KIỂM TRA SỤT ÁP 7.1/ĐẶT VẤN ĐỀ
Trong một hệ thống cung cấp điện để có thể đảm bảo cho các thiết bị máy móc làm việc tốt cần phải đảm bảo đủ điện áp và ổn định. Thực tế không có hệ thống nào truyền tải đủ điện áp từ nguồn đến tải ,mà sẽ hao hụt trên dây dẫn làm cho điện áp tại tải luôn nhỏ hơn điện áp nguồn. Nguyên nhân gây ra hiện tượng hao hụt điện áp trên dây dẫn là do dây dẫn có tổng trở nhất định dù rất nhỏ, do hệ số Cosϕ tải thấp. Sự vận hành của tải phụ thuộc rất nhiếu vào điện áp trên đầu vào của chúng vàa đòi hỏi phải gần với giá trị định mức, sụt áp quá lớn sẽ gây ra các hiện tượng sau:
z Điện áp động cơ luôn đòi hỏi điện áp dao động ±5% xung quanh giá trị định mức ,của động cơ,khi khởi động dòng khởi động rất lớn có the gấp 5 đến 7 lần dòng định mức, nếu như độ sụt áp là 10% lúc ở trạng thái định mức thì khi khởi động có thể lên đến 40% hoặc hơn và như vậy làm cho động cơ đứng yên không khởi động do moment điện từ không lớn hơn moment tải, do đó dòng điện chạy trong động cơ không thể chyển hoá thành cơ năng nên chuyển hoá thành nhiệt năng đốt nóng động co và động cơ tăng tốc chậm, do vậy kéo dài thời gian khởi động,dòng tải lớn tồn tại trong thời gian lâu làm đốt nóng dây dẫn và gây giảm áp tên các thiết bị khác.
z Sụt áp quá lớn gây tổn thất công súât đáng kể nhất là cho các tải làm việc liên tục.
Từ các nghuyên nhân gây ra sụt áp và tác hại đã đề cập ở trên ta phải kiểm tra sụt áp trên một số thiết bị công suất lớn và ở xa nguồn nhất để chắc chắn đảm bảo thiết bị hoạt động bình thường khi vận hành cũng như khi mở máy (đối với tải có gắn động cơ)
7.1.1/Tiêu chuẩn sụt áp cho phép
Độ sụt áp cho phép thay đổi tùy theo lưới điện của mỗi quốc gia. Đối với lưới hạ áp các giá trị điển hình cho trong bảng sau:
Điểm sụt áp lớn nhất cho phép từ điểm nối vào lưới tới nơi dùng điện
Chiếu sáng Các loại tải khác
Từ trạm hạ thế công cộng 3% 5%
Từ trạm khách hàng trung hạ thế được nuôi từ lưới công cộng
6% 10%
Bảng trên cho giá trị sụt áp giới hạn trong điều kiện vận hành bình thường (ổn định tĩnh ) và không được sử dụng khi khởi động động cơ, hoặc khi đóng cắt đồng thời một cách tình cờ nhiều tải.
Trong luận văn này ta chọn giá trị sụt áp cho phép khi vận hành bình thường là 5% và khi đóng cắt hoặc khởi dộng sụt áp cho phép là 10%.
7.1.2/Phương pháp tính sụt áp
SVTH: LÊ THANH TUẤN trang 76 CUNG CẤP ĐIỆN 7.1.3/Tính sụt áp lúc bình thường
Công thức chung để tính sụt áp cho mỗi km chiều dài dây dẫn:
Sụt áp ΔU Mạch
V % 1 pha: pha/pha Δ =U 2 ( cosI Rtt ϕ+Xsin )ϕ 100
n
U U
Δ 1 pha: pha/ trung tính Δ =U 2 ( cosI Rtt ϕ+Xsin )ϕ 100
n
U V
Δ
3 pha cân bằng Δ =U 3 ( cosI Rtt ϕ+Xsin )ϕ 100
n
U U
Δ Với :
R :là điện trở của đoạn dây cần tính sụt áp (Ω/Km).R được bỏ qua khi tiết diện lớn hơn 500mm2.
