Tính toán thiết kế hệ thống cung cấp điện

Bài tập lớn Cung Cấp Điện

GVHD:NGUYỄN MẠNH QUÂN

BÀI TẬP LỚN THIẾT KẾ HỆ THỐNG
CUNG CẤP ĐIỆN
GVHD: Thầy NGUYỄN MẠNH QUÂN
SV Thực hiện:
Nguyễn Đức Trung - MSV: 0941040088
Vũ Văn Vỹ

- MSV: 0941040039

Lê Đăng Thắng

- MSV: 0941040010

ĐIỆN 1-K9

Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội

1


Bài tập lớn Cung Cấp Điện

GVHD:NGUYỄN MẠNH QUÂN

MỤC LỤC

Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội

2


Bài tập lớn Cung Cấp Điện

GVHD:NGUYỄN MẠNH QUÂN

LỜI MỞ ĐẦU

Hiện nay nhu cầu sử dụng điện là cần thiết đối với tất cả mọi người trong
mọi lĩnh vực đời sống hàng ngày từ việc sử dụng điện để chiếu sáng đến việc sử
dụng điện phục vụ cho sản xuất,tất cả nhưng nhu cầu đó đã cho ta biết vai trò của
điện trong đời sống.Cùng với sự phát triện kinh tế-xã hội, khoa học kỹ thuật, thiết
kế hệ thống cung cấp điện là một trong những vấn đề quan trọng trong sự nghiệp
công nghiệp hóa hiện đại hóa đât nước ta.Hệ thống cung cấp điện đóng vai trò rất
lớn trong công cuộc xây dựng đất nước ta hiện nay. Cùng với nhu cầu sử dụng
điện và các trang thiết bị ngày càng hiện đại nên việc trang thiết bị về kiến thức
mới về hệ thống cung cấp điện, cách thức sử dụng hệ thống trong xí nghiệp ,khu
công nghiêp,nhà ở…là rất cần thiết.
Qua việc học môn cung cấp điện và làm bài tập lớn cung cấp điện,với đề tài thiết
kế hệ thống cung cấp điện cho mạng phân xưởng đã giúp em có cơ hội tổng hợp lại
kiến thức đã học và học hỏi thêm một số kiến thức mới. Em sẽ cố gắng phát huy
được sáng tạo và nghiên cứu,tìm hiểu để lựa chọn các thiết bị cho hệ thống tối ưu
nhất.
Tuy nhiên trong quá trình thiết kế sẽ có nhiều sai sót.Vì vây em rất mong giáo viên
hướng dẫn đóng góp ý kiến và giúp đỡ để hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!

Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội

3


Bài tập lớn Cung Cấp Điện

GVHD:NGUYỄN MẠNH QUÂN

I.TÍNH TOÁN PHỤ TẢI ĐIỆN
1. Phụ tải chiếu sáng
Thiết kế chiếu sáng trong nhà xưởng thì ánh sáng rất quan trọng, phải quan tâm
đến độ rọi và hiệu quả và phụ thuộc vào quang thông yêu cầu vừa đảm bảo về kinh tế
vừa đảm bảo về yêu cầu của nhà xưởng.
Căn cứ vào sơ đồ mặt bằng phân xưởng và tỷ lệ trên sơ đồ ta xác định phụ tải chiếu
sáng trên một đơn vị diện tích sản xuất của phân xưởng:
Pcs = P0.F (W)
Trong đó:
F: diện tích chiếu sáng đo trên mặt bằng nhà máy. (m2)
P0: Suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích sản xuất.
Tra bảng 1.9 - Phụ lục 1 (Trang 234 – Giáo trình CCĐ trường ĐHCNHN) ta chọn P0
= 15 (w/m2)
Từ mặt bằng bố trí thiết bị của phân xưởng ta có:
+ Chiều dài của phân xưởng: 36000mm = 36m
+ Chiều rộng của phân xưởng : 24000mm = 24m
+ Chiều cao: 5m
 Diện tích nhà xưởng là : F=24.36=864 m2
Vậy Công suất chiếu sáng: Pcs = 15.864=12,96 (kW)
Cosφ=0,65 nên Qcs = Pcs.tgφ = 12960.1,169=15,15 KVAR
Scs = Pcs/cosφ = 12960/0,65= 19,938 KVA
Sử dụng đèn huỳnh quang Philips T10 18/36W có công suất định mức là 36W ,

điện áp nguồn 220V/50Hz , dài 1,2m

Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội

4


Bài tập lớn Cung Cấp Điện

GVHD:NGUYỄN MẠNH QUÂN

H1.1: Bóng đèn huỳnh quang
Số lượng bóng đèn dùng cho phân xưởng: n = = = 360 bóng đèn
Vậy ta dùng 180 máng đèn, mỗi máng chứa 2 bóng đèn .

