Thiết kế cấp điện cho 1 xí nghiệp công nghiệp

Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Đồ Án Cung Cấp Điện
Khoa Điện
Mục lục
• lời nói đầu 1
• Mục lục 3
• Giới thiệu chung về nhà máy

Phần I : XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO NHÀ MÁY
1.1 Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng 5
1.2. Phụ tải tính toán toàn nhà máy 10
1.3.Xây dựng đồ thị phụ tải 11
PHẦN II: THIẾT KẾ MẠNG CAO ÁP CHO NHÀ MÁY
2.1 vị trí trạm phân phối trung tâm 13
2.2 Lựa chọn máy biến áp 14
2.2.1. Chọn dung lượng các máy biến áp 15
2.3. phương án đi dây mạng cao áp 16
2.3.1 Tính toán kinh tế-kỹ thuật lựa chọn phương án tối ưu 17
• Thiết kế chi tiết cho phương án tối ưu 22
PHẦN III:THIẾT KẾ MẠNG HẠ ÁP CHO PHÂN XƯỞNG
3.1.Chọn cáp từ tủ phân phối của phân xưởng đến tủ phân phối của
MBA 39
3.2.Lựa chọn phần tử mạng hạ áp phân xưởng 41

PHẦN 4 :THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG CHO PHÂN XƯỞNG
50 PHẦN 5 :BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG 54
PHẦN 6: TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT CHO TRẠM BIẾN ÁP 63
1
Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Đồ Án Cung Cấp Điện
Khoa Điện
Lời nói đầu
Điện năng là một dạng năng lượng phổ biến và có tầm quan trọng

không thể thiếu được trong bất kỳ một lĩnh vực nào của nền kinh tế quốc
dân của mỗi đất nước. Như chúng ta đã xác định và thống kê được rằng
khoảng 70% điện năng được sản xuất ra dùng trong các xí nghiệp, nhà máy
công nghiệp. Vấn đề đặt ra cho chúng ta là đã sản xuất ra được điện năng
làm thế nào để cung cấp điện cho các phụ tải điện cho hiệu quả, tin cậy. Vì
vậy cung cấp điện cho các nhà máy, xí nghiệp công nghiệp có một ý nghĩa to
lớn đối với nền kinh tế quốc dân.
Nhìn về phương diện quốc gia thì việc đảm bảo cung cấp điện một cách
liên tục và tin cậy cho ngành công nghiệp tức là đảm bảo cho nền kinh tế
của quốc gia phát triển liên tục và tiến kịp với sự phát triển của nền khoa học
công nghệ thế giới.
Nếu ta nhìn về phương diện sản xuất và tiêu thụ điện năng thì công
nghiệp là ngành tiêu thụ năng lượng nhiều nhất. Vì vậy cung cấp điện và sử
dụng điện năng hợp lý trong lĩnh vực này sẽ có tác dụng trực tiếp đến việc
khai thác một cách hiệu quả công suất của các nhà máy phát điện và sử dụng
hiệu quả lượng điện năng được sản xuất ra.
Một phương án cung cấp điện hợp lý là phải kết hợp một cách hài hoà
các yêu cầu về kinh tế, độ tin cậy cung cấp điện, độ an toàn cao, đồng thời
phải đảm bảo tính liên tục cung cấp điện, tiện lợi cho việc vận hành, sửa
chữa khi hỏng hóc và phải đảm bảo được chất lượng điện năng nằm trong
phạm vi cho phép. Hơn nữa là phải thuận lợi cho việc mở rộng và phát triển
trong tương lai.
2
Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Đồ Án Cung Cấp Điện
Khoa Điện
Với đề tài: “Thiết kế cấp điện cho 1 xí nghiệp công nghiệp”Đã phần
nào giúp em làm quen dần với việc thiết kế đề tài tốt nghiệp sau này. Song
do thời gian làm bài không nhiều, kiến thức còn hạn chế, nên bài làm của em
không tránh khỏi những thiếu sót. Do vậy em kính mong nhận được sự góp
ý, chỉ bảo của các thầy các cô để em có được những kinh nghiệm chuẩn bị

cho công việc sau này.
Em xin chân thành cảm ơn thầy Ninh Văn Nam -người trực tiếp giảng
dạy bộ môn Cung cấp điện đã giúp em hoàn thành đồ án này.
3
Hà Nội, Ngày 25/11/2008
Sinh Viên
Nguyễn Đức Toàn
Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Đồ Án Cung Cấp Điện
Khoa Điện
ĐỒ ÁN MÔN HỌC : CUNG CẤP ĐIỆN

1.Tên đề thiết kế: - Thiết kế cấp điện cho một xí nghiệp
điện công nghiệp.
- Mô hình thực tế.
2.Giáo viên hướng dẫn: Ninh Văn Nam
3.Sinh Viên Thực Hiện: Nguyễn Đức Toàn (B)
4.Mã Sinh Viên:014104046
5.Lớp: Điện 1-K1
Nhiệm Vụ Thiết kế
1.Xác định phụ tải tính toán nhàn máy
2.xác định sơ đồ nối dây của mạng điện.
3.Lựa chọn thiết bị điện: Máy biến áp,tiết diện dây dẫn,thiết bị phân phối,
thiết bị bảo vệ, đo lường vv…( sử dụng phần mềm).
4.Xác định tham số chế độ mạng điện: ∆U, ∆P, ∆A, U
2
–Sử dụng phần
mềm chuyên dụng
5.Tính toán nối đất cho trạm máy biến áp theo chữ cái cuối cùng của tên
đệm( với đất cát pha)- Sử dụng phần mềm
6.Tính toán bù dung lượng bù để cải thiện hệ số cosφ

2
.
7.Tính toán chiếu sáng cho phân xưởng (ứng với chữ cái cuối cùng của
người thiết kế).
8.Dự toán công trình điện.

