đồ án cung cấp điện trong hệ thống điện

Đồ án cung cấp điện

GVHD:Nguyễn Phúc
Huy
LỜI NÓI ĐẦU

Ngày nay, với 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. 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 đồ án: “Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho một xí nghiệp công nghiệp”, sau
một thời gian làm đồ án, dưới sự hướng dẫn của thầy Huy, đến nay, về cơ bản em
đã hoàn thành nội dung đồ án môn học này. Do thời gian có hạn nên không thể
tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong được sự chỉ bảo, giúp đỡ của các thầy cô
để đồ án này được hoàn thiện hơn. Đồng thời giúp em nâng cao trình độ chuyên
môn, đáp ứng nhiệm vụ công tác sau này.
Em xin chân thành cảm ơn thầy Huy đã giúp em hoàn thành đồ án này.
Hà Nội, tháng 4 năm 2011
Sinh viên thực hiện
Đinh Thị Kiều Oanh

SV:Đinh Thị Kiều Oanh-Đ3H1

Page 1


Đồ án cung cấp điện

GVHD:Nguyễn Phúc
Huy

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ XÍ NGHIỆP CÔNG NGHIỆP

Thiết kế cung cấp điện cho một xí nghiệp công nghiệp gồm các phân xưởng với
các dữ kiện cho trong bảng 2.1, lấy theo vần alphabê của họ và tên người thiết
Sk

kế.Công suất ngắn mạch tại điểm đấu điện
,MVA.Khoảng cách từ điểm đấu
điện đến nhà máy là L, m.Cấp điện áp truyền tải là 110 kV.Thời gian sử dụng công
k

TM

I & II

,%

suất cực đại là
,h.Phụ tải loại I và II chiếm
.Giá thành tổn thất điện
C∆
năng
=1000đ/KMh;suất thiệt hại do mất điện gth=7500đ/kWh;hao tổn điện áp
cho phép trong mạng điện tính từ nguồn(điểm đấu điện) là ∆Ucp = 5%. Các tham số
khác lấy trong phụ lục và sổ tay thiết kế cung cấp điện.
Số liệu thiết kế cung cấp điện cho một xí nghiệp(nhà máy)

Nhà
alphabê
máy

số
hiệu

phương
án

Đ

3

b

2

K

Sk
MVA

k

580

82

O

SV:Đinh Thị Kiều Oanh-Đ3H1

Page 2

I & II

,%

TM,h

L,m

Hướng
tới của
nguồn

250,82

Tây nam

4180


Đồ án cung cấp điện

GVHD:Nguyễn Phúc
Huy

CHƯƠNG I
TÍNH TOÁN PHỤ TẢI
********
Mục đích của việc xác định phụ tải tính toán
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 hủy hoại cách điện.Nói cách
khác, phụ tải tính toán cũng đốt nóng thiết bị lên tới nhiệt độ tương tự như phụ tải
thực tế gây ra, vì vậy chọn thiết bị theo phụ tải tính toán sẽ đảm bảo an toàn cho
thiết bị về mặt phát nóng.
Phụ tải tính toán được sử dụng để chọn lựa và kiểm tra các thiết bị trong HTĐ
như: máy biến áp, dây dẫn, các thiết bị đóng cắt, bảo vệ… tính toán tổn thất công
suất, tổn thất điện năng, tổn thất điện áp; lựa chọn dung lượng bù công suất phản
kháng… Phụ tải tính toán phụ thuộc vào các yếu tố như: công suất,số lượng các
máy,chế độ vận hành của chúng, quy trình công nghệ sản xuất, trình độ vận hành
của công nhân. Vì vậy xác định phụ tải tính toán là nhiệm vụ khó khăn nhưng rất
quan trọng.Bởi vì nếu phụ tải tính toán được xác định nhỏ hơn phụ tải thực tế sẽ
làm giảm tuổi thọ của thiết bị điện, có khi dẫn đến cháy nổ rất nguy hiểm. Nếu phụ
tải tính toán lớn hơn phụ tải thực tế quá nhiều thì các thiết bị điện(đóng ngắt,máy
biến áp…), và tiết diện dây dẫn sẽ phải làm lớn hơn so với yêu cầu do đó làm gia
tăng vốn đầu tư, gây lãng phí
Các phương pháp xác định phụ tải tính toán
Do tính chất quan trọng của phụ tải tính toán nên đã có nhiều công trình
nghiên cứu và có nhiều phương pháp tính toán phụ tải điện. Song phụ tải điện phụ
thuộc vào nhiều yếu tố nên chưa thể có phương pháp nào tính toán 1 cách toàn diện
và chính xác. Những phương pháp đơn giản thuận tiên chó tính toán thì lại thiếu độ
SV:Đinh Thị Kiều Oanh-Đ3H1

Page 3

Đồ án cung cấp điện

GVHD:Nguyễn Phúc
Huy

chính xác,còn nếu nâng cao được độ chính xác,xét đến ảnh hưởng của nhiều yếu tố
thì khối lượng tính toán lại rất lớn,phức tạp,thậm chí là không thực hiện được trong
thực tế.
Tùy thuộc đặc điểm của từng loại phụ tải có thể áp dụng những phương pháp
sau:
−
−
−
−

Phương pháp tính theo hệ số nhu cầu
Phương pháp tính theo công suất trung bình
Phương pháp tính theo suất tiêu hao điện năng cho 1 đơn vị sản phẩm
Phương pháp tính theo suất phụ tải trên đơn vị diện tích sản xuất

Xác đinh phụ tải tính toán phân xưởng
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 chính xác cần phải phân nhóm các
thiết bị.Việc phân nhóm các thiết bị tuân theo các nguyên tắc sau:
−
−

−

−

Mỗi nhóm có n thiết bị (n<12) để đảm bảo số thiết bị trong 1 nhóm là không
quá nhiều vì số đầu ra của các tủ động lực thường ≤12
Các thiết bị trong cùng 1 nhóm phải gần nhau để giảm chiều dài đường dây
hạ áp. Tiết kiệm được vốn đầu tư,tổn thất trên các đường dây hạ áp trong
phân xưởng
Chế độ làm việc của các thiết bị trong cùng 1 nhóm nên giống nhau để việc
xác định phụ tải tính toán được chính xác hơn và thuận lợi cho việc lựa chọn
phương thức cung cấp điện cho nhóm
Tổng công suất đặt các nhóm nên tương đương nhau để giảm chủng loại các
tủ động lực cần dùng trong phân xưởng và toàn nhà máy

Tuy nhiên rất khó thỏa mãn cùng một lúc các nguyên tắc trên, do đó khi thiết
kế phải tùy thuộc vào điều kiện cụ thể của phụ tải để lựa chọn phương án phù hợp
nhất.
Bảng 1.1 Phụ tải phân xưởng thiết bị điện –sửa chữa N03
Số hiệu trên
sơ đồ

Tên thiết bị

SV:Đinh Thị Kiều Oanh-Đ3H1

Hệ số ksd

Page 4

Hệ số
cosφ

Công suất đặt P, kW
Phương án B


Đồ án cung cấp điện

GVHD:Nguyễn Phúc
Huy

1;7;10;20;3
1

Quạt gió

0,35

0,67

3;4;5,5;7,5;7,5

2;3

Máy biến áp hàn ɛ=0,65

0,32

0,58

6;12

4;19;27

Cần cẩu 10T,ɛ=0,4

0,3

0,65

18;20;30

5;8

Máy khoan đứng

0,26

0,66

2,8;7,5

6;25;29

Máy mài

0,42

0,62

1,5;2,2;5,5

9;15

Máy tiện ren

0,3

0,58

2,2;7,5

11;16

Máy bào dọc

0,41

0,63

12;18

12;13;14

Máy tiện ren

0,45

0,67

5,5;8,5;10

17

Cửa cơ khí

0,37

0,7

2,8

18;28

Quạt gió

0,45

0,83

10;8

21;22;23;24

Bàn lắp ráp thử nghiệm

0,53

0,69

10;12;16;18

26;30

Máy ép quay

0,35

0,54

4;7,5

1.1 Phụ tải tính toán chiếu sáng của phân xưởng
Trong thiết kế chiếu sáng, vấn đề quan trọng là đáp ứng yêu cầu về độ rọi và
hiệu quả chiếu sáng 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
các chao chóp đèn, sự bố trí chiếu sáng vừa đảm bảo tính kỹ thuật và kinh tế, mỹ
thuật.Thiết kế chiếu sáng phải đảm bảo các yêu cầu sau:
−
−
−
−

Không bị lóa
Không có bóng tối
Phải có độ rọi đồng đều
Phải tạo được ánh sáng giống ánh sáng ban ngày

SV:Đinh Thị Kiều Oanh-Đ3H1

Page 5

Đồ án cung cấp điện

GVHD:Nguyễn Phúc
Huy

Vì phụ tải chiếu sáng có tính chất phân bố tương đối đều và tỉ lệ với diện
tích nên phụ tải chiếu sáng của phân xưởng sửa chữa thiết bị điện N0 3 có diện tích
A=864 m2 được xác định theo công thức:
Pcs = p0.A
p0: suất phụ tải chiếu sáng trên 1 đơn vị diện tích,(W/m2),
Theo bài p0 = 15W/m2 = 0,015 (kW/m2)
Mặt khác ta có đèn chiếu sáng trong phân xưởng là đèn sợi đốt nên cosφcs=1
Vậy phụ tải chiếu sáng trong phân xưởng sửa chữa thiết bị điện là:
Pcs =0,015.864=12,96 (kW/m2)
S

cs

Qcs = 0 ( kVAr )

=

P
cs = 12,96 = 12,96 ( kVA )
cosϕ
1
cs

vì cosφcs=1 nên sinφcs=0

1.2 Phụ tải tính toán nhóm thông thoáng và làm mát.
Trong xưởng sửa chữa thiết bị điện cần phải có hệ thống thông thoáng, làm
mát nhằm giảm nhiệt độ trong phân xưởng do trong quá trình sản xuất các thiết bị
động lực, chiếu sáng và nhiệt độ cơ thể người tỏa ra làm tăng nhiệt độ phòng. Nếu
không được trang bị hệ thống thông thoáng và làm mát sẽ gây ảnh hưởng đến năng
suất lao động, sản phẩm, trang thiết bị, ảnh hưởng đến sức khỏe công nhân làm
việc trong nhà máy phân xưởng.
Lưu lượng gió tươi cần cấp vào xưởng là :
Q= n.V = 6.4320 = 25920 (m³/h)
−
−

n-tỉ số đổi không khí (1/h) –phân xưởng cơ khí lấy n=6 (1/h)
V-thể tích của phân xưởng (m³) ; V = a.b.h = 4320m³ (với h = 5)

