Giáo trính thiết kế cấp điện doc

HUI: Trường đại học cơng nghiệp thành phố Hồ Chí Minh Khoa cơng nghệ điện
CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN CHO KHU VỰC CƠNG NGHIỆP
4.1. XÁC ĐỊNH TRỊ SỐ PHỤ TẢI TÍNH TOÁN PHỤC VỤ CHO CÔNG TÁC
THIẾT KẾ
Khi thiết hệ thống cấp điện cho khu công nghiệp , xí nghiệp hoặc nhà máy, thường có
3 giai đoạn sau :
1 . Giai đoạn dự án khả thi :
Trong giai đoạn này các khu công nghiệp, nhà máy chưa xây dựng. Cần xác đònh phụ
tải điện để chuẩn bò nguồn điện , thiết kế và xây dựng đường dây cao áp và trạm biến
áp trung gian. thông tin thu nhận được trong giai đoạn dự án khả thi là rất ít , chỉ là
diện tích và sản lượng .
Công thức xác đònh cho khu chế xuất hoặc khu công nghiệp thường căn cứ vào diện :
S
tt
= S
0
. D (4. 1)
Trong đó : S
0
– suất phụ tải trên một đơn vò diện tích (ha)
D – diện tích khu chế xuất hoặc khu công nghiệp (ha)
Trò số s
0
lấy như sau :
- Với khu công nghiệp nhẹ (dệt, may, giầydép, kẹo bánh ….)
S
o
= 100 ÷200 (KVA/ ha)
- Với khu công nghiệp nặng (luyện kim, cơ khí, hoá chất, chế biến dầu mỏ …)
S
0

= 300 ÷ 400( KVA/ ha)
Với một xí nghiệp, trong giai đoạn dự án khả thi thường biết sản lượng, công thức xác
đònh phụ tải điện như sau :
P
tt
=
max
0
.
T
Ma
(4 .2)
Trong đó :
a – suất điện năng chi phí để sản xuất 1 sản phẩm (kwh /sp)
M – sản lượng, tức là số sản phẩm một năm
T
max
– thời gian sử dụng công suất lớn nhất
Trò số a và T
max
tra sổ tay
Ví dụ1 : Yêu cầu xác đònh phụ tải điện cho một khu chế xuất trong giai đoạn dự án
khả thi, dự đònh sẽ xây dựng sau tải điện cho một khu chế xuất trong giai đoạn dự án
khả thi, dự đònh sẽ xây dựng sau 5 năm, biết rằng khu chế xuất được xây dựng trên
diện tích 80(ha) và là khu công nghiệp nặng
Giải :
Vì chỉ biết duy nhất thông tin là diện tích, phụ tải điện của khu chế xuất xác dònh theo
công thức (4.1) . Giả thiết các nhà máy trong khu đều được trang bò máy móc hiện đại,
công nghệ cao, dây chuyền sản xuất tiên tiến, chọn suất phụ tải S
0

=400(KVA/ha)
Phụ tải điện của khu chế xuất là :
S
tt
= S
0
.D = 400 . 80 = 32000(KVA)
Giáo trình thiết kế cấp điện Trang 90
HUI: Trường đại học cơng nghiệp thành phố Hồ Chí Minh Khoa cơng nghệ điện
Ví dụ 2 : Yêu cầu xác đònh phụ tải điện cho xí nghiệp sản xuất xe đạp, sản lượng một
vạn chiếc/ năm, dự đònh xây dựng sau 3 năm
Giải :
Thông tin về nhà máy tương lai là sản lượng, phải áp dụng công thức (4.2)
Tra cẩm nang với nhà máy sản xuất xe đạp có a
0
= 200(kwh/xe) và T
max
= 5000(h), xác
đònh được phụ tải điện :
P
tt
=
max
0
.
T
Ma
=
5000
10.200

4
= 400 (kw)
Tiếp tục tra cẩm nang với nhà máy sản xuất xe đạp có cosφ = 0,6
⇒
sinφ = 0,8
Q
tt
= P
tt
. Tgφ = 400
6,0
8,0
= 533(kVAr)
S
tt
=
667
6,0
400
cos
==
ϕ
tt
P
(kVA)
2 . Trong giai đoạn xây dựng nhà xưởng :
Ở giai đoạn này, thông tin mà người thiết kế nhận được là công suất đặt của từng phân
xưởng
Phụ tải tính toán của từng phân xưởng được xác đònh theo công thức
P

tt
= K
nc
. P
đ
(4.3)
Q
tt
= P
tt
. tgφ (4.4)
Trong đó : K
nc
– hệ số nhu cầu , tra sổ tay kỹ thuật số liệu thống kê của các xí
nghiệp , phân xưởng tương ứng
Cosφ – hệ số công suất tính toán , cũng tra sổ tay kỹ thuật, từ đó rút ra
tgφ
P
đ
– công suất đặt của phân xưởng (kw)
P
đ
=
∑
n
dmi
P
1
(4.5)
P

đmi
– công suất đònh mức của từng máy (động cơ)
n – số máy (động cơ) đặt trong phân xưởng
Trên đây là phụ tải động lực. Phụ tải chiếu sáng được tính theo công suất chiếu sáng
trên một đơn vò diện tích
P
cs
= P
0
. S (4.6)
Với : P
0
- suất chiếu sáng trên một đơn vò diện tích (w/m
2
)
S – diện tích chiếu sáng , ở đây là diện tích phân xưởng (m
2
)
Tùy theo yêu cầu, tính chất làm việc của các phân xưởng mà lấy trò số P
0
thích hợp
Với các phân xưởng cơ khí , luyện kim … P
0
= 12÷15(w/m
2
)
Với các phân xưởng dệt, may, hóa chất … P
0
= 15÷20(w/m
2

)
Với kho,bãi … P
0
= 5÷10(w/m
2
)
Với xưởng thiết kế P
0
= 25÷30(w/m
2
)
Với nhà hành chính P
0
= 20÷25(w/m
2
)
Giáo trình thiết kế cấp điện Trang 91
HUI: Trường đại học cơng nghiệp thành phố Hồ Chí Minh Khoa cơng nghệ điện
Trong các phân xưởng sản xuất có các động cơ, người ta không dùng đèn tuýp (huỳnh
quang ) mà dùng đèn sợi đốt. Vì dèn tuýp ánh sáng không thật, khó phân biệt màu sắc
chính xác, dễ gây mệt mỏi, hoa mắt, ảnh hưởng đến năng suất lao động và chất lượng
sản phẩm. Đèn tuýp thường dùng ở các xường thiết kế, phòng hành chính ,nhà khách
…
Phụ tải chiếu sáng phản kháng của phân xưởng xác đònh theo công thức
Q
cs
= P
cs
.tgφ (4.7)
Nếu dùng đèn sợi đốt cosφ = 1

→
tgφ = 0
→
Q
cs
= 0
Nếu dùng đèn sợi đốt cosφ = 1
→
tgφ = 0
→
Q
cs
= 0
Nếu dùng đèn huỳnh quang cosφ = 0,6÷0,8
→
tgφ = 0,75
Từ đây dễ dàng tính được phụ tải tính toán tòan phần của mỗi phân xưởng
S
ttPX
=
22
)()(
csPXttPXcsPXttPX
QQPP +++
(4.8)
Cuối cùng, phụ tải tính toán xí nghiệp xác đònh bằng cách lấy tổng phụ tải các phân
xưởng có kể đến hệ số đồng thời
P
ttXN
= K

