án phương pháp cung cấp điện cho một phân xưởng cơ khí ppt

ĐỒ ÁN MƠN HỌC GVHD:ThS.NGUYỄN NGỌC ÂU
LỜI NÓI ĐẦU:
Hiện nay, đất nước ta đang trong giai đoạn công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất
nước, ngành công nghiệp điện năng đóng một vài trò cực kỳ quan trọng bởi nó
cung cấp năng lượng cho tất cả các hoạt động lao động sản xuất và sinh hoạt. Vì
thế yêu cầu về sử dụng điện và các thiết bò ngày càng tăng. Cung cấp điện năng
một cách an toàn và ổn đònh cho khu vực kinh tế, các khu chế xuất, các xí nghiệp,
xưởng, nhà máy là rất cần thiết. Để đảm bảo được yêu cầu về chất lượng cung cấp
và tiết kiệm điện thì chúng ta phải nắm vững về các thiết bò tiêu thụ điện, cách vận
hành cũng như cách chọn thiết bò, dây dẫn, khí cụ bảo vệ và cách bố trí vò trí sao
cho tối ưu nhất.
Do đó việc khảo sát thiết kế hệ thống cung cấp điện để từ đó đưa ra những
lựa chọn, những phương pháp cung cấp điện tối ưu nhằm đáp ứng nhu cầu tiêu thụ
điện năng của một khu công nghiệp, khu dân cư, bến cảng…là một công việc cần
thiết quyết đònh cho việc thành công của công cuộc đổi mới đất nước.
Là một sinh viên khoa điện, thuộc bộ môn điện công nghiệp của trường ĐẠI
HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM, người nghiên cứu quan tâm đến vấn đề
này với mong muốn nâng cao chất lượng cung cấp và tiết kiệm điện. Vì vậy, qua
cuốn đồ án môn học này, người nghiên cứu đưa ra phương án cung cấp điện cho
một phân xưởng cơ khí với khả năng đảm bảo về điều kiện kinh tế và kỹ thuật.
Với giới hạn là một sinh viên và khả năng tài chính, thời gian… nên đồ án này
chỉ tìm hiểu mức độ đơn giản. Sau này, nếu mọi điều kiện khách quan cho phép thì
sẽ tiếp tục nghiên cứu và hoàn thiện đồ án này hơn nữa.
Tp. Hồ Chí Minh, Tháng 12 năm 2010
Sinh Viên Thực Hiện
BÙI QUỐC ĐỨC
SVTH :BÙI QUỐC ĐỨC
MSSV : 09302010
5
ĐỒ ÁN MƠN HỌC GVHD:ThS.NGUYỄN NGỌC ÂU
LỜI CẢM ƠN

Trước hết em xin chân thành cảm ơn thầy
NGUYỄN NGỌC ÂU đã tận tình hướng dẫn và
giúp đỡ em trong quá trình thực hiện đồ án. Em
cũng xin cảm ơn các thầy cô trong trường, đặc biệt
là thầy cô trong khoa điện đã chỉ dạy, truyền đạt
những kiến thức cho em.
Xin cảm ơn các bạn sinh viên đã giúp đỡ và
góp ý cho tập đồ án này hoàn thành đúng thời gian.
Xin trân trọng cảm ơn.
SV. BÙI QUỐC ĐỨC
SVTH :BÙI QUỐC ĐỨC
MSSV : 09302010
6
ĐỒ ÁN MƠN HỌC GVHD:ThS.NGUYỄN NGỌC ÂU
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN:

Tp. Hồ Chí Minh, Ngày 23 tháng 12 năm 2010
Giáo Viên Hướng Dẫn
ThS. Nguyễn Ngọc Âu
SVTH :BÙI QUỐC ĐỨC
MSSV : 09302010
7
ĐỒ ÁN MƠN HỌC GVHD:ThS.NGUYỄN NGỌC ÂU
NHIỆM VỤ CỦA ĐỒ ÁN:
Nội dung của đồ án bao gồm 7 chương:
• Chương 1: Xác đònh phụ tải tính toán cho phân xưởng, xác đònh tâm phụ tải.
• Chương 2: Tính chọn trạm biến áp cho phân xưởng.
• Chương 3: Chọn dây dẫn.
• Chương 4: Chọn các phần tử đóng cắt, bảo vệ, tính ngắn mạch.
• Chương 5: Tính bù công suất phản kháng
• Chương 6: Thiết kế hệ thống chiếu sáng
• Chương 7: Thiết kế hệ thống chống sét
Giáo viên hướng dẫn: ThS. Nguyễn Ngọc Âu
MỤC LỤC:
Phần giới thiệu :
• Trang bìa
SVTH :BÙI QUỐC ĐỨC

MSSV : 09302010
8
ĐỒ ÁN MƠN HỌC GVHD:ThS.NGUYỄN NGỌC ÂU
• Trang lời nói đầu 5


• Lời cảm ơn 6
• Nhận xét của giáo viên hướng dẫn 7
• Nhiệm vụ của đồ án 8
Phần nội dung :
• Chương mở đầu: 12
1. Đặt vấn đề 12
2. Mục đích 12
3. Giới hạn đồ án 12
• Chương 1: Xác đònh phụ tải tính toán cho
phân xưởng, tâm phụ tải 13
1.1- Đặc điểm của phân xưởng 13
1.2- Thông số và mặt bằng phân xưởng 13
1.2.1- Thông số phân xưởng 13
1.2.2- Mặt bằng phân xưởng 14
1.2.3- Phân nhóm phụ tải 15
1.3- Xác đònh phụ tải tính toán cho phân xưởng 16
• Chương 2: Tính chọn trạm biến áp cho phân xưởng 28
2.1- Khái quát về tính chọn trạm biến áp 28
2.2- Chọn vò trí trạm biến áp 28
2.3- Lựa chọn máy biến áp 29
2.3.1- Chọn số lượng máy biến áp 29
2.3.2- Chủng loại máy biến áp 29
2.3.3- Xác đònh công suất máy biến áp 30
2.4- Đo lường và kiểm tra trong trạm 31

