Thiết kế cung cấp điện cho một phân xưởng sản xuất công nghiệp

Đồ án cung cấp điện

GVHD: TS Phạm Mạnh Hải
LỜI MỞ ĐẦU

Hiện nay nền kinh tế nước ta đang trên đà tăng trưởng mạnh mẽ theo đường lối công nghiệp
hóa và hiện đại hóa đất nước , vì vậy nhu cầu sử dụng điện trong lĩnh vực công nghiệp ngày một
tăng cao . Hàng loạt khu chế xuất , khu công nghiệp cũng như các nhà máy , xí nghiệp công nghiệp
được hình thành và đi vào hoạt động . Từ thực tế đó , việc thiết kế cung cấp điện là một việc vô
cùng quan trọng và là một trong những việc đầu tiên cần phải làm .
Việc thiết kế một hệ thống cung cấp điện là không đơn giản vì nó đòi hỏi người thiết kế phải
có kiến thức tổng hợp về nhiều chuyên nghành khác nhau như cung cấp điện , thiết bị điện , an toàn
điện ,…Ngoài ra còn phải có sự hiểu biết nhất định về những lĩnh vực liên quan như xã hội , môi
trường , về các đối tượng sử dụng điện và mục đích kinh doanh của họ… Vì vậy đồ án môn học
Cung cấp điện là bước khởi đầu giúp cho sinh viên ngành Hệ thống điện hiểu được một cách tổng
quát những công việc phải làm trong việc thiết kế một hệ thống cung cấp điện và về chuyên ngành
Cung cấp điện.
Nội dung của đồ án là Thiết kế cung cấp điện cho một phân xưởng sản xuất công nghiệp . Đồ
án bao gồm các phần chính sau :
1.
2.
3.
4.
5.

Tính toán phụ tải điện .
Xác định sơ đồ cấp điện của phân xưởng .
Lựa chọn và kiểm tra các thiết bị của sơ đồ nối điện .
Tính toán chế độ mạng điện .
Tính chọn tụ bù nâng cao hệ số công suất .

Do kiến thức còn nhiều hạn chế nên bản đồ án của em còn nhiều sai sót . Em rất mong sẽ
nhận được nhiều lời góp ý cũng như sửa chữa của các thầy cô .
Em xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình của thầy Phạm Mạnh Hải đã giúp đỡ em
thoàn thành bản đồ án môn học này .
Hà Nội , ngày 1 tháng 5 năm 2014
Sinh viên
Phạm Thị Bích Ngọc

1


Đồ án cung cấp điện

GVHD: TS Phạm Mạnh Hải
PHẦN A: ĐỀ BÀI
Thiết kế cung cấp điện
Bài 15A

“Thiết kế cung cấp điện cho một phân xưởng sản xuất công nghiệp”
A. Dữ kiện:
Thiết kế mạng điện cung cấp cho một phân xưởng với số liệu cho trong bảng số liệu thiết
kế cấp điện phân xưởng. Tỷ lệ phụ tải điện loại I là 60%. Hao tổn điện áp cho phép trong
mạng điện hạ áp . Hệ số công suất cấn nâng lên là cosϕ = 0,9. Hệ số chiết khấu i=12%;
Công suất ngắn mạch tại điểm đấu điện S k , MVA; Thời gian tồn tại của dòng ngắn mạch
tk =2,5. Giá thành tổn thất điện năng c∆ =1500đ/kWh; suất thiệt hại do mất điện gth
=10000đ/kWh. Đơn giá tụ bù là 140. 103 đ/kVAr, chi phí vận hành tụ bằng 2% vốn đầu
tư, suất tổn thất trong tụ ∆Pb =0,0025 kW/kVAr. Giá điện trung bình g=1400 đ/kWh.
Điện áp lưới phân phối là 22 kV.
Thời gian sử dụng công suất cực đại TM =4000(h). Chiều cao phân xưởng
h=4,2(m). Khoảng cách từ nguồn điện đến phân xưởng L=200(m).

Các tham số khác lấy trong phụ lục và sổ tay thiết kế cung cấp điện.

Dữ liệu thiết kế cấp điện phân xưởng
Số hiệu trên sơ đồ
1; 8
2; 9
3; 4; 5
6; 7
10; 11; 19; 20; 29;
30
12; 13; 14; 15;
16;24; 25
17

Tên thịết bị
Máy mài nhẵn tròn
Máy mài nhẵn phẳng
Máy tiện bu lông
Máy phay
Máy khoan
Máy tiện bu lông
Máy ép

SVTH: Phạm Thị Bích Ngọc

Hệ số
0,35
0,32
0,3
0,26

0,27
0,30
0,41

Page 2

cos

Công suất đặt P, KW

0,67
0,68
0,65
0,56
0,66

theo các phương án
2,2+ 7,5
3,5+ 5,5
1,2+ 2,8+4,5
3,5+ 2,8
0,8+ 1,2+ 2,8+ 0,8+

0,58

1,5+ 1,2
22+ 2,8+ 2,8+ 3,5+

0,63

5,5+ 10+ 12
12


Đồ án cung cấp điện
18; 21
22; 23
26; 39
27; 31
28; 34
32; 33
35; 36; 37; 38
40; 43
41; 42; 45
44

