Thiết kế hệ thống cấp điện cho trường trung học phổ thông

nh tế kỹ thuật ta lựa chọn phƣơng án cung cấp điện bằng sơ đồ hình tia kết hợp với sơ đồ đƣờng trục để cấp điện cho trƣờng học. Sơ Đồ Tổng Quát Của Trƣờng Học. MBA ĐỒ ÁN 2A 76 Sơ Đồ Mặt Bằng Đi Dây Tổng Thể ĐỒ ÁN 2A 77 Sơ đồ mặt bằng đi dây khối thực hành: ĐỒ ÁN 2A 78 Tầng trệt khối thực hành R A M P D O ÁC C H O N G Ö Ô ØI K H U Y E ÁT T A ÄT ĐỒ ÁN 2A 79 Tầng 1 khối thực hành 1400 ĐỒ ÁN 2A 80 Tầng 2 khối thực hành 1 5 0 0 ĐỒ ÁN 2A 81 Sơ Đồ Mặt Bằng Đi Dây Khối Phòng Học: Tầng trệt khu phòng học R A M P D O ÁC C H O N G Ö Ô ØI K H U Y E ÁT T A ÄT i= 1 0 % R A M P D O ÁC C H O N G Ö Ô ØI K H U Y E ÁT T A ÄT i= 1 0 % RAMP DOÁC CHO NGÖÔØI KHUYEÁT TAÄT RAMP DOÁC CHO NGÖÔØI KHUYEÁT TAÄT VAÙCH NGAÊN NHOÂM KÍNH VAÙCH NGAÊN NHOÂM KÍNH VAÙCH NGAÊN NHOÂM KÍNH ĐỒ ÁN 2A 82 Tầng 1 khu phòng học L A M C H E N A ÉN G B T C T L A M C H E N A ÉN G B T C T 2 2 0 VAÙCH NGAÊN NHOÂM KÍNH ĐỒ ÁN 2A 83 Tầng 2 khu phòng học 2 2 0 i= 2 % i= 2 % i= 2 % i= 2 % i= 2 % i= 2 % Ñ3 Ñ7 Ñ8 Ñ8 Ñ8 SL1 SL1 CT1 ĐỒ ÁN 2A 84 CHƢƠNG 4: CHỌN THIẾT BỊ CHO MẠNG ĐIỆN 4.1 CHỌN DÂY DẪN 4.1.1 PHƢƠNG PHÁP LỰC CHỌN TIẾT DIỆN DÂY DẪN. 1) Chọn tiết diện dây dẫn theo tổn hao điện áp cho phép Trƣớc hết xác định thành phần phản kháng của tổn hao điện áp cho phép: Ux= ∑ Xác định thành phần tác dụng của tổn hao điện áp cho phép: Ur = Ucp- U Tiết diện dây dẫn đƣợc xác định nhƣ sau: F= ∑ Trong đó: x0 –thƣờng có giá trị từ 0,35-0,4 Pi- công suất tác dụng trên đoạn dây thứ i,kW li- chiều dài đoạn dây thứ i, m U- điện áp định mức của đƣờng dây, kV Ur- thành phần tác dụng, V - điện dẫn của vật liệu Ω.m/mm2 Căn cứ vào giá trị F để lựa chọn dây dẫn ứng với thang tiết diện gần nhất về phía trên, sau đó kiểm tra lại tổn hao điện áp thựctế của dây dẫn vừa chọn. 2) Xác định tiết diện dây dẫn theo chi phí kim loại cực tiểu Đƣờng dây không phân nhánh Tiết diện của đƣờng dây không phân nhánh gồm nhiều đoạn đƣợc xác định trƣớc hết từ đoạn dây cuối cùng (đoạn thứ n ): F= √ ∑ √ ĐỒ ÁN 2A 85 Tiết diện của các đoạn dây khác theo biểu thức: Fi=Fn√ Pn- công suất tác dụng trên đoạn dây thứ n Ur- đƣợc xác định bằng công thức ở phƣơng pháp 1 Đối với đƣờng dây phân nhánh Trƣớc hết xác định thành phần tác dụng của tổn hao điện áp cho phép trên đƣờng dây chung theo biểu thức: Ur0 = √ ∑ Tiết diện dây dẫn trên đoạn đầu đƣợc xác định: F0 = P0 và l0 là công suất tác dụng chạy trên đoạn dây chung và chiều dài Chọn dây dẫn có tiết diện gần F0 nhất về phía trên xác định thành phần tác dụng của tổn hao điện áp thực tế trên đoạn dây đầu: UR0tt = Thành phần tác dụng của tổn hao điện áp cho phép trên các đoạn dây phân nhánh UR1 = UR- UR0tt ĐỒ ÁN 2A 86 Tiết diện dây dẫn của các đoạn dây phân nhánh đƣợc xác định: F1 = và F2 = Trong đó: Pi, li - công suất tác dụng và chiều dài của đoạn dây phân nhánh thứ i 3) Xác định tiết diện dây dẫn theo mật độ dòng điện không đổi Phƣơng pháp này đƣợc áp dụng khi thời gian sử dụng công suất cực đại TM nhỏ Các bƣớc xác định Ur tƣơng tự nhƣ các phƣơng pháp khác, sau đó xác định mật độ dòng điện không đổi theo biểu thức: j = √ ∑ trong đó: - hệ số công suất tƣơng ứng ở đoạn dây thứ i. Với mật độ dòng điện J, ta xác định đƣợc tiết diện dây dẫn trên các đoạn: F1 = , F2 = ,……. Fn = 4) Xác định tiết diện dây dẫn theo mật độ dòng điện cho phép của dây dẫn Theo phƣơng pháp này tiết diện dây dẫn đƣợc chọn theo điều kiện Ilv Icp Icp- dòng điện cho phép ứng với từng loại dây dẫn,phụ thuộc vào nhiệt độ đốt nóng cho phép của chúng. 5) Phƣơng pháp chọn tiết diện dây dẫn theo điều kiện phát nóng Khi có dòng điện chạy qua dây dẫn và dây cáp thì vật dẫn bị nóng, nếu nhiệt độ dây dẫn quá cao có thể làm cho chúng bị hƣ hỏng hoặc giảm tuổi thọ.Mặc khác, độ bền cơ học của kim loại dẫn điện cũng bị giảm xuống. do vậy nhà chế tạo quy định nhiệt độ cho phép đối với mỗi loại dây dẫn và dây cáp. Điều kiện chọn dây dẫn ĐỒ ÁN 2A 87 1 2 1 2 * * * cp tt tt cp K K I I I I K K    Trong đó : 1K :là hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ ứng với môi trƣờng đặt dây cáp 2K :là hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ kể đến số lƣợng dây hoặc cáp đi chung một rảnh cpI : dòng điện lâu dài cho phép ứng với tiết diện dây hoặc cáp định lựa chọn Dòng điện cho phép là dòng điện lớn nhất có thể chạy qua dây dẫn trong thời gian không hạn chế mà không làm cho nhiệt độ của nó vƣợt quá trị số cho phép. 6) Chọn tiết diện dây dẫn của mạng điện chiếu sáng F = Trong đó: - tổng momen quy đổi của tất cả các nhánh, đƣợc xác định: = ∑ ∑ Trong đó: - momen tải của các nhánh có cùng số lƣợng dây dẫn với đƣờng trục chính - momen tải của các nhánh có cùng số lƣợng dây dẫn khác với nhóm trên – Pl momem tải - hao tổn điện áp cho phép, C = hệ số phụ thuộc vào cấu trúc mạng điện, tra bảng 4.pl.BT – hệ số quy đổi, phụ thuộc vào kết cấu mạng điện tra bảng 5.pl.BT ĐỒ ÁN 2A 88 Tra bảng trong sách “BÀI TẬP CUNG CẤP ĐIỆN” của tác giả TRẦN QUANG KHÁNH 4.1.2 LỰA CHỌN TIẾT DIỆN DÂY DẪN. -Ta tiến hành lựa chọn tiết diện dây dẫn theo phƣơng pháp điều kiện phát nóng: -Hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ ứng với môi trƣờng đặt dây cáp 1 1K  (tra bảng) -Hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ kể đến số lƣợng dây hoặc cáp đi chung 1 rảnh 2 0,8K  -Lựa chọn tiết diện dây trung tính : Theo tiêu chuẩn quốc tế IEC thì các mạch một pha có tiết diện 216mm (Cu) hoặc 225mm (Al) lúc đó ta chọn tiết diện dây trung tính cân bằng với tiết diện dây pha . Hệ thống 3 pha với tiết diện 216mm (Cu) hoặc 225mm (Al) lúc đó ta chọn tiết diện dây trung tính bằng tiết diện dây pha hoặc chọn nhỏ hơn dây pha với điều kiện là : Dòng chạy trong dây trung tính trong điều kiện làm việc bình thƣờng nhỏ hơn giá tị cho phép Itt . Công suất tải 1 pha nhỏ hon 10% so với tải 3 pha cân bằng. Dây trung tính có bảo vệ chống ngắn mạch. Do những điều kiện nêu trên nên ta chọn tiết diện dây trung tính bằng với tiết diện dây pha. ĐỒ ÁN 2A 89 -Với Đoạn 0l Ta Có : 0 2l m Giá trị dòng điện tính toán : Tổng công suất ttS =218,148 KVA 0_ 218,148 314,87 3. 