Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong tiến trình công nghiệp hóa và hiện đại hóa, các cơ sở sản xuất công nghiệp đòi hỏi hệ thống cơ cấu sản xuất hiện đại với mức độ tự động hóa ngày càng cao. Đi đôi với việc trang bị hệ thống máy móc, công tác thiết kế hệ thống cung cấp điện đóng vai trò then chốt nhằm duy trì hoạt động sản xuất liên tục, an toàn và hiệu quả. Việc thiết kế không chỉ đòi hỏi sự chuẩn xác về mặt kỹ thuật mà còn phải tối ưu hóa về mặt kinh tế, giảm thiểu chi phí đầu tư ban đầu và chi phí vận hành.

Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu của đồ án bao gồm:

  1. Xác định và tính toán chính xác phụ tải điện (bao gồm phụ tải động lực và phụ tải chiếu sáng) của phân xưởng sửa chữa cơ khí.
  2. Phân chia nhóm phụ tải hợp lý, xác định tâm phụ tải của từng nhóm và toàn bộ phân xưởng nhằm lựa chọn vị trí đặt trạm biến áp và các tủ phân phối.
  3. Lựa chọn dung lượng và chủng loại máy biến áp cấp nguồn phù hợp với công suất sử dụng và có tính đến khả năng phát triển trong tương lai.
  4. Xây dựng phương án đi dây tối ưu cho mạng điện hạ áp trong phân xưởng.
  5. Tính chọn tiết diện cáp dẫn điện theo điều kiện phát nóng lâu dài và kiểm tra lại theo tiêu chuẩn tổn thất điện áp cho phép.
  6. Tính toán dòng ngắn mạch ba pha tại các điểm đặc trưng trong mạng điện để lựa chọn và kiểm tra khí cụ đóng cắt, bảo vệ (Aptomat/Circuit Breaker).

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Hệ thống cung cấp điện hạ áp cho Phân xưởng 5 (phân xưởng sửa chữa cơ khí).
  • Phạm vi không gian: Phân xưởng hình chữ nhật có kích thước chiều dài 54 m, chiều rộng 18 m, chiều cao 7 m, tổng diện tích mặt bằng là 972 $\text{m}^2$. Mặt bằng bố trí 34 động cơ máy công cụ, 01 phòng kho ($36\text{ m}^2$) và 01 phòng KCS ($48\text{ m}^2$).
  • Phạm vi vận hành: Chế độ làm việc 2 ca/ngày (Ca 1: 6h00 – 14h00; Ca 2: 14h00 – 22h00). Môi trường làm việc ít bụi, nhiệt độ môi trường trung bình $30^\circ\text{C}$. Nguồn điện cấp nhận từ trạm biến áp khu vực với cấp điện áp định mức 220/380 V.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Cơ sở lý thuyết, tài liệu chuyên ngành và quy chuẩn áp dụng:

  • Sách Thiết Kế Cung Cấp Điện của nhóm tác giả Ngô Hồng Quang và Vũ Vân Tẩm (sử dụng tra cứu suất phụ tải chiếu sáng và hệ số tính toán).
  • Giáo trình Cung cấp điện của TS. Quyền Huy Ánh – Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh (sử dụng tra cứu hệ số hiệu chỉnh $K$ của cáp điện).
  • Giáo trình Khí cụ điện – Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP. Hồ Chí Minh (áp dụng cho quy trình tính chọn thiết bị bảo vệ).
  • Quyết định số 62/QĐ-EVN áp dụng cho thông số tiêu chuẩn của máy biến áp phân phối.

