ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN CHO MỘT PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ

Thiết Kế Cung Cấp Điện Cho Phân Xưởng Cơ Khí

GVHD: PGS.TS. QUYỀN HUY ÁNH

LỜI NÓI ĐẦU
Với xu hướng hội nhập quốc tế, công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước. Một trong
những yếu tố góp phần quan trọng thúc đẩy công cuộc hội nhập ngày càng vững mạnh
không thể thiếu đó là ngành điện công nghiệp. Nhu cầu điện năng trong các lĩnh vực công
nghiệp, nông nghiệp, thương mại dịch vụ và dân sinh tăng trưởng không ngừng đi cùng
với quá trình phát triển kinh tế. Do đó đòi hỏi rất nhiều công trình cung cấp điện được xây
dựng. Đặt biệt rất cần các công trình có chất lượng cao, đảm bảo cung cấp điện liên tục,
phục vụ tốt các ngành trong nền kinh tế quốc dân.
Để đảm bảo cung cấp điện cho một hệ thống hoàn chỉnh, vừa đảm bảo yêu cầu về kỹ
thuật vừa đảm bảo yêu cầu về mặt kinh tế thì người thiết kế cần phải nắm vững kiến thức
chuyên môn, hiểu được thành phần hệ thống cung cấp điện... những yếu tố này làm cơ sở
để người thiết kế đưa ra các giải pháp tối ưu và đạt hiệu quả cao nhất cho một công trình
điện.
Dưới sự hướng dẫn tận tình của thầy PGS.TS. Quyền Huy Ánh, em được nhận làm
đồ án thiết kế cung cấp điện cho một phân xưởng sửa chữa cơ khí. Đồ án này bao gồm
một số thành phần chính như chọn máy biến áp, vị trí đặt máy, chọn dây dẫn và thiết bị
bảo vệ, thiết kế chiếu sáng, chống sét và nối đất thiết bị... Đây là một đồ án có tính thực
tiễn rất cao, chắc chắn sẽ giúp ích cho chúng em rất nhiều trong công việc sau này. Thông
qua đồ án này, em mong mình hiểu rõ hơn về ngành điện công nghiệp, củng cố lại các
kiến thức đã được học, có nhiều kinh nghiệm hữu ích trong thiết kế và lựa chọn thiết bị
điện.
Với lượng kiến thức hiểu biết còn hạn hẹp, lần đầu em bắt tay thiết kế một đồ án nên
sẽ có chỗ chưa hoàn thiện và thiếu sót. Song với mong muốn làm quen với việc thiết kế
điện cũng như có được kinh nghiệm hữu ích cho công việc sau này. Rất mong nhận được
sự góp ý chỉ dẫn của các thầy cô để đồ án được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm
ơn!

SV: VÕ VĂN TRUNG - 1514235

1


Thiết Kế Cung Cấp Điện Cho Phân Xưởng Cơ Khí

GVHD: PGS.TS. QUYỀN HUY ÁNH

NỘI DUNG THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN
CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ
Quá trình thiết kế cấp điện chính là quá trình tìm hiểu rõ vai trò, chức năng của phần tử
tiêu thụ điện trong sản xuất để xác định mức độ tin cậy cung cấp điện, phân tích các phần
tử tiêu thụ điện theo công suất, điện áp, độ tin cậy, mối tương quan theo công nghệ sản
xuất, vị trí phân bố để tìm ra cách phân nhóm các thiết bị, vạch ra phương án cấp điện.
Đề tài “Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng cơ khí” là bài tập lớn giúp sinh viên
làm quen với công việc thiết kế cung cấp điện, biết vận dụng các kiến thức lý thuyết về
cung cấp điện đã học để tiến hành thiết kế cung cấp điện cho một công trình thực tế.
Trong phạm vi của đề tài, nội dung bản thuyết minh thiết kế cung cấp điện cho phân
xưởng cơ khí bao gồm:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.

