Đề tài Thiết kế cung cấp điện cho xã quang húc huyện Tam Nông tỉnh Phú Thọ

ng trình (5-9), (5-10), tôi được: Kiểm tra thụ điện tại A: = 0 – 0,82 + 5 – 0,81 + 0 = 3,37 < =7,5%. Với MBA gần nhất T1 làm tương tự, kết quả ghi ở bảng: Bảng (3-2): Độ lệch điện áp và hao tổn điện áp cho phép của lưới điện xã Quang Húc. Thành phần thiết bị điện MBA xa nhất T2 MBA gần nhất T1 100% 25% 100% 25% 1. Thanh cái 35 kV 5 0 5 0 2. Tổn thất điện áp cho phép mạng 35 kV: (-3,29) (-0,82) (-3,27) (-0,82) 3. MBA 35/0,4 kV Độ gia điện áp: Hao tổn điện áp: +5 (-3,24) +5 (- 0,81) +5 (- 3,69) +5 (- 0,92) 4. Tổn thất điện áp cho phép mạng 0,4 kV: (-10,97) 0 (-10,54) 0 5. Độ lệch điện áp tại thụ điện -7,5 +3,27<[DVc] -7,5 +3,26<[DV] 3.2 TÍNH TIẾT DIỆN DÂY DẪN Việc lựa chọn dõy dẫn cũng giữ một vai trũ quan trọng cơ bản hệ thống cung cấp điện . Nếu ta chọn dõy dẫn cú tiết diện quỏ lớn thỡ sẽ làm tăng chi phớ kim loại màu , khụng đảm bảo về chỉ tiờu kinh tế làm tăng vốn đầu tư , cũn nếu chọn dõy cú tiết diện quỏ nhỏ thỡ dõy dẫn sẽ làm việc ở trạng thỏi quỏ tải khi đú hao tổn cụng suốt , hao tổn điện năng , điện ỏp sẽ lớn tuổi thọ của dõy dẫn sẽ giảm và dễ xảy ra sự cố ...Vỡ vậy khi chọn dõy dẫn yờu cầu phải đảm bảo cả về chỉ tiờu kinh tế và kỹ thuật . 3.2.1 Tớnh tiết diện dõy dẫn cao ỏp (35kV) Với lưới điện cao ỏp cú cụng suốt lớn , điện ỏp cao đường dây dài nên chi phí vận hành khá lớn . Mặt khác do các thiết bị điều chỉnh điện áp tương đối ổn định ớt phải chỳ ý đến tổn thất điện ỏp . Vỡ vậy tiết diện dõy dẫn được chọn theo mật độ dũng điện kinh tế Jkt và kiểm tra lại theo hao tổn điện ỏp cho phộp (mm2) (3-5) Trong đú : Jkt mật độ dũng điện kinh tế Vỡ là mạng điện nụng nghiệp cú Tmax=3000-5000h dõy AC nờn ta chọn : jkt=1,1A/mm2 I – dũng điện truyền tải trờn đường dây (3-6) SH- cụng suất truyền tải trờn đường dây , kVA Theo bảng(2-18) (2-20) ta cú cụng suốt truyền tải trờn đường dây : SH= kVA Nờn ta cú : (A) Áp dụng cụng thức (3-6) ta cú : (mm2) Để đảm bảo độ bền cơ học , tránh nguy hiểm ta chọn dây AC – 35 không cần kiểm tra lại theo điều kiện hao tổn điện ỏp cho phộp vỡ ta đó chọn vượt cấp tiết diện dây dẫn 3.2.2. Tớnh tiết diện dõy dẫn hạ ỏp (0,4kv) Ở lưới điện hạ ỏp phụ tải mắc trực tiếp vào mạng hạ ỏp mà khụng phải phụ tải nào cũng cú thiết bị điều chỉnh điện ỏp . Nờn để tránh hiện tượng dây dẫn được chọn có tiết diện nhỏ gây hao tổn điện áp vượt quá giá trị cho phép . Người ta chọn tiết diện dõy dẫn theo hao tổn điện ỏp cho phộp . Phương pháp tính tiết diện như sau : * Với tiết diện dõy dẫn khụng đổi trờn suốt chiều dài đường dây để xỏc định tớnh theo biểu thức : , mm2 (3-7) Trong đú : Pi – cụng suốt tỏc dụng trờn đường dây thứ i , kw li - chiều dài của đoạn đường thứ i , km n- số đoạn đường trục g- điện trở suốt của vật liệu làm dõy dẫn ( dõy nhụm g=31,7m/mm2W) Un- điện ỏp định mức của mạng điện , KV DUacp- thành phần tổn thất điện ỏp cho phộp DUp= (3-8) (3-9) Sau đú kiểm tra lại theo hao tổn thất điện ỏp thực tế (DUtt) nếu DUtt < DUcp thoả món * Xỏc định tiết diện với