Đồ án Cung Cấp Điện Thiết kế mạng cao áp nhà máy cơ khí

CÁC SỐ LIỆU KỸ THUẬT BAN ĐẦU

1.

Mặt bằng nhà máy và danh sách phụ tải
Mặt bằng các phân xưởng trong nhà máy được phân bố như sau
(đơn vị: mét)


Danh sách các phân xưởng trong nhà máy:
Số hiệu
trên
mặt
bằng

Tên
phân xưởng

Công
suất
đặt
(kW)

Hệ số
nhu
cầu

Hệ số
công
suất
cos

Suất
chiếu
sáng
W/

Hệ số
chiếu
sáng
cos

1

Phân xưởng 1

750

0,8

0,7

15

1

2

Phân xưởng 2

900

0,8

0,7

15

1

3

Phân xưởng 3

1800

0,4

0,6

15

1

4

Phân xưởng 4

1350

0,4

0,6

15

1

5

Nhà thí nghiệm

150

0,8

0,8

25

0,8

6

Nhà hành chính

90

0,8

0,8

20

0,7

7

Nhà xe

12

0,8

8

Nhà kho

12

0,8

90

1

0,8

Các hộ dùng điện trong nhà máy được phân bổ như sau:
• Hộ loại I + II: Phân xưởng 1, phân xưởng
2, phân xưởng 3, phân xưởng 4, nhà hành

chính
• Hộ loại 3: Nhà thí nghiệm, nhà xe, nhà kho.
2. Trạm biến áp trung gian (BATG) 110/35/22 kV cách nhà máy 6 km.
3. Đóng cắt ngắn mạch của máy cắt đầu nguồn trạm BATG: 25 kA.
4. Thời gian sử dụng công suất cực đại = 4600h. Giá thành tổn thất
điện năng = 1600đ/kWh, tổn thất điện áp cho phép trong mạng
= 5%, máy biến áp do Việt Nam sản xuất.
5. Các số liệu khác lấy trong phụ lục và sổ tay thiết kế.


CHƯƠNG 1

XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA NHÀ MÁY

1.1.

ĐẶC ĐIỂM CỦA NHÀ MÁY

Nhà máy được xây dựng với kích thước:
• Chiều dài: 222 m
• Chiều rộng: 164 m
Tổng diện tích của nhà máy là 36408 , với diện tích của từng phân
xưởng và nhà làm việc được thể hiện trong bảng sau:
STT

Tên phân xưởng

Diện tích ()

1

2
3
4
5
6
7
8

Phân xưởng số 1
Phân xưởng số 2
Phân xưởng số 3
Phân xưởng số 4
Nhà thí nghiệm
Nhà hành chính
Nhà xe
Nhà kho

1836
1404
1836
1512
560
760
840
756

Bảng 1.1: Diện tích các phân xưởng trong nhà máy

Nhà máy cơ khí này có các phân xưởng với diện tích tương đối lớn,
trên 1000 . Do đó việc thiết kế cung cấp điện được triển khai trên một diện

tích rộng, phụ tải có công suất lớn.


Số hiệu
1.2.trên
mặt
bằng

Tên
phân xưởng

Công
suất
đặt
(kW)

Hệ số
nhu
cầu

Hệ số
công
suất
cos

Suất
chiếu
sáng
W/

Hệ số
chiếu
sáng
cos

1

Phân xưởng 1

750

0,8

0,7

15

1

2

Phân xưởng 2

900

0,8

0,7

15

1

3

Phân xưởng 3

1800

0,4

0,6

15

1

4

Phân xưởng 4

1350

0,4

0,6

15

1

5

Nhà thí nghiệm

150

0,8

0,8

25

0,8

6

Nhà hành chính

90

0,8

0,8

20

0,7

7

Nhà xe

12

0,8

8

Nhà kho

12

0,8

90

1

0,8

BẢNG CÁC PHỤ TẢI TRONG PHÂN XƯỞNG

1.3.

