Đồ án lưới điện phân phối, thiết kế phần cao áp của nhà máy đại học bách khoa, HUST

Nội dung
CHƯƠNG I. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY ............................................................. 4
1.1

Quy mô, năng lực của nhà máy. ........................................................................... 4

1.2

Giới thiệu phụ tải điện của toàn nhà máy. ........................................................... 4

1.3

Những yêu cầu khi thiết kế cung cấp điện của nhà máy. ...................................... 4

CHƯƠNG II. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN ............................................................... 5
2.1

Xác định phụ tải tính tốn cho phân xưởng. ....................................................... 5

2.2

Xác định phụ tải tính tốn cho nhà máy. ............................................................. 5

2.3

Xác định tâm phụ tải điện. .................................................................................... 6

2.4

Biểu đồ phụ tải điện. .............................................................................................. 6

CHƯƠNG III. THIẾT KẾ MẠNG CAO ÁP CỦA NHÀ MÁY. ............................................ 9
3.1 Chọn cấp điện áp nguồn điện cấp cho nhà máy. ...................................................... 9
3.2 Sơ bộ chọn thiết bị và phương án đi dây.................................................................... 9
3.3 Đề suất các phương án sơ đồ cấp điện cho các máy biến áp phân xưởng. .......... 11
3.3.1 Phương án 1: sử dụng 1 trạm biến áp trung tâm và 10 trạm biến áp phân
xưởng. ............................................................................................................................ 11
3.3.2 Phương án 2: sử dụng 1 trạm biến áp trung tâm và 10 trạm biến áp phân
xưởng. ............................................................................................................................ 14
3.2.3 Phương án 3: sử dụng 1 trạm phân phối trung tâm và 10 trạm biến áp phân
xưởng. ............................................................................................................................ 16
3.2.4 Phương án 4: sử dụng 1 trạm phân phối trung tâm và 10 trạm biến áp phân
xưởng. ............................................................................................................................ 17
3.4 Tính tốn kinh tế kĩ thuật, chọn phương án thiết kế. ............................................. 18
3.4.1 Tính tốn vốn đầu tư thiết bị. ............................................................................ 18
3.4.2 Tính tốn tổn thất điện năng: ............................................................................ 20
3.4.3

Tổng kết chi phí tính tốn: .......................................................................... 24

3.5 Sơ đồ 1 sợi mạng cao áp của nhà máy. ..................................................................... 24
CHƯƠNG 4: XÁC ĐỊNH DUNG LƯỢNG BÙ VÀ VỊ TRÍ BÙ ĐỂ NÂNG CAO HỆ SỐ
COSφ ..................................................................................................................................... 27
4.1 Vai trò của việc đặt bù công suất phản kháng......................................................... 27
4.2 Xác định vị trí đăt tụ bù. ........................................................................................... 27
4.3 Tính tốn xác định dung lượng bù. .......................................................................... 29
TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................................... 31

1

ĐỒ ÁN 1 :
THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CAO ÁP CỦA NHÀ MÁY

I.

TÊN ĐỀ TÀI.
THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CAO ÁP CỦA NHÀ MÁY.

II.

CÁC SỐ LIỆU BAN ĐẦU.
1. Nhà máy lấy điện từ trạm biến áp khu vực 110/35/22 kV cách nhà
máy 10km.
2. Công suất của hệ thống SHT = ∞
3. Công suất ngắn mạch tại thanh góp hạ áp của trạm biến áp khu vực
𝑆𝑁 = 200 MVA
4. Nhà máy làm việc ba ca có Tmax = 5100 h.
5. Giá 1 kWh điện năng tổn thất bằng 1000 đồng.

Sơ đồ mặt bằng của nhà máy

2


Các số liệu tính tốn của các phân xưởng

3


CHƯƠNG I. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY

1.1 Quy mô, năng lực của nhà máy.
-

Đây là một nhà máy khá lớn với 10 phân xưởng, tổng cuông suất đạt
xấp xỉ 6500 kVA. Giới thiệu phụ tải điện của toàn nhà máy.

1.2 Giới thiệu phụ tải điện của toàn nhà máy.
Phụ tải điện của tồn nhà máy có thể phân ra làm hai loại :
- Phụ tải động lực
- Phụ tải chiếu sáng
Phụ tải động lực và phụ tải chiếu sáng thường làm việc ở chế độ dài hạn, điện
áp yêu cầu trực tiếp tới thiết bị là 380/220 (V) ở tần số công nghiệp f=50(Hz).
1.3 Những yêu cầu khi thiết kế cung cấp điện của nhà máy.

1.3.1 Độ tin cậy cung cấp điện.
Phụ tải bao gồm cả phụ tai loại I và loại III nên cần có các phương pháp cung
cấp điện có đợ tin cậy cao

1.3.2 Chất lượng điện áp.
Điện áp ở lưới trung áp và hạ áp cho phép dao động quanh giá trị 5% điện áp
định mức. Đối với những phụ tải có yêu cầu cao về chất lượng điện áp như
nhà máy hoá chất điện tử, cơ khí chính xác... điện áp chỉ cho phép dao đợng
trong khoảng 2,5%.

1.3.3 An tồn cung cấp điện.
Hệ thống cung cấp điện phải được vận hành an toàn đối với người và thiết bị.
Do đó, sơ đồ cung cấp điện phải hợp lý, rõ ràng, mạch lạc để tránh nhầm lẫn
trong vận hành và các thiết bị điện phải được chọn đúng chủng loại và đúng
công suất. Công tác xây dựng, lắp đặt và việc vận hành quản lý hệ thống cung
cấp điện ảnh hưởng lớn đến đợ an tồn cung cấp điện.