Bản vẽ:(Autocad)
1. Sơ đồ mặt bằng của mạng điện nhà máy
2. Sơ đồ chiếu sáng phân xưởng
3. Sơ đồ 2 phương án-Bảng chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật
4 Sơ đồ nguyên lý trạm biến áp
4
Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Đồ Án Cung Cấp Điện
Khoa Điện
Giới Thiệu Về Nhà Máy
Bảng số liệu thiết kế cung cấp điện cho nhà máy
(lấy theo vần anphalbe của họ tên người thiết kế: Nguyễn Đức Toàn có
13 chữ cái→ nhà máy có 13 phân xưởng bao gồm các phân xưởng là:
N,G,U,Y,Ê,O, Đ,Ư,C,T,Ơ,A,Ô)
ST
T
Tên
phân
xưởn
g
Toạ độ
( X, Y)
Số
Thiết
Bị

Thiết bị 1 Thiết bị 2 Thiết bị 3 Thiết bị 4 Hệ số
sử
dụng
X(m) Y(m) P
đ1
(kw)
cos
ϕ
1
P
đ2
(kw)
cos
ϕ
2
P
đ3

(kw)
cos
ϕ
3
P
đ4
(kw
)
cos
ϕ
4
Ksd

1 N 29 157 4 70,15 0,74 85,44 0,77 62,5
9
0,67 62,17 0,78 0,42
2 G 6 69 3 56,21 0,8 65,18 0,82 62,1
7
0,78 0,42
3 U 63 73 3 63,05 0,82 66,74 0,79 57,0
6
0,78 0,42
4 Y 212 48 2 66,74 0,79 143,2 0,78 0,42
5 Ê 180 84 2 62,59 0,67 56,21 0,8 0,42
6 O 138 134 3 85,44 0,77 62,59 0,67 62,1
7
0,78 0,42
7 Đ 24 176 3 31,15 0,79 64,49 0,76 62,5
9
0,67 0,42
8 Ư 212 48 2 66,74 0,79 57,06 0,78 0,42
9 C 58 94 4 84,3 0,82 77,82 0,8 31,1
5
0,79 64,49 0,76 0,42
10 T 75 54 3 81,87 0,83 63,05 0,82 66,7
4
0,79 0,42
11 Ơ 210 117 3 62,59 0,67 62,17 0,78 32,6
7
0,66 0,42
12 A 200 24 3 143,2 0,78 62,59 0,67 62,1
7
0,78 0,42

13 Ô 18 88 4 62,17 0,78 32,67 0,66 37,5
4
0,85 62,59 0,67 0,42
Nguồn điện cung cấp cho nhà máy được lấy từ trạm biến áp trung gian ,
dung đường dây trên không lộ kép để truyền tải. Thời gian sử dụng công
5
Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Đồ Án Cung Cấp Điện
Khoa Điện
suất cực đại là T
max
=3500h. Sau đây là bảng các phụ tải của phân xưởng và
sơ đồ mặt bằng của nhà máy:
Sơ Đồ Mặt Bằng Nhà Máy
PHẦN I:XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO NHÀ MÁY
1.2 Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng
• Các Phân Xưởng có hệ số sử dụng là 0,42 nên có hệ số nhu cầu
K
nci
= K
sd
∑
+
n
K
sd
∑
−
1
Với K
nci

:hệ số nhu cầu của phân xưởng thứ i
6
Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Đồ Án Cung Cấp Điện
Khoa Điện
K
sd
∑
:hệ số sử dụng trung bình với 1 nhóm thiết bị
n : số thiết bị
ta có : K
sd Σ
=
∑
∑
=
=
n
i
ni
n
i
sdini
P
kP
1
1
.
=
∑
∑

=
=
n
i
i
n
i
sdii
P
kP
1
1
.
= 0,42
Với số liệu bảng trên ta có kết quả K
nci
sau :
STT Tên Phân Xưởng Ksd Số Thiết Bị K
nci
1 N 0,42 4 0,71
2 G 0,42 3 0,755
3 U 0,42 3 0,755
4 Y 0,42 2 0,83
5 Ê 0,42 2 0,83
6 O 0,42 3 0,755
7 Đ 0,42 3 0,755
8 Ư 0,42 2 0,83
9 C 0,42 4 0,71
10 T 0,42 3 0,755
11 Ơ 0,42 3 0,755

12 A 0,42 3 0,755
13 Ô 0,42 4 0,71
• Hệ số cos
ϕ
tb
(cos
ϕ
i
) trung bình của phân xưởng
cos
ϕ
tb
=
i
n
i
n
i
ii
dP
Pd
∑
∑
=
=
1
1
cos.
ϕ
; tg

n
ϕ
=arcCos
ϕ
tb
n : là số thiết bị
Pd
i
: Là công suất đặt của mỗi thiết bị
Tên
phân
xưởng
Số
Thiết
Bị
Thiết bị 1 Thiết bị 2 Thiết bị 3 Thiết bị 4
cos
ϕ
tb
tg
n
ϕ
7
Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Đồ Án Cung Cấp Điện
Khoa Điện
P
đ1
(kw)
cos
ϕ

