Ứng dụng phần mềm ecodial tính toán chọn các phần tử trong nhà máy

CHƯƠNG IV ỨNG DỤNG PHẦN MỀM ECODIAL TÍNH TOÁN CHỌN CÁC PHẦN TỬ TRONG NHÀ MÁY 4.1 Dùng phần mềm Ecodial tính toán: Trong “Chương III” 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 “MBA-TĐL1- Nhánh số 1 của TĐL1”, các nhánh khác tính tương tự. Vào màn hình làm việc mở File “TĐL1” và bỏ phần tử “Source” Phần tử Source Dùng kết nối hai Files độc lập Hình 4.1 Thay vào đó là phần tử dùng “kết nối hai Files độc lập”. Dùng kết nối với File “Mạch nguồn”. Tính toán chọn thiết bị Hình 4.2 Sau đó vào phần “Tính toán chọn thiết bị”.Xuất hiện hộp thoại sau: Chọn File “Mạch nguồn” Chọn File mạch TĐL1 Hình 4.3 Vào hộp thoại chọn File “ mạch nguồn” trong phần “Upstream Project”, và File “TĐL1” trong phần “Upstream Circuit”. 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.. Chọn “Calculate All” chương trình sẽ bắt đầu tính và kết quả được hiển thị như trong hộp thoại sau: Loại CB được chọn Tiết diện dây được chọn Hình 4.4 Tiết diện và dòng cho phép của thanh góp TĐL1 Hình 4.5 4.2 Dùng lý thuyết tính toán: 4.2.1 Chọn dây: Chọn dây dẫn là một công việc quan trọng, vì dây dẫn chọn không phù hợp, tức không thoã 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. Ø Điều kiện chọn dây pha: 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 : + Chế độ làm việc bình thường: ΔUΣ ΔUcp = 5% Uđm (4.1) + Chế độ khởi động động cơ : ΔUΣ ΔUcp = 8% Uđm (4.2) + Độ sụt áp tổng được tính như sau : ΔUΣ = = (4.3) Trong đó : 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 [ 1] 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 [1]. Do đó tiết diện dây dẫn và cáp được chọn phải thoã mãn điều kiện sau: Icp ³ (4.4) 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) Trong đó: 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 (Theo tiêu chuẩn IEC) (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. Ø Điều kiện chọn dây trung tính (N): Tiết diện của dây trung tính cần lựa chọn cho phân xưởng ngoài yếu tố tải còn phải dựa vào các yếu tố như :dạng của sơ đồ nối đất(TT,TN,IT...) và phương pháp bảo vệ chống chạm điện trực tiếp . Đối với mạch một pha: FN =Fpha – nếu tải là bất đối xứng hoặc tải gây sóng hài,phóng điện hay khi FCu 16mm2 và FAl 25mm2 cho các mạch một pha. FN = 0.5*Fpha – cho các trường hợp còn lại (dây trung tính phải được bảo vệ thích hợp). Đối với hệ thống 3 pha: Khi FCu>16 mm2 hay FAl >25 mm2 thì FN =Fpha Các trường hợp còn lại chọn FN = 0.5*Fpha Ø Điều kiện chọn dây nối đất bảo vệ (PE): - Dây PE cần được bọc và sơn màu (vàng hoặc xanh lá) để dễ dàng phân biệt với các dây khác - Cần được bảo vệ chống hư hỏng cơ và hoá - Với cùng một loại vật liệu : Fpha 16mm2 thì FPE =Fpha 16 <Fpha 35 mm2 thì FPE =16mm2 Fpha>35 mm2 thì FPE =0.5*Fpha với : FN – tiết diện của dây trung tính (mm2) FPE– tiết diện của dây nối đất bảo vệ (mm2) Fpha – tiết diện của dây pha (mm2) FCu – tiết diện của dây dẫn bằng đồng (mm2) FAl – tiết diện của dây dẫn bằng nhôm (mm2) Ta sẽ kiểm tra lại sụt áp trên đường dây cho nhánh phụ tải vừa dùng phần mềm để chọn xem có thỏa biểu thức (4.1), nếu thỏa ta sẽ dùng phần mềm chọn dây cho những phần còn lại. Sau khi chạy phần mềm cho nhánh từ MBA đến