Thiết kế cung cấp điện cho một xí nghiệp công nghiệp

ĐỒÁN MÔN HỌC
CUNG CẤP ĐIỆN
Đề tài: Thiết kế cung cấp điện cho một xí nghiệp công nghiệp


LỜI NÓI ĐẦU
Công nghiệp luôn là khách hàng tiêu thụ điện lớn nhất. Trong tình hình kinh
tế thị trường hiện nay, các xí nghiệp lớn nhỏ, các tổ hợp sản xuất đều phải hoạch
toán kinh doanh trong cuộc cạnh tranh quyết liệt về chất lượng và giá cả sản phẩm.
Điện năng thực sự đóng góp một phần quan trọng vào lỗ lãi của xí nghiệp. Nếu 1
tháng xảy ra mất điện 1, 2 ngày xí nghiệp không có lãi, nếu mất điện lâu hơn xí
nghiệp sẽ thua lỗ. Chất lượng điện xấu(chủ yếu là điện áp thấp ) ảnh hưởng lớn đến
chất lượng sản phẩm. Chất lượng điện áp thực sụ quan trọng với xí nghiệp may, xí
nghiệp hoá chất, xí nghiệp lắp đặt chế tạo cơ khí, điện tử chính xác. Vì thế, đảm
bảo độ tin cậy cấp điện áp và nâng cao chất lượng điện năng là mối quan tâm hàng
đầu của đề án thiết kế cấp điện cho khu xí nghiệp.
Nhằm hệ thống hoá và vân dụng những kiến thức đã được học tập trong
những năm ở trường để giải quyết những vấn đề thực tế, em đã được giao thực
hiện đề tài thiết kế môn học với nội dung: Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho khu
liên hiệp xí nghiệp.
Khu liên hiệp xí nghiệp có 7 phân xưởng cần cung cấp một lượng điện tương
đối lớn nguồn điện được lấy từ nguồn cao áp qua các trạm biến áp trung gian về
nhà máy cung cấp đến các phân xưởng. Đồ án giới thiệu chung về nhà máy, vị trí
địa lý, đặc điểm công nghệ, phân bố phụ tải . . . Đồng thời đồ án cũng xác định phụ
tải tính toán, thiết kế mạng điện cao áp, hạ áp . . .
Để hoàn thành tốt đồ án này, em đã được sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô
trong môn hệ thống điện, đặc biệt là của cô giáo Nguyễn Thị Anh.
Do kiến thức và thời gian có hạn, bản đồ án không tránh khỏi sai sót, kính
mong các thầy ,cô góp ý kiến để bản đồ án được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn !

PHẦN I: XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ
Udm = 110 kv , Tmax = 2500 h, P0= 14 (nhà máy cơ khí, dùng đèn sợi đốt )
NGUYỄN VĂN THÁP = N + G + U + Y + Ê + O + V + Ă + Ơ + T+H+A+P

BẢNG XÁC ĐỊNH CÁC SỐ LIỆU THEO TÊN

Phân
Xưởng

Kích thước
Tọa độ X, Y(m); Công suất P, hệ số Tọa độ, công suất cắt và
và độ rọi yêu
cos , hệ số sử dụng và các thiết bị độ lệch điện áp của
cầu của phân
của các phân xưởng
nguồn điện
xưởng
Scắt,
P,
V
Eye,
X,m Y,m
Cos Ksd N X,m Y,m MVA
axb,m
kW
%
Lux

1,N

2,G
3,U
4,Y
5,Ê
6,O
7,V
8,Ă
9,Ơ
10,T
11,H

29
6
63
112
180
138
48
110
210
75
8

157
69
73
48
84
134
106

75
117
54
108

70.15
56.21
63.05
66.74
62.59
85.44
57.06
62.59
62.59
81.87
65.18

0.74
0.80
0.82
0.79
0.67
0.77
0.78
0.67
0.67
0.83
0.82

0.6

0.6
0.6
0.6
0.6
0.6
0.6
0.6
0.6
0.6
0.6

4
3
3
2
2
3
3
3
2
3
4

24
59
473
65
368
78
57

368
368
35
541

501
287
321
431
137
417
457
137
137
479
318

165
150
160
250
210
150
180
210
210
250
240

6

4
6
5
2.5
5
5
2.5
2.5
5
4

14*22
14*28
10*34
14*28
12*20
16*28
14*22
12*20
12*20
16*20
13*26

50
50
50
50
45
45
45

45
45
40
45


12,A
13,P

200
225

24
78

14.32
32.67

0,78
0.66

0.6
0.6

3
3

327
127

210
68

165
200

5
4

12*20
14*28

PHẦN II:TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ
I.Tính phụ tải tính toán của toàn nhà máy theo tên và vẽ mặt
bằng mạng điện nhà máy.
1/ Phương pháp xác định phụ tải tính toán:
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. Nói
cách khác, phụ tải tính toán cũng đốt nóng thiết bị lên tới nhiệt 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 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 nhiều 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 … Nếu phụ tải tính toán xác định được nhỏ hơn phụ tải
thực tế thì sẽ làm giảm tuổi thọ của thiết bị điện, ngược lại nếu phụ tải tính toán
xác định được lớn hơn phụ tải thực tế thì gây ra dư thừa công suất, làm ứ đọng vốn
đầu tư, gia tăng tổn thất… cũng vì vậy đã có nhiều công trình nghiên cứu về

phương pháp xác định phụ tải tính toán, song cho đến nay vẫn chưa có được
phương phương pháp nào thật hoàn thiện. Những phương pháp cho kết quả đủ tin
cậy thì lại quá phức tạp, khối lượng tính toán và các thông tin ban đầu về phụ tải lại
quá lớn. Ngược lại những phương pháp tính đơn giản lại có kết quả có độ chính
xác thấp
Muốn tính được Ptt của toàn nhà máy ta cần xác định được Ptt của từng phân
xương.

45
50


Ta có:
Ptt = Pdl + Pcs
Phụ tải động lực:
Pdl = Knc. = Kmax.Ksd.
Mà :
Kmax được xác định nhờ vào Nhq và Ksd
Ta nhận thấy số thiết bị trong 1 phân xưởng bất kỳ đếu nhỏ hơn 5 vì vậy ta
tính Nhq bằng công thức trực tiếp sau;
Nhq =
Kmax = 1+ 1.3
Phụ tải chiếu sáng:
Pcs = P0 * F
Trong đó:

P0 là suất chiếu sang của phân xưởng
F là diện tích chiếu sang

Bán kính phụ tải: Ri =

trong đó: m là tỷ lệ xích của phân xưởng = 10 kva/
Ví dụ: tính phụ tải tính toán của phân xưởng 1 có thông số như trong bảng số
liệu theo tên:
Phân xưởng có 4 máy tra bảng ta tìm được:
Phân xưởng H
Máy 1
Máy 2
Máy 3
Máy 4

Pdm,kw
65.18
62.17
82.33
46.78

cos

0.82
0.78
0.75
0.68


Phụ tải động lực của phân xưởng:
Nhq = = 5,6
Kmax = 1 + 1.3 =1,35
Pdl = 1.35 * 0.6 * () =517 kw
Phụ tải chiếu sang:
Pcs = 14 * 13 * 26 = 4732 w = 4.7 kw

Phụ tải tính toán của phân xưởng là:
Ptt = 517+ 4.7 =521,7 kw

tb =

= = 0.73
Suy ra :
Stt =

=

= 713 kva

Bán kính phân xưởng:
R = = 3.2 m
Tính lần lượt như trên với các phân xưởng còn lại ta được bảng phụ tải sau:
Phân
xưởng
1,N
2,G
3,U
4,Y
5,Ê
6,O
7,V
8,Ă

