Đồ án thiết kế cung cấp điện cho một xí nghiệp công nghiệp

Đồ án môn học Cung cấp Điện
Nội dung Trang
I. Tính toán
§1. Tính toán chiếu sáng cho phân xưởng 8
§2. Tính toán phụ tải điện 12
2.1. Phụ tải chiếu sang 13
2.2. Phụ tải thống thoáng và làm mát 13
2.3. Phụ tải động lực 14
2.4. Tổng hợp phụ tải toàn phân xưởng 21
§3. Xác định sơ đồ cấp điện phân xưởng 23
3.1. Xác định vị trí đặt trạm biến áp. 23
3.2. Chọn công suất và số lượng máy biến áp 23
3.3. Lựa chọn sơ đồ nối điện tối ưu 27
§4. Lựa chọn và kiểm tra các thiêt bị của mạng điện 45
4.1. Tính toán ngắn mạch. 45
4.2. Chọn và kiểm tra thiết bị 48
4.2.1. Thiết bị phân phối cao áp 48
4.2.2. Thiết bị phân phối hạ áp 48
4.2.3. Cáp động lực và cáp chiếu sáng 50
4.2.4. Thiết bị đóng cắt bảo vệ 55
4.2.5. Thiết bị đo lường 62
4.3. Nhận xét 62
§5. Tính toán chế độ xác lập của mạng điện 63
1
Đồ án môn học Cung cấp Điện
5.1. Xác định hao tổn điện áp trên đường dây và trong máy biến áp 63
5.2. Xác định hao tổn công suất 66
5.3. Xác định hao tổn điện năng 68
5.4. Nhận xét và đánh giá 71
§6. Bù nâng cao hệ số công suất 72
6.1. Xác định dung lượng bù cần thiết 73

6.2. Lựa chọn vị trí đặt tụ bù 73
6.3. Đánh giá hiệu quả bù công suất phản kháng 73
6.4. Phân tích kinh tế - tài chính bù công suất phản kháng và nhận
xét
74
§7. Tính toán nối đất và chống sét 76
7.1. Tính toán nối đất. 76
7.2. Tính chọn thiết bị chống sét 78
7.3. Nhận xét và đánh giá 78
§8. Dự toán công trình 79
8.1. Danh mục các thiết bị 79
8.2. Xác định các tham số kinh tế 81
Kết luận 82
II. Bản vẽ
Bản vẽ sơ đồ nối điện toàn phân xưởng 83
Bản vẽ sơ đồ nối đèn và đi dây các thiết bị toàn phân xưởng 84
Bản vẽ trạm biến áp 85
2
Đồ án môn học Cung cấp Điện
LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay, trong xu thế hội nhập, quá trình công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước
đang diễn ra một cách mạnh mẽ. Trong quá trình phát triển đó, điện năng đóng vai trò rất
quan trọng. Nó là một dạng năng lượng đặc biệt, có rất nhiều ưu điểm như: dễ chuyển hóa
thành các dạng năng lượng khác (như cơ năng, hóa năng, nhiệt năng ), dễ dàng truyền tải
và phân phối Do đó ngày nay điện năng được sử dụng rộng rãi trong hầu hết các lĩnh
vực của đời sống. Cùng với xu hướng phát triển mạnh mẽ của nền kinh tế, đời sống xã hội
ngày càng được nâng cao, nhu cầu sử dụng điện năng trong các lĩnh vực công nghiệp,
nông nghiệp, dịch vụ tăng lên không ngừng. Để đảm bảo những nhu cầu to lớn đó,
chúng ta phải có một hệ thống cung cấp điện an toàn và tin cậy.
Do đó đồ án thiết kế hệ thống cung cấp điện là yêu cầu bắt buộc với sinh viên ngành

Hệ thống điện. Quá trình thực hiện đồ án sẽ giúp chúng ta có những hiểu biết tổng quan
nhất về hệ thống điện cũng như các thiết bị trong thiết kế hệ thống điện.
Sau một thời gian thực hiện, với sự hướng dẫn của thầy giáo ThS. Phạm Anh Tuân,
đến nay, về cơ bản em đã hoàn thành nội dung đồ án môn học này. Do thời gian có hạn
nên không thể tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong được sự chỉ bảo, giúp đỡ của các
thầy cô để đồ án này được hoàn thiện hơn. Đồng thời giúp em nâng cao trình độ chuyên
môn, đáp ứng nhiệm vụ công tác sau này.
Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo TS.Trần Quang Khánh đã giúp em hoàn thành
đồ án này.
Hà Nội, năm 2013
Sinh viên thực hiện
Hoàng Thị Hương
3
Đồ án môn học Cung cấp Điện
ĐỒ ÁN MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN
Đồ án 3:
“Thiết kế cung cấp điện cho một phân xưởng sản xuất công nghiệp”
Họ và tiên sinh viên : Hoàng Thị Hương.
Lớp : Đ6H4.
A. Đề bài:
Thiết kế mạng điện cung cấp cho một phân xưởng với số liệu cho trong bảng dl.3,
lấy theo vần alphabe theo chữ cái đầu tiên của họ gồm các số liệu: số hiệu phân xưởng
(cột 2), chiều cao nhà xưởng H,m (cột 3), tỷ lệ phụ tải điện loại I & II là k
I&II
, % (cột 4);
tên đệm gồm: Công suất ngắn mạch tại điểm đấu điện S
k
, MVA (cột 5), khoảng cách từ
nguồn điện đến phân xưởng L,m (cột 6), hệ số công suất cần nâng lên là cosφ
2

