Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong tiến trình công nghiệp hóa và hiện đại hóa, nhu cầu tiêu thụ điện năng tại các khu kinh tế, khu chế xuất và nhà máy công nghiệp tại Việt Nam gia tăng liên tục. Đối với các cơ sở sản xuất công nghiệp, hệ thống cung cấp điện đóng vai trò huyết mạch, là một trong những công trình hạ tầng kỹ thuật đầu tiên cần được tính toán và thiết kế nhằm bảo đảm hoạt động sản xuất liên tục, an toàn và hiệu quả kinh tế. Việc thiết kế hệ thống phân phối điện đòi hỏi sự kết hợp toàn diện giữa lý thuyết cung cấp điện, tính toán phụ tải, lựa chọn khí cụ đóng cắt - bảo vệ, đường dây truyền tải và bố trí mặt bằng công trình.

Đề tài tốt nghiệp "Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng ép nhựa Công ty TNHH FUJIXEROX Hải Phòng" do sinh viên Lê Xuân Hòa thực hiện dưới sự hướng dẫn của ThS. Đỗ Thị Hồng Lý (ngành Điện Tự Động Công Nghiệp, Trường Đại học Dân lập Hải Phòng, năm 2018) giải quyết bài toán thiết kế cung cấp điện hạ áp cho một phân xưởng sản xuất thực tế tại khu công nghiệp.

Nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài được xác lập qua các bước:

  1. Thu thập thông tin tổng quan, khảo sát các phụ tải tiêu thụ điện của Công ty TNHH Fuji Xerox Hải Phòng và đặc điểm kiến trúc của phân xưởng ép nhựa.
  2. Xác định phụ tải tính toán động lực của từng nhóm thiết bị bằng phương pháp số thiết bị hiệu quả và tính toán phụ tải chiếu sáng phân xưởng theo phương pháp suất phụ tải diện tích.
  3. Xác định tọa độ tâm phụ tải của từng nhóm máy và toàn phân xưởng, từ đó xác định vị trí lắp đặt hợp lý của tủ phân phối chính và các tủ động lực.
  4. Phân tích, lựa chọn phương án đi dây và phương thức lắp đặt đường dây hạ thế trong phân xưởng.
  5. Tính toán lựa chọn tiết diện dây dẫn (cáp điện) theo điều kiện phát nóng kết hợp lựa chọn khí cụ đóng cắt và bảo vệ (aptomat - CB).

Đối tượng nghiên cứu là hệ thống cung cấp điện hạ áp cấp cho 28 thiết bị máy móc sản xuất và hệ thống chiếu sáng tại phân xưởng ép nhựa của Công ty TNHH Fuji Xerox Hải Phòng. Phạm vi không gian nghiên cứu giới hạn trong mặt bằng phân xưởng ép nhựa có kích thước chiều dài 54m, chiều rộng 18m, chiều cao 7m (tổng diện tích mặt sàn là 972 m²), nhận nguồn điện từ trạm biến áp số 3 của nhà máy với cấp điện áp 22/0,4 kV đặt cách phân xưởng một khoảng cách 50m. Phạm vi thời gian và số liệu khảo sát được thực hiện trong năm 2018.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu áp dụng các phương pháp tính toán kỹ thuật điện tiêu chuẩn trong thiết kế cung cấp điện công nghiệp:

  • Phương pháp xác định phụ tải động lực: Sử dụng phương pháp số thiết bị hiệu quả ($n_{hq}$). Phụ tải tính toán ($P_{tt}$) của từng nhóm máy được xác định dựa trên công suất định mức của các thiết bị, hệ số sử dụng ($K_{sd} = 0,8$), tỷ số số lượng thiết bị ($n^$), tỷ số công suất ($p^$), và hệ số cực đại ($K_{max}$) tra cứu theo $n_{hq}$. Công suất phản kháng ($Q_{tt}$), công suất biểu kiến ($S_{tt}$) và dòng điện tính toán ($I_{tt}$) được tính dựa trên hệ số công suất trung bình ($\cos\varphi_{tb} = 0,8$).
  • Phương pháp tính phụ tải động lực toàn phân xưởng: Tổng hợp công suất các nhóm có xét đến hệ số đồng thời ($k_{đt} = 0,9$).
  • Phương pháp tính phụ tải chiếu sáng: Áp dụng phương pháp suất phụ tải trên một đơn vị diện tích ($P_0 \times S$). Với phân xưởng ép nhựa, tác giả chọn suất chiếu sáng $P_0 = 15 \text{ W/m}^2$, diện tích $S = 972 \text{ m}^2$, sử dụng nguồn đèn Metal Halide có hệ số công suất $\cos\varphi = 0,6$ ($\tan\varphi = 1,33$).
  • Phương pháp xác định tâm phụ tải: Áp dụng công thức mômen tĩnh trọng tâm hình học theo tọa độ mặt bằng $X = \frac{\sum (P_i \cdot x_i)}{\sum P_i}$ và $Y = \frac{\sum (P_i \cdot y_i)}{\sum P_i}$ nhằm tìm vị trí cân bằng truyền tải, giảm thiểu tổn thất công suất ($\Delta P$) và sụt áp ($\Delta U$) trên đường dây.
  • Phương pháp lựa chọn dây dẫn và khí cụ điện: Chọn tiết diện dây dẫn hạ thế theo điều kiện phát nóng cho phép ($I_{lvmax} \le I_{cp_hc}$), trong đó dòng điện phát nóng cho phép có tính đến hệ số hiệu chỉnh môi trường lắp đặt ống PVC chôn ngầm dưới đất ($K = 0,608$). Thiết bị bảo vệ đóng cắt được phối hợp lựa chọn dựa trên điều kiện dòng định mức của CB ($I_{đm}^{CB} \ge I_{lvmax}$).

Nguồn dữ liệu sử dụng trong đồ án bao gồm: thông số mặt bằng kiến trúc và công nghệ sản xuất của Công ty TNHH Fuji Xerox Hải Phòng; bảng tra cứu số thiết bị hiệu quả và hệ số cực đại trong Giáo trình Cung cấp điện; sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện của tác giả Ngô Hồng Quang; tài liệu kỹ thuật tra cứu cáp điện hạ thế cách điện PVC của Công ty Cổ phần Dây cáp điện Việt Nam (CADIVI); và danh mục kỹ thuật khí cụ đóng cắt của hãng LG.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Giới thiệu công ty TNHH Fuji-Xerox Hải Phòng

Chương này trình bày lý lịch tổng quan của doanh nghiệp và khảo sát cơ cấu tiêu thụ điện năng toàn bộ nhà máy:

  • Doanh nghiệp: Công ty TNHH Fuji Xerox Hải Phòng, thành lập ngày 17/08/2012, vốn đầu tư 36 triệu USD do Tập đoàn Fuji Film Holding và Xerox Limited đầu tư; đại diện pháp luật là ông Michihisa Kiyosawa; quy mô lao động 3.000 người; địa chỉ tại số 1, đường số 9, Khu đô thị, công nghiệp và dịch vụ VSIP Hải Phòng, xã An Lư, huyện Thủy Nguyên, TP. Hải Phòng. Doanh nghiệp chuyên sản xuất và xuất khẩu máy in laser, máy photocopy kỹ thuật số, thiết bị quét ảnh laser và các phụ kiện linh kiện liên quan.
  • Thống kê phụ tải toàn nhà máy: Tác giả khảo sát và thống kê 8 nhóm phụ tải chính bao gồm:
    1. Hệ thống Chiller làm lạnh (tổng công suất 2.600 kVA).
    2. Hệ thống xử lý không khí AHU - Air Handling Unit (tổng công suất 1.250 kVA).
    3. Hệ thống máy nén khí (tổng công suất 450 kVA).
    4. Hệ thống điều hòa không khí cục bộ (tổng công suất 800 kVA).
    5. Hệ thống máy bơm nước sinh hoạt (tổng công suất 80 kVA).
    6. Hệ thống máy bơm nước phòng cháy chữa cháy (tổng công suất 250 kVA).
    7. Hệ thống các máy móc dây chuyền sản xuất (tổng công suất 3.000 kVA).
    8. Hệ thống trạm xử lý nước thải đạt tiêu chuẩn xả thải loại A (tổng công suất 40 kVA).

