đồ án môn cung cấp điện

Đồ án môn học cung cấp điện

NGUYỄN VĂN VINH, D12LTH2

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

KHOA KỸ THUẬT ĐIỆN

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

ĐỒ ÁN MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN
Nhiệm vụ 4A
I. Đề tài: Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng công nghiệp
II. Các số liệu ban đầu:
1. Thông số cơ bản
Thiết kế mạng điện cung cấp cho một phân xưởng gồm các thiết bị cho trong
mục 2. Điện áp lưới phân phối là 22kV; công suất ngắn mạch tại điểm đấu điện
S k = ( 1,5 + 1) × 75 MVA=187,5 MVA

tk

; Thời gian tồn tại của dòng ngắn mạch =2,5
s. Tỷ lệ phụ tải điện loại I và II là 75%. Hao tổn điện áp cho phép trong mạng điện
hạ áp

∆U cp = 3,5 %

. Hệ số công suất cần nâng lên là cosϕ = 0,93. Giá thành tổn

c∆

thất điện năng =1800đ/kWh; suất thiệt hại do mất điện
thu hồi vốn đầu tư tiêu chuẩn atc=0,125.

gth

=10000đ/kWh, hệ số

TM

Thời gian sử dụng công suất cực đại
=4500(h). Chiều cao phân
xưởng h=4,5+β=4,5+1,5=6 (m). Khoảng cách từ nguồn điện đến phân xưởng
L=300(2+β) 1050(m).
α = N = 1, 25; β = V = 1, 5; γ = V = 1,5

2. Số liệu thiết bị
Số hiệu trên
sơ đồ

Tên thiết bị

hệ số ksd

cosφ

1;7;10;20;31;32

Quạt gió

0,35

0,67

Công suất đặt
P,kW theo các
phương án
3;4;5,5;6;6;6

2;3

Máy biến áp hàn
Ɛ=0,65

0,32

0,58

9,375;10

4;19;27

Cần cẩu 10T,
Ɛ=0,4

0,23

0,65

11;22;30

-1-


Đồ án môn học cung cấp điện

NGUYỄN VĂN VINH, D12LTH2

5;8

Máy khoan đứng

0,26

0,66

2,8;5,5

6;25;29

Máy mài

0,42

0,62

1,1;2,2;4,5

9;15

Máy tiện ren

0,30

0,58

2,8;5,5

11;16

Máy bào dọc

0,41

0,63

10;12

12;13;14

Máy tiện ren

0,45

0,67

6,5;8;10

17

Cửa cơ khí

0,37

0,07

1,5

18;28

Quạt gió

0,45

0,83

8,5;15

21;22;23;24

Bàn lắp ráp và
thí nghiệm

0,53

0,69

10;12;16;27

26;30

Máy ép quay

0,35

0,54

5,5;7,5

Chú thích:
α=số ứng với ký tự đầu trong họ; β=số tương ứng với ký tự đầu trong tên; γ=
số tương ứng với ký tự đầu trong tên đệm. Nếu không có tên đệm, lấy γ= β.
A
E
M
R

Ă
Ê
N
S

Â
G
O
T

B
H

Ô
U

C
I
Ơ
Ư

D
K
P
V

Đ
L
Q
X

Y

0,5
1,0
1,25
1,5

Nguyễn Văn Vinh  α=N = 1,25 ; β = V =1,5; γ= V = 1,5
III. Nội dung
1. Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng
2. Lựa chọn công suất, vị trí đặt MBA và phương án đi dây mạng điện
3. Tính toán lựa chọn và kiểm tra các phần tử trên sơ đồ

4. Hạch toán công trình
IV. Các bảng biểu, bản vẽ
-2-


Đồ án môn học cung cấp điện

NGUYỄN VĂN VINH, D12LTH2

1. Sơ đồ nguyên lý và sơ đồ mặt bằng chiếu sáng phân xưởng
2. Sơ đồ nguyên lý và sơ đồ mặt bằng mạng điện phân xưởng
3. Sơ đồ nguyên lý Trạm biến áp

Ngày giao: / /2019

Ngày nộp: 30/05/2019
Giảng viên hướng dẫn
TS. Nguyễn Phúc Huy

-3-


Đồ án môn học cung cấp điện

NGUYỄN VĂN VINH, D12LTH2

-4-


Đồ án môn học cung cấp điện

NGUYỄN VĂN VINH, D12LTH2

Mặt bằng phân xưởng nhiệm vụ 4A

-5-


Đồ án môn học cung cấp điện

NGUYỄN VĂN VINH, D12LTH2
MỤC LỤC

-6-


Đồ án môn học cung cấp điện

NGUYỄN VĂN VINH, D12LTH2

CHƯƠNG 1 – XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN

1.1. Tính phụ tải chiếu sáng và ổ cắm
1.1.1. Tính toán công suất đèn chiếu sáng và ổ cắm

Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng cơ khí – sửa chữa có kích thước a.b.h là
36.24.6 m ,Coi trần nhà màu trắng , tường màu vàng , sàn nhà màu sám ,với độ rọi
yêu cầu là Eyc = 100 lux.
Chọn độ cao treo đèn là :

h1 = 1,75 m ;

Chiều cao mặt bằng làm việc là: h2 = 1m ;
Vậy khoảng cách từ đèn đến mặt công tác là:
H = h - h1 - h2 = 6 - 1 -1,75 = 3,25 m
Với loại đèn dùng để chiếu sáng cho phân xưởng sản xuất nên chọn khoảng
cách giữa các đèn được xác định là L =1,5.h (bảng 2.11,pl [1 (Quang, 2002)]) tức là:
L = 1,5. h = 1,5.3,25 = 4,875 m.
Căn cứ vào kích thước phân xưởng ta chọn khoảng cách giữa các đèn là L d =
4,875 m và Ln = 4 m => q=2m ; p=2 m
Như vậy tổng cộng có 6 hàng đèn,mỗi hàng có 8 bóng.
Kiểm tra mức độ đồng đều về ánh sáng:

Ld
L
≤q≤ d
3
2

và

Ln
L
≤ p≤ n
3
2

hay

Như vậy là bố trí đèn là hợp lý.

-7-

4,875
4,875
≤2≤
3
2

và

4
4
≤2≤
3
2


Đồ án môn học cung cấp điện

NGUYỄN VĂN VINH, D12LTH2

Vậy số lượng đèn tối thiểu để đảm bảo đồng đều chiếu sáng là Nmin = 6.8 =48 đèn
ϕ=

Chỉ số phòng :

a.b
24.36
=
= 4, 43

H(a + b) 3, 25.(24 + 36)

σ tran = 50%

σ tuong = 30%

Lấy độ phản xạ của trần đèn lần lượt là là :
và
kết
hợp với chỉ số phòng ta tra bảng và áp dụng phương pháp nội suy được hệ số sử
dụng là ksd=0,58.
Lấy hệ số dự trữ k = 1,3 và hệ số tính toán Z = 1,1 ta xác định được quang

Fyc =
thông yêu cầu của đèn là :
(lumen)

k .E yc .S .Z
n.k sd

⇔

Fyc =

1,3.100.24.36.1,1
= 4437,931
48.0,58

Chọn loại bóng đèn huỳnh quang công suất là P = 300 W, quang thông F
=6400

Tổng công suất chiếu sáng (coi hệ số đồng thời kđt =1).
Pcs = kđt .N .Pd = 1. 48 x300 = 14400 (W) = 14,4(kW).

Hình 1. 1Sơ đồ bố trí đèn trong phân xưởng

-8-


Đồ án môn học cung cấp điện

NGUYỄN VĂN VINH, D12LTH2

Tổng công suất chiếu sáng và ổ cắm là
Pcsoc = Pcs + Poc = 14,4 + 2,5 = 16,9(kW)
Nhóm ổ cắm: Đối với khu vực phân xưởng, mỗi 200 m 2 ta bố trí 01 ổ cắm
đơn 500 W/ổ
Vậy với diện tích là 36 x24= 864m2 do đó ta chọn 5 ổ cắm đơn
Poc = 5.500 = 2500 W= 2,5(kW)
Tổng công suất chiếu sáng và ổ cắm là
Pcsoc = Pcs + Poc = 14,4 + 2,5 = 16,9(kW)
Lấy chung hệ số cos của nhóm chiếu sáng, ổ cắm là 0,85

1.1.2. Chọn cáp và thiết bị bảo vệ mạch chiếu sáng và ổ cắm
a) Chọn cáp
I cs =

I cp ≥

Pcs
14, 4

=
= 21, 879
3 ×U đm Cosϕ
3 ×0,38 ×1

(A).

I cs
21,879
=
= 23,030( A)
k1.k2 .k3 0,95 ×1 ×1

Trong đó : k1: hệ số thể hiện ảnh hưởng của cách thức lắp đặt, cáp treo trên
trần k1=0,95
k2: hệ số thể hiện ảnh hưởng tương hỗ của các mạch đặt kề nhau, lấy k2 = 1.
t o 30o
k3: Hệ số ảnh hưởng của nhiệt độ tương ứng với dạng cách điện. Do <
nên k3 =1.(bảng 17.pl (Quang, 2002)).
Chọn cáp lõi đồngloại 3PVC, 6 mm2 có: Icp= 40Ado CADIVI sản xuất.
Chọn dây dẫn từ áp tô mát nhánh tới các nhóm đèn.
Bóng đèn được chia thành 6 nhóm, mỗi nhóm sẽ có 8 bóng, công suất mỗi
bóng là P =300 W.
Tổng công suất nhóm 1 : P = 8.300 = 2400 (W) =2,4 (kW).

I lv max =

3.2, 4
= 10,939 A
0,38. 3

-9-


Đồ án môn học cung cấp điện

I cp ≥
Suy ra:

NGUYỄN VĂN VINH, D12LTH2

I lv max
k1 .k 2 .k 3

=

10,939
= 17,992(A)
0,95.0, 64.1

Trong đó : k1 =0,95: Cáp treo trên trần
k2=0,64 :Do có 6 nhóm cáp
Chọn cáp đồng loại 2PVC, tiết diện 2,5 mm 2 có Icp= 30 A, do CADIVI chế
tạo.
Các nhóm khác cũng có cùng số liệu như nhóm 1.
b) Chọn áp tô mát
Chọn áp tô mát tổng.
Ics= 21,879A ta chọn áp tô mát tổng Iđm= 40 A, 3 cực, kiểu EA103G
Chọn áp tô mát nhánh.
Nhánh cung cấp điện cho 8 bóng:
I lv max =

3.2, 4
= 10,939 A
0, 38. 3

, ta chọn áp tô mát Iđm= 20 A, 2 cực, kiểu EA-52G

Các nhánh khác cũng dùng áp tô mát Iđm= 20 A cùng loại.
Kiểm tra điều kiện chọn dây kết hợp với áp tô mát
Điều kiện kiểm tra:
Đối với mạch tổng dùng cáp 3PVC tiết diện 6mm 2 bảo vệ bằng áp tô mát có
Iđm= 40 A

I cp = 40 ≥

1, 25.I đmA
1, 25.40
=
= 35, 09
1,5.k1.k2 .k3 1,5.0,95.1.1

Đối với các mạch nhánh dùng cáp 2PVC tiết diện 2,5mm 2bảo vệ bằng áp tô có
Iđm= 20 A :
I cp = 30A ≥

1, 25.I đmA
1, 25.20
=
= 27,5 (A)
1,5.k1.k2 .k3 1,5.0,95.0, 64.1

(Thỏa mãn điều kiện).

Không cần kiểm tra độ sụt áp của của đường dây vì đường dây ngắn, các dây
đều được chọn vượt cấp.
- 10 -


Đồ án môn học cung cấp điện

NGUYỄN VĂN VINH, D12LTH2

Hình 1. 2Sơ đồ nguyên lý chiếu sáng trong phân xưởng

1.2. Phụ tải thông thoáng và làm mát
Lưu lượng gió cần cấp vào xưởng là:
=
Qgió

V
m3 / phút )
(
ar

- 11 -


Đồ án môn học cung cấp điện

NGUYỄN VĂN VINH, D12LTH2

ar = 6– tỉ số trao đổi không khí
V = a.b.H
V – thể tích của phân xưởng (m 3)
với a = 24(m), b = 36 (m),là chiều
rộng – dài phân xưởng (đo theo đề bài);h = 6(m)– chiều cao của phân xưởng
Q=

24.36.6
= 864 ( m3 / phut )
6

Suy ra :
-Chọn quạt hút công nghiệp có q = 3000 m3/h
-Chọn quạt DLHC35-PG4S F với các thông số kỹ thuật như sau :
Bảng 1.1.Thông số quạt

Thiết
bị

P(W)

Lượng
gió

ksd

cosϕ

0,7

0,8

(m3/h)
Quạt
hút

215

N=

Số quạt cần lắp là:

3000
60.Qgió
Qquat

=

60.864
= 17, 28
3000

Vậy ta chọn số lượng là 18 quạt.

kncqh = k sd +
Hệ số nhu cầu của quạt hút là:

1 − k sd
1 − 0, 7

= 0, 7 +
= 0,8
n
9

Phụ tải tính toán nhóm phụ tải thông thoáng-làm mát:
Plm = k

Slm =

n
qh
ncđmqi
i =1

∑P

= 0,8.18.215 = 3096(W ) = 3, 096(kW )
.

Plm
3, 096
=
= 3,870( kVA)
cos φ
0,8

2
2
Qttđl = Sttđl

− Pttđl
= 3,8702 − 3, 0962 = 2.322

- 12 -

.