(cột 7)
và tên người thiết kế, gồm: Thời gian sử dụng công suất cực đại T
M
,h (cột 8), phương
án lấy phụ tải (cột 9), điện trở suất của đất ρ
đ
(cột 10) và điện trở của hệ thống nối đất
tự nhiên R
tn
(cột 11).
Cụ thể, với tên người thiết kế là Hoàng Mạnh Linh, số liệu được cho như sau:
H M L
Số hiệu phân xưởng
4
Chiều cao nhà xưởng
H,m 4,0
Tỷ lệ phụ tải điện loại I & II
k
I&II
,% 82
Công suất ngắn mạch tại điểm đấu điện
S
k
,MVA 9,44
Khoảng cách từ nguồn điện đến phân xưởng
L,m 269
Hệ số công suất cần nâng lên
cosφ
2
0,92

Thời gian sử dụng công suất cực đại
T
M
,h 5050
Phương án lấy phụ tải
C
4
Đồ án môn học Cung cấp Điện
Điện trở suất của đất
ρ
đ
214
Điện trở của hệ thống nối đất tự nhiên
R
tn
167
Một số tham số khác:
Tổng hao tổn điện áp cho phép
trong mạng hạ áp
ΔU
cp
5%
Hệ số chiết khấu i 10%
Thời gian tồn tại của dòng ngắn mạch t
k
5 s
Giá thành tổn thất điện năng c
Δ
1500 đ/kWh
Suất thiệt hại do mất điện g

th
7500 đ/kWh
Đơn giá tụ bù 200.10
3
đ/kVAr
Chi phí vận hành tụ 2% vốn đầu tư
Suất tổn thất trong tụ ΔP
b
0,0025 kW/kVAr
Giá điện trung bình G 1500 đ/kWh
Điện áp lưới phân phối U 22 kV
Quy ước: Số liệu sử dụng trong đồ án trên được tra từ các nguồn tài liệu sau:
TT Tên tài liệu nguồn Ký hiệu trong Đồ án
1
Giáo trình “Cung cấp điện theo tiêu chuẩn IEC” – TS.
Trần Quang Khánh
TL1
2 Sách bài tập Cung cấp điện – TS. Trần Quang Khánh TL2
3 Giáo trình “Mạng Lưới Điện” – TS. Nguyễn Văn Đạm TL3
4
Giáo trình “Bảo hộ LĐ & KTAT điện” – TS. Trần Quang
Khánh.
TL4
Phân xưởng cơ khí sửa chữa N
0
4 có sơ đồ mặt bằng:
5
Đồ án môn học Cung cấp Điện
6
Đồ án môn học Cung cấp Điện

Số hiệu trên sơ đồ Tên thiết bị
Hệ số
k
sd
cosφ Công suất đặt P, kW
1; 2; 3; 19; 20; 26;
27
Máy tiện ngang bán tự
động
0,35 0,67
12+17+22+12+18+18,5+18,
5
4; 5; 7; 8; 24 Máy tiện xoay 0,32 0,68 1,5+3+7,5+12+10
6 Máy tiện xoay 0,30 0,65 8,5
11 Máy khoan đứng 0,26 0,56 3
9; 10; 12 Máy khoan đứng 0,37 0,66 5,5+8,5+6,3
13 Máy khoan định tâm 0,30 0,58 3
14; 15; 16; 17 Máy tiện bán tự động 0,41 0,63 2,8+4,5+5,5+7,5
18 Máy máy mài nhọn 0,45 0,67 3
21; 22; 23; 28; 29;
30; 31
Máy tiện ren 0,47 0,70
2,8+2,8+2,8+5,5+4,5+8,5+1
0
25; 32; 33 Máy doa 0,45 0,63 4+5,5+7,5
34 Máy hàn hồ quang 0,53 0,90 40
35
Máy biến áp hàn ε =
0,4
0,45 0,58 35

36 Máy tiện ren 0,40 0,60 18
37 Máy hàn xung 0,32 0,55 20
38; 39 Máy chỉnh lưu hàn 0,46 0,62 30+20
B.Nội dung tính toán :
 Tính toán chiếu sáng cho phân xưởng
 Tính toán phụ tải điện
 Xác định sơ đồ cấp điện của phân xưởng
 Lựa chọn và kiểm tra các thiết bị của sơ đồ nối điện
 Tính toán chế độ mạng điện
 Tính chọn tụ bù nâng cao hệ số công suất
 Tính toán nối đất và chống sét
 Dự toán công trình.
§1. TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG
7
Đồ án môn học Cung cấp Điện

