thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy sản xuất máy kéo

Phạm Ngoc Vinh
Lớp TBĐ - ĐT2 - K47
I
ttpx
= S
ttpx
/
3
U = 207.056 A
cos =
ttpx
ttpx
S
P
= 0,707
5. Xác định phụ tải đỉnh nhọn:
Là phụ tải lớn nhất xuất hiện trong thời gian ngắn từ 12s. Trong sản xuất
công nghiệp phụ tải đỉnh nhọn thờng xuất hiện khi khởi động động cơ.
Tính cho một nhóm thiết bị:
I
đn
=I
kđ(max)
+ ( I
ttnhóm
- K
sd
.I
đm(max)
)
I

kđ(max)
là dòng khởi động của thiết bị có dòng khởi động lớn nhất
I
kđ(max)
= K
mm
.I
đm
K
mm
phụ thuộc vào loại máy khác nhau. K
mm
= (5 ữ7) đối với máy không
đồng bộ khởi động trực tiếp bằng 2,5 với động cơ rôto dây quấn và bằng 3 với
điện áp hàn.
I
ttnhóm
là dòng tính toán nhóm
I
đm(max)
là dòng định mức của thiết bị đang mở máy,
K
sd
là hệ số sử dụng lấy bằng 0,15
I
đnnhI
= 6*15.19 + 39.71 0.15*15.19 =128.57 (A)
I
đnnhII
= 6*30.39 +61.49 0.15*30.39 = 239.27 (A)

I
đnnhIII
= 2.5*36.77 + 61.03 0.15*36.77 = 147.43 (A)
I
đnnhIV
= 3*37.98 + 66.9 0.15*37.98 = 175.14 (A)
Đ2.3 Xác định phụ tải tính toán của các
phân xởng còn lại
Do chỉ biết trớc công suất đặt và diện tích của các phân xởng nên ở đây sẽ
sử dụng phơng pháp xác định PTTT theo công suất đặt và hệ số nhu cầu.
2.3.1 Phơng pháp xác định PTTT theo công suất đặt và hệ số nhu cầu
Theo phơng pháp này phụ tải tính toán của phân xởng đợc xác định theo các
biểu thức sau:


cos
22
1
tt
tttttt
tttt
n
i
dinctt
P
QPS
tgPQ
PkP
=+=
=

=

=
một cách gần đúng có thể lấy P
đ
= P
đm
do đó P
tt
=

=
n
i
dminc
Pk
1
Trong đó: P
đi
,P
đmi
- công suất đặt và công suất định mức của thiết bị thứ i
P
tt
, Q
tt
, S
tt
công suất tác dụng, phản kháng và toàn phần của nhóm thiết
bị thứ i

n số thiết bị trong nhóm
13
Phạm Ngoc Vinh
Lớp TBĐ - ĐT2 - K47
k
nc
hệ số nhu cầu tra trong sổ tay kỹ thuật điện,
Nếu hệ số công suất cos của các thiết bị trong nhóm sai khác nhau không
nhiều thì cho phép sử dụng hệ số công suất trung bình để tính toán:


=
=
=
n
i
i
n
i
i
P
P
1
1
cos
cos


Ban quản lý và phòng thiết kế: + Công suất đặt: 80kW
+ Diện tích: 1500 m

2

Tra bảng PL1.3 với ban quản lý và phòng thiết kế ta tìm đợc k
nc
= 0.8; cos
= 0.8
Tra bảng PL1.7 ta đựơc công suất chiếu sáng p
0
= 15 W/m
2
. Để đơn giản trong
tính toán ta sử dụng đèn điện tròn cho toàn bộ nhà máy do đó ta lấy cos
cs
= 1
Nên ta có tg
cs
= 0 suy ra Q
cs
= 0 (kVAr )
+ Công suất tính toán động lực:
P
đl
= k
nc
P
đ
= 0.8*64= 51.2 kW
Q
đl
= P

đl
tg = 38.4 kVAr
+ Công suất tính toán chiếu sáng
P
cs
= p
0
.S =15.1875 = 28,75 kW
+ Công suất tính toán tác dụng của toàn phân xởng
P
tt
= P
đl
+ P
cs
= 79.33 kW
+ Công suất tính toán phản kháng của phân xởng
Q
tt
= Q
đl
+ Q
cs
= 38.4 kVAr
+Công suất tính toán toàn phần của phân xởng
S
tt
=
2222
43,6575,92 +=+

tttt
QP
= 88.131 kVA
I
tt
=
3U
S
tt
= 133.9 A
Tính toán tơng tự với các phân xởng còn lại ta có bảng sau
Tên phân xởng
P
đ
(kW)
k
nc
cos
P
0
(W/m
2
)
P
ttđl
(kW)
P
cs
(W)
P

tt
(kW)
Q
tt
(kVAr)
S
tt
(kVA)
Ban Q/lý và P T/kế 64 0.8 0.8 15 51.2 28125 79.33 38.4 88.131
P/x Cơ khí 1 2160 0.3 0.6 14 648 38500 686.5 861.8 1101.8
P/x Cơ khí 2 1920 0.3 0.6 14 576 50050 626.1 766.1 989.35
P/x Luyện kim mầu 1440 0.6 0.8 15 864 52500 916.5 648 1122.4
P/x Luyện kim đen 2000 0.6 0.8 15 1200 96750 1297 900 1578.5
P/x Sửa chữa cơ khí 0.705 72.5 23800
96.3 96.43 136.3
P/x Rèn 1260 0.6 0.6 15 756 57375 813.4 1005 1293.3
P/x Nhiệt luyện 2800 0.8 0.8 15 2240 70125 2310 1680 2856.4
Bộ phận nén khí 1360 0.7 0.8 10 952 27000 979 714 1211.7
Kho vật liệu 48 0.7 0.8 10 33.6 36000 69.6 25.2 74.022
Đ2.4 Xác định phụ tải tính toán của toàn nhà máy
Phụ tải tính toán tác dụng của toàn nhà máy:
14
Phạm Ngoc Vinh
Lớp TBĐ - ĐT2 - K47

=
=
10
1i
ttidtttnm

PkP
Trong đó: k
đt
- là hệ số đồng thời bằng 0.8.
P
ttnm
= 0.8*7874 = 6299.2 kW
Phụ tải tính toán phản kháng toàn nhà máy:

=
=
10
1i
ttidtttnm
QkQ
Q
ttnm
= 0.8*6735 = 5388 kVAr
Phụ tải tính toán của toàn nhà máy:
S
ttnm
=
18.82892.53876,6297
2222
=+=+ QP
kVA
Hệ số công suất của toàn nhà máy:
cos
nm
=

ttnm
ttnm
S
P
= 6299,2/8289,18= 0.75
Tính sự tăng trởng của phụ tải trong 10 năm sau:
- Công thức xét đến sự gia tăng của phụ tải trong tơng lai:
S
(t)
= S
tt
(1 +
1
t);
Trong đó: S
tt
- Công suất tính toán của xí nghiệp ở thời điểm hiện tại.

