Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong tiến trình công nghiệp hóa và hiện đại hóa, việc ứng dụng máy móc tự động trong sản xuất thay thế lao động thủ công đòi hỏi hệ thống cung cấp điện phải liên tục được cải tiến, nâng cấp nhằm đáp ứng nhu cầu tiêu thụ điện năng ngày càng tăng cao. Đối với các cơ sở sản xuất công nghiệp, hệ thống điện đóng vai trò huyết mạch, quyết định trực tiếp đến sự vận hành liên tục của dây chuyền công nghệ và chất lượng sản phẩm đầu ra. Đồ án tốt nghiệp "Thiết kế cung cấp điện cho nhà xưởng dệt may Indico Hưng Yên" của tác giả Bùi Xuân Quân (chuyên ngành Điện Tự Động Công Nghiệp, Trường Đại học Quản lý và Công nghệ Hải Phòng) giải quyết bài toán thiết kế kỹ thuật cung cấp điện toàn diện cho cơ sở sản xuất dệt may thực tế.

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

  1. Khảo sát công nghệ, mặt bằng và phân nhóm phụ tải để xác định chính xác phụ tải tính toán động lực và phụ tải chiếu sáng cho các phân xưởng.
  2. Xây dựng các phương án cung cấp điện tổng thể, tính toán lựa chọn dung lượng và số lượng máy biến áp, chọn tiết diện dây dẫn/cáp cao áp, đồng thời so sánh chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật để chọn phương án tối ưu.
  3. Tính toán dòng ngắn mạch trong hệ thống, từ đó lựa chọn và kiểm tra điều kiện ổn định động, ổn định nhiệt của toàn bộ hệ thống khí cụ điện cao áp, hạ áp và thanh dẫn.
  4. Thiết kế mạng điện hạ áp phân xưởng và tính toán giải pháp nâng cao hệ số công suất thông qua bù công suất phản kháng.

Đối tượng nghiên cứu là hệ thống điện của Công ty Cổ phần May và Thương mại quốc tế INDICO tại Hưng Yên. Doanh nghiệp này hoạt động từ năm 1990, chuyên sản xuất các dòng sản phẩm chăn, ga, gối, đệm cao cấp mang thương hiệu Koala với dây chuyền công nghệ nhập khẩu. Về phạm vi nghiên cứu, đồ án giới hạn trong không gian mặt bằng các nhà xưởng sản xuất (Nhà xưởng 1, Nhà xưởng 2 cùng các công trình phụ trợ) và phạm vi kỹ thuật từ điểm đấu nối cấp điện áp trung gian $110/22\text{ kV}$, mạng phân phối cáp ngầm $22\text{ kV}$, trạm biến áp hạ áp $22/0,4\text{ kV}$ đến các tủ phân phối hạ áp $380/220\text{ V}$.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Đồ án ứng dụng hệ thống lý thuyết, tiêu chuẩn và công thức tính toán chuyên ngành thiết kế cung cấp điện công nghiệp, kết hợp giữa phương pháp giải tích kỹ thuật và so sánh kinh tế:

  • Phương pháp xác định phụ tải tính toán: Sử dụng phương pháp xác định theo công suất đặt kết hợp hệ số nhu cầu ($P_{tt} = K_{nc} \cdot P_{đm}$), phương pháp số thiết bị hiệu quả ($n_{hq}$) kết hợp hệ số cực đại ($k_{max}$) và hệ số sử dụng ($K_{sd}$) theo công thức: $$P_{tt} = k_{max} \cdot K_{sd} \cdot \sum P_{đm}$$ $$Q_{tt} = P_{tt} \cdot \tan\varphi$$ $$S_{tt} = \sqrt{P_{tt}^2 + Q_{tt}^2}$$ $$I_{tt} = \frac{S_{tt}}{\sqrt{3} \cdot U_{đm}}$$

  • Phương pháp thiết kế chiếu sáng: Áp dụng phương pháp hệ số sử dụng quang thông từng điểm và không gian, tính toán dựa trên độ rọi yêu cầu ($E = 30\text{ lx}$ cho xưởng sản xuất), chỉ số phòng, hệ số phản xạ của tường/trần ($50%$ và $30%$), hệ số dự trữ ($k = 1,3$) và hệ số tính toán ($Z = 1,1$) để tìm tổng quang thông: $$F = \frac{E \cdot S \cdot k \cdot Z}{n \cdot k_{sp}}$$