Tính toán phụ tải

Vạch phương án cấp điện
Lựa chọn các phần tử của sơ đồ cấp điện
Thiết kế chiếu sáng
Lựa chọn tụ bù để nâng cao cos
Thiết kế nối đất
Thiết kế chống sét
Tính toán

SV: VÕ VĂN TRUNG - 1514235

2


Thiết Kế Cung Cấp Điện Cho Phân Xưởng Cơ Khí

GVHD: PGS.TS. QUYỀN HUY ÁNH

CHƯƠNG 1

SV: VÕ VĂN TRUNG - 1514235

3


Thiết Kế Cung Cấp Điện Cho Phân Xưởng Cơ Khí

GVHD: PGS.TS. QUYỀN HUY ÁNH

CHƯƠNG 1
TÍNH TOÁN PHỤ TẢI

1.1. CÁC SỐ LIỆU BAN ĐẦU
1.1.1. Đặc điểm của phân xưởng

Trước khi tiến hành thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng cần tìm hiểu rõ một số
đặc điểm chính của phân xưởng. Các đặc điểm này sẽ là cơ sở để xác định phương án
thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng, tính toán các thông số cần thiết trong quá trình
thiết kế.
-

Các đặc điểm chính của phân xưởng cần biết là:
Kích thước của phân xưởng: chiều dài, chiều rộng, chiều cao, diện tích.
Kết cấu xây dựng của phân xưởng: một số đặc điểm về trần xưởng, tường, nền…
Môi trường làm việc trong phân xưởng: bụi nhiều hay ít, khô ráo hay ẩm ướt, nhiệt

-

độ trung bình hàng năm nơi đặt phân xưởng, các yêu cầu về chống cháy, nổ, …
Chế độ làm việc của phân xưởng: số ca làm việc trong một ngày.
Quy mô sản xuất, sản phẩm của phân xưởng: qui mô của phân xưởng lớn, nhỏ hay

-

vừa, sản phẩm chủ yếu của phân xưởng.
Xác định yêu cầu về độ tin cậy cung cấp điện: loại hộ tiêu thụ điện, nguồn điện

-

cung cấp hiện có, nguồn dự phòng.
Đặc điểm của phụ tải tiêu thụ điện trong phân xưởng: loại và công suất của các
động cơ, động cơ có công suất lớn nhất, số lượng động cơ, ...

1.1.2. Thông số và sơ đồ mặt bằng phụ tải điện của phân xưởng

Với đề tài “Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng cơ khí”, thông số và sơ đồ
mặt bằng phụ tải điện của phân xưởng là số liệu quan trọng và cũng là đề tài do giáo viên
hướng dẫn giao cho sinh viên thực hiện.
Sơ đồ mặt bằng phụ tải điện cho thay vị trí của các thiết bị trên toàn bộ mặt bằng
phân xưởng.
Các thông số phụ tải điện của phân xưởng được cho dưới dạng bảng bao gồm: tên
thiết bị, mã hiệu, số lượng thiết bị, công suất định mức của từng thiết bị, hệ số công suất,
hệ số sử dụng của từng thiết bị…

SV: VÕ VĂN TRUNG - 1514235

4


Thiết Kế Cung Cấp Điện Cho Phân Xưởng Cơ Khí

GVHD: PGS.TS. QUYỀN HUY ÁNH

Bảng 1.1 Thông số phụ tải điện của phân xưởng
TT
1

Tên thiết bị

Mã hiệu Số lượng

Máy tiện CNC IA616

2

Máy mài

3

May hàn

3M634

Pn , kW

cosj

ku

2

7,0

0,65

0,8

1

2,8

0,6

0,8

0,6

0,2

1

Ghi chú

4kVA
e = 25%

4

1.1.3.

……

Đồ thị phụ tải đặc trung của phân xưởng cơ khí

SV: VÕ VĂN TRUNG - 1514235

5


Thiết Kế Cung Cấp Điện Cho Phân Xưởng Cơ Khí

SV: VÕ VĂN TRUNG - 1514235

GVHD: PGS.TS. QUYỀN HUY ÁNH

6


Thiết Kế Cung Cấp Điện Cho Phân Xưởng Cơ Khí

GVHD: PGS.TS. QUYỀN HUY ÁNH

PHÂN NHÓM PHỤ TẢI

1.2.

