Bài giảng Hệ thống cung cấp điện: Chương 6 - Nguyễn Đức Hưng

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:24

Thêm vào BST

Báo xấu

13
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Hệ thống cung cấp điện: Chương 6 cung cấp những kiến thức như đặc thù của lưới điện hạ thế; Chọn dây dẫn theo điều kiện phát nóng; Chọn dây dẫn theo điều kiện độ bền nhiệt của dòng điện ngắn mạch; Chọn dây dẫn theo điều kiện sụt áp; Chọn dây dẫn theo điều kiện kinh tế; Chọn dây dẫn trong mạng điện kín. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Hệ thống cung cấp điện: Chương 6 - Nguyễn Đức Hưng

9/5/2019 CHƯƠNG VI CHỌN DÂY DẪN 05/09/2019 1 Chương VI TÍNH TOÁN THIẾT KẾ LƯỚI ĐIỆN HẠ THẾ 1. Đặc thù của lưới điện hạ thế 2. Chọn dây dẫn theo điều kiện phát nóng 3. Chọn dây dẫn theo điều kiện độ bền nhiệt của dòng điện ngắn mạch 4. Chọn dây dẫn theo điều kiện sụt áp 5. Chọn dây dẫn theo điều kiện kinh tế 6. Chọn dây dẫn trong mạng điện kín 05/09/2019 2 1
9/5/2019 5.1 Đặc thù tính toán lưới điện hạ thế 1. Công suất phụ tải tương đối thấp (vài kW đến vài trăm kW) 2. Chiều dài đường dây dẫn điện ngắn ( vài mét đến dưới vài chục mét , rất hiếm trường hợp vài trăm mét ) 3. Các phương pháp đi dây hạ thế thường khiến điều kiện tản nhiệt bị hạn chế đối với dây dẫn . 4. Mạng hạ thế nối trực tiếp tới thiết bị , cần chú ý các điều kiện làm việc , vận hành và an toàn cho người . 05/09/2019 3 Tính phụ tải điện 4.2 Tính toán lưới điện - KVA được cung cấp hạ thế theo điều kiện - Dòng tải tối đa Ilvmax=I tt phát nóng Xác định kích cỡ dây dẫn - Chọn loại dây dẫn và loại cách điện - Chọn các phương pháp lắp đặt - Chọn yếu tố hiệu chỉnh theo điều kiện môi trường - Xác định tiết diện dây dẫn , tra dây dẫn theo dòng cho phép Sơ đồ khối Tính sụt áp tối đa các bước - Điều kiện ổn định , vận hành bình thường chọn tiết - Điều kiện động cơ khởi động diện cáp và đánh giá Tính toán dòng ngắn mạch - Dòng ngắn mạch phía nguồn thiết bị bảo - Giá trị dòng NM lớn nhất vệ với một - Giá trị tối thiểu INMmin ở cuối dây dẫn mạch cho sẵn Lựa chọn các thiết bị bảo vệ - Dòng định mức - Khả năng cắt - Bảo vệ ghép tầng 05/09/2019 - Kiểm tra tính chọn lọc 4 2
9/5/2019 Method of installation Cáp trunking Cable (bao gồm ladder Conductors and Without Clipped loại ốp Cable Cable On Support cables Conduit fixings direct chân ducting tray insulators wire tường, và Cable loại đi trên brackets sàn ) Bare conductors _ _ _ _ _ _ + _ Insulated _ _ + + + _ + _ conductors Multi- Cáp có vỏ + + + + + + 0 + core bọc (bao gồm cả bọc thép và Single + + + + + + 0 + Chất -core khoáng cách nhiệt + : được phép _ : không cho phép 05/09/2019 0 : không áp dụng , hoặc không dùng trong thực tế 5 6.2 Chọn dây dẫn theo điều kiện phát nóng 6.2.1. Nhiệt độ cho phép của dây dẫn và cáp ngầm (cp) Nhiệt độ cho phép của dây dẫn và cáp ngầm (cp) là nhiệt độ lớn nhất mà khi làm việc ở nhiệt độ này , dây dẫn và cáp vẫn còn giữ được đúng đặc tính nhiệt và cơ của nó . a. Đối với dây trần : cp  70 0C . cp dựa trên đặc tính của mối nối _ đây là chỗ tiếp xúc kém nhất khi có dòng đi qua ,sẽ gây nên hiện tượng phát nóng nhiều nhất _ Khi nhiệt độ tăng quá giá trị cho phép , chỗ tiếp xúc sẽ bị oxy hóa mạnh làm tăng điện trở tiếp xúc và ngày càng nóng lên cho tới khi đường dây không làm việc được nữa . 05/09/2019 6 3
9/5/2019 b.Nhiệt độ cho phép của dây dẫn và cáp ngầm (cp) • Dây có bọc cách điện : bộ phận chịu nhiệt kém nhất là lớp cách điện bọc quanh dây dẫn như cao su , PVC…. Tính cách điện của dây chỉ được đảm bảo khi nhiệt độ của lõi dây không vượt quá cp của vật liệu cách điện đó . cp của dây có bọc phụ thuộc vật liệu cách điện của nó . Cách điện bằng cao su , PVC có cp = 600C  80 0C ; cách điện bằng sợi amiang , sợi thủy tinh cp = 1000C  120 0C . • Cáp ngầm có vỏ bọc kim loại bằng chì hoặc nhôm , cách điện bằng giấy tẩm dầu , khi bị nóng lên vật liệu cách điện này sẽ dãn nở và khi nguội đi thì co lại nhiều hơn vỏ bọc chì . Do đó sẽ hình thành khoảng trống không khí giữa cách điện và vỏ bọc , dưới tác dụng của điện trường , không khí ở đây sẽ bị ion hóa đủ mạnh và gây nên hiện tượng chọc thủng cáp . cp = 500C – 80 0C 05/09/2019 7 6.2.2. Hiện tượng phát nóng của dây dẫn Khi có dòng điện chạy qua , dây dẫn sẽ nóng lên , sự biến thiên nhiệt độ trong dây dẫn theo thời gian được biểu diễn bằng hàm số Δθ  θ  θ0  (θmax  θ0 )(1  e  t / T ) T   : độ chênh nhiệt độ của max dây dẫn so với môi trường chung quanh ( 0 C).  : nhiệt độ của dây dẫn sau khi có dòng điện chạy 1 qua t giây ( 0 C). 2 0 : nhiệt độ môi trường chung quanh ( 0 C). 0 max : nhiệt độ giới hạn lớn nhất đối với dây dẫn ( t 0 C). T : hằng số thời gian phát nóng của dây dẫn (s). 05/09/2019 8 4
9/5/2019 6.2.2. Hiện tượng phát nóng của dây dẫn I=const I=const chạy qua , dây dẫn bị đốt nóng , nhiệt lượng phát ra chia làm 2 phần : một phần làm nóng dây dẫn , phần còn lại tỏa ra môi trường chung quanh .  Nhiệt lượng tỏa ra môi trường theo 3 đường : bức xạ , đối lưu và truyền dẫn . Vì hệ số truyền dẫn không khí rất thấp nên chỉ xét đến hiện tượng đối lưu và bức xạ .  Ở giai đoạn đầu , dòng điện làm cho nhiệt độ dây dẫn tăng tuyến tính theo đường thẳng , do hiện tượng đối lưu và bức xạ , một phần nhiệt lượng tỏa ra môi trường chung quanh .  Khi đạt đến trạng thái cân bằng nhiệt , nhiệt độ của dây dẫn bằng với nhiệt độ môi trường chung quanh , nhiệt lượng phát sinh sẽ tỏa hết ra môi trường chung quanh, dây dẫn đạt nhiệt độ xác lập  Dây dẫn đạt nhiệt độ xác lập khi t = (3  4)T 05/09/2019 9 6.2.3. Dòng điện cho phép của dây dẫn và cáp Dòng điện cho phép ( Icp ) là dòng điện chạy qua dây dẫn lâu dài làm cho dây nóng lên tới nhiệt độ không vượt quá nhiệt độ cho phép .  