đường dây phân nhánh - chọn đường trục có tiết diện không đổi, cỏc đường phân nhánh có tiết diện thay đổi . Xỏc định tổn thất điện ỏp phản khỏng DUp trờn cỏc tuyến chọn giỏ trị lớn nhất để xỏc định thành phần điện ỏp tỏc dụng : max B A C D LI, FI LII, FII LIII, FIII Gọi tổn thất điện ỏp tỏc dụng cho phộp trờn cỏc đoạn I,II,III là DUaI, DUaII, DUaIII, DUacp=DUaI+DUaII = DUaI+DUaIII DUaII=DUaIII Nờn : ; Thay vào biểu thức tính toán kim loại làm dây dẫn , lượng kim loại là cực tiểu khi đạo hàm riờng của V theo DUaI=0 Từ đú : (3-10) Thay vào tỡm được Ftt theo cụng thức (3-7) tiết diện của đoạn đầu nhỏnh căn cứ Fqc tỡm được ra r01, x01 từ đú tớnh DUtt. Sau đú xỏc định : DUaII = DUaIII Ta tỡm được tiết diện của đoạn rẽ nhỏnh * Tớnh tiết diện dõy dẫn cho cỏc lộ của TBA Để đơn giản cho tính toán ta đưa ra một số giả thiết sau: Lưới điện thiết kế cú sự phõn bố tải đều giữa cỏc pha Đường dây đi vào ngừ xúm cú phụ tải phõn bố đều Do cỏc phụ tải đặt gần nhau nờn tiết diện trục chớnh chọn F= const Dựa vào cụng suốt tớnh toỏn của cỏc trạm , số lộ ra và bảng (2-12) ta phõn thành cỏc điểm tải và tớnh được công suất của cỏc điểm tải 3.2.2.1. Tớnh F cho trạm 1: 250 kVA-35/0,4 kV 320 m B Sb = 35,9 + j22,3 26,5 + j16,4 A 19,8 + j12,3 C O 180 m 280 m Lộ 1 Xỏc định cụng suất truyền tải trờn đoạn OA: SOA = 26,5 + j16,4 + 19,8 + j12,3 + 35,9 + j22,3 = 82 + j50,97 kVA - Xỏc định hao tổn điện ỏp cho phộp DUcp=, V - Sơ bộ chọn x0=0,35W/km Tính DUpoAB , theo (3-8) DUpOAB=, V Hao tổn điện ỏp tỏc dụng cho phộp : DUacp = DUcp - DUpmax = 40 - 15 = 25V Theo (3-7) ta xỏc định được tiết diện đoạn OAB với dõy nhụm chọn g = 31,7m/Wmm2 Ta cú : mm2 Quy chuẩn chọn dõy A95 Kiểm tra theo điều kiện hao tổn điện ỏp cho phộp với dõy A95 tra bảng ta được r0=0,34 W/ kW; xo=0,303 W/km = 36,5V Ta thấy DUtt<[DUcp]=40V nờn tiết diện chọn đảm bảo *Tacó: (V) * Sơ bộ: chọn x0 = 0,35 W/km (V) Nên: (V) Vậy: (mm2) chọn A35 có: r0 = 0,92 W/km, x0 = 0,333 W/km Ta có: Vậy dây dẫn chọn đảm bảo. Ta thấy DUtt<[DUcp]=40V nờn tiết diện chọn đảm bảo * lộ II 320 m B 31,9 + j19,22 kVA 26 + j16,12 A 30 + j18,6 C O 190 m 280 m Tính toán tương tự ta có : SoA=26+j16,12+j18,6+31+j19,82=87+j53,94 SAB=31+j19,22 SAC=30+j18,6 Hao tổn điện ỏp cho phộp : [DU]cp=40V Hao tổn điện ỏp phản khỏng trờn cỏc đoạn : DUOAB = 15,1 V DUOAC = 14,3 V Chọn DUpmax = 15,1 V Hao tổn điện ỏp tỏc dụng cho phộp trờn đoạn OAB: DUacp = DUcp - DUpmax = 40 - 15,1 = 24,9 V ỏp dụng cụng thức (3-7) xỏc định được tiết diện của đường trục OAB: mm2 chọn dây A95 Kiểm tra theo điều kiện hao tổn điện ỏp cho phộp: A95 cú r0 = 0,34W/ km; xo = 0,303W/km DUHTa thấy DUH = 36,7 < [DU]cp = 40V nờn tiết diện chọn là đảm bảo 3.2.2.2.Trạm II : 180KVA- 35/0,4 KV Lộ I 295 m B 33,1 + j20,5 kVA 16 + j9,92 A 18 + j11,2 C O 240 m 260 m Ta chọn trục chớnh cú F=const Ta cú : SOA=16+j9,92+18+j11,2+33,1+j20,5=67,1+j41,6 KVA Xỏc định hao tổn điện ỏp cho phộp : V Sơ bộ chọn xo=0,35W/km Ta c ú : V Hao tổn điện ỏp tỏc dụng cho phộp : DUacp = DUcp - DUp = 41,7 - 13,8 = 26,9 V Theo (3-7) xỏc định tiết diện cho đoạn OAC: mm2 Vậy chọn dõy A95 Kiểm tra theo hao tổn điện ỏp cho phộp : Với dõy A95 tra bảng cú : r0 = 0,34W/ kw; xo = 0,303W/km V Ta thấy DUH = 36 < [DU]cp = 41,7 V Nờn chọn tiết diện chung cho cả lộ A95 là đảm bảo Lộ II 340 m B 38 + j 23,6 A 32 + j19,8 O 240 m Cụng suất truyền tải trờn đoạn OA SOA=32+j19,8+38+j23,6=70+j43,4 KVA Sơ bộ chọn r0=0,35W/ km Ta c ú : V DUacp=DUcp-DUp=41,7-15,4=26,3 V với dõy nhụm : g=31,7 m/Wmm2 FOB= mm2 Chọn F quy chuẩn A95 cú r0 = 0,34W/ kW; xo = 0,303W/km Kiểm tra theo điều kiện hao tổn điện ỏp cho phộp: V DUH<[DU]cp nờn tiết diện chọn đảm bảo Quỏ trỡnh tớnh toỏn chọn tiết diện được cho trong bảng (3-3) Bảng (3-3) chọn tiết diện dõy dẫn cho cỏc lộ Trạm Lộ Cụng suất tt trờn cỏc đoạn chiều dài cỏc đoạn (km) Tiết diện (mm2) tớnh toỏn Quy chuẩn Tổn thất điện ỏp tớnh toỏn (v) 1 I S=82+j50,97 0,18 87,2 95 36,5 S1=35,9+j22,3 0,32 87,2 95 S2=19,8+j12,3 0,28 28,2 35 16,44 II S=87+j33,94 0,19 88,2 95 36,7 S1=31+j19,22 0,32 88,2 95 2 S2=18+j18,6 0,28 56,9 70 14,7 I S=67,1+j41,6 0,24 79,8 95 36 S1=33,1+j20,5 0,295 79,8 95 S2=18+j11,2 0,26 26,3 35 14,1 II S1=70+j43,4 0,2 84,97 95 37,4 S2=38+j23,6 0,34 95 3.3. TÍNH TOÁN HAO TỔN CễNG SUẤT VÀ NĂNG LƯỢNG 3.3.1. Với đường dây cao áp (35 KV) 3.3.1.1. Hao tổn cụng suốt trờn đường dây cao áp được tính theo công thức kW (3-11) DS=DP+jDQ (3-12) Trong đú : DP, DQ – hao tổn cụng suốt tỏc dụng và phản khỏng trờn đường dây kW, kVAr P,Q – cụng suốt tỏc dụng và phản khỏng trờn đường dây , kW, kVAr R,X - điện trở và phản khỏng , W DS – Hao tổn cụng suốt biểu kiến , kvA Áp dụng cụng thức (3-11)(3-12) SOA=317+j196,6 kvA Đường dây 35 KV dùng dây AC- 35 có r0 = 0,85W/ kW; xo = 0,358W/km 0 A B 177,87 + j110,3 139,14 + j86,27 3,7 km 1,4 km Chiều dài từ đường dây rẽ nhánh 35 kV đến trạm 1 là : l1 = 3,7 km Ta cú : (kVAr) DS1 = DP + jDQ = 0,357 + j0,15 (kVA) * TrạmII: 180kVA- 35/0,4kV Ta có: S1 = 139,14 + j86,27 kVA chiều dài từ trạm I đến trạm II là: l2 =1,4 km nên Vậy ao tổn tổng cộng trên đường dây 35 kV là: 3.3.1.2. Hao tổn năng lượng Áp dụng cụng thức DA = DP.t (3-13) DA – Hao tổn năng lượng trên đường dây (kWh) DP – Hao tổn cụng suốt trờn đường dây (kW) t - Thời gian hao tổn cụng suốt cực đại (h) Với mạng điện nụng nghiệp ta chọn thời gian sử dụng cụng suốt cực đại Tmax=3500 h Tớnh t theo cụng thức : t= (h) Vậy ỏp dụng cụng thức (3-13) ta được : DA=0,385.1968=764,61 (kWh) 3.3.2.1. Hao tổn trong MBA Hao tổn trong MBA gồm 2 thành phần là tổn thất trong lừi thộp và trong cuộn dõy của MBA - Hao tổn trong cuộn dõy của MBA: khi cú dũng điện chạy trong cuộn dõy của MBA sinh ra hao tổn cụng suốt gọi là hao tổn đồng DScu DScu=DPcu+jDQcu=DPk+ (3-14) - Hao tổn trong lừi thộp phụ thuộc vào cấu tạo và vật liệu của MBA được xác định theo cụng thức : (3-15) *Hao tổn tổng cộng trong MBA là : (3-16) Trong đú : DPcu,DQcu – Hao tổn cụng suốt tỏc dụng và phản khỏng trong cuộn dõy MBA DPk – hao tổn cụng suốt ngắn mạch Uk% - I% điện ỏp ngắn mạch của MBA DPfe,DP – Hao tổn cụng suốt tỏc dụng và