luận văn kỹ thuật điện, điện tử tóm tắt luận văn thiết kế hệ thống cung cấp điện nhà máy dầu bình an

Trang 1
Chương I:
XÁC ĐỊNH TÂM PHỤ TẢI.
oOo
1. Xác đònh tâm phụ tải:
Mục đích yêu cầu xác đònh tâm phụ tải để có thể chọn vò trí các tủ phân
phối, tủ động lực. Tuỳ theo tâm phủ tải xác đònh ta sẽ có cách bố trí lắp đặt các
tủ phân phối, tủ động lực khác nhau.
Tâm phụ tải là tâm tượng trưng cho việc tiêu thụ điện năng của phân
xưởng, nhằm đưa điện năng tới điện tiêu thụ dẫn đến rút ngắn chiều dài mạng
phân phối, giảm tổn thất điện năng và các chi phí khác.
Xác đònh tâm phụ tải cho toàn phân xưởng:
Ta sẽ tính tọa độ của tâm phụ tải theo một trục tọa độ cho trước.
Giả sử: Trục x theo chiều dài xí nghòêp.
Trục y theo chiều rộng xí nghiệp.
Góc toạ độ 0 là ngay tại phân xưởng như hình vẽ minh hoạ sau:
Y
X
Nếu gọi P là công suất của một thiết bò trong xưởng và(xi, yi) là tọa độ
của thiết bò (i) trong phân xưởng thuộc hệ trục toạ độ XOY. Khi đó độ tâm phụ
tải được xác đòng theo công thức:






n
i
n
i

Pi
PiXi
X
1
1
0
.
;





n
i
n
i
Pi
PiYi
Y
1
1
0
.

Trong đó n: Số thiết bò.
Đối với nhà máy dầu Bình An ta chia làm 6 nhóm là:
 Nhóm I: Xưởng Tinh Luyện (tầng trệt).
 Nhóm II: Xưởng Tinh Luyện (tầng trệt).
 Nhóm III: Xưởng Tinh Luyện (tầng 1).

 Nhóm IV: Xưởng Cơ Khí.
 Nhóm V: Xưởng Đóng Chai.
 Nhóm VI: Xưởng Đóng Can.
Trang 2
 Nhóm VII: Phòng Nồi Hơi.
STT Tên Thiết
Bò
Ký
Hiệu
Công Suất
(KW)
X (cm) Y (cm)
NHÓM I: XƯỞNG TINH LUYỆN (TẦNG TRỆT).
1 P1134AC 2 0.1 7 17
2 P1134NA 5 0.18 57 10
3 P1103NA 8 7.5 65 15
4 P1182NA 12 2.2 118 4
5 1182 NA/1 13 1.1 118 10
6 1182 NA/2 14 1.1 118 15
7 P1182S 15 1.5 93 40
8 P1178HW 16 1.5 112 25
9 P1132C 17 4 7 4
10 P534 19 0.1 133 4
11 P682B 24 7.5 130 33
12 P834 29 0.1 133 12

26.88 35 80
8.82
88.26
96.2224

.
1
1





n
i
n
i
I
Pi
PiXi
X
(cm).
2.19
88.26
9.514
.
1
1





n
i

n
i
I
Pi
PiYi
Y
(cm).

Nhưng ở đây ta dời tủ động lực về vò trí mới: X
I
= 35 cm
Y
I
= 80 cm
Các tủ còn lại ta tính tương tự như trên.
Và vò trí các tủ được tính chi tiết trong cuốn luận án.
Trang 3
Chương II:
XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN.
oOo
I. Các phương pháp xác đònh phụ tải tính toán:
1. Xác đònh dòng điện đònh mức và mở máy của các thiết bò.
2. Tính tổng công suất đònh mức của cả nhóm.




n
i
dmidmn

PP
1
hom

3. Tính hiệu qủa của nhóm.

 



n
i
dmi
dmn
hq
P
P
n
1
2
2
hom

4. Tính hệ số sử dụng K
sd
của nhóm.







n
i
dmn
n
i
dmisd
dmn
tbn
sdn
P
PK
P
P
K
1
hom
1
hom
hom
hom
*

5. Tính hệ số công suất trung bình của nhóm.







n
i
dmnh
n
i
dm
tbnh
P
CosP
Cos
1
1
*


=> tg
tbnhóm

6. Công suất tác dụng trung bình của nhóm.
P
tbnhóm
= K
sdnh
*


n
i
dmi

P
1

7. Công suất phản kháng trung bình của nhóm.
Q
tbnh
= P
ttnh
x tg
tbnh

8. Công suất tác dụng tính toán của nhóm.
Với n
hqnh1
và K
sdnh1
ta tra được K
max

P
ttnh
= K
max
x P
tbnh

9. Công suất phản kháng tính toán của nhóm .
Q
ttnh
= 1.1 x Q

tbnh

10. Công suất biểu kiến tính toán của nhóm.
22
ttnhttnhttnh
QPS 

11. Dòng điện tính toán của nhóm.
dm
ttnh
ttnh
U
S
I
.3


12. Dòng điện đỉnh nhọn của nhóm.
I
đnnh
= I
mm max
+ (I
tt nh
– K
sd
x I
đmmaxnh)
Trang 4
= K

mm
x I
đmmaxnh
+ (I
tt nh
– K
sd
x I
đmmaxnh
)
 Nếu n
hq
< 4:
 Phụ tải tính toán nhóm thiết bò được xác đònh.
P
tt
=


n
i
dmi
P
1

Q
tt
= P
tt
* Tg =



n
i
dmi
tgP
1
*


 Nếu n
hq
 4:
 Phụ tải trung bình được xác đònh.
P
tb
= k
sdnhóm
x


n
i
dmi
P
1

Q
tb
= P

tb
tg
 Phụ tải tính toán của nhóm thiết bò:
P
tt
= k
max
*P
tb

Q
tt
= 1.1*Q
tb
nếu n  10
Q
tt
= Q
tb
nếu n > 10
S
tt
=
22
tttt
QP 

Trang 5
Chương III:
THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG.
oOo