Đồ án môn học cung cấp điện

NGUYỄN VĂN VINH, D12LTH2

1.3. Tính toán phụ tải động lực
Trong một phân xưởng thường có nhiều thiết bị có công suất và chế độ làm
việc khác nhau,muốn xác định phụ tải tính toán đươc chính xác cần phân nhóm thiết
bị điện .Việc phân nhóm cần tuân theo các nguyên tắc sau:
-Các thiết bị trong cùng một nhóm nên ở gần nhau để giảm chiều dài đường
dây hạ áp nhờ vậy có thể tiết kiệm được vốn đầu tư và tổn thất trên các đường dây
hạ áp trong phân xưởng.
-Chế độ làm việc của các thiết bị trong cùng một nhóm nên giống nhau để việc
xác định phụ tải tính toán được chính xác hơn và thuận lợi cho việc lựa chọn cung
cấp điện cho nhóm.
-Tổng công suất các nhóm nên xấp xỉ nhau để giảm chủng loại tủ động lực cần
dùng trong phân xưởng và toàn nhà máy .Số thiết bị trong một nhóm không nên quá
nhiều ,bởi số đầu ra của các tủ động lực không nhiều thường từ 8 đến 12 đầu ra.
-Tuy nhiên thướng khó thoả mãn cùng một lúc cả 3 nguyên tắc trên ,do vậy
người thiết kế phải tuỳ thuộc vào điều kiện cụ thể điều kiện phụ tải để chọn phương
án tốt nhất.
- Xác định hệ số sử dụng tổng hợp của nhóm thiết bị theo biểu thức sau :

∑ P .k
∑P
đli

ksd∑ =

sd Σi

đli

( 1.1 )

- Xác định số lượng thiết bị hiệu dụng của mỗi nhóm n hd ( là 1 số qui đổi
gồm có nhd thiết bị giả định có công suất định mức và chế độ làm việc như nhau và
tiêu thụ công suất đúng bằng công suất tiêu thụ của nhóm thiết bị thực tế )

( ΣP )

2

i

nhd =

ΣPi2

( 1.2 )

- Hệ số nhu cầu của nhóm sẽ được xác định theo biểu thức sau :
1 − k sd ∑

knc∑ = ksd∑ +

N

(1.3 )

- Cuối cùng phụ tải tính toán của cả nhóm là :
n

Pttđl = knc ∑ .∑ Pđli
i =1

- 13 -

( 1.4 )


Đồ án môn học cung cấp điện

NGUYỄN VĂN VINH, D12LTH2

Dựa theo nguyên tắc phân nhóm phụ tải nêu ở trên và căn cứ vào vị
trí ,công suất của thiết bị bố trí trên mạt bằng phân xưởng có thể chia các thiết bị
trong phân xưởng cơ khí –sửa chữa thành 4 nhóm:
1.3.1. nhóm 1
Bảng 1.2.Bảng tổng hợp các thiết bị nhóm 1

STT

TÊN THIẾT BỊ SỐ
HIỆU

Ksd
Cos φ

P

P

2

P.Cos
φ

P.Ksd

2,01

1,05

1

Quạt gió

1

0,35

0,67

3

9

2

Máy biến áp hàn 2

0,32

0,58

9,375

87,891 5,438

3

3

Máy biến áp hàn 3

0,32

0,58

10

100

5,8

3,2

4

Cần cẩu 10T

4

0,23

0,65

11

121

7,15

2,53

5

Máy
đứng

khoan 5

0,26

0,66

2,8

7,84

1,82

0,073

6

Máy mài

6

0,42

0,62

1,1

1,21

0,682

0,462

7

Quạt gió

7

0,35

0,67

4

16

2,68

1,4

8

Máy
đứng

khoan 8

0,26

0,66

5,5

30,25

3,63

1,43

Tổng

46,775 373.19 29,238 13,8
1

- Số lượng hiệu dụng nhóm 1:

( ∑ Pi )
=
∑ Pi

2

2

nhdn1

46, 7752
=
= 5,863
373,191

- Hệ số sử dụng nhóm 1:

Ksdn1=

∑ Pi.K sd 1
13,8
=
= 0, 295
∑ Pi
46, 775

- Hệ số nhu cầu nhóm 1:

= K sdn1 +
Kncn1

1 − K sdn1
nhdn1

= 0, 295 +

1 − 0, 295
= 0,586
5,863

- 14 -


Đồ án môn học cung cấp điện

NGUYỄN VĂN VINH, D12LTH2

- Tổng công suất phụ tải nhóm 1:

Pn1 = K ncn1. ∑ Pi = 0, 586.46, 775 = 27, 410

kW

- Hệ số công suất của phụ tải nhóm 1:
Cosφn1 =

∑ Pi .Cosφi
29, 238
=
= 0, 625
∑ Pi
46, 775

-Công suất toàn phần của nhóm 1 là:
S n1 =

Pn1
27, 410
=
= 43, 856
cosϕn1
0, 625

(kVA)

-Công suất phản kháng của nhóm 1 là:

Qn1 = Sn21 − Pn21 = 43,8562 − 27, 410 2 = 34, 235(kVAr )

