Giáo trình Kỹ thuật điện trong xây dựng

ử trong hệ thống cung cấp điện, tương đương với phụ tải thực tế biến đổi theo điều kiện tác dụng nhiệt nặng nề nhất. Trong thực tế thiết kế, người ta thường dùng khái niệm phụ tải tính toán theo công suất tác dụng P và khi đơn giản công thức để xác định phụ tải điện thì cho phép sai số 10%. a. Hệ số sử dụng ksd 1 Hệ số sử dụng ksd là tỷ số giữa phụ tải tác dụng trung bình với công suất đặt trong một khoảng thời gian xem xét (giờ, ca, hoặc ngày đêm...). - Đối với một thiết bị: - Đối với một nhóm thiết bị: - Nếu có đồ thị phụ tải: Hệ số sử dụng nói lên mức sử dụng, mức độ khai thác công suất của thiết bị trong khoảng thời gian xem xét. b. Hệ số phụ tải Hệ số phụ tải hay còn gọi là hệ số mang tải, là tỷ số giữa công suất thực tế tiêu thụ (tức là phụ tải trung bình trong thời gian đóng điện tiêu thụ Ptb đóng) với công suất định mức. c. Hệ số cực đại kmax 1 Hệ số cực đại là tỷ số giữa phụ tải tính toán và phụ tải trung bình trong khoảng thời gian xem xét. Hệ số cực đại kmax phụ thuộc vào số thiết bị hiệu quả nhq, vào hệ số sử dụng ksd, và hàng loạt các yếu tố đặt trưng cho chế độ làm việc của các thiết bị trong nhóm. Thực tế, người ta thường tính kmax theo đường cong kmax = f(ksd,nhq) hoặc có thể sử dụng bảng ở trong cẩm nang điện. d. Hệ số nhu cầu Hệ số nhu cầu là tỷ số giữa công suất tính toán (trong điều kiện thiết kế) hoặc công suất tiêu thụ (trong điều kiện vận hành) với công suất đặt (công suất định mức) của nhóm hộ tiêu thụ. Hệ số nhu cầu thường tính cho phụ tải tác dụng. Đối với chiếu sáng knc = 0,8. e. Hệ số đồng thời Hệ số đồng thời là tỷ số giữa công suất tác dụng tính toán cực đại tại nút khảo sát của hệ thống cung cấp điện với tổng công suất tác dụng tính toán cực đại của nhóm hộ tiêu thụ riêng biệt nối vào nút đó, tức là: Đối với đường dây cao áp của hệ thống cung cấp điện trong xí nghiệp lấy gần đúng kđt = 0,851,0. Đối với thanh cái của trạm xí nghiệp và các đường dây tải điện (của hệ thống cung cấp điện bên ngoài) thì kđt = 0,91,0. Hệ số đồng thời trong toà dân cư: Số hộ tiêu thụ Hệ số đồng thời 2 đến 4 1 5 đến 9 0,78 10 đến 14 0,63 15 đến 19 0,53 20 đến 24 0,49 25 đến 24 0,46 30 đến 34 0,44 35 đến 39 0,42 40 đến 49 0,41 50 và hơn nữa 0,40 Hệ số đồng cho tủ phân phối: Chức năng của mạch Hệ số đồng thời 2 đến 3 tủ 0,9 4 và 5 0,8 6 đến 9 0,7 10 và lớn hơn 0,6 Tủ được kiểm nghiệm từng phần trong mỗi trường hợp được chọn 1,0 Hệ số đồng thời xác định theo chức năng của mạch: Chức năng của mạch Hệ số đồng thời Chiếu sáng 1 Sưởi và máy lạnh 1 Ổ cắm ngoài 0,1 đến 0,2 Thang máy - Động cơ mạnh nhất 1 - Động cơ mạnh thứ nhì 0,75 - Động cơ khác 0,6 f. Số thiết bị hiệu quả Giả thiết một nhóm gồm có n thiết bị có công suất và chế độ làm việc khác nhau. Ta gọi nhq là số thiết bị tiêu thụ điện năng hiệu quả của nhóm đó, đó là một hệ số quy đổi gồm có nhq thiết bị có công suất định mức và chế độ làm việc như nhau và tạo nên phụ tải tính toán bằng phụ tải thực tiêu thụ bởi n thiết bị tiêu thụ trên. Công thức này chỉ áp dụng khi n5. Nếu tất cả các thiết bị trong nhóm có công suất định mức như nhau thì: Nếu các hộ tiêu thụ của nhóm có công suất khác nhau thì nhq < n. Khi n > 5 thì có thể áp dụng phương pháp đơn giản hóa với sai số không qúa 10%. - Chọn những thiết bị có công suất lớn mà công suất định mức của mỗi thiết bị này bằng hoặc lớn hơn một nữa công suất của thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm. - Xác định số n1 là số thiết bị có công suất không nhỏ hơn một nữa công suất của thiết bị có công suất lớn nhất và ứng với n1 này xác định tổng công suất định mức :. - Xác định số n và tổng công suất định mức ứng với số n: . - Tìm giá trị và . - Tra bảng tìm nhq*. Sau đó từ Xác định phụ tải tính toán Ptt theo công suất đặt Pđ và hệ số nhu cầu Công thức tính: Vì hiệu suất của thiết bị điện tương đối cao nên có thể lấy gần đúng: Pđ = Pđm. Khi đó: Trong đó Pđi, Pđmi - công suất đặt và công suất định mức của thiết bị thứ i, kW. Ptt, Qtt, Stt - công suất tác dụng, công suất phản kháng, công suất biểu kiến của nhóm thiết bị có thứ nguyên lần lượt là kW, kVar, kVA. n - số thiết bị trong nhóm. Trong một nhóm thiết bị nếu một hệ số cos của các thiết bị không giống nhau thì phải tính hệ số trung bình: Ưu điểm: đơn giản thuận tiện nên nó là một trong những phương pháp được sử dụng rộng rãi. Nhược điểm: chủ yếu là kém chính xác vì hệ số nhu cầu kiểm tra trong sổ tay là một số liệu cho trước cố định không phụ thuộc và chế độ vận hành và số thiết bị trong nhóm. Theo công thức xác định hệ số nhu cầu: knc = ksd.kmax Xác định phụ tải tính toán cực đại theo phương pháp kmax và công suất trung bình Ptb (phương pháp số thiết bị hiệu quả nhq) Công thức tính: Trong đó Pđm - công suất định mức, kW kmax, ksd - hệ số cực đại và hệ số sử dụng. Ưu điểm: phương pháp này cho kết quả có độ chính xác cao vì khi xác định số thiết bị điện hiệu quả chúng ta đã xét tới một loạt các yếu tố quan trọng như: ảnh hưởng của các thiết bị trong nhóm, số thiết bị có công suất lớn nhất cũng như số thiết bị khác nhau về chế độ làm việc của chúng. Trong phương pháp này có thể dùng công thức gần đúng để áp dụng cho một số trường hợp. - Trường hợp 1 n 3, nhq < 4: phụ tải tính toán được xác định theo công thức: Khi thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại - Trường hợp 2 n > 3, nhq < 4: công thức tính Trong đó kpt - hệ số phụ tải của từng máy. Hệ số phụ tải kpt có thể lấy gần đúng như sau: + kpt = 0,9 đối với thiết bị làm việc ở chế độ dài hạn. + kpt = 0,75 đối với thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại. - Trường hợp 3 Đối với các thiết bị có đồ thị phụ tải bằng phẳng (máy bơm, quạt nén khí,) phụ tải tính toán có thể lấy bằng phụ tải trung bình: - Trường hợp 4 Hệ số cực đại kmax phụ thuộc vào số thiết bị hiệu quả nhq và hệ số sử dụng ksd: + Khi nhq >10: + Khi 4 nhq 10: Xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất Công