Đồ án Cung Cấp điện cho phân xưởng

Đồ án môn : Cung cấp điện

GVHD : PHẠM MẠNH HẢI

LỜI NÓI ĐẦU
Công nghiệp đóng một vai trò quan trọng trong công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa
đất nước. Điện năng là nguồn năng lượng được sử dụng rộng rãi nhất trong các ngành kinh tế
quốc dân.
Nhu cầu điện ngày càng tăng. Vì vậy, việc nâng cao chất lượng điện, an toàn trong việc
sử dụng và trang bị những kiến thức về hệ thống cung cấp điện nhằm phục vụ cho nhu cầu thiết
yếu của con người trong sinh hoạt và sản xuất, cung cấp điện năng cho cá khu vực kinh tế trọng
điểm, các khu chế xuất, các xí nghiệp nhà máy là rất cần thiết. Do đó, việc thiết kế một hệ thống
cung cấp điện cho một ngành nghề cụ thể cần đem lại hiệu quả thực tiễn cao, đáp ứng nhu cầu
hiện tại và tương lai. Trong số đó “ Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng sản xuất
công nghiệp” là một đề tài có tính thiết thực cao. Nếu giải quyết được vấn đề này sẽ góp phần
không nhỏ trong công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa của đất nước.
Đồ án môn học “Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa cơ khí”
giúp cho các sinh viên nghành hệ thống điện làm quen với các hệ thống cung cấp điện. Công
việc làm đồ án giúp cho sinh viên vận dụng kiến thức đã học để nghiên cứu thực hiện một nhiệm
vụ tương đối toàn diện về lĩnh vực sản xuất, truyền tải và phân phối điện năng.
Với sự giúp đỡ nhiệt tình của thầy TS.Phạm Mạnh Hải cùng các thầy cô trong trường
đến nay bản đồ án môn học của em đã hoàn thành. Em kính mong được sự đóng góp ý kiến của
các thầy cô trong khoa, nhà trường để bản đồ án của em hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm
ơn!

Hà Nội, tháng 5 năm 2015

Sinh viên : BÙI VĂN CHÍNH

Sinh viên : BÙI VĂN CHÍNH

Lớp D7-H1

Trường đại học Điện Lực

Page 1


Đồ án môn : Cung cấp điện

GVHD : PHẠM MẠNH HẢI

ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN
Giáo viên hướng dẫn

: Phạm Mạnh Hải

Sinh viện thực hiện

: Bùi Văn Chính

Lớp

: D7 – H1

Chuyên ngành

: Hệ thống điện

Đề tài :
Thiết kế cung cấp điện

Bài 38A
“Thiết kế cung cấp điện cho một phân xưởng sản xuất công nghiệp”

A : Dữ kiện
Thiết kế mạng điện cung cấp cho một phân xưởng với số liệu cho trong bảng
số liệu thiết kế cấp điện phân xưởng. Tỷ lệ phụ tải điện loại I là 70%. Hao tổn điện
áp cho phép trong mạng điện hạ áp 3,5% . Hệ số công suất cấn nâng lên là cosϕ =
Sk
0,90. Hệ số chiết khấu i=12%; Công suất ngắn mạch tại điểm đấu điện

, MVA;

tk
Thời gian tồn tại của dòng ngắn mạch

c∆
=2,5. Giá thành tổn thất điện năng

gth
=1500đ/kWh; suất thiệt hại do mất điện

=8000đ/kWh. Đơn giá tụ bù là 110.

103

∆Pb
đ/kVAr, chi phí vận hành tụ bằng 2% vốn đầu tư, suất tổn thất trong tụ
=0,0025
kW/kVAr. Giá điện trung bình g=1250 đ/kWh. Điện áp lưới phân phối là 22kV.
Sinh viên : BÙI VĂN CHÍNH

Lớp D7-H1

Trường đại học Điện Lực

Page 2


Đồ án môn : Cung cấp điện

GVHD : PHẠM MẠNH HẢI
TM

Thời gian sử dụng công suất cực đại
=4500(h). Chiều cao phân xưởng
h=4,7(m). Khoảng cách từ nguồn điện đến phân xưởng L=150(m).
Các tham số khác lấy trong phụ lục và sổ tay thiết kế cung cấp điện.
Số hiệu trên sơ

Tên thịết bị

Hệ số

cos

đồ

Công suất đặt P, KW
theo các phương án

1;2;3;4

Lò điện kiểu tầng

0,35

0,91

20+33+20+33

5;6

Lò điện kiểu buồng

0,32

0,92

30+55

7;12;15

Thùng tôi

0,3

0,95

1,5+ 2,2+ 2,8

8;9

Lò điện kiểu tầng

0,26

0,86

30+20

10

Bể khử mỡ

0,47

1

2,5

11;13;14

Bồn đun nước nóng

0,3

0,98

15+ 22+ 30

16;17

Thiết bị cao tần

0,41

0,83

30+22

18;19

Máy quạt

0,45

0,67

7,5+ 5,5

20;21;22

Máy mài tròn vạn

0,47

0,6

2,8+ 7,5+ 4,5

năng
23;24

Máy tiện

0,35

0,63

2,2+ 4

25;26;27

Máy tiện ren

0,53

0,69

5,5+10+12

28;29

Máy phay đứng

0,45

0,68

5,5+15

30;31

Máy khoan đứng

0,4

0,60

7,5+7,5

32

Cần cẩu

0,22

0,65

11

33

Máy mài

0,36

0,872

2,2



Sơ đồ mặt bằng phân xưởng sản xuất công nghiệp :

Sinh viên : BÙI VĂN CHÍNH

Lớp D7-H1

Trường đại học Điện Lực

Page 3


Đồ án môn : Cung cấp điện

GVHD : PHẠM MẠNH HẢI

B

D

C

E

1

A

4

3

2

1

21

20

2

23
5

7

3

11

22
24

6

26

12

8

13

30

10
9

14

31

25

4

33
27

16

15
28

5

17

32

18
19

6

29

Van phòng

7

Nhà Kho

Sinh viên : BÙI VĂN CHÍNH

Lớp D7-H1

Trường đại học Điện Lực

Page 4


Đồ án môn : Cung cấp điện

GVHD : PHẠM MẠNH HẢI

Hình 1.1 : Sơ đồ mặt bằng phân xưởng B.

Nội dung của bản thuyết trình
gồm các phần chính như sau:

I. Thuyết Minh
1. Tính toán chiếu sáng cho phân xưởng
2. Tính toán phụ tải điện:
2.1. Phụ tải chiếu sáng
2.2. Phụ tải thông thoáng và làm mát
2.3. Phụ tải động lực
2.4. Phụ tải tổng hợp
3. Xác định sơ đồ cấp điện của phân xưởng
3.1. Xác định vị trí đặt máy biến áp phân xưởng
3.2. Chọn công suất và số lượng máy biến áp
3.3. Lựa chọn sơ đồ nối điện tối ưu( so sánh ít nhất 2 phuowng án)
4. Lựa chọn và kiểm tra các thiết bị của sơ đồ nối điện
4.1. Chọn dây dẫn cuả mạng động lực, dây dẫn của mạng chiếu sáng
4.2. Tính toán ngắn mạch
4.3. Chọn thiết bị bảo vệ đo lường
5. Tính toán chế độ mạng điện
5.1. Xác định hao tổn điện áp trên đường dây và trong máy biến áp
5.2. Xác định tổn hao công suất
5.3. Xác định tổn thất điện năng
6. Tính chọn bù và nâng cao hệ số công suất
6.1. Xác định dung lượng bù cần thiết
6.2. Lựa chọn vị trí đặt bù
6.3. Đánh giá hiệu quả bù công suất phản kháng
6.4. Phân tích kinh tế- Tài chính bù công suất phản kháng
7. Tính toán nối đất và chống sét
7.1. Tính toán nối đất
7.2. Tính chọn thiết bị nối sét

8. Dự toán công trình
8.1. Danh mục các thiết bị
8.2. Xác định các tham số kinh tế
II. Bản vẽ
1. Sơ đồ mạng điện trên mặt bằng phân xưởng với bố trí của các tủ phân phối, các thiết bị
2. Sơ đồ nguyên lý của mạng điện có chỉ rõ các mã hiệu và các tham số của các thiết bị
được chọn
3. Sơ đồ trạm biến áp gồm: sơ đồ nguyên lý, sơ đồ mặt bàng và mặt cắt trạm biến áp
4. Sơ đồ chiếu sáng và sơ đồ nối đất
Sinh viên : BÙI VĂN CHÍNH

Lớp D7-H1

Trường đại học Điện Lực

Page 5


Đồ án môn : Cung cấp điện

GVHD : PHẠM MẠNH HẢI

5. Bảng số liệu tính toán mạng điện

Sinh viên : BÙI VĂN CHÍNH

Lớp D7-H1

Trường đại học Điện Lực

Page 6


Đồ án môn : Cung cấp điện

GVHD : PHẠM MẠNH HẢI

MỤC LỤC

Sinh viên : BÙI VĂN CHÍNH

Lớp D7-H1

Trường đại học Điện Lực

Page 7


Đồ án môn : Cung cấp điện

GVHD : PHẠM MẠNH HẢI

CHƯƠNG I : TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG
CHO PHÂN XƯỞNG
Thiết kế chiếu sáng là yêu cầu cơ bản trong mọi công việc. Vấn đề quan trọng nhất trong
thiết kế chiếu sáng là đáp ứng các yêu cầu về độ rọi và hiệu quả của chiếu sáng đối với thị giác.
Ngoài ra 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.

o Không loá do phản xạ.
o Không có bóng tối.
o Phải có độ rọi đồng đều.
o Phải đảm bảo độ sáng đủ và ổn định.
o 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.
o

Các phân xưởng thường ít dùng đèn huỳnh quang vì đèn huỳnh quang có tần số làm việc là
50Hz 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.

1. Tính toán chiếu sáng cho phân xưởng.
Bài toán thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng:
Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng cơ khí – sửa chữa có kích thước a x b x h là 36 24
4,7 m. Coi trần nhà màu trắng, tường màu vàng, sàn nhà màu sám,với độ rọi yêu cầu là E yc =
50 lux.( theo bảng 18.phụ lục A trang 458 (1))
Theo biểu đồ Kruithof ứng với độ rọi 60 lux nhiệt độ màu cần thiết là

θ m = 3000 0 K
sẽ cho môi trường ánh sáng tiện nghi. Mặt khác vì là xưởng sữa chữa có
nhiều máy điện quay nên ta dùng đèn rạng đông với công suất là 200W với quang thông là
F= 3000 lumen.( bảng 45.phụ lụcB trang 488 (1)).
Sinh viên : BÙI VĂN CHÍNH