1.3.2. nhóm 2
Bảng 1.3.Bảng tổng hợp các thiết bị nhóm 2

STT

TÊN THIẾT BỊ SỐ
HIỆU

Ksd
Cos φ

P

P2

P.Cos
φ

P.Ksd

1

Máy tiện ren

9

0,3

0,58

2,8

7,84

1,624

0,84

2

Máy tiện ren

15

0,3

0,58

5,5

30,25

3,19

1,65

3

Quạt gió

10

0,35

0,67

5,5

30,25

3,685

1,925

4

Máy bào dọc

11

0,41

0,63

10

100

6,3

4,1

5

Máy bào dọc

16

0,41

0,63

12

144

7,56

4,92

6

Quạt gió

20

0,35

0,67

6

36

4,02

2,1

7

Máy tiện ren

13

0,45

0,67

8

64

5,36

3,6

8

Máy tiện ren

14

0,45

0,67

10

100

6,7

4,5

59,8

512,34 38,439 23,635

Tổng
- Số lượng hiệu dụng nhóm 2:

- 15 -


Đồ án môn học cung cấp điện

( ∑ Pi )
∑ Pi

2

2

nhdn2 =

=

NGUYỄN VĂN VINH, D12LTH2

59,82
= 6,980
512,34

- Hệ số sử dụng nhóm 2:

Ksdn2=

∑ Pi.K sd 1 23, 635
=
= 0, 395
∑ Pi
59, 8

- Hệ số nhu cầu nhóm 2:
K ncn 2 = K sdn 2 +

1 − K sdn 2
nhdn 2

= 0,395 +

1 − 0,395
= 0, 624
6,98

- Tổng công suất phụ tải nhóm 2:

Pn 2 = K ncn 2 . ∑ Pi = 0, 624.59,8 = 37,315

kW

- Hệ số công suất của phụ tải nhóm 2:
Cosφn 2 =

∑ Pi .Cosφi
38, 439
=
= 0, 643
∑ Pi
59, 8

-Công suất toàn phần của nhóm 2 là:
Sn 2 =

Pn 2
37,315
=
= 58, 033

cosϕn 2
0, 643

(kVA)

-Công suất phản kháng của nhóm 2 là:
Qn 2 = S n22 − Pn22 = 58, 0332 − 37,3152 = 44, 446(kVAr )

1.3.3. nhóm 3
Bảng 1.4.Bảng tổng hợp các thiết bị nhóm 3

ST
T

TÊN THIẾT BỊ

SỐ
HIỆU

Ksd

P.Cos φ P.Ksd
Cos φ

P

2

1

Máy tiện ren

12

0,45

0,67

6,5

P
42,25

2

Cửa cơ khí

17

0,37

0,07

1,5

2,25

0,105

0,555

3

Quạt gió

18

0,45

0,83

8,5

72,25

7,055

3,825

4

Cần cẩu 10T

19

0,23

0,65

22

484

14,3

5,06

- 16 -

4,355

2,925


Đồ án môn học cung cấp điện

NGUYỄN VĂN VINH, D12LTH2

5

Bàn lắp ráp và thí 21
nghiệm

0,53

0,69

10

6

Bàn lắp ráp và thí 22
nghiệm

0,53

0,69

12

7

Máy mài

25

0,42

0,62

8

Quạt gió

32

0,35

0,67

Tổng

100

6,9

5,3

144

8,28

6,36

2,2

4,84

1,364

0,924

6

36

4,02

2,1

68,7

885,59

46,379

27,049

Số lượng hiệu dụng nhóm 3:

( ∑ Pi )
∑ Pi

2

2

nhdn3 =

=

68, 7 2
= 5,329
885,59

- Hệ số sử dụng nhóm 3:
K sdn3 =

∑ Pi .K sdi 27, 049
=

= 0, 394
∑ Pi
68, 7

- Hệ số nhu cầu nhóm 3:
K ncn3 = K sdn 3 +

1 − K sdn 3
1 − 0,394
= 0,394 +
= 0, 657
nhdn3
5, 329

- Tổng công suất phụ tải nhóm 3:

Pn 3 = K ncn 3 . ∑ Pi = 0, 657.68, 7 = 45,136

kW

- Hệ số công suất của phụ tải nhóm 3:
Cosφn 3 =

∑ Pi .Cosφi
46,379
=
= 0, 675
∑ Pi
68, 7

-Công suất toàn phần của nhóm 3 là:
Sn3 =

Pn 3
45,136
=
= 66, 868
cosϕn 3 0, 675

(kVA)

-Công suất phản kháng của nhóm 3 là:
Qn 3 = Sn23 − Pn23 = 66,8682 − 45,1362 = 49,336(kVAr )