X:là điện kháng của đoạn dây cần tính sụt áp (Ω/Km).X được bỏ qua cho dây dẫn có tiết diện nhỏ hơn 50mm2.
ΔU(V):sụt áp trên đoạn dây cần tính.
ΔU(%):phần trăm sụt áp trên đoạn dây cần tính.
ϕ: góc lệch pha giữa điện áp và dòng điện của phụ t3i . Itt : dòng làm việc lớn nhất (A)
Un:điện áp dây(V).
Vn: điện áp pha (V)
Sụt áp của thiết bị trên toàn bộ đường dây.
3
1
i( )
i
U U V
=
Δ =∑Δ
7.1.4/Tính sụt áp khi khởi động
Để tính sụt áp khi khởi động ta sử dụng các công thức sau để tính:
3. 1( cos sin )
mmd mmd mm mm
U I R ϕ X ϕ
Δ = +
Với Immd1 =KmmIđm.
Đối với tải động cơ Kmm =3÷5. Chọn Kmm=5 cosϕmm =0.35 ;sinϕmm =0.93
mm mm ttd1
I I I
Δ = −
2
2 2
2
( )
mm tt
tt
U I I U V
I
Δ =Δ + × Δ
SVTH: LÊ THANH TUẤN trang 77 CUNG CẤP ĐIỆN
1
1 1
1 tt ( )
mm
tt
U I I U V
I
Δ =Δ + × Δ
Suy ra tổng sụt áp của thiết bị khi khởi động :
3
1
mm mmi( )
i
U U V
=
Δ =∑Δ
Với ΔU1,ΔU2,ΔU3là phần trăm sụt áp lúc bình thường.
7.2/TÍNH TOÁN CỤ THỂ
Trong tính toán sụt áp cho mạch động lực , ở dây tính toán cho thiết bị ở xa tủ động lực và có công suất lớn nhất .
Đối với thiết bị có cùng công suất và cùng số thiết bị giống nhau thuộc 1 tủ động lực thì ta chỉ tính với thiết bị ở xa tử động lực nhất .
Khi kiểm tra độ sụt áp cho phép đối với thiết bị có cùng công suất, và giống nhau ,do khoảng cách không xa lắm ,nên khi sụt áp không thoả thì thay đổi tiết diện dây cho nhóm xa nhất va đồng thời thay đổi dây cho nhóm thiết bị còn lại mà không cần kiểm tra sụt áp.
7.2.1/Tính toán sụt áp bình thường
*Từ máy biến áp tới tủ phân phối chính :
Trở kháng và cảm kháng đọan cáp từ MBA đến tủ phân phối chính : Cáp có S = 8x300(mm2), x0 = 0.08(Ω/Km), dài l = 20(m)
Rcáp = 22.5
2400x20x10-3= 0.0002(Ω)
Xcáp = x0*l =0.08*20*10-3= 0.0016(Ω)
Dòng tính toán Itt1 = 1770(A) ;cosϕ = 0.71 ;sinϕ = 0.7
Độ sụt áp : ( )
( )
1 1 .
