Hướng dẫn làm đồ án cung cấp điện cho một phân xưởng

HƯỚNG DẪN LÀM ĐỒ ÁN MÔN HỌC
ĐỀ 1: THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG SẢN
XUẤT CÔNG NGHIỆP
CHƯƠNG 1. THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG CHO PHÂN XƯỞNG.
1.1. Tính toán lựa chọn đèn
Kích thước trên bản vẽ (được xác định theo số hiệu phân xưởng và phương án (tra
theo ký tự Alphabe của Họ)):
Vì là xưởng sản xuất nên dự định dùng đèn sợi đốt. Chọn độ rọi E
yc
=100 lx. Căn
cứ vào độ cao trần xưởng H m độ cao mặt công tác là h
2
=0,8 m độ cao treo đèn cách trần
là h
1
=0,7 m.Vậy khoảng cách từ đèn đến mặt công tác là:
h = H - h
1
- h
2
.
Hình 1.1: Bố trí đèn theo mặt đứng
Tra bảng, với bóng đèn sợi đốt,bóng vạn năng L/h=1,5÷1,8.
Suy ra: L=1,8.h = ? là khoảng cách tối đa giữa 2 bóng đèn.
Căn cứ vào kích thước ta chọn khoảng cách giữa các đèn trong cùng một hàng
ngang là L
n
=? m (đèn gần tường nhất q m), khoảng cách các hàng đèn là L
d
=? m (đèn
gần tường nhất p m). Như vậy tổng cộng có ? hàng đèn, mỗi hàng là ? bóng.

- Kiểm tra mức độ đồng đều về ánh sáng:
23
nn
L
q
L
≤≤
23
dd
L
p
L
≤≤
- Chỉ số phòng :
( )
bah
ba
K
+
=
.
.
1
H h
Lấy độ phản xạ của trần và tường lần lượt là :
tran
σ
=50 % và
tuong
σ

=30 % kết hợp
với chỉ số phòng ta tra bảng được hệ số sử dụng là: K
sd
(ví dụ = 0,59).
Lấy hệ số dự trữ k=1,3 và hệ số tính toán Z=1,1 xác định được quang thông của
mỗi đèn như sau:
(lumen)
.

sd
yc
yc
kn
ZSEk
F =
Chọn loại bóng đèn sợi đốt Halogen công suất là ? W, có F = ? ≥ F
yc
lumen.
(Hình vẽ: Sơ đồ chiếu sáng phân xưởng )
Ví dụ: Diện tích phân xưởng là 50x20 m
2
, chiều cao nhà xưởng là H = 5 m >
h=5-0,7-0,8= 3,5 m.
Chỉ số phòng :
( ) ( )
08,4
2050.5,3
20.50
.
.

=
+
=
+
=
bah
ba
K
Lấy độ phản xạ của trần và tường lần lượt là :
tran
σ
=50 % và
tuong
σ
=30 % kết hợp
với chỉ số phòng ta tra bảng được hệ số sử dụng là: K
sd
= 0,59 (đèn sợi đốt chiếu
sâu_bảng 47.plBT).
Khoảng cách tối đa giữa 2 đèn là L = 1,8.3,5 = 6,3 m. Bố trí các đèn cách nhau
5m. Sẽ được 4 hàng đèn, mỗi hàng 10 đèn > tổng cộng 40 đèn.
Kiểm tra độ đồng đều về ánh sáng:
2
5
5,2
3
5
23
=≤⇔≤≤
nn

L
q
L
và
2
5
5,2
3
5
23
=≤⇔≤≤
dd
L
p
L
Quang thông yêu cầu của đèn:
(lumen) 6059
40.0,59
00.1,11,3.1000.1
.

===
sd
yc
yc
kn
ZSEk
F
Chọn loại đèn sợi đốt halogen có P
đ

= 300 W, F = 6400 lm.
Tổng công suất đèn là P
cs
= 40*300 = 12000 W = 12 kW.
2
q
L
n
L
d
p
1.2. Chọn cáp cho hệ thống chiếu sáng
• Chọn cáp từ tủ phân phối đến tủ chiếu sáng.
I
cs
=
3. . os
cs
dm
P
U c
ϕ
= (với đèn sợi đốt cos
ϕ
=1).

321
kkk
I
I

cs
cp
≥
Trong đó :
k
1
: hệ số thể hiện ảnh hưởng của cách thức lắp đặt, cáp treo trên trần k
1
=0,95.
k
2
: hệ số thể hiện ảnh hưởng tương hỗ của các mạch đặt kề nhau, lấy k
2
= 1
k
3
: Hệ số ảnh hưởng của nhiệt độ tương ứng với dạng cách điện. Do
o
t
<
30
o
nên
k
3
=1.


Chọn cáp đồng 4 lõi vỏ PVC, tiết diện mm
2

có: I
cp
= A, do CADIVI chế tạo.
• Chọn dây dẫn từ áp tô mát nhánh tới các nhóm đèn.
Tiến hành phân nhóm đèn theo diện tích.
+ Ví dụ nhánh cấp cho nhóm 8 bóng công suất 300 W:
Công suất tổng :P=8.300=2400 W=2,4 kW.

