Đề thi học phần Hệ thống cung cấp điện (có đáp án) | Đại học Bách Khoa Hà Nội

Tài liệu đề thi môn Hệ thống cung cấp điện kèm đáp án chi tiết giúp bạn ôn luyện, học tốt môn học và đạt điểm cao

97 49 lượt tải Tải xuống
Chia sẻ Báo cáo tài liệu

Môn: Hệ thống cung cấp điện

Trường: Đại học Bách Khoa Hà Nội

Thông tin:

68 trang 7 tháng trước

Tác giả:

Profile VietJack
Duy Linh - 20191549
Thiết kế hệ thống cung cấp điện (đơn giản) cho nhà máy (NM) chế tạo máy kéo với các
số liệu ban đầu như sau: Phụ tải điện của nhà máy như Hình và Bảng; Điện áp nguồn điện
của NM là 10kV; cáp cấp điện trong toàn nhà máy là cáp 10kV XLPE (3x240 mm
2
) có r
o
=
1,47Ω/km; x
o
= 0,1Ω/km NM làm việc 3 ca với T
max
= 4500 giờ. Yêu cầu tính toán và thiết
kế:
1. Xác định phụ tải tính toán của toàn nhà máy.
2. Thiết kế mạng điện cao áp cho toàn nhà máy:
xác định phương án đi dây mạng cao áp; xác
định trạm biến áp phân xưởng; xác định tổn
thất công suất và điện năng.
Lưu ý: Dung lượng nhà máy biến áp (kVA)
thường có là: 100, 180, 250, 320, 400, 560, 630,
750, 800, 1000; tất cả MBA đều có ΔP
o
= 1,2kW,
ΔP
n
= 6,59kW, U
N
% = 4,5 và I
o
% = 1,4.
Phụ tải điện của nhà máy:
Tên phân
xư
ở
ng
Hiệu suất đặt
(kW)
Loại phụ
t
ả
i
Khoảng cách đo từ nguồn đến phân
xư
ở
PX s
ố
1
300
I
100
PX s
ố
2
100
I
400
PX s
ố
3
250
III
700
Chú ý: Nộp đề cùng bài làm và không mở tài liệu.
TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA HN
VIỆN ĐIỆN
HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN
ĐỀ SỐ 1
TH
Ờ
I GIAN LÀM BÀI: 90 PHÚT
Chữ ký giảng viên
phụ trách
HP
Duy Linh - 20191549
Bài làm
1. Xác định phụ tải tính toán của toàn nhà máy
Dựa vào bảng phân loại phụ tải kèm bảng phụ lục như hình dưới:
Phụ tải loại I gồm PXI và PXII Chọn k
nc
= 0,7 và cosφ = 0,9 tanφ = 0,484.
Phụ tải loại III gồm PXIII Chọn k
nc
= 0,3 và cosφ = 0,5 tanφ = 1,732.
Công thức xác định phụ tải tính toán theo k
nc
và P
đặt
:
P
tt
= k
nc
.P
đặt
và Q
tt
= P
tt
.tan
φ
Duy Linh - 20191549
Ta có bảng sau:
Tên
phân xư
ở
ng
P
đặt
(kW)
k
nc
cos
φ
tan
φ
P
tt
(kW)
Q
tt
(kVAr)
P
hân xư
ở
ng I
300
0,7
0,9
0,484
210
101,64
P
hân xư
ở
ng II
100
0,7
0,9
0,484
70
33,88
P
hân xư
ở
ng III
250
0,3
0,5
1,732
75
129,9
Do có 3 PX nên theo bảng trên, ta chọn hệ số đồng thời K
đt
= 0,9
Phụ tải tính toán của nhà máy theo hệ số đồng thời là:
P
ttNM
= K
đt
.
∑
𝑃


= 0,9. (210+70+75) = 319,5 (kW)
Q
ttNM
= K
đt
.
∑
𝑄


= 0,9. (101,64+33,88+129,9) = 238,878 (kVAr)
S
ttNM
=
𝑃

+𝑄

=
319,5
+238,878
= 398,93 (kVA)
2. Thiết kế mạng điện cao áp cho toàn nhà máy:
Bước 1: Chọn máy biến áp cho các phân xưởng:
Để đơn giản hóa bài toàn thiết kế, ta sẽ lựa chọn MBA trong điều kiện bình thường và
chọn K
t
= 1. Cụ thể:
Duy Linh - 20191549
Phân xưởng I:
S
tt
=
𝑃

+𝑄

=
210
+101,64
= 233,3 (kVA)
Phân xưởng I là phụ tải loại I nên ta sẽ chọn 2 MBA và đưởng dây lộ kép để cấp
điện.
Có: n.S
MBA
≥

S
MBA
≥


=


=
,
.
= 116,65 (kVA)
Cần chọn 2 MBA có dung lượng 180kVA để cấp điện cho phân xưởng I.
Phân xưởng II:
S
tt
=
𝑃

+𝑄

=
70
+33,88
= 77,77 (kVA)
Phân xưởng II là phụ tải loại I nên ta sẽ chọn 2 MBA và đưởng dây lộ kép để cấp
điện.
Có: n.S
MBA
≥

S
MBA
≥


=


=
,
.
= 38,89 (kVA)
Cần chọn 2 MBA có dung lượng 100kVA để cấp điện cho phân xưởng II.
Phân xưởng III:
S
tt
=
𝑃

+𝑄

=
75
+129,9
= 150 (kVA)
Phân xưởng II là phụ tải loại I nên ta sẽ chọn 1 MBA và đưởng dây lộ đơn để cấp
điện.
Có: n.S
MBA
≥

S
MBA
≥


=


=

.
= 150 (kVA)
Cần chọn 1 MBA có dung lượng 180kVA để cấp điện cho phân xưởng III.
Sơ đồ cung cấp điện:
Duy Linh - 20191549
Thông số của MBA:
MBA có dung lượng 100kVA MBA có dung lượng 180kVA
∆Q
o
=
%
.
đ

=
,
.


= 1,4 (kVAr)
R
b
= ∆P
N
.
đ
đ
= 6,59.10
3
.(
.
.
)
= 6,59 (Ω)
X
b
=
%.
đ

.
đ
=
,.(.
)

.

.

= 45 (Ω)
∆Q
o
=
%
.
đ

=
,
.


= 2,52 (kVAr)
R
b
= ∆P
N
.
đ
đ
= 6,59.10
3
.(
.
.
)
= 20,34 (Ω)
X
b
=
%.
đ

.
đ
=
,.(.
)

.

.

= 25 (Ω)
Sơ đồ thay thế:
*Lưu ý: Do cáp cấp điện trong toàn nhà máy là cáp 10kV XLPE (3x240 mm
2
) thỏa mãn
điều kiện cáp ngầm dưới 22kV và khoảng cách ngắn (<1km) nên ta có thể bỏ qua tổng
dẫn Y.
Tổng trở của các đường dây:
Z
N1
=
.(R
o
+jX
o
).l =
.(1,47+j.0,1).0,1 = 0,0735 + 5.10
-3
j (Ω)
Z
N2
=
.(R
o
+jX
o
).l =
.(1,47+j.0,1).0,4 = 0,294 + 0,02j (Ω)
Z
N3
=
.(R
o
+jX
o
).l =
.(1,47+j.0,1).0,7 = 1,029 + 0,07j (Ω)
Thông số của các MBA trong sơ đồ tải thay thế:
∆S
o1
= m(∆P
o1
+j.∆Q
o1
) = 2.(1,2+j.2,52) = 2,4+j.5,04 (kVA)
Z
b1
=
.(R
b1
+jX
b1
) =
.(20,34+j.25) = 10,17+j.12,5 Ω
Duy Linh - 20191549
∆S
o2
= m(∆P
o2
+j.∆Q
o2
) = 2.(1,2+j.1,4) = 2,4+j.2,8 (kVA)
Z
b2
=
.(R
b2
+jX
b2
) =
.(65,9+j.45) = 32,95+j.22,5 Ω
∆S
o3
= m(∆P
o3
+j.∆Q
o3
) = 1.(1,2+j.2,52) = 1,2+j.2,52 (kVA)
Z
b3
=
.(R
b3
+jX
b3
) =
.(20,34+j.25) = 20,34+j.25 Ω
Tổn thất công suất trên các đường dây:
∆S
N1
=
.Z
N1
= (
,.
.
)
. (0,0735 + 5.10
-3
j) = 0,04+0,003j (kVA)
∆S
N2
=
.Z
N2
= (
,.
.
)
. (0,294 + 0,02j) = 0,02+0,001j (kVA)
∆S
N3
=
.Z
N3
= (
.
.
)
. (1,029 + 0,07j) = 0,23+0,016j (kVA)
Tổn thất công suất trên đường dây: ∆S
D
= ∆S
N1
+ ∆S
N2
+ ∆S
N3
= 0,29 + j0,02 (kVA)
Tổn thất không tải trên các MBA: ∆S
o(MBA)
= ∆S
o1
+ ∆S
o2
+ ∆S
o3
= 6 + j10,36 (kVA)
Tổn thất công suất trên các cuộn dây của MBA:
∆S
D(MBA)
=
.Z
b1
+
.Z
b2
+
.Z
b3
= 12,1 + 13,79j (kVA)
TTCS của mạng điện: ∆S = ∆S
D
+ [∆S
o(MBA)
+ ∆S
D(MBA)
]= 18,39 + j.24,17 (kVA)
Thời gian tổn thất công suất lớn nhất:
𝜏 = (0,124 + T
max
.10
-4
)
2
.8760 = (0,124 + 4500.10
-4
)
2
.8760 = 2886,21 (giờ)
Tổn thất điện năng trên mạng điện:
∆A = ∆A
D
+ ∆A
MBA
= ∆P
D
.𝜏 + (∆P
oD
.T + ∆P
D(MBA).
𝜏)
= 0,29.2886,21 + (6.8760 + 12,1.2886,21) = 88320,14 (kWh)
ĐỀ KIỂM TRA GIỮA KỲ
Trường ĐHBK Hà Nội
Bộ môn Hệ Thống Điện
Lớp: KTĐ K64 Mã lớp:
Môn:
Hệ thống cung cấp điện (EE3425)
Thời gian: 45 phút
Câu 1: (5đ) Trình bày đặc điểm, ưu, nhược điểm và phạm vi ứng dụng của các sơ đồ phân phối
điện tại các trạm điện.
Câu 2: (5đ) Cho phương án cung cấp điện công nghiệp có sơ đồ như sau:
Lập sơ đồ thay thế và giả thiết chiều công suất của sơ đồ cung cấp điện trên đây?
Lưu ý:
Được dùng tài liệu trong khi thi
Duy Linh - 20191549
Câu 1: (5đ) Trình bày đặc điểm, ưu nhược điểm và phạm vi ứng dụng của các sơ đồ
phân phối điện tại các trạm điện.
Câu 2: (5đ) Cho phương án cung cấp điện công nghiệp có sơ đồ như sau:
Lập sơ đồ thay thế và giả thiết chiều công suất của sơ đồ cung cấp điện trên dây?
Lưu ý:
Được dùng tài liệu khi thi
TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA HN
VIỆN ĐIỆN
HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN
ĐỀ SỐ 1
TH
Ờ
I GIAN LÀM BÀI:
45
PHÚT
Chữ ký giảng viên phụ trách
HP
Duy Linh - 20191549
Câu 1: Các sơ đồ phân phối trạm điện:
1. Sơ đồ 1 thanh góp:
Đặc điểm: Có 1 thanh góp.
Ưu điểm: Đơn giản và rẻ.
Nhược điểm: Độ tin cậy thấp nhất.
Mất nguồn
Ngắn mạch thanh góp Phụ tải mất điện
Bảo dưỡng thanh góp
Phạm vi ứng dụng:
Dùng các phụ tải không quan trọng
Dùng trong lưới hạ áp (tủ phân phối điện)
để tận dụng các đặc điểm vận hành đơn giản.
2. Sơ đồ 1 thanh góp có phân đoạn:
Đặc điểm: Thanh góp bị phân thành từng đoạn.
Ưu điểm: Nâng cao độ tin cậy khi cung cấp điện
Thêm nhánh nguồn (2 nguồn) Phụ tải không
mất điện khi mất 1 nguồn
Máy cắt phân đoạn (MCPĐ) mở Chỉ 1 nửa số
mạch bị ngừng cấp điện khi ngắn mạch hoặc
sửa chữa phân đoạn thanh góp.
Nhược điểm: Giá thành tăng cao do phải thêm
các phần tử nhánh nguồn và MCPĐ.
Phạm vi ứng dụng: Dùng cho sơ đồ phân phối
tại các trạm biến áp trung gian và tủ phân phối
hạ áp có chuyển nguồn tự động.
3. Sơ đồ 2 thanh góp:
Đặc điểm: Hai thanh góp + Mỗi mạch vào và ra
đều có 1 máy cắt và dao cách ly + Có máy cắt liên
lạc giữa 2 thanh góp.
Ưu điểm: Linh hoạt với 2 thanh góp Thanh góp
chính có thể đưa ra bảo dưỡng.
Nhược điểm: Vốn đầu tư cao do có thêm thanh
góp và dao cách ly.
Khi bị sự cố trên đường dây thì cả 2 thanh góp cùng
mất điện.
Duy Linh - 20191549
Phạm vi ứng dụng:
Phương thức 1: Cả 2 cùng làm việc:
Dùng cho tủ phân phối điện.
Máy cắt liên lạc (MCLL) đóng.
Mỗi thanh góp nối với 1 nửa số mạch vào ra.
Dùng trong trạm phân phối tại các nhà máy điện.
Phương thức 2: 1 TG làm việc, 1 TG dự phòng
Tất cả các mạch vào ra nối với thanh góp làm việc.
MCLL mở.
Câu 2: Sơ đồ thay thế và giả định chiều công suất.
Cáp 24kV-2km Bỏ qua G.
ĐDK 24kV-2km Bỏ qua C và G.
Cáp 0,4kV Cáp hạ áp Bỏ qua Y và X.
2 MBA được thay thế bằng tải.
Giả thiết chiều công suất như trên hình.
FISH
Câu 1: (5đ) Trình bày đặc điểm, ưu nhược điểm và phạm vi ứng dụng của các sơ đồ
cung cấp điện.
L
o
ạ
i s
ợ
đ
ồ
Đ
ặ
c
đi
ể
m
Ưu
đi
ể
m
Nh
ư
ợ
c
đi
ể
m
Ứ
ng
d
ụ
ng
Hình tia Các phụ tải được
cấp điện trực tiếp
từ nguồn
-Độ tin cậy cao (khi sự cố
1 đường dây thì chỉ có
đường dây đó bị cắt ra).
-Thiết kế chỉnh định bảo
vệ rơ le đơn giản, dễ tự
động hóa
Vốn đầu tư lớn (chiều dài đường
dây dài)
Mạng điện cao
áp cấp điện cho
phụ tải quan
trọng (phụ tải
công suất lớn)
Đường
trục chính
Các phụ tải được
cấp điện từ một
đường trục chính
Vốn đầu tư giảm (chiều
dài đường dây và thiết bị
đóng cắt)
-Độ tin cậy cung cấp điện thấp
(khi sự cố đường trục chính
nhiều phụ tải mất điện).
-Kém linh hoạt khi vận hành.
-Thiết kế chỉnh định bảo vệ rơ le
phức tạp.
Cấp điện cho
phụ tải ít quan
trọng (phụ tải
loại 2,3)
Hỗn hợp Kết hợp giữa sơ
đồ hình tia và
đường trục chính
Có cả ưu điểm của hai loại
sơ đồ trên
Có cả nhược điểm của hai loại sơ
đồ trên
Cấp điện trong
công nghiệp
Mạch
vòng kín
Các phụ tải tạo
thành vòng kín
-Nâng cao độ tin cậy (mỗi
phụ tải cấp điện từ 2 phía)
-Vốn đầu tư rẻ hơn
-Khi có sự cố đoạn đường dây
gần nguồn khó đảm bảo được
chất lượng điện năng và điện áp.
-Vận hành phức tạp.
-Thiết kế chỉnh định bảo vệ rơle
phức tạp
Cấp điện cho
mạng cao áp để
tăng cường độ
tin cậy
Dẫn sâu Đưa thẳng các
đường dây cao
áp tới tận phụ tải
-Giảm tổn thất trên lưới
trung áp.
-Vốn đầu tư rẻ hơn
(TBATG và TPPTT)
-Tăng vốn đầu tư của đường dây
trung áp và TBAPP.
-Vận hành phức tạp, khó quản ly
Cấp điện cho
các phụ tải
công suất lớn
nằm sâu trong
khu vực phụ tải
có mật độ thấp
TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA HN
VIỆN ĐIỆN
HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN
ĐỀ SỐ 1
TH
Ờ
I GIAN LÀM BÀI:
45
PHÚT
Chữ ký giảng viên
phụ trách
HP
FISH
Câu2: (5đ) Cho phương án cung cấp điện công nghiệp có sơ đồ như hình vẽ. Lập sơ
đồ thay thế và giả thiết chiều công suất cho sơ đồ cung cấp điện đó.
Sơ đồ thay thế và giả thiết chiều công suất nhánh:
Tổng trở của dây dẫn:
Z
01
= (r
o
+j.x
o
).l = (0,24+j.0,379).2 = 0,48+j.0,758 Ω
Z
02
= (r
o
+j.x
o
).l = (0,46+j.0,396).2 = 0,92+j.0,792 Ω
Thông số của MBA trong sơ đồ thay thế:
MBA có dung lượng 1000kVA
∆Q
o
=
%.
đ

=
,.

= 13 (kVAr)
R
b
= ∆P
N
.
đ
đ
= 9,5.10
3
.(
.
.
)
= 4,60 (Ω)
U
đm
= 22kV (Dtb = 2,5m)
MBA1: S
đm
= 2500 kVA
MBA2: S
đm
= 1000 kVA
FISH
X
b
=
%.
đ
.
đ
=
.(.
)
..
= 24,20 (Ω)
Z
B1
= R
b
+ jX
b
= 4,60 + j.24,2 (Ω) và ∆S
o1
= ∆P
o1
+j.∆Q
o1
= 1,57+j.13 (kVA)
MBA có dung lượng 2500kVA
∆Q
o
=
%.
đ

=
,.

= 7,50 (kVAr)
R
b
= ∆P
N
.
đ
đ
= 20,41.10
3
.(
.
.
)
= 1,58 (Ω)
X
b
=
%.
đ
.
đ
=
.(.
)
..
= 11,62 (Ω)
Z
B2
= R
b
+ jX
b
= 1,58 + j.11,62 (Ω) và ∆S
o2
= ∆P
o2
+j.∆Q
o2
= 3,3+j.7,5 (kVA)
Duy Linh – 20191549
Câu 1: Xác định phụ tải tính toán của từng nhóm thiết bị:
MSSV: 20191549 N = 49. Ta có bảng sau:
Xét Nhóm-1:
Tên thiết bị Số lượng
P
đm
(kW) K
sd
Cos
𝜑
K
sd.
P
đm
Cos
𝜑
.
P
đm
Máy tiện 1 25,4 0,2 0,6 5,08 15,24
Máy tiện 2 18,5 0,25 0,65 4,625 12,025
Máy khoan 1 53,2 0,2 0,6 10,64 31,92
Máy phay 1 33,1 0,15 0,7 4,965 23,17
Máy phay 1 6,2 0,15 0,6 0,93 3,72
Máy phay 1 7,8 0,15 0,6 1,17 4,68
Máy mài 1 52,6 0,1 0,55 5,26 28,93
Máy doa 1 18,65 0,2 0,65 3,73 12,123
Tổng nhóm 9 233,95 41,025 143,833
Thiết bị có công suất lớn nhất là Máy khoan (53,2 kW) Một nửa công suất là 26,6 kW.
Vậy chỉ có 3 thiết bị có công suất lớn hơn trị số này là Máy khoan (1), Máy phay (1) và
Máy mài (1)
Tổng công suất của n
1
máy: P
n1
= 53,2 + 33,1 + 52,6 = 138,9 (kW)
Xác định n* và P*: n* =
𝑛
𝑛
=
3
9
~ 0,33
P* =

=
,
,
= 0,6
Tra sổ tay, ta có:
n*
P*
n
hq
*
0,3
0,
6
0,
66
0,35
0,
6
0,
74
Áp dụng nội suy, ta được: n
hq
* =
,  ,
,  ,
.(0,74 – 0,66) + 0,66 = 0,708
Từ đây, ta tính được số thiết bị hiệu quả: n
hq
= n.n
hq
* = 9.0,708 ~ 6
Duy Linh – 20191549
Hệ số sử dụng trung bình của cả nhóm thiết bị:
K
sd-nhóm
=
∑


∑
đ

=
∑

.
đ

∑
đ

=
,
,
= 0,18
Tra tiếp sổ tay:
n
hq
K
sd
K
max
6
0,
15
2,64
6
0,
20
2,
24
Với K
sd
= 0,18, áp dụng nội suy: K
max
=
,  ,
,  ,
.(2,24 – 2,64) + 2,64 = 2,4
Phụ tải điện của nhóm: P
tt
= K
max
.K
sd
.
∑
𝑃
đ
= 2,4.0,18.233,95 = 101,07 (kW)
Hệ số công suất trung bình:
Cos𝜑
ó
=
∑

.
đ

∑
đ

=
,
,
= 0,6
Q
tt
= P
tt.
tan𝜑 = 101,07.tan(arccos0,61) = 134,76 (kVAr)
Xét Nhóm-2:
Trước hết, cần quy đổi các thiết bị về 3 pha và dài hạn:
Cầu trục: P
qđ
= P
đm
.
√
TĐ = 19,2.
√
25% = 9,6 (kW)
Biến áp hàn: P
qđ
= P
đm
.
√
TĐ
= S
đm
.cos𝜑.
√
𝜀
= 40.0,4.
√
36%
= 9,6 (kW)
Sau khi quy đổi, ta có bảng sau:
Tên thi
ế
t b
ị
S
ố
lư
ợ
ng
P
đm
(kW)
K
sd
Cos
𝜑
K
sd
.P
đm
Cos
𝜑
.P
đm
C
ầ
u tr
ụ
c
1
9
,6
0,1
0,5
0
,96
4
,8
Qu
ạ
t gió
1
6
,5
0,6
0,8
3
,9
5
,2
Qu
ạ
t gió
1
50
0,6
0,8
3
40
Máy bi
ế
n áp hàn
1
9
,6
0,2
0,4
1
,92
3
,84
T
ủ
s
ấ
y
1
31
,
5
0,75
0,95
23
,625
29
,925
Lò
đi
ệ
n
1
25
0,75
0,95
18
,75
23
,75
Máy hút b
ụ
i
1
2
0,06
0,5
0
,12
1
T
ổ
ng
nhóm
7
134
,2
52
,275
108
,815
Hệ số sử dụng của nhóm thiết bị:
K
sd-nhóm
=
∑


∑
đ

=
∑

.
đ

∑
đ

=
,
,
= 0,39
Duy Linh – 20191549
Hệ số công suất trung bình:
Cos𝜑
ó
=
∑

.
đ

∑
đ

=
,
,
= 0,8
Tỷ số giữa công suất của thiết bị lớn nhất và bé nhất là: m =
50
2
= 25
Do tổng số thiết bị (n = 7) và m>3 và K
sd-nhóm
≥ 0,2 nên ta có thể tính gần đúng:
n
hq
=
∑
đ

đ 
=
.,

~ 5 ≤ 7 (Tổng số thiết bị)
Tra bảng:
n
hq
K
sd
K
max
5
0,
3
2
5
0,
4
1,
7
6
Với K
sd
= 0,39, áp dụng nội suy: K
max
=
,  ,
,  ,
.(1,76 – 2) + 2 = 1,784
Phụ tải điện của nhóm: P
tt
= K
max
.K
sd
.
∑
𝑃
đ
= 1,784.0,39.134,2 = 93,37 (kW)
Q
tt
= P
tt.
tan𝜑
ó
= 93,37.tan(arccos0,8) = 70,03 (kVAr)
Câu 2: Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng
Phụ tải tính toán của toàn phân xưởng ( Ở đây, ta chọn K
dt
= 1 do chỉ có 2 phụ tải)
𝑃

= 𝐾
đ
(𝑃
ó
+ 𝑃
ó
) = 1.(101,07+93,37) = 194,44 (kW)
Câu 3: Lựa chọn MBA
Công suất biểu kiến của nhóm 1: S
tt-nhóm1
=
𝑃
ó
𝑐𝑜𝑠𝜑
=
101,07
0,6
= 168,45 (kVA)
Công suất biểu kiến của nhóm 2: S
tt-nhóm2
=
𝑃
ó
𝑐𝑜𝑠𝜑
=
93,37
0,8
= 116,71 (kVA)
Do trạm chỉ có 1 MBA, cần chọn: S
đmB
≥
∑
𝑆

= S
tt-nhóm1
+ S
tt-nhóm2
= 285,16 (kVA)
Chọn MBA do ABB chế tạo, mức điều chỉnh điện áp ±2x2,5%:
Công suất biểu kiến 315 kVA
Điện áp 22/0,4 kV
Tổn hao không tải: ∆P
o
= 720 W
Tổn hao ngắn mạch: ∆P
N
= 4850 W
Điện áp ngắn mạch %: U
N
% = 4
Kích thước: Dài- Rộng- Cao: 1380-865-1525 mm
Trọng lượng: 1275 kg
Duy Linh – 20191549
Câu 4: Lựa chọn Aptomat và tiết diện cho các đoạn cáp theo ĐK phát nóng có phối hợp
với lựa chọn Aptomat.
Lựa chọn Aptomat
U
đmA
≥ U
đmLĐ
= 400 V
Cần lựa chọn theo 3 điều kiện: I
đmA
≥ I
tt
I
cđmA
≥ I
N
Chọn Aptomat nhánh A1, A2.
I
đmA1
≥ I
tt-nhóm1
=
ó
√
.
đ

=
,
√
.,.,
= 255,93 A
I
đmA2
≥ I
tt-nhóm2
=
 ó
√
.
đ

=
,
√
.,.,
= 177,33 A
Chọn Aptomat A0 (Aptomat tổng): I
đmA0
≥ I
đmB
=
đ
√

đ
=

√
.,
= 505,18 A
Note: Aptomat tổng A0 cần được chọn theo dòng định mức của MBA
Nhánh A1 cần chọn Aptomat NS400N do Merlin Gerin chế tạo.
Nhánh A2 cần chọn Aptomat NS250N do Merlin Gerin chế tạo.
Nhánh A0 cần chọn Aptomat NS630H do Merlin Gerin chế tạo.
Thông số chi tiết của Aptomat đã chọn:
Aptomat
Lo
ạ
i
U
đm
(
VA
)
I
đm
(A)
I
N
(kA)
S
ố
c
ự
c
A0
NS630N
690
630
20
3
-
4
A1
NS400N
690
400
10
3
-
4
A2
NS250N
690
250
8
2
-
3
-
4
Nguồn: Giáo trình thiết kế cấp điện của tác giả Vũ Văn Tẩm – Ngô Hồng Quang
Tiết diện cho các đoạn cáp theo ĐK phát nóng có phối hợp với lựa chọn Aptomat.
Cần lựa chọn dây dẫn theo điều kiện: k
1
k
2
I
cp
≥ I
tt
k
1
k
2
I
cp
≥
,
đ
,
Trong bài này, ta sẽ coi k
1
k
2
= 1, do đó:
Với cáp 0, cần chọn cáp điện với I
cp-cáp0
≥ I
đmB
= 505,18 A
I
cp
≥
,
đ
,
=
,∗
,
=
525 A
Duy Linh – 20191549
Với cáp 1, cần chọn cáp điện với I
cp-cáp1
≥ I
tt-nhóm1
= 255,93 A
I
cp
≥
,
đ
,
=
,∗
,
=
333,33 A
Với cáp 2, cần chọn cáp điện với I
cp-cáp2
≥ I
tt-nhóm2
= 177,33 A
I
cp
≥
,
đ
,
=
,∗
,
=
208,33 A
Chọn cáp đồng hạ áp cách điện PVC do hãng LENS chế tạo. Thông tin chi tiết như sau:
Cáp
F
(mm
2
)
D (mm)
M
(kg/km)
R
o
(Ω/km) ở
20
o
C
I
cp
(A)
Lõi
Vỏ
Trong
nhà
Ngoài
trời
Min
Max
Cáp 0 3x240
+ 95
17,9/11,1
53,2
61,5
9600 0,0754/0,193 501 538
Cáp 1
1x120
12
,6
17
,9
21
,0
1233
0,
153
343
382
Cáp 2
1x70
10
,1
14
,4
17
,0
766
0,
268
254
268
Nguồn: Sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện – Ngô Hồng Quang
Câu 5: Tính toán ngắn mạch tại N và N1. Khi tính ngắn mạch cho phép bỏ qua tổng trở
của Aptomat và thanh góp. Kiểm tra khả năng cắt ngắn mạch của các Aptomat và điều
kiện phát nóng khi ngắn mạch của cáp.
Tính toán ngắn mạch:
Dựa vào thông số MBA đã chọn ở câu 3, tổng trở quy đổi của MBA là:
𝑍
󰇗
= ∆P
N
.
đ
đ
+ j.
%.
đ
.
đ
= 4850.