H1.2.máng đèn phân bố trong nhà xưởng
Bố trí: + Chiều rộng phân xưởng gồm 15 dãy máng đèn (bóng đèn dọc theo
chiều dài phân xưởng), mỗi dãy gồm 12 máng đèn .
+ Máng đèn cách tường ngang 0,75m; cách tường dọc 0,75m.
+ Mỗi dãy cách nhau khoảng gần 1,5m; mỗi máng trong một dãy cách
nhau 1.6m

Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội

5


Bài tập lớn Cung Cấp Điện

Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội

GVHD:NGUYỄN MẠNH QUÂN

6


Bài tập lớn Cung Cấp Điện

GVHD:NGUYỄN MẠNH QUÂN

H1.3.Sơ đồ bố trí máng đèn và đi dây trong phân xưởng
Lựa chọn dây dẫn bóng đèn các nhóm đèn :
Tiến hành phân nhóm đèn theo diện tích.
Bóng đèn được chia thành 12 nhóm, mỗi nhóm sẽ có 30 máng (24 bóng), công suất
mỗi bóng là 36 W.
Suy ra Pnhóm = 36.30=1080 W
I lv max =

1080
= 3,927 A
220

F=

Suy ra:

I lv max 3,927
=
= 1,45 mm 2
j kt

2,7

Vậy ta chon dây dẫn bằng đồng có có F = 1,5 mm2 (các thông số r0=13,35(Ω/km), x0
=0,1 (Ω/km).( tra bảng PL25-Giáo trình Hướng dẫn Đồ án CCĐ –Lê Đình Bình)
Các nhóm khác cũng có cùng số liệu như nhóm 1 nên kết quả giống như nhóm 1.

1.2 Phụ tải thông gió và làm mát
a,Phụ tải thông gió
Nhà xưởng có chiều cao h = 5m
Vậy thể tích của nhà xưởng: V = h.F = 5.864 = 4320 m3
Ước lượng trong 1 giờ có 6 lần làm tươi không khí trong xưởng nên lượng gió cấp
vào xưởng trong 1 giờ là: Q = 6.4320= 25920 m3
Ta chọn quạt thông gió có công suất 4500 m3/h .Vậy số quạt dung cho nhà xưởng là 6
cái

Thiết bị
Quạt thông
gió

Công suất
Lượng gió
300 W 4500 m3/h

Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội

Số lượng
6
7

Ksd

0.7

Cosφ
0.8


Bài tập lớn Cung Cấp Điện

GVHD:NGUYỄN MẠNH QUÂN

Có Uđm = 380V; Iđm = 0,57 A; Ilvmax = 0,7 A
(Tham khảo phần 2.4 chương 2 giáo trình CCĐ của ĐHCNHN) ta có :
Knc = Ksd + =0,82
Vậy: Ptt = Knc. = 0.82.300.6 =1480,45 W
Qtt = Ptt.tgφ=1110,33 VAR
Stt = Ptt/Cosφ =1850,56 VA
b,Phụ tải làm mát
Với đặc tính không gian rộng lớn, máy móc và thiết bị nhiều của nhà xưởng,
nhà máy do vậy mà nhà xưởng cần một hệ thống điều hòa không khí mạnh mẽ với
công suất lạnh, lưu lượng gió lớn và hoạt động ổn định. Bên cạnh đó, việc lắp đặt cần
tiết kiệm không gian và phải linh hoạt, vì vậy điều hòa cho nhà xưởng là một trong
những thiết làm mát tại các phân xưởng, nhà máy phổ biến nhất hiện nay
Ta có 1m3=200 BTU
Thể tích nhà xưởng: V =4320 m3
Vậy diện tích phân bố công suất lạnh = 4320.200 = 864000 BTU
Ta sử dụng 5 cái ĐIỀU HÒA 1 CHIỀU PANASONIC KC18QKH-8 - 18000BTU
Ta có: 1HP = 9000BTU = 746 W
Suy ra Công suất lạnh của 5 cái điều hòa: Plm = 18000.5=900000 BTU = 74600 W
Cosφ =0,8 suy ra : Qlm= Plm.tgφ = 74600.0.75 = 55950 VAR
Slm = Plm/ Cosφ =74600/0,8 = 93250 VA

Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội

8


Bài tập lớn Cung Cấp Điện

GVHD:NGUYỄN MẠNH QUÂN

1.3 Phụ tải động lực
2−

(hệ số i =

8+9+0
= 1,433
10.3

)

24000 mm

A

C

B

6000

E

D

1
6000

20
2

1

23

2

11

6

12

3

13

24
26 25

30

8

10

14

22

5

7

36000 mm

21

4

3

9

4

31
15

16

5

28
17

18

27

33

32
29

19

6

van phong
xuong

KHO
7

H1.3.1.Sơ đồ mặt bằng bố trí thiết bị phân xưởng
a,Phân nhóm thiết bị
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 quy tắc sau:
Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội

9


Bài tập lớn Cung Cấp Điện

GVHD:NGUYỄN MẠNH QUÂN

+ 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
đông lực cần dùng trong phân xưởng và trong toàn nhà máy.Số thiết bị trong một
nhóm cũng không nên quá nhiều.
Tuy nhiên thường rất khó khan 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.
Căn cứ vào vị trí, công suất của các máy công cụ bố trí trên mặt bằng phân xưởng.
Quyết định chia làm 4 nhóm phụ tải như trong bảng 1:

Tên
Nhóm

Thiết bị trên
sơ đồ mặt
phẳng

Tên thiết bị

Công suất
đặt (kW)

Cosφ

Hệ số
Ksd

Hệ
số
Kđt

I

1

Lò điện kiểu
tầng
Lò điện kiểu
tầng
Lò điện kiểu
tầng
Lò điện kiểu
tầng
Bồn đun nước
nóng
Thùng tôi

28,66

0,91

0,35

0,9

47,289

0,91

0,35

28,66

0,91

0,35

47,289

0,91

0,35

21,495

0,98

0,3

3,152

0,95

0,3

31,526

0,98

0,3

42,99

0,98

0,3

2,15
3,583
4,012

0,95
1
0,95

0,3
0,47

0,3

2
3
4
11
12
II

13
14
7
10
15

Bồn đun nước
nóng
Bồn đun nước
nóng
Thùng tôi
Bể khử mỡ
Thùng tôi

Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội

10

0,9

Tổng

công
suất
nhóm
176,54
5 (kW)

177,40
5 (kW)


Bài tập lớn Cung Cấp Điện

III

16
17
18
19

Thiết bị cao tần
Thiết bị cao tần
Máy quạt
Máy quạt

42,99
31,526
10,747
7,881

0,83

0,83
0,67
0,67

0,41
0,41
0,45
0,45

5

Lò điện kiểu
buồng
Lò điện kiểu
buồng
Máy mài tròn
vạn năng
Máy mài tròn
vạn năng
Máy mài tròn
vạn năng
Máy tiện
Máy tiện ren

42,99

0,92

0,35

78,815

0,92

0,35

3,582

0,6

0,47

10,747

0,6

0,47

6,449

0,6

0,47

3,152
14,33

0,53
0,69

0,35
0,53

42,99

0,86

0,26

28,66

0,86

0,26

5,732
7,881
17,196
7,881
21,495
10,747
10,747
15,763
3,152

0,63
0,69
0,69
0,68
0,68

0,6
0,6
0,65
0,72

0,35
0,53
0,53
0,45
0,45
0,4
0,4
0,22
0,36

6
20
21
22
23
26
IV

GVHD:NGUYỄN MẠNH QUÂN

8
9
24
25
27

28
29
30
31
32
33

Lò điện kiểu
tầng
Lò điện kiểu
tầng
Máy tiện
Máy tiện ren
Máy tiện ren
Máy phay đứng
Máy phay đứng
Máy khoan đứng
Máy khoan đứng
Cần cẩu
Máy mài

0,9

160,06
5(kW)

0,9

172,24
4 (kW)

