thiết kế hệ thống điện cho phân xưởng cơ khí, chương 13 potx

Chng 13:

Tính toán ngắn mạch hạ áp
Khi tính toán ngắn mạch hạ áp ta coi nguồn cung cấp từ máy
biến áp B3 có công suất vô cùng lớn và ngắn mạch là xa nguồn
nên I
N
= I=I

. Để giảm nhẹ khối l-ợng tính toán, ở đây ta chỉ
kiểm tra với tuyến cáp có khả năng xảy ra sự cố nặng nề nhất. Khi
cần thiết có thể kiểm tra thêm các tuyến cáp còn nghi vấn.
Hình 4.2. Sơ đồ nguyên lý và sơ đồ thay thế tính ngắn mạch
4.1. Các thông số của sơ đồ thay thế
a. Trạm biến áp phân x-ởng B3.
S
đm
=1000 kVA, P
n
= 10 kW, U
n
= 5%
R
b
=
3
2
2
2
2
10.

1000
)4,0.(10
.


dmBA
dmn
S
UP
=1,6 .10
-3
= 1,6 m
X
b
=
3
2
2
10.1000
)4,0%.(5
%.


dm
dmn
S
UU
=8.10
-3
= 8 m

b. Thanh góp
Kích th-ớc thanh góp hạ áp của máy biến áp phân x-ởng là 100x10
mm
2
, mỗi pha ghép ba thanh; chiều dài =1,2 m; Khoảng cách
trung bình hình học D = 300 mm, tra bảng 4.5 (Ngắn mạch và đứt
dây trong hệ thống điện) ta có:
R
0
= 0,020 m/m R
tgha
=
3
1
r
0
.=
3
1
.0,020.1,2=0,008 m
X
0
= 0,157 m/m X
tgha
=
3
1
.x
0
.=

3
1
.0,157.1,2=0,063 m
Thanh góp trong tủ phân phối chọn loại thanh cái bằng đồng có
kích th-ớc 30x3 mm
2
với I
cp
= 405 A chiều dài =1,2 m; khoảng
cách trung bình hình học D= 300 mm
R
0
= 0,223 m/m R
tg
=
3
1
.0,223.1,2=0,268 m
X
0
= 0,235 m/m X
tg
=
3
1
.0,235.1,2=0,282 m
c. Điện trở và điện kháng của MCCB
* Với máy NS250N có I
đm
=250 A tra trong bảng 4.3 và 4.4 Tài

liệu ngắn mạch và dứt dây trong hệ thông điện ta có:
X
a1
=x
cd
=0,28 m
R
a1
=r
cd
+ r
tx
=0,36 + 0,5 =0,86 m
* Với loại máy C60a có I
đm
= 40 A thì:
X
a3
= x
cd
= 2,7 m =X
a4
R
a3
= r
cd
+ r
tx
= 5,5 +1,3 = 6,8 m =R
a4

* Với máy NC125-H có I
đm
= 125 A thì:
X
a3
= 0,86 m =X
a4
R
a3
= 1,3 + 0,75 =2,05m =R
a4
d. Các đ-ờng cáp
* Với loại cáp 3G70 thì r
0
= 0,268 /km ( ở 20
0
C),=0,111 km
R
c1
=0,268.0,111=29,75 m
* Với loại cáp 3G10 (tuyến TPP-ĐL2) thì r
0
= 1,83 /km, =2m
R
c2
= 3,66 m
4.2. Giá trị các dòng ngắn mạch
* Tính ngắn mạch tại N
1
:

R
N1
= R
b
+ R
tgha
+ R
a1
=1,6 + 0,008 +0,86 = 2,468 m
X
N1
= X
b
+ X
tgha
+ X
a1
= 8+ 0,063 +0,28 =8,343 m

Z=
2
1
2
1
NN
XR 8,7 m
I
N1
=
.7,8.3

400
.3
1

N
Z
U
=26,54 kA
I
xk1
=1,8.
2
.26,54 = 67,56 kA
Kiểm tra aptomat:
Loại NS250N có I
cắtN
= 8 kA < I
N1
nên ta phải chọn lại MCCB ở vị
trí này. Chọn loại máy CM1250 N có các thông số nh- sau:
Số cực I
đm
, A U
đm
, V I
cắtN
, kA
3 1250 690 50
Bảng 4.4. Thông số của aptomat CM1250N
* Với loại CM1250N có I

