Chọn dây dẫn hệ thống cung cấp điện: Bài giảng Chương 6

CHƯƠNG VI

CHỌN DÂY DẪN

1 10/10/2015

Chương VI

1. Đặc thù của lưới điện trung hạ thế

2. Tính toán chọn dây dẫn cho mạng điện hạ

thế .

3. Tính toán chọn dây dẫn cho mạng điện trung

thế .

2 10/10/2015

6.1 Đặc thù tính toán lưới điện trung hạ thế

1. Công suất phụ tải tương đối thấp (vài kW đến vài MW)

2. Chiều dài đường dây dẫn điện ngắn ( vài mét đến dưới vài

chục mét , mạng trung thế chỉ vài km )

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 .

5. Mạng điện phân phối do nhiều phụ tải mắc trực tiếp không

qua máy biến áp nên yêu cầu về chất lượng điện áp rất chặt chẽ, mặt khác khả năng điều chỉnh điện áp trong mạng phân phối cũng hạn chế so với mạng truyền tải.

6. Khi thiết kế mạng phân phối trung thế thường căn cứ vào

mức tổn thất điện áp cho phép để chọn tiết diện dây.

3 10/10/2015

Tính phụ tải điện

- KVA được cung cấp - Dòng tải tối đa Ilvmax=I tt

6.2 . Tính toán lưới điện hạ thế

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

Tính sụt áp tối đa - Điều kiện ổn định , vận hành bình thường - Điều kiện động cơ khởi động

Tính toán dòng ngắn mạch

- Dòng ngắn mạch phía nguồn - Giá trị dòng NM lớn nhất - Giá trị tối thiểu INMmin ở cuối dây dẫn

Lựa chọn các thiết bị bảo vệ

Sơ đồ khối các bước chọn tiết diện cáp và đánh giá thiết bị bảo vệ với một mạch cho sẵn

4 10/10/2015

- Dòng định mức - Khả năng cắt - Bảo vệ ghép tầng - Kiểm tra tính chọn lọc

6.2 . Chọn dây dẫn trong lưới điện hạ thế

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 .

• 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 .

5 10/10/2015

6.2. 1. 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

6 10/10/2015

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

T

 max

1

2

0

t

 : độ chênh nhiệt độ của dây dẫn so với môi trường chung quanh ( 0 C).  : nhiệt độ của dây dẫn sau khi có dòng điện chạy qua t giây ( 0 C). 0 : nhiệt độ môi trường chung quanh ( 0 C). max : nhiệt độ giới hạn lớn nhất đối với dây dẫn ( 0 C). T : hằng số thời gian phát nóng của dây dẫn (s).

7 10/10/2015

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

8 10/10/2015

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

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

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 .

9 10/10/2015

6.2.3. Dòng điện cho phép của dây dẫn và cáp

l

d

Ở trạng thái cân bằng nhiệt , nhiệt lượng phát ra trong một đơn vị thời gian bằng nhiệt lượng tỏa ra môi trường chung quanh

S

l

d

10 10/10/2015

6.2.3. Dòng điện cho phép của dây dẫn và cáp

1. Dòng điện cho phép tỉ lệ với

Khi nhiệt độ môi trường chung quanh là ’0 khác nhiệt độ tiêu chuẩn 0

2. Icp tỉ lệ với

11 10/10/2015

6.2.3. Dòng điện cho phép của dây dẫn và cáp

3. Dây cùng loại nhưng có đường kính khác nhau

4. Icp tỉ lệ với

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

Mật độ dòng cho phép sẽ giảm khi tiết diện dây tăng ,dây càng to thì mật

độ dòng cho phép càng thấp

12 10/10/2015

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

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 …

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 .......

13 10/10/2015

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.

Dạng của dây

Cách lắp đặt

Mã đi dây

B

-dưới lớp nắp đúc, có thể lấy ra được hoặc không, bề mặt đổ lớp vữa hoặc nắp bằng. -dưới sàn nhà hoặc sau trần giả -trong rãnh, hoặc ván lát chân tường

Dây 1 lõi và nhiều lõi

C

-khung treo có bề mặt tiếp xúc với tường hoặc trần -trên những khay cáp không đục lỗ

E

Cáp có nhiều lõi

-thang cáp, khay có đục lỗ hoặc trên congxom đỡ -treo trên tấm chêm -cáp móc xích tiếp nối nhau

