Tải bản đầy đủ (.doc) (62 trang)

THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG SẢN XUẤT CÔNG NGHIỆP

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (4.77 MB, 62 trang )

ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
ĐỒ ÁN MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN
THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO MỘT PHÂN XƯỞNG
SẢN XUẤT CÔNG NGHIỆP
Sinh viên : LÊ ANH TOẢN
Giáo viên hướng dẫn : PHẠM ANH
Lớp : Đ4H3KGFVY-7733B-8WCK9-KTG64-BC7D8
Tên đồ án : Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sản xuất công
nghiệpjgggggggggggggggggggggggg
Tỷ lệ phụ tải điện loại I là 70%.
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
= 4500h
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 phân xưởng: L = 150 m
Chiều cao nhà xưởng H = 4,7 m
Giá thành tổn thất điện năng C

= 1500đ/kWh.


Suất thiệt hại do mất điện g
th
= 8000đ/kWh.
Đơn giá tụ bù là 110.10
3
đ/kVAr.
Chi phí vận hành tụ bằng 2% vốn đầu tư.
Suất tổn thất trong tụ
0250,0
=∆Ρ
kW/kVAr.
Giá điện trung bình g = 1250đ/kWh.
Điện áp lưới phân phối là 22 kV.
GVHD:ThS PHẠM ANH TUÂN 1
ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
Phân xưởng sửa chữa thiết bị điện :
Phụ tải của phân xưởng sửa chữa thiết bị điện :
Số hiệu
trên sơ đồ
Tên thiết bị Hệ số k
sd
cos
ϕ
Công suất đặt
P(kW)
1 Bể ngâm dung dịch kiềm 0,51 1 12
2 Bể ngâm nước nóng 0,55 1 18
3 Bể ngâm tăng nhiệt 0,62 1 1,2
4 Tủ sấy 0,45 1 2,2
5 Máy quấn dây 0,53 0,80 2,8

6 Máy quấn dây 0,45 0,80 8,5
7 Máy khoan bàn 0,40 0,78 8,5
8 Máy khoan đứng 0,55 0,78 4,5
9 Bàn thử nghiệm 0,62 0,85 5,5
10 Máy mài 0,45 0,8 8
11 Máy hàn 0,53 0,78 3,2
12 Máy tiện 0,45 0,78 7,5
13 Máy mài tròn 0,4 0,85 3,2
14 Cần cẩu điện 0,32 0,70 7,5
15 Máy bơm nước 0,46 0,82 3,2
16 Máy hàn xung 0,32 0,76 20
17,18 Bàn lắp ráp và thử nghiệm 0,53 0,72 10+12
19 Máy ép nguội 0,47 0,80 20
20 Quạt gió 0,45 0,83 8,5
GVHD:ThS PHẠM ANH TUÂN 2
ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
LỜI NÓI ĐẦU
Đất nước ta đang trong công cuộc công nhiệp hoá , hiện đại hoá . Nhu cầu điện năng
trong các 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 Phạm Anh Tuân , em được nhận đề tài Thiết kế cung cấp
điện cho 1 phân xưởng sản xuất công nghiệp . Đồ án bao gồm 1 số phần chính như chọn
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
Phạm Anh Tuân cùng các thầy cô trong khoa Hệ Thống Điện . 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 em hoàn thiện hơn cho đồ án .
Em xin chân thành cảm ơn .
Hà Nội, ngày 15 tháng 05 năm 2012.
Sinh viên thực hiện
LÊ ANH TOẢN
GVHD:ThS PHẠM ANH TUÂN 3
ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
CHƯƠNG I
THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG CHO PHÂN XƯỞNG
1.1. Tính toán lựa chọn đèn.
1.1.1 Yêu cầu chung
Thiết kế chiếu sang phải đẩm bảo các yêu cầu sau
• Không bị lóa mắt
• Không lóa do phản xạ
• Không có bóng tối
• Phải có độ rọi đồng đều
• Phải đảm bảo độ sáng đủ ổn định
• Phải tạo được ánh sáng giống ánh sáng ban ngày
Các phân xưởng sản xuất ít dùng đèn huỳnh quang vì đèn huỳnh quang tần số
f = 50Hz gây ra ảo giác không quay đối với các động cơ không đồng bộ, nguy hiểm cho

