BÀI tập lớn CUNG cấp điện cho nhà máy

Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội
***

Bài Tập Lớn Cung Cấp Điện

Giáo Viên Hướng Dẫn : Hà Văn Chiến
Sinh Viên Thực Hiện : Nguyễn Thái Hòa
Mã SV :1231040561
Lớp CĐKT Đ7-K12


Môn Cung Cấp Điện

[TRƯỜNG ĐHCN HN - BÀI TẬP LỚN CUNG CẤP ĐIỆN]

*****

LỜI NÓI ĐẦU
Trong công cuộc xây dựng và đổi mới đất nước, điện lực luôn giữ vai trò vô
cùng quan trọng trong nền kinh tế quốc dân.Ngày nay điện năng trở thành năng
lượng không thể thiếu được trong hầu hết các lĩnh vực kinh tế.Mỗi khi có một
nhà máy mới ,một khu công nghiệp mới, một khu dân cư mới được xây dựng thì
ở đó nhu cầu về hệ thống cung cấp điện nảy sinh.
Trong công cuộc công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước,mà đi đầu là công
nghiệp ,nền công nghiệp nước ta đang có được nhữnh thành tựu đáng kể: các xí
nghiệp công nghiệp ,các nhà máy với những dây truyền sản xuất hiện đại đã và
đang được đưa vào hoạt động .Gắn liền với những công trình đó,để đảm bảo sự
hoạt động liên tục ,tin cậy và an toàn thì cần phải có một hệ thống cung cấp điện
tốt.
Đối với sinh viên khoa điện,nhữnh kỹ sư tương lai sẽ trực tiếp tham gia thiết kế
các hệ thống cung cấp điện như vậy ,cho nên ngay từ khi còn là sinh viên thì

việc được làm bài tập lớn cung cấp điện là sự tập dượt ,vận dụng những lý
thuyết đã học vào thiết kế hệ thống cung cấp điện như một cách làm quen với
công việc mà sau này ra công tác sẽ phải thực hiện.Bài tập lớn cung cấp điện là
một bài tập thiết thực nó gần với nhữnh ứng dụng thực tế cuộc sống hàng
ngày,tuy khối lượng tính toán là rất lớn song lại thu hút được sự nhiệt tình ,say
mê của sinh viên.
Trong thời gian làm bài tập này, với sự say mê cố gắng ,nỗ lực trong công việc
của bản thân cùng với sự giúp đỡ và chỉ bảo tận tình của thầy giáo Hà Văn
Chiến - Bộ môn Cung Cấp Điện em đã hoàn thành bài tập lớn của mình.Từ bài
này mà em biết cách vận dụng lý thuyết vào trong tính toán thực tế và càng hiểu
sâu lý thuyết hơn.Tuy đã cố gắng, đã bỏ nhiều công sức cho bài tập thực tế này
nhưng do kiến thức còn hạn chế ,chắc khó tránh khỏi có nhiều khiểm khuyết
.Em mong nhận được sự nhận xét và chỉ bảo của thầy giáo để em được rút kinh
nghiệm nhằm hoàn thiện tốt hơn Bài tập lớn này và các Bài tập lớn khác.
Sinh Viên Thực Hiện
Nguyễn Thái Hòa
Sv : Nguyễn Thái Hòa

Page 2


Môn Cung Cấp Điện

[TRƯỜNG ĐHCN HN - BÀI TẬP LỚN CUNG CẤP ĐIỆN]

NỘI DUNG
Phần I:

TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG CHO PHÂN XƯỞNG 3

Phần II:

XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO NHÀ MÁY

Phần III:

XÁC ĐỊNH SƠ ĐỒ NỐI DÂY CỦA MẠNG ĐIỆN

Phần IV:

LỰA CHỌN THIẾT BỊ ĐIỆN

Máy biến áp
Tiết diện dây dẫn
Thiết bị phân phối
Thiết bị bảo vệ
Đo lường
Phần V:
XÁC ĐỊNH CÁC THAM SỐ CHẾ ĐỘ CỦA MẠNG ĐIỆN: ∆U,
∆P, ∆A, U2...

Phần VI:
PHA)

TÍNH TOÁN NỐI ĐẤT CHO TRẠM BIẾN ÁP (VỚI ĐẤT CÁT

Phần VII:
TÍNH TOÁN DUNG LƯỢNG BÙ ĐỂ CẢI THIỆN HỆ SỐ
CÔNG SUẤT LÊN GIÁ TRỊ COSφ2

Sv : Nguyễn Thái Hòa

Page 3


Môn Cung Cấp Điện

[TRƯỜNG ĐHCN HN - BÀI TẬP LỚN CUNG CẤP ĐIỆN]

NỘI DUNG BÀI TẬP LỚN
A) Số Liệu:
1)sơ đồ nhà xưởng:

4

5

10m

6 10m

20m
2
3

50m

70m

170m

260m
2)Nguồn N: Điện áp định mức Uđm=10KV
3)Phụ tải:
Tên PX
PX 1
PX 2
PX 3
PX 4
PX 5
PX 6

Pđ(KW)
146
108
TT
94
212
196

Cos φ
0,76
0,78
TT
0,65
0,76
0,78
Bảng 1

Diện tích m²

18 x 30
25 x 60
30 x 60
25 x 40
35 x 50
15 x 30

Thời gian sử dụng công suất cực đại Tmax= 5000h
Độ rọi yêu cầu PX 3 là 500 Lux, ksd=0,56 ,knc=0.98

Sv : Nguyễn Thái Hòa

Page 4


Môn Cung Cấp Điện

[TRƯỜNG ĐHCN HN - BÀI TẬP LỚN CUNG CẤP ĐIỆN]

4)số liệu PX3:
Tên
Máy 1
thiết bị
Pdm
12,8
Cos φ 0,76

Máy 2

Máy 3

Máy 4

Máy 5

2,8
0,65

3,6
0,65

5,6
12,5
0,68
0,62
Bảng 2

Máy6

Máy 7

Máy 8

6,5
0,79

6,8
0,68

7,4

0,62

B) Nhiệm vụ thiết kế:
1)

Tính toán chiếu sáng cho PX 3

2)

Xác định PTTT của nhà máy

3)

Xác định sơ đồ nối dây của mạng điện

4)

Lựa chọn thiết bị: MBA, tiết diện dây, thiết bị phân phối…

5)

Xác định các tham số chế độ của mạng: ∆U, ∆P, ∆A, …

6)

TT nối đất cho TBA (đất cát pha)

7)

TT dung lượng bù để nâng cao hệ số công suất lên cos φ =0,95

C) Bản vẽ:
1)

Sơ đồ mặt bằng của mạng điện nhà máy

2)

Sơ đồ nguyên lí, sơ đồ chiếu sáng px2

3)

Sơ đồ 2 phương án,bảng chỉ tiêu KT-KT

4)

Sơ đồ nguyên lí toàn mạng điện

BÀI LÀM:
Sv : Nguyễn Thái Hòa

Page 5


Môn Cung Cấp Điện

[TRƯỜNG ĐHCN HN - BÀI TẬP LỚN CUNG CẤP ĐIỆN]

THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG
I. SƠ LƯỢC CHIẾU SÁNG CÔNG NGHIỆP:

Thông thường chiếu sáng tự nhiên trong các nhà máy, xí nghiệp công
nghiệp thường không đáp ứng đủ nhu cầu về chiếu sáng. Hơn nữa, hầu hết các
nhà máy làm việc ba ca và với điều kiện khí hậu của nước ta có nhiều thay đổi
trong ngày, do đó nguồn sáng tự nhiên không thể đáp ứng đủ nhu cầu sáng cho
sản xuất, gây ảnh hưởng đến kết quả hoạt động sản xuất.
Một trong những vấn đề quan trọng của thiết kế chiếu sáng là sự phân tích
chi tiết môi trường bên trong của không gian công nghiệp. Những phần tử chức
năng tác động đến thiết kế chiếu sáng và ảnh hưởng đến kết quả nhận được bao
gồm: chiều cao trần nhà, độ bóng bề mặt phòng, những của sổ, ánh sáng mặt trời
và cấu trúc hình học của khu vực chiếu sáng.
Những điều kiện như: bụi bẩn, hơi nước, những vị trí ẩm ướt. Những
vùng có sâu bọ, côn trùng, khu vực có thể xảy ra những rung động, va chạm bất
ngờ… có ý nghĩa quan trọng trong việc lựa chọn các loại đèn thích hợp.
Hệ thống chiếu sáng có ảnh hưởng trực tiếp đến tâm lý người lao động. Nếu
chiếu sáng đạt được mức tiện nghi cao thì dẫn đến:
 Tăng năng suất lao động.
 Giảm thiểu phế phẩm.
 Giảm tần số xuất hiện tai nạn lao động.
 Tạo điều kiện tốt cho việc đảm bảo các điều kiện vệ sinh, sức khỏe chung.
Để đạt được mức tiện nghi cao, hệ thống chiếu sáng cần đảm bảo:
 Độ rọi trên toàn mặt phẳng làm việc phải đạt giá trị tối thiểu theo yêu cầu.
 Màu sắc ánh sáng phù hợp với yêu cầu công việc.
 Không gây chói.
Ngoài các yêu cầu về tính tiện nghi thì chiếu sáng công nghiệp còn đòi hỏi một
số yêu cầu mà người thiết kế cần phải quan tâm đó là:
 Tính mềm dẻo của hệ thống chiếu sang.
 Tính an toàn cao.
 Yêu cầu về lắp đặt và bảo trì.
 Yêu cầu về tiết kiệm điện.
 Yêu cầu về chi phí.

Sv : Nguyễn Thái Hòa

Page 6


Môn Cung Cấp Điện

[TRƯỜNG ĐHCN HN - BÀI TẬP LỚN CUNG CẤP ĐIỆN]

II. CÁC HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG TRONG CÔNG NGHIỆP
1. Chiếu sáng chung:
Chiếu sáng chung là hình thức chiếu sáng tạo độ rọi đồng đều trên toàn
diện tích chiếu sáng cảu phân xưởng, bằng cách treo đèn theo một quy luật nhất
định.Chiếu sáng chung thường được sử dụng cho các nhà xưởng có diện tích
làm việc rộng, có yêu cầu về độ rọi gần như nhau tại mọi điểm trên bề mặt làm
việc. chiếu sáng chung còn sư dụng phổ biến tại những nơi mà ở đó qui trình
công nghệ đòi hỏi mắt phải làm việc căng thẳng.
Trong chiếu sáng chung, đèn thường được phân bố theo hai cách:
• Phân bố đều: đèn được phân bố đều để đạt được độ rọi trên toàn diện tích,
thường dùng chi các phân xưởng có thiết bị giống nhau và phân bố đều trên toàn
phân xưởng.
• Phân bố chọn lọc: đèn được phân bố ở nơi thích hợp để tạo ra ánh sáng có
lợi nhất cho người công nhân vận hành cụm máy tập trung. Cách này thường
dùng trong các phân xưởng có thiết bị phân bố không đều hoặc có các thiết bị
quá cao gây nên các khoảng tối trong phân xưởng.
2. Chiếu sáng cục bộ:
Là hình thức chiếu sáng cho những nơi cần quan sát chính xác, tỉ mĩ các
sản phẩm khó phân biệt như: vật kích thước nhỏ, vật cần có độ rọi cao mới phân
biệt được. Chiếu sáng cục bộ thường sử dụng các nguồn sáng bổ sung đặt tại các

vị trí riêng trong hệ thống chiếu sáng.
3. Chiếu sáng chung cục bộ:
Là hình thức chiếu sáng bao gồm chiếu sáng chung kết hợp với chiếu sáng
cục bộ. Hệ thống chiều sáng này được sử dụng khi đối tượng được chiếu sáng
đòi hỏi độ rọi lớn hơn do hệ thống chiếu sáng chung cung cấp. Ở khu vực này,
có thể sử dụng gia tăng số lượng nguồn sáng, tăng số lượng bóng đèn cho mỗi
nguồn sáng hay sử dụng bóng đèn có công suất cao hơn.
4. Chiếu sáng dự phòng:
Chiếu sáng dự phòng dùng để thay thế hệ thống chiếu sáng này bị sự cố.
Chiếu sáng dự phòng cho phép các hoạt động thường ngày diễn ra một cách
bình thường, tùy thuộc quy cách thiết kế ban đầu và vào mức độ hỏng hóc của
hệ thống chiếu sáng chung. Khi hệ thống chiếu sáng dự phòng gặp sự cố phải tự
chuyển qua hệ thống chiếu sáng khẩn cấp.
Sv : Nguyễn Thái Hòa

Page 7


Môn Cung Cấp Điện

[TRƯỜNG ĐHCN HN - BÀI TẬP LỚN CUNG CẤP ĐIỆN]

5. Chiếu sáng khẩn cấp:
Chiếu sáng khẩn cấp nhằm đảm bảo cho người dễ dàng thoát ra khỏi địa
điểm xảy ra nguy hiểm, trong trường hợp hệ thống chiếu sáng bình thường bị sự
cố. Chiếu sáng khẩn cấp tập thường tập trung vào các biển báo chỉ hướng và lối
thoát hiểm khẩn cấp. Độ rọi của hệ thống chiếu sáng khẩn cấp thường lớn hơn
10% độ rọi của hệ thống chiếu sáng bình thường.
III. CÁC BƯỚC TIẾN HÀNH THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG
CHO PHÂN XƯỞNG 3

Thiết kế chiếu sáng nhân tạo cho phẩn xưởng gỗ cần phải đáp ứng yêu
cầu về độ rọi, tiện nghi nhìn, giảm thiểu các chi phí bảo dưỡng-vận hành, tính
thẩm mỹ, tiết kiệm năng lượng và giá cả hợp lý.
1. Các thông tin ban đầu về nhà xưởng:
Phân xưởng 3 có tổng diện tích hơn 7040 [m2], là loại nhà xưởng có độ
cao từ trần đến sàn hơn 6 [m]. Cụ thể là:
• Tổng Diện Tích Xưởng 3 là [7040m2]
• Diện tích PX1 là [540m2]
• Diện tích PX2 là [1500m2]
• Diện tích PX3 là [1800m2]
• Diện tích PX4 là [1000m2]
• Diện tích PX5 là [1750m2]
• Diện tích PX6 là [450m2]
Xưởng sản xuất gần như hình chữ nhật, mái được lợp tôn Fibroximang, có
kèm tôn sáng để tăng cường ánh sáng cho xưởng khi làm việc ca ngày, xung
quanh phân xưởng được bố trí các cửa thông ra bên hiên, tạo không gian rộng
rãi và thoáng khí cho phân xưởng.

