ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY CƠ KHÍ TRUNG QUY MÔ Giáo viên hướng dẫn ĐẶNG QUỐC THỐNG

TRƯỜNG ĐHBK HÀ NỘI
BỘ MÔN HỆ THỐNG ĐIỆN
1.
2.
3.

THIẾT KẾ MÔN HỌC
HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN

Tên đề thiết kế: Thiết kế HTCCĐ cho nhà máy cơ khí trung quy mơ
Sinh viên thiết kế: Nguyễn Xuân Quỳnh
Cán bộ hướng dẫn: PGS.TS Đặng Quốc Thống
NHIỆM VỤ THIẾT KẾ

1.
Mở đầu:
1.1.
Giới thiệu chung về nhà máy: vị trí địa lý, kinh tế, đặc điểm cơng nghệ;
đặc điểm và phân bố của phụ tải; phân loại phụ tải điện…
1.2.
Nội dung tính tốn, thiết kế, các tài liệu tham khảo…
2.
Xác định phụ tải tính tốn của các phân xưởng và toàn nhà máy
3.
Thiết kế mạng điện cao áp cho toàn nhà máy:
3.1.
Lựa chọn cấp điện áp truyền tải điện từ hệ thống điện về nhà máy.
3.2.
Lựa chọn số lượng, dung lượng và vị trí đặt trạm biến áp trung gian (trạm
biến áp chính) hoặc trạm phân phối trung tâm.
3.3.

Lựa chọn số lượng, dung lượng và vị trí đặt các trạm biến áp phân xưởng
3.4.
Lập và lựa chọn sơ đồ cung cấp điện cho nhà máy
3.5.
Thiết kế chi tiết HTCCĐ theo sơ đồ đã lựa chọn
4.
Thiết kế mạng điện hạ áp cho phân xưởng Sửa chữa cơ khí
5.
Tính tốn bù cơng suất phản kháng để nâng cao cosϕ cho nhà máy
6.
Thiết kế hệ thống chiếu sáng chung cho phân xưởng Sửa chữa cơ khí.
CÁC BẢN VẼ TRÊN KHỔ GIẤY A0
1.
2.

Sơ đồ nguyên lý HTCCĐ toàn nhà máy (mạng điện cao áp).
Sơ đồ nguyên lý mạng điện hạ áp của phân xưởng Sửa chữa cơ khí.
CÁC SỐ LIỆU VỀ NGUỒN ĐIỆN VÀ NHÀ MÁY

1.
Điện áp: tự chọn theo công suất của nhà máy và khoảng cách từ nhà máy đến
TBA khu vực (hệ thống điện).
2.
Công suất của nguồn điện: vơ cùng lớn.
3.
Dung lượng ngắn mạch về phía hạ áp của TBA khu vực: 250MVA.
4.
Đường dây nối từ TBA khu vực về nhà máy dùng loại dây AC hoặc cáp XLPE.
5.
Khoảng cách từ TBA khu vực đến nhà máy: 10 km

6.
Nhà máy làm việc 3 ca.
Ngày nhận đề:

tháng

năm

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN


Thiết kế môn học

Hệ thống cung cấp điện

LI NểI U
Ngy nay điện năng là một thứ thiết yếu nó đã tham gia vào mọi lĩnh
vực của cuộc sống từ công nghiệp đến sinh hoạt ,.Bởi vì điện năng có nhiều
ưu điểm như: dễ dàng chuyển thành các dạng năng lượng khác (nhiệt cơ
hố...) dễ dàng truyền tải và phân phối.Chính vì vậy điện năng được ứng
dụng rất rộng rãi.
Điện năng là nguồn năng lượng chính của các ngành cơng nghiệp ,là
điều kiện quan trọng để phát triển các đô thị và khu dân cư. Vì lý do đó khi
lập kế hoạch phát triển kinh tế xã hội ,kế hoạch phát triển điện năng phải đi
trước một bước , nhằm thoả mãn nhu cầu điện năng không những trong giai
đoạn trước mắt mà còn dự kiến cho sự phát triển trong tương lai.
Điều này địi hỏi phải có hệ thống cung cấp điện an toàn ,tin cậy để
sản xuất và sinh hoạt.
Đặc biệt hiện nay theo thống kê sơ bộ điện năng tiêu thụ bởi các xí
nghiệp chiếm tỷ lệ hơn 70% điện năng sản suất ra (nhìn chung tỷ số này phụ

thuộc vào mức độ cơng nghiệp hố của từng vùng
Điều đó chứng tỏ việc thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy ,xí
nghiệp là một bộ phận của hệ thống điện khu vực và quốc gia ,nằm trong hệ
thống năng lượng chung phát triển theo qui luật của nền kinh tế quốc
dân.Ngày nay do công nghiệp ngày cần phát triển nên hệ thống cung cấp
điện xí nghiệp ,nhà máy càng phức tạp bao gồm các lưới điện cao áp (35500kV)lưới điện phân phối (6-22kV) và lưới điện hạ áp trong phân xưởng
(220-380-600V)
Để thiết kế được thì địi hỏi người kỹ sư phải có tay nghề cao và kinh
nghiệm thực tế ,tầm hiểu biết sâu rộng vì thiết kế là một việc làm khó.Đồ án
mơn học chính là một bài kiểm tra khảo sát trình độ sinh viên.
Qua đây em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Đặng Quốc Thống đã
tận tình giúp đỡ để em hồn thành đồ án này.
Ngày tháng năm
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Xuân Quỳnh

