Bối cảnh và nhiệm vụ thiết kế kỹ thuật

Trong tiến trình công nghiệp hóa và hiện đại hóa, các cơ sở sản xuất công nghiệp đòi hỏi hệ thống trang thiết bị có mức độ tự động hóa cao, kéo theo yêu cầu cấp thiết về một hệ thống cung cấp điện an toàn, liên tục và tối ưu hóa chi phí đầu tư lẫn vận hành. Đồ án môn học Cung cấp điện mang tên "Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng cơ khí" do hai sinh viên Nguyễn Ngọc Minh và Chiêm Đức Lộc thực hiện dưới sự hướng dẫn của PGS. Trương Việt Anh (Khoa Điện - Điện tử, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh, bảo vệ tháng 12/2024), tập trung giải quyết bài toán thiết kế toàn diện mạng lưới phân phối điện hạ áp cho một cơ sở sản xuất cơ khí thực tế.

Mục tiêu và các nhiệm vụ kỹ thuật trọng tâm của đồ án bao gồm:

  1. Xác định và tính toán phụ tải điện động lực, phụ tải chiếu sáng cho toàn phân xưởng; phân nhóm phụ tải hợp lý và xác định tâm phụ tải để định vị tối ưu tủ phân phối chính, các tủ động lực.
  2. Lựa chọn số lượng, vị trí và công suất định mức của trạm biến áp khu vực cấp nguồn cho phân xưởng có tính đến hệ số dự phòng mở rộng quy mô.
  3. Phân tích, so sánh và vạch phương án đi dây tối ưu trong mạng lưới phân phối hạ áp.
  4. Tính chọn tiết diện dây dẫn, cáp điện lực và kiểm tra theo điều kiện phát nóng cho phép, độ sụt áp giới hạn ($\Delta U% \le 5%$).
  5. Tính toán dòng ngắn mạch tại các điểm đặc trưng để lựa chọn khí cụ đóng cắt và bảo vệ (MCCB, MCB) có khả năng cắt và phối hợp bảo vệ phù hợp.
  6. Tính toán tổn thất công suất tác dụng và phản kháng trên máy biến áp và đường dây truyền tải.
  7. Thiết kế hệ thống chiếu sáng công nghiệp đạt chuẩn độ rọi cho từng khu vực chức năng (nhà kho, phòng KCS, xưởng sản xuất).
  8. Thiết kế hệ thống chống sét trực tiếp bằng kim thu sét Franklin và hệ thống nối đất an toàn, nối đất chống sét đạt tiêu chuẩn an toàn điện.
  9. Đề xuất giải pháp và tính toán dung lượng bù công suất phản kháng tập trung để nâng cao hệ số công suất $\cos\varphi$ từ 0,68 lên 0,95.

Đối tượng nghiên cứu là hệ thống cung cấp điện hạ áp cho phân xưởng sửa chữa cơ khí. Phạm vi không gian là công trình nhà xưởng hình chữ nhật có kích thước dài 54 m, rộng 18 m, cao 7 m, tổng diện tích mặt bằng $972\text{ m}^2$ (kết cấu hai mái tôn kẽm, nền xi măng, 1 cửa chính và 4 cửa phụ). Môi trường làm việc ít bụi, nhiệt độ trung bình $30^\circ\text{C}$. Về thời gian vận hành, phân xưởng hoạt động 2 ca/ngày (Ca 1: 6h00 – 14h00; Ca 2: 14h00 – 22h00). Cấp điện áp làm việc là mạng hạ áp $220/380\text{ V}$.