4


CHƯƠNG II. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN
2.1Xác định phụ tải tính tốn cho phân xưởng.
-Xác định phụ tải chiếu sáng của từng phân xưởng: 𝑃𝐶𝑆 𝑝𝑥 = 𝑝0 . 𝑆
(sử dụng đèn sợi đốt có cos𝜑𝑐𝑠 = 1)
VD: xác định công xuất chiếu sáng cho phân xưởng 1:
𝑃𝐶𝑆 𝑝𝑥1 = 𝑝0 . 𝑆1 =18(kW)
-Xác định phụ tải tính tốn cho tồn bợ phân xưởng:
𝑃𝑃𝑋 𝑡𝑡 = 𝑃𝑃𝑋 𝑑𝑙 + 𝑃𝑃𝑋 𝑐𝑠 ; 𝑄𝑝𝑥 = 𝑄𝑃𝑋 𝑑𝑙 + 𝑄𝑃𝑋 𝑐𝑠 ;
2
2
𝑆𝑃𝑋 = √𝑃𝑃𝑋
+ 𝑄𝑃𝑋

Kết quả được tổng kết trong bảng sau:
Diện
Phân tích
xưởng (m2)
1
900
2
2250
3
900
4
1350
5

3375
6
2025
7
4050
8
2250
9
3375
10
900

Pcs
(kW)
18.0
22.5
13.5
23.0
67.5
30.4
40.5
29.3
50.6
18.0

cosφ_px
0.8
0.8
0.7
0.6

0.7
0.8
0.6
0.6
0.6
0.7

Pdl
(kW)
700
1100
1400
1380
1150
1500
1300
600
1150
250

Qdl
(kW)
525.0
825.0
1428.3
1840.0
1173.2
1125.0
1733.3
800.0

1533.3
255.1

Ppx
(kW)
718.0
1122.5
1413.5
1403.0
1217.5
1530.4
1340.5
629.3
1200.6
268.0

Qpx
(kW)
525.0
825.0
1428.3
1840.0
1173.2
1125.0
1733.3
800.0
1533.3
255.1

Spx

(kW)
889.5
1393.1
2009.5
2313.8
1690.8
1899.4
2191.2
1017.8
1947.5
370.0

2.2 Xác định phụ tải tính tốn cho nhà máy.
Do nhà máy có 10 phân xưởng nên lấy hệ số đồng thời bằng 0.85
• Phụ tải tác dụng cho toàn nhà máy;
𝑃𝑡𝑡𝑛𝑚 = 𝑘đ𝑡 . ∑𝑛𝑖=1 𝑃𝑝𝑥𝑖 =0.85x10843.2=9216.7 (kW)
• Phụ tải phản kháng của tồn nhà máy:
𝑄𝑡𝑡𝑛𝑚 = 𝑘đ𝑡 . ∑𝑛𝑖=1 𝑄𝑡𝑡𝑖 =0.85x11238.2=9552.50(kVAr)
• Phụ tải tồn phần của nhà máy
2

2
2
𝑆𝑡𝑡𝑛𝑚 = √𝑃𝑡𝑡𝑛𝑚
+ 𝑄𝑡𝑡𝑛𝑚
= 13274.0(kVA)

5

• Hệ số cơng suất của tồn nhà máy:
Cosφ𝑛𝑛 =

𝑃𝑡𝑡𝑛𝑚
𝑆𝑡𝑡𝑛𝑚

=

9216.7
1327.4

=0.69

2.3 Xác định tâm phụ tải điện.
• Tâm phụ tải điện là mợt điểm mà tại đó mơ men phụ tải ∑ 𝑃𝑖 𝑙𝑖 đại
giá trị nhỏ nhất.
Trong đó:
𝑃𝑖 : cơng suất phụ tải thứ i
𝑙𝑖 : khoảng cách từ phụ tải thứ I đến tâm phụ tải
• 𝑇ọ𝑎 độ 𝑡â𝑚 𝑝ℎụ 𝑡ả𝑖 𝑀(𝑥0 , 𝑦0 , 𝑧0 ) được xác định như sau:
𝑥0 =

∑𝑛
𝑖=1 𝑆𝑖 .𝑥𝑖
∑𝑛
𝑖=1 𝑆𝑖

𝑦0 =

;

∑𝑛
𝑖=1 𝑆𝑖 .𝑦𝑖
∑𝑛
𝑖=1 𝑆𝑖

;

𝑧0 =

∑𝑛
𝑖=1 𝑆𝑖 .𝑧𝑖
∑𝑛
𝑖=1 𝑆𝑖

Trong đó
𝑆𝑖 : là cơng suất toàn phần của phụ tải thứ i.
(𝑥𝑖 , 𝑦𝑖 , 𝑧𝑖 ): tọa độ của phụ tải thứ i.
− Trong thực tế ta ít quan tâm đến tọa đợ z nên ta chỉ cần xác định tọa độ
x và y.
− Tâm phụ tải là điểm tốt nhất đặt máy biên áp, trạm phân phối trung tâm
nhằm giảm tổn thất điện năng.
→ Từ đó ta tính được tâm phụ tải điện:
𝑥𝑀 =
𝑦𝑀 =

𝑆1 .𝑥1 +𝑆2 .𝑥2 +𝑆3 .𝑥3 +𝑆4 .𝑥4 +𝑆5 .𝑥5 +𝑆6 .𝑥6 +𝑆7 .𝑥7 +𝑆8 .𝑥8 +𝑆9 .𝑥9 +𝑆10 .𝑥10
𝑆1 +𝑆2 +𝑆3 +𝑆4 +𝑆5 +𝑆6 +𝑆7 +𝑆8 +𝑆9 +𝑆10
𝑆1 .𝑦1 +𝑆2 .𝑦2 +𝑆3 .𝑦3 +𝑆4 .𝑦4 +𝑆5 .𝑦5 +𝑆6 .𝑦6 +𝑆7 .𝑦7 +𝑆8 .𝑦8 +𝑆9 .𝑦9 +𝑆10 .𝑦10
𝑆1 +𝑆2 +𝑆3 +𝑆4 +𝑆5 +𝑆6 +𝑆7 +𝑆8 +𝑆9 +𝑆10

= 15

=8

❖ Tọa độ tâm phụ tải điện M(15:8)

2.4 Biểu đồ phụ tải điện.
• Biểu đồ phụ tải điện là mợt vịng trịn có tâm trùng với tâm phụ tải
điện. diện tích tương ứng với cơng suất của phụ tải tính theo tỉ lệ xích
nào đó.
• Biểu đồ phụ tải điện cho phép người thiết kế hình dung được sựu
phân bố của phụ tải trong phạm vi thiết kế từ đó lên phương án cung
cấp điện cho phụ tải.

6


• Biểu đồ phụ tải điện gồm hai phần: phụ tải chiếu sáng( phần màu
trắng) và phụ tải động lực (phần gạch chéo).

