Đồ án cung cấp điện Trần Tuấn Anh – Lớp Đ7LTH1
Lời Mở Đầu
Như chúng ta đã biết, cho đến nay thì nền kinh tế nước ta đã đạt được rất
nhiều thành tựu to lớn về phát triển kinh tế xã hội tạo tiền đề cơ bản để bước vào
thời kỳ mới, thời kì công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước mà ở đó ngành
điện luôn đóng vai trò chủ đạo. Cũng chính vì vai trò vô cùng quan trọng của
ngành điện mà những người kỹ sư hệ thống điện phải có được những vốn kiến
thức vững chắc về ngành để tạo nên những hệ thống chất lượng, thỏa mãn các
yêu cầu về kinh tế cũng như kỹ thuật khi đưa vào vận hành thực tế. Các chỉ tiêu
đặt ra khi tiến hành khảo sát thiết kế cung cấp điện là:
- Đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật
- Độ tin cậy cung cấp điện cao
- Vốn đầu tư nhỏ nhất.
Các yêu cầu trên luôn mang tính chất đối lập nhau, vì vậy câu hỏi luôn
trong môn học “ Hệ thống cung cấp điện”. Sau gần 3 năm học tập tại trường
“ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC” em đã phần nào nắm bắt được những kiến thức cơ bản
của ngành điện và công việc của những người kỹ sư hệ thống điện trong tương
lai bằng rất nhiều môn học thiết thực mang tính ứng dụng cao. Với vốn kiến
thức nhỏ bé của mình cùng với sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo bộ môn, cho
đến nay em đã thực hiện nghiên cứu tính toán thiết kế hoàn chỉnh một hệ thống
cung cấp điện mang tính chất thực tế cao và từ đó hoàn thành xong bản đồ án
môn học “ Hệ thống cung cấp điện”.
Do kiến thức nắm bắt về ngành và kiến thức thực tế có hạn nên bản đồ án
không thể tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận được sự góp ý của các
thầy cô để em có được một bản đồ án hoàn chỉnh có thể đưa vào thực tế và làm
tài liệu phục vụ hữu ích cho công việc của em sau này.
Em Xin chân thành cảm ơn!
Sinh viên: Trần Tuấn Anh
Lớp: Đ7LTH1
___________________________Trang 1_____________________________
Đồ án cung cấp điện Trần Tuấn Anh – Lớp Đ7LTH1

&
II
(%)
T
M
(h) L(m) Hướng nguồn
310 80 4280 278 Đông
Theo sơ
đồ mặt
bằng (n)
Tên phân xưởng
và phụ tải
Số lượng
thiết bị
điện
Tổng công
suất đặt
kW
Hệ số nhu
cầu k
nc
Hệ số công
suất, cos
ϕ
1 Bộ phận điện 80 600 0,41 0,65
2 Phân xưởng Rơngen 80 700 0,43 0,55
3 Phân xưởng đúc 40 180 0,43 0,76
4 Phân xưởng oxyt nhôm 30 370 0,44 0,64
5 Khí nén 30 50 0.54 0,53
6 Máy bơm 12 300 0.52 0.62

7
5 6
8
9
13
10
11
12
15
14
O
Đồ án cung cấp điện Trần Tuấn Anh – Lớp Đ7LTH1
II.2. Xác định vị trí đặt trạm biến áp (hoặc trạm biến áp phân phối trung
tâm –TPPTT)
II.3. chọn công suất và số lượng máy biến áp của trạm biến áp nhà máy và
các trạm biến áp phân xưởng.
II.4. Chọn dây dẫn từ ngồn đến trạm biến áp nhà máy (hoặc TPPTT)
II.5. Lựa chọn sơ đồ nối điện từ trạm biến áp nhà máy (hoặcTPPTT) đến
các phân xưởng (so sánh ít nhất 2 phương án).
III. Tính toán điện
3.1 Xác định hao tổn điện áp trên đường dây và trong máy biến áp
3.2 Xác định hao tổn công suất
3.3 Xác định tổn thất điện năng
IV. Chọn và kiểm tra thiết bị điện
IV.1. Tính toán ngắn mạch tại các điểm đặc trưng (chọn điểm ngắn mạch
phù hợp)
- chọn và kiểm tra thiết bị : Cáp điện lực, thanh cái và sứ đỡ, máy
cắt,dao cách ly, cầu dao, cầu chảy , áptômát , máy biến dòng và các
thiết bị đo lường v.v.
4.2. Kiểm tra chế độ mở máy của các đông cơ

