đồ án báo cáo Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy cơ khí địa Phương

§å ¸n Tèt nghiÖp

Cung CÊp §iÖn

Phần I
Thiết kế cung cấp điện
cho nhà máy cơ khí địa Phương
Chương I
Giới thiệu chung về xí nghiệp
1. Loại ngành nghề, quy mô và năng lực của xí nghiệp

1.1. Loại ngành nghề:
Ngày nay, nền kinh tế nước ta đang phát tri ển m ạnh m ẽ, đời s ống
nhân dân cũng được nâng cao nhanh chóng. Trong quá trình công nghiệp
hoá, hiện đại hoá đất nước thì các loại hình doanh nghiệp Nhà nước
nói chung và nhà máy cơ khí địa phương nói riêng là những m ục tiêu
hàng đầu trong việc sản xuất ra sản phẩm và phát tri ển nền kinh t ế
quốc dân.
- Nhà máy cơ khí mà em thiết kế là nhà máy cơ khí địa phương.
Nhiệm vụ sản xuất chủ yếu của nhà máy là chế tạo, lắp đặt những kết
cấu kim loại, gia công, sửa chữa lắp ráp cơ khí phục vụ cho sự nghiệp
cơ khí hoá sản xuất nông nghiệp địa phương, các mặt hàng thiết yếu
dùng trong xây dựng, sinh hoạt. Ngoài những m ặt hàng trên nh à máy
còn có dây chuyền sản xuất bi gang, phục vụ cho các máy nghiền than
của các nhà máy Xi măng và các nhà máy Nhiệt điện.
Để thực hiện tốt nhiệm vụ sản xuất chiến lược của mình, không
những chỉ đòi hỏi về tính chất công nghệ mà còn yêu cầu đảm bảo
chất lượng và độ tin cậy cao trong lĩnh vực cung cấp điện cho nhà máy.
1.2. Quy mô, năng lực của xí nghiệp:

Ph¹m Ch©n Ph¬ng HT§ - K35

1


§å ¸n Tèt nghiÖp

Cung CÊp §iÖn

- Xí nghiệp có tổng diện tích là 22525m 2 nhà xưởng, bao gồm 10
phân xưởng, được xây dựng tập trung tương đối gần nhau, với tổng
công suất dự kiến phát triển sau 10 năm sau là 12MVA.
- Dự kiến trong tương lai xí nghiệp sẽ được mở rộng và được
thay thế, lắp đặt các thiết bị máy móc 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 ph ương pháp c ấp
điện sao cho không gây quá tải sau vài năm sản xuất và cũng không để
quá dư thừa dung lượng mà sau nhiều năm xí nghiệp vẫn không khai
thác hết dung lượng công suất dự trữ dẫn đến lãng phí.
2 . Quy trình công nghệ sản xuất của xí nghiệp:
PX SC cơ khí

PXKC Kim loại

trạm bơm
PX LRáp cơ khí

Bộ phận thí nghiệm

BPHC & QL

sản phẩm

px rèn

Nén khí
PX. Đúc

PC GC Gỗ

* BPHC & QL -

Bộ phận hành chính và quản lý.

* PXCSCK

-

Phân xưởng sửa chữa cơ khí.

* PXLRCK

-

Phân xưởng lắp ráp cơ khí.

* PXR

-

Phân xưởng rèn.

* PXĐ

-

Phân xưởng Đúc.

* PXGCG

-

Phân xưởng gia công gỗ.

Ph¹m Ch©n Ph¬ng HT§ - K35

2


§å ¸n Tèt nghiÖp

* PXKCKL

Cung CÊp §iÖn

-

Phân xưởng kết cấu kim loại.

- Theo quy trình trang bị điện và quy trình công nghệ sản xuất của
xí nghiệp, thì việc ngừng cung cấp điện sẽ ảnh hưởng đến chất lượng

sản phẩm, gây thiệt hại về kinh tế, do đó ta x ếp xí nghi ệp v ào ph ụ t ải
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.
3 . Giới thiệu phụ tải điện của toàn xí nghiệp.

3.1. Các đặc điểm của phụ tải điện.
- Phụ tải điện trong xí nghiệp công nghiệp có thể phân ra làm hai
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 với độ lệch điện áp cho phép ∆UCf = ± 5%
Uđm. Công suất của chúng nằm trong dải từ một đến hàng chục kw, và
được cấp bởi tần số f=50Hz.
- Phụ tải chiếu sáng thường là phụ tải một pha, công suất không
lớn. Phụ tải chiếu sáng bằng phẳng, ít thay đổi và thường dùng dòng
điện tần số f = 50Hz. Độ lệch điện áp trong mạng điện chiếu sáng ∆UCf
= ±2,5%.
3.2 . Các yêu cầu về cung cấp điện của xí nghiệp.
- Các yêu cầu cung cấp điện phải dựa vào phạm vi và m ức độ
quan trọng của các thiết bị để từ đó vạch ra phương thức cấp đi ện cho
từng thiết bị cũng như cho các phân xưởng trong xí nhiệp, đánh giá
tổng thể toàn xí nghiệp cơ khí ta thấy tỷ lệ (%) của phụ tải loại II là
Ph¹m Ch©n Ph¬ng HT§ - K35

3

§å ¸n Tèt nghiÖp

Cung CÊp §iÖn

67%. Phụ tải loại II lớn gấp 2 lần phụ tải loại III, do đó xí nghiệp
được đánh giá là hộ phụ tải loại II, vì vậy yêu cầu cung cấp điện phải
được đảm bảo liên tục.
4. Phạm vi đề tài.

- Đây là một đề tài thiết kế tốt nghiệp, nhưng do thời gian có h ạn
nên việc tính toán chính xác và tỷ mỉ cho công trình là một khối lượng
lớn, đòi hỏi thời gian dài, do đó ta chỉ tính toán chọn cho những hạng
mục quan trọng của công trình.
- Sau đây là những nội dung chính mà bản thiết kế sẽ đề cập
đến:
+ Thiết kế mạng điện phân xưởng.
+ Thiết kế mạng điện xí nghiệp.
+ Tính toán công suất bù cho xí nghiệp.
+ Tính toán nối đất cho các trạm biến áp phân xưởng.
+ Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng sửa chữa cơ khí.

Ph¹m Ch©n Ph¬ng HT§ - K35

4


§å ¸n Tèt nghiÖp

Cung CÊp §iÖn

Chương II
xác định phụ tải tính toán
các phân xưởng và toàn xí nghiệp.

1. Xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng sửa chữa cơ
khí.

1.1. Phân loại và phân nhóm phụ tải trong phân xưởng sửa chữa cơ
khí
- Các thiết bị đều làm việc ở chế độ dài hạn.
- Để phân nhóm phụ tải ta dựa theo nguyên tắc sau :
+ Các thiết bị trong nhóm nên có cùng một chế độ làm việc
+ Các thiết bị trong nhóm nên gần nhau, tránh trồng chéo dây dẫn
+ Công suất thiết bị trong nhóm cũng nên cân đối để khỏi quá
chênh lệch giữa các nhóm
+ Số lượng thiết bị trong nhóm nên có một giới hạn
Căn cứ vào vị trí, công suất của các máy công cụ bố trí trên m ặt
bằng xưởng ta chia ra làm 5 nhóm thiết bị (phụ tải ) như sau :
+ Nhóm 1: 1; 1; 2; 3; 3; 5; 6; 11; 12;
+ Nhóm 2 : 2; 4; 8; 9; 13; 17; 17;
+ Nhóm 3 : 18 22; 31; 37; 41; 44;
+ Nhóm 4: 19; 20; 21; 24; 26; 28; 33;
+ Nhóm 5 : 23; 25; 40; 42; 46; 47; 48; 49; 50;
Bảng 2-1: Bảng công suất đặt tổng của các nhóm.
Nhóm phụ tải

1

2

3

4

5

Công suất tổng (kw)

70,35

70,4

162,25

164,9

139,2

1.2 . Xác định phụ tải động lực tính toán của phân xưởng.
a. Các phương pháp xác định phụ tải tính toán

Ph¹m Ch©n Ph¬ng HT§ - K35

5


§å ¸n Tèt nghiÖp

Cung CÊp §iÖn

- Theo công suất trung bình và hệ số cực đại.
- Theo công suất trung bình và độ lệch của phụ tải khỏi giá tr ị
trung bình.
- Theo công suất trung bình và hệ số hình dáng của đồ thị phụ tải
- Theo công suất đặt và hệ số nhu cầu.
Vì đã có thông tin chính xác về m ặt bằng bố trí máy móc thi ết b ị,
biết được công suất và quá trình công nghệ của từng thiết bị, nên ta xác
định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ số cực đại .
b. Xác định phụ tải tính toán của nhóm 1
Bảng 2-2: Bảng số liệu nhóm 1.
Tên thiết bị

TT

Số
lượng

Kí hiệu

Công suất (kw)

1

Búa hơi để rèn

2

1

10,0

2

Búa hơi để rèn

1

2

28,0

3

Lò rèn

2

3

4,5

4

Quạt lò

1

5

2,8

5

Quạt thông gió

1

6

2,5

6

Dầm treo có Palăng
điện

1

11

4,85

7

Máy mài sắc

1

12

3,2

Công thức tính phụ tải tính toán:
Ptt =Kmax . Ptb = Kmax . Σ Ksdi . Pđmi.

( 2-1)

Trong đó:
+ Ptb : công suất trung bình của phụ tải trong ca mang tải lớn nhất
(kw)
+ Pđm : công suất định mức của phụ tải (kw)
+ Ksd : hệ số sử dụng công suất của nhóm thiết bị.

Ph¹m Ch©n Ph¬ng HT§ - K35

6


§å ¸n Tèt nghiÖp

Cung CÊp §iÖn

(Bảng phụ lục 1 trang 253 TKCĐ).
+ Kmax: hệ số cực đại công suất tác dụng, tra đồ thị hoặc tra bảng
theo

hai đại lượng Ksd và nhq .
+ nhq : số thiết bị dùng điện hiệu quả
- Ta thấy với nhóm máy công cụ có K sd =0,16; từ cosϕ=0,6

→ tgϕ = 1,33.

• Trình tự xác định nhq như sau :
- Xác định n1 : số thiết bị có công suất lớn hơn hay bằng 1/2 công
suất của thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm.
Với nhóm 1, ta có n1 = 1
- Xác định P1 tổng công suất định mức của n1 thiết bị trên.
Ta có
+ Pđm

n1

P1 = ∑1 P dm
: công suất định mức của n1 thiết bị.