• Chương 3: Chọn dây dẫn 33
3.1- Chọn phương án đi dây 33
3.1-1 Yêu cầu: 33
3.1-2 Phân tích các phương án đi day 33
SVTH :BÙI QUỐC ĐỨC
MSSV : 09302010
9
ĐỒ ÁN MƠN HỌC GVHD:ThS.NGUYỄN NGỌC ÂU
3.1-3 Vạch phương án đi day 34
3.1.4- Xác đònh phương án lắp đặt day 34
3.1.5- Sơ đồ nguyên lý 35
3.1.6- Sơ đồ đi day 36
3.2- Chọn dây dẫn và cáp 38
3.2-1 Chọn loại cáp và dây dẫn 38
3.2-2 Tính toán lựa chọn dây dẫn 40
1/ Từ trạm biến áp đến tủ phân phối chính: 40
2/ Từ tủ phân phối tới tủ động lực: 41
3/ Từ tủ động lực đến các thiết bò 43
• Chương 4: Chọn dây dẫn và khí cụ bảo vệ 47
4.1-Đặt vấn đề 47
4.2- Chọn dây dẫn 48
+Chọn loại cáp và dây dẫn
+Chọn dây dẫn theo điều kiện phát nóng
+Kiểm tra tổn thất điện áp
4.3- Chọn CB 49
4.4- Chọn tủ phân phối và tủ động lực 51
+Sơ đồ nguyên lý hệ thống cấp điện cho phân xưởng
• Ch ương 5 : Tính ngắn mạch 53
5.1-Khái niệm 53
5.2-Tính toán ngắn mạch 54

62
6.1-Khái quát 62
6.2-Ý nghóa của việc bù công suất phản kháng 63
6.3-Các biện pháp nâng cao hệ số cos
ϕ
64
6.4 Vò trí lắp đặt tụ bù và tính toán dung lượng bù 65
6.5 Tính toán bù công suất phản kháng cho phân xưởng 65
• Chương 7: Tính toán chiếu sáng 66
7.1-Dây dẫn và thiết Đặt vấn đề 66
7.2-Tính toán chiếu sáng 66
SVTH :BÙI QUỐC ĐỨC
MSSV : 09302010
10
ĐỒ ÁN MƠN HỌC GVHD:ThS.NGUYỄN NGỌC ÂU
7.3-Chọn bò bảo vệ cho hệ thống chiếu sáng 72
• Chương 8: Chống sét và nối đất 76
8.1-Đặt vấn đề 76
8.2-Hệ thống nối đất 76
8.3-Hệ thống chống sét 80
• Kết luận 84
• Tài liệu tham khảo 84
CHƯƠNG MỞ ĐẦU
SVTH :BÙI QUỐC ĐỨC
MSSV : 09302010
11
ĐỒ ÁN MƠN HỌC GVHD:ThS.NGUYỄN NGỌC ÂU
1. ĐẶT VẤN ĐỀ:
Khi thiết kế cung cấp điện cho một công trình nào đó thì nhiệm vụ đầu tiên của
chúng ta là xác đònh phụ tải điện của công trình ấy. Tùy theo qui mô của công trình mà

phụ tải điện phải được xác đònh theo phụ tải thực tế hoặc còn phải kể đến khả năng
phát triển của công trình trong tương lai 5 năm,10 năm hoặc lâu hơn nữa. Ví dụ xác đinh
phụ tải điện cho một phân xưởng thì chủ yếu là dựa vào máy móc thực tế đặt trong phân
xưởng đó, xác đònh phụ tải cho một xí nghiệp thì phải xét tới khả năng mở rộng của xí
nghiệp trong tương lai. Như vậy xác đinh phụ tải điện là giải bài toán dự báo phụ tải
ngắn hạn hay dài hạn.
Dự báo phụ tải ngắn hạn là xác đònh phụ tải công trình ngay sau khi công trình
vào khai thác vận hành. Phụ này được gọi là phụ tải tinh toán, trên cơ sở phụ tải tính
toán để chọn các thiết bò điện cho phù hợp như máy biến áp, dây dẩn, các thiết bò đóng
cắt, bảo vệ… Để tính toán các tổn thất công suất, điện áp, tụ bù …
Do phụ tải điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố và biến động theo thời gian nên cho
đến nay tuy đã có nhiều công trình nghiên cứu và có nhiều phương pháp tính toán nhưng
vẫn chưa có một phương pháp tính một cách chính xác và tiện lợi. Vì vậy trong thực tế
thiết kế, khi đơn giản công thức để xác đònh phụ tải điện thì cho phép sai số 10
0
0
.
2. MỤC ĐÍCH:
Đồ án “ Thiết kế cung cấp điện cho Nhà máy cơ khí” trang bò cho người học
những kiến thức cơ bản trong việc thiết kế cung cấp điện cho các công trình trong thực tế,
giúp người học vận dụng những kiến thức chuyên nghành đã được học một cách triệt để.
Tuy chỉ nằm trong phạm vi của một đồ án môn học, nhưng đề tài này rất có ý
nghóa đối với sinh viên vì nó giúp sinh viênï có một hình dung tương đối về những công
việc trong tương lai, từ đó tránh được những bỡ ngỡ ban đầu khi họ bước chân vào môi
trường làm việc sau này.
3. GIỚI HẠN ĐỒ ÁN:
Với giới hạn là một sinh viên và khả năng tài chính, thời gian… nên đồ án này chỉ
tìm hiểu mức độ đơn giản, chỉ mới thực hiện ở mức độ lý thuyết và trong trường học, chưa
áp dụng vào trong thực tế nên không tránh khỏi những thiếu xót, mong thầy và các bạn
đóng góp ý kiến để ngày càng hoàn thiện hơn. Sau này, nếu mọi điều kiện khách quan

