Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Trong bối cảnh công nghiệp hóa và hiện đại hóa, điện năng là nguồn năng lượng thiết yếu phục vụ cho toàn bộ hoạt động sản xuất công nghiệp, nông nghiệp và dịch vụ. Việc thiết kế hệ thống cung cấp điện cho các công trình công nghiệp đòi hỏi sự tối ưu hóa đồng thời giữa độ tin cậy vận hành và hiệu quả kinh tế. Hệ thống thiết kế dư thừa công suất sẽ dẫn đến lãng phí vốn đầu tư và nguyên vật liệu; ngược lại, hệ thống tính toán sai lệch sẽ tiềm ẩn nguy cơ gián đoạn cấp điện, gây tổn thất kinh tế do đình trệ dây chuyền, thậm chí gây chập cháy, hư hỏng thiết bị và mất an toàn lao động. Đồ án môn học "Cung cấp điện" được thực hiện bởi nhóm sinh viên Trần Anh Tú và Nguyễn Võ Gia Thịnh (Khoa Điện – Điện tử, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh, dưới sự hướng dẫn của PGS. Trương Việt Anh) nhằm giải quyết bài toán thiết kế kỹ thuật hoàn chỉnh cho một cơ sở sản xuất cơ khí cụ thể.
Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu của đồ án bao gồm các nội dung kỹ thuật sau:
- Khảo sát đặc điểm mặt bằng, công nghệ sản xuất, chế độ làm việc và danh mục thiết bị của phân xưởng để phân nhóm phụ tải hợp lý.
- Tính toán phụ tải động lực và phụ tải chiếu sáng; xác định công suất tính toán toàn xưởng có xét đến hệ số đồng thời và công suất dự phòng phát triển dài hạn (3–10 năm).
- Lựa chọn số lượng, vị trí và dung lượng định mức của trạm biến áp hạ áp phù hợp với cấp điện áp 220/380V.
- Xác định tọa độ trọng tâm phụ tải (tâm phụ tải) của từng nhóm máy và của toàn bộ phân xưởng để định vị tối ưu trạm biến áp và các tủ phân phối.
- Phân tích, so sánh các phương thức đi dây (hình tia, phân nhánh, hình tia kết hợp phân nhánh) nhằm lựa chọn cấu trúc lưới điện nội bộ phân xưởng tối ưu.
- Tính chọn tiết diện cáp dẫn điện theo điều kiện dòng điện phát nóng cho phép, có xét đến các hệ số hiệu chỉnh môi trường và phương pháp lắp đặt.
- Kiểm tra tổn thất điện áp ($\Delta U%$) trên các tuyến đường dây dài nhất và chịu tải lớn nhất đảm bảo tiêu chuẩn cho phép.
- Tính toán dòng ngắn mạch ba pha đối xứng ($I_N^{(3)}$) tại các nút phân phối chính và phụ; từ đó lựa chọn danh mục khí cụ đóng cắt, bảo vệ (MCCB, MCB) phù hợp về dòng định mức và khả năng cắt ngắn mạch ($I_{\text{cu}}$).
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
- Đối tượng nghiên cứu: Hệ thống mạng điện hạ áp 220/380V cấp nguồn cho phân xưởng sửa chữa cơ khí, bao gồm hệ thống 37 động cơ điện, hệ thống chiếu sáng và các tủ điện phân phối.
- Phạm vi không gian: Mặt bằng nhà xưởng hình chữ nhật có diện tích $972\text{ m}^2$ (kích thước $54\text{m} \times 18\text{m}$, chiều cao $7\text{m}$), kết cấu hai mái tôn kẽm, nền xi măng, 5 cửa ra vào (1 cửa chính, 4 cửa phụ), bao gồm khu vực gia công sản xuất ($888\text{ m}^2$), phòng kho ($36\text{ m}^2$) và phòng kiểm tra chất lượng sản phẩm KCS ($48\text{ m}^2$). Môi trường làm việc ít bụi, nhiệt độ trung bình trong xưởng là $30^\circ\text{C}$.
- Phạm vi thời gian và chế độ vận hành: Chế độ làm việc 2 ca/ngày (Ca 1: từ 06:00 đến 14:00; Ca 2: từ 14:00 đến 22:00). Nguồn cấp điện được đấu nối từ trạm biến áp khu vực hạ áp về lưới 220/380V.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp
Đồ án ứng dụng các lý thuyết chuyên ngành Cung cấp điện và Khí cụ điện công nghiệp:
- Phương pháp xác định phụ tải tính toán: Sử dụng phương pháp hệ số sử dụng ($K_{\text{sd}}$) và hệ số đồng thời ($K_{\text{đt}}$) để tính toán công suất biểu kiến định mức $S_{\text{tải(đm)}} = P_{\text{tải(đm)}} / \cos\varphi_{\text{tải}}$, công suất biểu kiến tính toán của từng thiết bị $S_{\text{tải(tt)}} = S_{\text{tải(đm)}} \times K_{\text{sd}}$, và công suất tính toán của từng tủ điện $S_{\text{tủ điện(tt)}} = S_{\text{tải(tt)}} \times K_{\text{đt}}$. Dòng điện tính toán 3 pha được xác định theo công thức $I_{\text{tt}} = S_{\text{tải(tt)}} / (\sqrt{3} \times U_{\text{đm}})$.
- Phương pháp tính toán phụ tải chiếu sáng: Áp dụng phương pháp suất phụ tải trên một đơn vị diện tích ($P_0$, đơn vị $\text{W/m}^2$) với công thức $P_{\text{ttcs}} = P_0 \times F$. Số liệu tra cứu dựa trên bảng phụ lục I.2 sách Thiết kế Cung Cấp Điện (tác giả Ngô Hồng Quang, Vũ Văn Tẩm).
- Phương pháp xác định tâm phụ tải: Xác định tọa độ trọng tâm hình học kết hợp công suất theo công thức $X = \frac{\sum P_{\text{đm}i} \cdot x_i}{\sum P_{\text{đm}i}}$ và $Y = \frac{\sum P_{\text{đm}i} \cdot y_i}{\sum P_{\text{đm}i}}$, cùng bán kính phân bố $R = \sqrt{P_{\text{ttđm}} / (\pi \cdot m)}$ với mật độ công suất giả định $m = 2\text{ kW/m}^2$.
- Phương pháp tính chọn dây dẫn và cáp điện: Dây dẫn được lựa chọn theo điều kiện phát nóng cho phép ($I_{\text{cp}} \ge I_{\text{tt}} / K$), trong đó $K$ là tích phân của các hệ số hiệu chỉnh lắp đặt ($K_1$ đến $K_7$) tra cứu theo Giáo trình Cung cấp điện (tác giả PGS. TS. Quyền Huy Ánh).
- Phương pháp kiểm tra tổn thất điện áp: Sử dụng công thức tổn thất điện áp $\Delta U% = \frac{\sum (P_i \cdot r_{0i} \cdot l_i + Q_i \cdot x_{0i} \cdot l_i)}{U_{\text{đm}}^2} \times 100%$ đối với mạng hạ áp, kiểm soát dưới ngưỡng giới hạn $\Delta U% \le 5%$.
- Phương pháp tính toán ngắn mạch và chọn khí cụ điện: Thiết lập sơ đồ thay thế trở kháng với nguồn công suất ngắn mạch vô cùng lớn $S_{\text{sc}} = 500\text{ MVA}$, quy đổi điện trở và điện kháng của hệ thống ($R_{\text{up}}, X_{\text{up}}$), máy biến áp ($R_T, X_T$) và thiết bị đóng cắt ($R_{\text{cb}}, X_{\text{cb}}$) để xác định tổng trở ngắn mạch $Z_0$ và dòng ngắn mạch đối xứng $I_N^{(3)} = U_{\text{đm}} / (\sqrt{3} \times Z_0)$.
- Nguồn dữ liệu: Thông số kỹ thuật từ nhà sản xuất cáp điện CADIVI, máy biến áp THIBIDI, thiết bị đóng cắt bảo vệ Schneider Electric và SINO, kết hợp các bảng tra tiêu chuẩn trong giáo trình của Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM.
Nội dung chính theo từng chương
CHƯƠNG 1: TÍNH TOÁN PHỤ TẢI CHO PHÂN XƯỞNG
Chương 1 tiến hành khảo sát thông số mặt bằng, phân nhóm 37 động cơ, tính toán công suất phụ tải động lực, phụ tải chiếu sáng, xác định tâm phụ tải và chọn máy biến áp cấp nguồn.
Phụ tải phân xưởng được chia thành 4 nhóm độc lập nhằm giảm thiểu chiều dài đi dây, tránh chồng chéo tuyến cáp và tạo tính tương thích cho các thiết bị đóng cắt:
| Nhóm phụ tải |
Số lượng thiết bị |
Tổng công suất định mức $P_{\text{đm}}$ (kW) |
Hệ số đồng thời $K_{\text{đt}}$ |
Công suất tính toán của nhóm $S_{\text{tt}}$ (kVA) |
| Nhóm 1 |
10 |
70,0 |
0,8 |
99,59 |
| Nhóm 2 |
6 |
72,0 |
0,8 |
84,28 |
| Nhóm 3 |
5 |
41,0 |
0,8 |
56,62 |
| Nhóm 4 |
8 |
82,0 |
0,8 |
111,94 |
| Tổng phụ tải động lực |
37 động cơ |
265,0 |
0,8 |
193,17 |
Tính toán phụ tải chiếu sáng:
- Nhà kho ($F_{\text{kho}} = 36\text{ m}^2$, $P_0 = 10\text{ W/m}^2$): $P_{\text{ttcs(kho)}} = 360\text{ W}$.
- Phòng KCS ($F_{\text{KCS}} = 48\text{ m}^2$, $P_0 = 20\text{ W/m}^2$): $P_{\text{ttcs(KCS)}} = 960\text{ W}$.
- Xưởng sản xuất ($F_{\text{SX}} = 888\text{ m}^2$, $P_0 = 15\text{ W/m}^2$): $P_{\text{ttcs(SX)}} = 13.320\text{ W}$.
- Tổng công suất chiếu sáng tác dụng: $P_{\text{ttcs}} = 14.640\text{ W} = 14,64\text{ kW}$.
- Với $\cos\varphi_{\text{cs}} = 0,9$, công suất biểu kiến chiếu sáng là $S_{\text{ttcs}} = 16,266\text{ kVA}$.
Lựa chọn máy biến áp:
- Công suất biểu kiến toàn xưởng có dự phòng $20%$ phát triển từ 3–10 năm:
$$S_{\text{đmMBA}} \ge (S_{\text{tt(động lực)}} + S_{\text{ttCS}}) \times 1,2 = (193,17 + 16,27) \times 1,2 = 251,3\text{ kVA}$$
- Nhóm tác giả lựa chọn máy biến áp 3 pha của hãng THIBIDI sản xuất tại Việt Nam với dung lượng $250\text{ kVA}$, cấp điện áp $22 \pm 2 \times 2,4% / 0,4\text{ kV}$, tổn hao không tải $P_0 \le 125\text{ W}$, tổn hao ngắn mạch ở $75^\circ\text{C}$ là $P_k \le 2.600\text{ W}$, dòng điện không tải $I_0% \le 2$, điện áp ngắn mạch $U_k% = 4\text{–}6%$, khối lượng dầu $330\text{ kg}$.
Tọa độ tâm phụ tải và bố trí tủ điện:
- Tọa độ tâm phụ tải toàn phân xưởng được xác định tại vị trí trục hoành $X = 20,64\text{ m}$ (trên tổng chiều dài nhà xưởng $54\text{m}$).
- Vị trí đặt trạm biến áp, tủ phân phối chính (MDB) và các tủ động lực (DB1, DB2, DB3, DB4) được lựa chọn gần tâm phụ tải tính toán nhất, kết hợp các yêu cầu thực tế về thông gió, an toàn lối đi, thẩm mỹ và thuận tiện bảo dưỡng.
CHƯƠNG 2: TÍNH CHỌN PHƯƠNG ÁN ĐI DÂY CHO PHÂN XƯỞNG
Chương 2 phân tích kỹ thuật các mô hình cấu trúc lưới hạ áp:
- Sơ đồ hình tia: Cung cấp độ tin cậy cấp điện cao, thao tác vận hành và cô lập sự cố độc lập, dễ lắp đặt nhưng vốn đầu tư cáp cao. Phù hợp cho các phụ tải tập trung công suất lớn (phụ tải loại 1, loại 2).
- Sơ đồ phân nhánh: Chi phí xây dựng thấp, giảm số lượng tuyến dây xuất phát từ nguồn nhưng độ tin cậy thấp, khó bảo trì, sụt áp tích lũy ở cuối tuyến. Thích hợp cho phụ tải nhỏ, phân tán (loại 2, loại 3).
- Sơ đồ hình tia kết hợp phân nhánh: Kết hợp ưu thế linh hoạt, cho phép cô lập từng nhánh mà không làm gián đoạn toàn bộ hệ thống.
Phương án thiết kế cụ thể cho phân xưởng:
- Tuyến cáp nguồn từ trạm biến áp về tủ phân phối chính (MDB): Đi ngầm trong hào cáp cách mặt đất $50\text{ cm}$, đặt trong ống nhựa cứng PVC chuyên dụng.
- Tuyến từ tủ phân phối chính (MDB) đến 4 tủ động lực (DB1, DB2, DB3, DB4) và tủ chiếu sáng (LDB): Áp dụng sơ đồ hình tia, lắp đặt cáp 4 ruột đi nổi trên máng cáp treo.
- Tuyến từ các tủ động lực đến từng động cơ: Toàn bộ cáp được luồn trong ống bảo vệ PVC chôn ngầm dưới nền bê tông cách mặt đất $40\text{ cm}$ để đảm bảo an toàn cơ học và mỹ quan công nghiệp.
CHƯƠNG 3: TÍNH CHỌN DÂY DẪN VÀ KHÍ CỤ ĐIỆN BẢO VỆ
Chương 3 triển khai tính toán chi tiết việc lựa chọn cáp dẫn điện, kiểm tra sụt áp, phân tích ngắn mạch và chọn danh mục khí cụ đóng cắt bảo vệ.
- Tính chọn cáp dẫn điện:
- Tuyến nguồn từ TBA về MDB ($l = 18\text{ m}$): Chọn cáp đồng CADIVI loại CV $3\times 4\times 1\text{C}\times 185\text{ mm}^2$/Cu/XLPE/PVC ($660\text{V}$), dòng cho phép $I_{\text{cp}} = 405\text{ A}$.
- Tuyến từ MDB đến các tủ động lực: Chọn cáp đồng CV đi trên máng cáp với các hệ số hiệu chỉnh $K_1 = 1, K_2 = 0,8, K_3 = 0,95$.
- Tuyến từ tủ động lực đến các động cơ: Chọn cáp đồng bọc PVC loại CVV (4 ruột: 3 pha + 1 trung tính) do CADIVI sản xuất, đặt ngầm trong ống PVC ($K_4=0,8, K_5=1, K_6=1, K_7=0,95 \rightarrow K = 0,76$).
- Tiết diện cáp cung cấp cho 37 động cơ được xác định từ CVV $4\times 2\text{ mm}^2$ (cho động cơ công suất nhỏ như 1A, 1B, 1C, 8A, 8B có $I_{\text{tt}} \approx 1,52\text{–}1,73\text{ A}$), CVV $4\times 2,5\text{ mm}^2$, CVV $4\times 4\text{ mm}^2$, CVV $4\times 6\text{ mm}^2$ đến CVV $4\times 8\text{ mm}^2$ (cho các động cơ lớn như 2A, 2B, 2C, 2D, 12A có dòng $I_{\text{tt}} \approx 27,8\text{–}28,4\text{ A}$).
- Kiểm tra tổn thất điện áp trên tuyến xa nhất:
- Tuyến TBA $\rightarrow$ Tủ phân phối chính MDB ($l = 18\text{ m}$): $\Delta U_{\text{TBA-MDB}}% = 0,16%$.
- Tuyến MDB $\rightarrow$ Tủ động lực nhóm 4 DB4 ($l = 51\text{ m}$, cáp CV $50\text{ mm}^2$, $I_{\text{tt}} = 135,15\text{ A}$): $\Delta U_{\text{MDB-DB4}}% = 0,54%$.
- Tuyến DB4 $\rightarrow$ Động cơ 9A ($l = 20,02\text{ m}$, $P_{\text{đm}} = 12\text{ kW}$, cáp CVV $4\times 4\text{ mm}^2$): $\Delta U_{\text{DB4-9A}}% = 0,06%$.
- Tổng tổn thất điện áp từ trạm biến áp đến phụ tải xa nhất:
$$\Delta U_{\sum}% = 0,16% + 0,54% + 0,06% = 0,76% \le 5%$$
Kết quả thỏa mãn tiêu chuẩn cho phép.
- Tính toán ngắn mạch và chọn thiết bị đóng cắt (CB):
- Trở kháng nguồn lưới tại cấp $380\text{ V}$ ($S_{\text{sc}} = 500\text{ MVA}$): $Z_{\text{up}} = 0,28\text{ m}\Omega$ ($R_{\text{up}} = 0,056\text{ m}\Omega, X_{\text{up}} = 0,27\text{ m}\Omega$).
- Trở kháng máy biến áp $250\text{ kVA}$: $Z_T = X_T = 23,1\text{ m}\Omega, R_T = 4,62\text{ m}\Omega$.
- Dòng ngắn mạch ba pha tại điểm đặt tủ phân phối chính MDB:
$$Z_0 = \sqrt{4,676^2 + 23,52^2} = 23,98\text{ m}\Omega \longrightarrow I_N^{(3)} = \frac{380}{\sqrt{3} \times 23,98} = 9,1\text{ kA}$$
- Dòng ngắn mạch ba pha tại điểm đặt tủ động lực xa nhất (DB4): $I_{N(\text{DB4})}^{(3)} = 5,3\text{ kA}$.
Danh mục thiết bị đóng cắt lựa chọn trong hệ thống:
| Vị trí lắp đặt |
Chủng loại / Mã hiệu |
Hãng sản xuất |
Số cực / $U_{\text{đm}}$ |
Dòng định mức $I_n$ (A) |
Khả năng cắt $I_{\text{cu}}$ (kA) |
| MCCB tổng tủ MDB |
EasyPact CVS400F (LV540309) |
Schneider Electric |
4P / 415V |
400 |
36 |
| MCCB nhánh cấp DB1, DB2 |
EZC250F3125 |
Schneider Electric |
3P / 415V |
125 |
18 |
| MCCB nhánh cấp DB3 |
EZC100F3080 |
Schneider Electric |
3P / 415V |
80 |
10 |
| MCCB tổng tại tủ DB1, DB2 |
SBE203b/125 |
SINO |
3P / 415V |
125 |
30 |
| MCCB tổng tại tủ DB3 |
SBE103b/75 |
SINO |
3P / 415V |
75 |
22 |
| MCCB tổng tại tủ DB4 |
SBE203B/200 |
SINO |
3P / 415V |
200 |
30 |
| CB bảo vệ động cơ nhỏ (1A, 1B) |
SBE63B/10, SBE63B/20 |
SINO |
3P / 380V |
10 – 20 |
18 |
| CB bảo vệ động cơ lớn (6B, 4C) |
SBE63B/40 |
SINO |
3P / 380V |
40 |
18 |
Kết quả và đóng góp
Đồ án đã hoàn thành bản thiết kế kỹ thuật cung cấp điện cho phân xưởng cơ khí với các kết quả cụ thể:
- Xác lập hệ thống phụ tải: Tổng công suất đặt động lực $265\text{ kW}$ (37 động cơ), công suất tính toán động lực sau đồng thời $193,17\text{ kVA}$, kết hợp phụ tải chiếu sáng $16,266\text{ kVA}$ trên diện tích sàn $972\text{ m}^2$.
- Lựa chọn nguồn cấp: Xác định máy biến áp THIBIDI 3 pha $250\text{ kVA}$ ($22/0,4\text{ kV}$) đảm bảo dự phòng $20%$ công suất cho phân xưởng trong 3–10 năm tới.
- Tối ưu hóa phân phối: Phân chia thành 4 nhóm phụ tải và định vị tâm phụ tải toàn xưởng tại hoành độ $X = 20,64\text{ m}$, giúp tối thiểu hóa chiều dài đường cáp và giảm tổn hao công suất.
- Đảm bảo chất lượng điện áp: Tuyến đường dây xa nhất từ TBA đến động cơ 9A có tổng sụt áp chỉ $0,76%$, thấp hơn nhiều so với giới hạn cho phép ($5%$).
- Độ an toàn ngắn mạch: Tính toán dòng ngắn mạch lớn nhất tại tủ chính là $9,1\text{ kA}$ và tủ nhánh là $5,3\text{ kA}$, từ đó trang bị thiết bị cắt bảo vệ Schneider và SINO có khả năng cắt $I_{\text{cu}}$ từ $18\text{ kA}$ đến $36\text{ kA}$, đảm bảo độ bền điện và cơ khi xảy ra sự cố.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
Dựa trên phạm vi thực tế được trình bày trong đồ án:
- Hạn chế về dữ liệu đồ thị phụ tải: Do đồ án không có số liệu đo đạc đồ thị phụ tải thực tế 24 giờ của các máy công cụ, việc chọn dung lượng máy biến áp phải dựa vào phương pháp công suất tính toán kết hợp hệ số đồng thời giả định ($K_{\text{đt}} = 0,8$), chưa áp dụng được phương pháp công suất đẳng trị hay phương pháp quá tải 3%.
- Phạm vi tính toán bảo vệ: Thiết kế tập trung vào việc tính chọn cáp và khí cụ đóng cắt hạ áp, chưa đi sâu vào việc tính toán chi tiết hệ thống nối đất an toàn, hệ thống chống sét cho nhà xưởng mái tôn, và chưa tích hợp hệ thống tụ bù nâng cao hệ số công suất phản kháng $\cos\varphi$ tại các thanh cái tủ động lực.
- Hướng mở rộng: Bổ sung phương án bù công suất phản kháng tự động theo từng cấp tủ; thiết kế mạng lưới tiếp địa an toàn và đo đạc biểu đồ phụ tải theo giờ sản xuất thực tế khi xưởng đi vào vận hành.
Giá trị tham khảo
Đồ án là tài liệu tham khảo kỹ thuật cho:
- Sinh viên chuyên ngành Kỹ thuật Điện, Kỹ thuật Hệ thống Điện, Cung cấp điện và Điện công nghiệp tại các trường đại học, cao đẳng kỹ thuật làm đồ án môn học hoặc khóa luận tốt nghiệp.
- Kỹ sư thiết kế điện công trình tham khảo quy trình tính toán mạng điện hạ áp nhà xưởng quy mô vừa và nhỏ ($< 1.000\text{ m}^2$).
- Các phần có giá trị tham khảo cao: Phương pháp xác định tâm phụ tải hình học, bảng tra hệ số điều chỉnh môi trường theo giáo trình ĐH Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM, quy trình tính toán ngắn mạch mạng hạ thế và phối hợp lựa chọn thông số kỹ thuật giữa các cấp bảo vệ MCCB/MCB của hãng Schneider Electric và SINO.
