Tải bản đầy đủ (.doc) (73 trang)

Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng cơ khí

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (574.79 KB, 73 trang )

Đồ án môn học Cung Cấp Điện – Đồ án 1
ĐỒ ÁN MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN
THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO MỘT PHÂN XƯỞNG SẢN XUẤT
CÔNG NGHIỆP
Sinh viên : Đỗ Thị Cơ
Lớp : Đ3H1
GVHD : Thầy Nguyễn Phúc Huy
Tên đồ án : Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng cơ khí
A. Dữ kiện :
Tỷ lệ phụ tải điện loại I&II là 85%.
Hao tổn điện áp cho phép trong mạng điện hạ áp ∆U
cp
= 3,5%.
Hệ số công suất cần nâng lên là cos
ϕ
= 0,90.
Hệ số chiết khấu: i= 12%
Thời gian sử dụng công suất cực đại: T
M
= 5010h
Công suất ngắn mạch tại điểm đấu điện: S
k
= 7,79 MVA
Thời gian tồn tại của dòng ngắn mạch t
k
= 2,5s
Khoảng cách từ nguồn điện đến trung tâm của phân xưởng: L = 110 m
Chiều cao nhà xưởng H = 4,12 m
Giá thành tổn thất điện năng C

= 1000đ/kWh.


Suất thiệt hại do mất điện g
th
= 7500đ/kWh.
Đơn giá tụ bù là : 200.10
3
đ/kVAr.
Chi phí vận hành tụ bằng 2% vốn đầu tư.
Suất tổn thất trong tụ ∆P
b
= 0,0025 kW/kVAr.
Giá điện trung bình g = 1000đ/kWh.
Điện áp lưới phân phối là 22kV.
SV : Đỗ Thị Cơ – Đ3H1 Page 1
Đồ án môn học Cung Cấp Điện – Đồ án 1
Phụ tải của phân xưởng cơ khí - sửa chữa:
Số hiệu trên
sơ đồ
Tên thiết bị
Hệ số
K
sd
cos
ϕ
Công suất đặt P
(kW)
1; 8 Máy mài nhẵn tròn 0,35 0,67 3; 12
2; 9 Máy màn nhẵn phẳng 0,32 0,68 1,5; 4,5
3; 4; 5 Máy tiện bu lông 0,3 0,65 0,8; 2,2; 4,5
6; 7 Máy phay 0,26 0,56 1,5; 2,8
10; 11; 19; 20;

29; 30
Máy khoan 0,27 0,66
0,8; 1,2; 0,8; 0,8;
1,2; 1,5
12; 13; 14; 15;
16; 24; 25
Máy tiện bu lông 0,30 0,58
1,5; 2,8; 3; 3; 5,5;
10; 10
17 Máy ép 0,41 0,63 13
18; 21 Cần cẩu 0,25 0,67 4,5; 13
22; 23 Máy ép nguội 0,47 0,70 30; 45
26; 39 Máy mài 0,45 0,63 2,8; 4,5
27; 31 Lò gió 0,53 0,9 4; 5,5
28; 34 Máy ép quay 0,45 0,58 22; 30
32; 33 Máy xọc, (đục) 0,4 0,6 4; 5,5
35; 36; 37; 38 Máy tiện bu lông 0,32 0,55 2,2; 2,8; 4,5; 5,5
40; 43 Máy hàn 0,46 0,82 30; 28
41; 42; 45 Máy quạt 0,65 0,78 4,5; 5,5; 7,5
44 Máy cắt tôn 0,27 0,57 2,8
Sơ đồ mặt bằng phân xưởng
SV : Đỗ Thị Cơ – Đ3H1 Page 2
27
Đồ án môn học Cung Cấp Điện – Đồ án 1
SV : Đỗ Thị Cơ – Đ3H1 Page 3
A
B
C
D
E

1
2
3
4
5
6
7
6000mm
24000 mm
60
00
m
m
36
00
0m
m
34
28
27
8
17
1
19
9
20
9
10
2
29

30
3
11
22
3
5
3
6
3
7
21
18
3
8
32
33
39
41
40
42
43
44
45
23
12
4
13
5
1
4

1
5
6
1
6
7
2
4
2
5
26
31
Đồ án môn học Cung Cấp Điện – Đồ án 1
MỤC LỤC
MỤC LỤC 4
LỜI NÓI ĐẦU 5
CHƯƠNG 1 : TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG CHO PHÂN XƯỞNG 6
CHƯƠNG 2 : TÍNH TOÁN PHỤ TẢI ĐIỆN 12
2.1. Phụ tải tính toán nhóm chiếu sáng 12
CHƯƠNG 3 :XÁC ĐỊNH SƠ ĐỒ CẤP ĐIỆN CỦA PHÂN XƯỞNG 20
CHƯƠNG 4 : LỰA CHỌN VÀ KIỂM TRA CÁC THIẾT BỊ CỦA SƠ ĐỒ 40
CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN CHẾ ĐỘ MẠNG ĐIỆN 55
CHƯƠNG 6: TÍNH TOÁN CHỌN TỤ BÙ – NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT 57
6.1 . Xác định dung lượng bù cần thiết : 58
6.2 .Xác định vị trí đặt tụ bù 59
6.3 .Đánh giá hiệu quả bù công suất phản kháng 59
CHƯƠNG 7 : TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT VÀ CHỐNG SÉT 61
7.1 .Tính toán nối đất: 61
7.2 .Tính toán chống sét: 62
CHƯƠNG 8: DỰ TOÁN CÔNG TRÌNH 63