A 9,10
22,0
4,2
max
==
lv
I
Suy ra:
321
max
kkk
I
I
lv
cp
≥
=
A 4,16
1.7,0.95,0
9,10
=

Trong đó :
k
1
=0,95: Cáp treo trên trần .
k
2
=0,7 (ví dụ tất cả 11 mạch cáp đi trong cùng máng cáp)
Chọn cáp đồng hai lõi vỏ PVC, tiết diện 2,5 mm
2
có I
cp
= 25 A, do CADIVI chế
tạo.
Kí hiệu: VCm- Cu PVC(2 x 2,5).
+ Tính toán tương tự cho các nhóm khác

Bảng 1.1: Thông số dây dẫn mạch chiếu sáng
Vị trí
Tiết diện
định mức
Chiều dày
cách điện
Chiều dày
vỏ bọc
PLC
Đường
kính
tổng thể
Phụ tải
dòng điện

Điện trở
dây dẫn
ở 20
o
C
Điện áp
thử
mm
2
mm mm mm A Ω/Km V
Cáp tổng cs
Dây nhánh
3
Hình vẽ ví dụ: sơ đồ nguyên lý mạng chiếu sáng
Hình vẽ ví dụ: sơ đồ đi dây mạng chiếu sáng phân xưởng
• Chọn áp tô mát
- Chọn áp tô mát tổng.
I
cs
=29,35 A, ta chọn áp tô mát tổng I
đm
= 40 A, 3 cực, do LG chế tạo.
- Chọn áp tô mát nhánh.
+ Nhánh cung cấp điện cho 8 bóng:

A 9,10
22,0
4,2
max
==

lv
I
, ta chọn áp tô mát I
cp
= 20 A, 2 cực, do LG chế tạo.
+ Các nhánh khác cũng dùng áp tô mát I
đm
= 20 A cùng loại.
Bảng 1.2: Thông số Át-tô-mát được lựa chọn
Vị trí Loại Kiểu U
dm
(V) Số cực I
dm
(A)
Áp tô mát tổng 50AF ABE 53a 600 3 40
Áp tô mát nhánh 50AF ABE 53a 600 2 20
4
• Kiểm tra điều kiện chọn dây kết hợp với áp tô mát
Điều kiện kiểm tra:
321
5,1
.25,1
kkk
I
I
đmA
cp
≥
- Ví dụ: Mạch chiếu sáng tổng dùng dây 4x4 mm
2

, bảo vệ bằng áp tô mát kiểu
50AF:
A 08,35
1.1.95,0.5,1
40.25,1
5,1
.25,1
A 47
321
==≥=
kkk
I
I
đmA
cp
- Các mạch nhánh dùng dây 2x2,5mm
2
, bảo vệ bằng áp tô mát kiểu 50AF:
A 25
1.7,0.95,0.5,1
20.25,1
5,1
.25,1
A 25
321
==≥=
kkk
I
I
đmA

cp
Thỏa mãn điều kiện.
+ Không cần kiểm tra độ sụt áp của của đường dây vì đường dây ngắn, các
dây đều được chọn vượt cấp.
CHƯƠNG 2. Tính toán phụ tải điện
2.1. Phụ tải tính toán nhóm chiếu sáng
Từ kết quả thiết kế chiếu sáng ta tính được phụ tải chiếu sáng tính toán của toàn
phân xưởng.
Ví dụ:
P
cs
= k
đt
.N .P
đ
= 1.(64.300 + 3.40) = 19,32 kW
Trong đó:
k
đt
: hệ số đồng thời của nhóm phụ tải chiếu sáng.
N : số bóng đèn cần thiết.
P
đ
: công suất của mỗi đèn được lựa chọn.
Vì dùng đèn sợi đốt nên hệ số cosϕ của nhóm chiếu sáng là 1. Do đó, ta có công
suất toàn phần của nhóm chiếu sáng là:
S
cs
=
kVA 32,19

1
32,19
cos
==
ϕ
cs
P
Q
cs
= 0 kVAr.
2.2. Phụ tải tính toán nhóm thông thoáng và làm mát
Lưu lượng gió tươi cần cấp vào xưởng là:
( )
hmVnQ /.
3
=
n – tỉ số đổi không khí (1/h)_ với phân xưởng cơ khí lấy n = 6 (1/h)
5
V – thể tích của phân xưởng (m
3
)
hbaV =
với a (m), b (m), chiều rộng – dài phân xưởng (đo theo đề bài)
h (m)– chiều cao của phân xưởng;
Từ Q sẽ chọn được loại quạt và số lượng tương ứng (tham khảo bảng)
MODEL Điện
áp
(V)
Tần số
(Hz)

Lượng
gió
(m
3
/h)
Công
suất
(W)
Sải cánh
(mm)
Áp
suất
(Pa)
Tốc
độ
(rpm)
Độ
ồn
(dB)
DLHCV35-PG4S F 380 50 2200 215 300 68 1400 61
DLHCV35-PG4S F 380 50 2800 215 350 90 1400 64
DLHCV40-PG4S F 380 50 4500 300 400 108 1400 68
DLHCV50-PG4S F 380 50 5800 450 500 118 1400 73
DLHCV60-PG4S F 380 50 8500 660 600 130 1400 80
Ví dụ tính ra Q = 36.000 m
3
/h > chọn quạt có q = 4500 m
3
/h > 8 quạt
Bảng : Thông số kỹ thuật của quạt hút công nghiệp

Thiết bị Công suất.W
Lượng gió
(m
3
/h)
Số lượng k
sd
cosϕ
Quạt hút 300 4500 8 0,7 0,8
Hệ số nhu cầu của quạt hút là: k
nc
qh
=
n
k
k
sd
sd
−
+
1

