BÀI tập lớn môn học CUNG cấp điện chọn sơ đồ phương án cấp điện tối ưu cho nhà xưởng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI
KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN-ĐIỆN TỬ

BÀI TẬP LỚN
MƠN HỌC: CUNG CẤP ĐIỆN
Nhóm SV thực hiện: 1
1) Đinh Trường An
2) Nguyễn Văn Anh
3) Bùi Anh Ba
4) Đỗ Hữu Bách

MSV: 1951211821
MSV: 1951211828
MSV: 1951211832
MSV: 1951211833

Lớp: TĐH1 - K61
GVHD: TS. Nguyễn Văn Vinh

Hà Nội, 2022

TIEU LUAN MOI download :


MỤC LỤC
1. Xác định phụ tải tính tốn nhà xưởng
1.1. Tổng quan…………………………………………………………………………...
1.2. Phụ tải chiếu sáng……………………………………………………………………
1.3. Phụ tải thơng thống và làm mát…………………………………………………….
1.4. Phụ tải động lực …………………………………………………………………….

1.4.1. Phân nhóm thiết bị………………………………………………………….
1.4.2. Xác định phụ tải các nhóm thiết bị…………………………………………
1.4.3. Tổng hợp phụ tải động lực………………………………………………….
1.5. Tổng hợp phụ tải của toàn phân xưởng………………………………………………
1.6. Kết luận 1 ……………………………………………………………………………
2. Chọn sơ đồ phương án cấp điện tối ưu cho nhà xưởng
2.1. Tổng quan……………………………………………………………………………
2.2. Đề xuất các phương án cấp điện cho nhà xưởng…………………………………….
(4 phương án; vị trí đặt TBA, tủ điện, chọn MBA, tiết dây dẫn; tính các loại tổn thất)
2.3. Đánh giá lựa chọn sơ đồ nối điện tối ưu…………………………………………….
2.4. Kết luận 2……………………………………………………………………………
3. Tính tốn các loại tổn thất trên lưới điện nhà xưởng
3.1. Tổng quan……………………………………………………………………………
3.2. Tính tổn thất cơng suất………………………………………………………………
3.3. Tính tổn thất điện năng………………………………………………………………
3.4. Tính tổn thất điện áp…………………………………………………………………
3.5. Kết luận 3……………………………………………………………………………
4. Lựa chọn các phần tử, thiết bị trong sơ đồ cấp điện tối ưu
4.1. Tổng quan……………………………………………………………………………
4.2. Tính tốn ngắn mạch ………………………………………………………………..
4.3. Chọn và kiểm tra dây dẫn …………………………………………………………..
4.4. Chọn và kiểm thiết bị trung áp (dao cách ly, cầu chảy, chống sét van, v.v…)……..
4.5. Chọn thiết bị hạ áp (loại tủ phân phối, thanh cái, sử đỡ, thiết bị chuyển mạch bằng
tay và tự động đóng/cắt nguồn tự động, aptomat/cầu chảy, khởi động từ v.v…)……….
4.6. Chọn thiết bị đo lường: máy biến dòng, ampe mét, vol mét, cơng tơ v.v…………..
4.7. Kết luận 4 …………………………………………………………………………..
5. Tính tốn bù công suất phản kháng cho nhà xưởng
5.1. Tổng quan …………………………………………………………………………..
5.2. Tính tốn bù cơng suất phản kháng để cosφ sau khi bù đạt 0,9…………………….
5.3. Đánh giá hiệu quả bù cơng suất phản kháng………………………………………..

5.4. Kết luận 5…………………………………………………………………………...
6. Tính tốn hệ thống nối đất an toàn cho thiết bị nhà xưởng
6.1. Tổng quan…………………………………………………………………………..
6.2. Tính tốn hệ thống nối đất an tồn cho thiết bị nhà xưởng ………………………..
6.3. Kết luận 6…………………………………………………………………………..
7. Thiết kế chiếu sáng cho nhà xưởng
7.2. Thiết kế hệ thống chiếu sáng cho nhà xưởng………………………………………
7.3. Kết luận 7…………………………………………………………………………..
Kết luận
1

TIEU LUAN MOI download :


3. Phiếu giao BTL
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI
KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ
BỘ MƠN KỸ THUẬT ĐIỆN-ĐIỆN TỬ

PHIẾU GIAO BÀI TẬP LỚN
Mơn học: Cung cấp điện
Lớp:TĐH… - K61

I. YÊU CẦU CHUNG
* Thời gian thực hiện: Từ 21/3/2022 đến 06/06/2022
* Hình thức trình bày: Viết tay hoặc đánh máy
* Các yêu cầu khác:
- Lớp chia thành 10-12 nhóm (mỗi nhóm từ 3-5 SV)
- Mỗi nhóm làm 01 quyển báo cáo BTL trên khổ giấy A4 (theo mẫu gửi kèm).
+ Các nhóm xử lý dữ liệu theo đúng yêu cầu của GV

+ Các nhóm được cho là giống nhau sẽ trừ điểm tùy theo mức độ sao chép
+ Khuyến khích từ 1-2 điểm cho các nhóm sử dụng tốt phần mềm hỗ trợ thiết kế
cấp điện (ví dụ: Ecodial,...), thiết kế chiếu sáng (ví dụ: Dialux, Luxicon,...).
- Các nhóm nộp tiểu luận cho lớp trưởng để lớp trưởng nộp cho GV.
II. TÊN ĐỀ TÀI: “Thiết kế cấp điện cho nhà xưởng sửa chữa cơ khí”
(với dữ liệu phục vụ thiết kế kèm theo)
III. YÊU CẦU
1. Xác định phụ tải tính tốn nhà xưởng
1.1. Tổng quan
1.2. Phụ tải chiếu sáng
1.3. Phụ tải thơng thống và làm mát
1.4. Phụ tải động lực
1.4.1. Phân nhóm thiết bị
1.4.2. Xác định phụ tải các nhóm thiết bị
1.4.3. Tổng hợp phụ tải động lực
1.5. Tổng hợp phụ tải của toàn phân xưởng
1.6. Kết luận 1

(2,5 điểm)

2. Chọn sơ đồ phương án cấp điện tối ưu cho nhà xưởng
(1,0 điểm)
2.1. Tổng quan
2.2. Đề xuất các phương án cấp điện cho nhà xưởng
(4 phương án; vị trí đặt TBA, tủ điện, chọn MBA, tiết dây dẫn; tính các loại tổn thất)
2.3. Đánh giá lựa chọn sơ đồ nối điện tối ưu
2.4. Kết luận 2
3. Tính tốn các loại tổn thất trên lưới điện nhà xưởng
3.1. Tổng quan
3.2. Tính tổn thất cơng suất

3.3. Tính tổn thất điện năng
3.4. Tính tổn thất điện áp
3.5. Kết luận 3

(1,0 điểm)

4. Lựa chọn các phần tử, thiết bị trong sơ đồ cấp điện tối ưu
4.1. Tổng quan
4.2. Tính toán ngắn mạch

(2,0 điểm)

2

TIEU LUAN MOI download :


4.3. Chọn và kiểm tra dây dẫn
4.4. Chọn và kiểm thiết bị trung áp (dao cách ly, cầu chảy, chống sét van, v.v…)
4.5. Chọn thiết bị hạ áp (loại tủ phân phối, thanh cái, sử đỡ, thiết bị chuyển mạch bằng
tay và tự động đóng/cắt nguồn tự động, aptomat/cầu chảy, khởi động từ v.v…)
4.6. Chọn thiết bị đo lường: máy biến dịng, ampe mét, vol mét, cơng tơ v.v.
4.7. Kết luận 4
5. Tính tốn bù cơng suất phản kháng cho nhà xưởng
5.1. Tổng quan
5.2. Tính tốn bù cơng suất phản kháng để cosφ sau khi bù đạt 0,9
5.3. Đánh giá hiệu quả bù công suất phản kháng
5.4. Kết luận 5

(1,0 điểm)

6. Tính tốn hệ thống nối đất an tồn cho thiết bị nhà xưởng
6.1. Tổng quan
6.2. Tính tốn hệ thống nối đất an toàn cho thiết bị nhà xưởng
6.3. Kết luận 6

(1,0 điểm)

7. Thiết kế chiếu sáng cho nhà xưởng
7.1. Tổng quan
7.2. Thiết kế hệ thống chiếu sáng cho nhà xưởng
7.3. Kết luận 7
Kết luận

