Đồ Án môn học Cung cấp điện

ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: Th.S KHƯƠNG VĂN HẢI
1
SVTH: TRẦN VĂN HIỂN Lớp 52KTĐ
LỜI NÓI ĐẦU
Điện năng là một nguồn năng lượng quan trọng của hệ thống năng lượng quốc
gia, nó được sử dụng rộng rãi trên hầu hết các lĩnh vực như: sản xuất kinh tế, đời sống
sinh hoạt, nghiên cứu khoa học…
Hiện nay nước ta đang phát triển theo hướng công nghiệp hóa, hiện đại hóa, nên
nhu cầu về điện năng đòi hỏi ngày càng cao về số lượng cũng như chất lượng. Để đáp
ứng được về số lượng thì ngành điện nói chung phải có kế hoạch tìm và khai thác tốt
các nguồn năng lượng có thể biến đổi chúng thành điện năng. Mặt khác, để đảm bảo
về chất lượng có điện năng cần phải xây dựng hệ thống truyền tải, phân phối điện năng
hiện đại, có phương thức vận hành tối ưu nhất đảm bảo các yêu cầu về kỹ thuật cũng
như kinh tế. Xuất phát từ điều đó, bên cạnh những kiến thức giảng dạy trên giảng
đường, mỗi sinh viên ngành Hệ thống điện đều được giao đồ án môn học về thiết kế hệ
thống cấp điện cho một xí nghiệp công nghiệp. Quá trình thực hiện đồ án giúp chúng
ta hiểu biết tổng quan nhất về hệ thống điện của một xí nghiệp công nghiệp,hiểu biết
hơn về những nguyên tắc chủ yếu để xây dựng hệ thống điện như xác định các thông
số của các đường dây, chọn hệ thống điện áp cho mạng điện chính…những nguyên tắc
tổ chức và điều khiển hệ thống, tổng vốn đầu tư và các nguồn nguyên vật liệu để phát
triển năng lượng …
Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy Khương Văn Hải đã tận tình hướng dẫn
em hoàn thành bản đồ án.
Do kiến thức và thời gian có hạn, bản đồ án không tránh khỏi sai sót, kính
mong thầy góp ý kiến cho em để bản đồ án của em được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn !
ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: Th.S KHƯƠNG VĂN HẢI
2
SVTH: TRẦN VĂN HIỂN Lớp 52KTĐ
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU 1

3
PHẦN 1: SỐ LIỆU THIẾT KẾ
1.1. Mặt bằng xí nghiệp 3
1.2. Danh sách phân xưởng và công xuất đặt 3
1.3. Nguồn điện vào xí nghiệp 4
1.4. Các thông số khác 4
PHẦN 2: XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA XÍ NGHIỆP 5
2.1. Tính toán công suất động lực cho từng phân xưởng 5
2.2. Tính toán công suất chiếu sang cho từng phân xưởng 5
2.3. Công suất tính toán của phân xưởng và xí nghiệp, biểu đồ phụ tải của các
phân xưởng 6
PHẦN 3: THIẾT KẾ MẠNG CAO ÁP NHÀ MÁY 9
3.1. Xác định vị trí trạm phân phối trung tâm (PPTT) 9
3.2. Xác định vị trí, số lượng, dung lượng các trạm biến áp phân xưởng (BAPX) 9
3.3. Phương án đi dây mạng cao áp 10
3.3.1. Tính toán đường dây cung cấp từ trạm BATG về PPTT 10
3.3.2. Tính toán phương án cấp điện cho mạng cao áp của xí nghiệp 11
3.4. Lựa chọn sơ đồ trạm PPTT và các trạm BAPX 17
3.4.1. Sơ đồ trạm PPTT 17
3.4.2. Sơ đồ các trạm BAPX 17
3.5. Tính toán dòng ngắn mạch, kiểm tra các thiết bị điện đã chọn 21
3.5.1. Tính toán ngắn mạch 21
3.5.2. Kiểm tra các thiết bị đã chọn 23
PHẦN 4: TÀI LIỆU THAM KHẢO 24
ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: Th.S KHƯƠNG VĂN HẢI
3
SVTH: TRẦN VĂN HIỂN Lớp 52KTĐ
PHẦN 1: SỐ LIỆU THIẾT KẾ
Yêu cầu thiết kế hệ thống cung cấp điện cho xí nghiệp công nghiệp:
1.1. Mặt bằng xí nghiệp

Hình 1: Sồ mặt bằng xí nghiệp thiết kế
1.2. Danh sách phân xưởng và công xuất đặt
Bảng 1: Danh sách phân xưởng và công suất đặt
STT
Tên phân xưởng
P
đ
, kw
1
PX nhiệt luyện số 1
570
2
PX nhiệt luyện số 2
600
3
PX lắp ráp
1070
4
PX cơ khí
270
5
PX sửa chữa cơ khí
1070
6
PX đúc
1020
7
Phòng thí nghiệm
120
8

Trạm khí nén
320
9
Nhà hành chính
130
0.03m
0.01m
0.03m
0.01m
0.02
0.003
0.03m
0.01m
0.03m
0.01m
0.03m
0.01m
0.015
0.005
0.015
0.005
0.02
0.005
TØ lÖ: 1/3000
§¬n vi: (m)
MÆt b»ng xi nghiÖp c«ng nghiÖp
1
2
5
7

9
4
3
6
8
Híng ®iÖn tíi
ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: Th.S KHƯƠNG VĂN HẢI
4
SVTH: TRẦN VĂN HIỂN Lớp 52KTĐ
1.3. Nguồn điện vào xí nghiệp
Nguồn điện lấy từ trạm biến áp 110/10kv cách xí nghiệp là 5m
1.4. Các thông số khác
Số giờ sử dụng điện lớn nhất Tmax=4500h
Giá điện năng C=2000đ/kwh
Các hệ số a
vh
=0,1; a
tc
=0,2. Ngoài ra các thong số khác cần sử dụng có thể tra
trong giáo trình cung cấp điện
Xác định loại phụ tải các phân xưởng đều là phụ tải loại 1
ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: Th.S KHƯƠNG VĂN HẢI
5
SVTH: TRẦN VĂN HIỂN Lớp 52KTĐ
PHẦN 2: XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA XÍ NGHIỆP
2.1. Tính toán công suất động lực cho từng phân xưởng
Tính toán công suất động lực theo phương pháp hệ số nhu cầu:
.
dl nc d
P k P

.tan
dl dl
Q P 
Trong đó: P
dl
-công suất động lực của phân xưởng
K
nc
-hệ số nhu cầu của phân xưởng,

-hệ số công suất động lực.
K
nc
và

được tra trong PLI.3 trang 254 GT thiết kế cung cấp điện, Ngô
Hồng Quang-Vũ Văn Tẩm, NXB khoa học và kỹ thuật năm 2011
P
d
-công suất đặt của phân xưởng
Tính toán cho PX nhiệt luyện số 1: tra PLI.3 có k
nc
=0,65 và cos

=0,8 suy ra
tan

=0,75. Vậy P
dl
=0,65.570=370,5kw, Q

dl
= 370,5.0,75=277,88kvar, các phân xưởng
khác tính toán tương tự. kết quả được tổng hợp trong bảng 2.1
Bảng 2.1. Công suất động lực từng phân xưởng
STT
Tên phân xưởng
P
d
, kw)
Knc
cos

Pdl, kw
Q
dl
, kvar
1
PX nhiệt luyện số 1
570
0,65
0,8
370,50
277,88
2
PX nhiệt luyện số 2
600
0,65
0,8
390,00
292,50

3
PX lắp ráp
1070
0,35
0,55
374,50
568,67
4
PX cơ khí
270
0,35
0,55
94,50
143,50
5
PX sửa chữa cơ khí
1070
0,25
0,55
267,50
406,19
6
PX đúc
1020
0,65
0,75
663,00
584,71
7
Phòng thí nghiệm

120
0,75
0,75
90,00
79,37
8
Trạm khí nén
320
0,65
0,85
208,00
128,91
9
Nhà hành chính
130
0,75
0,85
97,50
60,43
2.2. Tính toán công suất chiếu sang cho từng phân xưởng
Công suất chiếu sang được xác định theo công thức sau:
.
cs o
P p S
Trong đó: P
cs
-công suất chiếu sáng của phân xưởng, kw
ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: Th.S KHƯƠNG VĂN HẢI
6
SVTH: TRẦN VĂN HIỂN Lớp 52KTĐ

P
o
-xuất phụ tải chiếu sáng trên một đơn vị diện tích, W/m
2
. P
o
được tra trong PLI.2 trang 253-254 GT thiết kế cấp điện,Ngô Hồng Quang-Vũ
Văn Tẩm, NXB khoa học và kỹ thuật năm 2011
S-diện tích của phân xưởng, m
2
Tính toán công suất chiếu sang cho PX nhiệt luyện số 1: diện tích phân xưởng
bằng S1=0,03.0,01.(3000)
2
=2700m
2
, tra bảng PLI.2 p
o
=15w/m
2
Vậy P
cs
=15.2700=40500w=40,5kw. Các PX khác tính toán tương tự kết quả
được tổng hợp trong bảng sau
Bảng 2.2. Công suất chiếu sang từng phân xưởng
STT
Tên phân xưởng
P
d
, kw
P

o
, w/m
2
S, m
2
P
cs
, kw
1
PX nhiệt luyện số 1
570
15
2700
40,5
2
PX nhiệt luyện số 2
600
15
2700
40,5
3
PX lắp ráp
1070
15
2700
40,5
4
PX cơ khí
270
15

2700
40,5
5
PX sửa chữa cơ khí
1070
15
900
13,5
6
PX đúc
1020
14
2700
37,8
7
Phòng thí nghiệm
120
20
675
13,5
8
Trạm khí nén
320
14
675
9,45
9
Nhà hành chính
130
20

