thiết kế hệ thống cung cấp điện

NGUYỄN CÔNG TUẤN - ĐIỆN 6-K11 ĐỒ ÁN MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU .......................................................
....................
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG .................
...................
.............. ....................
CHƯƠNG 2 :TÍNH TOÁN PHỤ TẢI
2.1. Phụ tải của các phân xưởng .........................
....................
2.2. Xác định phụ tải toàn xí nghiệp ..................
....................
CHƯƠNG 3: XÁC ĐỊNH SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN .. ....................
3.1. Vị trí đặt trạm biến áp ..................................
....................
3.2. Chọn dây dẫn rừ nguồn đến trạm biến áp .... ....................
3.3. Sơ đồ nối dây từ trạm biến áp đến các phân xưởng ...........
3.4. Chọn công suất và số lượng máy biến áp...... ....................
CHƯƠNG 4 : CHỌN VÀ KIỂM TRA THIẾT BỊ .................
4.1. Cơ sơ lí thuyết .............................................
....................
4.2. Thành lập sơ đồ thay thế và tính toán ngắn mạch để chọn các
phần tử trong khí cụ điện ........................................
....................
4.3. Kiểm tra chế độ khởi động động cơ ............. ....................
CHƯƠNG 5 : TÍNH TOÁN ĐIỆN .....................
....................
5.1. Hao tổn điện áp lớn nhất trong mạng điện ... ....................
5.2. Hao tổn công suất .........................................

....................
5.3. Tổn thất điện năng .......................................
....................
CHƯƠNG 6 : TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT .............. ....................
6.1. Cơ sở lí thuyết .............................................
....................
6.2. Tính toán nối đất .........................................
....................
6.3. Trình tự tính toán nối đất .............................
....................
CHƯƠNG 7 : NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT .................
7.1. Hệ số công suất và ý nghĩa của việc nâng cao hệ số công suất
7.2. Các giải pháp bù cosφ tự nhiên ........................................

7.4. Phân phối tối ưu công suất bù trên lưới điện xí nghiệp.....
7.5. Xác định dung lượng bù ...................................................
7.6. Đánh giá hiệu quả bù .......................................................

CHƯƠNG 8 : THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG ...............................
8.1. Giới thiệu chung ...............................................................
8.2. Đặc điểm chung ...............................................................
8.3. Thiết kế chiếu sáng ..........................................................

8.4. Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng K ............................
8.5. Chiếu sáng sự cố ..............................................................

CHƯƠNG 9 : HẠCH TOÁN CÔNG TRÌNH .........................
KẾT LUẬN ……………………………………………………..

TRƯỜNG ĐHCN HÀ NỘI

1

2
3
7
7
10
11
11
11
11
18
22
22
22
34
37
37
36
36
38
38
39
43
47
47
50
51
53
54

55
56
56
59
61
62
63
67


NGUYỄN CÔNG TUẤN - ĐIỆN 6-K11 ĐỒ ÁN MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN

LỜI MỞ ĐẦU
Việt Nam đang bước vào thời kì công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước,
chính vì vậy công nghiệp đóng một vai trò hết sức quan trọng, đặc biệt là nhìn
vào vị trí địa lí trên bản đồ hình chứ S nước Việt Nam, từ bắc vào nam đến tận
mũi Cà Mau đâu đâu cũng sử dụng năng lượng điện, đâu đâu cũng có các nhà
máy điện và các trạm biến áp. Nhà máy điện và các trạm biến áp chính là một
hệ thống rất thông minh dùng để nâng hoặc hạ và truyền tải điện năng đến
điểm cuối của nơi tiêu thụ.
Đúng vậy, vấn đề cung c ấp điện rất quan trọng trong lĩnh vực xây dựng đất
nước giàu mạnh, văn minh và phát triển. Bất cứ khi xây dựng một công trình
xí nghiệp hay một khu đô thị thì chúng ta đều nghĩ tới vấn đề cung cấp điện, vì
vậy cần phải có một cơ sở hạ tầng phục vụ cho mục đích trên, trong đó có một
hệ thông cung cấp điện đảm bảo công suất an toàn, rẻ, thời gian cung cấp liên
tục…do đó môn cung cấp điện và môn hệ thống điện phải cùng đáp ứng được
các yêu cầu trên.
Ngoài ra việc thiết kế cung câp điện cho xí nghiệp, nhà máy, phân xưởng
nơi tiêu thụ điện chính trong mạng điện, việc thiết kế môt hệ thống cung cấp
điện an toàn, tiết kiệm không những có lợi cho doanh nghiệp, công ty mà còn

có lợi cho ngân sách nhà nước.
Việc thiết kế cung cấp điện cho một xí nghiệp công nghiệp cũng không nằm
ngoài mục đích trên, trong bài viết này sẽ chi tiết cho chúng ta thấy các
phương án đề ra để từ đó đưa ra phương án tối ưu.Trong quá trình thực hiện
dưới sự hướng dẫn tận tình của giáo viên hướng dẫn và mặc dù đã tham khảo
rất nhièu sách vở, xin ý kiến của các thầy cô, của các anh chị khóa tr ước song
đây là lần đầu tiên làm đồ án nên còn rất nhiều bất cẩn, sai sót trong quá trình
tính toán cũng như trình bày. Do đó rất mong được sự thông cảm và góp ý của
các thầy cô trong khoa đặc biệt là thầy giáo hướng dẫn ( Thầy PHẠM TRUNG
HIẾU).