P1 = 28kw
- Xác định n* và p* : n* =
Trong đó: n* =

1
= 0,11
9

;

n1
n

P* =

;

p* =

P1
PΣ

28
= 0,398
70,35

- Từ các giá trị n* = 0,11 và p* = 0,4 tra bảng (PL: 1.5: TKC Đ]
được nhq*= 0,47, vậy ta có nhq = n . nhq* = 9 . 0,47 = 4,23 ↔ nhq = 4

• Từ Ksd = 0,16 và nhq = 4 tra bảng [PL: 1.6 TKCĐ]

được K max =

3,11 vào công thức (2-1) tính được:
Ptt = 3,11 . 0,16 (10 + 10 + 28 + 4,5 + 4,5 + 2,8 + 2,5 + 4,85 + 3,2)
= 35 (kw)
Ph¹m Ch©n Ph¬ng HT§ - K35

7


§å ¸n Tèt nghiÖp

Cung CÊp §iÖn

Qtt = Ptt . tgϕ = 35 . 1,33 = 46,55 (KVAR)
S tt = Ptt2 + Q 2tt = 352 + 46,552 = 58,24(KVA)
I tt =

S tt

=

3.U

58,24.103
3.380

= 88,486(A )

• Tương tự tính toán cho các nhóm khác, kết quả ghi được trong
bảng B2-3.

• Một số công thức được dùng để tính toán:
- Công thức quy đổi chế độ làm việc ngắn hạn lặp lại về chế độ
làm việc dài hạn của thiết bị:
Pqd = Pdm . K d %

(2 - 2)

+ Kd%: Hệ số đóng điện phần trăm.
- Công thức tính hệ số sử dụng công suất tác dụng trung bình:
n

K sdtb =

∑ k sdi . p dmi
1

n

.

(2-3)

∑ p dmi
1

- Hệ số công suất trung bình:
n

cos ϕ tb =

∑p
1

dmi

. cos ϕ

(2-4)

n

∑p

1

dmi

- Công thức quy đổi phụ tải 1 pha sang phụ tải 3 pha khi đấu vào điện
áp dây.
Pđm.tđ = 3 Pđm.ph.max

(2-5)

+ Pđm.ph.max :phụ tải định mức của pha mang tải lớn nhất (kw)

Ph¹m Ch©n Ph¬ng HT§ - K35

8


§å ¸n Tèt nghiÖp

Cung CÊp §iÖn

Bảng kết quả tính toán B2-3 ở trang sau:

Ph¹m Ch©n Ph¬ng HT§ - K35

9


§å ¸n Tèt nghiÖp

Cung CÊp §iÖn

1.3. Xác định phụ tải chiếu sáng toàn phân xưởng:
Phụ tải chiếu sáng được tính theo công suất chiếu sáng trên m ột
đơn vị diện tích. Công thức tính :
Pcs =P0. F

(2-6)

Trong đó :
+ P0 : Suất phụ tải chiếu sáng trên đơn vị diện tích (W/m2)
+ F : Diện tích cần được chiếu sáng (m2)
- Diện tích chiếu sáng toàn phân xưởng F = 48 x 25 =1200 (m2)
- Suất phụ tải chiếu sáng chung cho phân xưởng sửa chữa cơ khí
Po =15 (W/m2)
Thay vào công thức (2-6) được :
Pcs =15 . 1200 = 18 (Kw).
1.4 . Phụ tải tính toán toàn phân xưởng sửa chữa cơ khí:
Công thức:
n

P tt.px = kdt ∑1 ptt.nhi + ∑ Pcs

( 2-7)

n

Q tt .PX = K dt ∑ Q tt .nhi
1

Trong đó :
+ Kđt : hệ số đồng thời, lấy Kđt= 0,85.
+n

: số nhóm thiết bị.

+ Pcs : phụ tải chiếu sáng (kw)
+ P tt.nhi, Qtt.nhi : công suất tác dụng, phản kháng tính toán của nhóm thứ
i.
Thay các giá trị tính toán được ở trên vào công thức ( 2-7) được:
Ph¹m Ch©n Ph¬ng HT§ - K35

10


§å ¸n Tèt nghiÖp

Cung CÊp §iÖn

Pttpx = 0,85 . (35 + 32,33 + 80,74 + 82,05 + 63,92) + 18 = 268,0 (kw)
Qttpx=0,85.(46,55+43,0 = 107,38 + 109,13 + 85,01) = 332,41 (KVAR)
Stt.px = 268,0 2 + 332,52 = 427,06(KVA)
1.5. Xác định phụ tải đỉnh nhọn của nhóm thiết bị.
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:
Iđn = Ikđ(max) + (Itt - Ksd . Iđm(max))

(2-8)

Trong đó:
Ikđ(max) - Dòng khởi động của thiết bị có dòng khởi động lớn nhất
trong nhóm máy.
Itt - Dòng điện tính toán của nhóm máy.
Iđm(max) - Dòng định mức của thiết bị đang khởi động.
Ksd - Hệ số sử dụng của thiết bị đang khởi động.
- Iđn.nh1 = 70,9 . 5 + (88,49 - 0,16 . 70,9) = 431,65 (A)
- Iđn.nh2 = 70,9 . 5 + (81,74 - 0,16 . 70,9) = 424,9 (A)
- Iđn.nh3 = 202,58 . 5 + (207,451 - 0,16 . 227,9) = 1310,5(A)
- Iđn.nh5 = 113,95 . 5 + (161,6 - 0,16 . 113,95) = 713,12 (A)
2. Xác định phụ tải tính toán cho các phân xưởng khác và
toàn xí nghiệp.