Trong thiết kế chiếu sáng, vấn đề quan trọng nhất phải quan tâm là đáp ứng các yêu
cầu về độ rọi và hiệu quả của chiếu sáng đối với thị giác. Ngoài độ rọi, hiệu quả của chiếu
sáng còn phụ thuộc vào quang thông, màu sắc ánh sáng, sự lựa chọn hợp lý cùng sự bố trí
chiếu sáng vừa đảm bảo tính kinh tế và mỹ quan hoàn cảnh.
Thiết kế chiếu sáng phải đảm bảo các yêu cầu sau:
 Không bị loá mắt
 Không loá do phản xạ
 Không có bóng tối
 Phải có độ rọi đồng đều
 Phải đảm bảo độ sáng đủ và ổn định
 Phải tạo ra được ánh sáng giống ánh sáng ban ngày.
Các hệ thống chiếu sáng bao gồm
• Chiếu sáng chung.
• Chiếu sáng cục bộ.

• Chiếu sáng kết hợp (kết hợp giữa cục bộ và chung).
Do yêu cầu thị giác cần phải làm việc chính xác, nơi mà các thiết bị cần chiếu sáng
mặt phẳng nghiêng và không tạo ra các bóng tối sâu thiết kế cho phân xưởng thường sử
dụng hệ thống chiếu sáng kết hợp.
Có 2 loại bóng đèn chiếu sáng:
• Bóng đèn sợi đốt
• Bóng đèn huỳnh quang.
Các phân xưởng thường ít dung đèn huỳnh quang vì đèn huỳnh quang có tần số là
50Hz thường gây ra ảo giác không quay cho các động cơ không đồng bộ, nguy hiểm cho
người vận hành máy, dễ gây ra tai nạn lao động.
Do đó người ta thường sử dụng đèn sợi đốt cho các phân xưởng sửa chữa cơ khí.
Việc bố trí đèn thường được bố trí theo các góc của hình vuông hoặc hình chữ nhật .
1.1 Tính toán chiếu sáng cho phân xưởng:
Thông số phân xưởng như sau:
8
Đồ án môn học Cung cấp Điện
1 Kích thước a x b x H 36 x 24 x 4 (m)
2 Độ rọi yêu cầu E
yc
50 (lx)
3 Màu sắc
Trần nhà Trắng
Tường Vàng
Sàn nhà Xám
4
Nhiệt độ cần thiết cho môi trường ánh
sáng tiện nghi. (ứng với E = 60lux)
θ
m
3000 (

o
K)
5 Công suất đèn P
đ
200 (W)
6 Quang thong F
d
3000 (lumen)

Chọn độ cao treo đèn là : h’ = 0,5 m;
Chiều cao mặt bằng làm việc là : h
lv
= 0,9 m;
Chiều cao tính toán là : h = H – h
lv
= 4 – 0,9 = 3,1 m ;
Hình 1.1: Sơ đồ biểu thị các chiều cao trong phân xưởng
Tỉ số treo đèn:
= = 0,139 < => thỏa mãn yêu cầu.
Với loại đèn dùng để chiếu sáng cho phân xưởng sản xuất nên chọn khoảng cách giữa
các đèn được xác định là =1,5 (bảng 12.4):
L
đ
= 1,5. h = 1,5.3,1 = 4,65 (m).
Căn cứ vào kích thước phân xưởng ta chọn:
• Khoảng cách giữa các đèn theo chiều ngang: L
ngang
= 4 m
• Khoảng cách giữa các đèn theo chiều dọc: L
dọc

= 4 m
• Khoảng cách từ tường đến đèn gần nhất theo 2 chiều: q= p=2 m;
9
Đồ án môn học Cung cấp Điện
Hình 1.2: Sơ đồ bố trí đèn chiếu sáng cho phân xưởng
Kiểm tra điều kiện:
và

2
4
2
3
4
≤<
và
2
4
2
3
4
≤<
=> thỏa mãn
Như vậy việc bố trí đèn là hợp lý.
Vậy số lượng đèn tối thiểu để đảm bảo đồng đều chiếu sáng là:
N
min
= 54 (bóng)
Hệ số không gian:
= = = 4,645
Căn cứ vào đặc điểm của nội thất, tra số liệu trong các bảng phụ lục, ta có:

Nội dung Ký hiệu Số liệu Nguồn
Hệ số
phản xạ
Trần
ρ
0,7
Bảng 2.12 trang 44 , TL4
Tường 0,5
Sàn 0,1
Hệ số lợi dụng k
ld
0,625 Bảng 2.pl trang 312, TL4
10
Đồ án môn học Cung cấp Điện
Hệ số dự trữ k
dt
1,2 Thường lấy trong khoảng 1,2 – 1,3
Hiệu suất của đèn η 0,6 Thường lấy trong khoảng 0,5 – 0,7
Xác định quang thông tổng:
= = 138240 (lumen)
Số lượng đèn tối thiểu là:
N = = = 46,08 < N
min
= 54 bóng
Như vậy tổng số đèn cần lắp đặt là 54 được bố trí như hình trên là hợp lý.
Độ rọi thực tế:
= = 58,594 lx > E
yc
= 50 lx
Ngoài chiếu sáng chung, cần trang bị thêm cho:

 Mỗi máy 1 đèn công suất 100W để chiếu sáng cục bộ.
 2 phòng thay đồ và 2 phòng vệ sinh, mỗi phòng 1 bóng 100W.
§2. TÍNH TOÁN PHỤ TẢI ĐIỆN

Tính toán phụ tải điện là công việc bắt buộc và đầu tiên trong mọi công trình cung
cấp điện , giúp 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 .
Một số phương pháp tính phụ tải dùng nhất trong thiết kế hệ thống cung cấp điện:
 Phương pháp tính theo hệ số nhu cầu
 Phương pháp tính theo công suất chung bình
 Phương pháp tính theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm.
 Phương pháp tính theo suất phụ tải trên đơn vị diện tích sản xuất.
11
Đồ án môn học Cung cấp Điện
Trên thực tế, tùy theo quy mô và đặc điểm của công trình, tùy theo giai đoạn thiết
kế là sơ bộ hay kỹ thuật thi công mà chọn phương pháp tính toán phụ tải điện thích
hợp.
Trong đồ án này với phân xưởng sản xuất cơ khí ta đã biết vị trí, công suất đặt, và
các chế độ làm việc của từng thiết bị trong phân xưởng nên khi tính toán phụ tải động
lực của phân xưởng có thể sử dụng phương pháp xác định phụ tải tính toán theo hệ số
nhu cầu. 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. Xác định hệ số sử dụng
tổng hợp của nhóm thiết bị theo biểu thức sau :
=
 Xác định số lượng thiết bị hiệu dụng của mỗi nhóm n
hd
bằng cách so sánh tỷ số
k

min
max
P
P
=
với k
b
là hệ số ứng với
Σ
s d
k
của nhóm .
• Nếu k > k
b
, lấy n
hd
= n , là số lượng thiết bị thực tế của nhóm .
• Nếu k ≤ k
b
, có thể tính n
hd
theo công thức sau :
n
hd
=
 Hệ số nhu cầu của nhóm sẽ được xác định theo biểu thức sau:
k
nc
= +
 Cuối cùng phụ tải tính toán của cả nhóm là :

P
tt
= k
nc
.
Phụ tải tính toán là phụ tải giả thiết lâu đài không đổi, tương đương với phụ tải thực tế
(biến đổi) về mặt hiệu quả phát nhiệt hoặc mức độ hủy hoại cách điện. Nói cách khác phụ
tải tính toán cũng đột nóng thiết bị lên tới nhiệt độ tương tự như phụ tải thực tế gây ra, vì
vậy chọn các thiết bị theo phụ tải tính toán sẽ đảm bảo an toàn cho thiết bị về mặt phát
nóng. Phụ tải tính toán được sử dụng để lựa chọn và kiểm tra các thiết bị trong hệ thống
cung cấp điện.
2.1. Phụ tải chiếu sáng:
Tổng công suất chiếu sáng chung (coi hệ số đồng thời k
đt
=1):
P
cs chung
= k
đt
. N . P
đ
= 1.54.200 = 10800 (W).
Chiếu sáng cục bộ: (39 bóng đèn cho mỗi máy, 2 bóng đèn phòng thay đồ, 2 bóng đèn
phòng vệ sinh).
12
Đồ án môn học Cung cấp Điện
P
cb
= N . P
đ

= (39 + 2 + 2).100 = 4300 (W)
Vậy tổng công suất chiếu sáng là:
P
cs
= P
cs chung
+ P
cb
= 10800 + 4300 = 15100 (W) = 15,1 (kW).
Vì đèn dùng sợi đốt nên hệ số cos của nhóm chiếu sáng là 1
2.2. Phụ tải thông thoáng và làm mát:
+ Thông thoáng:
Lưu lượng không khí cần trao đổi (Lấy số lần trao đổi không khí K=55 lần/h):
L = K.V = K.a.b.H = 55.36.24.4 = 190080 (m
3
/h)
Với thông số quạt hút:
Thiết bị Công suất (W) Tốc độ (rpm)
Lưu lượng
(m
3
/h)
k
sd
cosφ
Quạt hút VGP 740 0,5Hp (375W) 1450 23000 0,7 0,8
=> số quạt hút cần dùng: N

= 8cái.
+Làm mát:

Lắp đặt 26 quạt trần, công suất 150W/cái, lưu lượng 116m
3
/h.
Nhóm thông thoáng, làm mát lấy k
sd
=0,7 và cosφ=0,8 trung bình cho cả nhóm.
Hệ số nhu cầu:
k
nc
= k
sd
+ = 0,7 + = 0,81
Phụ tải tính toán nhóm phụ tải thông thoáng - làm mát:
P
ttlm
= 0,81 (375.8 + 150. 26) = 5,6 (kW)
S
ttlm
= = = 7 (kVA)
Q
ttlm
= = = 4,2 (kVAr)
2.3. Phụ tải động lực:
Để phân nhóm phụ tải ta dựa vào nguyên tắc sau:
13
Đồ án môn học Cung cấp Điện
• Các thiết bị trong 1 nhóm phải có vị trí gần nhau trên mặt bằng (điều này sẽ thuận tiện
cho việc đi dây tránh chồng chéo, giảm tổn thất ).
• Các thiết bị trong nhóm nên có cùng chế độ làm việc (điều này sẽ thuận tiện cho việc
tính toán và CCĐ sau này ví dụ nếu nhóm thiết bị có cùng chế độ làm việc, tức có cùng

đồ thị phụ tải vậy ta có thể tra chung được k
sd
, k
nc
, cosϕ, )
• Các thiết bị trong các nhóm nên được phân bổ để tổng công suất của các nhóm ít chênh
lệch nhất (điều này nếu thực hiện được sẽ tạo ra tính đồng loạt cho các trang thiết bị
CCĐ).
Dựa theo nguyên tắc phân nhóm phụ tải điện đã nêu ở trên và căn cứ vào vị trí,
công suất thiết bị bố trí trên mặt bằng phân xưởng có thể chia các thiết bị trong phân
xưởng Sửa chữa cơ khí thành 3 nhóm phụ tải.
*Nhóm 1:
BẢNG 2.1: Bảng phụ tải nhóm 1.
T
T
Tên thiết bị Số hiệu k
sd
cosφ P P
2
P.Cos
φ
P.k
sd
1 M.tiện ngang bán tđộng 1 0,35 0,67 12
144,0
0
8,040 4,200
2 M.tiện ngang bán tđộng 2 0,35 0,67 17
289,0
0

11,390 5,950
3 Máy tiện xoay 6 0,30 0,65 8,5
72,25 5,525 2,550
4 Máy tiện xoay 7 0,32 0,68 7,5 56,25 5,100 2,400
5 Máy tiện xoay 8 0,32 0,68 12
144,0
0
8,160 3,840
6 Máy khoan định tâm 13 0,30 0,58 3 9,00 1,740 0,900
7 Máy tiện bán tự động 14 0,41 0,63 2,8
7,84 1,764 1,148
8 Máy tiện bán tự động 15 0,41 0,63 4,5 20,25 2,835 1,845
Tổng
67,
3
742,5
9
44,55
4
22,833
14
Đồ án môn học Cung cấp Điện
• Số lượng hiệu dụng nhóm 1:
n
hd1
= = = 6,009.
• Hệ số sử dụng nhóm 1:
= = = 0,339.
• Hệ số nhu cầu nhóm 1:
k

nc1
= + = 0,339 + = 0,607
• Tổng công suất tính toán phụ tải nhóm 1:
P
tt1
= k
nc1
. = 0,607 . 67,3 = 40,838(kW).
• Hệ số công suất của phụ tải nhóm 1:
= = = 0,662
*Nhóm 2:
BẢNG 2.2: Bảng phụ tải nhóm 2.
TT Tên thiết bị Số hiệu k
sd
cosφ P P
2
P.Cosφ P.k
sd
1 M.tiện ngang bán tđộng 3 0,35 0,67 22
484,0
0
14,740 7,700
2 Máy tiện xoay 4 0,32 0,68 1,5 2,25 1,020 0,480
3 Máy tiện xoay 5 0,32 0,68
3 9,00 2,040 0,960
4 Máy khoan đứng 9 0,37 0,66 5,5 30,25 3,630 2,035
5 Máy khoan đứng 10 0,37 0,66
8,5 72,25 5,610 3,145
6 Máy khoan đứng 11 0,26 0,56 3 9,00 1,680 0,780
7 Máy khoan đứng 12 0,37 0,66

6,3 39,69 4,158 2,331
8 Máy tiện bán tự động 16 0,41 0,63 5,5 30,25 3,465 2,255
9 Máy tiện bán tự động 17 0,41 0,63
7,5 56,25 4,725 3,075
10 Máy mài nhọn 18 0,45 0,67 3 9,00 2,010 1,350
Tổng
65,
8
741,9
4 43,078
24,11
1
15
Đồ án môn học Cung cấp Điện
• Số lượng hiệu dụng nhóm 2:
n
hd2
= = = 5,836.
• Hệ số sử dụng nhóm 2:
= = = 0,366.
• Hệ số nhu cầu nhóm 2:
k
nc2
= + = 0,366 + = 0,629.
• Tổng công suất tính toán phụ tải nhóm 2:
P
tt2
= k
nc2
. = 0,629 . 65,8 = 41,369 (kW).