• Bán kính của vịng trịn phụ tải được xác định theo cơng thức:
2

𝑅𝑖 = √

𝑆𝑖
𝑚. 𝜋

Trong đó: m là tỉ lệ xích (kVA/𝑚𝑚2 ) thích hợp, thường lấy m xấp xỉ 3

kVA/𝑚𝑚2 .
𝛼𝑐𝑠 =

360. 𝑃𝑝𝑥.𝑐𝑠
𝑃𝑝𝑥

• Kết quả tính tốn 𝑅𝑖 và 𝛼𝑐𝑠𝑖 được ghi trong bảng sau:
Phân
xưởng
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

Pcs(kW)
18.0
22.5
13.5
23.0
67.5
30.4
40.5
29.3
50.6

18.0

Ppx(kW)
718.0
1122.5
1413.5
1403.0
1217.5
1530.4
1340.5
629.3
1200.6
268.0

Spx(kW)
889.5
1393.1
2009.5
2313.8
1690.8
1899.4
2191.2
1017.8
1947.5
370.0

7

x
5.0

15.5
10.0
26.5
3.5
10.5
19.0
3.5
25.5
26.0

x
14.0
5.0
2.0
9.0
8.5
13.5
12.5
1.0
4.5
14.0

α

R
19.4
24.3
29.2
31.3
26.8

28.4
30.5
20.8
28.8
12.5

9.0
7.2
3.4
5.9
20.0
7.1
10.9
16.7
15.2
24.2


Biểu đồ phụ tải nhà máy (mỗi ơ có kích thước 15*15m):

8


CHƯƠNG III. THIẾT KẾ MẠNG CAO ÁP CỦA NHÀ
MÁY.
3.1 Chọn cấp điện áp nguồn điện cấp cho nhà máy.
Cấp điện áp vận hành của nguồn điện của mạng cao áp của nhà máy chính là cấp điện
áp của lưới điện tại nơi liên kết giữa hệ thống cung cấp điện của nhà máy với hệ thống
điện. Điểm liên áp nguồn điện được tiến hành như sau:

• Xác định điện áp theo công thức kinh nghiệm:
2

2

𝑈𝑡𝑡 = 4,34. √𝑙 + 0.016𝑃 = 4,34. √10 + 0,016.9132,2
= 54,2(𝑘𝑉 )
Trong đó :
𝑙: khoảng cách từ trạm biến áp đến nhà máy(km).
P: công suất tính tốn cảu phụ tải nhà máy.
Do chỉ được chọn một cấp điện áp cho trước nên ta chọn cấp điện áp là trị số
gần với 𝑈𝑡𝑡 nhất là 35kV.

3.2 Sơ bộ chọn thiết bị và phương án đi dây
a. Chọn sơ đồ cung cấp điện từ nguồn điện nhà máy.
− Phương án sử dụng sơ đồ dẫn sâu:
+ Đưa đường dây trung áp 35KV vào sâu trong nhà máy đến tận các
TBA phân xưởng. Nhờ đưa trực tiếp điện cao áp vào TBA phân xuởng
nên giảm đuợc vốn đầu tư TBA trung gian hoặc trạm phân phối trung
tâm, giảm được tổn thất và nâng cao năng lực truyền tải của mạng.
+ Tuy nhiên, nhược điểm của sơ đồ này là độ tin cậy cung cấp điện không
cao, các thiết bị sử dụng trong sơ đồ giá thành đắt và u cầu trình đợ
vận hành phải cao, nó chỉ phù hợp với các nhà máy có phụ tải rất lớn và
các phân xưởng sản xuất nằm tập trung gần nhau nên ở đây ta không xét
phương án này.
− Phương án sử dụng TBA trung gian (TBATG):
+ Nguồn 35kV từ hệ thống về qua TBATG được hạ xuống điện áp
10kV để cung cấp cho các TBA phân xưởng. Nhờ vậy sẽ giảm được
vốn đầu tư cho mạng điện cao áp của nhà máy cũng như các TBA phân
xưởng, vận hành thuận lợi hơn và độ tin cậy cung cấp điện cao hơn.

Song phải đầu tư xây dựng các TBATG làm gia tăng tổn thất trong
mạng cao áp. Nếu sử dụng phương án này, vì nhà máy là hợ loại 2 nên
TBATG phải đặt 2 MBA với công suất được chọn theo điều kiện:
2. 𝑆đ𝒎𝑩 ≥ 𝑆𝑡𝑡𝑛𝑚 = 13274(kVA) => 𝑆đ𝒎𝑩 ≥ 6637(𝑘𝑉𝐴)
9


=>Chọn dùng MBA tiêu chuẩn có Sđm= 10000(kVA)

b. Chọn cơng suất máy biến áp:
− Chọn máy biến áp của Đông Anh chế tạo.
− Các thơng số dùng trong tính tốn được tra trong catalog của công ty
Đông Anh cung cấp
➢ Điều kiện chọn với trạm có 𝑁𝐵 máy biến áp
𝑆𝑇𝐵𝑎
𝑆đ𝑚𝐵 ≥
𝑁𝐵 𝑘ℎ𝑐
Trong đó:
- 𝑆𝑇𝐵𝐴 : phụ tải cực đại của trạn biến áp
- 𝑁𝑩 : số máy biến áp trong trạm
- 𝑘ℎ𝑐 : hệ số hiệu chỉnh 𝑆đ𝑚𝐵 theo nhiệt độ vận hành.
𝑘ℎ𝑐 = 1 −

𝑡−𝑡0
100

;

(Nếu chọn máy biến áp sản xuất tại Việt Nam thì lấy
𝑘ℎ𝑐 =1)

➢ Điều kiện kiểm tra (chỉ áp dụng với trạm có 𝑁𝑩 ≥ 2)
𝑠𝑐
𝑆𝑇𝐵𝐴
𝑆đ𝑚𝐵 ≥
(𝑁𝐵 − 1). 𝑘𝑞𝑡 . 𝑘ℎ𝑐

Trong đó:
𝑠𝑐
- 𝑆𝑇𝐵𝐴
: phụ tải cực đại của trạm biến áp trong chế độ 1 trong 𝑁𝐵
máy biến áp không làm việc.( sẽ ngừng cấp điện cho các phụ tải
loại 3)

