Giáo trình kỹ thuật điện trong xây dựng

61/2,25 20,25 2,4 25,1 2484 0,0754 93837 250 61/2,30 20,70 2,4 25,5 2589 0,0738 97844 300 61/2,52 22,68 2,5 27,7 3092 0,0601 107422 325 61/2,60 23,40 2,6 28,6 3294 0,0576 121467 400 61/2,90 26,10 2,6 31,5 4055 0,0470 144988 500 61/3,20 28,80 2,8 34,4 4927 0,0366 186409 630 61/3,61 32,49 2,8 38,1 6208 0,0283 232550 800 61/4,11 36,99 2,8 42,6 7934 0,0221 305934 *Ap dụng cho dây có ruột bằng sợi đồng cứng ( applied to conductor of hard copper wire) Đặc tính kỹ thuật cho dây CV 0,6/1KV Ruột dẫn ép chặt :       ( Tech. Characteristics of CV0,6/1KV-CC conductor ): Ruột dẫn Bề dày cách điện( Insul thickness ) Đ. kính tổng gần đúng( Appr. Overall diameter ) Kh. lượng dây (Gần đúng( Approx. weight ) Đ. Trở DC ở 20OC /km( DC res. at 20OC (max) ) Mặt cắtDanh định( Nominal area ) N0 Kết cấu( Structure ) Đ/kính Ruột dẫn( Cond diameter ) mm2 N0 /mm mm mm mm Kg/Km W/km /km 16 7/1,73 4,74 1,5 77 189 1,15 22 7/2,03 5,58 1,6 88 255 0,84 25 7/2,17 5,97 1,6 92 287 0,727 30 7/2,33 6,42 1,6 96 326 0,635 35 7/2,56 7,03 1,7 104 389 0,524 38 7/2,64 7,25 1,8 109 417 0,497 50 19/1,83 8,37 1,8 12 528 0,387 60 19/2,03 9,30 1,8 129 640 0,309 70 19/2,17 9,95 1,9 138 731 0,268 80 19/2,33 10,70 2,0 147 842 0,234 95 19/2,56 11,72 2,0 157 997 0,193 100 19/2,64 12,09 2,0 161 1057 0,184 120 19/2,84 13,02 2,1 172 1221 0,153 125 19/2,94 13,49 2,2 179 1312 0,1416 150 37/2,33 14,97 2,2 194 1583 0,124 185 37/2,56 16,41 2,3 21 1890 0,0991 200 37/2,64 18,55 2,4 217 2015 0,0940 240 61/2,28 18,83 2,4 236 2453 0,0754 250 61/2,33 19,25 2,4 241 2558 0,0738 300 61/2,56 21,09 2,5 261 3055 0,0601 325 61/2,64 21,76 2,6 27 3255 0,0576 400 61/2,94 24,27 2,6 295 4009 0,0470 500 61/3,25 26,78 2,8 324 4871 0,0366 630 61/3,65 30,18 2,8 358 6140 0,0283 800 61/4,15 34,37 2,8 399 7851 0,0221 V.2: Phương pháp tính toán ngắn mạch trong mạng điện có điện áp dưới 1000V: - Điện kháng của hệ thống: Trong đó: + Utb - điện áp trung bình của mạng điện hạ áp: 0,23 kV, 0,4 kV + Sđm cắt, Iđm cắt - công suất cắt và dòng điện cắt định mức của máy cắt điện đặt ở phía cao áp máy biến áp, tính bằng kVA và kA. Nếu không có số liệu của hệ thống thì có thể bỏ qua Xht, nghĩa là coi điện áp bên cao áp của máy biến áp là hằng số. - Điện trở và điện kháng của máy biến áp: Trong đó: + RB, XB - điện trở và điện kháng của máy biến áp, tính bằng mΩ. + ΔPN - tổn thất ngắn mạch của máy biến áp, W. + Uđm - điện áp định mức máy biến áp, kV. + Sđm - công suất định mức máy biến áp, kVA. + Ux% - thành phần phản kháng của điện áp ngắn mạch, được xác định theo công thức: Trong đó: + UN% - điện áp ngắn mạch, tính % + UR - thành phần tác dụng của UN%, được xác định theo công thức: - Điện trở và điện kháng đường dây hạ áp: + Đường dây trên không x0 = 0,3 Ω/km hay mΩ/m. + Đường dây cáp x0 = 0,7 Ω/km hay mΩ/m. + Điện trở r0 tính như sau: (Ω/km), (mΩ/m) Ở đây ρ - điện trở suất vật liệu dây dẫn (đối với đồng: ρCu = 18,8 Ωmm2/km, nhôm: ρAl = 31,5 Ωmm2/km). - Điện trở và điện kháng của các thành phần khác: như cuộn dòng của áptômát, cuộn sơ cấp của máy biến dòng, điện trở tiếp xúc của các tiếp điểm, thanh góp…ta có thể tra ở cẩm nang. - Dòng điện ngắn mạch: thành phần chu kỳ của dòng điện ngắn mạch 3 pha: Trong đó: Utb - tính bằng V, RΣ và XΣ - tính bằng mΩ. - Dòng điện xung kích: Dòng điện xung kích cung cấp từ động cơ không đồng bộ được đặt trực tiếp ở điểm ngắn mạch phải được tính đến. Khi đó, dòng điện xung kích toàn phần do hệ thống và các động cơ điện được tính như sau: Trong đó: + IđmĐC - dòng điện định mức các động cơ nối trực tiếp vào điểm ngắn mạch. + Ick - thành phần chu kỳ dòng ngắn mạch. - Nếu dòng điện cung cấp từ máy biến áp có công suất 560 ÷ 1000 kVA và UN = 8% thì ta lấy kxk = 1,5; còn nếu công suất máy biến áp như trên nhưng UN = 5,5% thì lấy kxk = 1,3. - Nếu dòng điện cung cấp từ máy biến áp có công suất từ 100 ÷ 320 kVA và UN = 5,5% thì lấy kxk = 1,2. - Nếu ngắn mạch ở điểm rất xa thì ta lấy kxk = 1. V.3: Chọn Thiết Bị Đóng Cắt: Cầu chì hạ áp Trong lưới điện ánh sáng sinh hoạt Cầu chì được chọn theo 2 điều kiện sau: UđmCC UđmLĐ Idc Itt Ký hiệu: Trong đó UđmCC - điện áp định mức của cầu chì, V. UđmLĐ - điện áp định mức lưới điện, V. Idc - dòng điện định mức của dây chảy, A. Itt - dòng điện tính toán là dòng lâu dài lớn nhất chạy qua dây chảy cầu chì, A. Trong lưới điện công nghiệp + Cầu chì bảo vệ một động cơ Cầu chì bảo vệ một động cơ được chọn theo hai điều kiện sau: Idc Itt Trong đó IđmD - dòng điện định mức của động cơ, A. kmm - hệ số mở máy động cơ, thường kmm = 5; 6; 7. - hệ số, lấy như sau: Với động cơ mở máy nhẹ hoặc mở máy không tải, = 2,5. Với động cơ mở máy nặng hoặc mở máy có tải, = 1,6. + Cầu chì bảo vệ nhóm động cơ (CCT) Cầu chì bảo vệ nhóm động cơ CCT chỉ chảy khi ngắn mạch xảy ra tại thanh cái tủ điện, còn nếu xảy ra ngắn mạch ở động cơ hoặc đoạn dây dẫn nào đó thì cầu chì nhánh đó chảy. Người ta quy định phải chọn Idc của cầu chì tổng lớn hơn ít nhất là hai cấp so với Idc lớn nhất của cầu chì nhánh. Cầu chì bảo vệ nhóm động cơ được chọn theo các điều kiện sau: Idc Itt (nếu biết kpt) Hoặc (nếu không biết kpt) Trong đó Imm(max), Iđm(max) - dòng mở máy và dòng định mức của động cơ có công suất lớn nhất trong nhóm, A. ksd - hệ số sử dụng của động cơ lớn nhất. MCCB Chức năng đóng cắt phụ tải ra khỏi lưới điện Cắt khi có ngắn mạch Cắt khi quá tải Các điều kiện lựa chọn áptomát: UđmA UđmLĐ IđmA Itt IcđmA IN CCB hai cực CCB ba cực CCB bốn cực ELCB Chức năng đóng cắt phụ tải ra khỏi lưới điện Cắt khi có điện giật Bài tập 1: Yêu cầu chọn dây dẫn từ bảng điện đến bóng đèn sợi đốt 100W. Biết bóng đèn được bảo vệ bằng cầu chì có dòng định mức IđmCC = 0,5 A. Điện áp định mức lưới điện Uđm = 220 V. Hướng dẫn: - Tính Itt = Iđm - Chọn dây dẫn kết hợp với thiết bị bảo vệ là cầu chì (dây dẫn 1 pha). Bài tập 2: Yêu cầu lựa chọn các đường dây trục tầng cấp điện cho một nhà giảng đường gồm 3 tầng, mỗi tầng 6 lớp học. Biết rằng tủ điện của toà nhà có đặt cầu chì bảo vệ mỗi tầng với IđmCC = 63 A. Công suất riêng trên một đơn vị diện tích P0 = 15 W/m2. Diện tích của mỗi