Đồ án cung cấp điện lê ĐÌNH HOÀN

1
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
tử

Ngành: Kỹ thuật điện, điện

MỤC LỤC

Sinh viên: Lê Đình Hoàn

Lớp 54KTĐ-HTĐ


2
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
tử

Ngành: Kỹ thuật điện, điện

DANH MỤC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ

Sinh viên: Lê Đình Hoàn

Lớp 54KTĐ-HTĐ


3
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
tử

Ngành: Kỹ thuật điện, điện

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
•
•
•
•
•
•
•
•

KCN: khu công nghiệp
PL: phụ lục
MBA: máy biến áp
TBA: trạm biến áp
TPP: trạm phân phối
TĐL: tủ động lực
ĐDK: đường dây trên không
NXB: nhà xuất bản

Sinh viên: Lê Đình Hoàn

Lớp 54KTĐ-HTĐ


4
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
tử

Ngành: Kỹ thuật điện, 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
yêu cầu cần phải có một lực lượng đông đảo các kỹ sư, kỹ thuật viên ngành điện tham
gia thiết kế và lắp đặt các công trình cấp điện.
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 của nhiều chuyên ngành khác nhau (cung cấp điện,
trang bị điện, kỹ thuật cao áp, 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 sản xuất của họ... Một bản thiết kế quá dư thừa sẽ gây
lãng phí khó thu hồi vồn đầu tư. Thiết kế không đảm bảo có thể sẽ gây hậu quả lớn.
Xuất phát từ yêu cầu thực tiễn đó, với kiến thức được học ở bộ môn KỸ
THUẬT ĐIỆN, em được nhận đồ án thiết kế cung cấp điện cho khu công nghiệp. Em
xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong bộ môn, đặc biệt Thầy giáo
Th.S.KHƯƠNG VĂN HẢI, người đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em hoàn thành đồ
án này. Do thời gian làm đồ án có hạn, kiến thức của bản thân còn nhiều hạn chế nên
đồ án của em không thể tránh khỏi những thiếu sót. Vậy em kính mong nhận được sự
góp ý, chỉ bảo của các thầy cô giáo để bản đồ án của em được hoàn thiện hơn.
Hà Nội, ngày 30 tháng 12 năm 2016
Sinh viên thực hiện
LÊ ĐÌNH HOÀN

Sinh viên: Lê Đình Hoàn

Lớp 54KTĐ-HTĐ

5
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
tử

Ngành: Kỹ thuật điện, điện

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ KCN

1.1 Vị trí địa lý và vai trò kinh tế
1.1.1 Vị trí địa lý
Khu công nghiệp Lễ Môn thuộc xã Quảng Hưng, Thành phố Thanh Hoá. Đây là
KCN tập trung đầu tiên của tỉnh Thanh Hoá, nằm cách trung tâm Thành phố Thanh
Hoá và Quốc lộ 1A 5 km về phía Đông, cách cảng Lễ Môn 1 km, cảng biển Nghi Sơn
60 km.
Phạm vi ranh giới xác định như sau:
• Phía Bắc giáp: Sông Quảng Châu.
• Phía Nam giáp: Quốc lộ 47.
• Phía Đông giáp: Xã Quảng Phú.
• Phía Tây giáp: Thành phố Thanh Hoá.
1.1.2 Vai trò kinh tế

Hiện nay tỉnh Thanh Hóa đang phát triển mạnh mẽ về kinh tế xã hội. Do vậy,
nhu cầu phát triển, xây dựng KCN là một điều tất yếu.
KCN Lễ Môn có quy mô được phê duyệt là: 62,61 ha, vốn đầu tư là: 63,5 tỷ
đồng. Nhưng trong quá trình xây dựng KCN, do tình hình thực tế của địa phương,
UBND tỉnh Thanh Hoá đã quyết định mở rộng thêm. Đến nay, diện tích của KCN Lễ
Môn là: 87,61 ha, mức vốn đầu tư là: 113,3 tỷ đồng.
Cơ sở hạ tầng kỹ thuật: Hệ thống cơ sở hạ tầng trong và ngoài KCN cơ bản
hoàn thiện, dịch vụ công nghiệp thuận tiện; các công trình điện, nước đã được đầu tư
đồng bộ đáp ứng nhu cầu của các nhà đầu tư.

