CUNG CẤP ĐIỆN TÍNH TOÁN PHỤ TẢI CỦA XÍ NGHIỆP CÔNG NGHIỆP

CHƯƠNG I: 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.
1.1. Xác định phụ tải của từng xí nghiệp và phụ tải
1.1.1. Phân xưởng điện phân
1.1.1.1. Phụ tải động lực:
Theo bảng số liệu 1.1 ta có:
Tổng công suất đặt là :
Hệ số nhu cầu :

knc1

Hệ số công suất :

P1∑ =1800 kW

= 0,5

Cosϕ1

= 0,7 → Tanϕ1=1,02

Công suất tính toán của phân xưởng :
Pdl1 =

knc1 P1∑
.

= 0,5.1800 = 900( kW)

Qđl1= Pdl1. Tanϕ1 900.1,02=918(kVAr)
1.1.1.2 Phụ tải chiếu sáng và thông thoáng:
A.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 : Cosϕ=1 ; Tanϕ=0→ Qcs=0
Bóng tuypt có

: Cosϕ=0,8 ; Tanϕ=0,75→Qcs≠0

Như vậy ta sẽ chọn đèn sợi đốt cho xưởng đúc
Phụ tải chiếu sáng được xác định theo công suất chiếu sáng trên một đơn vị
diện tích.
Công thức tính : Pcs = p0.S
Qcs = Pcs.tanϕ
Trong đó :
+ p0 : suất phụ tải chiếu sáng trên đơn vị diện tích (12 W /m2)

+ S : diện tích cần được chiếu sáng (m2)
+ ϕ : hệ số công suất của bóng đèn
Diện tích chiếu sáng toàn phân xưởng : S = a.b = 30.150 = 4500 m2

Suất phụ tải tính toán chung cho toàn phân xưởng , chọn p0 = 12 (W/m2)
Vậy ta được :
Pcs1 = 12.4500.0.001 = 54(kW)
Qcs1 = 0 (do dùng bóng sợi đốt)
B. phụ tải thông thoáng.
Trong các phân xưởng của nhà máy cần phải có bộ phận thông thoáng và làm
mát đẻ cho giảm nhiệt độ cho phân xưởng do trong quá trình xản suất các thiết
bị động lực và chiêú sáng và nhiệt độ cơ thể người tỏa ra sẽ gây tăng nhiệt độ
phòng ,nếu không dk trang thiiets bị hệ thống thông thoáng và làm mát sẽ gây
ảnh hưởng đến năng suất lao động ,sản phẩm trang thiết bị sẽ ảnh hưởng đến
sức khỏe công nhân làm việc trong phân xưởng .Trong các kho hàng kho nhiên
liệu ta sử dụng hệ thống quạt thông gió nhằm giữ sản phẩm không bị ẩm ướt
tranh gây hỏng sản phẩm và luôn trong điều kiện tốt nhất đẻ đưa vào sử
dụng.trong khu hành chính ta sử dụng quạt trần và điều hòa tùy vào từng mục
đích sử dụng của từng phòng ban.
Lưu lượng gió cấp vào phân xưởng là:
L=K.V
Trong đó :
L:lưu lượng không khí cấp vào phân xưởng (m 3/h)
K:bội số tuần hoàn (lần/h)
V:thể tích gian máy (m3)
K=20 (lần/h)
Chiều cao của phân xưởng 4,7 m
Thể tích gian máy phân xưởng 1:V= 4500.4,7=2 1150(m3)
Từ đó tính được lưu lượng gió cấp vào phân xưởng là:
L= K.V= 20.21150 = 423000 (m3/h)

Chọn quạt DLHCV40-PG4SF có lưu lượng gió là 4500 (m3/h)
Từ đótính được số quạt cần dùng cho phân xưởng là:


N

= =94

q

Chọn Nq =94 quạt hút
Ngoài ra phân xưởng cần trang bị thêm 53 quạt trần có công suất là 120 (w) để
làm mát với cos =0,8

Knc = ksd +

1 − ksd
nq = 0,731

1.2. Tính toán phụ tải của toàn bộ phân xưởng
Tổng công suất tác dụng của phân xưởng được xác định như sau:

Ppxi = Pdli + Pcsi
Trong đó:
Pđli: Là phụ tải động lực của phân xưởng.
Pcs : Công suất chiếu sáng của phân xưởng
Thay số vào ta được :

Ppx1 = Pdl1 + Pcs1
= 900 + 54

= 954 ( kW )
Từ đó ta có công suất phản kháng của phân xưởng :

