Hệ thống cung cấp điện Lựa chọn thiết bị điện.

LêLê ViệtViệt TiếnTiến
EPSDEPSD, SEE, , SEE, HUSTHUST
1.1. KháiKhái niệmniệm chungchung
NỘI DUNGNỘI DUNG
2.2. ThiếtThiết diệndiện dâydây dẫndẫn
3.3. ChọnChọn thiếtthiết bịbị điệnđiện
1. 1. KháiKhái niệmniệm chungchung
•• TrongTrong vậnvận hànhhành, , thiếtthiết bịbị điệnđiện cócó thểthể làmlàm việcviệc ở ở cáccác chếchế
độđộ cơcơ bảnbản: : lâulâu dàidài, , quáquá tảitải vàvà ngắnngắn mạchmạch
••
ChếChế độđộ làmlàm việcviệc lâulâu dàidài
: : ThiếtThiết bịbị điễnđiễn sẽsẽ làmlàm việcviệc tin tin cậycậy
nếunếu đượcđược chọnchọn theotheo điệnđiện ápáp địnhđịnh mứcmức vàvà dòngdòng điệnđiện
địnhđịnh
mứcmức
. .
địnhđịnh
mứcmức
. .
••
ChếChế độđộ làmlàm việcviệc quáquá tảitải
: : KhảKhả năngnăng quáquá tảitải củacủa thiếtthiết bịbị
nằmnằm trongtrong giớigiới hạnhạn chocho phépphép
••
ChếChế độđộ ngắnngắn mạchmạch
: : ThiếtThiết bịbị điệnđiện sẽsẽ đảmđảm bảobảo làmlàm việcviệc
tin tin cậycậy nếunếu đượcđược lựalựa chọnchọn theotheo độđộ bềnbền nhiệtnhiệt vàvà điệnđiện
độngđộng. .
1. 1. KháiKhái niệmniệm chungchung
•• ĐiềuĐiều kiệnkiện tốitối thiểuthiểu đểđể thiếtthiết bịbị cócó thểthể đưađưa vàovào lướilưới::
–– ĐiềuĐiều kiệnkiện vềvề điệnđiện ápáp::

–– ĐiềuĐiều kiệnkiện vềvề dòngdòng điệnđiện: :
••
ĐốiĐối
vớivới
quáquá
tảitải
: :
HệHệ
sốsố
quáquá
tảitải

systemr
UU
.maxmax.
≥
max
II
r
≥
••
ĐốiĐối
vớivới
quáquá
tảitải
: :
HệHệ
sốsố
quáquá
tảitải

•• ĐốiĐối vớivới ngắnngắn mạchmạch
–– KhảKhả năngnăng chịuchịu đựngđựng táctác độngđộng vềvề nhiệtnhiệt do do ngắnngắn mạchmạch::
–– KhảKhả năngnăng chịuchịu đựngđựng táctác độngđộng vềvề cơcơ do do ngắnngắn mạchmạch : :
thmthz
II
≥
Pm
iI
≥
2. 2. LựaLựa chọnchọn dâydây dẫndẫn
2.1. Theo 2.1. Theo điềuđiều kiệnkiện phátphát nóngnóng dàidài hạnhạn
Lbdc
IIkI
≥
⋅
=
•• ThiếtThiết diệndiện dâydây dẫndẫn chọnchọn theotheo điềuđiều kiệnkiện phátphát nóngnóng dàidài
hạnhạn phảiphải thỏathỏa mãnmãn điềuđiều kiệnkiện sausau
I
L
: Dòng điện làm việc lâu dài lớn nhất
chạy qua dây dẫn, A
I
c
: Dòng điện qua dây dẫn, A
I
b
: Dòng điện cho phép của dây dẫn, A
k

