Ứng dụng ETAP 7.00

 mương cáp đồng nhất)
Tính toán ổn định nhiệt theo tiết diện cáp tối ưu (cáp 1000mm2)
Biểu đồ nhiệt độ theo thời gian
THỰC HIỆN: LÊ TOÀN THIỆN 133
9.3 MODULE TÍNH TOÁN LỰC KÉO CÁP
Tính toán. dự đoán chính xác lực kéo cáp giúp người kỹ sư có một thiết kế tối ưa tránh thiết kế dư thừa gây lãng phí hoặc không thi công được.
Hình 9.14 Cửa sổ thiết kế
9.3.1 PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN
9.3.1.1 Tính lực căn tối đa cho phép
Tmc = RF.S( A.N.Sm )
Trong đó
- Tmc: lực kéo cực đại cho phép
- A: tiết điện của cáp
- N: số lượng cáp (trong cùng 1 ống)
- Sm: lực căng tối đa cho phép của cáp
- RF: hệ số giảm lực so với lực căng tối đa cho phép của cáp
+ RF=(100-RF1)/100 đối với ống chứa ít hơn hoặc 3 cáp
+ RF=(100-RF2)/100 đối với cáp đơn và ống chứa hơn 3 cáp
+ RF=(100-RF3)/100 đối với cáp nhiều lõi và ống chứa hơn 3 cáp
RF = min[(100-RF2)/100. (100-RF3)/100] khi số lượng cáp lớn hơn 3 và bao gồm cáp 1 lõi và cáp nhiều lõi
9.3.1.2 Tính lực căn
T = N.V .FB .L.W
Trong đó:
- T: lực kéo
- N: số cáp trong ống
- V: hệ số vị trí cáp
- L: chiều dài ống luồn cáp
- W: khối lượng cáp
- FB: hệ số ma sát
9.3.1.3 Tính áp lực lên cáp ở đoạn cong
Tmb
Trong đó:
= N.R
(Pm
/ B)2 - W 2
- Tmb: áp lực lên cáp
- N: số lượng cáp
- R: bán kính uống cong
- Pm: áp lực tối đa cho phép của cáp trên đơn vị chiều dài
- B: hệ số ma sát ống
- W: khối lượng cáp
9.3.2 ỐNG LUỒN CÁP
Hình 9.15 Ống luồn cáp
- ID: tên ống
- Type: vật liệu làm ống. Gồm các vật liệu sau:
+ DB (Direct Burial)
+ EB (Encasement Burial)
+ Fiber
+ Transite
+ PVC
+ Other
- Dimension: kích thước ống luồn (cm)
+ Size: đường kính trong
+ OD: đường kính ngoài
+ Thickness: độ dày
- Friction factor: hệ số ma sát (%)
+ Segments: hệ số ma sát đoạn thẳng
+ Bends: hệ số ma sát đoạn cong
- %Fill: tỉ lệ lắp đầy ống
Bảng hệ số ma sát điển hình (đoạn thẳng) giữa vật liệu cáp và vật liệu ống luồn
Vỏ cáp
Ống dẫn
Material
PVC
Metallic
Fiber
Transite
Concrete
Rubber
0.3
0.3
0.35
0.4
0.5
Lead
0.2
0.35
0.4
0.45
0.6
PVC
0.15
0.35
Polyethylene
0.13
0.2
Braid
0.13
0.3
0.35
0.4
0.5
Neoprene
0.13
0.35
0.4
0.45
0.5
Skidwire
0.173
9.3.3 CÁP
- ID: tên cáp.
- Cable: loại cáp.
+ Cáp lực.
+ Cáp điều khiển.
+ Cáp nối đất.
- Not included: check nếu bỏ quả cáp này.
- Connection: lựa chọn cáp cấp điện cho tải 1 pha hay 3 pha.
- Units:
+ Length: chiều dài cáp
+ #/phase: số sợi của 1 pha
Hình 9.16 Trang info của cáp
- Dimensions:
Hình 9.17 Trang physical của cáp
+ Size: tiết diện cáp (mm2).
+ kV: điện áp định mức của cáp (kV).
+ # of C/C: số lõi dẫn của sợi cáp.
+ Cable OD: đường kính ngoài của cáp (cm).
+ Jacket type: loại vỏ ngoài của cáp.
- Max. Tension:
+ Pull: lực kéo cho phép (kg/mm2).
+ Sidewall: áp lực cho phép lên cáp (kg/m).
- Weight: khối lượng cáp (kg/km).