Từ Q =25920 ta chọn được loại quạt tương ứng có q = 4500 m³/h
SV:Đinh Thị Kiều Oanh-Đ3H1

Page 6

⇒

6 quạt


Đồ án cung cấp điện

GVHD:Nguyễn Phúc
Huy

Bảng 1.2 Thông số kĩ thuật của quạt hút công nghiệp
Thiết bị
Quạt hút

Công suất
W
300

Lượng gió
(m³/h)
4500
kncqh = ksd +

Hệ số nhu cầu của quạt hút là

Số lượng

k

88
1 − ksd
n

cosϕ

sd

0,7
= 0, 7 +

1 − 0, 7
6

0,8
= 8,82

Phụ tải tính toán nhóm phụ tải thông thoáng – làm mát :
n

Plm = kncqh ∑ Pdmqi = 0,82.6.0.3 = 1, 48
i =1

=

. kW

Plm
1, 48
=
= 1,85
cosϕ
0,8

= = 1,1 kVAr
1.3 Xác định phụ tải động lực của các phân xưởng
Phân xưởng sửa chữa thiết bị điện N0 3 là phân xưởng số 3 trong sơ đồ mặt
bằng nhà máy. Phân xưởng có diện tích là 864m2, trong phân xưởng có 60 thiết
bị.Mỗi thiết bị có công suất khác nhau: thiết bị có công suất lớn nhất là cần cẩu
10T số hiệu 27 (30 kW), thiết bị có công suất nhỏ nhất là máy mài số hiệu

6(1.5kW). Dựa vào các nguyên tắc chia nhóm ở trên, đồng thời dựa vào vị trí, công
suất của các thiết bị trong phân xưởng bố trí trên sơ đồ mặt bặng phân xưởng, ta có
thể chia các thiết bị trong phân xưởng cơ khí sửa chữa thành 4 nhóm.
∗
∗
∗
∗

Nhóm 1: gồm các thiết bị có số hiệu trên sơ đồ là: 1;2;3;4;5;6;7;8;12;13;14
Nhóm 2: gồm các thiết bị có số hiệu trên sơ đồ là: 9;15;10;11;16;20
Nhóm 3: gồm các thiết bị có số hiệu trên sơ đồ là: 17;18;19;23;21;22;23
Nhóm 4: gồm các thiết bị có số hiệu trên sơ đồ là: 25;26;30;29;23;24;31;27;28

SV:Đinh Thị Kiều Oanh-Đ3H1

Page 7


Đồ án cung cấp điện

GVHD:Nguyễn Phúc
Huy

Để xác định phụ tải tính toán cho nhóm phụ tải động lực của phân xưởng, ta
sử dụng phương pháp hệ số nhu cầu. Nội dung chính của phương pháp này như
sau:
Xác định hệ số sử dụng tổng hợp của nhóm thiết bị theo biểu thức sau :
kΣ =
sd

Trong đó:

∑ P .k
ni sdi
∑P
ni

kΣ
sd
P
ni

k

sdi

: là hệ số sử dụng tổng hợp của nhóm thiết bị
: là công suất đặt của từng thiết bị trong nhóm, (kW)

: là hệ số sử dụng của từng thiết bị trong nhóm

Xác định số lượng thiết bị hiệu dụng của mỗi nhóm nhd theo công thức sau:

n
hd

( ∑ Pni )
=

2

2
∑P
ni

Số lượng thiết bị hiệu dụng của mỗi nhóm nhd là 1 số qui đổi gồm có nhd
thiết bị giả định có công suất định mức và chế độ làm việc như nhau và tiêu thụ
công suất đúng bằng công suất tiêu thụ của nhóm thiết bị thực tế. Các nhóm nếu số

thiết bị nhỏ hơn 5 thì nhd bằng số thiết bị thì ta xác định tỷ số
kΣ
sd

với kb là hệ số ứng với
thiết bị thực tế của nhóm
−

của nhóm

, so sánh k

Nếu k > kb , lấy nhd = n , với n là số lượng

Xác định hệ số nhu cầu của nhóm theo biểu thức sau :

SV:Đinh Thị Kiều Oanh-Đ3H1

P
k = max
P

min

Page 8


Đồ án cung cấp điện

GVHD:Nguyễn Phúc
Huy
k = kΣ +
nc
sd

−

1− kΣ
sd
n
hd

Cuối cùng phụ tải tính toán của cả nhóm là :
P
= k .∑ P
n hom
nc
ni

−

Hệ số công suất phụ tải của nhóm là:

cosϕ

−

∑ P .cosϕ
ni
i
∑P
ni

Công suất biểu kiến của nhóm là:
S

−

n hom

=

n hom

=

P
n hom
cosϕ
n hom

Công suất phản kháng :

(

Q
=S
. 1 − cosϕ 2
n hom
n hom
n hom

)