- 𝑘𝑞𝑡 :hệ số quá tải. (Chọn hệ số qua tải bằng 1.4)

c. Chọn thiết diện dây dẫn.
− Chọn dây dẫn trần, dây nhom lõi thép cho cấp điện áp 35kV nối từ hệ
thống về trạm biến áp trung tâm hoặc trạm phân phối trung tâm. Chọn
cáp ngầm ruột đồng cách điện giấy hoặc cao su, vỏ bảo vệ kim loại cho
cáp nối từ TBATT hoặc TPPTT đến các phân xưởng
− Thơng tính tốn được tra trong sổ tay tra cứu thiết bị cung cấp điện
• Chọn thiết diện cáp trung áp
• Điều kiện chọn: Chọn theo mật đợ dịng điện kinh tế
+ Tính thiết diện kinh tế của dây dẫn
𝐼𝑙𝑣𝑚𝑎𝑥
𝐹𝑘𝑡 =
𝐽𝑘𝑡
Trong đó:
10

• 𝐼𝑙𝑣𝑚𝑎𝑥 : Dòng điện làm việc lớn nhất chạy qua dây dẫn trong chế đợ làm
việc bình thường.
➢ nếu là cáp lộ kép : 𝐼𝑙𝑣𝑚𝑎𝑥 =

𝑆𝑡𝑡
2.√3𝑈đ𝑚
𝑆𝑡𝑡

➢ Nếu là cáp lợ đơn : 𝐼𝑙𝑣𝑚𝑎𝑥 =

√3𝑈đ𝑚

• 𝐽𝑘𝑡 : Mật đợ dịng điện kinh tế (A/mm2). Trong thiết kế có thể tra Jkt
theo bảng phụ thuộc vào loại dây dẫn, Tmax.
→Chọn thiết diện chuẩn gần thiết diện kinh tế nhất
• Điều kiện kiểm tra:
- Kiểm tra điều kiện phát nóng dài hạn: k.Icp  Imax, (Imax là dòng điện
lớn nhất chạy qua dây dẫn trong mọi chế độ làm việc dài hạn)
- Kiểm tra điều kiện tổn thất điện áp cho phép: Umax  Ucp Chỉ cần
chọn mợt xuất tuyến có chiều dài lớn nhất và cơng suất lớn nhất để
kiểm tra.
• Chọn thiết diện cáp hạ áp:
• Điều kiện chọn : Phát nóng dài hạn k.Icp  Ilvmax
• Điều kiện kiểm tra : Tổn thất điện áp cho phép : Umax 
Ucp Chọn mợt xuất tuyến có chiều dài lớn nhất và công suất
lớn nhất để kiểm tra.

3.3 Đề suất các phương án sơ đồ cấp điện cho các máy biến áp phân
xưởng.

(các bước tính tốn được làm ví dụ với phương án 1, các phương án còn lại
làm tương tự)

3.3.1 Phương án 1: sử dụng 1 trạm biến áp trung tâm và 10 trạm
biến áp phân xưởng.
− Điện được dẫn từ hệ thống về trạm biến áp trung tâm với cấp điện áp
35kV sao đó được hạ xuống 10kV và dẫn đi các phân xưởng. Tại mỗi
phân xưởng đặt 1 trạm biến áp phân phối 10/0.4kV. Các phân xưởng 8
và 10 là các phụ tải loại 3 có cơng suất nhỏ nên sẽ được lấy điện từ phía
cao áp của các phân xưởng 3 và 4.

11


Sơ đồ đi dây cho phương án 1:

❖ Chọn máy biến áp B1 cấp điện cho phân xưởng 1: vì phân xưởng 1 có
phụ tải loại 1 nên cần cấp điện từ 2 máy biến áp.Điều kiện chọn:
𝑆𝑇𝐵𝑎
882.2
𝑆đ𝑚𝐵 ≥
=
= 441.1(𝑘𝑉𝐴)
𝑁𝐵 𝑘ℎ𝑐
2
→Cℎọ𝑛 𝑚á𝑦 𝑏𝑖ế𝑛 á𝑝 𝑐ó 𝑐ơ𝑛𝑔 𝑠𝑢ấ𝑡 đị𝑛ℎ 𝑚ứ𝑐 630 𝑘𝑉𝐴
• Điều kiện kiểm tra:
𝑆đ𝑚𝐵 ≥ (𝑁

𝑠𝑐

𝑆𝑇𝐵𝐴
𝐵 −1).𝑘𝑞𝑡 .𝑘ℎ𝑐

882.2∗1

=(2−1)∗1.4∗1 =630(kVA)

→ Thỏa mãn điều kiện kiểm tra (

).

Làm tương tự với trạm biến áp của phân xưởng khác, kết quả thu được tổng
hợp ở bảng sau.

12


Phân
xưởng
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Tồn

nhà
máy

Phụ tải tính tốn
trạm biến áp

Chọn trạm biến áp

Ptba
(kW)
718.0
1122.5
1413.5
1403.0
1217.5
1530.4
1340.5
629.3
1200.6
268.0

Kí
hiệu
B1
B2
B3
B4
B5
B6
B7

B8
B9
B10

Qtba
(kVAr)
525.0
825.0
1428.3
1840.0
1173.2
1125.0
1733.3
800.0
1533.3
255.1

9216.7 9552.5

Stba
(kVA)
889.5
1393.1
2009.5
2313.8
1690.8
1899.4
2191.2
1017.8
1947.5

370.0

Sđmb
Điều kiện
(kVA) Nb Loại
kiểm tra
630
2 Ngoài trời
✓ 630.2
800
2 Ngoài trời
✓ 796.0
1250
2 Ngoài trời
✓ 1146.5
1600
2 Ngoài trời
✓ 1318.9
1000
2 Ngoài trời
✓ 952.4
1250
2 Ngoài trời
✓ 1080.7
1250
2 Ngoài trời
✓ 1095.6
1250
1 Ngoài trời
✓ 0.0

1600
2 Ngoài trời
✓ 1383.6
400
1 Ngoài trời
✓ 0.0

13274.0 BATT 10000

2 Ngoài trời

✓ 8403.9

Bảng tổng kết chọn máy biến áp cho phương án 1:

❖ Chọn dây dẫn cấp điện cho TBATT và phân xưởng:
o Chọn dây dẫn cấp điện từ hệ thống đến trạm BATT: do nhà máy
có phụ tải loại I nên cần có đợ tin cậy cung cấp điện cao vì thế
chọn đi dây mạch kép cấp điện cho nhà máy, cấp điện áp định
mức 35kV, chọn dây dẫn là dây trần, dây nhôm lõi thép, treo
trên không. Do nhà máy làm việc 3 ca có 𝑇𝑚𝑎𝑥 = 5100. Tra
bảng ta được 𝐽𝑘𝑡 = 1 (

𝐴
𝑚𝑚2

).