đm
=1250 A tra trong bảng 4.3 và 4.4 Tài
liệu ngắn mạch và dứt dây trong hệ thông điện ta có:
X
a1
=x
cd
=0,094 m =X
a2
R
a1
=r
cd
= 0,12 m = R
a2
R
N1
= R
b
+ R
tgha
+ R
a1
=1,6 + 0,008 +0,12 = 1,728 m
X
N1
= X
b
+ X
tgha

+ X
a1
= 8+ 0,063 +0,094 =8,157 m

Z=
2
1
2
1
NN
XR 8,34 m
I
N1
=
.34,8.3
400
.3
1

N
Z
U
=27,69 kA
I
xk1
=1,8.
2
.27,69 = 70,49 kA
* Tính ngắn mạch tại N
2

:
R
N2
= R
N1
+ R
c1
+ R
a2
=1,728 + 29,75 + 0,12 = 31,598 m
X
N2
= X
N1
+ X
a2
= 8,157 + 0,094 = 8,251 m
Z
N2
=
2
2
2
2
NN
XR =32,66 m
I
N2
=
66,32.3

400
=7,07 kA
I
xk2
= 18 kA
Không phải kiểm tra aptomat ở đây vì nó cùng loại với aptomat
đầu đ-ờng cáp chính.
Kiểm tra ổn định nhiệt của cáp 3G70:
Tiết diện ổn định nhiệt của cáp F


.I

.
qd
t =6.7,07. 4,0 =26,83 mm
2
Vậy chọn cáp 3G70 là hợp lý.
* Tính ngắn mạch tại N
3
:
R
N3
= R
N2
+ R
tg
+ R
a3
=31,598 +0,268 + 3,66 =35,526 m

X
N3
= X
N2
+ X
tg
= 8,251 +0,282= 8,533 m
Z
N3
=
2
3
2
3
NN
XR =36,536 m
I
N2
=
536,36.3
400
=6,32 kA
I
xk2
= 16,09 kA
Kiểm tra MCCB NC-125H có I
cắt N
=10 kA > I
N3
= 6,32 kA.

Kiểm tra ổn định động và ổn định nhiệt của thanh góp trạm phân
phối trung tâm là không cần thiết vì ta đã chọn thanh góp v-ợt cấp.
* Điểm ngắn mạch N
4
không cần tính vì aptomat ở đó là NC-125H.
V. Lựa chọn các thiết bị trong các tủ động lực và dây dẫn đến
các thiết bị của các phân x-ởng.
Hình 4.3 Sơ đồ tủ động lực
5.1. Các aptomat nhánh trong tủ động lực
Việc lựa chọn và kiểm tra aptomat cùng với cáp đến các thiết
bị tiêu thụ điện đ-ợc tiến hành t-ơng tự nh- các phần trên. Do công
suất các thiết bị trong phân x-ởng không lớn và đều đ-ợc bảo vệ
bằng áptomat nên không cần thiết phải tính toán ngắn mạch để
kiểm tra các thiết bị điện đã lựa chọn.
Bảng5.1. Kết quả chọn aptomat và cáp từ các tủ động lực tới các
thiết bị trong PXSCCK
Phụ tải Dây dẫn MCCB
Tên máy
Số
lg
KH
trên
MB
P
tt
,
k
W
I
tt

, A Tiết
diện
I
cp
,
A
Đ-ờ
ng
kính
ống
thép
Mã
hiệu
I
đm
, A
I
kddt
/1
,5
A
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
11
Nhóm I
Máy c-a
kiểu đai
1 1 1
1,52
4G1,5 23
3/

''
4
NC45a 25 20,8
Khoan
bàn
1 3
0,6
5
0,99
4G1,5 23
3/
''
4
NC45a 25 20,8
Máy mài
thô
1 5 2,8
4,25 4G1,5 23
3/
''
4
NC45a 25 20,8
Máy
khoan
đứng
1 6 2,8
4,25 4G1,5 23
3/
''
4

NC45a 25 20,8
Máy bào
ngang
1 7 4,5
6,84 4G1,5 23
3/
''
4
NC45a 25 20,8
Máy xọc 1 8 2,8
4,25 4G1,5 23
3/
''
4
NC45a 25 20,8
Máy mài
tròn vạn
năng
1 9 2,8
4,25 4G1,5 23
3/
''
4
NC45a 25 20,8
Nhóm II
Máy phay
răng
1 10 4,5
6,84 4G1,5 23
3/

''
4
NC45a 25 20,8
Máy phay
vạn năng
1 11 7,8
11,8
5
4G2,5 31
3/
''
4
NC45a 32 26,6
Máy tiện
ren
1 12 8,1
12,3
1
4G2,5 31
3/
''
4
NC45a 32 26,6
Máy tiện
ren
1 13 10
15,1
9
4G2,5
31