đt
.
∑
n
í
ttPXi
P
= K
đt
.
)(
csi
n
í
tti
PP +
∑
(4.9)
Q
ttXN
= K
đt
.
∑
n
í
ttPXi
Q
= K
đt

.
)(
csi
n
í
tti
QQ +
∑
(4.10)
S
ttPX
=
)(
22
ttPXttPX
QP +
(4.11)
Cosφ
XN
=
ttXN
ttXN
S
P
(4.12)
K
đt
– hệ số đồng thời , xét khả năng phụ tải các phân xưởng không đồng thời cực đại .
Có thể tạm lấy
K

đt
= 0,9 ÷ 0,95 khi số phân xưởng n =2 ÷4
K
đt
= 0,9 ÷ 0,85 khi số phân xưởng n = 5 ÷ 10
Với ý nghóa là khi số phân xưởng càng lớn thì K
đt
càng nhỏ. Phụ tải tính toán xác đònh
theo các công thức trên dùng để thiết kế mạng cao áp của xí nghiệp .
3. Trong giai đoạn thiết kế chi tiết
Đây là công đoạn cuối cùng trong q trình thiết kế cấp điện cho xí nghiệp công
nghiệp. Ở giai đoạn này, sau khi xí nghiệp đã có thiết kế chi tiết cho từng phân xưởng,
ta đã có các thông tin chính xác về mặt bằng bố trí máy móc, thiết bò, biết được công
suất và qúa trình công nghệ của từng thiết bò, người thiết kế có thể bắt tay vào thiết kế
mạng hạ áp phân xưởng. Số liệu đầu tiên cần xác đònh là cộng suất tính toán của từng
động cơ và của từng nhóm động cơ trong phân xưởng.
Với một động cơ
P
tt
= P
đm
( 4.13)
Với nhóm động cơ n ≤ 3
Giáo trình thiết kế cấp điện Trang 92
HUI: Trường đại học cơng nghiệp thành phố Hồ Chí Minh Khoa cơng nghệ điện
P
tt
=
∑
n

í
dmi
P
(4.14)
Với n ≥ 4 Phụ tải tính toán của nhóm động cơ xác đònh theo công thức
P
tt
= K
max
.K
sd

∑
n
í
dmi
P
(4.15)
Trong đó :
K
sd
– hệ số sử dụng của nhóm thiết bò , tra sổ tay
K
max
– hệ số cực đại, tra đồ thò hoặc tra bảng theo hai đại lượng K
sd
và n
hq
( số thiết bò dùng điện hiệu qủa )
Trình tự xác đònh n

hq
như sau :
- Xác đònh n
1
– số thiết bò có công suất lớn hơn hay bằng 1/2 công suất của thiết
bò có công suất lớn nhất
- Xác đònh P
1
– công suất của n
1
thiết bò trên
P
1
=
∑
1
n
í
dmi
P
(4.16)
- Xác đònh n
*
=
n
n
1
; p
*
=

∑
P
P
1
(4 .17)
Trong đó
n -tổng số thiết bò trong nhóm
P
∑
- tổng công suất của nhóm
P
∑
=
∑
n
í
dmi
P
(4. 18)
- Từ n
*
; p
*
tra bảng tìm được n
hq*

- Xác đònh n
hq
theo công thức : n
hq

= n . n
hq*
(4.19)
Bảng tra K
max
chỉ bắt đầu từ n
hq
= 4

, khi n
hq
< 4 phụ tải tính toán được xác đònh theo
công thức :
P
tt
=
∑
n
í
dmiti
Pk
(4.20)
Với k
ti
– hệ số tải . Nếu không biết chính xác , có thể lấy trò số gần đúng như sau :
k
t
= 0.9 với thiết bò làm việc ở chế độ dài hạn
k
t

= 0,75 với thiết bò làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại
Cần lưu ý nếu trong nhóm có thiết bò làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại thì phải qui
đổi về chế độ dài hạn trước khi xác đònh n
hq

P
qđ
= P
đm
.
%k
(4.21)
k% - hệ số đóng điện phần trăm
Cũng cần qui đổi công suất về ba pha đối với các thiết bò dùng điện một pha
Thiết bò một pha đấu vào điện áp pha
P
qđ
= 3P
đm
(4.22)
Thiết bò một pha đấu vào điện áp dây
Giáo trình thiết kế cấp điện Trang 93
HUI: Trường đại học cơng nghiệp thành phố Hồ Chí Minh Khoa cơng nghệ điện
P
qđ
=
3
P
đm
(4.23)

Phụ tải chiếu sáng phân xưởng cũng được xác đònh theo các công thức (3.6) và (3.7) ;
Phụ tải động lực từng nhóm xác đònh theo (4.4) , (4.5)
Cuối cùng phụ tải tính toán toàn phân xưởng với n nhóm
P
ttPX
= k
đt

∑
n
í
tti
P
(4.24)
Q
ttPX
= k
đt

∑
n
í
tti
P
(4.25)
S
ttPX
=
22
)()(

csttPXcsttPX
QQPP +++
(4.26)
4.2 . VẠCH SƠ ĐỒ CẤP ĐIỆN
Tùy theo qui mô của công trình công nghiệp có thể vạch ra sơ đồ cấp điện thích hợp.
Với một xưởng cơ khí nhỏ, môt tổ sản xuất cơ khí hoặc một xưởng sửa chữa nông cụ
công suất khoảng vài chục kw thì không cần thiết phải đặt một trạm biến áp riêng, chỉ
cần lấy một đường hạ áp từ trạm biến áp gần nhất (hình 4.1)
Sơ đồ cấp điện cho một xí nghiệp nhỏ, gồm một vài nhà xưởng, công suất khoảng vài
trăm kw nhất thiết phải xây dựng trạm biến áp riêng. Hệ thống cấp điện cho xí nghiệp
loại này bao gồm một đường dây trung áp nhận điện từ hệ thống (trạm biến áp trung
gian hoặc đường dây trung áp gần nhất ), một trạm biến áp xí nghiệp, một mạng lưới
hạ áp cấp điện cho các máy móc, thiết bò đặt trong xí nghiệp (hình 4.2)
Đối với các xí nghiệp lớn bao gồm hàng chục phân xưởng sản xuất công suất đặt lên
tới hàng vạn kw thì hệ thống cấp điện cũng theo đó mà lớn hơn và phức tạp hơn (hình
4.4) .Tại xí nghiệp này phải xây dựng một trạm phân phối trung tâm (PPTT) nhận
điện từ hệ thống về cấp điện cho các trạm biến áp phân xưởng. Số lượng trạm biến áp
phân xưởng có thể là 4,5 cho đến 9,10 tùy theo qui mô của xí nghiệp, công suất của
các phân xưởng và vò trí giữa chúng. Phân xưởng lớn có thể đặt riêng một trạm biến
áp, vài ba phân xưởng nhỏ có thể dùng chung một trạm
Với xí nghiệp qui mô vừa có 2,3 trạm biến áp thì không nên xây dựng trạm phân phối
trung tâm vì không kinh tế. Trường hợp này tốt nhất là đưa thẳng cáp trung áp cấp
điện đến từng trạm (hình 4.3)
Khó khăn lớn nhất gặp phải khi vạch sơ đồ cấp điện cho xí nghiệp qui mô lớn là việc
quyết đònh số lượng và dung lượng các trạm biến áp phân xưởng, đồng thời với việc
vạch sơ đồ nối dây từ tram PPTT đến các trạm biến áp. Đây là bài toán tối ưu tổng
hợp. Thường người thiết kế phải vạch ra vài ba phương án mạng cao áp xí nghiệp, tiến
hành so sánh kinh tế kỹ thuật lựa chọn phương án tối ưu .
để so sánh kinh tế tương đối giữa các phương án có thể dùng hàm chi phí tính toán
Z = (a