cho phép thì sẽ tiếp tục nghiên cứu và hoàn thiện đồ án này hơn nữa.
CHƯƠNG I:
SVTH :BÙI QUỐC ĐỨC
MSSV : 09302010
12
ĐỒ ÁN MƠN HỌC GVHD:ThS.NGUYỄN NGỌC ÂU
XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO PHÂN XƯỞNG,
XÁC ĐỊNH TÂM PHỤ TẢI
1.1- ĐẶC ĐIỂM CỦA PHÂN XƯỞNG:
Tính toán phụ tải điện là bước đầu tiên trong quá trình thiết kế một hệ thống cung
cấp điện, nó có vai trò rất quan trọng bởi vì nếu ta xác đònh phụ tải tính toán dư thừa dẫn
đến lãng phí, ứ đọng vốn đầu tư Nếu xác đònh thiếu sẽ dẫn đến mạng điện thường
xuyên bò quá tải do đó vận hành không đảm bảo chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật. Hơn nữa xác
đònh phụ tải là cơ sở để lựa chọn công suất nguồn, tiết diện dây dẫn và lựa chọn CB. Do
thấy được tầm quan trọng của việc xác đònh phụ tải tính toán nên trước khi đi vào tính
toán phụ tải điện cho một phân xưởng ta phải thu thập đầy đủ các dữ liệu của phân
xưởng.
Diện tích toàn phân xưởng: 1250m
2
.
Chiều dài phân xưởng: 50m.
Chiều rộng phân xưởng: 25m.
1.2- THÔNG SỐ VÀ MẶT BẰNG PHÂN XƯỞNG:
1.2.1-Thông số phân xưởng:
STT
Tên
Máy
Ký
Hiệu
SL Điện Áp

Công
Suất(KW)
Số
Pha
Cos
ϕ
Ghi
Chú
1 1 1 4 220/380V 3 3 0.85
2 2 2 4 220/380V 9 3 0.9
3 3 3 4 220/380V 12 3 0.9
4 4 4 4 220/380V 1 3 0.8
5 5 5 4 220/380V 3 3 0.8
6 6 6 4 220/380V 7 3 0.85
7 7 7 4 220/380V 11 3 0.95
8 8 8 6 220/380V 14 3 0.8
9 9 9 4 220/380V 16 3 0.85
10 10 10 4 220/380V 7 3 0.9
11 11 11 4 220/380V 12 3 0.85
1.2.2- Mặt bằng phân xưởng:
SVTH :BÙI QUỐC ĐỨC
MSSV : 09302010
13
N MễN HC GVHD:ThS.NGUYN NGC U
1.2.3- Phaõn nhoựm phuù taỷi:
SVTH :BI QUC C
MSSV : 09302010
14
ĐỒ ÁN MƠN HỌC GVHD:ThS.NGUYỄN NGỌC ÂU
Việc phân nhóm phụ tải nhằm mục đích để sau này ta đặt các tủ điều khiển cho từng

nhóm phụ tải đó. Vì vậy, việc phân nhóm phụ tải có ý nghóa quan trọng quyết đònh đến
tính tiện nghi sử dụng của mạng điện (vận hành, bảo trì, sữa chữa mạng điện), đồng thời
nó cũng ảnh hưởng đến tính kinh tế và kỹ thuật của mạng điện.
Phân nhóm phụ tải dựa vào các yếu tố sau:
• Các thiết bò cùng chức năng nên được xếp chung nhóm (để dễ điều khiển).
• Chú ý phân đều công suất cho các nhóm (nhằm đơn giản hoá việc chọn các thiết bò
bảo vệ và dây dẫn).
• Phân nhóm phải theo khu vực (thuận tiện cho việc đi dây, đảm bảo tính kinh tế).
• Dòng tải của từng nhóm gần với dòng tải của CB chuẩn.
• Số nhóm không quá nhiều cũng không quá ít, thường thì khoảng 2, 3 hoặc 4 nhóm.
• Phân bố phụ tải đều trên các pha (để giảm độ lệch điện áp ).
Như vậy ta chia phân xưởng làm 3 nhóm phụ tải:
Nhóm 1: gồm 10 động cơ:
Tên
máy
Ký hiệu Số lượng
P
đm
(KW)
1 máy Toàn bộ
3 3 4 12 48 0.9 0,6
8 8 6 14 84 0.8 0,6
n
1
=10
∑
=
10
1
1

i
dmi
P
= 132 (KW)
Nhóm 2: gồm 20 động cơ:
Tên
máy
Ký hiệu Số lượng
P
đm
(KW)
1 máy Toàn bộ
4 4 4 1 4 0.8 0,3
5 5 4 3 12 0.8 0,55
6 6 4 7 28 0.85 0,6
7 7 4 11 44 0.95 0,5
11 11 4 12 48 0.85 0,4
n
2
= 20
SVTH :BÙI QUỐC ĐỨC
MSSV : 09302010
15
ĐỒ ÁN MƠN HỌC GVHD:ThS.NGUYỄN NGỌC ÂU
∑
=
20
1
2
i

dmi
P
= 136 (KW)
Nhóm 3: gồm16 động cơ:
Tên
máy
Ký hiệu Số lượng
P
đm
(KW) Cosϕ K
sd
1 máy Toàn bộ
1 1 4 3 12 0.85 0,4
2 2 4 9 36 0.9 0,6
9 9 4 16 64 0.85 0,5
10 10 4 7 28 0.9 0,4
n
3
= 16
∑
=
16
1
3
i
dmi
P
= 140 (KW)
1.3- XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO PHÂN XƯỞNG
Hiện nay có nhiều phương pháp để tính toán phụ tải. Những phương pháp đơn giản

tính toán thuận tiện thì kết quả không được chình xác. Ngược lại, những phương pháp phức
tạp thì có độ chính xác cao. Vì vậy, tùy theo công trình thiết kế và tùy theo yêu cầu cụ thể
mà chọn phương pháp cho thích hợp.
1.3.1-Hệ số công suất trung bình cho từng nhóm j được xác đònh theo công thức sau:
Cosϕ
tbj
=

∑
∑
=
=
nj
i
dmij
nj
i
dmijij
P
PCos
1
1
ϕ
- Hệ số công suất trung bình cho nhóm máy thứ nhất (j =1)
Cosϕ
tb1
=
∑
∑
=