Chính vì lý do đó việc tính tón thiêt kế cấp điện cho nhà máy xí nghiệp phải đặc
biệt chú ý đến vốn đầu tư công trình và vấn đề tiết kiệm năng lượng tránh lãng
phí với các thiết bị không cần thiết. Quan trọng hơn cả là việc xác định tâm của
phụ tải chính xác để có được phương án đi dây tối ưu. Ngoài ra chúng ta còn
phải tính đến khả năng phát triển của phụ tải nhà máy xí nghiệp trong tương lai.
Để làm được tất cả những nhiệm vụ đó thì bước đàu tiên cần làm là xác định
phụ tải tính toán cho toàn nhà máy. Để xác định được phụ tải tính toán của toàn
nhà máy trước hết ta cần xác định phụ tải tính toán ở từng phân xưởng và khu
vực.
1.1 Xác định phụ tải tính toán của các phân xưởng.
 Công thức xác định phụ tải động lực theo hệ số nhu cầu và công suất đặt
được thể hiện như sau:
P
dl
= K
nc
×P
đ
(KW)
Q
dl
= P
dl
x tanφ (KVar)
 Công thức xác định phụ tải chiếu sáng, lấy P
0
= 0.015(kW/m
2
)
P

tt
: Công suất tác dụng tính toán cho phân xưởng (Kw)
Q
tt
: Công suất phản kháng tính toán cho phân xưởng(Kvar)
___________________________Trang 6_____________________________
Đồ án cung cấp điện Trần Tuấn Anh – Lớp Đ7LTH1
K
nc
: Hệ số nhu cầu;
P
đ
: Công suất đặt (KW)
D: Diện tích phân xưởng (m
2
); D = a×b (m
2
)
I
tt
: Dòng điện tính toán trên đường dây truyyền tải. (A)
Hình vẽ kích thước chi tiết các phân xưởng trong nhà máy trên thực tế
Tỷ Lệ : 1:5000- Đơn vị :cm
___________________________Trang 7_____________________________
Đồ án cung cấp điện Trần Tuấn Anh – Lớp Đ7LTH1
 Thực hiện tính toán cho từng phân xưởng, bộ phận như sau:
• Bộ phận điện:
P
dl
= 0.41x600 = 246(KW)

Tính toán hoàn toàn tương tự với các phân xưởng và phụ tải khác ta được bảng kết quả phụ tải tính toán như sau:
Bảng 1. Phụ tải tính toán cho các phân xưởng
n
Tên phân xưởng và phụ
tải
Số
thiết
bị
P
đ
K
W
k
nc
cosφ tanφ a (m) b(m) D(m
2
)
P
dl
(KW)
Q
dl
(Kvar)
Pcs
(KW)
Qcs
(Kvar)
P
tt
(KW)

trên mặt bằng nhà máy dưới dạng hình tròn bán kính r
1.2.1 Tổng hợp phụ tải của toàn nhà máy.
P
ttnm
=K
đt
.
Với: K
đt
=0,9 là hệ số đồng thời của toàn nhà máy.
Vậy từ bảng trên ta có:
P
ttnm
=0.9×(4016.05)=3614.445 (Kw)
Phụ tải phản kháng tổng hợp toàn nhà máy
Q
ttnm
=K
đt
.
∑
9
1
Qtti
=0.9×(2360.27)=2124.43 (KVar)
Phụ tải toàn nhà máy với hệ số đồng thời k
đt
= 0.9:

S

→ min.
Trong đó: P
i
và l
i
: Công suất và khoảng cách của phụ tải thứ i đến tâm phụ tải.
2. Tính toạ độ tâm phụ tải của nhà máy
Tâm qui ước của phụ tải nhà máy được xác định bởi một điểm M có toạ độ
được xác định M(X
0
,Y
0
) theo hệ trục toạ độ xOy.
X
0
=
∑
∑
n
i
n
ii
S
xS
1
1
; Y
0
=
∑