3.0,4 tt tt l S I U    (A) Từ công thức 1 2 cp ttK K I I ta có thể tính đƣợc giá trị dòng điện cho phép của đoạn dây nhƣ MBA ĐỒ ÁN 2A 90 sau : 1 2 tt cp I I K K  = 314,87 394(A) 1*0.8  Với 394(A)cpI  tra bảng ta lựa chọn loại dây cáp đồng 1 lõi, cách điện PVC do CADIVI chế tạo có tiết diện dây 2150mm dòng điện cho phép 420 (A) Giá trị 0x và 0r của đƣờng dây : 0 0,124( / )r Km  Lấy trung bình 0 0.08( / Km)x   0 0,248 .0,16(m / Km)lZ j   Với Đoạn 1l Ta Có : 1 7,4l m Giá trị dòng điện tính toán : Tổng công suất trên đoạn dây : 171ttS  KVA 1_ 171 247 3.0,4 tt lI   A Từ công thức 1 2 cp ttK K I I ta có thể tính đƣợc giá trị dòng điện cho phép của đoạn dây nhƣ sau : 1 2 tt cp I I K K  = 247 309(A) 1*0.8  Với 309(A)cpI  tra bảng ta lựa chọn loại dây cáp đồng 1 lõi, cách điện PVC do CADIVI chế tạo có tiết diện dây 2100mm dòng điện cho phép 312 (A) Giá trị 0x và 0r của đƣờng dây : 0 0,184( / )r Km  Lấy trung bình 0 0.08( / Km)x   1 1,3616 .0,592(m / Km)lZ j   ĐỒ ÁN 2A 91 Với Đoạn 11l Ta Có : 11 4,5l m Giá trị dòng điện tính toán : Công suất tính toán tổng trên đoạn dây là : 114,637ttS  KVA 11_ 115 166 3.0,4 tt lI   A Từ công thức 1 2 cp ttK K I I ta có thể tính đƣợc giá trị dòng điện cho phép của đoạn dây nhƣ sau : 1 2 tt cp I I K K  = 166 208(A) 1*0.8  Với 208(A)cpI  tra bảng ta lựa chọn loại dây cáp đồng 1 lõi, cách điện PVC do CADIVI chế tạo có tiết diện dây 260mm dòng điện cho phép 234 (A) Giá trị 0x và 0r của đƣờng dây : 0 0,309( / )r Km  Lấy trung bình 0 0,08x  11 1,3905 .0,36(m / Km)lZ j   Với Đoạn 111l Ta Có : 211 2l m Giá trị dòng điện tính toán : 65,531ttS KVA 111_ 66 95 3.0,4 tt lI A  Từ công thức 1 2 cp ttK K I I ta có thể tính đƣợc giá trị dòng điện cho phép của đoạn dây nhƣ sau : ĐỒ ÁN 2A 92 1 2 tt cp I I K K  = 95 119(A) 1*0.8  Với 119(A)cpI  tra bảng ta lựa chọn loại dây cáp đồng 1 lõi, cách điện PVC do CADIVI chế tạo có tiết diện dây 222mm dòng điện cho phép 122 (A) Giá trị 0x và 0r của đƣờng dây : 0 0,84( / )r Km  Lấy trung bình 0 0x  111 1,68(m / Km)lZ   Với Đoạn 112l Ta Có : 112 5l m Giá trị dòng điện tính toán : 30ttS KVA 112_ 30 43 3.0,4 tt lI A  Từ công thức 1 2 cp ttK K I I ta có thể tính đƣợc giá trị dòng điện cho phép của đoạn dây nhƣ sau : 1 2 tt cp I I K K  = 43 54(A) 1*0.8  Với 54(A)cpI  tra bảng ta lựa chọn loại dây cáp đồng 1 lõi, cách điện PVC do CADIVI chế tạo có tiết diện dây 28mm dòng điện cho phép 66 (A) Giá trị 0x và 0r của đƣờng dây : 0 2,31( / )r Km  0 0x  112 11,55(m / Km)lZ   ĐỒ ÁN 2A 93 Với Đoạn 113l Ta Có : 213 10l m Giá trị dòng điện tính toán : 19ttS KVA 113_ 19 27 3.0,4 tt lI A  Từ công thức 1 2 cp ttK K I I ta có thể tính đƣợc giá trị dòng điện cho phép của đoạn dây nhƣ sau : 1 2 tt cp I I K K  = 27 34(A) 1*0.8  Với 34(A)cpI  tra bảng ta lựa chọn loại dây cáp đồng 1 lõi, cách điện PVC do CADIVI chế tạo có tiết diện dây 23,5mm dòng điện cho phép 41 (A) Giá trị 0x và 0r của đƣờng dây : 0 5,3( / )r Km  Lấy trung bình 0 0x  113 53(m / Km)lZ   Với Đoạn 2l Ta Có : 2 13,1l m Giá trị dòng điện tính toán : 56ttS KVA 2_ 56 81 3.0,4 tt lI A  Từ công thức 1 2 cp ttK K I I ta có thể tính đƣợc giá trị dòng điện cho phép của đoạn dây nhƣ sau : 1 2 tt cp I I K K  = 81 101(A) 1*0.8  ĐỒ ÁN 2A 94 Với cpI  101 tra bảng ta lựa chọn loại dây cáp đồng 1 lõi, cách điện PVC do CADIVI chế tạo có tiết diện dây 222mm dòng điện cho phép 122 (A) Giá trị 0x và 0r của đƣờng dây : 0 0,84( / )r Km  0 0x  2 11(m / Km)lZ   Với Đoạn 21l Ta Có : 21 7l m Giá trị dòng điện tính toán : 49ttS KVA 21_ 49 71 3.0,4 tt lI A  Từ công thức 1 2 cp ttK K I I ta có thể tính đƣợc giá trị dòng điện cho phép của đoạn dây nhƣ sau : 1 2 tt cp I I K K  = 71 89(A) 1*0.8  Với cpI  89A tra bảng ta lựa chọn loại dây cáp đồng 1 lõi, cách điện PVC do CADIVI chế tạo có tiết diện dây 216mm dòng điện cho phép 108 (A) Giá trị 0x và 0r của đƣờng dây : 0 1,15( / )r Km  0 0x  21 8,05(m / Km)lZ   Với Đoạn 211l Ta Có : 211 2l m Giá trị dòng điện tính toán : ĐỒ ÁN 2A 95 15ttS KVA 211_ 15 22 3.0,4 tt lI A  Từ công thức 1 2 cp ttK K I I ta có thể tính đƣợc giá trị dòng điện cho phép của đoạn dây nhƣ sau : 1 2 tt cp I I K K  = 22 28(A) 1*0.8  Với 28(A)cpI  tra bảng ta lựa chọn loại dây cáp đồng 1 lõi, cách điện PVC do CADIVI chế tạo có tiết diện dây 22mm dòng điện cho phép 29 (A) Giá trị 0x và 0r của đƣờng dây : 0 9,43( / )r Km  Lấy trung bình 0 0x  211 18,86(m / Km)lZ   Với Đoạn 212l Ta Có : 212 5l m Giá trị dòng điện tính toán : 21ttS KVA 212_ 21 30 3.0,4 tt lI A  Từ công thức 1 2 cp ttK K I I ta có thể tính đƣợc giá trị dòng điện cho phép của đoạn dây nhƣ sau : 1 2 tt cp I I K K  = 30 38(A) 1*0.8  Với 38(A)cpI  tra bảng ta lựa chọn loại dây cáp đồng 1 lõi, cách điện PVC do CADIVI chế tạo có tiết diện dây 24mm dòng điện cho phép 47 (A) ĐỒ ÁN 2A 96 Giá trị 0x và 0r của đƣờng dây : 0 4,61( / )r Km  Lấy trung bình 0 0x  212 23,05(m / Km)lZ   Với Đoạn 213l Ta Có : 213 10l m Giá trị dòng điện tính toán : 10( )ttS KVA 213_ 10 14 3.0,4 tt lI A  Từ công thức 1 2 cp ttK K I I ta có thể tính đƣợc giá trị dòng điện cho phép của đoạn dây nhƣ sau : 1 2 tt cp I I K K  = 14 18(A) 1*0.8  Với 18(A)cpI  tra bảng ta lựa chọn loại dây cáp đồng 1 lõi, cách điện PVC do CADIVI chế tạo có tiết diện dây 21mm dòng điện cho phép 18 (A) Giá trị 0x và 0r của đƣờng dây : 0 18,1( / )r Km  Lấy trung bình 0 0x  213 18,1(m / Km)lZ   