Q px1 = Qdl1 + Qcs1
= 1080, 45 + 0
= 1080, 45 ( kW )
Công suất biểu kiến :
s1 =

p px12 + q px12 = 9542 + 9182 = 1323,95

Vậy : S = 954 + j918(kVA).
Tính toán tương tự cho các phân xưởng còn lại nhưng các phân xưởng
10,11,12,13,14,15 ta thay bóng đèn sợi đốt bằng bóng đèn tuypt và tính
Tương tự ta có bảng sau:


TT

Tên Phân
Xưởng

Ptt

Qtt

Stt

Pđ

kW

kVAr

Kva

kw

918

1323,95

1800

0.5

954

kyc

tan phi

S

Pcs

m2

kw

1,021

4500

54

1

phân xưởng
đúc

2

bộ phận điện
phân

854

185,74

873,965

400

0.71

0,654

47500

570

3

Lắp ráp sửa
chữa

859,
1

538.067

797,844

850

0.62

1.021

27657

332,1

4

lò hơi

177,
6

117,894

213,168

350

0.42

0,802

2550

30,6

5

khối các phân
xưởng phụ trợ

418,
2

300,174

514,777

700

0.42

1.201

10350

124,2

6

máy nén1

273,
3

363,3

454,62

750

0.35

1.384

900

10,8

7

máy nén2

325,
8

435,96

544,249

900

0.35

1.384

900

10,8

8

máy bơm1

41,1
5

20,666

46.003

85

0.41

0.593

525

6,3

9

máy bơm2

35,7

38.191

52.278

70

0.42

1.299

525

6,3

10

nhà hành
chính,sinh
hoạt

398,
4

54,292

402,082

60

0.59

0.593

3700

44,4

11

kho OKC

246,
88

184,669

308,305

32

0.59

0.724

19000

228

12

kho than

137,
1

99,952

169,666

30

0.61

0.593

9900

118,8

13

kho vật liệu xỉ

33

23,912

40,753

30

0.56

0.698

1350

16,2

14

kho dụng cụ

56,5

39,627

68,805

20

0.65

0.539

3625

43,5

15

các kho khác

63,7

41,731

70

0.55

0.593

2100

25,2

16

∑

4874
,35

3086,43
5

76,152
6337,052


1.3.tính toán bù hệ số công suất
1.3.1 Tính toán bù công suất phản kháng để nâng cao hệ số công suất lên
giá trị
cosφ=0,9.
Hệ số công suất cosφ là một chỉ tiêu để đánh giá xí nghiệp công nghiệp có hợp
lý và
tiết kiệm không. Hệ số cosφ nhà máy càng cao thì giảm giá thành sản phẩm và
năng suất
kinh tế sẽ cao hơn. Vì vậy xí nghiệp cần phấn đấu nâng cao hệ số công suất.
Công suất tác dụng tính toán : ∑Pttxn= 4874,35 (kW)
Hệ số công suất cosφ1=0,769.
Công suất phản kháng tính toán của toàn xí nghiệp :
∑Qttxn

=3086,435
(KVAr)
Công suất cần thiết cho thiết bị bù nâng hệ số công suất lên giá trị cosφ2=0,9.
∑Qb = ∑Pttxn (tanφ1 - tan φ2) = 4874,35 (0,831-0,484) =1692,73(KVAr)
∑Qbttsb = ∑Qttxn - ∑Qb = 3086,435- 1692,73=1393,71(KVAr)
1.3.2.Đánh giá hiệu quả bù
Hầu hết các thiết bị đều sử dụng công suất tác dụng và công suất phản kháng.sự
tiêu thụ công suất phản kháng này sẽ được tryền tải trên lưới điện về phía
nguồn cung cấp công suất phản kháng, sự truyền tải công suất trên đường dây
sẽ làm tổn hao một lượng công suất và làm tổn hao điện áp, đồng thời làm công
suất biểu kiến tăng lên dẫn đến chi phí cho xây dựng đường dây tăng lên do đó
việc bù công suất phản kháng sẽ làm:
+ Giảm tổn thất công suất trong mạng điện
+Giảm được tổn thất điện áp trong mạng điện
+Tăng khả năng truyền tải của đường dây và máy biến áp
+Giảm được tiết diện dây dẫn tiết kiệm được chi phí
1.4. 1Xác định phụ tải tính toán cho toàn xí nghiệp
Công suất tính toán tác dụng của toàn xí nghiệp :