Pcs, kw

Ptt, kw

Stt, kva

4.3
5.59
4.76
5.59
3.36
6.27
4.31
3.36

238
162
164
189
106
185
159
168

322
203
265
239
143
250
204
237

Tâm phân xưởng
X, m
Y, m
29
157
6
69
63
73
112
48
180
84
138
134
48
106
110
75

R, m
3.2
2.5
2.9
2.8
2
2.8
2.5
2.7

9,Ơ
10,T
11,H
12,A
12,P

4.3
3.36
4.76
3.26
5.59

238
166
521
178
119

322
224
713
265
162

210
18
8
200
225

117
88
108
24
78

3.2
2.7
3.2
2.7
2

Chon Kdt = 0.8
Vậy Ptt của toàn nhà máy là:Kdt* = 1714 kw
Stt của toàn nhà máy là :Kdt* = 2314 kva
Từ bảng phụ tải tính toán của nhà máy ta tính tâm của nhà máy để xác định
vị trí đặt máy biến áp nguồn:
X0 =

Y0 =

Thay các thông số ta tìm được tọa độ sau: (X0;Y0) = ( 107;88)
VỊ TRÍ TÂM PHỤ TẢI VÀ MBA TRUNG TÂM


II.Xác định vị trí đặt các máy biến áp và dung lượng biến áp
Căn cứ vào vị trí và công suất phân xưởng ta đặt biến áp như sau:
B1 cấp điện cho phân xưởng N
B2 cấp điện cho phân xưởng V,H và T

B3 cấp điện cho phân xưởng G
B4 cấp điện cho phân xưởng U
B5 cấp điện cho phân xưởng Ă
B6 cấp điện cho phân xưởng Y


B7 cấp điện cho phân xưởng O
B8 cấp điện cho phân xưởng Ê và Ơ
B9 cấp điện cho phân xưởng P
B10 cấp điện cho phân xưởng A
SƠ ĐỒ VỊ TRÍ CÁC BIẾN ÁP TRONG NHÀ MÁY

Biến áp trung tâm lấy điện áp 110kv từ nguồn điện rồi hạ xuống 10kv cấp
điện cho các biến áp phân xưởng. Biến áp phân xưởng hạ từ 10kv xuống còn
0.4 kv cấp điện cho các máy trong phân xưởng làm việc.
2.chọn dung lượng biến áp dựa vào điều kiện sau
n*Khc*SdmB Stt
n là số máy biến áp
Khc là hệ số hiệu chỉnh lấy Khc = 1
Từ điều kiện trên ta có bảng dung lượng biến áp của nhà máy:


Máy biến áp
BA-TT
B1
B2
B3
B4
B5
B6

B7
B8
B9
B10

Cấp cho phân xưởng
Toàn nhà máy
N
V H và T
G
U
Ă
Y
O
Ê và Ơ
P
A

Sdm biến áp kva
2500
400
400
250
315
400
250
250
250
200
250

3.các tham số trong máy biến áp:
Tổn thất điện áp:
∆U = ∆Umax = ∆UBA-TT =
Trong đó: Pb là công suất tác dụng của máy biến áp
Qb là công suất phản kháng của máy biến áp
Rb là điện trở của biến áp
Xb là điện kháng của biến áp
Uc là điện áp phía cao áp
Rb =

Zb =

Xb =

Tổn thất công suất:
∆P = n*∆Po + *∆Pn*
n là số biến áp dùng cho 1 tải
Tổn thất điện năng:
∆A = n*∆Po*t + *∆Pn**ϐ
Trong đó : n là số biến áp