Sau đó, tổng hợp phụ tải động lực của toàn phân xưởng

N
P =k . ∑ P
dl
nc
n hom i
i =1

SV:Đinh Thị Kiều Oanh-Đ3H1

N
.cosϕ
∑ P
n hom i
n hom i
i
=
1

cosϕ =
dl
N
∑ P
n hom i
i =1

Page 9


Đồ án cung cấp điện

GVHD:Nguyễn Phúc
Huy

S

dl

=

P
dl
cosϕ
dl

(

Q = S . 1 − cosϕ 2
dl

dl
dl

)

Trong đó: N là số nhóm thiết bị trong toàn phân xưởng

k = kΣ +
nc
sd

1− kΣ
sd
N

N
.k Σ
∑ P
n hom i sdi
kΣ = i = 1
sd
N
∑ P
n hom i
i =1

Áp dụng tính cụ thể cho từng nhóm thiết bị


Nhóm 1

STT

Tên thiết bị

1

Quạt gió

số
hiệu
1

2

Máy biến áp hàn

2

3

Máy biến áp hàn

3

4

Cần cẩu 10T

4

5

Máy khoan đứng

5

6

Máy mài

6

7

Quạt gió

7

8

Máy khoan đứng

8

9

Máy tiện ren

12

10

Máy tiện ren

13

11

Máy tiện ren

14

SV:Đinh Thị Kiều Oanh-Đ3H1

Ksdi
0,3
5
0,3
2
0,3
2
0,2
3
0,2
6
0,4
2
0,3
5

0,2
6
0,4
5
0,4
5
0,4

Page 10

cos
Ф
0,67

Pni
,kW
3

Pni.cosφ Pni .Pni

Pni.Ksdi

2,01

9

1,05

0,58

6

3,48

36

1,92

0,58

12

6,96

144

3,84

0,65

18

11,7

324

4,14

0,66

2,8

1,85

7,84

0,73

0,62

1,5

0,93

2,25

0,63

0,67

4

2,68

16

1,4

0,66

7,5

4,95

56,25

1,95

0,67

5,5

3,69

30,25

2,48

0,67

8,5

5,7

72,25

3,83

0,67

10

6,7

100

4,5


Đồ án cung cấp điện

GVHD:Nguyễn Phúc
Huy
5

Tổn
g

11
ksd1Σ
nhd1
knc1
Pnhom1 ,kW

78,8

50,65

0,336
8

0,571
44,99
5
0,643
69.97
7
53,59
3

Cosφnhom1
Snhom1, kVA
Qnhom1, kVAr

3
∑ P .k
ni sdi 26, 47
kΣ = i = 1
=
= 0,336
sd1
3
78,8
∑ P
ni
i =1

−
−

Hệ số sử dụng tổng hợp:

Hệ số nhu cầu là:

−

Công suất phụ tải của nhóm 1 là :
11
P
= k . ∑ P = 0,571.78,8 = 44,995 ( kW )
n hom1
nc1
ni
i =1

−

Hệ số công suất phụ tải của nhóm 1 là:
11
∑ P .cosϕ
ni
i 50, 65
cosϕ
= i =1
=
= 0, 643
n hom1
11
78,8
∑ P
ni
i =1

1 − kΣ
sd1 = 0,336 + 1 − 0,336 = 0,571
k
= kΣ +
nc1
sd1
n
8
hd1

SV:Đinh Thị Kiều Oanh-Đ3H1

Page 11

797,84

26,47


Đồ án cung cấp điện

GVHD:Nguyễn Phúc
Huy

Công suất biểu kiến của nhóm phụ tải 1 là:

−

S

n hom1

=

P
n hom1 = 44,995 = 69,977 ( kVA )
cosϕ
0, 643
n hom1

Công suất phản kháng của nhóm phụ tải 1 là:

−

(

)

(

)

Q
=S
. 1 − cosϕ 2
= 39. 1 − 0, 6432 = 53,593 ( kVAr )
n hom1
n hom1
n hom1

Tính toán tương tự với các nhóm phụ tải động lực còn lại, ta có kết quả như sau:
Bảng nhóm phụ tải động lực
Tên
nhóm
Nhóm 1
Nhóm 2
Nhóm 3
Nhóm 4

ksdΣ

n
hd

Cosφnhom

k

0,336
0,375
0,426
0,386

8
5
5
6

0,643

0,631
0,7
0,664

0,571
0,655
0,683
0,637

nc

Pnhom, kW

S

n hom

Q
n hom

44,995
34,519
47,673
61,598

69,977
54,705
68,104
92,768

53,593
42,439
48,63
63,366

Bảng tổng hợp phụ tải toàn phân xưởng
STT
1
2
3
4
Tổn
g

Tên
nhóm
Nhóm 1
Nhóm 2
Nhóm 3
Nhóm 4

ksdΣ

Cosφnhom Pnhom, kW Pnhom.cosφnhom Pnhom.Pnhom

Pnhom.ksdΣ

0,336
0,375
0,426

0,386

0,643
0,631
0,7
0,664

15,118
12,945
20,309
23,777
72,149

ksdΣ
nhd
knc
Pdl, kW
Cosφdl

0,382
4
0,691
130,45
0,662

SV:Đinh Thị Kiều Oanh-Đ3H1

44,995
34,519
47,673

61,598
188.785

Page 12

28,932
21,781
33,371
40,901
124,985

2024,55
1191,56
2272,71
3794,31
9280,13


Đồ án cung cấp điện

GVHD:Nguyễn Phúc
Huy

−

Sdl, kVA

197,054

Qdl,

kVAr

147,693

Hệ số sử dụng tổng hợp của nhóm phụ tải động lực là:
4
.k Σ
∑ P
n hom i sdi
72,149
kΣ = i = 1
=
= 0,382
sd
4
188, 785
∑ P
n hom i
i =1

−

Số lượng thiết bị hiệu dụng của nhóm phụ tải động lực là:

(

)

∑P
n hom i

n =
hd
2
∑P
n hom i
−

2
188, 7852
=
= 3,84
9280,13

Hệ số nhu cầu là:

k = kΣ +
nc
sd

1− kΣ
sd = 0,382 + 1 − 0,382 = 0, 691
n
4
hd

Tổng công suất phụ tải động lực của toàn phân xưởng là:

4
P =k . ∑ P
= 0, 691.188,875 = 130.45 ( kW )

dl
nc
n hom i
i =1
−

Hệ số công suất phụ tải của nhóm phụ tải động lực là:

SV:Đinh Thị Kiều Oanh-Đ3H1

Page 13


Đồ án cung cấp điện

GVHD:Nguyễn Phúc
Huy

4
.cosϕ
∑ P
n hom i
n hom i 124,985
i
=
1
cosϕ =
=
= 0, 662
dl

4
188, 785
∑ P
n hom i
i =1
−

Công suất biểu kiến của phụ tải động lực là:

P
dl = 130, 45 = 197, 054 ( kVA)
S =
dl cosϕ
0, 662
dl
−

Công suất phản kháng của phụ tải động lực là:

(

)

(

)

Q = S . 1 − cosϕ 2 = 197.054. 1 − 0, 6622 = 147, 693 ( kVAr )
dl
dl

dl
1.4 Phụ tải tính toán nhóm động lực
Công suất tác dụng toàn dụng toàn phân xưởng :
146,93 kW

với 1

= 0,695
Xét thêm tổn thât trong mạng điện (10%) và khả năng chịu tải trong 10 năm
(10%) ta sẽ có số liệu tính toán phụ tải toàn phân xưởng :
kW

P
1176,32
ttpx ∑
S
=
=
= 253, 69
ttpx ∑ cosϕ
0, 7
tbpx
kVA
SV:Đinh Thị Kiều Oanh-Đ3H1

Page 14


Đồ án cung cấp điện

GVHD:Nguyễn Phúc
Huy

= 182,4 kVAr

1.5 Phụ tải tổng hợp toàn xí nghiệp
1.5.1 Xác định phụ tải tính toán của từng phân xưởng
Xác đinh phụ tải tính toán của phân xưởng 1 có :

Bảng tính toán phụ tải phân xưởng 1
Phân
xưởng

Tên phân xưởng và
phụ tải

Số thiết lượng
bị

1

Bộ phận nghiền thứ
cấp

15

−

Diện
tích

m²
840

kW
350

cosφ
0,5

Phụ tải động lực của từng phần xưởng theo hệ số nhu cầu :
= 350.0,5=175 kW

−

Phụ tải chiếu sáng tính theo suất chiếu sáng đơn vị
= 0,015.840 =12,6 kW
Trong đó là diện tích phân xưởng , tính toán được theo mặt bằng

−

Phụ tải của phân xưởng 1 :
=175 + 12,6 =187,6 kW

−

Hệ số công suất trung bình của phân xưởng 1 :

−

Công suất toàn phần của phân xưởng 1 :

SV:Đinh Thị Kiều Oanh-Đ3H1

Page 15

0,53


Đồ án cung cấp điện

GVHD:Nguyễn Phúc
Huy

=

187, 6
= 334, 07
0,56

kVA

Các phân xưởng còn lại tính tương tự .

Bảng Phụ tải tính toán của các phân xưởng .
N0 Diện
tích
m²
1 840
2 920
3 1360

4 1080
5 1690
6
5330
7
16560
8 1720
9
690
10
3130
11 1920
12
864
13 1160
14
864

kW

cosφ Pdl,
kW

Pcs,
kW

PΣ, kW

cosφΣ SΣ,
kVA

0,53
0,62
0.68
0,56
0,76

12,6
13,8
20,4
16,2
25,5
79,9
5
248,
4
25,8
10,3
5
46,9
5
28,8
12,9
6
17,4
12,9
6