Với Đoạn 214l Ta Có : 214 30l m Giá trị dòng điện tính toán : 15( )ttS KVA ĐỒ ÁN 2A 97 214I   _ 15000 68,2 220 tt chieusangngoaiI A  Từ công thức 1 2 cp ttK K I I ta có thể tính đƣợc giá trị dòng điện cho phép của đoạn dây nhƣ sau : 1 2 tt cp I I K K  = 68,2 75,78(A) 1*0.9  Với 75,78(A)cpI  tra bảng ta lựa chọn loại dây cáp đồng 1 lõi, cách điện PVC do CADIVI chế tạo có tiết diện dây 211mm dòng điện cho phép 79 (A) Giá trị 0x và 0r của đƣờng dây : 0 1,71( / )r Km  Lấy trung bình 0 0x  214 51,3(m / Km)lZ   Với Đoạn 3l Ta Có : 3 27,9l m Giá trị dòng điện tính toán : 47( )ttS KVA 3_ 47 68 3.0,4 tt lI A  Từ công thức 1 2 cp ttK K I I ta có thể tính đƣợc giá trị dòng điện cho phép của đoạn dây nhƣ sau : 1 2 tt cp I I K K  = 68 85(A) 1*0.8  Với cpI  85 A tra bảng ta lựa chọn loại dây cáp đồng 1 lõi, cách điện PVC do CADIVI chế tạo có tiết diện dây 214mm dòng điện cho phép 94 (A) Giá trị 0x và 0r của đƣờng dây : 0 1,33( / )r Km  ĐỒ ÁN 2A 98 0 0( / Km)x   3 37,107(m / Km)lZ   Với Đoạn 31l Ta Có : 31 2l m Giá trị dòng điện tính toán : 37( )ttS KVA 31_ 37 53 3.0,4 tt lI A  Từ công thức 1 2 cp ttK K I I ta có thể tính đƣợc giá trị dòng điện cho phép của đoạn dây nhƣ sau : 1 2 tt cp I I K K  = 53 66(A) 1*0.8  Với cpI  66 A tra bảng ta lựa chọn loại dây cáp đồng 1 lõi, cách điện PVC do CADIVI chế tạo có tiết diện dây 210mm dòng điện cho phép 73 (A) Giá trị 0x và 0r của đƣờng dây : 0 1,83( / )r Km  0 0x  31 3,66(m / Km)lZ   Với Đoạn 311l Ta Có : 311 2l m Giá trị dòng điện tính toán : 11( )ttS KVA 311_ 11 16( ) 3.0,4 tt lI A  Từ công thức 1 2 cp ttK K I I ta có thể tính đƣợc giá trị dòng điện cho phép của đoạn dây nhƣ ĐỒ ÁN 2A 99 sau : 1 2 tt cp I I K K  = 16 20(A) 1*0.8  Với 20(A)cpI  tra bảng ta lựa chọn loại dây cáp đồng 1 lõi, cách điện PVC do CADIVI chế tạo có tiết diện dây 22,5mm dòng điện cho phép 36 (A) Giá trị 0x và 0r của đƣờng dây : 0 7,41( / )r Km  0 0x  311 15(m / Km)lZ   Với Đoạn 312l Ta Có : 312 5l m Giá trị dòng điện tính toán : 14( )ttS KVA 312_ 14 20( ) 3.0,4 tt lI A  Từ công thức 1 2 cp ttK K I I ta có thể tính đƣợc giá trị dòng điện cho phép của đoạn dây nhƣ sau : 1 2 tt cp I I K K  = 20 25(A) 1*0.8  Với 25(A)cpI  tra bảng ta lựa chọn loại dây cáp đồng 1 lõi, cách điện PVC do CADIVI chế tạo có tiết diện dây 22mm dòng điện cho phép 29 (A) Giá trị 0x và 0r của đƣờng dây : 0 9,43( / )r Km  0 0x  312 47(m / Km)lZ   ĐỒ ÁN 2A 100 Với Đoạn 313l Ta Có : 213 10l m Giá trị dòng điện tính toán : 12( )ttS KVA 313_ 12 17( ) 3.0,4 tt lI A  Từ công thức 1 2 cp ttK K I I ta có thể tính đƣợc giá trị dòng điện cho phép của đoạn dây nhƣ sau : 1 2 tt cp I I K K  = 17 21(A) 1*0.8  Với 21(A)cpI  tra bảng ta lựa chọn loại dây cáp đồng 1 lõi, cách điện PVC do CADIVI chế tạo có tiết diện dây 22mm dòng điện cho phép 29 (A) Giá trị 0x và 0r của đƣờng dây : 0 9,43( / )r Km  Lấy trung bình 0 0x  313 94,3(m / Km)lZ   Với Đoạn 4l Ta Có : 4 9,7l m Giá trị dòng điện tính toán : 10,144( )ttS KVA 4_ 10,144 14,6 3.0,4 tt lI A  Từ công thức 1 2 cp ttK K I I ta có thể tính đƣợc giá trị dòng điện cho phép của đoạn dây nhƣ sau : ĐỒ ÁN 2A 101 1 2 tt cp I I K K  = 14,6 18,3(A) 1*0.8  Với cpI  18,3 A tra bảng ta lựa chọn loại dây cáp đồng 1 lõi, cách điện PVC do CADIVI chế tạo có tiết diện dây 21,5mm dòng điện cho phép 23 (A) Giá trị 0x và 0r của đƣờng dây : 0 12,1( / )r Km  0 0x  4 113,74(m / Km)lZ   ĐỒ ÁN 2A 102 4.1.3 KIỂM TRA TỔN THẤT ĐIỆN ÁP -Kiểm tổn thất điện áp đến CBT: Tổng trở : 0 0,248 .0,16(m / Km)lZ j   Tổng công suất P=175 KW Tổng công suất Q=131 KVAR 3 3175.0,248.10 131.0,16.10 0.169(V) 0,38dm PR QX U U        => 5% dmU U  thỏa mản điều kiện -Kiểm tổn thất điện áp đến CB1: Tổng trở : MBA ĐỒ ÁN 2A 103 0 1 111CB l l l Z Z Z Z   0 0,248 .0,16(m / Km)lZ j   1 1,3616 .0,592(m / Km)lZ j   11 1,3905 .0,36(m / Km)lZ j   Tổng công suất P=92 KW Tổng công suất Q=69 KVAr 0 1 111 3 .1,112( )CB l l lZ Z Z Z j m      3 3276.10 77.10 0,929(V) 0,38dm PR QX U U        => 5% dmU U  thỏa mản điều kiện -Kiểm tổn thất điện áp đến CB11: Tổng trở : 0 1 11 1111CB l l l l Z Z Z Z Z    0 0,248 .0,16(m / Km)lZ j   1 1,3616 .0,592(m / Km)lZ j   11 1,3905 .0,36(m / Km)lZ j   111 1,68(m / Km)lZ   Tổng công suất P=52 KW Tổng công suất Q=39 KVAr 0 1 1111 111CB l l l Z Z Z Z Z    4,7 .1,112( )j m   3 3244.10 43.10 0,755(V) 0,38dm PR QX U U        => 5% dmU U  thỏa mản điều kiện -Kiểm tổn thất điện áp đến CB12: Tổng trở : 0 1 11 1121CB l l l l Z Z Z Z Z    ĐỒ ÁN 2A 104 0 0,248 .0,16(m / Km)lZ j   1 1,3616 .0,592(m / Km)lZ j   11 1,3905 .0,36(m / Km)lZ j   112 11,55(m / Km)lZ   Tổng công suất P=24 KW Tổng công suất Q=18 KVAr 0 1 1112 112CB l l l Z Z Z Z Z    14,55 .1,112( )j m   3 3349.10 20.10 0,971(V) 0,38dm PR QX U U        => 5% dmU U  thỏa mản điều kiện -Kiểm tổn thất điện áp đến CB13: Tổng trở : 0 1 11 1131CB l l l l Z Z Z Z Z    0 0,248 .0,16(m / Km)lZ j   1 1,3616 .0,592(m / Km)lZ j   11 1,3905 .0,36(m / Km)lZ j   113 53(m / Km)lZ   Tổng công suất P=15 KW Tổng công suất Q=11 KVAr 0 1 11 11313CB l l l l Z Z Z Z Z    56 .1,112( )j m   3 3840.10 12.10 2,242(V) 0,38dm PR QX U U        => 5% dmU U  thỏa mản điều kiện -Kiểm tổn thất điện áp đến CB2: Tổng trở : 0 1 22CB l l l Z Z Z Z   ĐỒ ÁN 2A 105 0 0,248 .0,16(m / Km)lZ j   1 1,3616 .0,592(m / Km)lZ j   2 11(m / Km)lZ   Tổng công suất P=6,058 KW Tổng công suất Q=4,546 KVAr 0 1 112 13 .0,752( )CB l l lZ Z Z Z j m      3 378.10 3,76.10 0,215(V) 0,38dm PR QX U U        => 5% dmU U  thỏa mản điều kiện -Kiểm tổn thất điện áp đến CB3: Tổng trở : 0 1 2 213CB l l l l Z Z Z Z Z    0 0,248 .0,16(m / Km)lZ j   1 1,3616 .0,592(m / Km)lZ j   2 11(m / Km)lZ   21 8,05(m / Km)lZ   Tổng công suất P=39 KW Tổng công suất Q=29 KVAr 0 1 11 213CB l l