thức tính: Trong đó p0 - suất phụ tải trên 1 m2 diện tích sản xuất, kW/m2. S - diện tích sản xuất, m2. Đối với từng loại nhà máy sản xuất thì giá trị p0 khác nhau. Phương pháp này chỉ cho kết quả gần đúng, nó được dùng trong giai đoạn thiết kế sơ bộ và được dùng để tính phụ tải tính toán ở các phân xưởng có mật độ máy móc sản xuất tương đối đều. Suất phụ tải đối với mức chiếu sáng (IEC) Chiếu sáng bằng đèn huỳnh quang có bù Dạng Tải Suất tải (VA/m2) Đèn tuyt với máng đèn công nghiệp Mức chiếu sáng Trung bình (Lux) Đường xa lộ, kho, hành làng 7 150 Công việc nặng nhọc, chế tạo và lắp ráp những thiết bị có kích thước lớn 14 300 Công việc hành chính văn phòng 24 500 Công việc chính xác - Vẽ thiết kế - Chế tạo, lắp ráp chính xác cao 41 800 Suất phụ tải đối với Mạch động lực (IEC) Mạch động lực Suất tải (VA/m2) Trạm bơm khí nén 3 đến 6 Quạt 23 Lò sưởi, nhà riêng, căn hộ 115 đến 146 90 Văn phòng 25 Xưởng kho bãi 50 Xưởng lắp ráp 70 Xưởng chế tạo máy 300 Xưởng sơn 350 Xưởng xử lý nhiệt 700 Chương V LỰA CHỌN DÂY DẪN - THIẾT BỊ BẢO VỆ VÀ CÁC PHẦN TỬ TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN Lựa chọn và kiểm tra dây dẫn Đối với lưới điện trung áp và hạ áp xí nghiệp người ta thường chọn dây dẫn theo 2 điều kiện sau: + Chọn tiết diện dây dẫn theo tổn thất điện áp cho phép . + Chọn tiết diện dây dẫn theo dòng điện phát nóng cho phép Icp. Ngoài ra ta cũng có thể chọn tiết diện dây dẫn theo mật độ kinh tế của dòng điện Jkt. Chọn tiết diện dây dẫn theo tổn thất điện áp cho phép Đối với phương pháp này thì toàn đường dây sẽ được chọn theo cùng một tiết diện. Công thức để tính tổn thất điện áp: Trong đó - thành phần tổn thất điện áp do công suất tác dụng gây ra. - thành phần tổn thất điện áp do công suất phản kháng gây ra. r0 - điện trở của dây dẫn trên một đơn vị chiều dài, . x0 - điện kháng của dây dẫn trên một đơn vị chiều dài, . + Đối với đường dây trên không: x0 = 0,03 (). + Đối với đường dây cáp: x0 = 0,07 (). Thành phần được tính nhờ biểu thức: Từ đó xác định được trị số cho phép của thành phần : Mà Vậy, tiết diện của dây dẫn cần tìm là: Căn cứ vào trị số tính toán của tiết diện dây dẫn F, ta chọn tiết diện dây tiêu chuẩn gần với tiết diện tính toán. Với tiết diện này, tra bảng tìm x0 và r0 và tính toán kiểm tra tổn thất trên đường dây. Nếu tổn thất không thoả thì ta tăng tiết diện dây và sau đó tiếp tục kiểm tra lại tổn thất. Chọn tiết diện dây dẫn theo dòng điện phát nóng cho phép Icp Dòng cho phép Icp của dây dẫn được thiết lập trong điều kiện chuẩn. Việc đặt nhiều dây kề nhau sẽ gây bất lợi cho việc tản nhiệt vào môi trường xung quanh ảnh hưởng nhiệt lẫn nhau. Khi ấy, dòng cho phép được cho trong điều kiện chuẩn sẽ bị giảm xuống. Tương tự như vậy cho trường hợp nhiệt độ môi trường hoặc các điều kiện lắp đặt khác với các điều kiện chuẩn. Như vậy, dòng cho phép thực tế sẽ được xác định theo dòng cho phép theo điều kiện chuẩn và hệ số hiệu chỉnh. Như vậy tiết diện dây dẫn được chọn