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
- 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%5
TÍNH TOÁN SƠ BỘ
Tính dòng điện tải I b
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:
Bảng 1: Kết quả tính dòng điện định mức của tải
I đm (A) 282,4 69 83 21,2 326,5 72,2 63,1 36 b Dòng làm việc của tải
K sd : hệ số sử dụng, biện luận việc lựa chọn hệ số
Tải động cơ, chọn Ksd = 1
Tải bình thường, chọn Ksd = 0,8
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 c Dòng điện tải trong các dây dẫn dt bi
K dt : hệ số đồng thời
Bảng 3: Dòng điện tải trên các dây dẫn
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:
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
Lựa chọn CB
Bảng 4: Lựa chọn sơ bộ CB
Dây dẫn I b (A) I n (A) Tên CB Tên trip unit
Hệ số chỉnh dòng quá tải
TÍNH TOÁN KÍCH THƯỚC DÂY DẪN
Lựa chọn máy biến áp
a Tính công suất biểu kiến máy biến áp:
Chọn MBA cho T1 theo tài liệu Electrical installation guide 2018 tại mục “4.5
Choice of transformer rating” (page A22 – Fig A.16):
Chọn MBA cho T7 theo tài liệu Electrical installation guide 2018 tại mục “3.3
Typical electrical characteristics of LV/LV 50Hz transformers” (page N25):
Dựa theo bảng Fig.A16 và bảng ở mục 3.3 (page N25 – Electrical Installation
Guide 2018) và công thức tính dòng I n , ta chọn được MBA cho T1 và T7:
Chọn MBA T1 có công suất định mức Pđm = 630 (kVA), I n = 909 (A) tại 400 (V)
Chọn MBA T7 có công suất định mức Pđm = 125 (kVA) với thông số: o Tại dây C 7 : I n = 180 (A) tại 400 (V) o Tại dây C 15 : I n = 314 (A) tại 230 (V)
Chọn lại CB cho C 1 và C 7 :
Chúng ta cần lựa chọn cầu dao (CB) sao cho dòng định mức I n của CB phải lớn hơn dòng định mức I n của máy biến áp (MBA), với mức chênh lệch hợp lý, không quá nhỏ cũng không quá lớn.
Chọn CB cho C1 theo tài liệu Catalogue Schneider 2012
Chọn CB cho C7 theo tài liệu Selectivity, Cascading and Coordination Guide 2021,
(D-2) – Protection of LV/LV transformer and capacitors , theo bảng sau:
Vì MBA ở C7 tạo ra dòng khởi động lớn, gấp 20 đến 25 lần giá trị dòng điện định mức khi đóng CB Q7, nên cần thay đổi cách lựa chọn CB C7 để đảm bảo an toàn cho MBA khi khởi động và bảo vệ quá dòng hiệu quả.
Bảng 5: Chọn lại CB phù hợp với máy biến áp
I b (A) I n (A) Tên CB Tên trip unit Hệ số chỉnh dòng quá tải
Với dây C 1 : do I n (MBA) < I n (CB) đã chọn ở P1, nên không thay đổi CB đã chọn
Khi sử dụng dây C 7, để đảm bảo yêu cầu bảo vệ quá dòng, cần chọn cầu dao (CB) có dòng định mức (In) lớn hơn CB đã chọn ở P1 Việc lựa chọn này phải tuân theo quy định riêng đối với lưới điện LV/LV, khác với các tiêu chí lựa chọn thông thường.
