đồ án PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ 1 VÀ TOÀN BỘ NHÀ MÁY CƠ KHÍ 8N3

Đồ án cung cấp điện

GVHD: TS_ Võ Tiến Trung
SVTH: Nguyễn Thị Kim Thoa

LỜI NÓI ĐẦU
Điện năng là một dạng năng lượng phổ biến và có tầm quan trọng không thể
thiếu được trong bất kỳ một lĩnh vực nào của nền kinh tế quốc dân của mỗi đất
nước. Như chúng ta đã xác định và thống kê được rằng khoảng 70% điện năng sản
xuất ra dùng trong các xí nghiệp, nhà máy công nghiệp. Vấn đề đặt ra cho chúng ta
là đã sản xuất ra được điện năng làm thế nào để cung cấp điện cho các phụ tải một
1


Đồ án cung cấp điện

GVHD: TS_ Võ Tiến Trung
SVTH: Nguyễn Thị Kim Thoa

cách hiệu quả, tin cậy.Vì vậy cung cấp điện cho các nhà máy, xí nghiệp công
nghiệp có một ý nghĩa to lớn đối với nền kinh quốc dân.
Một phương án cung cấp điện hợp lý là phải kết hợp một cách hài hoà các yêu
cầu về kinh tế,độ tin cậy cung cấp điện, độ an toàn cao, đồng thời phải đảm bảo
tính liên tục cung cấp điện, tiện lợi cho việc vận hành, sửa chữa khi hỏng hóc và
phải đảm bảo được chất lượng điện năng nằm trong phạm vi cho phép. Hơn nữa là
phải thuận lợi cho việc mở rộng và phát triển trong tương lai.
Xuất phát từ yêu cầu thực tiễn đó, với kiến thức được học tại bộ môn cung cấp
điện em được nhận đồ án thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng cơ khí
và nhà máy cơ khí.
Là một sinh viên ngành điện, thông qua việc thiết kế đồ án giúp em bước đầu
có những kinh nghiệm về thiết kế hệ thống cung cấp điện trong thực tế. Trong thời

gian làm đồ án vừa qua, với sự cố gắng của bản thân, đồng thời với sự giúp đỡ
nhiệt tình của các thầy cô giáo, những người đã đi trước có giàu kinh nghiệm. Qua
đây em xin cảm ơn thầy giáo VÕ TIẾN TRUNG, người đã tận tình hướng dẫn
giúp em hoàn thành đồ án này. Song do thời gian làm đồ án có hạn, kiến thức còn
hạn chế nên đồ án của em không thể tránh khỏi những thiếu sót. Do vậy em kính
mong nhận được sự góp ý, chỉ bảo của các thầy cô giáo để em bảo vệ đồ án của
mình đạt được kết quả tốt nhất.
Em xin chân thành cảm ơn.
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Thị Kim Thoa

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ VÀ YÊU CẦU CUNG CẤP
ĐIỆN CHO HỘ PHỤ TẢI
1. Vị trí địa lý và vai trò kinh tế.
Phân xưởng cơ khí là một trong những khâu quan trọng trong nhà máy cơ khí
công nghiêp, là mắt xích quan trọng để tạo nên một sản phẩm công nghiệp hoàn
2


Đồ án cung cấp điện

GVHD: TS_ Võ Tiến Trung
SVTH: Nguyễn Thị Kim Thoa

chỉnh. Loại phân xưởng chuyên môn hóa một loại sản phẩm nó phát huy được mặt
mạnh của mình, đóng góp vào việc thúc đẩy sự phát triển của nghành công nghiệp
nói chung của nước nhà.
Trong thời kì công nghiệp hóa, hiện đại hóa thì sản xuất công nghiệp càng
được chú trọng hơn bao giờ hết, được đầu tư trang bị các máy móc hiện đại có khả

năng tự động hóa cao để không bị lạc hậu so với các nước trong khu vực và trên
thế giới. Vì vậy phân xưởng cơ khí đòi hỏi phải có nguồn điện cung cấp tin cậy.
Do tầm quan trọng của tiến trình CNH – HĐH đất nước đòi hỏi phải có
nhiều thiết bị, máy móc. Vì thế nhà máy có tầm quan trọng rất lớn. Là một nhà
máy sản xuất các thiết bị công nghiệp vì vậy phụ tải của nhà máy đều làm việc
theo dây chuyền, có tính chất tự động hóa cao. Phụ tải của nhà máy chủ yếu là phụ
tải loại 1 và loại 2 ( tùy theo vai trò quy trình công nghệ).
Nhà máy cần đảm bảo được cấp điện liên tục vần toàn. Do đó nguồn điện cấp cho
nhà máy được lấy từ hệ thống điện quốc gia thông qua trạm biến áp trung gian.
2. Một số yêu cầu khi thiết kế cấp điện.
Điện năng là một dạng năng lượng có ưu điểm như: Dễ dàng chuyễn thành
các dạng năng lượng khác ( nhiệt năng, quang năng, cơ năng…), dễ truyền tải và
phân phối. Chính vì vậy điện năng được dùng rất rộng rãi trong mọi lĩnh vực hoạt
động của con người. Điện năng nói chung không tích trữ được, trừ một vài trường
hợp cá biệt và công suất như như pin, ắc quy, vì vậy giữa sản xuất và tiêu thụ điện
năng phải luôn luôn đảm bảo cân bằng.
Quá trình sản xuất điện năng là một quá trình điện từ. Đặc điểm của quá
trình này xẩy ra rất nhanh. Vì vậy đễ đảm bảo quá trình sản xuất và cung cấp điện
an toàn, tin cậy, đảm bảo chất lượng điện phải áp dụng nhiều biện pháp đồng bộ
như điều độ, thông tin, đo lường, bảo vệ và tự động hóa vv…
Điện năng là nguồn năng lượng chính của các ngành công nghiệp, là điều kiện
quan trọng để phát triển các khu đô thị, khu dân cư….Vì lý do đó khi lập kế hoạch
3


