Đồ án Thiết kế cung cấp điện cho khu khám chữa bệnh cao cấp

4 phòng. II-/ Chọn trạm biến áp. Căn cứ vào ưu nhược điểm của các loại trạm biến áp nêu ở trên và căn cứ vào phụ tải là KK CBCC, ta chọn trạm biến áp kiểu kín và trạm được bố trí thành 4 phòng: một phòng cao áp, 2 phòng máy biến áp (hay máy biến áp đặt riêng) và một phòng hạ áp. Ngoài ra còn có thêm 1 phòng đặt 2 máy phát điện dự phòng. Sơ đồ trạm biến áp Trong đó: 1. Máy biến áp 2. Đầy cấp cao áp. 3. Tủ cao áp. 4. Các tủ hạ áp. 5. Thanh cái hạ áp. 6. Thanh cái cao áp. 7. Rãnh cáp. 8. Thông gió. 9. Máy phát điện diezel. 10. Thanh cái máy phát điện diezel. Chương IV Chọn khí cụ điện và dây dẫn cao áp. Đ4.1. Đặt vấn đề Trong điều kiện vận hành các khí cụ điện, sứ cách điện và các bộ phận dẫn điện khác có thể ở một trong ba chế độ cơ bản sau: - Chế độ làm việc lâu dài. - Chế độ quá tải. - Chế độ ngắn mạch. - Chế độ làm việc không đối xứng (không xét). Trong chế độ làm việc lâu dài các khí cụ điện và dây dẫn sẽ làm việc tin cậy nếu chúng ta chọn theo đúng điện áp và dòng điện định mức. Trong chế độ quá tải, dòng điện qua khí cụ điện và các bộ phận dẫn điện khác sẽ lớn hơn so với dòng điện định mức. Sự làm việc tin cậy của các phần tử trên được đảm bảo bằng cách quy định giá trị và thời gian điện áp hoặc dòng điện tăng cao không vượt quá giới hạn cho phép. Trong tình trạng ngắn mạch, các khí cụ điện và các bộ phận dẫn điện khác vẫn đảm bảo sự làm việc tin cậy nếu quá trình lựa chọn chúng có các thông số theo đúng điều kiện ổn định động và ổn định nhiệt. Tất nhiên, khi xảy ra ngắn mạch, để hạn chế tác hại của nó cần phải nhanh chóng loại bỏ bộ phận hư hỏng ra khỏi mạng điện. Đối với máy cắt điện, máy cắt phụ tải và cầu chì khi lựa chọn còn thêm điều kiện khả năng cắt của chúng. Việc lựa chọn các khí cụ điện và các bộ phận dẫn điện khác phải thoả mãn yêu cầu hợp lý về kinh tế và nt. Đ2.2 Sự phát nóng của khí cụ điện và dây dẫn. Tất cả các khí cụ điện và dây dẫn khi có dòng điện chạy qua thì đều có hiện tượng phát nóng. Nguyên nhân: do có tổn thất công suất trong các phần tử đó biến thành nhiệt. Tổn thất do điện trở bản thân các khí cụ điện, dây dẫn và các chỗ tiếp xúc, tổn thất do dòng điện xoáy trong sinh hoạt, do tổn thất trong mạch từ của máy biến áp, do điện môi. Tổn thất công suất trong các khí cụ điện và dây dẫn phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố như dòng điện, điện áp, tần số. Chia làm 2 tình trạng phát nóng: - Sự phát nóng lâu dài; do dòng điện làm việc lâu dài chạy qua khí cụ điện và dây dẫn gây ra. Sau một thời gian thì nhiệt độ ở khí cụ điện và dây dẫn ổn định và nhiệt lượng được toả ra môi trường xung quanh. - Phát nóng ngắn hạn: do dòng điện quá tải hay dòng điện ngắn mạch gây ra (thời gian rất ngắn) gọi là quá trình đoạn nhiệt tức là toàn bộ nhiệt lượng sinh ra dòng vào việc phát nóng khí cụ điện và dây dẫn. Khi nhiệt độ quá cao thì làm cho các khí cụ điện và dây dẫn bị hư hỏng hoặc giảm tuổi thọ nhất là những chỗ tiếp xúc của thiết bị. Vì vậy đối với khí cụ điện và dây dẫn, người