Tại khu công nghiệp Lễ Môn khuyến khích đầu tư các dự án ứng dụng công
nghệ cao, chế tạo và gia công từ nguồn nguyên liệu trong tỉnh, sử dụng nhiều lao động
và sản xuất các mặt hàng xuất khẩu có giá trị kinh tế cao như: sản xuất cơ khí, dệt may,
chế biến nông, lâm, thủy sản, chế tạo phụ tùng ô tô và xe máy...

Sinh viên: Lê Đình Hoàn

Lớp 54KTĐ-HTĐ


6
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
tử

Ngành: Kỹ thuật điện, điện

1.2 Đặc điểm phân bố phụ tải
Phụ tải của KCN được cấp điện từ nguồn hệ thống có khoảng cách 16km qua
ĐDK dây nhôm lõi thép là 22 kV. Dung lượng ngắn mạch về phía hạ áp của TBA khu
vực 380MVA. Thời gian xây dựng công trình trong 1 năm, triết khấu là 15%/năm, thời
gian vận hành của công trình là 20 năm.
Phụ tải KCN tra Bảng 1.1 - PL.

Hình 1.1: Sơ đồ mặt bằng toàn bộ KCN
Ghi chú:
1 - Nhà máy chế tạo phụ tùng ô tô, xe máy. 4 - Nhà máy chế biến bánh kẹo.
2 - Nhà máy chế biến gỗ.

5 - Nhà máy cơ khí.

3 - Nhà máy chế biến đường.

6 - Khu dân cư.

Phụ tải nhà máy cơ khí tra Bảng 1.2 - PL.

Sinh viên: Lê Đình Hoàn

Lớp 54KTĐ-HTĐ


7
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
tử

Ngành: Kỹ thuật điện, điện

Hình 1.2: Sơ đồ toàn mặt bằng nhà máy cơ khí
Ghi chú:

1 - Phân xưởng cơ khí.

5 - Nhà máy cơ khí.

2 - Phân xưởng nhiệt luyện.

6 - Phòng thí nghiệm.

3 - Phân xưởng lắp ráp.

7 - Nhà hành chính.

4 - Phân xưởng đúc.
Danh sách các thiết bị phân xưởng sửa chữa cơ khí tra Bảng 1.3 - PL.

Sinh viên: Lê Đình Hoàn

Lớp 54KTĐ-HTĐ


8
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
tử

Ngành: Kỹ thuật điện, điện

CHƯƠNG 2: XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA KCN
2.1 Tổng quan về phương pháp xác định phụ tải tính toán
2.1.1 Khái niệm về phụ tải tính toán
Phụ tải tính toán là một số liệu rất cơ bản dùng để thiết kế hệ thống cung cấp
điện. Phụ tải tính toán là phụ tải giả thiết lâu dài không đổi của các phần tử cung cấp
điện (MBA, đường dây), tương đương với phụ tải thực tế biến đổi về hiệu ứng nhiệt
lớn nhất. Nói một cách khác, phụ tải tính toán cũng làm nóng vật dẫn lên tới nhiệt độ
bằng nhiệt độ lớn nhất do phụ tải thực tế gây ra. Như vậy, nếu chọn các thiết bị điện
theo phụ tải tính toán thì có thể đảm bảo an toàn về mặt phát nóng cho các thiết bị đó
trong mọi trạng thái vận hành.
2.1.2 Các phương pháp xác định phụ tải tính toán
2.1.2.1 Xác định theo công suất đặt và hệ số nhu cầu

Phụ tải tính toán được tính theo công thức như sau:

n

Ptt = k nc .∑ Pdi
i=1

(2.1)

Q tt = Ptt .tan ϕ

(2.2)

Stt = Ptt2 +Q 2tt =

Ptt
cosφ

(2.3)
Một cách gần đúng có thể lấy

Pd = Pdm

, khi đó ta có:

n

Ptt = k nc .∑ Pdmi
i =1

(2.4)

Trong đó:
-

N: Tổng số thiết bị trong nhóm.

-

knc: Hệ số nhu cầu, tra sổ tay.

-

Pdi, Pdmi: Công suất đặt, công suất định mức của thiết bị thứ i (kW).

-

Ptt , Qtt ,Stt

: Công suất tác dụng, phản kháng và toàn phần tính toán của

nhóm thiết bị (kW, kVAR, kVA).

Sinh viên: Lê Đình Hoàn

Lớp 54KTĐ-HTĐ


9
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
tử

Ngành: Kỹ thuật điện, điện

Phương pháp này có ưu điểm là đơn giản, thuận tiện. Nhược điểm của phương
pháp này là kém chính xác. Bởi hệ số nhu cầu tra sổ tay là một số liệu cố định cho
trước, không phụ thuộc vào chế độ vận hành và số thiết bị trong nhóm.
2.1.2.2 Xác định theo suất phụ tải tính toán

Ta có công thức tính như sau:
Ptt = p0 .F

(2.5)

Trong đó:
-

2

p0: Suất phụ tải trên một diện tích sản xuất (W/m ). Giá trị

p0

được tra

trong sổ tay hoặc các bảng phụ lục tài liệu tham khảo.
-

F: Diện tích sản xuất - tức là diện tích dùng để đặt máy sản xuất (m2).

Phương pháp này chỉ cho kết quả gần đúng khi có phụ tải phân bố đồng đều
trên diện tích sản xuất nên nó được dùng trong giai đoạn thiết kế sơ bộ, thiết kế chiếu

sáng.
2.1.2.3 Xác định theo công suất trung bình và hệ số cực đại

Số liệu đầu tiên cần xác định là công suất tính toán của từng động cơ và của
từng nhóm động cơ trong phân xưởng.
-

Với một động cơ:

Ptt = Pđm

(2.6)

n

Ptt = ∑ Pdmi

Với

i =1

Với một nhóm động cơ:
n≥4

(2.7)

, phụ tải tính toán của nhóm động cơ được xác định theo công thức:
n

Ptt = k max .k sd .∑ Pdmi

i =1

(2.8)

Trong đó:
• n: Số thiết bị điện trong nhóm.
• Pdmi: Công suất định mức thiết bị thứ i trong nhóm (kW).
• ksd: Hệ số sử dụng của nhóm thiết bị, tra sổ tay.

Sinh viên: Lê Đình Hoàn

Lớp 54KTĐ-HTĐ


10
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
tử

Ngành: Kỹ thuật điện, điện

• kmax: Hệ số cực đại tra đồ thị hoặc tra bảng theo đại lượng

k sd

và nhq.

• nhq: Số thiết bị dùng điện hiệu quả.
Công thức tính nhq như sau:

n hq

 n

 ∑ Pdmi ÷

= n i=1
2
∑ Pdmi
i=1

(

2

)

(2.9)

Khi n lớn thì việc xác định nhq theo phương pháp trên khá phức tạp. Do đó, có
thể xác định nhq một cách gần đúng theo cách như sau:
∗ Khi thoả mãn điều kiện:
m=

Pdm max
≤3
Pdm min

(2.10)
Và ksd ≥ 0,4 thì lấy nhq = n.
Trong đó: Pdmmin, Pdmmax: Công suất định mức bé nhất và lớn nhất của các thiết bị

trong nhóm (kW).
∗ Khi m > 3 và ksd ≥ 0,2 thì nhq có thể xác định theo công thức sau:
2

 n

 2.∑ P dmi ÷

n hq =  i=1
Pdmmax

(2.11)

∗ Khi m > 3 và ksd < 0,2 thì nhq được xác định theo trình tự như sau:
-

Tính n1: số thiết bị có công suất lớn hơn hoặc bằng một nửa công suất của
thiết bị có công suất lớn nhất

-

Tính P1: Công suất của n1 thiết bị kể trên:
n1

P1 = ∑ Pdmi
i=1

n* =

Ta có:

(2.12)

n1
P
; P* = 1
n
PΣ

Sinh viên: Lê Đình Hoàn

(2.13)
Lớp 54KTĐ-HTĐ


11
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
tử

Ngành: Kỹ thuật điện, điện

Trong đó: PΣ – Tổng công suất của nhóm:
PΣ =

n1

∑P

dmi

i=1

(2.14)

n*, P*

Từ

, tra bảng PLI.5 – Trang 255 – Sách “Thiết kế cấp điện – Ngô Hồng
n *hq

Quang, Vũ Văn Tẩm” ta được

n*, P*

= f(

). Vậy ta xác định nhq theo công thức sau:

n hq = n.n *hq
(2.15)
Theo bảng PL I.6 – Trang 256 – Sách “Thiết kế cấp điện – Ngô Hồng Quang,
Vũ Văn Tẩm”, kmax chỉ bắt đầu từ nhq = 4 nên khi nhq < 4, phụ tải tính toán được xác
định theo công thức như sau:
n

