Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy đường, Ths. Nguyễn Thị Hồng Hải

Đồ án tốt nghiệp Trịnh Văn Phơng HTĐ - K40
Lời nói đầu
Trong sự nghiệp công nghiệp hoá - Hiện đại hoá nớc nhà, công nghiệp
Điện Lực giữ một vai trò đặc biệt quan trọng bởi vì điện năng là nguồn năng l-
ợng đợc dùng rộng rãi nhất trong các ngành kinh tế quốc dân. Khi xây dung
một nhà máy, một khu kinh tế, khu dân c, thành phố trớc tiên ngời ta phải xây
dung hệ thống cung cấp điện để cung cấp điện năng cho các máy móc và nhu
cầu sinh hoạt của con ngời. Sự phát triển của các ngành công nghiệp và nhu
cầu sử dụng điện năng đã làm cho sự phát triển không ngừng của hệ thống
điện cả về công suất truyền tải và mức độ phức tạp với sự yêu cầu về chất l-
ợng, điện năng ngày càng cao, đòi hỏi ngời làm chuyên môn cần phải nắm
vững kiến thức cơ bản, và hiểu biết sâu rộng về hệ thống điện.
Bản đồ án đối với em là một sự tập dợt quý báu trớc khi bớc vào thực tế
khó khăn. Bản đồ án của em là thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy
đờng, với đặc thù của loại nhà máy này là có nhiều thiết bị và công đoạn yêu
cầu đợc cung cấp điện liên tục với chất lợng đảm bảo. Vì vậy phần đồ án đợc
làm khá chi tiết và đợc chia thành những phần nhỏ sau:
Phần I: Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy đờng.
Chơng I: Giới thiệu chung về nhà máy.
Chơng II: Xác định phụ tải tính toán.
Chơng III: Thiết kế mạng hạ áp cho phân xởng sửa chữa cơ khí.
Chơng IV: Thiết kế mạng cao áp cho toàn nhà máy.
Chơng V: Tính bù công suất phản kháng.
Chơng VI: Tính toán nối đất.
Phần II: Thiết kế hệ thống chiếu sáng cho phân xởng sửa chữa cơ khí.
Trong suốt thời gian làm đồ án đợc sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô
giáo trong bộ môn Hệ Thống Điện - Khoa Điện - Trờng đại học Bách Khoa
Hà Nội và đặc biệt là sự hớng dẫn tận tình, chi tiết của cô giáo Ths. Nguyễn
Thị Hồng Hải đã giúp em hoàn thành bản đồ án này.
Mặc dù em đã rất cố gắng tìm hiểu, học hỏi tuy nhiên do thời gian có
hạn và hạn chế về kiến thức nên bản đồ án này không tránh khỏi những thiếu

sót. Em rất kính mong đợc sự chỉ bảo của các thầy, cô.
Cuối cùng em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ tận tình của các thầy, cô.
Hà Nội, ngày tháng năm 2005.
Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy đờng
1
Đồ án tốt nghiệp Trịnh Văn Phơng HTĐ - K40
Sinh viên
Trịnh Văn Phơng
Phần I
Thiết kế hệ thống cung cấp đIện
Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy đờng
2
Đồ án tốt nghiệp Trịnh Văn Phơng HTĐ - K40
Cho nhà máy đờng
Chơng 1: mở đầu
1.1 Giới thiệu chung về nhà máy
Chúng ta đều biết rằng khoảng 70% điện năng sản xuất ra đợc sử dụng
cho xí nghiệp công nghiệp, vì vậy vấn đề cung cấp điện cho lĩnh vực công
nghiệp có ý nghĩa to lớn đối với nền kinh tế quốc dân. Chính vì thế việc đảm
bảo cung cấp điện cho công nghiệp tức là đảm bảo cho một ngành kinh tế
quan trọng nhất của đất nớc hoạt động liên tục phát huy đợc tiềm năng của nó.
Đứng về mặt sản xuất và tiêu thụ điện năng mà xét thì công nghiệp là lĩnh vực
tiêu thụ nhiều điện năng nhất. Vì vậy việc thiết kế cung cấp điện và sử dụng
điện hợp lý trong lĩnh vực này sẽ có tác dụng trực tiếp đến việc khai thác khả
năng của nhà máy phát điện và sử dụng hiệu quả lợng điện năng sản xuất ra.
Nhiệm vụ đặt ra là thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy đờng
(nhà máy số 4).
Nhà máy bao gồm 09 phân xởng. Nguồn cung cấp điện cho nhà máy đ-
ợc lấy từ trạm biến áp trung gian quốc gia, điện áp 10KV, công suất vô cùng
lớn, dung lợng ngắn mạch phía hạ áp là 200MVA, nguồn cách nhà máy 6Km

và dùng đờng dây lộ kép loại dây AC để truyền tải điện, nhà máy làm việc với
chế độ 3 ca, thời gian sử dụng công suất cực đại của nhà máy là T
max
= 5000h.
Thiết bị trong các phân xởng đều có công suất nhỏ, nhng máy móc trong các
phân xởng tơng đối nhiều, các máy móc đều hoạt động ở mức độ tối đa, tổ
chức làm việc hiệu quả và liên tục, do đó biểu đồ phụ tải khá bằng phẳng hệ
số đồng thời của các phụ tải khá cao, khoảng 0,85 - 0,95, hệ số nhu cầu cũng
Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy đờng
3
Đồ án tốt nghiệp Trịnh Văn Phơng HTĐ - K40
khá cao. Theo yêu cầu thiết kế nhà máy thì sau khi thiết kế mạng hạ áp của
phân xởng sửa chữa cơ khí, ta thiết kế mạng cao áp cho toàn bộ nhà máy. Sau
đây là bản vẽ mặt bằng toàn nhà máy, số liệu cụ thể của các phân xởng và số
liệu cụ thể của các thiết bị trong phân xởng sửa chữa cơ khí và sơ đồ toàn phân
xởng.
Sơ đồ mặt bằng toàn nhà máy số 4.
M 1: 5000
Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy đờng
4
8
7
6
1 2 3 4
5