(1,5 điểm)

TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Ngô Hồng Quang, Vũ Văn Tẩm, “Thiết kế cấp điện”, NXB KH&KT, Hà Nội, 2019
[2] Nguyễn Công Hiền (chủ biên ), “Hệ thống cung cấp điện của xí nghiệp cơng nghiệp
đơ thị và nhà cao tầng”, NXB KH&KT, 2016
[3] Schneider Electric, “Electrical installation guide According to IEC international
standards”, Edition 2019
[4] Các tiêu chuẩn và quy phạm liên quan
Giảng viên

Nguyễn Văn Vinh

DỮ LIỆU PHỤC VỤ THIẾT KẾ NHÀ XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ
- Mặt bằng bố trí thiết bị của nhà xưởng:

3

TIEU LUAN MOI download :


A

B

6000

C

24000 mm

E

D

1

6000

20
1

2

21

4

3

2

23

22

5

7
11

6

12

3

24
8

36000

25

26

13
30

10

14

9

4

31

1
15

16

27

33
28

5

17

32

18

29

19
6

Văn phịng
xưởng

Kho

7

- Ký hiệu và thơng số kỹ thuật của thiết bị nhà xưởng:
Thiết bị trên
Công suất đặt
sơ đồ mặt
Tên thiết bị
(kW)
bằng

Cosφ

Hệ số
Ku

1; 2; 3; 4

Lò điện kiểu tầng

20 + 33 + 20 +
33

0,91

0,35

5; 6

Lò điện kiểu buồng

30 + 55

0,92

0,32

7; 12; 15

Thùng tơi

1,5 + 2,2 + 2,8

0,95

0,3

8; 9

Lị điện kiểu tầng

30 + 20

0,86

0,26

10

Bể khử mỡ

2,5

1

0,47

11; 13; 14

Bồn đun nước nóng

15 + 22 + 30

0,98

0,30

16; 17

Thiết bị cao tần

30 + 22

0,83

0,41

18; 19

Máy quạt

7,5 + 5,5

0,67

0,45

20; 21; 22

Máy mài tròn vạn
năng

2,8 + 7,5 + 4,5

0,60

0,47

4

TIEU LUAN MOI download :


Thiết bị trên
sơ đồ mặt
bằng

Công suất đặt
(kW)

Tên thiết bị

Cosφ

Hệ số
Ku

23; 24

Máy tiện

2,2 + 4

0,63

0,35

25; 26; 27

Máy tiện ren

5,5 + 10 + 12

0,69

0,53

28; 29

Máy phay đứng

5,5 + 15

0,68

0,45

30; 31

Máy khoan đứng

7,5 + 7,5

0,60

0,4

32

Cần cẩu

11

0,65

0,22

33

Máy mài

2,2

0,72

0,36

Ghi chú: Thông số kỹ thuật của thiết bị trong bảng là của Nhóm 1 (N1), các Nhóm i cịn
lại lấy theo dữ liệu nhóm 1, quy luật sau:
+ Cột công suất đặt (kW): Pi = (P1 + 0,15i)
+ Hệ số sử dụng Ku: Kui = (1 - 0,05i)
-

Nguồn cấp điện cho nhà xưởng lấy từ đường dây 22kV cách nhà xưởng (m):
L = 300 - 5i

-

Điện trở suất của vùng đất xây dựng nhà xưởng đo được ở mùa khô (Ωm):
ρđ = 150 - 5i

(Với i là số thứ tự của nhóm)

5

TIEU LUAN MOI download :


1.Xác định phụ tải tính tốn nhà xưởng
1.1.Tổng quan
Phụ tải tính tốn là số liệu ban đầu rất quan trọng để thiết kế cung cấp điện nhằm lựa
chọn kiểm tra các thiết bị điện như dây dẫn, máy biến áp, thiết bị bảo vệ, thiết bị bù
…Phụ tải tính tốn phụ thuộc vào nhiều yếu tố : công suất, số lượng máy, chế độ vận
hành, qui trình cơng nghệ … do đó việc xác định phụ tải tính tốn rất khó khăn và quan
trọng. Nếu xác định phụ tải tính tốn nhỏ hơn thực tế thì gây nên thiếu hụt cơng suất,
cháy nổ … nếu lớn hơn thực tế thì gây nên lãng phí. Vì vậy việc thiết kế cung cấp hoàn
toàn phụ thuộc vào việc thu nhập và phân tích phụ tải tính tốn.
Mục đích của việc tính tốn phụ tải điện tại các nút nhằm:
- Chọn tiết diện dây dẫn của lưới cung cấp và phân phối điện áp từ dưới 1000V trở lên.
- Chọn số lượng và công suất máy biến áp.
- Chọn tiết diện thanh dẫn của thiết bị phân phối
- Chọn các thiết bị chuyển mạch và bảo vệ.
Sau đây là một số phương pháp tính tốn phụ tải thường dùng nhất trong thiết kế hệ
thống cung cấp điện:
✓ Phương pháp dùng số thiết bị hiệu quả.
✓ Phương pháp dùng hệ số Kđt (thiết kế theo IEC).
✓ Phương pháp tính theo suất tiêu hao điện năng trên một đơn vị sản phẩm.
✓ Phương pháp tính theo suất tiêu hao điện năng trên một đơn vị diện tích…
✓
Số hiệu Tên

Pđi

Pđ

cos

ksd

Pđ*ksd Pđ*cos

1

Lị điện kiểu tầng

20.00 25.03 0.91 0.35 8.76

2

Lò điện kiểu tầng

33.00 41.31 0.91 0.35 14.46 37.59

3

Lò điện kiểu tầng

20.00 25.03 0.91 0.35 8.76

4

Lò điện kiểu tầng

33.00 41.31 0.91 0.35 14.46 37.59

5

Lò điện kiểu buồng

30.00 37.55 0.92 0.32 12.02 34.55

6

Lò điện kiểu buồng

55.00 68.84 0.92 0.32 22.03 63.33

22.78

22.78

6

TIEU LUAN MOI download :


7

Thùng tơi

1.50

1.88

8

Lị điện kiểu tầng

30.00 37.55 0.86 0.26 9.76

32.29

9

Lị điện kiểu tầng

20.00 25.03 0.86 0.26 6.51

21.53

10

Bể khử mỡ

2.50

3.13

11

Bồn đun nước nóng

15.00 18.78 0.98 0.30 5.63

18.40

12

Thùng tơi

2.20

2.62

13

Bồn đun nước nóng

22.00 27.54 0.98 0.30 8.26

14

Bồn đun nước nóng

30.00 37.55 0.98 0.30 11.27 36.80

15

Thùng tôi

2.80

16

thiết bị cao tần

30.00 37.55 0.83 0.41 15.40 31.17

17

thiết bị cao tần

22.00 27.54 0.83 0.41 11.29 22.86

18

máy quạt

7.50

9.39

0.67 0.45 4.22

6.29

19

máy quạt

5.50

6.88

0.67 0.45 3.10

4.61

20

máy mài tròn vạn năng 2.80

3.50

0.60 0.47 1.65

2.10

21

máy mài tròn vạn năng 7.50

9.39

0.60 0.47 4.41

5.63

22

máy mài tròn vạn năng 4.50

5.63

0.60 0.47 2.65

3.38

23

máy tiện

2.20

2.75

0.63 0.35 0.96

1.73

24

máy tiện

4.00

5.01

0.63 0.35 1.75

3.15

25

máy tiện ren

5.50

6.88

0.69 0.53 3.65

4.75

3.13

2.75

3.50

0.95 0.30 0.56

1.00 0.47 1.47

0.95 0.30 0.83

0.95 0.30 1.05

1.78

26.99

3.33

7

TIEU LUAN MOI download :