+ j.
.
.
= 7,82 + j.20,32 (mΩ)
Khi không có bảng tra x
o
, ta có thể lấy gần đúng: x
o
= 0,08 ÷ 0,1 (Ω/km). Ở bài này, ta
chọn x
o
= 0,1 (Ω/km). Do đó, ta tính được tổng trở của các đoạn cáp:
Cáp 0: Z
cáp0
= (r
o
+jx
o
)l
cáp0
= (0,193 + j.0,1).0,1 = 0,0193 + j0,01 Ω
Cáp 1: Z
cáp1
= (r
1
+jx
1
)l
cáp1
= (0,153 + j.0,1).0,05 = 7,65.10
-3
+ j.5.10
-3
Ω
Cáp 2: Z
cáp2
= (r
2
+jx
2
)l
cáp2
= (0,268 + j.0,1).0,035 = 9,38.10
-3
+ j.3,5.10
-3
Ω
Tính toán ngắn mạch: (Bỏ qua tổng trở của Aptomat và thanh góp)
Duy Linh – 20191549
Tại N: I
N
=
đ
√

=

√
.
(,.

)
 (,.

)
= 10606,82 (A)
Tại N1: I
N1
=
đ
√

á 
=

√
.
(,.

,)
 (,.

,)
= 5677,11
(A)
Kiểm tra điều kiện phát nóng và cắt ngắn mạch của các Aptomat:
Khả năng cắt ngắn mạch của các Aptomat:
I
cđmA0
= 20000 A > I
N
= 10606,82 A
I
cđmA1
= 10000 A > I
N1
= 5677,11 A
Các Aptomat đều đảm bảo yêu cầu cắt ngắn mạch.
Điều kiện phát nóng khi ngắn mạch của cáp:
F ≥ 𝛼𝐼
(𝑘𝐴)
𝑡

. Trong đó: I
N
: Dòng ngắn mạch hạ áp lớn nhất qua cáp.
𝛼 = 12 với cáp nhôm và 𝛼 = 7 với cáp đồng.
𝑡

: thời gian quy đổi nhiệt (0,5 ÷ 1)
Cáp 0: F
0
= 815 > 7.10,606.
0,5
= 52,5 mm
2
Cáp 1: F
1
= 120 > 7.5,677.
0,5
= 28,1 mm
2
Tất cả các cáp đều đảm bảo y/c
Cáp 2: F
2
= 70 > 7.5,677.
0,5
= 28,1 mm
2
Câu 6: Nêu các điều kiện lựa chọn cáp hạ áp. Giải thích lý do vì sao cần phải phối hợp lựa
chọn giữa cáp hạ áp và Aptomat (hoặc cầu chì).
Chúng ta cần lựa chọn cáp hạ áp theo các điều kiện: (Không chọn theo j
kt
)
Tổn thất điện áp cho phép ∆U
cp
: Nguyên nhân là do khoảng cách truyền tải xa, tổn thất
điện pá lớn, chỉ tiêu chất lượng điện năg dễ bị vi phạm nên tiết diện dây dẫn được chọn
theo phương pháp này.
Dòng điện phát nóng cho phép I
cp
: Phương pháp này dùng chọn thiết diện dây dẫn và
cáp cho lưới hạ áp đô thị, hạ áp công nghiệp và ánh sáng sinh hoạt.
Cần phải phối hợp lựa chọn giữa cáp hạ áp và Aptomat (hoặc cầu chì) để:
Bảo vệ điện: Tránh hoặc hạn chế hậu quả nguy hiểm hoặc sự phá hủy của dòng
ngắn mạch hoặc quá tải và hư hỏng cách điện, đồng thời cách ly thiết bị hư hỏng
khỏi hệ thống. Bảo vệ mạch + Bảo vệ người chống sự cố do hư hỏng cách điện +
Bảo vệ động cơ điện.
Cách ly điện: Cách ly mạch điện or thiết bị ra khỏi hệ thống điện nhằm đảm bảo
cho con người tiến hành ,sửa chữa trên phần cách ly an toàn tuyệt đối. Thông
thường, tất cả các lưới hạ thế đều có thể cách ly được. Trên thực tế, nhằm đảm bảo
tính tối ưu của cung cấp điện liên tục người ta thường đặt thiết bị cách ly ở đầu
mỗi mạch.
Điều khiển thiết bị đóng cắt: Thuật ngữ điều khiển cho tất cả các chức năng
cho phép con người can thiệp có chủ ý một cách an toàn ở các điểm (mức)
khác nhau của lưới điện khi đang mang tải. (Điều khiển khi vận hành + Điều
khiển khi sự cố + Điều khiển khi cắt cho bảo dưỡng)
TRƯỜNG ĐẠI HỌC
BÁCH KHOA HÀ NỘI
BCN BỘ MÔN HỆ THỐNG ĐIỆN
ĐỀ THI HỌC PHẦN
CUNG CẤP ĐIỆN-EE3425
SỐ ĐỀ: 1
THỜI GIAN LÀM BÀI: 90 PHÚT
Chữ ký giảng viên phụ trách HP
Nguyễn Hồng Nhung
Họ tên sinh viên: …………………………………………………………………………MSSV………………………………………………..
T/T Tên thiết bị Số
lượng
C/suất định mức
P
đm
, kW
Hệ số sử
dụng, k
sd
Hệ số
Cos
Nhóm -1
1 Máy tiện 1 25,4 0,2 0,6
2 Máy tiện 2 18,5 0,25 0,65
3
Máy khoan
1
4,2
+N
0,
2
0,6
4
Máy phay
1
8
,6
+N/
2
0,
15
0,
7
5 Máy phay 1 6,2 0,15 0,6
6 Máy phay 1 7,8 0,15 0,6
7 Máy mài 1 3,6+N 0,1 0,55
8
Máy doa
1
1
8
,65
0,
2
0,6
5
Nhóm
-
2
9 Cầu trục có TĐ% = 25% 1 15,2 0,2 0,5
10 Quạt gió 1 6,5 0,5 0,6
11 Quạt gió 1 1,0+N 0,5 0,6
12
Máy bi
ến áp h
àn có
TĐ%
= 36%
1
40
kVA
0,
5
0,4
13 Tủ sấy 1 7,0 + N/2 0,75 0,85
14 Lò điện 1 25,0 0,75 0,85
15 Máy hút bụi 1 2,0 0,16 0,5
Phân xưởng sửa chữa cơ khí có 16 thiết bị điện đều là thiết bị 3 pha 380V được chia thành 2 nhóm, và được
cung cấp điện theo sơ đồ như trên hình vẽ.
Câu 1: Xác định phụ tải tính toán của từng nhóm thiết bị (2 điểm)
Câu 2: Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng ( 1 điểm)
Câu 3: Lựa chọn máy biến áp ( yêu cầu đầy đủ các thông số) ( 1 điểm)
Câu 4: Lựa chọn các aptomat và lựa chọn tiết diện các đoạn cáp theo điều kiện phát nóng có phối hợp với lựa
chọn aptomat. ( 2 điểm)
Câu 5: Tính ngắn mạch tại N và N1. Khi tính ngắn mạch cho phép bỏ qua tổng trở của aptomat và thanh góp.
Kiểm tra khả năng cắt ngắn mạch của các aptomat và điều kiện phát nóng khi ngắn mạch của cáp ( 2 điểm)
Câu 6: Nêu các điều kiện lựa chọn cáp hạ áp. Giải thích lý do vì sao cần phải phối hợp lựa chọn giữa cáp hạ
áp và aptomat (hoặc cầu chì)? (2 điểm)
GHI CHÚ: -
N là 2 số cuối của MSSV. Ví dụ: MSSV = 20123264 thì N=64
- Được sử dụng tài liệu
- Phải nộp lại đề thi
T
ủ
phân ph
ố
i c
ủ
a
phân xưởng
TBA 10/0,4kV
Cáp 0
Cáp 1
Cáp 2
A 0
A1
A 2
Nhóm 1
Nhóm 2
A
10
0m
5
0m
3
5m
N
N1
Duy Linh – 20191549
Câu 1: Xác định phụ tải tính toán của từng nhóm thiết bị:
MSSV: 20191549 N = 49. Ta có bảng sau:
Xét Nhóm-1:
Tên thiết bị Số lượng
P
đm
(kW) K
sd
Cos
𝜑
K
sd.
P
đm
Cos
𝜑
.
P
đm
Máy tiện 1 25,4 0,2 0,6 5,08 15,24
Máy tiện 2 18,5 0,25 0,65 4,625 12,025
Máy khoan 1 53,2 0,2 0,6 10,64 31,92
Máy phay 1 33,1 0,15 0,7 4,965 23,17
Máy phay 1 6,2 0,15 0,6 0,93 3,72
Máy phay 1 7,8 0,15 0,6 1,17 4,68
Máy mài 1 52,6 0,1 0,55 5,26 28,93
Máy doa 1 18,65 0,2 0,65 3,73 12,123
Tổng nhóm 9 233,95 41,025 143,833
Thiết bị có công suất lớn nhất là Máy khoan (53,2 kW) Một nửa công suất là 26,6 kW.
Vậy chỉ có 3 thiết bị có công suất lớn hơn trị số này là Máy khoan (1), Máy phay (1) và
Máy mài (1)
Tổng công suất của n
1
máy: P
n1
= 53,2 + 33,1 + 52,6 = 138,9 (kW)
Xác định n* và P*: n* =
𝑛
𝑛
=
3
9
~ 0,33
P* =

=
,
,
= 0,6
Tra sổ tay, ta có:
n*
P*
n
hq
*
0,3
0,
6
0,
66
0,35
0,
6
0,
74
Áp dụng nội suy, ta được: n
hq
* =
,  ,
,  ,
.(0,74 – 0,66) + 0,66 = 0,708
Từ đây, ta tính được số thiết bị hiệu quả: n
hq
= n.n
hq
* = 9.0,708 ~ 6
Duy Linh – 20191549
Hệ số sử dụng trung bình của cả nhóm thiết bị:
K
sd-nhóm
=
∑


∑
đ

=
∑

.
đ

∑
đ

=
,
,
= 0,18
Tra tiếp sổ tay:
n
hq
K
sd
K
max
6
0,
15
2,64
6
0,
20
2,
24
Với K
sd
= 0,18, áp dụng nội suy: K
max
=
,  ,
,  ,
.(2,24 – 2,64) + 2,64 = 2,4
Phụ tải điện của nhóm: P
tt
= K
max
.K
sd
.
∑
𝑃
đ
= 2,4.0,18.233,95 = 101,07 (kW)
Hệ số công suất trung bình:
Cos𝜑
ó
=
∑

.
đ

∑
đ

=
,
,
= 0,6
Q
tt
= P
tt.
tan𝜑 = 101,07.tan(arccos0,61) = 134,76 (kVAr)
Xét Nhóm-2:
Trước hết, cần quy đổi các thiết bị về 3 pha và dài hạn:
Cầu trục: P
qđ
= P
đm
.
√
TĐ = 19,2.
√
25% = 9,6 (kW)
Biến áp hàn: P
qđ
= P
đm
.
√
TĐ
= S
đm
.cos𝜑.
√
𝜀
= 40.0,4.
√
36%
= 9,6 (kW)
Sau khi quy đổi, ta có bảng sau:
Tên thi
ế
t b
ị
S
ố
lư
ợ
ng
P
đm
(kW)
K
sd
Cos
𝜑
K
sd
.P
đm
Cos
𝜑
.P
đm
C
ầ
u tr
ụ
c
1
9
,6
0,1
0,5
0
,96
4
,8
Qu
ạ
t gió
1
6
,5
0,6
0,8
3
,9
5
,2
Qu
ạ
t gió
1
50
0,6
0,8
3
40
Máy bi
ế
n áp hàn
1
9
,6
0,2
0,4
1
,92
3
,84
T
ủ
s
ấ
y
1
31
,
5
0,75
0,95
23
,625
29
,925
Lò
đi
ệ
n
1
25
0,75
0,95
18
,75
23
,75
Máy hút b
ụ
i
1
2
0,06
0,5
0
,12
1
T
ổ
ng
nhóm
7
134
,2
52
,275
108
,815
Hệ số sử dụng của nhóm thiết bị:
K
sd-nhóm
=
∑


∑
đ

=
∑

.
đ

∑
đ

=
,
,
= 0,39
Duy Linh – 20191549
Hệ số công suất trung bình:
Cos𝜑
ó
=
∑

.
đ

∑
đ

=
,
,
= 0,8
Tỷ số giữa công suất của thiết bị lớn nhất và bé nhất là: m =
50
2
= 25
Do tổng số thiết bị (n = 7) và m>3 và K
sd-nhóm
≥ 0,2 nên ta có thể tính gần đúng:
n
hq
=
∑
đ

đ 
=
.,

~ 5 ≤ 7 (Tổng số thiết bị)
Tra bảng:
n
hq
K
sd
K
max
5
0,
3
2
5
0,
4
1,
7
6
Với K
sd
= 0,39, áp dụng nội suy: K
max
=
,  ,
,  ,
.(1,76 – 2) + 2 = 1,784
Phụ tải điện của nhóm: P
tt
= K
max
.K
sd
.
∑
𝑃
đ
= 1,784.0,39.134,2 = 93,37 (kW)
Q
tt
= P
tt.
tan𝜑
ó
= 93,37.tan(arccos0,8) = 70,03 (kVAr)
Câu 2: Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng
Phụ tải tính toán của toàn phân xưởng ( Ở đây, ta chọn K
dt
= 1 do chỉ có 2 phụ tải)
𝑃

= 𝐾
đ
(𝑃
ó
+ 𝑃
ó
) = 1.(101,07+93,37) = 194,44 (kW)
Câu 3: Lựa chọn MBA
Công suất biểu kiến của nhóm 1: S
tt-nhóm1
=
𝑃
ó
𝑐𝑜𝑠𝜑
=
101,07
0,6
= 168,45 (kVA)
Công suất biểu kiến của nhóm 2: S
tt-nhóm2
=
𝑃
ó
𝑐𝑜𝑠𝜑
=
93,37
0,8
= 116,71 (kVA)
Do trạm chỉ có 1 MBA, cần chọn: S
đmB
≥
∑
𝑆

= S
tt-nhóm1
+ S
tt-nhóm2
= 285,16 (kVA)
Chọn MBA do ABB chế tạo, mức điều chỉnh điện áp ±2x2,5%:
Công suất biểu kiến 315 kVA
Điện áp 22/0,4 kV
Tổn hao không tải: ∆P
o
= 720 W
Tổn hao ngắn mạch: ∆P
N
= 4850 W
Điện áp ngắn mạch %: U
N
% = 4
Kích thước: Dài- Rộng- Cao: 1380-865-1525 mm
Trọng lượng: 1275 kg
Duy Linh – 20191549
Câu 4: Lựa chọn Aptomat và tiết diện cho các đoạn cáp theo ĐK phát nóng có phối hợp
với lựa chọn Aptomat.
Lựa chọn Aptomat
U
đmA
≥ U
đmLĐ
= 400 V
Cần lựa chọn theo 3 điều kiện: I
đmA
≥ I
tt
I
cđmA
≥ I
N
Chọn Aptomat nhánh A1, A2.
I
đmA1
≥ I
tt-nhóm1
=
ó
√
.
đ

=
,
√
.,.,
= 255,93 A
I
đmA2
≥ I
tt-nhóm2
=
 ó
√
.
đ

=
,
√
.,.,
= 177,33 A
Chọn Aptomat A0 (Aptomat tổng): I
đmA0
≥ I
đmB
=
đ
√

đ
=

√
.,
= 505,18 A
Note: Aptomat tổng A0 cần được chọn theo dòng định mức của MBA
Nhánh A1 cần chọn Aptomat NS400N do Merlin Gerin chế tạo.
Nhánh A2 cần chọn Aptomat NS250N do Merlin Gerin chế tạo.
Nhánh A0 cần chọn Aptomat NS630H do Merlin Gerin chế tạo.
Thông số chi tiết của Aptomat đã chọn:
Aptomat
Lo
ạ
i
U
đm
(
VA
)
I
đm
(A)
I
N
(kA)
S
ố
c
ự
c
A0
NS630N
690
630
20
3
-
4
A1
NS400N
690
400
10
3
-
4
A2
NS250N
690
250
8
2
-
3
-
4
Nguồn: Giáo trình thiết kế cấp điện của tác giả Vũ Văn Tẩm – Ngô Hồng Quang
Tiết diện cho các đoạn cáp theo ĐK phát nóng có phối hợp với lựa chọn Aptomat.
Cần lựa chọn dây dẫn theo điều kiện: k
1
k
2
I
cp
≥ I
tt
k
1
k
2
I
cp
≥
,
đ
,
Trong bài này, ta sẽ coi k
1
k
2
= 1, do đó:
Với cáp 0, cần chọn cáp điện với I
cp-cáp0
≥ I
đmB
= 505,18 A
I
cp
≥
,
đ
,
=
,∗
,
=
525 A
Duy Linh – 20191549
Với cáp 1, cần chọn cáp điện với I
cp-cáp1
≥ I
tt-nhóm1
= 255,93 A
I
cp
≥
,
đ
,
=
,∗
,
=
333,33 A
Với cáp 2, cần chọn cáp điện với I
cp-cáp2
≥ I
tt-nhóm2
= 177,33 A
I
cp
≥
,
đ
,
=
,∗
,
=
208,33 A
Chọn cáp đồng hạ áp cách điện PVC do hãng LENS chế tạo. Thông tin chi tiết như sau:
Cáp
F
(mm
2
)
D (mm)
M
(kg/km)
R
o
(Ω/km) ở
20
o
C
I
cp
(A)
Lõi
Vỏ
Trong
nhà
Ngoài
trời
Min
Max
Cáp 0 3x240
+ 95
17,9/11,1
53,2
61,5
9600 0,0754/0,193 501 538
Cáp 1
1x120
12
,6
17
,9
21
,0
1233
0,
153
343
382
Cáp 2
1x70
10
,1
14
,4
17
,0
766
0,
268
254
268
Nguồn: Sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện – Ngô Hồng Quang
Câu 5: Tính toán ngắn mạch tại N và N1. Khi tính ngắn mạch cho phép bỏ qua tổng trở
của Aptomat và thanh góp. Kiểm tra khả năng cắt ngắn mạch của các Aptomat và điều
kiện phát nóng khi ngắn mạch của cáp.
Tính toán ngắn mạch:
Dựa vào thông số MBA đã chọn ở câu 3, tổng trở quy đổi của MBA là:
𝑍
󰇗
= ∆P
N
.
đ
đ
+ j.
%.
đ
.
đ
= 4850.


+ j.
.
.
= 7,82 + j.20,32 (mΩ)
Khi không có bảng tra x
o
, ta có thể lấy gần đúng: x
o
= 0,08 ÷ 0,1 (Ω/km). Ở bài này, ta
chọn x
o
= 0,1 (Ω/km). Do đó, ta tính được tổng trở của các đoạn cáp:
Cáp 0: Z
cáp0
= (r
o
+jx
o
)l
cáp0
= (0,193 + j.0,1).0,1 = 0,0193 + j0,01 Ω
Cáp 1: Z
cáp1
= (r
1
+jx
1
)l
cáp1
= (0,153 + j.0,1).0,05 = 7,65.10
-3
+ j.5.10
-3
Ω
Cáp 2: Z
cáp2
= (r
2
+jx
2
)l
cáp2
= (0,268 + j.0,1).0,035 = 9,38.10
-3
+ j.3,5.10
-3
Ω
Tính toán ngắn mạch: (Bỏ qua tổng trở của Aptomat và thanh góp)
Duy Linh – 20191549
Tại N: I
N
=
đ
√

=

√
.
(,.

)
 (,.

)
= 10606,82 (A)
Tại N1: I
N1
=
đ
√

á 
=

√
.
(,.

,)
 (,.

,)
= 5677,11
(A)
Kiểm tra điều kiện phát nóng và cắt ngắn mạch của các Aptomat:
Khả năng cắt ngắn mạch của các Aptomat:
I
cđmA0
= 20000 A > I
N
= 10606,82 A
I
cđmA1
= 10000 A > I
N1
= 5677,11 A
Các Aptomat đều đảm bảo yêu cầu cắt ngắn mạch.
Điều kiện phát nóng khi ngắn mạch của cáp:
F ≥ 𝛼𝐼
(𝑘𝐴)
𝑡

. Trong đó: I
N
: Dòng ngắn mạch hạ áp lớn nhất qua cáp.
𝛼 = 12 với cáp nhôm và 𝛼 = 7 với cáp đồng.
𝑡

: thời gian quy đổi nhiệt (0,5 ÷ 1)
Cáp 0: F
0
= 815 > 7.10,606.
0,5
= 52,5 mm
2
Cáp 1: F
1
= 120 > 7.5,677.
0,5
= 28,1 mm
2
Tất cả các cáp đều đảm bảo y/c
Cáp 2: F
2
= 70 > 7.5,677.
0,5
= 28,1 mm
2
Câu 6: Nêu các điều kiện lựa chọn cáp hạ áp. Giải thích lý do vì sao cần phải phối hợp lựa
chọn giữa cáp hạ áp và Aptomat (hoặc cầu chì).
Chúng ta cần lựa chọn cáp hạ áp theo các điều kiện: (Không chọn theo j
kt
)
Tổn thất điện áp cho phép ∆U
cp
: Nguyên nhân là do khoảng cách truyền tải xa, tổn thất
điện pá lớn, chỉ tiêu chất lượng điện năg dễ bị vi phạm nên tiết diện dây dẫn được chọn
theo phương pháp này.
Dòng điện phát nóng cho phép I
cp
: Phương pháp này dùng chọn thiết diện dây dẫn và
cáp cho lưới hạ áp đô thị, hạ áp công nghiệp và ánh sáng sinh hoạt.
Cần phải phối hợp lựa chọn giữa cáp hạ áp và Aptomat (hoặc cầu chì) để:
Bảo vệ điện: Tránh hoặc hạn chế hậu quả nguy hiểm hoặc sự phá hủy của dòng
ngắn mạch hoặc quá tải và hư hỏng cách điện, đồng thời cách ly thiết bị hư hỏng
khỏi hệ thống. Bảo vệ mạch + Bảo vệ người chống sự cố do hư hỏng cách điện +
Bảo vệ động cơ điện.
Cách ly điện: Cách ly mạch điện or thiết bị ra khỏi hệ thống điện nhằm đảm bảo
cho con người tiến hành ,sửa chữa trên phần cách ly an toàn tuyệt đối. Thông
thường, tất cả các lưới hạ thế đều có thể cách ly được. Trên thực tế, nhằm đảm bảo
tính tối ưu của cung cấp điện liên tục người ta thường đặt thiết bị cách ly ở đầu
mỗi mạch.
Điều khiển thiết bị đóng cắt: Thuật ngữ điều khiển cho tất cả các chức năng
cho phép con người can thiệp có chủ ý một cách an toàn ở các điểm (mức)
khác nhau của lưới điện khi đang mang tải. (Điều khiển khi vận hành + Điều
khiển khi sự cố + Điều khiển khi cắt cho bảo dưỡng)
Duy Linh - 20191549
Thiết kế hệ thống cung cấp điện (đơn giản) cho nhà máy (NM) chế tạo máy kéo với các
số liệu ban đầu như sau: Phụ tải điện của nhà máy như Hình và Bảng; Điện áp nguồn điện
của NM là 10kV; cáp cấp điện trong toàn nhà máy là cáp 10kV XLPE (3x240 mm
2
) có r
o
=
1,47Ω/km; x
o
= 0,1Ω/km NM làm việc 3 ca với T
max
= 4500 giờ. Yêu cầu tính toán và thiết
kế:
1. Xác định phụ tải tính toán của toàn nhà máy.
2. Thiết kế mạng điện cao áp cho toàn nhà máy:
xác định phương án đi dây mạng cao áp; xác
định trạm biến áp phân xưởng; xác định tổn
thất công suất và điện năng.
Lưu ý: Dung lượng nhà máy biến áp (kVA)
thường có là: 100, 180, 250, 320, 400, 560, 630,
750, 800, 1000; tất cả MBA đều có ΔP
o
= 1,2kW,
ΔP
n
= 6,59kW, U
N
% = 4,5 và I
o
% = 1,4.
Phụ tải điện của nhà máy:
Tên phân
xư
ở
ng
Hiệu suất đặt
(kW)
Loại phụ
t
ả
i
Khoảng cách đo từ nguồn đến phân
xư
ở
PX s
ố
1
300
I
100
PX s
ố
2
100
I
400
PX s
ố
3
250
III
700
Chú ý: Nộp đề cùng bài làm và không mở tài liệu.
TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA HN
VIỆN ĐIỆN
HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN
ĐỀ SỐ 1
TH
Ờ
I GIAN LÀM BÀI: 90 PHÚT
Chữ ký giảng viên
phụ trách
HP
Duy Linh - 20191549
Bài làm
1. Xác định phụ tải tính toán của toàn nhà máy
Dựa vào bảng phân loại phụ tải kèm bảng phụ lục như hình dưới:
Phụ tải loại I gồm PXI và PXII Chọn k
nc
= 0,7 và cosφ = 0,9 tanφ = 0,484.
Phụ tải loại III gồm PXIII Chọn k
nc
= 0,3 và cosφ = 0,5 tanφ = 1,732.
Công thức xác định phụ tải tính toán theo k
nc
và P
đặt
:
P
tt
= k
nc
.P
đặt
và Q
tt
= P
tt
.tan
φ
Duy Linh - 20191549
Ta có bảng sau:
Tên
phân xư
ở
ng
P
đặt
(kW)
k
nc
cos
φ
tan
φ
P
tt
(kW)
Q
tt
(kVAr)
P
hân xư
ở
ng I
300
0,7
0,9
0,484
210
101,64
P
hân xư
ở
ng II
100
0,7
0,9
0,484
70
33,88
P
hân xư
ở
ng III
250
0,3
0,5
1,732
75
129,9
Do có 3 PX nên theo bảng trên, ta chọn hệ số đồng thời K
đt
= 0,9
Phụ tải tính toán của nhà máy theo hệ số đồng thời là:
P
ttNM
= K
đt
.
∑
𝑃


