Lựa chọn cc phần tử trong hệ thống cung cấp điện

Lựa chọn cc phần tử trong hệ thống cung cấp điện

TC DCN 08A Bai Tap Ldn CCD

CHUONG VI

LỰA CHỌN CC PHẦN TỬ TRONG HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN

A)PHƯƠNG N LỰA CHỌN CC PHẦN TỬ TRONG HỆ THỐNG MẠNG ĐIỆN XÍ NGHIỆP :

A.1 Khi niệm:

- Hệ thống điện bao gồm cc thiết bị điện (phần tử) được mắc với nhau theo một nguyn tắc chặt chễ tạo nn một cơ cấu đồng bộ v hồn chỉnh Mỗi thiết bị điện cần được lựa chọn đng để thực hiện tốt chức năng trong sơ đồ cấp điện v Im cho hé thống cung cấp điện vận hnh đảm bảo cc chỉ tiu kỹ thuật, kinh tế v an t6n

- Lựa chọn cc phần tử trong hệ thống cung cấp điện l lựa chọn cc thiết bị như: khí

cụ điện, sứ cch điện, dy dẫn v cc bộ phận dẫn điện khc

- Trong điều kiện vận hnh, chng ta cĩ thể lựa chọn theo một trong ba trường hợp Sau:

I Ché d6 Im việc lu di

Cc khí cụ điện, sứ cch điện v cc bộ phận dẫn điện khc sẽ Im viéc tin cay néu chng được chọn theo đng điện p v dịng điện định mức

1I Chế đỘ quá tải

Dịng điện qua cc khí cụ điện v cc bộ phận dẫn điện khc lớn hơn so với dịng điện định mức

Sự Im việc tin cậy của cc thiết bị dựa trn những quy định về gi trị điện p v ding điện v thời gian giới hạn cho php

Đối với một số thiết bị cĩ thể cho php qu tải đến 140% so với gi trị điện p định mức v dịng điện định mức

II Chế độ ngắn mạch

Trong trường hợp ngắn mạch, cc khí cụ điện v cc bộ phận dẫn điện khc vẫn dam bao sự Im việc tin cậy nếu trong qu trình lựa chọn chng cĩ cc thơng số theo đng điều kiện ổn định động v ổn định nhiệt

Khi xảy ra ngắn mạch, để hạn chế tc hại của nĩ thì cần phải nhanh chĩng cắt

bỏ bộ phận hư hồng ra khỏi mạng điện

A.2 Những điều kiện chung để lựa chọn thiết bị:

I Chọn khí cụ điện v cc bộ phận dẫn điện theo điều kiện lm việc lu di

1 Chon theo điện p định mức

- Điện áp của khí cụ điện được ghi trên nhn my ph hợp với đỘ cách điện của

nó

- Mặt khác, các khí cụ điện được thiết kế, chế tạo có dự trữ độ bền về điện nên cho phép chúng ta làm việc lâu dài không hạn chế với điện áp cao hơn điện áp định mức của khí cụ điện từ 10% đến 15% gọi là điện áp cực đại,

TC DCN 08A Bài Tập Lén CCD

- Điều kiện lựa chọn khí cụ điện:

amkœ > UamM

Trong đó:

Tam Keb: điện áp định mức của khí cụ điện

Tam M: điện p định mức của mạng điện

2 Chọn theo dịng định mức

- Dịng định mức của khí cu dién 1 ding điện đi qua khí cụ điện trong thời gian khơng hạn chế với nhiệt độ mơi trường xung quanh l định mức

- Khi đĩ, nhiệt độ đốt nĩng cc bộ phận của khí cụ điện khơng vượt qu trị sỐ cho php lu di

- Chọn khí cụ điện theo điều kiện dịng điện dịng điện định mức sẽ bảo đảm cho

cc bộ phận của khí cụ điện khơng bị đỐt ning gy nguy hiểm trong tình trang Im việc lu di định mức

Điều kiện:

Ilv max < Idm KCD

- Dịng điện lm việc cực đại của cc mạch được tính như sau:

+ Đường dy Ìm việc song song: tính khi cắt bớt một dy

+ Mạch my biến p: tính khả năng qu tải của nĩ (140%)

+ Đường dy cp khơng cĩ dự trữ: tính khả năng qu tải của nĩ

+ Thanh gĩp nh my điện , trạm biến p, cc thanh dẫn phn đoạn v mạch nối khí cụ điện: tính trong điều kiện vận hnh l xấu nhất

+ Mỹ pht điện: tính bằng 105% dịng điện định mức

Cc khí cụ điện được chế tạo với nhiệt độ định mức của mơi trường 1 35 độ C Nếu nhiệt độ mơi trường xung quanh l_xq thì phải hiệu chỉnh dịng điện cho php

cp = Tam ked *V@cp - @xq /@cp + Oxq

A.3 Những phương php tính tốn lựa chọn:

I Lua chon dây dẫn cáp cho hệ thống

1 ,Giới Thiệu Các Phuong Phdp Chon Dây Dẫn

a Chọn tiết diện theo mật đỘ kinh tế của dòng điện Jkt

Jkt (A/mm? )là số ampe lớn nhất trên 1mm” tiết diện kinh tế ,tiết diện dây chọn theo phương pháp này sẽ cólợi về kinh tế

Phương pháp chọn dây dân theo Jkt áp dụng lưới đện có điện áp U> 110Kv bởi vì trên lưới này không có thiết bị sử dụng điện trực tiếp đầu vào ,vấn

đề điện áp không cấp bách ,yêu cầu không chặt chẽ

Lưới điện trung áp đô thị và xí nghiệp nói chung khỏang cách tải điện ngắn thời gian sử dụng công suất lớn cũng được chọn theo Jkt

b.Chọn tiết diện theo điện áp A Ucp

TC ĐCN 08A Bài Tập L6n CCD

Phương pháp lựa chọn này lấy chỉ tiêu chất lượng điện làm điều kiện tiên quyết chính vì thế nó được áp dụng để lựa chọn tiết diện dây cho lưới điện nông thôn ,thường đường dây tải điện khá dài ,chỉ tiêu điện

áp rất dễ bị vi phạm

c Chọn dây dẫn theo dòng phát nóng lâu dài cho phép

Phương pháp này tận dụng hết khả năng tải của dây dẫn ,thường áp dụng co lưới điện hạ áp đô thị ,xí nghiệp và sinh hoạt

s* Điều kiện xác định tiết diện Icp:

Uđmdd> Uđmmạng

It< K1.K2.Icp

> Trong đó: K1 hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ kể đến sự chênh lệch nhiệt

độ môi trường chế tạo và môi trường đặt dây

K2 hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ kể đến số lượng cáp đặt chung 1 rảnh

Icp dòng phát nóng cho phép nhà chế tạo ứng với từng loại dây từng tiết diện dây

Dòng điện cung cấp riên rẻ từng thiết bị : It=lđm

Dòng điện cung cấp cho từng nhóm thiết bị : Itt= Itnhóm

Tiết diện dây sau khi đã chọn phải thử lại điều kiện kỹ thuật và kiểm tra kết hợp các thiết bị bảo vệ

Nếu bảo vệ bằng cầu chì : K1.K2.Icp> Ide/@

œ =3 Ứng với mạch đông lực

# =0,8 Ứng với mạch sinh hoạt

1,25.Idm

15

Nếu bảo vệ bằng aptomat : K1.K2.Icp>

II Lựa Chọn Aptomat-Cầu Dao,Cầu Chì,CB,cơng tắc tơ

1 Lựa chọn aptomat

Aptomat là thiết bị đóng cắt hạ áp có chức năng bảo vệ quá tải

và ngắn mạch

Dự định chọn aptomat vì áptomat có những ưu điểm :

" Khả năng làm việc chắc chắn đỘ tin cậy an tòan cao

"_ Đóng cắt đồng thời 3 pha và có khả năng tự động hóa cao

"_ Chọn aptomat thỏa các điệu kiện sau :

= Aptomat được chọn theo điều kiện :

TC DCN 08A Bai Tap Ldn CCD

= UdmA2>Udmmang

= IdmA2Idm

= Icdm2Iy

2 Lựa chọn cầu dao- cầu chì:

Cầu dao hạ áp thông thường có 2 loại:

= cau dao làm nhiệm vụ cách ly ,đóng cắt không tải hoặc dòng nhỏ

" Cầu dao phụ tải làm nhiệm vụ cách ly và đóng cắt dòng phụ tải

+* Lựa chọn cầu dao hạ áp theo 2 điều kiện:

UdmCD2Udmmang

IdmCD 2 Itt

Cầu chì hạ áp thông thườnng có3 loại:

o_ Cầu chì thông thường

o_ Cầu chì cách ly có 1 đầu cố định ,1 đầu mở ra được như dao cách ly , làm nhiệm vụ cách ly như cầu dao

o_ Cầu chì cắt tải là cầu chì cách ly có thể đóng cắt dòng phụ tải như cầu dao phụ tải

Lựa chọn cầu dao trong lưới điện công nghiệp:

Cầu chì chỉ làm nhiệm vụ bảo vệ ngắn mạch cho động cơ và dây dẫn Cầu chì bảo vệ 1 động cơ chọn theo điều kiện:

Idc>Itt=Kt.IđmÐ

Imm _ Kmm.ldm

Idc>———=

Kt hệ số tải của động cơ

z hệ số: _nếu động cơ mở máy nhẹ # =2,5

_nếu động cơ mở máy nặng # =1,6

Cầu chì bảo vệ 2,3 động cơ được chọn theo điều kiện sau:

Idc> } ` Kri.Idmi

nt Idmi + Kkd.Idmmax Idc= 2,

a

TC DCN 08A Bai Tap Ldn CCD

¬

Trong đó }_Idmi tổng dòng điện định mức cỦa các máy trừ máy có dòng

a

điện định mức lớn nhất

1đmmax dòng điện dịnh mức của máy có công suất lớn nhất

Kkđ hệ số khởi động của động cơ

Cầu chì bảo vệ 1 nhóm thiết bị ngoài điều kiện chọn như trên cần kiểm tra

thém dk : Idmdc2Ittnh

3 Lựa chon CB

CB | khi cy dién dng dé tu d6ng ngắt mạch để bảo vệ ngắn mạch, qu tai, sut p

CB phải thỏa mn những yu cầu sau:

Chế độ Im việc định mức l chế độ Im viéc lu di

CB ngắt được trị số dịng điện ngắn mạch lớn

Thời gian ngắt b

Chọn CB theo cc điều kiện sau:

Điều kiện điện p Uame > Uamm

Điều kiện dịng điện lama >

Khả năng cắt của CB ike 2 ixk

Trong di: ixk = kxk* IN

Kx= 1.3

IN= 400 / V3* V2; + x2;

4 Lựa chọn cơng tắc tơ :

Cong t&c to 1 khí cụ điện đĩng ngắt cc phụ tai ci cong suất lớn, cĩ khả dập hồ

quang

Điều kiện lua chon cong tac to:

Điều kiện điện p Uam crr > Ulmviéc

Điều kiện dịng điện Tam cTTr > lImviệc

II Lựa chọn my cắt điện điện p cao hơn 1000V

- My cắt I một thiết bị đĩng cắt dịng điện phụ tải v cắt dịng điện ngắn mạch

- Điều kiện:

Dịng cắt điện định mức: lamcắt >ÏN

Cơng suất cắt định mức: Samcắt > SN

Dịng điện ngắn mạch xung kích lam > Tk

B) AP DỤNG TÍNH TOAN LỰA CHON CC PHAN TU :

1)Chọn aptomat tổng :

Idm=Sa„/X/3 Uam

=25/1/3 0,38

=37,98 (A) Điều kiện lựa chọn :

Icp>Idm / k1.k2=37,98/1x1

=37,98 (A)

Ta chọn aptomat 40 (A) ,3 cực do LG chế tạo cĩ Udm=600(v),loại 50 AF kiểu ABE

53a

2)Lựa chọn cp tổng:

Idm=Sdm/V3Udm

=25/V3.0,38

=37,98 (A)

Chon theo diéu kién pht ning:

Icp> Idm=Sdm/Y3Udm

=25/V3.0,38

=37,98 (A)

Tra bảng PL.31 (gio trình hướng dẫn đồ n cung cấp điện ~NXB H Nội)

Ta chon cp 4 lỏi ci Icp =41(A)

Kí hiệu :4G 2,5 do hng LENS ché tao ci cch điện PVC lỏi 1,8

Kiểm tra điều kiện kết hợp với aptomat:

Icp.kI.k2>1,25Idm/1,5=1,25.40/1,5

=33,35 (A)

37,98>33,35

Vậy thỏa yu cầu kỉ thuật

3)Chọn CB:

Itt=y'Ptt/(V3.380.0,38)

=58852/(Y3.380.0,38)

=124,2(A)

Ta chọn CB tổng cĩ Idm=150 (A) do LG sản xuất

4)Chọn bộ cầu chì :

Ta chọn bộ cầu chì co Idm=125 (A)cĩ Udm = 750 (v),dịng cắt 23(ka), In(10s)=5(ka) khối lượng 1,8 (kg)

5)Chọn thanh ci :

Idm=Sdm/V3Udm

TC DCN 08A Bai Tap Ldn CCD

=25/Y3.0,38

=37,98 (A)

Chọn thanh c¡ cĩ kích thướt 25x3 (mm^2)cĩ ding điện phụ tải cho php 1 340(A) ,dự định đặt 3 thanh gĩp cch nhau10 (mm^2),mổi thanh đặt trn 2 sứ cch điện cch nhau 70 cm

Tra bẳng PL 30 trang 169 ta lấy k1=0,95,k2=0,95

Vậy k1.k2.Icp>Icb

=0,95x0,95x340=306(A)

Ta thấy : 306>37,98

Khả năng ổn định động KG/cm2:

Ơcp>Ơtt

Ta ci:

Rob=( A Pn.Udm/2/Sdm/2).1046

=(0,69.0,3842/2542)x1046

=159,4(mQ)

Xob=(Un.Udm^2/Sdm^2).10^4

=(0,047.0,38^2/25^2)10^A4

=0,285(mQ)

In=Udm/Zbv3

= 380/ V3V9159,4\2+0,28542)

=1,37(ka) Ixk=1,8 v2x1,37=3,48(A) Vậy — Ftt=1,76.104-21/a.3,48

=1,76x102-2.70/10

=3,89.10^-6(KG) Momen uốn tính tốn:

M=Ftt.1/10

=3,89.10A-6x70/10

=2,723.10A-5(KG/CM^2) Momen chống uốn của thanh đồng 25x 3(mm^2)

'W=(2,5X0,38^2)/6

=0,0325(KG/cm^3) Vậy Ơ =M/W

=2,723.10A-5/0,0375

=7,26.10^-4(KG/cm^2)

M Ơcp của đồng = 1400(KG/cm^2)

Nn thỏa điều kiện Ơcp>Ơtt

Khả năng ổn định nhiệt ,mm^2

F>lv(Tqd) Lấy tqd=0,5 (s)

Với tqd l thời gian cắt ngắn mạch

F>lv(Tqd) 7526X1,37XV(5)=5,8 Vậy đ thỏa điều kiện

Ta chọn thanh c¡ bằng đồng cĩ kích thướt 25x3(mm^2) đặt 3 thanh nằm ngang cch nhau

11 cm,mổi thanh đặt tr 2 sứ cch điện cch nhau 70cm

6)Lựa chọn cho tU chiéu sng v tủ động lực :

a)TỦ chiếu sng:

Idm=3190/( V3.380.0,69)

=7(A) Chọn aptomat 3 cực cĩ I dm=10(A) ;Udm=600(v) do LG chế tạo loại 50AF kiểu ABE 53a

Chon cau chi co I dm=10(A)

Chọn CB cĩ I dm= 10(A)

b)Tủ động lực :

Idm=Ptt/(V3Udm.cosu)

=11998/(v3.380.0,73)

=24,97 (A)

Chọn aptomat 3 cực Idm=30(A) loại 50AF kiểu ABE53a ,Udm=600(v)

Chọn CB :Idm=32(A)

7)Lua chon cho tting phing:

4 Phing CT HSSV:

Idm=1052,3/(220.0,7)

=6,83(A)

Chọn aptomat : 3 cực ,Idm=10(A);Udm=600(v)

Chọn cầu chì : Idm = 10(A)

Chọn CB:Idm= 10(A)

Cong tac:

Ttt=160/(220.0,72)

=1,038(A)

Chon cong tac ci Idm = 5(A)

Udm = 220-250(v)

Ta chon 2cong tac diéu khién dn :

Irtổ cắm = 1000/(220.0,75)

=6(A) Chon CB cho 6 cắm : I dm= 10 (A)

Cơng tắc điều khiển quạt:

Itt = 150/(220.0,65)

=1,04(A)

Ta chon 3 cơng tắc 5(A) điều khiển 2 quạt giĩ v 1 quạt thơng giĩ

Cơng tắc điều khiển my lạnh:

Ttt=250/(220.0,8)

=1,4(A)

TC ĐCN 08A Bài Tập L6n CCD

Chọn cơng tắc 5(A)

Ta sử dụng 5 phích cắm cĩ Idm=10(A) U dm=250(v),s=2,5 (mm^2)

Vì cc phịng cịn lại cï chức năng gần giống nhau v số thiết bị sử dung điện cũng như

nhau mn ta tính tốn tương tự.Ta được bảng thống k cc thiết bị điện như sau:

Tn phịng CTCTHSSV PK TCHC QTDS GV YTE

TN T.BI SL | Idm | Udm | SL | Idm | Udm | SL | Idm | Udm | SL | Idm | Udm | SL | Idm | Udm | SL | Idm | Udm

Aptomat 1 |10 |220 |1 |5 220 |1 |5 220 |1 |5 220 |1 |5 220 |1 |5 220 Cầu chì 1 |10 |220 |1 |5 220 |1 |5 220 |1 |5 220 |1 |5 220 |1 |5 220

Cb tổng 1 |10 |220 |1 |6 220 |1 |6 220 |1 |6 220 |1 |6 220 |1 |6 220 Congtac 6 |5 220 |4 |5 220 |4 |5 220 |6 |5 220 |6 |5 220 |5 |5 220

Cb 1 |10 |220 |1 |10 |220 |1 |10 |220 |1 |10 |220 |1 |10 |220 |1 |10 |220 Phichcam |5 |10 |220 |0 |0 0 0 |0 0 0 |0 0 2 |10 |250 |0 |0 0 ổcắmd.p 1 |10 |220 |0 |0 0 0 |0 0 0 |0 0 0 |0 0 0 |0 0

Phịng wc:

Ta chọn 2 cơng tắc 5(A) để điều khiển cc đn

Phịng tỦ điện :sử dụng 1 cơng tắc đn 5(A)

5 cơng tắc điều khiển đn hnh lang v cầu thang.đặt hộp điều khiển ở cầu thang tri