- 17 -


Đồ án môn học cung cấp điện

NGUYỄN VĂN VINH, D12LTH2

1.3.4. nhóm 4
Bảng 1.5.Bảng tổng hợp các thiết bị nhóm 4

ST
T

TÊN THIẾT BỊ

SỐ

HIỆU

Ksd

P.Cos φ P.Ksd
Cos φ

P

2

1

Máy ép quay

26

0,35

0,54

5,5

P
30.25

2

Máy ép quay

30

0,35

0,54

7,5

56.25

4.050

2.625

3

Máy mài

29

0,42

0,62

4,5

20.25

2.790

1.890

4

Quạt gió

31

0,35

0,67

6

36

4.020

2.100

5

Bàn lắp ráp và thí 23
nghiệm

0,53

0,69

16

256

11.040

8.480

6

Bàn lắp ráp và thí 24
nghiệm

0,53

0,69

27

729

18.630

14.310

7

Cần cẩu 10T

27

0,23

0,65

30

900

19.500

6.900

8

Quạt gió

28

0,45

0,83

1,5

2.25

1.245

0.675

98

2030

64.245

38.905

Tổng
- Số lượng hiệu dụng nhóm 4:
nhdn 4

(∑P)
=
∑P
i

2

i

2

982
=
= 4, 731
2030

- Hệ số sử dụng nhóm 4:
K sdn 4 =

∑ Pi .K sdi 38, 905
=
= 0,397
∑ Pi
98

- Hệ số nhu cầu nhóm 4:
K ncn 4 = K sdn 4 +

1 − K sdn 4
nhdn 4

= 0,397 +

1 − 0, 397
= 0, 674
4, 731

- Tổng công suất phụ tải nhóm 4:

Pn 4 = K ncn 4 . ∑ Pi = 0, 674.98 = 66, 052

kW

- Hệ số công suất của phụ tải nhóm 4:

Cosφn 4 =

∑ Pi .Cosφi

64, 245
=
= 0, 656
∑ Pi
98

-Công suất toàn phần của nhóm 4 là:
- 18 -

2.970

1.925


Đồ án môn học cung cấp điện
Sn 4 =

NGUYỄN VĂN VINH, D12LTH2

Pn 4
98
=
= 149,390
cosϕ n 4 0, 656

(kVA)

-Công suất phản kháng của nhóm 4 là:
Q n 4 = Sn2 4 − Pn24 = 149,3902 − 66, 0522 = 133,994(kVAr )

Bảng 1.6.Bảng tổng hợp các nhóm

STT
1
2
3
4

Phụ
tải
Nhóm
1
Nhóm
2
Nhóm
3
Nhóm
4

Ksdni

Cosφni Pni

Pni2

0,295

0,625

27,410

751,308

0,395

0,643

37,315

0,394

0,675

45,136

0,397

0,656

66,052
175,91
3

Tổng

1392,40
9
2037,25
8
4362,86

7
8543,84
3

Số lượng hiệu dụng:

(∑ Pni ) 2 175,9132
nhd =
=
= 3, 622
∑ Pni2
8543,843
- Hệ số sử dụng phụ tải động lực:
K sd ∑ =

∑ Pni .K sdni 66,832
=
= 0, 380
∑ Pni
175,913

- Hệ số nhu cầu phụ tải động lực:
K nc ∑ = K sd ∑ +

1 − K sd ∑
nhd

= 0,380 +

1 − 0,380

= 0,706
3, 622

- Tổng công suất phụ tải động lực:
Pdl ∑ = K nc ∑ . ∑ Pni = 0,706.175,913 = 124,195

kW

- Hệ số công suất trung bình của phụ tải tổng hợp:

- 19 -

Pni.Cosφn
i

Pni.Ksdni

17,131

8,086

23,994

14,739

30,467

17,784

43,330

26,223

114,922

66,832


Đồ án môn học cung cấp điện

Cosφtb =

NGUYỄN VĂN VINH, D12LTH2

∑ Pni .Cosφni
114,922
=
= 0, 653
∑ Pni
175,913

1.4. Tổng hợp phụ tải toàn phân xưởng
Kết quả tính toán phụ tải:
Bảng 1.7.Bảng tổng hợp các loại phụ tải

Số thứ tự

Phụ tải

P ; kW

1

Chiếu sáng, ổ cắm

16,9

0,85

2

Động lực

124,195

0,653

3

Thông thoáng, làm mát

3,096

0,8

Xác định phụ tải tổng hợp :
Tổng công suất tác dụng tính toán toàn phân xưởng:

P∑ = kdt ( Pcsoc + Pdl + Plm ) = 1.(16,9 + 124,195 + 3, 096) = 144,191

(kW)

-Với kđt = 1
- Hệ số công suất tổng hợp:
Cosφ∑ =

∑ Pi .Cosφi 16,9.0,85 + 124,195.0, 653 + 3, 096.0,8
=
= 0, 679
∑ Pi
16,9 + 124,195 + 3, 096

- Xét thêm tổn thất tính toán trong mạng điện là 10% và khả năng phát triển
phụ tải trong 10 năm là 10% nên ta có :
P tt = 1, 2.144,191 = 173, 029( kW)
∑

- Công suất tính toán của phụ tải phân xưởng:
S ∑ tt =

=>

P∑ tt
173, 029
=
= 254,829
Cosφ∑
0, 679

(kVA)

Q ∑ tt = S2 tt − Ptt2 = 254,829 2 − 173, 029 2 = 187, 08(kVAr)
=>

- 20 -


Đồ án môn học cung cấp điện

NGUYỄN VĂN VINH, D12LTH2

CHƯƠNG 2 – LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN

2.1.