Cơ sở tính toán và phương pháp kỹ thuật

Đồ án xây dựng các thuật toán tính toán và lựa chọn thiết bị dựa trên hệ thống cơ sở lý thuyết chuyên ngành kỹ thuật điện, các tiêu chuẩn an toàn và giáo trình chuẩn:

  • Khung lý thuyết và tài liệu tham khảo: Giáo trình Cung cấp điện và Giáo trình An toàn điện của PGS.TS. Quyền Huy Ánh (Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM); sách Thiết kế Cung cấp điện của PGS. Ngô Hồng Quang và TS. Vũ Văn Tẩm; Giáo trình Khí cụ điện; Catalogue thiết bị đóng cắt của Schneider Electric, CNC và bảng tra cáp hạ áp của Công ty Dây cáp điện CADIVI.
  • Phương pháp xác định phụ tải tính toán: Sử dụng phương pháp công suất đặt và hệ số sử dụng ($K_{sd}$), hệ số đồng thời ($K_{đt} = 0,9$) để xác định công suất biểu kiến tính toán ($S_{tt}$) và dòng điện tính toán ($I_{tt}$).
  • Phương pháp xác định tâm phụ tải: Áp dụng công thức tọa độ trọng tâm hình học kết hợp công suất đặt của từng thiết bị nhằm tìm tọa độ tâm tải $(X, Y)$ và bán kính vòng tròn phụ tải $R$.
  • Phương pháp tính chọn và kiểm tra dây dẫn: Tính chọn tiết diện dây dẫn theo điều kiện phát nóng lâu dài ($I_{cp} \ge I_{tt} / K$) và kiểm định lại theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép ($\Delta U% \le 5%$).
  • Phương pháp tính ngắn mạch: Sử dụng phương pháp trở kháng quy đổi về mạng hạ áp $380\text{ V}$ với công suất ngắn mạch hệ thống nguồn $S_{sc} = 250\text{ MVA}$ để xác định dòng ngắn mạch 3 pha siêu quá độ ($I_N^{(3)}$).
  • Phương pháp thiết kế chiếu sáng: Phương pháp hệ số sử dụng quang thông ($K_{sd}$) có xét đến độ cao treo đèn, chỉ số phòng ($R_p$), hệ số phản xạ của trần, tường, sàn và hệ số dự trữ ($K_{dt}$).
  • Phương pháp tính toán nối đất: Phương pháp điện trở tản của hệ thống cọc nối đất mạch vòng kết hợp thanh liên kết nằm ngang chôn ngầm.

Thiết kế và triển khai hệ thống kỹ thuật

Hệ thống cung cấp điện của phân xưởng cơ khí được thiết kế theo cấu trúc phân tầng rõ ràng từ nguồn cấp đến các phụ tải tiêu thụ:

  • Cấu trúc nguồn cấp: Trạm biến áp hạ thế sử dụng 01 máy biến áp 3 pha dầu do THIBIDI sản xuất, công suất định mức $560\text{ kVA}$, cấp điện áp hạ thế $380/220\text{ V}$. Tuyến cáp chính từ trạm về tủ phân phối chính (MDB) sử dụng 4 sợi cáp đồng đơn ruột CV $630\text{ mm}^2$ luồn trong ống nhựa PVC chôn ngầm cách mặt đất 0,5 m.
  • Cấu trúc phân phối động lực: Từ tủ phân phối chính MDB, điện năng được phân phối hình tia trên máng cáp đến 4 tủ động lực (DB1, DB2, DB3, DB4) và 01 tủ chiếu sáng (CS). Tuyến cáp từ các tủ động lực đến 37 động cơ cơ khí sử dụng cáp đồng 4 ruột CVV luồn trong ống PVC đặt ngầm dưới nền xưởng ở độ sâu 0,4 m.
  • Hệ thống bảo vệ: Trang bị MCCB tổng tại MDB (hãng CNC, dòng định mức $1000\text{ A}$, dòng cắt $25\text{ kA}$), các MCCB nhánh tại tủ động lực ($160\text{ A} - 250\text{ A}$) và các MCB/MCCB của Schneider Electric bảo vệ trực tiếp từng động cơ.
  • Hệ thống an toàn: Hệ thống chống sét đánh thẳng gồm 12 kim Franklin cao 2 m phân bố 3 dãy trên mái. Hệ thống nối đất an toàn và chống sét sử dụng mạch vòng khép kín gồm 24 cọc thép bọc đồng ($L = 3\text{ m}, d = 16\text{ mm}$) liên kết bằng cáp đồng trần $50\text{ mm}^2$.