26

máy tiện ren

10.00 12.52 0.69 0.53 6.63

8.64

27

máy tiện ren

12.00 15.02 0.69 0.53 7.96

10.36

28

máy phay đứng

5.50

4.68

29

máy phay đứng

15.00 18.78 0.68 0.45 8.45

12.77

30

máy khoan đứng

7.50

9.39

0.60 0.40 3.76

5.63

31

máy khoan đứng

7.50

9.39

0.60 0.40 3.76

5.63

32

cần cầu

11.00 13.77 0.65 0.22 3.03

8.95

33

máy mài

2.20

1.98

6.88

2.75

0.68 0.45 3.10

0.72 0.36 0.99

1.2.Phụ tải chiếu sáng
Xác định phụ tải chiếu sáng của phân xưởng dựa theo suất chiếu sáng P0 trên một đơn

vị diện tích: chọn P0=15W/m2.
S=864 m2 (W=36000mm , H=24000mm)
Pcs=P0.S (W)
Trong đó: S là diện tích nhà xưởng (m2).
Phụ tải chiếu sáng tính tốn của tồn nhà xưởng:
Pcs=15.864=12,96 (kW)
1.3. Phụ tải thơng thống và làm mát
Phân xưởng có diện tích F=24*36=846 m2
Chọn 6 quạt thơng gió có cơng suất: P1 = 100 W
Chọn 8 quạt làm mát là quạt trần có cơng suất P2 =100 W
Tổng cơng suất thơng thống làm mát là:
Pq =P1 + P2 =100*6+100*8=1400 (W)=1.4(kW)
1.4. Phụ tải động lực
1.4.1. Phân nhóm thiết bị
Vì phân xưởng có nhiều thiết bị nằm rải rác ở nhiều khu vực tên mặt bằng phân
xưởng, nên để cho việc tính tốn phụ tải được chính xác hơn và làm căn cứ thiết
kế tủ động lực cấp điện cho phân xưởng, ta chia các thiết bị ra từng nhóm nhỏ,
đảm bảo:
8

TIEU LUAN MOI download :


- Các thiết bị điện trong cùng 1 nhóm gần nhau
- Nếu có thể, trong cùng 1 nhóm nên bố trí các máy có cùng chế độ làm việc
- Cơng suất các nhóm xấp xỉ bằng nhau
Vì vậy phụ tải phân xưởng được chia ra thành 4 nhóm và được tính tốn lần
lượt như sau:
Số hiệu trên sơ
Hệ số

Cơng suất
STT
Tên thiết bị
Cosφ
đồ
ksd
P(kW)
Nhóm I
1 Lị điện kiểu tầng
1
0,35
0,91
20
2 Lị điện kiểu tầng
2
0,35
0,91
33
3 Lò điện kiểu tầng
3
0,35
0,91
20
4 Lò điện kiểu tầng
4
0,35
0,91
33
5 Lò điện kiểu buồng
5

0,32
0,92
30
6 Lị điện kiểu bồng
6
0,32
0,92
55
7 Thùng tơi
7
0,3
0,95
1,5
8 Lị điện kiểu tầng
8
0,26
0,86
30
9 Lị điện kiểu tầng
9
0,26
0,86
20
10 Bể khử mỡ
10
0,47
1
2,5
Tổng
245

Nhóm II
1 Bồn đun nước nóng
11
0,3
0,98
15
2 Thùng tơi
12
0,3
0,95
2,2
3 Bồn đun nước nóng
13
0,3
0,98
22
4 Bồn đun nước nóng
14
0,3
0,98
30
5 Thùng tơi
15
0,3
0,95
2,8
6 Thiết bị cao tần
16
0,41
0,83

30
7 Thiết bị cao tần
17
0,41
0,83
22
8 Máy quat
18
0,45
0,67
7,5
9 Máy quat
19
0,45
0,67
5,5
Tổng
137
Nhóm III
Máy mài trong vạn
1
20
0,47
0,6
2,8
năng
Máy mài trong vạn
2
21
0,47

0,6
7,5
năng
Máy mài trong vạn
3
22
0,47
0,6
4,5
năng
4 Máy tiện
23
0,35
0,63
2,2
5 Máy tiện
24
0,35
0,63
4
6 Máy tiện ren
25
0,53
0,69
5,5
7 Máy tiện ren
26
0,53
0,69
10

8 Máy khoan đứng
30
0,4
0,6
7,5
Tổng
44
Nhóm IV
1 Máy tiện ren
27
0,53
0,69
12
2 Máy phay đứng
28
0,45
0,68
5,5
3 Máy phay đứng
29
0,45
0,68
15
9

TIEU LUAN MOI download :


4
5

6

Máy khoan đứng
Cần cẩu
Máy mài

31
32
33

0,4
0,22
0,36

0,6
0,65
0,872

Tổng

7,5
11
2,2
53,2

1.4.2. Xác định phụ tải các nhóm thiết bị
Xác định Kđt
n
1,2
3,4,5

6-10
>10
Các đại lượng cần xác định:

Kđt
1
0,9-0,95
0,8-0,85
0,7
𝑛

𝑃𝑡𝑡 = 𝐾𝑛𝑐 . ∑ 𝑃𝑑𝑚𝑖
𝑖=1

cos 𝜑𝑛ℎ𝑜𝑚

∑𝑛𝑖=1 𝑃𝑑𝑚𝑖 . cos 𝜑𝑖
=
∑𝑛𝑖=1 𝑃𝑑𝑚𝑖

𝑄𝑖𝑡𝑡 = 𝑃𝑖𝑡𝑡 . tan 𝜑𝑛ℎ𝑜𝑚
2
2
2
𝑆𝑖𝑡𝑡
= 𝑃𝑖𝑡𝑡
+ 𝑄𝑖𝑡𝑡

Xác định phụ tải tính tốn cho từng nhóm:
NHĨM I

Kđt
0,7

𝑃𝑖𝑡𝑡 (𝑘𝑊)
171,5

cos𝜑𝑛ℎ𝑜𝑚
0,904

𝑆𝑖𝑡𝑡 (kVA)
64,256

𝑄𝑖𝑡𝑡 (kAr)
27,475

𝑆𝑖𝑡𝑡 (kVA)
46,431

𝑄𝑖𝑡𝑡 (kAr)
20,897

𝑆𝑖𝑡𝑡 (kVA)
27,206

𝑄𝑖𝑡𝑡 (kAr)
20,99

NHÓM II
Kđt
0,85

𝑃𝑖𝑡𝑡 (𝑘𝑊)
116,45

cos𝜑𝑛ℎ𝑜𝑚
0,893
NHÓM III

Kđt
0,85

𝑃𝑖𝑡𝑡 (𝑘𝑊)
37,4

cos𝜑𝑛ℎ𝑜𝑚
0,636

10

TIEU LUAN MOI download :


NHÓM IV
𝑃𝑖𝑡𝑡 (𝑘𝑊)
45,22

Kđt
0,85

cos𝜑𝑛ℎ𝑜𝑚

0,673

1.4.3. Tổng hợp phụ tải động lực

𝑆𝑖𝑡𝑡 (kVA)
27,547

𝑄𝑖𝑡𝑡 (kAr)
20,383

𝑛

𝑃𝑡𝑡 = 𝐾𝑛𝑐 . ∑ 𝑃𝑑𝑚𝑖
𝑖=1

cos 𝜑𝑛ℎ𝑜𝑚

∑𝑛𝑖=1 𝑃𝑑𝑚𝑖 . cos 𝜑𝑖
=
∑𝑛𝑖=1 𝑃𝑑𝑚𝑖

𝑄𝑡𝑡 = 𝑃𝑡𝑡 . tan 𝜑
2
2
𝑆𝑡𝑡
= 𝑃𝑡𝑡2 + 𝑄𝑡𝑡

TỔNG HỢP PHỤ TẢI ĐỘNG LỰC
𝑃𝑡𝑡 (𝑘𝑊)
370,57

Kđt
0,7

cos𝜑𝑛ℎ𝑜𝑚
0,85

𝑆𝑡𝑡 (kVA)
435,964

𝑄𝑡𝑡 (kWAr)
229,66

1.5. Tổng hợp phụ tải của toàn phân xưởng
1.6. Kết luận 1
2. Chọn sơ đồ phương án cấp điện tối ưu cho nhà xưởng
2.1. Tổng quan
•