Bảng 1.2: Các thông số ban đầu của phụ tải

XÁC
ĐỊNH

PHỤ TẢI TÍNH TOÁN
Hiện nay, có nhiều phương pháp tính phụ tải tính toán, thường những
phương pháp đơn giản, tính toán thuận tiện thì lại kém chính xác. Ngược
lại, độ chính xác cao thì tính toán lại phức tạp. Vì vậy, tùy theo công trình
thiết kế và tùy theo yêu cầu cụ thể mà chọn phương pháp cho thích hợp.
Phụ tải tính toán là một số liệu cơ bản dùng để thiết kế hệ thống cung
cấp điện. 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 ứng nhiệt lớn nhất. 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.
Các phương pháp xác định phụ tải:
• Phương pháp tính toán theo hệ số yêu cầu
• Phương pháp tính theo công suất tiêu thụ điện năng cho một đơn
vị sản xuất
• Phương pháp tính toán theo công suất tiêu thụ của phụ tải trên
đơn vị diện tích sản xuất.
• Phương pháp tính theo công suất trung bình và hệ số hình dạng
của đồ thị phụ tải
• Phương pháp tính theo công suất trung bình và phương sai phụ tải
(phương pháp thống kê)


• Phương pháp tính theo công suất trung bình và hệ số cực đại
(phương pháp số thiết bị hiệu quả)
Phụ tải tính toán của từng phân xưởng được chia làm 2 phần: phụ tải
động lực và phụ tải chiếu sáng. Ta sẽ xác định phụ tải động lực bằng
phương pháp hệ số nhu cầu, còn phụ tải chiếu sáng sẽ xác định suất chiếu
sáng trên một đơn vị diện tích.
1.3.1. Xác định phụ tải tính toán cho từng phân xưởng
a)

Phân xưởng số 1
Tra bảng số liệu ban đầu ta có: = 0,8 ; = 750 (kW) ; cos=0,7
Diện tích phân xưởng 1 là: D = 1836
suất chiếu sáng; cos=1
Phụ tải động lực:
= . = 0,8.750 = 600 (kW)
Với cos = 0.7 ta tính được tg = 1,02
Phụ tải chiếu sáng:
= .D= 15.1836. = 27,5 ( kW)
Hệ số chiếu sáng cos=1 ta tính được tg=0
= .tg= 0
Phụ tải điện tính toán phân xưởng 1 là:
= + = 600 + 27,54 = 627,5 (kW)
= = 612 (KVAr)
= = 876,5 (kVA)
cos = = = 0,7

b)

Phân xưởng số 2
Tra bảng số liệu ban đầu ta có: = 0,8 ; = 900 (KW) ; cos=0,7
Diện tích phân xưởng 2 là: D = 1404


suất chiếu sáng; cos=1
Phụ tải động lực:
= . = 0,8.900 = 720 (KW)
Với cos = 0,7 ta tính được tg = 1,02
Phụ tải chiếu sáng:

= .D = 15.1404. = 21,1 ( KW)
Hệ số chiếu sáng cos = 1 ta tính được tg= 0
= .tg = 0
Phụ tải điện tính toán phân xưởng 2 là:
= + = 720 + 21,1 = 741,1 (KW)
= = 734,4 (KVAr)
= = 1043,3 (kVA)
cos = = = 0,7
c)

Phân xưởng số 3
Tra bảng số liệu ban đầu ta có: = 0,4 ; =1800 (KW) ; cos=0,6
Diện tích phân xưởng 3 là: D =
suất chiếu sáng; cos=1
Phụ tải động lực:
= . = 0,4.1800 = 720 (KW)
Với cos = 0,6 ta tính được tg = 1,33
= 720.1,33 = 957,6 (KVAr)
Phụ tải chiếu sáng:
= .D = 15.1836. = 27,5 ( KW)
Hệ số chiếu sáng cos = 1 ta tính được tg= 0
= .tg = 0


Phụ tải điện tính toán phân xưởng 3 là:
= + = 720 + 27,5 = 747,5 (KW)
= = 957,6 (KVAr)

d)

= = 1214,8 (kVA)
cos = = = 0,6
Phân xưởng số 4
Tra bảng số liệu ban đầu ta có: = 0,4 ; =1350 (KW) ; cos=0,6
Diện tích phân xưởng 4 là: D =
suất chiếu sáng; cos=1
Phụ tải động lực:
= . = 0,4.1350 = 540 (KW)
Với cos = 0,6 ta tính được tg = 1,33
= 540.1,33 = 718,2 (KVAr)
Phụ tải chiếu sáng:
= .D = 15.1512. = 22,7 ( KW)
Hệ số chiếu sáng cos = 1 ta tính được tg= 0
= .tg = 0
Phụ tải điện tính toán phân xưởng 4 là:

= + = 540 + 22,7 = 562,7 (KW)
= = 718,2 (KVAr)

e)