vh
+ a
tc
)K + c . ∆A (đ) (4.27)
Trong đó
a
vh
– hệ số vận hành, với trạm và đường dây cáp lấy a
vh
= 0,1 ; với đường dây
trên không a
vh
= 0,04;
Giáo trình thiết kế cấp điện Trang 94
HUI: Trường đại học cơng nghiệp thành phố Hồ Chí Minh Khoa cơng nghệ điện
a
tc
– hệ số tiêu chuẩn thu hồi vốn đầu tư, thường lấy a
tc
= 0,1 ; 0,125 ; hoặc 0,2
K – vốn đầu tư, trong so sánh tương đối giữa các phương án chỉ cần kể những
phần khác nhau trong sơ đồ cấp điện .
Nếu các phương án có số trạm biến áp cố đònh, giống nhau cả số lượng lẫn dung lượng
thì vốn đầu tư K chỉ cần kể giá tiền đường dây mạng cao áp xí nghiệp
Trạm biến áp chung
Đường dây hạ áp
ngoài xưởng
Tủ phân phối của
xưởng
Cáp hạ áp từ tủ phân

phối đến các tủ động
lực
Các tủ động lực
Cáp đến từng động cơ
Các động cơ điện
Trạm BATG hoặc
đường dây trung áp
Đường day trungï áp
ngoài xí nghiệp
Trạm BA xí nghiệp
Cáp hạ áp từ tủ BA
đến các tủ PP
Các tủ phân phối
Cáp từ tủ PP đến các
tủ ĐL
Các tủ động lực
Mạng cáp từ các tủ
ĐL đến từng động cơ
Các động cơ điện
Giáo trình thiết kế cấp điện Trang 95
Đ
PP
ĐL
1
ĐL
2
ĐL
3
ĐL
4

Đ
Đ Đ
Đ Đ
Đ
Đ Đ
H
Hình 4-1: Sơ đồ cấp điện cho một xưởng cơ khí nhỏ
H
PP
1
Hình 4-2 : Sơ đồ cấp điện cho một xí nghiệp qui mô nhỏ
ĐL
1
Đ
Đ
ĐL
2
Đ
Đ
ĐL
3
Đ
Đ
ĐL
4
Đ
Đ
ĐL
5
Đ

Đ
ĐL
6
Đ
Đ
PP
2
TBA
HUI: Trường đại học cơng nghiệp thành phố Hồ Chí Minh Khoa cơng nghệ điện
K =
∑
n
ii
LK
1
0
.
(4 . 28)
Với : K
0i
– giá tiền 1m cáp tiết diện I , đ/m
L
i
– chiều dài tuyến cáp có tiết diện i , m
c – giá tiền 1kwh điện , đ / kwh
∆A – Tổn thất điện năng trên mạng cao áp xí nghiệp
∆A = ∆P
max
.
τ

=
∑
+
n
i
ii
R
U
QP
1
2
22
.
τ
(4.29)
Với : P
i
; Q
i
– công suất tác dụng và phản kháng chuyển tải trên tuyến dây I, điện trở
R
i

τ
- thời gian tổn thất công suất lớn nhất , tra đồ thò theo T
max
và cosφ, hoặc tính
theo công thức
τ
= (0,124 + T

max
. 10
-4
)
2
. 8760 (3.30)
Trạm BATG hoặc
đường dây trung áp
Đường dâytrungï áp
ngoài xí nghiệp
Đường dây TA và
trạm BA trong xí
nghiệp
Cáp hạ áp từ tủ BA
đến các tủ PP
Các tủ phân phối
Cáp từ tủ PP đến các
tủ ĐL
Các tủ động lực
Mạng cáp từ các tủ
ĐL đến từng động cơ
Các động cơ điện
Trường hợp các phương án mạng cao áp có số lượng trạm biến áp khác nhau (hình4-5)
Cần đưa cả phần trạm và mạng hạ áp vào so sánh .Khi đó :
Z = (a
vh
+ a
tc
)(K
T

+K
cc
+ K
ch
) + c.
τ
(∆P
T
+∆P
cc
+ ∆P
ch
) (4 .31)
K
T
; K
cc
; K
ch
– Giá tiền các trạm biến áp , cáp cao áp và hạ áp ;
∆P
T
; ∆P
cc
; ∆P
ch
– Tổ thất công suất tác dụng trên trạm biến áp , mạng cáp cao áp và
hạ áp
Giáo trình thiết kế cấp điện Trang 96
ĐĐĐĐĐ

ĐĐĐĐĐ
H
B
1
B
2
PP
1
PP
2
PP
3
PP
4
ĐL
1
ĐL
n
Hình 4 – 3: Sơ đồ cấp điện cho xí nghiệp có qui mô vừa
HUI: Trường đại học cơng nghiệp thành phố Hồ Chí Minh Khoa cơng nghệ điện
Các lượng tổn thất công suất trên cáp tính theo (3.30), còn tổn thất công suất trong các
trạm biến áp xác đònh theo công thức sau :
∆P
T
=
∑

















∆+∆
n
dmBi
i
Nii
S
S
P
n
Pn
1
2
0
1
(4.32)
∆P
oi
; ∆P

Ni
– tổn hao không tải và ngắn mạch của MBA có dung lượng S
đmBi

n – số lượng máy trong trạm
S
i
– công suất toàn phần mà trạm I cần cung cấp
Trạm BATG hoặc
đường dây trung áp
Đường day trungï áp
ngoài xí nghiệp
Trạm phân phối trung
tâm của xí nghiệp
Mạng cáp caọ áp của xí
nghiệp
Các trạm BA phân
xưởng
Đường cáp hạ áp từ BA
tới các phân xưởng
Các tủ phân phối
phânxưởng
Mạng cáp hạ áp từ các
tủ PP đến các tủ ĐL
Các tủ ĐL
Mạng cáp cấp điện cho
các động cơ
Các động cơ
Giáo trình thiết kế cấp điện Trang 97
H

B
1
B
2
ĐĐĐĐĐ
P
P
1
PP
2
Đ
L
1
Hình 3 – 4: Sơ đồ cấp điện cho xí nghiệp có qui
mô lớn
ĐĐĐĐĐ
P
P
i
Đ
L
3
ĐĐĐĐĐ
P
P
3
PP
n
Đ
L

n
B
5
B
3
B
4
PP
TT
Đ
L
2
Đ
L
i
HUI: Trường đại học cơng nghiệp thành phố Hồ Chí Minh Khoa cơng nghệ điện

4.3. THIẾT KẾ TRẠM PHÂN PHỐI, TRẠM BIẾN ÁP
1. Sơ đồ trạm phân phối trung tâm
Như đã phân tích ở trên, chỉ nhưngõ xí nghiệp qui mô lớn mới cần xây dựng trạm phân
phối trung tâm. Những xí nghiệp này có ý nghóa rất quan trọng về kinh tế, không thể
để mất điện . Trường hợp này vì công suất rất lớn nếu dự phòng bằng máy phát sẽ
không có lợi bằng cách cấp điện bằng hai đường dây trung áp . Vì thế ở trạm phân
phối trung tâm nên dùng sơ đồ một hệ thống thanh góp có phân đoạn (hình 4.6)
Hình 4.6a, giới thiệu sơ đồ nguyên lý trạm PPTTsử dụng các tủ máy cắt (còn gọi là
máy cắt hợp bộ) trên tất cả các đầu vào đầu ra và liên lạc giữa hai phân đoạn thanh
góp. Từ trạm BATG tới xí nghiệp có thể dùng dây trên không hoặc cáp. Nếu dùng
đường dây trên không thì trên mỗi phân đoạn thanh góp của trạn PPTT cần đặt thêm
Giáo trình thiết kế cấp điện Trang 98
Hình 4 -5a : Phương án 7 trạm BA