Phụ tải tính toán nhóm phụ tải thông thoáng-làm mát:
∑
=
=
n
i
đmqi
qh

nclm
PkP
1
kW
ϕ
cos
lm
lm
P
S
=
kVA
Q
lm
=
22
lmlm
PS −
= kVAr
2.3. Phụ tải tính toán nhóm động lực
Vì phân xưởng có rất nhiều thiết bị nằm rải rác ở nhiều khu vực trên mặt bằng
phân xưởng, nên để cho việc tính toán phụ tải 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:
- Các thiết bị điện trong cùng một nhóm gần nhau;
- Nếu có thể, trong cùng một nhóm nên bố trí các máy có cùng chế độ làm việc;
- Công suất các nhóm xấp xỉ bằng nhau.
• Quá trình tính toán cho từng nhóm (j = 1 N)
6
- Hệ số sử dụng tổng hợp : k
sd∑j

=
1
1
.
n
i sdi
i
n
i
i
P k
P
=
=
∑
∑
- Số lượng hiệu dụng: n
hd
=
2
1
2
1
( )
( )
n
i
i
n
i

i
P
P
=
=
∑
∑
Chọn n
hd
: là kết quả làm tròn của n
hd
tính toán, chỉ số thiết bị làm việc hiệu quả
trong nhóm, có công suất lớn hơn hẳn.
- Hệ số nhu cầu: k
nc∑j
= k
sd∑j
+
hd
jsd
n
k
Σ
−1
- Tổng công suất phụ tải động lực:
∑
=
Σ
=
n

i
ijncđlj
PkP
1
- Hệ số công suất của phụ tải động lực: cosϕ
tbj
=
1
1
. os
n
i
i
n
i
i
P c
P
ϕ
=
=
∑
∑
- Công suất toàn phần: S
đlj
=
tbj
dlj
P
ϕ

cos
- Công suất phản kháng: Q
đlj
=
22
đljđlj
PS −
Ghi chú: Tính toán cụ thể cho nhóm 1. Các nhóm khác được tính toán tương tự
như nhóm 1, lập bảng trình bày kết quả. Trong trường hợp số thiết bị trong phân xưởng
là ít và tập trung, có thể coi đó là một nhóm, được cấp điện từ một tủ động lực tổng. Lúc
đó chỉ cần tính toán một lần là ra phụ tải tính toán cho thiết bị động lực.
• Tổng hợp các nhóm phụ tải động lực.
- Hệ số sử dụng tổng hợp: k
sd∑
=
∑
∑
Σ
đlj
jsdđlj
P
kP .
- Hệ số nhu cầu: k
nc∑
= k
sd∑
+
N
k
sd ∑

−1
- Tổng công suất phụ tải động lực:
∑
=
∑
=
N
j
đljncđlltt
PkP
1
.
.
- Hệ số công suất của phụ tải động lực: cosϕ
tbđl
=
∑
∑
đlj
tbjđlj
P
P
ϕ
cos.
7
- Công suất toàn phần: S
ttđl
=
đltb
đltt

P
.
.
cos
ϕ
- Công suất phản kháng:
2
.
2
đlttđlttđltt
PSQ −=
2.4. Phụ tải tổng hợp toàn phân xưởng.
Công suất tác dụng toàn phân xưởng:
( )
lmcsđlttđtttpx
PPPkP ++=
.

Với k
dt
=1
Hệ số công suất trung bình toàn phân xưởng:
lmcsđltt
tblmtlmtbcscsđltbđltt
i
ii
PPP
PPP
P
P

++
++
=
∑
∑
=
.

coscoscoscos.
cos
ϕϕϕϕ
ϕ
Xét thêm tổn thất trong mạng điện (10%) và khả năng phát triển phụ tải trong 10
năm (10%), ta sẽ có số liệu tính toán phụ tải toàn phân xưởng là:
ttpxttpx
PP .2,1=
Σ
tbpx
ttpx
ttpx
P
S
ϕ
cos
Σ
=
;
22
ttpxttpxttpx
PSQ −=

Hoặc có thể xác định phụ tải tính toán theo phương pháp số gia bằng cách ghép
nhóm từng cặp phụ tải.
CHƯƠNG 3. Xác định sơ đồ cấp điện của phân xưởng
3.1. Lựa chọn công suất và số lượng máy biến áp.
3.1.1. Vị trí đặt trạm biến áp
Vị trí đặt trạm biến áp phải thỏa mãn các yêu cầu sau: Gần tâm phụ tải, thuận tiện
cho hướng nguồn tới, cho việc lắp đặt các tuyến dây, vận hành, sửa chữa máy biến áp, an
toàn và kinh tế. Do các phụ tải được bố trí với mật độ cao trong nhà xưởng nên không thể
bố trí máy biến áp trong nhà .Vì vậy ta đặt máy phía ngoài nhà xưởng, khoảng cách từ
trạm tới phân xưởng là L m [trong bảng số liệu].
3.1.2. Phương án trạm biến áp
Do phụ tải có 85% phụ tải loại I&II nên ta chọn các phương án cấp điện, có thể
như sau:
1) Phương án 1: trạm có hai máy biến áp làm việc song song.
Hệ số điền kín của phụ tải:
8760
max
max
T
P
P
k
tb
đk
==
nếu ≤ 0,75 thì khi sự cố 1 máy, máy còn lại cho phép quá tải
40% liên tục 6 giờ trong một ngày, 5 ngày trong một tuần.
Công suất MBA được lựa chọn thỏa mãn điều kiện:
8








≥
≥
4,1
.85,0
2
1
.
1
ttpx
đmB
pxtt
đmB
S
S
S
S
Tính được hàm chi phí qui dẫn của phương án:
thBBBB
YcAVpZ +∆+=
∆
.
111
( )