Lớp D7-H1

Trường đại học Điện Lực

Page 8


Đồ án môn : Cung cấp điện

GVHD : PHẠM MẠNH HẢI

Biểu đồ kruithof

Chọn độ cao treo đèn là :
h’ = 0,5 m ;
Chiều cao mặt bằng làm việc là : hlv = 0,9 m ;
Chiều cao tính toán là : h = H – hlv – h’ = 4,7 – 0,9 =3,8 m;
Tỉ số treo đèn:
Với loại đèn dùng để chiếu sáng cho phân xưởng sản xuất nên chọn khoảng cách giữa
các đèn được xác định là:
L/h =1,5 tức là:
L = 1,5 . h = 1,5 . 3,8= 5,7 m.
Căn cứ vào kích thước phân xưởng ta chọn khoảng cách giữa các đèn là L d = 4 m và Ln =
4 m  q=2; p=2;
Hình 1.2 : Sơ đồ chiếu sáng
6000

B

24000

C

D

E

7

6

5

4

3

36000

2

6000

1

A

Sinh viên : BÙI VĂN CHÍNH

Lớp D7-H1

Trường đại học Điện Lực

Page 9


Đồ án môn : Cung cấp điện

GVHD : PHẠM MẠNH HẢI
Ld
L
≤q≤ d
3
2

hay

4
4
<2≤
3
2

và

và

Ln
L

≤ p≤ n
3
2

4
4
<2≤
3
2

 thỏa mãn

Vậy số lượng đèn tối thiểu để đảm bảo đồng đều chiếu sáng là Nmin = 54;
Hệ số không gian:

Căn cứ đặc điểm của nội thất chiếu sáng có thể coi hệ số phản xạ của trần: tường: sàn là
70:50:30 (Tra bảng 47.phụ lục trang 313 (2)) ứng với hệ số phản xạ đã nêu trên và hệ số không
gian là kkg =3,789 ta tìm được hệ số lợi dụng k ld = 0,58; Hệ số dự trữ lấy bằng k dt=1,2; hệ số hiệu

η = 0,58
dụng của đèn là

. Xác định quang thông tổng:

Số lượng đèn tối thiểu là:
Như vậy tổng số đèn cần lắp đặt là 54 được bố trí như sau:
Ta bố trí 6 dãy đèn mỗi dãy gồm 9 bóng,khoảng cách giữa các đèn là 4m về chiều dài và
4m theo chiều rộng phân xưởng. Khoảng cách từ tường phân xưởng đến dãy đèn gần nhất là 2m
theo chiều dài và 2 m theo chiều rộng.
Kiểm tra độ rọi thực tế:

Sinh viên : BÙI VĂN CHÍNH

Lớp D7-H1

Trường đại học Điện Lực

Page 10


Đồ án môn : Cung cấp điện

GVHD : PHẠM MẠNH HẢI

CHƯƠNG II:TÍNH TOÁN PHỤ TẢI ĐIỆN
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 huỷ hoại cách điện.
Phụ tải tính toán phụ thuộc vào các yếu tố như: công suất, số lượng, chế độ làm
việc của các thiết bị điện, trình độ và phương thức vận hành hệ thống...Vì vậy xác định
chính xác phụ tải tính toán là một nhiệm vụ khó khăn nhưng rất quan trọng.
Từ trước tới nay đã có nhiều công trình nghiên cứu và có nhiều phương pháp tính
toán phụ tải điện. Song vì phụ tải điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố như đã trình bày ở trên
nên cho đến nay vẫn chưa có phương pháp nào hoàn toàn chính xác và tiện lợi. Những
phương pháp đơn giản thuận tiện cho việc tính toán thì lại thiếu chính xác, còn nếu nâng
cao được độ chính xác, kể đến ảnh hưởng của nhiều yếu tố thì phương pháp tính lại phức
tạp.
Sau đây là một số phương pháp tính toán phụ tải thường dùng nhất trong thiết kế
hệ thống cung cấp điện:

• Phương pháp tính theo hệ số nhu cầu

• Phương pháp tính theo hệ số

kM
và công suất trung bình

• Phương pháp tính theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm
• Phương pháp tính theo suất phụ tải trên đơn vị diện tích sản xuất
Trong thực tế tuỳ theo quy mô và đặc điểm của công trình, tuỳ theo giai đoạn thiết kế
sơ bộ hay kỹ thuật thi công mà chọn phương pháp tính toán phụ tải điện thích hợp.

2.1:Phụ tải chiếu sáng
Tổng công suất chiếu sáng chung (coi hệ số đồng thời kđt =1),
Pcs chung = kđt . N . Pd = 1 . 54 . 200 = 10800 W
Vì đèn dùng nên hệ số cos của nhóm chiếu sáng là 1