  • Phương pháp lựa chọn và kiểm tra máy biến áp: Lựa chọn công suất máy biến áp dựa trên điều kiện quá tải sự cố đối với trạm 2 máy với hệ số quá tải $K_{qt} = 1,4$ (cho phép quá tải $40%$ trong thời gian 5 ngày đêm, mỗi ngày không quá 6 giờ) theo điều kiện: $$S_{đmB} \ge \frac{S_{tt}}{1,4}$$ Xác định tổn thất công suất tác dụng ($\Delta P_B$) và tổn thất điện năng hàng năm ($\Delta A_B$) qua thời gian tổn thất công suất lớn nhất $\tau = (0,124 + T_{max} \cdot 10^{-4})^2 \cdot 8760 = 3411\text{ h}$ (với $T_{max} = 5000\text{ h}$).

  • Phương pháp chọn tiết diện dây dẫn và cáp: Tính toán tiết diện theo mật độ dòng điện kinh tế: $$F_{kt} = \frac{I_{max}}{J_{kt}}$$ với $J_{kt} = 3,1\text{ A/mm}^2$ đối với dây đồng. Kiểm tra điều kiện ổn định nhiệt khi có ngắn mạch: $$F \ge \alpha \cdot I_N \cdot \sqrt{t_{qđ}}$$

  • Phương pháp so sánh kinh tế kỹ thuật: Sử dụng hàm chi phí tính toán quy đổi hàng năm ($Z$) để lựa chọn phương án tối ưu: $$Z = (a_{vh} + a_{tc}) \cdot K + Y$$ Trong đó: $a_{vh} = 0,1$ (hệ số vận hành trạm và cáp ngầm), $a_{tc} = 0,2$ (hệ số tiêu chuẩn thu hồi vốn đầu tư), $K$ là tổng vốn đầu tư thiết bị và đường dây, $Y = \Delta A \cdot c$ là chi phí tổn thất điện năng hàng năm với giá điện $c = 750\text{ đ/kWh}$.

  • Phương pháp tính ngắn mạch và kiểm định khí cụ điện: Tính toán ngắn mạch ba pha đối xứng ($I_N, I_{xk}$) từ nguồn qua hệ thống điện kháng tổng hợp $X_H = \frac{U_{tb}^2}{S_N}$. Kiểm tra thiết bị đóng cắt và thanh dẫn theo 5 điều kiện cơ bản: điện áp định mức ($U_{đm} \ge U_{đmLĐ}$), dòng điện định mức ($I_{đm} \ge I_{cb}$), dòng cắt định mức ($I_{cđm} \ge I''N$), ổn định động ($I{đđm} \ge I_{xk}$) và ổn định nhiệt ($I_{nhđm} \ge I_\infty \sqrt{t_{qđ}}$).

  • Nguồn dữ liệu: Mặt bằng kiến trúc phân xưởng, thông số lý lịch máy công nghệ của Nhà xưởng dệt may Indico Hưng Yên; bảng tra cứu phụ lục sổ tay thiết kế cấp điện công nghiệp.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan về cung cấp điện cho nhà xưởng dệt may Indico Hưng Yên

Chương này tổng kết vai trò của hệ thống điện trong công nghiệp và xác lập 4 yêu cầu thiết kế: độ tin cậy cấp điện (liên tục theo phân loại phụ tải), chất lượng điện năng (giữ độ dao động điện áp trong giới hạn $\pm 2,5%$), an toàn tuyệt đối cho người và thiết bị, cùng tính kinh tế - thi công thuận tiện.

Tác giả tiến hành phân nhóm và tính toán phụ tải cho hai nhà xưởng sản xuất chính:

  • Nhà xưởng 1: Được chia thành 2 nhóm thiết bị công nghệ:

    • Nhóm 1 (5 thiết bị: 1 máy trần mút $7\text{ kW}$, 2 máy viền đệm $8\text{ kW}$, 1 máy ép khung lò xo $2,2\text{ kW}$, 1 máy ép lò xo $6\text{ kW}$): Có $\sum P = 23,2\text{ kW}$, $n_{hq} = 4,75$, $k_{max} = 1,26$. Kết quả tính được $P_{tt1} = 20,46\text{ kW}$, $Q_{tt1} = 20,87\text{ kVAr}$, $S_{tt1} = 29,23\text{ kVA}$, $I_{tt1} = 44,41\text{ A}$.
    • Nhóm 2 (5 thiết bị: 4 máy trần chăn $50\text{ kW}$, 1 máy may gối $14\text{ kW}$): Có $\sum P = 64\text{ kW}$, $n_{hq} = 4,75$, $k_{max} = 1,26$. Kết quả tính được $P_{tt2} = 56,45\text{ kW}$, $Q_{tt2} = 57,58\text{ kVAr}$, $S_{tt2} = 80,64\text{ kVA}$, $I_{tt2} = 122,52\text{ A}$.
    • Tổng hợp phụ tải tính toán Nhà xưởng 1: $P_{px1} = 65,37\text{ kW}$, $Q_{pk1} = 66,68\text{ kVAr}$, $S_{tt} = 93,38\text{ kVA}$.
    • Mạng chiếu sáng xưởng 1: Bố trí 41 bóng đèn sợi đốt $200\text{ W}$ (tổng công suất $8,2\text{ kW}$), độ cao treo đèn cách mặt sàn $3\text{ m}$, dòng điện chiếu sáng $I_{cs} = 12,45\text{ A}$, sử dụng cáp đồng 4 lõi CLIPSAL PVC ($3 \times 6 + 1 \times 4\text{ mm}^2$).

  • Nhà xưởng 2: Được chia thành 2 nhóm thiết bị:

    • Nhóm 1 (58 thiết bị: 5 máy thêu $20\text{ kW}$, 48 máy may $28,8\text{ kW}$, 5 máy trần vải $27,5\text{ kW}$): Có $\sum P = 76,3\text{ kW}$, $n_{hq} = 53,36$, $k_{max} = 1,08$. Kết quả tính được $P_{tt1} = 57,68\text{ kW}$, $Q_{tt1} = 58,83\text{ kVAr}$, $S_{tt1} = 82,39\text{ kVA}$, $I_{tt1} = 125,19\text{ A}$.
    • Nhóm 2 (10 thiết bị: 4 máy trần thêu $16\text{ kW}$, 1 máy cuốn vải $5,5\text{ kW}$, 1 máy tời vải $1,5\text{ kW}$, 1 bàn nâng hạ $0,75\text{ kW}$, 3 bàn chải vải $3\text{ kW}$): Có $\sum P = 26,75\text{ kW}$, $n_{hq} = 9,1$, $k_{max} = 1,18$. Kết quả tính được $P_{tt2} = 22,09\text{ kW}$, $Q_{tt2} = 22,43\text{ kVAr}$, $S_{tt2} = 31,48\text{ kVA}$, $I_{tt2} = 48,68\text{ A}$.
    • Tổng hợp phụ tải tính toán Nhà xưởng 2: $P_{px2} = 67,8\text{ kW}$, $Q_{pk2} = 66,16\text{ kVAr}$, $S_{tt} = 96,85\text{ kVA}$.
    • Mạng chiếu sáng xưởng 2: Bố trí 46 bóng đèn sợi đốt $200\text{ W}$ (tổng công suất $9,2\text{ kW}$), dòng điện $I_{cs} = 13,98\text{ A}$, cấp nguồn bằng cáp đồng CLIPSAL PVC ($3 \times 6 + 1 \times 4\text{ mm}^2$).

Chương 2: Xây dựng các phương án cấp điện

Nhà xưởng dệt may Indico được xác định là hộ tiêu thụ loại 1, đòi hỏi nguồn điện cấp phải liên tục trong cả trạng thái vận hành bình thường lẫn khi xảy ra sự cố. Nguồn điện cấp lấy từ trạm biến áp $110/22\text{ kV}$ qua tuyến cáp ngầm $22\text{ kV}$. Tác giả thiết lập và tính toán hai phương án cấp điện chính:

  • Phương án 1: Bố trí 1 trạm phân phối trung tâm nhận điện $22\text{ kV}$ và cấp nguồn tới 2 trạm biến áp phân xưởng riêng biệt:

    • Trạm $B_1$ cấp cho Xưởng 1: Dùng 2 máy biến áp $22/0,4\text{ kV} - 1250\text{ kVA}$ ($P_0 = 1,72\text{ kW}, P_N = 12,91\text{ kW}, U_N = 5,5%$), tổn thất điện năng trạm biến áp $\Delta A_{B1} = 63.858,4\text{ kWh}$.
    • Trạm $B_2$ cấp cho Xưởng 2: Dùng 2 máy biến áp $22/0,4\text{ kV} - 1600\text{ kVA}$ ($P_0 = 2,1\text{ kW}, P_N = 15,7\text{ kW}, U_N = 5,5%$), tổn thất điện năng trạm $\Delta A_{B2} = 70.158,7\text{ kWh}$.
    • Cáp cao áp: Tuyến TPP-B1 dùng cáp đồng 3 lõi Furukawa 2XLPE ($3 \times 35\text{ mm}^2$) dài $78,2\text{ m}$; Tuyến TPP-B2 dùng cáp 2XLPE ($3 \times 35\text{ mm}^2$) dài $72,4\text{ m}$. Tuyến cấp nguồn từ trạm trung gian về TPP dùng cáp 2XLPE ($3 \times 95\text{ mm}^2$).
    • Tổn thất công suất tác dụng trên đường dây: $\Delta P = 11,352\text{ kW}$; Tổn thất điện năng đường dây: $\Delta A_{đd} = 38.721,6\text{ kWh}$; Tổng tổn thất điện năng $\Delta A_1 = 448.810,3\text{ kWh}$.

  • Phương án 2: Bố trí 2 trạm biến áp chính $B_1$ và $B_2$ nhận điện $22\text{ kV}$ cấp trực tiếp về hạ áp cho các khu vực:

    • Trạm $B_1$ cấp cho Phân xưởng 1, Phân xưởng 2, Phân xưởng 5 và Kho vật tư: Chọn 2 máy biến áp $22/0,4\text{ kV} - 4000\text{ kVA}$ ($P_0 = 4,7\text{ kW}, P_N = 29,4\text{ kW}, U_N = 7%, I_0 = 0,7%$). Tổn thất điện năng $\Delta A_{B1} = 162.372\text{ kWh}$.
    • Tuyến cáp TPP-B1 dùng cáp Furukawa 2XLPE ($3 \times 50\text{ mm}^2$) dài $12,2\text{ m}$.
    • Tổn thất công suất trên dây: $\Delta P_3 = 10,216\text{ kW}$; Tổn thất điện năng trên dây: $\Delta A_{đd3} = 34.846,7\text{ kWh}$; Tổng tổn thất điện năng toàn phương án: $\Delta A_3 = 372.475,7\text{ kWh}$.

Bảng so sánh kinh tế - kỹ thuật giữa hai phương án:

Chỉ tiêu kinh tế Ký hiệu Đơn vị Phương án 1 Phương án 2
Vốn đầu tư máy biến áp $K_{BA}$ $10^6\text{ đ}$ $1784$ (cho các trạm) $3600$
Vốn đầu tư đường dây $K_{đd}$ $10^6\text{ đ}$ $53,03$ $54,94$
Tổng vốn đầu tư $K$ $10^6\text{ đ}$ $4361,53$ $3654,90$
Tổng tổn thất điện năng $\Delta A$ $\text{kWh/năm}$ $448.810,3$ $372.475,7$
Hàm chi phí tính toán quy đổi $Z$ $10^6\text{ đ}$ $1645$ $1373$

Căn cứ vào bảng so sánh, tác giả lựa chọn Phương án 2 làm phương án tối ưu vì tiết kiệm vốn đầu tư ban đầu, giảm hàm chi phí vận hành quy đổi hàng năm ($Z_2 < Z_1$), giảm tổn thất điện năng và giúp thu gọn quy mô quản lý vận hành trạm.

Chương 3: Tính toán ngắn mạch và lựa chọn thiết bị điện

Tác giả tiến hành tính toán ngắn mạch ba pha trên thanh cái cao áp $22\text{ kV}$ và phân xưởng để kiểm tra năng lực chịu đựng của toàn bộ khí cụ điện:

  • Thông số ngắn mạch: Điện kháng hệ thống $X_H = 0,13,\Omega$, dòng ngắn mạch ba pha duy trì $I''N = 37,05\text{ kA}$, dòng ngắn mạch xung kích cực đại $I{xk} = 94,3\text{ kA}$, công suất ngắn mạch $S''_N = 847,1\text{ kVA}$.
  • Kiểm định các thiết bị cao áp và khí cụ điện:
    • Máy cắt đầu vào: Chọn máy cắt hợp bộ SF6 Siemens 8DA10 ($U_{đm} = 24\text{ kV} \ge 22\text{ kV}$; $I_{đm} = 3150\text{ A} \ge I_{cb} = 385,7\text{ A}$; $I_{cđm} = 40\text{ kA} \ge I''N = 37,05\text{ kA}$; $I{đđm} = 110\text{ kA} \ge I_{xk} = 94,3\text{ kA}$; $S_{cđm} = 1662,8\text{ kVA} \ge S''_N = 847,1\text{ kVA}$).
    • Máy cắt nhánh: Chọn Siemens 8DC11 cách điện SF6 ($U_{đm} = 24\text{ kV}$; $I_{đm} = 1250\text{ A} \ge 73,4\text{ A}$; $I_{cđm} = 25\text{ kA} \ge 22,08\text{ kA}$; $I_{đđm} = 63\text{ kA} \ge 56,2\text{ kA}$).
    • Tủ trung áp đầu vào: Chọn tủ hợp bộ SF6 Siemens 8DH10 ($24\text{ kV}, 1250\text{ A}, I_N = 63\text{ kA}, I_c = 25\text{ kA}$).
    • Aptomat tổng hạ áp: Sử dụng aptomat của hãng Merlin Gerin, đáp ứng dòng cưỡng bức cực đại qua máy biến áp $4000\text{ kVA}$ là $I_{max} = 5773,5\text{ A}$.
    • Dao cách ly: Chọn loại PIIB 3-35/1000 đặt trong nhà ($U_{đm} = 35\text{ kV} \ge 22\text{ kV}$; $I_{đm} = 1000\text{ A} \ge I_{cb} = 147\text{ A}$; $I_{đđm} = 80\text{ kA} \ge I_{xk} = 56,2\text{ kA}$).
    • Cầu chì cao áp: Chọn FCO 24 do Sharah chế tạo ($U_{đm} = 24\text{ kV} \ge 22\text{ kV}$; $I_{đm} = 200\text{ A} \ge 147\text{ A}$; $I_{cđm} = 31,5\text{ kA} \ge 22,08\text{ kA}$).
    • Máy biến áp đo lường (BU): Cao áp chọn loại 4MR14 của Siemens ($U_1 = 22\text{ kV}, S_{2đm} = 500\text{ VA}$); hạ áp chọn loại 4MR12 của Siemens ($S_{2đm} = 350\text{ VA}$).
    • Máy biến dòng (BI): Trung áp chọn loại Siemens 4MA74 ($24\text{ kV}, 1000/1-5\text{ A}$); hạ áp chọn loại CT-0.6 ($0,6\text{ kV}, 6500/1-5\text{ A}$).
    • Chống sét van: Cao áp dùng loại 3EG4 Siemens vỏ sứ cacbuasilic ($U_{đm} = 24\text{ kV}, I_{đm} = 5\text{ kA}$); hạ áp dùng loại 3EA1 Siemens vỏ nhựa cacbuasilic ($U_{đm} = 1\text{ kV}, I_{đm} = 5\text{ kA}$).
    • Thanh góp: Thanh cái $22\text{ kV}$ dùng thanh đồng cứng tiết diện $120\text{ mm}^2$ ($I_{cp} = 475\text{ A} > I_{cptt} = 164,6\text{ A}$), kiểm tra ứng suất uốn tính toán $\sigma_{tt} = 1043,3\text{ kG/cm}^2 < \sigma_{cp} = 1400\text{ kG/cm}^2$; Thanh cái $0,4\text{ kV}$ dùng thanh nhôm định hình quét sơn tiết diện $3435\text{ mm}^2$ ($I_{cp} = 9550\text{ A} > I_{cptt} = 9051,4\text{ A}$), kiểm tra ứng suất uốn $\sigma_{tt} = 4,58\text{ kG/cm}^2 < \sigma_{cp} = 700\text{ kG/cm}^2$.
    • Cáp điện: Cáp từ hệ thống tới trạm PPTT chọn cáp đồng CADIVI lộ kép 2XLPE đai thép vỏ PVC tiết diện $185\text{ mm}^2$; Cáp từ trạm PPTT tới trạm biến áp xưởng chọn loại 2XLPE tiết diện $120\text{ mm}^2$.