theo điều kiện: Trong đó k1 - hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ, ứng với môi trường đặt dây, cáp. k2 - hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ, kể đến số lượng dây hoặc cáp đi chung một rãnh. Icp - dòng điện lâu dài cho phép ứng với tiết diện dây hoặc cáp định lựa chọn. Thử lại cáp vừa chọn theo điều kiện kết hợp với thiết bị bảo vệ: + Nếu bảo vệ bằng cầu chì: Điều kiện kiểm tra: Trong đó Idc - dòng điện định mức của dây chảy cầu chì, A. Hệ số , với mạch động lực = 3; với ánh sáng sinh hoạt = 0,3. + Nếu bảo vệ bằng áptomát: Điều kiện kiểm tra: hoặc Trong đó IkđđtA - dòng điện khởi động điện từ của áptomát (chính là dòng chỉnh định để áptomát cắt ngắn mạch). IkđnhA - dòng điện khởi động nhiệt của áptomát (chính là dòng điện tác động của rơle nhiệt để cắt quá tải). Kiểm tra cáp hoặc dây vừa chọn theo điều kiện ổn định nhiệt dòng ngắn mạch: Điều kiện kiểm tra: Trong đó IN = I” = ICK - dòng ngắn mạch hạ áp lớn nhất qua dây hoặc cáp. = 11 đối với cáp nhôm; = 6 đối với cáp đồng. - thời gian cắt ngắn mạch, giây (s). Kiểm tra cáp hoặc dây vừa chọn theo điều kiện tổn thất điện áp: Điều kiện kiểm tra: Chú ý: Trong các bảng tra lựa chọn cáp hoặc dây thì điện trở r0 được tra ở 200C, tuy nhiên trong thực tế dây dẫn được sử dụng ở nhiệt độ khác 200C. Do đó ta cần hiệu chỉnh điện trở của dây dẫn theo nhiệt độ môi trường đặt dây dẫn, công thức hiệu chỉnh: Trong đó - điện trở của dây dẫn ở 200C, . - điện trở của dây dẫn ở nhiệt độ t2, . - hệ số nhiệt điện trở, 0C-1, đối với đồng = 0,00393 0C-1; đối với nhôm 0C-1. 3. Tính tiết diện của dây dẫn: DÂY VÀ CÁP ĐIỆN LỰC  - ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT Đặc tính kỹ thuật cho dây CV-750V - Ruột dẫy không ép :  ( Tech. Characteristics of  CV 750V- NC conductor ):  Mã SP Code Ruột dẫn-Conductor Bề dày cách điện Insul. thickness Đ. kính tổng gần đúng Appr.Overall diameter Kh. lượng dây (Gần đúng) Approx. weight Đ. Trở DC ở 20OC  DC res. at 20OC (max) Lực kéo Đứt Breaking load* (min) Mặt cắt Danh định Nominal area Kết cấu Structure Đ/kính Ruột dẫn Cond. diameter mm2 N0 /mm mm mm mm Kg/Km W/km N 1040101 1,0 7/0,425 1,28 0,7 3 16 18,10 393 1040102 1,5 7/0,52 1,56 0,7 3 21 12,10 589 1040103 2,0 7/0,60 1,80 0,8 3 26 9,43 785 1040104 2,5 7/0,67 2,01 0,8 4 33 7,41 979 1040105 3,5 7/0,80 2,40 0,8 4 44 5,30 1395 1040106 4 7/0,85 2,55 0,8 5 49 4,61 1576 1040107 5,5 7/1,00 3,00 0,8 5 65 3,40 2181 1040108 6 7/1,04 3,12 0,8 5 70 3,08 2340 1040109 8 7/1,20 3,60 1,0 6 95 2,31 3115 1040110 10 7/1,35 4,05 1,0 6 117 1,83 3758 1040111 11 7/1,40 4,20 1,0 6 124 1,71 4118 1040112 14 7/1,60 4,80 1,0 7 150 1,33 4649 1040113 16 7/1,70 5,10 1,0 7 176 1,15 6031 1040114 22 7/2,00 6,00 1,2 8 245 0,84 8347 1040115 25 7/2,14 6,42 1,2 9 277 0,727 9463 1040116 30 7/2,30 6,90 1,2 9 316 0,635 11034 1040117 35 7/2,52 7,56 1,2 10 374 0,524 13141 1040118 38 7/2,60 7,80 1,2 10 397 0,497 14100 1040120 50 19/1,80 9,00 1,4 12 515 0,387 17455 