l l Z Z Z Z Z    21 .0,752( )j m   3 3819.10 22.10 2,16(V) 0,38dm PR QX U U        => 5% dmU U  thỏa mản điều kiện -Kiểm tổn thất điện áp đến CB31: Tổng trở : 0 1 2 21 21131CB l l l l l Z Z Z Z Z Z     0 0,248 .0,16(m / Km)lZ j   ĐỒ ÁN 2A 106 1 1,3616 .0,592(m / Km)lZ j   2 11(m / Km)lZ   21 8,05(m / Km)lZ   211 18,86(m / Km)lZ   Tổng công suất P=12 KW Tổng công suất Q=9 KVAr 0 1 11 21 21131CB l l l l l Z Z Z Z Z Z     40 .0,752( )j m   3 3480.10 7.10 1,28(V) 0,38dm PR QX U U        => 5% dmU U  thỏa mản điều kiện -Kiểm tổn thất điện áp đến CB32: Tổng trở : 0 1 2 21 21232CB l l l l l Z Z Z Z Z Z     0 0,248 .0,16(m / Km)lZ j   1 1,3616 .0,592(m / Km)lZ j   2 11(m / Km)lZ   21 8,05(m / Km)lZ   212 23,05(m / Km)lZ   Tổng công suất P=17 KW Tổng công suất Q=13 KVAr 0 1 11 21 21232CB l l l l l Z Z Z Z Z Z     44 .0,752( )j m   3 3748.10 10.10 2(V) 0,38dm PR QX U U        => 5% dmU U  thỏa mản điều kiện -Kiểm tổn thất điện áp đến CB33: Tổng trở : ĐỒ ÁN 2A 107 0 1 2 21 21333CB l l l l l Z Z Z Z Z Z     0 0,248 .0,16(m / Km)lZ j   1 1,3616 .0,592(m / Km)lZ j   2 11(m / Km)lZ   21 8,05(m / Km)lZ   213 18,1(m / Km)lZ   Tổng công suất P=8 KW Tổng công suất Q=6 KVAr 0 1 11 21 21333CB l l l l l Z Z Z Z Z Z     39 .0,752( )j m   3 3312.10 4,5.10 0,83(V) 0,38dm PR QX U U        => 5% dmU U  thỏa mản điều kiện -Kiểm tổn thất điện áp đến CB34: Tổng trở : 0 1 2 21 21434CB l l l l l Z Z Z Z Z Z     0 0,248 .0,16(m / Km)lZ j   1 1,3616 .0,592(m / Km)lZ j   2 11(m / Km)lZ   21 8,05(m / Km)lZ   214 51,3(m / Km)lZ   Tổng công suất P=12 KW Tổng công suất Q=9 KVAr 0 1 11 21 21434CB l l l l l Z Z Z Z Z Z     72 .0,752( )j m   3 3864.10 6,7.10 2,29(V) 0,38dm PR QX U U        => 5% dmU U  thỏa mản điều kiện ĐỒ ÁN 2A 108 -Kiểm tổn thất điện áp đến CB4: Tổng trở : 0 3 314CB l l l Z Z Z Z   0 0,248 .0,16(m / Km)lZ j   3 37,107(m / Km)lZ   31 3,66(m / Km)lZ   Tổng công suất P=30 KW Tổng công suất Q=22 KVAr 0 3 314CB l l l Z Z Z Z   41 .0,16( )j m   3 31230.10 3,52.10 3,24(V) 0,38dm PR QX U U        => 5% dmU U  thỏa mản điều kiện -Kiểm tổn thất điện áp đến CB41: Tổng trở : 0 3 31 31141CB l l l l Z Z Z Z Z    0 0,248 .0,16(m / Km)lZ j   3 37,107(m / Km)lZ   31 3,66(m / Km)lZ   311 15(m / Km)lZ   Tổng công suất P=9 KW Tổng công suất Q=7 KVAr 0 3 31 31141CB l l l l Z Z Z Z Z    56 .0,16( )j m   3 3504.10 1,12.10 1,33(V) 0,38dm PR QX U U        => 5% dmU U  thỏa mản điều kiện -Kiểm tổn thất điện áp đến CB42: Tổng trở : ĐỒ ÁN 2A 109 0 3 31 31242CB l l l l Z Z Z Z Z    0 0,248 .0,16(m / Km)lZ j   3 37,107(m / Km)lZ   31 3,66(m / Km)lZ   312 47(m / Km)lZ   Tổng công suất P=11 KW Tổng công suất Q=8 KVAr 0 3 31 31242CB l l l l Z Z Z Z Z    88 .0,16( )j m   3 3968.10 1,28.10 2,55(V) 0,38dm PR QX U U        => 5% dmU U  thỏa mản điều kiện -Kiểm tổn thất điện áp đến CB43: Tổng trở : 0 3 31 31343CB l l l l Z Z Z Z Z    0 0,248 .0,16(m / Km)lZ j   3 37,107(m / Km)lZ   31 3,66(m / Km)lZ   313 94,3(m / Km)lZ   Tổng công suất P=10 KW Tổng công suất Q=7 KVAr 0 3 31 31343CB l l l l Z Z Z Z Z    135 .0,16( )j m   3 31350.10 1,12.10 3,55(V) 0,38dm PR QX U U        => 5% dmU U  thỏa mản điều kiện -Kiểm tổn thất điện áp đến CB5: Tổng trở : ĐỒ ÁN 2A 110 0 3 44CB l l l Z Z Z Z   0 0,248 .0,16(m / Km)lZ j   3 37,107(m / Km)lZ   4 113,74(m / Km)lZ   Tổng công suất P=8 KW Tổng công suất Q=6 KVAr 0 3 45CB l l l Z Z Z Z   151 0,16( )m   3 31208.10 0,96.10 3,18(V) 0,38dm PR QX U U        => 5% dmU U  thỏa mản điều kiện 4.2 CHỌN MÁY BIẾN ÁP -Trạm biến áp là một phần tử rất quan trọng của hệ thống điện nó có nhiệm vụ tiếp nhận điện năng từ hệ thống, biến đổi từ cấp điện áp này sang cấp điện áp khác và phân phối cho mạng điện tƣơng ứng. Trong mỗi trạm biến áp ngoài máy biến áp còn có rất nhiều thiết bị hợp thành hệ thống tiếp nhận và phân phối điện năng. Các thiết bị phía cao áp gọi là thiết bị phân phối cao áp (máy cắt, dao cách ly, thanh cái...) và các thiết bị phía hạ áp gọi là thiết bị phân phối hạ áp (thanh cái hạ áp, aptômat, cầu dao, cầu chảy...). Kết cấu của trạm biến áp phụ thuộc vào loại trạm, vị trí, công dụng...của chúng. Các trạm biến áp trung gian thƣờng đƣợc xây dựng với hai dạng chính: +Trạm biến áp ngoài trời có các thiết bị phân phối phía cao áp đƣợc đặt ở ngoài trời các thiết bị phân phối phía thứ cấp đƣợc đặt trong các tà điện hoặc đặt trong nhà. +Trạm biến áp trong nhà: toàn bộ thiết bị của trạm từ phía sơ cấp đến phía thứ cấp đƣợc đặt trong nhà với các tủ phân phối tƣơng ứng. -Tất cả các trạm biến áp cần phải thoả mãn các yêu cầu cơ bản sau: +Sơ đồ và kết cấu phải đơn giản đến mức có thể. +Dễ thao tác vận hành. +Đảm bảo cung cấp điện liên tục và tin cậy với chất lƣợng cao. +Có khả năng mở rộng và phát triển. ĐỒ ÁN 2A 111 +Có các thiết bị hiện đại để có thể áp dụng các công nghệ tiên tiến trong vận hành và điều khiển mạng điện. +Giá thành hợp lí và có hiệu quả kinh tế cao. Các yêu cầu trên có thể mâu thuẫn với nhau, vì yậy trong tính toán thiết kế cần phải tìm lời giải tối ƣu bằng cách giải các bài toán kinh tế kĩ thuật. -Vị trí của trạm biến áp có ảnh hƣởng rất lớn đến các chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật của mạng điện. Nếu vị trí của trạm biến áp đặt quá xa phụ tải thì có thể dẫn đến chất lƣợng điện áp bị giảm, làm tổn thất điện năng. Nếu phụ tải phân tán, thì việc đặt các trạm biến áp gần chúng có thể dẫn đến số lƣợng trạm biến áp tăng, chi phí cho đƣờng dây cung cấp lớn và nhƣ vậy hiệu quả kinh tế sẽ giảm. Vị trí trạm biến áp thƣờng đƣợc đặt ở liền kề, bên ngoài hoặc ở bên trong phân xƣởng. Vị trí của trạm biến áp cần phải thỏa mãn các yêu cầu cơ bản sau : +An toàn và liên tục cấp điện. +Gần trung tâm phụ tải, thuận tiện cho nguồn cung cấp