Ilvmax = 462 (A), tính theo dung lượng Smba = 320 (kVA) - Chiều dài dây: l = 15 m = 0.015 (km) - Hệ số sụt áp: K = 0.32 (V/A/km), tra theo dây dẫn được chọn BẢNG 3.8 ở trên. - Khi đó, tổn thất điện áp ∆U, theo công thức (3.8): ∆U < 5%∆Uđm = 5%x380 = 19 (V) ∆ = × × = 0.32 × 462 × 0.015 = 2.21 () ≤ 19() - Trị sụt áp được biểu diễn theo %, theo công thức (3.6): ∆ 2.21 ∆% = × 100% = × 100% = 0.58% ≤ 5% đ 380 Vậy sụt áp trên đoạn từ máy biến áp MBA tới tủ phân phối chính MDB đạt yêu cầu. KIỂM TRA TỔN THẤT ĐIỆN ÁP TỪ TỦ PHÂN PHỐI CHÍNH MDB ĐẾN TỦ ĐỘNG LỰC NHÓM 01 - DB1: - Dòng điện làm việc lớn nhất của đoạn từ MDB đến tủ động lực DB 1 là: Ilvmax = 136.1 (A) BÙI THANH NAM – MSSV: 16542372 NGUYỄN HỮU CHUNG – MSSV: 16542357 Trang 43 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRƯƠNG VIỆT ANH - Chiều dài dây: l = 48 m = 0.048 (km) - Hệ số sụt áp: K = 0.83 (V/A/km), tra theo dây dẫn được chọn BẢNG 3.8 ở trên. - Khi đó, tổn thất điện áp ∆U, theo công thức (3.8): ∆ = × × = 0.83 × 136.1 × 0.048 = 5.42 () - Trị sụt áp được biểu diễn theo %, theo công thức (3.6): ∆ 5.42 ∆% = × 100% = × 100% = 1.42% ≤ 5% đ 380 Vậy sụt áp trên đoạn từ tủ phân phối chính MDB tới tủ động lực DB 1 đạt yêu cầu. KIỂM TRA TỔN THẤT ĐIỆN ÁP TỪ TỦ PHÂN PHỐI CHÍNH MDB ĐẾN TỦ ĐỘNG LỰC NHÓM 02 - DB2: - Dòng điện làm việc lớn nhất của đoạn từ MDB đến tủ động lực DB 2 là: Ilvmax = 114.9 (A), tính ở Chương 1. - Chiều dài dây: l = 24 m = 0.024 (km) - Hệ số sụt áp: K = 1.2 (V/A/km), tra theo dây dẫn được chọn BẢNG 3.8 ở trên. - Khi đó, tổn thất điện áp ∆U, theo công thức (3.8): ∆ = × × = 1.2 × 114.9 × 0.024 = 3.3() - Trị sụt áp được biểu diễn theo %, theo công thức (3.6): ∆ 3.3 ∆% = × 100% = × 100% = 0.87% ≤ 5% đ 380 Vậy sụt áp trên đoạn từ tủ phân phối chính MDB tới tủ động lực DB 2 đạt yêu cầu. KIỂM TRA TỔN THẤT ĐIỆN ÁP TỪ TỦ PHÂN PHỐI CHÍNH MDB ĐẾN TỦ ĐỘNG LỰC NHÓM 03 - DB3: - Dòng điện làm việc lớn nhất của đoạn từ MDB đến tủ động lực DB 3 là: Ilvmax = 153.7 (A), tính ở Chương 1. - Chiều dài dây: l = 30 m = 0.030 (km) - Hệ số sụt áp: K = 0.83 (V/A/km), tra theo dây dẫn được chọn BẢNG 3.8 ở trên. - Khi đó, tổn thất điện áp ∆U, theo công thức (3.8): ∆ = × × = 0.83 × 153.7 × 0.030 = 3.82 () - Trị sụt áp được biểu diễn theo %, theo công thức (3.6): ∆ 3.82 ∆% = × 100% = × 100% = 1% ≤ 5% đ 380 Vậy sụt áp trên đoạn từ tủ phân phối chính MDB tới tủ động lực DB 3 đạt yêu cầu. BÙI THANH NAM – MSSV: 16542372 NGUYỄN HỮU CHUNG – MSSV: 16542357 Trang 44 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRƯƠNG VIỆT ANH KIỂM TRA TỔN THẤT ĐIỆN ÁP TỪ TỦ PHÂN PHỐI CHÍNH MDB ĐẾN TỦ ĐỘNG LỰC NHÓM 04 - DB4: Ta thấy tủ động lực Nhóm 04 có khoảng cách xa nhất và công suất của Nhóm 04 cũng gần cao nhất (và gần bằng các nhóm còn lại), nếu thỏa mãn điều kiện thì các nhóm khác cũng đảm bảo thỏa mãn. - Dòng điện làm việc lớn nhất của đoạn từ MDB đến tủ động lực DB 4 là: Ilvmax = 153.7 (A) - Chiều dài dây: l = 54 m = 0.054 (km) - Hệ số sụt áp: K = 0.83 (V/A/km), tra theo dây dẫn được chọn BẢNG 3.8 ở trên. - Khi đó, tổn thất điện áp ∆U, theo công thức (3.8): ∆ = × × = 0.83 × 153.7 × 0.054 = 6.88 () - Trị sụt áp được biểu diễn theo %, theo công thức (3.6): ∆ 6.88 ∆% = × 100% = × 100% = 1.81% ≤ 5% đ 380 Vậy sụt áp trên đoạn từ tủ phân phối chính MDB tới tủ động lực DB 4 đạt yêu cầu. KIỂM TRA TỔN THẤT ĐIỆN ÁP TỪ TỦ ĐỘNG LỰC NHÓM 04 – DB4 ĐẾN THIẾT BỊ CÓ KHOẢNG CÁCH XA NHẤT: Ta nhận thấy khoảng cách từ tủ động lực nhóm 4 đến động cơ 7D có chiều dài xa nhất. - Dòng điện làm việc lớn nhất của đoạn từ tủ động lực DB 4 đến động cơ 7D là: Ilvmax = Iđm7D = 20.9 (A) - Chiều dài dây: l = 24 m = 0.024 (km) - Hệ số sụt áp: K = 9 (V/A/km), tra theo dây dẫn được chọn BẢNG 3.7 ở trên. - Khi đó, tổn thất điện áp ∆U, theo công thức (3.8): ∆ = × × = 9 × 20.9 × 0.024 = 4.51 () - Trị sụt áp được biểu diễn theo %, theo công thức (3.6): ∆ 4.51 ∆% = × 100% = × 100% = 1.18% ≤ 5% đ 380 Vậy sụt áp trên đoạn từ tủ tủ động lực DB 4 đến động cơ 7D đạt yêu cầu. - Tổng tổn thất điện áp từ máy biến áp MBA đến nhánh có chiều dài xa nhất của Nhóm 04 (động cơ 7D) là: ∆% = 0.58 + 1.81 + 1.18 = 3.57% < 5% Vậy tổn thất điện áp đường dây từ MBA đến tủ phân phối chính MDB, tuyến dây từ tủ phân phối chính MDB đến tủ động lực của Nhóm 04 – DB4 và tuyến dây từ tủ động lực Nhóm 04 – DB 4 đến thiết bị 7D đảm bảo độ sụt áp hay tổn thất điện áp trên đường dây U nằm trong giới hạn cho phép: ∆% < 5% BÙI THANH NAM – MSSV: 16542372 NGUYỄN HỮU CHUNG – MSSV: 16542357 Trang 45 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRƯƠNG VIỆT ANH Ta thấy điều kiện trên thoả mãn nên dây dẫn chọn là hợp lý, nên các loại dây ta chọn từ máy biến áp đến các phụ tải là hợp lý. - Nếu cần kiểm tra tất cả tổn thất điện áp từ các tủ động