PXN = k dt . ∑ Ppxi


QXN = kdt . ∑ Q pxi
Trong đó kdt là hệ số đồng thời, lấy kdt = 0,7 (do có n = 15>10)
n : số phân xưởng trong xí nghiệp
Pxn = K dt .∑ PPxi = 0, 7.4874,35 = 3412, 045

kw

Công suất tính toán phản kháng của toàn xí nghiệp:

QXn = k dt .∑ QPxi = 0, 7.3086, 435 = 2160,504( k var)

Công suất biểu kiến của toàn xí nghiệp :
S XN = Pxn 2 + Qxn 2 = 3412,0452 + 2160,504 2 = 4038,543 KVA

Hệ số công suất trung bình của toàn xí nghiệp:
tanφ XN =

Pxn 3412, 045
=
= 1,579
Qxn 2160,504

1.4. 2Xây dựng biểu diễn biểu đồ phu tải :
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 nhà máy có vòng tròn có diện tích bằng phụ tải tính toán của
phân xưởng theo tỷ lệ đã chọn.
Để xác định biểu đồ phụ tải cho toàn nhà máy ta chọn tỉ lệ xích
( m = 5 MVA/mm )
- Bán kính biểu đồ phụ tải được xác định theo biểu thức :

ri =

S pxi

π .m

Trong đó:
+ Spxi là phụ tải tính toán của phân xưởng thứ i (KVA)
+ ri là bán kính vòng tròn biểu đồ phụ tải của phân xưởng thứ i (cm,m)
2

+ m là tỷ lệ xích (KVA/cm) hay (KVA/ m )


Mỗi phân xưởng có một biểu đồ phụ tải tâm của đường tròn biểu đồ phụ
tải trùng với tâm phụ tải phân xưởng.
Các trạm biến áp được đặt đúng gần sát tâm phụ tải điện
Góc chiếu sáng của biểu đồ phụ tải :

-

α cs =

360.Pcs
Ppx

Với phân xưởng đúc :
S px1

r1 =

π .m

=

1323,95
= 9,183
3,14.5

α cs1 =


360.Pcs1 360.54
=
= 21, 6
Ppx1
900

Tính toán tương tự với các xí nghiệp còn lại ta được bảng sau

TT

Tên Phân
Xưởng

Pcs
kW

1

phân xưởng
đúc

54

2

bộ phận điện
phân

570

3

Phân xưởng
lắp ráp, sửa
chữa

4

Ptt
kW

Stt
kVA

ri

ᾳcsi

1323,95

9,183

21, 6

854

873,965

7,46

197.802

332,1

859,1

797,844

7,128

332.421

lò hơi

30,6

177,6

213,168

3,684

48.824

5

khối các phân
xưởng phụ trợ

124,2

418,2

514,777

5,726

93.110

6

máy nén1

10,8

273,3

454,62

5,381

10.736

7

máy nén2

10,8

325,8

544,249

5,887

12.514

8

máy bơm1

6,3

41,15

46.003

1.711

61.641

9

máy bơm2

6,3

35,7

52.278

1.825

70.820

10

nhà hành
chính,sinh hoạt

44,4

398,4

402,082

5,061

270.943

11

kho OKC

228

246,88

308,305

4,431

335.973

12

kho than

118,8

137,1

169,666

3,287

295.601

13

kho vật liệu xỉ

16,2

33

40,753

1.611

181.593

14

kho dụng cụ

43,5

56,5

68,805

1,968

256.916

15

các kho khác

18.9

63,7

2.202

118.537

954

4874,35

76,152
6337,052


Vị trí các phân xưởng theo 2 trục X và Y là: ( Hàng ngang là kí hiệu của các
phân xưởng trên sơ đồ )
Bảng 1.3. Bảng tọa độ các phân xưởng
tọa
độ

1

2

Y

330

535

X

500

475

(m)

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

205

160

125

510

510

110

75

530

340

205

105

265

310

525

350

465

200

265

125

125

655

175

115

305

160

1090

3

Biểu đồ phụ tải của toàn nhà máy

1.4 các phương án cung cấp điện cho các phân xưởng

Từ các số liệu tính toán ta thấy quy mô sản xuất của nhà máy là lớn do vậy ta
sẽ dự định đặt 1trạm phân phối trung gian 22kv hoặc 1 trạm biến áp trung gian
22/0,4 kv để phân phối điện áp cho các máy ba phân xưởng. Máy ba phân


xưởng ta dự định đặt một số trạm tuỳ theo phụ tải tính toán của các phân
xưởng.