x(m) y (m)
1
Bộ phận điện 1094.46 200 335 218892 366644
2
Phân xưởng Rơngen 696.84 460 355 320546.4 247378
3
Phân xưởng đúc 233.24 598 335 139360.9 78135.4
4
Phân xưởng oxyt nhôm 319.55 675 335 215696.3 107049
5
Khí nén 77.63 275 135 21348.25 10480.1
6
Máy bơm 276.43 325 135 89839.75 37318.1
7
Phân xưởng đúc 367.88 100 155 36788 57021.4
8
Phân xưởng cơ khí, rèn 449.63 598 190 268653.9 85429.7
9
Xem dữ liệu phân xưởng 439.82 598 130 262792.5 57176.6
10
Lò hơi 250.39 55 32.5 13771.45 8137.68
11
Kho nhiên liệu 43.41 160 25 6945.6 1085.25
12
Kho vật liệu Vôi clorua 51.76 275 25 14234 1294
13
Xưởng năng lượng 261.85 490 160 128306.5 41896
14
Nhà điều hành, nhà ăn 182.38 625 25 113987.5 4559.5
Trang 11

của phụ tải thứ i được xác định qua biểu thức:
∏
=
.m
S
R
ttpxi
i
Trong đó : m là tỉ lệ xích, ở đây chọn m = 5(KVA/m
2
)
Trang 12
Đồ án cung cấp điện Trần Tuấn Anh – Lớp Đ7LTH1
Góc của phụ tải chiếu sáng nằm trong biểu đồ được xác định theo công thức sau:
α
cs
= (độ)
Kết quả tính toán R
i
và α
cs-i
của biểu đồ phụ tải các phân xưởng được ghi trong
bảng sau :
Bảng 3. tính toán thông số biểu đồ phụ tải
STT
n
P
cs
(kW)
P

37.5 193.5 275.822 325 135
4.2 70
7
270 356 367.917 100 155
4.8 273
8
30 242272 449.736 597.5 190
5.4 40
9
30 266.5 439.927 597.5 130
5.3 41
10
99 228 250.268 55 32.5
4 156
11
37.5 43.2 43.412 160 25
1.7 313
12
37.5 49.9 51.575 275 25
1.8 271
13
67.5 218 261.852 490 160
4.1 111
14
112.5 178.5 182.376 625 25
3.4 227
15
75 87.5 87.934 400 25
2.4 309
• Vòng tròn phụ tải:

Từ kết quả tính toán ta kết luận sẽ chọn cấp điện áp của nguồn là 35kV. Với
cấp điện áp này ta sẽ sử dụng trực tiếp điện áp 35 KV từ hệ thống
2.2Xác định phương án cấp điện cho các trạm biến áp phân xưởng và vị trí
đặt trạm phân phối trung tâm.
 Các xí nghiệp công nghiệp là những hộ tiêu thụ điện tập trung, công suất
lớn. Điện năng cấp cho xí nghiệp được lấy từ trạm biến áp trung gian bằng
các đường dây trung áp. Cấp điện áp trong phạm vi đồ án được xác định là
cấp 35KV. Trong một xí nghiệp cần đặt nhiều trạm biến áp phân xưởng,
mỗi phân xưởng lớn một trạm, phân xưởng nhỏ đặt gần nhau chung một
trạm. Để cấp điện cho các trạm biến áp phân xưởng cần đặt tại trung tâm xí
nghiệp một trạm phân phối, gọi là trạm phân phối trung tâm (TPPTT).
Trạm phân phối trung tâm có nhiệm vụ nhận điện năng từ hệ thống về và
phân phối cho các trạm biến áp phân xưởng Trong các trạm phân phối
trung tâm không đặt trạm biến áp mà chỉ đặt các thiết bị đóng cắt.
 Xác định vị trí đặt trạm phân phối trung tâm: Trạm phân phối trung tâm sẽ
được đặt gần tâm phụ tải tính toán của toàn nhà máy, thuận tiện cho công
tác vận chuyển và lắp đặt, vận hành và sửa chữa khi có sự cố đảm bảo an
toàn và kinh tế. Áp dụng kết quả tính toán tâm phụ tải điện của toàn nhà
máy ta đã xác định ở trên là điểm M(390.313; 228.792)và dựa vào sơ đồ
mặt bằng nhà máy kim loại màu ta đặt trạm phân phối trung tâm tại vị trí
gần tâm phụ tải tính toán của nhà máy hay là điểm T(390;229). Vị trí này
có thể đảm bảo mỹ quan công nghiệp, đảm bảo thuận lợi cho các công tác
quản lý vận hành và sửa chữa MBA.
2.3Chọn công suất và số lượng máy biến áp của các trạm biến áp phân
xưởng.
 Tính toán lựa chọn số trạm biến áp phân xưởng
Căn cứ vào vị trí, công suất của các phân xưởng. Tiến hành tính toán thiết kế xây
dựng 7 trạm biến áp phân xưởng. Mỗi trạm đều sử dụng 2 máy biến áp vận hành
Trang 16
Đồ án cung cấp điện Trần Tuấn Anh – Lớp Đ7LTH1

