Sử dụng phần mềm EXCEL để thiết kế cung cấp điện cho trường đại học nha trang theo tiêu chuẩn IEC

1

Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Nguyễn Thị Ngọc Soạn
LỜI MỞ ĐẦU

Hệ thống điện của trường Đại học Nha Trang vì mang tính lịch sử, phát triển
cùng với sự phát triển của nhà trường nên mang tính chắp vá, sau thời gian dài sử
dụng, cải tạo lại nhưng chưa có sự tính toán thiết kế toàn bộ, do đó việc thực hiện đề
tài: “Sử dụng phần mềm EXCEL để thiết kế cung cấp điện cho trường Đại học Nha
Trang theo tiêu chuẩn IEC” là cần thiết và mang tính thực tế cao.
Đề tài này thiết kế lại mạng điện của trường Đại học Nha Trang theo tiêu chuẩn
IEC và có sử dụng phần mềm EXCEL để hổ trợ tính toán.
Trong suốt thời gian thực hiện đề tài này em đã nhận được rất nhiều sự quan tâm,
giúp đỡ. Thông qua đồ án này, em xin chân thành cảm ơn:
-

Ban Chủ nhiệm khoa và các Thầy, Cô trong khoa Điện-Điện tử đã giúp đỡ và

-

tạo điều kiện thuận lợi tốt nhất cho em hoàn thành tốt đồ án này.
Cô Nguyễn Thị Ngọc Soạn đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ em trong quá trình
thực hiện đồ án và có những ý kiến đóng góp cho đồ án được hoàn thiện hơn.

-

Anh Trung nhân viên trung tâm phục vụ thiết bị trường học, các cô, chú quản lý
giảng đường và bạn bè cùng lớp.
Một lần nữa, em xin thành thật cảm ơn!

Nha Trang, ngày 30 tháng 05 năm 2015
Sinh viên thực hiện

Trần Trung Trực

SVTH: Trần Trung Trực
Lớp: 53D - DT

Khoa: Điện - Điện Tử


2

Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Nguyễn Thị Ngọc Soạn
TÓM TẮT ĐỀ TÀI

Với đề tài: “Sử dụng phần mềm EXCEL để thiết kế cung cấp điện cho trường Đại
học Nha Trang” mục đích chính là tìm hiểu, nắm vững kiến thức và thiết kế lại hệ
thống cung cấp điện cho Trường Đại học Nha Trang.
Đề tài tập trung khảo sát lại mạng điện hiện tại của nhà trường, căn cứ vào tiêu
chuẩn thiết kế IEC để tính toán phân bố lại mạng điện của nhà trường. Quá trình thực
hiện như sau:
-

Khảo sát và nghiên cứu hệ thống điện hiện tại của trường.
Trình bày cơ sở lí thuyết cung cấp điện theo tiêu chuẩn IEC.
Tính toán, thiết kế lại hệ thống điện.
Nội dung cụ thể của đề tài được trình bày trong 6 chương:

-

Chương 1: Tổng quan về trường Đại học Nha Trang
Chương 2: Giới thiệu tiêu chuẩn IEC.
Chương 3: Cơ sở lý thuyết thiết kế hệ thống cung cấp điện theo tiêu chuẩn IEC.
Chương 4: Giới thiệu về phần mềm EXCEL
Chương 5: Khảo sát hệ thống điện hiện tại của Trường Đại học Nha Trang.
Chương 6: Thiết kế mạng điện Trường Đại học Nha Trang.
Mục đích của Đồ án là cấu trúc lại mạng điện có tính thống nhất hơn, nâng cao

được độ an toàn, tính liên tục cung cấp điện.

SVTH: Trần Trung Trực
Lớp: 53D - DT

Khoa: Điện - Điện Tử


3

Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Nguyễn Thị Ngọc Soạn
MỤC LỤC

SVTH: Trần Trung Trực
Lớp: 53D - DT

Khoa: Điện - Điện Tử

4

Đồ án tốt nghiệp

SVTH: Trần Trung Trực
Lớp: 53D - DT

GVHD: ThS. Nguyễn Thị Ngọc Soạn

Khoa: Điện - Điện Tử


5

Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Nguyễn Thị Ngọc Soạn
DANH SÁCH BẢNG BIỂU

SVTH: Trần Trung Trực
Lớp: 53D - DT

Khoa: Điện - Điện Tử


6

Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Nguyễn Thị Ngọc Soạn
DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT

ĐHNT

: Đại học Nha Trang

MBA

: Máy biến áp

TĐ

: Tủ điện

TPPC

: Tủ phân phối chính

CPU

: Bộ CPU của máy tính để bàn

CRT

: Màn hình CRT

LCD

: Màn hình tinh thể lỏng

KTTT

: Kĩ thuật tàu thủy

BT

: Bảo tàng thủy sinh vật

CT

: Căn tin

GP

: Internet G7 và cafe Phượng

A1

: Hội trường số 1

A3

: Hội trường số 3

A

: Khu nhà Ban giám hiệu

TT

: Khu nhà Khoa kĩ thuật tàu thủy

NT

: Khu nhà nuôi trồng

HH

: Khu nhà Thực hành hóa học

TB

: Khu nhà Trung tâm phục vụ trường học (quản trị thiết bị)

TVSV

: Tư vấn sinh viên

ML

: Khu nhà Thực hành máy lạnh khoa chế biến

BT1

: Bảo tàng ngư cụ

SVTH: Trần Trung Trực
Lớp: 53D - DT

Khoa: Điện - Điện Tử


7

Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Nguyễn Thị Ngọc Soạn

NTĐ

: Nhà thi đấu

SCNT

: Sân cỏ nhân tạo

NTT1

: Nhà truyền thống cũ

NTT2

: Nhà truyền thống mới

BV

: Bảo vệ

TV

: Thư viện

B3

: Khu nhà B3

SVTH: Trần Trung Trực
Lớp: 53D - DT

Khoa: Điện - Điện Tử


8

Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Nguyễn Thị Ngọc Soạn

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
Ra đời và trưởng thành trong một giai đoạn lịch sử hào hùng của dân tộc, trải
qua hơn 55 năm xây dựng và phát triển, Trường Đại học Nha Trang đã đạt được nhiều
thành tích to lớn trong sự nghiệp đào tạo cán bộ khoa học kỹ thuật, quản lý kinh tế
phục vụ ngành Thủy sản và nhiều ngành nghề kinh tế khác của Việt Nam.
1.1

VỊ TRÍ ĐỊA LÝ
Trường Đại học Nha Trang (Nha Trang University - NTU) là cơ sở đào tạo trực

thuộc Bộ Giáo dục và Đào tạo. Địa chỉ của Trường: số 02, Nguyễn Đình Chiểu, thành
phố Nha Trang, tỉnh Khánh Hòa, Việt Nam.
Cơ sở chính của Trường Đại học Nha Trang tọa lạc trên khu vực đồi La San,
phường Vĩnh Thọ, cách trung tâm thành phố 4 km về phía Bắc, gồm quần thể các ngọn
đồi có diện tích hơn 20 hecta cạnh khu du lịch Hòn Chồng. Với địa hình độc đáo của
đồi núi xen kẽ bên cạnh vịnh Nha Trang, các công trình kiến trúc phục vụ học tập và
sinh hoạt được kết nối bởi những con đường trải nhựa uốn lượn dưới bóng cây xanh
mát, Đại học Nha Trang là một trong những trung tâm đào tạo, văn hóa lớn của khu
vực và một địa chỉ du lịch hấp dẫn của thành phố biển Nha Trang.
Khuôn viên trường Đại học Nha Trang gồm hạ tầng giao thông, 8 khu giảng
đường, hệ thống các phòng thí nghiệm thựcc hành, các khu nhà hành chính, thư viện,
căn tin, 8 khu ký túc xá cho sinh viên nội trú, khu thể thao, công viên.

SVTH: Trần Trung Trực
Lớp: 53D - DT

Khoa: Điện - Điện Tử


9

Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Nguyễn Thị Ngọc Soạn

Hình 1.1: Mặt bằng trường Đại học Nha Trang
1.2

NHIỆM VỤ VÀ MỤC TIÊU
Với số lượng đông đảo sinh viên trên khắp mọi miền đất nước cùng các du học

sinh các nước bạn, trường tổ chức đào tạo nhiều cấp bậc cao đẳng, đại học, thạc sĩ, tiến
sĩ; nghiên cứu khoa học, chuyển giao công nghệ và cung cấp dịch vụ chuyên môn
nhiều lĩnh vực phục vụ yêu cầu phát triển kinh tế - xã hội, trong đó lĩnh vực thủy sản là
thế mạnh.
Áp dụng nhiều tiến bộ khoa học kĩ thuật và phương thức đào tạo mới, trường
Đại học Nha Trang đang hướng đến năm 2030 là trường Đại học định hướng ứng dụng
đa lĩnh vực, đa ngành đứng đầu khu vực Nam Trung bộ và Tây Nguyên, có uy tín trong

SVTH: Trần Trung Trực
Lớp: 53D - DT

Khoa: Điện - Điện Tử


10

Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Nguyễn Thị Ngọc Soạn

nước, đạt trình độ của các đại học lớn trong khu vực Đông Nam Á và từng bước tiến
đến một đại học định hướng ứng dụng.
1.3

NĂNG LỰC VÀ QUY MÔ ĐÀO TẠO
Là cơ sở đào tạo đại học và trên đại học có bề dày truyền thống gần 55 năm.

Trường Đại học Nha Trang không ngừng củng cố và nâng cao chất lượng đào tạo nhằm
phục vụ ngành Thủy sản cả nước. Trường đã không ngừng tăng cường quy mô và cơ

cấu ngành học theo hướng một đại học đa ngành.
 Bậc đào tạo
- Tiến sĩ: Trường đang tổ chức đào tạo NCS 4 ngành (Kỹ thuật Cơ khí động lực;
Khai thác thủy sản; Nuôi trồng thủy sản; Công nghệ Chế biến thủy sản).
- Thạc sĩ: Hiện nay đang đào tạo 10 ngành (Kỹ thuật Cơ khí; Kỹ thuật Cơ khí
động lực; Công nghệ Chế biến thủy sản; Công nghệ Sau thu hoạch; Công nghệ
thực phẩm; Công nghệ sinh học; Nuôi trồng thủy sản; Khai thác thủy sản; Kinh
tế Nông nghiệp và Quản trị kinh doanh), số lượng học viên không ngừng tăng
theo từng năm.
- Đại học & Cao đẳng: Đã được Bộ GD&ĐT cho phép tuyển sinh đào tạo các
ngành sau đây:
+ Thuỷ sản - 7 ngành: Khai thác thuỷ sản; Chế biến thuỷ sản; Kinh tế
nông nghiêp/thuỷ sản; Nuôi trồng thuỷ sản; Bệnh học thuỷ sản; Quản lý Nguồn
lợi thuỷ sản; Quản lý thủy sản.
+ Kĩ thuật và Công nghệ - 15 ngành: Khoa học hàng hải; Kĩ thuật điện –
điện tử; Kỹ thuật tầu thuỷ; Công nghệ kỹ thuật Cơ khí; Công nghệ kỹ thuật Ô
tô; Công nghệ thông tin; Công nghệ kỹ thuật nhiệt; Chế tạo máy; Kĩ thuật xây
dựng; Cơ điện tử; Công nghệ thực phẩm; Công nghệ Sau thu hoạch; Công nghệ
Hóa học; Công nghệ sinh học; Công nghệ Môi trường.
+ Kinh tế và Quản lý - 6 ngành: Kinh doanh thương mại; Quản trị kinh
doanh; Quản trị kinh doanh du lịch và Lữ hành; Kế toán; Tài chính; Hệ thống
thông tin quản lý.
+ Xã hội nhân văn - 1 ngành: Ngôn ngữ Anh.

SVTH: Trần Trung Trực
Lớp: 53D - DT

Khoa: Điện - Điện Tử

11

Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Nguyễn Thị Ngọc Soạn

Ngoài bậc đại học, Trường được Bộ GD&ĐT cho phép đào tạo bậc cao
đẳng cho tất cả các ngành của bậc đại học đang đào tạo.
Hiện nay Trường có trên 20.000 sinh viên theo học, với 2 phương thức
đào tạo là: Chính quy và vừa học vừa làm.
Chính vì vậy, khả năng nâng cao cơ sở vật chất, trang thiết bị và việc hoàn chỉnh
hệ thống cung cấp điện an toàn, liên tục và ít tổn hao là rất cần thiết để phục vụ cho
nhu cầu học tập và sinh hoạt của sinh viên.