11
6,1
đmBB
SnmV +=
tP
S
S
P
A
đmB
ttpx
N
B 01
2
1
1
1
.2
2
∆+






∆
=∆
τ
Như vậy, thiệt hại do mất điện khi sự cố:

thfttpxth
gtSY cos 25,0
1
ϕ
=
Với thời gian mất điện sự cố là t
f
= 24 (h/năm), g
th
là suất thiệt hại do mất điện.
2) Phương án 2: trạm có 1 máy biến áp và 1 máy phát diesel dự phòng
Công suất MBA được lựa chọn thỏa mãn điều kiện:
pxttđmB
SS
.2
≥

Và máy phát điện thỏa mãn
pxttđmMF
SS
.
.85,0≥
Như vậy, thiệt hại do mất điện khi sự cố:
thfttpxth
gtSY cos 25,0
2
ϕ
=
Với thời gian mất điện sự cố là t
f

= 24 (h/năm), g
th
là suất thiệt hại do mất điện.
Tính được hàm chi phí qui dẫn của phương án:
( )
2222
1,1
thBMFBBB
YcAVVpZ +∆++=
∆
22
.
đmBB
SnmV +=
( )
đSV
MFMF
6
10.95,1=
tP
S
S
PA
đmB
ttpx
NB 02
2
2
22
∆+







∆=∆
τ
(bỏ qua tổn thất trong Máy phát điện và coi MPĐ như một phần tử của trạm biến
áp)
3) Phương án 3: trạm có 1 máy biến áp
Công suất MBA được lựa chọn thỏa mãn điều kiện:
pxttđmB
SS
.2
≥

Thiệt hại do mất điện khi sự cố hỏng MBA:
thfttpxth
gtSY cos.
3
ϕ
=
Với thời gian mất điện sự cố là t
f
= 24 (h/năm), g
th
là suất thiệt hại do mất điện.
9
Tớnh c hm chi phớ qui dn ca phng ỏn 3:

3333
.
thBBBB
YcAVpZ ++=

33
.
mBB
SnmV +=
tP
S
S
PA
mB
ttpx
NB 03
2
3
33
+






=

Vn u t, 10
6

Chi phớ hao tn, 10
6
Thit hi, 10
6
Z, 10
6

Phng ỏn 1
Phng ỏn 2
Phng ỏn 3
So sỏnh ba phng ỏn la chn phng ỏn cú Z
min
.
3.2. La chn phng ỏn cp in trong phõn xng
3.2.1. S b chn phng ỏn
Mi mt nhúm thit b ng lc c cp in t mt t ng lc, t gn tõm
ph ti ca nhúm thit b (gn nht cú th). Cỏc t ng lc, t chiu sỏng, t cp cho
mch thụng thoỏng lm mỏt c ly in t t h th tng (THT) t gúc tng trong
phõn xng, gn tõm ph ti ca ton phõn xng. T õy ta vch ra cỏc phng ỏn:
Phng ỏn 1: Mi t ng lc, t chiu sỏng, t thụng thoỏng lm mỏt c cp
in bng mt mch riờng.
Phng ỏn 2: T chiu sỏng, t thụng thoỏng lm mỏt c cp in t cỏc cỏc
mch riờng. Cỏc t ng lc, t xa c cp in thụng qua t gn.
3.2.2. Tớnh toỏn la chn phng ỏn ti u
7
10
9
12
8
4

18
24
25
23
34
32
15
21
17
16
22
19
14
20
20
35
39
36
40
31
3
1
5
2
5351
67
69
70
63
65

64
68
54
66
55
62
61
60
41
52
50
42
45
43
44
46
47
49
43
48
Phòng sinh
hoạt
Bộ phận hàn hơi
Bộ phận lắp ráp
Bộ phận máy công cụ
Khu lắp ráp
Bộ phận sửa
chữa điện
Bộ phận đúc đồng
Phòng sinh

hoạt
Kho vật liệu
và phụ tùng
Buồng nạp
điện
Trạm bơm n(ớc
ng(ng tụ
29
28
59
58
57
56
13
11
26
27
30
38
33
6
36
37
Tỉ lệ: 1:250
D1
D2
D3
D4
CS
D5

D6
LM
TPP
Hỡnh v vớ d: S i dõy phng ỏn 1
1) Phng ỏn 1:
Chn dõy dn t trm bin ỏp ngun, cỏch L m, ti t h th tng (THT).
[ ]
kVkVA,A,
.3
max
m
ttpx
lv
U
S
I =
T s liu T
M
= ? h, tra bng vi cỏp in lc ta cú J
kt
(A/mm
2
)
10
[ ]
2
max
mm
kt
lv

kt
J
I
F =
Chọn dây cụ thể, (ví dụ 4x125mm
2
có r
0
, x
0
(Ω/km)
Hao tổn điện áp thực tế:
∆U
N-0
=
00
.

−−
+
=∆
N
đm
oNttpxoNttpx
N
L
U
xQrP
U
(L

N-0
là chiều dài từ trạm tới THT)
Chọn dây dẫn từ THT đến các tủ động lực, tủ chiếu sáng, tủ thông thoáng làm mát
theo điều kiện phát nóng của dây dẫn.
Ghi chú: Không cần tính hàm chi phí qui dẫn cho đoạn cáp này, vì giống nhau
giữa hai phương án nên có thể bỏ qua khi so sánh.
• Cho nhánh cấp điện cho tủ động lực 1 (THT →TĐL1)
I
tt.đl1
=
[ ]
kVkVA,A,
.3
1.
đm
đltt
U
S

321
\1.
kkk
I
I
đltt
cp
≥
Trong đó :
k
1

: hệ số thể hiện ảnh hưởng của cách thức lắp đặt [tra bảng]
ví dụ: cáp treo trên trần k
1
=0,95;
k
2
: hệ số thể hiện ảnh hưởng tương hỗ của các mạch đặt kề nhau [tra bảng]
k
3
: Hệ số ảnh hưởng của nhiệt độ tương ứng với dạng cách điện.
Chọn được dây dẫn cụ thể, (ví dụ 4x25mm
2
có r
0
, x
0
(Ω/km)
Xác định hao tổn điện áp thực tế:
∆U
0-1
=
01
11.11.
.

L
U
xQrP
đm
ođlttođltt

+
(L
0-1
là chiều dài từ THT đến TĐL1)
Tổn thất điện năng: ∆A
0-1
=
τ

101
2
2
1.
−
Lr
U
S
o
đm
đltt
[kWh]
Với
=+=
−
8760).10.124,0(
4
max
T
τ
Chi phí cho tổn thất điện năng trong một năm: C

0-1
= ∆A
0-1
.c
∆
[đ]
Hệ số tiêu chuẩn sử dụng vốn đầu tư: a
tc
=
1)1(
)1.(
−+
+
h
h
T
T
i
ii

Hệ số khấu hao của đường dây k
kh
( tra bảng )
Do đó hệ số tiêu chuẩn sử dụng vốn và khấu hao là :
p = a
tc
+ k
kh

11

Tra bng 3.2, ta cú a = 156,14.10
6
/km , b = 8,19.10
6
/km
Vn u t cho on dõy:
V
0-1
= (a + b.F
0-1
).L
0-1
[]
Chi phớ quy i: Z
0-1
= p.V
0-1
+ C
0-1
[]
Cỏc mch khỏc c tớnh toỏn tng t, kt qu th hin trong bng .
on Cụng sut Dũng Tit din,
mm
2
Di, m Thụng s,
/km
Hao tn Chi phớ, 10
6

P,

kW
Q,
kVAr
S,
kVA
I, A F
tớnh
F
chn
L R
0
, X
0
U A V C Z
N-0
0-1
T kt qu ca bng ta cú chi phớ qui dn tng ca phng ỏn Z
PA1
.
Hao tn in ỏp cc i
{ }
iN
UUU += max
01max
Cn tha món
[ ]
VUUU
mcp
3,13%5,3
1max

==
Nu khụng tha món, cn chn li cỏc dõy dn tng lờn 1 cp (xỏc nh on no
cú
maxi
U
).
2) Phng ỏn 2:
Tớnh toỏn tng t nh phng ỏn 1, ch khỏc l cỏc on cỏp t THT ti tng
TL phng ỏn 1 s c thay bng cỏp t t THT ti TLi v ti TLii (nu TLii
ni liờn thụng qua TLi)
Chỳ ý: nu t ng lc 2 ni liờn thụng qua t ng lc 1 v THT thỡ cụng sut
trờn on li THT TL1 l
2.
.
1.
.
10
.
lttltt
SSS +=

7
10
9
12
8
4
18
24
25

23
34
32
15
21
17
16
22
19
14
20
20
35
39
36
40
31
3
1
5
2
53
51
67
69
70
63
65
64
68

54
66
55
62
61
60
41
52
50
42
45
43
44
46
47
49
43
48
Phòng sinh
hoạt
Bộ phận hàn hơi
Bộ phận lắp ráp
Bộ phận máy công cụ
Khu lắp ráp
Bộ phận sửa
chữa điện
Bộ phận đúc đồng
Phòng sinh
hoạt
Kho vật liệu

và phụ tùng
Buồng nạp
điện
Trạm bơm n(ớc
ng(ng tụ
29
28
59
58
57
56
13
11
26
27
30
38
33
6
36
37
Tỉ lệ: 1:250
D1
D2
D3
D4
CS
D5
D6
LM

TPP
Hỡnh v vớ d: s i dõy phng ỏn 2
Kt qu tớnh toỏn cng trỡnh by nh phng ỏn 1, tớnh c U
max2
v Z
PA2
So sỏnh, hai phng ỏn phi tng ng v k thut (tn tht in ỏp cho phộp)
ri mi so sỏnh v kinh t, chn phng ỏn cú Z
min
. (tha món sai lch > 10%).
12
CHƯƠNG 4. Lựa chọn và kiểm tra các thiết bị của sơ đồ
4.1. Chọn dây dẫn mạng động lực
• Cho dây cáp cấp điện cho các động cơ từ tủ động lực (TĐL → ĐC1)
Ví dụ từ TĐL1 đến động cơ số 1
I
1-1
=
[ ]
kVkA,
cos.3
1
1
ϕ
đm
đm
U
P

321

11
kkk
I
I
cp
−
≥
Trong đó :
k
1
: hệ số thể hiện ảnh hưởng của cách thức lắp đặt [tra bảng]
ví dụ: cáp treo trên trần k
1
=0,95;
k
2
: hệ số thể hiện ảnh hưởng tương hỗ của các mạch đặt kề nhau [tra bảng]
k
3
: Hệ số ảnh hưởng của nhiệt độ tương ứng với dạng cách điện.
Chọn được dây dẫn cụ thể, (ví dụ 4x25mm
2
có r
0
, x
0
(Ω/km)
Tính toán toàn bộ cho các nhánh, lập bảng chi tiết
Thông số phụ tải Thông số cáp Tính toán
Đoạn dây P,kW cosφ I

tt
, A
Cáp
chọn I
cp
,A
k
1
.k
2
.
k
3
.I
cp
r
0

(Ω/km)
x
0

(Ω/km)
ΔU
V
ΔA
kWh
TĐL-1
PVC(4x1
,5)

