Thiết kế cấp điện cho phân xưởng sửa chữa thiết bị điện

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

---------------

ĐỒ ÁN MÔN HỌC
Thiết kế hệ thống cung cấp điện
Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện, Điện tử

Đề tài: Thiết kế cấp điện cho phân xưởng sửa chữa thiết bị điện
Giảng viên hướng dẫn:

Phạm Trung Hiếu

Sinh viên thực hiện:
Lớp: EE6051.3 – K14
MSV

Lời nói đầu
1


Trong xã hội hiện nay ngày càng phát triển, mức sống của con người ngày càng
được nâng cao, dẫn đến nhu cầu tiêu dùng tăng, các doanh nghiệp, công ty cần
phải ra tăng sản xuất, mặt khác nhu cầu tiêu dùng của con người đòi hỏi cả về
chất lượng sản phẩm, dồi dào mẫu mã.
Chính vì thế mà các cơng ty, xí nghiệp ln cải tiến trong việc thiết kế và
lắp đặt các thiết bị tiên tiến để sản xuất ra những sản phẩm đạt hiệu quả đáp ứng
được yêu cầu của người tiêu dùng. Trong hàng loạt các công ty, xí nghiệp kể
trên có cả những phân xưởng sửa chữa cơ khí. Do đó nhu cầu sử dụng điện ở các
nhà máy này càng cao, địi hỏi ngành cơng nghiệp năng lượng điện phải đáp ứng
kịp thời theo sự phát triển của nó. Hệ thống điện ngày càng phức tạp, việc thiết

kế cung cấp có nhiệm vụ đề ra những phương án cung cấp điện hợp lý và tối ưu.
Một phương pháp cung cấp điện tối ưu sẽ giảm được chi phí đầu tư xây dụng hệ
thống điện và chi phí vận hành tồn thất điện năng và đồng thời vận hành đơn
giản thuận tiện trong sửa chữa.
Do đó, em đã chọn đề tài “Thiết kế hệ thống cấp điện cho phân
xưởng sửa chữa thiết bị điện”, một đề tài rất gẫn gũi với thực tế. Qua đề tài này
giúp em làm quen với các hệ thống cấp điện, các tiêu chuẩn về thiết kế, an toàn
điện cũng như rènluyện các kỹ năng tính tốn, lựa chọn các thiết bị điện.
Sử dụng các kiến thức đã học để thiết kế cơ bản được một hệ thống cấp điện chi
tiết.
Với sự giúp đỡ nhiệt tình của thầy Phạm Trung Hiếu cùng các thầy cô trong
trường đến nay bản đồ án mơn học của em đã hồn thành. Em kính mong được
sự đóng góp ý kiến của các thầy cơ để đồ án của em hoàn thiện hơn. Em xin
chân thành cảm ơn!

MỤC LỤC

2


I.

Thuyết minh

1.

Tính tốn phụ tải điện

1.1.

Phụ tải chiếu sáng

1.2.

Phụ tải thơng thống và làm mát

1.3. Phụ tải động lực: phân nhóm thiết bị, xác định phụ tải từng nhóm, tổng hợp phụ
tải động lực
1.4.

Tổng hợp phụ tải của toàn phân xưởng

1.5.

Nhận xét và đánh giá
2. Xác định sơ đồ cấp điện của phân xưởng

2.1.

Xác định vị trí đặt trạm biến áp phân xưởng

2.2.

Các phương án cấp điện cho phân xưởng

(3 đến 4 phương án, sơ bộ chọn tiết dây dẫn, tính tốn các loại tổn thất trong mạng
điện)
2.3.

Đánh giá lựa chọn sơ đồ nối điện tối ưu

3.

Lựa chọn và kiểm tra các thiết bị điện

3.1.

Tính tốn ngắn mạch

3.2.

Chọn và kiểm tra dây dẫn

3.3.

Chọn và kiểm thiết bị trung áp (dao cách ly, cầu chảy, chống sét van, v.v…)

3.4. Chọn thiết bị hạ áp (loại tủ phân phối, thanh cái, sử đỡ, thiết bị chuyển mạch
bằng tay và tự động đóng/cắt nguồn tự động, aptomat/cầu chảy, khởi động từ v.v…)
3.5.

Chọn thiết bị đo lường: máy biến dòng, ampe mét, vol mét, công tơ v.v.

3.6.

Kiểm tra chế độ mở máy động cơ

3.7.

Nhận xét và đánh giá
4.

Thiết kế trạm biến áp

4.1.

Tổng quan về trạm biến áp

4.2.

Chọn phương án thiết kế xây dựng trạm biến áp

4.3.

Tính tốn nối đất cho trạm biến áp

4.4.

Sơ đồ nguyên lý, mặt bằng, mặt cắt của trạm biến áp và sơ đồ nối đất của TBA

4.5.

Nhận xét
5.
Tính bù cơng suất phản kháng nâng cao
hệ số công suất

5.1.

Ý nghĩa của việc bù công suất phản kháng
3

5.2.

Tính tốn bù cơng suất phản kháng để cosφ mong muốn sau khi bù đạt 0,9

5.3.

Đánh giá hiệu quả bù cơng suất phản kháng

5.4.

Nhận xét và đánh giá
6.

6.1.

Tính tốn nối đất

6.2.

Tính chọn thiết bị chống sét

6.3.

Nhận xét và đánh giá
7.

Tính tốn nối đất và chống sét

Dự tốn cơng trình

7.1.

Kê danh mục các thiết bị

7.2.

Lập dự tốn cơng trình Nhận xét và đánh giá
Kết luận

II.Bản vẽ
1. Sơ đồ mạng điện trên mặt bằng phân xưởng với sự bố trí của các tủ phân phối,
các thiết bị;
2. Sơ đồ nguyên lý của mạng điện có chỉ rõ các mã hiệu và các tham số của thiết bị
được chọn;
3. Sơ đồ trạm biến áp gồm: sơ đồ nguyên lý, sơ đồ mặt bằng và mặt cắt trạm biến
áp;
4.

Sơ đồ tủ phân phối, sơ đồ chiếu sáng và sơ đồ nối đất;

5. Bảng số liệu tính tốn mạng điện: phụ tải, so sánh các phương án; giải tích chế độ
xác lập của mạng điện; dự tốn cơng trình.

4


5

Ta có bảng số liệu sau đây:
Số hiệu trên
sơ đồ

Tên thiết bị

Hệ số
ksd

cos

Công suất
đặt P, kW

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15

16
17
18
19
20

Bể ngâm dung dịch kiềm
Bể ngâm nước nóng
Bể ngâm tăng nhiệt
Tủ sấy
Máy quấn dây
Máy quấn dây
Máy khoan bàn
Máy khoan đứng
Bàn thử nghiệm
Máy mài
Máy hàn
Máy tiện
Máy mài tròn
Cần cẩu điện
Máy bơm nước
Máy hàn xung
Bàn lắp ráp và thử nghiệm
Bàn lắp ráp và thử nghiệm
Máy ép nguội
Quạt gió

0.35
0.32
0.30

0.36
0.57
0.60
0.51
0.55
0.62
0.45
0.53
0.45
0.40
0.32
0.46
0.32
0.53
0.53
0.47
0.45

1
1
1
1
0.8
0.8
0.78
0.78
0.85
0.7
0.82
0.76

0.72
0.8
0.82
0.55
0.69
0.69
0.7
0.83

30
24
8
24
2,4
4,4
4,4
15
13
9
11
16
6,4
15
6,4
40
20
24
40
17

1 .TÍNH TỐN PHỤ TẢI ĐIỆN
1. xác định phụ tải chiếu sáng
Thơng số phụ tải chiếu sáng:
Diện tích: F=A*B=36*24=864 m2 (A:chiều dài(m),B:chiểu rộng(m))
Cơng suất trên 1 đơn vị diện tích: P0 =0.015 kW/m2
Hệ số chiếu sáng:
(Theo tiêu chuẩn 7114:2006)
6


Cơng suất chiếu sáng: cs =F*P0 =864*0.015=12.96 kW
Cơng suất tồn phần: Scs=
Công suất phản kháng:kVAR

 Kiểm tra lại
Độ rọi yêu cầu cho 1 phân xưởng sửa chữa cơ khí là từ 100 ÷ 400 lux ,
độ rọi được chọn là : Eyc = 400 lux .Với độ rọi này theo biểu đồ Kruithof , nhiệt độ
màu cần thiết là 30000 K sẽ cho mơi trường sáng tiện nghi .Vì xưởng sửa chữa có
nhiều máy điện quay nên sẽ chọn đèn huỳnh quang ới công suất là 36W quang thông F
= 5600 lumen .
 chọn độ cao treo đèn là h’=0,5m
 chiều cao mặt bằng làm việc h2=0,8m
 do đó chiều cao tính tốn là h = H-h2 - h’= 8-0,8-0,5=6,7m.

(với H là chiều cao của xưởng lấy H = 8 m)
 tỷ số treo đèn

 Để đảm bảo độ rọi đồng đều chọn loại bóng loại B
 nmax=6,7.1,1=7,37
 Số đèn chọn theo chiều rộng: Na=

 Số đèn chọn theo chiều rộng:
 Xác định quang thông của bộ đèn
Tra bảng 4.4 kỹ thuật chiếu sáng lấy phản xạ của trần là 0.5, tường là 0.5 sàn
0,1 hệ số dự trữ σdt =1.35, hiệu suất đèn η =0.9, xác định quang thông tổng theo công
thức:

Thay số ta được : = lm
Số lượng bóng đèn cần thiết cho 1 bộ đèn là:
7


Số lượng bộ bóng là 51 bộ bóng.
Suy ra
Chọn dây có tiếp diện PCB-2,5 mm2 với giá 56.106 đ
PHỤ TẢI THƠNG THỐNG VÀ LÀM MÁT
Cách tính và chọn quạt thơng gió cho nhà xưởng:
Bước 1: Bước đầu tiên chúng ta nên tính thể tích nhà xưởng cần lắp quạt thơng
gió cơng nghiệp. Thể tích nhà xưởng: V= Dài x rộng x cao (m3)
Bước 2: Tính tổng lượng khơng khí cần dùng: Tg = X x V (m3/h)
Bước 3: Tính số lượng quạt thơng gió cần dùng cho nhà xưởng N = Tg / Q (c)
Trong đó:
V : thể tích
Tg : Tổng lượng khơng khí cần dùng (m3/h)
N : Số quạt cần dùng cho nhà xưởng
X : Số lần thay đổi khơng khí
Q : Lưu lượng gió của quạt(m3/h)
Số liệu như sau: Dài=36 m, Rộng=24 m, Cao=8 m
-

Thể tích nhà xưởng V= Dài x rộng x cao=36248= 6912 m3.

-

Tính lưu lưu lượng khí lưu thơng một giờ với tần xuất thay đổi khơng
khí X=40:
Tg=X x V=6912 x 40= 276480 (m3/h)

-

Phi
cánh

Chọn quạt thơng gió:

Cơng suất

Tốc độ
ĐC

Điện
áp

Lưu
lượng
8

Cột áp
(H2O)

Kích thước cơ bản

(mm)

(kW)

(V/P)

(V)

()

(Pa)

Dài

Rộng

Cao

1000

0.75

1390

380

3000035000

6-4

1150

1150

455

Thơng số quạt thơng gió lựa chọn cho nhà xưởng

- Tính số lượng quạt cần dùng:
N=Tg/ lưu lượng quạt = 276480/30000 = 9 cái quạt
Tổng công suất quạt sử dụng với (Ks=1) là:
Pttp=ks x N x Pdmp = 1 x 9 x 0.75= 6.75 kW
Để đảm bảo khi gặp sự cố hỏng hóc ta sử dụng quạt dự phịng: số lượng 1 cái
quạt
Mỗi bên tường 5 cái quạt thơng gió
3. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI ĐỘNG LỰC
3.1 cơ sở lý thuyết:
Trong một phân xưởng thường có nhiều thiết bị có cơng suất và chế độ làm việc
khác nhau, muốn xác định phụ tải tính tốn được chính xác cần phải phân nhóm thiết
bị điện.
 Các thiết bị điện trong cùng một nhóm nên ở gần nhau để giảm chiều dài đường
dây hạ áp. Nhờ vậy có thể tiết kiệm được vốn đầu tư và tổn thất trên đường dây hạ
áp trong phân xưởng.
 Chế độ làm việc của các thiết bị điện trong nhóm nên giống nhau để xác định phụ
tải tính tốn được chính xác hơn và thuận tiện trong việc lựa chọn phương thức
cung cấp điện cho nhóm.
 Tổng cơng suất của các nhóm thiết bị nên xấp xỉ nhau để giảm chủng loại tủ động
lực cần dùng trong phân xưởng và trong toàn nhà máy. Số thiết bị trong một nhóm

cũng khơng nên q nhiều bởi số đầu ra của các tủ động lực thường là 4 ÷ 10.
 Xác định hệ số sử dụng theo tổng hợp của nhóm theo cơng thức sau:
 Xác định số thiết bị hiệu dụng của mỗi nhóm nhd theo cơng thức sau:

9


2

 n 
  Pi 
 i 1 
n

Nhq=

P
i 1

2
i

Các bước tính hệ số nhp thơng qua n* tương đối và cơng suất tương đối p * trong
nhóm:
Bước 1:

Trong đó:
 n là số thiết bị trong nhóm.
 n1 số thiết bị có cơng suất khơng nhỏ hơn một nửa cơng suất của thiết bị có
cơng suất lớn trong nhóm.

 P và P1 tổng công suất tương ứng n và n1 thiết bị.
Bước 2:

nhp*
Bước 3:
nhp=n.nhp*
Hệ số thiết bị hiệu quả là một số liệu quan trọng để xác định phụ tải tính tốn,
đặc biệt khi tính tốn phụ tải nhà máy phân xưởng.
 Hệ số nhu câu của nhóm:
k sd 

Knc=

1  ksd
nhq

 Tính cosφ cho tồn nhóm theo cơng thức:
n

 P .cos
i 1

i

n

Cos φtb=

P
i 1

 Phụ tải tính tốn của cả nhóm:
10

i

i


n

P

Pttn=Knc . i 1

i

Qttn=Pttn.tan
S

=

ttn

Pttn 2  Qttn 2

 Cho toàn phân xưởng:
1

Ptt =

kđt .Pttni
i 1
1

Qtt =
Stt =

kđt .Qttni
i 1

Ptt 2  Qtt 2

Cosφt= Ptt/ Stt
Phân nhóm thiết bị
Dựa vào nguyên tắc phân nhóm ở trên và căn cứ vào vị trí, cơng suất của các thiết
bị được bố trí trên mặt bằng phân xưởng. Ta có thể chia các phụ tải thành 4 nhóm:

STT

1
2
3
4
5

Tên thiết bị

Bể ngâm dung dịch
kiềm

Bể ngâm nước nóng
Máy khoan đứng

Máy hàn
Máy tiện
tổng

Số
hiệu
số lượng
trên sơ
đồ
nhóm 1

Hệ số
ksd

cos

Cơng
suất
P(kW)

1

1

0.35

1

30

1
1
1
1

2
8
11
12

0.32
0.55
0.53
0.45

1
0.78
0.82
0.76

24
15
11
16

5

96
nhóm 2

1
2
3
4

Bể ngâm tăng nhiệt
Tủ sấy
Máy quấn dây
Máy khoan bàn

1
1
1
1

3
4
5
7

11

0.3
0.36
0.57
0.51

1
1
0.8
0.78

8
24
2
4


5

Bàn thử nghiệm
tổng

1

18

0.53

0.69

5

24
63

nhóm 3

1
2
3
4

bàn thử nghiệm
Cần cẩu điện
Máy hàn xung
máy ép nguội
tổng

1
1
1
1

9
14
16
19

0.62
0.32
0.32
0.47

0.85
0.8
0.55
0.7

4

13
15
40
40
108

nhóm 4
1
2
3
4
5
6

máy quấn dây
Máy mài
Máy mài trịn
Máy bơm nước
Bàn lắp ráp
Quạt gió
tổng

1
1
1
1
1

1

6
10
13
15
17
20

0.6
0.45
0.4
0.46
0.53
0.45

0.8
0.7
0.72
0.82
0.69
0.83

6

4
9
6
6
20

17
62

Tính tốn từng nhóm thiết bị:
Nhóm 1:

STT

1
2
3
4
5

Tên thiết bị

Bể ngâm dung dịch
kiềm
Bể ngâm nước nóng
Máy khoan đứng

Máy hàn
Máy tiện
tổng

Số
hiệu
số lượng
trên sơ
đồ

nhóm 1

Hệ số
ksd

cos

Cơng
suất
P(kW)

1

1

0.35

1

30

1
1
1
1

2
8
11
12

0.32
0.55
0.53
0.45

1
0.78
0.82
0.76

24
15
11
16

5

96

Cơng suất lớn nhất P1max=30 kW. Ta có (P1max/2)=15 kW
Trong đó: cơng suất và số thiết bị trong nhóm 1:

12

và


nhp*=0.87
nhp=n.nhp*=0.87 x 5= 4.35

 Chọn nhp=4

 Hệ số nhu câu của nhóm:

Knc==0.71
 Xác định hệ số sử dụng:
n

 P .cos
i

i 1

i

n

P

Cos φtb=

i

i 1

=0.91

 Phụ tải tính tốn của cả nhóm:
n

P

Pttn=Knc . i 1
Sttn=

i

=0.71 x 96=68.16 kW

Pttn 2  Qttn 2

=( Pttn/ Cos φtb)=(68.16/0.91)=74.9 kVA

Qttn==31.55 kVAr
Nhóm 2:

1
2
3
4
5

Bể ngâm tăng nhiệt
Tủ sấy
Máy quấn dây
Máy khoan bàn
Bàn thử nghiệm
tổng

nhóm 2

1
1
1
1
1

3
4
5
7
18

0.3
0.36
0.57
0.51
0.53

5

1
1
0.8
0.78
0.69

8
24
2
4

24
62

Cơng suất lớn nhất P1max=24 kW. Ta có (P1max/2)=12 kW
Trong đó: cơng suất và số thiết bị trong nhóm 1: và

13


nhp*=0.58
nhp=n.nhp*=0.54 x 5=2.9
 Chọn nhp=3

 Hệ số nhu câu của nhóm:

Knc==0.76
 Xác định hệ số sử dụng:
n

 P .cos
i

i 1

i

n

P

Cos φtb=

i 1

i

=0.86

 Phụ tải tính tốn của cả nhóm:
n

P

Pttn=Knc . i 1
Sttn=

i

=0.76 x 62=47.12 kW

Pttn 2  Qttn 2

=( Pttn/ Cos φtb)=(47.12/0.86)=54.8 kVA

Qttn==33.47 kVAr

Nhóm 3:

1
2

3
4

bàn thử nghiệm
Cần cẩu điện
Máy hàn xung
máy ép nguội
tổng

nhóm 3
1
9
1
14
1
16
1
19

0.62
0.32
0.32
0.47

0.85
0.8
0.55
0.7

4

13
15
40
40
108

Cơng suất lớn nhất P1max=40 kW. Ta có (P1max/2)=20 kW
Trong đó: cơng suất và số thiết bị trong nhóm 1: và

14


nhp*=0.68
nhp=n.nhp*=0.68 x 5=3.4
 Chọn nhp=3

 Hệ số nhu câu của nhóm:

Knc= =0.73
 Xác định hệ số sử dụng:
n

 P .cos
i

i 1

i

n

P

Cos φtb=

i 1

i

=0.68

 Phụ tải tính tốn của cả nhóm:
n

P

Pttn=Knc . i 1
Sttn=

i

=0.73 x 109.69=80.07 kW

Pttn 2  Qttn 2

=( Pttn/ Cos φtb)=(82.27/0.68)=120.98 kVA

Qttn==90.69 kVAr

Nhóm 4:

1
2
3
4
5
6

máy quấn dây
Máy mài
Máy mài trịn
Máy bơm nước
Bàn lắp ráp
Quạt gió
tổng

nhóm 4
1
6
1
10
1
13
1
15
1
17
1
20

0.6
0.45
0.4
0.46
0.53
0.45

0.8
0.7
0.72
0.82
0.69
0.83

6

4
9
6
6
20
17
62

Cơng suất lớn nhất P1max=20 kW. Ta có (P1max/2)=10 kW
Trong đó: cơng suất và số thiết bị trong nhóm 1: và
15

nhp*=0.7
nhp=n.nhp*=0.7 x 6=4.2
 Chọn nhp=4

 Hệ số nhu câu của nhóm:

Knc==0.75
 Xác định hệ số sử dụng:
n

 P .cos
i

i 1

i

n

P

Cos φtb=

i 1

i

=0.75

 Phụ tải tính tốn của cả nhóm:

n

P

Pttn=Knc . i 1
Sttn=

i

=0.75 x 62= 46.5kW

Pttn 2  Qttn 2

=(Pttn/ Cos φtb)=(46.5/0.75)=62 kVA

Qttn==41 kVAr

Tính cho tồn phân xưởng.
Tên
Nhóm 1
Nhóm 2
Nhóm 3
Nhóm 4
Chiếu sáng
Thơng gió
Tổng

Ptt từng
nhóm
68.16

47.12
80.07
46.5
12.96
6.75
261.56

16

cos

Ptt.cos

0.91
0.86
0.68
0.75
0.75
0.8

62
40.5
54.45
34.87
9.72
5.40
206.94


n

 P .Cos
i 1

i

i

n

P
i

i 1
 Cosφt=
=0.78
 Lấy hệ số Kdt=0.85

1

kdt . Pttn1  Pttcs  Ptttt

 Ptt= i 1
=0.85x(69.23+48.49+82.27+47.5)+12.96+6.75=225.28 kW
 Stt= Ptt  Qtt = (Ptt/ Cos φt )=289.5(kVA)
 Qtt==181.82 kVAr
2

2



Thơng số

Tồn nhà xưởng

P tính tốn (kW)

225.28

Q tính tốn (kWAr)

181.82

Cosφ trung bình

0,78

S tính tốn (kVA)

289.5

Nhận xét:
-

Phân xưởng nhỏ 24x36 m2, các máy móc trong phân xưởng khơng nhiều và
có cơng suất nhỏ do vậy cơng suất tồn phần tính tốn của cả phân xưởng
khá nhỏ
n

 P .Cos
i 1

i

i

n

P
i

i 1
 Với hệ số công suất Cosφt=
=0.78 hệ số công suất khá
cao, nên việc bù công suất không nhiều.

17


18


Chương 2: Xác định sơ đồ cấp điện của phân xưởng
Xác định vị trí đặt trạm biến áp phân xưởng
Vị trí đặt Trạm Biến Áp
Thỏa mãn các điều kiện sau:
-

Gần tâm phụ tải, thuận tiện cho nguồn cung cấp điện

-

Vị trí trạm cần phải được đặt ở những nơi thuận tiện cho việc lắp đặt, vận
hành cũng như thay thế và tu sửa sau này (phải đủ không gian để có thể dễ
dàng thay máy biến áp, gần các đường vận chuyển ....)

-

Vị trí trạm phải khơng ảnh hưởng đến giao thơng và vận chuyển vật tư
chính của xí nghiệp.

-

Vị trí trạm cịn cần phải thuận lợi cho việc làm mát tự nhiên (thơng gió tốt),
có khả năng phịng cháy, phòng nổ tốt đồng thời phải tránh được các bị hố
chất hoặc các khí ăn mịn của chính phân xưởng này có thể gây ra

-

Tiết kiệm vốn đầu tư và chi phí vận hành.
Vì lý do trên ta chọn Trạm Biến Áp như hình vẽ sau đây:
A

Là Trạm Biến Áp

6000 mm

24000 mm

1

2

3

4
36000
mm

5

6

19
7

Văn phòng
xưởng

E


Xác định tâm các nhóm phụ tải của phân xưởng
Tâm qui ước của các nhóm phụ tải của phân xưởng được xác định bởi một điểm
M có toạ độ được xác định : M(X nh,Ynh) theo hệ trục toạ độ xOy. Góc tọa độ O (0,0)
lấy tại điểm thấp nhất của phân xưởng phía bên tay trái.






n

X nh

i 1
n

Si xi

i 1

Si




n

Ynh

i 1
n

Si yi

i 1

Si

(2.1)

Trong đó:
+

X nh Ynh
,
: toạ độ của tâm các nhóm phụ tải điện của phân xưởng (m).

+

xi yi
, : toạ độ của phụ tải thứ i tính theo một hệ trục toạ độ xOy đã chọn (m).

+ Si : công suất của phụ tải thứ i (kVA).
ST
T

Tên thiết bị

số
lượn
g

Số hiệu
trên sơ
đồ

cos

Cơng
suất
P(kW)

S
(kVA)

x (m)

y (m)

