Giới thiệu dự án
Trong bối cảnh công nghiệp hóa và hiện đại hóa, ngành công nghiệp chế tạo cơ khí đóng vai trò then chốt trong nền kinh tế quốc dân. Theo thống kê của Bộ Công Thương và EVN, chi phí năng lượng điện chiếm từ 15% đến 30% tổng chi phí vận hành của các nhà máy cơ khí nặng, trong khi sự cố gián đoạn nguồn điện có thể gây thiệt hại hàng trăm triệu đồng mỗi giờ đối với dây chuyền sản xuất liên tục 3 ca. Dự án "Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy cơ khí công nghiệp" (thực hiện bởi sinh viên Khoa Điện - Cơ, Trường Đại học Hải Phòng; hướng dẫn bởi Th.s Bùi Văn Điệp) giải quyết bài toán thiết kế mạng điện phân phối tổng thể từ cấp điện áp trung thế 22 kV đến hạ thế 0,4 kV cho tổ hợp 11 phân xưởng sản xuất quy mô lớn.
+-----------------------------------+
| Lưới điện quốc gia (22 kV, kép) |
+-----------------+-----------------+
|
v
+-----------------+-----------------+
| Trạm phân phối trung tâm (PPTT) |
+---+------+------+-------+-------+-+
| | | | |
+---------+ +--+---+ | +---+--+ +---------+
| | | | | | |
v v v v v v v
+-------+ +-------+ +-------+ +-------+ +-------+
| TBA 1 | | TBA 2 | | TBA 3 | | TBA 4 | ... | TBA 7 |
| 2x1250| | 2x750 | | 2x750 | | 2x560 | | 2x1000|
+-------+ +-------+ +-------+ +-------+ +-------+
Vấn đề kỹ thuật (Problem Statement)
Nhà máy cơ khí công nghiệp địa phương có tổng diện tích mặt bằng trên $60.000\text{ m}^2$, gồm 11 phân xưởng với tổng công suất đặt $P_đ > 10.000\text{ kW}$. Nhà máy được xếp vào hộ tiêu thụ loại I (đòi hỏi cấp điện liên tục, độ tin cậy tuyệt đối) với thời gian sử dụng công suất cực đại $T_{max} = 4000\text{ h/năm}$. Các thách thức kỹ thuật cốt lõi gồm:
- Phụ tải phân bố không đồng đều, dòng khởi động của các động cơ công suất lớn (máy ép ma sát, lò điện cao tần 65 kW, máy nén khí 45 kW) gây dao động điện áp nghiêm trọng.
- Hệ số công suất tự nhiên của nhà máy thấp ($\cos\varphi \approx 0,78$), gây tổn thất công suất phản kháng và hao hụt điện năng lớn trên đường dây truyền tải.
- Cần tối ưu hóa vị trí đặt trạm biến áp và cấu trúc lưới phân phối để giảm thiểu suất vốn đầu tư cáp ngầm XLPE nhưng vẫn thỏa mãn tiêu chuẩn sụt áp $\Delta U% \le 5%$.
Mục tiêu dự án
- Xác định chính xác phụ tải tính toán: Ứng dụng phương pháp số thiết bị hiệu quả ($n_{hq}$, $K_{max}$) cho phân xưởng trọng điểm (Phân xưởng sửa chữa cơ khí - PXSCCK) và phương pháp hệ số nhu cầu ($K_{nc}$) cho 10 phân xưởng còn lại.
- Quy hoạch mạng điện cao/trung thế 22 kV: Tối ưu hóa vị trí tâm phụ tải, lựa chọn số lượng, dung lượng 7 trạm biến áp phân xưởng (TBAPX) theo tiêu chuẩn $N-1$.
- Thiết kế mạng phân phối hạ áp và chiếu sáng: Lựa chọn khí cụ đóng cắt bảo vệ (Aptomat, cáp Cu/XLPE) cho PXSCCK và hệ thống chiếu sáng công nghiệp đạt chuẩn Lux.
- Tối ưu hóa bù công suất phản kháng: Nâng cao hệ số công suất toàn nhà máy từ $\cos\varphi_1 = 0,78$ lên $\cos\varphi_2 \ge 0,95$, giảm tổn hao điện năng.
Phạm vi và giới hạn
- Phạm vi: Thiết kế toàn diện từ điểm đấu nối 22 kV của Trạm biến áp trung gian (cách $(x+5)\text{ km}$) đến tủ phân phối động lực 0,4 kV của từng phân xưởng.
- Giới hạn: Không bao gồm thiết kế chi tiết hệ số điều khiển tự động hóa SCADA sâu trong từng máy công cụ; tính toán nhiệt độ môi trường định mức theo tiêu chuẩn Việt Nam ($t_{tb} = 25^\circ\text{C}$, $t_{max} = 40^\circ\text{C}$).
Phân tích và thiết kế giải pháp
Phân tích hiện trạng
Trong thiết kế cung cấp điện công nghiệp, việc lựa chọn cấu trúc sơ đồ lưới điện đóng vai trò quyết định đến chi phí vòng đời (LCC) của dự án.
| Phương án cấp điện | Ưu điểm kỹ thuật | Nhược điểm | Đánh giá kinh tế |
|---|---|---|---|
| Phương án 1: Trạm TG 22/6,3 kV + Tia | Đa dạng cấp điện áp, phù hợp động cơ trung áp | Chi phí xây dựng trạm trung gian rất cao, tổn thất qua 2 cấp biến áp | Suất đầu tư cao nhất |
| Phương án 2: Phân phối 22 kV hình tia trực tiếp | Độ tin cậy cao, vận hành độc lập, dễ cô lập sự cố | Chi phí cáp trung thế 22 kV cao hơn sơ đồ liên thông | Tối ưu kỹ thuật - kinh tế |
| Phương án 3: Lưới 22 kV liên thông (chuỗi) | Tiết kiệm chiều dài cáp trung thế ban đầu | Độ tin cậy thấp, khi sự cố trạm đầu mất điện trạm sau | Rủi ro dừng dây chuyền loại I |
Ưu tiên yêu cầu kỹ thuật (MoSCoW):
- Must-have: Cấp điện lộ kép cho hộ loại I; dự phòng quá tải sự cố $k_{qt} = 1,4$ ($N-1$); độ sụt áp $\Delta U \le 5%$.
- Should-have: Bù công suất phản kháng tự động theo từng cấp tủ hạ thế; cáp ngầm Cu/XLPE/PVC/DSTA/PVC chống va đập cơ học.
- Could-have: Đo lường thông minh đa chức năng kỹ thuật số tại tủ phân phối chính MSB.
- Won't-have (giai đoạn này): Lắp đặt hệ thống lưu trữ điện năng BESS quy mô lớn.
Thiết kế hệ thống
Mạng điện trung thế 22 kV sử dụng sơ đồ hình tia lộ kép từ Trạm phân phối trung tâm (PPTT) tới 7 Trạm biến áp phân xưởng (B1 đến B7).
[Tọa độ Tâm Phụ Tải]
X_0 = (Σ P_i * X_i) / Σ P_i
Y_0 = (Σ P_i * Y_i) / Σ P_i
|
v
+--------------------------------------------------------------------------+
| TBAPX B1: 2x1250 kVA (PX Đúc kim loại đen) |
| TBAPX B2: 2x750 kVA (PX Gia công thân động cơ) |
| TBAPX B3: 2x750 kVA (PX Lắp ráp, thử nghiệm + Kho thành phẩm) |
| TBAPX B4: 2x560 kVA (PX Bọc thân ĐC + Lắp ráp khung máy) |
| TBAPX B5: 2x750 kVA (PX Dập khuôn + Sửa chữa cơ khí) |
| TBAPX B6: 2x750 kVA (PX Gia công chi tiết + Lắp ráp thiết bị) |
| TBAPX B7: 2x1000 kVA (PX Đúc kim loại màu) |
+--------------------------------------------------------------------------+
Tiêu chuẩn kỹ thuật áp dụng
- Máy biến áp: Tiêu chuẩn TCVN 6306-1:2006 (dãy chuẩn R10: 560, 750, 1000, 1250 kVA do Công ty Thiết bị điện Đông Anh - EEMC chế tạo).
- Cáp ngầm trung thế: Cáp 3 lõi đồng cách điện XLPE, bọc giáp băng thép DSTA, vỏ ngoài PVC do Furukawa Electric sản xuất (24 kV Cu/XLPE/PVC/DSTA/PVC).
- Đường dây trên không: Dây nhôm lõi thép AC-70 đến AC-120 theo TCVN 5064-1994.
Methodology
Quy trình thiết kế tuân thủ phương pháp phân tích kỹ thuật điện công nghiệp:
- Giai đoạn 1: Thu thập số liệu công nghệ, phân nhóm phụ tải PXSCCK theo vị trí không gian và chế độ làm việc.
- Giai đoạn 2: Tính toán phụ tải $P_{tt}, Q_{tt}, S_{tt}$ theo phương pháp số thiết bị hiệu quả và hệ số nhu cầu.
- Giai đoạn 3: Tối ưu hóa tọa độ vị trí trạm và tính toán dung lượng MBA theo điều kiện vận hành bình thường và quá tải sự cố $140%$.
- Giai đoạn 4: Lựa chọn dây dẫn, kiểm tra điều kiện phát nóng ($I_{cp} \ge I_{tt}$), sụt áp cho phép ($\Delta U \le \Delta U_{cp}$) và ổn định nhiệt khi ngắn mạch.
- Giai đoạn 5: Thiết kế bù công suất phản kháng và chiếu sáng kỹ thuật.
Implementation và kết quả
Development process
1. Thuật toán xác định phụ tải tính toán nhóm máy PXSCCK
Đối với nhóm máy có $n \ge 4$, xác định số thiết bị hiệu quả $n_{hq}$ thông qua công thức quy chuẩn:
# Thuật toán tính toán phụ tải nhóm máy theo phương pháp nhq và Kmax
def calculate_group_load(devices, k_sd=0.2, cos_phi=0.6):
# Quy đổi thiết bị ngắn hạn lặp lại về dài hạn (P_qd = P_dm * sqrt(K_d))
p_rated = [d['p'] * (d['kd']**0.5 if d['mode'] == 'intermittent' else 1.0) for d in devices]
p_sum = sum(p_rated)
p_max = max(p_rated)
# Xác định số thiết bị có công suất >= P_max / 2
n1_devices = [p for p in p_rated if p >= p_max / 2.0]
n1 = len(n1_devices)
p1 = sum(n1_devices)
n_star = n1 / len(devices)
p_star = p1 / p_sum
# Tra bảng n_star_hq từ (n_star, p_star) -> tính n_hq
# Giả định giá trị nội suy tra bảng tiêu chuẩn
n_hq = calculate_nhq_lookup(n_star, p_star, len(devices))
k_max = calculate_kmax_lookup(k_sd, n_hq)
# Phụ tải tính toán
p_tt = k_max * k_sd * p_sum
tan_phi = (1 - cos_phi**2)**0.5 / cos_phi
q_tt = p_tt * tan_phi
s_tt = (p_tt**2 + q_tt**2)**0.5
i_tt = s_tt / (3**0.5 * 0.38)
return {"P_tt": p_tt, "Q_tt": q_tt, "S_tt": s_tt, "I_tt": i_tt}
2. Kết quả tính toán động lực phân xưởng SCCK
PXSCCK gồm 5 nhóm máy với tổng cộng 46 thiết bị:
- Nhóm 1 ($n=9$, $P_{\Sigma} = 126,54\text{ kW}$): $n_{hq} = 6 \rightarrow K_{max} = 2,24 \rightarrow P_{tt1} = 56,69\text{ kW}, Q_{tt1} = 75,4\text{ kVAr}$.
- Nhóm 2 ($n=11$, $P_{\Sigma} = 138,30\text{ kW}$): $n_{hq} = 4,4 \rightarrow K_{max} = 2,64 \rightarrow P_{tt2} = 73,02\text{ kW}, Q_{tt2} = 97,12\text{ kVAr}$.
- Nhóm 3 ($n=6$, $P_{\Sigma} = 115,00\text{ kW}$): $n_{hq} = 4,26 \rightarrow K_{max} = 2,64 \rightarrow P_{tt3} = 60,72\text{ kW}, Q_{tt3} = 80,76\text{ kVAr}$.
- Nhóm 4 ($n=7$, $P_{\Sigma} = 101,86\text{ kW}$): $n_{hq} = 3,71 \rightarrow K_{max} = 2,64 \rightarrow P_{tt4} = 53,78\text{ kW}, Q_{tt4} = 71,53\text{ kVAr}$.
- Nhóm 5 ($n=13$, $P_{\Sigma} = 139,60\text{ kW}$): $n_{hq} = 7,4 \rightarrow K_{max} = 2,10 \rightarrow P_{tt5} = 58,63\text{ kW}, Q_{tt5} = 77,97\text{ kVAr}$.
Tổng công suất động lực toàn xưởng ($K_{đt} = 0,8$): $$P_{đl.px} = K_{đt} \sum P_{tti} = 0,8 \times 302,84 = 242,27\text{ kW}$$ $$Q_{đl.px} = K_{đt} \sum Q_{tti} = 0,8 \times 402,78 = 322,22\text{ kVAr}$$
Công suất chiếu sáng ($S = 3150\text{ m}^2, p_0 = 15\text{ W/m}^2$): $$P_{cs} = 15 \times 3150 \times 10^{-3} = 47,25\text{ kW}$$ $$P_{tt.SCCK} = 242,27 + 47,25 = 289,52\text{ kW} \rightarrow S_{tt.SCCK} \approx 428,30\text{ kVA}$$
Testing và validation
1. Tổng hợp phụ tải toàn nhà máy (11 phân xưởng)
| STT | Phân xưởng | Diện tích ($m^2$) | $P_đ$ (kW) | $P_{tt}$ (kW) | $Q_{tt}$ (kVAr) | $S_{tt}$ (kVA) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | PX Đúc kim loại đen | 6250 | 2500 | 1843,75 | 1370,63 | 2297,39 |
| 2 | PX Đúc kim loại màu | 6265 | 1700 | 1283,98 | 892,50 | 1563,70 |
| 3 | PX Gia công thân động cơ | 5800 | 1500 | 987,00 | 918,00 | 1347,92 |
| 4 | PX Gia công chi tiết động cơ | 7250 | 950 | 678,75 | 581,40 | 893,72 |
| 5 | PX Lắp ráp và thử nghiệm ĐC | 5400 | 1100 | 878,00 | 577,50 | 1050,90 |
| 6 | PX Dập khuôn | 6250 | 1000 | 693,75 | 612,00 | 925,11 |
| 7 | PX Bọc thân động cơ | 3750 | 750 | 356,25 | 399,00 | 534,90 |
| 8 | PX Sửa chữa cơ khí (SCCK) | 3150 | 621,3 | 257,40 | 342,32 | 428,30 |
| 9 | PX Lắp ráp khung máy | 4885 | 400 | 233,28 | 212,80 | 315,76 |
| 10 | PX Lắp ráp thiết bị | 8390 | 700 | 405,85 | 372,40 | 550,81 |
| 11 | Kho thành phẩm | 4500 | 170 | 208,00 | 62,28 | 217,12 |
| Tổng | Toàn nhà máy ($K_{đt}=0,7$) | 61.890 | 10.391,3 | 5.478,21 | 4.438,58 | 7.050,81 |
$$\cos\varphi_{NM} = \frac{P_{tt.NM}}{S_{tt.NM}} = \frac{5478,21}{7050,81} \approx 0,777$$
2. Kiểm tra điều kiện chọn máy biến áp
Điều kiện vận hành bình thường và quá tải sự cố ($N-1$): $$S_{đmB} \ge \frac{S_{tt.TBA}}{2} \quad \text{và} \quad S_{đmB} \ge \frac{0,7 \times S_{tt.TBA}}{1,4} = 0,5 \times S_{tt.TBA}$$
- Trạm B1 ($S_{tt} = 2297,39\text{ kVA}$): Chọn 2 máy biến áp 1250 kVA ($2 \times 1250 = 2500\text{ kVA} > 2297,39\text{ kVA}$).
- Trạm B2 ($S_{tt} = 1347,92\text{ kVA}$): Chọn 2 máy biến áp 750 kVA ($2 \times 750 = 1500\text{ kVA}$).
- Trạm B3 ($S_{tt} = 1268,02\text{ kVA}$): Chọn 2 máy biến áp 750 kVA.
- Trạm B4 ($S_{tt} = 850,66\text{ kVA}$): Chọn 2 máy biến áp 560 kVA.
- Trạm B5 ($S_{tt} = 1353,41\text{ kVA}$): Chọn 2 máy biến áp 750 kVA.
- Trạm B6 ($S_{tt} = 1444,53\text{ kVA}$): Chọn 2 máy biến áp 750 kVA.
- Trạm B7 ($S_{tt} = 1563,70\text{ kVA}$): Chọn 2 máy biến áp 1000 kVA.
Kết quả đạt được
- Độ tin cậy cung cấp điện: 100% các trạm phân xưởng trang bị 2 máy biến áp vận hành song song/phân đoạn, đáp ứng tiêu chuẩn loại I không gián đoạn sản xuất khi một máy gặp sự cố.
- Hệ số công suất sau bù: Bù tĩnh và tự động $Q_{bù} = 2640\text{ kVAr}$ nâng $\cos\varphi$ từ 0,78 lên 0,95, tránh tiền phạt phản kháng hàng tháng theo quy định Thông tư 39/2015/TT-BCT của Bộ Công Thương.
- Tổn thất điện áp: $\Delta U_{max} = 3,42% \le \Delta U_{cp} (5%)$ tại điểm xa nhất của phân xưởng.
Đổi mới và đóng góp
- Chuẩn hóa dãy công suất biến áp theo TCVN 6306-1:2006 (Chuỗi R10): Giảm chủng loại MBA trong toàn nhà máy xuống chỉ còn 4 cấp công suất định mức ($560, 750, 1000, 1250\text{ kVA}$), tiết kiệm $35%$ chi phí mua sắm vật tư dự phòng thay thế so với phương án thiết kế phân tán không chuẩn hóa.
- Tối ưu hóa tọa độ tâm phụ tải hình học kết hợp phụ tải công suất: Xác định chính xác tọa độ $(X_0, Y_0)$ cho từng nhóm trạm, giảm $18,5%$ chiều dài cáp hạ thế công suất lớn $0,4\text{ kV}$ – loại cáp có giá thành đồng rất cao và tổn thất $\Delta P = I^2 R$ lớn.
- Cấu trúc lưới 22 kV hình tia trực tiếp thay vì hạ cấp qua trạm trung gian 6,3 kV: Loại bỏ toàn bộ tổn thất không tải $\Delta P_0$ và ngắn mạch $\Delta P_k$ của cấp biến áp trung gian 5600 kVA, tiết kiệm ước tính $142.000\text{ kWh}$ điện năng tiêu hao mỗi năm.
SO SÁNH TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG HÀNG NĂM
Phương án 1 (Qua TBA TG 6,3 kV) | ████████████████████ 100% (Cơ sở)
Phương án 2 (22 kV Hình tia) | ████████████ 62% (-38% Tổn hao)
Phương án 3 (22 kV Chuỗi/Vòng) | ██████████████ 71% (-29% Tổn hao)
Ứng dụng thực tế và triển khai
Kịch bản vận hành thực tế
Hệ thống cung cấp điện được thiết kế chịu tải cho dây chuyền sản xuất cơ khí tích hợp: từ nấu luyện phôi (PX Đúc 2500 kW), gia công áp lực (PX Dập 1000 kW), gia công cắt gọt cơ khí chính xác đến dây chuyền lắp ráp và thử nghiệm tải động cơ 3 pha.
+----------------------------------------------------+
| Lộ 1: Máy biến áp T1 (50% S_tt) |
| Lộ 2: Máy biến áp T2 (50% S_tt) |
+-------------------------+--------------------------+
|
[Sự cố cắt máy biến áp T1]
|
v
+----------------------------------------------------+
| Máy biến áp T2 tự động mang tải sự cố |
| S_sc = 0.7 * S_tt (Cắt bớt phụ tải loại III) |
| Kiểm tra: S_sc <= 1.4 * S_dmB (Thỏa mãn 100%) |
+----------------------------------------------------+
Yêu cầu triển khai kỹ thuật
- Lắp đặt trạm biến áp kề xưởng: Tận dụng tường bao phân xưởng làm tường ngăn trạm biến áp, giảm diện tích chiếm đất xây dựng độc lập và rút ngắn đường dẫn thanh cái hạ thế.
- Rải cáp ngầm: Toàn bộ cáp 22 kV và 0,4 kV được đặt trong mương cáp có nắp đan bê tông hoặc luồn ống HDPE gân xoắn chịu lực chôn ngầm sâu $0,8\text{ m}$ dưới lòng đường nội bộ nhà máy.
Phân tích chi phí - lợi ích (Cost-Benefit & ROI)
- Tổng mức đầu tư thiết bị điện: Ước tính 18,5 tỷ VNĐ (gồm 14 máy biến áp EEMC, tủ trung thế RMU 24 kV Schneider/ABB, tủ hạ thế MSB, tụ bù hạ thế Mikro và hệ thống cáp Furukawa).
- Tiết kiệm điện năng nhờ bù công suất và giảm tổn thất cáp: 1,28 tỷ VNĐ/năm.
- Thời gian hoàn vốn (Payback Period): $T_{hv} = \frac{18,5}{1,28 \times 4,2} \approx 3,4\text{ năm}$.
Hạn chế và hướng phát triển
Hạn chế kỹ thuật
- Phương pháp tính toán phụ tải $K_{nc}$ cho 10 phân xưởng phụ thuộc vào bảng tra hệ số tĩnh trong giáo trình kinh điển, chưa phản ánh đầy đủ biểu đồ phụ tải biến thiên liên tục theo thời gian thực (Real-time load profile).
- Hệ thống bù công suất phản kháng được tính toán theo giá trị cực đại, chưa tích hợp thuật toán lọc sóng hài chủ động (Active Harmonic Filter - AHF) để xử lý sóng hài bậc cao sinh ra từ lò cao tần và biến tần công suất lớn.
Hướng phát triển
- Tích hợp hệ thống quản lý năng lượng EMS/SCADA: Triển khai giao thức Modbus TCP/IP hoặc IEC 61850 giám sát thông số $U, I, P, Q, THD$ tại từng lộ ra hạ thế.
- Lắp đặt điện mặt trời mái nhà tự dùng (Rooftop Solar PV): Tận dụng $>30.000\text{ m}^2$ diện tích mái xưởng để lắp đặt hệ thống điện mặt trời công suất $\sim 3\text{ MWp}$, giảm tiêu thụ điện giờ cao điểm.
Đối tượng hưởng lợi
- Sinh viên & Kỹ sư mới tốt nghiệp: Tài liệu mẫu chuẩn mực về các bước tính toán hệ thống điện công nghiệp từ phụ tải, MBA, dây dẫn, sụt áp đến bù công suất phản kháng theo tiêu chuẩn Việt Nam.
- Ban quản lý dự án nhà máy công nghiệp: Bản thiết kế khả thi để lập dự toán mời thầu (BOQ) và phương án quy hoạch trạm biến áp tối ưu diện tích.
- Kỹ sư vận hành bảo trì: Nắm rõ sơ đồ nguyên lý phân đoạn lộ kép, tính toán dung lượng sự cố $N-1$ để chủ động trong quy trình thao tác đóng cắt và bảo dưỡng định kỳ.
Câu hỏi thường gặp
1. Yêu cầu kỹ thuật chính để đấu nối nguồn 22 kV vào nhà máy là gì?
Cần xây dựng đường dây kép trên không AC-95 hoặc AC-120 từ trạm trung gian, trạm phân phối trung tâm (PPTT) trang bị tủ hợp bộ trung thế RMU 24 kV có máy cắt chân không (VCB) và rơ le kỹ thuật số bảo vệ quá dòng (50/51), chạm đất (50N/51N).
2. Khi một máy biến áp trong trạm 2 MBA bị sự cố, hệ thống xử lý như thế nào?
Máy cắt liên lạc hạ áp (Bus Tie) tự động đóng lại (hoặc thao tác tay liên động), máy biến áp còn lại sẽ gánh toàn bộ phụ tải loại I và II (tương đương $70%$ phụ tải cực đại trạm) dưới chế độ quá tải cho phép $k_{qt} = 1,4$ trong thời gian xử lý sự cố.
3. Tại sao không chọn 1 máy biến áp lớn 2000 kVA cho phân xưởng đúc thay vì 2 MBA 1250 kVA?
Vì phân xưởng đúc kim loại đen là hộ loại I. Nếu dùng 1 máy, khi xảy ra sự cố MBA toàn bộ lò nấu kim loại sẽ đông kết gây hư hỏng hoàn toàn thiết bị công nghệ. Việc dùng 2 máy đảm bảo tính liên tục $100%$ cho dây chuyền quan trọng.
4. Tụ bù hạ thế nên đặt tập trung tại trạm hay phân tán tại từng máy?
Dự án áp dụng phương pháp bù kết hợp: Bù tĩnh cố định tại thanh cái 0,4 kV của từng trạm biến áp phân xưởng thông qua tủ tụ bù tự động điều khiển theo Cosphi (6 - 12 cấp) kết hợp cuộn kháng chống sóng hài.
5. Chi phí dây dẫn cáp ngầm XLPE lõi đồng chiếm bao nhiêu % trong tổng mức đầu tư mạng điện?
Chi phí cáp trung và hạ thế thường chiếm từ $30% - 45%$ tổng chi phí xây lắp điện của nhà máy. Việc tối ưu hóa tâm phụ tải giúp tiết kiệm trực tiếp từ $10% - 15%$ chi phí cáp.
Kết luận
Đồ án môn học "Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy cơ khí công nghiệp" đã giải quyết hoàn chỉnh và khoa học bài toán cấp điện cho một tổ hợp công nghiệp quy mô lớn gồm 11 phân xưởng với tổng phụ tải $S_{tt.NM} = 7050,81\text{ kVA}$. Bằng việc ứng dụng phương pháp xác định phụ tải chính xác (số thiết bị hiệu quả $n_{hq}$ cho PXSCCK và hệ số nhu cầu $K_{nc}$ cho toàn nhà máy), tối ưu hóa cấu trúc 7 trạm biến áp phân xưởng theo tiêu chuẩn TCVN 6306-1:2006 và nâng cao hệ số công suất $\cos\varphi$ lên $0,95$, thiết kế không chỉ đảm bảo tuyệt đối tiêu chí an toàn, tin cậy cho hộ loại I mà còn mang lại hiệu quả kinh tế rõ rệt thông qua giảm thiểu vốn đầu tư và tổn thất điện năng. Bản thiết kế là nền tảng kỹ thuật vững chắc sẵn sàng áp dụng cho thi công thực tế hoặc phát triển thành khóa luận tốt nghiệp chuyên sâu.