Đề tài Thiết kế cung cấp điện cho khu đô thị Việt Hưng

công thức. Ptt = PM = Kmax. Ptb. = Kmax. Ksd. , kW Trong đó: Kmax là hệ số cực đại. Kmax= 1+ 1,3 Trong đó: PM là công suất cực đại, kW Ptb công suất trung bình, kW Pni công suất định mức của thiết bị thứ i nhd số lượng hiệu dụng Ta thấy rằng trong bảng tra Kmax chỉ bắt đầu từ nhd = 4 khi nhd < 4 thì phụ tải được xác định theo công thức. Ptt = ,kW Trong đó Kti là hệ số tải Nếu không biết chính xác về hệ số tải thì có thể lấy gần đúng như sau. Kt = 0,9 với thiết bị làm việc dai hạn. Kt = 0,75 với thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại. Nếu trong nhóm có thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại thì phải quy đổi về chế độ làm việc dài hạn theo công thức Pqđ = Pn .,kW Trong đó: K% là hệ số đóng điện phần trăm. Phụ tải tính toán của nhóm. Ptt = Kđt.,kW Trong đó: Ptti là phụ tải tính toán của nhóm thiết bị thứ i. Kđt hệ số đồng thời Giá trị Kđt có thể lấy theo: Kđt = 0,9 ¸ 0,95 khi số nhóm n = 2¸ 4 Kđt = 0,8 ¸ 0,9 khi số nhóm n = 5 ¸ 10 Từ cơ sở lý thuyết trên ta tính công suất tính toán cho nhóm phụ tải động lực này như sau. Bảng 2.9: Thông số kỹ thuật các động cơ bơm nước. Pđm (kW) Số lượng K% cosj Iđm (A) Bơm nước sinh hoạt 15 2 25 0,66 34,5 Bơm nước cứu hoả 15 2 25 0,66 34,5 Phụ tải tính toán của mỗi động cơ lấy bằng công suất đặt và được quy đổi về chế độ làm việc dài hạn. Ptt = Pđặt » 15,kW Phụ tải tính toán của nhóm động cơ này tính theo công thức () 2.4.TỔNG HỢP PHỤ TẢI - PHƯƠNG ÁN CẤP ĐIỆN 2.4.1.Tổng hợp phụ tải Bảng 3.1 Phụ tải tủ điện TĐ-1 BST BĐ-1 BCT-5A,5B Dự phòng Phụ tải Ptt(W) Phụ tải Ptt(W) Ptt(W) Ptt(W) Đèn, ổ cắm Dự phòng điều hoà Đèn, ổ cắm kho, vệ sinh 4720 3600 22500 1200 Đèn, ổ cắm bảo vệ,kt-nước ổ cắm nhà xe, đèn sảnh căn hộ, để xe 1400 1200 2060 68 5000 Bảng 3.2. Phụ tải tủ điện TĐ-2 Đèn h.lang, cầu thang, sản đèn sự cố TM 1 TM2 BơmSH Bơm CC Dự phòng 3280 912 10.000 11100 30.000 30.000 3000 Phụ tải tính toán ở điểm nút của hệ thống cung cấp điện được xác định bằng tổng phụ tải tính toán của các nhóm thiết bị nối đến nút này có kể đến hệ số đồng thời KĐT . Hệ số đồng thời được lấy trong giới hạn 0,8 - 1 Lấy Kđt = 0,81 ta có ,kW , kW PĐ-1 = 0,81.( 1400 + 1200 + 2060) = 3,8, kW Vậy PTĐ-1 = PBĐ-1+ 8.PBCT + Pd.phòng = 30,2 + 3,8 + 8.55,08 + 5 = 479,64,kW Công suất tủ điện TĐ-2 PTĐ-2 = Kđt= 0,81.( 3280 + 912 + 10.000 + 11100 + 60.000)+3000 = 72,5 (KW). Lấy gần bằng 72 kW * Công suất toàn nhà Pt.nhà = 479,64 + 72 = 551,64 ,kW. Khu nhà ở cao tầng CT-14C có số lượng phụ tải khá lớn và đa dạng, do vậy việc đưa ra phương án cấp điện hợp lý là rất quan trọng. Căn cứ vào bảng phụ lục 20 TCN 27-91 ( cung cấp điện) phân loại các hộ và thiết bị theo độ tin cậy cung cấp điện và sự phân bố, tính chất, đặc trưng của từng loại tải có thể đưa ra phương án cấp điện như sau. 2.4.1. Nguồn điện. Lưới điện trung áp khu vực là 10 KV. Dự tính nguồn cung cấp từ MBA có cấp điện áp 10/0,4 KV, ngoài ra nguồn dự phòng cung cấp cấp điện cho nhóm phụ tải có độ tin cậy cung cấp điện loaị 