Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy đường 1

THIẾT KẾ MÔN HỌC
HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN
Tên đề tài thiết kế : Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy
đường
Sinh viên thiết kế : Lê Huy Nam ;Khoa, lớp : HTĐ1 , Khóa: 47
Cán bộ hướng dẫn : Thầy Đặng Quốc Thống

Nhiệm Vụ Thiết Kế
1.Mở đầu:
1.1: giới thiệu chung về nhà máy :vị trí địa lí, kinh tế ,đặc điểm công
nghệ; đặc điểm và phân bố của phụ tải ; phân loại phụ tải điện...
1.2: Nội dung tính toán ,thiết kế , các tài liệu tham khảo,...
2. Xác định phụ tải tính toán của các phân xưởng và toàn nhà máy.
3. Thiết kế mạng điện cao áp cho toàn nhà máy :
3.1. Lựa chọn cấp điện áp truyền tải từ hệ thống điện về nhà máy
3.2 .Lựa chọn số lượng ,dung lượng và vị trí đặt trạm biến áp trung gian
hoặc trạm phân phối trung tâm.
3.3 . Lựa chọn số lượng ,dung lượng và vị trí đặt trạm biến áp phân
xưởng
3.4 . Lập và lựa chọn sơ đồ cung cấp điện cho nhà máy .
3.5 . Thiết kế chi tiết HTCCĐ theo sơ đồ đã lựa chọn.
4. Thiết kế mạng điện hạ áp cho phân xưởng Sửa chữa cơ khí.
5 . Tính toán bù công suất phản kháng để nâng cao cosϕ cho nhà máy.
6. Thiết kế hệ thống chiếu sáng chung cho phân xưởng Sửa chữa cơ khí.


1
CÁC BẢN VẼ TRÊN KHỔ GIẤY A
0
:
1.Sơ đồ nguyên lý HTCCĐ toàn nhà máy (mạng điện cao áp ).

2. Sơ đồ nguyên lý mạng điện hạ áp của phân xưởng Sửa chữa cơ khí.

CÁC SỐ LIỆU VỀ NGUỒN ĐIỆN VÀ NHÀ MÁY :
1. Điện áp :tự chọn theo công suất của nhà máy và khoảng cách từ nhà
máy đến TBA khu vực (hệ thống điện ).
2. Công suất của nguồn điện vô vùng lớn .
3. Dung lượng ngắn mạch về phía hạ áp của TBA khu vực:250 MVA
4. Đường dây nối từ TBA khu vực về nhà máy dùng loại dây AC hoặc
cáp XPLE .
5. Khoảng cách từ TBA khu vực đến nhà máy :10 km.
6. Nhà máy làm việc 3 ca.
Mục lục
Lời mở đầu ………………………………………………………………………
Chương I: Giới thiệu chung về nhà máy
Chương II: Xác định phụ tải tính toán các phân xưởng và toàn nhà máy
Chương III: Thiết kế mạng điện cao áp cho toàn nhà máy
Chương IV: Thiết kế mạng hạ áp phân xưởng Sửa chữa cơ khí
Chương V : Tính toán bù công suất phản kháng để nâng cao cosϕ cho nhà máy.
ChươngVI: Thiết kế hệ thống chiếu sáng chung cho phân xưởng Sửa chữa cơ khí.
Chương I : GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY
2
I. Vị trí địa lý và vai trò kinh tế :
Nhà máy Đường nằm trên địa bàn tỉnh Phú Thọ . Nhà máy có quy mô khá
lớn với 9 phân xưởng sản xuất và nhà làm việc với một nhà máy nhiệt điện .
Nhà máy có nhiệm vụ sản xuất và cung cấp một khối lượng đường lớn cho
nhu cầu trong nước và cho xuất khẩu . Hiện tại nhà máy làm việc 3 ca với thời
gian làmviệc tối đa T
max
= 5500h và công nghệ khá hiện đại. Tương lai nhà máy sẽ
mở rộng lắp đặt các máy móc thiết bị hiện đại hơn. Đứng về mặt cung cấp điện thì

việc thiết kế cấp điện phải đảm bảo sự gia tăng phụ tải trong tương lai về mặt kỹ
thuật và kinh tế, phải đề ra phương án cấp điện sao cho không gây quá tải sau vài
năm sản suất và cũng không thể quá dư thừa dung lượng mà sau nhiều năm nhà
máy vẫn không khai thác hết dung lượng sông suất dự trữ dẫn đến lãng phí. Theo
quy trình trang bị điện và công nghệ của nhà máy ta thấy khi ngừng cung cấp điện
sẽ ảnh hưởng đến chất lượng của nhà máy gây thiệt hại về nền kinh tế quốc dân do
đó ta xếp nhà máy vào phụ tải loại II , cần được bảo đảm cung cấp điện liên tục và
an toàn .
II. Đặc điểm và phân bố phụ tải :
Phụ tải điện trong nhà máy công nghiệp có thể phân ra làm 2 loại phụ tải :
+ Phụ tải động lực
+ Phụ tải chiếu sáng
Phụ tải động lực thường có chế độ làm việc dài hạn , điện áp yêu cầu trực tiếp
đến
thiết bị là 380/220V , công suất của chúng nằm trong dảitừ 1 đến hàng chục kW và
được cung cấp bởi dòng điện xoay chiều tần số f = 50 Hz .
Phụ tải chiếu sáng thường là phụ tải 1 pha , công suất không lớn . Phụ tải
chiếu
sáng bằng phẳng , ít thay đổi và thường dùng dòng điện xoay chiều tần số f = 50
Hz
Trong nhà máy có : kho than và củ cải đường, phân xưởng sửa chữa cơ khí , kho
thành phẩm là hộ loại III , trạm bơm là hộ loại II , các phân xưởng còn lại là hộ
loại I .
3
Số trên mặt bằng Tên phân xưởng
Công suất đặt
(kW) Diện tích
1 Kho củ cải đường 350 11683
2 Px thái nấu cải đường 700 5092
3 Bộ phận cô đặc 550 4493

4 Phân xưởng tinh chế 750 2996
5 Kho thành phẩm 150 5325
6 Px sửa chữa cơ khí Theo tínhtoán
7 Trạm bơm 600 1598
8 Nhà máy nhiệt điện Theo tínhtoán
9 Kho than 350 6490
10 Phụ tải điện cho thị trấn 5000 5000
11 Chiếu sáng phân xưởng Xđ theodtích
III. Đặc điểm công nghệ :
- Theo quy trình trang bị điện và quy trình công nghệ sản xuất của xí nghiệp thì
việc ngừng cung cấp điện sẻ ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm gây thiệt hại
về kinh tế do đó ta xếp xí nghiệp vào phụ tải loại II
- Để quy trình sản xuất của xí nghiệp đảm bảo vận hành tốt thì phải đảm bảo
chất lượng điện năng và độ tin cậy cung cấp điện cho toàn xí nghiệp và cho các
phân xưởng quan trọng trong xí nghiệp.
4
Chương II : XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN
2.1 . ĐẶT VẤN ĐỀ:
Phụ tải tính toán là phụ tải giả thiết lâu dài không đổi , tương đương với phụ tải
thực tế về mặt hiệu quả phát nhiệt hoặc mức độ huỷ hoại cách điện . Nói cách khác
, phụ tải tính toán cũng đốt nóng thiết bị lên tới nhiệt độ tương tự như phụ tải thực
tế gây ra , vì vậy chọn các thiết bị theo phụ tải tính toán sẽ đảm bảo an toàn thiết
bị về mặt phát nóng .
Phụ tải tính toán được sử dụng để lựa chọn và kiểm tra các thiết bị trong hệ
thống cung cấp điện như : máy biến áp , dây dẫn , các thiết bị đóng cắt , bảo vệ ,…
tính toán tổn thất công suất , tổn thất điện năng , tổn thất điện áp ; lựa chọn dung
lượng bù công suất phản kháng ,… phụ tải tính toán phụ thuộc vào nhiều yếu tố
như : công suất , số lượng , chế độ làm việc của các thiết bị điện , trình độ và
phương thức vận hành hệ thống ,… Nếu phụ tải tính toán xác định được nhỏ hơn
phụ tải

thực tế thì sẽ làm giảm tuổi thọ của thiết bị điện , ngược lại nếu phụ tải tính toán
xác định được lớn hơn phụ tải thực tế thì gây ra dư thừa công suất , làm ứ đọng
vốn đầu tư , gia tăng tổn thất ,…cũng vì vậy đã có nhiều công trình nghiên cứu về
phương pháp xác định phụ tải tính toán , song cho đến nay vẫn chưa có được
5
Nhà máy
nhiệt
điện
Kho củ cải đường
PX thái và nấu củ cải
đường
Bộ phận cô đặc
PX tinh chế
PX sửa chữa cơ khí
Trạm bơm
Phụ tải điện cho thị trấn
Kho thành
sản phẩm
Kho than
phương phương pháp nào thật hoàn thiện . Những phương pháp cho kết quả đủ tin
cậy thì lại quá phức tạp , khối lượng tính toán và các thông tin ban đầu về phụ tải
lại quá lớn . Ngược lại những phương pháp tính đơn giản lại có kết quả có độ
chính xác thấp . sau đây là một số phương pháp thường dùng để xác định phụ tải
tính toán khi quy hoạch thiết kế hệ thống cung cấp điện :
1. Phương pháp xác định phụ tải tính toán (PTTT) theo công suất đặt và hệ
số nhu cầu :
P
tt
= k
nc

.P
đ
Trong đó :
k
nc
: là hệ số nhu cầu , tra trong sổ tay kĩ thuật .
P
đ
: là công suất đặt của thiết bị hoặc nhóm thiết bị , trong tính toán
có
thể lấy gần đúng P
đ

≈
P
dđ
(kW) .
2. Phương pháp xác định PTTT theo công suất công suất trung bình và hệ số
hình dáng của đồ thị phụ tải :
P
tt
= k
hd
. P
tb

Trong đó :
k
hd
: là hệ số hình dáng của đồ thị phụ tải tra trong sổ tay kĩ thuật khi

biết
đồ thị phụ tải .
P
tb
: là công suât trung bình của thiết bị hoặc nhóm thiết bị (kW) .
P
tb
=
t
dtP
1
0
)t(
∫
=
t
A
3. Phương pháp xác định PTTT theo công suất trung bình và độ lệch của đồ
thị phụ tải khỏi giá trị trung bình :
P
tt
= P
tb
σβ±
.
Trong đó :

σ
: là độ lệch của đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình .

β
: là hệ số tán xạ của
σ
.
4. Phương pháp xác định PTTT theo công suất trung bình và hệ số cực đại :
P
tt
= k
max
.P
tb
= k
max
.k
sd
.P
dđ

Trong đó :
P
dđ
: là công suất danh định của thiết bị hoặc nhóm thiết bị (kW) .
k
max
: là hệ số cực đại , tra trong sổ tay kĩ thuật theo quan hệ
k
max
= f(
sdhq
k,n

) .
k
sd
: là hệ số sử dụng tra trong sổ tay kĩ thuật .