Để tiện tính toán chiếu sáng nên chia phân xưởng 3 gồm các máy:
 Máy 1
 Máy 2
Sv : Nguyễn Thái Hòa

Có thông số Pdm 12,8
Có thông số Pdm 2,8
Page 8


Môn Cung Cấp Điện








Máy 3
Máy 4
Máy 5
Máy 5
Máy 7
Máy 8

[TRƯỜNG ĐHCN HN - BÀI TẬP LỚN CUNG CẤP ĐIỆN]

Có thông số Pdm
Có thông số Pdm
Có thông số Pdm
Có thông số Pdm
Có thông số Pdm
Có thông số Pdm

3,6
5,6
12,5
6,5
6,8
7,4

Môi trường làm việc có bụi bẩn trung bình, độ ẩm cao, có rung động, hệ

số phản xạ thấp, nhiệt độ môi trường trung bình có thể lên tới 40 . Các bộ đèn
cần được treo cao hơn ở những nơi sản xuất nặng, có thể treo thấp ở khu vực
tiến hành kiểm tra và hoàn thiện sản phẩm.
Trong trường hợp này sử dụng các bộ đèn huỳnh quang để làm ánh sáng
nhân tạo cho phân xưởng là hợp lý. Các bộ đèn huỳnh quang cần có những
máng treo chắc chắn và có độ phản xạ cao để thuận tiện cho việc treo đèn và
định hướng ánh sáng tới mặt phẳng làm việc.
Bóng đèn huỳnh quang gia tăng hiệu suất sáng và có tuổi thọ cao hơn đèn
nung sáng. Hiệu suất sáng vào khoảng từ 45 đến 90 [lm/m]. Do có độ sáng thấp
của bề mặt phát sáng và ít phát nhiệt nên phù hợp cho chiếu sáng phân xưởng
gỗ.
2. Trình tự thiết kế chiếu sáng cho Phân Xưởng 3:
Chiều dài: 60 [m]
Chiều rộng: 30 [m]
Hệ số phản xạ tường, trần, sàn lần lượt là: 50%, 30%, 10%.
Tính chất công việc: làm việc hai ca trong một ngày, là khu vực đặt các loại máy
cưa gỗ, công việc thô, nên không quan trọng về độ phân biệt màu sắc.
Môi trường có bụi trung bình, độ ẩm thấp, rung động trung bình và yêu cầu về
mức độ cháy nổ cao.
Độ tuổi lao động : từ 18 ÷ 45
Từ đó ta chọn được các thông số sau:
Loại bóng đèn huỳnh quang tiêu chuẩn(1 bóng): 40w, cuộn dây 10w , quang
thông ban đầu của bóng( ) là 2500 [lm], chiều dài 1,2 [m], số bóng là 2
Sv : Nguyễn Thái Hòa

Page 9


Môn Cung Cấp Điện

[TRƯỜNG ĐHCN HN - BÀI TẬP LỚN CUNG CẤP ĐIỆN]

 Quang thông ban đầu của bộ đèn:
 Độ cao treo đèn:

=

×

= 2500 × 2 = 5000 [lm]

= 6,5 [m]

 Chỉ số phòng: i =

3,1

 Hệ số sử dụng (CU) là 0,94 (loại chóa đèn phẳng)
 Hệ số mất mát ánh sáng: LLF = 0,7
 Độ rọi yêu cầu:

= 150 [lux]

 Số bộ đèn cần sử dụng:

=

=

= 82,067

 Vậy chọn số bộ đèn cần sử dụng là: 82 bộ.
Phân bố các bộ đèn: Để đảm bảo độ rọi đòng đều ta dùng phần mềm Visual 2.0
Basic Edition để thay đổi số lượng và khoảng cách giữa các bộ đèn. Kết quả
cuối cùng chọn được là:
 Số cột : 7
 Số hàng: 12
 Khoảng cách giữa các cột và giữa các hàng với nhau lần lượt là 4,7 [m] và
5 [m]
 Khoảng cách từ tường đến cột đầu tiên là 0,35 [m], khoảng cách từ tường
đến hàng đầu tiên là 2,5 [m]

Sv : Nguyễn Thái Hòa

Page 10


Môn Cung Cấp Điện

[TRƯỜNG ĐHCN HN - BÀI TẬP LỚN CUNG CẤP ĐIỆN]

IV. TÍNH TOÁN CHỌN DÂY DẪN VÀ THIẾT BỊ ĐÓNG CẮT
1. Tính toán chọn dây dẫn:
Chọn dây cáp theo điều kiện theo điều kiện phát nóng lâu dài cho phép sẽ
đảm bảo cho cách điện của dây dẫn không bị phá hỏng do nhiệt độ dây dẫn đạt
đến trị số ngu hiểm cho cách điện của dây.
Theo điều kiện lắp đặt thực tế, dòng phát nóng cho phép của dây không
chôn ngầm dưới đất phải hiệu chỉnh theo hệ số K bao gồm các hệ số thành phần:
K=
= 1 (B,C,E,F)

= 0,95 ( hàng đơn trên trần)
= 0,87 (ở nhiệt độ 40°C, cách điện PVC)
 K = 1× 0,95×0,87 = 0,83
 Ta sẽ chọn nhánh dây có sụt áp lớn nhất để tính toán chọn dây chung cho các
nhánh khác của toàn phân xưởng. Do đó chọn nhánh dây mang 14 bóng
Metal Halide của khu phần xưởng 3 để tính chọn.
Chọn CB bảo vệ có dòng định mức làm viêc cực đại:

= 32 [A]

Nên chọn dòng phát nóng cho phép của dây mà CB có khả năng bảo vệ:


=

= 32 [A]

Theo điều kiện lắp đặt thực tế ta tính được hệ số hiệu chỉnh K. Ta xác định được
dòng phát nóng cho phép tính toán:


≥

=

= 38,55 [A]

Chọn được dòng phát nóng định mức thỏa điều kiện:

 Vậy

≥
= 48 [A]

Sv : Nguyễn Thái Hòa

Page 11


Môn Cung Cấp Điện

[TRƯỜNG ĐHCN HN - BÀI TẬP LỚN CUNG CẤP ĐIỆN]

Bảng 1:
DÂY ĐƠN 1 SỢI (NHIỀU SỢI) VC
Ruột dẫn: đồng một sợi. Cách điện: nhựa PVC
Tiết
diện
danh
định
(mm2)

Số
Đường
Đường
sợi/đường kính dây kính tổng
kính sợi
dẫn (mm) (mm)
(N/mm)

Trọng
lượng gần
đúng
(kg/km)

Cường độ Điện áp
tối đa
rơi
(Amp)
(V/A/km)

VC5,0

7/1,0

6,21

48

2,6

5,0

6,8

 Chọn dây cáp từ CB tổng ở tủ MDB của khu B đến các CB điều khiển mỗi
nhánh tại vị trí đặt tủ chiếu sáng cho khu vực phun sơn làm láng và nhóm 7
là:
Chọn CB bảo vệ có dòng định mức làm viêc cực đại:


= 40 [A]

Nên chọn dòng phát nóng cho phép của dây mà CB có khả năng bảo vệ:


=

= 40 [A]

Theo điều kiện lắp đặt thực tế ta tính được hệ số hiệu chỉnh K. Ta xác định được
dòng phát nóng cho phép tính toán:


≥

=

= 48,2 [A]

Chọn được dòng phát nóng định mức thỏa điều kiện:


≥

Sv : Nguyễn Thái Hòa

Page 12

Môn Cung Cấp Điện

 Vậy

[TRƯỜNG ĐHCN HN - BÀI TẬP LỚN CUNG CẤP ĐIỆN]

= 57 [A]

Thông số dây cáp như sau:
Bảng 2:
DÂY CÁP ĐƠN SỢI (NHIỀU SỢI) VC
Ruột dẫn: đồng một sợi. Cách điện: nhựa PVC
Tiết
diện
danh
định
(mm2)

Số
Đường
Đường
sợi/đường kính dây kính tổng
kính sợi
dẫn (mm) (mm)
(N/mm)

VC 7.0

7/1,13

3,0

Trọng
lượng gần
đúng
(kg/km)

5,4

7,94

Cường độ Điện áp
tối đa
rơi
(Amp)
(V/A/km)

57

4,86

2. Kiểm tra theo điều kiện sụt áp:
Đối với mạng hạ áp, do trực tiếp cấp điện cho phụ tải nên vấn đề đảm bảo
điện áp rất quan trọng. Vì vậy, thường phải kiểm tra điều kiện tổn thất điện áp
cho phép.
 Từ tủ MDB khu B đến tủ DB chiếu sáng chung cho khu phun sơn làm
láng và nhóm 7:
Để đơn giản trong tính toán tổn thất điện áp có thể áp dụng biểu thức sau:
∆U =

Trong đó:

× I× L

là điện áp trên một đơn vị chiều dài đường dây (V/A.km), I là

dòng điện phụ tải (A), L là chiều dài của dây (km)
Trong bảng 2 thông số về dây cáp ở trên ta có:
L= 45 [m] = 45×

[km]

 Tổn thất điện áp: ∆U% =
Sv : Nguyễn Thái Hòa

= 4,86 [V/A.km] , I = 40 [A],

=
Page 13


Môn Cung Cấp Điện

∆

[TRƯỜNG ĐHCN HN - BÀI TẬP LỚN CUNG CẤP ĐIỆN]

% = 2,302 [V]

Vậy điều kiện kiểm tra tổn thất điện áp cho phép đạt yêu cầu:

∆

% ≤ ∆

% = 5%

 Từ tủ DB chiếu sáng khu phân xưởn 3 và nhóm 7 đến dãy đèn 20 bóng
Metal Halide:
∆U =

× I× L

Trong bảng 1 thông số về dây cáp ở trên ta có:
L= 50 [m] = 50 ×

[km]

 Tổn thất điện áp: ∆U% =
 ∆

= 6,8 [V/A.km] , I = 32 [A],

=

% = 2,863 [V]

Vậy điều kiện kiểm tra tổn thất điện áp cho phép đạt yêu cầu:
∆

% ≤ ∆

% = 5%

Phần I ) TT chiếu sáng cho PX 3:
Ta có:
Q = P * tg φ
=> ta có : số liệu PX 3
Tên
thiết
bị