= = 912,4 (kVA)
cos = = = 0,6
Nhà thí nghiệm
Tra bảng số liệu ban đầu ta có: = 0,8 ; =150 (KW) ; cos=0,8
Diện tích nhà thí nghiệm là: D =
suất chiếu sáng; cos=0.8


Phụ tải động lực:

= . = 0,8.150 = 120 (KW)
Với cos = 0,8 ta tính được tg = 0,75
= 120.0,75 = 90 (KVAr)
Phụ tải chiếu sáng:
= .D = 560.25. = 14 ( KW)
Hệ số chiếu sáng cos = 0,8 ta tính được tg= 0,75
= .tg = 14.0,75 = 10,5 (KVAr)
Phụ tải điện tính toán nhà thí nghiệm là:
= + = 120 + 14 = 134 (KW)
= + = 100,5 (KVAr)

f)

= = 167,5 (kVA)
cos = = = 0,8
Nhà hành chính
Tra bảng số liệu ban đầu ta có: = 0,8 ; =90 (KW) ; cos=0,8
Diện tích nhà hành chính là: D =
suất chiếu sáng; cos=0,7
Phụ tải động lực:
= . = 0,8.90 = 72 (KW)
Với cos = 0,8 ta tính được tg = 0,75
= 72.0,75 = 54 (KVAr)
Phụ tải chiếu sáng:
= .D = 20.760. = 15,2 ( KW)
Hệ số chiếu sáng cos = 0,7 ta tính được tg= 1,02
= .tg = 15,2.1,02 = 15,5 (KVAr)
Phụ tải điện tính toán nhà hành chính là:
= + = 72 + 15,2 = 87,2 (KW)

= + = 54 + 15,5 = 69,5 (KVAr)
= = 111,5 (kVA)
cos = = = 0,8
g)

Nhà xe
Không có phụ tải động lực
Diện tích nhà xe là: D =
suất chiếu sáng; cos=0,8
Phụ tải chiếu sáng:
= .D =12.840. = 10,1 ( KW)
Hệ số chiếu sáng cos = 0,8 ta tính được tg= 0,75
= .tg = 10,1.0,75 = 7,6 (KVAr)
Phụ tải điện tính toán nhà xe là:
= = 10,1 (KW)
= = 7,6 (KVAr)
= = 12,6 (kVA)
cos = = = 0,8

h)

Nhà kho
Tra bảng số liệu ban đầu ta có: = 1 ; =90 (KW) ; cos=0,8
Diện tích nhà kho là: D =
suất chiếu sáng; cos=0,8
Phụ tải động lực:
= . = 1.90 = 90 (KW)
Với cos = 0,8 ta tính được tg = 0,75
= 90.0,75 = 67,5 (KVAr)

Phụ tải chiếu sáng:
= .D =12.756. = 9,1 ( KW)
Hệ số chiếu sáng cos = 0,8 ta tính được tg= 0,75


P
(kW)

Q
(kVAr)

S
(kVA)

cos

1

Tên
phân xưởng
Phân xưởng 1

627,5

612

876,5

0,7

2

Phân xưởng 2

741,1

734,4

1043,3

0,7

3

Phân xưởng 3

747,5

957,6

1214,8

0,6

4

Phân xưởng 4

562,7

718,2

912,4

0,6

5

Nhà thí nghiệm

134

100,5

167,5

0,8

6

Nhà hành chính

87,2

69,5

111,5

0,8

7

Nhà xe

10,1

7,6

12,6

0,8

8

Nhà kho

99,1

74,3

123,9

0,8

Số hiệu

TỔNG
3009,2 3274,1
= .tg = 9,1.0,75 = 6,8 (KVAr)
Phụ tải điện tính toán nhà kho là:

= + = 90 + 9,1 = 99,1 (KW)
= + = 67,5 + 6,8 = 74,3 (KVAr)
= = 123,9 (kVA)
cos = = = 0,8

1.3.2. Xác định phụ tải tính toán toàn nhà máy
Trong thực tế không hẳn các thiết bị hoạt động một cách đồng
thời, đây cũng là lý do mà ta phải chọn số thiết bị làm việc đồng thời
cần quan tâm khi tính toán phụ tải toàn nhà máy.
Ta sẽ chọn hệ số đồng thời = 0,85.
Khi đó phụ tải tính toán của nhà máy được xác định như sau:
= .( + + + + + + + )
0,85. (627,5 + 741,1 + 747,5 + 562,7 + 134 + 87,2
+ 10,1 + 99,1)
= 2557,8 (kW)
= .( + + + + +
+ +)
Bảng 1.3: Bảng tổng kết phụ tải nhà máy
= 0,85.(612 +734,4 +957,6 +718,2 +100,5 +69,5 +7,6 +74,3)


