Đồ án môn học Cơ sở Truyền Động Điện

……………………………………………………………………………………………..
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP
KHOA CN CƠ ĐIỆN VÀ ĐIỆN TỬ

ĐỒ ÁN MÔN HỌC
HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN
GVHD

:

Sinh viên thực hiện :
MSSV

:

Lớp

:

THÁI NGUYÊN

ĐỒ ÁN MÔN HỌC
HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN


Sinh viên thiết kế:

Lớp:

Giảng viên hướng dẫn:

TÊN ĐỀ TÀI
THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY
CƠ KHÍ VIỆT HÀN
(Sơ đồ và thơng số chính phục vụ thiết kế tại trang 2, 3 và 4)

NỘI DUNG THỰC HIỆN
A. THUYẾT MINH
1. Xác định phụ tải tính tốn của phân xưởng và toàn bộ nhà máy.
2. Thiết kế mạng cung cấp điện cho phân xưởng và tồn nhà máy
3. Tính tốn ngắn mạch, chọn và kiểm tra các thiết bị trong mạng điện.
B. BẢN VẼ
1. Sơ đồ mặt bằng và đi dây của phân xưởng, toàn nhà máy - A0.
2. Sơ đồ nguyên lý cung cấp điện cho toàn nhà máy - A0.
3. Sơ đồ đo lường và bảo vệ cho trạm biến áp - A0.
C. KẾ HOẠCH THỰC
Ngày giao đề: ……………………………………
Ngày hoàn thành: ………………………………..

Thái Nguyên, ngày tháng năm 2021
Giảng viên hướng dẫn

Trưởng bộ môn


CÁC SỐ LIỆU KỸ THUẬT:
1. Số liệu nguồn: Uđm = 22/0.4 kV, SNM =180 MVA
2. Số liệu phụ tải cho theo bảng 1
3. Sơ đồ mặt bằng phân xưởng hình 1 và tồn nhà máy hình 2

SỐ LIỆU PHỤ TẢI PHÂN XƯỞNG (Bảng 1)

STT

Tên thiết bị

Ký hiệu

Công suất (kW,kVA)

Cos 

Ksd

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

Máy khoan
Cầu trục
Máy tiện
Máy bào
Máy phay

Máy mài tròn
Máy chuốt
Máy sọc
Máy mài
Máy ca thép
Tủ sấy ba pha
Máy biến áp hàn 1 pha

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

29
33kVA (dm=35%)
20
19
14
18
13
16
14

18
15
30kVA (dm=30%)

0,65
0,6
0,65
0,8
0,65
0,75
0,75
0,7
0,7
0,7
0,8
0,5

0,2
0,11
0,18
0,17
0,2
0,18
0,2
0,17
0,19
0,18
0,2
0,17

SỐ LIỆU VÀ PHỤ TẢI TÍNH TỐN CỦA NHÀ MÁY CƠ KHÍ VIỆT HÀN (Bảng 2)

Bảng phụ tải tính tốn các phân xưởng

TT

Tên phân xưởng

Cơng suất tính tốn
Ptt(kW)

Hộ loại
Qtt(kVAr)


1

Cơ điện

120

100

2

2

Cơ khí 1

170

130

1

3

Cơ khí 2

Ptt

Qtt

1

4

Rèn, dập

200

110

1

5

Đúc thép

250

170

1

6

Đúc gang

270

200

1

7

Dụng cụ

100

70

2

8

Mộc mẫu

100

70

2

9

Lắp ráp

100

70

2

10

Nhiệt luyện

200

170

1

11

Kiểm nghiệm

110

100

1

12

Kho 1 (kho vật tư)

13

Kho 2 (Kho sản phẩm)

10

15

2

14

Nhà hành chính

20

15

2

15

Trạm bơm

40

30

3

8

8

3


Nhà hành chính

Kho
phẩm

sản

Phân xưởng lắp ráp

Kho vật tư

Phân
xưởng
kiểm nghiệm

Phân
xưởng
dụng cụ

Cơ khí 2

Phân xưởng nhiệt
luyện

Phân xưởng cơ khí 1

Phân xưởng mộc mẫu

Phân xưởng cơ điện

Phân xưởng đúc gang

Phân xưởng đúc thép

Phân xưởng rèn,
dập


SƠ ĐỒ MẶT BẰNG NHÀ MÁY CƠ KHÍ VIỆT HÀN
Tỉ lệ:1/1000

Bảo vệ

Trạm

bơm


SƠ ĐỒ MẶT BẰNG PHÂN XƯỞNG 2 (Hình 1)
(Diện tích phân xưởng được tính theo sơ đồ mặt bằng nhà máy)