Máy 1

Máy 2

Máy 3

Máy 4

Máy5

Máy 6

Máy 7

Máy 8

Pđm

12,8

2,8

3,6

5,6

12,5

6,5

6,8

7,4

Cos φ

0,76

0,65

0,65

0,68

0,62

0,79

0,68

0,62

Tg φ

0,85

0,76

0,76

0,73

0,78

0,61

0,73

0,78

Qđm

10,88

2,128

2,736

4,088

9,75

3,965

5,694

5,772

2,8 +

3,6 +

5,6 +

j2,736

j4,088

6,5 +
j3,965

6,8 +
j5,694

7,4 +

j2,128

12,5+

j9,75

Sđm

12,8 +
j10,88

Sv : Nguyễn Thái Hòa

j5,772

Page 14


Môn Cung Cấp Điện

[TRƯỜNG ĐHCN HN - BÀI TẬP LỚN CUNG CẤP ĐIỆN]

Bảng 3

Từ bảng 3 ta có :
Sđm3= Smáy1 +Smáy2 + Smáy3+ Smáy4 + Smáy5+ Smáy6 +Smáy7 + Smáy8
 Sđm3= (12,8 +j 10,88) + (2,8+j 2,128) + (3,6 + j2,736) + (5,6 + j 4,088) +
(12,5+j9,75) +(6,5+ j3,965) +(6,8+ j 5,694) + (7,4+ j5,772)
 Sđm3 = 58 + j45,013 (KVA)
 Pđm3 = 58 (kw) & cos φ3 = 0,79
 ta có:

Tên PX
PX 1

PX 2
PX 3
PX 4
PX 5
PX 6

Pđ(KW)
146
108
58
94
212
196

Cos φ
0,76
0,78
0,79
0,65
0,76
0,78

Diện tích m²
540
1500
1800
1000
1750
450

Bảng 4
Đề xuất: Do PX3 không có bộ phận nào có yêu cầu chiếu sáng cục bộ
nên ta chon phương pháp chiếu sáng chung cho PX3, ngoài ra có thể thiết
kế thêm 1 só bóng chiếu sáng sự cố

Chọn phương pháp thiết kế “ hệ số sử dụng”:
B1) Xác định độ cao treo đèn:
Sv : Nguyễn Thái Hòa

Page 15


Môn Cung Cấp Điện

[TRƯỜNG ĐHCN HN - BÀI TẬP LỚN CUNG CẤP ĐIỆN]

H= h- h1- h2
trong đó: H –là độ cao treo đèn
h –là độ cao nhà xưởng ( chọn 4m)
h1 – là khoảng cách trần- bóng ( chọn 0,5m)
h2 – là độ cao bàn làm việc ( chọn 1m2)
=> H = 4 – 0,5 – 1,2 = 2,3 (m)

B2) Tính số bóng đèn:
Ta chọn đèn sợi đốt , bóng vạn năng có tỉ số hợp lí L/H=1,8
L = 1,8 . H = 1,8 . 2,3 = 4,14 (m)
Căn cứ vào chiều rộng phòng là 30m ta chọn khoảng cách giữa 2 bóng là 4m
=> có 8 dãy bóng mỗi dãy có 15 bóng,2 đầu dãy cách tường mỗi bên 2m.
Có ksd = 0,56
=> quang thông yêu cầu của mỗi đèn là:

Fyc = (Lx)
trong đó:
k- là hệ số dự trữ
E- độ rọi yêu cầu
S- diện tích
Z- hệ số TT
n- số bóng
=> Fyc = = 15670 (Lumen)
=> chọn đèn có công suất 1kw có quang thông là 18700 lumen

Sv : Nguyễn Thái Hòa

Page 16


Môn Cung Cấp Điện

[TRƯỜNG ĐHCN HN - BÀI TẬP LỚN CUNG CẤP ĐIỆN]

B3) sơ đồ bố trí bóng đèn:
1m

2m

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

¤

Bố trí đèn trên sơ đồ mặt bằng

Sv : Nguyễn Thái Hòa

Page 17

Môn Cung Cấp Điện

[TRƯỜNG ĐHCN HN - BÀI TẬP LỚN CUNG CẤP ĐIỆN]

Phần II) Xác định PTTT của nhà máy:

- Các phương pháp xác định phụ tải tính toán
Khi thiết kế cung cấp điện cho một công trình nào đó nhiệm vụ đầu tiên của
chúng ta là xác định phụ tải điện của công trình này. Tùy theo quy mô của công
trình mà phụ tải điện phải được xác định theo phụ tải thực tế hoặc phait tính đến
khả năng phát triển của công trình trong tương lại.
Xác định phụ tải cho một phân xưởng thì dựa vào máy móc thực tế đặt trong
phân xưởng đó. Còn xác định phụ tải tính toán cho một xí nghiệp thì phải xét
đến sự phát triển của xí nghiệp đó trong tương lai. Hiện nay, có rất nhiều
phương pháp để tính phụ tính toán. Những phương pháp đơn giản tính toán
thuận tiện thì thường kết quả không cao, ngược lại nếu độ chính xác cao thì tính
toán phức tạp. Vì vậy, tùy theo giai đoạn thiết kế, tùy theo yêu cầu cụ thẻ mà
chọn phương pháp tính toán phù hợp. Sau đây là các phương pháp tính toán
thường dùng.
- Xác định phụ tải tính toán theo Pđ và knc
- Xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại kmax và Ptb
- Xác định phụ tải theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm
- Xác định phụ tải theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích
- Xác định phụ tải tính toán theo hệ số đồng thời kđt
- Xác định phụ tải đỉnh nhọn Pđnh
Để xác định phụ tải tính toán cho nhà máy trên ta sử dụng phương pháp xác dịnh
phụ tải tính toán theo Pđ và ktb