Câu hỏi thường gặp
1. Phân xưởng cơ khí trong đồ án có quy mô diện tích và chế độ vận hành như thế nào?
Phân xưởng có dạng hình chữ nhật với kích thước $54\text{m} \times 18\text{m} \times 7\text{m}$ (diện tích $972\text{ m}^2$), gồm khu sản xuất $888\text{ m}^2$, phòng kho $36\text{ m}^2$ và phòng KCS $48\text{ m}^2$. Xưởng làm việc 2 ca/ngày (Ca 1: 06:00–14:00; Ca 2: 14:00–22:00), nhiệt độ môi trường trung bình $30^\circ\text{C}$.
2. Tổng công suất chiếu sáng và phụ tải tính toán của toàn bộ phân xưởng là bao nhiêu?
Tổng công suất tác dụng chiếu sáng toàn xưởng là $14.640\text{ W}$ ($14,64\text{ kW}$), tương đương công suất biểu kiến $S_{\text{ttcs}} = 16,266\text{ kVA}$ ($\cos\varphi = 0,9$). Phụ tải động lực tính toán của 37 động cơ (sau khi nhân hệ số đồng thời $K_{\text{đt}} = 0,8$) là $193,17\text{ kVA}$.
3. Máy biến áp được nhóm tác giả lựa chọn có các thông số kỹ thuật chính nào?
Đồ án chọn máy biến áp 3 pha THIBIDI $250\text{ kVA}$, cấp điện áp $22 \pm 2 \times 2,4% / 0,4\text{ kV}$, tổn hao không tải $P_0 \le 125\text{ W}$, tổn hao ngắn mạch $P_k \le 2.600\text{ W}$ ở $75^\circ\text{C}$, dòng không tải $I_0% \le 2$, điện áp ngắn mạch $U_k% = 4\text{–}6%$, khối lượng dầu $330\text{ kg}$.
4. Tuyến đường dây từ trạm biến áp đến tủ phân phối chính và từ tủ động lực đến động cơ được thiết kế đi dây như thế nào?
Tuyến từ TBA đến tủ chính MDB sử dụng cáp đồng CADIVI CV $3\times 4\times 1\text{C}\times 185\text{ mm}^2$ đặt trong ống nhựa PVC chôn ngầm cách mặt đất $50\text{ cm}$. Tuyến từ các tủ động lực DB đến từng động cơ sử dụng cáp đồng CADIVI CVV luồn trong ống PVC chôn ngầm dưới đất cách mặt sàn $40\text{ cm}$.
5. Kết quả kiểm tra tổn thất điện áp và tính toán dòng ngắn mạch tại tủ phân phối chính (MDB) đạt giá trị bao nhiêu?
Tổng tổn thất điện áp trên tuyến xa nhất từ trạm biến áp qua tủ MDB, tủ DB4 đến động cơ 9A là $\Delta U_{\sum}% = 0,76%$ (thỏa mãn yêu cầu $\le 5%$). Dòng ngắn mạch ba pha đối xứng tại điểm đặt tủ MDB là $I_N^{(3)} = 9,1\text{ kA}$, được bảo vệ bằng aptomat tổng MCCB EasyPact CVS400F của Schneider Electric ($I_n = 400\text{ A}, I_{\text{cu}} = 36\text{ kA}$).
Kết luận
Đồ án môn học "Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng cơ khí" của nhóm sinh viên Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM đã giải quyết bài toán thiết kế mạng điện hạ thế hoàn chỉnh cho cơ sở sản xuất quy mô $972\text{ m}^2$. Bằng việc áp dụng các phương pháp tính toán phụ tải, xác định tâm phụ tải và phân tích ngắn mạch mạng điện, đồ án đã đưa ra giải pháp lựa chọn trạm biến áp $250\text{ kVA}$, sơ đồ đi dây kết hợp máng cáp và ống ngầm, cùng cấu hình thiết bị đóng cắt bảo vệ của Schneider Electric và SINO. Bản thiết kế đảm bảo các tiêu chuẩn về an toàn đóng cắt, giới hạn sụt áp dưới $1%$ và đáp ứng khả năng dự phòng mở rộng phụ tải trong tương lai.
