CHƯƠNGV : LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ CUNG CẤP ĐIỆN

Trong chế độ làm việc lâu dài, thiết bị sẽ làm việc tin cậy nếu chung ta chọn

theo đúng điện áp và dòng điện định mức.

Trong chế độ quá tải, dòng điện qua thiết bị điện lớn hơn dòng điện đinh mức

nhưng nếu giá trị quy đổi này về các điều kiện định mức không vượt quá giới hạn cho

phép quy định bởi nhà chế tạo thì thiết bị vẫn làm việc bình thường.

Trong chế độ ngắn mạch, các thiết bị điện không bị hư hỏng nếu qúa trình lựa

chọn chúng có kiểm tra các điều kiện ổn định động và ổn định nhiệt. Dĩ nhiên, để hạn

chế tác hại của dòng ngắn mạch cần phải nhanh chóng cách ly sự cố khỏi mạng điện.

Đối với máy cắt địện, máy cắt phụ tải, cầu chì tự rơi, cầu chì cắt có tải còn phải

thêm điều kiện về khả năng cắt dòng ngắn mạch của chúng.

Cuối cùng, việc lực chọn thiết bị điên phải xem xét các yêu cầu hợp lý về kinh

tế và kỹ thuật.

5.1.1. Chon thiết bị theo điều kiện làm việc lâu dài:

1. Chọn theo điện áp định mức:

Điện áp định mức là điện áp ghi trên nhãn của thiết bị.

Do có sự dự trữ độ bền về điện, do nhà chế tạo quy định nên thiết bị có thể làm

việc lâu dài không hạn chế với điện áp cao hơn điện áp định mức từ 10 – 15 % và điện

áp này gọi là điện áp làm việc cực đại của thiết bị điện.

Như vậy, trong điều kiện làm việc bình thường, việc lựa chon thiết bị điện phải

thỏa mãn điều kiện điện áp như sau:

Uđm + ∆Uđm ≥ Umạng + ∆Umạng .

Ở đây :

Uđm: là điện áp định mức của thiết bị điện.

∆Uđm : là độ tăng điện áp cho phép của thiết bị điện.

Umạng : là điện áp đinh mức của mạng điện tại nơi đặt thiết bị điện làm

việc.

∆Umạng : là độ lệch điện áp có thể của mạng điện so với điện áp định mức

trong điều kiện vận hành.

Trị số độ tăng điện áp cho phép được quy định bởi nhà sản xuất.

2. Chọn theo điều kiện dòng điện định mức:

Dòng điện định mức của thiết bị điện là dòng điện qua thiết bị trong thời gian

không hạn chế với nhiệt độ môi trường xung quanh là định mức.

Chọn thiết bị điện theo dòng điện định mức sẽ đảm bảo cho các bộ phận của

các thiết bị điện không bị nóng nguy hiểm trong tình trạng làm việc bình thường lâu

dài định mức.

Điềøu kiện chọn thiết bị điện theo dòng điện định mức:

Iđmtb ≥ Ilv max.

Ở đây:

Iđmtb: là dòng điện định mức của thiết bị.

Ilv max: là dòng điện làm việc cực đại đi qua thiết bị điện.

Dòng điện làm việc cực đại đi qua thiết bị điện xác định như sau:

• Dòng lúc cắt một trong hai đường dây làm việc song song, đường dây còn

lại phải gánh toàn bộ phụ tải.

• Dòng điện đi qua thiết bị điện hay cáp/dây dẫn có xét đến khả năng quá tải

cho phép qui định bởi nhà sản xuất.

Do các thiết bị được chế tạo với môi trường xung quanh định mức (θ xqđm) nên

nếu nhiệt độ môi trường xung quanh (θxq) khác với nhiệt độ định mức thì phải hiệu

chỉnh dòng địện của thiết bị theo nhiệt độ theo biểu thức sau:

Giáo viên biên soạn: Võ Quốc Dũng



51



I’đm = Iđm



(θ



(θ



cp



cp



− θ xq )



− θ xqdm )



.



Ở đây:

θxq:là nhiệt độ của môi trường xung quanh thực tế nơi lắp đặt thiết bị

điện.

θcp:là nhiệt độ phát nóng cho phép của thiết bị điện.

θxqđm:là nhiệt độ của môi trường xung quanh định mức.

I’đm: là dòng điện định mức của thiết bị quy đổi về điều kiện lắp đặt thực

tế.

