ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SẢN XUẤT MÁY KÉO Giáo viên hướng dẫn BẠCH QUỐC KHÁNH (ĐỀ SỐ 2)

Đồ án mơn học

TRƯỜNG ĐHBK HÀ NỘI
BỘ MƠN HỆ THỐNG ĐIỆN

Thiết kế hệ thống cung cấp điện

THIẾT KẾ

HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN

BÀI TẬP DÀI THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN
(Đề 2 - Số thứ tự của Sinh viên: a = 2)
I. ĐẦU ĐỀ THIẾT KẾ
Thiết kế cung cấp điện cho một nhà máy sản xuất máy kéo
II. CÁC SỐ LIỆU BAN ĐẦU
1. Phụ tải điện của nhà máy
2. Phụ tải của phân xưởng sửa chữa cơ khí
3. Điện áp nguồn: Uđm = 35 kV
4. Dung lượng ngắn mạch về phía hạ áp trạm biến áp khu vực:
250MVA
5. Đường dây cung cấp điện cho nhà máy: Dùng dây AC treo trên
không.
6. Khoảng cách từ nguồn đến nhà máy: l = 12 km
7. Công suất của nguồn điện: Vô cùng lớn
8. Nhà máy làm việc 3 ca, Tmax = 300*(10+a) = 300.(10+2) = 3600 giờ

Nguyễn Đình Ngọc

1

Đồ án môn học

Thiết kế hệ thống cung cấp điện

Sơ đồ mặt bằng nhà máy sản xuất máy kéo

10

1
6

7

5

8
9
Tõ hÖ thèng ®iƯn ®Õn

11
2

3

12

4
Tû lƯ: 1/4500

TT

Phụ tải điện nhà máy sản xuất máy kéo
Tên phân xưởng
Công suất đặt (kW) Loại hộ tiêu thụ

1

Khu nhà phòng quảm lý và
xưởng thiết kế

200

III

2

Phân xưởng (PX) đúc

1500

I

3

PX gia cơng cơ khí

3600

I

4

PX cơ lắp ráp

3200

I

5

PX luyện kim mầu

1800

I

6

PX luyện kim đen

2500

I

7

PX sửa chữa cơ khí

Theo tính tốn

III

8

PX rèn dập

2100

I

9

PX nhiệt luyện

3500

I

10 Bộ phận nén khí

1700

III

11 Trạm bơm

800

I

12 Kho vật liệu

60

III

13 Chiếu sáng phân xưởng

Nguyễn Đình Ngọc

Theo diện tích

2


Đồ án môn học

Thiết kế hệ thống cung cấp điện

Danh sách thiết bị phân xưởng sửa chữa cơ khí
TT Tên phân xưởng
SL Nhãn máy Cơng suất(kW)
1 máy
Tồn bộ
BỘ PHẬN DỤNG CỤ
1
Máy tiện ren
4
IK625

10
40
2
Máy tiện ren
4
IK620
10
40
3
Máy doa toạ độ
1
2450
4.5
4.5
4
Máy doa ngang
1
2614
4.5
4.5
5
Máy phay vạn năng
2
6H82Ш
7
14
6
Máy phay ngang
1
6H84Ґ

4.5
4.5
7
Máy phay chép hình
1
6HПKП
5.62
5.62
8
Máy phay đứng
2
6H12
7
14
9
Máy phay chép hình
1
642
1
1
10 Máy phay chép hình
1
6461
0.6
0.6
11 Máy phay chép hình
1
64616
3
3

12 Máy bào ngang
2
7M36
7
14
13 Máy bào giường một trụ
1
MC38
10
10
14 Máy xọc
2
7M430
7
14
15 Máy khoan hướng tâm
1
2A55
4.5
4.5
16 Máy khoan đứng
1
2A125
4.5
4.5
17 Máy mài trịn
1
36151
7
7

18 Máy mài trịn vạn năng
1
312M
2.8
2.8
19 Máy mài phẳng có trục đứng 1
373
10
10
20 Máy mài phẳng có trục nằm 1
371M
2.8
2.8
21 Máy ép thuỷ lực
1
ΠO-53
4.5
4.5
22 Máy khoan bàn
1 HC-12A
0.65
0.65
23 Máy mài sắc
2
2.8
5.6
24 Máy ép tay kiểu vít
1
0
0

25 Bàn thợ nguội
10
0
0
26 Máy giũa
1
1
1
27 Máy mài sắc có dao cắt gọt
1
3A625
2.8
2.8
BỘ PHẬN SỬA CHỮA CƠ KHÍ VÀ ĐIỆN
1
Máy tiện ren
4
IA62
7
28
Nguyễn Đình Ngọc