phản khỏng trong lừi thộp của MBA DP0 - Hao tổn cụng suốt tỏc dụng khi khụng tải I0% - Phần trăm dũng điện khụng tải của MBA SH - Cụng suốt định mức của MBA Theo bảng (3-1) ta cú cỏc thụng số của MBA ỏp dụng cỏc cụng thức (3-14) (3-15)(3-16) ta cú : * Với MBA 250-35/0,4 kv ta cú : (kvA) Vậy DSB=DScu+DSfe=4,78+j31,25 (kvA) Với MBA 180-35/0.4 kV tương tự ta có : DSB=DScu+DSfe=3,73+j22,5 (kVA) 3.3.2.2. Hao tổn năng lượng trong MBA Hao tổn năng lượng trong TBA có 1 MBA được tính theo công thức sau : (3-17) Trong đú - t,t là thời gian vận hành và nhiệt tổn thất cực đại của MBA T = 8760 h t = 1968 theo mục (3.3.12) S, SH – Là cụng suốt phụ tải cực đại và cụng suất định mức của MBA DP0, DPk - hao tổn cụng suốt tỏc dụng và ngắn mạch khi khụng tải Áp dụng cụng thức (3-17) tớnh cho cỏc MBA ta cú : * Với MBA250-35/0,4 kV ta cú : (kwh/năm) *Với MBA 250 -35/0,4kv ta cú: (kWh/năm) Vậy hao tổn năng lượng tổng cộng trong MBA : DA=11611+10209=21820 (kWh/năm) 3.3.3.Với đường dây 0,4 kv 3.3.3.1. Hao tổn cụng suốt trờn đường dây 0,4 kV Áp dụng cụng thức : (3-18) kvA Trong đú : P, Q – Cụng suốt tỏc dụng và phản khỏng , kw, kvar UH - Điện ỏp định mức / đường dây , kv R=r0.l - điện trở của dõy dẫn , W X= x0.l- điện khỏng của dõy dẫn , W Áp dụng (3-18) tớnh cho từng trạm ta cú : Trạm 1: 250-35/0,4kV LộI : đoạn 1 Ta cú S1=82+j50,79 kvA d õy A95 cú r0=0,34W/ kw; xo=0,303W/km Ta c ú : kVA Sử dụng bảng tính toán tương tự ta có kết quả trong bảng (III-4) sau : Bảng kết quả hao tổn cụng suốt trờn đường dây 0,4 kV trạm lộ Đ dõy Dõy dẫn C dài (km) PH, kW QH kVAr R0 W/km xo W/km DP kW DQ kVAr 1 I 01 AC95 0,18 82 50,97 0,34 0,303 3,94 3,51 12 AC95 0,32 35,9 22,3 0,34 0,303 1,35 1,02 12 AC35 0,28 19,8 12,3 0,92 0,333 0,97 0,35 II 02 AC95 0,19 87 53,94 0,34 0,303 4,69 4,18 21 AC95 0,32 31 19,22 0.34 0,303 1,00 0,89 22 AC70 0,28 30 18,6 0,46 0,331 1,11 0,79 2 I 01 AC95 0,24 67,1 41,6 0,34 0,303 3,52 3,14 12 AC95 0,295 33,1 20,5 0,34 0,303 1,02 0,94 13 AC35 0,26 18 11,2 0,92 0,333 0,76 0,27 II 02 AC95 0,2 70 43,4 0,34 0,303 3,19 2,85 21 AC95 0,34 38 23,6 0,34 0,303 1,6 1,43 S 23,18 19,64 3.3.3.2. Hao tổn năng lượng trên lưới hạ áp 0.4kv Ta cú cụng thức (3-13): DA=DP.t =23,18.1968=46035,5 (kWh/năm) 3.3.3.3. Tớnh hao tổn cho toàn mạng * Hao tổn cụng suất: (kVA) * Hao tổn năng lượng trên toàn mạng DA=DP.t = 32,10.1986 = 63172,8 (kWh/năm) 3.4. cHỌN SƠ ĐỒ NỐI DÂY tba Sơ đồ nối dây của TBA có ảnh hưởng rất lớn và trực tiếp đến vấn đề toàn , liờn tục trong cung cấp điện tới tiờu thụ điện. TBA 250kvA- 35/0.4 và TBA 180kvA-35/0.4kv đều được lấy điện từ một tuyến trục trung ỏp lộ 472 của TBA trung gian huyện . Đường trung áp chọn dùng đường dây trên không vỡ khoảng cỏch tải điện dài và điều kiện khụng cho phộp . Đường dây từ trục trung áp vào trạm qua một cầu dao để đảm bảo an toàn, tin cậy cho tuyến dõy trục và tiện sửa chữa cho hệ thống điện của xó. Do điều kiện kinh phớ và điều kiện khụng gian cho phộp nờn TBA được dùng là trạm treo Phớa cao ỏp: dựng cầu chỡ tự rơi để bảo vệ ngắn mạch , chủ yếu bảo vệ mạch trong MBA và dựng chống sột van (CSV) để chống sột truyền vào trạm . Phớa hạ ỏp: Đặt 1 tủ phõn phối gồm 1 ỏptụmỏt tổng và 2 ỏptụmỏt nhỏnh , đặt1 CSV phias hạ ỏp để chống sột lan truyền vào trạm. Trong tủ phõn phối cần đặt 3 đồng hồ ampe, 1 đồng hồ vụn chuyển mạch đo điện dõy , 1 cụng tơ 3 pha hữu công Sơ đồ 3.5. Tớnh toỏn ngẮN MẠCH Tính toán ngắn mạch nhằm tạo cơ sở cho việc so sánh, lựa chọn những phương án cấp điện hợp lý nhất. Xỏc định chế độ làm việc của cỏc hộ tiờu thụ khi xảy ra sự cố, đưa ra biện pháp hạn chế dũng ngắn mạch, kết quả tớnh toỏn ngắn mạch cũn dựng để kiểm tra cỏc thiết bị đó chọn trong hệ thống . Điểm chọn để tớnh toỏn ngắn mạch là những điểm mà tại đú khi xảy ra ngắn mạch thiết bị phải làm việc trong điều kiện nằng nề nhất. Căn cứ vào sơ đồ nguyờn lý và cỏch bố trí các thiết bị trên sơ đồ ta chọn 1 số điểm ngắn mạch hợp lý . Vỡ cỏc hệ thống cung cấp điện ở xa nguồn và cụng suất là nhỏ so với hệ thống điện quốc gia nờn cho phộp tớnh toỏn ngắn mạch đơn giản. 3.5.1.Ngắn mạch phía cao áp * Sơ đồ: * Sơ đồ thay thế: Theo số liệu chi nhỏnh điện cung cấp từ trạm BATG của huyện về đến điểm rẽ nhỏnh của xó dài 8 km, dõy AC70, mỏy cắt đầu nguồn cú Sc = 2500 MVA Chọn hệ đơn vị tính toán là hệ đơn vị có tên. Chọn Utb=1,05. Udm=36,75 kV Ta cú : Với dõy AC70 cú r01 = 0,46W/ kw; xo = 0,4W/km; l1 = 8 km Với dây AC35 có: r02 = 0,85W/ km ; xo = 0,358W/km ; l2 = 5,1 km ZD1 = r01.l1 + jx01.l1 = 3,68 + j3,2 W ZD2 = r02.l2 + jx02.l2 = 4,34 + j1,38 W Tớnh ngắn mạch phớa cao ỏp .( N1, N2) Dũng mạch 3 pha : (3-21) Trong đú : IN – dũng điện ngắn mạch 3 pha ZS - tổng trở từ hệ thống tới điểm ngắn mạch Vậy ỏp dụng cụng thức (3-21) tớnh được các dũng ngắn mạch Trị số dũng ngắn mạch xung kớch : Thay số ta được các gía trị Giỏ trị hiệu dụng của dũng xung kớch : Ixk(3)=ixk(1). Thay số ta được: IxkN1(3) = 10,28.1,5 = 15,42, kA IxkN2(3) = 5,52.1,5= 8,28, kA D ũng m ạch 2 pha : Dũng mạch 3 phớa cao ỏp: 3.5.2 Tớnh ngắn mạch phớa hạ ỏp (N3) 3.5.2.1. Chọn aptomat tổng Trong mạng diện hiện nay xu hướng chung chuyển sang bảo vệ bằng aptômát tuy vốn đầu tư có lớn hơn các thiết bị dóng cát khác nhưng nó làm việc tin cậy đồng thời cắt cả 3 mạch, thời gian loại trừ sự cố ra khỏi mạch ngắn. ngoài ra có ngững loại aptômát bảo vệ chống dòng rà đảm bảo Anaplasma toàn cho ngươi vận hành. */ Điều kiện để lựa chọn apttomát: UđmAT ³ Uđmlđ IđmAT ³ Itt */ Kiểm tra thoe khả năng cắt dòng ngắn mạch IcắtđmAT ³ IN= Trong đó: UđmAT, Uđmlđ - điện áp định mức của aptômát và của lưới điện IđmAT -dòng định mức của aptômát Itt - dòng tính toán Icđm - dòng cắt định mức của aptômát In - dòng ngắn mạch Để dảm bảo tính chọn lọc trong quá trình bảo vệ nên thường chọn theo dòng định mức của MBA Ta có: Itt1 = , A Itt2 = , A Kết quả chọn aptômat như sau: Sn,kVA Loại Kiểu Iđm, A Uđm ,V Icătđm, kA Số cực 180 A NS400E 400 500 15 3 250 A NS400E 400 500 15 3 3.5.2.2. Sơ bộ chọn cỏp Ta lựa chọn cáp theo phương pháp phát nóng thoả mãn điều kiện sau: Trong đó: Icp - dòng cho phép của 1 cáp