NguyÔn Xu©n Quúnh

1


Thiết kế môn học

Hệ thống cung cấp điện

CHNG 1: GII THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY
1. Vị trí địa lý và vai trị kinh tế:
Nhà máy cơ khí trung quy mơ được xây dựng trên địa bàn tỉnh Vĩnh
Phúc với quy mô khá lớn gồm 9 phân xưởng và nhà làm việc.Do trong
q trình sản xuất thải ra nhiều khí bụi , đặc biệt là gây ô nhiễm về

tiếng ồn … cho nên nhà máy thường được xây dựng ở xa trung tâm
thành phố và khu vực đơng dân cư.
Cơ khí là một ngành quan trọng. Sự phát triển của nó gắn liền với sự
phát triển của nhiều ngành khác.Ngày nay , khi đất nước ta bước vào
nền kinh tế thị trường , thì ngành cơ khí càng được chú trọng phát
triển .Do tầm quan trọng của nhà máy (đối với sự phát triển của nền
kinh tế ) chúng ta xếp nhà máy cơ khí trung quy mơ vào hộ loại I , cần
đảm bảo cung cấp điện liên tục và an tồn.

Sơ đồ mặt bằng nhà máy

Ngun Xu©n Qnh

2


Thiết kế môn học

Hệ thống cung cấp điện

2. c im và phân bố phụ tải:
Nhà máy làm việc theo chế độ ba ca với thời gian sử dụng công suất
cực đại là 5000 h.
Nhà máy được cấp điện từ trạm biến áp trung gian cách nhà máy 15
km ,bằng đường dây trên không lộ kép, dung lượng ngắn mạch về phía hạ
áp của trạm trung gian là SN = 250 MVA.
Căn cứ vào chức năng của từng phân xưởng ta phân loại chúng như
sau: Phân xưởng sửa chữa cơ khí và ban quản lý nhà máy thuộc loại III ,
các phân xưởng cịn lại thuộc loại I.
Danh sách và cơng suất đặt của nhà máy cho trong bảng sau.

Bảng 1.1 Danh sách các phân xưởng và nhà làm việc trong nhà máy

Số trên mặt bằng Tên phân xưởng

Công suất đặt

Diện tích

( kW )

( m2 )

1

Phân xưởng kết cấu kim loại 2500

9843,75

2

Phân xưởng lắp ráp cơ khí

2200

12304,69

3

Phân xưởng đúc

1800

10546,88

4

Phân xưởng nén khí

800

3955,08

5

Phân xưởng rèn

1600

10546,88

6

Trạm bơm

450

1582,03

7

Phân xưởng sửa chữa cơ khí

8

Phân xưởng gia cơng gỗ

400

3164,06

9

Ban quản lý nhà máy

120

1845,70

Ngun Xu©n Qnh

Theo tính
tốn

2109,38

3


Thiết kế môn học

Hệ thống cung cấp điện

3. c im cơng nghệ:

PXSCCK

PX KCKL

PX RÈN

Thí nghiệm

Sản phẩm

PX cơ khí

PX lắp ráp

PX đúc

Nén khí

Ngun Xu©n Qnh

4


Thiết kế môn học

Hệ thống cung cấp điện

CHNG 2: XC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN

2.1 Khái qt chung:
Phụ tải tính toán là một số liệu cơ bản dùng để thiết kế cung cấp điện.
Nó chính là phụ tải giả thiết lâu dài không đổi,tương đương với phụ tải thực
tế về mặt hiệu ứng nhiệt lớn nhất.Nói cách khác,phụ tải tính tốn cũng đốt
nóng thiết bị lên tới nhiệt độ tương tự như phụ tải thực tế gây ra.
Phụ tải tính tốn phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: Cơng suất và số
lượng các máy, chế độ vận hành của chúng, quy trình cơng nghệ sản xuất...
Do đó việc xác định chính xác phụ tải tính tốn là một nhiệm vụ khó khăn
nhưng rất quan trọng.Bởi vì nếu phụ tải tính tốn được xác định nhỏ hơn phụ
tải thực tế thì sẽ giảm tuổi thọ của các thiết bị điện, có khi dẫn đến cháy nổ
gây nguy hiểm .Ngược lại, nếu phụ tải tính tốn lớn hơn thực tế thì các thiết
bị điện chon sẽ quá lớn so với yêu cầu, do đó gây lãng phí.
Do tính chất quan trong như vậy nên từ trước đến nay có rất nhiều
cơng trình nghiên cứu và có nhiều phương pháp tính tốn phụ tải điện.Dưới
đây là một số phương xác định phụ tải tính tốn thường được sử dụng.
1. Xác định phụ tải tính tốn ( PTTT ) theo cơng suất đặt và hệ số
nhu cầu knc:
Ptt = knc. Pđ
Trong đó:
knc – hệ số nhu cầu,tra trong sổ tay kĩ thuật
Pđ - Công suất đặt của thiết bị hoặc nhóm thiết bị, trong tính tốn
có thể xem gần đúng Pđm = Pđ ( kW ).