1
P
đ2
(kw)
cos
ϕ
2
P
đ3

(kw)
cos
ϕ
3
P
đ4
(kw
)
cos
ϕ
4
N 4 70,15 0,74 85,44 0,77 62,5
9
0,67 62,17 0,78 0,7424 0,9024
G 3 56,21 0,8 65,18 0,82 62,1
7
0,78 0,8 0,75
U 3 63,05 0,82 66,74 0,79 57,0
6
0,78 0,797 0,7578

Y 2 66,74 0,79 143,2 0,78 0,7832 0,794
Ê 2 62,59 0,67 56,21 0,8 0,7315 0,9321
O 3 85,44 0,77 62,59 0,67 62,1
7
0,78 0,7432 0,9
Đ 3 31,15 0,79 64,49 0,76 62,5
9
0,67 0,73 0,9362
Ư 2 66,74 0,79 57,06 0,78 0,7854 0,788
C 4 84,3 0,82 77,82 0,8 31,1
5
0,79 64,49 0,76 0,7953 0,7622
T 3 81,87 0,83 63,05 0,82 66,7
4
0,79 0,8144 0,7125
Ơ 3 62,59 0,67 62,17 0,78 32,6
7
0,66 0,7114 0,9879
A 3 143,2 0,78 62,59 0,67 62,1
7
0,78 0,7543 0,87
Ô 4 62,17 0,78 32,67 0,66 37,5
4
0,85 62,59 0,67 0,737 0,917

• Công suất tính toán động lực của phân xưởng
P
dl
i
=K

nc
i
.
∑
=
n
i
Pd
1
i
(kw)
P
dl
i
:
Công suất tính toán động lực của phân xưởng thứ i
n : là số thiết bị
Pd
i
: Là công suất đặt của mỗi thiết bị
K
nc
i
:
hệ số nhu cầu của phân xưởng thứ i
VD: Công suất tính toán động lực của phân xưởng N
P
dl
=K
nc

.
∑
=
4
1i
Pd
=0,71.(
17,6259,6244,8515,70
+++
)=199,0485 (kw)
n=4 ; K
nc
N

=0,71
Dựa vào các bảng trên ta có kết quả của các phân xưởng:
8
Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Đồ Án Cung Cấp Điện
Khoa Điện
Tên
phân
xưởng
Số
Thiết
Bị
Thiết bị 1 Thiết bị 2 Thiết bị 3 Thiết bị 4
K
nc
i
P

dl
i
(kw)
P
đ1
(kw) P
đ2
(kw) P
đ3
(kw) P
đ4
(kw)
N 4 70,15 85,44 62,59 62,17 0,71 199,0485
G 3 56,21 65,18 62,17 0,755 138,5878
U 3 63,05 66,74 57,06 0,755 141,0717
Y 2 66,74 143,2 0,83 174,2502
Ê 2 62,59 56,21 0,83 98,604
O 3 85,44 62,59 62,17 0,755 158,701
Đ 3 31,15 64,49 62,59 0,755 119,4636
Ư 2 66,74 57,06 0,83 102,754
C 4 84,3 77,82 31,15 64,49 0,71 183,01
T 3 81,87 63,05 66,74 0,755 159,8033
Ơ 3 62,59 62,17 32,67 0,755 118,8596
A 3 143,2 62,59 62,17 0,755 202,31
Ô 4 62,17 32,67 37,54 62,59 0,71 138,4287
• Công suất chiếu sáng của phân xưởng
P
cs
i
=P

o
.S
i
Với S
i
:diện tính phân xưởng thứ i
P
o
=15(w/m
2
)
VD: Công suất chiếu sáng của phân xưởng N
P
cs
=P
o
.S =15.308=4620(w)=4,62(Kw)
Với S:diện tính phân xưởng =14.22 =308 (m
2
)
P
o
=15(w/m
2
)
Dựa vào số liệu ta có bảng sau :

STT
Tên
phân

xưởng
P
o
(w/m
2
) S
i
(m
2
)
P
cs
i

(kw)
1 N 15 308 4,62
2 G 15 392 5,88
3 U 15 340 5,1
4 Y 15 392 5,88
5 Ê 15 240 3,6
6 O 15 448 6,72
7 Đ 15 308 4,62
8 Ư 15 392 5,88
9
Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Đồ Án Cung Cấp Điện
Khoa Điện
9 C 15 320 4,8
10 T 15 320 4,8
11 Ơ 15 240 3,6
12 A 15 240 3,6

13 Ô 15 240 3,6
• Công suất tính toán tác dụng , phản kháng và toàn phần của phân xưởng
P
tt
i
= P
đl
i
+P
cs
i
Q
tt
i
=Q
đl
i
=P
đl
i
.tg
ϕ
i
S
tt
i
=
i
i
Ptt

ϕ
cos
VD:Công suất tính toán tác dụng ,phản kháng , toàn phần của phân xưởng N

P
tt
N
= P
đl
N
+P
cs
N
=199,0485+4,62=207,2685(kw)