Đồ án cung cấp điện

GVHD: TS_ Võ Tiến Trung
SVTH: Nguyễn Thị Kim Thoa

phát triển kinh tế xã hội, kế hoạch phát triển điện năng phải đi trước một bước,
nhằm thỏa mãn nhu cầu điện năng không những trong giai đoạn trước mắt mà còn
dự kiến cho sự phát triển trong tương lai 5 năm 10 năm hoặc có khi lâu hơn nữa.
Khi thiết kế CCĐ cần phải đảm bảo các yêu cầu sau:
2.1 Độ tin cậy cung cấp điện:
Độ tin cậy cung cấp điện tùy thuộc vào hộ tiêu thụ loại nào. Trong điều kiện
cho phép ta cố gắng chọn phương án cung cấp điện có độ tin cậy càng cao càng tốt.
Theo quy trình trang bị điện và quy trình sản xuất của nhà máy cơ khí thì việc
ngừng cung cấp điện sẽ ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm gây thiệt hại về kinh
tế do đó ta xếp nhà máy cơ khí vào hộ phụ tải loại 2.
2.2 Chất lượng điện.
Chất lượng điện đánh giá bằng hai tiêu chuẩn tần số và điến áp. Chỉ tiêu tần
số do cơ quan điều khiển hệ thống điều chỉnh. Chỉ có những hộ tiêu thụ lớn mới
phải quan tâm đến chế độ vận hành của mình sao cho hợp lý đễ góp phần ổn định
tần số của hệ thống lưới điện.
Vì vậy người thiết kế cung cấp điện thường phải chỉ quan tâm đến chất
lượng điện áp cho khách hàng. Nói chung điện áp ở lưới trung áp và hạ áp cho
phép dao động quanh giá trị 5% điện áp định mức. Đối với phụ tải có yêu cầu cao
về chất lượng điện áp như các máy móc thiết bị điện tử, cơ khí có độ chính xác
vv… điện áp chỉ cho phép dao động trong khoảng 2,5%.
2.3 An toàn điện.
Hệ thống cung cấp điện phải được vận hành an toàn đối với người và thiết
bị. Muốn đạt được yêu cầu đó, người thiết kế phải chọn được sơ đồ cung cấp điện
hợp lý, mạch lạc để tránh nhầm lẫn trong vận hành, các thiết bị phải được chọn
đúng loại đúng công suất. Công tác xây dựng lắp đặt phải được tiến hành đúng,
chính xác cẩn thận. Cuối cùng việc vận hành, quản lý hệ thống điện có vai trò hết

4

Đồ án cung cấp điện

GVHD: TS_ Võ Tiến Trung
SVTH: Nguyễn Thị Kim Thoa

sức quan trọng, người sử dụng tuyệt đối phải chấp hành những quy định về an toàn
sử dụng điện.
2.4 Kinh tế.
Khi đánh giá so sánh các phương án cung cấp điện chỉ tiêu kinh tế chỉ được
xét đến khi các chỉ tiêu kỹ thuật trên được đảm bảo chỉ tiêu kinh tế được đánh giá
qua tổng số vốn đầu tư, chi phí vận hành, bảo dưỡng và thời gian thu hồi vốn đầu
tư. Việc đánh giá chỉ tiêu kinh tế phải thông qua tính toán và so sánh giữa các
phương án từ đó mới lựa chọn được các phương pháp, phương án cung cấp điện tối
ưu.
Tuy nhiên trong quá trình thiết kế hệ thống ta phải biết vận dụng, lồng ghép các
yêu cầu trên vào nhau để tiết kiệm được thời gian và chi phí trong quá trình thiết
kế.
2.5 Phân loại hộ phụ tải điện.
Hộ tiêu thụ điện là bộ phận quan trọng của hệ thống cung cấp điện. Tùy theo
mức độ quan trọng mà hộ tiêu thụ được phân thành ba loại:
- Hộ loại 1: là hộ tiêu thụ mà khi ngừng cung cấp điện sẽ dẫn đến nguy hiểm
đối với tính mạng con người, gây thiệt hại lớn về kinh tế (hư hỏng máy móc, thiết
bị, gây ra hàng loạt phế phẩm), ảnh hưởng lớn đến kinh tế, chính trị, an ninh quốc
phòng…
Đối với hộ loại 1, phải được cung cấp ít nhất từ hai nguồn điện độc lập, hoặc
phải có nguồn dự phòng nóng.
- Hộ loại 2: là hộ tiêu thụ mà khi ngừng cung cấp điện sẽ gây ra thiệt hại lớn
về kinh tế như hư hỏng một bộ phận máy móc thiết bị, gây ra phế phẩm, ngừng trệ
sản xuất.
Cung cấp điện cho hộ loại 2 thường có thêm nguồn dự phòng. Vấn đề ở đây là

phải so sánh giữa vốn đầu tư cho nguồn dự phòng và hiệu quả kinh tế đưa lại do
việc không bị ngừng cung cấp điện.

5


Đồ án cung cấp điện

GVHD: TS_ Võ Tiến Trung
SVTH: Nguyễn Thị Kim Thoa

- Hộ loại 3: là những hộ tiêu thụ điện còn lại như khu dân cư, trường học,
phân xưởng phụ của các nhà máy… Đối với hộ sử dụng điện loại này cho phép
mất điện trong thời gian ngắn để sửa chữa khắc phục sự cố.
Thông thường hộ tiêu thụ loại 3 được cấp điện từ một nguồn.
3. Giới thiệu nhà máy cơ khí.
Trong nhà máy cơ khí có nhiều hệ thống máy móc khác nhau rất đa dạng, phong
phú và phức tạp. Các hệ thống máy móc này có tính công nghệ cao và hiện đại.
Do vậy, việc cung cấp điện cho nhà máy phải đảm bảo chất lượng và độ tin cậy
cao.
Đứng về mặt cung cấp điện thì việc thiết kế điện phải đảm bảo sự gia tăng phụ tải
trong tương lai, về mặt kỹ thuật và kinh tế phải đề ra phương án cấp điện sao cho
không gây quá tải sau vài năm sản xuất và cũng không gây quá dư thừa dung
lượng công suất dự trữ.
Toàn bộ nhà máy cơ khí 8N3 có quy mô khá lớn với 13 phân xưởng có các số
liệu phụ tải tính toán cho ở bảng 2.
3.1 Phân xưởng cơ điện
Có nhiệm vụ sửa chữa bảo dưỡng các thiết bị máy móc của nhà máy. Phân
xưởng này cũng trang bị nhiều máy móc vạn năng có độ chính xác cao đáp
ứng yêu cầu sửa chữa phức tạp của nhà máy. Mất điện phân xưởng này sẽ

gây lãng phí lao động.
3.2 Phân xưởng cơ khí 1,2
Phân xưởng cơ khí là một trong những khâu quan trọng trong nhà máy cơ khí
công nghiệp, là mắt xích quan trọng để tạo nên một sản phẩm công nghiệp hoàn
chỉnh, có nhiệm vụ sản xuất nhiều sản phẩm cơ khí đảm bảo yêu cầu kinh tế, kỹ
thuật. quá trình thực hiện trên máy cắt gọt kim loại khá hiện đại với dây chuyền tự

6


Đồ án cung cấp điện

GVHD: TS_ Võ Tiến Trung
SVTH: Nguyễn Thị Kim Thoa

động cao. Nếu điện không ổn định sẽ làm hỏng các chi tiết đang gia công gây lãng
phí lao động.
3.3 Phân xưởng rèn, dập
Phân xưởng được trang bị các máy móc và lò rèn để chế tạo ra phôi và các chi
tiết khác đảm bảo độ bền và cứng.
3.4 Phân xưởng đúc thép, đúc gang
Đây là loại phân xưởng mà đòi hỏi mức độ cung cấp điện cao nhất, nếu ngừng
cấp điện thì các sản phẩm đang nấu trong lò sẽ trở thành phế phẩm gây ảnh hưởng
lớn về mặt kinh tế.
3.5 Phân xưởng mộc mẫu
Có nhiệm vụ tạo ra các loại khuôn mẫu, các chi tiết phục vụ cho sản xuất.
3.6 Phân xưởng lắp ráp
Có nhiệm vụ lắp ráp các chi tiết để hoàn thiện sản phẩm.
3.7 Phân xưởng kiểm nghiệm
Có nhiệm vụ kiểm tra chất lượng sản phẩm và chi tiêu kỹ thuật của sản phẩm.

Trong phân xưởng sử dụng nhiều thiết bị đo, đếm có độ chính xác cao, do vậy mức
độ ổn định là quan trọng nhất.

CHƯƠNG 2
XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ 1 VÀ
TOÀN BỘ NHÀ MÁY CƠ KHÍ 8N3

7


Đồ án cung cấp điện

GVHD: TS_ Võ Tiến Trung
SVTH: Nguyễn Thị Kim Thoa

Phụ tải tính toán là phụ tải giả thiết lâu dài không đổi, tương đương với phụ
tải thực tế (biến đổi) 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 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
cho các thiết bị an toàn về mặt phát nóng.
1. Các phương pháp tính toán phụ tải.
Hiện nay có nhiều phương pháp để tính phụ tải tính toán. Những phương pháp
đơn giản, tính toán thuận tiện, thường kết quả không thật chính xác. Ngược lại, nếu
độ chính xác được nâng cao thì phương pháp tính phức tạp. Vì vậy tùy theo giai
đoạn thiết kế, tùy theo yêu cầu cụ thể mà chọn phương pháp tính cho thích hợp.
Trong đồ án này sẽ trình bày một số phương pháp xác định phụ tải tính toán
thường dùng nhất.
1.1 Xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu.
Công thức tính:

Một cách gần đúng có thể lấy Pđ=Pđm, do đó:
Trong đó:
Pđi, Pđmi – công suất đặt và công suất định mức của thiết bị thứ i, kW;
- Ptt, Qtt, Stt – công suất tác dụng, phản kháng, toàn phần tính toán của nhóm
thiết bị, kW, kVAr, kVA;
- Knc – hệ số nhu cầu (có thể tra sổ tay ngành điện);
- n – số thiết bị trong nhóm.
Nếu hệ số công suất của các thiết bị trong nhóm khác nhau thì ta phải tính hệ
số công suất trung bình (cosφtb) theo công thức sau:
8