ta phải quy định trị số nhiệt độ cho phép. Việc quy định nhiệt độ cho phép phụ thuộc vào: - Sử dụng cách điện phải kinh tế. - Đảm bảo sự làm việc của các đầu tiếp xúc. - Đảm bảo độ bền về cỡ không bị giảm quá mức. Đ2.3 chọn dây dẫn và khí cụ điện cao áp. I-/ Chọn dây dẫn. Dây dẫn từ trạm phân phối trung gian đến trạm biến áp KK CBCC là dây dẫn lộ kép và giữa chúng có liên hệ nhau bằng máy cắt liên lạc. Dây dẫn này rất ngắn (dài 1km) nên chúng được chọn theo điều kiện kinh tế (tức là theo mật độ dòng kinh tế). Vậy tiết diện dây dẫn kinh tế: FKT ³ Trong đó: Imax: dòng điện cực đại. Imax = IđmBA = = = 57,7 (A). JKT: Mật độ dòng kinh tế. Vì Tmax = 3 á 5000 h và dây nhôm AC, tra bảng 2 - 10 “TKCĐ” ta được: JKT = 1,1 A/mm2. Thay số vào ta được: FKT ³ Ta chọn dây nhôm AC - 120 có các thông số: r0 = 0,27 W/km ị điện trở dây dẫn. x0 = 0,34 W/km là rd = 0,65 W; xd = 0,34 W. * Kiểm tra dây dẫn đã chọn theo điều kiện tổn thất điện áp: DU = Ê DUCP. Ta có: DU = = = 56,1 (V) DUCP = 5% Uđm = 5% . 10 = 500 (V). Vậy: DU = 56,1 (V) < DUCP = 500 (V) nên thoả mãn. II-/ Tính toán ngắn mạch cao áp. Để lựa chọn, kiểm tra dây dẫn và các khí cụ điện khác ta cần phải tính toán xác định dòng điện chảy qua chúng khi xảy ra ngắn mạch. Để tính ngắn mạch trong mạng cao áp ta coi như công suất nguồn cấp cho điểm ngắn mạch bằng công suất cắt của máy cắt nguồn cấp cho KK CBCC. SN = ScắtNC = 300 MVA. Với SN: công suất nguồn cấp cho điểm ngắn mạch. 1-/ Tính tổng trở. - Điện kháng của hệ thống: XHT = ị Điện kháng tổng: XS = XHT + Xd = 1,779 + 0,34 = 2,119 (W) - Điện trở xuống: rS = rd = 0,27 (W). Vậy tổng trở của hệ thống: Z = 2-/ Tính dòng điện ngắn mạch và dòng điện xung kích gây ra ở trước máy biến áp. - Dòng điện ngắn mạch: IN = = - Dòng điện xung kích: ixk = 1,8 . III-/ Lựa chọn khí cụ điện cao áp 1-/ Lựa chọn máy cắt điện và chống sét van. a, Lựa chọn máy cắt điện. Máy cắt điện là một thiết bị dùng trong mạng điện áp cao để đóng, cắt dòng điện phụ tải và dòng điện ngắn mạch là loại thiết bị đóng cắt tin cậy. Căn cứ vào dòng điện phụ tải và dòng điện ngắn mạch đã tính, dòng xung kích ta chọn máy cắt điện loại BM 35 có các thông số: Loại Điện áp đm (KV) Iđm (A) Jxk (KA) Công suất cắt đm (MVA) Iôđn (1s) (KA) BM 35 35 600 17,3 400 10 Kết quả kiểm tra máy cắt điện: Đại lượng lựa chọn và kiểm tra Điều kiện Điện áp định mức (KV) UđmMC = 35 > Uđmmđ = 22 Dòng điện định mức (A) IđmMC = 600 > ICB = 57,7 Dòng điện ổn định lực điện động (KA) imax = 17,3 > 15,3 Dòng điện ổn định nhiệt trong thời gian Iôđn (KA) Iôđn = 10 > 6 Công suất cắt định mức (MVA0 Sđmcắt = 400 > SM = = b, Lựa chọn chống sét van: Căn cứ vào Uđm = 22 KV, ta chọn chống sét van loại AZLP - 24. 