=
nj
i
dmij
nj
i
dmijij
P
PCos
1
1
ϕ
=
8448
8,0*849,0*48
+
+
= 0,84
- Hệ số công suất trung bình cho nhóm máy thứ 2 (j =2)
SVTH :BÙI QUỐC ĐỨC
MSSV : 09302010
16
ĐỒ ÁN MƠN HỌC GVHD:ThS.NGUYỄN NGỌC ÂU
Cosϕ
tb2
=
∑
∑
=
=

nj
i
dmij
nj
i
dmijij
P
PCos
1
1
ϕ
=
4428124
95,0*4485,0*288,0*128,0*4
+++
+++
= 0,89
- Hệ số công suất trung bình cho nhóm máy thứ 3 (j =3)
Cosϕ
tb3
=
∑
∑
=
=
nj
i
dmij
nj
i

dmijij
P
PCos
1
1
ϕ
=
28643612
9,0*2885,0*649,0*3685,0*12
+++
+++
= 0,87
1.3.2- Hệ số sử dụng trung bình cho từng nhóm j được xác đònh theo công thức sau:
K
sdj
=
∑
∑
=
=
nj
i
dmij
nj
i
dmijsdij
P
PK
1
1

- Hệ số sử dụng trung bình cho nhóm máy thứ nhất (j = 1)
K
sd1
=
∑
∑
=
=
nj
i
dmij
nj
i
dmijsdij
P
PK
1
1
=
4*12*0,6 6*14*0,6
0,6
4*12 6*14
+
=
+

- Hệ số sử dụng trung bình cho nhóm máy thứ 2 (j = 2)
K
sd2

=
∑
∑
=
=
nj
i
dmij
nj
i
dmijsdij
P
PK
1
1
K
sd2
=
4*1*0,3 4*3*0,55 4*7*0,6 4*11*0,5 4*12*0,4
0,48
4*1 4*3 4*7 4*11 4*12
+ + + +
=
+ + + +

- Hệ số sử dụng trung bình cho nhóm máy thứ 3 (j = 3)
K
sd3
=
∑

∑
=
=
nj
i
dmij
nj
i
dmijsdij
P
PK
1
1
=
4*3*0,4 4*9*0,6 4*16*0,5 4*7*0,4
0,5
4*3 4*9 4*16 4*7
+ + +
=
+ + +
1.3.3- Xác đònh phụ tải tính toán cho từng nhóm máy theo phương pháp số thiết bò
dùng điện có hiệu quả(n
hq
).
• Bước 1: Xác đònh số thiết bò trong từng nhóm n
j
SVTH :BÙI QUỐC ĐỨC
MSSV : 09302010
17
ĐỒ ÁN MƠN HỌC GVHD:ThS.NGUYỄN NGỌC ÂU

• Bước 2: Xác đònh số thiết bò có công suất lớn nhất trong nhóm máy P
maxj
: n
11
• Bước 3: Xác đònh số thiết bò n
ij
trong nhóm có: P
đmi
≥

2
1
P
max
• Bước 4: Tính tổng công suất của thiết bò trong nhóm
∑
=
nj
1i
dmij
P
• Bước 5: Xác đònh tổng công suất của n
ij
thiết bò trong nhóm
∑
=
1
1
max
n

i
dmi
P
• Bươc 6: Lập tỷ số:
j
j
j
n
n
n
1
*
=
*
j
P
=
∑
∑
dmij
dmi
P
P
max
• Bước 7: Tra bảng đồ thò tìm
*
hqj
n
= f(
*

j
n
,
*
j
P
)
Suy ra n
hqj
=
*
hqj
n
.n
j
• Bước 8: Từ n
hqj
, K
sdj
trabảng tìm được K
maxj
• Bước 9: Xác đònh phụ tải tính toán cho nhóm:
P
tt
=K
maxj
K
sdj

∑

=
J
n
1i
dmij
P
.
S
ttj
=
tbj
ttj
Cos
P
φ
Q
ttj
=
22
-
ttjttj
PS
a/ Xác đònh phụ tải tính toán cho nhóm 1 theo phương pháp số thiết bò dùng điện có
hiệu quả.
-Số thiết bò trong nhóm 1: n
1
= 10
-Thiết bò có công suất lớn nhất trong nhóm 1:P
max1
=14 (KW).

-Số thiết bò trong nhóm có P
đmi
≥

2
1
P
max1:
n
11
= 10
-Tổng công suất của thiết bò trong nhóm 1:
P=
∑
=
n1
1i
dmi1
P
= 4*12 + 6*14 = 132 (KW).
- Tổng số công suất thiết bò trong nhóm có P
đmi
≥

2
1
P
max1.
SVTH :BÙI QUỐC ĐỨC
MSSV : 09302010

18
ĐỒ ÁN MƠN HỌC GVHD:ThS.NGUYỄN NGỌC ÂU
P
1
=
∑
=
1
1
max
n
i
dmi
P
= 4*12 + 6*14 = 132 (KW).
-Tỷ số:
1
10
10
1
11
*
1
===
n
n
n
*
1
P

=
∑
∑
1
max
dmi
dmi
P
P
=
132
132
= 1
Tra bảng đồ thò trang 36 sách cung cấp điện cuả thầy Nguyễn Xuân Phú tìm
*
1hq
n
= f(
*
1
n
,
*
1
P
)
Ta có:
*
1
n

=1;
*
1
P
=1 được
*
1hq
n
= 0,95
Suy ra n
hq1
=
*
1hq
n
.n
1
= 0,95x10 = 9,5.
Từ n
hq1
= 9,5; K
sd
= 0,6; tra sách cung cấp điện trang 32 của thầy Nguyễn Xuân Phú
ta được: K
max
= 1,28
P
tt1
= P
tt

=K
maxj
K
sdj

∑
=
J
n
1i
dmij
P
= 1,28*0,6*132 = 101,38 (KW).
S
tt1
=
tbj
ttj
Cos
P
φ
=
84,0
38,101
= 120,7 (KVA).
Q
tt1
=
22
-

ttjttj
PS
=
22
38,1017,120 −
= 65,5 (KVar).
b/ Xác đònh phụ tải tính toán cho nhóm 2 theo phương pháp số thiết bò dùng điện có hiệu
quả:
- Số thiết bò trong nhóm 2: n
2
= 20.
- Thiết bò có công suất lớn nhất trong nhóm 2:P
max2
= 12 (KW).
- Số thiết bò trong nhóm có P
đmi
≥