Dòng điện I chạy qua dây dẫn có điện trở r trong một đơn vị thời gian sẽ phát sinh nhiệt lượng l Q  K 1 .I 2 .r  K 1 .I 2 .ρ. F K1 : hệ số qui đổi công suất điện ra nhiệt  : điện trở suất của dây dẫn ; l : chiều dài dây ; F : tiết diện dây (mm2)  Lượng nhiệt tỏa ra môi trường chung quanh Q  K 2 ( θ  θ 0 )S K2 : hệ số tỏa nhiệt ( W/cm2.độC ) là nhiệt lượng tỏa ra trong 1giây từ 1cm2 bề mặt dây dẫn khi độ chênh nhiệt giữa dây dẫn và môi trường là 10C ; S =.d.l : diện tích bề mặt tản nhiệt (cm2 ) , d : đường kính dây dẫn (cm) . 0 : nhiệt độ dây dẫn và của môi trường chung quanh Hệ số truyền nhiệt của dây dẫn phụ thuộc vào : •nhiệt độ ban đầu của dây dẫn . •tốc độ chuyển động của không khí gần dây dẫn . 05/09/2019 10 5
9/5/2019 6.2.3. Dòng điện cho phép của dây dẫn và cáp l Ở trạng thái cân bằng nhiệt , nhiệt lượng d phát ra trong một đơn vị thời gian bằng nhiệt S lượng tỏa ra môi trường chung quanh d l l Q  K 1 .I 2 .r  K 1 .I 2 .ρ.  K 2 (θ  θ0 )S S  πd.l(cm 2 ) F F(θ  θ 0 )S I  K3 ; K3  K2 ρ.l K1 F(θ cp - θ 0 )S I cp  K 3 ρ.l 05/09/2019 11 6.2.3. Dòng điện cho phép của dây dẫn và cáp 1. Dòng điện cho phép tỉ lệ với Δθ  θ  θ 0 Khi nhiệt độ môi trường chung quanh là ’0 khác nhiệt độ tiêu chuẩn 0 F(θcp - θ'0 )S I'cp  K 3 ρ.l I cp (θcp - θ0 ) Δθ1 Δθ 2   ⇒;I'cp  I cp I'cp (θcp - θ'0 ) Δθ 2 Δθ1 1 2. Icp tỉ lệ với ρ I cp1 2 1 = ⇒ I cp 2 = I cp1 I cp 2 1 2 05/09/2019 12 6
9/5/2019 6.2.3. Dòng điện cho phép của dây dẫn và cáp 3. Dây cùng loại nhưng có đường kính khác nhau I cp1  Fd   d3    1 1   I cp 2  I cp1 Fd   2  d3  I cp 2  2 2  1 d2 3/ 2 4. Icp tỉ lệ với F .S  π. .π.d.l  d 4 Dòng cho phép sẽ tăng khi đường kính dây tăng hay tiết diện dây tăng 5. Mật độ dòng điện cho phép theo điều kiện phát nóng 3/ 2 I cp d -1 / 2 1 Jθ   2 d  F d d Mật độ dòng cho phép sẽ giảm khi tiết diện dây tăng , 05/09/2019 dây càng to thì mật độ dòng cho phép càng thấp 13 6.2.4 Chọn dây dẫn và cáp hạ thế theo điều kiện phát nóng và và phối hợp với thiết bị bảo vệ 1. Theo điều kiện phát nóng: dây dẫn được lựa chọn theo dòng điện tính toán của tải sao cho nhiệt độ dây dẫn không lớn hơn nhiệt cho phép của dây dẫn với mọi giá trị dòng điện tải ở chế độ dài hạn I cp  I lv max Giá trị Icp tra được thường ứng với điều kiện thử nghiệm nơi sản xuất , ví dụ nhiệt độ 0 , dây chỉ một sợi … Cần qui đổi dòng cho phép theo điều kiện tản nhiệt cụ thể nơi lắp đặt như theo nhiệt độ môi trường , phương pháp lắp đặt , số dây đi song song … ' I lv max Icp  I cp .k hc  I lv max  I cp  k hc Icp - dòng điện cho phép của dây dẫn (A) _tra theo catalog I lvmax -dòng điện lớn nhất chạy trong dây dẫn (A) Khc - hệ số hiệu chỉnh, phụ thuộc vào cách lắp đặt ,số mạch đi kề ....... 05/09/2019 14 7