Chương 4: Thiết kế mạng hạ áp và bù công suất phản kháng

Nội dung chương này bao gồm việc tính toán lựa chọn aptomat phân phối nhánh và dây dẫn hạ thế từ tủ phân phối tới từng cụm phụ tải công nghệ trong nhà xưởng dệt may, đồng thời phân tích các giải pháp nâng cao hệ số công suất tự nhiên và tính toán dung lượng tụ bù tĩnh hạ áp để đảm bảo hệ số $\cos\varphi$ toàn nhà máy đạt yêu cầu theo quy định của ngành điện.

Kết quả và đóng góp

Đồ án mang lại các kết quả kỹ thuật và đóng góp thiết kế cụ thể:

  • Xác lập hệ thống số liệu phụ tải hoàn chỉnh: Tính toán chi tiết phụ tải cho từng cụm máy dệt may đặc thù (máy trần mút, máy viền đệm, máy ép lò xo, máy trần chăn, máy thêu, 48 máy may công nghiệp...). Tổng công suất tính toán của Nhà xưởng 1 đạt $93,38\text{ kVA}$ và Nhà xưởng 2 đạt $96,85\text{ kVA}$.
  • Tối ưu hóa phương án cấp điện: Qua phân tích kinh tế kỹ thuật bằng hàm chi phí quy đổi $Z$, việc lựa chọn Phương án 2 (sử dụng 2 máy biến áp $4000\text{ kVA}$) đã tiết kiệm $706,63 \times 10^6\text{ đ}$ vốn đầu tư ban đầu và giảm $272 \times 10^6\text{ đ}$ chi phí quy đổi hàng năm so với phương án phân tán nhiều trạm nhỏ, đồng thời giảm tổn thất điện năng $76.334,6\text{ kWh/năm}$.
  • Đảm bảo tính an toàn và độ tin cậy thiết bị: Toàn bộ hệ thống máy cắt SF6 (Siemens 8DA10, 8DC11), tủ hợp bộ 8DH10, dao cách ly PIIB 3-35/1000, chống sét van 3EG4/3EA1 và hệ thanh dẫn đồng/nhôm đều được kiểm định đạt đầy đủ các tiêu chuẩn ổn định động và ổn định nhiệt trong điều kiện xảy ra ngắn mạch ba pha lớn nhất ($I''_N = 37,05\text{ kA}$).

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế: Phạm vi tính toán trong đồ án tập trung vào cấu trúc cấp điện chính từ trạm $22\text{ kV}$ xuống thanh cái phân phối hạ áp và phụ tải hai nhà xưởng may chính. Đồ án chưa tính toán chi tiết ảnh hưởng của sóng hài sinh ra từ các bộ biến tần điều khiển động cơ máy may công nghiệp và chưa xây dựng sơ đồ phối hợp thời gian tác động bảo vệ rơle số chi tiết cho từng cấp bảo vệ.
  • Hướng nghiên cứu tiếp: Tích hợp các bộ lọc sóng hài chủ động/thụ động tại các tủ phân phối hạ áp có nhiều phụ tải phi tuyến; thiết kế hệ thống giám sát, điều khiển và thu thập dữ liệu (SCADA/EMS) để theo dõi chất lượng điện năng và quản lý tiêu thụ điện thời gian thực cho toàn bộ nhà máy may Indico.

Giá trị tham khảo

Bản đồ án là tài liệu tham khảo cho sinh viên, kỹ sư ngành Điện Tự động Công nghiệp, Kỹ thuật Điện và Thiết kế Hệ thống Cung cấp điện:

  • Tham khảo phương pháp tính toán: Cung cấp quy trình mẫu về phân nhóm phụ tải công nghệ dệt may, phương pháp xác định số thiết bị hiệu quả $n_{hq}$ và tra bảng hệ số cực đại $k_{max}$.
  • Tham khảo quy trình lựa chọn và kiểm tra khí cụ: Cung cấp đầy đủ các bước tính toán ngắn mạch, kiểm tra điều kiện phát nóng lâu dài, ổn định động và ổn định nhiệt cho hệ thống máy cắt, dao cách ly, máy biến dòng, máy biến điện áp và thanh cái phân phối theo đúng quy chuẩn kỹ thuật điện lực.

Câu hỏi thường gặp

1. Nhà xưởng dệt may Indico Hưng Yên được xếp vào loại hộ tiêu thụ nào và yêu cầu nguồn cấp điện ra sao?
Nhà xưởng được xác định là hộ tiêu thụ loại 1, đòi hỏi phải được cấp điện liên tục và an toàn trong cả chế độ làm việc bình thường lẫn khi xảy ra sự cố. Nguồn điện cấp cho toàn nhà máy được lấy từ trạm trung gian $110/22\text{ kV}$ qua đường cáp ngầm trung áp $22\text{ kV}$.