Phân nhóm phụ tải dựa trên các yếu tố sau:
-

Phân nhóm theo chức năng: các thiết bị trong cùng một nhóm nên có cùng chức
năng.

-

Phân nhóm theo vị trí: các thiết bị cùng một nhóm có vị trí gần nhau.

-

Phân nhóm có chú ý phân đều công suất cho các nhóm.

-

Dòng định mức của nhóm phù hợp với dòng định mức của các CB chuẩn.

-

Số nhóm tùy thuộc vào qui mô của phân xưởng nhưng không nên quá nhiều,
thường số nhóm không lớn hơn 5.

1.3. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN

Xác định phụ tải tính toán làm cơ sở cho việc lựa chọn dây dẫn, cáp và các thiết bị
trong mạng điện như: CB, cầu chì, tủ phân phối chính, tủ phân phối, …
1.3.1.

Xác định phụ tải tính toán cho từng nhóm thiết bị
a. Thông số phụ tải điện của các nhóm thiết bị

Thông số phụ tải điện của các nhóm thiết bị chính là thông số phụ tải điện của phân
xưởng nhưng được trình bày theo từng nhóm riêng biệt.

SV: VÕ VĂN TRUNG - 1514235

7


Thiết Kế Cung Cấp Điện Cho Phân Xưởng Cơ Khí

GVHD: PGS.TS. QUYỀN HUY ÁNH

Bảng 1.2 Thông số phụ tải điện của các nhóm thiết bị
Tên và nhóm thiết bị

Mã hiệu Ký hiệu trên

điện

cos /tg

ku

7,0

0,65/1,1

0,8

1

2,8

7
0,6/1,33

0,8

3

16,8

Số lượng

mặt bằng

Pn
(kW)

Nhóm 1
Máy tiện CNC
Máy mài

IA616
3M634

1
2

Tổng

2

Nhóm 2
Máy khoan đứng

2A125

4

1

2,8

0,6/1,33

0,8

Máy bào ngang

7A36

6

1

10,0

0,7/1,02

0,8

2

12,8

Tổng
……

b. Các phụ tải tính toán cần xác định cho mỗi thiết bị

Các phụ tải tính toán cần xác định cho mỗi nhóm thiết bị. Các phụ tải tính toán cần
xác định cho mỗi nhóm thiết bị bao gồm:
-

Công suất tác dụng tính toán của nhóm Pc, kW.
Công suất phản kháng tính toán của nhóm Qc, kVar.
Công suất biểu kiến tính toán của nhóm Sc, kVA.
Dòng điện tính toán của nhóm Ic, A.

Thông thường, chỉ cần trình bày trình tự xác định phụ tải tính toán cho một nhóm thiết
bị điển hình, các nhóm khác tính tương tự, kết quả được cho vào bảng.
c. Trình tự xác định phụ tải tính toán cho một nhóm thiết bị điển hình

Các bước được tiến hành như sau:
B1: Quy đổi công suất định mức của các thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại và
thiết bị một pha
Nếu trong nhóm có thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại thì công suất định mức
được tính toán phải qui đổi về công suất định mức ở chế độ làm việc dài hạn.

SV: VÕ VĂN TRUNG - 1514235

8


Thiết Kế Cung Cấp Điện Cho Phân Xưởng Cơ Khí

GVHD: PGS.TS. QUYỀN HUY ÁNH

Công thức qui đổi như sau:

Pqđ = Pn

(1.1)

Ở đây: n là hệ số đóng điện phần trăm
Nếu trong nhóm có thiết bị một pha nối vào điện áp dây hoặc điện áp pha của mạng
điện thì cần phải qui đổi công suất về ba pha trước khi tính toán.
B2: Xác định công suất tính toán của nhóm
Công suất tác dụng tính toán Pcj của nhóm thiết bị thứ j được xác ddingj theo công
thức sau:

Pcj = ksj.

(1.2)

Ở đây: ksj là hệ số đồng thời của nhóm thứ j được tra ở Bảng 1.5 hay 1.6; kui là hệ số
sử dụng của thiết bị thứ i; Pni là công suất định mức của thiết bị thứ i; nj là số thiết bị của
nhóm thứ j
Công suất phản kháng tính toán Qcj của nhóm thiết bị thứ j xá định theo biểu thức sau:
Qcj = Pcj.tan

(1.3)

Hệ số công suất trung bình của nhóm thiết bị thứ j:
Cosj =

(1.4)

Ở đây: cos là hệ số công suất thiết bị thứ i.
Công suất biểu kiến tính toán của nhóm thiết bị thứ j:

Scj =

(1.5)

Dòng điện tính toán

Icj =

(1.6)

B3: Thống kê kết quả tính toán cho các nhóm máy

SV: VÕ VĂN TRUNG - 1514235

9


Thiết Kế Cung Cấp Điện Cho Phân Xưởng Cơ Khí

GVHD: PGS.TS. QUYỀN HUY ÁNH

Kết quả xác định phụ tải tính toán cho các nhóm máy được thống kê lại theo biểu mẫu
của Bảng 1.3.
Tên nhóm

Kcj

cos/tan

Pcj (kW)

Qcj (kVar)

Scj (kVA)

Icj (A)

Nhóm 1
Nhóm 2
……

1.3.2.

Xác định công suất tính toán của tủ phân phối

Phụ tải tính toán của tủ phân phối thứ m:

Pcm = ksm.

(1.7)

Qcm = Pcm.tancm
Scm =

Icm =

(1.8)
(1.9)

(1.10)

Ở đây Pcm, Qcm, Scm lần lượt là công suất tính toán của tủ phân phối thứ m; k sm là hệ số

đồng thời của tủ phân phối thứ m; P cj là công suất tính toán của nhóm thiết bị thứ j; m là
số nhánh phân phối của thứ thứ m.

SV: VÕ VĂN TRUNG - 1514235

10


Thiết Kế Cung Cấp Điện Cho Phân Xưởng Cơ Khí
1.3.3.

GVHD: PGS.TS. QUYỀN HUY ÁNH

Xác định phụ tải chiếu sáng của phân xưởng

Phụ tải chiếu sáng của phân xưởng được xác định sơ bộ theo phương pháp suất chiếu
sáng trên một đơn vị diện tích.

Pcs = P0.F

(1.11)

Ở đây: P0 là suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích, kW/m 2; F là diện tích của phân
xưởng, m2.

Qcs = Pcs.tan

(1.12)

cos của một số đèn như sau:

Đối với đèn nung sáng: cos = 1
Đối với đèn huỳnh quang:
- Cos = 0,6 khi không có tụ bù cos
- Cos = 0,86 nếu có tụ bù cos (đèn đơn hoặc đôi)
- Cos = nếu dùng ballast điện tử.
• Đối với đèn phóng điện: cos = 0,8.
1.3.4. Xác định công suất tính toán của tủ phân phối chính
•
•

Pck = ksk.

(1.13)

Qck = Pck.tan
Sck =
Ick =

(1.14)
(1.15)
(1.16)

Ở đây: ks là hệ số đồng thời, có thể chọn theo Bảng 1.5 hay Bảng 1.6; Pck, Qck lần lượt
là công suất tính toán của tủ phân phối thứ k
Bảng 1.5 Hệ số đồng thời cho tủ phân phối

SV: VÕ VĂN TRUNG - 1514235

11

Thiết Kế Cung Cấp Điện Cho Phân Xưởng Cơ Khí

GVHD: PGS.TS. QUYỀN HUY ÁNH

Nếu mạch chủ yếu là chiếu sáng thì có thể coi ks gần bằng 1
(Giáo trình cung cấp điện PGS.TS. Quyền Huy Ánh trang 36)
1.4. XÁC ĐỊNH TÂM PHỤ TẢI