Bảng 1 : Bảng phân bố nhóm thiết bị
b,Xác định phụ tải từng nhóm
Sử dụng phương pháp tính toán theo hệ số cực đại và công suất trung bình
(Tham khảo phần 2.5 trang 34 Giáo trình CCĐ trường ĐHCNHN)
Ta xét Nhóm I:
Theo bảng 1 ta có số thiết bị n=6
Tổng công suất của n thiết bị có trong nhóm là : P=176,545 kW
Số thiết bị n1 có công suất lớn hơn Pmax/2 là :

Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội

11


Bài tập lớn Cung Cấp Điện

GVHD:NGUYỄN MẠNH QUÂN

==23,6445 kW
Suy ra n1=4

Tổng công suất của n1 thiết bị là :
P1 =28,66+47,289+28,66+47,289=151,898 kW

Vậy ta có: n*=

n1
n

4
6

= =0,667 và P*=

P1
P1

=

151,898
176,545

=0,86

Suy ra hệ số nhq* = = 0,813
Vậy hệ số máy làm việc hiệu quả nhq=n.nhq* =4,88
Hệ số Ksd trung bình của nhóm I là :

Ksd =

∑ Pdmi .k sdi
∑ Pdmi

=

28,66.0,35 + 47,289 .0,35 + 28,66.0,35 + 47,289 .0,356 + 21,495.0,3 + 3,152.0,3
176,545

=0,343

Hệ số Kmax :
 Kmax=1+1,3=1,546
Vậy công suất tính toán của nhóm I là :
ADCT: PTT1=Kmax.Ksd.=0,343.1,546.176,545=93,66 (KW)

Cosϕ tb1 =

=

∑ Pdmi . cos ϕi
∑ Pdmi
28,66.0,91 + 47,289 .0,91 + 28,66.0,91 + 47,289 .0,91 + 21,495.0,98 + 3,152.0,95
176,545

Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội

12


Bài tập lớn Cung Cấp Điện

GVHD:NGUYỄN MẠNH QUÂN

=0,92
STT1=PTT1/ Cosϕ tb1 =93,66/0,92=101,8 (KVA)
S 2TT 1 − P 2TT 1

QTT1 =

(101,8) 2 − (93,66) 2

=

=39,899 (KVAR)

Tính tương tự với các nhóm còn lại ta thu được kết quả ở bảng 2:

Tên
nhóm
I
II
III
IV
Tổng

∑Pđm
(KW)
176,545
177,405
160,065
172,244
686,239

Cosϕ tb

Ksdtb

PTT (KW)

0,92
0,88
0,85
0,742

0,343
0,365
0,381
0,35

93,66
96,8
76,32
70
336,78

QTT
(KVAR)
39,899
51,2
47,3
63,118
201,517

STT (KVA)
101,8
109,2
58,788
94,254
364,042

Bảng 2 : tổng hợp phụ tải tính toán các nhóm
c,Tổng hợp phụ tải động lực
Tử bảng 1 ta có tổng các thiết bị trong phân xưởng :n=33
Tổng công suất của n thiết bị có trong nhóm là : P=686,239 kW
Số thiết bị n1 có công suất lớn hơn Pmax/2 là :

==39,407 kW
Suy ra n1=7
Tổng công suất của n1 thiết bị là :
P1 =42,99+47,289+42,99+47,289+42,99+78,815+42,99=345,353 kW

Vậy ta có: n*=

n1
n

=

7
33

=0,212 và P*=

P1
P1

=

345,353

686 ,239

Suy ra hệ số nhq* = = 0,63
Vậy hệ số máy làm việc hiệu quả nhq=n.nhq* =20,8

Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội

13

=0,503


Bài tập lớn Cung Cấp Điện

GVHD:NGUYỄN MẠNH QUÂN

Hệ số Ksd trung bình của nhóm I là :

Ksd =

∑ Pdmi .k sdi
∑ Pdmi

=0,359

Hệ số Kmax :
 Kmax=1+1,3=1,338
Vậy công suất tính toán là :
ADCT: PTTđl=Kmax.Ksd.=0,359.1,338.686,239=329,629 (KW)

Cosϕ tb=

∑ Pdmi . cos ϕi
∑ Pdmi

=0,848

STTđl=PTTđl/ Cosϕ tb1=329,629/0,848=388,401 (KVA)

QTTđl=

S 2TT đl − P 2TT đl

(388 ,401) 2 − (329,629) 2

=

=205,427 (KVAR)

