Chng 13: Tính toán ngắn mạch hạ áp Khi tính toán ngắn mạch hạ áp ta coi nguồn cung cấp từ máy biến áp B3 có công suất vô cùng lớn và ngắn mạch là xa nguồn nên I N = I=I . Để giảm nhẹ khối l-ợng tính toán, ở đây ta chỉ kiểm tra với tuyến cáp có khả năng xảy ra sự cố nặng nề nhất. Khi cần thiết có thể kiểm tra thêm các tuyến cáp còn nghi vấn. Hình 4.2. Sơ đồ nguyên lý và sơ đồ thay thế tính ngắn mạch 4.1. Các thông số của sơ đồ thay thế a. Trạm biến áp phân x-ởng B3. S đm =1000 kVA, P n = 10 kW, U n = 5% R b = 3 2 2 2 2 10. 1000 )4,0.(10 . dmBA dmn S UP =1,6 .10 -3 = 1,6 m X b = 3 2 2 10.1000 )4,0%.(5 %. dm dmn S UU =8.10 -3 = 8 m b. Thanh góp Kích th-ớc thanh góp hạ áp của máy biến áp phân x-ởng là 100x10 mm 2 , mỗi pha ghép ba thanh; chiều dài =1,2 m; Khoảng cách trung bình hình học D = 300 mm, tra bảng 4.5 (Ngắn mạch và đứt dây trong hệ thống điện) ta có: R 0 = 0,020 m/m R tgha = 3 1 r 0 .= 3 1 .0,020.1,2=0,008 m X 0 = 0,157 m/m X tgha = 3 1 .x 0 .= 3 1 .0,157.1,2=0,063 m Thanh góp trong tủ phân phối chọn loại thanh cái bằng đồng có kích th-ớc 30x3 mm 2 với I cp = 405 A chiều dài =1,2 m; khoảng cách trung bình hình học D= 300 mm R 0 = 0,223 m/m R tg = 3 1 .0,223.1,2=0,268 m X 0 = 0,235 m/m X tg = 3 1 .0,235.1,2=0,282 m c. Điện trở và điện kháng của MCCB * Với máy NS250N có I đm =250 A tra trong bảng 4.3 và 4.4 Tài liệu ngắn mạch và dứt dây trong hệ thông điện ta có: X a1 =x cd =0,28 m R a1 =r cd + r tx =0,36 + 0,5 =0,86 m * Với loại máy C60a có I đm = 40 A thì: X a3 = x cd = 2,7 m =X a4 R a3 = r cd + r tx = 5,5 +1,3 = 6,8 m =R a4 * Với máy NC125-H có I đm = 125 A thì: X a3 = 0,86 m =X a4 R a3 = 1,3 + 0,75 =2,05m =R a4 d. Các đ-ờng cáp * Với loại cáp 3G70 thì r 0 = 0,268 /km ( ở 20 0 C),=0,111 km R c1 =0,268.0,111=29,75 m * Với loại cáp 3G10 (tuyến TPP-ĐL2) thì r 0 = 1,83 /km, =2m R c2 = 3,66 m 4.2. Giá trị các dòng ngắn mạch * Tính ngắn mạch tại N 1 : R N1 = R b + R tgha + R a1 =1,6 + 0,008 +0,86 = 2,468 m X N1 = X b + X tgha + X a1 = 8+ 0,063 +0,28 =8,343 m Z= 2 1 2 1 NN XR 8,7 m I N1 = .7,8.3 400 .3 1 N Z U =26,54 kA I xk1 =1,8. 2 .26,54 = 67,56 kA Kiểm tra aptomat: Loại NS250N có I cắtN = 8 kA < I N1 nên ta phải chọn lại MCCB ở vị trí này. Chọn loại máy CM1250 N có các thông số nh- sau: Số cực I đm , A U đm , V I cắtN , kA 3 1250 690 50 Bảng 4.4. Thông số của aptomat CM1250N * Với loại CM1250N có I đm =1250 A tra trong bảng 4.3 và 4.4 Tài liệu ngắn mạch và dứt dây trong hệ thông điện ta có: X a1 =x cd =0,094 m =X a2 R a1 =r cd = 0,12 m = R a2 R N1 = R b + R tgha + R a1 =1,6 + 0,008 +0,12 = 1,728 m X N1 = X b + X tgha + X a1 = 8+ 0,063 +0,094 =8,157 m Z= 2 1 2 1 NN XR 8,34 m I N1 = .34,8.3 400 .3 1 N Z U =27,69 kA I xk1 =1,8. 