187,6
156,9

512,4
187,7
519,85

0,56
0,65
0,69
0,60
0,77

334,07
240,12
739,67
313,89
673,64

597,45

0,81

738,10

653,2
613,3
1066,3
5

0,88
0,68

745,61
896,79

0,72

1475,47

391,95
616,3

0,69
0,57

566,46
1079,28

176,32
256,8

0,70
0,66

253,69
386,52

75,96

0,61

124,49

350
270
1200
350
1150

0,5
0,53
0,41
0,49
0,43

1150

0,45 0,78 517,5

920
1250

0,44 0,8 404,8
0,47 0,67 587,5

1600

0,66 0,72 1056

690
1250
188,7

9
570

0,5 0,65 345
0,47 0,55 587,5
0,7 0,66 130,4
5
0,42 0,64 239,4

126

0,5

SV:Đinh Thị Kiều Oanh-Đ3H1

175
143,1
492
171,5
494,5

0,53 63
Page 16


Đồ án cung cấp điện

GVHD:Nguyễn Phúc
Huy

15 1160
16 1160
17
2890
18 1720

80
80

0,54 0,62 43,2
0,43 0,68 34,4

60
25

0,43 0,55 25,8
0,46 0,76 11,5

17,4
17,4
43,3
5
25,8

60,6
51,8

0,73
0,79

83,12
65,78

69,15
37,3

0,83
0,93

83,10
40,28

1.5.2 Tính toán cho toàn xí nghiệp
n

Pttxn = k đt * ∑ Ptti = 6230,93kW
i =1

Lấy kđt = 0,85
n

C os ϕtbxn =

∑ cos φ

tbi

i =1

n

∑P
i =1

S ttxn =

* Ptti

= 0, 72

tti

Pttxn
= 8701,39kVA
cos ϕ tbxn

2
2
Qttxn = Sttxn
− Pttxn
= 6073,69kVAr

1.6 Biểu đồ phụ tải toàn xí nghiệp
1.6.1 Ý nghĩa của biểu đồ phụ tải trong thiết kế cung cấp điện.
Biểu đồ phụ tải là một cách biểu diễn về độ lớn của phụ tải trên mặt bằng xí
nghiệp , nó cho biết sự phân bố trên mặt bằng (tức mật độ phụ tải các vị trí khác
nhau trên mặt bằng).Điều này cho phép người thiết kế chọn được vị trí đặt các trạm
biến áp, trạm biến áp.Khi biết rõ sự phân bố của phụ tải trên mặt bằng còn giúp cho
SV:Đinh Thị Kiều Oanh-Đ3H1

Page 17


Đồ án cung cấp điện

GVHD:Nguyễn Phúc
Huy

người thiết kế chọn được kiểu sơ đồ CCĐ thích hợp nhằm giảm được tổn thất và
đạt được các chỉ tiêu kinh tế tối ưu.
Biểu đồ phụ tải là một vòng tròn có diện tích bằng phụ tải tính toán của phân
xưởng theo một tỷ lệ lựa chọn.
1.6.2 Tính bán kính vòng tròn phụ tải của phân xưởng.
Trên biểu đồ công suất tính toán của các điểm tải tỷ lệ với diện tích hình tròn
bán kính r ,được xác định theo biểu thức:

Si
π .m
−

Trong đó:
: bán kính hình tròn; mm
Si : công suất tính toán của điểm tải thứ i ,kW
m : có thể lấy giá trị bất kỳ,lấy m = 3 kW/

Để thể hiện cơ cấu phụ tải trong vòn tròn phụ tải , người ta thường chia
vòng tròn phụ tải theo công suất chiếu sáng và động lực vì vậy ta có thể tính góc
của phần công suất chiếu sáng theo công thức :
−

Góc của phụ tải chiếu sáng trên bản đồ chiếu sáng :

Trong đó : : góc của phụ tải chiếu sáng phân xưởng i.
Pcsi : phụ tải chiếu sáng của phân xưởng i.
Ptti : phụ tải tính toán của phân xưởng i
Bảng kết quả tính toán của các phân xưởng:

SV:Đinh Thị Kiều Oanh-Đ3H1

Page 18


Đồ án cung cấp điện

GVHD:Nguyễn Phúc
Huy

Tên phân xưởng
1
2
3
4
5
6
7
8
9

Bộ phận nghiền sơ cấp
Bộ phận nghiền thứ cấp

Bộ phận xay nguyên liệu
thô
Bộ phận sấy xi
Đầu lạnh của bộ phận lò
Đầu lạnh của bộ phận lò
Kho liên hợp
Kho xay xi măng
Máy nén cao áp

10 Bộ phận ủ và đóng bao
11 Bộ phận ủ bột nguyên liệu
thô
12 Phân xưởng cơ khí
13 Lò hơi
14 Kho vật liệu
15 Bộ phận lựa chọn và cất
dữ bột
16 Nhà ăn
17 Nhà điều hành
18 Garage ôtô

Ptt
kW
187,6
156,9
512,4
187,7
519,85
597,45
653,2

613,3
1066,3
5
391,95
616,3
176,32
256,8
75,96
60,6

Stt
kVA
334,07
240,12
739,67
313,89
673,64
738,10
745,61
896,79
1475,4
7
566,46
1079,2
8
253,69
386,52
124,49

Pcs,

kW
12,6
13,8

XGi
mm
1610
1610

20,4
16,2
25,5
79,9
5
248,
4
25,8
10,3
5
46,9
5

1200 440
935 450
1090 810

28,8
12,9
6
17,4

12,9
6

69,15
37,3

1020 540
830 430
565

250

820

60

1410 920
1530 300
90
350

10,7
0
5,19
6,41
3,64

1550 180
2,64

17,4
43,3
5

340

620
2,97

300
310

850
100
0

24.18
31.66
14.33
31.07
17.56
48.17
136.9
0
15.14
3.49
43.12

1250 220

40,28

Page 19

9,76
12,5
2
7,75

2,97

25,8

SV:Đinh Thị Kiều Oanh-Đ3H1

5,77
8,46
8,85
8,90

65,78
83,10

Rpxi
mm
5,96
5,05
8,86

840

83,12
17,4

51,8

785

YGi
mm
740
560

2,07

16.82
25.91
24.39
61.42
103.3
7
120.9
3
225.6
8
249.0
1


Đồ án cung cấp điện

GVHD:Nguyễn Phúc
Huy

Hình vẽ biểu đồ phụ tải của xí nghiệp xi măng.