Nội dung chi tiết theo từng chương

Chương I: Tính toán phụ tải phân xưởng

Tác giả phân tích đặc điểm 37 động cơ trong phân xưởng và phân chia thành 4 nhóm phụ tải nhằm đảm bảo cân bằng công suất, đồng nhất chức năng và tối ưu vị trí đi dây:

  • Nhóm 1: Gồm 12 động cơ, tổng công suất đặt $97\text{ kW}$.
  • Nhóm 2: Gồm 6 động cơ, tổng công suất đặt $30\text{ kW}$.
  • Nhóm 3: Gồm 7 động cơ, tổng công suất đặt $64\text{ kW}$.
  • Nhóm 4: Gồm 12 động cơ, tổng công suất đặt $128\text{ kW}$.

Phụ tải chiếu sáng được tính toán theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích ($P_0$):

  • Nhà kho ($36\text{ m}^2$): $P_0 = 10\text{ W/m}^2 \rightarrow P_{tt.kho} = 360\text{ W}$.
  • Phòng KCS ($48\text{ m}^2$): $P_0 = 20\text{ W/m}^2 \rightarrow P_{tt.kcs} = 960\text{ W}$.
  • Xưởng sản xuất ($888\text{ m}^2$): $P_0 = 15\text{ W/m}^2 \rightarrow P_{tt.sx} = 13.320\text{ W}$.
  • Tổng công suất chiếu sáng toàn xưởng là $P_{tt.cs} = 14,64\text{ kW}$ ($S_{tt.cs} = 16,26\text{ kVA}$ với $\cos\varphi = 0,9$).

Tổng công suất biểu kiến tính toán toàn phân xưởng có xét hệ số đồng thời $K_{đt} = 0,9$ là $S_{tt.px} = 341,29\text{ kVA}$. Xét công suất dự phòng phát triển tương lai trong 3–10 năm là 20% ($S_{dp} = 20%$), dung lượng máy biến áp yêu cầu là $S_{dm.BA} \ge 341,75\text{ kVA}$. Tác giả lựa chọn máy biến áp 3 pha THIBIDI dung lượng định mức $560\text{ kVA}$.

Thông số kỹ thuật MBA 3 pha THIBIDI 560 kVA Giá trị
Tổn hao không tải $P_0$ $1.000\text{ W}$
Dòng điện không tải $I_0$ $2%$
Tổn hao ngắn mạch ở $75^\circ\text{C}$ ($P_k$) $5.500\text{ W}$
Điện áp ngắn mạch $U_k$ $4,5%$
Kích thước ($L \times W \times H \times A$) $1630 \times 1020 \times 1510 \times 660\text{ mm}$
Trọng lượng tổng (Dầu: 434 kg, Ruột: 1157 kg) $2.003\text{ kg}$

Tính toán tọa độ tâm phụ tải toàn phân xưởng đạt giá trị $X_{px} = 29,82\text{ m}$; $Y_{px} = 8,69\text{ m}$. Từ đó định vị tủ phân phối chính MDB và các tủ DB1–DB4 bám sát tâm phụ tải tính toán, kết hợp yêu cầu mỹ quan, lối đi và thông gió.

Chương II: Tính chọn phương án đi dây cho phân xưởng

Chương này đánh giá ưu nhược điểm của các sơ đồ nối dây mạng hạ áp: sơ đồ hình tia, sơ đồ phân nhánh và sơ đồ kết hợp. Tác giả lựa chọn giải pháp:

  • Tuyến từ trạm biến áp đến MDB: Cáp ngầm luồn ống PVC.
  • Tuyến từ MDB đến các tủ động lực DB1–DB4 và tủ CS: Sơ đồ hình tia, đi dây trên máng cáp treo.
  • Tuyến từ các tủ động lực đến các động cơ: Sơ đồ hình tia đối với động cơ công suất lớn và phân nhánh đối với động cơ công suất nhỏ, cáp chôn ngầm trong nền xi măng.

Chương III: Tính chọn dây dẫn và khí cụ điện bảo vệ

Dây dẫn được lựa chọn theo điều kiện phát nóng lâu dài có hiệu chỉnh hệ số môi trường ($K = K_1 \cdot K_2 \cdot K_3$) và kiểm tra tổn thất điện áp $\Delta U%$.

