Thiết kế cung cấp điện cho một phân xưởng cơ khí

Thiết kế cung cấp điện cho một phân xưởng cơ khí

LỜI NÓI ĐẦU
Sau hơn ba mươi năm kể từ khi dành độc lập, hiện nay nền kinh tế nước ta đang thực hiện
đổi mới, hội nhập với nền kinh tế toàn cầu. Với chính sách phù hợp của Đảng và Nhà nước nền
kinh tế nước ta đang vươn lên mạnh mẽ trên mọi lĩnh vực. Kéo theo đó đời sống nhân dân cũng
ngày càng được nâng cao, các khu công nghiệp tăng lên nhanh chóng đặc biệt là các khu công
nghệ cao và các khu công nghiệp hợp tác giữa nước ta với nước ngoài, mặt khác nền nông nghiệp
thuần nông lao động tay chân của nước ta cũng dần được đưa tiến bộ khoa học kỹ thuật vào áp
dụng. Do đó mà nhu cầu tiêu thụ điện năng trên tất cả các lĩnh vực như: công nghiệp, nông
nghiệp, sinh hoạt… ngày càng gia tăng. Vì vậy việc tính toán thiết kế cung cấp điện cho các biệt
khu kinh tế, các khu chế xuất, các xí nghiệp công nghiệp, các nhà máy sản xuất, các khu tái định
cư… là hết sức cần thiết. Nhờ vào việc tính toán, thiết kế cung cấp điện mà nguồn năng lượng
điện được truyền tải từ nhà máy đến các trạm phân phối điện năng và đến nơi tiêu thụ được thực
hiện một cách an toàn, tiết kiệm và hiệu quả nhất.
Đồ Án Cung Cấp Điện là kết quả của sự vận dụng các kiến thức đã học vào thực tế để
tính toán thiết kế cung cấp điện cho một phân xưởng. Nhờ đó mà em hiểu rõ hơn những gì đã
được học ở phần lý thuyết mà em chưa có dịp ứng dụng vào thực tiễn, đồng thời em cũng hình
dung rõ hơn về ý nghĩa của bộ môn cung cấp điện trong ngành điện khí hóa - cung cấp điện. Với
sự giúp đỡ, hướng dẫn tận tình của T.S Phan Đại Nghĩa, em đã thực hiện tập đồ án với nội dung
“thiết kế cung cấp điện cho một phân xưởng cơ khí” nhằm củng cố những kiến thức lý thuyết mà
em đã được học và cũng là cơ sở để chúng em thiết kế những mạng điện lớn hơn sau
này.
Do trình độ kiến thức của em có hạn, thời gian ngắn, tài liệu tham khảo không nhiều cũng
như kinh nghiêm còn hạn chế, chắc chắn tập đồ án này không thể tránh khỏi những chỗ thiếu xót.
Em kính mong thầy Phan Đại Nghĩa góp ý để em có thể bổ sung những chỗ chưa chính xác và
cũng để giúp em hoàn thiện hơn vốn kiến thức của mình.
Em xin chân thành cảm ơn T.S Phan Đại Nghĩa đã chỉ bảo và hướng dẫn tận tình để em
hoàn thành tập đồ án môn học này.

Page 1

Thiết kế cung cấp điện cho một phân xưởng cơ khí

CHƯƠNG I
TÍNH TOÁN PHỤ TẢI
1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ:
Vấn đề đầu tiên được đặt ra khi tiến hành thiết kế cung cấp điện cho một phân xưởng đó
là việc phải xác định phụ tải tính toán của phân xưởng đó. Tùy theo phụ tải thực tế cũng như
chính sách phát triển của phân xưởng mà ta thực hiện việc tính toán theo phụ tải thực tế hoặc còn
phải tính thêm phần phụ tải có thể mở rộng trong tương lai của phụ tải phân xưởng. Phần xác
định thêm phần phụ tải mở rộng thường được xác định cho các xí nghiệp công nghiệp hoặc các
nhà máy lớn còn có khả năng phát triển mở rộng sản xuất trong tương lai. Khi xác định phụ tải
tính toán tức là ta phải giải được bài toán xác định phụ tải ngắn hạn hay dài hạn.
Xác định phụ tải ngắn hạn tức là xác định phụ tải công trình ngay sau khi đưa vào vận
hành. Còn xác định phụ tải dài hạn đòi hỏi người thiết kế phải tính thêm phần phụ tải có thể mở
rộng trong tương lai. Phụ tải đó thường được gọi là phụ tải tính toán. Việc xác định chính xác phụ
tải tính toán là một nhiệm vụ rất khó khăn nhưng đây lại là một bước cực kỳ quan trọng. Phụ tải
tính toán chính là cơ sở để người thiết kế có thể dựa vào đó mà tiến hành chọn máy biến áp, dây
dẫn, các thiết bị đóng cắt bảo vệ…,để tính tổn thất công suất, để tính toán dung lượng bù. Việc
xác định chính xác phụ tải tính toán sẽ làm giảm bớt chi phí đầu tư ban đầu, giảm tổn thất điện
áp, tổn thất công suất, đảm bảo an toàn cho con người và hệ thống thiết bị khi vận hành.
1.2 CÁC SỐ LIỆU BAN ĐẦU:
 Phân xưởng với tổng diện tích F = 54 x 18 = 972 (m2), phân xưởng cao 7m, chiều dài

54m, chiều rộng 18m.
 Phân xưởng gồm một cửa ra vào chính và bốn cửa ra vào phụ, bên trong phân xưởng gồm






phòng KCS, phòng KHO và phần mặt bằng còn lại đặt máy móc thiết bị.
Môi trường làm việc ít bụi, khô ráo, nhiệt độ trung bình hàng năm là 350c.
Sản phẩm của phân xưởng là sản phẩm cơ khí, quy mô sản xuất vừa.
Phân xưởng làm việc theo ca, mỗi ngày 3 ca.
Phân xưởng thuộc hộ tiêu thụ điện loại 3, có nguồn dự phòng.

1.3 SƠ ĐỒ MẶT BẰNG PHỤ TẢI ĐIỆN CỦA PHÂN XƯỞNG:

Page 2


Thiết kế cung cấp điện cho một phân xưởng cơ khí

Sơ đồ mặt bằng phụ tải điện của phân xưởng là số liệu quan trọng để thực hiện các bước
tính toán tiếp theo. Sơ đồ mặt bằng phân xưởng cho thấy vị trí các thiết bị trên toàn bộ mặt bằng
phân xưởng. Các thông số phụ tải điện và sơ đồ mặt bằng phân xưởng được xác định như bảng
bên.(bản vẽ1).
1.4 PHÂN NHÓM PHỤ TẢI:
Phân nhóm phụ tải dựa vào các yếu tố sau:






Phân nhóm theo chức năng: các thiết bị trong cùng một nhóm nên có cùng chức năng.
Phân nhóm theo vị trí: các thiết bị trong cùng một nhóm nên có vị trí gần nhau.
Phân nhóm chú ý phân đều công suất cho các nhóm.

Dòng định mức của nhóm phù hợp với dòng định mức của CB chuẩn.
Số nhóm tùy thuộc vào quy mô của phân xưởng nhưng không nên quá nhiều, thường số
nhóm không lớn hơn 5.

Dựa vào đặc điểm phân bố của phụ tải phân xưởng ta chia phụ tải phân xưởng ra làm hai
nhóm lớn : nhóm A và nhóm B. Các nhóm lớn này được chia làm nhiều nhánh nhỏ được thể hiện
theo bảng số liệu 2 và bảng số liệu 3.
NHÓM A:
Tên
nhánh

Kí hiệu máy trên
mặt bằng

Số
lượng

Pn (KW)

cos φ/ tg φ

Ku

1

5
12

2
1

3
3
2
5
1
1
1
3

5
12
22
3
7
23
3
8
10
21

0.8/0.75
0.75/0.88

0.8
0.7

0.85/0.62
0.7/1.02

0.8

0.85

0.8/0.75
0.7/1.02
0.75/0.88

0.84
0.83
0.78

Tổng
2

3
7
Tổng

3

3
8
10
Tổng

NHÓM B:
Tên
nhánh

Kí hiệu máy
trên mặt bằng

Số
lượng

Pn (KW)

Page 3

Cos φ/tg φ

Ku


Thiết kế cung cấp điện cho một phân xưởng cơ khí

1

3
6
12
Tổng

2

1
3
4
12
Tổng

3

2
6
Tổng

1
1
1
3
1
1
1
1
4
3
2
5

3
6
12
21
1
3
4
12
20
2
6

18

0.8/0.75
0.75/0.88
0.82/0.70

0.8
0.7
0.65

0.85/0.62
0.7/1.02
0.87/0.57
0.86/0.59

0.8
0.85
0.75
0.8

0.8/0.75
0.75/0.88

0.85
0.75

1.5/ XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN:
a/ phụ tải tính toán phần động lực:
Phụ tải tính toán của các nhóm máy được xác định theo công thức sau:

Trong đó:
•
•
•
•
•
•

Ksi : hệ số đồng thời của nhóm thiết bị thứ i
Kui : hệ số sử dụng của thiết bị thứ i.
Pni : công suất định mức của thiết bị thứ i.
Pci : công suất tính toán của nhóm thiết bị thứ i.
Sci : công suất biểu kiến của nhóm thiết bị thứ i.
Ici : dòng tính toán của nhóm thiết bị thứ i.

Phụ tải tính toán của các tủ phân phối được xác định theo công thức sau:

Trong đó:
•

Pcm : công suất tính toán tác dụng của tủ phân phối thứ m.

Page 4


Thiết kế cung cấp điện cho một phân xưởng cơ khí

•
•
•

Qcm : công suất tính toán phản kháng của tủ phân phối thứ m.
Scm : công suất tính toán biểu kiến của tủ phân phối thứ m.
ksm : hệ số đồng thời của tủ phân phối thứ m.

a-1/ NHÓM A:
•

Nhánh 1:

PA1 = 1(0.8x5x2 + 0.7x12) = 16.4 (Kw)
QA1 = 1(0.8x5x2x0.75 + 0.7x12x0.88) = 13.39 (KVar)
SA1 = = 21.17 (KVA)

•

Nhánh 2:

PA2 = 0.9(0.8x3x3 + 0.85x7x2) = 17.19 (Kw)
QA2 = 0.9(0.8x3x3x0.62 + 0.85x7x2x1.02) = 14.94 (KVar)
SA2 = = 22.78 (KVA)

•

Nhánh 3:

PA3 = 1(0.84x3 + 0.83x8+0.78x10) = 16.96 (Kw)
QA3 = 1(0.84x3x0.75 + 0.83x8x1.02 + 0.78x10x0.88) = 15.53 (KVar)
SA3 = = 23 (KVA)

Phụ tải tính toán cho nhóm A (tủ phân phối DB1):
PA = 1(16.4 + 17.19 + 16.96) = 50.55 (Kw)
QA = 1(19.39 + 14.94 + 15.53) = 43.86 (KVar)
SA = = 66.93 (KVA)

Bảng thống kê công suất tính toán cho các nhánh máy trong nhóm A:

Page 5


Thiết kế cung cấp điện cho một phân xưởng cơ khí

Tên nhánh
Nhánh 1
Nhánh 2
Nhánh 3
Nhóm A (DB1)

Ksi
1
0.9
1
1

Pci (Kw)
16.4
17.19
16.96
50.55

Qci (KVar)
13.39
14.94
15.53
43.86

Sci (KVA)
21.17
22.78
23
66.93

Ici (A)
32.16
34.6
34.94
101.68

a-2/ NHÓM B:
•

Nhánh 1:

PB1 = 1(0.8x3 + 0.7x6 + 0.65x12) = 14.4 (Kw)
QB1 = 1(0.8x3x0.75 + 0.7x6x0.88 + 0.65x12x0.7) = 10.96 (KVar)
SB1 = = 18.1 (KVA)

•

Nhánh 2:

PB2 = 0.9(0.8x1 + 0.85x3 + 0.75x4 + 0.8x12) = 14.36 (Kw)
QB2 = 0.9(0.8x1x0.62 + 0.85x3x1.02 + 0.75x4x0.57 + 0.8x12x0.59) = 9.42 (KVar)
SB2 = = 17.17 (KVA)

•

Nhánh 3:

PB3 = 0.9(0.85x2x3 + 0.75x 6x2) = 12.69 (Kw)
QB3 = 0.9(0.85x2x3x0.75 + 0.75x 6x2x0.88) = 10.57 (KVar)
SB3 = = 16.52 (KVA)

Phụ tải tính toán cho nhóm B (tủ phân phối DB2):
PB = 1(14.4 +14.36 + 12.69) = 41.45 (Kw)
QB = 1(10.96 + 9.42 + 10.57) = 30.95 (KVar)
SB = = 51.73 (KVA)

Page 6


Thiết kế cung cấp điện cho một phân xưởng cơ khí

Bảng thống kê công suất tính toán cho các nhánh máy trong nhóm B:
Tên nhánh
Nhánh 1
Nhánh 2
Nhánh 3
Nhóm B (DB2)

Ksi
1
0.9
0.9
1

Pci (Kw)
14.4
14.36
12.69
41.45

Qci(KVar)
10.96
9.42
10.57
30.95

Sci (KVA)
18.1
17.17
16.52
51.73

Ici(A)
27.5
26.1
25.1
78.6

Phụ tải tính toán phần động lực:
Phụ tải tính toán phần động lực cho phân xưởng được xác định như sau:

Sttdl =
Trong đó:
•
•
•
•
•

Pttdl : công suất tác dụng tính toán động lực của phân xưởng.
Qttdl : công suất phản kháng tính toán động lực của phân xưởng.
Sttdl : công suất biểu kiến động lực của phân xưởng.
Ks: hệ số đồng thời của tủ phân phối chính.
Ptti: công suất tác dụng tính toán của tủ phân phối phụ thứ i.

Pttdl = 1(50.55 + 41.45) = 92 (Kw)
Qttdl = 1(43.86 + 30.95) = 74.81 (KVar)
Sttdl = = 118.58 (KVA)
b/ phụ tải tính toán phần chiếu sáng:
Do quy trình sản xuất và đặc điểm của phân xưởng sản xuất ta xem như toàn phân xưởng
được chiếu sáng đều với loại đèn METAL HALIDE.
Phụ tải tính toán chiếu sáng cho phân xưởng được xác định sơ bộ theo phương pháp suất chiếu
sáng trên một đơn vị diện tích.
Pcl = P0 x F.

Page 7

Thiết kế cung cấp điện cho một phân xưởng cơ khí

Trong đó:
• P0 : suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích, P0 = 10 W/m2 (tra bảng suất phụ tải chiếu sáng giáo trình Cung Cấp Điện của T.S Quyền Huy Ánh).
• F : diện tích phân xưởng.
F = 54 x 18 = 972 (m2).
Pcl = 10 x 972 = 9720 (w) = 9.72 (Kw)
Chọn hệ số công suất cosφ = 0.95 (do đèn có sử dụng tụ bù riêng cho mỗi đèn).
Qcl = Pcltgφ = 9.72 x 0.329 = 3.20(Kvar).
Scl = = = 10.23 (KVA)
Chiếu sáng sự cố:
Chọn công suất chiếu sáng sự cố bằng 20% công suất chiếu sáng. Plsc = 0.2 x 9.72 =1.94 (Kw)
Ta dùng loại đèn acquy 20 w Cosφ = 0.6 ( tgφ = 1.33) vận hành theo chế độ sau:
• Khi có điện sẽ cấp điện nạp cho acquy.
• Khi mất điện nguồn từ acquy sẽ cấp nguồn cho các đèn chiếu sáng sự cố.
• Dòng nạp cho acquy bằng 1/10 dòng định mức.

Qttlsc = 0.19 x 1.33 = 0.26 (KVar)
Sttlsc = = = 0.32 (KVA)
c/ Tính toán ổ cắm :
30 ổ cắm một pha 15 A, cosφ = 0.8 ; 10 ổ cắm 3 pha cosφ = 0.8.
Pco1p = 240 x15 x 0.8 x 30 = 86400 (w) = 86.4 (Kw)
Qco3p = 3 x 400 x 15 x 0.8 x 10 = 83138.0 (w) = 83.14 (Kw).

Coi như các thiết bị sử dụng điện một pha được phân đều trên ba pha:

Page 8


Thiết kế cung cấp điện cho một phân xưởng cơ khí

Pttco = (86.4 + 83.14)0.1= 16.95 (Kw)
Qttco = 16.95 x0.75 = 12.71(Kvar)
d/ tổng công suất tính toán của ổ cắm và chiếu sáng:
Plo = Pttco + Pttlsc + Pcl = 9.72 + 0.19 + 16.95 = 26.86 (Kw)
Qlo =Qttco + Qttlsc + Qcl = 0.26 + 3.20 + 12.71 = 16.17 (KVar)
Slo = = = 61.04 (KVA)
e/ xác định phụ tải tính toán cho toàn phân xưởng:
Pttpx = Pttdl + Pttlo = 105.35 + 26.86 = 132.21 (Kw)
Qttpx = Qtdl + Qttlo = 62.58 + 16.17 = 78.75 (KVar)
Sttpx = = = 153.89 (KVA)

1.6/ XÁC ĐỊNH TÂM PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO PHÂN XƯỞNG:
Tọa độ tâm phụ tải tính toán của phân xưởng được xác định theo công thức sau:

Trong đó:
Pi: công suất định mức của thiết bị thứ i
Xnhi: tọa độ x của tâm nhóm thiết bị thứ i
Ynhi : tọa độ y của tâm nhóm thiết bị thứ i
Xi: tọa độ x của thiết bị thứ i
Yi: tọa độ y của thiết bị thứ i
Ta chọn trục tọa độ oxy : lấy gốc tọa độ phía dưới, bên trái; trục tung oy trùng với cạnh chiều rộng
của mặt bằng, trục hoành ox trùng với cạnh chiều dài của mặt bằng phân xưởng.
a/ Nhóm A:

Page 9


Thiết kế cung cấp điện cho một phân xưởng cơ khí

STT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11

Ký Hiệu
3A
3B
3C
3D
5A
5B
7A
7B
8
10
12

Pn (Kw)
3
3
3

3
5
5
7
7
8
10
12

X(m)
5
13.6
13.6
13.6
1.7
1.7
5.8
8.2
21.7
20.5
7.5

Y(m)
16
14.6
9.6
4.6
12.5
3.5
3.25

3.25
8.2
15
10

X.Pn
15
40.8
40.8
40.8
8.5
8.5
40.6
57.4
173.6
205
90

Y.Pn
48
43.8
28.8
13.8
62.5
17.5
22.75
22.75
65.6
150
120

Vậy tọa độ tâm phụ tải của nhóm A là IA(10.92 , 9.44) (m)
b/ Nhóm B:
STT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

Ký Hiệu
1
2A
2B
2C
3E
3F
4
6A
6B
6C
12A
12B

Pn (Kw)
1
2
2
2
3
3
4
6
6
6
12
12

X(m)
32
52.2
52.2
52.2
41
39
45.3
32.5
44.9
48.2
38.3
38.3

Vậy tâm phụ tải của nhóm B là IB (41.34,8.51) (m)

c/ Tọa độ tâm phụ tải của toàn phân xưởng:

Trong đó:

Page 10

Y(m)
2.2
11.2
7.2
3.8
16
2
10
16.2
2.5
2.5
12.5
7

X.Pn
32
104.4
104.4
104.4
123
117
181.2
195
269.4

289.2
459.6
459.6

Y.Pn
2.2
22.4
14.4
7.6
48
6
40
97.2
15
15
150
84


Thiết kế cung cấp điện cho một phân xưởng cơ khí

•
•

Xnhi , Ynhi : lần lượt là tọa độ của nhóm thứ i.
Ptti : là công suất tính toán của thiết bị thứ i.

Tọa độ tâm của phụ tải của các nhóm máy và tọa độ tâm phan xưởng được thể hiện theo bản vẽ 2.
1.7/ XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ ĐẶT TỦ PHÂN PHỐI CHÍNH VÀ CÁC TỦ PHỤ:
Việc lắp đặt tủ động lực cho từng nhóm máy cung như tủ động lực cho toàn phân xưởng phải đảm

bảo các yêu cầu sau:
•
•
•
•

Tủ phải đặt gần tâm phụ tải.
Thuận tiện cho việc quan sát toàn nhóm máy hay toàn phân xưởng.
Không gây cản trở lối đi.
Gần cửa ra vào, thông gió tốt.

Như vậy ta nên đặt tủ phân phối chính MDB ( Main Distribution Board) và tủ phân phối phụ
(Distribution Board) gần tâm phụ tải chính của phân xưởng và tâm phụ tải của nhóm. Tủ phân phối
cho phần chiếu sáng (Distribution Lighting Board) được đặt gần cửa ra vào của phân xưởng cho tiện
việc điều khiển chiếu sáng. Vị trí các tủ phân phối được hiệu chỉnh theo bản vẽ số 3.

Page 11


Thiết kế cung cấp điện cho một phân xưởng cơ khí

Page 12


Thiết kế cung cấp điện cho một phân xưởng cơ khí

CHỌN PHƯƠNG ÁN ĐI DÂY
2.1/ ĐẶT VẤN ĐỀ
Phương án cung cấp điện bao gồm những vấn đề chính như: cấp điện áp, nguồn điện, sơ đồ đi
dây, phương án vận hành,… đó là những vấn đề quan trọng bởi vì việc xác định đúng đắn và hợp lý

các vấn đề đó sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến việc vận hành, khai thác và hiệu quả của hệ thống cung cấp
điện. sai lầm pham phải khi xác định phương án cung cấp điện gây hậu quả xấu lâu dài về sau, đôi khi
phải trả giá rất đắt cho những sai lầm đó.
Vì vậy để xác định phương án cung cấp điện hợp lý nhất chúng ta phải thu thập và phân tích
đầy đủ các số liệu ban đầu, trong đó quan trọng nhất là phụ tải tính toán. Trong phương án cung cấp
điện thì việc đi dây cũng là một vấn đề hết sức quan trọng. việc lựa chọn phương án đi dây cho mạng

Page 13


Thiết kế cung cấp điện cho một phân xưởng cơ khí

điện cũng quyết định khả năng xử lý khi có sự cố xảy ra, nó cũng ảnh hưởng trực tiếp đến việc bảo
quản cũng như vận hành sửa chữa. ngoài ra nó còn góp phần thể hiện tính thẩm mỹ và tính bố trí
khoa học trong phân xưởng.
2.2 VẠCH PHƯƠNG ÁN ĐI DÂY MẠNG ĐIỆN PHÂN XƯỞNG:
2.2.1 Yêu cầu:
Việc lựa chọn phương án đi dây trong phân xưởng phải đảm bảo các yêu cầu sau:
•
•
•
•
•

Đảm bảo chất lượng, tức là đảm bảo tiêu chuẩn về tần số và điện áp.
Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện phù hợp với yêu cầu của phụ tải.
Thuận tiện và an toàn trong vận hành, lắp đặt và bảo trì sửa chữa.
Đảm bảo tính kinh tế.
Sơ đồ nối dây đơn giản rõ ràng.

Ngoài ra tùy theo đặc điểm của từng phân xưởng cũng như yêu cầu công nghệ mà chúng ta phải xét
thêm các yếu tố như: đặc điểm của quá trình công nghệ, yêu cầu cung cấp điện cho phụ tải, khả năng
cấp vốn đầu tư và thiết bị, trình độ kỹ thuật vân hành của công nhân,…
Phân tích các phương án đi dây:
Thường để đơn giản trong lắp đặt và vận hành người ta thường chọn hai phương án đi dây sau:
a.Sơ đồ hình tia: (dùng cho nơi có tải tiêu thụ tập trung)

Ưu điểm:
•
•
•
•
•

Sơ đồ nối dây rõ ràng cho mỗi hộ tiêu thụ.
Mỗi thiết bị được cung cấp từ một đường dây riêng, ít chịu ảnh hưởng từ hộ bên cạnh.
Độ tin cậy cung cấp điện cao, dễ dàng áp dụng tự động hóa và bảo vệ.
Dễ vận hành, xác định sự cố để sửa chữa, bảo quản, mở rộng sản xuất.
Kích thước dây dẫn giảm dần về phía cuối mạch.

Page 14


Thiết kế cung cấp điện cho một phân xưởng cơ khí

Nhược điểm:
•

Nhược điểm của sơ đồ này là sự cố xảy ra trong đường dây chính cấp điện thì sẽ cắt tất cả các

•

mạch phía sau.
Vốn đầu tư lớn.

b. Sơ đồ hình tia phân nhánh: (dùng để điều khiển tập trung lưới).

Ưu điểm:
•
•

Độ tin cậy cung cấp điện cao.
Có tính kinh tế cao hơn so với sơ đồ hình tia.

Nhược điểm:
•
•
•

Khi đường nhánh nào đó có sự cố thì ảnh hưởng đến nhánh bên cạnh.
Sơ đồ trở nên phức tạp khi có một số lượng lớn mạch, yêu cầu bảo vệ ở mức cao.
Khó áp dụng các phương pháp tự động hóa, khí cụ bảo vệ.

2.2.3 Vạch phương án đi dây:
Mạng điện của phân xưởng được cung cấp từ lưới điện 15 Kv quốc gia. Qua trạm biến áp,
điện được cung cấp tới tủ phân phối chính của phân xưởng, từ tủ qua hệ thông dây dẫn được đi máng

Page 15

Thiết kế cung cấp điện cho một phân xưởng cơ khí

cáp. Từ tủ phân phối chính điên được cung cấp đến các tủ phân phối phụ rồi từ đây cung cấp đến các
động cơ qua hệ thống dây dẫn được thực hiện đi trên máng cáp.
Phụ tải của phân xưởng là phụ tải tập trung, phân xưởng thuộc hộ tiêu thụ điện loại ba nên ta
chọn phương án đi dây cho mạng điện phân xưởng là: mạng hình tia.

Do công suất của các máy tương đối nhỏ nên ta chọn phương án đi dây cho các nhóm như sau:
Phương pháp đi dây cho nhóm A:
Thiết bị
5A, 5B,12A
3B,3C,3D,7A,7B
3A,10,8

Nhánh
1
2
3

Công suất nhánh
22
23
21

Nhánh
1
2

Công suất nhánh
21

20
18

Phương pháp đi dây cho nhóm B:
Thiết bị
6A,3E,12B
12C,4,3F,1
2A,2B,2C,6B,6C

2.3 XÁC ĐỊNH PHƯƠNG ÁN LẮP ĐẶT DÂY:
Có nhiều phương pháp lựa chọn hệ thống dây dẫn và phương pháp lắp đặt dây cho phân
xưởng theo nhiều tiêu chuẩn khác nhau. Theo tiêu chuẩn IEC 364-5-52(1993) quy định việc lựa chọn
và lắp đặt hệ thông dây dẫn dựa trên nguyên tắc liên quan đến cáp và dây dẫn, cách đấu nối ngầm, giá
đỡ hay cáp treo,…
Dựa theo tiêu chuẩn IEC ta chọn các phương án đi dây như sau:
•

Tuyến dây từ trạm biến áp đến tủ phân phối chính MDB: vì đây là tuyến dây chính chịu dòng
tải lớn nên thường dùng cáp đồng đơn lõi bọc cách điện PVC (thường là 3 cáp dây pha và 1

•

cáp trung hòa). Chọn phương án lắp đặt đi trên thang cáp.
Tuyến dây từ tủ phân phối chính MDB đến tủ phân phối phụ DB: thường dùng cáp đồng đơn
lõi hay đa lõi bọc PVC, chọn phương án lắp đặt đi trên máng cáp.

Page 16


Thiết kế cung cấp điện cho một phân xưởng cơ khí

•

Tuyến dây từ tủ phân phối phụ DB đến các động cơ:vì tải ba pha công suất tương đối nhỏ nên
ta chọn cáp đồng 3 lõi, cáp bọc PVC, chọn phụ tải đi dây trên máng cáp.

Sơ đồ mặt bằng đi dây (Bản vẽ số 4)

Sơ đồ nguyên lý đi dây trong mạng phân xưởng:

Page 17


Thiết kế cung cấp điện cho một phân xưởng cơ khí

Chương 3
CHỌN BIẾN ÁP

Page 18


Thiết kế cung cấp điện cho một phân xưởng cơ khí

3.1 ĐẶT VẤN ĐỀ:
Trạm biến áp là một trong những phần tử quan trọng nhất của hệ thống cung cấp điện.
Trạm biến áp dùng để biến đổi điện áp này sang cấp điện áp khác, các trạm biến áp, trạm phân
phối, đường dây tải điện cùng với các nhà máy điện làm thành một hệ thống phát và truyền tải
điện năng thống nhất.
Dung lượng của các máy biến áp, vị trí, số lượng và phương thức vân hành của các trạm
biến áp có ảnh hưởng rất lớn đến các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật của hệ thống cung cấp điện. Vì

vậy, việc lựa chọn các trạm biến áp bao giờ cũng gắn liền với việc lựa chọn phương án cung cấp
điện. Dung lượng máy biến áp và các thông số khác của trạm biến áp phụ thuộc vào phụ tải của
nó, vào phụ tải của nó , vào cấp điện áp, và phương thức vận hành của máy biến áp,…
3.2 CHỌN SỐ LƯỢNG VÀ CÔNG SUẤT CỦA TRẠM BIẾN ÁP:
3.2.1 Chọn vị trí đặt trạm biến áp:
Vị trí trạm biến áp phải đảm bảo các yêu cầu sau:
•
•
•
•
•
•

An toàn và liên tục cung cấp điện.
Khả năng phát triển phụ tải sau này.
Tiêu tốn kim loại màu ít nhất.
Gần tâm phụ tải, thuận tiện cho nguồn cung cấp đi tới.
Thao tác vận hành quản lý dễ dàng và phòng cháy nổ,bụi và khí ăn mòn.
Tiết kiệm vốn đầu tư và chi phí vận hành thấp nhất.

Ngoài ra vị trí đặt trạm biến áp còn phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố khác như:
•
•
•

Môi trường có khí ăn mòn.
Môi trường dễ cháy.
Kết cấu, quy hoạch của công trình xây dựng.

Căn cứ vào các yêu cầu trên và dựa vào sơ đồ vị tríphân xưởng sửa chữa cơ khí. Ta chọn vị trí lắp

đặt trạm biến áp như sau: Trạm biến áp đặt ngoài phân xưởng cách tủ phân phối chính 12m và
gần lưới điện quốc gia.
3.2.2 Lựa chọn máy biến áp:
`

Lựa chọn máy biến áp bao gồm lựa chọn số lượng, công suất chủng loại, kiểu cách

và các tính năng khác của máy biến áp.

Page 19


Thiết kế cung cấp điện cho một phân xưởng cơ khí

a.Chọn số lượng và chủng loại máy biến áp:
Có nhiều phương pháp để xác định số lượng và chủng loại máy biến áp, nhưng
thường phải dựa vào những nguyên tắc chính sau đây:
•

Chủng loại máy biến áp trong cùng một trạm biến áp nên đồng nhất (hay ít chủng loại).

•

Để giảm máy biến áp dự phòng trong khovà thuận tiện trong lắp đặt vận hành.
Số lượng máy biến áp trong trạm biến áp : đối với hộ tiêu thụ loại một, thường
chọn hai máy biến áp trở lên. Đối với hộ tiêu thụ loại hai, số lượng máy biến áp được
chọn còn phụ thuộc vào việc so sánhcác hiệu quả kinh tế - kỹ thuật. Tuy nhiên để đơn
giản trong vận hành, số lượng máy biến áp trong trạm biến áp không nên quá ba máy và
các máy biến nên có cùng chủng loại và công suất.

b. Xác định công suất máy biến áp:
Hiện nay có rất nhiều phương pháp để xác định công suất của máy biến áp nhưng
vẫn dựa trên nội dung các nguyên tắc sau đây:
•

Chọn theo điều kiện làm việc bình thường, có xét đến quá tải cho phép. Mức độ quá tải

•

được tính sao cho hao mòn cách điện trong thời gian đang xét là cho phép.
Kiểm tra theo điều kiện quá tải sự cố với thời gianhạn chế không gián đoạn cung cấp điện.

Sau đây giới thiệu điển hình một phương pháp điển hình để xác định công suất trạm biến áp. Đó
là phương pháp quá tải 3% (theo điều kiện làm việc bình thường). Dựa vào đồ thị phụ tải ta thực
hiện việc tính toán qua các bước sau:

SBA: công suất định mức máy biến áp
Smax:công suất phụ tải lớn nhất
: hệ số quá tải khi máy biến áp không gặp sự cố

Kđk: hệ sso điền kín của đồ thị phụ tải

3.3 CHỌN BIẾN ÁP CHO PHÂN XƯỞNG:

Page 20


Thiết kế cung cấp điện cho một phân xưởng cơ khí

3.3.1 Chọn máy biến áp:

Phân xưởng thuộc hộ tiêu thụ loại ba nên ta chọn một máy biến áp cho trạm biến áp.
Phụ tải của phân xưởng thực tế được xác định theo các đồ thị dưới đây:
Đồ thị phụ tải của phân xưởng:

Đồ thị công suất tác dụng của phân xưởng

Page 21


Thiết kế cung cấp điện cho một phân xưởng cơ khí

Đồ thị công suất phản kháng của phân xưởng

Page 22


Thiết kế cung cấp điện cho một phân xưởng cơ khí

Đồ thị công suất phản kháng của phân xưởng
Từ quá trình tính toán ta có phụ tải tính toán của phân xưởng Smax=154(KVA).

Page 23


Thiết kế cung cấp điện cho một phân xưởng cơ khí

MÁY BIẾN ÁP 3 PHA _
Thông số kĩ thuật
Tổn hao không tải Po (W)
Dòng điện không tải Io (%)

Tổn hao ngắn mạch ở 75
độ C Pk(W)
Điện áp ngắn mạch Uk (%)
Kích thước máy
L
W
H
A
Trọng lượng
Dầu
Ruột máy
Tổng

180 KVA
510
2
2350
4
1035
890
1380
550
239
536
1025

3.3.2/ sơ đồ nối dây trong trạm và đo lường trong trạm:
 Ta chọn trạm biến áp giàn, công suất máy biến áp 160KVA .
 Thực hiện đo lường phía trung áp. Đồng hồ đo lườngđược gắn trước trạm biến áp. Thực

hiện đo lường bằng cách lấy nguồn áp và dòng điện từ lưới trung áp 15KV qua các
máy CT biến dòng và biến áp CV rồi đưa vào hệ thống đo lường.
Sơ đồ kết nối trạm biến áp như sau:

Page 24


Thiết kế cung cấp điện cho một phân xưởng cơ khí

Sơ đồ trạm biến áp phân xưởng

Page 25