2-/ Lựa chọn dao cách ly. Nhiệm vụ chủ yếu của dao cách ly là tạo ra một khoảng hở cách điện được trông thấy giữa bộ phận đang mang dòng điện và bộ phận cắt điện nhằm mục đích đảm bảo an toàn và khiến cho nhân viên sửa chữa thiết bị điện an tâm khi làm việc. Dao cách ly dùg để đóng cắt khi không có dòng điện. Ta chọn dao cách ly PLIII.8 PB 3-1/35/400 có các thông số: Loại Uđm (KV) Iđm (A) Dùng ổn định động Iôđn (10s) (KA) ixk Ixk (KA) PB3-1/35/400 35 400 42 30 10 Kết quả kiểm tra dao cách ly: Đại lượng lựa chọn và kiểm tra Điều kiện Điện áp định mức (KV) UđmMC = 35 > Uđmmđ = 22 Dòng điện lâu dài định mức (A) 400 > 57,7 Dòng điện ngắn mạch xung kích cho phép (KA) 30 > 13 Dòng điện ổn định nhiệt (KA) 10 > 5,107 = 4,57 3-/ Chọn máy biến điện áp (TU) Máy biến điện áp có nhiệm vụ biến đổi điện áp từ trị số cao xuống trị số thấp phục vụ cho đo lường, bảo vệ Rơle và tự động hoá. Phụ tải của máy biến điện áp gồm: - Ba Vôn kế loại '335 có P1 = 3.2 (W), Cos j1 = 0,95. - t cuộn dây của công tơ đếm điện năng tác dụng có P2 = 6 . 4 = 24 (W), Cos j2 = 0,45. - t cuộn dây của công tơ đếm điện năng phản kháng có P3 = 6 . 4 = 24 (W), có Cos j3 = 0,45. Tất cả được nối đến máy biến điện áp đo lường. Vậy: + Công suất tác dụng của các dụng cụ đo là: Pdcụ = P1 + P2 + P3 = 6 + 24 + 24 = 54 (W) Qdcụ = P1tg j1 + P2tgj2 + P3tg j3 = 6 . 0,329 + 24 . 1,985 + 24 . 1,985 = 97,3 (VAR) Sdcụ = = = 110,3 (VA) Ta chọn máy biến áp đo lường do Siemens chế tạo (PLIII16) loại: 4MR14 (một hệ thống thanh góp) có các thông số: (hình hộp). Loại Uđm (KV) U1đm (KV) U2đm (V) S2đm (VA) 4MR14 24 22/ 110/ 350 Kiểm tra: Ta có: UđmBU = 24 (KV) > Uđmmđ = 22 KV S2đm = 350 > Sdcụ = 110,3 (VA) (ở cấp chính xác 0,5). 5-/ Chọn máy biến dòng điện. Máy biến dòng điện có nhiệm vụ biến đổi dòng điện từ 1 trị số lớn xuống trị số nhỏ để cung cấp cho các dụng cụ đo lường, bảo vệ Rơle và tự động hoá. Phụ tải thứ cấp của máy biến dòng điện: Phụ tải các dụng cụ pha A là lớn nhất, gồm có: 1 Ampe kế có S1 = 0,5 VA 1 công tơ đo điện năng tác dụng Wh: S2 = 2,5 VA 1 công tơ đo điện năng phản kháng VARh: S3 = 2,5 VA Vậy, tổng công suất của các dụng cụ là: Sdcụ = 0,5 + 2,5 + 2,5 = 5,5 (VA) (pha A). - Điện trở của dụng cụ đo: S rdc = = - Điện trở dây dẫn nối từ thứ cấp của BI đến các dụng cụ đo: rdd = r2đm - S rdc - rtx Với r2đm: Điện trở định mức cho phép toàn phần của mạch ngoài của máy biến dòng ở cấp chính xác được chọn. Với máy TA loại: 4MA74 do Siemens chế tạo (PLIII15) Với áp suất chính xác 0,5 à tra sổ tay được r2đm = 0,5 (W). + rtx: điện trở các chỗ tiếp xúc, lấy rtx = 0,05 (W) Vậy: rdd = 0,5 - 0,22 - 0,05 = 0,23 (W) Ta có: - Phụ tải định mức của cuộn dây thứ cấp của BI: S2đm BI = I22đm . r2đm = 52 . 0,23 = 5,75 (VA) Tra PLIII15 chọn BI loại: 4MA74 do Siemens sản xuất: Loại Uđm (KV) I1đm (A) I2đm (A) Iôđn (1s) (KA) Iôđ động (KA) 4MA74 24 450,0 5 80 120 Kiểm tra: Uđm BI = 24 > Uđmmđ = 22 (KV) I1đm = 150,0 > = 28,2 (A) S2đm BI = 5,75 > Stt = Sdc = 5,5 (VA) Iôđn (1s) = 80 > I’’6,24 Iôđ đ = 120 > ixk = 15,89 (KA) 6-/ Lựa chọn sứ cách điện. Tra PLIII20, chọn sứ đỡ do Liên Xô chế tạo loại 0f - 35 - 375 có các thông số: Loại Uđm (KV) Upđiện khí (KV Phụ tải phá hoại (KG) 0f-35-375 35 110 375 7-/ Lựa chọn thanh dẫn vào máy biến áp. Ta có: ICB = = Tra PLVI.9 chọn thanh dẫn bằng đồng có thông số: Kích thước (mm2) Tiến diện 1 thanh (mm2) ICP (A) 25 x 3 35 110 Kiểm tra: - Dòng phát nóng lâu dài cho phép: k1 . k2 . k3 . ICP ³ ICB Û 0,95 . 