1
2
3
4
5
6
7
8
9
PPTT
Hình 4 -5b : Phương án 4 trạm BA
1
2
3
4
5
6
7
8
9
PPTT
HUI: Trường đại học cơng nghiệp thành phố Hồ Chí Minh Khoa cơng nghệ điện
một chống sét van . Với điện áp trung áp 22kv (hệ thống có trung tính nối đất trực
tiếp) đặt biến áp đo lường 2 cuộn dây trên mỗi phân đoạn thanh góp, với điện áp trung
áp 15kv (trung tính cách điện) phải đặt trên mỗi phân đoạn thanh góp một MBA đo
lường có 3 cuộn dây, trong đó cuộn tam giác hở dùng phát hiện dòng chạm đất một
pha.
Hình 4- 6b , giới thiệu sơ đồ nguyên lý trạm PPTT, trên đó mạch vào và phân đoạn
dùng máy cắt hợp bộ, các mạch ra dùng dao cắt phụ tải phối hợp với cầu chì (còn gọi
là máy cắt phụ tải). Máy cắt hợp bộ thì làm việc an toàn và tin cậy hơn máy cắt phụ

tải nhưng cần vốn đầu tư lớn hơn. Quyết đònh dùng loại nào là do khả năng kinh tế của
xí nghiệp. Thường với mạch công suất lớn (cấp điện cho máy biến áp từ 750kVA trở
lên) đặt máy cắt hợp bộ, còn với mạch công suất nhỏ hơn dùng máy cắt phụ tải. Máy
biến áp đo lường được bảo vệ bằng cầu chì



Giáo trình thiết kế cấp điện Trang 99
MCLL
Đến các trạm BAPX
Đến các trạm BAPX
Từ trạm BATG
Hình 4- 6a. Trạm PPTT,đầu vào đầu ra đều dùng máy cắt hợp bộ
MC1
Đến các trạm BAPX
Đến các trạm BAPX
Từ trạm BATG
Hình 4- 6a. Trạm PPTT,đầu vào dùng máy cắt hợp bộ đầu ra dùng máy cắt phụ tải
HUI: Trường đại học cơng nghiệp thành phố Hồ Chí Minh Khoa cơng nghệ điện
2. Sơ đồ trạm biến áp
Tùy theo mức độ quan trọng của phân xưởng mà quyết đònh đặt một hoặc hai biến áp
trong một trạm. Tùy theo điều kiện, phía cao áp trạm có thể đặt dao cách ly, cầu chì –
dao cách ly. Hình 4-7 giới thiệu một số sơ đồ điển hình các trạm biến áp phân
xưởng ,hoặc trạm biến áp xí nghiệp nhỏ .
Nếu phía cao áp trạm được cấp điện bằng đường dây trên không thì phải đặt chống sét
van. Và phía hạ áp, nếu đi đến phụ tải bằng đường dây trên không thì cũng phải đặt
chống sét van hạ áp. Trong xí nghiệp, các trạm biến áp phân xưởng thường là trạm
xây kín, thích hợp với các loại sơ đồ trên, nhưng nếu là trạm treo hoặc trạm cột (còn
gọi là trạm bệt) thì cũng có thể dùng cầu chì tự rơi thay cho bộ cầu dao cách ly – cầu
chì. Việc đặt máy cắt phía cao áp chỉ dùng cho trạm biến áp công suất lớn ở xa nguồn.

3. Lựa chọn các thiết bò điện cao áp cho trạm PPTT và trạm biến áp
Các thiết bò điện: máy cắt, máy cắt phụ tải, dao cách ly, cầu chì, máy biến dòng, máy
biến áp đo lường, sứ, được lựa chon theo các điều kiện ghi trong các bảng sau
Bảng 4.1 . Lựa chọn máy cắt điện
Đại lượng chọn và kiểm tra Điều kiện
Điện áp đònh mức , kv
Dòng điện lâu dài cho phép, A
Dòng điện cắt đònh mức , kA
Công suất cắt đònh mức , MVA
Dòng điện ngắn mạch xung kích , kA
(còn gọi là dòng ổn đònh động)
Dòng điện ổn đònh nhiệt
U
đmMC
≥ U
đm . m
I
đm MC
≥ I
cb
I
đm cắt
≥ I
N
S
đm . cắt
≥ S
N
i
đm . đ

≥ i
xk
Giáo trình thiết kế cấp điện Trang
100
a)
b)
c)
d) e)
f )
Hình 4- 7 : Sơ đồ trạm biến áp 1 và 2 máy
.
HUI: Trường đại học cơng nghiệp thành phố Hồ Chí Minh Khoa cơng nghệ điện
i
đm nh
≥ I
∞
nhdm
qd
t
t
.
Trong ký hiệu dùng ở bảng trên
U
đm
.
m
- điện áp đònh mức của mạng điện ;
I
cb
– dòng cưỡng bức qua máy cắt ;

I
N
– dòng ngắn mạch . Trong thiết ke hệ thống cung cấp điện coi ngắn mạch ở xa, do
đó I
N
= I
//
= I
∞

S
N
=
3
UI
N
=
3
UI
//

i
xk
– dòng ngắn mạch xung kích ; i
xk
= 1,8
2
I
//

t
đm.nh
– thời gian ổn đònh nhiệt đònh mức = 5s hoặc 10s
t
qđ
– thời gian cắt (ngắn mạch xa nguồn )
Bảng 4.2. Lựa chọn máy cắt phụ tải
Đại lượng chọn và kiểm tra Điều kiện
Điện áp đònh mức , kv
Dòng điện đònh mức , A
Dòng điện ngắn mạch xung kích cho phép , kA
Dòng điện ổn đònh nhiệt
Dòng điện đònh mức của cầu chì, A
Dòng điện cắt đònh mức của cầu chì , A
Công suất cắt đònh mức của cầu chì , MVA
U
đmMC
≥ U
đm . m
I
đm MC
≥ I
cb
i
đm . đ
≥ i
xk
i
đm nh
≥ I

N
nhdm
qd
t
t
.
I
đm cc
≥ I
cb
I
đm cắt
≥ I
//
S
đm . cắt
≥ S
//
Bảng 4.3. Lựa chọn và kiểm tra dao cáh ly
Đại lượng chọn và kiểm tra Điều kiện
Điện áp đònh mức , kv
Dòng điện lâu dài đònh mức , A
Dòng điện ngắn mạch xung kích cho phép , kA
Dòng điện ổn đònh nhiệt
U
đmDCL
≥ U
đm . m
I
đm DCL

≥ I
cb
i
đm . đ
≥ i
xk
i
đm nh
≥ I
N
nhdm
qd
t
t
.
Bảng 4.4. Lựa chọn và kiểm tra cầu chì
Đại lượng chọn và kiểm tra Điều kiện
Điện áp đònh mức , kv
Dòng điện đònh mức , A
Công suất cắt đònh mức của cầu chì , MVA
Dòng điện cắt đònh mức của cầu chì , kA
U
đm cc
≥ U
đm . m
I
đm cc
≥ I
cb
S

