BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC THIẾT BỊ ĐIỆN TRONG PHÂN PHỐI ĐIỆN

Bài tập lớn môn Thiết bị điện trong phân phối điện là một dạng bài tập áp dụng những kiến thức đã học vào một dự án cần tính toán, lựa chọn các thiết bị phù hợp và tối ưu nhất.. Ở mỗi ph

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOAKHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ -o0o -

BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN

MÔN HỌC

THIẾT BỊ ĐIỆN TRONG PHÂN PHỐI ĐIỆN

GVHD: Nguyễn Xuân Cường SVTH: Tiêu Thanh Tâm MSSV: 1713055

TP HỒ CHÍ MINH, THÁNG 12 NĂM 2020

Bài tập lớn môn Thiết bị điện trong phân phối điện là một dạng bài tập áp dụng những kiến thức đã học vào một dự án cần tính toán, lựa chọn các thiết bị phù hợp và tối ưu nhất

Ở mỗi phần của bài tập ta sẽ được đề cập đến các vấn đề liên quan đến việc lựa chọn thiết bị điện như tiêu chuẩn kỹ thuật, sơ đồ nối đất, dòng ngắn mạch, quá điện áp, phối hợp các thiết bị bảo vệ và các vấn đề khác.

Với các thiết bị điện trong thực tế, sinh viên sẽ được học về cách đọc catalogue của thiết bị cũng như phân loại thiết bị cần thiết trong một hệ thống điện như:

- Các thiết bị đóng cắt và bảo vệ lưới cung cấp điện: MCB, MCCB, ACB, RCCB, máy ngắt trung thế, các thiết bị đóng cắt và bảo vệ động cơ như công tắc tơ, rơ le nhiệt,

- Các thiết bị điện khác như tủ điện, tụ bù, cáp điện, thanh dẫn điện (busway), bảo vệ quá điện áp do sét, máy biến dòng, máy biến điện áp, … Kiến thức liên quan đến việc lựa chọn thiết bị điện như các tiêu chuẩn kỹ thuật (TCVN, IEC,

… ).

Bên cạnh đó, việc an toàn trong sử dụng điện cũng được đề cập đến trong phần tính toán, về các sơ đồ nối đất, dòng ngắn mạch, phối hợp bảo vệ quá điện áp, phối hợp các thiết bị bảo vệ, bù công suất phản kháng.

Phần cuối của báo cáo là áp dụng các công cụ tính toán sẵn (Ecodial) trên máy tính để tìm ra phương án tối ưu, an toàn và hiện đại nhất cho dự án.

1 | P a g e

Tiêu Thanh Tâm-1713055- Đại học Bách Khoa Hồ Chí Minh

Tài liệu kham khảo

[1] Bài giảng điện tử của giảng viên phụ trách (Lecture notes).

[2] Schneider Electric, Electrical Installation Guide 2009 (According to IEC

international standards), Schneider Electric, 2009.

[3] Catalog Comapact NSX NSXm circuit breaker and switch-disconnectors from 16 to 630A-up to 690V

[4] iK60N_iC60N-iC60H-iC60L_C120

[5] Schneider Fuses From 3.6 to 36kV_2016

[6] Schneider Indoor instrument transformers 2012_AMTED300031EN(web)

[7] Catalogue COMPACT NS 630b to 3200A Circuit breakers and

switch-disconnectors_LVPED211021EN

[8] Complementary technical information 2019_LVPED318033EN

[9] Schneider SM6 modular units 2018

[10] Masterpact NT and NW - Catalog 2016_LVPED208008EN

[11] TeSys Catalogue 2019 - 2020 _Motor control and protection components

(MKTED210011EN)

2 | P a g e

Tiêu Thanh Tâm-1713055- Đại học Bách Khoa Hồ Chí Minh

Điện áp định mức phía thứ cấp MBA T1: Uđm = 400 V

- MBA hạ áp T7 : 400/230 V

- Các phụ tải bình thường (ví dụ tủ điện phân phối) ký hiệu L: cosφ= 0,8, η=1

- Các phụ tải động cơ ký hiệu M: cos ,  tra tra theo hướng dẫn của IEC

- Mạng điện nối đất theo sơ đồ TNS

- Trạm máy biến áp phân phối đặt trong nhà, điện áp luới trung thế 22kV, trung

2 Tính toán sơ bộ

2.1 Dòng điện định mức của tải:

Tải bình thường L cosφ=0,8 η=1

Tải động cơ: đùng hệ số trong IEC

2.2 Dòng điện làm việc của tải :

Ta chọn hệ số sử dụng là 0,75 cho các máy móc có công suất khá lớn vì đây là máy móc

sử dụng trong công nghiệp Và hệ số sử dụng là 1 dành cho máy lạnh là L15

Ib = ksdIdm

ksd= 0,75 v ksd= 0,6(hệ số sử dụng)

Áp dụng vào bảng 2:

4 | P a g e

Bảng 2: Dòng điện làm việc của các tải

2.3 Dòng điện tải trong các dây dẫn:

Ta có:

I b tong =k đt .∑I bi

- Dây C15,C16,C17,C18,C9 dành cho động cơ như máy lạnh, máy tiện, máy khoan, máy cưa và máy chà nhám  kđt=1

- Dây C19,C20,C21 dành cho máy bôi keo, phun sơn, đánh bóng  kđt=0,9

- Dây C8,C10,C11 là dây sau thanh cái  kđt=0,9

- Dây C1 là dây cho toàn công trình  kđt=0,8

6 | P a g e

7 | P a g e

2 TÍNH TOÁN KÍCH THƯỚC DÂY DẪN:

2.1 Lựa chọn máy biến áp:

 Công suất biểu kiến của MBA T1

2.2 Tính toán lựa chọn dây dẫn:

Chọn dây dẫn thích hợp

- Đối với cáp không chôn trong đất:

3 | P a g e

- Đối với cáp chôn trong đất:

4 | P a g e

C1 I Cáp điện đơn lõi, bằng đồng (Cu), cách điện XLPE, đặt trong máng (khay) cáp, nhiệt độ môi trường 400C 0.91 1 0.91 125 137.36 35 C7 II Cáp điện đa lõi, bằng đồng (Cu), cách điện XLPE, đặt trong máng (khay) cáp cùng với 1 mạch khác, nhiệt độ môi trường 400C 0.91 0.88 0.8 513 640.61 240 C8 IV Cáp điện đơn lõi, bằng đồng (Cu), cách điện PVC, đặt trong ống chôn ngầm trong đất ướt, nhiệt độ môi trường 250C 0.95 1.13 1 1.07 99 92.22 25 C9 IX Cáp điện đa lõi, bằng đồng (Cu), cách điện PVC, đặt trong ống chôn ngầm trongđất ướt với 2 mạch khác, nhiệt độ môi trường 250 C 0.95 1.13 0.7 0.75 288 383.26 120C10 X Cáp điện đa lõi, bằng đồng (Cu), cách điện PVC, đặt trên thang cáp cùng với 1 mạch khác, nhiệt độ môi trường 300 C 1 0.87 0.87 250 287.35 120C11 VI Cáp điện đơn lõi, bằng nhôm (Al), cách điện PVC, đặt trong máng (khay) cáp cùng với 2 mạch khác, nhiệt độ môi trường 450 C 0.79 0.82 0.65 36 55.38 16C15 VII Cáp điện đơn lõi, bằng nhôm (Al), cách điện XLPE, đặt trong ống chôn ngầm trong đất ẩm với 2 mạch khác, nhiệt độ môi trường 300 C 0.93 1.05 0.7 0.68 360 526.66 240C16 III Cáp điện đơn lõi, bằng nhôm (Al), cách điện PVC, đặt trong ống chôn ngầm trong đất ẩm với 2 mạch khác, nhiệt độ môi trường 350C 0.84 1.05 0.7 0.62 288 466.47 240 C17 XII Cáp điện đa lỗi, bằng đồng (Cu) cách điện PVC, đặt lên thang cáp cùng 1 mạch khác, nhiệt độ môi trường 300C 0,89 1 0,8 0,71 405 570,42 240 C18 V Cáp điện đơn lõi, bằng đồng (Cu), cách điện XPLE , đặt trong ống chôn ngầm trong đất khô với 2 mạch khác, nhiệt độ môi trường