2. Vì sao Phương án 2 được lựa chọn thay vì Phương án 1 trong tính toán so sánh kinh tế?
Phương án 2 sử dụng 2 trạm biến áp chính với máy biến áp $22/0,4\text{ kV} - 4000\text{ kVA}$ có tổng vốn đầu tư ($K_2 = 3654,90 \times 10^6\text{ đ}$) và hàm chi phí quy đổi hàng năm ($Z_2 = 1373 \times 10^6\text{ đ}$) thấp hơn Phương án 1 ($K_1 = 4361,53 \times 10^6\text{ đ}$, $Z_1 = 1645 \times 10^6\text{ đ}$), đồng thời giảm tổn thất điện năng hàng năm ($\Delta A_2 = 372.475,7\text{ kWh} < \Delta A_1 = 448.810,3\text{ kWh}$) và giúp tinh gọn công tác quản lý vận hành.

3. Phụ tải tính toán tổng hợp của Nhà xưởng 1 và Nhà xưởng 2 đạt giá trị bao nhiêu?
Nhà xưởng 1 có công suất tác dụng tính toán $P_{px1} = 65,37\text{ kW}$, công suất phản kháng $Q_{pk1} = 66,68\text{ kVAr}$, công suất toàn phần $S_{tt} = 93,38\text{ kVA}$. Nhà xưởng 2 có công suất tác dụng tính toán $P_{px2} = 67,8\text{ kW}$, công suất phản kháng $Q_{pk2} = 66,16\text{ kVAr}$, công suất toàn phần $S_{tt} = 96,85\text{ kVA}$.

4. Các thiết bị đóng cắt và bảo vệ cao thế $22\text{ kV}$ chính được lựa chọn từ những nhà sản xuất nào?
Máy cắt đầu vào sử dụng loại 8DA10 ($24\text{ kV}, 3150\text{ A}$) và máy cắt nhánh 8DC11 ($24\text{ kV}, 1250\text{ A}$) cách điện khí SF6 do Siemens sản xuất; tủ trung áp hợp bộ 8DH10 của Siemens; dao cách ly PIIB 3-35/1000 của Liên Xô; cầu chì cao áp FCO 24 do Sharah sản xuất; chống sét van cao áp 3EG4 ($24\text{ kV}, 5\text{ kA}$) của Siemens.

5. Hệ thống thanh dẫn hạ áp $0,4\text{ kV}$ được lựa chọn với vật liệu và kích thước như thế nào?
Thanh dẫn hạ áp $0,4\text{ kV}$ sử dụng vật liệu nhôm định hình có quét sơn, tiết diện $F = 3435\text{ mm}^2$ với dòng điện cho phép $I_{cp} = 9550\text{ A}$ (lớn hơn dòng phát nóng tính toán cưỡng bức $I_{cptt} = 9051,4\text{ A}$), đáp ứng đầy đủ điều kiện ổn định nhiệt ($F_{tc} \ge 122,25\text{ mm}^2$) và ổn định động ($\sigma_{tt} = 4,58\text{ kG/cm}^2 < \sigma_{cp} = 700\text{ kG/cm}^2$).

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Thiết kế cung cấp điện cho nhà xưởng dệt may Indico Hưng Yên" của sinh viên Bùi Xuân Quân đã giải quyết bài toán thiết kế hệ thống cung cấp điện công nghiệp từ khâu dự báo phụ tải, lựa chọn phương án phân phối đến kiểm tra khí cụ bảo vệ. Kết quả nghiên cứu xác định phương án cấp điện tối ưu sử dụng trạm biến áp kép $22/0,4\text{ kV} - 4000\text{ kVA}$ kết hợp tuyến cáp ngầm trung thế và hệ thống tủ hợp bộ SF6, bảo đảm các tiêu chuẩn nghiêm ngặt về độ tin cậy cấp điện loại 1 và tối ưu hóa hiệu quả kinh tế. Toàn bộ các tính toán kiểm nghiệm ngắn mạch và ổn định khí cụ điện đều thỏa mãn các quy chuẩn kỹ thuật hiện hành, chứng minh tính khả thi trong xây dựng và vận hành thực tế tại nhà máy.