Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong hệ thống sản xuất công nghiệp, điện năng là nguồn động lực chủ yếu phục vụ các dây chuyền gia công, sửa chữa và vận hành thiết bị. Việc thiết kế một hệ thống cung cấp điện an toàn, liên tục, đảm bảo chất lượng điện áp và tối ưu về mặt kinh tế là yêu cầu kỹ thuật bắt buộc đối với các nhà xưởng. Đồ án môn học "Thiết kế hệ thống cung cấp điện" do sinh viên Phạm Tiến Dũng thực hiện tại Khoa Kỹ thuật – Công nghệ, Trường Đại học Hải Dương (tháng 09/2024), dưới sự hướng dẫn của giảng viên Lê Thị Thương, tập trung giải quyết bài toán thiết kế mạng điện phân phối hạ áp cho một phân xưởng sửa chữa thiết bị điện.

Nhiệm vụ và mục tiêu nghiên cứu của đồ án được cụ thể hóa thành 6 nội dung tính toán thuyết minh và 4 yêu cầu về bản vẽ kỹ thuật:

Nội dung tính toán thuyết minh:

  1. Tính toán chiếu sáng cho phân xưởng (chiếu sáng chung và chiếu sáng cục bộ).
  2. Tính toán phụ tải điện bao gồm: phụ tải chiếu sáng, phụ tải thông thoáng - làm mát, phụ tải động lực và tổng hợp phụ tải toàn phân xưởng.
  3. Vạch sơ đồ cấp điện, so sánh kinh tế - kỹ thuật để lựa chọn phương án cung cấp điện hợp lý.
  4. Lựa chọn và kiểm tra các thiết bị của sơ đồ nối điện: chọn tiết diện dây dẫn mạng động lực, dây dẫn mạng chiếu sáng; kiểm tra điều kiện sụt áp và ổn định nhiệt; chọn thiết bị bảo vệ (Aptomat).
  5. Tính chọn tụ bù nhằm nâng cao hệ số công suất của phân xưởng.
  6. Lập bảng dự toán và hoạch toán kinh tế công trình.

Nội dung bản vẽ và sản phẩm bàn giao:

  1. Bản vẽ mặt bằng phân xưởng và bố trí thiết bị.
  2. Bản vẽ sơ đồ mạng điện trên mặt bằng phân xưởng.
  3. Sơ đồ nguyên lý mạng điện thể hiện rõ mã hiệu, tham số kỹ thuật của các khí cụ và dây dẫn.
  4. Bảng số liệu tính toán chi tiết và tệp trình chiếu bảo vệ.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Hệ thống phân phối điện hạ áp 380/220V cấp điện cho 15 nhóm thiết bị công nghệ (bể ngâm dung dịch kiềm, bể ngâm nước nóng, bể ngâm tăng nhiệt, bàn thử nghiệm, cần cẩu điện, máy mài, máy tiện, máy khoan...).
  • Phạm vi không gian: Phân xưởng sửa chữa thiết bị điện có kích thước mặt bằng $22\text{ m} \times 20\text{ m}$, chiều cao nhà xưởng $H = 5\text{ m}$, chiều cao bề mặt làm việc $h_2 = 0,8\text{ m}$.
  • Thông số kỹ thuật ban đầu: Độ sụt áp cho phép từ nguồn đến thiết bị $\Delta U_{cp} = 2,5%$ (tương đương $9,5\text{ V}$ trên lưới $380\text{ V}$); hệ số công suất yêu cầu nâng lên $\cos\varphi = 0,93$; thời gian sử dụng công suất cực đại $T_M = 3500\text{ h}$; công suất ngắn mạch tại điểm đấu điện $S_k = 2,65\text{ MVA}$; thời gian tồn tại dòng ngắn mạch $t_k = 2,5\text{ s}$.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp thiết kế