= 2783 (kVAr)
= = 3780 (kVA)
cos = = = 0,68
Vậy = 2557,8 + j2783 (kVA)

CHƯƠNG 2

ĐỀ XUẤT VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN
THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CAO ÁP CHO NHÀ MÁY

2.1. XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ TRẠM PHÂN PHỐI TRUNG TÂM
Ở chương 1, ta đã tính toán được công suất toàn phần của nhà máy
là S= 3780 (kVA). Với công suất như vậy, ta nên đặt trạm phân phối
trung tâm (PPTT) nhận điện từ trạm biến áp trung gian (BATG) sau đó
phân phối cho các trạm biến áp phân xưởng (BAPX).
Chọn trục tọa độ Oxy sao cho gốc O trùng với góc dưới bên trái của
sơ đồ mặt bằng nhà máy, trục Ox trùng với cạnh dài, trục Oy trùng với
cạnh rộng của nhà máy. Tâm phụ tải của phân xưởng ta chọn trùng với
tâm của hình chữ nhật biểu thị cho phân xưởng trên sơ đồ mặt bằng.
Ta có bảng tọa độ của các phân xưởng và nhà làm việc theo trục tọa
độ đã chọn như sau:
STT

Phân xưởng

X (m)

Y(m)

1

Phân xưởng 1

107

21

2

Phân xưởng 2

181

21

3

Phân xưởng 3

181

93

4

Phân xưởng 4

181

142

5

Nhà thí nghiệm

98

109

6

Nhà hành chính

99

142

7

Nhà xe

30

67

8

Nhà kho

31

25

Bảng 2.1: Tọa độ các phân xưởng trong nhà máy



Khi đó, tọa độ của trạm phân phối trung tâm sẽ được xác định theo:
=

= = 156,7 (m)

=

= = 71,9 (m)

Chọn = 157 (m); = 72 (m)
Để thuận tiện cho việc thiết kế và xây dựng, ta dời trạm phân phối
trung tâm về tọa độ = 130 (m); = 72 (m)
2.2. XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ, SỐ LƯỢNG CÁC TBA PHÂN XƯỞNG
2.2.1. Tính toán sơ bộ
Theo như số liệu của đề tài, ta phân loại các phân xưởng và nhà làm
việc thành các hộ dùng điện như sau:
• Hộ loại I và loại II: Phân xưởng số 1, 2, 3,4 và nhà hành chính
• Hộ loại III: Nhà thí nghiệm, nhà xe và nhà kho
Trạm biến áp phân xưởng được đặt sát tường phân xưởng, gần với
tâm phụ tải của phụ tải được cấp điện từ TBA đó.
Căn cứ vào vị trí, công suất của các phân xưởng ta sẽ đặt 5 trạm biến
áp ứng với các phân xưởng như sau:
• Trạm B1 cấp điện cho Phân xưởng số 1
• Trạm B2 cấp điện cho Phân xưởng số 2
• Trạm B3 cấp điện cho Phân xưởng số 3
• Trạm B4 cấp điện cho Phân xưởng số 4 và Nhà hành chính
• Trạm B5 cấp điện cho Nhà thí nghiệm, Nhà xe và Nhà kho
Theo đó, trạm B1, B2, B3, B4 cấp điện cho phụ tải loại I và loại II
nên ta cần đặt hai máy biến áp trong trạm; trạm B5 cấp điện cho phụ tải
loại III nên ta chỉ cần đặt một máy biến áp. Các máy biến áp là loại ba
pha hai cuộn dây do Việt Nam chế tạo.