2
1
P
max2
: n
12
= 12
- Tổng công suất của thiết bò trong nhóm 2:
P=
∑
=
n2

1i
dmi2
P
= 4*1 + 4*3 + 4*7 + 4*11 + 4*12 = 136 (KW).
- Tổng số công suất thiết bò trong nhóm có P
đmi
≥

2
1
P
max2.
P
2
=
∑
=
1
1
max
n
i
dmi
P
= 4*7 + 4*11 + 4*12 = 120 (KW).
- Tỷ số:
6,0
20
12
2

12
*
2
===
n
n
n
SVTH :BÙI QUỐC ĐỨC
MSSV : 09302010
19
ĐỒ ÁN MƠN HỌC GVHD:ThS.NGUYỄN NGỌC ÂU
*
2
P
=
∑
∑
2
max
dmi
dmi
P
P
=
136
120
= 0,88
Tra bảng đồ thò trang 36 sách cung cấp điện cuả thầy Nguyễn Xuân Phú tìm
*
2hq

n
= f(
*
2
n
,
*
2
P
)
Ta có:
*
2
n
= 0,6;
*
2
P
= 0,88 tra bảng được
*
2hq
n
= 0,69
Suy ra n
hq2
=
*
2hq
n
*n

2
= 0,69*20 = 13,8.
Từ n
hq2
= 13,8; K
sd
= 0,48; tra sách cung cấp điện trang 32 của thầy Nguyễn Xuân
Phú ta được: K
max
= 1,35
P
tt2
= P
tt
=K
maxj
K
sdj

∑
=
J
n
1i
dmij
P
= 1,35*0,48*136 = 88,13 (KW).
S
tt2
=

tbj
ttj
Cos
P
φ
=
89,0
13,88
= 99 (KVA).
Q
tt2
=
22
-
ttjttj
PS
=
22
13,8899 −
= 45,1 ( KVar).
c/ Xác đònh phụ tải tính toán cho nhóm 3 theo phương pháp số thiết bò dùng điện có hiệu
quả:
- Số thiết bò trong nhóm 3: n
3
= 16.
- Thiết bò có công suất lớn nhất trong nhóm 3:P
max3
= 16 (KW).
- Số thiết bò trong nhóm có P
đmi

≥

2
1
P
max3:
n
13
= 8
- Tổng công suất của thiết bò trong nhóm 3:
P=
∑
=
n3
1i
dmi3
P
= 4*3 + 4*9 + 4*16 + 4*7 = 140 (KW).
- Tổng số công suất thiết bò trong nhóm có P
đmi
≥

2
1
P
max3.
P
3
=
∑

=
1
1
max
n
i
dmi
P
= 4*9 + 4*16 = 100 (KW).
- Tỷ số:
5,0
16
8
3
13
*
3
===
n
n
n
*
3
P
=
∑
∑
3
max
dmi

dmi
P
P
=
140
100
= 0,71
Tra bảng đồ thò trang 36 sách cung cấp điện cuả thầy Nguyễn Xuân Phú tìm
*
3hq
n
= f(
*
3
n
,
*
3
P
)
Ta có:
*
3
n
= 0,5;
*
3
P
= 0,71 tra bảng được
*

3hq
n
= 0,82
SVTH :BÙI QUỐC ĐỨC
MSSV : 09302010
20
ĐỒ ÁN MƠN HỌC GVHD:ThS.NGUYỄN NGỌC ÂU
Suy ra n
hq3
=
*
3hq
n
*n
3
= 0,82*16 = 13,12.
Từ n
hq3
= 13,12; K
sd
= 0,5; tra sách cung cấp điện trang 32 của thầy Nguyễn Xuân
Phú ta được: K
max
= 1,3
P
tt3
= P
tt
=K
maxj

K
sdj

∑
=
J
n
1i
dmij
P
= 1,3*0,5*140 = 91 (KW).
S
tt3
=
tbj
ttj
Cos
P
φ
=
87,0
91
= 104,6 (KVA).
Q
tt3
=
22
-
ttjttj
PS

=
22
916,104 −
= 51,58 ( KVar).
Bảng kết quả xác đònh phụ tải của các nhóm thiết bò:
Phụ tải tt
STT nhóm
P
ttij
(KW) Q
ttij
(KVA) S
ttij
(KVar)
1 101,38 65,5 120,7
2 88,13 45,1 99
3 91 51,58 104,6
1.3.4- Phụ tải tính toán động lực toàn phân xưởng
Phụ tải tính toán phần động lực toàn phân xưởng được xác đònh theo công thức sau:
P
ttđl
= K
đt

∑
=
nj
j
ttj
P

1
S
ttđl
=
tbpxCos
Pttdl
ϕ
=
∑
∑
+
=
++
=
×
21
321
1
1
cos
nn
i
dmi
nnn
i
dmii
ttdl
P
P
P

ϕ
Q
ttđl
=
22
ttdlttdl
PS −
Trong đó: P
tt1
= 101,38 KW, P
tt2
= 88,13 KW, P
tt3
= 91 KW.
Do phân xưởng gồm 3 nhóm máy, do đó chọn hệ số đồng thời K
đt
= 0,9
⇒
P
ttđl
= 0,9(101,38 + 88,13 + 91) = 252,46 KW
101,38*0,84 88,13*0,89 91*0,87 242,76
0,865.
101,38 88,13 91 280,51
tbpx
Cos
ϕ
+ +
= = =
+ +

S
ttđl
=
86,291
865,0
46,252
==
tbpx
ttđl
Cos
P
φ
(KVA).
SVTH :BÙI QUỐC ĐỨC
MSSV : 09302010
21
ĐỒ ÁN MƠN HỌC GVHD:ThS.NGUYỄN NGỌC ÂU
Q
ttđl
=
222
ttdl
2
ttđl
252,46-2=P-S 86,91
= 146,45 (KVar).
- Dòng điện tính toán phần động lực cho toàn phân xưởng là:
I
ttđl
=

26,421
4,03
86,291
3
=
×
=
dm
ttdl
U
S
(A)
1.3.5-Xác đònh phụ tải chiếu sáng của phân xưởng theo phương pháp suất chiếu sáng
trên một đơn vò diện tích
Phụ tải chiếu sáng của toàn phân xưởng được xác đònh theo công thức:
P
ttcs
= P
0*
S
Q
ttcs
= P
ttcs
*tgφ
cs
S
ttcs
=
22

ttcsttcs
QP +
Trong đó: S(m
2
) diện tích toàn phân xưởng.
P
0
(W/m
2
) là xuất chiếu sáng của phân xưởng.
Tra bảng 2-5 trang 623 sách cung cấp điện của thầy Nguyễn Xuân Phú, vì đây là
phân xưởng cơ khí nên chọn P
0
= 15(W/m
2
).
⇒
P
ttcs
= 15*1250 = 18750 (W) = 18,75 (KW).
Chọn hệ số chiếu sáng Cosφ
cs
= 0,85
⇒
tgφ
cs
= 0,62
Q
ttcs
= P

ttcs
*tgφ
cs
= 18,75
×
0,62 = 11,625 (Kvar)
S
ttcs
=
22
ttcsttcs
QP +
=
22
625,1175,18 +
= 22,1 (KVA)
1.3.6- Xác đònh phụ tải tính toán toàn phân xưởng
Phụ tải tính toán cho toàn phân xưởng được xác đònh:
P
ttpx
= P
ttđl
+ P
ttcs
Q
ttpx
= Q
ttđl
+ Q
ttcs

S
ttpx
=
22
ttpxttpx
QP +
Vậy: P
ttpx
= 252,46 + 18,75 = 271,2 (KW).
Q
ttpx
= 146,45 + 11,625 = 158,1 (Kvar).
S
ttpx
=
9,3131,1582,271
2222
=+=+
ttpxttpx
QP
(KVA)
1.3.7-Xác đònh tâm phụ tải của nhóm và của phân xưởng
Tâm phụ tải là một điểm nằm trong mặt bằng phụ tải, nếu ta đặt tủ phân phối
chính hay trạm biến áp tại đó thì các chi phí về kim loại màu, về tổn thất công suất, về tổn
thất điện năng và tổn thất điện áp xem như là rất nhỏ.
Dựa vào sơ đồ mặt bằng phân xưởng, ta chọn hệ toạ độ và tỷ lệ xích như sau:
• Chọn hệ trục tọa độ oxy: Lấy góc bên trái phía dưới làm gốc tọa độ, trục tung oy
trùng với cạnh rộng của mặt bằng phân xưởng, trục ox trùng với cạnh dài của mặt
bằng phân xưởng.
SVTH :BÙI QUỐC ĐỨC

MSSV : 09302010
22
ĐỒ ÁN MƠN HỌC GVHD:ThS.NGUYỄN NGỌC ÂU
Dựa vào hệ trục toạ độ ta xác đònh được tâm phụ tải của từng nhóm máy và của
toàn phân xưởng.
-Tọa độ tâm phụ tải nhóm j được xác đònh:
X
nhj
=
∑
∑
=
=
nj
i
ij
nj
i
ijij
p
px
1
1
; Y
nhj
=
∑
∑
=
=

nj
i
ij
nj
i
ijij
p
py
1
1
Với x
ij
, y
ij
lần lượt là hoành độ và tung độ của thiết bò thứ i trong nhóm j
P
ij
là công suất đònh mức của thiết bò thứ i trong nhóm j
Ta tiến hành đo được các tọa độ x
ij
, y
ij
trên mặt bằng phân xưởng
Xác đònh vòng tròn phụ tải:
Xác đònh vòng tròn phụ tải nhằm mục đích minh họa công suất tính toán của phân
xưởng, đồng thời cũng chỉ rõ thành phần công suất tác dụng và công suất chiếu sáng.
Vòng tròn phụ tải có tâm là tâm của phụ tải và có bán kính được xác đònh theo biểu thức
sau đây: R=
*
tt

P
m
π
m: hệ số tự chọn, ở đây chọn
m=1Kw/mm
2
).
a/ Đối với nhóm 1:
 Xác đònh tâm phụ tải:
Thiết bò P
đm
(KW) x (m) y (m) x.P
đm
y.P
đm
3 12 5,5 15,3 66 183,6
3 12
5,5 11,2 66 134,4
3 12
11,4 15,3 136,8 183,6
3 12
11,4 11,2 136,8 134,4
8
14 4 25 56
350
8 14
6,9
25
96,6
350

8 14
9,8
25
137,2
350
8 14
13,7
25
191,8
350
8 14
16,7
25
233,8
350
8 14
19,6
25
274,4 350
SVTH :BÙI QUỐC ĐỨC
MSSV : 09302010
23
ĐỒ ÁN MƠN HỌC GVHD:ThS.NGUYỄN NGỌC ÂU
18
1
1
18
1
18
1

1
18
1
*
1395,4
10,6( )
132
*
2736
20,7( )
132
i dmi
i
dmi
i
i dmi
i
dmi
i
x P
X m
P
y P
Y m
P
=
=
=
=
= = =

= = =
∑
∑
∑
∑
 Xác đònh vòng tròn phụ tải:
1
1
65,5
4,6( )
* 3,14*1
tt
S
R mm
m
π
= = =
Vậy ta đặt tủ động lực nằm trong vòng tròn có tâm là (X
1
= 10,6 (m) ; Y
1
= 20,7
(m)) và bán kính là R
1
= 4,6 (mm).
b/ Đối với nhóm 2:
 Xác đònh tâm phụ tải:
Thiết bò P
đm
(KW) x (m) y (m) x.P

đm
y.P
đm
4 1 18,6 4,4 18,6 4,4
4 1
21,6 4,4 21,6 4,4
4 1
24,5 4,4 24,5 4,4
4 1
27,5 4,4 27,5 4,4
5
3 18 15,3 54
45,9
5 3
20
15,3
60
45,9
5 3
22
15,3
66
45,9
5 3
24
15,3
72
45,9
6 7
30

