Đồ án môn học cung cấp điện Nguyễn Phúc huy

Đồ án môn học Cung cấp điện

Phạm Hưng – D9H3

1


Đồ án môn học Cung cấp điện

Phạm Hưng – D9H3

THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN (1B)
“Thiết kế cung cấp điện cho một xí nghiệp công nghiệp”
I, Dữ kiện
Thiết kế cung cấp điện cho một xí nghiệp công nghiệp gồm các phân xưởng với
các dữ kiện cho trong bảng. Công suất ngắn mạch tại điểm đầu Sk (MVA), khoảng các từ
điểm đấu điện đến nhà máy là L (m). Cấp điện áp truyền tải là 22kV từ hướng đông tới.
Thời gian sử dụng công suất cực đại là TM (h). Phụ tải loại I, loại II chiếm kI&II=78%.
Giá thành tổn thất điện năng cΔ=1800 (đ/kWh). Suất thiệt hại do mất điện gth=10000
(đ/kWh). Hệ số thu hổi vốn đầu tư tiêu chuẩn atc=0,125. Hao tổn điện áp cho phép trong
mạng tính từ nguồn (điểm đấu điện) là ΔUcp=5%. Các số liệu khác lấy trong phụ lục và
các sổ tay thiết kế điện.
Số liệu thiết kế cung cấp điện cho xí nghiệp
Sk (MVA)

kI&II (%)

TM (h)

L (m)

Hướng tới của nguồn

500

78

4400

1500

Đông

Ký hiệu
trên sơ
đồ mặt
bằng
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14

15

Tên phân xưởng và phụ tải
Phân xưởng điện phân
Phân xưởng Rơn gen
Phân xưởng đúc
Phân xưởng ô xít nhôm
Khí nén
Máy bơm
Phân xưởng đúc
Phân xưởng cơ khí - rèn 1
Phân xưởng cơ khí - rèn 2
Lò hơi
Kho nhiên liệu
Kho vật liệu vôi Clorur ( bột tầy trắng)
Xưởng năng lượng
Nhà điều hành, nhà ăn
Garage Ô tô

2

Tổng
công
xuất đặt
kW
1187.5
700
500
370
250

300
680
550
550
650
10
20
350
150
25

Hệ số nhu
cầu knc
0.47
0.40
0.55
0.44
0.54
0.52
0.55
0.43
0.43
0.55
0.57
0.62
0.43
0.44
0.50

Hệ số

công
suất
cosϕ
0.64
0.55
0.70
0.64
0.53
0.62
0.70
0.56
0.56
0.70
0.80
0.67
0.72
0.87
0.82


Đồ án môn học Cung cấp điện

Phạm Hưng – D9H3

Sơ đồ mặt bằng phân xưởng

1

2

3

4

8
13

7
5 6

10

11

12

9

13

14

Tỉ lệ 1/1000
II, Nhiệm vụ thiết kế
1, Xác định phụ tải tính toán toàn xí nghiệp
2, Lựa chọn sơ đồ nối điện của thệ thống cung cấp điện.
3, Tính toán lựa chọn và kiểm tra các phần tử trên sơ đồ.
4, Tính toán và bù công suất phản kháng nâng cao cosφ
5, Hạch toán công trình
III, Các bảng biểu, bản vẽ

1, Các phương án mạng điện, biểu đồ phụ tải.
2, Sơ đồ nguyên lý và mặt bằng chiếu sáng phân xưởng (Nếu có)
3, Sơ đồ nguyên lý và mặt bằng mạng điện đã lựa chọn.
4, Sơ đồ nguyên lý, mặt bằng, mặt cắt và nối đất của trạm biến áp.
5, Bảng tổng hợp vật tư thiết bị và các số liệu tính toán
3


Đồ án môn học Cung cấp điện

Phạm Hưng – D9H3

LỜI MỞ ĐẦU
Như chúng ta đã biết, cho đến nay thì nền kinh tế nước ta đã đạt được nhiều thành
tựu to lớn về phát triển kinh tế xã hội tạo tiền đề cơ bản để bước vào thời kì mới, thời kì
công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước mà ở đó ngành điện luôn đóng vai trò chủ đạo.
Cũng chính vì vai trò vô cùng quan trọng của ngành điện, mà những người kỹ sư hệ
thóng điện phải có được những vốn kiến thức vững chắc về ngành để tạo nên những hệ
thống chất lượng, thỏa mãn các yêu cầu về kinh tế và kỹ thuật khi đưa vào vận hành thực
tế. Các chỉ tiêu đặt ra khi tiến hành khảo sát thiết kế cung cấp điện là:
- Đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật
- Độ tin cậy cung cấp điện cao
- Vốn đầu tư thấp nhất.
Các yêu cầu trên luôn mang tính chất đối lập nhau, vì vậy câu hỏi luôn được đặt ra là
làm thế nào để được một hệ thống tối ưu. Câu hỏi sẽ có trong môn học cung cấp điện.
Với vốn kiến thức nhỏ bé của mình cùng với sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo bộ môn,
cho đến nay em đã nghiên cứu và thiết kế hoàn chỉnh một hệ thống cung cấp điện mạng
tính chất thực tế cao và từ đó hoàn thành xong bản đồ án cung cấp điện.
Do kiến thức nắm bắt về ngành và kiến thức thực tế có hạn nên bản đồ án không thể
tránh khỏi thiếu xót, em rất mong nhận được sự góp ý của các thầy cô để em có được một

bản đồ án hoàn chỉnh để đưa vào thực tiễn và làm tài liệu hữu ích phục vụ cho công việc
của em sau này.
Em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Phúc Huy đã tận tình giúp đỡ em hoàn thành
đồ án này.