động cơ 26 thu được kết quả sau: + Máy biến áp - Tủ phân phối chính(TPPC): L = 0.02 (Km) S = 500 (mm2) R0 = 0.0366 (Ω/Km) X0 = 0.08 (Ω/Km) P = 737.45 (kW) Q = 670.29 (Kvar) Áp dụng biểu thức ( 4.3) kiểm tra sụt áp : ΔU1 = = = 1.41(V) ΔU1% = *100% = 0.37% + Tủ phân phối chính(TPPC) – Tủ phân phối phụ(TPPP) 1: L = 0.09 (Km) S = 185 (mm2) R0 = 0.099 (Ω/Km) X0 = 0.08 (Ω/Km) P = 411.36 (kW) Q = 351.38 (Kvar) Áp dụng biểu thức ( 4.3) kiểm tra sụt áp : ΔU2 = = = 5.43 (V) ΔU2% = *100% = 1.43% + TPPP1 – Tủ động lực(TĐL) 1 : L = 0.077 (Km) S = 16 (mm2) R0 = 1.15 (Ω/Km) X0 = 0.08 (Ω/Km) P = 66.39 (kW) Q = 58.55(Kvar) Áp dụng biểu thức ( 4.3) để kiểm tra sụt áp : ΔU3 = = = 5.47 (V) ΔU3% = *100% = 1.44% + TĐL1 – Nhánh thiết bị số 1 của TĐL1 : L = 0.03 (Km) S = 1.5 (mm2) R0 = 12.1 (Ω/Km) X0 = 0.08 (Ω/Km) Cosφ = 0.8 P = 2.26 (kW) Q = 1.7 (Kvar) Áp dụng biểu thức ( 4.3) kiểm tra sụt áp : ΔU4 = = = 2.2 (V) ΔU4% = *100% = 0.58% Vậy : ΔUΣ% = ΔU1% + ΔU2% + ΔU3% + ΔU4% = 0.37% + 1.43% + 1.44% + 0.58% = 3.82% < ΔUcp = 5% ØNhận xét: 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 phụ lục 3. 4.2.2 Chọn CB Chọn thiết bị bảo vệ cho mạng hạ áp của nhà máy là máy cắt hạ thế (CB). Điều kiện chọn CB: UđmCB Ulưới Dòng định mức của CB phải lớn hơn dòng làm việc lớn nhất: IđmCB Itt =Ilvmax Ở đây 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 4. Kiểm tra phối hợp của các CB đã được chọn: Chúng ta sẽ kiểm tra cho nhánh từ MBA nguồn cho đến thiết bị số 26 của TĐL1 Ø Xét trường hợp ngắn mạch tại thiết bị của TĐL1: Ta sẽ chọn ra trong nhiều nhánh, 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. INmax(3) tại thiết bị số 26 = 1553.2 (A) Đường đặc tuyến của CB thiết bị số 26 INmax(3) = Đường đặc tuyến của CB trước TĐL1 Hình 4.6 Nhận xét: Ta thấy ứng với INmax(3) tại thiết bị số 26 là 1553.2 (A) thì CB “GV2L-L16-14A” sẽ cắt trước với thời gian trễ là 0.05s, còn CB “NS400N-STR23SE-400A” sẽ cắt chậm hơn với thời gian tễ là 6s. Ø Xét trường hợp ngắn mạch trên đoạn TPPP1-TĐL1: INmax(3) = 6343.6 (A) Đường đặc tuyến của CB trước TPPP1 Đường đặc tuyến của CB sau TPPP1 INmax(3) = Hình 4.7 Nhận xét: Ta thấy ứng với INmax(3) trên đoạn TPPP1-TĐL1 là 6343.6 (A) thì CB “NS100N-TMD-100A” sẽ cắt trước với thời gian trễ là 0.02s, còn CB “NS1000N-Micrologic-1000A” sẽ cắt sau với thời gian tễ là 15s. Ø Xét trường hợp ngắn mạch trên đoạn TPPPC-TPPP1: INmax(3) = 21352.1 (A) Đường đặc tuyến của CB sau TPPPC Đường đặc tuyến của CB trước TPPC INmax(3) Hình 4.8 Nhận xét: Ta thấy ứng với INmax(3) trên đoạn TPPC - TPPP1 là 21352.1(A) thì CB “NS1000N- Micrologic 2.0-1000A” sẽ cắt trước với thời gian trễ là 0.02s, còn CB “NT16H1-Micrologic7.0A-1600A” sẽ cắt chậm hơn với thời gian tễ là 0.35s. Ø Kết luận: sau khi phối hợp tác động của các CB ta thấy chúng phối hợp với nhau rất hợp lý, do vậy sẽ dùng phần mềm để chọn CB cho các vị trí còn lại của nhà máy. 4.3 Thanh góp : Việc lựa chọn thanh góp ( tiết diện của thanh góp) sẽ dựa vào dòng tính toán của nhóm thiết bị. Và sau khi dùng phần mềm Ecodial để tính toán ta có kết quả chọn lựa thanh góp được cho trong bảng phụ lục 5. Hình 4.9 – Hình ảnh bên ngoài và trong tủ phân phối Hình 4.10 - Ngăn đầu vào của tủ Hình 4.11 - Ngăn đầu ra của tủ