Trong bất kỳ xí nghiệp nào, ngoài sử dụng chiếu sáng tự nhiên còn phải
sử dụng chiếu sáng nhân tạo. Và hiện nay người ta thường dùng điện để chiếu
sáng nhân tạo. Sở dó như vậy vì chiếu sáng điện có nhiều ưu điểm: Thiết bò
đơn giản, sử dụng thuận tiện, giá thành rẻ, tạo được ánh sáng gần giống như
ánh sáng tự nhiên. Trong phân xưởng nếu ánh sáng không đủ, công nhân sẽ
phải làm việc trong trạng thái căng thẳng, hại mắt, hại sức khoẻ, kết qủa là
gây ra hàng loạt phế phẩm và năng suất lao động sẽ giảm v.v….
Có nhiều phương pháp tính toán:
 Phương pháp hệ số sử dụng.
 Phương pháp quang thông.
 Phương pháp điểm.
 Phương pháp công suất riêng.
đây ta chọn phương pháp quang thông (để so sánh với kết quả tính bằng
phần mềm Luxicon).
Nội dung tính toán chiếu sáng bao gồm:
1- Nghiên cứu về đối tưởng chiếu sáng theo các góc độ:
Hình dạng, kích thước, hệ số phản xạ các bề mặt, màu sơn …
Mức độ bụi, ẩm, rung, ảnh hưởng môi trường.
Độ căng thẳng công việc.
Đặc tính cung cấp điện (nguồn 3 pha, 1 pha).
2- Chọn hệ số chiếu sáng:
Yêu cầu của đối tượng chiếu sáng.
Đặc tính, cấu trúc căn nhà và sự phân bố thiết bò.
3- Lựa chọn độ rọi yêu cầu phụ thuộc vào:
Hệ chiếu sáng chung đều, chung cục bộ, chiếu sáng hỗn hợp …

4- Nguồn sáng phụ thuộc vào:
Nhiệt độ màu của nguồn sáng theo biểu đồ Kruithof.
Đặc tính điện (điện áp, công suất), kích thước, đặc tính ánh sáng.
5- Chọn bộ đèn dự trên:
Các cấp bộ đèn đã được phân chia theo tiêu chuẩn IEC.
Tính kinh tế.
6- Lựa chọn chiều cao treo đèn:
7- Xác đònh các thông số kỹ thuật chiếu sáng:
Tính tỉ số đòa điểm: đặc trưng cho kích thước hình học của đòa diểm.

axb
bah
RCR
tt
)(5



a,b : Chính là chiều dài và rộng của căn phòng.
H
tt
: Chiều cao h tính toán.
Trang 6
Chọn hệ số suy giảm: TLLF (total Light Loss Factor)
TLLF phụ thuộc vào nhiều yếu tố như:
Hệ số suy giảm quang thông (LLD).
Hệ số suy giảm do bụi (LDD).
Xác đònh hệ số sử dụng U: (Tra bảng hệ số sử dụng của bộ đèn).
8- Xác đònh số bộ đèn:
Số bộ đèn tính được có thể làm tròn lớn hơn hoặc nhỏ hơn. Tuy nhiên sự

làm tròn không vượt qúa khoảng cho phép (-10%  20%).

dxUxLLFxn
xSE
N
bo
tc
boden



9- Phân bố bộ đèn dựa trên các yếu tố:
Phân bố cho độ rọi đồng đều và chánh chói.
Dễ dàng vận hành và bảo trì.
10- Kiểm tra độ rọi trung bình trên bề mặt làm việc:
S
xUxLLFxN
E
dboden
tb



Vì vậy: Vấn đề chiếu sáng đã được chú ý nghiên cứu trên nhiều lónh vực
chuyên sâu. Trong giới hạn của đồ án này, ta chọn loại hình thức chiếu sáng
chung đều cho toàn xí nghiệp dầu Bình An, chiếu sáng chung đều là hình
thức chiếu sáng tạo độ rọi đồng đều trên toàn diện tích làm việc rộng, có
yêu cầu độ rọi gần như nhau tại mọi điểm.
Ta chia nhà máy thành 6 phần:
Diện tích S

1
: Xưởng tinh luyện tầng trệt
Diện tích S
2
: Xưởng tinh luyện tầng 1
Diện tích S
3
: Xưởng cơ sửa chữa cơ khí
Diện tích S
4
: Xưởng đóng chai
Diện tích S
5
: Xưởng đóng can
Diện tích S
6
: Phòng nồi hơi
Ta có hai phương pháp tính toán chiếu sáng:
1. Phương pháp tính bằng tay.
2. Phương pháp tính bằng phần mềm Luxicon.
Công thức tính đèn: P
ttđèn
= N
bộ đèn
x n
bóng/bộ
x (P
đèn
+ P
ballats

)xK
sd
xK
đt
(KW)
Q
ttđèn
= P
ttcs
x tg (KVAr)
Ta chọn K
sd
và K
đt
=1
Công thức tính ổ cắm: P
ttoc
= N
oc
.K
sd
.K
đt
.P
oc
(KW)
Q
ttoc
= P
ttoc

.tg (KVAr)
Ta chọn K
sd
= 0.8 và K
đt
=0.2
Công thức tính quạt: P
ttquạt
= N
q
.K
sd
.K
đt
.P
q
.Cos (KW)
Q
ttquạt
= P
ttquạt
.tg (KVAr)
Ta chọn K
sd
= 0.8 và K
đt
=0.7
Công thức tính máy lạnh: P
ttml
= N

ml
.K
sd
.K
đt
.P
ml
(KW)

