THIẾT KẾ MẠCH ĐIỆN PHÂN XƯỞNG

-1-

PHẦN I


-2THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG
CHƯƠNG I

TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG CHO PHÂN XƯỞNG

1.1. Các yêu cầu chung
Thiết kế chiếu sáng phải đảm bảo các yêu cầu sau:
- Không bị loá mắt
- Không loá do phản xạ
- Không có bóng tối
- Phải có độ rọi đồng đều
- Phải đảm bảo độ sáng đủ và ổn định
- Phải tạo ra được ánh sáng giống ánh sáng ban ngày.
Chọn loại bóng đèn chiếu sáng gồm 2 loại: bóng đèn sợi đốt và bóng đèn huỳnh
quang.
Các phân xưởng thường ít dùng đèn huỳnh quang vì đèn huỳnh quang có tần số
là 50Hz thường gây ra ảo giác không quay cho các động cơ nguy hiểm cho người vận
hành. Do vậy người ta thường sử dụng đèn sợi đốt.
Bố trí đèn: thường được bố trí theo các góc của hình vuông hoặc hình chữ nhật .
1.2. Tính toán chiếu sáng
Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng sản xuất công nghiệp có kích thước HxDxW
là 36x24x4,7m, Coi trần nhà màu trắng, tường màu vàng, sàn nhà màu sám,với độ rọi
yêu cầu là Eyc = 50(lux).
Theo biểu đồ Kruithof ứng với độ rọi 50(lux) nhiệt độ màu cần thiết là
 m  3000o K sẽ cho môi trường ánh sáng tiện nghi. Mặt khác vì là xưởng sản xuất có
nhiều máy điện quay nên ta dùng đèn sợi đốt với công suất là 200(W) với quang thông

là F= 3000 (lm).( bảng 45.pl.BT)

Chọn độ cao treo đèn là: h’ = 0,5 (m);
Chiều cao mặt bằng làm việc là: hlv = 0,9 (m);
Chiều cao tính toán là : h = H – h” = 4,7– 0,9 = 3,8(m);


-3-

h

h'

H

h''

Hình 1.1. Sơ đồ tính toán chiếu sáng
Tỉ số treo đèn:
j= => thỏa mãn yêu cầu.
Với loại đèn dùng để chiếu sáng cho phân xưởng sản xuất nên chọn khoảng cách
giữa các đèn được xác định là L/h =1,5 (bảng 12.4[TK2]) tức là:
L = 1,5. h = 1,5.3,8= 5,7 (m).
Hệ số không gian:
k=
Căn cứ đặc điểm của nội thất chiếu sáng có thể coi hệ số phản xạ của trần:tường
là:50:30 (bảng 2.12). Tra bảng 47.pl.[TK2] phụ lục ứng với hệ số phản xạ đã nêu trên
và hệ số không gian là kkg =3,789 ta tìm được hệ số lợi dụng kld = 0,58; Hệ số dự trữ
lấy bằng kdt=1,2; hệ số hiệu dụng của đèn là   0,58 .
Xác định quang thông tổng:

Trong đó:
E: độ rọi yêu cầu
S: diện tích phân xưởng
: hệ số dự trữ (thường lấy bằng 1,2-1,3)
: hiệu suất của đèn
k: hệ số lợi dụng quang thông của đèn


-4Thay số ta có:
(lm )
Số lượng đèn tối thiểu là:

Trong dó:
F: quang thông tổng
F: quang thông của đèn
Thay số có:

Căn cứ vào kích thước phân xưởng ta chọn khoảng cách giữa các đèn là Ld = 4,1
(m) và Ln = 4,1 (m), từ đó tính được q=1,6 ; p=1,75 ;


-5-

24m

4.1m

36m

1.6m

4,1m
Hình 1.2. Sơ đồ bố trí bóng đèn trong phân xưởng
Kiểm tra điều kiện đảm bảo độ đồng đều ánh sáng tại mọi điểm
Ld
L
L
L
�q � d và n �p � n
3
2
3
2 hay và => thỏa mãn

Như vậy là bố trí đèn là hợp lý.