• Hệ số công suất của phụ tải nhóm 2:
= = = 0,655.
* Nhóm 3
BẢNG 2.3: Bảng phụ tải nhóm 3.
TT Tên thiết bị Số hiệu k
sd
cosφ P P
2
P.Cosφ P.k
sd
1
M.tiện ngang bán
tđộng
19
0,3
5
0,67 12 144 8,04 4,2
2
M.tiện ngang bán
tđộng
20
0,3
5
0,67 18 324 12,06 6,3
3
M.tiện ngang bán
tđộng
26
0,3
5

0,67
18,
5
342,2
5
12,395 6,475
4
M.tiện ngang bán
tđộng
27
0,3
5
0,67
18,
5
342,2
5
12,395 6,475
5 Máy hàn hồ quang 34
0,5
3
0,90 40 1600 36 21,2
6 Máy biến áp hàn 35
0,4
5
0,58 35 1225 20,3 15,75
Tổng
14
2
3977,

5
101,19
0
60,40
0
16
Đồ án môn học Cung cấp Điện
• Số lượng hiệu dụng nhóm 3:
n
hd3
= = = 5,070.
• Hệ số sử dụng nhóm 3:
= = = 0,425.
• Hệ số nhu cầu nhóm 3:
k
nc3
= + = 0,425 + = 0,681.
• Tổng công suất tính toán phụ tải nhóm 3:
P
tt3
= k
nc3
. = 0,681 . 142 = 96,642 (kW).
• Hệ số công suất của phụ tải nhóm 3:
= = = 0,713.
*Nhóm 4:
BẢNG 2.4: Bảng phụ tải nhóm 4.
TT Tên thiết bị Số hiệu k
sd
cosφ P P

2
P.Cosφ P.k
sd
1 Máy tiện ren 21 0,47 0,7 2,8 7,84 1,960 1,316
2 Máy tiện ren 22 0,47 0,7 2,8 7,84 1,960 1,316
3 Máy tiện ren 28 0,47 0,7
5,5 30,25 3,850 2,585
4 Máy tiện ren 29 0,47 0,7 4,5 20,25 3,150 2,115
5 Máy tiện ren 36 0,4 0,6 18 324,00 10,800 7,200
6 Máy hàn xung 37 0,32 0,55
20 400,00 11,000 6,400
7 Máy chỉnh lưu hàn 38 0,46 0,62 30 900,00 18,600 13,800
Tổng
83,
6
1690,1
8
51,320
34,73
2
17
Đồ án môn học Cung cấp Điện
• Số lượng hiệu dụng nhóm 4:
n
hd4
= = = 4,135.
• Hệ số sử dụng nhóm 4:
= = = 0,415.
• Hệ số nhu cầu nhóm 4:
k

nc4
= + = 0,415 + = 0,703.
• Tổng công suất tính toán phụ tải nhóm 4:
P
tt4
= k
nc4
. = 0,703 . 83,6 = 58,764 (kW).
• Hệ số công suất của phụ tải nhóm 4:
= = = 0,614.
*Nhóm 5:
BẢNG 2.5. Bảng phụ tải nhóm 5.
TT Tên thiết bị Số hiệu k
sd
cosφ P P
2
P.Cosφ P.k
sd
1 Máy tiện ren 23 0,47 0,7
2,8 7,84 1,960 1,316
2 Máy tiện xoay 24 0,32 0,68 10 100,00 6,800 3,200
3 Máy doa 25 0,45 0,63
4 16,00 2,520 1,800
4 Máy tiện ren 30 0,47 0,7 8,5 72,25 5,950 3,995
5 Máy tiện ren 31 0,47 0,7
10 100,00 7,000 4,700
6 Máy doa 32 0,45 0,63 5,5 30,25 3,465 2,475
7 Máy doa 33 0,45 0,63
7,5 56,25 4,725 3,375
8 Máy chỉnh lưu hàn 39 0,46 0,62 20 400,00 12,400 9,200

Tổng
68,
3
782,5
9
44,820
30,06
1
• Số lượng hiệu dụng nhóm 5:
n
hd5
= = = 5,961.
• Hệ số sử dụng nhóm 5:
18
Đồ án môn học Cung cấp Điện
= = = 0,44.
• Hệ số nhu cầu nhóm 5:
k
nc5
= + = 0,44 + = 0,669.
• Tổng công suất tính toán phụ tải nhóm 5:
P
tt5
= k
nc5
. = 0,669 . 68,3 = 45,723 (kW).
• Hệ số công suất của phụ tải nhóm 5:
= = = 0,656.
Tổng hợp kết quả trong bảng sau:
BẢNG 2.6: Bảng tổng hợp phụ tải động lực của các nhóm:

TT Phụ tải K
sdni
Cosφ
ni
P
ni
P
ni
2
P
ni
.Cosφ
ni
P
ni
.K
sdni
1 Nhóm 1
0,339 0,662 40,838 1667,756 27,036 13,855
2 Nhóm 2
0,366 0,655 41,369 1711,360 27,083 15,159
3 Nhóm 3
0,425 0,656 96,642 9339,592 63,418 41,107
4 Nhóm 4
0,415 0,614 58,764 3453,174 36,074 24,414
5 Nhóm 5
0,440 0,656 45,723 2090,612 30,005 20,124
Tổng
283,33
5

18262,49
4
183,616 114,658
• Số lượng hiệu dụng:
n
hd
= = = 4,396.
• Hệ số sử dụng phụ tải động lực:
= = = 0,405.
• Hệ số nhu cầu phụ tải động lực:
k
nc∑
= + = 0,405 + = 0,689.
19
Đồ án môn học Cung cấp Điện
• Tổng công suất phụ tải động lực:
P
dl∑
= k
nc∑
. = 0,689 . 283,335 = 195,11 (kW).
• Hệ số công suất trung bình của phụ tải tổng hợp:
= = = 0,648.
2.4. Phụ tải tổng hợp
BẢNG 2.7: Kết quả tính toán phụ tải:
Số thứ tự Phụ tải P ; KW
1 Chiếu sáng 15,1 1
2 Thông thoáng, làm mát 5,6 0,8
3 Động lực 195,11 0,648
Xác định phụ tải tổng hợp theo phương pháp số gia:

• Tổng công suất tính toán của 2 nhóm phụ tải chiếu sáng và làm mát:
= 15,1 + = 18,429 (kW)
• Tổng công suất tác dụng tính toán toàn phân xưởng:
P
∑
= 195,11+
429,18).41,0)
5
429,18
((
04,0
−
= 206,971 (kW).
• Hệ số công suất tổng hợp:
cosφ
∑
= = = 0,677
- Công suất biểu kiến của phụ tải phân xưởng:
S
∑
= = = 305,89 (kVA).
Q
∑
= S
∑
. sinφ
∑
= 305,89 . = 225,237(kVAr)
20
Đồ án môn học Cung cấp Điện

§3. XÁC ĐỊNH SƠ ĐỒ CẤP ĐIỆN PHÂN XƯỞNG

3.1. Xác định vị trí đặt trạm biến áp phân xưởng:
Hệ số điền kín đồ thị có thể được xác định theo biểu thức:
k
đk
= k
qt
= = = 0,5765 < 0,75
Như vậy máy biến áp có thể làm việc quá tải 40% trong khoảng thời gian cho phép
không quá 6 giờ.
Ta có thể đặt trạm biến áp ở bên trong, ngay sát tường nhà xưởng, tiết kiệm được dây
dẫn của mạng hạ áp.
3.2. Chọn công suất và số lượng máy biến áp :
Ta chọn công suất và số lượng máy biến áp 22/0,4 kV theo 3 phương án sau:
 Phương án 1: dùng 2 máy 2 x 160 kVA.
 Phương án 2: dùng 2 máy 2 x 180 kVA.
 Phương án 3: dùng 1 máy 315 kVA.
21
Đồ án môn học Cung cấp Điện
BẢNG 3.1. Bảng số liệu các máy biến áp:
S
B
, kVA
0
P
∆
; kW
k
P

∆
; kW
Vốn đầu tư , 10
6
đ
2 x 160 0,5 2,95 78,4
2 x 180 0,53 3,15 152,7
1 x 315 0,72 4,85 106,9
Dưới góc độ an toàn kĩ thuật, các phương án không ngang nhau về độ tin cậy cung cấp
điện. Đối với phương án 1 và phương án 2, khi có sự cố xảy ra ở 1 trong 2 máy biến áp, máy
còn lại sẽ phải gánh toàn bộ phụ tải loại I và II của phân xưởng, đối với phương án 3 sẽ phải
ngừng cung cấp điện cho toàn phân xưởng. Để đảm bảo tương đồng về kỹ thuật của các
phương án cần phải xét đến thành phần thiệt hại do mất điện khi có sự cố xảy ra trong các
máy biến áp.
Hàm chi phí tính toán quy đổi cho từng phương án:
Z = pV + C + Y
th
(đ/năm).
Trong đó:
C :thành phần chi phí do tổn thất. C = ∆A.c
∆
Trong đó: c
∆
:giá thành tổn thất điện năng.
Hệ số tiêu chuẩn sử dụng vốn đầu tư:
a
tc
=
h
h

T
25
T
25
i(1 i) 0,1(1 0,1)
0,11
(1 i) 1 (1 0,1) 1
+ +
= =
+ − + −
Trong đó:
T
h
:tuổi thọ của trạm biến áp lấy bằng 25 năm.
Hệ số khấu hao của trạm biến áp, lấy bằng 6,4 % (tra bảng 31.pl, TL1)
Do đó :
p
BA
= a
tc
+ k
kh
= 0,11 + 0,064 = 0,174
22
Đồ án môn học Cung cấp Điện
Khi so sánh thiệt hại do mất điện chỉ cần xét đến phụ tải loại I và loại II, vì có thể coi
phụ tải loại III ở các phương án là như nhau:
* Phương án 1:
Phụ tải trong thời gian sự cố 1 máy biến áp bao gồm phụ tải loại I và loại II
S