đm . cắt
≥ S
//
I
đm cắt
≥ I
//
Giáo trình thiết kế cấp điện Trang
101
HUI: Trường đại học cơng nghiệp thành phố Hồ Chí Minh Khoa cơng nghệ điện
Bảng 4.5. Lựa chọn máy biến dòng điện
Đại lượng chọn và kiểm tra Điều kiện
Điện áp đònh mức , kv
Dòng điện sơ cấp đònh mức , A
Phụ tải cuộn thứ cấp , VA
Hệ số ổn đònh động
Hệ số ổn đònh nhiệt
U
đm BI
≥ U
đm . m
I
đm BI
≥ I
cb
S
2đm . BI
≥ S
tt
K

đ
≥
dmBI
xk
I
i
2
K
nh
≥
nhdmtdmBI
qd
tI
tI
.
∞
Bảng 4.6. Lựa chọn máy biến áp đo lường
Đại lượng chọn và kiểm tra Điều kiện
Điện áp đònh mức (sơ cấp) , kv
Phụ tải một pha , VA
Sai số cho phép
U
đm BU
≥ U
đm . m
S
2đm . ph
≥ S
2 . ph
N% = [N%]

Bảng 4.7. Lựa chọn thanh dẫn
Đại lượng chọn và kiểm tra Điều kiện
Dòng phát nóng lâu dài cho phép, A
Khả năng ổn đònh động , kG/cm
2

Khả năng ổn đònh nhiệt, mm
2

K
1
k
2
I
cp
≥ I
cb

ttcp
σσ
≥
F = αI
∞
qd
t
k
1
= 1 với thanh dẫn đặt đứng
k
1

= 0,95 với thanh dẫn đặt nằm ngang
k
2
=hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ mơi trường
σ
cp
- ứng suất cho phép của vật liệu làm thanh dẫn
với thanh dẫn nhôm AT, có σ
cp
= 700kG/ cm
2
;
với thanh dẫn đồng MT, có σ
cp
= 1400kG/ cm
2
;
σ
tt
– ứng suất tính toán
σ
tt
= M/W kG/cm
2
(4.33)
M – mô men uốn tính toán :
M =
10
.lF
tt

, kGm (4.34)
F
tt
– lực tính toán do tác dụng của dòng điện ngắn mạch
Giáo trình thiết kế cấp điện Trang
102
HUI: Trường đại học cơng nghiệp thành phố Hồ Chí Minh Khoa cơng nghệ điện
F
tt
= 1,76.10
-2
xk
i
a
l
, kG (4.35)
l- khoảng cách giữa các sứ của một pha (thường 60, 70, 80 cm)
a- khoảng cách giữa các pha (tùy thanh dẫn cao , hạ áp ) , cm;
W – mô men chống uốn của các loại thanh dẫn , kGm .
Bảng 4.8. Mô men chống uốn của các loại thanh dẫn
Thanh chữ nhật Thanh chữ nhật
rỗng
Thanh
tròn
Thanh tròn
rỗng
Đặt đứng Đặt ngang
W =
6
2

bh
W =
6
2
bh
W =
6
3
1
3
hh −
W =
32
3
D
π
W =
32
)(
33
dD −
π
Bảng 4.9. Lựa chọn sứ cách điện
Đại lượng chọn và kiểm tra Điều kiện
Điện áp đònh mức , kv
Dòng điện đònh mức , A
Lực cho phép tác động lên sứ , kG
Dòng ổn đònh động cho phép ,
U
đm . s

≥ U
đm . m
I
đm . s
≥ I
cb
F
cp
≥ k.F
tt
I
đm . nh
≥ I
∞
F
cp
– lực cho phép tác động lên đầu sứ = 0,6F
ph
(lực phá hoại);
K – hệ số hiệu chỉnh k =
H
H
/
H, H
/
- chiều cao ghi trên hình vẽ
4. Lựa chọn máy biến áp
Với trạm một máy
S
đmB

≥ S
tt
(4.36)
Với trạm hai máy
S
đmB
≥
4,1
tt
S
(4.37)
Chú ý công thức (4.37) là đảm bảo cho trạm biến áp cấp điện 100% ngay cả khi có sự
cố một máy , nhưng qúa trình vận hành bình thường hai máy thường qúa non tải . Nếu
Giáo trình thiết kế cấp điện Trang
103
b
h
b
h
h
1
h
D
d
D
Hình 3.8 . Thanh dẫn đặt trên sứ
Thanh dẫn
Sứ
H
H

/

HUI: Trường đại học cơng nghiệp thành phố Hồ Chí Minh Khoa cơng nghệ điện
khảo sát phụ tải thấy rằng có thể cắt bớt một phần phụ tải không quan trọng trong thời
gian vài ngày thì có thể chọn được máy biến áp cỡ nhỏ hơn . Khi đó , máy biến áp
trạm hai máy được chọn theo hai công thức
S
đmB
≥
2
tt
S
(4.38)
S
đmB
≥
4,1
sc
S
(4.39)
S
sc
– công suất phải cấp khi sự cố một máy biến áp
Trên đây là các công thức chọn máy biến áp nội đòa . Khi chọn máy biến áp ngoại
nhập phải xét đến hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ.
k
hc
= 1 -
100
12

tt −
(4.40)
trong đó : t
1
, t
2
– nhiệt độ môi trường chế tạo và sử dụng máy biến áp. Ví dụ, với máy
nhập từ Liên Xô : k
hc
= 1 -
100
524 −
= 0,81
5. Tính toán dòng điện ngắn mạch
Các hệ thống cung cấp điện ở xa nguồn và công suất là nhỏ so với hệ thống điện quốc
gia nên cho phép tính ngắn mạch đơn giản
a. Ngắn mạch phía cao áp
Vì không biết cấu trúc hệ thống điện , cho phép tính gần đúng điện kháng hệ thống
qua công suất cắt ngắn mạch của máy cắt đầu nguồn
X
H
=
N
S
U
2
, Ω (4.41)
Trong đó U, kV và S
N
, MVA

R
D
= r
0
.l , Ω (4.42)
X
D
= x
0
.l , Ω
Và dòng ngắn mạch 3 pha xác đònh theo công thức
I
N
= I
//
= I
∞
=
Σ
Z
U
3
(4.42)
Giáo trình thiết kế cấp điện Trang
104
ĐDK hoặc cáp MC
1
MC
2
TBATG

TBAXN
N
X
H
X
D
HT
N
R
D
Hình 3.9 . Sơ đồ nguyên lý và sơ đồ thay thế tính ngắn mạch phía cao áp
HUI: Trường đại học cơng nghiệp thành phố Hồ Chí Minh Khoa cơng nghệ điện
Z
∑
- tổng trở từ hệ thống tới điểm ngắn mạch
Trò số dòng ngắn mạch xung kích :
i
xk
= 1,8
2
I
N
(4.43)
b. Ngắn mạch phía hạ áp
Khi tính ngắn mạch hạ áp có thể coi gần đúng trạm biến áp là nguồn
Điện trở, điện kháng của áptômát, thanh góp tra bảng. Tổng trở máy biến áp tra bảng
hoặc xác đònh theo công thức gần đúng :
R
B
=

3
2
2
10
dm
dm
N
S
UP∆
, mΩ (4.44)
X
B
= 10
3
2
2
10
%
dm
dm
N
S
UU
, mΩ (4.45)
Trong đó ∆P
N
, kw ; U,kV; S,KVA.
Trò số dòng ngắn mạch 3 pha và dòng xung kích vẫn tính theo (4.42) ,(4.43) . Tùy theo
điểm ngắn mạch mà lấy trò số tổng trở thích hợp .
4.4. LỰA CHỌN TỦ PHÂN PHỐI, TỦ ĐỘNG LỰC