TRƯỜNG ĐHCN HÀ NỘI
2


NGUYỄN CÔNG TUẤN - ĐIỆN 6-K11 ĐỒ ÁN MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN

CHƯƠNG I : GIỚ I THIỆU CHUNG
1.1 Đề tài : Thiết kế cung cấp điện cho một xí nghiệp công
nghiệp.
1.2 Các số liệu ban đầu.
-Bao gồm 14 phân xưởng với tên gọi là : N, G, U, Y, Ê, O, C, Ô, Ơ, H,
T, Ư, Â, P, dữ kiện cho trong bảng 1.
- Nguồn điện đươc lấy từ điểm đấu điệ n của lưới 110kV có tọa độ và công
suất ngắn mạch tại điểm đấu điện ứng với dòng có chữ cái đầu tiên của họ.
-Thời gian sử dụng công suất cực đai: T max =
2500h. Phụ tải loại I và loại II chiếm 75%.
-Giá thành tổn thất điện nă ng C ∆ = 1000đ/kWh.
-Suất thiệt hại do mất điện : g th = 4500đ/kWh.
-Hao tổn điệ n áp cho phép trong mạng hạ áp : ∆U cp = 5%.

Các số liệu khác lấy trong phụ lục và các sổ tay thiết kế điện.
-Số liệu về nguồn điện lấy theo hàng N.
-Số liệu về thiết kế chiếu sáng lấy theo hàng P.
-Số liệu của cosφ 2 lấy theo hàng C.
1.3 Nhiệm vụ thiết kế :
1 .Giới thiệu chung
2 . Xác định phụ tải tính toán của nhà máy .
3 . Xác định sơ đồ nối dây của mạng điện.
4 . Lựa chọn thiết bị điện : Máy biến áp, tiết diện dây dẫn, thiết bị phân
phối, thiết bị bảo vệ, đo lường…
5 . Xác định các tham số chế độ của mạng điện : ∆U, ∆P, ∆A, U 2..
6 . Tính toán nối đất cho trạm biến áp theo chữ cái G.
7 . Tính toán dung lượng bù để cải thiện hệ số công suất lên giá trị cosφ 2.
8 .Tính toán chiếu sáng cho một phân xưởng (ứng với chữ cái P),xem
bảng 2.
9 . Dự toán công trình.

TRƯỜNG ĐHCN HÀ NỘI
3


NGUYỄN CÔNG TUẤN - ĐIỆN 6-K11 ĐỒ ÁN MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN

Bảng 1 Số liệu cung cấp điện cho các phân xưởng
NGUYỄN CÔNG TUẤN = N G U Y Ê O C Ô Ơ H T Ư Â P

STT
1

2

3

4

5

6

PX
N

G

U

Y

Ê

O

Tọa độ
X
Y
29

6

63

212

180

138

157

Máy số
3

T.số

1

P(kW)

70,15

ksd

0,6

0,6

0,6

0,6

cosφ

0,74

0,77

0,67

0,78

P(kW)

56,21

65,18 62,17

ksd

0,6

0,6

0,6

cosφ

0,8

0,82

0,78

P(kW)

63,05

ksd

0,6

0,6

0,6

cosφ

0,82

0,79

0,78

P(kW)

66,74

143,2

Ksd

0,6

0,6

cosφ

0,79

0,78

P(kW)

62,59

56,21

Ksd

0,6

0,6

cosφ

0,67

0,80

P(kW)

85,44

62,59 62,17

Ksd

0,6

2

85,44 62,59 62,17

69

66,74 57,06

73

48

84

134

TRƯỜNG ĐHCN HÀ NỘI
4

4

0,6

0,6

5


NGUYỄN CÔNG TUẤN - ĐIỆN 6-K11 ĐỒ ÁN MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN
6

7

8

9

10

11

12

13

O

C

Ô

Ơ

H

T

Ư

Â

138

58

18

210

8

75

212

148

134

94

88

cosφ

0,77

0,67

P(kW)

84,3

77,82

ksd

0,6

0,6

cosφ

0,82

0,8

P(kW)

62,17

ksd

0,6

0,6

0,6

0,6

cosφ

0,78

0,78

0,66

0,85

P(kW)

62,59

62,17 32,67 37,54

ksd

0,6

0,6

0,6

0,6

cosφ

0,67

0,78

0,66

0,85

P(kW)

65,18

62,17 82,33

ksd

0,6

0,6

0,6

cosφ

0,82

0,78

0,75

P(kW)

81,87

63,05

ksd

0,6

0,6

cosφ

0,83

0,82

P(kW)

66,74

57,06 57,79

ksd

0,6

0,6

0,6

cosφ

0,79

0,78

0,77

P(kW)

62,17

68,6

84,3

ksd

0,6

0,6

0,6

0,78

32,67 37,54 62,59

117

108

54

48

28

TRƯỜNG ĐHCN HÀ NỘI
5

77,82 31,15
0,6

0,6


NGUYỄN CÔNG TUẤN - ĐIỆN 6-K11 ĐỒ ÁN MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN
13

Â

14

148

P

cosφ

0,78

0,69

P(kW)

32,67

37,54

ksd

0,6

0,6

cosφ

0,66

0,85

28

225

78

0,82

0,8

Bảng 2 . Số liệu tính toán phụ tải
Tọa độ, công suấtcắt và độ
lệch điện áp của nguồn điện
STT

V%
6

Kích thước và
độ rọi yêu cầu
của phân
xưởng
a×b(m)
Eyc
(lux)
14×22
50

PX

X(m)

Y(m)

Hệ số
công
suất
cosφ

1

N

24

501

Scắt
(MVA)
165

2

G

59

287

150

4

14×28

50

0,91

3

U

473

321

160

6

10×34

50

0,92

4

Y

65

431

250

5

14×28

50

0,91

5

Ê

368

137

210

2,5

12×20

45

0,9

6

O

78

417

150

5

16×28

45

0,92

TRƯỜNG ĐHCN HÀ NỘI

6

0,9

0,79

NGUYỄN CÔNG TUẤN -ĐIỆN 6-K11 ĐỒ ÁN MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN
7

C

480

56

240

4

16×20

40

0,89

8

Ô

437

69

160

3

12×20

45

0,9

9

Ơ

368

137

210

2,5

12×20

45

0,9

10

H

541

318

240

4

13×26

45

0,89

11

T

35

479

250

5

16×20

40

0,89

12

Ư

65

431

250

5

14×28

50

0,91

13

Â

437

69

160

3

12×20

45

0,9

14

P

127

68

200

4

14×28

50

0,91

7


NGUYỄN CÔNG TUẤN - ĐIỆN 6-K11 ĐỒ ÁN MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN

CHƯƠNG 2 : TÍNH TOÁN PHỤ TẢI
2.1. Phụ tải của các phân xưởng
2.1.1 Phụ tải N
* Phụ tải động lực
Hệ số phụ tải sử dụng : k sd = 0,6
Do lượng thiết bị n = 4 <5 nên ta xác định các giá trị hiệu dụng theo các điều
kiện sau:

P max

Tỷ lệ giữa thiết bị lớn nhất và nhỏ nhất: k = P

min =

85,44

62,17 = 1,37

Vì k sdΣ = 0,6 nên lấy k sdΣ = 0,6 tra bảng ta được k b = 4,tức là k < k b ,
vậy số lượng hiệu dụng đúng bằng số lượng thực tế n = 4.
Xác định hệ số thiết bị hiệu quả theo công thức :
2
Pi)

(

∑

n hq =

∑Pi

2

=

(70,15

+

+
85,44

2

+
62,59

2

62,17)

2

2

70,15 + 85,44 + 62,59 + 62,17

2

= 3,93

Hệ số nhu cầu xác định như sau :
Knc = ksdΣ+

1 − k sdΣ
n

= 0,6 +

1 − 0,6
4

= 0,8

Công suất tính toán động lực : P dl = k nc ∑P i = 0,8.280,35 = 224,28
kW Xác định hệ số công suất trung bình của phân xưởng :
cosφ∑ =

i

ΣPi .cos70,15.0,74 + 85,44.0,77 + 62,59.0,67 + 62,17.0,78
=

ΣP i

280,35

tgφΣ = 0,9
Q dl = P dl tgφ∑ = 224,28.0,9 = 201,825 kW

Phụ tải chiếu sáng

TRƯỜNG ĐHCN HÀ NỘI
8

= 0,74


NGUYỄN CÔNG TUẤN - ĐIỆN 6-K11 ĐỒ ÁN MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN
Công suất chiếu sáng của phân xưởng được xác định theo suất tiêu thụ công
suất P o lấy theo hàng ứng với chữ A :P cs = P o .a.b ,Trong đó tra
bảng P o =12kW
P cs = 12.12.20 = 2,88 KW
Q cs = P cs .tgφ cs ,Trong đó tra bảng ta co cosφ = 0,9 tgφ = 0,48
Q cs = 2,88.0,48 = 1,3824 kVAr
Xác định phụ tải tính toán của toàn phân xưởng N
Tổng công suất tính toán tác dụng của phân xưởng :
P tt = P dl + P cs = 224,28 + 2,88 = 227,16 kW

Tổng công suất tính toán phản kháng của phân xưởng :
Q tt =Q dl +Q cs = 201,825 + 1,3824 = 203,2074 kVAr
Tổng công suất tính toán toàn phần của phân xưởng :
S tt = Ptt 2 + Q tt 2 = 227,162 + 203,20742 = 304,787 kVA
Hệ số công suất tổng hợp của toàn phân xưởng :
Cosφ N =

P
tt

S

tt

=

227,16

= 0,7453

304,787

Vậy S = 227,16+ j203,2074 kVA
Bán kính tỉ lệ của biểu đồ phụ tải :
304,787
chọn m = 5 ta có r =
= 4,406
r= S
m.π

3,14.5

Tính toán tương tự cho các phân xưởng khác ,kết quả ghi trong bảng phụ
tải dưới :
Trên cơ sở kết quả tính toán ta xây dựng Biểu đồ phụ tải trên hình:
P
X

ksd∑ N

knc

∑P i
(kW)

Pdl
( kW)

Cos
Qtt
φ N (kVAr)

Pcs
Ptt
(kW) (kW)

N

0,6

4

0,8

280,35

224,28

2,88

G

0,6

3

0,83 183,56

152,35

0,74 203,207
4
0,80 105,75

U

0,6

3

0,83 186,85

155,08

0,80 108,69

4,08

Y

0,6

2

0,88 209,94

0,79 140,12

4,704 179,85

Ê

0,6

2

0,88 118,8

0,74 93,22

2,88

O

0,6

3

0,83 210,2

184,74
7

104,55
4
174,46
6

0,75 145,17

5,376 165,38

TRƯỜNG ĐHCN HÀ NỘI
9

227,16

4,704 144,43
146,31

101,99

Stt
(kVA
)
304,7
87
179

r

182,2
6

228

3,407

138,1
7
220,0
5

2,96

4,406
3,38

3,81

3,74


NGUYỄN CÔNG TUẤN -ĐIỆN 6-K11 ĐỒ ÁN MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN
C