1 từ trạm máy phát điện áp 380/220 V. + Các tủ điện phân phối. Các phụ tải được cung cấp điện từ hai tủ điện chính là TĐ-1 và TĐ-2 được đặt trong phòng KT-ĐIện để thuận tiện chp việc thao tác và kiểm tra TĐ-1 cung cấp điện cho các bảng điện khu siêu thị BST, bảng điện công tơ các tầng BCT , BĐ-1 và lộ dự phòng. TĐ-2 cung cấp điện cho hệ thống thang máy, máy bơm, nhánh đèn hành lang và cầu thang, đèn sự cố. Với khu nhà ở cao tầng, do tập chung rất nhiều người vì vậy mà các nguy cơ cháy nổ, sự cố điện nặng nề là hoàn toàn có thể xảy ra, để đề phòng sự cố mất điện nguồn từ MBA mà vẫn đảm bảo cung cấp điện liên tục cho các nhóm phụ tải điện ở tủ điện TĐ-2, khu nhà ở cao tầng được trang bị thêm máy phát điện. Công suất tính toán tủ điện TĐ-2 là 72 kW lấy cosj = 0,8. Ta có Stt=, kVA Tham khảo bản calalog chào hàng của công ty thiết bị phụ tùng điện Hoà Phát, chào hàng máy phát điện do Italy và Nhật sản xuất các thông số kỹ thuật cho trong bảng phụ lục tôi chọn loại máy phát điện DIESEL GENERATOR sản xuất tại Nhận có các thông số kỹ thuật sau: + Model: SDG125S +Công suất phát điện liên tục: 100kVA. + Điện áp: 220/440V + Công suất thực % : 80%. +Dòng điện: 3 pha 4 dây. + Nhãn hiệ va Model: NissanA-NE6T. + Số xylanh: 6. + Tổng thể tích: 7,412. + Nhiên liệu: Diesel Fuel Oil. + Thể tích bình nhiên liệu lít: 250. + Lượng dầu bôi trơn lít: 25 + Kích thước: dài ´ rộng ´ cao ( 3,07 ´ 1,1 ´ 1,5) + Trọng lượng tĩnh: 2,18 kG CHƯƠNG IIITÍNH TOÁN LỰA CHỌN CÁC PHẦN TỬ CỦA HỆ THỐNG 3.1. CHỌN CÔNG SUẤT MÁY BIẾN ÁP (MBA) Lựa chọn MBA bao gồm lựa chọn số lượng, công suất , chủng loại, kiểu cách và các tính năng khác của MBA. Số lượng MBA đặt trong một trạm phụ thuộc vào độ tin cậy cung cấp điện của phị tải trạm đó. +với phụ tải loại 1 là phụ tải quan trọng không được phép mất điện thì phải đặt hai MBA. + Với phụ tải loại 2 thì phải so sánh hai phươgn án cấp điện bằng 1 đường dây , một MBA và phương án cấp điện bằng 2 đường dây lộ kép và trạm hai máy. + Với phụ tải loại 3 như ánh sáng sinh hoạt, thôn xóm, kh chung cư, trường học… thường đặt 1 MBA. + Với trạm 1 máy . SđmBStt (3.1) + Với trạm 2 máy SđmB (3.2) Trong đó: SđmB - Công suất định mức của MBA Stt- Công suất tính toán, là công suất của phụ tải mà người thiết kế cần tính toán, xác định nhằm lựa chọn MBA và các thiết bị khác. 1,4- Là hệ số quá tải. Cần chú ý rằng hệ số quá tải phụ thuộc vào thời gian quá tải. Lấy hệ số quá tải bằng 1,4 chỉ đúng trong trường hợp trạm đặt hai máy bị sự cố 1, máy còn lại cho phép quá tải 1,4 trong 5 ngày 5 đêm, mỗi ngày quá tải không quá 6 giờ và hệ số tải trước khi quá tải không quá 0,75. Nếu không thoả mãn điều kiện trên thì phải tra đồ thị để xác định hệ số quá tải hoặc không cho phép MBA quá tải. Các công thức chỉ đúng cho MBA sản xuất tại nội địa hoăc MBA đã được nhiệt đới hoá. Với MBA ngoại nhập phải đưavào công thức hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ kể đến nhiệt độ môi trường cé tạo và môi trường sử dụng máy (3.3) Trong đó:T0- Nhiệt độ môi trường chế tạo, 0C T1- Nhiệt