Thiết kế cung cấp điện cho một xí nghiệp công nghiệp Chu Hải Hiền

ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN
"Thiết kế cung cấp điện cho một phân xưởng sản xuất công nghiệp"
Giáo viên hướng dẫn: T.S PHẠM MẠNHHẢI
Sinh viên thực hiện: CHU HẢIHIỀN - D7DCN2
Đại Học Điện Lực, Tp. HN
Tháng 11 năm 2014
SVTH: ChuHải Hiền - D7DCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI
Đồ ánCung Cấp Điện 2
Mục lục
0.1 Dữ kiện . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
0.2 Thuyết minh . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
0.2.1 Tính toán phụ tải điện . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
0.2.2 Xác định sơ đồ cấp điện của phân xưởng . . . . . . . . . . . . . . 9
0.2.3 Lựa chọn và kiểm tra các sơ đồ nối điện . . . . . . . . . . . . . . 9
0.2.4 Tính toán chế độ mạng điện . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
0.2.5 Tính chọn tụ bù nâng cao hệ số công suất . . . . . . . . . . . . . 9
0.3 Bản vẽ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1 Tính toán phụ tảiđiện 13
1.1 Tính toán phụ tải chiếu sáng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
1.2 Tính toán phụ tải động lực . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
1.2.1 Phân chia nhóm thiết bị . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
1.2.2 Xác định phụ tải tính toán cho các nhóm phụ tải động lực: . . . 16
1.3 Phụ tải tính toán tổng hợp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
2 Xácđịnh sơ đồcấp điện củaphân xưởng 21
2.1 Xác định vị trí đặt trạm biến áp (TBA) phân xưởng . . . . . . . . . . . . 21
2.1.1 Xác định tâm các nhóm phụ tải của phân xưởng . . . . . . . . . 21
2.1.2 Vị trí đặt TBA phân xưởng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
2.2 Chọn công suất và số lượng máy biến áp . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
2.2.1 Chọn số lượng máy biến áp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
2.2.2 Chọn công suất máy biến áp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
2.2.3 Chọn máy biến áp cho phân xưởng . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

2.2.4 Chọn dây dẫn tới trạm biến áp của xưởng . . . . . . . . . . . . . 27
2.3 Lựa chọn sơ đồ nối điện tối ưu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
2.3.1 Chọn dạng sơ đồ nối điện cho phân xưởng . . . . . . . . . . . . 28
2.3.2 Chọn trạm phân phối và tủ động lực . . . . . . . . . . . . . . . . 32
2.3.3 Lưa chọn sơ đồ nói điện tối ưu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
3 Lựa chọnkiểm tra cácthiết bị của sơ đồnối điện 49
3.1 Chọn thiết bị bảo vệ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
3.1.1 Chọn dao cách ly . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
3.1.2 Chọn máy cắt phụ tải . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
3.1.3 Thanh góp hạ áp của TBA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
3.1.4 Chọn Aptomat bảo vệ TBA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
3.2 Tính toán ngắn mạch phía cao áp của mạng điện . . . . . . . . . . . . . 51
3
SVTH: ChuHải Hiền - D7DCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI
3.2.1 Sơ đồ nguyên lý và sơ đồ thay thế . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
3.2.2 Tính toán ngắn mạch, kiểm tra các thiết bị và dây cáp đã chọn . 53
3.3 Tính toán ngắn mạch phía hạ áp của mạng điện và kiểm tra . . . . . . . 54
3.3.1 Sơ đồ nguyên lý và sơ đồ thay thế . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
3.3.2 Các thông số của sơ đồ thay thế . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
3.3.3 Tính toán ngắn mạch, kiểm tra các thiết bị và dây cáp đã chọn . 56
3.4 Tính chọn tụ bù nâng cao hệ số công suất . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
3.4.1 Khái quát . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
3.4.2 Tiến hành bù công suất phản kháng . . . . . . . . . . . . . . . . 61
3.4.3 Đánh giá hiệu quả, tính toán kinh tế bù công suất phản kháng . 62
Đồ ánCung Cấp Điện 4
Lời nói đầu
Công nghiệp đóng một vai trò quan trọng trong công cuộc công nghiệp hóa, hiện
đại hóa đất nước. Điện năng là nguồn năng lượng được sử dụng rộng rãi nhất trong
các ngành kinh tế quốc dân.
Nhu cầu điện ngày càng tăng. Vì vậy, việc nâng cao chất lượng điện, an toàn trong

