Ứng dụng phần mềm Ecodial vào tính toán thiết kế cung cấp điện - Khóa luận tốt nghiệp

ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN BÁO CÁO TỐT NGHIỆP ỨNG DỤNG PHẦN MỀM ECODIAL VÀO TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN SINH VIÊN LÊ TIẾN THANH MSSV 14066381 LỚP DHDI10D GVHD THS TRẦN THỊ GIANG THANH TP HCM, NĂM 2018 i PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI BÁO CÁO TỐT NGHIỆP 1 Họ và tên sinh viên nhóm sinh viên được giao đề tài Lê Tiến Thanh, MSSV 14066381 2 Tên đề tài Ứng dụng phần mềm ecodial vào tính toán thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng cơ khí 3 Nội dung Nội dung thực hiện Giới thiệu về phần mềm.

ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM

KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN

BÁO CÁO TỐT NGHIỆP

ỨNG DỤNG PHẦN MỀM ECODIAL VÀO TÍNH TOÁN THIẾT KẾ

PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI BÁO CÁO TỐT NGHIỆP

1 Họ và tên sinh viên/ nhóm sinh viên được giao đề tài

Lê Tiến Thanh, MSSV: 14066381

2 Tên đề tài

Ứng dụng phần mềm ecodial vào tính toán thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng cơ khí

3 Nội dung

Nội dung thực hiện:

- Giới thiệu về phần mềm ecodial 4.2

- Tính toán thủ công

- Nhập số liệu vào ecodial, xuất kết quả, so sánh và rút ra nhận xét

4 Kết quả

Kết quả tính toán thủ công và trên ecodial gần như là giống nhau Trong một

số trường hợp ecodial chọn kích thước dây dẫn lớn hơn 1 cấp để đảm bảm an toàn hơn

Giảng viên hướng dẫn Tp HCM, ngày 05 tháng 06 năm 2018

Sinh viên

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

MỤC LỤC

PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI BÁO CÁO TỐT NGHIỆP I NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN II MỤC LỤC III DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ VI DANH SÁCH CÁC BẢNG VII

A ÁP DỤNG SỐ LIỆU BAN ĐẦU THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG CƠ

KHÍ 1

CHƯƠNG 1 : GIỚI THIỆU VỀ CUNG CẤP ĐIỆN 1

1.1 SƠLƯỢC: 1

1.2 NHỮNG YÊU CẦU ĐỐI VỚI PHƯƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN: 1

CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN PHỤ TẢI 2

2.1 PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN PHỤ TẢI: 2

2.1.1 Lý thuyết: 2

2.1.2 Công thức tính toán: 3

2.2 ÁP DỤNG SỐ LIỆU TÍNH TOÁN PHỤ TẢI: 6

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN CHỌN MÁY BIẾN ÁP VÀ BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG 8

3.1 GIỚI THIỆU VÀ CHỌN MÁY BIẾN ÁP: 8

3.1.1 Giới thiệu: 8

3.1.2 Chọn máy biến áp: 8

3.2 BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG: 9

3.2.1 Khái niệm về bù: 9

3.2.2 Chọn phương pháp bù: 9

3.2.3 Áp dụng số liệu bù cho phân xưởng: 10

CHƯƠNG 4 :LỰA CHỌN SƠ ĐỒ CẤP ĐIỆN VÀ PHƯƠNG ÁN CẤP ĐIỆN 11

4.1 LỰA CHỌN SƠĐỒ CẤP ĐIỆN: 11

4.2 LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN CẤP ĐIỆN: 12

CHƯƠNG 5: CHỌN DÂY DẪN, CB CHO HỆ THỐNG CẤP ĐIỆN 13

5.1 GIỚI THIỆU VỀ DÂY DẪN (CÁP): 13

5.1.1 Khái niệm: 13

5.1.2 Công thức tính lựa chọn dây dẫn: 13

5.2 GIỚI THIỆU VỀ CB 13

5.2.1 Khái niệm: 13

5.2.3 Công thức tính toán lựa chọn CB (Aptomat) 14

5.3 TÍNH TOÁN VÀ CHỌN TIẾT DIỆN DÂY DẪN VÀ CB: 14

5.3.1 Chọn dây từ tủ phân phối đến từng thiết bị: 14

5.3.2 Chọn dây từ thanh cái tổng đến từng nhóm: 15

5.3.3 Chọn dây từ máy biến áp đến thanh cái tổng: 15

CHƯƠNG 6: TÍNH TOÁN SỤT ÁP 16

6.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN SỤT ÁP 16

6.1.1 Ảnh hưởng của sụt áp: 16

6.1.2 Công thức xác định độ sụt áp trên dây dẫn: 16

6.2 TÍNH TOÁN SỤT ÁP 17

6.2.1 Tính toán sụt áp từ nguồn đến thanh cái tổng: 17

6.2.2 Sụt áp từ nguồn đến thanh cái nhóm: 18

6.2.3 Sụt áp từ nguồn đến từng thiết bị: 19

CHƯƠNG 7: TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH 26

7.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH 26

7.1.1 Ảnh hưởng của ngắn mạch: 26

7.1.2 Công thức tính toán ngắn mạch: 27

7.2 TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH: 30

B THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO XƯỞNG CƠ KHÍ SỬ DỤNG PHẦN MỀM

