Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho một phân xưởng sản xuất công nghiệp

Đồ Án Cung Cấp Điện

GVHD:TS. PHạm Mạnh Hải

LỜI NÓI ĐẦU
Điện năng là một dạng năng lượng phổ biến và có vai trò quan trọng trong
sự phát triển của nền kinh tế quốc dân. Đất nước ta đang trong quá trình công
nghiệp hóa hiện đại hóa, nên nhu cầu về việc sử dụng điện năng trong các lĩnh
vực công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ và thương mại ngày càng tăng cao. Do
đó vấn đề đặt ra là cần phải cung cấp điện như thế nào để đảm bảo được các
yêu cầu về kinh tế , kỹ thuật cũng như sự an toàn cao cho con người. Vì vậy
câu hỏi luôn được đặt ra là làm thế nào để có được một hệ thống cung cấp
điện tối ưu nhất.
Với đồ án: “Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho một phân xưởng sản
xuất công nghiệp”,đã giúp chúng ta hiểu rõ hơn về một hệ thống cung cấp
điện trong thực tế . Sau một thời gian miệt mài làm đồ án,với vốn kiến thức
của mình cùng với sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo bộ môn PHạm Mạnh

Hải và sự tham khảo ý kiến từ các bạn, cho đến nay em đã hoàn thành nội
dung bản đồ án môn học “ Hệ thống cung cấp điện ”. Em rất mong nhận
được sự góp ý của các thầy cô để em có được một bản đồ án hoàn chỉnh có
thể đưa vào thực tế và làm tài liệu phục vụ hữu ích cho công việc của em sau
này.
Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày 24 tháng 03 năm 2014
Sinh Viên

Phan Đình Thái

SVTH: Phan Đình Thái

Đ6_H2

Trang 1


Đồ Án Cung Cấp Điện

GVHD:TS. PHạm Mạnh Hải

MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU ..................................................................................................1
PHẦN I. Thuyết Minh ..............................................................................10
CHƯƠNG I .....................................................................................................10
Tính toán phụ tải điện.................................................................................10
1.1 Phụ tải chiếu sáng. ......................................................................................... 11
1.2 Phụ tải động lực. ............................................................................................ 12
1.2.1 Phân nhóm các phụ tải động lực. ..................................................................12
1.2.2 Tính toán các nhóm phụ tải động lực............................................................ 14
1.3 Phụ tải tổng hợp của toàn phân xưởng............................................................ 18

CHƯƠNG II ..................................................................................................19
Xác định sơ đồ cấp điện của phân xưởng. ...........................................19
2.1 Xác định vị trí của trạm biến áp. ....................................................................19
2.2 Chọn công suất và số lượng máy biến áp. ....................................................... 19
2.2.1 Xác định số lượng máy biến áp. ...................................................................19
2.2.2 Chọn công suất máy biến áp......................................................................... 19
2.3 Lựa chọn sơ đồ nối điện tối ưu........................................................................21
2.3.1 Các phương án đi dây. .............................................................................. 21
2.3.2 Vị trí tâm của các nhóm phụ tải và tâm của toàn phân xưởng............. 22

2.4 Lựa chọn và kiểm tra các thiết bị của sơ đồ nối điện ......................................27
2.4.1 Chọn dây dẫn mạng động lực .......................................................................27
2.4.2 Lựa chon các phương án đi dây. ...................................................................28
2.4.2.1 Phương án 1 .............................................................................................. 28
1 Tính toán và chọn dây dẫn từ TBA đến TPP ...................................................... 29
2 Tính toán và chọn dây dẫn từ TPP đến TĐL............................................... 32
3 Tính toán và chọn dây dẫn từ TĐL đến các phụ tải ........................................... 34

SVTH: Phan Đình Thái

Đ6_H2

Trang 2


Đồ Án Cung Cấp Điện

GVHD:TS. PHạm Mạnh Hải

2.4.2.2 Phương án 2 ............................................................................................. 41
1 Tính toán và chọn dây dẫn từ TBA đến TPP ...................................................... 43
2 Tính toán và chọn dây dẫn từ TPP đến TĐL ...................................................... 44
3 Tính toán và chọn dây dẫn từ TĐL đến các phụ tải. ...................................45
2.4.2.3 Phương án 3 ............................................................................................. 49
1 Tính toán và chọn dây từ TBA đến TPP ............................................................. 51
2 Tính toán và chọn dây dẫn từ TPP đến TĐL ...................................................... 51
3 Tính toán và chọn dây dẫn từ TĐL đến các phụ tải. ...................................52
2.4.3 So sánh ba phương án trên. ....................................................................56

