đồ án tốt nghiệp thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa cơ khí

LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay, trong xu thế hội nhập, quá trình công nghiệp hóa hiện
đại hóa đất nước đang diễn ra một cách mạnh mẽ. Trong quá trình
phát triển đó, điện năng đóng vai trò rất quan trọng. Nó là một dạng
năng lượng đặc biệt, có rất nhiều ưu điểm như: dễ chuyển hóa
thành các dạng năng lượng khác( như cơ năng, hóa năng, nhiệt
năng…), dễ dàng truyền tải và phân phối… Do đó ngày nay điện
năng được sử dụng rộng rãi trong hầu hết các lĩnh vực của đời
sống, Cùng với xu hướng phát triển mạnh mẽ của nền kinh tế, đời
sống xã hội ngày càng được nâng cao, nhu cầu sử dụng điện năng
trong các lĩnh vực công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ,… tăng lên
không ngừng. Để đảm bảo những nhu cầu to lớn đó, chúng ta phải
có một hệ thống cung cấp điện an toàn và tin cậy.
Với: “Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa
cơ khí”, sau một thời gian làm đồ án, dưới sự hướng dẫn của thầy
TS Đặng Hoàng Anh và tài liệu tham khảo
­
­
­
­

Hệ thống cung cấp điện : Ts. Trần Quang Khánh
Bài tập cung cấp điện
: Ts. Trần Quang Khánh
Thiết kế cấp điện :Ts Vũ Văn Tẩm-Ts Ngô Hồng Quang
Giáo trình cung cấp điện: Ninh Văn Nam (chủ biên)- Hà Văn
Chiến –Nguyễn Quang Thuấn.

Đến nay, về cơ bản chúng em đã hoàn thành nội dung đồ án môn
học này. Do trình độ và thời gian có hạn nên không thể tránh khỏi
những thiếu sót, chúng em rất mong được sự chỉ bảo, giúp đỡ của

các thầy cô để bài làm này của chúng em được hoàn thiện hơn.
Đồng thời giúp chúng em nâng cao trình độ chuyên môn, đáp ứng
nhiệm vụ công tác sau này. Chúng em xin chân thành cảm ơn !
1


Hà Nội, ngày 21 tháng 3
năm 2016
Sinh viên thực hiện:
Nhóm 1:Trần Việt Hoàng; Phạm Văn Lợi; Nguyễn Xuân Long.

2


1.

Tính toán phụ tải điện

1.1. Phụ tải chiếu sáng
1.1.1.Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng
Trong thiết kế chiếu sáng, vấn đề quan trọng nhất phải quan tâm là
đáp ứng các yêu cầu về độ rọi và hiệu quả của chiếu sáng đối với thị
giác. Ngoài độ rọi, hiệu quả của chiếu sáng còn phụ thuộc vào quang
thông, màu sắc ánh sáng, sự lựa chọn hợp lý cùng sự bố trí chiếu sáng
vừa đảm bảo tính kinh tế và mỹ quan hoàn cảnh. Thiết kế chiếu sáng
phải đảm bảo các yêu cầu sau:
­

Không bị loá mắt

­

Không loá do phản xạ

­

Không có bóng tối

­

Phải có độ rọi đồng đều

­

Phải đảm bảo độ sáng đủ và ổn định

­

Phải tạo ra được ánh sáng giống ánh sáng ban ngày.

Các hệ thống chiếu sáng bao gồm chiếu sáng chung, chiếu sáng
cục bộ và chiếu sáng kết hợp ( kết hợp giữa cục bộ và chung ). Do yêu
cầu thị giác cần phải làm việc chính xác, nơi mà các thiết bị cần chiếu
sáng mặt phẳng nghiêng và không tạo ra các bóng tối sâu thiết kế cho
phân xưởng thường sử dụng hệ thống chiếu sáng kết hợp.
Chọn loại bóng đèn chiếu sáng gồm 2 loại: bóng đèn sợi đốt và bóng
đèn huỳnh quang. Các phân xưởng thường ít dung đèn huỳnh quang vì
đèn huỳnh quang có tần số là 50Hz thường gây ra ảo giác không quay
cho các động cơ không đồng bộ, nguy hiểm cho người vận hành máy,
dễ gây ra tai nạn lao động. Do đó người ta thường sử dụng đèn sợi đốt

