Thiết kế cung cấp điện cho một xí nghiệp công nghiệp

Lời mở đầu
Trong công cuộc xây dựng đất nước hiện nay thì ngành công nghiệp điện luôn giữ
một vai trò hết sức quan trọng, trở thành ngành không thể thiếu trong nền kinh tế
quốc dân và thiết kế cung cấp điện là việc đầu tiên phải làm.
Khi các nhà máy và xí nghiệp không ngừng được xây đựng thì các hệ thống cung
cấp điện cũng cần phải được thiết kế và xây dựng. Đồ án môn học Cung cấp điện
là bước khởi đầu giúp cho sinh viên ngành Hệ thống điện hiểu được một cách tổng
quát những công việc phải làm trong việc thiết kế một hệ thống cung cấp điện và về
chuyên ngành Cung cấp điện.
Nội dung của đồ án là Thiết kế cung cấp điện cho một phân xưởng sản xuất công
nghiệp. Đồ án bao gồm các phần chính sau:
1. Tính toán phụ tải điện
2. Xác định sơ đồ cấp điện
3. Lựa chọn thiết bị và kiểm tra các thiết bị của sơ đồ nối điện
4. Tính chọn tụ bù nâng cao hệ số công suất
Do kiến thức còn hạn chế nên đồ án này của em không tránh khỏi những thiếu sót,
em rất mong thầy cô trong bộ môn góp ý để bản đồ án của em được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn của thầy Phạm Mạnh Hải đã giúp em
hoàn thành đồ án môn học này.
Hà Nội, ngày 14 tháng 06 năm 2013
Sinh viên: Ngô Văn Hà

1


Mục lục
1 Tính toán phụ tải điện

1

1.1 Tính toán phụ tải chiếu sáng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2

1.2 Tính toán phụ tải động lực . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3

1.2.1

Phân chia nhóm thiết bị . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3

1.2.2

Xác định phụ tải tính toán cho các nhóm phụ tải động lực: . . .

5

1.2.3

Phụ tải tính toán tổng hợp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8

2 Xác định sơ đồ cấp điện

9

2.1 Xác định vị trí đặt trạm biến áp phân xưởng . . . . . . . . . . . . . . . .

9

2.2 Chọn công suất và số lượng máy biến áp . . . . . . . . . . . . . . . . . .

9

2.2.1

Chọn số lượng máy biến áp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

9

2.2.2

Chọn công suất máy biến áp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

2.3 Lựa chọn sơ đồ nối điện tối ưu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.3.1

Nguyên tắc chung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

2.3.2

Phương án 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

2.3.3

Phương án 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

2.3.4

Phương án 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

2.3.5

Tổng kết và lựa chọn phương án tối ưu . . . . . . . . . . . . . . . 23

3 Lựa chọn và kiểm tra các thiết bị của sơ đồ nối điện

24

3.1 Lựa chọn dây dẫn của mạng động lực và chiếu sáng . . . . . . . . . . . 24
3.1.1

Lựa chọn dây dẫn từ nguồn đến trạm biến áp . . . . . . . . . . . 24

3.1.2

Lựa chọn dây dẫn cho toàn phân xưởng . . . . . . . . . . . . . . 25

3.2 Tính toán chế độ ngắn mạch cho phân xưởng . . . . . . . . . . . . . . . 26
2


3.2.1

Tính ngắn mạch cho 1 nhánh đại diện . . . . . . . . . . . . . . . 26

3.2.2

Tính ngắn mạch cho toàn bộ phân xưởng . . . . . . . . . . . . . 30

3.3 Chọn thiết bị bảo vệ

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

3.3.1

Chọn thiết bị bảo vệ phía cao áp . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

3.3.2

Chọn thiết bị phía hạ áp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

4 Tính toán bù , nâng cao hệ số công suất

44

4.1 Khái quát chung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
4.2 Các biện pháp nâng cao hệ số công suất . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
4.2.1

Biện pháp tự nhiên . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

4.2.2

Bù công suất phản kháng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

4.3 Tính toán bù công suất phản kháng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

4.3.1

Xác định dung lượng bù . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

4.3.2

Đánh giá hiệu quả về mặt kinh tế của bù công suất phản kháng

5 Một số bản vẽ chính của phân xưởng

50
54


Chương 1
Tính toán phụ tải điện
Phụ tải tính toán là phụ tải giả thiết lâu dài không đổi, tương đương với phụ tải thực
tế về mặt hiệu quả phát nhiệt hoặc mức độ huỷ hoại cách điện.
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
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.
Sau đây là một số phương pháp tính toán phụ tải thường dùng nhất trong thiết
kế hệ thống cung cấp điện:
• Phương pháp tính theo hệ số nhu cầu

• Phương pháp tính theo hệ số kM và công suất trung bình
• Phương pháp tính theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm
• Phương pháp tính theo suất phụ tải trên đơn vị diện tích sản xuất
Trong thực tế tuỳ theo quy mô và đặc điểm của công trình, tuỳ theo giai đoạn
thiết kế sơ bộ hay kỹ thuật thi công mà chọn phương pháp tính toán phụ tải điện
thích hợp.

