Đồ án Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho Nhà Máy Chế Tạo Máy Kéo và Thiết kế trạm biến áp phân xưởng

Đồ án tốt nghiệp
Bộ giáo dục và đào tạo
Trờng Đại học Bách khoa Hà Nội

Cộng hoà xà hội chủ nghĩa Việt Nam
Độc lập -Tự do - Hạnh phúc

Nhiệm vụ Thiết kế tốt nghiệp
Họ và tên : Trần Trọng Vỹ
Khoá 47
Khoa : Điện
Ngành : Hệ Thống Điện
I.Đầu đề thiết kế :
1.Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho Nhà Máy Chế Tạo Máy Kéo.
2.Thiết kế trạm biến áp phân xởng.
II.các số liệu ban đầu
Phần I
1. Mặt bằng và bảng phụ tải điện của Nhà Máy Chế Tạo Máy Kéo.
2. Mặt bằng và bảng phụ tải điện các thiết bị trong phân xởng sửa chữa cơ khí
3. Nhà máy đợc cung từ một trạm biến áp trung gian cách nhà máy 10 km bằng
đờng dây trên không, dùng loại dây nhôm lõi thép.
4. Điện áp truyền tải : Tự chọn theo công suất của Nhà Máy và khả năng đáp ứng
của trạm biến áp trung gian.
5. Công suất của nguồn điện vô cùng lớn.
6. Nhà máy làm việc hai ca.
Phần II
Số liệu lấy từ thực tế.
IiI.Nội dung các phần thuyết minh và tính toán
1. Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho Nhà Máy Chế Tạo Máy Kéo.
2. Thiết kế trạm biến áp 750kVA 35/0,4 kV.
Iv.các bản vẽ A0

Phần I
1. Biểu đồ phụ tải toàn nhà máy.
2. Các phơng án thiết kế mạng điện cao áp của nhà máy.
3. Sơ đồ nguyên lý mạng điện cao áp của nhà máy.
4. Sơ đồ nguyên lý mạng điện hạ áp của phân xởng sửa chữa cơ khí.
5. Sơ đồ mặt bằng đi dây phân xởng sửa chữa cơ khí.
6. Sơ đồ nguyên lý mạng điện chiếu sáng của phân xởng sửa chữa cơ khí.
Phần II
1. Các bản vẽ và số liệu tính toán.
Chủ nhiệm khoa

(Ký và ghi rõ họ tên)

Trần Trọng Vỹ - Lớp HTĐ3- K47

Cán bộ hớng dẫn

(Ký và ghi rõ họ tên)

1


Đồ án tốt nghiệp

Kết quả điểm đánh giá:
- Quá trình thiết kế ...........................
- Điểm duyệt ....................................
- Bản vẽ thiết kế ...............................

Sinh viên đà hoàn thành

(Nộp toàn bộ bản thiết kế cho khoa)
Ngày ....... tháng .......năm 2007
(Ký tên).

Ngày ........tháng .........năm 2007
Chủ tịch hội đồng
(Ký tên và ghi rõ họ tên).

Mặt bằng nhà máy sản suất máy kéo (đề 11)

2

6

4

8

9
1
Từ hệ thống điện đến

3

5

10
7

Tỉ lệ:

Trần Trọng Vỹ - Lớp HTĐ3- K47

1: 5000

2


Đồ án tốt nghiệp

Phụ tải của nhà máy sản xuất máy kéo
Số trên
mặt
bằng
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11

Tên phân xởng
Ban quản lý và phòng thiết kế
Phân xởng cơ khí số 1
Phân xởng cơ khí số 2

Phân xởng luyện kim mầu
Phân xởng luyện kim đen
Phân xởng sửa chữa cơ khí
Phân xởng rèn
Phân xởng nhiệt luyện
Bộ phận nén khí
Kho vật liệu
Chiếu sáng các phân xởng

Công suất đặt
(kW)

80 (cha kể chiếu sáng)
2500
1800
2100
2300
theo tính toán
1350
1200
1700
60
xác định theo diện tích

Danh sách thiết bị của phân xởng sửa chữa cơ khí
TT
1
2
3
4

5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23

Tên thiết bị
Búa hơi để rèn
Búa hơi để rèn
Lò rèn
Lò rèn
Quạt lò
Quạt thông gió
Đe 2 mỏ
Máy ép ma sát
Lò điện

Bàn
Dầm treo có pa lăng điện
Máy mài sắc
Quạt ly tâm
Bàn
Bể nớc
Lò đứng
Máy biến áp

Số lNhÃn
ợng
hiệu
Bộ phận rèn

2
M-412
2
M-413A
2
1
1
1
2
1
A124
1
H-15
1
1
1

3M634
1
BBDM8
1
1
1
2
Bộ phận nhiệt luyện
Lò băng chạy điện
1
W-30
Lò điện để hoá cứng linh kiện
1
W-90
Lò điện
1
H-30
Lò điện để rèn
1
TH-32
Lò điện
1
C-20
Lò điện
1
B-20

Trần Trọng Vỹ - Lớp HTĐ3- K47

Công

suất
(kW)

Ghi chú

10,0
28,0
4,5
6,0
2,8
2,5
10,0
15,0
4,85
3,2
7,0
2,2
30,0
90,0
30,0
36,0
20,0
20,0

3


Đồ án tốt nghiệp
24
25

26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40

Bể dầu
Thiết bị để tôi bánh răng
Bể dầu có tăng nhiệt
Bể nớc
Máy đo độ cứng đầu côn
Máy đo độ cứng đầu tròn
Bàn
Máy mài sắc
Bàn
Cần trục cánh có palăng điện
Thiết bị cao tần
Tủ
Bàn
Thiết bị đo bi

Tủ đựng bi
Bàn
Máy nén khí

1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1

MB-40
Y3W
TK
TW
330-2
-606

41

Máy bào gỗ

Bộ phận mộc
1
C-4

42

Máy khoan

1

CBA

43
44
45
46

Bàn mộc
Máy ca đai
Bàn
Máy bào gỗ

4
1
3
1

C80-3
CP6-5

47

Máy ca tròn

48
49
50

Quạt gió trung áp
Quạt gió số 9,5
Quạt số 14

Trần Trọng Vỹ - Lớp HTĐ3- K47

1
Bộ phận quạt giã
1
1
1
-

4,0
18,0
3,0
0,6
0,25
1,3

80,0
23,0
25,0

(ë gian m¸y nÐn khÝ)