người vận hành máy, dễ gây tai nạn lao động. Do đó ta dùng đèn sợi đốt Halogen cho
phân xưởng.
Bố trí đèn : thường bố trí theo các góc của hình vuông hoặc hình chữ nhật
1.1.2 Tính toán chiếu sáng
Thiết kế cho phân xưởng sản xuất công nghiệp có kích thước HxDxW là 36x24x4,7,coi
trần màu trắng,tường màu vàng,sàn nhà màu xám,với độ rọi yêu cầu là E
yc
= 100lux
Căn cứ vào độ cao trần xưởng là H = 4,7 mét ,chọn độ cao mặt công tác là h
2
= 0,8 mét
và độ cao treo đèn cách trần là h
1
là 0,7 mét ta có :
Khoảng cách từ đèn đến mặt công tác là :
h = H – h
1
– h
2
= 4,7 – 0,7 – 0,8 = 3,2 m.
GVHD:ThS PHẠM ANH TUÂN 4
ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
Với loại đèn dùng để chiếu sáng cho phân xưởng sản xuất khoảng cách giữa các đèn
được xác định theo tỷ lệ
h
L
= 1,8
Tức là: L = 1,8 x h = 1,8 x 3,2 = 5,76 m là khoảng cách tối đa giữa 2 bóng đèn.
Với kích thước phân xưởng là 24 x 36 x4,7 ,ta chọn khoảng cách giữa các đèn
trong cùng một hàng là L

n
= 4,1m(đèn gần tường nhất q ~1,6m),khoảng cách giữa các
hang đèn là L
d
= 4,1m(đèn gần tường nhất là p ~ 1,75m).Như vậy tổng cộng có 6 hàng
đèn,mỗi hàng có 9 bóng.
Kiểm tra mức độ đồng đều về ánh sáng :
23
nn
L
q
L
≤≤
tức là
2
1,4
6,1
3
1,4
≤≤
thỏa mãn
23
dd
L
p
L
≤≤
tức là
2
1,4

75,1
3
1,4
≤≤
thảo mãn
Như vậy sự lựa chọn trên là hợp lí.
Tổng số đèn trong phân xưởng sẽ là : 6 x 9 = 54 đèn
GVHD:ThS PHẠM ANH TUÂN 5
ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
Chỉ số phòng :
5,4
)3624(2,3
36.24
)(
.
=
+
=
+
=
DHh
DH
K
Lấy độ phản xạ của trần đèn lần lượt là là :
%50=
tran
σ

%30
=

tuong
σ
kết hợp với
chỉ số phòng ta tra bảng và áp dụng phương pháp nội suy được hệ số sử dụng là k
sd
=
0,58.
Lấy hệ số dự trữ k = 1,3 và hệ số tính toán Z = 1,1,diện tích S,ta xác định được quang
thông yêu cầu của đèn là :
sd
yc
yc
kn
ZSEk
F
.

=
Thay số :
1,3.100.24.36.1,1
54.0,58
yc
F = =
3944,8 (lumen)
Chọn loại bóng đèn sợi đốt Halogen công suất là P = 300 W, quang thông F =6400 > F
yc.
Tổng công suất đèn là P
cs
= 54x300 = 16200 W = 16,2 kW.
GVHD:ThS PHẠM ANH TUÂN 6

2
4
1
,
7
5
5
5
5
6

5
5
5
5
4
,
1
3
6
1
,
6
4
,
1
ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
CHƯƠNG II
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
tb
i
P Cos
Cos
P
ϕ
ϕ
×
=


(2.5).
2.1. Phụ tải tính toán nhóm chiếu sáng.
GVHD:ThS PHẠM ANH TUÂN 7
ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
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

= 1.54.300 = 16200 W =16,2 (kW).
Trong đó:
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
=
16,2
16,2 (kVA)
cos 1
cs
P
ϕ
= =
Q
cs
= 0 kVAr.
2.2Phụ 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 = 24(m), b = 36 (m),là chiều rộng – dài phân xưởng (đo theo đề bài).
H (m)– chiều cao của phân xưởng;
Suy ra :
( )
hmQ /8,243647,436246
3
=⋅⋅⋅=
Chọn quạt hút công nghiệp có q = 2800 / h, với số lượng là 10 quạt .
-Chọn quạt DLHC35-PG4S F với các thông số kỹ thuật như sau :
Bảng .1 : Thông số kỹ thuật của quạt hút công nghiệp
GVHD:ThS PHẠM ANH TUÂN 8
ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
Thiết bị Công suất.W
Lượng gió
(m
3
/h)
Số lượng k
sd
cosϕ
Quạt hút 215 2800 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:
1
0,795 10 215 1709,25 1,709( )
n
qh
lm ncđmqi
i
P k P W kW
=
= = × × = =

.
1,709

2,136( )
cos 0,8
lm
lm
P
S kVA
φ
= = =
Q
lm
=
736,2709,1136,2
2222
=+=−
lmlm
PS
(kVAr)
Chọn aptomat cho thiết bị làm mát :
1,709
3,24
3 3 0,38 0,8
lm
lm
đm
P
I
U Cos
ϕ
= = =
× × ×

1 2 3
3,25
3,4( )
. . 0,95 1 1
lm
cp
I
I A
k k k
≥ = =
× ×
Chọn aptomat EA52G có I
n
=10(A) và U
n
= 380 (V) do Nhật Bản sản xuất,ngoài ra ta lắp
thêm cho mỗi quạt một aptomat loại có I
n
và U
n
phù hợp với các quạt.
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;
- 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
GVHD:ThS PHẠM ANH TUÂN 9

ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
thành 4 nhóm và tính toán cho từng nhóm như sau:
• Quá trình tính toán cho nhóm 1:
Nhóm 1 gồm:
- Hệ số sử dụng tổng hợp :
5
1
1
5
1
12,978
0,486
26.7
i sdi
i
sd
i
i
P k
k
P
=

=
×
= = =


- Số lượng hiệu dụng:
( )

2
5
2
1
1
5
2
1
26,7
3,095
230,37
i
i
hd
i
i
P
n
P
=
=
 
 ÷
 
= = =


- Hệ số nhu cầu:
1
1

1
1 0,486
0,486 0,778
3,095
sd i
nc sd i
hd
k
k k
n

∑ ∑


= + = + =
- Tổng công suất phụ tải động lực:
( )
1 1
1
0,778.26,7 20,7726
n
đl nc i
i
P k P kW
Σ
=
= = =

- Hệ số công suất của phụ tải động lực:
GVHD:ThS PHẠM ANH TUÂN 10

3
Bể ngâm tăng
nhiệt 0,62 1 1,2
4 Tủ sấy 0,45 1 2,2
5 Máy quấn dây 0,53 0,8 2,8
7 Máy khoan bàn 0,40 0,78 8,5
18
Bàn lắp giáp và
thử nghiệm 0,53 0,72 12
ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
5
1
1
5
1
20.91
0,78
26,7
i i
tb
i
P Cos
Cos
P
ϕ
ϕ
×
= = =



- Công suất toàn phần:
( )
1
1
1
20,7726
26,63
0,78
đl
đl
tb
P
S kVA
Cos
ϕ
= = =
- Công suất phản kháng:
( )
2 2 2 2
1 1 1
26,63 20,7726 16,66
đl đl đl
Q S P kVAr
= − = − =
• Quá trình tính toán cho nhóm 2:
Nhóm 2 gồm:
- Hệ số sử dụng tổng hợp :
5
1
2

5
1
23,566
0,521
45,2
i sdi
sd
i
P k
k
P

×
= = =


- Số lượng hiệu dụng :
( )
2
5
2
1
2
5
2
1
45,2
3,683
554,74
i

hd
i
P
n
P
 
 ÷
 
= = =


- Hệ số nhu cầu :
GVHD:ThS PHẠM ANH TUÂN 11
1
Bể ngâm dung dịch
kiềm 0,51 1 12
2 Bể ngâm nước nóng 0,55 1 18
8 Máy khoan đứng 0,55 0,78 4,5
11 Máy hàn 0,53 0,78 3,2
12 Máy tiện 0.45 0,78 7,5
ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
2
2 2
2
1
1 0,521
0,521 0,77
3.683
sd
nc sd

hd
k
k k
n

∑ ∑


= + = + =
- Tổng công suất phụ tải động lực :
( )
5
2 2
1
0,77 45,2 34,804
đl nc i
P k P kW

= × = × =

- Hệ số công suất của phụ tải động lực :
5
1
2
5
1
41,856
0,926
45,2
i i

tb
i
P Cos
Cos
P
ϕ
ϕ
×
= = =


- Công suất toàn phần:
( )
2
2
2
34,804
37,59
0,926
đl
đl
tb
P
S kVA
Cos
ϕ
= = =
- Công suất phản kháng :
( )
2 2 2 2