1
- Hệ số phát triển hàng năm của phụ tải: (
1
= 0,083 - 0,101)
t - Số năm dự kiến (t = 10 năm)
Vậy S
(10)
= 8289,18. (1 + 0,95 . 10) = 87036,39(KVA)
P
(10)
= S
(10)

. Cos = 87036,39.0,76 = 66147,65 (Kw)
Đ 2.5 xác định tâm phụ tải điện và vẽ biểu đồ phụ tải
2.5.1 Tâm phụ tải điện:
Tâm phụ tải điện là điểm thoả mãn mômen phụ tải đạt giá trị cực tiểu
min
1


n
ii
lP
Trong đó: P
i
và l
i
- công suất và khoảng cách từ phụ tải thứ i đến tâm phụ tải.
Để xác định toạ độ tâm phụ tải có thể sử dụng công thức sau:
15
Phạm Ngoc Vinh
Lớp TBĐ - ĐT2 - K47


=
n
i
n
ii
S
xS
x

1
1
0
.
;


=
n
i
n
ii
S
yS
y
1
1
0
.
;


=
n
i
n
ii
S
zS
z

1
1
0
.
Trong đó: x
0
, y
0
, z
0
toạ độ tâm phụ tải điện
x
i
, y
i
, z
i
toạ độ của phụ tải thứ i tính theo một hệ toạ độ XYZ tuỳ chọn,
S
i
công suất của phụ tải thứ i
Trong thực tế thờng ít quan tâm đến toạ độ z, Tâm phụ tải điện là vị trí tốt
nhất để đặt các trạm biến áp, trạm phân phối, tủ phân phối, tủ động lực nhằm
mục đích tiết kiệm chi phí cho dây dẫn và giảm tổn thất trên lới điện.
2.5.2 Biểu đồ phụ tải
Biểu đồ phụ tải điện là một vòng tròn vẽ trên mặt phẳng, có tâm trùng với
tâm của phụ tải điện, có diện tích tơng ứng với công suất của phụ tải theo tỉ lệ
xích nào đó tuỳ chọn, Biểu đồ cho phép ngời thiết kế hình dung đợc sự phân bố
phụ tải trong khu vực phạm vi cần thiết kế, từ đó cơ sở để lập các phơng án cung
cấp điện, Biểu đồ phụ tải chia làm hai thành phần: phần phụ tải động lực (phần

hình quạt gạch chéo) và phần phụ tải chiếu sáng ( phần hình quạt để trắng).
Để vẽ đợc biểu đồ phụ tải cho các phân xởng, ta coi phụ tải của các phân
xởng phân bố đều theo diện tích phân xởng nên tâm phụ tải có thể lấy trùng với
tâm hình học của phân xởng trên mặt bằng
Bán kính đờng tròn phụ tải thứ i

m
S
R
i
i
=
Trong đó: m là tỉ lệ xích ( ta chọn m = 4 kVA/mm
2
)
Góc của phụ tải chiếu sáng của phụ tải thứ i
tt
cs
csi
P
P360
=

Kết quả tính toán R
i
và
csi
của biểu đồ phụ tải các phân xởng đợc tính nh bảng
sau:
16

Góc phụ tải chiếu sáng.
Phụ tải động lực.

cs
Phạm Ngoc Vinh
Lớp TBĐ - ĐT2 - K47
Kết quả R
i
và

Csi
cho các phân xởng

TT
Tên phân xởng
P
CS
(kW)
P
TT
(kW)
S
tt
(KVA)
Tâm phụ tải
R
(mm)

SC
0

x(mm)y(mm)
1
Ban quản lý và phòng thiết kế
28.13 79.33 38.4
123 55
2.257 127.6
2
Phân xởng cơ khí số 1
38.5 686.5 861.8
112 83
9.273 20.19
3
Phân xởng cơ khí số 2
50.05 626.1 766.1
113 23
8.743 28.78
4
Phân xởng luyện kim màu
52.5 916.5 648
82 83
9.273 20.62
5
Phân xởng luyện kim đen
96.75 1297 900
76 20
10.93 26.86
6
Phân xởng sửa chữa cơ khí
23.8 96.3 96.43
55 87

3.099 88.97
7
Phân xởng rèn
57.38 813.4 1005
43 20
10.02 25.39
8
Phân xởng nhiệt luyện
70.13 2310 1680
31 70
14.93 10.93
9
Bộ phận khí nén
27 979 714
11 59
9.734 9.928
10
Kho vật liệu
36 69.6 25.2
27 29
1.829 186.2
17
Ph¹m Ngoc Vinh
Líp TB§ - §T2 - K47
18
Phạm Ngoc Vinh
Lớp TBĐ - ĐT2 - K47
Chơng III: Thiết kế mạng điện cao áp của nhà máy
Đ1. đặt vấn đề
Việc lựa chọn sơ đồ cung cấp điện ảnh hởng rất lớn đến chỉ tiêu kinh tế kỹ

thuật của hệ thống, Một sơ đồ cung cấp điện phải thoả mãn những yêu cầu cơ
bản sau:
1. Đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật.
2. Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện.
3. Thuận tiện và linh hoạt trong vận hành.
4. An toàn cho ngời và thiết bị.
5. Dễ dàng phát triển để đáp ứng yêu cầu tăng trởng của phụ tải điện.
6. Đảm bảo các chỉ tiêu về kinh tế.
Trình tự tính toán thiết kế mạng điện cao áp cho nhà máy bao gồm các bớc:
1. Vạch phơng án cung cấp điện.
2. Lựa chọn vị trí, số lợng dung lợng của các trạm biến áp và lựa chọn
chủng loại, tiết diện các đờng dây cho các phơng án.
3. Tính toán kỹ thuật kinh tế để lựa chọn phơng án hợp lý.
4. Thiết kế chi tiết cho phơng án đợc chọn.
Đ2. Vạch các phơng án cung cấp điện
- Kinh nghiệm cho thấy rằng phụ tải điện của xí nghiệp tăng lên không
ngừng do việc hợp lý hoá tiêu thụ điện năng, tăng năng suất của các máy chính,
tăng dung lợng năng lợng, thay hoặc hoàn thiện các thiết bị công nghệ, xây lắp
thêm các thiết bị công nghệ, .Để hợp lý hoá sơ đồ cung cấp điện và tất cả các
phần tử của nó phụ thuộc vào việc đánh giá đúng đắn phụ tải điện, nếu không
tính đến sự phát triển của phụ tải sẽ dẫn đến phá hoại các thông số tối u của lới.
- Nhng do không có thông tin cụ thể về sự phát triển của phụ tải điện của xí
nghiệp nên ở đây ta không xét đến mức gia tăng của phụ tải trong tơng lai do đó
phụ tải tính toán S
tt
đã tính trớc với số năm dự kiến là 10.
S
tt(10)
= 87036,39 KVA
P

tt(10)
= 66147,65 kw
Trớc khi vạch các phơng án cụ thể cần lựa chọn cấp điện áp hợp lý cho đ-
ờng dây tải điện từ hệ thống về nhà máy
Trong tính toán điện áp truyền tải thông thờng ngời ta sử dụng một số công
thức kinh nghiệm sau:
P16l34,4U +=
(a)
4
l.P16U =
(b) (3-1)
P
16
l
.17U +=
(c)
Trong đó: + U - Điện áp truyền tải tính bằng [kv]
+ l - Khoảng cách truyền tải tính bằng [km]
+ P - Công suất truyền tải tính bằng [kW]
2.1 Xác định điện áp truyền tải từ hệ thống về xí nghiệp.
Thay các giá trị P
ttXN(10)
= 66147 kw và l = 10km vào công thức (3-1a)
U = 4,34.
Pl .016,0+
Nh vậy cấp điện áp truyền tải hợp lý về nhà máy sẽ là :
U = 4,34,
65,66147.016,010 +
= 141,85 kV
19