Ptt = ∑ k ti .Pdmi
i =1

(2.16)

Trong đó: kti – Hệ số tải. Nếu không biết chính xác có thể lấy trị số gần đúng
như sau:
• kt = 0,9 với thiết bị làm việc ở chế độ dài hạn.
• kt = 0,75 với thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại.
Cần lưu ý nếu trong nhóm có thiết bị tiêu thụ điện làm việc ở chế độ ngắn hạn
lặp lại thì phải quy đổi về chế độ dài hạn trước khi xác định nhq theo công thức:

Pqd = Pdm . k d %
(2.17)
Với kd: Hệ số đóng điện tương đối phần trăm.
Quy đổi về công suất 3 pha đối với các thiết bị dùng điện 1 pha:
• Thiết bị 1 pha đấu vào điện áp pha:
• Thiết bị 1 pha đấu vào điện áp pha:

Pqd = 3.Pdmpha max

(2.18)
Pqd = 3.Pdm

(2.19)

Cuối cùng, phụ tải tính toán toàn phân xưởng với n nhóm:

Sinh viên: Lê Đình Hoàn

Lớp 54KTĐ-HTĐ


12

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
tử

Ngành: Kỹ thuật điện, điện
n

Pttpx = k dt .∑ Ptti
i =1

(2.20)

n

Q ttpx = k dt .∑ Ptti
i =1

Sttpx =

(P

ttpx

(2.21)
+ Pcs ) + ( Q ttpx + Q cs )
2

2

(2.22)
Với kđt – hệ số đồng thời, xét khả năng phụ tải các phân xưởng không đồng thời

cực đại.
• Kđt = 0,9 0,95 khi số phân xưởng n = 2 4
• Kđt = 0,8 0,85 khi số phân xưởng n = 5 10
2.2 Xác định phụ tải tính toán của nhà máy cơ khí
2.2.1 Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng sửa chữa cơ khí

Sinh viên: Lê Đình Hoàn

Lớp 54KTĐ-HTĐ


13
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
tử

Ngành: Kỹ thuật điện, điện

2.2.1.1 Phân loại và phân nhóm phụ tải điện

Các thiết bị phần lớn đều làm việc ở chế độ dài hạn. Chỉ có phụ tải MBA hàn
làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại và sử dụng điện áp dây. Do vậy, cần quy đổi về chế
độ làm việc dài hạn.
Pqd = 3.Pdm . k d %

(2.23)
Để phân nhóm phụ tải, ta dựa theo các nguyên tắc sau:
-

Các thiết bị trong nhóm nên có cùng một chế độ làm việc.

-

Các thiết bị trong nhóm nên gần nhau, tránh chồng chéo và giảm chiều
dài dây dẫn hạ áp.

-

Công suất các nhóm cũng không nên quá chênh lệch, nhằm làm giảm
chủng loại TĐL.

Căn cứ vào vị trí, công suất của các máy công cụ bố trí trên mặc bằng phân
xưởng, ta chia làm 5 nhóm thiết bị phụ tải như sau:
-

Nhóm 1: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8.

-

Nhóm 2: 9, 10, 14, 15, 22, 23, 24, 25.

-

Nhóm 3: 11, 12, 13, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 26, 27.

-

Nhóm 4: 31, 32, 33, 34, 35, 38.

-

Nhóm 5: 30, 36, 37, 40, 41.

Ta có bảng phân nhóm các thiết bị điện của phân xưởng sửa chữa cơ khí tra
Bảng 2.1 - PL.
2.2.1.2 Xác định phụ tải tính toán của các nhóm phụ tải

∗ Tính toán cho phụ tải nhóm 1:
Tra bảng PL I.1 – Trang 253 – Sách “Thiết kế cấp điện – Ngô Hồng Quang, Vũ
Văn Tẩm”, ta có ksd = 0,15; cosφ = 0,55; n = 9; n = 5. Vậy, ta có:
Tra bảng PL I.5 – Trang 255 – Sách “Thiết kế cấp điện – Ngô Hồng Quang, Vũ
Văn Tẩm”, ta được
Số thiết bị dùng điện hiệu quả:
Tra bảng PL I.6 – Trang 256 – Sách “Thiết kế cấp điện – Ngô Hồng Quang, Vũ
Văn Tẩm”, ta được kmax = 2,5
Sinh viên: Lê Đình Hoàn