SVTH: Trần Trung Trực
Lớp: 53D - DT

Khoa: Điện - Điện Tử


12

Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Nguyễn Thị Ngọc Soạn

CHƯƠNG 2: TIÊU CHUẨN IEC
2.1 GIỚI THIỆU VỀ TIÊU CHUẨN IEC
Uỷ ban Kỹ thuật Điện Quốc tế hay IEC (viết tắt của tiếng Anh: International
Electrotechnical Commission) được thành lập năm 1906. Mục tiêu của IEC là thúc đẩy

sự hợp tác quốc tế về tiêu chuẩn hoá trong lĩnh vực điện - điện tử và các vấn đề có liên
quan như: chứng nhận sự phù hợp tiêu chuẩn điện và hỗ trợ cho thông hiểu quốc tế [7].
IEC có mối quan hệ hợp tác chặt chẽ với nhiều tổ chức tiêu chuẩn hoá và
chuyên môn quốc tế như: ISO, Liên đoàn Viễn thông quốc tế - ITU; Ban Tiêu chuẩn
hoá Kỹ thuật điện Châu Âu - CENELEC. Đặc biệt, giữa IEC và ISO đã thiết lập một
thoả thuận về phạm vi hoạt động của mỗi tổ chức. Theo thoả thuận này, phạm vi hoạt
động của IEC bao gồm tiêu chuẩn hoá trong lĩnh vực điện - điện tử. ISO và IEC đã
phối hợp thành lập một ban kỹ thuật hỗn hợp về công nghệ thông tin được đặt trong cơ
cấu các cơ quan kỹ thuật của ISO (ISO/IEC/JTC1) [7].
Trụ sở ban đầu của tổ chức này đóng ở Luân Đôn, nay chuyển trụ sở sang đóng
tại Genève từ năm 1948.
Bộ tiêu chuẩn điện kỹ thuật (chuẩn hoá quốc tế IEC) bao gồm trên 6500 tiêu
chuẩn về thiết kế, lắp đặt hệ thống điện.
Những tiêu chuẩn của IEC được sắp xếp theo dãy số từ 6000 đến 79999. Ví dụ
IEC 60432.
Bộ tiêu chuẩn cũ của IEC đưa ra trước năm 1997 được đánh số lại bằng cách
cộng số cũ với 6000. Ví dụ tiêu chuẩn cũ số IEC 237 đặt lại là IEC 60237.
Như chúng ta đã biết, một hệ thống điện bao gồm các thành phần: Nguồn cung
cấp, thiết bị quản lý điều hành, mạng lưới dây dẫn điện, các phụ tải tiêu thụ điện, mạng
tiếp địa,...

SVTH: Trần Trung Trực
Lớp: 53D - DT

Khoa: Điện - Điện Tử


13

Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Nguyễn Thị Ngọc Soạn

Tại hội thảo Quốc tế về tiêu chuẩn thiết kế và lắp đặt điện IEC 60364 ngày
02/12/2003 Bộ xây dựng khuyến khích các đơn vị tư vấn thiết kế điện theo IEC60364
đã được hầu như các nước trên thế giới sử dụng.
Tiêu chuẩn IEC 60364 do Hội đồng Kỹ thuật điện Quốc tế (International
Electrotecnical Commission) ban hành theo tinh thần chung là mạng điện sử dụng
trong công trình phải đáp ứng các quy trình về an toàn cho con người và trang thiết bị.
Đây là tiêu chuẩn mới đối với thị trường nước ta mà rất nhiều dự án đầu tư, nhất là các
dự án của nước ngoài và liên doanh yêu cầu thực hiện.
Sự ban hành các tiêu chuẩn của bộ khoa học công nghệ nước ta trên cơ sở chấp
nhận các tiêu chuẩn của IEC trong quyết định 514/QĐ- BKHCN ngày 13/03/2006. Tuy
nhiên, khi nước ta gia nhập vào hệ thống WTO, hầu hết các nước lớn có nền công
nghiệp phát triển đều sử dụng hệ thống tiêu chuẩn về điện theo IEC mà sự chuyển dịch
để công nhận của chúng ta còn quá khiêm tốn.
Bộ khoa học và công nghệ chấp thuận một số tiêu chuẩn để phục vụ và hội nhập
quốc tế trong phần xây lắp điện của các dự án xây dựng ở nước ta.
Những tiêu chuẩn IEC sắp theo dãy số 60000-79999.
Ví dụ:
+ IEC60417: Ký hiệu hình vẽ dùng trên thiết bị - Giải thích tiêu chuẩn
này dựa trên tiêu chuẩn cũ trước năm 1997 cộng thêm 60000.
+ IEC27: theo tiêu chuẩn Việt nam mới có nghĩa là IEC600027.
2.2

MỘT SỐ TIÊU CHUẨN IEC
Các tiêu chuẩn IEC 364 do các chuyên gia y tế và kỹ thuật các nước trên thế

giới xây dựng thông qua việc so sánh cá kinh nghiệm thực tế ở phạm vi quốc tế. Hiện

SVTH: Trần Trung Trực
Lớp: 53D - DT

Khoa: Điện - Điện Tử


14

Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Nguyễn Thị Ngọc Soạn

nay các nguyện tắc về an toàn của IEC 364 và 479-1 là nền tảng của hầu hết các tiêu
chuẩn trên thế giới.
Khi Việt Nam gia nhập WTO, Bộ Khoa học Công nghệ đã ban hành một số tiêu
chuẩn TCVN chấp nhận IEC để chuyển dịch thành tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN).
Trong quyết định 514/QĐ-BKHCN ngày 13 tháng 03 năm 2006, các tiêu chuẩn
Việt nam sau đây được công nhận theo IEC:
-

TCVN7447-1: 2004 (IEC60364-1): Phần 1: Các nguyên tắc chung, sự đánh giá

các đặc trưng kỹ thuật chung, các định nghĩa.
-

TCVN7447-4-42: 2005 (IEC60364-5-53: 2001): Hệ thống lắp đặt điện của tòa

nhà. Phần 4-42: Bảo vệ an toàn; Bảo vệ chống các ảnh hưởng nhiệt
-

TCVN7447-5-53: 2005 (IEC60364-5-53: 2002): Hệ thống lắp đặt điện tòa nhà.

Phần 5-53: Lựa chọn và lắp đặt thiết bị điện. Cách ly, đóng cắt và điều khiển
-

TCVN7447-5-54: 2005 (IEC60364-5-54: 2002): Hệ thống lắp đặt điện của tòa

nhà. Phần 5-54: Lựa chọn và lắp đặt thiết bị điện. Bố trí nối đất, dây bảo vệ và dây liên
kết bảo vệ.
-

TCVN7447-5-55: 2005 (IEC60364-5-55: 2002): Hệ thống lắp đặt điện của tòa

nhà. Phần 5-55: Lựa chọn và lắp đặt thiết bị điện, các thiết bị khác.
Ngày 19/10/2006 Bộ Khoa học công nghệ đã ra quyết định số 2265/QĐBKHCN về việc ban hành tiêu chuẩn Việt nam như sau:
-

TCVN5699-2-17: 2006 (IEC60335-2-17: 2006): Thiết bị điện gia dụng và thiết
bị điện tương tự an toàn. Phần 2-17: Yêu cầu cụ thể đối với chăn gối và các thiết
bị gia nhiệt uốn được tương tự.

SVTH: Trần Trung Trực
Lớp: 53D - DT

Khoa: Điện - Điện Tử


15

Đồ án tốt nghiệp

-

GVHD: ThS. Nguyễn Thị Ngọc Soạn

TCVN5699-2-30: 2006 (IEC60335-2-30: 2004): Thiết bị điện gia dụng và thiết
bị điện tương tự. An toàn. Phần 2-30: Yêu cầu cụ thể đối với thiết bị sưởi dùng

-

trong phòng.
TCVN5699-2-36: 2006 (IEC60335-2-36:2005): Thiết bị điện gia dụng và thiết
bị điện tương tự. An toàn. Phần 2.36: Yêu cầu cụ thể đối với dãy bếp, lò, ngăn

-

giữ nóng và phần tử giữ nóng dùng trong thương mại.
TCVN5699-2-61: 2006 (IEC60335-2-61:2005): Thiết bị điện gia dụng và thiết
bị điện tương tự. An toàn. Phần 2-61: Yêu cầu cụ thể đối với thiết bị sưởi tích

-

điện dùng trong phòng.
TCVN5699-2-66: 2006 (IEC60335-2-66: 2003): Thiết bị điện gia dụng và thiết
bị điện tương tự. An toàn. Phần 2-17: Yêu cầu cụ thể đối với thiết bị gia nhiệt
đệm nước.

SVTH: Trần Trung Trực
Lớp: 53D - DT

Khoa: Điện - Điện Tử

16

Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Nguyễn Thị Ngọc Soạn

CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN
THEO TIÊU CHUẨN IEC
3.1

XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN

3.1.1 Đặt vấn đề
Xác định phụ tải là công việc quan trọng, và là bước đầu tiên trong việc thiết kế
hệ thống cung cấp điện nhằm mục đích lựa chọn, kiểm tra các phần tử mạng điện, và
biến áp theo phương pháp phát nóng và các chỉ tiêu kinh tế.
Tính toán phụ tải điện nhằm chọn tiết diện dây dẫn của lưới điện, công suất máy
biến áp, dây dẫn, các thiết bị đóng cắt, bảo vệ, tính toán tổn thất công suất, tổn thất
điện năng, lựa chọn dung lượng tụ bù, công suất phản kháng…hợp lý, đảm bảo an toàn
và kinh tế.
Phụ tải tính toán phụ thuộc vào các yếu tố: công suất, chế độ làm việc của các
thiết bị điện, phương thức vận hành hệ thống. Vì vậy, xác định chính xác phụ tải là một
nhiệm vụ khó khăn. Bởi vì, nếu phụ tải tính toán xác định nhỏ hơn phụ tải thực tế sẽ
làm giảm tuổi thọ của thiết bị điện và phụ tải tính toán lớn hơn phụ tải thực tế thì sẽ
gây ra lãng phí.
3.1.2 Các phương pháp xác định phụ tải tính toán
 Xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu

Công thức tính:
n

Ptt = k nc ∑ pdmi
i =1

SVTH: Trần Trung Trực
Lớp: 53D - DT

(3.1)

Khoa: Điện - Điện Tử


17

Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Nguyễn Thị Ngọc Soạn

Qtt = Ptt .tg ϕ
(3.2)

S tt = ptt2 + Qtt2
(3.3)
Trong đó:
Pđmi

: công suất định mức của thiết bị thứ i [kW];

Ptt, Qtt, Stt

: công suất tác dụng, công suất phản kháng và công suất toàn phần

của nhóm thiết bị [kW, kVAr, kVA]
knc

: hệ số nhu cầu (tra ở sổ tay);

n

: số thiết bị trong nhóm.

Nếu hệ số công suất Cosϕ của thiết bị trong nhóm không giống nhau ta phải tính
hệ số công suất trung bình theo công thức:
n

p cos ϕ1 + p 2 cos ϕ 2 + ... p n cos ϕ n
cos ϕ tb = 1
=
p1 + p2 + ... pn

∑ p cosϕ
i =1

i

i

n

∑p
i =1

i

(3.4)

Phương pháp này có ưu điểm là đơn giản, tính toán thuận tiện, vì thế nó được sử
dụng rộng rãi, nhưng nhược điểm của phương pháp này là kém chính xác.
 Xác định phụ tải tính toán theo công suất phụ tải trên một đơn vị diện tích

Công thức tính:

SVTH: Trần Trung Trực
Lớp: 53D - DT

Khoa: Điện - Điện Tử


18

Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Nguyễn Thị Ngọc Soạn

Ptt = p0F
(3.5)
Trong đó:
F

- diện tích sản xuất [m2],

p0

- suất phụ tải trên một đơn vị diện tích [kW/m2].

Suất phụ tải tính toán trên một đơn vị diện tích sản xuất phụ thuộc vào dạng sản
xuất và được phân tích theo số liệu thống kê.
Phương pháp này chỉ cho kết quả gần đúng, vì vậy được dùng trong thiết kế
sơ bộ. Nó cũng được dùng để tính toán phụ tải điện các phân xưởng có mật độ máy
móc tương đối đều như phân xưởng gia công cơ khí, dệt , sản suất vòng bi…
 Xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng trên một đơn

vị sản phẩm
Công thức tính :
(3.6)
Trong đó :

M: Số đơn vị sản suất ra trong một năm
wo : Suất tiêu hao điện năng trên một đơn vị sản phẩm (KWh/1đv

sản phẩm)
Tmax : Thời gian sử dụng công suất lớn nhất (h)
 Xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại Kmax và công suất trung bình

Ptb

SVTH: Trần Trung Trực
Lớp: 53D - DT

Khoa: Điện - Điện Tử


19

Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Nguyễn Thị Ngọc Soạn
n

Ptt = kmax∑ ksdi.Pñmi
i =1

Trong đó:

(3.7)

Pđm

- công suất định mức của thiết bị thứ i, kW;

ksdi

- hệ số sử dụng của thiết bị thứ i;

kmax

- hệ số cực đại, kmax = f(ksd, nhq);

nhq

: số thiết bị dùng điện hiệu quả;
-

•

Cách xác định nhq

Khi

n <

5 số thiết bị hiệu quả được xác định theo biểu thức
2

 n

 ∑ Pdm 

nhq =  ni =1
∑ ( Pdm ) 2
i =1

(3.8)

Trong đó:
Pđmi

n

•

: công suất định mức của thiết bị thứ i trong nhóm

: số thiết bị trong nhóm.

Khi

n >

5 số thiết bị hiệu quả được xác định theo bảng hay đường cong cho

trước.

SVTH: Trần Trung Trực
Lớp: 53D - DT

Khoa: Điện - Điện Tử


20

Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Nguyễn Thị Ngọc Soạn
n

Xác định tổng số thiết bị trong nhóm ( ) và tổng công suất

P∑

của

n

thiết bị

này:
n

P∑

∑P

dmi

=

1=1

(3.9)
Pmax

Xác định thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm (
Pđmi >

Xác định n1 số thiết bị thỏa điều kiện:

)

Pmax
2

n1

Xác định tổn thất công suất của n1 thiết bị:

Tính n* =
P∑

n1
n

, P* =

P1
P∑

: tổng công suất của

P1

∑P

đmi

=

i =1

(3.10)
n

thiết bị.

Sau khi tính được n* và P* tra bảng ta tìm = f (n*, P*)
nhq
*
hq

Từ đó ta tính n , từ đó ta tính được số thiết bị hiệu quả: nhq =

*

.n

Khi áp dụng phương pháp này, trong một số trường hợp có thể tính gần đúng
như sau:
n

 Trường hợp

SVTH: Trần Trung Trực
Lớp: 53D - DT

n

≤ 3 thì

Ptt

∑P
=

1=1

dmi

Khoa: Điện - Điện Tử


21

Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Nguyễn Thị Ngọc Soạn
n

Qtt

 Trường hợp

n

∑Q
=

1=1

dmi

nhq

> 3 và

< 4 thì:

n

Ptt

∑k
=

1=1

ti

.Pdmi

kti : hệ số phụ tải của thiết bị thứ I, : công suất định mức của thiết bị thứ i
cos: là hệ số trung bình của nhóm máy.
 Trường hợp > 300, ksd < 0.5 thì

hệ số cực đại kmax sẽ lấy ứng với nhq = 300
nhq
 Trường hợp

> 300, ksd > 0.5 thì:

 Đối với nhóm thiết bị có đồ thị phụ tải bằng phẳng như: máy bơm, máy

quạt, máy nén thì hệ số cực đại có thể lấy bằng 1 và lúc đó:
n

∑P
Ptt= Ptb = ksd.

1=1

dmi

Qtt = Qtb

SVTH: Trần Trung Trực
Lớp: 53D - DT

Khoa: Điện - Điện Tử


22

Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Nguyễn Thị Ngọc Soạn

Phương pháp này cho kết quả tương đối chính xác vì khi xác định hệ số
thiết bị điện hiệu quả đã xét tới một loạt yếu tố quan trọng như ảnh hưởng của
số lượng thiết bị trong nhóm, số thiết bị có công suất lớn nhất cũng như sự khác

nhau về chế độ làm việc của chúng.
3.2

CHỌN PHƯƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN
Có hai dạng cơ bản :
- Dạng hình tia
- Dạng phân nhánh

Hình 3.1: Sơ đồ mạng phân nhánh

SVTH: Trần Trung Trực
Lớp: 53D - DT

Khoa: Điện - Điện Tử


23

Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Nguyễn Thị Ngọc Soạn

Hình 3.2: Sơ đồ mạng hình tia

Trong đó:

DCL1: Dao cách ly cao áp
DCL2: Dao cách ly hạ áp
BAHA: Biến áp hạ áp

So sánh giữa các loại sơ đồ mạng hình tia và mạng phân nhánh ta thấy sơ đồ nào
đảm bảo được độ tin cậy cung cấp điện hơn, giảm được chi phí vận hành và sửa chữa
thì ta chọn sơ đồ đó.
3.3 TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH
3.3.1 Khái niệm chung
Ngắn mạch là hiện tượng các pha chập lại với nhau và chạm đất, hay nói cách
khác đó là hiện tượng mạch điện bị nối tắt qua một tổng trở suất nhỏ có thể xem như

SVTH: Trần Trung Trực
Lớp: 53D - DT

Khoa: Điện - Điện Tử


24

Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Nguyễn Thị Ngọc Soạn

bằng không. Khi ngắn mạch tổng trở của hệ thống bị giảm xuống và tùy theo vị trí của
điểm ngắn mạch xa hay gần nguồn cung cấp mà tổng trở của hệ thống giảm nhiều hay
ít.
Khi ngắn mạch dòng điện và điện áp trong thời gian quá độ đều thay đổi, dòng
điện tăng lên rất nhiều so với lúc làm việc bình thường. Còn điện áp trong mạng điện
cũng giảm xuống nhiều hay ít là tùy thuộc vào vị trí điểm ngắn mạch so với nguồn
cung cấp. Thời gian điện áp giảm xuống xác định bằng thời gian tác động của rơle bảo
vệ và của máy cắt điện đặt gần nhất.
Trong thực tế, ta thường gặp các dạng ngắn mạch sau:
- Ngắn mạch ba pha 5%

- Hai pha 10%
- Một pha 65%
- Hai pha chạm đất 20%
Để lựa chọn được tốt các phần của hệ thống cung cấp điện, chúng ta phải dự
đoán được các tình trạng ngắn mạch như: dòng điện ngắn mạch và công suất ngắn
mạch, các số liệu này còn là căn cứ quan trọng để thiết kế hệ thống bảo vệ rơle, định
phương thức vận hành của hệ thống cung cấp điện…Vì vậy tính toán ngắn mạch là
phần không thể thiếu được khi thiết kế hệ thống cung cấp điện.

Nguyên nhân ngắn mạch:
- Tác động cơ học: cây đổ, gãy, giông bão, tai nạn…
-

Tác động bên trong: cách điện hỏng bởi dùng quá nhiêt.

SVTH: Trần Trung Trực
Lớp: 53D - DT

Khoa: Điện - Điện Tử


25

Đồ án tốt nghiệp

GVHD: ThS. Nguyễn Thị Ngọc Soạn

Hậu quả:
-

Làm phát nóng các bộ phận bên trong có dòng ngắn mạch đi qua dây dẫn

làm hư hỏng thiết bị.
-

Có thể sinh ra lực điện động nó có thể phá hủy độ bền cơ học của khí cụ

điện.
- Làm mất điện gây nên thiệt hại về kinh tế.
- Phá hủy tính đồng bộ của hệ thống.
3.3.2 Phương pháp tính dòng ngắn mạch
Mục đích: Tính dòng ngắn mạch để chúng ta chọn thiết bị và khí cụ điện bảo vệ
hệ thống, tự động xác lập chế độ ổn định.
Phương pháp xác định dòng ngắn mạch.
•

Ngắn mạch tại thanh cái của MBA phân phối
Một cách sơ bộ có thể tính toán dòng ngắn mạch bỏ qua tổng trở của hệ thống
lưới trung thế:
Trong đó:

Pn : Công suất định mức của MBA (kVA)
U20 : Điện áp dây phía thứ cấp khi không tải (V)
In : Dòng định mức (A)
ISC : Dòng ngắn mạch (A)
Usc : Điện áp ngắn mạch (%)
Giá trị tiêu biểu Usc của MBA phân phối được cho trong bảng sau:
Bảng 3.1: Giá trị Usc cho MBA có điện áp sơ cấp ≤ 20kV
USC (%)
Công suất định mức của MBA

Dạng của MBA
Dầu

SVTH: Trần Trung Trực
Lớp: 53D - DT

Khô

Khoa: Điện - Điện Tử