phương pháp tính toán lựa chọn dây dẫn

CH

NG VI

CH N DÂY D N

10/10/2015

1


Ch
1.

c thù c a l

ng VI

i đi n trung h th

2. Tính toán ch n dơy d n cho m ng đi n h
th .
3. Tính toán ch n dơy d n cho m ng đi n trung
th .

10/10/2015

2


6.1

c thù tính toán l

1. Công su t ph t i t

i đi n trung h th

ng đ i th p (vài kW đ n vài MW)

2. Chi u dài đ ng dây d n đi n ng n ( vài mét đ n d
ch c mét , m ng trung th ch vài km )
3. Các ph ng pháp đi dây h th th
nhi t b h n ch đ i v i dây d n .

i vài

ng khi n đi u ki n t n

4. M ng h th n i tr c ti p t i thi t b , c n chú ý các đi u
ki n làm vi c , v n hành và an toàn cho ng i .
5. M ng đi n phơn ph i do nhi u ph t i m c tr c ti p không
qua máy bi n áp nên yêu c u v ch t l ng đi n áp r t ch t
ch , m t khác kh n ng đi u ch nh đi n áp trong m ng
phơn ph i c ng h n ch so v i m ng truy n t i.
6. Khi thi t k m ng phơn ph i trung th th ng c n c vƠo
m c t n th t đi n áp cho phép đ ch n ti t di n dơy.

10/10/2015

3

Tính ph t i đi n
- KVA đ c cung c p
- Dòng t i t i đa Ilvmax=I tt

6.2 . Tính toán l
đi n h th

i

Xác đ nh kích c dơy d n
- Ch n lo i dơy d n vƠ lo i cách đi n
- Ch n các ph ng pháp l p đ t
- Ch n y u t hi u ch nh theo đi u ki n môi tr ng
- Xác đ nh ti t di n dây d n , tra dây d n theo dòng cho phép

-

Tính s t áp t i đa
i u ki n n đ nh , v n hành bình th
i u ki n đ ng c kh i đ ng

Tính toán dòng ng n m ch
- Dòng ng n m ch phía ngu n
- Giá tr dòng NM l n nh t
- Giá tr t i thi u INMmin
cu i dơy d n

10/10/2015

L a ch n các thi t b b o v
- Dòng đ nh m c
- Kh n ng c t
- B o v ghép t ng
- Ki m tra tính ch n l c

ng

S đ kh i
các b c
ch n ti t
di n cáp và
đánh giá
thi t b b o
v v im t
m ch cho
s n
4


6.2 . Ch n dơy d n trong l

i đi n h th

6.2.1. Nhi t đ cho phép c a dơy d n vƠ cáp ng m (cp)
Nhi t đ

cho phép c a dây d n và cáp ng m (cp) là nhi t đ

nh t mà khi làm vi c
đ

l n

nhi t đ này , dây d n và cáp v n còn gi

c đúng đ c tính nhi t và c c a nó .

i v i dây tr n : cp  70 0C .
cp d a trên đ c tính c a m i n i _ đây là ch ti p xúc kém nh t
khi có dòng đi qua ,s gây nên hi n t ng phát nóng nhi u nh t _
Khi nhi t đ t ng quá giá tr cho phép , ch ti p xúc s b oxy hóa
m nh làm t ng đi n tr ti p xúc và ngày càng nóng lên cho t i khi
đ ng dây không làm vi c đ c n a .
•

10/10/2015

5


6.2. 1. Nhi t đ cho phép c a dây d n và cáp ng m (cp)
• Dây có b c cách đi n : b ph n ch u nhi t kém nh t là l p cách
đi n b c quanh dây d n nh cao su , PVC…. Tính cách đi n c a dây
ch đ c đ m b o khi nhi t đ c a lõi dây không v t quá cp c a v t
li u cách đi n đó . cp c a dây có b c ph thu c v t li u cách đi n
c a nó .
Cách đi n b ng cao su , PVC có cp = 600C  80 0C ; cách đi n b ng
s i amiang , s i th y tinh cp = 1000C  120 0C .

