Thiết kế cung cấp điện cho một phân xưởng sản xuất công nghiệpNguyễn HỮu Quân

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 MẠNH HẢI
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Dũng- Đ7ĐCN2
Trường Đại Học Điện Lực
Tháng 9 năm 2014
SVTH: Nguyễn Văn Dũng Đ7ĐCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI
Đồ án Cung Cấp Điện 2
Mục lục
0.1 Dữ kiện . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
0.2 Thuyết minh . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
0.2.1 Tính toán chiếu sáng cho phân xưởng . . . . . . . . . . . . . . . 7
0.2.2 Tính toán phụ tải điện . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
0.2.3 Xác định sơ đồ cấp điện của phân xưởng . . . . . . . . . . . . . . 7
0.2.4 Lựa chọn và kiểm tra các thiết bị của sơ đồ nối điện . . . . . . . 7
0.2.5 Tính toán chế độ mạng điện . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
0.2.6 Tính chọn tụ bù nâng cao hệ số công suất . . . . . . . . . . . . . 7
0.2.7 Tính toán nối đất và chống sét . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
0.2.8 Dự toán công trình . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
0.3 Bản vẽ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1 Tính toán phụ tải điện 11
1.1 Tính toán phụ tải chiếu sáng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
1.2 Tính toán phụ tải động lực . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
1.2.1 Phân chia nhóm thiết bị . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
1.2.2 Xác định phụ tải tính toán cho các nhóm phụ tải động lực: . . . 14
1.3 Phụ tải tính toán tổng hợp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
2 Xác định sơ đồ cấp điện của phân xưởng 19
2.1 Xác định vị trí đặt trạm biến áp (TBA) phân xưởng . . . . . . . . . . . . 19
2.1.1 Xác định tâm các nhóm phụ tải của phân xưởng . . . . . . . . . 19
2.1.2 Vị trí đặt TBA phân xưởng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
2.2 Chọn công suất và số lượng máy biến áp . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

2.2.1 Chọn số lượng máy biến áp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
2.2.2 Chọn công suất máy biến áp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
2.2.3 Chọn máy biến áp cho phân xưởng . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
2.2.4 Chọn dây dẫn tới trạm biến áp của xưởng . . . . . . . . . . . . . 24
2.3 Lựa chọn sơ đồ nối điện tối ưu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
2.3.1 Chọn dạng sơ đồ nối điện cho phân xưởng . . . . . . . . . . . . 26
2.3.2 Chọn trạm phân phối và tủ động lực . . . . . . . . . . . . . . . . 29
2.3.3 Lưa chọn sơ đồ nói điện tối ưu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
3 Lựa chọn kiểm tra các thiết bị của sơ đồ nối điện 43
3.1 Chọn thiết bị bảo vệ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
3.1.1 Chọn dao cách ly . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
3.1.2 Chọn máy cắt phụ tải . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
3
SVTH: Nguyễn Văn Dũng Đ7ĐCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI
3.1.3 Cầu chì cao áp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
3.1.4 Thanh góp hạ áp của TBA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
3.1.5 Chọn Aptomat bảo vệ TBA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
3.2 Tính toán ngắn mạch phía cao áp của mạng điện . . . . . . . . . . . . . 46
3.2.1 Sơ đồ nguyên lý và sơ đồ thị . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
3.2.2 Tính toán ngắn mạch, kiểm tra các thiết bị và dây cáp đã chọn . 47
3.3 Tính toán ngắn mạch phía hạ áp của mạng điện và kiểm tra . . . . . . . 49
3.3.1 Sơ đồ nguyên lý và sơ đồ thay thế . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
3.3.2 Các thông số của sơ đồ thay thế . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
3.3.3 Tính toán ngắn mạch, kiểm tra các thiết bị và dây cáp đã chọn . 50
3.4 Tính chọn tụ bù nâng cao hệ số công suất . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
3.4.1 Khái quát . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
3.4.2 Tiến hành bù công suất phản kháng . . . . . . . . . . . . . . . . 55
3.4.3 Đánh giá hiệu quả, tính toán kinh tế bù công suất phản kháng . 57
Đồ án Cung Cấp Điện 1
SVTH: Nguyễn Văn Dũng Đ7ĐCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI

Đồ án Cung Cấp Điện 2
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 các 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. 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!
3
SVTH: Nguyễn Văn Dũng Đ7ĐCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI
Đồ án Cung Cấp Điện 4
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 70%. Hao tổn điện áp cho
phéptrongmạngđiệnhạáp U
cp
=3,5%.Hệsố côngsuấtcần nânglênlà cos ϕ = 0, 9.
Hệ số chiết khấu i = 12%. Công suất ngắn mạch tại điểm đấu điện S
k
, 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.
5
SVTH: Nguyễn Văn Dũng Đ7ĐCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI
Hình 1: Sơ đồ mặt bằng phân xưởng cơ khí

Đồ án Cung Cấp Điện 6
SVTH: Nguyễn Văn Dũng Đ7ĐCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI
0.2 Thuyết minh
0.2.1 Tính toán chiếu sáng cho phân xưởng
0.2.2 Tính toán phụ tải điện
• Phụ tải chiếu sáng
• Phụ tải động lực
• Phụ tải thông thoáng và làm mát
• Phụ tải tổng hợp
0.2.3 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)
0.2.4 Lựa chọn và kiểm tra các thiết bị của sơ đồ nối điện
• Tính toán ngắn mạch
• Chọn thiết bị bảo vệ và đo lường
• Chọn dây dẫn của mạng động lực, dây dẫn của mạng chiếu sáng
0.2.5 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
0.2.6 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
0.2.7 Tính toán nối đất và chống sét
• Tính toán nối đất
• Tính chọn thiết bị chống sét
Đồ án Cung Cấp Điện 7

SVTH: Nguyễn Văn Dũng Đ7ĐCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI
0.2.8 Dự toán công trình
• Danh mục các thiết bị
• Xác định các tham số kinh tế
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
• Sơ đồ trạm biến áp gồm: sơ đồ nguyên lý, sơ đồ mặt bằng và mặt cắt trạm biến
áp
• Sơ đồ chiếu sáng và sơ đồ nối đất
• Bảng số liệu tính toán mạng điện
Đồ án Cung Cấp Điện 8
SVTH: Nguyễn Văn Dũng Đ7ĐCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI
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 0,51 1 12
2 Bể ngâm nước nóng 0,55 1 18
3 Bể ngâm tăng nhiệt 0,62 1 1,2
4 Tủ sấy 0,45 1 2,2
5 Máy quấn dây 0,53 0,80 2,8
6 Máy quấn dây 0,45 0,80 8,5
7 Máy quan bàn 0,4 0,78 8,5
8 Máy khoan đứng 0,55 0,78 4,5
9 Bàn thử nghiệm 0,62 0,85 5,5
10 Máy mài 0,45 0,80 8
11 Máy hàn 0,53 0,78 3,2

12 Máy tiện 0,45 0,78 7,5
13 Máy mài tròn 0,4 0,85 3,2
14 Cần cẩu điện 0,32 0,70 7,5
15 Máy bơm nước 0,46 0,82 3,2
16 Máy hàn xung 0,32 0,76 20
17; 18 Bàn lắp ráp và thử nghiệm 0,53 0,72 10; 12
19 Máy ép muội 0,47 0,8 20
20 Quạt gió 0,45 0,83 8,5
Bảng 1: Số liệu các thiết bị trong xưởng sản xuất.
Đồ án Cung Cấp Điện 9
SVTH: Nguyễn Văn Dũng Đ7ĐCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI
Đồ án Cung Cấp Điện 10
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
).
11
SVTH: Nguyễn Văn Dũng Đ7ĐCN2 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
Q
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 12
SVTH: Nguyễn Văn Dũng Đ7ĐCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI
STT Tên thiết bị Số hiệu Hệ số cos ϕ Công suất
trên sơ đồ P (kW)
NHÓM 1
1 Bể ngâm dung dịch kiềm 1 0,51 1 12
2 Bể ngâm nước nóng 2 0,55 1 18
3 Máy hàn 11 0,53 0,78 3,2
Tổng 33,2
NHÓM 2
1 Bể ngâm tăng nhiệt 3 0,62 1 1,2
2 Tủ sấy 4 0,45 1 2,2
3 Máy quấn dây 5 0,53 0,80 2,8
4 Máy khoan bàn 7 0,4 0,78 8,5
5 Bàn thử nghiệm 9 0,62 0,85 5,5
6 Bàn lắp ráp và thử nghiệm 18 0,53 0,72 12
Tổng 32,2
NHÓM 3
1 Máy quấn dây 6 0,45 0,80 8,5
2 Máy khoan đứng 8 0,55 0,78 8,5
3 Máy tiện 12 0,45 0,78 7,5
4 Quạt gió 20 0,45 0,83 8,5
Tổng 24,5