2 .27,69 = 70,49 kA * Tính ngắn mạch tại N 2 : R N2 = R N1 + R c1 + R a2 =1,728 + 29,75 + 0,12 = 31,598 m X N2 = X N1 + X a2 = 8,157 + 0,094 = 8,251 m Z N2 = 2 2 2 2 NN XR =32,66 m I N2 = 66,32.3 400 =7,07 kA I xk2 = 18 kA Không phải kiểm tra aptomat ở đây vì nó cùng loại với aptomat đầu đ-ờng cáp chính. Kiểm tra ổn định nhiệt của cáp 3G70: Tiết diện ổn định nhiệt của cáp F .I . qd t =6.7,07. 4,0 =26,83 mm 2 Vậy chọn cáp 3G70 là hợp lý. * Tính ngắn mạch tại N 3 : R N3 = R N2 + R tg + R a3 =31,598 +0,268 + 3,66 =35,526 m X N3 = X N2 + X tg = 8,251 +0,282= 8,533 m Z N3 = 2 3 2 3 NN XR =36,536 m I N2 = 536,36.3 400 =6,32 kA I xk2 = 16,09 kA Kiểm tra MCCB NC-125H có I cắt N =10 kA > I N3 = 6,32 kA. Kiểm tra ổn định động và ổn định nhiệt của thanh góp trạm phân phối trung tâm là không cần thiết vì ta đã chọn thanh góp v-ợt cấp. * Điểm ngắn mạch N 4 không cần tính vì aptomat ở đó là NC-125H. V. Lựa chọn các thiết bị trong các tủ động lực và dây dẫn đến các thiết bị của các phân x-ởng. Hình 4.3 Sơ đồ tủ động lực 5.1. Các aptomat nhánh trong tủ động lực Việc lựa chọn và kiểm tra aptomat cùng với cáp đến các thiết bị tiêu thụ điện đ-ợc tiến hành t-ơng tự nh- các phần trên. Do công suất các thiết bị trong phân x-ởng không lớn và đều đ-ợc bảo vệ bằng áptomat nên không cần thiết phải tính toán ngắn mạch để kiểm tra các thiết bị điện đã lựa chọn. Bảng5.1. Kết quả chọn aptomat và cáp từ các tủ động lực tới các thiết bị trong PXSCCK Phụ tải Dây dẫn MCCB Tên máy Số lg KH trên MB P tt , k W I tt , A Tiết diện I cp , A Đ-ờ ng kính ống thép Mã hiệu I đm , A I kddt /1 ,5 A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Nhóm I Máy c-a kiểu đai 1 1 1 1,52 4G1,5 23 3/ '' 4 NC45a 25 20,8 Khoan bàn 1 3 0,6 5 0,99 4G1,5 23 3/ '' 4 NC45a 25 20,8 Máy mài thô 1 5 2,8 4,25 4G1,5 23 3/ '' 4 NC45a 25 20,8 Máy khoan đứng 1 6 2,8 4,25 4G1,5 23 3/ '' 4 NC45a 25 20,8 Máy bào ngang 1 7 4,5 6,84 4G1,5 23 3/ '' 4 NC45a 25 20,8 Máy xọc 1 8 2,8 4,25 4G1,5 23 3/ '' 4 NC45a 25 20,8 Máy mài tròn vạn năng 1 9 2,8 4,25 4G1,5 23 3/ '' 4 NC45a 25 20,8 Nhóm II Máy phay răng 1 10 4,5 6,84 4G1,5 23 3/ '' 4 NC45a 25 20,8 Máy phay vạn năng 1 11 7,8 11,8 5 4G2,5 31 3/ '' 4 NC45a 32 26,6 Máy tiện ren 1 12 8,1 12,3 1 4G2,5 31 3/ '' 4 NC45a 32 26,6 Máy tiện ren 1 13 10 15,1 9 4G2,5 31 3/ '' 4 NC45a 32 26,6 Máy tiện ren 1 14 14 21,2 7 4G2,5 31 3/ '' 4 NC45a 32 26,6 Máy tiện ren 1 15 4,5 6,84 4G1,5 23 3/ '' 4 NC45a 25 20,8 Máy tiện ren 1 