việc sử dụng và trang bị những kiến thức về hệ thống cung cấp điện nhằm phục vụ
cho nhu cầu thiết yếu củaconngườitrongsinhhoạt và sản xuất, cung cấp điện năng
cho cá khu vực kinh tế trọng điểm, các khu chế xuất, các xí nghiệp nhà máy là rất
cần thiết. Do đó, việc thiết kế một hệ thống cung cấp điện cho một ngành nghề cụ
thể cần đem lại hiệu quả thực tiễn cao, đáp ứng nhu cầu hiện tại và tương lai. Trong
số đó “Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng sản xuất công nghiệp” là
một đề tài có tính thiết thực cao. Nếu giải quyết được vấn đề này sẽ góp phần không
nhỏ trong công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa của đất nước.
Đồ án môn học “Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa cơ
khí” giúp cho các sinh viên nghành hệ thống điện làm quen với các hệ thống cung
cấp điện. Công việc làm đồ án giúp cho sinh viên vận dụng kiến thức đã học để
nghiên cứu thực hiện một nhiệm vụ tương đối toàn diện về lĩnh vực sản xuất, truyền
tải và phân phối điện năng.
Với sự giúp đỡ nhiệt tình của thầy TS.Phạm Mạnh Hải cùng các thầy cô trong trường
đến nay bản đồ án môn học của em đã hoàn thành. Vì là lần đầu tiên em làm đồ án,
kinh nghiệm năng lực còn hạn chế nên bản đồ án không tránh khỏi những thiếu sót.
Em kính mong được sự đóng góp ý kiến của các thầy cô trong khoa, nhà trường để
bản đồ án của em hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
5
SVTH: Chu Hải Hiền - D7DCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI
Đồ án Cung Cấp Điện 6
Thiết kế cung cấp điện cho một phân
xưởng sản xuất công nghiệp
0.1 Dữ kiện
Thiết kế mạng điện cung cấp cho một phân xưởng với số liệu cho trong bảng số
liệu thiết kế cấp điện phân xưởng. Tỷ lệ phụ tải điện loại I là 60%. Hao tổn điện
áp cho phép trong mạng điện hạ áp U
cp
= 3,5%. Hệ số công suất cần nâng lên là

cos ϕ = 0, 9. Hệ số chiết khấu i = 12%. Công suất ngắn mạch tại điểm đấu điện S
k
= 2 MVA. Thời gian tồn tại của dòng ngắn mạch t
k
= 2,5s. Giá thành tổn thất điện
năng c

= 1500 đ/kWh, suất thiệt hại do mất điện g
th
= 8000 đ/kWh. Đơn giá tụ bù là
110.10
3
đ/kVAr, chi phí vận hành tụ bằng 2% vốn đầu tư, suất tổn thất trong tụ P
b
= 0,0025 kW/kVAr.Giá điện trung bình g = 1250 đ/kWh. Điện áp phân phối lưới 22kV.
Thời gian sử dụng công suất cực đại T
max
= 4500h. Chiều cao phân xưởng h = 4,7m.
Khoảng cách từ nguồn điện đến phân xưởng L = 150m.
Các tham số khác lấy trong phụ lục và sổ tay thiết kế cung cấp điện.
7
SVTH: Chu Hải Hiền - D7DCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI
Hình 1: Sơ đồ mặt bằng phân xưởng cơ khí
Đồ án Cung Cấp Điện 8
SVTH: Chu Hải Hiền - D7DCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI
0.2 Thuyết minh
0.2.1 Tính toán phụ tải điện
• Phụ tải chiếu sáng
• Phụ tải động lực
• Phụ tải tổng hợp

0.2.2 Xác định sơ đồ cấp điện của phân xưởng
• Xác định vị trí đặt trạm biến áp phân xưởng
• Chọn công suất và số lượng máy biến áp
• Lựa chọn sơ đồ nối điện tối ưu (so sánh ít nhất 2 phương án)
0.2.3 Lựa chọn và kiểm tra các sơ đồ nối điện
• Chọn dây dẫn của mạng động lực
• Tính toán ngắn mạch
• Chọn thiết bị bảo vệ
0.2.4 Tính toán chế độ mạng điện
• Xác định hao tổn điện áp trên đường dây và trong máy biến áp
• Xác định hao tổn công suẩt
• Xác định hao tổn điện năng
0.2.5 Tính chọn tụ bù nâng cao hệ số công suất
• Xác định dung lượng bù cần thiết
• Lựa chọn vị trí đặt tụ bù
• Đánh giá hiệu quả bù công suất phản kháng
• Phân tích kinh tế tài chính bù công suất phản kháng
0.3 Bản vẽ
• Sơ đồ mạng điện trên mặt bằng phân xưởng với sự bố trí của các tủ phân phối,
các thiết bị
• Sơ đồ nguyên lí của mạng điện có chỉ rõ các mã hiệu và các tham số của thiết
bị được chọn
Đồ án Cung Cấp Điện 9
SVTH: Chu Hải Hiền - D7DCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI
• Sơ đồ trạm biến áp gồm: sơ đồ nguyên lý, sơ đồ mặt bằng, mặt cắt trạm biến áp
• Sơ đồ nối điện
• Bảng số liệu tính toán mạng điện
Đồ án Cung Cấp Điện 10
SVTH: Chu Hải Hiền - D7DCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI
Bảng 1: Số liệu các thiết bị trong xưởng sản xuất.

Số hiệu Tên thiết bị Hệ số k
sd
cos ϕ Công suất đặt P(kW)
trên sơ đồ theo các phương án
1 Bể ngâm dung dịch kiềm 0,55 1 12
2 Bể ngâm nước nóng 0,62 1 13
3 Bể ngâm tăng nhiệt 0,45 1 12
4 Tủ sấy 0,53 1 18
5 Máy quấn dây 0,57 0,82 1,2
6 Máy quấn dây 0,60 0,76 2,2
7 Máy khoan bàn 0,51 0,72 2,8
8 Máy khoan đứng 0,55 0,8 8,5
9 Bàn thử nghiệm 0,62 0,82 8,5
10 Máy mài 0,45 0,70 4,5
11 Máy hàn 0,53 0,82 5,5
12 Máy tiện 0,45 0,76 8
13 Máy mài tròn 0,4 0,72 3,2
14 Cần cẩu điện 0,32 0,8 7,5
15 Máy bơm nước 0,46 0,82 3,2
16 Máy hàn xung 0,32 0,55 20
17; 18 Bàn lắp ráp và thử nghiệm 0,53 0,69 10; 12
19 Máy ép nguội 0,47 0,7 20
20 Quạt gió 0,45 0,83 8,5
Đồ án Cung Cấp Điện 11
SVTH: Chu Hải Hiền - D7DCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI
Đồ án Cung Cấp Điện 12
Chương 1
Tính toán phụ tải điện
Phụ tải tính toán là phụ tải giả thiết lâu dài không đổi, tương đương với phụ tải thực
tế về mặt hiệu quả phát nhiệt hoặc mức độ huỷ hoại cách điện.

Phụ tải tính toán phụ thuộc vào các yếu tố như: công suất, số lượng, chế độ làm việc
của các thiết bị điện, trình độ và phương thức vận hành hệ thống Vì vậy xác định
chính xác phụ tải tính toán là một nhiệm vụ khó khăn nhưng rất quan trọng
Từ trước tới nay đã có nhiều công trình nghiên cứu và có nhiều phương pháp tính
toán phụ tải điện. Song vì phụ tải điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố như đã trình bày
ở trên nên cho đến nay vẫn chưa có phương pháp nào hoàn toàn chính xác và tiện
lợi. Những phương pháp đơn giản thuận tiện cho việc tính toán thì lại thiếu chính
xác, còn nếu nâng cao được độ chính xác, kể đến ảnh hưởng của nhiều yếu tố thì
phương pháp tính lại phức tạp.
Sau đây là một số phương pháp tính toán phụ tải thường dùng nhất trong thiết
kế hệ thống cung cấp điện:
• Phương pháp tính theo hệ số nhu cầu và công suất đặt
• Phương pháp tính theo hệ số k
M
và công suất trung 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
Trong thực tế tuỳ theo quy mô và đặc điểm của công trình, tuỳ theo giai đoạn thiết
kế sơ bộ hay kỹ thuật thi công mà chọn phương pháp tính toán phụ tải điện thích
hợp.
1.1 Tính toán phụ tải chiếu sáng
Phụ tải chiếu sáng của phân xưởng cơ khí sửa chữa được xác định theo phương pháp
suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích:
P
cs
= P
0
.S = P
0
.a.b (W)

Trong đó:
- P
0
là suất chiếu sáng trên 1 đơn vị diện tích chiếu sáng, P
0
= 15 (W/m
2
).
13
SVTH: Chu Hải Hiền - D7DCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI
- S là diện tích được chiếu sáng (m
2
).
- a là chiều dài của phân xưởng (m
2
).
- b là chiều rộng của phân xưởng (m
2
).
Nên phụ tải chiếu sáng của phân xưởng cơ khí sửa chữa là:
P
cs
=
15.24.36
10
3
= 12,96 (kW)
Ở trong trường hợp này ta dùng đèn sợi đốt để thắp sáng nên cos ϕ = 1 và tanϕ = 0
QZ
cs

= 0 (kVAr)
1.2 Tính toán phụ tải động lực
1.2.1 Phân chia nhóm thiết bị
Trong một phân xưởng thường có nhiều thiết bị có công suất và chế độ làm việc khác
nhau, muốn xác định phụ tải tính toán được chính xác cần phải phân nhóm thiết bị
điện. Việc phân nhóm phụ tải tuân theo các nguyên tắc sau:
• Các thiết bị điện trong cùng một nhóm nên ở gần nhau để giảm chiều dài
đường dây hạ áp. Nhờ vậy có thể tiết kiệm được vốn đầu tư và tổn thất trên
đường dây hạ áp trong phân xưởng.
• Chế độ làm việc của các thiết bị điện trong nhóm nên giống nhau để xác định
phụ tải tính toán được chính xác hơn và thuận tiện trong việc lựa chọn phương
thức cung cấp điện cho nhóm.
• Tổng công suất của các nhóm thiết bị nên xấp xỉ nhau để giảm chủng loại tủ
động lực cần dùng trong phân xưởng và trong toàn nhà máy. Số đầu ra của tủ
động lực không nên quá nhiều để dễ dàng thao tác và sửa chữa.
Tuy nhiên thường rất khó khăn để thỏa mãn cả 3 điều kiện trên, vì vậy khi thiết kế
phải tùy thuộc vào điều kiện cụ thể của phụ tải để lựa chọn phương án tối ưu nhất
trong các phương án có thể.
Dựa vào nguyên tắc phân nhóm ở trên và căn cứ vào vị trí, công suất của các thiết
bị được bố trí trên mặt bằng phân xưởng, ta có thể chia các phụ tải thành 4 nhóm.
Kết quả phân nhóm phụ tải được trình bày ở bảng sau
Đồ án Cung Cấp Điện 14
SVTH: Chu Hải Hiền - D7DCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI
Bảng 1.1: Phân nhóm phụ tải cho xưởng cơ khí sửa chữa.
STT Tên thiết bị Số hiệu Hệ số cos ϕ Công suất
trên sơ đồ k
sd
P (kW)
NHÓM 1
1 Bể ngâm dung dịch kiềm 1 0,6 1 15

2 Máy quấn dây 6 0,53 0,82 2,2
3 Máy khoan đứng 8 0,4 0,72 1,2
4 Máy mài 10 0,46 0,82 2,2
5 Máy hàn 11 0,53 0,82 7,5
6 Máy tiện 12 0,45 0,76 6,5
7 Máy bơm nước 15 0,46 0,82 8
8 Quạt gió 20 0,45 0,83 8,5
Tổng 51,1
NHÓM 2
1 Tủ sấy 4 0,62 0,85 12
2 Máy quấn dây 5 0,45 0,7 1,2
3 Bàn thử nghiệm 9 0,32 0,8 2,2
4 Máy hàn xung 16 0,32 0,55 20
Tổng 35,4
NHÓM 3
1 Bể ngâm nước nóng 2 0,51 1 20
2 Bể ngâm tăng nhiệt 3 0,55 0,78 8,5
3 Máy khoan bàn 7 0,45 0,76 2,2
4 Bàn lắp ráp và thử nghiệm 18 0,53 0,69 12
Tổng 42,7
NHÓM 4
1 Máy mài tròn 13 0,4 0,72 4,5
2 Cần cẩu điện 14 0,32 0,8 5,5
3 Bàn lắp ráp và thử nghiệm 17 0,53 0,69 10
4 Máy ép nguội 19 0,47 0,7 20
Tổng 40
Đồ án Cung Cấp Điện 15
SVTH: Chu Hải Hiền - D7DCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI
1.2.2 Xác định phụ tải tính toán cho các nhóm phụ tải động lực:
1.2.2.1 Xác định phụ tải cho nhóm 1

a, Xác định hệ số sử dụng tổng hợp k
sd

Hệ số sử dụng tổng hợp được xác định theo công thức:
k
sd

=

P
i
.k
sdi

P
i
Trong đó
- k
sdi
là hệ số sử dụng của thiết bị
- P
i
là công suất đặt của thiết bị (kW)
Ta có hệ số sử dụng tổng hợp của nhóm 1 là:
k
sd

=
(15.0,6)+(2,2.0.53)+(1,2.0,4)+(2,2.0,46)+(7,5.0,53)+(6,5.0,45)+(8.0,46)+(8,5.0.45)
51,1

= 0,51
b, Xác định số phụ tải hiệu quả n
hq
n
hq
là số thiết bị hiệu quả của nhóm là số thiết bị sử dụng quy ước có công suất bằng
nhau mà tổng công suất bằng với công suất tính toán.n
hq
được xác định theo số thiết
bị tương đối n
∗
và công suất tương đối p
∗
trong nhóm.
• Gọi P
nmax
là công suất của thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm.
Ta có :



n
∗
=
n
1
n
p
∗
=

P
1
P
Trong đó
- n
1
: Số thiết bị có công suất lớn hơn
1
2
.P
nmax
- P
1
: Tổng công suất của các thiết bị có công suất lớn hơn
1
2
.P
nmax
(kW)
- n : Số thiết bị trong nhóm
- P : Tổng công suất của các thiết bị trong nhóm (kW)
• Tính n
∗
hq
1
:
n
∗
hq
=

0,95
p
∗2
n
∗
+
(1−p
∗
)
2
1−n
∗
1
Giáo trình Cung cấp điện - Trần Quang Khánh trang 37
Đồ án Cung Cấp Điện 16
SVTH: Chu Hải Hiền - D7DCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI
Từ đó ta có:
n
hq
= n
∗
hq
.n
Nhìn từ bảng số liệu của nhóm 1 ở bảng 1.1 ta thấy:
- P
nmax
= 15 (kW)
- P = 51,1 (kW)
- n
1

= 4
- n = 8
- P
1
= 15 + 7,5 + 8 + 8,5 = 39 (kW)
⇒ n
∗
=
4
8
= 0,5; p
∗
=
39
51,1
= 0,763
thay số vào ta có:
n
∗
hq
=
0,95
0,763
2
0,5
+
(1−0,763)
2
1−0,5
= 0,744

Số thiết bị hiếu quả:
n
hq
= 0,744.8 = 6
c, Tính hệ số cực đại k
M
2
k
M
= 1+1,3

1−k
sd

n
hq
.k
sd

+2
Thay số vào ta có
k
M
= 1+1,3

1−0,51
6.0,51+2
= 1,406
Phụ tải tính toán của nhóm 1:
P

tt1
= k
M
.k
sd

.

8
i=1
P
i
= 1, 406.0, 51.51, 1 = 36, 642(kW )
Hệ số công suất trung bình của nhóm 1:
cos
ϕtb
=

P
i
. cos
ϕi

P
i
=
(15).1+(1,2).0,72+(2,2+2,2+7,5+8).0,82+(6,5).0,76+(8,5).0,83
51,1
= 0,865
2

Giáo trình Cung cấp điện - Trần Quang Khánh trang 37
Đồ án Cung Cấp Điện 17
SVTH: Chu Hải Hiền - D7DCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI
1.2.2.2 Xác định phụ tải tính toán cho các nhóm còn lại
Tương tự như nhóm 1 ta có :
Bảng 1.2: Bảng số thiết bị hiệu quả của nhóm
NHÓM P
max
1
2
.P
nmax
n
1
P
1
n P

n
∗
p
∗
n
∗
hq
n
hq
(kW) (kW) (kW) (kW)
1 15 7,5 4 39 8 51,1 0,5 0,763 0,744 6
2 20 10 2 32 4 35,4 0,5 0,904 0,575 2,3