Tâm phụ tải điện là vị trí mà khi đặt máy biến áp, tủ phân phối điện tại đó sẽ đảm bảo
tổn thất công suất và tổn thất điện năng là bé nhất. Do đó, xác định tâm phụ tải của nhóm
máy nhằm biết được vị trí đặt tủ phân phối, xác định tâm phụ tải của phân xưởng để biết

vị trí đặt trạm biến áp phân xưởng, tủ phân phối chính.
Tuy nhiên, cũng cần phải căn cứ vào mặt bằng thực tế của phân xưởng để dịch
chuyển vị trí đặt máy biến áp và các tủ sao cho hợp lý như: thuận tiện trong lắp đặt, vận
hành, quan sát, không gây cản trở lối đi …
Công thức xác định tâm phụ tải:
X=

; Y=

(1.17)

Bảng 1.7 Ý nghĩa các thông số trong công thức

SV: VÕ VĂN TRUNG - 1514235

12

Thiết Kế Cung Cấp Điện Cho Phân Xưởng Cơ Khí

GVHD: PGS.TS. QUYỀN HUY ÁNH

CHƯƠNG 2

SV: VÕ VĂN TRUNG - 1514235

13


Thiết Kế Cung Cấp Điện Cho Phân Xưởng Cơ Khí

GVHD: PGS.TS. QUYỀN HUY ÁNH

CHƯƠNG 2
VẠCH PHƯƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN
VẠCH PHƯƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG

2.1.

Phương án cung cấp điện điển hình của phân xưởng cơ khí như sau:
1. Xây dựng trạm biến áp riêng cho phân xưởng dựa vào các chỉ dẫn sau:
- Nếu công suất của trạm biến áp xí nghiệp đủ cung cấp cho phân xưởng thì không

cần xây dựng trạm biến áp phân xưởng, chỉ cần dùng đường cáp dẫn điện từ trạm
-

biến áp xí nghiệp về cấp điện cho phân xưởng.

Nếu công suất của trạm biến áp xí nghiệp không đủ cung cấp cho phân xưởng hoặc
vị trí trạm biến áp xí nghiệp xa phân xưởng thì cần xây dựng trạm biến áp phân

-

xưởng.
Nếu sử dụng phương án cung cấp điện kiểu dẫn sâu thì đặt trạm biến áp cho từng
phân xưởng hay từng nhóm phân xưởng (khi phân xưởng có công suất nhỏ).

2. Sử dụng tủ phân phối chính nhận điện từ trạm biến áp phân xưởng và cấp điện cho

các tủ phân phối, tủ chiếu sáng. Mỗi tủ phân phối điều khiển cấp điện cho một nhóm
phụ tải.
3. Sử dụng CB (hoặc cầu chì) đặt tại các lộ vào và lộ ra của tủ phân phối chính và tủ
phân phối để điều khiển đóng cắt / bảo vệ.
4. Phương án nối dây mạng điện phân xưởng:
- Từ tủ phân phối chính đến các tủ phân phối thường dùng phương án đi dây hình
-

tia.
Từ tủ phân phối đến cac thiết bị thường dùng sơ đồ hình tia cho các thiết bị có

-

công suất lớn, và sơ đồ phân nhánh cho các thiết bị có công suất nhỏ.
Các nhánh đi từ phân phối không nên qua nhiều (thường nhỏ hơn 10), và tải của

2.2.

các nhánh này nên có công suất gần bằng nhau.

Khi phân tải cho các nhánh nên chú ý đến dòng định mức của các CB chuẩn.
SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ HỆ THỐNG CẤP ĐIỆN

Sơ đồ nguyên lý hệ thống cấp điện điển hình cho phân xưởng được mô tả ở Hình 2.1

SV: VÕ VĂN TRUNG - 1514235

14


Thiết Kế Cung Cấp Điện Cho Phân Xưởng Cơ Khí

GVHD: PGS.TS. QUYỀN HUY ÁNH

22kV
DT

MCCB

MDB

0.4kV

MCCB

MCCB

MCCB

MCCB

MCCB

MCCB

MCCB

MCCB

DB3

DLB

DB1
MCB

MM

DB2
MCB

MCB

M

MCB

M

MCB

M

MCB

M

MCB

MCB

M

Hình 2.1 Sơ đồ nguyên lý hệ thống cấp điện cho phân xưởng
DT (Distribution Transformer): Máy biến áp phân phối.
MCCB (Moulded Case Circuit Breaker).
MDB (Main Distribution Board): Tủ phân phối chính.
DB (Distribution Board): Tủ phân phối.
DLB (Distribution Lighting Board): Tủ chiếu sáng.
MCB (Miniature Circuit Breaker)