1


GVHD: TS.Phạm Mạnh Hải

Đồ án cung cấp điện

1.1

Tính toán phụ tải chiếu sáng

Phụ tải chiếu sáng của phân xưởng cơ khí sửa chữa được xác định theo phương pháp
suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích:

Pcs = P0 .S = P0 .a.b
Trong đó:
- P0 là suất chiếu sáng trên 1 đơn vị diện tích chiếu sáng,P0 = 15 W/m2 .
- S là diện tích được chiếu sáng, m2 .
- a là chiều dài của phân xưởng, m2 .
- b là chiều rộng của phân xưởng, m2 .
=> Phụ tải chiếu sáng của phân xưởng cơ khí sửa chữa là:
Pcs =

15.24.36
= 12, 96(kW )
103

Ở trong trường hợp này ta dùng đèn sợi đốt để thắp sáng nên : cos ϕ = 1

Qcs = 0(kV ar)

SV: Ngô Văn Hà- Đ5H3

2


Đồ án cung cấp điện

1.2

GVHD: TS.Phạm Mạnh Hải

Tính toán phụ tải động lực

1.2.1

Phân chia nhóm thiết bị

Trong một phân xưởng thường có nhiều thiết bị có công suất và chế độ làm việc khác
nhau, muốn xác định phụ tải tính toán được chính xác cần phải phân nhóm thiết bị
điện. Việc phân nhóm phụ tải tuân theo các nguyên tắc sau:
• Các thiết bị điện trong cùng một nhóm nên ở gần nhau để giảm chiều dài
đường dây hạ áp. Nhờ vậy có thể tiết kiệm được vốn đầu tư và tổn thất trên

đường dây hạ áp trong phân xưởng.
• Chế độ làm việc của các thiết bị điện trong nhóm nên giống nhau để xác định
phụ tải tính toán được chính xác hơn và thuận tiện trong việc lựa chọn phương
thức cung cấp điện cho nhóm.
• Tổng công suất của các nhóm thiết bị nên xấp xỉ nhau để giảm chủng loại tủ
động lực cần dùng trong phân xưởng và trong toàn nhà máy. Số thiết bị trong
một nhóm cũng không nên quá nhiều bởi số đầu ra của các tủ động lực thường
là 8 đến 12.
Tuy nhiên thường rất khó khăn để thỏa mãn cả 3 điều kiện trên, vì vậy khi thiết kế
phải tùy thuộc vào điều kiện cụ thể của phụ tải để lựa chọn phương án tối ưu nhất
trong các phương án có thể.
Dựa vào nguyên tắc phân nhóm ở trên và căn cứ vào vị trí, công suất của các thiết
bị được bố trí trên mặt bằng phân xưởng, ta có thể chia các phụ tải thành 3 nhóm.
Kết quả phân nhóm phụ tải được trình bày ở bảng 1.1

SV: Ngô Văn Hà- Đ5H3

3


GVHD: TS.Phạm Mạnh Hải

Đồ án cung cấp điện

STT

Tên thiết bị

Số hiệu

Hệ số

cos ϕ Công suất

trên sơ đồ

P (kW)

NHÓM 1
1

Bể ngâm dung dịch kiềm

1

0,30

1

1,20

2

Bể ngâm nước nóng

2

0,36

1

2,20

3

Bể ngâm tăng nhiệt

3

0,57

0,8

2,20

4

Máy khoan bàn

7

0,62

0,85

5,50

5

Máy hàn

11

0,53

0,72

5,50

6

Máy tiện

12

0,45

0,8

8,00

7

Bàn lắp ráp và thử nghiệm

18

0,53

0,69

12,00

Tổng

36,6

NHÓM 2
1

Tủ sấy

4

0,6

0,8

7,50

2

Máy quấn dây

5

0,51

0,78

6,50

3

Bàn thử nghiệm

9

0,62

0,82

6,50

4

Cần cẩu điện

14

0,32

0,8

7,50

5

Máy hàn xung

16

0,32

0,55

20,00

6

Máy ép nguội

19

0,47

0,7

20,00

Tổng

68,00

NHÓM 3
1

Máy quấn dây

6

0,55

0,78

4,50

2

Máy khoan đứng

8

0,45

0,70

8,00

3

Máy mài

10

0,45

0,76

4,50

4

Máy mài tròn

13

0,4

0,80

3,20

5

Máy bơm nước

15

0,46

0,82

3,20

6

Bàn lắp ráp và thử nghiệm

17

0,53

0,69

10,00

7

Quạt gió

20

0,45

0,83

8,50

Tổng

41,90

Bảng 1.1: Phân nhóm phụ tải cho xưởng sản xuất công nghiệp.

SV: Ngô Văn Hà- Đ5H3

4

GVHD: TS.Phạm Mạnh Hải

Đồ án cung cấp điện

1.2.2

Xác định phụ tải tính toán cho các nhóm phụ tải động lực:

1.2.2.1

Xác định phụ tải cho nhóm 1

a, Xác định hệ số sử dụng tổng hợp ksd
Hệ số sử dụng tổng hợp được xác định theo công thức:
ksd

=

Pi .ksdi
Pi

Trong đó
- ksdi là hệ số sử dụng của thiết bị
- Pi là công suất đặt của thiết bị
⇒ Hệ số sử dụng tổng hợp của Nhóm 1 là:

ksd

=

⇒ ksd

(1, 2.0.3) + (2, 2.0, 36) + (2, 2.0, 57) + (5, 5.0, 62) + (5, 5.0, 53) + (8.0, 45) + (12.0, 53)
1, 2 + 2, 2 + 2, 2 + 5, 5 + 5, 5 + 8 + 12
= 0, 51
b, Xác định số phụ tải hiệu quả nhq