540
10,8
2.3. Công suất tính toán của phân xưởng và xí nghiệp, biểu đồ phụ tải
của các phân xưởng
Công suất tính toán tác dụng của PX: P
tt
=P
dl
+Pcs
Công suất tính toán phản khác của PX: Q
tt
=Q
dl
Công suất tính toán toàn phần của PX:
cos
tt
tt
P
S


Xác định bán kính biểu đồ phụ tải theo công thức:
.
S
R
m

chọn tỷ lệ xích
m=3kVA/mm
2

Xác định góc chiếu sáng của biểu đồ phụ tải theo:
360.
cs
cs
tt
P
P
 
, độ
ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: Th.S KHƯƠNG VĂN HẢI
7
SVTH: TRẦN VĂN HIỂN Lớp 52KTĐ
Bảng 2.3. Công suất tính toán phân xưởng bán kính R và góc chiếu sáng biểu
đồ phụ tải các PX
STT
Tên phân xưởng
Ptt,kw)
Q
tt
kvar
S
tt
kVA
R, mm
cs

1
PX nhiệt luyện số 1
411,00
277,88

513,75
7,38
35,47
2
PX nhiệt luyện số 2
430,50
292,50
538,13
7,56
33,87
3
PX lắp ráp
415,00
568,67
754,55
8,95
35,13
4
PX cơ khí
135,00
143,50
245,45
5,10
108,00
5
PX sửa chữa cơ khí
281,00
406,19
510,91
7,36

17,30
6
PX đúc
700,80
584,71
934,40
9,96
19,42
7
Phòng thí nghiệm
103,50
79,37
138,00
3,83
46,96
8
Trạm khí nén
217,45
128,91
255,82
5,21
15,64
9
Nhà hành chính
108,30
60,43
127,41
3,68
35,90
10

Tổng
2802,55
2542,15
Từ đó ta vẽ được biểu đồ biểu thị công suất của từng PX
Hình 2.1. Biểu đồ phụ tải của xí nghiệp
TØ lÖ: 1/3000
§¬n vi (m)
MÆt b»ng xi nghiÖp c«ng nghiÖp
1
2
5
7
9
4
3
6
8
Híng ®iÖn tíi
513.75
538.13
754.55
245.45
510.91
934.40
138.00
255.82
127.41
M (0.176;0.110)
0.181
0.023

0.066
0.111
0.143
0.163
0.096
x
y
ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: Th.S KHƯƠNG VĂN HẢI
8
SVTH: TRẦN VĂN HIỂN Lớp 52KTĐ
Xác định phụ tải tính toán của toàn xí nghiệp có kể điến hệ số đồng thời: chọn
k
dt
=0,8 từ đó ta có
9
1
. 0,8.2802,55 2242,04
ttXN dt ttPXi
P k P kw  

9
1
. 0,8.2542,15 2033,72 ar
ttXN dt ttPXi
Q k Q kv  

2 2 2 2
2242,04 2033,72 3027,01
ttXN ttXN ttXN
S P Q kVA    

Hệ số công suất
2242,04
cos 0,74
3027,01
ttXN
XN
ttXN
P
S
   
ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: Th.S KHƯƠNG VĂN HẢI
9
SVTH: TRẦN VĂN HIỂN Lớp 52KTĐ
PHẦN 3: THIẾT KẾ MẠNG CAO ÁP NHÀ MÁY
3.1. Xác định vị trí trạm phân phối trung tâm (PPTT)
Để tối ưu vị trí đặt trạm PPTT nhằm đảm bảo cả về kinh tế và kỹ thuật, ta xác
định vị trí đặt trạm có tọa độ như sau:
.
i i
i
x S
x
S



;
.
i i
i

y S
y
S



Ta có bảng tính sau:
Bảng 3.1. Bảng tính toán vị trí đặt trạm PPTT
STT
Tên phân xưởng
Xi
Yi
Stt, kVA
1
PX nhiệt luyện số 1
0,027
0,078
513,75
2
PX nhiệt luyện số 2
0,091
0,111
538,13
3
PX lắp ráp
0,181
0,104
754,55
4
PX cơ khí

0,181
0,143
245,45
5
PX sửa chữa cơ khí
0,096
0,066
510,91
6
PX đúc
0,181
0,061
934,40
7
Phòng thí nghiệm
0,096
0,023
138,00
8
Trạm khí nén
0,174
0,023
255,82
9
Nhà hành chính
0,107
0,163
127,41
10
PPTT