2.1. Phụ tải tính toán của các phân xưởng:
Phụ tải động lực:
- Vì các phân xưởng khác chỉ biết công suất đặt do đó phụ tải tính
toán được xác định theo phương pháp hệ số nhu cầu (knc ).
Công thức tính :
Pđl = knc . Pđ
Qđl = Qtt = Ptt . tgϕ
Ph¹m Ch©n Ph¬ng HT§ - K35

11


§å ¸n Tèt nghiÖp

p
2
2

S tt = p tt + Qtt = costtϕ

Cung CÊp §iÖn

(2-9)

Trong đó :
+ Pđ : Công suất đặt của phân xưởng (kw)
+ knc : Hệ số nhu cầu của nhóm thiết bị đặc trưng (tra sổ tay kỹ
thuật).
+ tgϕ : Tương ứng với cosϕ đặc trưng của nhóm hộ tiêu thụ.
Phụ tải chiếu sáng : tính theo công thức (2-6) ở trên.
a. Tính toán cho phân xưởng kết cấu kim loại :
Phân xưởng có công suất đặt Pđ = 1950 (kw)
Diện tích 70 . 25 = 1750 (m2)
- Tra bảng phụ lục [PL 1.3: TKCĐ]
knc =0,7
cosϕ =0,9 → tgϕ =0,484
Po = 15 (w/m2)
- Thay vào công thức (2-6 ) và (2-9) ở trên ta tính được:
+ Phụ tải động lực :
Pđl = 0,7 . 1950 = 1365 (kw)
Qtt = Ptt . tgϕ = (Pđl + Pcs) . tgϕ = 1391,25 . 0,484 = 673,37 (KVAR)
+ Công thức tính toán chiếu sáng:
Pcs = P0 . F = 15 . 1750 = 26,25 (kw)
+ Công suất tính toán tác dụng của phân xưởng:
Ptt = Pđl + Pcs = 1365 + 26,25 = 1391,25 (kw)

Ph¹m Ch©n Ph¬ng HT§ - K35

12


§å ¸n Tèt nghiÖp

S tt =

Ptt
cos ϕ

=

Cung CÊp §iÖn
1391,25
= 1545,83 (KVA)
0,9

b. Tính toán tương tự cho các phân xưởng khác .
Kết quả được được ghi trong bảng B 2-4:
Bảng 2-4
Tên phân xưởng

Pđ,
kw

Knc

cosϕ

tgϕ

F

Po

Pcs

P đl

(m2)

w/m2

kw

kw

Ptt kw

Qtt

Stt

KVAR

KVA

PX. Kết cấu kim loại

1950

0,7

0,9

0,484

1750

15

26,25

1365

1391,25

673,365

1545,83

PX. Lắp ráp cơ khí

1800

0,4

0,6

1,33

3600

15

54

720

774

1029,42

1290

PX. Đúc

1200

0,7

0,8

0,75

2925

15

43,88

840

883,875

662,91

1104,84

PX. Nén khí

800

0,7

0,8

0,75

2250

15

33,75

560

593,75

445,31

742,19

PX. Rèn

1200

0,6

0,6

1,33

1250

15

18,75

720

738,75

982,53

1231,25

Trạm bơm

640

0,7

0,75

0,88

1125

15

16,875

448

464,88

409,1

619,83

PX. CSCK

830

0,3

0,6

1,33

1200

15

18

250,0

268,0

332,41

446,7

PX. Gia công gỗ

450

0,5

0,6

1,33

3375

14

47,25

225

272,25

362,1

453,75

Bộ phận HC và Qlý

80

0,8

0,9

0,484

3800

15

57

64

121

58,56

134,44

Bộ phận thử
nghiệm

370

0,8

0,8

0,75

1250

20

25

296

321

240,75

401,25

Tổng

9320

340,8

5488

5829

5196

7970

22525

2.2. Xác định phụ tải tính toán của toàn xí nghiệp:
- Phụ tải tính toán tác dụng của toàn xí nghiệp:
10

10

1

1

PttXN = k dl ∑ Ptti + ∑ Pcsi = 4663,2( kw )

- Phụ tải tính toán phản kháng toàn xí nghiệp:
10

QttXN = kđt

∑ Q tti = 0,8.5196 = 4156,8

(KVAR)

1

- Phụ tải tính toán toàn phần của xí nghiệp:
S ttXN = 4663,2 2 + 4156,8 2 = 6246,95(KVA)

Ph¹m Ch©n Ph¬ng HT§ - K35

13


§å ¸n Tèt nghiÖp

Cung CÊp §iÖn

- Hệ số công suất của toàn xí nghiệp:
Cosϕ x =

PttXN
S ttXN

=

4663,2
= 0,75
6246,95

2.3. Tính sự tăng trưởng của phụ tải trong 10 năm sau:
- Công thức xét đến sự gia tăng của phụ tải trong tương lai:
S(t) = Stt (1 + α1t); trong 262 sách tra cứu CCĐXNCN.
Trong đó:
Stt - Công suất tính toán của xí nghiệp ở thời điểm hiện tại.
α1 - Hệ số phát triển hàng năm của phụ tải: (α1 = 0,083 - 0,101)
(trang 262 sách CCDXNCN)
t - Số năm dự kiến (t = 10 năm)
Vậy S(10) = 6246,95 . (1 + 0,95 . 10) = 12181,55 (KVA)
→ P(10) = S(10) . Cosϕ = 12181,55 . 0,75 = 9136,16 (Kw)
3. Xác định biểu đồ phụ tải:

- Việc phân bố hợp lý các trạm biến áp trong phạm vi xí nghiệp l à
một vấn đề quan trọng để xây dựng sơ đồ cung cấp điện có các chỉ
tiêu kinh tế, kỹ thuật cao, đảm bảo được chi phí hàng năm nhỏ. Để
xác định được vị trí đặt các trạm biến áp ta xây dựng biểu đồ phụ t ải
trên mặt bằng tổng của xí nghiệp.
- Biểu đồ phụ tải là một vòng tròn có diện tích bằng phụ tải tính
toán của phân xưởng theo một tỉ lệ lựa chọn.
- Mỗi phân xưởng có một biểu đồ phụ tải. Tâm đường tròn biểu
đồ phụ tải trùng với tâm của phụ tải phân xưởng, tính g ần đúng có th ể
coi phụ tải của phân xưởng đồng đều theo diện tích phân xưởng .
- Biểu đồ phụ tải cho phép hình dung được rõ ràng s ự phân bố
phụ tải trong xí nghiệp.
Ph¹m Ch©n Ph¬ng HT§ - K35

14

§å ¸n Tèt nghiÖp

Cung CÊp §iÖn

- Mỗi vòng tròn biểu đồ phụ tải chia ra thành hai phần hình quạt
tương ứng với phụ tải động lực và phụ tải chiếu sáng.
3.1. Xác định bán kính vòng tròn phụ tải:

Ri =

S ttPXi

( 2-10 )

Π.m

Trong đó :
+ SttPXi : Phụ tải tính toán của phân xưởng thứ i, (KVA)
+ Ri : Bán kính vòng tròn biểu đồ phụ tải của phân xưởng thứ i,
mm
+ m : tỉ lệ xích KVA/mm2

• Góc chiếu sáng của biểu đồ phụ tải :
αcs =

360. p

cs

ptt

Để xác định biểu đồ phụ tải, chọn tỷ lệ xích 3 KVA/mm.
Bảng tính kết quả R và αcs :
Bảng 2-5
Ký
Tên phân xưởng
hiệu
1 PX. Kết cấu kim loại

Pcs
Kw
26,25

Ptt
Kw
1391,25

Stt
m
R,
2
KVA KVA/mm mm
1545,83
3
12,81

54

774

1290

3

11,7

5,12

α0cs
6,79

2

PX. Lắp ráp cơ khí

3

Phân xưởng đúc

43,88

883,88

1104,84

3

10,83

17,87

4

Phân xưởng nén khí

33,75

593,75

742,19

3

8,88

20,46

5

Phân xưởng rèn

18,75

738,75

1231,25

3

11,43

9,13

6

Trạm bơm

16,875

464,88

619,83

3

8,11

13,07

7

PX sửa chữa cơ khí

18

268

446,7

3

6,89

24,18

8

Phân xưởng gia công gỗ

47,25

272,25

453,75

3

6,94

62,48

9

Bộ phận hành chính &
BQL

57

121

134,44

3

3,78

169,59

10

Bộ phận thử nghiệm

25

321

401,25

3

6,53

28,04

3.2 . Biểu đồ xác định tâm phụ tải.

Ph¹m Ch©n Ph¬ng HT§ - K35

15

§å ¸n Tèt nghiÖp

Cung CÊp §iÖn

Trên sơ đồ mặt bằng xí nghiệp vẽ một hệ toạ độ xoy, có vị trí toạ
độ trọng tâm của các phân xưởng là ( x i, yi ) ta xác định được toạ độ
tối ưu M0(x0, y0 )
Vòng tròn phụ tải :
Góc phụ tải chiếu sáng.

αcs

Phụ tải động lực.
1
Tên phân xưởng; Công suất tính toán của phân xưởng
1545

• Xác định trọng tâm phụ tải của xí nghiệp:
Công thức :
n

x0 =

n

∑ si . xi
1

n

∑ si

;

y0 =

∑ si yi
1

1

x0 =

n

∑ si
1

1545,83.3,5 + 1290.1,3 + 1104,84.8,3 + 742,19.4,3 + 401,25.5,9
8043,44
+ 1231,25.5,3 + 619,83.5,5 + 446,7.5,7 + 453,75.8 + 134,44.1,9
= 4,8
8043,44

y0 =

1454,83.5,5 + 1290.5,5 + 1104,84.2 + 742,19.1,3 + 1231,25.4,3
8043,44
19,83.1 + 446,7.5,7 + 453,75.5 + 134,44.0,7 + 401,25.1,9

= 3,8
8043,44

Dịch chuyển ra khoảng trống, vậy ta có tâm phụ tải xí nghiệp:
M (xo,yo)= M0(4,8; 3,8)
Chương III

Ph¹m Ch©n Ph¬ng HT§ - K35

16


§å ¸n Tèt nghiÖp

Cung CÊp §iÖn

thiết kế mạng đIện cao áp
cho xí nghiệp

1. Yêu cầu đối với sơ đồ cung cấp điện :

- Yêu cầu đối với các sơ đồ cung cấp điện và nguồn cung cấp r ất
đa dạng. Nó phụ thuộc vào giá trị của xí nghiệp và công suất yêu cầu
của nó, khi thiết kế các sơ đồ cung cấp điện phải lưu ý tới các yếu tố
đặc biệt đặc trưng cho từng xí nghiệp công nghiệp riêng biệt, điều
kiện khí hậu, địa hình, các thiết bị đặc biệt đòi hỏi độ tin cậy cung
cấp điện (ĐTCCCĐ) cao, các đặc điểm của quá trình sản xuất và quá
trình công nghệ ... Để từ đó xác định mức độ đảm bảo an toàn cung
cấp điện, thiết lập sơ đồ cấu trúc cấp điện hợp lý.
- Việc lựa chọn sơ đồ cung cấp điện chủ yếu căn cứ độ tin cậy,

tính kinh tế và tính an toàn. Độ tin cậy của s ơ đồ cấp điện ph ụ thu ộc
vào loại hộ tiêu thụ mà nó cung cấp, căn cứ vào loại hộ tiêu thụ để
quyết định số lượng nguồn cung cấp của sơ đồ .
- Sơ đồ cung cấp điện (SĐCCĐ) phải có tính an toàn đảm bảo an
toàn tuyệt đối cho người và thiết bị trong mọi trạng thái vận hành. Ngoài
ra, khi lựa chọn sơ đồ cung cấp điện cũng phải lưu ý tới các yếu tố kỹ
thuật khác như đơn giản, thuận tiện cho vận hành, có tính linh hoạt trong
sự cố, có biện pháp tự động hoá.
2. Tổng hợp phụ tải tính toán của xí nghiệp:

- Kinh nghiệm cho thấy rằng phụ tải điện của xí
nghiệp tăng lên không ngừng do việc hợp lý hoá tiêu
thụ điện năng, tăng năng suất của các máy chính,
tăng dung lượng năng lượng, thay hoặc hoàn thiện
các thiết bị công nghệ, xây lắp thêm các thiết bị công
nghệ,... .Để hợp lý hoá sơ đồ cung cấp điện và tất cả các

Ph¹m Ch©n Ph¬ng HT§ - K35

17


§å ¸n Tèt nghiÖp

Cung CÊp §iÖn

phần tử của nó phụ thuộc vào việc đánh giá đúng đắn
phụ tải điện, nếu không tính đến sự phát triển của ph ụ
tải sẽ dẫn đến phá hoại các thông số tối ưu của lưới.
- Nhưng do không có thông tin cụ thể về sự phát triển của ph ụ tải

điện của xí nghiệp nên ở đây ta không xét đến mức gia tăng của phụ
tải trong tương lai do đó phụ tải tính toán S tt đã tính trước với số năm
dự kiến là 10.
Stt(10) = 12181,55 KVA
Ptt(10) = 9136,16 kw
3. Xác định điện áp truyền tải từ hệ thống đến xí nghiệp:

3.1. Công thức kinh nghiệm:
Trong tính toán điện áp truyền tải thông thường người ta sử dụng
một số công thức kinh nghiệm sau:
U = 4,34 l + 16 P

(a)

U = 164 P.l

(b)

U = 17.

l
+P
16

(3-1)

(c)

Trong đó:
+ U : Điện áp truyền tải tính bằng (kv)

+ l : Khoảng cách truyền tải tính bằng (km)
+ P : Công suất truyền tải tính bằng (1000 kw)
3.2. Xác định điện áp truyền tải từ hệ thống về xí nghiệp.
Thay các giá trị PttXN(10) = 9136,16 kw và l = 5km vào công thức (31a) trên ta tính được U = 53,36 kv. Vậy ta chọn cấp điện áp truyền t ải
từ hệ thống đến xí nghiệp là Uđm =35 kv.
4. Các phương pháp cung cấp điện cho xí nghiệp :

4.1. Các phương án về trạm nguồn:
- Giới thiệu những sơ đồ đặc trưng cung cấp điện cho xí nghiệp
chỉ từ hệ thống (Hình 19 - 14a, b, c, d - Tra cứu CCĐXNCN).

Ph¹m Ch©n Ph¬ng HT§ - K35

18


§å ¸n Tèt nghiÖp

Cung CÊp §iÖn

- Ta thấy nếu dùng sơ đồ dẫn sâu từ m ạng 35kv xu ống điện áp
0,4kv thì có lợi giảm được tổn thất nhưng chi phí cho các thiết bị cao.
Loại sơ đồ này phù hợp với các xí nghiêp có các phân x ưởng n ằm cách
xa

nhau

(Hình b)
- Nếu dùng sơ đồ trạm biến áp trung tâm 35/10kv cấp điện cho các
biến áp phân xưởng 10/0,4kv thì chi phí cho các thiết bị thấp và với loại

hình phân xưởng đặt gần nhau thì tổn thất không lớn (Hình c)
Theo phân tích trên ta dùng sơ đồ trạm nguồn là trạm biến áp trung
tâm 35/10kv cấp điện cho các trạm biến áp phân xưởng (BAPX)
4.2. Chọn vị trí xây dựng trạm :
Trạm biến áp trung tâm .

•

- Trạm biến áp trung tâm nhận điện từ trạm biến áp trung gian
(BATG) hay đường dây của hệ thống có điện áp 35kv biến đổi xuống
điện áp 10kv cung cấp cho các trạm biến áp phân xưởng.
- Vị trí xây dựng trạm được chọn theo nguyên tắc chung sau:
+ Gần tâm phụ tải điện M0 (4,8; 3,8)
+ Thuận lợi cho giao thông đi lại và mỹ quan
Trạm biến áp đặt vào tâm phụ tải điện, như vậy độ dài mạng
phân phối cao áp, hạ áp sẽ được rút ngắn, các chỉ tiêu kinh tế k ỹ thuật
của sơ đồ cung cấp điện đảm bảo hơn.
Vậy ta chọn xây dựng trạm biến áp trung tâm gần phân x ưởng s ố 2
(ký hiệu số 5 trên mặt bằng )
•

Trạm biến áp phân xưởng :

