1
Đồ án môn học – Cung cấp điện Lớp ĐK1
CHƯƠNG I
TÍNH TOÁN PHỤ TẢI
Mục đích xác định phụ tải tính toán: xác định phụ tải tính toán là một công
đoạn rất quan trọng trong thiết kế cung cấp điện, nhằm làm cơ sở cho việc lựa
chọn dây dẫn và các thiết bị của lưới điện.
1.1. Xác định phụ tải của các phân xưởng
a. Phụ tải của phân xưởng A (có 6 thiết bị)
 Phụ tải động lực
+ Xác định hệ số sử dụng của phân xưởng được xác định theo biểu thức:
562,0
33
535,18
65,4535,410
65,0.656,0.5,463,0.575,0.367,0.5,437,0.10
==
+++++
+++++
=
∑
∑
=
∑
i
sdii
sd
P
kP
k
+ Xác định số thiết bị tiêu thụ hiệu quả: n

thiết bị là
kWP 216510
1
=++=∑
⇒ P* =
636,0
33
21
1
==
∑
∑
dm
P
P
Nhóm SV thực hiện: Hoàng Thăng Long - Nguyễn Văn Mạnh - Đặng Văn Tuấn
1
2
Đồ án môn học – Cung cấp điện Lớp ĐK1
Tra bảng 3-1 Tr.36 sách CCĐ- NXBKH&KT ta được n*
hq
= f(n*,p*) = 0,89.
Nên số thiết bị dùng điện có hiệu quả
n
hq
= n*
hq
.n = 0,89.6 = 5,34 ⇒ ta chọn n
hq
= 5 (thiết bị)

cos.
cos
)(
+++++
+++++
=
∑
∑
=
i
ii
Atb
P
P
ϕ
ϕ
=
782,0
33
805,25
=
 Phụ tải chiếu sáng
Công suất chiếu sáng của phân xưởng A được xác định theo suất tiêu
thụ công suất P
0
=12 W/m
2
P
cs
=P

2
3
Đồ án môn học – Cung cấp điện Lớp ĐK1
538,2732,4.41,0
5
32.4
014,25
04,0
=






−






+=
∑ A
P
(kW)
+ Hệ số công suất tổng hợp của toàn phân xưởng
814,0
32,4538,27
32,4782,0.014,25

+ Công suất biểu kiến
( )
kVA
P
S
A
A
A
83,33
814,0
538,27
cos
===
∑
ϕ
+ Công suất phản kháng:
Q
A
= P
A
.tgϕ
A
= 27,538.0,714 = 19,66 (kVAr)
Vậy công suất toàn phân xưởng A là:
S
A
= P
A
+ jQ
A

4
0,814 19,66 4,32
27,53
8
33,83
D
0,65
4
6
0,79
5
30,3
24,09
8
0,791 20,58 4,32
26,62
2
33,649
E
0,58
7
7
0,74
3
42,6
31,65
3
0,779 27,238 3,84
33,87
9

48,00
7
61,629
M
0,56
8
6
0,74
5
44,1
32,83
2
0,653 39,948 2,88
34,46
9
52,763
N
0,55
1
11
0,68
6
82,4
56,53
8
0,777 47,802 4,14 58,95 75,895
O
0,55
7
10

4
0,794 28,389 4,704
37,09
7
46,714
V
0,57
9
8
0,72
8
48,3
35,15
8
0,799 28,643 4,992
38,10
3
47,669
Y
0,52
8
6
0,72
1
40,5
29,18
9
0,803 24,068 5,376
32,37
6