4


Đồ án môn học Cung cấp điện

Phạm Hưng – D9H3

CHƯƠNG I : XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN
Nhà máy, xí nghiệp sản xuất ra một hoặc nhiều lại sản phẩm trong quá trình hoạt
động. Những sản phẩm này luôn luôn đòi hỏi tính cạnh tranh cao đặc biệt là về giá thành.
Trong giá thành sản phẩn, chi phí tiêu thụ điện nặng và thời gian thu hồi vốn đầu tư đóng
góp một phần đáng kể và giá thành sản phẩm. Chính vì lý do đó việc tính toán thiết kế
cấp điện cho nhà máy xí nghiệp phải đặc biệt chú ý đến vốn đầu tư công trình và vấn đề
tiết kiệm năng lượng tránh lãng phí với các thiết bị không cần thiết. Quan trọng hơn cả là
việc xác định tâm của phụ tải chính xác để có được những phương án tối ưu. Ngoài ra
chúng ta còn phải tính đền khả năng phát triển của phụ tải nhà máy xí nghiệp trong tương
lai. Để làm được nhiệm vụ đó thì bước đầu tiên cần làm là xác định phụ tải tính toán cho
toàn nhà máy.
1.1 Xác định phụ tải tính toán từng phân xưởng
 Công thức xác định phụ tải nhóm chiếu sáng, lấy P0cs = 15 W/m2 = 0,015 kW/m2
Pcs = P0 x D ( kW)
(1.1)
 Công thứ xác định phụ tải động lực theo hệ số nhu cầu và công suất đặt được thể
hiện như sau
Pdl = Knc x Pd (kW)

Qdl = Pdl x tanφ (kVAr)
 Phụ tải tính toán cho toàn phân xưởng
Pttpx = Pdl + Pcs
Qttpx = Qdl + Qcs
 Hệ số công suất trung bình toàn phân xưởng:
∑ Pttpxi .cos ϕ pxi
cos ϕtbxn =
∑ Pttpxi

(1.2)
(1.3)
(1.4)
(1.5)

(1.6)

 Phụ tải tính toán của toàn xí nghiệp xác định theo hệ số đồng thời ( K = 0.85)

Pttxnđt= k

N

∑P
ttpxi
1

(1.7)
 Xét thêm tổn thất trong mạng điện (10%) và khả năng phát triển phụ tải trong 10
năm (10%), ta sẽ có số liệu tính toán phụ tải toàn phân xưởng là:
PttxnΣ = 1, 2.Pttxn

5

(1.8)


Đồ án môn học Cung cấp điện

SttxnΣ =

Phạm Hưng – D9H3

PttxnΣ
cos ϕtbxn

(1.9)

2
2
QttxnΣ = Sttxn
Σ − PttxnΣ

(1.10)

Trong đó:
- Pttpx: Công xuất tác dụng tính toán cho từng phân xưởng (kW)
- Knc: Hệ số nhu cầu
- Pd : Công suất đặt (kW)
- D: Diện tích phân xưởng (m2); D= a x b (m2)
Hình vẽ kích thước phân xưởng nhà máy trong thực tế
7.1

1.9

1.3

0.9

1

2

3

4

2.7

1

4.1

1.1

1.1
1.9

7

1.9

5 6

1.1

2.7

0.9

8

0.8

9

0.8

13

10

11

12

15

14

2.2

1.1

1.1

2

3

0.9

Tỉ lệ 1/1000 – Đơn vị : cm

Hình 1.1: Kích thước phân xưởng nhà máy trong thức tế
 Thực hiện tính toán cho từng phân xương bộ phận như sau
1.1.1 Phân xưởng phân điện
- Diện tích phân xưởng điện
D1 = 71 x 27 = 1917 (m2)
6


Đồ án môn học Cung cấp điện

Phạm Hưng – D9H3

- Phụ tải chiếu sáng
Pcs1 = P0 x D1 = 0,015 x 1917 = 28,755 (kW)
- Phụ tải động lực
Pdl1 = Knc1 x Pd1 = 1187,5 x 0,47 = 562,454 (kW)
Qdl1 = Pdl1 x tanφ1 = 562,454 x 1,2 = 674,767 (kVAr)
- Phụ tải tính toán cho toàn phân xưởng

Pttpx1 = Pcs1 + Pdl1 = 28,755 + 558,125 = 586,88 (kW)

Tính toán tương tự cho các phân xưởng còn lại ta có bản

7



Tên phân xưởng và phụ tải

Tổng
công
xuất
đặt
kW

Phân xưởng điện phân

1187.
5

Phân xưởng Rơn gen

700

Phân xưởng đúc

500

Phân xưởng ô xít nhôm

370

Khí nén

250

Máy bơm

300

Phân xưởng đúc

680

Phân xưởng cơ khí - rèn 1

550

Phân xưởng cơ khí - rèn 2

550

Lò hơi

650

Kho nhiên liệu

10

Kho vật liệu vôi Clorur ( bột tầy
trắng)

