ĐỒ ÁN: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY CƠ KHÍ SỐ 130_CHƯƠNG 5 pptx

ch-ơng V
Lựa chọn và kiểm tra các thiết bị điện
I.Trạm phân phối trung tâm
Trạm phân phối trung tâm là nơi nhận điện trực tiếp từ hệ thống về
để cung cấp điện cho nhà máy. Do đó việc lựa chọn sơ đồ nối dây của
trạm có ảnh h-ởng lớn và trực tiếp đến vấn đề an toàn cung cấp điện cho
nhà máy. Sơ đồ cần phải thoả mãn các điều kiện cơ bản nh-: đảm bảo
cung cấp điện liên tục theo yêu cầu của phụ tải, phải rõ ràng và thuận
tiện trong vận hành và xử lý sự cố, an toàn lúc vận hành và sửa chữa, hợp
lý về mặt kinh tế trên cơ sở đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật.
Nhà máy cơ khí 130 đ-ợc xếp vào hộ loại I và do tính chất quan
trọng của nhà máy nên trạm phân phối đ-ợc cung cấp bởi 2 đ-ờng dây
nối với hệ thống một thanh góp có phân đoạn, liên lạc giữa 2 phân đoạn
thanh góp bằng 1 máy cắt hợp bộ. Trên mỗi phân đoạn thanh góp đặt 1
máy biến áp đo l-ờng 3 pha 5 trụ có cuộn tam giác hở bào chạm đất 1
pha trên cáp 10kV. Để chống sét truyền từ đ-ờng dây vào vào trạm đặt
chống sét van trên các phân đoạn thanh góp. Máy biến dòng đ-ợc đặt
trên tất cả các lộ vào ra của trạm có tác dụng biến đổi dòng điện lớn (sơ
cấp) thành dòng điện 5A để cung cấp cho các dụng cụ đo l-ờng và bảo
vệ.
** Lựa chọn và kiểm tra máy cắt, thanh dẫn của TPPTT
Các máy cắt đặt tại TPPTT gồm có 2 máy cắt nối đ-ờng dây trên
không cấp điện cho trạm và 2 phân đoạn thanh góp. Trên mỗi phân đoạn
thanh góp có 2 máy cắt nối thanh góp với các tuyến cáp cấp điện cho 2
trạm biến áp phân x-ởng. 1 máy cắt nối giữa 2 phân đoạn thanh góp. Các
máy cắt có nhiệm vụ đóng cắt mạch điện cao áp, đóng cắt dòng điện phụ
tải phục vụ cho công tác vận hành. Máy cắt còn có chức năng cắt dòng
ngắn mạch để bảo vệ các phần tử của hệ thống điện. Căn cứ vào các số
liệu kỹ thuật đã tính toán đ-ợc của nhà máy, ta chọn các tủ máy cắt hợp
bộ của SIEMENS loại 8DC11 cách điện SF6, không cần bảo trì. Hệ
thống thanh góp đặt sẵn tròn tủ có dòng định mức 1250A.

Máy cắt 8DC11 đ-ợc chọn theo các điều kiện sau:
Điện áp định mức: U
đmMC
U
đmmạng
= 10kV
Dòng điện định mức:
I
đmMC
=1250AI
lvmax
=2.I
ttnm
=2.80,527=161,054A
Dòng điện cắt định mức: I
đmcắt
= 25kA I
N
= 2,517 kA
Dòng điện ổn định động cho phép: i
đmd
= 63kA i
XK
= 6,407 kA
Thanh dẫn chọn v-ợt cấp nên không cần kiểm tra ổn định động
Thông số máy cắt đặt tại TPPTT
Loại MC Cách điện I
ĐM
(A) U
ĐM