1.75m


-6Vậy tổng số đèn cần lắp đặt là 54 bóng. Ta bố trí 6 dãy đèn mỗi dãy gồm 9 bóng,
khoảng cách giữa các đèn là 4,1m theo chiều rộng và 4,1m theo chiều dài của phân
xưởng. Khoảng cách từ tường phân xưởng đến dãy đèn gần nhất là 1,75m theo chiều
rộng và 1,6 m theo chiều dài.
Kiểm tra độ rọi thực tế:
E=
Trong đó:
F:quang thông của đèn
N :số lượng đèn
:hiệu suất của đèn

k:hệ số lợi dụng quang thông của đèn HxDxW
H,D:chiều dài và chiều sâu của phân xưởng
:hệ số dự trữ,thường lấy bằng 1,2-1,3
Thay số ta có
(lux) > Eyc=50 (lux)
Ngoài chiếu sáng chung còn trang bị thêm cho mỗi thiết bị một đèn công suất
100(W) để chiếu sáng cục bộ, cho 2 phòng thay đồ và 2 phòng vệ sinh mỗi phòng 1
bóng huỳnh quang 40(W). Như vậy cần tất cả 36 bóng dùng cho chiếu sáng cục bộ.

CHƯƠNG II
TÍNH TOÁN PHỤ TẢI ĐIỆN


-72.1. Phương pháp tính
Có nhiều phương pháp tính toán phụ tải điện như phương pháp hệ cố nhu cầu, hệ
số đồng thời và hệ số tham gia vào cực đại. Đối với việc thiết kế cung cấp điện cho
phân xưởng sửa chữa cơ khí, vì đã có các thông tin chính xác về mặt bằng bố trí thiết
bị, biết được công suất và quá trình công nghệ của từng thiết bị nên ta sử dụng phương
pháp hệ số nhu cầu để tổng hợp nhóm phụ tải động lực. Nội dung chính của phương
pháp như sau:
Xác định hệ số sử dụng tổng hợp của nhóm thiết bị theo biểu thức sau:
=
Xác định số lượng thiết bị hiệu dụng của mỗi nhóm nhd (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). Các nhóm ở đây đều
trên 4 thiết bị nên ta xác định tỷ số k, sau đó so sánh k với kb là hệ số ứng với của
nhóm. Nếu k > kb, lấy nhd = n, là số lượng thiết bị thực tế của nhóm. Ngược lại có thể
tính nhd theo công thức sau :
nhd =
Hệ số nhu cầu của nhóm sẽ được xác định theo biểu thức sau :

knc = +
Cuối cùng phụ tải tính toán của cả nhóm là :
Ptt = knc.
2.2. Phụ tải chiếu sáng
Tổng công suất chiếu sáng chung (coi hệ số đồng thời kđt =1).
Pcs chung = kđt .N .Pd = 1.54.200 = 10800 (W)

Chiếu sáng cục bộ :
Pcb = 32.100+4.40 = 3360 (W)
Vậy tổng công suất chiếu sáng là:
Pcs = Pcs chung + Pcb = 10800 + 3360 = 14.160 W = 14,16 (kW)
Vì đèn dùng sợi đốt nên hệ số cos của nhóm chiếu sáng là 1
2.3. Phụ tải thông thoáng và làm mát


-8Lưu lượng gió cấp vào phân xưởng là:
L=K.V
Trong đó:
L: lưu lượng không khí cấp vào phân xưởng (m3/h)
K: bội số tuần hoàn (lần/giờ)
V: thể tích gian máy (m3)
Bội số tuần hoàn K được xác định dựa vào bảng sau:
Phòng

Bội số tuần hoàn

Phòng kỹ thuật sản xuất

20-30

Phòng máy phát điện

20-30

Trạm biến thế

20-30

Phòng bơm

20-30

Kho chứa bình thường

1-2

Toilet công cộng

11-20

Từ bảng số liệu trên ta chọn K = 20 (lần/giờ)
Thể tích gian máy: V = 24 . 36 . 4,7 = 4.060,8 (m3)
Từ đó tính được lưu lượng gió cấp vào phân xưởng là:
L = K . V = 20 . 4060,8 = 81.216 (m3/h)
Chọn quạt DLHCV40-PG4SF có lưu lượng gió là 4500 (m3/h)
Từ đó tính được số quạt cần dùng cho phân xưởng là:
N=
Chọn Nq = 20 quạt
Bảng thông số quạt hút
Thiết bị

Công suất(W)

Lượng gió(m3/h)

Số
lượng

ksd

cos 

Quạt hút

300

4500

20

0,7

0,8

Xác định hệ số nhu cầu:


-9Nq: số quạt sử dụng (Nq = 20 quạt)
Công suất tính toán nhóm phụ tải thông thoáng
P=k.=0,77.300.20=4,62 ( kW)

Pđmq : công suất định mức của quạt hút (W)
Ngoài ra phân xưởng cần trang bị thêm 8 quạt trần mỗi quạt có công suất 120(w)
để làm mát với cos=0,8
Tổng công suất thông thoáng và làm mát là:Plm = 4,62 +8.0,12 = 5,6(kW)
2.4. Phụ tải động lực
Trước khi tính toán cần qui các phụ tải làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại về chế
độ làm việc làm việc dài hạn, theo công thức:
P = Pđặt . (kW).
Trong đó :
Pđăt : là công suất định mức của phụ tải lấy theo trong bảng 1.2
P : công suất qui về chế độ làm việc dài hạn của thiết bị.
ε : hệ số tiếp điện của thiết bị.
Để phân nhóm phụ tải ta dựa vào nguyên tắc và thứ tự ưu tiên như sau:
Các thiết bị trong 1 nhóm phải có vị trí gần nhau trên mặt bằng (điều này sẽ
thuận tiện cho việc đi dây tránh chồng chéo, giảm tổn thất ...).
Các thiết bị trong nhóm nên có cùng chế độ làm việc (điều này sẽ thuận tiện cho
việc tính toán và CCĐ sau này ví dụ nếu nhóm thiết bị có cùng chế độ làm việc, tức có
cùng đồ thị phụ tải vậy ta có thể tra chung được ksd, knc; cos; ... )
Các thiết bị trong các nhóm nên được phân bổ để tổng công suất của các nhóm ít
chênh lệch nhất (điều này nếu thực hiện được sẽ tạo ra tính đồng loạt cho các trang
thiết bị CCĐ).
Ngoài ra số thiết bị trong cùng một nhóm cũng không nên quá nhiều vì số lộ ra
của một tủ động lực cũng bị khống chế (thông thường số lộ ra lớn nhất của các tủ động
lực được chế tạo sẵn cũng không quá 8). Tất nhiên điều này cũng không có nghĩa là số
thiết bị trong mỗi nhóm không nên quá 8 thiết bị. Vì 1 lộ ra từ tủ động lực có thể chỉ đi
đến 1 thiết bị, nhưng nó cũng có thể được kéo móc xích đến vài thiết bị, (nhất là khi
các thiết bị đó có công suất nhỏ và không yêu cầu cao về độ tin cậy CCĐ ). Tuy nhiên
khi số thiét bị của một nhóm quá nhiều cũng sẽ làm phức tạp hoá trong vận hành và
làm giảm độ tin cậy CCĐ cho từng thiết bị.

- 10 Ngoài ra các thiết bị đôi khi còn được nhóm lại theo các yêu cầu riêng của việc quản lý
hành chính hoặc quản lý hoạch toán riêng biệt của từng bộ phận trong phân xưởng.
Dựa theo nguyên tắc phân nhóm phụ tải điện đã nêu ở trên và căn cứ vào vị trí, công
suất thiết bị bố trí trên mặt bằng phân xưởng có thể chia các thiết bị trong phân xưởng
sửa chữa cơ khí thành 4 nhóm phụ tải như sau.


- 11 -

A

B

6000

C

24000

D

E

6000

1
1

2

36000

II

4

5

12

23

13

6
7

14

22

21

8

26
9

15

5

III

11

20

16

31

27

10

6

7

18
19

I

3

4

17

2 3

24

30

IV
25

28
29

Hình 2.1. Sơ đồ phân nhóm phụ tải

32


- 12 * Nhóm 1
Bảng 2.1 Bảng phụ tải nhóm 1
TT

Tên thiết bị

Số hiệu

ksd

cos φ

P (kW)

1

Quạt gió

1

0,35

0,67

2,80

2

Máy biến áp hàn

2

0,32

0,58

6,45

3

Máy biến áp hàn

3

0,32

0,58

8,06

4

Cần cẩu 10T

4

0,23

0,65

10,12

5

Máy khoan đứng

5

0,26

0,66

4,50

6

Máy mài

6

0,42

0,62

1,50

7

Quạt gió

7

0,35

0,67

5,50

8

Máy khoan đứng

8

0,26

0,66

5,50

9

Máy tiện ren

12

0,45

0,67

5,50

10

Máy tiện ren

13

0,45

0,67

8,00

11

Máy tiện ren

14

0,45

0,67

12,00

12

Tổng

Ta sử dụng phương pháp hệ số nhu cầu để tính toán cho các nhóm phụ tải
Hệ số sử dụng nhóm 1:

Tra bảng 2.pl[TK1] ta có kb=3,7
Tỷ số giữa công suất của thiết bị lớn nhất và nhỏ nhất là:

Vậy số lượng hiệu dụng nhóm 1:

Hệ số nhu cầu nhóm 1:

69,93

- 13 Tổng công suất phụ tải nhóm 1:
(kW)
Hệ số công suất của phụ tải nhóm 1:

Công suất phản kháng của phụ tải nhóm 1:
(kVAr)
Công suất biểu kiến của phụ tải nhóm 1:
(kVA)
*Nhóm 2:
Bảng 2.2. Bảng phụ tải nhóm 2.
TT

Tên thiết bị

Số hiệu

ksd

cos φ

P (kW)

1

Cửa cơ khí

17

0,37

0,70

3

2

Quạt gió

18

0,45

0,83

12

3

Cần cẩu 10T

19

0,23

0,65

13,91

4

Bàn lắp giáp và thử nghiệm

21

0,53

0,69

12

5

Bàn lắp giáp và thử nghiệm

22

0,53

0,69

12

6

Quạt gió

23

0,53

0,69

18

7

Tổng

70,91

*Nhóm 3:
Bảng 2.3. Bảng phụ tải nhóm 3.
TT

Tên thiết bị

Số hiệu

ksd

cos φ

P (kW)

1

Máy tiện ren

9

0,30

0,58

3

2

Quạt gió

10

0,35

0,67

5,5

3

Máy bào dọc

11

0,41

0,63

10


- 14 4

Máy tiện ren

15

0,30

0,58

5,5

5

Máy bào dọc

16

0,41

0,63

18,5

6

Quạt gió

20

0,35

0,67

6

7

Tổng

48,5

*Nhóm 4:
Bảng 2.4. Bảng phụ tải nhóm 4.
TT

Tên thiết bị

Số hiệu

ksd

cos φ

P (kW)

1

Bàn lắp giáp và thử nghiệm

24

0,53

0,69

18

2

Bàn lắp giáp và thử nghiệm

25

0,53

0,69

18

3

Máy mài

26

0,42

0,62

2,8

4

Máy ép quay

27

0,35

0,54

4

5

Cần cẩu 10T

28

0,23

0,65

13,91

6

Quạt gió

29

0,45

0,83

11,50

7

Máy mài

30

0,42

0,62

4,5

8

Máy ép quay

31

0,35

0,54

8,5

9

Quạt gió

32

0,35

0,67

7,5

Tổng

88,71

Tính toán tương tự cho nhóm II,III,IV ta có số liệu theo bảng
Bảng 2.5. Bảng tính toán phụ tải các nhóm.
TT

Hệ số
sử
dụng

kb

ksd

Tỉ số
công
suất
k

Số
lượng
hiệu
dụng

Hệ số
nhu
cầu

cosφ

P
(kW)

Q
S
(kVAr) (kVA)

knc

nhd
Nhóm II

0.45

4,5

6

5,25

0,69

0,706

48,93

49,08

69,31

Nhóm III

0,377

3,8

6,17

4,29

0,68

0,631

32,98

40,55

52,27


- 15 Nhóm IV

0,42

4,2

6,43

6,86

0.64

0,673

56,77

62,39

Bảng 2.6. Bảng tổng hợp phụ tải động lực của các nhóm.
TT

Tên nhóm

k

cos

P(kW)

1

Nhóm 1

0,35

0,646

39,58

2

Nhóm 2

0,45

0,706

48,93

3

Nhóm 3

0,377

0,631

32,98

4

Nhóm 4

0,42

0,673

56,77

5

Tổng

Số lượng hiệu dụng:

Hệ số sử dụng phụ tải động lực:

Hệ số nhu cầu phụ tải động lực:

Tổng công suất phụ tải động lực:

(kW)
Hệ số công suất trung bình của phụ tải tổng hợp:

Tổng công suất phản kháng của phụ tải động lực:
(kVAr)
Tổng công suất biểu kiến của phụ tải động lực:
(kVA)
2.5. Phụ tải tổng hợp
Bảng 2.7. Kết quả tính toán phụ tải.