SV: VÕ VĂN TRUNG - 1514235

15


Thiết Kế Cung Cấp Điện Cho Phân Xưởng Cơ Khí

GVHD: PGS.TS. QUYỀN HUY ÁNH

CHƯƠNG 3

SV: VÕ VĂN TRUNG - 1514235

16


Thiết Kế Cung Cấp Điện Cho Phân Xưởng Cơ Khí

GVHD: PGS.TS. QUYỀN HUY ÁNH

CHƯƠNG 3
LỰA CHỌN CÁC PHẦN TỬ CỦA SƠ ĐỒ CẤP ĐIỆN
3.1.

XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ ĐẶT TRẠM BIẾN ÁP PHÂN XƯỞNG
Khi chọn vị trí đặt trạm biến áp phân xưởng cần phải xem xét đến các yếu tố sau:
-

Đảm bảo tính an toàn.
Thao tác vận hành, sửa chữa, quản lý và lắp đặt dễ dàng.
Đặt ở nơi thông thoáng phòng nổ, cháy, bụi bặm và khí ăn mòn.
Thuận lợi cho đường dây vào ra.
Gần tâm phụ tải.

Vị trí đặt trạm biến áp có thể ở bên ngoài, liền kề hoặc bên trong phân xưởng:
-

Trạm xây dựng bên ngoài được dùng khi trạm cung cấp cho nhiều phân

-

xưởng, hoặc khi cần tránh các nơi bụi bặm, có khí ăn mòn hoặc rung động.
Trạm xây dựng liền kề được dùng phổ biến hơn cả vì tiết kiệm về xây dựng

-

và ít ảnh hưởng đến các công trình khác.
Trạm xây dựng bên trong được dùng khi phân xưởng rộng có phụ tải lớn. Khi
sử dụng loại trạm này cần đảm bảo tốt điều kiện phòng nổ, cháy cho trạm.

Các vị trí đặt trạm biến áp phân xưởng được mô tả ở Hình 3.1.

Hình 3.1 Vị trí đặt trạm biến áp phân xưởng

SV: VÕ VĂN TRUNG - 1514235

17


Thiết Kế Cung Cấp Điện Cho Phân Xưởng Cơ Khí
3.2.

GVHD: PGS.TS. QUYỀN HUY ÁNH

XÁC ĐỊNH SỐ LƯỢNG, DUNG LƯỢNG MÁY BIẾN ÁP TRONG TRẠM
Trình tự tiến hành như sau:

B1: Xác định tổng công suất tính toán toàn phân xưởng: Sc
B2: Chọn số lượng máy biến áp đặt trong trạm: n

Vì tổng công suất tiêu thụ của phân xưởng cơ khí thường không quá lớn nên số lượng
máy biến áp thường không chọn quá hai để đơn giản trong vận hành. Trường hợp trạm có
nhiều máy biến áp thì nên chọi cùng chủng loại và cùng dung lượng máy biến áp để đơn
giản trong lắp đặt và dự phòng.
B3: Xác định công suất máy biến áp: ST
Công suất định mức của máy biến áp được chọn theo điều kiện qua tai lúc bình
thường cho trạm có một máy biến áp và chọn theo điều kiện quá tải lúc sự cố cho trạm có
nhiều máy biến áp.
Chọn theo điều kiện quá tải lúc bình thường:
ST ≥

(3.1)

là hệ số quá tải lúc bình thường, xác định theo qui tắc quá tải 3%:
= [1 + 0,3.(1-Kđk)]

(3.2)

Kđk là hệ số điền kín phụ tải, xác đinh từ đồ thị phụ tải ngày:
Kđk =

(3.3)

Ghi chú: Để đạt độ chính xác cao hơn có thể lựa chọn công suất máy biến áp theo
phương pháp đồ thị phụ tải đẳng trị hai bậc.
Chọn theo điều kiện quá tải lúc sự cố khi (n ≥ 2):
ST ≥