Phương pháp nghiên cứu và kỹ thuật tính toán:

  • Phương pháp xác định phụ tải tính toán: Sử dụng phương pháp tính theo công suất đặt và hệ số sử dụng ($K_{sd}$), kết hợp hệ số đồng thời ($K_{đt} = 0{,}9$) của các nhóm thiết bị.
  • Phương pháp tính phụ tải chiếu sáng: Phương pháp suất phụ tải trên một đơn vị diện tích ($P_0$), phân chia theo công năng từng khu vực (nhà kho, phòng kiểm tra chất lượng sản phẩm KCS, khu vực sản xuất).
  • Phương pháp xác định tâm phụ tải: Áp dụng công thức tọa độ trọng tâm hình học kết hợp công suất tiêu thụ định mức để xác định vị trí đặt tủ phân phối chính và tủ động lực.
  • Phương pháp chọn dây dẫn: Lựa chọn tiết diện dây dẫn và cáp điện theo điều kiện phát nóng cho phép ($I_{cp} \ge I_{tt}$ có xét các hệ số hiệu chỉnh môi trường lắp đặt $K_1, K_2, K_3, K_4, K_5, K_6, K_7$), sau đó kiểm tra lại theo độ sụt áp cực đại ($\Delta U% \le 5%$).
  • Phương pháp tính toán ngắn mạch: Phương pháp trở kháng đơn vị trong hệ thống điện hạ thế nhằm xác định dòng ngắn mạch xung kích và dòng ngắn mạch duy trì ba pha ($I_N^{(3)}$) tại các thanh cái và đầu cực động cơ.

Nguồn dữ liệu kỹ thuật:

  • Bảng thông số phụ tải 34 động cơ của phân xưởng cơ khí.
  • Catalog cáp hạ thế của Công ty Cổ phần Dây Cáp Điện Việt Nam (CADIVI).
  • Catalog thiết bị đóng cắt và bảo vệ hạ thế của hãng LS Industrial Systems.
  • Catalog thông số kỹ thuật máy biến áp ngâm dầu của Công ty Cổ phần Thiết bị điện Đông Anh / THIBIDI.

Thiết kế và triển khai hệ thống kỹ thuật

Kiến trúc mạng điện tổng thể: Hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng được thiết kế theo cấu trúc hình tia nhiều cấp kết hợp:

  • Cấp 1 (Trung áp sang hạ áp): Trạm biến áp 22/0.4 kV cấp nguồn đến tủ phân phối tổng (MDB) đặt trong phân xưởng. Tuyến cáp từ trạm biến áp về MDB sử dụng cáp chôn ngầm trong đất, luồn trong ống nhựa cứng chịu lực PVC cách mặt đất 50 cm.
  • Cáp 2 (Phân phối động lực): Từ tủ MDB, hệ thống phân thành 4 nhánh hình tia dẫn điện đến 4 tủ động lực phân nhóm (DB1, DB2, DB3, DB4) và 1 nhánh dẫn đến tủ chiếu sáng. Tuyến cáp từ MDB đến các tủ DB được đặt trên hệ thống máng cáp treo.
  • Cấp 3 (Cấp nguồn thiết bị): Từ các tủ động lực DB1 – DB4, nguồn điện được dẫn đến từng động cơ máy công cụ. Cáp từ tủ DB đến động cơ được đi ngầm trong rãnh đất ở độ sâu 40 cm, luồn trong ống bảo vệ PVC chuyên dụng.

Bảng thông số kỹ thuật các thiết bị chính trong hệ thống:

Hạng mục thiết bị Chủng loại / Mã hiệu Nhà sản xuất Thông số kỹ thuật danh định
Máy biến áp 3 pha ngâm dầu THIBIDI $S_{đm} = 400\text{ kVA}$, $22/0{,}4\text{ kV}$, $50\text{ Hz}$, $P_0 = 433\text{ W}$, $P_k = 3820\text{ W}$, $U_k% = 4%$
Cáp nguồn tổng (MBA - MDB) Cáp đơn CV 630 CADIVI Ruột đồng xoắn, cách điện PVC $660\text{ V}$, $S = 630\text{ mm}^2$, $I_{cp} = 896\text{ A}$
Cáp phân phối MDB - DB1 Cáp CV 120 CADIVI Ruột đồng, cách điện PVC $660\text{ V}$, $S = 120\text{ mm}^2$, $I_{cp} = 308{,}3\text{ A}$
Cáp phân phối MDB - DB2 Cáp CV 50 CADIVI Ruột đồng, cách điện PVC $660\text{ V}$, $S = 50\text{ mm}^2$, $I_{cp} = 194{,}38\text{ A}$
Cáp phân phối MDB - DB3 Cáp CV 95 CADIVI Ruột đồng, cách điện PVC $660\text{ V}$, $S = 95\text{ mm}^2$, $I_{cp} = 232{,}36\text{ A}$
Cáp phân phối MDB - DB4 Cáp CV 185 CADIVI Ruột đồng, cách điện PVC $660\text{ V}$, $S = 185\text{ mm}^2$, $I_{cp} = 326{,}17\text{ A}$
Cáp nhánh đến động cơ Cáp nhiều ruột CVV CADIVI Cáp CVV 4 ruột ($4\times2{,}5\text{ mm}^2$ đến $4\times10\text{ mm}^2$), cách điện PVC
MCCB tổng tủ MDB ABS1003b LS $I_n = 1000\text{ A}$, $U_{đm} = 415\text{ V}$, $I_{cu} = 65\text{ kA}$, thời gian ngắt $10\text{ ms}$, đặc tuyến Y
MCCB nhánh tại MDB ABN403C / ABN203C LS $I_n = 250\text{ A}$, $U_{đm} = 415\text{ V}$, $I_{cu} = 30 - 42\text{ kA}$
MCCB tổng tại tủ DB1 - DB4 ABN203C LS $I_n = 160\text{ A} - 250\text{ A}$, $U_{đm} = 415\text{ V}$, $I_{cu} = 30\text{ kA}$
MCB/MCCB bảo vệ động cơ ABN53C LS 3 cực, $I_n = 10\text{ A} - 40\text{ A}$, $U_{đm} = 415\text{ V}$, $I_{cu} = 18\text{ kA}$

Nội dung chính theo từng chương

Chương I: Tính toán phụ tải phân xưởng

Chương I tập trung khảo sát mặt bằng, thống kê danh mục phụ tải, tiến hành phân chia nhóm máy và tính toán tổng công suất yêu cầu của phân xưởng.

  • Đặc điểm phụ tải: Hệ thống máy móc gồm 34 động cơ 3 pha với các cấp công suất định mức từ $1\text{ kW}$ đến $18\text{ kW}$, hệ số công suất $\cos\varphi$ từ 0,7 đến 0,9 và hệ số sử dụng $K_{sd}$ từ 0,8 đến 0,9.
  • Phân chia nhóm phụ tải: Dựa trên nguyên tắc công năng thiết bị, khoảng cách bố trí và cân bằng công suất giữa các tủ, 34 động cơ được phân vào 4 nhóm:
    • Nhóm 1: Gồm 8 thiết bị (ký hiệu 1A, 1B, 1C, 2A, 2B, 3A, 3B, 3C), tổng công suất đặt $P_{đm} = 73\text{ kW}$, công suất biểu kiến tính toán $S_{tt1} = 101{,}34\text{ kVA}$.
    • Nhóm 2: Gồm 8 thiết bị (ký hiệu 3D, 3E, 4A, 4B, 4C, 6A, 8A, 6B), tổng công suất đặt $P_{đm} = 105\text{ kW}$.
    • Nhóm 3: Gồm 9 thiết bị (ký hiệu 5C, 5D, 5E, 6C, 6D, 9A, 9B, 9C, 10A), tổng công suất đặt $P_{đm} = 67\text{ kW}$.
    • Nhóm 4: Gồm 10 thiết bị (ký hiệu 4A, 5A, 5B, 7A, 7B, 8B, 8C, 10B, 10C, 11A, 11B, 11C, 12A, 12B), tổng công suất đặt $P_{đm} = 100\text{ kW}$, công suất biểu kiến $S_{đm} = 127{,}08\text{ kVA}$.
  • Tính toán phụ tải chiếu sáng: Diện tích chiếu sáng xưởng sản xuất là $888\text{ m}^2$ ($P_0 = 15\text{ W/m}^2$), nhà kho $36\text{ m}^2$ ($P_0 = 10\text{ W/m}^2$), phòng KCS $48\text{ m}^2$ ($P_0 = 20\text{ W/m}^2$). Tổng công suất tác dụng chiếu sáng $P_{ttcs} = 360 + 960 + 13320 = 14640\text{ W} = 14{,}64\text{ kW}$. Với $\cos\varphi_{cs} = 0{,}9$, công suất biểu kiến chiếu sáng đạt $S_{ttcs} = 16{,}27\text{ kVA}$.
  • Lựa chọn máy biến áp: Tổng công suất tính toán toàn phân xưởng là $S_{TTpx} = 283{,}772\text{ kVA}$. Xét công suất dự phòng phát triển $20%$ trong thời gian 3 – 10 năm ($S_{dp} = 57\text{ kVA}$), công suất định mức yêu cầu là $S_{đmMBA} \ge 340{,}77\text{ kVA}$. Nhóm tác giả lựa chọn máy biến áp 3 pha ngâm dầu THIBIDI công suất $400\text{ kVA}$, điện áp $22/0{,}4\text{ kV}$.
  • Xác định tâm phụ tải: Tọa độ trọng tâm công suất toàn xưởng được xác định tại $X_{px} = 27{,}43\text{ m}$, $Y_{px} = 9{,}77\text{ m}$. Bán kính vòng tròn phụ tải toàn xưởng là $R = 17{,}29\text{ m}$ (với suất công suất $m = 2\text{ kW/m}^2$).

