Thiết kế cung cấp điện nhà dân cư cao cấp và nghiên cứu ứng dụng công nghệ busway

MUC LUC TOng quan VE KhU CAN O...usmsnsnsusesnssesusnensstnemeneninsmeneteneneinenannennenesuenssesnesD Chương I1 : Tính toán hệ thống chiếu sáng, phụ tải...Ó Chương 2 : Phương án cung c

BO GIAO DUC & DAO TAO TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP HO CHI MNH

KHOA: ĐIỆN - ĐIỆN TỬ

NGHÀNH ĐIỆN CÔNG NGHIỆP

1BIS PHÙNG KHẮC KHOAN - QUẬN 1 - TP HCM

GVHD : NGÔ CAO CƯỜNG SVTH : QUẢNG TRỌNG HÙNG MSSV : 03DCN21

LỚP : 03DC203

| TRƯỜNG RHDL~FTCN,

THỊ VIÊN TP.Hồ Chí Minh 07- 2007

MUC LUC

TOng quan VE KhU CAN O usmsnsnsusesnssesusnensstnemeneninsmeneteneneinenannennenesuenssesnesD

Chương I1 : Tính toán hệ thống chiếu sáng, phụ tải Ó

Chương 2 : Phương án cung cấp điện .e -~eecresrrrrmssiee 7

Chương 3 : Chọn dây dẫn và xác định độ sụt áp «-~ 22

Chương 4 : Tính toán ngắn mạch và chọn thiết bị bảo vệ 2Ó

Chương 5 : Nâng cao hệ số công suất - «-~ermrreeiesieo.2

Chương 6 : An toàn điện và chống sét «-<-ererererrermos.28

Phần II :

Ứng dụng công nghệ Busway cho các công trình cao tầng 2U

GIGI THIEU TONG QUAN

KHU CAN HO CAO CAP SPRING COURT

1 BIS PHUNG KHAC KHOAN - QUAN 1-TP HO CHI MINH

Khu căn hộ cao cấp Spring Court gồm 7 tang: tang ham, tâng trệt, tầng lửng, tang 1, 2,3, 4, tầng lửng 4 và tầng mái

Tang ham với diện tích 423m” bao gồm: khu vực để xe hơi và xe gắn máy, thang máy và khu vực đặt máy biến thế và máy phát điện

Tầng trệt với diện tích 552m? bao gồm: 4 căn hộ, khu hành lang , bancông và thang máy

Tang lửng với diện tích 487m? bao gồm: 4 căn hộ, khu hành lang , bancông

và thang máy

Tầng 1, tầng 2, tang 3 và tầng 4 giống nhau với diện tích 542mŸ bao gồm: 4

căn hộ, khu hành lang , bancông và thang máy

Tầng lửng 4 với diện tích 550m” bao gồm: 4 căn hộ, khu hành lang , bancông

và thang máy

Tầng mái với diện tích 148m? bao gdm: phòng tập thể dục, phòng cơ điện, sân

thượng, hành lang và thang máy.

Chương 1:

THIẾT KẾ VÀ TÍNH TOÁN HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG

L Thiết kế hệ thống chiếu sáng:

Trong thiết kế chiếu sáng điều quan trọng nhất chúng ta cần phải quan

tâm là độ rọi (E) theo yêu cầu và hiệu quả của chiếu sáng đối với thị giác của con người Ngoài ra còn có các đại lượng như quang thông, màu sắc ánh sáng

do các bóng đèn phát ra, sự bố trí các bộ đèn, vị trí treo đèn trên trần để

làm sao cho căn phòng, nơi làm việc, các phòng chức năng được chiếu sáng

đều tại mọi vị trí, đảm bảo tính kinh tế, vẽ mỹ quan của căn phòng mà không làm cho những người làm việc trong đó không bị chói, tính kinh tế cũng được

xem xét trong thiết kế chiếu sáng Vì vậy công tác thiết kế chiếu sáng cần các yêu cầu sau:

1 Không làm lóa mắt, vì với cường độ ánh sáng cao chiếu vào mắt sẽ

làm cho thần kinh bị căng thẳng, thị giác bị lệch lạc

2 Không bị lóa khi ánh sáng bị phan xạ, ở một số thiết bị có bể mặt sáng bóng có thể làm cho các tỉa sáng phản xạ lại cũng khá lớn Do đó cần

phải quan tâm đến vị trí lắp đặt đèn

3 Không có bóng tối, nơi làm việc cần có ánh sáng đây đủ theo yêu cầu nên cần phải chiếu sáng đều tại mọi điểm trong căn hộ, các phòng chức

năng Để loại bổ các bóng tối cục bộ người ta thường dùng các bóng mờ và treo đèn trên cao