SV:Đinh Thị Kiều Oanh-Đ3H1

Page 20


Đồ án cung cấp điện

GVHD:Nguyễn Phúc Huy
CHƯƠNG II

XÁC ĐỊNH SƠ ĐỒ CẤP ĐIỆN CỦA XÍ NGHIỆP
*****************
2.1. Chọn cấp điện áp phân phối
Trong mạng điện phân phối phạm vi xí nghiệp,sử dụng cấp điện áp theo công
thức kinh nghiệm của Zalesski :

6230,93(0,1 + 0, 015 250,82.10 −3 = 25,88

P (0,1 + 0, 015 L )

Uop =

=

kV

Trong đó: Uop [kV] – điện áp tối ưu của mạng điện
P [kW] - công suất tính toán của xí nghiệp cần cấp điện
L [km] – chiều dài của đường dây từ nguồn đến xí nghiệp
Vậy ta chọn cấp điện áp cung cấp cho xí nghiệp là : 22 kV
Việc lựa chọn các sơ đồ cung cấp ảnh hưởng rất lớn đến vấn đề kinh tế- kỹ thuật
của HTĐ. Một sơ đồ cung cấp điện được gọi là hợp lý thỏa mãn các yêu cầu kỹ thuật
sau:
−
−
−
−
−
−

Đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật
Đảm bảo các chỉ tiêu về kinh tế
Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện
Thuận tiện và linh hoạt trong vận hành
An toàn cho người vận hành và thiết bị
Dễ dàng phát triển để đáp ứng nhu cầu tăng trưởng của phụ tải

2.2. Xác định vị trí đặt của TBA (hoặc trạm phân phối trung tâm- TPPTT)
2.2.1. Vị trí đặt trạm biến áp trung tâm
Vị trí đặt trạm biến áp phải thỏa mãn các yêu cầu sau:
−

Vị trí của trạm càng gần tâm phụ tải càng tốt.

SV:Đinh Thị Kiều Oanh-Đ3H1

Page 21


Đồ án cung cấp điện
−

−
−

GVHD:Nguyễn Phúc Huy

Vị trí của trạm phải đảm bảo đủ chỗ và thuận tiện cho các tuyến dây đưa điện
đến trạm cũng như các phát tuyến từ trạm đi ra,đồng thời phải đáp ứng được
cho sự phát triển trong tương lai.
Vị trí của trạm được lựa chọn sao cho tổng tổn thất trên các đường dây nhỏ nhất
Vị trí của trạm phải phù hợp với quy hoạch của xí nghiệp và các vùng lân cận.
X

Tọa độ trạm biến áp trung tâm :

B

=

∑ S .x
i i
∑S
i

∑ S .Y
i i
Y =
B
S
∑
i

và

Trong đó: Si là công suất của phân xưởng thứ i (kVA)
Xi và Yi là tọa độ của tâm phụ tải phân xưởng thứ i
Bảng toạ độ của tâm phụ tải
Phân xưởng Tọa độ X