độ môi trường sử dụng, 0C Ngoài ra số lượng và công suất, khi chọ dùng M BA cần quan tâm đến các thông số kỹ thuật khác như: Biến áp dầu hay biến áp khô, làm mát tự nhiên hay làm mát nhân tạo, một pha hay ba pha, ba cuộn dây hay tự ngẫu, điều chỉnh điện máp thường hay điều chỉnh điện áp dưới tải… Trong lựa chọn công suất MBA thì việc xác định đúng công suất của phụ tải là quan trọng và cũng rất khó khăn, khó khăn ở chỗ là điện bao giờ cũng phải có trước, trạm biến áp bao giờ cũng phải xây dựng trong thời gian xây dựng cơ sở hạ tầng, khi mà chưa có hoặc đang xây dựng các hộ tiêu thụ điện. Vì vậy chưa thể biết thật chính xác mức tiêu thụ điện của các phụ tải , để chọn được công suất MBA phù hợp cần căn cứ vào thông tin thu được tại thời điểm thiết kế để xác định phụ tải tính toán. Từ các phần tính toán trước ta có công suất tính toán toàn nhà là: Ptt = 551,64(KW) Lấy cos= 0,8 Vậy công suất toàn phần Stt= 589,55, KVA Chọn dùng một MBA phân phối hai cấp điện áp do công ty thiết bị điện Đông anh sản xuất có các thông số kỹ thuật loại máy đặt trong nhà . + Điện áp 10/0,4 kV + Phạm vi điều chỉnh điện áp 2 2,5 % + Tổ đấu dây Y/Yo - O + Công suất máy 750 kV Bảng 3.1 : Thông số kỹ thuật MBA CS. định mức UĐM (V) Tổn hao d.đ.k.tải đ.áp ngắn mạch Kích thước bao Po PK Dài Rộng Cao 750 10/0,4 1200 6590 1,4 4,5 1820 1040 2030 Trạm biến áp kiểu hợp bộ KIOSK kín đặt ngoài trời được phân làm 3 buồng. + Buồng cao thế có kích thước: 1400 ´ 900 ´ 2300 ( dài ´ cao ´ rộng) + Buồng máy biến áp : 2000 ´ 1400 ´ 2300. + Buồng hạ thế : 1400 ´ 600 ´ 2300. 3.2. CHỌN CÁC THIẾT BỊ PHÂN PHỐI PHÍA CAO ÁP. 3.2.1. Lựa chọn và kiểm tra cầu dao phụ tải. Cầu dao phụ tải là dụng cụ đóng cắt đơn giản. vì bộ phận dập hồ quang có cấu tạo đơn giản nên chỉ đóng cắt được dòng điện phụ tải chứ không đóng cắt được dòng ngắn mạch, cầu dao phụ tải có thể được chịn theo các điều kiện sau. + Chọn cầu dao phụ tải theo điện áp định mức, KV UđmCD Uđm.m (3.4) + Dòng điện định mức, A IđmCD Ilvmax ( 3.5) + Dòng điện ổn định lực điện động, KA. imax ixk (3.6) + Dòng điện ổn định ứng với thời gian ổn định nhiệt tôđn, A, Iôđn Iôđn I (3.7) Trong đó: Uđmcd : Điện áp định mức của cầu dao phị tải, KV. Uđm.m : Điện áp định mức mạng điện, KV IđmCD, Ilvmax : Dòng điện mức và dòng điện làm việc lớn nhất của cầu dao phụ tải. Iôđm : Dòng ổn định động ixk : Dòng xung kích, KA Iôđt : Dòng ổn định nhiệt, KA Dòng làm việc lâu dài xác định theo biểu thức Ilvmax= (3.8) n: số cáp cung cấp cho thanh cái SđmB - Công suất định mức của MBA. 3.2.2. Lựa chọn và kiểm tra cầu chì. Cầu chì là khí cụ điện để bảo vệ mạch điện khi ngắn mạch, thời gian cắt mạch phụ thuộc vào vật liệu làm dây chảy. Điều kiện kiểm tra cầu chì UđmCC Uđm.m (3.9) Dòng điện định mức của cầu chì IđmCC I lvmax (3.10) Công suất cắt định mức SđmcắtCC S'' (3.11) 3.2.3. Chọn và kiểm tra thanh dẫn. Dựa vào trị số của dòng điện tải mà lựa chọn vật liệu làm thanh dẫn và kiểu đặt. Khi dòng nhỏ thì dùng thanh dẫn cứng hình chữ nhật khi dòng điện lớn thì dùng thanh dẫn ghép ,từ hai đến ba thanh dẫn cứng. Thanh dẫn có thể bố trí nằm ngang hoặc đặt đứng. Chọn thanh dẫn theo dòng phát nóng lâu dài có hiệu chỉnh theo nhiệt độ và kiểu đặt . ICP = K1.K2. I CP ICB (3.12) Với thanh vái nằm ngang K1= 0,95 K2 - là hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường + Theo khả năng ổn định động (3.13) - ứng suất cho phép của vật liệu làm thanh dẫn với thanh dẫn nhôm AT có = 700, KG/ cm2 Với thanh dẫn đồng có = 1400,KG/cm2 : ứng suất tính toán KG/cm2 = , KG/cm2 (3.14) M- Mô men uốn tính toán, KG cm W - Mô men chống uốn của các loại thanh dẫn + Theo khả năng ổn định nhiệt ,(mm2 ) (3.15) Khi thanh dẫn có 3 nhịp trở lên ,KGcm (3.16) Ftt - Lực tính toán do tác động ngắn mạch , KG (3.17) Trong đó: l - khonảg cách giữa các sứ các pha, cm a- Khoảng cách giữa các pha, cm W- Mô men chống uốn , cm3 thanh dẫn nằm ngang thanh dẫn đặt đứng 3.2.4 Chọn máy biến dòng. Chức năng cua máy biến dòng ( MBD) là biến đổi dòng điện sơ cấp có trị số bất kỳ xuống 5 A ( Đôi khi là 1A và 10A) nhằm cấp cho các mạch đo lường, bảo vệ, tín hiệu, điều khiển… Riêng biến dòng hạ áp làm nhiệm vụ cung cấp cho các mạch đo đếm. MBD được chọn theo các điều kiện sau. + Sơ đồ và kiểu máy + Điện áp định mức UđmI Uđmlđ (3.18) + Dòng điện định mức IđmBI Ilvmax (3.19) + Cấp chính xác Cấp chính xác của MBA phải phù hợp với cấp chính xác của các dụng cụ đo nối vào phía thứ cấp. + Phụ tải thứ cấp ZđnBI Z2= Zđc + Zđ đ (3.20) Zđc - Tổng trở của các dụng cụ đo Zđ đ - Tổng trở của các dây dẫn nối vào dụng cụ đo. Trường hợp giới hạn ZđmBI - Zdc = Zdd Rdd = (3.21) Từ đây ta có: (3.22) j- Điện trở suất của vật liệu làm dây ltt- Chiều dài tính toán của dây dẫn phụ thuộc vào sơ đồ nối dây của biến dòng và chiều dài thực từ BI đến dụng cụ đo * Sơ đồ dùng BI trên 3 pha đấu hình sao ltt= l * Sơ đồ dùng hai BI trên hai pha đấu hình sao ltt= * Sơ đồ dùng một BI trên một pha đấu hình sao ltt=2l Để đảm bảo độ bền cơ học và độ chính xác, tiết diện ,không được nhỏ hơn 1,5mm2 với dây đồng, 2,5mm2 với dây nhôm. *ổn định động. KđIđmBIixk (3.23) Kđ - Bội số ổn định đọng của BI. IđmBI - Dòng sơ cấp định mức của BI * ổn định nhiệt. ( IđmBI.Knh)2tnhđmBN (3.24) Knh- Bội số ổn định nhiệt định mức củ BI. Tnh- Thời gian ổn định nhiệt định mức. *Với các BI đặt trong tủ phân phối hạ áp của trạm biến áp phân phối có phụ tải rất nhỏ (vài VA) và dây dẫn từ BI đến các đồng hồ là rất nhỏ, để đảm bảo độ chính xác chọn dây đồng 2,5mm2, không nhất thiết phải kiểm tra theo điều kiện ổn định động và ổn định nhiệt. 3.2.5. Chọn tủ phân phối. Tủ phân phối có thể cấp điện từ một nguồn, hai nguồn hoặc một nguồn dự phòng. Trong tủ thường đặt áptômáttổng hoặc cầu dao và các áptômát nhánh. Ngoài ra các thiết bị điện lực trong tủ còn đặt các thiết bị phục vụ đo đếm, các đồng hồ ampemét, vônmét, biền dòng, công tơ tác dụng, công tơ phản kháng. - Chọn tủ động lực bao gồm các nội dung: Chọn loại tủ, sơ đồ tủ, chọn áptômát, cầu dao, thanh cái, chọn các thiết bị đon đếm bảo vệ, chông sét… Các áp tômát được chọn theo điều kiện làm việc lâu dài. IđmA Ilv (3.25) UđmA Uđmm (3.26) Với áptômát sau MBA để dự trữ có thể chọn the dòng định mức của MBA IđmAIđmB= (3.27) + Chọn dây dẫn và cáp. Dây dẫn điện được chế tạo thành 3 loại: Dây dẫn bọc cach điện, dây trần và dây cáp. Dây bọc cách điện dùng cho lưới điện hạ áp, chủ yếu là dây nội thất. Có hai loại dây bọc là dây bọc ruột đông và dây bọc ruột nhôm, dây đơn hoặc dây đôi, một sợ hoặc nhiều sợi. Dây dẫn trần bao gồm : Dây đồng trần (M), dây nhôm trần (A) và dây nhôm lõi thép (AC), trong đó với dây AC phần nhôm làm nhiệm vụ dẫn điện, phần lõi thép làm tăng độ bền cơ. Dây đồng trần có nhược điểm là đắt và dẫn điện tốt hơn nhưng lại năng, vì vậy dây nhôm vẫn được sử dụng trong một số trường hợp đặc biệt. Dây nhôm trần có khả năng chịu lực kém nên chỉ dùng trong lưới hạ áp, dây nhôm lõi thép dùng trong mọi cấp điện áp. Cáp là loại dây đặc biệt. Người ta chế tạo cáp 1 lõi, 2lõi, 3 lõi, 4 lõi. Lõi có thể làm bằng đồng hoặc bằng nhôm. cáp được cách điện băng PVC hoặc XLPE. Tên gọi của cáp được gọi theo chất cách điện và vật liệu làm lõi. + Lựa chọn tiết diện cáp theo mật độ dòng kinh tế Jkt Phương pháp này sử dụng cho mang có cấp điện áp U 110 kV, bởi vì trên lưới điện này không có thiết bị sử dụng điện trực tiếp đầu vào, vấn đề điện áp không cấp bách, nếu chọn theo Jkt sẽ có lợi về mặt kinh tế, nghĩa là chi phí tính toán hàng năm thấp nhất. Lưới trung áp đối với đô thị và xí nghiệp, nói chung khoảng cách tải điện ngắn, thời gian sử dụng công suất lớn, cũng lựa chọn theo Jkt. Chọn loại dây ( dây dẫn, dây cáp) và vật liệu làm dây căn cứ vao trị số Tmax tra bảng tìm Jkt. Nếu đường dây cấp điện cho các phụ tải có Tmax khác nhau phai tính trị số trung bình của Tmax theo công thức. Tmaxtb = (3.28) Trị số Jkt ( A/mm2) theo Tmax và loại dây cho trong bảng sau. Bảng 3.2: Xác định Jkt Loại dây Tmax ( h) 3000 3000 – 5000 5000 Dây đồng 2,5 2,1 1,8 Dây A và AC 1,3 1,1 1 Cáp đồng 3,5 3,1 2,7 Cáp nhôm 1,6 1,4 1,2 + Chọn tiết diện theo tổn thất điện áp cho phép DUcp. Lưới trung áp nông thôn, hạ áp nông thôn, đường dây đến các trạm bơm nông nghiệp, do khoảng cách tải điện xa tổn thất điện áp lớn chỉ tiêu chất lượng điện năng dễ bị vi phạm nên tiết diện dây dẫn được chon theo phương pháp này. + Chọn tiết diện dây dẫn theo dòng điện phát nóng cho phép Icp. Phương pháp này dùng chọn tiết diện dây dẫn và cáp cho lưới hạ áp và đô thị, hạ áp công nghiệp và ánh sáng sinh hoạt. Phạm vi áp dụng các phương pháp chọn tiết diện dây dẫn và cáp. Lưới điện Jkt DUcp ICP Cao áp mọi đối tượng - - Trung áp đô thị, công nghiệp nông thôn - Hạ áp - nông thôn Đô thị, công nghiệp Trong giới hạn của đề tài là thiết kế cấp điện cho khu chung cư nhà các tầng. Vì vậy phương pháp chọn tiết diện dây dẫn và cáp được chọn theo phương pháp dòng đốt nóng co phép. Trình tự xác định tiết diện như sau. + Xác định dòng điện tính toán của đối tượng mà đường dây cần cấp điện Itt, A. + Lựa chọn loại dây và tiết diện theo biêu thức k1.k2 Itt. (3.29) 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, tra trong cẩm nang. + Thử lại các điều kiện kết hợp với thiết bị bảo vệ Khi bảo vệ bằng áptômát. Icp (3.30) Hoặc. Icp (3.31) Ikđnhiệt, Ikđtừ- Dòng khởi động của các bộ phận cắt mạch điện bằng nhiệt hoặc bằng từ của áptômát. 3.3. TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH. 3.3.1. Tính dòng ngắn mạch phía cao áp. Ta tính gần đúng điện kháng hệ thốngqua công suất cắt ngắn mạch của máy cắt đầu nguồn. ,W (3.32) Utb- Điện áp trung bình mạng, kV SN- Công suất cắt ngắn mạch, MVA SN=UtbIN (3.33) IN=I''=Iµ= (3.34) Zå- Tổng trở từ hệ thống đénn điểm ngắn mạch, W RC=ro.l , W (3.35) XC=xo.l, W (3.36) Zå= (3.37) Trị số dòng ngắn mạch xung kích. Ixk=Kxk (3.38) Kxk- Hệ số xung kích. 3.3.2. Ngắn mạch phía hạ áp. Khi tính ngắn mạch phía hạ áp cần phải xét đến điện trở của tất cả các phần tử trong mạch ngắn mạch, như điện trở MBA, dây dẫn, máy biến dòng đo lường, cuộn dòng của áptômát và điện trở tiếp xúc của ca s tiếp điểm… Tính điện kháng hệ thống Xhệthống= (3.39) Utb- Điện áp trung bình của mạng. Sdmc, Idmc- Công suất và dòng cắt định mức cắt điện đặt ở phía cao áp MBA tính bằng kVA và kA. Nếu không có số liệu về Xh.thồng, nghĩa là coi điện áp bên cao áp MBA là những hằng số như trên giả thiết, điều này khá chính xác khi tổng trở MBA là khá lớn. Điện trở và điện kháng MBA. RB=,mW (3.40) XB=, mW (3.41) RB,XB, điện trở và điện kháng MBA DPk- Tổn thất ngắn mạch của MBA, W Uđm- Điện áp định mức lưới điện, kV Sđm- Công suất định mức MBA, kVA UN%- Điện áp nắn mạch tính % * Điện trở và điện kháng của đường dây hạ áp. Với đường dây hạ áp có thể lấy một cách gần đúng như sau. Đường dây cáp xo=0,07 (W/km) n hay(mW/m) Điện trở ro=, (mW/m) j- Điện trở suất của vật liệu làm dây dẫn. jcu= 18,8Wmm2Km jAl =31,5Wmm2Km + Dòng điện xung kích. ixk= (3.42) ở đây Kxk = 1+ e. Hệ số này có thể được tra theo đường cong trên hình ( H- 21 tài liệu cung cấp điện), khi đó Ta= (3.43) 3.4. ÁP DỤNG TÍNH TOÁN 3.4.1. Chọn cầu dao phụ tải- Cầu chì. Dòng điện lớn nhất qua cầu dao phụ tải chính là dòng quá tải của MBA, thường trong giờ cao điểm cho phép MBA quá tải 25 %. Vậy dòng điện cưỡng bức là. Ilvmax = IqtBA= 1,25. IđmBA = ,A Với lưới điện 10 kV, điện áp trung bình Utb = 1,05. Uđm = 10,5 kV, lấy trị số máy cắt 10 kV, do liên xô chế tạo là 250 MVA, khi đó điện kháng hệ thống. XH = Đường cáp từ thanh cái hạ áp trạm trung gian đến MBA là cáp XPLE (3120) có tổng chiều dài là 3 km. Cáp có r0 = 0,96 W/km, x0 ta có thể lấy gần đúng trong khoảng ( 0,08 - 0,1). Lấy x0 = 0,1 W/km ta có. ZC= 0,196.3 + j 0,1.3, W Trị số dòng ngắn mạch qua cầu chì. IN=,kA ixk= ,kA Chọn loại dao cách ly 3DC điện áp 12kV và cầu chì ống 3GD do Siemens chế tạo có các thông số cho trong bảng sau. Bảng 3.3 : Thông số kỹ thuật dao cách ly. Loại DCL Uđm(kV) Iđm(A) Icđm(kA) Inhđm(kA) 3DC 12 400 40 16 Bảng 3.4: Thông số kỹ thuật cầu chì ống. Loại cầu chì Uđm(kV) Iđm(A) Icđm(kA) Icmin(A) 3GD 12 100 80 400 3.4.2.Chọn các thiết bị tủ hạ áp. + Chọn cáp nối từ phía hạ áp MBA đến tủ hạ áp. Dòng hạ áp tổng của MBA 750 kVA. Itt = IđmBA = ,A Ta thấy rằng