•

Lựa chọn phương án là bài tốn được lập lại nhiều lần trong quá trình thiết kế.
Kinh nghiệm thực tế cho thấy, đây chính là bài tốn mà người thiết kế thường
mất nhiều sai lầm nhất. Một trong số đó là các phương án so sánh khơng có tính
cạnh tranh. Ví dụ so sánh phương án của vốn đầu tư nhỏ, chi phí vận hành thấp
với phương án có vốn đầu tư lớn, chi phí vận hành cao. Rõ ràng sự so sánh như
vậy là khập khiễng. Các phương án cung cấp điện có thể rất nhiều, tuy nhiên cần
phải so sánh lựa chọn các phương án có tính khả thi và cạnh tranh. Cần phải có
sự phân tích sơ bộ một cách đa dạng dưới nhiều khía cạnh như tiêu chuẩn kĩ
thuật, chất lượng điện, độ tin cậy, tính đơn giản, thuận tiện trong vận hành… Để

làm được điều đó địi hỏi người thiết kế khơng những phải am hiểu về các thiết
bị điện, các phân tử hệ thống điện, mà cịn phải có kinh nghiệm thực tế về xây
dựng, quản lý và vận hành mạng điện.
Việc lựa chọn sơ đồ cung cấp điện được bắt đầu tư vấn đề lựa chọn cấp điện áp,
vị trí của trạm biến áp, sơ đồ nối dây, Kết cấu của các phân tử… các bài toán này
được thực hiện trên cơ sở các điều kiện cụ thể, có xét đến hiệu quả toàn cục, lưu
ý đến khả năng tận dụng nguồn nguyên vật liệu tại chỗ, khả năng áp dụng các
phân tử, sơ đồ chuẩn. Các phương án lựa chọn phải có tính khả thi và tính thuyết
11

TIEU LUAN MOI download :


•

•

phục cao. Phương án khả thi có hiệu quả kinh tế cao nhất được gọi là phương án
tối ưu.
Phương án cung cấp điện bao gồm:
• Chọn cấp điện áp
• Nguồn điện
• Sơ đồ hình thức đi dây
• phương thức vận hành
Phương án được lựa chọn phải đảm bảo các yêu cầu về kĩ thuật và hợp lý với
kinh tế:
• Phải tính tốn đến khả năng, hậu quả của việc ngưng cung cấp điện của cả
nhà máy cũng như của từng thiết bị cơng nghệ.
• Đối với những nhà máy lớn xây dựng dần dần cần phải xác định được khả
năng tăng cơng suất theo từng năm.

• Đảm bảo chất lượng điện năng: tần số điện áp.
• Đảm bảo độ tin cậy, tính liên tục cung cấp điện phù hợp với tải.
• Thuận tiện trong vận hành, lắp ráp sửa chữa.
•

An toàn cho người vận hành.

2.2 Đề xuất các phương án cấp điện cho nhà xưởng
2.2.1 Tìm tọa độ tủ điện của từng nhóm đối tượng.
Để lựa chọn được vị trí tối ưu cho TBA cần thỏa mãn các điều kiện sau:
- Vị trí trạm cần phải được đặt ở những nơi thuận tiện cho việc lắp đặt, vận hành
cũng như thay thế và tu sửa sau này (phải đủ không gian để có thể dễ dàng thay
máy biến áp, gần các đường vận chuyển ...)
- Vị trí trạm phải khơng ảnh hưởng đến giao thông và vận chuyển vật tư chính của
xí nghiệp.
- Vị trí trạm cịn cần phải thuận lợi cho việc làm mát tự nhiên (thơng gió tốt), có
khả năng phịng cháy, phịng nổ tốt đồng thời phải tránh được các bị hố chất
hoặc các khí ăn mịn của chính phân xưởng này có thể gây ra
cos 𝜑 =

Đối tượng
1.Lò điện kiểu tầng
2.Lò điện kiểu tầng
3.Lò điện kiểu tầng
4.Lò điện kiểu tầng
5.Lò điện kiểu buồng
6.Lò điện kiểu buồng
7. Thùng tơi
x=

∑7𝑖=1 𝑥𝑖∗𝑆𝑖
∑7𝑖=1 𝑆𝑖

=

o
Si(kVA)
21,95
34,95
21,95
34,95
31,95
56,95
3,45

𝑃
𝑃
→𝑆=
𝑆
cos 𝜑
Nhóm 1:
Tọa độ yi(m)
33
33
33
33
28,5
24
27,5

Tọa độ xi(m)
4,8
6,8
8,5
10,5
10,5
10
8

4,8∗21,95+6,8∗34,95+8,5∗21,95+10,5∗34,95+10,5∗31,95+10∗56,95+8∗3,45
21,95+34,95+21,95+34,95+31,95+56,95+3,45

= 8,872(m)

12

TIEU LUAN MOI download :


y=

∑7𝑖=1 𝑦𝑖∗𝑆𝑖
∑7𝑖=1 𝑆𝑖

=

33∗21,95+33∗34,95+33∗21,95+33∗34,95+28,5∗31,95+24∗56,95+27,5∗3,45
21,95+34,95+21,95+34,95+31,95+56,95+3,45

= 29,7(m)

=> Ta sẽ chọn tủ điện của nhóm này ở vị trí (8,87m;29,7m)
• Nhóm 2: Tính tương tự như nhóm 1 ta sẽ có x=5,97(m); y=21,64(m)
=> Ta sẽ chọn tủ điện của nhóm này ở vị trí (6m;20m)
• Nhóm 3: Tính tương tự như nhóm 1 ta sẽ có x=2,67(m); y=11,8(m)
=> Ta sẽ chọn tủ điện của nhóm này ở vị trí (2,5m;11m)
• Nhóm 4: Tính tương tự như nhóm 1 ta sẽ có x=20,8(m); y=25,86(m)
=> Ta sẽ chọn tủ điện của nhóm này ở vị trí (21m;25 m)
• Nhóm 5: Tính tương tự như nhóm 1 ta sẽ có x=17,88(m); y=21,18(m)
=> Ta sẽ chọn tủ điện của nhóm này ở vị trí (17m;21m)
2.2.2 Tính tọa độ tủ điện của nhà xưởng
Ta có: S1=217(kVA);
S2=138,01(kVA);
S3=89,4(kVA);
S4=85,6(kVA);
S5=83,35(kVA);

x=
y=

∑5𝑖=1 𝑥𝑖∗𝑆𝑖
∑7𝑖=1 𝑆𝑖
∑5𝑖=1 𝑦𝑖∗𝑆𝑖
∑7𝑖=1 𝑆𝑖

=
=

8,8∗217+6∗138,01+2,67∗89,4+20,8∗85,6+17,88∗83,35
217+138,01+89,4+85,6+83,35

= 10,181(m)

29,72∗217+21,68∗138,01+11,8∗89,4+25,86∗85,6+21,18∗83,35
217+138,01+89,4+85,62+83,35

= 22,84(m)

=>Tọa độ của tủ điện tổng là (10,181m;22,84m)
2.2.3. Tính tiết diện dây
- Có điện áp vào nhà xưởng là U = 380V
-

Ta có: Itt =

𝑃
(√3)∗cos(φ)∗𝑈

• Nhóm 1:
Cosφ =
Itt =
-

0,91∗4+0,92∗2+0,95
𝑃

7

(√3)∗cos(φ)∗𝑈

= 0,918

= 328,846(A)

Nhiệt độ môi trường xung quanh là 25 °C
Nhiệt độ tiêu chuẩn môi trường xung quanh 25°C

=> k1 =1.
Chọn dây dẫn từ trạm biến áp tới tủ phân phối.
• Dịng điện chạy trên dây dẫn từ trạm biến áp đến tủ phân phối: Đi lộ kép, chiều dài
khoảng 5m.
Ilvmax=

𝑆𝑡𝑡𝑛𝑥
𝑛.√3.𝑈đ𝑚

=

158,08
2√3.0.4

= 114,08 A

13

TIEU LUAN MOI download :


• Tiết diện kinh tế của dây dẫn:
𝐼𝑙𝑣𝑚𝑎𝑥

F=

𝐽𝑘𝑡

=

114,08
3,1

= 36,8(mm2).

Vậy ta chọn cáp XLPE.95 có thơng số kỹ thuật: r0 = 0,193 (  /km), xo = 0,0802 (
 /km), I cp = 280 (A). (Bảng 4.53 Sổ tay tra cứu và lựa chọn các thiết bị điện – Ngơ Hồng
Quang).
• Kiểm tra phát nóng của dây dẫn: Isc ≤ k1k2Icp
Ta có:
k1k2Icp = 0,96.0,93.280 = 249,98 A
Isc = 2.Ilvmax = 2.114,08 = 228,16 A < 249,98 A
Vì Isc = 228,16 A < 249,98 A nên dây dẫn đã chọn thỏa mãn điều kiện phát nóng
• Tổn thất điện áp:
-

Tổn thất điện áp lớn nhất lúc vận hành bình thường:
∆U =

∆U =
-

𝑃.𝑟0 +𝑄.𝑥0 𝐿

.