Q
tt
N
=Q
đl
N
=P
đl
N
.tg
ϕ
N
=199,0485.0,9024=179,6213 (Kvar)

S

tt
N
=
N
N
Ptt
ϕ
cos
=
7424,0
2685,207
=279,1871 (KVA)
Dựa vào số liệu các bảng trên ta có bảng sau:
Tên
phân
xưởng
P
cs
i
(kw) P
dl
i
(kw)
(cos
ϕ
i
)
tg
n
ϕ

P
tt
i
(kw) Q
tt
i
(kvar) S
tt
i

(KVA)
N 4,62 199,0485 0,7424 0,9024 207,2685 179,6214 279,1871
G 5,88 138,5878 0,8 0,75 144,4678 103,941 180,585
U 5,1 141,0717 0,797 0,7578 146,1717 106,9041 183,4
Y 5,88 174,2502 0,7832 0,794 180,1302 138,355 230
Ê 3,6 98,604 0,7315 0,9321 102,204 91,91 139,718
O 6,72 158,701 0,7432 0,9 165,421 142,831 222,58
Đ 4,62 119,4636 0,73 0,9362 124,0836 111,842 169,98
Ư 5,88 102,754 0,7854 0,788 108,634 80,97 138,317
C 4,8 183,01 0,7953 0,7622 187,81 139,49 236,15
T 4,8 159,8033 0,8144 0,7125 164,6033 113,86 202,116
Ơ 3,6 118,8596 0,7114 0,9879 122,4596 117,4214 172,139
A 3,6 202,31 0,7543 0,87 205,91 176,01 272,98
Ô 3,6 138,4287 0,737 0,917 142,0287 126,939 192,712
10
Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Đồ Án Cung Cấp Điện
Khoa Điện
• Từ số liệu tính toán đuợc ở các bảng trên ta có kết quả tính toán phị
tải cho các phân xưởng ( hệ số nhu cầu K
nc

i
, hệ số Cos
tb
ϕ
của phân
xưởng , công suất tính toán động lực P
đl
i
, công suất tính toán chiếu
sáng P
cs
i
,công suất tính toán tác dụng P
tt
i
, công suất tính toán phản
kháng Q
tt
i
, công suất tính toán toàn phần S
tt
i

) ta có bảng sau :
STT Tên
phân
xưởng
K
nc
i

(cos
ϕ
i
)
P
dl
i
(kw)
P
cs
i

(kw)
P
tt
i
(kw) Q
tt
i
(kvar
)
S
tt
i
(KVA)
1 N 0,71 0,7424 199,048
5
4,62 207,2685 179,6214 279,1871
2 G 0,755 0,8 138,587
8

5,88 144,4678 103,941 180,585
3 U 0,755 0,797 141,071
7
5,1 146,1717 106,9041 183,4
4 Y 0,83 0,7832 174,250
2
5,88 180,1302 138,355 230
5 Ê 0,83 0,7315 98,604 3,6 102,204 91,91 139,718
6 O 0,755 0,7432 158,701 6,72 165,421 142,831 222,58
7 Đ 0,755 0,73 119,463
6
4,62 124,0836 111,842 169,98
8 Ư 0,83 0,7854 102,754 5,88 108,634 80,97 138,317
9 C 0,71 0,7953 183,01 4,8 187,81 139,49 236,15
10 T 0,755 0,8144 159,803
3
4,8 164,6033 113,86 202,116
11 Ơ 0,755 0,7114 118,859
6
3,6 122,4596 117,4214 172,139
12 A 0,755 0,7543 202,31 3,6 205,91 176,01 272,98
13 Ô 0,71 0,737 138,428
7
3,6 142,0287 126,939 192,712
1.2. Phụ tải tính toán toàn nhà máy
1.2.1 Phụ tải tính toán tác dụng toàn nhà máy .
P
ttnm
=K
đt

.
∑
=
13
1i
i
Ptt
Với K
đt
=0,8 là hệ số đồng thời của toàn nhà máy
⇒
P
ttnm
=0,8.(2001,1924)=1600,9539 (kw)
1.2.2.Phụ tải tính toán phản kháng toàn nhà máy
Q
ttnm
=K
đt
.
∑
9
1
Qtti
=0,8.(1630,0949)=1304,0759 (kvar)
11
Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Đồ Án Cung Cấp Điện
Khoa Điện
1.2.3.Phụ tải tính toán toàn phần toàn nhà máy

S
ttnm
=
22
QttnmPttnm
+
=2064,8649(kvA)
1.2. 4.Hệ số công suất của nhà máy

Cos
ttnm
ϕ
=
Sttnm
Pttnm
=
8649,2064
9539,1600
=0,775331
1.3. Xây dựng đồ thị phụ tải
1.3.1.Để biểu diễn phụ tải mổi phân xưởng của nhà máy ta dùng một hình
tròn gồm 2 phần khác nhau :phần quạt nhỏ được gạch chéo biểu diễn cho
phụ tải chiếu sáng của phân xưởng ,phần còn lại biểu diễn cho phụ tải động
lực của phân xưởng ,tâm hình tròn trùng với tâm của phụ tải điện của phân
xưởng
1.3.2. Bán kính biểu đồ phụ tải được xác định :
R
i
=
∏