Hình 2.1: Vị trí đặt các trạm BAPX

2.1.2. Chọn dung lượng máy biến áp
Ta chọn dung lượng của máy biến áp phân xưởng theo công thức sau:
Đối với trạm có 2 máy:
• Đối với trạm có 1 máy:
(Các công thức được lấy ở mục 5.1 và 5.2 trang 111 – “Giáo trình
cung cấp điện” – TS. Ngô Hồng Quang – NXB GD – 2008)
•

a) Trạm B1
Trạm B1 cấp điện cho phân xưởng số 1 có công suất = 876,5 (kVA),
trong trạm đặt hai máy làm việc song song.
Khi đó: = = 626,1 (kVA)
Vậy ta sẽ chọn dùng 2 máy biến áp do Công ty Thiết bị điện Đông
Anh chế tạo cho trạm B1, mỗi máy có công suất 630 kVA, điện áp
35/0.4 kV
(Các số liệu được tra trong PL.6, trang 191, “Giáo trình Cung cấp
điện – TS. Ngô Hồng Quang)


Tính chọn tương tự cho các trạm còn lại, ta có bảng kết quả:

B1

Phân xưởng được
cấp điện
Phân xưởng 1

B2

Phân xưởng 2

1043,3

750

2

158

40

B3

Phân xưởng 3

1214,8

1000

2

148

93

1023,9

750

2

148

132

304

320

1

114

95

TBA

B4
B5

Phân xưởng 4
Nhà hành chính
Nhà thí nghiệm
Nhà xe
Nhà kho

630

Số
máy
2

X
(m)
130

Y
(m)
44

(kVA)

(kVA)

876,5

Bảng 2.2: Bảng chọn công suất cho các máy biến áp đặt trong trạm BAPX

2.3. ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN ĐI DÂY MẠNG CAO ÁP
2.3.1. Chọn dây dẫn từ trạm BATG đến trạm PPTT
Đường dây cấp điện từ trạm BATG cho trạm PPTT dài 6 km, sử
dụng đường dây trên không, dây nhôm lõi thép, đường dây lộ kép.
Trước hết, ta phải chọn cấp điện áp truyền tải theo công thức:
U = 4,34 = 4,34 = 29,73 (kV)
trong đó: l là khoảng cách truyền tải (km)
là công suất tác dụng của nhà máy (MW)
Ta chọn cấp điện áp truyền tải là 35 kV
Thời gian sử dụng công suất cực đại = 4600h. Với giá trị , ứng

với dây dẫn AC, tra bảng 5.9 (trang 138, “Giáo trình Cung cấp điện”,
TS. Ngô Hồng Quang) ta được mật độ dòng kinh tế = 1,1 (A/)
Giá trị dòng điện lớn nhất chạy trên các đoạn dây được tính:
=
Tiết diện kinh tế: =

= = 31,18 (A)

= = 28,35 ()

Tra bảng số liệu 4.6 trang 228, sách “Sổ tay lựa chọn và tra cứu
thiết bị điện từ 0,4 đến 500 kV” – TS. Ngô Hồng Quang, ta chọn dây
nhôm lõi thép 50 , 2AC-50, dòng điện cho phép = 215 (A)


Kiểm tra điều kiện dòng sự cố:
Khi đứt 1 dây, dây còn lại sẽ truyền tải toàn bộ công suất:
Giá trị dòng điện sự cố: = 2 = 2.31,18 = 62,36 A <
• Kiểm tra tổn thất điện áp
Từ bảng 4.6, ta tra được = 0,59 Ω/km; = 0,41 Ω/km
Tổng trở của đường dây:
Z = (.l + j.l)/2 = 1,77 + j1,23 (Ω) = R + jX
Tổn thất điện áp ΔU khi bình thường là:
Δ = = = 227,15 (V)
Δ < = 5%= 1750 (V)
Tổn thất điện áp ΔU khi sự cố đứt một đường dây
Δ = = 454,30 (V) < 10% = 3500 (V)
Như vậy, dây 2AC-50 mà ta chọn thỏa mãn điều kiện dòng sự cố
và điều kiện tổn thất điện áp.
2.3.2. Lựa chọn sơ đồ nối điện từ trạm PPTT đến các trạm BAPX

Để đảm bảo an toàn cũng như mỹ quan cho nhà máy, các tuyến
cáp trong nhà máy sẽ được hạ ngầm. Các trạm BAPX được xây dựng sát
tường phân xưởng. Dự định ta sẽ dùng cáp đồng ba lõi 18 ÷ 36 kV, cách
điện XLPE, đai thép, vỏ PVC do hãng FURUKAWA (Nhật Bản) chế tạo.
Từ trạm PPTT đến trạm B1, B2, B3, B4 đi cáp đôi, đến B5 đi cáp đơn.
Đề xuất hai phương án như sau:
Phương án 1: Các trạm BAPX được cấp điện trực tiếp từ trạm
PPTT
Phương án 2: Các trạm BAPX ở xa trạm PPTT sẽ được cấp điện
qua các trạm BAPX ở gần theo sơ đồ liên thông cao
áp.
•