Itt - dòng tính toán lựa chon cáp Kq, Kn - hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ và hệ số hiệu chỉnh số cáp Dòng tính toán lựa chọn cáp là dòng định mức của MBA nên * Với MBA: 180 kVA - 35/0,4 kVA ta có: Itt1 = , A Itt2 = , A * Xác định hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ Kq Với dây cáp bọc, nhiệt độ cho phep cap hạ áp: q = 80 Nhiệt độ tiêu chuẩn của không khí: q1 = 250 C Nhiệt độ thực tế lấy: q,1 = 350 C vậy : Kq = ( vì cáp đặt riêng 1 rãnh ) Vậy dòng cho phép của cáp Chọn cáp đồng 4 lõi do Len chế tạo tra phụ lục TLta có: chọn cáp có tiết diện 95 mm2 chọn cáp có tiết diện 150 mm2 Vậy chọn cáp cho MBA 180 kVA có chiều dài: 10 m cos tiết diện: 3M95 + 1M50 MBA 250 kVA có chiều dài:10 m có tiết diện: 3M150 + 1M70 3.5.2.3. Tớnh toỏn ngắn mạch phớa hạ ỏp * Sơ đồ tính toán ngắn mạch: - Khi tớnh ngắn mạch phớa hạ ỏp cú thể coi TBA là nguồn tổng trở , ngắn mạch chỉ cần kể từ tổng trở MBA tới điểm cần tớnh ngắn mạch . Điểm N3 là điểm ngắn mạch trờn thanh cỏi hạ ỏp của tủ phõn phối. *Tổng trở của MBA : (3-19) Rba , Xba là điện trở và điện khỏng của MBA * Với MBA: 180kVA-35/0,4kv ta cú: DPk = 3,15kW , Un% = 4,5 Thay số vào (3-10), (3-19) ta được: * Tổng trở của cáp đồng PVC (3M95 + 1M50) dài 10 m có: Zc = r0 . x0 + j .x0 . l = r . chọn x0 = (0,08 ¸ 1) /km r = 31,5 Wmm2/ km Zc = * Tổng trở áptômát: ZAT =(rtx+r) + j.x = (0,4 + 0,1) + j.0,15 = 0,5 + j0,15 , m Trong đó: rtx -điện trở tiếp xúc của aptômát 400 A tra bảng r, x - điện trở , điện kháng của cuộn dây bảo vệ quá dòng của aptômát * Vậy tổng trở các phân tử đến điểm ngắn mạch là: * Vậy dòng ngắn mạch 3 pha tại N3 là: - Dũng điện xung kớch 3 pha : - Trị số hiệu dụng của dũng điện xung kớch : - Dũng ngắn mạch 2 pha phớa hạ ỏp : - Dũng ngắn mạch 1 pha phớa hạ ỏp : (3-23) Trong đó : 0,95- hệ số kể tới sự giảm áp bên sơ cấp của MBA lúc ngắn mạch r 1S,r oS - điện trở thứ tự thuận và thứ tự khụng của đường dây hạ áp đối với điểm ngắn mạch x1S , x0S- địờn khỏng thứ tự thuận và thứ tự khụng * Ta sử dung cáp ruột đồng : PVC (3M95 +1M50) dài 10 m Ta cú : r0S = r0BA + r0C Thành phần thứ tự khụng r0ba=r1bA=14mW r0C = r1C = 0,15 mW r0S = 14,15 mW Điện khỏng th tự khụng : chọn X*BA = 0,3 * Điện khỏng thứ tự khụng của cỏp: x0C = 2.x1C = 2.0,15 = 0,3 mW Vậy: x0S = 267 + 0,3 = 267,3 mW Thay cỏc số liệu trờn vào cụng thức Thay số vào cụng thức (3-23) ta tớnh được dũng ngắn mạch 1 pha phớa hạ ỏp : Tớnh toán tương tự cho máy biến áp 250kVA-35/0,4kV Ta cú kết quả trong bảng sau: Tính toán tương tự như mục 3.5.1. ta có kết quả sau : Sn, kVA Tổng trở,m I(3)N3, kA i(3)xk, kA I(1)N3, kA 180 40 5,77 14,7 1,05 250 28,4 8,13 20,69 1,79 3.6. LỰA CHỌN VÀ KIỂM TRA THIẾT BỊ Để cung cấp và truyền tải điện năng cho cỏc phụ tải một cỏch tin cậy và an toàn thỡ ta phải đặt cỏc thiết bị bảo vệ và cỏc thiết bị phõn phối , đo lường Để đảm bảo yờu cầu kỹ thuật và kinh tế thỡ ta phải tớnh toỏn kiểm tra , lựa chọn cỏc thiết bị sao cho hợp lý . 