Lớp 54KTĐ-HTĐ


14
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
tử

Ngành: Kỹ thuật điện, điện

Phụ tải tính toán của nhóm 1 được tính toán:

∗ Tính toán tương tự cho các nhóm phụ tải còn lại, ta có Bảng 2.2 - PL.
2.2.1.3 Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng

Phụ tải chiếu sáng của phân xưởng sửa chữa cơ khí được xác định theo phương
pháp suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích.
Pcs = p0.F

(2.24)

Trong đó:
-

p0: Suất chiếu sáng trên đơn vị diện tích, W/m2.

-

F: Diện tích cần được chiếu sáng, ở đây là diện tích phân xưởng (m2).

Trong phân xưởng sửa chữa cơ khí, hệ thống chiếu sáng sử dụng đèn sợi đốt.
Tra bảng PL I.2 – Trang 253 – Sách “Thiết kế cấp điện – Ngô Hồng Quang, Vũ Văn
Tẩm”, ta có được p0 = 15 (W/m2).
Phụ tải chiếu sáng của phân xưởng được tính như sau:
Qcspx = Pcs.tgφcs = 0 (đèn sợi đốt có cosφcs = 1)
2.2.1.4 Xác định phụ tải tính toán toàn phân xưởng sửa chữa cơ khí

Với kdt là hệ số đồng thời của toàn phân xưởng, lấy kdt = 0,8 (do n = 5).
Phụ tải tác dụng (động lực) của toàn phân xưởng:
Phụ tải phản kháng của toàn phân xưởng:
Phụ tải toàn phần của toàn phân xưởng thiết kế cả chiếu sáng:

2.2.2 Xác định phụ tải tính toán của các phân xưởng khác

Sinh viên: Lê Đình Hoàn

Lớp 54KTĐ-HTĐ


15
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
tử

Ngành: Kỹ thuật điện, điện

Do ta chỉ biết trước công suất đặt và diện tích của các phân xưởng nên ở đây ta
sử dụng phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu.
∗ Tính toán cho phân xưởng cơ khí
Ta có: Pd = 172,4 (kW);

F = 3150 (m2)

Tra bảng PL I.2 và I.3 – Trang 253, 254 – Sách “Thiết kế cấp điện – Ngô Hồng
cosφ = 0,5; tanφ = 1,73

Quang, Vũ Văn Tẩm”, ta có: knc=0,3; p0 =15 (W/m2);
cosφcs = 1; tanφcs = 0.

Ở đây ta dùng đèn sợi đốt có
Công suất tính toán động lực:

Công suất tính toán chiếu sáng:

Công suất tính toán của phân xưởng:

Tính toán tương tự cho các phân xưởng còn lại. Riêng đối với khu nhà hành

chính, ta chọn đèn huỳnh quang có

đốt có

cos ϕcs = 1; tan ϕcs = 0

cosφcs = 0,85; tanφcs = 0,62

, còn lại ta dùng đèn sợi

. Ta có kết quả tính toán phụ tải các phân xưởng ở Bảng 2.3

- PL.
2.2.3 Xác định phụ tải tính toán của toàn nhà máy

∗ Phụ tải tính toán tác dụng của toàn nhà máy:

Sinh viên: Lê Đình Hoàn

Lớp 54KTĐ-HTĐ


16
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
tử

Ngành: Kỹ thuật điện, điện
7

PttNM = k dt .∑ Pttpxi
i=1

(2.25)

Trong đó: kdt: Hệ số đồng thời, xét khả năng phụ tải các phân xưởng không
đồng thời cực đại – Tra sách “Cung cấp điện – Ngô Hồng Quang – 2013”.

÷

• kdt = 1 khi số phân xưởng n = 1 2.

÷

÷

÷

÷

÷

÷

• kdt = 0,9 0,95 khi số phân xưởng n = 3 5.
• kdt = 0,8 0,85 khi số phân xưởng n = 6 10.
• kdt = 0,9 0,95 khi số phân xưởng n = 2 4.
• kdt = 0,7 khi số phân xưởng

n ≥ 10

.