4.2. Tính toán ngắn mạch
Sơ đồ tính toán ngắn mạch
Zht
Z1
Z2
Z3
N2
M
N3N1
Z4
N1
N2
N2
Ghi chú: điểm N1 tại thanh cái THT, N2 tại thanh cái TĐL (thường là tủ gần
nhất, có cáp lớn nhất), N3 tại đầu cực động cơ (gần nhất của TĐL có dòng ngắn mạch
lớn nhất).
13
Điện kháng thay thế tính từ điểm đấu về: X
HT
=
[ ]
Ω= m
4,0
2
2
kk
cb
SS
U

Với S
k
là công suất ngắn mạch tại điểm đấu.
Tổng trở của các đoạn cáp Z
1
, Z
2
và Z
3
được tính như sau
R
c
= r
o
.L [Ω, Ω/km, km]
X
c
= x
o
.L [Ω, Ω/km, km]
Tính ngắn mạch N1:
Tổng trở ngắn mạch tại điểm N1:
( )
2
1
2
11 cHTck
XXRZ ++=
[mΩ]
Dòng điện ngắn mạch ba pha:

[ ]
Ω= mVkA
Z
U
I
k
cb
k
,,
.3
1
)3(
1
Ta có : k
xk
= 1,2 và q
xk
= 1,09 tra bảng 7.pl.[1].
Dòng điện xung kích: i
xk1
= k
xk
.
)3(
1
.2
k
I
kA
Giá trị hiệu dụng của dòng xung kích: I

xk1
= q
xk
.
)3(
1k
I
kA
Các điểm tính ngắn mạch khác tương tự.
4.3. Chọn thiết bị bảo vệ và đo lường
4.3.1. Chọn thiết bị cho tủ hạ thế tổng
• Chọn áp tô mát tổng:
Dòng điện làm việc lớn nhất: I
lvmax
=
dm
ttpx
U
S
.3
A
Chọn áptômát:
đmLDđmA
UU ≥
I
đmAT
≥
I
lvmax

NcdmA
II ≥
Chọn áp tô mát loại có I
đmA
= A.
• Chọn áp tô mát nhánh cấp cho các tủ động lực, làm mát, chiếu sáng
Dòng định mức của át-tô-mát bảo vệ cho nhánh thứ i:
dm
ttNi
ilvđmAi
U
S
II
.3
max
=≥
14
(Nếu là mạch hỉnh tia, S
ttNi
là công suất tính toán của nhóm thứ i. Nếu là mạch liên
thông, có thể lấy S
ttNi
là công suất tổng của các tủ trong mạch liên thông đó)
• Chọn thanh cái tổng
- Chọn theo điều kiện dòng điện phát nóng cho phép:
đm
ttpx
cp
Ukk

S
I
.3
21
≥

Trong đó k
1
- Hệ số hiệu chỉnh nếu thanh dẫn đặt đứng k
1
= 1, Đặt ngang
k
1
= 0,95
k
2
- Hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường.
I
cp
- Dòng diện cho phép chạy qua thanh dẫn khi t = 25
0
C.
Chọn thanh dẫn bằng đồng hình chữ nhật, có sơn kích thước (F = x = )
mm
2
, mỗi pha đặt thanh với I
cp
= A (nếu dòng nhỏ hơn 1000 A thì phải kiểm tra
ổn định động).
- Kiểm tra ổn định nhiệt thanh dẫn

qdodn
t.I.FF
∞
α=≥

Trong đó: F
ođn
- Tiết diện cáp theo ổn định nhiệt; (mm
2
)
α - Hệ số phụ thuộc vật liệu chế tạo lõi cáp, (với đồng α = 6)
I
∞
- Dòng điện ngắn mạch ổn định( lấy là ngắn mạch 3 pha )
t
qđ
- là thời gian tác động qui đổi của dòng điện ngắn mạch theo tính toán,
(lấy = 0,3s hoặc 0,5s);
- Kiểm tra ổn định động
Mô men uốn:
( )
cmkG
a
l
ilFM
xktt
.
.
10.76,1.

2
2−
==
Mô men chống uốn:
( )
32
.167,0 cmhbW =
Ứng suất:
2
kG/cm 1400=≤=
cptt
W
M
σσ
xk
i
- dòng ngắn mạch xung kích, kA (đã có trong phần tính NM);
l
- chiều dài của thanh dẫn, lấy l = 125 cm;
a
- khoảng cách giữa các pha, lấy a = 60 cm;
cptt
σσ
,
- ứng suất tính toán và ứng suất cho phép của thanh dẫn, kG/cm
2
;
hb,
- bề rộng, bề ngang tiết diện thanh dẫn, cm;
• Chọn sứ đỡ

STT Đại lượng chọn, kiểm tra Điều kiện
1 Điện áp định mức, kV
đmMĐđmS
UU ≥
15
2 Lực cho phép lên đỉnh sứ, kG
( )
kGFF
a
l
ikFk
phcpxkhctthc
.6,010.76,1
22
=≤=
−
Trong đó
ph
F
- lực pháp hủy sứ, kG;
'
/ hhk
hc
=
- hệ số hiệu chỉnh lực phá hủy cho phép;
'
,hh
- chiều cao sứ và chiều cao từ chân sứ đến tâm thanh dẫn đặt
đứng, cm;
• Chọn máy biến dòng điện