Ngun Xu©n Qnh

5

Thiết kế môn học

Hệ thống cung cấp điện

2. Xỏc nh PTT T theo hệ số hình dáng của đồ thị phụ tải và cơng
suất trung bình:
Ptt = khd. Ptb
Trong đó:
khd - hệ số hình dáng của đồ thị phụ tải, tra trong sổ tay kĩ thuật
Ptb - Công suất trung bình của thiết bị hoặcmột nhóm thiết bị ( kW)
t
∫ P(t)dt
A
0
Ptb =
=
t
t

3. Xác định PTTT theo cơng suất trung bình và độ lệch của đồ thị
phụ tải khỏi giá trị TB:
Ptt = Ptb ± βσ
Trong đó:
σ - độ lệch của đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình
β - hệ số tán xạ của σ
Ptb - Công suất trung bình của thiết bị hoặcmột nhóm thiết bị ( kW)
4. Xác định PTTT theo cơng suất trung bình và hệ số cực đại kmax:
Ptt = kmax.Ptb = kmax. ksd.Pđm
Trong đó:

Ptb - Cơng suất trung bình của thiết bị hoặc một nhóm thiết bị ( kW)
Pđm - Cơng suất định mức của thiết bị hoặc một nhóm thiết bị ( kW)
Kmax = f(nhq, ksd).
ksd – hệ số sử dụng, tra trong sổ tay kĩ thuật
nhq – số thiết bị dùng điện hiệu quả
5.

Xác định PTTT theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị
sản phẩm:

Ngun Xu©n Qnh

6


Thiết kế môn học
Ptt =

Hệ thống cung cấp điện
a oM
Tmax

Trong đó:
ao - suất chi phí điện năng cho một đơn vị sản phẩm ( kWh/đvsp)
M – số sản phẩm sản suất được trong một năm
Tmax – thời gian sử dụng công suất lớn nhất
6.

Xác định PTTT theo suất trang bị điện trên một đơn diện
tích:

Ptt = Po. F

Trong đó:
Po - suất trang bị điện trên một đơn vị diện tích ( W/m2 )
F – diện tích bố trí thiết bị
* Ở đồ án này, với phân xưởng sửa chữa cơ khí ta đã biết vị trí cơng suất
đặt và chế độ làm việc của từng thiết bị trong phân xưởng nên khi tính
tốn PTTT của phân xưởng có thể dùng phương pháp 4 ở trên.Các phân
xưởng còn lại do biết diện tích và cơng suất đặt nên xác định PTTT để
xác định PTTT của chúng ta dùng phương pháp 1 ở trên.Phụ tải chiếu
sáng của các phân xưởng được xác định theo phương pháp 6 ở trên.
2.2 Xác định phụ tải tính tốn của các phân xưởng:
2.2.1 Xác định PTTT của phân xưởng sửa chữa cơ khí:
Phân xưởng sửa chữa cơ khí là phân xưởng số 7 trên sơ đồ mặt bằng
của nhà máy.Trong phân xưởng có 43 thiết bị.Thiết bị có cơng suất lớn
nhất là 10 kW,thiết bị có công suất nhỏ nhất là 0,6 kW.
Dưới đây là danh sách các thiết bị và công suất của chúng trong phân
xưởng sửa chữa cơ khí.
Ngun Xu©n Qnh

7


Thiết kế môn học

Hệ thống cung cấp điện

Danh sỏch mỏy cho phân xưởng sửa chữa cơ khí.

Số thứ

tự
1
2
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
22
26
27
30
31
33
34
38
41
42
43
47

48
49

Tên Máy
Bộ phận máy
Máy cưa kiểu đai
Khoan bàn
Máy mài thô
Máy khoan đứng
Máy bào ngang
Máy xọc
Máy mài tròn vạn năng
Máy phay răng
Máy phay vạn năng
Máy tiện ren
Máy tiện ren
Máy tiện ren
Máy tiện ren
Máy tiện ren
Máy tiện ren
Bộ phận lắp ráp
Máy khoan đứng
Cầu trục
Máy khoan bàn
Bể dầu tăng nhiệt
Máy cạo
Máy mài thô
Bộ phận hàn hơi
Máy ren cắt liên hợp
Máy mài phá

Quạt lò rèn
Máy khoan đứng
Bộ phận sửa chữa điện
Bể ngâm dung dịch kiềm
Bể ngâm nước nóng
Máy cuốn dây
Máy cuốn dây
Bể ngân có tăng nhiệt
Tủ sấy

Ngun Xu©n Qnh

Số
lượng

Loại

Cơng suất

1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1

1
1
1
1

8531
NC12A
PA274
2A125
736
7A420
3A130
5D32t
5M82
1A62
Ĩ620
136
1616
1D63A
136A

1
0.65
2.8
2.8
4.5
2.8
2.8
4.5
7

8.1
10
14
4.5
10
20

1
1
1
1
1
1

2118
XH204
HC12A

0.85
24.2
0.85
2.5
1
2.8

1
1
1
1

HB32
3M634

1
1
1
1
1
1

3M634

2118

1.7
2.8
1.5
0.85
3
3
1.2
1
3
3
8


Thiết kế môn học
50
52

53

Hệ thống cung cấp điện
1
1
1

55
56
57
58
60
62
64
65
66

Mỏy khoan bn
Mỏy mài thô
Bàn thử nghiệm TBĐ
Bộ phận đúc đồng
Bể khử dầu mỡ
Lị điện để luyện nhơm
Lị điện để nấu chảy babit
Lị điện mạ thiếc
Quạt lò đúc đồng
Máy khoan bàn
Máy uốn các tấm mỏng
Máy rài phá
Máy hàn điểm

69

Chỉnh lưu salenium

1

1
1
1
1
1
1
1
1
1

HC12A
3M634

NC12A
C237
3A634
MPTnb25%
BCA5M

0.65
2.8
7
4

3
10
3.3
1.5
0.65
1.7
2.8
25 KVA
0.6

Phân nhóm phụ tải dựa vào các nguyên tắc sau:
-Các thiết bị trong nhóm có cùng chế độ làm việc.
-Các thiết bị trong nhóm ở cùng nhau về vị trí.
-Tổng cơng stcủa các nhóm trong phân xưởng chênh lệch ít.
Vì đã biết được khá nhiều thông tin về phụ tải, nên ta quyết định
xác định phụ tải tính tốn theo cơng suất trung bình và hệ số cực đại. tra
bảng sổ tay kỹ thuật ta có
Ksd=0.16 và Cosφ=0.6
Ta có bảng phân chia các nhóm như sau:
Tên nhóm và thiết bị
điện

Số
lượng

Ký
hiệu
trên
mặt
bằng

Cơng
suất
đặt Po
KW

Nhóm 1
Máy cưa kiểu đai
Khoan bàn
Máy mài thơ
Máy khoan đứng

1
2
1
1

1
2
5
6

1
0.65x2
2.8
2.8

Ngun Xu©n Qnh

Hệ số sử Cosφ/tagφ

dụng

0.16
0.16
0.16
0.16

0.6/1.33
0.6/1.33
0.6/1.33
0.6/1.33
9


Thiết kế môn học

Hệ thống cung cấp điện

Mỏy bo ngang
Mỏy xọc
Cộng theo nhóm 1

1
1
7

7
8

4.5

2.8
16.4

0.16
0.16
0.16

0.6/1.33
0.6/1.33
0.6/1.33

Nhóm 2
Máy mài trịn vạn năng
Máy phay vạn năng
Máy phay vạn năng
Máy tiện ren
Máy tiện ren
Máy tiện ren
Máy tiện ren
Máy tiện ren
Máy khoan đứng
Cộng theo nhóm 2

1
1
1
1
1
1
1

1
1
9

9
10
11
12
13
14
15
16
18

4.5
4.5
7
8.1
10
14
4.5
10
0.85
63.45

0.16
0.16
0.16
0.16
0.16

0.16
0.16
0.16
0.16
0.16

0.6/1.33
0.6/1.33
0.6/1.33
0.6/1.33
0.6/1.33
0.6/1.33
0.6/1.33
0.6/1.33
0.6/1.33
0.6/1.33

Nhóm 3
Máy tiện ren
Cầu trục
Bàn
Máy khoan bàn
Bể dầu tăng nhiệt
Máy cạo
Máy mài thơ
Máy nén cắt liên hợp
Máy mài phá
Quạt lị rèn
Máy khoan đứng
Cộng theo nhóm 3

1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
10

17
19
21
22
26
27
30
31
33
34
38

20
24.2
0.85
0.85

2.5
1
2.8
1.7
2.8
1.5
0.85
58.2

0.16
0.16
0.16
0.16
0.16
0.16
0.16
0.16
0.16
0.16
0.16
0.16

0.6/1.33
0.6/1.33
0.6/1.33
0.6/1.33
0.6/1.33
0.6/1.33
0.6/1.33
0.6/1.33

0.6/1.33
0.6/1.33
0.6/1.33
0.6/1.33

1

41

3

0.16

0.6/1.33

1
1
1
1
1
1

42
46
47
48
49
50

3

1.2
1
3
3
0.65

0.16
0.16
0.16
0.16
0.16
0.16

0.6/1.33
0.6/1.33
0.6/1.33
0.6/1.33
0.6/1.33
0.6/1.33

Nhóm 4
Bể ngâm dung dịch
kiềm
Bể ngâm nước nóng
Máy cuốn giấy
Máy cuốn giấy
Bể ngâm có tăng nhiệt
Tủ sấy
Máy khoan bàn
Ngun Xu©n Qnh

10


Thiết kế môn học

Hệ thống cung cấp điện

Mỏy mi thụ
Bn thử nghiệm TBĐ
Chỉnh lưu seleinu
Cộng theo nhóm 4

1
1
1
10

52
53
69

2.8
7
0.6
27.25

0.16
0.16
0.16

0.16

0.6/1.33
0.6/1.33
0.6/1.33
0.6/1.33

Nhóm 5
Bể khử dầu mỡ
Lị để luyện nhơm
Lị để nấu chảy babit
Lị điện mạ thiếc
Quạt lò đúc đồng
Máy khoan bàn
Máy uốn các tấm mỏng
Máy mài phá
Máy hàn điểm
Cộng theo nhóm 5

1
1
1
1
1
1
1
1
1
9

55
56
57
58
60
62
64
65
66

3
5
10
3.3
1.5
0.65
1.7
2.8
13
40.15

0.16
0.16
0.16
0.16
0.16
0.16
0.16
0.16
0.16

0.16

0.6/1.33
0.6/1.33
0.6/1.33
0.6/1.33
0.6/1.33
0.6/1.33
0.6/1.33
0.6/1.33
0.6/1.33
0.6/1.33

-Trong đó Iđm được tính theo cơng thức Iđm=Po/(3*U*cosφ)
với U=220V
Máy hàn điểm có Sđm=25 KVA ta qui đổi về chế độ dài hạn với
Pđm=Sđm*cosφ* nb% = 25*0.6* 0.25 =7.5
Phụ tải 3 pha tương đương
Po= 0.3 *7.5=13
a. phụ tải tính tốn của nhóm 1.

Thứ
tự

Tên thiết bị

1
2
3
4

5

Máy cưa dài
Khoan bàn
Máy mài thô
Máy khoan đứng
Máy bào ngang

Ngun Xu©n Qnh

Số
lượng

Ký hiệu
trên mặt
bằng

Pđm, kW
1 máy

1
1
1
1
1

1
3
5
6

7

1
0.65
2.8
2.8
4.5

Tồn
bộ
1
0.65
2.8
2.8
4.5

Iđm, A

2.53
1.63
7.25
7.25
10.63
11


Thiết kế môn học
6

Hệ thống cung cấp điện

Mỏy xc
Tng

1

8

2.8

2.8
15.2

7.25
37.3

Ta cú: n=7, n1=4;
n*=n1/n =4/7=0.57
2.8  2.8  4.5  2.8
P*=P1/P∑=
=0.85
1  0.65  2.8  2.8  4.5  2.8
Tra bảng ta được nhq*=0.7->nhq=0.7.7≈5
Tra ảng với ksd =0.16 và nhq=5 ta có Kmax=2.87
Từ đó tính tốn được phụ tải tính tốn nhóm 1:
Ptt=2.87*0.16*15.2=6.98 kW
Qtt=6.98*tagφ=6.98*1.33=9.283 KVAr
Stt=

2

2

2
2
P tt  Q = 6.98  9.283 =11.61 KVA

tt

Stt
11.61
=
=17.59A
3*U 3*0.22
Với K mm =3

Itt=

Dòng điện dỉnh nhọn:
I dn = K mm * I dmDmax +

I

dmDi

=3*4.1+37.3=71.45 A

b. Phụ tải tính tốn của nhóm 2.

Nhóm 2

Máy mài trịn vạn năng
Máy phay răng
Máy phay vạn năng
Máy tiện ren
Máy tiện ren
Máy tiện ren
Máy tiện ren
Máy tiện ren
Máy khoan đứng
Cộng theo nhóm 2

Số
lượng
1
1
1
1
1
1
1
1
1
9

Ký hiệu trên
mặt bằng
9
10
11
12

13
14
15
16
18

Cơng suất
đặt, P0 KW
2.8
4.5
7
8.1
10
14
4.5
10
0.85
63.45

Iđm, A
7.06
11.37
17.67
20.45
25.25
35.35
11.36
25.25
21.13
115.9

Ta có: n=9, n1=5
Ngun Xu©n Qnh

12


Thiết kế môn học

Hệ thống cung cấp điện

n*=n1/n =5/9=0.56
P*=P1/P=

7 10  8.1  10  14
=0.77
63.45

Tra bảng ta được nhq*=0.77 ->nhq=0.77*9 ≈7
Tra bảng với ksd =0.16 và nhq=7 ta có Kmax=2.48
Từ đó tính tốn được phụ tải tính tốn nhóm 2:
Ptt=2.48*0.16*63.45=25.18 kW
Qtt=25.18*tagφ=25.18*1.33=33.50 KVAr
Stt=

2

2

tt

tt

P Q

= 25.182  33.502 =41.91 KVA

Stt
41.91
=
=63.50 A
3*U 3*0.22
Với K mm =3

Itt=

Dòng điện dỉnh nhọn:
I dn = K mm * I dmDmax +

I

dmDi

=3*35.35+115.9=161.95 A

c. Phụ tải tính tốn của nhóm 3.
Nhóm 3
Máy tiện ren
Cầu trục
Bàn

Máy khoan bàn
Bể dầu tăng nhiệt
Máy cạo
Máy mài thô
Máy nén cắt liên hợp
Máy mài phá
Quạt lị rèn
Máy khoan đứng
Cộng theo nhóm 3

Số
lượng
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
10

Ký hiệu trên
mặt bằng
17
19
21

22
26
27
30
31
33
34
38

Cơng suất
đặt, P0 KW
20
24.2
0.85
0.85
2.5
1
2.8
1.7
2.8
1.5
0.85
59.05

Iđm, A
50.5
61.1
2.12
2.12
6.3

2.53
7.07
4.28
7.07
3.78
2.12
149.5

Ta có: n=11, n1=2
n*=n1/n =2/11=0.18
P*=P1/P∑=

Ngun Xu©n Quúnh

20  24.2
=0.75
58.2

13


Thiết kế môn học

Hệ thống cung cấp điện

Tra bng ta được nhq*=0.3 ->nhq=0.3*11 =3.3
Tra bảng với ksd =0.16 và nhq=3.3 ta có Kmax=3
Từ đó tính tốn được phụ tải tính tốn nhóm 3:
Ptt=3*0.16*59.05=28.34 kW
Qtt=28.34*tagφ=28.34*1.33=37.7KVAr

Stt=

2

2

2
2
P tt  Q = 27.94  37.17 =47.16KVA
tt

Itt= Itt=

Stt
47.16
=
=71.45 A
3*U 3*0.22

Với K mm =3
Dòng điện dỉnh nhọn:
I dn = K mm * I dmDmax +

I

dmDi

=3*61.1+149.5=332.8 A

d. Phụ tải tính tốn của nhóm 4.

Nhóm 4
Bể ngâm dung dịch kiềm
Bể ngâm nước nóng
Máy cuốn dây
Máy cuốn dây
Bể ngâm có tăng nhiệt
Tủ sấy
Máy khoan bàn
Máy mài thơ
Bàn thử nghiệm TBĐ
Chỉnh lưu seleinu
Cộng theo nhóm 4

Số
lượng
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
10

Ký hiệu trên
mặt bằng
41

42
46
47
48
49
50
52
53
69

Cơng suất
đặt, P0 KW
3
3
1.2
1
3
3
0.65
2.8
7
0.6
25.25

Iđm, A
7.57
7.57
2
2.53
7.57

7.57
1.08
5.05
17.66
1.5
75.18

Ta có: n=10, n1=1
n*=n1/n =1/10=0.1
P*=P1/P∑=

7
=0.28
25.25

Tra bảng ta được nhq*=0.26-> nhq=0.26*10 ≈3
Tra bảng với ksd =0.16 và nhq=3 ta có Kmax=3
Ngun Xu©n Qnh

14


Thiết kế môn học

Hệ thống cung cấp điện

T ú tớnh tốn được phụ tải tính tốn nhóm 4:
Ptt=3*0.16*25.25=12.12 kW
Qtt=12.12*tagφ=12.12*1.33=16.12KVAr
Stt=

Ittt=

2

2

2
2
P tt  Q = 12.12 16.12 =20.17KVA

tt

Stt
20.17
=
=30.56 A
3*U 3*0.22

Với K mm =3
Dòng điện dỉnh nhọn:
I dn = K mm * I dmDmax +

I

dmDi

=3*17.66+75.18=76.91 A

e. Phụ tải tính tốn của nhóm 5.
Nhóm 5

Bể khử dầu mỡ
Lị để luyện nhơm
Lị để nấu chảy babit
Lò điện mạ thiếc
Quạt lò đúc đồng
Máy khoan bàn
Máy uốn các tấm mỏng
Máy mài phá
Máy hàn điểm
Cộng theo nhóm 5

Số lượng Ký hiệu trên Công suất
mặt bằng
đặt, P0 KW
1
55
3
1
56
5
1
57
10
1
58
3.5
1
60
1.5
1

62
0.65
1
64
1.7
1
65
2.8
1
66
13
9
41.15

Iđm, A
7.57
12.61
25.25
8.83
3.78
1.63
4.28
7.07
32.81
95.02

Ta có: n=9, n1=2
n*=n1/n =2/9=0.22
P*=P1/P∑=

10  13
=0,56
41.15

Tra bảng ta được nhq*=0. 53 -> nhq=0.53*9 ≈5
Tra bảng với ksd =0.16 và nhq=5 ta có Kmax=2.87
Từ đó tính tốn được phụ tải tính tốn nhóm 5:
Ptt=2.87*0.16*41.15=18.9 kW
Qtt=18.9*tagφ=18.44*1.33=25.13 KVAr
Ngun Xu©n Qnh

15


Thiết kế môn học
Stt=
Itt=

Hệ thống cung cấp điện
2

2

tt

tt

P Q

= 18.92  25.132 =31.45 KVAr

Stt
31.45
=
=47.65 A
3*U 3*0.22

Với K mm =3
Dòng điện dỉnh nhọn:
I dn = K mm * I dmDmax +

I

dmDi

=3*32.81+95.02=193.47 A

2.2.2.Xác định phụ tải tính tốn cho tồn phân xưởng sửa chữa cơ
khí.
a. Xác định phụ tải tính tốn.
Lấy suất chiếu sáng chung cho toàn xưởng là Po=12 w/m2
chọn loại đèn sợi đốt có cosβ=1. F là diện tích chiếu sáng, tính
theo tỉ lệ trên sơ đồ là 2109,38 m2.
Pcs=Po*F=12*2109,38=29530 W =29,53 KW
b. Xác định phụ tải tác dụng tính tốn cho tồn phân xưởng.
5

Px=Kđt*  Ptti
1

Tra bảng ta có Kđt=0.85
Vậy ta có Px=0.85*( 6.98+25.18+28.34+12.12+18.9)=93,76 KW
Phụ tải phản kháng tồn phân xưởng là:
Qx=Px*tagφ=93,76*1.33=124,7 KVAr
Phụ tải toàn phần của phân xưởng kể cả chiếu sáng là:
Sx= ( Px  Pcs )2  Qx2 = (93, 76  29,53)2  124, 70 2 =175,36 KVAr
Với phụ tải tính tốn tồn xưởng là: Ptt=Px+Pcs=123,29 KW
Suy ra Cosδ=Ptt/Sx=123,29/175,36=0,7
2.2.3 Xác định PTTT của phân xưởng cịn lại:
PTTT của các phân xưởng xác định theo cơng thức:
Ptt = knc. Pđ
Trong đó:
knc – hệ số nhu cầu,tra trong sổ tay kĩ thuật
Pđ - Công suất đặt của thiết bị hoặc nhóm thiết bị, trong tính tốn
có thể xem gần đúng Pđm = Pđ ( kW ).
Ngun Xu©n Quúnh

16


Thiết kế môn học

Hệ thống cung cấp điện

Thụng s ca các phân xưởng của nhà máy:
Tên phân xưởng

Pđ ,

Diện tích,

kW

m2

2500

P0 ,

knc

Cosϕ

9843,75

0,6

0,7

15

1

2200

12304,69

0,3

0,5

14

1

Phân xưởng đúc 1800

10546,88

0,6

0,7

14

1

800

3955,08

0,6

0,7

10

1

Phân xưởng rèn

1600

10546,88

0,5

0,6

15

1

Trạm bơm

450

1582,03

0,6

0,7

10

1

400

3164,06

0,4

0,6

14

1

120

1845,70

0,8

0,8

15

1

Phân

xưởng

KCKL

W/m2

Cosϕcs

Phân xưởng lắp
ráp cơ khí

Phân xưởng nén
khí

Phân xưởng gia
cơng gỗ
Ban quản lý nhà
máy

1. Tính tốn cho phân xưởng kết cấu kim loại:
* Cơng suất tính tốn động lực:
Pđl = knc.Pđ = 0,6.2500 = 1500 kW
Qđl = Pđl.tg ϕ = 1500.1 = 1530,31 kVAr
* Công suất tính tốn chiếu sáng:
Pcs = p0.S = 15.9843,75 = 147,66 kW
Qcs = Pcs.tg ϕcs = 0
* Cơng suất tính tốn tác dụng của phân xưởng:
Ngun Xu©n Qnh

17


Thiết kế môn học

Hệ thống cung cấp điện

Ptt = Pl + Pcs = 1500 +147,66 = 1647,66 kW

* Công suất tính tốn phản kháng của phân xưởng:
Qtt = 1530,31 kVAr
* Cơng suất tính tốn tồn phần của phân xưởng:
Stt = Ptt 2 + Qtt2 = 1647,662 + 1530,312 = 2248,69 kVA
Itt = Stt / (U. 3 ) = 2248,69 /(0,38. 3 ) = 3416,53 A
2. Tính tốn cho các phân xưởng khác:
Q trình tính tốn cho các phân xưởng cịn lại được tiến hành tương
tự như trên. Dưới đây là bảng tổng kết phụ tải tính tốn của các phân
xưởng.
Pcs,

Ptt,

Qtt,

Stt,

Itt,

kW

kW

kVAr

kVA

A

147,66 1647,66 1530,31

2248,69

3416,53

172,27 832,27

1143,15

1414,02

2148,39

Phân xưởng đúc

147,66 1227,66 1101,82

1649,59

2506,29

Phân xưởng nén khí

39,55

489,70

713,96

1084,75

Phân xưởng rèn

158,20 958,20

1066,67

1433,85

2178,51

Trạm bơm

15,82

285,82

275,46

396,95

603,10

44,30

204,30

213,33

295,38

448,78

27,69

123,69

72

143,12

217,44

29,53

93,76

124,70

175,36

266,43

Tên phân xưởng
Phân xưởng KCKL
Phân xưởng lắp ráp cơ
khí

Phân xưởng gia cơng
gỗ

Ban quản lý nhà máy
Phân xưởng sửa chữa
cơ khí
Ngun Xu©n Qnh

519,55

18


Thiết kế môn học

Hệ thống cung cấp điện

Xỏc nh ph tải tính tốn của nhà máy:
* Phụ tải tính tốn tác dụng của toàn nhà máy:
Pttnm = kđt Σ Ptti = 0,8.5892,9 = 4714,32 kW
( ở đây kđt là hệ số đồng thời, kđt = 0,8 )
* Phụ tải tính tốn phản kháng của tồn nhà máy:
Qttnm = kđt Σ Qtti = 0,8.6017,14 = 4813,71 kVAr
* Phụ tải tính tốn toàn phần của toàn nhà máy:
2
Sttnm = Pttnm 2 + Qttnm = 4714,322 + 4813,712 = 6737,7 kVA

* Hệ số cơng suất của tồn nhà máy:
Cosϕnm = Pttnm / Sttnm = 4714,32 / 6737,7 = 0,7
2.3 Xác định tâm phụ tải điện và vẽ biểu đồ phụ tải:
2.3.1 Tâm phụ tải điện:
Tâm phụ tải điện là điểm thoả mãn điều kiện mômen phụ tải đạt giá trị
n

cực tiểu

∑ P .l

i i

→ min .

1

Trong đó:
Pi, li – cơng suất và khoảng cách của phụ tải thứ i đến tâm phụ tải
Để xác định toạ độ của tâm phụ tải ta có thể sử dụng các biểu thức sau
n

x0 =

∑ Si .x i
1

n

∑

n

, y0 =

Si

1

∑ Si .yi
1

n

∑

n

∑ S .Z
i

, z0 =

Si

1

i

1

n

∑S

i

1

trong đó:
x0, y0, z0 – toạ độ tâm phụ tải điện.
xi, yi, zi – toạ độ tâm phụ tải thứ i tính theo một hệ trục toạ độ XYZ
tuỳ chọn
Ngun Xu©n Qnh

19


Thiết kế môn học

Hệ thống cung cấp điện

Si cụng suất phụ tải thứ i.
Trong thực tế người ta ít quan tâm đến toạ độ z. Tâm phụ tải điện là vị
trí tốt nhất để đặt các trạm biến áp, trạm phân phối,tủ phân phối, tủ
động lực nhằm mục đích tiết kiệm chi phí cho đây dẫn và giảm tổn thất
trên lưới điện.
2.3.1 Biểu đồ phụ tải điện:
Biểu đò phụ tải điện là một vòng tròn vẽ trên mặt phẳng, có tâm trùng
với tâm của phụ tải điện,có diện tích tương ứng với công suất của phụ tải
theo tỷ lệ xích nào đó tuỳ chọn.Biểu đồ phụ tải điện cho phép người thiết
kế hình dung được sự phân bố phụ tải trong phạm vi khu vực cần thiết
kế,từ đó có cơ sở lập các phương án cấp điện.Biểu đồ phụ tải điện được
chia thành hai phần: phần phụ tải động lực (phần hình quạt gạch chép ) và
phần phụ tải chiếu sáng (phần hình quạt để trắng ).
Để vẽ biểu đồ phụ tải cho các phân xưởng,ta coi phụ tải của các phân

xưởng phân bố đều theo diện tích phân xưởng nên tâm phụ tải có thể lấy
trùng với tâm hình học của phân xưởng trên mặt bằng.
Bán kính vịng tròn biểu đồ phụ tải của phụ tải thứ i được xác định theo
cơng thức:
Ri =

Si
, trong đó m là tỷ lệ xích, chọn m = 10 kVA / mm2.
m.Π

Góc của phụ tải chiếu sáng nằm trong biểu đồ xác định theo cơng thức:
αcs = 360. Pcs / Ptt.