Sinh viên : BÙI VĂN CHÍNH

Lớp D7-H1

Trường đại học Điện Lực

Page 11


Đồ án môn : Cung cấp điện

GVHD : PHẠM MẠNH HẢI

2.2. Phụ tải động lực
a.Phân nhóm các phụ tải động lực

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 được chính xác cần phải phân nhóm thiết bị
điện. Việc phân nhóm phụ tải tuân theo các nguyên tắc sau:
+ Các thiết bị điện 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 đường dây hạ
áp trong phân xưởng.
+ Chế độ làm việc của các thiết bị điện trong nhóm nên giống nhau để xác định
phụ tải tính toán được chính xác hơn và thuận tiện trong việc lựa chọn phương thức cung
cấp điện cho nhóm.
+ Tổng công suất của các nhóm thiết bị nên xấp xỉ nhau để giảm chủng loại tủ
động lực cần dùng trong phân xưởng và trong toàn nhà máy. Số thiết bị trong một nhóm
cũng không nên quá nhiều bởi số đầu ra của các tủ động lực thường là 8 ÷ 12
Tuy nhiên thường rất khó khăn để thỏa mãn cả 3 điều kiện trên, vì vậy khi thiết
kế phải tùy thuộc vào điều kiện cụ thể của phụ tải để lựa chọn phương án tối ưu nhất
trong các phương án có thể.
Dựa vào nguyên tắc phân nhóm ở trên và căn cứ vào vị trí, công suất của các thiết
bị được bố trí trên mặt bằng phân xưởng, ta có thể chia các phụ tải thành 5 nhóm. Kết quả
phân nhóm phụ tải được trình bày ở bảng sau :
Bảng 2.1: Phân nhóm phụ tải cho xưởng cơ khí sửa chữa.
STT

Tên thiết bị

1
2
3
4

Lò điện kiểu tầng
Lò điện kiểu tầng

Lò điện kiểu tầng
Lò điện kiểu tầng

Số hiệu
trên sơ đồ
Nhóm 1
1
2
3
4

Hệ số
Ksd

cos
φ

Công suất
P(kW)

0,35
0,35
0,35
0,35

0,91
0,91
0,91
0,91

20
33
20
33
106

0,32
0,32

0,92
0,92

30
55

Tổng
1
2

Lò điện kiểu buồng
Lò điện kiểu buồng
Sinh viên : BÙI VĂN CHÍNH

Nhóm 2
5
6
Lớp D7-H1

Trường đại học Điện Lực

Page 12


Đồ án môn : Cung cấp điện
3
4
5
6

GVHD : PHẠM MẠNH HẢI

Thùng tôi
Lò điện kiểu tầng
Lò điện kiểu tầng
Bể khử mỡ

7
8
9
10

0,3
0,26
0,26
0,47

0,95
0,86
0,86
1

1,5
30
20
2,5
139

Nhóm 3
11
12
13
14

0,3
0,3
0,3
0,3

0,98
0,95
0,98
0,98

15
2,2
22
30
69,2

Nhóm 4

15
16
17
18
19
28
29
32

0,3
0,41
0,41
0,45
0,45
0,45
0,45
0,22

0,95
0,83
0,83
0,67
0,67
0,68
0,68
0,65

2,8
30
22

7,5
5,5
5,5
15
11
99,3

Nhóm 5
20
21
22
23
24
25
26
27
30
31
33

0,47
0,47
0,47
0,35
0,35
0,53
0,53
0,53
0,4
0,4

0,36

0,6
0,6
0,6
0,63
0,63
0,69
0,69
0,69
0,6
0,6
0,872

2,8
7,5
4,5
2,2
4
5,5
10
12
7,5
7,5
2,2
65,7

Tổng
1
2

3
4

Bồn đun nước nóng
Thùng tôi
Bồn đun nước nóng
Bồn đun nước nóng
Tổng

1
2
3
4
5
6
7
8

Thùng tôi
Thiết bị cao tần
Thiết bị cao tần
Máy quạt
Máy quạt
Máy phay đứng
Máy phay đứng
Cần cẩu
Tổng

1
2

3
4
5
6
7
8
9
10
11

Máy mài tròn vạn năng
Máy mài tròn vạn năng
Máy mài tròn vạn năng
Máy tiện
Máy tiện
Máy tiện ren
Máy tiện ren
Máy tiện ren
Máy khoan đứng
Máy khoan đứng
Máy mài
Tổng

b. Xác định phụ tải tính toán cho các nhóm phụ tải động lực:
 Xác định phụ tải tính toán cho nhóm 1 :
• Xác định hệ số sử dụng tổng hợp ksdƩ

Xác định hệ số sử dụng tổng hợp của phụ tải nhóm I theo công thức:

Sinh viên : BÙI VĂN CHÍNH

Lớp D7-H1

Trường đại học Điện Lực

Page 13


Đồ án môn : Cung cấp điện

GVHD : PHẠM MẠNH HẢI

∑ P .k
∑P
i

k sd

∑

sdi

i

=

Trong đó :
ksdi là hệ số sử dụng của thiết bị

-

Pi là công suất đặt của thiết bị
Vậy hệ số sử dụng tổng hợp của Nhóm 1 là:
•

Xác định số phụ tải hiệu quả nhq :

nhq là số thiết bị hiệu quả của nhóm là số thiết bị sử dụng quy ước có công suất bằng
nhau mà tổng công suất bằng với công suất tính toán. nhq được xác định theo số thiết bị
tương đối n* và công suất tương đối p* trong nhóm.
-

Gọi Pnmax là công suất của thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm.
Ta có:

Trong đó :
n1 : Số thiết bị có công suất lớn hơn
P1 : Tổng công suất của các thiết bị có công suất lớn hơn
n : Số thiết bị trong nhóm
P : Tổng công suất của các thiết bị trong nhóm (kW)
-

Tính (Giáo trình Cung cấp điện - Trần Quang Khánh trang 37):
Từ đó ta có:
nhq=
Nhìn từ bảng số liệu của nhóm 1 ở bảng 1.1 ta thấy:
Pnmax = 33 (kW)
P = 106 (kW)
n1 = 4
n=4

P1 = 33 + 33 + 20 + 20 =106
⇒
⇒
Thay số vào ta có :
Số thiết bị hiếu quả:
nhq== = 3,8 < 4