Đoạn tuyến Chủng loại cáp CADIVI Tiết diện ($mm^2$) Dòng tính toán $I_{tt}$ (A) Dòng cho phép $I_{cp}$ (A)
MBA $\rightarrow$ Tủ MDB Cáp đồng đơn CV ($0,66\text{ kV}$) $4 \times (1 \times 630)$ $851,0$ $896,0$
MDB $\rightarrow$ DB1 (Nhóm 1) Cáp đồng CV ($0,66\text{ kV}$) $4 \times 95$ $104,3$ $158,3$
MDB $\rightarrow$ DB2 (Nhóm 2) Cáp đồng CV ($0,66\text{ kV}$) $4 \times 70$ $75,8$ $168,7$
MDB $\rightarrow$ DB3 (Nhóm 3) Cáp đồng CV ($0,66\text{ kV}$) $4 \times 70$ $108,0$ $158,0$
MDB $\rightarrow$ DB4 (Nhóm 4) Cáp đồng CV ($0,66\text{ kV}$) $4 \times 185$ $228,6$ $336,3$
DB $\rightarrow$ Động cơ Cáp đồng 4 ruột CVV $2,5 - 25$ Phụ thuộc máy Đảm bảo $I_{cp} \ge I_{tt}$

Kiểm tra sụt áp trên tuyến xa nhất và tải nặng nhất (MBA $\rightarrow$ MDB $\rightarrow$ DB4 $\rightarrow$ Động cơ 2A):

  • Sụt áp đoạn MBA $\rightarrow$ MDB: $\Delta U_1 = 2,68\text{ V}$ ($\Delta U_1% = 0,70%$).
  • Sụt áp đoạn MDB $\rightarrow$ DB4 ($L = 44\text{ m}$): $\Delta U_2 = 3,42\text{ V}$ ($\Delta U_2% = 0,90%$).
  • Sụt áp đoạn DB4 $\rightarrow$ Động cơ 2A ($L = 28\text{ m}$): $\Delta U_3 = 1,03\text{ V}$ ($\Delta U_3% = 0,27%$).
  • Tổng tổn thất điện áp cực đại: $\sum \Delta U% = 0,70% + 0,90% + 0,27% = 1,87% < 5%$ (thỏa mãn tiêu chuẩn kỹ thuật).

Tính toán ngắn mạch và chọn thiết bị bảo vệ:

  • Ngắn mạch tại MDB: $I_N^{(3)} = 19,55\text{ kA} \rightarrow$ Chọn MCCB tổng CNC model YCMC-N-1000 ($I_{đm} = 1000\text{ A}, U_{đm} = 415\text{ V}, I_{cu} = 25\text{ kA}$).
  • Ngắn mạch tại đầu vào các tủ động lực: $I_N^{(3)} = 19,31\text{ kA} \rightarrow$ Chọn các MCCB nhánh CNC YCMC-N250 ($I_{đm} = 250\text{ A}, I_{cu} = 22\text{ kA}$).
  • Bảo vệ động cơ: Sử dụng các CB Schneider Electric có dòng định mức từ $10\text{ A}$ đến $40\text{ A}$, khả năng cắt $I_{cu} = 25\text{ kA}$.

Chương IV: Tính tổn thất công suất của phân xưởng

Tác giả tính toán chi tiết tổn thất công suất tác dụng ($\Delta P$) và phản kháng ($\Delta Q$) trên từng phần tử:

  • Tổn thất trong máy biến áp: $\Delta P_T = 4.208\text{ W}$; $\Delta Q_T = 14.975\text{ VAR}$ ($14,975\text{ kVAR}$).
  • Tổn thất trên đường cáp chính MBA $\rightarrow$ MDB ($L = 20\text{ m}$): Tính toán dựa trên điện trở $R = 0,7142\text{ m}\Omega$ và điện kháng $X = 1,6\text{ m}\Omega$.
  • Tổn thất trên các đường cáp từ MDB đến các tủ DB1–DB4 và từ DB đến từng động cơ: Lập bảng tổng hợp tổn thất chi tiết cho từng nhóm máy (ví dụ đoạn MDB $\rightarrow$ DB1 dài $56\text{ m}$, cáp CV $95\text{ mm}^2$).