NHÓM 4
1 Máy mài 10 0,45 0,80 8
2 Máy mài tròn 13 0,4 0,85 3,2
3 Máy bơm nước 15 0,46 0,82 3,2
4 Bàn lắp ráp và thử nghiệm 17 0,53 0,72 10
Tổng 24,4
NHÓM 5
1 Cần cẩu điện 14 0,32 0,70 7,5
2 Máy hàn xung 16 0,76 0.76 20
3 Máy ép nguội 19 0,8 0,8 20
Tổng 47,5
Bảng 1.1: Phân nhóm phụ tải cho xưởng cơ khí sửa chữa.
Đồ án Cung Cấp Điện 13
SVTH: Nguyễn Văn Dũng Đ7ĐCN2 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

=
0,51.12+0,55.18+0,53.3,2
33,2
= 0,533
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 14
SVTH: Nguyễn Văn Dũng Đ7ĐCN2 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
= 18 (kW)
- P = 33,2 (kW)
- n
1
= 2
- n = 3
- P
1
= 12+18 = 30 (kW)
⇒ n
∗
=
2
3
= 0.66; p
∗
=
30

33,2
= 0,90
thay số vào ta có:
n
∗
hq
=
0,95
0,90
2
0,66
+
(1−0,90)
2
1−0,66
= 0,75
Số thiết bị hiếu quả:
n
hq
= 0,75.3 = 2,25
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

1−0,533
2,25.0,533+2
= 1,389
Phụ tải tính toán của nhóm 1:
P
tt1
= k
M
.k
sd
.

3
i=1
P
i
= 1, 389.0, 533.33, 2 = 24, 579(kW )
Hệ số công suất trung bình của nhóm 1:
cos

ϕtb
=

P
i
. cos
ϕi

P
i
=
12.1+18.1+3,2.0,78
33,2
= 0,978
2
Giáo trình Cung cấp điện - Trần Quang Khánh trang 37
Đồ án Cung Cấp Điện 15
SVTH: Nguyễn Văn Dũng Đ7ĐCN2 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 :
NHÓM P
max
1
2
.P
nmax
n
1
P
1