= 0,9. (210+70+75) = 319,5 (kW)
Q
ttNM
= K
đt
.
∑
𝑄


= 0,9. (101,64+33,88+129,9) = 238,878 (kVAr)
S
ttNM
=
𝑃

+𝑄

=
319,5
+238,878
= 398,93 (kVA)
2. Thiết kế mạng điện cao áp cho toàn nhà máy:
Bước 1: Chọn máy biến áp cho các phân xưởng:
Để đơn giản hóa bài toàn thiết kế, ta sẽ lựa chọn MBA trong điều kiện bình thường và
chọn K
t
= 1. Cụ thể:
Duy Linh - 20191549
Phân xưởng I:
S
tt
=
𝑃

+𝑄

=
210
+101,64
= 233,3 (kVA)
Phân xưởng I là phụ tải loại I nên ta sẽ chọn 2 MBA và đưởng dây lộ kép để cấp
điện.
Có: n.S
MBA
≥

S
MBA
≥


=


=
,
.
= 116,65 (kVA)
Cần chọn 2 MBA có dung lượng 180kVA để cấp điện cho phân xưởng I.
Phân xưởng II:
S
tt
=
𝑃

+𝑄

=
70
+33,88
= 77,77 (kVA)
Phân xưởng II là phụ tải loại I nên ta sẽ chọn 2 MBA và đưởng dây lộ kép để cấp
điện.
Có: n.S
MBA
≥

S
MBA
≥


=


=
,
.
= 38,89 (kVA)
Cần chọn 2 MBA có dung lượng 100kVA để cấp điện cho phân xưởng II.
Phân xưởng III:
S
tt
=
𝑃

+𝑄

=
75
+129,9
= 150 (kVA)
Phân xưởng II là phụ tải loại I nên ta sẽ chọn 1 MBA và đưởng dây lộ đơn để cấp
điện.
Có: n.S
MBA
≥

S
MBA
≥


=


=

.
= 150 (kVA)
Cần chọn 1 MBA có dung lượng 180kVA để cấp điện cho phân xưởng III.
Sơ đồ cung cấp điện:
Duy Linh - 20191549
Thông số của MBA:
MBA có dung lượng 100kVA MBA có dung lượng 180kVA
∆Q
o
=
%
.
đ

=
,
.


= 1,4 (kVAr)
R
b
= ∆P
N
.
đ
đ
= 6,59.10
3
.(
.
.
)
= 6,59 (Ω)
X
b
=
%.
đ

.
đ
=
,.(.
)

.

.

= 45 (Ω)
∆Q
o
=
%
.
đ

=
,
.


= 2,52 (kVAr)
R
b
= ∆P
N
.
đ
đ
= 6,59.10
3
.(
.
.
)
= 20,34 (Ω)
X
b
=
%.
đ

.
đ
=
,.(.
)

.

.

= 25 (Ω)
Sơ đồ thay thế:
*Lưu ý: Do cáp cấp điện trong toàn nhà máy là cáp 10kV XLPE (3x240 mm
2
) thỏa mãn
điều kiện cáp ngầm dưới 22kV và khoảng cách ngắn (<1km) nên ta có thể bỏ qua tổng
dẫn Y.
Tổng trở của các đường dây:
Z
N1
=
.(R
o
+jX
o
).l =
.(1,47+j.0,1).0,1 = 0,0735 + 5.10
-3
j (Ω)
Z
N2
=
.(R
o
+jX
o
).l =
.(1,47+j.0,1).0,4 = 0,294 + 0,02j (Ω)
Z
N3
=
.(R
o
+jX
o
).l =
.(1,47+j.0,1).0,7 = 1,029 + 0,07j (Ω)
Thông số của các MBA trong sơ đồ tải thay thế:
∆S
o1
= m(∆P
o1
+j.∆Q
o1
) = 2.(1,2+j.2,52) = 2,4+j.5,04 (kVA)
Z
b1
=
.(R
b1
+jX
b1
) =
.(20,34+j.25) = 10,17+j.12,5 Ω
Duy Linh - 20191549
∆S
o2
= m(∆P
o2
+j.∆Q
o2
) = 2.(1,2+j.1,4) = 2,4+j.2,8 (kVA)
Z
b2
=
.(R
b2
+jX
b2
) =
.(65,9+j.45) = 32,95+j.22,5 Ω
∆S
o3
= m(∆P
o3
+j.∆Q
o3
) = 1.(1,2+j.2,52) = 1,2+j.2,52 (kVA)
Z
b3
=
.(R
b3
+jX
b3
) =
.(20,34+j.25) = 20,34+j.25 Ω
Tổn thất công suất trên các đường dây:
∆S
N1
=
.Z
N1
= (
,.
.
)
. (0,0735 + 5.10
-3
j) = 0,04+0,003j (kVA)
∆S
N2
=
.Z
N2
= (
,.
.
)
. (0,294 + 0,02j) = 0,02+0,001j (kVA)
∆S
N3
=
.Z
N3
= (
.
.
)
. (1,029 + 0,07j) = 0,23+0,016j (kVA)
Tổn thất công suất trên đường dây: ∆S
D
= ∆S
N1
+ ∆S
N2
+ ∆S
N3
= 0,29 + j0,02 (kVA)
Tổn thất không tải trên các MBA: ∆S
o(MBA)
= ∆S
o1
+ ∆S
o2
+ ∆S
o3
= 6 + j10,36 (kVA)
Tổn thất công suất trên các cuộn dây của MBA:
∆S
D(MBA)
=
.Z
b1
+
.Z
b2
+
.Z
b3
= 12,1 + 13,79j (kVA)
TTCS của mạng điện: ∆S = ∆S
D
+ [∆S
o(MBA)
+ ∆S
D(MBA)
]= 18,39 + j.24,17 (kVA)
Thời gian tổn thất công suất lớn nhất:
𝜏 = (0,124 + T
max
.10
-4
)
2
.8760 = (0,124 + 4500.10
-4
)
2
.8760 = 2886,21 (giờ)
Tổn thất điện năng trên mạng điện:
∆A = ∆A
D
+ ∆A
MBA
= ∆P
D
.𝜏 + (∆P
oD
.T + ∆P
D(MBA).
𝜏)
= 0,29.2886,21 + (6.8760 + 12,1.2886,21) = 88320,14 (kWh)
TRƯỜNG ĐẠI HỌC
BÁCH KHOA HÀ NỘI
BCN BỘ MÔN HỆ THỐNG ĐIỆN
ĐỀ THI HỌC PHẦN
CUNG CẤP ĐIỆN-EE3425
SỐ ĐỀ: 1
THỜI GIAN LÀM BÀI: 90 PHÚT
Chữ ký giảng viên phụ trách HP
Nguyễn Hồng Nhung
Họ tên sinh viên: …………………………………………………………………………MSSV………………………………………………..
T/T Tên thiết bị Số
lượng
C/suất định mức
P
đm
, kW
Hệ số sử
dụng, k
sd
Hệ số
Cos
Nhóm
-
1
1
Máy ti
ện
1
1
0
,4
0
,
1
0,6
2
Máy ti
ện
2
1
8,5
0,
2
0,
65
3
Máy khoan
1
4,2
+
2*
N
0,
2
5
0,6
4
Máy phay
1
2
2
,6
+N/
2
0,
1
+N/1
20
0,
7
5 Máy phay 1 18,2 0,2 0,6
6 Máy phay 1 5,8 0,15 0,6
7 Máy mài 1 5,6+100/N 0,15 0,55
8
Máy doa
1
8
,
5
0,
2
5
0,6
5
Nhóm
-
2
9
C
ầu trục có
TĐ%
=
25
%
1
4
5
,2
0,
3
0,
6
10
Qu
ạt gió
1
7
,5
0,
2
0,
65
11
Qu
ạt gió
1
1
3
,0
+N
/2
0
0,
2
0,
65
12
Máy bi
ến áp h
àn có
TĐ%
= 40%
1
4
0
kVA
0,
7
5
0,4
13
T
ủ sấy
1
1
5
,0
+
2*
N
0,
35
0,
8
14
Lò
đi
ện
1
4
5
,0
+N/10
0,75
0,
9
15
Máy hút b
ụi
1
5
,0
0,
3
6
0,5
Phân xưởng sửa chữa cơ khí có 16 thiết bị điện đều là thiết bị 3 pha 380V được chia thành 2 nhóm, và được
cung cấp điện theo sơ đồ như trên hình vẽ.
Câu 1: Xác định phụ tải tính toán của từng nhóm thiết bị (2 điểm)
Câu 2: Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng ( 1 điểm)
Câu 3: Lựa chọn máy biến áp ( yêu cầu đầy đủ các thông số) ( 1 điểm)
Câu 4: Lựa chọn các aptomat và lựa chọn tiết diện các đoạn cáp theo điều kiện phát nóng có phối hợp với lựa
chọn aptomat. Chọn thanh góp cho tủ phân phối và các tủ đông lực của phân xưởng. ( 3 điểm)
Câu 5: Tính ngắn mạch tại N và N1. Kiểm tra khả năng cắt ngắn mạch của các aptomat và điều kiện phát
nóng khi ngắn mạch của cáp. Kiểm tra ổn định động, ổn định nhiệt cho thanh góp tại tủ hạ áp của trạm biến
áp và tủ phân phối của phân xưởng. Biết thanh góp bằng đồng có ứng suất cho phép là 1400kG/cm
2
, khoảng
cách giữa các bát sứ đỡ thanh là 60cm, khoảng cách giữa các pha là 15cm. ( 3 điểm)
GHI CHÚ: -
N là 2 số cuối của MSSV. Ví dụ: MSSV = 20123264 thì N=64
- Được sử dụng tài liệu
- Phải nộp lại đề thi
Tủ phân phối của
phân xưởng
TBA 10/0,4kV
Cáp 0
Cáp 1
Cáp 2
A 0
A1
A 2
Nhóm 1
Nhóm 2
A 200m
5
0m
6
5m
N
N1
Duy Linh – 20191549
Câu 1: Xác định phụ tải tính toán của từng nhóm thiết bị:
MSSV: 20191549 N = 49. Ta có bảng sau:
Xét Nhóm-1:
Tên thi
ế
t b
ị
S
ố
lư
ợ
ng
P
đm
(kW)
K
sd
Cos
𝜑
K
sd.
P
đm
Cos
𝜑
.
P
đm
Máy ti
ệ
n
1
18
,4
0,
1
0,6
1,84
11,04
Máy ti
ệ
n
2
18,5
0,2
0,65
3,70
12,
03
Máy
khoan
1
102
,2
0,
25
0,6
25,55
61,32
Máy phay
1
47
,1
0,
51
0,7
23,94
32,97
Máy phay
1
18
,2
0,
2
0,6
3,64
10,92
Máy phay
1
5
,8
0,15
0,6
0,87
3,48
Máy mài
1
7,64
0,
15
0,55
1,15
4,20
Máy doa
1
8,5
0,
25
0,65
2,13
5,53
Tổng nhóm 9 244,84 66,51 153,51
Hệ số công suất trung bình:
Cos𝜑
ó
=
∑

.
đ

∑
đ

=
,
,
~ 0,63
Hệ số sử dụng trung bình của cả nhóm thiết bị:
K
sd-nhóm
=
∑


∑
đ

=
∑

.
đ

∑
đ

=
,
,
~ 0,27
Tỷ số giữa công suất của thiết bị lớn nhất và bé nhất là: m =
102,2
5,8
~ 17,62
Do tổng số thiết bị (n = 9) và m>3 và K
sd-nhóm
≥ 0,2 nên ta có thể tính gần đúng:
n
hq
=
∑
đ

đ 
=
.,
,
~ 5 ≤ 9 (Tổng số thiết bị)
Tra bảng:
n
hq
K
sd
K
max
5
0,
2
2
,42
5
0,
3
2
Với K
sd
= 0,27, áp dụng nội suy: K
max
=
,  ,
,  ,
.(2 – 2,42) + 2,42 = 2,126
Phụ tải điện của nhóm: P
tt
= K
max
.K
sd
.
∑
𝑃
đ
= 2,126*0,27*244,84 = 140,54 (kW)
Q
tt
= P
tt.
tan𝜑
ó
= 140,54.tan(arccos0,63) = 173,24 (kVAr)
Duy Linh – 20191549
Xét Nhóm-2:
Trước hết, cần quy đổi các thiết bị về 3 pha và dài hạn:
Cầu trục: P
qđ
= P
đm
.
√
TĐ = 45,2.
√
25% = 22,6(kW)
Biến áp hàn: P
qđ
= P
đm
.
√
TĐ
= S
đm
.cos𝜑.
√
𝜀
= 40.0,4.
√
40%
= 10,12 (kW)
Sau khi quy đổi, ta có bảng sau:
Tên thi
ế
t b
ị
S
ố
lư
ợ
ng
P
đm
(kW)
K
sd
Cos
𝜑
K
sd
.P
đm
Cos
𝜑
.P
đm
C
ầ
u tr
ụ
c
1
22
,6
0
,3
0,
6
6
,78
13,56
Qu
ạ
t gió
1
7
,5
0,
2
0
,
65
1,50
4,88
Qu
ạ
t gió
1
15
,45
0,
2
0
,65
3
,09
10
,04
Máy bi
ế
n áp hàn
1
10
,12
0,
75
0,4
7,59
4,05
T
ủ
s
ấ
y
1
113
0,
35
0,
8
39,55
90,40
Lò
đi
ệ
n
1
49
,9
0,75
0,
9
37,43
44,91
Máy hút b
ụ
i
1
5
0,
36
0,5
1,80
2
,50
T
ổ
ng nhóm
7
223
,57
97
,74
170
,34
Hệ số sử dụng của nhóm thiết bị:
K
sd-nhóm
=
∑


∑
đ

=
∑

.
đ

∑
đ

=
,
,
= 0,44
Hệ số công suất trung bình:
Cos𝜑
ó
=
∑

.
đ

∑
đ

=
,
,
= 0,76
Tỷ số giữa công suất của thiết bị lớn nhất và bé nhất là: m =
113
5
= 22,6
Do tổng số thiết bị (n = 7) và m>3 và K
sd-nhóm
= 0,44 ≥ 0,2 nên ta có thể tính gần đúng:
n
hq
=
∑
đ

đ 
=
.,

~ 4 ≤ 7 (Tổng số thiết bị)
Tra bảng:
n
hq
K
sd
K
max
4
0,
4
1,87
4
0,
5
1,
65
Với K
sd
= 0,38, áp dụng nội suy: K
max
=
,  ,
,  ,
.(1,65 – 1,87) + 1,87 = 1,782
Phụ tải điện của nhóm: P
tt
= K
max
.K
sd
.
∑
𝑃
đ
= 1,782*0,44*223,57 = 175,30 (kW)
Q
tt
= P
tt.
tan𝜑
ó
= 175,30.tan(arccos0,76) = 149,91 (kVAr)
Duy Linh – 20191549
Câu 2: Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng
Phụ tải tính toán của toàn phân xưởng ( Ở đây, ta chọn K
dt
= 1 do chỉ có 2 nhóm phụ tải)
𝑃

= 𝐾
đ
(𝑃
ó
+ 𝑃
ó
) = 1.(140,54 + 175,30) = 315,84 (kW)
Câu 3: Lựa chọn MBA
Công suất biểu kiến của nhóm 1: S
tt-nhóm1
=
𝑃
 ó
𝑐𝑜𝑠𝜑
=
140,54
0,63
= 223,08 (kVA)
Công suất biểu kiến của nhóm 2: S
tt-nhóm2
=
𝑃
ó
𝑐𝑜𝑠𝜑
=
175,30
0,78
= 96,54 (kVA)
Do trạm chỉ có 1 MBA, cần chọn: S
đmB
≥
∑
𝑆

= S
tt-nhóm1
+ S
tt-nhóm2
= 319,62 (kVA)
Chọn MBA phân phối do ABB chế tạo, mức điều chỉnh điện áp ± 2 x 2,5%
Công suất biểu kiến 400 kVA
Điện áp 10/0,4 kV
Tổn hao không tải: ∆P
o
= 840 W
Tổn hao ngắn mạch: ∆P
N
= 5750 W
Điện áp ngắn mạch %: U
N
% = 4,5
Kích thước: Dài- Rộng- Cao: 1620 – 1055 – 1500 mm
Trọng lượng: 1440 kg
Câu 4: Lựa chọn Aptomat và tiết diện cho các đoạn cáp theo ĐK phát nóng có phối hợp
với lựa chọn Aptomat. Chọn thanh góp cho tủ phân phối và các tủ động lực của phân
xưởng.
Lựa chọn Aptomat
U
đmA
≥ U
đmLĐ
= 400 V
Cần lựa chọn theo 3 điều kiện: I
đmA
≥ I
tt
I
cđmA
≥ I
N
Chọn Aptomat nhánh A1, A2.
I
đmA1
≥ I
tt-nhóm1
=
ó
√
.
đ

=
,
√
.,.,
= 338,93 A
I
đmA2
≥ I
tt-nhóm2
=
ó
√
.
đ

=
,
√
.,.,
= 341,46 A
Chọn Aptomat A0 (Aptomat tổng): I
đmA0
≥ I
đmB
=
đ
√

đ
=

√
.,
= 577,35 A
Note: Aptomat tổng A0 cần được chọn theo dòng định mức của MBA
Ta chọn Aptomat kiểu hộp, dãy E do Merlin Gerin chế tạo:
Duy Linh – 20191549
Aptomat
Loại U
đm
(V) I
đm
(A)
I
N
(kA)
Số cực
Kích
thư
ớ
c (
mm)
R
ộ
ng
Cao
Sâu
A0
NS600E
500
60
0
15
3
140
255
110
A1
NS400E
500
400
15
3
140
255
110
A2
NS400E
500
400
15
3
140
255
110
Nguồn: Trang 148 Sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện - Ngô Hồng Quang
Tiết diện cho các đoạn cáp theo ĐK phát nóng có phối hợp với lựa chọn Aptomat.
Cần lựa chọn dây dẫn theo điều kiện: k
1
k
2
I
cp
≥ I
tt
k
1
k
2
I
cp
≥
,
đ
,
Trong bài này, ta sẽ coi k
1
k
2
= 1, do đó:
Với cáp 0, cần chọn cáp điện với I
cp
≥ I
đmB
= 577,35 A
I
cp
≥
,
đ
,
=
,∗
,
=
500 A
Với cáp 1, cần chọn cáp điện với I
cp
≥ I
tt-nhóm1
= 338,93 A
I
cp
≥
,
đ
,
=
,∗
,
=
333,33 A
Với cáp 2, cần chọn cáp điện với I
cp
≥ I
tt-nhóm2
= 341,46 A
I
cp
≥
,
đ
,
=
,∗
,
=
333,33 A
Chọn cáp XLPE 6350/11000 V lõi đồng, đai thép, loại BS6622 do DELTA chế tạo. Thông
tin chi tiết như sau:
Cáp F
(mm2)
L
o
(mH/m)
X
o
(Ω/km)
R
o
(Ω/km)
C
o
(µF/km)
I
đm
(A) I
N
(kA) I
đất
(kA)
1s
1s
0
240
0
,
26
0
,
081
0
,
11
0
,
53
600
34
,
9
24
,
5
1
95
0
,
29
0
,
092
0
,
26
0
,
32
353
13
,
6
13
,
6
2
95
0
,
29
0
,
092
0
,
26
0
,
32
353
13
,
6
13
,
6
Nguồn: Trang 251 Sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện - Ngô Hồng Quang
Chọn thanh góp theo điều kiện phát nóng lâu dài cho phép.
Tủ phân phối: I
cp
≥ I
đmB
= 577,35 A
Tủ động lực của PX1: I
cp
≥ I
tt-nhóm1
= 338,93 A
Tủ động lực của PX2: I
cp
≥ I
tt-nhóm2
= 341,46 A
Chọn thanh góp bằng đồng (nhiệt độ tiêu chuẩn của MT xung quanh là 25
o
C)
Nguồn: Trang 362 Sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện - Ngô Hồng Quang
Thông tin chi tiết như bảng sau:
Duy Linh – 20191549
Thanh góp Kích thước
(
mm)
Tiết diện 1
thanh
(
mm
2
)
Khối lượng
(
kg
/
m)
I
cp
(A)-Mỗi
pha
1
thanh
T
ủ
phân
ph
ố
i
30
x
4
160
1,
424
625
T
ủ
đ
ộ
ng
l
ự
c
1
25
x
3
75
0,
668
340
T
ủ
đ
ộ
ng
l
ự
c
2
25
x
3
75
0,
668
340
Câu 5: Tính toán ngắn mạch tại N và N1. Kiểm tra khả năng cắt ngắn mạch của các
Aptomat và điều kiện phát nóng khi ngắn mạch của cáp. Kiểm tra ổn định động, ổn định
nhiệt của thanh góp tại tủ hạ áp của trạm biến áp và tủ phân phối của phân xưởng. Biết
thanh góp đồng có ứng suất cho phép là 1400kG/cm
2
, khoảng cách giữa các bát sứ đỡ
thanh là 60 cm và khoảng cách giữa các pha là 15 cm.
Tính toán ngắn mạch:
Chọn MBA phân phối do ABB chế tạo, mức điều chỉnh điện áp ± 2 x 2,5%
Công suất biểu kiến 400 kVA
Điện áp 10/0,4 kV
Tổn hao không tải: ∆P
o
= 840 W
Tổn hao ngắn mạch: ∆P
N
= 5750 W
Điện áp ngắn mạch %: U
N
% = 4,5
Kích thước: Dài- Rộng- Cao: 1620 – 1055 – 1500 mm
Trọng lượng: 1440 kg
Dựa vào thông số MBA đã chọn ở câu 3, tổng trở quy đổi của MBA là:
𝑍
󰇗
= ∆P
N
.
đ
đ
+ j.
%.
đ
.
đ
= 5750.


+ j.
,.
.
= 5,75 + j.18 (mΩ)
Tổng trở của các đoạn cáp:
Cáp 0: Z
cáp0
= (r
o
+jx
o
)l
cáp0
= (0,11 + j.0,081).0,2 = 0,022 + j0,0162 Ω
Tính toán ngắn mạch: (Bỏ qua tổng trở của Aptomat và thanh góp)
Tại N: I
N
=
đ
√

=

√
.
(,.

)
 (.

)
~ 12221,58 (A)
Tại N1: I
N1
=
đ
√

á 
=

√
.
(,.

,)
 (.