3


Đồ án môn học

Thiết kế hệ thống cung cấp điện

2

Máy tiện ren

3

1616

4.5

13.5

3

Máy tiện ren

4

IE6EM

3.2

12.8

4

Máy tiện ren

2

ID63A

10

20

5

Máy khoan đứng

1

2A125

2.8

2.8

6

Máy khoan đứng

1

2A150

7

7

7

Máy phay vạn năng

1

6H81

4.5

4.5

8

Máy bào ngang

1

7A35

5.8

5.8

9

Máy mài tròn vạn năng

1

3130

2.8

2.8

10

Máy mài phẳng

1

-

4

4

11

Máy cưa

2

872A

2.8

5.6

12

Máy mài hai phía

2

-

2.8

5.6

13

Máy khoan bàn

6

HC-12A

0.65

3.9

14

Máy ép tay

1

P-4T

0

0

15

Bàn thợ nguội

8

-

0

0

Nguyễn Đình Ngọc

4


Đồ án môn học

Thiết kế hệ thống cung cấp điện

Mặt bằng phân xưởng sửa chữa cơ khí
Kho linh kiƯn
háng
2

8

3

1
5

13
4

11

13

26

Bé phËn sửa chữa cơ khí

20

Phòng thử
nghiệm

2

2

23

23

25 25

25 25
25 25

10

17

25

Bộ phận dụng cơ

8
21

16

6

13

1

Phßng thư
nghiƯm

8

15

15 15

18

15 15

5

15 15

14

5

14

15 15

25

4

Bé phËn dơng cơ

Kho phơ
tïng

13

Nguyễn ỡnh Ngc

2

2

25 25

5

3

11
6

13

1

1

12

13

1

1

22

3

13
12

1

3

7

4

Bộ phận sửa chữa điện

24

27

1

2

10

9

14

19

9

7

11

12

12


Đồ án môn học

Thiết kế hệ thống cung cấp điện

LỜI NĨI ĐẦU.
Trong cơng cuộc xây dựng đất nước hiện nay thì nghành cơng nghiệp điện
ln giữ một vai trị hết sức quan trọng, trở thành nghành không thể thiếu
trong nền kinh tế quốc dân và thiết kế cung cấp điện là việc đầu tiên phải làm.
Khi các nhà máy và xí nghiệp khơng ngừng được xây đựng thì các hệ
thống cung cấp điện cũng cần phải được thiết kế và xây dựng . Từ yêu cầu
thực tế đó, cùng những kiến thức đã được học,em đã nhận được bài tập lớn :
Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy sản suất máy kéo.
Cùng với sự nỗ lực của bản thân và sự giúp đỡ tận tình của thầy Bạch
Quốc Khánh , em đã hoàn thành xong bài tập u cầu.
Trong q trình thiết kế khơng tránh khỏi những sai sót mặc dầu đã rất cố

gắng nhưng khơng thể tránh được những khiếm khuyết, mong các thầy cơ
giáo góp ý thêm.
Em xin gửi đến thầy Bạch Quôc Khánh cùng các thầy cô giáo trong bộ
môn Hệ Thống Điện lời cảm ơn chân thành nhất
Hà Nội , ngày 06 tháng 12 năm 2007 .
Sinh viên
Nguyễn Đình Ngọc

Nguyễn Đình Ngọc

6


Đồ án môn học

CHƯƠNG I.

Thiết kế hệ thống cung cấp điện

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY

1.1 Loại ngành nghề, quy mô và năng lực của nhà máy.
1.1.1 Loại ngành nghề.
- Đây là nhà máy có tầm quan trọng trong nền kinh tế quốc dân, đặc
biệt là trong nông nghiệp, nên nhà máy cần đảm bảo tin cậy cung cấp điện
bằng cách được cấp điện bằng đường dây lõi kép từ trạm trung gian về các
phân xưởng chính trong nhà máy, cũng cần đảm bảo cung liên tục cung cấp
điện.
1.1.2 Quy mô, năng lực của nhà máy.
Đây là một nhà máy sản xuất máy kéo có quy mơ lớn, gồm 12 phân

xưởng với tổng công suất đạt gần 21000 kVA.
Công suất đặt
Loại hộ
Diện tích
TT
Tên phân xưởng
(kW)
tiêu thụ
(m2)
Khu nhà phịng quảm lý và
1
200
III
1640.25
xưởng thiết kế
2

Phân xưởng (PX) đúc

1500

I

2956.5

3

PX gia cơng cơ khí

3600

I

4252.5

4

PX cơ lắp ráp

3200

I

4131

5

PX luyện kim mầu

1800

I

3442.5

6

PX luyện kim đen

2500

I

2571.75

7

PX sửa chữa cơ khí

Theo tính tốn

III

1134

8

PX rèn dập

2100

I

2916

9

PX nhiệt luyện

3500

I

1822.5

10 Bộ phận nén khí

1700

III

2268

11 Trạm bơm

800

I

1620

12 Kho vật liệu

60

III

3543.75

1.2 Giới thiệu phụ tải điện của toàn nhà máy.

Phụ tải điện của tồn nhà máy có thể phân ra làm hai loại phụ tải:
- Phụ tải động lực
- Phụ tải chiếu sáng
Phụ tải động lực và phụ tải chiếu sáng thường làm việc ở chế độ dài hạn, điện
áp yêu cầu trực tiếp tới thiết bị là 380/220 (V) ở tần số công nghiệp f=50(Hz).
1.3 Những yêu cầu khi thiết kế cung cấp điện của nhà máy.
1.3.1 Độ tin cậy cung cấp điện.
Nguyễn Đình Ngọc

7


Đồ án môn học

Thiết kế hệ thống cung cấp điện

Độ tin cậy cung cấp điện tuỳ thuộc vào hộ tiêu thụ loại nào (loại 1, 2,
hay 3). Trong điều kiện cho phép, người ta cố gắng chọn phương án cung cấp
điện có độ tin cậy càng cao càng tốt.
1.3.2 Chất lượng điện áp.
Chất lượng điện được đánh giá bằng hai chỉ tiêu là tần số và điện áp.
Chỉ tiêu tần số do cơ quan điều khiển hệ thống điều chỉnh. Chỉ có những hộ
tiêu thụ lớn (hàng chục MW trở lên) mới phải quan tâm đến chế độ vận hành
của mình sao cho hợp lý để góp phần ổn định tần số của hệ thống điện.
Nói chung, điện áp ở lưới trung áp và hạ áp cho phép dao động quanh
giá trị  5% điện áp định mức. Đối với những phụ tải có yêu cầu cao về chất
lượng điện áp như nhà máy hố chất điện tử, cơ khí chính xác… điện áp chỉ
cho phép dao động trong khoảng  2,5%.
1.3.3 An toàn cung cấp điện.
Hệ thống cung cấp điện phải được vận hành an toàn đối với người và

thiết bị. Do đó, sơ đồ cung cấp điện phải hợp lý, rõ ràng, mạch lạc để tránh
nhầm lẫn trong vận hành và các thiết bị điện phải được chọn đúng chủng loại
và đúng công suất.
Công tác xây dựng, lắp đặt và việc vận hành quản lý hệ thống cung cấp điện
ảnh hưởng lớn đến độ an toàn cung cấp điện.
Do đó, người sử dụng phải tuyệt đối chấp hành nhưng quy định về an toàn sử
dụng điện.
1.3.4 Kinh tế
Khi đánh giá so sánh các phương án cung cấp điện, chỉ tiêu kinh tế chỉ
được xét đến khi các chỉ tiêu kỹ thuật nêu trên được đảm bảo. Chỉ tiêu kinh tế
được đánh giá thông qua tổng vốn đầu tư, chi phí vận hành và thời gian thu
hồi vốn đầu tư.
Việc đánh giá chỉ tiêu kinh tế phải thông qua tính tốn và so sánh tỷ mỉ giữa
các phương án, từ đó mới có thể đưa ra được phương án thích hợp nhất.

