Luận văn Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy đóng tàu Bến Kiền

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO 
TRƯỜNG . 
LUẬN VĂN 
Thiết kế cung cấp điện cho nhà 
máy đóng tàu Bến Kiền 
 1 
MỤC LỤC 
 Trang 
LỜI MỞ ĐẦU 1 
CHƢƠNG 1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÔNG TY CÔNG 
NGHIỆP TÀU THỦY BẾN KIỀN 
1.1. NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG CỦA NHÀ MÁY 2 
1.2. TÊN GỌI VÀ ĐỊA CHỈ 2 
1.3. LĨNH VỰC SẢN XUẤT KINH DOANH 2 
1.4. CHỨC NĂNG NHIỆM VỤ VÀ HOẠT ĐỘNG SẢN XUẤT 
KINH DOANH 3 
1.5. BỘ MÁY TỔ CHỨC CỦA NHÀ MÁY 3 
CHƢƠNG 2. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA TỪNG 
PHÂN XƢỞNG 
2.1. ĐẶT VẤN ĐỀ 6 
2.2. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO PHÂN XƢỞNG 
CƠ KHÍ 7 
2.3. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO PHÂN XƢỞNG 
VỎ 2 14 
2.4. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO PHÂN XƢỞNG 
VỎ 1 20 
2.5. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO PHÂN XƢỞNG 
ĐIỆN MÁY 26 
2.6. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO PHÂN XƢỞNG 
 HẠ LIỆU 29 
2.7. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO PHÂN XƢỞNG 
MỘC 32 
2.8. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA TOÀN NHÀ MÁY 35 
 2 
 Trang 
2.9. BIỂU ĐỒ PHỤ TẢI CỦA CÁC PHÂN XƢỞNG VÀ NHÀ MÁY 35 
CHƢƠNG 3. THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CAO ÁP CHO NHÀ 
MÁY ĐÓNG TÀU BẾN KIỀN 
3.1. CHỌN CẤP ĐIỆN ÁP VẬN HÀNH 39 
3.2. TÂM PHỤ TẢI ĐIỆN 40 
3.3. XÁC ĐỊNH SỐ LƢỢNG, DUNG LƢỢNG CÁC MÁY BIẾN ÁP 41 
3.4. CÁC PHƢƠNG ÁN ĐI DÂY MẠNG CAO ÁP CỦA NHÀ MÁY 43 
3.5. TÍNH TOÁN SO SÁNH CHỈ TIÊU KINH TẾ KỸ THUẬT 
CHO 2 PHƢƠNG ÁN 45 
3.6. TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH 49 
3.7. CHỌN VÀ KIỂM TRA THIẾT BỊ 52 
CHƢƠNG 4. THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN HẠ ÁP CHO PHÂN 
XƢỞNG CƠ KHÍ 
4.1. PHỤ TẢI CỦA PHÂN XƢỞNG CƠ KHÍ 60 
4.2. LỰA CHỌN SƠ ĐỒ CUNG CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƢỞNG 
CƠ KHÍ 60 
4.3. CHỌN TỦ PHÂN PHỐI VÀ TỦ ĐỘNG LỰC 63 
CHƢƠNG 5. TÍNH TOÁN BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG 
ĐỂ NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT CHO NHÀ MÁY 
5.1. ĐẶT VẤN ĐỀ 71 
5.2. CHỌN THIẾT BỊ BÙ 72 
5.3. XÁC ĐỊNH VÀ PHÂN BỐ DUNG LƢỢNG BÙ 73 
5.4. CHỌN KIỂU LOẠI VÀ DUNG LƢỢNG TỤ 76 
CHƢƠNG 6. THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG CHO MẠNG ĐIỆN 
PHÂN XƢỞNG CƠ KHÍ 
6.1. MỤC ĐÍCH VÀ TẦM QUAN TRỌNG CỦA CHIẾU SÁNG 79 
6.2. HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG 79 
 3 
 Trang 
6.3. TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG 82 
6.4. THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CHIẾU SÁNG 83 
CHƢƠNG 7. THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP PHÂN XƢỞNG CƠ KHÍ B3 
7.1. LOẠI HÌNH XÂY DỰNG TRẠM 87 
7.2. SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ VÀ LỰA CHỌN CÁC PHẦN TỬ 
CƠ BẢN CỦA TRẠM 87 
7.3. THIẾT KẾ HỆ THỐNG NỐI ĐẤT CHO TRẠM BIẾN ÁP 
PHÂN XƢỞNG B3 94 
KẾT LUẬN 98 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 99 
LỜI MỞ ĐẦU 
Điện năng là dạng năng lƣợng có nhiều ƣu điểm nhƣ dễ dàng chuyển 
thành các dạng năng lƣợng khác nhƣ nhiệt năng, cơ năng, hoá năng..., dễ 
truyền tải và phân phối. Chính vì vậy điện năng đƣợc sử dụng rất rộng rãi 
trong mọi lĩnh vực hoạt động của con ngƣời. 
Điện năng là năng lƣợng chính của các ngành công nghiệp, là điều kiện 
quan trọng để phát triển các khu đô thị và khu dân cƣ. Vì lý do đó khi lập kế 
 4 
hoạch phát triển kinh tế xã hội thì kế hoạch phát triển điện năng phải đi trƣớc 
một bƣớc nhằm thoả mãn nhu cầu điện năng trƣớc mắt và trong tƣơng lai. 
Đặc biệt trong ngành kinh tế nƣớc ta hiện nay đang chuyển dần từ một 
nƣớc nông nghiệp sang công nghiệp, máy móc dần thay thế cho sức lao động 
của con ngƣời. Để thực hiện đƣợc chính sách công nghiệp hoá, hiện đại hoá 
các ngành nghề thì không thể tách rời đƣợc việc nâng cấp và cải tiến hệ thống 
cung cấp điện để có thể đáp ứng đƣợc nhu cầu tăng trƣởng không ngừng về 
điện. 
Là một sinh viên ngành điện, cùng với kiến thức đã học tại bộ môn Điện 
công nghiệp - Trƣờng Đại học Dân Lập Hải Phòng em đã đƣợc nhận đề tài tốt 
nghiệp: “Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy đóng tàu Bến Kiền”. Đồ án 
này đã giúp em bƣớc đầu có kinh nghiệm về thiết kế cung cấp điện, điều này 
không thể thiếu đƣợc sự giúp đỡ của các thầy, cô những ngƣời đi trƣớc giàu 
kinh nghiệm. Qua đây em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hƣớng dẫn 
Nguyễn Trọng Thắng cùng thầy Ngô Quang Vĩ đã tận tình chỉ dẫn, giúp đỡ 
em hoàn thành đồ án này. 
CHƢƠNG 1. 
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÔNG TY CÔNG NGHIỆP TÀU 
THỦY BẾN KIỀN 
1.1. NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG CỦA NHÀ MÁY 
 5 
Công ty công nghiệp tàu thủy Bến Kiền đƣợc thành lập và hoạt động theo 
luật doanh nghiệp nhà nƣớc, đã đƣợc chính phủ nƣớc cộng hòa xã hội chủ 
nghĩa Việt Nam thông qua và công ty chính thức đi vào hoạt động sản xuất 
kinh doanh ngày 01/01/1985. 
Công ty là công ty trách nhiệm hữu hạn nhà nƣớc một thành viên thuộc 
tập đoàn công nghiệp tàu thủy Việt Nam VINASHIN. Công ty có tƣ cách 
pháp nhân đầy đủ, có con dấu riêng và đƣợc mở tài khoản tại ngân hàng. 
Công ty đƣợc nhà nƣớc bảo hộ và đƣợc phép tồn tại lâu dài và tính sinh lợi 
hợp pháp của việc kinh doanh. Công ty hoạt động theo và tuân thủ theo quy 
định của pháp luật. Công ty có quyền kinh doanh và chủ động trong mọi hoạt 
động kinh doanh, quyền sở hữu trí tuệ, tài sản hợp pháp và các lợi ích hợp 
pháp khác. Các quyền lợi của công ty đƣợc pháp luật thừa nhận và bảo vệ. 
1.2. TÊN GỌI VÀ ĐỊA CHỈ 
Công ty trách nhiệm hữu hạn nhà nƣớc một thành viên công nghiệp tàu 
thủy Bến Kiền. 
Tên giao dịch quốc tế: BEN KIEN SHIP BUILDING INDUSTRY 
CORPORATION ( VINASHIN BEN KIEN) 
Địa chỉ: Xã An Hồng – Huyện An Dƣơng – Tp.Hải Phòng. 
Điện thoại: 0313850462 Fax 0313850004 
1.3. LĨNH VỰC SẢN XUẤT KINH DOANH 
Đóng mới và sửa chữa các loại tàu thủy phục vụ du lịch, cứu hộ, chở hàng 
hóa, tàu hút bùn 
Công ty có thể đóng tàu có trọng tải lớn nhất đạt 16800 tấn. 
Doanh thu của nhà máy năm 2009 đạt 671.382.115.097 đồng. 
1.4. CHỨC NĂNG NHIỆM VỤ VÀ ĐẶC ĐIỂM HOẠT ĐỘNG SẢN 
XUẤT KINH DOANH 
1.4.1. Chức năng: 
 6 
Công ty có chức năng đóng mới và sửa chữa các loại tàu biển cung cấp 
các sản phẩm phục vụ đóng tàu góp phần thúc đẩy phát triển nền kinh tế quốc 
dân. 
1.4.2. Nhiệm vụ: 
Tổ chức sản xuất kinh doanh đúng với đăng ký kinh doanh, nhằm đảm 
bảo các yêu cầu sau: 
Thúc đẩy doanh nghiệp phát triển đảm bảo đời sống cho ngƣời lao động. 
Thực hiện đầy đủ các nghĩa vụ đối với nhà nƣớc. 
Phân phối kết quả lao động, chăm lo đời sống cho cán bộ công nhân viên 
trong nhà máy kể cả vật chất lẫn tinh thần. 
Quản lý tốt cán bộ, công nhân viên của công ty bồi dƣỡng chuyên môn 
nghiệp vụ để sản xuất kinh doanh của công ty đạt hiệu quả cao nhất. 
Tổ chức tiếp nhận đóng mới và sửa chữa các loại tàu biển theo năng lực 
của nhà máy. 
1.4.3. Đặc điểm hoạt động sản xuất kinh doanh của công ty: 
Công ty có tƣ cách pháp nhân đầy đủ, có con dấu riêng, đƣợc mở tài 
khoản tại ngân hàng, đƣợc đăng ký kinh doanh theo nhiệm vụ quy định, đƣợc 
ký kết hợp đồng kinh tế với tất cả các chủ thể kinh tế trong và ngoài nƣớc. 
1.5. BỘ MÁY TỔ CHỨC CỦA NHÀ MÁY 
Công ty TNHH NN MTV CNTT Bến Kiền có tổng số 1450 cán bộ công 
nhân viên. Trong đó đứng đầu là chủ tịch hội đồng quản trị, tổng giám đốc 
trực tiếp điều hành sản xuất kinh doanh của công ty và phía dƣới là các phòng 
ban chức năng, phân xƣởng sản xuất. 
* Sơ đồ bộ máy của công ty: 
CHỦ TỊCH HĐQT 
TỔNG GIÁM ĐỐC 
PTGĐ K.DOANH PTGĐ KỸ THUẬT PTGĐ SẢN XUẤT 
 7 
Hình 1.1: Sơ đồ bộ máy nhà máy đóng tàu Bến Kiền 
Bảng 1.1: Phụ tải của nhà máy đóng tàu Bến Kiền 
STT Tên phân xƣởng Công suất đặt ( kW) 
Diện tích 
(m
2
) 
1 PX cơ khí Theo tính toán 5.714 
2 PX vỏ 1 Theo tính toán 3.502 
3 PX vỏ 2 Theo tính toán 6.120 
4 PX điện máy Theo tính toán 5.714 
5 PX hạ liệu Theo tính toán 2.700 
6 PX mộc 150 5.714 
7 PX phun sơn 100 2.592 
8 Khu nhà văn phòng 150 1.170 
9 Kho tổng hợp 50 1.080 
10 Nhà ở công nhân viên 
(4 tầng) 
100 1.685 
P.K.DOANH P.TCKT 
P.KTCN P.VTVT P.S.XUẤT P.KCS 
PX.VỎ 3 PX.VỎ 2 PX.VỎ 1 PX.HẠ LIỆU X.S.C.THÉP PX.ÂU ĐÀ 
PX.VỎ 4 PX.VỎ 5 PX.Đ.MÁY PX.ỐNG 1 
B.A.TOÀN CTY S.CHỮA XN.C.KHÍ PX.ỐNG 2 
P.XDCB PX.T.TRÍ 
 8 
4
1
2
m
672m 
Hƣớng điện đến 
9 
8 
6 
5 
4 1 
3 
2 
7 
10 
Tỷ lệ:1/4000 
Hình 1.2: Sơ đồ mặt bằng nhà máy đóng tàu Bến Kiền 
 9 
CHƢƠNG 2. 
XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA TỪNG PHÂN 
XƢỞNG 
2.1. ĐẶT VẤN ĐỀ 
Hiện nay có rất nhiều phƣơng pháp tính toán phụ tải, thông thƣờng những 
phƣơng pháp đơn giản việc tính toán thuận tiện lại cho kết quả không chính 
xác. Do đó theo yêu cầu cụ thể, nên chọn phƣơng pháp tính toán hợp lý. Thiết 
kế cung cấp điện cho các phân xƣởng bao gồm 2 giai đoạn: 
+ Giai đoạn làm nhiệm vụ thiết kế 
+ Giai đoạn bản vẽ thi công 
Trong giai đoạn làm nhiệm vụ thiết kế (hoặc thiết kế kỹ thuật) ta tính sơ 
bộ gần đúng phụ tải điện dựa trên cơ sở tổng công suất đã biết của các hộ tiêu 
thụ (bộ phận phân xƣởng). Ở giai đoạn thiết kế thi công, ta tiến hành xác định 
chính xác phụ tải điện dựa vào số liệu cụ thể về các hộ tiêu thụ của các bộ 
phận phân xƣởng 
Nguyên tắc chung để tính phụ tải của hệ thống điện là tính từ thiết bị dùng 
điện ngƣợc trở về nguồn, tức là tiến hành từ bậc thấp đến bậc cao của hệ 
thống cung cấp điện. 
Sau đây là 1 vài hƣớng dẫn về cách chọn phƣơng pháp tính: 
Để xác định phụ tảu tính toán của các hộ tiêu thụ riêng biệt ở các điểm nút 
điện áp U<1000 V trong lƣới điện phân xƣởng nên dùng phƣơng pháp số thiết 
bị sử dụng hiệu quả nhq bởi vì phƣơng pháp này có kết quả tƣơng đối chính 
xác, hoặc theo phƣơng pháp thống kê. 
Để xác định phụ tải cấp cao của hệ thống cung cấp điện, tức là tính từ 
thanh cái các phân xƣởng hoặc thanh cái trạm biến áp đƣờng dây cung cấp 
 10 
cho xí nghiệp, ta nên áp dụng phƣơng pháp dựa trên cơ sở giá trị trung bình 
và các hệ số kmax, khd 
Khi tính toán sơ bộ ở giai đoạn làm nhiệm vụ thiết kế với các cấp cao của 
hệ thống cung cấp điện có thể sử dụng phƣơng pháp tính toán theo công suất 
đặt và hệ số nhu cầu knc.Trong 1 số trƣờng hợp cá biệt thì có thể tính theo 
phƣơng pháp suất phụ tải trên 1 đơn vị sản xuất. 
Ở phạm vi đồ án này ta chọn phƣơng pháp số thiết bị sử dụng điện hiệu 
quả để tính toán phụ tải động lực cho các phân xƣởng theo từng nhóm thiết bị 
và theo từng công đoạn (còn gọi là phƣơng pháp xác định phụ tải tính toán 
theo hệ số cực đại kmax và công suất trung bình Ptb hay phƣơng pháp sắp xếp 
theo biểu đồ). 
Khi cần nâng cao độ chính xác của phụ tải tính toán hoặc khi không có 
các số liệu cần thiết để áp dụng các phƣơng pháp tƣơng đối đơn giản kể trên 
thì ta dùng phƣơng pháp này. 
Công thức tính nhƣ sau: Ptt = kmax.ksd.Pđm 
Trong đó: Ptt: Công suất tính toán 
kmax: Hệ số cực đại 
ksd: Hệ số sử dụng của nhóm thiết bị 
Phƣơng pháp này cho kết quả tƣơng đối chính xác vì khi xác định số thiết 
bị hiệu quả nhq chúng ta xét đến một loạt các yếu tố quan trọng nhƣ ảnh 
hƣởng của số lƣợng thiết bị trong nhóm, số thiết bị có công suất lớn nhất cũng 
nhƣ sự khác nhau về chế độ làm việc của chúng. 
2.2. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO PHÂN XƢỞNG CƠ KHÍ 
2.2.1. Phân nhóm phụ tải cho phân xƣởng cơ khí 
Phụ tải của phân xƣởng gồm 2 loại: phụ tải động lực và phụ tải chiếu sáng. Để 
có số liệu cho việc tính toán thiết kế sau này ta chia các thiết bị trong phân 
xƣởng ra làm từng nhóm. Việc chía nhóm đƣợc căn cứ theo các nguyên tắc 
sau: 
 11 
Các thiết bị gần nhau đƣa vào 1 nhóm 
Một nhóm tốt nhất nên có các thiết bị n ≤ 8 
Đi dây thuận lợi không đƣợc chồng chéo, góc lƣợn của ống phải nhỏ hơn 120o 
Ngoài ra kết hợp với công suất của các nhóm gần bằng ... VC(1x300)mm
2
 92 
7.2.1. Chọn máy biến áp B3 
Phân xƣởng cơ khí và nhà ở công nhân viên có công suất tính toán Stt = 
686,6 kVA. Trạm đặt 2 MBA có Sđm = 630 kVA – 6,6/0,4 kVA của hãng liên 
doanh ABB chế tạo. 
Bảng 7.1: Thông số kỹ thuật của MBA 
SđmB3 (kVA) Uđm (kV) P0 (kW) PN (kW) UN% 
630 6,6/0,4 1,2 8,2 4 
7.2.2. Chọn thiết bị phía cao áp 
a. Chọn cáp cao áp 
Cáp từ trạm PPTT đến trạm biến áp phân xƣởng B3 đƣợc chọn loại cáp 
6,6 kV cách điện XLPE, đai thép, vỏ PVC do Nhật chế tạo có tiết diện 16mm2 
– XLPE (3x16) mm2 (đƣợc chọn và kiểm tra ở chƣơng 3). 
b. Chọn tủ cao áp 
Chọn tủ cao áp 6,6 kV trọn bộ có cầu dao – cầu chì, cách điện bằng SF6, 
tủ có thể mở rộng và không cần bảo trì, loại 8DH10. 
Bảng 7.2: Thông số kỹ thuật của tủ 
Loại Cách 
điện 
Uđm 
(kV) 
Iđm (A) INt 
(kA) 
IN max 
(kA) 
TB đóng cắt 
8DH10 SF6 7,2 200 25 25 Cầu dao, cầu 
chì 
Ta chọn loại cầu chì 3GD1 120-2B do hãng SIEMENS chế tạo. 
c. Chọn sứ đỡ 
Sứ đỡ phần cao áp gồm sứ đỡ phần trong nhà dùng đỡ dao cách ly, cầu chì 
thanh cái cao áp trong buồng cao thế. 
Điều kiện chọn sứ: Fcp = 0,6 . Fph ≥ Ftt = 
-2 2
xkN1
l
1,76.10 . .i
a
Trong đó: 
Fcp: Lực tác động cho phép lên sứ (kg) 
 93 
Fph: Lực phá hoại quy định của sứ (kg) 
Ftt: Lực tính toán dòng điện tác động lên sứ 
l: Khoảng cách giữa các sứ đỡ của 1 pha, l = 80 cm 
a: Khoảng cách giữa các pha, a = 30 cm 
Theo tính toán ở chƣơng 3, trạm biến áp B3 có ixkN1 = 3,69 kA 
Ftt = 1,76 . 10
-2
30
80
 (3,69)
2
 = 0,64 (kg) 
Chọn sứ loại O - 10 - 375 có Fph = 375 kG. 
7.2.3. Chọn thiết bị hạ áp 
a. Chọn thanh dẫn 
Chọn theo điều kiện phát nóng: 
K1 . K2 . Icp ≥ Icb 
Thanh dẫn đặt nằm ngang: K1 = 0,95 
Nhiệt độ môi trƣờng xung quanh 250C: K2 = 0,88 
Dòng làm việc cƣỡng bức Icb chọn theo điều kiện quá tải sự cố của MBA: 
Icb = 
đm
đmB
U
S
3
4,1
 = 
6,6.3
630.4,1
 = 77,15 (A) 
Chọn thanh dẫn đồng kích thƣớc 60 x 6 có Icp = 1125 A 
→ 0,95 . 0,88 .1125 = 940,5 > 77,15 A 
* Kiểm tra ổn định động 
Lấy khoảng cách giữa các pha là a = 30 cm 
Lấy chiều dài nhịp sứ là l =80 cm 
Tính lực tác dụng lên một nhịp thanh dẫn: 
Ftt = 1,76 . 10
-2
 . 
a
l
 . i
2
xkN2 = 1,76 . 10
-2
 . 
30
80
 . 16,5
2
 = 12,78 (kg) 
Mômen uốn tác dụng lên một nhịp thanh dẫn: 
M = 
10
.lFtt = 
10
80.78,12
 = 102,24 (kg.cm) 
Ứng suất tính toán trong vật liệu thanh dẫn là: 
 94 
tt
X
M
W
Trong đó: 
Wx: Mômen chống uốn của tiết diện thanh dẫn với trục thẳng góc với 
phƣơng uốn khi đặt thanh dẫn nằm ngang. 
Wx = 
6
1
. h
2
 . b = 
6
1
. 6
2
 . 0,6 = 3,6 (cm
3
) 
→ 
6,3
24,102
tt = 28,4 (kg/cm
2
) 
Ứng suất cho phép của đồng là: 
cp = 1400 kg/cm
2
 > tt = 28,4 kg/cm
2
Vậy thanh dẫn thỏa mãn điều kiện ổn định động. 
* Kiểm tra ổn định nhiệt: 
Thanh dẫn có Icp = 1125 A > 1000 A không cần kiểm tra ổn định nhiệt. 
b. Chọn sứ đỡ 
Chọn sứ loại O -1-375 do Liên Xô chế tạo có: 
Uđm = 1kV 
Upđ.khô = 11kV 
Fph = 375kG 
c. Chọn áptômát 
Các áptômát đã chọn ở chƣơng 3. 
Chọn áptômát tổng và phân đoạn: C1001N 
Áptômát nhánh loại NS600E 
Bảng 7.3: Thông số kỹ thuật của các áptômát 
Loại Udm (V) Idm (A) Icắt N (kA) 
C1001N 690 1000 25 
NS600E 500 600 15 
Kiểm tra lại điều kiện cắt dòng ngắn mạch: Icắt đm A ≥ IN 
 95 
Dòng ngắn mạch trên thanh cái 0,4kV IN = 1,45 kV (tính toán ở chƣơng 3) 
Icắt N = 15 kA > IN = 6,5 kA. 
Vậy áptômát chọn thỏa mãn. 
d. Chọn cáp hạ áp tổng 
Chọn theo điều kiện phát nóng: Khc . Icp ≥ Itt 
Nhiệt độ môi trƣờng đặt cáp 250C, số tuyến cáp đặt trong hầm cáp bằng 3 
trên 1 nhánh MBA với khoảng cách giữa các sợi cáp là 300mm → Khc = 0,86 
Dòng phụ tải tính toán của cáp: 
Itt = 
đmH
đmBAqtsc
Un
Sk
.3.
.
 = 
4,0.3.3
630.4,1
 = 424,35 (A) 
Chọn cáp đồng 1 lõi cách điện PVC do LENS chế tạo có F = 300 mm2 có 
Icp = 565 A → 0,86 . 565 = 485,9 A > 424,35 A 
Bảng 7.4: Thông số kỹ thuật của cáp 
F (mm
2
) 
d (mm) 
M 
kg/km 
R0, /km 
ở 200C 
Icp (A) 
Trong nhà lõi 
vỏ 
min max 
1x300 20,1 27,5 31 2957 0,0601 565 
Cáp đƣợc bảo vệ bằng áptômát tổng C1001N có IđmA = 1000 A 
Ta có điều kiện kết hợp với thiết bị bảo vệ: 
cp
kđđn
I
I
 ≤ 1,5 
Ikđ nh: Dòng khởi động của bộ phận cắt mạch bằng nhiệt. 
Ikđ nh ≥ IđmA: Để an toàn lấy Ikđ nh = 1,25 . IđmA 
→ Ikđ nh = 1,25 . 1000 = 1250 (A) 
cp
kđđn
I
I
 = 
565.3
1250
 = 0,74 < 1,5 
Vậy cáp đã chọn thỏa mãn. 
e. Chọn thiết bị đo đếm 
 96 
Các đồng hồ đo đếm đƣợc chọn theo cấp chính xác: 
Chọn đồng hồ Ampe (A): Imax = 
đmH
đmBAqtsc
U
Sk
.3
.
 = 
4,0.3
630.4,1
 = 1273,06 (A) 
Thang đo: (0 3250) A 
Cấp chính xác: 0,5 
Chọn công tơ hữu công (kWh) và vô công (kVAr) là công tơ 3 pha có cấp 
chính xác nhƣ sau: 
kWh (1,5) – kVAr (2). 
Chọn vôn kế (V): 
Thang đo: (0 400) V 
Cấp chính xác: 1,5 
Chọn khóa chuyển mạch: Thƣờng có 7 vị trí trong đó có 3 vị trí pha, 3 vị 
trí dây và 1 vị trí cắt. 
Chọn cầu chì bảo vệ vôn kế: Có dòng định mức IđmCC = 5 A. 
f. Chọn máy biến dòng 
Chọn theo các điều kiện: 
Điện áp định mức: UđmBI ≥ 0,4 kV 
Dòng sơ cấp định mức: IđmBI ≥ Imax = 
2,1
cbI = 
2,1.4,0.3
630.4,1
 = 1060,88 (A) 
Chọn máy biến dòng loại có IđmBI = 1500A/5A. 
Các đồng hồ và biến dòng điện cùng đặt trong một tủ hạ áp nên khoảng 
cách dây nối rất ngắn và điện trở của các đồng hồ không đáng kể do đó phụ 
tải tính toán của mạch thứ cấp của máy biến dòng ảnh hƣởng không nhiều đến 
AN 
BN 
CN 
OFF 
AB 
BC 
AC 
 97 
sự làm việc bình thƣờng trong cấp chính xác yêu cầu vì vậy không cần kiểm 
tra điều kiện phụ tải thứ cấp. 
g. Chọn kích thƣớc tủ phân phối hạ áp 
Tủ phân phối đƣợc chọn có kích thƣớc nhƣ sau: 
Kích thƣớc thân tủ: 1600x600x800 theo chiều cao – sâu – rộng 
Kích thƣớc đế tủ: 100x600x800 
7.3. THIẾT KẾ HỆ THỐNG NỐI ĐẤT CHO TRẠM BIẾN ÁP PHÂN 
XƢỞNG B3 
7.3.1. Hệ số nối đất của trạm biến áp phân xƣởng B3 
Nối đất làm việc phía trung tính hạ áp máy biến áp nhằm mục đích sử 
dụng điện áp dây (Ud) và sử dụng điện áp pha (Up). 
Nối đất an toàn: Đó là hệ thống nối đất bao gồm các cọc và dây dẫn tiếp 
đất, đảm bảo điện áp bƣớc (Ub) và điện áp tiếp xúc (Utx) nhỏ, không gây nguy 
hiểm cho ngƣời khi tiếp xúc với thiết bị điện. 
Theo quy phạm trang bị điện, điện trở của hệ thống nối đất thì Rđ 4 
(đối với máy biến áp S > 1000 kVA) mạng hạ áp có dây trung tính máy biến 
áp an toàn cho ngƣời vận hành và sử dụng. 
Nối đất chống sét: Để bảo vệ các thiết bị trong trạm tránh sóng quá điện 
áp truyền từ đƣờng dây vào. Phải đặt bộ chống sét van 6,6 kV ở đầu đƣờng 
cáp 6,6 kV (đầu nối vào đƣờng dây 6,6 kV), tại cột chống sét van phải nối đất. 
7.3.2. Tính toán hệ thống nối đất 
Máy biến áp B3 có 2 cấp điện áp U = 6,6/0,4 kV. Ở cấp hạ áp có dòng lớn 
vì vậy điện trở nối đất của trạm yêu cầu không vƣợt quá 4 . 
Theo số liệu địa chất ta có thể lấy điện trở xuất của đất tại khu vực xây 
dựng trạm biến áp phân xƣởng B3 là: 
 = 0,4 . 10
4
 .cm 
Xác định điện trở nối đất của 1 cọc: 
 98 
)(
1t4
1t4
log
2
1
d
21
lgK..
l
366,0
R maxc1 
Trong đó : 
: Điện trở xuất của đất /cm 
Kmax = 1,5 hệ số mùa cọc 
d: Đƣờng kính ngoài của cọc, m 
l: Chiều dài của cọc, m 
t: Độ chôn sâu của cọc, tính từ mặt đất tới điểm giữa của cọc (cm) 
Đối với thép góc có bề rộng của cạnh là b, đƣờng kính ngoài đẳng trị đƣợc 
tính: d = 0,95b 
Ta dùng thép góc L60 x 60 x 6 dài 2,5 m để làm cọc thẳng đứng của thiết 
bị nối đất, đặt cách nhau 2,5m và chôn sâu 0,7 m. 
Với tham số cọc nhƣ trên, công thức trên có thể tính gần đúng nhƣ sau: 
R1c = 0,00298 . max = 0,00298 . Kmax . ( ) 
R1c = 0,00298 . 1,5 . 0,4 . 10
4
 = 17,88 ( ) 
Xác định sơ bộ số cọc: 
1c
sdc
R
n = 
K . ycR
Trong đó: 
Ksdc: Hệ số sử dụng cọc, lấy sơ bộ Ksdc = 0,58 (với tỷ số a/l = 1) 
1 1 
2 
0
,7
m
0
,8
m
2
,5
m
1. Cọc 
2. Thanh nối 
a = 2,5m 
 99 
Ryc: Điện trở nối đất yêu cầu, Ryc = 4 
Ta có : n = 
4.58,0
88,17
 = 7,71 (cọc) 
Ta lấy tròn số n = 8 cọc 
Xác định điện trở thanh nối nằm ngang 
2
max
0,366 2
. .lg ( )t t
l
R
l bt
Trong đó: 
maxt: Là điện trở suất của đất ở độ sâu chôn thanh nằm ngang /cm 
(lấy độ sâu = 0,8m) lấy kmaxt = 3. 
maxt = đ . 3 = 0,4 . 10
4
 . 3 = 1,2.10
4 
 ( /cm) 
l: Chiều dài (chu vi) mạch vòng tạo nên bởi các thanh nối ,cm. 
Trạm biến áp thiết kế có kích thƣớc là: 
Chiều dài: a = 11,1 m 
Chiều rộng: b = 3,1 m 
Khi thiết kế nối đất cho trạm ta chôn hệ thống nối đất cách tƣờng là 0,45m 
về các phía khi đó ta có: 
Mạch vòng nối đất chôn xung quanh trạm thiết kế có chu vi: 2 . (12 + 4) = 
32 m 
→ l = 3200 cm 
b: Bề rộng thanh nối b = 4 cm 
t: Chiều chôn sâu thanh nối t = 80 cm 
Ta có: Rt = 
80.4
3200.2
lg
3200
10.2,1.366,0
24
 = 6,6 (Ω) 
Điện trở của thanh nối thực tế còn cần phải xét đến hệ số sử dụng thanh 
Ksdt theo số cọc chôn thẳng đứng, tra bảng “PL 6.6 TL1” ta tìm đƣợc Ksdt = 
0,36 với n = 8. 
Vậy điện trở thực tế của thanh là: 
 100 
RN = 
36,0
6,6
sdt
t
K
R
 = 18,33 (Ω) 
Ta tính đƣợc điện trở nối đất cần thiết của toàn bộ số cọc là: 
Rc = 
433,18
33,18.4.
nđN
Nnđ
RR
RR
 = 5,12 (Ω) 
Số cọc cần phải đóng là: 
1c
sd c
R 17,88
n = = = 6,02
K .R 0,58.5,12
Lấy tròn n = 6 cọc tra bảng PL 6.6 TL1 ta tìm đƣợc hệ số sử dụng cọc và 
thanh ngang là: Ksdc = 0,62, Ksdt = 0,4 
Từ công thức xác định điện trở khuếch tán của thiết bị nối đất gồm hệ 
thống cọc và thanh nối nằm ngang. 
Rnđ = 
62,0.6,6.64,0.12,5
6,6.12,5
...
.
sdctsdtc
tc
KRnKR
RR
 = 1,27 (Ω) < 4 Ω 
Điện trở của hệ thống nối đất thỏa mãn yêu cầu kĩ thuật. 
Tóm lại hệ thống hệ thống nối đất cho trạm đƣợc thiết kế nhƣ sau: Dùng 6 
thanh thép góc L60 x 60 x 6 dài 2,5m chôn thành mạch vòng 32m. 
Hình 7.2: Hệ thống nối đất của trạm 
12m 
4
m
 101 
KẾT LUẬN 
Trong thời gian 12 tuần vừa qua em đƣợc nhận đồ án tốt nghiệp “Thiết kế 
cung cấp điện cho công ty công nghiệp tàu thủy Bến Kiền” với sự hƣớng dẫn 
tận tình của thầy giáo Nguyễn Trọng Thắng và thầy giáo Ngô Quang Vĩ em 
đã nắm bắt đƣợc một số vấn đề. 
Thống kê phân loại phụ tải và tính toán phụ tải các phân xƣởng của nhà 
máy đóng tàu Bến Kiền. 
Lựa chọn dung lƣợng và số lƣợng MBA đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện 
khi sảy ra sự cố. 
Thiết kế mạng điện cao áp cho nhà máy và mạng hạ áp cho phân xƣởng 
cơ khí của nhà máy. 
Tính toán bù công suất phản kháng và thiết kế chiếu sáng cho phân xƣởng 
cơ khí. 
Do thời gian có hạn nên trong đồ án của em còn có nhiều thiếu xót, rất 
mong đƣợc sự đóng góp thêm của các thầy cô và các bạn. 
Em xin chân thành cảm ơn. 
Sinh viên: 
Nguyễn Quang Hiếu 
 102 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
1. Ngô Hồng Quang – Vũ Văn Tẩm (2006), Thiết kế cấp điện, Nhà xuất bản 
khoa học – kỹ thuật. 
2. PGS.TS Đặng Văn Đào (2005), Kỹ thuật chiếu sáng, nhà xuất bản khoa 
học- kỹ thuật Hà Nội. 
3. TS Ngô Hồng Quang (2006), Giáo trình cung cấp điện, nhà xuất bản giáo 
dục. 
4. Ngô Hồng Quang (2000), Sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện từ 0,4 
kV đến 500 kV, Nhà xuất bản khoa học – kỹ thuật.