20

Xưởng năng lượng

350

Nhà điều hành, nhà ăn

150

Garage Ô tô

25
Tổng

Hệ
Hệ số
số côn
nhu
g
cầu suất
knc cos
ϕ
0.4 0.6
7
4

0.4 0.5
0
5
0.5 0.7
5
0
0.4 0.6
4
4
0.5 0.5
4
3
0.5 0.6
2
2
0.5 0.7
5
0
0.4 0.5
3
6
0.4 0.5
3
6
0.5 0.7
5
0
0.5 0.8
7
0

0.6 0.6
2
7
0.4 0.7
3
2
0.4 0.8
4
7
0.5 0.8
0
2

Tan
ϕ

a(m b(m
)
)

D(m
2)

Pdl

Qdl

Pcs

Pttpx

28.75
5

3.630

591.20
9
287.69
5
280.26
5
166.44
5
136.48
5
157.48
5
385.68
5
238.06
0
238.06
0
361.13
0

1.20

71

27

1917

562.454

1.52

27

19

513

280

1.02

27

13

351

275

1.20

27

9

243

162.8

1.60

11

9

99

135

1.27

11

9

99

156

1.02

41

19

779

374

1.48

13

8

104

236.5

1.48

13

8

104

236.5

1.02

22

11

242

357.5

674.76
7
425.17
5
280.55
6
195.45
5
215.99
9
197.41
6
381.55
6
349.89
0
349.89
0
364.72
3

0.75

11

9

99

5.7

4.275

1.485

7.185

1.11

11

9

99

12.4

1.485

0.96

19

10

190

150.5

13.739
145.06
0

2.850

13.885
153.35
0

0.57

30

9

270

66

37.404

4.050

70.050

0.70

20

9

180

12.5
3022.85
4

8.725

2.700

15.200
3102.1
9

7.695
5.265
3.645
1.485
1.485
11.68
5
1.560

1.560

Stt

897.128
513.363
4
396.560
5
256.723
1
255.507
1
252.536
3
542.529
4
423.197
423.197
513.261
8
8.36061
3
19.5335
5
211.089
79.4106
8
17.5261
7

4809.92
4


Bảng 1.1 : Phụ tải tính toán cho các phân xưởng


1.2 Phụ tải tính toàn cho toàn xí nghiệp
1.2.1 Hệ số công suất trung bình toàn phân xưởng
1.2.2 Phụ tải tính toán của toàn xí nghiệp
 Xét thêm tổn thất trong mạng điện (10%) và khả năng phát triển phụ tải trong 10 năm

(10%), ta sẽ có số liệu tính toán phụ tải toàn phân xưởng là:
1.2.3 Tổng công suât toàn xí nghiệp
1.2.4 Tổng công suất phản kháng cho toàn xí nghiệp
CHƯƠNG II :THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN TOÀN XÍ NGHIỆP
2.1 Xác định tâm phụ tải của xí nghiệp
Trong thiết kế hệ thống cung cấp điện thì việc tính toán tìm tâm phụ tải đóng một
vai trò rất quan trọng, đây chính là căn cứ để ta xác định vị trí đặt các trạm biến áp, trạm
phân phối, tủ phân phôi, tủ động lực, nhằm tiết kiệm chi phí và giảm tổn thất trên lưới
điện. Tâm phụ tải còn giúp cho công tác quy hoạch và phát triển cho nhà máy trong
tương lai nhằm có các sơ đồ cung cấp điện hợp lý tránh lãng phí và đạt được các chỉ tiêu
kĩ thuật như mong muốn. Tâm phụ tải là điểm thỏa mãn điều kiện momen đạt giá trị cực
tiểu.
Trong đó:
- Pi: Công suất của phụ tải thứ i đến tâm phụ tải
- li: Khoảng cách của phụ tải thứ i đến tâm phụ tải
2.1.2 tọa độ tâm phụ tải của từng phân xưởng
Tâm quy ước của phụ tải xí nghiệp được xác định bởi 1 điểm M(X0,Y0)

Trong đó:
- X0; Y0 : Tọa độ tâm phụ tải của toàn xí nghiệp
- xi; yi : Tọa độ của phụ tải phân xưởng thứ i
- Si: Công suất của phụ tải thứ i
Ký
hiệu
trên
sơ

Tên phân xưởng và phụ tải

Stt

Tọa độ
x (m)

y (m)

x.S

y.S


đồ
mặt
1
2
3

Phân xưởng điện phân

Phân xưởng Rơn gen
Phân xưởng đúc

897.128
513.363
396.560

4

Phân xưởng ô xít nhôm

256.723

5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15

Khí nén
Máy bơm
Phân xưởng đúc
Phân xưởng cơ khí - rèn 1
Phân xưởng cơ khí - rèn 2

Lò hơi
Kho nhiên liệu
Kho vật liệu vôi Clorur ( bột tầy trắng)
Xưởng năng lượng
Nhà điều hành, nhà ăn
Garage Ô tô

255.507
252.536
542.529
423.197
423.197
513.262
8.361
19.534
211.089
79.411
17.526
4809.92
4