Phạm Ngoc Vinh
Lớp TBĐ - ĐT2 - K47
Vậy ta chọn cấp điện áp truyền tải từ hệ thống đến xí nghiệp là U
đm
=35 kv.
Căn cứ vào vị trí, công suất và yêu cầu cung cấp điện có thể đa ra các phơng
án sau:
2.2 Phơng án về trạm biến áp phân xởng:
Chọn số lợng máy biến áp cho các trạm chính cũng nh trạm biến áp phân x-
ởng có ý nghĩa quan trọng đối với việc xây dựng một sơ đồ cung cấp điện hợp lý.
Kinh nghiệm tính toán và vận hành cho thấy là trong một trạm biến áp chỉ cần
đặt một máy biến áp là tốt nhất, khi cần thiết có thể đặt hai máy, không nên đặt
quá hai máy.
+ Trạm một máy biến áp có u điểm là tiết kiệm đất đai, vận hành đơn giản
trong hầu hết các trờng hợp có chi phí tính toán hàng năm nhỏ nhất nhng có nh-
ợc điểm mức đảm bảo an toàn cung cấp điện không cao .
+ Trạm hai máy biến áp thờng có lợi về kinh tế hơn so với các trạm ba máy
và lớn hơn.
Khi thiết kế để quyết định chọn đúng số lợng máy biến áp cần phải xét đến
độ tin cậy cung cấp điện .
Các trạm biến áp (TBA) đợc lựa chọn dựa trên các nguyên tắc sau:
1. Vị trí đặt trạm phải thoả mãn các yêu cầu gần tâm phụ tải, thuận tiện cho
việc vận chuyển, lắp đặt vận hành, sửa chữa máy biến áp an toàn và kinh tế
2. Số lợng máy biến áp (MBA) đặt trong các TBA đợc lựa chọn căn cứ vào
yêu cầu cung cấp điện của phụ tải điều kiện vận chuyển và lắp đặt; chế độ làm
việc của phụ tải. Trong mọi trờng hợp TBA chỉ đặt một máy là kinh tế nhất và
thuận tiện cho việc vận hành, nhng vì độ tin cậy cung cấp điện không cao. Các
TBA cung cấp cho hộ loại I và loại II chỉ nên đặt 2 MBA, hộ loại III có thể chỉ
đặt 1 MBA.
3. Dung lợng của MBA đợc chọn theo điều kiện:

n.k
hc
.S
đmB
S
tt
và kiểm tra theo điều kiện sự cố một MBA( trong trạm phải có nhiều hơn
một máy biến áp ).
(n -1).k
hc
k
qt
.S
đmB
S
ttsc
Trong đó: n - số máy biến áp có trong TBA,
k
hc
- Hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trờng, ta chọn loại máy chế
tạo tại Việt Nam nên không cần hiệu chỉnh nhiệt độ, k
hc
= 1.
k
qt
- Hệ số quá tải sự cố, k
qt
= 1,4 nếu thoả mãn MBA vận hành quá
tải không quá 5 ngày đêm, thời gian quá tải một ngày không quá 6h và trớc khi
MBA quá tải vận hành với hệ số tải 0,93.

S
ttsc
- Công suất tính toán sự cố. Khi sự cố một MBA có thể loại bỏ
một số phụ tải không quan trọng để giảm nhẹ dung lợng của MBA. nhờ vậy có
thể giảm nhẹ vốn đầu t và tổn thất của trạm trong trạng thái làm việc bình thờng.
Giả thiết trong các hộ loại I có 30% là phụ tải loại III nên S
ttsc
= 0,7.S
tt

Đồng thời cũng hạn chế chủng loại MBA để tạo điều kiện thuận lợi trong
việc mua sắm, lắp đặt, vận hành, thay thế, sửa chữa
Các phơng án đặt trạm biến áp:
Phơng án I: Đặt 6 trạm biến áp phân xởng cung cấp cho 10 phân xởng của
toàn nhà máy.
- Trạm B1: cấp điện cho Ban quản lý phòng thiết kế, phân xởng Cơ khi số 1.
Trạm đặt 2 máy biến áp làm việc song.
20
Phạm Ngoc Vinh
Lớp TBĐ - ĐT2 - K47
n.k
hc
.S
đmB
S
tt
= 88,13 + 1102= 1190,13 kVA
S
đmB
S

tt
/2 = 595 kVA
Chọn máy biến áp tiêu chuẩn S
đm
= 800 kVA
Kiểm tra lại máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố: S
ttsc
lúc
này chính là công suất tính toán của phân xởng Cơ khí số 1 sau khi cắt bớt một
số phụ tải không quan trọng trong phân xởng, còn ban quản lý và phòng thiết kế
là phụ tải loại III nên khi sự cố có thể ngừng cung cấp điện:
(n 1).k
qt
.S
đmB
S
rrsc
= 0,7.S
tt
S
đmB
0,7.S
tt
/1,4 = 551 kVA
Vậy trạm biến áp B
1
đặt hai máy S
đm
= 800 kVA là hợp lý.
*. Trạm biến áp B

2
: cấp điện cho phân xởng sửa chữa cơ khí số 2. Trạm
đặt hai máy làm việc song song.
n.k
hc
.S
đmB
S
tt
= 989,4 kVA
S
đmB
S
tt
/2 = 494,7 kVA
Chọn máy biến áp tiêu chuẩn S
đm
= 800 kVA
Kiểm tra dung lợng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố: S
ttsc
chính là công suất tính toán của phân xởng sửa cơ khí số 2.
(n 1).k
qt
.S
đmB
S
rrsc
= 0,7.S
tt
S

đmB
0,7.S
tt
/1,4 = 494,7
Vậy trạm biến áp B
2
đặt hai máy làm việc song song có S
đm
=800 kVA là hợp lý.
- Trạm biến áp B
3
: cấp điện cho phân xởng luyện kim mầu và phân xởng sửa
chữa cơ khí. Trạm đặt hai máy làm việc song song.
n.k
hc
.S
đmB
S
tt
= 1122+134.47 = 1256.47 kVA
S
đmB
S
tt
/2 = 628,24 kVA
Chọn máy biến áp tiêu chuẩn S
đm
= 800 kVA
Kiểm tra lại dung lợng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố:
S

ttsc
lúc này chính là công suất tính toán của phân xởng luyện kim màu sau khi
cắt bớt một số phụ tải không quan trọng, còn phân xởng Sửa chữa cơ khí là phụ
tải loại III nên khi gặp sự cố có thể ngừng cung cấp điện:
(n 1).k
qt
.S
đmB
S
rrsc
= 0,7.S
tt
S
đmB
0,7.S
tt
/1,4 = 561 kVA
Vậy trạm biến áp B
3
đặt hai máy S
đm
= 630 kVA là hợp lý.
- Trạm biến áp B
4
: Cấp điện cho phân xởng luyện kim đen và phân xởng
rèn. Trạm đặt hai máy làm việc song song.
n.k
hc
.S
đmB

S
tt
= 1578 + 1293 = 2871 kVA
21
Phạm Ngoc Vinh
Lớp TBĐ - ĐT2 - K47
S
đmB
S
tt
/2 = 1435,5 kVA
Chọn máy biến áp tiêu chuẩn có S
đm
= 1600 kVA
Kiểm tra dung lợng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố: S
rrsc
là
tổng công suất của cả hai phân xởng:
(n 1).k
qt
.S
đmB
S
rrsc
= 0,7.S
tt
S
đmB
0,7.S
tt

/1,4 = 1435,5 kVA
Vậy trạm biến áp B
4
đặt hai máy có công suất S
đm
= 1600 kVA là hợp lý.
- Trạm biến áp B
5
: Cấp điện cho bộ phận nén khí và kho vật liệu. Trạm đặt
hai máy làm việc song song:
n.k
hc
.S
đmB
S
tt
= 1212+74.02 = 1286.02kVA
S
đmB
S
tt
/2 = 643 kVA
Chọn máy biến áp tiêu chuẩn có công suất định mức là S
đm
= 800 kVA
Kiểm tra dung lợng máy biến áp đã chọn theo điều kiện quá tải sự cố: S
ttcs
là
công suất tính toán của bộ phận nén khí. Vì kho vật liệu là hộ tiêu thụ loại III
nên khi có sự cố quá tải có thể dừng cung cấp điện.