hq
n
: là số thiết bị dùng điện hiệu quả .
5. Phương pháp xác định PTTT theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị
sản phẩm :
P
tt
=
max
0
T
M.a
6
Trong đó :
a
0
: là suất chi phí điện năng cho một đơn vị sản phẩm ,
(kWh/đvsp) .
M : là số sản phẩm sản suất trong một năm .
T
max
: là thời gian sử dụng công suất lớn nhất , (h)
6. Phương pháp xác định PTTT theo suất trang bị điện trên một đơn vị diện
tích:
P

tt
= p
0
. F
Trong đó :
p
0
: là suất trang bị điện trên một đơn vị diện tích , (W/m
2
) .
F : là diện tích bố trí thiết bị , (m
2
) .
7.Phương pháp tính trực tiếp :
Là phương pháp điều tra phụ tải trực tiếp để xác định PTTT áp dụng cho hai
trường hợp :
+ Phụ tải rất đa dạng không thể áp dụng phương pháp nào để xác
định
phụ tải tính toán .
+ Phụ tải rất giống nhau và lặp đi lặp lại ở các khu vực khác nhau
như
phụ tải ở khu trung cư .
8.Xác định phụ tải đỉnh nhọn của nhóm thiết bị:
Theo phương pháp này thì phụ tải đỉnh nhọn của nhóm thiết bị sẽ xuất hiện
khi thiết bị có dòng khởi động lớn nhất mở máy còn các thiết bị khác trong nhóm
đang làm việc bình thường và được tính theo công thức sau:
I
đn
= I
kđ (max)

+ (I
tt
- k
sd
. I
đm (max)
)
Trong đó:
I
kđ (max)
: là dòng khởi động của thiết bị có dòng khởi động lớn nhất
trong nhóm máy.
I
tt
: là dòng điện tính toán của nhóm máy.
I
đm (max)
: là dòng định mức của thiết bị đang khởi động.
k
sd
: là hệ số sử dụng của thiết bị đang khởi động.
Trong các phương pháp trên , 3 phương pháp 1 ,5,6 dựa trên kinh nghiệm thiết
kế và vận hành để xác định PTTT nên chỉ cho các kết quả gần đúng tuy nhiên
chúng khá đơn giản và tiện lợi . Các phương pháp còn lại được xây dựng trên cơ
sở lý thuyết xác suất thống kê có xét đến nhiều yếu tố do đó có kết quả chính xác
hơn , nhưng khối lượng tính toán hơn và phức tạp .
Trong bài tập dài này với phân xưởng SCCK ta đã biết vị trí , công suất đặt , và
các chế độ làm việc của từng thiết bị trong phân xưởng nên khi tính toán phụ tải
động lực của phân xưởng có thể sử dụng phương pháp xác định phụ tải tính toán
theo công suất trung bình và hệ số cực đại . Các phân xưởng còn lại do chỉ biết

diện tích và công suất đặt của nó nên để xác định phụ tải động lực của các phân
xưởng này ta áp dụng phương pháp tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu .
7
Phụ tải chiếu sáng của các phân xưởng được xác định theo phương pháp suất
chiếu sáng trên một đơn vị diện tích sản xuất .
2.2 Xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng sửa chữa cơ khí :
Phân xưởng sửa chữa cơ khí là phân xưởng số 6 trong sơ đồ mặt bằng nhà
máy có diện tích bố trí thiết bị là 1730,77 m
2
. Trong phân xưởng có 71 thiết bị
,công suất khác nhau , lớn nhất là 24,2KW song cũng có những thiết bị công suẩt
rất nhỏ ( 0,6Kw ) . Dựa vào hệ số tải (k
t
) để xem chế độ làm việc của thiết bị . Hầu
hết các thiết bị làm việc ở chế độ dài hạn .
Với phân xưởng sửa chữa cơ khí để có kết quả chính xác nêu chọn
phương pháp tính toán là: “Tính phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ
cực đại”.
2.2.1 Giới thiệu phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung
bình
P
tb
và hệ số cực đại k
max
( còn gọi là phương pháp số thiết bị dùng điện
hiệu
quả n
hq
)
P

tt
= k
max
. P
tb
= k
max
. k
sd
. P
dđ
Trong đó:
P
dđ
: là công suất danh định của phụ tải. (tổng công suất định mức của nhóm
phụ
tải).
k
sd
: là hệ số sử dụng công suất tác dụng của phụ tải (hệ số sử dụng chung
của nhóm phụ tải có thể được xác định từ hệ số sử dụng của từng thiết bị
đơn lẻ trong nhóm).
k
max
: là hệ số cực đại công suất tác dụng của nhóm thiết bị (hệ số này sẽ
được xác định theo số thiết bị điện hiệu quả và hệ số sử dụng của nhóm
máy).
k
max
=f ( n

hq
, k
sd
)
.
+ Số thiết bị dùng điện hiệu quả: “là số thiết bị giả thiết có cùng công suất,
cùng chế độ làm việc gây ra một phụ tải tính toán bằng phụ tải tính toán của nhóm
thiết bị điện thực tế có công suất và chế độ làm việc khác nhau”. Số thiết bị điện
hiệu quả có thể xác định được theo công thức sau:

∑
∑
=
=
=
n
i
ddi
n
i
ddi
hq
)P(
)P(
n
1
2
2
1
trong đó :

P
đmi
Công suất định mức của thiết bị thứ i
n _ Số thiết bị trong nhóm
8
Khi n lớn thì việc xác định n
hq
theo biểu thức trên khá phiền phức nên có thể xác
định theo phương pháp gần đúng với sai số tính toán nằm trong khoảng
≤
±10%
+ Các trường hợp riêng để xác định gần đúng
hq
n
:
Trường hợp 1: Khi
3
≤=
mindd
maxdd
P
P
m
và
4,0k
sd
≥

Thì
Trong đó: P

dđ max
: là công suất danh định của thiết bị lớn nhất trong nhóm.
P
dđ min
: là công suất danh định của thiết bị nhỏ nhất trong nhóm.
k
sd
: là hệ số sử dụng công suất trung bình của nhóm máy.
chú ý Khi trong nhóm có n
1
thiết bị có tổng công suất định mức nhỏ hơn
hoặc bằng 5% tổng công suất định mức của toàn nhóm.