9/5/2019 a. Xác định cỡ dây đối với cáp không chôn dưới đất Khc= K1.K2.K3 Xác định mã chữ cái phụ thuộc : - dạng của mạch (1 pha, 3 pha ...) - dạng lắp đặt. Mã đi Dạng của dây Cách lắp đặt dây -dưới lớp nắp đúc, có thể lấy ra được hoặc không, bề mặt đổ lớp vữa hoặc nắp bằng. B -dưới sàn nhà hoặc sau trần giả Dây 1 lõi và nhiều lõi -trong rãnh, hoặc ván lát chân tường -khung treo có bề mặt tiếp xúc với tường hoặc trần C -trên những khay cáp không đục lỗ -thang cáp, khay có đục lỗ hoặc trên congxom đỡ E Cáp có nhiều lõi -treo trên tấm chêm -cáp móc xích tiếp nối nhau F Cáp 1 lõi 05/09/2019 15 Xác định các hệ số Hệ số K1 thể hiện ảnh hưởng của cách thức lắp đặt Đối với cáp không chôn trong đất, hệ số K đặc trưng cho điều kiện lắp đặt và gồm 3 hệ số thành phần K = K1 x K2 x K3 Mã chữ Ví dụ K1 Cáp đặt thẳng trong vật liệu 0,70 B cách điện chịu nhiệt Ống dây đặt trong vật liệu 0,77 cách điện chịu nhiệt Cáp đa lõi 0,90 Hầm và mương cáp kín 0,95 Cáp treo trên trần 0,95 C Các trường hợp khác 1 B, C, E, F 05/09/2019 16 8
9/5/2019 Hệ số K2 thể hiện ảnh hưởng của số lượng dây đặt kề nhau Hai mạch đặt kề nhau khi khoảng cách L giữa 2 dây nhỏ hơn 2 lần đường kính của 2 cáp nói trên. Khi số lớp cáp nhiều hơn 1 , K2 cần được nhân với các hệ số sau 2 lớp : 0,8 ;3 lớp : 0,73 ;4 hoặc 5 lớp : 0,7 Mã Hệ số K2 chữ Cách thức đặt gần nhau Số lượng mạch hoặc cáp đa lõi cái 1 2 3 4 5 6 7 8 9 12 16 20 Lắp hoặc chôn trong B,C 1,0 0,8 0,7 0,65 0,60 0,57 0,54 0,52 0,5 0,45 0,41 0.38 tường Hàng đơn trên tường hoặc nền nhà, hoặc trên khay 1 0,85 0,79 0,75 0,73 0,72 0,72 0,71 0,7 0,7 C cáp không đục lỗ Hàng đơn trên trần 0,95 0,81 0,72 0,68 0,66 0,64 0,63 0,62 0,61 0,61 Hàng đơn nằm ngang hoặc E,F 1 0,88 0,82 0,77 0,75 0,73 0,73 0,72 0,72 0,72 trên máng đứng Hàng đơn trên thang cáp, 1 0,87 0.82 0,8 0,8 0,79 0,79 0,78 0,78 0,78 công xom 05/09/2019 17 Hệ số K3 thể hiện ảnh hưởng của nhiệt độ tương ứng với dạng cách điện Nhiệt độ Cách điện môi trường Cao su (chất PVC butyl polyethylene dẻo) (XLPE), cao su có ethylene propylene (EPR) 10 1,29 1,22 1,15 15 1,22 1,17 1,12 20 1,15 1,12 1,08 25 1,07 1,07 1,04 30 1,00 1,00 1,00 35 0,93 0,93 0,96 40 0,82 0,87 0,91 45 0,71 0,79 0,87 50 0,58 0,71 0,82 55 - 0,61 0,76 60 - 0,50 0,71 65 - - 0,65 70 - - 0,58 75 - - - 80 - - - 05/09/2019 18 9
9/5/2019 Ví dụ chọn dây không chôn dưới đất Cáp 3 pha 3 lõi XLPE đặt trên khay đục lỗ có 3 mạch cáp khác gồm: - 1 cáp 3 pha 3 lõi (ký hiệu 1) - 3 cáp một pha (ký hiệu 2) -6 cáp một pha (ký hiệu 3) ;mạch cáp số 3 chứa 2 cáp cho mỗi pha. Vậy sẽ có 5 cáp 3 pha có trong hàng Nhiệt độ môi trường là 400C. Mã chữ cái theo phương pháp đi dây I lv max là E. Icpdd  K hc  Ilv max  Icpdd  K1 = 1, K2 = 0,75, K3 = 0,91 K hc K= K1 x K2 x K3 = 1 x 0,75 x 0,91 25 = 0,68  Icpdd   