9.3.4 THANH EDIT
Hình 9.18 Thanh Edit
9.3.5 ĐẶT THÔNG SỐ TÍNH TOÁN
Hình 9.19 Study case
- Study case ID: tên trường hợp phân tích
- Cable Tolerance: dung sai
+ Weight: sai số khối lượng cáp (%)
+ Outside diameter: sai số đường kính ngoài của cáp (%)
2 sai số này sẽ được cộng vào (làm tăng lên) thông số của cáp
- Max.Allowable Tension: lực căng cho phép
+ RF-123: % giảm lực đối với ống chứa ít hơn hoặc 3 cáp (RF1)
+ RF-1/C: % giảm lực đối với cáp đơn và ống chứa hơn 3 cáp (RF2)
+ RF-3/C: % giảm lực đối với cáp nhiều lõi và ống chứa hơn 3 cáp (RF3)
- 3-cable corfiguration: cấu hình cáp 3 lõi
+ Cradled: cấu hình cáp ôm (D/d >=3)
+ Triangular: cấu hình tam giác (D/d <=2.51)
(D/d là tỉ số giữa đường kính trong của ống và đường kính ngoài của cáp)
- Reel to Conduit: chiều dài cáp còn lại trong bành cáp
- Pulling Method: phương pháp cáp liên kết với dây mồi kéo cáp
- Auto display: tự động hiển thị các kết quả tính toán
9.3.6 VÍ DỤ 9.2
Cho một đoạn cáp ngầm như sau:
Hình 9.20 Một đoạn tuyến cáp ngầm
- Cáp lực đơn XLPE 1200mm2-110kV. lõi đồng. giáp nhôm
- Ống HDPE xoắn. đường kính trong 200mm
Áp dụng:
Vào mục (thanh menu bên trái). cửa sổ thiết kế tính toán kéo cáp xuất hiện.
Muốn thêm một đoạn cáp mới nhấp vào . muốn xóa một đoạn cáp nhấp chuột vào thông số đoạn cáp đó rồi delete.
Chọn đủ số đoạn cáp theo đề bài và nhập các thông số của các đoạn cáp như hình.
Trong đó:
Hình 9.21 Thông số kết cấu đoạn cáp
- Segment name: tên đoạn cáp.
- Length: chiều dài đoạn cáp.
- Slope: độ dốc so với phương ngang (dấu “+” hướng lên. dấu “–” hướng xuống).
- ID: tên 2 đầu đoạn tuyến cáp.
- Bend Location: tên đoạn cáp cong.
- Horizontal angle: góc láy (so với hướng của đoạn cáp đầu).
- Bend radius: bán kính uống cong.
Nhấp đôi chuột vào biểu tượng ống luồn cáp trên của sổ thiết để đặt các thông số về ống theo hình.
Hình 9.22 Thông số ống luồn cáp
Nhấp đôi chuột vào biểu tượng cáp (bên trong ống luồn cáp) để đặt các thông số của cáp như hình
Hình 9.23 Thông số cáp (tham khảo cáp ABB)
Vào (study case) để đặt thông số tính toán.
Hình 9.24 Thông số study case
Nhấp vào (run) để tính toán lực kéo. Kết quả tính toán như hình
Hình 9.25 Kết quả tính lực kéo cho phép
- Lực kéo cáp tối đa cho phép: 8401kg
- Đoạn cáp kéo ra khỏi ống: 0m
- Tổng chiều dài cáp: 861m
Hình 9.26 Kết quả tính lực kéo cho từng đoạn cáp
- Lực kéo cáp từ DIEM 2: 4539kg.
- Lực kéo cáp từ DIEM 1: 3076kg.
- Áp lực lên đoạn cong CUA 1 (lớn nhất): 5161kg.
- Áp lực lên đoạn cong CUA 2 (lớn nhất): 3411kg.
- Áp lực lên đoạn cong CUA 3 (lớn nhất): 6911kg.
Nếu có thống số nào vượt quá giới hạn cho phép Etap sẽ hiển thị thông tin cảnh báo.
Chương 10: CÁC TÍNH NĂNG KHÁC
10.1 KHỞI ĐỘNG ĐỘNG CƠ
Khi khởi động một động cơ nó sẽ ngây ra sụt áp trên hệ thống và tiêu thụ 1 dòng điện gấp 5-6 lần dòng định mức. với những động cơ có công suất lớn thì việc khởi động gây ra một số ảnh hưởng như nhảy các thiết bị bảo vệ. động cơ không khởi động được nếu lựa chọn thiết bị không phù hợp. Do đó việc khởi động động cơ cần được khảo sát để đưa ra giải pháp vận hành an toàn và hiệu quả.
Etap cung cấp chức năng phân tích khởi động động cơ với nhiều mô hình máy điện. kết quả đưới dạng đồ thị theo thời gian rất tiện lợi.
Phương pháp khảo sát tương tự phương pháp phân tích ổn định.
10.2 REAL-TIME
Real Time là hệ thống quản lý HTĐ thông minh dựa trên hệ thống thu thập dữ liệu và phần mềm máy tính để theo dõi kiểm soát và tối ưu hóa hệ thống.
Hình 10.1 Hệ thống Real Time
Dựa trên các chức năng phân tích trong Etap và hệ thống thu thập giữ liệu. Etap đưa ra chức năng Real Time cho phép theo dõi và điều khiển hệ thống một cách trực tiếp. Gồm 4 chức năng chính:
Hình 10.2 Tự động hóa trong hệ thống
+ Theo dõi. giám sát. điều khiển. phát hiện các bất thường trong hệ thống.
+ Lưu trữ dữ liệu để phân tích. đánh giá. tìm nguyên nhân sự cố và phương pháp vận hành tối ưu.