0,176
0,110
Với
3027,01
ttXN
S kVA
, từ bảng tính xác định được vị trí đặt trạm PPTT là
M(0,176;0,110)
3.2. Xác định vị trí, số lượng, dung lượng các trạm biến áp phân xưởng
(BAPX)
Căn cứ vào vị trí, công suất của các PX quyết định đặt 7 trạm biến áp phân
xưởng
- Trạm B1 cấp điện cho PX nhiệt luyện 1
- Trạm B2 cấp điện cho PX nhiệt luyện 2
- Trạm B3 cấp điện cho PX lắp ráp
- Trạm B4 cấp điện cho PX cơ khí và nhà hành chính
- Trạm B5 cấp điện cho PX sửa chữa cơ khí
- Trạm B6 cấp điện cho PX đúc
- Trạm B1 cấp điện cho trạm khí nén và phòng thí nghiệm
Trong đó các PX là phụ tải loại 1 nên với mỗi trạm BAPX cần đặt 2 máy BA
ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: Th.S KHƯƠNG VĂN HẢI
10
SVTH: TRẦN VĂN HIỂN Lớp 52KTĐ
Chọn dung lượng các máy BA theo công thức :
1,4
tt
dmB
S
S 
tra bảng PLII.2 trang

258 GT thiết kế cấp điện Ngô Hồng Quang-Vũ Văn Tẩm, NXB khoa học và kỹ thuật
năm 2011 chọn loại BA phâm phối định mức do hãng ABB chế tạo. kết quả chọn
trong bảng sau
Bảng 3.2. Kết quả chọn biến áp cho các trạm BAPX
STT
Tên phân xưởng
S
tt
,
kVA
Số máy
S
đmtt
,
kVA
S
đmBA
,
kVA
Tên trạm
1
PX nhiệt luyện số 1
513,75
2
366,96
400
B1
2
PX nhiệt luyện số 2
538,13

2
384,38
400
B2
3
PX lắp ráp
754,55
2
538,96
630
B3
4
9
PX cơ khí
Nhà hành chính
372,89
2
266,33
315
B4
5
PX sửa chữa cơ khí
510,91
2
364,94
400
B5
6
PX đúc
934,40

2
667,43
800
B6
7
8
Phòng thí nghiệm
Trạm khí nén
393,82
2
281,3
315
B7
3.3. Phương án đi dây mạng cao áp
Vì nhà máy thuộc hộ loại 1 nên sẽ dùng đường dây trên không lộ kép dẫn điện
từ trạm BATG về trạm PPTT. Mạng cao áp trong nhà máy dùng cáp ngầm dẫn điện từ
trạm PPTT đến từng trạm BAPX dùng cáp lộ kép
3.3.1. Tính toán đường dây cung cấp từ trạm BATG về PPTT
Sử dụng phương pháp mật độ dòng điện kinh tế để tính toán dây dẫn về trạm
PPTT : tra bảng 2.10 GT thiết kế cấp điện với Tmax=4500h ta được tị số mật độ dòng
điện kinh tế Jkt=1,1 A/mm
2
Dòng điện tính toán lớn nhất :
3027,01
87,38
2 3. 2 3.10
ttXN
ttXN
m
S

I A
U
  
Tiết diện dây dẫn :
2
87,38
79,44
1,1
ttXN
kt
kt
I
F mm
J
  
Chọn dây nhôm lõi thép có tiết diện 95mm
2
, dây AC=95 có dòng điện cho phép
I
cp
=335A. Kiểm tra dây dẫn đã chọn
Khi đứt một dây. Dây còn lại chuyền tải toản bộ công suất :
I
sc
=2.I
ttXN
=2.87,38=174,76A<I
cp
(thỏa mãn)
ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: Th.S KHƯƠNG VĂN HẢI

11
SVTH: TRẦN VĂN HIỂN Lớp 52KTĐ
Kiểm tra dây dẫn theo điều kiện tổn thất điện áp : tra bảng thông số đường dây
trên không AC-95 khoảng cách D=1,25m ta có r
o
=0,33Ω/km, x
0
=0,371Ω/km
0 0
.
2 2 2
. .x
5.0,33 5.0,371
. 2242,04. 2033,72
. .
2 2 2 2
% 3,74%
10
ttXN ttXN
bt
dm dm
l r l
P Q
P R Q X
U
U U
 

    
2. 2.3,74 7,47%

sc bt
U U    
Ta thấy tổn thất điện áp nằm trong khoảng cho phép là tổn thất điện áp ở chế độ
bình thương nhỏ hơn 5% và ở chế độ sự cố nhỏ hơn 10%
3.3.2. Tính toán phương án cấp điện cho mạng cao áp của xí nghiệp
3.3.2.1 Phương án 1
Hình 3.1. Sơ đồ phương án 1
Chọn cáp ngầm nối điện từ PPTT đến BAPX là loại cáp đồng
- Chọn cáp từ PPTT đến B1 :
Dòng điện lớn nhất trong dây
1
max1
513,75
I 14,83
2 3.U 2 3.10
tt
dm
S
A  
Ph¬ng ¸n 1
1
2
5
7
9
4
3
6
8
B3

B4
B2
B1
B5
B6
B7
2XPLE(3x16)
2XPLE(3x16)
2XPLE(3x16)
2XPLE(3x16)
2XPLE(3x16)
2XPLE(3x16)
ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: Th.S KHƯƠNG VĂN HẢI
12
SVTH: TRẦN VĂN HIỂN Lớp 52KTĐ
Với cáp đồng và Tmax=4500h tra bảng ta được J
kt
=3,1A/mm
2
Tiết diện dây dẫn
2
max1
1
14,83
4,78
3,1
kt
kt
I
F mm