Để so sánh và lựa chọn phương án nào hợp lý hơn, ta sử dụng
hàm chi phí tính toán Z, phương án nào có chi phí nhỏ hơn sẽ được
chọn.
Z = ( + ).K + c.ΔA
trong đó: – hệ số vận hành, ta lấy = 0,1
– hệ số thu hồi vốn đầu tư tiêu chuẩn, lấy = 0,2
K – vốn đầu tư (chỉ tính phần cáp trung áp)
c – giá tiền 1 kWh, lấy c= 1600đ/kWh
ΔA – tổn thất điện năng một năm (kWh)
Do hai phương án có số lượng trạm biến áp là giống nhau, nên ở
phần vốn đầu tư, ta chỉ xét vốn đầu tư cho đường dây; tương tự đối với


ΔA thì ta chỉ xét phần tổn hao điện năng của mạng điện mà không cần
xét tới phần máy biến áp.
2.4 . TÍNH TOÁN TIẾT DIỆN DÂY VÀ CHI PHÍ CỦA HAI PHƯƠNG
ÁN

2.4.1 PHƯƠNG ÁN 1
a. Xác định tiết diện dây

Hình 2.2: Sơ đồ đi dây Phương án 1


Chiều dài các tuyến cáp như sau:
= 28 (m)
= 60 (m)
= 36 (m)
= 78 (m)
= 40 (m)
Thời gian sử dụng công suất cực đại = 4600h. Với giá trị , ứng với
dây lõi đồng, tra bảng 5.9 (trang 138, “Giáo trình Cung cấp điện”, TS.
Ngô Hồng Quang) ta được mật độ dòng kinh tế = 3,1 (A/)
•

•

Tuyến cáp PPTT-B1
Giá trị dòng điện tính toán:

= = = 7,23 (A)
Tiết diện kinh tế:
= = = 2,33 ()
Tra bảng số liệu 4.58 trang 274, sách “Sổ tay lựa chọn và tra cứu
thiết bị điện từ 0,4 đến 500 kV” – TS. Ngô Hồng Quang, ta chọn
cáp XLPE tiết diện 50 → 2XLPE (3×50)
Tra bảng ta được = 200 (A), = 0,387 Ω/km; = 0,137 Ω/km
Giá trị dòng điện sự cố khi đứt 1 dây:

= 2. = 14,46 (A) <
Do chiều dài cáp đã cho không lớn lắm nên không cần kiểm tra
điều kiện tổn thất điện áp
Tuyến cáp PPTT-B2
Giá trị dòng điện tính toán:

=

= = 8,60 (A)

Tiết diện kinh tế:
= = = 2,77 ()
Ta chọn cáp XLPE tiết diện tiết diện 50 → 2XLPE (3×50)
Tra bảng số liệu 4.58 trang 274, sách “Sổ tay lựa chọn và tra cứu
thiết bị điện từ 0,4 đến 500 kV” – TS. Ngô Hồng Quang, ta chọn
cáp XLPE tiết diện 50 → 2XLPE (3x50)
Tra bảng ta được = 200 (A), = 0,387 Ω/km; = 0,137 Ω/km
Giá trị dòng điện sự cố khi đứt 1 dây:
= 2. = 17,2 (A) <


Do chiều dài cáp đã cho không lớn lắm nên không cần kiểm tra
điều kiện tổn thất điện áp.
Tính toán tương tự cho các tuyến cáp còn lại, ta có bảng tổng hợp
tiết diện dây dẫn của các tuyến cáp như sau:
Tuyến
cáp

Chiề
u

dài
m

PTTT-B1

28

7,23

2,33

3×50

0,005

17640

PTTT-B2

60

8,60

2,78 3×50

0,012

37800

A

R
Ω

Ω/km

3×50

0,387

0,007

Đơn giá
đ/m

315

Thành tiền
đ

PTTT-B3

36

10,0

3,23

22680

PTTT-B4

78

8,44

2,72 3×50

0,015

49140

PTTT-B5

40

2,51

0,81 3×50

0,008

12600

Tổng vốn đầu tư cho đường dây: =139860. (đ)
Bảng 2.3: Tổng vốn đầu tư cho mạng cáp Phương án 1

b. Xác định tổn thất công suất tác dụng trên đường dây
Công thức tính: Δ = .. (kW)
= ..l (n – số đường dây đi song song)