Tổng

35.5
92.5
118.5
134.
5
56.5
67.5

20.5
119.5
119.5
11
32.5
54.5
98
124
80

67.5
67.5
67.5

31848.045
47486.113
46992.415

60556.141
34652.029
26767.832

67.5

34529.254

17328.808

25.5
25.5

30.5
36.5
25
5.5
4.5
4.5
30.5
4.5
4.5

14436.153
17046.200
11121.853
50572.042
50572.042
5645.880
271.720
1064.578
20686.726
9846.924
1402.093

6515.432
6439.675
16547.147
15446.691
10579.925
2822.940
37.623
87.901

6438.216
357.348
78.868

343522.038 204656.574

Bảng 2.1 Tọa độ tâm phụ tải của các phân xưởng trên hệ tọa độ xOy
Vậy tâm phụ tải điện M(X0,Y0) cho toàn xí nghiệp là

Vậy M(71,42;42,55)
2.2 Lựa chọn công suất và số lượng MBA phân xưởng
2.2.1 Chọn cấp điện áp
Cấp điện áp truyền tải có liên quan trực tiếp đến các vấn đề kinh tế, kỹ thuật của hệ
thống. Điều này thể hiện ở tổn thất cực đại khi vận hành cũng như tổn thất điện năng
trên toàn hệ thống, ngoài cung cấp điện áp truyền tải còn ảnh hưởng trực tiếp đến chi phí
đầu tư cho cách điện của đường dây. Để tối ưu hóa việc cung cấp điện áp truyền tải từ
nguồn đến trạm biến áp trung gian của nhà máy ta tiến hành tính toán theo công thức
kinh nghiệm như sau:
Trong đó:
- Pttxn : Công suất tổng hợp của toàn xí nghiệp (MW)
- L : Khoảng cách từ trạm biến áp trung gian về xí nghiệp
Theo đề bài ra ta có L = 1500 (m) = 1,5 (km)
Như vậy :


Từ kết quả tính toán ta kết luận sẽ chọn cấp điện áp của nguồn là 22 kV. Với cấp
điện áp này ta sẽ sử dụng trực tiếp điện áp 22 kV từ hệ thống
2.2.2 Xác định phương án cấp điện cho các trạm biến áp phân xưởng và vị trí đặt
trạm phân phối trung tâm
Các xí nghiệp công nghiệp là những hộ tiêu thụ điện tập trung, công suất lớn. Điện

năng cung cấp cho xí nghiệp được lấy từ trạm biến áp trung gian bằng các đường dây
trung áp. Cấp điện áp trong phạm vi đồ án được xác định là cấp 22 kV. Trong một xí
nghiệp cần đặt nhiều trạm biến áp phân xưởng, mỗi phân xưởng lớn một trạm, phân
xưởng nhỏ đặt gần nhau chung một trạm. Để cấp điện cho các trạm biến áp phân xưởng
cần đặt tại xí nghiệp một trạm phân phối gọi là trạm phân phối trung tâm (TPPTT). Trạm
phân phối trung tâm có nhiệm vụ nhận điện năng từ hệ thống về và phân phối cho các
trạm biến áp phân xưởng. Trong các trạm phân phối trung tâm không đặt trạm biến áp
mà chỉ đặt các thiết bị đóng cắt.
Xác định vị trí đặt trạm phân phối trung tâm: Trạm phân phối trung tâm sẽ đặt tại
nơi thuận tiện cho công tác vận chuyển lắp đặt, vận hành và sửa chữa khi có sự cố xảy
ra, đảm bảo an toàn, kinh tế và mỹ quan công nghiệp
2.2.3 Chọn công suất và số lượng máy biến áp của các trạm biến áp phân phối.
- Tính toán lựa chọn số trạm biến áp phân xưởng
Căn cứ vào vị trí công tác của từng phân xưởng., Tiến hành tính toán thiết kế xây
dựng 8 trạm biến áp phân xưởng. Mỗi trạm đều sử dụng 2 máy biến áp vận hành song
song. Riêng với phụ tải loại 3 cho phép mất điện khi có sự cố, vì thế khi có sự cố một
trạm biến áp phân xưởng có thể cắt giảm 22% phụ tải loại 3 nhằm tiết kiệm chi phí đầu
tưu cho máy biến áp.
- Trạm biến áp B1: Cung cấp điện cho phụ tải 1
- Trạm biến áp B2: Cung cấp điện cho phụ tải 2
- Trạm biến áp B3: Cung cấp điện cho phụ tải 3,4
- Trạm biến áp B4: Cung cấp điện cho phụ tải 7
- Trạm biến áp B5: Cung cấp điện cho phụ tải 5,6,11,12
- Trạm biến áp B6: Cung cấp điện cho phụ tải 13,14,15
- Trạm biến áp B7: Cung cấp điện cho phụ tải 8,9
- Trạm biến áp B8: Cung cấp điện cho phụ tải 10
Các trạm cung cấp điện áp cho một phân xưởng ta sẽ đặt trạm tại vị trí gần trạm
phân phối trung tâm và tiếp xúc với phân xưởng để thuận tiện trong khâu đóng cắt và
không ảnh hưởng đến công trình khác
Trạm biến áp dụng cho nhiều phân xưởng ta sẽ thiết kế gần tâm phụ tải nhằm tiết

kiệm chi phí đường dây và giảm tổn thất trên đường dây
Tọa độ
thực tế
x (m)
y (m)

