Thiết kế hệ thống tủ điện MSB, tủ điện phân phối 3

gvhd ts Bạch Thanh Quí KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP SVTH TRẦN VĂN TIẾN ĐẠT PHAN THÀNH THI 30 CHƢƠNG 3 THIẾT KẾ BẢO VỆ THI CÔNG ĐIỆN 1 Tính toán chọn MCCB ,MCB và tiết diện dây dẫn Muốn chọn CB ta tính ra dòng Id theo công thức Id = P 3 U d cos φ Tiết diện dây dẫn đƣợc tính theo công thức S = I J Trong đó I dòng chạy qua (A) J mật độ dòng điện cho phép (

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ BẢO VỆ THI CÔNG ĐIỆN

1 Tính toán chọn MCCB ,MCB và tiết diện dây dẫn:

Muốn chọn CB ta tính ra dòng Id theo công thức: Id = P

4x1C-6mm² Cu/XLPE/PV

C

Tủ điện tầng

150mm² Cu/XLPE/PV

4x1C-C

Tủ điện nhà

4x1C-25mm² Cu/XLPE/PV

Dự phòng 24 43.3 63

4x1C-25mm² Cu/XLPE/PV

C

4x1C-25mm² Cu/XLPE/PV

C

4x1C-10mm² Cu/XLPE/PV

C

Tính toán chọn MCCB tổng , tiết diện busbar:

Ta có tổng công suất phụ tải : P= 220,4 kw

2 Danh mục các thiết bị có trong thi công tủ MSB:

Bảng 3: Danh mục các thiết bị

STT

Thiết bị

Số lƣợng Chức năng Tên thiết bị Số pha/Dòng cắt

6 LIGHTNING ARRESTOR 3P – 25KA 1 cái

 Vị trí RS: Đo điện áp dây RS

 Vị trí ST: Đo điện áp dây ST

 Vị trí TR: Đo điện áp dây TR

 Vị trí RN: Đo điện áp pha R

 Vị trí SN: Đo điện áp pha S

 Vị trí TN: Đo điện áp pha T

12 Biến dòng đo lường MCT 400A/5A 6 cái

Dùng để biến đổi dòng điện có trị số cao xuống dòng điện có trị số tiêu chuẩn 5A và 1A

13 Biến dòng bảo vệ PCT 400A/5A 8 cái

Là thiết bị đo lường cho các thiết

bị relay bảo vệ quá dòng (OC), chạm đất (EF) Biến đổi dòng điện giá trị cao sang các dòng điện chuẩn tín hiệu

năng chịu đựng đƣợc các dòng điện quá tải gấp nhiều lần dòng định mức (10 đến 20 lần) mà

độ chính xác vẫn nằm trong giới hạn cho phép

dòng chạm đất

Relay bảo vệ điện

áp bảo vệ quá áp thấp áp và ngƣợc

pha

 Sử dụng bộ xử lý thông minh để điều khiển đóng

cắt

 Tự động điều chỉnh hệ số C/K

và số cập định mức

 Tự động đổi cực tính của biến dòng

 Hiển thị thông số : Hệ số công suất

hài (THD) của dòng điện

 Cấp cuối cùng có thể lập trình báo động, điều khiển quạt

 Báo động thiếu

áp, quá áp, bù thiếu, bù lố, THD quá cao

Bảo vệ cho các thiết bị trong hệ thống không bị thao tác sai dẫn đến nguy hiểm tới người và thiết bị

18 Bộ chuyển nguồn Socomec

Tự động chuyển nguồn

19 Bộ điều khiển ATS AtyS

3 Thông số kĩ thuật của các thiết bị trong tủ MSB:

3.1 Thiết bị đóng cắt bảo vệ quá tải MCCB:

Hình 3.1: Cấu tạo mặt ngoài của 1 MCCB

Phân biệt các MCCB qua thông số thiết bị

Ví dụ : MCCB 3P- 25kA - 400𝐴𝑇

400𝐴𝐹

Số cực (Poles) : 3 cực

Kích thước (Frame Size) : loại 400A

Dòng định mức : 400A , Khả năng cắt : 25KA

Hình 3.2: MCCB loại 400AF Hình 3.3:MCCB loại 100AF

Hình 3.4: MCCB loại 200AF

Ví dụ : MCCB 400 AF / 400 AT :