Hệ thống lý thuyết và phương pháp tính toán trong đồ án dựa trên các quy chuẩn kỹ thuật ngành điện và giáo trình chuyên ngành cung cấp điện (trọng tâm là tài liệu của PGS.TS. Ngô Hồng Quang):

  • Khái quát nguồn và lưới điện: Hệ thống hóa đặc điểm của các nguồn điện chính gồm nhà máy nhiệt điện (hiệu suất $30% - 40%$, dẫn chứng các nhà máy Phả Lại 1 400MW, Phả Lại 2 600MW, Uông Bí 300MW, Phú Mỹ 1 900MW, Phú Mỹ 2 600MW), nhà máy thủy điện (hiệu suất $>80%$, các nhà máy Hòa Bình 1920MW, Thác Bà 108MW, Yaly 720MW, Trị An 400MW), và nhà máy điện nguyên tử. Phân loại hộ tiêu thụ điện thành 3 loại (Hộ loại 1 đòi hỏi cấp điện liên tục với nguồn dự phòng tự động; Hộ loại 2 cho phép đóng dự phòng bằng tay; Hộ loại 3 cho phép mất điện dưới 24 giờ).
  • Phương pháp tính toán chiếu sáng: Áp dụng phương pháp hệ số lợi dụng ánh sáng ($K_{ld}$) kết hợp xác định tỷ số treo đèn $j = \frac{h'}{h + h'}$ và hệ số không gian $K_{kg} = \frac{a \cdot b}{h(a + b)}$ để xác định số lượng bóng đèn cần thiết, đảm bảo độ rọi yêu cầu $E_{yc}$ và tính đồng đều quang thông.
  • Phương pháp xác định phụ tải tính toán: Sử dụng phương pháp hệ số sử dụng ($k_{sd}$) và hệ số nhu cầu ($k_{nc}$) thông qua việc xác định số lượng thiết bị hiệu dụng ($n_{hd}$): $$n_{hd} = \frac{(\sum P_i)^2}{\sum P_i^2}$$ $$k_{nc} = k_{sd} + \frac{1 - k_{sd}}{n_{hd}}$$ $$P_{tt} = k_{nc} \cdot \sum P_i$$
  • Phương pháp lựa chọn và kiểm tra dây dẫn: Chọn tiết diện theo mật độ dòng điện kinh tế ($j_{kt} = 3,1\text{ A/mm}^2$ đối với cáp đồng), kiểm tra điều kiện sụt áp cho phép ($\Delta U \le \Delta U_{cp}$) và kiểm tra ổn định nhiệt khi có dòng ngắn mạch chạy qua ($F \ge \frac{I_{k\infty}\sqrt{t_k}}{C_t}$).
  • Phương pháp so sánh kinh tế - kỹ thuật: Dựa trên chỉ tiêu chi phí tính toán quy đổi hàng năm ($Z \to \min$): $$Z = (a_{tc} + a_{vh})V + C_{tt} = (0,185 \cdot V + C) \cdot 10^6\text{ (đồng/năm)}$$ Trong đó $V$ là vốn đầu tư đường dây và thiết bị; $C$ là chi phí tổn thất điện năng hàng năm; $a_{tc} = 0,145$; $a_{vh} = 0,04$ đối với đường dây.
  • Phương pháp tính toán ngắn mạch: Xác định điện kháng hệ thống $X_{HT} = \frac{U_{cb}^2}{S_k}$, tổng trở ngắn mạch tại các điểm đặc trưng ($Z_{k1}, Z_{k2}$) để tính dòng ngắn mạch duy trì $I_k^{(3)}$ và dòng điện xung kích $i_{xk}$.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Giới thiệu chung về cung cấp điện

Chương này tổng quan về hệ thống điện từ khâu phát điện, truyền tải đến tiêu thụ. Tác giả trình bày cấu trúc các cấp điện áp tại Việt Nam (hiện hành từ 0,4kV đến 500kV), chỉ tiêu chất lượng điện năng (tần số $f = 50 \pm 0,5\text{ Hz}$, độ lệch điện áp $|\delta U| \le 5%$), quy trình 8 bước thiết kế hệ thống cung cấp điện, và phân tích các dạng lưới điện đô thị, nông thôn, công nghiệp.