• Pttpxi – Phụ tải tính toán của các phân xưởng xác định ở trên (kW).
Do n = 7 nên ta có phụ tải tính toán tác dụng của toàn nhà máy:
Tương tự, phụ tải tính toán phản kháng của toàn nhà máy:
Phụ tải tính toán toàn phần của nhà máy:
Hệ số công suất toàn nhà máy:
2.2.4 Biểu đồ phụ tải của các phân xưởng và nhà máy
2.2.4.1 Xác định tâm phụ tải điện

Tâm phụ tải điện là điểm thỏa mãn điều kiện momen phụ tải đạt giá trị cực tiểu:
n

∑ P .l

i i

→ Min

i=1

Trong đó: Pi và li – Công suất và khoảng cách của phụ tải thứ i đến tâm phụ tải.
Để xác định tọa độ của tâm phụ tải, ta có thể sử dụng các biểu thức sau:

Sinh viên: Lê Đình Hoàn

Lớp 54KTĐ-HTĐ

17
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
tử

Ngành: Kỹ thuật điện, điện
n

∑ x .S
i

x0 =

n

i

i=1
n

∑ Si

∑ y .S
i

; y0 =

i

i=1

n

∑S

i

i=1

i=1

(2.26)

Trong đó:
-

n: Số phụ tải điện.

-

x0, y0: Tọa độ của tâm phụ tải điện.

-

xi, yi: Tọa độ của phụ tải thứ i tính theo một hệ trục tọa độ xOy tùy chọn.

-

Si: Công suất của phụ tải thứ i.

Tâm phụ tải điện là vị trí tốt nhất để đặt các TBA, TPP, TĐL nhằm mục đích tiết

kiệm chi phí cho dây dẫn và giảm tổn thất trên lưới điện.
2.2.4.2 Biểu đồ phụ tải điện

Biểu đồ phụ tải điện là một vòng tròn vẽ trên mặt phẳng, có tâm trùng với tâm
phụ tải điện, có diện tích tương ứng với công suất của phụ tải theo tỷ lệ xích nào đó
tùy chọn. Biểu đồ phụ tải điện cho phép người thiết kế hình dung được sự phân bố phụ
tải trong phạm vi khu vực cần thiết kế, từ đó có cơ sở để lập các phương án cung cấp
điện. Biểu đồ phụ tải điện được chia làm 2 phần: phần phụ tải động lực (phần hình
quạt gạch chéo) và phần phụ tải chiếu sáng (phần hình quạt để trắng).
Để vẽ được biểu đồ phụ tải cho các phân xưởng, ta coi phụ tải của các phân
xưởng phân bố đều theo diện tích phân xưởng nên tâm phụ tải có thể lấy trùng với tâm
hình học của phân xưởng trên mặt bằng.
Bán kính vòng tròn biểu đồ phụ tải của phụ tải thứ i xác định qua công thức:
2
Stti = m.π.R pxi
=> R pxi =

Stti
m.π

(2.27)

Góc của phụ tải chiếu sáng nằm trong biểu đồ được xác định theo công thức:

α csi =

360.Pcsi
Ptti

(2.28)

Trong đó:
-

Rpxi: Bán kính vòng tròn phụ tải phân xưởng i (mm).

-

m: Hệ số tỷ lệ xích, ở đây ta chọn m = 3 (kVA/mm2).
Sinh viên: Lê Đình Hoàn

Lớp 54KTĐ-HTĐ


18
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
tử

-

Ngành: Kỹ thuật điện, điện

αcsi: Góc chiếu sáng (độ).

Ta có kết quả tính bán kính R i và αcsi của biểu đồ phụ tải các phân xưởng trong
Bảng 2.4 - PL.

Hình 2.3: Biểu đồ phụ tải của toàn nhà máy
2.3 Xác định phụ tải tính toán KCN
2.3.1 Xác định phụ tải tính toán

Ta tính toán tương tự như với các phân xưởng ở trên, với hệ số đồng thời của
KCN lấy bằng kđt = 0,8 (do n = 6). Vậy, ta có kết quả tính toán phụ tải của nhà máy
cho trong Bảng 2.5 - PL.
Phụ tải tính toán tác dụng của KCN:

Phụ tải tính toán phản kháng của KCN:

Phụ tải tính toán toàn phần KCN:

2.3.2 Xác định tâm phụ tải và biểu đồ phụ tải

Sinh viên: Lê Đình Hoàn

Lớp 54KTĐ-HTĐ


19
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
tử

Ngành: Kỹ thuật điện, điện

Tương tự như ở trên, ta xác định được bán kính và tọa độ tâm phụ tải của các nhà máy
cho trong Bảng 2.6- PL.