3 20 10 2 32 4 42,7 0,5 0,75 0,76 3,04
4 20 10 2 30 4 40 0,5 0,75 0,76 3,04
Đồ án Cung Cấp Điện 18
SVTH: Chu Hải Hiền - D7DCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI
Với kết quả tính được , ta có bảng tính toán cho các nhóm :
Bảng 1.3: Bảng tính toán của các nhóm
STT Tên thiết bị Số hiệu k
sd
cosϕ Công suất P.k
sd
P.cosϕ k
sd

n
hq
k
M
P
tt
cosϕtb
P (kW)
NHÓM 1
1 Bểngâm dung dịch kiềm 1 0,6 1 15 9 15
2 Máy quấn dây 6 0,53 0,82 2,2 1,166 1,804
3 Máy khoan đứng 8 0,4 0,72 1,2 0,48 0,864
4 Máy mài 10 0,46 0,82 2,2 1,012 1,804
5 Máy hàn 11 0,53 0,82 7,5 3,975 6,15 0,510 5,952 1,406 36,642 0,865
6 Máy tiện 12 0,45 0,76 6,5 2,925 4,94
7 Máy bơm nước 15 0,46 0,82 8 3,68 6,56
8 Bàn lắp ráp và thử nghiệm 20 0,45 0,83 8,5 3,825 7,055

Tổng 51,1 26,06 44,18
NHÓM 2
1 Tủ sấy 4 0,62 0,85 12 7,44 10,2
2 Máy quấn dây 5 0,45 0,7 1,2 0,54 0,84
3 Bàn thử nghiệm 9 0,32 0,8 2,2 0,704 1,76 0,426 2,3 1,57 23,676 0,672
4 Máy hàn xung 16 0,32 0,55 20 6,4 11
Tổng 35,4 15,084 23,8
NHÓM 3
1 Bểngâm nước nóng 2 0,51 1 20 10,2 20
2 Bểngâm tăng nhiệt 3 0,55 0,78 8,5 4,68 6,63
3 Máy khoan bàn 7 0,45 0,76 2,2 0,99 1,672 0,52 3,04 1,476 43,468 0,86
4 Bàn lắp ráp và thử nghiệm 18 0,53 0,69 12 6,36 8,28
Tổng 42,7 22,23 36,58
NHÓM 4
1 Máy mài tròn 13 0,4 0,72 4,5 1,8 3,24
2 Cần cẩu điện 14 0,32 0,8 5,5 1,76 4,4
3 Bàn lắp ráp và thử nghiệm 17 0,53 0,69 10 5,3 6,9 0,457 3,040 1,520 27,786 0,714
4 Máy ép nguội 19 0,47 0,7 20 9,4 14
Tổng 40 18,26 28,54
Bảng 1.4: Bảng tổng hợp phụ tải tính toán các nhóm
Nhóm P
tt
(kW) cosϕtb P
tt
.cosϕtb k
dt
1 36,642 0,865 31,695
2 23,676 0,672 15,910
3 43,468 0,860 37,382 0,9
4 27,786 0,714 19,839

Tổng 131,572 104,827
Đồ án Cung Cấp Điện 19
SVTH: Chu Hải Hiền - D7DCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI
• Phụ tải tính toán động lực của phân xưởng:
P
ttdlpx
= k
dt
.

n
i=1
P
tti
Trong đó:
- P
ttdlpx
: Phụ tải động lực tính toán toàn phân xưởng (kW)
- k
dt
: Hệ số đồng thời lấy k
dt
= 0,9
3
- P
tti
: Công suất tác dụng tính toán nhóm thứ i (kW)
- n : Số nhóm
• Với n = 4, thay các số liệu ở bảng 1.4 vào công thức trên ta có
Phụ tải tính toán động lực toàn phân xưởng là :

P
ttđlpx
= 0,9.131,572 = 118,415(kW)
• Hệ số công suất trung bình của các nhóm phụ tải động lực là:
cos
ϕtb
=

P
tti
. cos
ϕi

P
tti
=
104,827
131,572
= 0,8
1.3 Phụ tải tính toán tổng hợp
Bảng 1.5: Phụ tải tính toán phân xưởng
Loại phụ tải P
tt
(kW) cosϕtb
Động lực 118,415 0,8
Chiếu sáng 12,96 1
• Công suất tác dụng tính toán của toàn phân xưởng:
P
ttpx
= P

cs
+ P
ttđlpx
= 12,96 + 118,415 = 131,375 (kW)
• Công suất phản kháng tính toán của toàn phân xưởng:
Q
ttpx
=

P
tti
.tanϕ
i
= P
ttđl
.tanϕ
đl
+ P
cs
.tanϕ
cs
= 131,375.0,75 + 12,96.0 = 98,531
(kVAr)
• Công suất tính toán toàn phân xưởng là:
S
ttpx
=