0,6

4

0,78

292,26 227,96

0,76

195,53

Ô

0,6

4

0,8

Ơ

0,6

2

H

0,6

T

4,08

322,04

0,76

176,34

0,88

256,46 205,16
8
124,76 109,79

0,81

106,78

4,056 209,22
4
2,88 112,67

4

0,8

256,46 205,168 0,76

176,34

4,356 209,224 273,67

4,17

0,6

2

0,88

106,21 93,465

0,67

108,24

3,84

3,04

Ư

0,6

2

0,88

186,85 164,428 0,67

184,63

4,704 169,132

145,5
5

250,38

Â

0,6

5

0,78

292,26 227,96

0,76

195,53

4,08

4,39

P

0,6

2

0,88

186,85 164,42
8

0,67

184,63

4,704 169,13
2

303,4
4
250,3
8

97,305

232,04

303,44

4,39

273,6
2

4,17

155,23

3,14

n : số thiết bị của phân xưởng
2.2. Xác định phụ tải của toàn xí nghiệp
Hệ số sử dụng tổng hợp của xí nghiệp xác định :
ksd∑XN =

ΣS k
i

sdΣi

ΣS i

2061,69
=

= 0,6

3436,157

Hệ số nhu cầu của xí nghiệp : k ncXN = k sd∑XN + 1 − k sdΣXN = 0,6+ 1 − 0,6 = 0,7
n

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

ΣS cos
i

ΣS i

i

=

2563,91

= 0,76 => Sinφ XN = 0,69

3436,157

Tổng công suất tính toán của xí nghiệp :
S XN = k ncXN .∑S i = 0,7.3436,157 = 2405,31 kVA
P XN = S XN .cosφXN = 2405,31.0,76 = 1828 kW
Q XN = S XN .SinφXN = 2405,31.0,69 = 1659,6 kVAr
Tức là: S XN = 1828+ j1659,6 kVA.

TRƯỜNG ĐHCN HÀ NỘI
10

14

3,99

3,99


NGUYỄN CÔNG TUẤN - ĐIỆN 6-K1

ĐỒ ÁN MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN

CHƯƠNG 3: XÁC ĐỊNH SƠ ĐỒ NÔI DÂY CỦA MẠNG
ĐIỆN
3.1. Vị trí đặt trạm biến áp
Tọa độ của trạm biến áp xác định theo biểu thức:
X BA =

ΣS .X
i

=

i

ΣS i

YBA =

ΣS i

= 112 m

3566,157

ΣS .Y
i

399650,2

i

=

322569,27

= 90,4 m

3566,157

Vậy tọa độ của trạm biến áp là : 0 (112 ; 90,4)
Biểu đồ phụ tải của toàn xí nghiệp như hình vẽ (a)
3.2. Chọn dây dẫn từ nguồn dến trạm biến áp
Chiều dài đường dây được xác định theo biểu thức :
L = ( X ng − X BA )2 + (Y ng − Y BA
2
,trong đó tra bảng ta có: Xng = 24,
)
Y ng =501
=> L= (24 − 112)2 + (501 – 90,4)2 = 420 m
Tiế t diện dây d ẫn cao áp có thể chọn theo mạt độ dòng điện kinh tế .Căn
cứ vào số liệu ban đầu ứng với dây nhôm theo bảng ta tìm được giá trị mật
độ dòng điện kinh tế j kt = 1,2A/ mm2
Dòng điện chạy trên dây dẫn được xác định :
2405,31
= 69,43 A
Imax = S =
2 3U

2

3.10

Tiết diện dây dẫn cần thiết :
I max

F= j

kt

=

69,43
1,2

= 57,86mm

2

Đối với đường dây cao áp tiết diện tối thiểu không nhỏ hơn 35 mm2 do
đó ta chọn dây dẫn AC-35 nối từ nguồn vào trạm biến áp.
3.3. Sơ đồ nối dây từ trạm biến áp đến các phân xưởng
3.3.1. Sơ đồ vạch các tuyến dây
Để đảm bảo an toàn và mĩ quan trong xí nghiệp các tuyến dây sẽ được
xây dựng bằng đường cáp. Có thể so sánh hai phương án nối dây sau :

11


TRƯỜNG ĐHCN HÀ NỘI

12

NGUYỄN CÔNG TUẤN – ĐIỆN 6-K11 ĐỒ ÁN MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN
Phương án 1 (hình b.1) Kéo dây trực tiếp từ trạm biến áp đến các phân
xưởng theo đường bẻ góc, các đường cáp sẽ được xây dựng theo các mép
đường và nhà xưởng, như vậy sẽ thuận tiện cho việc xây dựng, vận hành và
phát triển mạng điện.
Phương án 2(hình b -2) Từ trạm biến áp ta xây dựng các đường trục
chính, các phân xưởng ở gần các đường trục chính sẽ được cung cấp điện từ
các đường trục này qua các tủ phân phối trung gian.Tuy nhiên do khoảng
cách không lớn và việc đặt các tủ phân ph ối trung gian đòi hỏi chi phí nhất
định, nên trong phương án này ta chỉ cần đặt 2 tủ phân phối tại diểm 1 có toạ
độ là (45 ; 96,25) và điểm 2 có toạ độ là (152 ; 96,24). Tủ phân phối 1 cung
cấp điện cho 3 phân xưởng Y, Ơ, P, còn tủ số 2 cung cấp cho 3 phân xưởng,
G,C,H các phân xưởng còn lại được lấy điện trực tiếp từ trạm biến áp nhưng
tuyến đi dây vẫn bẻ góc dọc theo đường trục.
Phương án này sẽ giảm được số lượng tuyến dây và tổng chiều dài dây
dẫn, nhưng tiết diện dây dẫn của các đường trục chính sẽ lớn hơn. Như vậy
chúng ta sẽ tính toán so sánh hai phương án 1 và 2.
3.3.2. Sơ đồ xác định tiết diện dây dẫn .
Khi l ựa chọn phương án có th ể chọn tiết diện dây dẫ n theo phương pháp
đơn giản nhất theo dòng điện đốt nóng cho phép, nhưng sau khi đã xác định
được phương án tối ưu thì tiết diện dây dẫn phải được kiểm tra lạ i theo hao tổn
điện áp cho phép, vì đối với mạng điện h ạ áp, chấ t lượ ng điện phải được dặt
lên hàng đầu.Ta tién hành chọn tiết diện dây dẫn theo phương pháp hao
tổn điện áp cho phép là ∆U cp = 5% (đối với cấ p điện áp 380V,∆U cp = 19 V).
Dự định sẽ đặt trong các rãnh xây dựng ngầm dưới đất, do vậy có thể chọn
điện trở kháng x o = 0,06Ω/km.
Phương án 1 :
Sơ đò nối dây của mạng điện trên hình b-1.Chi ều dài đường dây từ trạm