S
đmB
≥ (KVA)
Trong đó:
 S
đmB
: Công suất tính toán định mức của máy biến áp sẽ sử dụng trong trạm
biến áp phân xưởng.
 ΣS
tt
: Tổng công suất tính toán của các phân xưởng mà trạm cung cấp điện.
 Tính toán chi tiết cho từng trạm biến áp như sau:
Bảng tính toán công suất MBA của trạm biến áp phân xưởng B1

TT Tên phân xưởng
Công
suất S
tt
(KVA)
Sđm-tt
(KVA)
S
MBA
(KVA)
1 Bộ phận điện 1094.46
625.4057 630
Tổng 1094.46

Trạm B1 khi có 1 máy biến áp sự cố thì công suất tải loại 3 cần cắt là:
S

2 Phân xưởng Rơngen 696.837
531.532 560
3 Phân xưởng đúc 233.345
Tổng
930.182
Trang 18
Đồ án cung cấp điện Trần Tuấn Anh – Lớp Đ7LTH1
Trạm B2 khi có 1 máy biến áp sự cố thì công suất tải loại 3 cần cắt là:
S
cắt
= 930.182- 1.4x560=146.182
Tỉ lệ tải bị cắt điện là: 15.72%
Công suất tác dụng bị thiếu hụt trong thời gian mất điện do sự cố, lấy
t
sc
=24h trong năm:
P
thiếu
= 15.72%xP
tt
=759.65x0.1572 = 119.416(KW)
Thiệt hại do mất điện: Y=g
th
.P
thiếu
.t
sc
= 10000x119.416x24 = 28.66(triệu
đồng)
Bảng tính toán công suất MBA của trạm biến áp phân xưởng B3

th
.P
thiếu
.t
sc
= 10000x104.135x24 = 25 (triệu đồng)
Bảng tính toán công suất MBA của trạm biến áp phân xưởng B4
TT Tên phân xưởng
Công
suất S
(KVA)
Sđm-tt
(KVA)
S
MBA
(KVA)
7 Phân xưởng đúc 367.917
210.238 250
Tổng
367.917
Trạm B4: Khi có 1 máy biến áp sự cố thì công suất tải loại 3 cần cắt là:
S
cắt
= 367.917 – 1.4x250 = 17.917(KVA)
Trang 19
Đồ án cung cấp điện Trần Tuấn Anh – Lớp Đ7LTH1
Tỉ lệ tải bị cắt điện là: 4.84%
Công suất tác dụng bị thiếu hụt trong thời gian mất điện do sự cố, lấy
t
sc

Công suất tác dụng bị thiếu hụt trong thời gian mất điện do sự cố, lấy
t
sc
=24h trong năm:
P
thiếu
= 0.97% x P
tt
= 258 x 0.97% = 2.5026 (KW)
Thiệt hại do mất điện: Y=g
th
.P
thiếu
.t
sc
= 10000x2.5026x24 = 600.624 (nghìn
đồng)
Bảng tính toán công suất MBA của trạm biến áp phân xưởng B6
TT Tên phân xưởng
Công
suất S
(KVA)
Sđm-tt
(KVA)
S
MBA
(KVA)
13 Xưởng năng lượng 261.852
304.104 320
14 Nhà điều hành, nhà ăn 182.376

suất S
(KVA)
S
đm-tt
(KVA)
S
MBA
(KVA)
10 Lò hơi 250.268
197.393 250
11 Kho nhiên liệu 43.412
12 Kho vật liệu Vôi clorua 51.757
Tổng
345.437
Trạm B7: Khi có 1 máy biến áp sự cố thì công suất tải loại 3 cần cắt là:
S
cắt
= 345.437 – 1.4x250 = -4.563(KVA)
Tỉ lệ tải bị cắt điện là: 0%
Công suất tác dụng bị thiếu hụt trong thời gian mất điện do sự cố, lấy
t
sc
=24h trong năm:
P
thiếu
= 0% x P
tt
= 321.1 x 0% = 0(KW)
Thiệt hại do mất điện: Y=g
th

U
H
KV
∆P
0
(W)
∆P
N
, 75
℃ (W)
I
0
%
U
N
%
L
mm
W
mm
H
mm
Giá
10
6
(đ)
Tổng
(10
6