J
  
Chọn cáp có tiết diện tối thiểu là 16mm
2
. Đường dây từ PPTT đến B1 là
2XPLE(3x16) (cáp lõi đồng bọc thép của hãng FURUKAWA Nhật Bản có các thông
số kỹ thuật trong bảng PLV.16 GT thiết kế cấp điện của Ngô Hồng Quang-Vũ Văn
Tẩm, NXB khoa học và kỹ thuật năm 2011)
Các dây dẫn còn lại tính toán tương tự, kết quả tính toán trong bảng 3.3. Vì tiết
diện các dây dẫn chọn vượt cấp nên không cần kiểm tra theo dòng điện phát nóng và
tổn thất điện áp
Tính vốn đầu tư dây cáp cho đường dây theo công thức :
. .
i oi
K k l n
Trong đó : k
oi
-là đơn giá loại dây dẫn, k
oi
=48000đ/m
l,n lần lượt là độ dài đường cáp và số đường cáp
K
1
=48000.369.2= 35.424.000đ
Xác định tổn thất công suất tác dụng theo công thức:
2
3
2
. .10
tt

dm
S
P R
U

 
Tính tổn thất công suất tác dụng đoạn cáp PPTT-B1:
2
3
1
2
513,75 369
.1,47. .10 0,72
10 2
P kw

  
; với giá trị r
o
=1,47Ω/km tra bảng PLV.16 GT
thiết kế cấp điện. Các đoạn cáp còn lại tính toán tương tự, các thong số đường cáp và
kết quả tính toán tổn thất công suất tác dụng được tính toán trong bảng 3.4
ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: Th.S KHƯƠNG VĂN HẢI
13
SVTH: TRẦN VĂN HIỂN Lớp 52KTĐ
Bảng 3.3. Kết quả chọn cáp cao áp 10kv phương án 1
Đường cáp
S
tt
, kVA

Số lộ
I
max
, A
F
kt
, mm
2
F, mm
2
l, m
Đơn giá
(đ/m)
Thành tiền
(đ)
Chọn dây
PPTT-B1
513,75
2
14,83
4,78
16
369
48000
35424000
2XPLE (3X16)
PPTT-B2
538,13
2
15,53

5,01
16
171
48000
16416000
2XPLE (3X16)
PPTT-B3
754,55
2
21,78
7,03
16
24
48000
2304000
2XPLE (3X16)
PPTT-B4
372,87
2
10,76
3,47
16
108
48000
10368000
2XPLE (3X16)
PPTT-B5
510,91
2
14,75

4,76
16
213
48000
20448000
2XPLE (3X16)
PPTT-B6
934,40
2
26,97
8,70
16
117
48000
11232000
2XPLE (3X16)
PPTT-B7
393,82
2
11,37
3,67
16
240
48000
23040000
2XPLE (3X16)
119232000
ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: Th.S KHƯƠNG VĂN HẢI
14
SVTH: TRẦN VĂN HIỂN Lớp 52KTĐ

Bảng 3.4 Kết quả tính toán tổn thất công suất cho phương án 1
Đường
cáp
F, mm
2
l, m
r0, Ω/km
R, Ω
S
tt
, kVA
ΔP, kw
PPTT-B1
16
369
1,47
0,27
513,75
0,72
PPTT-B2
16
171
1,47
0,13
538,125
0,36
PPTT-B3
16
24
1,47

0,02
754,545
0,10
PPTT-B4
16
108
1,47
0,08
372,866
0,11
PPTT-B5
16
213
1,47
0,16
510,909
0,41
PPTT-B6
16
117
1,47
0,09
934,4
0,75
PPTT-B7
16
240
1,47
0,18
393,824

0,27
Tổng
2,72
Tính toán chi phí hàng năm cho phương án 1 theo công thức :
( ). .
vh tc
Z a a K AC   
Trong đó : K-vốn đầu tư mạng cao áp của phương án
Hệ số a
vh
=0,1 ; a
tc
=0,2
C-giá điện năng tổn thất C=2000đ/kwh
.A P  
;
P 
2,72kw ; tra bảng 4-1 GT hệ thống cung cấp
điện, Nguyễn Công Hiền, NXB khoa học và kỹ thuật năm 2012. Thời gian tổn thất
công suất lớn nhất

=f(Tmax ; cosφ)=3433,34h
Vậy Z=(0,1+02). 119.232.000+2,72.3433,37.2000=54.472.814,87đ
3.3.2.2. Phương án 2
Phương án mạng liên thông bao gồm các đường dây lien thông B2-B1, B6-B7
- Chọn cáp từ PPTT-B2:
Dòng điện lớn nhất:
1 2
max
1051,88