:
Hệ
số
hiệu
chỉnh
:
k
a
: Hệ số tính đến sự khác nhau về nhiệt độ giữa môi
trường làm việc của dây dẫn và giá trị thiết kế.
k
g
: Hệ số xét đến ảnh hưởng khi có nhiều dây dẫn đặt song
song
k
t
: Hệ số tính đến điều kiện lắp đặt dây dẫn (trên không
hay ngầm)
b
k
d
:
Hệ
số
hiệu
chỉnh
:
tgad
kkkk
⋅

⋅
=
–– HệHệ sốsố hiệuhiệu chỉnhchỉnh ::
•• PhốiPhối hợphợp cáccác thiếtthiết bịbị bảobảo vệvệ: : đốiđối vớivới mạngmạng điệnđiện dướidưới 1kV1kV
––
KhiKhi bảobảo vệvệ bằngbằng cầucầu chìchì
2. 2. LựaLựa chọnchọn dâydây dẫndẫn
2.1. Theo 2.1. Theo điềuđiều kiệnkiện phátphát nóngnóng dàidài hạnhạn
I
I
N
: Dòng điện định mức của dây chảy, A
––
KhiKhi bảobảo vệvệ bằngbằng ápáp tôtô mátmát
α
≥
N
c
I
I
I
r
: Dòng điện khởi động nhiệt ATM, A
I
m
: Dòng điện khởi động điện từ của ATM, A
5
.
4
5.1

m
c
r
c
I
I
I
I
≥
≥
N
I
c
: Dòng điện cho phép, A
α: Hệ số phụ thuộc đặc điểm của mạng điện.
α = 0.8 (sinh hoạt), 3 (mạng động lực)
2. 2. LựaLựa chọnchọn dâydây dẫndẫn
2.2. 2.2. ĐiềuĐiều kiệnkiện tổntổn thấtthất điệnđiện ápáp chocho phépphép
•• TổnTổn thấtthất điệnđiện ápáp trongtrong lướilưới điệnđiện
QP
r
UU
U
XQRP
U ∆+∆=
⋅
+
⋅
=∆
– Tổn thất điện áp trên đường dây

r
U
– Tổn thất điện áp do công suất phản kháng
rr
Q
U
lxQ
U
XQ
U
⋅
⋅
=
⋅
=∆
0



Ω÷
Ω÷
=
)/(1.007.0
)/(42.035.0
0
km
km
x
(trên không)
(cáp)

– Tổn thất điện áp do công suất tác dụng
*
PQL
rr
P
UUU
AU
lP
U
RP
U ∆=∆−∆≤
⋅
⋅
ρ
⋅
=
⋅
=∆
*
Pr
UU
lP
A
∆⋅
⋅
ρ
⋅
≥⇒
•• ĐốiĐối vớivới đườngđường dâydây trụctrục cấpcấp điệnđiện chocho nhiềunhiều phụphụ tảitải
–– NếuNếu toàntoàn bộbộ đườngđường dâydây chọnchọn cùngcùng mộtmột thiếtthiết diệndiện

∑
∑
⋅−∆⋅
⋅ρ
≥
k
kkLr
k
kk
lQxUU
lP
A
0
–– ChọnChọn thiếtthiết diệndiện theotheo nguyênnguyên tắctắc mậtmật độđộ dòngdòng điệnđiện khôngkhông đổiđổi
∑
∑
⋅
ϕ
⋅
ρ
=
⋅
ϕ
⋅
=
∆
k
k
k
k

k
k
P
I
l
R
I
U
cos
3
cos
3
*
∑
∑
⋅
ϕ
⋅
ρ
=
⋅
ϕ
⋅
=
∆
k
k
k
k
k

k
k
k
P
A
l
R
I
U
cos
3
cos
3
∑
ϕ⋅ρ
∆
=⇒
k
kk
P
l
U
J
cos3
*
*
cos3
P
k
kkk

k
k
U
lI
J
I
A
∆
ϕ⋅⋅⋅ρ
=≥
∑
•• ChọnChọn thiếtthiết diệndiện theotheo giảngiản đồđồ khoảngkhoảng chiachia kinhkinh tếtế
HàmHàm chi chi phíphí tínhtính toántoán
: : LãiLãi hànghàng nămnăm vàvà khấukhấu haohao đượcđược tínhtính vàovào
vốnvốn đầuđầu tưtư
GiảGiả
thiếtthiết
chi chi
phíphí
chocho
tổntổn
thấtthất
khôngkhông
đổiđổi
::
210
.PFPC
P
+
=