9
Đồ án tốt nghiệp Trịnh Văn Phơng HTĐ - K40
Phụ tảI đIện của nhà máy đờng
Ký hiệutrên

mặt bằng
Tên phân xởng Công suất đặt
P
đ
(KW)
Diện
tích
(
2
m
)
1 Kho củ cải đờng 350 2100
2 Phân xởng thái và nấu củ cải đ-
ờng
700 1500
3 Bộ phận cô đặc 550 600
4 Phân xởng tinh chế 750 1000
5 Kho thành phẩm 150 900
6 Phân xởng sửa chữa cơ khí Theo tính toán 800
7 Trạm bơm 600 600
8 Nhà máy nhiệt điện ( tự dùng
12% )
Theo tính toán 1200
9 Kho than 350 1000
10 Chiếu sáng phân xởng Xác định theo
diện tích
Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy đờng
5
Đồ án tốt nghiệp Trịnh Văn Phơng HTĐ - K40
Danh sách thiết bị của phân xởng sửa chữa cơ khí

STT
Tên thiết bị Số l-
ợng
Nhãn
hiệu
Công
suất
( KW )
Ghi
chú
1
2 3 4 5 6
Bộ phận dụng cụ
1
Máy tiện ren 2 IA616 7,0
2
Máy tiện ren 2 IA62 7,0
3
Máy tiện ren 2 IK62 10,0
4
Máy tiện ren cấp chính
xác cao
1
I 6
1,7
5
Máy doa tốc độ 1 2A450 2,0
6
Máy bào ngang 2 7M36 7,0
7

Máy xọc 1 7A420 2,8
8
Máy phay vạn năng 1 6H82 7,0
9
Máy phay ngang 1
6K82
7,0
10
Máy phay đứng 2 6H11 2,8
11
Máy mài trong 2 3A240 4,5
12
Máy mài phẳng 1 311NI 2,8
13
Máy mài tròn 1 3130 2,8
14
Máy khoan đứng 1 2A125 2,8
15
Máy khoan đứng 1 2135 4,5
16
Máy cắt mép 1 866A 4,5
17
Máy mài vạn năng 1 3A64 1,75
18
Máy mài dao cắt gọt 1 3818 0,65
19
Máy mài mũi khoan 1 36652 1,5
20
Máy mài sắc mũi phay 1 3667 1,0
21

Máy mài dao chuốt 1 360 0,65
22
Máy mài mũi khoét 1 3659 2,9
23
Thiết bị để hoá bền kim
loại
1
- 58
0,8
24
Máy dũa 1 2,2
25
Máy khoan bàn 2 HC125 0,65
26
Máy để mài tròn 1 1,2
27
Bể nớc 1
28
Máy đo độ cứng đầu côn 1 TK 0,6
29
Máy đo độ cứng đầu tròn 1
T
30
Bàn 1
31
Máy mài sắc 1 330-2 0,25
32
Bàn 1
33
Cần trục cánh có palăng

điện
1 1,3
34
Thiết bị cao tần 1
-606
80,0
35
Tủ 1
36
Bàn 1
37
Thiết bị đo bi 1 23,0
38
Tủ đựng bi 1
39
Bàn 1
40
Máy nén khí 1 45
Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy đờng
6
Đồ án tốt nghiệp Trịnh Văn Phơng HTĐ - K40
Bộ phận mộc
41
Máy bào gô 1
C-4
2,0
4,5
42
Máy khoan 1
CBA

1,0
3,2
43
Bàn mộc 1
44
Máy ca đai 1 C80-3 4,5
45
Bàn 3
46
Máy bào gỗ 1
CP6-5
7,0
1,3
1,7
47
Máy ca tròn 1
- 5
7,0
Bộ phận quạt gió
48
Quạt gió trung áp 1 9,0
49
Quạt gió số 9,5 1 12,0
50
Quạt gió số14 1 18,0
Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy đờng
7
Đồ án tốt nghiệp Trịnh Văn Phơng HTĐ - K40
Mặt bằng mạng điện phân xƯởng sửA CHữA cơ khí
Buồng thông gió

Phòng sinh hoạt
Kho
Kho
Phòng sinh hoạt
2
17
17
4
2
9
8
6
13
11
3
14
12
10
3
1
1
34
39
3
7
7
23
21
20
21

26
25
24
19
33
31
32
28
29
30
22
18
37
45
45
40
47
41
46
42
49
50
48
36
35
45
44
43
38
Bản vẽ số : 3