I 30,37
2 3.U 2 3.10
tt tt
dm
S S
A

  
Với cáp đồng và Tmax=4500h tra bảng ta được J
kt
=3,1A/mm
2
Tiết diện dây dẫn
2
max1
1
30,37
9,80
3,1
kt
kt
I
F mm
J
  
Chọn cáp có tiết diện tối thiểu là 16mm
2
. Đường dây từ PPTT đến B2 là
2XPLE(3x16). Các đường dây khác tính toán tương tự kết quả có trong bảng
sau:

ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: Th.S KHƯƠNG VĂN HẢI
15
SVTH: TRẦN VĂN HIỂN Lớp 52KTĐ
Hình 3.2. Sơ đồ phương án 2
Tính toán vốn đầu tư cho phương án và tổn thất hang năm, chi phí hàng năm và
tổn thất công suất tác dụng tương tự như phương án 1
Kết quả tính toán trong bảng 3.5 và 3.6
Bảng 3.5 kết quả tính toán tổn thất công suất tác dụng
Đường
cáp
F, mm
2
l, m
r0, Ω/km
R, Ω
S
tt
, kVA
ΔP, kw
PPTT-B2
16
171
1,47
0,13
1051,88
1,39
B2-B1
16
207
1,47

0,15
513,75
0,40
PPTT-B3
16
24
1,47
0,02
754,545
0,10
PPTT-B4
16
108
1,47
0,08
372,866
0,11
PPTT-B5
16
213
1,47
0,16
510,909
0,41
PPTT-B6
16
117
1,47
0,09
1328,22

1,52
B6-B7
16
123
1,47
0,09
393,824
0,14
Tổng
4,07
Ph¬ng ¸n 2
1
2
5
7
9
4
3
6
8
B3
B4
B2
B1
B5
B6
B7
2XPLE(3x16)
2XPLE(3x16)
2XPLE(3x16)

2XPLE(3x16)
2XPLE(3x16)
2XPLE(3x16)
ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: Th.S KHƯƠNG VĂN HẢI
16
SVTH: TRẦN VĂN HIỂN Lớp 52KTĐ
Bảng 3.6. Kết quả chọn mạng cao áp phương án 2
Đường cáp
S
tt
, kVA
Số lộ
I
max
, A
F
kt
, mm
2
F, mm
2
l, m
Đơn giá
(đ/m)
Thành tiền
(đ)
Chọn dây
PPTT-B2
1051,88
2

30,37
9,80
16
171
48000
16416000
2XPLE(3X16)
B2-B1
513,75
2
14,83
4,78
16
207
48000
19872000
2XPLE(3X16)
PPTT-B3
754,55
2
21,78
7,03
16
24
48000
2304000
2XPLE(3X16)
PPTT-B4
372,87
2

10,76
3,47
16
108
48000
10368000
2XPLE(3X16)
PPTT-B5
510,91
2
14,75
4,76
16
213
48000
20448000
2XPLE(3X16)
PPTT-B6
1328,22
2
38,34
12,37
16
117
48000
11232000
2XPLE(3X16)
B6-B7
393,82
2

11,37
3,67
16
123
48000
11808000
2XPLE(3X16)
92448000
ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: Th.S KHƯƠNG VĂN HẢI
17
SVTH: TRẦN VĂN HIỂN Lớp 52KTĐ
Từ kết quả tính toán cho 2 phương án lập bảng so sánh kinh tế để chọn phương
án tối ưu
Bảng 3.7. So sánh kinh tế hai phương án mạng cao áp
Phương án
K, 10
6
đ
Y
ΔA
, 10
6
đ
Z, 10
6
đ
PA1
119,23
18,70
54,47

PA2
92,45
27,94
55,68
Qua bảng so sánh ta thấy phương án 1 là tối ưu hơn vì phương án này có tổn
thất điện năng ít hơn và chi phí vận hành hàng năm cũng nhỏ hơn, không những thế
đây là phương án kình tia nên dễ quản lý vận hành và sửa chữa. nên ta chọn phương án
1 để bố trí sơ đồ đấu dây mạng cao áp của xí nghiệp
3.4. Lựa chọn sơ đồ trạm PPTT và các trạm BAPX
3.4.1. Sơ đồ trạm PPTT
Như đã phân tích ở trên, nhà máy cơ khí thuộc loại quan trọng, chọn dùng sơ
đồ một hệ thống thanh góp có phân đoạn cho trạm PPTT. Tại mỗi tuyến dây vào, ra
khỏi thanh góp và liên lạc giữa hai phân đoạn thanh góp dều dung máy cắt hợp bộ. Để
bảo vệ chống sét truyền từ đường dây vào trạm đặt chống sét van trên mỗi phân đoạn
thanh góp. Đặt trên mỗi phân đoạn thanh góp một máy biến áp đo lường 3 pha 5 trụ có
cuộn tam giác hở báo chạm đất 1 pha trên cáp 10 kV. Chọn dùng các tủ hợp bộ của
hãng SIEMENS, cách điện bằng SF6, không cần bảo trì, loại 8DC11, hệ thanh góp đặt
sẵn trong các tủ có dòng định mức 1250 A.
Bảng 3.8. Thông số máy cắt đặt tại trạm PPTT
Loại MC
Uđm , kV
Iđm , A
Icắt N,3s,
kA
Icắt Nmax,
kA
Ghi chú
8DC11
12
1250