,)
~ 5243,63(A)
Duy Linh – 20191549
Kiểm tra điều kiện phát nóng và cắt ngắn mạch của các Aptomat:
Khả năng cắt ngắn mạch của các Aptomat:
I
cđmA0
= 15000 A > I
N
= 12221,58 A
I
cđmA1
= 15000 A > I
N1
= 5243,63 A
Các Aptomat đều đảm bảo yêu cầu cắt ngắn mạch.
Điều kiện phát nóng khi ngắn mạch của cáp:
F ≥ 𝛼𝐼
(𝑘𝐴)
𝑡

. Trong đó: I
N
: Dòng ngắn mạch hạ áp lớn nhất qua cáp.
𝛼 = 12 với cáp nhôm và 𝛼 = 7 với cáp đồng.
𝑡

: thời gian quy đổi nhiệt (0,5 ÷ 1)
Cáp 0: F
0
= 240 > 7*12,222*
√
1
= 86,6 mm
2
Cáp 1: F
1
= 95 > 7*5,243*
√
1
= 36,7 mm
2
Tất cả các cáp đều đảm bảo y/c
Cáp 2: F
2
= 95 > 7*5,243*
√
1
= 36,7 mm
2
Kiểm tra ổn định động, ổn định nhiệt của thanh góp
Tại tủ phân phối:
Trị số dòng ngắn mạch xung kích là: i
xk
= 1,8
√
2.I
N1
= 1,8
√
2*5243,63 = 13,35 (kA)
Do khoảng cách giữa các bát sứ đỡ thanh là l = 60 cm và khoảng cách giữa các pha là
a = 15 cm nên ta có:
Lực tính toán do tác động của dòng ngắn mạch là:
F
tt
= 1,76.10
-2
.
.
i
xk
= 1,76.10
-2
*


*
13,35 = 0,94 kG
Mô men uốn tính toán là:
M =

*

=
,*

= 5,64 kG.cm
Do thanh góp có dạng hình chữ nhật đặt đứng nên Mô men chống uốn của thanh là:
W =
.
= 80 mm
3
= 0,08 cm
3
Ứng suất tính toán xuất hiện trong thanh góp do tác động của lực điện động khi ngắn
mạch là: 𝜎
tt
=
=
,
,
= 70,5 kG/cm
2
Do thanh góp bằng đồng nên hệ số xác đinnhj bởi nhiệt độ phát nóng cho phép của
thanh góp là 𝛼 = 6. Chọn t
qđ
= t
c
= 0,5s.
Kết quả kiểm tra thanh góp tại tủ phân phối như sau:
Đ
ạ
i
lư
ợ
ng
ch
ọ
n
và
ki
ể
m
tra
K
ế
t
qu
ả
Khả năng ổn định động
(
kG/
cm)
𝜎
cp
= 1400 >
𝜎
tt
= 70,5
Khả năng ổn định nhiệt
(mm
2
)
F = 30x4 = 120 >
𝛼
.I
N1
.
𝑡
đ
= 6*5,243*
0
,
5
=
22,
24
Kết luận: Vậy thanh góp đã chọn cho tủ phân phối thỏa mãn điều kiện
Note: Tủ hạ áp kiểm tra tương tự
TRƯỜNG ĐẠI HỌC
BÁCH KHOA HÀ NỘI
BCN BỘ MÔN HỆ THỐNG ĐIỆN
ĐỀ THI HỌC PHẦN
CUNG CẤP ĐIỆN-EE3426
SỐ ĐỀ: 1
THỜI GIAN LÀM BÀI: 90 PHÚT
Chữ ký giảng viên phụ trách HP
Nguyễn Hồng Nhung
Họ tên sinh viên: …………………………………………………………………………MSSV………………………………………………..
STT Tên phân xưởng
P
đặt
(kW)
Diện tích (m
2
)
K
nc
cosφ P
0
(W/m
2
)
1 Phân xưởng 1 2500 3000 0,85 0,65 14
2 Phân xưởng 2 1200 1000 +N 0,5 0,8 15
3 Phân xưởng 3 500 +N 1200 0,7 0,65 14
4 Phân xưởng 4 800 950 +N 0,75 0,65 20
5 Phân xưởng 5 600 + N*3 500 0,6 0,7 10
Một nhà máy có 5 phân xưởng được cung cấp điện theo sơ đồ như trên hình vẽ. Nhà máy được cấp điện từ
trạm biến áp trung gian 110/35/22kV cách nhà máy 12km. Đường dây đi về nhà máy là dây AC lộ kép, đường
dây từ trạm phân phối trung tâm (TPPTT) của nhà máy đến các trạm biến áp phân xưởng (TBAPX) dùng cáp
đồng, lộ đơn. Nhà máy có T
max
=4500h
Câu 1: Xác định phụ tải tính toán của các phân xưởng và của toàn nhà máy (3 điểm)
Câu 2: Chọn cấp điện áp từ trạm biến áp trung gian về nhà máy (1 điểm)
Câu 3: Lựa chọn công suất định mức máy biến áp của các TBAPX ( 1 điểm)
Câu 4: Lựa chọn tiết diện các đường dây theo điều kiện mật độ kinh tế của dòng điện và kiểm tra lại bằng
điều kiện phát nóng (2 điểm)
Câu 5: Yêu cầu nâng cao cos
của toàn nhà máy lên 0,9. Tính lượng công suất phản kháng (CSPK) cần bù
cho nhà máy và phân phối dung lượng bù về các TBAPX. (1 điểm)
Câu 6: Trước khi bù CSPK, nhà máy vẫn đang vận hành bình thường. Vậy việc đặt bù để nâng cao cos
có
cần thiết hay không? Nếu có, hãy giải thích lý do và nêu rõ lợi ích mà nhà máy thu được sau khi đặt bù. Việc
phân phối dung lượng bù về các TBAPX có cần thiết hay không và tại sao? (2 điểm)
GHI CHÚ:
N là 2 số cuối của MSSV. Ví dụ: MSSV = 20123264 thì N=64
- Được sử dụng tài liệu
- Phải nộp lại đề thi
Cáp đ
ồ
ng
Dây AC
-
1
2
km
2
5
3
4
1
Tr
ạ
m bi
ế
n áp trung
gian 110/35/22kV
C
ấ
p đi
ệ
n áp v
ề
nhà máy ???kV
1
5
0m
4
00m
2
50m
2
00m
2
00m
Phân xư
ở
ng 2
Tr
ạ
m phân ph
ố
i
trung tâm
???/0,4kV
Phân xư
ở
ng 5
Phân xư
ở
ng 4
Phân xư
ở
ng 3
Phân xư
ở
ng 1
ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
KHOA ĐIỆN
ĐỀ THI HỌC PHẦN
CUNG CẤP ĐIỆN-EE3426
SỐ ĐỀ: 1
THỜI GIAN LÀM BÀI: 90 PHÚT
(Đề thi dạng mở)
Chữ ký giảng viên phụ trách HP
Nguyễn Hồng Nhung
Họ tên sinh viên: …………………………………………………………………………MSSV………………………………………………..
T/T
Tên thi
ết bị
S
ố
lượng
C/su
ất đ
ịnh mức
P
đm
, kW
H
ệ số sử
dụng lớn nhất, k
u
H
ệ số
Cos
Nhóm
-
1
1
Máy ti
ện
1
2
0
,4
0
,
8
0,6
2 Máy tiện 2 8,5 0,6 0,65
3 Máy khoan 1 14,2+N 0,55 0,6
4
Máy phay
1
2
,6
+N/
2
0,
75
0,
7
5
Máy phay
1
8
,2
0,
8
0,6
6
Máy phay
1
5
,8
0,
6
5
0,6
7
Máy mài
1
5
,6
+N
0,
7
0,
55
8
Máy doa
1
8
,
5
0,
75
0,6
5
Nhóm
-
2
9
C
ầu trục có
TĐ%
=
25
%
1
3
5
,2
0,
6
0,5
10 Quạt gió 1 7,5 0,9 0,6
11 Quạt gió 1 3,0+N/2 0,9 0,6
12 Máy biến áp hàn có TĐ%
= 40%
1 30kVA 0,55 0,4
13
T
ủ sấy
1
10
,0
+ N
0,
8
0,
9
14
Lò
đi
ện
1
3
5
,0
0,75
0,
85
15
Máy hút b
ụi
1
3
,0
0,
3
0,5
Phân xưởng sửa chữa cơ khí có 16 thiết bị điện đều là thiết bị 3 pha 380V được chia thành 2 nhóm, và được
cung cấp điện theo sơ đồ như trên hình vẽ.
Câu 1: Xác định phụ tải tính toán của từng nhóm thiết bị và của toàn phân xưởng (2 điểm)
Câu 2: Lựa chọn máy biến áp ( yêu cầu đầy đủ các thông số) (1 điểm)
Câu 3: Chọn các aptomat và tiết diện các đoạn cáp theo điều kiện phát nóng có phối hợp với aptomat. Chọn
thanh góp cho tủ hạ áp của trạm biến áp. (2 điểm)
Câu 4: Tính ngắn mạch tại N và N1. Cho phép bỏ qua tổng trở của aptomat và thanh góp. (1 điểm)
Câu 5: Kiểm tra
- Khả năng cắt ngắn mạch của các aptomat (1 điểm)
- Điều kiện phát nóng khi ngắn mạch của cáp (1 điểm)
- Kiểm tra ổn định động, ổn định nhiệt cho thanh góp tại tủ hạ áp của TBA. Biết thanh
góp bằng đồng có ứng suất cho phép là 1400kG/cm2, khoảng cách giữa các bát sứ đỡ thanh
là 60cm, khoảng cách giữa các pha là 10cm. (1 điểm)
Câu 6: Lựa chọn cáp hạ áp có gì khác so với lựa chọn cáp trung áp, tại sao? Giải thích lý do vì sao cần phải
kiểm tra phát nóng của cáp khi ngắn mạch? (1 điểm)
GHI CHÚ: -
N là 2 số cuối của MSSV. Ví dụ: MSSV = 20123264 thì N=64
- Được sử dụng tài liệu
- Phải nộp lại đề thi
T
ủ
phân ph
ố
i c
ủ
a
phân xưởng
TBA 10/0,4kV
Cáp 0
Cáp 1
Cáp 2
A 0
A1
A 2
Nhóm 1
Nhóm 2
A
1
5
0m
4
0m
6
5m
N
N1
ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
ĐỀ THI HỌC PHẦN
CUNG CẤP ĐIỆN-EE3425
SỐ ĐỀ: 1
THỜI GIAN LÀM BÀI: 60 PHÚT
(Đề thi dạng mở)
Chữ ký giảng viên phụ trách HP
Họ tên sinh viên: …….…………………………………………………..MSSV….……………………………………..
Bài 1. (3 đ)
Một trạm biến áp cấp điện cho các phụ tải thông qua bốn xuất tuyến. Xuất tuyến 1 cấp điện cho 6 khách hàng
có công suất cực đại trong ngày lần lượt là 70kW, 90kW, 20kW, 50kW, 10kW và 20kW. Hệ số không đồng
thời của các khách hàng này là 1,3. Xuất tuyến 2 cấp điện cho 4 khách hàng có công suất cực đại trong ngày
lần lượt là 60 kW, 40 kW, 70 kW và 30 kW với hệ số không đồng thời là 1,25. Xuất tuyến 3 và 4 có công suất
cực đại trong ngày là 150kW và 200kW. Công suất tải cực đại của trạm là 600kW
i) Tính công suất tính toán của xuất tuyến 1 và 2
ii) Tính hệ số không đồng thời của bốn xuất tuyến.
Bài 2. (3 đ)
Đường dây cáp hạ áp cấp cho hai phụ tải tập trung 1 và 2. Trên đoạn đường dây 1-2 có phụ tải phân bố đều
với mật độ phụ tải 250W/m và hệ số công suất cosφ=0.8. Biết loại dây cáp là cáp nhôm PVC 4G70 do hãng
Lens chế tạo. Tính tổn thất điện áp lớn nhất trên đường dây.
Bài 3. (3 đ)
Mạng điện 110kV cung cấp điện cho 3 phụ tải với công suất cho trên hình vẽ. Xác định tiết diện các dây nhôm
lõi thép của các đoạn đường dây. Giả thiết cả 3 phụ tải có cùng hệ số cosphi và thời gian sử dụng công suất
cực đại là 4500h. Kiểm tra lại điều kiện phát nóng của dây.
Bài 4. (1 đ)
Nêu các điều kiện lựa chọn cáp hạ áp. Giải thích lý do vì sao cần phải phối hợp lựa chọn giữa cáp hạ áp và
aptomat (hoặc cầu chì?)
GHI CHÚ: - Được sử dụng tài liệu
- Phải nộp lại đề thi
N
1
2
3
15MVA
6 MVA
7 MVA
ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
ĐỀ THI HỌC PHẦN
CUNG CẤP ĐIỆN-EE3425
SỐ ĐỀ: 2
THỜI GIAN LÀM BÀI: 60 PHÚT
(Đề thi dạng mở)
Chữ ký giảng viên phụ trách HP
Họ tên sinh viên: ……………………………………………………….MSSV…….…………………………………..
Bài 1. (3 đ)
Một trạm biến áp trung gian cấp điện cho các phụ tải sau:
1000 hộ dân có công suất đặt mỗi hộ là 1,5kW. Hệ số nhu cầu của mỗi hộ là 0,4. Hệ số không đồng thời
của các hộ dân là 2,5.
1 nhà máy có công suất cực đại là 90kW.
10 máy bơm có công suất cực đại là 7kW/máy bơm và vận hành cùng lúc vào buổi sáng.
Hệ số không đồng thời của 3 loại phụ tải trên là 1,2. Hỏi trạm biến áp cần có công suất tối thiểu là bao nhiêu?
Bài 2. (3 đ)
Trạm biến áp có 2 máy, công suất mỗi máy là S
đm
= 10 MVA, có thông số P
o
= 18 kW, P
n
= 60 kW, điện
áp là 115/11 kV cung cấp điện cho khu công nghiệp. Phụ tải cực đại của trạm là P
max
= 14 MW trong 2500
giờ/năm. Thời gian còn lại phụ tải bằng 50% phụ tải cực đại. Biết hệ số công suất phụ tải trong cả năm không
đổi là cos = 0,8.
Xác định : tổn thất điện năng trong một năm khi:
- Cả hai máy đều vận hành song song suốt năm.
- Cắt bớt 1 máy khi phụ tải giảm còn bằng 50% phụ tải cực đại.
Bài 3. (3 đ)
Mạng điện 35kV cung cấp điện cho 2 phụ tải với công suất cho trên hình vẽ. Các đoạn dây dùng dây nhôm
với cùng một tiết diện, khoảng cách trung bình hình học giữa các dây pha là 3m. Tổn thất điện áp cho phép là
5%. Kiểm tra lại điều kiện phát nóng của dây.
Bài 4. (1 đ)
Trước khi bù CSPK, nhà máy vẫn đang vận hành bình thường. Vậy việc đặt bù để nâng cao cos
có cần thiết
hay không? Nếu có, hãy giải thích lý do và nêu rõ lợi ích mà nhà máy thu được sau khi đặt bù.
GHI CHÚ: - Được sử dụng tài liệu
- Phải nộp lại đề thi
N
1
2
2,5 MVA
cosphi=0.8
3 MVA
cosphi=0.6
15km
8km
TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA HN
VIỆN ĐIỆN
Môn học: Hệ thống cung cấp điện
ĐỀ SỐ 1
THỜI GIAN LÀM BÀI:
90 PHÚT
Chữ ký giảng viên
TS. Lê Việt Tiến
Bộ môn Hệ thống điện
PGS. TS. Bạch Quốc Khánh
Câu 1 (2 điểm). Xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng cơ khí có các số liệu như trong bảng:
STT Tên thiết bị Số lượng Pđm (kW)
cos
k
sd
1
Máy ti
ệ
n T630
4
10
0,7
0,15
2
Máy ti
ệ
n T616
5
7
0,6
0,14
3
Khoan đ
ứ
ng
5
2,8
0,55
0,16
4
Máy hàn 1 pha (U = 380V)
= 40%
1 50 kVA 0,6 0,14
Diện tích phân xưởng 150 m
2
, suất chiếu sáng p
0
= 13 W/m
2
. Các thiết bị động lực sử dụng điện áp là 380V.
Câu 2 (3 điểm). Đường dây 3 pha (OC) cung cấp điện cho công trình gồm 3 cụm phụ tải có thông số ghi
trên sơ đồ . Đường dây có cùng tiết diện loại AC- 95 có r
0
= 0,33 / km , x
0
= 0,32 / km .
a. Tìm giá trị điện áp ở cuối đường dây (điểm C), biết điện áp đầu đường dây U(O) = 6,3 kV và điện
áp định mức của lưới là 6kV.
b. Kiểm tra tổn thất điện áp trên đường dây OC.
c. Tính tổn thất công suất trên đường dây.
O 200 m A 200 m B 100 m C
Tải A B C
P, kW
30
35
25
Cos
0,7
0,75
0,8
Câu 3 (3điểm). Một đường dây tải điện trên không điện áp 380 V, dùng dây nhôm lõi thép AC cùng tiết
diện có điện trở suất = 31,5 mm
2
/km , cung cấp điện cho các phụ tải. Chiều dài dây dẫn và thông số
các phụ tải ghi trên sơ đồ. Tổn thất điện áp cho phép toàn đường dây là 7%.
Chọn tiết diện dây dẫn theo điều kiện phát nóng cho đường dây nói trên.
Kiểm tra tổn thất điện áp và điều kiện phát nóng I
cp
của đường dây đã chọn Biết k
1
.k
2
= 0.9.
0,2km 1 0,15 km 2 0,25km 3
o
P
1
P
2
P
3
Biết thông số các loại dây
AC- 25 có r
0
= 1,15 /km ; x
0
= 0,36 /km ; I
cp
= 115 A
AC- 35 r
0
= 0,92 - ; x
0
= 0,36 - ; I
cp
= 175 A
AC- 50 r
0
= 0,64 - ; x
0
= 0,34 - ; I
cp
= 210 A
AC- 70 r
0
= 0,46 - ; x
0
= 0,33 - ; I
cp
= 265 A
AC- 95 r
0
= 0,34 - ; x
0
= 0,32 - ; I
cp
= 440 A
AC-120 r
0
= 0,27 - ; x
0
= 0,31 - ; I
cp
= 500 A
Câu 4 (3 điểm). Xác định tổn thất điện năng của đường dây cấp điện cho một xí nghiệp có thông số như
sau: đường dây AC-120 (r
0
=0,27 Ω/km; x
0
= 0,31 Ω/km), cấp điện áp 6kV, chiều dài đường dây 10km,
công suất xí nghiệp 1800kVA, T
max
=150(20+N:4) h, cosφ = 0,6. N – số thứ tự của sinh viên trong danh
sách thi.
Ph
ụ
t
ả
i
1
2
3
P
max
(kW) 20 15 17
Q (kVAr) 25 12 13
Duy Linh – 20191549
Câu 1: (2 điểm) Xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng cơ khí có các số liệu như trong
bảng:
STT
Tên thi
ế
t b
ị
S
ố
lư
ợ
ng
P
đm
(kW)
cos
φ
k
sd
1
Máy đi
ệ
n T630
4
10
0,7
0,15
2
Máy đi
ệ
n T616
5
7
0,6
0,14
3
Khoan đ
ứ
ng
5
2,8
0,55
0,16
4
Máy hàn 1 pha (U = 380V)
ℰ
= 40%
1
50 kVA
0,6
0,14
Diện tích phân xưởng 150m
2
, suất chiếu sáng là p
o
= 13 W/m
2
. Các thiết bị động lực sử
dụng điện áp là 380V.
GIẢI
Quy đổi các thiết bị về 3 pha và dài hạn.
Máy hàn 1 pha: P
qđ
=
√
3.S
đm
.cosφ.
k
đ
% =
√
3.50.10
3
.0,6.
√
40% = 32,86 (kW)
Sau khi quy đổi, ta sắp xếp lại như sau:
Tên thi
ế
t b
ị
S
ố
lư
ợ
ng
P
đm
(kW)
cos
φ
k
sd
K
sd
.P
đm
Cos
𝜑
.P
đm
Máy hàn 1 32,86 0,6 0,14 4,6 19,716
Máy đi
ệ
n T616
5
7
0,6
0,14
0,98
4,2
Máy đi
ệ
n T630
4
10
0,55
0,15
1,5
5,5
Khoan đ
ứ
ng
5
2,8
0,6
0,16
0,448
1,68
T
ổ
ng
toàn PX
15
121,86
17,74
71,116
Hệ số công suất trung bình:
Cos𝜑
ó
=
∑

.
đ

∑
đ

=
,
,
~ 0,6
Hệ số sử dụng của nhóm thiết bị:
K
sd-nhóm
=
∑


∑
đ

=
∑

.
đ

∑
đ

=
,
,
= 0,15
Note: Đoạn này ta sẽ xét tính toán theo TH nào nhờ vào K
sd
Tính toán theo Cách 2.
Thiết bị có công suất lớn nhất là Máy hàn (32,86 kW) Một nửa công suất là 16,43 kW.
Vậy chỉ có 1 thiết bị có công suất lớn hơn trị số này là Máy hàn (1).
Tổng công suất của n
1
máy: P
n1
= 32,86 (kW)
Duy Linh – 20191549
Xác định n* và P*: n* =
𝑛
𝑛
=
1
15
~ 0,07 và P* =

=
,
,
= 0,27
Tra sổ tay, ta có:
n*
P*
n
hq
*
0,
06
0,
25
0,5
8
0,
08
0,
3
0,5
7
Áp dụng nội suy, ta được: n
hq
* =
,  ,
,  ,
.(0,57 – 0,58) + 0,58 = 0,575
n
hq
* =
,  ,
,  ,
.(0,57 – 0,58) + 0,58 = 0,576
Từ đây, ta tính được số thiết bị hiệu quả: n
hq
= n.n
hq
* = 15.0,575 ~ 9
Với K
sd
= 0,15 và n
hq
= 9, tra bảng ta được K
max
= 2,2
Phụ tải điện của nhóm: P
tt_TĐ1
= K
max
.K
sd
.
∑
𝑃
đ
= 2,942.0,14.111,3 = 45,84 (kW)
Phụ tải chiếu sáng là: P
o
= p
o
.S = 13.150 = 1950 W = 1,95 (kW)
Vậy phụ tải tính toán của toàn phân xưởng là: P
tt_px
= P
tt_TĐ1
+ P
o
= 47,79 (kW)
Q
tt
= P
tt_TĐ.
tan𝜑 = 45,84.tan(arccos0,6) = 61,12 (kVAr)
Câu 2: (3 điểm) Đường dây 3 pha (OC) cung cấp điện cho công trình gồm 3 cụm phụ tải
có thông số ghi trên sơ đồ. Đường dây có cùng tiết diện loại AC-95 có r
o
= 0,33 (Ω/km),
x
o
= 0,32 (Ω/km).
a) Tính giá trị điện áp ở cuối đường dây (điểm C), biết điện áp đầu đường dây U(O)
= 6,3 kV và điện áp định mức của lưới là 6 KV.
b) Kiểm tra tổn thấp điện áp trên đường dây OC.
c) Tính tổn thất công suất trên đường dây.
T
ả
i
A
B
C
P, kW
30
35
25
Cos
𝜑
0,7
0,75
0,8
GIẢI
a, Giá trị điện áp ở cuối đường dây (điểm C)
Từ bảng số liệu, ta có:
Duy Linh – 20191549
𝑆
󰇗
= P
A
+jQ
A
= 30+j.30.tan(arccos0,7) = 30+j30,61 (kVA)
𝑆
󰇗
= P
B
+jQ
B
= 35+j.35.tan(arccos0,75) = 35+j30,87 (kVA)
𝑆
󰇗
= P
C
+jQ
C
= 25+j.25.tan(arccos0,8) = 25+j18,75 (kVA)
Sơ đồ quy đổi tương đương:
𝑆

󰇗
= 𝑆
󰇗
= 25+j18,75 (kVA)
𝑆

󰇗
= 𝑆
󰇗
+ 𝑆
󰇗
= (35+j30,87) + (25+j18,75) = 60 + j49,62 (kVA)
𝑆

󰇗
= 𝑆
󰇗
+ 𝑆
󰇗
+ 𝑆
󰇗
= (30+j30,61) + (35+j30,87) + (25+j18,75) = 90 + j80,23 (kVA)
Tổn thất điện áp khi đến cuối đường dây là:
∆U
c
=
(

.

 

.

 

.

)  
(

.

 

.

 

.

)
đ
=
,(.,., .,)  ,(,.,,.,,.,)
= 3,27 (V)
Điện áp ở cuối đường dây là: U
c
= U
o
- ∆U
c
= 6300 – 3,27 = 6296,73 V
b, Kiểm tra tổn thất điện áp:
Khi làm việc bình thường: ∆𝑈
= ∆U
c
= 3,27V < ∆U
cp
= 5%.U
đm
= 5%.6000 = 300 V
Khi đường dây bị sự cố: ∆𝑈
= ∆U
c
= 3,27V < ∆U
cp
= 10%.U
đm
= 10%.6000 = 600 V
Vậy đường dây đảm bảo yêu cầu về tổn thất điện áp.
c, Tổn thất công suất trên đường dây:
Thông số tải trên sơ đồ thay thế:
Z
OA
= (r
o
+jx
o
).l
OA
= (0,33+j0,32).0,2 = 0,066+j.0,064 (Ω)
Z
AB
= (r
o
+jx
o
).l
AB
= (0,33+j0,32).0,2 = 0,066+j.0,064 (Ω)
Z
BC
= (r
o
+jx
o
).l
BC
= (0,33+j0,32).0,1 = 0,033+j.0,032 (Ω)
Tổn thất công suất trên đường dây:
∆𝑆
󰇗
=
(

 

).

 (

 

).

 (

 

).