TPPTT

B1

B2

B3

B4

B5

B6

B7

B8

139
45

71
54

102
54

125
54

41
40

73
30

103
40

126
40

22
11


Bảng 2.2: Tọa độ thực tế của các trạm
- Tính toán công suất định mức của TBA
Áp dụng chọn MBA với hệ số quá tải MBA là 1,4 với hệ số quá tải này thời gian
quá tải không quá không quá 5 ngày đêm, mỗi ngày quá tải không quá 5-6h
Trong đó:
- SđmB : Cống suất tính toán định mức của máy biến áp
- Stt : Công suất tính toán của các phân xưởng
• Trạm biến áp B1: Cung cấp điện cho phân xưởng 1

Vậy chọn 2 máy biến áp cho trạm B1 (1 chính + 1 dự phòng) là máy do THIBIDI
sản suất tại Việt Nam không phải hiệu chỉnh nhiệt độ có dung lượng là 560 KVA
Tương tự tính toán với các trạm biến áp khác ta có bảng như sau
TBA
B1
B2
B3
B4
B5
B6
B7
B8

Phân xưởng
ƩSđmtt
SđmB
Hãng sản xuất
Số máy
1
499.828
560
THIBIDI
2
2
286.017
320
THIBIDI
2
3,4
363.972

400
THIBIDI
2
7
302.266
320
THIBIDI
2
5,6,11,12
298.594
320
THIBIDI
2
13,14,15
171.614
180
THIBIDI
2
8,9
471.562
560
THIBIDI
2
10
285.960
320
THIBIDI
2
Bảng 2.3 Tính toán công suất và chọn máy biến áp
2.3 Phương án đi dây cho mạng cao áp

Vì nhà máy thuộc hộ loại I nên ta đường dây trên không lộ kép dẫn điện từ TBA
trung gian về trạm PPTT, đối với mạng điện cao áp trong nhà máy ta dùng cáp ngầm, từ
trạm PPTT đến các trạm biến áp phân xưởng trong xí nghiệp ta sử dụng cáp lộ kép căn
cứ vào vị trí các máy biến áp và trạm phân phối trung tâm ta đưa ra các phương án đi
dây như sau
- Phương án I : Các trạm biến áp được cấp điện trực tiếp từ TPPTT (Hình tia)


1

2
B1

3
B2

4
B3

B4
B6

8
B5

7

B7

13

5 6

9

B8

10

11

12

15

14

Hình 2.1: Phương án I

- Phương án II: Các trạm biến áp xa TPPTT được lấy điện thông qua các trạm ở gần
TPPTT (Liên thông)


1

2
B1

3
B2

4
B3

B4
B6

8

B5

B7

13

7
5 6

9

B8

10

11

12

15

14

Hình 2.2: Phương án II
2.4 Tính toán kinh tế kỹ thuật, lựa chọn phương án tối ưu
Theo tọa độ các TBA ta tính toán được độ dài đường dây từ bản vẽ
Giá thành các đường dây
- Lộ đơn Kd = giá x L (VNĐ)
- Lộ kép Kd = giá x L x 2 (VNĐ)
- Tổng vốn đầu tư cho đường dây Zd = ƩKd (VNĐ)
2.4.1 Từ trạm trung gian về TPPTT
Lựa chọn dây dẫn từ nguồn về trạm phân phối trung tâm sẽ được tính toán theo mật
độ kinh tế của dòng điện Jkt
Chọn tiết diện đường dây từ trạm trung gian đến TPPTT xí nghiệp sử dụng dây AC lộ
kép, có thời gian sử dụng công suất lớn nhất Tmax = 4400(h) L=1,5 (km)
Trong đó:
- Uđm = 22 kV
- Jkt = 1,1
Dòng điện định mức trên đường dây truyền tải
Từ đó ta có


Vậy lựa chọn dây nhôm lõi thép có tiết diện 700 mm2, AC-70
Tra bảng dây AC-70, có Icp=275 (A), khi có sự cố đứt một dây, dây còn lại truyền tải
toàn bộ công suất cho dây còn lại
So sánh với Icp thấy dây chọn thỏa mãn điều kiện phát nóng
Kiểm tra dây theo điều kiện tổn thất điện áp
Với dây AC-70 tra bảng ta có r0=0,43; x0=0,41
Thỏa mãn điều kiện tổn thất điện áp
- Kiểm tra điều kiện phát nóng
Áp dụng với Ixq = 35oC; ttb = 25oC

Vậy chọn dây AC-70 lộ kép ruột đồng cách điện XLPE vỏ PVC cho đường dây từ
TTG đến TPPTT (CXV – 70 12/20(24kV) có đơn giá 206140 VNĐ/m
Tổng vốn đầu tư cho lộ dây này là
- Tổn thất công suất tác dụng và tổn thất điện năng

Trong đó:

2.4.2 Từ trạm biến áp đến các phân xưởng
Xét các phân xưởng 11, 12, 15 có công suất nhỏ và mang tính chất không quan trọng
nên ta xếp vào hộ loại 3. Thực hiện cấp điện trên 1 lộ dây duy nhất
Từ trạm biến áp B5(73;30) đến phân xưởng 11(32,5;4,5)
Dòng điện định mực trên đường dây truyền tải
Vậy ta chọn dây đồng vỏ PVC có tiết diện 3 mm2, do CADIVI sản suất có giá thành
là 7.135 (VNĐ/m)
Chi phí đầu tư cho đường dây từ trạm B5 đến phân xưởng 11 là
Tương tự tính toán với các trạm còn lại ta có bảng như sau
Đường
Số
L (m)
Stt
Itt
Fkt
F Đơn giá