Ta có bảng tổn thất công suất tác dụng trên các tuyến dây của PA1
Chiều
dài
m

Tuyến
cáp
PTTT-B1

Ω/km

R
Ω

kVA

ΔP
W

3×50

28

0,005

876,5

3,4

PTTT-B2 3×50

60

0,012

1043,3

10,3

PTTT-B3 3×50

36

0,007

1214,8

8,4

PTTT-B4 3×50

78

0,015

1023,9

12,9

PTTT-B5 3×50

40

0,016

304

0,6

0,387


Δ = 35,6 W
Bảng 2.4: Tổn thất công suất tác dụng trên đường dây Phương án 1

c. Xác định tổn thất điện năng của mạng điện
Công thức xác định tổng tổn thất điện năng của mạng điện:
Δ = Δ.
trong đó: Δ – tổng tốn thất công suất tác dụng trên đường dây
– thời gian tổn thất công suất lớn nhất
được xác định gần đúng theo bằng biểu thức:
= .8760 (h)
Với = 4600h, ta tính được = 2988 (h)
→ Δ = 35,6..2988 = 106,4 (kWh)
d. Xác định chi phí tính toán của phương án 1
Vốn đầu tư:
K = =139860. = 139,86.
Tổng tổn thất điện năng:
Δ = 106,4 (kWh)
Chi phí tính toán hàng năm (tính cho phần cáp trung áp):

Z = ( + ).K + c.ΔA
= (0,1 +0,2).139,86. + 1600.106,4
= 42,1. (đ)
2.4.2. PHƯƠNG ÁN 2


Hình 2.3: Sơ đồ đi dây Phương án 2

Chiều dài các tuyến cáp như sau:
PPTT-B1 = 28 (m)
PPTT-B3 = 39 (m)
B1-B2 = 36 (m)
B3-B4 = 41 (m)
PPTT-B5 = 40 (m)
a.
•

Tính toán tiết diện dây dẫn
Tuyến cáp PPTT-B1
Công suất truyền tải qua tuyến cáp này là tổng công suất của các
trạm B1, B2
→ = = 1919,8 (kVA)
Giá trị dòng điện tính toán:
=

= = 15,83 (A)


Tiết diện kinh tế:
= = = 5,11 ()

Ta chọn cáp XLPE tiết diện tiết diện 50 → 2XLPE (3×50)
Tra bảng số liệu 4.58 trang 274, sách “Sổ tay lựa chọn và tra cứu
thiết bị điện từ 0,4 đến 500 kV” – TS. Ngô Hồng Quang, ta chọn
cáp XLPE tiết diện 50 → 2XLPE (3x50)
Tra bảng ta được = 200 (A), = 0,387 Ω/km; = 0,137 Ω/km
Giá trị dòng điện sự cố khi đứt 1 dây:
= 2. = 31,66 (A) < (thỏa mãn)
Do chiều dài tuyến cáp nhỏ nên không cần kiểm tra tổn thất điện áp.
•

Tuyến cáp PPTT-B3
Công suất truyền tải qua tuyến cáp này là tổng công suất của các
trạm B3,B4
→ =
= 2238,7 (kVA)
Giá trị dòng điện tính toán:
= = = 18,46 (A)
Tiết diện kinh tế:
= = = 5,95 ()
Ta chọn cáp XLPE tiết diện tiết diện 50 → 2XLPE (3×50)
Tra bảng số liệu 4.58 trang 274, sách “Sổ tay lựa chọn và tra cứu
thiết bị điện từ 0,4 đến 500 kV” – TS. Ngô Hồng Quang, ta chọn
cáp XLPE tiết diện 50 → 2XLPE (3x50)
Tra bảng ta được = 200 (A), = 0,387 Ω/km; = 0,137 Ω/km
Giá trị dòng điện sự cố khi đứt 1 dây:
= 2. = 36,92 (A) < (thỏa mãn)
Do chiều dài tuyến cáp nhỏ nên không cần kiểm tra tổn thất điện áp.