t là thời gian vận hành của mạng điện trong 1 năm t = 8760h

ϐ là thời gian tổn thất công suất mất lớn nhất
ϐ = = 1225

bảng số liệu các máy biến áp do ABB sản xuất:
Máy

biến áp
BA-TT
B1
B2
B3
B4
B5
B6
B7
B8
B9
B10

Cấp
cho
Nhà
máy
N
V H và
T
G
U
Ă
Y
O
Ê và Ơ
P
A

Sdm

kva
2500

∆Pn
kw
22

∆Po
kw
5

400
400

0.84
0.84

250
315
400
250
250
250
200
250

0.64
0.72
0.84
0.64

0.64
0.64
0.53
0.64

CosΩ

Pt, kw

Qt,
kvar

0.74

1714

1554

322
342

0.74
0.66

238

216

225

257

203
265
237
239
250
238
162
322

0.8
0.79
0.71
0.78
0.74
0.73
0.73
0.77

162
209
168
186
185
173
118
247

122

162
167
150
168
163
110
206

Un%

St, kva

10.5

2314

5.75
5.75

4.5
4.5

4.1
4.85
5.75
4.1
4.1
4.1
3.15
4.1

4.5
4.5
4.5
4.5
4.5
4.5
4.5
4.5

Tổn thất điện áp là:
Rb = =0.04 Ω
Zb = = 0.5 Ω
Xb = =0.49 Ω
∆U = ∆Umax = ∆UBA-TT = = 7.54 v
Áp dụng công thứ tính ∆P và ∆A bên trên ta tính lần lượt cho từng biến áp :
Bảng kết quả:
Biến áp

Cấp cho

∆P,kw

∆A,kw/h


BA-TT
B1
B2
B3

B4
B5
B6
B7
B8
B9
B10

Nhà máy
N
V và Ô
G
U
Ă
Y
O
Ê và Ơ
P
Â

23.8
6.2
6.3
4.5
5.3
6
4.6
4.7
4.6
3.5

5.1

66889
51036
51122
36432
43110
50731
36632
36700
36626
28119
37216

III.xác dịnh tiết diện dây dẫn và các phương án đi dây.
1_CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ, KỸ THUẬT CỦA CÁC PHƯƠNG ÁN
Các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật của các phương án phụ thuộc rất nhiều vào sơ
đồ của nó. Vì vậy các sơ đồ mạng điện cần phải có các chi phí nhỏ nhất, đảm bảo
độ tin cậy cung cấp điện cần thiết và chất lượng điện năng yêu cầu trong các hộ
tiêu thụ, thuận tiện và an toàn trong vận hành.
Sau khi lựa chọn sơ bộ một số phương án đi dây cao áp, ta phải tiến hành so
sánh kinh tế, kỹ thuật giữa các phương án để chọn được phương án tối ưu.
Trước hết các phương án được đem ra so sánh kinh tế, kỹ thuật phải thoả
mãn các yêu cầu của mạng điện.
Những yêu cầu kỹ thuật chủ yếu với các mạng điện là độ tin cậy cung cấp
điện và chất lượng điện năng.
+ Độ tin cậy cung cấp điện : Vì các hộ tiêu thụ hầu hết là các hộ loại 1 nên ta
dung đường dây lộ kép và trạm 2 MBA để cung cấp điện.
+ Chất lượng điện năng : thể hiện ở tần số dòng điện và đọ lệch điện áp so
với điện áp định mức trên các cực của thiết bị dùng điện.

- Khi thiết kế các mạng điện thường giả thiết rằng hệ thong hoặc cá nguồn
cung cấp có đủ công suất để cung cấp cho các phụ tỉa do đó coi như tần số được
duy trì.
- Tổn thất điện áp phải nằm trong phạm vi cho phép
Các phương án đã thoả mãn các yêu cầu về kỹ thuật phải được so sánh về
chỉ tiêu kinh tế để chọn ra được 1 phương án tối ưu. Mục đích tính toán của phần
này là so sánh tương đối giữa 4 phương án cấp điện, chỉ cần tính toán so sánh phần
khác nhau giữa các phương án. Cả 4 phương án đều có những phần tử giống nhau:
đường dây cung cấp từ trạm BATG về nhà máy, 4 trạm BAPX. Vì vậy ta chỉ so
sánh kinh tế ký thuật các mạng cao áp.
+ Để so sánh kinh tế kỹ thuật các phương án, ta dựa vào chi phí tính toán hàng năm
của các phương án.
Các chi phí vận hành hàng năm của các thiết bị điện gồm có :
- Khấu hao về hao mòn các thiết bị của các đường dây, các trạm BA của các
phần tử khác trong mạng điện.
- Các chi phí về sửa chữa và phục vụ các đường dây, các trạm và của các

phần tử khác trong mạng điện.
- Chi phí tổn thất điện năng trong mạng điện.