Thành tiền


(VNĐ/m
)

dây

lộ

B3 - 4

2

16.50
8

B5 - 6

2

7.106

B5 - 11

1

B5 - 12

1

B6 - 14

2

B6 -15

1

B7 - 9

2

47.85
9
31.50
4
41.24
6
42.30
0
16.34
8

256.72
3
252.53
6

185.27
4
182.25
2

8.361

6.034

19.534

14.097

79.411

57.310

17.526

12.648

211.08
9

152.34
0

74.11
0
72.90
1

9
5
9
5

2.414

3

7175

5.639
22.92
4

6
2
5

14181

5.059
60.93
6

6
7
0

14181

196020
196020

52690

141900

Tổng

(VNĐ)
6471629.31
8
2785967.65
3
343389.533
3
446757.770
3
4346525.81
5
599849.595
4639500.73
7
19633620.4
2

Bảng 2.4 Thông số đường dây và tổng chi phí
2.4.3 Phương án I
Chọn tiết diện đường dây từ TPPTT đến các TBA phân xưởng sử dụng dây cáp có
cách điện XLPE vỏ PVC lộ kép, có thời gian sử dụng công suất lớn nhất T max = 4400(h)
Trong đó:
•

Uđm = 22 kV

Jkt = 2,5

TPPTT đến trạm biến án B1(71;54)

Vậy ta chọn cáp đồng cách điện XLPE, vỏ PVC có tiết diện 35 mm2, do CADIVI
sản suất có giá thành là 125000 (VNĐ/m)
Chi phí đầu tư cho đường dây từ TPPTT đến trạm B1 là
Tính toán tương tự cho các lộ đường dây khác cho ta bảng như sau
Đường dây
Số lộ
L (m)
Itt
Ftt
F(mm2) Giá dây
PPTT-B1
2
68.593 11.772 4.709
35
125000
PPTT-B2
2
38.079 6.736 2.694
35
125000
PPTT-B3
2
16.643 8.572 3.429
35
125000

Tổng
17148251
9519716
4160829


PPTT-B4
PPTT-B5
PPTT-B6
PPTT-B7
PPTT-B8
Tổng

2
2
2
2
2

98.127 7.119 2.848
67.683 7.032 2.813
36.346 4.042 1.617
13.928 11.106 4.442
121.840 6.735 2.694

35
35
35
35
35

125000
125000
125000
125000
125000

24531867
16920771
9086391
3482097
30460015
115309937

Bảng 2.5: Tính toán tiết diện dây và chi phí
Tổng chi phí đầu tư cho phương án I là 115,31 triệu đồng
- Kiểm tra dây theo điều kiện tổn thất điện áp
Xét đoạn PPTT – B1 tra bảng thông số ta có
Với cáp CXV1-35 tra bảng ta có r0=0,524; x0=0,129; Icp = 172 (A)
Thỏa mãn điều kiện tổn thất điện áp
Tương tự tính toán cho ta bảng như sau
Đường dây
L (m)
x0
r0
X
R
P
Q
ΔU

PPTT-B1
68.593 0.129
0.524 0.004 0.018 591.209 674.767 0.619
PPTT-B2
38.079 0.129
0.524 0.002 0.010 287.695 425.175 0.178
PPTT-B3
16.643 0.129
0.524 0.001 0.004 446.710 476.011 0.112
PPTT-B4
98.127 0.129
0.524 0.006 0.026 385.685 381.556 0.560
PPTT-B5
67.683 0.129
0.524 0.004 0.018 315.040 431.430 0.340
PPTT-B6
36.346 0.129
0.524 0.002 0.010 238.600 191.189 0.124
PPTT-B7
13.928 0.129
0.524 0.001 0.004 476.120 699.780 0.108
PPTT-B8 121.840 0.129
0.524 0.008 0.032 361.130 364.723 0.654
Bảng 2.6: Tính toán kiểm tra dây theo điều điện tổn thất điện áp
Từ bảng ta thấy tổn thất lớn nhất trên hệ thống là tổn thất điện áp trên lộ dây từ
TPPTT đến TBA B8
Thỏa mãn điều kiện tổn thất điện áp
Khi vận hành ở chế độ sự cố đứt một lộ từ nguồn đến TPPTT ta có
Thỏa mãn điều kiện tổn thất điện áp
Vậy dây dẫn đã chọn thỏa mãn điều kiện tổn thất điện áp khi vận hành ở các chế độ

- Kiểm tra điều kiện phát nóng và sự cố cho lộ đường dây PPTT-B1
Áp dụng với Ixq = 35oC; ttb = 25oC
Thỏa mãn điều kiện đã chọn
Tương tự tính toán với các lộ dây còn lại ta có bảng sau


Đường dây
Số lộ
Itt
icp
isc
0,88*Icp
PPTT-B1
2
11.772
172
23.544
151.36
PPTT-B2
2
6.736
172
13.472
151.36
PPTT-B3
2
8.572
172
17.144
151.36

PPTT-B4
2
7.119
172
14.238
151.36
PPTT-B5
2
7.032
172
14.065
151.36
PPTT-B6
2
4.042
172
8.084
151.36
PPTT-B7
2
11.106
172
22.212
151.36
PPTT-B8
2
6.735
172
13.470
151.36