GVHD: TS Phạm Mạnh Hải
Cần cẩu
Máy ép nguội
Máy mài
Lò gió
Máy ép quay
Máy xọc, (đục)
Máy tiện bu lông
Máy hàn
Máy quạt
Máy cắt tôn

SVTH: Phạm Thị Bích Ngọc

Page 3

0,25
0,47
0,45
0,53
0,45
0,4
0,32
0,46
0,65
0,27

0,67
0,7
0,63
0,9
0,58
0,6
0,55
0,82
0,78
0,57

4,5+ 12
30+ 55
2,8+ 5,5
4+ 5,5
22+ 30
4,5+ 7,5

2,2+ 2,8+ 4,5+ 7,5
28+ 30
3,5+ 5,5+ 7,5
3,5


Đồ án cung cấp điện

GVHD: TS Phạm Mạnh Hải

27
34

8

17

28
19
TÐL4

1

9
2

TÐL1
20

29

35
36

30

37

32

10
22

23

21
33

38

24

39

TÐL5
40

42

25

44

41

26
45
43

SVTH: Phạm Thị Bích Ngọc

31
Page 4

3

11
18
12

4

TÐL2
13

5

14
15
TÐL3

16

6
7


Đồ án cung cấp điện

GVHD: TS Phạm Mạnh Hải
PHẦN B:
NHIỆM VỤ THIẾT KẾ

CHƯƠNG 1: TÍNH TOÁN PHỤ TẢI ĐIỆN
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.
Phụ tải tính toán phụ thuộc vào các 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...Vì vậy xác định
chính xác phụ tải tính toán là một nhiệm vụ khó khăn nhưng rất quan trọng.
Từ trước tới nay đã có nhiều công trình nghiên cứu và có nhiều phương pháp tính
toán phụ tải điện. Song vì phụ tải điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố như đã trình bày ở trên
nên cho đến nay vẫn chưa có phương pháp nào hoàn toàn chính xác và tiện lợi. Những
phương pháp đơn giản thuận tiện cho việc tính toán thì lại thiếu chính xác, còn nếu nâng
cao được độ chính xác, kể đến ảnh hưởng của nhiều yếu tố thì phương pháp tính lại phức
tạp.
Sau đây là một số phương pháp tính toán phụ tải thường dùng nhất trong thiết kế
hệ thống cung cấp điện:
•

Phương pháp tính theo hệ số nhu cầu

•

Phương pháp tính theo hệ số k M và công suất trung bình

•

Phương pháp tính theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm

•

Phương pháp tính theo suất phụ tải trên đơn vị diện tích sản xuất
Trong thực tế tuỳ theo quy mô và đặc điểm của công trình, tuỳ theo giai đoạn thiết kế

sơ bộ hay kỹ thuật thi công mà chọn phương pháp tính toán phụ tải điện thích hợp
1. Phụ tải chiếu sáng:
Phụ tải chiếu sáng của phân xưởng cơ khí sửa chữa được xác định theo phương
pháp suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích:

SVTH: Phạm Thị Bích Ngọc

Page 5


Đồ án cung cấp điện

GVHD: TS Phạm Mạnh Hải
Pcs = P0 .S = P0 .a.b

•

Trong đó:
P0 là suất chiếu sáng trên 1 đơn vị diện tích chiếu sáng, P0 = 15 W/m2
S là diện tích được chiếu sáng, m2
a là chiều dài của phân xưởng, m
b là chiều rộng của phân xưởng, m

-

Vậy phụ tải chiếu sáng của phân xưởng cơ khí sửa chữa là:

Pcs =

15.36.24
= 12,96 (kW)
103

Do ta dùng đèn sợi đốt để chiếu sáng có cosϕ =1 nên tgϕ = 0
Qcs = Pcs .tgϕ = 0 (kVar)
2. Phụ tải động lực:
2.1. Phân nhóm các phụ tải động lực:
Trong một phân xưởng thường có nhiều thiết bị có công suất và chế độ làm việc
khác nhau, muốn xác định phụ tải tính toán được chính xác cần phải phân nhóm thiết bị
điện. Việc phân nhóm phụ tải tuân theo các nguyên tắc sau:
+ Các thiết bị điện trong cùng một nhóm nên ở gần nhau để giảm chiều dài
đường dây hạ áp. Nhờ vậy có thể tiết kiệm được vốn đầu tư và tổn thất trên đường dây hạ
áp trong phân xưởng.
+ Chế độ làm việc của các thiết bị điện trong nhóm nên giống nhau để xác định
phụ tải tính toán được chính xác hơn và thuận tiện trong việc lựa chọn phương thức cung
cấp điện cho nhóm.
+ Tổng công suất của các nhóm thiết bị nên xấp xỉ nhau để giảm chủng loại tủ

động lực cần dùng trong phân xưởng và trong toàn nhà máy. Số thiết bị trong một nhóm
cũng không nên quá nhiều bởi số đầu ra của các tủ động lực thường là 8 ÷ 12
Tuy nhiên thường rất khó khăn để thỏa mãn cả 3 điều kiện trên, vì vậy khi thiết
kế phải tùy thuộc vào điều kiện cụ thể của phụ tải để lựa chọn phương án tối ưu nhất
trong các phương án có thể.

SVTH: Phạm Thị Bích Ngọc

Page 6


Đồ án cung cấp điện

GVHD: TS Phạm Mạnh Hải

Dựa vào nguyên tắc phân nhóm ở trên và căn cứ vào vị trí, công suất của các thiết
bị được bố trí trên mặt bằng phân xưởng, ta có thể chia các phụ tải thành 5 nhóm. Kết quả
phân nhóm phụ tải được trình bày ở bảng 1.1
Bảng 1.1: Phân nhóm thiết bị điện của phân xưởng sửa chữa cơ khí
STT

Tên thiết bị

Số hiệu trên

Hệ số

cosφ

Công suất P(KW)

1
2
8
9
10
17
19
20
27

0,35
0,32
0,35
0,32
0,27
0,41
0,27
0,27
0,53

0,67
0,68
0,67
0,68
0,66
0,63
0,66
0,66
0,9

2,2
3,5
7,5
5,5
0,8
12
2,8
0,8
4
39.1

Nhóm 2
3
4
5
11
12
13
18
22
23

0,3
0,3
0,3
0,27
0,3
0,3
0,25

0,47
0,47

0,65
0,65
0,65
0,66
0,58
0,58
0,67
0,7
0,7

1,2
2,8
4,5
1,2
22
2,8
4,5
30
55
124

Nhóm 3
6
7
14
15
16

24
25
26

0,26
0,26
0,3
0,3
0,3
0,3
0,3
0,45

0,56
0,56
0,58
0,58
0,58
0,58
0,58
0,63

3,5
2,8

sơ đồ
Nhóm 1
1
2
3

4
5
6
7
8
9

1
2
3
4
5
6
7
8
9
1
2
3
4
5
6
7
8

Máy mài nhẵn tròn
Máy mài nhẵn phẳng
Máy mài nhẵn tròn
Máy mài nhẵn phẳng
Máy khoan

Máy ép
Máy khoan
Máy khoan
Lò gió
Tổng
Máy tiện bu lông
Máy tiện bu lông
Máy tiện bu lông
Máy khoan
Máy tiện bu lông
Máy tiện bu lông
Cần cẩu
Máy ép nguội
Máy ép nguội
Tổng
Máy phay
Máy phay
Máy tiện bu lông
Máy tiện bu lông
Máy tiện bu lông
Máy tiện bu lông
Máy tiện bu lông
Máy mài
Tổng

SVTH: Phạm Thị Bích Ngọc

Page 7

2,8

4
5,5
12
4,5
42.9


Đồ án cung cấp điện

1
2
3
4
5
6
7
8
9

Cần cẩu
Máy ép quay
Máy khoan
Máy khoan
Máy xọc, ( đục)
Máy ép quay
Máy tiện bu lông
Máy tiện bu lông
Máy tiện bu lông
Tổng

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

Lò gió
Máy xọc, (đục)
Máy tiện bu lông
Máy mài
Máy hàn
Máy quạt
Máy quạt
Máy hàn
Máy cắt tôn
Máy quạt
Tổng

GVHD: TS Phạm Mạnh Hải
Nhóm 4
21
28
29
30
32

34
35
36
37

0,25
0,45
0,27
0,4
0,45
0,32
0,32
0,32
0,32

0,67
0,58
0,66
0,66
0,6
0,58
0,55
0,55
0,55

12
22
1,5
1,2
4,5

30
2,2
2,8
4,5
80.7

Nhóm 5
31
33
38
39
40
41
42
43
44
45

0,53
0,4
0,32
0.45
0,46
0,65
0,65
0,46
0,27
0,65

0,9

0,6
0,55
0,63
0,82
0,78
0,78
0,82
0,57
0,78

5,5
7,5
7,5
5,5
28
3,5
5,5
30
3,5
7,5
104

2.2. Xác định phụ tải tính toán cho các nhóm phụ tải động lực:
2.2.1. Tính toán cho Nhóm1: (Số liệu phụ tải cho trong bảng 2.1)
a) Xác định hệ số sử dụng tổng hợp k sd Σ
Xác định hệ số sử dụng tổng hợp của phụ tải nhóm I theo công thức:

k sd Σ =

∑ P .k

∑P
i

sdi

i

Trong đó :
ksdi là hệ số sử dụng của thiết bị
Pi là công suất đặt của thiết bị
-

Vậy hệ số sử dụng tổng hợp của Nhóm 1 là:

SVTH: Phạm Thị Bích Ngọc

Page 8


Đồ án cung cấp điện

GVHD: TS Phạm Mạnh Hải

k =
=
=0,37
b) Xác định số thiết bị hiệu quả nhóm 1:
- Số thiết bị hiệu quả của nhóm 1 được xác định theo số thiết bị tương đối n* và
công suất tương đối P* trong nhóm:
+ Gọi Pmax là công suất của thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm1

n1

n
=
*

n

n1

Pj

∑
 P = P1 = j =1
n
 * P
Pi
∑


i =1
Trong đó:
n là số thiết bị trong nhóm
1
n1 là số thiết bị có P ≥ .Pmax
2
P và P1 là tổng công suất ứng với n và n1 thiết bị
+ Thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm 1 là : P= 12 KW
=>

P=

Vậy

=

. 12 = 6 KW

=2;

= 12+7,5 = 19,5 KW

= = 0,22

SVTH: Phạm Thị Bích Ngọc

Page 9


Đồ án cung cấp điện

=
Từ

GVHD: TS Phạm Mạnh Hải

19,5
=0,5
39,1

=

= 0,22 và

n hq

(∑ P )
=
∑P

( 39,1) 2
( 2,2) 2 + ( 3,5) 2 + ( 7,5) 2 + ( 5,5) 2 + ( 0,8) 2 + (12) 2 + ( 2,8) 2 + ( 0,8) 2 + ( 4) 2

2

i

2

= 0,5

=

i

= 5,61
K m =1 + 1,3.

1 − K sd
n hq .K sd

∑

∑

+2

=1 + 1,3.

1 − 0,37
= 1,51
5,61.0,37 + 2

Vậy phụ tải tính toán của nhóm 1 là :

=

.

.

= 1,51. 0,37. 39,1 = 21,85 KW

Hệ số công suất trung bình của nhóm 1 là :

=

= 0,68

2.2.2. Xác định phụ tải tính toán cho các nhóm còn lại:

- Tính toán tương tự Nhóm 1
Ta có kết quả tính toán được thể hiện trong bảng 1.2 và 1.3

SVTH: Phạm Thị Bích Ngọc

Page 10


Đồ án cung cấp điện

GVHD: TS Phạm Mạnh Hải

Bảng 1.2: Kết quả tính toán số thiết bị hiệu quả của các phương án
NHÓM
1
2
3
4
5

Pmax
(kW)
12
55
12
30
30

0,5.Pmax
(kW)

6
27.5
6
15
15

SVTH: Phạm Thị Bích Ngọc

n1
2
2
2
2
2

P1
(kW)
19.5
85
22
52
58

Page 11

n
9
9
8
9

10

P0
(kW)
39.1
124
42.9
80.7
104

0.22
0.22
0.25
0.22
0.2

0.50
0.69
0.51
0.64
0.56

5.61
3.44
5.71
4.11
5.5

1.51
1.54

1.56
1.53
1.42


Đồ án cung cấp điện

GVHD: TS Phạm Mạnh Hải
Bảng 1.3: Kết quả xác định phụ tải tính toán cho các nhóm phụ tải

STT

Tên thiết bị

Số hiệu

Cosφ

Công suất P

P.

1
2
3
4
5
6
7
8

9

Máy mài nhẵn tròn
Máy mài nhẵn phẳng
Máy mài nhẵn tròn
Máy mài nhẵn phẳng
Máy khoan
Máy ép
Máy khoan
Máy khoan
Lò gió
Tổng

1
2
8
9
10
17
19
20
1

0.35
0.32
0.35
0.32
0.27
0.41
0.27

0.27
0.53

0.67
0.68
0.67
0.68
0.66
0.63
0.66
0.66
0.9

2.2
3.5
7.5
5.5
0.8
12
2.8
0.8
4
39.1

0.77
1.12
2.625
1.76
0.216
4.92

0.756
0.216
2.12
14.50

1
2
3
4
5
6
7
8
9

Máy tiện bu lông
Máy tiện bu lông
Máy tiện bu lông
Máy khoan
Máy tiện bu lông
Máy tiện bu lông
Cần cẩu
Máy ép nguội
Máy ép nguội
Tổng

3
4
5
11

12
13
18
22
23

0.3
0.3
0.3
0.27
0.3
0.3
0.25
0.47
0.47

0.65
0.65
0.65
0.58
0.58
0.58
0.67
0.7
0.7

1.2
2.8
4.5
1.2

22
2.8
4.5
30
55
124

0.36
0.84
1.35
0.324
6.6
0.84
1.125
14.1
25.85
51.389

1
2

Máy phay
Máy phay

6
7

0.26
0.26

0.56
0.56

3.5
2.8

0.91
0.73

SVTH: Phạm Thị Bích Ngọc

Page 12

P. cosφ
Nhóm 1
1.474
2.38
5.025
3.74
0.528
7.56
1.848
0.528
3.6
26.68
Nhóm 2
0.78
1.82
2.925
0.696

12.76
1.624
3.015
21
38.5
83.12
Nhóm 3
1.96
1.568

0.37

5.61

1.51

21.84517

0.68

0.41

3.44

1.54

78.2936

0.67

Đồ án cung cấp điện
3
4
5
6
7
8

Máy tiện bu lông
Máy tiện bu lông
Máy tiện bu lông
Máy tiện bu lông
Máy tiện bu lông
Máy mài
Tổng

1
2
3
4
5
6
7
8
9
1
2
3
4

5
6
7
8
9

GVHD: TS Phạm Mạnh Hải
14
15
16
24
25
26

0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
0.45

0.58
0.58
0.58
0.58
0.58
0.63

2.8
3.5

5.5
10
12
2.8
42.9

0.84
1.05
1.65
3.00
3.60
1.26
13.04

Cần cẩu
Máy ép quay
Máy khoan
Máy khoan
Máy xọc, (đục)
Máy ép quay
Máy tiện bu lông
Máy tiện bu lông
Máy tiện bu lông
Tổng

21
28
29
30
32

34
35
36
37

0.25
0.45
0.27
0.4
0.45
0.32
0.32
0.32
0.32

0.67
0.58
0.66
0.66
0.6
0.58
0.55
0.55
0.55

12
22
1.5
1.2
4.5

30
2.2
2.8
4.5
80.7

3
9.9
0.405
0.48
2.025
9.6
0.704
0.896
1.44
28.45

Lò gió
Máy xọc, (đục)
Máy tiện bu lông
Máy mài
Máy hàn
Máy quạt
Máy quạt
Máy hàn
Máy cắt tôn

31
33
38

39
40
41
42
43
44

0.53
0.4
0.32
0.45
0.46
0.65
0.65
0.46
0.27

0.9
0.6
0.55
0.63
0.82
0.78
0.78
0.82
0.57

5.5
7.5
7.5

5.5
28
3.5
5.5
30
3.5

2.915
3
2.4
2.475
12.88
2.275
3.575
13.8
0.945

SVTH: Phạm Thị Bích Ngọc

Page 13

1.624
2.03
3.19
5.8
6.96
1.764
24.9
Nhóm 4
8.04

12.76
0.99
0.792
2.7
17.4
1.21
1.54
2.475
47.91
Nhóm 5
4.95
4.5
4.125
3.465
22.96
2.73
4.29
24.6
1.995

0.304

5.71

1.56

20.3449

0.58

0.4

4.11

1.53

49.39

0.6

0.5

5.5

1.42

73.84

0.76


Đồ án cung cấp điện
10 Máy quạt
Tổng

GVHD: TS Phạm Mạnh Hải
45

SVTH: Phạm Thị Bích Ngọc

0.65

0.78

Page 14

7.5
104

4.875
49.14

5.85
79.465


Đồ án cung cấp điện

GVHD: TS Phạm Mạnh Hải

Bảng 1.4. Tổng hợp kết quả xác định phụ tải tính toán của các nhóm phụ tải
Nhóm
1
2
3
4
5
Tổng

-

21.85
78.29
20.34
49.4
73.84
243.72

0.68
0.67
0.58
0.6
0.76

.
14.86
52.45
11.80
29.64
56.12
164.87

Ta có: Phụ tải tính toán động lực của phân xưởng:
n

Pttdlpx = kdt .∑ Ptti
i =1

Trong đó :
Pttdlpx :là công suất tác dụng tính toán động lực của phân xưởng

kđt : Là hệ số đồng thời đạt giá trị max công suất tác dụng
Ptti : Là công suất tác dụng tính toán nhóm thứ i
n : Là số nhóm.
Vì số nhóm n= 4 nên ta lấy

= 0,9 thay

của nhóm vào công thức ta được

= 0,9 . 243,72 = 219,35 KW

Hệ số công suất trung bình của các nhóm phụ tải động lực là :
=

=

164,87
= 0,68
243,72

SVTH: Phạm Thị Bích Ngọc

Page 15

0,9


Đồ án cung cấp điện
= 1,08 =>

GVHD: TS Phạm Mạnh Hải
=

.

= 219,35. 1,08= 236,898 Kvar

2.3. Phụ tải tổng hợp:

Bảng 1.5.: Kết quả tính toán phụ tải điện
Loại phụ tải
Động lực
Chiếu sáng

Ptt (kW)
219.35
12,96

cosφ
0.68
1

Phụ tải tính toán tác dụng toàn phân xưởng :

=

+

= 219,35 + 12,96 = 232,31 KW

Hệ số công suất của toàn phân xưởng là :

=

=



219,35.0,68 + 12,96.1
= 0,698
232,31

= 1,026

+ Công suất tính toán phản kháng của phân xưởng là:
=>

Qtt.px = Ptt.px. tgφpx = 232,31. 1,026 = 238,304 (kVar)

SVTH: Phạm Thị Bích Ngọc

Page 16


Đồ án cung cấp điện

GVHD: TS Phạm Mạnh Hải

+ Công suất tính toán của toàn phân xưởng là :

=>

=

= 332,801 (KVA)

CHƯƠNG 2: XÁC ĐỊNH SƠ ĐỒ CẤP ĐIỆN CỦA PHÂN XƯỞNG
I.

CHỌN TRẠM BIẾN ÁP (TBA)
1. Xác định vị trí đặt TBA phân xưởng:
Để lựa chọn được vị trí tối ưu cho TBA cần thỏa mãn các điều kiện sau:


Vị trí trạm cần phải được đặt ở những nơi thuận tiện cho việc lắp đặt, vận

hành cũng như thay thế và tu sửa sau này (phải đủ không gian để có thể dễ dàng thay
máy biến áp, gần các đường vận chuyển ....)


Vị trí trạm phải không ảnh hưởng đến giao thông và vận chuyển vật tư chính

của xí nghiệp.


Vị trí trạm còn cần phải thuận lợi cho việc làm mát tự nhiên (thông gió tốt),

có khả năng phòng cháy, phòng nổ tốt đồng thời phải tránh được các bị hoá chất hoặc các
khí ăn mòn của chính phân xưởng này có thể gây ra

Vì những lí do trên ta chọn đặt TBA ở phía sát tường cao nhất bên trái, phía ngoài, góc
trên của phân xưởng từ trái sang, từ trên xuống.
2. Xác đinh tâm các nhóm phụ tải của phân xưởng

SVTH: Phạm Thị Bích Ngọc

Page 17


Đồ án cung cấp điện

GVHD: TS Phạm Mạnh Hải

- Tâm qui ước của các nhóm phụ tải của phân xưởng được xác định bởi một điểm M có toạ
độ được xác định : M(Xnh,Ynh) theo hệ trục toạ độ xOy
n

Xnh=

∑ S i xi
1

n

∑S

n

∑S y
i

;

i

1

Ynh =

1

n

∑S

i

;

i

1

Trong đó:
Xnh; Ynh : toạ độ của tâm các nhóm phụ tải điện của phân xưởng
xi ; yi : toạ độ của phụ tải thứ i tính theo một hệ trục toạ độ xOy đã chọn
Si

: công suất của phụ tải thứ i.

Ta có bảng công suất và tọa độ của các phụ tải trong phân xưởng trên hệ tọa độ xOy
Bảng 2.1: Kết quả xác định phụ tải tính toán cho các nhóm phụ tải

SVTH: Phạm Thị Bích Ngọc

Page 18


Đồ án cung cấp điện

STT

Tên thiết bị

GVHD: TS Phạm Mạnh Hải

Số hiệu

Cosφ

1
2
3
4
5
6
7
8
9

Máy mài nhẵn tròn
Máy mài nhẵn phẳng
Máy mài nhẵn tròn
Máy mài nhẵn phẳng
Máy khoan
Máy ép
Máy khoan
Máy khoan
Lò gió
Tổng

1
2
8
9
10
17
19
20
27

0.67
0.68
0.67
0.68
0.66
0.63
0.66
0.66
0.9

1
2
3
4
5
6
7
8
9

Bồn đun nước nóng
Thùng tôi
Bồn đun nước nóng
Bồn đun nước nóng
Thùng tôi
Thiết bị cao tần
Thiết bị cao tần
Máy quạt
Máy quạt
Tổng

11
12
13
14
15
16
17
18

19

0.98
0.95
0.98
0.98
0.95
0.83
0.83
0.67
0.67

1
2

Máy phay
Máy phay

6
7

0.56
0.56

SVTH: Phạm Thị Bích Ngọc

Page 19

P(KW)
Nhóm 1

2.2
3.5
7.5
5.5
0.8
12
2.8
0.8
4
39.1
Nhóm 2
15
2.2
22
30
3
30
30
7.5
4.5
144.2
Nhóm 3
3.5
2.8

S(KVA)

X

Y

S.X

S.Y

3.28
5.15
11.19
8.09
1.21
19.05
4.24
1.21
4.44
57.87

21.75
22.50
18.75
18.75
18.75
15.00
13.88
13.88
12.00

31.88
28.13
33.75
28.13

23.25
32.25
29.25
26.25
33.75

71.42
115.81
209.89
151.65
22.73
285.71
58.88
16.82
53.33
986.25

104.68
144.79
377.80
227.52
28.18
614.29
124.09
31.82
150.00
1803.16

15.3
2.32

22.45
30.61
3.16
36.14
36.14
11.19
6.72
164.03

18.75
18.75
18.75
18.75
18.75
18.75
15.00
18.75
13.88

23.25
18.75
15.00
12.00
9.38
5.63
32.25
22.00
5.00
29.25

286.88
43.43
420.92
573.94
59.19
677.70
542.16
209.89
93.22
2,907.32

355.73
43.43
336.74
367.32
29.61
203.49
1,165.64
246.27
33.58
2,781.80

6.250
5.000

22.50
22.50

11.25
7.50

140.63
112.50

70.31
37.50


Đồ án cung cấp điện

GVHD: TS Phạm Mạnh Hải

3
4
5
6
7
8

Máy tiện bu lông
Máy tiện bu lông
Máy tiện bu lông
Máy tiện bu lông
Máy tiện bu lông
Máy mài
Tổng

14
15
16

24
25
26

0.58
0.58
0.58
0.58
0.58
0.63

1
2
3
4
5
6
7
8
9

Cần cẩu
Máy ép quay
Máy khoan
Máy khoan
Máy xọc, (đục)
Máy ép quay
Máy tiện bu lông
Máy tiện bu lông
Máy tiện bu lông

Tổng

21
28
29
30
32
34
35
36
37

0.67
0.58
0.66
0.66
0.6
0.58
0.55
0.55
0.55

1
2
3
4
5
6
7
8

9
10

Lò gió
Máy xọc, (đục)
Máy tiện bu lông
Máy mài
Máy hàn
Máy quạt
Máy quạt
Máy hàn
Máy cắt tôn
Máy quạt

31
33
38
39
40
41
42
43
44
45

0.9
0.6
0.55
0.63
0.82

0.78
0.78
0.82
0.57
0.78

SVTH: Phạm Thị Bích Ngọc

Page 20

2.8
3.5
5.5
10
12
2.8
42.9
Nhóm 4
12
22
1.5
1.2
4.5
30
2.2
2.8
4.5
80.7
Nhóm 5
5.5

7.5
7.5
5.5
28
3.5
5.5
30
3.5
7.5

4.828
6.034
9.483
17.241
20.690
4.444
73.970

18.75
18.75
18.75
15.00
15.00
15.00

12.00
9.38
5.63
13.13
9.38

5.63

90.52
113.15
177.80
258.62
310.34
66.67
1270.22

57.93
56.60
53.39
226.38
194.07
25.02
721.21

17.910
37.931
2.273
1.818
7.500
51.724
4.0
5.091
8.182
136.429

5.625

4.5
6.75
7.5
6.375
2.625
2.625
2.625
2.625

16.88
31.88
25.50
25.50
18.75
31.88
24.38
21.75
18.00

100.75
170.69
15.34
13.64
47.81
135.78
10.50
13.36
21.48
529.34

302.33
1,209.24
57.95
46.36
140.63
1,648.97
97.52
110.73
147.27
3,761.00

6.11
12.50
13.64
8.73
34.15
4.49
7.05
36.59
6.14
9.62

11.25
6.375
2.625
1.875
3.75
1.125
1.875
3.75

6.375
6.375

1.125
13.125
13.875
12
5.625
4.5
1.875
1.125
5.625
2.625

68.75
79.69
35.80
16.37
128.05
5.05
13.22
137.20
39.14
61.30

6.88
164.06
189.20
104.76
192.07

20.19
13.22
41.16
34.54
25.24


Đồ án cung cấp điện

GVHD: TS Phạm Mạnh Hải

Tổng

SVTH: Phạm Thị Bích Ngọc

104

Page 21

139.00

584.56

791.33


Đồ án cung cấp điện

GVHD: TS Phạm Mạnh Hải

Tọa độ tâm của nhóm 1 là :

=

=

986,25
= 17,04
57,87

=

=

1830.16
= 31,16
57,87

Tính toán tương tự cho các nhóm khác.
Ta có tọa độ tâm của các nhóm phụ tải và tâm phân xưởng:
Bảng 2.2. Tâm của các nhóm phụ tải và tâm phân xưởng
Nhóm
1
2
3
4
5
Tổng

57.87

164.03
73.97
136.43
139.00
571.30

986.25
2907.32
1,270.22
529.34
584.56
6,277.69

1803.16
2781.8
721.21
3761
791.33
9,858.50

17.04
17.72
17.17
3.88
4.21

31.16
16.96
9.75
27.57

5.69

10.99

17.26

Dựa vào các điều kiện lựa chọn vị trí tối ưu cho trạm biến áp và vị trí các phụ tải trong
phân xưởng ta chọn vị trí đặt trạm biến áp như hình vẽ.