1
3. cos .sin
3.1770 0.0002 0.71 0.0016 0.7 3.87( )
tt cap cap
U I R X
U V
ϕ ϕ
Δ = +
Δ = × + × =
*Từ tủ phân phối chính đến tủ động lực 1:
Trở kháng và cảm kháng đọan cáp từ MBA đến tủ phân phối chính : Cáp có S = 95(mm2), x0 = 0.08(Ω/Km), dài l = 10(m)
Rcáp = 22.5
95 x10x10-3= 0.0024(Ω)
Xcáp = x0*l =0.08*10*10-3= 0.0008(Ω)
Dòng tính toán Itt2 = 222.3(A) ;cosϕ = 0.71 ;sinϕ = 0.7
SVTH: LÊ THANH TUẤN trang 78 CUNG CẤP ĐIỆN
Độ sụt áp : ( )
( )
2 3. 2 .cos .sin
3.222.3 0.0024 0.71 0.0008 0.7 0.87( )
tt cap cap
U I R X
V
ϕ ϕ
Δ = +
= × + × =
• Từ tủ động lực 1 đến máy tiện A-Wave Với tiết diện dây dẫn S = 2.5(mm2), x0 = 0(Ω/Km), dài l = 0.01(km)
Rcáp = 22.5
2.5 x7x10-3= 0.063(Ω) Xcáp = x0*l =0(Ω)
Dòng tính toán Itt3 =17(A) ;cosϕ = 0.7 ;sinϕ = 0.71 Độ sụt áp :
( )
( )
3 3. 3 1.cos 1.sin
3.17 0.063 0.7 1.3
tt cap cap
U I R ϕ X ϕ
Δ = +
= × =
3
1 2 3
1
( ) 3.87 0.87 1. 6.04
i i
U U V U U U
=
Δ =∑Δ = Δ + Δ + Δ = + + =
Vậy phần trăm sụt áp từ máy dệt 1 của tủ dệt 1 đấn MBA là:
% 100% 6.04 100 1.6%
n 380 U U
U
Δ = Δ × = × = <10% (Đạt) 7.2.2/Tính toán sụt áp khi khởi động
a.)Sụt áp từ MBA đến thanh cái tủ phân phối : cosϕ = 0.35 ;sinϕ = 0.93, Itt1 = 1770(A)
S = 8x300(mm2), x0 = 0.08(Ω/Km), dài l = 20(m) Độ sụt áp lúc bình thường :ΔU1 =3.87(V);
Độ sụt áp khi khởi động
1 1 400 80 320( )
mm ttd
I I I A
Δ = − = − =
1
1 1
1
320 1770
3.87 4.57( ) 1770
tt kd
tt
U I I U V
I
Δ + +
Δ = × Δ = × =
b.)Sụt áp từ tủ phân phối đến tủ ĐL1 : cosϕ = 0.35 ;sinϕ = 0.93, Itt2 = 22.3(A) S = 95(mm2), x0 = 0.08(Ω/Km), dài l = 10(m) Độ sụt áp lúc bình thường :ΔU2 =0.87(V);
Độ sụt áp khi khởi động
2
2 2
2
320 222.3
0.87 2.1( ) 222.3
tt kd
tt
U I I U V
I
Δ + +
Δ = × Δ = × =
c.)Sụt áp từ tủ động lực1 đến máy tiện A-Wave:
cosϕ = 0.35 ;sinϕ = 0.93, Itt3 = 17(A) S = 2.5(mm2), x0 = 0.08(Ω/Km), dài l = 7(m) Độ sụt áp lúc bình thường :ΔU3 =1.86(V);
Độ sụt áp khi khởi động :
( )
( )
3 3. 3 cos sin
3.17 0.063 0.35 0.00056 0.93 0.66( )
U Itt R X
V
ϕ ϕ
Δ = +
= × + × =
1 2 3 4.57 2.1 0.66 7.33
kd kd kd kd
U U U U
Δ = Δ + Δ + Δ = + + = (V)
SVTH: LÊ THANH TUẤN trang 79 CUNG CẤP ĐIỆN Phần trăm sụt áp ;
% 100% 7.33 100 1.93%
380
kd d
U U
U
Δ =Δ × = × = <10% (Đạt)
BẢNG TÍNH TOÁN SỤT ÁP
SỤT ÁP BÌNH
THƯỜNG SỤT ÁP KHỞI ĐỘNG Itt cosx sinx U% Kmm Ikđ cosx sinx Ukđ%
STT TÊN THIẾT BỊ
(A) (V) (A) (V) Uđm