Nguyễn Đình Ngọc

8


Đồ án môn học

Thiết kế hệ thống cung cấp điện

CHƯƠNG II. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN
2.1

Đặt vấn đề.
Phụ tải tính tốn là phụ tải giả thiết lâu dài khơng đổi, tương đương với
phụ tải thực tế (biến đổi) về mặt hiệu ứng nhiệt lớn nhất. Nói cách khác, phụ

tải tính tốn cũng làm nóng dây dẫn lên tới nhiệt độ bằng nhiệt độ lớn nhất do
phụ tải thực tế gây ra.
2.2 Các phương pháp xác định phụ tải tính tốn.
Hiện nay có nhiều phương pháp để tính phụ tải tính tốn. Những
phương pháp đơn giản, tính tốn thuận tiện thì kết quả khơng thật chính xác.
Ngược lại, nếu độ chính xác được nâng cao thì phương pháp tính phức tạp. Vì
vậy, tuỳ theo giai đoạn thiết kế, tuỳ theo yêu cầu cụ thể mà chọn phương pháp
tính cho thích hợp.
Sau đây là một số phương pháp xác định phụ tải tính tốn thưịng dùng nhất.
2.2.1 Xác định phụ tải tính tốn theo cơng suất đặt và hệ số nhu cầu.
Ptt = k nc .P®
Trong đó:
knc: Hệ số nhu cầu của thiết bị, tra trong sổ tay kỹ thuật.
Pđ : Cơng suất đặt của thiết bị hoặc của nhóm thiết bị, trong tính tốn có
thể xem gần đúng Pđ = Pđm (kW).
2.2.2 Xác định phụ tải tính tốn 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 phụ tải (tra sổ tay)
Ptb : Công suất trung bình của một thiết bị hoặc nhóm thiết bị:
t

 Pt dt

A
t
t
2.2.3 Xác định phụ tải tính tốn theo cơng suất trung bình và độ lệch của
đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình.

Ptt = Ptb ± 
Trong đó:
Ptb : Cơng suất trung bình của một hoặc nhóm thiết bị (kW)
 : Độ lệch của đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình
 : Hệ số tán xạ của 
2.2.4 Xác định phụ tải tính tốn theo hệ số cực đại kmax và cơng suất bình
Ptb (cịn gọi là phương pháp số thiết bị hiệu quả nhq)
Ptt = kmax.Ptb = kmax.ksd.Pdđ
Trong đó:
Ptb : Cơng suất trung bình của một hoặc nhóm thiết bị (kW)
Pdđ : Cơng suất danh định của một hoặc nhóm thiết bị (kW)
Ptb 

Nguyễn Đình Ngọc

0

9




Đồ án môn học

Thiết kế hệ thống cung cấp điện

ksd : Hệ số sử dụng của một hoặc một nhóm thiết bị
kmax : Hệ số cực đại, tra trong sổ tay kỹ thuật theo quan hệ:
kmax = f(nhq, ksd)
nhq : Số thiết bị dùng điện hiệu quả

2.2.5 Xác định phụ tải tính tốn theo suất chi phí điện năng cho một đơn
vị sản phẩm.
a .M
Ptt = 0
Tmax
Trong đó:
a0 : Suất chi phí điện năng cho một đơn vị sản phẩm
(kWh/đvsp).
M : Số sản phẩm sản xuất ra trong năm
Tmax : Thời gian sử dụng công suất lớn nhất (h).
2.2.6 Xác định phụ tải tính tốn theo suất trang bị điện cho một đơn vị
sản phẩm.
Ptt = p0.S
Trong đó:
p0 : Suất trang bị điện cho một đơn vị diện tích [W/m2]
S : Diện tích đặt thiết bị (m2)
2.2.7 Phương pháp tính trực tiếp.
Trong các phương pháp trên, 3 phương pháp 1, 5 và 6 là dựa trên kinh
nghiệm thiết kế và vận hành để xác định PTTT nên chỉ cho các kết quả gần
đúng. Tuy nhiên chúng khá đơn giản và tiện lợi. Các phương pháp còn lại xây
dựng trên cơ sở lý thuyết xác suất thống kê có xét đến nhiều yếu tố do đó có
kết quả chính xác hơn nhưng khối lượng tính tốn lớn hơn và phức tạp hơn.
Tuỳ theo u cầu tính tốn và những thơng tin có thể có được về phụ
tải, nguời thiết kế có thể lựa chọn các phương pháp thích hợp để xác định
PTTT.
Trong 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 phụ tải động lực của phân xưởng có thể sử dụng phương pháp xác định
phụ tải tính tốn theo cơng suất trung bình và hệ số cực đại. Các phân xưởng
cịn lại do chỉ biết diện tích và công suất đặt nên để xác định phụ tải động lực

của các phân xưởng này ta áp dụng phương pháp tính theo cơng suất đặt và hệ
số nhu cầu. Phụ tải chiếu sáng của các phân xưởng được xác định theo
phương pháp suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích sản xuất.
2.3 Xác định phụ tải tính tốn của phân xưởng sửa chữa cơ khí.
Phân xưởng sửa chữa cơ khí là phân xưởng số 5 trong sơ đồ mặt bằng
nhà máy, có diện tích bố trí thiết bị là 1500m2 . Trong đó có 72 thiết bị, cơng
suất của các thiết bị rất khác nhau: công suất lớn nhất là 24,6 kW, công suất
nhỏ nhất là 0,65 kW. Phần lớn các thiết bị có chế độ làm việc dài hạn, chỉ có
máy biến áp hàn có chế độ làm việc ngắn hạn lặp lại. Những đặc điểm này
Nguyễn Đình Ngọc

10


Đồ án môn học

Thiết kế hệ thống cung cấp điện

cần được quan tâm khi phân nhóm phụ tải, xác định phụ tải tính tốn và lựa
chọn phương án thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng.
2.3.1 Giới thiệu phương pháp xác định phụ tải tính tốn theo cơng suất
trung bình Ptb và hệ số cực đại kmax (còn gọi là phương pháp số thiết bị
dùng điện hiệu quả).
Cơng thức tính:
Ptt = kmax.Ptb = kmax.ksd.Pdđ
Trong đó:
 ksd :
Hệ số sử dụng của một hoặc một nhóm thiết bị.
Nếu ksd của các nhóm sai khác nhiều thì ta sử dụng Ktb:
n

Ktb =

k
i 1

sdi

.Pdmi

n

P
i 1

dmi

 kmax :
Hệ số cực đại của thiết bị hoặc nhóm thiết bị được tra trong sổ
tay kỹ thuật theo quan hệ : kmax = f(nhq, ksd)
nhq : Số thiết bị dùng điện hiệu quả
n

nhq =

P

dmi

i=1

n

P

(làm tròn số)

2
dmi

i=1

Khi số thiết bị nhóm n > 4 cho phép sử dụng các phương pháp gần
đúng sau để xác định nhq với sai số cho phép ± 10% :
P
+
Khi m ≤ d ® max ≤ 3 và ksd  0,4 thì nhq = n.
Pd ® min
Pdđmax : Cơng suất danh định của thiết bị có cơng suất lớn nhất
Pdđmin : Cơng suất danh định của thiết bị có cơng suất nhỏ nhất.

n1.
+

Khi m =

n1

n

i 1

Nếu trong n thiết bị có tồn tại n1 thiết bị mà

i 1

 Pdmi  5% Pdmi thì nhq = n -

Pd ® max
> 3 và ksd  0,2 thì:
Pd ® min
n

2 Pdmi

 n
Pdm max
+
Khi khơng áp dụng được 2 trường hợp trên (ksd < 0,2 hoặc m ≤3
và ksd < 0,4) thì việc xác định nhq được tiến hành qua các bước sau :
 Bước 1: Tìm tổng số thiết bị trong nhóm n và số thiết bị có cơng suất
khơng nhỏ hơn một nửa cơng suất của thiết bị có cơng suất lớn nhất trong
nhóm n2.

nhq =

Nguyễn Đình Ngọc

i 1

11

Đồ án môn học

Thiết kế hệ thống cung cấp điện
n

 Bước 2: Tính : P =  Pdmi ; P2 =
i 1

n2

P
i 1

dmi

 Bước 3: Tính : n* = n2/n; P* = P2/P
 Bước 4: Tra sổ tay tìm nhq* = f(n*, P*)
 Bước 5 : Tìm nhq = nhq*.n
2.3.2 Trình tự xác định phụ tải tính tốn theo phương pháp Ptb và kmax.
1.
Phân nhóm phụ tải.
Trong mỗi phân xưởng thường có nhiều thiết bị có cơng suất và chế độ
làm việc rất khác nhau. Muốn xác định phụ tải tính tốn được chính xác cần
phải phân nhóm thiết bị điện. Việc phân nhóm thiết bị điện cần tuân theo các
nguyên tắc sau:
+
Các thiết bị trong cùng một nhóm nên ở gần nhau để giảm chiều
dài đường dây hạ áp và nhờ vậy có thể tiết kiệm được vốn đầy tư và tổn thất

trên các đường dây hạ áp trong phân xưởng.
+
Chế độ làm việc của các thiết bị trong cùng một nhóm nên giống
nhau để việc xác định PTTT được chính xác hơn và thuận lợi hơn cho việc
lựa chọn phương thức cung cấp điện cho nhóm.
+
Tổng cơng suất của các thiết bị trong nhóm nên xấp xỉ nhau để
giảm chủng loại tủ động lực cần dùng cho phân xưởng và tồn nhà máy. Số
thiết bị trong một nhóm không nên quá nhiều bởi số đầu ra của các tủ động
lực thường nhỏ hơn 12.
Tuy nhiên thường thì khó thoả mãn cùng một lúc cả 3 nguyên tắc trên,
do vậy người thiết kế cần phải lựa chọn cách phân nhóm sao cho hợp lý nhất.
Dựa theo nguyên tắc phân nhóm phụ tải điện đã nêu ở trên và căn cứ
vào vị trí, cơng suất của thiết bị bố trí trên mặt bằng phân xưởng có thể chia
các thiết bị trong phân xưởng sửa chữa cơ khí thành 5 nhóm. Kết quả phân
nhóm phụ tải điện được trình bày trong bảng 2.1
Bảng 2.1: Tổng hợp kết quả phân nhóm phụ tải điện
Cơng suất(kW)
Tên nhóm và tên
Ký hiệu trên
TT
Số lượng
thiết bị
mặt bằng
1 máy Tồn bộ
Nhóm 1
1
Máy tiện ren
1
1

7
7
2
Máy tiện ren
2
1
4,5
4,5
3
Máy tiện ren
3
1
3,2
3,2
4
Máy tiện ren
4
1
10
10
5
Máy khoan đứng
5
1
2,8
2,8
6
Máy khoan đứng
6
1