n P

n
∗
p
∗
n
∗
hq
n
hq
(kW) (kW) (kW) (kW)
1 18 9 2 30 3 33,2 0,66 0,9 0,75 2,25
2 12 6 2 20,5 6 32,2 0,33 0,636 0,668 4.008
3 8,5 4,25 4 24,5 4 24,5 1 1 0,95 3,8
4 10 5 2 18 4 24,4 0,5 0,737 0,776 3,104
5 20 10 2 40 3 47,5 0,66 0,84 0,83 2,49
Bảng 1.2: Bảng số thiết bị hiệu quả của nhóm
Với số thiết bị hiệu quả đã tính được, ta có bảng phụ tải tính toán cho các nhóm
trong bảng sau:
Đồ án Cung Cấp Điện 16
SVTH: Nguyễn Văn Dũng Đ7ĐCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI
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 Bể ngâm dung dịch kiềm 1 0,51 1 12 6,12 12
2 Bể ngâm nước nóng 2 0,55 1 18 9,9 18 0,533 2,25 1,389 24,597 0,978
3 Máy mài 11 0,35 0,78 3,2 1,696 2,487
Tổng 33,2 17,716 32,487
NHÓM 2
1 Bể ngâm tăng nhiệt 3 0,62 1 1,2 0,744 1,2
2 Tủ sấy 4 0,45 1 2,2 0,99 2,2
3 Máy quấn dây 5 0,53 0,80 2,8 1,484 2,24 0,509 4,008 1,45 23,839 0,794
4 Máy khoan bàn 7 0,4 0,78 8,5 3,4 6,63
5 Bàn thử nghiệm 9 0,62 0,85 5,5 3,41 4,675
6 Bàn lắp ráp và thử nghiệm 18 0,53 0,72 12 6,36 8,64
Tổng 32,2 16,388 25,585
NHÓM 3
1 Máy cuốn dây 6 0,45 0,80 8,5 3,825 6,8
2 Máy khoan đứng 8 0,55 0,78 4,5 2,475 3,5 0,55 3,8 1,43 19,269 0,947
3 Máy tiện 12 0,45 0,78 7,5 3,375 5,58
4 Quạt gió 20 0,45 0,83 8,5 3,825 7,05
Tổng 24,5 13,5 22,93
NHÓM 4
1 Máy mài 10 0,45 0,8 8 3,6 6,4
2 Máy mài tròn 13 0,4 0,85 3,2 1,28 2,72 0,47 3,104 1,5 17,2 0,77
3 Máy bơm nước 15 0,46 0,82 3,2 1,472 2,624

4 Bàn lắp ráp và thư nghiệm 17 0,53 0,72 10 5,3 7,2
Tổng 24,4 11,652 18,94
NHÓM 5
4 1 Cần cẩu điện 14 0,32 0,7 7,5 2,4 5,25
2 Máy hàn xung 16 0,32 0,76 20 6,4 15,2 0,38 2,49 1,59 28,69 0,76
3 Máy ép nguội 19 0,47 0,8 20 9,4 16
Tổng 47,5 19,44 31,32
Bảng 1.3: Bảng phụ tải tính toán của các nhóm
Nhóm P
tt
(kW) cosϕtb P
tt
.cosϕtb k
dt
1 24,597 0,978 24,03
2 23,839 0,794 18,92
3 19,269 0,947 18,24 0,9
4 17,2 0,77 13,24
5 28,69 0,76 21,8
Tổng 113,595 96,23
Bảng 1.4: Bảng tổng hợp phụ tải tính toán các nhóm
Đồ án Cung Cấp Điện 17
SVTH: Nguyễn Văn Dũng Đ7ĐCN2 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 đạt giá trị max công suất tác dụng 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
= 0,9.113,595 = 102,235(kW)
• Hệ số công suất trung bình của các nhóm phụ tải động lực là:
cos
ϕtb
=

P
tti

. cos
ϕi

P
tti
=
96,23
113,595
= 0,847
1.3 Phụ tải tính toán tổng hợp
Loại phụ tải P
tt
(kW) cosϕtb
Động lực 102,235 0,847
Chiếu sáng 12,96 1
Bảng 1.5: Phụ tải tính toán phân xưởng
• Công suất tác dụng tính toán của toàn phân xưởng:
P
ttpx
= P
cs
+ P
ttđlpx
= 102,235 + 12,96 = 115,195 (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
= 115,195.0,64 + 12,96.0 =73,72 (kVAr)
• Công suất tính toán toàn phân xưởng là:
S
ttpx
=

P
2
ttpx
+ Q
2
ttpx
=

115, 195
2
+ 73, 72
2
= 136,76(kVA)