biến áp đến các phân xưởng theo đường bẻ góc L được xác định theo biểu
thức :
L= ( X BA − X i )2 +

2

(Y BA − Y i )

=

= 106,4 m.

TRƯỜNG ĐHCN HÀ NỘI
13

2

(112 − 29)

+

2

(90,4− 157)


NGUYỄN CÔNG TUẤN -ĐIỆN 6-K11

ĐỒ ÁN MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN

Bảng 2.a Kết quả tính tiết diện dây dẫn theo phương án 1(đường đi bẻ
góc)
ro,

Mm²

Ω/km

xo,

Ω/km

∆U,
(V)

0,15

0,078

17,90

94,26

2*12
0
95

0,19

0,080

16,86

17,762

48,87

50

0,39

0,087

19,77

3,189

15,811

134,21

150

0,12

0,077

18,16

76,15

1,120

17,88

35,72

50

0,39

0,087

19,70

165,38

63,85

1,464

17,536

49,41

50

0,39

0,087

19,56

102,7

186,13

65,42

1,46

19,32

52,1

150

0,36

0,088

19,56

0Ô

98,56

121,4

113,45

2,556

15,23

49,56

50

0,19

0,087

18,35

0Ơ

106,78

112,67

118,85

2,004

16,996

64,79

70

0,27

0,083

18,12

0H

176,34

209,224

119,85

3,337

15,663

131,66

150

0,12

0,077

18,57

0T

108,24 97,305

204,85

3,501

15,499

105,76

120

0,15

0,078

16,21

0Ư

184,63 169,132

144,15

4,202

14,798

135,48

150

0,12

0,077

18,89

0Â

186,54 165,42

144,32

4,325

16,21

148,56

150

0,12

0,078

19,87

0P

195,53

47,85

1,477

17,523

52,11

70

0,27

0,083

18,52

LO-i,
(m)

∆U x ,

∆U R ,

(V)

(V)

147,85

4,744

14,256

193,74

0G

203,20 227,16
74
105,75 144,43

133,15

2,223

16,777

0U

108,69

146,31

72,15

1,238

0Y

140,12

179,85

144,15

0Ê

93,22

101,99

0O

145,17

0C

n

Q,
kVAr

0N

PΣ,

(kW)

232,04

F, mm²

Thành phần phản kháng của hao tổn điện áp ∆U x :
∆U x =

Q.x L 0 N
0

U

=

F ch ,

−3

215,124.0,06.124,85.10
0,38

TRƯỜNG ĐHCN HÀ NỘI

14

= 2,014V


NGUYỄN CÔNG TUẤN - ĐIỆN 6-K11 ĐỒ ÁN MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN

Thành phần tác dụng của hao tổn điện áp : ∆U R
∆U R = ∆U cp - ∆U x = 19- 4,744 = 14,256 V
Tiết diện dây dẫn xác định theo biểu thức :
F=

=>F =

P.L 0 N

,Trong đó γ = 32 - điện dẫn suất

γ .U. U R
227,16.147,85
32.0,38.14,256

= 193,74 mm

2

Ta chọn cáp loại ABPG có tiết diện chuẩn là F ch = 2*120 mm², có
r o =0,20
Ω/km; x o = 0,078 Ω /km .
Hao tổn điện áp thực tế :
∆U=

P.r

+ Q.x

0

0

.L0

N

=

227,16.0,15 + 203,2074.0,078

U

.124,85.10 −3 = 14,9V < 19V

0,38

Tính toán tương tự ta có bảng 2.a như trên:
Phương án 2 :
Chiều dài các đoạn dây được xác định theo sơ đồ hình b -2 nh ư đã nói ở
phần trên. Dòng công suấ t chạy trên đoạn 01 được xác định bằng tổng công
suất của 5 phân xưởng Đ, G và H :
P 01 = 147,76 +144,43 + 186,14 = 478,33 kW
Q 01 =120,61 +105,75 +155,48 = 381,84 kVAr
Xác định tiết diệ n dây dẫn củ a đường trục (01); hao tổn điện áp cho phép
từ trạm biến áp đến các đ iểm tải xa nh ất vẫn là 19V; Thành phần phản
kháng của hao tổn điện áp từ từ trạm biến áp đến phân xưởng D
∆U X

=

Q l + Q1D 1D
l
01 01

U

x0 ;

Trong

đó

L 01 = ( X BA − X 1 )2 + (Y BA − X 1 )2 = ( X BA − X 1 )2 = (114 − 29)2
= 85 m
2
2
2
L 1D = ( X 1 − X D ) + (Y 1 − Y D ) = (29 − 24) + (94,15 − 157)2
= 67,85 m
203,2074.85 120,61.67,85
+
0,078.10 −3 = 5,2736 V
Vậy ∆Ux =
0,38

∆U R = 19 – 5,2736 = 13,7264 V
Thành phần tác dụng của tổn hao điện áp cho phép trên đoạn 01 xác định
theo biểu thức

15


TRƯỜNG ĐHCN HÀ NỘI

16


NGUYỄN CÔNG TUẤN - ĐIỆN 6-K11

ĐỒ ÁN MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN

∆UR01=
U

R
2

P L

1+

∑

i

13,7264

=

n

144,43.71,55

1+

i

2

478,33.51,19

i= 2

P L
01

2

2

+ 147,76.95,55 + 186,14.61,45

= 4,8 V

2

01

Tiết diện trên đoạn 01 được xác định như sau :

P .L
01
01
F 01 =
= 478,33.51,18991 = 280,245 mm², ta chọn dây cáp có
γ .U.