178,26

84,35


- 16 TT

Phụ tải

Ký hiệu

Cos

P (kW)

S (kVA)

1

Chiếu sáng

P

1

14,16

14,16

2

Làm mát

P

0,8

5,6

7

3

Động lực

P

0,668

126,39

189,21

Xác định phụ tải tổng hợp theo phương pháp số gia:
Xét cho từng cặp phụ tải:
, nếu
, nếu
Với hệ số k được xác định như sau:
, đối với mạng điện hạ áp
, đối với mạng điện cao áp


- 17 Ta có .
Tổng công suất tính toán của 2 nhóm phụ tải chiếu sáng và làm mát:
(kW)
Tổng công suất tác dụng tính toán phân xưởng:
(kW)
Hệ số công suất tổng hợp:

Tổng công suất phản kháng của phụ phân xưởng:
(kVAr)
Công suất biểu kiến của phụ tải phân xưởng:
(kVA )
2.6. Tính toán bù công suất phản kháng
2.6.1. Lựa chọn vị trí bù
Ta có thể đặt tụ bù tại các tủ động lực để giảm tổn hao trên các dây phân phối
động lực hoặc đặt tụ bù tại thanh cái của TBA để giảm tổn thất trên toàn bộ hệ thống.
Vì vậy ta chọn phương pháp bù tập trung tại thanh cái của TBA và đặt tủ bù ở 2 tủ
động lực 3 và 4 có công suất và chiều dài lớn.
2.6.2. Xác định dung lượng bù cần thiết

Yêu cầu hệ số công suất cần nâng lên là cosφ2 = 0,9. Nên tg φ2 = 0,484.
Có : cos φ1 = 0,705. Nên tg φ1 = 1,01.
Do đó dung lượng bù cần thiết là :
Qb = P.(tg φ1 - tg φ2 ) = 137,61.( 1,01 – 0,484 ) = 72,38 (kVAr)
Theo dung lượng bù cần thiết đã tính được ở trên, tra bảng 40.pl[TK2] chọn
được tụ điện 3 pha loại KM2-0,38-25.Y có công suất định mức là Qbn = 25(kVAr).
Chi phí bù:
Vbu=72,38.150000=10,86,106 (đ)


- 18 Công suất phản kháng sau khi bù là:
Q= j.(Q-Q)=j.(138,99-72,38)=j.66,61 (kVAr)
Công suất biểu kiến sau khi bù là:
S= P+ Q=137,61 + j.66,61 (kVA)
S= (kVA)

CHƯƠNG III

XÁC ĐỊNH SƠ ĐỒ CẤP ĐIỆN CỦA PHÂN XƯỞNG

3.1. Yêu cầu chung
Vị trí của trạm biến áp cần phải thỏa mãn các yêu cầu cơ bản sau:


- 19 - An toàn và liên tục cấp điện
- 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...

- Gần trung tâm phụ tải, thuận tiện cho nguồn cung cấp đi tới.
- Tổng tổn thất công suất trên các đường dây là nhỏ nhất
Căn cứ vào sơ đồ bố trí các thiết bị trong phân xưởng thấy rằng các phụ tải được
bố trí với mật độ cao trong nhà xưởng nên không thể bố trí máy biến áp trong nhà. Vì
vậy ta đật máy phía ngoài nhà xưởng ngay sát tường cách góc tường 8 (m) như hình
minh hoạ dưới đây. Khi xây dựng ngoài như thế cần chú ý đến điều kiện mỹ quan.
TBA
Hướng điện vào

Hình 3.1. Sơ đồ bố trí trạm biến áp
3.2. Xác định vị trí đặt trạm biến áp phân xưởng
Hệ số điền kín đồ thị có thể được xác định theo biểu thức:
kdk == =
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.

3.3. Chọn công suất và số lượng máy biến áp
3.3.1. Các phương án
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 2x100 (kVA).