25
63
Không cần
bảo trì
3.4.2. Sơ đồ các trạm BAPX
Vì các trạm biến áp phân xưởng rất gàn trạm PPTT, phía cao áp chỉ cần đặt dao
cách ly. Phía hạ áp đặt áptomát tổng và các áptomát nhánh. Trạm hai máy biến áp đặt
thêm áptomát liên lạc giữa hai phân đoạn. Cụ thể như sau:
Đặt một tủ đầu vào 10 kV cá dao cáh ly 3 vị trí, cách điện bằng SF6, không
phải bảo trì, loại 8DH10.
ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: Th.S KHƯƠNG VĂN HẢI
18
SVTH: TRẦN VĂN HIỂN Lớp 52KTĐ
Bảng 3.9 Thông số kỹ thuật tủ đầu vào 8DH10
Loại tủ
U
đm
, kV
Iđm, A
U
chịu đựng
, kV
I
chịu đựng 1s
, kA
8DH10
12
200
25
25

Các máy biến áp chọn loại ABB sản xuất tại Việt Nam.
Bảng 3.10. Thông số kỹ thuật các BA do ABB sản xuất
S
đm
, kVA
U
c
, kV
U
H
, kV
ΔP
o
, W
ΔP
N
, W
U
N
%
315
10
0,4
720
4850
4,5
400
10
0,4
840

5750
4,5
630
10
0,4
1200
8200
4,5
800
10
0,4
1400
10500
5,5
Phía hạ áp chọn dùng các áptomát của hãng Merlin Gerlin đặt trong vỏ tủ tự
tạo.
Với trạm 2 máy biến áp đặt 5 tủ: 2 tủ áptomát tổng, 1 tủ áptomát phân đoạn và
2 tủ áptomát nhánh.
Cụ thể chọn các áptomát như sau:
Dòng lớn nhất qua áptomát tổng máy 800 kVA
I
max
=
800
3.0,4
= 1154,70A
Dòng lớn nhất qua áptomát tổng máy 630 kVA
I
max
=

630
3.0,4
= 909,33A
Dòng lớn nhất qua áptomát tổng máy 400 kVA
I
max
=
400
3.0,4
= 577,35A
Dòng lớn nhất qua áptomát tổng máy 315 kVA
I
max
=
315
3.0,4
= 454,66A
Số lượng và chủng loại áp tô mát chọn được ghi trong bảng 3.11
ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: Th.S KHƯƠNG VĂN HẢI
19
SVTH: TRẦN VĂN HIỂN Lớp 52KTĐ
Hình 3.1. Sơ đồ nguyên lý mạng cao áp nhà máy
0,4kv
0,4kv
TG10kv
TG10kv
MCLL
B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7
ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: Th.S KHƯƠNG VĂN HẢI
20

SVTH: TRẦN VĂN HIỂN Lớp 52KTĐ
Hình 3.2. Sơ đồ ghép nối trạm phân phối trung tâm.
Tất cả các tủ hợp bộ đều của hãng SIEMENS, cách điện bằng SF6, loại 8DC11, không cần bảo trì. Dao cách ly có 3 vị trí: hở mạch,
nối mạch và tiếp đất
Tñ MC
®Çu vµo
C¸c tñ MC ®Çu ra cña ph©n ®o¹n TG1
Tñ BU
vµ CSV
Tñ MC
ph©n
®o¹n
C¸c tñ ®Çu ra cña ph©n ®o¹n TG2
Tñ BU vµ
CSV
Tñ MC
®Çu vµo
ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: Th.S KHƯƠNG VĂN HẢI
21
SVTH: TRẦN VĂN HIỂN Lớp 52KTĐ
Hình 3.3. Sơ đồ đấu nối các trạm đặt 2BA: B1, B2, B3, B4, B5, B6, B7
Bảng 3.11. Áp tô mát đặt trong các trạm BAPX (hãng Merlin Gerlin)
Trạm BA
Loại
Số lượng
U
đm
, V
I
đm

, A
I
cắt N
, kA
B1, B2, B5
(2x400kVA)
C801N
3
690
800
25
NS400E
4
500
400
15
B3
(2x630kVA)
C1101N
3
690
1000
25
NS 600E
4
500
600
15
B4, B7
(2x315kVA)

NS630N
3
690
630
10
NS 400E
4
500
400
15
B6
(2x800kVA)
C1251N
3
690
1250
25
C801N
4
690
800
25
3.5. Tính toán dòng ngắn mạch, kiểm tra các thiết bị điện đã chọn
3.5.1. Tính toán ngắn mạch
Cần tính điểm ngắn mạch N1 tại thanh cái trạm PPTT để kiểm tra máy cắt,
thanh góp và tính các điểm ngắn mạch N2 tại phía cao áp trạm BAPX để kiểm tra cáp
và tủ cao áp các trạm.
Điện kháng hệ thống bằng:
2
tb