dòng hạ áp là rất lớn vì vậy chọn phương án đi 3 cáp cách điện PVC do LENS chế tạo cáp PVC ( 3´ 185+ 70) có dòng điện lớn nhất cho phép ICP =434 A, r0= 0,991 W/km lấy x0 = 0,1W/km. Chiều dài cáp là 12m. Do đường cáp ngắn nên không cần kiểm tra cáp theo điều kiện hao tổn điện áp cho phép. Để kiểm tra cáp theo điều kiện ổn định nhiệt ta tính toán ngắn mạch phía hạ áp tại điểm N1. Sơ đồ thay thế. H N1 N1 XC RC XB RB 3 PVC ( 3´ 185+ 70) Tổng trở của máy biến áp quy về phía hạ áp. Từ bảng thông số kỹ thuật của MBA ta có: DPN = 6,59 kW , UN = 4,5 % ,mW XB =mW Tổng trở của đoạn cáp. ZC=,mW Dòng điện ngắn mạch có trị số. IN = ,kA Muốn ổn định dòng ngắn mạch tiết diện cáp phải thoả mãn F a. IN . Với cáp đồng a = 6 lấy t = 0,5 Vậy F 6.21,16.= 89,7. Vậy cáp chọn là hợp lý. Từ phần tính toán trên ta chọn áptômat tổng có thông số cho trong bảng sau. Bảng 3.4: Thông số kỹ thuật áptômát. Loại Iđm (A) Uđm Inmax (kA) Kích thước rộng cao sâu CM1250 1250 690 50 210 374 172 Trong vận hành MBA trong trạm có một máy thường chỉ cho phép quá tải thường xuyên 25%, khi đó dòng quá tải MBA 750 kVA là: IqtBA = 1,25.1082,5=1353,125,A Khi dòng quá tải vượt quá trị số này thì các bộ phận tác động nhiệt phải khởi động để cắt attomat. Vì vậy phải chỉnh định attomat với hệ số khởi động nhiệt là: Ikđnh = + Chọn thanh dẫn. Thanh dẫn được chọn theo điều kiện. ICP K1.K2 Ilvmax Dòng điện Ilvmax chính là dòng định mức MBA. Ilvmax =1082,5, A Dự định đặt 3 thanh dẫn nằm ngang mỗi pha một thanh cách nhau 15 cm, mỗi pha đặt trên hai khung tủ cách nhau 70 cm, nhiệt độ trong buồng hạ áp là 250C. Từ đó ta có K1 = 0,95, K2 = 1. Vậy Icp ,A Chọn thanh dẫn đồng có Icp = 1320, A mỗi pha đặt một thanh. Kiểm tra thanh dẫn theo điễu kiện ổn định động và ổn định nhiệt. Từ phần tính toán trên ta đã có IN = 21,16, kA. Trị số dòng ngắn mạch xung kích. ixk = 1,8..IN =53,86, kA Ftt = ,KG M=KGcm Mô men chống uốn của thanh đồng W = ,cm3 stt = KG/cm2 Với a = 6, t =0,5s ta có kết quả kiểm tra thanh góp cho trong bảng sau. Bảng 3.6 : Kết quả kiểm tra thanh góp. Điều kiện kiểm tra Kết quả Dòng phát nóng lâu dài Icp (A) K1. K2 = 0,95.1320 > 1082,5 A Khả năng ổn định động stt = 1400 > 4,5 KG/cm2 Khả năng ổn định nhiệt F = 60.8=4800 > 6.21,16.=89,7 + Chọn máy biến dòng (BI). Dòng điện cưỡng bức qua máy biến dòng Ilvmax bằng dòng định mức máy biến áp. Ilvmax = 1082,5, A Phụ tải thứ cấp BI gồm + 01 công tơ hữu công 2,5 VA + 01 công tơ vô công 2,5 VA + 03 ampekế 3 VA + 01 vônmét 0,1 VA Căn cứ vào số liệu trên chọn BI như sau. 1. Đặt B trên cả 3 pha đấu hình sao. 2. Các công tơ có cấp chính xác 0,5 nêm chọn BI cũng có cấp chính xác 0,5. Tổng trở phụ tải S = 8 VA, chọn BI có dung lượng 10 VA. Chọn BI hạ áp do công ty đo điện Hà Nội chế tạo có các thông số kỹ thuật cho trong bảng sau. Bảng 3.7 : Thông số BI tủ hạ áp . Loại Uđm (V) Iđm (A) I2đm (A) sv.sơ cấp sv.thứ cấp D.lượng Cấp chính xác BD/23 600 1500 5 5 1 10 0,5 Dây dẫn từ BI đến các dụng cụ đo dùng dây dẫn đồng tiết diện 2,5 mm2. ở đây không cần kiểm tra điều kiện ổn định động và ổn định nhiệt. 