cho các phân xưởng sửa chữa cơ khí.
Việc bố trí đèn khá đơn giản, thường được bố trí theo các góc của hình
vuông hoặc hình chữ nhật .
Xác định kích thước của phân xưởng
Phân xưởng có kích thước như sau : rộng a=24m, dài b=36m, cao h=7m
Tham khảo bảng hệ số phản xạ (GT cung cấp điện _TS Quyền Huy Ánh
bảng 10.5 trang 159 về công nghiệp nhẹ), ta xác định được các hệ số
phản xạ của trần, tường và sàn lần lượt là 50%, 30% và 10%.
3


Ta chọn loại đèn Metal Halide có hiệu suất sáng lớn và chỉ số hoàn màu
cao, phù hợp với chiếu sáng công nghiệp. Chọn loại đèn có thông số như
sau:
P = 150W, quang thông Φ = 11250 lm, loại chóa chiếu sâu, vỏ nhôm, mỗi
bộ có một bóng
Chọn chiều cao treo đèn (khoảng cách từ trần đến đèn) là 1m, chiều cao
làm việc là 0,8m, ta tính được độ cao treo đèn tính toán là:
Htt = 7-1-0,8 = 5,2m
Ta tính được chỉ số phòng i:
I = 2,8
Từ đây tham khảo GT cung cấp điện_TS Quyền Huy Ánh bảng 10.4. Đặc
tuyến phân bố cường độ sáng một số đèn thông dụng trang 149 ta xác
định được hệ số sử dụng CU = 92%
Ta chọn được : Môi trường sử dụng trung bình và chế độ bảo trì là 12
tháng
Hệ số mất mát ánh sáng: LLF = 0,61 ( Trang 161 GT cung cấp điện_Quyền
Huy Ánh)
Hệ số mất mát ánh sáng được xác định theo biểu thức:
LLF = LLD.LDD.BF.RSD

ở đây: LLD là hệ số suy hao quang thông theo thời gian sử dụng, LDD là
hệ số suy hao quang thông do bụi, BF là hệ số cuộn chấn lưu, RSD là hệ
số suy hao phản xạ của phòng do bụi.
Độ rọi yêu cầu: Eyc = 150lx (phân xưởng lắp ráp cơ khí chi tiết trung bình
– nhỏ) ·
Tính số bộ đèn sử dụng

Phân bố đèn: ta chọn 20 bộ đèn phân bố theo diện tích phân xưởng thành
4 hàng và 5 cột như sau:

4


Hình : Sơ đồ phân bố đèn trong phân xưởng
Kiểm tra độ rọi đồng đều: ta kiểm tra theo hai chỉ số α và β

= 0,8 1,8

(đèn HID – trần cao)

β = 0,3 0,5
Theo chiều rộng ta tính được:

Phụ tải nhóm chiếu sáng
Từ kết quả thiết kế chiếu sáng ta tính được phụ tải chiếu sáng tính toán
của phân xưởng.
Trong đó:
k

đt

: hệ số đồng thời của phụ tải chiếu sáng

N : số bóng cần thiết
5


P

đ

: công suất mỗi bóng đèn được lựa chọn.

Vì dùng loại đèn Metal Halide nên hệ số cosφ= 1. Do đó, ta có công suất
toàn phần của nhóm chiếu sáng là:
Q

cs

= 0 (kVAr)

1.2. Phụ tải thông gió làm mát
a) Phụ tải thông gió
Lưu lượng gió tươi cần cấp vào xưởng là: Q= n*V= 6*24*36*7=
36288 (m3)
Trong đó: n là số lần làm tươi trên 1h, V là thể tích khí.
Với số liệu cho: MODEL : DLHCV40-PG4SF có lượng gió 4500
(m3/h)
Ta chọn q= 4500 m3/h => số quạt: N = 9 quạt
q

Bảng : Thông số quạt hút
Thiết bị
Quạt hút
Uđm=380(V);

Công

suất
300

iđm=0,57(A);

Lượng
Số
4500 9

K
0,7
sd

cos
0,8

ilvmax=0,7(A)

Hệ số nhu cầu: (áp dụng công thức 2.34 trang 29 sách giáo trình cung cấp
điện)
Phụ tải tính toán nhóm phụ tải thông gió và làm mát:Nếu chưa biết hiệu
suất của động cơ nên ta lấy gần đúng P đ=Pđm
(áp dụng công thức 2.41 chương 2 sách giáo trình cung cấp điện)

Trong đó: Pđmi là công suất định mức của thiết bị thứ i,kW.
Ptt,Qtt,Stt : Công suất tác dụng ,phản kháng và toàn phần tính
toán của nhóm thiết bị,kW,kVAR,kVA;
n:là số thiết bị trong nhóm;

knc : hệ số nhu cầu;
6


b) Phụ tải làm mát
Để đảm bảo cho không gian làm việc thông thoáng mát mẻ ta chọn
15 quạt đứng công nghiệp có thông số như sau: Model SLS650
Kiểu: Đứng
Công suất(W): 225
Sải cánh (mm): 650
Lượng gió (m3/min): 220
Cấp độ gió: 3 cấp độ
Tần số (Hz): 50
Độ ồn (Db): 68
Tốc độ (Rpm): 1400
Điện áp (V): 220
Ksd=0,7;cosφ =0,8;
Hãng sản xuất: Điện cơ Hà Nội giá bán 1.480.000 VNĐ
Tính tương tự như làm mát ta được
Knc=0,77; Pttlm= 2,598 (kW) ; Qttlm=1,95(kVAr); Sttlm=3,248 (kVA)
c) Tổng hợp phụ tải thông gió và làm mát
Công suất tác dụng: Ptttglm=Ptttg+Pttlm=2,16+2,598=4,578 (kW)
Công suất phản kháng: Qtttglm=Qtttg+Qttlm=1,62+1,95=3,57(kVAr)
Công suất toàn phần : Stttglm=Stttg+Sttlm=2,7+3,248=5,948(kVA)

Dựa vào TCVN 5687 -2010 thông gió,điều hòa không khí tiêu chuẩn thiết
kế.
1.3. Phụ tải động lực: phân nhóm thiết bị, xác định phụ tải từng
nhóm, tổng hợp phụ tải động lực
Bảng : Phụ tải động lực
TT Tên thiết bị
Nhóm 1
1 Máy mài nhẵn tròn
2 Máy mài nhẵn
phẳng
3 Máy mài nhẵn tròn
4 Máy mài nhẵn
phẳng
5 Máy khoan
6 Máy ép

Ký
hiệu

Số
lượn
g

Công suất Cosφ
Pdm(kw)

Ksd

1
2

1
1

6
3

0.67
0.68

0.35
0.32

8
9

1
1

6
8

0.67
0.68

0.35
0.32

10
17

1
1

1.2
20

0.66
0.63

0.27
0.41
7


7
8
9

Máy khoan
Máy khoan
Lò gió
Tổng nhóm 1
Nhóm 2
1 Máy tiện bu lông
2 Máy tiện bu lông
3 Máy tiện bu lông
4 Máy khoan
5 Máy tiện bu lông
6 Máy tiện bu lông

7 Cần trục
8 Máy ép nguội
9 Máy ép nguội
Tổng nhóm 2
Nhóm 3
1 Máy phay
2 Máy phay
3 Máy tiện bu lông
4 Máy tiện bu lông
5 Máy tiện bu lông
6 Máy tiện bu lông
7 Máy tiện bu lông
8 Máy mài
Tổng nhóm 3
Nhóm 4
1 Lò gió
2 Máy xọc,(đục)
3 Máy tiện bu lông
4 Máy mài
5 Máy hàn
6 Máy quạt
7 Máy quạt
8 Máy hàn
9 Máy cắt tôn
10 Máy quạt
Tổng nhóm 4
Nhóm 5
1 Cần trục
2 Máy ép quay
3 Máy khoan