8.1. Danh mục các thiết bị : 63
8.2. Xác định các tham số kinh tế : 64
8.3. Các bản vẽ (đặt cuối đồ án): 65
KẾT LUẬN 65
TÀI LIỆU THAM KHẢO 66
SV : Đỗ Thị Cơ – Đ3H1 Page 4
Đồ án môn học Cung Cấp Điện – Đồ án 1
LỜI NÓI ĐẦU
Đất nước ta đang trong công cuộc công nhiệp hoá, hiện đại hoá. Nhu cầu điện năng
trongcác lĩnh vực công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ và sinh hoạt tăng trưởng không
ngừng đi cùngvới quá trình phát triển kinh tế. Do đó đòi hỏi rất nhiều công trình cung
cấp điện. Đặc biệt rất cần các công trình có chất lượng cao, đảm bảo cung cấp điện liên
tục, phục vụ tốt cho sự phát triển của các nghành trong nền kinh tế quốc dân .
Trong đó có lĩnh vực công nghiệp là 1 trong các ngành kinh tế trọng điểm của đất
nước, được Nhà nước và Chính phủ ưu tiên phát triển vì có vai trò quan trọng trong kế
hoạch đưa nước ta trở thành nước công nghiệp vào năm 2020. Thiết kế cung cấp điện
cho nghành này vì thế là 1 công việc khó khăn, đòi hỏi sự cẩn thận cao. Phụ tải của
ngành phần lớn là phụ tải hộ loại 1, đòi hỏi độ tin cậy cung cấp điện cao. Một phương
án cung cấp điện hợp lý là 1 phương án kết hợp hài hòa được các chỉ tiêu kinh tế, kĩ
thuật, đảm bảo đơn giản trong sửa chữa và vận hành thuận tiện, đảm bảo chất lượng
điện năng. Hơn nữa cần áp dụng các thiết bị cùng các thiết kế hiện đại và có khả năng
mở rộng trong tương lai .
Dưới sự hướng dẫn của thầy Nguyễn Phúc Huy, em được nhận đề tài Thiết kế cung
cấp điện cho 1 phân xưởng sửa chữa cơ khí. Đồ án bao gồm 1 số phần chính như chọn
SV : Đỗ Thị Cơ – Đ3H1 Page 5
Đồ án môn học Cung Cấp Điện – Đồ án 1
máy và vị trí đặt trạm biến áp, chọn dây và các phần tử bảo vệ, hạch toán công trình .
Việc làm đồ án đã giúp chúng em điều kiện áp dụng những kiến thức đã học và tích lũy
thêm được nhiều kinh nghiệm. Đây là 1 đồ án có tính thực tiễn rất cao, chắc chắn sẽ
giúp ích cho em rất nhiều trong công tác sau này .

Trong quá trình thực hiện đồ án, em đã nhận được sự chỉ bảo rất tận tình của thầy
Nguyễn Phúc Huy. Tuy nhiên do trình độ còn hạn chế nên việc thực hiện đồ án còn
nhiều thiếu xót. Em rất mong nhận thêm được nhiều sự chỉ dẫn của thầy cô để hoàn
thiện hơn cho đồ án .
Em xin chân thành cảm ơn .
Hà Nội tháng 5 năm 2011.
Sinh viên thực hiện
Đỗ Thị Cơ
CHƯƠNG 1 : TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG CHO PHÂN XƯỞNG
1.1.Tính toán lựa chọn đèn.
Trong thiết kế chiếu sáng, vấn đề quan trọng nhất phải quan tâm là đáp ứng các yêu
cầu về độ rọi và hiệu quả 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 hơp lý cùng sự bố
trí chiếu sáng vừa đảm bảo tính kinh tế và mỹ quan của hoàn cảnh. Thiết kế chiếu sáng
phải đảm bảo các yêu cầu sau:
Không lóa do phản xạ.
Không có bóng tối.
Phải có độ rọi đồng đều.
Phải đảm bảo độ sáng đủ và ổn định.
Phải tạo ra được ánh sáng giống ánh sáng ban ngày.
Chọn loại bóng đèn chiếu sáng , gồm 2 loại: bóng đèn sợi đốt và bóng đèn huỳnh
quang. Các phân xưởng thường ít dùng đèn huỳnh quang vì đèn huỳnh quang có tần số
là 50Hz thường gây ra ảo giác không quay cho các động cơ không đồng bộ, gây nguy
SV : Đỗ Thị Cơ – Đ3H1 Page 6
Đồ án môn học Cung Cấp Điện – Đồ án 1
hiểm cho người vận hành máy, dễ gây ra tai nạn lao động. Do đó người ta thường sử
dụng đèn sợi đốt cho các phân xưởng sửa chữa cơ khí.
Việc bố trí đèn khá đơn giản, thường được bố trí theo các góc của hình vuông hoặc
hình chữ nhật .
Sở bộ về các kích thước của phân xưởng như sau :

- Phân xưởng có kích thước axbxH = 36x24x4,12m .
Độ rọi yêu cầu cho 1 phân xưởng sửa chữa cơ khí là từ 50 ÷ 100 lux, độ rọi được
chọn là : E
yc
= 100 lux.
Chọn độ cao treo đèn là h
1
= 0,5 m .
- Chiều cao mặt bằng làm việc h
2
= 0,8 m .
Do đó khoảng cách từ đèn đến mặt công tác là h = H - h
1
- h
2
= 4,12 -0,7- 0,8 = 2,62
m .
Hình 1.1 : Bố trí đèn theo mặt đứng
Với H : chiều cao nhà xưởng , tính bằng m , đã cho ở đầu bài.
Tra bảng với bóng đèn sợi đốt vạn năng L/h=1,5÷1,8.
Suy ra : L=1,8.h = 1,8.2,62 =4,716 m.
Căn cứ vào kích thước nhà xưởng ta chọn khoảng cách giữa các đèn là:
L
d
= 4,5 m, (đèn gần tường nhất p~2,25m) và L
n
= 4 m (đèn gần tường nhất q~2m).
Trong đó :
L
d

:là khoảng cách giữa các đèn theo chiều dài phân xưởng ,m.
L
n
: là khoảng cách giữa các đèn theo chiều rộng phân xưởng ,m.
Như vậy tổng cộng có 8 hàng đèn, mỗi hàng có 6 bóng.
Kiểm tra mức độ đồng đều về ánh sáng:
23
nn
L
q
L
≤≤
2
4
2
3
4
=≤⇔
2
5,4
25,2
3
5,4
23
=≤⇔≤≤
dd
L
p
L
Như vậy việc bố trí đèn là hợp lý.

