Hướng dẫn tính toán độ sụt áp trên đường dây dẫn điện theo tiêu chuẩn IEC


Tổng trở của đường dây tuy nhỏ nhưng không thể bỏ qua. Khi mang tải sẽ luôn tồn tại sự sụt áp giữa đầu và cuối đường dây. Vận hành của các tải (như động cơ, chiếu sáng...) phụ thuộc nhiều vào điện áp trên đầu vào của chúng và đòi hỏi giá trị điện áp gần với giá trị định mức. Do vậy cần phải chọn kích cỡ dây sao cho khi mang tải lớn nhất, điện áp tại điểm cuối phải nằm trong phạm vi cho phép.


Xác định độ sụt áp nhằm kiểm tra: 

- Độ sụt áp phù hợp với tiêu chuẩn đặc biệt về điều áp.
- Độ sụt áp là chấp nhận được và thoả mãn các yêu cầu về vận hành.

Độ sụt áp lớn nhất cho phép:

Độ sụt áp lớn nhất cho phép sẽ thay đổi tuỳ theo quốc gia. Các giá trị điển hình đối với lưới hạ áp sẽ được cho trong bảng 1 dưới đây.

Bảng 1 độ sụt áp lớn nhất cho phép.


(Click vào để xem ảnh gốc có chất lượng tốt hơn)

Các sụt áp giới hạn này được cho trong các chế độ vận hành bình thường (ổn định tĩnh) và không được sử dụng khi khởi động động cơ, hoặc khi đóng cắt đồng thời một cách tình cờ nhiều tải.

Khi sụt áp vượt quá giới hạn như ở bảng 1 thì phải dùng dây có tiết diện lớn hơn. Nếu sụt áp 8% được cho phép thì sẽ gây ra hàng loạt vấn đề sau cho động cơ:

- Nói chung sự vận hành động cơ đòi hỏi điện áp dao động 5% xung quanh giá trị định mức của nó ở trạng thái ổn định tĩnh.

- Dòng khởi động của động cơ có thể gấp 5 - 7 lần dòng làm việc lớn nhất. Nếu sụt áp là 8% tại thời điểm đầy tải, thì sẽ dẫn đến sụt áp 40% hoặc hơn ở thời điểm khởi động. Điều này làm cho động cơ:

+ Đứng yên (do mô men điện từ không vượt quá mô men tải) và làm cho động cơ quá nóng;
+ Tăng tốc độ chậm do vậy, dòng tải rất lớn (gây giảm áp trên các thiết bị khác) sẽ tiếp tục tồn tại trong thời gian khởi động.

- Sụt áp 8% sẽ gây tổn thất công suất đáng kể nhất là cho các tải làm việc liên tục.

Do vậy độ sụt áp lớn nhất 8% sẽ không được cho phép đối với những lưới rất nhạy với điện áp.

CÁCH TÍNH TOÁN SỤT ÁP GẦN ĐÚNG Ở ĐIỀU KIỆN ỔN ĐỊNH:

Cách tính sụt áp theo công thức tính ở một số tài liệu là không cần thiết nếu ta sử dụng bảng tính đơn giản dưới đây. Bảng dưới đây sẽ cho công thức chung để tính sụt áp gần đúng cho mỗi km chiều dài dây dẫn cho 1A và phụ thuộc vào:

- Dạng của tải: cho động cơ với cosφ gần bằng 0,8 hay chiếu sáng với cosφ gần bằng 1.
- Dạng của cáp : 1 pha hay 3 pha.

Độ sụt áp sẽ được tính bằng công thức ∆U = K x IB x L (V) (*) 

Trong đó:

- K được cho trong bảng 2 ở bên dưới.
- IB là dòng làm việc lớn nhất (A).
- L chiều dài đường dây dẫn (km).

Cột động cơ với cosφ = 0,35 của bảng 2 có thể dùng để tính sụt áp khi khởi động động cơ.

Bảng 2. Sụt áp dây ∆U cho 1A trên 1km (V)


(Click vào để xem ảnh gốc có chất lượng tốt hơn)


Như vậy, từ công thức (*) nêu trên, hệ số K tra bảng 2 ta sẽ có (giá trị này phụ thuộc vào tiết diện dây, loại dây đồng hay nhôm, tải 3 pha hay 1 pha...). Gía trị dòng điện IB ta đã có (tính được từ giá trị phụ tải). L (Chiều dài đường dây). Áp dụng vào công thức ta sẽ có giá trị sụt áp và đối chiếu giá trị sụt áp này với tiêu chuẩn sụt áp cho phép để chọn kích cỡ dây, loại dây và tải cho phép đảm bảo kỹ thuật, kinh tế.


VÍ DỤ: 


(Click vào để xem ảnh gốc có chất lượng tốt hơn)

Cho dây đồng 3 pha tiết diện 25mm2 dài 150m cấp điện cho động cơ 400V có dòng:
- 35A với cosφ = 0,8 ở chế độ bình thường.
- 175A (= 5*In) với cosφ = 0,35 khi khởi động.

Sụt áp tại điểm nối vào tủ động cơ là 10V khi khởi động động cơ. Hãy tính sụt áp tại đầu vào động cơ:

- Chế độ bình thường.
- Chế độ khởi động.

Giải đáp:

- Sụt áp ở chế độ bình thường:

∆U% = 100∆U/ Un

Bảng 2 cho 1V/A/km do đó:

∆U cho cáp = 1,3 x 35 x 0,15 = 6,825 V

∆U Tổng = 6,825 + 10 = 16,825 V

>>>  ∆U% = (16,825/400)*100 = 4,20625 %

Giá trị này nhỏ hơn 8%.

- Sụt áp khi khởi động:

∆U cho cáp = 0,65 x 175 x 0,15 = 17,0625 V

Sụt áp tại tủ phân phối sẽ vượt quá 10V do dòng phụ khi khởi động động cơ. Giả sử dòng chạy qua tủ phân phối khi khởi động động cơ là 285 + 175 = 460 A, vậy tại tủ phân phối sẽ sụt áp:

(10 x 460) / 320 = 14,375 V

∆U Tổng = 17,0625 + 14,375 = 31,4375 V

>>>  ∆U% = (31,4375/400)*100 = 7,86 %

Thỏa mãn yêu cầu về điện áp khi khởi động động cơ.

TÀI LIỆU THAM KHẢO:

>>> Hướng dẫn tính chọn tiết diện dây cáp điện và độ sụt áp trên đường dây dẫn.

LINK DOWNLOAD

Chúc các bạn thành công!
M_tả

Loading...

No comments: