Dùng phần mềm ecodial chọn các phần tử cho nhà máy

CHƯƠNG IV DÙNG PHẦN MỀM ECODIAL CHỌN CÁC PHẦN TỬ CHO NHÀ MÁY 4.1 Dây dẫn: Chọn dây dẫn là một công việc quan trọng, vì dây dẫn chọn không phù hợp, tức không thõa các yêu cầu về kỹ thuật thì có thể dẫn đến các sự cố như chập mạch do dây dẫn bị phát nóng quá mức dẫn dến hư hỏng cách điện. Từ đó làm giảm độ tin cậy cung cấp điện và có thể gây ra nhiều hậu quả nghiêm trọng. Bên cạnh việc thoã mãn các yêu cầu về kỹ thuật thì việc chọn lựa dây dẫn cũng cần phải thoã mãn các yêu cầu kinh tế. Cáp dùng trong mạng điện cao áp và thấp áp có nhiều loại, thường gặp là cáp đồng, cáp nhôm, cáp một lõi, hai lõi, ba hay bốn lõi, cách điện bằng dầu, cao su hoặc nhựa tổng hợp. Ơ cấp điện áp từ 110kV đến 220kV, cáp thường được cách điện bằng dầu hay khí. Cáp có điện áp dưới 10kV thường được chế tạo theo kiểu ba pha bọc chung một vỏ chì, cáp có điện áp trên 10 kV thường được bọc riêng lẻ từng pha. Cáp có điện áp từ 1000V trở xuống thường được cách đện bằng giấy tẩm dầu, cao su hoặc nhựa tổng hợp. Dây dẫn ngoài trời thường là loại dây trần một sợi, nhiều sợi, hoặc dây rỗng ruột. Dây dẫn đặt trong nhà thường được bọc cách điện bằng cao su hoặc nhựa. Một số trường hợp ở trong nhà có thể dùng dây trần hoặc thanh dẫn nhưng phải treo trên sứ cách điện. Trong mạng điện xí nghiệp, dây dẫn và cáp thường được chọn theo hai điều kiện sau: - Chọn theo điều kiện phát nóng cho phép. - Chọn theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép. Ở mạng điện xí nghiệp thông thường ta sẽ chọn dây theo điều kiện phát nóng sau đó sẽ kiểm tra lại sụt áp thỏa điều kiện sau : ΔUΣ ΔUcp = 5% Uđm (4.1) ΔU = = (4.2) Ta tra bảng số liệu [1,H1-26] thì độ sụt áp cho phép là 5%. - Li :chiều dài phân đoạn thứ i (m) - R0 :điện trở của dây (). - X0 :cảm kháng của dây (). X0 được bỏ qua khi có tiết diện nhỏ hơn 10mm2.Với điện áp U < 1000V và không có thông tin nào khác về cảm kháng, đối với cáp ta lấy Xo= 0,07 0,09 Nếu nhiệt độ nơi đặt dây dẫn hoặc cáp khác với nhiệt độ quy định thì ta phải hiệu chỉnh theo hệ số hiệu chỉnh K [TL-1]. Do đó tiết diện dây dẫn và cáp được chọn phải thoã mãn điều kiện sau: Icp ³ (4.3) Ilvmax : Dòng làm việc cực đại. Ilvmax= K : tích các hệ số hiệu chỉnh. - Nếu lắp đặt dây trên không: K = K1*K2*K3 [1] (4.4) K1: ảnh hưởng của nhiệt độ môi trường đối với vật liệu cách điện. K2: ảnh hưởng tương hỗ của các mạch đặt kề nhau. K3: thể hiện ảnh hưởng của cách lắp đặt. - Nếu dây được chôn ngầm dưới đất: K = K4*K5*K6*K7 (4.5) K4: thể hiện ảnh hưởng của cách lắp đặt. K5: ảnh hưởng của các mạch đặt kề nhau. K6: thể hiện ảnh hưởng của đất chôn cáp. K7: ảnh hưởng của nhiệt độ đất. Tính toán bằng phần mềm Trong “chương 3” đã xác định được phụ tải tính toán cho tất cả các TĐL, cho toàn nhà máy. Trong chương này ta sẽ chọn dây dẫn,CB, thanh góp cho nhà máy.