SVTH: Phạm Thị Bích Ngọc

Page 22


Đồ án cung cấp điện

GVHD: TS Phạm Mạnh Hải

3. Chọn máy biến áp
1.1.
Nguyên tắc chung
3.1.1. Số lượng máy biến áp:
Việc lựa chọn đúng số lượng MBA dựa trên cơ sở độ tin cậy cung cấp điện. Các phụ tải
thuộc hộ tiêu thụ loại I, TBA cần đặt từ 2 MBA trở lên nối với các phân đoạn khác nhau của
thanh góp, giữa các phân đoạn có thiết bị đóng cắt khi cần thiết. Hộ tiêu thụ loại III chỉ cần đặt 1
MBA (yêu cầu trong kho cần có MBA dự trữ).
3.1.2. Chọn công suất MBA
Chọn sao cho trong điều kiện làm việc bình thường trạm đảm bảo cung cấp đủ điện năng
cho phụ tải và có dự trữ một lượng công suất đề phòng khi sự cố, đảm bảo độ an toàn cung cấp
điện, tuổi thọ máy, tiêu chuẩn kinh tế kỹ thuật. Được tiến hành dựa trên công suất tính toán toàn

phần của phân xưởng và một số tiêu chuẩn khác : ít chủng loại máy, khả năng làm việc quá tải,
đồ thị phụ tải ..
• Điều kiện chọn MBA:
- Trong điều kiện làm việc bình thường
n.khc.SđmB ≥ Stt
- Kiểm tra theo điều kiện sự cố một máy biến áp (đối với trạm có nhiều hơn 1 MBA)

SVTH: Phạm Thị Bích Ngọc

Page 23


Đồ án cung cấp điện

GVHD: TS Phạm Mạnh Hải
(n – 1).khc.kqt.SđmB ≥ Stt.sc

Trong đó :
n: Số máy biến áp trong trạm
khc: Hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường, ta chọn loại máy chế tạo ở Việt
Nam nên không cần hiệu chỉnh nhiệt độ, lấy khc = 1.
kqt: Hệ số quá tải sự cố, kqt = 1,4 nếu thoả mãn điều kiện MBA vận hành quá tải
không quá 5 ngày đêm, thời gian quá tải trong một ngày đêm không vượt quá 6h và trước khi
quá tải MBA vận hành với hệ số tải không quá 0,93.
Stt.sc: Công suất tính toán sự cố. Khi sự cố một máy biến áp có thể loại bỏ một số
phụ tải không quan trọng để giảm nhẹ dung lượng của các MBA, nhờ vậy có thể giảm được vốn
đầu tư và tổn thất của trạm trong trạng thái làm việc bình thường.
- Đồng thời cũng cần hạn chế chủng loại MBA dùng trong nhà máy để tạo điều kiện thuận
lợi cho việc mua sắm, lắp đặt, vận hành, sửa chữa, thay thế.

2.4.

Chọn MBA cho phân xưởng

- Coi phân xưởng chỉ gồm các hộ tiêu thụ loại I nên ta cần đặt 2 MBA làm việc song song
Ta có :

= 332,801 ( KVA)

Ta đặt 2 MBA song song có :
=

332,801
= 166.4 (KVA )
2 .1

Vậy chọn 2 MBA mỗi máy công suất 180 KVA, do công ty cổ phần chế tạo MBA Đông Anh chế
tạo
Kiểm tra lại công suất MBA đã chộn theo điều kiện quá tải sự cố :
lúc này chính bằng công suất tính toán phân xưởng đã cắt bớt phụ tải loại 3( 30%)

SVTH: Phạm Thị Bích Ngọc

Page 24


Đồ án cung cấp điện

=

=

GVHD: TS Phạm Mạnh Hải
0,7.332,801
= 166,4 (KVA) < 180( KVA)
( 2 − 1).1,4

thỏa mãn

Bảng 2.3 : Thông số của MBA phân xưởng
SMBA

Điện áp

P0

Pk

(kVA)
2x 180

(kV)
22/0,4

(kW)
0,45

(kW)
2,15

Uk %

I0 %

4

1,7

Vốn đầu tư
MBA (.10^6đ)
52,1

(Bảng PL6)
3.4.
Chọn dây dẫn tới trạm biến áp của xưởng
Chọn dây dẫn đến TBA phân xưởng là dây kép cáp lõi đồng
Ta có dòng điện chạy trên đường dây :

=

=

332,801
2 3.22

= 4.37 (A)

Mật độ dòng kinh tế ứng với Tmax = 4000(h) là 3,1 (A/

) (Bảng 9 PL.BT)

Vậy tiết diện dây cáp là :

F=

=

4,37
= 1,41 (
3,1

)

Chọn cáp vặn xoắn lõi đồng cách điện XPLE , đai thép , vỏ PVC do hãng FURUKAWA
chế tạo , mã hiệu XPLE.35 có r0 = 0,524 (Ω/km) , x0 = 0,13 (Ω/km) , Icp = 170 (A) ( Cáp
được đặt trong rãnh ) ( Tra bảng PL23).
• Kiểm tra điều kiện phát nóng :
Ilv ≤ k1.k2.Icp
Isc ≤ Icp

SVTH: Phạm Thị Bích Ngọc

Page 25