Đồ án thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng cơ khí và nhà máy cơ khí số 623

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SAO ĐỎ
-----o0o-----

KHOA: ĐIỆN
BỘ MÔN: CUNG CẤP ĐIỆN.
ĐỒ ÁN: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG CƠ
KHÍ VÀ NHÀ MÁY CƠ KHÍ SỐ 623.
Giáo viên hướng dẫn:


MỤC LỤC


ĐỒ ÁN MÔN: CUNG CẤP ĐIỆN

LỚP:CNKTDD07-ĐK04

LỜI NÓI ĐẦU
Trong công cuộc xây dựng và đổi mới đất nước, điện lực luôn giữ
vai trò vô cùng quan trọng trong nền kinh tế quốc dân. Ngày nay
điện năng trở thành nguồn năng lượng không thể thiếu được trong
hầu hết các lĩnh vực kinh tế. Mỗi khi có một nhà máy mới, một khu
công nghiệp mới, một khu dân cư mới được xây dựng thì ở đó nhu
cầu cung cấp điện được nảy sinh.
Ngày nay nền kinh tế nước ta đang phát triển mạnh mẽ, đời
sống xã hội được nâng cao. Nhu cầu điện năng trong các lĩnh vực
công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ và sinh hoạt hàng ngày một tăng
trưởng. Đặc biệt là trong lĩnh vực công nghiệp, điện năng đóng vai
trò quan trọng và quyết định đến năng suất sản phẩm.
Như chúng ta đã biết khoảng 70% điện năng sản xuất ra dùng

cho các xí nghiệp, nhà máy công nghiệp, vẫn đề đặt ra cho chúng ta
là đã sản xuất ra điện năng, làm thế nào để cung cấp điện cho các
nhà máy, xí nghiệp đó có ý nghĩa to lớn với nền kinh tế quốc dân.
Nhìn về phương diện quốc gia thì việc đảm bảo cung cấp điện một
cách liên tục và tin cậy cho ngành công nghiệp là đảm bảo cho nền
kinh tế quốc gia phát triển liên tục và kịp thời với sự phát triển của
nền khoa học công nghệ của thế giới.
Khi nhìn về phương diện sản xuất và tiêu thụ điện năng thì công
nghiệp là ngành tiêu thụ nhiều nhất. Vì vậy cung cấp điện và sử
dụng điện năng hợp lý trong lĩnh vực này sẽ có tác dụng trực tiếp
đến việc khai thác một cách hiệu quả công suất của các nhà máy
phát điện và sử dụng hiệu quả lượng điện năng được sản xuất ra.
Trong công cuộc công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước, mà
đi đầu là công nghiệp nền công nghiệp của nước ta đang có những
thành tựu đáng kể: Các xí nghiệp công nghiệp, các nhà máy với
những dây truyền sản xuất hiện đại và đang được đưa và hoạt động.
Gắn liền với những công trình đó, để đảm bảo sự hoạt động liên tục,
tin cậy và an toàn thì cần phải có một hệ thống cung cấp điện thật
tốt.
Một phương án cung cấp điện hợp lý là phải kết hợp một cách
hài hoà các yêu cầu về kinh tế, độ tin cậy cung cấp điện, độ an toàn
cao, đồng thời phải đảm bảo tính liên tục cung cấp điện, tiện lợi cho
việc vận hành, sửa chữa và thuận lợi cho việc mở rộng, phát triển
trong tương lai. Do đó đối với sinh viên ngành điện phải có hiểu biết
sâu rộng về hệ thống cung cấp điện.
Đối với sinh viên khoa điện, những kỹ sư tương lai sẽ trực tiếp
tham gia thiết kế các hệ thống cung cấp điện nhự vậy, cho nên ngay
còn khi là sinh viên thì việc được làm đồ án cung cấp điện là sự tập
dượt, vận dụng những lý thuyết đã học vào thiết kế hệ thống cung
cấp điện như một cách làm quen với công việc làm sau này ra công

tác sẽ phải thực hiện. Đồ án cung cấp điện là một bài tập thiết thực
nó gần với ứng dụng thực tế trong cuộc sống hàng ngày, tuy khối
Trang 3
Trang 3


ĐỒ ÁN MÔN: CUNG CẤP ĐIỆN

LỚP:CNKTDD07-ĐK04

lượng tính toán là rất lớn nhưng lại thu hút được sự nhiệt tình say mê
của sinh viên.
Khi xây dựng nhà máy, khu dân cư, thành phố vv…trước tiên
người ta phải xây dựng hệ thống cung cấp điện để cung cấp điện
năng cho các máy móc và nhu cầu sinh hoạt của con người. Xuất
phát từ nhu cầu thực tế đó, cùng với những kiến thức đã học tại
Trường Đại Học Sao Đỏ. Em đã lựa chọn đồ án “ Thiết kế hệ thống
cung cấp điện cho phân xưởng Cơ khí và nhà máy cơ khí số
623 ”.
Đề tài của em gồm 5 chương:
Chương I. Xác định phụ tải tính toán của ở phân xưởng và nhà
máy.
Chương II. Chọn vị trí, số lượng, dung lượng trạm biến áp.
Chương III. Thiết lập sơ đồ nguyên lý, sơ đồ đi dây hệ thống cung
cấp điện.
Chương IV. Tính chọn các thiết bị, dây dẫn, dây cáp trong hệ
thong cung cấp điện.
Chương V. Tính toán ngắn mạch ở phía hạ áp.
Trong thời gian làm đồ án vừa qua, với sự cố gắng của bản thân,
đồng thời với sự giúp đỡ nhiệt tình của các thầy cô giáo, những người

đã đi trước có giàu kinh nghiệm, em đã hoàn thành đồ án được giao.
Qua đây em xin cảm ơn thầy giáo Phạm Đức Khần - người đã tận
tình hướng dẫn giúp em hoàn thành đồ án này. Song do thời gian làm
đồ án có hạn, kiến thức còn hạn chế nên đồ án của em không thể
tránh khỏi những thiếu sót.
Do vậy em kính mong nhận được sự góp ý, chỉ bảo của các thầy
cô giáo để em bảo vệ đồ án của mình đạt được kết quả tốt nhất.

Trang 4
Trang 4


ĐỒ ÁN MÔN: CUNG CẤP ĐIỆN

LỚP:CNKTDD07-ĐK04

CHƯƠNG I: XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA
TOÀN PHÂN XƯỞNG.
1.1 Ý nghĩa mục đích 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 cho công trình ấy. Tùy
theo yêu cầu của công trình mà phụ tải điện được xác định theo phụ
tải thực tế và cũng phải xét tới sự mở rộng phát triển sau này. Phụ
tải tính toán là phụ tải ngay sau khi công trình đi vào vận hành. Khi
biết được phụ tải tính toán của công trình, người thiết kế sẽ tính toán
và chọn được các thiết bị như : Máy biến áp, dây dẫn các thiết bị
đóng cắt và bảo vệ ... và tính các tổn thất công suất, điện áp để
chọn các thiết bị bù thích hợp. Như vậy phụ tải tính toán là một số
liệu quan trọng để thiết kế cung cấp điện .
Phụ tải điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố như : Công suất và số

lượng các máy biến áp, chế độ vận hành, quy trình công nghệ sản
xuất, trình độ vận hành của công nhân... Nếu xác định phụ tải tính
toán nhỏ hơn thực tế sẽ gây quá tải máy biến áp giảm tuổi thọ các
thiết bị điện, có thể dẫn tới cháy nổ nguy hiểm. Nếu phụ tải tính toán
lớn hơn thực tế thì các thiết bị điện quá lớn so với nhu cầu, gây lãng
phí về công suất và tăng chi phí đầu tư.
Vì vậy xác định phụ tải là việc rất quan trọng để thiết kế cung
cấp điện. Dựa vào đó ta sẽ tính toán hợp lí nhất các bài toán về kinh
tế kĩ thuật của công trình.
1.2 Các phương pháp xác định phụ tải tính toán.
1.2.1 Phương pháp xác định phụ tải theo công suất đặt và hệ
số nhu cầu.
Công thức tính :
Trang 5
Trang 5


ĐỒ ÁN MÔN: CUNG CẤP ĐIỆN

LỚP:CNKTDD07-ĐK04

Ptt = k ncđmi
P . ( KW )
Qtt = Ptt .tgϕ ( KVAR )
Stt =

Ptt2 + Qtt2 =

Ptt
cos ϕ

Một cách gần đúng có thể lấy Pđ =Pđm
n

Ptt = knc .∑ Pdm
i =1

Do đó:

(KW)

Trong đó :
Pđ, Pđmi
- công suất đặt và công suất định mức của
thiết bị thứ i, (kW).
Ptt, Qtt,Stt - Công suất tác dụng và công suất phản kháng,
công suất toàn phần của nhóm thiết bị, (kW), (kVAR), (kVA).
n –Số thiết bị trong nhóm.
Nếu hệ số công suất Cos
của các thiết bị trong nhóm không
giống nhau thì phải tính hệ số công suất trung bình theo công thức
sau :
Cosϕtb =

p1 cos ϕ1 + p2 cos ϕ 2 + p3 cos ϕ3 + ... + pn cos ϕ n
p1 + p2 + p3 + ... + pn

Hệ số nhu cầu của các máy khác nhau thường được cho trong sổ
tay .
Phương pháp tính toán này có ưu điểm là đơn giản, tính toán

thuận tiện, vì thế được sử dụng rộng rãi. Nhược điểm của phương
pháp này là kém chính xác . Bởi vì hệ số nhu cầu k nc tra được trong
sổ tay là một số liệu cho trước cố đinh không phụ thuộc vào chế độ
vận hành máy. Vì vậy, nếu chế độ vận hành và số thiết bị trong
nhóm thay đổi nhiều thì kết quả tính toán phụ tải theo phụ tải tính
toán theo hệ số nhu cầu sẽ không chính xác .
1.2.2 Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo suất phụ
tải trên một đơn vị diện tích sản xuất.
Công thức tính : Ptt = p0.F (KW).
Trong đó : p0 – Suất phụ tải trên một đơn vị diện tích, ( W/
m2).
F – Diện tích sản xuất, ( m2).
Giá trị p0 có thể được tra trong sổ tay. Giá trị p0 của từng loại hộ
tiêu thụ do kinh nghiệm vận hành thống kê lại mà có.
Phương pháp này chỉ cho kết quả gần đúng, vì vậy nó thường
được dùng trong giai đoạn thiết kế sơ bộ. Nó cũng dùng để tính phụ
tải các phân xưởng có mật độ máy móc sản xuất tương đối đều như
Trang 6
Trang 6


ĐỒ ÁN MÔN: CUNG CẤP ĐIỆN

LỚP:CNKTDD07-ĐK04

phân xưởng gia công cơ khí, nhà máy gia công cơ khí nhà máy
may...
1.2.3 Phương pháp xác định phụ tải theo suất tiêu hao điện
năng cho một đơn vị sản phẩm.
Ptt =

M .w0
Tmax

Công thức tính :
(KW) .
Trong đó :
M – Số đơn vị sản phẩm được sản xuất trong một năm.
W0–Suất tiêu hao điện năng cho một đơm vị sản phẩm, kWh/
đơn vị sản phẩm.
Tmax- Thời gian sử dụng công suất lớn nhất, (h).
Phương pháp này thường được sử dụng để tính toán các thiết bị
điện có đồ thị phụ tải ít biến đổi như: Quạt gió, máy bơm nước, máy
nén khí, thiết bị điện phân ... Khi đó phụ tải tính toán gần bằng phụ
tải trung bình và cho kết quả tương đối chính xác .
1.2.4 Phương pháp xác định phụ tải theo hệ số cực đại K max và
công suất trung bình Ptb (còn gọi là phương pháp số thiết bị
sử dụng điện hiệu quả nhq).
Khi không có số liệu cần thiết để áp dụng các phương pháp nêu
trên, hoặc khi cần nâng cao độ chính xác của phụ tải tính toán thì
nên dùng phương pháp này
Công thức tính : Ptt = kmax.ksd.Pđm (KW).
Trong đó :
Pđm - Công suất định mức ( W).
kmax, ksd – Hệ số cực đại và hệ số sử dụng.
Hệ số ksd của nhóm máy có thê tra sổ tay .Còn hệ số cực đại
kmax thì tra trong bảng thông qua ksd và nhq.
Phương pháp này cho kết quả tương đối chính xác vì khi xác
định số thiết bị hiệu quả nhưng chúng ta đã xét tới một loạt các yếu
tố quan trọng như: ảnh hưởng của số thiết bị trong nhóm, số thiết có

công suất lớn nhất và sự khác nhau vế chế độ làm việc của chúng
.Khi tính phụ tải theo phương pháp này trong một số trường hợp
dùng công thức gần đúng sau :
a.Trường hợp thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại thì :
Stt =
(KVA)
b. Trường hợp n

và nhq < 4 phụ tải tính toán tính theo công

thức :
ptt =

n

∑k
i =1

pt

. pdm

(KW)

Trong đó :
Trang 7
Trang 7


ĐỒ ÁN MÔN: CUNG CẤP ĐIỆN

LỚP:CNKTDD07-ĐK04

kpt – Hệ số phụ tải của máy, nếu không có số liệu chính xác có thể
lấy gần đúng như sau :
+ kpt = 0.9 với thiết bị làm việc ở chế độ làm việc dài hạn.
+ kpt = 0.75 với thiết bị làm việc ở chế độ làm việc ngắn hạn lặp
lại.
c. Đối với các thiết bị đồ thị phụ tải bằng phẳng ( máy bơm, quạt
nén khí ...) phụ tải tính toán có thể láy bằng phụ tải trung bình :
P tt = Ptb = ksd.Pđm (KW)
d. Nếu trong mạng có các thiết bị một pha thì cố gắng phân phối đều
lên 3 pha của mạng.
e. Trường hợp

n≤3

và

nhq < 4

phụ tải tính toán tính theo công thức :
ptt =

n

∑p
i =1

dmi

(KW)

Kết luận :
Trong các phương pháp tính toán phụ tải nêu trên mỗi phương
pháp đều có ưu nhược điểm riêng, nhưng phương pháp cho kết quả
chính xác nhất và thông dụng nhất là phương pháp: Phương pháp

K max

xác định phụ tải theo hệ số cực đại
và công suất trung bình Ptb
(còn gọi là phương pháp số thiết bị dung điện hiệu quả n hq ). Nên
trong phần xác định phụ tải tính toán của đồ án em chọn phương
pháp xác định phụ tải theo hệ số cực đại Kmax và công suất trung
bình Ptb (còn gọi là phương pháp số thiết bị dùng điện hiệu quả n hq).
1.3.Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng cơ khí.
1.3.1.Xác định phụ tải động lực.
a. Chia nhóm thiết bị.
Trong một phân xưởng thường có nhiêu loại thiết bị và chế độ
làm việc khác nhau, muốn xác định phụ tải chính xác cần phải phân
theo nhóm thiết bị điện việc phân nhóm thiết bị điện phải tuân theo
các nguyên tắc sau :
+ Các thiết bị gần nhau chia thành một nhóm để tiết kiệm vốn
đầu tư.
+ Chế độ làm việc của các thiết bị trong cùng một nhóm nên
có chế độ làm việc giống nhau.
+ Tổng công suất của các nhóm nên xấp xỉ bằng nhau.
+ Tuy nhiên trong thực tế rất khó có thể đảm bảo tất cả các
yêu cầu trên mà tùy thuộc vào yêu cầu của các nhóm phụ tải mà ta

lựa chọn có sự ưu tiên, từ đó căn cứ để phân các thiết bị trong xưởng
sửa chữa cơ khí thành 5 nhóm sau :
Trước tiên ta phải quy đổi ngắn hạn thành dài hạn của một số
thiết bị.
Nhóm

Bảng 1.1. Chia nhóm các thiết bị.
Tên thiết bị
Ký hiệu Số lượng Pđm

cosφ

Ksd
Trang 8
Trang 8


ĐỒ ÁN MÔN: CUNG CẤP ĐIỆN

Nhóm 1

Nhóm 2

Nhóm 3

Nhóm 4

Nhóm 5

Máy xọc

Máy cưa
Máy doa
Máy mài tròn
Máy tiện
Máy tiện
Máy bào
Máy tiện đứng
Máy mài tròn
Máy tiện đứng
Máy mài tròn
Máy tiện
Máy Mài Phẳng
Máy bào
Máy tiện đứng
Máy khoan
Máy Mài Phẳng
Máy tiện
Cầu trục
Máy Mài Phẳng

LỚP:CNKTDD07-ĐK04

X
C
D
MT
T
T
B
TĐ

MT
TĐ
MT
T
MF
B
TĐ
K
MF
T
CT
MF

(kW)
14
9
4.5
14
10
10
12
7
14
7
14
10
9
12
7
9

9
10
7.9
9

1
1
1
1
1
2
1
1
1
1
1
2
1
2
1
1
1
3
1
1

0.8
0.65
0.7
0.7

0.6
0.6
0.75
0.64
0.7
0.64
0.7
0.6
0.8
0.75
0.64
0.65
0.8
0.6
0.65
0.8

0.16
0.12
0.16
0.12
0.17
0.17
0.18
0.16
0.12
0.16
0.12
0.17
0.18

0.18
0.16
0.18
0.18
0.17
0.2
0.18

b. Xác định phụ tải nhóm I.

STT

Bảng 1.2. Phụ tải nhóm I.
Pđm
Tên thiết Ký hiệu
Số
bị
lượng (kW)

cosφ

1

X

Máy xọc

1

14

0.8

0.16

2

C

Máy cưa

1

9

0.65

0.12

3

Đ

Máy doa

1

4.5

0.7

0.16

4

MT

Máy
tròn

14

0.7

0.12

5

T

Máy tiện

10

0.6

0.17

mài 1
1

Ksd

Tổng số thiết bị trong nhóm I: n = 5
Tổng công suất trong nhóm: Pđm = 51.5 (kW).

1
P ≥ Pmax
2

Xét:
= 7.
=> n1=4 ; P1 = 47 (kW)
Trang 9
Trang 9


ĐỒ ÁN MÔN: CUNG CẤP ĐIỆN

n* =

LỚP:CNKTDD07-ĐK04

n1 4
= = 0,8
n 5

p* =

p1 47

=
= 0,91
p 51.5

;
Tra bảng ta được: n*hq = 0,89
Từ n*hq => nhq = n*hq.n = 0,89.5 = 4,45= 5 ( thiết bị )
Với Ksd tb = 0,14 và nnq = 5 ta tra bảng tìm được: Ksd = 2,87
Vì nhq > 4, Ptt được tính như sau:
n

Pttn1 = K sd .K max .∑ Pi = 0,14.2,87.51, 5 = 20, 69 ( kW )
i =1

n

cosφ tb =

∑P

đmi

.cosφi

i=1

n

∑P

=

(14.0,80) + (9.0,65) + (4,5.0,7) + (14.0,7) + (10.0, 6)
= 0,70
51.5

đmi

i=1

Pttn1
20,69
=
= 29,56(kVA)
cosϕtb 0,70
Q tt n1 = S2 ttn - P 2 ttn1 = 29,56 2 − 20,69 2 =21,11(kVAR)

Stt n1 =

1

I tt n1 =

Stt n1
29,56
=
= 42,67(A)
3.U đm
3.0,4

c. Xác định phụ tải nhóm II.
STT

Tên thiết bị

1
2
3
4

Máy
Máy
Máy
Máy

Bảng 1.3. Phụ tải nhóm II.
Ký hiệu
Số lượng Pđm
(kW)

tiện
bào
tiện đứng
mài tròn

T
B
TĐ
MT

2
1
1
1

10
12
7
14

cosφ
0.6
0.75
0.64
0.7

Ksd
0.17
0.18
0.16
0.12

Tính tương tự như nhóm thiết bị I ta có:
Số thiết bị trong nhóm: n=5
Tổng P = 53 (kW)

1
P ≥ Pmax
2

Xét:
=7
=> n1=5 ; P1 = 53 (kW)
Ta có :

n* =

n1 5
= = 1 P* = P1 = 53 = 1
n 5
P 53

;
Với n* = 1 và p* = 1 , tra bảng ta được n*hq=0,95
=> nhq = n*hq.n = 0,95. 5 = 4,75 = 5 ( thiết bị )
Với Ksd tb = 0,16 và nnq = 5 => Ksd = 2,87
Trang
Trang
10
10


ĐỒ ÁN MÔN: CUNG CẤP ĐIỆN

LỚP:CNKTDD07-ĐK04

Vì nhq > 4, Ptt được tính như sau:
(10.2.0,6) + (12.0,75) + (7.0,64) + (14.0,7)
=0,67
53

cos φtb =
n

Ptt n2 = K sd .K max .∑ Pi = 0,16.2,87.53 = 24,34 ( kW )
i =1

Stt n2 =

Ptt n2
24,34
=
=36,33(kVA)
cosφ tb 0,67

Qtt n2 = S 2

I tt n2 =

tt n2

− P2

tt n2

= 36,332 − 24,34 2 = 26,97 ( kVAR)

Stt n2
36,33
=
= 52,44(A)

3.U đm
3.0,4

d. Xác định phụ tải nhóm III.

STT
1
2
3
4

Bảng 1.4. Phụ tải nhóm III.
Tên thiết bị
Ký hiệu Số lượng Pđm
(kW)
Máy
tiện TĐ
1
7
đứng
Máy tiện tròn MT
1
14
Máy tiện
T
2
10
Máy
mài MF
1

9
phẳng

Cosφ

Ksd

0.64

0.16

0.7
0.6
0.8

0.12
0.17
0.18

Tổng số thiết bị trong nhóm: n = 5
Tổng công suất trong nhóm: P = 50 (kW)

1
P ≥ Pmax
2

Xét:
=7
=>n1=5 ; P1 = 50 (kW)

n* =

p1 50
n1 5
*
= =1 p = = = 1
p 50
n 5

;
Tra bảng ta được n*hq= 0,95
=>nhq = n*hq.n = 0,95.5 = 4,75=5 ( thiết bị )
Với Ksd tb = 0,16 và nnq = 5 tra bảng ta được
Ksd = 2,87
Vì nhq > 4, Ptt được tính như sau:
n

Pttn 3 = K sd .K max .∑ Pi = 2,87.0,16.50 = 22, 96 ( kW )
i =1

Trang
Trang
11
11


ĐỒ ÁN MÔN: CUNG CẤP ĐIỆN
n

cosφ tb =

∑P

đmi

.cosφi

i=1

n

∑P

=

LỚP:CNKTDD07-ĐK04

(7.0, 64) + (14.0,7) + (2.10.0,6) + (9.0,8)
= 0.67
50

đmi

i=1

Ptt n3
22,96
=
= 34,27(kVA)
cosϕtb 0,67

Q tt n3 = S2 tt n - P 2 tt n3 = 34,27 2 − 22,96 2 =25,44(kVAr)

Stt n3 =

3

Stt
34,27
=
= 49,46(A)
3.U đm
3.0,4

I tt =

e. Xác định phụ tải nhóm IV.
Bảng 1.5. Phụ tải nhóm IV.
Tên thiết bị
Ký hiệu Số lượng Pđm
(kW)
Máy bào
B
2
12
Máy
tiện TĐ
1
7
đứng
Máy khoan

K
1
9
Máy
mài MF
1
9
phẳng

STT
1
2
3
4

Cosφ

Ksd

0.75
0.64

0.18
0.16

0.65
0.8

0.18
0.18

Tổng số thiết bị trong nhóm n = 5
Tổng công suất trong nhóm: P = 49 (kW)
Xét:

n* =

1
P ≥ Pmax
2

=6 => n1=5 ; P1 = 49 (kW)

p1 49
n1 5
*
= =1 p = = = 1
p 49
n 5

;
Tra bảng ta được n*hq= 0,95
nhq = n*hq.n = 0,95.5 = 4,75=5 ( thiết bị )
Với Ksd tb = 0,18 và nnq = 5 tra bảng ta được:
Ksd = 2,42
Vì n>4 , nên Ptt, Stt, Qtt được tính như sau:
n

Pttn 4 = K sd .K max .∑ Pi = 2, 42.0,18.49 = 21,34 ( kW )
i =1

(24.0,75) + (7.0,64) + (9.0, 65) + (9.0,8)
=0,73
49

cos φtb =
P
21,34
Stt n4 = tt n4 =
=29,23
cosϕ 0,73

Trang
Trang
12
12


ĐỒ ÁN MÔN: CUNG CẤP ĐIỆN

LỚP:CNKTDD07-ĐK04

Q tt n4 = S2 tt n 4 - P 2 tt n4 = 29,232 − 21,24 2 =19,97(kVAr)
I tt n4 =

Stt
29, 23
=
= 42,19(A)
3.U đm

3.0, 4

f. Xác định phụ tải cho nhóm V.

STT

Bảng 1.6. Phụ tải cho nhóm V.
Tên thiết bị
Ký hiệu Số lượng Pđm
(kW)

Cosφ

1

Máy tiện

2

Máy
phẳng

3

Cầu trục

T

Ksd

3

10

0.6

0.17

mài MF

1

9

0.8

0.18

CT

1

8.94

0.65

0.2

Tổng số thiết bị trong nhóm: n = 5
Tổng công suất trong nhóm: P = 47,94 (kW)

Xét:

n* =

1
P ≥ Pmax
2

=5 là n1=5 ; P1 = 47,94 (kW)

p1 47,94
n1 5
*
=1
= =1 p = =
p 47,94
n 5

;
Tra bảng ta được n*hq= 0,95
=>nhq = n*hq.n = 0,95.5 = 4,75=5 ( thiết bị )
Với Ksd tb = 0,18 và nnq = 5 tra bảng
=> Ksd = 2,42
Vì n Ksd hq > 4, Ptt được tính như sau:
Vì n>4 , nên Ptt, Stt, Qtt được tính như sau:
n

Pttn 5 = K sd .K max .∑ Pi = 2, 42.0,18.47, 94 = 20,88( kW )
i =1

n

cosφ tb =

∑P

đmi

.cosφi

i=1

n

∑P

=

(3.10.0,6) + (9.0,8) + (8,94.0, 65)
= 0.65
47,94

đmi

i=1

Ptt n5 20,88
=
= 32,12(kVA)
cosϕtb 0,65

Q tt n5 = S2 tt n - P 2 tt n5 = 32,122 − 20,882 =24,41(kVAr)

Stt n5 =

5

Trang
Trang
13
13


ĐỒ ÁN MÔN: CUNG CẤP ĐIỆN

I tt n5 =

LỚP:CNKTDD07-ĐK04

Stt
32,12
=
= 46,36(A)
3.U đm
3.0,4

Vậy tổng phụ tải tính toán của phân xưởng cơ khí là:
Bảng 1.7. Tổng phụ tải tính toán của phân xưởng cơ khí.
Nhóm
Ptt px
Qtt px

Stt px
Itt px
(KW)
(KVA)
(KVAR)
(A)
42,67
I
20.69
21.11
29.56
II

24.34

26.97

36.33

52,44

III

22.96

25.44

34.27

49,46

IV

21.34

19.97

29.23

42,19

V

20.88

24.41

32.12

46,36

1.3.2.Tính toán phụ tải chiếu sáng.
Ta có:
Pcs= P0.F
Trong đó :
P0 là suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất (W/ m2).
F là diện tích phân xưởng (m2).
Với xưởng sửa chữa cơ khí mật độ chiếu sáng trung bình là :

p0 = (10 ÷ 15)

(W/ m2)
Phân xưởng cơ khí.
Trong phân xưởng ta dùng đèn sợi đốt để chiếu sáng tra bảng PL I.2
tài liệu (1) , ta tìm được Po = 14(W/m2).
Tỉ lệ phân xưởng là 1:200
Phân xưởng cơ khí có chiều dài b =0,23.200=46(m).
Phân xưởng cơ khí có chiều rộng a=0,11.200=22(m).
=> Pcs = Po .F=46.22.14=14168(W)=14,168(kW)
1.3.3. Xác định phụ tải tinh toán toàn phân xưởng.
- Phụ tải tải tính toán tác dụng của phân xưởng cơ khí với 5 nhóm
phụ tải ta áp dụng công thức sau:
- Công suất tác dụng của toàn phân xưởng là:
5

Pttpxck = K dt ∑ Pttpxi ( KW )
i =1

Trong đó:

K dt

: Hệ số đồng thời lấy = 0,8
Trang
Trang
14
14


ĐỒ ÁN MÔN: CUNG CẤP ĐIỆN

LỚP:CNKTDD07-ĐK04

Thay số vào ta có:
5

Pttpxck = K dt ∑ Pttpxi + Pcs = 0.8.(20,69 + 24,34 + 22,96 + 21,34 + 20,88) + 14,168 = 102,336(KW)
i =1

- Phụ tải tính toán phản kháng của toàn nhà máy:
5

Qttpxck = K dt ∑ Qttpxi ( KVAR)
i =1

Trong đó:

K dt

: Hệ số đồng thời lấy = 0,8
Thay số vào ta có:
n

Qttpxck = K dt ∑ Qtti = 0,8.(21,11 + 26,97 + 25, 44 + 19,97 + 24, 41) = 94,32( KVAR)
i =1

Sttpx = ( Pttpx + Pcs )2 + Q 2ttpx = 102,3362 + 94,322 = 139,17 ( kVAR )
I ttpx =

Sttpx

3.U dm

=

139,17
= 200,87
3.0, 4

( A)

Ta có bảng phụ tải tính toán toàn phân xưởng:
Bảng 1.8. Bảng phụ tải tính toán toàn phân xưởng.
Pttpx(KW)

Qttpx (KVAR)

Sttpx (KVA)

Ittpx (A)

102,336

94,32

139,17

200,87

1.3.4. Xác định phụ tải tính toàn nhà máy.
a. Tính toán phụ tải chiếu sáng của nhà hành chính.

Ta có:
Pttcs= P0.F
Trong đó :
P0 là suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất.
F là diện tích phân xưởng (m2 ).
Trong phân xưởng ta dùng đèn sợi đốt để chiếu sáng tra bảng PL I.2
tài liệu (1) , ta tìm được Po = 14(W/m2).
Chiều dài nhà hành chính: b = 5(cm)=0,005(m) .
Chiều rộng nhà hành chính: a = 2(cm)=0,002(m) .
Tỉ lệ phân xưởng là 1:1000
=>Chiều dài nhà hành chính =0,005.1000=5(m).
=>Chiều rộng nhà hành chính =0,002.1000=2(m).
Pcs = Po .S=5.2.14=140(W)=0,14(kW)
b. Tính toán phụ tải chiếu sáng của phòng bảo vệ.
Ta có:
Trang
Trang
15
15


ĐỒ ÁN MÔN: CUNG CẤP ĐIỆN

LỚP:CNKTDD07-ĐK04

Pttcs= P0.F
Trong đó :
P0 là suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất ( W/ m 2)
F là diện tích phân xưởng (m2).
Trong phân xưởng ta dùng đèn sợi đốt để chiếu sáng tra bảng PL I.2

tài liệu (1) , ta tìm được Po = 14(W/m2).
Chiều dài phòng bảo vệ là: b = 1,5(cm)=0,0015(m) .
Chiều rộng phòng bảo vệ là: a = 1(cm)=0,001(m) .
Tỉ lệ phân xưởng là 1:1000
=>Chiều dài phòng bảo vệ =0,0015.1000=1,5(m).
=>Chiều rộng phòng bảo vệ =0,001.1000=1(m).
Pcs = Po .F=1,5.1.14=21(W)=0,021(kW)
Bảng 1.9. Bảng phụ tải tính toán toàn nhà máy.
STT

Tên phân xưởng

Ptt nm (KW)

Qtt nm (KVAR)

Hộ phụ tải
loại

1

Mộc mẫu

210

90

3

2

Đúc thép

630

520

1

3

Cơ khí

102,336

94,32

3

4

Bánh rang

180

120

3

5

Rèn dập

350

200

3

6

Lắp ráp

180

120

3

7

Dụng cụ

180

120

3

8

Đúc gang

680

420

1

9

Cơ điện

320

140

3

10

Nhà hành chính

0,14

0

3

11

Phòng bảo vệ

0,021

0

3

-Phụ tải tính toán tác dụng của toàn nhà máy:
Ta có biểu thức:
11

Pttnm = K dt ∑ Pttpxi (KW)
i =1

Trang
Trang
16
16


ĐỒ ÁN MÔN: CUNG CẤP ĐIỆN

LỚP:CNKTDD07-ĐK04

Trong đó:
K dt

: Hệ số đồng thời lấy = 0,8

Thay số vào ta có:

Pttnm

=0,8.2832,5=2266( KW)
- Phụ tải tính toán phản kháng của toàn nhà máy:
5

Qttpxck = K dt ∑ Qttpxi ( KVAR)
i =1

Trong đó:

K dt

: Hệ số đồng thời lấy = 0,8.
Thay số vào ta có:

Qttnm

= 0,8.1824,33= 1459,46(KVAR)
Bảng 1.10.Bảng phụ tải tính tổng toán toàn nhà máy.

STT

Ptt nm (KW)

Qtt nm (KVAR)

Stt nm (KVA)

Itt nm (A)

1

2266

1459,46

2695,33

3890,37

Trang
Trang
17
17


ĐỒ ÁN MÔN: CUNG CẤP ĐIỆN

LỚP:CNKTDD07-ĐK04

CHƯƠNG II: CHỌN VỊ TRÍ, SỐ LƯỢNG, DUNG LƯỢNG TRẠM
BIẾN ÁP CHO NHÀ MÁY.
2.1. Xác định hộ phụ tải nhà máy.
Áp dụng công thức:

Sttpx = p 2 ttpx +Q 2 ttpx ( KVA)
Tính

Sttpx

cho phân xưởng mộc mẫu:

Sttpx = p 2 ttpx +Q 2 ttpx = 210 2 +902 = 228,47( KVA)
Các phân xưởng khác tính tương tự như trên ta được bảng sau:
Bảng.2.1. Bảng phụ tải tính toán toàn nhà máy cơ khí số 623.
STT

Tên phân
xưởng

Pttpx (KW)

Qttpx
(KVAR)

Sttpx (KVA)

Hộ phụ tải
loại

1

Mộc mẫu

210

90

228,47

3

2

Đúc thép

630

520

816,88

1

3

Cơ khí

102,336

94,32

139.17

3

4

Bánh
Răng

180

120

216,33

3

5

Rèn dập

350

200

403,11

3

6

Lắp ráp

180

120

216,33

3

7

Dụng cụ

180

120

216,33

3

8

Đúc gang

680

420

799,25

1

9

Cơ điện

320

140

349,28

3

10

Nhà hành
chính

0,14

0

0,14

3

11

Phòng
bảo vệ

0,021

0

0,021

3

2

N L1% =

∑S
i =1

PXL1

Sttnm

.100 =

1616,13
.100 = 59,96(%)
2695,33
Trang
Trang
18
18

ĐỒ ÁN MÔN: CUNG CẤP ĐIỆN

LỚP:CNKTDD07-ĐK04

9

N L 3% =

∑S
i =1

PXL1

Sttnm

.100 =

1769,181
.100 = 65, 64(%)
2695,33

Vậy nhà máy cơ khí số 623 thuộc hộ phụ tải loại 3, ta sử dụng 2
hoặc nhiều máy biến áp mắc song song.
2.2.Chọn phương án.
2.2.1.Đặt vấn đề.
Điện năng cũng là một loại hàng hóa vì vậy nó được sản xuất ra
phải đáp ứng được nhu cầu nhất định của khách hàng sử dụng điện
đặc biệt là khách hàng ở khối công nghiệp.
Mục tiêu cở bản của nhiệm vụ thiết kế cung cấp điện là đảm
bảo cho hộ tiêu thụ có đủ lượng điện năng yêu cầu với chất lượng

tốt. Để cung cấp điện cho các phân xưởng tôi dùng các MBA điện lực
đặt ở các trạm biến áp phân xưởng biến đổi điện áp 10(KV) của lưới
điện thành cấp điện áp 0,4(KV) cung cấp cho phân xưởng.
Các trạm BA đặt gần trung tâm phụ tải càng tốt để giảm tổn
thất điện áp và tổn thất công suất. Trong một nhà máy nên chọn
càng ít loại MBA càng tốt điều này thuận tiện cho viêc vận hành và
sửa chữa, thay thế và việc chọn thiết bị cao áp,thuận lợi cho việc
mua sắm thiết bị.
Số lượng và dung lượng MBA trong trạm phải đảm bảo sao cho
vốn đầu tư và chi phí vận hành hàng năm phải nhỏ nhất, đồng thời
phải phù hợp với hệ thống cung cấp điện cho nhà máy.
Dựa và những yêu cầu cơ bản trên, căn cứa vào sơ đồ mặt bằng
nhà máy và phụ tải của các phân xưởng yêu cầu CCĐ với phụ tải
tính toán của nhà máy cơ khí số 623:
Sttnm =2695,33(KVA)
Nhà máy thuộc hộ phụ tải loại 3.
Sau đây là một số phương án cung cấp điện:
*Phương án 1: Trạm sử dụng 3 MBA và 2 nguồn cung cấp sử dụng
MBA ta có:
Sđm =1250 (KVA) do Việt Nam chế tạo có cấp điên áp là 10/ 0,4.
*Phương án 2: Trạm sử dụng 2MBA và 2 nguồn cung cấp sử dụng
MAB có: Sđm =2000 (KVA) ) do Việt Nam chế tạo có cấp điên áp là 10/
0,4.
Bảng 2.2. Bảng số liệu kỹ thuật MBA.
Loại

S dm

U dm

(KVA)

1250-

1250

(KV)

Tổn thất

Cao
áp

Hạ
áp

∆P 0

10

0,4

2200

(W)

∆P N

UN

Hiệu
suất
%

%

99,3

6

I
%

(W)

16000

1

Đơn
giá
x1000
đ
36000

Trang
Trang
19
19

ĐỒ ÁN MÔN: CUNG CẤP ĐIỆN

LỚP:CNKTDD07-ĐK04

10/0,4

6

200010/0,4

2000

10

0,4

2800

20000

99,3
9

0
6

1

48000

0

Nhận xét:
Qua 2 phương án cung cấp điện cho nhà máy ở trên: Máy biến
áp được chọn đều là máy biến áp do Việt Nam chế tạo cùng chủng
loại sơ đồ, cách đấu dây đơn giản thuận lợi cho việc sửa chữa, vận
hành và thay thế. Đảm bảo được yêu cầu kỹ thuật cung cấp điện
cho các hộ phụ tải quan trọng. Để có kết luận chính xác, lựa chọn
được phương án cung cấp điện hợp lý nhất ta cần phải so sánh cả hai
phương án này về chi tiêu kinh tế kỹ thuật.
2.2.2.So tính cung cấp điện của 2 phương án.
*Phương án 1:
Bảng 2.3. Bảng phân phối phụ tải của phân xưởng cho MBA.
Trạm

1

2

Máy
biến áp

125010/0,4

125010/0,4

Tên
phân
xưởng

Pttpx
(KW)

Qttpx
(KVAR)

Sttpx
(KVA)

Dụng
cụ

180

120

216,33

Lắp ráp

180

120

216,33

Nhà
hành
chính

0,14

0

0,14

Phòng
BV

0,021

0

0,021

Rèn
dập

350

200

403,11

Bánh
rang

180

120

216,33

Cơ khí

102,336 94,32

139,17

Đúc
thép

630

816,88

520

∑S
(KVA)

1052,261

1052,336

Trang
Trang
20
20

ĐỒ ÁN MÔN: CUNG CẤP ĐIỆN

3

125010/0,4

LỚP:CNKTDD07-ĐK04

Cơ điện

320

140

349,28

Đúc
gang

680

420

799,25

Mộc
mẫu

210

90

228,47

1027,72

Hình 1. Sơ đồ TBA của nhà máy theo phương án 1.
Nhận xét:
Trạm MBA1 Sđm =1250 (KVA) > Strạm1= 1052,261(KVA).
Trạm MBA2 Sđm =1250 (KVA) > Strạm2=956,05 (KVA).
Trạm MBA3 Sđm =1250 (KVA) > Strạm3= 1377 (KVA).
Cả 3 máy đều mang đủ tải.
Khi sự cố: Nếu một trong 2 máy bị hỏng hoặc bảo dưỡng thì:
Hệ số quá tải

K qt

=1,4.

Sqt = 1, 4.Sdmba = 1, 4.1250 = 1750( KVA)

Shol1 = Sducthep + Sducgang = 816,88 + 799, 25 = 1616,13 < Sqtba

Máy biến áp đủ cung cấp cho hộ phụ tải loại 1 trong trường hợp quá
tải.
Kết luận: Phương án 1 đạt yêu cầu kỹ thuật.
*Phương án 2:

Trang

Trang
21
21


ĐỒ ÁN MÔN: CUNG CẤP ĐIỆN

LỚP:CNKTDD07-ĐK04

Bảng 2.3. Bảng phân phối phụ tải của phân xưởng cho MBA.
Trạm

1

2

Máy
biến áp

Tên
phân
xưởng

Pttpx
(KW)

Qttpx
(KVAR)

Sttpx

(KVA)

Dụng cụ 180

120

216,33

Lắp ráp

180

120

216,33

Nhà
hành
chính

0,14

0

0,14

Phòng
BV

0,021

0

0,021

Rèn dập

350

200

403,11

Đúc
thép

630

520

816,88

Bánh
răng

180

120

216,33

Cơ khí

102,336

94,32

139,17

Cơ điện

320

140

349,28

Đúc
gang

680

420

799,25

Mộc
mẫu

210

90

228,47

∑S
(KVA)

1652.811

1732,5

Trang
Trang
22
22


ĐỒ ÁN MÔN: CUNG CẤP ĐIỆN

LỚP:CNKTDD07-ĐK04

Hình 2. Sơ đồ TBA của nhà máy theo phương án 2.
Nhận xét:
Trạm MBA1 Sđm =2000 (KVA) > Strạm1= 1652.811 (KVA).
Trạm MBA2 Sđm =2000 (KVA) > Strạm2= 1732,5 (KVA).
Cả 2 máy đều mang đủ tải.
Khi sự cố: Nếu một trong 2 máy bị hỏng hoặc bảo dưỡng thì
Hệ số quá tải

K qt

=1,4.

Sqt = 1, 4.Sdmba = 1, 4.2000 = 2800( KVA)

Shol1 = Sducthep + Sducgang = 816,88 + 799, 25 = 1616,13 < Sqtba

Máy biến áp đủ cung cấp cho hộ phụ tải loại 1 trong trường hợp quá
tải.
Kết luận: Phương án 2 đạt yêu cầu kỹ thuật.
2.2.3.So sánh kinh tế giữa 2 phương án.
Để thuận tiện cho việc tính toán so sánh về kinh tế thì giữa các
phương án ta quan tâm đến những yếu tố ảnh hưởng chính đó là:
-Vốn đầu tư ban đầu (Tiền mua MBA).
-Chi phí vận hành hàng năm.
-Tổn thất điện năng trong phạm vi phân xưởng.
Ta có thể áp dụng công thức:
Stt = (a oh + a t /c ).V + β .∑ ∆A
(Đồng/ năm).
Trong đó:
V: Vốn đầu tư.
a oh

:Hệ số hiệu quả vốn đầu tư tiêu chuẩn

a oh

=0,1
Trang

Trang
23
23


ĐỒ ÁN MÔN: CUNG CẤP ĐIỆN
a t /c
a t /c

=

LỚP:CNKTDD07-ĐK04

: Hệ số thời gian thu hồi của vốn đầu tư.

1 1
= = 0, 2
Ttc 5

Ttc

: Thời gian định mức thu hồi vốn ( 5 năm ).

giá tiền 1kwh điện năng

∆A

β

=1000(đồng/kwh).

: Tổn thất điện năng máy biến áp

∆A = ∆P 0, +∆P N , .K 2 pt .T (kwh)

t:Thời gian đóng máy biến áp vào lưới điện. Nếu đóng liên tục cả
năm thì T=8760h
K

pt

: Hệ số mang tải máy biến áp.

∆P 0, = ∆P 0 + K .∆Q 0

gây lên (kw).
∆Q 0 =

: Tổn thất tác dụng không kể đến thành phần kháng

I % S dm
( KVAR)
100

T: Thời gian chịu tổn thất công suất trong năm
T = (0,124 + Tmax .10−4 ) 2 .8760(h)

Tmax = 4140(h) => T = (0,124 + 4140.10−4 ) 2 .8760 = 2535,52( h)
∆P n, = ∆P n + K .∆Q n

: Tổn thất công suất tác dụng ngắn mạch có tính đến
thành phần phản kháng (KW).
∆Q N =

Un % S dm
( KVAR)
100

K= 0.05(KW/KVAR): Đương lượng kinh tế của công suất phản
kháng.
∆P 0

∆P N

,
: Tổn thất không tải ngắn mạch của máy biến áp.
*Phương án 1: Phương án này dùng 3 MBA 1250(KVA)-10/0,4 (KV)
do công ty cổ phần chế tạo Điện Cơ Hà Nội sản xuất, 3 máy biến áp
làm việc độc lập với nhau, phụ tải tương đối đều nhau.
∆Q 0 =

I % S dm 1.1250
=
= 12,5( KVAR )
100
100

∆P 0, = ∆P 0 .K .∆Q 0 = 2, 2 + 0, 05.12,5 = 2,825( KW )
∆Q N =

Un % S dm 5,5.1250
=
= 68, 75( KVAR )
100
100

∆P n , = ∆P n + K .∆Q n = 16 + 0, 05.68, 75 = 19, 44( KW )

Trang
Trang
24
24


ĐỒ ÁN MÔN: CUNG CẤP ĐIỆN
K pt1 =

S n1 1052, 261
=
= 0,84
Sba1
1250

K pt1 =

S n1 1052,336
=
= 0,84
Sba1
1250

K pt1 =

S n1 1027, 72
=
= 0,82
Sba1
1250

Trạm 1:
Trạm 2:

LỚP:CNKTDD07-ĐK04

Trạm 3:
Tổn thất điện năng cảu MBA:
Trạm 1:
Trạm 2:

∆A 1 = ∆P 0, +∆P N , .K 2 pt .T = 2,825.8760 + 19, 75.0,84 2.2535,52 = 60080,99( kwh)

∆A 1 = ∆P 0, +∆P N , .K 2 pt .T = 2,825.8760 + 19, 75.0,842.2535,52 = 60080,99(kwh)
∆A 1 = ∆P 0, +∆P N , .K 2 pt .T = 2,825.8760 + 19, 75.0,82 2.2535,52 = 58418, 45( kwh)

Trạm3:
Vậy tổn thất điện năng của phương án 1 là:

∆A = ∆A 1 +∆A 2 +∆A 3 = 60080,99 + 60080,99 + 58418, 45 = 178580, 43(kwh)

Tổn thất chi phí hàng năm của phương án 1:

C1 = β .∆A = 1000.178580, 43 = 178580430 = 178,58
(Triệu đồng)
Vốn đầu tư mua MBA của phương án 1:
V1 = 3.360000.1000 = 1080000000 = 1080

( Triệu đồng)
Chi phí tính toán của phương án 1:
Z1 = (a oh + a t /c ).V + C1 = (0,1 + 0, 2)1080 + 178,58 = 502,58

( Triệu đồng)
*Phương án 2: Phương án này dùng 2 MBA 2000(KVA)-10/0,4 (KV)
do công ty cổ phần chế tạo Điện Cơ Hà Nội sản xuất, 2 máy biến áp
làm việc độc lập với nhau, phụ tải tương đối đều nhau.
∆Q 0 =

I % S dm 1.2000
=
= 20( KVAR )
100
100

∆P 0, = ∆P 0 .K .∆Q 0 = 2, 2 + 0, 05.20 = 3,8( KW )
∆Q N =

Un % S dm 6.2000
=
= 120( KVAR)
100
100

∆P n , = ∆P n + K .∆Q n = 20 + 0, 05.120 = 26( KW )

K pt1 =

S n1 1652.811
=
= 0,83
Sba1
2000

K pt1 =

Sn1 1732,5
=
= 0,87
Sba1
2000

Trạm 1:

Trạm 2:
Tổn thất điện năng cảu MBA:
Trang
Trang
25
25