5.1.2- Kiểm tra thiết bị theo điều kiện ổn định động và ổn định nhiệt:

1. Kiểm tra ổn định lực điện động:

Khi kiểm tra ổn định động, cần xét đến dòng ngắn mạch có giá trị lớn nhất. Đối

với mạng phân phối là dòng ngắn mạch 3 pha.

Điều kiện kiểm tra ổn định động của thiết bị điện là:

imax ≥ ixk.

Ở đây:

imax : là trị số biên độ của dòng điện cực đại cho phép của thiết bị điện.

ixk : là trị số biên độ của dòng điện ngắn mạch xung kích.

2. Kiểm tra ổn định nhiệt:

Đối với thiết bị điện, khả năng ổn định nhiệt được đặc trưng bởi dòng điện ổn

định nhiệt định mức Iđm nh và thời gian ổn định nhiệt định mức t đm nh (do nhà chế tạo quy

định).

Kiểm tra ổn định nhiệt của thiết bị theo biểu thức sau:

I2đmnh.tđmnh ≥ BN .

Hay I2đmnh.tđmnh ≥ I2∞.tqđ .

tqđ

Iđmnh ≥ I∞

.

tđmnh

Ở đây:

Iđmnh :là dòng ổn định nhiệt định mức tương ứng với thời gian ổn định

nhiệt định mức.

tđmnh : Là thời gian ổn định nhiệt định mức.

BN : là xung lượng đặc trưng cho lượng nhiệt tỏa ra trên thiết bị trong

thời gian xảy ra ngắn mạch.

I∞ : là dòng điện ngắn mạch ổn định.

tqđ : là thời gian tác động quy đổi của dòng ngắn mạch khi kiểm tra ổn

định nhiệt của thiết bị.Thời gian này bằng tổng thời gian tác động của bảo vệ

chính với thời gian tác động toàn phần của máy cắt đó.

CHÚ Ý: Những trường hợp sau đây không cần kiểm tra ổn định nhiệt:

• Thiết bị điện được bảo vệ bằng cầu chì với bất kỳ dòng điện nào.

• Máy cắt và dao cách ly thường thỏa mãn điều kiện ổn định động thì đă thỏa

mãn điều kiện ổn định nhiệt.

5.2 Lựa chọn thiết bị cao áp

5.2.1- Lựa chọn máy cắt

-Công dụng:



Giáo viên biên soạn: Võ Quốc Dũng



52



Máy cắt cao áp là thiết bị đóng cắt mạch điện cao áp (trên 1000V). Ngoài nhiệm vụ

đóng cắt dòng điện phụ tải phục vụ cho công tác vận hành, máy cắt còn có chức năng

cắt dòng điện trong mạch khi xảy ra sự cố (ví dụ ngắn mạch) để bảo vệ các phần tử

của hệ thống điện.

Máy cắt được sử dụng để đóng cắt đường dây trên không, các nhánh cáp, máy biến

áp, cuộn kháng điện và tụ điện. Chúng còn được sử dụng cho thanh góp và đường

vòng trong trạm nhiều thanh góp, sao cho điện năng có thể truyền từ thanh góp này

sang thanh góp khác.

Điều kiện lựa chọn.

Máy cắt được lựa chọn và kiểm tra theo các điều kiện sau:

Đại lượng chọn và kiểm tra

Điều kiện

1. Điện áp định mức (Kv)

UnMC ≥ UđmLĐ

2. Dòng điện định mức (A)

IđmCC ≥ Icb

3. Dòng điện cắt định mức (Kv)

Icđm ≥ I”

4. Công suất cắt định mức (Mva)

Scđm ≥ S”

5. Dòng điện ổn định động (Ka)

Iđđm ≥ Ixk

6. Dòng điện ổn định nhiệt (kA)



I nh.dm ≥ I ∞



t qd

t nh.dm



5.2.2- Chọn Dao cách ly (disconnector)

Công dụng:

Dao cách ly là khí cụ điện dùng để đóng cắt mạch điện cao áp không có dòng

điện hoặc dòng điện nhỏ hơn dòng định mức nhiều lần và tạo nên khoảng cách cách

điện an toàn, có thể nhìn thấy được.

Điều kiện lựa chọn.

