Chapter 2 lua chon va kiem tra day dan

Có 3 phương pháp lựa chọn tiết diện dây dẫn: Chọn theo mật độ dòng kinh tế Jkt. Chọn theo tổn thất điện áp cho phép Ucp. Chọn theo dòng điện phát nóng cho phép Icp.  Các điều kiện kỹ thuật lựa chọn tiết diện dây dẫn sc cp max dm maxsc dm I I U 5%U U 10%U      N c F I t   Với cáp kiểm tra thêm ĐK ổn định nhiệt: Với cáp đồng =6, với cáp nhôm =11.

1

HỆ THỐNG ĐIỆN CÔNG TRÌNH

BÀI TOÁN LỰA CHỌN VÀ KIỂM TRA DÂY DẪN

 Có 3 phương pháp lựa chọn tiết diện dây dẫn:

Chọn theo mật độ dòng kinh tế Jkt

Chọn theo tổn thất điện áp cho phép Ucp

Chọn theo dòng điện phát nóng cho phép Icp.

 Các điều kiện kỹ thuật lựa chọn tiết diện dây dẫn

max sc dm



N c

F   I t

Với cáp kiểm tra thêm ĐK ổn định nhiệt:

Với cáp đồng =6, với cáp nhôm =11

LỰA CHỌN TIẾT DIỆN DÂY DẪN ĐIỆN

2

Chọn tiết diện theo tổn thất

điện áp cho phép ∆U cp

Tổng tổn thất điện áp nếu toàn bộ đường dây cùng chủng loại

và tiết diện

Trong đó

ΔU‘ là thành phần tổn thất điện áp do công suất tác dụng và điện

trở đường dây gây nên

ΔU‘‘ là thành phần tổn thất điện áp do công suất phản kháng và điện

kháng đường dây gây nên

x0, r0 lần lượt là điện trở và điện kháng trên một đơn vị chiều dài

đường dây (Ω/km)

Pi, Qi là công suất tác dụng và phản kháng trên đoạn lưới thứ i

li là chiều dài đoạn lưới thứ i

pi, qi là công suất tác dụng và phản kháng tại nút thứ i

Li là khoảng cách từ nút thứ I đến nguồn

3

Tiết diện dây dẫn F xác định như sau

Đơn vị: F (mm2); Pi, pi (Kw); Li, li (km); γ (km/Ωmm2);

Udm (kV); ΔU‘ (V)

Lựa chọn dây cáp theo điều kiện phát nóng

Chọn dây cáp theo điều kiện dòng phát nóng cho phép sẽ đảm bảo độ

bền, độ an toàn trong quá trình vận hành và tuổi thọ của dây cáp

Điều kiện lựa chọn:

K.I cpdm ≥ I lv max

Trong đó: I cpdm là dòng phát nóng cho phép ở các điều kiện định

mức cho bởi nhà sản xuất K là hệ số hiệu chỉnh theo các điều kiện

lắp đặt và vận hành thực tế Ilv maxlà dòng điện làm việc dài cực đại đi

trong dây cáp

4

5

6

7

8

Chọn tiết diện dây theo mật độ dòng

kinh tế

Trong đó

ζ là thời gian tổn thất công suất lớn nhất (h)

C 0 là giá trị 1Wh (đ)

R là điện trở của đường dây (Ω)

I max là tải lớn nhất trong năm đầu tiên (A)

K 2 là chi phí đầu tư

I là mức lãi kép

Q là hệ số có tính đến sự tăng giá thành năng lượng trong năm N

Để đơn giản trong tính toán chọn lựa dây cáp theo điều kiện kinh tế,

thường căn cứ vào mật độ dòng điện kinh tế (tra bảng) Mật độ dòng

điện kinh tế được xác định như sau:

Tiết diện kinh tế được xác định theo biểu thức

Trong đó: F kt(mm2), I lv max (A), J kt(A/mm2)

9

Cách chọn dây trung tính (N), dây bảo vệ (PE) và

chiều dài tối đa của cáp

Chọn dây trung tính

Với lưới 1 pha 2 dây ( với mọi diện tích), 1 pha 3 dây, nhiều pha mà

dây pha có tiết diện lớn nhất là 16 mm2 - đồng hoặc 25 mm2 nhôm:

F = F 0 (TCXDVN 394 : 2007)

Với lưới nhiều pha có tiết diện lớn hơn là 16 mm2 - đồng hoặc 25

mm2 nhôm: (TCXDVN 394 : 2007)

½F » F 0 ( Với F0min = 16 mm2 - đồng hoặc 25 mm2nhôm )

Chọn dây bảo vệ

Các giá trị trong bảng 6 – 2 chỉ có giá trị nếu các vật liệu của dây dẫn bảo

vệ là cùng kim loại như các dây dẫn pha Nếu bằng kim loại khác với dây

dẫn pha thì dây dẫn bảo vệ phải có tiết diện sao cho nó có điện dẫn tương

đương với dây dẫn pha

Trong tất cả các trường hợp, các dây dẫn bảo vệ không phải là một phần

của đường dẫn cung cấp điện, phải có tiết diện tối thiểu là:

- 2.5 mm2 nếu dây dẫn bảo vệ có bảo vệ cơ

- 4 mm2 nếu dây dẫn bảo vệ không có bảo vệ cơ

10

Chiều dài tối đa của cáp

Trong đó:

L max : chiều dài cho phép tối đa của cáp (m)

U 0 : điện áp pha định mức (V)

ρ : điện trở suất (Ωmm2/m), của đồng 22,5.10-3, của nhôm

36.10-3

I a : dòng tác động của bộ tác động tức thời hoặc là dòng cắt với

thời gian xác định của cầu chì

m = Sph / S PE : - Sph : Tiết diện cắt ngang của dây pha (mm2)

- S PE : Tiết diện cắt ngang của dây nối đất bảo vệ

 Mạng điện xí nghiệp, khu đô thị thì cáp được chọn theo

Icp và kiểm tra theo Ucp và điều kiện ổn định nhiệt

 Nhà chế tạo quy định nhiệt độ cho phép đối với mỗi loại

dây dẫn và cáp ứng với điều kiện chuẩn của nhà chế tạo

 Nếu điều kiện nơi đặt cáp và dây dẫn khác với điều kiện

quy định thì phải hiệu chỉnh theo hệ số hiệu chỉnh K

*

I  K  I

I cp : Dòng điện cho phép ở điều kiện chuẩn

I *

cp : Dòng điện cho phép ở điều kiện thực tế

11

 Điều kiện lựa chọn tiết diện dây dẫn:

*

tt cp

I I

K



Trong công thức trên, K là tích các hệ số hiệu chỉnh

Nếu cáp lắp đặt trên không

K1 : Kể đến ảnh hưởng của nhiệt độ môi trường

2 : Kể đến ảnh hưởng của số cáp đặt kề nhau

3 : Kể đến ảnh hưởng của kiểu lắp đặt cáp

Nếu cáp được chôn trong đất

K4 : Kể đến ảnh hưởng của kiểu lắp đặt cáp

5 : Kể đến ảnh hưởng của số cáp đặt kề nhau

6 : Kể đến ảnh hưởng của loại đất đặt cáp

7 : Kể đến ảnh hưởng của nhiệt độ đất.

 Xác định các hệ số hiệu chỉnh như sau:

Ảnh hưởng của kiểu lắp đặt

Cáp chôn trong ống: Chọn K3,4 = 0.8

Trường hợp còn lại : Chọn K3,4 = 1.0

12

Ảnh hưởng của số cáp đặt gần nhau:

Tra sổ tay kỹ thuật

Nếu không có số liệu, tra theo bảng sau

KHOẢNG CÁCH

THẤY ĐƯỢC

SỐ CÁP ĐẶT GẦN NHAU

Ảnh hưởng của tính chất đất đặt cáp:

Ảnh hưởng của nhiệt độ nơi đặt cáp:

7

  

Loại đất Rất ướt Ướt Ẩm Khô Rất khô

Hệ số K 6 1.21 1.13 1.05 1.00 0.86

cp : Nhiệt độ cho phép của dây

mt : Nhiệt độ môi trường làm việc

0 : Nhiệt độ chuẩn của nhà chế tạo

13

Khi nhiệt độ chuẩn của nhà chế tạo là 200C, hệ số hiệu

chỉnh nhiệt độ phụ thuộc nhiệt độ đất và loại cách

điện, có thể được tra theo bảng sau:

Nhiệt độ 0 C

Cách điện

15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

PVC 1.05 1.00 0.95 0.89 0.84 0.77 0.71 0.63 0.55 0.45

XLPE, EPR 1.04 1.00 0.96 0.93 0.89 0.85 0.80 0.76 0.71 0.65

Kiểm tra lại tiết diện đã chọn theo các điều kiện

Điều kiện tổn thất điện áp và ổn định nhiệt:

Điều kiện phối hợp với thiết bị bảo vệ:

Đối với mạch thường:

*

r qt cp

* dmCB qt cp

kI

 Ir : Dòng tác động nhiệt hay còn gọi là dòng hiệu chỉnh của CB

 kqt : Hệ số quá tải ngắn hạn cho phép của dây dẫn trong khoảng 1h

Hệ số kqt tùy thuộc nhà chế tạo, thường chọn kqt = 1.45

Nếu bảo vệ bằng CB

CB không hiệu chỉnh: Ir = 1.25IdmCB

CB hiệu chỉnh được: Ir = (0.41.0)IdmCB

14

Nếu bảo vệ bằng cầu chì

*

d m C C q t c p

 Chì gL:  chọn  = 1.3

 Chì gG, gM:  chọn  = 1.6 - 1.9

 Chì Liên Xô:  chọn  = 1.3 - 1.5

 IdmCC : Dòng chảy dây chì trong vòng 1h

Đối với các mạch động cơ:

 Thông thường ta kết hợp CB hay CC với khởi động từ

 Relay nhiệt khởi động từ có chức năng bảo vệ dây dẫn.

Nếu bảo vệ bằng cầu chì:

d m C C

c p

I

K  I 



 Mạng động lực chọn =3

 Mạng sinh hoạt chọn =0.8

Nếu bảo vệ bằng CB:

dm C B cp

1.25I

1.5

Có thể kiểm tra điều kiện phối hợp với thiết bị bảo vệ một

cách đơn giản như sau:

15

BÀI TẬP ÁP DỤNG

Ví dụ 1: Chọn dây dẫn cho một động cơ 3 pha công

suất P = 10 kW, điện áp 380 V , cosφ = 0,8, sử dụng 4

sợi cáp 3 pha dây dài 25m

a/ Phối hợp chọn dây với CB

b/ Phối hợp chọn dây với cầu chì

Dòng làm việc của động cơ

Phối hợp chọn dây với CB

Chọn CB có dòng định mức In thỏa điều kiện sau: In ≥ Ib

Chọn dòng định mức CB = 25 A

Chọn dòng phát nóng cho phép Icp của dây /cáp mà CB có thể

bảo vệ

I cp = I n = 25A

16

Từ điều kiện lắp đặt thực tế của dây/ cáp ta tìm được hệ số

hiệu chỉnh K Vì dây không chôn trong đất nên ta có:

K=K1K2K 3 = 0,7 x 0,75 x 0,93 = 0,488

Xác định dòng phát nóng cho phép tính toán Icptt :

Chọn loại dây/cáp và tiết diệp phù hợp với dòng phát nóng định mức

Icpdm thỏa điều kiện:

Icpdm ≥ Icptt tra bảng cataloge dây dẫn cáp điện lực 4 ruột dùng cho

động cơ 3 pha ta chọn dây dẫn có tiết diện = 2×8 mm2 có Icpdm = 55A

,điện áp rơi = 4,8 V/A/km

Phối hợp chọn dây với cầu chì

Ib = 19A chọn dòng tác động của dây chảy cầu chì Idc thỏa điều

kiện:

Idc ≥ Ib nên ta chọn dòng định mức cầu chì Idc = 20 A

cataloge cầu chì của hãng ABB

Chọn dòng phát nóng cho phép Icp của dây/cáp mà cầu chì có

khả năng bảo vệ là:

Icp = 1,21 x Idc = 1,21 x 20 = 24,2 A

Xác định hệ số K tương tự như câu a nên ta có: K = 0,488

Xác định dòng phát nóng cho phép tính toán Icptt :

17

Icpdm ≥ Icptt tra bảng cataloge dây dẫn cáp điện lực 4 ruột

dùng cho động cơ 3 pha ta chọn dây dẫn có tiết diện = 2×8

mm2 có Icpdm = 55A ,điện áp rơi = 4,8 V/A/km

Kiểm tra sụt áp cho phép

∆U = Vd x I x L = 4,8 x 19 x 0,025 = 2,28 V

Vì vậy cần tăng tiết diện dây dẫn =2×22 mm2 có dòng

định mức = 102 A điện áp rơi Vd= 1,8V/A/km

∆U = Vd x I x L = 1,8 x 19 x 0,025 = 0,0855 V

18

Tài liệu tham khảo

[1] http://tracuuthietbi.esy.es/550/