𝑈đ𝑚
2
131,21.0,193+88,17.0,0802 5.10−3

.

0,4

2

= 0,2 V< 5%Uđm

Tổn thất điện áp lớn nhất lúc sự cố đứt 1 dây:

Bằng 2 lần lúc vận hành bình thường. ∆U = 0,4 V< 10%Uđm
Vậy cáp đã chọn thoả mãn yêu cầu.
• Tổn thất điện năng:

A =

P2 + Q2
L
.
r
.
. (kWh).
0

2
U dm
2

 = (0,124 + Tmax .10−4 ).8760 = (0,124 + 4500.10-4)2.8760 = 2886,210 (h).
L: Chiều dài đường dây

∆A =

131,212 +88,172
0.42

.0,193.

5.10−3
2

.2886,210 = 217,51 kW

-

Chọn dây dẫn từ tủ phân phối đến các tủ động lực, tủ động lực đến các phụ tải

-

Để đảm bảo cung cấp điện được liên tục ngay cả khi xảy ra sự cố, ta chọn đường dây
từ tủ phân phối đến tủ động lực là đường dây kép.

-

Chọn dây dẫn từ tủ phân phối đến tủ động lực 1: Chiều dài khoảng 6m

• Dòng điện chạy trong dây dẫn từ tủ phân phối đến tủ động lực 1:
Ilvmax=

𝑆𝐼𝑡𝑡
𝑛.√3.𝑈đ𝑚

55,67

=

2√3.0.4

= 40,18 (A).

• Tiết diện kinh tế của dây dẫn:
F=

𝐼𝑙𝑣𝑚𝑎𝑥
𝐽𝑘𝑡

=

40,18
3,1

= 12,96 (mm2).

Vậy ta chọn cáp XLPE.35 có thơng số kỹ thuật: r0 = 0,669 (  /km), xo = 0,0904 (

 /km), I cp = 160 (A).
(Bảng 4.53 Sổ tay lựa chọn và tra cứu các thiết bị điện – Ngô Hồng Quang).
14

TIEU LUAN MOI download :


• Kiểm tra điều kiện phát nóng dây dẫn:Isc ≤ k1k2Icp
Ta có:
k1k2Icp = 0,96.0,93.160 = 142,85 A
Isc = 2.Ilvmax = 80,36 A <142,85 A
Cáp đã chọn thỏa mãn điều kiện phát nóng.
• Tổn thất điện áp:
-

Tổn thất điện áp lớn nhất lúc vận hành bình thường:
∆U =

∆U =
-

𝑃.𝑟0 +𝑄.𝑥0 𝐿

.

𝑈đ𝑚
2
131,21.0,669+88,17.0,0904 6.10−3
0,4

.

2

= 0,72 V < 5%Uđm

Tổn thất điện áp lớn nhất lúc sự cố đứt 1 dây:

Bằng 2 lần lúc vận hành bình thường. ∆U = 1,44 V< 10%Uđm
Vậy cáp đã chọn thoả mãn yêu cầu.
A =

• Tổn thất điện năng:

P2 + Q2
L
.r0 . . (kWh).
2
U dm
2

 = (0,124 + Tmax .10−4 ).8760 = (0,124 + 4500.10-4)2.8760 = 2886,210 (h).
L: Chiều dài đường dây

∆A =

55,672
0.42

6.10−3

.0,669.

2

.2886,210 = 112,2 kW

2.2.4. Các trường hợp
2.2.4.1. Đặt tủ điện ở tọa độ (0m;23,6m)
Ta có: L =√(0 − 𝑥)2 + (23,6 − 𝑦)2
Khoảng cách từ tủ điện đến các tủ điện các nhóm là:
L1= 13,47m
L2=8,21m
L4= 24,11m
L5=12,24m
2.2.4.2. Đặt tủ điện ở tọa độ (24m;23,6m)
Ta có: L =√(24 − 𝑥)2 + (23,6 − 𝑦)2
Khoảng cách từ tủ điện đến các tủ điện các nhóm là:
L1= 13,47m
L2=18,85m
L4= 2,26m
L5=12,24m

L3=13,37m

L3=25,03m

2.2.5. Tính tổn thất
Phương án 1:
Với phân xưởng sửa chữa cơ khí

𝑈đ𝑚 = 0,38 (kV)
cos ϕ = 0,6
𝑇𝑚𝑎𝑥 = 5000 (h)
−3
• Với L1 = 13,47 (m) = 13,47. 10 (km)
-

Từ tủ chính đến tủ nhóm 1:
15

TIEU LUAN MOI download :


+ Chọn dây AC – 185
Với tổng S của nhóm 1 = 217,32 (kVA)
Tra phụ lục với dây AC - 185 được:
𝑟𝑜 = 0,17 (Ω/km) và 𝑥𝑜 = 0,386 (Ω/km)
Tổng trở của đường dây:
Z = (𝑟𝑜 + j𝑥𝑜 ).L1 = (0,17 + j0,386). 13,47. 10−3 = (2,29 + j5,2). 10−3 (Ω)
Tổn thất công suất trên đường dây:
𝑆2
217,322
∆𝑆0̇ = 2 Z =
. (2,29 + j5,2). 10−6 = 0,75 + j1,7 (kVA)
2
𝑈đ𝑚

0,38

Thời gian tổn thất công suất lớn:

𝜏 = (0,124 + 𝑇𝑚𝑎𝑥 . 10−4 )2 . 8760
= (0,124 + 5000. 10−4 )2 . 8760 = 3411 (h)
Tổn thất điện năng trên đường dây:
∆𝐴 = ∆𝑃 × 𝜏 = 0,75 × 3411 = 2558,25(kWh)
• Với L2 = 8,21 (m) = 8,21. 10−3 (km)
+ Từ tủ chính đến tủ nhóm 2:
Chọn dây AC – 95
Với tổng S của nhóm 2 = 138,01 (kVA)
Tổng trở của đường dây:
Z = (𝑟𝑜 + j𝑥𝑜 ).L2 = (0,33 + j0,406). 8,21. 10−3 = (2,71 + j3,33). 10−3 (Ω)
Tổn thất công suất trên đường dây:
𝑆2
138,012
∆𝑆0̇ = 2 Z =
. (2,71 + j3,33). 10−6 = 0,36 + j0,44 (kVA)
2
𝑈đ𝑚

0,38

Thời gian tổn thất công suất lớn:
𝜏 = (0,124 + 𝑇𝑚𝑎𝑥 . 10−4 )2 . 8760
= (0,124 + 5000. 10−4 )2 . 8760 = 3411 (h)
Tổn thất điện năng trên đường dây:
∆𝐴 = ∆𝑃 × 𝜏 = 0,36 × 3411 = 1227,96 (kWh)
• Với L3 = 13,37 (m) = 13,37. 10−3 (km), với tổng S của nhóm 3 = 89,44 (kVA)
+ Từ tủ chính đến tủ nhóm 3:
Chọn dây AC – 50
Tổng trở của đường dây:
Z = (𝑟𝑜 + j𝑥𝑜 ).L3 = (0,65 + j0,427). 13,37. 10−3 = (8,69 + j5,71). 10−3 (Ω)

Tổn thất công suất trên đường dây:
𝑆2
89,442
∆𝑆0̇ = 2 Z =
. (8,69 + j5,71). 10−6 = 0,48 + j0,32 (kVA)
2
𝑈đ𝑚

0,38

Thời gian tổn thất công suất lớn:
𝜏 = (0,124 + 𝑇𝑚𝑎𝑥 . 10−4 )2 . 8760
= (0,124 + 5000. 10−4 )2 . 8760 = 3411 (h)
Tổn thất điện năng trên đường dây:
∆𝐴 = ∆𝑃 × 𝜏 = 0,48 × 3411 = 1637,28 (kWh)
16

TIEU LUAN MOI download :


• Với L4 = 24,11 (m) = 24,11. 10−3 (km), với tổng S của nhóm 4 = 85,62 (kVA)
+ Từ tủ chính đến tủ nhóm 4:
Chọn dây AC – 35
Tổng trở của đường dây:
Z = (𝑟𝑜 + j𝑥𝑜 ).L3 = (0,85 + j0,438). 24,11. 10−3 = (20,49 + j10,56). 10−3 (Ω)
Tổn thất công suất trên đường dây:
𝑆2
85,622
∆𝑆0̇ = 2 Z =
. (20,49 + j10,56). 10−6 = 1,04 + j0,54 (kVA)