Bảng 2.7: Kiểm tra điều kiện phát nóng và sự cố cho lộ đường dây
Điều kiện phát nóng lâu dài đã thỏa mãn
Ta chọn cáp CXV1-35 cho lộ TPPTT đến các phân xưởng
- Tổn thất công suất tác dụng và tổn thất điện năng của phương án I

Đường dây
PPTT-B1
PPTT-B2
PPTT-B3
PPTT-B4
PPTT-B5
PPTT-B6
PPTT-B7
PPTT-B8
Tổng

X
0.004
0.002
0.001
0.006
0.004
0.002
0.001
0.008

R
0.018
0.010
0.004

0.026
0.018
0.010
0.004
0.032

P
591.209
287.695
446.710
385.685
315.040
238.600
476.120
361.130

Q
674.767
425.175
476.011
381.556
431.430
191.189
699.780
364.723

ΔP
0.657
0.120
0.084

0.344
0.230
0.040
0.119
0.382
1.977
Bảng 2.8: Tổn thất tác dụng và tổn thất điện năng PAI

ΔA
1832.017
333.023
235.358
958.469
640.984
112.752
331.121
1065.146
5508.871

2.4.4 Phương án 2
Xét đoạn đường dây từ TPPTT đến TBA B1 có chiều dài 68,593
Tổng công suất tính toán cho đoạn đường dây là
Dòng điện định mực trên đường dây truyền tải
Vậy ta chọn cáp đồng cách điện XLPE, vỏ PVC có tiết diện 35 mm2, do CADIVI
sản suất có giá thành là 125.000 (VNĐ/m)


Chi phí đầu tư cho đường dây từ TPPTT đến trạm B2 là
Tính toán tương tự cho các lộ đường dây khác cho ta bảng như sau
Đường dây

Số lộ
L(m)
Itt
Fkt F(mm2) Đơn giá
PPTT-B1
2
68.593 18.891 7.556
35
125000
PPTT-B2
2
38.079 6.736 2.694
35
125000
PPTT-B3
2
98.127 8.572 3.429
35
125000
PPTT-B5
2
67.683 13.767 5.507
35
125000
PPTT-B6
2
121.840 4.042 1.617
35
125000
PPTT-B7

2
23.000 11.106 4.442
35
125000
B1-B4
2
14.036 7.119 2.848
35
125000
B5-B8
2
31.623 6.735 2.694
35
125000
Tổng
Bảng 2.9: Tính toán tiết diện dây và chi phí
Tổng chi phí đầu tư cho phương án này là 57,873 triệu đồng
- Kiểm tra dây theo điều kiện tổn thất điện áp
Xét đoạn PPTT – B1 tra bảng thông số ta có
P1 = Ptt1 + Ptt4 = 591,209 + 385,685 = 976,849 (kW)
Q1 = Qtt1 + Qtt4 = 674,767 + 381,556 = 1056,323 (kVAr)
Với cáp CXV1-35 tra bảng ta có r0=0,524; x0=0,129; Icp = 172 (A)

Thành tiền
8574125.32
4759858.191
12265933.52
8460385.63
15230007.39
2875000

1754458.606
3952847.075
57872615.72

Thỏa mãn điều kiện tổn thất điện áp
Tương tự tính toán cho ta bảng như sau
Đường dây
L(m)
x0
r0
X
R
Q
P
ΔU
PPTT-B1
68.593
0.129 0.524 0.004 0.018 1056.323 976.894 1.010
PPTT-B2
38.079
0.129 0.524 0.002 0.010 425.175 287.695 0.178
PPTT-B3
98.127
0.129 0.524 0.006 0.026 476.011 446.710 0.659
PPTT-B5
67.683
0.129 0.524 0.004 0.018 796.153 676.170 0.703
PPTT-B6
121.840
0.129 0.524 0.008 0.032 191.189 238.600 0.415

PPTT-B7
23.000
0.129 0.524 0.001 0.006 699.780 476.120 0.178
B1-B4
14.036
0.129 0.524 0.001 0.004 381.556 385.685 0.080
B5-B8
31.623
0.129 0.524 0.002 0.008 364.723 361.130 0.170
Bảng 2.10: Kiểm tra dây dẫn theo điều kiện tổn thất điện áp PAII
Từ bảng ta thấy tổn thất lớn nhất trên hệ thống là tổn thất điện áp trên lộ dây từ
TPPTT đến TBA B1
Thỏa mãn điều kiện tổn thất điện áp
Khi vận hành ở chế độ sự cố đứt một lộ từ nguồn đến TPPTT ta có


Thỏa mãn điều kiện tổn thất điện áp
Vậy dây dẫn đã chọn thỏa mãn điều kiện tổn thất điện áp khi vận hành ở các chế độ
- Kiểm tra điều kiện phát nóng và sự cố cho lộ đường dây PPTT-B1
Áp dụng với Ixq = 35oC; ttb = 25oC
Thỏa mãn điều kiện đã chọn

Tương tự tính toán với các lộ dây còn lại ta có bảng sau
Đường dây
Số lộ
Itt
Icp
Isc
0,88*Icp
PPTT-B1