1040122 60 19/2,00 10,00 1,4 13 627 0,309 21120 1040124 70 19/2,14 10,70 1,4 14 702 0,268 27115 1040127 80 19/2,30 11,50 1,5 15 822 0,234 31616 1040129 95 19/2,52 12,60 1,6 16 984 0,193 37637 1040130 100 19/2,60 13,00 1,6 16 1034 0,184 40384 1040131 120 19/2,80 14,00 1,6 17 1201 0,153 46845 1040133 125 19/2,90 14,50 1,6 18 1284 0,1416 50251 1040136 150 37/2,30 16,10 1,8 20 1569 0,124 55151 1040137 185 37/2,52 17,64 2,0 22 1886 0,0991 73303 1040138 200 37/2,60 18,20 2,1 22 2012 0,0940 78654 1040141 240 61/2,25 20,25 2,2 25 2461 0,0754 93837 1040143 250 61/2,30 20,70 2,2 25 2566 0,0738 97844 1040145 300 61/2,52 22,68 2,4 27 3080 0,0601 107422 1040147 325 61/2,60 23,40 2,4 28 3269 0,0576 121467 1040149 400 61/2,90 26,10 2,6 31 4055 0,0470 144988 1040151 500 61/3,20 28,80 2,8 34 4927 0,0366 186409 1040160 630 61/3,61 32,49 2,8 38 6208 0,0283 232550 1040162 800 61/4,11 36,99 2,8 43 7934 0,0221 305934 * Áp dụng cho dây có ruột bằng sợi đồng cứng ( applied to conductor of hard copper wire) Đặc tính kỹ thuật cho dây CV-750V - Ruột dẫn ép chặt :      ( Tech. Characteristics of, CV 750V- CC conductor ): Ruột dẫn - Conductor Bề dày cách điện - Insul. thickness Đ. kính tổng gần đúng Appr.Overall diameter Kh. lượng dây (Gần đúng) Approx. weight Đ. Trở DC ở 20OC DC res. at 20OC (max) Mặt cắt Danh định - (Nominal area) Kết cấu Structure Đ/kính Ruột dẫn - Cond. diameter mm2 N0 /mm mm mm mm Kg/Km W/km 16 7/1,73 4,74 1,0 6,7 173 1,15 22 7/2,03 5,58 1,2 8 240 0,84 25 7/2,17 5,97 1,2 8,4 271 0,727 30 7/2,33 6,42 1,2 8,8 310 0,635 35 7/2,56 7,03 1,2 9,4 367 0,524 38 7/2,64 7,25 1,2 9,7 389 0,497 50 19/1,83 8,37 1,4 11,2 507 0,387 60 19/2,03 9,30 1,4 12,1 618 0,309 70 19/2,17 9,95 1,4 12,7 701 0,268 80 19/2,33 10,70 1,5 13,7 810 0,234 95 19/2,56 11,72 1,6 14,9 969 0,193 100 19/2,64 12,09 1,6 15,3 1028 0,184 120 37/2,06 13,02 1,6 16,2 1183 0,153 125 19/2,94 13,49 1,6 16,7 1265 0,1416 150 37/2,33 14,97 1,8 18,6 1549 0,124 185 37/2,56 16,41 2,0 20,4 1862 0,0991 200 61/2,03 18,55 2,1 21,1 1986 0,0940 240 61/2,28 18,83 2,2 23,2 2432 0,0754 250 61/2,33 19,25 2,2 23,6 2536 0,0738 300 61/2,56 21,09 2,4 25,9 3043 0,0601 325 61/2,64 21,76 2,4 26,6 3230 0,0576 400 61/2,94 24,27 2,6 29,5 4009 0,0470 500 61/3,25 26,78 2,8 32,4 4871 0,0366 630 61/3,66 30,18 2,8 35,8 6140 0,0283 800 61/4,16 34,37 2,8 39,9 7851 0,0221 Đặc tính kỹ thuật cho dây CV-0,6/1KV Ruột dẫn không ép chặt :       ( Tech. Characteristics of  CV0,6/1KV-NC conductor ): Ruột dẫn -  Conductor Bề dày cách điện ( Insul thickness ) Đ. kính tổng gần đúng ( Appr. Overall diameter ) Kh. lượng dây (Gần đúng) ( Approx. weight ) Đ. Trở DC ở 20OC /km ( DC res. at 20OC (max) ) Lực kéo Đứt ( Breaking load*(min) ) Mặt cắt Danh định ( Nominal area ) N0 Kết cấu ( Structure ) Đ/kính Ruột dẫn ( Cond diameter ) mm2 N0 /mm mm mm mm Kg/Km W/km N 1,0 7/0,425 1,28 0,8 2,9 17 18,10 393 1,5 7/0,52 1,56 0,8 3,2 22 12,10 589 2,0 7/0,60 1,80 0,8 3,4 28 9,43 785 2,5 7/0,67 2,01 0,8 