CHƯƠNG III ..................................................................................................57

Lựa chọn và kiểm tra các thiết bị của sơ đồ nối điện. ....................57
3.1 Chọn dây dẫn mạng động lực , dây dẫn của mạng chiếu sáng.......................... 57
3.1.1 Chon dây dẫn từ nguồn tới trạm biến áp phân xưởng .......................... 57
3.1.2 Chọn dây dẫn cho toàn phân xưởng. ...................................................... 59
3.2 Lựa chọn máy cắt điện cho phía cao. ........................................................ 61
3.3 Tính toán ngắn mạch................................................................................... 61
3.4 Chọn thiết bị bảo vệ. ...................................................................................... 68
3.4.1 Chọn thiết bị bảo vệ phía cao áp. .................................................................69
3.4.2 Chọn thiết bị cho phía hạ áp. .......................................................................71
3.4.2.1 Chọn các thiết bị cho trạm biến áp............................................................. 71
3.4.2.2 Chọn các thiết bị cho tủ phân phối............................................................. 72
3.4.2.3 Chọn các thiết bị cho các tủ động lực. ....................................................... 75

CHƯƠNG IV ..................................................................................................78
Tính toán chế độ mạng điện......................................................................78
4.1 Xác định hao tổn điện áp trên đường dây và trong máy biến áp....................... 78
4.2 Xác định hao tổn công suất. ............................................................................ 79
4.3 Xác định tổn thất điện năng............................................................................. 79

SVTH: Phan Đình Thái

Đ6_H2

Trang 3


Đồ Án Cung Cấp Điện

GVHD:TS. PHạm Mạnh Hải

CHƯƠNG V ....................................................................................................82
Tính toán chọn tụ bù nâng cao hệ số công suất . .............................. 82
5.1 Xác định dung lượng bù cần thiết....................................................................82
5.2 Lựa chọn vị trí đặt bù. ..................................................................................... 82
5.3 Đánh giá hiệu quả bù công suất phản kháng. ................................................... 85

PHẦN II. Bản Vẽ ........................................................................................ 87
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................89

SVTH: Phan Đình Thái

Đ6_H2

Trang 4


Đồ Án Cung Cấp Điện

GVHD:TS. PHạm Mạnh Hải

Đề 64A
ĐỒ ÁN MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN
THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO MỘT PHÂN XƯỞNG SẢN
XUẤT CÔNG NGHIỆP

Sinh viên : Phan Đình Thái
Lớp
GVHD

: Đ6-H2

: PHẠM Mạnh Hải

Tên đồ án : Thiết kế cung cấp điện cho 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 cung cấp điện cho phân xưởng.
Tỷ lệ phụ tải loại loại I là 70%.
Hao tổn điện áp cho phép trong mạng điện hạ áp ΔUcp =3,5%.
Hệ số công suất cần nâng lên là cos φ = 0.90.
Hệ số chiết khấu i = 12%.
Thời gian tồn tại dòng ngắn mạch t k=2,5.
Giá thành tổn thất điện năng cΔ =1500 đ/kWh.
Suất thiệt hại do mất điện gth =8000 đ/kWh.
Đơn giá tụ bù là 110.10 3 đ/kVAr.
Chi phí vận hành tụ bằng 2% vốn đầu tư.
Giá điện trung bình g =1250 đ/kWh.
Điện áp lưới phân phối là 22 kV.
Thời gian sử dụng sông suất cực đại TM = 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.