∑∑
==
≤
n
i
ddi
n
i
ddi
S%S
11
5
1
thì n
hq
= n - n

1
Trường hợp 2: Khi m > 3 và K
sd
≥ 0,2


thì n
hq
= n

Trường hợp 3: Khi không có khả năng sử dụng các cách đơn giản để tính
nhanh
hq
n
thì có thể sử dụng các đường cong hoặc bảng tra. Thông thường các
đường cong và bảng tra được xây dựng quan hệ giữa
*
hq
n
(số thiết bị hiệu quả
tương đối) với các đại lượng n
*
và P
*
. Và khi đã tìm được n
*
hq
thì số thiết bị điện
hiệu quả của nhóm máy sẽ được tính;
Trong đó:

n
n
n
*
1
=
và
dd
dd
*
P
P
P
1
=

n
1
: là số thiết bị có công suất lớn hơn một nửa công suất của thiết bị
có
công suất lớn nhất trong nhóm máy.
P
dđ1
: là tổng công suất định mức của n
1
thiết bị.
P
dđ
: là tổng công suất định mức của n thiết bị (tức của toàn bộ

nhóm).
9
n
hq
= n
n
hq
= n . n
*
hq


maxdd
n
i
ddi
hq
P
P.
n
∑
=
=
1
2
Khi xác định phụ tải tính toán theo phương pháp số thiết bị dùng điện hiệu
quả : n
hq
, trong 1 số trường hợp cụ thể có thể dùng các công thức gần đúng sau :
+ Nếu n≤ 3 và n

hq

< 4 , phụ tải tính toán được tính theo công thức :

∑
=
=
n
i
dditt
PP
1
+ Nếu n > 3 và n
hq
< 4 , phụ tải tính toán được tính theo công thức :

∑
=
=
n
i
ddititt
PkP
1
Trong đó :
k
ti
: là hệ số phụ tải của thiết bị thứ i . Nếu không có số liệu chính xác
hệ số phụ tải có thể lấy gần đúng như sau :
k

ti
= 0,9 đối với thiết bị làm việc ở chế độ dài hạn
k
ti
= 0,75 đối với các thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại .
+ Nếu n > 300 và k
sd
≥ 0,5 phụ tải tính toán được tính theo công thức :

∑
=
=
n
i
ddisdtt
Pk.,P
1
051
+ Đối với thiết bị có đồ thị phụ tải bằng phẳng ( các máy bơm , quạt
nén khí ... ) phụ tải tính toán có thể lấy bằng phụ tải trung bình :
+ Nếu trong mạng có thiết bị một pha cần phải phân phối đều các thiết
bị cho ba pha của mạng , trước khi xác định n
hq
phải quy đổi công suất của các phụ
tải 1 pha về 3 pha tương đương :
Nếu thiết bị 1 pha đấu vào điện áp pha : P
qđ
= 3.P
pha max
Nếu thiết bị 1 pha đấu vào điện áp dây : P

qđ
=
maxpha
P3
+ Nếu trong nhóm có thiết bị tiêu thụ điện làm việc ở chế độ ngắn hạn
lặp lại thì phải quy đổi về chế độ dài hạn trước khi xác định n
hq
theo
công thức

dddmqd
P.P
ε=
Trong đó : ε
đm
- hệ số đóng điện tương đối phần trăm , cho trong lí lịch máy .
2.2.2 Trình tự xác định phụ tải tính toán theo phương pháp P
tb
và k
max
:
1. Phân nhóm phụ tải :
Để phân nhóm phụ tải ta dựa vào nguyên tắc sau:
+ Các thiết bị trong 1 nhóm phải có vị trí gần nhau trên mặt bằng để giảm chiều
dài đường dây hạ áp,do đó có thể giảm vốn đầu tư và tổn thất trên đường dây hạ
áp trong phân xưởng.
+ Các thiết bị trong nhóm nên có cùng chế độ làm việc (điều này sẽ thuận tiện
cho việc tính toán và CCĐ sau này ví dụ nếu nhóm thiết bị có cùng chế độ làm
việc, tức có cùng đồ thị phụ tải vậy ta có thể tra chung được k
sd

, k
nc
; cosϕ; ...).
+ Các thiết bị trong các nhóm nên được phân bổ để tổng công suất của các
nhóm ít chênh lệch nhất (điều này nếu thực hiện được sẽ tạo ra tính đồng loạt cho
các trang thiết bị CCĐ. )
+ Ngoài ra số thiết bị trong cùng một nhóm cũng không nên quá nhiều vì số lộ
ra của một tủ động lực cũng bị không chế (thông thường số lộ ra lớn nhất của các
10
tủ động lực được chế tạo sẵn cũng không quá 8). Tuy nhiên khi số thiét bị của một
nhóm quá ít
cũng sẽ làm phức tạp hoá trong vận hành và làm giảm độ tin cậy CCĐ cho từng
thiết bị.
Dựa theo nguyên tắc phân nhóm phụ tải điện đã nêu ở trên và căn cứ vào vị trí,
công suất thiết bị bố trí trên mặt bằng phân xưởng có thể chia các thiết bị trong
phân xưởng Sửa chữa cơ khí thành : nhóm phụ tải . Kết quả phân nhóm phụ tải
điện được trình bày ở bảng 2.1 :

Bảng 2.1 - Tổng hợp kết quả phân nhóm phụ tải điện .
TT Tên Thiết Bị
Số
Lượng
Kí hiệu trên mặt
bằng P
dm
(kW) I
dm
(A)
1 Máy
Toàn