Tỉ lệ : 1:5000
truờng đại học bách khoa hà nội
lớp : hệ thống điện . N1- k40
Trịnh văn phuơng
Sinh viên thực hiện
Giáo viên huớng dẫn
nguyễn thị hồng hải
MặT BằNG MạNG ĐIệN
PHÂN XƯởNG SửA CHữA CƠ KHí
Bộ phận nhiệt luyện
Bộ phận mộc
Máy nén
khí
Bộ phận quạt
gió
Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy đờng
8
Đồ án tốt nghiệp Trịnh Văn Phơng HTĐ - K40
Chơng ii
Xác định phụ tảI tính toán
Khi thiết kế cung cấp điện cho một công trình nào đó, nhiệm vụ đầu
tiên của chúng ta là xác định phụ tải điện của công trình ấy. Tùy theo quy mô
của công trình mà phụ tải điện phải đợc xác định theo phụ tải thực tế, hoặc
còn phải kể đến khả năng phát triển của công trình, trong tơng lai 5 năm, 10
năm hoặc lâu hơn nữa. Nh vậy xác định phụ tải điện là giải bài toán dự báo
phụ tải ngắn hạn hoặc dài hạn. Dự báo phụ tải ngắn hạn tức là xác định phụ
tải công trình ngay sau khi công trình đi vào vận hành, phụ tải đó thờng đợc
gọi là phụ tải tính toán. Ngời thiết kế cần biết phụ tải tính toán để chọn các
thiết bị điện nh : Máy biến áp, dây dẫn, các thiết bị đóng cắt, bảo vệ vv để
tính tổn thất công suất, điện áp để chon các thiết bị bù v.v Nh vậy phụ tải

tính toán là số liệu quan trọng để thiết kế cung cấp điện.
Phụ tải điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố nh :Công suất, sô lợng máy,chế
độ vận hành của chúng, quy trình công nghệ sản xuất Vì vậy xác định
chính xác phụ tải tính toán là một nhiệm vụ khó khăn nhng rất quan trọng , vì
nếu xác định phụ tải tính toán mà nhỏ hơn phụ tải thực tế thì sẽ làm giảm tuổi
thọ các thiết bị điện, có khi dẫn đến cháy, nổ rất nguy hiểm, còn nếu phụ tải
tính toán lớn hơn phụ tải thực tế nhiều thì các thiết bị điện đợc chọn sẽ quá lớn
so với yêu cầu do đó gây lãng phí.
Có nhiều phơng pháp xác định phụ tải điện nhng do tính phức tạp
của phụ tải nên cha có phơng pháp nào hoàn toàn chính xác. Sau đây sẽ trình
bày một số phơng pháp tính phụ tải thờng dung nhất trong thiết kế hệ thống
cung cấp điện.
1. Xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu.
P
tt
= k
nc .
P
đ
Q
tt
= P
tt
.tg
S
tt
=

cos
2

2
tt
tt
tt
P
Q
P
=+
( 2-1 - TL1 )
Trong đó : k
nc
: Hệ số nhu cầu thờng cho trong số tay CCĐ.
P
đ
: Công suất đặt các phân xởng.
Phơng pháp này có độ chính xác không cao lắm. Vì hệ số k
nc
cho trong
sổ tay, đôi khi không phù hợp với thực tế vì vậy nó đợc dùng cho tính toán sơ
bộ.
Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy đờng
9
Đồ án tốt nghiệp Trịnh Văn Phơng HTĐ - K40
2. Xác định phụ tải tính toán theo công suất phụ tải trên một đơn vị
diện tích sản xuất.
P
tt
= p
o.
F , (kw ); (2.2) (TL1)

Trong đó : p
o
- Suất phụ tải trên 1m
2
diện tích sản xuất ( kW/m
2
)
F - Diện tích sản xuất, m
2
;
Phơng pháp này chỉ cho kết quả gần đúng và chỉ áp dụng cho các
phân xởng có mật độ máy móc sản xuất phân bổ tơng đối đều.
3. Xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng cho một
đơn vị sản phẩm.
P
tt
=
max
T
MW
o
( 2.3) (TL1)
Trong đó :
M - Số đơn vị sản phẩm đợc sản xuất ra trong 1 năm( sản lợng)
W
o
-Suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm (kWh/ đơn vị sản
phẩm)
T
max_

- Thời gian sử dụng công suất lớn nhất (h)
4. Xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại k
max
và công suất
trung bình P
tb
( còn gọi là phơng pháp số thiết bị dùng điện hiệu quả n
hq
)
P
tt
= k
max.
. k
sd
.P
đm
k
max,
k
sd
Hệ số cực đại và hệ số sử dụng.
P
đm
- công suất định mức (W).
Phơng pháp này cho kết quả tơng đối chính xác và thờng đợc dùng để
xác định phụ tải tính toán của nhóm thiết bị có đặc điểm làm việc tơng đối
giống nhau.
- Dựa vào danh sách thiết bị của phân xởng ta phân nhóm các thiết bị
dựa trên nguyên tắc các thiết bị đặt tơng đối gần giống nhau, tổng công suất

đặt giữa các nhóm không quá lệch nhau.
- Từ số liệu của các nhóm ta xác định đợc P
đmmax,
P
đmmin
.
- Từ đó ta tính : m =
min
max
dm
dm
P
P

Nếu m > 3 ta thực hiện tính n
1
là số thiết bị có công suất không nhỏ
hơn một nửa công suất của thiết bị có công suất lớn nhất.
Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy đờng
10
Đồ án tốt nghiệp Trịnh Văn Phơng HTĐ - K40
Tính P
1
của n
1
: P
1
=

=

n
P
i
dmi
1
1
Tính n
*
và P
*
: n
*
=
n
n
1
P
*
=
ddm
P
p
1
Tra PL 1.4 : n
.*hq
=(n
*,
P
*
)

- Tính n
hq
= n.n
hq
*
Tra PL1.5 : k
max
= (k
sd
, N
hq
)
Tính P
tt
= k
max .
k
sd
. P
đm
(kW).
- Một số trờng hợp đặc biệt .
* Nếu n3 và n
hq
<4 thì tính P
tt
theo công thức sau:
P
tt
=