.m
S
tti
(mm)
Trong đó :
R
i
:bán kính của vòng tròn biểu đồ phụ tải phân xưởng thứ i
S
tt
:công suất tính toán toàn phần của phân xưởng thứ i
m:tỉ lệ xích chọn m=3 KVA/mm
2
Vòng tròn phụ tải
12
Phụ tải chiếu sáng
Phụ tải động lực
Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Đồ Án Cung Cấp Điện
Khoa Điện
Góc của phụ tải chiếu sáng nằm trong biểu đồ phụ tải được xác định theo
công thức :
tti
csi
csi
P
P.360
=
α
trong đó :

csi
α
:góc của phụ tải chiếu sáng nằm trong phân xưởng
P
cs
:phụ tải chiếu sáng của phân xưởng thứ i
P
tti
:phụ tải tác dụng tính toán của phân xưởng thứ i
1.3.3.Xác định R
i
và
csi
α
của phân xưởng
Ta có :
R
i
=
π
m
S
tti
= (mm)


tti
csi
csi
P

P.360
=
α
VD: R
i
và
csi
α
của phân xưởng N

R
N
=
π
m
S
ttN
=
3.3,14
279,1871
=5,444(mm)

ttN
csN
csN
P
P.360
=
α
=

2685,207
62,4.360
=8,0244
O
(độ)
Tương tự ta áp dụng tính toán cho các phân xưởng khác trong nhà máy ,kết
quả tính toán được ghi trong bảng
STT Tên
phân
xưởng
P
cs
i
(kw) P
tt
i
(kw) S
tt
i
(KVA)
R
i
(mm)
csi
α
( độ)
1 N 4,62 207,2685 279,1871 5,444 8,0244
2 G 5,88 144,4678 180,585 4.3784 14,6524
3 U 5,1 146,1717 183,4 4,4124 12,56
4 Y 5,88 180,1302 230 4,9413 11,752

5 Ê 3,6 102,204 139,718 3,8512 12,68
6 O 6,72 165,421 222,58 4,861 14,6245
13
Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Đồ Án Cung Cấp Điện
Khoa Điện
7 Đ 4,62 124,0836 169,98 4,2479 13,4
8 Ư 5,88 108,634 138,317 3,832 19,4856
9 C 4,8 187,81 236,15 5,007 9,2
10 T 4,8 164,6033 202,116 4,6321 10,498
11 Ơ 3,6 122,4596 172,139 4,2748 10,583
12 A 3,6 205,91 272,98 5,3832 6,294
13 Ô 3,6 142,0287 192,712 4,523 9,125
1.3.4. biểu đồ phụ tải toàn xí nghiệp

Hình 1.1 Biểu đồ phụ tải toàn xí nghiệp
PHẦN II: THIẾT KẾ MẠNG CAO ÁP CHO NHÀ MÁY
Với quy mô nhà máy như số liệu đã tính toán cần đặt một trạm phân phối
trung tâm(PPTT) nhận điện từ trạm biến áp trung gian (BATG) về rồi phân
bố cho các máy biến áp phân xưởng

2.1 vị trí trạm phân phối trung tâm
Ta có :trên mặt bằng nhà máy gồm một hệ trục tọa độ vuông góc XOY vị
trí trạm phân phối trung tâm M(X;Y) được xác định theo công thức
14
Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Đồ Án Cung Cấp Điện
Khoa Điện
X=
∑
∑
=

=
13
1
13
1
.
i
i
i
ii
S
Sx
, Y=
∑
∑
=
=
13
1
13
1
.
i
i
i
ii
S
Sy
Trong đó :x
i

.y
i
là tọa độ tâm phụ tải của phân xưởng thứ i
X,Y:tọa độ tâm trạm PPTT
S
i
:công suất tính toán phụ tải của phân xưởng thứ i

Thay số ta được:

X=
∑
∑
=
=
13
1
13
1
.
i
i
i
ii
S
Sx
=
8641,2619
5459.281831
=107,5748

Y=
∑
∑
=
=
13
1
13
1
.
i
i
i
ii
S
Sy
=
8641,2619
4707,235601
=89,93

=>tọa độ trạm phân phối trung tâm M(107,5748; 89,93)
2.2 Lựa chọn máy biến áp
Để phù hợp với sơ đồ mặt bằng nhà máy và điều kiện kinh tế mà vẫn đảm
bảo yêu cầu kỹ thuật ta quyết định đặt 6 trạm biến áp cho các phân xưởng
như sau :
• Trạm biến áp số 1 B
1
: Cấp điện cho 2 phân xưởng Đ, N
• Trạm biến áp số 2 B

2
: Cấp điện cho 3 phân xưởng G , Ô ,C
• Trạm biến áp số 3 B
3
: Cấp điện cho 2 Phân xưởng U,T
• Trạm biến áp số 4 B
4
:Cấp điện cho 1 phânn xưởng O
• Trạm biến áp số 5 B
5
: Cấp điện cho 2 phân xưởng Ê , Ơ
• Trạm biến áp số 6 B
6
: Cấp điện cho 3 phân xưởng A , Ư , Y
2.2.1. Chọn dung lượng các máy biến áp :
• Trạm biến áp số 1 B
1
:Cấp điện cho 2 phân xưởng Đ, N
công suất tính toán toàn phần :