7
7
7
Máy cưa
11
1
2,8
2,8
8
Máy mài hai phía
12
1
2,8
2,8
Nguyễn Đình Ngọc

12


Đồ án môn học

9

Thiết kế hệ thống cung cấp điện

Máy khoan bàn

13

Cộng theo nhóm 1

6

0,65

14

3,9
44

10

Nhóm 2
Máy tiện ren

1

3

7

21

11

Máy tiện ren

2

1

4,5

4,5

12

Máy tiện ren

3

2

3,2

6,4

13

Máy tiện ren

4

1

10

10

14

Máy phay vạn năng

7

1

4,5

4,5

15

Máy bào ngang

8

1

5,8

5,8

16

Máy mài trịn vạn năng

9

1

2,8

2,8

17

Máy mài phẳng

10

1

4

4

18

Máy cưa

11

1

2,8

2,8

19

Máy mài hai phía

12

1

2,8

2,8

Cộng theo nhóm 2

13

64,6

20

Nhóm 3
Máy tiện ren

1

4

10

40

21

Máy doa toạ độ

3

1

4,5

4,5

22

Máy doa ngang

4

1

4,5

4,5

23

Máy mài trịn vạn năng

18

1

2,8

2,8

24

Máy mài phẳng có trục đứng

19

1

10

10

25

Máy ép thuỷ lực

21

1

4,5

4,5

26

Máy giũa

26

1

1

1

27

Máy mài sắc có dao cắt gọt

27

1

2,8

2,8

Cộng theo nhóm 3

11

70,1

Nhóm 4
28

Máy tiện ren

2

4

10

40

29

Máy phay đứng

8

2

7

14

30

Máy phay chép hình

9

1

1

1

31

Máy phay chép hình

10

1

0,6

0,6

32

Máy xọc

14

2

7

14

33

Máy khoan đứng

16

1

4,5

4,5

34

Máy mài phẳng có trục nằm

20

1

2,8

2,8

Cộng theo nhóm 4
Nguyễn Đình Ngọc

12
13

76,9


Đồ án mơn học

Thiết kế hệ thống cung cấp điện

Nhóm 5
35

Máy phay vạn năng

5

2

7

14

36

Máy phay ngang

6

1

4,5

4,5

37

Máy phay chép hình

7

1

5,62

5,62

38

Máy phay chép hình

11

1

3

3

39

Máy bào ngang

12

2

7

14

40

Máy bào giường một trụ

13

1

10

10

41

Máy khoan hướng tâm

15

1

4,5

4,5

42

Máy mài trịn

17

1

7

7

43

Máy khoan bàn

22

1

0,65

0,65

44

Máy mài sắc

23

2

2,8

5,6

Cộng theo nhóm 5

13

68,87

2.

Xác định phụ tải tính tốn của các nhóm phụ tải:
Với phân xưởng sửa chữa cơ khí ta dùng phương pháp xác định phụ tải
tính tốn theo cơng suất trung bình và hệ số cực đại.
a.
Nhóm 1:
Tra bảng PLI-1 TL [2] có: ksd= 0,15; Cos=0,6 => tg =1,33
- Tổng số thiết bị trong nhóm 1: n = 14
- Tổng cơng suất của nhóm 1: Pdm = 44 kW
- Cơng suất của thiết bị có cơng suất lớn nhất : Pdmmax = 10 kW
- Tính m:
P
10
m = dmmax =

= 13,385
Pdmmin 0,65
 Vì m = 13,385 >3; ksd = 0,15 < 0,2 nên ta phải xác định số thiết bị sử dụng
điện hiệu quả theo trình tự như sau :
* Tính n1 ( là số thiết bị có cơng suất lớn hơn hay bằng 1/2 cơng suất của
thiết bị có cơng suất lớn nhất ):
theo bảng phân nhóm ta được n1= 3
n1

* Tính P1: P1 =  Pdmi
i=1

Trong đó:- P1: tổng cơng suất định mức của n1 thiết bị .
Nguyễn Đình Ngọc

14


Đồ án môn học

Thiết kế hệ thống cung cấp điện

- Pdmi: công suất định mức của thiết bị thứ i trong n1 thiết bị
n1

 P1 =  Pdmi = 7+10+7=24 kW
i=1

- Xác định n* và P*:
 n* =

n1 3
P
24
= =0,21; P* = 1 
 0,55
n 14
Pdm 44

- Từ các giá trị n* = 0,21 ; P* = 0,55 tra bảng PL I.5 TL [2] trang 255
- Tính số thiết bị sử dụng điện hiệu quả :
nhq = n×nhq* =14×0,55 = 7,7
- Từ ksd = 0,15 và nhq = 7,7 tra bảng PL I.6 TL [2] trang 256 ta được kmax = 2,36.
- Dòng điện định mức của các thiết bị trong nhóm:
Ví dụ:Tính Idm của Máy tiện ren có cơng suất là 7 kW, điện áp nguồn là 380V.
Idm =

Pdm
7
=
= 17,73 A
3 U  cos 0,38  3  0,6

Tương tự cho các TB cịn lại ta có giá trị dịng điện định mức ở bảng 2.1.
- Phụ tải tính tốn của nhóm 1:
Ptt = kmax×ksd ×Pdm = 2,36×0,15×44 = 15,576 kW
 Qtt = Ptt x tg = 15,576 x 1,33 = 20,716 kVAr

Stt =
 Itt =

15,576
Ptt
=
= 25,96 kVA
0,6
cos

Stt
25,96
=
= 39,44 A
U  3 0,38  3

b.Các nhóm cịn lai:
Từ các kết quả trên ta có bảng tổng hợp kết quả xác định phụ tải tính tốn cho
phân xưởng sửa chữa cơ khí (bảng 2.2).

Nguyễn Đình Ngọc

15


Đồ án môn học

Thiết kế hệ thống cung cấp điện

Bảng 2.2. Bảng phụ tải tính tốn của các nhóm
Tên nhóm và thiết bị

Số lượng

Công suất
(kW)

m

ksd

cos/tg

nhq

kmax

Idm
(A)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Máy tiện ren

1

7

0,15

0,6/1,33

17,73

Máy tiện ren

1

4,5

0,15

0,6/1,33

11,40

Máy tiện ren

1

3,2

0,15

0,6/1,33

8,10

Máy tiện ren

1

10

0,15

0,6/1,33

25,32

Máy khoan đứng

1

2,8

0,15

0,6/1,33

7,09

Máy khoan đứng

1

7

0,15

0,6/1,33

17,73

Máy cưa

1

2,8

0,15

0,6/1,33

7,09

Máy mài hai phía

1

2,8

0,15

0,6/1,33

7,09

Máy khoan bàn

6

0,65

0,15

0,6/1,33

1,65

Cộng theo nhóm 1

14

44

15,385 0,15

0,6/1,33

Máy tiện ren

3

7

0,15

0,6/1,33

17,73

Máy tiện ren

1

4,5

0,15

0,6/1,33

11,40

Máy tiện ren

2

3,2

0,15

0,6/1,33

8,10

Máy tiện ren

1

10

0,15

0,6/1,33

25,32

Máy phay vạn năng

1

4,5

0,15

0,6/1,33

11,40

Phụ tải tính tốn
Ptt
(kW)

Qtt
(kVAr)

Stt
(kVA)

Itt
(A)

10

11

12

13

15,576

20,716

25,96

39,44

Nhóm 1

7,7

2,36

Nhóm 2

Nguyễn Đình Ngọc

16


Đồ án môn học

Thiết kế hệ thống cung cấp điện

Máy bào ngang

1

5,8

0,15

0,6/1,33

14,69

Máy mài tròn vạn năng

1

2,8

0,15

0,6/1,33

7,09

Máy mài phẳng

1

4

0,15

0,6/1,33

10,13

Máy cưa

1

2,8

0,15

0,6/1,33

7,09

Máy mài hai phía

1

2,8

0,15

0,6/1,33

7,09

Cộng theo nhóm 2

13

64,6

3,5714 0,15

0,6/1,33

Máy tiện ren

4

10

0,15

0,6/1,33

25,32

Máy doa toạ độ

1

4,5

0,15

0,6/1,33

11,40

Máy doa ngang

1

4,5

0,15

0,6/1,33

11,40

Máy mài trịn vạn năng

1

2,8

0,15

0,6/1,33

7,09

Máy mài phẳng có trục đứng

1

10

0,15

0,6/1,33

25,32

Máy ép thuỷ lực

1

4,5

0,15

0,6/1,33

11,40

Máy giũa

1

1

0,15

0,6/1,33

2,53

Máy mài sắc có dao cắt gọt

1

2,8

0,15

0,6/1,33

7,09

Cộng theo nhóm 3

11

70,1

0,15

0,6/1,33

Máy tiện ren

4

10

0,15

0,6/1,33

25,32

Máy phay đứng

2

7

0,15

0,6/1,33

17,73

Máy phay chép hình

1

1

0,15

0,6/1,33

2,53

Máy phay chép hình

1

0,6

0,15

0,6/1,33

1,52

Máy xọc

2

7

0,15

0,6/1,33

17,73

Máy khoan đứng

1

4,5

0,15

0,6/1,33

11,40

10,79 2,04

19,768

26,291

32,946

50,06

23,974

31,886

39,957

60,71

Nhóm 3

10

8,25

2,28

Nhóm 4

Nguyễn Đình Ngọc

17

Đồ án môn học

Thiết kế hệ thống cung cấp điện

Máy mài phẳng có trục nằm

1

2,8

0,15

0,6/1,33

7,09

Cộng theo nhóm 4

12

76,9

16,667 0,15

0,6/1,33

Máy phay vạn năng

2

7

0,15

0,6/1,33

17,73

Máy phay ngang

1

4,5

0,15

0,6/1,33

11,40

Máy phay chép hình

1

5,62

0,15

0,6/1,33

14,23

Máy phay chép hình

1

3

0,15

0,6/1,33

7,60

Máy bào ngang

2

7

0,15

0,6/1,33

17,73

Máy bào giường một trụ

1

10

0,15

0,6/1,33

25,32

Máy khoan hướng tâm

1

4,5

0,15

0,6/1,33

11,40

Máy mài trịn

1

7

0,15

0,6/1,33

17,73

Máy khoan bàn

1

0,65

0,15

0,6/1,33

1,65

Máy mài sắc

2

2,8

0,15

0,6/1,33

7,09

Cộng theo nhóm 5

13

68,87

15,385 0,15

0,6/1,33

9,84

2,12

24,454

32,524

40,757

61,92

21,281

28,304

35,468

53,89

Nhóm 5

Nguyễn Đình Ngọc

18

10,53 2,06


Đồ án mơn học

Thiết kế hệ thống cung cấp điện

3.
Tính toán phụ tải chiếu sáng của phân xưởng sửa chữa cơ khí.
- Phụ tải chiếu sáng được tính theo cơng suất chiếu sáng trên một đơn vị diện
tích theo cơng thức sau :
Pcs =p0xF.
Trong đó : Pcs: Là cơng suất chiếu sáng (kW)
p0 : Suất phụ tải chiếu sáng trên đơn vị diện tích (W/m2)
F : Diện tích cần được chiếu sáng
(m2)
- Theo PL1-2 TL [2] ta có p0 đối với PXSC cơ khí là p0 =14 W/m2
- Theo bảng 1-1 chương 1 ta có diện tích của PX SCCK là : 1134 m2
=> Pcspx = 14x1134 = 15,876 kW.
- Chọn loại thiết bị chiếu sáng phân xưởng là đèn sợi đốt nên:
Cospx = 1  Qcspx = Pcspx x tgpx = 0

4.
Phụ tải tính tốn của tồn phân xưởng.
Ta có :
m

P ttdl=k dt   Pttnhi
i=1
m

Q =k   Q
ttdl

dt

ttnhi

i=1

-Trong đó : Pttdl : Cơng suất tác dụng tính toán động lực của phân xưởng
kđt : Hệ số đồng thời
Pttnhi : Cơng suất tính tốn phần động lực nhóm thứ i
m : Số nhóm (m =5).
- Lấy kđt = 0,9 và thay Ptt của nhóm vào cơng thức ta được
Pttđlpx = 0,9x(15,576+ 19,768+ 23,974+ 24,454+21,281) = 94,548 kW
Qttđlpx = 0,9x(20,716+ 26,291+ 31,886+ 32,524+28,304) = 125,749 kVAr
Pttpx = 94,548 + 15,876 = 110,424 kW.
Qttpx = 125,749 + 0 = 125,749 kVAr.
Sttpx =

110,4242  125,7492 = 167,351kVA.