3.4.3. Chọn cáp từ tủ hạ áp đến TĐ-1 và TĐ-2. + Chọn cáp tới tủ hạ áp TĐ-1 Từ bảng 3.2 ta có công suất tủ điện TĐ - 1 là 479,64 kW Ta có. Ilvmax = Khi tính đến các hệ số K1, K2 ta nhận thấy rằng dòng làm việc lâu dài của cáp là rất lớn vì vậy để đảm bảo điều kiện dòng phát nóng cho phép tôi chọn phương án đi 3 cáp. Dự định chôn cáp đi cùng một rãnh với cáp tủ điện TĐ-2, như vậy số cáp đi cùng một rãnh là 4 cáp, khoảng cách giữa các cáp là 100mm. Vậy K2 = 0,85. Nhiệt độ trung bình trong đất lấy trung bình bằng 15oC K1 = 1. Cáp cấp điện cho tủ TĐ-1 phải thoả mãn điễu kiện K1.K2.Icp Ilvmax Vậy Icp Để thoả mãn điều kiện dòng phát nóng cho phép chọn 3 cáp PVC( 3x 185 + 70). + Chọn cáp đến tủ TĐ-2. Tính toán tương tự ta có. Ilvmax = Icp Chọn cáp 4 lõi đồng cách điện PVC do LENS sản xuất cáp PVC ( 3x 70 +35), cáp có r0 = 0,268 W/km, Icp = 254, A Để kiểm tra điều kiện ổn định động và ổn định nhiệt ta tính ngắn mạch tại N2, N3. Tính toán ngắn mạch tại N2. Bỏ qua điện trở của áptômat và thanh dẫn ta có sơ đồ thay thế. RB XB RC1 XC1 RC2 XC2 N2 H Từ phần tính toán trước ta có ZB = 1,87 + j 9,6, mW ZC1 = 3,964 + j 0,4, mW Chiều dài từ tủ điện hạ áp đến phòng KT- Điện là 35m vậy ta có. ZC2 = , mW ZC = ZC1+ ZC2 = 15,524 + j 1,56, mW Trị số dòng điện ngắn mạch. IN2 = ,kA Ta thấy rằng IN1IN2 nên cáp chọn là thoả mãn. Tính ngắn mạch tại N3. RB XB RC1 XC1 RC3 XC3 N3 Sơ đồ thay thế. H Ta có ZC3 = r0.l + j x0.l = 9,38 + j 3,5, mW Trị số dòng ngắn mạch. IN3 = ,kA Đệ thoả mãn điều kiện ổn định động tiết diện cáp phải thoả mãn. F a.IN.= 6.11,36.= 48,19 Vậy cáp chọn thoả mãn. 3.4.4.Chọn các thiết bị tủ điện TĐ-1. + Chọn áptômat tổng và các áptômat nhánh. Từ phần tính toán trên ta đã có Ilvmax = 865,37,A ; IN2 = 11,17, kA Trị số dòng điện tính toán từ các nhánh ra cho trong bảng sau: Bảng 3.8: Dòng điện tính toán các nhánh tủ điện TĐ-1 Phụ tải Ptt (kW) Itt (A) BCT 55,08 99,37 BST 30,2 54,48 BĐ-1 3,8 6,8 Dự phòng 5 9,02 Từ bảng trên ta có thông số của áptômat tổng và các áptômat nhánh cho trong bảng. Bảng 3.9 :Thông số áp tô mát tủ TĐ-1 Kí hiệu trên bản vẽ loại Uđm (V) Iđm(A) ICđm (kA) AT1# C1001N 690 1000 25 T1-4¸11 NS400H 690 160 20 T1-3 NS100L 690 100 50 T1-2 NS100L 690 16 50 T1- 1 NS100L 690 16 50 + Chọn hệ thống thanh dẫn. Tính toán tương tự như chọn thanh dẫn tủ hạ áp ta có kết quả lựa chọn thanh dẫn cho trong bảng sau. Bảng 3.10 : Kết quả kiểm tra thanh dẫn tủ điện TĐ-1. Điều kiện kiểm tra Kết quả kiểm tra Dòng phát nóng cho phép K1.K2..Icp=0,95.1125> 865,37 Khả năng ổn định động scp = 1400 > 5,1 kG/cm2+ Khả năng ổn định nhiệt F = 60 x 6 = 360 > 6.11,17.= 47,3 + Chọn máy biến dòng. Tính toán tương tự ta có bảng thông số máy biến dòng. Bảng 3.11: Thông số máy biến dòng. Loại Uđm (V) I1đm(A) I2đm(A) S.vòng sơ cấp D.lượng C.chính xác BD19 600 1000 5 1 15 0,5 3.4.5. Chọn các thiết bị tủ điện TĐ-2. Bảng 3.12 : Phụ tải và dòng điện tính toán tủ điện TĐ-2 Phụ tải Ptt (W) Itt (A) Đèn h.lang, cầu thang, sản 3280 5,91 đèn sự cố 912 1.64 TM 1 10.000 18,04 TM2 + áp mái 11.10