Thiết kế đường dây và trạm biến áp Bài 3.3 Tính toán lựa chọn tủ bù tiếp địa thực hành

Lựa chọn biến dòng điện, biến điện áp - Biến dòng điện và biến điện áp được sử dụng để chuyển đổi nguồn điện có điện áp, dòng điện có chỉ số cao xuống điện áp, dòng điện vận hành của hệ

THIẾT KẾ ĐƯỜNG DÂY VÀ TRẠM BIẾN ÁP

BÀI 3: TÍNH TOÁN LỰA CHỌN THIẾT BỊ ĐIỆN (3 BUỔI)

BUỔI 3: TÍNH TOÁN TB HẠ THẾ (TIẾP)

 Các hệ thống cần tính toán lựa chọn:

1: Thiết bị đóng cắt và bảo vệ

2: Chọn cáp, dây dẫn điện

3: Hệ thống tụ bù

4 TB đo lường, hiện thị, truyền thông

5: Tính toán hệ thống tiếp địa

III Tính toán hệ thống tủ bù

1 Mục đích

- Giảm tổn thất điện năng và tổn thất điện áp

- Bù dung lượng phản kháng cho phụ tải để phụ tải không lấy công suất phản kháng

từ đầu nguồn

- Hệ số công suất được xác định:

Cosφ = 𝑃

𝑆

P1 = P2 + ΔP; Q1 = Q2 + ΔQ; ΔP = 𝑃2+𝑄2

𝑈2 (Rd + Rba); ΔQ = 𝑃2+𝑄2

𝑈2 (Xd + Xba)

- Để giảm tổn thất, P không đổi, ta lấy Q từ tủ bù thay vì lấy từ đầu nguồn để giảm ΔQ

ΔU = 𝑃∗𝑅+𝑄∗𝑋

𝑈

 Giảm Q sẽ giảm được ΔU

2 Cách tính dung lượng tủ bù: Qb

- Hệ số trước bù: Cosφ1; Hệ số sau bù: Cosφ2

Qb = P*(tg φ1-tg φ2) (kVAr) + Cosφ1 được xác định bởi việc tổng hợp công suất các phụ tải, 1 số lưu ý: + Các thiết bị thuần trở, đèn sợi đốt có Cosφ = 1

+ Tòa nhà chung cư, khu dân cư Cosφ = 0,8 − 0,85

+ Thang máy: Cosφ = 0,6

(Theo TCVN 9206-2012)

+ Cosφ2 chọn bằng 0,9-0,95 (tối thiểu 0,9 theo TT 15/2014/TT-BCT)

Trong trường hợp không xác định được Cosφ1, ta nên chọn bù mềm 30% đối với những TBA có công suất từ 250kVA; Đối với TBA có công suất nhỏ hơn 250kVA có thể xem xét bù cứng từ 10-15% công suất.

Bảng sau thể hiện hệ số công suất một số thiết bị phổ biến: (Theo Hướng dẫn thiết kế điện theo tiêu chuẩn IEC)

IV Lựa chọn thiết bị đo lường và truyền thông

1 Lựa chọn biến dòng điện, biến điện áp

- Biến dòng điện và biến điện áp được sử dụng để chuyển đổi nguồn điện có điện

áp, dòng điện có chỉ số cao xuống điện áp, dòng điện vận hành của hệ thống đo lường, hiện thị và bảo vệ

a Lựa chọn biến điện áp:

- Điện áp sơ cấp lựa chọn theo điện áp định mức của nguồn điện: 22kV, 35kV, 380V

- Điện áp thứ cấp lựa chọn theo dòng điện vận hành của thiết bị đo lường, hiện thị và truyền thông, thông thường là đối với cuộn đo lường và đối với cuộn bảo vệ

- Dung lượng của biến điện áp căn cứ theo công suất vận hành của thiết bị đo lường, hiện thị và truyền thông Xem chi tiết catalog của nhà sản xuất và 1783/QĐ-EVN HANOI đối với EVN Hà Nội và 318/QĐ-EVN NPC với EVN NPC, Chương I.5 QPTBĐ

3

11 , 0

3

11 , 0

IV Lựa chọn thiết bị đo lường và truyền thông

b Lựa chọn biến dòng điện

- Dòng điện phía sơ cấp căn cứ theo dòng vận hành lớn nhất của hệ thống

- Dòng điện phía thứ cấp chọn bằng 1 hoặc 5A

- Cấp chính xác: + Hệ thống đo: 0,5 - 1

+ Hệ thống đếm: 0,5 + Hệ thống bảo vệ: 5P20

- Dung lượng: S= 15 VA

- Tham khảo catalog nhà sản xuất, Quyết định 1783/QĐ-EVN HANOI đối với EVN

Hà Nội và 318/QĐ-EVN NPC với EVN NPC, Chương I.5 QPTBĐ

* Lưu ý về số lượng:

- Máy biến điện áp cho recloser sử dụng 1 bộ

- Máy biến điện áp cho hệ thống đếm điện, đo lượng kỹ thuật cần 01 bộ/ 1 pha

- Máy biến dòng sử dụng cho đo lường sử dụng 01 bộ/1 pha, hệ thống tụ bù tự động

1 bộ, hệ thống bảo vệ cần trang bị TI cho cả dây trung tính

2 Lựa chọn đồng hồ đo lường, hiện thị, truyền thông

- Các thiết bị này cần được chọn theo nhu cầu thực tế nhưng cần phụ hợp thông số với TU, TI

- Cấp chính xác đồng hồ đo từ 1-2

V Tính toán hệ thống tiếp địa

1 Khái niệm, vai trò

- Hệ thống tiếp địa là hệ thống nối đất của các thiết bị trong lưới điện giúp hệ thống hoạt động an toàn và hiểu quả

- Hệ thống tiếp địa giúp truyền dẫn dòng điện khi có dòng rò, hỏng cách điện giúp bảo vệ an toàn cho con người

- Hệ thống tiếp địa tạo dòng ngắn mạch 1 pha giúp các thiết bị bảo vệ ngắn mạch tác động sa thải 1 phần hoặc toàn bộ lưới điện giúp bảo vệ hệ thống

- Hệ thống tiếp địa truyền dẫn điện áp cao do sét đánh xuống đất giúp triệt tiêu chúng

- Hê thống tiếp địa tạo trung tính làm việc cho lưới 1 pha

2 Phân loại

Hệ thống tiếp địa được chia làm 3 loại:

Hệ thống tiếp địa an toàn: có vai trò đảm bảo an toàn cho con người khi làm

việc gần các thiết bị mang điện có điện áp cao, ngăn ngừa tai nạn điện giật khi cách điện

bị hư hỏng Dây tiếp địa được nối vào các giá đỡ thiết bị điện, vỏ tủ bảng điện, vỏ máy biến thế…

Hệ thống tiếp địa làm việc: có vai trò đảm bảo tình trạng làm việc bình

thường của các thiết bị điện Dây tiếp địa được nối vào sứ trung điểm máy biến áp, điểm cuối chung cuộn dây thứ cấp TI, điểm cuối chung cuộn dây sơ cấp & điểm cuối cuộn dây thứ cấp của máy biến điện áp TU…

Hệ thống tiếp địa chống sét: làm nhiệm vụ ngăn ngừa ảnh hưởng của điện áp

khí quyển do sét gây ra đánh thẳng vào trạm hoặc đánh lan truyền qua đường dây vào trạm Dây tiếp địa được nối vào điểm cuối của kim thu lôi hoặc điểm cuối của các thiết bị chống sét.

3 Tính toán hệ thống tiếp địa

- Hệ thống tiếp địa trạm biến áp yêu cầu: R ≤ 4 Ω.

- Việc tính toán nối đất là để xác định số lượng cọc và thanh ngang cần thiết đảm bảo điện trở của hệ thống nối đất nằm trong giới hạn yêu cầu Điện trở của hệ thống nối đất phụ thuộc vào loại và số lượng cọc tiếp địa, cấu trúc của hệ thống nối đất và tính chất của đất nơi đặt tiếp địa.

- Tính toán điện trở tản của hệ cọc chôn thẳng đứng:

Trong đó:

- ρ: điện trở suất của đất (Ωm)

- L: chiều dài cọc (m)

- d: đường kính cọc (m)

- Hệ thống gồm n cọc chôn thẳng đứng xác định bằng công thức sau:

Trong đó:

- Rc: điện trở tản của hệ thống gồm n cọc

- rc: điện trở tản của 1 cọc

- ηc: hệ số sử dụng ứng với n cọc chôn thẳng đứng

- Điện trở tản của 1 thanh/ dây dẫn chôn cách 1 mặt đất 1 khoảng h được xác định bằng công thức sau:

- Điện trở tản của hệ thống thanh (dây) nối đất đặt nằm ngang kết nối n cọc chôn thẳng đứng được xác định bằng công thức sau:

Trong đó:

- Rth: điện trở tản của hệ thống thanh (dây) nối đất đặt nằm ngang kết nối

n cọc chôn thẳng đứng

- rt: điện trở tản của thanh (dây) nối đất đặt nằm ngang chưa xét đến hệ số

sử dụng

- ηth: hệ số sử dụng của thanh (dây) nối đất đặt nằm ngang kết nối n cọc chôn thẳng đứng

- Điện trở nối đất của hệ thống gồm n cọc chôn thẳng đứng và thanh (dây) kết nối đặt nằm ngang là:

Trong đó:

- RHT: điện trở tản của hệ thống thanh (dây) và cọc

- Rc: điện trở tản của hệ cọc

- Rt: điện trở tản hệ thanh

4 Tiếp địa lặp lại

- Là hệ thống tiếp địa nối vào trung tính trong hệ thống lưới hạ thế 3 pha 4 dây nhằm

nâng cao độ tin cậy và duy trì điện trở suất đảm bảo yêu cầu cho hệ thống trung tính nối đất

- Theo QPTBD: khoảng từ 200-250m cần bổ sung hệ thống tiếp địa lặp lại với

Rll ≤ 50Ω

- Tiếp đia làm việc tại cực trung tính MBA được xem là tiếp địa đầu tiên

- Mục đích của tiếp địa lặp lại nhằm duy trì chế độ làm việc trung tính nối đất, khi có ngắn mạch 1 pha chạm đất, hệ thống bảo vệ tác động, ngoài ra còn giúp duy trì hệ thống điện áp 1 pha 220V tránh gây quá áp