ECODIAL 4.2 37

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ECODIAL TRONG THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN 37

1.1 KHỞI ĐỘNG PHẦN MỀM VÀ GIAO DIỆN LÀM VIỆC CỦA ECODIAL 4.2 38

1.2 THƯ VIỆN THIẾT LẬP SƠ ĐỒ ĐƠN TUYẾN 42

1.3 TRÌNH TỰ CÁC BƯỚC TÍNH TOÁN TRONG ECODIAL 4.2 43

CHƯƠNG 2: ỨNG DỤNG PHẦN MỀM ECODIAL 4.2 46

CHƯƠNG 3: ÁP DỤNG SỐ LIỆU CỤ THỂ THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO XƯỞNG CƠ KHÍ 75

3.1 KẾT QUẢ TÍNH TOÁN PHỤ TẢI TRÊN TỪNG NHÓM: 75

3.2 KẾT QUẢ CHỌN MÁY BIẾN ÁP: 77

3.3 KẾT QUẢ BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG: 78

3.4 KẾT QUẢ TÍNH TOÁN CHỌN CB DÂY DẪN: 79

3.4.1 Chọn dây từ tủ phân phối đến từng thiết bị: 79

3.4.2 Chọn dây từ thanh cái tổng đến từng nhóm: 88

3.4.3 Chọn dây từ máy biến áp đến thanh cái tổng: 92

3.5 KẾTQUẢ TÍNH TOÁN SỤT ÁP: 93

3.6 KẾTQUẢ TÍNH TOÁN NGẮNMẠCH: 98 TÀI LIỆU THAM KHẢO I PHỤ LỤC II LỜI CẢM ƠN XVII

DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ

Hình 2.1: sơ đồ đơn tuyến của phân xưởng 5

hình 3.1: mô phỏng bù công suất phản kháng 9

hình 4.1: sơ đồ nối đất tn-s 11

hình 4.2: hình ảnh về sơ đồ trục chính 12

hình 7.1: các loại ngắn mạch 26

hình 2.1: sơ đồ và kết quả trên phần mềm ecodial 52

hình 2.2: sơ đồ và kết quả trên ecodial 55

hình 2.3: sơ đồ và kết quả trên ecodial 59

hình 2.4: sơ đồ đơn tuyến 64

hình 3.1: sơ đồ đơn tuyến của các thiết bị trong ecodial 75

hình 3.1: kết quả chọn máy biến áp 77

hình 3.2: kết quả chọn máy biến áp 78

DANH SÁCH CÁC BẢNG

Bảng 0: số liệu bang đầu của phân xưởng ………viii

Bảng 2.1: phân bố các thiết bị theo nhóm ……….3

Bảng 2.2: kết quả tính toán phụ tải ……….…….6

Bảng 2.3: kết quả phụ tải theo nhóm và thanh cái tổng ……… ……… 7

Bảng 5.1: kết quả tính toán tiết diện dây và dòng cb trên nhóm 1 ……… … 14

Bảng 6.1: độ sụt áp lớn nhất cho phép: ……….16

Bảng 7.1: giá trị hệ số điện áp c ……… …….29

Bảng 2.1: kết quả so sánh giữa tính tay và phần mềm ecodial ……… ….….47

Bảng 2.2: kết quả so sánh giữa tính tay và phần mềm ecodial ……… ….47

Bảng 2.3: kết quả so sánh giữa tính tay và phần mềm ecodial ……… …… 48

Bảng 2.4: kết quả so sánh giữa tính tay và phần mềm ecodial ……… ….49

Bảng 2.5: kết quả so sánh giữa tính tay và phần mềm ecodial ……… ….….51

Bảng 2.6: kết quả so sánh giữa tính tay và phần mềm ecodial ……… …….….53

Bảng 2.7: kết quả so sánh giữa tính tay và phần mềm ecodial ……….… ….55

Bảng 2.8: kết quả tính toán cho từng thiết bị ……… 56

Bảng 2.9: kết quả so sánh giữa tính tay và phần mềm ecodial ………58

Bảng 2.10: kết quả so sánh giữa tính tay và phần mềm ecodial ………60

Bảng 0: Số liệu bang đầu của phân xưởng

STT Tên thiết bị số lượng Tổng công suất (KVA)

2 Máy tiện vạn năng hiển thị 3 trục 1 10.5

25 Máy phay ngang vạn năng dạng công xon 1 4

36 Máy phay ngang vạn năng dạng công xon 1 3

Báo cáo tốt nghiệp SV: Lê Tiến Thanh

A ÁP DỤNG SỐ LIỆU BAN ĐẦU THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN

CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ

CHƯƠNG 1 : GIỚI THIỆU VỀ CUNG CẤP ĐIỆN

1.1 SƠ LƯỢC:

Trong quá trình thiết kế cấp điện, một phương án lựa chọn được coi là hợp lý khi nó thoả mãn các yêu cầu:

- Vốn đầu tư nhỏ

- Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện tùy theo mức độ tính chất phụ tải