2
𝑈đ𝑚

0,38

Thời gian tổn thất công suất lớn:
𝜏 = (0,124 + 𝑇𝑚𝑎𝑥 . 10−4 )2 . 8760
= (0,124 + 5000. 10−4 )2 . 8760 = 3411 (h)
Tổn thất điện năng trên đường dây:
∆𝐴 = ∆𝑃 × 𝜏 = 1.04 × 3411 = 3547,44 (kWh)
* Với L5 = 12,24 (m) = 12,24. 10−3 (km)
Với tổng S của nhóm 5 = 83,39 (kVA)
Từ tủ chính đến tủ nhóm 5:
Chọn dây AC – 16
Tổng trở của đường dây:
Z = (𝑟𝑜 + j𝑥𝑜 ).L3 = (2,06 + j0,4). 12,24. 10−3 = (25,21 + j4,9). 10−3 (Ω)
Tổn thất công suất trên đường dây:
𝑆2
83,392
∆𝑆0̇ = 2 Z =
. (25,21+ j4,9). 10−6 = 1,21 + j0,24 (kVA)
2
𝑈đ𝑚

0,38

Thời gian tổn thất công suất lớn:
𝜏 = (0,124 + 𝑇𝑚𝑎𝑥 . 10−4 )2 . 8760
= (0,124 + 5000. 10−4 )2 . 8760 = 3411 (h)
Tổn thất điện năng trên đường dây:

∆𝐴 = ∆𝑃 × 𝜏 = 1,21 × 3411 = 4127,31 (kWh)

Tổng tổn thất theo phương án 1 là:
∑∆𝐴= 2558,25 + 1227,96 +1637,28 + 3547,44 + 4127,31 = 13098,24 (kWh)
Phương án 2:
Tính tốn tương tự theo phương án 1
• Tổng tổn thất theo phương án 2 là:
∑∆𝐴= 2558,25 + 2797,02 +3069,9+ 341,1 + 4127,31 = 12893,58 (kWh)
Đánh giá lựa chọn sơ đồ nối điện tối ưu
2.3.1. Chọn dạng sơ đồ nối điện cho phân xưởng
Mạng điện phân xưởng thường có các dạng sơ đồ chính sau đây:

17

TIEU LUAN MOI download :


-

Sơ đồ hình tia: Mạng cáp các thiết bị được dùng điện được cung cấp trực tiếp từ
các tử động lực (TĐL) hoặc từ các tủ phân phối (TPP) bằng các đường cáp độc
lập. Kiểu sơ đồnày có độ tin cậy CCĐ cao, nhưng chi phí đầu tư lớn, thường được
dùng ở các hộ loại I và loại II.
TPP

TÐL

TÐL

TÐL

Hình 2.3. Sơ đồ hình tia.
- Sơ đồ liên thơng: Các TĐL được cấp điện từ TPP bằng các đường cáp chính. Cùng
lúc có thể cấp điện cho các TĐL khác. Ưu điểm của sơ đồ này là tốn ít cáp, chủng
loại cáp cũng ít. Nó thích hợp với các phân xưởng có phụ tải nhỏ, phân bố khơng
đồng đều. Nhược điểm là độ tin cậy cung cấp điện thấp, thường dùng cho các hộ
loại III.
TPP

TÐL

TÐL

TÐL

TÐL

TÐL

Hình 2.4. Sơ đồliên thơng
Ngồi ra cịn có nhiều các sơ đồ khác như sơ đồ mạch vịng kín, sơ đồ dẫn sâu, sơ đồ
mạch vịng kín vận hành hở…
=> Từ các ưu khuyết điểm của từng dạng sơ đồ và sơ đồ bố trí thiết bị trong phân xưởng
ta chọn dạng sơ đồ hỗn hợp làm phương án nối điện trong phân xưởng.
Ta xét các phương án đi dây:
• Phương án 1: Đặt tủ phân phối tại tại góc phân xưởng từ đó kéo điện đến các tủ
động lực được đặt sát tường.
• Phương án 2: Đặt tủ phân phối tại tâm phụ tải từ đó kéo điện đến các tủ động lực
được đặt sát tường.
2.3.2. Lựa chọn sơ đồ nối điện tối ưu

❖ Nguyên tắc chung chọn dây dẫn và dây cáp cho sơ đồ
Trong mạng điện phân xưởng, dây dẫn và dây cáp được chọn theo những nguyên tắc
sau:
- Đảm bảo tổn thất điện áp trong phạm vi cho phép: trong phân xưởng chiều dài
đường dây rất ngắn nên ∆U không đáng kể.
18

TIEU LUAN MOI download :


-

Kiểm tra độ sụt áp khi có động cơ lớn khởi động: điều kiện này ta cũng có thể bỏ
qua do phân xưởng khơng có động cơ có cơng suất quá lớn.

-

Đảm bảo điều kiện phát nóng.

Như vậy nguyên tắc quan trọng nhất chính đảm bảo điều kiện phát nóng. Sau đây ta
sẽ xét cụ thể về điều kiện phát nóng.
Cáp và dây dẫn được chọn cần thỏa mãn:
knc .I cp  I lv max (A).
Trong đó:
- khc: Hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường đặt cáp và số lượng cáp đi song
song trong rãnh.
-

Icp (A): Dòng điện làm việc lâu dài cho phép của dây cáp chọn được.

Ilvmax (A): Dòng điện làm việc lớn nhất của phân xưởng, nhóm, hay các thiết bị điện đơn
lẻ.
Để đảm bảo cung cấp điện được liên tục ngay cả khi xảy ra sự cố, ta chọn đường
dây từ tủ phân phối đến tủ động lực là đường dây kép.
• Chọn dây dẫn từ tủ phân phối đến tủ động lực 1: Chiều dài khoảng 6m
-

Dòng điện chạy trong dây dẫn từ tủ phân phối đến tủ động lực 1: Ilvmax=
=

-

55,08
2√3.0.4

𝑆𝐼𝑡𝑡
𝑛.√3.𝑈đ𝑚

= 39,75(A).

Tiết diện kinh tế của dây dẫn:F =

𝐼𝑙𝑣𝑚𝑎𝑥
𝐽𝑘𝑡

=

39,75
3,1

= 12,8 (mm2).

Vậy ta chọn cáp XLPE.35 có thơng số kỹ thuật: r0 = 0,669 (  /km), xo = 0,0904 (
 /km), I cp = 160 (A).(Bảng 4.53Sổ tay lựa chọn và tra cứu các thiết bị điện – Ngơ Hồng
Quang).
• Kiểm tra điều kiện phát nóng dây dẫn:Isc ≤ k1k2Icp
Ta có:
k1k2Icp = 0,96.0,93.160 = 142,85 A
Isc = 2.Ilvmax = 79,5 A <142,85 A
Cáp đã chọn thỏa mãn điều kiện phát nóng.
• Tổn thất điện áp:
+ Tổn thất điện áp lớn nhất lúc vận hành bình thường:
∆U =
∆U =

𝑃.𝑟0 +𝑄.𝑥0 𝐿

.

𝑈đ𝑚
2
112,78.0,669+96,2.0,0904 6.10−3
0,4

.

2

= 0,63 V < 5%Uđm

+ Tổn thất điện áp lớn nhất lúc sự cố đứt 1 dây:
Bằng 2 lần lúc vận hành bình thường. ∆U = 1,26 V< 10%Uđm
Vậy cáp đã chọn thoả mãn yêu cầu.
19

TIEU LUAN MOI download :


P2 + Q2
L
A =
.r0 . . (kWh).
2
U dm
2

• Tổn thất điện năng:

 = (0,124 + Tmax .10−4 ).8760 = (0,124 + 4500.10-4)2.8760 = 2886,210 (h).
L: Chiều dài đường dây

∆A =

55,082
0.42

6.10−3

.0,669.

2

.2886,210 =109,84 kW

• Chi phí tổn thất điện năng:
𝐶 = ∆𝐴. 𝑐0 = 109,84.2000 = 219.671 (đ).
+ Vốn đầu tư đường dây:Zdây = (avh + atc).Vdây + C (đ)
Vdây = v0 .2L (giá tiền trên mỗi km chiều dài v0 = 124,8.106 (đ/km) ).
 Vdây = 6.10−3 .2.124,8.106= 1,5.106 (đ).
 Zdây = (0,125 + 0,1).1,5.106 + 219671= 0,56.106 (đ).
Tính tốn tương tự cho các đoạn dây khác của phương án 1, ta có kết quả ghi trong bảng
sau:
Chọn phương án cấp điện tối ưu là phương án 2
2.4. Kết luận 2
3. Tính tốn các loại tổn thất trên lưới điện nhà xưởng
3.1. Tổng quan
- Trong HTCCĐ có các loại tổn thất: tổn thất công suất, tổn thất điện năng, tổn
thất điện áp
- Trình tự các bước tính tốn tổn thất trong hệ thống cung cấp điện:
+ Vẽ sơ đồ thay thế trong hệ thống cung cấp điện và xác định các thơng số
trong sơ đồ thay thế.
+ Tính tốn tổn thất.
3.2. Tính tổn thất cơng suất
Với phân xưởng sửa chữa cơ khí
𝑈đ𝑚 = 0,38 (kV)
cos ϕ = 0,6
𝑇𝑚𝑎𝑥 = 5000 (h)
* Với L1 = 13,47 (m) = 13,47. 10−3 (km)
Từ tủ chính đến tủ nhóm 1:
Chọn dây AC – 185

Với tổng S của nhóm 1 = 217,32 (kVA)
Tra phụ lục với dây AC - 185 được:
𝑟𝑜 = 0,17 (Ω/km) và 𝑥𝑜 = 0,386 (Ω/km)
Tổng trở của đường dây:
Z = (𝑟𝑜 + j𝑥𝑜 ).L1 = (0,17 + j0,386). 13,47. 10−3 = (2,29 + j5,2). 10−3 (Ω)
Tổn thất công suất trên đường dây:
𝑆2
217,322
∆𝑆0̇ = 2 Z =
. (2,29 + j5,2). 10−6 = 0,75 + j1,7 (kVA)
2
𝑈đ𝑚

0,38

* Với L2 = 18,85 (m) = 18,85. 10−3 (km)
Từ tủ chính đến tủ nhóm 2:Chọn dây AC – 95
Với tổng S của nhóm 2 = 138,01 (kVA)
Tổng trở của đường dây:
20

TIEU LUAN MOI download :


Z = (𝑟𝑜 + j𝑥𝑜 ).L2 = (0,33 + j0,406). 18,85. 10−3 = (6,22 + j7,65). 10−3 (Ω)
Tổn thất công suất trên đường dây:
𝑆2
138,012
∆𝑆0̇ = 2 Z =
. (6,22 + j7,65). 10−6 = 0,82 + j1 (kVA)

2
𝑈đ𝑚

0,38

* Với L3 = 25,03 (m) = 25,03. 10−3 (km)
Với tổng S của nhóm 3 = 89,44 (kVA)
Từ tủ chính đến tủ nhóm 3:Chọn dây AC – 50
Tổng trở của đường dây:
Z = (𝑟𝑜 + j𝑥𝑜 ).L3 = (0,65 + j0,427). 25,03. 10−3 = (16,27 + j10,69). 10−3 (Ω)
Tổn thất công suất trên đường dây:
𝑆2
89,442
∆𝑆0̇ = 2 Z =
. (16,27 + j10,69). 10−6 = 0,9 + j0,59 (kVA)
2
𝑈đ𝑚

0,38

- Với L4 = 2,26 (m) = 2,26. 10−3 (km)
Với tổng S của nhóm 4 = 85,62 (kVA)
Từ tủ chính đến tủ nhóm 4:Chọn dây AC – 35
Tổng trở của đường dây:
Z = (𝑟𝑜 + j𝑥𝑜 ).L3 = (0,85 + j0,438). 2,26. 10−3 = (1,921 + j0,99). 10−3 (Ω)
Tổn thất công suất trên đường dây:
𝑆2
85,622
∆𝑆0̇ = 2 Z =
. (1,921 + j0,99). 10−6 = 0,097 + j0,05 (kVA)

2
𝑈đ𝑚

0,38

- Với L5 = 12,24 (m) = 12,24. 10−3 (km)
Với tổng S của nhóm 5 = 83,39 (kVA)
Từ tủ chính đến tủ nhóm 5:Chọn dây AC – 16
Tổng trở của đường dây:
Z = (𝑟𝑜 + j𝑥𝑜 ).L3 = (2,06 + j0,4). 12,24. 10−3 = (25,21 + j4,9). 10−3 (Ω)
Tổn thất công suất trên đường dây:
𝑆2
83,392
∆𝑆0̇ = 2 Z =
. (25,21+ j4,9). 10−6 = 1,21 + j0,24 (kVA)
2
𝑈đ𝑚

0,38

3.3. Tính tổn thất điện năng
- Thời gian tổn thất công suất lớn:
𝜏 = (0,124 + 𝑇𝑚𝑎𝑥 . 10−4 )2 . 8760
= (0,124 + 5000. 10−4 )2 . 8760 = 3411 (h)
- Tổn thất điện năng trên đường dây L1:
∆𝐴 = ∆𝑃 × 𝜏 = 0,75 × 3411 = 2558,25(kWh)
- Tổn thất điện năng trên đường dây L2:
∆𝐴 = ∆𝑃 × 𝜏 = 0,82 × 3411 = 2797,02 (kWh)
- Tổn thất điện năng trên đường dây L3:
∆𝐴 = ∆𝑃 × 𝜏 = 0,9 × 3411 = 3069,9 (kWh)

- Tổn thất điện năng trên đường dây L4:
∆𝐴 = ∆𝑃 × 𝜏 = 0,1 × 3411 = 341,1 (kWh)
- Tổn thất điện năng trên đường dây:
∆𝐴 = ∆𝑃 × 𝜏 = 1,21 × 3411 = 4127,31 (kWh)
3.4. Tính tổn thất điện áp
21

TIEU LUAN MOI download :


Ta có cơng thức tính tổn thất điện áp: ∆U =
- Tổn thất điện áp trên đường dây L1:

P.R + Q.𝑋
𝑈đ𝑚

0,75∗0,17+0,386∗1,7

∆U =
= 2,06(V)
380
- Tổn thất điện áp trên đường dây L2:
0,33∗0,82+0,406∗1
∆U =
= 1,78(V)
380
- Tổn thất điện áp trên đường dây L3:
0,65∗0,9+0,427∗0,59

∆U =

= 2,2(V)
380
- Tổn thất điện áp trên đường dây L4:
0,75∗0,17+0,386∗1,7

∆U =
= 2,06(V)
380
- Tổn thất điện áp trên đường dây L5:
2,06∗1,21+0,4∗0,24
∆U =
= 6,812(V)
380

4. Lựa chọn các phần tử, thiết bị trong sơ đồ cấp điện tối ưu
4.1. Tổng quan
Các thiết bị điện, sứ cách điện và các bộ phận dẫn điện khác của hệ thống điện
trong điều kiện vận hành có thể ở một trong ba chế độ sau:
• Chế độ làm việc lâu dài
• Chế độ làm việc quá tải
• Chế độ chịu dịng ngắn mạch
Trong chế độ làm việc lâu dài, các thiết bị điện, sứ cách điện và các bộ phận dẫn
điện khác sẽ lam việc tin cậy nếu chúng được chọn theo đúng điện áp và dòng điện định
mức.
Trong chế độ làm việc quá tải, dòng điện qua thiết bị và các bộ phận dẫn điện khác
lớn hơn so với dòng điện định mức. Nếu mức q tải khơng vượt q giới hạn cho phép
thì các thiết bị điện vẫn làm việc tin cậy.
Khi xảy ra ngắn mạch, các khí cụ điện, sứ cách điện và các bộ phận dẫn điện khác
vẫn đảm bảo làm việc tin cậy nếu q trình lựa chọn chúng có các thông số theo đúng
điều kiện ổn định động và ổn định nhiệt. Tất nhiên, khi xảy ra sự cố ngắn mạch, cần

phải nhanh chóng loại trừ tình trạng ngắn mạch để hạn chế tác hại của nó.
Như vậy, dịng điện ngắn mạch là số liệu quan trọng để chọn và kiểm tra các thiết bị
điện.
Đối với máy cắt, máy cắt phụ tải và cầu chì, khi lựa chọn cịn phải kiểm tra khả
năng đóng cắt của chúng.
4.2. Tính tốn ngắn mạch
Các điểm cần tính ngắn mạch:
- N1 –Ngắn mạch ở phía cao áp TBA
- N2 –Ngắn Mạch tại phía hạ áp TBA
- N3 – Ngắn mạch tại thanh cái tủ phân phối để kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt của
nó cũng như kiểm tra aptomat tổng.
- N4 – Ngắn mạch tại 1 tủ động lực đại diện ( tủ 4 ) để kiểm tra aptomat nhánh.
22

TIEU LUAN MOI download :


-

N5 – Ngắn mạch tại 1 động cơ đại diện ( động cơ 29 ) để kiểm tra aptomat cho các
động cơ.

