Chng 9:
Chọn dây dẫn và xác định tổn thất
công suất, tổn thất điện năng trong
mạng điện
- Chọn cáp cao áp từ TBATT về các TBAPX:
Cáp cao áp đ-ợc chọn theo mật độ kinh tế của dòng điện j
kt
.
Đối với nhà máy chế tạo máy bơm nông nghiệp làm việc 2 ca, thời
gian sử dụng công suất lớn nhất T
max
= 4500 h, sử dụng cáp lõi
đồng, tra bảng 5 ( trang 294, TL1 ), tìm đ-ợc j
kt
= 3,1 A/mm
2
Tiết diện kinh tế của cáp:
F
kt
=
max
kt
I
j
2
mm


(3 - 9)
Các cáp từ TBATT về TBAPX đều là cáp lộ kép nên:
I

max
=
ttpx
dm
S
2. 3.U


A
(3 - 10)
Dựa vào trị số F
kt
tính ra đ-ợc, tra bảng lựa chọn tiết diện tiêu
chuẩn cáp gần nhất.
Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng:
k
hc
. I
cp

I
sc
(3 - 11)
Trong đó:
I
sc
dòng điện khi xảy ra sự cố đứt một cáp, I
sc
= 2. I
max

k
hc
= k
1
.k
2
k
1
- hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ, k
1
= 1
k
2
hệ số hiệu chỉnh về số dây cáp đặt trong một rãnh, các
rãnh đều đặt 2 cáp, khoảng cách giữa các sợi cáp là 300 mm.
Theo PL4.22 (TL1) có k
2
= 0,93.
Vì chiều dài từ TBATT đến TBAPX ngắn nên tổn thất điện áp
nhỏ ta có thể bỏ qua không cần kiểm tra lại theo điều kiện
cp
U
.
+ Chọn cáp từ TBATT đến B
1
:
I
max
=
ttpx

dm
S
2. 3.U
2038,85
59
2. 3.10



A
Tiết diện kinh tế của cáp:
F
kt
=
max
kt
I
j
59
19
3,1

2
mm


Tra PL 4.34 (TL1), lựa chọn tiết diện tiêu chuẩn cáp gần nhất F
= 16 mm
2
, cáp đồng 3 lõi 10 kV cách điện XPLE đai thép, vỏ PVC

do hãng FURUKAWA (Nhật) chế tạo có I
cp
=110 A.
Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng:
0,93.I
cp
= 0,93.110 = 102,3 A < I
sc
= 118 A
Cáp đã chọn không thoả mãn điều kiện phát nóng nên phải
tăng tiết diện cáp. Chọn cáp có tiết diện F = 25 mm
2
có I
cp
= 140 A
Kiểm tra lại theo điều kiện phát nóng:
0,93.I
cp
= 0,93.140 = 130,2 A > I
sc
= 118 A
Vậy chọn cáp XPLE của FURUKAWA

2XPLE ( 3

25 )
+ Chọn cáp từ TBATT đến B
2
:
I

max
=
ttpx
dm
S
2. 3.U
1484,7
43
2. 3.10



A
Tiết diện kinh tế của cáp:
F
kt
=
max
kt
I
j
43
14
3,1

2
mm


Tra PL 4.34 (TL1), lựa chọn tiết diện tiêu chuẩn cáp gần nhất F

= 16 mm
2
, cáp đồng 3 lõi 10 kV cách điện XPLE đai thép, vỏ PVC
do hãng FURUKAWA (Nhật) chế tạo có I
cp
= 110 A.
Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng:
0,93.I
cp
= 0,93.110 = 102,3 A > I
sc
= 2.43 = 86 A
Vậy chọn cáp XPLE của FURUKAWA

2XPLE ( 3

16 )
+ Chọn cáp từ TBATT đến B
3
:
I
max
=
ttpx
dm
S
2. 3.U
1108,92
32
2. 3.10




A
Tiết diện kinh tế của cáp:
F
kt
=
max
kt
I
j
32
10,3
3,1

2
mm


Tra PL 4.34 (TL1), lựa chọn tiết diện tiêu chuẩn cáp gần nhất F
= 16 mm
2
, cáp đồng 3 lõi 10 kV cách điện XPLE đai thép, vỏ PVC
do hãng FURUKAWA (Nhật) chế tạo có I
cp
=110 A.
Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng:
0,93.I
cp