(3.4)

Ở đây: là hệ số quá tải sự cố.
SV: VÕ VĂN TRUNG - 1514235

18


Thiết Kế Cung Cấp Điện Cho Phân Xưởng Cơ Khí

GVHD: PGS.TS. QUYỀN HUY ÁNH

= 1,3 đối với máy biến áp chế tạo theo tiêu chuẩn IEC.
= 1,4 đối với máy biến áp chế tạo theo tiêu chuẩn LX.
Công suất của máy biến áp được lựa chọn theo giá trị định mức theo điều kiện (3.1)
hay (3.4).
3.3.

CHỌN DÂY DẪN, CÁP VÀ KHÍ CỤ ĐÓNG CẮT BẢO VỀ
3.3.1. Thuật toán xác định tiết diện dây dẫn, cáp và thiết bị bảo vệ

Thuật toán xác định tiết diện dây dẫn, cáp và thiết bị bảo vệ được trình bày ở hình 3.1

SV: VÕ VĂN TRUNG - 1514235

19


Thiết Kế Cung Cấp Điện Cho Phân Xưởng Cơ Khí

GVHD: PGS.TS. QUYỀN HUY ÁNH

Hình 3.1 Thuật toán xác định tiết diện dây dẫn, cáp và thiết bị bảo vệ
 Ghi chú:
1) Dòng Ilvmax (A) được xem như tương đương với dòng phụ tải tính toán:
- Với dây dẫn, cáp cung cấp cho từng máy riêng lẽ: Ilvmax = kuIn

In =

(3.5)

Ở đây: ku là hệ số sử dụng của thiết bị; P n là công suất định mức của động cơ, kW;
cos là hệ số công suất của động cơ; Un là điện áp dây định mức của mạng điện, kV.
-

Với dây dẫn, cáp cung cấp cho từng nhóm máy: Ilvmax = Ic

Ở đây: Ic là dòng tính toán của nhóm máy
-

Với dây dẫn, cáp dẫn điện từ trạm biến áp phân xưởng về tủ phân phối chính

Ilvmax = khi trạm có một máy và Ilvmax =1,4 khi trạm có hai máy.
Kr là hệ số hiệu chỉnh cơ cấu bảo vệ nhiệt.
2) Kr = (0,8 1): đối với cơ cấu nhiệt

Kr = (0,4 1): đối với cơ cấu cắt điện tử
3) Các dạng của dây dẫn, cáp và cách lắp đặt dây dẫn tham khảo ở các bảng sau:

SV: VÕ VĂN TRUNG - 1514235

20

Thiết Kế Cung Cấp Điện Cho Phân Xưởng Cơ Khí

GVHD: PGS.TS. QUYỀN HUY ÁNH

Bảng 3.2 Các dạng của dây dẫn, cáp và cách lắp đặt

Bảng 3.3 Lựa chọn hệ thống dây dẫn, cáp

(+) cho phép (-) không cho phép (0) không dùng

SV: VÕ VĂN TRUNG - 1514235

21


Thiết Kế Cung Cấp Điện Cho Phân Xưởng Cơ Khí

GVHD: PGS.TS. QUYỀN HUY ÁNH

Bảng 3.4 Các cách lắp đặt dây dẫn, cáp

(Giáo trình cung cấp điện trang 132 PGS.TS. Quyền Huy Ánh)
SV: VÕ VĂN TRUNG - 1514235

22


Thiết Kế Cung Cấp Điện Cho Phân Xưởng Cơ Khí

GVHD: PGS.TS. QUYỀN HUY ÁNH

K là tích của các hệ số hiệu chỉnh, xác định như sau:
•
•

Đối với dây dẫn/cáp không chôn trong đất: K = K1.K2.K3
Đối với dây dẫn/cáp chôn dưới đất: K = K4.K5.K6.K7

Đặc tính và cách xác định các hệ số hiệu chỉnh K1 K7 trình bày trong Bảng 3.5.
Bảng 3.5 Đặc tính và cách xác định các hệ số hiệu chỉnh