- Số thiết bị hiệu quả của nhóm 1 được xác định theo số thiết bị tương đối n∗ và công
suất tương đối P∗ trong nhóm
+) Gọi Pnmax là công suất của thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm.
Ta có :

n1

n
=

∗

n




 P = P1
∗
P
Trong đó
1
- n1 : Số thiết bị có cống suất lớn hơn .Pnmax

2
1
- P1 : Tổng công suất của các thiết bị có công suất lớn hơn .Pnmax
2
- n : Số thiết bị trong nhóm
- P : Tổng công suất của các thiết bị trong nhóm
SV: Ngô Văn Hà- Đ5H3

5


GVHD: TS.Phạm Mạnh Hải

Đồ án cung cấp điện
+)Nhìn từ bảng số liệu của nhóm 1 ở bảng 1.1 ta thấy:
- Pnmax = 12 (kW)
- n1 = 2
- n =7
- P1 =12 + 8=20 kW
- P =36,6 kW
2
= 0, 29, P∗ = 0, 55
7
+)Với n∗ và P∗ ,tra Bảng PL4 ta có :
⇒ n∗ =

n∗hq = 0, 73 ⇒ nhq = n∗hq .n = 0, 73.7 = 5
+) Tra Bảng PL5 với nhq = 5, ksd = 0, 51 ta được kM = 1, 57
⇒ Phụ tải tính toán của nhóm 1:
7

Ptt1 = kM .ksd .

Pi = 1, 57.0, 51.36, 6 = 29, 31(kW)
i=1

+) Hệ số công suất trung bình của nhóm 1:
Pi . cosϕi
1, 2 + 2, 2 + 0, 8.(2, 2 + 8) + (0, 85 + 0, 72).5, 5 + 0, 69.12
cosϕtb =
=
= 0, 78
36, 6
Pi
1.2.2.2

Xác định phụ tải tính toán cho các nhóm còn lại

+)Tương tự như nhóm 1 ta có :

NHÓM

Pmax 0,5.Pmax

n1

P1

n

(kW)

P

n*

P*

n∗hq

nhq

(kW)

(kW)

(kW)

1

12

6

2

20,00

7

36,6

0,29 0,55 0,73

5

2

20

10

2

40

6

68

0,33 0,59 0,74

4

3

10

5,00

3

26,6

7

41,9

0,43 0,63 0,82

6

Bảng 1.2: Bảng số thiết bị hiệu quả của nhóm
+) Với số thiết bị hiệu quả đã tính được,ta có bảng phụ tải tính toán cho các nhómtrong
bảng sau:

SV: Ngô Văn Hà- Đ5H3

6


GVHD: TS.Phạm Mạnh Hải

Đồ án cung cấp điện

STT

Tên thiết bị

Số hiệu

ksd

cosϕ

Công suất

trên sơ đồ

P.ksd

P.cosϕ

ksd

nhq

kM

Ptt

cosϕtb

0,51

5

1,57

29,31

0,78

0,44

4

1,78

53,26

0,70

0,48

6

1,51

30,37

0,76

P (kW)
NHÓM 1

1

Bể ngâm dung dịch kiềm

1

0,30

1

1,20

0,36

1,2

2

Bể ngâm nước nóng

2

0,36

1

2,20

0,79

2,2

3

Bể ngâm tăng nhiệt

3

0,57

0,8

2,20

1,25

1,76

4

Máy khoan bàn

7

0,62

0,85

5,50

3,41

4,68

5

Máy hàn

11

0,53

0,72

5,50

2,92

3,96

6

Máy tiện

12

0,45

0,8

8,00

3,6

6,4

7

Bàn lắp ráp và thử nghiệm

18

0,53

0,69

12,00

6,36

8,28

36,6

18,69

28,48

Tổng

NHÓM 2
1

Tủ sấy

4

0,6

0,8

7,50

4,5

6

2

Máy quấn dây

5

0,51

0,78

6,50

3,32

5,07

3

Bàn thử nghiệm

9

0,62

0,82

6,50

4,03

5,33

4

Cần cẩu điện

14

0,32

0,8

7,50

2,4

6

5

Máy hàn xung

16

0,32

0,55

20,00

6,4

11

6

Máy ép nguội

19

0,47

0,7

20,00

9,4

14

68,00

30,05

47,4

3,51

Tổng

NHÓM 3
1

Máy quấn dây

6

0,55

0,78

4,50

2,48

2
3

Máy khoan đứng

8

0,45

0,70

8,00

3,60

5,6

Máy mài

10

0,45

0,76

4,50

2,03

3,42

4

Máy mài tròn

13

0,4

0,80

3,20

1,28

2,56

5

Máy bơm nước

15

0,46

0,82

3,20

1,47

2,62

6

Bàn lắp ráp và thử nghiệm

17

0,53

0,69

10,00

5,30

6,9

7

Quạt gió

20

0,45

0,83

8,50

3,83

7,06

41,90

19,98

31,67

Tổng

Bảng 1.3: Bảng phụ tải tính toán của các nhóm
Phụ tải tính toán động lực của phân xưởng:

Pttdlpx

n

=kdt .