Ở đây ta chỉ tính toán cho nhánh “MP-TĐL1- Nhánh số 8 của TĐL1”, các nhánh khác tính tương tự. Vào màn hình làm việc mở File “TĐL1” và thay phần tử “Source” Hình 4.1 : Ta chọn biểu tượng này để kết nối file TĐL1 với ECO.hil Nhấp vào biểu tượng để tính toán chọn thiết bị . Sau đó sẽ xuất hiện hộp thoại Hình 4.2 Upstream Project : chọn file ECO.hil Upstream Circuit : chọn file MACH TDL1 : Chương trình sẽ tự tính và cho kết quả ở hộp thoại sau Hình 4.3 Loại CB được chọn Loại cáp được chọn Ta có thể thay đổi các thông số như: + Đối với dây dẫn : loại dây, cách đi dây, chiều dài dây, tiết diện dây.v.v.. + Đối với CB : loại CB, loại “Trip Unit”.v.v.. + Đối với thanh góp : chiều dài, bề dày, bề rộng .v.v.. Nhấn : chương trình tính lại và kết quả sẽ được thay đổi Sau đó ta nhấp vào TĐL1 , kết quả của thanh góp TĐL1 hiển thị ở bảng sau Hình 4.4 : Kết quả của thanh góp tủ động lực 1 :Tiết diện thanh góp TĐL1 : Dòng cho phép thanh góp TĐL1 Tính toán bằng tay + Máy phát (MP) - Thanh góp máy phát (TGMP) : L = 0.005 (Km) S = 500 (mm2) R0 = 0.0366 (Ω/Km) X0 = 0.085 (Ω/Km) P = 1461.15 (kW) cosj = 0.84 => tg = 0.646 Q = P * tg = 1461.15*0.83 = 943.81 (Kvar) Áp dụng biểu thức ( 4.2) kiểm tra sụt áp : ΔU1 = = = 0.44 (V) ΔU% = *100% = 0.12% + Thanh góp máy phát (TGMP) –Tủ phân phối (TPP): L = 0.05 (Km) S = 400 (mm2) R0 = 0.047 (Ω/Km) X0 = 0.085 (Ω/Km) P = 862.83 (kW) cosj = 0.77 => tg = 0.83 Q = P * tg = 862.83*0.83 = 714.965 (Kvar) Áp dụng biểu thức ( 4.2) kiểm tra sụt áp : ΔU2 = = = 4.44 (V) ΔU% = *100% = 1.17% + TPP – Tủ động lực(TĐL) 1 : L = 0.04 (Km) S = 50 (mm2) R0 = 0.727 (Ω/Km) X0 = 0.085 (Ω/Km) P = 66.41 (kW) cosj = 0.9 => tg = 0.48 Q = P * tg = 66.41*0.48 = 32.163 (Kvar) Áp dụng biểu thức ( 4.2) để kiểm tra sụt áp : ΔU3 = = = 5.37 (V) ΔU% = *100% = 1.413% + TĐL1 – Máy 9H : L = 0.019 (Km) S = 1.5 (mm2) R0 = 12.1 (Ω/Km) X0 = 0.085 (Ω/Km) P = 4.88(kW) cosj = 0.9 => tg = 0.48 Q = P * tg = 4.88*0.48 = 2.363 (Kvar) Áp dụng biểu thức ( 4.2) kiểm tra sụt áp : ΔU4 = = = 2.96 (V) ΔU% = *100% = 0.78% ΔUΣ = ΔU1 + ΔU2 + ΔU3 + ΔU4 = 0.44+4.44+5.37+2.96 = 13.21 (V) ΔUcp = 5% Uđm = 5% . 