Ph¹m Ch©n Ph¬ng HT§ - K35

19


§å ¸n Tèt nghiÖp

Cung CÊp §iÖn

- Trạm biến áp phân xưởng làm nhiệm vụ biến đổi từ điện áp xí
nghiệp 10kv xuống điện áp phân xưởng 0,4kv cung cấp cho các ph ụ t ải
động lực và chiếu sáng của phân xưởng.
- Vị trí các trạm phân xưởng cũng đặt ở gần tâm phụ tải phân
xưởng, không ảnh hưởng tới quá trình sản xuất, thuận tiện cho việc
vận hành và sửa chữa .
+ Trạm đặt trong phân xưởng: giảm được tổn thất, chi phí xây
dựng, tăng tuổi thọ thiết bị, nhưng khó khăn trong vấn đề chống cháy
nổ .
+ Trạm đặt ngoài phân xưởng: tổn thất cao, chi phí xây dựng lớn,
dễ dàng chống cháy nổ.
+ Trạm đặt kề phân xưởng: tổn thất và chi phí xây dựng không
cao, vấn đề phòng cháy nổ cũng dễ dàng
Vậy trạm biến áp được chọn xây dựng kề phân xưởng.
5. Xác định số lượng, dung lượng cho các máy biến áp:

5.1. Xác định số lượng máy biến áp:
- Chọn số lượng máy biến áp cho các trạm chính cũng như tr ạm
biến áp phân xưởng có ý nghĩa quan trọng đối với việc xây dựng một s ơ
đồ cung cấp điện hợp lý.
- Kinh nghiệm tính toán và vận hành cho thấy là trong một tr ạm
biến áp chỉ cần đặt một máy biến áp là tốt nhất, khi cần thiết có thể
đặt hai máy, không nên đặt quá hai máy.
+ Trạm một máy biến áp có ưu điểm là tiết kiệm đất đai, vận
hành đơn giản trong hầu hết các trường hợp có chi phí tính toán h àng
năm nhỏ nhất nhưng có nhược điểm mức đảm bảo an toàn cung cấp
điện không cao .
+ Trạm hai máy biến áp thường có lợi về kinh tế hơn so v ới các

trạm ba máy và lớn hơn.

Ph¹m Ch©n Ph¬ng HT§ - K35

20


§å ¸n Tèt nghiÖp

Cung CÊp §iÖn

Khi thiết kế để quyết định chọn đúng số lượng máy biến áp cần
phải xét đến độ tin cậy cung cấp điện .
- Dựa vào tính năng và mức độ quan trọng của từng phân xưởng
trong xí nghiệp có thể phân ra hai loại phụ tải sau :
•

Phụ tải loại 2 gồm :

- Phân xưởng kết cấu kim loại (KCKL), ký hiệu trên m ặt bằng số
1.
- Phân xưởng lắp ráp cơ khí (LRCK), ký hiệu trên mặt bằng số 2.
- Phân xưởng đúc, ký hiệu trên mặt bằng số 3.
- Phân xưởng nén khí, ký hiệu trên mặt bằng số 4
- Trạm bơm, ký hiệu trên mặt bằng số 6.
•

Phụ tải loại 3 gồm:

- Phân xưởng rèn (PXR), ký hiệu trên mặt bằng số 5.

- Phân xưởng (SCCK), ký hiệu trê mặt bằng số 7
- Phân xưởng (GCG), ký hiệu trên mặt bằng số 8.
- Bộ phận HC & Ban Quản lý, ký hiệu trên mặt bằng số 9.
- Bộ phận thử ngiệm, ký hệu trên mặt bằng số 10.
•

Số lượng trạm biến áp được chọn như sau:

- Phân xưởng là phụ tải loại 2, cần đặt 2 MBA cho trạm BAPX đó.
- Phân xưởng là phụ tải loại 3 cần đặt 1 MBA cho trạm BAPX đó.
- Căn cứ vào vị trí, công suất tính toán và yêu cầu độ tin cậy CCĐ
của phân xưởng, quyêt định đặt 7 trạm (BAPX) như sau:
+ Trạm B1 (2MBA) : Cấp cho PXKCKL
+ Trạm B2 (2 MBA): Cấp điện cho PXLRC khí.
+ Trạm B3 (2 MBA): Cấp điện cho phân xưởng đúc.
Ph¹m Ch©n Ph¬ng HT§ - K35

21


§å ¸n Tèt nghiÖp

Cung CÊp §iÖn

+ Trạm B4 (2 MBA) : Cấp điện cho PXN khí + BPHC & BQL
+ Trạm B5 (2 MBA): Cấp điện cho trạm bơm và bộ phận thử
nghiệm.
+ Trạm B6 (1 MBA): Cấp điện cho phân xưởng rèn.
+ Trạm B7 (1 MBA): Cấp điện cho phân xưởng SCCK+ PX Gia công
gỗ.

5.2. Chọn dung lượng máy biến áp:
- Chọn công suất máy biến áp đảm bảo độ an toàn cung cấp điện
(A.T.C.C.Đ). Máy biến áp được chế tạo với các cỡ tiêu chuẩn nhất
định, việc lựa chọn công suất máy biến áp không những đảm bảo độ an
toàn cung cấp điện, đảm bảo tuổi thọ của máy mà còn ảnh hưởng lớn
đến các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của sơ đồ cung cấp điện.
- Các máy biến áp của các nước được chế tạo với các định mức
khác nhau về nhiệt độ môi trường xung quanh, vì vậy khi dùng máy
biến áp ở những nơi có điều kiện khác với môi trường chế tạo cần ti ến
hành hiệu chỉnh công suất định mức của máy biến áp.
•

Điều kiện chọn công suất máy biến áp .

- Nếu 1MBA :
Nếu 2 MBA

S dmB ≥ S TT
2 S dmB ≥ S TT

kqtsc SdmB ≥ Ssc

(3-2)
(3-3)

Trong đó:
+ SđmB : Công suất định mức của MBA (KVA)
+ Stt
+ Ssc

: Công suất tính toán của phụ tải ( KVA)
: Công suất phụ tải mà trạm cần chuyển tải khi sự cố

(KVA)
+ Kqtsc: Hệ số quá tải sự cố ; Kqtsc = 1,4.