Gọi tủ phân phối (TPP), tủ động lực (TĐL) chỉ là qui ước tương đối. Tủ phân phối
nhận điện từ trạm biến áp và cấp điện cho các tủ động lực. Tủ động lực cấp điện trực
tiếp cho phụ tải .
Giáo trình thiết kế cấp điện Trang
105
BA
AT
TG
N
1
A
1
A
2
A
3
N
2
N
4
HT
R
B
X
B
R
C
R
AT
X

TG
R
TG
X
AT
R
A1
X
A1
X
C
Hình 4.10 . Sơ đồ nguyên lý và sơ đồ thay thế tính ngắn mạch hạ áp
AT
A
1
A
2
A
3
AT
A
1
A
2
A
3
AF
Nguồn chính thức
Nguồn dự phòng
(Từ lưới điện hoặc máy phát)

Hình 4.11. Sớ đồ tủ phân phối có và không có nguồn dự phòng
HUI: Trường đại học cơng nghiệp thành phố Hồ Chí Minh Khoa cơng nghệ điện
a.Lựa chọn tủ phân phối
Tủ phân phối có thể được cấp điện từ 1 nguồn, 2 nguồn hoặc 1nguồn có dự phòng
(hình 4-11), trong tủ phân phối thường đặt áptômát tổng và các áptômát nhánh .
Ngoài thiết bò điện lực, trong tủ phân phối còn đặt các thiết bò phục vụ cho đo đếm:
các đồng hồ ampemét, vônmét, công tơ mét hữu công và vô công, biến dòng. Nếu tủ
phân phối cấp điện cho đường dây trên không hoặc từ đường dây trên không tới thì
phải đặt thêm chống sét van hạ áp.
Chọn tủ phân phối, tủ động lực bao gồm các nội dung: chọn loại tủ, sơ đồ tủ, chọn các
áptômát, chọn thanh cái, chọn các thiết bò đo đếm, bảo vệ an toàn và chống sét.
Các áptômát được chọn theo dòng làm việc lâu dài, cũng chính là dòng tính toán xác
đònh ở mục 3.1.
I
đmA
≥ I
lvmax
= I
tt
=
dm
tt
U
S
3
(4.46)
U
đmA
≥ U
đm . mđ

(4.47)
Trong đó : U
đm . mđ
– điện áp đònh mức của mạng điện ;
U
đm . mđ
= 380 V với áptômát 3 pha ;
U
đm . mđ
= 220 V với áptômát 1 pha
Với áptômát tổng sau biến áp, để dự trữ có thể chọn theo dòng đònh mức của biến áp
I
đmA
≥ I
đmB
=
dm
dmB
U
S
3
(4.48)
Ngoài ra, áptômát còn phải kiểm tra khảnăng cắt dòng ngắn mạch:
I
cắt đmA
≥ I
N
(4.49)
Thanh cái tủ phân phối , tủ động lực được chọn và kiểm tra theo bảng (4.7)
b. Chọn tủ động lực

Các tủ động lực có thể được cấp điện từ tủ phân phối theo hình tia hoặc liên thông, vì
thế có hai dạng sơ đồ tương ứng .
Số lượng mạch nhánh nhiều ít tùy thuộc vào số động cơ được cấp điện từ tủ.
Trên hình (4.21) trong các tủ động lực đặt cầu chì bảo vệ, cũng có thể dùng tủ đặt
áptômát bảo vệ toàn bộ hoặc dùng sơ đồ hỗn hợp nhánh bảo vệ cầu chì nhánh bảo vệ
áptômát tùy theo kinh phí và đối tượng cấp điện.
Cầu chì nhánh cấp điện cho một động cơ chọn theo 2 điều kiện:
Giáo trình thiết kế cấp điện Trang
106
Hình 4.12 . Sớ đồ tủ động lực trong phương án cấp điện hình tia và liên thông
CCT
cc
1
Cc
5
Đ
2
Đ
3
Đ
4
Đ
1
Đ
5
Đ
6
CCT
2
cc

1
Cc
5
Đ
2
Đ
3
Đ
4
Đ
1
Đ
5
Đ
6
Từ tủ PP
Đi tủ ĐL
2
CCT
1
HUI: Trường đại học cơng nghiệp thành phố Hồ Chí Minh Khoa cơng nghệ điện
I
dc
≥ I
đmĐ
(4.50,a)
I
dc
≥
α

dmDmm
Ik
(4.50,b)
Cầu chì nhánh cấp điện cho 2 , 3 động cơ chọn theo 2 điều kiện :
I
dc
≥ I
đmĐi
(4.51,a)
I
dc
≥
α
dmDi
n
mm
II
∑
−
+
1
1
max
(4.51,b)
Cầu chì tổng CCT cấp điện cho cả nhóm động cơ được chọn theo 3 điều kiện :
I
dc
≥ I
tt nhóm
(4.52,a)

I
dc
≥
α
).(
max dmDsdttmm
IkII −+
(4.52,b)
Điều kiện thứ 3 là điều kiện chọn lọc: I
dc
của cầu chì tổng phải lớn hơn ít nhất là 2 cấp
so với I
dc
của cầu chì nhánh lớn nhất .
Với sơ đồ tủ liên thông, I
dc
của cầu chì tổng CCT
1
phải được chọn theo dòng tính toán
tổng của hai nhóm động cơ và phải có trò số lớn hơn ít nhất là 2 cấp so với cầu chì tổng
CCT
2
của nhóm 2.
Nếu tủ động lực đặt áptômát cũng được chọn tương tự như áptômát tủ phân phối
(4.46) ÷ (4.49)
4.5.LỰA CHỌN TIẾT DIỆN DÂY DẪN
a.Lựa chọn tiết diện dây cao áp
Vì các đường dây cao áp (22kV, 15KV) cấp điện cho xí nghiệp thường ngắn, chúng
được chọn theo điều kiện kinh tế (tức mật độ dòng điện kinh tế J
kt

)
F
kt
=
kt
J
I
max
=
kt
tt
J
I
(4.53)
Trò số J
kt
tra theo bảng
Bảng 4.10. Trò số mật độ dòng điện kinh tế (A/mm
2
)
Loại dây dẫn T
max
≤ 3000h T
max
= 3000
÷5000h
T
max
>5000h
A và AC

Cáp lõi đồng
Cáp lõi nhôm
1,3
3,5
1,6
1,1
3,1
1,4
1
2,7
1,2
Khi cần thiết +có thể kiểm tra lại theo điều kiện tổn thất điện áp và phát nóng :
∆U =
dm
U
QXPR
∑∑
+
≤ ∆U
cp
(4.54)
Giáo trình thiết kế cấp điện Trang
107
HUI: Trường đại học cơng nghiệp thành phố Hồ Chí Minh Khoa cơng nghệ điện
I
sc
≤ I
cp
(4.55)
Với cáp bắt buột phải kiểm tra điều kiện ổn đònh nhiệt dòng ngắn mạch

F ≥ αI
N
qd
t
(4.56)
Trong đó : α – hệ số nhiệt độ , với đồng α = 6 , với nhôm α = 11
t
qđ
– thời gian qui đổi , s . Ngắn mạch trong cung cấp điện được coi là ngắn
mạch xa nguồn : I
∞
= I
//
, thời gian qui đổi lấy bằng thời gian tồn tại ngắn mạch .
b. Lựa chọn tiết diện dây hạ áp
Dây dẫn và cáp được chọn theo điều kiện phát nóng
k
1
k
2
.I
cp
≥ I
tt
(4.57)
trong đó
k
1
– hệ số kể đến môi trường đặt cáp: trong nhà, ngoài trời, dưới đất ;
k