Chương 2: Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng

Chương 2 thực hiện các phép tính toán giải tích nhằm xác định nhu cầu phụ tải của phân xưởng ép nhựa:

  • Phân xưởng có kết cấu hình chữ nhật (54m $\times$ 18m $\times$ 7m), nền xi măng, trần lợp tôn hai mái, gồm 4 cửa ra vào; nhận điện từ trạm biến áp số 3 (22/0,4 kV).
  • Tổng số 28 thiết bị công nghệ được chia thành 3 nhóm động lực:
    • Nhóm I gồm 7 thiết bị ép nhựa, tổng công suất đặt $P = 141 \text{ kW}$. Số thiết bị hiệu quả $n_{hq} = 7$, hệ số cực đại $K_{max} = 1,09$. Phụ tải tính toán nhóm I: $P_{tt1} = 123 \text{ kW}$; $Q_{tt1} = 92,25 \text{ kvar}$; $S_{tt1} = 153,75 \text{ kVA}$; dòng điện tính toán $I_{tt1} = 233,6 \text{ A}$.
    • Nhóm II gồm 9 thiết bị ép nhựa, tổng công suất đặt $P = 134 \text{ kW}$. Số thiết bị hiệu quả $n_{hq} = 9$, hệ số cực đại $K_{max} = 1,08$. Phụ tải tính toán nhóm II: $P_{tt2} = 115,77 \text{ kW}$; $Q_{tt2} = 86,82 \text{ kvar}$; $S_{tt2} = 144,71 \text{ kVA}$; dòng điện tính toán $I_{tt2} = 219,86 \text{ A}$.
    • Nhóm III gồm 12 thiết bị (máy ép nhựa và máy sấy), tổng công suất đặt $P = 192 \text{ kW}$, trong đó có 1 thiết bị công suất lớn 100 kW. Số thiết bị hiệu quả tính toán $n_{hq} = 3$, hệ số cực đại $K_{max} = 1,16$. Phụ tải tính toán nhóm III: $P_{tt3} = 178 \text{ kW}$; $Q_{tt3} = 133,5 \text{ kvar}$; $S_{tt3} = 222,5 \text{ kVA}$; dòng điện tính toán $I_{tt3} = 338 \text{ A}$.
  • Tổng hợp phụ tải động lực toàn phân xưởng qua hệ số đồng thời $k_{đt} = 0,9$: $P_{ttđlpx} = 375 \text{ kW}$; $Q_{ttđlpx} = 281 \text{ kvar}$.
  • Phụ tải chiếu sáng: Công suất tác dụng $P_{cs} = 14,58 \text{ kW}$; công suất phản kháng $Q_{ttcs} = 19,39 \text{ kvar}$.
  • Phụ tải tính toán tổng hợp toàn phân xưởng: $P_{ttpx} = 389,58 \text{ kW}$; $Q_{ttpx} = 300,39 \text{ kvar}$; công suất biểu kiến $S_{ttpx} = 492 \text{ kVA}$; dòng điện tính toán toàn phần $I_{ttpx} = 747,5 \text{ A}$.
  • Xác định tâm phụ tải: Tọa độ trọng tâm tính toán của Nhóm I là $(13,31\text{m}; 12,13\text{m})$; Nhóm II là $(13,26\text{m}; 2,83\text{m})$; Nhóm III là $(42,03\text{m}; 7,43\text{m})$; toàn phân xưởng là $(25,10\text{m}; 7,52\text{m})$. Để đảm bảo an toàn giao thông nội bộ, mỹ quan công nghiệp và thuận tiện thao tác, tác giả dịch chuyển tâm phụ tải về các vị trí sát vách tường:
    • Tủ phân phối chính (MDB): Tọa độ $(X = 25\text{m}; Y = 0\text{m})$.
    • Tủ động lực nhóm 1 (DB1): Tọa độ $(X = 13\text{m}; Y = 18\text{m})$.
    • Tủ động lực nhóm 2 (DB2): Tọa độ $(X = 13\text{m}; Y = 0\text{m})$.
    • Tủ động lực nhóm 3 (DB3): Tọa độ $(X = 42\text{m}; Y = 18\text{m})$.
    • Tủ phân phối chiếu sáng: Tọa độ $(X = 33\text{m}; Y = 0\text{m})$.
Phụ tải / Nhóm thiết bị Số lượng thiết bị ($n$) Công suất đặt $\sum P$ (kW) $P_{tt}$ (kW) $Q_{tt}$ (kvar) $S_{tt}$ (kVA) $I_{tt}$ (A) Tọa độ tâm dời tường $(X; Y)$ (m)
Nhóm động lực I 7 141 123,00 92,25 153,75 233,60 $(13; 18)$
Nhóm động lực II 9 134 115,77 86,82 144,71 219,86 $(13; 0)$
Nhóm động lực III 12 192 178,00 133,50 222,50 338,00 $(42; 18)$
Hệ thống chiếu sáng - - 14,58 19,39 24,26 36,86 $(33; 0)$
Toàn phân xưởng 28 467 389,58 300,39 492,00 747,50 $(25; 0)$

Chương 3: Lựa chọn dây dẫn và khí cụ điện

Chương 3 trình bày các căn cứ kỹ thuật để định hình cấu trúc mạng phân phối và thực hiện tính chọn thiết bị cụ thể:

  • Phân tích cấu trúc mạng điện: So sánh ưu khuyết điểm giữa sơ đồ hình tia và sơ đồ phân nhánh. Tác giả chọn sơ đồ mạng hình tia từ tủ MDB đến các tủ DB và từ các tủ DB đến từng thiết bị công nghệ. Cấu trúc hình tia bảo đảm độ tin cậy cung cấp điện cao, sự cố tại một nhánh không làm ảnh hưởng đến các nhánh khác, sơ đồ mạch rõ ràng, thuận lợi cho việc bảo vệ tự động hóa và bảo dưỡng sửa chữa.
  • Phương án lắp đặt: Lựa chọn cáp chôn ngầm trong ống nhựa PVC đặt sâu 10cm dưới sàn bê tông xi măng. Phương án này bảo vệ cáp khỏi va đập cơ học từ các phương tiện vận chuyển nguyên vật liệu trong xưởng, ngăn ngừa cháy nổ và bảo đảm mỹ quan công nghiệp.
  • Tính chọn tiết diện cáp và CB bảo vệ: Dựa trên dòng làm việc cực đại ($I_{lvmax} = I_{tt}$) của từng máy, xác định dòng điện định mức của aptomat ($I_{đm}^{CB}$), dòng điện cho phép hiệu chỉnh của CB ($I_{cphc}^{CB} = k_r \cdot I_{đm}^{CB}$) và dòng điện cho phép của cáp CADIVI ($I_{cp} = \frac{I_{cphc}}{K}$, với $K = 0,608$).

Thiết kế và triển khai giải pháp kỹ thuật

Hệ thống phân phối điện hạ áp của phân xưởng ép nhựa được thiết kế theo cấu trúc mạng hình tia hai cấp với các thông số triển khai kỹ thuật cụ thể:

Cấu trúc và thông số nguồn cấp

  • Nguồn cấp điện: Trạm biến áp số 3 của nhà máy hạ áp từ 22 kV xuống 0,4 kV (3 pha 380V, 50Hz).
  • Khoảng cách truyền tải: Tuyến cáp từ trạm biến áp hạ thế cấp đến tủ phân phối chính MDB có chiều dài 50m.
  • Trung tâm phân phối: Đặt 1 tủ phân phối chính (MDB) nhận nguồn hạ thế, cấp điện cho 4 tủ nhánh gồm 3 tủ động lực (DB1, DB2, DB3) và 1 tủ phân phối chiếu sáng.

Giải pháp lắp đặt tuyến cáp

  • Toàn bộ tuyến cáp từ trạm biến áp về tủ MDB, từ tủ MDB đi các tủ DB và từ các tủ DB đến 28 thiết bị máy ép nhựa, máy sấy đều đi ngầm trong ống bảo vệ PVC, chôn sâu 10cm dưới nền bê tông.
  • Hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ và điều kiện lắp đặt ngầm trong ống: $K = K_4 \cdot 0,95 = 0,608$.

Kết quả tính chọn thiết bị đóng cắt và cáp dẫn nhánh động lực

Nhóm Nhánh tải Thiết bị phục vụ Công suất $P_{đm}$ (kW) $I_{tt}$ (A) Định mức CB LG ($I_{đm}$) Dòng $I_{cphc}$ CB (A) Dòng $I_{cp}$ cáp (A) Tiết diện cáp CADIVI ($mm^2$) Sụt áp cáp tra cứu (mV)
I Nhánh 1 Máy 3, 4, 5, 6, 7 20 (mỗi máy) 37,98 40A 38,00 62,50 10 3,8
I Nhánh 2 Máy 1 16 30,38 40A 32,00 52,63 6 6,4
I Nhánh 3 Máy 2 25 47,47 50A 47,50 78,13 16 2,4
II Nhánh 1 Máy 8, 10 20; 19 ~37,98 40A 38,00 62,50 10 3,8
II Nhánh 2 Máy 9, 11 10 (mỗi máy) 18,99 20A 19,00 31,25 4 9,0
II Nhánh 3 Máy 12, 13, 14, 15, 16 15 (mỗi máy) 28,48 30A 28,50 46,80 4 9,5
III Nhánh 1 Máy 17, 18 3 (mỗi máy) 5,69 10A 8,00 13,15 1,5 24,0
III Nhánh 2 Máy 19, 21, 26 15 (mỗi máy) 28,48 30A 28,50 46,80 4 9,5
III Nhánh 3 Máy 20 5 9,49 10A 9,50 15,63 1,5 24,0
III Nhánh 4 Máy 24, 25 2 (mỗi máy) 3,79 5A 4,25 6,99 1,5 2,4
III Nhánh 5 Máy 22 8 15,19 20A 17,00 27,96 2,5 -

Kết quả và đóng góp kỹ thuật

Kết quả kỹ thuật đạt được

  • Xác định đầy đủ các chỉ số phụ tải tính toán của phân xưởng ép nhựa: Tổng công suất đặt của 28 thiết bị động lực là 467 kW; công suất tính toán động lực sau khi tính hệ số đồng thời ($k_{đt} = 0,9$) là $P_{ttđlpx} = 375 \text{ kW}$, $Q_{ttđlpx} = 281 \text{ kvar}$; công suất tính toán chiếu sáng là $P_{cs} = 14,58 \text{ kW}$, $Q_{ttcs} = 19,39 \text{ kvar}$; công suất biểu kiến toàn phân xưởng đạt 492 kVA, tương ứng dòng điện làm việc định mức 747,5 A.
  • Tối ưu hóa vị trí đặt tủ phân phối: Xác định được tọa độ tâm phụ tải hình học của toàn xưởng tại vị trí $(25,10\text{m}; 7,52\text{m})$ và các nhóm thiết bị; thực hiện dịch chuyển hợp lý về tường biên công trình (tủ chính MDB tại tọa độ $(25\text{m}; 0\text{m})$) nhằm bảo đảm không cản trở hành lang vận chuyển của xưởng mà vẫn tối thiểu hóa chiều dài đi dây cáp.
  • Thiết lập hệ thống cung cấp điện hạ thế hoàn chỉnh: Thiết lập mạng điện hình tia độc lập từ tủ chính MDB đến các tủ động lực nhánh DB1, DB2, DB3, tủ chiếu sáng và các tuyến cáp đến từng máy. Toàn bộ thiết bị bảo vệ được chỉ định cụ thể bằng dòng sản phẩm CB của LG và cáp đồng cách điện PVC của CADIVI có tiết diện từ $1,5 \text{ mm}^2$ đến $16 \text{ mm}^2$ tương thích với dòng phát nóng cho phép.

Đóng góp thực tiễn của đề tài

  • Áp dụng phương pháp số thiết bị hiệu quả ($n_{hq}$) vào thực tế sản xuất tại doanh nghiệp có vốn đầu tư nước ngoài (Fuji Xerox), giải quyết được bài toán chênh lệch công suất lớn giữa các thiết bị (nhóm III có máy 100 kW bên cạnh các máy 1-3 kW), tránh hiện tượng tính chọn thừa công suất gây lãng phí chi phí đầu tư hoặc tính thiếu công suất gây quá tải, cháy nổ.
  • Cung cấp giải pháp đi dây chôn ngầm trong ống PVC đạt tính thẩm mỹ công nghiệp, bảo đảm môi trường làm việc thông thoáng và an toàn cho công nhân trong nhà máy sản xuất thiết bị văn phòng công nghệ cao.

Hạn chế và hướng phát triển đề tài

Hạn chế trong nội dung văn bản

  • Phần tính toán chi tiết trong văn bản cung cấp dừng lại ở các nhánh từ tủ động lực DB đến từng thiết bị công nghệ; phần tính toán tiết diện tuyến cáp 50m từ trạm biến áp số 3 về tủ MDB, tuyến cáp từ MDB đến các tủ DB và tính chọn vỏ tủ phân phối chưa xuất hiện số liệu tính toán chi tiết trong phần văn bản.
  • Chưa trình bày phép tính toán kiểm tra tổn thất điện áp ($\Delta U$) tổng hợp cho toàn mạng hạ áp và kiểm tra điều kiện khởi động của các động cơ công suất lớn (máy ép 25 kW hoặc thiết bị sấy 100 kW).
  • Chưa có phần tính toán dung lượng bù công suất phản kháng chi tiết nhằm nâng cao hệ số công suất $\cos\varphi$ cho toàn xưởng (hệ số công suất tính toán hiện tại của phân xưởng là 0,8 và của hệ thống đèn Metal Halide là 0,6).

Hướng nghiên cứu và phát triển tiếp theo

  • Hoàn thiện tính toán kiểm tra dòng ngắn mạch 3 pha trên thanh cái hạ áp trạm biến áp và tại các tủ phân phối nhằm kiểm tra khả năng cắt ngắn mạch của các CB đã chọn.
  • Thiết kế hệ thống tụ bù hạ thế tự động đặt tại tủ phân phối chính MDB để nâng cao hệ số công suất theo quy định của ngành điện lực ($\cos\varphi \ge 0,9$).
  • Bổ sung thiết kế mạng tiếp địa an toàn, tiếp địa làm việc và hệ thống chống sét lan truyền cho phân xưởng công nghiệp.

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu tham khảo hữu ích cho sinh viên các ngành Kỹ thuật điện, Điện tự động công nghiệp, Hệ thống điện khi thực hiện đồ án môn học Thiết kế cung cấp điện hoặc đồ án tốt nghiệp đại học.

Các nội dung có giá trị tham khảo cao bao gồm:

  • Quy trình chuẩn phân chia nhóm thiết bị công nghệ trong phân xưởng cơ khí - ép nhựa và phương pháp áp dụng các công thức số thiết bị hiệu quả ($n^, p^, n_{hq}, K_{max}$) khi có sự chênh lệch lớn về công suất giữa các máy trong một nhóm.
  • Phương pháp xác định tâm phụ tải trên hệ trục tọa độ 2D mặt bằng xưởng và nguyên tắc dời tâm phụ tải về tường để ứng dụng vào mặt bằng thi công thực tế.
  • Bảng mẫu tính chọn cáp điện CADIVI và CB LG kết hợp hệ số suy giảm dòng do đi ngầm trong ống PVC chôn dưới nền đất ($K = 0,608$).

Câu hỏi thường gặp

1. Phân xưởng ép nhựa nhận nguồn điện từ đâu và cấp điện áp là bao nhiêu?

Phân xưởng ép nhựa của Công ty TNHH Fuji Xerox Hải Phòng nhận nguồn điện từ Trạm biến áp số 3 của nhà máy. Cấp điện áp của trạm là 22/0,4 kV (điện áp hạ thế cấp cho xưởng là 380V/220V, 3 pha 4 dây). Khoảng cách từ trạm biến áp hạ thế đến tủ phân phối chính của phân xưởng là 50m.