1 . 0,96 . 340 = 310,1 (A) > ICB = 57,7 (A) n1 = 0,95: hệ số hiệu chỉnh khi thanh dẫn đặt nằm ngang. n2 = 1: hệ số hiệu chỉnh khi dùng một thanh dẫn. n3 = 0,96: hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ theo môi trường: t0mt > 350C à k3 = 0,96. - Khả năng ổn định động: Ta phải có: sCP ³ stt. Trong đó: + sCP: ứng suất cho phép của vật liệu làm thanh dẫn, tra “CCĐ”/275 có sCP Cu = 1400 (KG/cm2) + stt: ứng suất tính toán của thanh dẫn. Được tính như sau: Xác định lực tính toán do tác dụng của dòng điện ngắn mạch: Ftt = 1,76 . 10-2 . Với L = 200 (cm): độ dài thanh dẫn giữa sứ đỡ. a = 50 (cm): khoảng cách giữa 2 pha cạnh nhau. ị Ftt = 1,76 . 10-2 . Xác định momen uốn tính toán: M = = 355,6 (KG.cm) Momen chống uốn của thanh dẫn là: thanh dẫn đặt nằm ngang: W = b = 3 mm = 0,3 m h = 25 mm = 2,5 m. Vậy ứng suất tính toán của thanh dẫn: stt = Kiểm tra: Ta có: sCP = 1400 > stt = 1137,9 (KG/cm2) - Kiểm tra về khả năng ổn định nhiệt (mm2) Ta có tiết diện thanh dẫn (F): F ³ g IƠ . = 6 . 6,24 . = 33,5 (mm2) ị F = 75 (mm2) > 33,5 (mm2) Vậy: thanh dẫn đã chọn làm việc tốt. * Kiểm tra sứ đỡ cao áp: Sứ đỡ cao áp có lực phá hoại cho phép bên đầu sứ là: FCP = 0,6 Fph = 0,6 . 375 = 225 (KG) (1) Ta phải có: FCP ³ k . Ftt Trong đó: k: Hệ số hiệu chỉnh k = Ftt = 11,9 (KG) Vậy: k . Ftt = 1,15 . 11,9 = 13,7 (KG) (2) Từ (1) và (2) suy ra: FCP > k . Ftt nên sứ đỡ đã chọn thoả mãn. 8-/ Sơ đồ nối dây máy biến điện áp (BU) và máy biến dòng điện (BI) vào các dụng cụ đo: Phần II Thiết kế mạng hạ áp. Chương I tính toán lựa chọn các thiết bị điện mạng hạ áp Đ1.1 Lựa chọn Aptomat tổng, thanh cái và cáp từ máy biến áp về thanh cái hạ áp I-/ Chọn Aptomat tổng bảo vệ cho máy biến áp. Ta có dòng điện làm việc lâu dài: Ilviệc max = Iđm BA = = = 1443,4 (A) Vậy ta chọn Aptomat tổng có dòng điện cho phép là: ICP A ³ (1,2 á 1,5) Ilv max ị ICP A ³ 1,4 . Ilv max = 1,4 . 1443,4 Û ICP A ³ 2020 A Tra PLIV3 “TK CCĐ” ta chọn aptomat loại: M20 do hãng Merlin Grin (Pháp) chế tạo với các thông số: Loại Số cực Iđm (A) Uđm (V) Icắt N (KA) M20 3 2500 690 55 Với: - Điện kháng của cuộn dây bảo vệ quá dòng: theo phụ lục IV14 và nội suy ta được: xAS = 0,035 (W). - Điện trở của cuộn dây bảo vệ ở nhiệt độ 650C (IV14) rAS = 0,04 (mW) - Điện trở tiếp xúc của aptomat: (IV.15): rtxA = 0,17 (mW) Aptomat tổng được đặt trong tủ phân phối hạ áp, hai đầu của aptomat tổng được nói với máy biến áp và thanh cái hạ áp thông qua cáp. II-/ Chọn tiết diện từ máy biến áp về tủ phân phối biến áp. Tiết diện cáp được chọn theo điều kiện phát nóng, tức là tiết diện cáp phải thoả mãn điều kiện: k1 . k2 . ICP ³ Imax = Iđm BA = 1443,4 (A) Với: + k1: hệ số kể đến môi trường đặt cáp; tra PLVI10 “TK CCĐ” được: k1 = 1,04 t0tchuẩn MT = 150C t0MT = + 00C [t0cáp] = 800C + k2: hệ số hiệu chỉnh số lượng cáp đặt trong cùng một rãnh: số sợi cáp là 2 với khoảng cách 200 mm --> tra PLVI11: k2 = 0,92 Vậy ta phải có: 0,95 . 0,93 ICP ³ 1443,4 (A) Û 0,884 . ICP ³ 1443,4 (A) Û ICP ³ = 1632,8 (A) Với ICP: là dòng điện lâu dài cho phép của cáp cầu chọn. Từ ICP ³ 1492,3 (A), tra PLV12 “TK CCĐ” ta chọn cáp đồng HA 1 lõi cách điện PVC do LENS (Pháp) chế tạo: dùng 2 sợi cáp 1 lõi chập lại thông số: (3 x 2 x 850 + 1 x 630) (mm2) có dòng điện cho phép trong nhà là: ICP = 2 . 850 = 1700 (A) > 1632,8 (A) --> thoả mãn. Có: r0 = 2 . 0,0283 = 0,0566 (W/km) (ở 200C) Vì cáp HA có chiều dài rất ngắn: lcáp = 8 (m) do đó điện trở của cáp là: rc = r0 . lc = 0,0732 . 8 . 10-3 = 0,59 . 10-3 (W) và xc = 0,34 . 8 . 10-3 = 2,7 . 10-3 (W) Tóm lại, cáp đã chọn đảm bảo làm việc lâu dài. III-/ Chọn thanh cái tủ phân phối HA: Đường cáp HA đi từ máy biến áp đến Aptomat tổng của tủ phân phối HA và từ cực dưới của AS được nối ra thanh cái để phân phối đến các phụ tải của bệnh viện. Tiết diện của thanh cái được lựa chọn theo chỉ tiêu kinh tế, theo phát nóng hoặc theo tổn thất điện áp cho phép. Sau đó phải kiểm tra ổn định nhiệt và ổn định điện động khi ngắn mạch cũng như kiểm tra dao động cơ khí. ở đây, ta chọn thanh dẫn theo điều kiện phát nóng, tức là: k1 . k2 . k3 . ICP ³ Imax = 1443,4 (A) Trong đó: + k1 = 1: hệ số hiệu chỉnh khi thanh dẫn đặt thẳng đứng. + k2 = 1: hệ số hiệu chỉnh khi dùng một thanh dẫn. + k3 = 0,96: hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ theo môi trường: t0=350C -->k3= 0,96 Vậy: 1.1. 0,96 ICP ³ 1443,4 (A) Û ICP ³ Ta chọn thanh cái bằng đồng có các thông số: Kích thước (mm2) Tiết diện của 1 thanh (mm2) Khối lượng đồng (kg/m) Dòng điện CP ICP (A) 80 x 8 640 5,698 1690 Vậy: ICP = 1690 (A) > 1503,5 (A) --> thoả mãn về phát nóng. Thanh cái đồng được gắn lên 2 sứ cách điện được gắn vào khung tủ cách nhau 65 (cm), ta đặt thẳng đứng. - Điện trở của thanh cái: rTC = 0,65 . r0 = 0,65 . 0,031 = 0,02 (mW) - Điện kháng của thanh cái: xTC = 0,65 . x0 = 0,65 . 0,276 = 0,18 (mW). Với r0, x0: điện trở và điện kháng đơn vị của thanh cái, tra PLV6 (80 x 8 mm2). IV-/ Tính toán ngắn mạch hạ áp. - Ta có sơ đồ: - Ta có sơ đồ thay thế: Trong đó: + XHT: Điện kháng của hệ thống ta quy về điện áp tính toán: Utt = U1đm = 400 (V) XHT = = + RB: điện trở của dây quấn máy biến áp: RB = = 2,08 (mW) + XB: điện kháng của dây quấn máy biến áp: XB = 10 . + RC: điện trở của cáp: RC = 0,59 (mW). + XC: điện kháng của cáp: XC = 2,7 (mW). + RAS: điện trở của Aptomat tổng: RAS = 0,04 (mW) + XAS: điện kháng của Aptomat tổng: XAS = 0,035 (mW) + RtxAS : điện trở tiếp xúc của Aptomat tổng: RtxAS = 0,17 (mW) + RTC: điện trở của thanh cái: RTC = 0,02 (mW). + XTC: điện kháng của thanh cái: XTC = 0,18 (mW) Tất cả các số liệu: RC, XC, RAS, XAS, RtxAS, RTC, XTC: là tính ở trên. * Tính ngắn mạch tại điểm N2: Từ sơ đồ thay thế với một dãy các điện trở, điện kháng mắc nối tiếp, vậy điện trở và điện kháng tổng tính đến điểm N2: RSN2 = RB + RC + RAS + RtxA + RTG = = 2,08 + 0,59 + 0,04 + 0,17 = 0,02 = 2,9 (mW) XSN2 = XHT + XB + XC + XAS + XTG = = 0,533 + 8 + 2,7 + 0,035 + 0,18 = 11,45 (mW). Dòng điện ngắn mạch tại điểm N2: IN2 = = = 19,6 (KA) Ta có dòng điện ngắn mạch xung kích: ixk = 1,8 . * Tính dòng điện ngắn mạch tại N1: Tại điểm N1 nằm trước thanh cái nên khi tính ngắn mạch tại N1 ta bỏ qua điện trở và điện kháng của thanh cái. Do đó điện trở và điện kháng tổng tính đến điểm N1: RSN1 = RSN2 - RTC = 2,9 = 0,02 = 2,88 (mW) XSN1 = XSN2 - XTC = 11,45 - 0,18 = 11,27 (mW) ZSN1 = Vậy dòng điện ngắn mạch tại điểm N1: IN1 = = Dòng điện ngắn mạch xung kích: ixk = 1,8 . . IN1 = 1,8 . . 