Phần kết cấu đường dây trên không và cáp ngầm được mô tả chi tiết: quy cách cột vuông bê tông (H7,5; H8,5), cột ly tâm tròn (LT từ 10m đến 22m), xà đỡ, các loại sứ cách điện (sứ đỡ VHD-35, sứ treo theo cấp điện áp: 3-10kV dùng 1 đĩa, 35kV dùng 3 đĩa, 110kV dùng 7 đĩa, 220kV dùng 13 đĩa), bộ chống rung và móng cột. Bảng ký hiệu quy ước các phần tử điện (máy biến áp, aptomat, công tắc tơ, cáp ngầm, chống sét van...) cũng được lập để phục vụ thiết kế sơ đồ nguyên lý.

Chương 2: Tính toán phụ tải

Tác giả tiến hành tính toán định lượng cho ba nhóm phụ tải độc lập trước khi tổng hợp cho toàn phân xưởng:

  1. Thiết kế chiếu sáng:

    • Sử dụng đèn sợi đốt công suất $200\text{ W}$, quang thông $\Phi = 3000\text{ lm}$. Chiều cao treo đèn $h' = 0,5\text{ m}$, bề mặt làm việc $h_2 = 0,8\text{ m}$, chiều cao tính toán $h = 4,2\text{ m}$. Tỷ số treo $j = 0,12$.
    • Khoảng cách bố trí giữa các đèn được chọn là $L_n = 5\text{ m}$ và $L_d = 4\text{ m}$. Hệ số không gian tính được $K_{kg} = 2,5$. Với hệ số phản xạ trần/tường là $0,5/0,3$, hệ số lợi dụng ánh sáng $K_{ld} = 0,56$, hệ số dự trữ $k_{dt} = 1,2$, số đèn chiếu sáng chung cần thiết là 40 bóng ($P_{cs_chung} = 40 \times 200\text{ W} = 8\text{ kW}$).
    • Chiếu sáng cục bộ: Bố trí 1 đèn $100\text{ W}$ cho mỗi máy (14 máy) và 4 bóng $100\text{ W}$ cho 2 phòng thay đồ, 2 phòng vệ sinh ($P_{cb} = 18 \times 100\text{ W} = 1,8\text{ kW}$).
    • Tổng công suất chiếu sáng: $P_{cs} = 9,8\text{ kW}$, hệ số công suất $\cos\varphi = 1,0$.

  2. Phụ tải động lực:

    • Tổng công suất đặt của 15 thiết bị: $\sum P_i = 42,8\text{ kW}$.
    • Hệ số sử dụng trung bình: $k_{sd} = 0,448$. Số thiết bị hiệu dụng: $n_{hd} = 11,22 \approx 11$.
    • Hệ số nhu cầu: $k_{nc} = 0,61$. Công suất tác dụng tính toán: $P_{tt_dl} = 0,61 \times 42,8 = 26,1\text{ kW}$.
    • Hệ số công suất trung bình nhóm động lực: $\cos\varphi = 0,86$.

  3. Phụ tải thông thoáng, làm mát:

    • Bố trí 8 quạt trần công suất $120\text{ W}$ và 4 quạt hút công suất $80\text{ W}$.
    • Tổng công suất: $P_{lm} = 1,2\text{ kW}$, $\cos\varphi = 0,8$.
Nhóm phụ tải Công suất tác dụng $P$ (kW) Hệ số công suất $\cos\varphi$
Phụ tải động lực 26,10 0,860
Phụ tải chiếu sáng 9,80 1,000
Phụ tải làm mát, thông gió 1,20 0,800
Tổng hợp toàn phân xưởng 32,57 0,895

Tổng công suất biểu kiến tính toán toàn phân xưởng đạt $S_{tt} = 36,38\text{ kVA}$, công suất phản kháng $Q_{tt} = 16,12\text{ kVAr}$, dòng điện tính toán tổng $I_{tt} = 55,27\text{ A}$.

Chương 3: Chọn sơ đồ nối điện

Tác giả đề xuất và làm phép so sánh kinh tế - kỹ thuật giữa hai phương án cấp điện hạ áp:

  • Phương án 1 (PA1): Đặt tủ phân phối tại góc xưởng, kéo cáp ngầm trong rãnh đến từng thiết bị. Chiều dài tuyến chính $L_{D-0} = 62\text{ m}$.
  • Phương án 2 (PA2): Đặt tủ phân phối tại tâm phụ tải ở giữa phân xưởng. Chiều dài tuyến cáp nguồn chính $L_{D-0} = 91\text{ m}$, nhưng rút ngắn đáng kể chiều dài các tuyến cáp nhánh rẽ đến 15 thiết bị.
Tiêu chí so sánh kỹ thuật - kinh tế Phương án 1 (Tủ góc xưởng) Phương án 2 (Tủ trung tâm phụ tải)
Tiết diện cáp nguồn chính XLPE $16\text{ mm}^2$ XLPE $25\text{ mm}^2$
Chiều dài tuyến cáp chính $62\text{ m}$ $91\text{ m}$
Tổn thất điện áp lớn nhất $\Delta U_M$ $8,81\text{ V}$ ($< 9,5\text{ V}$) $8,45\text{ V}$ ($< 9,5\text{ V}$)
Tổng vốn đầu tư cáp ($V$) $18,68 \times 10^6\text{ đồng}$ $14,97 \times 10^6\text{ đồng}$
Chi phí quy đổi hàng năm ($Z$) $4,53 \times 10^6\text{ đồng/năm}$ $4,47 \times 10^6\text{ đồng/năm}$

Phương án 2 có chi phí quy đổi nhỏ hơn $1%$ và mức sụt áp cực đại thấp hơn ($8,45\text{ V} < 8,81\text{ V}$), do đó được lựa chọn làm phương án thiết kế chính thức.

Thiết kế và triển khai kỹ thuật

1. Tính toán ngắn mạch

Để kiểm tra khả năng chịu đựng và chọn thiết bị bảo vệ, tác giả tính toán dòng ngắn mạch 3 pha tại 2 vị trí đặc trưng:

  • Điểm $N_1$ (Thanh cái tủ phân phối phân xưởng): Điện kháng hệ thống $X_{HT} = 54,5 \times 10^{-3}\ \Omega$, tổng trở ngắn mạch $Z_{k1} = 95,24 \times 10^{-3}\ \Omega$. Dòng ngắn mạch siêu quá độ $I_{k1}^{(3)} = 2,3\text{ kA}$, hệ số xung kích $k_{xk} = 1,03$.
  • Điểm $N_2$ (Tại đầu cực thiết bị số 2 xa nhất): Tổng trở ngắn mạch $Z_{k2} = 242,66 \times 10^{-3}\ \Omega$. Dòng ngắn mạch $I_{k2}^{(3)} = 0,9\text{ kA}$.

2. Lựa chọn dây dẫn và khí cụ đóng cắt bảo vệ

  • Cáp nguồn chính và thanh cái: Chọn cáp đồng hạ áp 3 pha cách điện XLPE tiết diện $25\text{ mm}^2$. Kiểm tra ổn định nhiệt theo dòng ngắn mạch $I_{k1} = 2,3\text{ kA}$ cho kết quả tiết diện tối thiểu yêu cầu là $22,87\text{ mm}^2 < 25\text{ mm}^2$, thỏa mãn điều kiện ổn định nhiệt. Thanh cái tủ điện chọn thanh đồng dẹt kích thước $50 \times 5\text{ mm}$ ($25\text{ mm}^2$).
  • Aptomat tổng: Tính toán theo dòng điện khởi động $I_{kd} = 77,68\text{ A}$, chọn Aptomat khối mã hiệu EA103G, dòng điện định mức $I_{dm} = 80\text{ A}$.
  • Aptomat nhánh mạch chiếu sáng: Dòng tính toán $I_{cs} = 12,15\text{ A}$, chọn Aptomat mã hiệu AII50-3T có $I_{dm} = 16\text{ A}$.
  • Aptomat nhánh phụ tải động lực: Căn cứ dòng làm việc từng máy, sử dụng dòng Aptomat AII50-3MT định mức $10\text{ A}$ (cho các máy 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 11, 13, 15) và định mức $16\text{ A}$ (cho các máy 9, 12, 14).
  • Tụ bù nâng cao hệ số công suất: Nâng hệ số công suất từ $\cos\varphi_1 = 0,895$ lên $\cos\varphi_2 = 0,93$ ($\tan\varphi_1 = 0,495 \to \tan\varphi_2 = 0,395$).

3. Dự toán và chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật

Bảng tổng hợp chi phí thiết bị, vật tư và các chỉ số kinh tế kỹ thuật của hệ thống cấp điện được xác định như sau:

STT Danh mục vật tư / Thiết bị Quy cách / Mã hiệu Đơn vị Số lượng Thành tiền ($10^6$ VNĐ)
1 Cáp hạ áp XLPE $4\text{ mm}^2$ mét 36 1,6495
2 Vỏ tủ điện Tiêu chuẩn Cái 1 0,6000
3 Aptomat tổng EA103G ($80\text{ A}$) Cái 1 1,5000
4 Aptomat nhánh AII50-3MT Cái 16 8,0000
5 Biến dòng đo lường TKM-05 Bộ 1 1,0000
6 Ampe kế $0 - 200\text{ A}$ Cái 1 0,2500
7 Vôn kế $0 - 500\text{ V}$ Cái 1 0,2000
8 Công tơ điện 3 pha Cái 1 1,5000
9 Tụ bù hạ thế Tiêu chuẩn Bộ 1 1,2000
-- Tổng chi phí thiết bị gốc -- -- -- 30,3030
  • Tổng vốn đầu tư tính cả nhân công lắp đặt ($k_{ld} = 1,1$): $V = 1,1 \times 30,303 = 33,33\text{ triệu đồng}$.
  • Suất vốn đầu tư trên 1 đơn vị công suất đặt: $g_d = \frac{33,33 \times 10^6}{36,38} = 0,91 \times 10^6\text{ đồng/kVA}$.
  • Tổng điện năng tiêu thụ hàng năm ($T_M = 3500\text{ h}$): $A = P_{tt} \cdot T_M = 32,57 \times 3500 = 113.995\text{ kWh}$.
  • Tổng chi phí tính toán quy đổi toàn công trình: $Z = 7,3 \times 10^6\text{ đồng/năm}$.

Kết quả và đóng góp

Đồ án đã hoàn thành đầy đủ khối lượng tính toán và thiết kế kỹ thuật cho một phân xưởng công nghiệp quy mô nhỏ với các kết quả cụ thể:

  1. Xác định chính xác phụ tải tính toán toàn xưởng ($P_{tt} = 32,57\text{ kW}$, $S_{tt} = 36,38\text{ kVA}$, $I_{tt} = 55,27\text{ A}$), làm cơ sở cho việc định cỡ dây dẫn và thiết bị bảo vệ.
  2. Chứng minh tính ưu việt của phương án đặt tủ phân phối tại trung tâm phụ tải (Phương án 2), giúp giảm vốn đầu tư dây nhánh từ 18,68 triệu xuống 14,97 triệu đồng, giảm tổn thất điện áp lớn nhất từ $8,81\text{ V}$ xuống $8,45\text{ V}$ (đều nhỏ hơn mức giới hạn cho phép $9,5\text{ V}$).
  3. Lựa chọn đồng bộ hệ thống khí cụ bảo vệ và đóng cắt gồm Aptomat tổng EA103G ($80\text{ A}$), 16 Aptomat nhánh AII50-3MT/3T ($10\text{ A} - 16\text{ A}$), kiểm tra độ ổn định nhiệt của cáp đồng XLPE $25\text{ mm}^2$ với dòng ngắn mạch $2,3\text{ kA}$.
  4. Hoàn thiện bài toán kinh tế năng lượng: xác định tổng mức đầu tư 33,33 triệu đồng, sản lượng tiêu thụ hàng năm $113.995\text{ kWh}$ và chi phí quy đổi $7,3\text{ triệu đồng/năm}$.

Đóng góp chính của tác giả là đã xây dựng một quy trình tính toán hệ thống khép kín, từ dữ liệu công nghệ ban đầu đến thiết kế chiếu sáng, phân nhóm phụ tải, lựa chọn phương án mặt bằng, tính toán ngắn mạch, kiểm tra điều kiện kỹ thuật và hạch toán kinh tế hoàn chỉnh theo tiêu chuẩn thiết kế cung cấp điện.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Dựa trên phạm vi và nội dung trình bày trong văn bản, đồ án tồn tại một số hạn chế kỹ thuật:

  • Đồ án lựa chọn nguồn sáng sợi đốt ($200\text{ W}$ và $100\text{ W}$) cho phân xưởng có máy điện quay để tránh hiện tượng hoạt nghiệm, tuy nhiên giải pháp này có hiệu suất phát quang thấp và tiêu tốn nhiều điện năng ($9,8\text{ kW}$ riêng cho chiếu sáng) so với các công nghệ đèn LED công nghiệp hiện đại.
  • Việc tính toán ngắn mạch mới dừng lại ở việc tính dòng ngắn mạch duy trì và dòng xung kích cơ bản từ hệ thống có công suất $S_k = 2,65\text{ MVA}$, chưa phân tích chi tiết ảnh hưởng của thành phần phản kháng từ động cơ phụ tải quay ngược cấp vào điểm ngắn mạch.
  • Phạm vi thiết kế chỉ giới hạn trong mạng hạ áp nội bộ phân xưởng ($0,4\text{ kV}$), chưa bao gồm trạm biến áp phân phối trung gian $22/0,4\text{ kV}$ và hệ thống chống sét, nối đất bảo vệ chi tiết.

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu tham khảo thực tế cho sinh viên ngành Kỹ thuật điện, Hệ thống điện, Công nghệ kỹ thuật điện - điện tử tại các trường đại học và cao đẳng khi thực hiện đồ án môn học Thiết kế cung cấp điện hoặc đồ án tốt nghiệp mạng hạ áp:

  • Cung cấp biểu mẫu tính toán chuẩn về phương pháp xác định phụ tải tính toán bằng hệ số sử dụng ($k_{sd}$) và hệ số nhu cầu ($k_{nc}$).
  • Cung cấp phương pháp mẫu so sánh chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật giữa các sơ đồ bố trí mạng điện hình tia trên mặt bằng thực tế.
  • Hướng dẫn chi tiết quy trình tra bảng chọn khí cụ Aptomat, kiểm tra sụt áp mạng điện động lực/chiếu sáng và kiểm tra ổn định nhiệt của dây dẫn khi ngắn mạch.