Lựa chọn phương án trạm biến áp

2.1.1. Vị trí đặt trạm biến áp
-Việc chọn vị trí của trạm biến áp trong một xí nghiệp cân phải tiến hành so sánh
kinh tế - kỹ thuật. Muốn tiến hành so sánh kinh tế - kỹ thuật cân phải sợ bộ xác
định phương án cung cấp điện trong nội bộ xí nghiệp. Trên cơ sở các phương án đã
được chấp thuận mới có thể tiến hành so sánh kinh tế - kỹ thuật để chọn vị trí số
lượng trạm biến áp trong xí nghiệp.
-Vị trí của trạm biến áp cần phải thỏa mãn :
+An toàn và liên tục cấp
+Gần trung tâm phụ tải, thuận tiện cho nguồn cung cấp đi tới.
+Thao tác,vận hành, quản lý dễ dàng.
+ Tiết kiệm vốn đầu tư và chi phí vận hành nhỏ.
+ Bảo đảm các điều kiện khác như cảnh quan môi trường, có khả năng điều chỉnh
cải tạo thích hợp, đáp ứng được khi khẩn cấp.

+Tổng tổn thất công suất trên các đường dây là nhỏ nhất
- Vị trí trạm biến áp thường được đặt ở liền kề, bên ngoài hoặc ở bên trong phân
xưởng. Trạm biến áp đặt ở bên ngoài phân xưởng, hay còn gọi là trạm độc lập,
được dùng khi trạm cung cấp cho nhiều phân xưởng, khi cần tránh các nơi, bụi
bặm có khí ăn mòn hoặc rung động; hoặc khi không tìm được vị trí thích hợp
bên trong hoặc cạnh phân xưởng.
-Trạm xây dựng liền kề được dùng phổ biến hơn cả vì tiết kiệm về xây dựng và ít
ảnh hưởng tới các công trình khác.
-Trạm xây dựng bên trong được dùng khi phân xưởng rộng có phụ tải lớn.
Khi sử dụng trạm này cần đảm bảo tốt điều kiện phòng nổ, phòng cháy cho trạm.
-Đối với phân xưởng sửa chữa cơ khí ta chọn phương án. Xây dựng trạm biến áp
liền kề với phân xưởng. Gần tâm phụ tải phía trái phân xưởng, khoảng cách từ trạm
tới phân xưởng là L= 1050 m.
- Hệ số điền kín đồ thị có thể được xác định theo biểu thức:
- 21 -


Đồ án môn học cung cấp điện
K qt =

NGUYỄN VĂN VINH, D12LTH2

TM 4500
=
= 0, 514 < 0, 75
S M 8760

Như vậy máy biến áp có thể làm việc quá tải 40% trong khoảng thời gian cho
phép không quá 6 giờ.
- Dựa vào sơ đồ mặt bằng nhà xưởng, vì ở góc phía cửa ra vào không có phụ

tải, nên ta có thể đặt trạm biến áp ở bên trong, ngay sát tường nhà xưởng, tiết kiệm
được dây dẫn của mạng hạ áp.

Hình 2. 1Vị trí đặt TBA

2.1.2. Lựa chọn dây dẫn đến trạm biến áp .
Chọn dây dẫn từ đường dây 22 kV nguồn, cách L= 1050 m, tới trạm biến áp là
đường dây trên không dây nhôm lõi thép lộ kép.
Dòng điện làm việc chạy trong dây dẫn là:
Ilv max =

Stt
254,829
=
= 3,344 ( A )
n 3.U đm 2. 3 ×22

Mật độ dòng kinh tế của dây nhôm ứng với T M = 4500 h là jkt = 1,1 (A/mm2).
(bảng 9.pl.BT ,trang 456 [2])

- 22 -


Đồ án môn học cung cấp điện

NGUYỄN VĂN VINH, D12LTH2
F=

Vậy tiết diện dây cáp là :

I
3,344
=
= 3, 04 mm 2
jkt
1,1

(

)

Đối với đường dây trung áp, tiết diện tối thiểu không nhỏ hơn 35 mm 2 nên ta
0

0

chọn loại dây AC 50, tra bảng 22.pl [1] ta được r = 0,64; x = 0,405 nối từ nguồn
vào trạm biến áp.
Hao tổn điện áp thực tế:
∆U N =

Ptt .ro .

1050
1050
1050 −3
1050 −3
+ Q tt x o .
173,029.0,64.
.10 + 187,08.0, 405.

