TÍNH TOÁN LỰA CHỌN DÂY DẪN VÀ THIẾT BỊ BẢO VỆ ĐIỆN

Nội dung sẽ trao đổi Tính toán dây dẫncáp và phối hợp bảo vệ Xác định sụt áp Tính toán ngắn mạchguyên tắc chọn dây dẫncáp: Bước tiếp theo của phần xác định phụ tải tính toán sơ bộ Tính toán dây cáp và thiết bị bảo vệ phải đảm bảo cáctiêu chí sau đây, nhằm cung cấp điện năng an toàn và tincậy: Mang được dòng điện tải lớn nhất, chịu được dòngngắn mạch thông thường Không gây sụt áp khi có những biến động về tải đãlường trước

4 TÍNH TOÁN LỰA CHỌN DÂY DẪN VÀ THIẾT BỊ BẢO VỆ

Nội dung sẽ trao đổi

 Tính toán dây dẫn/cáp và phối hợp bảo vệ

 Xác định sụt áp

 Tính toán ngắn mạch

4.1 Tính toán dây dẫn/cáp và phối hợp bảo vệ

 Nguyên tắc chọn dây dẫn/cáp:

 Bước tiếp theo của phần xác định phụ tải tính toán sơ bộ

 Tính toán dây cáp và thiết bị bảo vệ phải đảm bảo cáctiêu chí sau đây, nhằm cung cấp điện năng an toàn và tin cậy:

 Mang được dòng điện tải lớn nhất, chịu được dòngngắn mạch thông thường

 Không gây sụt áp khi có những biến động về tải đãlường trước

4.1 Tính toán dây dẫn/cáp và phối hợp bảo vệ

 Nguyên tắc chọn thiết bị bảo vệ (áp tô mát hoặc/và cầu chì):

 Bảo vệ được con người tránh các tiếp xúc gián tiếp (đặcbiệt là cấu trúc TN và IT) do dây dẫn bảo vệ quá dài gâynên sụt giảm biên độ dòng sự cố

 Bảo vệ được dây dẫn và thanh cái trong mọi trường hợpquá tải, dòng lớn đến dòng ngắn mạch

QUY TRÌNH

QUY TRÌNH KHÁC

4.1.1 Quy trình Bước 1: Dòng điện tính toán

 Giá trị được tính toán dựa trên công suất P của mạch(nhánh) (khi đã tính đến các hệ số sử dụng lớn nhất Ku và

hệ số đồng thời Ks), điện áp U, hệ số công suất cosθ, hiệusuất

4.1.1 Quy trình Bước 1: Dòng điện tính toán

 Giá trị được tính toán dựa trên công suất P của mạch(nhánh) (khi đã tính đến các hệ số sử dụng lớn nhất Ku và

hệ số đồng thời Ks), điện áp U, hệ số công suất cosθ, hiệusuất

4.1.2 Quy trình Bước 2: Lựa chọn dòng cho phép của dây

 Lựa chọn dòng cho phép của dây mà thiết bị bảo vệ cókhả năng bảo vệ

 Nếu dùng CB (hoặc aptomat ) thì = ( có thể lớnhơn một chút)

 Nếu dùng cầu chì:

4.1.3 Quy trình Bước 3: tiết diện cáp bằng cách mã chữ cái

4.1.3 Quy trình Bước 3: tiết diện cáp bằng cách mã chữ cái

- Dưới sàn nhà hoặc sau trần giả

- Trong rãnh,hoặc ván lát chân tường

B

- Khung treo có bề mặt tiếp xúc với tường hoặc trần.

Cáp có nhiều lõi - Thang cáp,khay có đục lỗ hoặc trên congxom đỡ

- Treo trên tấm chêm

- Cáp móc xích tiếp nối nhau

E

4.1.3 Quy trình Bước 3: tiết diện cáp bằng cách mã chữ cái

và xác định các hệ số K

 Cách lắp đặt Hệ số K1

B

Cáp đặt thẳng trong vật liệu cách điện chịu nhiệt 0,70

Ống dẫn đặt trong vật liệu cách điện chịu nhiệt 0,77

4.1.3 Quy trình Bước 3: tiết diện cáp bằng cách mã chữ cái

và xác định các hệ số K

 Cách lắp đặt Hệ số K2

Mã chữ cái

Cách đặt gần nhau

1 0,87 0,82 0,8 0,8 0,79 0,79 0,78 0,78 0,78

PVC Butyl polyethylene (XLPE) cao su có ethylene

4.1.4 Xác định tiết diện dây từ dòng tính toán hiệu chỉnh Dây

đi trần hoặc không chôn PVC 3 pha Nhiệt độ dây 70oC

4.1.4 Xác định tiết diện dây từ dòng tính toán hiệu chỉnh Dây

đi trần hoặc không chôn PVC 3 pha Nhiệt độ dây 70oC

4.1.3 Quy trình Bước 3: tiết diện cáp bằng cách mã chữ cái

và xác định các hệ số K

 Dây chôn trong tường, chôn dưới đất Cần xác định K4, K5,

K6 , K7 Mã chữ cái tương ứng với cách đặt dây sẽ khôngcần thiết

 K= K4 x K5 x K6 x K7

 Cách lắp đặt  Hệ số K4

Đặt trong ống bằng đất nung, ống ngầm hoặc rãnh đúc

0,8

4.1.3 Quy trình Bước 3: tiết diện cáp bằng cách mã chữ cái

4.1.3 Quy trình Bước 3: tiết diện cáp bằng cách mã chữ cái

 Hệ số K7 thể hiện ảnh hưởng của nhiệt độ đất chôn cáp

Nhiệt độ của đất ( o C) Cách điện

4.1.4 Xác định tiết diện dây

 Sau khi đã tra thông số của các hệ số Ki thành phần tương

 Tra bảng để xác tiết diện nhỏ nhất theo dạng dây,cách điện

và dòng

Dòng cho phép ứng với loại cách điện và số dây

Tiết diện dây đồng (mm2)

4.1.4 Xác định tiết diện dây từ dòng tính toán hiệu chỉnh Dây chôn ngầm

Tiết diện dây theo chất liệu

Dòng cho phép ứng với loại cách điện và số dây

Tiết diện dây nhôm (mm2)

4.1.5 Xác định tiết diện dây từ mật độ dòng điện kinh tế

4.1.VD1 Ví dụ về xác định dòng tải lớn nhất IB

4.1.VD2 Xác định tiết diện dây cho hệ thống cấp điện sau.

 Trong một hệ thống máy lạnh trong siêu thị, động cơ sơ cấpdùng để kéo máy nén bao gồm 4 loại động cơ sau : 2 động

cơ 7,5 kW, một động cơ 18 kW, một động cơ 24 kW và mộtđộng cơ 32 kW Các động cơ được cấp điện qua các tủ điệnnhánh riêng rẽ Các tủ được cấp từ một tủ tổng bằng thanhdẫn Biết các động cơ có cùng mức điện áp 415V Dây cápđược đi trong máng cáp đục lỗ, nhiệt độ môi trường là 40oC

tủ nhánh

 Đòi hỏi giá trị điện áp gần với giá trị định mức

 Chọn kích cỡ dây sao cho khi mang tải lớn nhất, điện áp tạiđiểm cuối xa nhất phải nằm trong phạm vi cho phép

 Độ sụt áp chỉ tính cho chế độ vận hành bình thường (chế độxác lập)

4.2.1 Xác định sụt áp Tiêu chuẩn

 Độ sụt áp lớn nhất cho phép

Độ sụt áp lớn nhất cho phép từ điểm mốc vào lưới tới phụ tải

Chiếu sáng Các loại tải khác

4.2.1 Xác định sụt áp Tiêu chuẩn

 Độ sụt áp lớn nhất cho phép

1 pha: pha/pha ΔU = 2IB(R.cosφ+X.sinφ).L 100ΔU/Un

1 pha: pha/trung tính ΔU = 2IB(R.cosφ+X.sinφ).L 100ΔU/Vn

3 pha cân bằng: 3 pha (có hoặc không có dây trung tính)

ΔU= ??? IB(R.cosφ+X.sinφ).L 100ΔU/Un

4.2.2 Xác định sụt áp Cách thức tính toán

 Tính độ sụt áp

 L – Chiều dài dây ( km )

 R – Điện trở của dây ( Ω/km )

 Chú ý : R được bỏ qua khi tiết diện lớn hơn 500

4.2.2 Xác định sụt áp Cách thức tính toán

 Tính độ sụt áp

 X – Điện kháng của dây (Ω/km)

 Chú ý : X được bỏ qua cho dây có tiết diện nhỏ hơn 50

.Nếu không có thông tin nào khác sẽ cho X=0,08 Ω/km )

 φ – Góc pha giữa điện áp và dòng điện trong dây dẫn:

 Chiếu sáng cosφ = 1

 Động cơ:

 Khi khởi động cosφ = 0,35

 Chế độ bình thường cosφ = 0,8

4.2.2 Xác định sụt áp Cách thức tính toán thực dụng (1/2)

Tiết diện dây dẫn (mm2) Mạch một pha

Động cơ Chiếu sáng Chất liệu dây dẫn Làm việc Khởi động

Đồng Nhôm cos φ = 0.8 cos φ = 0.35 cos φ = 1

4.2.2 Xác định sụt áp Cách thức tính toán thực dụng (2/2)

Tiết diện dây dẫn (mm2) Mạch ba pha

Động cơ Chiếu sáng Chất liệu dây dẫn Làm việc Khởi động

Đồng Nhôm cos φ = 0.8 cos φ = 0.35 cos φ = 1

4.2.3a Xác định sụt áp Ví dụ 1

 Tính độ sụt áp khi cấp điện cho động cơ

 Ở chế độ làm việc bình thường

 Ở chế độ khởi động

 Ikđ=500 A (5 In) với cos ϕ = 0.35 khi khởi động

 Sụt áp tại điểm nối vào tủ phân phối của động cơ là 10V ởđiều kiện bình thường (với dòng tổng là 1000 A)

4.2.3a Xác định sụt áp Ví dụ 1

 Điện áp rơi trong chế độ làm việc thông thường:

 Tra bảng, dây 35 mm2, dài 50m, mang dòng 100A

 Nhận xét với giá trị 8%

4.2.3a Xác định sụt áp Ví dụ 1

 Điện áp rơi trong chế độ khởi động động cơ:

 Tra bảng, dây 35 mm2, dài 50m, mang dòng 500A

 Dòng chảy qua tủ tổng là (1000-100)+500 = 1400 Ampe

 Điện áp rơi tại tủ do dòng điện tăng (do khởi động) là

10 ∗ 1,4 = 14

 Nhận xét với giá trị 8%

tủ nhánh

4.3 Tính toán ngắn mạch Nguyên tắc

 Theo tiêu chuẩn qui định trong IEC 364-434.2, 434.3 vàIEC 364-533.2, cần tính toán dòng ngắn mạch dự kiến lớnnhất ở đầu mạch và dòng ngắn mạch nhỏ nhất ở cuối mạch

 Dòng ngắn mạch dự kiến lớn nhất xác định:

 Dòng cắt tới hạn (Icu) của các máy cắt lớn hơn dòngngắn mạch lớn nhất Isc

 Khả năng đóng lại của thiết bị

 Khả năng chịu ứng suất nhiệt và điện động của ống dẫn

và thiết bị đóng cắt

4.3 Tính toán ngắn mạch Nguyên tắc

 Dòng ngắn mạch dự kiến nhỏ nhất xác định lựa chọn cácđường tác động và cầu chì:

 Cần đảm bảo an toàn cho người (với sơ đồ TN-IT),

 Các đường cáp quá dài,

 Nguồn có trở kháng

 Trong mọi trường hợp, thiết bị bảo vệ phải tương thích vớiứng suất nhiệt của cáp

 I2 t ≤ K2 S2

4.3 Tính toán ngắn mạch thực dụng

 Công suất ngắn mạch nguồn

 Liệt kê tất cả các phần từ trên đường đi của dòng ngắnmạch có thể

 Tính toán giá trị điện trở (điện cảm, nếu có) của cácphần tử