phòng (8x10) m2. Hệ số công suất trung bình cosφtb = 0,8. CCT 3 3 3 4 4 4 2 2 2 1 Hình 1: Sơ đồ nguyên lý cấp điện cho nhà giảng đường 1. Tủ điện; 2. Cầu chì tầng; 3. Đường trục tầng; 4. Các phòng học Hướng dẫn: - Tính Ptt theo phương pháp công suất riêng. - Tính Itt - Xác định các hệ số ki - Chọn dây dẫn kết hợp với bảo vệ bằng cầu chì (chọn dây dẫn 3 pha). Bài tập 3: Yêu cầu lựa chọn dây dẫn cho động cơ máy mài có các số liệu kỹ thuật cho theo bảng dưới đây. Biết rằng dây dẫn được đặt chung rãnh với 5 dây khác, nhiệt độ môi trường là +300C. Máy mài được bảo vệ bằng cầu chì có IđmCC = 50 A. Điện áp định mức lưới điện 220/380 V. Động cơ Pđm (kW) cosφ kmm η Máy mài 10 0,8 5 0,9 Hướng dẫn: - Tính Itt = IđmĐC - Xác định các hệ số ki (dây dẫn đặt trong đất). - Chọn dây dẫn kết hợp với thiết bị bảo vệ là cầu chì (chọn dây dẫn 3 pha). Bài tập 4: Yêu cầu lựa chọn cầu chì bảo vệ bếp điện đôi công suất 2 kW. Điện áp định mức lưới điện 220 V. Hướng dẫn: - Tính Itt = Iđm - Chọn cầu chì Bài tập 5: Yêu cầu chọn cầu chì cho bảng điện một lớp học. Biết rằng phụ tải điện của lớp bao gồm 8 bóng đèn sợi đốt 100 W (cosφ = 1) và 6 quạt trần 70 W (cosφ = 0,8). Hướng dẫn: - Tính Ptt - Tính Itt - Chọn cầu chì Bài tập 6: Yêu cầu xác định các cầu chì nhánh và cầu chì tổng đặt trong tủ điện cho 4 động cơ như trên hình 2, số liệu của các động cơ cho theo bảng sau: Động cơ Pđm (kW) cosφ kmm kpt η Máy mài 10 0,8 5 0,8 0,9 Cầu trục 8 0,8 7 0,8 0,9 Máy phay 10 0,8 5 0,8 0,9 Máy khoan 4,5 0,8 7 0,8 0,9 Điện áp lưới điện 220/380 V Hướng dẫn: Chọn cầu chì kết hợp với điều kiện mở máy của 1 máy và 1 nhóm máy: - Tính chọn cầu chì CC1, CC2, CC3. - Tính chọn cầu chì tổng CCT Đ1 Đ2 Đ3 Đ4 CCT CC1 CC2 CC3 Hình 2: Sơ đồ tủ điện Bài tập 7: Yêu cầu chọn áptômát bảo vệ bình nóng lạnh 2,5 kW (cosφ = 1). Điện áp định mức lưới điện 220 V. Dòng điện ngắn mạch IN = 2 kA. Hướng dẫn: - Tính Itt - Chọn áptômát kết hợp kiểm tra điều kiện cắt dòng ngắn mạch. Bài tập 8: Yêu cầu lựa chọn các áptômát đặt trong hộp điện của một phòng làm việc của văn phòng đại diện nước ngoài kích thước 4 x 6 = 24 m2. Phụ tải của phòng bao gồm: - 1 điều hoà nhiệt độ công suất 2,2 kW; cosφ = 0,8. - 1 ổ cắm dành cho các máy văn phòng 2 kW; cosφ = 0,8. Lấy suất chiếu sáng P0 = 15 W/m2; cosφ = 0,8. Hướng dẫn: - Tính chọn AT1, AT2, AT3 (tính phụ tải chiếu sáng theo phương pháp công suất riêng). - Tính chọn AT Không cần kiểm tra điều kiện cắt ngắn mạch. AT AT2 AT3 AT1 Điều hoà Đèn Ổ cắm Hình 3: Sơ đồ nguyên lý hộp điện phòng làm việc Bài tập 9: Trạm biến áp phân phối 250 kVA, điện áp 10/0,4 kV cấp điện cho hai dãy phố, mỗi dãy có công suất tính toán 100 kW. Yêu cầu lựa chọn các áptômát trong tủ phân phối của trạm. 10 kV BA-250 kVA PVC(3x120+1x95) 10 m 0,4 kV N2 N3 N1 AT2 AT1 AT Dãy phố 1 Dãy phố 2 M(30x3) ZBA ZD ZAT ZTG ZAT1 N1 N2 Hình 4: Sơ đồ nguyên lý trạm biến áp phân phối và sơ đồ thay thế tính ngắn mạch hạ áp Máy biến áp: SđmB = 250 kVA, ΔPN = 4,1 kW, UN% = 4,5%. Dây dẫn: PVC(3x120+1x95), l = 10 m, x0 = 0,1 mΩ. Áptômát AT - 400 A: R1 + R2 = (0,4 + 0,1) mΩ, XAT = 0,15 mΩ. Hướng dẫn: - Tính dòng điện tính toán của dãy phố 1 và 2: I tt1 = Itt2 → Chọn AT1, AT2 - Tính dòng điện định mức MBA IđmBA → chọn AT. - Tính dòng ngắn mạch để kiểm tra khả năng cắt của áptômát: + Tính tổng trở MBA: ZBA = RB + jXB + Tính tổng trở dây dẫn: ZD = RD + jXD + Tính tổng trở áptômát: ZAT = RAT + jXAT = (R1 + R2) + jXAT + Tính tổng trở thanh dẫn: ZTC = RTC + jXTC Tuỳ theo vị trí của điểm ngắn mạch mà ta tính được các tổng trở ngắn mạch. Ví dụ: * Để tính ngắn mạch tại điểm N1: ZN1 = ZBA + ZD * Để tính ngắn mạch tại điểm N2: ZN2 = ZBA + ZD + ZAT + ZTC + ZAT1 Bài tập 10: Một nhà học gồm 20 phòng học giống nhau. Biết mỗi phòng học bao gồm: - 16 bộ đèn huỳnh quang, mỗi bộ 2 bóng huỳnh quang 40 W, công suất ballast bằng 20% công suất bóng đèn, cosφ = 0,6. - 8 quạt trần, mỗi quạt có công suất 75 W, knc = 0,9; cosφ = 0,8. - 1 máy chiếu + âm thanh, công suất 1000 W, cosφ = 0,6. - 2 ổ cắm, mỗi ổ cắm có công suất 2000 W, cosφ = 0,8. Hệ số đồng thời của cả nhà học là kđt = 0,85. a. Hãy xác định phụ tải tính toán của nhà học (Ptt, Qtt, Stt, Itt) ? b. Chọn dây dẫn, cầu chì, áptômát cho từng phòng học và các thiết bị trong phòng ? Bài tập 11: Tính phụ tải tính toán theo công suất đặt, hệ số sử dụng và hệ số đồng thời Một nhà máy có ba xưởng sản xuất: - Xưởng A: có 4 máy tiện môĩ máy công suất 5kVA, hai máy khoan mổi máy có công suất 2kVA, 5 ổ cắm ngoài 10/16A công suất tổng 18kVA và 30 bộ đèn huỳnh quang công suất tổng là 3kVA. - Xưởng B: một máy nén 15kVA, 3 ổ cắm ngoài 10/16A công suất tổng là 10,6kVAvà 10 bộ đèn huỳnh quang công suất tổng là 1kVA. - Xưởng C: Hai quat công nghiệp mỗi máy có công suất 2,5kVA, hai lò điện mổi lò có công suất 15kVA và 5 ổ cắm ngoài 10/16A tổng công suất là 18kVA và 20 bộ đèn huỳnh quang tổng công suất là 2kVA. - Dựa vào chức năng của mạch ta chọn hệ số đồng thời - Dựa vào số tủ phân phối mà chọ hệ số đồng thời - Máy tiện, máy khoan và máy nén đều dùng động cơ nên lấy hệ số sử dụng 0,8 Như vậy rõ ràng là công suất thực cần cung cấp nhỏ hơn tổng công suất đặt của thiết bị điện mà hệ thống vẫn an toàn, tiết kiệm được khối lượng kim loại màu làm dây dẫn. Tính phụ tải tính toán theo công suất đặt, hệ số sử dụng và hệ số đồng thời Sơ đồ một dây: Bài tập 12: Tính toán phụ tải động lực cho công ty TNHH thuỷ sản Biển Đông Xác định phụ tải tính toán hiện nay có nhiều phương pháp. Những phương pháp đơn giản tính toán thuận tiện thường cho sai số lớn, ngược lại nếu độ chính xác cao thì phương pháp phức tạp. Vì vậy tuỳ theo giai đoạn thiết kế, tuỳ theo yêu cầu cụ thể mà chọn phương pháp thích hợp. công ty này ta sẽ chọn phương pháp số thiết bị hiệu quả nhq vì phương pháp này cho kết quả tương đối chính xác, việc tính toán cũng đơn giản. Phụ tải động lực của công ty TNHH thủy sản Biển Đông chủ yếu là các động cơ không đồng bộ rôto lồng sóc ba pha, điện áp định mức là 380 V. Căn cứ vào chế độ làm việc và vị trí lắp đặt ta chia phụ tải động lực của công ty thành 8 nhóm để thuận tiện cho việc tính toán cũng như