Đồ án Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy chế tao máy bơm nông nghiệp

t nhanh sù cè . - Dïng c¸c thiÕt bÞ tù ®éng ®iÒu chØnh điện ¸p khi xÈy ra ng¾n m¹ch . c. Môc ®Ých cña tÝnh to¸n ng¾n m¹ch : TÝnh to¸n ng¾n m¹ch nh»m c¸c môc ®Ých sau : - Lùa chän khÝ cô ®iÖn phï hîp chÞu ®­îc dßng ng¾n m¹ch trong thêi gian tån t¹i ng¾n m¹ch . - TÝnh to¸n hiÖu chØnh c¸c thiÕt bÞ b¶o vÖ r¬le, tù ®éng c¾t phÇn tö sù cè ng¾n m¹ch ra khái hÖ thèng . d.TÝnh to¸n ng¾n m¹ch : Ta chän ®iÓm ng¾n m¹ch ®Ó tÝnh to¸n sao cho dßng ®iÖn ng¾n m¹ch qua c¸c thiÕt bÞ cña m¹ch ®ã lµ lín nhÊt, ë ®©y cÇn tÝnh ®iÓm N1 t¹i thanh c¸i tr¹m PPTT ®Ó kiÓm tra m¸y c¾t, thanh gãp vµ tÝnh c¸c ®iÓm ng¾n m¹ch N2 t¹i phÝa cao ¸p t¹m BAPX ®Ó kiÓm tra c¸p vµ tñ cao ¸p c¸c tr¹m S¬ ®å nguyªn lý vµ s¬ ®å thay thÕ ®Ó tÝnh ng¾n m¹ch trong m¹ng cao ¸p - §iÖn kh¸ng hÖ thèng : (W). Trong ®ã : Utb - ĐiÖn ¸p trung b×nh ®­êng d©y trung ¸p, v× hÖ thèng cã c«ng suÊt v« cïng lín nªn cã thÓ coi UHT = const vµ UHT = Utb, víi m¹ng 35kV th× Utb = UHT = 1,05.35 = 37kV. SN - C«ng suÊt ngắn mạch về phía hạ áp của trạm biến áp khu vực SN =300 kVA. - Tæng trë cña ®­êng d©y trªn kh«ng (§DK) vµ c¸p Zd, Zc. - §iÖn trë, ®iÖn kh¸ng cña §DK vµ c¸p : R =r0l(W), X = x0l(W) Trong ®ã : r0, x0 - ĐiÖn trë vµ ®iÖn kh¸ng 1 km d©y dÉn W/km. l - ChiÒu dµi ®­êng d©y, km. n- Số đường dây. Do ngắn mạch xa nguồn nên dòng ngắn mạch siêu quá độ I” bằng dòng điện ngắn mạch ổn định I∞ , nên có thể viết : IN = I” = I∞ =. Trong đó: ZN : Tổng trở từ hệ thống đến điểm ngắn mạch thứ i. U: Điện áp của đường dây kV. Trị số dòng ngắn mạch xung kích được tính theo biểu thức: ixk = 1,8 . IN Bảng 3.22: KÕt qu¶ th«ng sè cña ®­êng d©y trªn kh«ng vµ c¸p cao ¸p : §­êng d©y F(mm2) l (km) r0(W/km) x0(W/km) R(W) X(W) BATT-PPTT AC-50 10 0,65 0,398 3,25 1,99 PPTT - B1 50 0,058 0,494 0,137 0,014 0,004 PPTT - B2 50 0,078 0,494 0,137 0,019 0,005 PPTT - B3 50 0,06 0,494 0,137 0,015 0,004 PPTT - B4 50 0,012 0,494 0,137 0,01 0,001 PPTT - B5 50 0,04 0,494 0,137 0,003 0,003 PPTT – B6 50 0,048 0,494 0,137 0,024 0,006 *Dßng ®iÖn ng¾n m¹ch N tại thanh góp trạm phân phối trung tâm: XHT = = = 4,563 W. R = RĐDK = 3,25 W. X = XĐDK + XHT = 1,99 + 4,563 = 6,55 W. *Dßng ®iÖn ng¾n m¹ch N1 tại thanh cái trạm biến áp phân xưởng B1 : R = RĐDK + RC1 = 3,25 + 0,014 = 3,264 W. X = XĐDK + XHT + XC1 = 1,99 + 4,563 + 0,004 = 6,557 W. *Dßng ®iÖn ng¾n m¹ch N2 tại thanh cái trạm biến áp phân xưởng B2 : R = RĐDK + RC2 = 3,25 + 0,019 = 3,269 W. X = XĐDK + XHT + XC2 = 1,99 + 4,563 + 0,005 = 6,558 W. *Dßng ®iÖn ng¾n m¹ch N3 tại thanh cái trạm biến áp phân xưởng B3 : R = RĐDK + RC3 = 3,25 + 0,015 = 3,265 W. X = XĐDK + XHT + XC3 = 1,99 + 4,563 + 0,004 = 6,557 W. *Dßng ®iÖn ng¾n m¹ch N4 tại thanh cái trạm biến áp phân xưởng B4 : R = RĐDK + RC4 = 3,25 + 0,01 = 3,26 W. X = XĐDK + XHT + XC4 = 1,99 + 4,563 + 0,001 = 6,554 W. *Dßng ®iÖn ng¾n m¹ch N5 tại thanh cái trạm biến áp phân xưởng B5 : R = RĐDK + RC5 = 3,25 + 0,003 = 3,253 W. X = XĐDK + XHT + XC5 = 1,99 + 4,563 + 0,003 = 6,556 W. *Dßng ®iÖn ng¾n m¹ch N6 tại thanh cái trạm biến áp phân xưởng B6 : R = RĐDK + RC6 = 3,25 + 0,024 = 3,274 W. X = XĐDK + XHT + XC6 = 1,99 + 4,563 + 0,006 = 6,559 W. Kết quả tính toán ngắn mạch ghi trong bảng 3.23: Bảng 3.23: Kết quả tính toán ngắn mạch: §iÓm tÝnh ngắn mạch IN(kA) ixk(kA) N1 2,916 7,423 N2 2,916 7,423 N3 2,917 7,425 N4 2,921 7,435 N5 2,918 7,428 N6 2,915 7,420 N 2,920 7,430 2. Lựa chọn và kiểm tra thiết bị điện : * Lùa chän vµ kiÓm tra m¸y cắt ,thanh đẫn của TPPTT: Maý c¾t 8DC11 ®­îc chän theo ®iÒu kiÖn : §iÖn ¸p ®Þnh møc : U®mMC ³ U®m m¹ng = 35kV Dßng ®iÖn ®Þnh møc : I®mMC =1250 ³ Ilvmax = 2Ittnm =2.53,29 = 106,58A. Dßng ®iÖn c¾t ®Þnh møc : I®mc¾t = 25kA ³ IN = 2,92 Ka. Dßng ®iÖn æn ®inhj ®éng cho phÐp I®m® = 63kA ³ ixk = 7,43kA. Bảng 3.23: Th«ng sè m¸y c¾t ®Æt t¹i tr¹m PPTT: Lo¹i MC U®m(kV) I®m(A) Ic¾t(kA) Ic¾tNmax(kA) 8DC11 35 1250 25 63 Thanh dẩn chọn vượt cấp nên không cần kiểm tra ổn định động: * Lùa chän vµ kiÓm tra m¸y biÕn ¸p ®o l­êng BU: BU lµ m¸y biÕn ¸p ®o l­êng hay cßn gäi lµ m¸y biÕn ®iÖn ¸p, nã cã chøc n¨ng biÕn ®æi ®iÖn ¸p s¬ cÊp bÊt kú xuèng ®iÖn ¸p 100V hoÆc 100 cÊp ®iÖn cho c¸c m¹ch ®o l­êng ®iÒu khiÓn vµ b¶o vÖ. BU ®­îc chän theo ®iÒu kiÖn: ĐiÖn ¸p ®Þnh møc : U®mBU ³ U®m m¹ng = 35 kV. Chän BU 3 pha 5 trụ 4MS46, kiểu hình trụ cña h·ng SIEMENS chÕ t¹o cã c¸c th«ng sè kü thuËt sau : Bảng 3.24: Thông số kỷ thuật của BU loại 4MS46 : Thông số kỷ thuật 4MS46 U®m(kV) 36 U chÞu ®ùng tÇn sè c«ng nghiÖp 1', kV 75 U chÞu ®ùng xung 1.2/50ms, kV 170 U1®m(kV) 35 U2®m(kV) 120 T¶i ®Þnh møc, VA 900 * Lùa chän vµ kiÓm tra máy biến dòng điện BI: BI lµ m¸y biÕn dßng ®iÖn cã chøc n¨ng biÕn ®æi dßng ®iÖn s¬ cÊp cã trÞ sè bÊt kú xuèng 5A(hoÆc 1A hoÆc 10A) nh»m cÊp nguån cho ®o l­êng, tù ®éng ho¸ vµ b¶o vÖ. BI ®­îc chän theo ®iÒu kiÖn : - §iÖn ¸p ®Þnh møc : U®mBI ³ U®mm¹ng = 35kV - Dßng ®iÖn sơ cấp ®Þnh møc : Khi sù cè 1 MBA cã thÓ qu¸ t¶i 30%, BI ®­îc chän theo dßng ®iÖn c­ìng bøc qua m¸y biÕn ¸p cã c«ng suÊt lín nhÊt trong m¹ng . Chän BI loại 4ME16 , kiểu hình trụ do h·ng SIEMENS chÕ t¹o cã c¸c th«ng sè kü thuËt sau : Bảng 3.25: Thông số kỷ thuật của BI loại 4ME16 : Thông số kỷ thuật 4ME16 U®m(kV) 36 U chÞu ®ùng tÇn sè c«ng nghiÖp 1', kV 70 U chÞu ®ùng xung 1.2/50ms, kV 170 I1®m, A 5 -1200 I2®m,A 1 hoÆc 5 I æn ®Þnh nhiÖt, kA 80 I æn ®Þnh ®éng, kA 120 * Lùa chän chèng sÐt van: Chèng sÐt van lµ 1 thiÕt bÞ cã nhiÖm vô chèng sÐt ®¸nh tõ ®­êng d©y trªn kh«ng truyÒn vµo tr¹m biÕn ¸p vµ tr¹m ph©n phèi. Chèng sÐt van ®­îc lµm b»ng ®iÖn trë phi tuyÕn. Khi ë ®iÖn ¸p sÐt ®iÖn trë nµy rÊt nhỏ dÉn dßng sÐt tho¸t xuèng ®Êt, khi sÐt kÕt thóc th× ®iÖn trë cña nã b»ng v« cïng . Chống sét van được chọn theo cấp điện áp U đm.m = 35 kV. Chọn chống sét van do hãng SIEMENS chế tạo loại 3EE1. Bảng 3.26: Thông số kỷ thuật của chống sét van loại 3EE1 : Loại chống sét van Điện áp lớn nhất của lưới (kV) Điện áp làm việc lớn nhất (kV) Dòng điện phóng định mức ( kA) 3EE1 36 42 1 4.4: SƠ ĐỒ TRẠM BIẾN ÁP PHÂN XƯỞNG : V× c¸c tr¹m biÕn ¸p ph©n x­ëng rÊt gÇn tr¹m PPTT nªn chØ cÇn ®Æt cÇu ch× vµ dao c¸ch ly. Dao c¸ch ly lµ ®Ó c¸ch ly MBA khi söa ch÷a, cßn cÇu ch× lµ ®Ó b¶o vÖ qu¸ t¶i, ng¾n m¹ch. PhÝa h¹ ¸p ®Æt apt«m¸t tæng vµ ápt«m¸t nh¸nh, tr¹m hai m¸y biÕn ¸p ®Æt thªm ápt«m¸t liªn l¹c gi÷a hai ph©n ®o¹n . Để hạn chế dòng ngắn mạch về phía của trạm và làm đơn giản việc bảo vệ ta lựa chọn phương thức cho hai máy biến áp làm việc độc lập (áptômát phân đoạn của thanh cái hạ áp thường ở trạng thái cắt ) .Chỉ khi nào một máy biến áp bị sự cố mới sử dụng áptômát phân đoạn để cấp điện cho phụ tải của phân đoạn bị sự cố máy biến áp . Hình 3.10: Sơ đồ các trạm biến áp phân xưởng đặt một máy biến áp: Tñ cao ¸p M¸y BA 35/0,4 Tñ A tæng Tñ A nh¸nh S¬ ®å ®Êu nèi tr¹m biÕn ¸p B6, ®Æt 1 MBA. Hình 3.11: Sơ đồ các trạm biến áp phân xưởng đặt hai máy biến áp: S¬ ®å ®Êu nèi c¸c tr¹m biÕn ¸p ®Æt 2 MBA : B1, B2, B3 , B4, B5. 