Báo cáo bài tập lớn môn khí cụ điện tính toán lựa chọn khí cụ điện cho sơ đồ mạng điện hạ áp được

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HỒ CHÍ MINH

BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN

MÔN KHÍ CỤ ĐIỆN

TÍNH TOÁN LỰA CHỌN KHÍ CỤ ĐIỆN

CHO SƠ ĐỒ MẠNG ĐIỆN HẠ ÁP ĐƯỢC

CUNG CẤP BỞI MỘT MÁY BIẾN ÁP

GVHD: thầy Nguyễn Xuân Cường

SVTH: Ngô Chấn Nghiệp

MSSV: 1712310

Lớp: VP17NL

TP.Hồ Chí Minh, ngày 15 tháng 10 năm 2021

BTL Khí cụ điện – GVHD: Thầy Nguyễn Xuân Cường October 15, 2021

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN .................................................................................................................................. 3

LỜI GIỚI THIỆU ............................................................................................................................ 4

ĐỀ BÀI TẬP LỚN............................................................................................................................ 5

0. GIỚI THIỆU............................................................................................................................. 7

1. TÍNH TOÁN SƠ BỘ ................................................................................................................. 8

1.1. Tính dòng điện tải Ib .......................................................................................................... 8

1.2. Lựa chọn CB.................................................................................................................... 11

2. TÍNH TOÁN KÍCH THƯỚC DÂY DẪN ................................................................................ 12

2.1. Lựa chọn máy biến áp: .................................................................................................... 12

2.2. Tính toán độ sụt áp: ......................................................................................................... 27

3. TÍNH TOÁN LỰA CHỌN CB THEO DÒNG NGẮN MẠCH ................................................ 34

3.1. Tính toán dòng ngắn mạch 3 pha lớn nhất:...................................................................... 34

3.2. Kiểm tra khả năng cắt dòng ngắn mạch của CB: ............................................................. 44

3.3. Kiểm tra độ bền nhiệt của dây dẫn: ................................................................................. 45

4. LỰA CHỌN BỘ BẢO VỆ ĐỘNG CƠ .................................................................................... 48

5. TÍNH BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG ................................................................................ 52

5.1. Các thông số cần chú ý: ................................................................................................... 52

5.2. Tính toán thực tế: ............................................................................................................ 53

6. LỰA CHỌN KIỂM TRA SỰ BẢO VỆ CHỌN LỌC CỦA CB ................................................ 61

7. BẢO VỆ ĐIỆN GIẬT GIÁN TIẾP.......................................................................................... 67

7.1. Tính toán kiểm tra bảo vệ điện giật gián tiếp: .................................................................. 67

7.2. Tính dòng chỉnh định bảo vệ ngắn mạch của CB .................................................................. 76

7.3. Biện pháp khắc phục nếu có: ................................................................................................ 89

8. LỰA CHỌN THIẾT BỊ ĐÓNG CẮT VÀ BẢO VỆ MÁY BIẾN ÁP ........................................... 90

8.1. Lựa chọn sơ đồ và thiết bị bảo vệ trong trường hợp có một lộ vào và hai lộ vào 22kV .......... 90

8.2. Lựa chọn CT,VT: ............................................................................................................... 102

9. TÍNH TOÁN BẰNG PHẦN MỀM ECODIAL 4.9INT.......................................................... 103

10. KẾT LUẬN ....................................................................................................................... 120

2 | P a g e

BTL Khí cụ điện – GVHD: Thầy Nguyễn Xuân Cường October 15, 2021

LỜI CẢM ƠN

Em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn và giảng dạy của thầy Nguyễn

Xuân Cường về các kiến thức của môn học Khí cụ điện và cung cấp cho em

và các bạn nhiều nguồn tài liệu thực tế, phong phú và đa dạng. Sự hỗ trợ của

thầy đã giúp em có thể hoàn thành đề tài đúng hạn và đạt được mục tiêu đã đề

ra. Bài tập lớn được em hoàn thành trong thời gian 7 tuần học, song song với

việc học kiến thức môn học trên lớp nên không tránh khỏi những thiếu sót. Em

rất mong nhận được sự góp ý và chỉnh sửa từ thầy để bài báo cáo được hoàn

thiện hơn.