Vì đây là nhà máy phân xưởng điện phân do vậy vai trò của nó rất quan trọng
trong các lĩnh vực, do đó nó đòi hỏi độ tin cậy cung cấp điện cũng rất cao nên
mạng điện nối từ trạm biến áp khu vực tới nhà máy ta dùng đường dây trên
không và đi lộ kép và để đảm bảo mỹ quan và an toàn mạng cao áp trong nhà
máy ta dùng cáp ngầm.
Các trạm biến áp phân xưởng ta dùng loại trạm kề có một mặt tường giáp với
tường của phân xưởng.
Trạm phân phối trung gian 22 kv hoặc trạm biến áp trung gian đặt tại tâm phụ
tải của toàn nhà máy.


CHƯƠNG II: XÁC ĐỊNH SƠ ĐỒ NỐI CỦA MẠNG ĐIỆN NHÀ MÁY
Theo phương án này, điện áp truyền tải từ hệ thống là 22 kV sẽ được
truyền tới trạm phân phối trung tâm nhà máy, 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.
2.1. Chọn cấp điện áp phân phối và phương án cung cấp điện cho các phân
xưởng
2.1.1 Chọn cấp điện áp phân phối
Ta dựa vào công thức kinh nghiệm sau :

U = 4.34. L + 0.016 P

Trong đó :

U - là điện áp truyền tải tính bằng kV
L - là khoảng cách truyền tải tính bằng km
P - là công suất truyền tải tính bằng kW

Khoảng cách từ điểm đấu điện tới nhà máy là L = 0,75km.
Xác định điện áp truyền tải từ hệ thống về xí nghiệp : thay các giá trị
PXN = 3510,409kW và L = 0,35km vào công thức trên ta có :
U = 4, 34. L + 0, 016 P = 4,34. 0, 75 + 0, 016.3412, 045 = 32, 286 kv

nên ta sẽ chon cấp điện áp truyền tải cho xí nghiệp là
Uđm = 22 kV.
2.1.2 Phương án 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 35 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).
Nguồn 22 kv từ hệ thống về qua tbatg được hạ xuống điện áp 0,4 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.sđm b ≥ sttnm kVA.
S ttnm
sđm b ≥ 2 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 phân phối trung
tâm
2.2. Xác định vị trí đặt của trạm biến áp
2.2.1. Xác định vị trí 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

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 trạm phân phối trung tâm 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 phân phối trung tâm 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(xo,yo) của toàn nhà máy theo công thức.
Tọa độ của trạm phân phối trung tâm được xác định theo công thức

X=

∑ S .X
∑S
i

i

i

TT

Tên Phân Xưởng

Y=
và
Bảng 2.1

∑ S .Y
∑S
i

i

i

Stt

Y

X

Stt.Y

Stt.X

kVA

m

m

kVA.m

kVA.m

436903,5

661975

1

phân xưởng đúc

1323,95

330

500

2

bộ phận điện phân

873,965

535

475 467571,275

797,844

205

525

163558,02

418868,1

3

Lắp ráp sửa chữa

415133,375

4

lò hơi

213,168

160

350

56638.72

123897.2

5

khối các phân xưởng
phụ trợ

514,777

125

465

90077.25

335087.37

6

máy nén1

454,62

510

200

231856,2

90924

7

máy nén2

544,249

510

265

352936.83

183388.745

8

máy bơm1

46.003

110

125

5153.94

5856.75

9

máy bơm2

52.278

75

125

3967.275

6612.125


10

nhà hành chính,sinh
hoạt

402,082

350

655

61458.95

115016.035

11

kho OKC

308,305

340

175

120192040

61863550

12

kho than

169,666

205

115

25865.26

14509.78

13

kho vật liệu xỉ

40,753

105

305

4396.875

12771.875

14

kho dụng cụ

68,805

265

160

14614.22

8823.68

15

các kho khác

310

1090

21171.45

74441.55

16

∑

122487237.
6

64407287.3
4

Y=

76,152
6337,052

∑ S .X
∑S

i

i

=

i

X=

∑ S .Y
∑S
i

i

i

=

122487237, 6
= 340, 493(m)
359734, 61

64407287,34
= 179, 041(m)
359734, 61

Vậy tọa độ của trạm phân phối trung tâm nhà máy : O ( 179,041 ; 340,493)
179,041

340,493

TPP
TT

y
2.3. Chọn công suất và số lượng máy biến áp
2.3.1. Phương pháp chọn máy biến áp
Các trạm biến áp (TBA) được lựa chọn dựa trên các nguyên tắc sau:

x


1. Vị trí đặt TBA phải thoả mãn các yêu cầu: gần tâm phụ tải; thuận tiện
cho việc vận chuyển, lắp đặt, vận hành, sửa chữa máy biến áp; an toàn và kinh
tế.
2. Số lượng máy biến áp (MBA) đặt trong các TBA được lựa chọn căn cứ vào
yêu cầu cung cấp điện của phụ tải; điều kiện vận chuyển và lắp đặt; chế độ làm
việc của phụ tải. Trong mọi trường hợp TBA chỉ đặt 1 MBA sẽ là kinh tế và
thuận lợi cho

việc vận hành, song độ tin cậy cung cấp điện không cao. Các TBA cung
cấp cho hộ loại I và loại II nên đặt hai MBA, hộ loại III có thể chỉ đặt 1 MBA.
Trong nhà máy sửa chữa thiết bị có 15 phân xưởng, trong đó phụ tải loại I
và loại II chiếm 70% còn lại là hộ loại III. Như vậy nhà máy sửa chữa thiết bị
được xếp vào hộ phụ tải loại I.
3, Để tránh việc làm cản trở tới quá trình sản xuất bên trong các phân
xưởng; việc phòng cháy, nổ dễ dàng, thuận lợi ; tiết kiệm về xây dựng, ít ảnh
hưởng tới các công trình khác và việc làm mát tự nhiên được tốt hơn ta chọn vị

trí trạm biến áp ở ngoài và liền kề các phân xưởng.
4. Dung lượng các MBA được chọn theo điều kiện:
n. khc. SđmB ≥ Stt
và kiểm tra theo điều kiện sự cố một MBA (trong trạm có nhiều hơn 1 MBA):
(n-1). khc.kqt. SđmB ≥ Sttsc
Trong đó:
n - số máy biến áp có trong TBA
khc - Hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường, ta chọn loại máy biến áp
chế tạo ở Việt Nam nên không cần hiệu chỉnh nhiệt độ, khc = 1


kqt - hệ số quá tải sự cố, k qt = 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 ≤ 0,93,
Sttsc- công suất tính toán sự cố. Khi sự cố một MBA có thể loại bỏ một số
phụ tải không quan trọng để giảm nhẹ dung lượng của các MBA, nhờ vậy có
thể giảm nhẹ được vốn đầu tư và tổn thất của trạm trong trạng thái làm việc
bình thường.Trong các hộ loại I và II có 30% là phụ tải loại III nên
Sttsc = 0,7. Stt .
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.
Từ những nhận xét trên ta có phương án lựa chọn các trạm biến áp phân xưởng
như sau: Đặt 7 TBA phân xưởng, trong đó:
+ Trạm biến áp B1: cấp điện cho máy nén 1 và máy nén 2.
+ Trạm biến áp B2: cấp điện cho bộ phận điện phân
+ Trạm biến áp B3: cấp điện cho Nhà hành chính,sinh hoạt
+ Trạm biến áp B4: cấp điện cho phân xưởng lắp ráp sưa chữa, phân xưởng đúc
và các kho khác
+ Trạm biến áp B5: cấp điện cho lò hơi và kho vật liệu xỉ
+ Trạm biến áp B6: cấp điện cho khối các phân xưởng phụ trợ

+ Trạm biến áp B7: cấp điện cho máy bơm 1 và máy bơm 2, kho OKC,kho
than và kho dụng cụ
2.3.3.2. Chọn dung lượng máy biến áp
+ Trạm B1 : gồm hai máy biến áp làm việc song song và cung cấp điện
cho máy nén1 và 2. Tính toán công suất của MBA trong một trạm biến áp
S dmB ³

Stt
998,869
=
= 499, 4345
n.k hc
2
(kVA)

+Kiểm tra điều kiện quá tải sự cố :
(n-1).khc.kqt.SdmB ≥ (1-ᾳ)Sttsc


→

SdmB ³

Sttsc
699, 208
=
= 499, 4345
(n - 1).khc .kqt
1, 4

(kVA)

Ta chon MBA có công suất là 560KVA-22/0,4kV
Vậy chọn máy biến áp cho trạm biến áp 1 gồm 2 MBA làm việc song song
có công suất mỗi máy SdmB = 560 (kVA)- 22/0,4
+ Trạm B2 : gồm hai máy biến áp làm việc song song và cung cấp điện
cho bộ phận điện phân. Tính toán công suất của MBA trong một trạm biến áp
S dmB ³

Stt
873,965
=
= 436,98
n.k hc
2
(kVA)