2
18.891
172
37.781
151.36
PPTT-B2
2
6.736
172
13.472
151.36
PPTT-B3
2
8.572
172
17.144
151.36
PPTT-B5
2
13.767
172
27.534
151.36
PPTT-B6
2
4.042
172
8.084
151.36
PPTT-B7

2
11.106
172
22.212
151.36
B1-B4
2
7.119
172
14.238
151.36
B5-B8
2
6.735
172
13.470
151.36
Bảng 2.11: Kiểm tra điều kiện phát nóng các đường dây PAII
Điều kiện phát nóng lâu dài đã thỏa mãn
Ta chọn cáp CXV1-35 cho lộ TPPTT đến các phân xưởng
- Tổn thất công suất tác dụng và tổn thất điện năng của phương án II

Đường dây
PPTT-B1
PPTT-B2
PPTT-B3
PPTT-B5
PPTT-B6
PPTT-B7
B1-B4

X
0.004
0.002
0.006
0.004
0.008
0.001
0.001

R
0.018
0.010
0.026
0.018
0.032
0.006
0.004

Q
1056.323
425.175
476.011
796.153
191.189
699.780
381.556

P
976.894

287.695
446.710
676.170
238.600
476.120
385.685

ΔP
1.691
0.120
0.498
0.879
0.136
0.196
0.049

ΔA
4712.167
333.023
1387.652
2450.595
377.976
546.782
137.095


B5-B8
0.002
0.008
364.723 361.130

0.099
276.451
Tổng
3.668
10221.741
Bảng 2.12: Tổn thất công suất tác dụng và tổn thất điện năng PAII
2.5 Tính toán hàm chi phí vận hành hằng năm
Hàm chi phí phí tính toán hằng năm của phương án chỉ xét đến vốn đầu tư của đường
dây trung áp của toàn hệ thống, do phần đầu tư TBA và cáp hạ áp là như nhau trong mọi
phương án. Để có được phương án tối ưu xét hàm chi phí tính toán như sau

Với :
- avh: Hệ số vận hành (avh=0,1)
- atc: Hệ số tiêu chuẩn
- C: Giá thành của 1kWh (C=1800 đ/kWh)
Tính toán cho các phương án ta có bảng sau
Chỉ tiêu
PAI
PAII
ΔUmax
0.654
1.010
Z (VNĐ)
3404514483
3413095590
ΔA (VNĐ)
1876905.890
1881618.760
Bảng 2.13: Hàm chi phí vận hành của 2 phương án
Từ bảng so sánh trên ta chọn phương án I. Vì có tổn thất điện áp ít, vốn đầu tư thấp

hơn và tối ưu hơn so với phương án II
CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN LỰA CHỌN CÁC PHÂN TỬ
Trong việc khảo sát thiết kế hệ thống cung cấp điện thì việc kiểm soát toàn bộ các
thông số kỹ thuật là vô cùng quan trọng vì chỉ có kiểm soát được các thông số cơ bảnđó
thì chúng ta mới có thể vận hành quá trình hoạt động một cách tối ưu. Các thông số về
tổn thất điện áp, tổn thất công suất và tổn thất điện năng nói lên chất lượng của bản thiết
kế và hiện quả làm việc.
3.1 Sơ đồ nguyên lý mạng điện toàn xí nghiệp
3.1.1 Sơ đồ trạm phân phối trung tâm
Trạm phân phối trung tâm là nơi nhận điện năng từ hệ thống và phân phối cho các tải
phía sau nó. Chính vì vậy trạm phân phối trung tâm quyết định đến việc cấp điện. Lựa
chọn sơ đồ nối dây cho trạm phân phối trung tâm ảnh hưởng trực tiếp đến độ tin cậy
cung cấp điện. Sơ đồ nguyên lý trạm phân phối trung tâm phải thỏa mãn một số tiêu chí
cơ bản trước khi đưa vào vận hành. Như đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật, bố trí các thiết bị
khoa học thuận tiện trong khâu vận hành và xử lý sự cố. Đảm bảo an toàn cho thiết bị và
con người.


Căn cứ vào đặc điểm vận hành của phụ tải mà ta tiến hành cấp điện cho trạm phân
phối trung tâm trên lộ kép với hệ thống thanh cái có máy cắt liên lạc đảm bảo độ tin cậy
cung cấp điện ở mức cao nhất. Trạm PPTT sử dụng các tủ máy cắt hợp bộ trên tất cả đầu
vào và đầu ra. Trên mỗi phân đoạn thanh góp ta đặt thêm máy biến áp đo lường 3 cuộn
dây, trong đó cuộn tam giác hở dung để phát hiện dòng chạm đất 1 pha.
Để chống sét từ đường dây truyền vào trạm ta đặt chống sét van trên mỗi phân đoạn
thanh góp. Máy biến dòng được đặt trên các lộ ra và vào của trạm để phục vụ cho công
tác đo lường.

MCLL
TG1

TG2

CSV

BI

CSV

BI

Hình 3.1: Sơ đồ nguyên lý trạm phân phối trung tâm


Tủ
máy
cắt
đầu
vào

Tủ MC đầu ra của phân đoạn TG1

Tủ
BU
và
CSV

Tủ
MC
phân
đoạn

Tủ
BU
Tủ MC đầu ra của phân đoạn TG2
và
CSV

Hình 3.2: Sơ đồ ghép nối trạm phân phối trung tâm

Tủ
máy
cắt
đầu
vào