SVTH: Phan Đình Thái

Đ6_H2

Trang 5

Đồ Án Cung Cấp Điện

GVHD:TS. PHạm Mạnh Hải

Bảng số liệu:
Hệ số ksd

cos φ

Công suất đặt P (kW)
theo các phương án

1; 2; 3; 19; 20; Máy tiện ngang
26; 27
bán tự động

0,35

0,67

12+17+18+22+18+12+18

4; 5; 7; 8; 24

Máy tiện xoay

0,32

0,68

1,2+2,8+5,5+12+10

6

Máy tiện xoay

0,3

0,65

7,5

11

Máy khoan đứng

0,26

0,56

2,8

9; 10; 12

Máy khoan đứng

0,37

0,66

4+8,5+5

13

Máy khoan định
tâm

0,30

0,58

2,2

14; 15; 16; 17

Máy tiện bán tự
động

0,41

0,63

3+4,5+4,5+8,5

18

Máy mài nhọn

0,45

0,67

2,8

21; 22; 23; 28;
Máy tiện ren
29; 30; 31

0,47

0,70

2,8+4+3+4+7,5+12+7,5

25; 32; 33

Máy doa

0,45

0,63

4+5,5+8

34

Máy hàn hồ quang

0,53

0,9

33

0.45

0.58

40

Số hiệu trên
sơ đồ

Tên thiết bị

Máy biến áp hàn

35

ε = 0.4

36

Máy tiện ren

0,4

0,60

12

37

Máy hàn xung

0,32

0,55

22

38; 39

Máy chỉnh lưu
hàn

0,46

0,62

24+20

SVTH: Phan Đình Thái

Đ6_H2

Trang 6


Đồ Án Cung Cấp Điện

A

GVHD:TS. PHạm Mạnh Hải

B

C

D

E

1

34

26

19

6

13

1

35
2

27

14

20

15

3

37

36

28

2
8

16

21

9
17
38

29

22

3

10

18
11

30

4

39

31

4
23

24

12
5

5

32
25
33

6

7

Sơ đồ mặt bằng phân xưởng cơ khí – sửa chữa N0 4 _ Đơn vị : (m)

SVTH: Phan Đình Thái

Đ6_H2

Trang 7


Đồ Án Cung Cấp Điện

GVHD:TS. PHạm Mạnh Hải

B. Nội dung của bản thuyết minh gồm các phần chính 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 trạm 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 phương án).
4. Lựa chọn và kiểm tra các thiết bị của sơ đồ nối điện.

4.1. Chọn dây dẫn của mạng điện động lực, dây dẫn của mạng điện chiếu
sáng.
4.2. Tính toán ngắn mạch.
4.3. Chọn thiết bị bảo vệ và 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 hao tổn công suất.
5.3. Xác định tổn thất điện năng.
6. Tính chọn tụ bù nâng cao hệ số công suất.
6.1. Xác định dung lượng bù cần thiết.
6.2. Lựa chọn vị trí đặt tụ 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.

SVTH: Phan Đình Thái

Đ6_H2

Trang 8


Đồ Án Cung Cấp Điện

GVHD:TS. PHạm Mạnh Hải

II. Bản vẽ
1. Sơ đồ mạng điện trên bề mặt bằng phân xưởng với sự 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 thiết bị được chọn.

3. Sơ đồ trạm biến áo gồm: sơ đồ nguyên lý, sơ đồ mặt bằng và mặt cắt
trạm biến áp.
4. Sơ đồ chiếu sáng và sơ đồ nối đất.
5. Bảng số liệu tính toán mạng điện.

SVTH: Phan Đình Thái

Đ6_H2

Trang 9


Đồ Án Cung Cấp Điện

GVHD:TS. PHạm Mạnh Hải

PHẦN I. Thuyết Minh
CHƯƠNG I
Tính toán phụ tải điện
Có hai phương pháp tính toán phụ tải điện như phương pháp hệ số nhu cầu,
hệ số cực đại và công suất trung bình. Đối với việc thiết kế cung cấp điện cho
phân xưởng sửa chữa cơ khí, ta sử dụng phương pháp hệ số cực đại và công
suất trung bình để tổng hợp nhóm phụ tải động lực. Nội dung chính của
phương pháp như sau:
 Thực hiện phân nhóm các thiết bị có trong phân xưởng.
 Phụ tải tính toán của mỗi nhóm là :
Ptt = kmax * ksd * ∑ Pi
Trong đó:
ksd là hệ số sử dụng tổng hợp của mỗi nhóm thiết bị tính theo biểu thức sau:
∑n1 Pi *ksdi

ksd =

∑n1 Pi

- Pi là công suất của thiết bị thứ i.
- ksdi là hệ số sử dụng của thiết bị thứ i.
kmax là hệ số cực đại của nhóm sẽ được xác định theo biểu thức sau :
1-ksd

kmax = 1 + 1.3 *

nhq*ksd + 2

(theo vở ghi)

- nhd là số lượng hiệu dụng của nhóm thiết bị điện có thể xác định như
sau.
2

Nếu ksd > 0.2 thì tính nhd theo công thức :

( ∑ Pi )
nhd =
∑ Pi2

Nếu ksd ≤ 0.2 thì tính nhd theo cách riêng sau.
Phân riêng các thiết bị có công suất lớn hơn một phần hai công suất của thiết
bị lớn nhất trong nhóm.
Pi ≥

SVTH: Phan Đình Thái

Pmax
2

Đ6_H2

Trang 10


Đồ Án Cung Cấp Điện

GVHD:TS. PHạm Mạnh Hải

Xác định số lượng thiết bị m của nhóm.
Xác định tổng công suất định mức của nhóm m thiết bị
Tìm các giá trị tương đối.
n* =

m
n

và P* =

∑m
1 Pj
∑n
1 Pi

Xác định giá trị tương đối n*hq theo biểu thức.
n*hq =

0.95
P*2 (1 - P*)2
+
n*
1- n*

Xác định số lượng hiệu dụng.
nhd = n*hq * n
 Hệ số công suất trung bình của mạng điện costb
cosφtb