(n 1).k
qt
.S
đmB
S
rrsc
= 0,7.S
tt
S
đmB
0,7.S
tt
/1,4 = 660 kVA
Vậy trạm biến áp B
5
đặt hai máy có dung lợng 800 kVA là hợp lý.
- Trạm biến áp B
6
: Cung cấp cho Phân xởng nhiệt luyện. Trạm đặt hai máy
làm việc song song.
n.k
hc
.S
đmB
S
tt
= 2856 kVA
S
đmB
S

tt
/2 = 1428 kVA
Chọn máy biến áp tiêu chuẩn có công suất định mức là S
đm
=1600 kVA
Kiểm tra dung lợng máy biến áp đã chọn theo điều kiện sự cố quá tải:
(n 1).k
qt
.S
đmB
S
rrsc
= 0,7.S
tt
S
đmB
0,7.S
tt
/1,4 = 1428kVA
Vậy trạm biến áp B
6
đặt hai máy có dung lợng 1600 kVA là hợp lý.
Tên phân xởng S
tt
(kVA) Số MBA S
đmB
(kVA) Tên trạm
Ban quản lý và phòng thiết kế,
phân xởng cơ khí số 1
2179,53 2 800 B1

Phân xởng cơ khí số 2 989,4 2 800 B2
Phân xởng luyện kim mầu và
phân xởng sửa chữa cơ khí
1256,47 2 800 B3
Phân xởng luyện kim đen và
phân xởng rèn
2871 2 1600 B4
22
Phạm Ngoc Vinh
Lớp TBĐ - ĐT2 - K47
Bộ phận nén khí và kho vật liệu 1286 2 800 B5
Phân xởng nhiệt luyện 2856 2 1600 B6
Chọn máy biến áp phân xởng theo trình tự các bớc nh trên đối với phơng án
II, III ta có bảng sau
Phơng án II
Tên phân xởng S
tt
(kVA) Số MBA S
đmB
(kVA) Tên trạm
Ban quản lý và phòng thiết kế,
phân xởng cơ khí số 1
2179,53 2 630 B1
Phân xởng cơ khí số 2 989,4 2 630 B2
Phân xởng luyện kim mầu và
phân xởng sửa chữa cơ khí
1256,47 2 630 B3
Phân xởng luyện kim đen 1578 2 1000 B4
Bộ phận nén khí, kho vật liệu và
phân xởng rèn

2579,02 2 1000 B5
Phân xởng nhiệt luyện 2856 4 1000 630
B6
B7
Phơng án III
Tên phân xởng S
tt
(kVA) Số MBA S
đmB
(kVA) Tên trạm
Ban quản lý và phòng thiết kế,
phân xởng cơ khí số 1
2179,53 2 630 B1
Phân xởng cơ khí số 2 989,4 2 630 B2
Phân xởng luyện kim mầu và
phân xởng sửa chữa cơ khí
1256,47 2 630 B3
Phân xởng luyện kim đen 1578 2 1000 B4
Phân xởng rèn 1293 1 1000 B5
Bộ phận nén khí, kho vật liệu 1256 2 630 B6
Phân xởng nhiệt luyện 2856 2 1000 630 B7 B8
Trạm biến áp phân xởng làm nhiệm vụ biến đổi từ điện áp xí nghiệp 10kv
xuống điện áp phân xởng 0,4kV cung cấp cho các phụ tải động lực và chiếu sáng
của phân xởng.
Trong các nhà máy thờng sửa dụng các kiểu TBA phân xởng:
- Các trạm biến áp cung cấp điện cho một phân xởng có thể dùng loại liền
kề có một tờng của trạm chung với tờng của phân xởng nhờ vậy tiết kiệm đợc
vốn đầu t xây dựng và ít ảnh hởng đến công trình khác
- Trạm lồng cũng đợc sử dụng để cung cấp điện cho một phần hoặc toàn bộ
một phân xởng vì có chi phí đầu t thấp, vận hành, bảo quản thuận lợi nhng về

mặt an toàn khi có sự cố trong trạm hoặc phân xởng không cao.
- Các trạm biến áp dùng chung cho nhiều phân xởng nên đặt gần tâm phụ
tải, nhờ vậy có thể đa điện áp cao đến gần hộ tiêu thụ điện và rút gắn khá nhiều
23
Phạm Ngoc Vinh
Lớp TBĐ - ĐT2 - K47
chiều dài mạng phân phối cáo áp của xí nghiệp cũng nh mạng hạ áp của phân x-
ởng, giảm chi phí kim loại làm dây dẫn và giảm tổn thất. Cũng vì vậy nên dùng
trạm độc lập, tuy nhiên vốn đầu t xây dựng trạm cao.
- Tuỳ thuộc vào điều kiện cụ thể để chọn các một trong các loại trạm biến
áp đã nêu. Để đảm bảo an toàn cho ngời sử dụng cũng nh thiết bị, đảm bảo mĩ
quan công nghiệp ta chọn loại trạm xây, đặt gần tâm phụ tải, gần các trục giao
thông trong nhà máy, song cũng cần tính đến khả năng phát triển và mở rộng sản
xuất.
Để lựa chọn vị trí đặt các TBA phân xởng cần xác định tâm phụ tải của các
phân xởng hoặc của nhóm phân xởng đợc cung cấp điện từ các trạm biến áp đó.
Phơng án I: Xác định vị trí trạm biến áp B
1
cung cấp cho ban quản lý phòng
thiết kế và phân xởng cơ khí số 1:
8,112
13,1190
112.8,1101123.132,88
1
1
01
=
+
==

=
=
n
i
i
n
i
ii
S
xS
x
15,78
13,1190
80.8,110155.123,88
1
1
01
=
+
==


=
=
n
i
i
n
i

ii
S
yS
y
Vậy vị trí đặt trạm biến áp B
1
có toạ độ M1(112,8; 78,15)
Đối với trạm biến áp phân xởng khác, tính toán tơng tự ta xác định đợc vị trí
đặt phù hợp với trạm biến áp phân xởng trong phạm vi nhà máy
Vị trí đặt các trạm biến áp phân xởng đợc ghi trong bảng sau.
Tên Trạm
Vị trí đặt
X
01
y
01
B
1
112,8 78,15
B
2
113 23
B
3
79 83,4
B
4
63,8 20
B
5

11,9 57,27
B
6
31 70
Tính toán tơng tự ta có vị trí đặt các trạm biến áp phân xởng cho phơng án 2
nh trong bảng sau
Tên Trạm
Vị trí đặt
X
02
y
02
B
1
112,8 78,15
B
2
113 23
B
3
79 83,4
B
4
76 20
B
5
30,5 38,5
B
6
31 70

Vị trí đặt các trạm biến áp cho phơng án 3
Vị trí đặt
24
Phạm Ngoc Vinh
Lớp TBĐ - ĐT2 - K47
Tên Trạm
X
03
y
03
B
1
112,8 78,15
B
2
113 23
B
3
79 83,4
B
4
76 20
B
5
49 20
B
6
11,9 57,2
B
7

31 70
1. Phơng án cung cấp điện cho các trạm biến áp phân xởng
a. Phơng pháp sử dụng sơ đồ dẫn sâu:
Đa đờng dây trung áp 35kV vào sâu trong nhà máy đến tận các trạm biến áp
phân xởng. Nhờ đa trực tiếp điện áp cao vào các trạm biến áp phân xởng sẽ giảm
đợc vốn đầu t xây dựng trạm biến áp trung gian hoặc trạm phân phối trung tâm,
giảm đợc tổn thất và nâng cao năng lực truyền tải của mạng. Tuy nhiên nhợc
điểm của phơng thức này là độ tin cậy của cung cấp điện không cao, các thiết bị
sử dụng trong sơ đồ giá thành đắt, và yêu cầu trình độ vận hành phải cao, nó chỉ
phù hợp với nhà máy có phụ tải lớn và tập chung nên ở đây ta không xét đến ph-
ơng án này.
b. Phơng pháp sử dụng trạm biến áp trung tâm (TBATT):
Nguồn 35kV từ hệ thống về qua TBATT đợc hạ xuống điện áp 10,5kV để
cung cấp cho các trạm biến áp phân xởng. Nhờ vậy sẽ giảm đợc vốn đầu t cho
mạng điện cao áp cũng nh các trạm biến áp phân xởng, vận hành thuận lợi hơn
và độ tin cậy cung cậy cung cấp điện cũng đợc cải thiện. Song phải đầu t để xây
dựng TBATT, gia tăng tổn thất trong mạng điện cao áp. Nếu sử dụng phơng pháp
này, vì nhà máy là hộ loại II phải đặt hai máy biến áp với công suất đợc trọn theo
điều kiện:
n.S
đmB
S
ttnm
=8289,18
S
đmB
S
ttnm
/2 =4144,59
Chọn máy biến áp tiêu chuẩn S