Kiểm tra điều kiện quá tải sự cố :
(n-1).khc.kqt.SdmB ≥ Sttsc

→

S dmB ³

Sttsc
611, 78
=
= 436,98
(n - 1).khc .kqt
1, 4

(kVA)

Vậy chọn máy biến áp cho trạm biến áp 2 gồm 2 MBA làm việc song song có
công suất mỗi máy SdmB =560 (kVA)- 22/0,4 .
Tính toán tương tự các trạm biến áp khác ta được bảng sau :
Bảng 2.2
TT

Trạm
biến áp

Stt

số mba

kVA

SđmB

Ssc

chọn
mba

đơn giá

tổng
tiền

kVA

kVA

kVA

10^3vn
d

10^6vn
d

1

B1

998,869

2

449,434 669,208

560

600

336

2

B2

873,965

2

585.111 835.873

560

600

336

3

B3

402,082

2

87.799

125.426

160

600

96

4

B4

2197,94
6

2

964.308 1377.58
2

1600

600

960

5

B5

253,921

2

197.934 282.762

320

600

192

6

B6

514,777

2

360.309 514.727

560

600

336

7

B7

645,057

2

254.203 363.146

400

600

240

∑

2496

Tọa độ trạm biến áp được ghi dưới bảng sau:
Bảng 2.3 tọa độ trạm biến áp
trạm

B1

B2

B3

B4

B5

B6

B7

X

235

475

655

500

335

465

150

Y

510

535

530

220

140

125

205

trên cơ sở đã chọn được công suất các MBA ở trên ta có bảng kết quả
chọn máy biến áp cho các trạm biến áp phân xưởng như sau:

MBA3
MBA2
MBA1

MBA7

MBA4
MBA7

MBA4
MBA7

MBA5

MBA6

2.4. Chọn dây dẫn từ nguồn trạm phân phối trung tâm
Với chiều dài đường dây L = 750 m, 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 = 4400 h ứng với dây Nhôm theo bảng ta tìm được
Jkt = 1,1 A/ mm

2

Dòng điện chạy trên dây dẫn được xác định :


S
4038,543
=
= 52,99 A
2
3.
U
2
3.22
I=

Tiết diện dây dẫn cần thiết
I
52,99
=
= 48,175mm 2
J
1,1
F = kt
2

Vậy ta chọn dây nhôm lõi thép, tiết diện 50 mm (AC-50)
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-50 ta có Icp = 210 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 = 2.I = 2.52, 99 = 105,98 A

Vậy Icp > Isc nên thỏa mãn điều kiện phát nóng
+ Theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép
Tra bảng dây AC-50 ta có ro = 0,65 Ω/ km, xo = 0,392 Ω/ km => tổng trở
trên đoạn dây là : Z = (r0 + jx0).l/2
=(0,65+j0,392).0,75/2
= 0,244+0,147j (Ω)
do đó:
∆U =

PXN R + QXN X 3412, 045.0, 244 + 2160, 504.0,147
=
= 52, 278(V ) < ∆U cp = 5%.22 = 1,1(kV )
Udm
22

Vậy thỏa mãn điều kiện về tổn thất điện áp
Như vậy việc lựa chọn dây dẫn AC-50 dùng để đưa điện từ nguồn về trạm
PPTT 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 điện từ trạm phân phối trung tâm nhà máy 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. Dự định dùng cáp
XLPE lõi đồng bọc thép do hãng FURUKAWA của Nhật Bản, có các thông số
kỹ thuật cho trong phụ lục.

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 phân phối trung tâm tới các
TBA phân xưởng B1, B2, B3, B4, B5, B6, B7 dùng cáp lộ kép đi ngầm.
Căn cứ vào vị trí đặt trạm biến áp phân xưởng và trạm PPTT trên mặt
bằng nhà máy, ta đề suất ra 3 phương án cấp điện như sau :
+ Phương án 1 : các trạm biến áp phân xưởng được cấp điện trưc tiếp từ
trạm PPTT (ứng với sơ đồ hình tia, đi dây vuông góc).
+ Phương án 2 và 3 : các trạm biến áp xa trạm biến áp trung tâm nhà
máy thì lấy liên thông qua các trạm ở gần trạm PPTT.
Sơ đồ đi dây của 2 phương án như sau :
*phương án 1
Phương án sử dụng trạm biến áp trung tâm (TBATT) nhận điện từ hệ thống
về, hạ xuống điện áp 22 kV sau đó cung cấp cho các TBA phân xưởng. Các
trạm biến áp B1, B2, B3, B4, B5,B6 ,B7 hạ điện áp từ 22 kV xuống 0,4 kV để
cung cấp điện cho các phân xưởng.
1. Chọn MBA phân xưởng và xác định tổn thất điện năng ∆A trong các TBA
* Chọn máy biến áp phân xưởng:


a. Chọn dây cáp
Chọn cáp từ PPTT nhà máy đến TBA phân xưởng dùng cáp Đồng 22kV,
3 lõi cách điện XLPE, đai thép vỏ PVC.
Với cáp đồng và Tmax = 4400h ⇒ tra bảng ta được Jkt=3,1 A/mm2
+ Chọn cáp từ trạm PPTT về trạm B1:
Vì đường dây dùng lộ kép truyền tải công suất nên :
I1lvMax =
Fkt =

Str1

998,869
=
= 13,106 A
2 3.U dm 2 3.22

I lvMax 13,106
=
= 4, 227 mm 2
jkt
3,1

Vậy chọn cáp có tiết diện F = 50

mm 2

, ký hiệu 2XLPE (3 50) có Icp =
´

200A.(tra bảng kĩ thuật trong sách của thầy Phạm Anh Tuân)
- Kiểm tra điều kiện phát nóng :
Isc = 2.Imax = 2.13,106 = 26,212A < Icp = 200A
- Kiểm tra theo tổn thất điện áp cho phép:


Do đoạn đường dây là rất ngắn nên tổn thất điện áp là không đáng kể, vậy
ta có thể bỏ qua không kiểm tra lại theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép.
Vậy dây đã chọn là hợp lý.
+ Chọn cáp từ trạm PPTT về trạm B2:
Vì đường dây dùng lộ kép truyền tải công suất nên :
I 2lvMax =

Fkt =

Str 2
873,965
=
= 11, 468 A
2 3.U dm 2 3.22

I lvMax 11, 468
=
= 3, 699mm 2
jkt
3,1

Vậy chọn cáp có tiết diện F =50

mm

2

, ký hiệu 2XLPE (3 50) có
´

Icp = 200A.
Kiểm tra điều kiện phát nóng Isc = 2.Imax = 2.11,468 = 22,936A < Icp = 200A
Do đoạn đường dây là rất ngắn nên tổn thất điện áp là không đáng kể, vậy ta
có thể bỏ qua không kiểm tra lại theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép.
Vậy dây đã chọn là hợp lý.
+ Chọn cáp từ trạm PPTT về trạm B3:
Vì đường dây dùng lộ đơn truyền tải công suất nên :

I 3lvMax =
Fkt =

Sttpx10
3.U dm

=

402, 082
= 10,55 A
3.22

I lvMax 10,55
=
= 3, 404mm 2
jkt
3,1

Điều kiện chọn cáp : Icp ≥ Imax , chọn cáp đồng hạ áp 4 lõi cách điện PVC
do hãng CADIVI chế tạo có tiết diện (3x50+35) với Icp = 192 A
Do đoạn đường dây là rất ngắn nên tổn thất điện áp là không đáng kể, vậy ta
có thể bỏ qua không kiểm tra lại theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép.
Vậy dây đã chọn là hợp lý.
+ Chọn cáp từ trạm PPTT về trạm B4:
Ta dùng cáp lộ kép để cung cấp điện cho xem dữ liệu phân xưởng,phân xưởng
đúc và kho khác
I4lv max =

Str4
n. 3.U dm

=

1928, 615
2 3.22

= 25,306 (A)


Fkt =

I lvMax 25,306
=
= 8,163mm 2
jkt
3,1

Vậy chọn cáp có tiết diện F =50

mm

2

, ký hiệu 2XLPE (3´ 50) có

Icp = 200A.
Kiểm tra điều kiện phát nóng Isc = 2.Imax = 2.25,306= 50,612 A < Icp = 200A
Do đoạn đường dây là rất ngắn nên tổn thất điện áp là không đáng kể, vậy ta
có thể bỏ qua không kiểm tra lại theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép.
Vậy dây đã chọn là hợp lý.

+ Chọn cáp từ trạm PPTT về trạm B5:
Ta dùng cáp lộ kép để cung cấp điện cho lò hơi và vật liệu xỉ
Str5
395,867
I5lv max = 2 3.U dm = 2. 3.22 = 5,194(A)
2
Vậy chọn cáp có tiết diện F =50 mm , ký hiệu 2XLPE (3´ 50) có. Icp = 200A.

Kiểm tra điều kiện phát nóng Isc = 2.Imax = 2.5,194= 10,298 A < Icp = 200A
Do đoạn đường dây là rất ngắn nên tổn thất điện áp là không đáng kể, vậy ta
có thể bỏ qua không kiểm tra lại theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép.
Vậy dây đã chọn là hợp lý.
+ Chọn cáp từ trạm PPTT về trạm B6
Ta dùng cáp lộ kép để cung cấp điện cho khối phụ trợ
Str6
720, 618
I6lv max = 2 3.U dm = 2. 3.22 = 9,455(A)
2
Vậy chọn cáp có tiết diện F =50 mm , ký hiệu 2XLPE (3´ 50) có

Icp = 200A.
Kiểm tra điều kiện phát nóng Isc = 2.Imax = 2.9,455= 18,91A < Icp = 200A
Do đoạn đường dây là rất ngắn nên tổn thất điện áp là không đáng kể, vậy ta
có thể bỏ qua không kiểm tra lại theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép.
Vậy dây đã chọn là hợp lý.
+Chọn cáp từ trạm PPTT về trạm B7
Ta dùng cáp lộ kép để cung cấp điện cho bơm 1,2, kho OKC kho than,kho
dụng cụ
Str7
508, 405

I7lv max = 2 3.U dm = 2. 3.22 = 6,67(A)


Vậy chọn cáp có tiết diện F =50

mm 2

, ký hiệu 2XLPE (3 50) có
´

Icp = 200A.
Kiểm tra điều kiện phát nóng Isc = 2.Imax = 2.6,671= 13,342A < Icp = 200A
Do đoạn đường dây là rất ngắn nên tổn thất điện áp là không đáng kể, vậy ta
có thể bỏ qua không kiểm tra lại theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép.
Vậy dây đã chọn là hợp lý.
Tính toán tương tự cho các trạm khác ta được bảng sau :
Đường
cáp

Ftc

L

mm2

m

TPPTTB1

3×50

225

TPPTTB2

3×50

TPPTTB3

đơn giá

thành tiền

10^3VND

10^6VND

2

280

126

490

2

280

274,4

3×50 +22

487

1

873,07

425,185

TPPTTB4

3×50

670

2

280

375,2

TPPTTB5

3×50

441

2

280

246,96

TPPTTB6

3×50

501

2

280

280,56

TPPTTB7

3×50

164

2

280

91,84

B1-7

6*630+630

445

2

726

646,14

B4-3

6*300+150

475

2

432

410,4

B4-15

3*120+70

680

1

100

68

B5-13

3*50+35

65

1

84

5,46

B7-11

3*50+35

110

1

84

9,24

B7-12

3*50+35

35

1

84

2,49

B7-8

6*50+35

120

2

84

20,16

B7-9

6*50+35

155

2

84

26,04

∑

lộ

=3008,075.10^6 vnd

b. Tính tổn thất công suất tác dụng và tổn thất điện năng trên đường dây
+ Xác định tổn thất công suất tác dụng


Tổn thất công suất tác dụng với đường dây lộ đơn
S2
∆P = 2 tt .R.10−3
U dm

(kW)

Tổn thất công suất tác dụng với đường dây lộ kép

∆P =

2

S tt R
. .10

U 2 dm 2

(kW)
−3

Trong đó :

∆P là tổn thất công suất tác dụng trên đường dây, kW
Stt là công suất tính toán, kVA
Uđm là điện áp định mức, kV
R là điện trở của đường dây, Ω .
R = r0 . L , với ro là điện trở suất của đường dây Ω/km, L là chiều dài
đường dây km.
- Tổn thất công suất tác dụng trên đường dây từ PPTT nhà máy đến trạm B1:
Có R = r0 . L = 0,494.0,225 = 0,11
∆P =

Ω

.

S 2tt .R
1323,95 2 .0,111 −3
−3
.10
=
.10 = 0, 201( kW )
2.U 2 dm
2.22 2

Tính toán tương tự cho các tuyến cáp khác, kết quả được ghi dưới bảng
sau:
TT

Trạm
biến áp

Stt

L

r0

R

Udm

∆P

kVA

m

Ω/km

Ω

kV

kW

1

TPPTTB1

1323,95

225

0.494

0.111

22

0.201

2

TPPTTB2

873,965

490

0.494

0.242

22

0.191

3

TPPTTB3

797,844

487

0.494

0.241

22

0.316

4

TPPTTB4

213,168

670

0.494

0.331

22

0,015

5

TPPTTB5

514,777

441

0.494

0.218

22

0.059