Điều kiện chọn như sau:
STT Đại lượng chọn, kiểm tra Điều kiện
1 Vị trí đặt trong nhà hay ngoài trời
2 Điện áp định mức, kV
đmMĐđmCT
UU ≥
3 Dòng điện định mức sơ cấp, A
][
max ttlvCTđm
III ≥
4 Dòng điện phía thứ cấp, A 5A
5 Cấp chính xác 10%
6 Phụ tải phía thứ cấp, VA
ttđm
SS
22
≥
Công tơ làm việc bình thường nếu dòng thứ cấp khi phụ tải cực tiểu lớn hơn dòng
sai số 10%: I
10%
= 0,1.5 = 0,5 A
Dòng điện khi phụ tải nhỏ nhất (bằng 25% phụ tải tính toán)
I
1min
= 0,25.I
lv
A
Dòng điện nhị thứ khi phụ tải cực tiểu
I
2min

=
I
k
I
min1
A > I
10%
= 0,5 A
4.3.2. Chọn thiết bị cho tủ động lực
• Chọn át-tô-mát tổng bảo vệ cho nhóm động cơ
I
kđ
=
∑
−
=
+
1
1
max
n
i
ni
mm
I
I
α
Trong đó:
max
mm

I
- dòng mở máy lớn nhất:
max
mm
I
= I
max
.k
mm
= I
max
.3,5
α - hệ số phụ thuộc chế độ mở máy của động cơ. Do động cơ khởi động nhẹ nên
lấy bằng 2,5.
16
Ghi chú: Các nhánh khác chọn tương tự, kết quả ghi trong bảng. Riêng mạch
chiếu sáng, làm mát, nếu đã chọn phía trên, không cần chọn lại. Ví dụ bảng số liệu
A1 126,53 303,67 200AF ABS-203a 600 4 150 18
A2 168,78 395,06 200AF ABS-203a 600 4 200 18
• Chọn át tô mát cho từng thiết bị
Điều kiện chọn áp tô mát cho động cơ:

đmLDđmA
UU ≥

kdđmA
II ≥

NcdmA
II ≥

Trong đó:
U
đmA
: Điện áp định mức của áp tô mát.
U
dmLD
: Điện áp định mức của lưới điện.
I
đmA
: Dòng điện định mức của áp tô mát.
I
kd
: Dòng điện phụ tải lớn nhất đi qua áp tô mát.
I
cdm
: Dòng điện cắt định mức của áp tô mát.
I
N
: Dòng điện ngắn mạch ổn định.

5,2
5,3
lvmmlv
kd
IkI
I ==
α
Ghi chú: dòng ngắn mạch được lấy ở trong phần 4.2. Tính toán ngắn mạch, tính
cho I
k3

tại đầu cực động cơ gần nguồn nhất, có dòng ngắn mạch lớn nhất.
Bảng số liệu tính toán và lựa chọn át tô mát
Vị trí
Số
hiệu
tb
Tên thiết bị
I
lv
( A)
I
kd
(A)
I
dmA
( A)
Loại Áptômát
Số
cực
Công suất
cắt
(MW)
Nhóm 1
A1-3 3 Khoan bàn 1,50 2,09 3 5SQ2 670-0KA03 4 4
17
CHƯƠNG 5. Tính toán chế độ mạng điện
- Xác định hao tổn điện áp thực tế:
( )
VL
U

xQrP
U
đm
oo
11
11111111
11
.

−
−−
−
+
=∆
(L1-1 là chiều dài từ TĐL1 đến động cơ 1)
- Xác định tổn thất công suất
( )
kWLr
U
S
P
o
đm
đm
1111
2
2
1
11

−−
=∆
- Xác định tổn thất điện năng
( )
kWhLr
U
S
A
o
đm
đm
τ

1111
2
2
1
11 −−
=∆
Với
8760).10.124,0(
4
max
−
+= T
τ
Bảng số liệu tổng hợp
Đoạn dây
P
(kW)

Q
(kVAr)
S
(kVA)
F
(mm
2
)
L
(m)
r
o
Ω/km
)
x
o
Ω/km)
ΔU
(V)
ΔA
(kWh)
ΔP
(kW)
N-THT 147,49 130,1 196,67 185 0,05 0,099 0,073 3,17 7480 1,326
Tổng: ? ?
Tìm ΔU
max
, ΔP
∑
, ΔA

∑
,
Tổn thất điện áp lớn nhất là tổng tổn thất điện áp lớn nhất của từng đoạn, phải thỏa
mãn điều kiện đề bài cho.
đmN
UUUUUU %5,3
3max2max1max0max
≤∆+∆+∆+∆=∆
CHƯƠNG 6. Tính toán chọn tụ bù nâng cao hệ số công suất
6.1. Xác định dung lượng bù cần thiết
Tiến hành bù để nâng hệ số công suất lên cosφ
2
= 0,95:
( )
21
ϕϕ
tgtgPQ
ttpxb
−=
6.2. Lựa chọn vị trí đặt bù
Lựa chọn vị trí bù, sinh viên tự phân tích các trường hợp đặt bù cho phân xưởng
và lựa chọn phương án bù phân tán cho các tủ động lực. Tiến hành phân bố dung lượng
bù theo sơ đồ cung cấp điện đã được chọn bên trên.
6.3. Đánh giá hiệu quả bù công suất phản kháng
Đánh giá thông qua lượng công suất tiết kiệm được do bù, và đương lượng bù.
18
CHƯƠNG 7. Tính toán nối đất
Nối đất là biện pháp an toàn trong hệ thống cung cấp điện. Đối với trạm biến áp
phân phối, hệ thống nối đất có điện trở nối đất R
nd