∑n1 Pi * cos φi
=
∑n1 Pi

Trong đó:
Pi – công suất tính toán của nhóm thiết bị thứ i.
cosi – hệ số công suất của nhóm thiết bị thứ i.
1.1 Phụ tải chiếu sáng.
Phụ tải chiếu sáng của phân xưởng cơ khí sửa chữa được xác định
theo phương pháp suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích:
Pcs = P0 * S = P0* a * b
Trong đó:
P0 là suất chiếu sáng trên 1 đơn vị diện tích, chọn P0 =15 (W/m2).
S là diện tích được chiếu sáng, m2
a là chiều dài của phân xưởng, m
b là chiều rộng của phân xưởng, m

Vậy phụ tải chiếu sáng của phân xưởng cơ khí sửa chữa là:
P cs =

15*36*24
103

= 12.96 kW

Do ta dùng đèn huỳnh quang để chiếu sáng nên có cos =0.8 nên tg =
0.75
Q cs = Pcs * tan φ = 12.96 *0.75 = 9.72 kVAr

SVTH: Phan Đình Thái

Đ6_H2

Trang 11


Đồ Án Cung Cấp Điện

GVHD:TS. PHạm Mạnh Hải

1.2 Phụ tải động lực.
1.2.1 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
phân xưởng . Số thiết bị trong một nhóm cũng không nên quá nhiều
để tránh việc đi dây trong nhóm nó phức tạp.
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 4 nhóm như sau.

SVTH: Phan Đình Thái

Đ6_H2

Trang 12


Đồ Án Cung Cấp Điện

A

GVHD:TS. PHạm Mạnh Hải

B

D

C

E

24
1
26

34

19

6

13

II
35

1

7

2
27

14

20

15

III
37

36

16

21

17

36

8

I
28

3

2

29
38

9

3

10

22
18
11
4

4

30
39

31

IV

5

23

24

12
5

32

25
33

6

7

Sơ đồ phân nhóm phụ tải

SVTH: Phan Đình Thái

Đ6_H2

Trang 13


Đồ Án Cung Cấp Điện

GVHD:TS. PHạm Mạnh Hải

1.2.2 Tính toán các nhóm phụ tải động lực.
Nhóm 1
TT

Tên thiết bị

Hệ số trên
mặt bằng

Hệ số

ksd

Công suất
cosφ

đặt
P(kW)

1

Máy tiện ngang bán tự động

1

0.35

0.67

12

2

Máy tiện ngang bán tự động

2

0.35

0.67

17

3

Máy tiện ngang bán tự động

3

0.35

0.67

18

4

Máy tiện xoay

4

0.32

0.68

1.2

5

Máy tiện xoay

5

0.32

0.68

2.8

6

Máy tiện xoay

6

0.3

0.65

7.5

7

Máy tiện xoay

7

0.32

0.68

5.5

8

Máy tiện xoay

8

0.32

0.68

12

9

Máy khoan đứng

9

0.37

0.66

4

10

Máy khoan đứng

10

0.37

0.66

8.5

11

Máy khoan đứng

11

0.26

0.56

2.8

12

Máy khoan đứng

12

0.37

0.66

5

Tổng

96.3

Hệ số sử dụng tổng hợp:
ksd1 =

∑12
i=1 Pi *ksdi
∑12
i=1 P 1

=

32.873
96.3

= 0.341 > 0.2

Số lượng hiệu dụng:

nhd1 =

( ∑ Pi )2
96.32
=
= 8.296 => lấy
∑ Pi2

1117.87

nhd1 = 8

Hệ số cực đại :
kmax = 1 + 1.3 *

1 -0.341
8 *0.341 + 2

= 1.672

Hệ số công suất của phụ tải động lực:

SVTH: Phan Đình Thái

Đ6_H2

Trang 14


Đồ Án Cung Cấp Điện

cosφtb1

GVHD:TS. PHạm Mạnh Hải

∑12
64.103
1 Pi * cos φi

=
=
= 0.666
∑12
96.3
1 Pi

tan φtb1 = 1.12

=>
Phụ tải tính toán động lực :

Ptt1 = kmax * ksd1 * ∑ Pi = 1.672 * 0.341 * 96.3 = 54.89 kW
Qtt1 = Ptt1 * tan φtb1 = 54.891 * 1.12 = 61.48 kVAr
Nhóm 2

TT

Tên thiết bị

Hệ số trên
mặt bằng

Hệ số
ksd

Công suất
cosφ

đặt

P(kW)

1

Máy khoan định tâm

13

0.3

0.58

2.2

2

Máy tiện ngang bán tự động

19

0.35

0.67

22

3

Máy tiện ngang bán tự động

26

0.35

0.67

12

4

Máy hàn hồ quang

34

0.53

0.9

33

5

Máy biến áp hàn ε = 0,4

35

0.45

0.58

40

Tổng

109.2

Hệ số sử dụng tổng hợp:
ksd2 =

∑5i=1 Pi *ksdi
∑5i=1 Pi

=

48.05
109.2

= 0.44 > 0.2

Số lượng hiệu dụng:
2

( ∑ Pi )
109.22
nhd2 =
=
= 3.59 => lấy
∑ Pi 2
3321.84

nhd2 = 4

Hệ số cực đại :
kmax = 1 + 1.3 *

1 -0.44
4 *0.44 + 2

= 1.67

Hệ số công suất của phụ tải động lực:
cosφtb2

∑51 Pi * cos φi 76.956
=
=
= 0.705
∑51 Pi
109.2

=>

SVTH: Phan Đình Thái

tan φtb2 = 1.006

Đ6_H2

Trang 15

Đồ Án Cung Cấp Điện

GVHD:TS. PHạm Mạnh Hải

Phụ tải tính toán động lực :
Ptt2 = kmax * ksd2 * ∑ Pi = 1.67 * 0.44 * 109.2 = 80.32 kW
Qtt2 = Ptt2 * tan φtb2 = 80.32 * 1.006 = 80.8 kVAr
Nhóm 3
TT

Hệ số trên Hệ số
mặt bằng
ksd

Tên thiết bị

cosφ

Công suất đặt
P(kW)

1

Máy tiện bán tự động

14

0.41

0.63

3

2

Máy tiện bán tự động

15

0.41

0.63

4.5

3

Máy tiện bán tự động

16

0.41

0.63

4.5

4

Máy tiện bán tự động

17

0.41

0.63

8.5

5

Máy tiện ngang bán tự động

20

0.35

0.67

18

6

Máy tiện ren

21

0.47

0.7

2.8

7

Máy tiện ren

22

0.47

0.7

4

8

Máy tiện ngang bán tự động

27

0.35

0.67

18

9

Máy tiện ren

28

0.47

0.7

4

10

Máy tiện ren

29

0.47

0.7

7.5

11

Máy tiện ren

36

0.4

0.6

12

12

Máy hàn xung

37

0.32

0.55

22

Tổng

5.39

108.8

Hệ số sử dụng tổng hợp:
ksd3 =

∑12
i=1 Pi*ksdi
∑12
i=1 P i

41.446

=

108.8

= 0.381 > 0.2

Số lượng hiệu dụng:
2

( ∑ Pi )
108.82
nhd3 =
=
= 7.924 => lấy
∑ Pi 2
1493.84

nhd3 = 8

Hệ số cực đại :
kmax = 1 + 1.3 *

SVTH: Phan Đình Thái

1 -0.381
8 *0.381 + 2

Đ6_H2

= 1.575

Trang 16


Đồ Án Cung Cấp Điện

GVHD:TS. PHạm Mạnh Hải

Hệ số công suất của phụ tải động lực:
cosφtb3

∑12
69.145
1 Pi * cos φi
=
=
= 0.636
12
∑1 P i
108.8

=>

tan φtb3 = 1.213

Phụ tải tính toán động lực :
Ptt3 = kmax * ksd3 * ∑ Pi = 1.575 * 0.381 * 108.8 = 65.28 kW
Qtt3 = Ptt3 * tan φtb3 = 65.28 * 1.213 = 79.21 kVAr

Nhóm 4
TT

Hệ số trên Hệ số
mặt bằng
ksd

Tên thiết bị

cosφ

Công suất đặt
P(kW)

1

Máy mài nhọn

18

0.45

0.67

2.8

2

Máy tiện ren

23

0.47

0.7

3

3

Máy tiện xoay

24

0.32

0.68

10

4

Máy doa

25

0.45

0.63

4

5

Máy tiện ren

30

0.47

0.7

12

6

Máy tiện ren

31

0.47

0.7

7.5

7

Máy doa

32

0.45

0.63

5.5

8

Máy doa

33

0.45

0.63

8

9

Máy chỉnh lưu hàn

38

0.46

0.62

24

10

Máy chỉnh lưu hàn

39

0.46

0.62

20

Tổng

96.8

Hệ số sử dụng tổng hợp:
ksd4 =

∑10
i=1 Pi *ksdi
∑10
i=1 P i

=

43.15
96.8

= 0.446

> 0.2

Số lượng hiệu dụng:
2

( ∑ Pi )
96.82
nhd4 =
=
= 6.677 => lấy
∑ Pi 2
1403.34

nhd4 = 7

Hệ số cực đại :