2,0
4,5
1,0
3,2
4,5
7,0
1,3
1,7
7,0
9,0
12,0
18,0

4


Đồ án tốt nghiệp

Trần Trọng Vỹ - Lớp HTĐ3- K47

5


64

59

63

46

62

56

44

54

53

Khu lắp ráp

61

47

57

52

55

43

12

58

3

5

50

12

Trần Trọng Vỹ - Lớp HTĐ3- K47
3

4

13
4

48

2

13

45

50

Kho phụ tùng
và vật liệu

49

43

64
67

Phòng thử
nghiệm

13

69

2

14

70

17

1

16

65 68

66 Bộ phận sủa chũa điện

51

60

10

34

35

9

18

Kho thành
phẩm

8

36
38
40

18

9

31

19

33

7

30

20

28

30

11

38

6

24

29

30

15

Phòng kiểm
tra kĩ thuật

Bộ phận khuôn

28

41
42

Bộ phận nhiệt luyện 32

39

22

27

25

23

7

Bộ phận mài

21

Đồ án tốt nghiệp

6


Đồ án tốt nghiệp
Lời nói đầu
m bo s phỏt triển hài hoà, bền vững và theo quy luật của cuộc sống ,
lồi người đang tìm cách thoả mãn nhu cầu ngày càng tăng về năng lượng trên cơ sở
các nguồn tài ngun hữu hạn khơng có khả năng tái tạo được và tìm cách giảm tối
đa tốc độ huỷ hoại môi trường. Trong nhiều năm tới giải quyết vấn đề năng lượng
vẫn là điều thách thức sự phát triển của loài người.
Trong tất cả các dạng năng lượng, điện năng là một dạng năng lượng đặc biệt
cần thiết trong đời sống và sự phát triển của nền kinh tế quốc dân. Ngay từ những
năm đầu thực hiện cải tổ nền kinh tế, Đảng và Nhà nước ta đã nêu lên tầm quan
trọng của năng lượng đặc biệt là điện năng. Điều này được thể hiện không chỉ ở sự
đầu tư về cơ sở hạ tầng ngành Điện mà còn ở cả sự quan tâm đào tạo các kỹ sư, cán
bộ chuyên ngành Điện. Tuy nhiên, với sự phát triển khơng ngừng của sản xuất và
sinh hoạt thì nhiệm vụ thường xuyên của Điện Lực là phải có những biện pháp
thích hợp để xây dựng được một hệ thống cung cấp điện đảm bảo chất lượng và độ
tin cậy.
Là một sinh viên chuyên ngành Hệ thống điện, sau 5 năm học tại Trường, em
được giao nhiệm vụ thiết kế tốt nghiệp với nội dung :
1.Thiết kế hệ thống cung cấp in cho nh mỏy chế tạo máy kéo.
2.Thit k trm biến áp phân xưởng.

Để hoàn thành bản đồ án này, ngoài sự nỗ lực học hỏi của bản thân, em đã
được sự giúp đỡ, chỉ dẫn tận tình, chu đáo của Thầy giáo TS.Trần Tấn Lợi cùng các
Thầy, cô giáo trong bộ môn Hệ Thống Điện - Trường đại học Bách Khoa Hà Nội.
Mặc dù đã rất cố gắng, song do hạn chế về kiến thức nên chắc chắn bản đồ án
tốt nghiệp của em còn nhiều khiếm khuyết, em rất mong được sự chỉ bảo của các

Thầy, các Cô.
Em xin chân thành cảm ơn !
Hà Nội, ngày 30 tháng 5 năm 2007
Sinh viên thiết kế:

TrÇn Träng Vü - Líp HT§3- K47

7


Đồ án tốt nghiệp

Mục lục
Trang

Lời nói đầu............................................................................................................ 8
Phần 1
Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy chế tạo Máy
kéo
Chơng I. Giới thiệu chung về nhà máy chế tạo Máy kéo
1.1. Loại ngành nghề - qui mô và năng lực của nhà máy......................................17
1.1.1. Loại ngành nghề..................................................................................................17
1.1.2. Qui mô, năng lực của nhà máy............................................................................17
1.2. Giới thiệu phụ tải điện của toàn nhà máy.............................................................18
1.2.1. Các đặc điểm của phụ tải điện......................................................................18
1.2.2. Các yêu cầu cung cấp điện của nhà máy........................................................18
1.2.3. Mức ®é tin cËy cung cÊp ®iƯn ®ßi hái tõ qui trình công nghệ.............................19
1.3. Phạm vi đề tài................................................................................................19
Chơng II. Xác định phụ tải tính toán của các phân xởng và toàn Nhà
máy

2.1.Xác định phụ tải tính toán cho phân xởng sửa chữa cơ khí................................20
2.1.1. Phân loại và phân nhóm phụ tải điện trong phân xởng sửa chữa cơ khí.............20
2.1.2. Xác định phụ tải tính toán của động lực của phân xởng..................................21
a. Các phơng pháp xác định phụ tải tính toán.......................................................21
b. Xác định phụ tải các nhóm...............................................................................23
2.1.3. Xác định phụ tải chiếu sáng của toàn phân xởng............................................26
2.1.4. Tính phụ tải tính toán cho toàn bộ phân xởng sửa chữa cơ khí.........................26
2.2. Xác định phụ tải tính toán cho các phân xởng khác trong toàn nhà máy........26
2.2.1. Phụ tải tính toán của các phân xởng..............................................................26
2.2.2. Xác định phụ tải tính toán của toàn nhà máy.................................................29
2.3. Xác định biểu đồ phụ tải..........................................................................................29
2.3.1. Xác định vòng tròn phụ tải ..........................................................................29
Chơng III. Thiết kế mạng điện cao áp cho toàn Nhà máy
3.1. Đặt vấn đề...................................................................................................................32
3.2. Các phơng án cung cấp điện cho nhà máy...........................................................33
3.2.1. Các phơng án về trạm nguồn..............................................................................33
3.2.2. Chọn vị trí xây dựng trạm ...................................................................................34
3.2.3. Xác định số lợng dung lợng cho các máy biến áp ..............................................34
a. Xác định số lợng máy biến áp .........................................................................34

Trần Trọng Vỹ - Lớp HTĐ3- K47

8


Đồ án tốt nghiệp
b. Chọn dung lợng máy biến áp............................................................................35
3.3. Lựa chọn phơng án nối dây của mạng điện cao ¸p.............................................38
3.4. TÝnh to¸n kinh tÕ - kü thuËt lùa chän phơng án hợp lý.........................................41

3.4.1. Phơng án 1...........................................................................................................41
3.4.2. Phơng án 2...........................................................................................................49
3.4.3. Phơng án 3...........................................................................................................52
3.4.4. Phơng án 4...........................................................................................................59
3.5. Lựa chọn sơ đồ trạm phân phối trung tâm và trạm biến áp phân xởng cho phơng án
tối u.........................................................................................................................................63
3.5.1. Lựa chọn sơ đồ cho trạm phân phối trung tâm....................................................63
3.5.2. Trạm biến áp phân xởng......................................................................................66
Chơng IV. Tính toán ngắn mạch và lựa chọn thiết bị điện
4.1. Mục đích và giả thiết khi tính ngắn mạch...............................................................68
4.2. Chọn điểm tính ngắn mạch và tính toán các thông số của sơ đồ......................68
4.2.1. Chọn điểm tính ngắn mạch.................................................................................68
4.2.2. Tính toán các thông số của sơ đồ........................................................................69
4.2.3. Tính toán dòng ngắn mạch..................................................................................70
4.3. Lựa chọn và kiểm tra dây dẫn và khí cụ điện........................................................73
4.3.1. Đặt vấn đề............................................................................................................73
4.3.2. Kiểm tra tiết diện cáp đà chọn.............................................................................73
4.3.3. Lựa chọn và kiểm tra máy cắt thanh dÉn cđa TPPTT..........................................74
4.3.4. Lùa chän vµ kiĨm tra thanh dẫn 35 kV................................................................74
4.3.5. Chọn và kiểm tra dao cách ly biến áp phân xởng................................................76
4.3.6. Lựa chọn và kiểm tra cầu chì cao áp....................................................................76
4.3.7. La chon và kiểm tra chống xét van......................................................................77
4.3.8. Lựa chọn và kiểm tra máy biến dòng điện BI......................................................77
4.3.9. Lựa chọn và kiểm tra máy biến điện áp BU.........................................................78
4.3.10. Lựa chọn và kiểm tra áptômat...........................................................................78
Chơng V. Thiết kế mạng điện hạ áp cho phân xởng sửa chữa cơ khí
5.1. Sơ lợc về phân xởng sửa chữa cơ khí.....................................................................80
5.2. Các hình thức đi dây và phạm vi sử dụng của sơ đồ............................................80
5.3. Lựa chọn các thiết bị cho tủ phân phối...................................................................81
5.3.1. Chọn cáp..............................................................................................................82