3,6 33 7,41 979 3,5 7/0,80 2,40 0,8 4,0 44 5,30 1395 4 7/0,85 2,55 0,9 4,4 51 4,61 1576 5,5 7/1,00 3,00 1,0 5,0 70 3,40 2181 6 7/1,04 3,12 1,1 5,3 77 3,08 2340 8 7/1,20 3,60 1,2 6,0 100 2,31 3115 10 7/1,35 4,05 1,3 6,7 125 1,83 3758 11 7/1,40 4,20 1,3 6,8 133 1,71 4118 14 7/1,60 4,80 1,4 7,6 171 1,33 4649 16 7/1,70 5,10 1,5 8,1 193 1,15 6031 22 7/2,00 6,00 1,6 9,2 261 0,84 8347 25 7/2,14 6,42 1,6 9,6 294 0,727 9463 30 7/2,30 6,90 1,6 10,1 334 0,635 11034 35 7/2,52 7,56 1,7 11,0 398 0,524 13141 38 7/2,60 7,80 1,8 11,4 426 0,497 14100 50 19/1,80 9,00 1,8 12,6 538 0,387 17455 60 19/2,00 10,00 1,8 13,6 651 0,309 21120 70 19/2,14 10,70 1,9 14,5 744 0,268 27115 80 19/2,30 11,50 2,0 15,5 856 0,234 31616 95 19/2,52 12,60 2,0 16,6 1013 0,193 37637 100 19/2,60 13,00 2,0 17,0 1074 0,184 40384 120 19/2,80 14,00 2,1 18,2 1241 0,153 46845 125 19/2,90 14,50 2,2 18,90 1333 0,1416 50251 150 37/2,30 16,10 2,2 20,5 1606 0,124 55151 185 37/2,52 17,64 2,3 22,2 1916 0,0991 73303 200 37/2,60 18,20 2,4 23 2043 0,0940 78654 240 61/2,25 20,25 2,4 25,1 2484 0,0754 93837 250 61/2,30 20,70 2,4 25,5 2589 0,0738 97844 300 61/2,52 22,68 2,5 27,7 3092 0,0601 107422 325 61/2,60 23,40 2,6 28,6 3294 0,0576 121467 400 61/2,90 26,10 2,6 31,5 4055 0,0470 144988 500 61/3,20 28,80 2,8 34,4 4927 0,0366 186409 630 61/3,61 32,49 2,8 38,1 6208 0,0283 232550 800 61/4,11 36,99 2,8 42,6 7934 0,0221 305934 *Ap dụng cho dây có ruột bằng sợi đồng cứng ( applied to conductor of hard copper wire) Đặc tính kỹ thuật cho dây CV 0,6/1KV Ruột dẫn ép chặt :       ( Tech. Characteristics of CV0,6/1KV-CC conductor ): Ruột dẫn Bề dày cách điện ( Insul thickness ) Đ. kính tổng gần đúng ( Appr. Overall diameter ) Kh. lượng dây (Gần đúng ( Approx. weight ) Đ. Trở DC ở 20OC /km ( DC res. at 20OC (max) ) Mặt cắt Danh định ( Nominal area ) N0 Kết cấu ( Structure ) Đ/kính Ruột dẫn ( Cond diameter ) mm2 N0 /mm mm mm mm Kg/Km W/km /km 16 7/1,73 4,74 1,5 77 189 1,15 22 7/2,03 5,58 1,6 88 255 0,84 25 7/2,17 5,97 1,6 92 287 0,727 30 7/2,33 6,42 1,6 96 326 0,635 35 7/2,56 7,03 1,7 104 389 0,524 38 7/2,64 7,25 1,8 109 417 0,497 50 19/1,83 8,37 1,8 12 528 0,387 60 19/2,03 9,30 1,8 129 640 0,309 70 19/2,17 9,95 1,9 138 731 0,268 80 19/2,33 10,70 2,0 147 842 0,234 95 19/2,56 11,72 2,0 157 997 0,193 100 19/2,64 12,09 2,0 161 1057 0,184 120 19/2,84 13,02 2,1 172 1221 0,153 125 19/2,94 13,49 2,2 179 1312 0,1416 150 37/2,33 14,97 2,2 194 1583 0,124 185 37/2,56 16,41 2,3 21 1890 0,0991 200 37/2,64 18,55 2,4 217 2015 0,0940 240 61/2,28 18,83 2,4 236 2453 0,0754 250 61/2,33 19,25 2,4 241 2558 0,0738 300 61/2,56 21,09 2,5 261 3055 0,0601 325 61/2,64 21,76 2,6 27 3255 0,0576 400 61/2,94 24,27 2,6 295 4009 0,0470 500 61/3,25 26,78 2,8 324 4871 0,0366 630 61/3,65 30,18 2,8 358 6140 0,0283 800 61/4,15 34,37 2,8 399 7851 0,0221 V.2: Phương pháp tính toán ngắn mạch trong mạng điện có điện áp dưới 1000V: - Điện kháng của hệ thống: Trong đó: + Utb - điện áp trung bình của mạng