Chương V: Thiết kế chiếu sáng

Hệ thống chiếu sáng được thiết kế độc lập theo từng phân khu chức năng bằng phương pháp hệ số sử dụng:

  • Nhà kho ($54 \times 18 \times 5\text{ m}$): Chọn độ rọi $E_{yc} = 100\text{ lx}$, trang bị 4 bộ đèn Metal Halide $200\text{ W}$ (quang thông $4.224\text{ lm}$), tổng công suất $P_{cs} = 800\text{ W}$.
  • Phòng KCS ($6 \times 8 \times 5\text{ m}$): Chọn độ rọi $E_{yc} = 300\text{ lx}$, trang bị 6 bộ đèn Metal Halide $600\text{ W}$ (quang thông $10.500\text{ lm}$), tổng công suất $P_{cs} = 3.600\text{ W}$.
  • Xưởng sản xuất cơ khí ($54 \times 18 \times 7\text{ m}$): Chọn độ rọi $E_{yc} = 300\text{ lx}$, trang bị 24 bộ đèn cao áp Natri (Sodium) $1500\text{ W}$ (quang thông $33.000\text{ lm}$), bố trí 3 dãy dọc nhà xưởng, tổng công suất $P_{cs} = 36.000\text{ W}$.
  • Mạng điện chiếu sáng: Tổng công suất tính toán chiếu sáng $P_{tt.cs} = 40,4\text{ kW}$ ($I_{tt.cs} = 61,38\text{ A}$). Tuyến cáp cấp nguồn từ MDB về tủ CS chọn cáp đồng CADIVI CVV $4 \times 16\text{ mm}^2$, bảo vệ bằng các CB YCMC-N-1000 3 cực $16\text{ A}$. Tổng sụt áp lớn nhất trên mạng chiếu sáng là $14,707\text{ V}$ (thỏa mãn yêu cầu).

Chương VI: Thiết kế hệ thống chống sét và nối đất của phân xưởng cơ khí

  • Hệ thống chống sét đánh thẳng: Bố trí 12 cột thu lôi Franklin cao $2\text{ m}$ đặt trên mái công trình (cao $7\text{ m}$), chia làm 3 dãy, mỗi dãy 4 cột, khoảng cách giữa các cột $a = 18\text{ m}, b = 9\text{ m}$. Tính toán bán kính và chiều rộng vùng bảo vệ ở độ cao $7\text{ m}$ và $5\text{ m}$ xác nhận toàn bộ diện tích nhà xưởng nằm trọn trong phạm vi bảo vệ an toàn.
  • Hệ thống nối đất: Kết hợp nối đất chống sét và nối đất an toàn theo phương pháp mạch vòng. Hệ thống gồm 24 cọc thép bọc đồng ($L = 3\text{ m}, d = 16\text{ mm}$, chôn sâu cách mặt đất $0,8\text{ m}$, cách tường $1\text{ m}$), liên kết bằng cáp đồng trần $50\text{ mm}^2$ có tổng chiều dài $144\text{ m}$. Điện trở suất của đất $\rho = 300\ \Omega\text{m}$, hệ số mùa $K_m = 1,3 \rightarrow \rho_{tt} = 390\ \Omega\text{m}$. Điện trở nối đất tổng hợp tính toán được là $R_{nt} = 5,02\ \Omega < 10\ \Omega$, đạt tiêu chuẩn an toàn quy định.