Ptti
i=1

Trong đó:
- Pttdlpx : Phụ tải động lực tính toán toàn phân xưởng
- kdt : Hệ số đồng thời đạt giá trị max công suất tác dụng lấy kdt =0,95
SV: Ngô Văn Hà- Đ5H3

7

GVHD: TS.Phạm Mạnh Hải

Đồ án cung cấp điện

Nhóm Ptt (kW)

Cosϕtb

Ptt.cosϕtb

1

29,31

0,78

22,86

2

53,26

0,70

37,28

3

30,37

0,76

23,08

Tổng

112,94

kđt

0,95

83,23

Bảng 1.4: Bảng tổng hợp phụ tải tính toán các nhóm
- Ptti : Công suất tác dụng tính toán nhóm thứ i
- n: số nhóm
+) Phụ tải tính toán động lực toàn phân xưởng là :
Pttdlpx =112,94.0,95=107,29(kW)
+) Hệ số công suất trung bình của các nhóm phụ tải động lực là:
cosϕtb =

1.2.3

83, 23
Ptti . cosϕi
=
= 0, 74
Ptti

112, 94

Phụ tải tính toán tổng hợp
Loại phụ tải Ptt (kW) cosϕ
Động lực

107,29

0,74

Chiếu sáng

12,96

1

Bảng 1.5: Phụ tải tính toán phân xưởng
+)Công suất tác dụng tính toán của toàn phân xưởng:
Pttpx = Pcs + Pttdlpx = 107, 29 + 12, 96 = 120, 25 (kW)
+) Hệ số công suất của cả phân xưởng:
cos ϕpx =

Ptti .cosϕi
107, 29.0, 74 + 12, 96.1
=
= 0, 77
Ptti
120, 25

⇒ tan ϕpx = 0, 83

+) Công suất phản kháng tính toán của toàn phân xưởng là:
SV: Ngô Văn Hà- Đ5H3

8


GVHD: TS.Phạm Mạnh Hải

Đồ án cung cấp điện

Qttpx = Pttpx . tan ϕpx = 120, 25.0, 83 = 99, 81(kVar)
+)Công suất tính toán toàn phân xưởng là:
Sttpx =

SV: Ngô Văn Hà- Đ5H3

Pttpx
120, 25
=
= 156, 17(kV A)
cosϕpx
0, 77

9


Chương 2
Xác định sơ đồ cấp điện
2.1

Xác định vị trí đặt trạm biến áp phân xưởng

Để lựa chọn được vị trí tối ưu cho TBA cần thỏa mãn các điều kiện sau:
- Vị trí trạm cần phải được đặt ở những nơi thuận tiện cho việc lắp đặt, vận hành
cũng như thay thế và tu sửa sau này (phải đủ không gian để có thể dễ dàng thay
máy biến áp, gần các đường vận chuyển ....)
- Vị trí trạm phải không ảnh hưởng đến giao thông và vận chuyển vật tư chính
của xí nghiệp.
- Vị trí trạm còn cần phải thuận lợi cho việc làm mát tự nhiên (thông gió tốt), có
khả năng phòng cháy, phòng nổ tốt đồng thời phải tránh được các bị hoá chất
hoặc các khí ăn mòn của chính phân xưởng này có thể gây ra
Vì những lí do trên ta chọn đặt TBA ở phía sát tường cao nhất bên trái, phía ngoài,
góc trên của phân xưởng từ trái sang, từ trên xuống.

2.2
2.2.1

Chọn công suất và số lượng máy biến áp
Chọn số lượng máy biến áp

Việc lựa chọn đúng số lượng MBA dựa trên cơ sở độ tin cậy cung cấp điện. Các phụ
tải thuộc hộ tiêu thụ loại I, TBA cần đặt từ 2 MBA trở lên nối với các phân đoạn khác
10


GVHD: TS.Phạm Mạnh Hải

Đồ án cung cấp điện

nhau của thanh góp, giữa các phân đoạn có thiết bị đóng cắt khi cần thiết. Hộ tiêu

thụ loại III chỉ cần đặt 1 MBA (yêu cầu trong kho cần có MBA dự trữ).
Ở đây số phụ tải loại I chiếm 60%,ta sẽ sử dụng 2 máy biến áp làm việc song song.

2.2.2

Chọn công suất máy biến áp

2.2.2.1

Tổng quan cách chọn

Chọn sao cho trong điều kiện làm việc bình thường trạm đảm bảo cung cấp đủ điện
năng cho phụ tải và có dự trữ một lượng công suất đề phòng khi sự cố, đảm bảo độ
an toàn cung cấp điện, tuổi thọ máy, tiêu chuẩn kinh tế kỹ thuật. Được tiến hành
dựa trên công suất tính toán toàn phần của phân xưởng và một số tiêu chuẩn khác :
ít chủng loại máy, khả năng làm việc quá tải, đồ thị phụ tải ...
Sau đây là một số tiêu chuẩn chọn máy biến áp:
+) Khi làm việc ở điều kiện bình thường:
n.khc .SdmB ≥ Stt
+) Kiểm tra khi xảy ra sự cố một máy biến áp( đối với trạm có nhiều hơn 1 MBA):
(n − 1).khc .kqt .SdmB ≥ Sttsc
Trong đó:
• n : Số máy biến áp của trạm.
• khc : Hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường, ta chọn loại máy chế tạo ở Việt
Nam nên không cần hiệu chỉnh nhiệt độ, lấy khc = 1.
• kqt : Hệ số quá tải sự cố, kqt = 1,4 nếu thoả mãn điều kiện MBA vận hành quá
tải không quá 5 ngày đêm, thời gian quá tải trong một ngày đêm không vượt
quá 6h và trước khi quá tải MBA vận hành với hệ số tải không quá 0,93.
• Sttsc : Công suất tính toán sự cố. Khi sự cố một máy biến áp có thể loại bỏ một
số phụ tải không quan trọng để giảm nhẹ dung lượng của các MBA(các phụ tải

loại III), nhờ vậy có thể giảm được vốn đầu tư và tổn thất của trạm trong trạng
thái làm việc bình thường.
SV: Ngô Văn Hà- Đ5H3