3
210
21
6 7
31,8
3
222,6 21
6 7
33,3
3
233,1 21
6 7
34,7
3
242,9 21
7 11
26
15,3
286 168,3
SVTH :BÙI QUỐC ĐỨC
MSSV : 09302010
24
ĐỒ ÁN MƠN HỌC GVHD:ThS.NGUYỄN NGỌC ÂU
7 11
28
15,3
308 168,3
7 11
30
15,3

330 168,3
7 11
32
15,3
352 168,3
11 12
29,4
22
352,8 264
11 12
31,4
22
376,8 264
11 12
34,3
22
411,6 264
11 12
36,3
22
435,6 264
18
1
2
18
1
18
1
2
18

1
*
4105,6
30,2( )
136
*
2014,4
14,8( )
136
i dmi
i
dmi
i
i dmi
i
dmi
i
x P
X m
P
y P
Y m
P
=
=
=
=
= = =
= = =
∑

∑
∑
∑
 Xác đònh vòng tròn phụ tải:
2
2
45,1
3,8( )
* 3,14*1
tt
S
R mm
m
π
= = =
Vậy ta đặt tủ động lực nằm trong vòng tròn có tâm là (X
2
= 30,2 (m); Y
2
= 14,8 (m))
và bán kính là R
2
= 3,8 (mm).
c/ Đối với nhóm 3:
 Xác đònh tâm phụ tải:
Thiết bò P
đm
(KW) x (m) y (m) x.P
đm
y.P

đm
1 3 48,4 2,95 145,2 8,9
1 3
48,4 7,35 145,2 22,1
1 3
48,4 12,4 145,2 37,2
1 3
48,4 17 145,2 51
2
9 39,6 25 356,5
225
2 9
41,6
25
374,4
225
SVTH :BÙI QUỐC ĐỨC
MSSV : 09302010
25
ĐỒ ÁN MƠN HỌC GVHD:ThS.NGUYỄN NGỌC ÂU
2 9
43,6
25
392,4
225
2 9
45,6
25
410,4
225

9 16
34,3
10,3
548,8
164,8
9 16
37,3
10,3
596,8 164,8
9 16
40,2
10,3
643,2 164,8
9 16
44
10,3
704 164,8
10 7
37,3
22
261,1 154
10 7
39,6
22
277,2 154
10 7
42,2
22
295,4 154
10 7

44,7
22
312,9 154
18
1
3
18
1
18
1
3
18
1
*
5753,9
41( )
140
*
2294,4
16,4( )
140
i dmi
i
dmi
i
i dmi
i
dmi
i
x P

X m
P
y P
Y m
P
=
=
=
=
= = =
= = =
∑
∑
∑
∑
 Xác đònh vòng tròn phụ tải:
3
3
51,58
4,1( )
* 3,14*1
tt
S
R mm
m
π
= = =
Vậy ta đặt tủ động lực nằm trong vòng tròn có tâm là (X
3
= 41 (m); Y

3
= 16,4 (m))
và bán kính là R
3
= 4,1 (mm).
d/ Đối với toàn phân xưởng:
 Xác đònh tâm phụ tải:
X
px
=
∑
∑
=
=
4
1j
ttj
4
1j
ttjnhj
p
px
=
101,38*10,6 88,13*30,2 91*41
26,62( )
101,38 88,13 91
m
+ +
=
+ +

SVTH :BÙI QUỐC ĐỨC
MSSV : 09302010
26
ĐỒ ÁN MƠN HỌC GVHD:ThS.NGUYỄN NGỌC ÂU
Y
px
=
∑
∑
=
=
4
1j
ttj
4
1j
ttjnhj
p
py
=
101,38*20,7 88,13*14,8 91*16,4
17,45( )
101,38 88,13 91
m
+ +
=
+ +
 Xác đònh vòng tròn phụ tải:
313,9
10( )

* 3,14*1
ttpx
px
S
R mm
m
π
= = =
Vậy ta đặt tủ phân phối nằm trong vòng tròn có tâm là (X
px
= 26,62 (m); Y
px
= 17,45
(m)) và bán kính là R
px
= 10 (mm).
 Xác đònh vò trí đặt tủ động lực cho từng nhóm máy
Dựa vào các yêu cầu cần đảm bảo thuận tiện cho việc lắp đặt tủ động lực cho
từng nhóm máy phải thõa:
- Tủ đặt phải gần tâm phụ tải.
- Thuận tiện cho việc quan sát toàn nhóm máy hay toàn phân xưởng.
- Không gây cản trở lối đi.
- Gần cửa ra vào, thông gió tốt.
Vậy ta nên đặt tủ phân phối chính MDB ( Main Distribution Board ) và tủ phân
phối phụ DB ( Distribution Board ) gần với các tâm phụ tải của nhóm và tâm phụ tải chính
phân xưởng. Tủ phân phối cho phần chiếu sáng DLB ( Distribution Lighting Board) được
đặt gần cửa ra vào của phân xưởng cho tiện việc điều khiển chiếu sáng.Vò trí các tủ phân
phối được xác đònh trên bản vẽ tâm phụ tải vàvò trí các tủ phân phối.
 Sơ đồ tâm phụ tải:
SVTH :BÙI QUỐC ĐỨC