1. Lựa chọn và kiểm tra dao cách ly cao áp: Ta sÏ dïng chung cïng 1 lo¹i dao c¸ch ly cho c¸c tr¹m biÕn ¸p ®Ó thuËn tiÖn cho viÖc mua s¾m, vËn hµnh, l¾p ®Æt. Dao c¸ch ly ®­îc chän theo ®iÒu kiÖn sau : Điện áp định mức: U®mCL > U®mm¹ng = 36kV. Dòng điện định mức : I®mCL >Ilvmax = 2Ittc2 = 2.16,03 = 32,06 A. (Itt từ trạm PPTT đến B là lớn nhất) Dòng điện ổn định động cho phép: I đm.nh ≥ ixkN4 = 2,921 Dòng điện ổn định nhiệt : i đm.nh ≥ I∞4. = 2,921. = 2,06 A. (B4 có dòng ngắn mạch là lớn nhất) Chän dao c¸ch ly lo¹i 3DC do h·ng SIEMENS chÕ t¹o cã c¸c th«ng sè kü thuËt sau : Bảng 3.27: Thông số kỷ thuật của dao cách ly 3DC: Lo¹i DCL U®m(kV) I®m(A) INmax(kA) UNt(kA) 3DC 36 630 - 2500 50 - 80 20 - 31,5 2. Lùa chän vµ kiÓm tra cÇu ch× cao ¸p : CÇu ch× lµ thiÕt bÞ b¶o vÖ qu¸ t¶i vµ ng¾n m¹ch, trong l­íi ®iÖn ¸p cao (>1000V) cÇu ch× th­êng dïng cho c¸c vÞ trÝ sau : - B¶o vÖ MBA ®o l­êng vµ c¸c cÊp ®iÖn ¸p . - KÕt hîp víi cÇu dao phô t¶i thµnh bé m¸y c¾t phô t¶i ®Ó b¶o vÖ c¸c ®­êng d©y trung ¸p . - ĐÆt phÝa cao ¸p của c¸c tr¹m biÕn ¸p ph©n phèi ®Ó b¶o vÖ cho MBA . CÇu ch× ®­îc chÕ t¹o thành nhiÒu lo¹i cã c¸c cÊp ®iÖn ¸p kh¸c nhau. ë ®©y ta sö dông chung 1 lo¹i cÇu ch× cao ¸p cho c¸c tr¹m biÕn ¸p để dể dàng cho việc mua sắm ,lắp đặt và thay thế . Cầu chì được chọn theo điều kiện sau: - ĐiÖn ¸p ®Þnh møc d©y chảy : U®mCC ³ U®m .m = 35kV - Dßng ®iÖn ®Þnh møc : I®mCC ³ Icb = Iivmax = 2.Ittc2 = 2.16,03 = 32,06 A. (Itt từ trạm PPTT đến B là lớn nhất) - Dòng điện cắt định mức: I đm. cắt ³ IN4 = 2,921 ( B4 có dòng ngắn mạch lớn nhất) Chän cÇu ch× loại 3GD1 608-5D do h·ng SIEMENS chÕ t¹o cã c¸c th«ng sè kü thuËt trong bảng sau: Bảng 3.28 : Thông số kỷ thuật của cầu chì 3GD1 608-5D: Lo¹i cÇu ch× U®m(kV) I®m(A) Ic¾tNmin(A) Ic¾tN(kA) 3GD1 608-5D 36 40 315 31.5 3. Lùa chän vµ kiÓm tra ¸pt«m¸t: ¸pt«m¸t lµ thiÕt bÞ ®ãng c¾t h¹ ¸p cã nhiÖm vô b¶o vÖ qu¸ t¶i vµ ng¾n m¹ch. ¸pt«m¸t lµm viÖc ch¾c ch¾n, tin cËy h¬n cÇu ch×, ngoµi ra nã cßn cã ­u ®iÓm lµ c¾t ®ång thêi c¶ 3 pha vµ kh¶ n¨ng tù déng ho¸ cao . Chän dïng c¸c ápt«m¸t cña h·ng MerlinGerin ®Æt trong vá tñ tù t¹o. Víi tr¹m cã 1MBA ®Æt 1 tñ ápt«m¸t tæng vµ 1 tñ ápt«m¸t nh¸nh, víi tr¹m cã 2 MBA ®Æt 5 tñ : 2 tñ ápt«m¸t tæng, 1 tñ ápt«m¸t ph©n ®o¹n, 2 tñ ápt«m¸t nh¸nh. Cô thÓ chän c¸c ápt«m¸t nh­ sau : Đối với các áptômát tổng, áptômát phân đoạn: Điện áp định mức : U đmA ³ U đm.m = 0,38 kV. Dßng ®iÖn định mức: I đmA ³ I lvmax = Trạm biến áp B1 : Ilvmax = = Trạm biến áp B2 : Ilvmax = = . Trạm biến áp B3 : Ilvmax = = Trạm biến áp B4 : Ilvmax = = Trạm biến áp B5 : Ilvmax = = Trạm biến áp B6 : Ilvmax = = Bảng 3.29 : KÕt qu¶ chän ápt«m¸t tổng và áptômát phân đoạn : Tr¹m BA Lo¹i Số lượng Sè cùc U®m(V) I®m(A) Ic¾tN(kA) B1 CM1250H 3 3 690 1250 50 B2 CM2000H 3 3 690 2000 65 B3 CM2000H 3 3 690 2000 65 B4 CM2000H 3 3 690 2000 65 B5 CM2000H 3 3 690 2000 65 B6 CM1600H 1 3 690 1600 50 Đối với các áptômát nhánh: Điện áp định mức : U đmA ³ U đm.m = 0,38 kV. Dßng ®iÖn định mức: I đmA ³ I tt= Trong đó : n - Số áptômát nhánh đưa điện về phân xưởng. Kết quả lựa chọn các áptômát nhánh được ghi trong bảng 3.30. Bảng 3.30 : Kết quả chọn áptômát nhánh ,loại 4 cực của Merlin Gerin: Tên phân xưởng Stt (kVA) Itt (A) Loại Số lượng U đm (V) I đm (A) IcắtN (kA) Bộ phận hành chính và phòng thiết kế 90 136,74 NS250N 1 690 250 8 Phân xưởng cơ khí 1943,35 1476,3 2 690 Phân xưởng đúc 904,65 687,23 2 690 Phân xưởng sửa chửa cơ khí 260,87 396,35 NS400N 1 690 400 10 Phân xưởng rèn 1724,64 1310,16 2 690 Phân xưởng nén khí 1322,12 1004,37 C1250N 2 690 1250 25 Phân xưởng kết cấu kim loại 1651,16 1254,33 2 690 Bộ phận KCS và khu thành phẩm 241 366,16 NS400N 1 690 400 10 Kho vật liệu 95,68 145,37 NS250N 1 690 250 8 Khu nhà xe và trạm bơm 357,11 542,57 NS630N 1 690 630 10 4. Lùa chän thanh gãp : Thanh gãp lµ n¬i nhËn ®iÖn tõ hÖ thèng cung cÊp ®iÖn n¨ng cho c¸c phô t¶i, tuú theo dßng phô t¶i mµ thanh gãp cã cÊu t¹o kh¸c nhau. Khi dßng nhá th× dïng thanh cøng h×nh ch÷ nhËt, khi dßng ®iÖn lín th× dïng thanh dÉn ghÐp tõ 2 hay 3 thanh dÉn ch÷ nhËt ®¬n trªn mçi pha. NÕu dßng ®iÖn qu¸ lín th× dïng h×nh m¸ng ®Ó gi¶m hiÖu øng mÆt ngoµi vµ hiÖu øng gÇn ®ång thêi t¨ng kh¶ n¨ng lµm m¸t . Dùng chung một loại thanh góp cho tất cả các trạm biến áp để dể dàng cho việc mua sắm , lắp đặt và thay thế . Các thanh góp được chọn theo điều kiện dòng điện phát nóng cho phép: khc . Icp ³ Icp = =A. Chọn loại thanh dẫn bằng đồng có kích thước 80x8mm ,mỗi pha ghép 3 thanh với Icp = 3370 A. 5. Kiểm tra cáp đã chọn : Để đơn giản ở đây chỉ cần kiểm tra với tuyến cáp có dòng ngắn mạch lớn nhất IN4 = 2,921 kA. Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện ổn định nhiệt : F ³ α.I∞ . Trong đó : α - Hệ số nhiệt độ,cáp lỏi đồng α = 6. I∞- Dòng điện ngắn mạch ổn định . - Thời gian qui đổi ,với lưới trung hạ áp lấy bằng thời gian cắt ngắn mạch, = 0,5s. Tiết diện ổn định của F ³ α.I∞ . = 6.2,921. = 12,39 mm2 . Vậy cáp 50 mm2 đã chọn là hợp lý Ch­¬ng iv ThiÕt kÕ m¹ng h¹ ¸p cho ph©n x­ëng söa ch÷a c¬ khÝ Phân xướng sửa chữa cơ khí có diện tích là 1200 m2 ,gồm 46 thiết bị đựơc chia làm 6 nhóm . Công suất tính toán của phân xưởng là 260,87 kVA, trong đó có 18 kW sử dụng cho chiếu sáng . Để cấp điện cho phân xưởng sửa chửa cơ khí ta sử dụng sơ đồ hổn hợp . Điện năng từ biến áp B3 được đưa về tủ phân phối của phân xưởng .Trong tủ phân phối đặt 1 áptômát tổng và 7 áptômát nhánh cấp điện cho 6 tủ động lực và 1 tủ chiếu sáng .Từ tủ phân phối đến tủ động lực và tủ chiếu sáng sử dụng sơ đồ hình tia để thuận tiện cho việc quản lý và vận hành . Mổi tủ động lực cấp điện cho một nhóm phụ tải theo sơ đồ hổn hợp ,các phụ tải có công suất lớn và quan trọng sẻ nhận điện trực tiếp từ thanh cái của tủ ,các phụ tải có công suất bé và ít quan trọng hơn được ghép thành các nhóm nhỏ nhận điện từ tủ theo sơ đồ liên thông . Để dể dàng thao tác và tăng thêm độ tin cậy cung cấp điện ,tại các đầu vào và ra của tủ đều đặt các áptômát làm nhiệm vụ đóng cắt ,bảo vệ quá tải và ngắn mạch cho các thiết bị trong phân xưởng . Tuy nhiên giá thành của tủ sẻ đắt hơn khi dùng cầu dao và cầu chì ,song đây cũng là xu hướng thiết kế cung cấp điện cho các xí nghiệp công nghiệp hiện đại. IV.1: LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ CHO TỦ PHÂN PHỐI : Hình 4.1: Sơ đồ tủ phân phối. 1.Chọn cáp từ trạm biến áp B3 về tủ phân phối của phân xưởng : Theo kết quả tính toán ở chương 3 ta có: Cáp từ trạm biến áp B3 về tủ phân phối của phân xưởng là cáp đồng hạ áp 3 lỏi có dây trung tính cách điện PVC do LENS chế tạo loại (3x185+70)mm2 , Icp =450A, đặt trong hào cáp . - Trong tủ hạ áp của trạm biến áp B3 , ở đầu đường dây đến tủ phân phối đã đặt 1 áptômát loại NS400N do hãng Merlin Gerin chế tạo có I đm .A = 400A. - Kiểm tra cáp theo điều kiện phối hợp với áptômát : Icp ³ = Vậy tiết diện cáp đã chọn là hợp lý . 2. Lựa chọn áptômát cho tủ phân phối : Các áptômát được chọn theo các điều kiện sau: Điện áp định mức : U đmA ³ U đm.m = 0,38 kV. Dßng ®iÖn định mức: I đmA ³ I tt= Bảng 4.1: Kết quả lựa chọn áptômát cho tủ phân phối: Tuyến cáp Itt A Stt kVA loại I đm A U đm V Icắt N kA Số cực TPP-ĐL1 56,18 39,98 C60H 63 440 10 4 TPP-ĐL2 63,57 42 NC100H 100 440 6 4 TPP-ĐL3 64,36 42,36 NC100H 100 440 6 4 TPP-ĐL4 159,26 104,82 NS160N 160 690 8 4 TPP-ĐL5 39,84 26,22 C60H 63 440 10 4 TPP-ĐL6 48,62 32 C60H 63 440 10 4 A Tổng 396,35 260,87 NS400 400 690 10 4 3. Chọn cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực: Các đường cáp từ tủ phân phối đến các tủ động lực được đi trong rảnh cáp nằm dọc tường phía trong và bên cạnh lối đi lại của phân xưởng .Cáp được chọn theo điều kiện phát nóng cho phép ,kiểm tra phối hợp với các thiết bị bảo vệ và điều kiện ổn định nhiệt khi có ngắn mạch .Do chiều dài cáp không lớn nên có thể bỏ qua không cần kiểm tra theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép . Điều kiện chọn cáp : khc .Icp ³ I tt Trong đó : I tt : Dòng điện tính toán của nhóm phụ tải . Icp : Dòng điện tính toán cho phép. khc : Hệ số hiệu chỉnh (khc = 0,92 ). Điều kiện kiểm tra phối hợp với các thiết bị bảo vệ của cáp ,khi bảo vệ bằng áptômát : khc . Icp ³ = - Chọn cáp từ tủ phân phối đến ĐL1: 0,92.Icp ³ I tt = 56,18A. 0,92.Icp ³= == Kết hợp hai điều kiện chọn cáp đồng 4 lỏi cách điện PVC do hãng LENS chế tạo , tiết diện 10mm2 , với Icp = 75 A. - Chọn cáp từ tủ phân phối đến ĐL2: 0,92.Icp ³ I tt = 63,58A. 0,92.Icp ³= = Kết hợp hai điều kiện chọn cáp đồng 4 lỏi cách điện PVC do hang LENS chế tạo , tiết diện 16mm2 , với Icp = 100 A. Các tuyến cáp được chọn tương tự ,kết quả ghi trong bảng 4.2. Bảng 4.2: Kết quả chọn cáp từ TPP đến các TĐL: Tuyến cáp I tt A / 1,5 A F mm2 Icp A TPP- ĐL1 56,18 52,5 4G10 75 TPP- ĐL2 63,57 83,3 4G16 100 TPP- ĐL3 64,36 83,3 4G16 100 TPP- ĐL4 159,26 133,3 4G50 192 TPP- ĐL5 39,84 52,5 4G10 75 TPP- ĐL6 48,62 52,5 4G10 75 4. Chọn thanh ghóp trong tủ phân phối : Các thanh góp được chọn theo điều kiện dòng điện phát nóng cho phép : khc . Icp ³ I cb = = (khc = 1) Chọn loại thanh cái bằng đồng có kích thước : 30x3 mm có Icp = 450A. IV.2: TÍNH NGẮN MẠCH PHÍA HẠ ÁP CỦA PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ ĐỂ KIỂM TRA CÁP VÀ ÁPTÔMÁT: Khi ngắn mạch phía hạ áp ta xem máy biến áp B3 là nguồn (Được nối với hệ thống vô cùng lớn ) vì vậy điện áp trên thanh cái cao áp của trạm được coi là không thay đổi khi ngắn mạch ,ta có : IN = I’’ = I∞ . Gỉa thiết này sẻ làm cho giá trị dòng ngắn mạch tính toán được sẻ lớn hơn thực tế nhiều bởi rất khó giử được điện áp trên thanh cái cao áp của trạm PPTT không thay đổi khi xẩy ra ngắn mạch sau MBA. Song nếu với dòng ngắn mạch tính toán này mà các thiết bị lựa chọn thoả mãn điều kiện ổn định động và ổn định nhiệt thì chúng hoàn toàn có thể làm việc tốt trong điều kiện thực tế . Để giảm nhẹ khối lượng tính toán , ở đây ta sẻ chỉ kiểm tra với tuyến cáp có khả năng xẩy ra sự cố nặng nề nhất . Khi cần thiết có thể kiểm tra thêm các tuyến cáp còn ghi vấn , việc tính tóan cũng được tiến hành tương tự. Hình 4.2 : Sơ đồ nguyên lý . Hình 4.3 : Sơ đồ thay thế: 1. Các thông số của sơ đồ thay thế : - Điện trở và điện kháng của máy biến áp: Sđm = 1000kVA ; ∆Pn = 10 kW ; Un% = 6%. - Thanh góp trạm biến áp phân xưởng TG1 : Kích thước 80x10mm mỗi pha ghép 3 thanh ,dài l =1,2m .Khoảng cách trung bình hình học : D = 300mm. Tra bảng 7.1 trang 362 (TL – 3 ) tìm được : r0 = 0,031mΩ/m => RTG1 = x0 = 0,179mΩ/m => XTG1 = - Thanh góp góp tủ phân phối TG2 : Kích thước 30x3mm mỗi pha ghép 3 thanh ,dài l =1,2m .Khoảng cách trung bình hình học : D = 300mm. Tra bảng 7.1 trang 362 (TL – 3 ) tìm được : r0 = 0.223mΩ/m => Rtg2 = x0 = 0.235mΩ/m => Xtg2 = - Điện trở và điện kháng của các loại áptômát là : Tra PLIV.14 và PLIV.15 trang 290 (TL – 1 ) tìm được: Áptômát A1 loại CM2000H I đm = 2000A điện kháng và điện trở quá nhỏ bỏ qua . Áptômát A2 loại NS160N có : RA2 = 0,15 mΩ , XA2 = 0,1 mΩ , RtxA2 =0,4 mΩ. Áptômát A3 loại NS400N có : RA3 = 0,74 mΩ , XA3 = 0,55 mΩ , RtxA3 =0,65 mΩ. Cáp từ trạm biến áp B3 về tủ phân phối tiết diện 3x185+70mm2 – C1: Chiều dài : l = 15 m. Tra PLV.12 trang 301 (TL – 1 ) tìm được: r0 = 0,0991Ω/km => Rc1 = x0 = 0,08Ω/km => Xc1 = Cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực – C2: TPP- ĐL4 dùng cáp có tiết diện 4G50mm2 ,chiều dài 50m. Tra bảng PLV.13 trang 302 ( TL – 1 ) tìm được: r0 = 0,387Ω/km => Rc2 = x0 = 0,06Ω/km => Xc2 = 2. Tính ngắn mạch và kiểm tra các thiết bị đã chọn : - Tính ngắn mạch tại N1: R1 = RB + RA1 + RTG1 + 2. RA2 + 2. RtxA2 + Rc1 = 0,0016 + 0,0124.10-3 + 2.0,15.10-3 +2.0,4.10-3 + 0,0015 = 0,0042 (Ω) . X1 = XB + XA1 + XTG1 + 2. XA2 + Xc1 = 0,0096 + 0,07.10-3 +2. 