P
2

ttpx
+ Q
2
ttpx
=

131, 375
2
+ 98, 531
2
= 164,219(kVA)
• Hệ số công suất trung bình của phân xưởng là:
cosϕ
px
=
P
ttpx
S
ttpx
=
131, 375
164, 219
= 0,8
3
Trang 33 - giáo trình Cung cấp điện - TS.Ngô Hồng Quang
Đồ án Cung Cấp Điện 20
Chương 2
Xác định sơ đồ cấp điện của phân
xưởng
2.1 Xác định vị trí đặt trạm biến áp (TBA) phân xưởng

2.1.1 Xác định tâm các nhóm phụ tải của phân xưởng
Tâm qui ước của các nhóm phụ tải của phân xưởng được xác định bởi một điểm M
có toạ độ được xác định : M(X
nh
, Y
nh
) theo hệ trục toạ độ xOy. Gốc tọa độ O(0,0) lấy
tại điểm thấp nhất của phân xưởng phía tay trái.
Với
X
nh
=

n
i=1
S
i
.x
i

n
i=1
S
i
Y
nh
=

n
i=1

S
i
.y
i

n
i=1
S
i
Trong đó:
- X
nh
, Y
nh
: toạ độ của tâm các nhóm phụ tải điện của phân xưởng (m)
- x
i
, y
i
: toạ độ của phụ tải thứ i tính theo hệ trục toạ độ xOy đã chọn (m)
- S
i
: công suất của phụ tải thứ i (kVA)
Ta có bảng công suất và tọa độ của các phụ tải trong phân xưởng trên hệ tọa độ xOy
21
SVTH: Chu Hải Hiền - D7DCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI
Bảng 2.1: Bảng công suất và tọa độ của các phụ tải trong phân xưởng trên hệ tọa độ
xOy
STT Tên thiết bị Số hiệu cosϕ P S x y S.x S.y
trên sơ đồ (kW) (kVA) (m) (m)

NHÓM 1
1 Bể ngâm dung dịch kiềm 1 1 15,00 15,000 20,868 32,935 313,020 494,025
2 Máy quấn dây 6 0,82 2,20 2,683 21,079 19,297 56,533 51,772
3 Máy khoan đứng 8 0,72 1,20 1,667 21,021 22,815 35,035 38,025
4 Máy mài 10 0,82 2,20 2,683 17,299 14,325 46,412 38,433
5 Máy hàn 11 0,82 7,50 9,146 15,855 27,679 145,015 253,162
6 Máy tiện 12 0,76 6,50 8,553 20,826 27,561 178,117 235,719
7 Máy bơm nước 15 8,00 9,756 1,158 21,140 14,270 206,244 139,220
8 Quạt gió 20 0,83 8,50 10,241 15,253 19,780 156,205 202,566
Tổng 51,1 59,729 1136,602 1452,922
NHÓM 2
1 Tủ sấy 4 0,85 12,00 14,118 2,670 19,316 37,694 272,696
2 Máy quấn dây 5 0,7 1,20 1,714 6,677 19,162 11,446 32,849
3 Bàn thử nghiệm 9 0,8 2,20 2,750 3,318 13,415 9,125 36,891
4 Máy hàn xung 16 0,55 20,00 36,364 8,982 13,415 326,618 487,818
Tổng 35,4 54,946 384,883 830,255
NHÓM 3
1 Bể ngâm nước nóng 2 0,6 2,80 20,000 14,197 32,925 283,940 658,500
2 Bể ngâm tăng nhiệt 3 0,6 5,50 10,897 4,206 32,925 45,835 358,798
3 Máy khoan bàn 7 0,6 4,50 2,895 3,339 27,875 9,666 80,691
4 Bàn lắp ráp và thử nghiệm 18 0,63 2,20 17,391 8,566 27,875 148,974 484,783
Tổng 44,5 51,183 488,414 1582,771
NHÓM 4
1 Máy mài tròn 13 0,53 12 6,250 21,106 2,792 131,913 17,450
2 Cần cẩu điện 14 0,68 4,50 6,875 9,538 5,163 65,574 35,496
3 Bàn lắp ráp và thử nghiệm 17 0,68 12,00 14,493 20,456 7,581 296,464 109,870
4 Máy ép nguội 19 0,6 7,50 28,571 8,798 2,037 251,371 58,200
Tổng 46,3 56,189 745,321 221,015
Tọa độ tâm nhóm 1 là:
X