Chương VII: Nâng cao hệ số cosφ và chọn phương án bù

Tác giả phân tích các giải pháp bù tự nhiên và bù nhân tạo (tụ bù tĩnh, máy bù đồng bộ), từ đó lựa chọn phương án bù tập trung tại thanh cái hạ áp của tủ phân phối chính MDB:

  • Hệ số công suất tự nhiên ban đầu của phân xưởng là $\cos\varphi_1 = 0,68$ ($P_{tt} = 416\text{ kW}, S_{tt} = 605\text{ kVA}$).
  • Hệ số công suất mục tiêu sau khi bù là $\cos\varphi_2 = 0,95$.
  • Dung lượng bù phản kháng cần thiết: $$Q_{bù} = P_{tt} \cdot (\tan\varphi_1 - \tan\varphi_2) = 416 \cdot [\tan(\arccos(0,68)) - \tan(\arccos(0,95))] = 448,12\text{ kVAR}$$

Kết quả và đóng góp kỹ thuật

Đồ án hoàn thành trọn vẹn nhiệm vụ thiết kế kỹ thuật hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng cơ khí với các kết quả định lượng cụ thể:

  1. Xác định chính xác cấu trúc phụ tải gồm 37 động cơ chia làm 4 nhóm với tổng công suất biểu kiến tính toán toàn xưởng là $341,29\text{ kVA}$, từ đó lựa chọn 01 máy biến áp THIBIDI $560\text{ kVA}$ đáp ứng dự phòng 20% phát triển phụ tải trong 3–10 năm.
  2. Tọa độ tâm phụ tải toàn xưởng được xác định tại vị trí $(29,82\text{ m}; 8,69\text{ m})$, làm cơ sở bố trí tủ điện tối ưu hóa chiều dài cáp và giảm thiểu tổn thất.
  3. Lựa chọn đồng bộ hệ thống cáp hạ áp CADIVI CV/CVV với tổng tổn thất điện áp trên tuyến xa nhất chỉ $1,87%$, thấp hơn nhiều so với giới hạn cho phép ($5%$).
  4. Tính toán ngắn mạch mạng hạ áp ($I_N^{(3)}$ cực đại $19,55\text{ kA}$) và lựa chọn hệ thống thiết bị đóng cắt MCCB/MCB của CNC và Schneider Electric đảm bảo khả năng cắt định mức ($I_{cu} \ge 22 - 25\text{ kA}$).
  5. Thiết kế hệ thống chiếu sáng công nghiệp hoàn chỉnh công suất $40,4\text{ kW}$ đạt chuẩn độ rọi cho từng khu vực; hệ thống chống sét 12 kim Franklin bao phủ $100%$ diện tích; hệ thống nối đất mạch vòng 24 cọc đạt điện trở $5,02\ \Omega \le 10\ \Omega$.
  6. Xác định chính xác dung lượng bù công suất phản kháng tập trung $Q_{bù} = 448,12\text{ kVAR}$, giúp cải thiện $\cos\varphi$ từ 0,68 lên 0,95, giảm tổn thất công suất và sụt áp trên lưới.

Hạn chế và hướng phát triển

Dựa trên phạm vi và nội dung văn bản đồ án, các hạn chế và hướng mở kỹ thuật được ghi nhận như sau:

  • Hạn chế: Việc tính toán dung lượng máy biến áp chưa dựa trên đồ thị phụ tải thực tế theo thời gian (đồ thị phụ tải ngày/năm) mà phải giả định dựa trên phương pháp suất phụ tải và hệ số sử dụng; đồ án chưa đi sâu vào phân tích kinh tế chi tiết (tính toán chi phí đầu tư ban đầu vốn $V$, chi phí vận hành hàng năm $C$, thời gian thu hồi vốn $T_{hoivon}$).
  • Hướng phát triển: Bổ sung thu thập số liệu đo đạc thực tế để xây dựng đồ thị phụ tải chi tiết; nghiên cứu ứng dụng các phần mềm chuyên dụng (như ETAP, AutoCAD Electrical, Dialux) để mô phỏng kiểm chứng chất lượng điện năng, sóng hài bậc cao khi có tải phi tuyến và tự động hóa điều khiển đóng cắt tụ bù theo thời gian thực.

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu tham khảo kỹ thuật hữu ích cho:

  • Sinh viên chuyên ngành Kỹ thuật Điện, Hệ thống Điện, Điện công nghiệp và Cung cấp điện làm tài liệu mẫu thực hiện đồ án môn học hoặc đồ án tốt nghiệp.
  • Kỹ sư thiết kế điện công trình tham khảo quy trình tính toán từng bước: từ xác định tâm tải, tính sụt áp, tính dòng ngắn mạch hạ áp, thiết kế chiếu sáng nhà xưởng bằng đèn cao áp, đến quy trình tính nối đất mạch vòng và bù công suất phản kháng.