N
× × τ (kwh)
τ=(0.124 +10
-4
.T
max
)
2
×8760=2669.21(h)
Tính toán chi tiết cho các TBA ta thu được kết quả như sau:
Tên
trạm
n
S
đmB
(KVA)
S
tt
(KVA)
P
0
(W)
P
N
(W)
∆A
(KWh)
B1
2 320 625.4057 720 3900 32495.55
B2

cp
J
cp
Cao áp Mọi đối tượng - -
Trung áp Đô thị, Công nghiệp Nông thôn -
Hạ áp - Nông thôn Đô thị, Công nghiệp
1) Lựa chọn dây dẫn từ nguồn về trạm phân phối trung tâm sẽ được tính toán theo
mật độ kinh tế của dòng điện J
kt
do khoảng cách truyền tải ngắn và thời gian sử
dụng công suất cự dại T
max
lớn. Chi tiết như sau:
• Đường dây nối hệ thống với trạm phân phối trung tâm có ý nghĩa cực kỳ quan
trọng, nó quyết định đến hoạt động của toàn bộ nhà máy nên ta sử dụng lộ
đường dây kép để truyền tải.
• Dòng điện định mức trên đường dây truyền tải:
I
đm
= =
3532
21.4833
×
= 39.86 (A)
• Thời gian sử dụng T
max
= 4280, sử dụng cáp trung thế có màn chắn kim loại
18/30 (36) KV, . Cáp 3 lõi nhôm cách điện bằng XLPE, bán dẫn cách điện,
màn chắn kim loại cho từng lõi, vỏ PVC của CADIVI chế tạo tra tài liệu ta
được J

Kết luận chọn dây dẫn 3 lõi tiết diện A-35 của cadivi cho lộ dây từ nguồn về
trạm phân phối trung tâm.
Trang 23
Đồ án cung cấp điện Trần Tuấn Anh – Lớp Đ7LTH1
2) Chọn cáp hạ áp từ trạm biến áp phân xưởng đến các tủ phân phối phân
xưởng theo điều kiện phát nóng.
I
max
= (A) ; I
sc
= 2×I
max
(A)
 Tra tài liệu tìm dây dẫn 4 lõi gần nhất có dòng cho phép thỏa mãn:
I
sc
≤ K
.
I
cp

Với k là hệ số điều chỉnh theo nhiệt độ môi trường đặt cáp, theo tính toán:
k= = = 0.88
Vậy điều kiện phát nóng của cáp sẽ tương đương: I
sc
≤ 0.88xI
cp

 Giá thành đường dây các trường hợp:
- Lộ đơn: K

F
chọn
R
0
X
0
L Icp Giá K
i
B2-3 1 233.345 0.4 168.04 336.804 185 0.0991
0.035
175 367 1,883,530 329,617,750
B4-8
2
449.736
0.4
324.569 649.138
2x240 018
0.35
130 382 2,534,510 329,486,300
B4-9
2
439.927
0.4
317.49 634.98
2x240 0.18
0.35
185 382 2,534,510 468,884,350
B6-14
1
182.376

Trang 24
Đồ án cung cấp điện Trần Tuấn Anh – Lớp Đ7LTH1
Từ bảng trên ta tìm được tổng vốn đầu tư đường dây cáp hạ áp cho toàn bộ xí
nghiệp: K
d hạ áp
= = 1.305 (Tỷ đồng)
3) Xét các lộ dây từ trạm phân phối trung tâm đến các trạm biến áp phân xưởng ta
sẽ chọn cáp trung thế treo có màn chắn kim loại, 3 lõi, cấp điện áp 18/30(36KV)
có ruột dẫn bằng đồng, cách điện XLPE , có bán dẫn cách điện, màn chắn kim
loại và vỏ PVC. Sử dụng lộ kép để truyền tải, T
max
= 4280h nên tra tài liệu ta
được J
kt
= 3.1 (A/mm
2
). Cũng tương tự như lộ dây từ nguồn về trạm phân phối
trung tâm, ở đây ta cũng sử dụng phương án chọn tiết diện dây dẫn theo điều
kiện J
kt
. Áp dụng tiết diện tối thiểu trên các lộ đường dây trung áp 35KV là
35mm
2
. Sau đây sẽ là phần tính toán chi tiết cho các phương án:
Sơ đồ đi dây phương án 1: Sơ đồ hình tia
Trang 25