Z = ( avh + atc ) .K + C∆A
Trong đó
• Z : chi phí tính toán toán hàng năm của mạng điện, đ

• avh : hệ sô vận hành mạng điện theo từng năm, %
Với trạm và cáp avh = 0,1
Với đường dây trên không avh = 0,04
• K : vÑn đầu tư mạng điện, đ

K = KDD + Ktram + Knc


- KDD : vốn đầu tư cho đường dây, đ
KDD = ∑ ( a . K0DD . l )
Trong đó:
K0DD : suất vốn đầu tư cho đường dây lộ dơn, 103 đ/m
l : chiều dài đường dây, m
a: số lộ đường dây
- Ktram : Vốn đầu tư cho các trạm BA, đ
m

∑
Ktram =

i

( K0trami . n )

K0trami : vốn đầu tư cho một máy BA trạm i, 106 đ/máy
m: số trạm
n : số máy trong 1 trạm
- K mc : vốn đầu tư cho máy cắt, đ
Kmc = K0mc . i
K0nc : vốn đầu tư cho 1 máy cắt, 106 đ/máy
i : số máy cắt
• C∆A : chi phí cho tổn thất điện năng, đ
C∆A = C∆ADD + C∆Atram
Trong đó
+ C∆ADD : chi phí tổn thất điện năng do đường dây gây ra, đ

C∆ADD = c . ∑ ∆ADD
c : giá thành 1 kWh, đ/kWh
lấy c = 750 đ/kWh
∑∆ADD : tổng tổn thất điện năng trên đường dây, kWh
∑∆ADD = ∑ ( ∆Pmax . τ )
Với τ = ( 0,124 + Tmax . 10-4 )2 . 8760 , h


τ : thời gian tổn thất công suất cực đại, h
Tmax : thời gian sử dụng công suất cực đại, h
Tmax = 5000 h → τ = ( 0,124 +Tmax . 10-4 )2 . 8760 = 3411 h
∆Pmax : tổn thất công suất tác dụng trên đường dây, kW

∆Pmax =

S 2 tt .R = S 2tt . r 0.l
U 2 dm
U 2 dm 2

+ C∆Atram :chi phí tổn thất điện năng do trạm gây ra, đ
C∆Atram = c . ∑ ∆Atram

1

∆Atram = n . ∆P0 . 8760 +

n

.∆Pn.(

Stt ) 2 .τ
SdmB

∆Atram : tổn thất điện năng ở trạm
n : số máy trong trạm
∆P0 : tổn thất không tải 1 máy, W
SdmB : công suất địmh mức 1 máy, kVA
Stt : công suất tính toán cả trạm, kVA

2_Các phương án đi dây cho nhà máy:
Phương án 1:từ máy BA-TT kéo dây dẫn đến từng biến áp của phân xưởng
theo đường bẻ góc.phương án này rất thuận tiện cho việc xây dựng nhà máy
và phát triển mạng điện.
Phương án 2:từ nhà máy ta kéo 1 đường dây trục chính.các máy biến áp phân
xưởng gần trục chính này sẽ nối đây đến đường trục này.phương án này giảm
được số lượng tuyến dây và tổng chiều dài dây dẫn
Vì 2 phương án trên chỉ liên quan đến các số liệu về dây dẫn của mạng điện
lên ta tiến hành so sánh giá thành và các tham số của dây dẫn.những giá trị
của máy biến áp và các khí cụ điện không thay đổi:


Ta tiến hành so sánh 2 phương án đi dây như sau:
Sơ đồ đi dây phương án 1

Thời gian sử dụng cực đại là Tmax = 2500h.với giá trị Tmax ứng với dây
nhôm ta tra bảng tìm Jkt = 1.3,∆Ucf = 5
Từ BA-TT đến B1
I1 = = = 18 A
L1 = = 104m
Lấy x0 = 0.35 Ω/km