Q
ttml
= P
ttml
.tg (KVAr)
Ta chọn K
sd
= 0.8 và K
đt
=0.7
Trang 7
BẢNG TỔNG KẾT TÍNH TOÁN PHỤ TẢI CHIẾU SÁNG.
ĐÈN Ổ CẮM QUẠT MÁY LẠNH
ST
T
TÊN XƯỞNG
P
ttđè
n
Q
ttđèn

P
ttoc
Q
ttoc
P
ttquat
Q
ttquat
P
ttml
Q
ttml
P
ttcủaxưởng
(KW)
Q
ttcủaxưởng
(KVAr)
1 Xưởng cơ khí. 1.992 2.66 0.845 0.634
2.837 3.294
2 Xưởng đóng chai. 2.49 3.32 1.689 1.267 0.215 0.161
4.394 4.748
3 Xưởng đóng can. 1.66 2.21 1.126 0.84 0.215 0.161
3.001 3.211
4
Kho chứa vật
dụng.
0.996 1.33 0.28 0.21
1.276 1.54
5 Phòng đất tẩy. 0.996 1.33 0.28 0.21

1.276 1.54
6
Kho bán thành
phẩm
10 17.3 3.38 2.535
13.38 19.835
7
Xưởng tinh luyện
tầng trệt
2.25 3.89 1.126 0.845
3.376 4.735
8
Xưởng tinh luyện
tầng 1
1.75 3.02 1.126 0.845
2.876 3.865
9
Xưởng tinh luyện
từ tầng 2  tầng 8

1.75 3.02 1.126 0.845
7 x 2.876
7 x
3.865
10 Phòng điều khiển 0.747 0.996 1.126 0.845 1.68 1.26
3.553 3.101
11 Văn phòng 3.984 5.31 5.623 4.224 10.08 7.56
19.687 17.094
12 Phòng giám đốc 0.249 0.332 0.56 0.42 0.84 0.63
1.649 1.382

13 Phòng P. giám đốc

0.249 0.332 0.56 0.42 0.84 0.63
1.649 1.382
14 Phòng họp 0.249 0.332 0.56 0.42 0.84 0.63
1.649 1.382
15 Phòng quỹ 0.249 0.332 0.56 0.42 0.84 0.63
1.649 1.382
16 Phòng tiếp tân 0.249 0.332 0.56 0.42 0.84 0.63
1.649 1.382
17 Nhà ăn 2.324 3.098 1.13 0.84 0.97 0.73
4.424 4.668
18 Toilet 0.498 0.664
0.498 0.664
19
Chiếu sáng ngoài
trời.
9.25 16
9.25 16
TỔNG CHIẾU SÁNG
NHÀ MÁY


98.394 118.26
Trang 8
Chương IV:
PHỤ TẢI TÍNH TOÁN TOÀN XÍ NGHIỆP.
oOo

1. Phụ tải tính toán động lực của xí nghiệp:

Phụ tải tác dụng và phản kháng tính toán được tính bằng
công thức:
P
ttxưởng
= P
ttnh1
+ P
ttnh2
+ P
ttnh3
+ P
ttnh4
+ P
ttnh5
+ P
ttnh6
+P
ttnh7
= 22.68 + 80.85 + 75.6 + 38.68 + 25 + 25 +22
= 289.81 (KW)
Q
ttxưởng
= Q
ttnh1
+ Q
ttnh2
+ Q
ttnh3
+ Q
ttnh4

+ Q
ttnh5
+ Q
ttnh6
+ Q
ttnh7
= 16.38 + 49.41 + 46.2 + 28.1 + 18 + 18 + 10.56
= 186.65 (KVAr)
2. Phụ tải tính toán chiếu sáng của xí nghiệp:
P
ttchiếusáng
= 98.394 (KW)
Q
ttchiếusáng
= 118.26 (KVAr)
3. Sơ đồ tải toàn nhà máy:


4. Phụ tải tính toán tủ phân phối phân xưởng và tủ chiếu
sáng:
Phụ tải tính toán tủ phân phối phân xưởng:
Ta chọn K
đt
= 0.95
Tủ phân phối
phân xưởng
Tủ chiếu sáng
ngoài trời
Tủ chiếu sáng văn phòng
& các phân xưởng phụ

Tủ chiếu
sáng phụ tải
Tủ phân phối
chiếu sáng
Tủ phân phối
nhà máy
Trang 9

 
 
KWxPKP
ttxuongdttttppxuong
3.275)81.289(95.0 


 
 
KVArxQKQ
ttxuongdttttppxuong
3.177)65.186(95.0 



Phụ tải tính toán tủ phân phối chiếu sáng toàn nhà máy:

   
KWxQKQ
ttcsdttttppcs
35.112)26.118(95.0 


   
KWxPKP
ttcsdttttppcs
47.93)394.98(95.0 



5. Phụ tải tính toán toàn nhà máy:
Ta chọn K
đt
= 0.9
Phụ tải tính toán tác dụng toàn nhà máy:
 
 
KWPPKP
sangtttppchieutttppxuongdtttnm
9.331)47.933.275(9.0 


Phụ tải tính toán phản kháng toàn nhà máy:


 
 
KVArQQKQ
sangtttppchieutttppxuongdtttnm
7.260)35.1123.177(9.0 


6. Phụ tải tính toán toàn phần của nhà máy:

 
KVAQPS
ttnmttnmttnm
4227.2609.331
2222



7. Dòng điện tính toán cho toàn nhà máy:

I
ttnm
=
 
A
xxU
S
dm
ttnm
641
38.03
422
3


8. Hệ số công suất của nhà máy:

Cos
nm
=
78.0
422
9.331

ttnm
ttnm
S
P

Trang 10
Chương V:
TÍNH TOÁN CHỌN MÁY BIẾN ÁP CHO XÍ NGHIỆP.
oOo
1. Tính toán công suất MBA :
Phương án 1: Sử dụng một máy biến áp và một máy phát điện dự
phòng.
S
đmBA
 S
ttxí nghiệp