sc
= S
tt
.k
I&II
= 305,89 . 0,82 = 250,8298 (kVA)
Hệ số quá tải:
k
qt
= = = 1,56 > 1,4
Như vậy máy biến áp không thể làm việc quá tải khi xảy ra sự cố, bởi vậy để đảm bảo
an toàn cho máy khi có sự cố 1 trong 2 máy biến áp, ngoài 18% phụ tải loại III, cần phải
cắt thêm 12% phụ tải loại II, khi đó phụ tải ở chế độ sự cố sẽ là:
S
sc
= 0,70 . 305,89 = 214,123 ( kVA )
Hệ số quá tải của máy biến áp lúc này là:
k
qt
= = = 1,34 <1,4. Vậy đảm bảo yêu cầu.
Thời gian tổn thất công suất cực đại:
τ = (0,124 + T
M
. 10
-4
)
2
.8760 = (0,124 + 5050. 10
-4
)

2
.8760 = 3465,81 (h)
Tổn thất trong máy biến áp được xác định theo biểu thức:
ΔA
1
= 2.ΔP
01
.8760 + τ
= 2.0,5.8760 + .3465,81
= 27444 (kWh)
Chi phí cho thành phần tổn thất là:
C = 27444.1500 = 41,166.10
6
(đồng)
Công suất thiếu hụt khi mất điện bằng 18% công suất của phụ tải loại III là:
P
th1
= 0,18.206,971 = 37,255 (kW)
Do đó thiệt hại do mất điện là:
Y
th1
= P
th1
.g
th
.t
f
= 37,255.7500.24 = 6,705.10
6
đ,

23
Đồ án môn học Cung cấp Điện
Trong đó:
t
f
:thời gian phục hồi tiêu chuẩn, lấy bằng 24 h.
Vậy tổng chi phí qui đổi của phương án :
Z
1
= (0,174.78,4+ 41,166 + 6,705).10
6
= 61,513.10
6
đ
* Phương án 2:
Phụ tải trong thời gian sự cố 1 máy biến áp bao gồm phụ tải loại I và loại II
S
sc
= S
tt
.
1 2
m
+
= 305,89 . 0,82 = 250,8289 (kVA)
Hệ số quá tải:
k
qt
= = = 1,393 < 1,4
Vậy đảm bảo yêu cầu. Máy có thể chịu được quá tải

Tổn thất trong máy biến áp được xác định theo biểu thức:
ΔA
2
= 2.ΔP
02
.8760 + τ
= 2.0,53.8760 + .3465,81
= 25049 (kWh)
Chi phí cho thành phần tổn thất là:
C = 25049.1500 = 37,57.10
6
(đồng)
Công suất thiếu hụt khi mất điện bằng 18% công suất của phụ tải loại III là:
P
th2
= 0,18.206,971 = 37,255 (kW)
Do đó thiệt hại do mất điện là:
Y
th2
= P
th2
.g
th
.t
f
= 37,255.7500.24 = 6,705.10
6
đ,
Vậy tổng chi phí qui đổi của phương án :
Z

2
= (0,174.152,7+ 37,57 + 6,705).10
6
= 70,8448.10
6
đ
* Phương án 3:
24
Đồ án môn học Cung cấp Điện
Nếu xảy ra sự cố thì ngừng cung cấp điện cho toàn phân xưởng.
Tổn thất trong máy biến áp được xác định theo biểu thức:
ΔA
3
= ΔP
03
.8760 + τ
= 0,72.8760 + .3465,81 = 22158 (kWh)
Chi phí cho thành phần tổn thất là:
C = 22158.1500 = 33,237.10
6
(đồng)
Công suất thiếu hụt khi mất điện là:
P
th3
= P
∑
= 206,971 (kW)
Do đó thiệt hại do mất điện:
Y
th3

= P
th3
.g
th
.t
f
= 206,971.7500.24 = 37,25.10
6
đ ,
Vậy tổng chi phí qui đổi của phương án:
Z
3
= (0,174.106,9 + 33,237 +37,25 ) = 89,0876.10
6
đ
Các kết quả tính toán được trình bày trong bảng sau:
Bảng 3.2. Bảng kết quả các phương án chọn MBA.
TT Các tham số PA 1 PA 2 PA 3
1 Công suất trạm biến áp S
BA
, kVA 2x160 2x180 315
2 Tổng vốn đầu tư V, 10
6
đ 78,4 152,7 106,9
3
Tổn thất điện năng
A
∆
, 10
3

kWh/năm
27444 25049 22158
4 Chi phí tổn bù thất C
∆
, 10
6
đ/năm 41,166 37,57 33,237
5 Thiệt hại do mất điện Y
th
, 10
6
đ/năm 6,705 6,705 37,25
6 Tổng chi phí qui đổi Z, 10
6
đ/năm 61,513 70,8448 89,0876
Ta thấy phương án 1 có chi phí qui đổi nhỏ nhất. Vậy đặt TBA gồm 2 máy 160 kVA.
3.3. Lựa chọn sơ đồ nối điện tối ưu:
25