F

Cáp 1 lõi

14 10/10/2015

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

0,70

B

Cáp đặt thẳng trong vật liệu cách điện chịu nhiệt

0,77

Ống dây đặt trong vật liệu 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

15 10/10/2015

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

Cách thức đặt gần nhau

Hệ số K2 Số lượng mạch hoặc cáp đa lõi

Mã chữ cái

1

2

3

4

5

6

7

8

9

12

16

20 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

Lắp hoặc chôn trong tường

1 0,85 0,79 0,75 0,73 0,72 0,72 0,71 0,7 0,7

C

Hàng đơn trên tường hoặc nền nhà, hoặc trên khay 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

E,F

1 0,88 0,82 0,77 0,75 0,73 0,73 0,72 0,72 0,72

Hàng đơn nằm ngang hoặc trên máng đứng

1 0,87 0.82 0,8 0,8 0,79 0,79 0,78 0,78 0,78

Hàng đơn trên thang cáp, công xom

16 10/10/2015

Hệ số K3 thể hiện ảnh hưởng của nhiệt độ tương ứng với dạng cách điện

Cách điện

Nhiệt độ môi trường

PVC

Cao su (chất dẻo)

10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80

1,29 1,22 1,15 1,07 1,00 0,93 0,82 0,71 0,58 - - - - - -

1,22 1,17 1,12 1,07 1,00 0,93 0,87 0,79 0,71 0,61 0,50 - - - -

butyl polyethylene (XLPE), cao su có ethylene propylene (EPR) 1,15 1,12 1,08 1,04 1,00 0,96 0,91 0,87 0,82 0,76 0,71 0,65 0,58 - -

17 10/10/2015

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 là E. K1 = 1, K2 = 0,75, K3 = 0,91 K= K1 x K2 x K3 = 1 x 0,75 x 0,91

= 0,68

Chọn dây dẫn XLPE này khi Ilvmax=25A

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

18 10/10/2015

Cách điện và số dây Cao su hoặc PVC PVC3 PVC2

Butyl hoặc XLPE hoặc EPR PR3

PR2

B

PVC3

PVC2 PR3

PR2

B Mã chữ cái

Mã chữ cái

PVC3

PVC2 PR3

PR2

C E

PR2 F

Tiết diện cắt ngang dây đồng (mm2)

161 200

Tiết diện cắt ngang dây đồng (mm2)

15,5 21 28 36 50 68 89 110

17,5 24 32 41 57 76 96 119

18,5 25 34 43 60 80 101 126

PVC3 19,5 27 36 48 63 85 112 138

22 30 40 51 70 94 119 147

PVC2 PR3 23 31 42 54 75 100 127 158

24 33 45 58 80 107 138 169

26 36 49 63 86 115 149 185

1,5 2,5 4 6 10 16 25 35

F 1,5 2,5 4 6 10 16 25 35

Tiết diện cắt ngang dây nhôm (mm2)

16,5 22 28 39 53 70 86 104

18,5 25 32 44 59 73 90 110

19,5 26 33 46 61 78 96 117

21 28 36 49 66 83 103 125

23 31 39 54 73 90 112 136

25 33 43 59 79 98 122 149

26 35 45 62 84 101 126 154

28 38 49 67 91 108 135 164

2,5 4 6 10 16 25 35 50

121 150 184

2,5 4 6 10 16 25 35 50

19 10/10/2015

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 Trường hợp khác 0,8 1

Số dây đặt kề nhau

1 2 3 4 5 6 8 16

Chôn ngầm 1 0,8 0,7 0,65 0,6 0,57 K5 số mạch hoặc cáp nhiều lõi 7 9 0,54 20 12 0,52 0,5 0,45 0,41 0,38

Nếu cáp được đặt thành nhiều lớp, K5 được nhân với: 2 lớp :0,8 ; 3 lớp : 0,73

Tính chất của đất

rất ướt (bão hòa) ướt ẩm khô rất khô K6 1,21 1,13 1,05 1 0,86

20 10/10/2015

t0 đất 0C 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

cách điện PVC 1,10 1,05 1,00 0,95 0,89 0,84 0,77 0,71 0,63 0,55 0,45

XLPE, EPR 1,07 1,04 1,00 0,96 0,93 0,89 0,85 0,8 0,76 0,71 0,65

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

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.