11


GVHD: TS.Phạm Mạnh Hải

Đồ án cung cấp điện

+) Đồng thời cũng cần hạn chế chủng loại MBA dùng trong nhà máy để tạo điều kiện
thuận lợi cho việc mua sắm, lắp đặt, vận hành, sửa chữa, thay thế.
2.2.2.2

Chọn máy biến áp cho phân xưởng

Ta có:
- Số lượng máy biến áp n=2
- Stt = 156, 17(kVA)
Stt 156, 17
=
= 78, 09(kV A)
n.khc
2.1
Ta sẽ chọn 2 máy biến áp do ABB chế tạo, mỗi máy sẽ có công suất 100 kVA
⇒ SMBA ≥

+) Kiểm tra lại máy biến áp trong điều kiện sự cố
Khi xảy ra sự cố 1 máy biến áp,ta sẽ cắt bớt các phụ tải loại III ra khỏi hệ thống,ta có:

Sttsc
0, 6.Stt
0, 6.156, 17
=
=
= 66, 93(kV A)
kqt
1, 4
1, 4
Sttsc
(thỏa mãn)
⇒ SM BA ≥
kqt
Vậy ta sẽ sử dụng 2 máy biến áp làm việc song song,mỗi máy có công suất 100 kVA.

SMBA

Điện áp

(kVA)
2x 100

P0

Pk

(kV)

(kW)

(kW)

22/0,4

0,32

2,05

Uk %; %

I0 % ;%

Vốn đầu tư
MBA (.106 đ)

4

7,5

135,7

Bảng 2.1: Bảng thông số máy biến áp

SV: Ngô Văn Hà- Đ5H3

12


GVHD: TS.Phạm Mạnh Hải

Đồ án cung cấp điện

2.3

Lựa chọn sơ đồ nối điện tối ưu

2.3.1

Nguyên tắc chung

Trong mạng điện phân xưởng,dây dẫn và dây cáp được chọn theo những nguyên tắc
sau:
• Đảm bảo tổn thất điện áp trong phạm vi cho phép. Trong phân xưởng thì điều
kiện này có thể bỏ qua vì chiều dài đường dây rất ngắn nên

U không đáng kể

.
• Kiểm tra độ sụt áp khi có động cơ lớn khởi động. Điều kiện này ta cũng có thể
bỏ qua do phân xưởng không có động cơ có công suất quá lớn.
• Đảm bảo điều kiện phát nóng.
Như vậy nguyên tắc quan trọng nhất chính là đảm bảo điều kiên phát nóng.Sau đây
ta sẽ xét cụ thể về điều kiện phát nóng.
Cáp và dây dẫn được chọn cần thỏa mãn
khc .Icp ≥ Imax
Trong đó:
- khc : là hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường đặt cáp và số lượng cáp đi
song song trong rãnh.
- Icp : là dòng điện làm việc lâu dài cho phép của dây cáp chọn được (A).
- Ilvmax : là dòng điện làm việc lớn nhất của phân xưởng, nhóm, hay các thiết bị

điện đơn lẻ.
+) Với cáp từ TBA đến các TPP ta đi lộ kép, cáp được đặt trong hào cáp, khc =1.
+) Với cáp từ TPP đến các TĐL ta đi lộ kép, cáp đặt trong rãnh,khc =1.
+) Với cáp từ TĐL đến các thiết bị ta đi lộ đơn, cáp được đặt trong hào cáp và đi riêng
từng tuyến nên khc = 1.

SV: Ngô Văn Hà- Đ5H3

13


GVHD: TS.Phạm Mạnh Hải

Đồ án cung cấp điện

2.3.2

Phương án 1

Đặt tủ phân phối ở góc trái cao nhất của phân xưởng, gần TBA, tủ động lực ở sát
tường

6000

1

6000

TBA

A

C

B

3

24000

2

D

E

1

2

36000

3

8
4

5

20

4
5

12

11

18

7

9

16

6

15

10

17

6

Văn
phòng
xưởng

14
13
19

7
Hình 2.1: Sơ đồ đi dây phương án 1

SV: Ngô Văn Hà- Đ5H3

14


GVHD: TS.Phạm Mạnh Hải

Đồ án cung cấp điện

+) Chọn cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực nhóm 1
- Dòng điện làm việc lớn nhất:
Ilvmax =

Pttn1
29, 31
√
√
=
= 28, 55 (A)
cos ϕ.2. 3.Udm
0, 78.2. 3.0, 38

-Với Jkt =3,1(dây dẫn bằng đồng , Tmax = 4500h) và Ilvmax = 28, 55(A) ta có :