0,1. 10-3 + 0,0012 = 0,011 (Ω) . => . Kiểm tra áptômát: Áptômát A1; CM2000H có Icắt.N = 65 kA. Áptômát A2; NS400N có Icắt.N = 10 kA. Vậy A2 không thoã mãn ta chọn loại NS400N có Icắt.N = 20 kA. Kiểm tra cáp tiết diện 3x185+70mm2 : Tiết diện ổn định nhiệt của cáp : Vậy chọn cáp tiết diện 3x185+70mm2 là hợp lí. Tính ngắn mạch tại N2: R2 = R1 + 2. RA3 + 2. RtxA3 + Rc2 = RTG2 = 0,0042 + 2.0,74.10-3 + 2.0,65. 10-3 + 0,0194 + 0,2676 = 0,03(Ω) . X2 = X1 + 2. XA3 + Xc2 + XTG2 = 0,011 + 2.0,55. 10-3 + 0,003 + 0,282. 10-3 = 0,015(Ω) . => Kiểm tra áptômát : Loại NS160N có Icắt N = 8 kA. Vậy áptômát đã chọn thoả mãn điều kiện . Kiểm tra cáp tiết diện 4G50mm2 : Tiết diện ổn định nhiệt của cáp : Vậy chọn cáp tiết diện 4G50mm2 là hợp lý . IV.3 : LỰA CHỌN THIẾT BỊ TRONG CÁC TỦ ĐỘNG LỰC VÀ DÂY DẪN ĐẾN CÁC THIẾT BỊ CỦA PHÂN XƯỞNG : Hình 4.4: Sơ đồ tủ động lực. 1. Các áptômát tổng của các tủ động lực có thông số tương tự các áptômát nhánh tương ứng trong tủ phân phối , kết quả lựa chọn ghi trong bảng 4.3 : Bảng 4.3 : Kết quả lựa chọn áptômát tổng trong các tủ động lực. Tủ động lực Itt (A) loại I đm (A) U đm (V) Icắt N (kA) Số cực ĐL1 56,18 C60H 63 440 10 4 ĐL2 63,57 NC100H 100 440 6 4 ĐL3 64,36 NC100H 100 440 6 4 ĐL4 159,26 NS160N 160 690 8 4 ĐL5 39,84 C60H 63 440 10 4 ĐL6 48,62 C60H 63 440 10 4 2. Các áptômát đến các thiết bị và nhóm thiết bị trong các tủ động lực cũng được chọn theo các điều kiện đã được nêu ở phần trên. Đối với các thiết bị có công suất bé trong các nhóm thì ta ghép lại với nhau để dùng chung một áptômát . Ví dụ : - Chọn áptômát cho đường cáp từ TĐL1 đến máy tiện ren 3kW , máy tiện re-von-ve 2kW: U đmA ³ U đm.m = 0,38 kV. I đmA ³ Ilv max = I tt= = Chọn áptômát loại C6Oa do hãng Merlin Gerin chế tạo có I đmA = 32 kA. ICắt N = 3kA. U đmA = 440 V . Loại 4 cực. 3. Chọn các đường cáp từ TĐL đến các thiết bị điện : Các đường cáp được chọn theo điều kiện phát nóng : Điều kiện chọn cáp : khc .Icp ³ I tt Trong đó : I tt : Dòng điện tính toán của nhóm phụ tải . Icp : Dòng điện tính toán cho phép. khc : Hệ số hiệu chỉnh khc = k1 = k2 .( k1 = 0,92; k2 = 0,8). Điều kiện kiểm tra phối hợp với các thiết bị bảo vệ của cáp ,khi bảo vệ bằng áptômát : khc . Icp ³ = Ví dụ : - Chọn cáp từ ĐL1 đến 2 máy tiện ren 3kW, máy tiện re-von-ve 2kW: 0,92.Icp ³ I tt = 30,38A. 0,92.Icp ³= == Kết hợp hai điều kiện chọn cáp đồng 4 lỏi cách điện PVC do hãng LENS chế tạo , tiết diện 4G6mm2 , với Icp = 54 A. Cáp được đặt trong ống thép có đường kính 3/4‘’ chôn dưới nền phân xưởng . Các áptômát và các cáp khác được chọn tương tự ,kết quả ghi vào bảng 4.3: 4. Do công suất của các thiết bị trong phân xưởng không lớn và đều được bảo vệ bằng áptômát nên ở đây không tính toán ngắn mạch trong phân xưởng để kiểm tra các thiêt bị lựa chọn theo điều kiện ổn định động và ổn định nhiệt . Bảng 4.3 : Kết quả chọn dây dẫn và áptômát. Tên máy Số trên bản vẻ Phụ tải Dây dẫn Áptômát Ptt (kW) Itt (A) Tiết diện Icp (A) Dô.thép Mã hiệu I đmA (A) Nhóm I Máy tiện tự động 1 5,1 12,91 4G1,5 23 3/4‘’ C6Oa 20 16,7 Máy tiện tự động 1 5,1 12,91 4G1,5 23 3/4‘’ C6Oa 20 16,7 Máy tiện tự động 1 5,1 12,91 4G1,5 23 3/4‘’ C6Oa 20 16,7 Máy tiện tự động 2 10 25,32 4G4 42 3/4‘’ C6Oa 30 25 Máy tiện tự động 2 10 25,32 4G4 42 3/4‘’ C6Oa 30 25 Máy tiện ren 3 5,6 14,18 4G1,5 23 3/4‘’ C6Oa 20 16,7 Máy tiện ren 3 5,6 14,18 4G1,5 23 3/4‘’ C6Oa 20 16,7 Máy tiện ren Máy tiện ren Máy tiện re-von-ve 4 4 5 12 30,38 4G6 54 3/4‘’ C6Oa 40 33,3 Nhóm II Máy phay đứng 7 14 35,45 4G6 54 3/4‘’ C6Oa 40 33,3 Máy phay đứng 7 14 35,45 4G6 54 3/4‘’ C6Oa 40 33,3 Máy phay vạn năng 8 3,2 8,1 4G1,5 23 3/4‘’ C6Oa 20 16,7 Máya phay vạn năng 8 3,2 8,1 4G1,5 23 3/4‘’ C6Oa 20 16,7 Máy phay chép hình Máy phay chép hình 9 10 8,62 21,83 4G4 42 3/4‘’ C6Oa 30 25 Máy phay ngang Máy phay ngang Máy phay ngang 6 6 14 8,1 20,51 4G4 42 3/4‘’ C6Oa 30 25 Máy khoan để bàn Máy khoan để bàn Máy khoan để bàn Máy khoan để bàn 13 13 13 13 2,6 6,58 4G1,5 23 3/4‘’ C6Oa 20 16,7 Nhóm III Máy mài phẳng 15 9 22,82 4G6 54 3/4‘’ C6Oa 40 33,3 Máy mài phẳng 15 9 22,82 4G6 54 3/4‘’ C6Oa 40 33,3 Máy mài tròn 16 5,6 14,2 4G1,5 23 3/4‘’ C6Oa 20 16,7 Máy mài xọc 21 8,4 21,27 4G6 54 3/4‘’ C6Oa 40 33,3 Máy mài xọc 21 8,4 21,27 4G6 54 3/4‘’ C6Oa 40 33,3 Máy dao cắt ghọt Máy mài phá Cưa máy 19 20 22 7,6 21,78 4G2,5 31 3/4‘’ C6Oa 25 20,83 Máy mài trong Máy mài trong 17 17 5,6 14,2 4G1,5 23 3/4‘’ C6Oa 20 16,7 Cưa tay Cưa tay Máy mài vạn năng Máy mài vạn năng 23 23 18 18 4,05 10,25 4G1,5 23 3/4‘’ C6Oa 20 16,7 Nhóm IV Lò điện kiểu buồng 24 30 50,64 4G10 75 3/4‘’ C6Oa 63 52,5 Lò điện kiểu bể 25 30 50,64 4G10 75 3/4‘’ C6Oa 63 52,5 Lò điện kiểu đứng 26 25 42,2 4G10 75 3/4‘’ C6Oa 63 52,5 Bể điện phân 27 10 16,89 4G2,5 31 3/4‘’ C6Oa 25 20,83 Tủ điều khiển lò điện 28 10 16,89 4G2,5 31 3/4‘’ C6Oa 25 20,83 Nhóm V Máy tiện ren 29 3,6 9,12 4G1,5 23 3/4‘’ C6Oa 20 16,7 Máy tiện ren 29 3,6 9,12 4G1,5 23 3/4‘’ C6Oa 20 16,7 Máy tiện ren 31 10 25,32 4G4 42 3/4‘’ C6Oa 30 25 Máy khoan đứng 33 7 17,73 4G2,5 31 3/4‘’ C6Oa 25 20,83 Máy tiện ren Máy tiện ren Máy khoan đứng Máy khoan đứng 30 30 32 32 8,8 22,28 4G4 42 3/4‘’ C6Oa 30 25 Máy mài tròn vạn năng Máy mài phẳng Máy phay vạn năng 35 36 37 2,4 6,1 4G1,5 23 3/4‘’ C6Oa 20 16,7 Máy khoan bàn Máy khoan bàn Máy khoan bàn Máy khoan bàn 34 34 34 34 2,4 6,1 4G1,5 23 3/4‘’ C6Oa 20 16,7 Nhóm VI Máy cưa Máy sấy 39 44 3,8 6,4 4G1,5 23 3/4‘’ C6Oa 20 16,7 Quạt Quạt 41 41 3,2 5,4 4G1,5 23 3/4‘’ C6Oa 20 16,7 Máy cuốn dây Máy cuốn dây Máy cuốn dây Máy cuốn dây 43 43 43 43 2 3,37 4G1,5 23 3/4‘’ C6Oa 20 16,7 Bàn nguội Bàn nguội Bàn nguội Bàn nguội 45 45 45 45 2 3,37 4G1,5 23 3/4‘’ C6Oa 20 16,7 Máy bào ngang 38 5,8 9,79 4G1,5 23 3/4‘’ C6Oa 20 16,7 Máy nén khí 40 10 16,88 4G2,5 31 3/4‘’ C6Oa 25 20,83 Bàn thí nghiệm 46 10 16,88 4G2,5 31 3/4‘’ C6Oa 25 20,83 Biến áp hàn 42 12,5 21,10 4G4 42 3/4‘’ C6Oa 30 25 Kết luận : Mạng điện hạ áp đã