MBA dành cho lưới MV/LV như ở C1 Chọn CB NSX400F thay cho CB
NSX250B, đi kèm trip unit Micrologic 2.3, với hệ số điều chỉnh Ir từ 0.4…1.0; hệ số chỉnh dòng quá tải 0,41
Với dây C 15 , ta giữ nguyên CB loại NSX400F, dùng trip unit Micrologic 2.3 có hệ số điều chỉnh Ir từ 0.4…1.0; hệ số chỉnh dòng quá tải 0,706
0.1 Tính toán lựa chọn dây dẫn a Phân loại dây dẫn
Dựa vào tài liệu Electrical installation guide 2018
Các loại dây dẫn được phân loại theo bảng dưới đây:
Dòng điện lớn nhất cho phép qua dây dẫn là: z r t
- Ki: hệ số hiệu chỉnh khi xét đến điều kiện lắp đặt cáp
- Iz: dòng điện lớn nhất cho phép của cáp theo bảng tra
Các hệ số bao gồm K 1 ,K 2 ,K 3 ,K 4
Thông tin về điều kiện lắp đặt dây dẫn đề bài cung cấp như sau:
Bảng Đ.3: Điều kiện lắp đặt dây dẫn
Lựa chọn các hệ số K 1 ,K 2 ,K 3 ,K 4 kể trên như sau:
K 1 : Hệ số xác định loại cách điện và nhiệt độ cho cáp đặt trong không khí với nhiệt độ không khí trung bình là 30 0 C
Ví dụ: đường dây C1 có ký hiệu lắp đặt dây dẫn là VII, đây là cáp cách điện XLPE, nhiệt độ môi trường trung bình là 30 0 C
Tra theo bảng bên dưới đường dây C1 có hệ số K1 = 1
Tra tương tự đối với các hệ số K1 của các dây dẫn khác
K 2 : tương tự K 1 nhưng cáp được chôn trong đất, với nhiệt độ môi trường trung bình là 20 0 C
Các giá trị được tra theo bảng sau:
K3: Hệ số phụ thuộc vào môi trường đất
Các giá trị được cho theo bảng sau:
Dựa trên kinh nghiệm thực tế, có mối liên hệ giữa bản chất của đất và điện trở suất của nó Các loại cáp được đề cập trong bài không được chôn trực tiếp dưới đất mà phải được đặt vào ống dẫn trước khi chôn, do đó không cần xem xét yếu tố điện trở suất khác nhau trong hai trường hợp này, mà chỉ tập trung vào bản chất của đất như đã trình bày trong bảng G15.
Ví dụ: đường dây C1 được đặt trong ống và chôn trong đất ẩm, tra bảng ta được K3 = 1,05
K4: hệ số phụ thuộc và số lượng cáp đi chung với nhau
For example, the C21 cable, designated as XIII, is installed in a cable tray and runs alongside another circuit According to the table, K4 is 0.88, as indicated in column number 2 for the type "Single layer on a perforated horizontal or vertical tray."
Hệ số K 5 liên quan đến dòng điện hài của cáp bậc 4 hoặc 5 lõi, dựa trên giả định rằng chỉ có 3 dây dẫn được tải đầy đủ Tuy nhiên, vì thông tin về cáp cho các dây dẫn không đề cập đến dòng hài, nên chúng ta sẽ không xem xét hệ số K 5 trong quá trình tính toán thông số cáp.
Với các hệ số K 1 ,K 2 ,K 3 ,K 4 được xác định như trên, ta lập được bảng sau:
Bảng 6: Tính toán cáp điện và busway
Ký hiệu Điều kiện lắp đặt dây dẫn
C 1 VII Cáp điện đơn lõi, bằng nhôm (Al), cách điện XLPE, đặt trong ống chôn ngầm trong đất ẩm với 2 mạch khác, nhiệt độ môi trường
C 7 V Cáp điện đơn lõi, bằng đồng (Cu), cách điện XPLE , đặt trong ống chôn ngầm trong đất khô với 2 mạch khác, nhiệt độ môi trường
C 8 VIII Cáp điện đa lõi, bằng đồng (Cu), cách điện XLPE, đặt trong máng (khay) cáp vơi 3 mạch khác, nhiệt độ môi trường
C 9 IX Cáp điện đa lõi, bằng đồng (Cu), cách điện PVC, đặt trong ống chôn ngầm trong đất ướt với 2 mạch khác, nhiệt độ môi trường
C 10 I Cáp điện đơn lõi, bằng đồng (Cu), cách điện XLPE, đặt trong máng (khay) cáp, nhiệt độ môi trường
C 11 X Cáp điện đa lõi, bằng đồng (Cu), cách điện PVC, đặt trên thang cáp cùng với 1 mạch
25 | P a g e khác, nhiệt độ môi trường 30 0 C
C 15 IV Cáp điện đơn lõi, bằng đồng (Cu), cách điện PVC, đặt trong ống chôn ngầm trong đất ướt, nhiệt độ môi trường 25 0 C
C 16 II Cáp điện đa lõi, bằng đồng (Cu), cách điện XLPE, đặt trong máng (khay) cáp cùng với 1 mạch khác, nhiệt độ môi trường 40 0 C
C 17 III Cáp điện đơn lõi, bằng nhôm (Al), cách điện PVC, đặt trong ống chôn ngầm trong đất ẩm với 2 mạch khác, nhiệt độ môi trường
C 18 VI Cáp điện đơn lõi, bằng nhôm (Al), cách điện PVC,
26 | P a g e đặt trong máng (khay) cáp cùng với 2 mạch khác, nhiệt độ môi trường 45 0 C
C 19 XI Cáp điện đa lõi, bằng đồng (Cu), cách điện XPLE , chôn trong tường với 1 mạch khác, nhiệt độ môi trường 35 0 C
C 20 XII Cáp điện đa lõi, bằng đồng (Cu), cách điện PVC, chôn trong tường với 1 mạch khác, nhiệt độ môi trường 30 0 C
C 21 XIII Cáp điện đa lõi, bằng đồng (Cu), cách điện XLPE, đặt trong máng (khay) cáp cùng với 1 mạch khác, nhiệt độ môi trường 30 0 C
Tính toán độ sụt áp
Độ sụt áp tối đa được cho theo bảng dưới đây:
Với thiết bị được cung cấp từ nguồn điện phân phối có mức sụt áp 3% cho mạch chiếu sáng và 5% cho các mạch khác
- Tính toán sụt áp trên các đường dây bằng phương pháp tra bảng
- Công thức độ sụt áp đường dây:
L: chiều dài dây cáp (km) K: giá trị tra từ bảng dưới (V/A/km) : điện áp sụt áp pha-pha (V)
- Điện trở R có thể bỏ qua với đường dây có tiết diện 500mm 2
- X có thể bỏ qua với đường dây có tiết diện dưới 50mm 2 , còn lại có thể lấy X 0,08 Ohm/km
- Tính toán sụt áp dựa trên công thức trong bảng dưới đây, trong trường hợp mạch đã cho là mạch 3 pha cân bằng
Phương pháp tra bảng mang lại kết quả nhanh chóng với độ chính xác chấp nhận được, phù hợp cho các hệ thống dây dẫn đơn giản mà không yêu cầu độ chính xác cao.
- Phương pháp tính toán: độ chính xác cao hơn, tuy nhiên khá nhiều công thức, phức tạp hơn, phù hợp với hệ thống đòi hỏi độ chính xác cao
Để thuận tiện cho việc tính toán, chúng ta sử dụng phương pháp tra bảng cho đường dây 3 pha cân bằng, giả định rằng tải đang hoạt động bình thường Các đường dây phân phối sẽ được xem xét dựa trên điều này.
Sụt áp khác là điện áp sụt do các đường dây phân phối trước đó gây ra trước khi dòng tải truyền đến đường dây tiếp theo bên dưới
Bảng 7 Tính toán độ sụt áp trên các dây dẫn
C 21 XIII Cu 16 36 2,6 0,185 17,32 6,95 24,27 6,07 5 (chưa thỏa điều kiện)
- Các đường dây có sụt áp quá điều kiện cho phép:
- Để giảm điện áp sụt trên các tải ta cần tăng giá trị Sph (mm 2 ) trên đường dây phân phối hoặc trên đường dây tới tải
- Trong trường hợp của C21, ta tăng tiết diện dây Sph mới = 25mm 2 % sụt áp mới = 4,41% < 5% thỏa điều kiện sụt áp cho phép
Kiểm tra sụt áp khởi động đối với động cơ có công suất lớn nhất (Motor M9):
Cho dòng khởi động motor I n = 6.I b = 1567,2 (A) – thường In có giá trị từ 5 – 7 lần Ib, ta lấy giá trị trung bình là 6 lần
Khi đó, dòng qua dây C 1 = I b1 + 5I b9 = 2123,71 (A)
- Sụt áp khởi động không vượt quá 10%
- Nếu sụt áp này lớn hơn 10%, có thể sử dụng các bộ khởi động mềm cho động cơ (được chọn theo nhu cầu và khả năng tài chín
TÍNH TOÁN LỰA CHỌN CB THEO DÒNG NGẮN MẠCH
Tính toán dòng ngắn mạch 3 pha lớn nhất
Dòng ngắn mạch phía thứ cấp của một MBA phân phối MV/LV:
Tuy nhiên khi để xác định U sc ta cần dựa theo loại MBA: khô (Cast-resin dry type) hoặc ngâm trong dầu (Oil-Immersed)
Vì chưa xác định MBA T 1 thuộc loại nào nên ta không tính dòng ngắn mạch MBA