F =

Ilvmax
28, 55
=
= 9, 21(mm2 )
Jkt
3, 1

⇒ Ta chọn dây cáp vặn xoắn lõi đồng cách điện XLPE,đai tép, vỏ PVC do hãng
FURUKAWA (Nhật Bản) chế tạo: F = 10(mm2 ) , r0 = 1, 83(Ω/km) ,x0 = 0, 109(Ω/km)
và Icp = 82(A)
-Kiểm tra điều kiện phát nóng
Ta có: khc .Icp = 1.82 = 82(A) , Imax = Isc = 2.Ilvmax = 2.28, 55 = 57, 1(A)
⇒ khc. Icp ≥ Imax ( thỏa mãn điều kiện)
-Tổn thất điện áp trên đường dây
(29, 31.1, 83 + 23, 51.0, 109).8, 86.10−3
(P.r0 + Q.x0 ).L
=
= 0, 66(V )
U=
2.Udm
2.0, 38
-Tổn thất điện năng:
A=

P 2 + Q2
L
.r0 . .τ
2

Udm
2

Với τ = (0, 124 + Tmax .10−4 )2 .8760 = (0, 124 + 4000.10−4 )2 .8760 = 2405, 29 (h)
29, 312 + 23, 512
8, 86.10−6
.1,
83.
.2405, 29 = 190, 65(kWh)
0, 382
2
-Chi phí tổn thất điện năng hàng năm
⇒

A=

C=

A. c = 190, 65.1500 = 286.103 (đ)

-Vốn đầu tư đường dây(dây kép)
V = 1, 6.v0 .L = 1, 6.69, 76.8, 86.103 = 989.103 (đ).
⇒ Z = p.V + C = (atc + avh ).V + C = 0, 225.989.103 + 286.103 = 508, 53.103 (đ)
+) Tính toán cho phần còn lại
Tính tương tự như đoạn trên.Ta có bảng thông số đường dây và các chit tiêu kinh tế
-kĩ thuật
SV: Ngô Văn Hà- Đ5H3

15

GVHD: TS.Phạm Mạnh Hải

Đồ án cung cấp điện

Đoạn
dây

Công suất

Dòng

Tiết diện

Điện trở

P

Q

S

I

F

Ftc

L

kW

kVAr

kVA

A

mm2

mm2

m

r0

x0

(W/km) (W/km)

TBA-TPP

120,25

99,81 156,17 118,64

38,27

35

0,8

0,52

0,09

TPP-T1

29,31

23,51

37,57

28,54

9,21

10

8,86

1,83

0,109

T1-1

9,2

6

11,2

17,02

5,49

6

8,29

3,33

0,09

T1-2

7,7

5,3

9,35

14,21

4,58

6

2,25

3,33

0,09

T1-3

7,7

5,06

9,21

13,99

4,51

6

6,13

3,33

0,09

pt3-pt7

5,5

3,41

6,47

9,83

3,17

4

4,92

5

0,09

pt2-pt11

5,5

5,3

7,64

11,61

3,74

4

4,97

5

0,09

pt1-pt12

8

6

10

15,19

4,90

6

4,92

3,33

0,09

T1-18

12

12,59

17,39

26,42

8,52

10

6,4

1,83

0,109

TPP-T2

53,26

54,34

76,09

57,80

18,65

25

17,86

0,73

0,095

T2-4

14

10,85

17,71

26,91

8,68

10

5,1

1,83

0,109

T2-9

26,5

35,49

44,29

67,29

21,71

25

0,87

0,73

0,095

T2-14

27,5

26,15

37,95

57,66

18,60

25

14,5

0,73

0,095

pt4-pt5

6,5

5,21

8,33

12,66

4,08

6

4,15

3,08

0,09

pt9-pt16

20

30,37

36,36

55,24

17,82

25

4,61

0,73

0,095

pt14-pt19

20

20,4

28,57

43,41

14,00

16

3,37

1,15

0,101

TPP-T3

30,37

25,97

39,96

30,36

9,79

10

41,74

1,83

0,109

T3-6

13

9,34

16,01

24,32

7,85

10

4,58

1,93

0,109

T3-8

8

8,16

11,43

17,37

5,60

6

8,73

3,33

0,09

T3-15

7,7

6,09

9,82

14,92

4,81

6

1,32

3,33

0,09

T3-17

13,2

12,95

18,49

28,09

9,06

10

6,78

1,83

0,109

pt6-pt20

8,5

5,71

10,24

15,56

5,02

6

4,23

3,33

0,09

pt15-pt10

4,5

3,85

5,92

8,99

2,90

4

3,19

5

0,09

pt17-pt13

3,2

2,4

4

6,08

1,96

2,5

4,24

8

0,09

Bảng 2.2: Bảng thông số đường dây phương án 1

SV: Ngô Văn Hà- Đ5H3

16


GVHD: TS.Phạm Mạnh Hải

Đồ án cung cấp điện

Đoạn
dây

Hao tổn
U (V)

Chi phí

A (kWh/năm) v0 .106 đ/km

V .106 đ C .103 đ/năm

Z 103 đ/năm

TBA-TPP

0,08

84,61

124,8

0,16

126,92

162,86

TPP-T1

0,66

190,65

69,76

0,99

285,97

508,48

T1-1

0,68

55,47

61,12

0,51

83,21

197,22

T1-2

0,15

10,91

61,12

0,14

16,36

47,3

T1-3

0,42

28,87

61,12

0,37

43,3

127,6

pt3-pt7

0,36

17,16

45,72

0,22

25,74

76,35

pt2-pt11

0,37

24,15

45,72

0,23

36,22

87,35

pt1-pt12

0,35

27,29

61,12

0,3

40,94

108,6

T1-18

0,39

59,02

69,76

0,45

88,52

188,98

TPP-T2

1,03

628,66

99,2

2,83

942,98

1580,8

T2-4

0,36

24,39

69,76

0,36

36,58

116,63

T2-9

0,05

10,38

99,2

0,09

15,57

34,98

T2-14

0,86

126,95

99,2

1,44

190,43

514,07

pt4-pt5

0,22

7,39

61,12

0,25

11,08

68,15

pt9-pt16

0,21

37,06

99,2

0,46

55,59

158,49

pt14-pt19

0,22

26,34

83,52

0,28

39,52

102,84

TPP-T3

3,21

1015,82

69,76

4,66

1523,74

2571,98

T3-6

0,3

35,77

69,76

0,32

53,66

145,17

T3-8

0,63

31,62

61,12

0,53

47,43

167,48

T3-15

0,09

3,53

61,12

0,08

5,29

23,45

T3-17

0,46

35,33

69,76

0,47

53

159,42

pt6-pt20

0,32

12,3

61,12

0,26

18,45

76,62

pt15-pt10

0,19

4,66

45,72

0,15

6,99

39,8

pt17-pt13

0,29

4,52

30,88

0,13

6,78

36,24

15,68

3754,27

7300,86

Tổng

Bảng 2.3: Bảng tính toán kinh tế-kĩ thuật của phương án 1

SV: Ngô Văn Hà- Đ5H3

17

GVHD: TS.Phạm Mạnh Hải

Đồ án cung cấp điện

2.3.3

Phương án 2

Các tủ động lực và tủ phân phối đặt giống phương án 1,đường dây đến các phụ tải
ta sử dụng cách đi dây hình tia

6000

1

6000

TBA

A

C

B

3

24000

2

D

E

1

2

36000

3

8
4

5

20

4
5

12

11

18

7

9

16

6

15

10

17

6

Văn
phòng
xưởng

14
13
19

7
Hình 2.2: Sơ đồ đi dây phương án 2

Ta có thông số đường dây và các chỉ tiêu kinh tế-kĩ thuật sau
SV: Ngô Văn Hà- Đ5H3

18


GVHD: TS.Phạm Mạnh Hải

Đồ án cung cấp điện

Đoạn
dây

TBA-TPP

Công suất

Dòng

Tiết diện

Điện trở

P

Q

S

I

F

Ftc

L

kW

kVAr

kVA

A

mm2

mm2

m

r0

x0

(W/km) (W/km)

120,25 99,81 156,17

118,64 38,27

35

0,8

0,52

0,09

TPP-T1

29,31

23,51

37,57

28,54

9,21

10

8,86

1,83

0,109

T1-1

1,2

0

1,2

1,82

0,59

2,5

9,09

8

0,09

T1-2

2,2

0

2,2

3,34

1,08

2,5

2,52

8

0,09

T1-3

2,2

1,65

2,75

4,18

1,35

2,5

6,13

8

0,09

T1-7

5,5

3,41

6,47

9,83

3,17

4

11,92

5

0,09

T1-11

5,5

5,3

7,64

11,61

3,74

4

10,05

5

0,09

T1-12

8

6

10

15,19

4,90

6

13,07

3,33

0,09

T1-18

12

12,59

17,39

26,42

8,52

10

6,4

1,83

0,109

TPP-T2

53,26

54,34

76,09

57,80

18,65

25

17,86

0,73

0,095

T2-4

7,5

5,63

9,38

14,25

4,60

6

5,1

3,33

0,09

T2-9

6,5

4,54

7,93

12,05

3,89

4

0,87

5

0,09

T2-14

7,5

5,63

9,38

14,25

4,60

6

14,5

3,33

0,09

T2-5

6,5

5,21

8,33

12,66

4,08

6

7,64

3,33

0,09

T2-16

20

30,37

36,36

55,24

17,82

25

10,77

0,73

0,095

T2-19

20

20,4

28,57

43,41

14,00

16

17,55

1,15

0,101

TPP-T3

30,37

25,97

39,96

30,36

9,79

10

41,74

1,83

0,109

T3-6

4,5

3,61

5,77

8,77

2,83

4

4,58

5

0,09

T3-8

8

8,16

11,43

17,37

5,60

6

8,73

3,33

0,09

T3-15

3,2

2,23

3,9

5,93

1,91

2,5

1,32

8

0,09

T3-17

10

10,49

14,49

22,02

7,10

10

6,78

1,83

0,109

T3-20

8,5

5,71

10,24

15,56

5,02

6

9,97

3,33

0,09

T3-10

4,5

3,85

5,92

8,99

2,90

4

8,15

5

0,09

T3-13

3,2

2,4

4

6,08

1,96

2,5

11,64

8

0,09

Bảng 2.4: Bảng thông số dây dẫn của phương án 2

SV: Ngô Văn Hà- Đ5H3

19


GVHD: TS.Phạm Mạnh Hải

Đồ án cung cấp điện

Đoạn

Hao tổn

dây

U
(V)