SV : Đỗ Thị Cơ – Đ3H1 Page 7
Đồ án môn học Cung Cấp Điện – Đồ án 1
Số lượng đèn tối thiểu để đảm bảo độ chiếu sáng đồng đều là : Nmin = 48 bóng.
Sơ đồ bố trí chiếu sáng như hình vẽ minh họa dưới đây
36000
SV : Đỗ Thị Cơ – Đ3H1 Page 8
Đồ án môn học Cung Cấp Điện – Đồ án 1
Hình vẽ 1.2 : Sơ đồ minh họa chiếu sáng đơn giản

Xác định chỉ số phòng :
( ) ( )
496,5
362462,2
3624

+⋅

=
+⋅

=
bah
ba
ϕ
.
Coi hệ số phản xa của trần và tường lần lượt là là :
tran
σ
=50 % và
tuong

σ
=30 % kết
hợp với chỉ số phòng ta tra bảng được hệ số sử dụng là: K
sd
= 0,59 (đèn sợi đốt chiếu
sâu_bảng 47.plBT).
SV : Đỗ Thị Cơ – Đ3H1 Page 9
Đồ án môn học Cung Cấp Điện – Đồ án 1
Lấy hệ số dự trữ k=1,3 và hệ số tính toán Z=1,1 xác định được quang thông của
mỗi đèn như sau:
7,4362
59,048
1,136241001,3

.

=

⋅⋅⋅⋅
==
sd
yc
yc
kn
ZSEk
F
(lumen).
Dựa vào F
yc
ta chọn loại đèn sợi đốt Halogen có P

đ
= 300 W, F = 6300 lm
(tra bảng PL VIII.2 –Ngô Hồng Quang)
Ngoài ra ta trang bị thêm cho 2 phòng thay đồ và 2 phòng vệ sinh, mỗi phòng có 1
bóng 60W.
Tổng công suất đèn là P
cs
= 48.300 + 4.60 = 146400 W = 14,64 kW
1.2.Chọn cáp cho hệ thống chiếu sáng
•Chọn cáp từ tủ phân phối đến tủ chiếu sáng.
)(243,22
138,03
64,14
3
max
A
CosU
P
I
đm
cs
lv
=
⋅⋅
=

=
ϕ
(với đèn sợi đốt cos
ϕ

=1)
T
max
= 5010h ( tra bảng 9pl – SBT) suy ra j
kt
= 2,7mm
2
Vậy tiết diện dây cần tìm là :
F =
2
max
238,8
7,2
243,22
mm
j
I
kt
lv
==
Vậy ta chọn dây dẫn bằng đồng có F =10mm
2
(các thông số r
0
= 1,83(Ω/km),
x
0
=0,073(Ω/km).(tra bảng pl V.12- Ngô Hồng Quang )
•Chọn dây dẫn từ áp tô mát nhánh tới các nhóm đèn.
Tiến hành phân nhóm đèn theo diện tích.

Bóng đèn được chia thành 6 nhóm, mỗi nhóm sẽ có 8 bóng, công suất mỗi bóng là
300W.
- Nhóm 1:
Tổng công suất nhóm 1 : P = 8.300 =2400 W =2,4 kW.
AI
lv
9,10
22,0
4,2
max
==
Suy ra:
2
max
037,4
7,2
9,10
mm
j
I
F
kt
lv
===

Vậy ta chon dây dẫn bằng đồng có có F = 4 mm
2
(các thông số r
0
= 4,61(Ω/km),

x
0
=0,09 (Ω/km).( tra bảng pl V.12- Ngô Hồng Quang )
Các nhóm khác cũng có cùng số lệu như nhóm 1 nên kết quả giống như nhóm 1.
Từ kết quả tính toán trên ta được bảng số liệu thông số dây dẫn mạch chiếu sáng như
sau:
SV : Đỗ Thị Cơ – Đ3H1 Page 10
Đồ án môn học Cung Cấp Điện – Đồ án 1
Vị trí
F, mm
2
I
cp
r
0
(Ω/km)ở
20
0
C
Cáp tổng cs 10 87 1,83
Dây nhánh 4 53 4,61
• Chọn áp tô mát
- Chọn áp tô mát tổng.
I
lvmax
= 22,243 A, ta chọn áp tô mát tổng I
đm
= 40 A, 3 cực, do LG chế tạo.
- Chọn áp tô mát nhánh.
+ Nhánh cung cấp điện cho 8 bóng:


A 9,10
22,0
4,2
max
==
lv
I
, ta chọn áp tô mát I
đm
= 20 A, 2 cực, do LG chế tạo.
+ Các nhánh khác cũng dùng áp tô mát I
đm
= 20 A cùng loại.
Bảng 1.2: Thông số Át-tô-mát được lựa chọn
• Kiểm tra điều kiện chọn dây kết hợp với áp tô mát
Điều kiện kiểm tra:
321
5,1
.25,1
kkk
I
I
đmA
cp

- Mạch chiếu sáng tổng dùng dây10 mm
2
, bảo vệ bằng áp tô mát kiểu 50AF:
A 08,35

1.1.95,0.5,1
40.25,1
5,1
.25,1
A 87
321
==≥=
kkk
I
I
đmA
cp
- Các mạch nhánh dùng dây 4mm
2
, bảo vệ bằng áp tô mát kiểu 50AF:
A 25
1.7,0.95,0.5,1
20.25,1
5,1
.25,1
A 53
321
==≥=
kkk
I
I
đmA
cp
Thỏa mãn điều kiện.
+ Không cần kiểm tra độ sụt áp của của đường dây vì đường dây ngắn, các dây

đều được chọn vượt cấp.
SV : Đỗ Thị Cơ – Đ3H1 Page 11
Vị trí Loại Kiểu U
dm
(V) Số cực I
dm
(A)
Áp tô mát tổng 50AF ABE 53a 600 3 40
Áp tô mát nhánh 50AF ABE 53a 600 2 20
Đồ án môn học Cung Cấp Điện – Đồ án 1
CHƯƠNG 2 : TÍNH TOÁN PHỤ TẢI ĐIỆN
Tính toán phụ tải điện là công việc bắt buộc và đầu tiên trong mọi công trình cung
cấp điện . Việc này sẽ cung cấp các số liệu phục vụ cho việc thiết kế lưới điện về sau
của người kĩ sư . Phụ tải tính toán có giá trị tương đương với phụ tải thực tế về mặt
hiệu ứng nhiệt , do đó việc chọn dây dẫn hay các thiết bị bảo vệ cho nó sẽ được đảm
bảo .
Có nhiều phương pháp tính toán phụ tải điện như phương pháp hệ số nhu cầu , hệ
số tham gia cực đại . Đối với việc thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa cơ
khí , vì đã có các thông tin chính xác về mặt bằng bố trí thiết bị , biết đựoc công suất và
quá trình công nghệ của từng thiết bị nên sử dụng phương pháp hệ số nhu cầu để tổng
hợp nhóm phụ tải động lực . Nội dung chính của phưong pháp như sau :
- Thực hiện phân nhóm các thiết bị có trong xưởng, mỗi nhóm đó sẽ được cung cấp
điện từ 1 tủ động lực riêng , lấy điện từ 1 tủ phân phối chung . Các thiết bị trong nhóm
nên chọn có vị trí gần nhau trên mặt bằng phân xưởng, có chế độ làm việc và công suất
tương tự nhau.
Xác định hệ số sử dụng tổng hợp của mỗi nhóm thiết bị theo biểu thức sau :
Σ
sd
k
=