=
n
i
P
1
đ mi
( kW) (2.5) (TL1)
Đối với các thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại thì
S
tt
=
875,0
.

dm
dm
S
(kVA) (2.6) ( TL1)
*Nếu n >3 và n
hq
< 4 thì P
tt
đợc tính nh:
P
tt
=
dmi
n
i

pti
PK .
1

=
( 2.7 ) ( TL1 )
Trong đó k
pti
là hệ số phụ tải của thiết bị thứ i, tra trong sổ tay. Nếu
không có số hiệu chính xác thì k
pt
có

thể lấy.
k
pt
= 0.9 với các thiết bị làm việc ở chế độ dài hạn.
k
pt
= 0,75 với các thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại.
* Nếu n
hq
> 300 và k
sd
< 0.5 thì lấy ứng với n
hq
= 300.
Nếu n
hq
> 300 và k

sd
0,5 thì P
tt
=1,05.k
sd
.P
đm
(2.8) (TL1)
* Đối với thiết bị có đồ thị phụ tải bằng phẳng thì P
tt
có thể lấy bằng P
tb
:
P
tt
= P
tb
=K
sd
. P
đm
(2.9)(TL1)
Nếu trong mạng có thiết bị 1 pha thì phải cố gắng phân phối đều các
thiết bị đó lên cả 3 pha của mạng.
Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy đờng
11
Đồ án tốt nghiệp Trịnh Văn Phơng HTĐ - K40
2. 1. Xác định phụ tải tính toán của phân xởng sữa chữa cơ
khí.
Dựa vào tính chất, vị trí và chế độ làm việc của các thiết bị trong phân

xởng ta có thể phân các thiết bị của phân xởng sữa chữa cơ khí thành 5 nhóm.
Chi tiết của các nhóm đợc trình bày trong bảng 1.
1.1Xác định phụ tải tính toán của nhóm 1.
Tên thiết bị
Số
Lợng
Ký hiệu
trên mặt
bằng
P
đm
( kW ) I
đm
(A)
1 máy Toàn bộ
Thiết bị cao tần 1 34 80.0 80.0 202,5
Thiết bị đo bi 1 37 23.0 23.0 58.2
Máy nén khí 1 40 45.0 45.0 113.9
Máy bào gỗ 1 41 6.5 6.5 16.4
Máy ca tròn 1 47 7.0 7.0 17.7
Cộng theo nhóm 1 5 161.5 161.5 408.7

-
Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy đờng
12
Đồ án tốt nghiệp Trịnh Văn Phơng HTĐ - K40
Tổng số thiết bị có trong nhóm n = 5.
- Thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm P
max
= 80kW.

- Thiết bị có công suất nhỏ nhất trong nhóm P
min
=6.5kW.
m =
min
max
dm
dm
P
P
=
5,6
80
=12.3 m >3
Tra phụ lục 1.1 . Với phân xởng sữa chữa cơ khí ta chọn k
sd
= 0.16; cos
=0,6, tg =1,33
Để xác định P
tt
ta dùng phơng pháp số thiết bị dùng điện hiệu quả .
Theo bảng của nhóm 1 ta có n
1
= 2.
P
1
=
=

=

n
i
dmi
P
1
80 + 45,0 = 125(kW)
Xác định n


và p

.
n

=
4,0
5
2
1
==
n
n
P

=
77,0
5,161
125
1
==

dm
P
P
Trong đó :P
dm
là công suất định mức của cả nhóm n thiết bị .
Từ n
*
= 0,4, P

=0,77. Tra phụ lục 1.4 ta đợc n
hq

=0,63.
Xác định số n
hq
: n
hq
= n.n
hq

= 5.0,63 = 3.15.
Tra phụ lục 1.5 với k
sd
= 0,16 ; n
hq
= 3,15 ta đợc k
max
= 3,11
- Công suất tác dụng của nhóm 1.

P
tt
=k
max
. k
sd
. P
đm
= 3,11.0.16.161,5 = 80,4(kW).
- Công suất phản kháng của nhóm đợc xác định theo
P
tt
.
tt
Q
=
tt
P
.

tg
=80,4.1,33= 106,8 (kVAr)
- Công suất toàn phần của nhóm 1.
).(6,133
22
kVAQPS
tttttt
=+=
- Dòng điện tính toán của nhóm 1.
==

dm
tt
tt
U
S
I
.3
)(9,202
38,0.3
6,133
A=
1.2.Tính toán phụ tải điện cho nhóm 2.
P
đm
(KW)
Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy đờng
13
Đồ án tốt nghiệp Trịnh Văn Phơng HTĐ - K40
Tên thiết bị Số l-
ợng
Ký hiệu
trên mặt
bằng
I
đm
(A)1 máy Toàn
bộ
Máy khoan 1 42 4.2 4.2 10.6
Máy ca đai 1 44 4.5 4.5 11.4
Máy bào gỗ 1 46 10 10 25.3

Quạt gió trung áp 1 48 9 9 22.7
Quạt gia số 9,5 1 49 12.0 12.0 30.4
Quạt số 14 1 50 18 18 45.6
Cộng theo nhóm 2 6 57.7 57.7 146
-Tổng số thiết có trong nhóm n=6.
- Thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm
kWP
dm
18
max
=
- Thiết bị có công suất nhỏ nhất trong nhóm
.2,4
min
kWP
dm
=

28,4
2,4
18
===
dmMIN
dmMAX
P
P
m
Ta có :
1
n

=4,
)(499101218
1
1
1
kWPP
n
i
dmi
=+++==

=
.
- Tính
.,

Pn
,66,0
6
4
1
===

n
n
n
.85,0
7,57
49
1

===


dm
P
P
P
Tra phụ lục 1.4 với

n
= 0,66,
85,0=

P
ta đợc
.81,0
*
=
hq
n
- Tính n
hq
= n.n
*hq
= 6.0,81= 4,86 5.
Tra phụ lục 1.5 với
,16,0=
k
sd
n

=
hq
5 ta đợc
.87,2=
k
MAX
- Công suất tác dụng và phản kháng của nhóm 2.