Tọa độ Y

Si, kVA

Si.X

Si.Y

1

1610

740

334,07

537844,8

247208,2

2

1610

560

240,12

386593,6

134467,3

3

1200

440

739,67

887605,7

325455,4

4

935

450

313,89

293489,5

141251,6

5

1090

810

673,64

734267,,2

545648,1

6

785

840

738,10

579410,7

620006,3

7

1020

540

745,61

760526,4

402631,6

8

830

430

896,79

744337,2

385620,5

9

565

250

1475,47

83364,9

368868,1

10

820

60

566,46

464499,8

33987,79

11

1410

920

1079,28

1521785

992937,8

12

1530

300

253,69

3881457

76107

13

90

350

386,52

34786,66

135281,5

14

1250

220

124,49

155607,4

27386,9

SV:Đinh Thị Kiều Oanh-Đ3H1

Page 22


Đồ án cung cấp điện

GVHD:Nguyễn Phúc Huy

15

1550

180

83,12

128828,5

14960,73

16

340

620

65,78

22364,72

40782,72

17

300

850

83,10

24930,77

70637,19

18

310

1000

40,28

12486,97

40280,54

8840,08

8511153

4603519

Tổng

X

B

=

∑ S .x
i i
∑S
i

∑ S .Y
i i

Y =
B
∑S
i

962,79
520,76

Vậy vị trí tốt nhất để đặt trạm biến áp trung tâm là: O( 926,28 ; 555,01)
2.2.2. Vị trí đặt trạm biến áp phân xưởng
Các xí nghiệp thường sử dụng các loại máy biến áp phân xưởng:
- Các trạm biến áp cung cấp điện cho một phân xưởng có thể dùng loại liền kề có
một tường của trạm chung với tường của phân xưởng nhờ vậy tiết kiệm được vốn xây
dựng và ít ảnh hưởng đến công trình khác.
- Trạm lồng cũng được sử dụng để cung cấp điện cho một phần hoặc toàn bộ một
phân xưởng vì có chi phí đầu tư thấp, vận hành, bảo quản thuận lợi song về mặt an
toàn khi có sự cố trong trạm hoặc phân xưởng không cao.
- Các trạm biến áp dùng chung cho nhiều phân xưởng nên đặt gần tâm phụ tải,
nhờ vậy có thể đưa điện áp cao tới gần hộ tiêu thụ điện và rút ngắn khá nhiều chiều
dài mạng phân phối cao áp của xí nghiệp cũng như mạng hạ áp phân xưởng, giảm chi
phí kim loại làm dây dẫn và giảm tổn thất . Cũng vì vậy nên dùng trạm độc lập, tuy
nhiên vốn đầu tư xây dựng trạm sẽ bị gia tăng.
SV:Đinh Thị Kiều Oanh-Đ3H1

Page 23


Đồ án cung cấp điện

GVHD:Nguyễn Phúc Huy

- Tùy thuộc vào điều kiện cụ thể có thể lựa chọn một trong các loại trạm biến áp
đã nêu ở trên.Để đảm bảo an toàn cho người cũng như các thiết bị,mỹ quan công
nghiệp ở đây sử dụng loại trạm biến áp xây,đặt gần tâm phụ tải, gần các trục giao
thông trong nội bộ xí nghiệp.Mặt khác cần tính đến khả năng phát triển và mở rộng
sản xuất.
Trong nhà máy tùy theo nhiệm vụ mà công suất của các phân xưởng có thể
chênh lệch nhau khá nhiều, căn cứ vào công suất của các phân xưởng và vị trí của nó
trong nhà máy ta có thể bố trí 6 trạm biến áp phân xưởng như sau:
∗
∗
∗
∗
∗
∗

Trạm biến áp B1 cấp điện cho phân xưởng số 1 , 2 và 11
Trạm biến áp B2 cấp điện cho phân xưởng số 5, 6
Trạm biến áp B3 cấp điện cho phân xưởng số 3, 4, 7 và 8
Trạm biến áp B4 cấp điện cho phân xưởng số 12 , 14 và 15
Trạm biến áp B5 cấp điện cho phân xưởng số 9 , 10
Trạm biến áp B6 cấp điện cho phân xưởng số 13, 16, 17 và 18

Trạm biến áp phân xưởng làm nhiệm vụ biến đổi điện áp nhàxí nghiệp từ 110 kV(
hoặc 35 kV khi là trạm biến áp phân phối trung tâm) xuống cấp điện áp phân xưởng
0,4 kV cung cấp cho các phụ tải động lực và chiếu sáng. Trạm biến áp phân xưởng có
thể đặt ở những vị trí sau:
- 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 và chi phí xây dựng lớn, dễ dàng chống

cháy nổ
- Trạm đặt kề phân xưởng: tổn thất và chi phí xây dựng không cao, đề phòng cháy
nổ dễ dàng
Từ những nhận xét trên, ta thấy xây dựng trạm biến áp phân xưởng ở kề bên phân
xưởng là hợp lý nhất.
Ta tiến hành xác định tọa độ đặt các các trạm biến áp phân xưởng như sau:
Trạm biến áp B1: cấp điện cho phân xưởng 1 và 2
Vị trí tọa độ của tâm phụ tải trạm biến áp B1 là:
SV:Đinh Thị Kiều Oanh-Đ3H1

Page 24


Đồ án cung cấp điện
X

B

=

GVHD:Nguyễn Phúc Huy

S .X + S .X
∑ S .X
i i = 1 1
2 2 = 334, 07.1610 + 240,12.1610 + 1079, 28.1410 = 1479, 45
S +S
334, 07 + 240,12 + 1079, 28
∑S
i

1
2
S .Y + S .Y
∑ S .Y
i i = 1 1
2 2 = 334, 07.740 + 240,12.560 + 1079, 28.920 = 831,35
Y =
B
S +S
334, 07 + 240,12 + 10790, 28
∑S
i
1
2

Căn cứ vào vị trí nhà xưởng , ta đặt TBA B1 tai vị trí có tọa độ M1 (1610 ; 664,73)
Tiến hành tính toán tương tự, ta xác định được vị trí các TBA phân xưởng thích
hợp trong phạm vi nhà máy. Ta có
bảng tọa độ các TBA phân xưởng:
Phân xưởng
1;2;11
5;6;
3;4;7;8
12;14;15
9;10;
13;16;17;18;

Trạm biến áp
B1
B2

B3
B4
B5
B6

Tọa độ X
1479,45
930,54
996,29
1458,042
635,74
164,27

Tọa độ Y
831,35
825,68
465,49
256,79
197,29
498,51

2.3. Chọn số lượng và công suất máy biến áp của trạm biến áp xí nghiệp và các
trạm biến áp phân xưởng
2.3.1. Trạm biến áp nhà máy( trạm biến áp trung gian)
Vì nhà máy là hộ loại I và II nên TBA phải đặt 2 máy biến áp làm việc song song.
Khi chọn công suất của MBA cần xét đến khả năng quá tải của máy biến áp còn lại
sau sự cố.
Dung lượng của máy biến áp được chọn theo điều kiện:
n.S

dmB

≥S
ttxn

SV:Đinh Thị Kiều Oanh-Đ3H1

Page 25