19,9 = 50,7 (KA) V-/ Kiểm tra lại Aptomat tổng và thanh cái trong cáp. 1-/ Kiểm tra Aptomat tổng. - Với Aptomat tổng đã chọn có: IđmAS = 2000 (A) > 1,35 Ilvmax. UđmAS = 690 (V) > Uđmmđ = 380 (V) (điện áp định mức của mạng điện). - Ta kiểm tra về khả năng cắt dòng ngắn mạch, dòng điện cắt ngắn mạch của Aptomat tổng: Icắt N = 55 (KA) lớn hơn rất nhiều so với dòng điện ngắn mạch lớn nhất là: IN1 = 19,9 (KA) Vậy, Aptomat tổng đã chọn làm việc tốt kể cả khi làm việc lâu dài cũng như khi có sự cố ngắn mạch. 2-/ Kiểm tra thanh cái: - Đã kiểm tra về ICP. - Kiểm tra thanh cái theo điều kiện ổn định động dòng điện ngắn mạch: Khi xảy ra ngắn mạch, trong các thanh cái đặt gần nhau sẽ xuất hiện hiệu ứng lực làm cho thanh dẫn bị uốn cong. Yêu cầu ứng lực đó phải nhỏ hơn hay bằng ứng lực cho phép của thanh cái, tức là: stt Ê sCP Với: + sCP: ứng suất cho phép của vật liệu làm thanh cái, ta dùng thanh dẫn đồng (Cu), tra sách “CCĐ” trang 275 có: sCP Cu = 1400 (KG/cm2). + stt: ứng suất tính toán của thanh cái. Được tính toán như sau: Xác định lực tính toán Ftt do tác dụng của dòng điện ngắn mạch gây ra: Ftt = 1,76 . 10-2 . (8-22/275 CCĐ) Với: ixk : dòng điện xung kích khi ngắn mạch ba pha, ixk = 49,9 (KA) l: khoảng cách giữa các sứ của 1 pha, l = 65 (cm) a: khoảng cách giữa các pha, a = 20 (cm) Thay số liệu vào: Ftt = 1,76 . 10-2 . Xác định momen uốn: M = Xác định ứng suất tính toán trong vật liệu thanh cai: stt = Do thanh cái đặt đứng nên momen chống uốn của thanh cái là: W = a b = 8 mm = 0,8 (cm) đã chọn thanh cái ở trên. h = 80 mm = 8 (cm) h Vậy: stt = ị Kiểm tra: stt = 1085,3 (KG/cm2) < sCP = 1400 (KG/cm2). nêu thanh cái đảm bảo về khả năng ổn định động. Kiểm tra về điều kiện ổn định nhiệt: nhằm đảm bảo khi có dòng điện ngắn mạch đi qua thì nhiệt độ thanh cái không vượt quá trị số giới hạn cho phép lúc đốt nóng ngắn hạn. Ta có: Sôđn = g . IƠ . Với : g = 6: hệ số nhiệt đối với thanh cái đồng tra bảng 8 - 8/280 CCĐ. IƠ = 19,6 (KA) = IN2: dòng điện ngắn mạch ổn định. tgt: thời gian giả thiết dòng điện ngắn mạch tồn tại, lấy tgt = 0,8 (s) Vậy: Sôđn = 6 . 19,6 . = 105,2 (mm2). Mà tiết diện của thanh cái: S = 640 (mm2) Do đó: S = 640 (mm2) > Sôđn = 105,2 (mm2). --> Thanh cái thoả mãn khả năng ổn định nhiệt. Kết luận: Thanh cái đã lựa chọn ở trên làm việc tốt. Đ2.2 Tính chọn máy biến dòng (BI) Máy biến dòng đặt phía HA dùng để cung cấp chủ yếu cho đồng hồ Ampe kế để đo dòng điện phụ tải và tự động hoá. Ta tra PLIII15 ta chọn BI do Siemens chế tạo loại hình hộp: 4MA74 có: I1đm = 2000 A I2đm = 5 A Iôđn (1s) = 80 KA Iôđ đ = 120 KA Đ2.3 Chọn dây dẫn và thiết bị bảo vệ của mạng điện trung tâm khám chữa bệnh. - Đây là trung tâm khám chữa bệnh