thiết kế thoả mãn yêu cầu về cung cấp điện ,các thiết bị lựa chọn trong mạng đáp ứng đầy đủ các yêu cầu về mặt kỷ thuật và có tính khả thi. Sơ đồ ngyên lý hệ thống cấp điện và sơ đồ mặt bằng đi dây phân xưởng sửa chửa cơ khí được thể hiện ở hình 4.5 và hình 4. Hình 4.5: Mặt bằng đi dây phân xưởng sửa chửa cơ khí. Hình 4.6: Sơ đồ nguyên lý hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng SCCK. ch­¬ng V tÝnh to¸n bï c«ng suÊt ph¶n kh¸ng cho hÖ thèng cung cÊp ®iÖn cña nhµ m¸y V.1. ĐẶT VẤN ĐỀ: Trong qu¸ tr×nh lµm viÖc nhµ m¸y tiªu thô tõ m¹ng ®iÖn c¶ c«ng suÊt t¸c dông P lÉn c«ng suÊt ph¶n kh¸ng Q. C¸c nguån tiªu thô c«ng suÊt ph¶n kh¸ng ®ã lµ ®éng c¬ kh«ng ®ång bé, c¸c m¸y biÕn ¸p, ®­êng d©y trªn kh«ng và c¸c thiÕt bÞ kh¸c ... C«ng suÊt ph¶n kh¸ng Q lµ c«ng suÊt tõ ho¸ trong c¸c m¸y ®iÖn xoay chiÒu, nã kh«ng sinh ra c«ng. MÆt kh¸c c«ng suÊt ph¶n kh¸ng cung cÊp cho c¸c hé dïng ®iÖn kh«ng nhÊt thiÕt ph¶i lÊy tõ nguån (m¸y ph¸t ®iÖn). Do ®ã ®Ó tr¸nh khái ph¶i truyÒn t¶i mét l­îng c«ng suÊt ph¶n kh¸ng lín trªn ®­êng d©y ta cã thÓ ®Æt gÇn c¸c hé dïng ®iÖn c¸c m¸y sinh ra c«ng suÊt ph¶n kh¸ng ®Ó cung cÊp trùc tiÕp cho phô t¶i, lµm nh­ vËy gäi lµ bï c«ng suÊt ph¶n kh¸ng . Các đại lượng biểu diển công suất có liên quan mật thiết với nhau qua tam giác công suất . S: Công suất toàn phần. P: Công suất tác dụng. Q: Công suất phản kháng. φ: Góc giữa S và P. Trị số của góc φ có ý nghĩa rất quan trọng: Nếu φ giảm thì P tăng và ngược lại nếu φ tăng thì P giảm. Trong nghiên cứu và tính toán thực tế người ta thường dùng khái niệm hệ số công suất ( cosφ ) thay cho góc giữa S và P ( φ ). Khi cosφ càng nhỏ thì lượng công suất phản kháng tiêu thụ càng lớn và công suất tác dụng càng nhỏ ,ngược lại cosφ càng lớn thì lượng Q tiêu thụ càng nhỏ. Lượng Q truyền tải trên lưới điện các cấp từ nhà máy điện đến hộ tiêu thụ càng lớn càng gây tổn thất lớn trên lưới điện . Các xí nghiệp công nghiệp sử dụng nhiều động cơ không đồng bộ ba pha ,thường xuyên non tải hoặc không tải ,tiêu thụ Q rất lớn ,cosφ thấp ,ví dụ các xí nghiệp cơ khí thường có cosφ = 0,5 ÷ 0,6. Lượng Q mà các xí nghiệp công nghiệp tiêu thụ chiếm khoảng 65%÷70% tổng công suất Q phát ra từ các nhà máy điện. Nếu các xí nghiệp công nghiệp ,bằng các giải pháp kỷ thuật nâng cao cosφ , nghĩa là làm giảm lượng công suất phản kháng truyền tải trên lưới điện từ các nhà máy đến xí nghiệp ,thì sẻ dẫn tới làm tăng tính kinh tế vận hành lưới điện. Khi cã bï c«ng suÊt ph¶n kh¸ng, l­îng P kh«ng ®æi, l­îng Q truyÒn t¶i trªn ®­êng d©y gi¶m xuèng kÕt qu¶ lµ cosj t¨ng lªn. Khi ®ã sÏ ®­a ra mét lo¹t nh÷ng hiÖu qu¶ sau : - Gi¶m ®­îc tæn thÊt c«ng suÊt trong m¹ng ®iÖn . Ta ®· biÕt tæn thÊt c«ng suÊt trªn ®­êng d©y ®­îc tÝnh theo c«ng thøc Tõ c«ng thøc trªn ta thÊy khi gi¶m c«ng suÊt ph¶n kh¸ng Q truyÒn t¶i trªn ®­êng d©y ta gi¶m ®­îc thµnh phÇn tæn thÊt c«ng suÊt DP(Q) do Q sinh ra . - Gi¶m ®­îc tæn thÊt ®iÖn ¸p trong m¹ng ®iÖn. Tæn thÊt ®iện ¸p ®­îc tÝnh . Khi gi¶m l­îng c«ng suÊt ph¶n kh¸ng Q truyÒn t¶i trªn ®­êng d©y ta gi¶m ®­îc thµnh phÇn DU(Q) do Q g©y ra . - T¨ng kh¶ n¨ng truyÒn t¶i cña ®­êng d©y vµ MBA . Kh¶ n¨ng truyÒn t¶i cña ®­êng d©y vµ m¸y biÕn ¸p phô thuéc vµo ®iÒu kiÖn ph¸t nãng, tøc phô thuéc vµo dßng ®iÖn cho phÐp cña chóng. Dßng ®iÖn ch¹y trong d©y dÉn vµ m¸y biÕn ¸p ®­îc tÝnh BiÓu thøc nµy chøng tá r»ng víi cïng mét t×nh tr¹ng ph¸t nãng nhÊt ®Þnh cña ®­êng d©y vµ m¸y biÕn ¸p (I = const) chóng ta cã thÓ t¨ng kh¶ n¨ng truyÒn t¶i c«ng suÊt t¸c dông P cña chóng b»ng c¸ch gi¶m c«ng suÊt ph¶n kh¸ng Q mµ chóng ta ph¶i t¶i ®i . - Tăng khả năng phát của máy phát điện. *. Các biện pháp nâng cao hệ số công suất cosj : - Nâng cao hệ số công suất cosj tự nhiên: Là tìm các biện pháp để các hộ tiêu thụ điện giảm được lượng công suất phản kháng tiêu thụ như : hợp lý hoá các quá trình sản xuất ,giảm thời gian chạy không tải của các động cơ ,thay thế các động cơ thường xuyên làm việc non tải bằng các động cơ có công suất hợp lý hơn… Nâng cao hệ số công suất tự nhiên rất có lợi vì đưa lại hiệu quả kinh tế lâu dài mà không phải đặt thêm thiết bị bù . - Nâng cao hệ số công suất bằng biện pháp bù công suất phản kháng : Thực chất là đặt các thiết bị bù ở gần các hộ tiêu dùng điện để cung cấp công suất phản kháng theo yêu cầu của chúng , nhờ vậy sẻ giảm được lượng công suất phản kháng phải truyền tải trên đường dây. V.2 : CHỌN THIẾT BỊ BÙ : V× nh÷ng lý do trªn mµ viÖc bï công suÊt ph¶n kh¸ng gÇn nh÷ng n¬i tiªu thô cã ý nghÜa rÊt quan träng vÒ mÆt kinh tÕ kü thuËt. §Ó bï c«ng suÊt ph¶n kh¸ng cho nhµ m¸y ta cã thÓ dïng c¸c thiÕt bÞ sau : * M¸y bï ®ång bé : Thùc chÊt lµ ®éng c¬ ®ång bé cã kÕt cÊu gän nhÑ vµ kh«ng mang t¶i trªn trôc làm việc ở chế độ quá kích thích (I vượt trước U) và vì vậy nã cã thÓ ph¸t c«ng suÊt ph¶n kh¸ng cho lưới điện. - Ưu ®iÓm : Cã kh¶ n¨ng ®iÒu chØnh tr¬n vµ tù ®éng phát ra c«ng suÊt ph¶n kh¸ng, do ®ã nã th­êng ®Æt ë nh÷ng ®iÓm cÇn ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p trong hÖ th«ng vµ cã thÓ phôc håi söa ch÷a khi h­ háng . - Nh­îc ®iÓm: Gi¸ thµnh ®¾t, vËn hµnh phøc t¹p vµ g©y tiÕng ån. Trong qóa tr×nh lµm viÖc th× gÝa tiÒn ®¬n vÞ cña m¸y bï ®ång bé t¨ng lªn ®¸ng kÓ khi gi¶m c«ng suÊt danh ®Þnh cña nã, ®ång thêi khi ®ã tæn thÊt c«ng suÊt t¸c dông còng t¨ng lªn. V× vËy chØ dïng c¸c lo¹i m¸y cã c«ng suÊt lín ®Æt ë c¸c tr¹m lín còn gọi là trạm bù công suất phản kháng cho lưới điện . * §éng c¬ ®ång bé : §éng c¬ ®ång bé cã hÖ sè c«ng suÊt cosj =1 , nh­ng ®éng c¬ ®ång bé cã cÊu t¹o phøc t¹p gi¸ thµnh ®¾t .Trong một số trường hợp mà để nâng cao hệ số cosj cho nhà máy người ta thay thế một số động cơ không đồng bộ bằng động cơ đồng bộ. * Tô ®iÖn : Lµ thiÕt bÞ chuyªn dïng ®Ó cung cấp c«ng suÊt ph¶n kh¸ng. Chóng t­¬ng ®­¬ng nh­ m¸y bï ®ång bé làm việc ở chế độ qu¸ kÝch thÝch. C¸c tô cã thÓ ghÐp thµnh bé tô ®iÖn cã c«ng suÊt theo yªu cÇu. So víi nh÷ng nguån ph¸t c«ng suÊt ph¶n kh¸ng kh¸c th× tô ®iÖn cã nh÷ng ­u ®iÓm sau ®©y : - Tæn thÊt c«ng suÊt t¸c dông Ýt . - Do kh«ng cã phÇn quay nªn vËn hµnh ®¬n gi¶n . - L¾p ®Æt ®¬n gi¶n do khèi l­îng nhá. Tuy nhiªn tô ®iÖn còng cã nh÷ng nh­îc ®iÓm nh­ nh¹y c¶m víi sù biÕn thiªn cña ®iÖn ¸p ®Æt lªn cùc tô ®iÖn (c«ng suÊt ph¶n kh¸ng Q lµ do tô ®iÖn sinh ra tØ lÖ víi b×nh ph­¬ng ®iÖn ¸p), thêi gian phôc vô ng¾n (8 ®Õn 10 n¨m), ®é bÒn kém (dÔ bÞ h­ háng, ®Æc biÖt khi ng¾n m¹ch vµ khi ®iÖn ¸p cao h¬n danh ®Þnh ). C«ng suÊt ph¶n kh¸ng ph¸t ra theo h×nh bËc thang, kh«ng thÓ ®iÒu chØnh tr¬n ®­îc. V.3 : XÁC ĐỊNH VÀ PHÂN BỐ DUNG LƯỢNG BÙ: 1.X¸c ®Þnh dung l­îng bï : HÖ sè c«ng suÊt cña nhµ m¸y tr­íc khi bï lµ 0,71 dù ®Þnh n©ng cao hÖ sè c«ng suÊt cosj = 0,95. Dung l­îng c«ng suÊt ph¶n kh¸ng cÇn bï trong toµn nhµ m¸y lµ : Qbï = Ptt(tgj1 - tgj2).