1.4 Tổng hợp phụ tải của toàn phân xưởng
Công suất tính toán tác dụng toàn phân xưởng:
PTT=Kdt.∑PTT=Kdt.(Pđl+Pcs+Plm +Ptttg)
=0 ,9.(329,629+12,96+74,6+1,48)=376,802 (KW)
Công suất phản kháng toàn phân xưởng:
QTT = Kdt.∑QTT= Kdt.(Qđl+Qcs+Qlm +Qtttg)
=0,9.(205,427+15,15+55,95+1,11)=249,873(KVAR)
Công suất tính toán toàn phần toàn phân xưởng :

STT=

Q 2TT + P 2TT

(376,802 ) 2 + (249,873) 2

=

=452,124 (KVA)

1.5 Nhận xét và đánh giá
Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội

14


Bài tập lớn Cung Cấp Điện

GVHD:NGUYỄN MẠNH QUÂN
2

-Phân xưởng có diện tích nhỏ 24x36 m , số lượng máy móc tương đối ko nhiều và có
công suất ko lớn nên công suất toàn phần của toàn phân xưởng cũng không lớn
-Hệ số công suất thấp
II.XÁC ĐỊNH SƠ ĐỒ CẤP ĐIỆN CỦA PHÂN XƯỞNG
• XÁC ĐỊNH TÂM PHỤ TẢI
 Mục đích:
Việc xác định tâm phụ tải điện của các thiết bị và từng nhóm thiết bị giúp
chúng ta lựa chọn hợp lý việc bố trí các tủ động lực cấp điện cho thiết bị ,
nhằm giảm chiền dài dây dẫn từ tủ điện tới thiết bị nhằm giảm chi phí đầu tư
và giảm tổn thất điện năng.
 Tính toán và xác định tâm phụ tải:

Lựa chọn hệ trục XOY trên bản vẽ mặt bằng bố trí thiết bị,xác định tâm phụ tải theo
công tức sau :

X=
Y=
Trong đó :
Xi: Tọa độ của thiết bị thứ i theo trục hoành.
Yi: Tọa độ của thiết bị thứ i theo trục tung.
X: Ttọa độ củ tủ động lực theo trục hoành.
Y: Tọa độ củ tủ động lực theo trục tung.
Pđmi: Công suất định mức của thiết bị thứ I trong phân xưởng.

 Xác định tâm phụ tải nhóm 1:
Tên
Nhóm
I

Thiết bị
trên sơ đồ
mặt phẳng
1
2

Tên thiết bị Công suất
đặt (kW)
Lò điện
kiểu tầng
Lò điện
kiểu tầng

Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội

Tọa độ
X (m)

Tọa độ
Y (m)

X.Pđm

Y.Pđm

28,66

5

33

143,3

945,78

47,289

6,7

33

316,836

1560,537

15


Bài tập lớn Cung Cấp Điện

3
4
11
12

GVHD:NGUYỄN MẠNH QUÂN

Lò điện
kiểu tầng
Lò điện
kiểu tầng
Bồn đun
nước nóng
Thùng tôi

Tổng

28,66

8,8

33

252,208

945,78

47,289

11

33

520,179

1560,537

21,495

3

26

64,485

558,87

3,152
176,545

3

24

9,456
75,648
1306,464 5647,152

Vậy tọa độ tủ động lực 1:

Y==32 m

X==7,4 m
Vậy tọa độ tủ động lực 1 : DL1(7,4 ;32)
 Xác định tâm phụ tải nhóm 2:
Tên
Nhóm
II

Thiết bị trên
sơ đồ mặt
phẳng
13
14
7
10
15
16
17
18
19

Tên thiết bị

Bồn đun
nước nóng
Bồn đun
nước nóng
Thùng tôi
Bể khử mỡ
Thùng tôi
Thiết bị cao
tần
Thiết bị cao
tần
Máy quạt
Máy quạt

Tổng

Công
suất đặt
(kW)
31,526

Tọa độ
X (m)

Tọa độ
Y (m)