- 20 Phương án 2: dùng 1 máy 160 (kVA).
Các tham số của máy biến áp do hãng ABB chế tạo tra bang 21.pl[TK1]. cho
trong bảng sau:
Bảng 3.1. Bảng số liệu các máy biến áp hãng ABB.
SBA (kVA)

P0 (kW)

Pk (kW)

U%

I%

Vốn đầu tư (106đ)

2x100

0,32

2,05

4,0

7,5

118,58

160

0,5

2,95

4,0

7

151,250

3.3.2. So sánh kinh tế của các 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 3 sẽ phải ngừng
cung cấp điện cho toàn phân xưởng. Vì vậy khi so sánh kinh tế cần phải xét đến thiệt hại
do mất điện khi có sự cố xảy ra trong các máy biến áp.
Xét hàm chi phí quy dẫn của TBA:
Z b = Vb . (atc + kkh )+ Cb + Yth = p.V + Cb + Yth đ/năm
Trong đó:
V : là vốn đầu tư của MBA.
Cb: thành phần chi phí do tổn thất. C = ∆A.c∆
Với c∆ : giá thành tổn thất điện năng.
∆A : là tổn thất điện năng
Yth : chi phí tổn thất do mất điện
Hệ số tiêu chuẩn sử dụng vốn đầu tư:
atc =
Th là tuổi thọ của trạm biến áp lấy bằng 25 năm.
i : hệ số chiết khấu (= 14%).
Tra bảng 31.pl.[TK2] có hệ số khấu hao của trạm biến áp k= 6,4 %
Do đó: p = atc + kkh = 0,145 + 0,064 = 0,209
Chi phí tổn thất do mất điện:
Yth

= Ath.gth = Pth.gth.tf

- 21 Trong đó:
gth: suất thiệt hại do mất điện gth = 8000(đ/kWh).
tf: thời gian mất điện, đối với trạm biến áp tiêu thụ lấy tf = 24(h/năm).
Tổn thất trong MBA:

Trong đó:
: thời gian tổn thất công suất cực đại.

Với TM = 4500h, ta có:
(h)
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
Ssc = Stt. m1 2 = 152,88.0,7 = 107,016 ( kVA )
Hệ số quá tải:

Như vậy máy biến áp có thể làm việc quá tải khi xảy ra sự cố, bởi vậy khi có sự
cố 1 trong 2 máy biến áp, ta chỉ cần cắt 30% phụ tải loại III mà không cần cắt phụ tải
loại I, II.

Tổn thất trong máy biến áp trong 1 năm được xác định theo biểu thức:

(kWh)
Chi phí cho thành phần tổn thất là:
C = c.=1500. 12520,788= 18,781.106 (đ)
Vậy tổng chi phí qui đổi của phương án :
Z1 = pV1 + C1 + Yth1 = 0,209.118,58 + 18,781 + 0 = 43,564.106 (đ)

- 22 * 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:

Chi phí cho thành phần tổn thất là:
C = c.=1500. 12153,406= 18,23.106 (đ)
Công suất thiếu hụt khi mất điện bằng 70% công suất của phụ tải loại II là:
Pth2 = m1+2. = 0,7.137,61 = 96,33 (kW)
Do đó thiệt hại do mất điện:
Yth2 = Pth2. tf .gth= 96,33.24.8000 = 18,495.106 (đ ),
Vậy tổng chi phí qui đổi của phương án:
Z2 = pV2 + C2 + Yth2 = 0,209.151,250 + 18,23 + 18,495 = 68,336.106 đ
Các kết quả tính toán được trình bày trong bảng sau:

Bảng 3.2. Bảng kết quả các phương án chọn MBA.
TT

Các tham số

PA 1

PA 2

1

Công suất trạm biến áp SBA, Kva

2x100

160

2

Tổng vốn đầu tư V, 106đ

118,58

151,205

3

Tổn thất điện năng , 103kWh/năm

12,521

12,153

4

Chi phí do tổn thất C , 106đ/năm

18,781

18,23

5

Thiệt hại do mất điện Yth, 106đ/năm

0

18,495

6

Tổng chi phí qui đổi Z, 106đ/năm

43,564

68,336

Ta thấy phương án 1 có chi phí qui đổi nhỏ nhất. Vậy ta đặt trạm biến áp gồm 2
máy 100 kVA.