2 2 2
37,59 34,804 14,2
đl đl đl
Q S P kVAr
= − = − =
• Quá trình tính toán cho nhóm 3 :
Nhóm 3:
Số hiệu trên sơ
đồ Tên thiết bị Hệ số k
sd
Cosφ
Công suất đặt
P,kW
9 Bàn thử nghiệm 0,62 0,85 5,5
14 Cần cẩu điện 0,32 0,70 7,5
16 Máy hàn xung 0,32 0,76 20
19 Máy ép nguội 0,47 0,80 20
- Hệ số sử dụng tổng hợp :
4
1
3
4
1
21,61
0,41
53
i sdi
sd
i
P k

k
P

×
= = =


- Số lượng hiệu dụng :
GVHD:ThS PHẠM ANH TUÂN 12
ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
( )
2
4
2
1
3
4
2
1
53
3,169
886,5
i
hd
i
P
n
P
 
 ÷

 
= = =


- Hệ số nhu cầu :
3
3 3
3
1
1 0,41
0,41 0,74
3,169
sd
nc sd
hd
k
k k
n

∑ ∑


= + = + =
- Tổng công suất phụ tải động lực :
( )
4
3 3
1
0,74 53 39,22
đl nc i

P k P kW

= × = × =

- Hệ số công suất của phụ tải động lực :
4
1
3
4
1
41,125
0,776
53
i i
tb
i
P Cos
Cos
P
ϕ
ϕ
×
= = =


- Công suất toàn phần:
( )
3
3
3

39,22
50,54
0,776
đl
đl
tb
P
S kVA
Cos
ϕ
= = =
- Công suất phản kháng :
( )
2 2 2 2
3 3 3
50,54 39,22 31,88
đl đl đl
Q S P kVAr
= − = − =
• Quá trình tính toán cho nhóm 4:
Nhóm 4 gồm:
Số hiệu trên sơ Tên thiết bị Hệ số k
sd
Cosφ Công suất đặt
GVHD:ThS PHẠM ANH TUÂN 13
ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
đồ P,kW
6 Máy quấn dây 0,45 0,8 8,5
10 Máy mài 0,45 0,8 8
13 Máy mài tròn 0,4 0,85 3,2

15 Máy bơm nước 0,46 0,82 3,2
17
Bàn lắp giáp và thử
nghiệm 0,53 0,72 10
20 Quạt gió 0,45 0,83 8,5
Hệ số sử dụng tổng hợp :
6
1
4
6
1
19,302
0,466
41,4
i sdi
sd
i
P k
k
P

×
= = =


- Số lượng hiệu dụng :
( )
2
6
2

1
4
6
2
1
41,4
5,21
328,98
i
hd
i
P
n
P
 
 ÷
 
= = =


- Hệ số nhu cầu :
4
4 4
4
1
1 0,466
0,466 0,7
5,21
sd
nc sd

hd
k
k k
n

∑ ∑


= + = + =
- Tổng công suất phụ tải động lực :
( )
6
4 4
1
0,7 41, 4 28,98
đl nc i
P k P kW

= × = × =

- Hệ số công suất của phụ tải động lực :
6
1
4
6
1
32,799
0,79
41,4
i i

tb
i
P Cos
Cos
P
ϕ
ϕ
×
= = =


- Công suất toàn phần:
GVHD:ThS PHẠM ANH TUÂN 14
ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
( )
4
4
4
28,98
36,68
0,79
đl
đl
tb
P
S kVA
Cos
ϕ
= = =
- Công suất phản kháng :

( )
2 2 2 2
4 4 4
36,68 28,98 22,485
đl đl đl
Q S P kVAr
= − = − =
Từ các tính toán cụ thể trên của các nhóm ta có bảng kết quả tổng hợp như sau :
Nhóm k
sd∑
k
nc∑
P
tt.đl;
kW Cosφ
tbđl
S
ttđl
;kVA Q
ttđl
;kVAr
1 0,486 0,778 20,7726 0,78 26,63 16,66
2 0,521 0,77 34,804 0,926 37,59 14,2
3 0,41 0,74 39,22 0,776 50,54 31,88
4 0,466 0,7 28,98 0,79 36,68 22,485
Tổng hợp các nhóm phụ tải động lực như sau :
- Hệ số sử dụng tổng hợp :
4
1
4

1
57,81
0,467
123,7766
đlj sd j
sd
đlj
P k
k
P


×
= = =


- Hệ số nhu cầu :
1
1 0,467
0,467 0,7335
4
sd
nc sd
k
k k
N

∑ ∑



= + = + =
- Tổng công suất phụ tải động lực :
( )
4
.
1
0,7335.123,7766 90,79
ttđl nc đlj
P k P kW

= × = =

- Hệ số công suất của phụ tải động lực :
4
1
4
1
cos
101,76
0,822
123,7766
đlj tbj
tbđl
đlj
P
Cos
P
ϕ
ϕ
×

= = =


- Công suất toàn phần :
GVHD:ThS PHẠM ANH TUÂN 15
ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
90,79
110,45
0,822
ttđl
ttđl
tbđl
P
S
Cos
ϕ
= = =
(kVA)
- Công suất phản kháng :
( )
2 2 2 2
110,45 90,79 62,9
ttđl ttđl ttđl
Q S P kVAr
= − = − =
2.4 Phụ tải tổng hợp toàn phân xưởng.
Công suất tác dụng toàn phân xưởng:
( ) ( ) ( )
.
1 90,79 16,2 1,709 108,699

ttpxđt tt đl cs lm
P k P P P kW
= + + = × + + =
Với k
dt
=1
Hệ số công suất trung bình toàn phân xưởng:
. .
.
.cos cos cos cos
cos
i i ttđl tb đl cs tbcs tlm tblm
i ttđl cs lm
P P P P
P P P P
ϕ ϕ ϕ ϕ
ϕ
∑ + +
= =
∑ + +
90,79.0,822 16,2 1 1,709 0,8
0,848
108,699
+ × + ×
= =
.
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:
( )
1,2. 1,2 108,669 130,403

ttpx ttpx
P P kW
Σ
= = × =
( )
130,403
153,777
cos 0,848
ttpx
ttpx
tbpx
P
S kVA
ϕ
Σ
= = =
( )
2 2 2 2
153,777 130,403 81,5
ttpx ttpx ttpx
Q S P kVAr
= − = − =
2.5 Tính toán bù công suất phản kháng
2.5.1 Lựa chọn vị trí bù
Đối với phân xưởng sửa chữa cơ khí vì công suất của phân xưởng không quá lớn , công
suất của các động cơ cũng không quá lớn nên không đặt bù ở các tủ động lực , sẽ phân
tán , và tốn kém ( chi phí cho tủ bù , cho tụ ) . Hơn nữa , việc xác định dung lượng bù tối
ưu cho từng tủ động lực là khó khăn . Ngoài tủ động lực các phụ tải thông thoáng và làm
mát cũng tiêu thụ công suất phản kháng . Như vậy để đơn giản sẽ đặt bù tập trung cạnh tủ
phân phối

2.5.2.xác định dung lượng bù cần thiết
GVHD:ThS PHẠM ANH TUÂN 16
ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
Yêu cầu hệ số công suất cần nâng lên là
2
cos
ϕ
=0,9.Nên tg
2
ϕ
=0,484.
Có cos
2
ϕ
=0,848.Nên tg
2
ϕ
=0,625.
Do đó dung lượng bù cần thiết là :
Qb =
ttpx
P
Σ
.( tg
1
ϕ


tg
2

ϕ
) =130,403.(0,625 – 0,484) =18,39 (KVAr)
Theo dung lượng bù cần thiết đã tính được ở trên , tra bảng 40.pl BT chọn được tụ điện 3
pha loại KC2-05-36-3Y3 có công suất định mức là Q
bn
= 36 kVAr .
Chi phí bù: Vbù =18,39 .110000=2,0229.
6
10
(đ)
Công suất phản kháng sau khi bù:
Q∑ =j.(
ttpx
Q
– Qb) =J.(81,5 – 18,39 )=j.63,11 (kAVr)
Công suất biểu kiến sau khi bù là :
S∑ =
ttpx
P
Σ
.+ Q∑ =130,403 + j.63,11 ( kVA)
S→
∑ =
2 2
130,403 63,11+
=144,87( kVA)

CHƯƠNG III
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 :
GVHD:ThS PHẠM ANH TUÂN 17
ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
- An toàn và liên tục cấp điện
- 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.
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:
max
max
4500
0,514
8760 8760
tb
đk
P T
k
P
= = = =
≤ 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:
1
2
dmB
S
S
Σ


1
0,85
1,4
dmB
S
S
Σ
×

Ta có :
( )
1
144,87
72,435
2 2
đmB
S
S kVA
Σ
≥ = =

Và máy phát điện thỏa mãn :
( )
1
0,85 0,85 144,87
87,96
1,4 1,4
dmB
S
S kVA
Σ
× ×
≥ = =
.
Vậy phương án này ta sẽ dùng 2 MBA có công suất định mức là S
đm
= 100 kVA để cấp
điện cho phân xưởng.2MBA này có
( )
0,32
o
P kW
∆ =

( )
2,05
N
P kW
∆ =
.
Từ đó ta tính được hàm chi phí quy dẫn của phương án như sau :

thBBBB
YcAVpZ
+∆+=

.
111
Trong đó :
0,127 0,064 0,191
B tc kh
p a k= + = + =
GVHD:ThS PHẠM ANH TUÂN 18
ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
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.
6,4%
kh
k =
là hệ số khấu hao của trạm biến áp(tra theo bảng 3.1 SGT)
Vốn đầu tư trạm biến áp là 118,58 .
6
10
tra bảng 21.pl[TK1]
Tổn thất điện năng trong MBA:
( )
2
2
1
1 01
1

2,05 144,87
2. 2886,21 2 0,32 8760 11815,21
2 2 100
N
B
đmB
P
S
A P t kWh
S
τ
Σ
 

 
∆ = + ∆ = × + × × =
 ÷
 ÷
 
 
Trong đó :
( )
1
2,05
N
P kW
∆ =
là tổn thất công suất ngắn mạch trong MBA
( )
1

0,32
o
P kW
∆ =
là tổn thất công suất không tải trong MBA
( ) ( )
2 2
4 4
0,124 10 8760 0,124 4500 10 8760 2886,21( )
M
T h
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:
6
1
0,25. .cos . . 0,25 144,87 0,9 24 8000 6,26 10
th f th
Y S t gđ
ϕ
Σ
= = × × × × = ×
Trong đó :
Cosφ =0,90 là hệ số công suất cần nâng lên.
t

f
= 24h là thời gian mất điện sự cố.
g
th
=8000 đ/kWhlà suất thiệt hại do mất điện đầu bài cho.
Vậy hàm chi phí quy dẫn của phương án 1 là :
6 6 6
1
0,191 118,58 10 11815,21 1500 6,26 10 46,632 10 ( )
B

= × × + × + × = ×
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:
GVHD:ThS PHẠM ANH TUÂN 19
( )
1500 /cđ kWh

=
ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
( )
2
144,87
đmB
S S kVA
Σ
≥ =
Và máy phát điện thỏa mãn
( )
0,85. 0,85 144,87 123,14

đmMF
S S kVA
Σ
≥ = × =
Vậy ta sẽ chọn máy biến áp có công suất định mức S
n
= 160 kVA, có
( )
0,5
o
P kW
∆ =
,
( )
2,95
N
P kW
∆ =
và máy phát diesel dự phòng có công suất định mức là 160 kVA.
Hàm chi phí quy dẫn của phương án là :
( )
2222
1,1
thBMFBBB
YcAVVpZ +∆++=

Trong đó :
0,127 0,064 0,191
B tc kh
p a k= + = + =

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.
6,4%
kh
k =
là hệ số khấu hao của trạm biến áp(tra theo bảng 3.1 SGT)
Vốn đầu tư trạm biến áp :151,250.
6
10
( đ )tra bảng 21.pl[TK1]
Vốn đầu tư cho máy phát dự phòng :
( )
6
1,95. 1,95 160 312.10
MF MF
V Sđ
= = × =
Tổn thất điện năng trong MBA:
( )
2
2
2 2 02
2
144,87
2,95 2886,21 0,5 8760 11360,18
160
B N
đmB
S

A P P t kWh
S
τ
Σ
 
 
∆ = ∆ + ∆ = × + × =
 ÷
 ÷
 
 
Trong đó :
( )
2
2,95
N
P kW
∆ =
là tổn thất công suất ngắn mạch trong MBA
( )
2
0,5
o
P kW
∆ =
là tổn thất công suất không tải trong MBA
( ) ( )
2 2
4 4
0,124 10 8760 0,124 4500 10 8760 2886,21( )

M
T h
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)
GVHD:ThS PHẠM ANH TUÂN 20
ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
Giá thành tổn thất điện năng :
Thiệt hại do mất điện khi sự cố:
6
2
0,25. .cos . . 0,25 144,87 0,9 24 8000 6,26 10 ( )
th f th
Y S t gđ
ϕ
Σ
= = × × × × = ×
Trong đó :
Cosφ =0,90 là hệ số công suất cần nâng lên.
t
f
= 24h là thời gian mất điện sự cố.
g
th
=8000 đ/kWhlà suất thiệt hại do mất điện đầu bài cho.
Vậy hàm chi phí quy dẫn của phương án 2 là :