)(5,267,57.16,0.87,2 kWPkkP
dmsdMAXtt
===
.

).(2,3533,1.5,26. kVArtgPQ
tttt
===

- Công suất toàn phần.
Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy đờng
14
Đồ án tốt nghiệp Trịnh Văn Phơng HTĐ - K40

)(06,442,355,26
2222
kVAQPS
tttttt
=+=+=
.
- Dòng điện tính toán của nhóm 2.
)(9,66

38,0.3
06,44
.3
A
U
S
I
dm
tt
tt
===
Các nhóm 3,4,5 cũng đợc tính toán tơng tự kết quả ghi trong bảng 1.
1.3. Xác định phụ tải đỉnh nhọn của nhóm.
Phụ tải đỉnh nhọn là phụ tải lớn nhất xuất hiện trong thời gian từ 1
đến 2 giây. Đối với nhóm động cơ thì phụ tải đỉnh nhọn xuất hiện khi một
động cơ có công suất lớn nhất nhóm khởi động còn các động cơ khác đang
làm việc ở chế độ định mức do vậy công thức đợc sử dụng nh sau :
k
III
kd
dm
n
i
dmidn
.
max.
1
1
+=

=
(2.10 ) (TL1)
Trong đó :
I
đn
là dòng điện đỉnh nhọn trong nhóm .
k
kđ
: Bội số dòng điện khởi động của thiết bị, chọn k
kđ
= 5.
I
đmmax:
dòng điện định mức của thiết bị có dòng khởi động lớn nhất
trong nhóm .
Đối với nhóm 1 ta có:
=+=


=
k
III
kd
dm
n
i
dmidn
.
max.

1
1
58,2+113,9 + 16,4 + 17,7 + 202,5*5 =
=1218,7( A )
Phụ tải đỉnh nhọn của các nhóm còn lại cũng đợc tính toán tơng tự kết
quả tính toán đợc thể hiện trong bảng 1.
1.4 Xác định phụ tải tính toán cho toàn phân xởng sửa chữa cơ khí.
a. phụ tải chiếu sáng cho phân xởng.
Vì phụ tải chiếu sáng có tính chất phân bố tơng đối đều và tỉ lệ với diện
tích nhà xởng nên phụ tải chiếu sáng của phân xởng đợc xác định theo công
thức:
P
cs
= P
0 *
S (kW)
Trong đó : P
o
: là suất phụ tải trên 1m
2
diện tích sản xuất.
Đối với phân xởng sửa chữa cơ khí ta có
P
o
= 15W/m
2
= 0,015 kW/m
2
.
S : là diện tích phân xởng : S = 800 m

2
.
Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy đờng
15
Đồ án tốt nghiệp Trịnh Văn Phơng HTĐ - K40
Vậy phụ tải chiếu sáng của phân xởng là :
P
cs
= 800. 0,015 = 12 (kW).
Từ kết quả ở bảng 1 để cho việc dễ quan sát và tính toán các bớc tiếp
theo ta lập bảng sau :
Bảng 2:
Nhóm P
tt
(kW) Q
tt
(kVAr) S
tt
(kVA) I
tt
(A)
1 80.4 106.8 133.6 202.9
2 26.5 35.2 44.06 66.9
3 4.82 6.41 8.02 12.2
4 17.26 22.95 28.72 43.6
5 23.19 30.84 38.58 58.6
Chiếu sáng 12
Cộng 164.17 202.2 252.98 384.2
b. Phụ tải tính toán của toàn phân xởng.
P

px
= k
đt

=
5
1i
tti
P

(2-12)
Trong đó: K
đt
là hệ số đồng thời, chọn k
đt
= 0,85.
P
px
= 0,85. ( 80,4 + 26,5 + 4,82 + 17,26 + 23,19 +12 ) = 139,5 (kW)
Phụ tải phản kháng của phân xởng.
Q
px
= P
px
* tg = 139,5* 1,33 = 185,5 (kVAr).
Phụ tải toàn phần của phân xởng kể cả chiếu sáng đợc tính theo công
thức sau:
( )
Q
PP

S
px
cspx
px
2
2
++=
(2-13) (TL1)
=
( )
2
2
5,185125,139 ++
= 239,5 (kVA)
)(8,363
38,0*3
5,239
3
A
U
S
I
dm
px
px
===
Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy đờng
16
Đồ án tốt nghiệp Trịnh Văn Phơng HTĐ - K40
Tên nhóm và thiết bị điện Số l-

ợng
Ký
hiệu
trên
mặt
bằng
P
đm
(kW)
I
đm
(A) k
sd
cos/tg
n
hq
k
max
Phụ tải tính toán
I
đn (A)
Một
thiết
bị
Tất cả
thiết bị
P
tt
(kW)
Q

tt
(kVAr)
S
tt
(kVA)
I
tt
(A)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
Nhóm 1
Thiết bị cao tần 1 34 80 80 202.5 0.16 0.6/1.33
Thiết bị đo bi 1 37 23 23 58.2 0.16 0.6/1.33
Máy nén khí 1 40 45 45 113.9 0.16 0.6/1.33
Máy bào gỗ 1 41 6.5 6.5 16.4 0.16 0.6/1.33
Máy ca tròn 1 47 7 7 17.7 0.16 0.6/1.33
Cộng theo nhóm một 5 161.5 161.5 408.7 0.16 0.6/1.33 4 3.11 80.4 106.8 133.6 203 1218.7
Nhóm 2
Máy khoan 1 42 4.2 10.6 10.6 0.16 0.6/1.33
Máy ca đai 1 44 4.5 11.4 11.4 0.16 0.6/1.33
Máy bào gỗ 1 46 10 25.3 25.3 0.16 0.6/1.33
Quạt gió trung áp 1 48 9 22.7 22.7 0.16 0.6/1.33
Quạt gió số 9.5 1 49 12 30.4 30.4 0.16 0.6/1.33
Quạt số 14 1 50 18 45.6 45.6 0.16 0.6/1.33
Cộng theo nhóm 2 6 57.7 146 146 0.16 0.6/1.33 5 2.87 26.5 35.2 44.06 66.9 328.4
Nhóm 3
Máy mài dao cắt gọt 1 18 0.65 0.65 1.64 0.16 0.6/1.33
Máy mài mũi khoan 1 19 1.5 1.5 3.80 0.16 0.6/1.33
Máy mài sắc mũi phay 1 20 1.0 1.0 2.53 0.16 0.6/1.33
Máy mài dao chuốt 2 21 0.65 0.65*2 1.64*2 0.16 0.6/1.33
Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy đờng

17
Đồ án tốt nghiệp Trịnh Văn Phơng HTĐ - K40
Máy mài mũi khoét 1 22 2.9 2.9 7.34 0.16 0.6/1.33
Thiết bị để hoá bền KL 1 23 0.8 0.8 2.02 0.16 0.6/1.33
Máy giũa 1 24 2.2 2.2 5.57 0.16 0.6/1.33
Máy khoan bàn 1 25 0.65 0.65 1.64 0.16 0.6/1.33
Máy để mài tròn 1 26 1.2 1.2 3.03 0.16 0.6/1.33
Máy đo độ cứng đầu côn 1 28 0.6 0.6 1.52 0.16 0.6/1.33
Máy mài sắc 1 31 0.25 0.25 0.63 0.16 0.6/1.33
C. trục cánh có palăng đ 1 33 1.3 1.3 3.29 0.16 0.6/1.33
Cộng nhóm 3 13 13.7 14.35 36.02 0.16 0.6/1.33 10 2.1 4.82 6.41 8.02 12.2 65.65
Nhóm 4
Máy tiện ren 2 1 7.0 7.0 * 2 17.7*2 0.16 0.6/1.33
Máy tiện ren 1 3 10.0 10.0 25.32 0.16 0.6/1.33
Máy doa toạ độ 1 5 2.0 2.0 5.06 0.16 0.6/1.33
Máy bào ngang 1 6 7.0 7.0 17.72 0.16 0.6/1.33
Máy xọc 2 7 2.8 2.8 * 2 7.09*2 0.16 0.6/1.33
Máy phay đứng 1 10 2.8 2.8 7.09 0.16 0.6/1.33
Máy mài phẳng 1 12 2.5 2.5 6.33 0.16 0.6/1.33
Máy khoan đứng 1 14 2.8 2.8 7.09 0.16 0.6/1.33
Cộng nhóm 4 10 36.9 46.7 118.19 0.16 0.6/1.33 8 2.31 17.26 22.95 28.72 43.6 219.47
Nhóm 5
Máy tiện ren 2 2 7.0 7.0 * 2 17.7*2 0.16 0.6/1.33
Máy tiện ren 1 3 10.0 10.0 25.32 0.16 0.6/1.33
Máy tiện ren cấp CX cao 1 4 1.7 1.7 4.3 0.16 0.6/1.33
Máy phay vạn năng 1 8 7.0 7.0 17.7 0.16 0.6/1.33
Máy phay ngang 1 9 7.0 7.0 17.7 0.16 0.6/1.33
Máy mài trong 1 11 4.5 4.5 11.39 0.16 0.6/1.33
Máy mài tròn 1 13 2.8 2.8 7.09 0.16 0.6/1.33
Máy mài vạn năng 2 17 1.75 1.75*2 4.43*2 0.16 0.6/1.33

Cộng nhóm 5 10 41.75 50.5 127.76 0.16 0.6/1.33 5 2.87 23.19 30.84 38.58 58.6 229.04
Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy đờng
18
Đồ án tốt nghiệp Trịnh Văn Phơng HTĐ - K40
Chơng 3
Thiết kế mạng hạ áp cho phân xởng
sửa chữa cơ khí
3.1. Chọn Sơ đồ cung cấp điện cho phân xởng sửa chữa cơ khí.
Các thiết bị trong phân xởng sửa chữa cơ khí phần lớn có công suất tơng đối
nhỏ , yêu cầu về độ tin cậy cung cấp điện không cao. Do vậy có thể dùng sơ đồ hỗn
hợp hình tia phân nhánh.
Hình 2.1
Nguồn điện
Cầu chì tổng
Cầu chì nhánh
Phụ tải Phụ tải Phụ tải
Phân xởng sửa chữa cơ khí lấy điện từ trạm biến áp phân xởng trạm này đặt kề
với tờng phân xởng và nguồn điện thứ cấp sẽ đa điện tới một tủ phân phối nằm trong
phân xởng . Tủ phân phối làm nhiệm vụ cung cấp điện tới 5 tủ động lực. mỗi tủ động
lực sẽ cung cấp điện cho một nhóm phụ tải. tủ động lực thờng đợc đặt ở trung tâm
nhóm máy và cạnh tờng phân xởng, do đó sẽ giảm đợc diện tích đặt tủ và thuận tiện
trong việc sửa chữa và thay thế.
Đờng dây từ tủ phân phối của phân xởng tới các tủ động lực dùng cáp cao su lõi
đồng, còn đờng dây từ tủ động lực tới các máy công cụ dùng dây dẫn cách điện di
trong ống.
Ngoài ra tủ động lực dùng cho chiếu sáng của phân xởng lấy điện riêng từ một
nhánh đầu ra của tủ phân phối.
Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy đờng
19
Đồ án tốt nghiệp Trịnh Văn Phơng HTĐ - K40