5.4. Tính ngắn mạch phía hạ áp......................................................................................84
5.4.1. Các thông số của sơ đồ thay thế..........................................................................85
5.4.2. Tính toán ngắn mạch và kiểm tra các thiết bị đà chọn........................................85
5.5. Lựa chọn các thiết bị trong các tủ động lực và dây dẫn đến các thiết bị của phân xởng.........................................................................................................................................86
5.5.1. Lựa chọn áptômat và cáp từ tủ phân phối đến các thiết bị...................................87

Trần Trọng Vỹ - Lớp HTĐ3- K47

9


Đồ án tốt nghiệp
Chơng VI. Bù công suất phản kháng
6.1. Đặt vấn đề...................................................................................................................96
6.1.1. ý nghĩa việc nâng cao hệ số cosfi........................................................................96
6.1.2. Các biện pháp nâng cao hệ số cosfi.....................................................................97
6.2. Xác định dung lợng bù toàn nhà máy.....................................................................98
6.3. Chọn thiết bị bù..........................................................................................................98
6.4. Chọn vị trí đặt tụ bù ..................................................................................................99
6.5. Sơ đồ nguyên lý và sơ đồ thay thế..........................................................................99
6.5.1. Sơ đồ nguyên lý...................................................................................................99
6.5.2. Sơ đồ thay thế......................................................................................................100
6.6. Xác định dung lựơng bù............................................................................................100
6.6.1.Xác định điện trở trên sơ đồ thay thế....................................................................100
6.6.2. Xác định dung lợng bù cho mỗi phân nhánh.......................................................101
6.7. Chọn thiết bị bù............................................................................................................104
chơng vii. Thiết kế chiếu sáng cho phân xởng SữA CHữA CƠ KHí
7.1. Nguyên tắc và tiêu chuẩn chiếu sáng....................................................................107
7.1.1. yêu cầu đối với chiếu sáng..................................................................................107
7.1.2. Tiêu chuẩn chiếu sáng.........................................................................................107

7.2. Hệ thống chiếu sáng.................................................................................................108
7.3. Các loại và chế độ chiếu sáng.................................................................................108
7.3.1. Các loại chiếu sáng..............................................................................................108
7.3.2.Chế độ chiếu sáng.................................................................................................108
7.3.3. Chọn hệ thống chiếu sáng....................................................................................108
7.3.4. Chọn loại đèn chiếu sáng.....................................................................................109
7.4.Xác định số lợng và dung lợng bóng đèn................................................................109
7.4.1. Các phơng pháp tính............................................................................................109
7.4.2. Phơng pháp hệ số sử dụng hệ số quang thông.....................................................109
7.5.Tính toán chiếu sáng cho toàn bộ phân xởng sửa chữa cơ khí..............................111
7.6.Thiết kế mạng điện chiếu sáng...................................................................................112
7.6.1. Chọn áptômat tổng đặt tại tủ phân phối và tủ chiếu sáng....................................112
7.6.2.Chọn cáp từ tủ phân phối đến tủ chiếu sang.........................................................112
7.6.3. Chọn áptômat các nhánh.....................................................................................113
7.6.4. Chọn dây dẫn từ áptômat nhánh tới cụm bóng đèn.............................................113
7.6.5. Kiểm tra độ lệch điện áp.....................................................................................113

Phần 2
Thiết kế trạm biến áp phân xởng
Chơng I. Thiết kế trạm biến áp phân xởng
1.1. Sơ đồ nguyên lý trạm biến áp phân xởng........................................................117
1.2. Lựa chọn các thiết bị.................................................................................................118

Trần Trọng Vỹ - Líp HT§3- K47

10


Đồ án tốt nghiệp
1.2.1. Nêu lại các thiết bị đà chọn.................................................................................118

1.2.2. Lựa chọn các thiết bị còn lại................................................................................120
1.3. Thiết kế kết cấu nắp đặt trạm biến áp và tủ hạ áp...............................................124
1.3.1. Một số qui phạm trong thiết kế...........................................................................124
1.3.2. Các giải pháp kĩ thuật chính................................................................................124
Chơng II. Thiết kế nối đất cho trạm biến áp phân xởng
2.1. Khái niệm về nối đất..................................................................................................126
2.2. Xác định điện trở nối đất nhân tạo..........................................................................127
2.3. Xác định điện trở tản của một điện cực chôn sâu.................................................127
2.3.1. Xác định điện trở suất tính toán..........................................................................127
2.3.2. Cách thức chôn sâu và loại điện cực...................................................................127
2.3.3. Tính điện trở của một điện cực thẳng đứng.........................................................128
2.4. Xác định sơ bộ số điện cực thẳng đứng...................................................................128
2.5. Xác định điện trở tản của điện cực nằm ngang.......................................................129
2.6. Tính chính xác điện trở của điện cực thẳng đứng...................................................129
Chơng III. Kết cấu trạm
3.1. Phòng cháy cho trạm biến áp..................................................................................130
3.2. Phần xây dựng...........................................................................................................131
3.3.Kết cấu nắp đặt thiết bị cho tủ hạ áp tổng..............................................................131
3.3.1. Sơ đồ một sợi của tủ............................................................................................131
3.3.2. Kết cấu nắp đặt thiết bị........................................................................................132
3.4. Kết cấu trạm và bố trí thiết bị trong trạm................................................................132
Tài liệu tham khảo...............................................................................................................134

Trần Träng Vü - Líp HT§3- K47

11


Đồ án tốt nghiệp

Một số kí hiệu viết tắt sử dụng trong đồ án
ký tự

Viết tắt của

CCĐ

Cung cấp điện

ATM

áptômát

cc

Cầu chì

cd

Cầu dao

MBA

Máy biến áp

BAPx

Biến áp phân xởng

tba

Trạm biến áp

TBATg

Trạm biến áp trung gian

tbatt

Trạm biến áp trung tâm

Tpptt

Trạm phân phối trung tâm

Tpp

Tủ phân phối

Tđl

Tủ động lực

px

Phân xởng

đc

đờng cáp

Mc

Máy cắt

mcll

Máy cắt liên lạc

tl

Tài liệu

tb

Ký hiệu

Tụ bù

Trần Trọng Vỹ - Lớp HTĐ3- K47

12


Đồ án tốt nghiệp

Phần i
Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy
chế tạo Máy kéo

Chơng I

Giới thiệu về nhà máy chế tạo máy kéo

Nhà máy chế tạo máy kéo là nhà một trong những nhà máy hoat động trong
nghành cơ khí chế tạo máy, một lĩnh vực công nghiệp nặng then chốt của nền công
nghiệp nớc nhà. Vào thời điểm hiện nay ngoài nhiệm vụ đảm bảo chủ động, liên tục
đáp ứng các yêu cầu phục cho thị trờng trong nớc, nhà máy còn có nhiệm vụ sản
xuất và sửa chữa các loại máy kéo phục vụ cho xuất khẩu.
Sản xuất trong ngành cơ khí, một ngành sản xuất hết sức quan trọng, vì thế nhà
máy đóng một vai trò rất quan trọng đối với lĩnh vực sản xuất công nghiệp cả nớc.
Do tầm quan trọng của nhà máy nh vậy nên khi thiết kế cung cấp điện nhà máy đợc
xếp vào hộ tiêu thụ loại I, đòi hỏi độ tin cậy cấp điện cao nhất. Trong phạm vi nhà
máy các phân xởng tùy theo vai trò và qui trình công nghệ đựơc xếp vào hộ tiêu thụ
loại I,III.
I : các phân xởng quan trọng nằm trong dây chuyền sản xuất khép kín, hoặc loại
Trần Trọng Vỹ - Líp HT§3- K47