• Cáp ng m có v b c kim lo i b ng chì ho c nhôm , cách đi n b ng
gi y t m d u , khi b nóng lên v t li u cách đi n này s dãn n và khi
ngu i đi thì co l i nhi u h n v b c chì . Do đó s hình thành kho ng
tr ng không khí gi a cách đi n và v b c , d i tác d ng c a đi n
tr ng , không khí đơy s b ion hóa đ m nh và gây nên hi n t ng
ch c th ng cáp .
cp = 500C – 80 0C
10/10/2015

6


6.2.2. Hi n t

ng phát nóng c a dây d n

Khi có dòng đi n ch y qua , dây d n s nóng lên , s bi n thiên
nhi t đ trong dây d n theo th i gian đ c bi u di n b ng hàm s

 


0

(

 t / T)
)(
1
e


0

max 

T

max

1

2

0
t

10/10/2015

: đ chênh nhi t đ c a
dây d n so v i môi tr ng
chung quanh ( 0 C).
 : nhi t đ c a dây d n sau
khi có dòng đi n ch y qua t
giây ( 0 C).
0 : nhi t đ môi tr ng
chung quanh ( 0 C).
max : nhi t đ gi i h n l n
nh t đ i v i dây d n ( 0 C).
T : h ng s th i gian phát
nóng c a dây d n (s).

7


6.2.2. Hi n t

ng phát nóng c a dây d n

I=const

I=const ch y qua , dây d n b đ t nóng , nhi t l ng phát ra chia làm 2 ph n :
m t ph n làm nóng dây d n , ph n còn l i t a ra môi tr ng chung quanh .
 Nhi t l ng t a ra môi tr ng theo 3 đ ng : b c x , đ i l u và truy n d n .
Vì h s truy n d n không khí r t th p nên ch xét đ n hi n t ng đ i l u và
b cx .
 giai đo n đ u , dòng đi n làm cho nhi t đ dây d n t ng tuy n tính theo
đ ng th ng , do hi n t ng đ i l u và b c x , m t ph n nhi t l ng t a ra
môi tr ng chung quanh .
 Khi đ t đ n tr ng thái cân b ng nhi t , nhi t đ c a dây d n b ng v i nhi t
đ môi tr ng chung quanh , nhi t l ng phát sinh s t a h t ra môi tr ng
chung quanh, dây d n đ t nhi t đ xác l p
 Dây d n đ t nhi t đ xác l p khi t = (3  4)T
10/10/2015

8


6.2.3. Dòng đi n cho phép c a dây d n và cáp
Dòng đi n cho phép ( Icp ) là dòng đi n ch y qua dây d n lâu dài làm cho
dây nóng lên t i nhi t đ không v t quá nhi t đ cho phép .
 Dòng đi n I ch y qua dây d n có đi n tr r trong m t đ n v th i gian s phát

sinh nhi t l ng
l

Q  K 1 .I 2 .r  K 1 .I 2 . .

F

K1 : h s qui đ i công su t đi n ra nhi t
 : đi n tr su t c a dây d n ; l : chi u dài dây ; F : ti t di n dây (mm2)
L

ng nhi t t a ra môi tr

ng chung quanh

Q  K2( 

0

)S

K2 : h s t a nhi t ( W/cm2.đ C ) là nhi t l ng t a ra trong 1giây t 1cm2 b
m t dây d n khi đ chênh nhi t gi a dây d n và môi tr ng là 10C ;
S =.d.l : di n tích b m t t n nhi t (cm2 ) , d : đ ng kính dây d n (cm) .
0 : nhi t đ dây d n và c a môi tr ng chung quanh
H s truy n nhi t c a dây d n ph thu c vào :
•nhi t đ ban đ u c a dây d n .
•t c đ chuy n đ ng c a không khí g n dây d n .
10/10/2015

9


6.2.3. Dòng đi n cho phép c a dây d n và cáp

l

tr ng thái cân b ng nhi t , nhi t l ng
phát ra trong m t đ n v th i gian b ng nhi t
l ng t a ra môi tr ng chung quanh

d
S

d

l
Q  K 1 .I .r  K 1 .I . .  K 2 ( 
F
2

I  K3

2

)S

S  d.l(cm 2 )

F(  0 )S

K2
; K3 
.l
K1

I cp  K 3
10/10/2015

0

l

F(

cp

-

0

)S

.l
10


6.2.3. Dòng đi n cho phép c a dây d n và cáp



1. Dòng đi n cho phép t l v i

F(

I'cp  K 3

I'cp



2. Icp t l v i

(

cp

-

(

cp

-

cp

-

'0 )S
.l

0

)