= 0,93.110 = 102,3 A > I
sc
= 2.32 = 64 A
Vậy chọn cáp XPLE của FURUKAWA

2XPLE ( 3

16 )
+ Chọn cáp từ TBATT đến B
4
:
I
max
=
ttpx
dm
S
2. 3.U
944,89
27,3
2. 3.10



A
Tiết diện kinh tế của cáp:
F
kt
=
max

kt
I
j
27,3
8,8
3,1

2
mm


Tra PL 4.34 (TL1), lựa chọn tiết diện tiêu chuẩn cáp gần nhất F
= 16 mm
2
, cáp đồng 3 lõi 10 kV cách điện XPLE đai thép, vỏ PVC
do hãng FURUKAWA (Nhật) chế tạo có I
cp
= 110 A
Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng:
0,93.I
cp
= 0,93.110 = 102,3 A > I
sc
= 2.27,3 = 54,6 A
Vậy chọn cáp XPLE của FURUKAWA

2XPLE ( 3

16 )
+ Chọn cáp từ TBATT đến B

5
:
I
max
=
ttpx
dm
S
2. 3.U
899
26
2. 3.10



A
Tiết diện kinh tế của cáp:
F
kt
=
max
kt
I
j
26
8, 4
3,1

2
mm



Tra PL 4.34 (TL1), lựa chọn tiết diện tiêu chuẩn cáp gần nhất F
= 16 mm
2
, cáp đồng 3 lõi 10 kV cách điện XPLE đai thép, vỏ PVC
do hãng FURUKAWA (Nhật) chế tạo có I
cp
= 110 A
Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng:
0,93.I
cp
= 0,93.110 = 102,3 A > I
sc
= 2.26 = 52 A
Vậy chọn cáp XPLE của FURUKAWA

2XPLE ( 3

16 )
+ Chọn cáp từ TBATT đến B
6
:
I
max
=
ttpx
dm
S
2. 3.U

352,64
10,2
2. 3.10



A
Tiết diện kinh tế của cáp:
F
kt
=
max
kt
I
j
10,2
3,3
3,1

2
mm


Tra PL 4.34 (TL1), lựa chọn tiết diện tiêu chuẩn cáp gần nhất F
= 16 mm
2
, cáp đồng 3 lõi 10 kV cách điện XPLE đai thép, vỏ PVC
do hãng FURUKAWA (Nhật) chế tạo có I
cp
= 110 A

Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng:
0,93.I
cp
= 0,93.110 = 102,3 A > I
sc
= 2.10,2 = 20,4 A
Vậy chọn cáp XPLE của FURUKAWA

2XPLE ( 3

16 )
- Chọn cáp hạ áp từ TBAPX đến các phân x-ởng:
Ta chỉ xét đến các đoạn cáp khác nhau giữa các ph-ơng án, các
đoạn giống nhau bỏ qua, không xét tới trong quá trình so sánh kinh
tế giữa các ph-ơng án. Cụ thể với ph-ơng án I, ta ch
cần chọn cáp
từ trạm biến áp B
1
đến phân x-ởng nén khí và đoạn cáp từ trạm
biến áp B
6
đến bộ phận hành chính và x-ởng thiết kế.
Cáp hạ áp đ-ợc chọn theo điều kiện phát nóng cho phép. Đoạn
đ-ờng cáp ở đây cũng rất ngắn, tổn thất điện áp không đáng kể nên
có thể bỏ qua, không cần kiểm tra lại theo điều kiện
cp
U
.
+ Chọn cáp từ trạm biến áp B
1

đến phân x-ởng nén khí:
Phân x-ởng nén khí đ-ợc xếp vào hộ tiêu thụ loại I nên dùng
cáp lộ kép để cung cấp điện:
I
max
=
ttpx
dm
S
2. 3.U
=
610,85
464
2. 3.0,38