3 | P a g e

BTL Khí cụ điện – GVHD: Thầy Nguyễn Xuân Cường October 15, 2021

LỜI GIỚI THIỆU

Môn học Khí cụ điện đã cung cấp cho em kiến thức về khái niệm,

nguyên lý hoạt động, các thông số đặc trưng và tính ứng dụng của các loại

thiết bị điện được lắp đặt trong lưới phân phối điện dân dụng và công nghiệp

như: các thiết bị đóng cắt và bảo vệ lưới điện: MCB, MCCB, ACB, RCCB,

máy ngắt trung thế, các thiết bị đóng cắt và bảo vệ động cơ (Contactor, Relay

nhiệt,…) và các thiết bị khác như Tủ điện, Cáp diện, Thanh dẫn điện

(Busway), Máy biến áp, Phụ tải,…

Sử dụng các kiến thức hướng dẫn lựa chọn, lắp đặt, thiết kế các thiết bị

điện vào mạng điện hạ thế theo đúng tiêu chuẩn kỹ thuật (TCVN, IEC,…). Áp

dụng kiến thức về sơ đồ nối đất, lựa chọn CB, lựa chọn dây dẫn, tính toán dòng

ngắn mạch, tính toán sụt áp, phối hợp bảo vệ quá điện áp, phối hợp chỉnh định

các bộ bảo vệ, bù công suất phản kháng,…từ đó lựa chọn thiết bị điện vừa đảm

bảo sự hiệu quả về mặt kỹ thuật, vừa đảm bảo tính kinh tế cho mạng điện.

Thực hành mô phỏng sơ đồ mạng điện với phần mềm Ecodial 4.9INT,

từ đó học hỏi thêm một phần mềm mô phỏng mới, tiến hành mô phỏng, so

sánh và đối chiếu với mạng điện đã lựa chọn thiết kế ban đầu, từ đó rút ra

những điểm cần lưu ý, những sai sót trong lựa chọn, tính toán góp phần nâng

cao và tích lũy kiến thức môn học.

4 | P a g e

BTL Khí cụ điện – GVHD: Thầy Nguyễn Xuân Cường October 15, 2021

ĐỀ BÀI TẬP LỚN

Đề số 4 – Các thông số:

5 | P a g e

BTL Khí cụ điện – GVHD: Thầy Nguyễn Xuân Cường October 15, 2021

6 | P a g e

BTL Khí cụ điện – GVHD: Thầy Nguyễn Xuân Cường October 15, 2021

0. GIỚI THIỆU

- Thư mục lưu BTL báo cáo hàng tuần và các tài liệu tham khảo:

https://drive.google.com/drive/folders/1INTgeJBw- wd1jjA1c2C9HbP6p8fwyewu?

usp=sharing

- Electrical Installation Guide 2018 Schneider.

- Selectivity, Cascading and Coordination Guide 2021.

- Catalogues: Compact NS 2019, TeSys 2019, Schneider SM6 modular units 2020,

Compact NSX&NSXm, Mircologic Control Unit 2.0A...7.0A,…

- TCVN 7447-1:2010 (IEC60364)-1:2005) về Hệ thống lắp đặt điện hạ áp

https://vanbanphapluat.co/tcvn-7447-1-2010-he-thong-lap-dat-dien￾ha-ap-nguyen-tac-co-ban#toan-van

- Một số kiểu sơ đồ cung cấp điện:

https://www.dienhathe.com/so-do-noi-day-cua-mang-dien/

- Tài liệu môn học Khí cụ điện trên BKel

- Tài liệu hỗ trợ kiến thức cơ bản của hệ thống lưới điện (website)

https://cskh.npc.com.vn/TinTuc/ChiTietTinNPC?MA_TBAI=255

7 | P a g e

BTL Khí cụ điện – GVHD: Thầy Nguyễn Xuân Cường October 15, 2021

1. TÍNH TOÁN SƠ BỘ

1.1. Tính dòng điện tải Ib

a. Dòng điện định mức của tải (3 pha)

Các tải bình thường (tải L): cos



0.8và   1

Các tải động cơ (tải M): tra bảng B4 (trang B19-B20 Sách HD TK lắp đặt điện)

Iđm được tính bằng công thức: I 

P

dm

dm

U 3 cos

Bảng 1: Kết quả tính dòng điện định mức của tải

Phụ tải L15 M16 M17 M18 M9 L19 L20 L21

Pđm (kW) 90 37 45 11 185 40 35 20



1 0,9 0,91 0,87 0,94 1 1 1

cos

0,8 0,86 0,86 0,86 0,87 0,8 0,8 0,8

Iđm (A) 282,4 69 83 21,2 326,5 72,2 63,1 36

b. Dòng làm việc của tải Ib = Ksd.Iđm

Ksd: hệ số sử dụng, biện luận việc lựa chọn hệ số.