(kV) I
cắt 3S
(kA) I
cắt max
(kA)
8DC11 SF6 1250 10 25 63
** Lựa chọn và kiểm tra BU
Máy biến áp đo l-ờng còn gọi là biến điện áp, ký hiệu là BU có
chức năng biến đổi điện áp sơ cấp bất kỳ xuống 100V hoặc 100/ 3 cấp
nguồn cho các mạch đo l-ờng, điều khiển tín hiệu, bảo vệ.
Các BU th-ờng đấu theo sơ đồ V/V, Y/Y. Ngoài ra còn có loại BU 3
pha 5 trụ Y
o
- Y
o
- ngoài chức năng thông th-ờng cuộn tam giác hở còn có
nhiệm vụ bào chạm đất 1 pha. BU này th-ờng dùng cho mạng trung tính
cách điện (10kV; 35kV).
BU đ-ợc chọn theo điều kiện:
- Điện áp định mức: U
đmBU
U
đmmạng
= 10kV
Chọn loại BU 3 pha 5 trụ 4MS42, kiểu hình trụ do hãng SIEMENS chế
tạo.
Thông số kỹ thuật của BU loại 4MS42
Thông số kỹ thuật 4MS42
U
đm

(kV) 12
U chịu đựng tần số công nghiệp
(kV)
28
U chịu đựng xung 1,2/50 s (kV) 170
U
1đm
(kV) 12
U
2đm
(V) 100,110,120
Tải định mức (VA) 500
** Lựa chọn và kiểm tra máy biến dòng BI
Máy biến dòng BI có chức năng biến đổi dòng điện sơ cấp có trị số
bất kỳ xuống 5A (đôi khi 1A và 10A) nhằm cấp nguồn dòng cho đo
l-ờng, tự động hoá và bảo vệ rơle.
BI đ-ợc chọn theo các điều kiện sau:
- Điện áp định mức: U
đmBI
U
đmmạng
= 10kV
- Dòng điện sơ cấp định mức: khi sự cố máy biến áp có thể quá tải 30%, BI
chọn theo dòng c-ỡng bức qua máy biến áp có công suất lớn nhất trong mạng là
560kVA.
max
.
1,3.560
35,026
1,2

1,2. 3.35 1,2. 3.10

qtbt dmBA
dmBI
k S
I
I A
Chọn BI loại 4ME12 kiểu hình trụ do hãng SIEMENS chế tạo.
Thông số kỹ thuật của BI loại 4ME12
Thông số kỹ thuật 4ME12
U
đm
(kV) 12
U chịu đựng tần số công nghiệp
(kV)
28
U chịu đựng xung 1,2/50 s (kV) 57
I
1đm
(kA) 5 - 1200
I
2đm
(A) 1 hoặc 5
I
ôđnhiệt 1s
(kA) 80
I
ôđđộng
(kA) 120
** Lựa chọn chống sét van

Chống sét van là 1 thiết bị có nhiệm vụ chống sét đánh từ đ-ờng
dây trên không truyền vào trạm biến áp và trạm phân phối. Chống sét van
đ-ợc làm bằng một điện trở phi tuyến. Với điện áp định mức của l-ới
điện, điện trở chống sét có trị số vô cùng không cho dòng điện đi qua,
khi có điện áp sét điện trở giảm đến không, chống sét van tháo dòng điện
xuống đất.
Chống sét van đ-ợc chế tạo ở mọi cấp điện áp.
Chọn loại chống sét van do hãng COOPER chế tạo có U
đm
= 10kV,
loại giá đỡ ngang AZLP501B36.
II.Trạm biến áp phân x-ởng
Các trạm biến áp phân x-ởng đều đặt 2 máy biến áp do Công ty
thiết bị điện Đông Anh sản xuất tại Việt Nam theo đơn đặt hàng. Vì các
TBAPX đặt không xa TPPTT nên phía cao áp chỉ cần đặt cầu dao và cầu
chì. Dao cách lý dùng để cách ly máy biến áp khi sửa chữa. Cầu chì dùng
để bảo vệ ngắn mạch và quá tải cho máy biến áp. Phía hạ áp đặt áptômát
tổng và các áptômát nhánh, thanh cái hạ áp đ-ợc phân đoạn bằng
áptômát phân đoạn. Để hạn chế dòng ngắn mạch về phía hạ áp của trạm
và làm đơn giản việc bảo vệ ta lựa chọn ph-ơng thức cho 2 máy biến áp
làm việc độc lập (áptômát phân đoạn của thanh cái hạ áp ở trạng thái
cắt). Chỉ khi nào một máy biến áp bị sự cố mới sử dụng áptômát phân
đoạn để cấp điện cho phụ tải của phân đoạn đi với máy biến áp sự cố.
** Lựa chọn và kiểm tra dao cách ly cao áp
Cầu dao hay còn gọi là dao cách lý có nhiệm vụ chủ yếu là cách ly
phần mang điện, tạo khoảng cách an toàn trông thấy phục vụ cho công
tác sửa chữa, kiểm tra, bảo d-ỡng l-ới điện. Dao cách ly cũng có thể
đóng cắt dòng không tải của máy biến áp nếu công suất máy không lớn
lắm. Cầu dao đ-ợc chế tạo ở mọi cấp điện áp.
Ta sẽ dùng chung một loại dao cách ly cho tất cả các trạm biến áp