Sinh viên : BÙI VĂN CHÍNH

Lớp D7-H1

Trường đại học Điện Lực

Page 14


Đồ án môn : Cung cấp điện

GVHD : PHẠM MẠNH HẢI

Tính lại nhq =
Tính hệ số cực đại Kmax (Giáo trình Cung cấp điện - Trần Quang Khánh trang 37):

-

Phụ tải tính toán của nhóm 1:
Hệ số công suất trung bình của nhóm 1:
 Xác định phụ tải tính toán cho các nhóm còn lại :

Tương tự như nhóm 1 ta có :

Bảng 2.2 : Bảng số thiết bị hiệu quả của nhóm

NHÓ
M

Pmax

0,5.Pma
x

n1

P1

N

(kW)

P∑

n*

(kW)

(kW)

1

33

16.5

4

106

4

106

2

55

27.5

3

115

6

139

3

30

15

3

67

4

69.2

4

30

15

3

67

8

99.3

5

12

6

5

44.5

11

65.7

P*

n*hq

nhq

1.00

0.95

3.80

0.83

0.66

3.99

0.97

0.76

3.03

0.67

0.69

5.49

0.68

0.79

8.71

(kW)
1.
00
0.
50
0.
75
0.
38
0.
45

Với số thiết bị hiệu quả đã tính được, ta có bảng phụ tải tính toán cho các nhóm trong bảng sau:
Bảng 2.3: Bảng phụ tải tính toán của các nhóm
Nhóm

KsdƩ

nhq

Kmax

Ptt(kW)

Cosφtb

Ptt.cosϕ

1

0.35

3,8

1,57

58.41

0.91

53.15

2

0.3

3,99

1,61

67.24

0.9

3

0.3

3,03

1,64

34

0.98

4

0.4

5,49

1,49

59.17

0.76

5

0.46

8,71

1,39

42.3

0.9

Sinh viên : BÙI VĂN CHÍNH

Lớp D7-H1

Trường đại học Điện Lực

60.52
33.32
44.97
38.07

Page 15


Đồ án môn : Cung cấp điện

tổng

GVHD : PHẠM MẠNH HẢI

1.81

261.12

230.03

Phụ tải tính toán động lực của phân xưởng lấy kdt =0,9 tra theo trang 33 (3)

•

Pttdl = kdt
Hệ số công suất trung bình của các nhóm phụ tải động lực là :
Cosφtb = = 0,88

2.3. Phụ tải tổng hợp
•

Công suất tác dụng tính toán của toàn phân xưởng:

Pttpx = Pcs + Pttdl = 14,5 + 235,008 =249,508 (kW)
•

Công suất phản kháng tính toán của toàn phân xưởng:

Qttpx =
•

Công suất tính toán toàn phân xưởng là:

=A)
•

Hệ số công suất trung bình của phân xưởng là:

Cosφpx =

Sinh viên : BÙI VĂN CHÍNH

Lớp D7-H1

Trường đại học Điện Lực

Page 16


Đồ án môn : Cung cấp điện

GVHD : PHẠM MẠNH HẢI

CHƯƠNG III : SƠ ĐỒ CẤP ĐIỆN CỦA
PHÂN XƯỞNG
3.1. Xác định vị trí đặt trạm biến áp phân xưởng
Vị trí đặt trạm biến áp cần dựa theo các quy tắc sau:
- Vị trí của trạm càng gần tâm phụ tải của khu vực được cung cấp điện càng tốt.
- Vị trí đặt trạm phải bảo đảm đủ chỗ và thuận tiện cho các tuyến đường dây đưa
điện đến trạm cũng như các phát tuyến từ trạm đi ra, đồng thời phải đáp ứng cho sự phát triển
trong tương lai.
- vị trí trạm phải phù hợp với quy hoạch của xí nghiệp và các vùng lân cận.

- Vị trí của trạm phải bảo đảm các điều kiện khác như: cảnh quan môi trường, có khả
năng điều chỉnh cải tạo thích hợp, đáp ứng được khi khẩn cấp...
- Vị trí của trạm biến áp được lựa chọn sao cho tổng tổn thất trên các đường dây là
nhỏ nhất.
*Phương thức đặt trạm biến áp:
Tùy thuộc vào điều kiện cụ thể, các trạm biến áp có thể lắp đặt theo các phương thức khác nhau:
lắp đặt bên trong nhà xưởng, gắn vào tường phía trong nhà xưởng, gắn vào tường phía ngoài,
đặt độc lập bên ngoài, đặt trên mái, dưới tầng hầm.
Từ sơ đồ mặt bằng phân xưởng, có nhận xét: có thể đặt trạm biến áp sát tường phía trong
nhà xưởng ngay sau lối ra vào. Phương án này có thể tiết kiệm được dây dẫn mạng hạ áp cũng
như tiết kiệm được không gian.

3.2. Xác đinh tâm các nhóm phụ tải của phân xưởng
- Tâm qui ước của các nhóm phụ tải của phân xưởng được xác định bởi một điểm M có toạ độ

được xác định : M(Xnh,Ynh) theo hệ trục toạ độ xOy
n

n

∑ S i xi

∑S y
i

1

n

Xnh=

∑ Si
1

i

1

n

;

Ynh =

∑S

i

1

;

Trong đó:
Sinh viên : BÙI VĂN CHÍNH

Lớp D7-H1

Trường đại học Điện Lực

Page 17

Đồ án môn : Cung cấp điện

GVHD : PHẠM MẠNH HẢI

Xnh; Ynh : toạ độ của tâm các nhóm phụ tải điện của phân xưởng
xi ; yi : toạ độ của phụ tải thứ i tính theo một hệ trục toạ độ xOy đã chọn
Si

: công suất của phụ tải thứ i.