∑
1tt
S
=169,98 +279,1871=449,1671(KVA)
15
Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Đồ Án Cung Cấp Điện
Khoa Điện
Ta đặt 2 máy biến áp tại trạm B
1
máy do ABB sản xuất tại việt nam không

phải hiệu chỉnh nhiệt độ
Dung lượng : S
đmB1

≥
4,1
1
∑
tt
S
=
4,1
1671,449
=320,834 (KVA)
Chọn dùng 2 máy biến áp 400-10/0,4 có S
đm
=400(KVA)
• Trạm biến áp số 2 B
2
: Cấp điện cho 3 phân xưởng G , Ô ,C
Tổng công suất tính toán toàn phần của các phân xưởng G , Ô ,C
Là : S
tt2=
180,585+192,712+236,15=609,447(KVA)
Vậy dung luợng máy biến áp :
S
đmB2

≥
4,1

2
∑
tt
S
=
4,1
447,609
= 435,32(KVA)
Chọn dùng 2 máy biến áp: 500-10/0,4 có S
đm
=500(KVA)
• Trạm biến áp số 3 B
3
: Cấp điện cho 2 Phân xưởng U,T
Tổng công suất tính toán toàn phần của các phân xưởng U,T
Là : S
tt3=
183,4+202,116=385,516(KVA)
Vậy dung luợng máy biến áp:
S
đmB3

≥
4,1
3
∑
tt
S
=
4,1

516,385
=275,368(KVA)
Chọn dùng 2 máy biến áp:315-10/0,4 có S
đm
=315 (KVA)
• Trạm biến áp số 4 B
4
:Cấp điện cho 1 phânn xưởng O
Tổng công suất tính toán toàn phần của phân xưởng O
S
tt4=
222,58 (KVA)
Vậy dung luợng máy biến áp:
S
đmB34

≥
4,1
4
∑
tt
S
=
4,1
58,222
=158,985 (KVA)
Chọn dùng 2 máy biến áp: 160-10/0,4 có có S
đm
=160 (KVA)
• Trạm biến áp số 5 B

5
: Cấp điện cho 2 phân xưởng Ê , Ơ
Tổng công suất tính toán toàn phần của các phân xưởng Ê , Ơ
S
tt5=
139,718+172,139=311,857 (KVA)
Vậy dung luợng máy biến áp:
S
đmB35

≥
4,1
5
∑
tt
S
=
4,1
857,311
=222,755 (KVA)
Chọn dùng 2 máy biến áp: 250-10/0,4 có có S
đm
=250 (KVA)
• Trạm biến áp số 6 B
6
: Cấp điện cho 3 phân xưởng A , Ư , Y
Tổng công suất tính toán toàn phần của các phân xưởng A, Ư ,Y
16
Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Đồ Án Cung Cấp Điện
Khoa Điện

S
tt6=
279,1871+138,317+230=647,504 (KVA)
Vậy dung luợng máy biến áp:
S
đmB35

≥
4,1
5
∑
tt
S
=
4,1
504,647
=462,503 (KVA)
Chọn dùng 2 máy biến áp: 500-10/0,4 có có S
đm
=500 (KVA)
 kết quả chọn máy biến áp
STT Tên trạm
∑
tti
S
(KVA)
Số máy S
đmB
(KVA)
1

B
1
(Đ, N)
449,1671 2 400
2
B
2
(G , Ô ,C)
609,447 2 500
3
B
3
(U,T)
385,516 2 315
4
B
4
(O)
222,58 2 160
5
B
5
(Ê , Ơ)
311,857 2 250
6
B
6
(A , Ư , Y)
647,504 2 500
2.3. phương án đi dây mạng cao áp

Vì nhà máy thuộc hộ loại một nên ta dùng đường dây trên không lộ kép dẫn
điện từ trạm BATG về trạm PPTT ,đối với mạng cao áp trong nhà máy ta
dùng cáp ngầm,từ trạm PPTT đến các trạm biến áp phân xưởng trong nhà
máy ta dùng cáp lộ kép căn cứ vào vị trí các máy biến áp và trạm phân phối
trung tâm ta đề ra hai phương án đi dây mạng cao áp
Phương án 1:các trạm biến áp được cấp điện trực tiếp từ trạm PPTT
Phương án 2:các trạm biến áp xa trạm PPTT được lấy điện thông qua các
trạm ở gần trạm PPTT :
Tính khoảng cách từ trạm PPTT→BATG
Ta có trạm PPTT có tạo độ (107,574;89,93)
Trạm BATG có tọa độ là (24;501)
→khoảng cách là 419,479 (m)
2.3.1 Tính toán kinh tế-kỹ thuật lựa chọn phương án tối ưu
Chọn tiết diện đường dây trên không từ trạm biến áp trung gian đến trạm
phân phối trung tâm dài 419,479 (m) dung dây AC lộ kép
có thời gian sử dụng công suất lớn nhất T
max
=3500h dây dẫn AC tra bảng
được J
kt
=1,1
=> I
ttnm
=
10.3.2
8649,2064
.3.2
=
dm
ttnm

U
S
=59,607(A)
17
Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Đồ Án Cung Cấp Điện
Khoa Điện
F
kt
=
1,1
607,59
=
kt
ttnm
J
I
=54,189 (mm
2
)
Lựa chọn dây nhôm lõi thép tiết diện 70 mm
2
, AC-70
Kiểm tra dây đã chọn theo điều kiện dòng phát nóng khi sự cố
Tra bảng dây AC-70 , có I
cp
=275 (A), khi đứt một dây ,dây còn lại chuyển
tải toàn bộ công suất cho dây còn lại I
sc
= 2.I
tt