- 23 3.4. Lựa chọn sơ đồ nối điện tối ưu
3.4.1. Sơ bộ chọn phương án
Để cung cấp điện có thể có nhiều phương án đi dây, có thể dùng sơ đồ hình tia có
độ tin cậy cung cấp điện cao, có thể dùng sơ đồ đường trục, hoặc hỗn hợp.Với phân
xưởng nên áp dụng sơ đồ tia vì các thiết bị điện khá tập trung. Các phương án được
nêu chi tiết dưới đây.
Để cấp điện cho các động cơ máy công cụ, trong xưởng dự định đặt 1 tủ phân
phối nhận điện từ trạm biến áp về và cấp điện cho 4 tủ động lực đặt rải rác cạnh tường
phân xưởng, mỗi tủ động lực cấp điện cho các nhóm phụ tải đã phân nhóm ở trên. Căn
cứ vào sơ đồ mặt bằng tiến hành xem xét 2 phương án sau :
Phương án 1: Đặt tủ phân phối tại trung tâm phụ tải và từ đó kéo cáp đến từng tủ
động lực.
Phương án 2: Đặt tủ phân phối tại góc xưởng và kéo đường cáp đến từng tủ động
lực.

3.4.2. Tính toán chọn phương án tối ưu
Ta chọn dây dẫn cao áp từ nguồn điện vào trạm biến áp là đường dây trên không
dây nhôm lõi thép lộ kép và dây dẫn hạ áp là cáp đồng 3 pha cách điện băng PVC mắc
trong hào cáp.
Tính toán cụ thể cho từng phương án:
Phương án 1: Đặt TPP tại trung tâm phân xưởng.


- 24 TBA

TDL1

TDL2

TPP

TDL3

TDL4

Hình 3.2. Sơ đồ đặt tủ phân phối và tủ động lực phương án 1
- Xác định dây dẫn từ nguồn đến trạm biến áp:
Dòng điện chạy trong dây dẫn cao áp:
(A)
Tiết diện dây cao áp có thể chọn theo mật độ dòng kinh tế. Căn cứ vào bảng số
liệu ban đầu ứng với cáp đồng 3 pha theo bảng 9.pl.[TK1]. ta tìm được j kt = 3,1
A/mm2.
Tiết diện dây dẫn cần thiết:
(mm2)
Đối với đường dây trung áp, tiết diện tối thiểu không nhỏ hơn 35mm 2 nên ta chọn

loại dây XLPE.35 với r=0,524; x=0,13 có I= 170 (A) nối từ nguồn vào trạm biến áp.
Xác định tổn hao thực tế:
(V)
Trong đó L: khoảng cách từ nguồn tới TBA
Tổn thất điện năng:
(kWh)


- 25 Chi phí tổn thất điện năng:
C = ΔA.cΔ = 11,32.1500 = 0,017.106 (đ/năm)
Vốn đầu tư đường dây:
Tra bảng 8.pl.[TK2] ta có suất vốn đầu tư đường dây trung áp V 0 =176,4.106
(đ/km)
vậy:

V = v0.L = 176,4.106.155.10-3 = 27,34 .106 (đ)

Hệ số tiêu chuẩn sử dụng vốn đối với dây dẫn :

Tra bảng 31.pl.[TK1], hệ số khấu hao của đường dây kkh = 2,5%
Vậy:
Chi phí quy đổi:
Z=pV+C = (0,188.27,34+0,017).106 = 5,16.106 (đ/năm)
- Xác định dây dẫn từ trạm biến áp đến tủ phân phối :
Dòng điện chạy trong dây dẫn từ trạm biến áp đến tủ phân phối là:
(A)
Mật độ dòng kinh tế ứng với TM = 4500 h của cáp đồng jkt = 3,1 (A/mm2 )
(bảng 9.pl.BT[TK2]).
Vậy tiết diện dây cáp là:
(mm2)

Ta chọn cáp XLPE.95 có r0=0,21(  /km); x0 = 0,06 (  /km) theo bảng 24.pl.
[TK2] và I=278 (A) theo bảng 18.pl[TK2]
Kiểm tra theo điều kiện dòng điện cho phép:
Điều kiện thỏa mãn:
I < k.k.k.I
Theo phương thức mắc trong hào cáp tra bảng 15.pl.[TK2]– 17.pl.[TK2], xác
định được các hệ số hiệu chỉnh sau:
k:hệ số phụ thuộc vào phương thức lắp đặt (k= 0,95)
k:hệ số phụ thuộc vào số lượng mạch cáp (k2 = 1)
k:hệ số phụ thuộc nhiệt độ môi trường (k3 = 0,96)