• Hệ số công suất trung bình của phân xưởng là:
cosϕ
px
=
P
ttpx
S
ttpx
=
115, 195
136, 76
= 0,11
3
Tham khảo giáo trình Cung cấp điện - Trần Quang Khánh
Đồ án Cung Cấp Điện 18
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
19
SVTH: Nguyễn Văn Dũng Đ7ĐCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI
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 12,00 12,00 205,215 324,622 2462,58 3895,464
2 Bể ngâm nước nóng 2 1 18 18 141,093 324,944 2539,674 5848,992
3 Máy hàn 11 0,78 3,2 4,103 158,656 277,188 650,896 1137,182
Tổng 33,2 34,103 5353,150 10881,638
NHÓM 2
1 Bể ngâm tăng nhiệt 3 1 1,2 1,2 45,313 326,412 54,376 391,694
2 Tủ sấy 4 1 2,20 2,2 30,391 185,995 66,86 409,174
3 Máy quấn dây 5 0,8 2,8 3,5 67,311 185,256 235,589 648,39
4 Máy khoan bàn 7 0,78 8,5 10,897 39,910 277,233 434,917 3021,129
5 Bàn thử nghiệm 9 0,85 5,5 6,417 40,567 121,985 262,492 789,14
6 Bàn lắp ráp và thử nghiệm 18 0,72 12 16,667 84,794 276,965 1429,9 4616,083
Tổng 32,2 40,935 2484,134 9875,616

NHÓM 3
1 Máy quấn dây 6 0,8 8,5 10,625 211,29 176,592 2244,956 1876,29
2 Máy khoan đứng 8 0,78 4,5 5,769 209,558 213,005 1208,988 1228,875
3 Máy tiện 12 0,78 7,5 9,615 204,385 274,623 1965,24 2640,606
4 Quạt gió 20 0,83 8,5 10,241 152,643 183,934 1563,211 1883,661
Tổng 29 36,25 6982,395 7629,432
NHÓM 4
1 Máy mài 10 0,8 8 10 178,75 127,416 1787,5 1274,16
2 Máy mài tròn 13 0,85 3,2 3,765 213,917 30,569 805,335 115,083
3 Máybơm nước 15 0,82 3,2 3,902 213,904 131,165 834,747 511,863
4 Bàn lắp ráp và thử nghiệm 17 0,72 10 13,889 200,188 73,209 2780,389 1016,792
Tổng 24,4 31,556 6207,971 2971,898
NHÓM 5
1 Cần cẩu điện 14 0,7 7,5 10,714 110,533 64,077 1184,251 686,521
2 Máy hàn xung 16 0,76 20 26,316 96,208 122,094 2531,789 3213
3 Máy ép nguội 19 0,8 20 25 94,942 21,942 2373,55 548,55
Tổng 47,5 62,030 6089,59 4448,071
Bảng 2.1: Bảng công suất và tọa độ của các phụ tải trong phân xưởng trên hệ tọa độ
xOy
Tọa độ tâm nhóm 1 là:
X
nh1
=

n
i=1
S
i
.x
i


n
i=1
S
i
=
5353.150
34.103
= 156.97 (m)
Y
nh1

n
i=1
S
i
.y
i

n
i=1
S
i
=
10881.638
34.103
= 319.08 (m)
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 20

SVTH: Nguyễn Văn Dũng Đ7ĐCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI
Nhóm

S
i

S
i
.x
i

S
i
.y
i
X
nh
Y
nh
X
px
Y
px
(m) (m) (m) (m)
1 34,1 5353 10881,638 156,97 319,08
2 40,935 2484,134 9875,616 60,68 241,25
3 36,25 6982,395 7629,432 192,62 210,47 132,26 174,77
4 31,556 6207,97 2971,898 196,73 94,18
4 62,03 6089,59 4448,071 98,17 71,71
Tổng 204,87 27117,24 35806,66

Bảng 2.2: Tâm của các nhóm phụ tải và tâm phân xưởng
Hình 2.1: Tọa độ tâm các nhóm phụ tải và tâm phân xưởng
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
Đồ án Cung Cấp Điện 21
SVTH: Nguyễn Văn Dũng Đ7ĐCN2 GVHD: TS.PHẠM MẠNH HẢI
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:
Hình 2.2: vị trí trạm biến áp
Đồ án Cung Cấp Điện 22