Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong các cơ sở sản xuất công nghiệp, mạng lưới cung cấp điện giữ vai trò quyết định đến tính liên tục, an toàn và hiệu quả kinh tế của dây chuyền công nghệ. Đề tài "Thiết Kế Hệ Thống Cung Cấp Điện Cho Phân Xưởng Dụng Cụ Và Nhà Máy Cơ Khí Long Thành" được thực hiện trong bối cảnh công nghiệp hóa gắn liền với định hướng phát triển ngành Điện lực ("Điện khí hóa phải đi trước một bước"). Nhà máy Cơ khí Long Thành là một tổ hợp cơ khí gồm nhiều phân xưởng chuyên biệt với các yêu cầu nghiêm ngặt về độ tin cậy cung cấp điện và chất lượng điện áp.

Nhiệm vụ nghiên cứu và tính toán kỹ thuật của đồ án bao gồm:

  1. Xác định phụ tải tính toán cho Phân xưởng dụng cụ và toàn bộ Nhà máy Cơ khí Long Thành.
  2. Thiết kế mạng điện hạ áp cho phân xưởng dụng cụ (phân nhóm máy, lựa chọn sơ đồ cấp điện, tính chọn thiết bị bảo vệ và dây dẫn).
  3. Lựa chọn phương án và thiết kế mạng điện cấp nguồn toàn nhà máy (xác định tâm phụ tải, lựa chọn số lượng và dung lượng máy biến áp, so sánh chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật).
  4. Tính toán ngắn mạch và kiểm tra thiết bị điện (theo đề cương nhiệm vụ).
  5. Thiết kế hệ thống bảo vệ (rơle, chống quá điện áp lan truyền) và hệ thống đo lường cho trạm biến áp.
  6. Thiết lập các bản vẽ kỹ thuật A0 và A3: sơ đồ mặt bằng đi dây phân xưởng và nhà máy, sơ đồ nguyên lý cung cấp điện nhà máy, sơ đồ đo lường và bảo vệ trạm biến áp.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Hệ thống cung cấp điện trung áp (22 kV) và hạ áp (0,38/0,22 kV) phục vụ phụ tải động lực công nghiệp và phụ tải chiếu sáng.
  • Phạm vi không gian: Mặt bằng toàn bộ Nhà máy Cơ khí Long Thành có tổng diện tích $34.606 \text{ m}^2$ (trong đó diện tích các phân xưởng là $9.269 \text{ m}^2$, diện tích sân bãi và đường giao thông là $25.337 \text{ m}^2$) và Phân xưởng dụng cụ có diện tích sàn $1.525 \text{ m}^2$ (kích thước tính toán thực tế $1.598 \text{ m}^2$).
  • Phạm vi kỹ thuật và thông số đầu vào: Nguồn điện nhận từ lưới phân phối 22 kV; công suất ngắn mạch tại điểm đấu nối $S_N = 400 \text{ MVA}$, tỷ số $R_q/X_q = 0,1$; thời gian sử dụng công suất cực đại $T_{\max} = 5500 \text{ h/năm}$; đơn giá tổn thất điện năng $C_\Delta = 1555 \text{ đồng/kWh}$; độ sụt áp cho phép trong mạng hạ áp $\Delta U_{cp} = 5%$; hệ số dự phòng công suất phát triển $10%$; máy biến áp do Việt Nam chế tạo.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khóa luận áp dụng các quy chuẩn, quy phạm trang bị điện và giáo trình chuyên ngành kỹ thuật điện tại Việt Nam, bao gồm: "Hệ thống cung cấp điện" (Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên) và "Giáo trình hệ thống cung cấp điện của xí nghiệp công nghiệp, đô thị và nhà cao tầng" (Nguyễn Công Hiền).

Về phương pháp tính toán phụ tải điện, tác giả khảo sát và so sánh bốn phương pháp:

  1. Phương pháp theo công suất đặt và hệ số nhu cầu ($K_{nc}$): Tính toán nhanh nhưng hệ số tra cứu kém chính xác khi quy mô nhóm máy thay đổi.
  2. Phương pháp theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất ($P_0$): Phù hợp cho giai đoạn thiết kế sơ bộ hoặc tính phụ tải chiếu sáng, hành chính, diện tích phụ trợ.
  3. Phương pháp theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm ($W_0$): Áp dụng cho các thiết bị có đồ thị phụ tải ổn định (quạt gió, bơm nước).
  4. Phương pháp theo hệ số cực đại ($K_{\max}$) và công suất trung bình ($P_{tb}$) kết hợp số thiết bị dùng điện có hiệu quả ($n_{hq}$): Phương pháp được tác giả chọn để tính phụ tải động lực vì phản ánh chính xác số lượng máy trong nhóm, tỷ lệ công suất của các máy lớn nhất và chế độ làm việc thực tế.

Đối với bài toán so sánh phương án trạm biến áp, tác giả sử dụng phương pháp so sánh kinh tế - kỹ thuật theo hàm chi phí tính toán quy đổi hàng năm: $$C_{tt} = (K_{vh} + K_{tc}) \cdot V + C$$ Trong đó: $K_{vh} = 0,1$ (hệ số khấu hao vận hành); $K_{tc} = 0,2$ (hệ số tiêu chuẩn thu hồi vốn, ứng với $T_{đm} = 5 \text{ năm}$); $V$ là tổng vốn đầu tư thiết bị (máy biến áp, máy cắt trung áp); $C$ là chi phí tổn thất điện năng hàng năm ($C = \Delta A \cdot C_\Delta$).

Nguồn dữ liệu tính toán bao gồm: bảng thống kê 23 thiết bị động lực của Phân xưởng dụng cụ; bảng công suất định mức của 8 phân xưởng/khu chức năng thuộc Nhà máy Cơ khí Long Thành; bản đồ mặt bằng tỷ lệ 1/1000; catalogue kỹ thuật của Công ty Cổ phần Thiết bị điện Đông Anh, Tập đoàn ABB, Schneider Electric và 3C Electric Việt Nam.

Thiết kế kỹ thuật và tính toán hệ thống

Quy chuẩn phân nhóm và quy đổi phụ tải phân xưởng

Toàn bộ 23 thiết bị máy công cụ tại Phân xưởng dụng cụ được phân chia thành 3 nhóm độc lập dựa trên 5 nguyên tắc: thiết bị gần nhau được gom vào một nhóm ($\le 8-9$ máy); đi dây không chồng chéo, góc lượn $\ge 120^\circ$, mỗi mạch uốn không quá 2 lần; điểm đấu nối thống nhất; chế độ làm việc tương đồng; công suất các nhóm cân bằng.

Quy đổi thiết bị đặc thù:

  • Máy hàn 1 pha ($13 \text{ kW}$, điện áp 380 V, hệ số tiếp điện $\varepsilon_{đm} = 40%$) được quy đổi về công suất định mức dài hạn 3 pha tương đương: $P'{đm} = P{đm} \cdot \sqrt{\varepsilon_{đm}} = 13 \cdot \sqrt{0,4} = 8,22 \text{ kW}$. Độ mất cân bằng pha $\Delta P_{kcb}/P_{3pha} = 6,41 / 68,3 = 0,094 < 15%$, thỏa mãn điều kiện quy đổi trực tiếp.
  • Quạt cây công nghiệp 1 pha ($2,2 \text{ kW}, 220 \text{ V}$) được kiểm tra phân bố pha và tính toán dòng tải theo điện áp định mức một pha.

Cấu trúc mạng điện và lựa chọn thiết bị hạ áp

Phân xưởng sử dụng cấu trúc mạng hình tia: nguồn từ trạm biến áp dẫn qua cáp ngầm về 1 tủ phân phối trung gian, từ đó cấp nguồn riêng biệt đến 3 tủ động lực của 3 nhóm máy và 1 đường dây chiếu sáng.

Điều kiện chọn và kiểm tra thiết bị hạ áp ($0,38 \text{ kV}$):

  • Aptomat: Chọn theo điều kiện điện áp định mức $U_{đm.ATM} \ge U_{đm.mạng}$ và dòng định mức $I_{đm.ATM} \ge I_{lv\max}$.
  • Cáp dẫn: Chọn theo dòng phát nóng lâu dài cho phép có hiệu chỉnh môi trường và phương thức đặt cáp: $$I_{cp1} \ge \frac{I_{lv\max}}{K_1 K_2 K_3}, \quad I_{cp2} \ge \frac{I_{kđ.nhiệt}}{1,5 \cdot K_1 K_2 K_3}$$ Trong đó: $K_1 = 0,95$; $K_2 = 1$; $K_3 = 1$ (với phụ tải dài hạn); $I_{kđ.nhiệt} = 1,25 \cdot I_{đm.ATM}$.
  • Thanh cái tủ điện: Chọn thanh đồng phẳng theo dòng làm việc cực đại có xét hệ số hiệu chỉnh tư thế đặt nằm/đứng ($K_3 = 0,95$) và nhiệt độ môi trường.

Định vị trạm biến áp và cấu trúc lưới trung áp

  • Lưới ngoài nhà máy: Sử dụng 2 đường dây trên không độc lập cấp điện áp 22 kV từ 2 nguồn trạm khu vực, vận hành song song mang tải để đảm bảo cấp điện liên tục khi có sự cố 1 tuyến.
  • Tâm phụ tải nhà máy: Dựa trên tọa độ hình học $(x_i, y_i)$ và công suất tác dụng $P_{tti}$ của 8 phân xưởng, tọa độ lý thuyết được xác định và điều chỉnh sang tọa độ thực tế $(X = 14,4 \text{ cm}; Y = 10,62 \text{ cm})$ trên bản đồ $1/1000$ nhằm tránh vị trí lòng đường giao thông nội bộ.
  • Máy cắt trung áp đầu vào: Máy cắt hợp bộ 24 kV loại 24GI-E25 (Schneider Electric), dòng định mức $630 \text{ A}$, dòng cắt ngắn mạch $I_N = 25 \text{ kA}$, điện áp chịu xung sét $150 \text{ kV}$, đáp ứng dòng làm việc cưỡng bức $I_{lv\max} = 53,48 \text{ A}$.

Nội dung chính theo từng chương

Phần I: Xác định phụ tải tính toán phân xưởng cơ khí và nhà máy cơ khí

Chương này trình bày các bước tính toán chi tiết phụ tải động lực và phụ tải chiếu sáng cho từng nhóm thiết bị, phân xưởng và toàn bộ mặt bằng nhà máy.

Nhóm / Khu vực Số lượng máy / Diện tích $P_{tt}$ (kW) $Q_{tt}$ (kVAr) $S_{tt}$ (kVA) $I_{tt}$ (A) $\cos\varphi_{tb}$ Thiết bị & Cáp tiêu biểu
Nhóm I (PX dụng cụ) 7 máy ($P_{đm} = 41,2 \text{ kW}$) 18,44 20,42 27,52 41,81 0,67 ATM nhóm 75A; Cáp 4G6, 4G1,5; Thanh cái đồng $30\times 3 \text{ mm}$
Nhóm II (PX dụng cụ) 7 máy ($P_{đm} = 53,7 \text{ kW}$) 22,23 25,33 33,77 51,30 0,66 ATM nhóm 75A; Cáp 4G4, 4G6, 2x1,5; Thanh cái đồng $30\times 3 \text{ mm}$
Nhóm III (PX dụng cụ) 9 máy ($P_{đm} = 64,72 \text{ kW}$) 27,86 28,42 39,80 60,46 0,70 ATM nhóm 125A; Cáp 4G4, 4G16, 2x6; Thanh cái đồng $30\times 4 \text{ mm}$
Tổng động lực PX 23 máy 68,53 74,17 101,09 153,57 - -
Chiếu sáng PX dụng cụ $F = 1598 \text{ m}^2$, $P_0 = 15 \text{ W/m}^2$ 23,97 - - 36,41 1,00 Aptomat bảo vệ chiếu sáng
Tổng hợp PX dụng cụ Hệ số đồng thời $k_{đt} = 0,8$ 74,00 59,33 - 144,10 - ATM tổng EA203-G (160A, 25kA)

Đối với quy mô toàn nhà máy, tác giả tính toán phụ tải chiếu sáng cho diện tích sân bãi, đường đi ($F = 25.337 \text{ m}^2$, $P_0 = 1 \text{ W/m}^2 \rightarrow P_{cs} = 25,337 \text{ kW}$) và Khu hành chính ($F = 1.026 \text{ m}^2$, $P_0 = 85 \text{ W/m}^2$, $\cos\varphi = 0,85 \rightarrow P_{tt} = 87,21 \text{ kW}, Q_{tt} = 53,98 \text{ kVAr}$).

Tổng hợp phụ tải toàn Nhà máy Cơ khí Long Thành (áp dụng hệ số đồng thời $k_{đt} = 0,8$ và hệ số phát triển $k_{pt} = 1,1$):

  • Công suất tác dụng tính toán: $P_{tt.nm} = 0,8 \cdot (240 + 300 + 120 + 450 + 200 + 400 + 68,53 + 87,21 + 25,337) = 1663,51 \text{ kW}$.
  • Công suất phản kháng tính toán: $Q_{tt.nm} = 0,8 \cdot (160 + 220 + 90 + 300 + 150 + 290 + 74,17 + 53,98) = 1177,57 \text{ kVAr}$.
  • Công suất toàn phần tính toán: $S_{tt.nm} = \sqrt{1663,51^2 + 1177,57^2} = 2038,12 \text{ kVA}$.
  • Hệ số công suất tự nhiên toàn nhà máy: $\cos\varphi_{nm} = 1663,51 / 2038,12 = 0,81$.

Phần II: Thiết kế mạng cung cấp cho phân xưởng

Chương này tập trung phân tích và lựa chọn thiết bị cho mạng điện hạ áp phân xưởng:

  • Lựa chọn sơ đồ nối dây: So sánh sơ đồ hình tia, sơ đồ phân nhánh và sơ đồ dẫn sâu. Tác giả lựa chọn sơ đồ hình tia do ưu thế nổi bật về tính độc lập giữa các nhóm máy, độ tin cậy cung cấp điện cao, sơ đồ mạch rõ ràng, thuận tiện cho việc đặt bảo vệ tự động và sửa chữa vận hành.
  • Thiết kế tủ điện phân phối và tủ động lực: Sử dụng tủ điện công nghiệp cánh phẳng của hãng 3C Electric Việt Nam (kích thước $1000 \times 600 \times 250 \text{ mm}$).
  • Chọn cáp nguồn phân phối: Tuyến từ tủ phân phối đến tủ động lực nhóm I dùng cáp đồng 4 lõi cách điện cao su RUBBER-ICEA loại 4G6 ($I_{cp} = 66 \text{ A} > I_{cp1} = 44,01 \text{ A}$); nhóm II dùng cáp 4G6 ($I_{cp} = 66 \text{ A} > I_{cp1} = 54 \text{ A}$); nhóm III dùng cáp 4G16 ($I_{cp} = 113 \text{ A} > I_{cp1} = 63,6 \text{ A}$).
  • Aptomat phân phối: Chọn aptomat tổng phân xưởng EA203-G ($I_{đm} = 160 \text{ A}, U_{đm} = 380 \text{ V}, I_N = 25 \text{ kA}$); các aptomat nhánh cấp cho 3 nhóm lần lượt là EA103-G loại 50A, 60A và 100A.

Phần III: Thiết kế mạng cung cấp điện cho toàn nhà máy cơ khí Long Thành

Nội dung chương giải quyết bài toán lựa chọn cấp điện áp, phân loại hộ phụ tải và so sánh phương án kinh tế - kỹ thuật cho trạm biến áp trung tâm:

  • Phân loại hộ tiêu thụ: Phân xưởng cơ điện và phân xưởng tôi luyện thuộc hộ phụ tải loại 1 ($S_{pt1} = 1291,38 \text{ kVA}$); các phân xưởng còn lại và khu hành chính thuộc hộ loại 2. Tỷ lệ phụ tải loại 2 chiếm đa số ($63,36%$), toàn bộ nhà máy được xếp loại hộ phụ tải loại 2 có yêu cầu cao về độ liên tục cấp điện.
  • Xây dựng hai phương án trạm biến áp:
    • Điều kiện làm việc bình thường: $\sum S_{đm.BA} \ge S_{tt.nm} = 2038,12 \text{ kVA}$.
    • Điều kiện sự cố quá tải ($K_{qt} = 1,4$): $K_{qt}(n-1)S_{đm.BA} \ge S_{tt.sựcố} = 729,76 \text{ kVA}$.
    • Phương án 1: Đặt 2 máy biến áp $1250 \text{ kVA} - 22/0,4 \text{ kV}$ do Công ty Thiết bị điện Đông Anh chế tạo ($S_{đm} = 1250 \text{ kVA}, \Delta P_0 = 1,74 \text{ kW}, \Delta P_n = 12,91 \text{ kW}, U_n% = 5,5%, I_0% = 1,2%$, đơn giá 375 triệu đồng/máy).
    • Phương án 2: Đặt 3 máy biến áp $800 \text{ kVA} - 22/0,4 \text{ kV}$ do ABB chế tạo ($S_{đm} = 800 \text{ kVA}, \Delta P_0 = 1,4 \text{ kW}, \Delta P_n = 10,5 \text{ kW}, U_n% = 5%, I_0% = 1,4%$, đơn giá 422 triệu đồng/máy).

Kết quả và đóng góp

Kết quả tính toán và so sánh phương án kinh tế - kỹ thuật

Cả hai phương án máy biến áp đều thỏa mãn điều kiện vận hành kỹ thuật khi có sự cố 1 máy biến áp (Phương án 1: $1,4 \cdot 1250 = 1750 \text{ kVA} > 729,76 \text{ kVA}$; Phương án 2: $1,4 \cdot 2 \cdot 800 = 2240 \text{ kVA} > 729,76 \text{ kVA}$).

Bảng tổng hợp so sánh kinh tế giữa hai phương án:

Thông số so sánh Phương án 1 (2 MBA $\times$ 1250 kVA Đông Anh) Phương án 2 (3 MBA $\times$ 800 kVA ABB) Chênh lệch / Đánh giá
Tổng công suất đặt $2500 \text{ kVA}$ $2400 \text{ kVA}$ Tương đương
Thời gian chịu tổn thất ($\tau$) $4150 \text{ h}$ (với $T_{\max} = 5500 \text{ h}$) $4150 \text{ h}$ (với $T_{\max} = 5500 \text{ h}$) Bằng nhau
Tổn thất điện năng hàng năm ($\Delta A$) $88.657,13 \text{ kWh/năm}$ $115.408,90 \text{ kWh/năm}$ PA1 giảm $26.751,77 \text{ kWh}$
Vốn đầu tư thiết bị chính ($V$) $1.350 \text{ triệu đồng}$ ($2 \times 375\text{tr MBA} + 2 \times 300\text{tr MC}$) $2.166 \text{ triệu đồng}$ ($3 \times 422\text{tr MBA} + 3 \times 300\text{tr MC}$) PA1 tiết kiệm $816 \text{ triệu đồng}$
Chi phí tổn thất điện năng ($C$) $137,86 \text{ triệu đồng/năm}$ ($C_\Delta = 1555 \text{ đ/kWh}$) $179,46 \text{ triệu đồng/năm}$ PA1 thấp hơn $41,60 \text{ triệu đồng/năm}$
Chi phí tính toán quy đổi ($C_{tt}$) $542,86 \text{ triệu đồng/năm}$ $829,26 \text{ triệu đồng/năm}$ Phương án 1 tối ưu vượt trội

Giải pháp kỹ thuật đề xuất

  1. Lựa chọn cấu hình trạm biến áp: Chọn Phương án 1 (2 máy biến áp 1250 kVA của Đông Anh) do tối ưu về cả vốn đầu tư thiết bị đóng cắt/máy biến áp và chi phí tổn thất điện năng hàng năm.
  2. Cấu hình phân phối: Phân xưởng cơ điện, lắp ráp, sửa chữa được cấp nguồn từ MBA 1 ($S_{tt.BA1} = 848 \text{ kVA}$); các phân xưởng tôi luyện, nguội, cơ khí, dụng cụ và khu hành chính được cấp nguồn từ MBA 2 ($S_{tt.BA2} = 988,65 \text{ kVA}$).
  3. Mạng điện phân xưởng: Chuẩn hóa toàn bộ tủ phân phối và tủ động lực 3C Electric, bảo vệ bằng aptomat dòng cắt ngắn mạch cao kết hợp cáp đồng RUBBER-ICEA đi ngầm/máng cáp.

Đóng góp kỹ thuật của đồ án

Tác giả đã hoàn thiện một quy trình thiết kế cung cấp điện hoàn chỉnh cho nhà máy công nghiệp từ cấp máy công cụ hạ áp $380/220 \text{ V}$ đến trạm biến áp trung áp $22/0,4 \text{ kV}$. Các tính toán kết hợp hài hòa giữa cơ sở lý thuyết giải tích ($n_{hq}, K_{\max}$), quy chuẩn thực tế về dịch chuyển tọa độ trạm và bài toán so sánh chi phí quy đổi theo thị trường thiết bị Việt Nam.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế của đồ án: Theo nhận định của tác giả trong lời nói đầu, nguồn tài liệu tham khảo thực tế còn hạn chế. Nội dung văn bản mới dừng lại ở việc tính chọn máy biến áp, máy cắt đầu vào và thiết bị mạng hạ áp phân xưởng; chưa có số liệu tính toán chi tiết dòng ngắn mạch tại các điểm sự cố hạ áp/trung áp, chưa triển khai mạch tính toán bù công suất phản kháng cho hệ thống (hệ số $\cos\varphi_{nm} = 0,81$ còn thấp so với yêu cầu mua bán điện hiện hành) và chưa thuyết minh chi tiết cấu hình rơle số bảo vệ máy biến áp.
  • Hướng phát triển tiếp theo:
    1. Tính toán ngắn mạch 3 pha siêu quá độ ($I''$) và ngắn mạch chạm đất để kiểm tra độ bền điện động, độ bền nhiệt của thanh cái và cáp dẫn đã chọn.
    2. Thiết kế hệ thống tụ bù tĩnh tự động tại thanh cái hạ áp trạm biến áp nhằm nâng hệ số công suất $\cos\varphi$ từ 0,81 lên trên 0,95, giúp giảm thêm dung lượng biến áp và tổn thất công suất.
    3. Thiết kế chi tiết sơ đồ bảo vệ rơle (bảo vệ quá dòng, so lệch, chạm đất) và hệ thống chống sét lan truyền van kết hợp nối đất trạm biến áp.

Giá trị tham khảo

  • Đối tượng tham khảo: Tài liệu hữu ích cho sinh viên ngành Kỹ thuật điện, Hệ thống điện, Thiết bị điện làm đồ án môn học hoặc đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Cung cấp điện; kỹ sư thiết kế hệ thống cơ điện (M&E) nhà máy công nghiệp.
  • Các phần có giá trị ứng dụng cao:
    • Bảng tính phân nhóm phụ tải và quy đổi thiết bị làm việc 1 pha, ngắn hạn lặp lại (máy hàn, quạt) sang chế độ 3 pha dài hạn tương đương.
    • Quy trình tra cứu xác định số thiết bị hiệu quả ($n_{hq}$) và hệ số cực đại ($K_{\max}$).
    • Phương pháp xác định tọa độ tâm phụ tải trên mặt bằng và bài toán so sánh chi phí tính toán quy đổi $C_{tt}$ giữa các phương án máy biến áp và máy cắt hợp bộ.