4 Phải có độ rọi đồng điều, để khi quan sát từ nơi này sang nơi khác mắt người không phải đều tiết gây nên hiện tượng mỏi mắt

5 Phải tạo được ánh sáng giống như ánh sáng ban ngày, điều này lam ©

cho mắt đánh giá, nhận xét mọi việc được chính xác

6 Đảm bảo độ rọi ổn định trong quá trình chiếu sáng bằng cách hạn chế sự dao động của điện áp lưới điện, treo đèn cố định, với bóng đèn huỳnh

quang cần phải hạn chế quang thông bù

II Các hệ thống chiếu sáng:

Để thiết kế chiếu sáng trong nhà, người ta thường sử dụng các hệ chiếu sáng sau

1 Hệ chiếu sáng chung: không những bể mặt được chiếu sáng mà tất cả

các phòng nói chung cũng được chiếu sáng trong trường hợp này đèn được đặt

dưới trần, có bể cao cách sàn tương đối lớn Có hai phương thức đặt đèn: chung đều và địa phương

- Trong hệ chiếu sáng chung đều: khoảng cách giữa các đèn trong

dãy và giữa các dãy được đặt đều nhau, cách này được sử dụng khi cần chiếu

sáng giống nhau trên diện tích phòng

- Hệ chiếu sáng địa phương: được khắc phục các bóng tối trên bề mặt

được chiếu sáng do các dụng cụ, vật dụng có những độ cao khác nhau làm

che khuất các ánh sáng tới các bể mặt làm việc thấp hơn

2 Hệ chiếu sáng hổn hợp: là sự kết hợp giữa chiếu sáng chung đều và chiếu sáng địa phương

II Khái niệm về các đại lượng cơ bản trong chiếu sáng:

Quang thông là thông lượng hữu ích trong hệ ánh sáng hay là lượng ánh sáng phát ra trong một đơn vị thời gian của các nguồn sáng

Quang thông của một hay nhiều bức xạ phức tạp là:

®= jo,(A)V(^

®=> 683V;,®,;;

b) Quang hiệu của nguồn sáng: H(Im/W)

Được xác định bằng tỷ số quang thông phát ra trên công suất của nguồn sáng: -2

P

Nguồn sáng điểm là nguồn sáng mà khoảng cách từ điểm cho trước đến nguồn đó (1) so với kích thước lớn nhất của nguồn sáng (a) bằng l⁄a = 5

Cường độ ánh sáng theo hướng œ bằng tỷ số quang thông phát ra trong

một đơn vị góc khối theo hướng œ:

1-2

do Don vi: candela (cd)

Góc khối: đó là góc tạo bởi bể mặt nón, có giá trị dw = đS/r”

dS ~ diện tích bể mặt cầu mà góc khối tựa lean

r — bán kính hình cầu

Đơn vị: steradian; góc khối lớn nhất = 4n

Theo các đặc tính phân bố cường độ ánh sáng của nguồn sáng điểm, người

ta phân chia thành hai nhóm:

1 Nguồn đối xứng: cường độ ánh sáng phân bố đối xứng qua một trục nào

đó.

2 Nguồn sáng không đối xứng: cường độ ánh sáng phân bố không đối xứng qua bất kỳ một trục nào

đ) Độ roi:E (1x)

Là một đại lượng rất quan trọng và không thể thiếu trong thiết kế chiếu sáng,

nó chính là mật độ quang thông rớt lên mặt phẳng được chiếu sáng

— đs

Mỗi một đối tượng chiếu sáng được đặc trưng bởi một giá trị độ rọi khác nhau, và giá trị này là một tiêu chuẩn để đánh giá việc thiết kế chiếu sáng có đạt yêu cầu hay không

Đơn vị của E 1a lux (Ix)

Huy độ là huy độ bức xạ trong hệ ánh sáng

L= dl,

Trong đó: dA„: diện tích biểu kiến (diện tích hình chiếu của nguồn sáng

lên mặt phẳng vuông góc với hướng œ.) Huy độ là một đại lượng quan trọng vì nó tác dụng trực tiếp lên mắt người

Nhiệt độ màu là nhiệt độ của vật đen có màu sắc bức xạ giống như màu

sắc của vật bức xạ khảo sát với nhiệt độ thực của nó Các nguồn sáng có

nguồn sáng có nhiệt độ màu cao

R, >70 su phan 4nh màu sắc trung bình

Rạ > 80 : đòi hỏi về chất lượng màu sắc

R, > 90 : đòi hồi cao về chất lượng màu sắc

¡) Hệ số bù (d) :

Trong khi thiết kế chiếu sáng phải chú ý rằng trong quá trình vận hành của

hệ thống chiếu sáng, giá trị độ rọi trên bể mặt làm việc suy giảm, nguyên

nhân chính là do : sự giảm quang thông của nguồn sáng trong quá trình sáng,

sự giảm hiệu suất của đèn, tường và trần bị bẩn Do đó khi tính toán phải kể

đến hệ số bù d:

1 81.282

ôI _: hệ số suy giảm quang thông

ô2 : hệ số suy giẩm do các bể mặt phản xạ bị bẩn

IV Các phương pháp tính toán:

E„ : độ rọi tiêu chuẩn trên bể mặt làm việc (1x)

Tị, rị : hiệu suất trực tiếp và gián tiếp của bộ đèn

uạ, u¡ : hệ số có ích của bộ đèn

$nD

b Phương pháp công suất riêng:

Khi các bộ đèn phân bố chiếu xuống mặt phẳng nằm ngang thì người ta sử

dụng rộng rãi phương pháp công suất riêng Phương pháp này dùng để tính

toán cho các đối tượng không quan trọng

Công suất riêng: là công suất của hệ thống chiếu sáng trên mặt phẳng chiếu sáng:

c Phuong phap diém:

Người ta sử dụng phương pháp này khi đối tượng chiếu sáng không có hình hộp chữ nhật hoặc ít nhất có hai nguồn sáng trở lên:

+ Nguồn sáng điểm đối xứng tròn xoay

+ Nguồn sáng không điểm đối xứng tròn xoay

+ Nguồn sáng dài

Khi so sánh các phương pháp trên ta thấy:

Phương pháp hệ số sử dụng cho kết quả chính xác nhất, cách tính toán tương đối đơn giản

Phương pháp công suất riêng: sai số nhiễu nhưng tính toán đơn giản

Phương pháp điểm cho kết quả chính xác nhưng tính toán thì lại phức

tạp

V Các loại nguồn sáng:

a Loại đèn nung sáng (Incandescend filment lamp) :

Đèn nung sáng phát sáng là do có đòng điện chạy qua dây tóc, được nung

nóng đến phát sáng, dây tóc làm bằng volfram (do nhiệt đô nóng chảy cao,

khoảng 3650°K), sự bốc hơi chậm, độ bền khí cao

Phạm vi sử dụng: rộng rải, chiếu sáng cục bộ hoặc trang trí (do R, +1002)

Uu diém:

* Có nhiều loại công suất, thích ứng với nhiều cấp điện áp khác nhau

Không đòi hỏi thiét bi phu tai (Ballast)

* Bật sáng tức thời

Giá thành rẻ

Nhược điểm:

* Tuổi thọ không cao (< 200 giờ)

* Tiêu thụ điện nhiều

10

Các chủng loại cũng thuộc đèn nung sáng: đèn có tráng gương, đèn màu, đèn

hồng ngoại, đèn halogen

b Các loại đèn phóng điện:

trong hơi thủy ngân áp suất thấp Nhờ lớp bột huỳnh quang ở bên trong thành bóng đèn mà biến đổi những tia cực tím thành những các tia ánh sáng nhìn thấy được

Ưu điểm:

Trong đèn ngoài khí trơ (Ne, argon), còn có hơi thủy ngân Khi đèn làm VIỆC

áp suất hơi thủy ngân đạt tới 2-5 atm Ưu, nhược điểm cũng tương tự như đèn

huỳnh quang Chỉ có đèn chỉ có thể bật sáng trở lại sau khi đã nguội, thời

gian bật sáng lâu (Š - 7 phút)

* Đèn halogen kim loại (Metal Halide lamp):

+ Kinh tế (tuổi thọ > 7000 giờ)

+ Dùng chiếu sáng ở những nơi cân độ chiếu sáng cao

+ Độ chói nhỏ

Nhược điểm:

+ Có ít loại, công suất khác nhau, kích thước lớn

+ Cần các thiết bị phụ (ballast, tụ điện)

+ Không làm việc những nơi có dao động điện áp

Gôm có các loại: Standard, trắng công nghiệp, trắng chói “ Deluxe ”

.e Đèn thủy ngân cao áp (Mercury lamp$) :

11

Sự phóng điện xảy ra hổn hợp hơi thủy ngân và halogen áp suất cao Sự xung động quang thông nhỏ hơn và thời gian mổi sáng nhanh hơn so với đèn thủy ngân cao áp

Phạm vi sử dụng: chiếu sáng tượng đài, sân vận động thể thao

e _ Đèn Natri áp suất thấp (Low-Pressure Sodium lamp) :

Đầu tiên sự phóng điện xảy ra trong khí trơ (Ne), khi đến 250°C, sự

phóng điện sẽ qua hơi Natri Thời gian mồi sáng đèn là 5 - 10 phút

Ưu điểm:

Ánh sáng màu vàng cam rất gần với độ nhạy cảm cực đại của mắt

(555mm), ngoài ra nó có ưu điểm là nhìn thấy rõ ở những nơi có nhiều sương mù Do đó hiện nay nó được dùng nhiều cho chiếu

sáng xa lộ, đô thị

* Đèn Natri áp suất cao: (High-pressure Sodium lamp)

12

Ở nhiệt độ trén 1000°C, Na phát ra các vạch quang phổ nhìn thấy,

do đó cho ánh sáng trắng hơn, có màu trắng ấm, nhiệt độ màu 2000-

Diện tich S =a* b= 19 * 17 = 323 m’

2 Màu sơn :

Sàn xanhsáng hệ số phản xạ sàn 0.3

3 Độ rọi yêu cầu : Ej, = 120 (Ix) „

9 Chỉ số địa điểm: K=— 2 =—_12 h,(a+b) 2.5*(19+17) 2 =4,

15 Kiểm tra sai số quang thông

_ Nboden* ¢cacbong / \boden — gtong _ 12* 6000 - 70,001 _ 0.028

VII Phan loai phu tai:

Trong việc thiết kế trạm biến áp để cung cấp điện cho các phụ tải thì việc

điểm, yêu cầu sử dụng điện năng mà phụ tải điện được phân loại như sau: Phụ tải loại 1: là những phụ tấi mà khi có sự cố xẩy ra phải ngưng

nguồn đến và dùng hai máy biến áp, đồng thời cần thêm nguồn dự phòng

Phụ tải loại 2: là những phụ tải mà nếu ta ngưng cung cấp điện thì chỉ

Đối với loại này có thể cung cấp bằng một đường dây hoặc đường dây kép,

gian đóng nguồn dự phòng bằng tay

Phụ tải loại 3: là những phụ tải cho phép việc cung cấp điện với mức

bị lúc gặp sự cố nhưng thường không quá một ngày đêm Đối với loại này, ta

dùng một nguồn điện hoặc đường dây một lộ để cung cấp

Phương án cung cấp điện được chọn dựa vào sơ đồ cấu trúc

1 Khái niệm chung về sơ đồ cấu trúc của trạm biến áp

Trạm biến áp là một công trình nhận điện bằng một nguồn hay hai nguồn

bằng điện áp hệ thống thông qua máy biến áp hạ, phần còn lại qua máy biến

áp giảm có điện áp phù hợp với phụ tải

15

phòng để cung cấp điện cho các phụ tải khi có sự cố trong hệ thống, trong hệ

thống này các máy phát dự phòng được xem là nguôn Do đó, hệ thống luôn

được xem là thành phần quan trọng, cấu trúc của trạm biến áp phải luôn được

giữ liên lạc chặt chẽ

Khi thiết kế trạm biến áp, chọn sơ đồ cấu trúc là thành phần quan trọng có ảnh hưởng quyết định đến toàn bộ thiết kế Một sơ đồ cấu trúc phải thỏa mãn các yêu cầu chính sau:

-_ Cấu tạo đơn giản, vận hành linh hoạt và có tính khả thi

- Chế độ làm việc đảm bảo tin cậy, đảm bảo liên hệ chặt chẽ giữa

cáccấp điện áp

- Tổn hao qua máy biến áp nhỏ, tránh trường hợp cung cấp cho phụ tải

qua hai lần máy biến áp không cần thiết

-_ An toàn cho người tiếp xúc làm việc

- Dam bảo tính kinh tế

- Có khả năng phát triển trong tương lai gần mà không cần thay đổi cấu trúc đã chọn

VIII Phu tai khu căn hộ : Sau đây là một số phụ tải chính của toà nhà :

Chiếu sáng: số lượng bóng đèn được xác định từ trên mặt bằng cấp điện và công suất mỗi bóng là 36W cộng với công suất của ballast là 9W (theo IEC công suất ballast bằng 25% công suất đèn ) Như vậy công suất mỗi

chiếu sáng chung: đều để tính chiếu sáng cho toàn toà nhà

và công suất mỗi ổ cắm là P¡ = 300W (Sách “Cung Cấp Điện” chủ biên Nguyễn Xuân Phú )

Ta dùng phương pháp công suất định mức để tính toán

Công suất của máy lạnh được xác định theo VA/m)ˆ ( Hướng dẫn thiết kế lắp đặt điện theo tiêu chuấn IEC)

Công suất P của máy bơm nước được xác định theo catalogue

Kv : hệ số sử dụng lớn nhất

K, : hệ số sử đụng đồng thời

Hệ số K,, K, được xác định theo sách hướng dẫn thiết kế lắp đặt điện theo

tiêu chuẩn IEC

Sau khi xác định được suất phụ tải biểu kiến của máy lạnh ta nhân với diện

tích sẽ được công suất biểu kiến (VA)

