1.KHÁI QUÁT.
Trong thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy sản xuất giấy, việc chọn dây dẫn và thiết bị bảo vệ là một khâu không thể thiếu đƣợc.
Điều kiện vận hành các thiết bị, khí cụ và các bộ phận dẫn điện khác có ở một trong ba chế độ cơ bản sau:
+ Chế độ làm việc bình thường (lâu dài, liên tục).
+ Chế độ quá tải.
+ Chế độ ngắn mạch.
Trong chế độ làm việc bình thường: Các thiết bị, khí cụ và các bộ phận dẫn điện khác sẽ làm việc tin cậy nếu các thông số (dòng điện, điện áp ...) của chúng nằm trong thông số định mức. Các thông số nhỏ hơn hoặc bằng thông số định mức.
Trong chế độ quá tải: Dòng điện qua các thiết bị, khí cụ và các bộ phận dẫn điện khác sẽ lớn hơn so với dòng điện định mức.
Ilv> Iđm
Nếu trong phạm vi cho phép : Ilv Iqtcp Nếu ngoài phạm vi cho phép : Ilv > Iqtcp
khí cụ bảo vệ phải tác động.
Thường những khí cụ bảo vệ quá tải phải cho phép một thời gian.
Trong chế độ ngắn mạch: Các thiết bị khí cụ và cá bộ phận dẫn điện khác sẽ đảm bảo sự làm việc tin cậy nếu qúa trình lựa chọn chúng có các thông số theo đúng điều kiện ổn định động và ổn định nhiệt.
IN >> Iđm
=> khí cụ phải tác động tức thời.
* Điều kiện chọn các thiết bị, khí cụ :
Để chọn khí cụ ta chọn theo điều kiện làm việc lâu dài và kiểm trổng định khi có sự cố :
- Chọn theo điều kiện lâu dài : Uđmkc Ulvmạng
Iđmkc Ilvmax
- Kiểm tra khi có sự cố:
+ Kiểm tra ổn định động: (Ổn định lực điện động) iôđđ > ixk
Trong đó :
59 iôđđ: Dòng điện mà độ bền cơ khí của khí cụ điện chịu đựng đƣợc.
ixk: Dòng điện xung kích khi có ngắn mạch.
+ Kiểm tra ổn định nhiệt: (ổn định về nhiệt lƣợng) :
* Khi xuất hiện dòng điện ngắn mạch thì sẽ có một xung lƣợng nhiệt xuất hiện trên khí cụ :
N = R.i2N.tN
Trong đó: iN : Dòng ngắn mạch ổn định.
tN : Thời gian tồn tại ngắn mạch, tính từ lúc xảy ra ngắn mạch đến khi khí cụ cắt đƣợc dòng ngắn mạch.
* Khí cụ có khả năng chịu nhiệt đến một độ nhất định nào đó đặc trƣng bởi dòng ổn định nhiệt định mức.
kc = R.iôđm.tgt
Trong đó: kc: Xung lƣợng nhiệt mà khí cụ có thể chịu đựng đƣợc.
iôđn: Dòng đặc trƣng cho mức độ ổn định nhiệt.
tgt: Thời gian giả thiết tồn tại ngắn mạch.
Điều kiện ổn định nhiệt:
N < kc
R.i2N.tN < R.iôđn.tgt
odn
N N
gt
i i t t Tóm lại:
Chúng ta chọn khí cụ cao áp thỏa mãn các điều kiện sau : Uđmkc > Umạng
Iđnkc > Ilvmax iôđđ > ixk
iođn > i N
gt
t
t với i = iN
Ngoài ra còn chọn khí cụ theo kiểu, loại, hãng sản suất.
(Chương 8 trang 258 tài liệu [1])
2.CHỌN DÂY DẪN VÀ THIẾT BỊ HẠ ÁP CHO CÁC MÁY VÀ NHÓM MÁY 2.1.CHỌN DÂY DẪN .
Có ba phương pháp chọn tiết diện dây dẫn:
- Chọn theo mật độ kinh tế
- Chọn theo dòng phát nóng cho phép (dòng điện làm việc lâu dài cho phép).
60 - Chọn theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép.
* Điều kiện chọn dây dẫn:
- Dây phải chịu đƣợc dòng tải lớn nhất.
