Thiết kế cung cấp điện cho một xí nghiệp công nghiệp

GVHD: Phạm Mạnh Hải đồ án cung cấp điện
Mở đầu
Điện năng là một dạng năng lượng có tầm quan trọng rất lớn đối với bất kỳ lĩnh
vực nào trong nền kinh tế quốc dân và đời sống xã hội. Cung cấp điện hợp lý và đạt
hiệu quả là vô cùng cần thiết. Nó đòi hỏi người kỹ sư tính toán và nghiên cứu sao cho
đạt hiệu quả cao, hợp lý, tin cậy, và đảm bảo chất lượng cả về kinh tế và kỹ thuật đặc
biệt là đối với các xí nghiệp công nghiệp nói riêng và ngành công nghiệp cũng như
các ngành kinh tế khác nói chung.
Một phương án cung cấp điện hợp lý phải kết hợp một cách hài hoà các yêu cầu
về kinh tế, độ tin cậy cung cấp điện, độ an toàn cao, thẩm mỹ. Đồng thời phải đảm
bảo tính liên tục cung cấp điện, tiện lợi cho vận hành, sửa chữa khi hỏng hóc và phải
đảm bảo được chất lượng điện năng nằm trong phạm vi cho phép. Hơn nữa phải thuận
lợi cho việc mở rộng và phát triển trong tương lai.
Với đề tài: “Thiết kế cung cấp điện cho một xí nghiệp công nghiệp”, em đã cố
gắng học hỏi, tìm hiểu để hoàn thành một cách tốt nhất.Trong thời gian thực hiện đề
tài, cùng với sự cố gắng của bản thân đồng thời em đã nhận được sự giúp đỡ hướng
dẫn rất tận tình của các thầy cô trong khoa, đặc biệt là thầy giáo GVHD: Phạm Anh
Tuân - người đã trực tiếp giảng dạy môn “ Hệ thống cung cấp điện” và hướng dẫn
em thực hiện đề tài này.
Song do kiến thức còn hạn chế nên bài làm của em không thể tránh khỏi những
thiếu sót. Do vậy em kính mong nhận được sự góp ý bảo ban của các thầy cô cùng với
sự giúp đỡ của các bạn để em có thể hoàn thiện đề tài của mình và hoàn thành tốt việc
học tập trong nhà trường cũng như công việc sau này.
Em xin chân thành cảm ơn!
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Khải Hoàn
SVTH: Nguyễn Xuân Hiệu 1
GVHD: Phạm Mạnh Hải đồ án cung cấp điện

SVTH: Nguyễn Xuân Hiệu 2
GVHD: Phạm Mạnh Hải đồ án cung cấp điện

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ĐỀ TÀI



 : Nguyễn Xuân Hiệu
 Đ6ĐCN2
 !"
A. Dữ kiện :
Thiết kế cung cấp điện cho một xí nghiệp công nghiệp gồm các phân
xưởng với các dữ kiện cho trong bảng. Công suất ngắn mạch tại điểm đấu điện S
k
MVA, khoảng cách từ điểm đấu điện đến nhà máy là L, m. Cấp điện áp truyền tải là
110 KV. Thời gian sử dụng công suất cực đại là T
M
, h. Phụ tải loại I và loại II chiếm
k
I&II
, %. Giá thành tổn thất điện năng = 1500 đ/kWh, suất thiệt hại do mất điện g
th
=
10000 đ/kWh, hao tổn điện áp cho phép trong mạng tính từ nguồn (điểm đấu điện)
là = 5%. Các số liệu khác lấy trong phục lục và các sổ tay thiết kế điện.
Số liệu thiết kế cung cấp điện cho xí nghiệp (nhà máy) :
S
k
MVA k
I&II
, % T
M
, h L, m Hướng tới của nguồn

310 80 4440 300 Đông
N
0
theo sơ
đồ mặt
bằng
Tên phân xưởng và phụ tải Số lượng
thiết bị
điện
Tổng
công suất
đặt kW
Hệ số
nhu
cầu,
k
nc
Hệ số
công
suất,
1 Bộ phận nghiền sơ cấp 15 1250 0,44 0,53
2 Bộ phận nghiền thứ cấp 11 1600 0,47 0,62
3 Bộ phận xay nguyên liệu thô 60 690 0,66 0,68
4 Bộ phận sấy xỉ 16 1250 0,50 0,56
5 Đầu lạnh của bộ phận lò 35 1150 0,47 0,76
6 Đầu nóng của bô phận lò 29 1150 0,78
7 Kho liên hợp 30 920 0,42 0,80
8 Bộ phận xay xi măng 20 1250 0,47 0,67
9 Máy nén cao áp 4 1600 0,66 0,72
10 Bộ phận ủ và đóng bao 15 690 0,50 0,65

11 Bộ phận ủ bọt nguyên liệu thô 20 1250 0,47 0,55
12 Phân xưởng 20 1250 0,47 0,55
SVTH: Nguyễn Xuân Hiệu 3
GVHD: Phạm Mạnh Hải đồ án cung cấp điện
13 Lò hơi 45 570 0,42 0,64
14 Khô vật liệu 14 126 0,50 0,53
15 Bộ phận lựa chọn và cất giữa vật liệu
bọt
10 80 0,54 0,62
16 Nhà ăn 35 80 0,43 0,68
17 Nhà điều hành 35 60 0,43 0,55
18 Garage ôtô 23 25 0,46 0,76
#$%$&'()*+,
Tỷ lệ 1:10000
SVTH: Nguyễn Xuân Hiệu 4
GVHD: Phạm Mạnh Hải đồ án cung cấp điện
B. Nhiệm vụ thiết kế.
/% Tính toán phụ tải.
1.1. Xác định phụ tải tính toán phân xưởng.
• Xác định phụ tải động lực của phân xưởng.
• Xác định phụ tải chiếu sáng và thông thoáng.
• Tổng hợp phụ tải cảu mỗi phân xưởng.
1.2. Xác định phụ tải của các phân xưởng khác.
1.3. Tổng hợp phụ tải của toàn xí nghiệp xây dựng biểu diễn biểu đồ phụ tải trên
mặt bằng xí nghiệp dưới dạng các hình tròn bán kính r.
//% Xác định sơ đồ nối của mạng điện nhà máy.
2.1. Chọn cấp điện áp phân phối.
2.2. Xác địnhvị trí của trạm biến áp (hoặc trạm phân phối trung tâm – TPPTT).
2.3. Chọn công suất và số lượng máy biến áp của trạm biến áp nhà máy và các
trạm biến áp phân xưởng.

2.4. Chọn dây dẫn từ nguồn tới trạm biến áp nhà máy hoặc (TPPTT).
2.5. Lựa chọ sơ đồ nối điện từ trạm biến áp nhà máy/TPPTT đến các phân xưởng
(so sánh ít nhất 2 phương án).
///% Tính toán điện.
3.1. Xác định tổn hao điện áp trên đường dây và trong máy biến áp.
3.2. Xác định tổn hao công suất.
3.3. Xác định tổn thất điện năng
IV. Tính toán bù công suất
• Tính toán hệ số bù công suất phản kháng để nâng hệ số công suất lên giá trị .
• Đánh giá hiệu quả bù.
Bản vẽ :
1. Sơ đồ mặt bằng xí nghiệp với sự bố trí các thiết bị và biểu đồ phụ tải
2. Sơ đồ mạng điện trên mặt bằng xí nghiệp
stt Tên phân xưởng và phụ tải Diện tích(m
2
)
1
Bộ phận nghiền sơ cấp
4000
2
Bộ phận nghiền thứ cấp
2100
3
Bộ phận xay nguyên liệu thô
4980
4
Bộ phận sấy xỉ
4500
5
Đầu lạnh của bộ phận lò

7400
6
Đầu nóng của bô phận lò
21600
7
Kho liên hợp
66000
8
Bộ phận xay xi măng
8000
SVTH: Nguyễn Xuân Hiệu 5
GVHD: Phạm Mạnh Hải đồ án cung cấp điện
9
Máy nén cao áp
2660
10
Bộ phận ủ và đóng bao
13700
11
Bộ phận ủ bọt nguyên liệu thô
7370
12
Phân xưởng
3240
13
Lò hơi
4250
14
Khô vật liệu
3150

15
Bộ phận lựa chọn và cất giữa vật liệu bọt
4950
16
Nhà ăn
4800
17
Nhà điều hành
12400
18
Garage ôtô
7500
!$%$01-234
SVTH: Nguyễn Xuân Hiệu 6
GVHD: Phạm Mạnh Hải đồ án cung cấp điện
CHƯƠNG 1 : TÍNH TOÁN PHỤ TẢI CỦA XÍ NGHIỆP
CÔNG NGHIỆP
Phụ tải tính toán là phụ tải giả thiết lâu dài không đổi, tương đương với phụ tải
thực tế ( biến đổi ) về mặt hiệu quả phát nhiệt hoặc mức độ hủy hoại cách điện. Nói
cách khác, phụ tải tính toán cũng đốt nóng thiết bị lên tới nhiết độ tương tự như phụ
tải thực tế gây ra, vì vậy chọn các thiết bị theo phụ tải tính toán sẽ đảm bảo an toàn
cho thiết bị về mặt phát nóng.
Phụ tải tính toán được sử dụng để lựa chọn và kiểm tra các thiết bị trong hệ thống
cung cấp điện như: máy biến áp, dây dẫn, các thiết bị đóng cắt, bảo vệ tính toán tổn
thất công suất, tổn thất điện năng, tổn thất điện áp; lựa chọn dung lượng bù công suất
phản kháng Phụ tải tính toán phụ thuộc vào các yếu tố như: công suất, số lượng, chế
độ làm việc của các thiết bị điện, trình độ và phương thức vận hành hệ thống Vì vậy
xác định chính xác phụ tải tính toán là một nhiệm vụ khó khăn nhưng rất quan trọng.
Bởi vì: nếu phụ tải tính toán xác định được nhỏ hơn phụ tải thực tế thì sẽ giảm tuổi thọ
các thiết bị điện, có khi dẫn đến sự cố cháy nổ, rất nguy hiểm; nếu phụ tải tính toán

lớn hơn thực tế nhiều thì các thiết bị điện được chọn sẽ quá lớn so với yêu cầu, do đó
gây lãng phí.
Việc phân loại phụ tải sẽ cho phép lựa chọn sơ đồ cung cấp điện phù hợp, đảm
bảo cho các thiết bị làm việc tin cậy và hiệu quả. Dưới góc độ tin cậy cung cấp điện,
phụ tải có thể được chia thành ba loại như sau:
Phụ tải loại I: Là những phụ tải mà khi có sự cố ngừng cung cấp điện sẽ dẫn đến:
Nguy hiểm cho tính mạng con người; Phá hỏng thiết bị đắt tiền; Phá vỡ quy trình công
nghệ sản xuất; Gây thiệt hại lớn cho nền kinh tế quốc dân; Gây ảnh hưởng không tốt
về chính trị, ngoại giao.
Phụ tải loại II: Là loại phụ tải mà khi có sự cố ngừng cung cấp điện sẽ dẫn
đến: Thiệt hại lớn về kinh tế do đình trệ sản xuất, phá hỏng thiết bị; Gây hư hỏng sản
phẩm; Phá vỡ các hoạt động bình thường của đại đa số công chúng
Phụ tải loại III: Gồm tất cả các loại phụ tải không thuộc hai loại trên, tức là phụ
tải được thiết kế với độ tin cậy cung cấp điện không đòi hỏi cao lắm
Do tính chất quan trọng như vậy nên từ trước tới nay đã có nhiều công trình
nghiên cứu và có nhiều phương pháp tính toán phụ tải điện. Song vì phụ tải điện
phụ thuộc vào nhiều yếu tố như đã trình bày ở trên nên cho đến nay vẫn chưa có
phương pháp nào hoàn toàn chính xác và tiện lợi. Những phương pháp đơn giản
thuận tiện cho việc tính toán thì lại thiếu chính xác, còn nếu nâng cao được độ chính
xác, kể đến ảnh hưởng của nhiều yếu tố thì phương pháp tính lại phức tạp.
Vì các phân xưởng đã biết công suất đặt và hệ số nhu cầu nên phụ tải tính toán
được xác định theo công suất đặt và hệ số nhu cầu.
SVTH: Nguyễn Xuân Hiệu 7
GVHD: Phạm Mạnh Hải đồ án cung cấp điện
1.1. Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng
1.1.1. Xác định phụ tải động lực của phân xưởng
Theo bảng số liệu 1.1 ta có (bộ phận nghiền sơ cấp ):
Tổng công suất đặt là :
1
P

∑
=1250 kW
Hệ số nhu cầu :
1nc
k
= 0,44
Hệ số công suất :cos = 0,53 => Tan =1,59
Công suất tính toán của phân xưởng :
P
đl1
=
1nc
k
.
1
P
∑
= 0,44.1250 = 550( kW)
Q
đl1
= P
dl1
. Tan =550.1,6=880 (kVAr)
1.1.2. Xác định phụ tải chiếu sáng
Để đảm bảo an toàn cho công nhân trong các phân xưởng máy thì ta sẽ chọn
bóng đèn sợi cho các phân xưởng máy. Còn với các phân xưởng thiết kế, phòng thí
nghiệm, nhà ăn, kho nhiên liệu , phòng hành chính thì ta sẽ dùng bóng tuypt.
Bóng đèn sợi đốt có : cos =1 ; Tan =0→ Qcs=0
Bóng tuypt có : Cos =0,8 ; Tan =0,75→Qcs≠ 0
Như vậy ta sẽ chọn đèn sợi đốt cho bộ phận nghiền sơ cấp

Phụ tải chiếu sáng được xác định theo phương pháp công suất chiếu sáng trên
một đơn vị diện tích có công thức:
P
cs
= p
0
.S
Q
cs
= P
cs
.tan
Trong đó :
+ p
0
: suất phụ tải chiếu sáng trên đơn vị diện tích , là phân xưởng cơ khí có
suất phụ tải trên một đơn vị diện tích trong khoảng (12-16) W /m
2
,lấy p
0
=12
W /m
2
+ S : diện tích cần được chiếu sáng (m
2
)
+ : hệ số công suất của bóng đèn
Diện tích chiếu sáng toàn phân xưởng : S = 4000 m
2
SVTH: Nguyễn Xuân Hiệu 8

GVHD: Phạm Mạnh Hải đồ án cung cấp điện
Suất phụ tải tính toán chung cho toàn phân xưởng , chọn p
0
= 12 (W/m
2
)
Vậy ta được :
P
cs1
= 12.4000 = 48000 (W) =48 (kW)
Q
cs1
= 0 (do dùng bóng sợi đốt)
1.1.3. Tổng hợp phụ tải của phân xưởng
Tổng công suất tác dụng của phân xưởng được xác định như sau:

Trong đó:
P
đli
: Là phụ tải động lực của phân xưởng.
P
cs
: Công suất chiếu sáng của phân xưởng
Thay số vào ta được :
= 550+ 48
= 598 (kW)
Từ đó ta có công suất phản kháng của phân xưởng :
= 880 + 0 = 880 (kVAr)
Công suất biểu kiến :
= = 1041,96 (kVA)

Vậy S = 557,92 + j880 (kVA)
1.2. Xác định phụ tải của các phân xưởng khác
-3'"-2345673-23489$9$:9$89$;!
!.*<=&>?*+*<=.,13'"!<*@&!
SVTH: Nguyễn Xuân Hiệu 9
GVHD: Phạm Mạnh Hải đồ án cung cấp điện
!A%$*@B@-234
stt Tên phân xưởng và phụ tải
P
đl
Q
đl
P
cs
Q
cs
P
tt
kW kVAr kW kVAr kW
1 Bộ phận nghiền sơ cấp 550 880 48 0 598
2 Bộ phận nghiền thứ cấp 752 951,65 25,2 0 777,2
3 Bộ phận xay nguyên liệu thô 455,4 491,04 59,8 0 515,2
4 Bộ phận sấy xỉ 625 924,66 54 0 679
5 Đầu lạnh của bộ phận lò 540,5 462,22 88,8 0 629,3
6 Đầu nóng của bô phận lò 540,5 433,63 259,2 0 799,7
7 Kho liên hợp 386,4 289,8 792 594 1178,4
8 Bộ phận xay xi măng 587,5 650,95 96 0 683,5
9 Máy nén cao áp 1056 1017,83 31,92 0 1087,92
10 Bộ phận ủ và đóng bao 345 403,35 164,4 0 509,4
11 Bộ phận ủ bọt nguyên liệu thô 587,5 892,1 88,4 0 675,9