Ta có bảng công suất và tọa độ của các phụ tải trong phân xưởng trên hệ tọa độ xOy

Bảng 3.1: Bảng công suất và tọa độ của các phụ tải trong phân xưởng

STT

1
2
3
4

Tên thiết bị

Lò điện kiểu
tầng
Lò điện kiểu
tầng
Lò điện kiểu

tầng
Lò điện kiểu
tầng

Số hiệu
trên sơ đồ

cosφ

1

0.91

2

Công
suất
P(kW)
Nhóm 1

S
(kVA)

X

20

21.98

4.775

0.91

33

36.26

6.596

3

0.91

20

21.98

8.533

4

0.91

33

36.26

10.55
6

106

116.48

Tổng

Y

33.59
5
33.59
5
33.59
5
33.59
5

S.X

S.Y

104.95

738.35

239.20

1218.2
8

187.54

738.35

382.80
914.48

1218.2
8
3913.2
6

Nhóm 2
1

Lò điện kiểu
buồng

5

0.92

30

32.61

10.55
1

28.87

1

2

Lò điện kiểu
buồng

6

0.92

55

59.78

10.55
1

3

Thùng tôi

7

0.95

1.5

1.58

7.495

8

0.86

30

34.88

9

0.86

20

23.26

10

1

2.5

2.50

24.47
9
28.00
0

23.78
6
28.51
2
20.19
8

139

154.61

4
5
6

Lò điện kiểu
tầng
Lò điện kiểu
tầng
Bể khử mỡ
Tổng

10.55
0
10.55
0
7.489

344.05

941.45

630.71

1461.8
0

11.82

44.21

368.06

829.74

245.37

663.07

18.74

50.50

1618.7
5

3990.7
7

28.44

389.98

Nhóm 3
1

Bồn đun nước
nóng

11

Sinh viên : BÙI VĂN CHÍNH

0.98

15

Lớp D7-H1

15.31

1.858

24.45
2

Trường đại học Điện Lực

Page 18

Đồ án môn : Cung cấp điện
2
3
4

Thùng tôi
Bồn đun nước
nóng
Bồn đun nước
nóng

GVHD : PHẠM MẠNH HẢI

12

0.95

2.2

2.32

1.858

13

0.98

22

22.45

1.858

14

0.98

30

30.61

1.858

69.2

70.68

Tổng

24.03
0
22.73
1
19.83
3

4.30

55.65

41.71

510.29

56.88

607.13

131.33

1563.0
5

15.10

50.46

57.07

560.20

93.33

293.66

Nhóm 4
1
2
3

Thùng tôi
Thiết bị cao
tần
Thiết bị cao
tần

15

0.95

2.8

2.95

5.122

16

0.83

30

36.14

1.579

17

0.83

22

26.51

3.521

17.12
0
15.49
9
11.07
9

4

Máy quạt

18

0.67

7.5

11.19

1.858

9.232

20.80

103.34

5

Máy quạt
Máy phay
đứng
Máy phay
đứng

19

0.67

5.5

8.21

59.65

0.68

5.5

8.09

7.267
12.11

3

34.09

28

174.31

97.97

29

0.68

15

22.06

7.511

475.39

165.68

Cần cẩu

32

0.65

11

16.92

4.153
21.55
1
21.55
1
18.20
1

10.47
9

308.02

177.34

99.3

132.07

1178.1
0

1508.3
2

84.60

156.78

283.95

419.94

166.65

209.18

48.43

105.03

87.82

160.23

179.77

175.63

333.96

289.67

391.48

287.86

6
7
8

Tổng

Nhóm 5
1
2
3

Máy mài tròn
vạn năng
Máy mài tròn
vạn năng
Máy mài tròn
vạn năng

20

0.6

2.8

4.67

21

0.6

7.5

12.50

22

0.6

4.5

7.50

4

Máy tiện

23

0.63

2.2

3.49

5

Máy tiện

24

0.63

4

6.35

6

Máy tiện ren

25

0.69

5.5

7.97

7

Máy tiện ren

26

0.69

10

14.49

8

Máy tiện ren

27

0.69

12

17.39

Sinh viên : BÙI VĂN CHÍNH

Lớp D7-H1

18.12
9
22.71
6
22.22
0
13.86
9
13.83
1
22.55
3
23.04

3
22.51
0

33.59
5
33.59
5
27.89
1
30.07
8
25.23
6
22.03
4
19.98
7
16.55
2

Trường đại học Điện Lực

Page 19


Đồ án môn : Cung cấp điện
9
10

Máy khoan
đứng
Máy khoan
đứng

11

Máy mài

GVHD : PHẠM MẠNH HẢI

30

0.6

7.5

12.50

31

0.6

7.5

12.50

33

0.87

2

2.2

2.52

65.7

101.89

Tổng

13.98
9
14.00
2
13.50
0

20.50
1
18.01
2
15.50
0

174.86

256.26

175.03

225.15

34.06

39.11

1960.6
0

2324.8
4

Tọa độ tâm của nhóm 1 là :

Tính toán tương tự cho các nhóm khác.
Ta có tọa độ tâm của các nhóm phụ tải và tâm phân xưởng:
Bảng 3.2 :Tâm tọa độ các nhóm và tâm phân xưởng
nhóm