380 = 19(V) Ta thấy ΔUΣ ΔUcp , thỏa biểu thức (4.1), do vậy ta sẽ dùng phần mềm Ecodial để tính toán chọn dây dẫn cho những phần còn lại của nhà máy.Kết quả cho trong bảng sau: BẢNG SỐ LIỆU DÂY DẪN TỪ TỦ PHÂN PHỐI (TPP) ĐẾN CÁC TỦ ĐỘNG LỰC (TĐL) Ta dùng cáp loại 1 lõi đồng, đi dây trên thang cáp. Phân đoạn L(m) Số cáp /1pha S(mm2) Khc R0 (Ω/Km) Icpdd (A) Itt = Ib (A) MP-TGMP 5 4 500 0.96 0.0366 864 10571.4 TGMP-PXK 50 2 240 0.98 0.054 348 893.73 TGMP-TPP 50 3 400 0.96 0.047 742 1696 TPP-TCS 5 1 25 1 0.727 130 54.87 TPP-PTP 5 1 25 1 0.727 130 61 TPP-TĐL1 40 1 50 1 0.387 130 112.11 TPP-TĐL2 60 1 50 1 0.387 130 112.11 TPP-TĐL3 80 1 50 1 0.387 130 112.11 TPP-TĐL4 100 1 50 1 0.387 130 112.11 TPP-TĐL5 115 1 50 1 0.387 165 125.87 TPP-TĐL6 80 1 50 1 0.387 130 106.57 TPP-MÁY 3A 25 1 95 1 0.193 283 256.73 TPP-MÁY 3B 25 1 95 1 0.193 283 256.73 TPP-MÁY 4A 30 1 70 1 0.268 242 185.8 TPP-MÁY 4B 30 1 70 1 0.268 242 185.8 TPP-MÁY 4C 35 1 95 1 0.193 242 185.8 TPP-MÁY 7A 55 1 120 1 0.153 283 256.73 TPP-MÁY 7B 55 1 120 1 0.153 283 256.73 TPP-MÁY 7C 60 1 120 1 0.193 283 256.73 TPP-MÁY 7D 60 1 120 1 0.193 283 256.73 BẢNG SỐ LIỆU DÂY DẪN TỪ CÁC TỦ ĐỘNG LỰC ĐẾN TẢI BẢNG SỐ LIỆU DÂY DẪN DÙNG CHO ĐÈN CHIẾU SÁNG KHU VỰC SẢN XUẤT Phân đoạn Chất Liệu Loại Dây Mã Hiệu S(mm2) ΔUΣ% (Tính cho đèn xa nhất) Khc R0 (Ω/Km) Icp(A) Itt(A) Khu vực sản xuất Dây đồng lõi mềm nhiều sợi, bọc nhựa PVC Dây đôi mềm tròn VCm 25 4.00 1 0.727 111 29.25 Ta dùng cáp loại 3 lõi đồng, đi dây trên thang cáp cho tất cả phụ tải, số cáp trên một pha là 1 dây. TỦ ĐỘNG LỰC 1 Phân đoạn L(m) S(mm2) Khc R0 (Ω/Km) Icpdd (A) Itt = Ib (A) Mạch 1.1 5 1.5 1 12.1 17 8.24 Mạch 1.2 7 1.5 1 12.1 17 8.24 Mạch 1.3 9 1.5 1 12.1 17 8.24 Mạch 1.4 11 1.5 1 12.1 17 8.24 Mạch 1.5 13 1.5 1 12.1 17 8.24 Mạch 1.6 15 1.5 1 12.1 17 8.24 Mạch 1.7 17 1.5 1 12.1 17 8.24 Mạch 1.8 19 1.5 1 12.1 17 8.24 TỦ ĐỘNG LỰC 2 Phân đoạn L(m) S(mm2) Khc R0 (Ω/Km) Icpdd (A) Itt = Ib (A) Mạch 2.1 5 1.5 1 12.1 17 8.24 Mạch 2.2 7 1.5 1 12.1 17 8.24 Mạch 2.3 9 1.5 1 12.1 17 8.24 Mạch 2.4 11 1.5 1 12.1 17 8.24 Mạch 2.5 13 1.5 1 12.1 17 8.24 Mạch 2.6 15 1.5 1 12.1 17 8.24 Mạch 2.7 17 1.5 1 12.1 17 8.24 Mạch 2.8 19 1.5 1 12.1 17 8.24 TỦ ĐỘNG LỰC 3 Phân đoạn L(m) S(mm2) Khc R0 (Ω/Km) Icpdd (A) Itt = Ib (A) Mạch 3.1 5 1.5 1 12.1 17 8.24 Mạch 3.2 7 1.5 1 12.1 17 8.24 Mạch 3.3 9 1.5 1 12.1 17 8.24 Mạch 3.4 11 1.5 1 12.1 17 8.24 Mạch 3.5 13 1.5 1 12.1 17 8.24 Mạch 3.6 15 1.5 1 12.1 17 8.24 Mạch 3.7 17 1.5 1 12.1 17 8.24 Mạch 3.8 19 1.5 1 12.1 17 8.24 TỦ ĐỘNG LỰC 4 Phân đoạn L(m) S(mm2) Khc R0 (Ω/Km) Icpdd (A) Itt = Ib (A) Mạch 4.1 5 1.5 1 12.1 17 8.24 Mạch 4.2 7 1.5 1 12.1 17 8.24 Mạch 4.3 9 1.5 1 12.1 17 8.24 Mạch 4.4 11 1.5 1 12.1 17 8.24 Mạch 4.5 13 1.5 1 12.1 17 8.24 Mạch 4.6 15 2.5 1 7.41 22 8.24 Mạch 4.7 17 2.5 1 7.41 22 8.24 Mạch 4.8 19 2.5 1 7.41 22 8.24 TỦ ĐỘNG LỰC 5 Phân đoạn L(m) S(mm2) Khc R0 (Ω/Km) Icpdd (A) Itt = Ib (A) Mạch 5.1 10 4 1 4.61 30 14.39 Mạch 5.2 12 4 1 4.61 30 14.39 Mạch 5.3 14 6 1 3.08 38 14.39 