12 Phân xưởng 587,5 892,1 38,9 0 626,4
13 Lò hơi 239,4 287,42 51 0 290,4
14 Kho vật liệu 63 100 37,8 28,4 91,4
15 Bộ phận lựa chọn và cất giữa vật liệu
bọt
43,2 54,67 59,4 0 102,6
16 Nhà ăn 34,4 37,09 57,6 43,2 92
17 Nhà điều hành 25,8 39,18 148,8 111,6 174,6
18 Garage ôtô 11,5 9,83 90 67,5 101,5
9612,42
SVTH: Nguyễn Xuân Hiệu 10
GVHD: Phạm Mạnh Hải đồ án cung cấp điện
Công suất tính toán tác dụng của toàn xí nghiệp :
Trong đó kdt là hệ số đồng thời, lấy k
dt
= 0,7 (do có n = 18>10)
n : số phân xưởng trong xí nghiệp
= 0,7. 9612,42 = 6728,69 (kW)
Công suất tính toán phản kháng của toàn xí nghiệp:
0,7. 9648,84= 6754,19 (kVAr)
Công suất biểu kiến của toàn xí nghiệp :
= = 9533,85 (kVA)
Hệ số công suất trung bình của toàn xí nghiệp:
tan

= 1,003
1.3. Xây dựng biểu đồ phụ tải trên mặt bằng xí nghiệp dưới dạng các hình
tròn bán kính r
Trạm biến áp là một trong những phần tử quan trọng của hệ thống cung cấp
điện xí nghiệp công nghiệp. Việc bố trí hợp lý các trạm biến áp trong phạm vi nhà

máy, xí nghiệp là một vấn đề quan trọng. Để xây dựng sơ đồ cung cấp điện có các
chỉ tiêu về kinh tế kỹ thuật đảm bảo chi phí hàng năm là ít nhất, hiệu quả cao. Để
xác định được các vị trí đặt biến áp, trạm phân phối chính, các trạm biến áp xí
nghiệp công nghiệp ta xây dựng biểu đồ phụ tải trên toàn bộ mặt bằng nhà máy.
Biểu đồ phụ tải điện là các vòng tròn vẽ trên mặt phẳng, có diện tích tưởng ứng
với công suất của phụ tải tính toán của phân xưởng theo tỷ lệ xích đã chọn.
Bán kính vòng tròn biểu đồ phụ tải của phân xưởng thứ i được xác định theo
công thức :
r
i
=
Trong đó :
S
tti
:là công suất phụ tải tính toán của phân xưởng thứ i (kVA)
SVTH: Nguyễn Xuân Hiệu 11
GVHD: Phạm Mạnh Hải đồ án cung cấp điện
r
i
:là bán kính vòng tròn biểu đồ phụ tải của phân xưởng thứ i (m)
m :là tỷ lệ xích , ta chọn tỉ lệ xích ( m = 5 kVA/m)
mỗi phân xưởng đều có một biểu đồ phụ tải tâm đường tròn biểu đồ phụ tải trùng
với tâm của phụ tải phân xưởng.
.
Góc chiếu sáng của biểu đồ phụ tải.
α
cs
=
+ Với bộ phận nghiền sơ cấp :
r

1
= = = 8,2 (m)
α
cs
= = 28,89
+ Với bộ phận nghiền thứ cấp :
r
1
= = = 8,8 (m)
α
cs
= = 11,67
Tính toán tương tự với các phân xưởng còn lại ta có bảng sau :
stt Tên phân xưởng và phụ tải
P
cs
P
tt
S
tt
ri α
csi
kW kW kVA
1
Bộ phận nghiền sơ cấp 48 598 1063,95 8,20 28,89
2
Bộ phận nghiền thứ cấp 25,2 777,2 1228,69 8,8 11,67
3
Bộ phận xay nguyên liệu thô 59,8 515,2 506,55 5,67 41,78
4

Bộ phận sấy xỉ 54 679 1147,19 8,55 29,69
5
Đầu lạnh của bộ phận lò 88,8 629,3
780,8
7,05 50,79
SVTH: Nguyễn Xuân Hiệu 12
GVHD: Phạm Mạnh Hải đồ án cung cấp điện
6
Đầu nóng của bô phận lò 259,2 799,7
909,7
7,64 116,68
7
Kho liên hợp 792 1178,4 1473 9,68 241,95
8
Bộ phận xay xi măng 96 683,5 943,88 7,75 50
9
Máy nén cao áp 31,92 1087,92 1489,81 9,74 10
10
Bộ phận ủ và đóng bao 164,4 509,4 649,75 6,43 116,18
11
Bộ phận ủ bọt nguyên liệu thô 88,4 675,9 1119,23 8,44 47
12
Phân xưởng 38,9 626,4 1090,05 8,33 22,3
13
Lò hơi 51 290,4 408,59 5,1 63,22
14
Kho vật liệu 37,8 91,4 157,6 3,17 148,88
15
Bộ phận lựa chọn và cất giữa vật
liệu bọt