(Tra ở các bảng 8.10, 8.11, 8.12, 8.13, 8.14, 8.15, 8.16 trang 133 và 134 giáo trình
cung cấp điện PGS. TS. Quyền Huy Ánh)
4) Kiểm tra dây dẫn/cáp đã chọn theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép, nếu tổn thất điện

áp vượt quá mức cho phép thì tăng tiết diện dây lên một cấp rồi tiến hành kiểm tra lại.
Thường độ sụt áp cho phép U cp đối với mạng động lực là 5%U n và với mạng chiếu
sáng là 2,5% Un.
Các công thức tính sụt áp được trình bày trong Bảng 3.6

SV: VÕ VĂN TRUNG - 1514235

23


Thiết Kế Cung Cấp Điện Cho Phân Xưởng Cơ Khí

GVHD: PGS.TS. QUYỀN HUY ÁNH

Bảng 3.6 Công thức tính sụt áp

a. I là dòng làm việc (A) (khi tính sụt áp dòng này không tương đương với dòng phụ tải tính

toán), xác định như sau:
- Với dây dẫn/cáp cung cấp cho từng máy riêng lẻ: Ilvmax = In, tính theo (3.5).
- Với dây dẫn/cáp cung cấp cho từng nhóm máy

Ilvmax =

(3.6)

Hệ số đồng thời ks xác định theo Bảng 1.5 và Bảng 1.6; n là tổng số động cơ của
nhóm; Pi là công suất tác dụng của động cơ thứ i, kW; Qi là công suất phản kháng của
động cơ thứ i, Qi = Pi .tan(kVar); Un la điện áp định mức của mạng điện, kV.
-

Với dây dẫn/cáp dẫn điện từ trạm biến áp về tủ phân phối chính:
Ilvmax = IT =

(3.7)

Ở đây: kqt hệ số quá tải cho phép của máy biến áp qui định bởi nhà chế tạo; I T là dòng
điện định mức của máy biến áp, A; ST là công suất định mức của máy biến áp phân
xưởng, kVA; Un là điện áp định mức của mạng điện, kV (tính ở đầu ra phía thứ cấp của
máy biến áp phân xưởng).
Nếu trong trường hợp phân xưởng không xây dựng trạm biến áp riêng, mà dùng
đường cáp dẫn điện từ trạm biến áp xí nghiệp về cấp điện cho phân xưởng thì dòng I lvmax
được lấy bằng dòng làm việc cực đại chạy trên tuyến dây đó.

b. R, X là điện trở và điện kháng của đường dây (Ω)

R = ro.L
SV: VÕ VĂN TRUNG - 1514235

24


Thiết Kế Cung Cấp Điện Cho Phân Xưởng Cơ Khí

GVHD: PGS.TS. QUYỀN HUY ÁNH

X = xo.L
Ở đây: L là chiều dài đường dây, m; ro, xo là điện trở và điện kháng của đường dây
trên một mét, Ω /m.
ro = , cho dây dẫn, cáp đồng (F là tiết diện dây (mm2))
ro = , cho dây dẫn, cáp nhôm
xo = 0,08 Ω /m đối với đường dây cáp.
xo = 0,25 Ω /m đối với đường dây hạ áp trên không.
(Trong trường hợp không cần độ chính xác cao r o được bỏ qua cho dây có tiết diện lớn
hơn 500 mm2 và xo được bỏ qua cho dây có tiết diện nhỏ hơn 50 mm2)
c.

là góc pha giữa điện áp và dòng trong dây.
cos = cos(arctan)

5) Việc kiểm tra độ nhạy bảo vệ của CB nhằm mục đích đảm bảo CB dễ tác động cắt mạch

khi sự cố xuất hiện cuối đường dây cấp điện trên đó có trang bị CB. Việc kiểm tra chỉ cần
thiết đối với dây dẫn/cáp có tiết diện F ≤ 16mm2.

3.3.2. Trình tự chọn dây dẫn, cáp và khí cụ đóng cắt bảo vệ cho mạng điện động lực phân
xưởng

SV: VÕ VĂN TRUNG - 1514235

25