1 TỔ BẢO TRÌ 199 0.75 0.66 5 990 0.35 0.93 380 2 Máy cắt 4 0.7 0.71 1.19 5 20 0.35 0.93 2.95 380 3 Máy Khoan 5 0.7 0.71 1.34 5 25 0.35 0.93 3.44 380 4 Máy phay 7 0.7 0.71 1.66 5 35 0.35 0.93 4.51 380 5 Máy mài 5 0.7 0.71 1.26 5 25 0.35 0.93 3.19 380 6 Máy hàn điện 25 0.8 0.6 2.15 5 125 0.35 0.93 5.49 380 7 Máy tiện 17 0.7 0.71 1.97 5 85 0.35 0.93 5.55 380 8 Máy nén khí 42 0.8 0.6 1.89 5 210 0.35 0.93 4.93 380 9 TỦ ĐỘNG LỰC1 222.3 0.71 0.7 5 1111.5 0.35 0.93 380 10 Máy tiện A-wave 17 0.7 0.71 0.71 5 85 0.35 0.93 1.49 380 11 Máy tiện X-10i 20 0.7 0.71 0.77 5 100 0.35 0.93 1.69 380 12 Máy tiện X-100C 33 0.7 0.71 0.73 5 165 0.35 0.93 1.61 380 13 Máy ép ren 80 0.7 0.71 0.58 5 400 0.35 0.93 1.31 380 14 Máy làm sạch 39 0.8 0.6 0.7 5 195 0.35 0.93 1.42 380 15 TỦ ĐỘNG LỰC2 236 0.71 0.7 5 1180 0.35 0.93 380 16 Máy tiện A-wave 17 0.7 0.71 0.96 5 85 0.35 0.93 2.45 380 17 Máy tiện X-10i 20 0.7 0.71 0.85 5 100 0.35 0.93 2.12 380 18 Máy ép ren 80 0.7 0.71 0.43 5 400 0.35 0.93 0.9 380 19 Máy làm sạch 39 0.8 0.6 0.56 5 195 0.35 0.93 1.12 380 20 TỦ ĐỘNG LỰC3 411 0.7 0.71 5 2085 0.35 0.93 380 21 Máy tiện A-wave 17 0.7 0.71 1.71 5 85 0.35 0.93 4.75 380 22 Máy tiện X-10i 20 0.7 0.71 1.46 5 100 0.35 0.93 3.94 380 23 Máy tiện X-100C 33 0.7 0.71 1.28 5 165 0.35 0.93 3.42 380 24 Máy tiện M-X10 24 0.7 0.71 1.39 5 120 0.35 0.93 3.76 380 25 Máy tiện Oshan 9 0.7 0.71 1.55 5 45 0.35 0.93 4.19 380 26 TỦ ĐỘNG LỰC4 203.4 0.7 0.71 5 1017 0.35 0.93 380 27 Máy tiện X-10i 20 0.7 0.71 1.93 5 100 0.35 0.93 5.52 380 28 Máy tiện X-100C 33 0.7 0.71 1.37 5 165 0.35 0.93 3.8 380 29 Máy chuốt đứng 24 0.7 0.71 1.58 5 120 0.35 0.93 4.42 380 30 Máy khoan chuyên dùng 3.4 0.7 0.71 0.69 5 17 0.35 0.93 1.45 380 31 TỦ ĐỘNG LỰC5 33.4 0.71 0.7 5 167 0.35 0.93 380 32 Máy tiện A-wave 17 0.7 0.71 2.45 5 85 0.35 0.93 7.25 380 33 Máy tiện X-10i 20 0.7 0.71 2.06 5 100 0.35 0.93 6.01 380 34 Máy tiện X-100C 33 0.7 0.71 1.8 5 165 0.35 0.93 5.24 380 35 Máy khoan chuyên dùng 3.4 0.7 0.71 0.93 5 17 0.35 0.93 2.31 380 36 Máy làm sạch 39 0.8 0.6 1.52 5 195 0.35 0.93 3.94 380 37 TỦ ĐỘNG LỰC6 191.4 0.7 0.71 5 957 0.35 0.93 380 38 Máy tiện A-wave 17 0.7 0.71 2.49 5 85 0.35 0.93 7.3 380 39 Máy tiện X-10i 20 0.7 0.71 2.97 5 100 0.35 0.93 8.88 380
SVTH: LÊ THANH TUẤN trang 80 CUNG CẤP ĐIỆN
40 Máy Selfeeder 6 0.7 0.71 1.52 5 30 0.35 0.93 4.14 380 41 Máy khoan chuyên dùng 3.4 0.7 0.71 0.9 5 17 0.35 0.93 2.1 380 42 Máy mài vô tâm 48 0.7 0.71 1.53 5 240 0.35 0.93 4.41 380 43 Máy tiện U-X5 20 0.7 0.71 1.6 5 100 0.35 0.93 6.29 380