việc lựa chọn các thiết bị bảo vệ cho các động cơ. Phụ tải động lực nhóm 1: Phụ tải động lực nhóm 1 gồm 3 máy nén lạnh N62-B. Bảng 2.1: Thông số phụ tải nhóm 1 Số TT Tên thiết bị Công suất (kW) Số lượng Iđm (A) cos ksd Kí hiệu 1 Máy nén lạnh N62-B 90 1 160,87 0,85 0,9 M1 2 Máy nén lạnh N62-B 90 1 160,87 0,85 0,9 M2 3 Máy nén lạnh N62-B 90 1 160,87 0,85 0,9 M3 Số thiết bị trong nhóm là n = 3. Do đó công thức xác định phụ tải tính toán cho nhóm 1 là: Các máy nén lạnh này hoạt động liên tục cung cấp cho các 3 tủ cấp đông trong xưởng cấp đông nhằm đông lạnh sản phẩm sau chế biến. Do đó các máy làm việc ở chế độ dài hạn với hệ số tiếp điện . Trong khi tính toán ta cũng cần chú ý đến khả năng mang tải của các động cơ (kpt) cũng như sự làm việc đồng thời (kđt) giữa các động cơ trong nhóm. Do đó công thức tính lúc này sẽ là: Trong đó kđt - hệ số đồng thời, chọn kđt = 1. kpt - hệ số mang tải hay còn gọi là hệ số phụ tải, chọn kpt = 0,9. tgtb1 - ứng với hệ số công suất costb1. Hệ số công suất trung bình của nhóm: Công suất tác dụng tính toán cho nhóm 1: Ptt1 = 1.270.1.0,9 = 243 (kW) Công suất phản kháng tính toán cho nhóm 1: Qtt1 = 243.0,62 = 150,66 (kVar) Công suất biểu kiến tính toán cho nhóm 1: Dòng điện tính toán cho nhóm 1: Dòng điện đỉnh nhọn tính toán cho nhóm 1: dòng điện này dùng để chọn cầu chì bảo vệ cho nhóm động cơ. Trong đó Imm(max) - dòng điện mở máy của đông cơ có công suất lớn nhất trong nhóm. Iđm(max) - dòng điện định mức của động cơ có công suất lớn nhất trong nhóm. ksd - hệ số sử dụng của động cơ có công suất lớn nhất trong nhóm. kmm - hệ số mở máy của động cơ có công suất lớn nhất trong nhóm, chọn kmm = 5. Iđn1 = 5.160,87 + (434,4 - 0,9.160,87) = 1093,97 (A) Phụ tải động lực nhóm 2: bao gồm 2 máy nén lạnh N62-B/1326. Bảng 2.2: Thông số phụ tải nhóm 2 Số TT Tên thiết bị Công suất (kW) Số lượng Iđm (A) cos ksd Kí hiệu 1 Máy nén lạnh N62-B/1326 90 1 160,87 0,85 0,9 M4 2 Máy nén lạnh N62-B/1326 90 1 160,87 0,85 0,9 M5 Các máy nén lạnh N62-B/1326 làm việc liên tục cung cấp cho hai tủ cấp đông còn lại trong xưởng cấp đông nhằm đông lạnh sản phẩm sau chế biến, do đó 2 máy này làm việc ở chế độ dài hạn với hệ số tiếp điện . Cũng giống như nhóm 1 khi xác định phụ tải tính toán chúng ta cũng cần tính đến khả năng mang tải cũng như sự làm việc đồng thời giữa các động cơ, chọn kpt = 0,9; kđt = 1. Công thức xác định phụ tải tính toán cho nhóm 2: Hệ số công suất trung bình của nhóm 2: Công suất tác dụng tính toán cho nhóm 2: Ptt2 = 1.180.0,9 = 162 (kW) Công suất phản kháng tính toán cho nhóm 2: Qtt2 = 162.0,62 = 100,44 (kW) Công suất biểu kiến tính toán cho nhóm 2: Dòng điện tính toán cho nhóm 2: Dòng điện đỉnh nhọn tính toán cho nhóm 2: Iđn2 = 5.160,87 + (289,6 – 0,9.160,87) = 949,17 (A) Phụ tải động lực nhóm 3: Phụ tải động lực nhóm 3 bao gồm hai máy nén lạnh N42-B. Bảng 2.3: Thông số phụ tải nhóm 3 Số TT Tên thiết bị Công suất (kW) Số lượng Iđm (A) cos ksd Kí hiệu 1 Máy nén lạnh N42-B 75 1 134,06 0,85 0,9 M6 2 Máy nén lạnh N42-B 75 1 134,06 0,85 0,9 M7 Hai máy nén lạnh N42-B hoạt động liên tục nhằm bảo quản sản phẩm trong 4 kho lạnh, do đó hệ số tiếp điện của hai máy này là . Các hệ số chọn giống như hai nhóm trên. Công thức xác định phụ tải tính toán cho nhóm 3: Hệ số công suất trung bình của nhóm 3: Công suất tác dụng tính toán cho nhóm 3: Ptt3 = 1.150.0,9 = 135 (kW) Công suất phản kháng tính toán cho nhóm 3: Qtt3 = 135.0,62 = 83,7 (kW) Công suất biểu kiến tính toán cho nhóm 3: Dòng điện tính toán cho nhóm 3: Dòng điện đỉnh nhọn tính toán cho nhóm 3: Iđn3 = 5.134,06 + (241,34 – 0,9.134,06) = 790,99 (A) Phụ tải động lực nhóm 4: Phụ tải động lực nhóm 3 bao gồm các động cơ còn lại của phân xưởng vận hành máy, các động cơ của xưởng cấp đông, kho lạnh. Bảng 2.4: Thông số phụ tải nhóm 4 Số TT Tên thiết bị Công suất (kW) Số lượng Iđm (A) cos ksd Kí hiệu 1 Máy nén lạnh 4-2A 80 1 143 0,85 0,90 M8 2 Máy nén lạnh SANYO 15 1 26,81 0,85 0,90 M9 3 Bơm nước làm mát 2,2 6 3,93 0,85 0,90 M10-M15 4 Bơm nước tẩy tuyết 7,5 1 13,41 0,85 0,90 M16 5 Bơm cung cấp dịch 2,2 1 3,93 0,85 0,90 M17 6 Quạt guồng kho lạnh 3,7 14 7,03 0,80 0,90 M18-M31 7 Quạt chắn lạnh 0,75 8 1,42 0,80 0,90 M32-M39 8 Bơm nước 0,35 2 0,63 0,85 0,65 M40-M41 9 Máy ra khuôn 0,75 1 1,34 0,85 0,65 M42 10 Máy mạ băng 0,75 1 1,34 0,85 0,65 M43 11 Máy ghép mí tay 1 6 1,79 0,85 0,65 M44-M49 12 Máy ghép mí đạp 1,5 2 2,68 0,85 0,65 M50-M51 13 Máy hút chân không 7,5 1 13,41 0,85 0,65 M52 14 Máy hút chân không 3,7 1 6,61 0,85 0,65 M53 15 Máy giặt 0,5 1 0,89 0,85 0,65 M54 Tổng số động cơ của nhóm là n = 47, với tổng công suất định mức của nhóm là .Trong nhóm này ta chia thành hai nhóm nhỏ do có những động cơ làm việc ở chế độ dài hạn và những động cơ làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại. + Nhóm nhỏ 1: bao gồm 1 máy nén lạnh 4-2A, 1 máy nén lạnh SANYO, 6 bơm nước làm mát, 1 bơm nước tẩy tuyết, 1 bơm cung cấp dịch, 14 quạt guồng kho lạnh, 8 quạt chắn lạnh; các máy này làm việc ở chế độ dài hạn với hệ số tiếp điện , tổng số thiết bị của nhóm là n4-1 = 32, tổng công suất định mức của nhóm là . + Nhóm nhỏ 2: bao gồm 2 bơm nước, 1 máy ra khuôn, 1 máy mạ băng, 6 máy ghép mí tay, 2 máy ghép mí đạp, 2 máy hút chân không, 1 máy giặt; các máy này làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại với hệ số tiếp điện , tổng số thiết bị của nhóm là n4-2 = 15, tổng công suất định mức của nhóm là . Thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm là máy nén lạnh 4-2A với công suất định mức Pđm(max) = 80 (kW). Số thiết bị có công suất Ta có n1 = 1, Tính các giá trị n* và P*: Tính theo công thức: Số thiết bị hiệu quả trong nhóm: , chọn nhq = 6 Công thức xác định phụ tải tính toán của nhóm: Qtt4 = Ptt4.tgtb4 Hệ số công suất trung bình của nhóm 4: Trong đó ksdtb4 - hệ số sử dụng trung bình của nhóm 4, được xác định như sau: kmax - hệ số cực đại. Dựa vào bảng tra giá trị kmax (Hướng Dẫn Đồ Án Môn Học Thiết Kế Cung Cấp Điện - Phan Thị Thanh Bình - Dương Lan Hương - Phan Thị Thu Vân - NXB Đại Học Quốc Gia TPHCM - Bảng A.2 - Trang 9), đồng thời dùng công thức nội suy Lagrange. f(nhq=6;ksd=0,87) = 1,058 Công suất tác dụng tính toán cho nhóm 4: Ptt4 = 1,058.0,87.