16 10 15,1 9 4G2,5 31 3/ '' 4 NC45a 32 26,6 Máy tiện ren 1 17 20 30,3 8 4G4,0 42 3/ '' 4 NC45a 40 33 Cầu trục 1 19 12, 1 18,3 8 4G2,5 31 3/ '' 4 NC45a 32 26,6 Nhóm III Máy khoan đứng 1 18 0,8 5 1,29 4G1,5 23 3/ '' 4 NC45a 25 20,8 Máy khoan bàn 1 22 0,8 5 1,29 4G1,5 23 3/ '' 4 NC45a 25 20,8 Bể dầu có tăng nhiệt 1 26 2,5 3,8 4G1,5 23 3/ '' 4 NC45a 25 20,8 Máy cạo 1 27 1 1,52 4G1,5 23 3/ '' 4 NC45a 25 20,8 Máy mài thô 1 30 2,8 4,25 4G1,5 23 3/ '' 4 NC45a 25 20,8 NC45a 25 20,8 Nhóm IV Máy nén cắt liên hợp 1 31 1,7 2,58 4G1,5 23 3/ '' 4 NC45a 25 20,8 Máy mài phá 1 33 2,8 4,25 4G1,5 23 3/ '' 4 NC45a 25 20,8 Quạt lò rèn 1 34 1,5 2,28 4G1,5 23 3/ '' 4 NC45a 25 20,8 Máy khoan đứng 1 38 0,8 5 1,29 4G1,5 23 3/ '' 4 NC45a 25 20,8 Nhóm V Bể ngâm dung dịch kiềm 1 41 3 4,56 4G1,5 23 3/ '' 4 NC45a 25 20,8 Bể ngâm n-ớc nóng 1 42 3 4,56 4G1,5 23 3/ '' 4 NC45a 25 20,8 Máy cuốn dây 1 46 1,2 1,82 4G1,5 23 3/ '' 4 NC45a 25 20,8 Máy cuốn dây 1 47 1 1,52 4G1,5 23 3/ '' 4 NC45a 25 20,8 Bể ngâm tẩm có tăng nhiệt 1 48 3 4,56 4G1,5 23 3/ '' 4 NC45a 25 20,8 Tủ xấy 1 49 3 4,56 4G1,5 23 3/ '' 4 NC45a 25 20,8 Máy khoan bàn 1 50 0,6 5 0,99 4G1,5 23 3/ '' 4 NC45a 25 20,8 Máy mài thô 1 52 2,8 4,25 4G1,5 23 3/ '' 4 NC45a 25 20,8 Bàn thử nghiệm TBĐ 1 53 7 10,6 4 4G1,5 23 3/ '' 4 NC45a 25 20,8 Nhóm VI Bể khử dầu mỡ 1 55 3 4,56 4G1,5 23 3/ '' 4 NC45 a 25 20,8 Lò điện để luyện khuôn 1 56 5 7,6 4G1,5 23 3/ '' 4 NC45 a 25 20,8 Lò điện để nấu chảy babit 1 57 10 15,2 4G2,5 31 3/ '' 4 NC45 a 32 26,6 Lò điện để mạ thiếc 1 58 3,5 5,32 4G1,5 23 3/ '' 4 NC45 a 25 20,8 Nhóm VII Quạt lò đúc đồng 1 60 1,5 2,28 4G1,5 23 3/ '' 4 NC45 a 25 20,8 Máy khoan bàn 1 62 0,6 5 0,99 4G1,5 23 3/ '' 4 NC45 a 25 20,8 Máy uốn các tấm mỏng 1 64 1,7 2,58 4G1,5 23 3/ '' 4 NC45 a 25 20,8 Máy mài phá 1 65 2,8 4,25 4G1,5 23 3/ '' 4 NC45 a 25 20,8 Máy hàn điểm 1 66 13 19,7 5 4G2,5 31 3/ '' 4 NC45 a 32 26,6 Chỉnh l-u Selenium 1 69 0,6 0,91 4G1,5 23 3/ '' 4 NC45 a 25 20,8 H×nh 4.4. S¬ ®å cÊp ®iÖn cho c¸c tñ ®éng lùc . công suất các thiết bị trong phân x-ởng không lớn và đều đ-ợc bảo vệ bằng áptomat nên không cần thiết phải tính toán ngắn mạch để kiểm tra các thiết bị điện đã lựa chọn. Bảng5.1. Kết quả chọn. 3 1 .0,235.1,2=0,282 m c. Điện trở và điện kháng của MCCB * Với máy NS250N có I đm =250 A tra trong bảng 4.3 và 4.4 Tài liệu ngắn mạch và dứt dây trong hệ thông điện ta có: X a1 =x cd =0,28. dẫn đến các thiết bị của các phân x-ởng. Hình 4.3 Sơ đồ tủ động lực 5.1. Các aptomat nhánh trong tủ động lực Việc lựa chọn và kiểm tra aptomat cùng với cáp đến các thiết bị tiêu thụ điện đ-ợc