nh1
=

n
i=1
S
i
.x
i

n
i=1
S
i
=
1136,602
59,729
= 19,03
Y
nh1

n
i=1
S
i
.y
i

n
i=1

S
i
=
1452,922
59,729
= 24,325
Tương tự tính toán cho các nhóm khác ta được kết quả tọa độ tâm của các nhóm
phụ tải và tâm phân xưởng dưới đây:
Đồ án Cung Cấp Điện 22
SVTH: Chu Hải Hiền - D7DCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI
Hình 2.1: Tọa độ tâm các nhóm phụ tải và tâm phân xưởng
Đồ án Cung Cấp Điện 23
SVTH: Chu Hải Hiền - D7DCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI
Bảng 2.2: Tâm của các nhóm phụ tải và tâm phân xưởng
Nhóm

S
i

S
i
.x
i

S
i
.y
i
X
nh

Y
nh
X
px
Y
px
(m) (m) (m) (m)
1 59,729 1136,602 1452,922 19,03 24,325
2 54,946 384,833 830,255 7,005 15,111
3 51,183 488,414 1582,771 9,542 30,924 12,408 18,406
4 56,189 745,321 221,015 13,265 3,933
Tổng 222,047 2755,17 4086,963
2.1.2 Vị trí đặt TBA phân xưởng
Để lựa chọn được vị trí tối ưu cho TBA cần thỏa mãn các điều kiện sau:
- Vịtrí trạm cần phải được đặt ở những nơi thuận tiện cho việc lắp đặt, vận hành
cũng như thay thế và tu sửa sau này (phải đủ không gian để có thể dễ dàng thay
máy biến áp, gần các đường vận chuyển )
- Vị trí trạm phải không ảnh hưởng đến giao thông và vận chuyển vật tư chính
của xí nghiệp.
- Vị trí trạm còn cần phải thuận lợi cho việc làm mát tự nhiên (thông gió tốt), có
khả năng phòng cháy, phòng nổ tốt đồng thời phải tránh được các bị hoá chất
hoặc các khí ăn mòn của chính phân xưởng này có thể gây ra
Dựa vào các điều kiện lựa chọn vị trí tối ưu cho trạm biến áp và vị trí các phụ tải
trong phân xưởng ta chọn vị trí đặt trạm biến áp gần tâm phụ tải phân xưởng, ở phía
sát tường cao nhất bên trái, phía ngoài, góc trên của phân xưởng từ trái sang, từ trên
xuống như sau:
Đồ án Cung Cấp Điện 24
SVTH: Chu Hải Hiền - D7DCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI
Hình 2.2: Vị trí đặt trạm biến áp
2.2 Chọn công suất và số lượng máy biến áp

2.2.1 Chọn số lượng máy biến áp
Việc lựa chọn đúng số lượng MBA dựa trên cơ sở độ tin cậy cung cấp điện. Các phụ
tải thuộc hộ tiêu thụ loại I, TBA cần đặt từ 2 MBA trở lên nối với các phân đoạn khác
nhau của thanh góp, giữa các phân đoạn có thiết bị đóng cắt khi cần thiết. Hộ tiêu
thụ loại II thì có thể tiến hành so sánh kinh tế kĩ thuật để quyết định nên đặt 1 hoặc
2 máy. Hộ tiêu thụ loại III chỉ cần đặt 1 MBA (yêu cầu trong kho cần có MBA dự trữ).
Ở đây số phụ tải loại I chiếm 60%, ta sẽ sử dụng 2 máy biến áp làm việc song song.
2.2.2 Chọn công suất máy biến áp
Tổng quan cách chọn:
Chọn sao cho trong điều kiện làm việc bình thường trạm đảm bảo cung cấp đủ điện
năng cho phụ tải và có dự trữ một lượng công suất đề phòng khi sự cố, đảm bảo độ
an toàn cung cấp điện, tuổi thọ máy. Tiêu chuẩn kinh tế kỹ thuật được tiến hành
dựa trên công suất tính toán toàn phần của phân xưởng và một số tiêu chuẩn khác:
ít chủng loại máy, khả năng làm việc quá tải, đồ thị phụ tải Sau đây là một số tiêu
chuẩn chọn máy biến áp:
• Khi làm việc ở điều kiện bình thường:
n.k
hc
.S
đmB
 S
tt
(kVA)
Trong đó:
- n : Số máy biến áp của trạm.
Đồ án Cung Cấp Điện 25