Đồ án cung cấp điện

GVHD: TS_ Võ Tiến Trung
SVTH: Nguyễn Thị Kim Thoa

Phương pháp này có ưu điểm là đơn giản, thuận tiện. Nhược điểm của phương
pháp này là kém chính xác. Bởi hệ số nhu cầu tra trong sổ tay là một số liệu cố
định cho trước, không phụ thuộc vào chế độ vận hành và số thiết bị trong nhóm.
1.2 Xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích
sản xuất.
Công thức tính:
Ptt = p0.F
Trong đó:
P0 – suất phụ tải trên 1 m2 diện tích sản xuất, kW/m2, (Tra sổ tay ngành
điện);
F – diện tích sản xuất, m2, (tức là diện tích dùng để đặt máy sản xuất).
Phương pháp này chỉ cho kết quả gần đúng, nó thường được dùng trong giai
đoạn thiết kế sơ bộ. Nó cũng được dùng để tính toán phụ tải các phân xưởng có

mật độ máy móc sản xuất phân bố tương đối đều, như phân xưởng gia công cơ khí,
dệt, sản xuất ôtô v.v…
1.3 Xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị
sản xuất.
Công thức tính:
Trong đó:
M - số đơn vị sản phẩm được sản xuất ra trong 1 năm (sản lượng);
W0 – suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm, kWh/đơn vị sản
phẩm;
Tmax – thời gian sử dụng công suất lớn nhất, h.
Phương pháp này thường được dùng để tính toán cho các thiết bị điện có đồ
thị phụ tải ít biến đổi như: quạt gió, bơm nước, máy nén khí, thiết bị điện phân
9


Đồ án cung cấp điện

GVHD: TS_ Võ Tiến Trung
SVTH: Nguyễn Thị Kim Thoa

v.v… khi đó phụ tải tính toán gần bằng phụ tải trung bình và kết quả tương đối
chính xác.
1.4 Xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại kmax và công suất trung
bình Ptb (còn gọi là phương pháp số thiết bị hiệu quả nhq).
Khi không có các số liệu cần thiết đề áp dụng các phương pháp tương đối đơn
giản đã nêu ở trên, hoặc khi cần nâng cao độ chính xác của phụ tải tính toán thì nên
dùng phương pháp này.
Công thức tính:
Ptt=kmax.ksd.Pđm
Trong đó:

Pđm – công suất định mức;
Kmax , ksd – hệ số cực đại, hệ số sử dụng (tra trong sổ tay).
Phương pháp này cho kết quả tương đối chính xác vì khi xác định số thiết bị
hiệu quả thì đã xét đến một loạt các yếu tố quan trọng như: ảnh hưởng của số
lượng thiết bị trong nhóm, số thiết bị có công suất lớn nhất, sự khác nhau về chế độ
làm việc của các thiết bị …
Khi tính toán theo phương pháp này, trong một số trường hợp cụ thể dùng các
công thức gần đúng như sau:
1. Trường hợp và nhq< 4, phụ tải tính toán được tính theo công thức:
2. Trường hợp và nhq< 4, phụ tải tính toán được tính theo công thức:
Trong đó:
kpt – hệ số phụ tải của từng máy;
Nếu không có số liệu chính xác, kpt có thể lấy gần đúng như sau:
+ kpt = 0,9 đối với thiết bị làm việc ở chế độ dài hạn;
+ kpt = 0,75 đối với thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại.
10


Đồ án cung cấp điện

GVHD: TS_ Võ Tiến Trung
SVTH: Nguyễn Thị Kim Thoa

3. Nếu nhq> 300 và ksd< 0,5 thì hệ số cực đại kmax được lấy ứng với nhq=300.
Còn khi nhq> 300 và ksd thì:
Ptt = 1,05.ksd.Pđm
4. Đối với các thiết bị có đồ thị phụ tải bằng phẳng, phụ tải tính toán có thế
lấy bằng phụ tải trung bình:
Ptt = Ptb = ksd.Pđm
5. Nếu trong mạng có các thiết bị một pha thì phải cố gắng phân phối đều các

thiết bị đó lên ba pha của mạng.
2. Xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng cơ khí.
Tuỳ theo thông tin thu nhập được của phụ tải điện mà ta chọn phương pháp
xác định phụ tải tính toán cho hợp lý.
Đối với phân xưởng sửa chữa cơ khí do biết rõ các thông tin về phụ tải như:
Công suất đặt, mặt bằng bố trí các máy, … Nên ta xác định phụ tải tính toán Ptt
theo hệ số cực đại và công suất trung bình.
Đối với phụ tải chiếu sáng thì ta xác định phụ tải tính toán theo phương pháp
suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất.
Phân xưởng cơ khí số 1 có diện tích 595m 2 bao gồm một phòng kỹ thuật và
26 thiết bị máy móc.
2.1 Phân nhóm các thiết bị trong phân xưởng
Việc phân nhóm các thiết bị cần tuân theo các nguyên tắc sau:
- Các thiết bị trong cùng một nhóm nên ở gần nhau để giảm chiều dài
đường dây hạ áp nhờ vậy có thể tiết kiệm được vốn đầu tư và tổn thất trên
các đường dây hạ áp.
- Chế độ làm việc của các thiết bị trong cùng một nhóm nên giống nhau để
việc xác định phụ tải tính toán chính xác hơn và thuận lợi cho lựa chọn
phương thức cung cấp điện cho nhóm.
- Tổng công suất các nhóm nên xấp xỉ nhau để giảm chủng loại tủ động lực
cần dựng trong phân xưởng và toàn nhà máy. Số thiết bị trong cùng một
11


Đồ án cung cấp điện

GVHD: TS_ Võ Tiến Trung
SVTH: Nguyễn Thị Kim Thoa

nhóm cũng không nên quá nhiều bởi số đầu ra của tủ động lực thường trong

khoảng (8÷12).
Dựa vào những nguyên tắc trên và căn cứ vào sơ đồ phân bố thiết bị trên mặt
bằng phân xưởng cơ khí, ta chia các thiết bị trong phân xưởng thành 4 nhóm.
Bảng 2.1 phân nhóm các thiết bị trong phân xưởng cơ khí
STT

Tên Thiết Bị

Ký Hiệu

Số
Lượng

Công Suất
(kW)

Cosφ

Ksd

NHÓM 1
1

Máy bào

5

1

4,5

0,8

0,16

2

Máy bào

6

1

8

0,7

0,15

3

Máy phay

9

1

7,5

0,75

0,2

4

Máy cắt thép

14

1

13

0,65

0,17

5

Máy doa

21

1

7

0,65

0,16

6

Máy chuốt

24

1

4,5

0,65

0,18

7

Máy sọc

25

1

5

0,6

0,16

7

49,5

Tổng

NHÓM 2
1

Máy phay

9

1

7,5

0,75

0,2

2

Máy bào

15

1

4,5

0,8

0,16

3

Máy tiện

16

1

4,5

0,6

0,2

4

Máy phay

18

1

15

0,6

0,17

5

Máy phay

20

1

12

0,6

0,17

6

Máy cắt thép

22

1

15

0,65

0,17

7

Máy doa

26

1

12

0,6

0,2

7

70,5
0,8

0,16

Tổng

NHÓM 3
1

Máy bào

1

1
12

7


Đồ án cung cấp điện

GVHD: TS_ Võ Tiến Trung
SVTH: Nguyễn Thị Kim Thoa

2

Máy tiện

4

1

11

0,6

0,19

3

Máy phay

7

1

5

0,8

0,16

4

Máy mài tròn

8

1

11

0,65

0,19

5

Máy chuốt

10

1

10

0,65

0,18

6

Máy sọc

12

1

5

0,6

0,16

5

49

Tổng

NHÓM 4
1

Máy tiện

2

1

9

0,65

0,18

2

Máy tiện

3

1

6

0,8

0,17

3

Máy mài tròn

11

1

9

0,65

0,19

4

Máy doa

13

1

10

0,6

0,2

5

Máy tiện

17

1

10

0,6

0,2

6

Máy tiện

23

1

12

0,8

0,15

6

56

Số
Lượng

Công Suất

(kW)

Cosφ

Ksd

Tổng
2.2 Tính toán phụ tải từng nhóm
a) Tính toán phụ tải nhóm 1.

STT

Tên Thiết Bị

Ký Hiệu

NHÓM 1
1

Máy bào

5

1

4,5

0,8

0,16

2

Máy bào

6

1

8

0,7

0,15

3

Máy phay

9

1

7,5

0,75

0,2

4

Máy cắt thép

14

1

13

0,65

0,17

5

Máy doa

21

1

7

0,65

0,16

6

Máy chuốt

24

1

4,5

0,65

0,18

13


Đồ án cung cấp điện

7

Máy sọc

GVHD: TS_ Võ Tiến Trung
SVTH: Nguyễn Thị Kim Thoa

25

Tổng

1

5

7

49,5

0,6

0,16

- Số thiết bị trong nhóm: n = 7.
Gọi n1 là số thiết bị có công suất không nhỏ hơn một nửa công suất thiết bị có
công suất lớn nhất.
- Số thiết bị có công suất không nhỏ hơn một nửa công suất của thiết bị có
công suất lớn nhất (Pđmmax= 13 kW): n1 = 4.
- Tổng công suất của n thiết bị trong nhóm 1.
P = = 4,5 + 8 + 7,5 + 13 + 7 + 4,5 + 5 = 49,5 (kW)
- Tổng công suất của n1 thiết bị trong nhóm 1:
P1 = = 8 + 7,5 + 13 + 7 = 35,5 (kW).
-Xác định n* và p* Ta có:

Với n* và P* vừa tìm được ta tra bảng PL 4 trang 189_ sách Giáo trình cung
cấp điện ta có:
nhq* = 0,91
nhq = nhq* . n = 0,91.7 6
- Hệ số sử dụng trung bình
Ksdtb = = = 0,17
- Từ nhq = 6 và ksd = 0,17 tra bảng PL 5 trang 190 sách hệ thống cung cấp
điện, mà trong bảng không có giá trị ksd = 0,17 nên ta có đồ thị sau:
Kmax
2,64

x
2,24

14


Đồ án cung cấp điện

0

0,15

GVHD: TS_ Võ Tiến Trung
SVTH: Nguyễn Thị Kim Thoa

0,17

0,2

Ksd

Dựa vào đồ thị, xét tam giác đồng dạng để tìm x.
Ta có:

=


=

 x = 2,24 +

 x = 2,48
Vậy Kmax = 2,48
- Phụ tải tính toán của nhóm 1 được xác định:
;
Ta có:
=>
=>

0,68

=>

1,08
Qtt = Ptt . tgφ = 20,87 . 1,08 = 22,54 (kVAr);
Dòng điện tính toán của nhóm 1:

15


Đồ án cung cấp điện

GVHD: TS_ Võ Tiến Trung
SVTH: Nguyễn Thị Kim Thoa

b) Tính toán phụ tải cho các nhóm trong phân xưởng cơ khí:
Tính toán tương tự cho cá nhóm còn lại, ta có thông số phụ tải tính toán của
các nhóm như bảng sau:
Bảng 2.2 Bảng tính toán cho các nhóm máy của phân xưởng cơ khí 1
nhq

kmax

Ptt

Qtt

Stt

Itt

(kW)