• Tính dịng điện làm việc lớn nhất chạy qua đay dẫn: do đường dây là
đường dây mạch kép nên 𝐼𝑙𝑣𝑚𝑎𝑥 được tính theo cơng thức:

𝑆𝑡𝑡
13215.4
𝐼𝑙𝑣𝑚𝑎𝑥 =
=
= 129.1(𝐴)
2 ∗ √3𝑈đ𝑚
2 ∗ √3 ∗ 35
• Tính thiết diện kinh tế của dây dẫn:
𝐹𝑘𝑡 =

𝐼𝑙𝑣𝑚𝑎𝑥
𝐽𝑘𝑡

=

129.1
1

= 129.1(𝑚𝑚2)

→chọn dây dẫn cso tiết diện gần nhất là 120(mm2).
• Kiểm tra điều kiện phát nóng dài hạn: k.Icp=2*385=770  Imax
→ thoả mãn kiều kiện phát nóng dài hạn.
Làm tương tự với các đường dây khác, kết quả được tổng hợp trong bảng sau:
13


Nhánh
Udm(kV) S(KVAr) I(A)
Jkt

Fkt
Hệ
thống_TBATT
35 13274.0
109.5
1 109.5
TBATT-B1
10 889.5
25.7
2
12.8
TBATT-B2
10 1393.1
40.2
2
20.1
TBATT-B3
10 3027.3
87.4
2
43.7
TBATT-B4
10 2683.8
77.5
2
38.7
TBATT-B5
10 1690.8
48.8
2

24.4
TBATT-B6
10 1899.4
54.8
2
27.4
TBATT-B7
10 2191.2
63.3
2
31.6
TBATT-B9
10 1947.5
56.2
2
28.1
B3-PX8
10 1017.8
58.8
2
29.4
B4-PX10
10 370.0
21.4
2
10.7
Bảng tổng kết chọn dây dẫn cho phương án 1:

chọn
F

Icp

120
10
25
50
35
25
25
35
25
25
10

3.3.2 Phương án 2: sử dụng 1 trạm biến áp trung tâm và 10 trạm
biến áp phân xưởng.
− Điện được dẫn từ hệ thống về trạm biến áp trung tâm với cấp điện áp
35kV sao đó được hạ xuống 10kV và dẫn đi các phân xưởng. Tại mỗi
phân xưởng đặt 1 trạm biến áp phân phối 10/0.4kV.các phấn xưởng 8
và 10 được cấp điện từ phía cao áp của phân xưởng 5 và 7.

Sơ đồ đi dây cho phương án 2:

14

385
105
175
265

210
175
175
210
175
175
105


Phân
xưởng
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Tồn
nhà
máy

Phụ tải tính tốn
trạm biến áp
Ptba
Qtba
Stba

(kW) (kVAr) (kVA)
718.0 525.0
889.5
1122.5 825.0
1393.1
1413.5 1428.3 2009.5
1403.0 1840.0 2313.8
1217.5 1173.2 1690.8
1530.4 1125.0 1899.4
1340.5 1733.3 2191.2
629.3 800.0
1017.8
1200.6 1533.3 1947.5
268.0 255.1
370.0

9216.7 9552.5

Chọn trạm biến áp
Sđmb
(kVA)
630
800
1250
1600
1000
1250
1250
1250
1600

400

Kí
hiệu
B1
B2
B3
B4
B5
B6
B7
B8
B9
B10

Nb
2
2
2
2
2
2
2
1
2
1

13274.0 BATT 10000 2

Loại

Ngoài trời
Ngoài trời
Ngoài trời
Ngoài trời
Ngoài trời
Ngoài trời
Ngoài trời
Ngoài trời
Ngoài trời
Ngoài trời

Điều kiện
kiểm tra
✓ 630.2
✓ 796.0
✓ 1146.5
✓ 1318.9
✓ 952.4
✓ 1080.7
✓ 1095.6
✓ 0.0
✓ 1383.6
✓ 0.0

Ngoài trời

✓ 8403.9

Bảng tổng kết chọn máy biến áp cho phương án 2:

nhánh
Udm(kV)
Hệ
thống_TBATT
35
TBATT-B1
10
TBATT-B2
10
TBATT-B3
10
TBATT-B4
10
TBATT-B5
10
TBATT-B6
10
TBATT-B7
10
TBATT-B9
10
B5-PX8
10
B7-PX10
10

S(KVAr)

I(A)

13274.0
889.5
1393.1
2009.5
2313.8
2708.6
1899.3
2561.2
1947.5
1017.8
369.92

109.5
25.7
40.2
58.0
66.8
78.2
54.8
73.9
56.2
58.8
21.4

Jkt

Fkt
1 109.5
2 12.8
2 20.1

2 29.0
2 33.4
2 39.1
2 27.4
2 37.0
2 28.1
2 29.4
2 10.7

Bảng tổng kết chọn dây dẫn cho phương án 2:

15

chọn F
120
10
25
25
35
35
25
35
25
25
10

Icp
385
105
175

175
210
210
175
210
175
175
105


3.2.3 Phương án 3: sử dụng 1 trạm phân phối trung tâm và 10
trạm biến áp phân xưởng.
− Điện được cấp từ hệ thống đến trạm phân phối trung tâm của nhà máy
bằng đường dây 35kV rồi từ trạn phân phối trung tâm kéo đi các phân
xưởng. Tại mỗi phân xưởng đặt 1 máy biến áp hạ áp 35/0.4kV.