Tính ∆U” = *x0*I1*L1* = 0.68v
∆U’ = ∆Ucf - ∆U”= 500-0.68 = 499v
Mật độ dòng điện không đổi;
J = = 122 A/
JktFkt = = = 14


Vậy ta chon dây A-16
Tính tương tự ta được bảng dây dẫn cho biến áp phân xưởng
Biến áp
BA-TT
B1
B2
B3
B4
B5
B6
B7
B8
B9
B10

Phân xưởng
Loại dây dẫn
Toàn nhà máy
A-150
N
A-16
V H và T

A-25
G
A-16
U
A-16
Ă
A-25
Y
A-16
O
A-16
Ê và Ơ
A-16
P
A-16
A
A-16
Tổng chi phí: 8673000 vnđ

Chiều dài (m)
100
104
62
103
46
13
40
55
73
118

73

Các tham số của dây dẫn phương án 1:
Tổn thất điện áp:
∆U = ∆Umax =
P là công suất tác dung chạy trên đường dây
Q là công suất phản kháng chạy trên đường dây
Rd và Xd là điện trở và điện kháng của dây
Rd = ro*l
Tổn thất công suất:
∆P = *R
Tổn thất điện năng:
∆A = ∆Pmax * ϐ
Bảng số liệu dây dẫn

Xd = xo*l

Giá tiền, 106 đ
3.36
0.478
0.415
0.473
0.211
0.087
0.184
0.253
0.335
0.542
0.335

Biến
áp
BA-TT
B1
B2
B3
B4
B5
B6
B7
B8
B9
B10

Phân
xưởng
Nhà máy
N
V H và T
G
U
Ă
Y
O
Ê và Ơ
P
T

dây

dẫn
A-150
A-16
A-25
A-16
A-16
A-25
A-16
A-16
A-16
A-16
A-16

ro
Ω/km
0.21
1.98
1.25
1.98
1.98
1.25
1.98
1.98
1.98
1.98
1.98

Chiều dài
m
100

104
62
103
46
13
40
55
73
118
73

P , kw

Q, kvar

1714
238
225
162
209
168
186
185
173
118
247

1554
216
257

122
162
167
150
168
163
110
206

Ta thấy khoảng cách từ B9 đến BA-TT là dài nhất vậy ∆U chính bằng ∆U trên
đoạn này:
∆U = ∆Umax = * = 3.3 kv
Từ công thức trên ta có bảng kết quả sau:
Biến áp
BA-TT
B1
B2
B3
B4
B5
B6
B7
B8
B9
B10

∆P , w
9.3
212
90

83
63
9
45
68
81
60
149

Tổn thất điện năng trên đường dây :
∆A = ϐ = 0.8693 * 1225 = 1064 kw/h


Sơ đồ đi dây phương án 2

Trên sơ đồ phương án 2 ta nhận thấy có 2 đường dây trục chính
Đường dây 1 chịu tải của 2 biến áp là: B1, B7
Đường dây 2 chịu tải của 8 biến áp lả: B2, B3, B4, B5, B6, B8, B9, B10
Vì vậy ta cần xác định lại loại dây dẫn của 2 đường dây này theo phụ tải như
đã xác định ở phương án 1 và chiều dài dây dẫn sẽ được ngắn lại vì không
phải nối trực tiếp đến máy biến áp nữa,cụ thể như sau:
Biến áp
BA-TT
Trục 1
Trục 2
B1

Phân xưởng
Toàn nhà máy
B1,7

B2,3,4,5,6,8,9,10
N

Loại dây dẫn
A-150
A-25
A-70
A-16

Chiều dài (m)
100
40
70
64

Giá tiền, 106 đ
3.36
0.268
1.17
0.294


B2
B3
B4
B5
B6
B7
B8
B9

B10

V và Ô
A-25
G
A-16
U
A-16
Ă
A-25
Y
A-16
O
A-16
Ê và Ơ
A-16
P
A-16
Â
A-16
Tổng chi phí: 6143000 vnđ