T 1 theo cách trên mà dùng một cách tính khác
Công thức tính dòng ngắn mạch 3 pha (Isc) tại điểm bất ký trong lưới lắp đặt LV:
Với U20 = 1,05Un là điện áp thứ cấp không tải của MBA
ZT là tổng trở kháng từ điểm ngắn mạch về nguồn
- Tính trở kháng do nguồn:
Khi đó: Xa = 0,995Za và Ra = 0,1Xa
Tóm tắt công thức tính trở kháng trong mạch LV:
100 10 3 sc tr cu tr n tr tr tr
Các giá trị Rtr, Xtr, Ztr được tra theo bảng sau (cho ở trạng thái Oil-immersed của MBA): o Điện trở suất của dây dẫn Al và
Khi tính toán dòng ngắn mạch lớn nhất, cần sử dụng điện trở suất ở trạng thái lạnh (20 độ C), với giá trị là 29,41 mili Ohm/mm²/m cho nhôm (Al) và 18,51 mili Ohm/mm²/m cho đồng (Cu).
Tính tương tự, ta có bảng trở kháng của các đường dây như sau:
Các thông số trở kháng ZT của đường dây được tính tại vị trí cuối cùng của đường dây, như thể hiện ở cột cuối cùng của bảng và được minh họa bằng đường gạch màu xanh trong sơ đồ bên dưới.
Việc tính toán ở điểm cuối cùng cho phép xác định hoàn toàn trở kháng trên toàn bộ đường dây, bao gồm cả phần trở kháng cộng dồn trên các đường dây phân phối trước đó và trở kháng của MBA nếu có Tuy nhiên, khi tính dòng ngắn mạch lớn nhất của CB, cần lấy giá trị ngay tại điểm vào/điểm ra của CB, khi dòng ngắn mạch chưa đi qua các đường dây khác bên dưới Tại vị trí này, dòng ngắn mạch không bị ảnh hưởng bởi trở kháng của dây bên dưới, do đó giá trị Isc sẽ đạt mức tối đa Khi tính dòng Isc max cho CB, cần lưu ý các vấn đề đã được trình bày trước đó.
Ngoài ra ta phải chú ý: dòng ngắn mạch tại CB Q15 có bao gồm cả dòng ngắn mạch của MBA T7 (cụ thể được tính bên dưới)
- Trở kháng từ nguồn MV 22kV cung cấp (Ra,Xa,Za) chỉ dùng để tính tổng trở kháng
Khi tính trở kháng trên các dây khác từ dây C1, ta chỉ cần cộng dồn trở kháng đã có từ nguồn mà không cần tính thêm cho từng dây sau Giá trị cụ thể của trở kháng từ nguồn cung cấp là: Ra = 0,035 mΩ và Xa = 0,351 mΩ.
Giá trị R a , X a tham khảo ở Fig.G36, page G24, Electrical Ins Guide 2018:
(các giá trị R a và X a đã được tính vào R T và X T của dây C1)
Khi tính toán trở kháng cho các dây đi song song, công thức tính sử dụng là S = số dây x S 1 dây, từ đó có thể xác định tổng trở của hệ thống dây.
- Vì đơn vị của điện trở suất ( m mm 2 / m ) nên phải quy chiều dài dây L từ km m
- Vì trên dây C15 có một MBA T7 400V/230V với các thông số: Sn = 125kVA, I n =
314A tại 230V, tổn hao đầy tải P cu = 3700W, %U sc = 4,5 Nên các thông số trở kháng không tính như những dây khác, mà ta tính như sau:
Trở kháng máy biến áp:
16,86( ) sc tr tr cu tr n tr tr tr
Trở kháng của đường dây C15 tính ở bảng trên, các giá trị RT và XT đã được cộng thêm RT và XT của C7 (vì tính cộng dồn)
Có trở kháng MBA và trở kháng đường dây C7, C15 ta tính được trở kháng tổng Z trên dây C 15 là 51,4 ( m )
Tính dòng ngắn mạch tại thứ cấp MBA T7 (dùng các giá trị trở kháng tính được ở bảng số liệu):
Z , ta có dòng ngắn mạch 3 pha tại các đường dây và tại CB như sau:
(Các giá trị dòng Isc max của CB sẽ được tính ngay tại vị trí của CB – đầu vào/đầu ra):
Tại Q1, dòng ngắn mạch tối đa (Isc max) đạt 15,7 kA Các điểm Q7, 8, 9, 10, 11 có giá trị Isc max tương đương với Q1 do không tính trở kháng của Busbar Điều này dẫn đến việc dòng ngắn mạch tại CB có cùng giá trị với dòng ngắn mạch ở điểm cuối của đường dây phân phối phía trên, không tính đến đường dây đặt CB vì dòng chưa đi qua.
- Các giá trị Isc max tại Q15,16,17,18,19,20,21 được tính như sau:
- Sở dĩ ta chọn dòng Isc max cho CB Q15,16,17,18,19,20,21 như trên vì ZT tại các đường dây
C7, 8, 9, 10, 11 đã bao gồm ZT của đường dây C1, do đó khi tính Isc cho các điểm này, Isc đã được tính cho dây C1 Vì vậy, không cần cộng dồn thêm để xác định Isc max ở CB.
Q15 thì giá trị dòng Iscmax của Q15 cũng chính là giá trị Isc MBA(T7) ở phía thứ cấp MBA T7
Kiểm tra khả năng cắt dòng ngắn mạch của CB
Bảng 8: Kiểm tra khả năng cắt dòng CB:
Tên CB Cấp Trip Unit I r (A) I cs max
Trip unit cho CB Q9 trên C9 đã được nâng cấp từ Micrologic 2.2M lên Micrologic 2.3M để tương thích với các CB NSX có mức 400 trở lên, tương tự như đối với C11 Đồng thời, CB Q16, Q17, Q18 cũng được chuyển đổi từ NSXm-E sang NSX100-B do khả năng cung cấp của NSXm hiện nay không cao.
Dòng ngắn mạch lớn nhất tại các cầu dao (Ics max) luôn nhỏ hơn dòng ngắn mạch lớn nhất cho phép qua cầu dao (Icu), do đó không cần phải thay đổi cấp cầu dao Việc lựa chọn cầu dao đã đáp ứng đầy đủ điều kiện về dòng ngắn mạch.
Kiểm tra độ bền nhiệt của dây dẫn
Điều kiện cho phép về nhiệt độ của dây dẫn (với t Im X với X là CB thuộc Upstream so với CB được xét – Downstream)
- Bảo vệ chọn lọc 1 phần (P) – Partial: Isc max > Im đạt tới ngưỡng là cả 2 CB thuộc
Upstream và Downstream mở ngay lập tức
Ta tra theo 4 bảng ở Page A-77,78,79,80 – Selectivity, Cascading and Coordination Guide như bên dưới:
Bảng 11: Kết quả kiểm tra điều kiện chọn lọc của CB
T – Total – Bảo vệ chọn lọc hoàn toàn
P – Partial – Bảo vệ chọn lọc 1 phần.
- Với CB NS1000H và các CB bảo vệ các tủ phân phối, ta có bảng sau:
BẢO VỆ ĐIỆN GIẬT GIÁN TIẾP
Tính toán kiểm tra bảo vệ điện giật gián tiếp
- Điện giật xảy ra khi có dòng diện đi qua người và gây nên những hậu quả về mặt sinh học lên cơ thể con người
Dòng điện đi qua cơ thể có thể gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến cơ bắp, chức năng tuần hoàn và hô hấp, thậm chí dẫn đến bỏng nặng Mức độ nguy hiểm đối với nạn nhân phụ thuộc vào cường độ dòng điện, các phần cơ thể mà dòng điện đi qua và thời gian tiếp xúc với dòng điện Biểu đồ dưới đây định nghĩa bốn vùng tương ứng với mối quan hệ giữa biên độ dòng điện và thời gian tồn tại, đồng thời mô tả các tác động sinh học liên quan.
Các biện pháp bảo vệ người chống điện giật trong mạng hạ thế cần tuân thủ các quy định pháp luật, tiêu chuẩn quốc gia và hướng dẫn của chính quyền.