21 10/10/2015

Cách điện và số dây

Cao su hoặc PVC

Bytyl hoặc XLPE, hoặc EPR

Tiết diện dây đồng (mm2)

Tiết diện dây nhôm (mm2)

3 dây 26 34 44 56 74 96 123 147 174 216 256 290 57 74 94 114 134 167 197 224

1,5 2,5 4 6 10 16 25 35 50 70 95 120 10 16 25 35 50 70 95 120

2dây 32 42 54 67 90 116 148 178 211 261 308 351 68 88 114 137 161 200 237 270

3 dây 31 41 53 66 87 113 144 174 206 254 301 343 67 87 111 134 160 197 234 266

2 dây 37 48 63 80 104 136 173 208 247 304 360 410 80 104 133 160 188 233 275 314

22 10/10/2015

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

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

23 10/10/2015

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

 Tổng tổn thất max điện áp trên mạng điện không vượt quá giá trị tiêu

mạng điện

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

24 10/10/2015

6.2.5 . 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

+ nhỏ hơn với điều kiện :

+ bằng với dây pha hoặc

a) 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 .

b) công suất tải 1 pha nhỏ hơn 10% so với tải 3 pha cân bằng, hoặc

25

c) dây trung tính có bảo vệ chống ngắn mạch. 10/10/2015

6.3 Chọn dây dẫn trong mạng trung thế

6.3.1 Chọn dây theo cùng tiết diện và thỏa điều kiện sụt áp cho phép

1. Đường dây có một phụ tải

; Chọn x0  0,33  0,43 /km

Tổn thất điện áp trên đường dây bằng trị số cho phép Ucp Ucp = U’ + U’’

26 10/10/2015

6.3.1 CHỌN DÂY THEO CÙNG TIẾT DIỆN VÀ THỎA ĐIỀU KIỆN SỤT ÁP CHO PHÉP

1. Đường dây có một phụ tải

 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)

2. Đường dây liên thông nhiều phụ tải

27 10/10/2015

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%

1. Lấy x0 = 0,4 /km , tính U’’ , Ucp

4. Chọn dây nhôm A-70

28 10/10/2015

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

Kiểm tra tổn thất điện áp trên toàn bộ đường dây

Chọn dây A-70 là chấp nhận được

29 10/10/2015

3. Trường hợp đường dây phân nhánh

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

với ii và cosi là dòng điện và hệ số công suất của phụ tải i hoặc thay

với Im và cosm là dòng điện và hệ số công suất của đoạn m

30 10/10/2015

6.3.2 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

31 10/10/2015

6.3.2 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 2. Tính

4. Tính mật độ dòng j (A/mm2) cho toàn bộ đường dây

là hệ số công suất trên từng đoạn đường dây,

32 10/10/2015

 là điện trở suất; li là chiều dài các đoạn đường dây

6.3.2 Xác định tiết diện dây dẫn theo mật độ dòng điện không đổi và thỏa điều kiện sụt áp cho phép

5. Tính tiết diện cho từng đoạn đường dây

6.Chọn dây tiêu chuẩn và kiểm tra sụt áp thực tế

theo đường đi bắt đầu

7. Trường hợp mạng điện có phân nhánh, tính từ nguồn rẽ qua nhánh nào có tổng lớn nhất

và tính mật độ dòng theo đường bắt đầu từ nguồn rẽ qua nhánh nào có tổng

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

33 10/10/2015

6.3.2 Xác định tiết diện dây dẫn theo mật độ dòng điện không đổi và thỏa điều kiện sụt áp cho phép

Ví dụ

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%.

34 10/10/2015

theo tuyến A.1.3

1. Cho x0 = 0,35 /km, xác định

Dây nhôm Tmax = 4500 giờ  jkt =1,1 A/mm2 , j < jkt nên dùng j = 1,06 A/mm2 để xác định tiết diện

35 10/10/2015

j = 1,06 A/mm2

chọn tiết diện đoạn 1 là A-150 và đoạn 3 là A-50

chọn dây A-50

Kiểm tra lại tổn thất điện áp với những tiết diện vừa chọn

36 10/10/2015

6.3.3 Xác định tiết diện dây dẫn theo chi phí kim loại màu ít nhất và điều kiện sụt áp cho phép

Khi mạng điện có Tmax nhỏ, ví dụ mạng điện nông nghiệp thành phần vốn đầu tư cho dây dẫn chiếm tỉ trọng lớn hơn thành phần tổn thất điện năng trong hàm chi phí tính toán.

Đối với mạng điện này tiết diện được chọn sao cho phí tổn về kim loại màu

là ít nhất.