(kVAr)

(kVA)

(A)

NHÓM
1

6

2,48

20,87

22,54

30,72

46,67

NHÓM
2

6

2,4

30,46

30,46

47,58

72,29

NHÓM
3

5

2,69

22,41

24,48

33,48

50,86

NHÓM
4

6

2,4

24,19

26,13

35,61

54,1

97,93

103,61

147,39

223,92

Tổng

c) Phụ tải chiếu sáng cho phân xưởng cơ khí:
Công suất chiếu sáng được xác định theo công thức:

Pcspx = p0 . F
Trong đó:
P0 – Suất phụ tải chiếu sáng tra bảng PL 1.7 trang 328 sách hệ thống cung
cấp điện;
16


Đồ án cung cấp điện

GVHD: TS_ Võ Tiến Trung
SVTH: Nguyễn Thị Kim Thoa

F – Diện tích phân xưởng.
Đối với phân xưởng cơ khí, ta chọn suất phụ tải chiếu sáng p0 = 15 W/m2.
Diện tích phân xưởng cơ khí : F = 17 . 35 = 595(m 2)
Công suất chiếu sang của phân xưởng cơ khí :
Pcspx = p0 . F = 15 . 595 = 8,925 (kW);
Qcspx = 0 (phân xưởng dùng đèn sợi đốt cosφ = 1 ).
d) Phụ tải tính toán toàn phân xưởng
Phụ tải tính toán toàn phân xưởng được tính theo công thức:

Với kđt là hệ số đang xét tới sự làm việc đồng thời giữa các nhóm máy trong
phân xưởng, ta chọn kđt = 0,9.
Bảng 2.3: Bảng số liệu phụ tải tính toán các phân xưởng trong nhà máy
STT

Tên Phân Xưởng

Ptt (kW)

Qtt (kVAr)

Loại hộ

1

Cơ điện

120

110

2

2

Cơ khí 1

97

99

1

3

Cơ khí 2

180

130

2

4

Rèn, dập

165

125

2

5

Đúc thép

200

180

1

6

Đúc gang

180

150

1

7

Dụng cụ

160

120

2

8

Mộc mẫu

90

70

1

9

Nhiệt luyện

170

160

1

10

Kiểm nghiệm

70

50

2

17


Đồ án cung cấp điện

GVHD: TS_ Võ Tiến Trung
SVTH: Nguyễn Thị Kim Thoa

11

Kho 1(sản phẩm)

50

35

2

12

Kho 2(vật tư)

50

25

2

13

Nhà hành chính

70

75

1

1602

1329

Tổng

3. Xác định phụ tải tính toán của toàn nhà máy cơ khí 8N3
Toàn bộ nhà máy cơ khí 8N3 có diện tích mặt bằng 42000 m 2 (175x240m),

trong đó diện tích đường đi bãi trống cần được chiếu sang được tính theo công
thức:
=
Trong đó: là diện tích toàn bộ nhà máy
là diện tích 14 phân xưởng trong nhà máy
Ta có:

= 42000 10235 = 31765(m2)
Phụ tải chiếu sáng toàn nhà máy:
PcsNM = p0.F = 0,22 . 31765= 6,99 (kW)
QcsNM = 0 ( Sử dụng bóng đèn sợi đốt)
Phụ tải tính toán toàn nhà máy:

Trong đó: kđt hệ số đồng thời của nhà máy và kđt = 0,9

18


Đồ án cung cấp điện

GVHD: TS_ Võ Tiến Trung
SVTH: Nguyễn Thị Kim Thoa

CHƯƠNG 3
THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ 1 VÀ TOÀN BỘ
NHÀ MÁY CƠ KHÍ 8N3
1. Thiết kế mạng điện cho phân xưởng cơ khí
1.1 Đặt vấn đề
Mạng điện phân xưởng dùng để cung cấp và phân phối điện năng cho phân
xưởng nó phải đảm bảo các yêu cầu về kinh tế, kỹ thuật như : Đơn giản, tiết kiệm

về vốn đầu tư, thuận lợi khi vận hành và sữa chửa, dể dàng thực hiện các biện pháp
bảo vệ và tự động hóa, đảm bảo chất lượng điện năng, giảm đến mức nhỏ nhất các
tổn thất phụ.
19


Đồ án cung cấp điện

GVHD: TS_ Võ Tiến Trung
SVTH: Nguyễn Thị Kim Thoa

Sơ đồ nối dây của phân xưởng có 3 dạng cơ bản :
a) Sơ đồ nối dây hình tia

Có ưu điểm là nối dây rõ ràng, mỗi hộ dùng điện được cung cấp từ một đường
dây, do đó chúng ít ảnh hưởng lẫn nhau, độ tin cậy cung cấp điện tương đối cao, dễ
thực hiện các biện pháp bảo vệ và tự động hoá, dễ bảo quản vận hành. Khuyết
điểm của nó là vốn đầu tư lớn. Vì vậy sơ đồ nối dây hình tia thường được dùng khi
cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ loại 1 và 2
Sơ đồ hình tia dùng để cung cấp điện cho các phụ tải phân tán. Từ thanh cái
trạm biếnáp có các đường dây dẫn đến các tủ phân phối động lực. Từ tủ phân phối
động lực có các đường dây dẫn đến phụ tải. Loại sơ đồ này có độ tin cậy tương đối
cao, thường được dùng trong các thiết bị phân tán trên diện tích rộng như phân
xưởng cơ khí, lắp ráp, dệt v.v...