α kVAr. Trong ®ã : Ptt - Phụ tải t¸c dông tính toán của nhà máy . tgj1 - TrÞ sè tgj øng víi cosj tr­íc khi bï, cosj1 = 0,71® tgj1 = 0,99. tgj2 - TrÞ sè tgj øng víi cosj tr­íc khi bï, cosj2 = 0,95® tgj2 = 0,33. α - Hệ số xét tới khả năng nâng cao cosj bằng những biện pháp không đòi hỏi đặt thiết bị bù ,α = 0,9 – 1. Với nhà máy đang thiết kế ta tìm được dung lượng bù cần thiết: Qbï = Ptt(tgj1 - tgj2) .α = 4611,15.(0,99 - 0,33).1 = 3043 (kVAr). 2. Phân bố dung lượng bù cho các trạm biến áp phân xưởng : Từ trạm phân phối trung tâm về các máy biến áp phân xưởng là mạng hình tia gồm 6 nhánh có sơ đồ nguyên lý và sơ đồ thay thế tính toán như sau : Hình 5.1 : Sơ đồ thay thế mạng cao áp để phân bố dung lượng bù: Công thức tính dung lượng bù tối ưu cho các nhánh của mạng hình tia : Trong ®ã : Qbi - C«ng suÊt bï sÏ ®Æt t¹i tr¹m BAPX thø i, kVAr. Qi - C«ng suÊt ph¶n kh¸ng tÝnh to¸n víi tr¹m thø i, kVAr. Q∑ - C«ng suÊt ph¶n kh¸ng xÝ nghiÖp, kVAr. Qb - C«ng suÊt bï cña toµn xÝ nghiÖp, kVAr. Ri = RCi + RB i - ®iÖn trë nh¸nh thø i, W. - ®iÖn trë t­¬ng ®­¬ng, W. a. Xác định điện trở của từng nhánh trong mạng hình tia: - Tính toán cho nhánh 1: RC1 = 0,014 W. R1 = RC1 + RB 1 = 0,014 + 10,68 = 10,694 W. - Tính toán cho nhánh 2: RC2 = 0,019 W. W. R2 = RC2 + RB 2 = 0,019 + 6,125 = 6,144 W. - Tính toán cho nhánh 3: RC3 = 0,015 W. W. R3 = RC3 + RB 3 = 0,015 + 6,125 = 6,14 W. - Tính toán cho nhánh 4: RC4 = 0,01 W. RB4 = RB2 = 6,125 W. R4 = RC4 + RB 4 = 0,01 + 6,125 = 6,135 W. - Tính toán cho nhánh 5: RC5 = 0,01 W. RB5 = RB2 = 6,125 W. R5 = RC5 + RB 5 = 0,003 + 6,125 = 6,128 W. - Tính toán cho nhánh 6: RC6 = 0,024 W. W. R6 = RC6 + RB 6 = 0,024 + 7,73 = 7,754 W. Kết quả tính toán ghi vào bảng 5.1. Điện trở tương đương của mạng : = 1,143 W. Xác định dung lượng bù tối ưu cho từng nhánh: Bảng 5.1. Kết quả phân bố dung lượng bù cho từng nhánh : Đường cáp RB (W) RC (W) R = RC + RB (W) Qtt (kVA) Qbù (kVA) PPTT - B1 10,68 0,014 10,694 699 402,5 PPTT - B2 6,125 0,019 6,144 1170 652,2 PPTT - B3 6,125 0,015 6,14 976,38 459,9 PPTT - B4 6,125 0,003 6,128 1224 706,52 PPTT - B5 6,125 0,01 6,135 1300 738,11 PPTT - B6 7,73 0,024 7,754 448 39,04 Tụ điện được chọn theo điều kiện : U đm ≥ U đm.m Q đm ≥ Q bù Vậy ta chọn loại tụ bù do Liên xô chế tạo. Kết quả chọn tụ bù cho trong bảng 5.2. Bảng 5.2: Kết quả tính toán chọn tụ bù : Tªn tr¹m Qtt (kVAr) Qbï (kVAr) Loại tụ Q®m (kVAr) Sè l­îng B1 699 402,5 KC2 - 0,38 - 50 - 3Y3 50 8 B2 1170 652,2 KC2 - 0,38 - 50 - 3Y3 50 14 B3 976,38 459,9 KC2 - 0,38 - 36 - 3Y3 36 13 B4 1224 706,52 KC2 - 0,38 - 36 - 3Y3 36 20 B5 1300 738,11 KC2 - 0,38 - 50 - 3Y3 50 16 B6 448 39,04 KC2 - 0,38 - 50 - 3Y3 50 1 Hình 5.2 : Sơ đồ lắp ráp tụ bù cho trạm hai máy biến áp. ch­¬ng Vi ThiÕt kÕ chiÕu s¸ng cho ph©n x­ëng söa ch÷a c¬ khÝ VI.1. ĐẶT VẤN ĐỀ: §Ó ®¶m b¶o n¨ng suÊt lao ®éng víi mäi hoµn c¶nh vµ thêi tiÕt, th× bªn c¹nh chiÕu s¸ng tù nhiªn bao giê còng ®ßi hái ph¶i cã mét hÖ thèng chiÕu s¸ng nh©n t¹o. Trong c¸c hÖ thèng chiÕu s¸ng nh©n t¹o th× hÖ thèng chiÕu s¸ng bằng điện lµ hiÖu qu¶ . Trong viÖc thiÕt kÕ chiÕu s¸ng ®iÒu quan träng nhÊt lµ ph¶i ®¸p øng ®­îc yªu cÇu vÒ ®é räi vµ hiÖu qu¶ chiÕu s¸ng, ngoµi ®é roÞ th× hiÖu qu¶ chiÕu s¸ng cßn ®­îc quyÕt ®Þnh bëi quang th«ng mÇu s¾c ¸nh s¸ng cña ®Ìn. Sù lựa chän nh÷ng chao ®Ìn còng nh­ sù bè trÝ c¸c bãng ®Ìn võa đảm b¶o tÝnh kinh tÕ kü thuËt võa mang tÝnh mü quan . Cũng vì vậy hệ thống chiếu sáng phải đảm bảo các yêu cầu sau: Không bị loá mắt . Không bị loá do phản xạ. Không tạo những khoảng tối bởi những vật bị che khuất . Phải có độ rọi đồng đều. Phải tạo được ánh sáng càng gần ánh sáng tự nhiên càng tốt. VI.2. LỰA CHỌN SỐ LƯỢNG VÀ CÔNG SUẤT CỦA HỆ THỐNG ĐÈN CHIẾU SÁNG: Hệ thống chiếu sáng chung của phân xưởng sửa chửa cơ khí sẻ dùng các bóng đèn sợi đốt sản xuất tại Việt Nam. Phân xưởng sửa chửa cơ khí được chia làm hai khu nhà: - Dãy nhà số 1 : Chiều dài ( a1 ) ; 45m. Chiều rộng ( b1 ) :16m. - Dãy nhà số 2 : Chiều dài ( a2 ) ; 30m. Chiều rộng ( b2 ) :16m. Tổng diện tích 1200m2. Nguồn điện sử dụng : U = 220 V lấy từ tủ chiếu sáng của trạm biến áp B3. Độ rọi yêu cầu : E = 30 lx. Hệ số dự trử : k = 1,3. Khoảng cách từ đèn đến mặt công tác : H = h – hc – hlv = 4,5 – 0,7 – 0,8 = 3m. Trong đó : h : Chiều cao của phân xưởng ( tính từ nền đến trần của phân xưởng ), h = 4,5m. hc : Khoảng cách từ trần đến đèn ,hc = 0,7m. hlv : Chiều cao từ nền phân xưởng đến mặt công tác , hlv = 0,8m. Hệ số phản xạ của tường :ρtg = 30%. Hệ số phản xạ của trần : ρtg = 50%. Hình 6.1 : Sơ đồ tính toán chiếu sáng: Để tính toán chiếu sáng cho phân xưởng sửa chửa cơ khí ở đây sẻ áp dụng phương pháp hệ số sử dụng ( phương pháp quang thông). Ph­¬ng ph¸p nµy dïng ®Ó tÝnh chiÕu s¸ng chung kh«ng chó ý ®Õn hÖ sè ph¶n x¹ t­êng, cña trÇn nhµ vµ cña vËt. Theo ph­¬ng ph¸p nµy quang th«ng cña ®Ìn ®­îc tÝnh bëi biÓu thøc Trong ®ã : F – Quang thông của mỗi đèn ( lumen). E - ®é räi yªu cÇu tra trong sæ tay kü thuËt, lx. S - diÖn tÝch cÇn chiÕu s¸ng, m2. kdt - hÖ sè dù tr÷ tÝnh ®Õn suy tho¸i quang th«ng cña ®Ìn sau mét thêi gian sö dông,lấy kdt = 1,2 . n - sè bãng ®Ìn cña hÖ thèng chiÕu s¸ng . ksd - hÖ sè sö dông tra trong c¸c sæ tay kü thuËt theo quan hÖ ksd = f(j) j - chØ sè phßng . Z - Hệ số phụ thuộc vào loại đèn và tỉ số L / H ,thường lấy Z = 0,8 - 1,4.Tra bảng 10-7 trang 191 ( TL – 2 ) tìm được L / H =1,8L = 1,8 H = 1,8.3 = 5,4m,chọn L = 5m ( Khoảng cách nhỏ nhất giữa các đèn ). Căn cứ vào mặt bằng phân xưởng ta sẻ bố trí đèn như sau: - Dãy nhà