Câu hỏi thường gặp

1. Kích thước hình học và quy mô thiết bị của phân xưởng cơ khí trong đồ án là bao nhiêu?
Phân xưởng có dạng hình chữ nhật với chiều dài 54 m, chiều rộng 18 m, chiều cao 7 m, tổng diện tích mặt bằng $972\text{ m}^2$. Quy mô phụ tải gồm 37 động cơ phân bố trong xưởng, 1 phòng kho ($36\text{ m}^2$), 1 phòng KCS ($48\text{ m}^2$) và hệ thống chiếu sáng làm việc 2 ca/ngày.

2. Máy biến áp được lựa chọn cho phân xưởng có công suất và thông số như thế nào?
Đồ án chọn 01 máy biến áp 3 pha dầu của hãng THIBIDI công suất định mức $560\text{ kVA}$, cấp điện áp hạ thế $380/220\text{ V}$. Các thông số chính gồm: tổn hao không tải $P_0 = 1000\text{ W}$, dòng điện không tải $I_0 = 2%$, tổn hao ngắn mạch $P_k = 5500\text{ W}$, điện áp ngắn mạch $U_k = 4,5%$, tổng trọng lượng máy $2003\text{ kg}$.

3. Tuyến cáp từ trạm biến áp đến tủ phân phối chính MDB sử dụng loại cáp nào?
Tuyến cáp chính dài 20 m sử dụng cáp đồng 1 ruột nhiều sợi xoắn bọc cách điện PVC ($0,66\text{ kV}$) do CADIVI sản xuất, mã hiệu CV tiết diện $630\text{ mm}^2$ ($4 \times (1 \times 630\text{ mm}^2)$ gồm 3 dây pha và 1 dây trung tính), đặt ngầm trong ống nhựa PVC cách mặt đất 0,5 m.

4. Kết quả tính toán hệ thống nối đất an toàn và chống sét đạt giá trị điện trở là bao nhiêu?
Hệ thống nối đất mạch vòng gồm 24 cọc thép bọc đồng ($L = 3\text{ m}, d = 16\text{ mm}$) chôn sâu 0,8 m liên kết bằng cáp đồng trần $50\text{ mm}^2$ (dài 144 m) đạt giá trị điện trở nối đất tính toán là $R_{nt} = 5,02\ \Omega$, thỏa mãn điều kiện an toàn $R_{nt} < 10\ \Omega$.

5. Dung lượng bù công suất phản kháng cần thiết để nâng cao cosφ lên 0,95 là bao nhiêu và bố trí ở đâu?
Dung lượng bù tính toán là $Q_{bù} = 448,12\text{ kVAR}$, áp dụng phương thức bù tập trung đặt tại thanh cái hạ áp của tủ phân phối chính MDB để nâng cao hệ số công suất từ mức tự nhiên $\cos\varphi_1 = 0,68$ lên $\cos\varphi_2 = 0,95$.

Kết luận

Đồ án môn học Cung cấp điện của nhóm tác giả Nguyễn Ngọc Minh và Chiêm Đức Lộc đã giải quyết hoàn chỉnh các bài toán kỹ thuật trọng yếu trong thiết kế cung cấp điện cho một phân xưởng sửa chữa cơ khí quy mô $972\text{ m}^2$. Các bước tính toán từ phụ tải, phân nhóm, chọn máy biến áp 560 kVA, đi dây, kiểm tra sụt áp ($1,87%$), tính ngắn mạch chọn khí cụ đóng cắt, thiết kế chiếu sáng, chống sét, nối đất mạch vòng ($5,02\ \Omega$) đến bù công suất phản kháng ($448,12\text{ kVAR}$) đều được thực hiện nhất quán theo các tiêu chuẩn kỹ thuật hiện hành. Kết quả nghiên cứu cung cấp một phương án thiết kế khả thi, đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện, an toàn vận hành và hiệu quả kinh tế - kỹ thuật cho công trình công nghiệp.