H
N
U
X
S

với U
tb
là điện áp đường dây , kV còn S
N
là công suất của máy cắt kVA S
N
=
3
U
đm
.I
cắt Nmax
. Vậy
2
(1,05.10)
0,084
3.12.63
H
X   
Tñ cao ¸p
8DH10
M¸y BA
10/0,4
Tñ A tæng

Tñ A nh¸nh
Tñ A
ph©n ®o¹n
Tñ A
nh¸nh
Tñ A
tæng
M¸y BA
10/0,4
Tñ cao ¸p
8DH10
ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: Th.S KHƯƠNG VĂN HẢI
22
SVTH: TRẦN VĂN HIỂN Lớp 52KTĐ
Hình 3.4. Sơ đồ nguyên lý và sơ đồ thay thế tính ngắn mạch phía cao áp
Bảng 3.12. Thông số của đường dây trên không và cáp cao áp
Đường dây
F, mm
2
l, km
r
0
, Ω/km
x
0
, Ω/km
R, Ω
X, Ω
BATG-PPTT
95

5
0,33
0,371
1,650
1,855
PPTT-B1
16
0,369
1,47
0,142
0,542
0,052
PPTT-B2
16
0,171
1,47
0,142
0,251
0,024
PPTT-B3
16
0,024
1,47
0,142
0,035
0,003
PPTT-B4
16
0,108
1,47

0,142
0,159
0,015
PPTT-B5
16
0,213
1,47
0,142
0,313
0,030
PPTT-B6
16
0,117
1,47
0,142
0,172
0,017
PPTT-B7
16
0,240
1,47
0,142
0,353
0,034
Dòng điện ngắn mạch tại N1:
I
N1
=
1
3.

tb
U
Z
=
2 2
10,5
3. 1,65 (0,084 1,855) 
= 2,38 kA
i
xkN1
= 1,8
√
2 I
N1
=
2
.1,8.2,38 = 6,06 kA
Dòng điện ngắn mạch N
2
tại trạm B1
I
N2
=
2
3.
tb
U
Z
=
2 2

10,5
3. (1,65 0,542) (0,084 1,855 0,052)   
= 2,05 kA
i
xkN2
=
2
.1,8.2,02 = 5,21 kA
Các điểm N2 khác tính tương tự, kết quả ghi trong bảng:
N2
BAPX
Cáp
N1
PPTT
ÐDK
MC
N1
N2
Z
c
Z
d
X
H
BATG
HT
ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: Th.S KHƯƠNG VĂN HẢI
23
SVTH: TRẦN VĂN HIỂN Lớp 52KTĐ
Bảng 3.13 Kết quả tính dòng ngắn mạch

Điểm tính
I
N
, kA
I
xk
, kA
Thanh cái PPTT
2,38
6,06
Thanh cái B1
2,05
5,21
Thanh cái B2
2,22
5,65
Thanh cái B3
2,36
6,00
Thanh cái B4
2,28
5,80
Thanh cái B5
2,18
5,55
Thanh cái B6
2,27
5,77
Thanh cái B7
2,16

5,49
3.5.2. Kiểm tra các thiết bị đã chọn
So sánh kết quả tính dòng N bảng 3.13 với các thông số của tủ máy cắt 8DC11
đặt tại PPTT bảng 3.8 nhận thấy: máy cắt và thanh góp có khả năng cắt và ổn định
động dòng N lớn hơn rất nhiều
Với cáp chỉ cần kiểm tra với tuyến có dòng N lớn nhất
Tiết diện ổn định nhiệt của cáp:
.
N qd
F I t
Với

-Hệ số nhiệt động, với đồng

=6
qd
t
-thời gian quy đổi, lấy bằng thời gian ngắn mạch
Vậy F = 16 mm
2
> 6.2,36.
0,5
= 10,01mm
2
Vậy chọn cáp 16 mm
2
cho các tuyến là hợp lý.
Khả năng chịu dòng N của dao cách ly tủ cao áp đầu vào các trạm BATG cũng
lớn hơn nhiều so với trị số dòng N
ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: Th.S KHƯƠNG VĂN HẢI

24
SVTH: TRẦN VĂN HIỂN Lớp 52KTĐ
PHẦN 4: TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Ngô Hồng Quang - Vũ Văn Tẩm, năm 2011. Thiết kế cấp điện. Tái bản lần
thứ 9. NXB Khoa học và kỹ thuật. Hà Nội
2. Nguyễn Công Hiền – Nguyễn Mạnh Hoạch, năm 2012.Hệ thống cũng cấp
điện của xí nghiệp công nghiệp đô thị và nhà cao tầng. Tái bản lần thứ 4.
NXB Khoa học và kỹ thuật
3. Giáo trình hệ thống cung cấp điện. />he-thong-cung-cap-dien-208893