Xác định PTTT của nhà máy:

Sv : Nguyễn Thái Hòa

Page 18


Môn Cung Cấp Điện
Tên PX
PX 1
PX 2
PX 3
PX 4
PX 5
PX 6

[TRƯỜNG ĐHCN HN - BÀI TẬP LỚN CUNG CẤP ĐIỆN]

Pđm(KW)
146
108
58
94
212
196

Cos φ
0,76
0,78
0,79
0,65
0,76

0,78

Diện tích m²
540
1500
1800
1000
1750
450

Vì các PX chỉ cho biết Pđm nên ta xác định PTTT theo Pđm và knc
a) đối với phân xưởng 1:
Pđm = 146 kw, S= 540 m²
Do knc =0,98,cos φ = 0,76 nên ta chọn suất phụ tải chiếu sáng là p0 =15 W/m²
- công suất tính toán động lực : Pđl = knc . Pđm = 0,98 . 146 = 143,08 kW
- công suất tính toán chiếu sáng : Pcs = p0 . S = 15 . 540 = 8,1 kW
- công suất tính toán tác dụng của PX1 : Ptt = Pđl + Pcs =143,08 + 8,1 = 151,18
Kw
- công suất tính toán phản kháng của PX1 : Qtt = Qđl = Ptt . tg φ =151,18 . 0,85 =
128,503 kVAr
- công suất tính toán toàn phần của PX1:
Stt = = = 198,92 kVA
* tính toán tương tự đối với các PX còn lại ta có bảng:

Sv : Nguyễn Thái Hòa

Page 19


Môn Cung Cấp Điện

[TRƯỜNG ĐHCN HN - BÀI TẬP LỚN CUNG CẤP ĐIỆN]

Bảng 5: số liệu các phân xưởng trong nhà máy
ST
T

Pđm
Tên PX

1

P0

Pđl

Pcs

Ptt

Qtt

Stt

(Kw)

(kW)

(kW)

(kVAr)

(kVA)

(Kw
)

knc

Cosφ

(W/
m²)

PX1

146

0,98

0,76

15

143,08

8,1

151,18 128,503

198,92

2

PX2

108

0,98

0,78

15

105,84

22,5

128,34 102,672

164,54

3

PX3

58

0,98

0,79

15

56,84

27

83,84

51,142

106,13

4

PX4

94

0,98

0,65

15

92,12

15

107,12

81,411

164,8

5

PX5

212

0,98

0,76

15

207,76

26,3

234,06

198,95

261,78

6

PX6

196

0,98

0,78

15

192,08

6,75

198,83 159,064

254,91

Tổng:

814

-

-

-

796,72 105,65 903,37 721,742 1151,08

- phụ tải tính toán tác dụng toàn nhà máy:
Pttnm = 0,8 . 903,37 = 722,696 kW
-phụ tải tính toán phản kháng toàn nhà máy:
Qttnm = 0,8 . 721,742 = 577,394 kVAr
- PTTT toàn phần của nhà máy là:
S²tt = P²ttnm + Q²ttnm => Stt = 925,026 kVA

Phần III) Xác định sơ đồ nối dây của mạng điện:
Đối với nhà máy bố trí các PX như hình 1 thì ta sử dụng sơ đồ đi dây kiểu
hình tia.

Sv : Nguyễn Thái Hòa

Page 20


Môn Cung Cấp Điện

[TRƯỜNG ĐHCN HN - BÀI TẬP LỚN CUNG CẤP ĐIỆN]

˜
35 ÷ 220 kV

6 ÷ 20 kV

Sơ đồ cung cấp điện cho nhà máy.

Phần IV: Lựa chọn thiết bị MBA, tiết diện dây,thiết bị phân phối, thiết bị bảo
vệ, thiết bị đo lường:
a) Máy biến áp:

Do đây là các PXSX trong nhà máy nên ta chọn là hộ tiêu thụ loại I ( sử
dụng 2 MBA) chọn % phụ tải loại III của các PX đều là 20%
 PX 1:
- chế độ bình thường:
Sv : Nguyễn Thái Hòa

Page 21


Môn Cung Cấp Điện

[TRƯỜNG ĐHCN HN - BÀI TẬP LỚN CUNG CẤP ĐIỆN]

2Sđm ≥ Stt  Sđm ≥
 Sđm ≥ 99,46 kva
Chế độ sự cố:
Sđm ≥ = =113,67 kva
Tính toán tương tự ta có bảng sau:
Tên PX