đi tới. +Thao tác, vận hành, quản lý dễ dàng. +Tiết kiệm vốn đầu tƣ và chi phí vận hành nhỏ. +Bảo đảm các điều kiện khác nhƣ cảnh quan môi trƣờng, có khả năng điều chỉnh cải tạo thích họp, đáp ứng đƣợc khi khẩn cấp... +Tổng tổn thất cồng suất trên các đƣờng dây là nhỏ nhất. Căn cứ vào sơ đồ bố trí các thiết bị trong phân xƣởng thấy rằng các phụ tải đƣợc bố trí với mật độ cao trong nhà xƣởng nên không thể bố trí máy biến áp trong nhà . Vì vậy nên đặt máy phía ngoài nhà xƣởng ngay sát tƣờng. -Công suất của máy biến áp đƣợc chọn căn cứ vào công suất của phụ tải và khả năng chịu quá tải của máy biến áp. Số lƣợng máy đƣợc chọn còn phụ thuộc vào yêu cầu độ tin cậy cung cấp điện. -Điều kiện lựa chọn máy máy biến áp (với trạm một máy) : dmBA ttS S ĐỒ ÁN 2A 112 tt dmBA qt S S K  ( với trạm hai máy biến áp) Trong đó : dmBAS công suất định mức của máy biến áp qtK hệ số quá tải : 1.4qtK  theo tiêu chuẩn VIỆT NAM qtK  1.3 theo tiêu chuẩn IEC -Phân xƣởng cơ khí thuộc loại tiêu thụ loại 2 nên lựa chọn 1 máy máy biến áp để cấp điện cho phân xƣởng , và một máy phát dự phòng. Công suất toàn phần của phân xƣởng ttS =219 KVA Do đó ta chọn máy biến áp nội địa ( không cần hiệu chỉnh nhiệt độ) do ABB chế tạo công suất định mức 250BAS KVA Các thông số kỹ thuật của máy biến áp : Mức điều chỉnh điện áp 2 2.5%x . Điện áp 22/0.4 (Kv). Công suất không tải : 0 640(W)P  . Công suất ngắn mạch: 4100(W)NP  Điện áp ngắn mạch %: % 4%NU  Kích thƣớc (dài-rộng-cao)mm: 1370-820-1485 Trọng lƣợng (Kg): 1130 Kg ĐỒ ÁN 2A 113 4.3 CHỌN CB (APTOMAT) 4.3.1 TỔNG TRỞ MẠNG ĐIỆN. -Tổng trờ máy biến áp quy về phía hạ áp xác định theo công thức: 2 6 2 4 2 * *10 %* *10 ( )N dmBA n dmBABA dmBA dmBA P U U U Z j m S S     Tổng trở của các đoạn đƣờng dây: 0 0* * *LZ r l jx l = 0 * * l jx l F    điện trở suất : cáp lõi đồng 218.84( . / )mm Km   cáp lõi nhôm 231.5( . / )mm Km   F là tiết diện dây dẫn tính bằng 2mm . L là chiều dài đƣờng dây tính bằng Km. Vì là mạng hạ áp nên thành phần cảm kháng của đƣờng dây rất nhỏ nên ta có thể lấy gần đúng : 0 0x  : Đối với đƣờng dây có 250F mm 0 0.08( / )x mm Km  , đối với đƣờng dây có 250F mm Bỏ qua giá trị tổng trở của CB -Tổng trở của máy biến áp quy về phía hạ áp : 2 6 2 4 2 * *10 %* *10 ( )N dmBA n dmBABA dmBA dmBA P U U U Z j m S S     2 6 2 4 2 4,1*(0.38) *10 4*(0.38) *10 9,47 23,1( ) 250 250 BAZ j j m     -Tổng trở đƣờng dây. 0 0,248 .0,16(m / Km)lZ j   ĐỒ ÁN 2A 114 1 1,3616 .0,592(m / Km)lZ j   11 1,3905 .0,36(m / Km)lZ j   111 1,68(m / Km)lZ   112 11,55(m / Km)lZ   113 53(m / Km)lZ   2 11(m / Km)lZ   21 8,05(m / Km)lZ   211 18,86(m / Km)lZ   212 23,05(m / Km)lZ   213 18,1(m / Km)lZ   214 51,3(m / Km)lZ   3 37,107(m / Km)lZ   31 3,66(m / Km)lZ   311 15(m / Km)lZ   312 47(m / Km)lZ   313 94,3(m / Km)lZ   4 113,74(m / Km)lZ   ĐỒ ÁN 2A 115 4.3.2 TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH -Để tính ngắn mạch hạ áp cho phép lấy kết quả gần đúng bằng cách cho trạm biến áp phân phối là nguồn, trong tổng trở ngắn mạch chỉ cần kể từ tổng trở biến áp đến điểm cần tính ngắn mạch. Dòng điện ngắn mạch tại một điểm đƣợc tính toán theo công thức: 3* day pha N NN U U I ZZ   Trong đó : NI dòng điện ngắn mạch’ dmU điện áp định mức tại điểm ngắn mạch. MBA ĐỒ ÁN 2A 116 NZ tổng trở tính từ nguồn đến điểm ngắn mạch bao gồm tổng trở biến áp ,tổng trở của đƣờng dây, tổng trở CB, tổng trở thanh cái . -Dòng điện ngắn mạch tại điểm 0N : Tổng trở từ MBA đến điểm ngắn mạch 0N : 0 0 0 2 23 * ( ) ( ) dm N BA l BA l U Z R R X X     Trong đó : dmU điện áp định mức tại điểm ngắn mạch. ,BA BAR X điện trở và điện kháng của máy biến áp quy về phía hạ áp. 0 0 ,l lR X điện trở và điện kháng của đƣờng dây tính từ MBA tới điểm ngắn mạch. Từ trên ta có thể tính đƣợc tổng trở 0N Z : 0 (9,47 0,24) *(23,1 0,16) 9,764 *23,26( )NZ j j m       0 2 2 380 8,69( ) 3 * 9,764 23,26 NI KA   Vậy dòng điện ngắn mạch tại 0N điểm là 0 8,69( )NI KA -Dòng điện ngắn mạch tại điểm 1N : Tổng trở từ máy biến áp đến điểm ngắn mạch 1N : 1 0 1 11N N l l Z Z Z Z   0 9,764 *23,26( )NZ j m   1 1,3616 .0,592(m / Km)lZ j   11 1,3905 .0,36(m / Km)lZ j   1 0 1 11 13 .24( )N N l lZ Z Z Z j m      => 1 2 2 380 8( ) 3 * 13 24 NI KA   Vậy dòng ngắn mạch tại điểm 1N là 1 8NI KA ĐỒ ÁN 2A 117 -Dòng điện ngắn mạch tại điểm 2N : Tổng trở từ máy biến áp đến điểm ngắn mạch 2N : 2 0 1 2N N l l Z Z Z Z   0 9,764 *23,26( )NZ j m   1 1,3616 .0,592(m / Km)lZ j   2 11(m / Km)lZ   2 0 1 2 22 .24( )N N l lZ Z Z Z j m      => 2 2 2 380 6,7( ) 3 * 22 24 NI KA   Vậy dòng ngắn mạch tại điểm 2N là 2 6,7NI KA -Dòng điện ngắn mạch tại điểm 3N : Tổng trở từ máy biến áp đến điểm ngắn mạch 3N : 3 0 1 2 21N N l l l Z Z Z Z Z    0 9,764 *23,26( )NZ j m   1 1,3616 .0,592(m / Km)lZ j   2 11(m / Km)lZ   21 8,05(m / Km)lZ   3 0 1 2 21N N l l l Z Z Z Z Z    30 .23,852( )j m   => 3 2 2 380 5,73( ) 3 * 30 23,852 NI KA   Vậy dòng ngắn mạch tại điểm 3N là 3 5,73NI KA -Dòng điện ngắn mạch tại điểm 4N : Tổng trở từ máy biến áp đến điểm ngắn mạch 4N : 4 0 3 31N N l l Z Z Z Z   ĐỒ ÁN 2A 118 0 9,822 .23,26( )NZ j m   3 37,107(m / Km)lZ   31 3,66(m / Km)lZ   4 0 3 31N N l l Z Z Z Z   51 .23,26( )j m   => 4 2 2 380 4( ) 3 * 51 23,26 NI KA   Vậy dòng ngắn mạch tại điểm 4N là 4 4NI KA -Dòng điện ngắn mạch tại điểm 5N : Tổng trở từ máy biến áp đến điểm ngắn mạch 5N : 5 0 3 4N N l l Z Z Z Z   0 9,822 .23,26( )NZ j m   3 37,107(m / Km)lZ   4 113,74(m / Km)lZ   5 0 3 4N N l l Z Z Z Z   161 .23,26( )j m   => 5 2 2 380 1,35( ) 3 * 161 23,26 NI KA   Vậy dòng ngắn mạch tại điểm 5N là 5 1,35NI KA ĐỒ ÁN 2A 119 4.3.3 LỰA CHỌN CB. Điều kiện chọn CB: dmCB dmLD dmCB tt cdmCB N U U I I I I    -Lựa chọn CBT: Điều kiện chọn: 380( )dmCBU V 331( )dmCBI A 8,69(K )cdmCBI