X.Pđm

Y.Pđm

2,4

22

75,662

693,572

42,99

2,4

19

103,176

816,81

2,15
3,583
4,012
42,99

8
8
5
2

27,5

19
16
15

17,2
28,664
20,06
85,98

59,125
68,007
64,192
644,85

31,526

3

11

94,578

346,786

10,747
7,881
177,315

2,4
5

8
7,5

25,793
39,405
490,518

85,976
59,107
2838,425

Vậy tọa độ của tủ động lực 2:
X==2.76 m
Y==16 m
Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội

16


Bài tập lớn Cung Cấp Điện

GVHD:NGUYỄN MẠNH QUÂN

Vậy tọa độ tủ động lực 2 : DL2(2,76 ;16)
 Xác định tâm phụ tải nhóm 3:
Tên
Nhóm
III

Thiết bị
trên sơ đồ
mặt phẳng
5
6
20
21
22
23
26

Tên thiết bị Công suất
đặt (kW)
Lò điện
kiểu buồng
Lò điện
kiểu buồng
Máy mài
tròn vạn
năng
Máy mài
tròn vạn
năng
Máy mài
tròn vạn
năng
Máy tiện
Máy tiện
ren

Tổng

Tọa độ
X (m)

Tọa độ
Y (m)

X.Pđm

Y.Pđm

42,99

11

28

472,89

1203,72

78,815

10,5

23,5

827,557

1852,152

3,582

19

33,5

68,058

119,997

10,747

22

33,5

236,434

360,024

6,449

22

29

141,878

187,021

3,152
14,33

14,5
20

28.5
22

45,704
286,6

89,832
315,26

160,065

2076,121 4128,006

Tọa độ của tủ động lực 3:
X==13 m
Y==25,8 m
Vậy tọa độ tủ động lực 3: DL3(13;25,8)
 Xác định tâm phụ tải nhóm 4:
Tên
Nhóm
IV

Thiết bị
trên sơ đồ
mặt phẳng
8
9
24
25
27

Tên thiết bị

Công suất
đặt (kW)

Tọa độ
X (m)

Tọa độ
Y (m)

X.Pđm

Y.Pđm

Lò điện
kiểu tầng
Lò điện
kiểu tầng
Máy tiện
Máy tiện

ren
Máy tiện

42,99

10,5

21

451,395

902,79

28,66

11

18

315,26

515,88

5,732
7,881

14,5
21,5

23,5

23

83,114
169,441

134,702
181,263

17,196

21,5

16,5

369,284

283,404

Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội

17


Bài tập lớn Cung Cấp Điện

GVHD:NGUYỄN MẠNH QUÂN

ren
Máy phay
đứng

Máy phay
đứng
Máy khoan
đứng
Máy khoan
đứng
Cần cẩu
Máy mài

28
29
30
31
32
33
Tổng

7,881

21

13,5

165,501

106,393

21,495

21,5

7

462,142

150,465

10,747

14,5

21

155,831

225,687

10,747

14,5

16,5

155,831

177,325

15,763
3,152
172,244

19
14,5

10,5
15

299,497
45,704
2673

165,511
47,28
2920,7

Tọa độ của tủ động lực 4:
X==15,5 m
Y==17 m
Vậy tọa độ của tủ động lực 4: DL4(15,5;17)
 Xác định tâm tủ phân phối
Ta có bảng tọa độ các tủ động lực sau :
Tên
DL1
DL2
DL3
DL4

Công suất
tủ (KW)
176,545

177,315
160,065
172,244

Tọa độ X
(m)
7,4
2,76
13
15,5

Tọa độ Y
(m)
32
16
25,8
17

X.Ptui

Y.Ptui

1306,433
489,389
2080,845
2669,782

5649,44
2837,04
4129,677

2928,148

Tọa độ tủ phân phối được tính :
X== = 12,07 m
Y===22,65 m
Vậy ta chọn tọa độ của tủ phân phối là : PP(12;23)
Do vị trí thiết bị trong phân xưởng phân bố đều trên mặt bằng nên ta chọn vị trí các tủ
sát tường trùng với tung độ của tâm của chúng.

Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội

18


Bài tập lớn Cung Cấp Điện

GVHD:NGUYỄN MẠNH QUÂN

24000 mm

A

C

B

6000

TBA

1
6000

CS

1

DL1

2

TPP

20

21

4

3

tg&lm

23

2

7
11
36000 mm

E

D

DL3

6

12

3

22

5

13

10

14

24
26 25

30

8
9

4

31
DL2

15

16
5

27

33
28

17
18

DL4

32
29

19

6

van phong
xuong

KHO
7

H2.1.Sơ đồ bố trí vị trí tủ động lực và tủ phân phối
2.1. Xác định vị trí dặt trạm biến áp phân xương

Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội

19


Bài tập lớn Cung Cấp Điện

GVHD:NGUYỄN MẠNH QUÂN

Về mặt nguyên lý thì vị trí đặt trạm biến áp phân xưởng càng gần tâm phụ tải
càng tốt vì các yếu tố sau:
+ Giảm được chiều dài mạng phân phối hạ áp nên giảm chi phí kim loại màu từ
đó giảm giá thành.
+ Giảm tổn thất điện năng.
Tuy nhiên do sự phân bố của các thiết bị trong phân xưởng không đồng đều
nên không có vị trí thích hợp của trạm biến áp trong phân xưởng,do vậy ta sẽ chọn vị
trí đặt trạm máy biến áp ở bên ngoài và sát với tường của phân xưởng gần vị trí tủ
phân phối.
Cách chọn trên có ưu điểm là thi công dễ dàng,nhanh chóng và chi phí xây
dựng thấp hơn nhiều so với cách lắp đặt bên trong phân xưởng,ngoài ra có thể kể đến
các yếu tố phụ như: giữ được vẻ mỹ quan của phân xưởng,không gây trở ngại cho
quy trình sản xuất và công tác phòng cháy chữa cháu cũng đễ dàng hơn so với cách
lắp đặt MBA bên trong phân xưởng.

Hu ? ng di?n vào

Sơ đồ phân bố vị trí trạm biến áp
Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội

20


Bài tập lớn Cung Cấp Điện

Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội

GVHD:NGUYỄN MẠNH QUÂN

21


Bài tập lớn Cung Cấp Điện

GVHD:NGUYỄN MẠNH QUÂN

2.2 Các phương án cấp điện cho phân xưởng
Để cấp điện cho phân xưởng có rất nhiều phương án đi dây.Nhưng chúng ta
cần có một phương án sao cho tiết kiệm được tổn thất điện áp và về mặt kinh tế
nhưng vẫn đảm bảo được các yêu cầu cho phân xưởng.
* Phương án lựa chọn trạm biến áp phân xưởng :
-Nguyên tắc lựa chọn:
+Vị trí các trạm biến áp phải thỏa mãn các yêu cầu: gần tâm phụ tải, thuận tiện cho
việc lắp đạt, vận hành, sửa chữa máy biến áp,an toàn và kinh tế
+Số lượng máy biến áp đặt trong các trạm biến áp được lựa chọn dựa vào các yêu cầu

cung cấp điện của phụ tải: điều kiện vận chuyển và lắp đặt; chế độ làm việc của phụ
tải. Trong mọi trường hợp trạm biến áp chỉ đặt một MBA sẽ là kinh tế và thuận lợi
cho việc vận hành song độ tin cậy cấp điện không cao.Các trạm biến áp cung cấp
điện cho hộ tiêu thụ loại I và II nên dung hai MBA còn hộ loại III thì chỉ cần một
MBA.
+Dung lượng các MBA được lựa chọn theo điều kiện:
n.khc.SdmB ≥ Stt
Và kiểm tra điều kiện sự cố một MBA:(n-1)khc.kqt.SdmB ≥ Sttsc
Trong đó:
n – Số máy biến áp có trong trạm
khc – Hệ số hiệu
chỉnh theo nhiệt độ môi trường (thường lấy = 1)
kqt – Hệ số quá tải sự cố, lấy kqt = 1.4 nếu thảo mãn điều kiện MBA vận hành
quá tải không quá 5 ngày đêm và thời gian quá tải 1 ngày đêm không quá 6h
Sttsc – Công suất tính toán sự cố.Khi sự cố một MBA ta có thể loại bỏ một số
phụ tải không quan trọng để giảm nhẹ dung lượng của các MBA, nhờ vậy có thể
giảm nhẹ được vốn đầu tư và tổn thất của trạm trong trạng thái làm việc bình

Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội

22


Bài tập lớn Cung Cấp Điện

GVHD:NGUYỄN MẠNH QUÂN

thường. Giả thiết trong phân xưởng có 30% là phụ tải không quan trọng (loại III) nên
Sttsc = 0,7.Stt
Đồng thời cũng nên giảm chủng các loại MBA dung trong phân xưởng để

thuận lợi cho việc mua sắm, lắp đặt, vận hành, sửa chữa và thay thế.
 PHƯƠNG ÁN 1: Sử dụng 2 MBA làm việc song song để cấp điện cho phân
xưởng
n.khc.SdmB ≥ Stt
Ta có: Stt = 452,124 KVA
Suy ra: SdmB = = 226,062 KVA\
Ta chọn MBA tiêu chuẩn Sdm = 250 KVA
Tra phụ lục 6 trang 238 giáo trình CCĐ ĐHCNHN :

Công suất
(KVA)
250

Điện áp (KV)

0

(W)

N

(W)

22/0,4
640
4100
Bảng thông số MBA do ABB chế tạo

UN (%)
4

Kiểm tra lại dung lượng máy theo điều kiện quá tải sự cố: Khi gặp sự cố một MBA ta
có thể cắt điện của một số phụ tải không quan trọng trong phân xưởng cơ khí :
(n-1)khc.kqt.SdmB ≥ Sttsc
Suy ra : SdmB ≥ = 222,562 KVA
Vậy trạm biến áp phân xưởng đặt 2 MBA có S dm = 250 KVA
Tổn thất công suất trong MBA:
Tổn thất công suất tác dụng của trạm biến áp có hai MBA làm việc song song được
xác định:
=2.0 + .PN.^2

(kW)

Suy ra P = 2.0,64 + 0,5.4,1.^2

= 7,985 (KW)

Tổn thất điện năng trong MBA:

Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội

23


Bài tập lớn Cung Cấp Điện

GVHD:NGUYỄN MẠNH QUÂN

Tổn thất điện năng trong trạm có hai MBA làm việc song song được xác định:
A=2.0.t + .PN.^2. (kWh)

Trong đó:
t = 8760h – thời gian vận hành MBA (lấy bằng 1 năm)
=(0,124 +10-4.Tmax).8760 – thời gian sử dụng công suất lớn nhât cho phân
xưởng sửa chữa cơ khí (tra bảng PL6 giáo trình Hướng dẫn đồ án Cung cấp điện của
Lê Đình Bình) có Tmax = 4140 và cos =0,63 đối với phân xưởng sửa chữa cơ khí ta
tính được =4712,88 h
Vậy tổn thất điện năng trong MBA trên là :
A = 2.0,64.8760 + 0,5.4,1.^2.4712,88 = 42,811 (kWh)
 PHƯƠNG ÁN 2: Sử dụng 1 máy biến áp cấp điện cho phân xưởng
Ta có SdmB 452,124 KVA nên ta chọn MBA có SđmB = 500 KVA
Thông số kĩ thuật MBA do ABB sản xuất :
Công suất
(KVA)
500

Điện áp (KV)

0

(W)

N

(W)

22/0,4
1000
7000
Bảng thông số MBA do ABB chế tạo

UN (%)
4

Tổn thất công suất tác dụng MBA được xác định:
P = P0 +PN.^2= 7 + 1.^2 =7,817 KW
Tổn thất điện năng của MBA :
A=0.t +PN.^2. (kWh)
Suy ra A = 7.8760 + 1.^2.4712,88 = 65,173 (kWh)
 Vậy so sánh 2 phương án trên ta sẽ chọn phương án sử dụng 2 MBA làm
việc song song có công suất 250kVA
2.3 Đánh giá lựa chọn sơ đồ nối điện tối ưu

Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội

24


Bài tập lớn Cung Cấp Điện

GVHD:NGUYỄN MẠNH QUÂN

Một số sơ đồ cung cấp điện chính cho mạng hạ áp phân xưởng:
 Sơ đồ hình tia
Ưu điểm: Việc nối dây đơn giản, độ tin cậy cao, dễ thực hiện các biện pháp
bảo vệ và tự động hóa, dễ vận hành, bảo quản sửa chữa.
Nhược điểm: Vốn đầu tư lớn.
Loại sơ đồ hình tia này thường được dung ở các hộ loại I và loại II.

Sơ đồ mạng điện hình tia
 Sơ đồ phân nhánh

Ưu điểm: Sơ đồ này 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: Độ tin cậy cung cấp điện thấp.
Loại sơ đồ phân nhánh này thường dùng cho các hộ loại III

Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội

25