2. Tại sao tác giả không đặt tủ điện tại đúng tọa độ tâm phụ tải tính toán?

Theo tính toán lý thuyết, tọa độ tâm phụ tải của phân xưởng là $(X = 25,10\text{m}; Y = 7,52\text{m})$, nằm ở khu vực giữa lòng phân xưởng. Nếu đặt tủ điện ở vị trí này sẽ cản trở không gian sản xuất, cản trở lối đi lại và vận chuyển vật liệu của công nhân, đồng thời làm mất mỹ quan công nghiệp và gây mất an toàn điện. Do đó, tác giả đã dời tâm phụ tải về phía vách tường (tủ chính MDB dời về tọa độ $X = 25\text{m}; Y = 0\text{m}$) nhằm cân hòa giữa mục tiêu kỹ thuật (giảm độ dài đi dây) và yêu cầu vận hành an toàn trong thực tế.

3. Phụ tải tính toán toàn phân xưởng được xác định qua những thành phần nào và kết quả là bao nhiêu?

Phụ tải tính toán toàn phân xưởng gồm hai thành phần: phụ tải động lực của 28 thiết bị (được tính bằng phương pháp số thiết bị hiệu quả với hệ số đồng thời $k_{đt} = 0,9$, cho kết quả $P_{ttđlpx} = 375 \text{ kW}$, $Q_{ttđlpx} = 281 \text{ kvar}$) và phụ tải chiếu sáng bằng đèn Metal Halide (được tính theo suất phụ tải $15 \text{ W/m}^2$, cho kết quả $P_{cs} = 14,58 \text{ kW}$, $Q_{ttcs} = 19,39 \text{ kvar}$). Tổng hợp lại, công suất tính toán toàn phân xưởng là $P_{ttpx} = 389,58 \text{ kW}$, $Q_{ttpx} = 300,39 \text{ kvar}$, công suất biểu kiến $S_{ttpx} = 492 \text{ kVA}$ và dòng điện tính toán toàn phần $I_{ttpx} = 747,5 \text{ A}$.

4. Tại sao đồ án lựa chọn sơ đồ mạng điện hình tia thay vì sơ đồ phân nhánh?

Mặc dù sơ đồ phân nhánh có ưu điểm là tiết kiệm chi phí xây dựng ban đầu, nhưng nó có độ tin cậy thấp và sụt áp lớn ở cuối đường dây. Tác giả chọn sơ đồ hình tia vì phân xưởng ép nhựa chứa các thiết bị gia công tự động liên tục, đòi hỏi độ tin cậy cung cấp điện cao. Sơ đồ hình tia cung cấp nguồn độc lập từ tủ phân phối đến từng nhóm máy và từng thiết bị, giúp việc bảo vệ tự động hóa dễ thực hiện, thuận tiện cho việc vận hành, bảo trì và cô lập sự cố mà không làm gián đoạn các thiết bị khác.

5. Dây dẫn và aptomat trong đồ án được lựa chọn theo các tiêu chuẩn kỹ thuật nào?

Dây cáp điện được lựa chọn theo điều kiện phát nóng cho phép ($I_{lvmax} \le I_{cp_hc}$), sử dụng cáp đồng bọc cách điện PVC của hãng CADIVI với hệ số hiệu chỉnh đi ngầm trong ống nhựa PVC là $K = 0,608$. Khí cụ đóng cắt bảo vệ là aptomat (CB) do hãng LG chế tạo, được chọn theo điều kiện dòng điện định mức lớn hơn hoặc bằng dòng làm việc cực đại ($I_{đm}^{CB} \ge I_{lvmax}$) và phối hợp với hệ số bảo vệ quá tải.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp của sinh viên Lê Xuân Hòa đã hoàn thành nhiệm vụ thiết kế cung cấp điện hạ áp cho phân xưởng ép nhựa thuộc Công ty TNHH Fuji Xerox Hải Phòng với tổng công suất biểu kiến tính toán là 492 kVA (dòng tính toán 747,5 A). Thông qua phương pháp số thiết bị hiệu quả và kỹ thuật xác định tâm phụ tải dời tường, tác giả đã đề xuất một phương án cấp điện hình tia hoàn chỉnh, bảo đảm tính an toàn kỹ thuật, độ tin cậy vận hành cao và tính mỹ quan công nghiệp. Bản thiết kế đưa ra các thông số cụ thể về chủng loại cáp điện CADIVI và khí cụ đóng cắt LG, đáp ứng các tiêu chuẩn thực hành kỹ thuật trong hệ thống điện công nghiệp.