Các tiêu chuẩn IEC liên quan bao gồm: IEC 60364, IEC 60479 series, IEC
Điện giật gián tiếp là gì?
Điện giật gián là hiện tượng xảy ra khi người tiếp xúc với phần vỏ kim loại bất ngờ có điện áp, mặc dù bình thường nó không mang điện Nguyên nhân có thể do hỏng cách điện hoặc các yếu tố khác.
Dòng sự cố có thể làm tăng điện áp trên vỏ kim loại đến mức nguy hiểm, dẫn đến việc dòng điện có thể chạy qua cơ thể người khi tiếp xúc với vỏ kim loại.
Bảo vệ điện giật gián tiếp như thế nào?
Có hai mức biện pháp bảo vệ điện giật gián tiếp: Mức thứ nhất là nối đất tất cả vỏ kim loại của thiết bị điện trong mạng điện và thiết lập lưới đẳng thế Mức thứ hai là tự động cắt nguồn cấp tới phần mạch liên quan, đảm bảo các yêu cầu về điện áp tiếp xúc và thời gian cho phép an toàn tương ứng với mức điện áp tiếp xúc Utx.
Các phương pháp bảo vệ phụ thuộc vào cách nối đất của hệ thống
Hệ thống mạng điện hạ áp TN-S yêu cầu một phương pháp nối đất hiệu quả Nguyên tắc tự động cắt nguồn trong mạng TN đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ an toàn điện Việc hiểu rõ cách thức hoạt động của hệ thống này giúp nâng cao hiệu suất và độ tin cậy cho mạng điện.
Trong hệ thống này, tất cả các vỏ kim loại và các phần dẫn điện bên ngoài được kết nối với điểm nối đất của nguồn thông qua dây bảo vệ.
Trong các hệ thống TN, sơ đồ TN-S được áp dụng để đảm bảo an toàn cho người sử dụng Khi xảy ra sự cố hỏng cách điện với đất, sẽ dẫn đến ngắn mạch pha – trung tính Dòng sự cố cao cho phép sử dụng thiết bị bảo vệ quá dòng, nhưng cũng có thể tạo ra điện áp tiếp xúc tại vị trí sự cố vượt quá 50% giá trị điện áp pha – trung tính trong thời gian chờ ngắn mạch.
Trong sơ đồ TN-S, dây dẫn PE cần được lắp đặt gần nhất với các dây dẫn trực tiếp tương ứng của mạch, đồng thời không có vật liệu sắt từ nào xen kẽ giữa chúng.
PE phải đáp ứng các điều kiện:
- Không bao gồm bất kì phương tiện nào phá vỡ tính liên tục của mạch (switch, removable links,…)
Kết nối các bộ phận dẫn điện tiếp xúc riêng lẻ với dây dẫn PE chính là yêu cầu quan trọng, không được nối tiếp trung gian các bộ phận đó, như đã chỉ ra trong hình Fig.G55 của Hướng dẫn Điện 2018 – G35.
- Có một thiết bị đầu cuối riêng lẻ trên các thanh nối đất chung trong bảng phân phối.
Tiết diện dây PE được lựa chọn theo Fig.G59 – Page G36 – Elec.Ins.Guide 2018:
Khi lựa chọn tiết diện dây PE bảo vệ giữa MBA MV/LV T1 và tủ điện phân phối chính, cần lưu ý rằng cách chọn lựa sẽ khác biệt so với các trường hợp khác.
Ta lựa tiết diện dây dựa vào:
- Công suất định mức của MBA T1: 630 kVA
- Thời gian cắt dòng sự cố của thiết bị bảo vệ sơ cấp (s), ở đây lấy ở 0,5s
- Điều kiện lắp đặt của dây C1: Al, bọc cách điện XLPE
Dựa vào các dữ liệu đã được cung cấp, tiết diện tối thiểu yêu cầu cho dây PE trên đường dây C1 là 120 mm² Sau khi đối chiếu với bảng tham chiếu, chúng ta có thể lựa chọn tiết diện phù hợp cho dây PE1 là 2x300 mm².