Mạch 5.4 16 6 1 3.08 38 14.39 Mạch 5.5 18 6 1 3.08 38 14.39 Mạch 5.6 20 6 1 3.08 38 14.39 TỦ ĐỘNG LỰC 6 Phân đoạn L(m) S(mm2) Khc R0 (Ω/Km) Icpdd(A) Itt = Ib (A) Mạch 6.1 15 22 1 1.15 82 73.17 Mạch 6.2 25 22 1 1.15 82 73.17 4.2 Chọn CB : Chúng ta sẽ dùng phần mềm Ecodial để chọn CB, sau đó sẽ kiểm tra lại sự phối hợp tác động cắt chọn lọc của các CB này. Sau khi chạy phần mềm tính toán ta thu được kết quả cho trong bảng phụ lục. Kiểm tra phối hợp: Ta sẽ chọn ra trong nhiều nhánh thiết bị, nhánh nào có dòng ngắn mạch 3 pha lớn nhất để phối hợp với CB của tủ.Vì nếu CB tủ phối hợp được đối với dòng ngắn mạch lớn nhất của nhóm thì sẽ phối hợp được đối với những thiết bị có dòng ngắn mạch nhỏ hơn. * CB TRƯỚC TĐL1 VÀ CB của thiết bị : Dòng ngắn mạch 3 pha tại thiết bị thuộc nhánh 1 của TĐL1 là IN(3) = 3080 (A) Dòng ngắn mạch 3 pha CB của thiết bị CB trước TĐL1 Hình 4.5 : Phối hợp CB TĐL1 và CB thiết bị Nhận xét : Khi dòng ngắn mạch 3 pha xảy ra IN(3) = 3080 (A) Ta nhận thấy CB của Thiết bị cắt trước với thời gian t = 0.05 s Nếu CB của thiết bị gặp sự cố thì CB TĐL1 cắt với thời gian t = 7 s * CB TRƯỚC VÀ SAU TPP: Dòng ngắn mạch 3 pha trên đoạn TPP-TĐL1 IN(3) = 7486.6 (A). Dòng ngắn mạch 3 pha CB sau TPP CB trước TPP Hình 4.6 : Phối hợp CB trước và sau TPP Nhận xét : Khi dòng ngắn mạch 3 pha xảy ra IN(3) = 7486.6 (A) Ta nhận thấy CB sau TPP cắt trước với thời gian t = 0.01 s Nếu CB sau TPP gặp sự cố thì CB trướcTPP cắt với thời gian t = 170 s * CB TRƯỚC VÀ SAU TGMP: Dòng ngắn mạch 3 pha trên đoạn TGMP-TPP IN(3) = 9621.1 (A) Dòng ngắn mạch 3 pha CB sau TGMP CB trước TGMP Hình 4.7 : Phối hợp CB trước và sau TGMP Nhận xét : Khi dòng ngắn mạch 3 pha xảy ra IN(3) = 9621.1 (A) Ta nhận thấy CB sau TGMP cắt trước với thời gian t = 70 s Nếu CB của thiết bị gặp sự cố thì CB TĐL1 cắt với thời gian t = 200 s 4.3 Thanh góp : Vị trí Chất liệu Số lượng Dài(m) Dày(mm) Rộng(mm) Kđt Icp(A) TGMP Đồng 2 2 120 225 1 12224 TPP Đồng 2 2 5 100 1 2100 TCS Đồng 1 1.5 5 15 0.85 160 PTP Đồng 1 1.5 5 15 0.85 160 TĐL1 Đồng 1 2 5 15 0.85 160 TĐL2 Đồng 1 2 5 15 0.85 160 TĐL3 Đồng 1 2 5 15 0.85 160 TĐL4 Đồng 1 2 5 15 0.85 160 TĐL5 Đồng 1 1.5 5 15 0.85 160 TĐL6 Đồng 1 0.5 5 15 0.85 160 4.4 Chọn máy phát: Vì công ty sử dụng nguồn điện từ máy phát ( không sử dụng nguồn điện quốc gia ) . nên ta chọn 4 máy phát chính và 1 máy phát dự phòng. Nhằm đảm bảo cho hoạt động sản xuất- kinh doanh của công ty không bị đình đốn. Sau khi ta chạy phần mềm Ecodial , công suất tính toán của 1 MP là : Stt = 1739.47 (KVA) Ta chọn máy phát của hãng KOHLER Thông số máy phát SMP = 2000 (KVA) Cosj = 0.8 UMP = 380 (V) Hình 4.8 : Máy phát KOHLER