37 10/10/2015

Bài tập

Mạng điện 10 kV cung cấp cho hai tải, chiều dài đường dây và công suất cho trên hình, tổn thất điện áp cho phép bằng 6%. Hãy lựa chọn tiết diện dây dẫn theo chi phí kim loại màu ít nhất, dây nhôm, khoảng cách D = 1m.

Cho x0 = 0,36 /km, tính U’’

Chọn dây AC-95 cho đoạn A-1 ; dây AC-50 cho đoạn 1-2

38 10/10/2015

6.3.4 Chọn tiết diện đường dây trên không và cáp ngầm theo điều kiện kinh tế

Vốn đầu tư của đường dây gồm hai phần:

• Phần ti lệ với tiết diện F của dây liên quan đến phí tổn dây dẫn. • Phần gần như không phụ thuộc vào tiết diện như chi phí thăm dò, sứ cách điện, cột điện ...

Vốn đầu tư cho một đơn vị chiều dài đường dây : M = aF + b trong đó a,b là các hằng số. Tổn thất điện năng trên một đơn vị chiều dài trong một năm :

r0 điện trở một đơn vị chiều dài dây dẫn Phí tổn do tổn thất điện năng:

Hàm mục tiêu

39 10/10/2015

6.3.4 Chọn tiết diện đường dây trên không và cáp ngầm theo điều kiện kinh tế

Mật độ dòng điện kinh tế

40 10/10/2015

Bảng số liệu mật độ dòng điện kinh tế theo Tmax và loại dây dẫn

Tên dây dẫn

Thời gian sử dụng công suất cực đại, Tmax (giờ/năm)

1000-3000

3000-5000

>5000

2,5 1,3

2,1 1,1

1,8 1,0

3,0 1,6

2,5 1,4

2,0 1,2

Dây đồng trần Nhôm và nhôm lõi thép Cáp bọc giấy và dây dẫn bọc cao su lõi: - Đồng - Nhôm

41 10/10/2015

Ví dụ

Mạng điện 110 kV cung cấp cho hai tải bằng 2 đường dây song song , chiều dài đường dây và công suất cho trên hình . Hãy lựa chọn tiết diện dây dẫn theo mật độ dòng kinh tế cho phép , biết dây nhôm lõi thép trần , Tmax = 4000h/năm .

A L1=30 km L2=20 km 1 2

25 MW cos=0,8

35 MW Các bước tínhtoán : cos=0,8 1. Tính dòng làm việc max bình thường trên mỗi đường dây . 2. Tra bảng chọn j kt . 3. Tính tiết diện kinh tế , chọn dây có tiết diện gần nhất . 4. Kiểm tra lại điều kiện sự cố khi 1 dây ngừng làm việc , dây còn lại gánh

toàn bộ tải .

42 10/10/2015

2. Tra bảng chọn j kt : dây nhôm lõi thép , Tmax =4000h/năm nên jkt=1,1 (A/mm2)

3. Tính tiết diện kinh tế , chọn dây có tiết diện gần nhất . Chọn F_A-1 : AC-185 ; Icp= 500A

F_1-2 : AC -100 ; Icp = 335 A

4. Kiểm tra lại điều kiện sự cố khi 1 dây ngừng làm việc , dây còn lại gánh toàn bộ tải . Đứt 1 dây , đoạn A-1 có Ilvmax = 2.196,83 = 393,66 A < Icp =500 A : đạt yêu cầu

Đứt 1 dây , đoạn 1-21 có Ilvmax = 2.114,81 = 229,62 A < Icp =335 A : đạt yêu cầu

43 10/10/2015

Bài tập

1. Mạng điện 22 kV cung cấp cho 3 phụ tải, cho trên hình . Hãy xác định tiết diện dây dẫn nếu toàn bộ mạng điện dùng dây nhôm lõi thép . Cho tổn thất điện áp cho phép Ucp% = 5%

250V

150A

400A

200m

60A 300m

250m

G 100m

320A C 250A 200m 150m

80A

70A

100A

60A

2. Một đường dây một pha hai dây AG dài 1200 m, được cung cấp điện từ đầu A ở điện áp 250 V. Phụ tải ampe và chiều dài các đoạn đường dây cho trong hình . Điểm G không có phụ tải. Nếu điện áp ở G là 210 V, tìm tiết diện dây, cho biết dùng dây đồng có điện trở suất