59,4 102,6 116,26 2,72 208,42
16
Nhà ăn 57,6 92 122,1 2,79 225,39
17
Nhà điều hành 148,8 174,6 222,18 3,76 306,8
18
Garage ôtô 90 101,5 127,6 2,85 319,21
!A%A
Vị trí các phân xưởng theo 2 trục X và Y là:
stt Tên phân xưởng và phụ tải
Tọa độ (m) Diện tích
(m
2
)
X Y
1
Bộ phận nghiền sơ cấp 1470 720 4000
2
Bộ phận nghiền thứ cấp 1470 540 2100
3
Bộ phận xay nguyên liệu thô 1100 420 4980
4
Bộ phận sấy xỉ 870 420 4500
5
Đầu lạnh của bộ phận lò 1000 770 7400
6
Đầu nóng của bô phận lò 730 770 21600
7
Kho liên hợp 1000 500 66000
8

Bộ phận xay xi măng 750 410 8000
9
Máy nén cao áp 520 220 2660
10
Bộ phận ủ và đóng bao 700 50 13700
11
Bộ phận ủ bọt nguyên liệu thô 1300 870 7370
12
Phân xưởng 1410 280 3240
13
Lò hơi 90 320 4250
14
Khô vật liệu 1150 200 3150
15
Bộ phận lựa chọn và cất giữa vật liệu
bọt
1420 150 4950
16
Nhà ăn 300 600 4800
17
Nhà điều hành 300 800 12400
18
Garage ôtô 300 960 7500
!A%CDE(DB@
SVTH: Nguyễn Xuân Hiệu 13
GVHD: Phạm Mạnh Hải đồ án cung cấp điện
Trong đó :
#FA%$&'(B@
SVTH: Nguyễn Xuân Hiệu 14
GVHD: Phạm Mạnh Hải đồ án cung cấp điện

CHƯƠNG 2 XÁC ĐỊNH SƠ ĐỒ NỐI CỦA MẠNG ĐIỆN
NHÀ MÁY
2.1. Chọn cấp điện áp phân phối
2.1.1. Chọn cấp điện áp phân phối
Ta dựa vào công thức kinh nghiệm sau :
U = 4,34.
Trong đó :
 U là điện áp truyền tải kV
 L là khoảng cách tryền tải tính bằng km
 P là công suất truyền tải tính bằng kW
Khoảng cách từ điểm đấu điện đến nhà máy L = 300m = 0,3 km
Xác định điện áp truyền tải từ trạm đến xí nghiệp, thay các giá trị P = 6728,69
kW; L = 0,3 km vào công thức trên ta được :
U = 4,34. = 45,09 kV
Do điện áp nguồn cấp là U = 110 kV nên ta chọn cấp điện áp truyền tải cho xí
nghiệp là U
đm
= 110 kV.
2.1.2. Phương pháp cung cấp điện cho các trạm biến áp phân xưởng
Các phương án cung cấp điện cho các trạm biến áp phân xưởng:
+ Phương án sử dụng sơ đồ dẫn sâu:
Đưa đường dây trung áp 110 kv vào sâu trong nhà máy đến tận các trạm
biến áp phân xưởng. nhờ đưa điện áp cao vào trạm biến áp phân xưởng sẽ giảm
được vốn đầu tư xây dựng trạm biến áp trung gian hoặc trạm phân phối trung
tâm , giảm được tổn thất và nâng cao năng lực truyền tải của mạng. tuy nhiên
nhược điểm của sơ đồ này là độ tin cậy cung cấp điện không cao, các thiết bị sử
dụng trong sơ đồ giá thành đắt và yêu cầu trình độ vận hành phải rất cao, nó chỉ
phù hợp với các nhà máy có phụ tải rất lớn và các phân xưởng sản xuất nằm tập
trung gần nhau nên ở đây ta không xét đến phương án này.
+ Phương án sử dụng trạm biến áp trung gian (tbatg).

SVTH: Nguyễn Xuân Hiệu 15
GVHD: Phạm Mạnh Hải đồ án cung cấp điện
Nguồn 110 kV từ hệ thống về qua tbatg được hạ xuống điện áp 22 kV để
cung cấp cho các trạm biến áp phân xưởng. nhờ vậy sẽ giảm được vốn đầu tư cho
mạng điện cao áp trong nhà máy cũng như các tba phân xưởng, vận hành thuận lợi
hơn và độ tin cậy cung cấp điện cũng được cải thiện. song phải đầu tư xây dựng
tbatg, gia tăng tổn thất cho mạng cao áp. Nếu sử dụng phương án này, vì nhà máy
là hộ loại 1 nên tbatg phải đặt hai máy biến áp với công suất được chọn theo điều
kiện:
n.S
đmb
≥ S
tt
kVA.
S
đmb
≥ kVA.
+ phương án sử dụng trạm phân phối trung tâm (tpptt):
Điện năng từ hệ thống cung cấp cho các trạm biến áp phân xưởng thông
qua tpptt. nhờ vậy việc quản lý, vận hành mạng điện cao áp nhà máy sẽ thuận lợi
hơn , tổn thất trong mạng giảm , độ tin cậy cung cấp điện được gia tăng, song vốn
đầu tư cho mạng cũng lớn hơn . trong thực tế đây là phương án thường được sử
dụng khi điện áp nguồn không cao hơn 35 kv , công suất các phân xưởng tương đối
lớn.
Vậy đối với xí nghiệp này ta chọn phương án sử dụng trạm biến áp trung gian
Theo phương án này, điện áp truyền tải từ hệ thống là 110kV sẽ được truyền
tới trạm biến áp trung gian tại đây điện áp được hạ xuống 22kV và tiếp tục được
truyền xuống trạm biến áp phân xưởng và tại đây điện áp được hạ xuống 0,4kV nhờ
biến áp phân xưởng để cung cấp cho phụ tải
2.2. Xác định vị trí của trạm biến áp trung gian (TBATG)