3.6.1. Chọn thiết bị cao ỏp 3.6.1.1. Chọn cầu dao ở điểm rẽ nhỏnh Dao cỏch ly được chọn theo điều kiện ổn định nhiệt và lực điện động - Điều kiện chọn : UđmCL UHluúi ; IHdclIcb ; idmixk ; inhdmI¥. Trong đú: UHdcl, UHlưới - Điện ỏp định mức của dao cách ly và của lưới điện IHdcl , Icb - Dũng điện định mức của dao cỏch ly và dũng cưỡng bức của dao cỏch ly Id dm , Inh dm – Dũng ổn định động và dũng ổn định nhiệt định mức của dao cỏch ly Từ thụng số tớnh toỏn ngắn mạch kiểm tra lại việc chọn dao cỏch ly trờn tớnh được ghi trong bảng (3-5) và(3-6) Bảng (3-5): cỏc thụng số kỹ thuật của dao cỏch ly do Siemens chế tạo Loại Udm (kV) Idm (A) Icdm(kA) Inhdm (kA) 3DC 36 630 50 20 Bảng (3-6) : kết qủa kiểm tra dao cỏch ly Cỏc đại lượng Kết quả kiểm tra 1 Điện ỏp định mức ,kV Udm DCL = 36 > Udml = 35 2 Dũng điện định mức ,A Idm DCL= 630 > Icb = 3,71 3 Dũng cắt định mức ,kA Id dm = 50 > 10,28 4 Dũng ổn định nhiệt , kA Inhđm = 20 > 4,04 - Kiểm tra theo dũng định mức Dũng điện cưỡng bức chính là dũng điện lớn nhất lõu dài đi qua DCl là dũng quỏ tải MBA - Kiểm tra theo điều kiện ổn định nhiệt : Trong đú : I¥ - Dũng ngắn mạch vụ cựng tqd- Thời gian qui đổi lấy bằng thời gian tồn tại ngắn mạch tqd=1,4 tnhdm - Thời gian ổn định nhiệt lấy 3" Vậy : Inhdm= Cỏc điều kiện kiờm tra đều thoả món nờn DCL chọn đảm bảo yờu cầu . - Cầu chỡ được chọn theo các điều kiện : - Kiểm tra theo điều kiện : Trong đó: Udmdc , Idmdc - điện áp và dòng định mức của dây chảy Udml - điện áp định mức của lưới Icb - dòng điện làm việc lớn nhất của lưới SN(3) - công suất ngắn mạch 3 pha * Dòng điện lâu dài lớn nhất qua cầu chì là dòng quá tải của MBA Icb = IqtBA = Từ kết quả tính toán ngắn mạch ta có kết quả chọn cầu chì tự rơi 35 kV cho trong bảng (3.7) sau: Bảng(3.7) . các thông số kỹ thuật của cầu chì tự rơi Loại Udm , kV Iđm ,A IN , kA Khối lượng(kg) 3GD1 604 -5B 36 20 31,5 4,6 Bảng (3.8). Kết quả kiểm tra cầu chì đã chọn Các đại lượng Kết quả kiểm tra 1. Điện áp định mức, kV Uđmcc = 63 > Ul = 35 2. Dòng điện định mức, A Iđmcc = 20 > Icb = 3,71 Dòng cắt định mức , kA Icđm = 31,5 > I(3)N = 2,17 4. Công suất cắt định mức, MVA Scdm = > * Bằng cách chọn và kiểm tra tương tự ta có kết quả chọn cầu chì tự rơi co trạm 250 kVA- 35/0,4 kV như sau: Loại Udm , kV Iđm ,A IN , kA Khối lượng(kg) 3GD1 604 -5B 36 20 31,5 4,6 3.6.1.3. Chọn chống sột van - Chống sét van dùng để bảo vệ sóng quá điện áp khí quyển lan truyền đến trạm. Muốn chọn CSV được đảm bảo phải biết được dặc tính cách điện của thiết bị và đặc tính cách điện của chống sét van hay dựa vào điện áp dư của chống sét van Vậy ta chọn chống sét van như sau: Loại Vật liệu vỏ Vật liệu Ucpmax, kV Ulv lớn nhất, kV Dòng phóng điện định mức, kA 3EH2 thép oxit kim loại 36 45 5 * Bằng cách chọn và kiểm tra tương tự ta có kết quả chọn chống sét van cho trạm 250 kVA - 35/0,4 kV như sau: Loại Vật liệu vỏ Vật liệu Ucpmax, kV Ulv lớn nhất, kV Dòng phóng điện định mức, kA 3EH2 thép oxit kim loại 36 45 5 3.6.2. Chọn và kiểm tra thiết bị hạ ỏp 3.6.2.1. Kiểm tra cỏp tổng hạ ỏp * Kiểm tra theo điều kiện ổn định nhiệt F ³ a . IN . chọn