- Tổn thất điện áp do dòng qua dây phải nằm trong phạm vi cho phép.
- Giá thành rẻ.
* Phạm vi ứng dụng :
- Mạng điện phân xưởng tải nhỏ, khoảng cách truyền tải ngắn.
=> Upx < Ucp
không cần điều kiện kinh tế.
- Độ phát nóng trong phân xưởng lớn do nhiệt độ làm việc cao.
=> chọn theo phương pháp điều kiện phát nóng.
Icp I lvmax
Có thể kiểm tra điều kiện tổn thất điện áp đối với các phân xưởng có tải lớn hoặc rộng.
* Phương pháp:
Chọn dây đồng cách điện bằng cao su cho mạng điện là của CADIVI do công ty dây và cáp điện Việt Nam sản xuất theo tiêu chuẩn quốc tế.
Chọn tiết diện dây dẫn trên cơ sở chọn điều kiện phát nóng.
Ilvmax K1K2K3.Icp
Trong đó: Ilvmax :Dòng điện làm việc lớn nhất, A
Đối với dây dẫn cung cấp cho từng máy riêng lẻ thì : Ilvmax = Iđm
Đối với dây dẫn cung cấp cho từng nhóm máy : Ilvmax = Ittnh Icp: Dòng điện làm việc lâu dài cho phép của cáp hoặc dây dẫn A.
K1K2K3: Hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường (Trang 12 tài liệu [2])
2.2.ĐIỀU KIỆN ĐỂ CHỌN MÁY CẮT (CB).
CB được lắp đặt nối tiếp trên các đường dây cung cấp điện với phụ tải.
Nhiệm vụ: Bảo vệ ngắn mạch hay quá tải cho mạng điện.
* Điều kiện để chọn CB:
UđmCB Uđm IlvCB Ilvmax
(trang 14 tài liệu [2])
61 3.ỨNG DỤNG TÍNH TOÁN CHO XÍ NGHIỆP.
3.1.CHỌN DÂY DẪN TỪ ĐƯỜNG DÂY 22KV ĐẾN MÁY BIẾN ÁP.
538 14,12( ) 3. 22 3
I St A
lv U Cáp trên không
Hệ số hiệu chỉnh K1 theo nhiệt độ môi trường xung quanh đối với phụ tải của cáp
K1= 0,85 ( bảng 2-56 trang 655 tài liệu [1]) Nhƣ vậy ta có dòng cho phép quan dây dẫn là
max
14,12
/ 0,85
cp lv
I I K =17 (A)
Chọn cáp trung thế điện áp định mức từ 24KV có tiết diện 35 mm2, Icp=213(A)cách điện XPLE, vỏ PVC có giáp bảo vệ, R0=0,524 (ohm/km) 3.2.CHỌN DÂY DẪN TỪ MÁY BIẾN ÁP ĐẾN THANH GÓP CHÍNH.
Cáp chôn dưới đất
Hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ chuẩn của nước chế tạo bảng A5 khi nhiệt độ của môi trường chế tạo là XLPE 30oC
chọn K7 = 0,93 (bảng A5 trang 13 tài liệu [2])
hệ số hiệu chỉnh K5 theo số cáp ngầm gần nhau của nước chế tạo K5=0,9 (bảng A6 trang 13 tài liệu [2])
Hệ số hiệu chỉnh theo ảnh hưởng của đất chôn cáp K6 K6=1(bảng A7 trang 13 tài liệu [2])
Hệ số hiệu chỉnh theo cách lắp đặt K4
K4=0,8(trang 13 tài liệu [2]) 538
0,38 818( )
3 3
I St A
lv U
max
/ 818 977( )
0, 9 0, 93 0,8
cp lv
I I K A
x x
Chọn dây cáp hạ áp có tiết diện 1000mm2 cách điện XLPE, vỏ PVC có giáp bảo vệ, chôn trong đất Icp=1038(A), R0=0,02(ohm/km)
3.3.CHỌN DÂY DẪN CHO TỪNG NHÓM MÁY :
Dựa vào( bảng 1.7) có đƣợc dòng điện tính toán của từng nhóm máy.
- Nhóm 1 : với Itt1 = 118,43 (A) Cáp chôn dưới đất
62 Hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ chuẩn của nước chế tạo bảng A5 khi nhiệt độ của môi trường chế tạo là PVC 30oC
chọn K7 = 0,89 (bảng A5 trang 13 tài liệu [2])
hệ số hiệu chỉnh K5 theo số cáp ngầm gần nhau của nước chế tạo K5=0,75(bảng A6 trang 13 tài liệu [2])
Hệ số hiệu chỉnh theo ảnh hưởng của đất chôn cáp K6
K6=1(bảng A7 trang 13 tài liệu [2]) Hệ số hiệu chỉnh theo cách lắp đặt K4
K4=0,8(trang 13 tài liệu [2])
Nhƣ vậy ta có dòng cho phép quan dây dẫn là
max
118, 43 / 0,89 0, 75 0,8
cp lv
I I K
x x =178 (A)
- Chọn dây cáp có tiết diện 50mm2 cách điện PVC, vỏ PVC có giáp bảo vệ Bảng chọn dây dẫn cho từng nhóm (bảng 4.1)
Nhóm máy
Itt (A) Icp
(A)
Tiết diện lõi cáp (1 lõi) (mm2)
ký hiệu Uđm
(V)
Iđm
(A)
điện trở ruột dẫn
(ohm/km)
1 118,43 178 50 CVV/DTA 600 203 0,387
2 64,46 97 16 CVV/DTA 600 110 1,15
3 375,59 563 400 CVV/DTA 600 580 0,047
4 264,1 396 185 CVV/DTA 600 423 0,099
5 49,48 75 10 CVV/DTA 600 86 1,83
DD 117,31 176 50 CVV/DTA 600 203 0,387
3.4.CHỌN DÂY DẪN CHO TỪNG THIẾT BỊ.
ta nhận thấy rằng ở nhóm III có máy nghiền HL với công suất lớn nhất,với dòng tính tóan là Itt=91,16(A),vì thế ta sẽ chọn cáp tiết diện 16mm2 có dòng định mức là 110(A) cho tất cả các thiết bị động lực
4.CHỌN THANH DẪN.
Sơ bộ ta chọn thanh dẫn tủ phân phối chính CB tiết diện theo mm2, chiều dài l = 1(m), làm bằng đồng
4.1.CHỌN THANH DẪN CHÍNH TỦ PHÂN PHỐI.
Chọn thanh dẫn bằng đồng.
Đối với xí nghiệp làm việc ba ca thời gian sử dụng công suất lớn nhất Tmax là 5000 đến 7000giờ/năm. (Tra bảng 8 – 6 trang 274 tài liệu [1]) chọn mật độ dòng điện kinh tế là Jkt = 1,8 A/mm2.
Tiết diện thanh dẫn chọn theo mật độ dòng điện kinh tế
63 460 77, 43
817( )
817
A
ủm 2
td kt
ủm ủm ủm
ủm
ủm 2
TD kt
F =I ,(mm ) J
Trong đo ù:I : Dòng điện định mức ( tính tại tủ phân phối chính) I S
3U 3.0,38
Vậy tiết diện thanh dẫn là :
F =I = = 454(mm )
J 1,8
Vậy ta chọn th
2
anh dẫn với tiết diện : (100 x5 ) mm (trang 274 tài liệu[1])
4.2.CHỌN THANH DẪN Ở CÁC TỦ PHÂN PHỐI ĐỘNG LỰC.
Tiết diện thanh dẫn chọn theo mật độ dòng điện kinh tế
460
ủm 2
td kt
ủm ủm
ủm 2
TD kt
F =I ,(mm ) J
Trong đo ù:I : Dòng điện định mức ( tính tại tủ phân phối chính) I = 460(A)
Vậy tiết diện thanh dẫn là :
F =I = = 255,5(mm )
J 1,8
Vậy ta chọn thanh dẫn với tiết di
2
eọn : (60x5 ) mm ta có bảng tổng kết thanh dẫn hạ áp
Bảng tổng kết thanh dẫn hạ áp(bảng 4.2) Vị trí đặt thanh dẫn Tiết diện mm2 Chất liệu
Tủ phân phối chính 100x5 đồng
Tủ phân phối động lực 60x5 đồng