Hình 2.4: Biểu đồ phụ tải của KCN

Sinh viên: Lê Đình Hoàn

Lớp 54KTĐ-HTĐ

20
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
tử

Ngành: Kỹ thuật điện, điện

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CAO ÁP CỦA KCN
3.1 Khái niệm mạng cao áp của KCN
HÖthèng ®iÖn

M¹ng cao ¸p khu c«ng nghiÖp
HÖthèng cung
cÊp ®iÖn nhµ
m¸y1

HÖthèng cung
cÊp ®iÖn khu
c«ng nghiÖp

HÖthèng cung
cÊp ®iÖn nhµ
m¸y 3

HÖthèng cung
cÊp ®iÖn nhµ
m¸y 2

Mạng cao áp nhận điện từ hệ thống điện đến MBA nguồn cung cấp cho các nhà

máy. Thiết kế đứng trên quan điểm của nhà cấp điện, chỉ xét chi phí vốn đầu tư ở phạm
vi KCN, không xét trong các nhà máy.
3.2 Chọn cấp điện áp vận hành
Cấp điện áp vận hành là cấp điện áp liên kết hệ thống cung cấp điện của KCN
với hệ thống điện. Cấp điện áp vận hành phụ thuộc vào công suất truyền tải và khoảng
cách truyền tải theo một quan hệ phức tạp.
Công thức kinh nghiệm để chọn cấp điện áp truyền tải:
U = 4,34. l + 0, 016.P ( kV )

(3.1)
Trong đó:
-

P: Công suất tính toán của nhà máy (kW).

-

l: Khoảng cách từ TBA trung gian về nhà máy (km).

Phụ tải tính toán nhà máy có kể đến sự phát triển của phụ tải trong tương lai.

Sinh viên: Lê Đình Hoàn

Lớp 54KTĐ-HTĐ


21
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
tử

Ngành: Kỹ thuật điện, điện

St = S0 .(1+α.t)

Sinh viên: Lê Đình Hoàn

(3.2)

Lớp 54KTĐ-HTĐ


22
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
tử

Ngành: Kỹ thuật điện, điện

Trong đó:

-

St: Phụ tải tính toán dự báo tại thời điểm sau t năm, kVA.

-

S0: Phụ tải tính toán xác định tại thời điểm ban đầu, kVA.

-

t: Số năm dự báo lấy (t = 20 năm).

-

α: Hệ số gia tăng của phụ tải, lấy α = 0,05.

Vậy, ta có:

Cấp điện áp vận hành được xác định theo công thức kinh nghiệm như sau:
Từ kết quả tính toán, ta chọn cấp điện áp 110kV liên kết từ hệ thống điện tới
KCN.
3.3 Đề xuất các phương án cung cấp điện
3.3.1 Tâm phụ tải điện
Tâm phụ tải điện là vị trí tốt nhất để đặt các TBA, TPP, TĐL nhằm mục đích tiết
kiệm chi phí cho dây dẫn và giảm tổn thất trên lưới điện.
Áp dụng công thức (2.29), ta xác định tâm phụ tải điện của KCN:

Vì vậy, tâm phụ tải của KCN là M0 (x0; y0) = M0 (86,34; 67,38).
3.3.2 Đề xuất các phương án và sơ đồ cung cấp điện

Các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật của mạng điện phụ thuộc rất nhiều vào sơ đồ cung
cấp điện. Do vậy, các sơ đồ cung cấp điện phải có chi phí nhỏ nhất, đảm bảo độ tin cậy
cung cấp điện cần thiết và chất lượng điện năng yêu cầu của các hộ tiêu thụ, an toàn
trong vận hành, khả năng phát triển trong tương lai và tiếp nhận các phụ tải mới.
Chính vì vậy, ta đề xuất 2 phương án cho sơ đồ nối điện chính như sau:
-

Phương án 1:

Sinh viên: Lê Đình Hoàn

Lớp 54KTĐ-HTĐ


23
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
tử

Ngành: Kỹ thuật điện, điện

Hình 3.5:

-

Phương án đi dây 1

Phương án 2:

Hình 3.6: Phương án đi dây 2
3.4 Sơ bộ lựa chọn thiết bị điện
3.4.1 Chọn công suất TBA trung tâm

Các nhà máy trong khuc công nghiệp được xếp vào hộ loại I với phụ tải tính
toán của cả KCN có kể đên sự phát triển trong 20 năm tới như sau:

Sinh viên: Lê Đình Hoàn

Lớp 54KTĐ-HTĐ


24

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
tử

Ngành: Kỹ thuật điện, điện

Vì vậy, TBA trung tâm được đặt 2 MBA và chọn MBA của Việt Nam sản xuất
nên không cần hiệu chỉnh theo nhiệt độ ( khc = 1). Xét trường hợp, một MBA bị sự cố
MBA còn lại có khả năng chạy quá tải trong thời gian ngắn. Trong trường hợp này,
công suất MBA được xác định theo công thức như sau:
SdmB ≥

Chế độ bình thường:
SdmB ≥

Stt
(kVA)
k hc .N B

(3.3)

Sttsc
(kVA)
k hc .k qt .(N B -1)

Chế độ sự cố:

(3.4)

Trong đó:
-

NB: Số lượng MBA trong trạm (NB = 2).

-

kqt: Hệ số quá tải (kqt = 1,4).

-

khc: Hệ số hiệu chỉnh (khc = 1).

-

Sttsc: Công suất phụ tải cần tải khi sự cố (tức là xảy ra sự cố 1 MBA)
(kVA):

Vậy, ta có:

Tra bảng 18 – Trang 276 – Sách “Thiết kế các mạng và hệ thống điện – Nguyễn
Văn Đạm”, ta chọn được loại MBA 3 pha 2 cuộn dây do Việt Nam chế tạo có nhãn
hiệu là TDH – 16000/110, chế tạo theo đơn đặt hàng có thông số cho trong Bảng 3.1 PL.
3.4.2 Chọn tiết diện dây dẫn

Đường dây cung cấp từ TBA trung tâm của KCN về tới các máy sử dụng đường
dây trên không, lộ kép, dây nhôm, lõi thép. Trong một số trường hợp ta có thể dùng
nhiều xuất tuyến từ TBA trung tâm tới các nhà máy.

Sinh viên: Lê Đình Hoàn

Lớp 54KTĐ-HTĐ

25
Đồ án tốt nghiệp kỹ sư
tử

Ngành: Kỹ thuật điện, điện

Các nhà máy trong KCN có Tmax lớn nên dây dẫn sẽ được chọn theo điều kiện
mật độ dòng kinh tế Jkt (Tra Jkt theo bảng 2.10 – Trang 31 – Sách “Thiết kế cấp điện –
Ngô Hồng Quang, Vũ Văn Tẩm”).
Đối với mạng điện khu vực, tiết diện dây dẫn được chọn theo mật độ kinh tế
của dòng điện, ta có công thức như sau:

Fkt ≥

I lvmax
I
= tt
J kt
J kt

(3.5)

Trong đó:
-

Fkt: Tiết diện kinh tế (mm2).

-

Jkt: Mật độ kinh tế của dòng điện (A/mm2).

-

Ilvmax: Dòng điện chạy trên đường dây trong chế độ phụ tải cực đại (A).

-

Itt: Dòng điện tính toán (A).

Dòng điện làm việc chạy trong dây dẫn:
Ilvmax =

Sttnm
3.n.U dm

(3.6)

Trong đó:
-

n: Số lộ đường dây.

-

Udm: Điện áp định mức mạng điện (kV).

-

Sttnm: Công suất ở đây lấy theo phụ tải dự báo (kVA).

Với lưới trung áp, do khoảng cách tải điện xa tổn thất điện áp lớn. Vì vậy, ta
phải kiểm tra theo điều kiện tổn thất điện áp.
ΔU btcp = 5%.Udm
ΔUsccp = 10%.U dm

(3.7)
Thông số các nhà máy trong KCN tra Bảng 3.2 - PL.
3.4.2.1 Phương án đi dây 1

Với cấp điện áp trung áp.
∗ Chọn dây dẫn từ TBA trung tâm đến nhà máy chế tạo phụ tùng ô tô, xe máy:
-

Dòng điện tính toán chạy trên mỗi dây dẫn:

Sinh viên: Lê Đình Hoàn

Lớp 54KTĐ-HTĐ