Cospx =
I ttpx =

110,424

= 0,66
167,351

167,351
= 254,63 A
3×0,38

Nguyễn Đình Ngọc

19


Đồ án môn học

Thiết kế hệ thống cung cấp điện

2.4 Xác định phụ tải tính tốn cho các phân xưởng cịn lại.
2.4.1 Phân xưỏng đúc.
Cơng suất đặt : Pđ = 1500 kW
Diện tích xưởng: F = 2956,5 m2 ; knc= 0,6 ; cos  = 0,7; p0 = 15 (W/m2)
Chọn đèn sợi đốt: cos  cs = 1  tgcs = 0
 Cơng suất tính tốn chiếu sáng:
Pcspx = p0 . F = 15 x 2956,5 = 44,35 kW
Qcspx = 0
 Cơng suất tính tốn động lực của phân xưởng:
Pdlpx = knc x Pđ = 0,6 x 1500 = 900 kW
Qdlpx = Pđlpx x tg = 900 x 1,02 = 918 kVAr
 Cơng suất tính tốn tác dụng của phân xưởng :
Pttpx = Pđlpx + Pcspx = 900 + 44,35 = 944,35 kW
 Cơng suất tính tốn phản kháng của phân xưởng:

Qttpx = Qdlpx = 918 kVAr
 Cơng suất tính tốn tồn phần của phân xưởng:
2
Sttpx = Pttpx +Q2  944,352  9182 = 1317,1 kVA
ttpx

Ittpx =

Sttpx
3×U



1317,1
= 2001,2 A
3×0,38

2.4.2 Các phân xưởng cịn lại
Tính tốn hồn tồn tương tự ta có bảng tổng kết sau:

Nguyễn Đình Ngọc

20


Đồ án môn học

Thiết kế hệ thống cung cấp điện

Bảng 2.3:

TT

Tên phân xưởng

Phụ tải tính tốn của các phân xưởng

Pđ
(kW)

knc

cos

tg

F
(m2)

p0
(W/m2)

Pdl
(kW)

Qdl
(kVAr)

Pcs
(kW)

Ptt
(kW)

Qtt
(kVAr)

Stt
(kVA)

Itt
(A)

1

Khu nhà phòng quảm lý và
xưởng thiết kế

200

0,7

0,8

0,75 1640,25

15

140

105

24,60

164,60

105

195,2

296,6

2

Phân xưởng (PX) đúc

1500

0,6

0,7

1,02

2956,5

15

900

918

44,35

944,348

918,2

1317,1

2001,2

3

PX gia cơng cơ khí

3600

0,3

0,6

1,33

4252,5

14

1080

1440

59,54

1139,54

1440

1836,3

2790,0

4

PX cơ lắp ráp

3200

0,4

0,6

1,33

4131

15

1280

1706,7

61,97

1341,97

1706,7

2171,1

3298,6

5

PX luyện kim mầu

1800

0,6

0,7

1,02

3442,5

15

1080

1101,8

51,64

1131,64

1101,8

1579,4

2399,7

6

PX luyện kim đen

2500

0,6

0,7

1,02 2571,75

15

1500

1530,3

38,58

1538,58

1530,3

2170,0

3297,0

7

PX sửa chữa cơ khí

324,47

0,25

0,66

1,14

1134

14

94,548

125,749

15,88

110,42

125,7

167,4

241,5

8

PX rèn dập

2100

0,5

0,6

1,33

2916

15

1050

1400

43,74

1093,74

1400

1776,6

2699,2

9

PX nhiệt luyện

3500

0,6

0,7

1,02

1822,5

15

2100

2142,4

27,34

2127,34

2142,4

3019,2

4587,2

10

Bộ phận nén khí

1700

0,6

0,7

1,02

2268

15

1020

1040,6

34,02

1054,02

1040,6

1481,2

2250,4

11

Trạm bơm

800

0,6

0,7

1,02

1620

14

480

489,7

22,68

502,68

489,7

701,8

1066,2

12

Kho vật liệu

60

0,4

0,7

1,02 3543,75

10

24

24,5

35,44

59,44

24,5

64,3

97,7

Tổng

Nguyễn Đình Ngọc

21284,47

11208,3

21

12024,9 16438,5 24975,77


Đồ án môn học

Thiết kế hệ thống cung cấp điện

2.5 Phụ tải tính tốn của nhà máy.
- Xác định phụ tải tác dụng của toàn nhà máy:
12

Ptt nm = kđt x

P

tti

= 0,85 x 11208,3 = 9527,06 kW

i=1

- Xác định phụ tải phản kháng của toàn nhà máy:
12

Qtt nm = kđt x

Q

tti

= 0,85 x 12024,9 = 10221,17 kVAr

i=1

- Phụ tải tính tốn tồn phần của nhà máy:
2
Pttnm +Q2  9527,062 +10221,172 = 13972,72 kVA
ttnm

S tt nm =

- Hệ số công suất của toàn nhà máy:

cos  nm =

Pttnm 9527,06
= 0,682

Sttnm 13972,72

2.6 Xác định tâm phụ tải và biểu đồ phụ tải.
2.6.1 Tâm phụ tải điện.
Tâm phụ tải điện là điểm quy ước nào đó sao cho mơ men phụ tải
 Pi.li đạt giá trị cực tiểu.
Trong đó:
Pi : Cơng suất của phụ tải thứ i.
Li : Khoảng cách của phụ tải thứ i đến tâm phụ tải.
Tọa độ tâm phụ tải M(x0,y0,z0) được xác định như sau:
n

n

 Si .x i

x0 =

i 1
n

Si

i 1

n

 S i yi

;

y0 =

i 1
n

 Si

i 1

 Si z i

;

z0 =

i 1
n

 Si

i 1

Trong đó:
Si : Cơng suất toàn phần của phụ tải thứ i.

(xi,yi,zi) : Toạ độ của phụ tải thứ i tính theo một hệ trục tọa độ
tuỳ ý chọn.
Trong thực tế thường ta ít quan tâm đến tọa độ z nên ta chỉ xác định tọa
độ x và y của tâm phụ tải.
Tâm phụ tải là điểm tốt nhất để đặt các trạm biến áp, tủ phân phối và tủ
động lực nhằm giảm vốn đầu tư và tổn thất trên đường dây.
2.6.2 Biểu đồ phụ tải điện.
Biểu đồ phụ tải điện là một vòng tròn vẽ trên mặt phẳng, có tâm trùng
với tâm phụ tải điện, có diện tích tương ứng với cơng suất của phụ tải tính
theo tỉ lệ xích nào đó.