lực đến tất cả động cơ, tính toán tương tự ở trên ta có bảng thống kê như sau: BẢNG 3.9. KIỂM TRA TỔN THẤT ĐIỆN ÁP TRÊN ĐƯỜNG DÂY TRONG PHÂN XƯỞNG. Tên Tiết diện K I l ∆U ∆U% Nhóm đm máy (mm2) (V/A/km) (A) (m) (V) (V) 2B CVV-4x10 3.3 34.7 7 0.80 0.21 2C CVV-4x10 3.3 34.7 11 1.26 0.33 2D CVV-4x10 3.3 34.7 15 1.72 0.45 3A CVV-4x1.5 24 10.8 6 1.56 0.41 DB 1 3B CVV-4x1.5 24 10.8 9 2.33 0.61 6C CVV-4x6.0 6 26.6 12 1.92 0.50 8A CVV-4x10 3.3 30.4 18 1.81 0.48 12A CVV-4x10 3.3 30.4 10 1.00 0.26 12B CVV-4x10 3.3 30.4 6 0.60 0.16 1A CVV-4x6.0 6 26.9 5 0.81 0.21 1B CVV-4x6.0 6 26.9 7.5 1.21 0.32 1C CVV-4x6.0 6 26.9 10 1.61 0.42 DB 2 1D CVV-4x6.0 6 26.9 7.5 1.21 0.32 2A CVV-4x10 3.3 34.7 10 0.80 0.21 6A CVV-4x6.0 6 26.6 15.5 2.47 0.65 6B CVV-4x6.0 6 26.6 18 2.87 0.76 5A CVV-4x4.0 9 19.5 6.5 1.14 0.30 5B CVV-4x4.0 9 19.5 6.5 1.14 0.30 7A CVV-4x4.0 9 20.9 24 4.51 1.19 7B CVV-4x4.0 9 20.9 22 4.14 1.09 7C CVV-4x4.0 9 20.9 22 4.14 1.09 DB 3 8B CVV-4x10 3.3 30.4 7 0.70 0.18 9A CVV-4x10 3.3 39 6.5 0.84 0.22 10A CVV-4x4.0 9 19.5 5.5 0.97 0.25 11 CVV-4x1.5 24 7.6 18 3.28 0.86 12C CVV-4x10 3.3 30.4 8 0.80 0.21 12D CVV-4x10 3.3 30.4 12 1.20 0.32 4 CVV-4x10 3.3 30.4 9 0.90 0.24 6D CVV-4x6.0 6 26.6 14 2.23 0.59 7D CVV-4x4.0 9 20.9 24 4.51 1.19 DB 4 7E CVV-4x4.0 9 20.9 22 4.14 1.09 8C CVV-4x10 3.3 30.4 3 0.30 0.08 9B CVV-4x10 3.3 39 14 1.80 0.47 9C CVV-4x10 3.3 39 12 1.54 0.41 BÙI THANH NAM – MSSV: 16542372 NGUYỄN HỮU CHUNG – MSSV: 16542357 Trang 46 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRƯƠNG VIỆT ANH 10B CVV-4x4.0 9 19.5 8 1.40 0.37 10C CVV-4x4.0 9 19.5 6 1.05 0.28 - Tất cả các số liệu U% đã tính toán đều đảm bảo độ sụt áp hay tổn thất điện áp trên đường dây U nằm trong giới hạn cho phép: ∆% < 5% (thỏa mãn điều kiện). BÙI THANH NAM – MSSV: 16542372 NGUYỄN HỮU CHUNG – MSSV: 16542357 Trang 47 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRƯƠNG VIỆT ANH CHƯƠNG 4 TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH VÀ CHỌN CB 4.1 TỔNG QUAN VỀ CB: Trong lưới điện hạ áp có những chế độ làm việc không bình thường, hiện tượng sự cố gây ra bởi sự tăng giá trị dòng điện: do quá tải, tự khởi động động cơ, ngắn mạch. Sự cố gây ra hư hỏng cách điện, tiếp điểm các phần tử trong lưới điện và nguy hiểm đối với người vận hành. Vì vậy lưới điện phải được bảo vệ khỏi quá tải và ngắn mạch.. Thiết bị bảo vệ chính là cầu chì và CB (Circuit Breaker). Yêu cầu đối với thiết bị bảo vệ phải cắt nhanh phần bị sự cố khỏi lưới đồng thời phải đảm bảo tính chọn lọc. Dòng điện định mức của cầu chì và CB phải được lựa chọn có giá trị nhỏ nhất, nhưng không được tác động khi động cơ khởi động và quá tải ngắn hạn. Thiết bị bảo vệ được lắp đặt ở đầu nhánh của mỗi đường dây bắt đầu từ thanh cái của trạm hạ áp, trên tủ phân phối, tủ động lực, phía đầu ra của MBA. CB là thiết bị đóng cắt duy nhất (trừ dao cách ly) thỏa mãn đồng thời các chức năng cơ bản của một hệ thống điện, hơn nữa nó còn đảm bảo một số chức năng khác nhờ các linh kiện hỗ trợ như báo hiệu, bảo vệ điện áp thấp, điều khiển từ xa. Những thuộc tính này làm cho CB trở thành thiết bị cơ bản của tất cả các lưới điện hạ áp. TRONG MẠNG HẠ ÁP CÓ 3 LOẠI CB CHÍNH:  MCCB (Molded Case Circuit Breaker): đây là loại CB vỏ đúc, thường là loại CB 3 pha. Có cấu tạo bao gồm: tiếp điểm đóng cắt, buồng dập hồ quang, rơle nhiệt, rơle từ, tay gạt, nút gạt, và một số phụ kiện khác. Loại CB này có dòng định mức (16A÷2500A) hoặc lớn hơn và có khả năng cắt dòng ngắn mạch từ (25KA ÷ 100KA). MCCB này thường được trang bị cho những đường dây có công suất lớn như ngõ vào của các tủ điện chính và ngõ vào của tủ điện phụ.  MCB (Miniature Circuit Breaker): đây là thiết bị đóng cắt loại nhỏ, thường có dòng định mức từ (6A ÷ 63A), dòng cắt ngắn mạch (3KA, 6KA, 10KA). MCB có thể được chế tạo loại 1,2,3 hoặc 4 cực. MCB thường được trang bị cho những đường dây có tải nhỏ, thường là các tuyến dây đi ra từ tủ phân phối đến thiết bị tiêu thụ điện.  RCCB (Residual Current Circuit Breaker): đây là loại CB ngoài các chức năng đóng cắt và bảo vệ như các CB thông dụng, nó còn kèm theo chức năng chống dòng rò bảo vệ an toàn cho người khi thiết bị điện bị rò điện. Các dòng rò định mức là 10mA, 30mA và 300mA. THÔNG SỐ VÀ ĐẶC TÍNH CỦA CB:  Điều khiển CB có thể bằng tay có thể từ xa.  Có dạng hiệu chỉnh được và không hiệu chỉnh được  Điện áp định mức UđmCB là điện áp AC, DC lớn nhất mà CB có thể làm việc bình thường.  Dòng điện định mức IđmCB là dòng làm việc lâu dài lớn nhất CB.  Dòng cắt nhiệt ICẮT-NHIỆT (Ir)là dòng tác động khi quá tải của CB.  Dòng cắt từ ICẮT-TỪ (Im) là dòng điện cắt ngắn mạch có thời gian trễ.  Dòng cắt nhanh ICẮT-NHANH (Ii) là dòng cắt tức thời. BÙI THANH NAM – MSSV: 16542372 NGUYỄN HỮU CHUNG – MSSV: 16542357 Trang 48 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRƯƠNG VIỆT ANH  Dòng cắt ngắn mạch định mức ICẮT-ĐM (ICu), đây là dòng cực đại đi qua tiếp điểm CB trong vòng 1 giây mà không làm hỏng tiếp điểm này.  Dòng khả năng cắt ngắn mạch thao tác Isc là dòng đặc tính cắt ngắn mạch thao tác, thông thường Ics = (25%, 50%, 75%, 100%)ICu.  Họ CB: số cực CB thường là 1 cực, 2 cực, 3 cực hoặc 4 cực phụ thuộc vào số pha và ... BIẾN ÁP: . Tính toán nối đất trung tính nguồn cho trạm biến áp 22/0.4KV – /Y0-11 – 320 KVA. Theo quy phạm, thì đối với phân xưởng thường sử dụng điện áp <1000V, nên điện trở nối đất trung tính nguồn cho trạm biến áp Rđcp = 4 . Ta tính toán theo phương pháp thuận với điện trở nối đất cho phép xác định trước Rđcp = 4 . . Điện trở nối đất của một cọc được xác định theo công thức sau, theo (Bảng 3.7-Trang 41/Tài liệu [4]) đối với trường hợp cọc thép góc L chôn sâu dưới đất 1 khoảng h: = + ln ( ) (7.14) Trong đó: . tt - điện trở suất tính toán của nối đất (m) . L - chiều dài cọc nối đất (m) . h - độ sâu của cọc nối đất (m); d – đường kính cọc nối đất (m) . htb – độ sâu trung bình chôn cọc (m), htb = h + L/2 (m) BÙI THANH NAM – MSSV: 16542372 NGUYỄN HỮU CHUNG – MSSV: 16542357 Trang 100 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRƯƠNG VIỆT ANH . Điện trở suất tính toán tt theo công thức: tt = Km x tt = Km x = 1.3 x 40= 52 (m) Trong đó: . Km – hệ số thay đổi điện trở suất của đất theo mùa, tra Bảng 3.5-Trang 37/Tài liệu [4], với cọc chôn thẳng đứng, độ sâu h = 0.8(m), ta chọn Km = 1.3 . - điện trở suất theo loại đất, tra Bảng 3.4-Trang 37/Tài liệu [4], ta chọn = 40 (m) đối với nền đất khô. . Chọn cọc nối đất là loại cọc thép góc chữ L 60x60x6 (mm), chiều dài L=250 (cm), chôn sâu h = 0.8m. Độ chôn sâu trung bình của cọc: htb = h + L/2 = 80 + 250/2 = 205 (cm) . Ta có điện trở của cọc nối đất thép góc chữ L theo công thức (7.14): 2 1 4ℎ + = + ln ( ) 2 2 4ℎ − 52 × 10 2 × 250 1 4 × 205 + 250 = + ln ( ) 2 × 3.14 × 250 6 × 10 2 4 × 205 − 250 = . () . Xác định số cọc lý thuyết theo Rlt = 4 : . = = = 5.82(ọ) (7.15) . Xác định số cọc cần dùng: Do đặc thù khu trạm biến áp hay phân xưởng thường chỉ bố trí nối đất trong khu đất nhỏ trong hoặc ngoài trạm biến áp nên để gọn gàng ta chọn tỷ số a/l = 1 và số cọc lý thuyết nlt = 6 (cọc). Từ đó tra bảng BẢNG 3.8-TRANG 42/TÀI LIỆU [4], ηlt = 0.62. Vậy số cọc cần dùng là: . = = = 9.39 (ọ) ×đ .× Ta lấy n = 10 (cọc). Tra ngược lại bảng BẢNG 3.8-TRANG 42/TÀI LIỆU [4], ta có hệ số dử dụng ηlt chính xác cho 10 cọc là ηlt = 0.55. . Điện trở của hệ thống cọc nối đất theo công thức: = × 23.3 = = 4.23 () 10 × 0.55 = . () . Chọn thanh ngang nối các cọc tiếp địa là thép dẹt loại 40x4 (mm) chôn sâu 0.8 (m) so với mặt đất tự nhiên. Vậy chiều tổng dài thanh ngang là: Ta chọn tỷ số a/l =1 nên a = 1 = 250 (cm). Do đó: L = a x N = 250 x 10 = 2500 (cm) Trong đó: N là số nhịp khoảng cách giữa các cọc, ta có 10 cọc xếp theo chu vi mạch vòng nên N = 10. . Độ chôn sâu của thanh nối là: htb = h + b/2 = 0.8 + 0.04/2 = 0.82 (m) = 82 (cm) . Điện trở nối đất của thanh nối có tổng chiều dài chôn cách mặt đất h =0,8m với tổng chiều dài L = 2500 (cm), theo (Bảng 3.7-Trang 41/Tài liệu [4]) đối với trường hợp thanh dẹt nằm ngang chôn sâu dưới đất 1 khoảng h: 2 52 × 10 2 × 2500 = ln = 2 ℎ 2 × 3.14 × 2500 4 × 10 × 82 BÙI THANH NAM – MSSV: 16542372 NGUYỄN HỮU CHUNG – MSSV: 16542357 Trang 101 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRƯƠNG VIỆT ANH = 0.33 × 12.85 = 4.24 () = . () . Điện trở nối đất hệ thống thanh, với hệ số sử dụng ηth – hệ số sử dụng của thanh nằm ngang, tra Bảng 3.8-Trang 42/Tài liệu [4], ηth = 0.34 với N = 10 cọc đặt theo chu vi mạch vòng. . = = = . () . . Điện trở của hệ thống nối đất tổng thể của cọc và thanh nối là: × 4.23 × 12.47 = = = 3.16() + 4.23 + 12.47 = . () . Điện trở xung nối đất, chọn = 1: Đ = × = . () ≤ (), đạ ê ầ. Vậy ta đóng 10 cọc, mỗi cọc cách nhau 2.5m tạo thành mạch vòng kín xung quanh trạm biến áp, cách móng trạm (2÷3)m – nối đất tập trung. HÌNH 7.13. HỆ THỐNG TIẾP ĐỊA GỒM 10 ĐIỆN CỰC (CỌC ĐÓNG THẲNG ĐỨNG) VÀ CÁC THANH NGANG (ĐIỆN CỰC NGANG). 7.3.3 TÍNH TOÁN NỐI KHÔNG CHO HỆ THỐNG THIẾT BỊ TRONG PHÂN XƯỞNG: Để đảm bảo cho hệ thống thiết bị trong phân xưởng và các thiết bị chiếu sáng, được nối không bảo vệ (nối đất bảo vệ) ta dùng hệ thống dây dẫn nối từ vỏ các máy về hệ thống cọc nối đất trung tính nguồn của trạm biến áp (tính toán ở phần trên MỤC 7.3.2) thông qua điểm nối không tại các tủ điện phân phối hạ thế về tủ máy cắt tổng rồi đến cực trung tính của máy biến áp và về đến hệ thống nối đất của trạm biến áp. Dây dẫn nối đất bảo vệ (dây E màu vàng dưa, xanh lá cây, nâu đất, v.v) có thể tách riêng với dây pha (cáp 4*X + E), dây nối không riêng biệt (minh họa ở HÌNH 7.14 ở dưới) tùy theo dạng sơ đồ nối không được sử dụng (TN- C, TN-S, TT, v.v). Trong đồ án này, ta tính toán sơ đồ nối không kết hợp thiết bị bảo vệ CB theo mạng TN-C-S. Hệ thống cọc nối đất trong phân xưởng được tính toán và kiểm tra tương tự như MỤC 7.3.2, nối đất bổ sung phía đầu đường dây rẽ nhánh (Rẽ nhánh PE tại thanh cái các tủ động lực, trước khi bắt đầu sơ đồ mạng TN-S), phòng trường hợp đứt dây trung tính BÙI THANH NAM – MSSV: 16542372 NGUYỄN HỮU CHUNG – MSSV: 16542357 Trang 102 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRƯƠNG VIỆT ANH trong mạng TN-C trước đó (từ MBA đến tủ phân phối chính, từ tủ phân phối chính đến các tủ động lực). Chi tiết tính toán, kiểm tra sơ đồ nối đất an toàn – nối không cho thiết bị trong phân xưởng trình bày ở MỤC 7.4 ở dưới. 7.3.4 TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT LẶP LẠI CHO HỆ THỐNG THIẾT BỊ TRONG PHÂN XƯỞNG: Yêu cầu tính toán đối với hệ thống tiếp địa lặp lại của lưới trung tính làm việc khá đơn giản nhưng mang lại hiệu quả kinh tế, độ tin cậy cung cấp điện cao. Điện trở nối đất lặp lại đối với lưới hạ thế <1000V luôn luôn không lớn hơn 10; tại các vị trí tủ điện hoặc tại khu vực tập trung nhiều thiết bị , động cơ công suất cao. Trình tự tính toán hệ thống nối đất lặp lại hoàn toàn tương tự khi tính cho hệ thống nối đất làm việc máy biến áp. Chú ý về vấn đề đẳng thế các hệ thống nối đất trong phân xưởng (minh họa HÌNH 7.14). Trong đồ án này, chiều dài dây dẫn từ trạm nguồn đến thiết bị xa nhất < 200m, nên ta không cần thiết kế hệ thống nối đất lặp lại cho trung tính nguồn nối đất trực tiếp. Lưu ý: Nối đất lặp lại: Để giảm tác hại của sự cố ngắn mạch một pha (một dây pha chạm vào dây trung tính) trong hệ thống ba pha có trung tính nguồn nối đất, người ta thực hiện nối đất lặp lại cho dây trung tính (ở cuối đường dây) nếu đường dây cung cấp điện dài > 200m hoặc ở phía đầu đường dây rẽ nhánh (rẽ nhánh PE tại thanh cái các tủ động lực, trước khi bắt đầu sơ đồ mạng TN-S). HÌNH 7.14. KẾT NỐI VỎ CÁC THIẾT BỊ SỬ DỤNG PE RIÊNG. 7.4 TÍNH TOÁN THIẾT KẾ SƠ ĐỒ NỐI ĐẤT AN TOÀN CHO MẠNG ĐIỆN HẠ THẾ PHÂN XƯỞNG: 7.4.1 CHỌN SƠ ĐỒ NỐI ĐẤT AN TOÀN (SƠ ĐỒ TN-C-S): BẢNG 7.1. TRA BẢNG 6.10-TRANG 75/TÀI LIỆU [1]- CÁCH CHỌN SƠ ĐỒ NỐI ĐẤT AN TOÀN. Chế độ nối đất trung tính nguồn Cách nối vỏ thiết bị Sơ đồ áp dụng Yo (trung tính nối đất trực tiếp) Nối vào dây trung tính TN-C; TN-S; TN-C-S Yo (trung tính nối đất trực tiếp) Nối đất riêng TT Cách li với đất Nối đất riêng IT a) Sơ đồ TN-C (3 pha 4 dây) (C – compound, composed) . Dây trung tính (Neutral) cũng là dây bảo vệ (Protective Earth), được gọi là PEN. BÙI THANH NAM – MSSV: 16542372 NGUYỄN HỮU CHUNG – MSSV: 16542357 Trang 103 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRƯƠNG VIỆT ANH . Sơ đồ này không được phép sử dụng đối với các dây nhỏ hơn 10mm2 (dây đồng Cu) và 16 mm2 (dây nhôm Al) và thiết bị điện cầm tay, dây mềm kéo di động. . Cần phải thực hiện nhiều điểm nối đất lặp lại dọc dây trung tính để tạo đẳng thế trung tính với đất. . Khi hỏng cách điện, dòng chạm vỏ rất lớn (vài kA), độ sụt áp nguồn, nhiễu điện từ thường cao. Sơ đồ TN-C không dùng nơi có khả năng cháy nổ cao vì khi nối các vật dẫn tự nhiên của tòa nhà với dây PEN, dòng chạm vỏ lớn dễ gây hiểm họa cháy. . Do dòng sự cố và điện áp tiếp xúc UTX lớn nên: - Tự động cắt thiết bị khỏi lưới khi có hỏng cách điện (chạm vỏ). - Các CB sẽ đảm nhận vai trò này vì khi chạm vỏ dòng sự cố chạy trên dây PEN tương tự như khi ngắn mạch pha – trung tính. HÌNH 7.15. SƠ ĐỒ NỐI ĐẤT TN-C TRONG TRƯỜNG HỢP NHIỀU TẢI TIÊU THỤ. b) Sơ đồ TN-S (3 pha 5 dây) (S-Seperate) . Dây PE (Protective Earth) và trung tính tách biệt. . Mạng TN-S là bắt buộc đối với mạch có tiết diện nhỏ hơn 10 mm2 (Cu) và 16 mm2 (Al) hoặc các thiết bị di động. . Dây PE không được nối đất lặp lại nhằm tránh điện áp rơi và dòng trong dây bảo vệ trong điều kiện vận hành bình thường. . Do dòng sự cố và điện áp tiếp xúc UTX lớn nên: - Tự động ngắt điện khi có hư hỏng cách điện. - Thiết bị bảo vệ là CB hoặc các RCD, vì khi chạm vỏ dòng sự cố chạy trên dây PE khác với ngắn mạch pha – trung tính. . Trong điều kiện bình thường, trên dây PE không có sụt áp và các nhược điểm của sơ đồ TN-C được khắc phục. Khi hỏng cách điện, điện áp sẽ xuất hiện dọc theo PE, có hiện tượng quá độ giống như sơ đồ TN-C. . Nếu bảo vệ chống tiếp xúc gián tiếp được trang bị thiết bị bảo vệ quá dòng (CB) thì các đặc tính tương tự như của sơ đồ TN-C sẽ được sử dụng. HÌNH 7.16. SƠ ĐỒ NỐI ĐẤT TN-S TRONG TRƯỜNG HỢP NHIỀU TẢI TIÊU THỤ. BÙI THANH NAM – MSSV: 16542372 NGUYỄN HỮU CHUNG – MSSV: 16542357 Trang 104 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRƯƠNG VIỆT ANH c) Sơ đồ TN-C-S kết hợp giữa TN-C và TN-S: HÌNH 7.17. SƠ ĐỒ NỐI ĐẤT TN-C-S KẾT HỢP. . Trong sơ đồ TN-C-S, sơ đồ TN-C (4 dây) không được phép sử dụng sau sơ đồ TN-S (HÌNH 7.18). Điểm phân dây PE tách khỏi dây PEN thường là điểm đầu của lưới. HÌNH 7.18. SƠ ĐỒ TN-C KHÔNG CHO PHÉP NẰM SAU SƠ ĐỒ TN-S. 2 . Dây PEN cấm nối vào đầu trung tính trước khi nối vỏ. Sdây < 10 mm cấm nối theo TN-C (HÌNH 7.19). HÌNH 7.19. NỐI VỎ THIẾT BỊ VÀO DÂY PEN. BÙI THANH NAM – MSSV: 16542372 NGUYỄN HỮU CHUNG – MSSV: 16542357 Trang 105 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRƯƠNG VIỆT ANH . Dựa vào BẢNG 7.1 và tính chất làm việc của các thiết bị trong phân xưởng, ta chọn phương án nối không theo sơ đồ mạng TN-C-S là sự kết hợp giữa hai sơ đồ TN-C (3 pha 4 dây) (common/compound) và TN-S (3 pha 5 dây) (separate), ta vận dụng được những ưu điểm của chúng để bảo vệ an toàn chống chạm gián tiếp trong phân xưởng. . Từ tủ phân phối MDB đến tủ động lực DB: ta dùng sơ đồ TN-C, dây PEN dùng dây trung tính chung với cáp dẫn đa lõi đã được lựa chọn. . Từ tủ động lực DB đến các động cơ: ta dùng sơ đồ TN-S, dây trung tính và dây PE tách biệt, điểm bắt đầu rẽ nhánh dây PE tại thanh cái trung tính các tủ động lực. HÌNH 7.20. SỰ CỐ CHẠM VỎ TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN NỐI ĐẤT THEO SƠ ĐỒ TN. Mạch vòng sự cố không ảnh hưởng đến hệ thống nối đất và được hình thành bởi mạch nối tiếp dây pha và dây bảo vệ (HÌNH 7.15). Để bảo vệ tự động cắt nguồn điện khi xuất hiện sự cố, tiêu chuẩn IEC 60364-4 yêu cầu điều kiện sau phải được thỏa: Zs x Ia ≤ Uo Hay Im ≤ Ichạm vỏ trong đó: . Zs ()– tổng trở của mạch vòng sự cố bao gồm tổng trở của nguồn, dây pha tính đến điểm sự cố và dây bảo vệ giữa điểm sự cố và nguồn; . Uo (V) – điện áp pha danh định; . Ia (A) / Im (A) – dòng cắt ngắn mạch có thời gian trễ hay dòng gây nên tác động cắt nguồn của thiết bị bảo vệ với thời gian qui định trong BẢNG 5.3- TRANG 71/TÀI LIỆU [4]. BẢNG 7.2. BẢNG 5.3-TRANG 71/TÀI LIỆU [4] – THỜI GIAN CẮT TỐI ĐA QUI ĐỊNH ĐỐI VỚI MẠNG NỐI ĐẤT KIỂU TN (IEC 364-4-41) Up (V) Thời gian cắt (s) Ucp = 50V Thời gian cắt (s) Ucp = 25V 127 0.8 0.35 230 0.4 0.2 400 0.2 0.05 >400 0.1 0.01 7.4.2 CHỌN DÂY PE HOẶC DÂY PEN:  Chọn dây bảo vệ theo tiêu chuẩn IEC: Tiết diện dây trung tính theo ảnh hưởng của sơ đồ nối đất: Sơ đồ TT, TN-S, 2 2 . Khi tiết diện dây pha Sp ≤ 16mm (Cu) hoặc 25mm (Al): SPE = SP BÙI THANH NAM – MSSV: 16542372 NGUYỄN HỮU CHUNG – MSSV: 16542357 Trang 106 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRƯƠNG VIỆT ANH 2 2 2 . Khi tiết diện dây pha 16mm < SP ≤35mm (Cu): SPE = 16 mm . Trong các trường hợp còn lại: SPE ≥ 0.5SP  Dây nối đất bảo vệ (PE) Dây PE cho phép liên kết các vật dẫn tự nhiên và các vỏ kim loại không điện của các thiết bị điện để tạo lưới đẳng thế. Các dây này dẫn dòng sự cố do hư hỏng cách điện (giữa pha và vỏ thiết bị) tới điểm trung tính nối đất của nguồn. PE sẽ được nối vào đầu nối chính của mạng (tại các tủ động lực, điểm rẽ nhánh đầu từ thanh cái trung tính trong tủ động lực). Đầu nối đất chính sẽ được nối với các điện cực nối đất qua dây nối đất (ở đây là dây PEN từ MDB đến các tủ động lực DP).  Bảng thống kê dây PEN từ máy biến áp MBA đến tủ phân phối MDB, và từ tủ phân phối MDB đến các tủ động lực DB: R R Chiều dài Tuyến dây Dây pha pha Dây PEN PEN (/km) (/km) dây (m) MBA – MDB CVV-1x500 0.0366 CVV-1x250 0.0738 15 MDB – DB1 CVV-1x50 0.387 CVV-1x25 0.727 48 MDB – DB2 CVV-1x35 0.524 CVV-1x16 1.15 24 MDB – DB3 CVV-1x50 0.387 CVV-1x25 0.727 30 MDB – DB4 CVV-1x50 0.387 CVV-1x25 0.727 54  Bảng thống kê dây PE từ các tủ động lực DB đến các động cơ: R Chiều dài DB1 đến Dây pha pha Dây PE R (/km) (/km) PE dây (m) 2B CVV-4x10 1.83 CVV-1x10 1.83 7 2C CVV-4x10 1.83 CVV-1x10 1.83 11 2D CVV-4x10 1.83 CVV-1x10 1.83 15 3A CVV-4x1.5 12.1 CVV-1x1.5 12.1 6 3B CVV-4x1.5 12.1 CVV-1x1.5 12.1 9 6C CVV-4x6.0 3.08 CVV-1x6.0 3.08 12 8A CVV-4x10 1.83 CVV-1x10 1.83 18 12A CVV-4x10 1.83 CVV-1x10 1.83 10 12B CVV-4x10 1.83 CVV-1x10 1.83 6 R Chiều dài DB2 đến Dây pha pha Dây PE R (/km) (/km) PE dây (m) 1A CVV-4x6.0 3.08 CVV-1x6.0 3.08 5 1B CVV-4x6.0 3.08 CVV-1x6.0 3.08 7.5 1C CVV-4x6.0 3.08 CVV-1x6.0 3.08 10 1D CVV-4x6.0 3.08 CVV-1x6.0 3.08 7.5 2A CVV-4x10 1.83 CVV-1x10 1.83 7 6A CVV-4x6.0 3.08 CVV-1x6.0 3.08 15.5 6B CVV-4x6.0 3.08 CVV-1x6.0 3.08 18 BÙI THANH NAM – MSSV: 16542372 NGUYỄN HỮU CHUNG – MSSV: 16542357 Trang 107 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRƯƠNG VIỆT ANH R Chiều dài DB3 đến Dây pha pha Dây PE R (/km) (/km) PE dây (m) 5A CVV-4x4.0 4.61 CVV-1x4.0 4.61 6.5 5B CVV-4x4.0 4.61 CVV-1x4.0 4.61 6.5 7A CVV-4x4.0 4.61 CVV-1x4.0 4.61 24 7B CVV-4x4.0 4.61 CVV-1x4.0 4.61 22 7C CVV-4x4.0 4.61 CVV-1x4.0 4.61 22 8B CVV-4x10 1.83 CVV-1x10 1.83 7 9A CVV-4x10 1.83 CVV-1x10 1.83 6.5 10A CVV-4x4.0 4.61 CVV-1x4.0 4.61 5.5 11 CVV-4x1.5 12.1 CVV-1x1.5 12.1 18 12C CVV-4x10 1.83 CVV-1x10 1.83 8 12D CVV-4x10 1.83 CVV-1x10 1.83 12 R Chiều dài DB4 đến Dây pha pha Dây PE R (/km) (/km) PE dây (m) 4 CVV-4x10 1.83 CVV-1x10 1.83 9 6D CVV-4x6.0 3.08 CVV-1x6.0 3.08 14 7D CVV-4x4.0 4.61 CVV-1x4.0 4.61 24 7E CVV-4x4.0 4.61 CVV-1x4.0 4.61 22 8C CVV-4x10 1.83 CVV-1x10 1.83 3 9B CVV-4x10 1.83 CVV-1x10 1.83 14 9C CVV-4x10 1.83 CVV-1x10 1.83 12 10B CVV-4x4.0 4.61 CVV-1x4.0 4.61 8 10C CVV-4x4.0 4.61 CVV-1x4.0 4.61 6 7.4.3 TÍNH DÒNG CHẠM VỎ ĐỐI VỚI THIẾT BỊ ĐIỆN Ở XA NHẤT: Mục đích của việc tính chạm vỏ là để kiểm tra khả năng bảo vệ của CB với điều kiện: Ichạm vỏ > Im Xét chế độ dòng chạm vỏ Min khi sụt áp từ nguồn đến điểm chạm vỏ bằng 5% và thời gian cắt nhỏ hơn thời gian cho phép: Uphađm = 220 (V). () . ạ ỏ = = (ƩƩ) (ƩƩ) TÍNH DÒNG CHẠM VỎ TẠI TỦ PHÂN PHỐI: . Điện trở, điện kháng đến điểm chạm vỏ: 2 2 Nếu s > 50 (mm ) thì Xo = 0.08 (m/m); s < 50 (mm ) thì Xo = 0 (m/m). RMBA = 5.7 (m) = 0.0057 () XMBA = 20(m) = 0.02 () RMBA-MDP = Rdây1 = 0.55(m) = 0.00055 () XMBA-MDP = Xdây1 = 1.2(m) = 0.0012 () -3 RPEN = RoPEN x LMBA-MDB = 0.0738 x 15 x 10 = 0.0011 () -3 XPEN = XoPEN x LMBA-MDB = 0.08 x 15 x 10 = 0.0012 () Ʃ = + = 0.0016 () BÙI THANH NAM – MSSV: 16542372 NGUYỄN HỮU CHUNG – MSSV: 16542357 Trang 108 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRƯƠNG VIỆT ANH -3 ƩR =RMBA + RMBA-MDP + RPEN = 7.357 x 10 () ƩX = XMBA + XMBA-MDP + XPEN = 0.0224 () . Dòng chạm vỏ tại tủ phân phối: . .× = = = 8864.5 () ạ ỏ (Ʃ)(Ʃ) (.×)(.) ạ ỏ = 8864.5 () (≈ 14In đối với CB có dòng định mức 630A) . Điệu kiện bảo vệ an toàn: Ichạm vỏ = 8864.5 (A) > Im = 2500 (A)  CB đã chọn thỏa mãn điều kiện.  Trị số ngưỡng cắt tức thời kiểu từ của CB Im nhỏ hơn rất nhiều lần so với Ichạm vỏ, vì vậy đảm bảo CB sẽ cắt nguồn trong khoảng thời gian ngắn nhất. TÍNH DÒNG CHẠM VỎ TẠI TỦ ĐỘNG LỰC:  Tính dòng chạm vỏ tại tủ động lực DB1: . Điện trở, điện kháng đến điểm chạm vỏ: 2 2 Nếu s > 50 (mm ) thì Xo = 0.08 (m/m); s < 50 (mm ) thì Xo = 0 (m/m). -3 ƩR =RMBA + RMBA-MDP + RPEN = 7.357 x 10 () ƩX = XMBA + XMBA-MDP + XPEN = 0.0224 () -3 RPEN = RoPEN x LMDB-DB1= 0.727 x 48 x 10 = 0.035 () XPEN = XoPEN x LMDB-DB1= 0 () Ʃ ≈ = 0.035 () -3 R MDB-DB1= RoxL = 0.387x48x10 = 0.018() -3 X MDB-DB1= XoxL= 0.08 x48x10 = 0.0038 () ƩR1 = ƩR + RPEN+ R MDB-DB1 = 0.06 () ƩX1 = ƩX + XPEN + X MDB-DB1= 0.026 () . Dòng chạm vỏ tại tủ động lực DB1: . = = .× = 3196.1 () ạ ỏ (Ʃ)(Ʃ) (.)(.) ạ ỏ = 3196.1 () (≈ 20In đối với CB có dòng định mức 160A) . Điệu kiện bảo vệ an toàn: Ichạm vỏ = 3196.1 (A) > Im = 1600 (A)  CB đã chọn thỏa mãn điều kiện.  Trị số ngưỡng cắt tức thời kiểu từ của CB Im nhỏ hơn rất nhiều lần so với Ichạm vỏ, vì vậy đảm bảo CB sẽ cắt nguồn trong khoảng thời gian ngắn nhất.  Tính dòng chạm vỏ tại tủ động lực DB2: . Điện trở, điện kháng đến điểm chạm vỏ: 2 2 Nếu s > 50 (mm ) thì Xo = 0.08 (m/m); s < 50 (mm ) thì Xo = 0 (m/m). -3 ƩR =RMBA + RMBA-MDP + RPEN = 7.357 x 10 () ƩX = XMBA + XMBA-MDP + XPEN = 0.0224 () -3 RPEN = RoPEN x LMDB-DB2= 1.15 x 24 x 10 = 0.027 () XPEN = XoPEN x LMDB-DB2= 0 () Ʃ ≈ = 0.027 () -3 R MDB-DB2= RoxL = 0.524x24x10 = 0.012() X MDB-DB2= 0 () ƩR2 = ƩR + RPEN+ R MDB-DB2 = 0.046 () ƩX2 = ƩX + XPEN + X MDB-DB2= 0.0224 () BÙI THANH NAM – MSSV: 16542372 NGUYỄN HỮU CHUNG – MSSV: 16542357 Trang 109 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRƯƠNG VIỆT ANH . Dòng chạm vỏ tại tủ động lực DB2: . .× = = = 4084.9 () ạ ỏ (Ʃ)(Ʃ) (.)(.) ạ ỏ = 4084.9 () (≈ 26In đối với CB có dòng định mức 160A) . Điệu kiện bảo vệ an toàn: Ichạm vỏ = 4084.9 (A) > Im = 1600 (A)  CB đã chọn thỏa mãn điều kiện.  Trị số ngưỡng cắt tức thời kiểu từ của CB Im nhỏ hơn rất nhiều lần so với Ichạm vỏ, vì vậy đảm bảo CB sẽ cắt nguồn trong khoảng thời gian ngắn nhất.  Tính dòng chạm vỏ tại tủ động lực DB3: . Điện trở, điện kháng đến điểm chạm vỏ: 2 2 Nếu s > 50 (mm ) thì Xo = 0.08 (m/m); s < 50 (mm ) thì Xo = 0 (m/m). -3 ƩR =RMBA + RMBA-MDP + RPEN = 7.357 x 10 () ƩX = XMBA + XMBA-MDP + XPEN = 0.0224 () -3 RPEN = RoPEN x LMDB-DB3= 0.727 x 30 x 10 = 0.022 () XPEN = XoPEN x LMDB-DB3= 0 () Ʃ ≈ = 0.022 () -3 R MDB-DB3= RoxL = 0.387x30x10 = 0.012() -3 X MDB-DB3= XoxL =0.08x30x10 =0.0024() ƩR3 = ƩR + RPEN+ R MDB-DB3 = 0.041 () ƩX3= ƩX + XPEN + X MDB-DB3= 0.0248 () . Dòng chạm vỏ tại tủ động lực DB3: . = = .× = 4361.7 () ạ ỏ (Ʃ)(Ʃ) (.)(.) ạ ỏ = 4361.7 () (≈ 27In đối với CB có dòng định mức 160A) . Điệu kiện bảo vệ an toàn: Ichạm vỏ = 4361.7 (A) > Im = 1600 (A)  CB đã chọn thỏa mãn điều kiện.  Trị số ngưỡng cắt tức thời kiểu từ của CB Im nhỏ hơn rất nhiều lần so với Ichạm vỏ, vì vậy đảm bảo CB sẽ cắt nguồn trong khoảng thời gian ngắn nhất.  