6

4

3

8

7

8

4
7

9

9

1

11

2

6

8

9

1

12

5

4

6

2

6

9
10

Kho dụng cụ

6

5

PHẦN 1
ÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN CỦA PHÂN XƯỞNG VÀ TOÀN BỘ NHÀ
MÁY CK VIỆT HÀN
 Phụ tải phân xưởng gồm 2 loại
- Phụ tải động lực
- Phụ tải chiếu sáng
I.XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN CỦA PHÂN XƯỞNG VÀ TỒN BỘ
NHÀ MÁY
1.Xác định phụ tải động lực
1.1.Chia nhóm thiết bị
Phụ tải động lực gồm các động cơ trang bị cho các máy trong phân xưởng. Để
có các số liệu tính tốn thiết kế sau này ta chia các thiết bị phân xưởng thành các
nhóm. Việc chia nhóm cần phải căn cứ vào các nguyên tắc sau:
-

Các thiết bị gần nhau đưa vào 1 nhóm, mỗi nhóm khơng q 8 thiết bị

-

là tốt nhất.
Đi dây thuận lợi, không chồng chéo, gấp khúc. Góc gãy > 120o

-

Ngồi ra phải kết hợp cơng suất của các nhóm gần bằng nhau.
 Căn cứ vào mặt bằng phân xưởng, công suất của các máy cơng cụ và sự
bố trí, sắp sếp các máy ta chia các thiết bị trong phân xưởng thành 4
nhóm và ta đi xác định phụ tải tính tốn của từng nhóm.

1.2.Xác định phụ tải tính tốn của từng nhóm
a. Nhóm máy I


Stt

Tên thiết

Ký hiệu

Số lượng

bị
Máy mài

1

Pđm

Cos ϕ

ksd

( kW )
6

2

18

0,75

0,18

Tròn

2

Máy bào

4

1

19

0,8

0,17

3

Máy tiện

3

1

20

0,65

0,18

4

Máy sọc

8

1

16

0,7

0,17

5

Máy

7

1

13

0,75

0,2

9

1

14

0,7

0,19

chuốt
Máy mài

6

Số thiết bị trong nhóm máy là n = 7
Thiết bị có cơng suất lớn nhất là máy khoan : Pmax = 20 (kW)
=>Thiết bị có cơng suất lớn hơn hoặc bằng ½ cơng suất của máy có cơng suất lớn
nhất 0,5.Pđmmax = 10 kW => n1 = 7
Tổng cơng suất của n thiết bị có trong nhóm là :
P = 20+19+18.2+16+14+13= 118 (kW)
Tổng công suất của n1 thiết bị
P1 = 118 (kW)
Số thiết bị điện có hiệu quả :
n1

7

P1

118

n* = n = 7 = 1
P* = P = 118 = 1


Từ n* và P* tra bảng 3-1 ( trang 36 – cung cấp điện _ Nguyễn Xuân Phú)
Ta được :
n*hq = f ( n*,P*) = 0,95
Số thiết bị dùng điện có hiệu quả
nhq = n*hq . n = 0,95*7 = 6,65=> nhq = 6,65
Ta có :
n

ksdtb I =

∑ PdmI . k sdi
t =1

n

∑ P dmI

=

20∗0,18+ 19∗0,17 +18∗2∗0,18+16∗0,17+14∗0,19+ 13∗0,2
= 0,14
118

t =1

Từ nhq = 6,65và ksdtb I = 0,14
Tra bảng 3-19 ( trang 32 – cung cấp điện _ Nguyễn Xuân Phú)
Ta có : kmax I = f(nhq, ksdđm I) = f(6,65;0,14) = 2,65
Cơng suất tính tốn của nhóm I
n