+ Tự động điều khiển hệ thống.
+ Đưa ra các dự báo. biện pháp xử lý cho người vận hành.
10.3 CONTROL SYSTEM DIAGRAM
Etap cung cấp một công cụ tạo ra một sơ đồ điều khiển hệ thống riêng biệt (mạch nhị thứ). công cụ này giúp mô phỏng những hoạt động phức tạp của mạch điều khiển.
Khi được kích hoạt nó sẽ hoạt động song song với mạch điện chính để thực hiện chức năng thiết kế cũng như tác động ngược lại mạch điện chính như đóng ngắt các thiết bị. trên sơ đồ điều khiển hỗ trợ đầy đủ các thiết bị như công tắc. máy cắt. cuộn dây. cầu chì. đèn báo. nút nhấn..và được liên hệ với sơ đồ chính bằng ID thiết bị.
Ví dụ: mạch điều khiển động cơ
Hình 10.3 Sơ đồ điều khiển xây dựng trong CONTROL SYSTEM DIAGRAM
Chương 11: TỔNG KẾT
11.1 ĐÁNH GIÁ CHUNG
Qua quá trình tìm hiểu cho thấy Etap phân tích tính toán được hầu hết các bài toán trong hệ thống điện và tích hợp một số tiện ích điều khiển và quản lý lưới điện. Các bài toán được giải quyết dựa trên các tiểu chuẩn quốc tế như IEC, IEEE và ANSI.
Sáng kiến đã giới thiệu khá đầy đủ về các tính năng tính toán của Etap phục vụ cho công tác tư vấn thiêt kế cũng như cách mô phỏng tính toán.
11.2 TỒN TẠI
Do kiến thức và kinh nghiệm còn hạn chế nên khó tránh khỏi sai sót, nhằm lẫn trong nội dung trình bày.
Vấn đề bản quyền hiện nay hết sức quan trọng. muốn ứng dụng được phần mềm này trong các sản phẩm tư vấn việc xem xét bản quyền là hết sức cần thiết.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Hoàng Việt. KỸ THUẬT ĐIỆN CAO ÁP TẬP 2. Nhà xuất bản Đại Học Quốc Gia
Thành Phố HỒ CHÍ MINH. 2007.
2. Hồ Văn Hiến. HỆ THỐNG ĐIỆN TRUYỀN TẢI VÀ PHÂN PHỐI ĐIỆN. Nhà xuất bản Đại Học Quốc Gia Thành Phố HỒ CHÍ MINH. 2005.
3. Nguyễn Hoàng Việt – Phan Thị Thanh Bình. NGẮN MẠCH VÀ ỔN ĐỊNH TRONG
HỆ THỐNG ĐIỆN. Nhà xuất bản Đại Học Quốc Gia Thành Phố HỒ CHÍ MINH.
2005.
4. Phan Thị Thanh Bình - Hồ Văn Hiến - Nguyễn Hoàng Việt. THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN. Nhà xuất bản Đại Học Quốc Gia Thành Phố HỒ CHÍ MINH.
2004.
5. Nguyễn Hoàng Việt. BẢO VỆ RƠLE VÀ TỰ ĐỘNG HÓA TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN. Nhà xuất bản Đại Học Quốc Gia Thành Phố HỒ CHÍ MINH. 2009.
6. Prabha Kundur. POWER SYSTEM STABILITY AND CONTROL. MCGraw-Hill.
7. Hadi Saadat. POWER SYSTEM ANALYSIS. MCGraw-Hill. 1999.
8. Lưu Hữu Vinh Quang. BIỂU THỨC XÁC ĐỊNH MA TRẬN HỆ SỐ TỔN THẤT VÀ PHÂN BỐ KINH TẾ CÔNG SUẤT P(MW) GIỮA CÁC NGUỒN NHIỆT ĐIỆN. Hội Nghị Khoa Học Và Công Nghệ Lần Thứ 8. Trường Đại Học Bách Khoa.
9. Lưu Hữu Vinh Quang. TỐI ƯU HÓA CÔNG SUẤT TÁC DỤNG VÀ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG CỦA CÁC NGUỒN NHIỆT ĐIỆN TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN BẰNG VỚI VÉCTƠ ẢNH TRỊ RIÊNG. Tạp chí phát triển khoa học & công nghệ. số 1. năm 2006.
10. Lưu Hữu Vinh Quang. COMPARING TWO POWER FLOW OPTIMIZATION ALGORITHMS BY ESTIMATING TECHNICO-ECONOMIC EQUIVALENT STATES. Đại Học Bách Khoa TP HCM.
11. Substations Committee. IEEE Guide for Safety in AC Substation Groungding.
2000.
12. Substations Committee. IEEE Guide for Synchronous Generator Modeling
Practices in Stability Analyses. 2002.
13. Ismail Kasikci. Short Circuits in Power Systems A Practical Guide to IEC 60 909.
2002.
14. IEC 60287 “Part 1-1: Current rating equations (100 % load factor) and calculation of losses – General”
15. J.H.NEHER and M.H.Mc GRATH. The calculation of the temperature rise and load capability of cable system