điện hạ áp: 0,23 kV, 0,4 kV + Sđm cắt, Iđm cắt - công suất cắt và dòng điện cắt định mức của máy cắt điện đặt ở phía cao áp máy biến áp, tính bằng kVA và kA. Nếu không có số liệu của hệ thống thì có thể bỏ qua Xht, nghĩa là coi điện áp bên cao áp của máy biến áp là hằng số. - Điện trở và điện kháng của máy biến áp: Trong đó: + RB, XB - điện trở và điện kháng của máy biến áp, tính bằng mΩ. + ΔPN - tổn thất ngắn mạch của máy biến áp, W. + Uđm - điện áp định mức máy biến áp, kV. + Sđm - công suất định mức máy biến áp, kVA. + Ux% - thành phần phản kháng của điện áp ngắn mạch, được xác định theo công thức: Trong đó: + UN% - điện áp ngắn mạch, tính % + UR - thành phần tác dụng của UN%, được xác định theo công thức: - Điện trở và điện kháng đường dây hạ áp: + Đường dây trên không x0 = 0,3 Ω/km hay mΩ/m. + Đường dây cáp x0 = 0,7 Ω/km hay mΩ/m. + Điện trở r0 tính như sau: (Ω/km), (mΩ/m) Ở đây ρ - điện trở suất vật liệu dây dẫn (đối với đồng: ρCu = 18,8 Ωmm2/km, nhôm: ρAl = 31,5 Ωmm2/km). - Điện trở và điện kháng của các thành phần khác: như cuộn dòng của áptômát, cuộn sơ cấp của máy biến dòng, điện trở tiếp xúc của các tiếp điểm, thanh gópta có thể tra ở cẩm nang. - Dòng điện ngắn mạch: thành phần chu kỳ của dòng điện ngắn mạch 3 pha: Trong đó: Utb - tính bằng V, RΣ và XΣ - tính bằng mΩ. - Dòng điện xung kích: Dòng điện xung kích cung cấp từ động cơ không đồng bộ được đặt trực tiếp ở điểm ngắn mạch phải được tính đến. Khi đó, dòng điện xung kích toàn phần do hệ thống và các động cơ điện được tính như sau: Trong đó: + IđmĐC - dòng điện định mức các động cơ nối trực tiếp vào điểm ngắn mạch. + Ick - thành phần chu kỳ dòng ngắn mạch. - Nếu dòng điện cung cấp từ máy biến áp có công suất 560 ÷ 1000 kVA và UN = 8% thì ta lấy kxk = 1,5; còn nếu công suất máy biến áp như trên nhưng UN = 5,5% thì lấy kxk = 1,3. - Nếu dòng điện cung cấp từ máy biến áp có công suất từ 100 ÷ 320 kVA và UN = 5,5% thì lấy kxk = 1,2. - Nếu ngắn mạch ở điểm rất xa thì ta lấy kxk = 1. V.3: Chọn Thiết Bị Đóng Cắt: Cầu chì hạ áp Trong lưới điện ánh sáng sinh hoạt Cầu chì được chọn theo 2 điều kiện sau: UđmCC UđmLĐ Idc Itt Ký hiệu: Trong đó UđmCC - điện áp định mức của cầu chì, V. UđmLĐ - điện áp định mức lưới điện, V. Idc - dòng điện định mức của dây chảy, A. Itt - dòng điện tính toán là dòng lâu dài lớn nhất chạy qua dây chảy cầu chì, A. Trong lưới điện công nghiệp + Cầu chì bảo vệ một động cơ Cầu chì bảo vệ một động cơ được chọn theo hai điều kiện sau: Idc Itt Trong đó IđmD - dòng điện định mức của động cơ, A. kmm - hệ số mở máy động cơ, thường kmm = 5; 6; 7. - hệ số, lấy như sau: Với động cơ mở máy nhẹ hoặc mở máy không tải, = 2,5. Với động cơ mở máy nặng hoặc mở máy có tải, = 1,6. + Cầu chì bảo vệ nhóm động cơ (CCT) Cầu chì bảo vệ nhóm động cơ CCT chỉ chảy khi ngắn mạch xảy ra tại thanh cái tủ điện, còn nếu xảy ra ngắn mạch ở động cơ hoặc đoạn dây dẫn nào đó thì cầu chì nhánh đó chảy. Người ta quy định phải chọn Idc của cầu chì tổng lớn hơn ít nhất là hai cấp so với Idc lớn nhất của cầu chì nhánh. Cầu chì bảo vệ nhóm động cơ được chọn theo các điều kiện sau: Idc Itt (nếu biết kpt) Hoặc (nếu không biết kpt) Trong đó Imm(max), Iđm(max) - dòng mở máy và dòng định mức của động cơ có công suất lớn nhất trong nhóm, A. ksd - hệ số sử dụng của động cơ lớn nhất. MCCB Chức năng đóng cắt phụ tải ra khỏi lưới điện Cắt khi có ngắn mạch Cắt khi quá tải Các điều kiện lựa chọn áptomát: UđmA UđmLĐ IđmA Itt IcđmA IN CCB hai cực CCB ba cực CCB bốn cực ELCB Chức năng đóng cắt phụ tải ra khỏi lưới điện Cắt khi có điện giật Bài tập 1: Yêu cầu chọn dây dẫn từ bảng điện đến bóng đèn sợi đốt 100W. Biết bóng đèn được bảo vệ bằng cầu chì có dòng định mức IđmCC = 0,5 A. Điện áp định mức lưới điện Uđm = 220 V. Hướng dẫn: - Tính Itt = Iđm - Chọn dây dẫn kết hợp với thiết bị bảo vệ là cầu chì (dây dẫn 1 pha). Bài tập 2: Yêu cầu lựa chọn các đường dây trục tầng cấp điện cho một nhà giảng đường gồm 3 tầng, mỗi tầng 6 lớp học. Biết rằng tủ điện của toà nhà có đặt cầu chì bảo vệ mỗi tầng với IđmCC = 63 A. Công suất riêng trên một đơn vị diện tích P0 = 15 W/m2. Diện tích của mỗi phòng (8x10) m2. Hệ số công suất trung bình cosφtb = 0,8. CCT 3 3 3 4 4 4 2 2 2 1 Hình 1: Sơ đồ nguyên lý cấp điện cho nhà giảng đường 1. Tủ điện; 2. Cầu chì tầng; 3. Đường trục tầng; 4. Các phòng học Hướng dẫn: - Tính Ptt theo phương pháp công suất riêng. - Tính Itt - Xác định các hệ số ki - Chọn dây dẫn kết hợp với bảo vệ bằng cầu chì (chọn dây dẫn 3 pha). Bài tập 3: Yêu cầu lựa chọn dây dẫn cho động cơ máy mài có các số liệu kỹ thuật cho theo bảng dưới đây. Biết rằng dây dẫn được đặt chung rãnh với 5 dây khác, nhiệt độ môi trường là +300C. Máy mài được bảo vệ bằng cầu chì có IđmCC = 50 A. Điện áp định mức lưới điện 220/380 V. Động cơ Pđm (kW) cosφ kmm η Máy mài 10 0,8 5 0,9 Hướng dẫn: - Tính Itt = IđmĐC - Xác định các hệ số ki (dây dẫn đặt trong đất). - Chọn dây dẫn kết hợp với thiết bị bảo vệ là cầu chì (chọn dây dẫn 3 pha). Bài tập 4: Yêu cầu lựa chọn cầu chì bảo vệ bếp điện đôi công suất 2 kW. Điện áp định mức lưới điện 220 V. Hướng dẫn: - Tính Itt = Iđm - Chọn cầu chì Bài tập 5: Yêu cầu chọn cầu chì cho bảng điện một lớp học. Biết rằng phụ tải điện của lớp bao gồm 8 bóng đèn sợi đốt 100 W (cosφ = 1) và 6 quạt trần 70 W (cosφ = 0,8). Hướng dẫn: - Tính Ptt - Tính Itt - Chọn cầu chì Bài tập 6: Yêu cầu xác định các cầu chì nhánh và cầu chì tổng đặt trong tủ điện cho 4 động cơ như trên hình 2, số liệu của các động cơ cho theo bảng sau: Động cơ Pđm (kW) cosφ kmm kpt η Máy mài 10 0,8 5 0,8 0,9 Cầu trục 8 0,8 7 0,8 0,9 Máy phay 10 0,8 5 0,8 0,9 Máy khoan 4,5 0,8 7 0,8 0,9 Điện áp lưới điện 220/380 V Hướng dẫn: Chọn cầu chì kết hợp với điều kiện mở máy của 1 máy và 1 nhóm máy: - Tính chọn cầu chì CC1, CC2, CC3. - Tính chọn cầu chì tổng CCT Đ1 Đ2 Đ3 Đ4 CCT CC1 CC2 CC3 Hình 2: Sơ đồ tủ điện Bài tập 7: Yêu cầu chọn áptômát bảo vệ bình nóng lạnh 2,5 kW (cosφ = 1). Điện áp đị