đ
=
(
,
).(,,)  (
,
).(,,)(
,
).(,,)
= 38,66 + j37,49 (kVA)
Duy Linh – 20191549
Câu 3: (3 điểm) Một dường dây tải điện trên không điện áp 380 V, dùng dây nhôm lõi
thép AC cùng tiết diện có điện trở suất 𝜌 = 31,5 Ωmm
2
/km, cung cấp điện cho các phụ
tải. Chiều dài dây dẫn và thông số các phụ tải trên sơ đồ. Tổn thất điện áp cho phép toàn
đường dây là 7%.
Chọn tiết diện dây dẫn theo tổn thất điện áp cho đường dây nói trên.
Kiểm tra tổn thất điện áp và điều kiện phát nóng I
cp
của đường dây đã chọn biết
k
1
.k
2
= 0,9
Ph
ụ
t
ả
i
1
2
3
Pmax (kW)
20
15
17
Q (kVAr)
25
12
13
Biết thông số các loại dây:
Lo
ạ
i dây
R
o
(
Ω/km)
X
o
(
Ω/km)
I
cp
(A)
AC
-
25
1,15
0,36
115
AC
-
35
0,92
0,36
175
AC
-
50
0,64
0,34
210
AC
-
70
0,46
0,33
265
AC
-
95
0,34
0,32
440
AC
-
120
0,27
0,31
500
GIẢI
Dây dẫn được chọn theo ∆U
cp
, loại dây AC. Chọn x
o
= 0,35 Ω/km.
Tổn thất điện áp cho phép toàn đường dây là 7% ∆U
cp
= 7%U
đm
= 7%.380 = 26,6 V.
Ta có: ∆U =
  
đ
= ∆U
P
+ ∆U
Q
≤ ∆U
cp
∑


 
∑


đ
≤ ∆U
cp
Coi toàn tuyến dây chung 1 tiết diện:
∆U = ∆U
P
=
∑


đ
≤ ∆U
cp
F ≥
∑


∆

đ
 
∑


(*)
Thay số: F ≥
,.[().,( ).,.,]
,.,  ,[().,()., .,]
= 147,35 mm
2
Duy Linh – 20191549
Trong thông số các dây đề cho đều không thỏa mãn Ở đây có 2 cách xử lý, hoặc ta
chọn loại dây AC-150 hoặc chỉnh sửa lại thông số chiều dài dây Ở đây, mình chọn cách
thứ hai là chỉnh sửa lại đôi chút về chiều dài dây của đoạn 2-3. Cho chiều dài đoạn này là
50m thay vì 250m như đề.
Thay lại số vào (*), ta có: F ≥ 99,76 mm
2
Chọn loại dây AC-120.
Kiểm tra lại tổn thất điện áp:
Tổn thất điện áp cho toàn tuyến dây:
∆U
03
=
đ
∑
𝑃

𝑙

+
đ
∑
𝑄

𝑙

= 23,15 V
Do ∆U
cp
= 26,6 V ∆U
03
< ∆U
cp
Chọn dây AC-120 cho toàn tuyến là hợp lý.
Kiểm tra điều kiện phát nóng:
Dòng điện trên các đoạn dây:
I
01
=

√

=

√
.,.((


))
= 130 A
I
12
=

√

=

√
.,.((


))
= 62,26 A
I
23
=

√

=

√
.,.((


))
= 32,52 A
Dòng điện cưỡng bức lâu dài lớn nhất của dây dẫn: I
cb
= I
01
= 130 A
Dòng điện cho phép trong điều kiện lắp đặt thực tế: I’
cp
= K
1
K
2
I
cp
= 0,9.500 = 450 A
Nhận xét: I’
cp
> I
cb
Chọn dây AC-120 cho toàn tuyến là hợp lý.
Câu 4 (3 điểm): Xác định tổn thất điện năng của đường dây cấp điện cho một xí nghiệp
có thông số như sau: đường dây AC-120 (r
o
= 0,27 Ω/km; x
o
= 0,31 Ω/km), cấp điện áp
6kV, chiều dài đường dây 10 km, công suất xí nghiệp 1800kVA, T
max
= 150(20+N/4) giờ;
cos𝜑 = 0,6. Trong đó N là số thứ tự của sinh viên trong danh sách thi.
GIẢI
Với N = 20 T
max
= 150(20+20/4) = 3750 giờ. Ta có sơ đồ như sau:
Duy Linh – 20191549
Trong đó: Z
A1
= (r
o
+ jx
o
).l = (0,27 + j0,31).10 = 2,7 + j.3,1 (Ω).
Thời gian tổn thất công suất lớn nhất của đường dây:
𝜏 = (0,124 + T
max
.10
-4
)
2
.8760 = (0,124 + 3750.10
-4
)
2
.8760 = 2181,25 (giờ)
Tổn thất công suất lớn nhất trên đường dây:
∆P
A1
=
đ
.R
A1
=

.2,7.10
-3
= 1458 (kW)
Tổn thất điện năng 1 năm trên đường dây:
∆A
A1
= ∆P
A1
.𝜏 = 1458.2181,25 = 3180262,5 (kWh)
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
ĐỀ THI MÔN CUNG CẤP ĐIỆN CHO XNCN & CTDD
BỘ MÔN CUNG CẤP ĐIỆN
LỚP BUỔI TỐI
Ngày thi: 27-10-2014 Thời gian: 90 phút
Sinh viên được sử dụng tài liệu.
Cho sơ đồ cấp điện một phân xưởng như hình:
1) Tủ động lực 1 gồm 3 motor với các thông số cho trong hình. Tính phụ tải tính toán tủ TĐL1.
2) Tính phụ tải tính toán phân xưởng (S
tt_TPPC
), cosϕ
tt_TPPC
. Bù công suất phản kháng để nâng
hệ số công suất lên tới 0.9. Chọn giá trị của bộ tụ bù.
3) Chọn Máy biến áp.
4) Chọn dây dẫn cấp điện từ máy biến áp đến tủ phân phối chính, giả sử hệ số hiệu chỉnh là
K
hc
=0.7
5) Tính dòng điện đỉnh nhọn tại TPPC, cho biết máy M2 là máy có công suất lớn nhất trong
toàn phân xưởng.
6) Nêu các điều kiện để chọn CB bảo vệ tủ TPPC (I
n
, I
m
, I
Cu
) dựa vào (I
tt
, I
đn
, I
N(1)
, I
N(3)
) (tính ra
số liệu cụ thể).
M M M
TPPC
TĐL1
TĐL2
TSH
TỦ TỤ BÙ
MBA
M1 M2 M3
22KV
Ptt = 8kW
Cosϕ=0.8
15kW
0.6
0.5
4
20kW
0.7
0.7
4
10kW
0.7
0.6
4
L=30m
L=15m
L=20m
L=50m
L=30m
L=10m
Ptt = 50kW
Qtt = 40kVar
Cosϕ=0.7
Iđn = 210A
Pđm
Cosϕ
Ksd
Kmm
L=10m
GV RA ĐỀ DUYỆT BM
| 1/68
| | Tải xuống

Có thể bạn quan tâm:

Preview text:

TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA HN
HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN Chữ ký giảng viên VIỆN ĐIỆN ĐỀ SỐ 1 phụ trách
THỜI GIAN LÀM BÀI: 90 PHÚT HP
Thiết kế hệ thống cung cấp điện (đơn giản) cho nhà máy (NM) chế tạo máy kéo với các
số liệu ban đầu như sau: Phụ tải điện của nhà máy như Hình và Bảng; Điện áp nguồn điện
của NM là 10kV; cáp cấp điện trong toàn nhà máy là cáp 10kV XLPE (3x240 mm2) có ro =
1,47Ω/km; xo = 0,1Ω/km NM làm việc 3 ca với Tmax = 4500 giờ. Yêu cầu tính toán và thiết kế:
1. Xác định phụ tải tính toán của toàn nhà máy.
2. Thiết kế mạng điện cao áp cho toàn nhà máy:
xác định phương án đi dây mạng cao áp; xác
định trạm biến áp phân xưởng; xác định tổn
thất công suất và điện năng.
Lưu ý: Dung lượng nhà máy biến áp (kVA)
thường có là: 100, 180, 250, 320, 400, 560, 630,
750, 800, 1000; tất cả MBA đều có ΔPo = 1,2kW,
ΔPn = 6,59kW, UN% = 4,5 và Io% = 1,4.
Phụ tải điện của nhà máy: Tên phân Hiệu suất đặt Loại phụ
Khoảng cách đo từ nguồn đến phân xưởng (kW) tải xưởng (m) PX số 1 300 I 100 PX số 2 100 I 400 PX số 3 250 III 700
Chú ý: Nộp đề cùng bài làm và không mở tài liệu. Duy Linh - 20191549 Bài làm
1. Xác định phụ tải tính toán của toàn nhà máy
Dựa vào bảng phân loại phụ tải kèm bảng phụ lục như hình dưới:
Phụ tải loại I gồm PXI và PXII  Chọn knc = 0,7 và cosφ = 0,9  tanφ = 0,484.
Phụ tải loại III gồm PXIII  Chọn knc = 0,3 và cosφ = 0,5  tanφ = 1,732.
Công thức xác định phụ tải tính toán theo knc và Pđặt: Ptt = knc.Pđặt và Qtt = Ptt.tanφ Duy Linh - 20191549 Ta có bảng sau: Tên phân xưởng Pđặt (kW) knc cosφ tanφ Ptt (kW) Qtt (kVAr) Phân xưởng I 300 0,7 0,9 0,484 210 101,64 Phân xưởng I 100 0,7 0,9 0,484 70 33,88 Phân xưởng I I 250 0,3 0,5 1,732 75 129,9
Do có 3 PX nên theo bảng trên, ta chọn hệ số đồng thời Kđt = 0,9
Phụ tải tính toán của nhà máy theo hệ số đồng thời là:  PttNM = Kđt.∑
𝑃 = 0,9. (210+70+75) = 319,5 (kW)  QttNM = Kđt.∑
𝑄 = 0,9. (101,64+33,88+129,9) = 238,878 (kVAr)  SttNM = 𝑃 + 𝑄
= 319,5 + 238,878 = 398,93 (kVA)
2. Thiết kế mạng điện cao áp cho toàn nhà máy:
Bước 1: Chọn máy biến áp cho các phân xưởng:
Để đơn giản hóa bài toàn thiết kế, ta sẽ lựa chọn MBA trong điều kiện bình thường và chọn Kt = 1. Cụ thể: Duy Linh - 20191549 Phân xưởng I:
 Stt = 𝑃 + 𝑄 = 210 + 101,64 = 233,3 (kVA)
 Phân xưởng I là phụ tải loại I nên ta sẽ chọn 2 MBA và đưởng dây lộ kép để cấp điện.  Có: n.SMBA ≥  SMBA ≥ = = , = 116,65 (kVA) .
 Cần chọn 2 MBA có dung lượng 180kVA để cấp điện cho phân xưởng I. Phân xưởng II:
 Stt = 𝑃 + 𝑄 = 70 + 33,88 = 77,77 (kVA)
 Phân xưởng II là phụ tải loại I nên ta sẽ chọn 2 MBA và đưởng dây lộ kép để cấp điện.  Có: n.SMBA ≥  SMBA ≥ = = , = 38,89 (kVA) .
 Cần chọn 2 MBA có dung lượng 100kVA để cấp điện cho phân xưởng II. Phân xưởng III:
 Stt = 𝑃 + 𝑄 = 75 + 129,9 = 150 (kVA)
 Phân xưởng II là phụ tải loại I nên ta sẽ chọn 1 MBA và đưởng dây lộ đơn để cấp điện.  Có: n.SMBA ≥  SMBA ≥ = = = 150 (kVA) .
 Cần chọn 1 MBA có dung lượng 180kVA để cấp điện cho phân xưởng III. Sơ đồ cung cấp điện: Duy Linh - 20191549 Thông số của MBA: MBA có dung lượng 100kVA MBA có dung lượng 180kVA %. , . %. , . ∆Q đ đ o = = = 1,4 (kVAr) ∆Qo = = = 2,52 (kVAr) . . Rb = ∆PN. đ = 6,59.103.(
) = 6,59 (Ω) Rb = ∆PN. đ = 6,59.103.( ) = 20,34 (Ω) đ . đ . %. %. X đ đ b = = , .( . ) = 45 (Ω) Xb = = , .( . ) = 25 (Ω) . đ . . . đ . . Sơ đồ thay thế:
*Lưu ý: Do cáp cấp điện trong toàn nhà máy là cáp 10kV XLPE (3x240 mm2) thỏa mãn
điều kiện cáp ngầm dưới 22kV và khoảng cách ngắn (<1km) nên ta có thể bỏ qua tổng dẫn Y.
Tổng trở của các đường dây:
ZN1 = .(Ro+jXo).l = .(1,47+j.0,1).0,1 = 0,0735 + 5.10-3j (Ω)
ZN2 = .(Ro+jXo).l = .(1,47+j.0,1).0,4 = 0,294 + 0,02j (Ω)
ZN3 = .(Ro+jXo).l = .(1,47+j.0,1).0,7 = 1,029 + 0,07j (Ω)
Thông số của các MBA trong sơ đồ tải thay thế:
∆So1 = m(∆Po1+j.∆Qo1) = 2.(1,2+j.2,52) = 2,4+j.5,04 (kVA)
Zb1 = .(Rb1+jXb1) = .(20,34+j.25) = 10,17+j.12,5 Ω Duy Linh - 20191549
∆So2 = m(∆Po2+j.∆Qo2) = 2.(1,2+j.1,4) = 2,4+j.2,8 (kVA)
Zb2 = .(Rb2+jXb2) = .(65,9+j.45) = 32,95+j.22,5 Ω
∆So3 = m(∆Po3+j.∆Qo3) = 1.(1,2+j.2,52) = 1,2+j.2,52 (kVA)
Zb3 = .(Rb3+jXb3) = .(20,34+j.25) = 20,34+j.25 Ω
Tổn thất công suất trên các đường dây: , . ∆SN1 = .ZN1 = (
) . (0,0735 + 5.10-3j) = 0,04+0,003j (kVA) . , . ∆SN2 = .ZN2 = (
) . (0,294 + 0,02j) = 0,02+0,001j (kVA) . . ∆SN3 = .ZN3 = (
) . (1,029 + 0,07j) = 0,23+0,016j (kVA) .
 Tổn thất công suất trên đường dây: ∆SD = ∆SN1 + ∆SN2 + ∆SN3 = 0,29 + j0,02 (kVA)
 Tổn thất không tải trên các MBA: ∆So(MBA) = ∆So1 + ∆So2 + ∆So3 = 6 + j10,36 (kVA)
 Tổn thất công suất trên các cuộn dây của MBA:
∆SD(MBA) = .Zb1 + .Zb2 + .Zb3 = 12,1 + 13,79j (kVA)
 TTCS của mạng điện: ∆S = ∆SD + [∆So(MBA) + ∆SD(MBA)]= 18,39 + j.24,17 (kVA)
 Thời gian tổn thất công suất lớn nhất:
𝜏 = (0,124 + Tmax.10-4)2.8760 = (0,124 + 4500.10-4)2.8760 = 2886,21 (giờ)
 Tổn thất điện năng trên mạng điện:
∆A = ∆AD + ∆AMBA = ∆PD.𝜏 + (∆PoD.T + ∆PD(MBA).𝜏)
= 0,29.2886,21 + (6.8760 + 12,1.2886,21) = 88320,14 (kWh) Duy Linh - 20191549
ĐỀ KIỂM TRA GIỮA KỲ Trường ĐHBK Hà Nội
Bộ môn Hệ Thống Điện Lớp: KTĐ K64 Mã lớp:
Môn: Hệ thống cung cấp điện (EE3425)
Thời gian: 45 phút
Câu 1: (5đ) Trình bày đặc điểm, ưu, nhược điểm và phạm vi ứng dụng của các sơ đồ phân phối
điện tại các trạm điện.
Câu 2: (5đ) Cho phương án cung cấp điện công nghiệp có sơ đồ như sau:
Lập sơ đồ thay thế và giả thiết chiều công suất của sơ đồ cung cấp điện trên đây? Lưu ý:
Được dùng tài liệu trong khi thi TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA HN
HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN
Chữ ký giảng viên phụ trách VIỆN ĐIỆN ĐỀ SỐ 1 HP
THỜI GIAN LÀM BÀI: 45 PHÚT
Câu 1: (5đ) Trình bày đặc điểm, ưu nhược điểm và phạm vi ứng dụng của các sơ đồ
phân phối điện tại các trạm điện.
Câu 2: (5đ) Cho phương án cung cấp điện công nghiệp có sơ đồ như sau:
Lập sơ đồ thay thế và giả thiết chiều công suất của sơ đồ cung cấp điện trên dây? Lưu ý:
Được dùng tài liệu khi thi Duy Linh - 20191549
Câu 1: Các sơ đồ phân phối trạm điện: 1. Sơ đồ 1 thanh góp:
Đặc điểm: Có 1 thanh góp.
Ưu điểm: Đơn giản và rẻ.
Nhược điểm: Độ tin cậy thấp nhất. Mất nguồn
Ngắn mạch thanh góp Phụ tải mất điện Bảo dưỡng thanh góp Phạm vi ứng dụng: 
Dùng các phụ tải không quan trọng 
Dùng trong lưới hạ áp (tủ phân phối điện)
để tận dụng các đặc điểm vận hành đơn giản.
2. Sơ đồ 1 thanh góp có phân đoạn:
Đặc điểm: Thanh góp bị phân thành từng đoạn.
Ưu điểm: Nâng cao độ tin cậy khi cung cấp điện
Thêm nhánh nguồn (2 nguồn)  Phụ tải không
mất điện khi mất 1 nguồn
Máy cắt phân đoạn (MCPĐ) mở  Chỉ 1 nửa số
mạch bị ngừng cấp điện khi ngắn mạch hoặc
sửa chữa phân đoạn thanh góp.
Nhược điểm: Giá thành tăng cao do phải thêm
các phần tử nhánh nguồn và MCPĐ.
Phạm vi ứng dụng: Dùng cho sơ đồ phân phối
tại các trạm biến áp trung gian và tủ phân phối
hạ áp có chuyển nguồn tự động. 3. Sơ đồ 2 thanh góp:
Đặc điểm: Hai thanh góp + Mỗi mạch vào và ra
đều có 1 máy cắt và dao cách ly + Có máy cắt liên lạc giữa 2 thanh góp.
Ưu điểm: Linh hoạt với 2 thanh góp  Thanh góp
chính có thể đưa ra bảo dưỡng.
Nhược điểm: Vốn đầu tư cao do có thêm thanh góp và dao cách ly.
Khi bị sự cố trên đường dây thì cả 2 thanh góp cùng mất điện. Duy Linh - 20191549 Phạm vi ứng dụng:
 Phương thức 1: Cả 2 cùng làm việc:
 Dùng cho tủ phân phối điện.
 Máy cắt liên lạc (MCLL) đóng.
 Mỗi thanh góp nối với 1 nửa số mạch vào ra.
 Dùng trong trạm phân phối tại các nhà máy điện.
 Phương thức 2: 1 TG làm việc, 1 TG dự phòng
 Tất cả các mạch vào ra nối với thanh góp làm việc.  MCLL mở.
Câu 2: Sơ đồ thay thế và giả định chiều công suất. Cáp 24kV-2km  Bỏ qua G.
ĐDK 24kV-2km  Bỏ qua C và G.
Cáp 0,4kV  Cáp hạ áp  Bỏ qua Y và X.
2 MBA được thay thế bằng tải.
Giả thiết chiều công suất như trên hình. Duy Linh - 20191549 TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA HN
HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN Chữ ký giảng viên VIỆN ĐIỆN ĐỀ SỐ 1 phụ trách
THỜI GIAN LÀM BÀI: 45 PHÚT HP
Câu 1: (5đ) Trình bày đặc điểm, ưu nhược điểm và phạm vi ứng dụng của các sơ đồ cung cấp điện. Loại sợ đồ Đặc điểm Ưu điểm Nhược điểm Ứng dụng Hình tia
Các phụ tải được -Độ tin cậy cao (khi sự cố Vốn đầu tư lớn (chiều dài đường Mạng điện cao
cấp điện trực tiếp 1 đường dây thì chỉ có dây dài) áp cấp điện cho từ nguồn
đường dây đó bị cắt ra). phụ tải quan
-Thiết kế chỉnh định bảo trọng (phụ tải
vệ rơ le đơn giản, dễ tự công suất lớn) động hóa Đường
Các phụ tải được Vốn đầu tư giảm (chiều -Độ tin cậy cung cấp điện thấp Cấp điện cho
trục chính cấp điện từ một dài đường dây và thiết bị (khi sự cố đường trục chính phụ tải ít quan
đường trục chính đóng cắt)
nhiều phụ tải mất điện). trọng (phụ tải
-Kém linh hoạt khi vận hành. loại 2,3)
-Thiết kế chỉnh định bảo vệ rơ le phức tạp. Hỗn hợp
Kết hợp giữa sơ Có cả ưu điểm của hai loại Có cả nhược điểm của hai loại sơ Cấp điện trong
đồ hình tia và sơ đồ trên đồ trên công nghiệp đường trục chính Mạch
Các phụ tải tạo -Nâng cao độ tin cậy (mỗi -Khi có sự cố đoạn đường dây Cấp điện cho vòng kín thành vòng kín
phụ tải cấp điện từ 2 phía) gần nguồn khó đảm bảo được mạng cao áp để -Vốn đầu tư rẻ hơn
chất lượng điện năng và điện áp. tăng cường độ -Vận hành phức tạp. tin cậy
-Thiết kế chỉnh định bảo vệ rơle phức tạp Dẫn sâu
Đưa thẳng các -Giảm tổn thất trên lưới -Tăng vốn đầu tư của đường dây Cấp điện cho đường dây cao trung áp. trung áp và TBAPP. các phụ tải
áp tới tận phụ tải -Vốn đầu tư rẻ hơn -Vận hành phức tạp, khó quản ly công suất lớn (TBATG và TPPTT) nằm sâu trong khu vực phụ tải có mật độ thấp FISH
Câu2: (5đ) Cho phương án cung cấp điện công nghiệp có sơ đồ như hình vẽ. Lập sơ
đồ thay thế và giả thiết chiều công suất cho sơ đồ cung cấp điện đó.  Uđm = 22kV (Dtb = 2,5m)  MBA1: Sđm = 2500 kVA  MBA2: Sđm = 1000 kVA
Sơ đồ thay thế và giả thiết chiều công suất nhánh:
Tổng trở của dây dẫn:
Z01 = (ro+j.xo).l = (0,24+j.0,379).2 = 0,48+j.0,758 Ω
Z02 = (ro+j.xo).l = (0,46+j.0,396).2 = 0,92+j.0,792 Ω
Thông số của MBA trong sơ đồ thay thế:
 MBA có dung lượng 1000kVA %. , . ∆Q đ o = = = 13 (kVAr) . Rb = ∆PN. đ = 9,5.103.( ) = 4,60 (Ω) đ . FISH %. X đ b = = .( . ) = 24,20 (Ω) . đ . .
 ZB1 = Rb + jXb = 4,60 + j.24,2 (Ω) và ∆So1 = ∆Po1+j.∆Qo1 = 1,57+j.13 (kVA)
 MBA có dung lượng 2500kVA %. , . ∆Q đ o = = = 7,50 (kVAr) . Rb = ∆PN. đ = 20,41.103.( ) = 1,58 (Ω) đ . %. X đ b = = .( . ) = 11,62 (Ω) . đ . .
 ZB2 = Rb + jXb = 1,58 + j.11,62 (Ω) và ∆So2 = ∆Po2+j.∆Qo2 = 3,3+j.7,5 (kVA) FISH
Câu 1: Xác định phụ tải tính toán của từng nhóm thiết bị:
MSSV: 20191549  N = 49. Ta có bảng sau: Xét Nhóm-1: Tên thiết bị Số lượng Pđm (kW) Ksd Cos𝜑 Ksd.Pđm Cos𝜑.Pđm Máy tiện 1 25,4 0,2 0,6 5,08 15,24 Máy tiện 2 18,5 0,25 0,65 4,625 12,025 Máy khoan 1 53,2 0,2 0,6 10,64 31,92 Máy phay 1 33,1 0,15 0,7 4,965 23,17 Máy phay 1 6,2 0,15 0,6 0,93 3,72 Máy phay 1 7,8 0,15 0,6 1,17 4,68 Máy mài 1 52,6 0,1 0,55 5,26 28,93 Máy doa 1 18,65 0,2 0,65 3,73 12,123 Tổng nhóm 9 233,95 41,025 143,833
Thiết bị có công suất lớn nhất là Máy khoan (53,2 kW)  Một nửa công suất là 26,6 kW.
Vậy chỉ có 3 thiết bị có công suất lớn hơn trị số này là Máy khoan (1), Máy phay (1) và Máy mài (1)
Tổng công suất của n1 máy: Pn1 = 53,2 + 33,1 + 52,6 = 138,9 (kW)
Xác định n* và P*: n* = 𝑛 𝑛 = 3 9 ~ 0,33 , P* = = = 0,6 , Tra sổ tay, ta có: n* P* nhq* 0,3 0,6 0,66 0,35 0,6 0,74 , ,
Áp dụng nội suy, ta được: nhq* =
.(0,74 – 0,66) + 0,66 = 0,708 , ,
Từ đây, ta tính được số thiết bị hiệu quả: nhq = n.nhq* = 9.0,708 ~ 6 Duy Linh – 20191549
Hệ số sử dụng trung bình của cả nhóm thiết bị: ∑ , Ksd-nhóm = = ∑ . đ = = 0,18 ∑ đ ∑ đ , Tra tiếp sổ tay: nhq Ksd Kmax 6 0,15 2,64 6 0,20 2,24 , ,
Với Ksd = 0,18, áp dụng nội suy: Kmax = .(2,24 – 2,64) + 2,64 = 2,4 , ,
Phụ tải điện của nhóm: Ptt = Kmax.Ksd.∑ 𝑃đ = 2,4.0,18.233,95 = 101,07 (kW)
Hệ số công suất trung bình: ∑ . Cos đ 𝜑 = = , = 0,6 ó ∑ đ ,
 Qtt = Ptt.tan𝜑 = 101,07.tan(arccos0,61) = 134,76 (kVAr) Xét Nhóm-2:
Trước hết, cần quy đổi các thiết bị về 3 pha và dài hạn:
 Cầu trục: Pqđ = Pđm.√TĐ = 19,2.√25% = 9,6 (kW)
 Biến áp hàn: Pqđ = Pđm. √TĐ = Sđm.cos𝜑. √𝜀 = 40.0,4. √36% = 9,6 (kW)
Sau khi quy đổi, ta có bảng sau: Tên thiết bị Số lượng Pđm (kW) Ksd Cos𝜑 Ksd.Pđm Cos𝜑.Pđm Cầu trục 1 9,6 0,1 0,5 0,96 4,8 Quạt gió 1 6,5 0,6 0,8 3,9 5,2 Quạt gió 1 50 0,6 0,8 3 40 Máy biến áp hàn 1 9,6 0,2 0,4 1,92 3,84 Tủ sấy 1 31,5 0,75 0,95 23,625 29,925 Lò điện 1 25 0,75 0,95 18,75 23,75 Máy hút bụi 1 2 0,06 0,5 0,12 1 Tổng nhóm 7 134,2 52,275 108,815
Hệ số sử dụng của nhóm thiết bị: ∑ Ksd-nhóm = = ∑ . đ = , = 0,39 ∑ đ ∑ đ , Duy Linh – 20191549
Hệ số công suất trung bình: ∑ . Cos đ 𝜑 = = , = 0,8 ó ∑ đ ,
Tỷ số giữa công suất của thiết bị lớn nhất và bé nhất là: m = 50 = 25 2
Do tổng số thiết bị (n = 7) và m>3 và Ksd-nhóm ≥ 0,2 nên ta có thể tính gần đúng: ∑ n đ hq =
= . , ~ 5 ≤ 7 (Tổng số thiết bị) đ Tra bảng: nhq Ksd Kmax 5 0,3 2 5 0,4 1,76 , ,
Với Ksd = 0,39, áp dụng nội suy: Kmax = .(1,76 – 2) + 2 = 1,784 , ,
Phụ tải điện của nhóm: Ptt = Kmax.Ksd.∑ 𝑃đ = 1,784.0,39.134,2 = 93,37 (kW)  Qtt = Ptt.tan𝜑
= 93,37.tan(arccos0,8) = 70,03 (kVAr) ó
Câu 2: Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng
Phụ tải tính toán của toàn phân xưởng ( Ở đây, ta chọn Kdt = 1 do chỉ có 2 phụ tải) 𝑃 = 𝐾đ (𝑃 ó + 𝑃 ó
) = 1.(101,07+93,37) = 194,44 (kW) Câu 3: Lựa chọn MBA
Công suất biểu kiến của nhóm 1: Stt-nhóm1 = 𝑃 ó 𝑐𝑜𝑠𝜑 = 101,07 = 168,45 (kVA) 0,6
Công suất biểu kiến của nhóm 2: Stt-nhóm2 = 𝑃 ó 𝑐𝑜𝑠𝜑 = 93,37 = 116,71 (kVA) 0,8
Do trạm chỉ có 1 MBA, cần chọn: SđmB ≥ ∑ 𝑆 = Stt-nhóm1 + Stt-nhóm2 = 285,16 (kVA)
Chọn MBA do ABB chế tạo, mức điều chỉnh điện áp ±2x2,5%:
 Công suất biểu kiến 315 kVA  Điện áp 22/0,4 kV
 Tổn hao không tải: ∆Po = 720 W
 Tổn hao ngắn mạch: ∆PN = 4850 W
 Điện áp ngắn mạch %: UN% = 4
 Kích thước: Dài- Rộng- Cao: 1380-865-1525 mm  Trọng lượng: 1275 kg Duy Linh – 20191549
Câu 4: Lựa chọn Aptomat và tiết diện cho các đoạn cáp theo ĐK phát nóng có phối hợp với lựa chọn Aptomat. Lựa chọn Aptomat UđmA ≥ UđmLĐ = 400 V
 Cần lựa chọn theo 3 điều kiện: IđmA ≥ Itt IcđmA ≥ IN Chọn Aptomat nhánh A1, A2. I đmA1 ≥ Itt-nhóm1 = ó = , = 255,93 A √ . đ √ . , . , I đmA2 ≥ Itt-nhóm2 = ó = , = 177,33 A √ . đ √ . , . ,
Chọn Aptomat A0 (Aptomat tổng): I đmA0 ≥ IđmB = đ = = 505,18 A √ đ √ . ,
Note: Aptomat tổng A0 cần được chọn theo dòng định mức của MBA
 Nhánh A1 cần chọn Aptomat NS400N do Merlin Gerin chế tạo.
 Nhánh A2 cần chọn Aptomat NS250N do Merlin Gerin chế tạo.
 Nhánh A0 cần chọn Aptomat NS630H do Merlin Gerin chế tạo.
Thông số chi tiết của Aptomat đã chọn: Aptomat Loại Uđm (VA) Iđm (A) IN (kA) Số cực A0 NS630N 690 630 20 3-4 A1 NS400N 690 400 10 3-4 A2 NS250N 690 250 8 2-3-4
Nguồn: Giáo trình thiết kế cấp điện của tác giả Vũ Văn Tẩm – Ngô Hồng Quang
Tiết diện cho các đoạn cáp theo ĐK phát nóng có phối hợp với lựa chọn Aptomat.
Cần lựa chọn dây dẫn theo điều kiện: k1k2Icp ≥ Itt , đ k1k2Icp ≥ ,
Trong bài này, ta sẽ coi k1k2 = 1, do đó:
 Với cáp 0, cần chọn cáp điện với Icp-cáp0 ≥ IđmB = 505,18 A , , ∗ I đ cp ≥ = = 525 A , , Duy Linh – 20191549
 Với cáp 1, cần chọn cáp điện với Icp-cáp1 ≥ Itt-nhóm1 = 255,93 A , , ∗ I đ cp ≥ = = 333,33 A , ,
 Với cáp 2, cần chọn cáp điện với Icp-cáp2 ≥ Itt-nhóm2 = 177,33 A , , ∗ I đ cp ≥ = = 208,33 A , ,
 Chọn cáp đồng hạ áp cách điện PVC do hãng LENS chế tạo. Thông tin chi tiết như sau: D (mm) Icp (A) Cáp F Lõi Vỏ M Ro (Ω/km) ở Trong Ngoài (mm2) (kg/km) 20oC nhà trời Min Max
Cáp 0 3x240 17,9/11,1 53,2 61,5 9600 0,0754/0,193 501 538 + 95 Cáp 1 1x120 12,6 17,9 21,0 1233 0,153 343 382 Cáp 2 1x70 10,1 14,4 17,0 766 0,268 254 268
Nguồn: Sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện – Ngô Hồng Quang
Câu 5: Tính toán ngắn mạch tại N và N1. Khi tính ngắn mạch cho phép bỏ qua tổng trở
của Aptomat và thanh góp. Kiểm tra khả năng cắt ngắn mạch của các Aptomat và điều
kiện phát nóng khi ngắn mạch của cáp. Tính toán ngắn mạch:
Dựa vào thông số MBA đã chọn ở câu 3, tổng trở quy đổi của MBA là: %. . 𝑍̇ = ∆P đ N. đ + j. = 4850. + j. = 7,82 + j.20,32 (mΩ) đ . đ .
Khi không có bảng tra xo, ta có thể lấy gần đúng: xo = 0,08 ÷ 0,1 (Ω/km). Ở bài này, ta
chọn xo = 0,1 (Ω/km). Do đó, ta tính được tổng trở của các đoạn cáp:
 Cáp 0: Zcáp0 = (ro +jxo)lcáp0 = (0,193 + j.0,1).0,1 = 0,0193 + j0,01 Ω
 Cáp 1: Zcáp1 = (r1 +jx1)lcáp1 = (0,153 + j.0,1).0,05 = 7,65.10-3 + j.5.10-3 Ω
 Cáp 2: Zcáp2 = (r2 +jx2)lcáp2 = (0,268 + j.0,1).0,035 = 9,38.10-3+ j.3,5.10-3 Ω
Tính toán ngắn mạch: (Bỏ qua tổng trở của Aptomat và thanh góp) Duy Linh – 20191549 Tại N: IN = đ = = 10606,82 (A) √ √ . ( , . ) ( , . ) Tại N1: IN1 = đ = = 5677,11 √ á √ . ( , . , ) ( , . , ) (A)
Kiểm tra điều kiện phát nóng và cắt ngắn mạch của các Aptomat:
 Khả năng cắt ngắn mạch của các Aptomat:
IcđmA0 = 20000 A > IN = 10606,82 A
IcđmA1 = 10000 A > IN1 = 5677,11 A
 Các Aptomat đều đảm bảo yêu cầu cắt ngắn mạch.
 Điều kiện phát nóng khi ngắn mạch của cáp:
F ≥ 𝛼𝐼 (𝑘𝐴) 𝑡 . Trong đó: IN: Dòng ngắn mạch hạ áp lớn nhất qua cáp.
𝛼 = 12 với cáp nhôm và 𝛼 = 7 với cáp đồng. 𝑡
: thời gian quy đổi nhiệt (0,5 ÷ 1)
Cáp 0: F0 = 815 > 7.10,606. 0,5 = 52,5 mm2
Cáp 1: F1 = 120 > 7.5,677. 0,5 = 28,1 mm2 Tất cả các cáp đều đảm bảo y/c
Cáp 2: F2 = 70 > 7.5,677. 0,5 = 28,1 mm2
Câu 6: Nêu các điều kiện lựa chọn cáp hạ áp. Giải thích lý do vì sao cần phải phối hợp lựa
chọn giữa cáp hạ áp và Aptomat (hoặc cầu chì).
Chúng ta cần lựa chọn cáp hạ áp theo các điều kiện: (Không chọn theo jkt)
Tổn thất điện áp cho phép ∆Ucp: Nguyên nhân là do khoảng cách truyền tải xa, tổn thất
điện pá lớn, chỉ tiêu chất lượng điện năg dễ bị vi phạm nên tiết diện dây dẫn được chọn theo phương pháp này.
Dòng điện phát nóng cho phép Icp: Phương pháp này dùng chọn thiết diện dây dẫn và
cáp cho lưới hạ áp đô thị, hạ áp công nghiệp và ánh sáng sinh hoạt.
 Cần phải phối hợp lựa chọn giữa cáp hạ áp và Aptomat (hoặc cầu chì) để:
 Bảo vệ điện: Tránh hoặc hạn chế hậu quả nguy hiểm hoặc sự phá hủy của dòng
ngắn mạch hoặc quá tải và hư hỏng cách điện, đồng thời cách ly thiết bị hư hỏng
khỏi hệ thống. Bảo vệ mạch + Bảo vệ người chống sự cố do hư hỏng cách điện +
Bảo vệ động cơ điện.
 Cách ly điện: Cách ly mạch điện or thiết bị ra khỏi hệ thống điện nhằm đảm bảo
cho con người tiến hành ,sửa chữa trên phần cách ly an toàn tuyệt đối. Thông
thường, tất cả các lưới hạ thế đều có thể cách ly được. Trên thực tế, nhằm đảm bảo
tính tối ưu của cung cấp điện liên tục người ta thường đặt thiết bị cách ly ở đầu mỗi mạch.
 Điều khiển thiết bị đóng cắt: Thuật ngữ điều khiển cho tất cả các chức năng
cho phép con người can thiệp có chủ ý một cách an toàn ở các điểm (mức)
khác nhau của lưới điện khi đang mang tải. (Điều khiển khi vận hành + Điều
khiển khi sự cố + Điều khiển khi cắt cho bảo dưỡng) Duy Linh – 20191549 TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐỀ THI HỌC PHẦN
Chữ ký giảng viên phụ trách HP BÁCH KHOA HÀ NỘI CUNG CẤP ĐIỆN-EE3425
BCN BỘ MÔN HỆ THỐNG ĐIỆN SỐ ĐỀ: 1
THỜI GIAN LÀM BÀI: 90 PHÚT Nguyễn Hồng Nhung
Họ tên sinh viên: …………………………………………………………………………MSSV……………………………………………….. N1 Cáp 1 N 50m A1 Nhóm 1 A 100m Cáp 0 Nhóm 2 A 0 TBA 10/0,4kV Cáp 2 A 2 35m Tủ phân phối của phân xưởng T/T Tên thiết bị Số C/suất định mức Hệ số sử Hệ số lượng Pđm , kW dụng, ksd Cos Nhóm -1 1 Máy tiện 1 25,4 0,2 0,6 2 Máy tiện 2 18,5 0,25 0,65 3 Máy khoan 1 4,2+N 0,2 0,6 4 Máy phay 1 8,6+N/2 0,15 0,7 5 Máy phay 1 6,2 0,15 0,6 6 Máy phay 1 7,8 0,15 0,6 7 Máy mài 1 3,6+N 0,1 0,55 8 Máy doa 1 18,65 0,2 0,65 Nhóm -2 9 Cầu trục có TĐ% = 25% 1 15,2 0,2 0,5 10 Quạt gió 1 6,5 0,5 0,6 11 Quạt gió 1 1,0+N 0,5 0,6 12
Máy biến áp hàn có TĐ% 1 40kVA 0,5 0,4 = 36% 13 Tủ sấy 1 7,0 + N/2 0,75 0,85 14 Lò điện 1 25,0 0,75 0,85 15 Máy hút bụi 1 2,0 0,16 0,5
Phân xưởng sửa chữa cơ khí có 16 thiết bị điện đều là thiết bị 3 pha 380V được chia thành 2 nhóm, và được
cung cấp điện theo sơ đồ như trên hình vẽ.
Câu 1: Xác định phụ tải tính toán của từng nhóm thiết bị (2 điểm)
Câu 2: Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng ( 1 điểm)
Câu 3: Lựa chọn máy biến áp ( yêu cầu đầy đủ các thông số) ( 1 điểm)
Câu 4: Lựa chọn các aptomat và lựa chọn tiết diện các đoạn cáp theo điều kiện phát nóng có phối hợp với lựa chọn aptomat. ( 2 điểm)
Câu 5: Tính ngắn mạch tại N và N1. Khi tính ngắn mạch cho phép bỏ qua tổng trở của aptomat và thanh góp.
Kiểm tra khả năng cắt ngắn mạch của các aptomat và điều kiện phát nóng khi ngắn mạch của cáp ( 2 điểm)
Câu 6: Nêu các điều kiện lựa chọn cáp hạ áp. Giải thích lý do vì sao cần phải phối hợp lựa chọn giữa cáp hạ
áp và aptomat (hoặc cầu chì)? (2 điểm)
GHI CHÚ: - N là 2 số cuối của MSSV. Ví dụ: MSSV = 20123264 thì N=64
- Được sử dụng tài liệu