a= 6, t = 0,8 Với dòng ngắn mạch trên thanh cái của MBA 180 kVA là: I(3)N = 5,77 kA 250 kVA: I(3)N = 8,13 kA Nên : Với cáp chọn 3M95 + 1M50 có: F = 95 > 6.5,77. = 31,8 mm2 Với cáp chọn 3M150 + 1M70 có: F = 150 > 6.8,13. = 44,3 mm2 Vậy chọn cáp PVC ( 3M95 + 1M50 ) và (3M150 + 1M70 ) là thoả mãn 3.6.2.2. Kiểm tra aptomat tổng */ Kết quả kiểm tra các aptômát đã chọn Vì 2 trạm này đều dùng cùng 1 loại aptômát nên ta chỉ cần kiểm tra cho trạm có công suất MBA lớn hơn vì nếu trạm này thoả mãn thì trạm còn lại cũng thoả mãn. Kết quả kiểm tra aptômát Các dại lượng,V Kêt quả kiểm tra 1. Điện áp định mức UđmATM = 500 >Uđml = 400 2. Dòng điện định mức, A IđmATM = 400 > Itt = 360,8 3. Dòng cắt định mức, kA Icđm = 15 > IN = 8,13 6.6.23. Chọn thanh cỏi hạ ỏp Chọn thanh cái theo điệu kiện ổn định động dòng ngắn mạch và ổn định nhiệt. Chọn thanh cái bằng đồng mỗi pha 1 thanh 40 ´ 4 mm2 có Nhiệt độ tiêu chuẩn môi trường xung quanh là +250 C, nhiệt độ môi trường lúc lớn nhất vào mùa hè t = 400 C. Điều kiện chọn thanh cái: Đại lượng chọn và kiểm tra Điều kiện Dòng phát nóng lâu dài phép, A K1.K2.Icp ³ Icb Khả năng ổn định động, kG/cm2 s³ s Khả năng ổn định nhiệt, mm2 F ³ a . I¥. Trong đó: K1 - Hệ số hiệu chỉnh bố trí thanh K2 - Hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường s- ứng suất cho phép của vật liệu làm thanh góp (Với thanh đồng s= 1400 kG/cm2) st- ứng suất tính toán sthị trường = , kG/cm2 (3.24) M- mô men uốn tính toán M = , kG.m (3.25) Trong đó: Ftt - lực tính toán do tác dụng của dòng ngắn mạch Ftt =, kG ( 4.26 ) l - khoảng cách các sứ của 1 pha, cm a - khoảng cách giữa các pha, cm w - mô men chống uốn của các loại thanh dẫn Với thanh dẫn hình chữ nhật đặt nằm ngang nên mô men chống uốn xác định theo công thức: (4.27) Tính toán cho MBA 180 kVA có dòng tính toán đi qua thanh cái (Itt1 = 259,8A) tra bảng ta được: K1 = 0,95 ( vì thanh góp đặt nằm ngang ) K2 = 0,9 hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ t = 400 C Thanh góp được đặt trên 2 xứ cách điện có chiều dài l = 70 cm, a = 15 cm Thông số của dòng ngắn mạch qua thanh góp I(3)N = 5,77 kA ixk = 14,7 kA Thay vào (3.26) ta được: Thay Ftt và (3.25) ta được: Thay vào (3-27), ta được: Thay vào (3-24) ta được: Vậy s =24,6 < kG/cm2 nên thoả mãn * Kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt F ³ a . I¥. Thanh dẫn đồng chọn a = 6, chọn tqđ = 0,5 s Vậy ta có kết quả chọn và kiểm tra thanh góp như sau: Đại lương chọn và kiểm tra Điều kiện dòng phát nóng lâu dài phép, A 0.95 . 0,9 . 625 = 534,4 ³ Icb=259,8 Khả năng ổn định động, kG/cm2 s = 625 ³ s= 24,6 Khả năng ổn định nhiệt, mm2 F = 40. 4 = 16 ³ 6.5,77. Vậy thanh cái đã chọn đảm bảo yêu cầu * Trạm 250 kV kiểm tra tương tự được kết quả: Chọn thanh cái bằng đồng mỗi pha một thanh 60 x 8 mm2 có Icp = 1320 A. 3.6.2.4. Chọn aptomat cho cỏc lộ * Trạm 180 kVA - 35/0,4kV Dòng điện lớn nhất trên các lộ là: + Lộ I: + Lộ II: * Trạm 250 kVA - 35/0,4kV Dòng điện lớn nhất trên các lộ là: + Lộ I: + Lộ II: Vậy ta chọn áptômát cho các lộ như sau: