đồ án môn học cung cấp điện thiết kế cung cấp điện cho một xí nghiệp công nghiệp

ĐỒ ÁN MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN



THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO MỘT
XÍ NGHIỆP CÔNG NGHIỆP


Đồ Án Môn Học Cung Cấp Điện Page 1

LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay, với xu thế hội nhập, quá trình công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước
đang diễn ra một cách mạnh mẽ. Trong quá trình phát triển đó, điện năng đóng vai trò
rất quan trọng. Do đó ngày nay điện năng được sử dụng rộng rãi trong hầu hết các lĩnh
vực của đời sống. Cùng với xu hướng phát triển mạnh mẽ của nền kinh tế, đời sống xã
hội ngày càng được nâng cao, nhu cầu sử dụng điện năng trong các lĩnh vực công
nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ tăng lên không ngừng. Để đảm bảo những nhu cầu to lớn
đó, chúng ta phải có một hệ thống cung cấp điện an toàn và tin cậy.
Với đồ án: “Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho một xí nghiệp công nghiệp”, sau
một thời gian làm đồ án, dưới sự hướng dẫn của thầy Nguyễn Phúc Huy, đến nay, về cơ
bản em đã hoàn thành nội dung đồ án môn học này. Do thời gian có hạn nên không thể
tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong được sự chỉ bảo, giúp đỡ của thầy để đồ án của
em được hoàn thiện hơn, đồng thời giúp em nâng cao trình độ chuyên môn, đáp ứng
nhiệm vụ công tác sau này.
Em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Phúc Huy đã giúp em hoàn thành đồ án
này.
Hà Nội, tháng 4 năm 2011
Sinh viên thực hiện:
Vũ Tuấn Minh

Đồ Án Môn Học Cung Cấp Điện Page 2

ĐỒ ÁN 2
THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO MỘT
XÍ NGHIỆP CÔNG NGHIỆP
A. Dữ kiện.
Thiết kế cung cấp điện cho một xí nghiệp công nghiệp gồm các phân xưởng với các
dữ kiện cho trong bảng 2.1, lấy theo vần alphabê của họ và tên người thiết kế. Công suất
ngắn mạch tại điểm đấu điện S
k
, MVA, khoảng cách từ điểm đấu điện đến nhà máy là L,
m. Cấp điện áp truyền tải là 100kV. Thời gian sử dụng công suất cực đại là T
M
, h. Phụ tải
loại I và loại II chiếm k
I&II
, %. Giá thành tổn thất điện năng 
△
= 1000 đ/kWh; suất thiệt
hại do mất điện g
th

= 7500 đ/kWh; hao tổn điện áp cho phép trong mạng tính từ nguồn
(điểm đấu điện) là ΔU

= 5%. Các số liệu khác lấy trong phụ lục và các sổ tay thiết kế
điện.
Số liệu thiết kế cung cấp điện cho nhà máy:
Alphabe

Họ Tên đệm Tên
Nhà
máy
Phân xưởng
S
k
,
MVA

K
I&II
,
%
T
M
, h L, m
Hướng tới
của nguồn
Số hiệu Phương án
V 4 3 A
T 250 75 5400
M 249,73 Đông Nam

B. Nhiệm vụ thiết kế.
I . Tính toán phụ tải.
1.1 . Xác định phụ tải tính toán phân xưởng.
- Xác định phụ tải động lực của các phân xưởng.
- Xác định phụ tải chiếu sáng (lấy p
0
= 15 W/m
2
) và thông thoáng.
- Tổng hợp phụ tải của mỗi phân xưởng.
1.2 . Xác định phụ tải của các phân xưởng khác.
1.3 . Tổng hợp phụ tải của toàn xí nghiệp xây dựng biểu diễn biểu đồ phụ tải trên mặt
bằng xí nghiệp dưới dạng các hình tròn bán kính r.
Đồ Án Môn Học Cung Cấp Điện Page 3

II . Xác định sơ đồ nối của mạng điện nhà máy.
2.1. Chọn cấp điện áp phân phối.
2.2. Xác định vị trí đặt trạm biến áp ( hoặc trạm phân phối trung tâm – TPPTT).
2.3. Chọn công suất và số lượng máy biến áp của trạm biến áp nhà máy và các trạm
biến áp phân xưởng.
2.4. Chọn dây dẫn từ nguồn đến trạm biến áp nhà máy ( hoặc TPPTT).
2.5. Lựa chọn sơ đồ nối điện từ trạm biến áp nhà máy/TPPTT đến các phân xưởng (so
sánh ít nhất 2 phương án).
III. Tính toán điện.
3.1. Xác định hao tổn điện áp trên đường dây và trong máy biến áp.
3.2. Xác định hao tổn công suất.
3.3. Xác định tổn thất điện năng.
IV. Chọn và kiểm tra thiết bị điện.
4.1. Tính toán ngắn mạch tại các điểm đặc trưng ( chọn điểm ngắn mạch phù hợp).

4.2. Chọn và kiểm tra thiết bị:
- Cáp điện lực.
- Thanh cái và sứ đỡ.
- Máy cắt, dao cách ly, cầu dao, cầu chảy, aptomat
- Máy biến dòng và các thiết bị đo lường.
4.3. Kiểm tra chế độ mở máy động cơ.
V. Tính toán bù hệ số công suất.
5.1. Tính toán bù công suất phản kháng để nâng cao hệ số công suất lên giá trị cosφ
2
= 0,9.
5.2. Đánh giá hiệu quả bù.
VI. Tính toán nối đất và chống sét.
Đồ Án Môn Học Cung Cấp Điện Page 4

VII. Hạch toán công trình.
7.1. Liệt kê thiết bị.
7.2. Xác định các chỉ tiêu kinh tế.
- Tổng vốn đầu tư của công trình.
- Vốn đầu tư trên 1 đơn vị công suất đặt.
- Tổng chí phí trên một đơn vị điện năng…
Bản vẽ:
1. Sơ đồ mặt bằng xí nghiệp với sự bố trí các thiết bị và biểu đồ phụ tải.
2. Sơ đồ mạng điện trên mặt bằng xí nghiệp (gồm cả các sơ đồ của các phương án so
sánh).
3. Sơ đồ nguyên lý mạng điện (với đầy đủ mã hiệu của các thiết bị lựa chọn).
4. Sơ đồ trạm biến áp gồm : sơ đồ nguyên lý, sơ đồ mặt bằng và mặt cắt trạm biến
áp, sơ đồ nối đất.
5. Bảng số liệu và các kết quả tính toán.

Đồ Án Môn Học Cung Cấp Điện Page 5

CHƯƠNG I: TÍNH TOÁN PHỤ TẢI


 Mục đích của việc xác định phụ tải tính toán.
Phụ tải tính toán là phụ tải giả thiết lâu dài không đổi, tương đương với phụ tải thực
tế về mặt hiệu quả phát nhiệt hoặc mức độ hủy hoại cách điện. Nói cách khác, phụ tải
tính toán cũng đốt nóng thiết bị lên tới nhiệt độ tương tự như phụ tải thực tế gây ra, vì vậy
chọn thiết bị theo phụ tải tính toán sẽ đảm bảo an toàn cho thiết bị về mặt phát nóng.
Phụ tải tính toán được sử dụng để chọn lựa và kiểm tra các thiết bị trong HTĐ như:
máy biến áp, dây dẫn, các thiết bị đóng cắt, bảo vệ… tính toán tổn thất công suất, tổn thất
điện năng, tổn thất điện áp; lựa chọn dung lượng bù công suất phản kháng… Phụ tải tính
toán phụ thuộc vào các yếu tố như: công suất, số lượng các máy, chế độ vận hành của
chúng, quy trình công nghệ sản xuất, trình độ vận hành của công nhân. Vì vậy xác định
phụ tải tính toán là nhiệm vụ khó khăn nhưng rất quan trọng.Bởi vì nếu phụ tải tính toán
được xác định nhỏ hơn phụ tải thực tế sẽ làm giảm tuổi thọ của thiết bị điện, có khi dẫn
đến cháy nổ rất nguy hiểm. Nếu phụ tải tính toán lớn hơn phụ tải thực tế quá nhiều thì

các thiết bị điện(đóng ngắt,máy biến áp…) và tiết diện dây dẫn sẽ phải làm lớn hơn so
với yêu cầu do đó làm gia tăng vốn đầu tư, gây lãng phí.
 Các phương pháp xác định phụ tải tính toán.
Do tính chất quan trọng của phụ tải tính toán nên đã có nhiều công trình nghiên cứu và
có nhiều phương pháp tính toán phụ tải điện. Song phụ tải điện phụ thuộc vào nhiều yếu
tố nên chưa thể có phương pháp nào tính toán một cách toàn diện và chính xác. Những
phương pháp đơn giản thuận tiện cho tính toán thì lại thiếu độ chính xác, còn nếu nâng
cao được độ chính xác, xét đến ảnh hưởng của nhiều yếu tố thì khối lượng tính toán lại
rất lớn, phức tạp, thậm chí là không thực hiện được trong thực tế.
Tùy thuộc đặc điểm của từng loại phụ tải, có thể áp dụng những phương pháp sau:
- Phương pháp tính theo hệ số nhu cầu
- Phương pháp tính theo công suất trung bình
- Phương pháp tính theo suất tiêu hao điện năng cho 1 đơn vị sản phẩm
- Phương pháp tính theo suất phụ tải trên đơn vị diện tích sản xuất

Đồ Án Môn Học Cung Cấp Điện Page 6

 Xác định phụ tải tính toán phân xưởng.
Trong một phân xưởng thường có nhiều thiết bị có công suất và chế độ làm việc khác
nhau, muốn xác định phụ tải tính toán chính xác cần phải phân nhóm các thiết bị. Việc
phân nhóm các thiết bị tuân theo các nguyên tắc sau:
- Mỗi nhóm có n thiết bị (n<12) để đảm bảo số thiết bị trong 1 nhóm là không quá nhiều vì
số đầu ra của các tủ động lực thường ≤12.
- Các thiết bị trong cùng 1 nhóm phải gần nhau để giảm chiều dài đường dây hạ áp, tiết
kiệm được vốn đầu tư, tổn thất trên các đường dây hạ áp trong phân xưởng
- Chế độ làm việc của các thiết bị trong cùng 1 nhóm nên giống nhau để việc xác định phụ
tải tính toán được chính xác hơn và thuận lợi cho việc lựa chọn phương thức cung cấp
điện cho nhóm
- Tổng công suất đặt các nhóm nên tương đương nhau để giảm chủng loại các tủ động lực
cần dùng trong phân xưởng và toàn nhà máy

Tuy nhiên rất khó để thỏa mãn cùng một lúc các nguyên tắc trên, do đó khi thiết kế
phải tùy thuộc vào điều kiện cụ thể của phụ tải để lựa chọn phương án phù hợp nhất.
Bảng 1.1 : Phụ tải phân xưởng cơ khí – sửa chữa N
0
3
Số hiệu trên sơ đồ Tên thiết bị Hệ số k
sd
cosφ Công suất đặt P,kW
1; 7;10;20;31 Quạt gió 0,35 0,67 3;4; 5,5; 6;6
2; 3 Máy biến áp hàn ε = 0,65 0,32 0,58 7,5; 10
4; 19; 27 Cần cẩu 10 T, ε = 0,4 0,23 0,65 11; 22; 30
5; 8 Máy khoan đứng 0,26 0,66 2,8; 5,5
6; 25; 29 Máy mài 0,42 0,62 1,1; 2,2; 4,5
9; 15 Máy tiện ren 0,30 0,58 2,8; 5,5
11; 16 Máy bào dọc 0,41 0,63 10; 12
12; 13; 14 Máy tiện ren 0,45 0,67 6,5; 8; 10
17 Cửa cơ khí 0,37 0,70 1,5
18; 28 Quạt gió 0,45 0,83 8,5; 12
21; 22; 23; 24 Bàn lắp ráp và thử nghiệm 0,53 0,69 10; 12; 16; 18
26; 30 Máy ép quay 0,35 0,54 5,5; 7,5





Đồ Án Môn Học Cung Cấp Điện Page 7


Mặt bằng phân xưởng cơ khí – sửa chữa N
0

3:

Đồ Án Môn Học Cung Cấp Điện Page 8


1.1. Phụ tải tính toán chiếu sáng của phân xưởng .
Trong thiết kế chiếu sáng, vấn đề quan trọng là đáp ứng yêu cầu về độ rọi và hiệu quả
chiếu sáng của chiếu sáng đối với thị giác. Ngoài độ rọi, hiệu quả của chiếu sáng còn phụ
thuộc vào quang thông, màu sắc ánh sáng, sự lựa chọn hợp lý các chao chóp đèn, sự bố
trí chiếu sáng vừa đảm bảo tính kỹ thuật và kinh tế, mỹ thuật. Thiết kế chiếu sáng phải
đảm bảo các yêu cầu sau:
- Không bị lóa.
- Không có bóng tối.
- Phải có độ rọi đồng đều.
- Phải tạo được ánh sáng giống ánh sáng ban ngày.
Vì phụ tải chiếu sáng có tính chất phân bố tương đối đều và tỉ lệ với diện tích nên phụ
tải chiếu sáng của phân xưởng sửa chữa thiết bị điện N
0
3 có diện tích A=864 m
2
được
xác định theo công thức:
P
cs
= p
0
.A
Trong đó:
p
0

: suất phụ tải chiếu sáng trên 1 đơn vị diện tích,(W/m
2
)
Theo bài p
0
= 15W/m
2
= 0,015 (kW/m
2
)
Mặt khác ta có đèn chiếu sáng trong phân xưởng là đèn sợi đốt nên cosφ
cs
=1. Vậy phụ
tải chiếu sáng trong phân xưởng cơ khí là:



2
cs
P 0,015.864 12,96 kW / m
 

 
12,96
12,96
os 1
P
cs
S kVA
cs

c
cs

  



0
cs
Q kVAr
 (vì cosφ
cs
=1 nên sinφ
cs
=0).
1.2. Phụ tải tính toán nhóm thông thoáng và làm mát .
Trong phân xưởng sửa chữa thiết bị điện cần phải có hệ thống thông thoáng, làm mát
nhằm giảm nhiệt độ trong phân xưởng do trong quá trình sản xuất các thiết bị động lực,
Đồ Án Môn Học Cung Cấp Điện Page 9

chiếu sáng và nhiệt độ cơ thể người tỏa ra làm tăng nhiệt độ phòng. Nếu không được
trang bị hệ thống thông thoáng và làm mát sẽ gây ảnh hưởng đến năng suất lao động, sản
phẩm, trang thiết bị, ảnh hưởng đến sức khỏe công nhân làm việc trong phân xưởng.
Lưu lượng gió tươi cần cấp vào phân xưởng là:

3
. 6.4320 25920( / )
Q nV m h
  
Trong đó:

n: tỷ số đổi không khí (1/h), với phân xưởng cơ khí ta lấy n=6(1/h).
V: thể tích của phân xưởng (m
3
); V=a.b.h=24.36.5=4320(m
3
).
Từ Q =25920 ta chọn được loại quạt tương ứng có q = 4500 m³/h

6 quạt.
Bảng 1.2: Thông số kĩ thuật của quạt hút công nghiệp
Thiết bị Công suất (W) Lượng gió (m³/h) Số lượng
k
sd

os
c


Quạt hút 300 4500 6 0,7 0,8

Hệ số nhu cầu của quạt hút là:
1
1 0,7
0,7 0,822
6
qh
sd
nc sd
k
k k

n


    

Phụ tải tính toán nhóm phụ tải thông thoáng – làm mát :

1
0,822.6.0,3 1,48( )
n
qh
lm nc dmqi
i
P k P kW

  



1,48
1,85( )
os 0,8
lm
lm
P
S kVA
c

  

2 2 2 2
1,85 1,48 1,11( )
lm lm lm
Q S P kVAr
    
1.3. Xác định phụ tải động lực của các phân xưởng.
Phân xưởng sửa chữa thiết bị điện N
0
3 là phân xưởng số 3 trong sơ đồ mặt bằng nhà
máy. Phân xưởng có diện tích là 864m
2
, trong phân xưởng có 32 thiết bị. Mỗi thiết bị có
công suất khác nhau: thiết bị có công suất lớn nhất là cần cẩu 10T (30 kW) có số hiệu 27
trên sơ đồ mặt bằng, thiết bị có công suất nhỏ nhất là máy mài (1,1kW) có số hiệu 6 trên
sơ đồ mặt bằng. Dựa vào các nguyên tắc chia nhóm ở trên, đồng thời dựa vào vị trí, công
Đồ Án Môn Học Cung Cấp Điện Page 10

suất của các thiết bị trong phân xưởng bố trí trên sơ đồ mặt bặng phân xưởng, ta có thể
chia các thiết bị trong phân xưởng cơ khí sửa chữa thành 4 nhóm:
- Nhóm 1: gồm các thiết bị có số hiệu trên sơ đồ là: 1;2;3;4;5;6;7;8;12;13;14.
- Nhóm 2: gồm các thiết bị có số hiệu trên sơ đồ là: 9;10;11;15;16;20.
- Nhóm 3: gồm các thiết bị có số hiệu trên sơ đồ là: 17;18;19;21;22;23 .
- Nhóm 4: gồm các thiết bị có số hiệu trên sơ đồ là: 23; 24; 25; 26; 27; 28; 29; 30; 31.
Để xác định phụ tải tính toán cho nhóm phụ tải động lực của phân xưởng, ta sử dụng
phương pháp hệ số nhu cầu. Nội dung chính của phương pháp này như sau:
- Xác định hệ số sử dụng tổng hợp của nhóm thiết bị theo biểu thức sau :

.P k
ni sdi

k
sd
P
ni





Trong đó:
k
sd

: là hệ số sử dụng tổng hợp của nhóm thiết bị

P
ni
: là công suất đặt của từng thiết bị trong nhóm, (kW)

k
sdi
: là hệ số sử dụng của từng thiết bị trong nhóm
- Xác định số lượng thiết bị hiệu dụng của mỗi nhóm

n
hd
theo công thức sau:

 
2

2
P
ni
n
hd
P
ni




Nếu số lượng tiêu thụ điện n > 4, ta xác định tỷ số
max
min
P
k
P
 , so sánh k với k
b
là hệ số
ứng với
k
sd

của nhóm. Nếu k < k
b
, lấy n
hd
= n , với n là số lượng thiết bị thực tế của
nhóm

- Xác định hệ số nhu cầu của nhóm theo biểu thức sau :

1
k
sd
k k
nc sd
n
hd



 
- Cuối cùng phụ tải tính toán của cả nhóm là :

.
hom
P k P
n nc ni



- Hệ số công suất phụ tải của nhóm là:
Đồ Án Môn Học Cung Cấp Điện Page 11


. os
os
hom
P c

ni i
c
n
P
ni






- Công suất biểu kiến của nhóm là:

hom
hom
os
hom
P
n
S
n
c
n


- Công suất phản kháng :



2

. 1 os
hom hom hom
Q S c
n n n

 

Sau đó, tổng hợp phụ tải động lực của toàn phân xưởng:
.
hom
1
N
P k P
dl nc n i
i



;
. os
hom hom
1
os
hom
1
N
P c
n i n i
i
c

dl
N
P
n i
i









os
P
dl
S
dl
c
dl

 ;


2
. 1 osQ S c
dl dl dl

 

Trong đó: N là số nhóm thiết bị trong toàn phân xưởng.
 Xác định phụ tải cho nhóm 1:
Bảng 1.3: Phụ tải nhóm 1 của phân xưởng sửa chữa N
0
3
STT

Tên thiết bị
Ký hiệu trên
mặt bằng
Hệ số k
sd
cosφ
Công suất đặt
P, kW
1 Quạt gió 1 0,35 0,67 3
2 Máy biến áp hàn ε = 0,65 2 0,32 0,58 7,5
3 Máy biến áp hàn ε = 0,65 3 0,32 0,58 10
4 Cần cẩu 10 T, ε = 0,4 4 0,23 0,65 11
5 Máy khoan đứng 5 0,26 0,66 2,8
6 Máy mài 6 0,42 0,62 1.1
7 Quạt gió 7 0,35 0,67 4
8 Máy khoan đứng 8 0,26 0,66 5,5
9 Máy tiện ren 12 0,45 0,67 6,5
10 Máy tiện ren 13 0,45 0,67 8
11 Máy tiện ren 14 0,45 0,67 10

Đồ Án Môn Học Cung Cấp Điện Page 12

Tổng số thiết bị của nhóm là 11, hệ số sử dụng tổng hợp:

11
.
24,225
1
0,349
1
11
69,4
1
P k
ni sdi
i
k
sd
P
ni
i



  



Do đó k
b
= 3,5
Tỉ số giữa công suất lớn nhất và công suất bé nhất:
11
10

1.1
b
k k
  

Vậy :
 
2
2
1
2
69,4
8,792
547,8
i
hd
i
P
n
P
  



1
1 0,349
1
0,349 0,569
1 1
8,792

k
sd
k k
nc sd
n
hd




     
Tổng công suất phụ tải nhóm 1 :
 
11
. 0,714.69,4 49,552
hom1 1
1
P k P kW
n nc ni
i
  



Hệ số công suất phụ tải nhóm 1:
11
. os
44,565
1
os 0,642

hom1
11
69,4
1
P c
ni i
i
c
n
P
ni
i




  



Công suất biểu kiến của nhóm phụ tải 1:
 
49,552
hom1
77,184
hom1
os 0,642
hom1
P
n

S kVA
n
c
n

  

Công suất phản kháng của nhóm phụ tải 1:




 
2 2
. 1 os 77,184. 1 0,642 59,177
hom1 hom1 hom1
Q S c kVAr
n n n

    



Đồ Án Môn Học Cung Cấp Điện Page 13

Tính toán tương tự với các nhóm phụ tải động lực còn lại, ta có kết quả như sau:
 Nhóm 2:
Bảng 1.4: Phụ tải nhóm 2 của phân xưởng sửa chữa N
0
3

STT Tên thiết bị Ký hiệu trên mặt bằng Hệ số k
sd
cosφ Công suất đặt P, kW
1 Máy tiện ren 9 0,30 0,58 2,8
2 Quạt gió 10 0,35 0,67 5,5
3 Máy bào dọc 11 0,41 0,63 10
4 Máy tiện ren 15 0,30 0,58 5,5
5 Máy bào dọc 16 0,41 0,63 12
6 Quạt gió 20 0,35 0,67 6

0,372
2
5,016
2
0,652
2
k
sd
n
hd
k
nc




;
27,254
hom2
os 0,631

hom2
P kW
n
c
n



;
43,192
hom2
33,508
hom2
S kW
n
Q kW
n



 Nhóm 3:

Bảng 1.5: Phụ tải nhóm 3 của phân xưởng sửa chữa N
0
3:
STT Tên thiết bị
Ký hiệu trên
mặt bằng
Hệ số k
sd

cosφ
Công suất đặt
P, kW
1 Cửa cơ khí 17 0,37 0,70 1,5
2 Quạt gió 18 0,45 0,83 8,5
3 Bàn lắp ráp và thử nghiệm 21 0,53 0,69 10
4 Bàn lắp ráp và thử nghiệm 22 0,53 0,69 12
5 Quạt gió 23 0,45 0,83 10

0,489
3
4,215
3
0,738
3
k
sd
n
hd
k
nc




;
31,996
hom3
os 0,752
hom3

P kW
n
c
n



;
42,548
hom3
28,046
hom3
S kW
n
Q kW
n






Đồ Án Môn Học Cung Cấp Điện Page 14

 Nhóm 4:
Bảng 1.5: Phụ tải nhóm 4 của phân xưởng sửa chữa N
0
3
STT Tên thiết bị
Ký hiệu trên

mặt bằng
Hệ số k
sd
cosφ
Công suất đặt
P, kW
1 Bàn lắp ráp và thử nghiệm 23 0,53 0,69 16
2 Bàn lắp ráp và thử nghiệm 24 0,53

0,69 18
3 Máy mài 25 0,42 0,62 2,2
4 Máy ép quay 26 0,35 0,54 5,5
5 Cần cẩu 10 T, ε = 0,4 27 0,23 0,65 30
6 Quạt gió 28 0,45 0,83 12
7 Máy mài 29 0,42 0,62 4,5
8 Máy ép quay 30 0,35 0,54 7,5
9 Quạt gió 31 0,35 0,67 6

0,391
4
5,838
4
0,643
4
k
sd
n
hd
k
nc





;
65,393
hom4
os 0,670
hom4
P kW
n
c
n



;
97,601
hom4
72,455
hom 4
S kW
n
Q kW
n



 Tổng hợp các nhóm phụ tải động lực toàn phân xưởng:
Bảng 1.6: Tổng hợp phụ tải động lực toàn phân xưởng

Tên nhóm k
sd
Σ

n
hd

Cosφ
nhom

k
nc

P
nhom
, kW S
nhom
, kVA Q
nhom
, kVAr
Nhóm 1 0,349 8,792 0,642 0,569 49,552 77,184 59,177
Nhóm 2 0,372 5,016 0,631 0,652 27,254 43,192 33,508
Nhóm 3 0,489 4,215 0,752 0,738 31,996 42,548 28,046
Nhóm 4 0,391 5,838 0,670 0,643 65,393 97,601 72,455

- Hệ số sử dụng tổng hợp của nhóm phụ tải động lực:
4
.
hom
68,647

1
0,394
4
174,195
hom
1
P k
n i sdi
i
k
sd
P
n i
i




  



- Số lượng thiết bị hiệu dụng của nhóm phụ tải động lực:
Đồ Án Môn Học Cung Cấp Điện Page 15

 
2
174,195
hom
3,571

2
8498,170
hom
P
n i
n
hd
P
n i


  


- Hệ số nhu cầu:
1
1 0,394
0,394 0,715
3,571
k
sd
k k
nc sd
n
hd




    

- Tổng công suất phụ tải động lực của toàn phân xưởng:
 
4
. 0,715.174,195 124,549
hom
1
P k P kW
dl nc n i
i
  



- Hệ số công suất phụ tải của nhóm phụ tải động lực:
4
. os
hom hom
116,884
1
os 0,671
4
174,195
hom
1
P c
n i n i
i
c
dl

P
n i
i




  



- Công suất biểu kiến của phụ tải động lực:
 
124,549
185,617
os 0,671
P
dl
S kVA
dl
c
dl

  
- Công suất phản kháng của phụ tải động lực:




 

2 2
. 1 os 185,617. 1 0,671 137,627
Q S c kVAr
dl dl dl

    

1.4. Tổng hợp phụ tải của phân xưởng cơ kh
Ta có bảng tổng hợp số liệu tính toán:

Bảng 1.7: Tổng hợp phụ tải toàn phân xưởng
STT Phụ tải P
tt
, kW cosφ S
tt
, kVA Q
tt
, kVAr
1 Động lực 124,549 0,671 185,617 137,627
2 Chiếu sáng 12,96 1 12,96 0
3 Thông thoáng, làm mát 3,52 0,8 4,4 2,64

Đồ Án Môn Học Cung Cấp Điện Page 16

Công suất tác dụng toàn phân xưởng:
.( ) 141,029( )
ttpx dt ttdl cs lm
P k P P P kW
   
với

1
dt
k


Hệ số công suất trung bình toàn phân xưởng:
. os 124,549.0,671 12,96.1 3,52.0,8
os 0,704
124,549 12,96 3,52
i i
tb
i
P c
C
P



 
  
  

Xét thêm tổn thất trong mạng điện (10%) và khả năng phát triển phụ tải trong 10 năm
(10%), ta có số liệu tính toán phụ tải toàn phân xưởng là:
1,2. 1,2.141,029 169,235( )
ttpx ttpx
P P kW

  

169,235
240,391( )
os 0,704
ttpx
ttpx
tb
P
S kVA
C


  

2 2
170,726( )
ttpx ttpx
ttpx
Q S Q kVAr

  


1.5. Xác định phụ tải các phân xưởng còn lại trong nhà máy
Bảng 1.8: Phụ tải của nhà máy cơ khí
N
0
theo
sơ đồ mặt
bằng
Tên phân xưởng và phụ tải

Số lượng
thiết bị
điện
Tổng công
suất đặt,
kW
Hệ số nhu
cầu, k
nc

Hệ số công
suất, Cosφ
1 Phân xưởng đúc 73 2500 0,38 0,75
2 Bộ phận điện phân 136 1200 0,36 0,76
3 Xem dữ liệu phân xưởng
4 Lò hơi 32 350 0,42 0,78
5 Khối các phân xưởng phụ trợ 35 700 0,42 0,70
6 Máy nén 1 14 800 0,49 0,62
7 Máy nén 2 14 850 0,49 0,64
8 Máy bơm 1 40 85 0,41 0,57
9 Máy bơm 2 35 70 0,42 0,61
10 Nhà hành chính, sinh hoạt 6 60 0,59 0,86
11 Kho OKC 6 32 0,59 0,81
12 Kho than 5 30 0,61 0,86
13 Kho vật liệu xỉ 7 30 0,56 0,82
14 Kho dụng cụ 4 20 0,65 0,88
15 Kho khác 1 8 70 0,55 0,86
16 Kho khác 2 8 70 0,55 0,86
Đồ Án Môn Học Cung Cấp Điện Page 17

a. Phân xưởng đúc
N
0
theo sơ
đồ mặt bằng

Tên phân
xưởng và
phụ tải
Diện
tích
Số lượng
thiết bị
điện
Tổng công
suất đặt ,
kW
Hệ số nhu
cầu, k
nc

Hệ số công
suất cosφ
1
Phân xưởng
đúc
350 m
2
73 2500 0,38 0,75
 Công suất tính toán động lực của phân xưởng đúc:



. 0,38.2500 950
P k P kW
dl nc d
  


 
950
1266,667
os 0,75
P
dl
S kVA
dl
c

  





 
2 2
. 1 os 1266,667. 1 0,75 837,821
Q S c kVAr
dl dl dl


    
 Công suất tính toán chiếu sáng của phân xưởng đúc là:
Ta dùng đèn sợi đốt có cosφ=1, nên Q
cs
=0, p
0
=0,015(kW/m
2
)
0
. 0,015.350 5,25( )
cs
P p A kW
  
Công suất tính toán toàn phân xưởng:
950 5,25 955,25( )
tt dl cs
P P P kW
    
Hệ số công suất trung bình của phân xưởng:
. os . os 950.0,75 5,25.1
os 0,751
950 5,25
dl dl cs cs
tb
dl cs
P c P c
C
P P

 



  
 

Công suất toàn phần của phân xưởng:
955,25
1271,971( )
os 0,751
tt
tt
tb
P
S kVA
c

  

Các phân xưởng còn lại tính tương tự,ta có bảng tổng kết sau:

Đồ Án Môn Học Cung Cấp Điện Page 18


Bảng 1.9:Phụ tải tính toán các phân xưởng của nhà máy cơ khí
N
0
Tên phân xưởng F,m2

Pd,
kW
knc cosφ Pdl, kW
Pcs,
kW
PΣ, kW cosφΣ SΣ, kVA

Q∑,
kVAr
1 PX Đúc 350 2500

0,38 0,75 950 5,25 955,25 0,751 1271,97 839,89
2 Bộ Phận Điện Phân 3280

1200

0,36 0,76 432 49,2 481,2 0,785 612,99 379,75
3 PX Cơ Khí 864 277 0,715 0,671 124,549 12,96 137,509 0,704 195,33 138,72
4 Lò hơi 200 350 0,42 0,78 147 3 150 0,784 191,33 118,77
5 Khối các PX phụ trợ 780 700 0,42 0,70 294 11,7 305,7 0,711 429,96 302,34
6 Máy nén 1 60 800 0,49 0,62 392 0,9 392,9 0,621 632,69 495,91
7 Máy nén 2 60 850 0,49 0,64 416,5 0,9 417,4 0,641 651,17 499,8
8 Máy bơm 1 50 85 0,41 0,57 34,85 0,75 35,6 0,579 61,49 50,13
9 Máy bơm 2 50 70 0,42 0,61 29,4 0,75 30,15 0,620 48,63 38,15
10 Nhà h.chính, sinh hoạt 340 60 0,59 0,86 35,4 5,1 40,5 0,878 46,13 22,08
11 Kho OKC 1330

32 0,59 0,81 18,88 19,95 38,83 0,908 42,76 17,92
12 Kho than 600 30 0,61 0,86 18,3 9 27,3 0,906 30,13 12,75
13 Kho vật liệu xỉ 90 30 0,56 0,82 16,8 1,35 18,15 0,833 21,79 12,06

14 Kho dụng cụ 280 20 0,65 0,88 13 4,2 17,2 0,909 18,92 7,89
15 Kho khác 1 60 70 0,55 0,86 38,5 0,9 39,4 0,863 45,65 23,06
16 Kho khác 2 90 70 0,55 0,86 38,5 1,35 39,85 0,865 46,07 23,12
Tổng 3126,94



Đồ Án Môn Học Cung Cấp Điện Page 19


1.6. Tổng hợp phụ tải của toàn xí nghiệp.
16
1
. 0,85.3126,94 2657,898( )
ttxn dt tti
i
P k P kW

  



16
1
16
1
os .
2272,52
os 0,855
2657,898

tbi tti
i
tbxn
tti
i
c P
c
P




  




2657,898
3108,652( )
os 0,855
ttxn
ttxn
tbxn
P
S kVA
c

  

2 2
1612,233( )
ttxn ttxn ttxn
Q S P kVAr
  
1.7. Biểu đồ phụ tải toàn xí nghiệp.
 Biểu đồ phụ tải là 1 hình tròn vẽ trên mặt phẳng, có tâm trùng với tâm của phụ tải điện;
có diện tích tỷ lệ tương ứng với công suất tính toán của phụ tải đó theo 1 tỷ lệ xích nào
đó. Biểu đồ phụ tải cho phép người thiết kế hình dung ra được sự phân bố phụ tải trong
khu vực cần thiết kế từ đó vạch ra những phương án thiết kế thích hợp và kinh tế.
 Biểu đồ phụ tải toàn nhà máy là 1 vòng tròn có diện tích bằng phụ tải tính toán của phân
xưởng đã chọn theo tỷ lệ đã chọn:

.
S
i
r
i
m


Trong đó:
r
i
là bán kính vòng tròn biểu đồ phụ tải phân xưởng i (mm).
S
i
là công suất tính toán của phụ tải phân xưởng tương ứng (kVA).
m là tỷ lệ xích (kVA/mm
2

), chọn m=5.
 Mỗi phân xưởng có 1 biểu đồ phụ tải, tâm vòng tròn biểu đồ phụ tải trùng tâm phụ tải
phân xưởng. Các trạm biến áp được đặt gần sát tâm phụ tải. Mỗi biểu đồ phụ tải trên
Đồ Án Môn Học Cung Cấp Điện Page 20

vòng tròn được chia làm 2 phần hình quạt tương ứng với phụ tải động lực và phụ tải
chiếu sáng, thông thoáng làm mát.
 Góc chiếu sáng , làm mát tính như sau:

360.
tti
P
csi
csi
P



Ta có bảng tính toán biểu đồ phụ tải toàn xí nghiệp:

Đồ Án Môn Học Cung Cấp Điện Page 21


Bảng 1.10: Tính toán biểu đồ phụ tải toàn xí nghiệp.
STT

Tên phân xưởng P
tt
, kW S
tt
, kW P
cs ,
kW X
G
, mm Y
G
, mm R
px
, mm α

cs

1 PX Đúc 955,25 1271,97 5,25 100 65 11,62 1,98
2 Bộ Phận Điện Phân 481,2 612,99 49,2 94 107 8,06 36,81
3 PX Cơ Khí 137,509 195,33 12,96 106 42 4,55 33,93
4 Lò hơi 150 191,33 3 72 32 4,51 7,2
5 Khối các PX phụ trợ 305,7 429,96 11,7 52,5 13 6,75 13,78
6 Máy nén 1 392,9 632,69 0,9 41 102 8,19 0,82
7 Máy nén 2 417,4 651,17 0,9 49 102 8,31 0,78
8 Máy bơm 1 35,6 61,49 0,75 17 22,5 2,55 7,58
9 Máy bơm 2 30,15 48,63 0,75 17 15 2,27 8,96
10 Nhà h.chính , sinh hoạt 40,5 46,13 5,1 132 109 2,21 45,33
11 Kho OKC 38,83 42,76 19,95 36 67 2,13 184,96
12 Kho than 27,3 30,13 9 24 41 1,79 118,68
13 Kho vật liệu xỉ 18,15 21,79 1,35 64 20 1,52 26,78
14 Kho dụng cụ 17,2 18,92 4,2 32 53 1,42 87,91
15 Kho khác 1 39,4 45,65 0,9 90 20 2,20 8,22
16 Kho khác 2 39,85 46,07 1,35 136 43 2,21 12,20
Đồ Án Môn Học Cung Cấp Điện Page 22

Hình vẽ biểu đồ phụ tải của nhà máy cơ khí:






Đồ Án Môn Học Cung Cấp Điện Page 23

CHƯƠNG II: XÁC ĐỊNH SƠ ĐỒ CẤP ĐIỆN

CỦA XÍ NGHIỆP
2.1. Chọn cấp điện áp phân phối.
Trong mạng điện phân phối phạm vi xí nghiệp, sử dụng cấp điện áp theo công thức
kinh nghiệm của Zalesski :
3
(0,1 0,015 ) 2657,898(0,1 0,015 249,73.10 ) 16,
9( )
op
U P L kV

    

Trong đó: U
op
[kV] – điện áp tối ưu của mạng điện.
P [kW] - công suất tính toán của xí nghiệp cần cấp điện.
L [km] – chiều dài của đường dây từ nguồn đến xí nghiệp.
Vậy ta chọn cấp điện áp cung cấp cho xí nghiệp là : 22 kV
Việc lựa chọn các sơ đồ cung cấp ảnh hưởng rất lớn đến vấn đề kinh tế- kỹ thuật của
HTĐ. Một sơ đồ cung cấp điện được gọi là hợp lý thỏa mãn các yêu cầu kỹ thuật sau:
- Đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật
- Đảm bảo các chỉ tiêu về kinh tế
- Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện
- Thuận tiện và linh hoạt trong vận hành
- An toàn cho người vận hành và thiết bị
- Dễ dàng phát triển để đáp ứng nhu cầu tăng trưởng của phụ tải

2.2. Xác định vị trí đặt trạm phân phối trung tâm ( TPPTT), trạm biến áp phân xưởng.
2.2.1. Vị trí đặt trạm phân phối trung tâm.
Vị trí đặt TPPTT phải thỏa mãn các yêu cầu sau:

Vị trí của trạm càng gần tâm phụ tải càng tốt.
Vị trí của trạm phải đảm bảo đủ chỗ và thuận tiện cho các tuyến dây đưa điện đến
trạm cũng như các phát tuyến từ trạm đi ra,đồng thời phải đáp ứng được cho sự phát triển
trong tương lai.
Đồ Án Môn Học Cung Cấp Điện Page 24

Vị trí của trạm được lựa chọn sao cho tổng tổn thất trên các đường dây nhỏ nhất.
Vị trí của trạm phải phù hợp với quy hoạch của xí nghiệp và các vùng lân cận.
Tọa độ TPPTT:
.
S x
i i
X
B
S
i



và
.
S Y
i i
Y
B
S
i




Trong đó: S
i
là công suất của phân xưởng thứ i (kVA).
X
i
và Y
i
là tọa độ của tâm phụ tải phân xưởng thứ i.
Bảng 2.1: Tính toán vị trí tọa độ các phân xưởng.
Phân xưởng Tọa độ X Tọa độ Y S
i
, kVA S
i
.X S
i
.Y
1 100 65 1271,97
127197 82678,05
2 94 107 612,99
57621,06 65589,93
3 106 42 195,33
20704,98 8203,86
4 72 32 191,33
13775,76 6122,56
5 52.5 13 429,96
22572,9 5589,48
6 41 102 632,69
25940,29 64534,38
7 49 102 651,17

31907,33 66419,34
8 17 22.5 61,49
1045,33 1383,525
9 17 15 48,63
826,71 729,45
10 132 109 46,13
6089,16 5028,17
11 36 67 42,76
1539,36 2864,92
12 24 41 30,13
723,12 1235,33
13 64 20 21,79
1394,56 435,8
14 32 53 18,92
605,44 1002,76
15 90 20 45,65
4108,5 913
16 136 43 46,07
6265,52 1981,01
Tổng
4346,71 322317,02 314711,565

.
322317,02
74,15
4346,71
S X
i i
X
B

S
i

  


.
314711,565
72,40
4346,71
S Y
i i
Y
B
S
i

  


Vậy vị trí tốt nhất đặt TPPTT là: O (74,15 ; 72,40)