Đồ Án Môn Học Hệ Thống Cung Cấp Điện GVHD TS Nguyễn Minh Cường SVTH Hoàng Văn Tám 1 K205520216596 MỤC LỤC PHẦN I XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA PHÂN XƯỞNG VÀ TOÀN BỘ NHÀ MÁY C18 4 I XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI T[.]
ÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA PHÂN XƯỞNG
Chia nhóm thiết bị
Phụ tải động lực bao gồm các động cơ được lắp đặt cho các máy móc trong phân xưởng Để thu thập dữ liệu cho việc tính toán thiết kế sau này, các thiết bị trong phân xưởng cần được phân chia thành các nhóm Việc phân nhóm này phải dựa trên các nguyên tắc nhất định.
Các thiết bị gần nhau đưa vào 1 nhóm, mỗi nhóm không quá 12 thiết bị là tốt nhất
Số lượng thiết bị cần phải tương thích với đầu ra của tủ động lực, đảm bảo việc đi dây thuận lợi và không bị chồng chéo hay gấp khúc Góc gãy của dây phải lớn hơn 120 độ và không nên gập dây quá hai lần.
Ngoài ra phải kết hợp công suất của các nhóm gần bằng nhau
Số lượng các thiết bị trong các nhóm càng gần nhau càng tốt
Dựa trên mặt bằng phân xưởng, công suất của máy công cụ và cách sắp xếp thiết bị, chúng ta phân chia các thiết bị trong phân xưởng thành 4 nhóm và tiến hành xác định phụ tải tính toán cho từng nhóm.
Xác định phụ tải tính toán của từng nhóm
* Các phương pháp tính phụ tải tính toán
Do tầm quan trọng của việc xác định phụ tải tính toán, nhiều nghiên cứu đã được thực hiện để phát triển các phương pháp này Tuy nhiên, do phụ tải điện chịu ảnh hưởng từ nhiều yếu tố khác nhau, hiện tại vẫn chưa có phương pháp nào hoàn toàn chính xác và thuận tiện.
Việc tính toán có thể thuận tiện nhưng thường thiếu chính xác Ngược lại, nếu muốn nâng cao độ chính xác bằng cách xem xét nhiều yếu tố ảnh hưởng, phương pháp tính sẽ trở nên quá phức tạp.
Trên thực tế, thường sử dụng 4 phương pháp sau để xác định phụ tải tính toán:
1 Xác định phụ tải tính toán theo công suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất
2 Xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng trên một đơn vị sản phẩm
3 Xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu
4 Xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại Kmax và công suất trung bình P tb
(theo số thiết bị dùng điện có hiệu quả nhq)
* Cách chọn phương pháp xác định phụ tải tính toán
1 Khi tính phụ tải cho từng nhóm máy ở mạng điện thấp (UThiết bị cú cụng suất lớn hơn hoặc bằng ẵ cụng suất của mỏy cú cụng suất lớn nhất 0,5.Pđmmax = 6 kW => n1 = 5
Tổng công suất của n thiết bị có trong nhóm là :
Tổng công suất của n1 thiết bị
Số thiết bị điện có hiệu quả : n* = n1 n = 5
Từ n* và P* tra bảng 2-2 ( trang 32 - tài liệu số 1)
Số thiết bị dùng điện có hiệu quả : nhq = n*hq n = 0,93.6 = 5,58 => nhq = 6
Ta có : ksdtb I = ∑ P dmI k sdi n t=1
Tra bảng 2.1 ( trang 34 - tài liệu số 1)
Ta có : kmax I = f(nhq, ksdđm I) = f( 6;0,14) = 2,64
Công suất tính toán của nhóm I là:
Hệ số công suất cos ϕ của nhóm phụ tải : cosϕtb I = ∑ n i=1 P dmI cos ϕ
Ta có: Udm=Ud, do tính cho mạng hạ áp nên:
+ Công suất toàn phần của nhóm máy I là :
0,72 = 26,43 (kVA) + Dòng phụ tải tính toán của nhóm máy I là:
√3.0,38 = 40,15 (A) + Công suất phản kháng của nhóm máy I là:
Qtt I = √S ttI 2 − P ttI 2 = √26,43 2 − 19,03 2 = 18,34 (kVAr) b Nhóm máy II
Stt Tên thiết bị Ký hiệu Số lượng P đm (kW ) Cos ϕ k sd
Số thiết bị trong nhóm máy là n = 6
Thiết bị có công suất lớn nhất là máy bào : Pmax = 10 (kW)
=>Thiết bị cú cụng suất lớn hơn hoặc bằng ẵ cụng suất của mỏy cú cụng suất lớn nhất 0,5.Pđmmax = 5 kW => n1 = 6
Tổng công suất của n thiết bị có trong nhóm là :
Tổng công suất của n1 thiết bị
Số thiết bị điện có hiệu quả : n* = n1 n = 6
Từ n* và P* tra bảng 2-2 ( trang 32 - tài liệu số 1)
Số thiết bị dùng điện có hiệu quả nhq = n*hq n = 0,95*6 = 5,7 => nhq = 6
Ta có : ksdtb II = ∑ P dmII k sdi n t=1
Từ nhq = 6 và ksdtb II = 0,17
Tra bảng 2.1 ( trang 34 - tài liệu số 1)
Ta có : kmax II = f(nhq, ksdđm II) = f( 6;0,17) = 2,64
Công suất tính toán của nhóm II
Ptt II = kmax II ksdtb II.∑ n i=1 P dmII = 2,64.0,17.52 = 23,3
Hệ số công suất cos ϕ của nhóm phụ tải : cosϕtbII = ∑ n i=1 P dmII cos ϕ
Ta có: Udm=Ud, do tính cho mạng hạ áp nên:
+ Công suất toàn phần của nhóm máy II là :
Stt II = P ttII cosϕ tbII = 23,3
0,7 = 33,3 (kVA) + Dòng phụ tải tính toán của nhóm máy II là:
√3.0,38 = 50,6 (A) + Công suất phản kháng của nhóm máy II là:
Qtt II = √S ttII 2 − P ttII 2 = √33,3 2 − 23,3 2 = 29,8 (kVAr) c Nhóm máy III
STT Tên thiết bị Kí hiệu
Số lượng P đm ( kW ) Cos ϕ k sd
Số thiết bị có trong nhóm là: n = 6
Thiết bị có công suất lớn nhất là máy tiện : Pmax = 10 (kW)
Số thiết bị có công suất đặt lớn hơn hoặc bằng 1/2 công suất của máy có công suất lớn nhất: 0,5.Pđmmax = 5 (kW) => n1 = 6
Tổng công suất của n thiết bị có trong nhóm
Tổng công suất của n1 thiết bị
Từ n* và P*, tra bảng 2-2 ( trang 32 -tài liệu số 1)
Số thiết bị dùng điện có hiệu quả nhq = n*hq.n = 0,95.6 = 5,7 => nhq = 6