Phụ tải tính toán toàn xí nghiệp : S
ttxínghiệp
= 422 (KVA)
Công suất một máy biến áp : S

đmBA
= 800 (KVA)
- đây ta chọn công suất MBA là 800 KVA, nhưng vì công suất của nhà
máy chỉ có 422 KVA, là vì nhà máy dầu Bình An là một nhà máy
mới, trong tương lai sẽ phát triển thêm một xưởng tinh luyện nữa với
công suất là: 250 KVA.
- Chính vì vậy công suất của nhà máy lúc đó sẽ là: 672 KVA
- Và nhà máy chọn công suất MBA là: 800 KVA.
- Chọn máy biến áp hai cuộn dây do ABB sản xuất, làm mát bằng dầu
và không khí.
Loại 800 – 22/0,4 có S
đm
= 800(KVA)
Cao áp 22 (KV)
Hạ áp 0,4(KV)
P = 1400(W),
Tổn thất khi ngắn mạch P
N
=10500(W), U
N
= 5%
Kích thứơc của máy biến áp 1770-1075-1695 (mm), trọng lượng 2420 kg
- Máy biến áp làm việc ở chế độ lâu dài cho phép, không gây ra sự già
cỗi cách điện và không làm giảm thời gian phục vụ của nó.
Điều kiện làm việc bình thường :

84,0
800
672


mt
K

Khi mất điện hoặc sửa chữa sự cố thì toàn bộ xí nghiệp bò mất điện, sẽ
ảnh hưởng xấu đến sản xuất, trễ hợp đồng …
Để khắc phục nhược điểm này ta dùng một máy phát điện dự phòng,
công suất tương ứng với máy biến áp.
Khởi động máy phát điện ta dùng bộ chuyển đổi ATS sẽ tự động khởi
động máy phát điện và cung cấp điện cho toàn xí nghiệp.
Phương án 2: Đặt hai máy biến áp cùng chủng loại, vận hành song song
cấp điện cho xí nghiệp, lúc này công suất của mỗi máy được chọn
theo công thức:

4,1
ttXN
MBA
S
S 

Trong đó S
MBA
là công suất phải cấp khi sự cố một MBA.
 Phụ tải tính toán của toàn xí nghiệp:
S
ttxínghiệp
= 422 (KVA)
Trang 11
Ở trong phương án 2 này ta cũng phải chọn công suất của MBA tương
ứng để sau này nhà máy phát triển thêm, một xưởng tinh luyện có công suất
là: 250 (KVA).

 Ta chọn hai máy biến áp cung cấp điện cho xí nghiệp, mỗi máy có
công suất là :

 
KVA
S
S
ttXN
dmBA
480
4,1
672
4,1


Chính vì vậy ta chọn hai máy biến áp phân phối do ABB chế tạo, có
các thông số sau:
S
đmBA
=630(KVA)
Điện áp = 22/0,4(KV)
P
N
= 1200(W)
P
n
= 8200(W)
U
N
= 4%

Kích thước 1570-940-1670 (mm), trọng lượng 1970 (kg)
S
ttnm
= 422(KVA)
 Điều kiện làm việc bình thường :

533,0
630*2
672

mt
K

Điều kiện quá tải sự cố 1,4 x 630 = 882(KVA) > (422 + 250) (KVA)  đạt
Kết luận :
Qua các phương án chọn MBA hạ áp cung cấp điện cho xí nghiệp ta
nhận xét như sau :
Phương án 2 :
Sử dụng 2 máy biến áp công suất mỗi máy 630(KVA), trong khi S
ttXN
=
672 (KVA), phương pháp này có lợi ở chỗ nếu một máy bò sự cố thì máy thứ
haivẫn đảm bảo được công suất phải cấp khi sự cố một máy biến áp.
Tuy nhiên trường hợp này máy biến áp luôn làm việc ở chế độ non tải,
muốn khắc phục thì có thể cắt giảm 1 máy.
Tuy nhiên phương án này cũng có những ưu điểm của nó về khả năng phát
triển tải sau này, nhưng vận hành phức tạp không thuân tiện cho người sử
dụng.
Phương án 1 :
Sử dụng 1 MBA Việt Nam sản xuất có công suất 800(KVA) và một máy

phát điện dự phòng sẵn có của xí nghiệp với công suất 800(KVA) được điều
khiển khởi động qua bộ chuyển đổi ATS. Phương pháp này có nhiều ưu
điểm, ít tốn kém, bảo đảm cung cấp điện đầy đủ cho xí nghiệp.
Trong tập đồ án này, ta chọn phương án 1 là phương án khả thi.
CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN DỰ PHÒNG DO HÃNG CUMINS/ONAN
SẢN XUẤT CHẠY Ở CHẾ ĐỘ DỰ PHÒNG.
 Máy phát DIESEI Công Nghiệp 24-4000(KVA)
 Bộ điều khiển Onan, tủ hoà và bọ chuyển mạch tự động
 Mã hiệu : DFHA
Trang 12
 Công suất tác dụng : P = 640(KVA)
 Công suất biểu kiến : Q = 800(KVA)
Trang 13
Chương VI:
CHỌN TỤ BÙ VÀ NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT.
oOo
1) Các nguyên lý :
Để cải thiện hệ số công suất của mạng điện, ta cần một bộ tụ điện
làm nguồn phát công suất phản kháng, phương phát này gọi là bù công suất
phản kháng.
Tải mang tính cảm, có hệ số công suất thấp sẽ nhận thành phần phản
kháng (chậm pha so với điện áp góc 90
0
) từ máy phát đưa đến hệ thống
truyền tải. Do đó kéo theo tổn thất công suất và hiện tượng sụt áp.
Khi mắc các tụ song song với các tải (bù ngang), dòng điện có tính
dung của tụ sẽ có cùng đường đi như thành phần cảm kháng của dòng tải.
Dòng điện qua tụ này nhanh pha hơn điện áp nguồn một góc 90
0
, ngược pha

