Dẫy dẫn và dây cáp irong mạng điộn được lựa chọn theo các đicu kiện sau đây:

  • Lựa chọn theo điều kiện phát nóng;
  • Lựa chọn theo điều kện tổn thất điện cho phép.

Ngoài hai điều kiện nêu trên người ta còn lựa chọn theo kết cấu của dây dẫn và cáp như một sợi, nhiều sợi. vật liệu cách điện v.v…

Lựa chọn tiết diện dây dẫn và cáp theo điều kiện phát nóng

Khi có dòng điện chạy qua dây dẫn và cáp, vậi dẫn bị nóng lên. Nếu nhiệt độ dây dẫn và cáp quá cao có thể làm cho chúng bị hư hỏng, hoặc giảm tuổi thọ. Mặt khác độ bền cơ học của kim loại dẫn điộện cũng bị giảm xuống. Do đó nhà chế tạo quy định nhiệt độ cho phép đối với mỗi loại dây dẫn, dây cáp. Ví dụ: dây trần có nhiệt độ cho phép là 75°C, dây bọc cao su có nhiệt độ cho phép là 55°C, cáp 3 kV trở lại có θcp = 80°C, cáp 6 kV có θcp = 65°C, cáp 10 kv có θcp = 60°C

Hãy xét trường hợp đơn giản nhất, đó là sự phát nóng của dây trần đồng nhất. Dây dẫn trần đồng nhất là dây dẫn có tiết diện không thay đổi theo chiều dài và làm bằng một vật liệu duy nhât. Khi không có dòng điện chạy trong dây dẫn thì nhiệt độ của nó bằng nhiệt độ mỏi trường xung quanh. Khi có dòng điện đi qua, do hiệu ứng Jun dây dẫn sẽ bị nóng lên. Một phần nhiệt lượng sẽ đốt nóng dây dẫn, phân nhiệt lượng còn lại sẽ toả ra môi trường xung quanh.

Đối với mỗi loại dây dẫn, cáp nhà chế tạo cho trước giá trị dòng điện cho phép Icq , Icq ứng với nhiệt độ tiêu chuẩn của môi trường là: không khí+ 25°C, đất, 15°C.

Nếu nhiệl độ của môi trường nơi lắp đặt dây dẫn và cáp khác với nhiệt độ tiêu chuẩn nêu trên thì dòng điện cho phép phải được hiệu chính:

 Icq (hiệu chỉnh) = k . Icq

Trong đó:

  • Icq – dòng điện cho phép của dây dẫn, cáp ứng với điều kiện nhiệt độ tiêu chuẩn của mỗi trường, A
  • k  – hệ số hiệu chỉnh, tra trong sổ tay

Vậy điều kiện phát nóng là

Ilvmax ≤ Icq

Trong đó:

  • Ilvmax – dòng điện làm việc lâu dài lớn nhất
  • Icq – dòng điện cho phép (đã hiệu chỉnh) của dây dẫn

Lựa chọn tiết diện dây dẫn và dây cáp theo điêu kiện tổn thất điện áp cho phép

Đối với mạng trung áp và hạ áp do trực tiếp cung cấp điện cho các phụ tải nên vấn đề đẩm bảo) điện áp rất quan trọng. Vì vậy người ta lấy điều kiện tổn thất điện áp cho phép làm điều kiện đầu tiên để chọn tiết diện dây dẫn và dây cáp. Sau đó kiểm tra lại theo điều kiện phát nóng.

Điều kiện tổn thất điện áp cho phép là:

ΔUmax% ≤ ΔUcp%

Trong đó:

  • ΔU’ – tổn thất điện áp cho phép (±5% hoặc ±2,5% tuỳ loại phụ tải);
  • ΔU” – tổn thất điện áp lớn nhất tron g mạng.

Neu mạng điện có nhiều đoạn, nhiều nhánh thì phải tìm điểm nào có tổn thất điện áp lớn nhất ΔUmax để so sánh.

Tổn thất điện áp trong mạng điện được tính theo công thức sau:

ΔU% = (∑PR + ∑QX)/U2 = ΔU’+ΔU”

Trong đó:

  • ΔU’ – tổn thất điện áp gây nên bởi công suất tác dụng và điển trở đường dây
  • ΔU” – tổn thất điện áp gây nên bở công suất phản kháng và điện kháng đường dây

Giá trị điện kháng trên 1 km đường dây nằm trong khoảng xo = 0,3 ÷ 0,43 Ω/km, để cho đơn giản có thể lấy xo = 0,3 Ω/km

Vậy ta có thể tính được ΔU”

ΔU” = ∑QX/U2 = xo∑Qili/U2đm = xo∑QjLi/U2đm

Trị số ΔUcp đã cho trước, vậy có thể tính:

ΔU’ = ΔUcp – ΔU”

ΔU’ = ∑PR/U2đm  = ro∑Pili/U2đm

Sơ đồ cung cấp điện

Thay ro = 1/γF với γ – điện dẫn suất của vật liệu dây dẫn; F – tiết diện dây dẫn, mm2

Vậy ΔU’ = ∑Pili/γFU2đm

Từ đó tiết diện dây dẫn được xác định

F = ∑Pili/γU2đmΔU’ = ∑PiLi/U2đmΔU’ , mm2

Căn cứ vào trị số tính toán F, tra bảng chọn tiết diện dây dẫn tiêu chẩn gần nhất. Từ đó xác định được ro và xo ứng với dây dẫn đã chọn, tính lại ΔU, so sánh với ΔUcp. Nếu chưa thỏa mãn yêu cầu thì tăng tiết diện dây dẫn lên một cấp rồi tính lại lần nữa.

Sau khi đã đặt ΔUmax ≤ ΔUcp , kiểm tra lại theo điều kiện phát nóng

Trích: Hệ thống cung cấp điện của xí nghiệp công nghiệp đô thị và nhà cao tầng

Các phương pháp lựa chọn dây dẫn, cáp trong mạng điện
5 (100%) 3 votes