36,8 A Chọn dây dẫn XLPE này khi Ilvmax=25A 0,68 Tiết diện dây sẽ được tìm như sau: ở cột PR3 ứng với mã chữ cái E và giá trị gần nhất và lớn hơn 36,8A :  Chọn dây đồng với tiết diện 4mm2, Icp=42A  Dây nhôm sẽ là 6mm2 có Icp = 43A 05/09/2019 19 Cách điện và số dây Cao su hoặc PVC Butyl hoặc XLPE hoặc EPR Mã B PVC3 PVC2 PR3 PR2 B Mã chữ chữ cái C PVC3 PVC2 PR3 PR2 C cái E PVC3 PVC2 PR3 PR2 E F PVC3 PVC2 PR3 PR2 F Tiết 1,5 15,5 17,5 18,5 19,5 22 23 24 26 1,5 Tiết diện 2,5 21 24 25 27 30 31 33 36 2,5 diện cắt 4 28 32 34 36 40 42 45 49 4 cắt ngang 6 36 41 43 48 51 54 58 63 6 ngang dây 10 50 57 60 63 70 75 80 86 10 dây đồng 16 68 76 80 85 94 100 107 115 161 16 đồng (mm2) 25 89 96 101 112 119 127 138 149 200 25 (mm2) 35 110 119 126 138 147 158 169 185 35 Tiết 2,5 16,5 18,5 19,5 21 23 25 26 28 2,5 Tiết diện cắt 4 22 25 26 28 31 33 35 38 4 diện ngang 6 28 32 33 36 39 43 45 49 6 cắt dây 10 39 44 46 49 54 59 62 67 10 ngang nhôm 16 53 59 61 66 73 79 84 91 16 dây (mm2) 25 70 73 78 83 90 98 101 108 121 25 nhôm 35 86 90 96 103 112 122 126 135 150 35 (mm2) 50 104 110 117 125 136 149 154 164 184 50 05/09/2019 20 10
9/5/2019 b.Xác định cỡ dây cho dây chôn dưới đất Khc = K4xK5xK6xK7 Cách lắp đặt K4 Đặt trong ống bằng đất nung, ống ngầm hoặc rãnh đúc 0,8 Trường hợp khác 1 Số dây K5 đặt kề nhau số mạch hoặc cáp nhiều lõi 1 2 3 4 5 6 7 8 9 12 16 20 Chôn ngầm 1 0,8 0,7 0,65 0,6 0,57 0,54 0,52 0,5 0,45 0,41 0,38 Nếu cáp được đặt thành nhiều t0 đất cách điện 0C PVC XLPE, EPR lớp, K5 được nhân với: 2 lớp 10 1,10 1,07 :0,8 ; 3 lớp : 0,73 15 1,05 1,04 20 1,00 1,00 Tính chất của đất K6 25 0,95 0,96 rất ướt (bão hòa) 1,21 30 0,89 0,93 ướt 1,13 35 0,84 0,89 ẩm 1,05 40 0,77 0,85 45 0,71 0,8 khô 1 50 0,63 0,76 rất khô 0,86 55 0,55 0,71 05/09/2019 60 0,45 0,65 21 Ví dụ Dây 1 pha, 220V đặt với 4 dây khác trong ống ngầm. Nhiệt độ đất 200C. Dây bọc PVC và cấp cho tải chiếu sáng 5kW. K4 =0,8 ;K5 = 0,6 ;K6 = 1,0 ;K7 = 1,0 K = K4 x K5 x K6 x K7= 0,48 5000 Ilv max   22,73A 220 Ilv max 22,73 Icpdd    47,35A K hc 0,48 Tiết diện dây dẫn  Ở cột PVC, 2 dây, dòng 54A thích ứng với dây đồng 4 mm2.  Nếu dùng dây nhôm, từ Icpdd chọn tiết diện 10mm2 với dòng cho phép lâu dài là 68A. 05/09/2019 22 11
9/5/2019 Cách điện và số dây Cao su hoặc PVC Bytyl hoặc XLPE, hoặc EPR 3 dây 2dây 3 dây 2 dây 1,5 26 32 31 37 2,5 34 42 41 48 4 44 54 53 63 6 56 67 66 80 Tiết 10 74 90 87 104 diện 16 96 116 113 136 dây 25 123 148 144 173 đồng 35 147 178 174 208 (mm2) 50 174 211 206 247 70 216 261 254 304 95 256 308 301 360 120 290 351 343 410 10 57 68 67 80 16 74 88 87 104 Tiết 25 94 114 111 133 diện 35 114 137 134 160 dây 50 134 161 160 188 nhôm 70 167 200 197 233 (mm2) 95 197 237 234 275 120 224 270 266 314 05/09/2019 23 6.2.4 Chọn dây dẫn trong mạng hạ thế theo điều kiện phát nóng và phối hợp với thiết bị bảo vệ 2. Theo điều kiện bảo vệ: tiết diện được lựa chọn phải thỏa điều kiện bảo vệ ' I cpdd  K hc Icpdd  I BVnhiet IBVnhiet - dòng ngưỡng bảo vệ nhiệt ( chống quá tải ) của các thiết bị bảo vệ (CB/CC) Khc – hệ số hiệu chỉnh khi chọn tiết diện dây Chọn dây dẫn thỏa mãn cả hai điều kiện, nếu theo điều kiện 2 không có trong cataloge thì chọn giá trị không nhỏ hơn điều kiện 1 05/09/2019 24 12
9/5/2019 6.2.4 Chọn dây dẫn trong mạng hạ thế theo điều kiện phát nóng và phối hợp với thiết bị bảo vệ 3.Kiểm tra điều kiện sụt áp  Chọn dây theo điều kiện phát nóng chưa xét đến tổn thất điện áp trên mạng điện  Tổng tổn thất max điện áp trên mạng điện không vượt quá giá trị tiêu chuẩn Tiêu chuẩn vềUcp%  Đường dây điện áp 6-10kV: ±5%  Hệ thống chiếu sáng +3%; -2.5%.  Mạng công nghiệp chế độ làm việc bình thường: ±5%  Mạng công nghiệp chế độ khởi động : ±8%  Sụt áp sẽ được tính theo đường dây từ thanh cái của TPPC hoặc đầu MBA đến thiết bị ΔU ΔU%   100 U đm 05/09/2019 25 6.3 . Chọn dây dẫn trong mạng hạ thế theo điều kiện độ bền nhiệt khi có dòng ngắn mạch Áp dụng để chọn dây PE hoặc dây trung tính I t Fday  t : thời gian cắt sự cố tối đa của thiết bị bảo vệ , k có thể lấy bằng 0,5s Giá trị k Vỏ bọc cách điện Polyvinychrorid XLPE–Ethylene-propylene cao (PVC) su (EPR) Nhiệt độ cuối cùng (0C) 160 250 Dây bọc không đặt chung với cáp Nhiệt độ ban đầu  Nhiệt độ ban đầu  =300C Hoặc dây trần tiếp xúc với =300C vỏ cáp Đồng 143 176 Nhôm 95 116 Thép 52 64 05/09/2019 26 Nhiệt độ ban đầu  Dây dẫn trong cáp nhiều lõi Nhiệt độ ban đầu  =300C 13
9/5/2019 6.4. Dây trung tính a. Tiết diện dây trung tính (SN) phụ thuộc vào : - dạng của sơ đồ nối đất, TT, TN,.v.v; - phương pháp bảo vệ chống chạm điện gián tiếp. b. Mạch một pha có Spha  16mm2 (Cu) hoặc 25mm2 (Al) : SN=Spha c. Hệ thống 3 pha Spha  16mm2 (Cu) hoặc 25mm2 (Al) : Chọn SN + bằng với dây pha hoặc + nhỏ hơn với điều kiện : i. Dòng chạy trong dây trung tính trong điều kiện làm việc bình thường nhỏ hơn giá trị cho phép Icpdd. Ảnh hưởng của hài bậc 3 cần đặt biệt chú ý . ii. Công suất tải 1 pha nhỏ hơn 10% so với tải 3 pha cân bằng, hoặc dây trung tính có bảo vệ chống ngắn mạch. 05/09/2019 27 Ảnh hưởng của hài bậc 3 đối với dây trung tính 05/09/2019 28 14
9/5/2019 Ảnh hưởng của hài bậc 3 đối với dây trung tính Mạng 3pha có Itt=37 A sử dụng cáp PVC 4 lõi gắn trên tường ,phương pháp lắp đặt C. Chọn cáp ruột đồng 6 mm2 ,Icp=40 A nếu không có sóng hài Nếu hài bậc 3 bằng 20 % , sử dụng hệ số hiệu chỉnh 0,86 và dòng tính để chọn cáp 4 lõi : 37/0.86 = 43 A. Chọn cáp 4x10 mm2 . - Hài bậc 3 là 40 % chọn cáp theo dòng trên dây trung tính : 37 x 0,4 x 3 = 44,4 A với hệ số hiệu chỉnh 0,86 nên : 44.4/0.86 = 51.6 A. Chọn cáp 4x10 mm2 . - Nếu hài bậc 3 là 50% cáp được chọn theo dòng