BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

ĐỀ TÀI NCKH CẤP SINH VIÊN

NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN
THIẾT KẾ CHO KHU CÔNG NGHIỆP
S

K

C

0

0

3

9

5

9

MÃ SỐ: SV2009 - 93

S KC 0 0 2 8 6 4

Tp. Hồ Chí Minh, 2010

ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU ...............................................................1

II.

NHỮNG VẤN ĐỀ CÒN TỒN TẠI.......................................................1

PHẦN 2: GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ....................................................................2
I. MỤC ĐÍCH ĐỀ TÀI................................................................................2
II. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................................................2
III. NỘI DUNG .............................................................................................2
1. Thiết kế hệ thống .............................................................................2
1.1.

Nguyên lý cơ bản .....................................................................2

1.2.

Mục đích thiết kế hệ thống.......................................................3

1.2.1. An toàn…..............................................................................3
1.2.2. Cực tiểu chi phí đầu tư ..........................................................3
1.2.3. Tính liên tục cung cấp điện cao .............................................3
1.2.4. Sự mềm dẻo và khả năng mở rộng cao của hệ thống....................4
1.2.5. Nâng cao hiệu quả sử dụng điện năng(giảm chi phí vận hành) ......4
1.2.6. Giảm thiểu chi phí bão dưỡng ...................................................4
1.2.7. Nâng cao chất lượng điện năng .................................................4
1.4

Các loại hệ thống phân phối ......................................................5


5.2.1. Nối đất hệ thống trung áp .....................................................40
5.2.2. Điện kháng nối đất ...............................................................40
5.2.3. Điện trở nối đất ....................................................................41
5.2.4. Điểm tiếp đất........................................................................41
5.3. Nối đất trong hệ thống hạ thế ...................................................41
5.4. Lựa chọn phương án nối đất cho mạng hạ thế ................................42
5.5. Bảo vệ sự cố chạm đât .............................................................44
IV.KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC.........................................................................48
2. TÍNH KHOA HỌC...........................................................................48
3. KHẢ NĂNG TRIỂN KHAI ỨNG DỤNG VÀO THỰC TẾ .............48
PHẦN 3: KẾT LUẬN .....................................................................................49
I. KẾT LUẬN ...........................................................................................49
II. ĐỀ NGHỊ...............................................................................................49
TÀI LIỆU THAM KHẢO ..............................................................................50


Phương pháp tính toán thiết kế cho khu công nghiệp

TÓM TẮT ĐỀ TÀI
PHẦN I : ĐẶT VẤN ĐỀ
Ngày nay cùng với sự phát triển của khoa học kỷ thuật các dây chuyền, các quy
trình sản xuất ngày càng mang tính hiện đại hóa cao để tăng năng suất lao động sản xuất
cùng với đó là những yêu cầu ngày càng cao với hệ thông cung cấp điện. Hệ thống cung
cấp điện phải đòi hỏi cung cấp một cách an toàn và tin cậy cho các quá trình sản xuất vì
một sự cố nhỏ cũng sẻ gây ra ảnh hưởng to lớn đến quá trình sản xuất, gây đình trệ hoặc
hư hỏng thiết bị nhưng có chi phi đầu tư ban đầu không quá lớn.
Nước ta hiện nay đang bước vào giai đoạn công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất
nước. Cùng với đó là sự ra đời của các trung tâm và các khu công nghiệp lớn. Vì vậy việc
thiết kế các hệ thống cung cấp điện năng để đảm bảo cho nhu cầu sản xuất ngày càng cao
là một vấn đề cấp thiết . tuy nhiên các tài liệu thiết kế hiện nay chưa đưa ra được các

PHẦN II . GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ
I.MỤC TIÊU ĐỀ TÀI
•

Nghiên cứu các hệ thống phân phối điện năng điển hình cho khu công nghiệp.

•

Nghiên cứu các trạng thái vận hành của hệ thống điện và phương pháp tính toán
dòng điện sự cố, chọn lựa các thiết bị bảo vệ.

•

Nghiên cứu phương pháp thiết kế các hệ thống nối đất và các phương pháp bảo
vệ sự cố chạm đất.

II.PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
•

Phân tích tổng hợp

•

Đọc tham khảo và xử lý dữ liệu.

III.NỘI DUNG

ChươngI:THIẾT KẾ HỆ THỐNG
1.1.Nguyên lý cơ bản
Hệ thống phân phối tốt nhất là một hệ thống có chi phí trung bình và tính ổn định

•
•
•

Chủng loại thiết bị chiếu sáng
Cách thức lắp đặt
Mức độ của sự bão trì thiết bị điện

1.2.Mục tiêu của việc thiết kế hệ thống
Khi thiết kế một hệ thống phân phối điện năng cần phải cân nhắc tới việc xác định
khách hàng và thiết bị,Kỷ sư điện phải chú ý tới sự thay đổi của đường dẫn để phù hợp
nhất với những mục tiêu sau:
1.2.1.An toàn.
Đây là mục tiêu hàng đầu trong việc thiết kế hệ thống điện cái mà sẽ không được xảy ra
những rủi ro về điện cho con người khi sử dụng thiết bị trong hệ thống điện.điều quan
trọng nhất khi thiết kế hệ thống là sự an toàn sẵn có của những người chịu trách nhiệm
theo dõi và bảo trì thiết bị điện
Những mã quốc gia về điện(N.E.C) cùng với những mã địa phương cung cấp một
lượng nhỏ những tiêu chuẩn và yêu cầu của bản vẽ thiết kế và bảo vệ,cách thức vẽ và
chất liệu bản vẻ cùng với tổng hợp những thiết bị sử dụng là mục tiêu tổng hợp của việc
lắp đặt hệ thống phân phối điện năng và các thiết bị.
N.E.C bao gồm một số đòi hỏi với tất cả những vị trí nguy hiểm và những người
sử dụng các loại phương tiện đặc biệt cũng như phương tiện phục vụ sức khỏe,sự bố trí
của hệ thống,nhà hát.v.v các thiết bị và hệ thống định vị trong các phương tiện.các thiết
bị đặc biệt và các chế độ đặc biệt trong các hệ thống khẩn cấp,các hệ thống dự phòng và
các hệ thống liên lạc cũng được đề cập tới.
Nó là trách nhiệm của người kỹ sư thiết kế thông thường với sự đòi hỏi của tiêu
chuẩn cùng với yêu cầu của khách hàng,quá trình và phương pháp điều khiển.khi thiết kế
một hệ thống với các bộ phận bảo vệ với điện áp dây pha và tận dụng được sự thích ứng
với kết cấu các mạch bảo vệ như cái mà sẽ có sự cắt điện chọn lọc khi bị quá tải hoặc

việc được định trước hoặc phụ thuộc vào sự thay đổi trong hệ thống phân phối điện
năng.sự chú ý của bản vẽ và thiết kế của hệ thống phân phối điện năng là phải cân nhắc
đến sự phù hợp khi có những thay đổi.ví dụ như,Điều kiện làm việc của các máy biến áp
nhỏ hoặc các phụ tải quan trọng được liên kết với khu vực hoặc sự ghép nối tập trung của
máy móc để tạo nên sự mềm dẻo cho những lựa chọn trong tương lai khi có một máy
biến áp lớn hơn;việc sử dụng các thiết bị được lựa chọn ghép vào thanh cái thay cho các
đường dẫn và dây có thể dễ dàng sửa chữa lại cách bố trí các thiết bị trong tương lai.
Thêm vào phải chú ý đến sự mở rộng của các tòa nhà trong tương lai, yêu cầu gia
tăng tương ứng của tải cộng với việc sử dụng các thiết bị khi thiết kế hệ thống phân phối
điện năng.trong nhiều trường hợp phải tính đến máy biến áp với sự gia tăng của điện
dung hoặc hệ thống quạt làm lạnh phục vụ cho những phụ tải không được báo trước cũng
như là sự dự trữ bổ sung cho các thiết bị bảo vệ và hoặc là sự dự trữ bổ sung cho tương
lai của thiết bị mong muốn.cũng cần phải cân nhắc tới sự gia tăng tương ứng điện dung
của mạch hoặc số lượng gia tăng trong tương lai.
1.2.5.Nâng cao hiệu quả sử dụng điện năng(giảm chi phí vận hành)
Hiệu quả sử dụng điện năng có thể được thực hiện tối đa khi thiết kế hệ thống đó
là giảm thiểu tổn thất công suất trong dây dẫn,máy biến áp và thiết bị được sử dụng.bản
thân cấp điện áp được lựa chọn là một thông số chủ chốt trong vấn đề này và sẽ được
thảo luận sau.lựa chọn thiết bị,máy biến áp có tổn thất khi vận hành thấp;như vậy,ở đây
phải chú ý tới sự cân bằng giữa lợi ích lựa chọn năng lượng của khách hàng với tổn thất
máy biến áp hoặc các thiết bị chống lại dự toán chi phí ban đầu của khách hàng và chi phí
tiền bạc.
1.2.6.Giảm thiểu chi phí bão dưỡng.
Thường được đáp ứng bởi quá trình thiết kế hệ thống điện và các thiết bị
điện.thông thường có sự liên đới giữa chi phí bão dưỡng và lỗi của người điều khiển.với
các hệ thống điện và các thiết bị sẽ trở nên phức tạp hơn khi cung cấp điện liện tục hoặc
đòi hỏi độ mềm dẻo cao,chi phí bão dưỡng và những thao tác sai của người điều khiển sẽ
gia tăng.các hệ thống nên được thiết kế với một mạch chuyển đổi từ thiết bị sử dụng
điện(chu kì bão dưỡng yêu cầu) thành thiết bị làm việc ít phải bảo dưỡng.thiết bị an toàn
được sử dụng cùng với các bộ ngắt và bộ khởi động có thể làm giảm chi phí bảo dưỡng

Trong phạm vi của cuốn sách này sẽ trình bày chi tiết về các tải dựa trên nhiều
loại công trình khác nhau.giả thiết rằng người kỹ sư thiết kế có tìm hiểu các dữ liệu cần
thiết về tải,trang kế tiếp sẽ trình bày một vài loại khác nhau của hệ thống phân phối điện
năng được sử dụng ngày nay.trình bày cách tính toán dòng ngắn mạch,sự phối hợp,lựa
chọn điện áp,độ sụt áp, bảo vệ nối đất,bảo vệ động cơ và các thiết bị bảo vệ đặc trưng
hiện
nay
1.4.Các loại hệ thông phân phối
Trong đại bộ phận của các hệ thống.điện năng được cung cấp cho các tòa nhà
ngay tại nơi sử dụng điện áp.trong thực tế tất cả các trường hợp việc phân phối điện năng
cho các tòa nhà thì đạt được thông qua việc sử dụng hệ thống phân phối phát tuyến đơn
giản.hệ thống này là loại hệ thống đầu tiên được vạch ra trong trang kế tiếp.
Trong các trường hợp ở đây sự đa năng của điện áp cao tại các tòa nhà được sử
dụng,người kỹ sư thiết kế hệ thống có sự lựa chọn chủng loại của các hệ thống mà người
kỹ sư có thể sử dụng.ở đây trình bày bao gồm nhiều chủng loại cơ bản của hệ thống phân
phối và biến thể trong thực tế của chúng.
1.Hệ thống phát tuyến đơn
2.Hệ thống phát tuyến sơ cấp- thứ cấp.
3.Hệ thống chọn lọc sơ cấp-hệ thống phát tuyến thứ cấp
4.Hệ thống hai nguồn sơ cấp-Hệ thống chọn lọc thứ cấp
5.Hệ thống kết nối mạng đơn
6.Thiết kế hệ thống phân phối trung áp
1.4.1.Hệ thống phát tuyến đơn.
Thông thường hệ thống phát tuyến nhận điện năng tại các trạm biến áp hai pha
thông dụng và các mức điện áp thấp đang sử dụng.trong các trường hợp ở đây khách
hàng tiếp nhận cung cấp từ hệ thống sơ cấp gồm một dao cách ly sơ cấp và máy biến áp
thứ cấp điện áp thấp có bảng chuyển mạch hoặc cơ cấu đóng cắt,các thiết bị có thể được
5



bằng gió,kết nối với cầu chì tự rơi phía sơ cấp,và máy cắt điện áp thấp hoặc bộ chuyển
mạch với CB hoặc bộ ngắt mạch bằng cầu chì.các mạch được nối với tải từ trạm biến áp
điện áp thấp.
Từ nối đất máy biến áp được định vị trong một khu vực tải đặc trưng,nó phải có
đủ dung lượng để cung cấp cho phụ tải đỉnh của khu vực đó.bởi vậy,nếu có sự hiện hành
của nhiều tải trong một khu vực,thì hệ thống này cần được thay đổi cho dung lượng máy
biến áp lớn hơn so với chuẩn của hệ thống phát tuyến sơ cấp.tuy nhiên,bởi vì điện năng
được phân phối cho từng khu vực tải tại điện áp sơ cấp,tổn thất bị giảm,điện áp điều
chỉnh được cải thiện,chi phí đường dây của mạch sẽ giảm mạnh,và CB điện áp thấp lớn
trên đường dây được loại trừ.trong nhiều trường hợp khả năng cắt của CB tải bị giảm.
Cải tiến mới này của hệ thống phát tuyến đơn sẽ luôn luôn làm giảm vốn đầu tư
ban đầu ứng với mỗi loại hệ thống phân phối sơ cấp của các tòa nhà có phụ tải đỉnh dưới
1000KVA.một sự cố trên một mạch đường dây sơ cấp hoặc trong một máy biến áp sẽ gây
ra sự cắt điện cho một khu vực tải thứ cấp bởi đường dây hoặc máy biến áp.trong các
trường hợp khi một đường dẫn sơ cấp bị sự cố hoặc cắt điện một khu vực,khu vực đó sẽ
bị gián đoạn tất cả các tải cho tới khi sự cố được loại trừ.

6


Phương pháp tính toán thiết kế cho khu công nghiệp

Giá trị suy giảm của điện áp trên đường dây sơ cấp sẽ được cải tạo bởi sự mềm
dẻo và sự liên tục cung cấp điện của hệ thống này;cuối cùng sơ cấp sẽ có một cấp biến áp
trên mạch đường dây.tất nhiên ở Việt Nam các hệ thống sẽ gia tăng nhưng sẽ giảm thiểu
quy mô của một lần cắt điện từ một máy biến áp hoặc sự cố đường dây sơ cấp.
Sơ cấp được kết nối từ thứ cấp trạm biến áp này tới thứ cấp trạm biến áp kế tiếp
có thể được thực hiện bởi hai cực gắn dây được trình bày trên thiết bị đóng cắt sơ cấp
trạm biến áp hoặc được thực hiện bởi kết nối có thể tách rời trong kiểm tra hoặc mọi vị
trí.



Phương pháp tính toán thiết kế cho khu công nghiệp
như được trình bày trong hình2B bởi sự hoạt động tương ứng của các máy cắt phân
đoạn.nó có thể ngắt điện nhiều bộ phận của dây dẫn mạch vòng từ phần còn lại của hệ
thống.tóm lại,do máy cắt sơ cấp máy biến áp mở (hoặc sự loại bỏ tải bởi cầu chì tự rơi đặt
trên bệ đỡ định vị máy biến áp).nó có thể ngắt kết nối vài máy biến áp ra khỏi mạch vòng.
Sơ đồ có một khóa liên động khi bình thường sẽ ngăn chặn việc đóng tất cả các
phân đoạn trong mạch vòng.mỗi dao cách ly phân đoạn mạch vòng sơ cấp và máy cắt
đường dây của mạch vòng sẽ được ăn khớp với nhau khi đồng thời ngắt chúng đòi hỏi
phải mở khóa (cái mà giúp đỡ cố định bộ chuyển mạch hoặc ngắt mạch khi mạch hở) và
mỗi một khóa sẽ được trang bị một số lượng khóa liên kết hình trụ .một khóa an toàn bổ
sung được lắp đặt để ngăn chặn ở dưới thiết bị giám sát định tính.
Tóm lại,hai máy cắt thanh cái sơ cấp được đóng khi bình thường và máy cắt ghép
sơ cấp được mở khi bình thường là đặc tính cơ học hoặc được khớp với ngành điện để
ngăn cản việc đấu song song đồng thới hai nguồn.khi tổng chi phí nhỏ,một sơ đồ tự động
có thể tổng hợp giữa hai máy cắt thanh cái và máy cắt liên kết.thông thường nó tốn nhiều
thời gian cắt điện hơn khi có sự cố,sơ đồ đọc và ghi tự động sẽ làm cho điện năng cung
cấp bị giảm do thời gian cắt điện.
Hệ thống này tronh hình 2 nằm ngoài phạm vi giảm chi phí trang thiết bị của hình
1,nhưng thông thường độ an toàn giảm và sự phục hồi cung cấp nhanh khi (1)một sự cố
cắt điện thiết thực xảy ra,(2)xảy ra một sự cố trên đường dây sơ cấp hoặc (3)xảy ra một
sự cố ở máy biến áp hoặc sự cố quá tải.
Nên để sự cố cắt điện xảy ra trên một dây,máy cắt thanh cái sơ cấp liên đới có thể
mở và khi đó máy cắt liên kết sẽ được đóng bằng tay hoặc thông qua một sơ đồ đọc và
ghi tự động .
Khi xuất hiện một sự cố ở đường dây sơ
cấp,máy cắt liên kết mạch vòng và đường dây sẽ mở
và làm gián đoạn sự cung cấp cho tất cả các tải cho
tới khi máy cắt tải mạch vòng sơ cấp được mở bình

thường với một dao cách ly phân đoạn mạch vòng mở được mô tả bên trên hoặc với tất cả
dao cách ly phân đoạn mạch vòng đóng.nếu xảy ra sự cố trong hệ thống mạch vòng sơ
cấp tiêu chuẩn,máy cắt đơn đường dây và mạch vòng sẽ nhả và tải thứ cấp sẽ mất điện
cho tới khi dây dẫn bị sự cố được tìm thấy và loại trừ khỏi mạch vòng bởi dao cách ly
phân đoạn mạch vòng tương ướng mở ra và sau đó máy cắt tự động đóng lại.
1.4.3Hệ thống chọn lọc sơ cấp-hệ thồng phát tuyến thứ cấp
Hệ thống chọn lọc sơ cấp-phát tuyến thứ cấp,được trình bày trong hình 3.sự khác
biệt so với các hệ thống mô tả vừa qua là nó sử dụng ít nhất hai mạch đường dây sơ cấp
trong diện tích chịu tải.nó được thiết kế sao cho khi một mạch sơ cấp không có khả năng
cung cấp,đường dây còn lại có khả năng tải đủ dung lượng cung cấp cho toàn bộ tải.một
phần máy biến áp của hai đường dây khi bình thường sẽ được kết nối với đất.khi có một
sự cố xảy ra ở trên một đường dây sơ cấp,phần còn lại của tải trong tòa nhà sẽ bị giảm.
Hai cầu chì tự rơi được trình bày như trong hình 3 và một bộ phận trong hình 3A
là sự lựa chọn bình thường của hệ thống này.thành phần đôi cầu chì tự rơi nối đất của 2
máy cắt tải 3 cực dao cách ly đất đặt trong kết cấu riêng biệt,được kết nối bởi đường
truyền chính ở bên tải.điển hình là máy cắt tải được đóng gần nhất qua máy biến áp bao
gồm một bộ cầu chì.máy khóa liên động lắp ráp cùng với dao cách ly cả hai có thể không
đóng trong một vài trường hợp(ngăn cản sự vận hành song song)và khóa liên động cấu
tạo từ dao cách ly hoặc bộ cầu chì không thể đạt được trừ khi dao cách ly mở.
Một sự thay đổi khi bố trí dao cách ly đôi,một máy cắt lựa chọn không tải liên
khóa cơ khí với một tải có máy cắt ,cầu chì và dao cách ly có thể được dùng như trong
hình 3B,máy cắt lựa chọn không tải là lựa chọn vật lý ở phía sau của tải máy cắt cầu chì
dao cách ly,như vậy đòi hỏi duy nhất một kết cấu và một chi phí thấp và diện tích mặt
bằng tiết kiệm hơn hai lần diện tích bố trí.máy cắt không tải có một liên khóa cơ khí ngăn
cản nó tác động trừ khi máy cắt tải mở.nhược điểm chính của dao cách ly lựa chọn là dây
dẫn từ cả hai mạch sẽ không cho phép tiết kiệm kết cấu.ý nghĩa lớn nhất của hạn chế này
là dây cáp nếu hai giá treo được lắp đặt như trong hình 3 và nên có sự chuyển đổi khi có
một sự cố ở dây dẫn sơ cấp cả hai đường dây có thể được ngắt nguồn bởi sự thay đổi của
sự cố đường dây.
Trong hình 3 khi xảy ra sự cố ở trên một đường dây sơ cấp thì máy cắt được ghép



Phương pháp tính toán thiết kế cho khu công nghiệp
1.4.4.Hệ thống hai nguồn sơ cấp-chọn lọc thứ cấp
Hệ thống này sử dụng nguyên lý nhân đôi nguồn cung cấp điện năng để tận dụng
hai máy cắt thanh cái sơ cấp và một máy cắt liên đới sơ cấp.hai máy cắt thanh cái sơ cấp
và máy cắt liên đới sơ cấp có thể hoạt động bình thường hoặc được ăn khớp với nhau về
điện để ngăn cản việc đóng tất cả 3 cái trong cùng một thời gian và sự nối song song của
nguồn. trong lúc tổn thất điện áp trên một nguồn,chuyển đổi bằng tay hoặc tự động
chuyển đổi luân phiên các nguồn có thể được sử dụng để khôi phục lại tất cả các tải sơ
cấp.
Thứ cấp nối đất máy biến áp được bố trí điển hình là trạm biến áp hai nguồn như
trong hình 4.hai máy cắt thanh cái sơ cấp và máy cắt liên đới thứ cấp của trạm biến áp nối
đất lại được liên kết bằng cơ học hoặc bằng khóa liên kết để ngăn cản sự làm việc đồng
thời.trong lúc có sự tổn thất điện áp của nguồn thứ cấp trên một nhánh bộ chuyển đổi
bằng tay hoặc tự động có thể được sử dụng chuyển đổi các tải trên nhánh đó.như vậy sẽ
khôi phục cung cấp điện cho toàn bộ các tải.
Sự bố trí này cho phép phục hồi nhanh sự cung cấp cho tất cả tải khi một đường
dây sơ cấp hoặc một máy biến áp xảy ra sự cố làm mở thanh cái thứ cấp ghép liên kết và
đóng máy cắt thứ cấp ghép liên kết.nếu sự tổn thất của điện áp thứ cấp xuất hiện bởi sự
cố trên một đường dây sơ cấp với máy cắt đường dây sơ cấp ghép liên đới mở ra,khi đó
tất cả các tải thứ cấp được cung cấp bình thường bởi đường dây bị sự cố có thể được
chuyển đổi ngược sang đường dây thứ cấp.để làm được điều này kích thước dây dẫn
đường dây sơ cấp phải tải được tải trên cả hai nhánh của tất cả các đường dây thứ cấp.nó
cung cấp dưới chuyển đổi thứ cấp dự phòng.nếu có sự tổn thất điện áp đáng kể khi có sự
hư hỏng của một trong các máy biến áp trong trạm biến áp nhiều nguồn,khi đó cầu chì sơ
cấp mắc liên kết sẽ cắt máy biến áp bị hỏng ra khỏi lưới cung cấp,và sau đó các tải thứ
cấp lúc bình thường được cung cấp bởi máy biến áp bị sự cố có thể được chuyển đổi
sang một máy biến áp khác.


Ưu điểm cơ bản của hệ thống kết nối thứ cấp là sự liên tục cung cấp điện.không
có sự cố đơn ở bất kỳ nơi đâu trên sơ cấp hệ thống sẽ làm gián đoạn cung cấp cho các hệ
thống tải.phần nhiều các sự cố chỉ gây gián đoạn cung cấp cho một vài tải.một ưu điểm
khác đáng chú ý được đưa ra là sự chuyển dịch mềm dẻo của hệ thống kết nối và dây dẫn
nối đất tải sẻ làm giảm chi phí và giảm thiểu sự gián đoạn cung cấp cho tải trong kết
nối.bổ sung cho sự mềm dẻo và liên tục cung cấp,hệ thống kết nối thứ cấp cung cấp đều
đặn và điều tiết điện áp tốt,và nó nâng cao hiệu quả của vật liệu làm giảm chi phí tổn hao
của hệ thống.
Điểm cơ bản thứ 3 là hiêu số giữa hệ thống kết nối và hệ thống phát tuyến sơ cấp
là ưu điểm nổi bật của kết nối.thứ nhất,một dây dẫn sẻ kết nối từ bộ phận bảo vệ kết nối
đến đầu dây ra thứ cấp trên bề mặt của máy biến áp kết nối,hoặc sự bổ sung từ máy cắt
thanh cái thứ cấp,như được trình bày trong hình 5.ngoài ra,các thứ cấp của máy biến áp
trong chuẩn đang xét sẽ được kết nối với nhau bởi thiết bị đóng cắt hoặc một đường dây
từ cái mà các tải là máy chủ của mạch phát tuyến đường dây.tóm lại,cung cấp sơ cấp có
đủ dung lượng cho tổng trọn vẹn các tải trong tòa nhà nếu có quá tải khi một vài đường
dây sơ cấp không cung cấp.
Một dây dẫn kết nối được thiết kế một cách đặc biệt cùng với một máy cắt khí nén
có công suất cao,tác động đóng lại với cơ cấu chịu tải của động cơ điện hoặc cơ cấu khởi
động của động cơ,với một kết nối rơle điều khiển tình trạng bảo vệ (nhả hoặc đóng).kết
nối rơle luôn luôn là một bộ xử lý bán dẫn dựa trên các bộ phận đã được tích hợp trong
vỏ bảo vệ mà đặc trưng cho sự tự động đóng của bộ phận bảo vệ khi máy biến áp ghép
liên kết ở chế độ cung cấp nguồn điện áp cho tải kết nối thứ cấp và tự động mở bộ phận
bảo vệ khi luồn công suất từ thứ cấp tới máy biến áp kết nối.mục đích của bộ phận bảo vệ
kết nối là bảo vệ tính nhất quán điện áp của đường kết nối và phục vụ tải từ máy biến áp

13


Phương pháp tính toán thiết kế cho khu công nghiệp
dự phòng và sự cố đường dây sơ cấp bởi sự ngắt kết nối nhanh tránh hư hỏng đường dây

chính ,bằng cách ấy sẽ tiết kiệm được một phần tải khỏi việc ngừng cung cấp ,để diễn ra
hoạt động hiệu chỉnh lại một phần sự cố.

14


Phương pháp tính toán thiết kế cho khu công nghiệp
Việc sử dụng hệ thống kết nối đơn cung cấp cho khách hàng với nhiều ưu điểm.
thứ nhất ,họ sẽ tiết kiệm được dung lượng máy biến áp. kết nối đơn cho phép máy biến áp
chạy đủ tải dưới mọi chế độ.ngoài ra,hệ thống kết nối giảm hiệu suất tổn hao và cải thiện
lớn về chế độ điện áp.sự điều chỉnh điện áp trong hệ thống kết nối gồm cả chiếu sáng và
công suất sẽ được đáp ứng từ việc tiết kiệm đường tải chính.nhiều động cơ lớn có thể
khởi động cùng lúc hơn hệ thống phát tuyến đơn.nó sẽ đạt hiệu quả với động cơ điều
khiển rút gọn và cho phép sử dụng tương đối nhiều các động cơ điện áp thấp với thí
nghiệm điều khiển.cuối cùng,hệ thống kết nối cung cấp một mức độ lớn hơn về tính mềm
dẻo của hệ thống cho tất cả các tải trong tương lai;chúng có thể được kết nối với đường
dây chính kết nối điểm.
Hệ thống kết nối điểm là biện pháp tiết kiệm của các tòa nhà cái mà có mật độ tải
cao nằm trong một khu vực nhỏ,với một khoảng đáng phải cân nhắc giữa hai khu vực.,và
tải chiếu sáng trong khoảng phân chia mật độ tải.chúng thường được sử dụng trong các
bệnh viện,tòa cao ốc văn phòng,và các tòa nhà cơ quan nơi mà có yêu cầu cao về sự tin
cậy cung cấp điện là yêu cầu từ sự đa nguồn.các thiết bị phát sinh thì không được khuyến
cáo sử dụng trong kết nối trừ khi bộ phận bảo vệ bình thường được mở và các nguồn
hoàn toàn không kết nối và được cách ly khỏi nguồn máy phát dự phòng.hệ thống kết nối
điểm tiết kệm nhất ở ba hay nhiều hơn đường dây sơ cấp khả dụng.chủ yếu,nó chủ yếu
cung cấp cho đường tải chính thông qua ba hoặc hơn các máy biến áp và sự giảm cáp dự
trữ và dung lượng máy biến áp dự trữ.chúng cũng tiết kiệm khi so sánh với trạm biến áp
mà máy biến áp cấp nguồn đôi với máy cắt liên kết mở khi bình thường.
1.4.6.Thiết kế hệ thống phân phối trung áp.
a.Thanh dẫn đơn,hình 6A

Sơ đồ thanh cái này không ngăn ngừa được việc sử dụng đồng thời nhưng đòi hỏi
phải sử dụng với thiết bị tự động đồng bộ hóa tối tân và kiểm tra điều khiển đồng bộ,bổ
sung thêm việc sa thải tải được nói đến vừa qua,điều khiển tần số và điện áp tự động.
Sơ đồ này đắt hơn so với sơ đồ trong hình 6A,nhưng sự phục hồi cung cấp nhanh
hơn.ngoài ra một sự mất điện là kết quả của sự mất điện cho đến khi chuyển mạch hoạt
động.sự đòi hỏi phải mở rộng thanh dẫn chính hoặc bổ sung thêm máy cắt cho việc đóng
cắt thanh dẫn chính.
Nếu sự nối song song của các nguồn,làm đảo chiều dòng điện,làm đảo chiều công
suất,và bộ phận bảo vệ rơle tương ứng với yêu cầu của mạch hệ thống.
c.Đa nguồn với máy cắt liên kết,hình 6C và 6D
Sơ đồ này thì đồng dạng với sơ đồ B.nó khác biệt đáng kể là khi bình thường
toàn bộ tải được hợp nhất với nguồn đôi bởi một máy cắt liên kết thường mở.khi mất điện
hệ thống tải mất điện từ lưới tối đa là một nửa hệ thống.sự đóng lại của máy cắt liên kết
có thể thực hiện bằng tay hoặc tự động.các cách thức chuyển đổi của sơ đồ B cũng được
áp dụng cho sơ đồ này.

16


Phương pháp tính toán thiết kế cho khu công nghiệp
Nếu hệ thống phân phối mạch vòng hoặc hệ thống sơ cấp chọn lọc được sử dụng cho
tải,các thanh cái chính có thể được mởi rộng nếu thiếu sự đóng ngắt bởi đóng máy cắt
liên kết và bộ chuyển đổi tải trên thanh cái.
Hệ thống này thì đắt hơn hệ thống trong hình B.hệ thống này tối thiểu phải có hai
thanh dẫn chính.một ưu điểm khác là nếu tức thời các thanh dẫn chính được đấu song
song,thì nó không gia tăng dòng ngắt mạch điện dung của máy cắt mạch yêu cầu của các
thanh dẫn chính là tổng công suất cung cấp tức thời cho thanh dẫn chính bởi dao cách ly.
Trong hình 6D,việc đóng một máy cắt liên kết kế tiếp mở một máy cắt thanh cái
có thể được thực hiện bằng tay hoặc tự động.tuy nhiên từ một đường dẫn chính có thể
được cung cấp bởi hai máy cắt liên kết và điều khiển sơ đồ nên được thiết kế sao cho có

cung cấp đầy đủ các yêu cầu đặc trưng của các loại tải khác nhau.nó bao gồm các loại tải
ở điều kiện bình thường và điều kiện bất thường,phạm vị của thiết kế bảo vệ cho thiết bị
cung cấp và thiết bị máy móc của hệ thống trong việc ngừng cung cấp là giảm thiểu mật
độ với lợi ích cao về kinh tế và bản thiết kế cơ khí.
Dưới điều kiện bình thường,các chỉ tiêu kỹ thuật quan trọng bao gồm sự biến
dạng điện áp,tổn hao,dòng tải,tác động của dòng khởi động động cơ,sự liên tục cung cấp
điện và độ an toàn.vấn đề cơ bản cần chú ý ở điều kiện sự cố là thiết bị bảo vệ,cách ly sự
cố và sự liên tục cung cấp.sau khi lập kế hoạch sơ bộ,trước hết phải lựa chọn thiết bị phân
phối,một vài hệ thống cung cấp nên được phân tích và đánh giá bao gồm hai chỉ tiêu kinh
tế và kỹ thuật.giai đoạn tiếp theo nếu loại hệ thống hoặc mức độ tính phức tạp,nó có thể

17


Phương pháp tính toán thiết kế cho khu công nghiệp
thích hợp cung cấp một cách toàn diện các đặc điểm của hệ thống dưới điều kiện bình
thường và bất thường hay không.
Các loại chương trình máy tính cơ bản cần học và dùng cho việc thiết kế hệ thống
bao gồm:
• Tính toán dòng điện sự cố ngắn mạch ba pha và pha với đất và trở kháng hệ thống
• Tính toán công suất bất đối xứng dòng điện sự cố dựa trên tỷ số X/R.
• Phối hợp các thiết bị bảo vệ-xác định chỉ số và mức điều chỉnh của trị số trung
bình điện áp bảo vệ của rơ le và cầu chì,và sự phối hợp lựa chọn điện áp thấp của
máy cắt và cầu chì.
• Dòng tải – mô phỏng điều kiện tải làm việc bình thường của điện áp hệ thống,hệ
số công suất,pha và tải máy biến áp.
• Khởi động động cơ-xác định điện áp hệ thống và momen xoắn động cơ khi động
cơ lớn khởi động.
Cách tính toán ngắn mạch xác định dòng sự cố tức thời cho máy cắt hạ áp và công
suất cầu chì và gia cố thanh dẫn chính tại những điểm được chọn trong hệ thống và ngoài

nó có thể đạt được cuối cùng.
18


Phương pháp tính toán thiết kế cho khu công nghiệp
Tổng của dòng điện sự cố là không đối xứng đặc biệt nói về trục thời gian bởi vì
sự ảnh hưởng của thành phần dòng điện một chiều,do đó gọi nó là dòng điện bất đối
xứng.thành phần DC phụ thuộc vào điểm trên dạng sóng điện áp tại nơi sự cố bắt đầu.
Xem bảng A2 cho chỉ số nhân là liên hệ giữa giá trị bất đối xứng hiệu dụng và giá
trị đối xứng hiệu dụng của dòng điện tổng và giữa biên độ giá trị bất đối xứng và đối
xứng của dòng tổng.
Thành phần AC không phải là hằng số nếu máy hoạt động quay được kết nối với
hệ thống bởi vì trở kháng của thiết bị này không phải là hằng số.sự biến thiên nhanh của
trở kháng động cơ và máy phát là dựa vào 3 chỉ tiêu sau:
Điện kháng cận quá độ (Xd”)
Tính toán dòng điện sự cố trong thời gian chu kỳ làm việc thứ nhất và sau đó
khoảng 6 chu kỳ giá trị này sẽ tăng lên bởi điện kháng quá độ .nó sử dụng cách tính tức
thời và sự gián đoạn hoạt động của thiết bị hoặc của mạch.
Điện kháng quá độ.(Xd’)
Cái mà để tính toán dòng điện sự cố sau khoảng 6 chu kỳ làm việc và giá trị này
trong vòng ½ đến 2 giây sẽ giảm xuống thành giá trị điện kháng đồng bộ.nó được sử
dụng trong việc điều chỉnh đặc tính pha vận hành của rơle máy phát.
Điện kháng đồng bộ(Xd).
Cái mà để tính toán dòng điện sự cố trong miền chế độ xác lập.nó không ảnh
hưởng nhiều đến cách tính ngắn mạch nhưng lại hữu ích trong việc xác định sự hoạt
động của rơle.

Trở kháng máy biến áp, được xác định theo phần trăm của điện áp định mức sơ cấp và
có thể được ứng dụng cho máy biến áp để xác định dòng chảy định mức trong cuộn thứ
cấp với thứ cấp máy biến áp ngắn mạch.thành ra,giả thiết rằng điện áp sơ cấp có thể được

2
2
=
+
ε X /R
Ip
2.2. Tính toán dòng sự cố
Sự tính toán của dòng bất đối xứng là một nhiệm vụ nặng nề vì mức độ của sự
bất đối xứng là không không giống nhau trong cả ba pha.nó thông thường được tính
chung với dòng điện sự cố tức thời đối xứng ,với điều giả định là thành phần DC bị triệt
tiêu bằng không,và sau đó áp dụng tích số tìm được nửa chu kỳ thứ nhất dòng điện đối
xứng tức thời,cái mà được gọi là “dòng điện tức thời”.trong hệ thống trung áp (được quy
định bởi IEEE có giá trị từ 1000 vold đến 69000 vold).tích số được tạo sẵn bởi NEMA và
ANSI(viện tiêu chuẩn quốc gia hoa kỳ)tùy theo tiêu chuẩn ở trên xác định tốc độ làm việc
của máy cắt;trong hệ thống hạ thế,600 volt hoặc thấp hơn,tích số luôn luôn là 1.17 (con
số cơ bản được chấp nhận sử dụng của tỷ số X/R của 6.6 trình bày chỉ số công suất ngắn
mạch nguồn là 15%).các giá trị này cần thiết cho sự tính toán máy cắt trung thế là giá trị
định mức bất đối xứng hoặc máy cắt hạ áp là giá trị chuẩn bất đối xứng.
Xác định sự đóng góp của động cơ cho nửa chu kỳ đầu tiên của dòng điện sự cố
khi hệ thống có tải động cơ đã biết,dữ kiện cơ bản như sau đây:
Động cơ không đồng bộ-sử dụng 4.0 lần động cơ đầy tải (giá trị trở kháng là
25%).
Động cơ đồng bộ-sử dụng 5.0 lần động cơ đầy tải (giá trị trở kháng là 20%)
Khi tải của động không được biết trước,dữ liệu cơ bản được xác định như sau:
hệ thống 208Y/120 volt
• Giả thiết 50% tải chiếu sáng và 50% tải động cơ.hoặc
• Giả thiết động cơ phản hồi đóng góp 20 lần của dòng tải của máy biến áp.
Hệ thống 240-480-600 volt ,3pha,3 dây.
• Giả thiết 100% tải động cơ ,hoặc


cố phải được tính toán và sự lựa chọn thiết bị phải tuân theo tiêu chuẩn ANSI.
Sự tính toán giá trị dòng sự cố và tỷ số X/R của hệ thống được dùng để kiểm tra
tính phù hợp giá cố giây dẫn chính và chỉ tiêu định mức tức thời của thiết bị dóng cắt .
Dao cách ly trung thế VCP-W bọc kim loại.
Việc áp dụng tiêu chuẩn ANSI C37.06 là bản ấn hành mới nhất.những cái được
trình bày sau đây là ý nghĩa của các thông số định mức.
Điện áp định mức lớn nhất
Biểu thị giới hạn cao nhất của thiết kế và hoạt động của một máy cắt.ví dụ
như,một máy cắt với điện áp định mức lớn nhất là 4.76 kV có thể không chịu được trong
hệ thống 4.8kV.
K-chỉ số điện áp định mức
Điện áp định mức bị chia bởi chỉ số này xác định điện áp làm việc cho máy cắt
của hệ thống có thể được đặt vào tính toán công suất ngắn mạch tức thời bởi phương trình
3 *dòng ngắn mạch định mức * điện áp định mức lớn nhất
Đòng ngắn mạch định mức- giá trị hiệu dụng đối xứng của dòng điện sẽ làm cho máy
cắt có thể đóng cắt tại điện áp định mức lớn nhất.nó nên được chú ý khi sản xuất
3 × 4.76 × 29,000 = 239092 KVA bé hơn so với giá trị danh định được liệt kê là 250 000
kVA.giá trị định mức này (29000 A) cũng là đại lượng căn bản của tất cả các “liên kết”
được máy tính tham chiếu.
Dòng ngắt mạch điện dung đối xứng lớn nhất
21