A CBT là CB có dòng điện phụ tải chạy qua là I=331 (A) ta chọn CB loại NS400N do merlin gerin chế tạo với các thông số nhƣ sau: 690( )dmCBU V 400(A)dmCBI  10( )cdmCBI KA -Lựa chọn CB1: Điều kiện chọn: 380( )dmCBU V 174( )dmCBI A 8(K )cdmCBI A CB1 có dòng điện phụ tải chạy qua là I=174 (A) ta chọn CB loại NS250N do merlin gerin chế tạo với các thông số nhƣ sau: 690( )dmCBU V 250(A)dmCBI  8( )cdmCBI KA -Lựa chọn CB11: ĐỒ ÁN 2A 120 Điều kiện chọn: 380( )dmCBU V 100( )dmCBI A 8(K )cdmCBI A CB11 có dòng điện phụ tải chạy qua là I=100 (A) ta chọn CB loại NS100N do merlin gerin chế tạo với các thông số nhƣ sau: 600( )dmCBU V 100(A)dmCBI  8( )cdmCBI KA -Lựa chọn CB12: Điều kiện chọn: 380( )dmCBU V 46( )dmCBI A 8(K )cdmCBI A CB12 có dòng điện phụ tải chạy qua là I=46 (A) ta chọn CB loại 100AF kiểu ABH103a do LG chế tạo với các thông số nhƣ sau: 600( )dmCBU V 50(A)dmCBI  10( )cdmCBI KA -Lựa chọn CB13: Điều kiện chọn: 380( )dmCBU V 29( )dmCBI A 8(K )cdmCBI A CB13 có dòng điện phụ tải chạy qua là I=29 (A) ta chọn CB loại 100AF kiểu ABH103a do ĐỒ ÁN 2A 121 LG chế tạo với các thông số nhƣ sau: 600( )dmCBU V 40(A)dmCBI  10( )cdmCBI KA -Lựa chọn CB2: Điều kiện chọn: 380( )dmCBU V 11,5( )dmCBI A 6,7(K )cdmCBI A CB2 có dòng điện phụ tải chạy qua là I=11,5 (A) ta chọn CB loại 100AF kiểu ABH103a do LG chế tạo với các thông số nhƣ sau: 600( )dmCBU V 20(A)dmCBI  7,5( )cdmCBI KA -Lựa chọn CB3: Điều kiện chọn: 380( )dmCBU V 74( )dmCBI A 5,73(K )cdmCBI A CB3 có dòng điện phụ tải chạy qua là I=74 (A) ta chọn CB loại 100AF kiểu ABH103a do LG chế tạo với các thông số nhƣ sau: 600( )dmCBU V 75(A)dmCBI  7,5( )cdmCBI KA -Lựa chọn CB31: ĐỒ ÁN 2A 122 Điều kiện chọn: 380( )dmCBU V 22( )dmCBI A 5,73(K )cdmCBI A CB31 có dòng điện phụ tải chạy qua là I=22 (A) ta chọn CB loại 100AF kiểu ABH103a do LG chế tạo với các thông số nhƣ sau: 600( )dmCBU V 30(A)dmCBI  7,5( )cdmCBI KA -Lựa chọn CB32: Điều kiện chọn: 380( )dmCBU V 32( )dmCBI A 5,73(K )cdmCBI A CB32 có dòng điện phụ tải chạy qua là I=32 (A) ta chọn CB loại 100AF kiểu ABH103a do LG chế tạo với các thông số nhƣ sau: 600( )dmCBU V 40(A)dmCBI  7,5( )cdmCBI KA -Lựa chọn CB33: Điều kiện chọn: 380( )dmCBU V 16( )dmCBI A 5,73(K )cdmCBI A CB33 có dòng điện phụ tải chạy qua là I=16 (A) ta chọn CB loại 100AF kiểu ABH103a do ĐỒ ÁN 2A 123 LG chế tạo với các thông số nhƣ sau: 600( )dmCBU V 20(A)dmCBI  7,5( )cdmCBI KA -Lựa chọn CB34: Điều kiện chọn: 220( )dmCBU V 68,2( )dmCBI A 5,73(K )cdmCBI A CB34 có dòng điện phụ tải chạy qua là I=68,2 (A) ta chọn CB loại 100AF kiểu ABH103a do LG chế tạo với các thông số nhƣ sau: 600( )dmCBU V 75(A)dmCBI  10( )cdmCBI KA -Lựa chọn CB4: Điều kiện chọn: 380( )dmCBU V 57( )dmCBI A 4(K )cdmCBI A CB4 có dòng điện phụ tải chạy qua là I=57 (A) ta chọn CB loại 100AF kiểu ABH103a do LG chế tạo với các thông số nhƣ sau: 600( )dmCBU V 60(A)dmCBI  7,5( )cdmCBI KA -Lựa chọn CB41: ĐỒ ÁN 2A 124 Điều kiện chọn: 220( )dmCBU V 17( )dmCBI A 4(K )cdmCBI A CB41 có dòng điện phụ tải chạy qua là I=17 (A) ta chọn CB loại 100AF kiểu ABH103a do LG chế tạo với các thông số nhƣ sau: 600( )dmCBU V 20(A)dmCBI  7,5( )cdmCBI KA -Lựa chọn CB42: Điều kiện chọn: 380( )dmCBU V 20( )dmCBI A 4(K )cdmCBI A CB42 có dòng điện phụ tải chạy qua là I=20(A) ta chọn CB loại 100AF kiểu ABH103a do LG chế tạo với các thông số nhƣ sau: 600( )dmCBU V 30(A)dmCBI  7,5( )cdmCBI KA -Lựa chọn CB43: Điều kiện chọn: 380( )dmCBU V 19( )dmCBI A 4(K )cdmCBI A CB43 có dòng điện phụ tải chạy qua là I=19(A) ta chọn CB loại 100AF kiểu ABH103a do ĐỒ ÁN 2A 125 LG chế tạo với các thông số nhƣ sau: 600( )dmCBU V 20(A)dmCBI  7,5( )cdmCBI KA -Lựa chọn CB5: Điều kiện chọn: 380( )dmCBU V 15( )dmCBI A 1,35(K )cdmCBI A CB5 có dòng điện phụ tải chạy qua là I=15(A) ta chọn CB loại 100AF kiểu ABH103a do LG chế tạo với các thông số nhƣ sau: 600( )dmCBU V 20(A)dmCBI  7,5( )cdmCBI KA ĐỒ ÁN 2A 126 Sơ Đồ Nguyên Lý: MBA ĐỒ ÁN 2A 127 CHƢƠNG 5: CHỐNG SÉT 5.1 TÍNH TOÁN CHIỀU CAO CỘT THU SÉT *Phƣơng pháp dùng đầu thu sét phát tia tiên đạo: Phƣơng pháp này đƣợc tính toán theo công thức của tiêu chuẩn NFC 17102(Pháp) -Hệ thống chống sét Hệ thống hoàn chỉnh đƣợc sử dụng để bảo vệ cấu trúc và các khu vực mở chống lại các tác động của sét. Nó bao gồm một cài đặt chống sét trực tiếp và một cài đặt bảo vệ chống sét lan truyền, nếu có. -Đầu phát xạ kim thu sét (ESE) Một cột thu lôi đƣợc trang bị hệ thống kích hoạt sớm dòng ion hƣớng lên khi so sánh với cột thu lôi đơn giản (SR) ở cùng điều kiện. -Quá trình kích hoạt sớm Hiện tƣợng vật lý với sự khởi đầu của vầng hào quang (corona) và tiếp tục lan truyền theo hƣớng lên trên. -Thời gian kích hoạt sớm (ΔT) Thời gian của ESE đạt đƣợc tia hƣớng lên khi so sánh với một SR trong cùng điều kiện và phƣơng pháp đánh giá. Giá trị này đƣợc diễn dải bằng µs. Thời gian kích hoạt sớm (ΔT) đƣợc dùng để xác định các bán kính bảo vệ. Điều này đƣợc thể hiện nhƣ sau: ∆T = TSR – TESE Trong đó: TSR là thời gian kích hoạt tia tiên đạo của kim thu sét cổ điển SR. TESE là thời gian kích hoạt tia tiên đạo của kim thu sét ESE. ∆T ≤ 60µs trong công thức của NFC 17102, và nếu ∆T lớn hơn thì quy về 60µs để tính -Cấp bảo vệ (D) Phân loại của một hệ thống bảo vệ chống sét thể hiện sự hiệu quả của nó, và có 4 cấp độ: Cấp bảo vệ (D) Khả năng bảo vệ Bán kính hình tròn Giá trị dòng sét thấp ĐỒ ÁN 2A 128 (Ei) lăn (R - khoảng cách giữa tia sét và kim ESE) nhất I (kA) IV 84% 60 15.7 III 91% 45 10.1 II 97% 30 5.4 I 99% 20 2.9 Các thông số đặc trƣng và các hiệu ứng liên quan của sét. Các thông số đặc trƣng: Cƣờng độ Thời gian tăng Thời gian suy giảm Sự thay đổi tỷ lệ hiện tại (di/dt) Phân cực (âm hay dƣơng) Năng lƣợng cụ thể Số nhánh của tia sét Các hiệu ứng liên quan: Hiệu ứng quang Hiệu ứng âm thanh Hiệu ứng điện hóa học Ảnh hƣởng nhiệt Bức xạ điện từ Hiệu ứng điện năng. - Phạm vi bảo vệ Lƣu ý: Ở đây ta tính phạm vi bảo vệ của thiết bị ESE nên chiều cao h tối thiểu để tính là 2m và lớn nhất là 60m theo đúng tiêu chuẩn NFC 17102. Nên áp dụng cấp bảo vệ level I (D = 20m). ∆T ≤ 60µs. ĐỒ ÁN 2A 129 Phạm vi bảo vệ đƣợc bao trùm bởi một vòng cung có trục là ESE và bán kính bảo vệ đƣợc xác định dựa trên độ cao h đang đƣợc xem xét. Mối quan hệ giữa bán kính bảo vệ R và chiều cao h -Độ cao h là khoảng cách của đỉnh ESE so với mặt phẳng ngang đi qua đỉnh phần tử đƣợc bảo vệ. Bán kính R là bán kính bảo vệ của ESE ở độ cao đang đƣợc xem xét. -Bán kính bảo vệ (Rp) Bán kính bảo vệ của ESE có liên quan đến chiều cao của nó so với các khu vực đƣợc bảo vệ, thời gian phát tia tiên đạo ∆T và cấp độ bảo vệ đƣợc lựa chọn . Mối quan hệ đƣợc thể hiện bằng công thức sau: √ ( ) ( ) ĐỒ ÁN 2A 130 với h ≥5m. (CT 1) Nếu 2m ≤ h < 5m, tra bảng 2.2.3.3a (cho Level I), b(Cho Level II), c (cho Level III) tại các trang 13, 14, 15 của tiêu chuẩn NFC 17102. Trong đó: D(m): là khoảng cách giữa tia tiên đạo của sét và đầu tia tiên đạo của kim thu sét hay bán kính hình cầu lăn. D của kim thu sét cổ điển D của kim thu sét ESE ΔL:là độ dài (quãng đƣờng) của tia tiên đạo. ∆L(m) = v(m/µs)×∆T(µs) (CT 2) ĐỒ ÁN 2A 131 v = vup = vdown = 1 m/µs (vận tốc trung bình đo đƣợc của tia tiên đạo) ∆T: xem tại phụ lục C – NFC 17102. Tính toán chọn đầu thu sét Bán kính cần bảo vệ của ngôi toàn bộ trƣờng học: 87pR m Trƣờng học áp dụng bán kính bảo vệ cấp IV với D=60m nên cần chọn kim thu sét có bán kính bảo vệ cấp IV lớn hơn hoặc bằng pR . Trên thị trƣờng có khá nhiều loại kim thu sét phát tia tiên đạo nhƣ: Pulsar,Prevectron, Star, INGESCO, Stormaster,…nên ta có rất nhiều sự lựa chọn. 6 9 8 5 0 14150 3 0 0 0 0 D2 1200 8 0 0 4 0 0 0 400 1 4 5 5 MAÙI BTCT +3.800 NS-02 1 6 0 0 8000 2 0 0 0 5 0 0 10000 8 0 0 8 0 0 MAÙI BTCT +3.800 NS-02 R 6 0 0 0 1 6 0 0 3 5 6 0 1 2 0 0 8 0 0 7 6 0 400 6005000 10000 2600 1 2 0 1 2 0 0 0 1 0 0 0 4 0 0 20000 7200 1000 0 4 0 0 0 1200 1 0 9 3 MAÙI BTCT +3.800 NS-02 800 8 0 0 8 0 0 800 5 3 1 39750 6600 37500 105615 R 6 0 0 0 13640 4 0 0 0 1064 00 7 2 5 9 1 4 1 3 0 0 i= 2%i=2% i= 2%i=2% i= 2%i=2% i= 2%i=2% i= 2% i=2% i= 2%i=2% i= 2%i=2% i= 2%i=2% i=2% i= 2%i=2% i = 2 % i = 2 % i = 2 % i = 2 % i = 2 % i = 2 % i = 2 % i = 2 % i = 2 % i = 2 % i = 2 % i = 2 % i = 2 % i = 2 % i = 2 % i = 2 % i = 2 % i = 2 % i = 2 % i = 2 % i = 2 % i = 2 % i = 2 % i = 2 % i=2% i= 2% i= 2% i=2% i=2% i = 2% i = 2 % i = 2 % i = 2 % i = 2 % i = 2 % i = 2 % i = 2 % i = 2 % i = 2 % i = 2 % i = 2 % i = 2 % i = 2 % i = 2 % i = 2 % i = 2 % i = 2 % i = 2 % i = 2 % i = 2 % i = 2 % i = 2 % i = 2 % i = 2 % i = 2 % i = 2 % i = 2 % i = 2 % i = 2 % i = 2 % i = 2 % i = 2 % i = 2 % i = 2 % i = 2 % i = 2 % i = 2 % i = 2 % i = 2 % i = 2 % i=2% i= 2% i= 2% i=2% i = 2 % i = 2 % i = 2 % i = 2 % i = 2 % i = 2 % i = 2 % i = 2 % MAÙI BTCT +10.900 NS-05 MAÙI BTCT +10.900 NS-05 MAÙI BTCT +10.900 NS-05 MAÙI BTCT +10.900 NS-05 i=2% i = 2% i=2% i= 2% i= 2% i = 2 % i = 2 % i = 2 % i = 2 % i = 2 % i = 2 % 4 0 0 i=2% i= 2% i= 2%i=2% i= 2%i=2% i= 2%i=2% i= 2%i=2% i= 2%i=2% i= 2%i=2% i= 2% i=2% i= 2%i=2% i= 2%i=2% i= 2%i=2% i=2% i= 2%i=2% i=2% i= 2% i= 2% i= 2% i=2% i= 2% i=2% i=2% i=2% i= 2% i=2% i= 2% i= 2% i= 2% i=2% i= 2% i=2% i=2% i= 2% i= 2% i=2% i= 2% i=2% i= 2% i=2% i= 2% i=2% i= 2% i=2% i= 2% i=2% i= 2% i=2% i= 2% i=2% i= 2% i=2% i= 2% i=2% i= 2% i=2% i= 2%i=2% 1 5 4 1 8 0 i=2% i = 2 % i = 2 % i = 2 % i= 2%i=2% i= 2% i= 2% i=2% i= 2% i=2% i= 2% i=2% i= 2% i=2% i= 2% i=2% i= 2% i=2% i=2% i= 2% i=2% i= 2% i=2% i= 2%i=2% i= 2% i=2% i= 2% i=2% i=2% i= 2% i= 2% i= 2%i=2% i= 2% i=2% i=2% i= 2% i=2% i= 2%i=2% i= 2% i=2% i= 2%i=2% i= 2% i=2% i= 2%i=2% i= 2% i=2% i= 2 % i = 2 % i = 2 % i= 2 % BAÕI ÑAÄU X E VÖÔØN THÖ ÏC NGHIEÄM V Ö Ô ØN T H Ö ÏC N G H I E ÄM K H O A ÛN G L U ØI Ñ Ö Ô ØN G S O ÂN G B A Õ I Ñ A Ä U X E B A Õ I Ñ A Ä U X E K H A Ù C H P H A ÏM V I B A ÛO V E Ä C H A ÂN C A ÀU V Ö Ô ØN T H Ö ÏC N G H I E ÄM R A N H LO Ä G IÔ ÙI R A N H Ñ A ÁT R A N H LO Ä G IÔ ÙI R A N H Ñ A ÁT R A N H Ñ A ÁT R A N H LO Ä G IÔ ÙI P H A ÏM V I B A ÛO V E Ä C H A ÂN C A ÀU ÑAÁT THUO ÄC PHAÏM V I BAÛO VEÄ C HAÂN CAÀU 353 m2 ĐỒ ÁN 2A 132 Ở đây ta chọn kim thu sét Pulsar 60 IMH 6102 Các thông số kỹ thuật của kim thu sét Pulsar 60 IMH 6102 Kim thu sét phát tia tiên đạo sớm (E.S.E) Bán kính bảo vệ: Cấp I: 79 Mét, Cấp II: 86 Mét, Cấp III: 97 Mét, Cấp IV: 107 Mét Thời gian phát tia tiên đạo: 60 Micro/s Hiệu: Pulsar, Model: IMH 6012 của Hãng HELITA, Xuất xứ: PHÁP -Nguyên tắc hoạt động: Đầu thu sét Pulsar nhận năng lƣợng cần thiết trong khí quyển để tích trữ các điện tích trong bầu hình trụ. Pulsar sẽ thu năng lƣợng tù vùng điện trƣờng xung quanh từ 10- 20000V/m, đƣờng dẫn chủ động bắt đầu ngay khi điện trƣờng xung quanh vƣợt quá giá trị cực đại để đảm bảo nguy cơ sét đánh là nhỏ nhất. Phát ra tín hiệu có hiệu điện thế cao với một biên độ, tần số nhất định tạo ra đƣờng dẫn sét chủ động về phía trên đồng thời trong khi đó làm giảm điện tích xung quanh đầu thu sét tức là cho phép giảm thời giam yêu cầu phát ra đƣờng dẫn sét chủ động về phía trên liên tục. Điều khiển sự giải phóng ion đúng thời điểm: thiết bị ion hóa cho phép ion phát ra trong khoảng thời gian rất ngắn và tại thời điểm thích hợp, chỉ vài phần của giây trƣớc khi có phóng điện sét, do đó đảm ảo dẫn sét kịp thời, chính xác và an toàn. Pulsar là thiết bị chủ động không sủ dụng nguồn nào, không gây ra bất kỳ tiếng động nào, chỉ tác động trong vòng vài us trƣớc khi có dòng sét thực sự đánh xuống và có hiệu quả trong thời gian lâu dài. 5.2 CHỌN CÁP DẪN SÉT Chọn cáp đồng thoát sét M50 (tiết diện 50mm2), sử dụng 2 đƣờng dẫn sét đảm bảo khả năng dẫn sét nhanh chóng an toàn cho tòa nhà. 5.3 HỆ THỐNG TIẾP ĐẤT CHỐNG SÉT 5.3.1 Tóm Tắt Lý Thuyết Về Nối Đất Chống Sét 5.3.1.1 khái niệm. ĐỒ ÁN 2A 133 Nối đất chống sét nhầm tản dòng vào trong đất.Giữ cho điện thế điện thế các phần tử nối đất không quá cao để hạn chế phóng điện ngƣợc từ phần tử đó đến các bộ phận của mạng điện và các thiết bị khác.