- Dòng điện định mức : In = 400A

- Dòng điện sau khi chỉnh định : Ir = 400 A

Một số loại MCCB có thêm 1 nút chỉnh định, đó chính là Ir, vì thế thường người ta đánh

giá bằng thông số dòng sau khi chỉnh định Ir hơn dòng định mức In

Ir là dòng tối đa mà CB có thể hoạt động mà không ngắt, là dòng chỉnh định của rơle

nhiệt trong CB

Với CB theo tiêu chuẩn IEC 60898 thì Ir = In

Theo tiêu chuẩn IEC 60947-2 thì ta có thể chỉnh dòng tác động quá tải như sau :

- Ir = (0.7-1) x In

- In là operating Current của circuit Breaker

- AT: ampe trip

- AF: ampe frame MCCB (Molded Case Circuit Breakers)

MCCB có hai loại :

- Loại TM (thermal & magnetic contact) dùng cho tải non_motor load

- Loại MO (magnetic contact only) dùng cho tải Motor load, loại này kết hợp với

contactor và thermal relay, hiện nay ít dùng thermal relay mà dùng electric thermal

relay.Mỗi MCCB có AF thì có các giá trị dòng khác nhau để chỉnh định, ví dụ như có một

MCCB có AF ghi là: 100AF, nó có các giá trị dòng như sau: 30, 60, 100A Cũng loại

100AF này lại có các giá trị AT với các giá trị trip lần lượt như sau: 500A, 600A, 1000A

3.2 Biến dòng đo lường MCT , biến dòng bảo vệ PCT:

3.2.3 Chức năng của CT và chế độ làm việc:

a.Chế độ làm việc :

CT dòng có hai chế độ làm việc cơ bản là: chế độ ngắn mạch và chế độ hở mạch

 Chế độ ngắn mạch của dòng sơ cấp, thức cấp có phụ tải Z2: Tỷ số giữa dòng

ngắn mạch sơ cấp trên dòng định mức gọi là bội số dòng của máy biến dòng Khi bội số này lớn, sai số CT tăng và sai số này còn phụ thuộc vào dòng thứ cấp hoặc tải Thường với mạch bảo vệ, bội số dòng điện của CT dòng phải đạt giá trị sao cho sai số của nó dưới 10%

 Chế độ hở mạch thứ cấp: khi thứ cấp hở mạch, phía thứ cấp sẽ có điện áp

cảm ứng với biên độ rất cao gây nguy hiểm cho người và các thiết bị thứ cấp Để chống hiện tượng bảo hòa trong mạch từ, người ta còn chế tạo ra máy biến dòng có khe hở không khí hay còn gọi là biến dòng tuyến tính

CT dòng có tỷ số dòng điện tỷ lệ nghịch với số vòng dây quấn Do đó, chúng ta

hoàn toàn có thể thay đổi tỷ số biến dòng bằng cách thay đổi số vòng dây quấn phía sơ

cấp hoặc thứ cấp

b Chức năng:

Current Transformer là thiết bị đo dòng với cấu tạo gồm nhiều vòng dây được cuộc

trên một khung sắt từ Nhiệm vụ của nó là biến đổi dòng điện lớn trực tiếp chạy qua tải,

mạch động lực theo một hệ số nhất định Có 3 loại CT dòng cơ bản trên thị trường hiện

nay là: dây quấn, vòng, khối

Như hình trên, chúng ta có thể thấy được cấu tạo của một bộ biến dòng Trên thực

tế, chúng ta thường thấy các loại CT dòng 100/5A, 300/5A, 100/1A, 100/5A… Vậy các

thông số này có ý nghĩa gì ? Điều này có ý nghĩa là khi cho dòng 100A, 300A qua CT

dòng thì ta có thu được dòng 5A, 1A Trên thực tế, các thiết bị điều khiển như biến tần,

PLC lại không đọc được dòng 5A, 1A này nên bắt buộc ta phải sử dụng thêm bộ chuyển

đổi tín hiệu

3.4 FUSE 5A:

Mô tả :

Cầu chì sứ 5A 10x38, cầu chì công nghiệp là một phần tử hay thiết bị bảo vệ mạch

điện bằng cách làm đứt mạch điện Cầu chì được sử dụng nhằm phòng tránh các hiện

tượng quá tải trên đường dây gây cháy, nổ

3.5 MCB 3P-25A (CB tép) :

Thiết bị đóng cắt MCB 3P 25A 3P ~ 230/400V

Dòng định mức (In): 25A

Khả năng cắt ngắn mạch:

 6000 phù hợp với tiêu chuẩn IEC 60898 – 1 – 230/400VAC

 6kA phù hợp với tiêu chuẩn IEC 60947 – 2 – 230/400VAC

 10000 phù hợp với tiêu chuẩn IEC 60898 – 1 – 127/220VAC

 10kA phù hợp với tiêu chuẩn IEC 60947 – 2 – 127/220VAC

Thiết bị đóng cắt, điều khiển, cách ly và bảo vệ cho mạng điện hạ thế phù hợp với

tiệu chuẩn IEC 60898 – 1

Khung các bộ phận đƣợc làm từ nhựa chống sốc, chống cháy chịu đƣợc thời tiết

khắc nghiệt nhất

Hình 3.9: MCB 3P -25A

3.6 CAPACITOR:

Tụ bù Mikro có độ bền cao, rất ít gặp sự cố cháy nổ tụ

- Tụ bù Mikro loại dầu có điện áp hoạt động 440V thích hợp sử dụng trong các hệ thống có điện

áp cao, hệ thống có sóng hài kết hợp với cuộn kháng lọc sóng hài

- Mikro có giải pháp đồng bộ cho hệ thống

bù công suất phản kháng từ Tụ bù Mikro, Bộ điều khiển Mikro, Cuộn kháng lọc sóng hài Mikro

Mã sản

phẩm

Dung lượng (kVAr)

Điện áp - Tần số

Dòng điện (A)

Điện dung (uF)

Kích thước (HxD)

3.8 SIGNAL PHASE LIGHT:

Dòng tiêu thụ: nhỏ hơn 18mA

– Tuổi thọ: Trên 100.000 giờ sáng liên tục

– Nhiệt độ hoạt động: -25~70 độ C

– Tiêu chuẩn kín nước: IP65 chống nước và chống bụi

Chức năng :

Báo pha điện

Báo tín hiệu ON, OFF của thiết bị (trạng thái hoạt động của thiết bị màu xanh chạy , màu

đỏ dừng )

Hình 3.12: Đèn báo pha R/G/Y

3.9 VOLT SWITCH/ AMPERE SWITCH:

Ứng dụng

Gắn bằng vít cố định 4 lỗ, mức độ bảo vệ theo chuẩn IP65, dòng điện định mức

In=16A, điện áp định mức 690V, mặt trước có nhãn, tay cầm màu đen

Công tắc hoàn toàn có dây và được dán nhãn Kẹp được bảo vệ chống tiếp xúc trực

tiếp theo VDE 0106, chương 100 và VBG 4 tương ứng

Hình 3.13: Volt switch /Ampere switch

Hình 3.14: Đấu nối

3.12 EF\OC:

Chức năng

• Bộ VXL trên cơ sở Rơle số

• Việc đo lường dòng điện dựa trên tần số

cơ sở

• Mức thấp cắt theo đặc tuyến IDT

• Ngắt tức thời ở mức cao

• Hiển thị sự cố ở mức thấp và mức cao riêng biệt

• Có thể vô hiệu hóa

ở mức cao

• Chức năng kiểm tra xử lý ở mặt trước

• Hoàn thiện với chuẩn IEC 60255-26

Thông số kỹ thuật ĐỊNH MỨC

 Dòng định mức ( In ) : 5 A

 Tần số định mức : 50 Hz

 Công suất : < 0.3 VA tại In

 Giới hạn nhiệt : liên tục 4 x In

NGUỒN VÀO

 Kiểu MK204A-240A : 198 ~ 265 VAC

 Kiểu MK204A-110A : 94 ~ 127 VAC

 Tần số họat động : 50 Hz

 VA định mức : 3 VA

NGƯỠNG CÀI ĐẶT

 Mức thấp ( I > ): 2.0A đến 6.0A 40% đến 120%

 Hệ số thời gian ( TM ) : 0.05 đến 1.0

 Mức cao ( I >> ) : I > đến 10 x I

> hay vô hiệu

 Thời gian trễ mức cao (t >>) : tức thời

TIẾP ĐIỂM

 Tiếp điểm Trip (R1) : Kiểu Reset bằng tay

 Kiểu tiếp điểm : Thay đổi

 Định mức tiếp điểm : 5A, 250 VAC (cos  = 1)