- Chi phí vận hành hàng năm thấp

- Đảm bảo an tồn cho người và thiết bị

- Thuận tiện cho vận hành và sửa chữa

- Đảm bảo chất lượng điện nhất là đảm bảo độ lệch và độ dao động điện áp bé nhất và nằm trong giới hạn cho phép so với định mức

Ngoài ra khi thiết kế cung cấp điện cũng cần chú ý tới các yêu cầu phát triển phụ tải tương lai, giảm ngắn thời gian thi công lắp đặt và tính mỹ quan công trình

Các bước chính của việc thiết kế bao gồm:

- Khảo sát đối tượng cung cấp điện

- Tính phụ tải tính tốn của phân xưởng

- Thiết kế mạng hạ áp của phân xưởng

- Thiết kế hệ thống chiếu sáng phân xưởng

Báo cáo tốt nghiệp SV: Lê Tiến Thanh

CHƯƠNG 2 TÍNH TOÁN PHỤ TẢI

2.1 PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN PHỤ TẢI:

2.1.1 Lý thuyết:

Việc xác định phụ tải tính toán giúp ta xác định được tiết diện dây dẫn (Sdd) đến từng

tủ động lực, cũng như đến từng thiết bị, giúp ta có số lượng cũng như công suất máy biến

áp của phân xưởng, ta chọn các thiết bị bảo vệ cho từng thiết bị, cho từng tủ động lực, cho

tủ phân phối

Các hệ số đồng thời tính đến sự vận hành không đồng thời của các thiết bị trong nhóm Còn hệ số sử dụng thể hiện sự vận hành thường không đầy tải Các giá trị của các

hệ số này có được dựa trên kinh nghiệm và thống kê từ các lưới hiện có

Tải được xác định qua hai đại lượng :

+ Công Suất tác dụng P(KW)

+ Công Suất biểu kiến S(KVA)

Thực ra thì tổng số KVA không phải là tổng số học các công suất biểu kiến của từng tải (trừ khi có cùng hệ số công suất) Kết quả thu được do đó sẽ lớn hơn giá trị thực Nhưng trong thiết kế điều này là chấp nhận được

∑𝑛𝑖=1𝑃𝑡𝑡,𝑖

Báo cáo tốt nghiệp SV: Lê Tiến Thanh

Hệ số đồng thời phụ thuộc vào số các phần tử n đi vào nhóm

Công suất biểu kiến: Stt = √Ptt2+ Qtt2

Trong đó: n: số thiết bị giống nhau trong nhóm

ku: hệ số sử dụng của thiết bị

Pđm: công suất định mức của thiết bị

Qđm: công suất phản kháng của thiết bị

Tính toán trên thanh cái

Pttthanh cái = ks ∑Ptt

Qttthanh cái = ks ∑Qtt

Stt thanh cái = √Ptt thanh cái2+ Qtt thanh cái2

Cos𝜑thanh cái = Ptt

cosφ tanφ Ku Ks

(nhóm)

Ks (tổng)

1

1.1 Máy tiện ren vít vạn năng 1 6 0.71 0.99 0.75

0.73 0.75

1.2 Máy tiện vạn năng hiển thị 3 trục 1 10.5 0.71 0.99 0.75

1.3 Máy tiện vạn năng bang lỏm 1 4 0.71 0.99 0.75

1.4 Máy tiện ren vít vạn năng 1 12 0.71 0.99 0.75

1.5 Máy tiện ren ống 1 5 0.71 0.99 0.75

1.6 Máy mài bàn đá 1 1 0.73 0.94 0.75

Báo cáo tốt nghiệp SV: Lê Tiến Thanh

2

2.1 Quạt thông gió 1 1 0.73 0.94 0.75

0.6

2.2 Máy tiện ren vít vạn năng 1 5 0.71 0.99 0.75

2.3 Máy tiện vạn năng hiển thị 3 trục 1 4 0.71 0.99 0.75

2.4 Máy tiện vạn năng bang lỏm 1 6 0.71 0.99 0.75

2.5 Máy tiện ren vít vạn năng 1 7 0.71 0.99 0.75

2.6 Máy tiện ren ống 1 1 0.71 0.99 0.75

2.7 Máy tiện ren ống 1 9 0.71 0.99 0.75

3.9 Máy phay vạn năng 1 13 0.71 0.99 0.75

3.11 Máy phay vạn năng 1 3 0.71 0.99 0.75

3.12 Máy phay vạn năng 1 9 0.71 0.99 0.75

3.13 Máy phay vạn năng dạng cong

4.6 Quạt thông gió 1 5 0.73 0.94 0.75

4.7 Máy mài dụng cụ vạn năng 1 5 0.73 0.94 0.75

4.8 Máy mài sắt dụng cụ vạn năng 1 5 0.73 0.94 0.75

Báo cáo tốt nghiệp SV: Lê Tiến Thanh

4.9 Máy mài phẳng vạn năng 1 2 0.73 0.94 0.75

4.11 Máy mài phẳng vạn năng 1 2 0.73 0.94 0.75

5

5.1 Máy mài phảng vạn năng 1 2 0.73 0.94 0.75

0.7

5.2 Máy mài lổ vạn năng 1 6 0.73 0.94 0.75

5.3 Máy mài lổ vạn năng 1 6 0.73 0.94 0.75

5.4 Máy mài lổ vạn năng 1 6 0.73 0.94 0.75

5.5 Máy mài sắt dụng cụ vạn năng 1 4 0.73 0.94 0.75

5.6 Máy mài tròn vạn năng 1 4 0.73 0.94 0.75

5.7 Quạt thông gió 1 1 0.73 0.94 0.75

5.8 Máy mài dụng cụ vạn năng 1 4 0.73 0.94 0.75

5.9 Máy mài sắt dụng cụ vạn năng 1 4 0.73 0.94 0.75

Hình 2.1: sơ đồ đơn tuyến của phân xưởng

Báo cáo tốt nghiệp SV: Lê Tiến Thanh

2.2 ÁP DỤNG SỐ LIỆU TÍNH TOÁN PHỤ TẢI:

Bảng 2.2: kết quả tính toán phụ tải

(kw)

Qtt (kvar)

Stt (kva)

1

1.1 Máy tiện ren vít vạn năng 6 0.71 0.99 0.75 3.20 3.17 4.5 1.2 Máy tiện vạn năng hiển thị 3 trục 10.5 0.71 0.99 0.75 5.59 5.55 7.875 1.3 Máy tiện vạn năng bang lỏm 4 0.71 0.99 0.75 2.13 2.11 3 1.4 Máy tiện ren vít vạn năng 12 0.71 0.99 0.75 6.39 6.34 9 1.5 Máy tiện ren ống 5 0.71 0.99 0.75 2.66 2.64 3.75 1.6 Máy mài bàn đá 1 0.73 0.94 0.75 0.55 0.51 0.75 1.7 Máy cắt sắt 1 0.73 0.94 0.75 0.55 0.51 0.75

3

3.1 Máy phay vạn năng 10 0.71 0.99 0.75 5.33 5.28 7.5

3.2 Máy phay vạn năng dạng cong

3.3 Máy phay đứng ngang vạn năng 9 0.71 0.99 0.75 4.79 4.75 6.75 3.4 Máy mài 2 đá 1 0.73 0.94 0.75 0.55 0.51 0.75 3.5 Máy cắt sắt 3 0.73 0.94 0.75 1.64 1.54 2.25

3.6 Máy phay ngang vạn năng dạng

công xon 4 0.71 0.99 0.75 2.13 2.11 3 3.7 Quạt thông gió 1 0.73 0.94 0.75 0.55 0.51 0.75 3.8 Máy phay đứng 12 0.71 0.99 0.75 6.39 6.34 9

Báo cáo tốt nghiệp SV: Lê Tiến Thanh

3.9 Máy phay vạn năng 13 0.71 0.99 0.75 6.92 6.87 9.75 3.11 Máy phay vạn năng 3 0.71 0.99 0.75 1.60 1.58 2.25 3.12 Máy phay vạn năng 9 0.71 0.99 0.75 4.79 4.75 6.75

3.13 Máy phay vạn năng dạng cong

4

4.1 Máy phay đứng ngang vạn năng 6 0.71 0.99 0.75 3.20 3.17 4.5 4.2 Máy phay vạn năng 10 0.71 0.99 0.75 5.33 5.28 7.5 4.3 Máy mài 2 đá 1 0.73 0.94 0.75 0.55 0.51 0.75 4.4 Máy cắt sắt 2 0.73 0.94 0.75 1.10 1.03 1.5

4.5 Máy phay ngang vạn năng dạng

công xon 3 0.71 0.99 0.75 1.60 1.58 2.25 4.6 Quạt thông gió 5 0.73 0.94 0.75 2.74 2.56 3.75 4.7 Máy mài dụng cụ vạn năng 5 0.73 0.94 0.75 2.74 2.56 3.75 4.8 Máy mài sắt dụng cụ vạn năng 5 0.73 0.94 0.75 2.74 2.56 3.75 4.9 Máy mài phẳng vạn năng 2 0.73 0.94 0.75 1.10 1.03 1.5 4.11 Máy mài phẳng vạn năng 2 0.73 0.94 0.75 1.10 1.03 1.5

5

5.1 Máy mài phảng vạn năng 2 0.73 0.94 0.75 1.10 1.03 1.5 5.2 Máy mài lổ vạn năng 6 0.73 0.94 0.75 3.29 3.08 4.5 5.3 Máy mài lổ vạn năng 6 0.73 0.94 0.75 3.29 3.08 4.5 5.4 Máy mài lổ vạn năng 6 0.73 0.94 0.75 3.29 3.08 4.5 5.5 Máy mài sắt dụng cụ vạn năng 4 0.73 0.94 0.75 2.19 2.05 3 5.6 Máy mài tròn vạn năng 4 0.73 0.94 0.75 2.19 2.05 3 5.7 Quạt thông gió 1 0.73 0.94 0.75 0.55 0.51 0.75 5.8 Máy mài dụng cụ vạn năng 4 0.73 0.94 0.75 2.19 2.05 3 5.9 Máy mài sắt dụng cụ vạn năng 4 0.73 0.94 0.75 2.19 2.05 3

Bảng 2.3: Kết quả phụ tải theo nhóm và thanh cái tổng

Báo cáo tốt nghiệp SV: Lê Tiến Thanh

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN CHỌN MÁY BIẾN ÁP VÀ BÙ

CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG

3.1 GIỚI THIỆU VÀ CHỌN MÁY BIẾN ÁP:

3.1.1 Giới thiệu:

Máy biến áp là thiết bị điện gồm hai hoặc

nhiều cuộn dây, hay một cuộn dây có đầu vào và

đầu ra trong cùng một từ trường Cấu tạo cơ bản

của máy biến áp thường là hai hay nhiều cuộn dây

đồng cách điện được quấn trên cùng một lõi sắt

hay sắt từ ferit

Máy biến áp có thể thay đổi hiệu điện thế

xoay chiều, tăng áp hoặc hạ áp, đầu ra cho một

điện áp ứng với nhu cầu sử dụng Máy biến áp là

một phần tử rất quan trọng trong truyền tải điện năng

3.1.2 Chọn máy biến áp:

Điều kiện chọn máy biến áp: Smba ≥ St

Công suất tính toán của phân xưởng là: St = 89,6 (KVA)

⇒ Smba =100(KVA) Máy biến áp hãng thibidi:

Máy biến áp THIBIDI 100kVA - 15 (22)/0.4

Loại máy biến áp : 3 pha ngâm dầu

Hãng sản xuất : Thibidi

Công suất (kVA) : 100

Cấp điện áp (kV): 15 (22)/0.4

Tần số : 50Hz

Báo cáo tốt nghiệp SV: Lê Tiến Thanh

Hình 3.1: Mô phỏng bù công suất phản kháng

Báo cáo tốt nghiệp SV: Lê Tiến Thanh

3.2.3 Áp dụng số liệu bù cho phân xưởng:

Thông số tải ban đầu: Pt = 64,2 KW

Cosφ1 = 𝑃1

𝑆1 = 64,289,6 = 0,71654 Yêu cầu cosφ2 =0,9

Hệ số công suất trước khi bù: Cos φ1 = 0,71654 => tan φ1=0,97349

Hệ số công suất sau khi bù: Cos φ2 =0,9 => tan φ2= 0,48432

Công suất phản kháng cần bù:

Qbù = Pt (tan φ1 - tan φ2)= 64,2 (0,97349 - 0,48432)= 31.4 (KVar)

Từ kết quả Qbù = 31.4 (KVar) ta chọn 7 tụ bù 5 Kvar để bù cho phân xưởng

Chọn Qbù= 7 5 = 35 (KVar) (7 tụ bù 5 Kvar)

Cos φ sau khi bù: Qbù = P (tan φ1 - tan φ2)

35 = 64,2.(0,97349 – tan φ2)

⇔ tan φ2 = 0,42832 → cos φ2 =0.91923

Báo cáo tốt nghiệp SV: Lê Tiến Thanh

CHƯƠNG 4 :LỰA CHỌN SƠ ĐỒ CẤP ĐIỆN VÀ

PHƯƠNG ÁN CẤP ĐIỆN

4.1 LỰA CHỌN SƠ ĐỒ CẤP ĐIỆN:

Hình 4.1: Sơ đồ nối đất TN-S

Hệ thống TN-S giải quyết một số nhược điểm của hệ thống TN-C như sau:

- Điện áp tiếp xúc thấp hơn

- Ít nguy hiểm hơn khi đứt dây trung tính

- Nhiễu điện từ ít hơn

- Đồng thời vẫn giữ được ưu điểm cơ bản của hệ thống TN: cắt nhanh sự cố chạm điện

- Điện trở các điện của hệ thống phải tốt > 500KΩ với mạng điện < 500V

- Độ dài đường dây cấp điện bị hạn chế

- Thời gian cắt điện tự động bởi khí cụ điện khi sự cố chạm đất hay ngắn mạch xảy ra là 0.4s

Báo cáo tốt nghiệp SV: Lê Tiến Thanh

4.2 LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN CẤP ĐIỆN:

Chọn sơ đồ trục chính vì phương án này đơn giản trong thi công, sử dụng ít dây và thiết bị bảo vệ nên kinh tế chi phí thấp

Nhược điểm của sơ đồ: khi có sự cố mất điện trên nhánh thì toàn bộ mạch phía dưới đều mất điện

Hình 4.2: hình ảnh về sơ đồ trục chính

Báo cáo tốt nghiệp SV: Lê Tiến Thanh

CHƯƠNG 5: CHỌN DÂY DẪN, CB CHO HỆ THỐNG

5.1.2 Công thức tính lựa chọn dây dẫn:

Cáp đi nổi: Iz ≥ 𝐼𝑏

𝐾 Với : Iz là dòng điện cho phép

+ K1 là hệ số nhiệt độ + K2 là hệ số suy giảm + K3 là điện trở nhiệt của đất

5.2 GIỚI THIỆU VỀ CB

5.2.1 Khái niệm:

CB (Aptômat) là một dạng máy cắt hạ áp, nó vừa có chức năng bảo vệ vừa có chức năng đóng cắt mạng điện CB (Aptômat) có hai phần tử bảo vệ là cuộn điện từ và rơle nhiệt Cuộn điện từ dùng để bảo vệ chống dòng ngắn mạch, còn rơle nhiệt dùng để bảo vệ chống quá tải Đặc tính bảo vệ của CB cũng tương tự như đặc tính bảo vệ của cầu chảy Khả năng làm việc chắc chắn, tin cậy, an toàn, đóng cắt đồng thời 3 pha và khả năng tự động

Báo cáo tốt nghiệp SV: Lê Tiến Thanh

5.2.3 Công thức tính toán lựa chọn CB (Aptomat)

CB hạ áp có các chủng loại chính là MCCB, đây là loại CB vỏ đúc thường được chế tạo theo ba pha Loại CB này cũng thường được chế tạo theo kiểu ba cực ba dây vào và ba dây ra Ứng dụng của MCCB là trang bị cho các dòng tải lớn

Các loại CB hạ áp khác là MCB (Mini A Ture Circuit Breaker) Đây là loại CB bảo

vệ các mạch có công suất nhỏ MCB có loại 1 pha (2 cực), loại 3 pha (3 cực hoặc 4 cực)

Loại RCCB hay ELCB (Earth leakage circuit breaker) có tính năng của các loại CB trên nhưng nó còn có tính năng bảo vệ chống dòng rò bảo vệ an toàn cho con người

Điều kiện chọn CB: UđmCB ≥ Uđmluoi

5.3 TÍNH TOÁN VÀ CHỌN TIẾT DIỆN DÂY DẪN VÀ CB:

5.3.1 Chọn dây từ tủ phân phối đến từng thiết bị:

Lựa chọn dây dẫn và cb cho từng phụ tải với thông số ban đầu: kiểu B2, dây nhiều lõi trong ống cáp trong tường Nhiệt độ môi trường 40°C (K1 = 0,91), 7 mạch đi chung (K2

= 0,54), dây đồng, cách điện XPLE

Bảng 5.1: Kết quả tính toán tiết diện dây và dòng CB trên nhóm 1

kí

hiệu Tên thiết bị

Stt (KVA) k1 k2 Ib Iz

tiết diện (mm2)

Icb (A)

1.1 Máy tiện ren vít vạn năng 4.5 0.91 0.54 6.50 13.22 1.5 8

1.2 Máy tiện vạn năng hiển thị 3 trục 7.875 0.91 0.54 11.37 23.13 2.5 16

1.3 Máy tiện vạn năng bang lỏm 3 0.91 0.54 4.33 8.81 1.5 6

1.4 Máy tiện ren vít vạn năng 9 0.91 0.54 12.99 26.44 4 16

1.5 Máy tiện ren ống 3.75 0.91 0.54 5.41 11.01 1.5 6

1.6 Máy mài bàn đá 0.75 0.91 0.54 1.08 2.20 1.5 2

1.7 Máy cắt sắt 0.75 0.91 0.54 1.08 2.20 1.5 2

Báo cáo tốt nghiệp SV: Lê Tiến Thanh

5.3.2 Chọn dây từ thanh cái tổng đến từng nhóm:

Lựa chọn dây dẫn theo kiểu đi dây B1 với bảng tra thông số dây dẫn:

Chọn dây và CB cho nhóm 1:

Lựa chọn dây dẫn và cb với thông số ban đầu: kiểu B1,cáp đơn lõi nằm trong hòm điện đặt lên tường gỗ, đặt theo chiều ngang Nhiệt độ môi trường 40°C, dây đồng, cách điện XPLE

IZ’ =IZ k = 66 0,546 = 36 A

Chọn CB với điều kiện:

Ib ≤ Icb ≤ Iz ⇔ 31,2 ≤ Icb ≤ 66 A

 Icb= 32 A

5.3.3 Chọn dây từ máy biến áp đến thanh cái tổng:

Kiểu đi dây 71/D với dây trần

Báo cáo tốt nghiệp SV: Lê Tiến Thanh

Bảng 6.1: Độ sụt áp lớn nhất cho phép:

Độ sụt áp lớn nhất cho phép từ điển nối vào lưới tới nơi dùng điện

Các cách lắp đặt Chiếu sáng Các loại tải khác

Trạm khách hàng được nối từ lưới trung áp công cộng 6% 8%

Các sụt áp giới hạn này được cho trong các chế độ vận hành bình thường (ổn định tĩnh) và không được sử dụng khi khởi động động cơ, hoặc khi đóng cắt đồng thời một cách tình cờ nhiều tải

6.1.2 Công thức xác định độ sụt áp trên dây dẫn:

I A là dòng điện tải, nếu không cho, lấy giá

trị dòng điện tối đa cho phép của dây dẫn

( )

U V

 là điện áp rơi trên dây dẫn

( )

L km chiều dài của dây dẫn

n là số dây song song của mỗi pha

( / )

r  km là điện trở của dây dẫn đơn trên 1 km

Báo cáo tốt nghiệp SV: Lê Tiến Thanh

( / )

x  km là điện kháng của dây dẫn đơn trên 1 km

cos là hệ số công suất của tải

U là điện áp định mức của nguồn cấp cho tải

Điện trở của dây dẫn:

Giá trị điện trở trên mỗi mét chiều dài của dây dẫn được xác định bằng công thức:

2 2

Trong đó : r là điện trở trên mỗi mét chiều dài dây dẫn

 là điện trở suất của dây dẫn

S là tiết diện dây dẫn

Giá trị điện trở suất của dây dẫn được xác định theo nhiệt độ môi trường (theo tiêu chuẩn IEC 60909 – 0) được cho ở công thức sau:

 là nhiệt độ môi trường



 là điện trở suất của dây dẫn ở nhiệt độ 

6.2 TÍNH TOÁN SỤT ÁP

6.2.1 Tính toán sụt áp từ nguồn đến thanh cái tổng:

Dây đồng đơn lõi, cách điện XLPE, cosφ = 0,7165 và sinφ = 0,6975, tải 3 pha, điện

áp dây Ud =400V, điện áp pha Up= 231; đi dây kiểu 71/D (đi trong đất), nhiệt độ là 30ºC

Báo cáo tốt nghiệp SV: Lê Tiến Thanh

Dây dẫn Cu bọc XPLE nên ta có:

6.2.2 Sụt áp từ nguồn đến thanh cái nhóm:

Sụp áp từ nguồn đến thanh cái nhóm 1:

Dây đồng đơn lõi, cách điện XLPE, cosφ = 0,7105 và sinφ = 0,7037, tải 3 pha, điện

áp dây Ud =400V, điện áp pha Up= 231, Ib =31,2; đi dây kiểu 6/B1, nhiệt độ là 40ºC

Dây dẫn Cu bọc XPLE có tiết diện dây là 10 nên ta có:

r0 = 1,28.𝜌0

𝑠 = 1,28.18,5110 = 2,3693(Ω/km) Cáp đơn lõi nên x0 =0,09 (Ω/Km)

Giá trị điện áp sụt áp từ thanh cái tổng đến thanh cái nhóm 1:

ΔU% = k.Ib.L.10−3.(r0.cosφ + x0.sinφ ).100𝑈

Sụt áp 3 pha:

Báo cáo tốt nghiệp SV: Lê Tiến Thanh

∆U%1= ∆U%tổng + ∆U% = 0,176 + 0,803 = 0,979 %

∆U%1= ∆U%tổng + ∆U% = 0,203 + 0,926 = 1,129 %

∆U%1= ∆U%tổng + ∆U% = 0,176 + 0,802 = 0.978 %

6.2.3 Sụt áp từ nguồn đến từng thiết bị:

Máy tiện ren vít vạn năng:

Dây đồng đa lõi, cách điện XLPE, cosφ = 0,71 và sinφ = 0,704, tải 3 pha, điện áp dây Ud =400V, điện áp pha Up= 231, Ib =6,5; đi dây kiểu 60/B2, nhiệt độ là 40ºC

Dây dẫn Cu bọc XPLE có tiết diện dây là 1,5 nên ta có:

r0 = 1,28.𝜌0

𝑠 = 1,28.18,51

1,5 = 15,7952 (Ω/km)

Cáp đa lõi nên x0 =0,08 (Ω/Km)

Giá trị điện áp sụt áp từ thanh cái tổng đến thanh cái nhóm 1:

ΔU% = k.Ib.L.10−3.(r0.cosφ + x0.sinφ ).100

Báo cáo tốt nghiệp SV: Lê Tiến Thanh

∆U%2= ∆U%1 + ∆U% = 0,979 + 0,444 = 1,423 %

Máy tiện vạn năng hiển thị 3 trục

Dây đồng đa lõi, cách điện XLPE, cosφ = 0,71 và sinφ = 0,704, tải 3 pha, điện áp dây Ud =400V, điện áp pha Up= 231, Ib =11,4; đi dây kiểu 60/B2, nhiệt độ là 40ºC

Dây dẫn Cu bọc XPLE có tiết diện dây là 4 nên ta có:

r0 = 1,28.𝜌0

𝑠 = 1,28.18,514 = 5,9232 (Ω/km) Cáp đa lõi nên x0 =0,08 (Ω/Km)

Giá trị điện áp sụt áp từ thanh cái tổng đến thanh cái nhóm 1:

ΔU% = k.Ib.L.10−3.(r0.cosφ + x0.sinφ ).100

Báo cáo tốt nghiệp SV: Lê Tiến Thanh

∆U%2= ∆U%1 + ∆U% = 0,979 + 0,242 = 1,221 %

Máy tiện vạn năng bang lỏm:

Dây đồng đa lõi, cách điện XLPE, cosφ = 0,71 và sinφ = 0,704, tải 3 pha, điện áp dây Ud =400V, điện áp pha Up= 231, Ib =4,33; đi dây kiểu 60/B2, nhiệt độ là 40ºC

Dây dẫn Cu bọc XPLE có tiết diện dây là 1,5 nên ta có:

r0 = 1,28.𝜌0

𝑠 = 1,28.18,51

1,5 = 15,7952 (Ω/km)

Cáp đa lõi nên x0 =0,08 (Ω/Km)