so với thành phần cảm phản kháng của dòng I
1
tải. Nếu thành phần dòng
điện này triệt tiêu lẫn nhau thì không còn dòng phản kháng đi qua phần lưới
phía trước vò trí đặt tụ.
2) Các thiết bò bù :
Bù lưới điện hạ thế bằng phương pháp :
+ Bù nền (tụ điện với lượng bù cố điện ).
+ Bù tự động, thiết bò điều chỉnh bù tự động hoặc một bộ tụ cho phép
điều chỉnh liên tục tuỳ theo yêu cầu khi tải thay đổi.
3) Vò trí đặt tủ :
Vì tải của xí nghiệp luôn ổn đònh và liên tục nên ta sử dụng phương
án bù tập trung. Bộ tụ được đấu vào thanh góp phía hạ áp tủ phân phối
chính và đóng vào trong thời gian tải hoạt động.
Ưu điểm của phương pháp bù tập trung này là:
+ Làm giảm tiền phạt do vấn đề tiêu thụ công suất phản kháng.
+ Làm giảm công suất biểu kiến yêu cầu.
+ Làm nhẹ tải cho máy biến áp, do đó có khả năng phát triển thêm
các phụ tải khi cần thiết.
+ Dòng điện phản kháng liên tục đi vào tất cả các lộ ra của tủ phân
phối chính của mạng hạ thế.
+ Vì lý do trên, kích cỡ của dây dẫn, công suất tổn hao trong dây dẫn
không cải thiện với chế độ bù tập trung.


Trang 14
Chương VII:
CHỌN DÂY DẪN VÀ CB BẢO VỆ.
oOo
1) Chọn tiết diện dây dẫn :

Dây dẫn là một bộ phận chủ yếu của mạng lưới điện từ nơi cung cấp
điện đến hộ tiêu thụ. Cho nên dây dẫn phải đạt các yêu cầu về điện trở nhỏ,
có độ bền cơ học tốt.
Trong mạng điện Xí Nghiệp dây dẫn thường được chọn theo điều
kiện.
+ Chọn theo dòng làm việc max và kiểm tra theo điều kiện phát
nóng.
+ Chọn theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép.
Vì thiết kế mạng điện hạ áp cho phân xưởng có chiều dài không lớn
lắm nên ta chọn dây dẫn theo I
LVMAX
và kiểm tra theo điều kiện phát nóng
và dây dẫn là dây cáp có bọc cách điện.
Mạng điện động lực trong phân xưởng được đặt ngầm trong hầm cáp,
có nắp đậy bằng bê tông, có thể tháo gỡ được để tiện cho việc bảo trì, sửa
chữa và thay thế.
Phương pháp chọn dây dẫn căn cứ chỉ tiêu dòng điện cho phép chạy
qua dây dẫn trong một thời gian làm việc lâu dài, có xét đến ảnh hưởng của
nhiệt độ môi trường, điều kiện lắp đặt để bảo đảm nhiệt độ phát nóng của
dây dẫn không vượt quá trò số giới hạn cho phép để tránh hư hỏng, lão hoá
cách điện dẫn đến phá hỏng đường dây.
Dây dẫn và cáp hạ áp được chọn theo công thức:
K
4
K
5
K
6
K
7

I
CP
 I
LVMax

Trong đó :
K
4
là hệ số thể hiện ảnh hưởng của cách lắp đặt.
K
5
là hệ số thể hiện ảnh hưởng của số dây đặt gần kề nhau.
K
6
là hệ số thể hiện ảnh hưởng của đất chôn cáp.
K
7
là hệ số thể hiện ảnh hưởng của nhiệt độ trái đất .
I
CP
là dòng làm việc lâu dài cho phép của dây dẫn đònh chọn.
I
LVMAX
là dòng làm việc lớn nhất đối với mạch đó.
 Đối với máy độc lập : I
LVMAX
=I
đm
thiết bò.
 Đối với máy liên thông : I = I

LVMAX
=  I
đmi

 Đối với nhóm máy : I
LVMAX
=I
ttnh

Các hệ số K
4
, K
5
, K
6
, K
7
theo [tài liệu 3-trang H1-32]
Chọn nhiệt độ môi trường xung quanh ở Việt Nam là 40
0
C (đối với
các xí nghiệp công nghiệp), nhiêt độ môi trường xung quanh đất là 25
0
C.
Trong tập đồ án này ta chọn :
K
4
= 1 vì không đặt trong ống bằng đất nung, ống ngầm hoặc rãnh
đúc, là hệ số thể hiện ảnh hưởng của cách lắp đặt.
K