S.x

S.y

21

33

630

990

15

32
24

360

410.04

768
461.52

21

nhóm 1

4

Bể ngâm dung dịch
kiềm
Bể ngâm nước
nóng
Máy khoan đứng
Máy hàn

5

Máy tiện

1

tổng

5

1
2

3

1
2
3
4
5

1
2
3
4

1

1

1

30

1

2

1

24

1

8

0.78

15

24
19.23

1

11

0.82

11

13.41

16

28

214.56

375.48

12

0.76

16

20

28

421

589.4

2035.6

3184.4

1
1
0.8
0.78
0.69

96
nhóm 2
8
24
2
4
24

21.05
107.6
9
8
24
2.5
5.13
34.78
74.41

5
2
8
4
8.5

32
23
23
28
28

40
48
20
20.52
295.63
424.15

256

552
57.5
143.64
973.84
1982.98

15.29
18.75
72.73
57.14
163.9

3
6
10
6

15
8
16
3

45.87
112.5
727.3
342.84
1231.5

229.35
150

1163.68
171.42
1714.45

Bể ngâm tăng nhiệt
Tủ sấy
Máy quấn dây
Máy khoan bàn
Bàn thử nghiệm
tổng

1
1
1
1
1

bàn thử nghiệm
Cần cẩu điện
Máy hàn xung
máy ép nguội
tổng

1
1
1
1
4

3

4
5
7
18

5
9
14
16
19

0.85
0.8
0.55
0.7

62
nhóm 3
13
15
40
40
108

20

30


1

1
2
3
4
5
6

máy quấn dây
Máy mài
Máy mài tròn
Máy bơm nước
Bàn lắp ráp
Quạt gió
tổng

1
1
1
1
1
1

6
10
13
15
17
20

0.8

0.7
0.72
0.82
0.69
0.83

nhóm 4
4
9
6.4
6.4
20
17

5
12.86
8.89
7.8
28.98
20.48

62.8

84.01

6

1
20.5
16

21
21.5
20
16

21.5
17
8
17
12
21.5

102.5
205.76
186.69
167.7
579.6
327.68
1569.9
3

107.5
218.62
71.12
132.6
347.76
440.32
1317.92

Ta áp dụng cơng thức (2.1) được bảng số liệu sau:

STT
nhóm

∑Si

∑Sixi

1
2

107.69
74.41

3

163.91

4
Cs&lm

84.01

2035.6
424.15
1231.5
1
1569.9
3

430.02

5261.1
9

tổng

∑Siyi

Xnh(m)

Ynh(m)

3184.4
1982.98

18.9
5.70

29.57
26.65

1714.45

7.51

10.46

1317.92

18.69

10

15.68
9

Xpx(m) Ypx(m)

12.21

19.09

8199.75

Chọn cơng suất và số lượng máy biến áp
Chọn số lương máy biến áp
Việc lựa chọn MBA dựa trên cơ sở độ tin cậy cung cấp điện. Các phụ tải thuộc
hộ tiêu thụ loại I, TBA cần đặt từ 2 MBA trở lên nối với các phân đoạn khác nhau của
thanh góp, giữa các phân đoạn có thiết bị đóng cắt khi cần thiết. Hộ tiêu thụ loại III chỉ
cần đặt 1 MBA (yêu cầu trong kho cần có MBA dự trữ).
Ở đây, phân xưởng này có cơng suất nhỏ Stt=287.6 kVA. Hơn nữa phân xưởng
sửa chữa cơ khí thường đặt tại các khu cơng nghiệp, vùng thành phố những nơi mà
được cấp điện với độ tin cậy khá cao (Phụ tải loại II), do vậy để tiết kiệm chi phí và
phù hợp với cơng suất thực ta lựa chọn dùng 1 máy biến áp.
2.2. Chọn công suất máy biến áp
Lựa chọn máy biến áp sao cho trong điều kiện làm việc bình thường trạm đảm
21


bảo cung cấp đủ điện năng cho phụ tải có dự trữ một lượng cơng suất đề phịng khi sự
cố, đảm bảo độ an toàn cung cấp điện, tuổi thọ máy, tiêu chuẩn kinh tế kỹ thuật. Được

tiến hành dưa trên cơng suất tính tốn tồn phần của phân xưởng và một số tiêu chuẩn
khác ít chủng loại máy, khả năng làm việc quá tải, đồ thị phụ tải… Sau đâylà một số
tiêu chuẩn chọn máy biến áp:
- Khi làm việc ở điều kiện bình thường
n.khc.SđmB  Stt (kVA)(2.2)
Trong đó:
-

n: Số máy biến áp của trạm.

-

khc: Hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường, lấy khc = 1.
Kiểm tra khi xảy ra sự cố máy biến áp (đối với trạm có nhiều hơn 1 máy biến

áp)
(n-1).khc.kqt.SđmB  Sttsc

(2.3)

Trong đó:
-

kqt: Hệ số quá tải sự cố, lấy kqt = 1,4 nếu thỏa mãn điều kiện MBA vận hành quá
tải không quá 5 ngày đêm. Thời gian quá tải trong một ngày đêm không vượt
quá 6h và trước khi quá tải MBA vận hành thì hệ số tải khơng q 0,93.