Sơ đồ đi dây cho phương án 3:

Phân
xưởng
1
2
3
4
5
6
7
8
9

Phụ tải tính tốn
trạm biến áp
Ptba
Qtba
Stba
(kW) (kVAr) (kVA)
718.0 525.0
889.5
1122.5 825.0
1393.1
1413.5 1428.3 2009.5
1403.0 1840.0 2313.8
1217.5 1173.2 1690.8
1530.4 1125.0 1899.4
1340.5 1733.3 2191.2
629.3 800.0
1017.8
1200.6 1533.3 1947.5

10 268.0

255.1

370.0

Chọn trạm biến áp
Kí
Sđmb
hiệu (kVA) Nb
B1

630
2
B2
800
2
B3
1250
2
B4
1600
2
B5
1000
2
B6
1250
2
B7
1250
2
B8
1250
1
B9
1600
2
B10

400

Loại
Ngồi trời
Ngồi trời
Ngồi trời
Ngồi trời
Ngồi trời
Ngồi trời
Ngồi trời
Ngoài trời
Ngoài trời

1 Ngoài trời

Bảng tổng kết chọn máy biến áp cho phương án 3:

16

điều kiện
kiểm tra
✓ 630.2
✓ 796.0
✓ 1146.5
✓ 1318.9
✓ 952.4
✓ 1080.7
✓ 1095.6
✓ 0.0
✓ 1383.6
✓ 0.0

nhánh
Udm(kV) S(KVAr)
Hệ
thống_TBATT
35 13273.97
TBATT-B1
35 889.47
TBATT-B2
35 1393.07
TBATT-B3
35 3027.29
TBATT-B4
35 2683.81
TBATT-B5
35 1690.79
TBATT-B6
35 1899.39
TBATT-B7
35 2191.21
TBATT-B9
35 1947.46
B3-PX8
35 1017.82
B4-PX10
35 369.97

I(A)

Jkt

Fkt

chọn
F

109.5
7.3
11.5
25.0
22.1
13.9
15.7
18.1
16.1
16.8
6.1

1
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2

109.5
3.7
5.7
12.5
11.1
7.0
7.8
9.0
8.0
8.4
3.1

120
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10

Icp
385
105
105
105
105

105
105
105
105
105
105

Bảng tổng kết chọn dây dẫn cho phương án 3:

3.2.4 Phương án 4: sử dụng 1 trạm phân phối trung tâm và 10
trạm biến áp phân xưởng.
− Điện được cấp từ hệ thống đến trạm phân phối trung tâm của nhà máy
bằng đường dây 35kV rồi từ trạn phân phối trung tâm kéo đi các phân
xưởng. Tại mỗi phân xưởng đặt 1 máy biến áp hạ áp 35/0.4kV

Sơ đồ đi dây cho phương án 4:

17


Phân
xưởng
1
2
3
4
5
6
7
8

9

Phụ tải tính tốn
trạm biến áp
Ptba
Qtba
Stba
(kW)
(kVAr) (kVA)
718.0
525.0
889.5
1122.5 825.0
1393.1
1413.5 1428.3 2009.5
1403.0 1840.0 2313.8
1217.5 1173.2 1690.8
1530.4 1125.0 1899.4
1340.5 1733.3 2191.2
629.3
800.0
1017.8
1200.6 1533.3 1947.5

10 268.0

255.1

370.0

Chọn trạm biến áp
Kí
Sđmb
hiệu (kVA) Nb
B1
630
2
B2
800
2
B3
1250
2
B4
1600
2
B5
1000
2
B6
1250
2
B7
1250
2
B8
1250
1
B9
1600

2
B10

Loại
Ngồi trời
Ngồi trời
Ngồi trời
Ngồi trời
Ngồi trời
Ngoài trời
Ngoài trời
Ngoài trời
Ngoài trời

1 Ngoài trời

400

điều kiện
kiểm tra
✓ 630.2
✓ 796.0
✓ 1146.5
✓ 1318.9
✓ 952.4
✓ 1080.7
✓ 1095.6
✓ 0.0
✓ 1383.6
✓ 0.0

Bảng tổng kết chọn máy biến áp cho phương án 4:

nhánh
Hệ
thống_TBAT
T
TBATT-B1
TBATT-B2
TBATT-B3
TBATT-B4
TBATT-B5
TBATT-B6
TBATT-B7
TBATT-B9
B5-PX8
B7-PX10

Udm
(kV)

S(KVAr)

35
35
35
35
35
35
35

35
35
35
35

I(A)

13273.97
889.47
1393.07
2009.47
2313.84
2708.61
1899.39
2561.17
1947.46
1017.82
369.97

109.5
7.3
11.5
16.6
19.1
22.3
15.7
21.1
16.1
16.8
6.1

Jkt Fkt

1
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2

109.5
3.7
5.7
8.3
9.5
11.2
7.8
10.6
8.0
8.4
3.1

chọn
F

120
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10

Icp

385
105
105
105
105
105
105
105
105
105
105

Bảng tổng kết chọn dây dẫn cho phương án 4:

3.4 Tính toán kinh tế kĩ thuật, chọn phương án thiết kế.
3.4.1 Tính tốn vốn đầu tư thiết bị.

➢ Trên cơ sở chọn được công suất máy biến áp và tiết diện dây dẫn ta
tính được khối lượng vật tư thiêt bị (chỉ xét máy biến áp và dây
dẫn). Áp giá ta tính được vốn đầu tư cho từng phương án. Kết quả
được tổng kết trong bảng bên dưới:
18


Phương án 1
Thiết bị
MBA 35/10kV10000kVA
MBA 35/0.4-400kVA
MBA 35/0.4-630kVA
MBA 35/0.4-800kVA
MBA 35/0.4-1000kVA
MBA 35/0.4-1250kVA
MBA 35/0.4-1600kVA
MBA 10/0.4-400kVA
MBA 10/0.4-630kVA
MBA 10/0.4-800kVA
MBA 10/0.4-1000kVA
MBA 10/0.4-1250kVA
MBA 10/0.4-1600kVA
Đường dây trên không
35kV 3x120mm2
Cáp 35kV 3x10mm2
Cáp 10kV 3x10mm2
Cáp 10kV 3x25mm2
Cáp 10kV 3x35mm2
Cáp 10kV 3x50mm2
tổng giá