 Chất liệu tiếp điểm : Hợp kim bạc

 Độ bền điện : 100,000 lần tại dòng định mức

 Khả năng lặp lại Thấp hơn 0.5% của ngưỡng

Hình 3.17: MK204A

Chức năng

• Bộ VXL trên cơ sở Rơle số

• Việc đo lường dòng điện dựa trên tần số

cơ sở

• Thời gian xác định

ở mức thấp

• Ngắt tức thời ở mức cao

• Hiển thị sự cố ở mức thấp và mức cao riêng

• Có thể vô hiệu hóa

 Dòng định mức ( In ) : 5 A

 Tần số định mức : 50 Hz

 Công suất : < 0.3 VA tại In

 Giới hạn nhiệt : liên tục 4 x In

NGUỒN VÀO

 Kiểu MK204A-240A : 198 ~ 265 VAC

 Kiểu MK204A-110A : 94 ~ 127 VAC

 Tần số họat động : 50 Hz

 VA định mức : 3 VA

NGƯỠNG CÀI ĐẶT

 Mức thấp ( I > ): 0.1A đến 0.2A 2% đến 40%

 Thời gian trễ mức thấp : 0,05 sec đến 1,0 sec

 Mức cao ( I >> ): I > đến 10 x I> hay có thế hủy bỏ

 Thời gian trễ mức cao : tức thời

TIẾP ĐIỂM

 Tiếp điểm Trip (R1) : Kiểu Reset bằng tay

 Kiểu tiếp điểm : Thay đổi

 Định mức tiếp điểm : 5A, 250 VAC (cos  = 1)

 Chất liệu tiếp điểm : Hợp kim bạc

3.13 UV\OV:

Chức năng:

o Rơle giám sát điện tử

o Giám sát điện áp cho hệ

thống đơn pha, 3 pha

o Giám sát sự cố pha

o Giới hạn điện áp điều chỉnh

o Điều chỉnh thời gian trễ

o Hiển thị trạng thái sự cố điện

Hình 3.19: Role bảo vệ quá áp thấp áp

Công suất tiêu thụ Max : 3 VA

Đấu nối nguồn vào

- Kiểu 3-pha : Pha L1, L2, L3 đến

chân 5, 6, & 7 Dây N nối chân 11

- Kiểu đơn pha : Pha L đến chân 5,

6 & 7*** Dây N nối chân 11

3.14 APFR:

–Sử dụng bộ vi xử lý điều khiển đóng ngắt tự động thông minh

– Tự động xác lập hệ số C/K hoặc cài đặt bằng tay

– Tự động điều chỉnh cực tính của biến dòng (CT) nếu đấu ngƣợc

– Thông số hiển thị: hệ số cosφ , dòng thứ cấp, báo lỗi, thành phần sóng

hài (THD)

– Hiển thị số bằng LED 7 đoạn

– 4 chế độ cài đặt đóng ngắt: Auto / Auto Rotate / 4-quadrant / Manual

– Cấp cuối cùng có thể cài đặt thành tiếp điể m cảnh báo (Alarm) khi có sự

cố hoặc tiếp điểm cho quạt (Fan) làm mát

– Bảo vệ và cảnh báo khi: quá /thấp áp; quá /thấp dòng; quá /thấp hệ số cos φ;

– Giới hạn thành phần sóng hài cao (THD Limit)

– Nguồn điện điều khiển 380VAC – 415VAC

– Đáp ứng tiêu chuẩn IEC 61000-6-2, KEMA

3.15 INTERLOCK ATS CONTROLLER:

- Liên kết hai hoặc ba điều khiển chuyển đổi thiết bị

- Hệ thống khóa liên động

- Hai thiết bị có thể đƣợc lồng vào nhau bằng hệ thống này Hai hệ thống lồng

vào nhau có thể đƣợc sử dụng để khóa liên động ba thiết bị đƣợc lắp đặt cạnh nhau

3.16 Bộ đổi nguồn AtyS 3s:

Thông số kỹ thuật chung :

hành thiết bị liên tục, không bị gián đoạn, duy trì nguồn điện của nhà máy tránh cho thiệt

hại về kinh tế khi mất điện đột ngột

3.17 Bộ Điều khiển ATS AtyS C30:

Bộ điều khiển ATS C30:

+ Kiểm soát vị trí nguồn l và ll trên ATS

+ Bảo vệ quá áp, thấp áp, mất pha, ngƣợc pha

+ Tự động kích chạy và dừng máy phát phù hợp

+ Với bộ điều khiển C30, có tính năng kết nối bộ remote interface (D10, D20) đƣa

ra ngoài cánh cửa tủ điện

Hình 3.23: ATyS C30

4 Sơ đồ mạch điều khiển:

Hình 3.27: Sơ đồ đấu nối RELAY bảo vệ