b) Sơ đồ nối dây phân nhánh

Ưu điểm của sơ đồ này là tốn ít cáp , chủng loại cáp cũng ít. Nó thích hợp với
các phân xưởng. có phụ tải nhỏ, phân bố không đồng đều. Nhược điểm là độ tin
cậy cung cấp điện thấp thường dùng cho các hộ loại 3

20


Đồ án cung cấp điện

GVHD: TS_ Võ Tiến Trung
SVTH: Nguyễn Thị Kim Thoa

c) Sơ đồ nối dây hỗn hợp

Là sơ đồ dùng phối hợp hai hoặc kiểu sơ đồ khác nha tuỳ theo yêu cầu riêng
của từng phụ tải hoặc của các nhóm phụ tải.
1.2 Chọn sơ đồ cấp điện cho phân xưởng cơ khí
Cấu trúc sơ đồ đi dây(sơ đồ lắp đặt các thiết bị mạng điện phân xưởng) được
thiết kế như sau :
1.Tủ động lực được đặt tại vị trí thõa mãn các điều kiện sau :
-Càng gần TTPT của nhóm máy càng tốt.
-Tiện lợi cho các hướng đi dây.
-Tiện lợi cho thao tác vận hành,bảo dưỡng sửa chữa.
2.Tủ phân phối trung gian được đặt tại vị trí thõa mãn các điều kiện sau :
-Gần TTPT của các tủ động lực.
-Tiện lợi cho các hướng đi dây.
-Tiện lợi cho thao tác vận hành,bảo dưỡng sửa chữa.
3. Đi dây từ trạm biến áp đến tủ phân phối trung gian bằng cáp 3 pha bốn lõi bọc
cách điện trong hào cáp (rãnh cáp) có nắp đậy bê tông, nếu phân xưởng lớn có thể
dùng nhiều đường cáp khi đó nên chia phân xưởng thành nhiều khu vực(hay những
phân xưởng con) để hiết kế cung cấp điện như một phân xưởng đã trình bày trên,
vì dùng nhiều đường cáp song song cấp điện đến 1 tủ có nhiều nhược điểm trong
quá trình vận hành.

21


Đồ án cung cấp điện

GVHD: TS_ Võ Tiến Trung
SVTH: Nguyễn Thị Kim Thoa

4. Đi dây từ tủ phân phối đến tủ động lực bằng cáp bọc cách điện đặt trong rãnh
cáp. Xung quanh có nắp đậy bê tông xây dọc theo chân tường nhà xưởng.
5. Đi dây từ tủ động lực tới các máy bằng cáp 3 pha 4 lõi bọc cách điện tăng
cường luồn trong ống thép (bảo vệ võ cáp) chôn ngầm dưới nền nhà xưởng khoảng
50cm, mỗi ngạch đi dây không nên uốn góc 2 lần, góc uốn không nhỏ hơn 120 ο .
Trường hợp trong nhóm có thiết bị công suất nhỏ, ta có thể đi dây kiều hỗn
hợp. Đầu nối rẽ nhánh cho máy thứ 2 được thực hiện tại hộp nối dây của máy thứ
nhất, không được trích ngang đường cáp.
Từ những ưu khuyết điểm của các sơ đồ ở trên, ta chọn dùng sơ đồ hỗn hợp
của hai dạng sơ đồ hình tia và phân nhánh để cấp điện cho phân xưởng, cụ thể là:
- Tủ phân phối của phân xưởng: Đặt 1 aptomat tổng phía từ trạm biến áp về
và 4aptomat nhánh cấp điện cho 4 tủ động lực.
- Các tủ động lực: Mỗi tủ được cấp điện từ thanh góp tủ phân phối của phân
xưởng bằng một đường cáp ngầm hình tia, phía đầu vào đặt aptomat hoặc cầu dao
và cầu chì làm nhiệm vụ đóng cắt, bảo vệ quá tải và ngắn mạch cho các thiết bị
trong phân xưởng. Các nhánh ra cũng đặt cácaptomat hoặc cầu dao và cầu chì
nhánh để cung cấp điện trực tiếp cho các phụ tải, thường các tủ động lực có 8 - 12
đầu ra. Vì vậy đối với các nhóm có số máy lớn sẽ nối chung các máy có công suất
bé lại với nhau cùng một đầu ra của tủ động lực.
- Trong một nhóm phụ tải: Các phụ tải có công suất lớn thì được cấp bằng
đường cáp hình tia còn các phụ tải có công suất bé và ở xa tủ động lực thì có thể
gộp thành nhóm và được cung cấp bằng đường cáp trục chính.