- Phải nộp lại đề thi
Câu 1: Xác định phụ tải tính toán của từng nhóm thiết bị:
MSSV: 20191549  N = 49. Ta có bảng sau: Xét Nhóm-1: Tên thiết bị Số lượng Pđm (kW) Ksd Cos𝜑 Ksd.Pđm Cos𝜑.Pđm Máy tiện 1 25,4 0,2 0,6 5,08 15,24 Máy tiện 2 18,5 0,25 0,65 4,625 12,025 Máy khoan 1 53,2 0,2 0,6 10,64 31,92 Máy phay 1 33,1 0,15 0,7 4,965 23,17 Máy phay 1 6,2 0,15 0,6 0,93 3,72 Máy phay 1 7,8 0,15 0,6 1,17 4,68 Máy mài 1 52,6 0,1 0,55 5,26 28,93 Máy doa 1 18,65 0,2 0,65 3,73 12,123 Tổng nhóm 9 233,95 41,025 143,833
Thiết bị có công suất lớn nhất là Máy khoan (53,2 kW)  Một nửa công suất là 26,6 kW.
Vậy chỉ có 3 thiết bị có công suất lớn hơn trị số này là Máy khoan (1), Máy phay (1) và Máy mài (1)
Tổng công suất của n1 máy: Pn1 = 53,2 + 33,1 + 52,6 = 138,9 (kW)
Xác định n* và P*: n* = 𝑛 𝑛 = 3 9 ~ 0,33 , P* = = = 0,6 , Tra sổ tay, ta có: n* P* nhq* 0,3 0,6 0,66 0,35 0,6 0,74 , ,
Áp dụng nội suy, ta được: nhq* =
.(0,74 – 0,66) + 0,66 = 0,708 , ,
Từ đây, ta tính được số thiết bị hiệu quả: nhq = n.nhq* = 9.0,708 ~ 6 Duy Linh – 20191549
Hệ số sử dụng trung bình của cả nhóm thiết bị: ∑ , Ksd-nhóm = = ∑ . đ = = 0,18 ∑ đ ∑ đ , Tra tiếp sổ tay: nhq Ksd Kmax 6 0,15 2,64 6 0,20 2,24 , ,
Với Ksd = 0,18, áp dụng nội suy: Kmax = .(2,24 – 2,64) + 2,64 = 2,4 , ,
Phụ tải điện của nhóm: Ptt = Kmax.Ksd.∑ 𝑃đ = 2,4.0,18.233,95 = 101,07 (kW)
Hệ số công suất trung bình: ∑ . Cos đ 𝜑 = = , = 0,6 ó ∑ đ ,
 Qtt = Ptt.tan𝜑 = 101,07.tan(arccos0,61) = 134,76 (kVAr) Xét Nhóm-2:
Trước hết, cần quy đổi các thiết bị về 3 pha và dài hạn:
 Cầu trục: Pqđ = Pđm.√TĐ = 19,2.√25% = 9,6 (kW)
 Biến áp hàn: Pqđ = Pđm. √TĐ = Sđm.cos𝜑. √𝜀 = 40.0,4. √36% = 9,6 (kW)
Sau khi quy đổi, ta có bảng sau: Tên thiết bị Số lượng Pđm (kW) Ksd Cos𝜑 Ksd.Pđm Cos𝜑.Pđm Cầu trục 1 9,6 0,1 0,5 0,96 4,8 Quạt gió 1 6,5 0,6 0,8 3,9 5,2 Quạt gió 1 50 0,6 0,8 3 40 Máy biến áp hàn 1 9,6 0,2 0,4 1,92 3,84 Tủ sấy 1 31,5 0,75 0,95 23,625 29,925 Lò điện 1 25 0,75 0,95 18,75 23,75 Máy hút bụi 1 2 0,06 0,5 0,12 1 Tổng nhóm 7 134,2 52,275 108,815
Hệ số sử dụng của nhóm thiết bị: ∑ Ksd-nhóm = = ∑ . đ = , = 0,39 ∑ đ ∑ đ , Duy Linh – 20191549
Hệ số công suất trung bình: ∑ . Cos đ 𝜑 = = , = 0,8 ó ∑ đ ,
Tỷ số giữa công suất của thiết bị lớn nhất và bé nhất là: m = 50 = 25 2
Do tổng số thiết bị (n = 7) và m>3 và Ksd-nhóm ≥ 0,2 nên ta có thể tính gần đúng: ∑ n đ hq =
= . , ~ 5 ≤ 7 (Tổng số thiết bị) đ Tra bảng: nhq Ksd Kmax 5 0,3 2 5 0,4 1,76 , ,
Với Ksd = 0,39, áp dụng nội suy: Kmax = .(1,76 – 2) + 2 = 1,784 , ,
Phụ tải điện của nhóm: Ptt = Kmax.Ksd.∑ 𝑃đ = 1,784.0,39.134,2 = 93,37 (kW)  Qtt = Ptt.tan𝜑
= 93,37.tan(arccos0,8) = 70,03 (kVAr) ó
Câu 2: Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng
Phụ tải tính toán của toàn phân xưởng ( Ở đây, ta chọn Kdt = 1 do chỉ có 2 phụ tải) 𝑃 = 𝐾đ (𝑃 ó + 𝑃 ó
) = 1.(101,07+93,37) = 194,44 (kW) Câu 3: Lựa chọn MBA
Công suất biểu kiến của nhóm 1: Stt-nhóm1 = 𝑃 ó 𝑐𝑜𝑠𝜑 = 101,07 = 168,45 (kVA) 0,6
Công suất biểu kiến của nhóm 2: Stt-nhóm2 = 𝑃 ó 𝑐𝑜𝑠𝜑 = 93,37 = 116,71 (kVA) 0,8
Do trạm chỉ có 1 MBA, cần chọn: SđmB ≥ ∑ 𝑆 = Stt-nhóm1 + Stt-nhóm2 = 285,16 (kVA)
Chọn MBA do ABB chế tạo, mức điều chỉnh điện áp ±2x2,5%:
 Công suất biểu kiến 315 kVA  Điện áp 22/0,4 kV
 Tổn hao không tải: ∆Po = 720 W
 Tổn hao ngắn mạch: ∆PN = 4850 W
 Điện áp ngắn mạch %: UN% = 4
 Kích thước: Dài- Rộng- Cao: 1380-865-1525 mm  Trọng lượng: 1275 kg Duy Linh – 20191549
Câu 4: Lựa chọn Aptomat và tiết diện cho các đoạn cáp theo ĐK phát nóng có phối hợp với lựa chọn Aptomat. Lựa chọn Aptomat UđmA ≥ UđmLĐ = 400 V
 Cần lựa chọn theo 3 điều kiện: IđmA ≥ Itt IcđmA ≥ IN Chọn Aptomat nhánh A1, A2. I đmA1 ≥ Itt-nhóm1 = ó = , = 255,93 A √ . đ √ . , . , I đmA2 ≥ Itt-nhóm2 = ó = , = 177,33 A √ . đ √ . , . ,
Chọn Aptomat A0 (Aptomat tổng): I đmA0 ≥ IđmB = đ = = 505,18 A √ đ √ . ,
Note: Aptomat tổng A0 cần được chọn theo dòng định mức của MBA
 Nhánh A1 cần chọn Aptomat NS400N do Merlin Gerin chế tạo.
 Nhánh A2 cần chọn Aptomat NS250N do Merlin Gerin chế tạo.
 Nhánh A0 cần chọn Aptomat NS630H do Merlin Gerin chế tạo.
Thông số chi tiết của Aptomat đã chọn: Aptomat Loại Uđm (VA) Iđm (A) IN (kA) Số cực A0 NS630N 690 630 20 3-4 A1 NS400N 690 400 10 3-4 A2 NS250N 690 250 8 2-3-4
Nguồn: Giáo trình thiết kế cấp điện của tác giả Vũ Văn Tẩm – Ngô Hồng Quang
Tiết diện cho các đoạn cáp theo ĐK phát nóng có phối hợp với lựa chọn Aptomat.
Cần lựa chọn dây dẫn theo điều kiện: k1k2Icp ≥ Itt , đ k1k2Icp ≥ ,
Trong bài này, ta sẽ coi k1k2 = 1, do đó:
 Với cáp 0, cần chọn cáp điện với Icp-cáp0 ≥ IđmB = 505,18 A , , ∗ I đ cp ≥ = = 525 A , , Duy Linh – 20191549
 Với cáp 1, cần chọn cáp điện với Icp-cáp1 ≥ Itt-nhóm1 = 255,93 A , , ∗ I đ cp ≥ = = 333,33 A , ,
 Với cáp 2, cần chọn cáp điện với Icp-cáp2 ≥ Itt-nhóm2 = 177,33 A , , ∗ I đ cp ≥ = = 208,33 A , ,
 Chọn cáp đồng hạ áp cách điện PVC do hãng LENS chế tạo. Thông tin chi tiết như sau: D (mm) Icp (A) Cáp F Lõi Vỏ M Ro (Ω/km) ở Trong Ngoài (mm2) (kg/km) 20oC nhà trời Min Max
Cáp 0 3x240 17,9/11,1 53,2 61,5 9600 0,0754/0,193 501 538 + 95 Cáp 1 1x120 12,6 17,9 21,0 1233 0,153 343 382 Cáp 2 1x70 10,1 14,4 17,0 766 0,268 254 268
Nguồn: Sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện – Ngô Hồng Quang
Câu 5: Tính toán ngắn mạch tại N và N1. Khi tính ngắn mạch cho phép bỏ qua tổng trở
của Aptomat và thanh góp. Kiểm tra khả năng cắt ngắn mạch của các Aptomat và điều
kiện phát nóng khi ngắn mạch của cáp. Tính toán ngắn mạch:
Dựa vào thông số MBA đã chọn ở câu 3, tổng trở quy đổi của MBA là: %. . 𝑍̇ = ∆P đ N. đ + j. = 4850. + j. = 7,82 + j.20,32 (mΩ) đ . đ .
Khi không có bảng tra xo, ta có thể lấy gần đúng: xo = 0,08 ÷ 0,1 (Ω/km). Ở bài này, ta
chọn xo = 0,1 (Ω/km). Do đó, ta tính được tổng trở của các đoạn cáp:
 Cáp 0: Zcáp0 = (ro +jxo)lcáp0 = (0,193 + j.0,1).0,1 = 0,0193 + j0,01 Ω
 Cáp 1: Zcáp1 = (r1 +jx1)lcáp1 = (0,153 + j.0,1).0,05 = 7,65.10-3 + j.5.10-3 Ω
 Cáp 2: Zcáp2 = (r2 +jx2)lcáp2 = (0,268 + j.0,1).0,035 = 9,38.10-3+ j.3,5.10-3 Ω
Tính toán ngắn mạch: (Bỏ qua tổng trở của Aptomat và thanh góp) Duy Linh – 20191549 Tại N: IN = đ = = 10606,82 (A) √ √ . ( , . ) ( , . ) Tại N1: IN1 = đ = = 5677,11 √ á √ . ( , . , ) ( , . , ) (A)
Kiểm tra điều kiện phát nóng và cắt ngắn mạch của các Aptomat:
 Khả năng cắt ngắn mạch của các Aptomat:
IcđmA0 = 20000 A > IN = 10606,82 A
IcđmA1 = 10000 A > IN1 = 5677,11 A
 Các Aptomat đều đảm bảo yêu cầu cắt ngắn mạch.
 Điều kiện phát nóng khi ngắn mạch của cáp:
F ≥ 𝛼𝐼 (𝑘𝐴) 𝑡 . Trong đó: IN: Dòng ngắn mạch hạ áp lớn nhất qua cáp.
𝛼 = 12 với cáp nhôm và 𝛼 = 7 với cáp đồng. 𝑡
: thời gian quy đổi nhiệt (0,5 ÷ 1)
Cáp 0: F0 = 815 > 7.10,606. 0,5 = 52,5 mm2
Cáp 1: F1 = 120 > 7.5,677. 0,5 = 28,1 mm2 Tất cả các cáp đều đảm bảo y/c
Cáp 2: F2 = 70 > 7.5,677. 0,5 = 28,1 mm2
Câu 6: Nêu các điều kiện lựa chọn cáp hạ áp. Giải thích lý do vì sao cần phải phối hợp lựa
chọn giữa cáp hạ áp và Aptomat (hoặc cầu chì).
Chúng ta cần lựa chọn cáp hạ áp theo các điều kiện: (Không chọn theo jkt)
Tổn thất điện áp cho phép ∆Ucp: Nguyên nhân là do khoảng cách truyền tải xa, tổn thất
điện pá lớn, chỉ tiêu chất lượng điện năg dễ bị vi phạm nên tiết diện dây dẫn được chọn theo phương pháp này.
Dòng điện phát nóng cho phép Icp: Phương pháp này dùng chọn thiết diện dây dẫn và
cáp cho lưới hạ áp đô thị, hạ áp công nghiệp và ánh sáng sinh hoạt.
 Cần phải phối hợp lựa chọn giữa cáp hạ áp và Aptomat (hoặc cầu chì) để:
 Bảo vệ điện: Tránh hoặc hạn chế hậu quả nguy hiểm hoặc sự phá hủy của dòng
ngắn mạch hoặc quá tải và hư hỏng cách điện, đồng thời cách ly thiết bị hư hỏng
khỏi hệ thống. Bảo vệ mạch + Bảo vệ người chống sự cố do hư hỏng cách điện +
Bảo vệ động cơ điện.
 Cách ly điện: Cách ly mạch điện or thiết bị ra khỏi hệ thống điện nhằm đảm bảo
cho con người tiến hành ,sửa chữa trên phần cách ly an toàn tuyệt đối. Thông
thường, tất cả các lưới hạ thế đều có thể cách ly được. Trên thực tế, nhằm đảm bảo
tính tối ưu của cung cấp điện liên tục người ta thường đặt thiết bị cách ly ở đầu mỗi mạch.
 Điều khiển thiết bị đóng cắt: Thuật ngữ điều khiển cho tất cả các chức năng
cho phép con người can thiệp có chủ ý một cách an toàn ở các điểm (mức)
khác nhau của lưới điện khi đang mang tải. (Điều khiển khi vận hành + Điều
khiển khi sự cố + Điều khiển khi cắt cho bảo dưỡng) Duy Linh – 20191549 TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA HN
HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN Chữ ký giảng viên VIỆN ĐIỆN ĐỀ SỐ 1 phụ trách
THỜI GIAN LÀM BÀI: 90 PHÚT HP
Thiết kế hệ thống cung cấp điện (đơn giản) cho nhà máy (NM) chế tạo máy kéo với các
số liệu ban đầu như sau: Phụ tải điện của nhà máy như Hình và Bảng; Điện áp nguồn điện
của NM là 10kV; cáp cấp điện trong toàn nhà máy là cáp 10kV XLPE (3x240 mm2) có ro =
1,47Ω/km; xo = 0,1Ω/km NM làm việc 3 ca với Tmax = 4500 giờ. Yêu cầu tính toán và thiết kế:
1. Xác định phụ tải tính toán của toàn nhà máy.
2. Thiết kế mạng điện cao áp cho toàn nhà máy:
xác định phương án đi dây mạng cao áp; xác
định trạm biến áp phân xưởng; xác định tổn
thất công suất và điện năng.
Lưu ý: Dung lượng nhà máy biến áp (kVA)
thường có là: 100, 180, 250, 320, 400, 560, 630,
750, 800, 1000; tất cả MBA đều có ΔPo = 1,2kW,
ΔPn = 6,59kW, UN% = 4,5 và Io% = 1,4.
Phụ tải điện của nhà máy: Tên phân Hiệu suất đặt Loại phụ
Khoảng cách đo từ nguồn đến phân xưởng (kW) tải xưởng (m) PX số 1 300 I 100 PX số 2 100 I 400 PX số 3 250 III 700
Chú ý: Nộp đề cùng bài làm và không mở tài liệu. Duy Linh - 20191549 Bài làm
1. Xác định phụ tải tính toán của toàn nhà máy
Dựa vào bảng phân loại phụ tải kèm bảng phụ lục như hình dưới:
Phụ tải loại I gồm PXI và PXII  Chọn knc = 0,7 và cosφ = 0,9  tanφ = 0,484.
Phụ tải loại III gồm PXIII  Chọn knc = 0,3 và cosφ = 0,5  tanφ = 1,732.
Công thức xác định phụ tải tính toán theo knc và Pđặt: Ptt = knc.Pđặt và Qtt = Ptt.tanφ Duy Linh - 20191549 Ta có bảng sau: Tên phân xưởng Pđặt (kW) knc cosφ tanφ Ptt (kW) Qtt (kVAr) Phân xưởng I 300 0,7 0,9 0,484 210 101,64 Phân xưởng I 100 0,7 0,9 0,484 70 33,88 Phân xưởng I I 250 0,3 0,5 1,732 75 129,9
Do có 3 PX nên theo bảng trên, ta chọn hệ số đồng thời Kđt = 0,9
Phụ tải tính toán của nhà máy theo hệ số đồng thời là:  PttNM = Kđt.∑
𝑃 = 0,9. (210+70+75) = 319,5 (kW)  QttNM = Kđt.∑
𝑄 = 0,9. (101,64+33,88+129,9) = 238,878 (kVAr)  SttNM = 𝑃 + 𝑄
= 319,5 + 238,878 = 398,93 (kVA)
2. Thiết kế mạng điện cao áp cho toàn nhà máy:
Bước 1: Chọn máy biến áp cho các phân xưởng:
Để đơn giản hóa bài toàn thiết kế, ta sẽ lựa chọn MBA trong điều kiện bình thường và chọn Kt = 1. Cụ thể: Duy Linh - 20191549 Phân xưởng I:
 Stt = 𝑃 + 𝑄 = 210 + 101,64 = 233,3 (kVA)
 Phân xưởng I là phụ tải loại I nên ta sẽ chọn 2 MBA và đưởng dây lộ kép để cấp điện.  Có: n.SMBA ≥  SMBA ≥ = = , = 116,65 (kVA) .
 Cần chọn 2 MBA có dung lượng 180kVA để cấp điện cho phân xưởng I. Phân xưởng II:
 Stt = 𝑃 + 𝑄 = 70 + 33,88 = 77,77 (kVA)
 Phân xưởng II là phụ tải loại I nên ta sẽ chọn 2 MBA và đưởng dây lộ kép để cấp điện.  Có: n.SMBA ≥  SMBA ≥ = = , = 38,89 (kVA) .
 Cần chọn 2 MBA có dung lượng 100kVA để cấp điện cho phân xưởng II. Phân xưởng III:
 Stt = 𝑃 + 𝑄 = 75 + 129,9 = 150 (kVA)
 Phân xưởng II là phụ tải loại I nên ta sẽ chọn 1 MBA và đưởng dây lộ đơn để cấp điện.  Có: n.SMBA ≥  SMBA ≥ = = = 150 (kVA) .
 Cần chọn 1 MBA có dung lượng 180kVA để cấp điện cho phân xưởng III. Sơ đồ cung cấp điện: Duy Linh - 20191549 Thông số của MBA: MBA có dung lượng 100kVA MBA có dung lượng 180kVA %. , . %. , . ∆Q đ đ o = = = 1,4 (kVAr) ∆Qo = = = 2,52 (kVAr) . . Rb = ∆PN. đ = 6,59.103.(
) = 6,59 (Ω) Rb = ∆PN. đ = 6,59.103.( ) = 20,34 (Ω) đ . đ . %. %. X đ đ b = = , .( . ) = 45 (Ω) Xb = = , .( . ) = 25 (Ω) . đ . . . đ . . Sơ đồ thay thế:
*Lưu ý: Do cáp cấp điện trong toàn nhà máy là cáp 10kV XLPE (3x240 mm2) thỏa mãn
điều kiện cáp ngầm dưới 22kV và khoảng cách ngắn (<1km) nên ta có thể bỏ qua tổng dẫn Y.
Tổng trở của các đường dây:
ZN1 = .(Ro+jXo).l = .(1,47+j.0,1).0,1 = 0,0735 + 5.10-3j (Ω)
ZN2 = .(Ro+jXo).l = .(1,47+j.0,1).0,4 = 0,294 + 0,02j (Ω)
ZN3 = .(Ro+jXo).l = .(1,47+j.0,1).0,7 = 1,029 + 0,07j (Ω)
Thông số của các MBA trong sơ đồ tải thay thế:
∆So1 = m(∆Po1+j.∆Qo1) = 2.(1,2+j.2,52) = 2,4+j.5,04 (kVA)
Zb1 = .(Rb1+jXb1) = .(20,34+j.25) = 10,17+j.12,5 Ω Duy Linh - 20191549
∆So2 = m(∆Po2+j.∆Qo2) = 2.(1,2+j.1,4) = 2,4+j.2,8 (kVA)
Zb2 = .(Rb2+jXb2) = .(65,9+j.45) = 32,95+j.22,5 Ω
∆So3 = m(∆Po3+j.∆Qo3) = 1.(1,2+j.2,52) = 1,2+j.2,52 (kVA)
Zb3 = .(Rb3+jXb3) = .(20,34+j.25) = 20,34+j.25 Ω
Tổn thất công suất trên các đường dây: , . ∆SN1 = .ZN1 = (
) . (0,0735 + 5.10-3j) = 0,04+0,003j (kVA) . , . ∆SN2 = .ZN2 = (
) . (0,294 + 0,02j) = 0,02+0,001j (kVA) . . ∆SN3 = .ZN3 = (
) . (1,029 + 0,07j) = 0,23+0,016j (kVA) .
 Tổn thất công suất trên đường dây: ∆SD = ∆SN1 + ∆SN2 + ∆SN3 = 0,29 + j0,02 (kVA)
 Tổn thất không tải trên các MBA: ∆So(MBA) = ∆So1 + ∆So2 + ∆So3 = 6 + j10,36 (kVA)
 Tổn thất công suất trên các cuộn dây của MBA:
∆SD(MBA) = .Zb1 + .Zb2 + .Zb3 = 12,1 + 13,79j (kVA)
 TTCS của mạng điện: ∆S = ∆SD + [∆So(MBA) + ∆SD(MBA)]= 18,39 + j.24,17 (kVA)
 Thời gian tổn thất công suất lớn nhất:
𝜏 = (0,124 + Tmax.10-4)2.8760 = (0,124 + 4500.10-4)2.8760 = 2886,21 (giờ)
 Tổn thất điện năng trên mạng điện:
∆A = ∆AD + ∆AMBA = ∆PD.𝜏 + (∆PoD.T + ∆PD(MBA).𝜏)
= 0,29.2886,21 + (6.8760 + 12,1.2886,21) = 88320,14 (kWh) Duy Linh - 20191549 TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐỀ THI HỌC PHẦN
Chữ ký giảng viên phụ trách HP BÁCH KHOA HÀ NỘI CUNG CẤP ĐIỆN-EE3425
BCN BỘ MÔN HỆ THỐNG ĐIỆN SỐ ĐỀ: 1
THỜI GIAN LÀM BÀI: 90 PHÚT Nguyễn Hồng Nhung
Họ tên sinh viên: …………………………………………………………………………MSSV……………………………………………….. N1 Cáp 1 N 50m A1 Nhóm 1 A 200m Cáp 0 Nhóm 2 A 0 TBA 10/0,4kV Cáp 2 A 2 65m Tủ phân phối của phân xưởng T/T Tên thiết bị Số C/suất định mức Hệ số sử Hệ số lượng Pđm , kW dụng, ksd Cos Nhóm -1 1 Máy tiện 1 10,4 0,1 0,6 2 Máy tiện 2 18,5 0,2 0,65 3 Máy khoan 1 4,2+2*N 0,25 0,6 4 Máy phay 1 22,6+N/2 0,1+N/120 0,7 5 Máy phay 1 18,2 0,2 0,6 6 Máy phay 1 5,8 0,15 0,6 7 Máy mài 1 5,6+100/N 0,15 0,55 8 Máy doa 1 8,5 0,25 0,65 Nhóm -2 9 Cầu trục có TĐ% = 25% 1 45,2 0,3 0,6 10 Quạt gió 1 7,5 0,2 0,65 11 Quạt gió 1 13,0+N/20 0,2 0,65 12
Máy biến áp hàn có TĐ% 1 40kVA 0,75 0,4 = 40% 13 Tủ sấy 1 15,0 + 2*N 0,35 0,8 14 Lò điện 1 45,0+N/10 0,75 0,9 15 Máy hút bụi 1 5,0 0,36 0,5
Phân xưởng sửa chữa cơ khí có 16 thiết bị điện đều là thiết bị 3 pha 380V được chia thành 2 nhóm, và được
cung cấp điện theo sơ đồ như trên hình vẽ.
Câu 1: Xác định phụ tải tính toán của từng nhóm thiết bị (2 điểm)
Câu 2: Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng ( 1 điểm)
Câu 3: Lựa chọn máy biến áp ( yêu cầu đầy đủ các thông số) ( 1 điểm)
Câu 4: Lựa chọn các aptomat và lựa chọn tiết diện các đoạn cáp theo điều kiện phát nóng có phối hợp với lựa
chọn aptomat. Chọn thanh góp cho tủ phân phối và các tủ đông lực của phân xưởng. ( 3 điểm)
Câu 5: Tính ngắn mạch tại N và N1. Kiểm tra khả năng cắt ngắn mạch của các aptomat và điều kiện phát
nóng khi ngắn mạch của cáp. Kiểm tra ổn định động, ổn định nhiệt cho thanh góp tại tủ hạ áp của trạm biến
áp và tủ phân phối của phân xưởng. Biết thanh góp bằng đồng có ứng suất cho phép là 1400kG/cm2, khoảng
cách giữa các bát sứ đỡ thanh là 60cm, khoảng cách giữa các pha là 15cm. ( 3 điểm)
GHI CHÚ: - N là 2 số cuối của MSSV. Ví dụ: MSSV = 20123264 thì N=64
- Được sử dụng tài liệu
- Phải nộp lại đề thi
Câu 1: Xác định phụ tải tính toán của từng nhóm thiết bị:
MSSV: 20191549  N = 49. Ta có bảng sau: Xét Nhóm-1: Tên thiết bị Số lượng Pđm (kW) Ksd Cos𝜑 Ksd.Pđm Cos𝜑.Pđm Máy tiện 1 18,4 0,1 0,6 1,84 11,04 Máy tiện 2 18,5 0,2 0,65 3,70 12,03 Máy khoan 1 102,2 0,25 0,6 25,55 61,32 Máy phay 1 47,1 0,51 0,7 23,94 32,97 Máy phay 1 18,2 0,2 0,6 3,64 10,92 Máy phay 1 5,8 0,15 0,6 0,87 3,48 Máy mài 1 7,64 0,15 0,55 1,15 4,20 Máy doa 1 8,5 0,25 0,65 2,13 5,53 Tổng nhóm 9 244,84 66,51 153,51
Hệ số công suất trung bình: ∑ . Cos đ 𝜑 = = , ó ~ 0,63 ∑ đ ,
Hệ số sử dụng trung bình của cả nhóm thiết bị: ∑ , Ksd-nhóm = = ∑ . đ = ~ 0,27 ∑ đ ∑ đ ,
Tỷ số giữa công suất của thiết bị lớn nhất và bé nhất là: m = 102,2 5,8 ~ 17,62
Do tổng số thiết bị (n = 9) và m>3 và Ksd-nhóm ≥ 0,2 nên ta có thể tính gần đúng: ∑ n đ hq =
= . , ~ 5 ≤ 9 (Tổng số thiết bị) đ , Tra bảng: nhq Ksd Kmax 5 0,2 2,42 5 0,3 2 , ,
Với Ksd = 0,27, áp dụng nội suy: Kmax = .(2 – 2,42) + 2,42 = 2,126 , ,
Phụ tải điện của nhóm: Ptt = Kmax.Ksd.∑ 𝑃đ = 2,126*0,27*244,84 = 140,54 (kW)  Qtt = Ptt.tan𝜑
= 140,54.tan(arccos0,63) = 173,24 (kVAr) ó Duy Linh – 20191549 Xét Nhóm-2:
Trước hết, cần quy đổi các thiết bị về 3 pha và dài hạn:
 Cầu trục: Pqđ = Pđm.√TĐ = 45,2.√25% = 22,6(kW)
 Biến áp hàn: Pqđ = Pđm. √TĐ = Sđm.cos𝜑. √𝜀 = 40.0,4. √40% = 10,12 (kW)
Sau khi quy đổi, ta có bảng sau: Tên thiết bị Số lượng Pđm (kW) Ksd Cos𝜑 Ksd.Pđm Cos𝜑.Pđm Cầu trục 1 22,6 0,3 0,6 6,78 13,56 Quạt gió 1 7,5 0,2 0,65 1,50 4,88 Quạt gió 1 15,45 0,2 0,65 3,09 10,04 Máy biến áp hàn 1 10,12 0,75 0,4 7,59 4,05 Tủ sấy 1 113 0,35 0,8 39,55 90,40 Lò điện 1 49,9 0,75 0,9 37,43 44,91 Máy hút bụi 1 5 0,36 0,5 1,80 2,50 Tổng nhóm 7 223,57 97,74 170,34
Hệ số sử dụng của nhóm thiết bị: ∑ Ksd-nhóm = = ∑ . đ = , = 0,44 ∑ đ ∑ đ ,
Hệ số công suất trung bình: ∑ . Cos đ 𝜑 = = , = 0,76 ó ∑ đ ,
Tỷ số giữa công suất của thiết bị lớn nhất và bé nhất là: m = 113 = 22,6 5
Do tổng số thiết bị (n = 7) và m>3 và Ksd-nhóm = 0,44 ≥ 0,2 nên ta có thể tính gần đúng: ∑ n đ hq =
= . , ~ 4 ≤ 7 (Tổng số thiết bị) đ Tra bảng: nhq Ksd Kmax 4 0,4 1,87 4 0,5 1,65 , ,
Với Ksd = 0,38, áp dụng nội suy: Kmax =
.(1,65 – 1,87) + 1,87 = 1,782 , ,
Phụ tải điện của nhóm: Ptt = Kmax.Ksd.∑ 𝑃đ = 1,782*0,44*223,57 = 175,30 (kW)  Qtt = Ptt.tan𝜑
= 175,30.tan(arccos0,76) = 149,91 (kVAr) ó Duy Linh – 20191549
Câu 2: Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng
Phụ tải tính toán của toàn phân xưởng ( Ở đây, ta chọn Kdt = 1 do chỉ có 2 nhóm phụ tải) 𝑃 = 𝐾đ (𝑃 ó + 𝑃 ó
) = 1.(140,54 + 175,30) = 315,84 (kW) Câu 3: Lựa chọn MBA
Công suất biểu kiến của nhóm 1: Stt-nhóm1 = 𝑃 ó 𝑐𝑜𝑠𝜑 = 140,54 = 223,08 (kVA) 0,63
Công suất biểu kiến của nhóm 2: Stt-nhóm2 = 𝑃 ó 𝑐𝑜𝑠𝜑 = 175,30 = 96,54 (kVA) 0,78
Do trạm chỉ có 1 MBA, cần chọn: SđmB ≥ ∑ 𝑆 = Stt-nhóm1 + Stt-nhóm2 = 319,62 (kVA)
Chọn MBA phân phối do ABB chế tạo, mức điều chỉnh điện áp ± 2 x 2,5%
 Công suất biểu kiến 400 kVA  Điện áp 10/0,4 kV
 Tổn hao không tải: ∆Po = 840 W
 Tổn hao ngắn mạch: ∆PN = 5750 W
 Điện áp ngắn mạch %: UN% = 4,5
 Kích thước: Dài- Rộng- Cao: 1620 – 1055 – 1500 mm  Trọng lượng: 1440 kg
Câu 4: Lựa chọn Aptomat và tiết diện cho các đoạn cáp theo ĐK phát nóng có phối hợp
với lựa chọn Aptomat. Chọn thanh góp cho tủ phân phối và các tủ động lực của phân xưởng. Lựa chọn Aptomat UđmA ≥ UđmLĐ = 400 V
 Cần lựa chọn theo 3 điều kiện: IđmA ≥ Itt IcđmA ≥ IN Chọn Aptomat nhánh A1, A2. I đmA1 ≥ Itt-nhóm1 = ó = , = 338,93 A √ . đ √ . , . , I đmA2 ≥ Itt-nhóm2 = ó = , = 341,46 A √ . đ √ . , . ,
Chọn Aptomat A0 (Aptomat tổng): I đmA0 ≥ IđmB = đ = = 577,35 A √ đ √ . ,
Note: Aptomat tổng A0 cần được chọn theo dòng định mức của MBA
Ta chọn Aptomat kiểu hộp, dãy E do Merlin Gerin chế tạo: Duy Linh – 20191549 Aptomat Loại
Uđm (V) Iđm (A) IN (kA) Số cực Kích thước (mm) Rộng Cao Sâu A0 NS600E 500 600 15 3 140 255 110 A1 NS400E 500 400 15 3 140 255 110 A2 NS400E 500 400 15 3 140 255 110
Nguồn: Trang 148 Sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện - Ngô Hồng Quang
Tiết diện cho các đoạn cáp theo ĐK phát nóng có phối hợp với lựa chọn Aptomat.
Cần lựa chọn dây dẫn theo điều kiện: k1k2Icp ≥ Itt , đ k1k2Icp ≥ ,
Trong bài này, ta sẽ coi k1k2 = 1, do đó:
 Với cáp 0, cần chọn cáp điện với Icp ≥ IđmB = 577,35 A , , ∗ I đ cp ≥ = = 500 A , ,
 Với cáp 1, cần chọn cáp điện với Icp ≥ Itt-nhóm1 = 338,93 A , , ∗ I đ cp ≥ = = 333,33 A , ,
 Với cáp 2, cần chọn cáp điện với Icp ≥ Itt-nhóm2 = 341,46 A , , ∗ I đ cp ≥ = = 333,33 A , ,
 Chọn cáp XLPE 6350/11000 V lõi đồng, đai thép, loại BS6622 do DELTA chế tạo. Thông tin chi tiết như sau: Cáp F Lo Xo Ro Co Iđm (A) IN (kA) Iđất (kA)
(mm2) (mH/m) (Ω/km) (Ω/km) (µF/km) 1s 1s 0 240 0,26 0,081 0,11 0,53 600 34,9 24,5 1 95 0,29 0,092 0,26 0,32 353 13,6 13,6 2 95 0,29 0,092 0,26 0,32 353 13,6 13,6
Nguồn: Trang 251 Sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện - Ngô Hồng Quang
Chọn thanh góp theo điều kiện phát nóng lâu dài cho phép.
 Tủ phân phối: Icp ≥ IđmB = 577,35 A
 Tủ động lực của PX1: Icp ≥ Itt-nhóm1 = 338,93 A
 Tủ động lực của PX2: Icp ≥ Itt-nhóm2 = 341,46 A
 Chọn thanh góp bằng đồng (nhiệt độ tiêu chuẩn của MT xung quanh là 25oC)
Nguồn: Trang 362 Sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện - Ngô Hồng Quang