đm
=5,6 MVA
Kiểm tra lại dung lợng máy biến áp theo điều kiện quá tải sự cố với giả thiết
các hộ loại II trong nhà máy đều có 30% là phụ tải loại III có thể tạm ngừng
cung cấp điện khi cần thiết:
(n-1)k
qt
S
đmB
S
ttsc
S
đmB
0,7S
ttsc
/1,4 = 4144,59
- Chọn MBA do Liên Xô chế tạo loại TDH có S
đm
= 5,6 MVA khi đa về lắp
đặt trong nớc thì công suất định mức của MBA phải đợc hiệu chỉnh theo nhiệt
độ.
- Công thức hiệu chỉnh công suất theo nhiệt độ .[ giáo trình: CCĐXN ]
25
Phạm Ngoc Vinh
Lớp TBĐ - ĐT2 - K47

=
100
35
1.
100
5
1
,

Maxtb
dmdm
SS
Trong đó: + S
đm
- công suất định mức sau khi hiệu chỉnh (kVA)
+ S
đm
- công suất định mức ghi trên nhãn máy (kVA)

Theo khí hậu miền Bắc lấy
tb
= 24
0
C,
max
=42
0
C, nh vậy công suất định
mức sau khi hiệu chỉnh S
đm
=0,75S
đm
S
đm
=0,75.5600= 4200(KVA).
Bảng 3-1: Bảng thông số kỹ thuật của máy biến áp trung tâm
Loại
S
đm
kVA
Điện áp (kv) Tổn thất U
N
%
C H
Po Pn
C-H
TM-
5600/35
5600 38,5 10,5 18,5 57 7,5

Vậy trạm biến áp trung tâm sẽ đặt hai máy biến áp:
c. Phơng án sử dụng trạm phân phối trung tâm (TPPTT)
Điện năng từ hệ thống cung cấp cho trạm biến áp phân xởng thông qua trạm
phân phối trung tâm. Nhờ vậy mà việc quản lý, vận hành điện cao áp của nhà
máy sẽ thuật lợi hơn, tổn thất trong mạng giảm, độ tin cậy của cung cấp điện đợc
gia tăng, song vốn đầu t cho mạng điện cũng lớn hơn. Trong thực tế đây là ph-
ơng pháp đợc sử dụng khi điện áp nguồn không cao (< 22kV) công suất các phân
xởng tơng đối lớn.
2. Xác định vị trí đặt trạm biến áp trung tâm, trạm phân phối trung tâm
Dựa trên hệ trục toạ độ đã chọn Oxy có thể xác định tâm phụ tải điện của
nhà máy



=
=
=
n
i
i
n
i
ii
S
xS
x
1
1
0
.

=
=
=
n
i
i
n
i
ii
S
yS
y
1
1
0
.
Trong đó: S
i
- công suất tính toán của phân xởng thứ i.
x
i
, y
i
: toạ độ tâm phụ tải của phân xởng thứ i
8,59
10452
625029

.
1
1
0
===


=
=
n
i
i
n
i
ii
S
xS
x
1,53
10452
555095
.
1
1
0
===


=
=

n
i
i
n
i
ii
S
yS
y
26
Phạm Ngoc Vinh
Lớp TBĐ - ĐT2 - K47
Vậy vị trí tốt nhất để đặt trạm biến TBATT có toạ độ: ( 59,8; 53,1 )
3. Lựa chọn phơng án đi dây của mạng cao áp:
Do tính chất quan trọng của các phân xởng nên ở mạng cao áp trong nhà
máy ta sử dụng sơ đồ hình tia. Sơ đồ này có u điểm là sơ đồ nối dây rõ ràng, các
trạm biến áp phân xỏng đều đợc cấp điện từ một đờng dây riêng nên ít ảnh hởng
tới nhau, độ tin cậy cung cấp điện tơng đối cao, dễ thực hiện các biện pháp bảo
vệ, tự động hoá và dễ vận hành.
- Trạm biến áp trung tâm của xí nghiệp sẽ đợc lấy điện từ hệ thống bằng đ-
ờng dây trên không, dây nhôm lõi thép, lộ kép.
- Để đảm bảo an toàn, đảm bảo không gian và mỹ quan cho xí nghiệp mạng
cao áp đợc dùng cáp ngầm. Căn cứ vào vị trí các trạm biến áp phân xởng và trạm
biến áp trung tâm trên mặt bằng, đề ra 3 phơng án đi dây mạng cao áp.
Phơng án I
Phơng án II
- Trạm biến áp trung tâm (BATT)
- Trạm biến áp phân x ởng (BAPX)
- Cáp cao áp
- Cáp hạ áp

27
Phạm Ngoc Vinh
Lớp TBĐ - ĐT2 - K47
Phơng án III
Tính toán kinh tế kỹ thuật lựa chọn phơng án hợp lý:
Đờng dây cấp điện từ hệ thống về trạm BATT của xí nghiệp bằng đờng dây
trên không, loại dây AC .
Tra bảng với dây dẫn AC và T
max
=4500h đợc J
kt
=1,1(A/mm
2
)
Đờng dây từ hệ thống về trạm biến áp trung tâm là lộ kép nên:
28
Phạm Ngoc Vinh
Lớp TBĐ - ĐT2 - K47
dm
ttpx
U
s
I
.3.2
max
=
Tiết diện kinh tế của cáp:
kt
kt
j

I
F
max
=
(mm
2
)
Thay số ta đợc
)(15,62
1,1
36,68
F ;
).(36,68
35.3.2
18,8289
32
2
kt
mm
A
J
I
F
U
S
I
kt
ttXN
kt
dm

ttXN
ttXN
===
===
Chọn dây nhôm lõi thép tiết diện 70 mm
2
, ký hiệu AC-70 có I
cp
=275(A)
- Kiểm tra sự cố khi đứt một dây :
)(32,129
35.3
5600.4,1
.3
4,1
A
U
S
I
dm
dmB
sc
===
I
cp
> I
ttsc
= 129,32 (A). Dây dẫn chọn thoả mãn.
- Kiểm tra dây dẫn đã chọn theo điều kiện tổn thất điện áp, vì tiết diện dây
đã chọn vợt cấp cho sự gia tăng của phụ tải trong tơng lai, nên không cần kiểm

tra theo U.
Sau đây lần lợt tính toán kinh tế kỹ thuật cho 3 phơng án. Mục đích tính
toán của phần này là so sánh tơng đối giữa 3 phơng án cấp điện, chỉ cần tính toán
so sánh phần khác nhau giữa 3 phơng án. Cả 3 phơng án đều có những phần tử
giống nhau: đờng dây cung cấp từ trạm biến áp trung gian (BATG) về (BATT).
a. Phơng án 1:
Phơng án sử dụng TBATT nhận điện từ hệ thống về hạ xuống điện áp 10kV sau
đó cung cấp cho các trạm biến áp phân xởng. Các trạm biến áp phân xởng hạ
điện từ 10 kV xuống 0,4 KV để cung cấp cho các phụ tải trong phân xởng.
- Chọn máy biến áp trong phân xởng:
Trên cơ sở đã chọn công suất máy biến áp ở phần trên ta có bảng kết quả
chọn máy biến áp cho các trạm biến áp phân xởng do ABB chế tạo:
Tên trạm
Sđm
(kVA)
Uc/Uh
(kV)
Po
(kW)
Pn
(kW)
Un (%) Số lợng Đơn giá Thành tiền (10
3
đ)
B1 800 10/0,4 1,4 10,5 5,5 2 97000 194000
B2 800 10/0,4 1,4 10,5 5,5 2 97000 194000
B3 800 10/0,4 1,4 10,5 5,5 2 97000 194000
B4 1600 10/0,4 2,8 18 5,5 2 190200 380400
B5 800 10/0,4 1,4 10,5 5,5 2 97000 194000
B6 1600 10/0,4 2,8 18 5,5 2 190200 380400