i
sdii
P
kP
Σ
Σ
.
( 2.1 )
- Xác định số lượng thiết bị hiệu dụng của mỗi nhóm n
hd
:
n
hd
=
( )
2
i
2
i
P
P
Σ
Σ
( 2.2 )
- Hệ số nhu cầu của nhóm sẽ được xác định theo biểu thức sau :
k
nc
=
Σ
sd

k
+
hd
sd
n
k1
Σ

( 2.3 )
- Phụ tải tính toán của mỗi nhóm là :
P
tt
= k
nc
.
i
P
Σ
( 2.4 )
Hệ số công suất của phụ tải mỗi nhóm :



=
i
i
tb
P
CosP
Cos

ϕ
ϕ
(2.5).
Đi vào tính toán cụ thể
2.1. Phụ tải tính toán nhóm chiếu sáng.
Từ kết quả thiết kế chiếu sáng ta tính được phụ tải chiếu sáng tính toán của toàn phân
xưởng.
P
cs
= k
đt
.N .P
đ
= 1.(48.300 +4.60) = 14640 W =14,64 kW.
Trong đó:
SV : Đỗ Thị Cơ – Đ3H1 Page 12
Đồ án môn học Cung Cấp Điện – Đồ án 1
k
đt
: hệ số đồng thời của nhóm phụ tải chiếu sáng.
N : số bóng đèn cần thiết.
P
đ
: công suất của mỗi đèn được lựa chọn.
Vì dùng đèn sợi đốt nên hệ số cosϕ của nhóm chiếu sáng là 1. Do đó, ta có công suất
toàn phần của nhóm chiếu sáng là:
S
cs
=
kVA 64,14

1
64,14
cos
==
ϕ
cs
P
Q
cs
= 0 kVAr.
2.2. Phụ tải tính toán nhóm thông thoáng và làm mát
Lưu lượng gió tươi cần cấp vào xưởng là:
( )
hmVnQ /.
3
=
n – tỉ số đổi không khí (1/h)_ với phân xưởng cơ khí lấy n = 6 (1/h)
V – thể tích của phân xưởng (m
3
)
HbaV
=
với a (m), b (m), chiều rộng – dài phân xưởng (đo theo đề bài)
H (m)– chiều cao của phân xưởng;
Suy ra :
( )
hmQ /10358,2112,436246
33
⋅=⋅⋅⋅=
Chọn quạt hút công nghiệp có q = 2200 / h, với số lượng là 10 quạt .

Bảng 2 .1 : Thông số kỹ thuật của quạt hút công nghiệp
Thiết bị Công suất.W
Lượng gió
(m
3
/h)
Số lượng k
sd
cosϕ
Quạt hút 215 2200 10 0,7 0,8
Hệ số nhu cầu của quạt hút là:
795,0
10
7,01
7,0
1
=

+=

+=
n
k
kk
sd
sd
qh
nc
.
Trong đó : n là tổng số thiết bị trong nhóm.

Phụ tải tính toán nhóm phụ tải thông thoáng-làm mát:
kWWPkP
n
i
đmqi
qh
nclm
709,125,170921510795,0
1
==⋅⋅==

=
.
kVA
P
S
lm
lm
136,2
8,0
709,1
cos
===
ϕ
Q
lm
=
736,2709,1136,2
2222
=+=−

lmlm
PS
kVAr
2.3. Phụ tải tính toán nhóm động lực
Vì phân xưởng có rất nhiều thiết bị nằm rải rác ở nhiều khu vực trên mặt bằng phân
xưởng, nên để cho việc tính toán phụ tải chính xác hơn và làm căn cứ thiết kế tủ động
lực cấp điện cho phân xưởng, ta chia các thiết bị ra từng nhóm nhỏ, đảm bảo:
- Các thiết bị điện trong cùng một nhóm gần nhau;
SV : Đỗ Thị Cơ – Đ3H1 Page 13
Đồ án môn học Cung Cấp Điện – Đồ án 1
- Nếu có thể, trong cùng một nhóm nên bố trí các máy có cùng chế độ làm
việc;
- Công suất các nhóm xấp xỉ bằng nhau.
Căn cứ vào các thiết bị và diện tích mặt bằng phân xưởng ,ta chia các thiêt bị động lực
ra thành 4 nhóm và tính toán cho từng nhóm như sau:
• Quá trình tính toán cho nhóm 1:
Nhóm 1 gồm 9 thiết bị động lực như bảng sau :
Bảng 2.2 :Số liệu các thiết bị nhóm 1.
- Hệ số sử dụng tổng hợp :
394,0
2,81
019,32
9
1
9
1
1
==

=



=
=

i
i
sd
i
i
sd
P
kP
k
- Số lượng hiệu dụng:
( )
106,4
62,1605
2,81
2
9
1
2
2
9
1
1
==







=


=
=
i
i
i
i
hd
P
P
n
- Hệ số nhu cầu:
693,0
106,4
394,01
394,0
1
1
1
=

+=

+=


∑∑
hd
isd
isdnc
n
k
kk
- Tổng công suất phụ tải động lực:
SV : Đỗ Thị Cơ – Đ3H1 Page 14
34 Máy ép quay 0,45 0,58 30
28 Máy ép quay 0,45 0,58 22
35 Máy tiện bu lông 0,32 0,55 2,2
29 Máy khoan 0,27 0,66 1,2
36 Máy tiện bu lông 0,32 0,55 2,8
30 Máy khoan 0,27 0,66 1,5
37 Máy tiện bu lông 0,32 0,55 4,5
32 Máy xọc (đục) 0,4 0,6 4
21 Cần cẩu 0,25 0,67 13
Đồ án môn học Cung Cấp Điện – Đồ án 1
( )
kWPkP
n
i
incđl
272,562,81693,0
1
11
=⋅==


=
Σ
- Hệ số công suất của phụ tải động lực:
595,0
2,81
277,48
9
1
9
1
1
==

=


i
ii
tb
P
CosP
Cos
ϕ
ϕ
- Công suất toàn phần
( )
kVA
Cos
P
S

tb
đl
đl
575,94
595,0
272,56
1
1
1
===
ϕ
- Công suất phản kháng:
( )
kVARPSQ
đlđlđl
012,76272,56575,94
222
1
2
11
=−=−=
- Quá trình tính toán cho nhóm 2:
Nhóm 2 gồm có 13 thiết bị động lực sau:
Bảng 2.3 :Số liệu các thiết bị nhóm 2.
- Hệ số sử dụng tổng hợp :
404,0
9,76
057,31
13
1

13
1
2
==

=



i
sdii
sd
P
kP
k
- Số lượng hiệu dụng :
SV : Đỗ Thị Cơ – Đ3H1 Page 15
27 Lò gió 0,53 0,9 4
17 Máy ép 0,41 0,63 13
8 Máy mài nhẵn tròn 0,35 0,67 12
1 Máy mài nhẵn tròn 0,35 0,67 3
19 Máy khoan 0,27 0,66 0,8
20 Máy khoan 0,27 0,66 0,8
9 Máy mài nhẵn phẳng 0,32 0,68 4,5
2 Máy mài nhẵn phẳng 0,32 0,68 1,5
10 Máy khoan 0,27 0,66 0,8
22 Máy ép nguội 0,47 0,7 30
11 Máy khoan 0,27 0,66 1,2
3 Máy tiện bu lông 0,3 0,65 0,8
18 Cần cẩu 0,25 0,67 4,5

Đồ án môn học Cung Cấp Điện – Đồ án 1
( )
603,4
75,1284
9,76
2
13
1
2
2
13
1
2
==






=


i
i
hd
P
P
n
- Hệ số nhu cầu :

682,0
603,4
404,01
404,0
1
2
2
22
=

+=

+=

∑∑
hd
sd
sdnc
n
k
kk
- Tổng công suất phụ tải động lực :
( )
kWPkP
incđl
446,529,76682,0
13
1
22
=⋅=⋅=



- Hệ số công suất của phụ tải động lực :
687,0
9,76
831,52
13
1
13
1
2
==

=


i
ii
tb
P
CosP
Cos
ϕ
ϕ
- Công suất toàn phần:
( )
kVA
Cos
P
S

tb
đl
đl
341,76
687,0
446,52
2
2
2
===
ϕ
- Công suất phản kháng :
( )
kVARPSQ
đlđlđl
474,55446,52341,76
222
2
2
22
=−=−=
- Quá trình tính toán cho nhóm 3 :
Nhóm 3 gồm 10 thiết bị động lực như sau :
Bảng 2.4 :Số liệu các thiết bị nhóm 3.
Số hiệu trên sơ
đồ Tên thiết bị Hệ số k
sd
Cosφ
Công suất đặt
P,kW

38 Máy tiện bu lông 0,32 0,55 5,5
39 Máy mài 0,45 0,63 4,5
33 Máy xọc (đục) 0,4 0,6 5,5
40 Máy hàn 0,46 0,82 30
41 Máy quạt 0,65 0,78 4,5
44 Máy cắt tôn 0,27 0,57 2,8
42 Máy quạt 0,65 0,78 5,5
43 Máy hàn 0,46 0,82 28
45 Máy quạt 0,65 0,78 7,5
31 Lò gió 0,53 0,9 5,5
- Hệ số sử dụng tổng hợp :
SV : Đỗ Thị Cơ – Đ3H1 Page 16
Đồ án môn học Cung Cấp Điện – Đồ án 1
48,0
3,99
711,44
10
1
10
1
3
==

=



i
sdii
sd

P
kP
k
- Số lượng hiệu dụng :
( )
164,5
59,1909
3,99
2
10
1
2
2
10
1
3
==






=


i
i
hd
P

P
n
- Hệ số nhu cầu :
709,0
164,5
48,01
48,0
1
3
3
33
=

+=

+=

∑∑
hd
sd
sdnc
n
k
kk
- Tổng công suất phụ tải động lực :
( )
kWPkP
incđl
404,703,99709,0
10

1
33
=⋅=⋅=


- Hệ số công suất của phụ tải động lực :
775,0
3,99
916,76
10
1
10
1
3
==

=


i
ii
tb
P
CosP
Cos
ϕ
ϕ
- Công suất toàn phần:
( )
kVA

Cos
P
S
tb
đl
đl
844,90
775,0
404,70
3
3
3
===
ϕ
- Công suất phản kháng :
( )
kVARPSQ
đlđlđl
41,57404,70844,90
222
3
2
33
=−=−=
- Quá trình tính toán cho nhóm 4:
Nhóm 4 gồm 13 thiết bị động lực như sau:
Bảng 2.5 :Số liệu các thiết bị nhóm 4.
SV : Đỗ Thị Cơ – Đ3H1 Page 17
Đồ án môn học Cung Cấp Điện – Đồ án 1
Số hiệu trên sơ

đồ Tên thiết bị Hệ số k
sd
Cosφ
Công suất đặt
P,kW
4 Máy tiện bu lông 0,3 0,65 2,2
12 Máy tiện bu lông 0,3 0,58 1,5
23 Máy ép nguội 0,47 0,7 45
13 Máy tiện bu lông 0,3 0,58 2,8
5 Máy tiện bu lông 0,3 0,65 4,5
24 Máy tiện bu lông 0,3 0,58 10
25 Máy tiện bu lông 0,3 0,58 10
14 Máy tiện bu lông 0,3 0,58 3
15 Máy tiện bu lông 0,3 0,58 3
6 Máy phay 0,26 0,56 1,5
7 Máy phay 0,26 0,56 2,8
16 Máy tiện bu lông 0,3 0,58 5,5
26 Máy mài 0,45 0,63 2,8
- Hệ số sử dụng tổng hợp :
383,0
6,94
278,36
13
1
13
1
4
==

=




i
sdii
sd
P
kP
k
- Số lượng hiệu dụng :
( )
847,3
36,2326
6,94
2
13
1
2
2
13
1
4
==






=



i
i
hd
P
P
n
- Hệ số nhu cầu :
698,0
847,3
383,01
383,0
1
4
4
44
=

+=

+=

∑∑
hd
sd
sdnc
n
k
kk

- Tổng công suất phụ tải động lực :
( )
kWPkP
incđl
031,666,94698,0
13
1
44
=⋅=⋅=


- Hệ số công suất của phụ tải động lực :
643,0
6,94
791,60
13
1
13
1
4
==

=


i
ii
tb
P
CosP

Cos
ϕ
ϕ
- Công suất toàn phần:
SV : Đỗ Thị Cơ – Đ3H1 Page 18
Đồ án môn học Cung Cấp Điện – Đồ án 1
( )
kVA
Cos
P
S
tb
đl
đl
692,102
643,0
031,66
4
4
4
===
ϕ
- Công suất phản kháng :
( )
kVARPSQ
đlđlđl
648,78031,66692,102
222
4
2

44
=−=−=
Từ các tính toán cụ thể trên của các nhóm ta có bảng kết quả tổng hợp như sau :
Bảng 2.6 :Số liệu tính toán cụ thể của từng nhóm.
Nhóm k
sd∑
k
nc∑
P
tt.đl;
kW Cosφ
tbđl
S
ttđl
;kVA Q
ttđl
;kVAR
1 0,394 0,693 56,272 0,595 94,575 76,012
2 0,404 0,682 52,446 0,687 76,341 55,474
3 0,48 0,709 70,404 0,775 90,844 57,41
4 0,383 0,698 66,031 0,643 102,692 78,648
Tổng hợp các nhóm phụ tải động lực như sau :
- Hệ số sử dụng tổng hợp :
418,0
153,245
443,102
4
1
4
1

==

=




đlj
jsdđlj
sd
P
kP
k
- Hệ số nhu cầu :
709,0
4
418,01
418,0
1
=

+=

+=

∑∑
N
k
kk
sd

sdnc
- Tổng công suất phụ tải động lực :
( )
kWPkP
đljncđltt
813,173153,245709,0
4
1
.
=⋅=⋅=


- Hệ số công suất của phụ tải động lực :
679,0
153,245
533,166
cos
4
1
4
1
==

=


đlj
tbjđlj
tbđb
P

P
Cos
ϕ
ϕ
- Công suất toàn phần :
984,255
679,0
813,173
===
tbđb
ttđt
ttđt
Cos
P
S
ϕ
(kVA)
- Công suất phản kháng :
( )
kVARPSQ
ttđtttđtttđt
928,187813,173984,255
2222
=−=−=
SV : Đỗ Thị Cơ – Đ3H1 Page 19
Đồ án môn học Cung Cấp Điện – Đồ án 1
2.4. Phụ tải tổng hợp toàn phân xưởng.
Công suất tác dụng toàn phân xưởng:
( ) ( ) ( )
kWPPPkP

lmcsđlttđtttpx
162,190709,164,14813,1731
.
=++⋅=++=

Với k
dt
=1
Hệ số công suất trung bình toàn phân xưởng:
lmcsđltt
tblmtlmtbcscsđltbđltt
i
ii
PPP
PPP
P
P
++
++
=


=
.

coscoscoscos.
cos
ϕϕϕϕ
ϕ
705,0

162,190
8,0709,1164,14679,0813,173
=
⋅+⋅+⋅
=
.
Xét thêm tổn thất trong mạng điện (10%) và khả năng phát triển phụ tải trong 10 năm
(10%), ta sẽ có số liệu tính toán phụ tải toàn phân xưởng là:
( )
kWPP
ttpxttpx
194,228162,1902,1.2,1
=⋅==
Σ
( )
kVA
P
S
tbpx
ttpx
ttpx
679,323
705,0
194,228
cos
===
Σ
ϕ

( )

kVARPSQ
ttpxttpxttpx
555,229194,228679,323
2222
=−=−=

CHƯƠNG 3 :XÁC ĐỊNH SƠ ĐỒ CẤP ĐIỆN CỦA PHÂN XƯỞNG
3.1. Lựa chọn công suất và số lượng máy biến áp.
3.1.1. Xác định vị trí đặt trạm biến áp phân xưởng :
Vị trí của trạm biến áp cần phải thỏa mãn các yêu cầu cơ bản sau :
- An toàn và liên tục cấp điện
SV : Đỗ Thị Cơ – Đ3H1 Page 20
Đồ án môn học Cung Cấp Điện – Đồ án 1
- Gần trung tâm phụ tải, thuận tiện cho nguồn cung cấp đi tới
- Thao tác, vận hành, quản lý dễ dàng
- Tiết kiệm vốn đầu tư và chi phí vận hành nhỏ
- Bảo đảm các điều kiện khác như cảnh quan môi trường, có khả năng điều
chỉnh cải tạo thích hợp, đáp ứng được khi khẩn cấp
- Tổng tổn thất công suất trên các đường dây là nhỏ nhất
Căn cứ vào sơ đồ bố trí các thiết bị trong phân xưởng thấy rằng các phụ tải
được bố trí với mật độ cao trong nhà xưởng nên không thể bố trí máy biến áp trong nhà
. Vì vậy nên đặt máy phía ngoài nhà xưởng, khoảng cách từ trạm tới phân xưởng là 110
m.
3.1.2. Phương án trạm biến áp
Do phụ tải có 85% phụ tải loại I&II nên ta chọn các phương án cấp điện, có thể như
sau:
1) Phương án 1: trạm có hai máy biến áp làm việc song song.
Hệ số điền kín của phụ tải:
5719,0
8760

5010
8760
max
max
====
T
P
P
k
tb
đk
≤ 0,75 thì khi sự cố 1 máy, máy còn lại cho phép
quá tải 40% liên tục 6 giờ trong một ngày, 5 ngày trong một tuần.
Công suất MBA được lựa chọn thỏa mãn điều kiện:
2
1
ttpx
dmB
S
S ≥

4,1
85,0
1
ttpx
dmB
S
S



Ta có :
( )
kVA
S
S
ttpx
đmB
84,161
2
679,323
2
1
==≥
Và :
( )
kVA
S
S
ttpx
đmB
519,196
4,1
679,32385,0
4,1
85,0
1
=

=



.
Vậy phương án này ta sẽ dùng 2 MBA có công suất định mức là S
n
= 200 kVA để cấp
điện cho phân xưởng.2MBA này có
( )
kWP
o
53,0=∆

( )
kWP
N
45,3
=∆
.
(tra bảng PL II.2-Ngô Hồng Quang)
Từ đó ta tính được hàm chi phí quy dẫn của phương án như sau :
thBBBB
YcAVpZ
+∆+=

.
111
Trong đó :
192,0065,0127,0 =+=+=
khtcB
kap
Hệ số tiêu chuẩn sử dụng vốn đầu tư:

( )
( )
( )
( )
127,0
112,01
12,0112,0
11
1
25
25
=
−+
+⋅
=
−+
+⋅
=
h
h
T
T
tc
i
ii
a

i
là hệ số chiết khấu. Đề bài cho
%12

=
i
SV : Đỗ Thị Cơ – Đ3H1 Page 21
Đồ án môn học Cung Cấp Điện – Đồ án 1
h
T
là tuổi thọ trung bình của trạm biến áp lấy bằng 25 năm.
%5,6
=
kh
k
là hệ số khấu hao của trạm biến áp
(tra theo bảng 3.1 SGT-Trần Quang Khánh))
Vốn đầu tư trạm biến áp :
( ) ( )
66
1
10228,961020018,018,246,16,1
⋅=⋅⋅+⋅=⋅+⋅=
nB
SnmV
đ
m,n là hệ số kinh tế cố định và thay đổi của trạm biến áp, đ và đ/kVA
(tra bảng 3.2 SGT-Trần Quang Khánh)
Tổn thất điện năng trong MBA:
( )
kWhtP
S
S
P

A
đmB
ttpx
N
B
056,24746876053,02875,3421
200
679,323
2
45,3
.2
2
2
01
2
1
1
1
=⋅⋅+⋅






=∆+










=∆
τ
Trong đó :
( )
kWP
N
45,3
1
=∆
là tổn thất công suất ngắn mạch trong MBA
( )
kWP
o
53,0
1
=∆
là tổn thất công suất không tải trong MBA
( ) ( )
hT
M
875,34218760105010124,0876010124,0
2
4
2
4

=⋅⋅+=⋅⋅+=
−−
τ
là thời gian
tổn thất cực đại.
t là thời gian vận hành MBA,thường lấy là 1 năm nên t =8760h.
Giá thành tổn thất điện năng :
Thiệt hại do mất điện khi sự cố:
đgtSY
thfttpxth
6
1
10269,10750024705,0679,32325,0 cos 25,0
⋅=⋅⋅⋅⋅==
ϕ
Trong đó :
Cosφ =0,705 là hệ số công suất trung bình toàn phân xưởng.
t
f
= 24h là thời gian mất điện sự cố.
g
th
=7500 đ/kWh

là suất thiệt hại do mất điện đầu bài cho.
Vậy hàm chi phí quy dẫn của phương án 1 là :
đZ
B
666
1

10491,5310269,101000056,2474610228,96192,0 ⋅=⋅+⋅+⋅⋅=
2) Phương án 2: trạm có 1 máy biến áp và 1 máy phát diesel dự phòng
Công suất MBA được lựa chọn thỏa mãn điều kiện:
( )
kVASS
ttpxđmB
679,323
2
=≥

Và máy phát điện thỏa mãn
( )
kVASS
pxttđmMF
127,275731,32385,0.85,0
.
=⋅=≥
Vậy ta sẽ chọn máy biến áp có công suất định mức Sn = 400 kVA, có
( )
kWP
o
84,0
=∆
,
( )
kWP
N
75,5
=∆
(tra bảng PL II.2-Ngô Hồng Quang) và máy phát diesel dự phòng có

công suất định mức là 300 kVA.
Hàm chi phí quy dẫn của phương án là :
SV : Đỗ Thị Cơ – Đ3H1 Page 22
( )
kWhđc /1000
=

Đồ án môn học Cung Cấp Điện – Đồ án 1
( )
2222
1,1
thBMFBBB
YcAVVpZ +∆++=

Trong đó :
192,0065,0127,0 =+=+=
khtcB
kap
Hệ số tiêu chuẩn sử dụng vốn đầu tư:
( )
( )
( )
( )
127,0
112,01
12,0112,0
11
1
25
25

=
−+
+⋅
=
−+
+⋅
=
h
h
T
T
tc
i
ii
a

i
là hệ số chiết khấu. Đề bài cho
%12
=
i
h
T
là tuổi thọ trung bình của trạm biến áp lấy bằng 25 năm.
%5,6
=
kh
k
là hệ số khấu hao của trạm biến áp(tra theo bảng 3.1 SGT)
Vốn đầu tư trạm biến áp :

( ) ( )
đSnmV
nB
66
2
1018,961040018,018,24
⋅=⋅⋅+=⋅+=
m,n là hệ số kinh tế cố định và thay đổi của trạm biến áp, đ và đ/kVA
(tra bảng 3.2 SGT-Trần Quang Khánh)
Vốn đầu tư cho máy phát dự phòng :
( )
đSV
MFMF
6
1058530095,1.95,1
=⋅==
Tổn thất điện năng trong MBA:
( )
kWhtP
S
S
PA
đmB
ttpx
NB
113,20242876084,0875,3421
400
679,323
75,5
2

02
2
2
22
=⋅+⋅






=∆+








∆=∆
τ
Trong đó :
( )
kWP
N
75,5
2
=∆
là tổn thất công suất ngắn mạch trong MBA

( )
kWP
o
84,0
2
=∆
là tổn thất công suất không tải trong MBA
( ) ( )
hT
M
875,34218760105010124,0876010124,0
2
4
2
4
=⋅⋅+=⋅⋅+=
−−
τ
là thời gian
tổn thất cực đại.
t là thời gian vận hành MBA,thường lấy là 1 năm nên t =8760h.
(bỏ qua tổn thất trong Máy phát điện và coi MPĐ như một phần tử của trạm biến áp)
Giá thành tổn thất điện năng :
Thiệt hại do mất điện khi sự cố:
đgtSY
thfttpxth
6
2
10269,10750024705,0679,32325,0 cos 25,0
⋅=⋅⋅⋅⋅==

ϕ
Trong đó :
Cosφ =0,705 là hệ số công suất trung bình toàn phân xưởng.
t
f
= 24h là thời gian mất điện sự cố.
g
th
=7500 đ/kWh

là suất thiệt hại do mất điện đầu bài cho.
Vậy hàm chi phí quy dẫn của phương án 2 là :
SV : Đỗ Thị Cơ – Đ3H1 Page 23
( )
kWhđc /1000
=

Đồ án môn học Cung Cấp Điện – Đồ án 1
( )
đZ
B
6666
2
1053,17210269,101000113,20242105851,11018,96192,0
⋅=⋅+⋅+⋅⋅+⋅⋅=
3) Phương án 3: trạm có 1 máy biến áp
Công suất MBA được lựa chọn thỏa mãn điều kiện:
( )
kVASS
pxttđmB

679,323
.2
=≥

Vậy ta sẽ chọn máy biến áp có công suất 400 kVA, có
( )
kWP 84,0
0
=∆
, và
( )
kWP
N
75,5
=∆
.(tra bảng PL II.2-Ngô Hồng Quang)
Hàm chi phí quy dẫn của phương án 3 sẽ được tính theo công thức :
3333
.
thBBBB
YcAVpZ
+∆+=

Trong đó :
192,0065,0127,0 =+=+=
khtcB
kap
Hệ số tiêu chuẩn sử dụng vốn đầu tư:
( )
( )

( )
( )
127,0
112,01
12,0112,0
11
1
25
25
=
−+
+⋅
=
−+
+⋅
=
h
h
T
T
tc
i
ii
a

i
là hệ số chiết khấu. Đề bài cho
%12
=
i

h
T
là tuổi thọ trung bình của trạm biến áp lấy bằng 25 năm.
%5,6
=
kh
k
là hệ số khấu hao của trạm biến áp(tra theo bảng 3.1 SGT)
Vốn đầu tư trạm biến áp :
( ) ( )
đSnmV
đmBB
66
33
1018,961040018,018,24
⋅=⋅⋅+=⋅+=
m,n là hệ số kinh tế cố định và thay đổi của trạm biến áp, đ và đ/kVA
(tra bảng 3.2 SGT-Trần Quang Khánh)
Tổn thất điện năng trong MBA:
( )
kWhtP
S
S
PA
đmB
ttpx
NB
113,20242876084,0875,3421
400
679,323

75,5
2
03
2
2
33
=⋅+⋅






=∆+








∆=∆
τ
Trong đó :
( )
kWP
N
75,5
2

=∆
là tổn thất công suất ngắn mạch trong MBA
( )
kWP
o
84,0
2
=∆
là tổn thất công suất không tải trong MBA
( ) ( )
hT
M
875,34218760105010124,0876010124,0
2
4
2
4
=⋅⋅+=⋅⋅+=
−−
τ
là thời gian
tổn thất cực đại.
t là thời gian vận hành MBA,thường lấy là 1 năm nên t =8760h.
Giá thành tổn thất điện năng :
Thiệt hại do mất điện khi sự cố hỏng MBA :
đgtSY
thfttpxth
6
3
10075,41750024705,0679,323 cos.

⋅=⋅⋅⋅==
ϕ
SV : Đỗ Thị Cơ – Đ3H1 Page 24
( )
kWhđc /1000
=

Đồ án môn học Cung Cấp Điện – Đồ án 1
Trong đó :
Cosφ =0,705 là hệ số công suất trung bình toàn phân xưởng.
t
f
= 24h là thời gian mất điện sự cố.
g
th
=7500 đ/kWh

là suất thiệt hại do mất điện đầu bài cho.
Vậy hàm chi phí quy dẫn của phương án 3 là :
đZ
B
666
2
10784,7910075,411000113,202421018,96192,0 ⋅=⋅+⋅+⋅⋅=
Từ kết quả tính toán cụ thể cho từng phương án ta có bảng tổng hợp các kết quả cho
từng phương án như sau:
Bảng 3.1 : kết quả các phươn án chọn máy biến áp.
Từ bảng tổng hợp kết quả tính toán trên ta thấy phương án 1 là phương án có hàm chi
phí nhỏ nhất,(Z
min

). Vậy ta sẽ chọn phương án 1, gồm 2 MBA có công suât mỗi máy là
200 KVA để cấp điện cho phân xưởng.
3.2. Lựa chọn phương án cấp điện trong phân xưởng
Sơ bộ chọn phương án
Mỗi một nhóm thiết bị động lực được cấp điện từ một tủ động lực, đặt gần tâm phụ tải
của nhóm thiết bị (gần nhất có thể). Các tủ động lực, tủ chiếu sáng, tủ cấp cho mạch
thông thoáng làm mát được lấy điện từ tủ hạ thế tổng (THT) đặt ở góc tường trong
phân xưởng, gần tâm phụ tải của toàn phân xưởng. Từ đây ta vạch ra các phương án:
Phương án 1: Mỗi tủ động lực, tủ chiếu sáng, tủ thông thoáng làm mát được cấp điện
bằng một mạch riêng.
Phương án 2: Tủ chiếu sáng, tủ thông thoáng làm mát được cấp điện từ các các mạch
riêng. Các tủ động lực, tủ ở xa được cấp điện thông qua tủ ở gần.
- Tính toán lựa chọn phương án tối ưu
1) Phương án 1:
SV : Đỗ Thị Cơ – Đ3H1 Page 25
Vốn đầu tư,
10
6
đ
Chi phí hao tổn,
10
6
đ
Thiệt hại,
10
6
đ
Z,
10
6

đ
Phương án 1 96,228 24,476 10,269 53,491
Phương án 2 739,68 20,242 10,269 172,53
Phương án 3 96,18 20,242 41,075 79,784

×