 Tải động cơ, chọn Ksd = 1

 Tải bình thường, chọn Ksd = 0,8

8 | P a g e

BTL Khí cụ điện – GVHD: Thầy Nguyễn Xuân Cường October 15, 2021

 Chọn dựa vào FigA14 – An example in estimating the maximum predictd

loading of an installation. (Page A21 – Electrical Installation Guide according to IEC

standards Schneider Electric 2015)

Bảng 2: Kết quả tính dòng điện làm việc của tải

Phụ tải L15 M16 M17 M18 M9 L19 L20 L21

Idm (A) 282,4 69 83 21,2 326,5 72,2 63,1 36

Ksd 1 0,8 0,8 0,8 0,8 1 1 1

Ib(A) 282,4 55,2 66,4 16,96 261,2 72,2 63,1 36

c. Dòng điện tải trong các dây dẫn

I

b

 k dt Ibi

Kdt: hệ số đồng thời.

9 | P a g e

BTL Khí cụ điện – GVHD: Thầy Nguyễn Xuân Cường October 15, 2021

Bảng 3: Dòng điện tải trên các dây dẫn

Dây

C1 C7 C8 C9 C10 C11 C15 C16 C17 C18 C19 C20 C21

dẫn

k

dt 0.8 1 0.75 1 1 1 1 1 1 1 1



I

bi 1022,14 162,38 138,56 261,2 282,4 55,2 66,4 16,96 72,2 63,1 36

i

I

b _ tong

817,71 162,38 103,92 261,2 200 260 282,4 55,2 66,4 16,96 72,2 63,1 36

( A)

 kdt = 0,8 với C1 (tra bảng B16 trang B3).

 kdt = 0,75 với C8. Trong đó M9 là tải động cơ mạnh nhất



kdt =1

Dòng điện tải trên dây dẫn C7 tính bằng công thức:

U

Usc



I

tc

I

tc



400



I

b15

 I 

I

b15

162.38A

230 I

b7

400

sc b7

230

Dòng điện tải dây C1 = kdt.(IbC7 + IbC8 + IbC9+ IbC10 + IbC11).

Xem như IbC10 = 200A và IbC11 = 260A vì có thêm tải phát triển thêm.

10 | P a g e

BTL Khí cụ điện – GVHD: Thầy Nguyễn Xuân Cường October 15, 2021

1.2. Lựa chọn CB

Bảng 4: Lựa chọn sơ bộ CB

Hệ số

Dây

chỉnh

Ir Icu

Ib (A) In (A) Tên CB Tên trip unit dòng

dẫn (A) (kA)

quá

tải

C1 817,71 1000

Compact

Micrologic 2.0 0,82 850 70

NS1000H

C7 162,38 250 NSX250B Micrologic 2.0 0,65 165 25

C8 103,92 160 NSX160 Micrologic 2.0 0,65 110 25

C9 261,2 400 NSX400 Micrologic 2.3M 0,65 275 36

C10 200 250 NSX250B TM250D 0,8 210 25

C11 260 400 NSX400 Micrologic 2.0 0,65 265 36

C15 282,4 400 NSX400 Micrologic 2.0 0,706 285 36

C16 55,2 63 NSXm Micrologic 2.2M 0,88 60 16

C17 66,4 100 NSX100B Micrologic 2.2M 0,66 70 25

C18 16,96 63 NSXm-E Micrologic 2.2M 0,27 20 16

C19 72,2 100 NSX100B TM100D 0,72 75 25

C20 63,1 100 NSX100B Micrologic 2.0 0,63 65 25

C21 36 63 NSXm TM63D 0,57 40 16

11 | P a g e

BTL Khí cụ điện – GVHD: Thầy Nguyễn Xuân Cường October 15, 2021

2. TÍNH TOÁN KÍCH THƯỚC DÂY DẪN

2.1. Lựa chọn máy biến áp:

a. Tính công suất biểu kiến máy biến áp:

Máy biến áp T1:

S  3UI

bC1

 3.400.817, 71  566, 526( kVA)

T 1

Máy biến áp T7:

S  3UI

bC 7

 3.230.282, 4 112, 5( kVA)

T 7

Chọn MBA cho T1 theo tài liệu Electrical installation guide 2018 tại mục “4.5

Choice of transformer rating” (page A22 – Fig A.16):

12 | P a g e