Tổng vốn đầu t cho trạm biến áp K
B
= 1536800.10
3
đ
29
Phạm Ngoc Vinh
Lớp TBĐ - ĐT2 - K47
- Xác định tổn thất điện năng A trong trạm BA:
Tổn thất điện năng trong các TBA đợc tính bằng công thức sau:

.
1

2
0








+=
dmB
tt
n
S
S

P
n
tPnA
[kWh]
Trong đó: n - số máy biến áp ghép song song.
t - thời gian MBA vận hành, với MBA vận hành trong suốt một năm thì
t = 87600 h.
- thời gian tổn thất công suất lớn nhất. Tra bảng với T
max
= 4500 h và
cos =0,76 ta tìm đợc = 3300 h
P
0
, P
N
- tổn thất công suất không tải và tổn thất công suất ngắn mạch
của máy biến áp.
S
tt
- công suất tính toán của máy biến áp.
S
đmB
- công suất định mức máy biến áp.
Tính toán cho trạm biến áp phân xởng B
1
:
S
tt
= 1190,13 kVA ; S
đmB

= 1600 kVA ; P
0
= 2,8 kW; P
N
= 18 kW
Ta có:

.
1

2
0








+=
dmB
tt
n
S
S
P
n
tPnA
= 2.1,4.8760 +

2
1
.10,5
3300.
800
13,1190
2






= 62868,71
[kWh].
Các thiết bị khác cũng tính toán tơng tự cho kết quả trong bảng sau
Tên trạm S
đm
(kVA) S
tt
(kVA)
Po(kW) P
n
(kW)
Số lợng máy
A(kWh)
B1 800
1190,1
1,4 10,5 2
62868,71

B2 800
989,4
1,4 10,5 2
51027,46
B3
800 1256,5 1,4 10,5
2
67266,4
B4 1600
2871
2,8 18 2
144683,5
B5 800
1286
1,4 10,5 2
69296,77
B6 1600
2856
2,8 18 2
143686,9
Tổn thất điện năng trong các trạm biến áp A
B
= 538830 kWh
Chọn dây dẫn và xác định tổn thất công suất, tổn thất điện năng trong mạng điện
Chọn cáp từ trạm BATT đến các trạm BA phân xởng đợc dùng cáp lõi đồng
10 kV, 3 lõi cách điện XLPE đai thép, vỏ PVC do hãng FURKAWA chế tạo,
Đối với nhà máy sản xuất máy kéo làm việc hai ca, thời gian sử dụng công suất
lớn nhất T
max
= 4500h, sử dụng cáp lõi đồng, tra bảng tìm đợc J

kt
= 3,1 A/mm
2
30
Phạm Ngoc Vinh
Lớp TBĐ - ĐT2 - K47
dm
ttpx
U
S
I
.3.2
max
=

kt
kt
j
I
F
max
=
Dựa vào trị số F
kt
tính ra đợc, tra bảng lựa chọn tiết diện của tiêu chuẩn cáp
gần nhất.
Kiểm tra tiết diện của cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng:
k
hc
.I

cp
I
sc
Trong đó: I
sc
dòng điện khi xảy ra sự cố đứt 1 cáp, I
sc
= 2.I
max
k
hc
= k
1
,k
2
k
1
hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ lấy k
1
= 1
k
2
hệ số hiệu chỉnh về số dây cáp cùng đặt trong một rãnh, các rãnh đều đặt
2 cáp, khoảng các giữa các sợi cáp là 300 mm. Tra bảng ta tìm đợc k
2
= 0,93.
Vì chiều dài cáp từ TBATT đến các TBAPX ngắn nên tổn thất điện áp nhỏ
ta có thể bỏ qua không cần kiểm tra lại theo điều kiện U
cp
.

- Chọn cáp từ trạm BATT đến trạm B
1
:
)(36,34
10.3.2
13,1190
.3.2
1
max/
A
U
S
I
dm
TTB
vl
===
)(08,11
1,3
36,34
2
max
mm
j
I
F
kt
kt
===
Tra bảng PL V,16 lựa chọn cáp có tiết diện tiêu chuẩn F =16mm

2
, ký hiệu là
2XPLE (3x16) có I
cp
=110 (A),
+ Kiểm tra điều kiện phát nóng :
I
sc
= 2I
max
= 2.34,36 = 68,72 < 0,93I
max
= 0,93.110 = 103,2 (A),
Vậy cáp đã chọn thoả mãn điều kiện phát nóng.
- Chọn cáp từ trạm biến áp B
1
đến ban quản lý và phòng thiết kế:
Ban quản lý và phòng thiết kế là hộ tiêu thụ loại III nên dùng cáp lộ đơn để
cung cấp điện.
dm
ttpx
U
S
I
3
max
=
=
A9,133
38,0.3

13,88
=
Chỉ có 1 cáp đi trong một rãnh nên k
2
= 1. Điềukiện chọn cáp: I
cp
I
max
Chọn cáp đồng hạ áp 4 lõi (3 lõi dẫn điện ba pha và một lõi làm dây trung
tính) cách điện PVC do hãng LENS chế tạo tiết diện (3x35 + 25) mm
2
với
31
Phạm Ngoc Vinh
Lớp TBĐ - ĐT2 - K47
I
cp
= 158 A.
- Chọn cáp từ trạm B
4
đến Phân xởng rèn.
Ta có
)(14,933
4,0.3.2
1293
32
max
A
U
S

I
dm
ttpx
===
Do có dòng lớn nên ta dùng dây lộ kép, mỗi pha 2 cáp đồng hạ áp 1 lõi tiết
diện F = 500 mm
2
có dòng cho phép I
cp
= 946 A và một cáp đồng hạ áp 1 lõi tiết
diện F = 500 mm
2
làm dây trung tính do hãng LENS chế tạo. Trong trờng hợp
này, hệ số hiệu chỉnh k
hc
= 0,83 do có 14 sợi cáp đặt chung trong một hào cáp.
Chọn tơng tự cho các đờng cáp khác, kết quả ghi trong bảng sau
Đờng cáp F (mm
2
) L (m) Giá, 10
3
đ/m Tiền, 10
3
đ
BATT-B
1
16 32 58 1856
BATT-B
2
16 37 58 2146

BATT-B
3
16 21 58 1218
BATT-B
4
50 22 120 2640
BATT-B
5
16 22 58 1276
BATT-B6
50 17 120 2040
B1-1
3x35+25 8 70 560
B3-6
3x35+25 12 70 840
B4-7
6x500+500 5 650 3250
B5-10
3x35+25 12 70 840
Tổng vốn đầu t cho đờng dây K
D
= 16666.10
3
đ
Xác định tổn thất công suất tác dụng trên đờng dây:
Tổn thất công suất tác dụng trên các đờng dây đợc tính theo công thức:
P =
2
2
dm

ttpx
U
S
R,10
-3
kW
Rrong đó: R =
n
1
r
0
l []
n số đờng dây đi song song,
Tổn thất P trên đoạn cáp TBATT-B
1
P =
2
2
dm
ttpx
U
S
R.10
-3
=
3
2
2
10.047,0
10