P
C
3
=
2. 2. LựaLựa chọnchọn dâydây dẫndẫn
2.3. Chon 2.3. Chon thiếtthiết diệndiện theotheo điềuđiều kiệnkiện kinhkinh tếtế
GiảGiả
thiếtthiết
chi chi
phíphí
chocho
tổntổn
thấtthất
khôngkhông
đổiđổi
::
TổngTổng chi chi phíphí : :
ThiếtThiết diệndiện kinhkinh tếtế: C: C
00
⇒⇒ MinMin
F
P
C
E
3
0
=
F
P
PFPC

3
210
. ++=
2
30
0
P
P
F
dF
dC
=⇒=
•• PhươngPhương pháppháp mậtmật độđộ dòngdòng điệnđiện kinhkinh tếtế
ThiếtThiết diệndiện đượcđược chọnchọn làlà thiếtthiết diệndiện theotheo chuẩnchuẩn thiếtthiết kếkế vàvà gầngần giágiá
trịtrị thiếtthiết diệndiện kinhkinh tếtế nhấtnhất
Eco
J
I
A
max
=
2. 2. LựaLựa chọnchọn dâydây dẫndẫn
2.4. 2.4. ChọnChọn theotheo mậtmật độđộ dòngdòng điệnđiện kinhkinh tếtế
C
Eco
Eco
J
⇒ Chọn thiết diện sao cho gần
nhất với thiết diện kinh tế.
A

Eco
A
A
1
A
2
C
… 50 70 95 120 …. A(mm
2
)
A
eco
= 85mm
2
•• ThanhThanh cáicái là thiết bị dùng để tiếp nhận và phân phối điện năng.
• Thanh cái có thể ở dạng
thanh cái mềm
hoặc
thanh cái cứng
2. 2. LựaLựa chọnchọn thiếtthiết bịbị điệnđiện
2.5. 2.5. ChọnChọn thanhthanh cáicái
•• ThiếtThiết diệndiện củacủa thanhthanh cáicái đượcđược chọnchọn theotheo điềuđiều kiệnkiện phátphát
nóngnóng
dàidài
hạnhạn
nóngnóng
dàidài
hạnhạn
•• LựcLực điệnđiện độngđộng táctác độngđộng lênlên thanhthanh cáicái
lIBF

⋅
⋅
=
B: Từ trường cảm ứng (T)
I: Cường độ dòng điện (A)
2. 2. LựaLựa chọnchọn thiếtthiết bịbị điệnđiện
2.5. 2.5. ChọnChọn thanhthanh cáicái
•• LựcLực điệnđiện độngđộng táctác độngđộng lênlên thanhthanh cáicái
a
l
iF
P
22
max
10.76,1
−
=
i
P
:
Dòng
điện
ngắn
mạch
ba
pha
i
P
:
Dòng

điện
ngắn
mạch
ba
pha
xung kích (kA)
l
: Khoảng cách giữa các sứ (cm)
a
: Khoảng cách giữa các pha (cm)
•• MômenMômen uốnuốn táctác độngđộng lênlên phầnphần
giữagiữa cáccác sứsứ đỡđỡ
8
max
lF
M
⋅
=
2. 2. LựaLựa chọnchọn thiếtthiết bịbị điệnđiện
2.5. 2.5. ChọnChọn thanhthanh cáicái
•• ỨngỨng suấtsuất tínhtính toántoán trongtrong thanhthanh cáicái phảiphải nhỏnhỏ hơnhơn
ứngứng suấtsuất chocho phépphép::
per
W
M
σ≤
β
ν
=σ

.
6
.
2
2
b
h
hb
W
x
=
b
h
y
x
x
W
W: Mô-men chống uốn phụ thuộc
vào hình dạng và cách lắp đặt thanh
cái (cm
3
)
ν: Hệ số ổn định động
β: Hệ số phụ thuộc và dạng và số
lượng thanh cái
σ
per
: Ứng suất cho phép
6
.

2
b
h
W
y
=
y
D
y
x
32
.
2
D
W
y
π
=
3. 3. LựaLựa chọnchọn thiếtthiết bịbị điệnđiện
3.1. 3.1. ChọnChọn máymáy cắtcắt điệnđiện
•• ChứcChức năngnăng: :
DùngDùng đểđể đóngđóng cắtcắt mạchmạch
điệnđiện cócó dòngdòng điệnđiện phụphụ
tảitải
vàvà
cắtcắt
dòngdòng
điệnđiện
(1)
(2)

tảitải
vàvà
cắtcắt
dòngdòng
điệnđiện
ngắnngắn mạchmạch
•• PhânPhân loạiloại: :
–– Theo Theo côngcông nghệnghệ dậpdập hồhồ
quangquang: : DầuDầu (1), (1), khôngkhông
khíkhí (2), (2), chânchân khôngkhông vàvà
khíkhí SF6 (SF6 (SulphurSulphur
hexafluoride) (3)hexafluoride) (3)
–– LắpLắp đặtđặt: : NgoàiNgoài trờitrời (3), (3),
trongtrong nhànhà (4)(4)
(3)
(4)
3. 3. LựaLựa chọnchọn thiếtthiết bịbị điệnđiện
3.1. 3.1. MáyMáy cắtcắt caocao ápáp
•• ĐiềuĐiều kiệnkiện chọnchọn máymáy cắtcắt caocao ápáp
Lr
II
≥
I
L
: Dòng làm việc phụ tải, A
I
r
: Dòng định mức máy cắt, A
–– DòngDòng điệnđiện
–– ĐiệnĐiện ápáp ((VV

rr
))
sr
VV
≥
V
s
: Điện áp định mức của mạng, V
V
r
: Điện áp định mức của máy cắt, A
3. 3. LựaLựa chọnchọn thiếtthiết bịbị điệnđiện
3.1. 3.1. MáyMáy cắtcắt caocao ápáp
–– DòngDòng điệnđiện cắtcắt địnhđịnh mứcmức củacủa máymáy cắtcắt ((II
scsc
): ): hiệuhiệu quảquả vớivới dòngdòng điệnđiện
khoảngkhoảng (8(8÷÷63kA)63kA). .
''
ksc
II ≥
I”
k
: Dòng điện ngắn mạch ba pha siêu quá độ
–– DòngDòng điệnđiện ổnổn địnhđịnh độngđộng ((ImaIma): ): DòngDòng đỉnhđỉnh nhọnnhọn khoảngkhoảng (20(20÷÷160kA).160kA).
–– DòngDòng ổnổn địnhđịnh nhiệtnhiệt ((II
thzthz
): ):
Pma
iI
≥

thm
k
th
ththz
I
t
t
II ≥=
i
P
: Dòng điện xung kích
I
th
: Dòng điện ngắn mạch ba pha xác lập.
t
k
: Thời gian ổn định nhiệt lớn nhất
3. 3. LựaLựa chọnchọn thiếtthiết bịbị điệnđiện
3.2. 3.2. MáyMáy cắtcắt hạhạ ápáp
•• TiêuTiêu chuẩnchuẩn: IEC: IEC 947947 22
•• CấuCấu tạotạo::
1. Truyền động 5. Kim loại lưỡng tính
2. Cơ chế truyền động 6. Hiệu chỉnh
3. Tiếp xúc 7. Cuộn từ
4.
Thiết
bị
đầu
cuối
8.