-

Sttsc: Cơng suất tính tốn sự cố, khi sự cố MBA có thể loại bỏ một số phụ tải

khơng quan trọng để giảm nhẹ dung lượng của các MBA (các phụ tải loại III),
nhờ vậy có thể giảm được vốn đầu tư và tổn thất của trạm trong trạng thái làm
việc bình thường (kVA).

-

Đồng thời cũng cần hạn chế chủng loại MBA dùng trong nhà máy để tạo điều
kiện thuận lợi cho việc mua sắm, lắp đặt, vận hành, sửa chữa, thay thế.
Lựa chọn:

-

Số lượng máy biến áp: n = 1

-

Stt= 287.6 (kVA). Nên ta chọn máy biến áp công suất 320 kVA> Stt/khc

Lấy khc=1, vì chọn máy biến áp do Việt Nam chế tạo.ABB
SMBA

Điện

Tổn hao

Tổn hao
22

Dòng

UN%

Vốn đầu tư


(kVA)

320

áp

không tải

(kVA)

W

22/0,4

385

ngắn mạch
75oC

điện
không
tải

(kW)

(%)

MBA (106
đ)

%

2,35

2

4-6

215

Các phương án cấp điện cho phân xưởng
Mạng điện phân xưởng thường có các dạng sơ đồ chính sau đây: 3 loại
 Sơ đồ hình tia.
Là loại sơ đồ mà các phụ tải nhận điện trực tiếp từ nguồn. Dùng để cung
cấp cho các phụ tải phân tán. Từ thanh cái các trạm biến áp có các đường dây dẫn đến
các tủ phân phối động lực. Từ tủ phân phối động lực có các đường dây dẫn tới các phụ
tải. loại sơ đồ này có độ tin cậy tương đối cao, thường được dùng trong các thiết bị
phân tán trên diện tích rộng như phân xưởng cơ khí, lắp ráp, dệt v.v...
 Ưu điểm: có ưu điểm là nối dây dễ dàng, các phụ tải được cung cấp ít ảnh
hưởng lẫn nhau, độ tin cậy cung cấp điện tương đối cao, dễ thực hiện các
biện pháp bảo vệ và tự động hóa, dễ vận hành và bảo quản.
 Nhược điểm: vốn đầu tư lớn do tổng chiều dài đường dây và số thiết bị đóng
cắt lớn.
 Phạm vi ứng dụng: Thường dùng khi cung cấp điện cho các phụ tải quan
trọng (phụ tải loại I và II).

 Sơ đồ phân nhánh.
Là loại sơ đồ trong đó các phụ tải nhận điện trực tiếp từ một đường dây
nối với nguồn.
 Ưu điểm: Vốn đầu tư thấp do tổng chiều dài đường dây ngắn và số thiết bị
đóng cắt ít.
23


 Nhược điểm: Độ tin cậy khơng cao thậm chí cịn thấp do khi gặp sự cố thì
tồn bộ phụ tải đều bị ảnh hưởng. Để tránh nhược điểm này người ta chia
đường dây chính thành các dao phân đoạn, tuy nhiên thiết kế chỉnh định bảo
vệ rơle phức tạp.

 Phạm vi ứng dụng: Chỉ dùng sơ đồ này để thiết kế cho các phụ tải ít quan
trọng (phụ tải loại III).
 Sơ đồ hỗn hợp.
Là loại sơ đồ kết hợp giữa sơ đồ hình tia và sơ đồ phân nhánh.
 Ưu và nhược điển: Vốn đầu tư không quá lớn và độ tin cậy cũng không quá
thấp.
 Phạm vi ứng dụng: Đây là loại sơ đồ rất hay được dùng trong thực tế bởi các
phụ tải quan trọng và ít quan trọng đan xen nhau. Những phụ tải quan trọng
được cấp điện theo hình tia những phụ tải ít quan trọng hơn được nhóm lại
thành 1 nhóm và cấp điện bằng đường dây chính.
Phương án cấp điện cho phân xưởng
Căn cứ vào sơ đồ mặt bằng tiến hành xem xét 3 phương án sau:
 Phương án 1: đặt TPP ở giữa phân xưởng và đi dây hình tia cấp điện cho
các tủ động lực và làm mát, chiếu sáng:

24

 Phương án 2: đặt TPP ở giữa phân xưởng và đi dây hỗn hợp hình tia và
phân nhánh cấp điện cho các tủ động lực và làm mát, chiếu sáng.

25