16

Hệ số công suất cos@ được xác định theo IEC-364 và TCN-27-91

Sau khi xác định được S, Pạ, cos@, Ky, K,ta sẽ tính được Sụ và P Từ 5u mỗi

tầng ta sẽ tính được Sz của từng tầng

Theo sách hướng dẫn thiết kế lắp đặt điện theo tiêu chuẩn IEC ta sẽ xác định được hệ số đồng thời K, = 0,7 cho tủ phân phối (IEC 439)

Ta sẽ tính được S¡ của từng tầng bằng tích của S; từng tầng với K

Sau khi tính được S, của từng tầng ta sẽ tính Sa¿,z của toàn bộ toà nhà

Pring ta tính được coSQaxr của tòan căn hộ

Kết quả tính toán phụ tải của toàn khu căn hộ được thể hiện trên bảng 2:

17

Muốn thực hiện đúng đắn và hợp lý nhất, ta phải thu nhận và phân tích

đầy đủ các số liệu ban đầu, trong đó số liệu về nhu câu điện là số liệu

quan trọng nhất ; đồng thời sau đó phải tiến hành so sánh giữa các phương

án đã để ra về phương diện kinh tế và kỹ thuật Ngoài ra còn phải biết kết hợp các yêu cầu về phát triển kinh tế chung và riêng của địa phương, vận dụng tốt các chủ trương của Nhà nước

Phương án điện được chọn sẽ được xem là hợp lý nếu thoã mãn những

yêu cầu sau :

* Bam bdo chất lượng điện, tức là đảm bảo tần số và điện áp nằm trong

phạm vi cho phép

* Đảm bảo độ tin cậy, tính liên tục cung cấp điện phù hợp với yêu cầu của phu tai

* Thuận tiện trong vận hành, lắp ráp và sửa chữa

* Có các chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật hợp lý Ngoài ra, khi thiết kế công trình cụ thể ta phải xem xét thêm các yếu tố sau: đặc điểm của quá trình công nghệ, yêu cầu cung cấp điện của phụ tải, khả năng cấp

vốn và thiết bị, trình độ kỹ thuật chung của công nhân

II CHON SO ĐỒ CẤU TRÚC:

Sơ đồ cấu trúc phụ thuộc vào các cấp điện áp Ở đây ta chọn sơ đồ thích hợp cho

cấp điện áp 22KV/0.4KV Vì không phải sơ đổ nào cũng thỏa mãn được tất cả

các điều kiện chọn nên ta phải đưa ra các phương án khác nhau, có tính chất khả

thi nhất để so sánh

Phương án 1 : Dùng 1 máy biến áp

17

* Nhận xét:

- Sơ đồ cấu trúc của phương án 1: gồm có 1 máy biến áp 22/0.4KV Theo

sơ đồ cấu trúc này tuy có tiết kiệm được chi phí nhưng khi có sự cố hay

sửa chữa thì các phụ tải hoàn toàn bị mất điện trong suốt thời gian sửa

chữa hoặc thay thế Như vậy phương án này không khả thi

Sơ đồ cấu trúc của phương án 2: gồm có 2 máy biến áp 22/0.4KV mắc

song song với nhau Sơ dé này khi có sự cố hoặc sửa chữa 1 máy vẫn

đảm bảo cung cấp điện liên tục Tuy nhiên phương án này lại có tổn

thất công suất lớn hơn tổn thất công suất ở phương án 1 và chi phí đầu

tư cao hơn phương án 1

Sơ đồ cấu trúc của phương án 3: gồm có 1 máy biến áp 22/0.4KV và I máy phát Theo sơ đồ cấu trúc này, khi có sự cố hoặc sửa chữa máy biến áp thì máy phát vẫn đảm bảo cung cấp điện liên tục, đồng thời có chi phí thấp hơn phương án 2

* Kết luận:

Như vậy vừa để đảm bảo tính cung cấp điện vừa đảm bảo tiết kiệm được

chi phí đầu tư ta chọn phương án 3 với 1 máy biến áp và 1 máy phát dự phòng.Máy phát này chỉ phát cho những khu vực quan trọng như tang

hầm, thang máy, máy bơm nước, nhưng khi máy phát hoạt động thì ta cũng phải cắt bớt 1 số phụ tải không quan trọng nhằm đảm bảo cho

máy phát hoạt động đúng với công suất của nó Với phương án cấp điện này sẽ đảm bảo tính cung cấp điện liên tục cho những khu vực quan trọng

đồng thời tiết kiệm được rất nhiều chi phí đầu tư

IH CHỌN MAY BIEN ÁP 22/0,4KV:

Ở cấp điện áp 22/0,4 KV ta chọn công suất máy biến áp theo điều kiện:

5p 2 mạ

Với Sma„ = 311.828 KVA >> ŠSg = 400 KVA

Theo giáo trình “Thiết kế Nhà máy điện và trạm Biến áp”, ta chọn máy biến áp

phân phối do hãng ABB sản xuất có các thông số sau:

Như ta đã để cập ở phần trên, khi có sự cố lưới điện tính cung cấp điện liên tục

sẽ bị mất Để đầm bảo tính liên tục cung cấp điện cho 1 số phụ tải đặt biệt ta đặt thêm 1 máy phát điện

Ta chọn máy phát điện theo điều kiện 8,„ > S„„„ Với S„a„= 400 KVA Vậy ta chọn máy phát có công suất 400 KVA

V THIET BI ATS DUNG CHO MAY PHAT: |

Để đắm bảo tính cung cấp điện liên tục cho một số phụ tải quan trọng thì việc bố trí máy phát dự phòng khi nguồn chính bị mất điện là điều hết sức cần thiết Như vậy sự tổn tại của bộ chuyển mạch tự động (ATS) là điều tất yếu

ATS được phân định tùy theo dòng đi qua tiếp điểm động lực của mạch chính

(trong ATS), dựa theo điểu đó và theo số nguồn cung cấp, người ta chia ra nhiều

loại ATS:

- ATS dùng tiếp điểm 3 cực hay 4 cực

- ATS dùng loại cầu dao đảo điện 3 vị trí dùng động cơ servo DC hay AC

20

Sơ đồ khối của hệ thống ATS được mô tả như sau :

Nguồn chính Mấy cát! I— ok Mdtedt2 Nguần dự phòng 7

Máy cát phía | |Máy cát phía He ch

nguồn chính may phat khỏi động

động cơ

( máy cát 1) | |( máy cát?) sơ cấp

| Mach điểu khiển hệ thống AT8

Khi nguồn chính bị sự cố, ATS có nhiệm vụ khởi động động cơ sơ cấp (máy phát), cắt máy cắt I và đóng máy cắt 2 cấp điện cho tải Nếu nguồn chính phục hồi ATS cho tín hiệu ngừng máy phát, ngắt máy cắt 2 và đóng máy cắt l trở lại cấp điện cho tải

Chuong 3: CHON DAY DAN VA XAC DINH DO SUT AP

I KHÁI QUÁT :

Chọn dây dẫn cũng là một công việc khá quan trọng, vì dây dẫn chọn không

phù hợp, tức không thoã các yêu cầu về kỹ thuật thì có thể dẫn đến các sự cố như chập mạch do dây dẫn bị phát nóng quá mức dẫn dến hư hỏng cách điện Từ

đó làm giảm độ tin cậy cung cấp điện và có thể gây ra nhiều hậu quả nghiêm

dẫn cũng cân phải thoã mãn các yêu cầu kinh tế

Cáp dùng trong mạng điện cao áp và thấp áp có nhiều loại, thường gặp là cáp đồng, cáp nhôm, cáp một lõi, hai lõi, ba hay bốn lõi, cách điện bằng dầu, cao su hoặc nhựa tổng hợp Ở cấp điện áp từ 110KV đến 220KV, cáp thường được cách điện bằng dầu hay khí Cáp có điện áp dưới 10KV thường được chế tạo theo

riêng lẻ từng pha Cáp có điện áp từ 1,000V trở xuống thường được cách đện

bằng giấy tẩm dầu, cao su hoặc nhựa tổng hợp

Dây dẫn ngoài trời thường là loại dây trần một sợi, nhiễu sợi, hoặc dây rỗng

Một số trường hợp ở trong nhà có thể dùng dây trần hoặc thanh dẫn nhưng phải

treo trên sứ cách điện

Hiện nay có rất nhiều phương pháp chọn dây, nhưng trong Công nghiệp thường lựa chọn và kiểm tra theo điều kiện phát nóng cho phép Việc ngăn ngừa hạn

chế dây dẫn không bị quá nhiệt tuy đơn giản nhưng hết sức quan trọng, đó là

nhiệm vụ hàng đầu để đường dây làm việc an toàn

Nhiệt độ cho phép của dây dẫn là nhiệt độ lớn nhất mà dây dẫn và dây cáp còn giữ được đặc tính điện cần có của chúng Chỗ bị phát nóng nhiều nhất thường là

mối nối, là chỗ tiếp xúc kém nhất, để đường dây làm việc an toàn khi mang tải

thì nhiệt độ chỗ đó không được vượt quá nhiệt độ cho phép

II CHỌN DẦY DẪN THEO ĐIỀU KIỆN PHÁT NÓNG

Muốn chọn dây dẫn theo điều kiện phát nóng trước hết ta cần xác định :