13,1190

= 0,67kW.
Các đờng dây khác cũng tính toán tơng tự, cho kết quả trong bảng sau
Tổn thất công suất tác dụng trên các đờng dây của phơng án I.
Đờng cáp F (mm
2
) L (m)
r
0
(/km) R () S
tt
(kVA) P (kW)
BATT-B
1
16 32 1.47 0.047 1190.1 0.3331
BATT-B
2
16 37 1.47 0.0544 989.4 0.2662
BATT-B
3
16 21 1.47 0.0309 1256.5 0.2437
BATT-B
4
50 22 0.494 0.0109 2871 0.4479
BATT-B
5
16 22 1.47 0.0323 1286 0.2674
32
Phạm Ngoc Vinh

Lớp TBĐ - ĐT2 - K47
BATT-B
6
50 17 0.494 0.0084 2856 0.3425
B1-1
3x35+25 8 0.524 0.0042 88.13 0.2035
B3-6
3x35+25 12 0.524 0.0063 136.3 0.7301
B4-7
6x500+500 5 0.0366 0.0002 1293 0.1366
B5-10
3x35+25 12 0.524 0.0063 74.02 0.2153
Tổn thất công suất tác dụng trên dây dẫn: P = 3,186 kW
Xác định tổn thất điện năng trên các đờng dây
Tổn thất điện năng trên các đờng dây đợc tính theo công thức:
A
D
= P
D
, [kW]
Trong đó: thời gian tổn thất công suất lớn nhất( tra bảng)
với T
max
= 4500 và cos =0,76 ta có = 3300 h
A
D
= P
D
, = 3,186.3300 = 10513,8 kW
- Chi phí tính toán của phơng án I:

Khi tính toán vốn đầu t xây dựng mạng điện ở đây chỉ tính đến giá thành
các loại cáp và máy biến áp khác nhau giữa các phơng án, còn những phần giống
nhau đã đợc bỏ qua không xét đến,
Tổn thất điện năng trong các phơng án bao gồm tổng tổn thất điện năng
trong các trạm biến áp và trên đờng dây:
Vốn đầu t:
K
1
= K
B
+ K
D
= (1536800 + 16666).10
3
= 1553466.10
3
đ
Tổn thất điện năng trong các trạm biến áp và đờng dây,
A = A
B
+ A
D
= 538830 + 10513,8 = 549343,8 kWh
Chi phí tính toán:
Z
1
= (a
vh
+ a
tc

).K
1
+ c. A
1
= (0,1 + 0,2). 1553466.10
3
+ 1000. 549343,8
Z
1
= 1015,3836.10
6
đ
Tính toán tơng tự cho phơng án II ta có các bảng sau
Kết quả lựa chọn MBA cho các TBA của phơng án II
Tên trạm
Sđm
(kVA)
Uc/Uh
(kV)
Po
(kW)
Pn
(kW)
Un (%) Số lợng Đơn giá
Thành tiền
(10
3
đ)
B1 630 10/0,4 1,2 8,2 4,5 2 81500 163000
B2 630 10/0,4 1,2 8,2 4,5 2 81500 163000

B3 630 10/0,4 1,2 8,2 4,5 2 81500 163000
B4 1000 10/0,4 1,7 13 5,5 2 130000 260000
B5 1000 10/0,4 1,4 13 5,5 2 130000 260000
B6 1000 10/0,4 1,7 13 5,5 2 130000 260000
B7 630 10/0,4 1,2 8,2 4,5 2 81500 163000
Tổng vốn đầu t trạm biến áp K
B
= 1432000.10
3
Kết quả tính toán tổn thất điện năng trong các trạm biến áp của PA II
Tên trạm S
đm
(kVA) S
tt
(kVA)
Po(kW) P
n
(kW)
Số lợng máy
A(kWh)
B1 630 1190.13 1,2 8.2 2 69308,25
33
Phạm Ngoc Vinh
Lớp TBĐ - ĐT2 - K47
B2 630 989.4 1,2 8.2 2 54394,33
B3 630 1256.47 1,2 8.2 2 74841,18
B4 1000 1578 1,75 13 2 84072,30
B5 1000 2579.02 1,75 13 2 173331,33
B6 1000
2856

1,75 13 2 205621,99
B7 630 1,2 8.2 2 21024
Tổn thất điện năng trong các trạm biến áp A
B
= 682593,38 kWh
Kết quả chọn cao áp và hạ áp của phơng án II
Đờng cáp F (mm
2
) L (m) Giá, 10
3
đ/m Tiền, 10
3
đ
B1 16 32 58 1856
B2 16 37 58 2146
B3 16 21 58 1218
B4 16 17 120 2040
B5 35 22 84 1848
B6 16 16 120 1920
B7 16 25 58 1450
B1-1 3x35+25 8 70 560
B3-6 3x35+25 12 70 840
B5-10 3x35+25 12 70 840
10 7 6x500+500 12 650 7800
Tổng vốn đầu t cho đờng dây K
D
= 22518.10
3
đ
Tổn thất công suất tác dụng trên đờng dây của phơng án II.

Đờng cáp F (mm
2
) L (m)
r
0
(/km) R () S
tt
(kVA) P (kW)
B1 16 32 1.47 0.02352 1190.1 0.3331
B2 16 37 1.47 0.02720 989.4 0.2662
B3 16 21 1.47 0.01544 1256.5 0.2437
B4 16 17 1.47 0.01250 1578 0.3111
B5 35 22 0.668 0.00735 2579 0.4887
B6 16 16 1.47 0.01176 1800 0.381
B7 16 25 1.47 0.01838 1056 0.2049
B1-1 3x35+25 8 0.524 0.00419 88.13 0.2035
B3-6 3x35+25 12 0.524 0.00629 136.3 0.7301
B5-10 3x35+25 12 0.524 0.00629 74.02 0.2153
10. -7 6x500+500 12 0.0366 0.00003 1293 0.3278
Tổn thất công suất tác dụng trên dây dẫn: P = 3,706kW
Xác định tổn thất điện năng trên các đờng dây
A
D
= P
D
, [kW]
Trong đó: - thời gian tổn thất công suất lớn nhất( tra bảng)
với T
max
= 4500 và cos =0,76 ta có = 3300 h

A
D
= P
D
, = 3,706.3300 = 12229,8kW
Chi phí tính toấn phơng án II
Vốn đầu t:
K
2
= K
B
+ K
D
= (1432000 + 22518).10
3
= 1454518.10
3
đ
Tổn thất điện năng trong các trạm biến áp và đờng dây,
34
Phạm Ngoc Vinh
Lớp TBĐ - ĐT2 - K47
A
2
= A
B
+ A
D
= 682593,38 + 12229,8 = 694823,18 kWh
Chi phí tính toán:

Z
2
= (a
vh
+ a
tc
).K
2
+ c. A
2
= (0,1 + 0,2). 1454518.10
3
+ 1000. 694823,18
Z
2
= 1131,17858.10
6
đ
Phơng án III.
Tính toán tơng tự cho phơng án III ta có các bảng sau
Kết quả lựa chọn MBA cho các TBA của phơng án III
Tên trạm
Sđm
(kVA)
Uc/Uh
(kV)
Po
(kW)
Pn
(kW)

Un (%) Số lợng Đơn giá
Thành tiền
(10
3
đ)
B1 630
10/0,4
1.2 8.2 4,5 2 81500 163000
B2 630
10/0,4
1.2 8.2 4,5 2 81500 163000
B3 630
10/0,4
1.2 8.2 4,5 2 81500 163000
B4 1000
10/0,4
1.75 13 5,5 2 130000 260000
B5 1000
10/0,4
1.75 13 5,5 1 130000 130000
B6 630
10/0,4
1.2 8.2 4,5 2 81500 163000
B7 1000
10/0,4
1.75 13 5,5 2 130000 260000
B8 630
10/0,4
1.2 8.2 4,5 2 81500 163000
Tổng vốn đầu t trạm biến áp K