∑
∑
N
k
kk
XNsd
XNsdncXN
( Trong đó N = 13 là số phân xưởng của toàn xí nghiệp)
c. Hệ số công suất trung bình của toàn xí nghiệp
Nhóm SV thực hiện: Hoàng Thăng Long - Nguyễn Văn Mạnh - Đặng Văn Tuấn
4
5
Đồ án môn học – Cung cấp điện Lớp ĐK1
776,0
528,656
127,509
cos
cos ==
∑
∑
=
i
ii
XN
S
S
ϕ
ϕ
631,0cos1sin
2

bao gồm các tủ phân phối và các đường dây cung cấp điện cho phân xưởng. Mạng
điện cho xí nghiệp phải đảm bảo các yêu cầu cơ bản sau :
 Kinh tế :
- Vốn đầu tư ban đầu nhỏ
- Chi phí vận hành hàng năm hợp lý
- Tiết kiệm được kim loại màu
 Kỹ thuật :
- Đảm bảo liên tục cung cấp điện phù hợp với từng loại hộ tiêu thụ,
đảm bảo chất lượng điện năng.
- Sơ đồ đi dây đơn giản, xử lý sự cố nhanh, chính xác.
Trong thực tế thì 2 mặt kinh tế và kỹ thuật mâu thuẫn với nhau. Phương án
tốt về mặt kỹ thuật thì lại đắt về kinh tế và ngược lại. Do đó ta phải so sánh cả 2
mặt kinh tế và kỹ thuật để tìm ra phương án tối ưu nhất là phương án dung hoà cả 2
yêu cầu trên.
2.2. Chọn công suất và số lượng máy biến áp trong trạm biến áp của xí nghiệp
- Trong lĩnh vực truyền tải và cung cấp điện năng tâm biến áp đóng vai trò rất
quan trọng. Trạm biến áp ngoài có nhiệm vụ như trạm phân phối, nó còn có nhiệm
vụ biến đổi điện áp này thành điện áp khác ứng với nhu cầu phụ tải. Do đó, ngoài
Nhóm SV thực hiện: Hoàng Thăng Long - Nguyễn Văn Mạnh - Đặng Văn Tuấn
5
6
Đồ án môn học – Cung cấp điện Lớp ĐK1
các thiết bị giống như trạm phân phối, trạm biến áp còn có thêm một hoặc nhiều
máy biến áp (MBA)
- Dung lượng của MBA, vị trí, số lượng và phương hướng vận hành của trạm
biến áp sẽ ảnh hưởng rất lớn đến chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của hệ thống cung cấp
điện.
- Việc lựa chọn vị trí và số lượng máy biến áp cho xí nghiệp cần phải tiến hành
so sánh các chỉ tiêu về kinh tế và kỹ thuật
- Vị trí của máy biến áp phải thoả mãn các yêu cầu cơ bản sau

Ρ
=Χ
∑
∑
=
=

( )
m
yS
n
i
i
n
i
ii
78,94
258,656
62202,407
1
1
==
Ρ
=Υ
∑
∑
=
=
Trong đó: X,Y là hoành độ và tung độ của tâm phụ tải (so với gốc chuẩn)
Nhóm SV thực hiện: Hoàng Thăng Long - Nguyễn Văn Mạnh - Đặng Văn Tuấn

V
,y
V
ta chọn là toạ độ của trưởng nhóm có chữ cái đầu của tên đệm là V)
Tiết diện của dây ta chọn theo mật độ dòng điện kinh tế. Tra trong bảng
9.pl.BT trang 456 sách BTCCĐ- NXBKH&KT ta chọn được j
kt
của đồng là j
kt
= 3,1
(A/mm
2
) với T
M
=5000h. Khi đó dòng điện chạy trên dây dẫn được xác định:
( )
A
U
S
I
XN
78,11
22.3
88,448
3
===
⇒ Tiết diện dây dẫn cần thiết:
( )
2
8,3

8
Hình 2: Sơ đồ đi dây của phương án II và phương án III
10
Đồ án môn học – Cung cấp điện Lớp ĐK1
2.4.2. Sơ bộ xác định tiết diện dây dẫn
Chọn dây dẫn cũng là một công việc khá quan trọng, vì dây dẫn chọn không
phù hợp, tức không thoả mãn các yêu cầu về kỹ thuật thì có thể dẫn đến các sự cố
như chập mạch do dây dẫn bị phát nóng quá mức dẫn đến hư hỏng cách điện. Từ đó
làm giảm độ tin cậy cung cấp điện và có thể gây ra nhiều hậu quả nghiêm trọng.
Bên cạnh việc thoả mãn yêu cầu về kỹ thuật thì việc chọn lựa dây dẫn cũng cần
phải thoả mãn các yêu cầu về kinh tế.
Cáp dùng trong mạng điện cao áp và hạ áp có nhiều loại thường gặp là cáp
đồng cáp nhôm, cáp một lõi, hai lõi, ba hay bốn lõi, cách điện bằng dầu, cao su hay
nhựa tổng hợp.
Trong mạng điện xí nghiệp, dây dẫn và cáp thường được chọn theo hai điều
kiện sau:
- Chọn theo điều kiện phát nóng cho phép
- Chọn theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép.
- Ở đây ta tính tiết diện dây dẫn theo phương pháp hao tổn điện áp cho phép,
tức dây dẫn phải được lựa chọn sao cho tổn thất điện áp trên đường dây không vượt
quá giới hạn cho phép.
∆U
∑

< ∆U
cp
Với hao tổn cho phép là: ∆U
cp
= 5% ⇒ ∆U
cp

∆U
RA
= ∆U
cp
- ∆U
pxA
= 19 - 0,689 = 18,311 V
+ Tiết diện dây dẫn được xác định theo biểu thức:
Nhóm SV thực hiện: Hoàng Thăng Long – Nguyễn Văn Mạnh - Đặng Văn Tuấn
10
11
Đồ án môn học – Cung cấp điện Lớp ĐK1
943,13
311,18.38,0.54
31,190.528,27
..
.
==
∆
=
∑
UU
lP
F
RA
A
γ
mm
2
Tra bảng 2-36. Tr.645 sách CCĐ- NXBKH&KT ta chọn cáp đồng có tiết diện

xQrP
U
< 19V
Vậy thoả mãn điều kiện cho phép.
Tính toán tương tự ta có bảng số liệu sau:
Bảng 2
n
Qi
(KAVr)
PSn L
oi
DUx,
V
DU
R
,
V
F
mm
2
F
ch
,
mm
2
r
0
,
Ω/km
x

6
137,7 0,698 18,302 12,82 16 1,25 0,07
16,536
H 24,844
33,63
6
112,26 0,514
18,48
6
9,954
2
16 1,25 0,07
12,935
L 38,646
48,00
7
85,7 0,61 18,39
10,90
2
16 1,25 0,07
14,144
M 39,948
34,46
9
30,3 0,223 18,777
2,710
6
4 5 0,09
14,029
N 47,802 58,95 84,3 0,742 18,25 13,26 16 1,25 0,07

8
25 0,8 0,07
17,274
V 28,643
38,10
3
34,3
0,18
1
18,819
3,384
4
4 5 0,09
17,429
Y 24,068
32,37
6
77,3 0,343 18,657 6,537 10 2 0,07
13,515
b. Đối với phương án III
 Xét trên tủ phân phối thứ nhất (đoạn O1) bao gồm các phân xưởng A,U,N,D. Tổng
công suất tác dụng và công suất phản kháng trên đoạn O1 là
P
O1
= P
A
+ P
U
+ P
D

+ Xác định tiết diện dây dẫn của đoạn O1, coi hao tổn điện áp cho phép tới
điểm tải xa nhất là 19V. Phân xưởng U được xác định là phân xưởng có tọa độ nhất,
khi đó ta có:
( )
( )
489,2
10.38,0
110.389,283,89.316,11607,0
..
3
1101010
=
+
=
+
=∆
U
lQlQx
U
uu
U
V
⇒∆U
RU
= 19-2,489 = 16,511 (V)
( )
( )
( )
V
lP

=
+ Tiết diện dây dẫn trên đoạn O1 được xác định như sau:
( )
2
01
0101
1
32,73
38,0.915,8.54
3,89.197,150
..
.
mm
UU
lP
F
R
O
==
∆
=
γ
Tra bảng 2-36 Tr.645 sách CCĐ- NXBKH&KT ta chọn được cáp đồng có tiết
diện F
01
= 95 (mm
2
) và có r
0
= 0,21 (Ω/km)

xQrPl
U
R
052,9
10.38,0
06,0.316,11621,0.197,150.3,89
..
3
00100101
01
=
+
=
+
=∆
< 19V
⇒ thoả mãn yêu cầu tổn thất cho phép.
Thành phần tác dụng của hao tổn điện áp cho phép từ tủ phân phối đến các
phân xưởng A,D,U,N
∆U
Rpx
= ∆U
R(U)
- ∆U
R01
= 16,511 – 7,4 = 9,111(V)
+ Tiết diện dây dẫn đoạn 1U (phân xưởng U là phân xưởng xa nhất)
8,21
111,9.38,0.54
110.097,37

( )
( )
V
U
xQrPl
U
UUU
U
61,6
10.38,0
06,0.389,288,0.097,37110
.
3
001
1
=
+
=
+
∆
 Xét trên tủ phân phối thứ hai (đoạn O2) bao gồm các phân xưởng T,L,G,H,O.
Tổng công suất tác dụng và công suất phản kháng trên đoạn O là
P
02
= P
O
+ P
G
+ P
T

L
72
19
100
Tñ 2
65
O
Hình 4: Sơ đồ nối dây từ TBA tới tủ phân phối 2
Tính toán tương tự như tủ phân phối I ta có diện dây dẫn theo phương án III:
Bảng 3
n
Qi
(KAVr)
P
S
(kW)
l
0i
(m)
DUx,
(V)
DU
R
,
(V)
F
(mm
2
)
F

3
80,
7
2,85 8,48
100,0
8
120 0,17 0,06
8,64
9
1A 19,545 27,528 101
0,363
6
18,63
6
14,87
1
16 1,25 0,07
9,50
9
1D 20,58 26,622 69
0,261
6
18,73
8
9,825
3
10 2 0,07 9,93
1N 47,802 58,95 15
0,169
8 18,83

0,329
5 18,67
15,54
1
16 1,25 0,07
8,29
6
2O 45,645 55,292 100
0,720
7
18,27
9
35,48
3
35 0,57 0,06
9,01
5
2L 38,646 48,007 19
0,173
9
18,82
6
5,853
4
6 3,33 0,09
8,16
7
2T 39,574 48,203 19
0,178
1

0,342
7
18,65
7
6,538 10 2 0,07
13,5
1
0V 28,643 38,103
34,
3
0,232
7
18,76
7
3,385 4 5 0,09
17,4
3
2.4.3. So sánh kinh tế các phương án
Như đã phân tích ở trên thì phương án I không có tính khả thi đối với một xí
nghiệp công nghiệp nên ta chỉ tiến hành tính toán so sánh các chỉ tiêu kinh tế của 2
phương án II và phương án III.
Để đảm bảo tính tương đồng khi so sánh về kinh tế của các phương án ta cần
so sánh theo chỉ tiêu chi phí qui đổi.
Z = pV + C = pV +∆A.c
∆
= (a
tc
+ k
kh
).V+∆A.c

= 0,185, giá thành tổn thất c
∆

= 1000 đồng/kWh
Thời gian hao tổn cực đại τ được xác định theo biểu thức
τ = (0,124 + T
M
.10
-4
)
2
.8760 = (0,124 + 5000.10
-4
)
2
.8760 = 3411 h
a. Xét với đoạn OA (tức đoạn dây từ MBA tới phân xưởng A)
Hao tổn tác dụng trên đường dây
( )
( )
kWlr
U
QP
P
OA
878,131,190.25,1.
10.38,0
545,19528,27
..
2

=
+
=∆
Tổn thất điện năng trên đoạn dây được xác định theo biểu thức
( )
kWhPA
OAOA
586,64043411.878,1. ==∆=∆
τ
Vốn đầu tư của đường cáp, suất vốn đầu tư ra trong bảng 4
V
OA
= v
0A
.l = 79,354.190,31 = 15,102.10
6
đ
Vậy chi phí qui đổi của đường dây từ MBA tới phân xưởng A là:
Z
OA
= (0,185.15,102.10
6
+ 6404,586.1000) = 9,198.10
6
đ/năm
Bảng 4: Suất vốn đầu tư v
o
ta tra được giá của cáp đồng hiện nay trong: Tạp
chí thị trường giá cả vật tư số 46 ra 6/3/2006
Qui cách dây dẫn Kết cấu (N