Tính toán tương tự với các tuyến cáp còn lại, ta có kết quả chọn
tiết diện cáp của các tuyến cáp trong bảng sau:

Tuyến
cáp

Chiều
dài
m

PTTT-B1

28

15,83

5,11

PTTT-B3

39

18,46

5,95 3×50

0,008

24570

B1-B2

36

7,23

2,33 3×50

0,007

22680

A

Ω/km
3×50

0,387

R
Ω
0,006

Đơn giá
đ/m
315

Thành tiền
đ
17640


B3-B4

41

8,60

2,78 3×50

0,008

25830

PPTT-B5

40

2,51

0,81 3×50

0,016

12600

Tổng vốn đầu tư cho đường dây: =103320. (đ)
Bảng 2.5: Tổng vốn đầu tư cho mạng cáp Phương án 2

Xác định tổn thất công suất tác dụng trên đường dây
Tính toán tương tự phương án 1, ta có bảng tổn thất trên đường dây
của phương án 2
b.

Chiều
dài
m

Tuyến
cáp
PTTT-B1

Ω/km

R
Ω

kVA

ΔP
W

3×50

28

0,006

1919,8

18,1

PTTT-B3 3×50

39

0,008

2238,7

32,7

0,007

1043,3

6,2

0,387

B1-B2

3×50

36

B3-B4

3×50

41

0,008

1023,9

6,8

PPTT-B5 3×50

40

0,016

248

0,8

Δ = 64,7 W
c. Xác định tổn thất điện năng của mạng điện
Công thức xác định tổng tổn thất điện năng của mạng điện:
Δ = Δ.
= 64,7..2988 = 193,3 (kWh)
d. Xác định chi phí tính toán của phương án 2
Vốn đầu tư:
K = =103320. = 103,32.
Tổng tổn thất điện năng:
Δ = 193,3 (kWh)
Chi phí tính toán hàng năm (tính cho phần cáp trung áp):
Z = ( + ).K + c.ΔA
= (0,1 +0,2).103,32. + 1600.193,3
= 31,3. (đ)

2.5. SO SÁNH CHI PHÍ VÀ TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG CỦA HAI
PHƯƠNG ÁN
Qua các phần tính toán ở trên, ta tổng hợp chi phí cũng như tổn thất
điện năng của hai phương án trong bảng dưới đây:
Phương
án

Vốn đầu tư
(triệu đồng)

Tổn thất điện năng Chi phí hàng năm
(kWh)
(triệu đồng)

1

139,86

106,7

42,1

2

103,32

193,3

31,3

Bảng 2.6: Bảng so sánh chi phí của hai phương án

Ta thấy phương án 2 có vốn đầu tư nhỏ hơn, chi phí hàng năm ít hơn
so với phương án 1. Tổn thất điện năng có nhiều hơn nhưng không đáng kể.
Do đó, phương án 2 chính là phương án ta sẽ chọn để thiết kế mạng
cao áp nhà máy.

CHƯƠNG 3

THIẾT KẾ CHI TIẾT MẠNG CAO ÁP NHÀ MÁY
3.1. SƠ ĐỒ TRẠM PHÂN PHỐI TRUNG TÂM
Trạm phân phối trung tâm là nơi trực tiếp nhận điện từ trạm biến áp
trung gian để cung cấp điện cho toàn nhà máy. Do đó việc lựa chọn sơ đồ
nối dây của trạm có ảnh hưởng lớn và trực tiếp đến vấn đề an toàn cung
cấp điện cho nhà máy. Sơ đồ cần phải thỏa mãn các yêu cầu cơ bản như:
đảm bảo luên tục cung cấp điện theo yêu cầu của phụ tải, thuận tiện trong
vận hành và xử lý sự cố, an toàn trong quá trình vận hành và sửa chữa, hợp
lý về mặt kinh tế trên cơ sở đảm bảo các yêu cầu kĩ thuật.
Nhà máy cơ khí được xếp vào phụ tải loại I, do tính chất quan trọng
của nhà máy nên trạm PPTT được cấp điện bởi hai đường dây với hệ thống
một thanh góp có phân đoạn, liên lạc giữa hai phân đoạn bằng máy cắt hợp
bộ. Trong trạm PPTT đặt chống sét van (CSV) trên mỗi phân đoạn thanh
góp để chống sét từ đánh từ ngoài đường dây truyền vào trạm. Ngoài ra


còn đặt máy biến áp (BU) ba cuộn dây dùng để biến đổi điện áp sơ cấp
xuống hạ áp để cấp nguồn cho các mạch đo lường, bảo vệ, tín hiệu, điều
khiển. Trong BU ba cuôn dây có cuộn tam giác hở để phát hiện và báo
chạm đất một pha.

Hình 3.1: Sơ đồ trạm phân phối trung tâm

MCLL
TG1

TG2