- Dòng điện tính toán trên dây dẫn

- Phương pháp đi dây: đi trên không hay đi ngầm

- _ Số dây đi song song với nhau

phép chạy qua dây dẫn theo công thức:

Itt

Icpdd2 —

23

KI : thể hiện ảnh hưởng của cách lắp đặt

K2 : thể hiện ảnh hưởng tương hỗ của 2 mạch đặt kể nhau

K3 : thể hiện ảnh hưởng của nhiệt độ tương ứng với dạng cách điện

Đối với cáp không chôn trong đất, hệ số K đặc trưng cho điều kiện lap dat

K=K4*K5*K6*K7

Trong do:

K4: thể hiện ảnh hưởng của cách lắp đặt K5: thể hiện ảnh hưởng của số dây đặt kể nhau K6: thể hiện ảnh hưởng của đất chôn cáp K7: thể hiện ảnh hưởng của nhiệt độ của đất

Dây từ máy biến áp đến tủ phân phối ta chọn kiểu đi trên không Dây từ tủ phân phối đến các tủ động lực từng tầng ta chọn kiểu đi không chôn

Ta chọn cáp nhôm hạ áp 1 lõi cách điện PVC do hãng LENS chế tạo cho toàn n bộ công trình Tra giáo trình “ Mạng cung cấp điện” của TS.Phan Thị Thu Vân

IV XÁC ĐỊNH ĐỘ SỤT ÁP (THEO IEC) Tổng trổ của đường dây tuy nhỏ nhưng không thể bỏ qua được Khi dây mang tải

sẽ luôn tổn tại sự sụt áp giữa đầu và cuối day Chế độ vận hành của các tải (như

động cơ, chiếu sáng .) phụ thuộc nhiều vào điện ấp đâu vào của chúng và đòi hỏi gía trị điện áp gần với giá trị định mức Do vậy cần phải chọn kích cỡ dây sao

cho khi mang tải lớn nhất, điện áp tại điểm cuối phải nằm trong phạm vi cho

phép

- - Độ sụt áp phù hợp với tiêu chuẩn đặc biệt về điều ấp

- - Độ sụt áp là chấp nhận được và thoa mãn các yêu cầu về vận hành

Độ sụt áp lớn nhất cho phép từ điểm nỗi vào lưới tới nơi dùng điện

Chiếu sáng Các loại tải khác

L: chiều dài dây (km)

R: điện trở của day (O/km)

S: tiết điện dây mm’

3 pha cân bằng : 3 pha có Au=3Iạ(Rcos@+Xsine)L 100Au

Tính toán tương tự ta sẽ tính được sụt áp đến các tủ điện và kết quả tính toán

được thể hiện trên bang chon day dan va tính sụt áp - bằng 3:

25

II THIẾT BỊ BẢO VỆ CB:

Trong quá trình vận hành hệ thống điện, có thể xuất hiện tình trạng sự cố và có

chế độ làm việc không bình thường của các phân tử

Trong phần lớn các trường hợp, các sự cố thường kéo theo hiện tượng dòng điện

các thiết bị có dòng tăng cao chạy qua có thể bị đốt nóng quá mức cho phép và

bị hư hỏng Khi điện áp bị giảm thấp, các hộ tiêu thụ không thể làm việc bình

thường và tính ổn định của các máy phát làm việc song song và của toàn bộ hệ

thống bị giảm

Các chế độ làm việc không bình thường làm cho điện áp, dòng điện và tần số lệch khỏi giới hạn cho phép và nếu để kéo dài tình trạng này có thể xuất hiện sự

cố

Như vậy, sự cố làm rối loạn sự hoạt động bình thường của hệ thống điện nói

chung và của các hộ tiêu thụ nói riêng, còn các chế độ làm việc không bình

thường có thể tạo nguy cơ xuất hiện sự cố

Muốn duy trì hoạt động bình thường của hệ thống và của các hộ tiêu thụ, khi

xuất hiện sự cố, cần phát hiện càng nhanh càng tốt chỗ sự cố và cách ly nó khỏi

phần không bị hư hỏng, do đó phần còn lại duy trì sự hoạt động bình thường,

đồng thời giảm được mức độ hư hại của phần bị sự cố Thiết bị bảo vệ không

những có lợi về mặt kinh tế mà nó còn bảo vệ an toàn cho người vận hành

Thiết bị bảo vệ CB là loại thiết bị tự động bảo vệ có chức năng thực hiện tốt yêu cầu trên, dây dẫn bảo vệ an toàn dùng để bảo vệ chạm vỏ của thiết bị

Chọn CB:

Các hệ thống điện hiện đại không thể làm việc bình thường nếu thiếu thiết bị

bảo vệ CB Bảo vệ CB theo dõi liên tục tình trạng và chế độ làm việc của tất cả các phần tử của hệ thống điện Khi xuất hiện sự cố, bảo vệ CB phát hiện và cắt

phần hư hồng, loại nó ra khỏi mạng điện

Khi chọn CB cần chú ý đến khả năng ngắn mạch phối hợp với dây dẫn, kha

năng đảm bảo làm việc bình thường của lưới (đóng, ngắt động cở)

- Uamcg: điện áp định mức của CB (V)

- Uama¡ = 400(V): điện áp định mức của lưới điện

- lạmcg: dòng điện định mức của CB (A)

- l„ap: dòng điện tính toán của nhóm thiết bị (A)

- I#: dòng ngắn mạch ba pha của day dan (KA)

27

- lop: dòng điện cắt của CB (KA)

Chọn thiết bị bảo vệ từ Máy biến áp tới Tủ phân phối:

Từ mã hiệu của Máy biến áp ta tra bảng MBA 2 dây quấn do hãng ABB sản xuất (sách: Mạng cung cấp điện — Phan Thị Thu Vân), ta được:

- Xác định điện trở và điện kháng của dây từ máy biến áp đến tủ phân phối:

Đường dây dẫn từ máy biến áp đến tủ phân phối:

e Chiều dàiL= 8m

e_ Tiết diện S = 240 mm”

® Ínmay = 926.53(A) Icpdd = 965(A)

Áp dụng công thức:

L Ro= 2s (m9)

Chọn điện trở suất của đồng: ø =22.5

Xp =0,08xL(mQ ) Mặt khác do 1 pha ta di 5 dây nên:

L Rp= ø 35 (mQ)

= Rp=0.05 (mQ) Xp=0.16 (mQ) Vậy tổng trở từ MBA tới TPP là:

28

- lamca = 876(A) 2 livmax = 597.3(A)

Idm cpg = 876(A)< Icpdd = 965(A)

Vậy CB ta vừa chọn đã thỏa điều kiện cho phép

Chọn thiết bị bảo vệ từ tủ phân phối đến tủ động lực tầng hầm

Ta có Usmuvei = 380(V), Imax = 41.02(A), Tm = 18.9(KA)

Nén ta chon CB loai NF 60-SS

- Uames = 600(V) = Uamiusi = 380(V)

Vậy CB ta vừa chọn đã thỏa điều kiện cho phép

Chọn thiết bị bảo vệ từ tủ phân phối đến tủ động lực tầng trệt

Ta có Uamua = 380(V), Ivma„ = 79.72(A), J„ = 19.4A)

Nên ta chọn CB loại NF 80-SS

- Uzmcg = 660V) > Ưamivøi = 380V)

Vậy CB ta vừa chọn đã thỏa điều kiện cho phép

Chọn thiết bị bảo vệ từ tủ phân phối đến tủ động lực tầng lửng:

Ta có Ứamivới = 380V), llymax = 62.93(A), Tm =19(KA)

Nén ta chon CB loai NF 80-SS

- Uamcs = 660(V) 2 Uamivei = 380CV)

29

- Igmcs = 80(A) 2 Tmax = 62.93(A)

Vậy CB ta vừa chọn đã thỏa điều kiện cho phép

Chọn thiết bị bảo vệ từ tủ phân phối đến tủ động lực tầng 1:

Ta có Uamuvei = 380 (V), Tyvmax = 70.4(A), Im = 18.4(KA)

Nén ta chon CB loai NF 80-SS

- Uames = 660(V) > Uamøi = 380(V)

- Igmep = 80(A) 2 Tivmax = 70.4(A)

Vậy CB ta vừa chọn đã thỏa điều kiện cho phép

Chọn thiết bị bảo vệ từ tử phân phối đến tủ động lực tầng 2:

Ta có Usmivei = 380(V), Tivmax = 55.43(A), Jy, = 16.6ŒA)

Nén ta chon CB loai NF 60-SS

- _ Uamcg = 660(V) > Uamiø¡ = 380(V)

- Igmcs = 60(A) 2 livmax = 55.43(A)

Vậy CB ta vừa chọn đã thỏa điều kiện cho phép

Chọn thiết bị bảo vệ từ tủ phân phối đến tủ động lực tầng 3:

Ta có Uamwøi= 380V), livmax = 35.75(A)s [yy =17-7(KA)

Nén ta chon CB loai NF 50-SS

- Usmcs = 600(V) 2 Usmiusi = 380 (V)

- Tames = SO(A) 2 Tivmax = 35.75(A)

Vậy CB ta vừa chọn đã thỏa điều kiện cho phép

Chọn thiết bị bảo vệ từ tủ phân phối đến tủ động lực tầng 4:

Ta có Uamiusi = 380(V), lVmax = 104.76(A), Im =15.1(KA)

Nén ta chon CB loai NF 120-SS

30