Tín
hiệu
ra
4.
Thiết
bị
đầu
cuối
8.
Tín
hiệu
ra
•• ĐặcĐặc tínhtính::
3. 3. LựaLựa chọnchọn thiếtthiết bịbị điệnđiện
3.2. 3.2. MáyMáy cắtcắt hạhạ ápáp
•• DòngDòng điệnđiện((II
rr
): ):
Lr
II
≥
I
L
: Dòng làm việc, A
I
r
: Dòng cho phép, A
•• ĐiệnĐiện ápáp ((VrVr):):
sr
VV

≥
V
s
: Điện áp định mức lưới, V
V
r
: Điện áp máy cắt, V
•• DòngDòng ổnổn địnhđịnh độngđộng ((II
cncn
): ): dảidải dòngdòng điệnđiện lớnlớn nhấtnhất cócó thểthể gâygây hỏnghỏng
máymáy cắtcắt khoảngkhoảng (18(18÷÷100kA).100kA).
kkcn
III =≥
''
I”
k
: Dòng ngắn mạch siêu quá độ
3. 3. LựaLựa chọnchọn thiếtthiết bịbị điệnđiện
3.3. Dao 3.3. Dao cắtcắt phụphụ tảitải
•• CắtCắt phụphụ tảitải ((daodao cắtcắt phụphụ tảitải) )
–– ĐóngĐóng cắtcắt cáccác mạchmạch điệnđiện cócó dòngdòng
điệnđiện phụphụ tảitải
–– Dao Dao cắtcắt phụphụ tảitải hạhạ ápáp (1000V) (1000V)
thườngthường
làlà
dùngdùng
khíkhí
, ,
còncòn
đốiđối

vwoisvwois
thườngthường
làlà
dùngdùng
khíkhí
, ,
còncòn
đốiđối
vwoisvwois
trungtrung ápáp, , dùngdùng dầudầu hoặchoặc khíkhí SF6.SF6.
–– ĐiềuĐiều kiệnkiện
Pma
Lr
sr
iI
II
VV
≥
≥
≥
thm
k
th
ththz
I
t
t
II ≥=
3. 3. LựaLựa chọnchọn thiếtthiết bịbị điệnđiện
3.3. Dao 3.3. Dao cáchcách lyly

•• CáchCách lyly vềvề điệnđiện giữagiữa cáccác phầnphần tửtử
trongtrong mạchmạch điệnđiện(Dao (Dao cáchcách lyly) )
–– ĐóngĐóng cắtcắt mạchmạch điệnđiện khikhi khôngkhông tảitải
–– ĐiềuĐiều kiệnkiện chọnchọn
s
r
V
V
≥
t
Pma
Lr
s
r
iI
II
V
V
≥
≥
≥
thm
k
th
ththz
I
t
t
II ≥=
•• KếtKết hợphợp cầucầu chìchì

Pma
Lr
sr
iI
II
VV
≥
≥
≥
thm
k
th
ththz
I
t
t
II ≥=
"
kbc
II ≥
3. 3. LựaLựa chọnchọn thiếtthiết bịbị điệnđiện
3.5. 3.5. CầuCầu chìchì
•• ChứcChức năngnăng: : CắtCắt dòngdòng điệnđiện quáquá tảitải vàvà ngắnngắn mạchmạch
•• ĐiềuĐiều kiệnkiện chọnchọn
"
kbc
Lr
sr
II
II

VV
≥
≥
≥
V
s
: Điện áp định mức của lưới, V
V
r
: Điện áp định mức của cầu chì
I
L
: Dòng tải, I
r
: Dòng điện cho phép của cầu chì
I
bc
: Dòng điện cắt I
k
”: Dòng ngắn mạch