SVTH: Phan Đình Thái

Đ6_H2

Trang 17


Đồ Án Cung Cấp Điện

GVHD:TS. PHạm Mạnh Hải

kmax = 1 + 1.3 *

1 -0.446
7 *0.446 + 2

= 1.481

Hệ số công suất của phụ tải động lực:
cosφtb4

∑10
62.731
1 Pi * cos φi
=
=
=0.648
10
∑1 P i
96.8

=>

tan φtb4 = 1.1754

Phụ tải tính toán động lực :
Ptt4 = kmax * ksd4 * ∑ Pi = 1.481 * 0.446 * 96.8 = 63.93 kW
Qtt4 = Ptt4 * tan φtb4 = 63.93 * 1.1754 =75.14 kVAr
Bảng 1.1 Bảng tổng hợp các nhóm phụ tải.
Nhóm

phụ tải

ksdi

nhdi

K max

cosφtbi

Ptti
(kW)

Qtti
(kVAr)

Stti
(kVA)

1

0.341

8.296

1.672

0.666

54.89

61.48

82.42

2

0.44

3.59

1.67

0.705

80.32

80.8

113.58

3

0.381

7.924

1.575

0.636

65.28

79.21

102.64

4

0.446

6.677

1.481

0.648

63.93

75.14

98.66

264.42

296.63

397.3

Tổng

1.3 Phụ tải tổng hợp của toàn phân xưởng
Pđl = kđl * ∑m
1 Ptti
Qđl = kđl * ∑m
1 Q tti
Trong đó:
m là số nhóm phụ tải.

SVTH: Phan Đình Thái

Đ6_H2

Trang 18


Đồ Án Cung Cấp Điện

GVHD:TS. PHạm Mạnh Hải

kđl là hệ số đồng thời , được lấy như sau:
m = 1; 2 thì lấy kđl = 1
m= 3; 4; 5 thì lấy kđl =0.9 ÷ 0.95
m= 6; 7; 8; 9; 10 thì lấy kđl = 0.8 ÷ 0.85
m > 10 thì lấy kđl = 0.7
Ta thấy ở trên có 4 nhóm phụ tải nên lấy kđl = 0.95.
Pđl = 0.95* ∑41 Ptti =0.95*( Ptt1 + Ptt2 + Ptt3 + Ptt4)=0.95* 264.42 = 251.2 kW
Qđl = 0.95 * ∑41 Qtti= 0.95*(Q tt1 + Qtt2 + Qtt3 + Qtt4) =0.95* 296.63= 281.8 kVAr
Bảng 1.2 Bảng phụ tải tổng hợp.
Loại phụ tải

Động lực
Chiếu sáng

P (kW)

Q (kVAr)

251.2

281.8

12.96

9.72

Phụ tải tính toán của phân xưởng bao gồm phụ tải động lực và phụ tải chiếu
sáng : Pttpx = Pđl + Pcs = 251.2 + 12,96 =264.16 kW
Q ttpx = Qđl + Qcs = 281.8 + 9.72 =291.52 kVAr
Sttpx = P2ttpx +Q2ttpx =

264.162+291.522 = 393.4 kVA

CHƯƠNG II
Xác định sơ đồ cấp điện của phân xưởng.
2.1 Xác định vị trí của trạm biến áp.
Để lựa chọn được vị trí tối ưu cho TBA cần thõa mãn các các điều kiện sau:
 Vị trí trạm cần phải được đặt ở những nơi thuận tiện cho việc lắp
đặt,vận hànhcũng như thay thế và tu sửa sau này ( phải đủ không gian
để có thể dễ dàng thay máy biến áp , gần các đường vận chuyển...)
 Vị trí trạm không ảnh hưởng tới giao thông và vận chuyển vật tư của

phân xưởng.
 Vị trí trạm cần phải thuận lợi cho việc làm mát tự nhiên (thông gió tốt) ,
cókhả năng phòng cháy, nổ tốt đồng thời phải tránh được các hóa chất
hoặc các khí ăn mòn của chính phân xưởng.

SVTH: Phan Đình Thái

Đ6_H2

Trang 19


Đồ Án Cung Cấp Điện

GVHD:TS. PHạm Mạnh Hải

Vì những lí do trên ta chọn đặt TBA ở phía sát tường cao nhất bên trái, phía
ngoài,ở rìa tường có chiều dài là 36 (m) của phân xưởng.
2.2 Chọn công suất và số lượng máy biến áp.
2.2.1 Xác định số lượng máy biến áp.
Tùy theo tính chất quan trong của phụ tải mà trạm cấp điện xác định số
lượng máy biến áp cần đặt:
 Trạm cấp cho phụ tải loại III cần đặt 1 máy
 Trạm cấp cho phụ tải loại I cần đặt 2 máy trở lên
 Trạm cấp cho phụ tải loại II thì có thể tiến hành so sánh kinh tế kỹ thuật
để quyết định đặt 1 hay 2 máy.trong trường hợp không cho đầy đủ số
liệu thì có thể đặt 1 máy + máy phát dự phòng.
Do ở đây trong phân xưởng phụ tải loại I chiếm 70% nên ta cần phải đặt 2
máy biến áp làm việc song song.
2.2.2 Chọn công suất máy biến áp.