A

Chi phí
v0

V

C

(kWh/năm) .106 (đ/km) .106 đ .103 đ/năm

Z
103 đ/năm

TBA-TPP

0,08

84,61

124,8

0,16

126,92

162,86

TPP-T1

0,66

190,65

69,76

0,99

285,97

508,48

T1-1

0,23

1,74

30,88

0,28

2,62

65,77

T1-2

0,12

1,63

30,88

0,08

2,44

19,95

T1-3

0,29

6,18

30,88

0,19

9,27

51,86

T1-7

0,87

41,58

45,72

0,54

62,36

184,98

T1-11

0,74

48,53

45,72

0,46

73,25

176,63

T1-12

0,93

72,5

61,12

0,8

108,75

288,48

T1-18

0,39

59,02

69,76

0,45

88,52

188,98

TPP-T2

1,03

628,66

99,2

2,83

942,98

1580,8

T2-4

0,34

24,88

61,12

0,31

37,32

107,45

T2-9

0,08

4,55

45,72

0,04

6,83

15,78

T2-14

0,97

70,73

61,12

0,89

106,1

305,51

T2-5

0,44

29,41

61,12

0,47

44,11

149,18

T2-16

0,5

173,17

99,2

1,07

259,76

500,15

T2-19

1,16

274,38

83,52

1,47

411,57

741,37

TPP-T3

3,21

1015,82

69,76

4,66

1523,74

2571,98

T3-6

0,28

12,7

45,72

0,21

19,04

66,16

T3-8

0,63

63,23

61,12

0,53

94,85

214,91

T3-15

0,09

2,68

30,88

0,04

4,01

13,19

T3-17

0,35

43,41

69,76

0,47

65,11

171,53

T3-20

0,76

57,99

61,12

0,61

86,98

224,09

T3-10

0,49

23,81

45,72

0,37

35,71

119,55

T3-13

0,79

24,82

30,88

0,36

37,23

118,1

18,28

4435,44

8547,74

Tổng

Bảng 2.5: Bảng tính toán chỉ tiêu kinh tế-kĩ thuật của phương án 2

SV: Ngô Văn Hà- Đ5H3

20


GVHD: TS.Phạm Mạnh Hải

Đồ án cung cấp điện

2.3.4

Phương án 3

Chọn tủ phân phối ở góc trên phân xưởng,các tủ động lực và sơ đồ đi dậy được bố
trí như hình sau:

6000

1

6000

TBA

A

C

B

3

24000

2

D

E

1

2

36000

3

8
4

5

20

4
5

12

11

18

7

9

16

6

15

10

17

6

Văn
phòng
xưởng

14
13
19

7
Hình 2.3: Sơ đồ đi dây phương án 3

Bảng thông số đường dây và chỉ tiêu kinh phương án 3
SV: Ngô Văn Hà- Đ5H3

21


GVHD: TS.Phạm Mạnh Hải

Đồ án cung cấp điện

Đoạn
dây

TBA-TPP

Công suất

Dòng

Tiết diện

Điện trở

P

Q

S

I

F

Ftc

L

kW

kVAr

kVA

A

mm2

mm2

m

r0

x0

(W/km) (W/km)

120,25 99,81

156,17 118,64 38,27

35

0,8

0,52

0,09

TPP-T1

29,31

23,51

37,57

28,54

9,21

10

12,96

1,83

0,109

T1-1

1,2

0

1,2

1,82

0,59

2,5

6,73

8

0,09

T1-2

2,2

0

2,2

3,34

1,08

2,5

0,21

8

0,09

T1-3

2,2

1,65

2,75

4,18

1,35

2,5

7,56

8

0,09

T1-7

5,5

3,41

6,47

9,83

3,17

4

9,58

5

0,09

T1-11

5,5

5,3

7,64

11,61

3,74

4

2,81

5

0,09

T1-12

8

6

10

15,19

4,90

6

7,68

3,33

0,09

T1-18

12

12,59

17,39

26,42

8,52

10

4,96

1,83

0,109

TPP-T2

53,26

54,34

76,09

57,80

18,65

25

27,48

0,73

0,095

T2-4

7,5

5,63

9,38

14,25

4,60

6

9,42

3,33

0,09

T2-9

6,5

4,54

7,93

12,05

3,89

4

4,03

5

0,09

T2-14

7,5

5,63

9,38

14,25

4,60

6

4,64

3,33

0,09

T2-5

6,5

5,21

8,33

12,66

4,08

6

6,33

3,33

0,09

T2-16

20

30,37

36,36

55,24

17,82

25

0,23

0,73

0,095

T2-19

20

20,4

28,57

43,41

14,00

16

8,92

1,15

0,101

TPP-T3

30,37

25,97

39,96

30,36

9,79

10

33,06

1,83

0,109

T3-6

4,5

3,61

5,77

8,77

2,83

4

9,5

5

0,09

T3-8

8

8,16

11,43

17,37

5,60

6

12,6

3,33

0,09

T3-15

3,2

2,23

3,9

5,93

1,91

2,5

8,7

8

0,09

T3-17

10

10,49

14,49

22,02

7,10

10

6,85

1,83

0,109

T3-20

8,5

5,71

10,24

15,56

5,02

6

4,14

3,33

0,09

T3-10

4,5

3,85

5,92

8,99

2,90

4

0,33

5

0,09

T3-13

3,2

2,4

4

6,08

1,96

2,5

13,33

8

0,09

Bảng 2.6: Bảng thông số đường dây phương án 3

SV: Ngô Văn Hà- Đ5H3

22