C19 XI Cáp điện đa lõi, bằng đồng (Cu), cách điện XPLE , chôn trong tường với 1 mạch khác, nhiệt độ môi trường 350C 0.96 0.8 0.77 90 117.2 50 C20 VIII Cáp điện đa lõi, bằng đồng (Cu), cách điện XLPE, đặt trong máng (khay) cáp vơi 3 mạch khác, nhiệt độ môi trường 450C 0.87 0.77 0.67 144 214.96 70 C21 XIII Cáp điện đa lõi, bằng đồng (Cu), cách điện XLPE, đặt trong máng (khay) cáp cùng với 1 mạch khác, nhiệt độ môi trường 300 C 1 0.88 0.88 1440 1636.36 240

10 | P a g e

Tiêu Thanh Tâm-1713055- Đại học Bách Khoa Hồ Chí Minh

2.3 Tính toán độ sụt áp:

Sụt áp trên dây dẫn được tính toán theo công thức:

U = K.IB.L (V)

Với K tra theo IEC trang G21 (247/588)

Bảng 7: Bảng tính toán độ sụt áp trên dây dẫnDâ

11 | P a g e

Tiêu Thanh Tâm-1713055- Đại học Bách Khoa Hồ Chí Minh

3 Tính toán lựa chọn CB theo dòng ngắn mạch

dẫn

Kýhiêu Loạidây (mmSph2) dài(m)Chiều RT(mΩ) XT(mΩ) Isc(kA)

9 | P a g e

3.2 Kiểm tra khả năng cắt dòng ngắn mạch của CB

Bảng 8 Kiểm tra khả năng cắt dòng ngắn mạch của CBDâ

3.3 Kiểm tra độ bền nhiệt của dây dẫn

Bảng 9 Kiểm tra độ bền nhiệt của dây dẫnDây

dẫn (mmSph2) VLDĐ Cáchđiện CB Tên tripunit Iscmax(kA) S

12 | P a g e

4 Lựa chọn bộ bảo vệ động cơ:

a/ Bảo vệ theo sự cố

- Bảo vệ về dòng thì có : bảo vệ quá dòng (quá tải) và vảo vệ ngắn mạch (có các loại relay chuyên dùng cho cả 2 loại bảo vệ này)

- Bảo vệ về áp thì có quá áp và thiếu áp (có relay bảo vệ luôn)

- Bảo vệ chạm đất, rò điện từ motor (cái này có lẽ là bv người hơn là bv motor)

- Bảo vệ về pha : mất pha, đảo pha, mất cân bằng điện áp các pha Riêng bv mất pha thì có loại dòng và loại áp Nếu dùng motor thì rất nên xài loại nguyên lý dòng

- Bảo vệ chạy dưới tải (chạy không tải), cái này nghe có vẻ ngược đời nhưng cũng có

sx relay Samwha EUCR (Electronic under current relay)

- Bảo vệ điểm không tức là tránh trường hợp mất điện có lại mà động cơ vẫn chạy.b/ Bảo vệ động cơ

Để bảo vệ động cơ thì phải có 1 hệ thống sơ đồ mạch bảo vệ bao gồm Aptomat và Contactor, Relay nhiệt

- Trong đó Thường thì chỉ cần 1 Aptomat 1 pha đấu vào nguồn cấp cho cuộn hút Contactor, 3 pha nguồn sẽ đưa về Contactor cấp cho động cơ Relay nhiệt có thể đấu nối tiếp phía sau Aptomat, như vậy ta sẽ có 1 mạch: cấp nguồn 1 pha về Aptomat nối tiếp Relay nhiệt nối tiếp cuộn hút Contractor