U

32.0.38.5,5

R01

F ch = 300 mm² có r 0 = 0,12 Ω/km và x 0 = 0,06 Ω/km .
Hao tổn điện áp tác dụng thực tế trên đoạn 01:
∆U 01 =

01

P .r0

.L 01

=

478,33.0,12

51,18991.10−3 = 7,73V

0,38

U

Thành phần tác dụng của tổn hao điện áp từ tủ phân phối 1 đến các phân
xưởng G , C, và H là như nhau và bằng
∆U Rpx = ∆U R - ∆U R01 = 14,256 – 6,56 = 7,76V ≈ 8 V
Tiết diện dây dẫn đoạn 1Đ:

F1Đ =

P

1D

.L

1D

γ .U. U Rpx

= 142,25.95,55 = 186 mm²
32.0,38.8

Tính toán tương tự cho các đoạn dây kết quả ghi trong bảng 2.b.
Bảng 2.b Kết quả tính tiết diện dây dẫ n theo phương án 2 (theo
đường trục)
Q,
kVAr

PΣ,

kW

L 0i ,
m

∆U X ,
V

∆U R ,
V

01

227,16

203,2074

51,19

5.27

02

144,43

105,75

93,81

1N

146,31

108,69

1G

179,85

1U

N

F,

F ch ,
2

2

5,5

mm
295,16

mm
300

8,59

6,41

298,12

95,55

2,6

8,2

140,12

71,55

1,9

101,99

93,22

61,45

0Y

165,38

145,17

0Ê

112,67

106,78

ro
xo
∆U,
Ω/km Ω/km V
0,12

0,06

10,82

300

0,12

0,06

17,92

141,60

150

0,22

0,06

9,99

8,55

99,42

120

0,28

0,06

8,81

2,11

8.45

111,36

120

0,28

0,06

9,94

81,6

1,91

17,09

55,52

70

0,48

0,06

16,21

122,7

4,08

14,92

137,16

150

0,22

0,06

17,90

TRƯỜNG ĐHCN HÀ NỘI
17


NGUYỄN CÔNG TUẤN - ĐIỆN 6-K11

ĐỒ ÁN MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN

0O

209,224

176,34

84,4

2,26

16,74

68,52

70

0,48

0,06

19,56

0C

203,448

193,92

51,6

1,03

17,97

34,58

35

0,95

0,06

19,77

0Ô

161,22

162,21

35,6

1,13

17,87

29,66

35

0,95

0,06

17,08

0Ơ

97,305

108,24

58,6

1,25

17,75

44,81

50

0,67

0,06

18,12

0H

182,547

167,93

101,3

1,74

17,26

49,20

50

0,67

0,06

19,70

2T

232,04

195,53

17,45

0,34

9,33

16,40

25

1,33

0,06

6,83

2Ư

169,132

184,63

62,45

1,52

8,74

77,77

95

0,35

0,06

8,93

2Â

225,29

194,87

75,45

2,50

8,25

135,26

150

0,22

0,06

9,53

2P

227,16

203,2074

85,34

2,05

8,43

145,74

150

0,22

0,06

9,03

3.3.3. So sánh kinh tế các phương án
Các phương án được so sánh theo chỉ tiêu chi phí quy đổi, Sử dụng công
thức đơn giản hoá :
Z = pV +C = pV + ∆A.c ∆ ; Trong đó p = a tc + k kh ;C = C ht = ∆A.c ∆

V : vốn đầu tư thiết bị
a tc : hệ số tiêu chuẩn sử dụng hiệu quả vốn đầu tư a tc = 1/T tc
T tc :thời gian thu hồi vốn đầu tư tiêu chuẩn, T tc = 8 năm
k kh : tỉ lệ khấu hao, k kh = 0,06 vì hệ số khấu hao đường cáp là 6
% khi đó p = 1/8 + 0,06 = 0,185
∆A : tổn thất điện năng kWh
c ∆ : giá thành tổn th ất điệ n năng đ /kWh ,c ∆ =
1000đ/kWh Tổn thất điện năng trên đoạn dây dẫn :
P2 + Q2
∆A = ∆P.τ =

2

r 0 .L ON .τ

U

Trong đó tổn hao cực đại τ được xác định theo công thức :
-4
-4 2
τ = (0,124 + T max .10 )².8760 = (0,124 +3500.10 ) .8760 = 1854,5
h Trong phương án 1 : Tính cho đoạn 0N :
2

∆Q =

P

2

2

2

x 0 .L 0 N
+Q =
2
U

202,74

−6
+ 180,4 0,06.122,7.10 = 3,1458 kVAr
2
0,38

TRƯỜNG ĐHCN HÀ NỘI
18


NGUYỄN CÔNG TUẤN - ĐIỆN 6-K11
∆A0N =

202,742 + 180,42

ĐỒ ÁN MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN
−6

0,22.122,7.10 .1968,16 = 45125,14

kWh 0,382
C 0N = ∆A 0N .c ∆ = 984239,8.1000 = 854,1245.106 đ
Vốn đầu tư đường cáp, suất vốn đầu tư v 0 tra theo bảng
3
V 0N = v 0 .L ON = 152,8.122,7.10 =
6
17,24.10
Chi phí quy đổi :
6
Z 0N = (0,185 .17,24 + 854,1245).10 đ/năm
Tính toán tương tự ta được kết quả ghi trong bảng 2.c và bảng 2.d

Bảng 2.c Kết quả tính toán kinh tế phương án 1.
Q
N

kVA

PΣ
kW

L0i

Fch

∆Q

v0
6

10 đ

m

kVA

227,16

147,85

0G

203,20
74
105,75

144,43

133,15

2*12
0
95

0U

108,69

146,31

72,15

50

0Y

140,12

0Ê

93,22

0O

145,17

0C

106,78

112,67

118,85

70

0Ô

176,34

209,224

119,85

150

0Ơ

193,92

0H

162,21

161,22

131,15

120

0T

108,24

97,305

204,85

120

0Ư

167,93

182,547

119,85

120

0Â

195,53

232,04

47,85

70

∆A

V

kWh

10

6

C
6

Z
6

10 đ

10 đ

r

đ

3,76

13,77

48494,41

18,76

48,49

51,96

1,50

8,75

30800,68

12,69

30,80

33,15

0,71

11,29

39734,76

4,20

39,73

40,51

3,66

10,97

38616,54

29,76

38,62

44,12

0,80

8,97

31584,3

9,07

31,58

33,26

1,70

13,58

47812,04

7,86

47,81

49,27

0,99

11,04

38883,94

38,88

39,86

2,32

13,51

47563,34

10,67

47,56

49,54

0,92

14,59

51371,12

2,90

51,37

51,91

2,22

10,35

36447,74

19,33

36,45

40,02

1,23

9,81

34530,37

7,61

34,53

35,94

1,23

7,16

25213,77

15,70

25,21

28,12

2,29

10,68

37612,1

20,59

37,61

41,42

r
0N

∆P
kW

152,8
112,64
81,34

179,85

144,15

150
175,84

101,99

76,15

50
89,6

165,38

63,85

50
93,16
89,6

5,25

112,64
203,448

56,15

70
81,34
131,76

93,16
112,64

131,76

19


TRƯỜNG ĐHCN HÀ NỘI

20


NGUYỄN CÔNG TUẤN - ĐIỆN 6-K11
0P

184,63 169,132

144,15 150

129,57

ĐỒ ÁN MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN

2,05

8,59

24987,56 12,0
6

45,93

41,56

Bảng 2.d .Kết quả tính toán kinh tế phương án 2
Q
n

kVA

PΣ

L0i

kW

m

822,4

51,19

v0 6

∆Q

∆P

∆A

V6

C6

Z6

300

175,84

7,97

15,9
4
24,4
9

56109,17

9,00

56,11

57,77

86228,24

16,50

86,23

89,28

Fch

10 đ

kVAr

kW

kWh

10 đ

10 đ

10 đ

r
01

689,4

02

497,34 521,85

93,81

300

175,84

12,24

1N 120,61 147,76

95,55

150

152,8

1,44

5,30

18647,71

14,60

18,65

21,35

1G 105,75 144,43

71,55

120

131,76

0,95

4,45

15653,75

9,43

15,65

17,40

1U 155,48 186,14

61,45

120

131,76

1,50

7,01

24677,38

8,10

24,68

26,18

0Y 127,15 141,32

30,45

50

89,6

0,46

5,11

17975,84

2,73

17,98

18,48

0Ê 180,4

202,74

43,55

95

112,64

1,33

7,77

27374,3

4,91

27,37

28,28

0O 145,17 165,38

84,36

150

152,8

1,70

6,22

21915,02

12,89

21,92

24,30

0C 108,69 146,31

51,64

95

112,64

0,71

4,16

14639,6

5,82

14,64

15,72

0Ô 171,79 180,88

35,64

70

93,16

0,92

7,37

25955,94

3,32

25,96

26,57

0Ơ 115,68 164,95

58,64

95

112,64

0,99

5,77

20312,42

6,60

20,31

21,53

0H 99,22

106,64

45,55

50

89,6

0,36

4,04

14208,21

4,08

14,21

14,96

2T 99,13

106,64

17,45

25

70,24

0,18

3,41

11994,61

1,23

11,99

12,22

2Ư 133,2

132,34

62,45

95

112,64

0,91

5,34

18789,43

7,03

18,79

20,09

2Â 140,12 179,85

75,45

150

152,8

1,63

5,97

21037,65

11,53

21,04

23,71

2P

65,92

70

134,36

1,85

5,11

32056,78

9,87

19,04

23,98

134,07 167,98

TRƯỜNG ĐHCN HÀ NỘI
21

NGUYỄN CÔNG TUẤN - ĐIỆN 6-K11 ĐỒ ÁN MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN
Bảng 2.e .Các chỉ tiêu kinh tế cơ bản của các phương án so sánh:
6

Vốn đầu tư
6
10 VNĐ
V

Phương án

Chi phí hằng năm10 VNĐ/năm

pV

C

Z

1

154,36

29,15

504,21

512,05

2

100,26

19,04

365,21

421,05

Từ số liệu tính toán trên bảng 2.e ta thấy phương án 1 vừa có vốn đầu tư
lớn mà tổ n thất điện năng cũng lớn vì vậy phương án 2 chính là phương án
tối ưu mà ta cần lựa chọn .
2.4 .Chọn công suất và số lượng máy biến áp :
Từ kết quả tính toán hao tổn công suất ∆S = ∆P + ∆Q bảng 2.c, ta có tổng
công suất tính toán có kể đến hao tổn công suất trên đường dây
S Σ = S XN + ∆S = 1124,4250 + j654,187 + 124,49 +
j21,2 = 1214,2 +j596,465 kVA
Hay S Σ = 1426,8 kVA
Công suất trung bình :
Stb =