Chương II: Phương án đi dây cho phân xưởng

Chương II phân tích ưu nhược điểm của các mô hình mạng phân phối hạ áp và xác định phương án đi dây thực tế:

  • Phân tích mô hình mạng điện: So sánh 3 phương án: mạng hình tia, mạng phân nhánh và mạng hình tia phân nhánh. Mạng hình tia có độ tin cậy cao, dễ bảo trì nhưng vốn đầu tư lớn. Mạng phân nhánh tiết kiệm chi phí nhưng độ tin cậy thấp và sụt áp lớn ở cuối tuyến.
  • Lựa chọn giải pháp đi dây:
    • Áp dụng cấu trúc hình tia từ tủ MDB đến 4 tủ động lực DB1 – DB4, cáp đi trên máng cáp treo nhằm bảo đảm mỹ quan, thuận tiện vận hành và thông gió tốt.
    • Từ các tủ DB đến từng động cơ máy công cụ: Chọn phương án cáp chôn ngầm trong lòng đất, đặt trong ống nhựa PVC để tránh cản trở giao thông nội bộ và xe vận chuyển trong xưởng sửa chữa cơ khí.

Chương III: Tính chọn dây dẫn và khí cụ điện

Chương III trình bày chi tiết các bước tính toán dòng điện làm việc lâu dài, lựa chọn tiết diện cáp dẫn, kiểm tra sụt áp và tính toán ngắn mạch để chọn thiết bị đóng cắt:

  • Tính chọn cáp dẫn:
    • Tuyến cáp tổng MBA $\rightarrow$ MDB: Dòng tính toán $I_{ttpx} = 851\text{ A}$, chọn cáp CADIVI CV $630\text{ mm}^2$ ($I_{cp} = 896\text{ A}$).
    • Tuyến MDB $\rightarrow$ DB1: Dòng tính toán $I_{tt1} = 209{,}67\text{ A}$, chọn cáp CV $120\text{ mm}^2$ ($I_{cp} = 308{,}3\text{ A}$).
    • Tuyến MDB $\rightarrow$ DB2: Dòng tính toán $I_{tt2} = 132{,}18\text{ A}$, chọn cáp CV $50\text{ mm}^2$ ($I_{cp} = 194{,}38\text{ A}$).
    • Tuyến MDB $\rightarrow$ DB3: Dòng tính toán $I_{tt3} = 158{,}01\text{ A}$, chọn cáp CV $95\text{ mm}^2$ ($I_{cp} = 232{,}36\text{ A}$).
    • Tuyến MDB $\rightarrow$ DB4: Dòng tính toán $I_{tt4} = 221{,}8\text{ A}$, chọn cáp CV $185\text{ mm}^2$ ($I_{cp} = 326{,}17\text{ A}$).
    • Các tuyến từ tủ DB đến động cơ: Sử dụng cáp đồng nhiều ruột CADIVI CVV với các tiết diện $4\times2{,}5\text{ mm}^2$, $4\times4\text{ mm}^2$, $4\times6\text{ mm}^2$, $4\times8\text{ mm}^2$, $4\times10\text{ mm}^2$.
  • Kiểm tra tổn thất điện áp trên tuyến xa nhất (từ MBA qua MDB đến tủ DB4 và tới động cơ 11B/11C):
    • Đoạn MBA $\rightarrow$ MDB ($l = 20\text{ m}$): $\Delta U_1% = 0{,}69%$.
    • Đoạn MDB $\rightarrow$ DB4 ($l = 60\text{ m}$): $\Delta U_2% = 1{,}20%$.
    • Đoạn DB4 $\rightarrow$ Động cơ 11B ($l = 35\text{ m}$): $\Delta U_3% = 1{,}68%$.
    • Tổng tổn thất điện áp: $\sum \Delta U% = 0{,}69% + 1{,}20% + 1{,}68% = 3{,}57% < 5%$ (thỏa mãn tiêu chuẩn vận hành).
  • Tính toán dòng ngắn mạch và chọn CB:
    • Tại thanh cái MDB: Dòng ngắn mạch 3 pha $I_N^{(3)} = 19{,}55\text{ kA}$, chọn MCCB ABS1003b ($I_n = 1000\text{ A}$, dòng cắt định mức $I_{cu} = 65\text{ kA}$).
    • Tại đầu ra MDB cấp cho các tủ DB: Dòng ngắn mạch $I_N^{(3)} = 19{,}31\text{ kA}$, chọn MCCB LS ABN403C và ABN203C ($I_n = 250\text{ A}$, $I_{cu} = 30 - 42\text{ kA}$).
    • Tại đầu vào tủ DB4: Dòng ngắn mạch $I_N^{(3)} = 11{,}77\text{ kA}$, chọn MCCB tổng LS ABN203C ($I_n = 250\text{ A}$, $I_{cu} = 30\text{ kA}$).
    • Tại đầu cực các động cơ: Dòng ngắn mạch $I_N^{(3)} = 11{,}68\text{ kA}$, chọn các dòng Aptomat LS mã hiệu ABN53C ($I_n$ từ $10\text{ A}$ đến $40\text{ A}$, khả năng cắt $I_{cu} = 18\text{ kA}$).

Kết quả và đóng góp

Kết quả tính toán định lượng chính của đồ án:

  • Tổng công suất tác dụng chiếu sáng toàn phân xưởng: $14{,}64\text{ kW}$ ($S_{ttcs} = 16{,}27\text{ kVA}$).
  • Tổng công suất tính toán toàn phân xưởng: $S_{TTpx} = 283{,}772\text{ kVA}$.
  • Công suất máy biến áp được chọn: $400\text{ kVA}$ (THIBIDI, $22/0{,}4\text{ kV}$).
  • Tọa độ tâm phụ tải tối ưu của toàn bộ phân xưởng: $X = 27{,}43\text{ m}$, $Y = 9{,}77\text{ m}$.
  • Tổn thất điện áp tổng cộng trên nhánh truyền tải dài nhất: $\Delta U% = 3{,}57%$ (thấp hơn giới hạn cho phép $5%$).
  • Dòng ngắn mạch 3 pha lớn nhất tại thanh cái tủ phân phối chính MDB: $I_N^{(3)} = 19{,}55\text{ kA}$.

Các giải pháp kỹ thuật do nhóm tác giả đề xuất:

  • Giải pháp phân nhóm phụ tải thành 4 cụm độc lập kết hợp bố trí 4 tủ động lực và 1 tủ phân phối chính, giúp giảm dòng khởi động tác động lên thanh cái và tăng tính linh hoạt khi xử lý sự cố cục bộ.
  • Phương án bố trí tủ điện dựa trên kết quả tính toán tâm phụ tải hình học kết hợp khảo sát luồng di chuyển cơ khí, giảm thiểu chiều dài cáp dẫn và tổn hao điện áp.
  • Kết hợp hình thức đi cáp trên máng cáp hở cho tuyến trục chính và cáp ngầm trong ống nhựa PVC dưới nền bê tông cho tuyến nhánh đến động cơ, đảm bảo an toàn lao động trong môi trường xưởng cơ khí.

Đóng góp của đồ án:

  • Xây dựng một quy trình tính toán kỹ thuật hoàn chỉnh cho một công trình công nghiệp cụ thể, từ phân nhóm phụ tải, xác định tâm phụ tải, chọn nguồn biến áp, vạch tuyến đi dây đến tính toán bảo vệ ngắn mạch phân cấp.
  • Áp dụng danh mục thiết bị thực tế từ các nhà sản xuất đang lưu hành phổ biến tại Việt Nam (máy biến áp THIBIDI, cáp CADIVI, thiết bị đóng cắt LS).

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của đồ án:

  • Chưa xây dựng được đồ thị phụ tải thực tế 24 giờ của phân xưởng theo từng giờ trong ca sản xuất mà phải áp dụng phương pháp tính gần đúng thông qua hệ số đồng thời ($K_{đt}$) và hệ số sử dụng ($K_{sd}$).
  • Tính toán dung lượng máy biến áp dựa trên giả định công suất dự phòng cố định $20%$ thay vì dựa trên phương pháp đồ thị phụ tải đẳng trị hay phương pháp quá tải cho phép $3%$.
  • Chưa thực hiện tính toán chi tiết cho hệ thống bù công suất phản kháng nhằm nâng cao hệ số công suất $\cos\varphi$ của toàn xưởng.
  • Văn bản có một vài điểm thiếu đồng nhất về giá trị tính toán dòng tổng ở chương III ($S_{mba} = 560\text{ kVA}$ trong công thức sơ bộ nhưng thực tế chọn $400\text{ kVA}$).

Hướng nghiên cứu và phát triển tiếp theo:

  • Khảo sát biểu đồ phụ tải theo chu kỳ vận hành thực tế của các nhóm máy công cụ để tối ưu hóa biểu đồ tiêu thụ điện.
  • Thiết kế hệ thống tủ tụ bù tự động đóng cắt theo cấp dung lượng nhằm duy trì hệ số công suất $\cos\varphi \ge 0{,}95$.
  • Bổ sung thiết kế hệ thống nối đất an toàn, nối đất làm việc và hệ thống chống sét lan truyền cho phân xưởng.

Giá trị tham khảo

Tài liệu này có giá trị ứng dụng và tham khảo đối với:

  • Sinh viên các ngành Kỹ thuật Điện, Điện công nghiệp, Kỹ thuật Hệ thống điện khi thực hiện đồ án môn học Thiết kế cung cấp điện hoặc đồ án tốt nghiệp về chuyên đề cấp điện công nghiệp.
  • Kỹ sư thiết kế cơ điện (M&E) cần tham khảo quy trình phân nhóm phụ tải, xác định tâm phụ tải mặt bằng nhà xưởng, và bảng phối hợp chọn khí cụ bảo vệ hạ thế hãng LS và cáp CADIVI.

Các phần có giá trị tham khảo chuyên môn cao:

  • Phương pháp xác định tọa độ trọng tâm phụ tải và bán kính vòng tròn phụ tải cho từng nhóm máy trên mặt bằng công nghiệp.
  • Quy trình kiểm tra sụt áp nhiều cấp trên tuyến dây dài nhất (MBA $\rightarrow$ MDB $\rightarrow$ DB $\rightarrow$ Động cơ).
  • Các bảng tra cứu phối hợp thông số dòng định mức, dòng ngắn mạch và khả năng cắt dòng ngắn mạch ($I_{cu}$) của thiết bị bảo vệ.

Câu hỏi thường gặp

1. Phân xưởng cơ khí trong đồ án có quy mô và đặc điểm vận hành như thế nào?
Phân xưởng có dạng hình chữ nhật với chiều dài 54 m, chiều rộng 18 m, chiều cao 7 m (diện tích 972 $\text{m}^2$). Môi trường làm việc ít bụi, nhiệt độ trung bình $30^\circ\text{C}$, kết cấu mái tôn kẽm, nền xi măng. Phân xưởng vận hành 2 ca/ngày (Ca 1: 6h00 – 14h00, Ca 2: 14h00 – 22h00), gồm 34 động cơ 3 pha, 01 phòng kho ($36\text{ m}^2$) và 01 phòng KCS ($48\text{ m}^2$).