22


Đồ án cung cấp điện

GVHD: TS_ Võ Tiến Trung
SVTH: Nguyễn Thị Kim Thoa

Sơ đồ cung cấp điện cho phân xưởng cơ khí
Điện năng nhận từ thanh cái hạ áp của MBA qua aptomat đưa về tủ phân
phối, sau đó từ tủ phân phối dẫn về các tủ động lực. Từ tủ động lực điện năng được
đưa đến các thiết bị. Việc đóng cắt và bảo vệ trong phân xưởng ta dùng aptomat.
2. Thiết kế mạng điện cho nhà máy cơ khí 8N3
1.1 Đặt vấn đề
Mạng điện nhà máy là một phần quan trọng trong toàn bộ công việc cung cấp
điện cho nhà máy. Việc thiết kế một mạng điện là hợp lý đảm bảo các chỉ tiêu yêu
cầu về kinh tế kỹ thuật là một việc hết sức khó khăn. Mạng điện nhà máy bao gồm
2 phần bên trong và bên ngoài nhà máy. Phần bên trong bao gồm các trạm biến áp
phân xưởng và các đường dây cung cấp vào các phân xưởng, phần bên ngoài nhà
máy bao gồm đường dây nhận điện từ hệ thống điện dẫn tới nhà máy.
Khi thiết kế mạng điện nhà máy cần đảm bảo các yêu cầu sau:
23


Đồ án cung cấp điện

GVHD: TS_ Võ Tiến Trung
SVTH: Nguyễn Thị Kim Thoa

1.A.1.2 Về mặt kinh tế :
- Vốn đầu tư ban đầu phải nhỏ.
- Chi phí vận hành hàng năm là nhỏ nhất.
- Tiết kiệm được vật liệu .
1.A.1.3 Về kỹ thuật
- Đảm bảo liên tục cung cấp điện phù hợp với yêu cầu từng loại hộ phụ tải.
- Đảm bảo chất lượng điện năng phù hợp với mức độ quan trọng của các hộ
tiêu thụ.
- Sơ đồ đi dây phải đơn giản, xử lý nhanh, thao tác không nhầm lẫn.
Trong thực tế thì kinh tế và kỹ thuật luôn mâu thuẩn nhau, phương án tốt về
mặt kỹ thuật thì vốn đầu tư lại quá cao tuy nhiên chí phí vận hành hàng năm nhỏ.
Ngược lại phương án có vốn đầu tư nhỏ thì chi phí vận hành hàng năm lại lớn. Do
đó để lựa chọn phương án cung cấp điện, ta phải so sánh cả về kinh tế và kỹ thuật
của các phương án sao cho vừa đảm bảo về yêu cầu kỹ thuật vừa đảm bảo các chỉ
tiêu kinh tế.
1.3 Chọn phương án cung cấp điện cho toàn nhà máy
1.3.1 Chọn sơ đồ cung cấp điện:
Ở đây nhà máy là hộ phụ tải loại 2 do đó để đảm bảo tính liên tục cung cấp
điện ta phải dùng 2 tuyến đường dây lấy từ 2 nguồn khác nhau với cấp điện áp là
22KV.
Bên trong nhà máy thường dùng 2 loại sơ đồ chình là: sơ đồ hình tia và sơ đồ
phân nhánh, ngoài ra còn có thể kết hợp cả 2 sơ đồ thành sơ đồ hỗn hợp.
Chọn sơ đồ đi dây:
Sơ đồ hình tia, sơ đồ phân nhánh hay sơ đồ hỗn hợp mỗi loại sơ đồ đều có
những ưu nhược điểm của nó và phạm vi sử dụng thuận lợi đối với từng nhà máy.

24


Đồ án cung cấp điện

GVHD: TS_ Võ Tiến Trung
SVTH: Nguyễn Thị Kim Thoa

Căn cứ vào yêu cầu CCĐ của nhà máy ta chọn sơ đồ hình tia để cung cấp điện
cho nhà máy. Sơ đồ hình tia có độ tin cậy CCĐ cao hơn, bảo vệ rơle làm việc dễ
dàng không nhầm lẫn. Sơ đồ hình tia thuận tiện cho việc sửa chữa và dễ phân cấp
bảo vệ, mặc dù vốn đầu tư có cao nhưng chi phí vận hành hàng năm lại nhỏ.
Xét đặc điểm của nhà máy là phụ tải phân bố không đều và không liền kề hơn
nữa trong nhà máy các phân xưởng phân bố không có quy luật nhất định. Phụ tải
của nhà máy là phụ tải loại 1 và loại 2 do đó ta chọn sơ đồ hình tia để cung cấp
điện cho nhà máy.
1.3.2 Chọn máy biến áp cho nhà máy
Để CCĐ cho các phân xưởng, ta dùng các MBA điện lực đặt ở các trạm biến
áp phân xưởng biến đổi điện áp 22KV của lưới thành cấp điện áp 0,4 KV cung cấp
cho phân xưởng.
Các trạm BA đặt càng gần trung tâm phụ tải càng tốt để giảm tổn thất điện áp
và tổn thất công suất. Trong 1 nhà máy nên chọn càng ít loại MBA càng tốt điều
này thuận tiện cho việc vận hành và sửa chữa, thay thế và việc chọn thiết bị cao áp,
thuận lợi cho việc mua sắm thiết bị.
Số lượng và dung lượng MBA trong trạm phải đảm bảo sao cho vốn đầu tư và
chi phí vận hành hàng năm là nhỏ nhất đồng thời phù hợp với yêu cầu CCĐ của
nhà máy.
Dựa vào những yêu cầu cơ bản trên, căn cứ vào sơ đồ mặt bằng nhà máy và
phụ tải của các phân xưởng yêu cầu CCĐ với phụ tải tính toán của nhà máy cơ khí
- SttNM =1879 (kVA) , Nguồn cung cấp có cấp điện áp là 35 kV.
- Nhà máy thuộc hộ phụ tải loại 2.
Sau đây là một số phương án CCĐ cho nhà máy cơ khí :
a) Phương án 1

Phương án này dùng 2 MBA có công suất S đm = 1000 (kVA), máy biến áp có
cấp điện áp là 35/0,4 kV được đặt làm một trạm biến áp.
b) Phương án 2
25