MSSV : 09302010
27
ĐỒ ÁN MƠN HỌC GVHD:ThS.NGUYỄN NGỌC ÂU
CHƯƠNG 2
TÍNH CHỌN TRẠM BIẾN ÁP CHO PHÂN XƯỞNG.
2.1- KHÁI QUÁT VỀ TÍNH CHỌN TRẠM BIẾN ÁP
Trạm biến áp dùng để biến điện năng từ cấp điện áp này sang cấp điện áp khác.
Nó đóng vai trò rất quan trọng trong hệ thống cung cấp điện. Vò trí đặt trạm, dung lượng,
số lượng máy biến áp trong trạm, khả năng vận hành trạm có ảnh hưởng rất nhiều đến chỉ
tiêu kinh tế và kỹ thuật của hệ thống điện.
Trạm biến áp trung gian: trạm này nhận điện từ hệthống điện cao áp 22-35KV
biến đổi thành cấp điện áp 10KV hay 6KV, cá biệt khi xuống 0.4KV.
Trạm biến áp phân xưởng: trạm này nhận điện từ trạm biến áp trung gian biến đổi
thành các cấp điện áp thích hợp phục vụ cho phụ tải phân xưởng. Điện áp phía sơ cấp
thường là 22KV, 10KV, 6KV hoặc 15KV xuống còn phía thứ cấp 380/220V, 220/127V…
Về cấu trúc trạm biến áp được chia ra làm 2 loại:
• Trạm ngoài trời: ở trạm này, thiết bò có điện áp cao đều đặt ngoài trời, còn phần
phân phối điện áp thấp thì đặt trong nhà hoặc được đặt trong các tủ sắt chế tạo sẵn
chuyên dùng để phân phối phần hạ thế. Xây dựng trạm ngoài trời sẽ tiết kiệm được
kinh phí xây dựng hơn so với trạm trong nhà.
• Trạm trong nhà: ở trạm này tất cả các thiết bò điện đều được đặt trong nhà.
Dung lượng của máy biến áp nên đồng bộ (ít chủng loại) để giảm số lượng máy
biến áp dự phòng trong kho. Dung lượng máy biến áp được chọn cho trạm phải đáp ứng
được phụ tải lớn nhất.
Số lượng các trạm biến áp phân xưởng tùy thuộc vào công suất mỗi phân xưởng,
mức độ tập trung hay phân tán của phụ tải trong xí nghiệp, phụ thuộc vào tính chất quan
trọng của phụ tải về mặt cung cấp điện… Với phân xưởng lớn có thể dùng 1 trạm biến áp
riêng, vài ba phân xưởng đặt gần nhau được cấp điện từ một trạm chung. Khi chọn số
lượng trạm biến áp phải so sánh về kinh tế, kỹ thuật.
Vò trí trạm biến áp có thể ở độc lập bên ngoài, liền kề với phân xưởng hoặc đặt

bên trong phân xưởng.
2.2- CHỌN VỊ TRÍ TRẠM BIẾN ÁP
Để xác đònh vò trí hợp lý của trạm biến áp DT (Distribution Transformer) cần
xem xét các yêu cầu sau:
• An toàn, liên tục cung cấp điện.
• Tiêu tốn kim loại màu ít nhất.
• Gần tâm phụ tải.
• Thuận tiện cho nguồn cung cấp điện đưa tới.
SVTH :BÙI QUỐC ĐỨC
MSSV : 09302010
28
ĐỒ ÁN MƠN HỌC GVHD:ThS.NGUYỄN NGỌC ÂU
• Thao tác vận hành và quản lý dễ dàng.
• Tiết kiệm vốn đầu tư và chi phí vận hành hàng năm là bé nhất.
Thông thường thì việc lắp đặt trạm không đúng vò trí của tâm phụ tải mà ta tính
toán trên bản vẽ. Do vậy nó còn phụ thuộc vào điều kiện thực tế mà ta chọn sao cho hợp
lý.
Căn cứ vào các yêu cầu trên và dựa vào sơ đồ vò trí phân xưởng sửa chữa cơ khí.
Ta chọn vò trí lắp đặt trạm biến áp như sau: Trạm biến áp đặt cách phân xưởng 20 m, gần
lưới điện quốc gia và gần tủ phân phối chính MDB ( Main Distribution Board ).
2.3- LỰA CHỌN MÁY BIẾN ÁP
Lựa chọn máy biến áp T (Transformer) bao gồm lựa chọn số lượng, công suất,
chủng loại, kiểu cách và các tính năng khác của máy biến áp.
2.3.1- Chọn số lượng máy biến áp
Có nhiều cách xác đònh số lượng và chủng loại máy biến áp, nhưng thường vẫn dựa
vào yêu cầu chủ yếu là độ tin cậy cung cấp điện cho phụ tải của trạm đó.
- Với phụ tải loại 1: là phụ tải quan trọng không được phép mất điện thì phải đặt 2
máy biến áp, hoặc cấp nguồn từ hai nguồn độc lập.
- Với phụ tải loại 2: như xí nghiệp sản xuất hàng tiêu dùng, phân xưởng gia công
sửa chữa, khách sạn, siêu thò v.v thì phải so sánh giữa phương án cấp điện bằng một

đường dây – 1 máy biến áp. Với phương án cấp điện bằng đường dây lộ kép – 2 máy biến
áp. Trong thực tế, những hộ loại này thường dùng phương án lộ đơn – 1 máy biến áp.
- Với phụ tải loại 3: như phụ tải chiếu sáng sinh hoạt, thôn xóm, khu chung cư,
trường học, hộ này thường dùng lộ đơn.
2.3.2- Chủng loại máy biến áp
Chủng loại máy biến áp trong một trạm nên chọn đồng nhất, việc đó nhằm giảm
số lượng máy dự phòng trong kho và thuận tiện cho lắp đặt, vận hành.
Dựa vào các yêu cầu đã nêu và đặc điểm của phụ tải phân xưởng chúng ta là hộ
tiêu thụ loại 2, nên yêu cầu cung cấp điện không cao lắm. Do đó, ta chọn phương án cấp
điện cho phân xưởng sửa chữa cơ khí là lộ đơn – 1 máy biến áp.
2.3.3- Xác đònh công suất máy biến áp
Thông thường người ta chọn dung lượng trạm biến áp dựa vào đồ thò phụ tải
hộ tiêu thụ. Đối với xưởng này không có đồ thò phụ tải cụ thể, nên ta chọn dung
lượng trạm biến áp sao cho các máy biến áp trong trạm không non tải lắm, cũng
không quá tải lắm, tức là chọn dung lượng trạm biến áp theo công thức:
S
trạm
≥ S
tt
S
tt
= S
tt
Σ

+S
dựphòng
Trong đó:
S
tt

Σ
là dung lượng tính toán của toàn xưởng.
S
dự phòng:
là dung lượng dự phòng của trạm biến áp trong tương lai.
SVTH :BÙI QUỐC ĐỨC
MSSV : 09302010
29