trên dây trung tính : 37 x 0,5 x 3 = 55,5 A .Hệ số hiệu chỉnh bằng 1 , chọn cáp 4x16 mm2 05/09/2019 29 6.5 Chọn dây dẫn trong mạng trung thế 6.5.1 Chọn dây theo cùng tiết diện và thỏa điều kiện sụt áp cho phép 1. Đường dây có một phụ tải PR  QX PR QX ΔU     ΔU '  ΔU '' U dm U dm U dm Tổn thất điện áp trên đường dây bằng trị số cho phép Ucp Ucp = U’ + U’’ ; Chọn x0  0,33  0,43 /km QX Qx0 .l ΔU''    ΔU'cp  ΔU cp  ΔU'' U dm U dm PR Pr0 l ρPl ρPl ΔU'cp    F U dm U dm FU dm U dm ΔU 'cp 05/09/2019 30 15
9/5/2019 6.5.1 Chọn dây theo cùng tiết diện và thỏa điều kiện sụt áp cho phép a. Đường dây có một phụ tải ρPl F ΔU'cp ( V ) U dm ΔU 'cp  là điện trở suất của kim loại : Al = 31,5 .mm2/km; Cu = 18,8 .mm2/km P(kW); l(km); Uđm(kV); F(mm2) b. Đường dây liên thông nhiều phụ tải n n  x  r '' ΔU   0 U   Q i l i   ΔU 'cp  0 Pl i i  ΔU cp  ΔU ''  dm i 1  U dm i 1 n ρ F ΔU 'cp U dm Pl i 1 i i 05/09/2019 31 Ví dụ Mạng điện 3 pha 35 kV , hãy xác định tiết diện dây dẫn cho mạng điện nếu toàn bộ mạng điện dùng dây nhôm. Cho tổn thất điện áp cho phép Ucp% = 6% A 8 km b 5 km c 3 km d 4000+j3000 3000+j2000 2000+j2000 Hình 7.1 (KVA) (KVA) (KVA) 1. Lấy x0 = 0,4 /km , tính U’’ , Ucp 0 ,4 ΔU ''  35  3  2  2.10 3.8  3  210 3.5  2.10 3.3  940V  ' 2. ΔU cp  6%.35000  940  1160V 31,5 3. F 1160.35  4  3  2.10 3.8  3  2.10 3 .5  2.10 3.3  80mm 2  4. Chọn dây nhôm A-70 05/09/2019 32 16
9/5/2019 Kiểm tra Với dây A-70, khoảng cách trung bình giữa các pha D = 1,25 m , có r0 = 0,45 /km x0 = 0,355/km. Tổng trở mỗi đoạn đường dây Z1  0,45  j0,355.8  3,6  j2,84Ω Z1  0,45  j0,355.5  2,25  j1,775Ω Z1  0,45  j0,355.3  1,35  j1,065Ω Kiểm tra tổn thất điện áp trên toàn bộ đường dây ΔU Ad %  9.3,6  5.2,25  2.1.35  7.2,84  4.1,775  2.1,65 .100 352 ΔU Ad %  6,16% 05/09/2019 Chọn dây A-70 là chấp nhận được 33 c. Trường hợp đường dây phân nhánh ΔU ''được xác định theo đường đi bắt đầu từ nguồn và rẽ qua nhánh nào có trị số tính được lớn nhất. • Trường hợp cho phụ tải dòng điện thay qi pi  3 i i sin φ i  3i i cos φ i U dm U dm với ii và cosi là dòng điện và hệ số công suất của phụ tải i hoặc thay pm  3I m cos φm U dm với Im và cosm là dòng điện và hệ số công suất của đoạn m 05/09/2019 34 17
9/5/2019 6.5.2 Xác định tiết diện dây dẫn theo mật độ dòng điện không đổi và thỏa điều kiện sụt áp cho phép 1. Đối với mạng điện cung cấp cho phụ tải tiêu thụ có thời gian sử dụng công suất cực đại Tmax lớn thì thành phần tổn thất điện năng chiếm ti trọng lớn trong hàm chi phí tính toán. 2. Trong trường hợp này, tiết diện tối ưu của mạng điện được lựa chọn theo tiêu chuẩn tổn thất điện áp không vượt quá trị số cho phép , kết hợp với điều kiện tổn thất điện năng trong mạng là ít nhất. 3. Với một lượng kim loại màu của dây dẫn cho trước, tổn thất điện năng trong mạng điện sẽ nhỏ nhất