Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng chặt da

Khoa Điện – Điện Tử Đồ Án Cung Cấp Điện
LỜI NÓI ĐẦU
ung cấp điện là một ngành khá quan trọng trong xã hội lồi người cũng như
trong quá trình phát triển nhanh chóng của nền khoa học kỹ thuật ở nước ta
trên con đường công nghiệp hố - hiện đại hóa đất nước. Vì thế, việc thiết kế và
cung cấp điện tốt là một vấn đề hết sức quan trọng và không thể thiếu đối với ngành
điện nói chung và mỗi sinh viên đã và đang học tập, nghiên cứu về lĩnh vực điện nói
riêng.
C
Nhằm giúp cho sinh viên củng cố kiến thức đã học ở trường vào việc thiết kế cụ
thể. Nay em được bộ môn thiết kế cung cấp điện giao cho đề tài: “Thiết kế cung cấp
điện cho phân xưởng chặt da”.
Nhờ có sự hướng dẫn tận tình của thầy Nguyễn Quý và sự giúp đỡ của bạn bè,
những người đi trước với những kiến thức phong phú qua những trang viết đã giúp cho
em hồn thành tập đồ án này.
Bên cạnh đó, em là người học sau, kiến thức còn non kém, trình độ còn hạn chế
nên trong khi thực hiện tập đồ án này không sao tránh khỏi những sai sót, vụng về.
Mong thầy góp ý để em rút ra được những kinh nghiệm quý báu.
Em xin chân thành cám ơn sự hướng dẫn tận tình của quý thầy cô và đăc biệt là
thầy Nguyễn Quý đã giúp cho em thực hiện tốt đồ án này.
TP.Hồ Chí Minh, ngày 10 tháng 04 năm 2011
Sinh viên thực hiện
Lê Duy Khiêm
33
GVHD : Nguyễn Quý -1- SVTH :Lê Duy Khiêm

Khoa Điện – Điện Tử Đồ Án Cung Cấp Điện
ĐỒ ÁN MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN
Giáo viên hướng dẫn : NGUYỄN QUÝ
Sinh viên thiết kế : LÊ DUY KHIÊM
Lớp : 09HDC04

Ngày nhận đề tài : / / 2011
Ngày nộp đồ án : / /
A/- NHIỆM VỤ THIẾT KẾ :
Tính tốn lại hệ thống điện nhà máy bạn đang làm việc gồm :
1/- Xác định phụ tải tính tốn của phân xưởng .
2/- Thiết kế hệ thống chiếu sáng cho phân xưởng
3/- Thiết kế trạm biến áp cho phân xưởng .
4/-Chọn thiết bị đóng cắt, bảo vệ và dây dẫn cho phân xưởng .
5/- Thiết kế hệ thống nối đất bảo vệ cho phân xưởng
6/- Thiết kế hệ thống bù cho phân xưởng..
7/- Phụ lục các bản vẽ:
- Bản vẽ sơ đồ bố trí máy móc thiết bị lên mặt bằng của phân xưởng.
- Bản vẽ sơ đồ nối dây từ các tủ động lực đến các thiết bị .
- Bản vẽ sơ đồ nguyên lý hệ thống điện của phân xưởng
- Bản vẽ sơ đồ nguyên lý hệ thống điện chiếu sáng của phân xưởng .
- Bản vẽ sơ đồ bố trí hệ thống đèn chiếu sáng của phân xưởng.
- Bản vẽ hệ thống nối đất bảo vệ của phân xưởng.
B/- SỐ LIỆU CHO ĐỀ TÀI:
1/- Nguồn điện được lấy từ lưới trung thế của quốc gia 22/ 0,4 KV.
2/- Số liệu về phân xưởng : bạn đang công tác.
GVHD : Nguyễn Quý -2- SVTH :Lê Duy Khiêm

Khoa Điện – Điện Tử Đồ Án Cung Cấp Điện
GIỚI THIỆU PHÂN XƯỞNG
I. GIỚI THIỆU CHUNG :
Dựa vào mặt bằng phân xưởng các vị trí của các thiết bị bố trí trên bản vẽ mà ta có số liệu sau.
 Diện tích phân xưởng (40 x 60m)
 Máy móc trong xưởng 78 thiết bị
 Có 4 cửa chính mỗi cửa 4m
 Phòng làm việc có diện tích (10m x 5m)

 Có một kho nguyên liệu diện tích ( 25 x 5m)
 Có một kho thành phẩm diện tích ( 20 x 5 m)
 Có một phòng đặt bơm hơi diện tích (2 x 5 m)
 Nhà vệ sinh có diện tích( 3 x 5m)
Các máy móc được bố trí trên sơ đồ mặt bằng.
II. KÍ HIỆU VÀ SỐ LIỆU CỦA CÁC MÁY MÓC TRONG PHÂN XƯỞNG

STT TÊN THIẾT BỊ
SỐ
LƯỢNG
P
d
(Kw)
KH
COS
ϕ
Ksd
1
Máy chặt da
14 3 A 0,85 0,95
2
Máy lạng da
05 0,5 B 0,85 0,95
3
Máy lạng mép
10 0,5 C 0,85 0,95
4
Máy lên keo
02 20 D 0,85 0,95
5

Máy cắt vải
01 1 E 0,85 0,95
6
Máy cuộn vải
01 3 F 0,85 0,95
7
Máy gấp mép
10 0,5 G 0,85 0,95
8
Băng chuyền
04 1 H 0,85 0,95
9
Quạt thông gió
20 0,5 I 0,85 0,95
10
Bơm hơi
1 5 J 0,85 0,95
GVHD : Nguyễn Quý -3- SVTH :Lê Duy Khiêm

Khoa Điện – Điện Tử Đồ Án Cung Cấp Điện
CHƯƠNG I:
CHIA NHÓM PHỤ TẢI VÀ XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN
I. Chia nhóm thiết bị:
Căn cứ vào công suất của máy móc công cụ bố trí trên mặt bằng phân xưởng và sự cân bằng tải
trên mỗi lộ dây, trên từng tủ điện ta chia ra các nhóm thiết bị như sau.
 Ta chia thành 5 nhóm, mỗi nhóm có loại thiết bị giống và khác nhau.
 Trong phần thiết kế này, dựïa tên sơ đồø mặt bằng đã thiết kế, căn cứ vào chức năng của
mỗi máy và để thuận tiện trong vận hành, cũng như trong sản xuất, số lượng đường dây đi trong mỗi
tủ, ta phải lựa chọn phương án đi dây trong phân xưởng sao cho đảm bảo kinh tế, kỹ thuật lâu dài và
đảm bảo những điều kiện về nguồn dự phòng và phát triển phụ tải trong tương lai.

Bảng chia nhóm thiết bị của phân xưởng chặt da:
NHÓM TÊN THIẾT BỊ
SỐ
LƯỢNG
P
d
( Kw)
COS
ϕ
Ksd
NHÓM I.
Máy chặt da 14 3 0,85 0,95
Băng chuyền 1 1
0,85 0,95
NHÓM II.
Máy lên keo 2 20 0,85 0,95
Bơm hơi 1 5
0,85 0,95
NHÓM III.
Máy lạng da 5 0,5 0,85 0,95
Máy lạng mép 10 0,5
0,85 0,95
Băng chuyền 2 1 0,85 0,95
NHÓM IV.
Máy cắt vải 1 1 0,85 0,95
Máy cuộn vải 1 3 0,85 0,95
Máy gấp mép 10 0,5 0,85 0,95
Băng chuyền 1 1 0,85 0,95
NHÓM V. Quạt thông gió 20 0,5 0,85 0,95
Chú ý:

 Vì phân xưởng làm việc 3 ca/ngày. Do đó, các nhóm thiết bị trong phân xưởng phảilàm việc
liên tục. Như thế thì nhóm thiết bị này sẽ có K
Sd
= 1 . Nhưng trong thực tế thì các nhóm thiết bị không
thể làm việc liên tục mà có thời gian ngừng hoạt động. Vì vậy, ta giả sử các máy đều làm việc 3 ca
(23 giờ /ngày).
Ta có : Ksd = = =0,95
GVHD : Nguyễn Quý -4- SVTH :Lê Duy Khiêm

Khoa Điện – Điện Tử Đồ Án Cung Cấp Điện
II. Phương pháp xác định nhu cầu điện:
Theo nhu cầu của phân xưởng, ta chia nhóm thiết bị phải có 5 tủ động lực, 1 tủ chiếu sáng và1
tủ phân phối chính. Khi thiết kế cung cấp điện, ta không thể tuỳ ý chọn theo cảm giác trựïc quan mà
phải tiến hành theo một quy tắc nhất định để đảm bảo điều kiện kinh tế hợp lý nhất. Vì vậy, ta phải
tiến hành xác định tâm phụ tải cho phân xưởng.
Theo Sách Hướng Dẫn Đồ Aùn Môn Học thì tâm phụ tải được xác định theo công thức:
- Toạ độ X:
X =
∑
∑
=
=
n
i
dmi
i
n
i
dmi
P

xP
1
1
.
- Toạ độ Y:
Y =
∑
∑
=
=
n
i
dmi
i
n
i
dmi
P
yP
1
1
.
Trong đó:
P
dmi
: là công suất định mức của thiềt bị thứ i
x
i,
y
i

: là tồ độ của các thiết bị thứ i trong hệ toạ độ trục
Dựa vào công thức trên và tọa độ từng thiết bị trên sơ đồ mặt bằng ta xác định được tâm phụ tải
của phân xưởng.
X =
∑
∑
=
=
n
i
dmi
i
n
i
dmi
P
xP
1
1
.
Tính:
∑
=
n
i
dmi
P
1
= 14.3 +1.1+ 2.20 + 1 .5+5.0,5+10.0,5+2.1+1.1+1.3+ 10.0,5 + 1.1 + 20.0,5 =
117,5 (KW)

∑
=
n
i
dmi
P
1
.x
i
= 0,5.[(10,3+12,8 +15,3 + 17,8 +20,3).2 + 25,7 + 28,2 + 30,7 + 33,3 + 35,5
+2( 41,2 + 43,7 + 46,2 + 48,7 + 51,2)] +3.2 (10,3 + 12,8 + 15,3 + 17,8 + 20,3+23,9 + 26,6) +27,5 .1 +
30,9 . 3 + 1.(15,2 +30,7+ 46,2 + 11,4) +20.(48,5 + 35,3) +0,5.(12,2 + 18,2 + 27,2 + 33,9 + 43,2 + 49,2
+ 9,8 + 13,6 + 17,2 + 22,5 + 25,9 + 29,6 + 59,5.3) + 5 . 58,5 =3475,4 (KW.m)
⇒
X =
5,117
4,3475
= 29,57 (m)
Y =
∑
∑
=
=
n
i
dmi
i
n
i
dmi

P
yP
1
1
.
GVHD : Nguyễn Quý -5- SVTH :Lê Duy Khiêm

Khoa Điện – Điện Tử Đồ Án Cung Cấp Điện
∑
=
n
i
dmi
P
1
.y
i
= 0.5(10 . 8,1) +1.8,1 + 3.8,1 + 1.(10.3 + 24,5 ) +0,5.(11,8 .15) + 3.(7 . 22,8 +
7 . 26,2) + 20.(2 . 24,5) + 0,5.(8,1 + 11,8 + 22,8 + 26,1 + 8 + 11,8 + 24,5 + 34,4 .7) + 5.37,5=
(KW.m)
⇒
Y =
5,117
35,2585
= 22,03 (m)
Vậy tâm phụ tải của phân xưởng có tọa độ M (29,75; 22,03)
 Xác định phụ tải tính tốn P
tt
theo suất tiêu hao năng lượng cho một đơn vị sản phẩm: (theo
sách cung cấp điện của Nguyễn Xuân Phú)

Ta có công thức :
P
tt
=
 Trong đó
M : Số đơn vị sản phẩm xuất ra trong một năm
W
0
: Suất tiêu hao năng lượng cho một sản phẩm (Kwh/đvsp)
Tmax : Thời gian sử dụng lớn nhất (h)
 Nhận xét
• Ưu điểm: cho kết quả khá chính xác.
• Nhược điểm: Chỉ giới hạn cho một số thiết bị như : quạt gió, bơm nước, vv…
 Xác định phụ tải tính tốn P
tt
theo công suất đặt P
d
vàhệ số nhu cầu:
 Công suất tác dụng được xác định theo công thức : P
tt
= Knc.
 Công suất phản kháng được xác định theo công thức : Q
tt
= P
tt
.tg
ψ
 Công suất biểu kiến được xác định theo công thức:
22
tttttt

QpS
+=
=
 Dòng điện được tính theo công thức :
dm
tt
tt
U
S
I
3
=
Vì
hiệu suất của thiết bị điện tương đối cao nên ta có thể lấy gần đúng: P
d
≈
P
dm
 Khi đó phụ tải được tính tốn là: P
tt
= Knc.
P
di
, P
dmi
là công suất đặt và công suất định mức của thiết bị điện thứ i.
P
tt,
Q
tt

, S
tt
là công suất tác dụng, công suất phản kháng, công suất biểu kiến của nhóm thiết bị.
Trong nhóm thiết bị nếu có cos
ψ
khác nhau thì phải tính hệ số trung bình:
Cosϕ
tb
= =
 Nhận xét:
• Ưu điểm: Đơn giản, thuận tiện, sử dụng khá phổ biến.
• Nhược điểm: Kém chính xác vì hệ số Knc được tra trong sổ tay là một số liệu cho trước
cố định không phụ thuộc vào chế độ vận hành và số thiết bị trong nhóm.
 Xác định phụ tải tính tốn P
tt
theo hệ số cực đại và công suất trung bình P
tb
(Phương pháp số thiết bị hiệu quả)
∇ Nếu số thiết bị n= 1 thì P
tt
= P
dm
∇ Nếu số thiết bị n
≤
3 thì P
tt
=
∇ Nếu số thiết bị n
≥
4 thì phụ tải tính tốn của nhóm xác định

 Công thức tính: P
tt
= K
max
.K
sd
.
 Trong đó :
P
dm
là công suất định mức của thiết bị(Kw)
K
max
là công suất cực đại hoặc dựa vào hai đại lượng K
sd
vàn
hq
(Tra bảng PL I.6 trang 256 sách thiết kế cấp điện NGÔ HỒNG QUANG –VŨ VĂN TẨM )
GVHD : Nguyễn Quý -6- SVTH :Lê Duy Khiêm

Khoa Điện – Điện Tử Đồ Án Cung Cấp Điện
K
sd
là hệ số sử dụng. Nếu trong nhóm các thiết bị cóhệ số K
sd
khác nhau thì phải tính hệ
số trung bình:
K
sd
= =

Trình tự xác định n
hq
như sau :
 Xác định n là số thiết bị
 Xác định n
1
là thiết bị có công suất lớn hơn hay bằng một nửa công suất của thiết bị có công
suất lớn nhất :
 Xác định là công suất của n
1
thiết bị
 Xác định là công suất của n thiết bị
 Từ n và n
1
, P
n
và P
n1
ta tính được n
*
và P
*
:
n
*
=
P* =
Dựa vào bản tra (PL- I.5) trang 255 sách thiết kế cấp điện NGÔ HỒNG QUANG –VŨ VĂN TẨM ứng với
giá trị n* và P* ta xác định được n
hq

* .
Xác định n
hq
theo công thức: n
hq
= n
hq
* . n
 Chú ý : bảng tra kmax chỉ bắt đầu từ n
hq
= 4, khi n
hq
< 4 thì phụ tải tính tốn đuọc xác
định theo công thức:
Ptt =
Với K
ti
là hệ số tải. Nếu không biết chính xác thì ta lấy trị số gần đúng:
K
t
=0,9 với thiết bị làm việc ở chế độ dài hạn.
K
t
= 0,75 với thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại
 Công suất phản kháng được xác định theo công thức : Q
tt
= P
tt
.tg
ψ

 Công suất biểu kiến được xác định theo công thức:
22
tttttt
QpS
+=
=
 Dòng điện được tính theo công thức :
dm
tt
tt
U
S
I
3
=
 Nhận xét
• Ưu điểm: Kết quả chính xác cao vì khi xác định số thiết bị điện hiệu quả thì chúng ta đã
xét tới các yếu tố quan trọng như : Ảnh hưởng của các thiết bị trong nhóm về công suất cũng như chế
độ làm việc của chúng
 Xác định phụ tải tính tốn P
tt
theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất:
Công thức: P
tt
=P
0
.S
 Trong đó:
P
0

là suất phụ tải trên một mét vuông (m
2
) diện tích sản xuất (Kw/m
2
)
S làødiện tích sản xuất (m
2
)
 Nhận xét
♦ Ưu điểm: phương pháp này cho kết quả gần chính xác, nên nó được dùng cho thiết kế sơ
bộ và dùng để tính tốn cho những xưởng có mật độ máy móc tương đối đều.
III. Xác định phụ tải tính tốn cho phân xưởng:
* Nhận xét :
Từ các phương pháp trên, qua xem xét đánh giá. Ta nhận thấy phương pháp tính tốn theo
hệ số cực đại và công suất trung bình là phương pháp tính tốn phụ tải khá chính xác vì khi tính
tốn có xét đến chế độ của từng thiết bi. Vì vậy ta chọn phương pháp này đễ tính phụ tải cho
phân xưởng .
 Xác định phụ tải đỉnh nhọn :
GVHD : Nguyễn Quý -7- SVTH :Lê Duy Khiêm

Khoa Điện – Điện Tử Đồ Án Cung Cấp Điện
Trong quá trình làm việc phụ tải có lúc đạt đạt đến giá trị cực đại tức thời, do đó việc
tính tốn phụ tải đỉnh nhọn hết sức quan trọng để chọn cầu chi,aptomat(CB).
 Dòng điện định mức cực đại
maxmaxmax
(
dmsdttdm
IKIII
−+=
)

 trong đó :
maxmax dm
KII
=
với K=5-7 ta chọn k=5
(
maxdmsdtt
IKI
−
)là dòng điện định mức của động cơ có dòng khởi động lớn nhất
maxdm
I
là dòng điện khởi động lớn nhất của một máy trong nhóm
 Xác định phụ tải chiếu sáng .
Trong phân xưởng chặt da, chiếu sáng là một nhu cầu cần thiết không thể thiếu được trong quá
trình thiết kế, việc chiếu sáng cần đảm bảo những yêu cầu kĩ thuật.
 Có thể tính tốn theo công thức sau.
FpP
ott
=
ϕ
tgPQ
ttcsttcs
=
 trong đó :
o
P
mật độ chiếu sáng trên 1 đơn vị diện tích (
2
/ mw

)
F diện tích cần chiếu sáng (
2
m
)
♦ Nếu dùng đèn huỳnh quang thì
+Đối với đèn có dùng stăcter không tụ : Cos
ϕ
= 0,6
+ Đối với đèn có dùng stăcter có tụ: Cos
ϕ
= 0,85
+ Đối với đèn có dùng balat điện tử: Cos
ϕ
= 0,96
♦ Nếu dùng đèn sợi đốt thì Cos
ϕ
= 1
1. Xác định phụ tải tính tốn cho nhóm I:
Số Liệu Ban Đầu
NHÓM TÊN THIẾT BỊ
SỐ
LƯỢNG
P
d
( Kw)
∑
dm
P
(Kw)

COS
ϕ
K
sd
NHÓM I.
Máy chặt da 14 3
43
0,85 0,95
Băng chuyền 1 1 0,85 0,95
GVHD : Nguyễn Quý -8- SVTH :Lê Duy Khiêm

Khoa Điện – Điện Tử Đồ Án Cung Cấp Điện
a. Xác Định Phụ Tải Tính Tốn Theo Hệ Số Cực Đại Và Công Suất Trung Bình :
 Xác định số thiết bị tiêu thụ điện năng hiệu quả :
 Số thiết bị tiêu thụ điện trong nhóm I :n = 15
 Xác định n
1
là thiết bị có công suất lớn hơn hay bằng một nửa công suất của thiết bị có
công suất lớn nhất :n
1
= 14
 Tổng công suất ứng với n thiết bị :
=3.14+1=43(KW).
 Tổng công suất ứng với n
1
thiết bị :
= 3.14=42 (KW)
Từ n và n
1
, P

n
và P
n1
ta tính được n
*
và P
*
:
n
*
= = =0,93
P* == =0,976
Dựa vào bản tra (PL- I.5) trang 255 sách thiết kế cấp điện NGÔ HỒNG QUANG –VŨ VĂN TẨM ứng
với giá trị n* và P* ta xác định được n
hq
* .
n
*
hq
= 0,92
 Số thiết bị hiệu quả :
n
hq
= n
*
hq
.n = 0,92.14 =12,88
≈
13 (thiết bị)
Vậy số thiết bị hiệu quả của nhóm I là : 13 thiết bị.

Hệ số sử dụng trung bình của xưởng :
K
sdtb
= 0,95
Với số thiết bị hiệu quả : n
hq
=13
Hệ số sử dụng : K
sd
= 0,95
Dựa vào bản tra (PL- I.6) trang 256 sách thiết kế cấp điện NGÔ HỒNG QUANG –VŨ VĂN TẨM ta tìm
được hệ số K
max
= 1,03
 Công suất tính tốn động lực nhóm I:
P
tt
= K
max .
K
sd
.

= 1,03.0,95.43 =42,075 (KW).
Vậy : P
tt
= 42 (KW).
 Xác định công suất tính tốn và dòng điện tính tốn :
 Công suất tác dụng tính tốn của nhóm I: P
tt

= 42 (KW).
 Hệ số công suất trung bình của nhómI:
Cosϕ
tb
= =0,85
Suy ra : ϕ
tb
=
0
32
Nên : tgϕ
tb
= 0.62
 Vậy công suất phản kháng là :
Q
tt
= P
tt
. tgϕ
tb
=42. 0,62= 26,04 (KVAR).
 Công suất biểu kiến tính tốn :
S
tt
= = =
85,0
42
=49,41(KVA).
Với : P
tt

= 42 (KW).
Q
tt
= 26 (KVAR).
S
tt
= 49 (KVA).
 Dòng điện tính tốn :
I
tt
= =
4,0.3
49
=70,73 (A).
2. Xác định phụ tải tính tốn cho nhóm II:
GVHD : Nguyễn Quý -9- SVTH :Lê Duy Khiêm

Khoa Điện – Điện Tử Đồ Án Cung Cấp Điện
a. Số Liệu Ban Đầu
NHÓM TÊN THIẾT BỊ
SỐ
LƯỢNG
P
d
( Kw)
∑
dm
P
(Kw)
COS

ϕ
K
sd
NHÓM II.
Máy lên keo 2 20
45
0,85 0,95
Bơm hơi 1 5 0,85 0,95
b. Xác Định Phụ Tải Tính Tốn Theo Hệ Số Cực Đại Và Công Suất Trung Bình :
 Xác định số thiết bị tiêu thụ điện năng hiệu quả :
 Số thiết bị tiêu thụ điện trong nhóm II :n = 3
 Tổng công suất ứng với n thiết bị :
=2.20+1.5=45(KW).
Hệ số sử dụng trung bình của xưởng : K
sdtb
= 0,95
Dựa vào CT(2.11) trang 13 sách thiết kế cấp điện NGÔ HỒNG QUANG –VŨ VĂN TẨM ta xác định
được công suất tác dụng của nhóm thiết bị.
 Công suất tính tốn động lực nhóm II :
P
tt
=

= 2.20+1.5 =45 (KW).
Vậy : P
tt
=45(KW).
 Xác định công suất tính tốn và dòng điện tính tốn :
 Công suất tác dụng tính tốn của nhómII: P
tt

=45(KW).
 Hệ số công suất trung bình của nhómII:
Cosϕ
tb
= =0,85
Suy ra : ϕ
tb
=
0
32
Nên : tgϕ
tb
= 0.62
 Vậy công suất phản kháng là :
Q
tt
= P
tt
. tgϕ
tb
=45. 0,62= 27,9 (KVAR).
 Công suất biểu kiến tính tốn :
S
tt
= = =
85,0
45
=52,9(KVA).
Với :P
tt

= 45 (KW).
Q
tt
= 28 (KVAR).
S
tt
= 53 (KVA).
 Dòng điện tính tốn :
I
tt
= =
4,0.3
53
=76,5 (A).
3. Xác định phụ tải tính tốn cho nhóm III:
a. Số Liệu Ban Đầu
NHÓM TÊN THIẾT BỊ
SỐ
LƯỢNG
P
d
( Kw)
∑
dm
P
(Kw)
COS
ϕ
K
sd

NHÓM III.
Máy lạng da 5 0,5
9,5
0,85 0.95
Máy lạng mép
10 0,5 0,85 0,95
Băng chuyền 2 1 0,85 0,95
b. Xác Định Phụ Tải Tính Tốn Theo Hệ Số Cực Đại Và Công Suất Trung Bình :
GVHD : Nguyễn Quý -10- SVTH :Lê Duy Khiêm

Khoa Điện – Điện Tử Đồ Án Cung Cấp Điện
 Xác định số thiết bị tiêu thụ điện năng hiệu quả :
 Số thiết bị tiêu thụ điện trong nhóm III :n = 17
 Xác định n
1
là thiết bị có công suất lớn hơn hay bằng một nửa công suất của thiết bị có
công suất lớn nhất :n
1
= 17
 Tổng công suất ứng với n thiết bị :
=5.0,5+10.0,5+2.1=9,5(KW).
 Tổng công suất ứng với n
1
thiết bị :
= 5.0,5+10.0,5+2.1=9,5 (KW)
Từ n và n
1
, P
n
và P

n1
ta tính được n
*
và P
*
:
n
*
= =
17
17
=1
P* ==
17
17
=1
Dựa vào bản tra (PL- I.5) trang 255 sách thiết kế cấp điện NGÔ HỒNG QUANG –VŨ VĂN TẨM ứng
với giá trị n* và P* ta xác định được n
hq
* .
n
*
hq
= 0,95
 Số thiết bị hiệu quả :
n
hq
= n
*
hq

.n = 0,95.17 =16,15
≈
16 (thiết bị)
Vậy số thiết bị hiệu quả của nhóm III là : 16 thiết bị.
Hệ số sử dụng trung bình của xưởng : K
sdtb
= 0,95
Với số thiết bị hiệu quả : n
hq
=16
Hệ số sử dụng : K
sd
= 0,95
Dựa vào bản tra (PL- I.6) trang 256 sách thiết kế cấp điện NGÔ HỒNG QUANG –VŨ VĂN TẨM ta tìm
được hệ số K
max
= 1,03
 Công suất tính tốn động lực nhóm III :
P
tt
= K
max .
K
sd
.

= 1,03.0,95.9,5 =9,3 (KW).
Vậy :P
tt
= 9 (KW).

GVHD : Nguyễn Quý -11- SVTH :Lê Duy Khiêm

Khoa Điện – Điện Tử Đồ Án Cung Cấp Điện
 Xác định công suất tính tốn và dòng điện tính tốn :
 Công suất tác dụng tính tốn của nhóm III: P
tt
= 9(KW).
 Hệ số công suất trung bình của nhómIII:
Cosϕ
tb
= =0,85
Suy ra : ϕ
tb
=
0
32
Nên : tgϕ
tb
= 0,62
 Vậy công suất phản kháng là :
Q
tt
= P
tt
. tgϕ
tb
=9.0,62= 5,58 (KVAR).
 Công suất biểu kiến tính tốn :
S
tt

= = =
85,0
9
=10,6(KVA).
Với : P
tt
= 9 (KW).
Q
tt
= 6 (KVAR).
S
tt
=11 (KVA).
 Dòng điện tính tốn :
I
tt
= =
4,0.3
11
=16 (A).
4. Xác định phụ tải tính tốn cho nhóm IV:
a. Số Liệu Ban Đầu
NHÓM TÊN THIẾT BỊ
SỐ
LƯỢNG
P
d
( Kw)
∑
dm

P
(Kw)
COS
ϕ
K
sd
NHÓM IV.
Máy cắt vải
1 1
10
0,85 0,95
Máy cuộn vải 1 3 0,85 0,95
Máy gấp mép 10 0,5 0,85 0,95
Băng chuyền 1 1 0,85 0,95
b. Xác Định Phụ Tải Tính Tốn Theo Hệ Số Cực Đại Và Công Suất Trung Bình :
 Xác định số thiết bị tiêu thụ điện năng hiệu quả :
 Số thiết bị tiêu thụ điện trong nhómIV :n = 13
 Xác định n
1
là thiết bị có công suất lớn hơn hay bằng một nửa công suất của thiết bị có
công suất lớn nhất : n
1
= 1
 Tổng công suất ứng với n thiết bị :
=1+1.3+10.0,5+1=10(KW).
 Tổng công suất ứng với n
1
thiết bị :
= 1.3=3 (KW)
Từ n và n

1
, P
n
và P
n1
ta tính được n
*
và P
*
:
n
*
= =
13
1
=0,077
P* ==
10
3
= 0,3
Dựa vào bản tra (PL- I.5) trang 255 sách thiết kế cấp điện NGÔ HỒNG QUANG –VŨ VĂN TẨM ứng
với giá trị n* và P* ta xác định được n
hq
* .
n
*
hq
= 0,52
 Số thiết bị hiệu quả :
n

hq
= n
*
hq
.n = 0,52.14 =7,28
≈
7 (thiết bị)
GVHD : Nguyễn Quý -12- SVTH :Lê Duy Khiêm

Khoa Điện – Điện Tử Đồ Án Cung Cấp Điện
Vậy số thiết bị hiệu quả của nhómIV là : 7 thiết bị.
Hệ số sử dụng trung bình của xưởng :K
sdtb
= 0,855
Với số thiết bị hiệu quả : n
hq
=7
Hệ số sử dụng : K
sd
= 0,95
Dựa vào bản tra (PL- I.6) trang 256 sách thiết kế cấp điện NGÔ HỒNG QUANG –VŨ VĂN TẨM ta tìm
được hệ số K
max
= 1,04
 Công suất tính tốn động lực nhóm IV :
P
tt
= K
max .
K

sd
.

= 1,04.0,95.10 =9,88 (KW).
Vậy : P
tt
= 10 (KW).
 Xác định công suất tính tốn và dòng điện tính tốn :
 Công suất tác dụng tính tốn của nhóm IV: P
tt
=10(KW).
 Hệ số công suất trung bình của nhómIV:
Cosϕ
tb
= =0,85
Suy ra : ϕ
tb
=
0
32
Nên : tgϕ
tb
= 0.62
 Vậy công suất phản kháng là :
Q
tt
= P
tt
. tgϕ
tb

=10. 0,62= 6,2 (KVAR).
 Công suất biểu kiến tính tốn :
S
tt
= = =
85,0
10
=11,67(KVA).
Với : P
tt
= 10 (KW).
Q
tt
= 6 (KVAR).
S
tt
= 12 (KVA).
 Dòng điện tính tốn :
I
tt
= =
4,0.3
12
=17.3 (A).
5. Xác định phụ tải tính tốn cho nhóm V:
a. Số Liệu Ban Đầu
NHÓM TÊN THIẾT BỊ
SỐ
LƯỢNG
P

d
( Kw)
∑
dm
P
(Kw)
COS
ϕ
K
sd
NHÓM V. Quạt thông gió 20 0,5 10 0,85 0,95
b. Xác Định Phụ Tải Tính Tốn Theo Hệ Số Cực Đại Và Công Suất Trung Bình :
 Xác định số thiết bị tiêu thụ điện năng hiệu quả :
 Số thiết bị tiêu thụ điện trong nhómV :n = 20
 Xác định n
1
là thiết bị có công suất lớn hơn hay bằng một nửa công suất của thiết bị có
công suất lớn nhất :n
1
= 20
 Tổng công suất ứng với n thiết bị :
=20.0,5=10(KW).
 Tổng công suất ứng với n
1
thiết bị :
= 20.0,5=10 (KW)
Từ n và n
1
, P
n

và P
n1
ta tính được n
*
và P
*
:
n
*
= =
20
20
=1
P* ==
20
20
=1
GVHD : Nguyễn Quý -13- SVTH :Lê Duy Khiêm

Khoa Điện – Điện Tử Đồ Án Cung Cấp Điện
Dựa vào bản tra (PL- I.5) trang 255 sách thiết kế cấp điện NGÔ HỒNG QUANG –VŨ VĂN TẨM ứng
với giá trị n* và P* ta xác định được n
hq
* .
n
*
hq
= 0,95
 Số thiết bị hiệu quả :
n

hq
= n
*
hq
.n = 0,95.20 =19 (thiết bị)
Vậy số thiết bị hiệu quả của nhómV là : 19 thiết bị.
Hệ số sử dụng trung bình của xưởng :K
sdtb
= 0,95
Với số thiết bị hiệu quả : n
hq
=19
Hệ số sử dụng : K
sd
= 0,95
Dựa vào bản tra (PL- I.6) trang 256 sách thiết kế cấp điện NGÔ HỒNG QUANG –VŨ VĂN TẨM ta tìm
được hệ số K
max
= 1,03
 Công suất tính tốn động lực nhómV:
P
tt
= K
max .
K
sd
.

= 1,03.0,95.10 =9,785 (KW).
Vậy :P

tt
= 10 (KW).
 Xác định công suất tính tốn và dòng điện tính tốn :
 Công suất tác dụng tính tốn của nhóm V: P
tt
=10(KW).
 Hệ số công suất trung bình của nhómV:
Cosϕ
tb
= =0,85
Suy ra : ϕ
tb
=
0
32
Nên : tgϕ
tb
= 0.62
 Vậy công suất phản kháng là :
Q
tt
= P
tt
. tgϕ
tb
=20. 0,62= 6,2 (KVAR).
 Công suất biểu kiến tính tốn :
S
tt
= = =

85,0
10
=11,76(KVA).
Với : P
tt
= 10 (KW).
Q
tt
= 6 (KVAR).
S
tt
= 12 (KVA).
 Dòng điện tính tốn :
I
tt
= =
4,0.3
12
=17,3 (A).
6. Xác định phụ tải tính tốn cho tồn xưởng:
Áp dụng công thức (2.6) trang13 sách thiết kế cấp điện NGÔ HỒNG QUANG –VŨ VĂN TẨM
P
tt
x= K
đt
∑
n
ttxi
P
1

= K
đt
)(
1
csi
n
ttxi
PP
+
∑
Ta có:
P
ttx
=
)8,5101094542(85,0
1
∑
+++++
n
=103,53(Kw)
Vậy :P
ttx
= 104 (KW).
 Xác định công suất tính tốn và dòng điện tính tốn :
 Công suất tác dụng tính tốn của tồn xưởng: P
tt
=10(KW).
 Hệ số công suất trung bình của tồn xưởng:
Cosϕ
tb

= =0,85
Suy ra : ϕ
tb
=
0
32
Nên : tgϕ
tb
= 0.62
GVHD : Nguyễn Quý -14- SVTH :Lê Duy Khiêm

Khoa Điện – Điện Tử Đồ Án Cung Cấp Điện
 Vậy công suất phản kháng là :
Q
ttx
= P
ttx
. tgϕ
tb
=104. 0,62= 64,48 (KVAR).
 Công suất biểu kiến tính tốn :
S
ttx
= = =
85,0
104
=121,176(KVA).
Với : P
tt
= 104 (KW).

Q
tt
= 65 (KVAR).
S
tt
= 12 1 (KVA).
 Dòng điện tính tốn :
I
tt
= =
4,0.3
121
=174,65 (A).
GVHD : Nguyễn Quý -15- SVTH :Lê Duy Khiêm

Khoa Điện – Điện Tử Đồ Án Cung Cấp Điện
Chương II
CHƯƠNG THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP
I. Đặt vấn đề
Trạm biến áp dùng để biến đổi điện năng từ cấp điện áp này sang cấp điện áp khác. Nó đóng vai trò
rất quan trọng trong hệ thống cung cấp điện, cho xí nghiệp, phân xưởng, nhà máy, xí nghiệp…Tuỳ
vào yêu cầu thiết kế mà người ta đặt trạm cho phù hợp.
Theo nhiệm vụ người ta phân trạm biến áp thành hai loại:
1. Trạm biến áp trung gian hay còn gọi là trạm biến áp chính :
Trạm này nhận điện từ hệ thống có điện áp 35
÷
220 KV biến đổi thành cấp điện áp 10 KV hay 6
KV . Cá biệt có khi xuống 0,4 KV.
2. Trạm biến áp phân xưởng :
Trạm này nhận điện từ trạm biến áp trung gian biến đổi thành các cấp điện áp thích hợp phục vụ

cho phụ tải phân xưởng. Phía sơ cấp thường là 10 KV, 6 KV, hoặc 15 KV, 35KV…, còn phía thứ cấp
có các loại điện áp 220/127 V, 380/220 V hoặc 660V.
Về phương diện cấu trúc, người ta chia trạm ngồi trời và trạm trong nhà :
a) Trạm biến áp ngồi trời :
Ơû loại trạm này, các thiết bị phía điện áp cao đều đặt ngồi trời, còn phần phân phối điện áp
thấp thì đặt trong nhà hoặc đặt trong các tủ sắt chế tạo sẵn chuyên dùng để phân phối phần hạ thế. Xây
dựng trạm ngồi trời sẽ tiết kiệm được kinh phí xây dựng hơn so với xây dựng trạm trong nhà.
b) Trạm biến áp trong nhà :
Ơû loại trạm này, tất cả các thiết bị đều đặt trong nhà.
Ngồi ra vì điều kiện chiến tranh, người ta còn xây dựng những trạm biến áp ngầm. Loại này
kinh phí xây khá tốn kém.
 Khi tiến hành chọn vị trí đặt máy biến áp phải thoả mãn những yêu cầu sau:
 Gần tâm phụ tải để dễ dàng, thuận tiện đưa nguồn điện đến thiết bị.
 An tồn liên tục trong việc cung cấp điện cho xí nghiệp.
 Tiết kiệm vốn đầu tư và chi phí vận hành hàng năm ít.
 Ngồi ra trạm biến áp còn phải có những yêu cầu đặc biệt :tránh xa vùng có khí ăn mòn kim
loại, môi trường bụi bặm và dễ cháy nồ,…. Ơû những nơi khí hậu bất thường. Ta nên đặt trạm biến áp
ở bên ngồi phân xưởng , ở nơi gần tâm phụ tải tính tốn nhất không nên đặt trạm bên trong phân xưởng
vì nó sẽ gây nguy hiểm cho công nhân, chiếm diện tích của phân xưởng và mất vẽ mỹ quan.
II. Chọn vị trí, số lượng và công suất của trạm:
Khi chọn vị trí, số lượng trạm biến áp trong xí nghiệp ta cần phải so sánh kinh tế, kỹ thuật .
Nhìn chung, vị trí của trạm biến áp phải thoả mãn các yêu cầu chính sau đây :
 An tồn, liên tục cung cấp điện .
 Vốn đầu tư bé nhất .
 Chi phí vận hành hàng năm bé nhất .
Ngồi ra cần lưu ý đến việc :
 Tiêu tốn ít kim loại màu nhất .
 Các thiết bị và khí cụ điện phải nhập được dễ dàng v.v…
 Dung lượng của máy biến áp trong một xí nghiệp nên đồng nhất, ít chủng loại để để giảm
số lượng và dung lượng máy biến áp dự phòng .

 Sơ đồ nối dây của trạm nên đơn giản, chú ý đến sự phát triển của phụ tải sau này.
 Dung lượng máy biến áp được chọn theo điều kiện sau : S
dmba

≥
S
ttpt
Với S
đmba
công suất định mức biến áp.
GVHD : Nguyễn Quý -16- SVTH :Lê Duy Khiêm

Khoa Điện – Điện Tử Đồ Án Cung Cấp Điện
S
ttpt
công suất tính tốn tồn phần của phụ tải
Khi xác định số lượng trạm của xí nghiệp, số lượng và công suất máy biến áp trong một trạm chúng ta
cần chú ý đến mức độ tập trung hay phân tán của phụ tải trong xí nghiệp và tính chất quan trọng của
phụ tải về phương diện cung cấp điện . Chúng ta phải tiến hành so sánh kinh tế – kỹ thuật ngay khi
xác định các phương án cung cấp điện.
Vị trí đặt trạm biến áp
Để xác định vị trí đặt trạm biến áp ta dựa vào tâm phụ tải của phân xưởng. Theo tính tốn ở mục II
chương I thì tâm phụ tải tính tốn nằm ở vị trí M(29,75 , 22,03)
Nếu ta đặt trạm ngay tâm phụ tải nằm trong xưởng thì không hợp lý. Do vậy ta thiết kế đặt trạm
biến áp bên ngồi xưởng sao cho gần tâm phụ tải nhất để thuận tiện cho việc phân phối điện áp cho
phân xưởng một cách kinh tế và hợp lý nhất trong việc truyền tải điện năng.
Vì vậy ta chọn vị trí đặt trạm cách tâm phụ tải 50m hay cách tủ phân phối chính 20m .
Chọn máy biến áp
Phân xưởng chặt da có phụ tải tính tốn tồn phần : S
ttpt

= 12 1 KVA
Để xác định số lượng và dung lượng máy biến áp ta phải tiến hành tính tốn kinh tế kỹ thuật của
nhiều phương án, rồi so sánh các phương án với nhau và rút ra phương án tối ưu nhất
Tổn thất điện năng được xác định theo công thức :
A
∆
=
tP .
0
′
∆
+
τ
×








×
′
∆
2
dmMBA
ttx
n
S

S
P
(KWh).
Trong đó :
'
0
P
∆
: Tổn thất công suất tác dụng không tải kể cả phần do công suất phản kháng gây ra .
P
0
: Tổn thất công suất không tải của máy biến áp được ghi trên nhãn máy .
K
kt
:Hệ số dung lượng kinh tế thường chọn K
kt
= 0.05 (KW/KVA).
t :Thời gian sử dụng máy biến áp trong một năm t = 8760 (giờ).

τ
:Thời gian chịu tổn thất lớn nhất, được tra theo đường cong
τ
= f (T
max
, cosϕ).
Có thể xác định theo ca làm việc :
1 ca: T
max
= 1500
÷

2200 (giờ/năm).
2 ca: T
max
= 3000
÷
4500 (giờ/năm).
3 ca: T
max
=5000
÷
7000 (giờ/năm).
:Tổn thất công suất phản kháng lúc không tải do lõi thép : (KVAR).
:Dòng điện không tải ghi trên nhãn máy.
:Dung lượng định mức của máy biến áp.
/
n
P
∆
:Tổn thất điện áp lúc ngắn mạch kể cả công suất phản kháng gây ra .
/
n
P
∆
=
n
P
∆
+
nkt
QK

∆×
.
Với :
n
P
∆
: Công suất tổn thất lúc ngắn mạch ( được ghi trên nhãn máy ).

n
Q
∆
: Tổn thất công suất phản kháng lúc ngắn mạch gây ra .
n
Q
∆
=
100
%
dmn
SU
×
(KVAR).
%
n
U
:Điện áp phần trăm ngắn mạch .
Đối với n máy biến áp làm việc song song thì tổn thất được tính như sau :
τ
.
1

..
2
''
0








+∆×=∆
dmBA
ttpt
n
S
S
P
n
tPnA
(KWh)
GVHD : Nguyễn Quý -17- SVTH :Lê Duy Khiêm

00
0
/
QKPP
kt
∆×+=∆

100
%
0
dmMBA
SI
Q
×
=∆
0
Q
∆
%I
dmMBA
S
Khoa Điện – Điện Tử Đồ Án Cung Cấp Điện
Trong đó :
:Thời gian chịu tổn thất lớn nhất, được tra theo đường cong = f ( T
max
, cos ).
:Dung lượng định mức của máy biến áp.
/
n
P
∆
:Tổn thất điện áp lúc ngắn mạch kể cả công suất phản kháng gây ra .
: Tổn thất công suất tác dụng không tải kể cả phần do công suất phản kháng gây ra.
n :số lượng máy biến áp mắc song song .
Vì phụ tải tồn phần của phân xưởng là S
ttpx
= 121 KVA, nên ta có thể đưa ra nhiều phương án để so

sánh xem phương án nào tối ưu nhất và có tính kinh tế nhất để chọn máy biến áp.
Phương án 1
chọn một máy biến áp có dung lượng S
dm
= 125 KVA có
0
P
∆
= 390 W,
n
P
∆
= 2050 W, I
0
% =
2, U
n
% = 4
giá tiền của máy biến áp có dung lượng S
dm
= 125 KVA, là C
v
1
= 25237000(VND) (tra theo bảng
báo giá máy biến áp của nhà máy sữa chũa cơ điện )
Tổn thất công suất phản kháng lúc ngắn mạch:
5
100
125.4
100

%.
===∆
dmn
n
SU
Q
(KVAR)
Tổn thất công suất tác dụng lúc ngắn mạch
nktnn
QkPP
∆+∆=∆
.
'
= 2,05+ 0,05 .5= 2,3(KW)
Tổn thất công suất phản khán trong máy biến áp
5,2
100
125.2
100
%.
0
0
===∆
dm
SI
Q
(KVAR)
Tổn thất công suất không tải kể cả phần do công suất phản kháng gây ra:
00
'

0
. QkPP
kt
∆+∆=∆
= 0,39 + 0,05 . 2,5 = 0,515(KW)
Tổn thất điện năng trong máy biến áp có dung lượng S
dm
= 125 KVA trong một năm:
174426000.
125
121
.3,28760.515,0..
1
.
2
2
''
01
=






+=









+∆×=∆
τ
dmba
ttpt
n
S
S
P
n
tPnA
(KWh)
số tiền tổn thất trong 1 năm với giá tiền điện là 1500VND/Kwh
C
A
1
= 17442 . 1500 = 26163496 (VND)
Phương án 2
Chọn một máy biến áp có dung lượng S
dm
= 160 KVA có
0
P
∆
= 500 W,
n
P

∆
= 2950 W, I
0
% =
2, U
n
% = 4
giá tiền của máy biến áp có dung lượng S
dm
= 160 KVA, là: C
v
2
=30175000 (VND) (tra theo
bảng báo giá máy biến áp của nhà máy sữa chữa cơ điện )
Tổn thất công suất phản kháng lúc ngắn mạch:
4,6
100
160.4
100
%.
===∆
dmn
n
SU
Q
(KVAR)
Tổn thất công suất tác dụng lúc ngắn mạch
nktnn
QkPP
∆+∆=∆

.
'
= 2,35+ 0,05 .6,4= 2,67
(KW)
Tổn thất công suất phản khán trong máy biến áp
2,3
100
160.2
100
%.
0
0
===∆
dm
SI
Q
(KVAR)
Tổn thất công suất không tải kể cả phần do công suất phản kháng gây ra:
00
'
0
. QkPP
kt
∆+∆=∆
= 0,51 + 0,05 . 3,2 = 0,67(KW)
Tổn thất điện năng trong máy biến áp có dung lượng S
dm
= 125 KVA trong một năm:
GVHD : Nguyễn Quý -18- SVTH :Lê Duy Khiêm

τ τ
ϕ
dmMBA
S
0
/
P
∆
Khoa Điện – Điện Tử Đồ Án Cung Cấp Điện
150316000.
160
121
.67,28760.67,0..
1
.
2
2
''
02
=






+=









+∆×=∆
τ
dmba
ttpt
n
S
S
P
n
tPnA
(KWh)
số tiền tổn thất trong 1 năm với giá tiền điện là 1500VND/Kwh
Tổn thất C
A
2
= 15031 . 1500 = 22546500 (VND)
Phưong án 3
Dùng hai máy biến áp có dung lượng mỗi máy là S
dm
= 75 KVA có
0
P
∆
= 235 W,
n

P
∆
=
2950 W, I
0
% = 2, U
n
% = 4 . Phươngán này chỉ dùng khi phân xưởng sản xuất ra sản phẩm quan
trọng ,không thể gián đoạn trong quá trình sản xuất .Vì phương án này luôn tốn kém hơn phương án
chọn một máy biến áp. Ta thấy số tiền đầu tư để mua hai máy biến áp khá nhiều, giá mỗi máy biến áp
co dung lượng S
dm
= 75 KVA là 22494000VND. Do đó chi phí ban đầu là:
2v
C
= 22494000 . 2 = 44988000 (VND)
Ta thấy phương án này không kinh tế nên ta không chọn.
Lập bảng so sánh kinh tế
Phương án
Tiền đầu tư
1 2
C
V
(VND) 25237000 30175000
C
A
(VND) 26163496 22546500
Tổng cộng (VND) 51400496 52721500
Qua hai phương án so sánh ta thấy rằng phương án thứ nhất có chi phí ban đầu thấp hơn
phương án thứ hai, nhưng tiền tổn thất hàng năm của phương án thứ nhất lại cao hơn phương án hai.

Do đo xét về lâu dài thì ta thấy phương án thứ hai có lợi hơn. Hơn nữa, ở phương án thứ hai thì công
suất biểu kiến của máy biến áp còn dư nhiều so với công suất biểu kiến tồn phân xưởng. Do đó còn có
khả năng phát triển thêm phụ tải trong tương lai.
Em thấy phương án thứ hai tối ưu hơn nên em chọn.
Vậy dung lượng máy biến áp cho xưởng là S
dm
= 160 KVA
Dòng điện qua máy biến áp:
94,230
4,0.3
160
.3
max
===
dm
dm
ba
U
S
I
(A)
 Nguồn Dự Phòng
1- Mục đích và trang bị về nguồn dự phòng :
Đối với hộ tiêu thụ loại 2 nhà máy sản xuất, xí nghiệp công nghiệp… Nếu mất điện sẽ gây
thiệt hại về kinh tế vì làm hư hỏng sản phẩm, nguyên vật liệu gây ảnh hưởng đến sản xuất – phân
xưởng làm việc 3ca (24h/24h) nên khi có sự cố mất điện thì sản phẩm sẽ bị hỏng. Ta thử ví dụ: khi
có sự cố mất điện thì keo trong các máy lên keo sẽ bị đóng cục và nguội. Sau khi có điện phải mất
thời gian để sấy keo thì sản phẩm làm ra mới sử dụng được. Vì vậy thiệt hại về mặt thời gian và kinh
tế rất cao. Do đó việc trang bị thêm nguồn dự phòng tại phân xưởng là cần thiết, nhằm đáp ứng nhu
cầu sử dụng điện cho phân xưởng lúc mất điện.

. Yêu cầu về nguồn dự phòng :
+ Đáp ứng đủ công suất cho các thiết bị chính trong lúc mất điện – 104 KW
+ Tần số và điện áp nguồn dự phòng phải ổn định.
GVHD : Nguyễn Quý -19- SVTH :Lê Duy Khiêm

Khoa Điện – Điện Tử Đồ Án Cung Cấp Điện
+ Nhanh chóng đưa nguồn vào hoạt động.
+ Tránh gây tiếng ồn lớn, dễ vận hành.
2- Chọn MP Điện dự phòng :
Để đáp ứng nhu cầu cung cấp điện cho phụ tải trong phân xưởng khi mất điện hay sự cố
MBA (Phương án sử dụng 1 MBA).
Vì vậy ta chọn 1 MF điện có công suất đủ cung cấp cho các thiết bị chính + chiếu sáng....
Chọn máy Mitsubishi : P = 200KW ; cosϕ = 0.8 ,
85.0
=
η
GVHD : Nguyễn Quý -20- SVTH :Lê Duy Khiêm

Khoa Điện – Điện Tử Đồ Án Cung Cấp Điện
CHƯƠNG III
THIẾT KẾ MẠNG HẠ ÁP
I.Đặt vấn đề
Việc thiết kế cung cấp điện bao gồm: chọn cấp điện áp, nguồn điện, sơ đồ nối dây, phương
thức vận hành,…Các vấn đề ảnh hưởng đến vận hành, khai thác và phát huy hiệu quả của hệ thống
cung cấp điện.
Mạng hạ áp cung cấp điện được xem là hợp lýkhi thỏa mãn yêu cầu cầu sau:
- Bảo đảm cung cấp điện theo yêu cầu phụ tải, sơ đồ nối dây phải rõ ràng, thuận tiện
trong việc vận hành và xử lý sự cố.
- An tồn trong việc vận hành vàsửa chữa.
- Hợp lývề kinh tế dựa trên cơ sở đảm bảo yêu cầu cầu kỹ thuật.

II.Nguồn điện và cấp điện áp:
Ở đây ta chỉ xét đến hộ tiêu thụ điện xí nghiệp. Tùy theo tầm quan trọng trong nền kinh tế và xã hội,
hộ tiêu thụ được cung cấp với mức độ tin cậy khác nhau và phân thành 3 loại :
* Hộ loại 1 : Là những hộ tiêu thụ mà khi sự cố ngừng cung cấp điện có thể gây nên những
hậu quả nghiêm trọng nguy hiểm đến tính mạng con người, làm thiệt hại về kinh tế, dẫn đến hư hỏng
thiết bị, gây rối loạn các quá trình công nghệ phức tạp hoặc làm hỏng hàng loạt sản phẩm, hoặc có ảnh
hưởng không tốt về phương diện chính trị.
• Đối với hộ loại 1 phải được cung cấp điện với độ tin cậy cao thường dùng 2 nguồn đi đến,
đường dây 2 lộ đến, có nguồn dự phòng … nhằm hạn chế đến mức thấp nhất việc mất điện.
* Hộ loaị 2 : Là những hộ tiêu thụ mà nếu ngưng cung cấp điện chỉ liên quan đến hàng loạt
sản phẩm không sản xuất được, tức là dẫn đến thiệt hại về kinh tế do ngưng trệ sản xuất hư hỏng sản
phẩm và lãng phí sức lao động, xí nghiệp công nghiệp nhẹ, các phân xưởng thường là hộ loại 2.
- Để cung cấp điện cho hộ loại 2 ta có thể dùng phương án có hoặc không có nguồn dự
phòng, đường dây 1 hộ hay đường dây kép. Việc chọn phương án cần dựa vào kết quả so sánh giữa
vốn đầu tư (tăng thêm) và sự thiệt hại kinh tế do ngưng cung cấp điện.
* Hộ loại 3 : Là tất cả hộ tiêu thụ còn lại ngồi hộ tiêu thụ loại 1 và loại 2 tức là những hộ cho
phép cung cấp điện với mức độ tin cậy thấp, cho phép mất điện trong thời gian sửa chữa, thay thế
thiết bị sự cố, nhưng thường không cho phép quá 1 ngày đêm. Những hộ này thường là các khu nhà ở,
nhà kho, trường học hoặc mạng lưới cung cấp điện cho nông nghiệp.
• Để cung cấp điện cho hộ loại 3 ta có thể dùng một nguồn điện hoặc đường dây1 lộ.
- Đối với đồ án này hộ tiêu thụ là phân xưởng chặt da, nếu có sự cố mất điện chỉ làm cho các
sản phẩm không sản xuất được gây thiệt hại về kinh tế, nhưng không gây nguy hiểm đến tính mạng
con người. Vì vậy phân xưởng chặt da thuộc hộ tiêu thụ loại 2.
Xí nghiệp được cung cấp điện bằng 1 đường dây và để tránh gây thiệt hại về kinh tế khi
ngừng cung cấp điện ta trang bị thêm nguồn dự phòng. Nguồn dự phòng này đủ cung cấp điện cho
thiết bị quan trọng cần hoạt động liên tục.
III.Sơ đồ nối dây trạm biến áp:
GVHD : Nguyễn Quý -21- SVTH :Lê Duy Khiêm

Khoa Điện – Điện Tử Đồ Án Cung Cấp Điện

Với phương án chọn một máy biến áp có dung lượng 160KVA
Ở mạng hạ áp tủ phân phối chính được đặt trong xưởng gần tâm phụ tải.
Từ tủ phân phối chính này cung cấp điện cho các tủ động lực khác ở các nhóm phụ tải trong
phân xưởng tiêu thụ.
IV. Phân nhóm phụ tải:
Các phụ tải của phân xưởng ta chia làm 6 nhóm, trong đó các phụ tải 3 pha được phân bố đều
trên các pha để cho tại mỗi điểm cung cấp phần công suất không bé hơn 15% tổng công suất tại điểm
đó.
Các nhóm được trình bày với kí hiệu của phụ tải trên bản vẽ mặt bằng phân xưởng.
V.Phương án đi dây:
1. Sơ đồ hình tia: (hình 3 – 1)
 Ưu điểm:
GVHD : Nguyễn Quý -22- SVTH :Lê Duy Khiêm

Aùptômát(CB)
~
Nguồn 20 KV
Aùptômát ( CB )
Cầu dao đảo
Máy biến áp
Máy phát
Van chống sét
Máy biến dòng
Dao cách ly
Aùptômát(CB)
Thanh cái 0,4 (KV)
Dao cách ly
Hình 3 - 2
Khoa Điện – Điện Tử Đồ Án Cung Cấp Điện
Nối dây rõ ràng. Mỗi tủ có một đường dây riêng, nếu có sự

cố tại tủ nào thì chỉ có ở chỗ đó bị tác động, các tủ khác
không bị ảnh hưởng. Độ tin cậy tương đối cao, dễ dàng tự
động hóa đều khiển cũng như trong vận hành sữa chữa.
 Nhược điểm:
Tốn nhiều dây dẫn.
2. Sơ đồ dây dẫn phân nhánh: (hình 3 – 2)
 Ưu điểm: rẻ tiền.
 Nhược điểm:
Các hộ tiêu thụ phụ
thuộc lẫn nhau, không bảo đảm tính liên tục trong cung cấp
điện
VI.Mô tả kết cấu mạng điện
1. Yêu cầu:
Yêu cầu dây dẫn là loại bền, tốt gồm các loại dây: đồng, nhôm, dây nhôm lõi thép,…Dây đồng
dẫn điện tốt nhưng kinh phí tốn kém, là kim loại đắt tiền nên chỉ dùng ở môi trường có chất ăn mòn
kim loại cao.
Dây nhôm được sử dụng rộng rãi, phổ biến, độ dẫn điện của nó bằng 2/3 độ dẫn điện của đồng
nhưng lại cóưu điểm là nhẹ và rẻ tiền hơn dây đồng.
2. Sứ cách điện
Sứ cách điện là bộ phận quan trọng để cách điện giữa dây dẫn và bộ phận không dẫn điện: xà
ngang, cột,…
Sứ cách điện yêu cầu độ cách điện cao, chịu được điện áp của đường dây lúc bình thường
cũng như khi có hiện tượng quá tải,…chịu được biến đổi nhiệt độ của môi trường xung hai loại sứ: sứ
đứng và sứ bắt (treo thành chuỗi) thường dùng cho đường dây có điện áp cao hơn 35 KV.
3. Xà ngang đà:
Xà, đà là bộ phận là bộ phận nâng đường dây tạo khoảng cách giữa các pha.
Xà thường được làm bằng thép chữ L, có độ bền cơ tốt, được chống ăn mòn bằng cách mạ
kẽm hay sơn áo bên ngồi để bảo vệ .
4. Đi trong đất:
Ta phải dùng ống nhựa để luồn dây vào và chôn ngầm dưới đất. Tùy theo theo số lượng dây ít

hay nhiều mà ta chọn ống cho phù hợp.
VII.Chọn dây dẫn và khí cụ cho mạng hạ áp
1.Chọn khí cụ từ trạm biến áp đến tủ phân phối chính:
a. Chọn Áptômát(CB):
Phụ tải tính tốn tồn phân xưởng:
S
ttpx
= 121 KVA
Dòng điện tính tốn phân xưởng:
65,174
4,0.3
121
.3
===
dm
ttpx
ttpx
U
S
I
(A)
21825,1.65,174)25,115,1.(
==÷≥
ttz
II
(A)
Tra Bảng 3.5 Trang 148, Sổ Tay Lựa Chọn Và Tra Cứu Thiết Bị Điện Từ 0,4 Đến 500kv Của Ngô
Hồng Quang, ta chọn CB loại 3cực NS225E có U
đm
= 500 (V), I

z
= 225A, I
Nmax
=7,5(KA) do Merlin
Gerin chế tạo.
b. Chọn dây dẫn theo phương pháp tiết diện dây nhỏ nhất cho phép:
GVHD : Nguyễn Quý -23- SVTH :Lê Duy Khiêm

Khoa Điện – Điện Tử Đồ Án Cung Cấp Điện
Nguồn điện đi từ trạm biến áp đến tủ phân phối chính là nguồn 3 pha 4 dây có U
đm
=
0,4Kv, ta chọn phương án đi dây ngầm.
• Xác định hệ số K =K
4
K
5
K
6
K
7
• Xác định hệ số K
4
:thể hiện ảnh hưởng của cách lắp đặt.
Vì đường dây luồn trong ống PVC chôn dưới đất nên ta chọn K
4
=0,8 .(tra theo IECbảng
H1-19)
• Xác định hệ số K
5

: thể hiện ảnh hưởng của số dây đặt kề nhau.
Vì có một đường dây cáp đa lõi nên ta chọn K
5
= 1. (tra theo IEC bảng H1-20)
• Xác định hệ số K
6:
thể hiện ảnh hưởng của đất chôn cáp.
Ta chọn K
6
= 1. (tra theo IEC bảng H1-21)
• Xác định hệ số K
7:
thề hiện ảnh hưởng nhiệt độ của đất.
Nếu nhiệt độ trong đất t
0

=25 dùng cáp cách điện PVC

ta chọn K
7
= 0.95. (tra theo IEC
bảng H1-22)
• Vậy K =K
4
K
5
K
6
K
7

=0,8 .1 .1. 0,95 =0,76
Từ đó ta tính được
296
76,0
225
'
===
K
I
I
z
z
(A)
Tra Bảng 4.14 Trang 237-238, Sổ Tay Lựa Chọn Và Tra Cứu Thiết Bị Điện Từ 0,4 Đến 500kv Của
Ngô Hồng Quang ta chọn cáp hạ áp bốn lõi đồng cách điện PVC do CADIVI sản xuất tiết diện
F=185mm
2
với cường độ tối đa I
cp
= 298 A
c. Chọn thanh dẫn:
Dòng điện tính tốn phân xưởng:

65,174
4,0.3
121
.3
===
dm
ttpx

ttpx
U
S
I
(A)
Chọn thanh dẫn theo mật độ dòng kinh tế:

kt
lv
J
I
F
=
(mm
2
)
J
kt
: Mật độ dòng kinh tế của thanh dẫn (A/mm
2
)
I
lv
: Dòng điện làm việc bình thường của thanh dẫn(A)
Tra bảng 4-3, trang 194, Sổ Tay Lựa Chọn Và Tra Cứu Thiết Bị Điện Từ 0,4 Đến 500kv Của Ngô
Hồng Quang, ta chọn J
kt
= 2,7 A/mm
2
69,64

7,2
65,174
==⇒
F
(mm
2
)
Tra bảng 7-2, trang 362, Sổ Tay Lựa Chọn Và Tra Cứu Thiết Bị Điện Từ 0,4 Đến 500kv Của Ngô
Hồng Quang, ta chọn thanh dẫn có tiết diện
75325
=×=
F
(mm
2
) cóI
cp
= 340A
d. Chọn tủ phân phối chính:
Tủ phân phối chính có 1 đầu vào và 6 đầu ra, Tra Bảng Phụ Lục PLIV.17 Sách Thiết Kế
Cấp Điện Của Ngô Hồng Quang chọn tủ phân phối hạ áp của ABB kí hiệu MNS
2.Chọn dây dẫn và các khí cụ điện từ tủ phân phối chính đến tủ động lực nhóm I:
a. Chọn Aptômát(CB):
Phụ tải tính tốn nhóm I:

49
1
=
tt
S
KVA

Dòng điện tính tốn nhóm I:
GVHD : Nguyễn Quý -24- SVTH :Lê Duy Khiêm

Khoa Điện – Điện Tử Đồ Án Cung Cấp Điện

73,70
4,0.3
49
.3
1
1
===
dm
tt
tt
U
S
I
(A)
4,8825,1.73,70)25,115,1.(
==÷≥
ttz
II
(A)
Tra Bảng 3.4 Trang 148, Sổ Tay Lựa Chọn Và Tra Cứu Thiết Bị Điện Từ 0,4 Đến 500kv Của Ngô
Hồng Quang, ta chọn CB loại 3cực C100E cóU
đm
= 500(V), I
z
= 100A, I

Nmax
=8(KA) do Merlin Gerin
chế tạo.
b. Chọn dây dẫn theo phương pháp tiết diện dây nhỏ nhất cho phép:
Nguồn điện đi từ tủ phân phối chính đến tủ động lực I là nguồn 3 pha 4 dây có U
đm
=
0,4Kv, ta chọn phương án đi dây nổi. Cáp được lắp trên công xom .
• Xác định hệ số K =K
1
K
2
K
3
• Xác định hệ số K
1
:thể hiện ảnh hưởng của cách thức lắp đặt.
Vì dùng cáp đa lõi K
1
=0,9 .(tra theo IECbảng H1-13)
• Xác định hệ số K
2
:thể hiện ảnh hưởng tương hỗ của hai mạch đặt kề nhau.
Vì có một đường dây đặt trên công xom nên ta chọn K
2
= 1. ( IEC bảng H1-14)
• Xác định hệ số K
3:
thể hiện ảnh hưởng của nhiệt độ tương ứng với dạng cách điện.

Nếu nhiệt độ môi trường t
0

= 40 dùng cáp cách điện PVC

ta chọn K
3
= 0.87. (tra theo IEC
bảng H1-15)
• Vậy K =K
1
K
2
K
3
=0,9 .1 .0,87 =0,78
Từ đó ta tính được
128
78,0
100
'
===
K
I
I
z
z
(A)
Tra Bảng 4.14 Trang 237-238, Sổ Tay Lựa Chọn Và Tra Cứu Thiết Bị Điện Từ 0,4 Đến 500kv Của
Ngô Hồng Quang ta chọn cáp hạ áp một lõi đồng cách điện PVC do CADIVI sản xuất tiết diện F=

50mm
2
với cường độ tối đa I
cp
= 132 A
c. Chọn tủ động lực nhóm I :
Tủ phân phối chính có1 đầu vào và1 đầu ra, Tra Bảng Phụ Lục PLIV.17 Sách Thiết Kế
Cấp Điện Của Ngô Hồng Quang chọn tủ phân phối hạ áp của ABB kí hiệu MNS
3.Chọn dây dẫn và các khí cụ điện từ tủ phân phối chính đến tủ động lực nhóm II:
a. Chọn Aptômát(CB):
Phụ tải tính tốn nhóm II:

53
2
=
tt
S
KVA
Dòng điện tính tốn nhóm II:
5,76
4,0.3
53
.3
2
2
===
dm
tt
tt
U

S
I
(A)
625,9525,1.5,76)25,115,1.(
==÷≥
ttz
II
(A)
Tra Bảng 3.5 Trang 148, Sổ Tay Lựa Chọn Và Tra Cứu Thiết Bị Điện Từ 0,4 Đến 500kv Của Ngô
Hồng Quang, ta chọn CB loại 3cực C100E có U
đm
= 500(V), I
z
= 100A, I
Nmax
=8(KA) do Merlin Gerin
chế tạo.
b. Chọn dây dẫn theo phương pháp tiết diện dây nhỏ nhất cho phép:
Nguồn điện đi từ tủ phân phối chính đến tủ động lực II là nguồn 3 pha4 dây có U
đm
=
0,4Kv, do đó ta chọn phương án đi dây nổi. Cáp được lắp trên công xom.
• Xác định hệ số K =K
1
K
2
K
3
• Xác định hệ số K
1

: thể hiện ảnh hưởng của cách thức lắp đặt.
Vì dùng cáp đa lõi K
1
=0,9 .(tra theo IECbảng H1-13)
• Xác định hệ số K
2
: thể hiện ảnh hưởng tương hỗ của hai mạch đặt kề nhau.
GVHD : Nguyễn Quý -25- SVTH :Lê Duy Khiêm