Câu hỏi thường gặp

1. Phân xưởng trong đồ án có quy mô công suất và diện tích như thế nào?
Phân xưởng sửa chữa thiết bị điện có kích thước mặt bằng $22\text{ m} \times 20\text{ m}$ (chiều cao $5\text{ m}$), gồm 15 thiết bị công nghệ với tổng công suất đặt động lực $\sum P_i = 42,8\text{ kW}$. Sau khi tính toán cùng hệ thống chiếu sáng ($9,8\text{ kW}$) và quạt làm mát ($1,2\text{ kW}$), tổng công suất tác dụng tính toán của xưởng là $P_{tt} = 32,57\text{ kW}$ ($S_{tt} = 36,38\text{ kVA}$).

2. Vì sao tác giả lựa chọn phương án đặt tủ điện tại trung tâm phụ tải thay vì góc xưởng?
Phương án đặt tủ tại trung tâm phụ tải (Phương án 2) tuy làm tăng chiều dài cáp nguồn chính từ $62\text{ m}$ lên $91\text{ m}$, nhưng rút ngắn chiều dài các tuyến dây nhánh đến 15 thiết bị. Kết quả tính toán cho thấy Phương án 2 giảm sụt áp cực đại xuống $8,45\text{ V}$ (so với $8,81\text{ V}$ của Phương án 1) và giảm chi phí quy đổi hàng năm xuống $4,47 \times 10^6\text{ đồng/năm}$ (thấp hơn $1%$ so với mức $4,53 \times 10^6\text{ đồng/năm}$ của Phương án 1).

3. Khí cụ đóng cắt bảo vệ tổng và nhánh được chọn với thông số kỹ thuật nào?
Aptomat tổng được chọn là loại EA103G có dòng định mức $80\text{ A}$ (đáp ứng dòng khởi động tính toán $I_{kd} = 77,68\text{ A}$). Aptomat chiếu sáng chọn loại AII50-3T định mức $16\text{ A}$. Aptomat cho 15 nhánh phụ tải động lực sử dụng dòng AII50-3MT với hai cấp định mức $10\text{ A}$ và $16\text{ A}$.

4. Giá trị dòng ngắn mạch tính toán tại phân xưởng là bao nhiêu?
Dòng ngắn mạch 3 pha siêu quá độ tính toán tại thanh cái tủ phân phối ($N_1$) là $I_{k1}^{(3)} = 2,3\text{ kA}$ (hệ số xung kích $k_{xk} = 1,03$). Dòng ngắn mạch tại đầu cực thiết bị số 2 xa nhất ($N_2$) là $I_{k2}^{(3)} = 0,9\text{ kA}$.

5. Tổng mức đầu tư và sản lượng điện tiêu thụ hàng năm của phân xưởng là bao nhiêu?
Tổng chi phí thiết bị và nhân công lắp đặt của công trình là $33,33\text{ triệu đồng}$ (suất đầu tư đạt $0,91\text{ triệu đồng/kVA}$). Tổng điện năng tiêu thụ hàng năm của phân xưởng với thời gian sử dụng công suất cực đại $T_M = 3500\text{ h}$ là $113.995\text{ kWh/năm}$.

Kết luận

Đồ án môn học "Thiết kế hệ thống cung cấp điện" của sinh viên Phạm Tiến Dũng đã giải quyết hoàn chỉnh bài toán thiết kế mạng điện hạ áp $380/220\text{ V}$ cho phân xưởng sửa chữa thiết bị điện có phụ tải tính toán $32,57\text{ kW}$. Thông qua việc tính toán chiếu sáng, phụ tải động lực, ngắn mạch và so sánh kinh tế kỹ thuật, tác giả đã lựa chọn cấu hình mạng điện đặt tủ trung tâm tối ưu với cáp chính XLPE $25\text{ mm}^2$ và Aptomat tổng EA103G $80\text{ A}$. Toàn bộ các chỉ tiêu về sụt áp ($8,45\text{ V} \le 9,5\text{ V}$) và ổn định nhiệt dây dẫn ($25\text{ mm}^2 \ge 22,87\text{ mm}^2$) đều thỏa mãn quy chuẩn kỹ thuật cung cấp điện hiện hành.