Ta có hệ số sử dụng trung bình các thiết bị trong nhóm III là: ksdtb III = ∑ P dmIII k sdi n t=1
Tra bảng 2.1 ( trang 34 - tài liệu số 1)
Ta có kmax III = f(nhq, ksdđm III) = f(6 ; 0,15) = 2,64
Công suất tính toán của nhóm III:
Ptt III = kmax III ksdtb III.∑ n i=1 P dmIII = 2,64.0,15.59= 23,36 (kW)
Hệ số cosφ của nhóm phụ tải
P 1 cosϕtb III ∑ n i=1 P dmIII cos ϕ
Vậy, ta có: Udm=Ud, do tính cho mạng hạ áp nên:
+ Công suất toàn phần của nhóm máy III là :
Stt III = P ttIII cosϕ tbIII = 23,36
+ Dòng phụ tải tính toán của nhóm máy III là:
√3.0,38 = 47,95 (A) + Công suất phản kháng của nhóm máy III là:
Qtt III = √S ttIII 2 − P ttIII 2 =√31,56 2 − 23,56 2 = 21 (kVAr) d Nhóm máy IV
STT Tên thiết bị Kí hiệu
• Quy đổi cầu trục từ chế độ ngắn hạn sang dài hạn :
Số thiết bị có trong nhóm là: n = 6
Thiết bị có công suất lớn nhất là máy tiện : Pmax = 10 (kW)
Số thiết bị có công suất đặt lớn hơn hoặc bằng 1/2 công suất của máy có công suất lớn nhất: 0,5.Pđmmax = 5 (kW) => n1 = 6
Tổng công suất của n thiết bị có trong nhóm
Tổng công suất của n1 thiết bị
Từ n* và P*, tra bảng 3.3 ( trang 32 -tài liệu số 1) ta được: n*hq = f(n*,P*) = f(1;1) = 0,95
Số thiết bị dùng điện có hiệu quả: nhq = n*hq.n = 0,95.6 = 5,7 => => nhq = 6
Ta có hệ số sử dụng trung bình các thiết bị trong nhóm IV là: ksdtb IV = ∑ P dmIV k sdi n t=1
Tra bảng 3.2 ( trang 34 - tài liệu số 1)
Ta có kmax IV = f(nhq, ksdđm IV) = f(6;0,17) = 2,64
Công suất tính toán của nhóm IV:
Ptt IV = kmax IV ksdtb IV.∑ n i=1 P dmIV = 2,64.0,17.59,64= 26,76 (kW)
Hệ số cosφ của nhóm phụ tải cosϕtb IV ∑ n i=1 P dmIV cos ϕ
Vậy, ta có: Udm=Ud, do tính cho mạng hạ áp nên:
Vậy ta có : + Công suất toàn phần của nhóm máy IV là :
Stt IV = P ttIV cosϕ tbIV = 26,76
0,75 = 35,68 (kVA) + Dòng phụ tải tính toán của nhóm máy IV là:
√3.0,38 = 54,21 (A) + Công suất phản kháng của nhóm máy IV là:
Qtt IV = √S ttIV 2 − P ttIV 2 =√35,68 2 − 26,76 2 = 23,6 (kVAr)
Ta có bảng phụ tải tính toán cho các nhóm :
Tên nhóm P tt (kW) Q tt (kVar) S tt (kVA) I tt (A) cosϕ tb K sdtb
2.Tính toán công suất phân xưởng trên cơ sở công suất các nhóm
Trong hoạt động sản xuất của phân xưởng cần thiết phải có chiếu sáng điện
Có nhiều phương pháp để tính giá trị phụ tải, trong đó phương pháp phổ biến nhất là tính theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất của phân xưởng.
F: là diện tích chiếu sáng đo trên mặt bằng nhà máy
Trong đó: a, b; là chiều dài, rộng của phân xưởng α 2 : hệ số tỉ lệ
P0: Suất chiếu sáng trên 1 đơn vị diện tích sản xuất
Dòng điện chiếu sáng phân xưởng là:
Kđt: hệ số đồng thời, chọn Kđt = 0,85
Công suất tác dụng của phân xưởng là:
Công suất phản kháng của phân xưởng là:
Công suất toàn phần của phân xưởng là:
Dòng điện phụ tải của phân xưởng:
Hệ số công suất của phân xưởng: cosϕpx = P ttpx
XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA TOÀN NHÀ MÁY
Xác định phụ tải chiếu sáng của toàn nhà máy
1.1 Chiếu sáng đất trống và đường đi
Fnm: diện tích toàn bộ mặt bằng nhà máy
Fpx : diện tích các phân xưởng
- Diện tích toàn nhà máy :
- Diện tích các phân xưởng :
Tra bảng 2-7 (CCĐT2) ta có suất phụ tải chiếu sáng cho đất trống và đường đi là:
Pđt+đđ = P0.Fđt+đđ = 0,22.10 -3 53599,5 = 11,79 (kW)
1.2 Chiếu sáng nhà bảo vệ
1.3 Chiếu sáng nhà hành chính
Phụ tải tính toán toàn nhà máy
Stt Tên phân xưởng Ptt
Sttnm = kpt.kđt.√(∑ n i=1 P ttnm ) + 2 (∑ n i=1 Q ttnm ) 2
Trong đó: kpt = 1,15 là hệ số phát triển của nhà máy
Kđt = 0,85 là hệ số đồng thời của nhà máy
+ Tổng công suất tác dụng của toàn nhà máy là :
+ Tổng công suất phản kháng của toàn nhà máy là : n ttpxi i 1
+ Công suất tác dụng của toàn nhà máy:
Pttnm = kpt.kđt.(∑ 11 i=1 P ttpxi + P csnm )
+ Công suất phản kháng của toàn nhà máy:
+ Hệ số công suất của toàn nhà máy cosϕ = P ttnm
KẾ MẠNG CUNG CẤP CHO PHÂN XƯỞNG
Phân tích yêu cầu cung cấp điện và chọn phương pháp cấp điện cho phân xưởng
Việc lựa chọn sơ đồ hợp lý là yếu tố then chốt để đáp ứng yêu cầu về các chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật của thiết bị trong phân xưởng Sơ đồ này cần đảm bảo tính thuận tiện trong vận hành và sửa chữa, cung cấp điện liên tục, đồng thời dễ dàng thực hiện các biện pháp bảo vệ và tự động, nhằm giảm thiểu tổn thất và đảm bảo chất lượng điện năng.
Trong mạng điện người ta thường dùng 3 loại sơ đồ:
*Ưu nhược điểm của từng loại sơ đồ:
Hệ thống điện có nhiều ưu điểm như việc nối dây rõ ràng, mỗi hộ gia đình được cung cấp một đường dây riêng, giúp giảm thiểu sự ảnh hưởng lẫn nhau Điều này mang lại độ tin cậy cao trong việc cung cấp điện, đồng thời tạo điều kiện thuận lợi cho việc thực hiện bảo vệ tự động hóa và dễ dàng trong quá trình vận hành, bảo trì.
+ Nhược điểm: vốn đầu tư lớn Vì vậy sơ đồ nối dây hình tia thường được dùng khi cung cấp điện cho cá hộ tiêu tụ loại 1 và 3
Sơ đồ phân nhánh có những ưu và nhược điểm trái ngược với sơ đồ hình tia, do đó, loại sơ đồ này thường được áp dụng để cung cấp điện cho các hộ phụ tải loại 2 và 3.
Sơ đồ hỗn hợp ( dẫn sâu):
Việc đưa điện áp cao trực tiếp vào trạm biến áp phân xưởng giúp giảm thiểu số lượng trạm phân phối, từ đó giảm bớt thiết bị điện cần thiết và đơn giản hóa sơ đồ nối dây.
Do đưa điện áp cao vào gần phụ tải, nên giảm được tổn thất điện áp điện năng, nâng cao năng lực truyền tải điện năng của mạng
Nhược điểm của sơ đồ điện là độ tin cậy cung cấp điện thấp do một đường dây "dẫn sâu" kết nối với nhiều trạm biến áp Để khắc phục vấn đề này, thường sử dụng hai đường dây dẫn sâu song song và lắp đặt thiết bị bảo vệ an toàn Ngoài ra, mỗi đường dây không nên kết nối quá 5 trạm biến áp và dung lượng tối đa của một đường dây không nên vượt quá 5000 kVA.
Do đó loại sơ đồ này thường được sử dụng khi cung cấp điện cho hộ phụ tải loại 1 và 3
Dựa vào sơ đồ mặt bằng phân xưởng gia cơ điện và công suất các nhóm thiết bị, chúng ta chọn sơ đồ đi dây hình tia để đáp ứng yêu cầu cung cấp điện và kinh tế Sơ đồ cung cấp điện cho phân xưởng bao gồm một tủ phân phối nhận điện từ trạm biến áp và cung cấp cho 4 tủ động lực, mỗi tủ cấp điện cho một nhóm phụ tải đã phân nhóm Tại tủ phân phối của trạm biến áp, một Aptômat đầu nguồn từ TBA được kết nối với phân xưởng qua cáp ngầm và dao cách ly đến tủ phân phối Các tủ động lực được cấp điện thông qua đường cao áp hình tia, với Aptômat ở đầu vào và ra.
Dựa trên phân tích yêu cầu về an toàn cho công nhân, việc cung cấp điện liên tục, khả năng sửa chữa dễ dàng, và tính thẩm mỹ cho phân xưởng, cùng với khảo sát mặt bằng và điều kiện thực tế, vị trí đặt 1 tủ phân phối và 4 tủ động lực đã được quyết định như hình vẽ.
Mạng điện phân xưởng có điện áp thấp và thuộc quy mô trung bình, do đó chúng tôi quyết định lựa chọn áptômát bảo vệ cho các thiết bị trong phân xưởng.
II Điều kiện chọn thiết bị trong mạng phân xưởng
1 Điều kiện chọn aptomat a, Điều kiện chọn aptomat bảo vệ cho dây dẫn cung cấp cho thiết bị
Aptomat là thiết bị quan trọng trong mạng điện áp thấp, có khả năng thực hiện đồng thời nhiệm vụ đóng cắt và bảo vệ Với ưu điểm vượt trội so với cầu chì như độ tin cậy, an toàn và khả năng tự động hóa cao, aptomat thường được sử dụng để bảo vệ các máy móc Khi chọn aptomat, cần xem xét các điều kiện cụ thể để đảm bảo hiệu quả sử dụng.
Trong đó: Idm ATM là dòng điện định mức aptomat
Ilv max là dòng làm việc cực đại qua aptomat, và việc chọn aptomat bảo vệ cho các nhóm máy là rất quan trọng Để ngăn chặn sự cố lan rộng trong các tủ động lực, mỗi tủ động lực cần có một aptomat bảo vệ riêng Điều kiện để chọn aptomat cho nhóm là 𝑈 𝑑𝑚 𝐴𝑇𝑀 phải lớn hơn hoặc bằng 𝑈 𝑑𝑚 𝑚ạ𝑛𝑔.
𝐼 𝑑𝑚 𝐴𝑇𝑀 ≥ 𝐼 𝑙𝑣 𝑚𝑎𝑥 = 𝐼 𝑡𝑡𝑛ℎ c, Điều kiện chọn aptomat tổng bảo vệ cho phân xưởng Điều kiện chọn aptomat của phân xưởng: {𝑈 𝑑𝑚 𝐴𝑇𝑀 ≥ 𝑈 𝑑𝑚 𝑚ạ𝑛𝑔
𝐼 𝑑𝑚 𝐴𝑇𝑀 ≥ 𝐼 𝑙𝑣 𝑚𝑎𝑥 = 𝐼 𝑡𝑡𝑝𝑥 d, Điều kiện chọn aptomat bảo vệ cho phụ tải chiếu sáng Điều kiện chọn aptomat cho chiếu sáng: {𝑈 𝑑𝑚 𝐴𝑇𝑀 ≥ 𝑈 𝑑𝑚 𝑚ạ𝑛𝑔
2 Điều kiện chọn dây dẫn a, Điều kiện chọn dây dẫn từ tủ động lực đến các máy
Khi chọn cáp và dây dẫn, cần dựa vào dòng điện lâu dài cho phép để đảm bảo nhiệt độ của dây dẫn không gây hại cho cách điện Điều kiện cần thiết là 𝐼 𝑐𝑝 1 phải lớn hơn hoặc bằng 𝐼 𝑙𝑣 𝑚𝑎𝑥.
+K1 là hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ môi trường xung quanh khác với nhiệt độ tiêu chuẩn Chọn K1 =1 ( Lấy ở nhiệt độ chuẩn của môi trường xung quanh là
25 o C, nhiệt độ lớn nhất cho phép của dây là 80 o C )
+K2 là hệ số hiệu chỉnh kể đến số lượng cáp và dây dẫn đặt trong cùng một hào hoặc rãnh cáp Chọn K2 =1
+K3 là hệ số kể đến chế độ làm việc của thiết bị
Với chế độ làm việc ngắn hạn lặp lại: K3 = 0,875
√ɛ Với chế dộ làm việc dài hạn: K3 = 1
Ikd nhiệt là dòng khởi động của bộ phận cắt mạch điện bằng nhiệt
Ikd nhiệt = 1,25 Idm ATM b, Điều kiện chọn dây dẫn từ tủ phân phối đến tủ động lực Điều kiện chọn cáp và dây dẫn: {
+K1 là hệ số kể đến sự sai khác giữa nhiệt độ môi trường và nhiệt độ tiêu chuẩn, chọn K1 = 0,96
+K2 là hệ số kể đến số lượng cáp đặt trong cùng một hào, chọn K2 = 1
Hệ số K3, được xác định là 1,5, phản ánh cấu trúc của đường dây Khi lựa chọn dây dẫn từ trạm biến áp đến tủ phân phối, cần tuân thủ điều kiện chọn cáp và dây dẫn, trong đó yêu cầu rằng dòng điện cp phải lớn hơn hoặc bằng dòng điện tt.
+K1 là hệ số kể đến sự sai khác giữa nhiệt độ môi trường và nhiệt độ tiêu chuẩn, chọn K1 = 0,96
+K2 là hệ số kể đến số lượng cáp đặt trong cùng một hào, chọn K2 = 1
Hệ số K3 được sử dụng để tính toán cấu trúc của đường dây, với giá trị K3 được chọn là 1,5 Để đảm bảo an toàn và hiệu quả cho hệ thống chiếu sáng, cần tuân thủ các điều kiện chọn dây dẫn, trong đó yêu cầu rằng dòng điện danh định của cáp (Icp) phải lớn hơn hoặc bằng dòng điện của phụ tải chiếu sáng (Icspx).
3 Điều kiện chọn tủ động lực cho các nhóm máy Điều kiện chọn: {
4 Điều kiện chọn tủ phân phối trung gian Điều kiện chọn: {
5 Điều kiện chọn thanh cái Điều kiện chọn: Icp ≥ 𝐼 𝑙𝑣 𝑚𝑎𝑥
+K1 là hệ số kể đến sự sai khác giữa nhiệt độ môi trường và nhiệt độ tiêu chuẩn, chọn K1 =1
+K2 là hệ số kể tới thanh cái từng pha gồm nhiều thanh ghép lại, chọn K2 = 1 +K3 là hệ số hiệu chỉnh khi thanh cái đặt đứng hay nằm, chọn K3 = 0.95
Ilv max = Idm AT nhóm
Khi phân tích yêu cầu về an toàn cho công nhân vận hành, cần đảm bảo cung cấp điện liên tục và dễ dàng sửa chữa Bên cạnh đó, tính thẩm mỹ cho phân xưởng cũng rất quan trọng Việc khảo sát mặt bằng và điều kiện thực tế sẽ quyết định vị trí lắp đặt tủ động lực.
4 tủ phân phối như hình vẽ trên
Mạng điện phân xưởng có điện áp thấp và quy mô trung bình, do đó chúng tôi quyết định lựa chọn áp tô mát vệ cho các thiết bị trong phân xưởng.
II.Tính chọn các thiết bị trong phân xưởng thiết kế
1 Tính chọn ATM cho nhóm I a Sơ đồ mặt bằng: b Sơ đồ động lực nhóm 1 c Chọn aptomat bảo vệ cho dây dẫn cung cấp cho thiết bị:
- Chọn Attomat cho máy xọc :
Tra bảng PL 3.5 ( Trang 356 – Giáo trình hệ thống cung cấp điện của XNCN đô thị và nhà cao tầng-Nguyễn Công Hiền) ta được :
Ta có Aptomat cho máy xọc :
Tính toán tương tự cho các thiết bị khác ta chọn aptomat bảo vệ cho các thiết bị trong nhóm I như trong bảng sau:
21,7 30 5 EA53-G 380 3 d Chọn aptomat cho nhóm I:
√3.0,38 = 40,15 (A) Tra bảng PL 3.5 ( Trang 356 – Giáo trình hệ thống cung cấp điện của XNCN đô thị và nhà cao tầng-Nguyễn Công Hiền) ta được :
Ta chọn aptomat loại EA53-G; Udm= 380 (V) ; Số cực: 3 ;
Idm= 50 (A) ; IN = 5 (kA) e Chọn dây dẫn cho các thiết bị:
-Chọn dây dẫn cho máy xọc :
Tra PL4.29 (Trang 380 – HTCCĐ - Nguyễn Công Hiền) ta chọn cáp đồng 4 lõi cách điện PVC do hãng LENS chế tạo có thông số như sau:
-Tính toán tương tự cho các thiết bị khác ta chọn cáp cho các thiết bị trong nhóm
STT Tên thiết bị Số lượng
6 Máy mài tròn 1 21,7 30 21,7 25 4G1,5 31 1,4 f Chọn tủ động lực cho nhóm I:
THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CUNG CẤP CHO TOÀN NHÀ MÁY
Chọn sơ đồ cung cấp điện bên trong cho nhà máy
Stt Tên phân xưởng Ptt
Hệ thống cung cấp điện trong nhà máy đảm bảo nguồn điện ổn định từ trạm biến áp tới các thiết bị tiêu thụ Do số lượng máy móc và dây chuyền dài, cần lựa chọn phương án tối ưu vừa đáp ứng yêu cầu kỹ thuật vừa tiết kiệm chi phí đầu tư và vận hành Với đặc thù của nhà máy cơ khí có nhu cầu điện cao, sơ đồ cung cấp điện hình tia được lựa chọn để đảm bảo hiệu quả.
Sơ đồ hình tia có ưu điểm như kết nối đơn giản, độ tin cậy cao và dễ dàng thực hiện biện pháp bảo trì, tự động hóa, cùng với chi phí vận hành hàng năm thấp Tuy nhiên, nhược điểm là yêu cầu nhiều thiết bị đóng cắt và đường dây, dẫn đến vốn đầu tư cao Để cung cấp điện cho từng phân xưởng, có hai phương pháp là sử dụng cáp ngầm và cáp trên không, nhưng cáp ngầm được ưu tiên hơn vì độ bền cao, khả năng cách điện tốt và không bị ảnh hưởng bởi sét, từ đó đảm bảo tính tin cậy trong hoạt động.
Cáp điện có điện kháng thấp, giúp giảm tổn thất điện năng và điện áp so với đường dây trên không Việc chôn cáp dưới đất không gây cản trở cho việc đi lại và vận chuyển trong nhà máy Tuy nhiên, phương pháp này cũng gặp phải nhược điểm như chi phí cao, thi công phức tạp, và khó khăn trong việc phát hiện và sửa chữa các sự cố.
Diện tích toàn nhà máy khoảng FNM = 73899 (m 2 )
Phụ tải tính toán và diện tích nhà máy không lớn, với điện áp nguồn 35 kV và không có phụ tải cao áp Để đảm bảo tính kỹ thuật và kinh tế, phương pháp hạ điện áp từ 35 kV xuống 0,4 kV được áp dụng, cùng với việc chọn sơ đồ hình tia để cung cấp điện cho toàn bộ nhà máy.
+ Các phân xưởng: đúc thép, cơ khí, lắp ráp và đúc gang là những phân xưởng tiêu thụ loại 1
+ Các phân xưởng: mộc mẫu, bánh răng, rèn dập, dụng cụ, cơ điện, nhà hành chính và phòng bảo vệ là những phân xưởng tiêu thụ loại 3
+Dựa vào phụ tải các phân xưởng của nhà máy ta tính được tổng công suất của nhà máy(lấy kết quả từ phần I)
Tổng công suất lớn nhất phụ tải loại 1:
S pt1 max = K pt ⋅ K dt ⋅ √P pt1 2 + Q 2 pt1
= 1,15 ⋅ 0,85 ⋅ √489,05 2 + 378,82 2 = 604,68(kVA) Tổng công suất lớn nhất phụ tải loại 3:
S pt 3 max = K pt ⋅ K dt ⋅ √P pt3 2 + Q pt3 2
So sánh tỉ lệ ta thấy N3% > N1% như vậy nhà máy được xếp là hộ phụ tải loại 3
1 Phương án cung cấp điện cho nhà máy
1.1 Chọn sơ đồ ngoài nhà máy
Nhà máy cơ khí, với quy mô và tầm quan trọng lớn, yêu cầu một nguồn cung cấp điện ổn định qua 2 đường dây trên không, sử dụng điện áp 35 kV cho hệ phụ tải loại 1 và 0,4 kV cho điện áp định mức Hệ thống cung cấp điện ngoài nhà máy bao gồm đường dây từ trạm biến áp khu vực đến trạm biến áp của nhà máy, đảm bảo chất lượng điện năng và tính liên tục trong cung cấp điện Do nhà máy thuộc hộ phụ tải loại 1, việc mất điện không được phép xảy ra, vì vậy sơ đồ cung cấp điện ngoài nhà máy sẽ có 2 đường dây trên không 35 kV, với cả 2 đường dây hoạt động bình thường để đảm bảo cung cấp liên tục Khi một đường dây gặp sự cố, nó sẽ được loại ra khỏi mạng, trong khi đường dây còn lại vẫn đảm bảo cung cấp điện cho nhà máy.
1.2 Chọn sơ đồ bên trong nhà máy
Hệ thống điện trong nhà máy C18 đảm bảo cung cấp điện từ trạm biến áp đến các thiết bị tiêu thụ, với yêu cầu cung cấp điện cao Do mạng lưới phức tạp và số lượng thiết bị lớn, cần lựa chọn phương án tối ưu vừa đáp ứng yêu cầu kỹ thuật vừa tiết kiệm chi phí Tại nhà máy, phụ tải loại 1 chiếm 34,8% và phụ tải loại 3 chiếm 65,2%, do đó sơ đồ cung cấp điện hình tia được chọn để phù hợp với yêu cầu cung cấp điện của nhà máy.
Sơ đồ hình tia có nhiều ưu điểm như kết nối dây đơn giản, độ tin cậy cao, dễ dàng thực hiện các biện pháp bảo vệ và tự động hóa, cùng với chi phí vận hành hàng năm thấp Tuy nhiên, nhược điểm của sơ đồ này là yêu cầu đầu tư cao do có nhiều thiết bị đóng cắt và đường dây Để cung cấp điện năng đến từng phân xưởng, việc sử dụng cáp ngầm là lựa chọn tối ưu nhờ vào tính bền vững, cách điện tốt và khả năng chống sét Mặc dù cáp ngầm mang lại độ tin cậy cao hơn, nhưng giá thành và khó khăn trong thi công là những nhược điểm cần lưu ý.
Diện tích toàn nhà máy:
Phụ tải tính toán và diện tích nhà máy không lớn, với điện áp nguồn là 35 kV và không có phụ tải cao áp Để đảm bảo tính kỹ thuật và kinh tế, cần hạ điện áp từ 35 kV xuống 0,4 kV và chọn sơ đồ hình tia để cung cấp điện cho toàn bộ nhà máy.
2 Chọn dung lượng và số lượng mba phân xưởng,vị trí đặt TBA
2.1 Xác định vị trí đặt TBA
➢ Việc chọn vị trí đặt trạm biến áp được tiến hành dựa trên một số nguyên tắc sau:
1 An toàn và liên tục cung cấp điện
2 Gần trung tâm phụ tải để giảm thấp tổn thát điện áp và công suất trong mạch thuận tiện cho nguồn đi tới
3 Hạn chế dòng điện ngắn mạch , bố trí đường dây thuận tiện và dự phòng cho việc triển sau này
4 Thao tác vận hành và quản lý dễ dàng
5 Phòng cháy nổ, bụi và thông gió tốt
6 Vốn đầu tư và chi phí vận hành hợp lý
➢ Xác định trung tâm phụ tải của nhà máy: Lấy chiều dài nhà máy làm trục
Ox, chiều ngang nhà máy làm trục Oy Gốc O đặt lại góc trái mặt bằng xí nghiệp
➢ Thông thường trạm biến áp được đặt liền kề với phân xưởng nào đó
Dựa vào sơ đồ mặt bằng nhà máy và tải trọng của các phân xưởng, hệ trục tọa độ Oxy gốc được đặt cạnh phân xưởng kết cấu để thuận tiện cho việc xác định vị trí và phân tích.
Dựa vào bản vẽ mặt bằng nhà máy cơ khí số C18 ta lập bảng thống kê tọa độ các phân xưởng và xác định tâm phụ tải như sau :
STT Tên phân xưởng Ptt (kW) x y
Vậy tâm phụ tải của nhà máy được tính theo công thức :
Ptti : Phụ tải tính toán của phân xưởng thứ i
(xi,yi) : Toạ độ của phân xưởng thứ i
(X,Y) : Toạ độ của trung tâm phụ tải trên mặt bằng nhà máy
TBA được chọn ở vị trí sao cho :
Để giảm thiểu tổn thất điện áp và công suất, các trạm biến áp (BA) nên được đặt gần trung tâm phụ tải Trong một nhà máy, việc lựa chọn ít loại máy biến áp (MBA) nhất có thể sẽ thuận tiện hơn cho công tác vận hành và sửa chữa Hơn nữa, việc chọn các thiết bị cao áp cũng giúp dễ dàng hơn trong việc mua sắm thiết bị.
-Có khả năng thiết lập hệ thống dự phòng và có thể phát triển mở rộng trong tương lai
-Đi dây thuận tiện,không chồng chéo ,thuận tiện cho sửa chữa ,thay thế và lắp đặt thêm
-Vốn đầu tư và chi phí vận hành hợp lý
Toạ độ (12; 7,57) xác định vị trí trung tâm phụ tải của nhà máy trên bản vẽ mặt bằng Để đảm bảo an toàn, mỹ quan và thuận lợi cho việc cung cấp điện cho nhà máy, chúng ta sẽ di chuyển Trạm biến áp đến vị trí được chỉ định trong bản vẽ.
Dựa vào tâm phụ tải của nhà máy, chúng ta xác định vị trí lắp đặt Trạm Biến Áp (TBA) và tiến hành đi dây theo bản vẽ số 1 Để đảm bảo tính mỹ quan và an toàn, trạm được dịch chuyển sát vào tường rào của nhà máy.
2.2 Chọn số lượng và dung lượng các MBA: Để CCĐ cho các phân xưởng ta dùng các MBA phân xưởng đặt ở các trạm biến áp, biến đổi điện áp 35 (kV) của lưới thành cấp điện áp 0,4 (kV) cung cấp cho phân xưởng Để đảm bảo yêu cầu về kỹ thuật và kinh tế thì số lượng và dung lượng của các máy BA cần phải thoả mãn những yêu cầu sau:
+ Đảm bảo độ tin cậy CCĐ
Các trạm biến áp (BA) nên được lắp đặt gần trung tâm phụ tải để giảm thiểu tổn thất điện áp và công suất Trong một nhà máy, việc lựa chọn ít loại máy biến áp (MBA) sẽ thuận tiện cho việc vận hành, sửa chữa và thay thế, đồng thời cũng giúp đơn giản hóa quá trình mua sắm thiết bị cao áp.
Số lượng và dung lượng MBA trong trạm cần được tối ưu hóa để đảm bảo rằng vốn đầu tư và chi phí vận hành hàng năm là tối thiểu, đồng thời đáp ứng đầy đủ yêu cầu cung cấp điện cho nhà máy.
+ Có khả năng hạn chế dòng ngắn mạch
+ Có khả năng thiết lập hệ thống dự phòng và có thể phát triển mở rộng trong tương lai
+ Vốn đầu tư và chi phí vận hành hợp lý
+ Tiết kiệm được vật liệu
Chọn số lượng và dung lượng MBA
CHỌN VÀ KIỂM TRA CÁC THIẾT BỊ TRONG MẠNG ĐIỆN
Chọn các thiết bị trong mạng điện nhà máy
Việc lựa chọn thiết bị trong mạng điện rất quan trọng để đảm bảo tính tin cậy, an toàn trong vận hành và thuận tiện cho việc sửa chữa Các điều kiện đầu vào cần tương tự như điều kiện làm việc lâu dài như dòng điện định mức (Iđm) và điện áp định mức (Uđm) Đồng thời, cần xem xét các điều kiện kiểm tra và làm việc trong chế độ ngắn mạch, bao gồm cả ổn định lực điện động và ổn định nhiệt.
1 Chọn các thiết bị cao áp:
1.1 Chọn dây dẫn cung cấp cho nhà máy: Để nâng cao độ tin cậy cung cấp điện cho nhà máy , ta dùng 2 đường dây trên không nhận điện từ hệ thống về trạm phân phối trung gian của nhà máy
Ta chọn dây dẫn theo điều kiện phát nóng :
K1 = 0,88 : Hệ số kể đến nhiệt độ môi trường 35 o C ; sai khác với nhiệt độ tiêu chuẩn : ttc = 25 0 C
K2 = 1 : Hệ số xét đến ảnh hưởng của các dây dẫn đặt gần nhau
K3 = 1 : Hệ số xét đến điều kiện làm việc ở chế độ dài hạn (ở đây là đường dây trên không)
Ilvmax là dòng điện tối đa mà dây dẫn có thể chịu đựng khi mất nguồn, đồng thời xảy ra khi máy biến áp (MBA) hoạt động ở chế độ quá tải, cung cấp toàn bộ công suất cho nhà máy.
Tra bảng 4.29 trang 380 -tài liệu 1 ta chọn cáp nhôm 4 lõi đặt trong hào ngoài trời cách điện PVC do hãng LENS chế tạo có thông số kỹ thuật sau :
Trọng lượng 1km đường dây (Kg/Km) Điện trở đây dẫn ở 20 0 (Ω/km)
1.2 Chọn dao cách ly đầu vào nhà máy
Dao cách ly có nhiệm vụ tách biệt các bộ phận cần sửa chữa và bảo dưỡng khỏi mạng điện, tạo ra khoảng cách an toàn để người vận hành yên tâm làm việc Điều kiện lựa chọn dao cách ly cần được xem xét kỹ lưỡng.
Ilvmax là dòng điện tối đa qua dao cách ly, đảm bảo rằng trong tình huống một nguồn điện bị mất, nguồn điện còn lại sẽ cung cấp đủ cho toàn bộ phụ tải của nhà máy.
√3.35 = 29,8 (A) Như vậy , điều kiện chọn dao cách ly vào đầu trạm phân phối là :
Tra bảng 2-32 (Trang 127 -tài liệu 2 ) chọn được dao cách ly đặt ngoài trời do
Liên xô chế tạo có thông số kỹ thuật ghi trong bảng sau:
Idm (A) IN (A) Iodn (KA) m (kg)
1.3 Chọn thanh cái cao áp
Ta cũng dựa theo điều kiện phát nóng để chọn thanh cái : [Icp] ≥ I lvmax
+ Dòng điện lớn nhất chạy qua thanh cái là :
+ K1 = 0,88 : Hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường xung quanh tTC = 25 0 C + K2 = 1 : Thanh cái là một thanh trên mỗi pha
+ K3 = 0,95 : Hệ số hiệu chỉnh theo cách lắp đặt đối với thanh cái đặt nằm Vậy:
0,88.0,95.1= 35,64 (A) Tra bảng 7.2 (Trang 362 -tài liệu 2),ta chọn thanh cái cao áp là thanh dẫn bằng nhôm , t 0 TC thanh dẫn 25 0 c có số liệu kỹ thuật ghi trong bảng sau:
Kích thước S( mm) 2 Trọng lượng Vật liệu ICP
1.4 Chọn sứ đỡ thanh cái cao áp
Sứ đóng vai trò làm giá đỡ và là bộ phận cách ly giữa các phần dẫn điện với đất cùng các bộ phận không dẫn điện Nó cần phải chịu được lực điện động do dòng ngắn mạch gây ra và đảm bảo độ bền cơ học cao.
Chọn sứ theo điều kiện điện áp
Tra PL 2.29 (trang 351 -tài liệu 1) chọn sứ đỡ đặt ngoài trời do Liên xô chế tạo có số liệu kỹ thuật như trong bảng sau:
Phụ tải phá hoại (kG)
Chú thích: O – đỡ; III – có lõi sắt; H – đặt ngoài trời
Máy cắt là thiết bị quan trọng trong mạng điện cao áp, có chức năng đóng cắt phụ tải trong điều kiện hoạt động bình thường và tự động ngắt khi xảy ra sự cố Việc lựa chọn máy cắt cần dựa trên các điều kiện cụ thể để đảm bảo hiệu suất và an toàn trong hệ thống điện.
Uđm mc ≥ Uđm mạng = 35 (kV)
𝑈đ𝑚 𝑚𝑐, Iđ𝑚 𝑚𝑐 : Điện áp và dòng định mức của máy cắt
Ilvmax: Dòng làm việc cực đại qua máy cắt
Chọn máy cắt hợp bộ liên lại thanh cái cao áp
Dòng qua máy cắt liên lạc cung cấp điện cho phụ tải của thanh cái bị mất nguồn Trong tình huống nặng nề nhất, khi mất một nguồn, nguồn còn lại sẽ cấp điện cho thanh cái, nhưng các máy biến áp và thiết bị cao áp kết nối với thanh cái đó sẽ hoạt động trong điều kiện quá tải Ví dụ, nếu nguồn 1 mất điện và máy biến áp MBA2 hỏng, nguồn 2 sẽ cung cấp điện cho MBA1 qua máy cắt liên lạc, khiến MBA1 phải làm việc ở chế độ quá tải do dòng MCLL đạt mức lớn nhất.
√3.35 = 23,09 (A) Tra bảng 5.13 (Trang 310-tài liệu 2) ta chọn máy cắt có thông số kĩ thuật ghi trong bảng sau:
Imax (kA) điện áp chịu đựng chống sét (kv)
Căn cứ cấp điện áp phía cao áp của trạm ta tra bảng 8.4 trang 383- Sổ tay tra cứu TBĐ 0.4-500KV, Ngô Hồng Quang, ta chọn được:
2 Chọn các thiết bị hạ áp :
2.1 Chọn áp tô mát đầu ra MBA : ATM 2 Áp tô mát là thiết bị bảo vệ tin cậy, có thể đóng cắt tự động cả 3 pha khi sự cố hoặc quá tải Điều kiện chọn :
Tra bảng 3.8 (Trang 151-tài liệu 2 ).Chọn áp tô mát loại M50, số lượng 2 chiếc, có số liệu kỹ thuật như trong bảng sau:
Kiểu Số cực U đm (V) I đmATM
2.2 Chọn thanh cái hạ áp
Thanh cái hạ áp được chọn theo điều kiện phát nóng, khi cho thanh cái đặt đứng lv max cp
K1 = 0,88 : Hệ số kể đến nhiệt độ môi trường (35 0 C) đặt cáp với nhiệt độ tiêu chuẩn (25 0 C)
K2 = 1 : Hệ số hiệu chỉnh thanh cái khi xét đến trường hợp ghép nhiều thanh, ở đây thanh cái là 1 thanh
K3 = 1 : Hệ số hiệu chỉnh kể đến cách lắp đặt thanh cái, ở đây thanh cái đặt nằm ngang
Ilvmax : Dòng điện lớn nhất của MBA khi đủ tải
Tra bảng 7.3 (Trang 363 -tài liệu 2) chọn được thanh cái làm bằng đồng cho phép mỗi pha ghép 3 thanh có số liệu kỹ thuật cho trong bảng sau:
2.3 Chọn sứ đỡ thanh cái hạ áp
Sứ đỡ làm nhiệm vụ giá đỡ, cách ly phần mang điện với đất
Chọn sứ theo điều kiện điện áp :
Dựa vào điều kiện chọn sứ đỡ từ tài liệu Tra PL 2.28 trang 351, chúng tôi đã lựa chọn sứ đỡ được chế tạo bởi Liên Xô, phù hợp với các tham số được nêu trong bảng dưới đây.
Uđm (kV) Phụ tải phá hoại
Dòng cho phép mỗi pha ghép 3 thanh (A)
2.4 Chọn áp tô mát liên lạc trên thanh cái hạ áp
Khi xảy ra sự cố với MBA trong trạm, các phụ tải quan trọng sẽ được cung cấp điện qua áp tô mát liên lạc Điều này đảm bảo rằng các thiết bị thiết yếu vẫn hoạt động trong trường hợp mất điện từ MBA.
Ilvmax là dòng điện lớn nhất mà áp tô mát liên lạc có thể chịu đựng Để chọn áp tô mát phù hợp, cần tính toán dòng làm việc theo hai điều kiện và chọn giá trị lớn nhất trong hai kết quả.
UdmATM, Udm mạng là điện ấp và dòng điện định mức của aptomat
Khi xảy ra sự cố với một máy biến áp trong trạm, máy biến áp còn lại sẽ cung cấp điện cho tất cả các hộ phụ tải quan trọng của nhà máy thông qua hệ thống ATM liên lạc Do đó, công suất truyền tải của máy biến áp liên lạc sẽ được xác định dựa trên công suất tính toán của bộ phụ tải loại 1 trên một phân đoạn thanh cái hạ áp có trị số lớn hơn.
Phụ tải quan trọng của MBA1 là :
+ Phân xưởng cơ khí, lắp ráp và đúc gang có S qt1 = 454,84 (kVA)
Phụ tải quan trọng của MBA2 là:
+ Phân xưởng đúc thép có S qt2 = 164,01 (kVA)
Tra bảng 3.8 trang 151-tài liệu 2 ta chọn được aptomat do Merlin Gerin chế tạo có thông số như sau:
2.5 Chọn cáp từ trạm phân phối hạ áp đến các phân xưởng
Cáp dẫn điện được lựa chọn dựa trên dòng điện lâu dài cho phép, nhằm đảm bảo nhiệt độ của dây dẫn không gây hại cho cách điện Việc chọn cáp cần tuân thủ các điều kiện nhất định để đảm bảo an toàn và hiệu quả sử dụng.
UđmATM≥Uđmmang = 0,4 (kV) lv max cp
Hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ môi trường K1 = 0,96 phản ánh sự khác biệt giữa nhiệt độ môi trường và nhiệt độ tiêu chuẩn Với nhiệt độ cho phép của cáp là 80°C và nhiệt độ tiêu chuẩn là 25°C, trong khi nhiệt độ môi trường hiện tại là 30°C Để lựa chọn thiết bị phù hợp, hãy tham khảo bảng 655 trong sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị.
K2 : Hệ số hiệu chỉnh kể đến số lượng cáp hoặc dây dẫn đặt trong cùng 1 hầm hoặc 1 rãnh cáp
K2 = 1 nếu số lộ cáp trong hào là 1 (n = 1)
Sở dĩ phải chia ra n lộ cáp là để sử dụng ít loại cáp
+K3 = 1 : Hệ số kể đến chế độ làm việc của cáp dài hạn
+Ilvmax : Dòng điện lớn nhất cho phép chạy qua cáp, ở đây là dòng điện tính toán phân xưởng
Ta có: ttpx lv max ttpx dm
= = 3.U Tính cho Phân xưởng cơ khí :
0,96.1.1 = 202,29 (A) Tra bảng 4.29 trang 380 -tài liệu 1 ta chọn cáp đồng, cách điện PVC do LENS chế tạo:
Tính tương tự cho các phân xưởng còn lại cáp dẫn từ trạm biến áp đến các phân xưởng được chọn như trong bảng sau:
Cơ khí 134,55 194,2 202,29 1 202,29 3G70 246 Bánh răng 198,49 286,49 298,42 3 99,47 3G16 100 Rèn dập 234,3 338,18 352,27 3 117,42 3G25 127 Lắp ráp 170,29 245,79 256,03 2 128,01 3G35 158 Dụng cụ 206,15 297,55 309,94 3 103,31 3G25 127 Đúc gang 150 216,5 225,52 2 112,76 3G25 127
Cơ điện 248,39 358,52 373,45 3 124,48 3G25 127 Nhà hành chính
2.6 Chọn Aptomat bảo vệ đường dây cáp cho các phân xưởng :
Aptomat là thiết bị bảo vệ tin cậy co thể đóng cắt tự động cả 3 pha khi gặp sự cố hoặc quá tải Điều kiện chọn :
Ilvmax = I ttpx n (n: số lộ dây cáp)
Tra bảng PL 3.5 và PL 3.6 trang 356-tài liệu 1 ta chọn được Aptomát kiểu dòng từ 10 ->1000 A do Nhật chế tạo, có thông số ở bảng dưới
3 Tính toán ngắn mạch cho toàn nhà máy
Sử dụng phần mềm etab ta tính toán ngắn mạch cho nhà máy
Hình 4.1 Sơ đồ hệ thống cung cấp điện cho toàn nhà máy
3.1.Tính ngắn mạch tại điểm f1: a tính tổng trở TTT
Tra phụ lục 4.7 (trang 367 -tài liệu 1) chọn được dây nhôm (dây trần); tiết diện 4G4 mm 2 ta có thông số: r (0) ′ = 8,35(Ω)/km; x (0) ′ =0,33(Ω)/km r (1) ′ = r (0)
Z (1)F1 = 0,897 + j3,73 = 3,83∠76,47°(Ω) b Tính toán tổng trở TTN
X (2)f1 = X (1)f1 c Tính toán tổn trở TTK
Hình 2 Sơ đồ thay thế khi ngắn mạch 3 pha
√3.|3,8| = 5,80 (A) Dòng ngắn mạch xung kích: k=1,02+0,98e − 3R X =1,02+0,98e −3
= 1,49 i p = k√2I k ” = 1,49 √2 5,80 = 12,22 (kA) e Dòng điện ngắn mạch 2 pha:
Hình 3 Sơ đồ thay thế khi ngắn mạch hai pha
2 5,80 = 5,02 (kA) Dòng điện ngắn mạch xung kích: i p = k √2 I′′ k2 = 1,49 × √2 × 5,02 = 10,57 (KA) f Dòng ngắn mạch 2 pha – đất
Tổng trở khi ngắn mạch 2 pha-đất
Hình 4 Sô đồ thay thế khi ngắn mạch 2 pha chạm đất
11,75 = 5,67 (KA) Trong đó dòng chạt trên pha sự cố bằng:
| 11,75 = 5,65 (kA) g Dòng điện ngắn mạch 1 pha
Tổng trở khi ngắn mạch 1 pha
Hình 5 Sơ đồ thay thế khi ngắn mạch 1 pha
Tổng hợp dòng điện trên thanh cái ngắn mạch tại F1:
BUS 3 pha 2 pha 2 pha đất 1 pha
Tổng trở phía sơ cấp quy đổi về thứ cấp:
35/(0,4) 2 = 0,041 + j0,017 = 0,017∠76,74 0 (mΩ) Tổng trở máy biến áp:
Hệ số hiệu chỉnh tổng trở:
Bỏ qua tổng trở Cáp/Thanh dẫn 3 pha đầu ra MBA
Tổng trở ngắn mạch tại F2:
= 1,59 + j6,12 = 6,33∠75,74°(mΩ) a Dòng điện ngắn mạch 3 pha
Hình 6: sơ đồ thay thế khi ngắn mạch 3 pha
Dòng điện ngắn mạch xung kích: k=1,02+0,98e −3R/X =1,02+0,98e−3×1,59/6,12 = 1,46 i p = k√2I k " = 1,46 √2 36,39 = 75,13 (kA) b Dòng điện ngắn mạch 2 pha
Hình 7: sơ đồ thay thế khi ngắn mạch 2 pha
2 36,39 = 31,51 (kA) c Dòng điện ngắn mạch 1 pha
Hình 8: Sơ đồ thay thế khi ngắn mạch 1 pha
Tổng trở TTK của máy biến áp:
-Với MBA có tổ nối dây Y-Y0 -11
Tổng trở ngắn mạch khi ngắn mạch 1 pha
19 = 36,37 (kA) d.Dòng điện ngắn mạch 2 pha – đất
Hình 9: sơ đồ thay thế khi ngắn mạch 2 pha – đất
20 = 34,55 (kA) Trong đó dòng chạt trên pha sự cố bằng:
Tổng hợp dòng điện trên thanh cái ngắn mạch tại F2:
BUS 3 pha 2 pha 2 pha đất 1 pha
-Ta có: Tra PL 4.7 (Trang 367 – tài liệu 1) của dây dẫn lõi đồng mã hiệu 3G70 có: r′ (0) =0,29 (Ω) /km; ; x (0) ′ = 0,24 (Ω) /km r (1) ′ = r′ (0)
Hình 10: sơ đồ thay thế khi ngắn mạch 3 pha
Tổng trở khi ngắn mạch 3 pha
Dòng điện ngắn mạch 3 pha:
√3.29,48 = 7,81(kA) Dòng điện ngắn mạch xung kích: k=1,02+0,98e −3R/X =1,02+0,98e−3.18,46/22,99 = 1,10 i p = k√2I k " = 1,10 √2 7,81 = 12,14 (kA) b.Dòng ngắn mạch 2 pha:
Hình 11: sơ đồ thay thế khi ngắn mạch hai pha c.Dòng ngắn mạch 1 pha:
Hình 12: Sơ đồ thay thế khi ngắn mạch 1 pha
Tổng trở khi ngắn mạch 1 pha:
132,31 = 5,22 (kA) d.Dòng ngắn mạch 2 pha – đất
Hình 13: Sơ đồ thay thế khi ngắn mạch 2 pha – đất
Tổng trở ngắn mạch 2 pha-đất
Tổng hợp dòng điện trên thanh cái ngắn mạch tại F3:
BUS 3 pha 2 pha 2 pha đất 1 pha
3.4.Ngắn mạch tại f4 ( Từ tủ phân phối tới TC tủ động lực 1)
Tra phụ lục 4.7 (trang 367 tài liệu 1) chọn được cáp đồng; tiết diện 4G4 mm 2 ta có thông số: r′ (0) = 5 (Ω) /km; ; x (0) ′ = 0,09 (Ω) /km r (1) ′ = r′ (0)
Hình 14: sơ đồ thay thế khi ngắn mạch 3 pha
Tổng trở khi ngắn mạch 3 pha:
= (160,66+j26,23) 2,78∠9,27° (mΩ) Dòng điện ngắn mạch 3 pha:
√3.162,78 = 1,41 (kA) Dòng điện ngắn mạch xung kích k=1,02+0,98e −3R/X =1,02+0,98e−3.160,66/26,33 = 1,02 i p = k√2I k " = 1,41 √2 1,02 = 2,03 (A) b Ngắn mạch 2 pha
Hình 15: sơ đồ thay thế khi ngắn mạch 2 pha c Ngắn mạch 1 pha
Hình 16: sơ đồ thay thế khi ngắn mạch 1 pha
Tổng trở khi ngắn mạch 1 pha:
833 = 0,82 (kA) d.Ngắn mạch 2 pha - đất
Hình 17: sơ đồ thay thế khi ngắn mạch 2 pha – đất
Tổng trở ngắn mạch 2 pha-đất
Tổng hợp dòng điện trên thanh cái ngắn mạch tại F4:
BUS 3 pha 2 pha 2 pha đất 1 pha
3.5.Ngắn mạch tại f5 (Từ TC tủ động lực 2 đến máy xọc)
-Ta có: Tra PL 4.7 (Trang 367 – tài liệu 1) của dây dẫn lõi đồng mã hiệu 4G1,5 có: r′ (0) =13,35 (Ω) /km; ; x (0) ′ = 0,1 (Ω)/km r (1) ′ = r′ (0)
Hình 18: Sơ đồ thay thế khi ngắn mạch 3 pha
Tổng trở khi ngắn mạch 3 pha
=(1095,16+j33,23) 95,66∠1,37° (mΩ) Dòng điện ngắn mạch 3 pha
√3.1095,66= 0,21 (kA) Dòng điện ngắn mạch xung kích k=1,02+0,98e −3R/X =1,02+0,98e −3
Hình 19: sơ đồ thay thế khi ngắn mạch 2 pha c.Ngắn mạch 1 pha
Hình 20: sơ đồ thay thế khi ngắn mạch 1 pha
= 3448,34 + j72,67= 3449,10∠1,20° (mΩ) Tổng trở khi ngắn mạch 1 pha:
5640,37 = 0,12 (kA) c Ngắn mạch 2 pha – đất
Hình 21: sơ đồ thay thế khi ngắn mạch 2 pha – đất
Tổng trở ngắn mạch 2 pha-đất
Tổng hợp dòng điện trên thanh cái ngắn mạch tại F5:
BUS 3 pha 2 pha 2 pha đất 1 pha