'0 )



1

;I'cp  I cp

2

2
1

1

I cp1
I cp 2
10/10/2015

0

ng chung quanh là ’0 khác nhi t đ tiêu chu n 0

Khi nhi t đ môi tr

I cp



2
=
1

I cp 2 = I cp1

1
2
11


6.2.3. Dòng đi n cho phép c a dây d n và cáp
3. Dây cùng lo i nh ng có đ

I cp1
I cp 2



4. Icp t l v i

ng kính khác nhau

 d2 
F1 .S1
d

 I cp 2  I cp1
 I cp1  
F2S 2
d
 d1 
3
2
3
1

F .S 

Dòng cho phép s t ng khi đ

3
2

3/ 2
d2
. . .d.l  d
4

ng kính dây t ng hay ti t di n dây t ng

5. M t đ dòng đi n cho phép theo đi u ki n phát nóng

I cp

3/ 2

d
J 
 2 d
F
d

-1 / 2

1

d

M t đ dòng cho phép s gi m khi ti t di n dây t ng ,dây càng to thì m t
đ dòng cho phép càng th p
12
10/10/2015


6.2.4 Ch n dây d n và cáp h th theo đi u ki n phát nóng và và ph i
h p v i thi t b b o v
1. Theo đi u ki n phát nóng: dây d n đ c l a ch n theo dòng đi n tính toán
c a t i sao cho nhi t đ dây d n không l n h n nhi t cho phép c a dây d n
v i m i giá tr dòng đi n t i ch đ dài h n

I cp  I lvmax

Giá tr Icp tra đ c th ng ng v i đi u ki n th nghi m n i s n xu t , ví
d nhi t đ 0 , dây ch m t s i … C n qui đ i dòng cho phép theo đi u
ki n t n nhi t c th n i l p đ t nh theo nhi t đ môi tr ng , ph ng
pháp l p đ t , s dây đi song song …

I lvmax
I  I cp .k hc  I lvmax  I cp 
k hc
'
cp

Icp - dòng đi n cho phép c a dơy d n (A) _tra theo catalog.
I lvmax -dòng đi n l n nh t ch y trong dơy d n (A)
Khc - h s hi u ch nh, ph thu c vƠo cách l p đ t ,s m ch đi k .......
10/10/2015

13


a. Xác đ nh c dây đ i v i cáp không chôn d

iđ t

Khc= K1.K2.K3
Xác đ nh mã ch cái ph thu c :
- d ng c a m ch (1 pha, 3 pha ...)
- d ng l p đ t.
D ng c a dây

Cách l p đ t

Mã đi
dây

B

Dây 1 lõi và nhi u lõi

-d i l p n p đúc, có th l y ra đ c
ho c không, b m t đ l p v a ho c
n p b ng.
-d i sàn nhà ho c sau tr n gi
-trong rãnh, ho c ván lát chân t ng
-khung treo có b m t ti p xúc v i
t ng ho c tr n
-trên nh ng khay cáp không đ c l

C

-thang cáp, khay có đ c l ho c trên
congxom đ
-treo trên t m chêm
-cáp móc xích ti p n i nhau

E

Cáp có nhi u lõi

Cáp 1 lõi
10/10/2015

F
14

Xác đ nh các h s
Hê sô K1 th hi n nh h

ng c a cách th c l p đ t

i v i cáp không chôn trong đ t, h s K đ c tr ng cho đi u ki n
l p đ t và g m 3 h s thành ph n K = K1 x K2 x K3
Mã ch
B

Ví d

K1

Cáp đ t th ng trong v t li u
cách đi n ch u nhi t

0,70

ng dây đ t trong v t li u
cách đi n ch u nhi t

0,77

Cáp đa lõi

0,90

H m và m

ng cáp kín

Cáp treo trên tr n

0,95

0,95

C
Các tr

ng h p khác

1

B, C, E, F
10/10/2015

15


Hê sô K2 th hi n nh h

ng c a s l

ng dây đ t k nhau

Hai m ch đ t k nhau khi kho ng cách L gi a 2 dây nh h n 2 l n đ ng kính
c a 2 cáp nói trên.