Ngun Xu©n Quúnh

20


Thiết kế môn học

Hệ thống cung cấp điện

Kt qu tớnh toán Ri và αcsi cho trong bảng sau:
TT
1
2

R,

phân Pcs,

Ptt,

Stt,

Tâm phụ tải

xưởng

kW

kW

kVA

X,mm Y,mm mm

P/x KCKL

147,66 1647,66 2248,69 18

56

8,5

32

172,27 832,27

29,5

6,7

75

Tên

P/ x lắp ráp
cơ khí

1414,02 22,5

αcs

3

P/x đúc

147,66 1227,66 1649,59 58

55

7,2

43

4

P/x nén khí

39,55

42

4,8

27

5

P/x rèn

158,20 958,20

1433,85 65

33

6,8

59

6

Trạm bơm

15,82

285,82

396,95

77

19

3,6

20

29,53

93,76

175,36

28,5

13,5

2,4

113

44,30

204,30

295,38

54

14

3,1

78

27,69

123,69

143,12

6,5

14

2,1

81

7

P/x sửa chữa
cơ khí
P/x gia cơng

8
9

gỗ
Ban quản lý
nhà máy

519,55

713,96

79,5

Bảng 2.8 Kết quả tính tốn Ri và csi
Từ đó ta xác định được tâm phụ tải bằng:
x0 = 43,72, y0 = 41,52.

Ngun Xu©n Qnh

21


Thiết kế môn học

Hệ thống cung cấp điện

Hỡnh 2.1 Biu đồ phụ tải

Ngun Xu©n Qnh

22

Thiết kế môn học

Hệ thống cung cấp điện

CHNG 3: THIT KẾ MẠNG ĐIỆN CAO ÁP CỦA NHÀ
MÁY
3.1 Dự kiến các phương án cấp điện từ hệ thống điện về nhà máy:
3.1.1 Chọn cấp điện áp cho đường dây truyền tải điện từ hệ thống về nhà
máy:
Biểu thức kinh nghiệm để lựa chọn cấp điện áp truyền tải:
U = 4,34 . L + 0,016.P
Trong đó:
L – khoảng cách từ trạm biến áp trung gian về nhà máy ,km
P – công suất tính tốn của nhà máy , kW
Do đó ta có:
U = 4,34 . 15 + 0,016.4714,32 = 41,27 kV
Từ kết quả trên ta chọn cấp điện áp trung áp 35 kV từ hệ thống cấp cho
nhà máy.
3.1.2 Dự kiến các phương án thiết kế mạng cao áp của nhà máy:
1. Các phương án đặt trạm biến áp phân xưởng:
Các trạm biến áp ( TBA ) được lựa chon trên các nguyên tắc sau:
+ Vị trí đặt TBA phải thoả mãn yêu cầu: gần tâm phụ tải, thuận tiện cho
việc vận chuyển, lắp đặt, vận hành, sửa chữa các TBA an toàn và kinh tế.
+ Số lượng máy biến áp ( MBA) đặt trong các trạm được lựa chọn theo
yêu cầu cung cấp điện của phụ tải, theo điều kiện vận chuyển và lắp đặt ,
theo chế độ làm việc của phụ tải .Các trạm biến áp cung cấp điện cho hộ
loại I và II thì nên đặt 2 MBA, hộ loại III nên đặt 1 MBA .
+ Dung lượng các máy biến áp được lựa chọn theo điều kiện:
n.Khc .SđmB ≥ Stt

và kiểm tra điều kiện sự cố 1 MBA( trong trạm có nhiều hơn 1 MBA):
(n-1).Kqt .SđmB ≥ Sttsc
Ngun Xu©n Quúnh

23


Thiết kế môn học

Hệ thống cung cấp điện

Trong ú:
n- s máy biến áp có trong trạm biến áp .
Khc – hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường , ta chọn loại máy
biến áp sản xuất tại Việt Nam nên không cần hiệu chỉnh nhiệt độ , Khc
=1
Kqt – hệ số quá tải sự cố, Kqt = 1,4 nếu thoản mãn điều kiện MBA vận
hành không quá 5 ngày đêm ,thời gian quá tải trong một ngày đêm
không vượt quá 6 h ,trước khi quá tải MBA vận hành với hệ số tải ≤
0,93.
Sttsc – Cơng suất tính tốn sự cố .Khi sự cố một máy biến áp có thể
loại bỏ một số phụ tải không quan trọng để giảm nhẹ dung lượng MBA ,
nhờ vậy có thể giảm nhẹ được vốn đầu tư và tổn thất của trạm trong trạng
thái làm việc bình thường .Giả thiết trong các hộ loại I có 30 % là phụ tải
loại III nên Sttsc = 0,7 .Stt .
a. Phương án 1:
* Đặt 7 trạm biến áp:
- Trạm biến áp B1 cấp điện cho phân xưởng kết cấu kim loại
- Trạm biến áp B2 cấp điện cho phân xưởng lắp ráp cơ khí
- Trạm biến áp B3 phân xưởng đúc

- Trạm biến áp B4 cấp điện cho phân xưởng nén khí
- Trạm biến áp B5 cấp điện cho phân xưởng rèn
- Trạm biến áp B6 cấp điện cho phân xưởng gia công gỗ và trạm bơm
- Trạm biến áp B7 cấp điện cho phân xưởng sửa chữa cơ khí và Ban quản
lý nhà máy.
* Chọn dung lượng máy biến áp:
- Trạm B1:
SđmB1 ≥ Stt1 / 2 = 2248,69 / 2 = 1124,345 kVA
Chọn máy biến áp tiêu chuẩn Sđm = 1250 kVA
Ngun Xu©n Quúnh

24