Ptt I = kmax I. ksdtb I.∑ P dmI = 2,65* 0,14 * 118= 43,78(kW)
i=1

Hệ số cơng suất cos ϕ của nhóm phụ tải :
n

cosϕ tb I=

∑ PdmI . cos ϕ
i=1

n

∑ PdmI

=

20∗0,65+ 19∗0,8+ 18∗2∗0,75+16∗0,7+14∗0,7 +13∗0,75
= 0,73
118

i=1

Vậy ta có :
+ Cơng suất tồn phần của nhóm máy I là :
PttI

43,78

Stt I = cosϕ ❑ = 0,73 = 59,98 (kVA)
tbI
+ Dịng phụ tải tính tốn của nhóm máy I là:


S ttI

59,98

Itt I = 3 . U =
= 86,55(A)
√
√ 3 . 0,4
dm
+ Cơng suất phản kháng của nhóm máy I là:
Qtt I = √ S 2ttI −P2ttI = √ 59,982−43,782=41(kVAr)

b,Nhóm máy II
Stt

Tên thiết bị

Ký hiệu

Số lượng

Pđm

Cos ϕ

ksd

( kW )
1

Máy mài

9

2

14

0,7

0,19

2

Cầu trục

2

1

19,52

0,6

0,11

3

Máy khoan

1

1

29

0,65

0,2

4

Máy mài tròn

6

1

18

0,75

0,18

5

Tủ sấy ba pha

11

1

15

0,8

0,2


Số thiết bị trong nhóm máy là n = 6
Thiết bị có cơng suất lớn nhất là máy khoan : Pmax = 29 (kW)
=>Thiết bị có cơng suất lớn hơn hoặc bằng ½ cơng suất của máy có cơng suất lớn
nhất 0,5.Pđmmax = 14,5 kW => n1 = 4
Tổng công suất của n thiết bị có trong nhóm là :
P = 2*14+19,52+29+18+15= 109,52(kW)
Tổng công suất của n1 thiết bị
P1 = 81,52 (kW)

Số thiết bị điện có hiệu quả :
n1

4

P1

81,52

n* = n = 6 = 0,67
P* = P = 109,52 = 0,74 (kW)
Từ n* và P* tra bảng 3-1 ( trang 36 – cung cấp điện _ Nguyễn Xuân Phú)
Ta được :
n*hq = f ( n*,P*) = 0,9
Số thiết bị dùng điện có hiệu quả
nhq = n*hq . n = 0,9.6 = 5,4=> nhq = 5,4
Ta có :
n

ksdtb II =

∑ PdmII . k sdi
t =1

n

∑ P dmII

=

14∗2∗0,19+19,52∗0,11+29∗0,2+18∗0,18+15∗0,2
=0,18
109.52

t =1

Từ nhq = 5,4và ksdtb II = 0,18
Tra bảng 3-19 ( trang 32 – cung cấp điện _ Nguyễn Xuân Phú)


Ta có : kmax II = f(nhq, ksdđm II) = f(5,4; 0,18) = 2,33
Cơng suất tính tốn của nhóm II
n

Ptt II = kmax II. ksdtb II.∑ P dmII= 2,33 . 0,18 . 109,52= 45,93
i=1

Hệ số công suất cos ϕ của nhóm phụ tải :
n

cosϕ tbII=

∑ PdmII .cos ϕ
i=1

n

∑ PdmII

=

2∗14∗0,7+ 19,52∗0,6+ 29∗0,65+18∗0,75+15∗0,8
= 0,69
109,52

i=1

Vậy ta có :
+ Cơng suất tồn phần của nhóm máy II là :
PttII

45,93

Stt II = cosϕ ❑ = 0,69 = 66,57
tbII

(kVA)

+ Dịng phụ tải tính tốn của nhóm máy II là:
SttII

66,57

Itt II = 3 . U =
= 96,06
√
√3 . 0,4
dm

(A)

+ Cơng suất phản kháng của nhóm máy II là:
Qtt II = √ S 2ttII −P2ttII = √ 66,572−45,932=¿ 48,19

(kVAr)


c,Nhóm máy III
STT

Tên thiết bị

Kí hiệu

Số lượng

Pđm( kW )

Cos ϕ

ksd

1

Máy chuốt

7

1

13

0,75

0,2

2

Máy sọc

8

2

16

0,7

0,17

3

Máy bào

4

1

19

0,8

0,17

4

Máy mài tròn

6

1

18

0,75

0,18

5

Cầu trục

2

1

19,52

0,6

0,11

6

Máy mài

9

1

14

0,7

0,19

- Số thiết bị có trong nhóm là: n = 7
+) Thiết bị có công suất lớn nhất là máy bào : Pmax = 19,52 (kW)
+) Số thiết bị có cơng suất đặt lớn hơn hoặc bằng 1/2 cơng suất của máy có cơng
suất lớn nhất: 0,5.Pđmmax = 0,5.19,52 = 9,76 (kW) => n1 = 7
+) Tổng cơng suất của n thiết bị có trong nhóm
P= 13+16.2+19+18+19,52+14=115,52( kW)


+) Tổng công suất của n1 thiết bị
P1 = 115,52( kW)
Ta có
n* =

n1

=1
n

P1
P* = P = 1

Từ n* và P*, tra bảng 3-1 ( trang 36 – cung cấp điện _ Nguyễn Xuân Phú)
ta được: n*hq = f(n*,P*) = f(1;1) = 0,95
+) Số thiết bị dùng điện có hiệu quả
nhq = n*hq.n = 0,95.7 = 6,65 => nhq = 6,65
- Ta có hệ số sử dụng trung bình các thiết bị trong nhóm III là:
n

ksdtb III =

∑ PdmIII . k sdi
t =1

n

∑ P dmIII

=

13.0,2+16.0,17 .2+19.0,17+18.0,18+19,52.0,11+ 14.0,19
= 0,167
115,52

t =1

- Từ : nhq = 0,65 và ksd = 0,167
Tra bảng 2.1( trang 32 – cung cấp điện _ Nguyễn Xuân Phú)
Ta có kmax III = f(nhq, ksdđm III) = f(6,65 ; 0,167) = 2,6
- Cơng suất tính tốn của nhóm III:
n

Ptt III = kmax III. ksdtb III.∑ P dmIII ¿ = 2,6.0,167.115,52= 50,16
i=1

¿

(kW)


- Hệ số cosφ của nhóm phụ tải
n

cosϕ tb III =

∑ PdmIII
. cos ϕ
¿
i=1

n

∑ P dmIII

¿=

13.0,75+ 16.0,7.2+19.0,8+18.0,75+ 19,52.0,6+ 14.0,7
=¿ 0,73
115,52

i=1

+ Cơng suất tồn phần của nhóm máy III là :
Stt III

PttIII
50,16
= cos ϕ tbIII ¿ = 0,73 =68,7 (kVA)
❑
¿

+ Dòng phụ tải tính tốn của nhóm máy III là:
S ttIII

68,7

Itt III = 3 . U =
= 102,1
√
√3 .0,4
dm

(A)

+ Công suất phản kháng của nhóm máy III là:
Qtt III = √ S 2ttIII −P2ttIII =√ 68,72−50,16 2= 49,94

(kVAr)

d,Nhóm máy IV

STT

Tên thiết bị

Kí hiệu

Số

Pđm( kW )

Cos ϕ

ksd

lượng
1

Máy khoan

1

1

29

0,65

0,2

2

Máy biến áp hàn

12

1

8,22

0,5

0,17

3

Máy phay

5

2

14

0,65

0,2

4

Máy mài tròn

6

1

18

0,75

0,18

5

Máy ca thép

10

1

18

0,7

0,18

6

Máy bào

4

1

19

0,8

0,17

Số thiết bị trong nhóm máy là n = 7
Thiết bị có cơng suất lớn nhất là máy tiện : Pmax = 29 (kW)
=>Thiết bị có cơng suất lớn hơn hoặc bằng ½ cơng suất của máy có cơng suất lớn
nhất 0,5.Pđmmax = 14,5kW => n1 = 4
Tổng công suất của n thiết bị có trong nhóm là :
P = 29+8,22+14.2+18+18+19= 120,22 (kW)
Tổng công suất của n1 thiết bị
P1 = 29+18+18+19=84 (kW)
Số thiết bị điện có hiệu quả :
n1

4

n* = n = 7 = 0,57
P1

84

P* = P = 120,22 = 0,7
Từ n* và P* tra bảng 3-1 ( trang 36 – cung cấp điện _ Nguyễn Xuân Phú)
Ta được :
n*hq = f ( n*,P*) = 0,89
Số thiết bị dùng điện có hiệu quả
nhq = n*hq . n = 0,89.7= 6,23 => nhq = 6,23
Ta có :


n

ksdtb I =

∑ PdmI . k sdi
t =1

n

∑ P dmI

29.0,2+ 8,22.0,17+14.2.0,2+18.0,18+18.0,18+19.0,17
= 0,19
120,22

=

t =1

Từ nhq = 6,23và ksdtb I = 0,19
Tra bảng 3-19 ( trang 32 – cung cấp điện _ Nguyễn Xuân Phú)
Ta có : kmax I = f(nhq, ksdđm I) = f( 6,23;0,19) = 2,2
Cơng suất tính tốn của nhóm IV:
n

Ptt I = kmax I. ksdtb I.∑ P dmI = 2,2 . 0,19. 120,22
i=1

= 50,25(kW)

Hệ số công suất cos ϕ của nhóm phụ tải :
n

cosϕ tb I=

∑ PdmI . cos ϕ
i=1

n

∑ PdmI

=

29.0,65+8,22.0,5+14.2.0,65+ 18.0,75+ 18.0,7+19.0,8
= 0,69
120,22

i=1

Vậy ta có :
+ Cơng suất tồn phần của nhóm máy IV là :
PttI

50,25

Stt I = cosϕ ❑ = 0,69 = 72,83
tbI

(kVA)

+ Dòng phụ tải tính tốn của nhóm máy IV là:
S ttI

72,83

Itt I = 3 . U =
= 105,1
√
√ 3 . 0,4
dm

(A)

+ Công suất phản kháng của nhóm máy IV là:
Qtt I = √ S 2ttI −P2ttI = √ 72,832−50,252=¿ 52,72

(kVAr)

Ta có bảng phụ tải tính tốn cho các nhóm :
Tên nhóm

Ptt (kW)

Qtt(kVar)

Stt(kVA)

Itt(A)

cosϕ tb

Ksdtb

I

43,78

41

59,98

86,55

0,73

0,14

II

45,93

48,19

66,57

96,06

0,69

0,18

III

50,16

49,94

68,7

102,1

0,73

0,167

IV

50,25

52,72

72,83

105,1

0,69

0,19

2.Tính tốn cơng suất phân xưởng trên cơ sở cơng suất các nhóm.
Trong hoạt động sản xuất của phân xưởng cần thiết phải có chiếu sáng điện. Có
nhiều phương pháp tính giá trị phụ tải tính tốn. Thơng dụng nhất là phương pháp
tính theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất của phân xưởng.
Pcs = P0.F (kw)
F: là diện tích chiếu sáng đo trên mặt bằng nhà máy
FPX = a.b
Trong đó:
a, b là chiều dài, rộng của phân xưởng
FPX = 3,6.1,8.1000.1000 .10-4 = 648 (m2)
P0: Suất chiếu sáng trên 1 đơn vị diện tích sản xuất
Chọn P0 = 15 (

W
)
m2

Do vậy:
PCSPX = 15*648 = 9720 (w) = 9,72(kw)
Dòng điện chiếu sáng phân xưởng là:


ICSPX =

PCSPX

√3 .0,4

=

9,72
= 14,03(A)
√3 . 0,4

Áp dụng công thức:
Sttpx = √ Ptt 2+ Q2tt (KVA)
Kđt: hệ số đồng thời, chọn Kđt = 0,9
4

Ptt = kđt *∑ Ptti = 0,9.(43,78+45,93+50,16+50,25) = 190,12(KW)
i=1
4

Qtt = kđt.∑ Qtti = 0,9.(41+48,19+49,94+52,72) = 191,85(KVar)
i=1

Công suất tác dụng của phân xưởng là:

Pttpx = Ptt + PCSPX = 190,12+9,72= 199,84(KW)
Công suất phản kháng của phân xưởng là:
Qttpx = Qtt = 191,85(KVar)
Cơng suất tồn phần của phân xưởng là:
Sttpx = √ Pttpx 2+Qttpx 2 = 277,02(KVA)
Dòng điện phụ tải của phân xưởng:
Sttpx

277,02

Ittpx = 3 U =
= 399,8(A)
√ dm √ 3 . 0,4
Hệ số công suất của phân xưởng:
P ttpx

199,84

cosϕ px = S = 277,02 = 0,72
ttpx

II. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN CỦA TỒN NHÀ MÁY