Để vận hành và bảo vệ mạng hạ áp của phân xởng đặt khởi động từ tại các máy
công cụ, trong tủ phân phối đặt aptomat ở các đầu vào và ra. Tủ động lực đặt cầu dao,
cầu chì ở đầu vào, cầu chì đặt ở đầu ra.
Mặt bằng và sơ đồ đi dây cụ thể trong hình 2.2.
Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy đờng
20
Đồ án tốt nghiệp Trịnh Văn Phơng HTĐ - K40
nguyễn thị hồng hải
Giáo viên huớng dẫn
Sinh viên thực hiện
Trịnh văn phuơng
truờng đại học bách khoa hà nội
lớp : hệ thống điện . N1- k40
Tỉ lệ : 1:5000
Bản vẽ số : 3
đl1
đl4
đl3
đl2
đl5
chiếu sáng
Bộ phận quạt
gió
Máy nén
khí
Bộ phận mộc
Bộ phận nhiệt luyện
38
43
44

45
35
36
48
50
49
42
46
41
47
40
45
45
37
18
22
30
29
28
32
31
33
19
24
25
26
21
20
21
23

7
7
3
39
34
1
1
3
10
12
14
5
11
13
6
8
9
2
4
17
17
2
Phòng sinh hoạt
Kho
Kho
Phòng sinh hoạt
Buồng thông gió
Mặt bằng và sơ đồ đi dây của mạng điện phân xƯởng sủa chũa cơ khí
Mặt bằng và sơ đồ đi dây mạng điện
phân xƯởng sửa chữa cơ khí

Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy đờng
21
Đồ án tốt nghiệp Trịnh Văn Phơng HTĐ - K40
3.2. Lựa chọn dây dẫn và thiết bị điện cho mạng điện phân xởng.
a. Chọn tủ phân phối.
Theo phơng án nối dây của mạng điện phân xởng thì tủ phân phối phải chọn có
một đầu vào và 6 đầu ra, 5 đầu ra cung cấp điện cho 5 tủ động lực tơng ứng với 5
nhóm của phụ tải phân xởng, đầu ra còn lại cung cấp cho tủ chiếu sáng.
Theo phần phụ tải tính toán ta có:
I
ttpx
= 363,8 (A). I
ttnhóm4
= 43,6 (A).
I
tt nhóm1
= 202,9 (A). I
ttnhóm5
= 58,6 (A).
I
ttnhóm2
= 66,9 (A).
I
ttnhóm3
= 12,2 (A).
Căn cứ vào dòng điện đầu vào tủ phân phối và dòng điện đầu ra. Chọn loại tủ
phân phối điện áp thấp loại P-9332 đặt trên nền nhà do liên xô chế tạo.
Các Aptomat đặt trong tủ phân phối đợc chọn theo điều kiện.
U
đmA

U
đm mạng.
+ với aptomat tổng :

=

5
1
hom
.
i
ittn
dt
dmA
I
k
I

Với K
đt
= 0,85
+ Với aptomat nhóm: I
đmA
I
tt nhóm
.
Vậy các aptomat chọn cho tủ phân phối đợc liệt kê ở bảng 3.
Bảng 3: Bảng chọn aptomat cho tủ phân phối.
Tên đờng
dây

Ký hiệu U
đm
(V)
I
đmA
(A)
Số
cực
Dạng móc
bảo vệ dòng
cực đại
Dòng điện
định mức của
móc bảo vệ
Dòng điện
tác động tức
thời(A)
Lộ đầu vào A3140 500 600 2 Tổng hợp 300 2100
Lộ ra số 1 A3134 500 300 3 Tổng hợp 150 1050
Lộ ra số 2 A3124 500 100 3 Tổng hợp 100 800
Lộ ra số 3 A3124 500 100 3 Tổng hợp 30 430
Lộ ra số 4 A3124 500 100 3 Tổng hợp 100 800
Lộ ra số 5 A3124 500 100 3 Tổng hợp 100 800
Lộ chiếu sáng A3124 500 100 3 Tổng hợp 30 430

A3140
A3134 A3124 A3124 A3124 A3124 A3124
Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy đờng
22
Đồ án tốt nghiệp Trịnh Văn Phơng HTĐ - K40

Hình 2.3. Sơ đồ nối dây của tủ phân phối
b. Chọn tủ động lực.
Mỗi nhóm thiết bị đều đợc cấp điện từ một tủ động lực, căn cứ vào dòng định
mức của các thiết bị trong nhóm ta chọn 5 tủ động lực loại C58-6-II. Đây là loại tủ
đợc chế tạo theo kiểu kín, thiết bị đóng cắt và bảo vệ dùng cầu dao và cầu chì. Dòng
định mức của thiết bị đầu vào 600A.