cao cấp nên việc cung cấp điện phải đảm bảo độ tin cậy và an toàn. Vì vậy ta bố trí cấp điện như sau: + Mỗi tầng của các dãy nhà A, B, C đều nhận điện trực tiếp từ thanh cái hạ áp, qua Aptomat tổng của từng tầng. Mỗi tầng được bố trí 1 tủ điện tổng và tủ điện tổng này cấp cho các Aptomat nhánh, các Aptomat nhánh này cấp điện cho các thiết bị tiêu thụ điện: máy điều hoà nhiệt độ, chiếu sáng, ổ cắm, quạt..., thông qua bảo vệ bằng cầu chì. + Chiếu sáng bảo vệ, chiếu sáng công cộng, công viên, nhà xác, hành lang...; trạm bơm được lấy điện trực tiếp từ tủ phân phối HA thông qua một Aptomat tổng. + Thang máy nhận điện trực tiếp từ thanh cái hạ áp. Như vậy, từ thanh cái hạ áp ta cung cấp đến tất cả là: 3 . 5 + 1 + 1 = 17 (bộ) ở mỗi bộ đều có đặt Aptomat tổng bảo vệ. - Việc truyền tải điện từ thanh cái hạ áp đến tủ điện của mỗi tầng bằng đường dây cáp; từ tủ điện đi đến các nhánh tiêu thụ được truyền tải bằng dây dẫn. --> Việc lựa chọn tiết diện cáp, cũng như dây dẫn phải thoả mãn điều kiện phát nóng, tức là: k . ICP ³ Itt. Với: + k: hệ số hiệu chỉnh của cáp hoặc dây dẫn theo nhiệt độ, lấy k = 0,96. + ICP: dòng điện cho phép lâu dài của cáp hoặc dây dẫn. + Itt: dòng điện tính toán của phụ tải. - Aptomat được chọn theo điều kiện sau: UđmA ³ Uđmmđ IđmA ³ k . Itt = 1,2 . Itt Trong đó: Uđmmđ: điện áp định mức của mạng điện. Uđmmđ = 380 V, với Aptomat 3 pha. Uđmmđ = 220V, với Aptomat 1 pha. k: hệ số dự trữ, k = 1,2 á 1,5, ta lấy k = 1,2. I-/ Chọn các thiết bị điện cho dãy nhà A. 1-/ Chọn thiết bị điện cho tầng 1 của dãy nhà A. a, Chọn Aptomat tổng, chọn cáp và thanh cái cho tủ điện tầng 1. - Tổng công suất tính toán 3 pha tầng 1 của dãy nhà a: PttS(1A) = Ptt1A + Ptt1B + Ptt1C = 29130 + 29076 + 28970 = = 87176 (W) - Dòng điện tính toán 3 pha tầng 1: IttS(1A) = = 165,6 (A0 + Chọn Aptomat tổng: tra PLIV5 “TKCĐ” ta chọn Aptomat loại EA204 - G do Nhật chế tạo có: IđmA = 200 (A), UđmA = 380 (V), số cực: 4 Kiểm tra: UđmA = 380 (V) = Uđmmđ = 380 (V) IđmA = 200 (A) > 1,2 Itt = 198,7 (A) nên thoả mãn. + Chọn cáp: tra PLV13 “TKCĐ” ta chọn cáp đồng hạ áp 4 lõi, có cách điện PVC do LENS (Pháp) chế tạo loại 4G - 35, có ICP = 174 (A). Kiểm tra: k . ICP = 0,96 . 174 = 167 (A) > Itt = 165,6 (A) nên cáp đã chọn thoả mãn. + Chọn thanh cái cho tủ điện tầng 1; Tra PL VI9 “TKCĐ”: chọn thanh cái đồng loại 925 x 3) có ICP = 340 (A), được đặt nằm ngang. Kiểm tra: k1 . k2 . ICP = 1 . 0,95 . 340 = 323 (A) > 165,6 (A) nên thoả mãn. b, Chọn Aptomat và dây dẫn cho các pha tầng 1. * Pha A tầng 1: - Chọn Aptomat và dây dẫn cho bộ ổ cắm và quạt: Ta có: Ptt = Pổ + Pq = 11200 + 700 = 11900 (W) Itt = Trong đó: Pổ: Công suất tính toán của tổng ổ cắm, Pổ = 11200 (W) Pq: Công suất tính toán của tổng quạt, Pq = 700 (W) Uđm: điện áp định mức pha, Uđm = 220 (V) cos j = 0,8 + Chọn Aptomat: tra PLIV5 “TKCĐ” chọn Aptomat loại EA 102-G, 2 cực do Nhật chế tạo có: UđmA = 220 (V) IđmA = 100 (A) Kiểm tra: UđmA = Uđmmđ = 220 (V) IđmA = 100 (A) > 1,2 Itt = 1,2 . 