A
Trong rãnh có 2 cáp nên k
2
= 0,93
Điều kiện chọn cáp: 0,93.I
cp

I
sc
= 2.I
max
= 2.464 = 928



A
Chọn cáp đồng hạ áp 1 lõi cách điện PVC do hãng LENS chế
tạo có tiết diện (1

630) mm
2
với I
cp
= 1088 A

0,93.1088 = 1011,84 A > 928 A
+ Chọn cáp từ trạm biến áp B
6
đến bộ phận hành chính và
x-ởng thiết kế:
Bộ phận hành chính và x-ởng thiết kế đ-ợc xếp vào hộ tiêu thụ
loại III nên chỉ cần dung cáp đơn để cung cấp điện cho phân
x-ởng:
I
max
=
ttpx
dm
S
3.U
=
75,08
114
3.0,38




A
Trong rãnh đặt 1 cáp nên k
2
= 1
Điều kiện chọn cáp: I
cp

I
max
Chọn cáp đồng hạ áp 4 lõi cách điện PVC do hãng LENS chế
tạo có tiết diện (3

35 + 25) mm
2
với I
cp
= 158 A
Tổng hợp kết quả chọn cáp của ph-ơng án I đ-ợc ghi trong
bảng:
Bảng 3.4 Kết quả chọn cáp cao áp và hạ áp của ph-ơng án I:
Đ-ờng cáp F
(mm
2
)
l
(m)
r

0
(

/km)
R
(

)
đơn giá
lộ đơn
(10
3
đ/m)
Thành
tiền
(10
3
đ)
TBATT-B
1
3

25 50 0,727 0,02 75 7500
TBATT-B
2
3

16 35 1,15 0,02 48 3360
TBATT-B
3

3

16 210 1,15 0,12 48 20160
TBATT-B
4
3

16 80 1,15 0,046 48 7680
TBATT-B
5
3

16 170 1,15 0,1 48 16320
TBATT-B
6
3

16 100 1,15 0,06 48 9600
B
1
- 4 1

630 75 0,0283 0,001 560 84000
B
6
- 9 3

35+25 150 0,524 0,08 56 8400
Tổng vốn đầu t- cho đ-ờng dây: K
D

= 157020.10
3
đ
- Xác định tổn thất công suất tác dụng trên các đ-ờng dây:
Tổn thất công suất tác dụng trên các đ-ờng dây đ-ợc tính theo
công thức:


2
ttpx
3
2
dm
S
P .R.10 kW
U


Trong đó:
R- Điện trở đ-ờng dây
0
1
R .r .l
n




n số đ-ờng dây đi song song.
Tổn thất

P

trên đoạn cáp TBATT B
1
:
2
2
ttpx
3 -3
2 2
dm
S
2038,85
P .R.10 = .0,02.10 =0,83
U 10




kW
Các đ-ờng dây khác cũng đ-ợc tính t-ơng tự, kết quả cho trong
bảng 3.5.
Bảng 3.5 Tổn thất công suất tác dụng trên các đ-ờng dây của
ph-ơng án I.
đ-ờng cáp F
(mm
2
)
l
(m)

r
0
(

/km)
R
(

)
S
tt
(kVA)
P

(kW)
TBATT-
B
1
3

25 50 0,727 0,02 2038,85 0,83
TBATT-
B
2
3

16 35 1,15 0,02 1484,7 0,44
TBATT-
B
3

3

16 210 1,15 0,12 1108,92 1,48
TBATT-
B
4
3

16 80 1,15 0,046 944,89 0,41
TBATT-
B
5
3

16 170 1,15 0,1 899 0,81
TBATT-
B
6
3

16 100 1,15 0,06 352,64 0,075
B
1
- 4 1

630 75 0,0283 0,001 610,85 2,58
B
6
- 9 3


35+25 150 0,524 0,08 75,08 2,82
Tổng tổn thất công suất tác dụng trên dây dẫn
P


=9,445
kW
Xác định tổn thất điện năng trên các đ-ờng dây:
D D
A P .




kWh
Trong đó:

- thời gian tổn thất công suất lớn nhất,

= 2886 h
D
A
= 9,445. 2886 = 27258,27


kWh
3. Vốn đầu t- mua máy cắt điện trong mạng cao áp của
ph-ơng án I.
Đầu vào TBATT sử dụng 2 máy cắt điện cấp 35 kV, TBATT hạ
điện áp từ 35 kV xuống 10 kV. Đầu ra của TBATT đặt 2 máy cắt

điện cấp 10 kV và 1 máy cắt phân đoạn thanh góp 10 kV. TBATT
cung cấp điện cho 6 TBAPX, với mỗi trạm có 2 máy biến áp nhận
điện trực tiếp từ 2 phân đoạn thanh góp qua máy cắt điện cấp 10
kV ở đầu đ-ờng cáp. Vậy trong mạng cao áp của nhà máy ta sử
dụng tất cả 2 máy cắt điện cấp 35 kV và 15 máy cắt điện cấp 10 kV
Vốn đầu t- mua máy cắt điện trong mạng cao áp của ph-ơng
án I:
K
MC1
= 2.K
MC35
+ 15.K
MC10
= 2.160.10
6
+ 15.120.10
6
= 2120.10
6
(đ)
4. Chi phí tính toán của ph-ơng án I:
Khi tính toán vốn đầu t- xây dựng mạng điện ở đây chỉ xét đến
giá thành các loại cáp, máy biến áp và máy cắt khác nhau giữa các
ph-ơng án ( K = K
B
+ K
D
+ K
MC1
), những phần giống nhau đã

đ-ợc bỏ qua không xét tới.
Tổn thất điện năng trong các ph-ơng án bao gồm tổng tổn thất
điện năng trong các trạm biến áp và đ-ờng dây:
B D
A A A

Chi phí tính toán hàng năm của ph-ơng án I:
Vốn đầu t-:
Z = ( a
vh
+ a
tc
).K + 3.I
2
max
.R. .c
Hay Z = ( a
vh
+ a
tc
).K + A.c
Trong đó:
I
max
- dòng điện lớn nhất chạy qua thiết bị
K- vốn đầu t- cho trạm BA và đ-ờng dây
R- điện trở của thiết bị
- thời gian tổn thất công suất lớn nhất, = 2886 h.
a
vh

- hệ số vận hành, a
vh
= 0,1
a
tc
- hệ số tiêu chuẩn, a
tc
= 0,2
c - giá tiền 1 kWh điện năng, c = 1000 đ/kWh .

A - tổng tổn thất điện năng trong TBA và trên đ-ờng dây
Tổn thất điện năng trong các ph-ơng án bao gồm tổng tổn thất
điện năng trong các TBA và đ-ờng dây:
A = A
B
+ A
D
.
Chi phí tính toán Z
1
của ph-ơng án I :
Vốn đầu t-:
K
1
= K
B
+ K
D
+ K
MC1

= (1840 + 157,02 + 2120).10
6
= 4117,02.10
6
đ
Tổng tổn thất điện năng trong các TBA và đ-ờng dây:

A
1
= A
B
+ A
D
= 696269,3 + 27258,27 = 723527,57


kWh
Chi phí tính toán:
Z
1
= (a
vh
+ a
tc
).K
1
+ c. A
1
trong đó a
vh

=0,1 , a
tc
= 1/T
tc
=1/5
=0,2
= ( 0,1 + 0,2). 4117,02.10
6
+ 1000 . 723527,57
= 1958,834.10
6
đồng
3.3.2 Ph-ơng án II:
Ph-ơng án sử dụng trạm biến áp trung tâm ( TBATT ) nhận
điện từ hệ thống về, hạ xuống điện áp 10 kV sau đó cung cấp cho
các trạm biến áp phân x-ởng ( TBAPX ) B
1
, B
2
, B
3
, B
4
, B
5
hạ điện
áp từ 10 kV xuống 0,4 kV để cung cấp điện cho các phân x-ởng.
Hình 3.3 Sơ đồ ph-ơng án II