Trong trường hợp này phụ tải loại I chiếm 70% nên ta có một số tiêu chuẩn
để chọn máy biến áp sau :
 Khi hai máy vận hành bình thường :
SđmB ≥

Stt
n*khc

 Khi một máy xẩy ra sự cố :
SđmB ≥

Ssc
n-1 *kqt *khc

Trong đó :
Stt : là phụ tải tính toán của phân xưởng.
n : là số máy biến áp của trạm.
k : là hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường , ta chọn máy biến áp do
việt nam sản xuất nên hệ số hiệu chỉnh ( khc = 1 ).
k

: là hệ số quá tải . khi một máy bị sự cố thì máy còn lại phải chịu toàn bộ

công suất của phụ tải. nên có thể cho phép máy biến áp quá tải 40% trong thời
gian 5 ngày đêm, mỗi ngày đêm không quá 6 giờ. 5 ngày đêm chính là

SVTH: Phan Đình Thái

Đ6_H2

Trang 20


Đồ Án Cung Cấp Điện

GVHD:TS. PHạm Mạnh Hải

khoảng thời gian cần thiết để đưa máy sự cố ra khỏi lưới và thử nghiệm, lắp
đặt để đưa máy dự phòng vào làm việc. ( kqt = 1.4 ).
Ssc : là công suất sự cố. ( khi một máy biến áp gặp sự cố thì ta có thể bỏ một
số phụ tải không quan trong đi để giảm dung lượng cho máy biến áp còn lại).
Nên chọn máy biến áp cùng chủng loại và cùng công suất để thuận lợi cho
việc lắp đặt,vận hành, sữa chữa và thay thế.
Ta có n =2 , Sttpx = 393.4 kVA
SđmB ≥

393.4
2

= 196.7 kVA.

Ta chọn 2 máy biến áp do ABB chế tạo mỗi máy có công suất định mức là
250 (kVA).
Kiểm tra lại máy biến áp trong điều kiện một máy xẩy ra sự cố.
SđmB ≥

0.7*393.4
1.4

= 196.7 kVA. (thỏa mãn)

Bảng 2.1 Bảng thông số máy biến áp đã chọn.
Công suất
(kVA)

Điện áp
(kV)

ΔP0
(kW)

ΔPn
(kW)

Un %

I0 %

Giá MBA
22/0.4 kV, 2 máy
(106 đồng)

250

22/0.4

0.64

4.1

4.0

7.0

287.154

(Theo bảng 12.pl “tr 470” thông số kỹ thuật MBA do ABB chế tạo. giáo trình
bài tập cung cấp điện TS. Trần Quang Khánh )và( bảng giá MBA do ABB chế
tạo).
2.3

Lựa chọn sơ đồ nối điện tối ưu.

2.3.1 Các phương án đi dây.
 Phương án 1: Đặt tủ phân phối trung tâm ở tâm phụ tải cả phân
xưởng, tủ động lực ở tâm phụ tải từng nhóm, đi dây tới từng phụ tải.
 Phương án 2 : Đặt tủ phân phối trung tâm ở rìa tường cao nhất
phía bên trái phân xưởng gần TBA, tủ động lực ở tâm phụ tải từng
nhóm, đi dây tới từng phụ tải.

SVTH: Phan Đình Thái

Đ6_H2

Trang 21


Đồ Án Cung Cấp Điện

GVHD:TS. PHạm Mạnh Hải

 Phương án 3 : đặt tủa phân phối trung tâm ở rìa tường cao nhất phía
bên trái phân xưởng gần TBA, tủ động lực ở rìa sát tường của phân
xưởng.
2.3.2 Vị trí tâm của các nhóm phụ tải và tâm của toàn phân
xưởng.
 Theo phương pháp trung tâm tải ta có:
Toạ độ của trọng tâm phụ tải của nhóm được coi là vị trí của tủ động
lực và được xác định theo biểu thức:
X=

∑ Si *xi
∑ Si

;Y=

∑ Si *yi
∑ Si

Trong đó:
X , Y : là toạ độ của tâm của nhóm phụ tải.
xi, yi : là toạ độ của thiết bị phụ tải thứ i.
Si : là công suất của thiết bị phụ tải thứ i.
Từ đó ta có toạ độ của tủ động lực cho từng nhóm phụ tải là :