Nguyễn Đình Ngọc

22


Đồ án môn học

Thiết kế hệ thống cung cấp điện

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 để lập các
phương án cung cấp điện.
Biểu đồ phụ tải điện gồm hai phần: Phần phụ tải động lực (phần hình
quạt gạch chéo) và phần phụ tải chiếu sáng (phần hình quạt để trắng).
Để vẽ được 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 trịn phụ tải của phụ tải thứ i được xác định qua biểu
thức:

Si
Ri =
m.
Trong đó:
m là tỉ lệ xích, ở đây chọn m = 6 (kVA/mm2)
Góc của phụ tải chiếu sáng nằm trong biểu đồ được xác định theo công
thức:
360.Pcs
 cs =
Ptt
Kết quả tính tốn Ri và  csi của biểu đồ phụ tải các phân xưởng được
ghi trong bảng 2.4.
Bảng 2.10: Kết quả xác định Ri và  csi của các phân xưởng:
Ptt
Stt
X
Y
R
Pcs
TT
Tên phân xưởng
ocs
(kW) (kVA) (mm) (mm) (mm) (kW)
1

Khu nhà phòng quản lý
và xưởng thiết kế

164,60

195,2

119,1

75

4,6

24,60

53,8

2

Phân xưởng (PX) đúc

944,35

1317,1

85,8

19,1

11,8

44,35

16,9

3

PX gia công cơ khí

1139,54 1836,3

59,9

17,9

14,0

59,54

18,8

4

PX cơ lắp ráp

1341,97 2171,1

38,2

17,9

15,2

61,97

16,6

5

PX luyện kim mầu

1131,64 1579,4

59,9

69,4

12,9

51,64

16,4

6

PX luyện kim đen

1538,58 2170,0

37

69,4

15,2

38,58

9,0

7

PX sửa chữa cơ khí

110,42

87,6

70,5

4,2

15,88

51,8

8

PX rèn dập

56,8

13,7

43,74

14,4

9

PX nhiệt luyện

1093,74 1776,6 109,2
2127,34 3019,2 19,6

44,4

17,9

27,34

4,6

10 Bộ phận nén khí

1054,02 1481,2

21,3

74,5

12,5

34,02

11,6

11 Trạm bơm

502,68

701,8

140

19,4

8,6

22,68

16,2

12 Kho vật liệu

59,44

64,3

21,36

28,5

2,6

35,44 214,6

Nguyễn Đình Ngọc

167,4

23


Đồ án môn học

Thiết kế hệ thống cung cấp điện

y
10
1481,2

6
2170

5
1579,4

1
195,2

7
167,4

75
74,5

70,5
69,4

9
3019,2

8
1776,6

56,8

M(55,19;45,14)

45,14
44,4

4
2171,1

3
1836,3

28,5

12
64,3

2
1317,1

23
19,4
19,1
17,9

11
701,8

0
19,6 21,3

x
37 38,2

55,19

59,9

85,8 87,6

109,2

119,1 121,6

Hình 2.10: Biểu đồ phụ tải của nhà máy sản xuất máy kéo.
Nguyễn Đình Ngọc

24

140

Đồ án môn học

Thiết kế hệ thống cung cấp điện

CHƯƠNG III. THIẾT KẾ MẠNG CAO ÁP CỦA NHÀ MÁY
3.1 Đặt vấn đề.
Việc lựa chọn sơ đồ cung cấp điện ảnh hưởng rất lớn đến các chỉ tiêu
kinh tế và kĩ thuật của hệ thống. Một sơ đồ cung cấp điện được coi là hợp lý
phải thoả mãn những yêu cầu cơ bản sau:
1.
Đảm bảo các chỉ tiêu về mặt kỹ thuật.
2.
Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện
3.
An toàn đối với người và thiết bị
4.
Thuận lợi và dễ dàng trong thao tác vận hành và linh hoạt trong xử lý sự
cố.
5.
Dễ dàng phát triển để đáp ứng nhu cầu tăng trưởng của phụ tải điện.
6.
Đảm bảo các chỉ tiêu về mặt kinh tế.
Trình tự tính tốn thiết kế mạng điện cao áp cho nhà máy gồm các bước
sau:
1.
Vạch các phương án cung cấp điện
2.
Lựa chọn vị trí, số lượng, dung lượng của các trạm biến áp và lựa chọn

chủng loại, tiết diện các đường dây cho các phương án.
3.
Tính tốn kinh tế kỹ thuật để lựa chọn phương án hợp lý.
4.
Thiết kế chi tiết phương án được chọn.
3.2 Vạch các phương án cung cấp điện.
Trước khi vạch ra các phương án cụ thể cần lựa chọn cấp điện áp hợp lý
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 (kV)
Trong đó:
P:
Cơng suất ítnh toán của nhà máy (kW)
l:
khoảng cách từ trạm biến áp trung gian về nhà máy (km)
Vì vậy, cấp điện áp hợp lý để truyền tải điện năng về nhà máy:
U=4,34. 12  0,016.9527,06  55,65  kV 
Từ kết quả tính tốn, ta chọn cấp điện áp trung áp 35kV từ hệ thống cấp
cho nhà máy. Căn cứ vào vị trí, cơng suất và u cầu cung cấp điện của các
phân xưởng ta có thể đưa ra các phương án cung cấp điện như sau:
3.2.1 Phương án về các trạm biến áp phân xưởng.
Các trạm biến áp (TBA) được lựa chọn trên các nguyên tắc sau:
Vị trí đặt TBA phải thoả mãn:
+
Gần tâm phụ tải: Giảm vấn đề đầu tư và tổn thất trên đường ray
+
Thuận tiện cho vận chuyển, lắp đặt, quản lí và vận hành sau này.
+
An tồn và kinh tế.
Số lượng máy biến áp (MBA) có trong TBA được lựa chọn căn cứ vào:

+
Yêu cầu cung cấp điện của phụ tải (loại 1, loại 2 hay loại 3)
+
Yêu cầu vận chuyển và lắp đặt

Nguyễn Đình Ngọc

25