bộ
1 2 3 4 5 6 7
11
Nhóm I :
1 Búa hơi để rèn 2 2 28 56 2*70.9
2 Lò rèn 1 3 4.5 4.5 11.4
3 Lò rèn 1 4 6 6 15.19
4 Máy ép ma sát 1 8 10 10 25.32
5 Lò điện 1 9 15 15 37.98
6 Dầm treo có pâlang điện 1 11 4.85 4.85 12.28
7 Quạt ly tâm 1 13 7 7 17.73
8 Máy biến áp 2 17 2.2 4.4 2*5.57
9 Búa hơi để rèn 2 1 10 20 2*25.32
Cộng nhóm I 12 127.75
Nhóm II :
1 Lò rèn 1 3 4.5 4.5 11.4
2 Quạt lò 1 5 2.8 2.8 7.09
3 Quạt thông gió 1 6 2.5 2.5 6.33
4 May mài sắc 1 12 3.2 3.2 8.1
5 Lò điện 1 20 30 30 75.97
6 Lò điện để ram 1 21 36 36 91.16
7 Lò điện 1 23 20 20 50.64
8 Bể dầu 1 24 4 4 10.13
9 Thiết bị để tôi bánh răng 1 25 18 18 45.58
10 Bể dầu có tăng nhiệt 1 26 3 3 7.6
Cộng nhóm II 10 124
Nhóm III :
1 Lò bằng chạy điện 1 18 30 30 75.97
2
Lò điện để hoá cứng

lkiện 1 19 90 90 227.9
3 Máy đo độ cứng đầu côn 1 28 0.6 0.6 1.52
4 Máy mài sắc 1 31 0.25 0.25 0.63
5 Cần trục cánh có pl điện 1 33 1.3 1.3 3.29
Cộng nhóm III 5 122.15
Nhóm IV :
1 Thiết bị cao tần 1 34 80 80 220.58
2 Thiết bị đo bi 1 37 23 23 58.24
3 Lò điện 1 22 20 20 50.64
Cộng nhóm IV 3 123
12
Nhóm V :
1 Máy nén khí 1 40 40.5 40.5 113.95
2 Máy bào gỗ 1 41 6.5 6.5 11.4
3 Máy khoan 1 42 4.2 4.2 8.1
4 Bàn cưa đại 1 44 4.5 4.5 11.4
5 Maáy bào gỗ 1 46 10 10 17.73
6 Máy cưa tròn 1 47 7 7 17.73
7 Quạt gió trung áp 1 48 9 9 22.79
8 Quạt gió số 9.5 1 49 12 12 30.38
9 Quạt số 14 1 50 18 18 45.58
Cộng nhóm V 9 116.2
2.Xác định phụ tải tính toán của các nhóm phụ tải
( Các giá trị k
sd
,cosϕ,n
hq*
và k
max
tra ở phụ lục I.1; I.5; I.6)

a.Tính toán cho nhóm I : Số liệu của phụ tải tính toán của nhóm I cho trong bảng
sau:
TT Tên Thiết Bị
Số
Lượng
Kí hiệu trên mặt
bằng P
dm
(kW) I
dm
(A)
1 Máy
Toàn
bộ
1 2 3 4 5 6 7
Nhóm I :
1 Búa hơi để rèn 2 2 28 56 2*70.9
2 Lò rèn 1 3 4.5 4.5 11.4
3 Lò rèn 1 4 6 6 15.19
4 Máy ép ma sát 1 8 10 10 25.32
5 Lò điện 1 9 15 15 37.98
6 Dầm treo có pâlang điện 1 11 4.85 4.85 12.28
7 Quạt ly tâm 1 13 7 7 17.73
8 Máy biến áp 2 17 2.2 4.4 2*5.57
9 Búa hơi để rèn 2 1 10 20 2*25.32
Cộng nhóm I 12 127.75
Tra phụ lục I.1 ta tìm được : k
sd
= 0.3; cosϕ =0.6
Ta có k

sd
= 0.3 > 0.2
m =
7.12
2.2
28
min
max
==
dm
dm
P
P
>3
13
Suy ra n
hq
=
max
1
*2
dm
n
dmi
P
P
∑
= 9.125

Lấy n

hq
= 9
Tra phụ lục I.6 với k
sd
= 0.3, n
hq
=9 tìm được k
max
=1.6
Phụ tải tính toán của nhóm I:
P
tt
= k
max
*k
sd
*
∑
=
n
i
dmi
P
1
= 1.6*0.3*127.75 = 61.32(kW)
Q
tt
= P
tt
*tgϕ =61.32*1.33 = 81.76(KVAr)

S
tt
= P
tt
/cosϕ = 61.32/0.6=102.2(KVA)
I
tt
=
3*U
S
tt
=
28.155
3*38.0
2.102
=
(A)
a.Tính toán cho nhóm II : Số liệu của phụ tải tính toán của nhóm II cho trong
bảng sau:
TT Tên Thiết Bị
Số
Lượng
Kí hiệu trên mặt
bằng P
dm
(kW) I
dm
(A)
1 Máy Toàn bộ
1 2 3 4 5 6 7

Nhóm II :
1 Lò rèn 1 3 4.5 4.5
2 Quạt lò 1 5 2.8 2.8
3 Quạt thông gió 1 6 2.5 2.5
4 May mài sắc 1 12 3.2 3.2
5 Lò điện 1 20 30 30
6 Lò điện để ram 1 21 36 36
7 Lò điện 1 23 20 20
8 Bể dầu 1 24 4 4
9 Thiết bị để tôi bánh răng 1 25 18 18
10 Bể dầu có tăng nhiệt 1 26 3 3
Cộng nhóm II 10 124
Tra phụ lục I.1 ta tìm được : k
sd
= 0.3; cosϕ =0.6
Ta có k
sd
= 0.3 > 0.2
14
m =
4.14
5.2
36
min
max
==
dm
dm
P
P

>3
Suy ra n
hq
=
max
1
*2
dm
n
dmi
P
P
∑
= 6.8

Lấy n
hq
= 7
Tra phụ lục I.5 với k
sd
= 0.3, n
hq
=7 tìm được k
max
=1.72
Phụ tải tính toán của nhóm II:
P
tt
= k
max

*k
sd
*
∑
=
n
i
dmi
P
1
= 1.72*0.3*124 = 63.98(kW)
Q
tt
= P
tt
*tgϕ =63.98*1.33 = 85.31(KVAr)
S
tt
= P
tt
/cosϕ = 63.98/0.6=106.63(KVA)
I
tt
=
3*U
S
tt
=
162
3*38.0