Câu hỏi thường gặp

1. Vì sao tác giả lựa chọn phương pháp $K_{\max}$ và $P_{tb}$ thay vì phương pháp suất phụ tải diện tích để tính cho phân xưởng dụng cụ?
Phương pháp suất phụ tải diện tích ($P_0$) chỉ cho kết quả gần đúng trong thiết kế sơ bộ. Trong khi đó, phân xưởng dụng cụ tập trung 23 máy công cụ với công suất và chế độ vận hành rất khác nhau (từ máy khoan 2,8 kW đến máy cắt 14 kW, máy hàn ngắn hạn). Phương pháp $K_{\max}$ và $P_{tb}$ dựa trên số thiết bị hiệu quả ($n_{hq}$) và tỷ số công suất máy lớn nhất ($P^, n^$), cho phép phản ánh chính xác hiệu ứng nhiệt cực đại lâu dài để chọn dây dẫn và thiết bị bảo vệ an toàn.

2. Thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại và thiết bị 1 pha được xử lý như thế nào trong đồ án?
Máy hàn 1 pha $13 \text{ kW}$ ($\varepsilon_{đm} = 40%$) được quy đổi về công suất định mức 3 pha dài hạn tương đương $P'{đm} = 13 \cdot \sqrt{0,4} = 8,22 \text{ kW}$. Sau khi kiểm tra tỷ số mất cân bằng công suất pha $\Delta P{kcb}/P_{3pha} = 6,41 / 68,3 \approx 9,4% < 15%$, thiết bị được tính toán gộp trực tiếp vào phụ tải 3 pha của nhóm III mà không gây lệch pha nghiêm trọng.

3. Vị trí trạm biến áp trung tâm được xử lý như thế nào so với kết quả tính toán giải tích?
Tọa độ trung tâm phụ tải lý thuyết tính từ mômen công suất các phân xưởng rơi vào vị trí giữa đường giao thông nội bộ. Tác giả đã dịch chuyển trạm biến áp sang vị trí an toàn tại tọa độ $(X = 14,4 \text{ cm}; Y = 10,62 \text{ cm})$ trên bản đồ tỷ lệ 1/1000 nhằm đảm bảo an toàn vận hành, mỹ quan công nghiệp và thuận tiện cho tuyến cáp ngầm xuất tuyến.

4. Dữ liệu nào chứng minh phương án dùng 2 máy biến áp 1250 kVA tối ưu hơn phương án dùng 3 máy biến áp 800 kVA?
Phương án 1 có tổng tổn thất điện năng là $88.657,13 \text{ kWh/năm}$ (thấp hơn $115.408,90 \text{ kWh/năm}$ của PA2), vốn đầu tư máy biến áp và máy cắt là $1.350 \text{ triệu đồng}$ (thấp hơn $2.166 \text{ triệu đồng}$ của PA2). Hàm chi phí tính toán hàng năm của PA1 là $542,86 \text{ triệu đồng/năm}$, tiết kiệm $286,40 \text{ triệu đồng/năm}$ so với PA2 ($829,26 \text{ triệu đồng/năm}$).

5. Loại máy cắt trung áp nào được chọn cho đầu vào trạm phân phối 22 kV của nhà máy?
Tác giả chọn máy cắt hợp bộ 24 kV ngoài trời/trong nhà loại 24GI-E25 do Schneider Electric chế tạo, có điện áp định mức $24 \text{ kV}$, dòng định mức $630 \text{ A}$, dòng cắt ngắn mạch $25 \text{ kA}$, đáp ứng dòng làm việc cưỡng bức khi một nguồn bị cô lập là $I_{lv\max} = 53,48 \text{ A}$.

Kết luận

Đồ án "Thiết Kế Hệ Thống Cung Cấp Điện Cho Phân Xưởng Dụng Cụ Và Nhà Máy Cơ Khí Long Thành" đã giải quyết đầy đủ và logic các khâu tính toán phụ tải động lực, phụ tải chiếu sáng, cấu trúc lưới hạ áp và trạm biến áp trung áp 22/0,4 kV. Bằng việc áp dụng phương pháp số thiết bị hiệu quả và bài toán chi phí tính toán quy đổi hàng năm, tác giả đã chứng minh phương án sử dụng 2 máy biến áp 1250 kVA kết hợp mạng phân phối hình tia là phương án tối ưu về mặt kinh tế - kỹ thuật. Công trình là tài liệu tham khảo chi tiết, có giá trị học thuật và thực tiễn cao cho sinh viên và kỹ sư chuyên ngành kỹ thuật cung cấp điện công nghiệp.