khi mật độ dòng điện trên các đoạn đường dây không đổi. 4. Có thể chứng minh điều này bằng cách lấy đạo hàm riêng của tổn thất công suất một pha theo tiết diện dây dẫn và cho bằng không 05/09/2019 35 6.5.2 Xác định tiết diện dây dẫn theo mật độ dòng điện không đổi và thỏa điều kiện sụt áp cho phép 1. Cho một trị số cảm kháng trung bình x0 và tính thành phần sụt áp ΔU '' 2. Tính ΔU 'cp  ΔU cp  ΔU '' ΔU 'cp  3 r1I 1 cos φ1  r2 I 2 cos φ 2  r3I 3 cos φ 3  I I I  3. ΔU 'cp  ρ 3  1 l 1 cos φ1  2 l 2 cos φ 2  3 l 3 cos φ 3  F   1 F2 F3  ΔU'cp  ρ 3 jl 1 cos φ1  l 2 cos φ 2  l 3 cos φ 3  4. Tính mật độ dòng j (A/mm2) cho toàn bộ đường dây ΔU 'cp j 3 .ρl 1 cos φ 1  l 2 cos φ 2  l 3 cos φ 3  cos φ1 , cos φ 2 , cos φ 3 là hệ số công suất trên từng đoạn đường dây, 05/09/2019  là điện trở suất; li là chiều dài các đoạn đường dây 36 18
9/5/2019 6.5.2 Xác định tiết diện dây dẫn theo mật độ dòng điện không đổi và thỏa điều kiện sụt áp cho phép ΔU 'cp j ( A / mm 2 ) 3 .ρl 1 cos φ1  l 2 cos φ 2  l 3 cos φ 3  5. Tính tiết diện cho từng đoạn đường dây I1 I I F1  ; F2  2 ; F3  3 (mm 2 ) j j j 6.Chọn dây tiêu chuẩn và kiểm tra sụt áp thực tế '' 7. Trường hợp mạng điện có phân nhánh, tính ΔU theo đường đi bắt đầu từ nguồn rẽ qua nhánh nào có tổng  Qm l m lớn nhất và tính mật độ dòng theo đường bắt đầu từ nguồn rẽ qua nhánh nào có tổng  l cos φ i i lớn nhất 8. Khi tính mật độ dòng j cần so sánh với jktế. Chọn j(A/mm2) min Nếu j < jkt thì chọn tiết diện dây theo mật độ dòng j Nếu j > jkt thì chọn tiết diện dây theo mật độ jkt 05/09/2019 37 6.5.2 Xác định tiết diện dây dẫn theo mật độ dòng điện không đổi và thỏa điều kiện sụt áp cho phép 2 Ví dụ 3km 600+j450kVA A 3km 1 4km 1000+j750kVA Hình 7.3 3 800+j600kVA Mạng điện 10 kV cung cấp cho ba xí nghiệp bằng đường dây trên không, dây dẫn bằng nhôm, công suất kVA của phụ tải và chiều dài đường dây cho trên hình, tất cả phụ tải có hệ số công suất bằng 0,8. Thời gian sử dụng công suất lớn nhất Tmax = 4500 giờ/năm. Hãy xác định tiết diện dây dẫn nếu tổn thất điện áp cho phép là 6%. 05/09/2019 38 19
9/5/2019 '' 1. Cho x0 = 0,35 /km, xác định ΔU theo tuyến A.1.3 1 ΔU 'A 13  ' 600 .0,35.4   600  450  750 .0,35.3  274( V ) 10 ΔU'cp  ΔU 'A13  ΔU cp  ΔU'A13  6%.10000  274  326( V ) ' ΔU 'cp j 3ρ l 1 cos φ 1  l 3 cos φ 3  326 j  1,06( A / mm 2 ) 3 .31,6.3.0,8  4.0,8 Dây nhôm Tmax = 4500 giờ  jkt =1,1 A/mm2 , j < jkt nên dùng j = 1,06 A/mm2 để xác định tiết diện 05/09/2019 39 j = 1,06 A/mm2 I1 P1 1  0,8  0,6 F1    .10 3  163,59mm 2 j 3. j.U dm . cos φ1 3.1,06.10.0,8 I3 0,8.10 3 F3    54,53mm 2 j 3.1,06.10.0,8 chọn tiết diện đoạn 1 là A-150 và đoạn 3 là A-50 I2 P2 600 F2     40,9mm 2 j 3. j.U dm . cos φ 2 3.1,06.10.0,8 chọn dây A-50 Kiểm tra lại tổn thất điện áp với những tiết diện vừa chọn 05/09/2019 40 20