E

Z Ng-TBA

X HT

ZTBA-TPP ZTPP-TÐL4 ZTÐL4-29

Z BA
N1

N2

N3

N4

N5

Hình 4.1 Các vị trí tính ngắn mạch.
a) Tính tốn ngắn mạch phía cao áp
Tính điện trở và điện kháng có dịng ngắn mạch đi qua
Chọn Scđm = 250 MVA; Utb = 1,05*Uđm = 1,05*22= 23,1(kV); AC-35: 𝑟𝑜 = 0,92(Ω/km)
và 𝑥𝑜 = 0,4(Ω/km)
XHT =

𝑈𝑡𝑏 2

𝑆𝑐đ𝑚

23,12

=

250

= 2,134(Ω)

RD = r0*l = 0,92*3 = 2,76(Ω)
XD = x0*l = 0,4*3 = 1,2(Ω)
Dòng điện ngắn mạch chu kỳ 3 pha:
𝑈
𝑈𝑡𝑏
IN = 𝑡𝑏 =
=
√3∗𝑍𝑁

√3∗√𝑅𝐷 2 +(𝑋𝐻𝑇+𝑋𝐷)2

23,1

√3∗√2,762 +(2,134+1,2)2

= 3,081(kA)

b) Tính tốn ngắn mạch phía hạ áp
Chọn máy biến áp loại 1000/22/0,4
Tra phụ lục có: 𝑈𝑁 % = 5 ; ∆𝑃𝑁 = 13kW
Tính điện trở máy biến áp (MBA)
𝑅𝐵 =

2
∆𝑃𝑁 𝑈đ𝑚𝐵
2
𝑛 𝑠đ𝑚𝐵

. 106 =

13.0,42
1.10002

. 106 = 2,08 (mΩ)

Điện kháng MBA
𝑋𝐵 =

2
𝑈𝑁% 𝑈đ𝑚𝐵

𝑛 𝑆đ𝑚𝐵

104 =

5.0,42
1.1000

. 104 = 8 (mΩ)

Tính tổng trở của các phần tử
BA: 𝑍̇𝐵 = 𝑅𝐵 + j𝑋𝐵 = 2,08 + j8 (mΩ)
CT: 𝑍̇𝐶𝑇 = (0,1 + 𝑗0,1).10 = 1 + 𝑗1 (𝑚Ω)
Chọn AT-600
Tra được: 𝑟𝐴 = 0,12 (𝑚Ω) ; 𝑥𝐴 = 0,094 (𝑚Ω) ; 𝑟𝑡𝑥 = 0,25 (𝑚Ω)
̇ = (𝑟𝐴 + 𝑟𝑡𝑥 ) + j𝑥𝐴 = (0,12 + 0,25) + j0,094 = 0,37 + j0,094 (𝑚Ω)
𝑍𝐴𝑇
Thanh góp
TG: 𝐷𝑡𝑏 ≈ 300, tra được: 𝑟0 = 0,056 (𝑚Ω) ; 𝑥0 = 0,184 (𝑚Ω)
𝑍̇𝑇𝐺 = (0,056 + j0,184).1 = 0,056 + j0,184 (𝑚Ω)

Chọn AT-200
Tra được: 𝑟𝐴 = 0,36 (𝑚Ω) ; 𝑥𝐴 = 0,28 (𝑚Ω) ; 𝑟𝑡𝑥 = 0,6 (𝑚Ω)
̇ = (𝑟𝐴 + 𝑟𝑡𝑥 ) + j𝑥𝐴 = (0,36 + 0,6) + j0,28 = 0,42 + j0,28
𝑍𝐴1
23

TIEU LUAN MOI download :


𝐶1 : 𝑍̇𝐶1 = (0,73 + j0,1).100 = 73 + j10 (𝑚Ω)
* Xác định các dòng ngắn mạch
+) Với dây AC - 185:
𝑟𝑜1 = 0,17 (Ω/km) và 𝑥𝑜1 = 0,386 (Ω/km)
𝑙1 = 13,47. 10−3 (km)
𝑍𝐷1 = 𝑟𝑜1 . 𝑙1 + j 𝑥𝑜1 . 𝑙1 = 0,17. 13,47. 10−3 + j0,386. 13,47. 10−3
= (2,29 + j5,2). 10−3 (Ω)
+) Với dây AC - 95:
𝑟𝑜2 = 0,33 (Ω/km) và 𝑥𝑜2 = 0,406 (Ω/km)
𝑙2 = 18,85. 10−3 (km)
𝑍𝐷2 = 𝑟𝑜2 . 𝑙2 + j 𝑥𝑜2 . 𝑙2 = 0,33. 18,85. 10−3 + j0,406. 18,85. 10−3
= (6,22 + j7,65). 10−3 (Ω)
+) Với dây AC - 50:
𝑟𝑜3 = 0,65 (Ω/km) và 𝑥𝑜3 = 0,427 (Ω/km)
𝑙3 = 25,03. 10−3 (km)
𝑍𝐷3 = 𝑟𝑜3 . 𝑙3 + j 𝑥𝑜3 . 𝑙3 = 0,65. 25,03. 10−3 + j0,427. 25,03. 10−3
= (16,27 + j10,69). 10−3 (Ω)
+) Với dây AC - 35:
𝑟𝑜4 = 0,85 (Ω/km) và 𝑥𝑜4 = 0,438 (Ω/km)
𝑙4 = 2,26. 10−3 (km)
𝑍𝐷4 = 𝑟𝑜4 . 𝑙4 + j 𝑥𝑜4 . 𝑙4 = 0,85. 2,26. 10−3 + j0,438. 2,26. 10−3

= (1,92 + j0,99). 10−3 (Ω)
+) Với dây AC - 16:
𝑟𝑜5 = 2,06 (Ω/km) và 𝑥𝑜5 = 0,4 (Ω/km)
𝑙5 = 12,24. 10−3 (km)
𝑍𝐷5 = 𝑟𝑜5 . 𝑙5 + j 𝑥𝑜5 . 𝑙5 = 2,06. 12,24. 10−3 + j0,4. 12,24. 10−3
= (25,21 + j4,9). 10−3 (Ω)
∗ 𝑈𝑡𝑏 = 1,05.𝑈đ𝑚 = 1,05.0,4 = 0,42 (kV)
Vậy các dòng ngắn mạch là:
𝑈
0,42
𝐼𝑁1 = 𝑡𝑏 =
−3
2
2
√3𝑍∑

√3 .10

= 42,68 (kA)
𝑈
𝐼𝑁2 = 𝑡𝑏 =
√3𝑍∑

√3𝑍∑

√3𝑍∑

= 6,69 (kA)
𝑈
𝐼𝑁4 = 𝑡𝑏 =

√3𝑍∑

0,42

√3 .10−3 √(2,29+6,22)2 +(5,2+7,65)2

= 15,73 (kA)
𝑈
𝐼𝑁3 = 𝑡𝑏 =
= 7,09 (kA)
𝑈
𝐼𝑁4 = 𝑡𝑏 =

√2,29 +5,2

0,42

√3 .10−3 √(2,29+6,22+16,27)2 +(5,2+7,65+10,69)2
0,42
√3 .10−3 √(2,29+6,22+16,27+1,92)2 +(5,2+7,65+10,69+0,99)2
0,42
√3 .10−3 √(2,29+6,22+16,27+1,92+25,21)2 +(5,2+7,65+10,69+0,99+4,9)2

= 4,06 (kA)
24

TIEU LUAN MOI download :