= 119,214(A)
. so sánh với I
cp
thấy dây đã chọn thỏa mãn điều kiện phát nóng.
Kiểm tra dây theo điều kiện tổn thất điện áp
Với dây AC-70
có khoảng cách trung bình hình học là D=1,25(m) tra bảng được r
o
=0,43
Ω
/km ,x
o
=0,41
Ω
/km
∆U=
10.2
419479,0.41,0.0759,1304419479,0.43,0.9539,1600..
+
=
+
dm
U
XQRP
=25,653
V
∆U < ∆U
cp
= 5%U
đm

= 500V thỏa mãn điều kiện cho phép tổn thất điện áp
 tiết diện dây phải chọn là dây AC-70
• Tính toán kỹ thuật cho hai phương án
Phương án 1:
18
Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Đồ Án Cung Cấp Điện
Khoa Điện
Hình 2.1 Sơ đồ đi dây mạng cao áp nhà máy phương án 1
Chọn cáp cho phương án 1
chọn cáp từ trạm PPTT đến BAPX 1(khoảng cách :103,3m)
I
maxB1
=
10.32
ttNttD
SS
+
=12,97(A)
với cáp đồng T
max
=3500h tra bảng J
kt
=3,1(A/mm
2
)
 F
kt
=
1,3
97,12

=4,18 mm
2
chọn cáp XLPE có tiết diện tối thiểu 16 mm
2
→2 XLPE(3.16)
Tính toán tương tự với các đường cáp khác được kết quả ghi trong bảng(vì
cáp được chọn vượt cấp nên không cần kiểm tra theo ∆U và I
cp
)
Bảng :kết quả chọn cáp cao áp cho phương án 1
đường cáp F(mm
2
) l(m) Đơn giá(vnđ/m) Thành tiền
19
Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Đồ Án Cung Cấp Điện
Khoa Điện
PPTT→B1 16 103,3 48000 4958400
PPTT→ B2 16 49,74 48000 2387520
PPTT→B3 16 47,68 48000 2288640
PPTT→B4 16 53,56 48000 2570880
PPTT→ B5 16 72,67 48000 3488160
PPTT→B6 16 112,53 48000 5401440
Vì tất cả các đường dây đều d cáp lộ kép nên l=2l
1
(l
1
:k/c giữa các phân
xưởng và trạm PPTT) =>tổng K
1
=42190080 (vnđ)

Tiếp theo xác định tổn thất công suất tác dụng
∑
∆
1
P
cho phương án 1
Tính theo công thức ∆P
i
=
2
2
U
S
i
.R.10
-3
kW

• Tổn thất ∆P trên đoạn từ PPTT-B
1
:
∆P
1
=
2
2
1
U
S
.R.10

-3
=
2
32
10
10.2066,0.47,1.1671,449
−
=0,613(KW)
Tương tự tính toán với các đoạn còn lại ta có bảng sau :
Bảng kết quả tính toán ∆P phương án 1
đường cáp 2.l(m)
∑
tti
S
(KVA)
r
o
(
Ω
/km) U (KW)
∆P
i
(KW)
PPTT→B1 206,6 449,1671 1,47 10 0,613
PPTT→ B2 99,48 609,447 1,47 10 0,543
PPTT→B3 95,36 385,516 1,47 10 0,208
PPTT→B4 107,12 222,58 1,47 10 0,078
PPTT→ B5 145,34 311,857 1,47 10 0,208
PPTT→B6 225,06 647,504 1,47 10 1,387
 tổng

∑
∆
1
P
phương án 1 là 3,037(kw)
với T
max
=3500h , Cos
ttnm
ϕ
=0,775331
=>
τ
= (0,124+T
max
.10
-4
)
2
.8760=1968,16 h
 chi phí tính toán hàng năm của phương án 1 là:
Z
1
=(a
vh
+a
tc
)K
1
+C.

∑
∆
P
.
τ
==(a
vh
+a
tc
)K
1
+Y
1
Từ T
max
= 3500 h; lấy các giá trị: a
vh
=0,1 ;a
tc
=0,125;C=750(đồng/kwh)
20
Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Đồ Án Cung Cấp Điện
Khoa Điện
Trong đó:
a
vh
_hệ số vận hành
a
tc
_hệ số tiêu chuẩn( hệ số thu hồi vốn đầu tư); a

tc
=
tc
T
1
với T
tc
là thời gian thu hồi vốn đầu tư lấy bằng 8 năm
C_giá thành 1kwh tổn thất điện năng
⇒
Z
1
=(0,1+0,125). 42190080+750.3,037. 1968,16=13975744(đ)
Phương án 2
Sơ đồ:
Hình 2.2 sơ đồ đi dây mạng cao áp nhà máy phương án 2
Chọn cáp cho phương án 2
Chọn cáp từ B
1
-B
2
(khoảnh cách :69,35(m)
I
maxB12
=
10.32
ttNttD
SS
+
=12,97(A)

với cáp đồng T
max
=3500h tra bảng J
kt
=3,1(A/mm
2
)
21
Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Đồ Án Cung Cấp Điện
Khoa Điện
 F
kt
=
1,3
97,12
=4,18 mm
2
chọn cáp XLPE có tiết diện tối thiểu 16 mm
2
→2 XLPE(3.16)
Tương tự tính toán với các chặn còn lại được bảng :
đường cáp F(mm
2
) l(m) Đơn giá(vnđ/m) Thành tiền
B1→B2 16 69,35 48000 4958400
PPTT→ B2 16 49,74 48000 2387520
PPTT→B3 16 47,68 48000 2288640
PPTT→B4 16 53,56 48000 2570880
PPTT→ B5 16 72,67 48000 3488160
B6→B5 16 48,166 48000 5401440