13


Đồ án tốt nghiệp
III : các phân xởng phụ, các bộ phận hành chính
Toàn bộ khuôn viên nhà máy rộng hơn 22.000 m2. Đây là một nhà máy lớn với
tổng công suất hơn đặt dự kiến vào khoảng 10.000 kW bao gồm 10 phân xởng, làm
việc 2 ca.
Nguồn điện cung cấp cho nhà máy đợc lấy từ hệ thống lới điện quốc gia thông
qua trạm biến áp trung gian cách nhà máy 10 km về phía đông.
Về phụ tải điện :Hệ thống phụ tải của nhà máy phân bố tơng đối tập trung, đa số
phụ tải của nhà máy là các động cơ điện có cấp điện áp chủ yếu là 0,4 kV. Tơng ứng

với qui trình và tổ chức sản xuất, thời gian sử dụng công suất cực đại của nhà máy
Tmax = 4500 giờ (số liệu chung cho các nhà máy làm việc hai ca trang 99-TL1).
Trong chiến lợc sản xuất và phát triển nhà máy sẽ thờng xuyên nâng cấp, cải tiến
qui trình kỹ thuật cũng nh linh hoạt chuyển sang sản xuất cả các sản phẩm phù hợp
nhu cầu của nền kinh tế, do vậy trong quá trình thiết kế cung cấp điện sẽ có sự chú ý
đến yếu tố phát triển, mở rộng trong tơng lai gần 2-5 năm cũng nh 5-10 năm của
nhà máy.
1.1. Loại ngành nghề - qui mô và năng lực của nhà máy
1.1.1. Loại ngành nghề
Công nghiệp chế tạo máy nói chung và nhà máy chế tạo máy kéo nói riêng là
một ngành sản xuất quan trọng trong nền kinh tÕ qc d©n cđa níc ta, cã nhiƯm vơ
cung cÊp và sửa chữa các loại máy kéo, động cơ máy kéo phục vụ cho nhu cầu trong
nớc.Trong nhà máy sản xt m¸y kÐo cã nhiỊu hƯ thèng m¸y mãc kh¸c nhau rất đa
dạng, phong phú và phức tạp. Các hệ thống máy móc này có tính công nghệ cao và
hiện đại do vậy mà việc cung cấp điện cho nhà máy phải đảm bảo chất lợng và độ tin
cậy cao.
1.1.2. Qui mô, năng lực của nhà máy
Nhà máy có tổng diện tích mặt bằng là 22 000 m 2 trong đó có 10 phân xởng , các
phân xởng này đợc xây dựng tơng đối liền nhau với tổng công suất dự kiến là 10
MW .
Dự kiến trong tơng lai nhà máy sẽ xây dựng, mở rộng thêm một số phân xởng và
lắp đặt, thay thế các thiết bị, máy móc tiên tiến hơn để sản xuất ra nhiều sản phẩm
chất lợng cao đáp ứng theo nhu cầu trong và xuất khẩu.
Đứng về mặt cung cấp điện thì việc thiết kế điện phải bảo đảm sự gia tăng phụ tải
trong tơng lai. Về mặt kỹ thuật và kinh tế phải đề ra phơng pháp cấp điện sao cho
không gây quá tải sau vài năm sản xuất và cũng không gây quá d thừa dung lợng mà
sau nhiều năm nhà máy vẫn không khai thác hết dung lợng công suất dự trữ dẫn đến
lÃng phí .
Bảng 1.1- Công suất đặt và diện tích các phân xởng của nhà máy
1.2Giới thiệu phụ tải điện của toàn nhà máy

Số trên Tên phân xởng
Công suất đặt
mặt bằng
( kW)
1
Ban quản lý và phòng thiết kế
80 ( cha chiếu sáng)
2
2500
Phân xởng cơ khí s 1
3
1800
Phân xởng cơ khí số 2
4
2100
Phân xởng luyện kim màu
5
2300
Phân xởng luyện kim đen
6
Theo tính toán
Phân xởng sửa chữa cơ khí
7
1350
Phân xởng rèn
8
1200
Phânxởng nhiệt luyện
9
1700

Bộ phận nén khí
10
60
Kho vật liệu
11
Xác địng theo diện tích
Phụ tải chiếu sáng các phân xởng

Trần Trọng Vỹ - Líp HT§3- K47

14


Đồ án tốt nghiệp
1.21.Các đặc điểm của phụ tải điện
Phụ tải điện trong nhà máy công nghiệp có thể phân ra làm hai loại phụ tải:
+ Phụ tải động lực.
+ Phụ tải chiếu sáng.

Phụ tải động lực thờng có chế độ làm việc dài hạn, điện áp yêu cầu trực tiếp đến
thiết bị là 380/220V, công suất của chúng nằm trong dải từ 1 đến hàng chục kW và
đợc cung cấp bởi dòng điện xoay chiều tần số công nghiệp f = 50Hz.
Phụ tải chiếu sáng thờng là phụ tải một pha, công suất không lớn. Phụ tải chiếu
sáng bằng phẳng, ít thay đổi và thờng dùng dòng điện xoay chiều tần số f = 50Hz
Độ lệch điện áp trong mạng chiếu sáng Ucp % = 2,5 % .
1.22. Các yêu cầu về cung cấp điện của nhà máy
Căn cứ theo tầm quan trọng của nhà máy, qui trình công nghệ sản xuất của
nhà máy và đặc điểm của các thiết bị, máy móc trong các phân xởng ta thấy hầu
hết các phân xởng thuộc nhà máy đều là các hộ phụ tải loại, do đó toàn nhà máy

đợc đánh giá là hộ phụ tải loại I và nh vậy việc cung cấp điện yêu cầu phải đợc
đảm bảo liên tục.
Bảng 1.2- Phân loại phụ tải của nhà máy

Số trên
mặt bằng
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11

Tên phân xởng
Ban quản lý và phòng thiết kế
Phân xởng cơ khí s 1
Phân xởng cơ khí số 2
Phân xởng luyện kim màu
Phân xởng luyện kim đen
Phân xởng sửa chữa cơ khí
Phân xởng rèn
Phânxởng nhiệt luyện
Bộ phận nén khí
Kho vật liệu
Phụ tải chiếu sáng các phân xởng

Công suất đặt
( kW)
80 ( cha chiếu sáng)
2500
1800
2100
2300
Theo tính toán
1350
1200
1700
60
Xác địng theo diện tích