63.106
=
(A)
a.Tính toán cho nhóm III: Số liệu của phụ tải tính toán của nhóm II cho trong
bảng sau:
TT Tên Thiết Bị
Số
Lượng
Kí hiệu trên mặt
bằng P
dm
(kW) I
dm
(A)
1 Máy
Toàn
bộ
1 2 3 4 5 6 7
Nhóm III :
1 Lò bằng chạy điện 1 18 30 30
2
Lò điện để hoá cứng
lkiện 1 19 90 90
3 Máy đo độ cứng đầu côn 1 28 0.6 0.6
4 Máy mài sắc 1 31 0.25 0.25
5 Cần trục cánh có pl điện 1 33 1.3 1.3
Cộng nhóm III 5 122.15
Tra phụ lục I.1 ta tìm được : k
sd
= 0.7; cosϕ =0.9

15
n
hq
=
( )
( )
( )
22222
2
2
1
2
1
3.125.06.09030
3.125.06.09030
++++
++++
=






∑
∑
=
=
n
i

dm
n
i
dm
P
P
= 1.66

V ì n>3 v à n
hq
< 4 nên phụ tải tính toán của nhóm III được tính theo công thức :

P
tt
=
∑
=
n
i
dmipti
Pk
1
*
= 0.9*122.15=100.94(kW)
Q
tt
= P
tt
*tgϕ =100.94*0.48=48.89 (KVAr)
S

tt
= P
tt
/cosϕ = 100.94/0.96=112.16(KVA)
I
tt
=
3*U
S
tt
=
4.170
3*38.0
16.112
=
(A)
a.Tính toán cho nhóm IV: Số liệu của phụ tải tính toán của nhóm IV cho trong
bảng sau:
TT Tên Thiết Bị
Số
Lượng
Kí hiệu trên mặt
bằng P
dm
(kW) I
dm
(A)
1 Máy
Toàn
bộ

1 2 3 4 5 6 7
Nhóm IV :
1 Thiết bị cao tần 1 34 80 80
2 Thiết bị đo bi 1 37 23 23
3 Lò điện 1 22 20 20
Cộng nhóm IV 3 123
Tra phụ lục I.1 ta tìm được : k
sd
= 0.5; cosϕ =0.7
n
hq
=
( )
( )
( )
222
2
2
1
2
1
202380
202380
++
++
=







∑
∑
=
=
n
i
dm
n
i
dm
P
P
= 2.06

V ì n>3 v à n
hq
< 4 nên phụ tải tính toán của nhóm IV được tính theo công thức :

16
P
tt
=
∑
=
n
i
dmi
P

1
= 123(kW)
Q
tt
= P
tt
*tgϕ =123*1.02=125.49 (KVAr)
S
tt
= P
tt
/cosϕ = 123/0.7=175.71(KVA)
I
tt
=
3*U
S
tt
=
267
3*38.0
71.175
=
(A)
a.Tính toán cho nhóm V : Số liệu của phụ tải tính toán của nhóm V cho trong bảng
sau:
TT Tên Thiết Bị
Số
Lượng
Kí hiệu trên mặt

bằng P
dm
(kW) I
dm
(A)
1 Máy
Toàn
bộ
1 2 3 4 5 6 7
Nhóm V :
1 Máy nén khí 1 40 40.5 40.5
2 Maáy bào gỗ 1 41 6.5 6.5
3 Máy khoan 1 42 4.2 4.2
4 Bàn cưa đại 1 44 4.5 4.5
5 Maáy bào gỗ 1 46 10 10
6 Máy cưa tròn 1 47 7 7
7 Quạt gió trung áp 1 48 9 9
8 Quạt gió số 9.5 1 49 12 12
9 Quạt số 14 1 50 18 18
Cộng nhóm V 9 116.2
Tra phụ lục I.1 ta tìm được : k
sd
= 0.7; cosϕ =0.8
Ta có k
sd
= 0.7 > 0.2
m =
06.14
2.3
45

min
max
==
dm
dm
P
P
>3
Suy ra n
hq
=
max
1
*2
dm
n
dmi
P
P
∑
= 5.16

17
Lấy n
hq
= 5
Tra phụ lục I.6 với k
sd
= 0.7, n
hq

=5 tìm được k
max
=1.26
Phụ tải tính toán của nhóm I:
P
tt
= k
max
*k
sd
*
∑
=
n
i
dmi
P
1
= 1.26*0.7*116.2 = 102.49(kW)
Q
tt
= P
tt
*tgϕ =102.49*0.75 = 76.87(KVAr)
S
tt
= P
tt
/cosϕ = 102.49/0.8=128.11(KVA)
I

tt
=
3*U
S
tt
=
12.189
3*38.0
11.128
=
(A)
3. Xác định phụ tải tính toán của toàn phân xưởng :
*Phụ tải tác dụng của phân xưởng:
P
px
=k
dt
*
∑
=
5
1i
dmi
P
= 0.7*(61.32+ 63.98+ 100.94 +123 +102.49) = 316.21(kW)
Trong đó :
K
dt
: hệ số đồng thời của toàn phân xưởng;lấy k
dt

= 0.7
*Phụ tải phản kháng của phân xưởng:
Q
px
= k
dt
*
∑
=
5
1i
dmi
Q
= 0.7*(81.76 + 85.31 +48.89 +125.49 +76.87)=
292.82(KVAr)
*Phụ tải toàn phần của phân xưởng:
S
tt
=
( ) ( )
( ) ( )
2222
82.29247.1921.316
++==+
pxcspx
QPP
=445.45(KVA)

I
ttpx

=
)(79.676
3*38.0
45.445
3*
A
U
S
ttpx
==

cosϕ
px
=
75.0
45.445
)47.1921.316(
11
=
+
=
px
ttpx
S
P

2.3. Xác định phụ tải tính toán cuả các phân xưởng còn lại :
Do chỉ biết công suất đặt và diên tích của phân xưởng nên ở đây ta sử dụng
phương pháp xác định PTTT theo công suất đặt và hệ số nhu cầu.
2.3.1.Phương pháp xác định PTTT theo công suất đặt và hệ số nhu cầu:

Biểu thức tính toán của phương pháp:
P
tt
= k
nc
.P
đ
Q
tt
= P
tt
.tg
ϕ

S
tt
=
2
tt
2
tt
QP
+

Trong đó:
P
đ
: là công suất đặt của thiếtbị trong phân xưởng .
18
k

nc
: là hệ số nhu cầu của thiết bị hoặc nhóm thiết bị ,tra trong sổ tay kỹ
thuật
tg
ϕ
: Tương ứng với Cos
ϕ
đặc trưng cho nhóm hộ tiêu thụ
2.3.2. Xác định phụ tải tính toán của các phân xưởng:
* Xác định PTTT của kho củ cải đường :
Công suất đặt : P
đ
= 350 (kW)
Diện tích : F = 11383.14 (m
2
)
Tra bảng PL1.3 ta có :
k
nc
= 0.5 ; cosϕ = 0.75
Tra bảng PL1.7 ta có suất chiếu sáng p
0
= 10
2
m
W
, ở đây sử dụng bóng đèn
sợi đốt nên cosϕ
cs
= 1.

Công suất tính toán động lực :
P
đl
= k
nc
.P
đ
= 0.5×350 = 175 ( kW )
Q
đl
= P
đl
.tgϕ = 175 × tg(arccos0.8) = 154.3 (kVAr)
Công suất tính toán chiếu sáng :
P
cs
= p
0
.F

= 10 × 11300 = 113000(W) = 113 (kW)
Công suất tính toán tác dụng của toàn phân xưởng :
P
tt
= P
đl
+ P
cs
= 175 + 113 = 288 (kW)
Công suất tính toán phản kháng của toàn phân xưởng :

Q
tt
= Q
đl
+ Q
cs
= 154 + 0 = 154 (kVAr)
Công suất tính toán của toàn phân xưởng :
S
tt
=
2222
154288
+=+
tttt
QP
= 327.5 (kVA)
I
tt
=
5497
3380
5327
3
.
.
.
.U
S
tt

==
(A)
Tính toán tương tự cho các phân xưởng còn lại ta được kết quả như ở bảng 2.8 :
19
Bảng 2.8. Phụ tải tính toán các phân xưởng.
T
T
Tên phân xưởng
Pđ
(kW)
F
(m2)
k
nc
cosϕ
Po
(W/m2)
P
dl
(kW)
Pcs
(kW)
Ptt
(kW)
Qtt
(kVAr)
Stt
(kVA)
Itt
(A)

tgϕ
1 Kho củ cải đường 350 11383.14 0.5 0.75 10 175 113.8 288 170 327.5 497.5 0.88
2
Phân xưởng thái và
nấu củ cải đường
700 5392.01 0.5 0.75 15 350
80.8
8
430.9 367.5 530.0 805.3 0.88
3 Bộ phận cô đặc 550 4493.34 0.5 0.75 10 275 44.93 319.9 329.18 401.5 610.0 0.88
4 Phân xưởng tinh chế 750 2995.56 0.5 0.75 10 375 29.96 405.0 400 522.8 794.4 0.88
5 Kho thành phẩm 150 5325.44 0.5 0.75 16 75
85.2
1
160.2 67.5 173.3 263.3 0.88
6
Phân xưởng sửa chữa cơ
khí
- 1730.77 - 0.696 14 81.69 24.23 105.92 109.3 152.2 231.24 1.03
7 Trạm bơm 600 1597.63 0.5 0.75 10 300 15.98 316.0 367.27 412.1 626.2 0.88
8 Nhà máy nhiệt điện(12%td) - - - - - - - - - - - 0.88
9 Kho than 350 6490.38 0.5 0.75 10 175 63.90 239 196 285.3 433.4 0.88
10 Phụ tải điện cho thị trấn 5000 -
0.2
5
0.9 - 1250 - 1250 605.4 1388.9
2110.
2
0.48
Tổng 3516.62 2613.7 4193.6

20
21
2.4. Xác định phụ tải tính của toàn nhà máy :
Phụ tải tính toán tác dụng của toàn nhà máy:

==
∑
10
1
ttidtttnm
PkP
0.8 x 3516.62 = 2813 (kW)
Phụ tải tính toán phản kháng toàn nhà máy :

==
∑
10
1
ttidtttnm
QkQ
0.8 x 2613.7 = 2091 (kVAr)
Phụ tải tính toán toàn phần của nhà máy:
350520912813
222
2
=+=+=
ttnmttnmttnm
QPS
(kVA)
Hệ số công suất của toàn nhà máy:

==ϕ
ttnm
ttnm
nm
S
P
cos

80
3505
2813
.
=

==
dm
ttnm
ttnm
U.3
S
I
65325
3803
3505
.
.x
=
(A)
2.5. Xác định tâm phụ tải điện và biểu đồ phụ tải :
2.5.1. Tâm phụ tải điện :

Tâm phụ tải điện là điểm qui ước nào đấy sao cho :

∑
=
n
1i
ii
l.P
→ min
Trong đó :
P
i
, l
i
: là công suất tác dụng và khoảng cách từ điểm tâm phụ tải
điện
đến phụ tải i
Tâm qui ước của phụ tải xí nghiệp được xác định bởi một điểm M có toạ độ
(theo hệ trục độ tuỳ chọn) được xác định bằng các biểu thức sau: M(x
0
, y
0
, z
0
) .
x
0
=
∑
∑