để dễ dàng cho việc mua sắm, thay thế, lắp đặt.
Dao cách ly đ-ợc chọn theo các điều kiện:
Điện áp định mức: U
đmCL
U
đmmạng
= 10kV
Dòng điện định mức: I
đmCL
I
lvmax
= 2.I
ttnm
= 2.80,527 = 161,054A
Dòng điện ổn định động cho phép: i
đmd
= 63kA i
XK
= 6,407 kA
Chọn DCL loại 3DC do hãng SIEMENS chế tạo.
Thông số kỹ thuật của dao cách ly 3DC
U
đm
(kV) I
đm
(kA) I
N1
(kA) I
NMAX
(kA)

12 400-2500 16-63 40-160
** Lựa chọn và kiểm tra cầu chì cao áp
Cầu chì là thiết bị bảo vệ có nhiệm vụ cắt đứt mạch điện khi có
dòng điện lớn quá trị số cho phép đi qua. Trong l-ới điện áp cao
(>1000V) cầu chì th-ờng dùng ở các vị trí sau:
- Bảo vệ máy biến áp đo l-ờng ở các cấp điện áp
- Kết hợp với cầu dao phụ tải thành bộ máy cắt phụ tải để bảo vệ các
đ-ờng dây trung áp.
- Đặt phía cao áp của các máy biến áp phân phối để bảo vệ ngắn mạch
cho máy biến áp.
Cầu chì đ-ợc chế tạo nhiều kiểu, ở nhiều cấp điện áp khác nhau. ở
cấp điện áp cao và trung th-ờng sử dụng loại cầu chì ống.
Ta sử dụng chung một loại cầu chì cao áp cho các trạm biến áp : B
1
,
B
2
,B
3
, B
4
.
( S
đmBA
= 560 kVA)
- Điện áp định mức : U
đmCC
U
đmmạng
= 10kV

- Dòng điện định mức: khi sự cố 1 MBA máy còn lại có thể quá tải 30%.
1 3 560
42 031
3 10 3 10

max
.
, .
,
. .
qtbt dmBA
dmCC lv
k S
I I A
- Dòng điện cắt định mức : I
đmcắt
I
N
= 2,517 kA
Chọn loại cầu chì ống cao áp do hãng SIEMENS chế tạo loại 3GD1 210-
3B
Thông số kỹ thuật của cầu chì loại 3GD1 210-3B
U
đm
(kV) I
đm
(kA) I
N1
(kA) I
NMAX

(kA)
12 50 40 225
** Lựa chọn và kiểm tra áptômát
áptômát là thiết bị đóng cắt hạ áp, có chức năng bảo vệ quá tải và
ngắn mạch. Do có -u điểm hơn hẳn cầu chì là khả năng làm việc chắc
chắn, tin cậy, an toàn, đóng cắt đồng thời 3 pha và khả năng tự động hoá
cao.
áptômát tổng, áptômát phân đoạn và áptômát nhánh đều chọn dùng
các áptômát do hãng MERLIN GERLIN chế tạo.
áptômát đ-ợc chọn theo các điều kiện sau:
Đối với áptômát tổng và áptômát phân đoạn
Điện áp định mức : U
đmA
U
đmmạng
= 0,38kV
Dòng điện định mức:
dmmang
dmBAqtbt
lvdmA
U
Sk
II
.3
.
max

- Trạm biến áp B
1
, B

2
, B
3
, B
4
: S
đmBA
= 560 kVA và 320kVA.
1 3 560
1106 082
3 3 0 38
max
.
, .
,
. . ,
qtbt dmBA
lv
dmmang
k S
I A
U

Kết quả chọn áptômát tổng và áptômát phân đoạn
Tên trạm Loại SL U
đm
(V) I
đm
(A) I
cắtN

(kA)
Số cực
B
1
,B
2
,
B
3
,B
4
M20 4 690 2000 55 3
Đối với áptômát nhánh
Điện áp định mức : U
đmA
U
đmmạng
= 0,38kV
Dòng điện định mức:
dmmang
ttpx
ttdmA
Un
S
II
.3.

n - số áptômát nhánh đ-a điện về phân x-ởng
Kết quả chọn áptômát nhánh loại 4 cực của MERLIN GERLIN
Tên PX

S
tt
(kVA)
I
tt
(A) Loại SL
U
đm
(V)
I
đm
(A)
I
cắtN
(kA)
Cơ điện
277,514
421,639
NS630N 1 690 630 10
Cơ khí 1
456,189
346,554
NS400N 2 690 400 10
Cơ khí 2
84,419
128,261
NS250N 1 690 250 8
Rèn, đập
467,031
354,79

NS400N 2 690 400 10
Đúc thép
578,842
439,73
NS630N 2 690 630 10
Đúc gang
577,469
438,687
NS630N 2 690 630 10
Mộc mẫu
175,746
267,018
NS400N 1 690 400 10
Lắp ráp
230,607
350,371
NS400N 1 690 400 10
Kiểm nghiệm
216,903
329,55
NS400N 1 690 400 10
Kho 1
44,755
67,998
NS250N 1 690 250 8
Kho 2
64,122
97,423
NS250N 1 690 250 8
Nhà hành chính

134,80
204,807
NS250N 1 690 250 8
Nhà bảo vệ
1,051
1,597
C60a 1 440 40 0
** Lựa chọn thanh góp
Thanh góp là nơi nhận điện năng từ nguồn cung cấp đến và phân
phối điện năng cho các phụ tải tiêu thụ. Thanh góp là phần tử cơ bản của
thiết bị phân phối. Thanh góp này còn đ-ợc gọi là thanh cái hoặc thanh
dẫn.
Tuỳ theo dòng điện tải mà thanh dẫn có cấu tạo khác nhau. Khi
dòng nhỏ thì dùng thanh cứng hình chữ nhật. Khi dòng điện lớn thì dùng
thanh dẫn ghép từ 2 hay 3 thanh dẫn chữ nhật đơn trên mỗi pha. Nếu
dòng điện quá lớn thì dùng thanh dẫn hình máng để giảm hiệu ứng mặt
ngoài và hiệu ứng gần đồng thời tăng khả năng làm mát cho chúng.
Các thanh dẫn đ-ợc chọn theo điều kiện phát nóng cho phép.
Dòng điện c-ỡng bức tính với trạm biến áp B
1
có S
tt
= 1049 kVA
1 2
1049
. . 1593,791
3. 3.0,38

tt
cp cb

dm
S
k k I I A
U
Chọn thanh dẫn đồng tiết diện hình chữ nhật có kích th-ớc 80x8mm
2
mỗi pha ghép 2 thanh với I
cp
= 2620A.
k
1
= 1 với thanh góp đặt đứng
k
2
= 1 hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ theo môi tr-ờng
I
cp
= 2620 A > I
cb
= 1593,791 A
** Kiểm tra cáp đã chọn
Để đơn giản ở đây chỉ cần kiểm tra với tuyến cáp có dòng ngắn mạch lớn
nhất
I
N
= 2,517kA
Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện ổn định nhiệt:
qd
tIF

Trong đó: - hệ số nhiệt độ, cáp lõi đồng = 6

I
- dòng điện ngắn mạch ổn định
t
qđ
- thời gian quy đổi đ-ợc xác định nh- tổng thời gian tác
động của bảo vệ chính đặt tại máy cắt điện gần điểm sự cố với thời gian
tác động toàn phần của máy cắt điện ; t
qđ
= f(,t)
t - thời gian tồn tại ngắn mạch (thời gian cắt ngắn mạch), lấy t
= 0,5s


I
I ''
''

, ngắn mạch xa nguồn (I
N
= I =

I
) nên = 1
Tra đồ thị (TL.IV) tìm đ-ợc t
qđ
= 0,4

Tiết diện ổn định nhiệt của cáp:
2
. . 6.2,517. 0,4 9,551



qd
F I t mm
Vậy cáp 16 mm
2
đã chọn là hợp lý.