1.2.3. Mức độ tin cậy cung cấp điện đòi hỏi từ qui trình công nghệ
Để cho quá trình sản xuất của nhà máy đảm bảo tốt thì việc cung cấp điện cho
nhà máy và cho các bộ phận quan trọng trong nhà máy nh các phân xởng đúc, phân
xởng nhiệt luyện và phânxởng luyện kim màu ... phải đảm bảo chất lợng điện năng
và độ tin cậy cao.
Theo qui trình công nghệ sản xuất của nhà máy thì việc ngừng cấp điện sẽ ảnh hởng đến chất lợng, số lợng sản phẩm gây thiệt hại về kinh tế. Vì vậy theo " Qui phạm
trang bị điện " thì nhà máy đợc xếp vào phụ tải loại I.
1.3. Phạm vi đề tài
Đây là loại đề tài thiết kế tốt nghiệp nhng do thời gian có hạn nên việc tính toán
chính xác và tỷ mỉ cho công trình là một khối lợng lớn đòi hỏi thời gian dài, do đó ta
chỉ tính toán chọn cho những hạng mục quan trọng của công trình.
Sau đây là những nội dung chính mà bản thiết kế sẽ đề cập :
+ Xác định phụ tải tính toán của các phân xởng và toàn nhà máy.
+ Thiết kế mạng điện cao áp của nhà máy.
+ Tính toán bù công suất phản kháng cho mạng điện nhà máy.

Trần Trọng Vü - Líp HT§3- K47

15


Đồ án tốt nghiệp
+ Tính toán thiết kế mạng điện hạ áp cho phân xởng sửa chữa cơ khí.
+ Thiết kế chiếu sáng cho phân xởng sữa chữa cơ khí.
+ Tính toán nối đất cho các trạm biến áp phân xởng.

Chơng II

Xác định phụ tải tính toáncác phân xởng và toàn
nhà máy

2.1. Xác định phụ tải tính toán cho phân xởng sửa chữa cơ khí
2.1.1. Phân loại và phân nhóm phụ tải tính toán của phân xơng sửa chữa cơ khí
Nhận xét: Các thiết bị đều làm việc ở chế độ dài hạn và đề dùng nguồn ba pha,
chỉ riêng may biến ap hàn dùng điện áp một pha đấu vào điện áp pha. Do đó ta phải
quy đổi công suất một pha đấu vào điện áp pha sang thiết bị ba pha. Công thức quy
đổi :
Pqd = 3.Pdm = 24.3 = 72 ( kW )
Trong đó:
Pdm - là công suất đặt của thiết bị.
Để phân nhóm phụ tải ta dựa vào nguyên tắc sau:

+ 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 đợc ksd, knc; cos; ... và nếu chúng
lại có cùng công suất nữa thì số thiết bị điện hiệu quả sẽ đúng bằng sô thiết bị thực tế
và vì vậy việc xác định phụ tải cho các nhóm thiết bị này sẽ rất dễ dàng.)
+ Các thiết bị trong các nhóm nên đợc phân bổ để tổng công suất của các nhóm ít
chênh lệch nhất (điều này nếu thực hiện đợc sẽ tạo ra tính đồng loạt cho các trang
thiết bị CCĐ. ví dụ trong phân xởng chỉ tồn tại một loại tủ động lực và nh vậy thì nó
sẽ kéo theo là các đờng cáp CCĐ cho chúng cùng các trang thiết bị bảo vậy cũng sẽ
đợc đồng loạt hoá, tạo điều kiện cho việc lắp đặt nhanh kể cả việc quản lý sửa chữa,
thay thế và dự trữ sau này rất thuận lợi...).
+ Ngoài ra số thiết bị trong cùng một nhóm cũng không nên quá nhiều vì số lộ ra
của một tủ động lực cũng bị không chế (thông thờng số lộ ra lớn nhất của các tủ
động lực đợc chế tạo sẵn cũng không quá 8). Tất nhiên điều này cũng không có
nghĩa là số thiết bị trong mỗi nhóm không nên quá 8 thiết bị. Vì 1 lộ ra từ tủ động
lực có thể chỉ đi đến 1 thiết bị, nhng nó cũng có thể đợc kéo móc xích đến vài thiết
bị,(nhất là khi các thiết bị đó có công suất nhỏ và không yêu cầu cao về độ tin cậy
CCĐ ). Tuy nhiên khi số thiét bị của một nhóm quá nhiều cũng sẽ làm phức tạp hoá
trong vận hành và làm giảm độ tin cậy CCĐ cho từng thiết bị.
+ Ngoài ra các thiết bị đôi khi còn đợc nhóm lại theo các yêu cầu riêng của việc quản lý
hành chính hoặc quản lý hoạch toán riêng biệt của từng bộ phận trong phân xởng.
Căn cứ vào vị trí, công suất thiết bị trên mặt bằng ta chia thành 6 nhóm phụ tải nh sau:
ã Nhóm 1: 1,6,7,8,9,10,18,19,20,28,29
ã Nhóm 2: 2,3,4,5,7,11,14,15,16,23,24,28
ã Nhóm 3: 12,13,17,21,22,,27,32,33
ã Nhóm 4: 31,34,43,45,48,49,50,51,58,60

Trần Trọng Vỹ - Líp HT§3- K47

16

Đồ án tốt nghiệp
ã
ã

Nhóm 5: 44,46,47,52,53,54,57,59
Nhom 6: 65,66,67,68,69,70

2.1.2. Xác định phụ tải tính toán động lực của phân xởng
a. Các phơng pháp xác định phụ tải tính toán
1.Xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu
Phơng pháp này sử dụng khi có thiết kế nhà xởng của xí nghiệp(cha có thiết kế
nhà máy, thiết kế mặt bằng), lúc này chỉ mới biết một số liệu cụ thể là công suất đặt
của từng phân xởng.
Phụ tải tính toán của từng phân xởng đợc tính toán theo công thức:
Ptt = Knc.Pđ
Qtt = Ptt. tg
Trong công thức trên:
Knc- Hệ số nhu cầu(tra sổ tay kỹ thuật theo số liệu thống kê của các xí
nghiệp, phân xởng tơng ứng.
cos -Hệ số công suất tính toán, cũng tra sổ tay kỹ thuật từ đó rút ra tg
Trên đây là phụ tải động lực ,phụ tải chiếu sáng đợc tính theo công suất chiếu
sáng trên một đơn vị diện tích
Pcs =P0.S
P0: Suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích (W/m2)
S: Diện tích cần chiếu sáng (m2)
Với mỗi phân xởng ta cần xét xem dùng bóng đèn loại gì là thích hợp. Nếu các
phân xởng có cos nhỏ thì nên sử dụng đèn sợi đốt để nâng cao cos,
Với loại bóng đèn sợi đốt này thì cos = 1 và Qcs = 0
Nếu dùng bóng đèn tuýp thì cos = 0,6 - 0,8 và Qcs = Pcs.tg

Từ đó ta tính đợc phụ tải tính toán toàn phần của mỗi phần xëng:
Stt = ( P + P ) 2 + (Q + Q ) 2
cs
tt cs
tt
Cuối cùng phụ tải tính toán nhà máy xác định bằng cách lấy tổng phụ tải các
phân xởng có tính đến hệ số đồng thời
n

n

1

1

Ptt . nm = K dt .∑ Ptti + ∑ Pcsi
n

Q tt . nm = K dt .∑ (Q tti + Pcsi )
1

2
Sttnm = Pttnm + Q 2
ttnm
Hệ số công suất toàn nhà máy :

cos =

Pttnm
S ttnm

Kđt: Hệ số đồng thời,xét đến khả năng phụ tải các phân xởng không đồng thời
cực đại. Có thể lấy
Kđt = 0,9- 0,95 khi số phân xởng n = 2 - 4
Kđt= 0,8-0,85 khi số phân xởng n = 5-10
Trần Trọng Vỹ - Lớp HTĐ3- K47

17


Đồ án tốt nghiệp
Với ý nghĩa là khi số phân xởng càng lớn thì Kđt càng nhỏ
2.Xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình:
Sau khi xí nghiệp ®· cã thiÕt kÕ chi tiÕt cho tõng ph©n xëng, ta đà có các
thông tin chính xác về mặt bằng bố trí máy móc, thiết bị, biết đợc công suất và quá
trình công nghệ của từng thiết bị, ngời thiết kế có thể bắt tay vào mạng điện hạ áp
phân xởng. Số liệu đầu tiên cần xác định là công suất tính toán của từng động cơ
trong phân xởng.
Với một ®éng c¬
Ptt= P®m
Víi nhãm ®éng c¬ 3 ≥ n . Phụ tải tính toán của nhóm động cơ đợc xác đinh theo
công thức:
Ptt=Pđmi
Với n 4 phụ tải tính toán của nhóm động cơ đợc xác định theo công thức :
Ptt= Kmax.Ksd. ΣP®mi
Trong ®ã:
Ksd : HƯ sè sư dơng cđa nhãm thiÕt bÞ, tra sỉ tay
Kmax : HƯ sè cùc đại , tra đồ thị hoặc tra bảng theo hai đại lợng Ksd và nhq
nhq:Số thiết bị dùng điện hiệu quả
Trình tự xác định nhq nh sau :

Xác định n1:Số thiết bị có công suất lớn hơn hay bằng một nửa công suất của
thiết bị có công suất lớn nhất.
Xác định P1: Công suất của n1 thiết bị trên
P1= Pđmi
Xác ®Þnh n*=n1/n, P*=P1/PΣ
Trong ®ã :
n: Tỉng sè thiÕt bÞ trong nhóm
P: Tổng công suất của nhóm
Từ n* và P* tra bảng ta đợc nhq*
Tra bảng Kmaxchỉ bắt đầu từ nhq=4.
Khi n 4 phụ tải tính toán đợc xác định theo công thức :
Ptt= Kti. Pđmi
Kti: Hệ số tải. Nếu không biÕt chÝnh x¸c cã thĨ lÊy nh sau :
Kt= 0,9 với thiết bị làm việc ở chế độ dài hạn.
Kt= 0,75 với thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại.
Cuối cùng phụ tải tính toán toàn phân xởng với n nhóm đợc tính:
n

Ptt .nm = k dt .∑ Ptti
1

n

Q tt .nm = k dt .∑ Q tti
1

Sttnm =

( Pttpx + Pcs ) 2 + (Q ttpx + Q cs ) 2

Trần Trọng Vỹ - Lớp HTĐ3- K47

18


Đồ án tốt nghiệp
3. Xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản
phẩm
Ta có :

M.W0
Tmax

Ptt =

Trong đó:
M: Số đơn vị sản phẩm đợc sản suất ra trong một năm
W0: Suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm(kWh/đvsp)
Tmax: thời gian sử dụng công suất lớn nhất
Phơng pháp này đợc sử dụng cho tính toán các thiết bị điện có đồ thị phụ tải ít
biến đổi nh: quạt gió ,bơm nớc,máy nén khí... Khi đó tải tính toán gần bằng phụ tải
trung bình và kết quả tơng đối chính xác.
Vì đà biết đợc khá nhiều thông tin về phụ tải, có thể xác định phụ tải tính toán
theo công suất trung bình và hệ số cực đại
b.xác định phụ tải các nhóm
1. Xác định phụ tải tính toán của nhóm 1
Bảng phụ tải nhóm 1

tt Tên thiết bị
1

2
3
4
5
6
7
8
9
10
11

Số lợng

Máy tiện ren
Máy tiện revonve
Máy phay vạn năng
Máy phay ngang
Máy phay đứng
Máy phay đứng
Máy mài phẳng
Máy mài tròn
Máy mài trong
Ca tay
Ca máy

Ký hiệu trên mặt bằng

1
1
1

1
2
1
2
1
1
1
1

1
6
7
8
9
10
18
19
20
28
29

Pđm kW
một máy toàn bộ
4,5
4,5
1,7
1,7
3,4
3,4
1,8

1,8
14
28
7
7
9
18
5,6
5,6
2,8
2,8
1,35
1,35
1,7
1,7

Ta có:
Tổng số thiết bị trong nhóm 1 là: n = 13.
Tổng công suất của nhóm 1 là:P = 75,85 kW.
Số thiết bị có công suất lớn hơn hay bằng nửa công suất của thiết bị có công suất
lớn nhất là: n1 = 5.
Tổng công suất của số thiết bị có công suất lớn hơn hay bằng nửa công suất của
thiết bị có công st lín nhÊt lµ: P1 = 53 kW
n1 5
= = 0,38
n 13
P
53
p* = 1 =
= 0, 7

PΣ 75,85

⇒ n* =

Tra bảng ( n*, P* ) trong PLI.5 TLTK1 ta đợc nhq* = 0,69
⇒ nhq = n . nhq* = 13 . 0,69 = 8,97
Tra bảng PLI.1 TLTK1với nhóm máy gia công kim loại của phân xởng sửa chữa
cơ khí ta đợc ksd = 0,2 .vì các thiết bi này đều thuéc 1 nhãm thiÕt bi nªn cã cïng k sd
nÕu trong 1 nhóm có các thiết bị khác nhau về k sd thì ksdcủa nhóm sẽ lấy giá trị trung
bình
Tra bảng PLI.6 TLTK1 với Ksd=0,2 và nhq=8,97 ta đợc kmax = 1,9
Trần Trọng Vỹ - Lớp HTĐ3- K47

19


Đồ án tốt nghiệp
Do nhq=8,97>4 nênphụ tải tính toán nhóm 1 lµ:
n

Ptt = k max .k sd .∑ Pdmi = 1,9.0, 2.75,85 = 28,823 ( kW )
1

Tra b¶ng PLI.1 TLTK1 ta đợc cos =0,6 suy ra tg =1,333
Q tt = Ptt .tgϕ = 28,823.1,33 = 38,334 ( kVAr )

2. Phụ tải tính toán của nhóm 2
tt

Số

lợng

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

Máy tiện tự ®éng
M¸y tiƯn tù ®éng
M¸y tiƯn tù ®éng
M¸y tiƯn tù ®éng
M¸y phay vạn năng
Máy mài
Máy xọc
Máy khoan vạn năng
máy doa ngang
Máy khoan bàn
Máy ép kiểu trục khủy
Ca tay

13

3
2
2
1
1
1
1
1
1
1
1

Pđm(kw)
1
Toàn
máy
bộ
5,1
15,3
14
28
5,6
11,2
2,2
2,2
3,4
3,4
2,2
2,2
2,8

2,8
4,5
4,5
4,5
4,5
0,65
0,65
1,7
1,7
1,35
1,35

kí
hiệu
2
3
4
5
7
11
14
15
16
23
24
28

ptt
(kw)

qtt
(kvar)

Giá trị trung bình

1

0,6

29,56

39,41

Ksd

cos

ptt
(kw)

qtt
(kvar)

0,2
0,2
0,2
0,2
0,2
0,2
0,75

0,75
0,3

0,6
0,6
0,6
0,6
0,6
0,6
0,4
0,4
0,564

57,42

84,08

Ksd

cos

0,2
0,2
0,2
0,2
0,2
0,2
0,2
0,2
0,2

0,2
0,2
0,2

0,6
0,6
0,6
0,6
0,6
0,6
0,6
0,6
0,6
0,6
0,6
0,6

0,2

Tên thiết bị

3. Phụ tải tính toán nhóm 3 là:
tt Tên thiết bị
1
2
3
4
5
6
7

8
9

Máy bào ngang
Máy xọc
Máy khoan hớng tâm
Máy mài dao cắt gọt
Máy mài sắc vạn năng
Máy mài phá
Lò điện kiểu đứng
Lò điện kiểu bể
Giá trị trung bình

Số lợng

kí
hiệu

2
3
1
1
1
1
1
1

12
13
17

21
22
27
32
33

Pđm(kw)
1
Toàn
máy
bộ
9
18
8,4
25,2
1,7
1,7
2,8
2,8
0,65
0,65
3
3
25
25
30
30

4. Phụ tải tính toán nhóm 4 là
tt

Tên thiết bị

1
2
3
4
5
6
7

Lò điện kiểu buồng
Bể điện phân
Máy tiện ren
Máy tiện ren
Máy phay răng
Máy xọc
Máy bào ngang

Số lợng

kí
hiệu

1
1
2
1
1
1

2

31
34
43
45
48
49
50

Trần Trọng Vỹ - Lớp HTĐ3- K47

Pđm(kw)
1
Toàn
máy
bộ
30
10
10
4,5
2,8
2,8
7,6

30
10
20
4,5
2,8

2,8
15,2

Ksd
0,75
0,75
0,2
0,2
0,2
0,2
0,2

cos



0,4
0,4
0,6
0,6
0,6
0,6
0,6

ptt
qtt
(kw) (kvar)
51,08

20

74,79


Đồ án tốt nghiệp
8
9
10
11

Máy mài tròn
Máy mài phá
máy cắt
Giá trị trung bình

1
1
1

51
58
60

7,0
3,2
1,7

7,0
3,2
1,7

0,2
0,2
0,2
0,292

0,6
0,6
0,6
0,564

5. Phụ tải tính toán nhóm 5 là
Số
lợng

1
2
3
4
5
6
7
8
9

Máy tiện ren
Máy phay ngang
Máy phay vạn năng
Máy khoan đứng
Máy nén khí

Quạt
Biến áp hàn
Khoan điện
Giá trị trung bình

Pđm(kw)
1
Toàn
máy
bộ
7
7
2,8
2,8
2,8
2,8
1,8
1,8
10
10
3,2
3,2
72
72
0,6
0,6

kí
hiệu

1
1
1
1
1
1
1
1

tt Tên thiết bị

44
46
47
52
53
54
57
59

Kt

cos

ptt
(kw)

qtt
(kvar)

0,9
0,9
0,9
0,9
0,9
0,9
0,75
0,9

0,6
0,6
0,6
0,6
0,8
0,8
0,35
0,6
0,619

81,9

103,92

ở đây biến áp hàn là thiết bị 1 pha làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại.
6.phụ tảI tính toán nhóm 6 là
Số
lợng

tt Tên thiết bị
1

2
3
4
5
6
7

Bàn nguội
Máy cuốn dây
Bàn thí nghiệm
Bể tẩm có đốt nóng
Tủ xấy
Khoan bàn
Giá trị trung bình

3
1
1
1
1
1
1

Pđm(kw)
1
Toàn
máy
bộ
0,5
1,5

0,5
0,5
15
15
4
4
0,85 0,85
0,65 0,65

kí
hiệu
65
66
67
68
69
70

Kt

cos

0,9
0,9
0,9
0,9
0,9
0,9

0,2

0,2
0,2
0,2
0,2
0,2
0,2

ptt
(kw)

qtt
(kvar)

20,25

26,93

2.1.3 Xác định phụ tải tính chiếu sáng của toàn phân xởng
Để tính phụ tải chiếu sáng ta lấy chiếu sáng chung cho toàn phân xởng là p0 =
15 W / m 2

Diện tích phân xởng là: 1500 m2
Phụ tải chiếu sáng của toàn phân xởng:
Pcs = p0.Spx = 15.1500 = 22500 W = 22,5 kW
2.1.4 Phô tải tính toán của toàn phân xởng sửa chữa cơ khí:
Phụ tải tác dụng tính toán toàn xởng:
6

Px = k dt ∑ Ptti
1

= 0,85(28,823 + 29,564 + 57, 429 + 51, 08 + 81,9 + 20, 25)
= 228, 689 ( kW )

Phụ tải phản kháng tính toán toàn xởng là:
Qx = kdtqtti =0,85(38,334+39,41+84,076+74,793+103,915+26,933)=312,342(kvar)
Phụ tải toàn phân xởng kể cả chiếu sáng
Sx =

( 228, 689 + 22.5)

Trần Trọng Vỹ - Lớp HT§3- K47

2

+ 312,342 2 = 400,816 ( kVA )

21


Đồ án tốt nghiệp

2.2. Xác định phụ tải tính toán cho phân xởng khác và toàn nhà máy
2.2.1. Phụ tải tính toán của các phân xởng
Vì các phân xởng chỉ biết công suất đặt. Do đó phụ tải tính toán của toàn nhà
máy đợc xác định theo công suất đặt và hệ số nhu cầu:
Phụ tải động lực
Vì các phân xởng khác chỉ biết công suất đặt do đó phụ tải tính toán đợc xác định
theo phơng pháp hệ số nhu cầu (Knc).
Công thức tính: Pđl = Knc . Pđpx

Qđl = P®l . tgϕ
Stt =

2
Ptt + Q 2
tt

Trong ®ã:
P®px : Công suất đặt của phân xởng (kW)
Knc : Hệ số nhu cầu của nhóm thiết bị đặc trng
tg : Tơng ứng với cos đặc trng của nhóm hộ tiêu thụ
Công suÊt tÝnh to¸n chiÕu s¸ng :
Pcs = P0.F
Qcs = Pcs . tgcs
Trong đó :
P0: Suất chiếu sáng củaphân xởng (W/m2)
F diện tích phân xởng (m2)
+ Công suất tính toán tác dụng toàn phân xởng:
Ptt = Pđl + Pcs
+ Công suất tính toán phản kháng toàn phân xởng:
Qtt = Qđl + Qcs
+ Công suất tính toán toàn phân xởng:
Stt =

P 2 tt + Q 2

tt

Ban quản lý và phòng thiết kế
Công suất đặt :

80 kW
Diện tích xởng: 1925 m2
Tra bảng phụ lục với ban quản lý và phòng thiết kế có
knc = 0,8 ; cosϕ = 0,8 ; suy ra tg ϕ =0,75; suÊt chiÕu s¸ng p0 = 15 W / m 2 . cos ϕ
cs=0,85 suy ra tg ϕ cs=0,62 do dïng bãng ®Ìn hnh quang, nÕu dïng bãng ®Ìn dây
tóc thì cos cs=1suy ra tg cs= 0
Công suất tính toán động lực :
Pđl = knc.Pđ = 0,8 . 80 = 64 ( kW )
Qdl=pdl.tg ϕ =64.0,75=48(kvar)
C«ng suÊt tÝnh to¸n chiÕu s¸ng:
Pcs = p0 . S = 15 . 1925 = 28875 W = 28,875(kW)
Qcs=pcs.tg ϕ cs=28,875.0,62=17,903(kvar)
C«ng suÊt tính toán tác dụng của phân xởng:
Ptt = Pđl + Pcs = 64+28,875=92,875 ( kW )
Công suất tính toán phản kháng của toàn phân xởng:
Trần Trọng Vỹ - Lớp HTĐ3- K47

22


Đồ án tốt nghiệp
Qtt = qđl+qcs =48+17,903 = 65,903 ( kVAr )
Công suất tính toán của toàn phân xởng:
.