67,6 = 81,1 (A) nên thoả mãn. + Chọn dây dẫn: Chọn dây dẫn cho bộ ổ cắm: Ta có: Pổ = 11200 (W) Iổ = Tra PL V12 “TKCĐ”, chọn dây dẫn 2 lõi loại (2 x 6) có ICP = 80 (A) Kiểm tra: k . ICP = 0,96 . 80 = 66,25 > Iô = 63,6 (A) nên thoả mãn. Chọn dây dẫn cho bộ quạt: Ta có: Pq = 700 (W) Iq = Tra PL V12 “TKCĐ” chọn dây dẫn 2 lõi loại (2 x 1,5) có ICP = 37 (A). Kiểm tra: k . ICP = 0,96 . 37 = 35,5 (A) > Iq nên thoả mãn. Chọn Aptomát và dây dẫn cấp cho bộ chiếu sáng và điều hoà nhiệt độ. Ta có: Ptt = PCS + PĐHNĐ = (324 + 1224 + 432) + 5250 = 7230 (W) Itt = = + Chọn Aptomat: tra PL IV.5 “TKCĐ” chọn Aptomat loại EA52 - G, 2 cực do Nhật sản xuất có số liệu: IđmA = 50 (A), UđmA = 220 (V). Kiểm tra: UđmA = Uđmmđ = 220 (V) IđmA = 50 (A) > 1,2 . Itt = 1,2 . 41,1 = 49,3 (A) nên thoả mãn. + Chọn dây dẫn: Chọn dây dẫn cấp cho bộ ánh sáng: Ta có: PAS = 324 + 1224 + 432 = 1980 (W) IAS = 11,3 (A) Tra PL V.12 “TKCCĐ” ta chọn dây dẫn loại 2 lõi (2 x 1,5) do LENS chế tạo, có ICP = 37 (A). Kiểm tra: 0,96 . 37 = 35,5 (A) > 11,3 (A) nên thoả mãn. Chọn dây dẫn cấp cho bộ điều hoà nhiệt độ. Ta có: PĐHNĐ = 5250 (W) IĐHNĐ = Tra PL V.12, chọn dây dẫn loại 2 lõi (2 x 1,5) do LENS sản xuất có: ICP = 37 (A) Kiểm tra: 0,96 . 37 = 35,5 (A) > 29,8 (A) nên thoả mãn. * Pha B, C tầng 1: Vì 3 pha A, B, C ta phân bố công suất tương đối đều nhau nên việc chọn các thiết bị: Aptomat, dây dẫn của pha B, C của tầng 1 ta tiến hành chọn tương tự như pha A. c, Sơ đồ nguyên lý cấp điện cho tầng 1: II-/ Chọn thiết bị điện cho tầng 2 của dãy nhà A. a, Chọn Aptomat tổng cho tầng 2 và chọn cáp từ thanh cái hạ áp đến tủ điện tầng 2, thanh cái. - Tổng công suất tính toán 3 pha tầng 2: PttS2(A) = 25596 + 25614 + 25538 = 76748 (W) - Dòng điện tổng tính toán 3 pha tầng 2: IttS2(A) = = - Tổng công suất toàn phần tính toán: SttS2(A) = + Chọn Aptomat: Tra PL IV.5 “TKCCĐ” chọn Aptomat loại EA204 - G, 4 cực với UđmA = 380 (V), IđmA = 175 (A). Kiểm tra: UđmA = Uđmmđ = 380 (V). IđmA = 175 (A) > 1,2 . 145,8 = 174,96 (A) + Chọn cáp: Tra PL V.13, chọn cáp 4 lõi: 4G35 với ICP = 174 (A). Kiểm tra: 0,96 . 174 = 167 (A) > 145,8 (A). Vậy Aptomat và cáp chọn thoả mãn. + Chọn thanh cái tủ điện tầng 2: Tra phụ lục VI.9: chọn thanh cái đồng (25 x 3) có ICP = 340 (A). Kiểm tra: k1 . k2 . ICP = 1 . 0,95 . 340 = 323 (A) > 145,8 (A) nên thoả mãn. b, Chọn Aptomat và dây dẫn cho các pha tầng 2. * Pha A tầng 2: - Chọn Aptomat và dây dẫn cấp cho bộ ổ cắm và quạt. Ta có: Ptt = Pổ + Pq = 9000 + 560 = 9560 (W) Itt = = + Chọn Aptomat: Tra PL IV.5 “TKCCĐ” Chọn Aptomat loại EA102 - G, 2 cực có: IđmA = 75 (A), UđmA = 220 (V). Kiểm tra: UđmA = Uđmmđ = 220 V IđmA = 75 (A) > 1,2 . Itt. + Chọn dây dẫn: Chọn dây dẫn cấp cho bộ ổ cắm: Ta có: Pổ = 9000 (W) Iổ = Tra PL V.12 “TKCCĐ”: chọn cáp 2 lõi (2 x 4) có: ICP = 63 (A). Kiểm tra: 0,96 . ICP = 0,96 . 63 = 60,5 (A) > 51,1 (A) Chọn dây dẫn cấp cho bộ quạt. Ta có: Pq = 560 (W) Iq = Tra PL V.12 “TKCCĐ” chọn cáp 2 lõi (2 x 1,5) có: ICP = 37 (A). Kiểm tra: 0,96 . 37 = 35,5 (A) > 3,2 (A). - Chọn Aptomat và dây dẫn cấp cho bộ ánh sáng và điều hoà nhiệt độ. Ta có: Ptt = PAS + PĐHNĐ = (180 + 1440