CD- 600A
CC-600A

4x100 + 4 x 400A
Hình 2.4. Sơ đồ nối dây của tủ động lực
c. Lựa chọn dây dẫn và cáp cho mạng điện phân xởng SCCK
Dây dẫn và cáp trong mạng điện đợc lựa chọn theo các điêu kiện sau đây:
- Lựa chọn theo điều kiện phát nóng
- Lựa chọn theo điều kiện tổn thất điện năng cho phép.
Đối với mạng đện hạ áp của phân xởng là mạng điện trực tiếp nối với phụ tải vì
vậy phải đảm bảo điện áp nằm trong phạm vi cho phép, mà trong mạng điện hạ áp
không có biện pháp điều chỉnh điện áp cho cả mạng, vì vậy khi chọn tiết diện dây dẫn
dây và cáp cho mạng hạ áp ta chọn theo điều kiện tổn thất cho phép, sau đó nhất thiết
phải kiểm tra theo điều kiện phát nóng vì đây là điều kiện đảm bảo an toàn đối với
dây dẫn và cáp.
Dây dẫn hạ áp đợc chọn theo điều kiện:
k
hc
.I
cp
I
tt
(3.1) (TL1)

Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy đờng
23
Đồ án tốt nghiệp Trịnh Văn Phơng HTĐ - K40
Hoặc : I
cp

hc
lv
k
I
max
Trong đó :
I
tt
: Dòng điện tính toán của từng nhóm hoặc của cả phân xởng .
I
cp
: Dòng điện phát nóng làm việc lâu dài cho phép của dây dẫn.
I
lv max
: Dòng điện làm việc lớn nhất bình thờng hoặc là dòng định mức.
k
hc
: Hệ số hiệu chỉnh - tra trong sổ tay cung cấp điện
Đối với cáp chôn trong đất k
hc
= 1
Đối với mạng hạ áp ( < 10 KV ) đợc bảo vệ bằng cầu chì và aptomat để thoả
mãn điều kiện phát nóng cần phải kết hợp với các điều kiện sau:
* Nếu bảo vệ bằng cầu chì

I
I
dc
cp

( 3-2) (TL1)
Trong đó :
I
đc
: Dòng điện định mức của dây chảy cầu chì
: Hệ số phụ thuộc vào đặc điểm của mạng điện
Với mạng điện động lực =3
Với mạng điện sinh hoạt = 0,8
* Nếu bảo vệ bằng aptomat
5,1
I
I
kdnhiet
cp

hoặc
5,4
.
I
I
dientukd
cp

Trong đó:
I
kđnhiêt
, I
kđ. đIện từ
: Dòng khởi động của thiết bị cắt mạch bằng nhiệt hay điện từ
1. Chọn cáp tủ phân phối đến các tủ động lực
* Chọn cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực 1.
Điều kiện : k
hc
.I
cp
I
ttnhóm 1
= 202,9 (A)
Khi bảo vệ bằng aptomat :
k
hc
.
5,1
I
I
kdnhiet
cp

=
)(250
5,1
300.25,1

5,1
.25,1
A
I
dmA
==
Vì cáp đi riêng từng tuyến dới đất nên k
hc
=1
Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy đờng
24
Đồ án tốt nghiệp Trịnh Văn Phơng HTĐ - K40
Tra bảng phụ lục 4.15 (TL1) ta chọn cáp ruột đồng 4 lõi có cách điện bằng giấy
tẩm nhựa thông và nhựa không cháy có vỏ chì, chôn trong đất có tiết diện 70 mm
2
,I
cp
= 265(A).
Chọn tơng tự với các tuyến khác kết quả ghi trong bảng 4.
Bảng4. Kết quả chọn cáp từ tủ phân phối tới tủ động lực.
Đờng dây I
tt
(A) I
đmA
(A)
5,1
.25,1
I
dmA
Fcáp (mm

2
) I
cp
(A)
PP - ĐL1 202,9 300 250 70 265
PP - ĐL2 66,9 100 83,3 16 115
PP - ĐL3 12,2 100 83,3 10 85
PP - ĐL4 43,6 100 83,3 16 115
PP - ĐL5 58,6 100 83,3 16 115
* Kiểm tra tổn thất điện áp khi có dòng đỉnh nhọn chạy qua.
U =
3
LI
đn
(

r
o
+ x
0
) (V)
Trong đó:
U Tổn thất điện áp (V).
L Chiều dài của đoạn đờng dây.
R
o
-Điện trở tính trên 1km chiều dài.
X
0
- điện kháng tính trên 1km chiều dài

Với cáp có tiết diện 10mm
2
thì r
0
= 1,85/km ; x
0
= 0,073/km
Với cáp có tiết diện 16mm
2
thì r
0
= 1,16/km ; x
0
= 0,0675/km
Với cáp có tiết diện 70mm
2
thì r
0
=0,26/km ; x
0
= 0,06/km
Xét đoạn đờng dây cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực 1
Độ dài : L = 20(m); I
đn
= 1218,7(A)
Theo công thức (3-4) thì tổn thất điện áp trên đoạn cáp này trong điều kiện
nặng nề nhất là.
U =
3
.

L.I
dn
(r
0
+ x
0
) =
3
.
.0,02.1218,7. (0,26 + 0,06) = 13,5 (V)
Tổn thất điện áp tính theo phần trăm
U

% =
%55,3100.
380
5,13
100.
380
==
U
.
Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy đờng
25