( )
6 6 6 6
2
0,191 151,25 10 1,1 312 10 11360,18 1500 6,26 10 117,74 10 ( )
B

= × × + × × + × + × = ×
1) Phương án 3: trạm có 1 máy biến áp
Công suất MBA được lựa chọn thỏa mãn điều kiện:
( )
3
144,87
đmB
S S kVA
Σ
≥ =
Ta sẽ chọn máy biến áp có công suất 160 kVA, có
( )
0
0,5P kW
∆ =
,và
( )
2,95
N
P kW
∆ =
.
Hàm chi phí quy dẫn của phương án 3 sẽ được tính theo công thức :
3333

.
thBBBB
YcAVpZ
+∆+=

Trong đó :
0,127 0,064 0,191
B tc kh
p a k= + = + =
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.
6,4%
kh
k =
là hệ số khấu hao của trạm biến áp(tra theo bảng 3.1 SGT)
Vốn đầu tư trạm biến áp :151,250.
6
10
( đ) Tra bảng 21.pl[TK1]
Tổn thất điện năng trong MBA:
( )
2 2
3 3 03
3
144,87
2,95 2886,21 0,5 8760 11360,18
160

B N
dmB
S
A P P t kWh
S
τ
Σ
   
∆ = ∆ + ∆ = × + × =
 ÷
 ÷
 
 
GVHD:ThS PHẠM ANH TUÂN 21
( )
1500 /cđ kWh

=
ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
Trong đó :
( )
2
2,95
N
P kW
∆ =
là tổn thất công suất ngắn mạch trong MBA
( )
2
0,5

o
P kW
∆ =
là tổn thất công suất không tải trong MBA
( ) ( )
2 2
4 4
0,124 10 8760 0,124 4500 10 8760 2886,21( )
M
T h
τ
− −
= + × × = + × × =
là thời gian
tổn thất cực đại.
t là thời gian vận hành MBA,thường lấy là 1 năm nên t =8760(h).
Giá thành tổn thất điện năng :

Thiệt hại do mất điện khi sự cố hỏng MBA :
6
3
.cos . . 144,87 0,9 24 8000 25,034 10 ( )
th f th
Y S t gđ
ϕ
Σ
= = × × × = ×
Trong đó :
Cosφ =0,90 là hệ số công suất cần nâng lên.
t

f
= 24h là thời gian mất điện sự cố.
g
th
=8000 đ/kWhlà suất thiệt hại do mất điện đầu bài cho.
Vậy hàm chi phí quy dẫn của phương án 3 là :
6 6 6
3
0,191 151,250 10 11360,18 1500 25,304 10 71,233 10 ( )
B

= × × + × + × = ×
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:
GVHD:ThS PHẠM ANH TUÂN 22
( )
1500 /cđ kWh

=
ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
Từ bảng ta tổng hợp kết quả tính toán trên 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 100
KVA để cấp điện cho phân xưởng
3.2. Lựa chọn phương án cấp điện trong phân xưởng
3.2.1. 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.
3.2.2. Tính toán lựa chọn phương án tối ưu
1) Phương án 1:
• Chọn dây dẫn từ trạm biến áp nguồn, cách L=73,6 m, tới tủ hạ thế tổng (THT) là
cáp đồng3 pha 4 dây được đặt trong rãnh kín.
Dòng điện làm việc chạy trong dây dẫn là :
( )
max
144,87
220,107 A
3. 3 0,38
lv
đm
S
I
U
Σ
= = =
×
Mật độ dòng kinh tế của cáp đồng ứng với T
M
= 4500 h là j
kt
= 3,1 (A/mm
2
).(bảng 9.pl

A.SBT).
Vậy tiết diện dây cáp là :
( )
2
220,107
71
3,1
kt
I
F mm
j
= = =
Vậy ta sẽ chọn cáp đồng có F = 95 (mm
2
) có r
o
= 0,194(Ω/km) và x
o
= 0,06 (Ω/km).
Hao tổn điện áp thực tế:
GVHD:ThS PHẠM ANH TUÂN 23
Vốn đầu tư, 10
6
đ Chi phí hao tổn, 10
6
đ
Thiệt hại, 10
6
đ Z, 10
6

đ
Phương án 1 118,58 17,723 6,26 46,632
Phương án 2 463,25 17,04 6,26 117,74
Phương án 3 151,250 17,04 25,034 71,233
ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
( )
.
3
0 0
.
130,403.0,194 63,11.0,06
. 73,6 10 5,63
0,38
ttpx oN oN
N N
đm
P r Q x
U L kV
U
Σ

− −
+
+
∆ = = × × =
(L
N-0
là chiều dài từ trạm tới THT)
Tổn thất điện năng: ∆A
N-0

=
2
0 0
2
. . .
N N
đm
S
r L
U
τ
Σ
− −
(kWh)
Với
( )
2
4 2 4
max
(0,124 .10 ) .8760 0,124 4500 10 8760 2886,21( )T h
τ
− −
= + = + × × =
Suy ra : : ∆A
N-0
=
( )
2
3 3
2

144,87
0,194 73,6 10 2886,21 10 5989,6
0,38
kWh
− −
× × × × × =
Chi phí cho tổn thất điện năng trong một năm:
C
N-0
= ∆A
N-0
.c

=5989,6.1500 =8,98.10
6
[đ]
Hệ số tiêu chuẩn sử dụng vốn đầu tư: a
tc
=
( )
( )
127,0
1112,0
112,012,0
1)1(
)1.(
25
25
=
−+

+⋅
=
−+
+
h
h
T
T
i
ii
i
là hệ số chiết khấu. Đề bài cho
%12=i
h
T
là tuổi thọ trung bình của dây cáp đồng lấy bằng 25 năm.
Hệ số khấu hao của đường dây k
kh
= 5%( tra bảng 3.1 SGT )
Do đó hệ số tiêu chuẩn sử dụng vốn và khấu hao là :
p = a
tc
+ k
kh
= 0,127 + 0,05 =0,177.
Tra bảng 3.2, ta có a = 63,58.10
6
đ/km , b = 0,83.10
6
đ/(mm

2
km).
Vốn đẩu tư cho đoạn dây:
V
N-0
= (a + b.F
N-0
).L
N-0
= (63,58 + 0,83.95).10
6
.73,6.10
-3
= 10,5.10
6
(đ)
Chi phí quy đổi:
Z
N-0
= p.V
N-0
+ C
N-0
= 0,177.10,5.10
6
+ 8,98.10
6
=10,84.10
6
(đ)

Chọn dây dẫn từ THT đến các tủ động lực, tủ chiếu sáng, tủ thông thoáng làm mát theo
điều kiện phát nóng của dây dẫn.
• Cho nhánh cấp điện cho tủ động lực 1 (THT →TĐL1)
S
ttđl1
= 26,63 (kVA)
Chọn L
D-1
= 36 m
GVHD:ThS PHẠM ANH TUÂN 24
ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
Chọn dây dẫn đến phân xưởng là cáp đồng 3 pha được lắp đặt trong rãnh ngầm.
Dòng điện chạy trên đường dây:
( )
1
1
26,63
40,46
3 3 0,38
ttđl
S
I A
U
= = =
× ×
Mật độ dòng kinh tế của cáp đồng ứng với T
M
=4500 h là j
kt
= 3,1 (A/mm

2
).
(tra bảng 9.pl.BT)
Vậy tiết diện dây cáp là :
( )
2
40,46
13,05
3,1
kt
I
F mm
j
= = =
Ta chọn cáp có F = 25mm
2
có r
0
= 0,74 Ω/km, x
0
= 0,066 Ω/km (theo bảng 18.pl SBT) .
Hao tổn điện áp thực tế :
( )
3
1 1 1 1
0 1 0 1
. .
20,7726.0,74 16,66.0,066
. 36 10 1,56
0,38

ttđl o ttđl o
đm
P r Q x
U L kV
U

− −
+
+
∆ = = × × =
Tổn thất điện năng: ∆A
0-1
=
τ

101
2
2
1.

Lr
U
S
o
đm
đltt
[kWh]
Với
( )
2

4 2 4
max
(0,124 .10 ) .8760 0,124 4500 10 8760 2886,21( )T h
τ
− −
= + = + × × =
Suy ra : : ∆A
0-1
=
( )
2
3 3
2
26,63
0,74 36 10 2886,21 10 377,6
0,38
kWh
− −
× × × × × =
Chi phí cho tổn thất điện năng trong một năm:
C
0-1
= ∆A
0-1
.c

= 377,6.1500 =0,5664.10
6
[đ]
Hệ số tiêu chuẩn sử dụng vốn đầu tư: a

tc
=
( )
( )
127,0
1112,0
112,012,0
1)1(
)1.(
25
25
=
−+
+⋅
=
−+
+
h
h
T
T
i
ii
i
là hệ số chiết khấu. Đề bài cho
%12
=
i
h
T

là tuổi thọ trung bình của dây cáp đồng lấy bằng 25 năm.
Hệ số khấu hao của đường dây k
kh
= 5%( tra bảng 3.1 SGT )
GVHD:ThS PHẠM ANH TUÂN 25

×