2
– hệ số hiệu chỉnh theo số lượng cáp đặt trong cùng rãnh;
I
cp
– dòng điện lâu dài cho phép của dây dẫn đònh chọn.
Cáp và dây dẫn hạ áp sau khi chọn theo phát nóng cần kiểm tra theo điều kiện kết
hợp với thiết bò bảo vệ.
Nếu bảo vệ bằng cầu chì
I
cp
≥
α
dc
I
(4.58)
Với mạng động lực α = 3
Với mạng sinh hoạt α = 0,8
Nếu bảo vệ bằng áptômát
I
cp
≥ (4.59)
hoặc I
cp
≥ (4.60)
I
kđ. nhiệt ,
I
kđ . điện từ
- dòng khởi động của bộ phận cắt mạch điện bằng nhiệt hoặc bằng
điện từ của áptômát.

4.6. THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO MỘT XÍ NGHIỆP CÔNG
NGHIỆP
Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho một xí nghiệp bao gồm những nội dung sau đây:
1. Xác đònh phụ tải tính toán cho từng phân xưởng và toàn xí nghiệp .
Giáo trình thiết kế cấp điện Trang
108
I
kđ . điện từ

4,5
I
kđ . nhiệt

1 ,5
Hướng điện đến
Tỉ lệ 1/ 3000
1
2
3
4
5
6
7 8
9
Hình 4.13. Mặt bằng nhà máy cơ khí
HUI: Trường đại học cơng nghiệp thành phố Hồ Chí Minh Khoa cơng nghệ điện
2. Thiết kế mạng cao áp xí nghiệp: vò trí đặt trạm phân phối trung tâm, vò trí số
lượng dung lượng các trạm biến áp phân xưởng, sơ đồ nguyên lý mạng cao áp, lựa
chọn các phần tử của sơ đồ .
3. Thiết kế mạng hạ áp các phân xưởng: vò trí đặt các tủ PP, loại và vò trí đặt

các tủ ĐL , sơ đồ nối dây mạng hạ áp từ tủ PP tới tủ ĐL, từ tủ ĐL tới từng động cơ, lựa
chọn dây dẫn và các thiết bò bảo vệ đặt trong các tủ, thiết kế mạng chiếu sáng phân
xưởng .
4. Xác đònh dung lượng bù và vò trí đặt thiết bò bù để nâng cao hệ số công suất xí
nghiệp đến cosφ = 0,9 ÷ 0,95
5. Tính toán thiết kế phần cơ khí đường dây tải điện (dây, cột, xà, móng) và tính
toán thiết kế phần kết cấu xây dựng trạm PPTT và các trạm BA xí nghiệp
6. Lập dự toán công trình
Nội dung và trình tự tính toán thiết kế từng phần sẽ được hướng dẫn tỉ mỷ trong các ví
dụ sau đây
Ví dụ 4.1. Thiết kế mạng cao áp cho nhà máy cơ khí
Số liệu cho: 1. Mặt bằng nhà máy
2. Bảng danh sách các phân xưởng với công suất đặt
3. Nguồn điện : trạm BATG 110 /10 kV cách 6km.
Bảng 4.11. Danh sách phân xưởng và công suất đặt
Thú
tự
Tên phân xưởng P
đ
, kw
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Phân xưởng nhiệt luyện 1

Phân xưởng nhiệt luyện 2
Phân xưởng cơ khí
Phân xưởng lắp ráp
Phân xưởng sửa chữa cơ
khí
Phân xưởng đúc
Phòng thí nghiệm
Trạm khí nén
Nhà hành chính
1050
1015
630
1500
1500
1450
112
685
130
Phần 1 . Xác đònh phụ tải tính toán của nhà máy
Giáo trình thiết kế cấp điện Trang
109
HUI: Trường đại học cơng nghiệp thành phố Hồ Chí Minh Khoa cơng nghệ điện
Vì các phân xưởng chỉ biết công suất đặt , phụ tải tính toán được xác đònh theo công
suất đặt và hệ số nhu cầu .
Với phân xưởng nhiệt luyện số 1 .
Công suất đặt 1050kw
Diện tích xưởng 3000m
2

Tra bảng phụ lục với phân xưởng nhiệt luyện có k

nc
= 0,8; cosφ = 0,85(dùng lò điện
trở), suất chiếu sáng 15w/m
2
.
1. Công suất tính toán động lực :
P
đl
= k
nc
P
đ
= 0,8. 1050 = 840kw
2. Công suất tính toán chiếu sáng
P
cs
= p
0
. S = 15 . 300 = 45kw
3. Công suất tính toán tác dụng của phân xưởng
P
tt
= P
đl
+ P
cs
= 840 + 45 = 885 kw
4. Công suất tính toán phản kháng của phân xưởng
Q
tt

= Q
đl
= P
đl
.tgφ = 885 . 0,62 = 548,7 kVAR
5. Công suất tính toán toàn phần của phân xưởng
S
tt
=
ϕ
cos
tt
P
=
85,0
885
= 1041,17 kVAR
Các phân xưởng khác tính tương tự, kết quả ghi trong bảng
Bảng 4.12. Phụ tải tính toán các phân xưởng
Thứ
tự
Tên phân xưởng P
đ
kw
k
nc
cosφ p
0
w/m
2

P
đl
kw
P
cs
kw
P
tt
kw
Q
tt
Kvar
S
tt
VA
1
2
3
4
5
6
7
8
9
PX nhiệt luyện 1
PX nhiệt luyện 2
PX cơ khí
PX lắp ráp
PX sửa chữa cơ khí
Px đúc

Phòng thí nghiệm
PX khí nén
Nhà hành chính
1050
1015
1500
1500
630
1450
112
685
139
0,8
0,8
0,31
0,3
0,2
0,5
0,5
0,7
0,8
0,85
0,85
0,6
0,6
0,71
0,85
0,6
0,7
0,8

15
15
14
14
15
13
20
12
15
840
812
465
450
126
725
56
480
105
45
45
42
42
11,8
39
9,6
4,3
7,2
885
857
507

492
128
764
66
484
112
548
531
674
654
126
473
85
494
84
1042
1008
845
820
180
898
106
692
140
6. Phụ tải tính toán tác dụng toàn nhà
P
tt nm
= k
đt

∑
9
1
tti
P
= 0,8 . 4293 = 4334 kw
7. Phụ tải tính toán phản kháng toàn nhà
Q
tt nm
= k
đt

∑
9
1
tti
Q
= 0,8 . 3671 = 2937 kVAR
8. Phụ tải tính toán toàn phần của nhà máy
Giáo trình thiết kế cấp điện Trang
110
HUI: Trường đại học cơng nghiệp thành phố Hồ Chí Minh Khoa cơng nghệ điện
S
tt nm
=
22
29374394 +
= 4519kVA
- Hệ số công suất của nhà máy :
Cosφ

nm
=
ttnm
ttnm
S
P
=
4519
4334
= 0,76
9. Để xác đònh biểu đồ phụ tải , chọn tỉ lệ xích 3kVA/ mm
2
S = mπR
2
→ R =
π
mS /
(4.61)
α
cs
=
tt
cs
P
P360
(4.62)
Kết qủa tính toán bán kính R và góc α
cs
của biểu đồ phụ tải cho trong bảng .
Bảng 4.13. Bán kính R và góc chiếu sáng của biểu đồ phụ tải các PX

