do an cung cấp điện khoa hệ thống điện

GVHD: TS.PHẠM Mạnh Hải

Đồ án cung cấp điện
LỜI MỞ ĐẦU

Hiện nay nền kinh tế nước ta đang trên đà tăng trưởng mạnh mẽ theo đường lối
công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước , vì vậy nhu cầu sử dụng điện trong lĩnh
vực công nghiệp ngày một tăng cao . Hàng loạt khu chế xuất , khu công nghiệp cũng
như các nhà máy , xí nghiệp công nghiệp được hình thành và đi vào hoạt động . Từ
thực tế đó , việc thiết kế cung cấp điện là một việc vô cùng quan trọng và là một
trong những việc đầu tiên cần phải làm .
Việc thiết kế một hệ thống cung cấp điện là không đơn giản vì nó đòi hỏi người thiết
kế phải có kiến thức tổng hợp về nhiều chuyên ngành khác nhau như cung cấp điện
, thiết bị điện , an toàn điện ,. . . Ngoài ra còn phải có sự hiểu biết nhất định về những
lĩnh vực liên quan như xã hội , môi trường , về các đối tượng sử dụng điện và mục
đích kinh doanh của họ. . . Vì vậy 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
Cung cấp điện.

LAT
EX

việc phải làm trong việc thiết kế một hệ thống cung cấp điện và về chuyên ngành
Mặc dù kiến thức còn nhiều hạn chế nhưng em cũng đã cố gắng để hoàn thành tốt
đồ án môn học này. Em rất mong sẽ nhận được nhiều lời góp ý của các thầy cô để đồ
án của em được hoàn thiện hơn.

Em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của thầy PHẠM Mạnh Hải đã giúp
đỡ em thoàn thành bản đồ án môn học này .

Hà Nội, Ngày 24 Tháng 4 Năm 2014

Sinh viên
Đinh Trọng Thủy

SVTH : Đinh Trọng Thủy -D6H2

1

Đại học Điện Lực


GVHD: TS.PHẠM Mạnh Hải

Đồ án cung cấp điện

BÀI TOÁN THIẾT KẾ

Thiết kế cung cấp điện
"Thiết kế cung cấp điện cho một phân xưởng sản xuất công nghiệp"
A.Dữ kiện
Thiết kế mạng điện cung cấp cho một phân xưởng với số liệu cho trong bảng số
liệu thiết kế cấp điện phân xưởng. Tỷ lệ phụ tải điện loại I là 70%. Hao tổn điện
áp cho phép trong mạng điện hạ áp

Ucp = 3.5%. Hệ số công suất cần nâng lên

là cosϕ = 0.90. Hệ số chiết khấu i = 12%; Công suất ngắn mạch tại điểm đấu điện
Sk ,MVA; Thời gian tồn tại của dòng ngắn mạch tk = 2.5. Giá thành tổn thất điện
năng c∆ = 1500đ/kWh.; Suất thiệt hại do mất điện gth = 8000đ/kWh. Đơn giá tụ bù
là 110.103 đ/kVAr, chi phí vận hành tụ bằng 2% vốn đầu tư, suất tổn thất trong tụ
Pb = 0.0025 kW/kVAr. Giá điện trung bình g = 1250đ/kWh. Điện áp lưới phân phối

là 22kV.

LAT
EX

Thời gian sử dụng công suất cực đại TM = 4500 (h). Chiều cao phân xưởng h = 4.7
(m). Khoảng cách từ nguồn điện đến phân xưởng L = 150(m).
Các tham số khác lấy trong phụ lục và sổ tay thiết kế cung cấp điện.
Số hiệu trên
sơ đồ
1;7;10;20;31
2;3
4;19;27
5;8
6;25;29
9;15
11;16
12;13;14
17
18;28
21;22;23;24
26;30

Tên thiết bị

Hệ số cos ϕ
Công suất đặt
ksd
kW theo các phương án
A

Quạt gió
0.35
0.67
3;3;5.5;7.5;7.5
Máy biến áp hàn , ε = 0.4
0.32
0.58
6;12
Cần cẩu 10T, ε = 0.4
0.23
0.65
18;20;30
Máy khoan đứng
0.26
0.66
2.8;7.5
Máy mài
0.42
0.62
1.5;2.2;5.5
Máy tiện ren
0.30
0.58
2.2;7.5
Máy bào dọc
0.41
0.63
12;18
Máy tiện ren
0.45

0.67
5.5;8.5;10
Cửa cơ khí
0.37
0.70
2.8
Quạt gió
0.45
0.83
10;8
Bàn lắp ráp và thử nghiệm 0.53
0.69
10;12;15;17
Máy ép quay
0.35
0.54
4;7.5

SVTH : Đinh Trọng Thủy -D6H2

2

Đại học Điện Lực


GVHD: TS.PHẠM Mạnh Hải

LAT
EX

Đồ án cung cấp điện

Hình 1: Sơ đồ mặt bằng phân xưởng

SVTH : Đinh Trọng Thủy -D6H2

3

Đại học Điện Lực


Mục lục
1 Tính toán phụ tải điện

6

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

7

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

7

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

1.2.2

Xác định phụ tải tính toán cho các nhóm phụ tải động lực: . . . 10

1.2.3

Phụ tải tính toán tổng hợp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

2 Xác định sơ đồ cấp điện

LAT
EX

1.2.1

7

16

2.1 Xác định vị trí đặt trạm biến áp cho phân xưởng . . . . . . . . . . . . . 16
2.2 Chọn số lượng và công suất máy biến áp . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
2.2.1

Chọn số lượng máy biến áp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

2.2.2

Chọn công suất máy biến áp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

2.3 Xác định tâm các nhóm phụ tải của phân xưởng . . . . . . . . . . . . . 18
2.4 Lựa chọn sơ đồ nối điện tối ưu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
2.4.1

Nguyên tắc chung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

2.4.2

Chọn dạng sơ đồ nối điện cho phân xưởng . . . . . . . . . . . . 20

2.4.3

Lựa chọn dây dẫn đến trạm biến áp của xưởng . . . . . . . . . . 23

2.4.4

Lựa chọn dây dẫn và đi dây trong phân xưởng . . . . . . . . . . . 25

2.4.5

Tổng kết và lựa chọn phương án tối ưu . . . . . . . . . . . . . . . 38

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

39

3.1 Tính toán chế độ ngắn mạch cho phân xưởng . . . . . . . . . . . . . . . 39
3.1.1

Tính ngắn mạch cho phía cao áp . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

3.1.2

Tính ngắn mạch cho 1 nhánh đại diện phía hạ áp . . . . . . . . 40

3.1.3

Tính ngắn mạch cho toàn bộ phân xưởng . . . . . . . . . . . . . 43

3.2 Chọn thiết bị bảo vệ

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
4


GVHD: TS.PHẠM Mạnh Hải

Đồ án cung cấp điện
3.2.1

Chọn thiết bị bảo vệ phía cao áp . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

3.2.2

Chọn thiết bị phía hạ áp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

4 Tính toán bù , nâng cao hệ số công suất

57

4.1 Khái quát chung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
4.2 Các biện pháp nâng cao hệ số công suất . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
4.2.1

Biện pháp tự nhiên . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58

4.2.2

Bù công suất phản kháng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58

4.3 Tính toán bù công suất phản kháng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
4.3.1

Xác định dung lượng bù . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60

4.3.2

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

LAT
EX

63

SVTH : Đinh Trọng Thủy -D6H2

5

Đại học Điện Lực


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.

LAT
EX

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.

6


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:

(1.1)

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 .

LAT
EX

- a là chiều dài của phân xưởng, m
- b là chiều rộng của phân xưởng, m

=> 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)

1.2
1.2.1

Tính toán phụ tải động lực
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:

SVTH : Đinh Trọng Thủy -D6H2

7

Đại học Điện Lực


GVHD: TS.PHẠM Mạnh Hải

Đồ án cung cấp điện

• 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 để dễ dàng cho việc điều khiển và vận
hành
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.

LAT
EX

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 5 nhóm.
Kết quả phân nhóm phụ tải được trình bày ở bảng sau :

SVTH : Đinh Trọng Thủy -D6H2

8

Đại học Điện Lực


GVHD: TS.PHẠM Mạnh Hải

Đồ án cung cấp điện
Số hiệu trên
sơ đồ

1
2
3
4

5
6

1
2
3
17
18
19

1
2
3
4
5
6
7

5
6
7
8
12
4
13

1
2
3
4

5
6
7

9
15
10
11
16
20
14

1
2
3
4
5
6
7

21
22
23
25
26
29
30

1
2

3
4
5

23
24
31
26
27

Tên thiết bị
NHÓM 1
Quạt gió
Máy biến áp hàn
Máy biến áp hàn
Cửa cơ khí
Quạt gió
Cần cẩu 10T
Tổng công suất
NHÓM 2
Máy khoan đứng
Máy mài
Quạt gió
Máy khoan đứng
Máy tiện ren
Cần cẩu 10T
Máy tiện ren
Tổng công suất
NHÓM 3
Máy tiện ren

Máy tiện ren
Quạt gió
Máy bào dọc
Máy bào dọc
Quạt gió
Máy tiện ren
Tổng công suất
NHÓM 4
Bàn lắp ráp và thử nghiệm
Bàn lắp ráp và thử nghiệm
Bàn lắp ráp và thử nghiệm
Máy mài
Máy ép quay
Máy mài
Máy ép quay
Tổng công suất
NHÓM 5
Bàn lắp ráp và thử nghiệm
Bàn lắp ráp và thử nghiệm
Quạt gió
Máy ép quay
Cần cẩu 10T
Tổng công suất

Hệ số ksd

cos ϕ

Công suất đặt
kW

0.35
0.32
0.32
0.37
0.45
0.23

0.67
0.58
0.58
0.7
0.83
0.65

3
6
12
2.8
10
20
53.8

0.26
0.42
0.35
0.26
0.45
0.23
0.45

0.66
0.62
0.67
0.66
0.67
0.65
0.67

2.8
1.5
4
7.5
5.5
18
8.5
47.8

0.30
0.30
0.35
0.41
0.41
0.35
0.45

0.58
0.58
0.67
0.63

0.63
0.67
0.67

2.2
7.5
5.5
12
18
7.5
10
62.7

0.53
0.53
0.53
0.42
0.35
0.42
0.35

0.69
0.69
0.69
0.62
0.54
0.62
0.54

10

12
15
2.2
4
5.5
7.5
56.2

0.53
0.53
0.35
0.35
0.23

0.69
0.69
0.67
0.54
0.65

15
17
7.5
4
30
73.5

LAT
EX

STT

Bảng 1.1: Bảng phân nhóm phụ tải
SVTH : Đinh Trọng Thủy -D6H2

9

Đại học Điện Lực


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

(1.2)

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

(3.0, 35) + (6.0, 32) + (12.0, 32) + (2, 8.0, 37) + (10.0, 45) + (20.0, 23)
3 + 6 + 12 + 2, 8 + 10 + 20
= 0, 31

LAT
EX

ksd

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∗ =








P1
P∗ =
P

(1.3)

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
SVTH : Đinh Trọng Thủy -D6H2

10

Đại học Điện Lực


GVHD: TS.PHẠM Mạnh Hải

Đồ án cung cấp điện
- n : Số thiết bị trong nhóm
- P : Tổng công suất của các thiết bị trong nhóm
Có 2 phương pháp để tính n∗hq :
-Tra bảng PL4 Trang 264 [1] .
-Tính theo công thức :
n∗hq =

0, 95
(1 − P∗ )2
+
n∗
1 − n∗

(1.4)

P∗2

nhq = n∗hq .n

(1.5)

Hệ số cực đại kM :
-Tra bảng PL5- Trang 265 [1].
-Tính theo công thức :
1 − ksd

LAT
EX

kM = 1 + 1, 3

nhq .ksd

(1.6)

+2

Theo thảo luận cùng thầy Hải và để thuận tiện trong tính toán ở đây ta tính n∗hq theo
công thức và kM được tra theo bảng PL5.

+)Nhìn từ bảng số liệu của nhóm 1 ở bảng trên ta thấy:
- Pnmax = 20 (kW)
- n1 = 2
- n =6
- P1 =20 + 12=32 kW
- P =53,8 kW
⇒ n∗ =

2

6

= 0, 33; P∗ = 0, 59

Ta có :

n∗hq =

0, 95
0, 95
= 0, 7
2 ⇒ nhq =
2
(1 − P∗ )
0, 59
(1 − 0, 59)2
+
+
n∗
1 − n∗
0, 33
1 − 0, 33

P∗2

SVTH : Đinh Trọng Thủy -D6H2

11

Đại học Điện Lực

GVHD: TS.PHẠM Mạnh Hải

Đồ án cung cấp điện
⇒ nhq = n∗hq .n = 0, 7.6 = 4, 2

+) Tra bảng PL5 [1] với nhq = 4, 2; ksd = 0, 31 ta được kM = 2, 1
⇒ Phụ tải tính toán của nhóm 1:
6

Ptt1 = kM .ksd .

Pi = 2, 1.0, 31.53, 8 = 35, 59(kW)
i=1

+) Hệ số công suất trung bình của nhóm 1:
3.0, 67 + 6.0, 58 + 12.0, 58 + 2, 8.0, 7 + 10.0, 83 + 20.0, 65
Pi . cosϕi
=
= 0, 66
cosϕtb =
Pi
3 + 6 + 12 + 2, 8 + 10 + 20

NHÓM
1
2
3
4

5

Xác định phụ tải tính toán cho các nhóm còn lại
Pmax 0,5.Pmax
(kW)
(kW)
20
10
18
9
18
9
15
7,5
30
15

n1
2
1
3
3
2

P1
n
(kW)
32
6
18

7
40
7
37
7
47
5

P
(kW)
53,8
47,8
62,7
56,2
73,5

n*

P*

n∗hq

nhq

0,33
0,14
0,43
0,43
0,4

0,59
0,38
0,64
0,66
0,64

0,7
0,65
0,77
0,76
0,77

4,2
4,55
5,39
5,32
3,85

LAT
EX

1.2.2.2

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

SVTH : Đinh Trọng Thủy -D6H2

12

Đại học Điện Lực


GVHD: TS.PHẠM Mạnh Hải

Đồ án cung cấp điện
STT

Tên thiết bị

Số hiệu
trên sơ đồ

ksd

cosϕ

1
2
3
4
5
6

Quạt gió
Máy biến áp hàn
Máy biến áp hàn
Cửa cơ khí
Quạt gió

Cần cẩu 10T

1
2
3
17
18
19

0,35
0,32
0,32
0,37
0,45
0,23

0,67
0,58
0,58
0,7
0,83
0,65

Tổng

P(kW)

Pksd

NHÓM 1

3,00
1,05
6,00
1,92
12
3,84
2,80
1,04
10,00
4,50
20,00
4,60
53,8
16,95
NHÓM 2
2,80
0,73
1,50
0,63
4,00
1,40
7,50
1,95
5,50
2,48
18,00
4,14
8,50
3,83
47,80

15,152
NHÓM 3
2,20
0,66
7,50
2,25
5,50
1,93
12,00
4,92
18,00
7,38
7,50
2,63
10,00
4,50
62,70
24,26
NHÓM 4

P.cosϕ

35,59

0,66

1,85
0,93
2,68
4,95

3,69
11,70
5,70
31,49

0,32

4,55

2,08

33,33

0,66

1,28
4,35
3,69
7,56
11,34
5,03
6,70
39,94

0,39

5,39

1,6

44,88

0,64

0,48

5,32

1,57

42,18

0,65

0,38

3,85

1,87

52,14

0,66

0,66
0,62
0,67
0,66
0,67
0,65

0,67

1
2
3
4
5
6
7

Máy tiện ren
Máy tiện ren
Quạt gió
Máy bào dọc
Máy bào dọc
Quạt gió
Máy tiện ren

9
15
10
11
16
20
14

0,30
0,30
0,35
0,41

0,41
0,35
0,45

0,58
0,58
0,67
0,63
0,63
0,67
0,67

21

0,53

0,69

10,00

5,30

6,90

22

0,53

0,69

12,00

6,36

8,28

23

0,53

0,69

15,00

7,95

10,35

25
26
29
30

0,42
0,35
0,42
0,35

0,62
0,54

0,62
0,54

2,20
0,92
4,00
1,40
5,50
2,31
7,50
2,63
56,20
26,87
NHÓM 5

1,36
2,16
3,41
4,05
36,51

23

0,53

0,69

15,00

7,95

10,35

24

0,53

0,69

17,00

9,01

11,73

31
26
27

0,35
0,35
0,23

0,67
0,54
0,65

7,50
4,00
30,00

73,50

2,63
1,40
6,90
27,89

5,03
2,16
19,50
48,77

4
5
6
7

LAT
EX

3

Tổng
1
2
3
4
5

Bàn lắp ráp

và thử nghiệm
Bàn lắp ráp
và thử nghiệm
Quạt gió
Máy ép quay
Cần cẩu 10T
Tổng

cosϕtb

2,1

0,26
0,42
0,35
0,26
0,45
0,23
0,45

2

Ptt

4,2

5
6
7
8

12
4
13

Bàn lắp ráp
và thử nghiệm
Bàn lắp ráp
và thử nghiệm
Bàn lắp ráp
và thử nghiệm
Máy mài
Máy ép quay
Máy mài
Máy ép quay

kM

0,31

Máy khoan đứng
Máy mài
Quạt gió
Máy khoan đứng
Máy tiện ren
Cần cẩu 10T
Máy tiện ren
Tổng

1

nhq

2,01
3,48
6,96
1,96
8,30
13,00
35,71

1
2
3
4
5
6
7

Tổng

ksd

Bảng 1.3: Bảng phụ tải tính toán của các nhóm

SVTH : Đinh Trọng Thủy -D6H2

13

Đại học Điện Lực

GVHD: TS.PHẠM Mạnh Hải

Đồ án cung cấp điện
Nhóm Ptt (kW) Cosϕtb
1
35,59
0,66
2
33,33
0,66
3
44,88
0,64
4
42,18
0,65
5
52,14
0,66
Tổng
208,12
0,65

Ptt cosϕtb
23,49
22,00
28,72
27,42
34,41

136,04

kđt

0,95

Bảng 1.4: Bảng tổng hợp phụ tải tính toán các nhóm
Phụ tải tính toán động lực của phân xưởng:
n

Pttdlpx = kđt .

Ptti

(1.7)

i=1

Trong đó:
- Pttdlpx : Phụ tải động lực tính toán toàn phân xưởng

LAT
EX

- kđt : Hệ số đồng thời cực đại của các phân xưởng, lấy kđt =0,95
- Ptti : Công suất tác dụng tính toán nhóm thứ i
- n: số nhóm

+) Phụ tải tính toán động lực toàn phân xưởng là :
Pttdlpx =208,12.0,95=197,71(kW)

+) Hệ số công suất trung bình của các nhóm phụ tải động lực là:
cosϕtb =

1.2.3

136, 04
Ptti . cosϕi
=
= 0, 65
Ptti
208, 12

Phụ tải tính toán tổng hợp
Loại phụ tải Ptt (kW) cosϕ
Động lực
197,71 0,65
Chiếu sáng
12,96
1
Bảng 1.5: Phụ tải tính toán phân xưởng

+)Công suất tác dụng tính toán của toàn phân xưởng:
SVTH : Đinh Trọng Thủy -D6H2

14

Đại học Điện Lực


GVHD: TS.PHẠM Mạnh Hải

Đồ án cung cấp điện

Pttpx = Pcs + Pttdlpx = 12, 96 + 197, 71 = 210, 67 (kW)
+) Hệ số công suất của cả phân xưởng:
cos ϕpx =

197, 71.0, 65 + 12, 96.1
Ptti .cosϕi
=
= 0, 67
Ptti
210, 67

⇒ tan ϕpx = 1, 11
+) Công suất phản kháng tính toán của toàn phân xưởng là:
Qttpx = Pttpx . tan ϕpx = 210, 67.1, 11 = 233, 84(kVar)
+)Công suất tính toán toàn phân xưởng là:
210, 67
Pttpx
=
= 314, 43(kV A)
cosϕpx
0, 67

LAT
EX

Sttpx =

SVTH : Đinh Trọng Thủy -D6H2

15

Đại học Điện Lực


Chương 2
Xác định sơ đồ cấp điện
2.1

Xác định vị trí đặt trạm biến áp cho phân xưởng

Để lựa chọn được vị trí tối ưu cho TBA cần thỏa mãn các điều kiện sau:

LAT
EX

- 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 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 bên trái, phía ngoài, cách góc
trên của phân xưởng 1 khoảng là 14 (m)

2.2

2.2.1

Chọn số lượng và công suất 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
nhau của thanh góp, giữa các phân đoạn có thiết bị đóng cắt khi cần thiết. Hộ tiêu
16


GVHD: TS.PHẠM Mạnh Hải

Đồ án cung cấp điện

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 70%,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 .SđmB ≥ Stt

LAT
EX

(2.1)

+) Kiểm tra khi xảy ra sự cố một máy biến áp( đối với trạm có nhiều hơn 1 MBA):
(n − 1).khc .kqt .SđmB ≥ Sttsc

(2.2)

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.
SVTH : Đinh Trọng Thủy -D6H2

17

Đại học Điện Lực


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 = 314, 43(kVA)
Stt 314, 43
=
= 157, 22(kV A)
n.khc
2.1
Ta sẽ chọn 2 máy biến áp do THIBIDI chế tạo, mỗi máy sẽ có công suất 180 kVA(Theo

⇒ SMBA ≥

bảng giá số 03/BG/TBĐ/2014 [3])
+) 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:

LAT

EX

Sttsc
0, 7.Stt
0, 7.314, 43
=
=
= 157, 22(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 180 kVA.

SM BA
(kVA)
2x 180

Điện áp
(kV)
22/0,4

P0
P k Uk % I0 %
(kW) (kW)
0,315 2,185
4

2

Vốn đầu tư
MBA ( .1000đ)
155.494

Bảng 2.1: Bảng thông số máy biến áp

2.3

Xác định tâm các nhóm phụ tải của phân xưởng

- Tâm qui ước của các nhóm phụ tải của phân xưởng được xác định bởi một điểm M
có toạ độ được xác định : M(X,Y) theo hệ trục toạ độ xOy
X=

n
1
n
1

SVTH : Đinh Trọng Thủy -D6H2

Pi x i

;Y =

Pi

n

1
n
1

18

Pi y i

(2.3)

Pi
Đại học Điện Lực


GVHD: TS.PHẠM Mạnh Hải

Đồ án cung cấp điện
Trong đó:

X,Y : là toạ độ của tâm các nhóm phụ tải của phân xưởng.
xi , yi :là tọa độ phụ tải thứ i tính theo hệ trục toạ độ xOy đã chọn.
Pi : là công suất của phụ tải thứ i
Ta có tọa độ tâm của các nhóm phụ tải :

STT

Tên nhóm

X

Y

1

Nhóm 1

13180.60 33444.10

2

Nhóm 2

5971.99

25527.23

3

Nhóm 3

6505.51

10023.85

4

Nhóm 4

19541.18 20389.10

5

Nhóm 5

18459.04

8088.75

Tâm phụ tải của phân xưởng :
Y=18327,83

LAT
EX

X=13120,50

SVTH : Đinh Trọng Thủy -D6H2

19

Đại học Điện Lực


GVHD: TS.PHẠM Mạnh Hải

Đồ án cung cấp điện

2.4

Lựa chọn sơ đồ nối điện tối ưu

2.4.1

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.

LAT
EX

Cáp và dây dẫn được chọn cần thỏa mãn
k1 .k2 .Icp ≥ Imax

Trong đó:

(2.4)

- k1 : là hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường đặt cáp.
- k2 : là 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, k1 =1.
+) Với cáp từ TPP đến các TĐL ta đi lộ kép, cáp đặt trong rãnh,k2 =1.

2.4.2

Chọn dạng sơ đồ nối điện cho phân xưởng

Mạng điện phân xưởng thường có các dạng chính sau:
+ Sơ đồ hình tia :
SVTH : Đinh Trọng Thủy -D6H2

20

Đại học Điện Lực