Ph¹m Ch©n Ph¬ng HT§ - K35

22


§å ¸n Tèt nghiÖp

Cung CÊp §iÖn

Trạm biến áp trung tâm:

SdmB ≥

S TT = 12181,5 = 6090,78(KVA)
2

2

SSC 12181,55
SdmB ≥ 1,4 = 1,4 = 8701(KVA)
- Chọn MBA do Liên Xô chế tạo loại TDH có S đm = 10 MVA khi
đưa về lắp đặt trong nước thì công suất định mức của MBA phải được
hiệu chỉnh theo nhiệt độ.
- Công thức hiệu chỉnh công suất theo nhiệt độ .[ giáo trình:

CCĐXN ]


Sdm = Sdm 1 −
'



θtb − 5 .1 − θMax − 35 
100  




100

(3-4)

Trong đó:
+ S’đm : công suất định mức sau khi hiệu chỉnh (kVA)
+ Sđm : công suất định mức ghi trên nhãn máy (kVA)
Theo khí hậu miền Bắc lấy θtb= 240C, θmax=420C, như vậy công
suất định mức sau khi hiệu chỉnh S’đm=0,75Sđm→S’đm=0,75.10000=
7500(KVA).
Bảng thông số kỹ thuật của máy biến áp trung tâm:
Bảng 3-1
Loại
TDH
•

Sđm
7500

Điện áp (kv)

Tổn thất

UN%

C

H

∆Po

∆Pn

C-H

35

10

14,5

65

8,0

Trạm biến áp phân xưởng :

- Nên chọn cùng một cỡ máy hoặc chọn không qúa 2-3 cỡ máy.
- Trạm biến áp phân xưởng B1

Ph¹m Ch©n Ph¬ng HT§ - K35

23


§å ¸n Tèt nghiÖp

SdmB ≥

Cung CÊp §iÖn

S tt = 1545,83 = 772,915(KVA)
2

2

Ssc 1545,83
SdmB ≥ 1,4 = 1,4 = 1104,164(KVA)
- Vì các thiết bị thuộc phụ tải loại I của phân x ưởng ch ỉ chi ếm
khoảng 80%, do đó lấy Ssc = 0,8 x 1104,164 = 883,33 KVA.
Chọn máy biến áp 1000KVA của ABB sản xuất t ại Vi ệt Nam
không phải hiệu chỉnh theo điều kiện nhiệt độ.
•

Chọn tương tự cho các trạm biến phân xưởng khác, những máy

có Sđm≤1000kVA, ta chọn MBA của hãng ABB sản xuất tại Việt Nam
nên không phải hiệu chỉnh nhiệt độ. Các trạm dùng loại trạm kề, có 1
tường chung với tường phân xưởng. Kết quả chọn ghi trong bảng B3-2.
Bảng 3-2
Ký
hiệ
u

Tên phân xưởng

1

PX. Kết cấu kim loại

2

PX. lắp ráp cơ khí

3

Stt
(kVA)

Số máy

SđmB
(kVA)

Tên trạm

1545,83

2

1000

B1

1290

2

1000

B2

Phân xưởng đúc

1104,84

2

1000

B3

4

PX. nén khí

742,19

2

800

B4

5

Bộ phận hành chính và
BQL

134,44

6

Trạm bơm

619,83

2

800

B5

7

Bộ phận thử nghiệm

401,25

8

PX. rèn

1231,25

1

1000

B6

9

PX sửa chữa cơ khí

446,7

1

800

B7

10

PX. gia công gỗ

453,75

6. Các phương án đi dây mạng cao áp của xí nghiệp:

- Trạm biến áp trung tâm của xí nghiệp sẽ được lấy điện từ hệ
thống bằng đường dây trên không, dây nhôm lõi thép, lộ kép.
Ph¹m Ch©n Ph¬ng HT§ - K35

24


§å ¸n Tèt nghiÖp

Cung CÊp §iÖn

- Để đảm bảo an toàn, đảm bảo không gian và mỹ quan cho xí
nghiệp mạng cao áp được dùng cáp ngầm. Từ trạm BATT đến các tr ạm
biến áp phân xưởng B1; B2; B3 ; B4 ; B5; dùng cáp lộ kép, đến trạm B 6; B7
dùng cáp lộ đơn.
Căn cứ vào vị trí các trạm biến áp phân xưởng và trạm biến áp
trung tâm trên mặt bằng, đề ra 3 phương án đi dây mạng cao áp.
•

Phương án 1:

Các trạm biến áp phân xưởng được cấp điện trực tiếp từ trạm
BATT.
•

Phương án 2 và phương án 3; các trạm biến áp xa trạm BATT

của nhà máy, lấy liên thông qua các trạm ở gần trạm BATT. Các
phương án đi dây của mạng điện xí nghiệp như sau:
(Vẽ các sơ đồ đi dây của 3 phương án)
Trong đó:
- Trạm biến áp trung tâm (BATT)

- Trạm biến áp phân xưởng (BAPX)
- Các cao áp
- Các hạ áp
7. Tính toán so sánh chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật cho các phương
án

Đường dây cấp điện từ hệ thống về trạm BATT của xí nghiệp
bằng đường dây trên không, loại dây AC
Tra bảng với dây dẫn AC và Tmax=4500h được Jkt =1,1(A/mm2)

Ph¹m Ch©n Ph¬ng HT§ - K35

25