Thứ
tự
tên phân xưởng P
cs
kw
P
tt
kw
S
tt
VA
R
mm
α
0
cs
1
2
3
4
5
6
7
8
9
PX nhiệt luyện 1
PX nhiệt luyện 2
PX cơ khí
PX lắp ráp
PX sửa chữa cơ khí

Px đúc
Phòng thí nghiệm
PX khí nén
Nhà hành chính
45
45
42
42
11,8
39
9,6
4,3
7,2
885
857
507
492
128
764
66
484
112
1042
1008
845
820
180
898
106
692

140
10,5
10,3
9,5
9,3
4,4
9,8
3,4
8,6
3,9
18,3
18,9
29,8
30,7
32,5
18,4
54,3
3,2
23,7
10.Cuối cùng vẽ được biểu đồ phụ tải toàn xí nghiệp `
Giáo trình thiết kế cấp điện Trang
111
845
3
1042
1
1008
2
820
4

180
5
838
6
106
7
692
8
140
9
x
2
2
4
4
7
6
y
Hình 4.14. Biểu đồ phụ tải của nhà máy cơ khí
HUI: Trường đại học cơng nghiệp thành phố Hồ Chí Minh Khoa cơng nghệ điện
Phần 2. Thiết kế mạng cao áp nhà máy
Với qui mô nhà máy như số liệu ghi trong bảng 4.12, cần đặt một trạm phân phối
trung tâm (PPTT) nhận điện từ trạm BATG về, rồi phân phối cho các trạm biến áp
phân xưởng (BAPX)
1. Xác đònh vò trí trạm PPTT
Trên sơ đồ mặt bằng nhà máy, vẽ một hệ tọa độ xOy, có vò trí trọng tâm các nhà
xưởng là (x
i
,y
i

) sẽ xác đònh được tọa độ tối ưu M(x,y) để đặt trạm PPTT như sau :
x =
∑
∑
i
ii
S
Sx
; y =
∑
∑
i
ii
S
Sy
(4.63)
x =
4519
6,4.1403,6.6926.1067.8983,4.1807.8207.8454.10082.1042 ++++++++
= 6,7
y =
4519
7.1401.6921.1062.8982.1804.8206.8454.10082.1042 ++++++++
= 4,07
Dòch chuyển ra khỏang trống , vậy M(6,7;4,07)
2. Xác đònh vò trí ,số lượng , dung lượng các trạm BAPX
Căn cứ vào vò trí, công suất của các phân xưởng, quyết đònh đặt 7 trạm biến áp phân
xưởng
- Trạm B
1

cấp điện cho PX nhiệt luyện 1
- Trạm B
2
cấp điện cho PX nhiệt luyện 2
- Trạm B
3
cấp điện cho PX cơ khí và nhà hành chính
- Trạm B
4
cấp điện cho PX lắp ráp
- Trạm B
5
cấp điện cho PX sửa chữa cơ khí và phòng thí nghiệm
- Trạm B
6
cấp điện cho PX đúc
- Trạm B
7
cấp điện cho trạm khí nén
Trong đó các trạm B
1
, B
2
, B
3
, B
4
, B
6
,B

7
cấp điện cho các phân xưởng chính, xếp loại 1,
cần đặt 2 MBA. Trạm B
5
thuộc loại 3 chỉ cần đặt 1 máy. Các trạm dùng loại trạm kề,
có 1 tường trạm chung với tường phân xưởng.
Các máy biến áp dùng máy ABB sản xuất tại Việt Nam, không phải hiệu chỉnh nhiệt
độ.
Chọn dung lượng của máy biến áp
- Trạm B
1
:
S
đmB
≥
4,1
1tt
S
=
4,1
1042
= 744 kVA
Chọn dùng hai máy biến áp 800 – 10/ 0,4 kV có S
đm
= 800kVA
Giáo trình thiết kế cấp điện Trang
112
HUI: Trường đại học cơng nghiệp thành phố Hồ Chí Minh Khoa cơng nghệ điện
- Trạm B
2

:
S
đmB
≥
4,1
2tt
S
=
4,1
1008
= 720 kVA
Chọn dùng hai máy biến áp 800 – 10/ 0,4 kV có S
đm
= 800kVA
Các trạm khác chọn tương tự, kết qủa ghi trong bảng sau
Bảng 4.14. Kết qủa chọn biến áp cho các trạm BAPX
Thứ
tự
Tên phân xưởng S
tt
, kVA Số máy S
đmB ,
kVA
Têntrạm
1 PX nhiệt luyện 1 1042 2 800 B
1
2 PX nhiệt luyện 2 1008 2 800 B
2
3 PX cơ khí
Nhà hành chính

985 2 800 B
3
4 PX lắp ráp 820 2 630 B
4
5 PX sửa chữa cơ khí
Phòng thí nghiệm
286 1 315 B
5
6 PX đúc 898 2 630 B
6
7 Trạm nén khí 692 2 500 B
7
3. Phương án đi dây mạng cao áp
Vì nhà máy thuộc hộ loại 1, sẽ dùng đường dây trên không lộ kép dẫn điện từ trạm
BATG về trạm PPTT của nhà máy. Để đảm bảo mỹ quan và an toàn, mạng cao áp
trong nhà máy dùng cáp ngầm. Từ trạm PPTT đến các trạm biến áp B
1
, B
2
, B
3
, B
4
,
B
6
,B
7
dùng cáp lộ kép, đến trạm B
5

dùng cáp lộ đơn.
Căn cứ vào vò trí các trạm biến áp vvà trạm PPTT trên mặt bằng, đề ra 2 phương án đi
dây mạng cao áp.
Phương án : các trạm biến áp được cấp điện trực tiếp từ trạm PPTT
Phương án 2: các trạm biến áp ở xa trạm PPTT được lấy điện liên thông qua các trạm
ở gần trạm PPTT (hình 4.15)
Đường dây cung cấp từ trạm BATG về trạm PPTT của nhà máy dài 6km sử dụng
đường dây trên không, dây nhyôm lõi thép, lộ kép .
Tra cẩm nang có thời gian sử dụng công suất lớn nhất T
max
= 4200 h, với gía trò của
T
max
, dây dẫn AC tra bảng 3.10 có J
kt
=1,1
I
tt nm
=
dm
ttnm
U
S
32

10.32
4591
= 130,45 A
Giáo trình thiết kế cấp điện Trang
113

HUI: Trường đại học công nghiệp thành phố Hồ Chí Minh Khoa công nghệ điện
F
kt
=
kt
ttnm
J
I
=
1,1
45,130
= 118 mm
2

Giáo trình thiết kế cấp điện Trang
114
4
1
2
3
5
6
7
8
9
2 x LPE(3.16)
2 x LPE(3.16)
2 x LPE(3.16)
2 x LPE(3.16)
2 x LPE(3.16)

1 x LPE(3.16)
B
1
B
2
B
3
B
4
B
5
B
6
B
7
Phöông aùn 1
4
1
2
3
5
6
7
8
9
2 x LPE(3.25)
2 x LPE(3.16)
1 x LPE(3.16)
2 x LPE(3.16)
2 x LPE(3.16)

1 x LPE(3.16)
B
1
B
2
B
3
B
4
B
5
B
6
B
7
Phöông aùn 2
2 x LPE(3.25)
Hình 4-15. Hai phöông aùn maïng cao aùp nhaø maùy