19
20
27

1
1
1
n=9

1.6
1.6
8
55.4

0.66
0.66
0.9
0.69

0.27
0.27
0.53
0.38

3
4
5
11
12

13
18
22
23

1
1
1
1
1
1
1
1
1
n=9

1.2
4.4
8
1.6
2.4
5.6
8
80
110
221.2

0.65
0.65
0.65

0.66
0.58
0.58
0.67
0.7
0.7
0.69

0.3
0.3
0.3
0.27
0.3
0.3
0.25
0.27
0.47
0.37

6
7
14
15
16
24
25
26

1
1

1
1
1
1
1
1
n=8

3
5.6
5.6
6
15
20
26
4
85.2

0.56
0.56
0.58
0.58
0.58
0.58
0.58
0,63
0.58

0.26
0.26

0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
0.45
0.3

31
33
38
39
40
41
42
43
44
45

1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
n=10

11
11
11
9
56
11
15
56
5.6
15
200.6

0.9
0.6
0.55
0.63
0.82
0.78
0.78
0.82
0.57
0.78
0.77

0.53
0.4
0.32
0.45
0.46

0.65
0.65
0.46
0.27
0.65
0.48

21
28
29

1
1
1

26
44
2.4

0.67
0.58
0.66

0.25
0.45
0.27
8


4

5
6
7
8
9

Máy khoan
Máy xọc,(đục)
Máy ép quay
Máy tiện bu lông
Máy tiện bu lông
Máy tiện bu lông
Tổng nhóm 5

30
32
34
35
36
37

1
1
1
1
1
1
n=9

2.4

8
60
3
5.6
9
160.4

0.66
0.6
0.58
0.55
0.55
0.55
0.59

0.27
0.4
0.45
0.32
0.32
0.32
0.39

Tính toán phụ tải từng nhóm:
Bảng : Tính toán cho nhóm 1
TT Tên thiết bị
Nhóm
1
1 Máy mài nhẵn
tròn

2 Máy mài nhẵn
phẳng
3 Máy mài nhẵn
tròn
4 Máy mài nhẵn
phẳng
5 Máy khoan
6 Máy ép
7 Máy khoan
8 Máy khoan
9 Lò gió
Tổng nhóm 1

Ký
hiệ
u

Số
lượn
g

Công suất Cosφ
Pdm(kw)

Ksd

1

1

6

0.35

0.67

Idm
(A)

13,6
2

1

3

0.68

0.32
6,7

8

1

6

0.67

0.35

13,6

9
10
17
19
20
27

1
1
1
1
1
1
n=9

8
1.2
20
1.6
1.6
8
55.4

0.68
0.66
0.63
0.66
0.66

0.9
0.69

0.32
0.27
0.41
0.27
0.27
0.53
0.38

17,8
2,7
48,2
3,6
3,6
13,5

Hệ số sử dụng trung bình:
Ksd = = 0,38làm tròn 0,4
Số thiết bị hiệu quả :
nhq = = 4,98 làm tròn bằng 5.
Hệ số nhu cầu :
9


Knc = Ksd*Kmax = 0,7
Trong đó Kmax = 1,76 (tra bảng).
Công suất tính toán :
Ptt = Knc* = 0,7*55,4 = 38,78 (kW).

Hệ số công suất trung bình :
Cosφ = = 0,69
Công suất toàn phần :
Stt = = 56,2 (kVA).
Công suất phản kháng:
Qtt = =40,67 (kVAr).
Dòng điện tính toán:
Itt = = 85,38 (A).
Làm tương tự với 4 nhóm còn lại ta được bảng sau:
Bảng Tính toán phụ tải cho các nhóm còn lại
Ksd
Nhóm 0.4
2
Nhóm 0.4
3
Nhóm 0.5
4
Nhóm 0.4
5

nhq
3

Kmax
0

5

2

5

1,57

4

1.87

Ptt
199.0
8
68.16

cos
0.69

Qtt
208.8

Itt
438.5

0.58

Stt
288.5
2
117.5

95.7

178.6

157.4
7
119.9
7

0.77

204.5

310.8

0.59

203.3

130.4
7
164

308.9

Đối với nhóm có số thiết bị hiệu quả <4 thì ta xác định theo công thức:
Ptt = Kt*Pdm
Với Kt = 0,9 với thiết bị làm việc dài hạn.
Kt = 0,75 với thiết bị làm việc ngắn hạn lặp lại.
Đối với nhóm 2 ta chọn Kt = 0,9.
Bảng :Phụ tải động lực toàn phân xưởng

Ptt
583.5

Qtt
870

Stt
639.64

Itt
1322.1

Cos
0.68
10