3/
''
4
NC45a 32 26,6
Máy tiện
ren
1 14 14
21,2
7
4G2,5
31
3/
''
4
NC45a 32 26,6
Máy tiện
ren
1 15 4,5
6,84 4G1,5 23
3/
''
4
NC45a 25 20,8
Máy tiện
ren
1 16 10
15,1
9
4G2,5
31

3/
''
4
NC45a 32 26,6
Máy tiện
ren
1 17 20
30,3
8
4G4,0
42
3/
''
4
NC45a 40 33
Cầu trục 1 19
12,
1
18,3
8
4G2,5
31
3/
''
4
NC45a 32 26,6
Nhóm III
Máy
khoan
đứng

1 18
0,8
5
1,29
4G1,5 23
3/
''
4
NC45a 25 20,8
Máy
khoan bàn
1 22
0,8
5
1,29 4G1,5 23
3/
''
4
NC45a 25 20,8
Bể dầu có
tăng nhiệt
1 26 2,5
3,8 4G1,5 23
3/
''
4
NC45a 25 20,8
Máy cạo 1 27
1
1,52

4G1,5 23
3/
''
4
NC45a 25 20,8
Máy mài
thô
1 30
2,8
4,25 4G1,5 23
3/
''
4
NC45a 25 20,8
NC45a
25 20,8
Nhóm IV
Máy nén
cắt liên
hợp
1 31
1,7
2,58 4G1,5 23
3/
''
4
NC45a 25 20,8
Máy mài
phá
1 33

2,8
4,25 4G1,5 23
3/
''
4
NC45a 25 20,8
Quạt lò
rèn
1 34
1,5
2,28 4G1,5 23
3/
''
4
NC45a 25 20,8
Máy
khoan
đứng
1 38
0,8
5
1,29
4G1,5 23
3/
''
4
NC45a 25 20,8
Nhóm V
Bể ngâm
dung dịch

kiềm
1 41
3
4,56
4G1,5 23
3/
''
4
NC45a 25 20,8
Bể ngâm
n-ớc nóng
1 42 3
4,56
4G1,5 23
3/
''
4
NC45a 25 20,8
Máy cuốn
dây
1 46
1,2
1,82 4G1,5 23
3/
''
4
NC45a 25 20,8
Máy cuốn
dây
1 47

1
1,52
4G1,5 23
3/
''
4
NC45a 25 20,8
Bể ngâm
tẩm có
tăng nhiệt
1 48 3
4,56 4G1,5 23
3/
''
4
NC45a 25 20,8
Tủ xấy 1 49
3
4,56
4G1,5 23
3/
''
4
NC45a 25 20,8
Máy
khoan bàn
1 50
0,6
5
0,99 4G1,5 23

3/
''
4
NC45a 25 20,8
Máy mài
thô
1 52
2,8
4,25 4G1,5 23
3/
''
4
NC45a 25 20,8
Bàn thử
nghiệm
TBĐ
1 53
7
10,6
4
4G1,5 23
3/
''
4
NC45a 25 20,8
Nhóm VI
Bể khử
dầu mỡ
1 55
3

4,56
4G1,5 23
3/
''
4
NC45
a
25 20,8
Lò điện để
luyện
khuôn
1 56
5
7,6 4G1,5 23
3/
''
4
NC45
a
25 20,8
Lò điện để
nấu chảy
babit
1 57
10
15,2 4G2,5 31
3/
''
4
NC45

a
32 26,6
Lò điện để
mạ thiếc
1 58
3,5
5,32 4G1,5 23
3/
''
4
NC45
a
25 20,8
Nhóm VII
Quạt lò
đúc đồng
1 60 1,5
2,28 4G1,5 23
3/
''
4
NC45
a
25 20,8
Máy
khoan bàn
1 62
0,6
5
0,99 4G1,5 23

3/
''
4
NC45
a
25 20,8
Máy uốn
các tấm
mỏng
1 64
1,7
2,58 4G1,5 23
3/
''
4
NC45
a
25 20,8
Máy mài
phá
1 65
2,8
4,25 4G1,5 23
3/
''
4
NC45
a
25 20,8
Máy hàn

điểm
1 66
13
19,7
5
4G2,5 31
3/
''
4
NC45
a
32 26,6
Chỉnh l-u
Selenium
1 69
0,6
0,91 4G1,5 23
3/
''
4
NC45
a
25 20,8
H×nh 4.4. S¬ ®å cÊp ®iÖn cho c¸c tñ ®éng lùc