2. Trạm biến áp cấp nguồn cho phân xưởng được chọn theo tiêu chuẩn và thông số nào?
Dung lượng máy biến áp được chọn dựa trên điều kiện $S_{đmMBA} \ge S_{TTpx} + S_{dp}$ ($283{,}772\text{ kVA} + 57\text{ kVA} = 340{,}77\text{ kVA}$ với mức dự phòng $20%$). Máy biến áp được lựa chọn là loại 3 pha ngâm dầu của hãng THIBIDI, công suất định mức $400\text{ kVA}$, điện áp $22/0{,}4\text{ kV}$, tần số $50\text{ Hz}$, tổn hao không tải $P_0 = 433\text{ W}$, tổn hao ngắn mạch $P_k = 3820\text{ W}$, điện áp ngắn mạch $U_k% = 4%$, chế tạo theo Quyết định số 62/QĐ-EVN.

3. Kết quả kiểm tra tổn thất điện áp trên tuyến truyền tải xa nhất đạt bao nhiêu phần trăm?
Tổng tổn thất điện áp trên tuyến xa nhất từ máy biến áp đến động cơ 11B (qua MDB và tủ DB4) là $\sum \Delta U% = 0{,}69% + 1{,}20% + 1{,}68% = 3{,}57%$. Giá trị này nằm trong giới hạn sụt áp cho phép của mạng điện hạ áp công nghiệp ($\Delta U% < 5%$).

4. Dòng ngắn mạch ba pha tại các điểm chính trong mạng điện được tính toán là bao nhiêu và sử dụng thiết bị đóng cắt nào?
Dòng ngắn mạch ba pha tính toán gồm: tại tủ tổng MDB đạt $I_N^{(3)} = 19{,}55\text{ kA}$ (chọn MCCB LS ABS1003b $1000\text{ A}$, $I_{cu} = 65\text{ kA}$); tại đầu vào tủ DB4 đạt $I_N^{(3)} = 11{,}77\text{ kA}$ (chọn MCCB LS ABN203C $250\text{ A}$, $I_{cu} = 30\text{ kA}$); tại đầu cực các động cơ đạt $I_N^{(3)} = 11{,}68\text{ kA}$ (chọn Aptomat LS dòng ABN53C có $I_n$ từ $10\text{ A}$ đến $40\text{ A}$, $I_{cu} = 18\text{ kA}$).

5. Phương án đi dây trong phân xưởng được triển khai theo cấu trúc nào?
Hệ thống sử dụng cấu trúc đi dây hình tia nhiều cấp: từ tủ MDB đến 4 tủ động lực (DB1 – DB4) sử dụng cáp đơn CADIVI CV đi trên máng cáp treo; từ các tủ DB đến từng động cơ sử dụng cáp nhiều ruột CADIVI CVV đặt chôn ngầm trong đất ở độ sâu 40 cm và luồn trong ống nhựa bảo vệ PVC chuyên dụng.

Kết luận

Đồ án đã hoàn thành việc tính toán và thiết kế hoàn chỉnh hệ thống cung cấp điện hạ áp cho phân xưởng sửa chữa cơ khí diện tích 972 $\text{m}^2$ với 34 động cơ sản xuất. Các hạng mục kỹ thuật từ phân nhóm phụ tải, xác định tâm phụ tải ($X = 27{,}43\text{ m}, Y = 9{,}77\text{ m}$), lựa chọn máy biến áp THIBIDI $400\text{ kVA}$, tính chọn cáp điện CADIVI và kiểm tra ngắn mạch chọn thiết bị đóng cắt LS đều bảo đảm đầy đủ các yêu cầu kỹ thuật và chỉ tiêu kinh tế. Toàn bộ thông số tính toán sụt áp cực đại ($3{,}57%$) và dòng cắt ngắn mạch đều thỏa mãn quy chuẩn vận hành an toàn trong mạng điện công nghiệp.