Tính dòng chạm vỏ tại tủ động lực DB4: . Điện trở, điện kháng đến điểm chạm vỏ: 2 2 Nếu s > 50 (mm ) thì Xo = 0.08 (m/m); s < 50 (mm ) thì Xo = 0 (m/m). -3 ƩR =RMBA + RMBA-MDP + RPEN = 7.357 x 10 () ƩX = XMBA + XMBA-MDP + XPEN = 0.0224 () -3 RPEN = RoPEN x LMDB-DB4= 0.727 x 54 x 10 = 0.039 () XPEN = XoPEN x LMDB-DB4= 0 () Ʃ ≈ = 0.039 () -3 R MDB-DB4= RoxL = 0.387x54x10 = 0.02() -3 X MDB-DB4= XoxL =0.08x54x10 =0.004() ƩR4 = ƩR + RPEN+ R MDB-DB4 = 0.066 () ƩX4= ƩX + XPEN + X MDB-DB4= 0.0264 () . Dòng chạm vỏ tại tủ động lực DB4: . = = .× = 2940.2 () ạ ỏ (Ʃ)(Ʃ) (.)(.) ạ ỏ = 2940.2 () BÙI THANH NAM – MSSV: 16542372 NGUYỄN HỮU CHUNG – MSSV: 16542357 Trang 110 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRƯƠNG VIỆT ANH (≈ 18In đối với CB có dòng định mức 160A) . Điệu kiện bảo vệ an toàn: Ichạm vỏ = 2940.2 (A) > Im = 1600 (A)  CB đã chọn thỏa mãn điều kiện.  Trị số ngưỡng cắt tức thời kiểu từ của CB Im nhỏ hơn rất nhiều lần so với Ichạm vỏ, vì vậy đảm bảo CB sẽ cắt nguồn trong khoảng thời gian ngắn nhất. TÍNH DÒNG CHẠM VỎ TẠI THIẾT BỊ:  Tính dòng chạm vỏ tại các thiết bị Nhóm 1: . Điện trở, điện kháng đến điểm chạm vỏ: 2 2 Nếu s > 50 (mm ) thì Xo = 0.08 (m/m); s < 50 (mm ) thì Xo = 0 (m/m). ƩR1 = ƩR + RPEN+ R MDB-DB1 = 0.06 () ƩX1 = ƩX + XPEN + X MDB-DB1= 0.026 () R DB1-thiết.bị= RoxL () XDB1-thiết.bị = XoxL =0 () RPE = RoPE x LDB1-thiết.bị () XPE = XoPE x L DB1-thiết.bị = 0 () Ʃ ≈ () ƩRtb = ƩR1 + R DB1-thiết.bị + RPE () ƩXtb = ƩX1 = 0.026 () . Dòng chạm vỏ tại thiết bị: . = () ạ ỏ (Ʃ)(Ʃ) Điều kiện: Ichạm.vỏ > Im . Bảng tổng kết Nhóm 01: DB1 I I Mã CB m ƩR () ƩX () chạm.vỏ I >I ƩZ U đến (A) tb tb (A) chạm.vỏ m PE TXMAX 2B SH204L-C40 200 0.086 0.026 2335.7 Thỏa điều kiện 0.013 29.9 2C SH204L-C40 200 0.100 0.026 2017.8 Thỏa điều kiện 0.020 40.6 2D SH204L-C40 200 0.115 0.026 1774.1 Thỏa điều kiện 0.027 48.7 3A SH204L-C16 80 0.205 0.026 1010.4 Thỏa điều kiện 0.073 73.4 3B SH204L-C16 80 0.278 0.026 749.1 Thỏa điều kiện 0.109 81.6 6C SH204L-C32 160 0.134 0.026 1532.0 Thỏa điều kiện 0.037 56.6 8A SH204L-C32 160 0.126 0.026 1626.0 Thỏa điều kiện 0.033 53.6 12A SH204L-C32 160 0.097 0.026 2089.2 Thỏa điều kiện 0.018 38.2 12B SH204L-C32 160 0.082 0.026 2430.7 Thỏa điều kiện 0.011 26.7 . Nhận xét: Các thiết bị CB và dây dẫn lựa chọn Nhóm 01 đạt yêu cầu.  Tính dòng chạm vỏ tại các thiết bị Nhóm 2: . Điện trở, điện kháng đến điểm chạm vỏ: 2 2 Nếu s > 50 (mm ) thì Xo = 0.08 (m/m); s < 50 (mm ) thì Xo = 0 (m/m). ƩR2 = ƩR + RPEN+ R MDB-DB2 = 0.046 () ƩX2 = ƩX + XPEN + X MDB-DB2= 0.0224 () R DB2-thiết.bị= RoxL () XDB2-thiết.bị = XoxL =0 () RPE = RoPE x LDB2-thiết.bị () XPE = XoPE x L DB2-thiết.bị = 0 () BÙI THANH NAM – MSSV: 16542372 NGUYỄN HỮU CHUNG – MSSV: 16542357 Trang 111 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRƯƠNG VIỆT ANH Ʃ ≈ () ƩRtb = ƩR2 + R DB2-thiết.bị + RPE () ƩXtb = ƩX2 = 0.0224 () . Dòng chạm vỏ tại thiết bị: . = () ạ ỏ (Ʃ)(Ʃ) Điều kiện: Ichạm.vỏ > Im . Bảng tổng kết Nhóm 02: DB2 I I Mã CB m ƩR () ƩX () chạm.vỏ I >I ƩZ U đến (A) tb tb (A) chạm.vỏ m PE TXMAX 1A SH204L-C32 160 0.077 0.0224 2612.5 Thỏa điều kiện 0.015 40.2 1B SH204L-C32 160 0.092 0.0224 2202.7 Thỏa điều kiện 0.023 50.9 1C SH204L-C32 160 0.108 0.0224 1901.6 Thỏa điều kiện 0.031 58.6 1D SH204L-C32 160 0.092 0.0224 2202.7 Thỏa điều kiện 0.023 50.9 2A SH204L-C40 200 0.083 0.0224 2442.1 Thỏa điều kiện 0.018 44.7 6A SH204L-C32 160 0.141 0.0224 1459.1 Thỏa điều kiện 0.048 69.7 6B SH204L-C32 160 0.157 0.0224 1318.9 Thỏa điều kiện 0.055 73.1 . Nhận xét: Các thiết bị CB và dây dẫn lựa chọn Nhóm 02 đạt yêu cầu.  Tính dòng chạm vỏ tại các thiết bị Nhóm 3: . Điện trở, điện kháng đến điểm chạm vỏ: 2 2 Nếu s > 50 (mm ) thì Xo = 0.08 (m/m); s < 50 (mm ) thì Xo = 0 (m/m). ƩR3 = ƩR + RPEN+ R MDB-DB3 = 0.041 () ƩX3= ƩX + XPEN + X MDB-DB3= 0.0248 () R DB3-thiết.bị= RoxL (); RPE = RoPE x LDB3-thiết.bị () XDB3-thiết.bị = XoxL =0 (); XPE = XoPE x L DB3-thiết.bị = 0 () Ʃ ≈ () ƩRtb = ƩR3 + R DB3-thiết.bị + RPE () ƩXtb = ƩX3 = 0.0248 () . Dòng chạm vỏ tại thiết bị: . = () ạ ỏ (Ʃ)(Ʃ) Điều kiện: Ichạm.vỏ > Im . Bảng tổng kết Nhóm 03: DB3 I I Mã CB m ƩR () ƩX () chạm.vỏ I >I ƩZ U đến (A) tb tb (A) chạm.vỏ m PE TXMAX 5A SH204L-C20 100 0.101 0.0248 2010.9 Thỏa điều kiện 0.030 60.3 5B SH204L-C20 100 0.101 0.0248 2010.9 Thỏa điều kiện 0.030 60.3 7A SH204L-C25 125 0.262 0.0248 793.3 Thỏa điều kiện 0.111 87.8 7B SH204L-C25 125 0.244 0.0248 852.7 Thỏa điều kiện 0.101 86.5 7C SH204L-C25 125 0.244 0.0248 852.7 Thỏa điều kiện 0.101 86.5 8B SH204L-C32 160 0.067 0.0248 2940.1 Thỏa điều kiện 0.013 37.7 9A SH204L-C40 200 0.065 0.0248 3012.6 Thỏa điều kiện 0.012 35.8 10A SH204L-C20 100 0.092 0.0248 2199.9 Thỏa điều kiện 0.025 55.8 11 SH204L-C10 50 0.477 0.0248 437.9 Thỏa điều kiện 0.218 95.4 12C SH204L-C32 160 0.070 0.0248 2804.3 Thỏa điều kiện 0.015 41.1 12D SH204L-C32 160 0.085 0.0248 2362.5 Thỏa điều kiện 0.022 51.9 BÙI THANH NAM – MSSV: 16542372 NGUYỄN HỮU CHUNG – MSSV: 16542357 Trang 112 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRƯƠNG VIỆT ANH . Nhận xét: Các thiết bị CB và dây dẫn lựa chọn Nhóm 03 đạt yêu cầu.  