Dựa trên thông tin về tiết diện dây pha của các dây dẫn C đã được đề cập trước đó, kết hợp với việc tra cứu bảng dữ liệu, chúng ta có thể xác định các thông số cần thiết cho dây PE như sau:
Tiết diện dây PE không được nhỏ hơn dây pha trừ khi công suất định mức S của phụ tải 1 pha nhỏ hơn 10% tổng số kVA phụ tải Trong các trường hợp bình thường, dòng điện tối đa I max đi qua dây trung tính phải thấp hơn dòng điện cho phép của kích thước cáp đã chọn Ngoài ra, cần đảm bảo bảo vệ dây dẫn trung tính bằng thiết bị bảo vệ được cung cấp để bảo vệ dây dẫn pha.
Dây pha Dây PE Đường dây S ph
(mm 2 ) Vật liệu Tiết diện
75 | P a g e Độ dài tối đa cho phép của đường dây PE trong sơ đồ nối đất TN:
Các giá trị dòng Im chưa được xác định nên có thể bỏ qua phần này và xem giá trị
LmaxPE bằng với giá trị L của các dây pha.
Tính dòng chỉnh định bảo vệ ngắn mạch của CB
Do sử dụng mạng nối đất TN-S, chúng ta không cần xem xét trường hợp chạm đất giữa pha và trung tính như trong hệ thống TN-C, mà chỉ tập trung vào tình huống chạm vỏ thiết bị.
Công thức tính cho trường hợp chạm vỏ:
- Các giá trị X , R là tổng trở kháng và cảm kháng trong vòng chạm mạch
Các giá trị này bao gồm tổng trở kháng của dây pha, điện trở nối đất và dây PE, không tính đến điện trở tiếp xúc của vỏ thiết bị.
Bảng giá trị X , R của dây pha
Bảng giá trị X , R của dây PE
Dây pha Dây PE Đường dây S ph
(mm 2 ) Vật liệu Tiết diện
Chọn dây (mm 2 ) Điện trở suất ( .mm 2 /km)
Thông số tổng điện trở và tổng điện kháng khi nối về MBA: Đường dây
Đối với đường dây PE 15, tổng trở kháng Z T cần được quy đổi về phía thứ cấp của MBA T 7 với điện áp 230V Giá trị quy đổi là 32,95 mΩ Để tính toán, tổng trở ở phía sơ cấp MBA T 7 sẽ bao gồm cả trở kháng và điện kháng của đường dây phân phối PE 7.
Cách tính Z T (PE 15 ) ở phía thứ cấp MBA T 7 400/230V:
' ( ) ' ' 18,87 sc tc tr PE tr tr PE tr tr tr tr
Bảng tính giá trị U tx và I chạm vỏ: Đường dây
Dây pha Dây PE Tổng Chạm mạch
Công thức tính trở kháng và điện kháng của dây PE tương tự như dây pha C Đối với dây PE15, cách tính cũng giống như C15, cần tính thêm trở kháng của MBA T7 đã được trình bày ở phần trước.
ta tính được các số liệu như trên
- Dòng điện sự cố If có công thức:
Riêng đối với dây PE15 có điện áp phía thứ cấp/đầu đường dây ra 230 nên tính như sau:
- Điện áp tiếp xúc Utx (hay Uf) tính như sau: x ( ) ( A) PE ( ) t f T
U V I k Z m Ở đây ta dùng Z của dây PE ở từng nhánh vì khi xét trường hợp chọn dây
Khi tiếp xúc với điện áp U f, điện áp pha của dõy pha cú cựng tiết diện sẽ bằng ẵ lần điện áp pha nối với thiết bị gặp sự cố Tổng trở của mạch sự cố được tính theo công thức Z s = 2.Z PE.
Vì vậy có thể suy ra thành phần trở kháng để tính U tx đó là thành phần tổng trở kháng Z PE của mạch sự cố
Nếu không đáp ứng yêu cầu về độ dài dây theo phần 7.1, có thể xem xét áp dụng sơ đồ TN-CS để đảm bảo độ dài dây cần thiết, đồng thời giảm chi phí mua sắm dây và đơn giản hóa mạch.
83 | P a g e b Tính toán dòng chỉnh định bảo vệ của CB: Đồ thị và thông số của các Trip unit (tài liệu Catalogue NSX&NSXm 2019 và Catalogue TeSys 2019)
84 | P a g e Đối với Trip unit Microunit 2 không dùng Curve nên ta lấy thời gian tripping là thời gian non-tripping time