Tổng K
2
=32751936 (vnđ)
Xác định tổn thất tác dụng ∆P cho phương án 2
Tính toán tương tự như phương án 1 với các chặn của phương án 2 ta được
bảng
đường cáp 2.l(m)
∑
tti
S
(KVA)
r
o
(
Ω
/km) U (KW)
∆P
i
(KW)
B1→B2 138,7 449,1671 1,47 10 0,411
PPTT→ B2 99,48 1058,614 1,47 10 1,639
PPTT→B3 95,36 385,516 1,47 10 0,208
PPTT→B4 107,12 222,58 1,47 10 0,078
PPTT→ B5 145,34 959,361 1,47 10 1,9664
B6→B5 96,332 647,504 1,47 10 0,594

 tổng
∑
∆
2

P
phương án 2 là 4,8964(kw)
 chi phí tính toán hàng năm của phương án 2 là:
Z
2
=(a
vh
+a
tc
)K
2
+C.
∑
∆
2
P
.
τ
=(a
vh
+a
tc
)K
2
+Y
2
Từ T
max
= 3500 h; lấy các giá trị: a
vh

=0,1 ;a
tc
=0,125;C=750(đồng/kwh)
⇒
Z
2
=(0,1+0,125). 32751936+750. 4,8964. 1968,16=14596859(đ)
So sánh kinh tế 2 phương án mạng cáp cao áp
Phương án
K
i
(đồng)
Y
i
(đồng)
Z
i
(đồng)
PA1 42190080 4482976 6079547,714
PA2 32751936 7227674 6092159,864
22
Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Đồ Án Cung Cấp Điện
Khoa Điện


Qua bảng ta xét tỷ số:
T =
438,3
44829767227674
3275193642190080

12
21
=
−
−
=
−
−
=
∆
∆
YY
KK
Y
K
(năm)
Ta thấy: T =3,438<T
tc
=8 (năm)
So sánh 2 phương án ta quyết định chọn phương án 1 là phương án tối ưu
mạng cao áp , phương án này không những có Z nhỏ mà còn dễ vận hành
sữa chửa do đi tuyến cáp hình tia

• Thiết kế chi tiết cho phương án tối ưu
Sơ đồ trạm PPTT
Trạm phân phối trung tâm là nơi trực tiếp nhận điện từ hệ thống về để
cung cấp điện cho nhà máy, do đó việc lựa chọn sơ đồ nối dây của trạm có
ảnh hưởng lớn và trực tiếp đến vấn đề an toàn cung cấp điện cho nhà máy.
Sơ đồ cần phải thoả mãn các điều kiện cơ bản như: đảm bảo liên tục cung
cấp điện theo yêu cầu của phụ tải, phải rõ ràng, thuận tiện trong vận hành và

xử lýsự cố, an toàn lúc vận hành và sửa chữa, hợp lý về mặt kinh tế trên cơ
sở đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật.
Nhà máy Đồng hồ chính xác được xếp vào phụ tải loại I, do tính chất
quan trọng của nhà máy nên trạm phân phối được cung cấp bởi hai đường
dây với hệ thống 1 thanh góp có phân đoạn, liên lạc giữa hai phân đoạn của
thanh góp bằng máy cắt hợp bộ. Trên mỗi phân đoạn thanh góp đặt một máy
biến áp đo lường ba pha năm trụ có cuộn tam giác hở báo chạm đất 1 pha
trên cáp 10 kV. Để chống sét từ đường dây truyền vào trạm đặt chống sét
van trên mỗi phân đoạn thanh góp. Máy biến dòng được đặt trên tất cả các lộ
vào ra của trạm có tác dụng biến đổi dòng điện lớn (sơ cấp) thành dòng điện
5 A để cung cấp cho các dụng cụ đo lường và bảo vệ.
23
Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Đồ Án Cung Cấp Điện
Khoa Điện

Hình 2.3 Sơ đồ Trạm phân phối trung tâm
24
MCLL

TG1 TG2
Tủ BU

và

CSV
Hìn
h
2.4
Sơ
đồ

ghép
nối
trạm
PPT
T
Dao
cách
lycó
3 vị
trí:
hở
mạch
nối
mạch
và
tiếp
đất.
Cá
c
tủ
M
C
đầ
u
ra
củ
a
ph
ân
đo

ạn
T
G
1
Tủ
MC
đầu
vào
Cá
c tủ
má
y
cắt
đầu
ra
của
phâ
n
đoạ
n
TG
2
T
ủ
B
U
B
U
B
U

B
U

và
CSV

Tủ MC

phân

đoạn
Tñ
M
C
®Çu
vµo
Tất cả
các tủ
hợp bộ
cuủa
hãng
SIEMEN
S, cách
điện
bằng
SF6, loại
8DC11,k
hôngcần
bảo trì
Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội Đồ Án Cung Cấp Điện

Khoa Điện
25