10
2
2 =
2
2
= 4, 451(V ) < 5% U = 1100
U
22

Dây dẫn đã chọn thỏa mãn
2.1.3. Phương án trạm biến áp
Do sau tính toán ta có

Stt

=254,829 (kVA)

Công suất MBA lựa chọn theo công thức sau:
Với trạm một MBA
SBa

Stt

=254,829 (kVA)

Với trạm hai MBA
SBa

Stt

/1,4=182,02

Ta chọn công suất và sô lượng máy biến áp 22/0,4 kV theo 2 phương án sau:
Phương án 1: Dùng 2 máy 2x250 kVA.
Phương án 2: Dùng 1 máy 315 kVA.
Các tham số của máy biến áp do hãng ABB chế tạo (Bảng 21.pl [1]) cho trong
bảng sau:
Bảng 2.1. Bảng số liệu các máy biến áp hãng ABB.

SBa ,
kVA
2x250
1 x 315

∆P0

;

kW
0,64
0,72

∆Pk

;

kW
4,1
4,85
- 23 -

Vốn đầu tư ,
106đ
156
101


Đồ án môn học cung cấp điện

NGUYỄN VĂN VINH, D12LTH2

Hàm chi phí tính toán quy đổi cho từng phương án. Dưới góc độ an toàn kĩ
thuật, các phương án không ngang nhau về độ tin cậy cung cấp điện. Đối với
phương án 1 khi có sự cố xảy ra ở 1 trong 2 máy biến áp, máy còn lại sẽ phải gánh
toàn bộ phụ tải loại I và II của phân xưởng, đối với phương án 2 sẽ phải ngừng cung
cấp điện cho toàn phân xưởng. Để đảm bảo tương đồng về kỹ thuật của các phương
án cần phải xét đến thành phần thiệt hại do mất điện khi có sự cố xảy ra trong các
máy biến áp.
ơng án:
Z = p.V + C + Yth đ/năm .
C: thành phần chi phí do tổn thất. C = ∆A.c∆
Với c∆ : giá thành tổn thất điện năng.
Hệ số tiêu chuẩn sử dụng vốn đầu tư:
atc

= 0,125

Th là tuổi thọ của trạm biến áp lấy bằng 25 năm.
Hệ số khấu hao của trạm biến áp thể lấy bằng 6,4 % tra bảng 31.pl [1]
Do đó : pBA = atc + kkh = 0,125 + 0,064 = 0,189

Khi so sánh thiệt hại do mất điện 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
Phụ tải trong thời gian sự cố 1 máy biến áp bao gồm phụ tải loại I và loại II

m1+ 2

Ssc = Stt.
= 254,832.0,75 = 191,124 (kVA)
Hệ số quá tải:
S
191,124
k qt = sc =
= 0, 764 < 1, 4
Sn
250
Như vậy MBA có thể chịu được quá 40% tải trong thời gian xảy ra sự cố.
Tổn thất trong máy biến áp được xác định theo biểu thức:

- 24 -


Đồ án môn học cung cấp điện
∆A1 = 2.∆P0 .8760 +

NGUYỄN VĂN VINH, D12LTH2

∆Pk 2 S2
4,1 254,8322
. 2 .τ = 2.0, 64.8760 +

.
.2886, 210
2 SnBA1
2
2502

= 17360, 458(kWh)

Trong đó τ là thời gian tổn thất công suất cực đại có thể được xác định theo
biểu thức sau:

τ = (0,124 + TM .10−4 ) 2 .8760 = (0,124 + 4500.10 −4 ) 2 .8760 = 2886, 210

(h)

Chi phí cho thành phần tổn thất là:
C = 17360,458.1800 = 31,249.106 (đ)
Vậy tổng chi phí qui đổi của phương án :
Z1 = (0,189.156+ 31,249) = 60,733.106 (đ)
Phương án 2:
Nếu xảy ra sự cố thì ngừng cung cấp điện cho toàn phân xưởng.
Tổn thất trong máy biến áp được xác định theo biểu thức:
S2

254,8322
∆A 2 = ∆P0 .8760 + ∆Pk 2 . 2 .τ = 0, 72.8760 + 4, 85.
.2886, 210 = 15468, 487(kWh)
SnBA2
3152

Chi phí cho thành phần tổn thất là:
C = 15468,487.1800 = 27,843.106 (đ)
Công suất thiếu hụt khi mất điện bằng 75% công suất của phụ tải loại I là:
Pth2 = m1+2.

P∑

= 0,75. 173,029= 129,772 (kW)

Do đó thiệt hại do mất điện:
Yth2 = Pth2.gth.tf = 129,772.10000.24 = 31,145.106 (đ ),
Vậy tổng chi phí qui đổi của phương án:
Z2 = (0,189.101 + 27,843+ 31,145) = 78,077.106 (đ)
Các kết quả tính toán được trình bày trong bảng sau:
Bảng 2.2. Bảng kết quả các phương án chọn MBA.

T

Các tham số

PA 1

T
- 25 -

PA 2