Giá trị điện áp sụt áp từ thanh cái tổng đến thanh cái nhóm 1:

ΔU% = k.Ib.L.10−3.(r0.cosφ + x0.sinφ ).100

Báo cáo tốt nghiệp SV: Lê Tiến Thanh

Giá trị sụt áp phần trăm là:

∆U% = 1.4,33.8,7.10−3.(15,7952.0,71+0,08.0,704).100

Tổng sụt áp phần trăm:

∆U%2= ∆U%1 + ∆U% = 0,979 + 0,184 = 1,163 %

Máy tiện ren vít vạn năng:

Dây đồng đa lõi, cách điện XLPE, cosφ = 0,71 và sinφ = 0,704, tải 3 pha, điện áp dây Ud =400V, điện áp pha Up= 231, Ib =13; đi dây kiểu 60/B2, nhiệt độ là 40ºC

Dây dẫn Cu bọc XPLE có tiết diện dây là 4 nên ta có:

r0 = 1,28.𝜌0

𝑠 = 1,28.18,51

4 = 5,9232 (Ω/km)

Cáp đa lõi nên x0 =0,08 (Ω/Km)

Giá trị điện áp sụt áp từ thanh cái tổng đến thanh cái nhóm 1:

ΔU% = k.Ib.L.10−3.(r0.cosφ + x0.sinφ ).100

Báo cáo tốt nghiệp SV: Lê Tiến Thanh

Máy tiện ren ống:

Dây đồng đa lõi, cách điện XLPE, cosφ = 0,71 và sinφ = 0,704, tải 3 pha, điện áp dây Ud =400V, điện áp pha Up= 231, Ib =5,41 ; đi dây kiểu 60/B2, nhiệt độ là 40ºC

Dây dẫn Cu bọc XPLE có tiết diện dây là 1,5 nên ta có:

r0 = 1,28.𝜌0

𝑠 = 1,28.18,51

1,5 = 15,7952 (Ω/km)

Cáp đa lõi nên x0 =0,08 (Ω/Km)

Giá trị điện áp sụt áp từ thanh cái tổng đến thanh cái nhóm 1:

ΔU% = k.Ib.L.10−3.(r0.cosφ + x0.sinφ ).100

Báo cáo tốt nghiệp SV: Lê Tiến Thanh

r0 = 1,28.𝜌0

𝑠 = 1,28.18,51

1,5 = 15,7952 (Ω/km)

Cáp đa lõi nên x0 =0,08 (Ω/Km)

Giá trị điện áp sụt áp từ thanh cái tổng đến thanh cái nhóm 1:

ΔU% = k.Ib.L.10−3.(r0.cosφ + x0.sinφ ).100

Cáp đa lõi nên x0 =0,08 (Ω/Km)

Giá trị điện áp sụt áp từ thanh cái tổng đến thanh cái nhóm 1:

Báo cáo tốt nghiệp SV: Lê Tiến Thanh

ΔU% = k.Ib.L.10−3.(r0.cosφ + x0.sinφ ).100

Báo cáo tốt nghiệp SV: Lê Tiến Thanh

Hình 7.1: các loại ngắn mạch

Hậu quả:

- Phát nóng

- Tăng lực điện động

- Điện áp giảm và mất đối xứng

- Gây nhiễu đối với đường dây thông tin ở gần, gây mất ổn định

Báo cáo tốt nghiệp SV: Lê Tiến Thanh

2max

k

I là dòng ngắn mạch hai pha cực đại

Dòng ngắn mạch một pha cực đại (dòng ngắn mạch cực đại giữa dây pha và dây trung tính)

Báo cáo tốt nghiệp SV: Lê Tiến Thanh

I là dòng ngắn mạch cực tiểu giữa 2 dây pha

Dòng ngắn mạch một pha cực tiểu (dòng ngắn mạch cực tiểu giữa dây pha và dây trung tính)

I là dòng ngắn mạch cực tiểu giữa dây pha và dây trung tính

Trong các thông số trên c là hệ số điện áp

Hệ số điện áp c được giới thiệu với sự thay đổi điện áp theo theo thời gian và địa điểm, và những cân nhắc khác Giá trị của c cho các trường hợp xấu nhất trong cài đặt điện

Báo cáo tốt nghiệp SV: Lê Tiến Thanh

áp thấp được cho trong bảng 5.5, trích từ IEC 60909, bảng 1 Hệ số c không nhằm mục đích tính đến sự cố ở trở kháng

Trở kháng của hệ thống và máy biến áp

- Tổng trở của hệ thống quy về phía hạ áp của máy biến áp được xác định:

2 20

U 0,995

%100

n BA

U là điện áp không tải của máy biến áp, nếu không biết có thể lấy gần

đúng bằng 1,05 là điện áp định mức thứ cấp của máy biến áp

Báo cáo tốt nghiệp SV: Lê Tiến Thanh

Ta có : Chiều dài dây dẫn L=10m,

Tiết diện dây dẫn S=150 mm2

Điện trở dây dẫn:𝑅𝑑1 =𝜌×𝐿𝑆 =18.51×10150 = 1.234 (𝑚𝛺)