B
= 1465000.10
3
Kết quả tính toán tổn thất điện năng trong các trạm biến áp của PA III
Tên trạm S
đm
(kVA) S
tt
(kVA)
Po(kW) P
n
(kW)
Số lợng máy
A(kWh)
B1 630 1190.13 1.2 8.2 2 69308.25
B2 630 989.4 1.2 8.2 2 54394.33
B3 630 1256.47 1.2 8.2 2 74841.18
B4 1000 1578 1.75 13 2 84072.30
B5 1000 1367 1.75 13 1 95496.76
B6 630 1286 1.2 8.2 2 77400.57
B7 1000 1800 1.75 13 2 100158.00
B8 630 1056 1.2 8.2 2 59038.08
Tổn thất điện năng trong các trạm biến áp A
B
= 614709,48kWh
Kết quả chọn cao áp và hạ áp của phơng án III
Đờng cáp F (mm
2
) L (m) Giá, 10
3

đ/m Tiền, 10
3
đ
B1
16 32 58 1856
B2
16 37 58 2146
B3
16 21 58 1218
B4
16 17 58 986
B5
16 17 58 986
B6
16 22 58 1276
B7
16 16 58 928
B8
16 25 58 1450
B1-1 3x35+25 8 70 560
B3-6 3x35+25 12 70 840
B5-10 3x35+25 4 70 280
Tổng vốn đầu t cho đờng dây K
D
= 12526.10
3
đ
Tổn thất công suất tác dụng trên đờng dây của phơng án III.
Đờng cáp F (mm
2

) L (m)
r
0
(/km) R () S
tt
(kVA) P (kW)
B1
16 32 1.47 0.0235 1190.1 0.3331
35
Phạm Ngoc Vinh
Lớp TBĐ - ĐT2 - K47
B2
16 37 1.47 0.0272 989.4 0.2662
B3
16 21 1.47 0.0154 1256.5 0.2437
B4
16 17 1.47 0.0125 1578 0.3111
B5
16 17 1.47 0.0125 1293 0.2089
B6
16 22 1.47 0.0162 1286 0.2674
B7
16 16 1.47 0.0118 1800 0.381
B8
16 25 1.47 0.0184 1056 0.2049
B1-1 3x35+25 8 0.524 0.0042 88.13 0.2035
B3-6 3x35+25 12 0.524 0.0063 136.3 0.7301
B5-10 3x35+25 4 0.524 0.0021 74.02 0.0718
Tổn thất công suất tác dụng trên dây dẫn: P = 3,221kW
Xác định tổn thất điện năng trên các đờng dây

A
D
= P
D
, [kW]
Trong đó: thời gian tổn thất công suất lớn nhất( tra bảng)
với T
max
= 4500 và cos =0,76 ta có = 3300 h
A
D
= P
D
, = 3,221.3300 = 10629,3kW
Chi phí tính toấn phơng án III
Vốn đầu t:
K
3
= K
B
+ K
D
= (1465000 + 12526).10
3
= 1477526.10
3
đ
Tổn thất điện năng trong các trạm biến áp và đờng dây,
A
3

= A
B
+ A
D
= 614709,48 + 10629,3 = 625338,78 kWh
Chi phí tính toán:
Z
3
= (a
vh
+ a
tc
).K
3
+ c. A
3
= (0,1 + 0,2). 14577526.10
3
+ 1000. 625338,78
Z
3
= 1068,59658.10
6
đ
Tổng hợp chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của các phơng án.
PHƯƠNG áN
VốN ĐầU TƯ
(10
6
đ )

TổN THấT ĐIệN NĂNG
(kWh)
CHI PHí TíNH TOáN
(10
6
đ )
Phơng án I
1553,466 547881,57 1013,92137
Phơng án II 1454,518 694823,18 1131,17858
Phơng án III
1477,526 625338,78 1068,59658
Nhận xét: Từ kết quả tính toán cho ta thấy cả 1 phơng án có hàm chi phí tính
toán nhỏ nhất và có tổn thất điện năng cũng nhỏ nhất. Phơng án III có hàm chi phí
tính toán bé thứ hai. Tuy nhiên vì phơng án I có một số máy biến áp có dung lợng lớn
( 4 máy có dung lợng định mức là 1600kVA)vì vậy mà trong thiết kế phần phụ tải hạ
áp các thiết bị điện sẽ có giá thành cao hơn. Hơn nữa việc thay thế bảo trì cũng sẽ
phức tạp hơn. Vì vậy ta chọn phơng án III làm phơng án thiết kế.
Chơng IV: tính toán ngắn mạch
1. Mục đích tính ngắn mạch :
36
Phạm Ngoc Vinh
Lớp TBĐ - ĐT2 - K47
- Mục đích tính ngắn mạch là để chọn và kiểm tra các thiết bị .
- Do tính toán để chọn thiết bị không đòi hỏi độ chính xác cao nên có thể
dùng những phơng pháp gần đúng và ta có số giả thiết sau:
+ Cho phép tính gần đúng điện kháng hệ thống qua công suất cắt ngắn
mạch của máy cắt đầu nguồn vì không biết cấu trúc của hệ thống.
+ Khi lập sơ đồ tính toán ta bỏ qua những phần tử mà dòng ngắn mạch
không chạy qua và các phần tử có điện kháng không ảnh hởng đáng kể nh máy
cắt, dao cách ly, aptomat,

+ Mạng cao áp có thể tính hoặc không tính đến điện trở tác dụng. Các hệ
thống cung cấp điện ở xa nguồn và công suất là nhỏ so với hệ thống điện quốc
gia, mạng điện tính toán là mạng điện hở, một nguồn cung cấp cho phép ta tính
toán ngắn mạch đơn giản trực tiếp trong hệ thống có tên.
+ Mạng hạ áp thì điện trở tác dụng có ảnh hởng đáng kể tới giá trị dòng
ngắn mạch, nếu bỏ qua trong tính toán sẽ phải sai số lớn dẫn đến chọn thiết bị
không chính xác.
2. Chọn điểm tính ngắn mạch và tính toán các thông số của
sơ đồ.
2.1.Chọn điểm tính ngắn mạch:
- Để chọn khí cụ điện cho cấp 35kv, ta cần tính cho điểm ngắn mạch N
1
tại
thanh cái trạm biến áp trung tâm 35/10kv để kiểm tra máy cắt và thanh góp ở
đây ta lấy S
N
= S
cắt
của máy cắt đầu nguồn.
- Để chọn khí cụ điện cho cấp 10kv :
+ Phía hạ áp của trạm biến áp trung tâm, cần tính điểm ngắn mạch N
2
tại
thanh cái 10kv của trạm để kiểm tra máy cắt, thanh góp.
+ Phía cao áp trạm biến áp phân xởng, cần tính cho điểm ngắn mạch N
3
để
chọn và kiểm tra cáp, tủ cao áp các trạm.
- Cần tính điểm N
4

trên thanh cái 0,4 kV để kiểm tra Tủ hạ áp tổng của trạm.
2.2. Tính toán các thông số của sơ đồ:
- Sơ đồ nguyên lý .
- Sơ đồ thay thế .

+ Tính điện kháng hệ thống:
N
2
tb
HT
S
U
X =
S
N
- Công suất ngắn mạch của MC đầu đờng dây trên không (ĐDK),
S
N
= S
cắt
=
3
. U
đm
. I
đm
.
Máy cắt đầu đờng dây trên không là loại SF
6
, ký hiệu 8DB10 có U

đm
=36kv,
I
đm
= 2500 A I
cđm
= 31,5 kA.
BATG MC ĐDK MC
BATT BAPX
Cáp
DCL
CC
N
1
N
2
N
3
N
4
HT
X
HT
Z
D
Z
BATT
Z
BAPX
Z

C
N
1
N
2
N
3
N
4
37