Tính dòng chạm vỏ tại các thiết bị Nhóm 4: . Điện trở, điện kháng đến điểm chạm vỏ: 2 2 Nếu s > 50 (mm ) thì Xo = 0.08 (m/m); s < 50 (mm ) thì Xo = 0 (m/m). ƩR4 = ƩR + RPEN+ R MDB-DB4 = 0.066 () ƩX4= ƩX + XPEN + X MDB-DB4= 0.0264 () R DB4-thiết.bị= RoxL () XDB4-thiết.bị = XoxL =0 () RPE = RoPE x LDB4-thiết.bị () XPE = XoPE x L DB4-thiết.bị = 0 () Ʃ ≈ () ƩRtb = ƩR4 + R DB4-thiết.bị + RPE () ƩXtb = ƩX4 = 0.0264 () . Dòng chạm vỏ tại thiết bị: . = () ạ ỏ (Ʃ)(Ʃ) Điều kiện: Ichạm.vỏ > Im . Bảng tổng kết Nhóm 04: DB4 I I Mã CB m ƩR () ƩX () chạm.vỏ I >I ƩZ U đến (A) tb tb (A) chạm.vỏ m PE TXMAX 4 SH204L-C32 160 0.099 0.0264 2041 Thỏa điều kiện 0.016 33.6 6D SH204L-C32 160 0.152 0.0264 1352.6 Thỏa điều kiện 0.043 58.3 7D SH204L-C25 125 0.287 0.0264 724.5 Thỏa điều kiện 0.111 80.2 7E SH204L-C25 125 0.269 0.0264 773.7 Thỏa điều kiện 0.101 78.5 8C SH204L-C32 160 0.077 0.0264 2568.2 Thỏa điều kiện 0.005 14.1 9B SH204L-C40 200 0.117 0.0264 1739.1 Thỏa điều kiện 0.026 44.6 9C SH204L-C40 200 0.110 0.0264 1848.8 Thỏa điều kiện 0.022 40.6 10B SH204L-C20 100 0.140 0.0264 1469.4 Thỏa điều kiện 0.037 54.2 10C SH204L-C20 100 0.121 0.0264 1683.3 Thỏa điều kiện 0.028 46.6 . Nhận xét: Các thiết bị CB và dây dẫn lựa chọn Nhóm 04 đạt yêu cầu. 7.4.4 TÍNH ĐIỆN ÁP TIẾP XÚC UTXMAX: . UTX-MDB = Ichạm vỏ x ƩZPEN = 8864.5 x 0.0016 = 14 (V) < Ucp = 25 (V), an toàn đối với người tiếp xúc. . UTX-DB1 = Ichạm vỏ x ƩZPEN = 3196.1 x 0.035 = 111.8 (V) > Ucp = 50 (V), rất nguy hiểm. . UTX-DB2 = Ichạm vỏ x ƩZPEN = 4084.9 x 0.027 = 110.3 (V) > Ucp = 50 (V), rất nguy hiểm. . UTX-DB3 = Ichạm vỏ x ƩZPEN = 4361.7 x 0.022 = 96 (V) > Ucp = 50 (V), rất nguy hiểm. . UTX-DB4 = Ichạm vỏ x ƩZPEN = 2940.2 x 0.039 = 114.6 (V) > Ucp = 50 (V), rất nguy hiểm.  Ý NGHĨA CỦA VIỆC XÁC ĐỊNH UTX VÀ TÍNH TOÁN DÒNG CHẠM VỎ ICHẠM.VỎ : Khi có sự cố chạm vỏ của 1 pha do cách điện bị hư hỏng sẽ có dòng điện qua vỏ thiết bị đi vào đất với trị số: Ichạm.vỏ = Uf / (ƩR0 + ƩRđ ) BÙI THANH NAM – MSSV: 16542372 NGUYỄN HỮU CHUNG – MSSV: 16542357 Trang 113 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRƯƠNG VIỆT ANH Trong đó:  Uf là điện áp pha của mạng điện.  R0 , Rđ là điện trở nối đất của trung tính và của thiết bị cần bảo vệ. Trị số dòng điện Ichạm.vỏ này lúc điện áp < 1000 V không phải lúc nào cũng đủ lớn để làm cho các thiết bị bảo vệ (như cầu chì, áp tô mát ) tác động 1 cách chắc chắn và nhanh để cắt phần bị chạm vỏ ra, vì vậy trên vỏ thiết bị sẽ có một điện áp nguy hiểm tồn tại lâu dài là điện áp tiếp xúc max UTXMAX: UTXMAX = Ichạm.vỏ x ƩRđ Nếu ƩRđ > ƩR0 thì UTXMAX sẽ lớn hơn nhiều lần >>  ĐỂ CÓ THỂ GIẢM UTXMAX: . Giảm ƩRđ so với ƩR0 nhưng như vậy sẽ không kinh tế. . Trong trường hợp trên nếu chúng ta bằng cách nào đó có thể tăng dòng chạm vỏ Ichạm.vỏ đến một giá trị đủ lớn nào đó để các thiết bị bảo vệ có thể cắt nhanh chỗ bị sự cố chạm vỏ thì mới có thể bảo vệ an toàn được cho người. Biện pháp đơn giản nhất là dùng dây dẫn để nối vỏ thiết bị với dây trung tính & kiểm tra điều kiện dòng chạm vỏ thỏa mãn: Ichạm.vỏ > ImCB Như vậy ý nghĩa của bảo vệ nối dây trung tính là biến sự chạm vỏ của thiết bị thành ngắn mạch một pha để các thiết bị bảo vệ cắt nhanh và chắc chắn phần bị chạm vỏ, bảo đảm an toàn cho người. BÙI THANH NAM – MSSV: 16542372 NGUYỄN HỮU CHUNG – MSSV: 16542357 Trang 114 ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: TS.TRƯƠNG VIỆT ANH TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. HƯỚNG DẪN ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN, Phan Thị Thanh Bình – Phan Thị Thu Vân – Dương Lan Hương – Nguyễn Thị Hoàng Liên, NXB ĐHQG TPHCM, 2017. [2]. HƯỚNG DẪN THIẾT KẾ LẮP ĐẶT ĐIỆN THEO TIÊU CHUẨN IEC, Phan Thị Thanh Bình cùng nhóm tác giả đồng phiên dịch, NXB KHOA HỌC KỸ THUẬT HÀ NỘI, 2013. [3]. GIÁO TRÌNH CUNG CẤP ĐIỆN, Nguyễn Xuân Phú – Nguyễn Công Hiền – Nguyễn Bội Khuê, NXB KHOA HỌC KỸ THUẬT HÀ NỘI. [4]. GIÁO TRÌNH AN TOÀN ĐIỆN, PGS.TS.Quyền Huy Ánh, NXB ĐHQG TPHCM. [5]. KỸ THUẬT CHIẾU SÁNG DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP, Dương Lan Hương, NXB ĐHQG TPHCM. [6]. KHÍ CỤ ĐIỆN, Nguyễn Xuân Phú – Tô Đằng, NXB KHOA HỌC KỸ THUẬT HÀ NỘI, 2007 [7]. HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN, TS.Trần Quang Khánh, NXB KHOA HỌC KỸ THUẬT, 2005 [8]. CATALOGUE HƯỚNG DẪN LỰA CHỌN CÁP ĐIỆN CADIVI, 2018. BÙI THANH NAM – MSSV: 16542372 NGUYỄN HỮU CHUNG – MSSV: 16542357 Trang 115