số 1 bố trí 4 dãy đèn ,mỗi dãy gồm 9 bóng ,khoảng cách giữa các đèn theo chiều dài phân xưởng là 5,5m,theo chiều rộng phân xưởng là 5m,khoảng cách từ tường phân xưởng đến dãy đèn gần nhất theo chiều dài và chiều rộng phân xưởng là 0,5m.Tổng số bóng đèn cần dùng n1 = 36 bóng. - Dãy nhà số 2 bố trí 4 dãy đèn ,mỗi dãy gồm 6 bóng ,khoảng cách giữa các đèn theo chiều dài phân xưởng là 5,5m,theo chiều rộng phân xưởng là 5m,khoảng cách từ tường phân xưởng đến dãy đèn gần nhất theo chiều dài phân xưởng là 1,25m,theo chiều rộng phân xưởng là 0,5m. Tổng số bóng đèn cần dùng n2 = 24 bóng. Chỉ số của phòng : Tra PLVI.13 trang 417 ( TL – 2 ) ta có : ksd1 = 0,47 và ksd2 = 0,46. Quang thông của mỗi đèn : Tra bảng PLVIII.2 trang 325 ( TL – 1 ) . Chọn đèn sợi đốt công suất Pđ = 150W có quang thông F = 2200lm. Tổng công suất chiếu s¸ng của toàn phân xưởng : Pcs = n.Pđ = 60.150 = 9000W = 9 kW. VI.3 : THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CỦA HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG : Để cung cấp điện cho hệ thống chiếu sáng của phân xưởng ta đặt một tủ chiếu sáng trong phân xưởng gồm 1 áptômát tổng loại 3 pha 4 cực và 15 áptômát nhánh 1 pha 2 cực, trong đó 15 áptômát cấp cho 15 dãy đèn mỗi dãy có 4 bóng . - Chọn áptômát tổng: Áptômát chọn theo điều kiện sau: Điện áp định mức : U đm.A ≥ U đm.m = 0,38 kV. Dòng điện định mức : I đm.A ≥ Itt = Chọn áptômát loại C6OH do hãng Merlin Gerin chế tạo có các thông số sau: I đm.A = 15A; ICắt.N = 10kA; U đm = 440V. - Chọn cáp từ tủ phân phối phân xưởng đến tủ chiếu sáng: Chọn cáp theo điều kiện phát nóng cho phép: Khc . Icp ≥ Itt = 13,67A. Trong đó : Itt : Dòng điện tính toán của nhóm phụ tải. Icp: Dòng điện phát nóng cho phép . khc : Hệ số hiệu chỉnh ( khc = 0,92 ). Kiểm tra cáp theo điều kiện phối hợp với áptômát: 0,92.Icp ≥ = == Chọn cáp loại 4G1,5 cách điện PVC do LENS chế tạo có Icp = 31A. - Chọn áptômát nhánh : Áptômát chọn theo điều kiện sau: Điện áp định mức : U đm.A ≥ U đm.m = 0,22 kV. Dòng điện định mức : I đm.A ≥ Itt = Chọn áptômát loại DPNa do hãng Merlin Gerin chế tạo có các thông số sau: I đm.A = 5A; ICắt.N = 4,5kA; U đm = 440V. - Chọn cáp từ tủ chiếu sáng đến các bóng đèn : Chọn cáp theo điều kiện phát nóng cho phép: Khc . Icp ≥ Itt = 2,045A. Kiểm tra cáp theo điều kiện phối hợp với áptômát: 0,92.Icp ≥ = == Chọn cáp đồng hai lõi loại 2x1,5 cách điện PVC do hãng LENS chế tạo có Icp = 26A. Hình 6.2 : Sơ đồ nguyên lý mạng điện chiếu sáng phân xưởng SCCK: Hình 6.3: Sơ đồ mạng điện chiếu sáng phân xưởng SCCK. Ch­¬ng VII thiÕt kÕ nèi ®Êt cho tr¹m biÕn ¸p ph©n x­ëng VII.1: ĐẶT VẤN ĐỀ Dßng ®iÖn ®i qua c¬ thÓ ng­êi g©y nªn nh÷ng t¸c h¹i nguy hiÓm: g©y báng, giËt, tr­êng hîp nÆng sÏ lµm chÕt ng­êi, do ®ã t¸c dông cña nèi ®Êt lµ ®Ó t¶n dßng ®iÖn vào trong đất vµ gi÷ møc ®iÖn thÕ thÊp trªn c¸c thiÕt bÞ ®­îc nèi ®Êt khi có sự xâm nhập phía điện áp cao sang phía điện áp thấp . HÖ thèng nèi ®Êt cã hai chøc n¨ng : nèi ®Êt lµm viÖc vµ nèi ®Êt an toµn. - Ng­êi bÞ tai n¹n vÒ ®iÖn lµ do ch¹m ph¶i nh÷ng phÇn tö mang ®iÖn, song còng cã thÓ ch¹m ph¶i nh÷ng bé phËn cña thiÕt bÞ ®iÖn b×nh th­êng kh«ng mang ®iÖn nh­ng l¹i cã ®iÖn ¸p khi c¸ch ®iÖn bÞ háng. Trong tr­êng hîp nµy, ®Ó ®¶m b¶o an toµn cã thÓ thùc hiÖn b»ng c¸ch nèi ®Êt tÊt c¶ nh÷ng bé phËn b×nh th­êng kh«ng mang ®iÖn nh­ng khi c¸ch ®iÖn bÞ háng cã thÓ cã ®iÖn ¸p. Khi cã nèi ®Êt, qua chæ c¸ch ®iÖn bÞ chäc thñng vµ thiÕt bÞ nèi ®Êt sÏ cã dßng ®iÖn ng¾n m¹ch mét pha víi ®Êt vµ ®iÖn ¸p ®èi víi ®Çu cña vá thiÕt bÞ b»ng : U® = I®.R®. Trong ®ã : + I® : dßng ®iÖn mét pha ch¹m ®Êt. + R® : ®iÖn trë nèi ®Êt cña c¸c trang bÞ nèi ®Êt. Tr­êng hîp ng­êi ch¹m ph¶i vá thiÕt bÞ cã ®iÖn ¸p, dßng ®iÖn qua ng­êi x¸c ®Þnh theo biÓu thøc : Ing. Rng =I®. R® V× R® << Rng nªn Ing << I®, v× vËy I’® = I®, khi ®ã , tõ ®ã nhËn thÊy khi thùc hiÖn nèi ®Êt víi ®iÖn trë nèi ®Êt ®ñ nhá cã thÓ ®¶m b¶o cho dßng In qua ng­êi kh«ng nguy hiÓm ®Õn tÝnh m¹ng . Trang bÞ nèi ®Êt bao gåm ®iÖn cùc nèi ®Êt vµ c¸c ®­êng d©y dÉn nèi ®Êt, ®iÖn cùc nèi ®Êt ®Æt trùc tiÕp trong ®Êt, c¸c d©y nèi ®Êt dïng ®Ó nèi c¸c bé phËn ®­îc nèi ®Êt víi ®iÖn cùc nèi ®Êt. Khi cã trang bÞ nèi ®Êt, dßng ®iÖn ng¾n m¹ch xuÊt hiÖn do c¸ch ®iÖn thiÕt bÞ háng sÏ qua vá thiÕt bÞ theo d©y dÉn nèi ®Êt xuèng ®iÖn cùc vµ ch¹y t¶n vµo trong ®Êt. Cã hai lo¹i nèi ®Êt sau : + Nối đất làm việc: Nhằm đảm bảo sự làm việc bình thường của các thiết bị hoặc một bộ phận các thiết bị theo một chế độ làm việc đã quy định sẳn .Ví dụ như nối đất trung tính các máy biến áp. + Nối đất an toàn: (còn gọi là nối đất bảo vệ) Nhằm đảm bảo an toàn cho người vận hành khi cách điện của các thiết bị bị hư hỏng .Nối đất an toàn được thực hiện bằng cách nối các bộ phận kim loại bình thường không mang điện như thùng máy ,vỏ máy xuống đất. VII.2: ®iÖn trë nèi ®Êt cho phÐp Hệ thống nối đất có điện trở nối đất càng thấp thì càng thực hiện tốt nhiệm vụ tản dòng điện vào trong đất.Tuy nhiên việc làm giảm điện trở nối đất đòi hỏi phải tốn nhiều kim loại và khối lượng thi công ,do đó việc xác định tiêu chuẩn của điện trở nối đất cũng như các phương án nối đất phải hợp lý cả về kinh tế và kỷ thuật. Điện trở nối đất cho phép của nối đất an toàn được chọn sao cho các trị số điện áp bước và điện áp tiếp xúc trong mọi trường hợp không vượt quá giá trị cho phép . Theo quy phạm hiện hành các thiết bị có điện áp dưới 1000V có trung tính cách điện thì điện trở các thiết bị không được lớn hơn 4Ω nghĩa là điện trở nối đất phải nhỏ hơn hoặc bằng 4Ω. Rnđ ≤ 4Ω. VII.3:XÁC ĐỊNH ĐIỆN TRỞ NỐI ĐẤT NHÂN TẠO Điện trở nối đất nhân tạo được thực hiện khi nối đất tự nhiên đo được không thỏa mãn điện trở nối đất cho phép lớn nhất của trang bị nối đất . + Nèi ®Êt tù nhiªn : Lµ c¸c èng kim lo¹i ®Æt trong ®Êt, c¸c kÕt cÊu b»ng kim lo¹i cña c¸c c«ng tr×nh cã nèi víi ®Êt, khi x©y dùng trang bÞ nèi ®Êt tr­íc hÕt cÇn ph¶i sö dông c¸c vËt nèi ®Êt tù nhiªn cã s½n, ®iÖn trë nèi ®Êt tù nhiªn ®­îc x¸c ®Þnh b»ng ®o l­êng, nÕu ®iÖn trë nèi ®Êt tù nhiªn kh«ng ®¹t ®­îc trÞ sè ®· quy ®Þnh trong quy ph¹m th× ta míi thùc hiÖn nèi ®Êt nh©n t¹o. + Nèi ®Êt nh©n t¹o: Thùc hiÖn b»ng