Khi s l p cáp nhi u h n 1 , K2 c n đ c nhân v i các h s sau
2 l p : 0,8 ;3 l p : 0,73 ;4 ho c 5 l p : 0,7
H s K2

Mã
ch
cái

Cách th c đ t g n nhau

B,C

C

1

2

L p ho c chôn trong
t ng

1,0

0,8

Hàng đ n trên t ng ho c
n n nhà, ho c trên khay
cáp không đ c l

1

HƠng đ n trên tr n
E,F

10/10/2015

ng m ch ho c cáp đa lõi
5
6
7
8
9 12

16

20

0,7 0,65 0,60 0,57 0,54 0,52 0,5 0,45 0,41 0.38

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

0,95 0,81 0,72 0,68 0,66 0,64 0,63 0,62 0,61 0,61

HƠng đ n n m ngang ho c
1
trên máng đ ng
Hàng đ n trên thang cáp,
công xom

S l

3
4

1

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

0,87 0.82 0,8 0,8 0,79 0,79 0,78 0,78 0,78
16


H s K3 th hi n nh h
v i d ng cách đi n
Nhi t đ
môi tr ng Cao su (ch t
d o)
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
75

80
10/10/2015

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

ng c a nhi t đ t

Cách đi n
PVC

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

-

ng

ng

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


Ví d ch n dây không chôn d

Icpdd  K hc  Ilvmax  Icpdd 
25
 Icpdd 

 36,8A
0,68

Ilvmax
K hc

Ti t di n dây s đ c tìm nh sau:
giá tr g n nh t và l n h n 36,8A :

iđ t

Cáp 3 pha 3 lõi XLPE đ t trên khay
đ c l có 3 m ch cáp khác g m:
- 1 cáp 3 pha 3 lõi (ký hi u 1)
- 3 cáp m t pha (ký hi u 2)
-6 cáp m t pha (ký hi u 3) ;m ch cáp
s 3 ch a 2 cáp cho m i pha.
V y s có 5 cáp 3 pha có trong hàng
Nhi t đ môi tr ng là 400C.
Mã ch cái theo ph ng 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
Ch n dây d n XLPE này khi Ilvmax=25A
c t PR3 ng v i mã ch cái E và

 Ch n dây đ ng v i ti t di n 4mm2, Icp=42A
 Dây nhôm s là 6mm2 có Icp = 43A
10/10/2015

18


Mã
ch
cái

B

Cách đi n và s dây
Cao su ho c PVC
Butyl ho c XLPE ho c EPR
PVC3 PVC2
PR3
PR2

C
E

PVC3

PVC2
PVC3

F
1,5
2,5
4
6

10
16
25
35

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

Ti t
2,5
di n c t 4
ngang
6
dây
10
nhôm
16
2
(mm )
25
35
50

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

Ti t
di n
c t
ngang
dây
đ ng
(mm2)

10/10/2015

B

PR3
PVC2

PR2
PR3

22
30
40
51
70
94
119
147

PVC2
23
31
42
54
75
100
127
158

PR3
24
33
45
58
80
107
138
169

26
36
49
63
86
115
149
185

PR2 F

1,5
2,5
4
6
10
161 16
200 25
35

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
121 25
150 35
184 50

PR2

C
E

Mã

ch
cái

Ti t
di n
c t
ngang
dây
đ ng
(mm2)

Ti t
di n
c t
ngang
dây
nhôm
(mm2)
19


b.Xác đ nh c dây cho dây chôn d

iđ t

Khc = K4xK5xK6xK7
Cách l p đ t
t trong ng b ng đ t nung, ng ng m ho c rãnh đúc
Tr ng h p khác
S dây

đ t k nhau
Chôn ng m

1
1

2
0,8

K5
s m ch ho c cáp nhi u lõi
3
4
5
6
7
8
9
0,7 0,65 0,6 0,57 0,54 0,52 0,5

N u cáp đ c đ t thành nhi u
l p, K5 đ c nhân v i: 2 l p
:0,8 ; 3 l p : 0,73
Tính ch t c a đ t
r t
t (bão hòa)
t
m
khô
r t khô