ƩSi

ƩSi.xi

ƩSi.yi

1

116.48

914.48

3913.26

7.85

2

154.61

1618.75

3990.77

10.47

3

70.68

131.33

1563.05

1.86

4

132.07

1178.10

1508.32

8.92

5

101.89

1960.60

2324.84

19.24

Tổng

575.73

5803.26

13300.24

33.6
0
25.8
1
22.1

1
11.4
2

10.08

23.10

22.82

Dựa vào các điều kiện lựa chọn vị trí tối ưu cho trạm biến áp và vị trí các phụ tải trong
phân xưởng ta chọn vị trí đặt trạm biến áp như hình vẽ.
Hình 3.1 : Vị trí đặt MBA

Sinh viên : BÙI VĂN CHÍNH

Lớp D7-H1

Trường đại học Điện Lực

Page 20


Đồ án môn : Cung cấp điện

GVHD : PHẠM MẠNH HẢI

3.3. Chọn công suất và số lượng máy biến áp.
a. Chọn số lượng máy biến áp
Việc lựa chọn đúng số lượng MBA dựa trên cơ sở độ tin cậy cung cấp điện. Các phụ tải

thuộc hộ tiêu thụ loại I, TBA cần đặt từ 2 MBA trở lên nối với các phân đoạn khác nhau của
thanh góp, giữa các phân đoạn có thiết bị đóng cắt khi cần thiết. Hộ tiêu thụ loại III chỉ cần đặt 1
MBA (yêu cầu trong kho cần có MBA dự trữ). Ở đây số phụ tải loại I chiếm 70%, ta sẽ sử dụng
2 máy biến áp làm việc song song.
b. Chọn công suất máy biến áp
Tổng quan cách chọn:
Chọn sao cho trong điều kiện làm việc bình thường trạm đảm bảo cung cấp đủ điện năng
cho phụ tải và có dự trữ một lượng công suất đề phòng khi sự cố, đảm bảo độ an toàn cung cấp
điện, tuổi thọ máy, tiêu chuẩn kinh tế kỹ thuật. Được tiến hành dựa trên công suất tính toán toàn
phần của phân xưởng và một số tiêu chuẩn khác: ít chủng loại máy, khả năng làm việc quá tải,
đồ thị phụ tải...Sau đây là một số tiêu chuẩn chọn máy biến áp:
•

Khi làm việc ở điều kiện bình thường :
n.khc.SđmB ≥ Stt (kVA)

Trong đó:
- n : Số máy biến áp của trạm.
- khc : Hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường, lấy khc = 1
Sinh viên : BÙI VĂN CHÍNH

Lớp D7-H1

Trường đại học Điện Lực

Page 21


Đồ án môn : Cung cấp điện
•

GVHD : PHẠM MẠNH HẢI

Kiểm tra khi xảy ra sự cố một máy biến áp( đối với trạm có nhiều hơn 1 MBA):
(n-1).khc.kqt. SđmB ≥ Sttsc

Trong đó:
- kqt: Hệ số quá tải sự cố, lấy kqt = 1,4 nếu thoả mãn điều kiện MBA vận hành quá tải không quá 5
ngày đêm. Thời gian quá tải trong một ngày đêm không vượt quá 6h và trước khi quá tải MBA
vận hành thì hệ số tải không quá 0,93.
- Sttsc: Công suất tính toán sự cố. Khi sự cố một máy biến áp có thể loại bỏ một số phụ tải không
quan trọng để giảm nhẹ dung lượng của các MBA (các phụ tảiloại III), nhờ vậy có thể giảm được
vốn đầu tư và tổn thất của trạm trong trạng thái làm việc bình thường (kVA)
•

Đồng thời cũng cần hạn chế chủng loại MBA dùng trong nhà máy để tạo điều kiện
thuận lợi cho việc mua sắm, lắp đặt, vận hành, sửa chữa, thay thế.
 Chọn máy biến áp cho phân xưởng
• Coi phân xưởng chỉ gồm các hộ tiêu thụ loại I nên ta cần đặt 2 MBA làm việc song

song, ta có:
- Số lượng máy biến áp: n = 2
- Stt = (kVA)
Vậy SđmB ≥ (kVA) .
Phương án 1 :Ta chọn 2 máy biến áp, mỗi máy sẽ có
công suất 160 kVA.
•

Kiểm tra lại máy biến áp trong điều kiện sự cố Khi xảy ra sự cố 1 máy biến áp, ta sẽ

cắt bớt các phụ tải loại III ra khỏi hệ thống, ta có:
⇒ Vậy SđmB ≥ (thỏa mãn)

Tra bảng phụ lục 12 trang 469 (1) và bảng giá máy biến áp ABB 2013 ta có :
Sba , kVA

∆P0

∆Pk
, kW

2×160

0,5

Vốn đầu tư , 106đ
, kW

2,95

2×152,625

Tổn thất trong máy biến áp được xác đinh theo biểu thức:

Sinh viên : BÙI VĂN CHÍNH

Lớp D7-H1

Trường đại học Điện Lực

Page 22


Đồ án môn : Cung cấp điện
∆A = n.∆P0 .8760 +

GVHD : PHẠM MẠNH HẢI

∆Pk S 2 tt
.
.τ
n S 2n

τ = (0,124 + TMax .10 −4 ) 2 .8760
Trong đó:
TMax: thời gian sử dụng công suất cực đại, h.
Vậy tổn thất trong máy biến áp được xác định bằng:

Chi phí cho thành phần tổn thất là:
∆A1
C=
.cΔ = 21790,1×1500 = 32,685.106 (đ)
Hệ số tiêu chuẩn sử dụng vốn đầu tư:

i(1 + i)Th
0,1(1 + 0,1) 25
=
= 0,11
(1 + i)Th − 1 (1 + 0,1)25 − 1
atc =

Th là tuổi thọ của trạm biến áp, lấy bằng 25 năm.
Hệ số khấu hao của trạm biến áp thể lấy bằng 6,4 %
Do đó : pBA = atc + kkh = 0,11 + 0,064 = 0,174
Vậy tổng chi phí qui đổi của phương án :
Z = p.V + C = (0,174.305,25+ 32,685 ).106 = 85,798.106 (đ)
Phương án 2 : :Ta chọn 2 máy biến áp, mỗi máy sẽ có công suất 180 kVA.

Máy biến áp ABB 180KVA 22/0.4

•

Kiểm tra lại máy biến áp trong điều kiện sự cố Khi xảy ra sự cố 1 máy biến áp, ta sẽ

cắt bớt các phụ tải loại III ra khỏi hệ thống, ta có:
Sinh viên : BÙI VĂN CHÍNH

Lớp D7-H1

Trường đại học Điện Lực

Page 23


Đồ án môn : Cung cấp điện

GVHD : PHẠM MẠNH HẢI

⇒ Vậy SđmB ≥ (thỏa mãn)

Tra bảng phụ lục 12 trang 469 (1) và bảng giá máy biến áp ABB 2013 ta có :

Sba , kVA

∆P0

∆Pk
, kW

2×180

0,53

Vốn đầu tư , 106đ
, kW

3,15

2×156,288

Tổn thất trong máy biến áp được xác đinh theo biểu thức:

∆A = n.∆P0 .8760 +

∆Pk S 2 tt
.
.τ
n S 2n

τ = (0,124 + TMax .10 −4 ) 2 .8760
Trong đó:
TMax: thời gian sử dụng công suất cực đại, h.

Vậy tổn thất trong máy biến áp được xác định bằng:

Chi phí cho thành phần tổn thất là:
C =.cΔ = 20278,98×1500 = 30,418.106 (đ)
Vậy tổng chi phí qui đổi của phương án :
Z = p.V + C = (0,174.312,576+ 30,418 ).106 = 84,806.106 (đ)
Có thể nhận thấy phương án 2 có tổng chi phí quy đổi thấp nhất, vì vậy chúng ta chọn phương
án 2( dùng 2 máy biến áp công suất mỗi máy 180kVA).

3.4. Lựa chọn sơ đồ nối điện tối ưu
a. Sơ bộ chọn phương án
Mạng điện phân xưởng có các yêu cầu cơ bản sau:
o

Đảm bảo cung cấp điện tin cậy và chất lượng cho các phụ tải;

o

Thuận tiện và an toàn trong vận hành và sửa chữa;

Sinh viên : BÙI VĂN CHÍNH

Lớp D7-H1

Trường đại học Điện Lực

Page 24


Đồ án môn : Cung cấp điện

GVHD : PHẠM MẠNH HẢI

o

Đáp ứng được các yêu cầu về đặc điểm môi trường;

o

Có khả năng phát triển mở rộng;

o

Áp dụng các thiết bị và công nghệ tiên tiến;

o

Chi phí tối thiểu…

Sơ đồ của mạng điện phân xưởng có thể thực hiện theo kiểu hình tia, kiểu đường trục hoặc kết
hợp.
Sơ đồ hình tia được áp dụng trong các trường hợp:
o

các phụ tải tập trung công suất lớn;

o

các phụ tải quan trọng đòi hỏi độ tin cậy cung cấp điện cao;

o

các động cơ công suất thấp lấy điện từ tủ phân phối;

o

các thiết bị thuộc các phân xưởng có nguy cơ cháy nổ và môi trường nguy hiểm cao.

Phân xưởng có 5 tủ phân phối bố trí ở sát tường nhà xưởng, phụ tải tập trung công suất lớn nên
ta sử dụng sơ đồ hình tia.
Phân xưởng bố trí một trạm phân phối(TPP) nhận điện từ trạm biến áp(TBA) và phân phối tới
các tủ động lực. Mỗi tủ động lực cung cấp điện cho một nhóm phụ tải đã phân nhóm như trên.
Từ sơ đồ mặt bằng phân xưởng, chúng ta xét 2 phương án sau:
o

Phương án 1: đặt trạm phân phối tại trung tâm phụ tải và kéo cáp đến từng tủ động lực.

o

Phương án 2: đặt trạm phân phối tại góc phân xưởng và kéo cáp đến từng tủ động lực.

b. Xác định sơ đồ nối điện chính, lựa chọn phương án nối điện tối ưu
 Chọn dạng sơ đồ nối điện cho phân xưởng

Mạng điện phân xưởng thường có các dạng sơ đồ chính sau:
•

Sơ đồ hình tia :
Mạng cáp các thiết bị được dùng điện được cung cấp trực tiếp từ các tủ động lực (TĐL)
hoăc từ các tủ phân phối (TPP) bằng các đường cáp độc lập. Kiểu sơ đồ CCĐ có độ tin cậy CCĐ

cao, nhưng chi phí đầu tư lớn thường được dùng ở các hộ loại I và loại II
Hình 3.2 : Sơ đồ hình tia

Sinh viên : BÙI VĂN CHÍNH

Lớp D7-H1

Trường đại học Điện Lực

Page 25