Stt= P 2 tt + Q 2 tt = 92,8752 + 65,9032 =113,881(kVA)
Các phân xởng khác đợc tính toán tơng tự kết quả ghi trong bảng
2.2.2. Xác định phụ tải tính toán của toàn nhà máy
Phụ tải tính toán tác dụng của toàn nhà máy:
Trần Trọng Vỹ - Lớp HTĐ3- K47

23


§å ¸n tèt nghiƯp
10
 92,875 + 1022, 05 + 748 + 1297,875 + 1440, 75 + 
Pttnm = k dt ∑ Ptti = 0,8 
÷ = 5943,759( kW )
1
 +251,189 + 706,5 + 763,02 + 1038,57 + 68,87 

Phơ t¶i tính toán phản kháng toàn nhà máy :

10
65,903 + 1330 + 957, 6 + 945 + 1035 +  =5504,076( kVAR )
Q ttnm = k dt ∑ Q tti = 0,8. 
÷
1
 +312,342 + 897,75 + 540 + 765 + 31,5

Phụ tải tính toán toàn phần của nhà m¸y:

Sttnm = Pttnm 2 + Q 2 = 5943, 7592 + 5504, 0762 = 8100( kVA )
ttnm

HƯ sè c«ng st của toàn nhà máy:
cos nm =

Pttnm 5943, 759

=
= 0, 733
Sttnm
8100

2.3 Xác định biểu đồ phụ tải
Việc xây dựng biểu đồ phụ tải trên mặt bằng xí nghiệp có mục đích là phân phối
hợp lý các trạm biến áp trong phạm vi nhà máy, chọn vị trí đặt trạm phân phối trung
tâm và các trạm biến áp sao đạt chỉ tiêu kỹ thuật cao nhất.
Biểu đồ phụ tải mỗi phân xởng là một vòng tròn có diện tích bằng phụ tải tính
toán của phân xởng đó theo một tỷ lệ đà chọn. Nếu coi phụ tảimỗi phân xởng là một
đồng theo diện tíchphan xởng thì tâm vòng tròn phụ tải trùng với tâm hình học của
phân xởng đó.
Mỗi vòng tròn phụ tải đợc chia thành hai phần tơng ứng với phụ tải động lực và
phụ taỉ chiếu sáng.
2.3.1. Xác định vòng tròn phụ tải
Công thức:
S = m. 2 R = S
m.
R
Trong đó:
S: Phụ tải tính toán toàn phân xởng ( kVA )
R: Bán kính vòng tròn biểu đồ phụ tải của phân xởng
m: Tỷ lệ xích kVA/mm2
Góc chiếu sáng của biểu đồ phụ tải:
360.Pcs
cs =
Ptt
Xác định biểu đồ fụ t¶i: chän tû lƯ xÝch m = 3kVA/mm2
KÕt qu¶ tÝnh toán bán kính R và góc cs của biểu đồ phụ tải cho trong bảng 2

Bảng 2
TT Tên phân xởng
1
2

BQL và Phòng thiết kế
PX cơ khí số1

Pcs
kW

Ptt
kW

Stt
kW

28,875
22,05

92,875
1022,05

113,881
1677,345

Trần Trọng Vỹ - Lớp HTĐ3- K47

Tâm phụ tải

X
Y
mm
mm
7
35
15
57

R
mm
3,477
13,344

24

cs0
111,925
7,766


Đồ án tốt nghiệp
1215,114

17

13

13,055

13,476

37,875 1297,875

1605,461

36

59

13,055

10,506

PX luyện kim đen

60,75

1440,75

1773,975

38

15

13,723

15,18

6

PX sửa chữa cơ khí

22,5

251,189

400,816

61

63

6,523

32,247

7

Phân xởng rèn

31,5

706,5

1142,409

57

10

11,012

16,051

8

PX nhiệt luyện

43,02

763,02

934,772

78

49

9,962

20,297

9

Bộ phận nén khí

18,57

1038,57

1289,904

92

39

11,702

6,437

26,87

68,87

75,732

80

15

2,835

140,456

3

PX cơ khí số 2

4

PX luyện kim màu

5

28

10 Kho vật liệu

748

2.3.2. Xác định tâm phụ tải
Tâm phụ tải điện là điểm thoả mÃn diều kiện mô men phụ tải đạt giá trị cực tiểu
n

P l

i i

min

1

Trong đó : Pi và li - công suất và khoảng cách phụ tải thứ i đến tâm phụ tải .Để
xác định toạ độ của tâm phụ tải có thể sử dụng các công thức sau :
n

n

x0 =

∑ S ixi
1

n

∑Si

;

y0 =

1

∑ Si y i
1

n

∑ Si
1

n

;

z0 =

∑S z

i

1

i

n

S
1

i

Trong đó :
x0 , y0 , z0 - toạ độ của tâm phụ tải ,
xi , yi , zi - toạ độ của phụ tải thứ i tính theo một hệ trục toạ độ XYZ tuỳ chọn
Si -công suất của phụ tải thứ i
Tuy nhiên trong thực tế thì ít quan tâm tới Z vì đại đa số các phụ tải điện đợc xét
đến đều đợc bố trí trên cùng một mặt bằng. Tâm phụ tải là vị trí tốt nhất để đặt các
trạm biến áp, trạm phân phối, tủ phân phối, tủ động lực nhằm mục đích tiết kiệm chi
phí cho dây dẫn và giảm tổn thất trên lới điện.
Trên sơ đồ mặt bằng nhà máy vẽ một hệ toạ độ Xoy có vị trí toạ độ trọng tâm
của các phân xởng là (xi,yi) ta xác định đợc vị trÝ tèi u M0(x0,y0)

113, 881.7 +1677, 345.15 +1215,114.17 +1605, 461.36 +1773, 975.38
+
8100
400, 816.61 +1142, 409.57 +934, 772.78 +1289, 904.92 + 75, 732.80
+
= 57, 375

8100
113, 881.35 + 1677, 345.57 + 1215,114.13 + 1605, 461.59 + 1773, 975.15
+
y0 =
8100
x0 =

+

400,816.63 + 1142, 409.10 + 934, 772.49 + 1289,904.39 + 75, 732.15
= 45, 758
8100

Dịch chuyển ra khoảng trống, vậy ta có tâm phụ tải xí nghiệp:
3

M (xo,yo)= M0(57,375; 45,758)

Trần Trọng Vỹ - Lớp HT§3- K47

25