10/10/2015

K6
1,21
1,13
1,05
1
0,86

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

cách đi n
PVC
1,10
1,05
1,00
0,95
0,89

0,84
0,77
0,71
0,63
0,55
0,45

K4
0,8
1

12
16
20
0,45 0,41 0,38
XLPE, EPR
1,07
1,04
1,00
0,96
0,93
0,89
0,85
0,8
0,76
0,71
0,65

20

Ví d

Dây 1 pha, 220V đ t v i 4 dây khác trong ng ng m. Nhi t
đ đ t 200C. Dây b c PVC và c p cho t i chi u sáng 5kW.
K4 =0,8 ;K5 = 0,6 ;K6 = 1,0 ;K7 = 1,0
K = K4 x K5 x K6 x K7= 0,48

5000
 22,73A
Ilvmax 
220
Ilvmax 22,73

 47,35A
Icpdd 
0,48
K hc
Ti t di n dây d n


c t PVC, 2 dây, dòng 54A thích

 N u dùng dây nhôm, t
cho phép lâu dài là 68A.
10/10/2015

ng v i dây đ ng 4 mm2.

Icpdd ch n ti t di n 10mm2 v i dòng

21


Cao su ho c PVC

Ti t
di n
dây
đ ng
(mm2)

Ti t
di n
dây
nhôm
(mm2)
10/10/2015

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

10
16
25
35
50
70
95
120

Cách đi n và s dây

Bytyl ho c XLPE, ho c EPR

3 dây

2dây

3 dây

2 dây

26
34
44
56
74
96
123
147
174

216
256
290
57
74
94
114
134
167
197
224

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

237
270

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

37
48
63
80
104
136

173
208
247
304
360
410
80
104
133
160
188
233
275
314

22


6.2.4 Ch n dây d n trong m ng h th theo đi u
ki n phát nóng và ph i h p v i thi t b b o v
2. Theo đi u ki n b o v : ti t di n đ
b ov

'
cpdd

I

IBVnhiet - dòng ng

c l a ch n ph i th a đi u ki n

 Khc Icpdd  IBVnhiet
ng b o v nhi t ( ch ng quá t i ) c a các thi t b b o

v (CB/CC)
Khc – h s hi u ch nh khi ch n ti t di n dơy

Ch n dơy d n th a mưn c hai đi u ki n, n u theo đi u ki n 2 không có
trong cataloge thì ch n giá tr không nh h n đi u ki n 1

10/10/2015

23


6.2.4 Ch n dây d n trong m ng h th
nóng và ph i h p v i thi t b b o v

theo đi u ki n phát

3.Ki m tra đi u ki n s t áp
 Ch n dơy theo đi u ki n phát nóng ch a xét đ n t n th t đi n áp trên
m ng đi n

 T ng t n th t max đi n áp trên m ng đi n không v
chu n

Tiêu chu n v

t quá giá tr tiêu

Ucp%

ng dây đi n áp 6-10kV: ±5%




H th ng chi u sáng +3%; -2.5%.



M ng công nghi p ch đ làm vi c bình th



M ng công nghi p ch đ kh i đ ng : ±8%

 S t áp s đ c tính theo đ
MBA đ n thi t b

ng dây t

ng: ±5%

thanh cái c a TPPC ho c đ u

U
U% 

 100
Uđm

10/10/2015

24


6.2.5 . Dây trung tính
a. Ti t di n dây trung tính (SN) ph thu c vƠo :
- d ng c a s đ n i đ t, TT, TN,.v.v;
- ph

ng pháp b o v ch ng ch m đi n gián ti p.

b. M ch m t pha có Spha  16mm2 (Cu) ho c 25mm2 (Al) : SN=Spha
c. H th ng 3 pha Spha  16mm2 (Cu) ho c 25mm2 (Al) : Ch n SN
+ b ng v i dơy pha ho c

+ nh h n v i đi u ki n :
a) dòng ch y trong dơy trung tính trong đi u ki n lƠm vi c bình th
h n giá tr cho phép Icpdd.

nh h

ng nh

ng c a hƠi b c 3 c n đ t bi t chú ý .

b) công su t t i 1 pha nh h n 10% so v i t i 3 pha cơn b ng, ho c

c) dơy trung tính có b o v ch ng ng n m ch.
10/10/2015

25