cäc thÐp, èng thÐp, thanh thÐp ch÷ nhËt hay thÐp gãc dµi 2¸3m ch«n xuèng ®Êt. Th­êng c¸c ®iÖn cùc nèi ®Êt nµy ®­îc ®ãng s©u xuèng ®Êt sao cho ®Çu trªn cña chóng c¸ch mÆt ®Êt kho¶ng 0,5¸0,8m, nhê vËy gi¶m ®­îc sù thay ®æi ®iÖn trë nèi ®Êt theo thêi tiÕt. C¸c ®iÖn cùc ®­îc nèi víi nhau b»ng c¸ch hµn víi thÐp n»m ngang ®Æt ë ®é s©u 0,5¸0,8m. §Ó chèng ¨n mßn c¸c èng thÐp trong ®Êt ph¶i cã bÒ dµy kh«ng nhá h¬n 3,5mm, c¸c thanh thÐp dÑt, gãc kh«ng ®­îc nhá h¬n 4mm, vµ d©y nèi ®Êt cÇn cã tiÕt diÖn tho· m·n ®é bÒn c¬ khÝ æn ®Þnh nhiÖt vµ chÞu ®­îc dßng lµm viÖc l©u dµi . Điện trở nối đất nhân tạo có xét đến nối đất mắc song song và được xác định theo biểu thức : Trong ®ã : + Rnt : ĐiÖn trë nèi ®Êt nh©n t¹o. + Rn® : ĐiÖn trë nèi ®Êt cho phÐp cña hÖ thèng. + Rtn : ĐiÖn trë nèi ®Êt tù nhiªn. §èi víi l­íi h¹ ¸p cã trung ®iÓm nèi ®Êt trùc tiÕp, theo quy ph¹m cña trang bÞ ®iÖn th× Rn® £ 4W. - Do kh«ng biÕt râ c¸c hÖ thèng nèi ®Êt cña c¸c c«ng tr×nh kh¸c nªn coi Rtn » 0. VËy ta cã : Rnt = Rn® = 4W. VII.4 : XÁC ĐỊNH ĐIỆN TRỞ SUẤT TÍNH TOÁN CỦA NỐI ĐẤT  - §iÖn trë nèi ®Êt chñ yÕu x¸c ®Þnh bëi ®iÖn trë suÊt cña ®Êt, h×nh d¸ng kÝch th­íc ®iÖn cùc vµ ®é ch«n s©u trong ®Êt. Nèi ®Êt th­êng bao gåm mét sè ®iÖn cùc nèi song song víi nhau vµ ®Æt c¸ch nhau mét kho¶ng t­¬ng ®èi nhá, v× vËy khi cã dßng ng¾n m¹ch ch¹m ®Êt, thÓ tÝch ®Êt t¶n dßng ®iÖn tõ mçi cùc gi¶m ®i do ®ã lµm t¨ng ®iÖn trë nèi ®Êt, hÖ sè sö dông ®iÖn cùc nèi ®Êt sÏ gi¶m xuèng khi t¨ng sè ®iÖn cùc vµ gi¶m kho¶ng c¸ch gi÷a chóng, ngoµi ra cßn phô thuéc vµo h×nh d¹ng nèi ®Êt. - Khi tính toán sơ bộ ta lấy đất vườn nhà có độ ẩm 10 - 20 % có điện trở suất ρ = 0,4.104Ω.cm. §iÖn trë suÊt cña ®Êt phô thuéc vµo thµnh phÇn, mËt ®é, ®é Èm vµ nhiÖt ®é cña ®Êt vµ chØ cã thÓ x¸c ®Þnh b»ng ®o l­êng. §iÖn trë suÊt kh«ng ph¶i cè ®Þnh trong c¶ n¨m mµ thay ®æi do sù thay ®æi ®é Èm vµ nhiÖt ®é cña ®Êt do ®ã ®iÖn trë cña trang bÞ nèi ®Êt còng thay ®æi, v× vËy trong tÝnh to¸n nèi ®Êt ph¶i dïng ®iÖn trë suÊt tÝnh to¸n lµ trÞ sè lín nhÊt trong c¶ n¨m rtt = kmax.r kmax lµ hÖ sè t¨ng cao, phô thuéc ®iÒu kiÖn khÝ hËu n¬i sÏ x©y dùng trang bÞ nèi ®Êt. Đối với các ống và thanh thép góc dài 2-3m khi đầu trên cách mặt đất 0,5-0,8m thì kmax = 1,2-2,còn với thanh thép dẹt đặt nằm ngang cách mặt đất 0,8m thì kmax = 1,5-1,7. Do đó : ρtt = 1,5.0,4.104 = 0,6.102Ω.m VII.5: TRÌNH TỰ TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT Đối với các trạm biến áp phân xưởng ta dùng phương pháp nối đất nhân tạo . Các trạm biến áp của hệ thống điện có hệ thống nối đất với điện trở nối đất Rnđ ≤ 4Ω. 1. Chọn loại sơ đồ nối đất : Chọn loại thép góc L60mmx60mmx6mm dài 2,5m chôn sâu cách mặt đất 0,8m cách nhau 5m được nối với nhau bằng các thanh thép dẹt có kích thước 40mmx4mm tạo thành một mạch vòng bao quanh trạm biến áp . 2.Xác định điện trở nối đất của thanh thép góc (điện cực thẳng đứng): Điện trở nối đất của một thanh thép góc được xác định bằng công thức : R1c = Trong đó : ρ : Điện trở suất nối đất , ta chọn ρ = 0,4.102 Ω.m. Kmax : Hệ số mùa, lấy kmax = 1,5. d : Đường kính ngoài của cọc ( m ). Ta dùng thép góc L60mmx60mmx6mm nên đường kính ngoài đẳng trị được tính : d = 0,95.b = 0,95.0,06 = 0,057m. Với : b: Bề rộng của thép góc . l : Chiều dài của cọc , l = 2,5m. t : Độ chôn sâu của cọc tính từ mặt đất đến điểm giửa của cọc . t = 0,8 + = 2,05m. Vậy điện trở nối đất của một thanh thép góc là: R1c = 3.Xác định sơ bộ số cọc: Số cọc thường được xác định theo kinh nghiệm , đồng thời cũng được xác định sơ bộ theo công thức sau: n = . Trong đó : : Hệ số sử dụng cọc ,tra PLVI.7 (TL – 2) được = 0,78 Rd : Điện trở nối đất theo quy định. Từ đó ta tính được sơ bộ số cọc: n = cọc . Vậy theo tính toán thì ta lấy 6 cọc. 4. Xác định điện trở thanh nối đất nằm ngang: Rt = . Trong đó : ρmax : Điện trở suất của đất ở độ sâu chôn thanh ,với độ sâu chôn thanh là 0,9m ta có :ρmax = 0.4.104Ω.cm l : Chiều dài mạch vòng tạo nên bởi thanh nối .Do ta tính được sơ bộ là 6 cọc và mỗi cọc cách nhau 5m nên l = 6.5 = 30m = 3000cm. b : Bề rộng thanh nối , lấy b = 4cm. t : Chiều sâu thanh nối ,lấy t = 0,9m = 90cm. Cần chú ý là khi tính toán điện trở thanh nối ngang ở độ sâu này thì điện trở suất phải nhân với hệ số 3. Rt = Điện trở của thanh nối thực tế : Rt’ = Trong đó : : Hệ số sử dụng của thanh nối ngang .Tra PLVI.7 trang 413 ( TL – 2 ) được = 0,48. 5. Xác định điện trở của n cọc chôn thẳng đứng : Rc = 6. Xác định điện trở của các điện cực thẳng đứng có xét đến điện dẫn của điện cực nằm ngang : Rnd = Vậy từ kết quả tính được Rnd = 2,43Ω so sánh với điện trở nối đất theo quy phạm Rd = 4Ω ta được Rnd Rd nên hệ thống nối đất cho trạm biến áp phân xưởng đã thoả mãn điều kiện. 7.Xác định số điện cực chính xác : n = cọc. Trong đó : Rct là điện trở nối đất cần thiết của toàn bộ n cọc. Từ công thức : Ta lấy Rnd = 4Ω. Từ kết quả tính được ta chọn chính xác số cọc (điện cực) cho hệ thống nối đất trạm biến áp phân xưởng là 5 cọc.Nhưng nếu ta dùng 5 cọc thì khi bố trí cọc xung quanh trạm biến áp sẻ làm mất đối xứng .Vì vậy nên ta chọn 6 cọc. Tóm lại thiết kế nối đất cho trạm biến áp phân xưởng như sau : Dùng 6 cọc thép L60mmx60mmx6mm dài 2,5m chôn thành mạch vòng có chu vi 30m nối với nhau bằng thép dẹt 40mmx4mm đặt cách mặt đất 0,9m. Hình 7.1: Mặt bằng hệ thống nối đất trạm biến áp. TBA Hình 7.2: Mặt cắt hệ thống nối đất trạm biến áp. 1 1 2 0,7m 0,8m 2,5m 1. Cäc 2. Thanh nèi a ³ 2,5m CHÚ THÍCH: TÀI LIỆU THAM KHẢO Thiết kế cấp điện ( TL – 1 ). Tác giả : Ngô Hồng Quang Vũ Văn Tẩm Hệ thống cung cấp điện ( TL – 2 ). Tác giả : Nguyễn Công Hiền Nguyễn Mạnh Hoạch Sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện từ 0,4 – 0,5 kV. (TL – 3 ). Tác giả : Ngô Hồng Quang Sách tra cứu về cung cấp điện xí nghiệp công nghiệp ( TL - 4 ). Tác giả : Nhà xuất bản “ MIR” Maxcova đã được bộ môn Hệ Thống Điện ĐHBK Hà Nội dịch ra tiếng việt. Kỹ thuật điện cao áp (XB 2003) ( TL - 5 ). Tác giả: Hoàng Việt Hệ thống cung cấp điện ( TL - 6 ). Tác giả: Ngô Hồng Quang Khí cụ điện ( TL - 7 ). Tác giả: Bùi Đức Sách Kỹ thuật chiếu sáng đô thị ( TL - 7 ). Tác giả: Nguyễn Mạnh Hà MỤC LỤC