≤
4Ω.
Để nối đất cho trạm biến áp, ta sử dụng các điện cực nối đất chôn trực tiếp trong
đất, các dây nối đất dùng để nối liền các bộ phận được nối đất với các điện cực nối đất.
Cụ thể ở đây ta dự định nối đất với hệ thống nối đất bao gồm các cọc nối đất làm bằng
thép góc L 60 x 60 x 6mm, dài 2,5m chôn sâu 0,8m. Các cọc chôn cách nhau 5m và được
nối với nhau bằng các thanh thép nối có bề rộng 4cm tạo thành mạch vòng nối đất. Các
thanh nối được chôn sâu 0,8m.
- Xác định điện trở nối đất của một cọc.
Điện trở suất
( )
cm.Ω
ρ
(tra theo loại đất) của đất biến đổi trong phạm vi rộng. Trị
số mùa mưa và mùa khô khác xa nhau nên trong tính toán phải chỉnh theo hệ số mùa.
Loại đất
( )
cm.10
4
Ω
ρ
Loại đất
( )
cm.10
4
Ω
ρ
Cát 7 Đất vườn 0,4
Cát lẫn đất 3 Đất đen 2

Đất sét 0,6
Tra bảng 2- 1 Hướng dẫn thiết kế tốt nghiệp kỹ thuật điện cao áp của tác giả
Nguyễn Minh Chước, với nối đất an toàn và làm việc ta có:
Hệ số mùa của cọc 2÷3m, chôn sâu 0,5÷0,8m: k
muaC
= 1,2÷2,0 (lấy =2,0) .
Hệ số mùa của thanh khi đặt ngang sâu 0,8m: k
muaT
= 1,5÷7 (lấy =3,0).
Điện trở nối đất của 1 cọc:

muac
kR 00298,0
1
ρ
=
Ω
- Xác định sơ bộ số cọc:
Số cọc được xác định theo công thức sau:

dc
tc
R
R
n
.
η
=
Trong đó:
R

tc
: Điện trở nối đất của 1 cọc, Ω.
R
d
: Điện trở nối đất của thiết bị nối đất theo quy định,Ω.
η
c
: Hệ số sử dụng của cọc, tra bảng η
c
= 0,6

- Xác định điện trở của thanh nối
Điện trở của thanh nối được xác định theo công thức:







=
tb
l
l
k
R
t
.
.2
lg.

366,0
ρ
Trong đó:
Ρ
max
: Điện trở suất của đất ở độ chôn sâu thanh nằm ngang, Ω/km.
l: Chiều dài mạch vòng tạo bởi các thanh nối, cm.
b: Bề rộng thanh nối, cm. Lấy b = 4cm.
t: Chiều sâu chôn thanh nối, t = 0,8m
19
Tra bảng tìm được η
t
= 0,45.
Điện trở thực tế của thanh nối đất:

t
t
t
R
R
η
=
'
Ω.
Điện trở của toàn bộ số cọc

4
4
'
'

−
=
t
t
c
R
R
R
Ω.
Số cọc thực tế phải đóng

cc
c
R
R
n
.
1
η
=
Kiểm tra lại: Điện trở của hệ thống nối đất

cttc
tc
ht
RnR
RR
R
ηη

.
1
1
−
=
Ω. < R
yc
= 4Ω ?
Hình vẽ: Sơ đồ mặt bằng và mặt cắt của hệ thống nối đất.
CHƯƠNG 8. Dự toán công trình
8.1. Danh mục các thiết bị
Lập các bảng danh mục thiết bị của trạm biến áp, các tủ THT, TĐL, TCS, TLM,
các dây dẫn từ nguồn tới từng phụ tải, có kèm theo khối lượng và đơn giá.
TT Thiết bị Qui cách Đơn vị
Số
lượng
Đơn giá,10
3
đ V,10
6
đ
1 MBA
ABB 300kVA-
22/0,4kV
Máy

8.2. Xác định các tham số kinh tế
Tổng giá thành công trình là ∑V, tính theo bảng giá danh mục thiết bị (triệu đồng)
Tổng giá thành công trình có tính đến công lắp đặt là 1,1.V
∑

20
Cọc
Thanh nối
TBA
2,5m
0,7m
0,8m
Giá thành một đơn vị công suất đặt là:
g
0
=
ttpx
S
V
∑
(triệu đồng/kVA)
Tổng chi phí quy đổi:
Z
∑
= p .1,1.V
∑
+ C
ht
( triệu đồng)
Tổng điện năng tiêu thụ:
∑A = P
ttpx
.T
M

(kWh)
Tổng chi phí trên một đơn vị điện năng:
∑
∑
=
A
Z
g
(đ/kWh)
CHƯƠNG 9. Các bản vẽ
9.1. Sơ đồ trạm biến áp: nguyên lý, bố trí, mặt cắt
9.2. Sơ đồ nguyên lý mạng điện toàn phân xưởng
9.3. Sơ đồ đi dây mạng điện trên mặt bằng phân xưởng
9.4. Sơ đồ chiếu sáng, sơ đồ nối đất.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]- TrẦN Quang Khánh, Bài tập cung cấp điện (phần 2)
[2]-Ngô Hồng Quang, Vũ Văn Tẩm, Thiết kế cấp điện
21