Các điều kiện lựa chọn dao cách ly:

Đại lượng lựa chọn và kiểm tra

Điều kiện

UđmDCL ≥ UđmLĐ

1.Điện áp định mức (Kv)

IđmDCL ≥ Icb

2.Dòng điện định mức (A)

Iđ.đm ≥ ixk

3.Dòng ổn định động (kA)

t qd

I nh.dm ≥ I ∞ .

4.Dòng ổn định nhiệt (kA)



t nh.dm



5.2.3- Chọn cầu chì tự rơi

- Công dụng

Cầu chì tự rơi thường dùng để bảo vệ ngắn mạch, đóng cắt không tải cho MBA

có công suất dưới 200 kVA, hoặc để bảo vệ đường dây và thiết bị trong những điều

kiện nào đó có thể thay cho máy cắt.

- Điều kiện lựa chọn cầu chì.

Cầu chì được lựa chọn theo các điều kiện sau:

1. Điện áp định mức (kV)

2. Dòng điện định mức (A)

3. Dòng cắt định mức (kA)

Icđm

4. Công suất cắt định mức (MVA)

5.2.4- chọn BI, BU

Giáo viên biên soạn: Võ Quốc Dũng



UnCC ≥ UđmLĐ

IđmCC ≥ Icb

≥ I”

Scđm ≥ S”



53



1- Máy biến điện áp

Công dụng

Dùng để biến đổi điện áp từ trị số lớn xuống trị số nhỏ để cung cấp cho thiết bị

đo lường, tự động diều khiển, bảo vệ rơ le…

Chọn máy biến điện áp .

Máy biến điện áp được chọn theo các điều kiện sau:

+ Điện áp định mức: U1đmBU ≥ UđmMạng

+ Phụ tải định mức thứ cấp : S2đmBU ≥ S2tt

2- Máy biến dòng điện

Công dụng:

Dùng để biến đổi dòng điện từ trị số lớn xuống trị số nhỏ để cung cấp cho thiết

bị đo lường, tự động diều khiển, bảo vệ rơ le…

Chọn máy biến dòng.

Máy biến dòng được chọn theo các điều kiện sau:

+ Điện áp định mức: UđmBI ≥ UđmMạng

+ Dòng điện sơ cấp định mức: I1đmBI ≥ IlvMax

+ Phụ tải định mức thứ cấp : S2đmBI ≥ S2tt

5.3 Lựa chọn cáp và dây trong mạng cao áp:

Nguyên tắc chung lựa chọn cáp/dây dẫn là phải đãm bảo yêu cầu về chỉ tiêu

kinh tế và kỹ thuật. Tuy nhiên, thường hai chỉ tiêu này đối lập nhau cho nên căn cứ

vào đặc điểm của mạng phân phối, mạng truyền tải điện được xem xét và các yếu tố

ảnh hưởng khác mà việc chọn cáp/dây sẽ được tiến hành trên cơ sở kinh tế hay kỹ

thuật là chính. Tuy nhiên, dù lựa chọn trên cơ sở nào thì cũng phải kiểm tra cơ sở còn

lại.

Các phương pháp chọn cáp/dây trên cơ sở chỉ tiêu kinh tế bao gồm:

 Phương pháp chọn cáp/dây theo mật đôï dòng điện kinh tế.

 Phương pháp chọn cáp/dây theo khối lượng kim loại màu cực tiểu.

Các phương pháp chọn cáp/dây trên cơ sở chỉ tiêu kỹ thuật bao gồm:

 Phương pháp chọn cáp/dây theo dòng điện phát nóng.

 Phương pháp chọn cáp/dây theo điều kiện tổn thất điện áp.

Phương pháp xem xét đồng thời cả hai chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật là phương pháp

mật độ dòng điện không đổi.

5.3.1. Chọn tiết diện cáp/dây theo phương pháp mật độ dòng điện kinh tế:

Công thức xác định tiết diện dây dẫn như sau:

I lc max

Jkt =

.

Fkt

Mật độ dòng điện kinh tế phụ thuộc vào loại dây cáp và thời gian sử dụng công

suất cực đại.

Có thể tham khảo mật độ dòng điện kinh tế ở bảng sau:

Bảng tra mật độ dòng kinh tế Jkt.



Loại dây dẫn

Dây trần và thanh cái bằng đồng

Giáo viên biên soạn: Võ Quốc Dũng



Thời gian Tmax (giờ)

<3000

3000÷5000

2,5

2,1



>5000

1,8

54