Chế độ bình thường

Chế độ sự cố

Sđm ≥ ? kva

Sđm≥? kva

PX1

99,46

113,67

PX2

82,27

94,02

PX3

53,065

60,65

PX4

82,4

94,17

PX5

130,89

149,59

PX6

127,455

145,66

Bảng 6: Lựa chọn MBA cho các PX trong nhà máy

b) Tiết diện dây:
*) Lựa chọn theo điều kiện phát nóng do dòng ngắn mạch:
F= α . I∞.
trong đó:
I∞. – trị số hiệu dụng của dòng ngắn mạch trong thời gian xác lập
t – thời gian tính toán
α – hệ số xác định bởi nhiệt độ phát nóng giới hạn cho phép của lõi cáp
và vật liệu làm cáp

Sv : Nguyễn Thái Hòa

Page 22


Môn Cung Cấp Điện

[TRƯỜNG ĐHCN HN - BÀI TẬP LỚN CUNG CẤP ĐIỆN]

c) Lựa chọn máy cắt:
ta có bảng sau:
STT Đại lượn lựa chọn và kiểm tra

Kí hiệu

Công thức để chọn và kiểm tra

1

Điện áp định mức( kV)

UđmMCĐ UđmMCĐ ≥ Uđmmạng

2

Dòng điện định mức (A)

IđmMCĐ

IđmMCĐ ≥ Ilvmax

3

Dòng điện ổn định lực điện
động ( kA )

Imax

Imax ≥ Ixk

4

Dòng điện ổn định nhiệt (A)

Iôđn

Iôđn ≥ Inh.

5

Công suất cắt định mức
(MVA)

Sđmcắt

Sđmcắt ≥ Snh

Bảng 7: Điều kiện chọn và kiểm tra máy cắt

Dựa vào bảng trên ta có:
STT Tên PX

Công thức tính

Gía trị (kV)

1

UđmMCĐ ≥ Uđmmạng

10

PX1

IđmMCĐ ≥ Ilvmax

Imax ≥ Ixk
Iôđn ≥ Inh.
Sđmcắt ≥ Snh

Sv : Nguyễn Thái Hòa

Page 23


Môn Cung Cấp Điện
2

PX2

[TRƯỜNG ĐHCN HN - BÀI TẬP LỚN CUNG CẤP ĐIỆN]

UđmMCĐ ≥ Uđmmạng
IđmMCĐ ≥ Ilvmax
Imax ≥ Ixk
Iôđn ≥ Inh.
Sđmcắt ≥ Snh

3

PX3

UđmMCĐ ≥ Uđmmạng
IđmMCĐ ≥ Ilvmax
Imax ≥ Ixk
Iôđn ≥ Inh.

Sđmcắt ≥ Snh

4

PX4

UđmMCĐ ≥ Uđmmạng
IđmMCĐ ≥ Ilvmax
Imax ≥ Ixk
Iôđn ≥ Inh.
Sđmcắt ≥ Snh

5

PX5

UđmMCĐ ≥ Uđmmạng
IđmMCĐ ≥ Ilvmax
Imax ≥ Ixk
Iôđn ≥ Inh.
Sđmcắt ≥ Snh

6

PX6

UđmMCĐ ≥ Uđmmạng
IđmMCĐ ≥ Ilvmax
Imax ≥ Ixk
Iôđn ≥ Inh.

Sđmcắt ≥ Snh
Bảng 8 : Số liệu máy cắt dùng trong các PX

Sv : Nguyễn Thái Hòa

Page 24


Môn Cung Cấp Điện

[TRƯỜNG ĐHCN HN - BÀI TẬP LỚN CUNG CẤP ĐIỆN]

d) Lựa chọn cầu chì, dao cách li :
* Lựa chọn cầu chì :
Cầu chì được đặc trưng bởi 2 đại lượng :
Iđc là dòng định mức của dây chảy, A
Ivo là dòng định mức của vỏ cầu chì.
Khi lựa chọn cầu chì hạ áp phải lựa chọn cả Iđc và Ivo. Thường chọn Ivo lớn hơn
Iđc vài cấp để khi dây chảy đứt vì quá tải, ngắn mạch hoặc khi cần tăng tải ta chỉ
cần thay dây chì không cần thay vỏ.

Trong lưới điện thắp sáng, sinh hoạt
UđmCC ≥ Uđmmđ
Iđc ≥ Itt
Trong lưới điện công nghiệp
Phụ tải chủ yếu là máy móc công cụ, các động cơ :
Cầu chì bảo vệ cho 1 động cơ chọn theo điều kiện
Iđc ≥ Itt = Kt.Iđm
STT Đại lượng lựa chọn và kiểm tra

Kí hiệu

Công thức tính

1

Điện áp định mức kV

UđmCC

UđmCC ≥ Uđm mạng

2

Dòng điện định mức A

IđmCC

IđmCC ≥ Ilv max

3

Công suất cắt định mức cầu chì MVA SđmcắtCC

Sđmcắt CC ≥ SN

Bảng 8 : Điều kiện chọn và kiểm tra cầu chì
e) Lựa chọn aptomat:
Áptômát là thiết bị đóng cắt hạ áp có chức năng bảo vệ quá tải và ngắn mạch.
Sv : Nguyễn Thái Hòa

Page 25