Tải Công

suất(kW) Iđm(A) CB Trip Unit ContactorLoại Loại rơ le nhiệt Irth(A)M9 257 448,4 NSX630 Micrologic2.3M LC1F500 Mítubishi 400-

600A N600KP-500A

 Hiệu chỉnh cho hệ số công suất lên 0,95

Khi đó công suất phản kháng của mạch là

Qs=P x tanarccos(0,95)= 159,2 kVar

Ss=√P2+Qs2=509.83 kVA

14 | P a g e

6/ Kiểm tra sự bảo vệ chọn lọc của CB:

7 NSX100B 100 chọn NSXm50LKhông có, phải

mới có bảo vệchọn lọcC1

8 NSXm 50 20 chọn NSXm50LKhông có, phải

mới có bảo vệchọn lọcC1

7 Bảo vệ điện giật gián tiếp:

Chọn sơ đồ an toàn điện theo sơ đồ TNS

16 | P a g e

18 | P a g e

8 Lựa chọn thiết bị đóng cắt và bảo vệ máy biến áp:

8.1 Lựa chọn sơ đồ bảo vệ, thiết bị bảo vệ trong trường hợp có một và hai lộ vào 22Kv:

- Công suất ngắn mạch phía sơ cấp đề cho 500MVA

- Dòng điện ngắn mạch phía sơ cấp:

Áp dụng điều kiện dòng để chọn cầu chì phù hợp:

- Ifuse(0.1s) > 12Itrans = 12x10,497 = 125,964A

- I3 < Itrans / USC% = 10,497/0.06 = 174,95A

- INfuse >1.4Ioverload = 1.4x10,497 = 14,6958A

- Dựa theo catalogue Schneider Fuses:

 Chọn cầu chì loại 51108820MO

20 | P a g e

8.2 Chọn CT, VT, Fuse:

 Chọn VT loại VRM3-n/S2

 Chọn CT là loại ARJP1

21 | P a g e

C10 112,6 113 10,3 NSX160B NSXm160E TM250D Micrologic4.1C11 40,59 45,1 10 NSXm 50 NSXm160E TM50D Micrologic4.1

Xác định phương pháp lắp đặt:

25 | P a g e

26 | P a g e

Xác định hệ số hiệu chỉnh:

 Nếu là cáp chôn dưới đất:

K3 hiệu chỉnh theo loại đất: hệ số này có giá trị tùy thuộc vào bản chất của đất

K2 hiệu chỉnh theo nhiệt độ:

27 | P a g e

K4 hiệu chỉnh dây theo số mạch cáp đặt gần nhau:

 Nếu là cáp không chôn trong đất:

K1 hiệu chỉnh theo nhiệt độ:

K4 hiệu chỉnh theo số mạch cáp đặt gần nhau:

28 | P a g e

 Chọn dây dẫn thích hợp

- Đối với cáp không chôn trong đất:

29 | P a g e

- Đối với cáp chôn trong đất:

30 | P a g e

32 | P a g e

Mục lục

1 Tính toán sơ bộ

1.1 Dòng điện định mức của tải

1.2 Dòng điện làm việc của tải

1.3 Dòng điện tải trong các dây dẫn

1.4 Lựa chọn CB

2 Tính toán kích thước dây dẫn

2.1 Lựa chọn máy biến áp

2.2Tính toán lựa chọn dây dẫn

2.3Tính toán độ sụt áp

3 Tính toán lựa chọn CB theo dòng ngắn mạch

3.1 Tính toán dòng ngắn mạch 3 pha lớn nhất

3.2 Kiểm tra khả năng cắt dòng ngắn mạch của CB

3.3 Kiểm tra độ bền nhiệt của dây dẫn

4 Lựa chọn bộ bảo vệ động cơ

5 Tính bù công suất phản kháng

6 Kiểm tra sự bảo vệ chọn lọc của CB

7 Bảo vệ điện giật gián tiếp

8 Lựa chọn thiết bị đóng cắt và bảo vệ máy biến áp

9 Tính toán bằng phần mềm Ecodial

35 | P a g e