=
=
n
1i
i
n
1i
ii
S
x.S
; y
0
=
∑
∑
=
=
n
1i
i
n
1i
ii
S
y.S
; z
0
=
∑
∑

=
=
n
1i
i
n
1i
ii
S
z.S
Trong đó: S
i
: là phụ tải tính toán của phân xưởng i.
x
i
, y
i
, z
i
: là toạ độ của phân xưởng i theo hệ trục toạ độ tuỳ chọn.
n : là số phân xưởng có phụ tải điện trong xí nghiệp.
Thực tế ta bỏ qua toạ độ z .Tâm phụ tải điện là vị trí tốt nhất để đặt các trạm biến
áp, trạm phân phối, tủ phân phối,tủ động lực nhằm mục đích tiết kiệm chi phí cho
dây dẫn và giảm tổn thất trên lưới điện .
2.5.2 . Biểu đồ phụ tải điện :
Việc xác định biểu đồ phụ tải trên mặt bằng nhà máy có mục đích là để phân
phối hợp lý các trạm biến áp trong phạm vi nhà máy ,chọn các vị trí đặt máy biến
áp sao cho đạt chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật cao nhất .
22
Biểu đồ phụ tải của mỗi phân xưởng là một vòng tròn có diện tích bằng phụ tải

tính của phân xưởng đó theo một tỷ lệ lựa chọn .Nếu coi phụ tải mỗi phân xưởng
là đồng đều theo diện tích phân xưởng thì tâm vòng tròn phụ tải trùng với tâm của
phân xưởng đó .
Mỗi vòng tròn biểu đồ phụ tải chia ra hai thành phần :
+Phụ tải động lực
+Phụ tải chiếu sáng
Bán kính vòng tròn biểu đồ phụ tải xác định theo biểu thức :
R
i
=

m
S
i
×π

: trong đó m là tỉ lệ xích, chọn m=10 kVA/mm
2
Góc của phụ tải chiếu sáng của vòng tròn biểu đồ phụ tải bằng:
α
cs
=
tt
cs
P
P360
×
Kết quả tính toán R
i
và α

csi
của biểu đồ phụ tải các phân xưởng được ghi trong
bảng sau:
Bảng 2.9: Kết quả xác định R
i
và α
csi
cho các phân xưởng
TT Tên phân xưởng
P
cs
kW
P
tt
kW
S
tt
kVA
Tâm phụ tải R
mm
0
cs
α
x
mm
y
mm
1 Kho củ cải đường 116.8 232.33 253.59 32.5 25 2.84 181
2
Phân xưởng thái và

nấu củ cải đường
50.92 281.92 347.57 76 25 3.33 65
3 Bộ phận cô đặc 44.93 226.43 277.09 93 25 2.97 71
4 Phân xưởng tinh chế 44.94 292.44 364.63 105.5 25 3.41 71
5 Kho thành phẩm 53.25 102.75 111.6 105.5 36.7 1.89 187
6
Phân xưởng sửa chữa
cơ khí
19.47 335.68 445.45 79 64 3.77 21
7 Trạm bơm 23.97 221.97 282.19 49 63.5 3.0 39
8
Nhà máy nhiệt điện
tự dùng (12%)
- - - - - - -
9 Kho than 103.8 219.34 245.66 11.5 66.5 2.8 170
10
Phụ tải điện cho thị
trấn
- - - - -
NHÀ MÁY 70 42
23
CHƯƠNG III : THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN
CAO ÁP CHO TOÀN NHÀ MÁY
3.1. Đặt vấn đề:
Việc lựa chọn sơ đồ cung cấp điện ảnh hưởng rất lớn đến các chỉ tiêu kinh tế và
kĩ thuật của hệ thống . Một sơ đồ cung cấp điện được coi là hợp lí phải thoả
mãn những yêu cầu sau :
1. Đảm bảo các chỉ tiêu kĩ thuật .
2. Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện .
3. Thuận tiện và lin hoạt trong vận hành .

4. An toàn cho người và thiết bị.
5. Dễ dàng phát triển để đáp ứng yêu cầu tăng trưởng của phụ tải
điện.
6. Đảm bảo các chỉ tiêu kinh tế.
Trình tự tính toán thiết kế mạng điện cao áp cho nhà máy bao gồm các
bước sau:
1. Vạch các phương án cung cấp điện.
2. Lựa chọn vị trí , số lượng , dung lượng của các trạm biến áp và
lựa chọn chủng loại , tiết diện các đường dây cho các phương án
3. Tính toán kinh tế –kĩ thuật để lựa chọn phương án hợp lí.
4. Thiết kế chi tiết cho phương án được chọn.
3.2. Vạch các phương án cung cấp điện:
Để có các phương án cung cấp điện cụ thể thì cần lựa chọn cấp điện áp truyền
tải điện từ hệ thống điện về nhà máy :
Cấp điện áp truyền tải điện từ hệ thống điện về nhà máy được xác định dựa vào
biểu thức kinh nghiệm:
U=4,34.
P016,0l
+
(kV)
Trong đó:
P : là công suất tính toán của nhà máy(kV)
l : là khoảng cách từ trạm biến áp khu vực về nhà máy (km)
l =10 km
Như vậy cấp điện áp hợp lý để truyền tải điện năng về nhà máy là :
U=4,34.
19322813016010 .,
=×+
(kV)
Từ kết quả tính toán ta chọn cấp điện áp trung áp 35 kV từ hệ thống cấp cho nhà

máy .Căn cứ vào vị trí ,công suất và yêu cầu cung cấp điện của các phân xưởng có
thể đưa ra các phương án cung cấp điện:
3.2.1. Phương án về các trạm biến áp phân xưởng :
Các trạm biến áp được lựa chọn dựa trên nguyên tắc sau:
+ Vị trí đặt trạm biến áp phải thoả mãn các yêu cầu: gần tâm phụ tải; thuận tiện
cho việc vận chuyển, lắp đặt, vận hành sữa chữa, an toàn và kinh tế.
+ Số lượng MBA đặt trong các trạm biến áp được lựa chọn căn cứ vào yêu cầu
cung cấp điện của phụ tải, điều kiện vận chuyển và lắp đặt;chế độ làm việc của
phụ tải.
25