5
= chọn theo số dây, là hệ số thể hiện ảnh hưởng của số dây đặt kề
nhau.
Trang 15
K
6
= 1 vì tính chất của đất khô, là hệ số ảnh hưởng của đất chôn áp.
K
7
= 0,95 vì nhiệt độ của đất là 25
0
C, là hệ số thể hiện ảnh hưởng
của nhiệt độ của đất.
Cáp và dây dẫn hạ áp sau khi được chọn theo điều kiện phát nóng
cần kiểm tra khả năng phối hợp giữa dây dẫn và các thiết bò bảo vệ.
2) Chọn CB :
CB là khí cụ dùng để tự đóng cắt mạch điện, bảo vệ quá tải, báo vệ
ngắn mạch, khi chọn CB cần thoả mãn ba yêu cầu sau :
Chế độ làm việc ở chế độ đònh mức của CB và chế độ dài hạn, tức là
trò số dòng làm việc đònh mức trong suốt thời gian làm việc.
Phải chòu dòng điện lớn khi có ngắn mạch, lúc tiếp điểm của nó đã
đóng hay đang đóng.
CB phải ngắt được trò số dòng điện ngắn mạch cao, sau khi ngắt được
dòng điện ngắn mạch, CB phải đảm bảo vẫn làm việc tốt ở trò số dòng điện
đònh mức.
Để nâng cao tính ổn đònh nhiệt của các thiết bò điện, hạn chế sự phá
hại do dòng điện ngắn mạch gây ra. CB phải có thời gian cắt bé. Để thực
hiện yêu cầu thao tác chọn lọc. CB phải có khả năng điều chỉnh trò số dòng
điện tác động và thời gian tác động.
Việc lựa chọn CB chủ yếu dựa vào :

+ Dòng điện tính toán đi trong mạch
+ Dòng điện phụ tải.
+ Tính toán thao tác chọn lọc.
CB không được phép cắt khi có quá tải ngắn hạn thường xuyên xảy ra
trong điều kiện làm việc bình thường, như dòng khởi động, dòng đỉnh nhọn
trong phụ tải công nghiệp.
Xác đònh điều kiện chọn CB
U
đmCB
 U
đmlưới

Trong đó:
U
đmCB
là điện áp đònh mức của CB
U
đmlưới
là điện áp đònh mức của nguồn cung cấp
Dòng điện đònh mức của CB
I
đmCB

nh
lv
K
I
max

Trong đó:

K là hệ số tính đến ảnh hưởng về nhiệt giữa các CB lắp đặt trong
cùng một tủ.
Điều kiện kiểm tra
I
cp
 I
nhiệt
 I
lvmax
I cắt dòng chỉnh đònh tác động nhanh của CB khi có sự cố lớn I
cắt
 I
mm
.
I có khả năng tối đa của CB, thông số này cũng được ghi tên CB.
I
Kđnhiệt
, I
Kđtừ
=dòng khởi động của bộ phận cắt mạch bằng nhiệt hoặc bằng từ
của CB dòng này tương ứng I
cắttừ
.
Trang 16
Chọn tủ phân phối:
+ Tủ phân phối nhận điện từ trạm biến áp và cung cấp điện cho các
tủ động lực, tủ phân phối có thể được cấp điện từ một nguồn, 2 nguồn hoặc
một nguồn dự phòng.
+ Trong tủ phân phối được đặt một MCB tổng và MCB nhánh cung
cấp điện cho các tủ động lực.

+ Ngoài các thiết bò động lực, trong tủ phân phối còn đặt các thiết bò
thực hiện cho việc đo đếm gồm Vôn kế, Ampe kế …
+ Trong đồ án này ta chọn một tủ phân phối chính cho toàn nhà máy.
+ Trong phần tính toán: Chọn tiết diện dây dẫn từ tủ phân phối đến tủ
động lực.
+ Số dây cáp đầu ra gồm các sợi cáp đưa đến tủ động lực đặt trong
một hầm cáp khoảng cách gần nhau.
Chọn tủ động lực:
+ Tủ động lực cấp trực tiếp cho phụ tải:
+ Các tủ động lực được cấp từ tủ phân phối theo hình tia hoặc liên
thông.
+ Tủ động lực được đặt các CB bảo vệ qúa tải qúa nhiệt, ngoài
ra người ta có thể dùng cầu chì để bảo vệ tuỳ theo kinh phí và đối tượng cấp
điện.
Trang 17
Chương VIII:
TÍNH TOÁN TỔN THẤT ĐIỆN ÁP
oOo
1) Độ sụt áp lớn nhất cho phép :
Độ sụt áp lớn nhất cho phép đối với tải chiếu sáng : U  6%.
Độ sụt áp lớn nhất cho phép đối với các thiết bò khác : U  8%.
Các độ sụt áp giới hạn này được cho trong các chế độ vận hành bình
thường (ổn đònh tónh ) và không được sử dụng khi khởi động motor hoặc khi
đóng cắt đồng thới một cách tình cờ nhiều tải.
Khi sụt áp vượt quá trò cho phép thì cần dùng dây dẫn có tiết diện lớ
hơn.
Nếu sụt áp 8% được cho phép thì sẽ gây ra hàng loạt vần đề sau cho động
cơ.
Sự vận hành của động cơ đòi hỏi điện áp dao động  5% xung quanh
giá trò đònh mức của nó ở trạng thái ổn đònh tónh.

Dòng khởi động của motor có thể gấp 5-7 lần dòng làm việc lớn nhất.
Nếu sụt áp là 8% tại thời điểm đầy tải thì sẽ dẫn đến sụt áp 40%, hoặc lớn
hơn ở thời điểm khởi động.
Điều này làm cho động cơ có thể đứng yên hoặc tăng tốc rất chậm do
dòng tải rất lớn , gây giảm áp trên các thiết bò khác. Quá trình này tiếp tục
tồn tại trong thời gian khởi động.
Đối với những máy làm việc liên tục tổn thất điện áp 8% không được
áp dụng.
2) Phương pháp tính sụt áp ở điều kiện ổn đònh :
Công thức sử dụng :
Bảng dưới dây sẽ cho công thức chung để tính sụt áp cho mỗi Km chiều
dài dây dẫn với.
I
B
: dòng làm việc lớn nhất(A).
R : điện trở dây dẫn (/ Km).


 
2
2
/36
mmytietdiendaS
Kmmm
R



R : Được bỏ qua khi tiết diện dây dẫn lớn hơn 500 mm
2

X : Cảm kháng của dây dẫn /Km.
Cảm kháng của dây dẫn được bỏ qua khi tiết diện của nó nhỏ hơn 50
mm
2
. nếu không có thông tin nào khác thì lấy X= 0,08/Km.
Tổn thất điện áp trên đường dây dẫn cho phép của toàn xí nghiệp.
Độ sụt áp cho phép trên dây dẫn của các phụ tải toàn xí nghiệp yêu
cầu, khi tổng độ sụt áp được tính từ tủ ohân phối chính đến các thiết bò phải
nhỏ hơn 5% đối với mạng động lực, 3% đối với mạng chiếu sáng.
Ta có công thức tính độ sụt áp theo phần trăm:
2
2
)(
/5,22
mmytietdiendaS
kmmm
R


2
%
dm
U
QXPR
U


Trang 18

Trong đó :
P, Q : Công thức tác dụng và phản kháng chạy trên đường dây, KW,
KVAr.
R, X : Điện trở, điện kháng của đường dây .
U
đm
: điện áp đònh mức của đường dây, KV.

BẢNG KẾT QỦA TÍNH TOÁN SỤT ÁP TRÊN ĐƯỜNG DÂY.


DÂY DẪN
ĐƯỜNG DÂY
L(m) F(mm
2
)
R() X()
U
bt
% U
kđ
%
TPPC - TPPPI 20 3x120 0.0010533 0.000533 0.28 0.3
TPPPI - TĐLI 35 15 0.042 0 0.66 1.7
TĐLI - MÁY 24 18 4 0.0837 0 0.3 0.6
TPPC-MÁY 24 1.24 2.6
TPPPI – TĐLII 35 95 0.007 0.0028 0.49 0.49
TĐLII – MÁY 27 21 15 0.0252 0 0.2 0.63
TPPC – MÁY 27 0.97 1.42
TPPPI – TĐLIII 35 70 0.0098 0.0028 0.6 0.6

TĐLIII – MÁY 9 13 15 0.0156 0 0.19 0.58
TPPC – MÁY 9 1.07 1.48
TPPPI – TĐLIV 32 25 0.02368 0 0.6 0.61
TĐLIV – MÁY (3+7) 28 10 0.07868 0 0.47 1.26
TPPC – MÁY (3+7) 1.35 2.17
TPPPI – TĐLV 25 15 0.03 0 0.496 0.49
TĐLV – MÁY 1 5 4 0 0 0
TPPC – MÁY 1 0.776 0.79
TPPPI – TĐLVI 25 15 0.03 0 0.496 0.49
TĐLVI – MÁY 1 30 4 0.1395 0 1 2.28
TPPC – MÁY 1 0.776 3.07
TPPPI – TĐLVII 20 10 0.0562 0 0.377 0.38
TĐLVII – MÁY 1 5 10 0 0 0
TPPC – MÁY 1 0.657 0.68

Trang 19
Chương IX:
TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH
oOo
Các bước tính toán:
Ta phải tính từng đoạn, từ TPPC  TPPP  TĐL  đến từng thiết bò.
1. Xác đònh chiều dài dây.
2. Tra bảng để tìm r
0
và x
0
.
3. Tính tổng trở của đường cáp.
R = r
0

* L
4. Tính cảm kháng của đường cáp.
X = x
0
* L
5. Tính tổng trở của đường dây từ TPPC đến thiết bò.

R

6. Tính tổng cảm kháng của đường dây từ TPPC đến thiết bò.

X

7. Tính dòng ngắn mạch tại điểm N.

22
*3



XR
U
I
NI

Ta kiểm tra I
cắt
của CB lớn hơn I
N
thì đạt.

BẢNG KẾT QUẢ TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH TRÊN ĐƯỜNG DÂY.

DÂY DẪN
ĐƯỜNG DÂY
L(m) F(mm
2
)
R

(m) X

(m)
I
N
(KA)
I
Cắt CB
(KA)
MBA - TPPC 5 3X300 2.9255 10.35 21 50
TPPC - TPPPI 20 3x120 3.9788 10.817 20 50
TPPPI - TĐLI 35 15 45.9788 13.267 4.8 25
TĐLI - MÁY 24 18 4 129.6788 14.527
1.77 5
TPPPI – TĐLII 35 95 10.9788 13.267 13.4 25
TĐLII – MÁY 27 21 15 36.1788 14.737 5.9 16
TPPPI – TĐLIII 35 70 13.7788 13.267 12 25
TĐLIII – MÁY 9 13 15 29.3788 14.177 7 16
TPPPI – TĐLIV 32 25 27.6588 13.057 7.6 25
TĐLIV – MÁY (3+7) 28 10 106.34 15.017 2.2 16

TPPPI – TĐLV 25 15 33.9788 12.567 6.4 25
TĐLV – MÁY 1 5 4 57.2288 12.56735 3.9 16
TPPPI – TĐLVI 25 15 33.9788 12.567 6.4 25
TĐLVI – MÁY 1 30 4 33.9788 12.56735 3.9 16
TPPPI – TĐLVII 20 10 60.1788 12.226 6.4 16
TĐLVII – MÁY 1 5 10 74.2288 12.22635 3.1 16
TPPC - TPPPIICS 20 3x35 6.5255 10.817 18.3 45
TPPPII – TĐL1CS 2 35 11.9255 11.517 14 25
TPPPII – TĐL2CS 42 70 18.2855 13.757
10 25
TPPPII – TĐL3CS 2 6 12.6455 10.957
13 16
Trang 20

Trang 21
Chương IX:
NỐI ĐẤT AN TOÀN.
oOo

1) Bảo vệ chống điện giật :
Nối đất là biện pháp an toàn trong hệ thống cung cấp điện. Nếu cách
điện bò hư hỏng, vỏ thiết bò điện sẽ mang điện và có dòng rò chạy từ vỏ
thiết bò điện đến thiết bò nối đất. Lúc này nếu người vận hành chạm phải vỏ
thiết bò điện thì điện trở của người R
ng
được mắc song song với điện trở nối
đất R
đ,
do đó dòng điện chạy qua người sẽ bằng:

d
d
I
Rng
R
Ing .