2.2.1. Xác định vị trí đặt trạm biến áp phân xưởng
Trong các nhà máy thường sử dụng các kiểu trạm biến áp phân xưởng:
 Các trạm biến áp cung cấp điện cho một phân xưởng có thể dùng loại liền kề
có một tường của trạm chung với tường của phân xưởng nhờ vậy tiết kiệm
được vốn xây dựng và ít ảnh hưởng đến công trình khác.
 Trạm lồng cũng được sử dụng để cung cấp điện cho một phần hoặc toàn bộ
một phân xưởng vì có chi phí đầu tư thấp, vận hành, bảo quản thuận lợi
song về mặt an toàn khi có sự cố trong trạm hoặc phân xưởng không cao.
 Các trạm biến áp dùng chung cho nhiều phân xưởng nên đặt gần tâm phụ
tải, nhờ vậy có thể đưa điện áp cao tới gần hộ tiêu thụ điện và rút ngắn khá
nhiều chiều dài mạng phân phối cao áp của xí nghiệp cũng như mạng hạ áp
SVTH: Nguyễn Xuân Hiệu 16
GVHD: Phạm Mạnh Hải đồ án cung cấp điện
phân xưởng, giảm chi phí kim loại làm dây dẫn và giảm tổn thất. cũng vì vậy
nên dùng trạm độc lập, tuy nhiên vốn đầu tư trạm sẽ bị gia tăng.
Vậy nên các trạm biến áp phân xưởng có nhiều phương án lắp đặt khác nhau,
tuỳ thuộc điều kiện của khí hậu, của nhà máy cũng như kích hước của trạm biến áp.
Trạm biến áp có thể đặt trong nhà máy có thể tiết kiệm đất, tánh bụi bặm hoặc hoá
chất ăn mòn kim loại. Song trạm biến áp cũng xó thể đặt ngoài trời, đỡ gây nguy
hiểm cho phân xưởng và người sản xuất .
Vị trí đặt MBA phải đảm bảo gần tâm phụ tải, như vậy độ dài mạng phân phối
cao áp, hạ áp sẽ được rút ngắn, các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của sơ đồ cung cấp điện
được đảm bảo tốt hơn .
Khi xác định vị trí đặt trạm biến áp cũng nên cân nhắc sao cho các trạm biến áp
cũng nên cân nhắc sao cho các trạm chiếm vị trí nhỏ nhất để đảm bảo mỹ quan,
không ảnh hưởng đến quá trình sản xuất cũng như phải thuận tiện cho vận hành,
sửa chữa. Mặt khác cũng nên phải đảm bảo an toàn cho người và thết bị trong quá
trình vận hành .
Xác định tâm phụ tải của phân xưởng hoặc nhóm phân xưởng hoặc nhóm phân
xưởng được cung cấp điện từ các trạm biến áp.

2.2.2. Xác định vị trí đặt trạm biến áp trung gian nhà máy
Để giảm chi phí đầu tư cho dây dẫn và giảm tổn thất điện năng hay là đảm bảo về
tiêu chuẩn kinh tế thì trạm biến áp trung gian nhà máy đặt ở trung tâm phụ tải của
toàn nhà máy.
Trên mặt bằng nhà máy ta gắn một hệ trục tọa độ xoy ta xác định tâm phụ tải điện
O(x
0
,y
0
) của toàn nhà máy theo công thức.
Tọa độ của trạm biến áp trung gian được xác định theo công thức :
X = và Y =
SVTH: Nguyễn Xuân Hiệu 17
GVHD: Phạm Mạnh Hải đồ án cung cấp điện
stt Tên phân xưởng và phụ tải
S
tt
X Y Stt.X Stt.Y
kVA m m kVA.m kVA.m
1
Bộ phận nghiền sơ cấp
1063,95
1470 720 1564006,5 766044
2
Bộ phận nghiền thứ cấp
1228,69
1470 540 1806174,3 663492,6
3
Bộ phận xay nguyên liệu thô
506,55

1100 420 557205 212751
4
Bộ phận sấy xỉ
1147,19
870 420 998055,3 481819,8
5
Đầu lạnh của bộ phận lò
780,8
1000 770 780800 601216
6
Đầu nóng của bô phận lò
909,7
730 770 664081 700469
7
Kho liên hợp
1473
1000 500 1473000 736500
8
Bộ phận xay xi măng
943,88
750 410 707910 386990,8
9
Máy nén cao áp
1489,81
520 220 774701,2 327758,2
10
Bộ phận ủ và đóng bao
649,75
700 50 454825 32487,5
11

Bộ phận ủ bọt nguyên liệu thô
1119,23
1300 870 1454999 973730,1
12
Phân xưởng
1090,05
1410 280 1536970,5 305214
13
Lò hơi
408,59
90 320 36773,1 130748,8
14
Kho vật liệu
157,6
1150 200 181240 31520
15
Bộ phận lựa chọn và cất giữa vật liệu
bọt
116,26
1420 150 165089,2 17439
16
Nhà ăn
122,1
300 600 36630 73260
17
Nhà điều hành
222,18
300 800 66654 177744
18
Garage ôtô

127,6
300 960 38280 16720
∑
13619,79
13297394,1 6635904,8
@C%$DEE7*-E!
Thay số vào ta được :
X = = 976,32 (m)
Y = 487,22 (m)
Vậy tọa độ của trạm biến áp trung gian nhà máy : O( 976,32 ; 487,22 )
SVTH: Nguyễn Xuân Hiệu 18
GVHD: Phạm Mạnh Hải đồ án cung cấp điện
#FC%$DEE7*-E!
2.3. Chọn công suất và số lượng máy biến áp
2.3.1. Phương pháp chọn máy biến áp
Máy biến áp được lựa chọn theo các tiêu chuẩn sau :
1. Vị trí đặt trạm biến áp phải thoả mãn theo các yêu cầu gần tâm phụ tải,
thuận tiện cho việc vận chuyển, lắp đặt vận hành, sửa chữa, an toàn cho người sử
dụng và hiệu quả kinh tế.
2. số lượng trạm biến áp đặt trong một trạm phụ thuộc vào độ tin cậy cung
cấp điện cho phụ tải của trạm đó.
- Với phụ tải loại 1 là phụ tải quan trọng, không được phép mất điện thì phải
đặt 2 máy biến áp.
SVTH: Nguyễn Xuân Hiệu 19
GVHD: Phạm Mạnh Hải đồ án cung cấp điện
- Với phụ tải loại 2 như xí nghiệp sản xuất tiêu dùng, khách sạn, siêu thị,…thì
phải tiến hành giữa phương án cấp điện bằng một đường đây-một máy biến áp, với
phương án cấp điện bằng đường dây lộ kép và trạm hai máy. Trong thực tế những
hộ loại này thường dùng phương án lộ đơn - một máy biến áp cộng với máy phát
dự phòng.

- Với phụ tải loại 3 như phụ tải ánh sáng sinh hoạt, thôn xóm, khi chung cư,
trường học thì thường đặt môt máy biến áp.

3. Dung lượng các máy biên áp được chọn theo điều kiện
n.k
hc
.S
dmB
≥ S
tt

Khi kiểm tra theo điều kiện sự cố một máy biến áp thì:
(n-1).k
hc
.k
qt
.S
dmB
≥ S
ttsc
Trong đó :
n - số máy làm việc song song trong TBA
SdmB - công suất định mức của máy biến áp, nhà chế tạo cho
Stt - Công suất tính toán, là công suất yêu cầu lớn nhất của phụ tải tính
toán
S
ttsc
- Công suất tính toán sự cố. Khi có sự cố một máy biến áp có thể bớt
một số phụ tải không cần thiết. Theo đầu bài thi phụ tải loại I là gần bằng 100%.
Khi đó ta có S

ttsc
= S
tt
k
hc
: hệ số hiệu chỉnh máy biến áp theo nhiệt độ môi trường .Ta chọn máy
biến áp sản xuất tại Việt Nam nên k
hc
= 1.
k
qt
: hệ số quá tải sự cố. Chọn k
qt
= 1.4 nếu thoả mãn MBA vận hành quá
tải không quá 5 ngày đêm, số giờ quá tải trong 1 ngày đêm không quá 6 giờ và
trước khi quá tải MBA vận hành với hệ số quá tải
2.3.2. Trạm biến áp phân xưởng
2.3.2.1. Chọn số lượng trạm biến áp
Căn cứ vào vị trí và công suất tính toán của các phân xưởng ta quyết định
đặt trạm biến áp phân xưởng. Trong đó cụ thể các trạm cấp điện như sau :
+ Trạm B1 : cấp điện cho bộ phận nghiền sơ cấp
+ Trạm B2 : cấp điện cho bộ phận nghiền thứ cấp
+ Trạm B3 : cấp điện cho bộ phận xay nguyên liệu thô
SVTH: Nguyễn Xuân Hiệu 20
GVHD: Phạm Mạnh Hải đồ án cung cấp điện
+ Trạm B4 : cấp điện cho sấy xỉ
+ Trạm B5 : cấp điện cho đầu lạnh của bộ phận lò
+ Trạm B6 : cấp điện cho đầu nóng của bộ phận lò
+ Trạm B7 : cấp điện cho kho liên hợp
+ Trạm B8 : cấp điện cho bộ phận xay sát xi măng

+ Trạm B9 : cấp điện cho máy nén cao áp
+ Trạm B10 : cấp điện cho bộ phận ủ và đóng bao
+ Trạm B11 : cấp điện cho bộ phận ủ nguyên liệu thô
+ Trạm B12 : cấp điện cho phân xưởng , kho vật liệu , bộ phận lựa chọn và cất giữ
vật liệu bột.
+ Trạm B13 : cấp điện cho lò hơi , cấp điện cho nhà ăn, nhà điều hành ,garage otô
2.3.2.2. Chọn dung lượng máy biến áp
+ Trạm B1 : cấp điện cho bộ phận nghiền sơ cấp
S
tt
=1063,95 kVA
S
đmmba
= 531,975 (kVA)
Ta chọn 2 MBA có công suất là 560 kVA - 22/0,4 kV
Kiểm tra điều kiện quá tải sự cố :
(n-1).k
hc
.k
qt
.S
đmmba
≥ S
ttsc
Suy ra : S
đmmba
= = 759,96(kVA)
Ta chọn MBA có công suất là 1000 kVA – 22/0,4 kV
Vậy trạm B1 bao gồm 2 MBA làm việc song song có công suất mỗi máy S
đmmba

=1000 kVA – 22/0,4 kV sản xuất tại Việt Nam (công ty chế tạo thiết bị điện Đông
Anh sản xuất) không phả hiệu chỉnh nhiệt độ là hợp lý.
Tổng hợp các số liệu ta được bảng :
stt Trạm biến áp
S
tt
số mba
S
đm
S
sc
Chọn mba
kVA kVA kVA kVA
1 B1
1063,95
2 531,975 759,96 1000
2 B2
1228,69
2 614,345 877,63 1000
3 B3
506,55
2 253,275 361,82 400
4 B4 1147,19 2 573,595 819,42 1000
5 B5
780,8
2 390,4 557,71 560
6 B6
909,7
2 454,85 649,78 750
7 B7 1473 2 736,5 1052,14 1250

8 B8 943,88 2 471,94 674,2 750
SVTH: Nguyễn Xuân Hiệu 21
GVHD: Phạm Mạnh Hải đồ án cung cấp điện
9 B9 1489,81 2 744,9 1064,15 1250
10 B10 649,75 2 324,875 464,1 560
11 B11 1119,23 2 559,6 799,45 1000
12 B12 1363,91 2 681,955 974,22 1000
13 B13
880,47
2 440,235 628,9 750
@C%AG *-234
Tọa
độ
B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7
B8 B9 B10 B11 B12 B13
X 1480 1480 1100 870 1050 100 1000
750 520 700 130
0
140
0
90
Y 750 530 410 410 770 770 500
370 250 70 860 300 315
SVTH: Nguyễn Xuân Hiệu 22
GVHD: Phạm Mạnh Hải đồ án cung cấp điện
#FC%ADE *-234
2.4. Chọn dây dẫn từ nguồn đến trạm biến áp trung gian
Với chiều dài đường dây L = 0,3 km, với hướng tới của nguồn như hình vẽ ta sử
dụng đường dây trên không là dây nhôm lõi thép lộ kép
Tiết diện dây dẫn cao áp có thể chọn theo mật độ dòng điện kinh tế. Căn cứ vào

số liệu ban đầu Tmax = 4440 h ứng với dây nhôm theo bảng ta tìm được J
kt
= 1,1 A/
2
mm

Dòng điện chạy trên dây dẫn được xác định:
I
max
= = = 125,1 (A)
Tiết diện dây dẫn:
F = = 113,73 mm
2
Vậy ta chọn dây nhôm lõi thép tiết diện 120 mm
2

SVTH: Nguyễn Xuân Hiệu 23
GVHD: Phạm Mạnh Hải đồ án cung cấp điện
Tra bảng ta chọn được dây AC–120
Ta kiểm tra dây dẫn theo điều kiện dòng sự cố ( phát nóng ) và điều kiện tổn thất
điện áp (∆Ucp)
+ Theo điều kiện phát nóng: tra bảng dây AC-120 ta có Icp = 320 A. Khi xảy ra
sự cố, tức là đứt một đường dây thì đường dây còn lại sẽ chịu tải toàn bộ đến công
suất nhà máy, do vậy :
I
sc
=2I
max
=2.155,1= 310,2 (A)
Vậy Icp > Isc nên thỏa mãn điều kiện phát nóng

+ Theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép: Tra bảng dây AC-120 ta có ro =
0,2952 Ω/ km, xo = 0,361 Ω/ km
=> tổng trở trên đoạn dây là : Z = (r
0
+ jx
0
).l/2
=(0,2952 + j0,361).0,3/2
= 0,04428 + 0,05415j (Ω)
Nên ta có: U
cp
= 5%.22 = ∆U
cp
.U
dm
= 1,1 kV
= = 30,16 (V) < U
cp
Vậy thỏa mãn điều kiện về tổn thất điện áp
Như vậy việc lựa chọn dây dẫn AC-120 dùng để đưa điện từ nguồn về trạm BATG
nhà máy là thỏa mãn các điều kiện về an toàn và tổn thất điện áp cho phép.
2.5. Lựa chọn sơ đồ nối dây từ trạm biến áp trung gian đến các phân xưởng
Sau đây lần lượt tính toán kinh tế kỹ thuật cho các phương án. Mục đích tính
toán của phần này là so sánh tương đối giữa các phương án cấp điện, chỉ cần tính
toán so sánh phần khác nhau giữa các phương án .
Do nhà máy thuộc loại hộ tiêu thụ loai 1, nên điện cung cấp cho nhà máy
được truyền tải trên không lộ kép. Từ trạm biến áp trung gian tới các TBA phân
xưởng B1, B2, B3, B4, B5, B6, B7, B8,B9, B10, B11, B12, B13 ,B14 dùng cáp lộ kép đi
ngầm.
Căn cứ vào vị trí đặt trạm biến áp phân xưởng và trạm BATG trên mặt bằng

nhà máy, ta đề suất ra 2 phương án cấp điện như sau :
SVTH: Nguyễn Xuân Hiệu 24
GVHD: Phạm Mạnh Hải đồ án cung cấp điện
+ Phương án 1 : các trạm biến áp phân xưởng được cấp điện trưc tiếp từ
TBATG (ứng với sơ đồ hình tia, đi dây vuông góc).
+ Phương án 2 : các trạm biến áp xa trạm biến áp trung tâm nhà máy thì lấy
liên thông qua các trạm ở gần TBATG
Sơ đồ đi dây của 2 phương án như sau :
+) phương án 1 :
Trong đó
+) phương án 2:
SVTH: Nguyễn Xuân Hiệu 25