SVTH: Phan Đình Thái

Đ6_H2

Trang 22

Đồ Án Cung Cấp Điện

GVHD:TS. PHạm Mạnh Hải

Nhóm 1
Công suất đặt

S

X

Y

P(kW)

(kVA)

(m)

(m)

0.67

12

17.91

20.7

0.35

0.67

17

25.37

3

0.35

0.67

18

Máy tiện xoay

4

0.32

0.68

5

Máy tiện xoay

5

0.32

6

Máy tiện xoay

6

7

Máy tiện xoay

8

TT

Tên thiết bị

Hệ số trên
mặt bằng

Hệ số

1

Máy tiện ngang bán tự động

1

0.35

2

Máy tiện ngang bán tự động

2

3

Máy tiện ngang bán tự động

4

cosφ

S*X

S*Y

33.4

370.74

598.19

20.7

28.5

525.16

723.05

26.87

20.7

22.8

556.21

612.64

1.2

1.76

20.7

18

36.43

31.68

0.68

2.8

4.12

20.5

13.1

84.46

53.97

0.3

0.65

7.5

11.54

18.7

33.7

215.80

388.90

7

0.32

0.68

5.5

8.09

18.7

31

151.28

250.79

Máy tiện xoay

8

0.32

0.68

12

17.65

18.8

26.6

331.82

469.49

9

Máy khoan đứng

9

0.37

0.66

4

6.06

18.3

23.5

110.90

142.41

10

Máy khoan đứng

10

0.37

0.66

8.5

12.88

18.3

22.4

235.70

288.51

11

Máy khoan đứng

11

0.26

0.56

2.8

5.00

18.6

18.2

93.00

91.00

12

Máy khoan đứng

12

0.37

0.66

5

7.58

18.9

13.6

143.26

103.09

96.3

144.87

Tổng

SVTH: Phan Đình Thái Đ6_H2

ksd

2854.76 3753.72

Trang 23


Đồ Án Cung Cấp Điện

GVHD:TS. PHạm Mạnh Hải

Nhóm 2
TT

Tên thiết bị

Hệ số trên
mặt bằng

Hệ số

Ksd

Công suất
cosφ

đặt
P(kW)

S

X

Y

(kVA)

(m)

(m)

S*X

S*Y

1

Máy khoan định tâm

13

0.3

0.58

2.2

3.79

15.9

33.2

60.26

125.83

2

Máy tiện ngang bán tự động

19

0.35

0.67

22

32.84

12.4

33.3

407.22

1093.57

3

Máy tiện ngang bán tự động

26

0.35

0.67

12

17.91

9.5

33.4

170.15

598.19

4

Máy hàn hồ quang

34

0.53

0.9

33

36.67

5.4

33.6

198.02

1232.11

5

Máy biến áp hàn ε = 0,4

35

0.45

0.58

40

68.97

5.5

31.1

379.34

2144.97

109.2

160.18

Tổng

SVTH: Phan Đình Thái Đ6_H2

1214.98 5194.67

Trang 24


Đồ Án Cung Cấp Điện

GVHD:TS. PHạm Mạnh Hải

Nhóm 3
Công suất đặt

S

X

Y

P(kW)

(kVA)

(m)

(m)

0.63

3

4.76

15.9

0.41

0.63

4.5

7.14

16

0.41

0.63

4.5

Máy tiện bán tự động

17

0.41

0.63

5

Máy tiện ngang bán tự động

20

0.35

6

Máy tiện ren

21

7

Máy tiện ren

8

TT

Tên thiết bị

Hệ số trên
mặt bằng

Hệ số

1

Máy tiện bán tự động

14

0.41

2

Máy tiện bán tự động

15

3

Máy tiện bán tự động

4

cosφ

S*X

S*Y

27.8

75.68

132.33

16

26.1

114.24

186.35

7.14

16

23.9

114.24

170.65

8.5

13.49

15.9

22.1

214.49

298.13

0.67

18

26.87

12.4

28.5

333.19

765.80

0.47

0.7

2.8

4.00

13.2

23.4

52.80

93.60

22

0.47

0.7

4

5.71

13.2

19.5

75.37

111.35

Máy tiện ngang bán tự động

27

0.35

0.67

18

26.87

9.5

28.7

255.27

771.17

9

Máy tiện ren

28

0.47

0.7

4

5.71

10.3

23.6

58.81

134.76

10

Máy tiện ren

29

0.47

0.7

7.5

10.71

10.3

20.4

110.31

218.48

11

Máy tiện ren

36

0.4

0.6

12

20.00

5.7

23.7

114.00

474.00

12

Máy hàn xung

37

0.32

0.55

22

40.00

3.9

23.2

156.00

928.00

108.8

172.40

Tổng

SVTH: Phan Đình Thái Đ6_H2

Ksd

1674.41 4284.61

Trang 25