Trong đó:
+ I
đ
– dòng điện chạy qua điện trở nối đất.
+ Từ biểu thức trên ta thấy, nếu thực hiện việc nối đất tốt để có R
đ

R
ng
thì dòng điện chạy qua người sẽ rất nhỏ đến mức sẽ không nguy hại cho
người.
+ Thông thường điện trở của người khoảng từ 800  đến 500 k tuỳ
thuộc vào tình trạng ẩm ướt hay khô ráo của da.
+ Điện trở nối đất an toàn theo quy đònh phải từ 4 –10 .
+ Trang bò nối đất bao gồm các điện cực và dây dẫn nối đất. Các điện
cực nối đất (có thể là cực hoặc thanh) được chôn trực tiếp trong đất, các dây
nối đất dùng để nối liền các bộ phận được nối đất với các thiết bò được nối
đất.
+ Khi có trang bò nối đất, dòng điện ngắn mạch xuất hiện do cách
điện của thiết bò điện với vỏ bò hư hỏng sẽ chạy qua vỏ thiết bò theo dây dẫn
nối đất xuống các điện cực và chảy tản vào trong đất.
+ Mạng trung áp 22 kV và mạng hạ áp 380/220 V có trung tính trực
tiếp nối đất. Do đó, khi có ngắn mạch một pha, dòng điện ngắn mạch đủ

lớm để rơle bảo vệ cắt pha bò sự cố ra, đảm bảo an toàn cho người và thiết
bò.
+ Như vậy kỹ thuật rất quan trọng trong hệ thống cung cấp điện, góp
phần vận hành an toàn cung cấp điện.
+ Tóm lại, trong hệ thống cung cấp điện có 3 loại nối đất:
 Nối đất an toàn: thiết bò nối đất được nối vào thiết bò điện.
 Nối đất làm việc: thiết bò nối đất được nối vào trung tính của
máy biến áp.
 Nối đất chống sét: thiết bò nối đất được nối vào kim thu lôi.
+ Nối đất an toàn và nối đất làm việc có thể dùng chung một trang bò
nối đất.
+ Nếu tay người hoặc bộ phận nào đó của cơ thể người chạm vào
thiết bò thì điện áp tiếp xúc U
tx
(điện áp giữa chỗ chạm nhau ở cơ thể với
chân người) được xác đònh:
Trang 22



tx
U

Trong đó: 
đ
- thế lớn nhất tại điểm 0.
 - thế tại điểm trên mặt đất, chỗ chân người đứng.
+ Hình vẽ: sự phân bố thế khi có dòng điện khuếch tán trong đất đối
với trang bò nối đất dùng một cực nối đất.
+ Tại chỗ đặt điện cực (nối đất) O có điện thế lớn nhất, càng xa điện

cực điện thế càng giảm. Tại a và a’ cách O khoảng 10 – 20 m, điện thế = O.
+ Khi người đi đến gần thiết bò hỏng cách điện thì xuất hiện điện áp
bước gữia hai chân: U
b
= 
1
- 
2

+ Để tăng an toàn, tránh trường hợp U
tx
và U
b
còn khá lớn gây nguy
hiểm, ta dùng hình thức nối đất phức tạp bằng cách bố trí thích hợp các điện
cực trên diện tích đặt các thiết bò điện và đặt mạch vòng xung quanh thiết bò
điện.
a) Điện giật :
Là dòng vượt quá 30mA đi qua con người sẽ gây nguy hiểm đến tính
mạng nếu dòng điện này không được cắt kòp thời.
Bảo vệ người chống điện giật trong mạng hạ áp phải tương ứng với
các tiêu chuẩn của từng quốc gia và các qui phạm các hướng dẫn và các văn
bản cụ thể.
Chạm trực tiếp: chạm trực tiếp xảy ra khi một người tiếp xúc với dây
dẫn trần mang điện trong những tình trạng bình thường.
Chạm gián tiếp: xảy ra khi một người tiếp xúc với phần dẫn điện mà
lúc bình thường không có điện, nhưng có thể tình cờ trở nên dẫn điện (do hư
hỏng cách điện hoặc do vài nguyên nhân khác).
Các biện pháp bảo vệ là :
+ Tự động cắt nguồn (sự cố điểm thứ nhất hoặc thứ hai, phụ thuộc

vào cách nối đất của hệ thống).
+ Các biện pháp riêng được bảo vệ tuỳ trường hợp.
b) Điều kiện bảo vệ an toàn của sơ đồ nối đất TN:
Nguyên tắc của sơ đồ nối đất TN là nhằm đảm bảo dòng chạm vỏ đủ
để các thiết bò bảo vệ quá dòng tác động (cắt trực tiếp, Rơle quá dòng và
các cầu chì).
Để bảo vệ có hiệu quả, dòng chạm vỏ I
chạmvỏ
phải đảm bảo điều kiện :
+ Nếu thiết bò bảo vệ là cầu chì : I
chạmvỏ
 I
dc

+ Nếu thiết bò bảo vệ là CB : I
cắt từ
(CB)

s
Fa
chamvo
Z
U
I
*95,0


Trong đó :
U
Fa

:điện áp pha – trung tính đònh mức
Z
s
: Tổng trở mạch vòng chạm đất mà dòng chạm đất chạy qua bằng
tổng trở của các tổng sau : nguồn dây dẫn pha tới chỗ xảy ra sự cố, dây bảo
vệ từ điểm xảy ra sự cố tới nguồn.