(175,7.1 + 22,9.0,7) = 174,37 (kW) Công suất phản kháng tính toán cho nhóm 4: Qtt4 = 174,37.0,66 = 115,09 (kVar) Công suất biểu kiến tính toán cho nhóm 4: Dòng điện tính toán cho nhóm 4: Dòng điện đỉnh nhọn tính toán cho nhóm 4: Iđn4 = 5.143 + (317,43 – 0,9.143) = 903,73 (A) Phụ tải động lực nhóm 5: phụ tải động lực nhóm 5 bao gồm các động cơ đặt tại phân xưởng sản xuất 1 và phân xưởng sản xuất 2. Bảng 2.5: Thông số phụ tải nhóm 5 Số TT Tên thiết bị Công suất (kW) Số lượng Iđm (A) cos ksd Kí hiệu 1 Máy nén Misubishi 37 1 66,14 0,85 0,70 M55 2 Quạt thông gió 0,35 7 0,66 0,80 0,60 M56-M62 3 Bơm nước 0,35 1 0,63 0,85 0,60 M63 4 Máy bào đá 3,7 1 6,61 0,85 0,60 M64 5 Máy quay mực 0,75 2 1,34 0,85 0,60 M65-M66 6 Máy rà kim loại 0,5 1 0,89 0,85 0,60 M67 7 Máy nước nóng 1,5 2 2,68 0,85 0,60 M68-M69 8 Máy giặt 0,5 2 0,89 0,85 0,60 M70-M71 9 Máy nén lạnh 8A-W 45 1 80,44 0,85 0,70 M72 10 Quạt thông gió 0,35 7 0,66 0,80 0,60 M73-M79 11 Máy quay đá 0,75 4 1,34 0,85 0,60 M80-M83 12 Máy nước nóng 1,5 5 2,68 0,85 0,60 M84-M88 13 Máy giặt 0,5 2 0,89 0,85 0,60 M89-M90 Tổng số động cơ trong nhóm là n = 36, với tổng công suất định mức của nhóm là . Trong nhóm này ta chia thành 2 nhóm nhỏ tuỳ theo chế độ làm việc của chúng. + Nhóm nhỏ 1: bao gồm 1 máy nén misubishi và 1 máy nén lạnh 8A-W, n5-1 = 2, , các máy này làm việc ở chế độ dài hạn với hệ số tiếp điện . + Nhóm nhỏ 2: bao gồm các động cơ còn lại của nhóm 5, n5-2 = 34, , các động cơ này làm việc ở chế độ ngắn hạn với hệ số tiếp điện . Thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm là máy nén lạnh 8A-W với công suất định mức Pđm(max) = 45 (kW). Số thiết bị có công suất Ta có n1 = 2, Tính các giá trị n* và P*: Tính theo công thức: Số thiết bị hiệu quả trong nhóm: , chọn nhq = 4. Công thức xác định phụ tải tính toán của nhóm: Qtt5 = Ptt5.tgtb5 Hệ số công suất trung bình của nhóm 5: Trong đó ksdtb5 - hệ số sử dụng trung bình của nhóm 5, được xác định như sau: kmax - hệ số cực đại. Dựa vào bảng tra giá trị kmax (Hướng Dẫn Đồ Án Môn Học Thiết Kế Cung Cấp Điện - Phan Thị Thanh Bình - Dương Lan Hương - Phan Thị Thu Vân - NXB Đại Học Quốc Gia TPHCM - Bảng A.2 - Trang 9), đồng thời dùng công thức nội suy Lagrange. f(nhq=4;ksd=0,68) = 1,324 Vậy kmax = 1,324 Công suất tác dụng tính toán cho nhóm 5: Ptt5 = 1,324.0,68.(82.0,8 + 26,45.0,6) = 73,35 (kW) Công suất phản kháng tính toán cho nhóm 5: Qtt5 = 73,35.0,63 = 46,21 (kVar) Công suất biểu kiến tính toán cho nhóm 5: Dòng điện tính toán cho nhóm 5: Dòng điện đỉnh nhọn tính toán cho nhóm 5: Iđn5 = 5.80,44 + (131,72 – 0,7.80,44) = 477,61 (A) Phụ tải động lực nhóm 6: phụ tải động lực nhóm 6 bao gồm các động cơ đặt tại trạm bơm và trạm xử lý nước thải. Bảng 2.6: Thông số phụ tải nhóm 6 Số TT Tên thiết bị Công suất (kW) Số lượng Iđm (A) cos ksd Kí hiệu 1 Moteur bơm nước 15 4 26,81 0,85 0,90 M91-M94 2 Moteur bơm nước 11 4 19,66 0,85 0,65 M95-M98 3 Moteur bơm nước 3,7 5 6,61 0,85 0,65 M99-M103 4 Moteur bơm giếng 3,7 4 6,61 0,85 0,65 M104-M107 5 Quạt trộn xử lý nước 3,7 1 7,03 0,80 0,65 M108 6 Bơm định lượng hoá chất 3,7 4 6,61 0,85 0,65 M109-M112 7 Máy bơm thổi khí SBE 22 2 39,32 0,85 0,65 M113-M114 8 Bơm nước 3,7 2 6,61 0,85 0,65 M115-M116 9 Bơm hoàn lưu DWO 1,5 1 2,68 0,85 0,65 M117 10 Quạt trộn 1,5 1 2,85 0,80 0,65 M118 11 Máy tách mỡ 1,5 1 2,68 0,85 0,65 M119 Tổng số động cơ của nhóm 6 là n = 29, với tổng công suất định mức của nhóm là . Trong nhóm này ta chia thành 2 nhóm nhỏ do chế độ làm việc của các động cơ khác nhau. + Nhóm nhỏ 1: bao gồm 4 moteur bơm nước, n6-1 = 4, , các động cơ này làm việc ở chế độ dài hạn với hệ số tiếp điện . + Nhóm nhỏ 2: bao gồm các động cơ còn lại trong nhóm 6, n6-2 = 25, , các động cơ này làm việc ở chế độ ngắn hạn với hệ số tiếp điện . Thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm là máy bơm thổi khí SBE với công suất định mức Pđm(max) = 22 (kW). Số thiết bị có công suất Ta có n1 = 10, Tính các giá trị n* và P*: Tính theo công thức: Số thiết bị hiệu quả trong nhóm: , chọn nhq = 18 Công thức xác định phụ tải tính toán của nhóm: Qtt6 = Ptt6.tgtb6 Hệ số công suất trung bình của nhóm 6: Trong đó ksdtb6 - hệ số sử dụng trung bình của nhóm 6, được xác định như sau: kmax - hệ số cực đại. Dựa vào bảng tra giá trị kmax (Hướng Dẫn Đồ Án Môn Học Thiết Kế Cung Cấp Điện - Phan Thị Thanh Bình - Dương Lan Hương - Phan Thị Thu Vân - NXB Đại Học Quốc Gia TPHCM - Bảng A.2 - Trang 9), đồng thời dùng công thức nội suy Lagrange. f(nhq=18;ksd=0,76) = 1,076 Vậy kmax = 1,1 Công suất tác dụng tính toán cho nhóm 6: Ptt6 = 1,1.0,72.(60.1 + 151,7.0,65) = 125,62 (kW) Công suất phản kháng tính toán cho nhóm 6: Qtt6 = 125,62.0,62 = 77,88 (kVar) Công suất biểu kiến tính toán cho nhóm 6: Dòng điện tính toán cho nhóm 6: Dòng điện đỉnh nhọn tính toán cho nhóm 6: Iđn6 = 5.39,32 + (224,56 – 0,65.39,32) = 395,6 (A) Phụ tải động lực nhóm 7: phụ tải động lực nhóm 7 bao gồm các động cơ đặt tại băng chuyền IQF. Bảng 2.7: Thông số phụ tải nhóm 7 Số TT Tên thiết bị Công suất (kW) Số lượng Iđm (A) cos ksd Kí hiệu 1 Máy nén khí KN7250M 90 2 160,87 0,85 0,70 M120-M121 2 Máy làm lạnh 55 1 98,31 0,85 0,70 M122 3 Moteur bơm nước 11 1 19,66 0,85 0,70 M123 4 Bơm làm mát 4 1 7,15 0,85 0,70 M124 5 Bơm dịch 6,7 1 11,98 0,85 0,70 M125 6 Moteur bơm nước 2,2 2 3,93 0,85 0,70 M126-M127 7 Quạt đối lưu 3,7 9 7,03 0,80 0,70 M128-M136 Tổng số động cơ trong nhóm n = 17, tổng công suất định mức của nhóm 7 là , các động cơ trong nhóm làm việc ở chế độ dài hạn với hệ số tiếp điện . Thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm là máy nén khí KN7250M với công suất định mức Pđm(max) = 90 (kW). Số thiết bị có công suất Ta có n1 = 3, Tính các giá trị n* và P*: Tính theo công thức: Số thiết bị hiệu quả trong nhóm: , chọn nhq = 5 Công thức xác định phụ tải tính toán của nhóm: Qtt7 = Ptt7.tgtb7 Hệ số công suất trung bình của nhóm 7: Trong đó ksdtb7 - hệ số sử dụng trung bình của nhóm 7, được xác định như sau: kmax - hệ số cực đại. Dựa vào bảng tra giá trị kmax (Hướng Dẫn Đồ Án Môn Học Thiết Kế Cung Cấp Điện - Phan Thị Thanh Bình - Dương Lan Hương - Phan Thị Thu Vân - NXB Đại Học Quốc Gia TPHCM - Bảng A.2 - Trang 9), đồng thời dùng công thức nội suy Lagrange ta tìm được: Vậy kmax = 1,26 Công suất tác dụng tính toán cho nhóm 7: Ptt7 = 1,26.0,7.294,4.0,8 = 207,73 (kW) Công suất phản kháng tính toán cho nhóm 7: Qtt7 = 207,73.0,63 = 130,87 (kVar) Công suất biểu kiến tính toán cho nhóm 7: Dòng điện tính toán cho nhóm 7: Dòng điện đỉnh nhọn tính toán cho nhóm 7: Iđn7 = 5.160,87 + (373,02 – 0,7.160,87) = 1064,76 (A) Phụ tải động lực nhóm 8: phụ tải động lực nhóm 8 bao gồm các động cơ đặt tại kho lạnh 1000 tấn. Bảng 2.8: Thông số phụ tải nhóm 8 Số TT Tên thiết bị Công suất (kW) Số lượng Iđm (A) cos ksd Kí hiệu 1 Máy nén lạnh 37 2 66,14 0,85 0,90 M137-M138 2 Bơm dịch 1,8 1 3,22 0,85 0,90 M139 3 Bơm làm mát 3,7 2 6,61 0,85 0,90 M140-M141 4 Quạt làm mát 1,1 8 2,09 0,80 0,90 M142-M149 5 Bơm làm mát 2,2 1 3,93 0,85 0,90 M150 Tổng số động cơ của nhóm n = 14, tổng công suất định mức của nhóm 8 là , các động cơ làm việc ở chế độ dài hạn nhằm bảo quản sản phẩm sau chế biến với hệ số tiếp điện . Thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm là máy nén lạnh với công suất định mức Pđm(max) = 37 (kW). Số thiết bị có công suất Ta có n1 = 2, Tính các giá trị n* và P*: Tính theo công thức: Số thiết bị hiệu quả trong nhóm: , chọn nhq = 4 Công thức xác định phụ tải tính toán của nhóm: Qtt8 = Ptt8.tgtb8 Hệ số công suất trung bình của nhóm 8: Trong đó ksdtb8 - hệ số sử dụng trung bình của nhóm 8, được xác định như sau: kmax - hệ số cực đại. Dựa vào bảng tra giá trị kmax (“Bảng A.2”, Hướng Dẫn Đồ Án Môn Học Thiết Kế Cung Cấp Điện, Phan Thị Thanh Bình - Dương Lan Hương - Phan Thị Thu Vân, NXB Đại Học Quốc Gia TPHCM), đồng thời dùng công thức nội suy Lagrange ta tìm được: Vậy kmax = 1,05 Công suất tác dụng tính toán cho nhóm 8: Ptt8 = 1,05.0,9.94,2.1 = 89,019 (kW) Công suất phản kháng tính toán cho nhóm 8: Qtt8 = 89,019.0,63 = 56,08 (kVar) Công suất biểu kiến tính toán cho nhóm 8: Dòng điện tính toán cho nhóm 8: Dòng điện đỉnh nhọn tính toán cho nhóm 8: Iđn8 = 5.66,14 + (159,85 - 0,9.66,14) = 431,024 (A) Tính toán phụ tải chiếu sáng cho công ty TNHH thủy sản Biển Đông Dựa vào sơ đồ mặt bằng tổng thể của công ty và tuỳ theo tính chất làm việc của các phân xưởng ta chia phụ tải chiếu sáng của công ty ra thành 2 bộ phận: + Bộ phận 1: bao gồm các phân xưởng sản xuất 1, phân xưởng sản xuất 2, phòng sơ chế, phòng xếp khuôn, phòng máy, phòng điều hành, phân xưởng cấp đông, tổ sữa chữa, phòng làm việc. Công suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích p0 = 12 (W/m2) Diện tích chiếu sáng S1 = 12000 m2 Công suất chiếu sáng: Pcs1 = S1.p0 = 12000.12 = 144 (kW) + Bộ phận 2: bao gồm các nhà nghỉ ca, các kho, kho lạnh, kho bao bì, kho chờ đông, trạm biến áp, trạm máy phát, đường nội bộ. Công suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích p0 = 5 (W/m2) Diện tích chiếu sáng S2 = 15500 m2 Công suất chiếu sáng: Pcs2 = S2.p0 = 15000.5 = 77,5 (kW) Tổng công suất chiếu sáng của công ty TNHH thủy sản Biển Đông: Pttcs = Pcs1 + Pcs2 = 144 + 77,5 = 221,5 (kW) Qttcs = Pttcs.tgtbcs Hệ số công suất trung bình cho chiếu sáng: costbcs =0,6 tgtbcs = 1,33 Vậy Qttcs = 221,5.1,33 =294,595 (kVar) Tổng phụ tải tính toán của công ty TNHH thủy sản Biển Đông Phụ tải tính toán của công ty TNHH thủy sản Biển Đông bao gồm phụ tải động lực và phụ tải chiếu sáng. Phụ tải tính toán của công ty được xác định theo công thức: Trong đó kđt - hệ số đồng thời của công ty, chọn kđt = 0,85. Công suất tác dụng tính toán động lực của toàn công ty: Pttđl = Ptt1 + Ptt2 + ... + Ptt8 = 1210,089 (kW) C ông suất phản kháng tính toán động lực của toàn công ty: Qttđl = Qtt1 + Qtt2 + ... + Qtt8 = 760,93 (kVar) Công suất tác dụng tính toán của công ty: Pttcty = Pttđl + Pttcs = 1210,089 + 221,5 = 1431,589 (kW) Công suất phản kháng tính toán của công ty: Qttcty = Qttđl + Qttcs = 760,93 + 294,595 = 1055,525 (kVar) Vậy, phụ tải tính toán của công ty: Dòng điện tính toán của toàn công ty: Chương V LỰA CHỌN DÂY DẪN - THIẾT BỊ BẢO VỆ VÀ CÁC PHẦN TỬ TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN Lựa chọn và kiểm tra dây dẫn Đối với lưới điện trung áp và hạ áp xí nghiệp người ta thường chọn dây dẫn theo 2 điều kiện sau: + Chọn tiết diện dây dẫn theo tổn thất điện áp cho phép . + Chọn tiết diện dây dẫn theo dòng điện phát nóng cho phép Icp. Ngoài ra ta cũng có thể chọn tiết diện dây dẫn theo mật độ kinh tế của dòng điện Jkt. Chọn tiết diện dây dẫn theo tổn thất điện áp cho phép Đối với phương pháp này thì toàn đường dây sẽ được chọn theo cùng một tiết diện. Công thức để tính tổn thất điện áp: Trong đó - thành phần tổn thất điện áp do công suất tác dụng gây ra. - thành phần tổn thất điện áp do công suất phản kháng gây ra. r0 - điện trở của dây dẫn trên một đơn vị chiều dài, . x0 - điện kháng của dây dẫn trên một đơn vị chiều dài, . + Đối với đường dây trên không: x0 = 0,03 (). + Đối với đường dây cáp: x0 = 0,07 (). Thành phần được tính nhờ biểu thức: Từ đó xác định được trị số cho phép của thành phần : Mà Vậy, tiết diện của dây dẫn cần tìm là: Căn cứ vào trị số tính toán của tiết diện dây dẫn F, ta chọn tiết diện dây tiêu chuẩn gần với tiết diện tính toán. Với tiết diện này, tra bảng tìm x0 và r0 và tính toán kiểm tra tổn thất trên đường dây. Nếu tổn thất không thoả thì ta tăng tiết diện dây và sau đó tiếp tục kiểm tra lại tổn thất. Chọn tiết diện dây dẫn theo dòng điện phát nóng cho phép Icp Dòng cho phép Icp của dây dẫn được thiết lập trong điều kiện chuẩn. Việc đặt nhiều dây kề nhau sẽ gây bất lợi cho việc tản nhiệt vào môi trường xung quanh ảnh hưởng nhiệt lẫn nhau. Khi ấy, dòng cho phép được cho trong điều kiện chuẩn sẽ bị giảm xuống. Tương tự như vậy cho trường hợp nhiệt độ môi trường hoặc các điều kiện lắp đặt khác với các điều kiện chuẩn. Như vậy, dòng cho phép thực tế sẽ được xác định theo dòng cho phép theo điều kiện chuẩn và hệ số hiệu chỉnh. Như vậy tiết diện dây dẫn được chọn theo điều kiện: Trong đó k1 - hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ, ứng với môi trường đặt dây, cáp. k2 - hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ, kể đến số lượng dây hoặc cáp đi chung một rãnh. Icp - dòng điện lâu dài cho phép ứng với tiết diện dây hoặc cáp định lựa chọn. Thử lại cáp vừa chọn theo điều kiện kết hợp với thiết bị bảo vệ: + Nếu bảo vệ bằng cầu chì: Điều kiện kiểm tra: Trong đó Idc - dòng điện định mức của dây chảy cầu chì, A. Hệ số , với mạch động lực = 3; với ánh sáng sinh hoạt = 0,3. + Nếu bảo vệ bằng áptomát: Điều kiện kiểm tra: hoặc Trong đó IkđđtA - dòng điện khởi động điện từ của áptomát (chính là dòng chỉnh định để áptomát cắt ngắn mạch). IkđnhA - dòng điện khởi động nhiệt của áptomát (chính là dòng điện tác động của rơle nhiệt để cắt quá tải). Kiểm tra cáp hoặc dây vừa chọn theo điều kiện ổn định nhiệt dòng ngắn mạch: Điều kiện kiểm tra: Trong đó IN = I” = ICK - dòng ngắn mạch hạ áp lớn nhất qua dây hoặc cáp. = 11 đối với cáp nhôm; = 6 đối với cáp đồng. - thời gian cắt ngắn mạch, giây (s). Kiểm tra cáp hoặc dây vừa chọn theo điều kiện tổn thất điện áp: Điều kiện kiểm tra: Chú ý: Trong các bảng tra lựa chọn cáp hoặc dây thì điện trở r0 được tra ở 200C, tuy nhiên trong thực tế dây dẫn được sử dụng ở nhiệt độ khác 200C. Do đó ta cần hiệu chỉnh điện trở của dây dẫn theo nhiệt độ môi trường đặt dây dẫn, công thức hiệu chỉnh: Trong đó - điện trở của dây dẫn ở 200C, . - điện trở của dây dẫn ở nhiệt độ t2, . - hệ số nhiệt điện trở, 0C-1, đối với đồng = 0,00393 0C-1; đối với nhôm 0C-1. Lựa chọn và kiểm tra tiết diện cáp từ tủ phân phối chính đến tủ động lực của từng nhóm phụ tải Chọn cáp từ tủ phân phối chính đến các tủ động lực của từng nhóm phụ tải là cáp hạ áp lõi đồng,cách điện PVC, loại nữa mềm đặt cố định do CADIVI chế tạo, kí hiệu CVV, các dây đi ngầm trong đất. Tiết diện cáp được chọn theo điều kiện dòng phát nóng cho phép Icp: Hệ số hiệu chỉnh k1 theo nhiệt độ, đối với cáp ngầm trong đất có nhiệt độ 250C, tra bảng (Sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị từ 0,4 đến 500 kV - Ngô Hồng Quang - NXB KH và KT Hà Nội 2002 - Bảng 4.73 - Trang 286) ta được k1 = 1. Kiểm tra cáp theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép: Hình 3.3: Sơ đồ đấu dây đơn tuyến của trạm biến áp công ty Tính toán chọn và kiểm tra cáp từ tủ phân phối chính đến tủ động lực nhóm 1 Dòng điện tính toán cho nhóm 1: Itt1 = 434,4 (A) Căn cứ vào vị trí của các phân xưởng, ta bố trí 4 tủ động lực: tủ động lực nhóm 1, tủ động lực nhóm 2, tủ động lực nhóm 3, tủ động lực nhóm 4 tại phân xưởng vận hành máy và tủ động lực nhóm 8 tại kho lạnh 1000 tấn. Ta bố trí 5 cáp dẫn đến 5 tủ động lực này cùng chung một rãnh, khoảng cách giữa các sợi cáp là a = 100 mm. Tra bảng tìm k2 (Sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị từ 0,4 đến 500 kV - Ngô Hồng Quang - NXB KH và KT Hà Nội 2002 - Bảng 4.74 - Trang 286), ta được hệ số hiệu chỉnh theo số cáp đặt cùng một rãnh k2 = 0,78. Vậy Tra bảng (Sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị từ 0,4 đến 500 kV - Ngô Hồng Quang - NXB KH và KT Hà Nội 2002 - Bảng 4.11 - Trang 233), ta chọn cáp hạ áp 1 lõi đồng, cách điện PVC loại nữa mềm, đặt cố định do CADIVI chế tạo, kí hiệu CVV có tiết diện 250 mm2, mỗi pha ta đặt 1 cáp, chiều dài cáp 0,22 (km). Hiệu chỉnh điện trở ở nhiệt độ 250C: + Kiểm tra cáp vừa chọn theo điều kiện sụt áp Tổn thất điện áp bình thường của dây được xác định theo công thức: Ta có Ptt1 = 243 (kW) Qtt1 = 150,66 (kVar) RD = 0,0744.0,22 = 0,0164 () XD = 0,07.0,22 = 0,0154 () Vậy Ta có = 16,58 (V) Vậy, cáp được chọn thoả yêu cầu. Tính toán tương tự ta tìm được tiết diện cáp cho các tủ động lực nhóm 2, tủ động lực nhóm 3, tủ động lực nhóm 4, tủ động lực nhóm 8. Thông số của cáp được cho trong bảng 4.4. Tính toán chọn và kiểm tra cáp từ tủ phân phối chính đến tủ động lực nhóm 5 Dòng điện tính toán cho nhóm 5: Itt5 = 131,72 (A) Ta bố trí 3 cáp đi từ tủ phân phối chính đến 3 tủ động lực còn lại: tủ động lực nhóm 5 đặt tại phân xưởng sản xuất 1, tủ động lực nhóm 6 đặt tại trạm bơm, tủ động lực nhóm 7 đặt tại băng chuyền IQF cùng chung một rãnh. Do đó số cáp đặt chung một rãnh từ tủ phân phối chính về 3 tủ động lực là 4 sợi, khoảng cách giữa các sợi cáp là a = 100 mm. Tra bảng tìm k2 (Sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị từ 0,4 đến 500 kV - Ngô Hồng Quang - NXB KH và KT Hà Nội 2002 - Bảng 4.74 - Trang 286), ta tìm được k2 = 0,85. Vậy Tra bảng (Sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị từ 0,4 đến 500 kV - Ngô Hồng Quang - NXB KH và KT Hà Nội 2002 - Bảng 4.14 - Trang 237), ta chọn cáp hạ áp 4 lõi đồng, cách điện PVC loại nữa mềm, đặt cố định do CADIVI chế tạo, kí hiệu CVV có tiết diện 150 mm2, mỗi pha ta đặt 1 cáp, chiều dài cáp 0,22 (km). Thông số kỹ thuật của cáp được cho trong bảng 4.4. Hiệu chỉnh điện trở ở nhiệt độ 250C: + Kiểm tra cáp vừa chọn theo điều kiện sụt áp Ta có Ptt5 = 73,35 (kW) Qtt5 = 46,21 (kVar) RD = 0,126.0,22 = 0,0278 () XD = 0,07.0,22 = 0,0154 () Vậy Ta có = 7,24 (V) Vậy cáp được chọn thoả yêu cầu. Lựa chọn khí cụ Điện Cầu chì hạ áp Trong lưới điện ánh sáng sinh hoạt Cầu chì được chọn theo 2 điều kiện sau: UđmCC UđmLĐ Idc Itt Trong đó UđmCC - điện áp định mức của cầu chì, V. UđmLĐ - điện áp định mức lưới điện, V. Idc - dòng điện định mức của dây chảy, A. Itt - dòng điện tính toán là dòng lâu dài lớn nhất chạy qua dây chảy cầu chì, A. Trong lưới điện công nghiệp + Cầu chì bảo vệ một động cơ Cầu chì bảo vệ một động cơ được chọn theo hai điều kiện sau: Idc Itt Trong đó IđmD - dòng điện định mức của động cơ, A. kmm - hệ số mở máy động cơ, thường kmm = 5; 6; 7. - hệ số, lấy như sau: Với động cơ mở máy nhẹ hoặc mở máy không tải, = 2,5. Với động cơ mở máy nặng hoặc mở máy có tải, = 1,6. + Cầu chì bảo vệ nhóm động cơ (CCT) Cầu chì bảo vệ nhóm động cơ CCT chỉ chảy khi ngắn mạch xảy ra tại thanh cái tủ điện, còn nếu xảy ra ngắn mạch ở động cơ hoặc đoạn dây dẫn nào đó thì cầu chì nhánh đó chảy. Người ta quy định phải chọn Idc của cầu chì tổng lớn hơn ít nhất là hai cấp so với Idc lớn nhất của cầu chì nhánh. Cầu chì bảo vệ nhóm động cơ được chọn theo các điều kiện sau: Idc Itt (nếu biết kpt) Hoặc (nếu không biết kpt) Trong đó Imm(max), Iđm(max) - dòng mở máy và dòng định mức của động cơ có công suất lớn nhất trong nhóm, A. ksd - hệ số sử dụng của động cơ lớn nhất. Lựa chọn và kiểm tra cầu chì cho các thiết bị của công ty TNHH thuỷ sản Biển Đông Chọn cầu chì bảo vệ cho các máy và các nhóm máy theo các điều kiện trong mục 4.3.2 Chọn cầu chì bảo vệ cho máy M1 Ta có Uđm = 0,38 (kV) PđmM1 = 90 (kW) Dòng làm việc của máy M1: Căn cứ vào điều kiện chọn cầu chì, tra bảng (Sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị từ 0,4 đến 500 kV - Ngô Hồng Quang - NXB KH và KT Hà Nội 2002 - Bảng 2.6 - Trang 108) ta chọn cầu chì ống hạ áp 3NA3 365-6 do Siemens chế tạo có các thông số: Uđm = 690 (V), IđmCC = 500 (A), IcđmCC = 120 (kA). Các thông số kỹ thuật của cầu chì được cho trong bảng 4.10. Lựa chọn và kiểm tra áptomát Các điều kiện lựa chọn và kiểm tra áptomát Áptomát là thiết bị đóng cắt hạ áp, có chức năng bảo vệ quá tải và ngắn mạch. Do có ưu điểm hơn hẳn cầu chì là khả năng làm việc chắc chắn, tin cậy, an toàn đóng cắt đồng thời ba pha và khả năng tự động hoá cao, nên áptomát mặc dù có giá đắt hơn vẫn ngày càng được dùng rộng rãi trong lưới điện hạ áp công nghiệp cũng như lưới điện ánh sáng sinh hoạt. Áptomát được chế tạo với điện áp khác nhau: 400 V, 440 V, 500 V, 600 V, 690 V. Các điều kiện lựa chọn áptomát: UđmA UđmLĐ IđmA Itt IcđmA IN Tính toán lựa chọn và kiểm tra áptomát cho các phụ tải của công ty Chọn áptomát bảo vệ cho các đường dây từ tủ phân phối chính đến tủ động lực của các nhóm phụ tải công ty + Chọn áptomát bảo vệ cho phụ tải nhóm 1 Ta có Uđm = 0,38 (kV) Itt1 = 434,4 (A) Căn cứ vào điều kiện chọn áptomát, tra catalog áptomát do hãng Moeller (Đức) năm 2004, ta chọn áptomát kiểu hộp, dãy N loại NZMN3-AE630 có các thông số cho trong bảng 4.12. Kiểm tra áptomát NZMN3-AE630 theo điều kiện dòng ngắn mạch Sơ đồ điểm ngắn mạch: vì áptomát tổng lớn nên tổng trở không đáng kể, trong các sơ đồ tính ngắn mạch có thể bỏ qua. ZD1 XB MBA AT N N RB AT1 ZD2 ZCD CD ZAT1 Hình 4.3 : Sơ đồ điểm ngắn mạch tại tủ động lực 1 Ta có: ZB = 1,322 + j6,912() Tổng trở áptomát NZMN3-AE630, tra bảng (Sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị từ 0,4 đến 500 kV - Ngô Hồng Quang - NXB KH và KT Hà Nội 2002 - Bảng 3.54 và Bảng 3.55 - Trang 189), ta được: ZCD = 0,15 () ZAT = (R1 + R2) + jXAT = RAT + jXAT = (0,12 +0,25) + j0,094 = 0,37 + j0,094 () ZD2 = 16,376 + j 15,4 () Tổng trở tính đến điểm ngắn mạch: Dòng điện ngắn mạch tại thanh dẫn: Khi ngắn mạch xa nguồn ta cần xét đến dòng xung kích khi xảy ra ngắn mạch: Ta thấy ixk = 20,107 (kA) IcđmAT = 50 (kA). Vậy áptomát chọn thoả điều kiện dòng ngắn mạch. Tính toán tương tự, ta chọn được áptomát dãy N và dãy B do Moeller chế tạo cho các nhóm phụ tải còn lại. Thông số kỹ thuật của các áptomát được cho trong bảng 4.12. Bảng 4.12: Thông số kỹ thuật của các áptomát bảo vệ cho các nhóm phụ tải Nhóm Itt (A) Thông số áptomát Mã hiệu Uđm (V) Iđm (A) Dãy điều chỉnh (A) Dãy dòng tác động (A) Icđm (A) Số cực 1 434,4 NZMN3-AE630 400 630 300-630 1260-5040 50 4 2 289,6 NZMN3-AE400 400 400 200-400 800-4400 50 4 3 241,34 NZMB2-A250 400 250 200-250 1500-2500 25 4 4 317,43 NZMN3-AE400 400 400 200-400 800-4400 50 4 5 131,72 NZMB2-A250 400 250 200-250 1500-2500 25 4 6 224,56 NZMN3-AE400 400 400 200-400 800-4400 50 4 7 373,02 NZMN3-AE630 400 630 300-630 1260-5040 50 4 8 159,85 NZMB2-A250 400 250 200-250 1500-2500 25 4 Chọn áptomát bảo vệ cho các máy, các nhóm máy nhỏ của công ty + Chọn áptomát bảo vệ cho M9 Ta có: Uđm = 0,38 (kV) PđmM1 = 15 (kW) IđmM1 = 26,81 (A) Căn cứ vào điều kiện chọn áptomát, tra bảng (Sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị từ 0,4 đến 500 kV - Ngô Hồng Quang - NXB KH và KT Hà Nội 2002 - Bảng 3.41 - Trang 179) ta chọn áptomát cỡ nhỏ do Siemens chế tạo loại 5SX4 632-7 có Uđm = 230/400 (V), Iđm = 32 (A), IN = 10 (kA). Lựa chọn và kiểm tra thanh dẫn Thanh dẫn hay còn gọi là thanh góp hay thanh cái. Thanh dẫn được dùng trong các tủ phân phối, tủ động lực hạ áp, trong các tủ máy cắt, các trạm phân phối trong nhà, ngoài trời cao áp. Với các tủ điện cao hạ áp và trạm phân phối trong nhà, dùng thanh góp cứng; với trạm phân phối ngoài trời thường dùng thanh góp mềm. Thanh dẫn được chọn theo dòng phát nóng cho phép (hoặc theo mật độ kinh tế của dòng điện) và kiểm tra theo điều theo điều kiện ổn định động và ổn định nhiệt dòng ngắn mạch. Các điều kiện chọn thanh dẫn Chọn thanh dẫn theo điều kiện phát nóng Điều kiện chọn: k1.k2.k3.Icp Itt Trong đó Icp - dòng điện cho phép của thanh dẫn, A. k1 - hệ số hiệu chỉnh theo cách lắp đặt thanh dẫn, k1 = 1 khi thanh dẫn đặt đứng; k1 = 0,95 khi thanh dẫn đặt nằm ngang. k2 - hệ số hiệu chỉnh khi xét trường hợp thanh dẫn gồm nhiều thanh ghép lại, nếu thanh dẫn đơn thì k2 = 1. k3 - hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường, t = 300C thì k3 = 0,95. Chọn thanh dẫn theo mật độ kinh tế của dòng điện Công thức tính: Trong đó Itt - dòng điện tính toán (dòng điện làm việc của thanh dẫn), A. Jkt - mật độ kinh tế của dòng điện, A/m2. Các điều kiện kiểm tra thanh dẫn Thanh dẫn được kiểm tra theo các điều kiện cho trong bảng 4.14: Bảng 4.14: Các điều kiện lựa chọn và kiểm tra thanh dẫn TT Đại lượng chọn và kiểm tra Điều kiện 1 Dòng điện phát nóng lâu dài cho phép, A k1.k2.k3.Icp Itt 2 Khả năng ổn định động, kg/cm2 3 Khả năng ổn định nhiệt, mm2 Trong bảng trên thì: - ứng suất cho phép của vật liệu làm thanh dẫn, với thanh dẫn nhôm = 700 kg/cm2; với thanh dẫn đồng = 1400 kg/cm2. - ứng suất tính toán, xuất hiện trong thanh góp do tác động của lực điện động dòng ngắn mạch: (kg/cm2) M - mômen uốn tính toán: (kg.m) Ftt - lực tính toán do tác động của dòng ngắn mạch: (kg) l - khoảng cách giữa các sứ của 1 pha, cm. a - khoảng cách giữa các pha, cm. W - mômen chống uốn của các loại thanh dẫn, kg.m. - hệ số nhiệt, , Chú ý đối với thanh dẫn ghép thì ngoài lực điện động giữa các pha, còn có lực điện động giữa các thanh trong cùng một pha nên ứng suất tính toán: Trong đó - ứng suất tính toán do lực điện động giữa các pha được xác định như trong thanh dẫn đơn với tiết diện bằng tổng tiết diện giữa các thanh. - ứng suất do lực điện động giữa các thanh trong cùng một pha F2: (kg) l2 - cách giữa các miếng đệm, cm. b - khe hở giữa 2 thanh bằng chiều dày của thanh dẫn. khd - hệ số hình dáng, phụ thuộc vào kích thước của thanh dẫn: Mômen uốn do F2 được xác định như sau: (kg.cm) (kg/cm2) Ứng suất tính toán toàn phần trong vật liệu thanh dẫn không được nhỏ hơn ứng suất cho phép. Tính toán lựa chọn và kiểm tra thanh dẫn cho tủ phân phối chính và các tủ động lực Lựa chọn và kiểm tra thanh dẫn cho tủ phân phối chính Dòng làm việc lớn nhất mà thanh dẫn của tủ phân phối chính phải chịu là: Vì trạm biến áp đặt 2 MBA, mỗi máy cung cấp cho 4 nhóm phụ tải, do đó ta chọn 2 tủ phân phối chính đặt cạnh nhau, mỗi tủ cung cấp cho 4 lộ ra của 4 nhóm phụ tải. Dựa vào điều kiện chọn thanh dẫn, tra bảng (Sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị từ 0,4 đến 500 kV - Ngô Hồng Quang - NXB KH và KT Hà Nội 2002 - Bảng 7.2 - Trang 362) ta chọn thanh dẫn bằng đồng hình chữ nhật, mỗi pha sử dụng 1 thanh dẫn có tiết diện M(120x10) mm2 và các thông số kỹ thuật cho trong bảng 4.15. Bảng 4.15: Thông số kỹ thuật của thanh dẫn đồng của tủ phân phối chính Kích thước (mm) Tiết diện (mm2) Icp (A) Kích thước tính toán b (cm) h (cm) a (cm) l (cm) 120x10 1200 2650 1 12 40 100 + Kiểm tra thanh dẫn vừa chọn Dòng ngắn mạch tại thanh dẫn của tủ phân phối chính: IN = 31,17 (kA) Ta đặt ba thanh góp ba pha nằm ngang trong tủ phân phối chính, cách nhau một khoảng a = 40 (cm), mỗi thanh được đặt trên hai sứ cách nhau một khoảng l = 100 (cm). Khi xảy ra ngắn mạch sẽ gây ra một lực là: Môment uốn của thanh dẫn: Môment chống uốn của thanh dẫn: Ứng suất tác dụng giữa hai pha: Ta thấy . Vậy điều kiện này được thoả. Mặt khác Ta có . Vậy thanh dẫn được chọn cho tủ phân phối chính là thoả các điều kiện yêu cầu. Lựa chọn và kiểm tra thanh dẫn cho các tủ động lực chính và các tủ động lực phụ + Chọn thanh dẫn cho tủ động lực chính 1 Ta có: Itt1 = 434,4 (A) Dựa vào điều kiện chọn thanh dẫn, tra bảng (Sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị từ 0,4 đến 500 kV - Ngô Hồng Quang - NXB KH và KT Hà Nội 2002 - Bảng 7.2 - Trang 362) ta chọn thanh dẫn bằng đồng hình chữ nhật, mỗi pha sử dụng 1 thanh dẫn có tiết diện M(40x4) mm2, Icp = 625 (A) và các thông số kỹ thuật cho trong bảng 4.16. Kiểm tra thanh dẫn M(40x4) vừa chọn Dòng điện ngắn mạch tại thanh dẫn của tủ động lực 1: Ta đặt ba thanh góp ba pha nằm ngang trong tủ động lực 1, cách nhau một khoảng a = 40 (cm), mỗi thanh được đặt trên hai sứ cách nhau một khoảng l = 50 (cm). Khi xảy ra ngắn mạch sẽ gây ra một lực là: Môment uốn của thanh dẫn: Môment chống uốn của thanh dẫn: Ứng suất tác dụng giữa hai pha: Ta thấy . Vậy điều kiện này được thoả. Mặt khác Ta có . Vậy thanh dẫn được chọn cho tủ động lực là thoả các điều kiện yêu cầu. Chọn sứ đỡ thanh cái tại các tủ động lực Chọn sứ cho tủ động lực 1 Căn cứ vào điều kiện làm việc và điện áp làm việc của sứ, tra bảng (Cung Cấp Điện - Nguyễn Xuân Phú - Nguyễn Công Hiền - Nguyễn Bội Khuê - NXB KH và KT - Bảng 2.25- Trang 640), ta chọn sứ đỡ loại OФ-1-375 do Nga chế tạo có các thông số cho trong bảng 4.19. Bảng 4.19: Thông số kỹ thuật của sứ đỡ OФ-1-375 Mã hiệu U (kV) Phụ tải phá hoại (kg) Khối lượng (kg) Chiều cao (cm) Uđm Upđkhô OФ-1-375 1 11 375 2,7 15 Kiểm tra sứ vừa chọn theo điều kiện lực phá hủy Dòng điện ngắn mạch tại thanh dẫn của tủ động lực 1: Ta đặt ba thanh góp ba pha nằm ngang trong tủ động lực 1, cách nhau một khoảng a = 40 (cm), mỗi thanh được đặt trên hai sứ cách nhau một khoảng l = 50 (cm). Khi xảy ra ngắn mạch sẽ gây ra một lực là: Lực cho phép trên đầu sứ là: Do kích thước của thanh dẫn đặt tại tủ động lực 1 là 40x4 nên ta có: H’ = H + 2 = 15 + 2 = 17 (cm) Hệ số hiệu chỉnh: Khi đó lực tính toán hiệu chỉnh sẽ là: Vậy sứ đạt yêu cầu về độ bền cơ học. Chọn tủ điện Tủ điện thường làm bằng thép, vỏ được sơn cách điện dùng để chứa các thiết bị như là: thanh dẫn, máy cắt, áptomát, cầu dao...Tùy theo mục đích sử dụng mà tủ điện được chế tạo với nhiều loại khác nhau: tủ phân phối đặt ở thanh cái trạm biến áp phân phối, tủ động lực đặt tại khu vực sản xuất để cấp điện cho các động cơ hoặc cấp điện cho các bảng điện sinh hoạt. Tủ điện được chọn theo điện áp và dòng điện làm việc định mức của thanh dẫn đặt tại tủ. Chọn tủ phân phối chính Vị trí đặt tủ: Tủ phân phối chính đặt tại trạm biến áp. Dòng điện làm việc cực đại mà thanh dẫn đặt tại tủ phân phối chính phải chịu là dòng quá tải sự cố của máy biến áp. Ta có: IqtB = 2345,49 (A) Tra bảng (Hệ Thống Cung Cấp Điện Của Xí Nghiệp Công Nghiệp - Đô Thị Và Nhà Cao Tầng - Nguyễn công Hiền - Nguyễn Mạnh Hoạch - NXBKH và KT Hà Nội 2005 - Bảng 3.15 - Trang 362), ta chọn tủ phân phối chính loại MNS do ABB sản xuất có các thông số cho trong bảng 4.24. Bảng 4.24: Thông số kỹ thuật của tủ phân phối chính loại MNS Kích thước tủ (mm) Dòng điện định mức thanh dẫn (IđmTD, A) Dòng điện ngắn mạch tại thanh dẫn (IN, kA) Dài Rộng Sâu Iôđnh Iôđđ 2200 1400 800 ≤ 5000 ≤ 100 (1s) ≤ 250 Chọn các tủ động lực + Vị trí đặt tủ: các tủ động lực được đặt tại các phân xưởng sản xuất. Căn cứ vào dòng điện làm việc của các thanh dẫn mà ta đặt tại các tủ, tra bảng (Hệ Thống Cung Cấp Điện Của Xí Nghiệp Công Nghiệp - Đô Thị Và Nhà Cao Tầng - Nguyễn công Hiền - Nguyễn Mạnh Hoạch - NXBKH và KT Hà Nội 2005 - Bảng 3.15 - Trang 362) ta chọn các tủ động lực là loại MNS do ABB sản xuất có các thông số kỹ thuật cho trong bảng 4.25. Bảng 4.25: Thông số kỹ thuật của tủ động lực loại MNS Kích thước tủ (mm) Dòng điện định mức thanh dẫn (IđmTD, A) Dòng điện ngắn mạch tại thanh dẫn (IN, kA) Dài Rộng Sâu Iôđnh Iôđđ 2200 800 600 ≤ 5000 ≤ 100 (1s) ≤ 250 Nối đất Sơ đồ nối đất TT • • • • • • • • • Thiết bị tiêu thụ Điện Vỏ thiết bị tiêu thụ điện nối với đất qua dây PE Dây trung tính (N) độc lập với dây (PE) Khi có dòng rò rỉ ra vỏ thiết bị, dòng này sẽ dẫn xuống đất bảo vệ khỏi điện giật. Điện trở cọc đất phải nhỏ hơn 10 ohm