Phương án 2

Phương án 3

Phương án 4

Đơn vị

Đơn
giá
(106 đ) SL

Thành
tiền(106 đ) SL

Thành
tiền(106 đ) SL

Thành
tiền(106 đ) SL

Thành
tiền(106 đ)

Chiếc
Chiếc
Chiếc
Chiếc
Chiếc

Chiếc
Chiếc
Chiếc
Chiếc
Chiếc
Chiếc
Chiếc
Chiếc

950
75
100
120
150
170
200
65
90
100
130
150
180

2
0
0
0
0
0
0

1
2
2
2
7
4

1900
0
0
0
0
0
0
65
180
200
260
1050
649

2
0
0
0
0
0
0
1
2

2
2
7
4

1900
0
0
0
0
0
0
65
180
200
260
1050
649

0
1
2
2
2
7
4
0
0
0
0

0
0

0
75
200
240
300
1190
721
0
0
0
0
0
0

0
1
2
2
2
7
4
0
0
0
0
0
0

0
75
200
240
300
1190
721
0
0
0
0
0
0

km
m
m
m
m
m

180
0.048
0.040
0.010
0.014
0.200

20

0
765
1365
450
0

3600
0
31
14
6
0
7955

20
0
900
1455
900
0

3600
0
36
15
13
0
7967

20

3150
0
0
0
0

3600
151
0
0
0
0
6477

20
3255

3600
156
0
0
0
0
6482

19


3.4.2 Tính tốn tổn thất điện năng:
Việc tính tốn tổn thất cơng suất và điện năng được tính mẫu cho 1

phương án. Các phương án sau làm tương tự.
❖ Tổn thất điện năng đường dây
Tổn thất điện năng trên mỗi đoạn đường dây được xác định như sau:
△ 𝐴 =△ 𝑃.=

𝑃2 +𝑄2
2
𝑈đ𝑚

. 𝑅. 

𝑡𝑟𝑜𝑛𝑔 đó:
•

P, Q là cơng suất tác dụng và phản kháng chạy trên đoạn đường dây
(hoặc cáp).
• R : Điện trở đoạn đường dây. R = ro.l, ro và l lần lượt là điện trở đơn
vị (/km) và chiều dài đoạn đường dây (km).
• Uđm : Điện áp định mức của đường dây
•  : Thời gian tổn thất công suất lớn nhất.
 = (0,124 + 𝑇𝑀𝑎𝑥 . 10−4 )2 . 8760
= (0,124 + 5100. 10−4 )2 . 8760 = 3521
VD: tính tổn thất trên đường dây cho phương án 1, đoạn nối từ
MBATT đến phân xưởng 1với 𝑈đ𝑚 = 10𝐾𝑉; P=718kVA;
Q=525kVAr; vì là đường dây mạch kép R=𝑅0 . 𝑙/2 = 0.276Ω.
△ 𝐴 =△ 𝑃.=

𝑃2 +𝑄2
2
𝑈đ𝑚

. 𝑅.  =

7182 +5252
102

. 0,276.3521 = 7688(𝑘𝑊ℎ)

Làm tương tự với các đường dây khác ta được bảng tổng kết tổn thất
điện năng trên đường dây cho tường phương án:
Phướng án 1:

Nhánh
HT_TBATT
TBATT-B1
TBATT-B2
TBATT-B3
TBATT-B4
TBATT-B5
TBATT-B6
TBATT-B7
TBATT-B9
B3-PX8
B4-PX10
tổng

Thông số đường dây
chiều
Udm(kV) dài
R0

35 10.00
0.25
10
0.30
1.84
10
0.03
0.74
10
0.29
0.37
10
0.14
0.52
10
0.23
0.74
10
0.23
0.74
10
0.09
0.52
10
0.15
0.74
10
0.11
0.74
10

0.17
1.84

20

R
1.250
0.276
0.011
0.053
0.035
0.083
0.083
0.023
0.056
0.078
0.304

△A(kWh)
P
Q
9216.7 9552.5
633055
718.0
525.0
7688
1122.5
825.0
758
2042.8 2228.3

16964
1671.0 2095.1
8875
1217.5 1173.2
8380
1530.4 1125.0
10575
1340.5 1733.3
3956
1200.6 1533.3
7411
629.3
800.0
2834
268.0
255.1
1463
701961


Phương án 2:

Nhánh
Hệ
thống_TBATT
TBATT-B1
TBATT-B2
TBATT-B3
TBATT-B4
TBATT-B5

TBATT-B6
TBATT-B7
TBATT-B9
B5-PX8
B7-PX10
tổng

Thông số đường dây
chiều
Udm(kV) dài
R0
35
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10

10.000
0.300
0.030
0.285
0.135
0.225
0.225

0.090
0.150
0.075
0.300

0.25
1.84
0.74
0.74
0.52
0.52
0.74
0.52
0.74
0.74
1.84

R

P

Q

1.250
0.276
0.011
0.105
0.035
0.059
0.083

0.023
0.056
0.056
0.552

9216.7
718.0
1122.5
1413.5
1403.0
1846.8
1530.4
1608.5
1200.6
629.3
268.0

R

P

Q

1.250
0.276
0.028
0.262
0.124
0.207
0.207

0.083
0.138
0.138
0.552

9216.7
718.0
1122.5
2042.8
1671.0
1217.5
1530.4
1340.5
1200.6
629.3
268.0

9552.5
525.0
825.0
2228.3
2095.1
1173.2
1125.0
1733.3
1533.3
800.0
255.1

9552.5

525.0
825.0
1428.3
1840.0
1973.2
1125.0
1988.4
1533.3
800.0
255.1

△A(kWh)
633055
7688
758
14993
6617
15045
10575
5389
7411
2024
2660
706216

Phương án 3:

Nhánh
Hệ
thống_TBATT

TBATT-B1
TBATT-B2
TBATT-B3
TBATT-B4
TBATT-B5
TBATT-B6
TBATT-B7
TBATT-B9
B3-PX8
B4-PX10
tổng

Thông số đường dây
chiều
Udm(kV) dài
R0
35 10.000
35 0.300
35 0.030
35 0.285
35 0.135
35 0.225
35 0.225
35 0.090
35 0.150
35 0.075
35 0.300