Đó là nối đất cột thu sét, dây chống sét, các thiết bị chống sét, nối đất các kết cấu kim loại có thể bị sét đánh. Các loại nối đất thông thƣờng thực hiện bằng một hệ thống những cột thép (đồng) đóng vào đất hoặc những thanh ngang cùng vật liệu chon trong đất.Cọc và thanh nối liền với nhau và nối liền với vật cần nối đất.Cọc thƣờng đƣợc làm bằng thép ống hoặc thép thanh không gỉ (hoặc mạ kẽm), đƣờng kính 2-6cm, dài từ 2-4cm hoặc làm bằng thép góc 40x40mm2, 50x50mm2, 60x60mm2, đóng thẳng đứng vào đất. còn thanh ngang làm bằng thép dẹt tiết diện (3-5)x(20-40)mm2 hoặc bằng thép thanh tròn đƣờng kính 10-20mm. Cọc và thanh đƣợc gọi chung là cọc là cực nối đất, thƣờng chon sâu cách mặt đất 50-80cm để giảm bớt ảnh hƣởng của thời tiết không thuận lợi( quá khô vào mùa nắng bị băng giá khi mùa đông) và tránh bị hƣ hỏng về cơ giới (đào bới, cày cuốc). 5.3.1.2 Tính toán nối đất Nối đất tự nhiên: là sử dụng các ống dẫn nƣớc hay các ống kim loại khác đặt trong đất( trừ các ống dẫn nhiên liệu và khí), các kết cấu kim loại công trính nhà cửa có nối đất các vỏ bọc kim loại của cáp đặt trong đất. Khi xây dựng trang bị nối đất cần tận dụng các vật liệu tự nhiên có sẵn. Điện trở nối đất đƣợc xác định bắng cách đo tại chỗ hoặc tra bảng. Nối đất nhân tạo: thƣờng đƣợc thực hiện bằng cọc thép. Đối với mạng điên <1000V thì điện trở nối đất tại mọi thời điểm trong năm không vƣợt quá 4Ω Phƣơng pháp tính toán tổng trở nối đất: Bƣớc 1: Xác định điện trở đất yêu cầu theo quy định. Bƣớc 2: Xác định điện trở của một cộc: [ ( )] ĐỒ ÁN 2A 134 Trong đó: R1c: điện trở của một cọc; l: chiều dài cọc : điện trở suất của cọc, t: độ sâu chọn cọc, tính từ mặt đất đến điểm giữa cột d=đƣờng kính ngoài cọc, Thông thƣờng ngƣời ta dùng thép góc L 60*60*6 dài 2,5 cm để làm cọc thẳng đứng của thiết bị nối đất, điện trở một cọc có thể lấy theo công thức gần đúng sau: R1c=0.00298.ρ; với ρ là điện trở suất của đất. Bƣớc 2: Xác định sơ bộ số cọc: Với: ηc là hệ số sử dụng của cọc, tra bảng phụ lục Bƣớc 3: Xác định điện trở thanh nối: Trong đó: L: chiều dài thanh nối : điện trở suất của thanh, tt: chiều sâu chôn thanh nối Rt: điện trở thanh nối b: chiều rộng thanh nối Điện trở của thanh nối thực tế còn phải xét đến hệ số sử dụng của thanh Bƣớc 4: Xác định điện trở khuếch tán của n cọc: ĐỒ ÁN 2A 135 Xác định điện trở của hệ thống nối đất: So sánh nếu Rnd>Ryc thì phải tăng số cọc 5.3.2 Thiết Kế Nối Đất Cho Trƣờng Học Dùng thép góc dài 2,5m, đƣờng kính Φ=60mm, đóng xuống đất cách mặt đất h= 0.8m, để nối các đầu cọc ta dùng thanh thép dẹt kích thƣớc (40x4)mm. Đối với mạng điên <1000V thì điện trở nối đất tại mọi thời điểm trong năm không vƣợt quá 4Ω (Ryc=4Ω) Điện trở 1 cọc Ta có: độ chôn xâu của cọc(tính từ mặt đất tới giữa cọc) t=h+l/2=0.8+2,5/2=2.05m Trƣờng học nằm trong khu vực đất pha sét có ρđ=10^2Ω.m Đất khô tra bảng chọn hệ số mùa: kcoc=1,4;kthanh=1.6 Điện trở suất của một cọc: ρtt-coc=kcoc.ρđ=1.4x10 ^2Ω.m Điện trở suất của thanh: ρtt-thanh=kthanh.ρđ=1.6x10 ^2Ω.m Điện trở của một cọc: Xác định sơ bộ số cọc. Chọn tỷ số a/l=2, tra bảng hệ số sử dụng của cọc ηc và thanh ngang ta đƣợc: ηc=0.77, ηt=0.83; ηc=0.75, ηt=0.75; ηc=0.7, ηt=0.64; Điện trở thanh nối: Giả sử ta chọn số cọc là 10: ηc=0.75, ηt=0.75, L=9a=9x5=45m ĐỒ ÁN 2A 136 Điện trở khuếch tán của 10 cọc: Điện trở nối đất nhân tạo: Vì Rnđ>Ryc, nên ta tăng số cọc lên 12 cọc, ηc=0.73, ηt=0.706, L=11a=55m Điện trở khuếch tán của 12 cọc: Điện trở nối đất nhân tạo: Vậy với 12 cọc thì thõa yêu cầu Sơ đồ bố trí dãi cọc nối đất: ĐỒ ÁN 2A 137 KẾT LUẬN Qua việc làm đồ án thiết kế cung cấp điện cho trƣờng học trung học phổ thông này em nhận ra rằng việc tính toán thiết kế cung cấp điện cần phải đƣợc đầu tƣ kỹ lƣỡng, đầu tiên phải đảm bảo đƣợc các tiêu chí an toàn cho ngƣời vận hành, công nhân…và các thiết bị trong trƣờng học hay các công trình khác phải kết hợp đảm bảo tối ƣu cả kỹ thuật lẫn kinh tế. Hiện nay trên thị trƣờng có rất nhiều các chủng loại thiết bị điện do đó khi lựa chọn các thiết bị điện cung cấp cho trƣờng học, phân xƣởng, nhà máy…cần phải xem xét kỹ lƣỡng để có thể lựa chọn chủng loại thiết bị thích hợp vừa đảm bảo tính kỹ thuật vừa tránh lãng phí.Cũng cần phải tránh mua những thiết bị không rõ nguồn gốc, ƣu tiên các nhà sản xuất lâu năm có uy tính tránh tiền mất tật mang. Kinh tế đất nƣớc và thế giới ngày càng phát triển nhanh chống do đó khoa học công nghệ ngày càng phát triển, vì thế khi thiết kế cung cấp điện cũng cần dự tính cho tƣơng lai đƣa ra các phƣơng án cho tƣơng lai, để khi tƣơng lai gần có thể đƣa ra sử dụng mà không cần phải bỏ ra chi phí để nâng cấp và sữa chữa, gây giáng đoạn trong sản suất . ĐỒ ÁN 2A 138 TÀI LIỆU THAM KHẢO -SỔ TAY LỰA CHỌN VÀ TRA CỨU THIẾT BỊ ĐIỆN TỪ 0.4 ĐẾN 500Kv của tác giả NGÔ HỒNG QUANG. -SÁCH CUNG CẤP ĐIỆN của tác giả NGUYỄN XUÂN PHÚ, NGUYỄN CÔNG HIỀN, NGUYỄN BỘI KHUÊ. -SÁCH HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CỦA XÍ NGHIỆP CÔNG NGHIỆP VÀ NHÀ CAO TẦNG của tác giả NGUYỄN CÔNG HIỀN, NGUYỄN MẠNH HOẠCH. -SÁCH BÀI TẬP CUNG CẤP ĐIỆN của tác giả TRẦN QUANG KHÁNH. -Sách HƢỚNG DẪN ĐỒ ÁN MÔN HỌC THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN của các tác giả PHAN THỊ THANH BÌNH , DƢƠNG LAN HƢƠNG , PHAN THỊ THU VÂN. END