Thông tin chi tiết như bảng sau: Duy Linh – 20191549 Thanh góp Kích thước Tiết diện 1 Khối lượng Icp (A)-Mỗi (mm) thanh (mm2) (kg/m) pha 1 thanh Tủ phân phối 30 x 4 160 1,424 625 Tủ động lực 1 25 x 3 75 0,668 340 Tủ động lực 2 25 x 3 75 0,668 340
Câu 5: Tính toán ngắn mạch tại N và N1. Kiểm tra khả năng cắt ngắn mạch của các
Aptomat và điều kiện phát nóng khi ngắn mạch của cáp. Kiểm tra ổn định động, ổn định
nhiệt của thanh góp tại tủ hạ áp của trạm biến áp và tủ phân phối của phân xưởng. Biết
thanh góp đồng có ứng suất cho phép là 1400kG/cm2, khoảng cách giữa các bát sứ đỡ
thanh là 60 cm và khoảng cách giữa các pha là 15 cm. Tính toán ngắn mạch:
Chọn MBA phân phối do ABB chế tạo, mức điều chỉnh điện áp ± 2 x 2,5%
 Công suất biểu kiến 400 kVA  Điện áp 10/0,4 kV
 Tổn hao không tải: ∆Po = 840 W
 Tổn hao ngắn mạch: ∆PN = 5750 W
 Điện áp ngắn mạch %: UN% = 4,5
 Kích thước: Dài- Rộng- Cao: 1620 – 1055 – 1500 mm  Trọng lượng: 1440 kg
Dựa vào thông số MBA đã chọn ở câu 3, tổng trở quy đổi của MBA là: %. , . 𝑍̇ = ∆P đ N. đ + j. = 5750. + j. = 5,75 + j.18 (mΩ) đ . đ .
Tổng trở của các đoạn cáp:
 Cáp 0: Zcáp0 = (ro +jxo)lcáp0 = (0,11 + j.0,081).0,2 = 0,022 + j0,0162 Ω
Tính toán ngắn mạch: (Bỏ qua tổng trở của Aptomat và thanh góp) Tại N: IN = đ = ~ 12221,58 (A) √ √ . ( , . ) ( . ) Tại N1: IN1 = đ = ~ 5243,63(A) √ á √ . ( , . , ) ( . , ) Duy Linh – 20191549
Kiểm tra điều kiện phát nóng và cắt ngắn mạch của các Aptomat:
 Khả năng cắt ngắn mạch của các Aptomat:
IcđmA0 = 15000 A > IN = 12221,58 A
IcđmA1 = 15000 A > IN1 = 5243,63 A
 Các Aptomat đều đảm bảo yêu cầu cắt ngắn mạch.
 Điều kiện phát nóng khi ngắn mạch của cáp:
F ≥ 𝛼𝐼 (𝑘𝐴) 𝑡 . Trong đó: IN: Dòng ngắn mạch hạ áp lớn nhất qua cáp.
𝛼 = 12 với cáp nhôm và 𝛼 = 7 với cáp đồng. 𝑡
: thời gian quy đổi nhiệt (0,5 ÷ 1)
Cáp 0: F0 = 240 > 7*12,222* √1 = 86,6 mm2
Cáp 1: F1 = 95 > 7*5,243*√1 = 36,7 mm2 Tất cả các cáp đều đảm bảo y/c
Cáp 2: F2 = 95 > 7*5,243*√1 = 36,7 mm2
Kiểm tra ổn định động, ổn định nhiệt của thanh góp Tại tủ phân phối:
Trị số dòng ngắn mạch xung kích là: i xk = 1,8√2.IN1 = 1,8√2*5243,63 = 13,35 (kA)
Do khoảng cách giữa các bát sứ đỡ thanh là l = 60 cm và khoảng cách giữa các pha là a = 15 cm nên ta có:
 Lực tính toán do tác động của dòng ngắn mạch là:
Ftt = 1,76.10-2. .ixk = 1,76.10-2* *13,35 = 0,94 kG
 Mô men uốn tính toán là: * , * M = = = 5,64 kG.cm
Do thanh góp có dạng hình chữ nhật đặt đứng nên Mô men chống uốn của thanh là: . W = = 80 mm3 = 0,08 cm3
Ứng suất tính toán xuất hiện trong thanh góp do tác động của lực điện động khi ngắn
mạch là: 𝜎tt = = , = 70,5 kG/cm2 ,
Do thanh góp bằng đồng nên hệ số xác đinnhj bởi nhiệt độ phát nóng cho phép của
thanh góp là 𝛼 = 6. Chọn tqđ = tc = 0,5s.
 Kết quả kiểm tra thanh góp tại tủ phân phối như sau:
Đại lượng chọn và kiểm tra Kết quả
Khả năng ổn định động
𝜎cp = 1400 > 𝜎tt = 70,5 (kG/cm)
Khả năng ổn định nhiệt
F = 30x4 = 120 > 𝛼.IN1. 𝑡 = 6*5,243* đ 0,5 = (mm2) 22,24
Kết luận: Vậy thanh góp đã chọn cho tủ phân phối thỏa mãn điều kiện
Note: Tủ hạ áp kiểm tra tương tự Duy Linh – 20191549 TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐỀ THI HỌC PHẦN
Chữ ký giảng viên phụ trách HP BÁCH KHOA HÀ NỘI CUNG CẤP ĐIỆN-EE3426
BCN BỘ MÔN HỆ THỐNG ĐIỆN SỐ ĐỀ: 1
THỜI GIAN LÀM BÀI: 90 PHÚT Nguyễn Hồng Nhung
Họ tên sinh viên: …………………………………………………………………………MSSV……………………………………………….. 1 Phân xưởng 1 150m Cấp điện áp về Cáp đồng 2 nhà máy ???kV 200m Phân xưởng 2 250m 3 Phân xưởng 3 Dây AC-12km 400m 4 Trạm biến áp trung Trạm phân phối 200m Phân xưởng 4 gian 110/35/22kV trung tâm 5 Phân xưởng 5 ???/0,4kV
STT Tên phân xưởng Pđặt (kW) Diện tích (m2) Knc cosφ P0 (W/m2) 1 Phân xưởng 1 2500 3000 0,85 0,65 14 2 Phân xưởng 2 1200 1000 +N 0,5 0,8 15 3 Phân xưởng 3 500 +N 1200 0,7 0,65 14 4 Phân xưởng 4 800 950 +N 0,75 0,65 20 5 Phân xưởng 5 600 + N*3 500 0,6 0,7 10
Một nhà máy có 5 phân xưởng được cung cấp điện theo sơ đồ như trên hình vẽ. Nhà máy được cấp điện từ
trạm biến áp trung gian 110/35/22kV cách nhà máy 12km. Đường dây đi về nhà máy là dây AC lộ kép, đường
dây từ trạm phân phối trung tâm (TPPTT) của nhà máy đến các trạm biến áp phân xưởng (TBAPX) dùng cáp
đồng, lộ đơn. Nhà máy có Tmax=4500h
Câu 1: Xác định phụ tải tính toán của các phân xưởng và của toàn nhà máy (3 điểm)
Câu 2: Chọn cấp điện áp từ trạm biến áp trung gian về nhà máy (1 điểm)
Câu 3: Lựa chọn công suất định mức máy biến áp của các TBAPX ( 1 điểm)
Câu 4: Lựa chọn tiết diện các đường dây theo điều kiện mật độ kinh tế của dòng điện và kiểm tra lại bằng điều kiện phát nóng (2 điểm)
Câu 5: Yêu cầu nâng cao cos của toàn nhà máy lên 0,9. Tính lượng công suất phản kháng (CSPK) cần bù
cho nhà máy và phân phối dung lượng bù về các TBAPX. (1 điểm)
Câu 6: Trước khi bù CSPK, nhà máy vẫn đang vận hành bình thường. Vậy việc đặt bù để nâng cao cos có
cần thiết hay không? Nếu có, hãy giải thích lý do và nêu rõ lợi ích mà nhà máy thu được sau khi đặt bù. Việc
phân phối dung lượng bù về các TBAPX có cần thiết hay không và tại sao? (2 điểm)
GHI CHÚ: N là 2 số cuối của MSSV. Ví dụ: MSSV = 20123264 thì N=64
- Được sử dụng tài liệu
- Phải nộp lại đề thi
ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ĐỀ THI HỌC PHẦN
Chữ ký giảng viên phụ trách HP
TRƯỜNG ĐIỆN – ĐIỆN TỬ CUNG CẤP ĐIỆN-EE3426 KHOA ĐIỆN SỐ ĐỀ: 1
THỜI GIAN LÀM BÀI: 90 PHÚT (Đề thi dạng mở) Nguyễn Hồng Nhung
Họ tên sinh viên: …………………………………………………………………………MSSV……………………………………………….. N1 Cáp 1 N 40m A1 Nhóm 1 A 150m Cáp 0 Nhóm 2 A 0 TBA 10/0,4kV Cáp 2 A 2 65m Tủ phân phối của phân xưởng T/T Tên thiết bị Số C/suất định mức Hệ số sử Hệ số lượng Pđm , kW
dụng lớn nhất, ku Cos Nhóm -1 1 Máy tiện 1 20,4 0,8 0,6 2 Máy tiện 2 8,5 0,6 0,65 3 Máy khoan 1 14,2+N 0,55 0,6 4 Máy phay 1 2,6+N/2 0,75 0,7 5 Máy phay 1 8,2 0,8 0,6 6 Máy phay 1 5,8 0,65 0,6 7 Máy mài 1 5,6+N 0,7 0,55 8 Máy doa 1 8,5 0,75 0,65 Nhóm -2 9 Cầu trục có TĐ% = 25% 1 35,2 0,6 0,5 10 Quạt gió 1 7,5 0,9 0,6 11 Quạt gió 1 3,0+N/2 0,9 0,6
12 Máy biến áp hàn có TĐ% 1 30kVA 0,55 0,4 = 40% 13 Tủ sấy 1 10,0 + N 0,8 0,9 14 Lò điện 1 35,0 0,75 0,85 15 Máy hút bụi 1 3,0 0,3 0,5
Phân xưởng sửa chữa cơ khí có 16 thiết bị điện đều là thiết bị 3 pha 380V được chia thành 2 nhóm, và được
cung cấp điện theo sơ đồ như trên hình vẽ.
Câu 1: Xác định phụ tải tính toán của từng nhóm thiết bị và của toàn phân xưởng (2 điểm)
Câu 2: Lựa chọn máy biến áp ( yêu cầu đầy đủ các thông số) (1 điểm)
Câu 3: Chọn các aptomat và tiết diện các đoạn cáp theo điều kiện phát nóng có phối hợp với aptomat. Chọn
thanh góp cho tủ hạ áp của trạm biến áp. (2 điểm)
Câu 4: Tính ngắn mạch tại N và N1. Cho phép bỏ qua tổng trở của aptomat và thanh góp. (1 điểm)
Câu 5: Kiểm tra - Khả năng cắt ngắn mạch của các aptomat (1 điểm)
- Điều kiện phát nóng khi ngắn mạch của cáp (1 điểm) -
Kiểm tra ổn định động, ổn định nhiệt cho thanh góp tại tủ hạ áp của TBA. Biết thanh
góp bằng đồng có ứng suất cho phép là 1400kG/cm2, khoảng cách giữa các bát sứ đỡ thanh
là 60cm, khoảng cách giữa các pha là 10cm. (1 điểm)
Câu 6: Lựa chọn cáp hạ áp có gì khác so với lựa chọn cáp trung áp, tại sao? Giải thích lý do vì sao cần phải
kiểm tra phát nóng của cáp khi ngắn mạch? (1 điểm)
GHI CHÚ: - N là 2 số cuối của MSSV. Ví dụ: MSSV = 20123264 thì N=64
- Được sử dụng tài liệu
- Phải nộp lại đề thi
ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ĐỀ THI HỌC PHẦN
Chữ ký giảng viên phụ trách HP
TRƯỜNG ĐIỆN – ĐIỆN TỬ CUNG CẤP ĐIỆN-EE3425 SỐ ĐỀ: 1
THỜI GIAN LÀM BÀI: 60 PHÚT (Đề thi dạng mở)
Họ tên sinh viên: …….…………………………………………………..MSSV….…………………………………….. Bài 1. (3 đ)
Một trạm biến áp cấp điện cho các phụ tải thông qua bốn xuất tuyến. Xuất tuyến 1 cấp điện cho 6 khách hàng
có công suất cực đại trong ngày lần lượt là 70kW, 90kW, 20kW, 50kW, 10kW và 20kW. Hệ số không đồng
thời của các khách hàng này là 1,3. Xuất tuyến 2 cấp điện cho 4 khách hàng có công suất cực đại trong ngày
lần lượt là 60 kW, 40 kW, 70 kW và 30 kW với hệ số không đồng thời là 1,25. Xuất tuyến 3 và 4 có công suất
cực đại trong ngày là 150kW và 200kW. Công suất tải cực đại của trạm là 600kW i)
Tính công suất tính toán của xuất tuyến 1 và 2 i )
Tính hệ số không đồng thời của bốn xuất tuyến. Bài 2. (3 đ)
Đường dây cáp hạ áp cấp cho hai phụ tải tập trung 1 và 2. Trên đoạn đường dây 1-2 có phụ tải phân bố đều
với mật độ phụ tải 250W/m và hệ số công suất cosφ=0.8. Biết loại dây cáp là cáp nhôm PVC 4G70 do hãng
Lens chế tạo. Tính tổn thất điện áp lớn nhất trên đường dây. Bài 3. (3 đ)
Mạng điện 110kV cung cấp điện cho 3 phụ tải với công suất cho trên hình vẽ. Xác định tiết diện các dây nhôm
lõi thép của các đoạn đường dây. Giả thiết cả 3 phụ tải có cùng hệ số cosphi và thời gian sử dụng công suất
cực đại là 4500h. Kiểm tra lại điều kiện phát nóng của dây. 1 2 3 N 15MVA 6 MVA 7 MVA Bài 4. (1 đ)
Nêu các điều kiện lựa chọn cáp hạ áp. Giải thích lý do vì sao cần phải phối hợp lựa chọn giữa cáp hạ áp và aptomat (hoặc cầu chì?)
GHI CHÚ: - Được sử dụng tài liệu
- Phải nộp lại đề thi
ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ĐỀ THI HỌC PHẦN
Chữ ký giảng viên phụ trách HP
TRƯỜNG ĐIỆN – ĐIỆN TỬ CUNG CẤP ĐIỆN-EE3425 SỐ ĐỀ: 2
THỜI GIAN LÀM BÀI: 60 PHÚT (Đề thi dạng mở)
Họ tên sinh viên: ……………………………………………………….MSSV…….………………………………….. Bài 1. (3 đ)
Một trạm biến áp trung gian cấp điện cho các phụ tải sau:
 1000 hộ dân có công suất đặt mỗi hộ là 1,5kW. Hệ số nhu cầu của mỗi hộ là 0,4. Hệ số không đồng thời của các hộ dân là 2,5.
 1 nhà máy có công suất cực đại là 90kW.
 10 máy bơm có công suất cực đại là 7kW/máy bơm và vận hành cùng lúc vào buổi sáng.
Hệ số không đồng thời của 3 loại phụ tải trên là 1,2. Hỏi trạm biến áp cần có công suất tối thiểu là bao nhiêu? Bài 2. (3 đ)
Trạm biến áp có 2 máy, công suất mỗi máy là S đm = 10 MVA, có thông số Po = 18 kW, Pn = 60 kW, điện
áp là 115/11 kV cung cấp điện cho khu công nghiệp. Phụ tải cực đại của trạm là Pmax = 14 MW trong 2500
giờ/năm. Thời gian còn lại phụ tải bằng 50% phụ tải cực đại. Biết hệ số công suất phụ tải trong cả năm không đổi là cos  = 0,8.
Xác định : tổn thất điện năng trong một năm khi:
- Cả hai máy đều vận hành song song suốt năm.
- Cắt bớt 1 máy khi phụ tải giảm còn bằng 50% phụ tải cực đại. Bài 3. (3 đ)
Mạng điện 35kV cung cấp điện cho 2 phụ tải với công suất cho trên hình vẽ. Các đoạn dây dùng dây nhôm
với cùng một tiết diện, khoảng cách trung bình hình học giữa các dây pha là 3m. Tổn thất điện áp cho phép là
5%. Kiểm tra lại điều kiện phát nóng của dây. 1 2 15km 8km N 2,5 MVA 3 MVA cosphi=0.8 cosphi=0.6 Bài 4. (1 đ)
Trước khi bù CSPK, nhà máy vẫn đang vận hành bình thường. Vậy việc đặt bù để nâng cao cos có cần thiết
hay không? Nếu có, hãy giải thích lý do và nêu rõ lợi ích mà nhà máy thu được sau khi đặt bù.
GHI CHÚ: - Được sử dụng tài liệu
- Phải nộp lại đề thi
TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA HN ĐỀ SỐ 1
Chữ ký giảng viên
Bộ môn Hệ thống điện VIỆN ĐIỆN THỜI GIAN LÀM BÀI: 90 PHÚT
Môn học: Hệ thống cung cấp điện TS. Lê Việt Tiến
PGS. TS. Bạch Quốc Khánh
Câu 1 (2 điểm). Xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng cơ khí có các số liệu như trong bảng: STT Tên thiết bị Số lượng Pđm (kW) cos ksd 1 Máy tiện T630 4 10 0,7 0,15 2 Máy tiện T616 5 7 0,6 0,14 3 Khoan đứng 5 2,8 0,55 0,16 4
Máy hàn 1 pha (U = 380V)  = 40% 1 50 kVA 0,6 0,14
Diện tích phân xưởng 150 m2, suất chiếu sáng p0 = 13 W/m2. Các thiết bị động lực sử dụng điện áp là 380V.
Câu 2 (3 điểm). Đường dây 3 pha (OC) cung cấp điện cho công trình gồm 3 cụm phụ tải có thông số ghi
trên sơ đồ . Đường dây có cùng tiết diện loại AC- 95 có r0 = 0,33 / km , x0 = 0,32 / km .
a. Tìm giá trị điện áp ở cuối đường dây (điểm C), biết điện áp đầu đường dây U(O) = 6,3 kV và điện
áp định mức của lưới là 6kV.
b. Kiểm tra tổn thất điện áp trên đường dây OC.
c. Tính tổn thất công suất trên đường dây.
O 200 m A 200 m B 100 m C Tải A B C P, kW 30 35 25 Cos  0,7 0,75 0,8
Câu 3 (3điểm). Một đường dây tải điện trên không điện áp 380 V, dùng dây nhôm lõi thép AC cùng tiết
diện có điện trở suất  = 31,5 mm2/km , cung cấp điện cho các phụ tải. Chiều dài dây dẫn và thông số
các phụ tải ghi trên sơ đồ. Tổn thất điện áp cho phép toàn đường dây là 7%.
 Chọn tiết diện dây dẫn theo điều kiện phát nóng cho đường dây nói trên.
 Kiểm tra tổn thất điện áp và điều kiện phát nóng Icp của đường dây đã chọn Biết k1.k2 = 0.9.
0,2km 1 0,15 km 2 0,25km 3 o P1 P2 P3 Phụ tải 1 2 3 Pmax (kW) 20 15 17 Q (kVAr) 25 12 13
Biết thông số các loại dây
AC- 25 có r0 = 1,15  /km ; x0 = 0,36  /km ; Icp = 115 A
AC- 35 r0 = 0,92 - ; x0 = 0,36 - ; Icp = 175 A
AC- 50 r0 = 0,64 - ; x0 = 0,34 - ; Icp = 210 A
AC- 70 r0 = 0,46 - ; x0 = 0,33 - ; Icp = 265 A
AC- 95 r0 = 0,34 - ; x0 = 0,32 - ; Icp = 440 A
AC-120 r0 = 0,27 - ; x0 = 0,31 - ; Icp = 500 A
Câu 4 (3 điểm). Xác định tổn thất điện năng của đường dây cấp điện cho một xí nghiệp có thông số như
sau: đường dây AC-120 (r0=0,27 Ω/km; x0 = 0,31 Ω/km), cấp điện áp 6kV, chiều dài đường dây 10km,
công suất xí nghiệp 1800kVA, Tmax=150(20+N:4) h, cosφ = 0,6. N – số thứ tự của sinh viên trong danh sách thi.
Câu 1: (2 điểm) Xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng cơ khí có các số liệu như trong bảng: STT Tên thiết bị Số lượng Pđm(kW) cosφ ksd 1 Máy điện T630 4 10 0,7 0,15 2 Máy điện T616 5 7 0,6 0,14 3 Khoan đứng 5 2,8 0,55 0,16 4
Máy hàn 1 pha (U = 380V) ℰ = 40% 1 50 kVA 0,6 0,14
Diện tích phân xưởng 150m2, suất chiếu sáng là po = 13 W/m2. Các thiết bị động lực sử dụng điện áp là 380V. GIẢI
Quy đổi các thiết bị về 3 pha và dài hạn.
 Máy hàn 1 pha: Pqđ = √3.Sđm.cosφ. kđ% = √3.50.103.0,6. √40% = 32,86 (kW)
Sau khi quy đổi, ta sắp xếp lại như sau: Tên thiết bị Số lượng Pđm(kW) cosφ ksd Ksd.Pđm Cos𝜑.Pđm Máy hàn 1 32,86 0,6 0,14 4,6 19,716 Máy điện T616 5 7 0,6 0,14 0,98 4,2 Máy điện T630 4 10 0,55 0,15 1,5 5,5 Khoan đứng 5 2,8 0,6 0,16 0,448 1,68 Tổng toàn PX 15 121,86 17,74 71,116
Hệ số công suất trung bình: ∑ . Cos đ 𝜑 = = , ó ~ 0,6 ∑ đ ,
Hệ số sử dụng của nhóm thiết bị: ∑ Ksd-nhóm = = ∑ . đ = , ∑ đ ∑ đ , = 0,15
Note: Đoạn này ta sẽ xét tính toán theo TH nào nhờ vào Ksd  Tính toán theo Cách 2.
Thiết bị có công suất lớn nhất là Máy hàn (32,86 kW)  Một nửa công suất là 16,43 kW.
Vậy chỉ có 1 thiết bị có công suất lớn hơn trị số này là Máy hàn (1).
Tổng công suất của n1 máy: Pn1 = 32,86 (kW) Duy Linh – 20191549 ,
Xác định n* và P*: n* = 𝑛 𝑛 = 1 = 0,27 15 ~ 0,07 và P* = = , Tra sổ tay, ta có: n* P* nhq* 0,06 0,25 0,58 0,08 0,3 0,57 , ,
Áp dụng nội suy, ta được: nhq* =
.(0,57 – 0,58) + 0,58 = 0,575 , , , , nhq* =
.(0,57 – 0,58) + 0,58 = 0,576 , ,
Từ đây, ta tính được số thiết bị hiệu quả: nhq = n.nhq* = 15.0,575 ~ 9
Với Ksd = 0,15 và nhq = 9, tra bảng ta được Kmax = 2,2
Phụ tải điện của nhóm: Ptt_TĐ1 = Kmax.Ksd.∑ 𝑃đ = 2,942.0,14.111,3 = 45,84 (kW)
Phụ tải chiếu sáng là: Po = po.S = 13.150 = 1950 W = 1,95 (kW)
Vậy phụ tải tính toán của toàn phân xưởng là: Ptt_px = Ptt_TĐ1 + Po = 47,79 (kW)
 Qtt = Ptt_TĐ.tan𝜑 = 45,84.tan(arccos0,6) = 61,12 (kVAr)
Câu 2: (3 điểm) Đường dây 3 pha (OC) cung cấp điện cho công trình gồm 3 cụm phụ tải
có thông số ghi trên sơ đồ. Đường dây có cùng tiết diện loại AC-95 có ro = 0,33 (Ω/km), xo = 0,32 (Ω/km).
a) Tính giá trị điện áp ở cuối đường dây (điểm C), biết điện áp đầu đường dây U(O)
= 6,3 kV và điện áp định mức của lưới là 6 KV.
b) Kiểm tra tổn thấp điện áp trên đường dây OC.
c) Tính tổn thất công suất trên đường dây. Tải A B C P, kW 30 35 25 Cos𝜑 0,7 0,75 0,8 GIẢI
a, Giá trị điện áp ở cuối đường dây (điểm C)
Từ bảng số liệu, ta có: Duy Linh – 20191549
 𝑆̇ = PA+jQA = 30+j.30.tan(arccos0,7) = 30+j30,61 (kVA)
 𝑆̇ = PB+jQB = 35+j.35.tan(arccos0,75) = 35+j30,87 (kVA)
 𝑆̇ = PC+jQC = 25+j.25.tan(arccos0,8) = 25+j18,75 (kVA)
Sơ đồ quy đổi tương đương:
 𝑆 ̇ = 𝑆̇ = 25+j18,75 (kVA)
 𝑆 ̇ = 𝑆̇ + 𝑆̇ = (35+j30,87) + (25+j18,75) = 60 + j49,62 (kVA)
 𝑆 ̇ = 𝑆̇ + 𝑆̇ + 𝑆̇ = (30+j30,61) + (35+j30,87) + (25+j18,75) = 90 + j80,23 (kVA)
Tổn thất điện áp khi đến cuối đường dây là: ( . . . ) ( . . . ) ∆Uc = đ = , ( . , . , . , ) , ( , . , , . , , . , ) = 3,27 (V)
 Điện áp ở cuối đường dây là: Uc = Uo - ∆Uc = 6300 – 3,27 = 6296,73 V
b, Kiểm tra tổn thất điện áp:
 Khi làm việc bình thường: ∆𝑈 = ∆Uc = 3,27V < ∆Ucp = 5%.Uđm = 5%.6000 = 300 V
 Khi đường dây bị sự cố: ∆𝑈 = ∆Uc = 3,27V < ∆Ucp = 10%.Uđm = 10%.6000 = 600 V
 Vậy đường dây đảm bảo yêu cầu về tổn thất điện áp.
c, Tổn thất công suất trên đường dây:
 Thông số tải trên sơ đồ thay thế:
ZOA = (ro+jxo).lOA = (0,33+j0,32).0,2 = 0,066+j.0,064 (Ω)
ZAB = (ro+jxo).lAB = (0,33+j0,32).0,2 = 0,066+j.0,064 (Ω)
ZBC = (ro+jxo).lBC = (0,33+j0,32).0,1 = 0,033+j.0,032 (Ω)
 Tổn thất công suất trên đường dây: ( ). ( ). ( ). ∆𝑆̇ = đ = ( , ).( , , ) ( , ).( , , ) ( , ).( , , ) = 38,66 + j37,49 (kVA) Duy Linh – 20191549
Câu 3: (3 điểm) Một dường dây tải điện trên không điện áp 380 V, dùng dây nhôm lõi
thép AC cùng tiết diện có điện trở suất 𝜌 = 31,5 Ωmm2/km, cung cấp điện cho các phụ
tải. Chiều dài dây dẫn và thông số các phụ tải trên sơ đồ. Tổn thất điện áp cho phép toàn đường dây là 7%.
 Chọn tiết diện dây dẫn theo tổn thất điện áp cho đường dây nói trên.
 Kiểm tra tổn thất điện áp và điều kiện phát nóng Icp của đường dây đã chọn biết k1.k2 = 0,9 Phụ tải 1 2 3 Pmax (kW) 20 15 17 Q (kVAr) 25 12 13
Biết thông số các loại dây: Loại dây Ro (Ω/km) Xo (Ω/km) Icp (A) AC - 25 1,15 0,36 115 AC - 35 0,92 0,36 175 AC - 50 0,64 0,34 210 AC - 70 0,46 0,33 265 AC - 95 0,34 0,32 440 AC - 120 0,27 0,31 500 GIẢI
Dây dẫn được chọn theo ∆Ucp, loại dây AC. Chọn xo = 0,35 Ω/km.
Tổn thất điện áp cho phép toàn đường dây là 7%  ∆Ucp = 7%Uđm = 7%.380 = 26,6 V. ∑ ∑ Ta có: ∆U =
= ∆UP + ∆UQ ≤ ∆Ucp  ≤ ∆Ucp đ đ
Coi toàn tuyến dây chung 1 tiết diện: ∑ ∑ ∆U = ∆UP = ≤ ∆Ucp  F ≥ (*) đ ∆ đ ∑ , .[( ). , ( ). , . , ] Thay số: F ≥ = 147,35 mm2 , . , , [( ). , ( ). , . , ] Duy Linh – 20191549
Trong thông số các dây đề cho đều không thỏa mãn  Ở đây có 2 cách xử lý, hoặc ta
chọn loại dây AC-150 hoặc chỉnh sửa lại thông số chiều dài dây Ở đây, mình chọn cách
thứ hai là chỉnh sửa lại đôi chút về chiều dài dây của đoạn 2-3. Cho chiều dài đoạn này là 50m thay vì 250m như đề.
Thay lại số vào (*), ta có: F ≥ 99,76 mm2  Chọn loại dây AC-120.
Kiểm tra lại tổn thất điện áp:
Tổn thất điện áp cho toàn tuyến dây: ∆U03 = ∑ 𝑃 𝑙 + ∑ 𝑄 𝑙 = 23,15 V đ đ
Do ∆Ucp = 26,6 V  ∆U03 < ∆Ucp  Chọn dây AC-120 cho toàn tuyến là hợp lý.
Kiểm tra điều kiện phát nóng:
Dòng điện trên các đoạn dây: I01 = = = 130 A √ √ . , . ( ( )) I12 = = = 62,26 A √ √ . , . ( ( )) I23 = = = 32,52 A √ √ . , . ( ( ))
 Dòng điện cưỡng bức lâu dài lớn nhất của dây dẫn: Icb = I01 = 130 A
Dòng điện cho phép trong điều kiện lắp đặt thực tế: I’cp = K1K2Icp = 0,9.500 = 450 A
Nhận xét: I’cp > Icb  Chọn dây AC-120 cho toàn tuyến là hợp lý.
Câu 4 (3 điểm): Xác định tổn thất điện năng của đường dây cấp điện cho một xí nghiệp
có thông số như sau: đường dây AC-120 (ro = 0,27 Ω/km; xo = 0,31 Ω/km), cấp điện áp
6kV, chiều dài đường dây 10 km, công suất xí nghiệp 1800kVA, Tmax = 150(20+N/4) giờ;
cos𝜑 = 0,6. Trong đó N là số thứ tự của sinh viên trong danh sách thi. GIẢI
Với N = 20  Tmax = 150(20+20/4) = 3750 giờ. Ta có sơ đồ như sau: Duy Linh – 20191549
Trong đó: ZA1 = (ro + jxo).l = (0,27 + j0,31).10 = 2,7 + j.3,1 (Ω).
Thời gian tổn thất công suất lớn nhất của đường dây:
𝜏 = (0,124 + Tmax.10-4 )2.8760 = (0,124 + 3750.10-4)2.8760 = 2181,25 (giờ)
Tổn thất công suất lớn nhất trên đường dây: ∆PA1 = .RA1 = .2,7.10-3 = 1458 (kW) đ
Tổn thất điện năng 1 năm trên đường dây:
∆AA1 = ∆PA1.𝜏 = 1458.2181,25 = 3180262,5 (kWh) Duy Linh – 20191549 KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
ĐỀ THI MÔN CUNG CẤP ĐIỆN CHO XNCN & CTDD
BỘ MÔN CUNG CẤP ĐIỆN LỚP BUỔI TỐI
Ngày thi: 27-10-2014 Thời gian: 90 phút
Sinh viên được sử dụng tài liệu.
Cho sơ đồ cấp điện một phân xưởng như hình:
1) Tủ động lực 1 gồm 3 motor với các thông số cho trong hình. Tính phụ tải tính toán tủ TĐL1.
2) Tính phụ tải tính toán phân xưởng (Stt_TPPC), cosϕtt_TPPC. Bù công suất phản kháng để nâng
hệ số công suất lên tới 0.9. Chọn giá trị của bộ tụ bù. 3) Chọn Máy biến áp.
4) Chọn dây dẫn cấp điện từ máy biến áp đến tủ phân phối chính, giả sử hệ số hiệu chỉnh là Khc=0.7
5) Tính dòng điện đỉnh nhọn tại TPPC, cho biết máy M2 là máy có công suất lớn nhất trong toàn phân xưởng.
6) Nêu các điều kiện để chọn CB bảo vệ tủ TPPC (In, Im, ICu) dựa vào (Itt, Iđn, IN(1), IN(3)) (tính ra số liệu cụ thể). 22KV MBA L=10m TPPC m m m 50 30 = = 10 L L =L TỦ TỤ BÙ TĐL1 TĐL2 TSH Ptt = 50kW Ptt = 8kW m m m Qtt = 40kVar Cosϕ=0.8 30 15 20 =L =L =L Cosϕ=0.7 Iđn = 210A M M M M1 M2 M3 15kW 20kW 10kW Pđm 0.6 0.7 0.7 Cosϕ 0.5 0.7 0.6 Ksd 4 4 4 Kmm GV RA ĐỀ DUYỆT BM