0.25
1.84

1.84
1.84
1.84
1.84
1.84
1.84
1.84
1.84
1.84

21

△A(kWh)
633055
628
154
6887
2564
1701
2146
1143
1504
411
217
650410


Phương án 4:

Nhánh

Hệ
thống_TBATT
TBATT-B1
TBATT-B2
TBATT-B3
TBATT-B4
TBATT-B5
TBATT-B6
TBATT-B7
TBATT-B9
B5-PX8
B7-PX10
tổng

Thông số đường dây
chiều
Udm(kV) dài
R0
35 10.000
10 0.300
10 0.030
10 0.285
10 0.135
10 0.225
10 0.225
10 0.090
10 0.150
10 0.075
10 0.300

0.25
1.84
1.84
1.84
1.84
1.84
1.84
1.84
1.84
1.84
1.84

R

P

1.250
0.276
0.028
0.262
0.124
0.207
0.207
0.083
0.138
0.138
0.552

9216.7
718.0

1122.5
1413.5
1403.0
1846.8
1530.4
1608.5
1200.6
629.3
268.0

Q

△A(kWh)

9552.5
525.0
825.0
1428.3
1840.0
1973.2
1125.0
1988.4
1533.3
800.0
255.1

633055
7688
1886
37279

23413
53236
26294
19069
18428
5034
2660
828043

❖ Tổn thất điện năng máy biến áp
Tổn thất điện năng của mỗi trạm biến áp được xác định như sau:
△ 𝐴 = NB. P0. 8760 +

1
NB

.(

Smax 2

) . PN. 

SđmB

Trong đó :
- NB: Số máy biến áp trong trạm biến áp.
- Smax: Phụ tải lớn nhất của trạm biến áp.
- SđmB, P0 và PN : Công suất định mức, tổn thất không tải
và tổn thất ngắn mạch của máy biến áp.
-  : Thời gian tổn thất cơng suất lớn nhất.

VD:tính tổn thất cho máy biến áp B1 trong phương án 1:
△ 𝐴𝑃𝑋1

1 Smax 2
) . PN. 
= NB. P0. 8760 +
.(
NB SđmB
1

889.5 2

=2.952.8760+2 . ( 630 ) = 32355.9(𝑘𝑊ℎ)

Làm tương tự với các máy biến áp khác, kết quả được tổng hợp trong bảng
sau.

22


(Hai phương án có chung kết quả vì có chung cách chọn máy biến áp)

Thông số máy biến áp(w)

số máy
△𝑃0
△𝑃𝑁
△A(kWh)
SđmB biến áp Smax
952

4467.3
630
2 889.5
32355.9
1010
6400
800
2 1393.1
51860.0
1800
14000
1250
2 2009.5
95231.5
2200
16000
1600
2 2313.8
97453.3
1157
8315.8
1000
2 1690.8
62123.2
1800
14000
1250
2 1899.4
88443.7
1800

14000
1250
2 2191.2
107273.4
1800
14000
1250
1 1017.8
48450.5
2200
16000
1600
2 1947.5
80274.6
860
4470
400
1 370.0
20997.7
29000
92000 10000
2 13274.0
793461.2
1477924.9

Máy biến áp
B1
B2
B3
B4

B5
B6
B7
B8
B9
B10
BATT
Tổng

Bảng tính tổn thất công suất trong máy biến áp cho phương án 1 và 2:

Phương án 3 và 4:
(Hai phương án có chung cchs chọn máy biến áp nên có chung kết qur tính tổn
thất máy biến áp)

Máy biến
áp
B1
B2
B3
B4
B5
B6
B7
B8
B9
B10
tổng

Thơng số máy biến

áp(w)
△𝑃0
1400
1650
2000
2700
1900
2000
2000
2000
2700
1050

△𝑃𝑁
SđmB
6500
630
11000
800
16000
1250
18000
1600
12000
1000
16000
1250
16000
1250
16000

1250
18000
1600
4600
400

số máy biến
áp
2
2
2
2
2
2
2
1
2
1

△A(kWh)
Smax
889.5
47338.1
1393.1
87628.8
2009.5 107834.8
2313.8 113576.9
1690.8
93682.7
1899.4 100077.4

2191.2 121597.1
1017.8
54871.4
1947.5
94250.9
370.0
23053.7
789556.5

Bảng tính tổn thất cơng suất trong máy biến áp cho phương án 3 và 4:

23


3.4.3 Tổng kết chi phí tính tốn:
•

Tính tốn vốn đầu tư xây dựng mạng điện (chỉ tính đến giá thành
cáp, máy biến áp
𝐾 = 𝐾𝐵 + 𝐾𝐷
• Tổn thất điện năng trong các phương án bao gồm tổn thất điện
năng trong các TBA và đường dây:
A = 𝐴𝐵 + 𝐷𝐷
• Chi phí tính tốn:
𝑍 = (𝑎𝑣ℎ + 𝑎𝑡𝑐 )𝐾 + 𝐶.△ 𝐴
(lấy 𝑎𝑣ℎ + 𝑎𝑡𝑐 =0.1+0.2)
VD: Chi phí tính tốn của phương án 1:
+ Vốn đầu tư:
𝐾 = 𝐾𝐵 + 𝐾𝐷 = 7955. 106 (đ)
+ Tổng tổn thất điện năng trong các TBA và đường dây:

A = 𝐴𝐵 + 𝐴𝐷 (kWh)
+ Chi phí tính tốn:
𝑍 = (𝑎𝑣ℎ + 𝑎𝑡𝑐 )𝐾 + 𝐶.△ 𝐴=(0,1+0,2).7955. 106 +1000. 106 =4566.2782

Phương án
Phương án 1
Phương án 2
Phương án 3
Phương án 4

Vốn đầu tư
7955
7967
6477
6482

Tổn thất điện năng
2179886
2184141
1439967
1617600

Chi phí tính
tốn
4566.2782
4574.3132
3383.1901
3562.3351

Bảng tổng hợp chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật của các phương án:

•

Nhận xét: do phương án 3 có vốn đầu tư, tổn thất điện năng, chi phí
tính toán thấp nhất nên chọn phương án 3 làm phương án thiết kế

3.5 Sơ đồ 1 sợi mạng cao áp của nhà máy.

24


Sơ đồ nguyên lý mạng cao áp toàn nhà máy

25