S .T
Σ

M

kVA

=

1518,96.3500

= 812,45

8760 8760

Hệ số điền kín đồ thị phụ tải :
K dk =

S tb
SΣ

=

884,33
1518,96

= 0,62 < 0,75

Như vậy máy biến áp có th ể làm việc quá tải 40 % trong một thời gian xác
định.Ta có thể xây dựng trạm biến áp theo 2 phương án:
Phương án 1 : Dùng 1 máy bến áp 35/6,6 kV có công suất định
mức là 1800 kVA

TRƯỜNG ĐHCN HÀ NỘI
22


NGUYỄN CÔNG TUẤN - ĐIỆN 6-K11 ĐỒ ÁN MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN

Theo phương án này hệ số quá tải của máy biến áp sẽ là :
1421,96
k qt = SS Σ =
= 0,724 < 1,4
1750

dmBA

Phương án 2 : Dùng 2 máy biến áp 10/0,4 kV làm việc
song song do ABB chế tạo có công suất là 2 х 800 kVA
Kiểm tra khả năng làm việc quá tải của máy biến áp ở chế độ sự cố: Khi
có sự cố 1 trong 2 máy biến áp thì máy biến áp còn lại sẽ gánh toàn bộ phụ
tải loại I và loại II bằng S sc = 0,8 . 1518,96 = 1215,168 kVA .
Hệ số quá tải khi khi một máy biến áp ở phương án 2 bị sự cố là :
S

k qt = S sc =

1215,168

BA

800

= 1,56236 > 1,4

Như vậy máy biến áp không thể đảm nhiệ m làm việc khi quá tải xảy ra sự
cố, bởi vậy để đảm bảo an toàn cho máy khi có sự cố một trong 2 máy, ngoài
25 % phụ tải loại III, cần phải cắt thêm 15 % phụ tải loại II, khi đó phụ tải ở
chế độ sự cố sẽ là:

S sc = 0,6 . 1518,96 = 911,376 kVA.
Hệ số quá tải của máy biến áp lúc này là :
911,376
k qt =
= 1,139 < 1,4 , Vậy đảm bảo yêu cầu
. 800
Căn cứ vào bảng phụ lục chọn máy biến áp ta có các số liệu của các máy
biế n áp do hãng ABB chế tạo và do Việt Nam sản xuất như bảng 2 .f sau:
Bảng 2.f Số liệu của các máy biến áp

Công suất
định mức
kVA

Hao tổn công suất ,kW

Điện áp
ngắn mạch

Vốn đầu tư
6

∆P 0

∆P k

Uk

1800

8,3

24

6,5

V BA, 10
VNĐ
450

2 × 800

1,4

10,5

5,5

249,4

So sánh hai phương án theo chỉ tiêu cho phí quy đổi :
Z = pV + C + Y th
Giá trị C xác định tương tự như ở phần trên : C = ∆A . c ∆
Khi so sánh thiệt hạ i do mất điện ta chỉ cần xét đến phụ tải loại I và loại
II, vì có thể coi phụ tải loại III ở các phương án là như nhau .
Phương án 1 :
TRƯỜNG ĐHCN HÀ NỘI
23

ĐỒ ÁN MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN

NGUYỄN CÔNG TUẤN -ĐIỆN 6-K11

Tổn thất trong máy biến áp được xác định theo công thức :
2
∆A BA1 = ∆P 0 .t +

S

∆P k .

.τ =
S

2

8,3 .8760 + 6,5.

2

1518,96

.1968,16

2

1800

BA

= 87012,14 kWh
Chi phí tổn thất :
C 1 = ∆A .c ∆ = 87012,14.1000 =
6
88,86.10
đ
Công suất thiếu hụt khi mất điện bằng công suất loại I và loại II là :
P th = m I+II .P XN = 0,75 . 1420,412= 854,01 kW
Điện năng thiếu hụt :
A th = P th . t r , trong đó t r là thời gian trong 1 ngày t r =
24
Vậy A th = 854,032. 24 = 20352,14 kWh
Thiệt hại do mất điện :
6
Y 1 = A th . g th = 20887,65 .2500 = 54,28.10
đ
6
6
Z 1 = (0,185 .450 + 89,01 + 52,22)10 = 215,24.10 đ
Phương án 2 :
Tổn thất trong các máy biến áp :
1
2
2
∆A BA = 2.∆P 02 . t +
Pk

S

= 2.1,4.8760 +

2

2

S

2

1

.10,5.

2

800

2

BA2

1518,96

= 25652,012 kWh
Chi phí tổn thất :
6
C 2 = 24528,012. 1000 = 24,244.10 đ
Công suất thiếu hụt khi mất điện bằng 15 % công suất loại II là :
P th = 0,15 . 1160,425 = 164,064 kW

6
Y 2 = A th .g th = 174,064.24.4500 = 18,8.10 đ
6
6
Z 2 = (0,185. 249,4 + 24,258 + 18,8)10 = 89,142 .10 đ
Kết quả tính toán được thể hiện trong Bảng 2.h:
6

Chi phí hàng năm.10 VNĐ

6

Phương
án

V,10
VNĐ

1

450

2

249,4

∆A,kWh

pV

C

Y

Z

84,1254

77,46

88,24

48,65

213,25

24362,12

39,45

21,35

15,48

84,54

24


Từ bảng 2.h trên ta thấy phương án 2 có tổng chi phí nhỏ nhất. Như vậy

ta chọn phương án 2 gồm 2 máy biến áp 2 × 800 kW.
TRƯỜNG ĐHCN HÀ NỘI

25