20
50
5
6
5
15
33
48

35

0.134
0.23
0.023
0.04
0.023
0.069
0.151
0.22
0.161

Các tham số của dây dẫn phương án 2:
Tổn thất điện áp:
∆U = ∆Umax =
P là công suất tác dung chạy trên đường dây
Q là công suấy phản kháng chạy trên đường dây
Rd và Xd là điện trở và điện kháng của dây
Rd = ro*l

Xd = xo*l

Tổn thất công suất:
∆P = *R
Tổn thất điện năng:
∆A = ∆Pmax * ϐ
Bảng số liệu dây dẫn
Biến
áp

Phân xưởng

dây dẫn

BA-TT
Trục 1
Trục 2
B1

Nhà máy
B1,7
B2,3,4,5,6,8,9,10
N

A-150
A-25
A-70
A-16

ro
Chiều
Ω/km dài
m
0.21 100
1.25 40
0.45 70
1.98 64

P
, Q,

kw
kvar
1714
338
1376
238

1554
343
1211
216


B2
B3
B4
B5
B6
B7
B8
B9
B10

V và Ô
G
U
Ă
Y
O
Ê và Ơ

P
Â

A-25
A-16
A-16
A-25
A-16
A-16
A-16
A-16
A-16

1.25
1.98
1.98
1.25
1.98
1.98
1.98
1.98
1.98

20
50
5
6
5
15
33

48
35

225
162
209
168
186
185
173
118
247

257
122
162
167
150
168
163
110
206

Ta thấy khoảng cách từ B9 đến BA-TT là dài nhất vậy ∆U chính bằng ∆U trên
đoạn này:
∆U = * = 8.5 kv
Từ công thức trên ta có bảng kết quả sau:
Biến áp
BA-TT
Trục 1

Trục 2
B1
B2
B3
B4
B5
B6
B7
B8
B9
B10

∆P , w
9.3
115
1058
130
29
40
6
4
5
18
36
24
71

Tổn thất điện năng trên đường dây :
∆A = ϐ = 1.5453 * 1225 = 1892 kw/h

Từ đây ta thấy 2 phương án trên chênh lệch về kinh tế không đáng kể nhưng
tồn thất điện áp, công suất và điện năng phương án 1 nhỏ hơn phương án 2 vì
vậy ta chọn phương án 1 làm phương án thiết kế mạng điện nhà máy

IV.tính toán ngắn mạch và lựa chọn các thiết bị điện
Bảng thông số đường dây
Biến áp
BA-TT
B1
B2
B3
B4
B5
B6
B7
B8
B9
B10

Phân xưởng dây
dẫn
Nhà máy
A-150
N
A-16
V và Ô
A-25
G
A-16

U
A-16
Ă
A-25
Y
A-16
O
A-16
Ê và Ơ
A-16
P
A-16
Â
A-16

ro
Ω/km
0.21
1.98
1.25
1.98
1.98
1.25
1.98
1.98
1.98
1.98
1.98

xo

Ω/km
0.36
0.4
0.4
0.4
0.4
0.4
0.4
0.4
0.4
0.4
0.4

Chiều dài
m
100
104
62
103
46
13
40
55
73
118
73

R, Ω

X, Ω

0.021
0.205
0.077
0.203
0.091
0.016
0.079
0.108
0.144
0.233
0.144

0.036
0.041
0.024
0.041
0.018
0.005
0.016
0.022
0.029
0.047
0.029

4.1.tính toán ngắn mạch
Điện kháng hệ thống xác định theo công thức
Xht =
Trong đó:
SN là dung lượng ngắn mạch về phía hạ áp của lưới hệ thống.

Ở đây SN = 350 kva
Utb = 1.05 *Udm = 1.05 * 10 = 10.5 (kV)
Vậy:
Xht = = 0.315 Ω
4.1.1Tính điểm ngắn mạch N tại thanh góp trạm phân phối trung tâm:


Điện năng được dẫn về trạm biến áp trung tâm qua dây dẫn A-150, có các
thông số:
+chiều dài đường dây 100m
+r0=0.21 (Ω/km)
+x0=0.36 (Ω/km)
Ta có:
Xd = x0 * l = 0.021 Ω
Rd = r0 * l = 0.036 Ω
R = Rd = 0.021
X = Xd + Xht = 0.036 + 0.315 = 0.877 Ω
Dòng ngắn mạch tại N:
IN = = = 6.6 KA
Dòng xung kích
IXK = *INN1*KXK = *6.6*1.8 = 17 KA
4.1.2 tính điểm ngắn mạch thứ Ni tại thanh cái của trạm biến áp phân xưởng:
R = Rd + Rc1 = 0.021 + 0.205 = 0.226 Ω
X = Xd + Xht + Xc1 = 0.877 + 0.041 = 0.914 Ω
IN = = = 6.4 KA
IXK = *INN1*KXK = *6.3*1.8 = 16 KA
Tính tương tự như trên cho các trường hợp còn lại ta có bảng kết quả sau:
Thanh cái
BA-TT
B1

B2
B3
B4
B5

IN , KA
6.6
6.4
6.2
6.4
6.2
6.2

ICK, KA
17
16
16
16
16
16


B6
B7
B8
B8
B8

6.2
6.3

6.3
6.4
6.3

16
16
16
16
16

4.2. Lựa chọn các thiết bị điện
4.2.1 lựa chọn và kiểm tra máy cắt
Máy cắt trong trạm BATT bao gồm 11 máy cắt.1 máy cắt tại thanh góp BATT
và 10 máy cắt cho các tuyến cáp nối với các phân xưởng.
Máy cắt có nhiệm vụ đóng cắt phục vụ công tác bảo dưỡng và có chức năng
cắt dòng ngắn mạch bảo vệ các thiết bị trong hệ thống.
Căn cứ vào các số liệu đã tính được ta chọn máy cắt hợp bộ của SIEMELS
loại 8DC11 cách điện bằng SF6, không cần bảo trì
Thông số của máy như sau:
Loại
máy
8DC11

Cách điện Iđm, A Uđm,
kV
SF6
1250 22

Icắtmax, kA Icắt 3s, kA
63

Điều kiện chọn máy cắt:
UdmMC ≥ Udmmang = 10 kV
IdmMC ≥ Ilvmax = 2*138 = 276 kA
Icắt 3s ≥ IN = 6.6 kA
Icắtmax ≥ IXK = 17 kA
4.2.2 Lựa chọn và kiểm tra biến áp đo lường BU

25


BU có chức năng biến đổi điện áp sơ cấp ở cấp điện áp bất kì xuống điện áp
100 hoặc 100 phục vụ mạch đo lường bảo vệ và điều khiển tín hiệu
Ngoài chức năng thong thường trong BU còn có cuộn tam giác hở có tác dụng
báo chạm đất 1 pha
BU được chọn theo các điều kiện sau:
Điện áp định mức UdmBU ≥ Udmm = 10 kv
Chọn BU loại 3 pha 4 trụ 4MS56 kiểu trụ do SIEMENS chế tạo
Thông số kĩ thuật như sau:
Udm

22 kv

U chịu đựng tần số công nghiệp

70 kv

U chịu đựng xung 1.2/50µs

170 kv

U1dm

10

U2dm
Tải định mức

100
400 VA

4.2.3 lựa chọn và kiểm tra máy biến dòng BI
BI có chức năng biến đổi dòng điện bất kì xuống dòng điện 5A để phục vụ
mạch đo lường bảo vệ và điều khiển tự động hóa
Ngoài chức năng thong thường trong BU còn có cuộn tam giác hở có tác dụng
báo chạm đất 1 pha
BU được chọn theo các điều kiện sau:
Điện áp định mức UdmBI ≥ Udmm = 10 kv
Dòng điện định mức IdmBI ≥ Icp
Chọn BI loại 4MA76 do SIEMENS chế tạo
Thông số kĩ thuật như sau: