Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sản xuất công nghiệp 5

ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN

ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

ĐỒ ÁN MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN
THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO MỘT PHÂN XƯỞNG
SẢN XUẤT CÔNG NGHIỆP
Tên đồ án : Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sản xuất công
nghiệp
A.Dữ kiện về phân xưởng :
Tỷ lệ phụ tải điện loại I là 60%.
Hao tổn điện áp cho phép trong mạng điện hạ áp ∆Ucp = 5%.
Hệ số công suất cần nâng lên là cos ϕ = 0,90
Hệ số chiết khấu: i = 12%
Thời gian sử dụng công suất cực đại: TM = 4000h
Công suất ngắn mạch tại điểm đấu điện: Sk = 150 MVA
Thời gian tồn tại của dòng ngắn mạch tk = 2,5s
Khoảng cách từ nguồn điện đến trung tâm của phân xưởng: L = 200
m
Chiều cao nhà xưởng H = 4,2 m
Giá thành tổn thất điện năng C∆ = 1500đ/kWh.
Suất thiệt hại do mất điện gth = 10000đ/kWh.
Đơn giá tụ bù là 140.103 đ/kVAr.
Chi phí vận hành tụ bằng 2% vốn đầu tư.
Suất tổn thất trong tụ ∆P = 0,0025 kW/kVAr.
Giá điện trung bình g = 1400đ/kWh.
Điện áp lưới phân phối là 22 kV.
SV: Lê Ngọc Trung

Page 1

ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN

ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

Phân xưởng sản xuất công nghiệp
Phụ tải của phân xưởng sản xuất công nghiệp
Số hiệu
trên sơ
đồ
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17,18
19
20

SV: Lê Ngọc Trung

Tên thiết bị

Hệ số ksd

cos ϕ

Công suất
đặt P(kW)

Bể ngâm dung dịch
kiềm
Bể ngâm nước nóng
Bể ngâm tăng nhiệt
Tủ sấy
Máy quấn dây
Máy quấn dây
Máy khoan bàn
Máy khoan đứng
Bàn thử nghiệm
Máy mài
Máy hàn
Máy tiện
Máy mài tròn
Cần cẩu điện
Máy bơm nước
Máy hàn xung
Bàn lắp ráp và thử
nghiệm

Máy ép nguội
Quạt gió

0,35

1

12

0,32
0,3
0,36
0,57
0,6
0,51
0,55
0,62
0,45
0,53
0,45
0,4
0,32
0,46
0,32
0,53

1
1
1
0,80

0,8
0,78
0,78
0,85
0,7
0,82
0,76
0,72
0,8
0,82
0,55
0,69

13
12
18
1,2
2,2
2,8
8,5
8,2
3
5,5
6
2,8
5
4,5
22
15+17

0,47
0,45

0,70
0,83

22
7,5

Page 2


ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN

ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

LỜI NÓI ĐẦU
Đất nước ta đang trong công cuộc công nhiệp hoá , hiện đại hoá . Nhu
cầu điện năng trong các lĩnh vực công nghiệp , nông nghiệp , dịch vụ và
sinh hoạt tăng trưởng không ngừng đi cùngvới quá trình phát triển kinh
tế . Do đó đòi hỏi rất nhiều công trình cung cấp điện . Đặc biệt rất cần
các công trình có chất lượng cao, đảm bảo cung cấp điện liên tục, phục
vụ tốt cho sự phát triển của các nghành trong nền kinh tế quốc dân .
Trong đó có lĩnh vực công nghiệp là 1 trong các ngành kinh tế trọng
điểm của đất nước , được Nhà nước và Chính phủ ưu tiên phát triển vì
có vai trò quan trọng trong kế hoạch đưa nước ta trở thành nước công
nghiệp vào năm 2020 . Thiết kế cung cấp điện cho nghành này vì thế là
1 công việc khó khăn , đòi hỏi sự cẩn thận cao . Phụ tải của ngành phần
lớn là phụ tải hộ loại 1, đòi hỏi độ tin cậy cung cấp điện cao . Một
phương án cung cấp điện hợp lý là 1 phương án kết hợp hài hòa được

các chỉ tiêu kinh tế, kĩ thuật , đảm bảo đơn giản trong sửa chữa và vận
hành thuận tiện , đảm bảo chất lượng điện năng . Hơn nữa cần áp dụng
các thiết bị cùng các thiết kế hiện đại và có khả năng mở rộng trong
tương lai .
Dưới sự hướng dẫn của thầy Phạm Anh Tuân, em được nhận đề tài
Thiết kế cung cấp điện cho 1 phân xưởng sản xuất công nghiệp. Đồ án
bao gồm 1 số phần chính như chọn máy và vị trí đặt trạm biến áp , chọn
dây và các phần tử bảo vệ , hạch toán công trình . Việc làm đồ án đã
SV: Lê Ngọc Trung

Page 3


ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN

ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

giúp chúng em điều kiện áp dụng những kiến thức đã học và tích lũy
thêm được nhiều kinh nghiệm . Đây là 1 đồ án có tính thực tiễn rất cao ,
chắc chắn sẽ giúp ích cho em rất nhiều trong công tác sau này .
Trong quá trình thực hiện đồ án , em đã nhận được sự chỉ bảo rất tận
tình của thầy Phạm Anh Tuân cùng các thầy cô trong khoa Hệ Thống
Điện . Do trình độ còn hạn chế nên việc thực hiện đồ án còn nhiều thiếu
xót . Em rất mong nhận thêm được nhiều sự chỉ dẫn của thầy cô để em
hoàn thiện hơn cho đồ án .
Em xin chân thành cảm ơn .
Hà Nội tháng 5 năm 2013
Sinh viên thực hiện
Lê Ngoc Trung

CHƯƠNG I
THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG CHO PHÂN XƯỞNG
1.1. Tính
1.1.1

toán lựa chọn đèn.
Yêu cầu chung
Thiết kế chiếu sang phải đẩm bảo các yêu cầu sau
•
•
•
•
•
•

Không bị lóa mắt
Không lóa do phản xạ
Không có bóng tối
Phải có độ rọi đồng đều
Phải đảm bảo độ sáng đủ ổn định
Phải tạo được ánh sáng giống ánh sáng ban ngày

SV: Lê Ngọc Trung

Page 4


ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN

ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

Các phân xưởng sản xuất ít dùng đèn huỳnh quang vì đèn huỳnh
quang tần số
f = 50Hz gây ra ảo giác không quay đối với các động cơ không đồng bộ,
nguy hiểm cho người vận hành máy, dễ gây tai nạn lao động. Do đó ta
dùng đèn sợi đốt Halogen cho phân xưởng.
Bố trí đèn : thường bố trí theo các góc của hình vuông hoặc hình
chữ nhật
1.1.2

Tính toán chiếu sáng

Thiết kế cho phân xưởng sản xuất công nghiệp có kích thước HxDxW là
36x24x42,coi trần màu trắng,tường màu vàng,sàn nhà màu xám,với độ
rọi yêu cầu là Eyc = 100lux
Căn cứ vào độ cao trần xưởng là H = 4,2 mét ,độ cao mặt công tác là h2
= 0,8 mét và độ cao treo đèn cách trần là h1 là 0,7 mét ta có :
Khoảng cách từ đèn đến mặt công tác là :
h = H – h1 – h2 = 4,2 – 0,7 – 0,8 = 2,7m.

Với loại đèn dùng để chiếu sáng cho phân xưởng sản xuất khoảng
cách giữa các đèn được xác định theo tỷ lệ
SV: Lê Ngọc Trung

Page 5

L
h

= 1,8

ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN

ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

Tức là: L = 1,8 x h = 1,8 x 2,7 = 4,86 m là khoảng cách tối đa giữa
2 bóng đèn.
Với kích thước phân xưởng là 24 x 36 x4,2 ,ta chọn khoảng cách
giữa các đèn trong cùng một hàng là L n = 4m(đèn gần tường nhất q
~2m),khoảng cách giữa các hang đèn là L d = 4m(đèn gần tường nhất là p
~ 2m).Như vậy tổng cộng có 6 hàng đèn,mỗi hàng có 9 bóng.
Kiểm tra mức độ đồng đều về ánh sáng :
Ln
L
≤q≤ n
3
2
Ld
L
≤ p≤ d
3
2

tức là

4
4
≤2≤
3

2

thỏa mãn

tức là

4
4
≤2≤
3
2

thảo mãn

Như vậy sự lựa chọn trên là hợp lí.
Tổng số đèn trong phân xưởng sẽ là : 6 x 9 = 54 đèn.

SV: Lê Ngọc Trung

Page 6


ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN

ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

Chỉ số phòng :
K=

a.b

24.36
=
= 5,333
h(a + b) 2,7( 24 + 36)

Lấy độ phản xạ của trần đèn lần lượt là là : σ tran = 50% và σ tuong = 30%
kết hợp với chỉ số phòng ta tra bảng và áp dụng phương pháp nội suy
được hệ số sử dụng là ksd = 0,58. (đèn sợi đốt chiều sâu_bảng 47.plBT).
Lấy hệ số dự trữ k = 1,3 và hệ số tính toán Z = 1,1,diện tích S,ta xác
định được quang thông yêu cầu của đèn là :
Fyc =

Thay số :

Fyc =

k .E yc .S .Z
n.k sd

1,3.100.24.36.1,1
=
54.0,58
3944,8

(lumen)

Chọn loại bóng đèn sợi đốt Halogen công suất là P = 300 W, quang
thông F =6400 > Fyc.
Tổng công suất đèn là Pcs = 54x300 = 16200 W = 16,2 kW.
Kiểm tra độ rọi thực tế

E=

N .Fd .η .k
H .D.k dt

Trong đó
Fd :quang thông của đèn

SV: Lê Ngọc Trung

Page 7


ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN

ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

N : số lượng đèn
η : hiệu suất của đèn
k : hệ số lợi dụng quang thông của đèn HxDxW
H,D chiều dài và chiều sâu phân xưởng
Kdt : hệ số dự trữ,thường lấy là 1,2 -1,3
Thay số ta có

E=

54.0,58.0,6.6400
36.24.1.2

=116 lux > Eyc =100 lux

Ngoài chiều sáng chung còn trang bị thêm cho mỗi thiết bị 1 bóng đèn
công suất 100W để chiếu sáng cục bộ ,cho 2 phòng thay đồ và 2 phòng
vệ sinh,1 phòng văn phòng xưởng mỗi phòng 1 bóng đèn huỳnh quang
40W.như vậy cần 25 bóng cần cho chiếu sang cục bộ.
CHƯƠNG II
TÍNH TOÁN PHỤ TẢI ĐIỆN
Tính toán phụ tải điện là công việc bắt buộc và đầu tiên trong mọi
công trình cung cấp điện . Việc này sẽ cung cấp các số liệu phục vụ cho
việc thiết kế lưới điện về sau của người kĩ sư . Phụ tải tính toán có giá trị

SV: Lê Ngọc Trung

Page 8


ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN

ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

tương đương với phụ tải thực tế về mặt hiệu ứng nhiệt , do đó việc chọn
dây dẫn hay các thiết bị bảo vệ cho nó sẽ được đảm bảo .
Có nhiều phương pháp tính toán phụ tải điện như phương pháp hệ số
nhu cầu , hệ số tham gia cực đại . Đối với việc thiết kế cung cấp điện
cho phân xưởng sửa chữa cơ khí , vì đã có các thông tin chính xác về
mặt bằng bố trí thiết bị , biết đựoc công suất và quá trình công nghệ của
từng thiết bị nên sử dụng phương pháp hệ số nhu cầu để tổng hợp nhóm
phụ tải động lực . Nội dung chính của phưong pháp như sau :
- Thực hiện phân nhóm các thiết bị có trong xưởng, mỗi nhóm đó sẽ
được cung cấp điện từ 1 tủ động lực riêng , lấy điện từ 1 tủ phân phối
chung . Các thiết bị trong nhóm nên chọn có vị trí gần nhau trên mặt

bằng phân xưởng, có chế độ làm việc và công suất tương tự nhau.Xác
định hệ số sử dụng tổng hợp của mỗi nhóm thiết bị theo biểu thức sau:
k

Σ
sd

=

ΣPi .k sdi
ΣPi

( 2.1 )

- Xác định số lượng thiết bị hiệu dụng của mỗi nhóm nhd :

( ΣP )

2

i

2
Σ
P
i
nhd =
( 2.2 )

- Hệ số nhu cầu của nhóm sẽ được xác định theo biểu thức sau :

Σ
knc = k sd +

1 − k sdΣ
n hd

( 2.3 )

- Phụ tải tính toán của mỗi nhóm là :
Ptt = knc. ΣPi

( 2.4 )

Hệ số công suất của phụ tải mỗi nhóm :
SV: Lê Ngọc Trung

Page 9


ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN

ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

Cosϕtb =

∑ P ×Cosϕ
∑P
i

(2.5).

i

Đi vào tính toán cụ thể
2.1. Phụ tải tính toán nhóm chiếu sáng.
Từ kết quả thiết kế chiếu sáng ta tính được phụ tải chiếu sáng tính toán
của toàn phân xưởng.
Pcs = kđt .N .Pđ = 1.54.300 = 16200 W =16,2 (kW).
Trong đó:
kđt : hệ số đồng thời của nhóm phụ tải chiếu sáng.
N : số bóng đèn cần thiết.
Pđ : công suất của mỗi đèn được lựa chọn.
Vì dùng đèn sợi đốt nên hệ số cosϕ của nhóm chiếu sáng là 1. Do đó, ta
có công suất toàn phần của nhóm chiếu sáng là:
Scs =

Pcs
16, 2
=
= 16, 2 (kVA)
cos ϕ
1

Qcs = 0 kVAr.
Chiếu sáng cục bộ
Pcb = 20.100 + 5.40 = 2200 W
Vậy tổng công suất chiếu sáng là
Pcs = Pcs chung + Pcb =2200 +16200 =18,4 (kW)
2.2 Phụ

tải tính toán nhóm thông thoáng và làm mát

Lưu lượng gió tươi cần cấp vào xưởng là:

(

Q = K .V m 3 / h

K – bội số tuần hoàn (lần/h)
V – thể tích của phân xưởng (m3) V
SV: Lê Ngọc Trung

= a.b.H

Page 10

)


ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN

ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

với a = 24(m), b = 36 (m),là chiều rộng – dài phân xưởng (đo theo
đề bài).
H (m)– chiều cao của phân xưởng;
Bội số tuần hoàn K được xác định theo bảng sau
Phòng

Bội số tuần hoàn

Phòng kĩ thuật sản xuất

20-30

Phòng máy phát điện

20-30

Trạm biến thế

20-30

Phòng bơm

20-30

Kho chứa bình thường

1-2

Toilet công cộng

11-20

Từ số liệu bảng trên ta chọn K = 20(lần/h)
Suy ra :

(

Q = 20 ⋅ 24 ⋅ 36 ⋅ 4,2 = 72,576.10 3 m 3 / h

)

Chọn quạt hút công nghiệp có q = 4500 / h, với số lượng là 20 quạt .
-Chọn quạt DLHC40-PG4SF với các thông số kỹ thuật như sau :
Bảng .1 : Thông số kỹ thuật của quạt hút công nghiệp

Thiết bị
Quạt hút
SV: Lê Ngọc Trung

Công
suất.W
300

Lượng
gió

Số lượng

ksd

cosϕ

20

0,7

0,8

(m3/h)
4500
Page 11


ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN

ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

Hệ số nhu cầu của quạt hút là:

k nc = k sd +

1 − k sd
n

= 0,7 +

1 − 0,7
= 0,77
20
.

Trong đó : n là tổng số thiết bị trong nhóm.
Phụ tải tính toán nhóm phụ tải thông thoáng-làm mát:
P = knc .dmqi =0,77.300.20=4,62 (KW)
Pdmq : công suất định mức của quạt hút (w)
Slm = == 5,775 (KVA)
Qlm =

S lm2 − Plm2 = 5,775 2 − 4,62 2 = 12

(kVAr)

Chọn aptomat cho thiết bị làm mát :
Ilm= = = 8,78 (A)
Icp ≥ = = 9,24
Chọn aptomat EA52G có In=10(A) và Un= 380 (V) do Nhật Bản sản
xuất,ngoài ra ta lắp thêm cho mỗi quạt một aptomat loại có In và Un phù
hợp với các quạt.
2.3.Phụ tải tính toán nhóm động lực
Vì phân xưởng có rất nhiều thiết bị nằm rải rác ở nhiều khu vực trên mặt
bằng phân xưởng, nên để cho việc tính toán phụ tải chính xác hơn và
làm căn cứ thiết kế tủ động lực cấp điện cho phân xưởng, ta chia các
thiết bị ra từng nhóm nhỏ, đảm bảo:
-

Các thiết bị điện trong cùng một nhóm gần nhau;

-

Nếu có thể, trong cùng một nhóm nên bố trí các máy có cùng
chế độ làm việc;

-

Công suất các nhóm xấp xỉ bằng nhau.

SV: Lê Ngọc Trung

Page 12


ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN

ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

Căn cứ vào các thiết bị và diện tích mặt bằng phân xưởng ,ta chia các
thiêt bị động lực ra
thành 4 nhóm và tính toán cho từng nhóm như sau:
•

Quá trình tính toán cho nhóm 1:

Nhóm 1 gồm 5 thiết bị động lực như bảng sau :
Số hiệu trên
sơ đồ

Hệ số ksd

cosφ

Công suất đặt
P,KW

3

Bể ngâm tăng
nhiệt

0,3

1

12

4

Tủ sấy

0,36

1

18

5

Máy quấn dây

0,57

0,8

1,2

7

Máy khoan bàn

0,51

0,78

2,8

18

Bàn lắp giáp và
thử nghiệm

0,53

0,69

17

Tên thiết bị

-Hệ số sử dụng tổng hợp :
Ksd1 = = = 0,42
-

Số lượng hiệu dụng:
nhd = = 3,4

-

Hệ số nhu cầu:

Knc1= Ksd1 + = 0,42 + =0,74

-

Tổng công suất phụ tải động lực:
-

-

Hệ số công suất của phụ tải động lực:

SV: Lê Ngọc Trung

Page 13


ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN

ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

-

Công suất toàn phần:

-

Công suất phản kháng:
Qđl1= ==20,3 (kVar)
•

Quá trình tính toán cho nhóm 2:

Nhóm 2 gồm có 13 thiết bị động lực sau:
Số hiệu
trên sơ đồ

Tên thiết bị

1

Bể ngâm dung
dịch kiềm

0,35

1

12

2

Bể ngâm nước
nóng

0,32

1

13

8

Máy khoan đứng

0,55

0,78

8,5

11

Máy hàn

0,53

0,82

5,5

12

Máy tiện

0.45

0,76

6

-

Hệ số ksd Cosφ

Hệ số sử dụng tổng hợp :
5

k sd ∑ 2 =

∑ P ×k
i

sdi

1

5

∑P

=

18, 65
= 0, 414
45

i

1

-

Số lượng hiệu dụng :
2

nhd 2

 5 
 ∑ Pi ÷ ( 45 ) 2
=  15  =
= 4, 485
4515
2
∑ Pi
1

SV: Lê Ngọc Trung

Page 14

Công suất đặt
P,kW


ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN
-

ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

Hệ số nhu cầu :

knc ∑ 2 = k sd ∑ 2 +

-

1 − k sd ∑ 2
nhd 2

= 0, 414 +

1 − 0, 414
= 0, 69
4, 485

Tổng công suất phụ tải động lực :
5

Pđl 2 = knc ∑ 2 ×∑ Pi = 0, 69 ×45 = 31, 05 ( kW )
1

-

Hệ số công suất của phụ tải động lực :
5

Cosϕtb 2 =

∑ P ×Cosϕ
i

1

5

∑P

i

=

40, 7
= 0, 904
45

i

1

-

Công suất toàn phần:
S đl 2 =

-

Pđl 2
31, 05
=
= 34,35 ( kVA )
Cosϕtb 2 0,904

Công suất phản kháng :

Qđl 2 = Sđl2 2 − Pđl2 2 = 34,352 − 31, 052 = 14, 69 ( kVAr )
•

Quá trình tính toán cho nhóm 3 :

Nhóm 3 gồm 10 thiết bị động lực như sau :
Số hiệu trên
sơ đồ

Tên thiết bị

Hệ số
ksd

Cosφ

Công suất đặt
P,kW

9

Bàn thử nghiệm

0,62

0,85

8,5

14

Cần cẩu điện

0,32

0,8

5

16

Máy hàn xung

0,32

0,55

22

19

Máy ép nguội

0,47

0,7

22

SV: Lê Ngọc Trung

Page 15


ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN
-

ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

Hệ số sử dụng tổng hợp :
4

k sd ∑ 3 =

∑ P ×k
i

sdi

1

4

∑P

=

24, 25

= 0, 422
57,5

i

1

-

Số lượng hiệu dụng :
2

nhd 3

 4 
2
 ∑ Pi ÷
57,5
(
)
=  14  =
= 3,104
1065,
25
∑ Pi 2
1

-

Hệ số nhu cầu :

knc ∑ 3 = k sd ∑ 3 +
-

1 − k sd ∑ 3
nhd 3

= 0, 422 +

1 − 0, 422
= 0, 75
3,104

Tổng công suất phụ tải động lực :
4

Pđl 3 = knc ∑ 3 ×∑ Pi = 0, 75 ×57,5 = 43,125 ( kW )
1

-

Hệ số công suất của phụ tải động lực :
4

Cosϕtb 3 =

∑ P ×Cosϕ
i

i

1

4

∑P

=

38, 725
= 0, 67
57,5

i

1

-

Công suất toàn phần:
Sđl 3 =

-

Pđl 3
43,125
=
= 64,37 ( kVA )
Cosϕtb 3
0,67

Công suất phản kháng :

SV: Lê Ngọc Trung

Page 16


ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN

ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

Qđl 3 = Sđl2 3 − Pđl23 = 64,37 2 − 43,1252 = 47, 78 ( kVAr )
•

Quá trình tính toán cho nhóm 4:

Nhóm 4 gồm 13 thiết bị động lực như sau:
Số hiệu trên
sơ đồ

Tên thiết bị

Hệ số
ksd

Cosφ

Công suất đặt
P,kW

6

Máy quấn dây

0,6

0,8

2,2

10

Máy mài

0,45

0,7

3

13

Máy mài tròn

0,4

0,72

2,8

15

Máy bơm nước

0,46

0,82

4,5

17

Bàn lắp giáp và
thử nghiệm

0,53

0,69

15

20

Quạt gió

0,45

0,83

7,5

Hệ số sử dụng tổng hợp :
6

k sd ∑ 4 =

∑ P ×k
i

sdi

1

6

∑P

=

17,185
= 0, 491
35

i

1

-

Số lượng hiệu dụng :
2

nhd 4

 6 
2
 ∑ Pi ÷
35 )
(
1


= 6
=
= 3, 097
395, 43
2
∑ Pi
1

-

Hệ số nhu cầu :

SV: Lê Ngọc Trung

Page 17

ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN

ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

knc ∑ 4 = k sd ∑ 4 +

1 − k sd ∑ 4

= 0, 491 +

nhd 4

1 − 0, 491
= 0, 78
3, 097

Tổng công suất phụ tải động lực :

-

6

Pđl 4 = knc ∑ 4 ×∑ Pi = 0, 78 ×35 = 27,308 ( kW )
1

Hệ số công suất của phụ tải động lực :

-

6

Cosϕtb 4 =

∑ P ×Cosϕ
i

i

1

6

∑P

=

26,141
= 0, 749
35

i

1

Công suất toàn phần:

-

S đl 4 =

Pđl 4
27,308
=
= 36,56 ( kVA )
Cosϕtb 4
0, 749

Công suất phản kháng :

-

Qđl 4 = Sđl2 4 − Pđl2 4 = 36,562 − 27,3082 = 24,309 ( kVAr )
Từ các tính toán cụ thể trên của các nhóm ta có bảng kết quả tổng hợp
như sau :
Cosφ
Nhóm

ksd∑

knc∑

Ptt.đl;kW

tbđl

1

0,415

0,7325

37,358

0,88

42,45

20,16

2

0,414

0,69

31,05

0,904

34,35

14,69

3

0,422

0,75

43,125

0,67

64,37

47,78

4

0,491

0,78

27,308

0,749

36,56

24,309

SV: Lê Ngọc Trung

Page 18

Sttđl;kVA Qttđl;kVAr


ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN

ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

Tổng hợp các nhóm phụ tải động lực như sau :
-

Hệ số sử dụng tổng hợp :
4

∑P

×ksd ∑ j

đlj

ksd ∑ =

1

4

∑P

=

59,97
= 0, 432
138,841

đlj

1

-

Hệ số nhu cầu :

knc ∑ = k sd ∑ +
-

1 − ksd ∑
N

= 0, 432 +

1 − 0, 432
= 0, 716
4

Tổng công suất phụ tải động lực :
4

Pttđl. = knc ∑ ×∑ Pđlj = 0, 716.138,841 = 99, 4 ( kW )
1

-

Hệ số công suất của phụ tải động lực :
4

Cosϕtbđl =

∑P

đlj

×cos ϕtbj

1

4

∑P

=

110, 29
= 0, 794
138,841

đlj

1

-

Công suất toàn phần :
Sttđl =

-

Pttđl
99, 4
=
= 125,19
Cosϕtbđl 0, 794
(kVA)

Công suất phản kháng :
2
2
Qttđl = S ttđl
− Pttđl
= 125,192 − 99, 4 2 = 76,106 ( kVAr )

2.4.Phụ tải tổng hợp toàn phân xưởng.
Công suất tác dụng toàn phân xưởng:
Pttpx= kdt.(pttdl + pttlm+pttcs)= 1.(99,4 + 16,2 +4,62)=120,22 (kW)
SV: Lê Ngọc Trung

Page 19


ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN

ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

Với kdt=1
Hệ số công suất trung bình toàn phân xưởng:

cos ϕ =

∑ Pi .cos ϕi Pttđl. cos ϕtb đl. + Pcs cos ϕtbcs + Ptlm cos ϕtblm
=
∑ Pi
Pttđl. + Pcs + Plm

.= = 0,823
Xét thêm tổn thất trong mạng điện (10%) và khả năng phát triển phụ tải
trong 10 năm (10%), ta sẽ có số liệu tính toán phụ tải toàn phân xưởng
là:
Pttpx = 1,2.120,22 =144,264 (kW)
Sttpx = == 175.29 (kVA)
Qttpx = = 99,57 (kVAr)
2.5 Tính toán bù công suất phản kháng
2.5.1 lựa chọn vị trí bù
Ta có thể lựa chọn vị trí bù tại các tủ động lực để giảm hao tổn trên
các dây phân phối động lực hoặc đặt bù tại thanh cái của TBA để làm
giảm tổn thất trên toàn bộ hệ thống.vì vậy ta chọn phương pháp bù tập
chung tại thanh cái của TBA và đặt tủ bù ở 2 tủ động lực 3,4 có công
suất và chiều dài lớn.
2.5.2 Xác định dung lượng bù cần thiết.
Yêu cầu nâng hệ số công suất lên là cosφ2 =0,9.nên tanφ2 = 0,484.
Có : cosφ1= 0,823 ,nên tanφ1=0,69
Do đó dung lượng bù cần thiết là
Qb=P.(tan φ1 – tan φ2)=144,246.(0,69-0,484)=29,71 (kVAr)

SV: Lê Ngọc Trung

Page 20

ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN

ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

Theo dung lượng bù cần thiết như trên ta chọn được 2 tụ điện KM110,5-15-Y.có công suất định mức là Qbn=15(kVAr)
Chi phí bù
Vbu= 140.103 .29.71 =4,1594.106 (đ)
Công suất phản kháng sau khi bù tụ là
Q = j.(99,57-29,71)=j69,86 (kVAr)
Công suất biểu kiến sau khi bù tụ là
S=144,264 + j69,86 (kVA)
S= =160,29 (kVA).

CHƯƠNG III
XÁC ĐỊNH SƠ ĐỒ CẤP ĐIỆN CỦA PHÂN XƯỞNG
SV: Lê Ngọc Trung

Page 21


ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN

3.1 .

ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

Lựa chọn công suất và số lượng máy biến áp.

3.1.1. Xác định vị trí đặt trạm biến áp phân xưởng :

Vị trí của trạm biến áp cần phải thỏa mãn các yêu cầu cơ bản sau :
- An toàn và liên tục cấp điện
- Gần trung tâm phụ tải, thuận tiện cho nguồn cung cấp đi tới
- Thao tác, vận hành, quản lý dễ dàng
- Tiết kiệm vốn đầu tư và chi phí vận hành nhỏ
- 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...
- Tổng tổn thất công suất trên các đường dây là nhỏ nhất
Căn cứ vào sơ đồ bố trí các thiết bị trong phân xưởng thấy rằng
các phụ tải được bố trí với mật độ cao trong nhà xưởng nên không thể bố
trí máy biến áp trong nhà . Vì vậy nên đặt máy phía ngoài nhà xưởng,
khoảng cách từ trạm tới phân xưởng là 110 m.
3.1.2.

Phương án trạm biến áp

Do phụ tải có 85% phụ tải loại I&II nên ta chọn các phương án cấp điện,
có thể như sau:
1)

Phương án 1: trạm có hai máy biến áp làm việc song song.

Hệ số điền kín của phụ tải:
Kdk=≤ 0,75 thì khi sự cố 1 máy, máy còn lại cho phép quá tải 40% liên
tục 6 giờ trong một ngày, 5 ngày trong một tuần.
Công suất MBA được lựa chọn thỏa mãn điều kiện:
S dmB1 ≥

SV: Lê Ngọc Trung

S ttpx
2

và

S dmB1 ≥

Page 22

0,85 ⋅ S ttpx
1,4


ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN

Ta có :

S dmB1 ≥

ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

Sttpx

=

2

160, 29
= 80,145( kVA)
2

Và máy phát điện thỏa mãn :.
SdmB1 ≥

0,85 ×Sttpx
1, 4

=

0,85.160, 29
= 97,32(kVA)
1, 4

Vậy phương án này ta sẽ dùng 2 MBA có công suất định mức là Sđm =
160 kVA để cấp điện cho phân xưởng.2MBA này có ∆P o = 0,5 ( kW ) và
∆PN = 2,95 ( kW )
.
Từ đó ta tính được hàm chi phí quy dẫn của phương án như sau :

Z B1 = p BVB1 + ∆AB1 .c ∆ + Yth
Trong đó :
p B = atc + k kh = 0,127 + 0,065 = 0,192

Hệ số tiêu chuẩn sử dụng vốn đầu tư:
i ⋅ (1 + i ) h
0,12 ⋅ (1 + 0,12)
atc =
=
= 0,127
Th

25
(1 + i ) − 1 (1 + 0,12) − 1
T

i

25

là hệ số chiết khấu. Đề bài cho

Th

i = 12%

là tuổi thọ trung bình của trạm biến áp lấy bằng 25 năm.

k kh = 6,5% là

hệ số khấu hao của trạm biến áp(tra theo bảng 3.1 SGT)

Vốn đầu tư trạm biến áp : (bảng 3.2 SGK)
VB1 = 1,6 ×( m + n ×S n ) = 1, 6 ×( 24,18 + 0,18 ×160 ) ×106 = 84, 768 ×106

đ

Tổn thất điện năng trong MBA:
2

2

∆P  Sttpx 
2,95  160, 29 
∆AB1 = N 1 
÷ τ + 2.∆P01t =

÷ ×2405, 28 + 2 ×0,5 ×8760 = 12320, 66 ( kWh )
2  S đmB1 
2  160 

Trong đó :
∆PN 1 = 2,95 ( kW )
là tổn thất công suất ngắn mạch trong MBA
SV: Lê Ngọc Trung

Page 23


ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN

∆Po1 = 0,5 ( kW )

ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

là tổn thất công suất không tải trong MBA

τ = ( 0,124 + TM ×10−4 ) ×8760 = ( 0,124 + 4000 ×10−4 ) ×8760 = 2405, 28( h)
2

2

là thời gian

tổn thất cực đại.
t là thời gian vận hành MBA,thường lấy là 1 năm nên t =8760h.
Giá thành tổn thất điện năng :
cđ
1500 (
/
)
∆ = kWh
Thiệt hại do mất điện khi sự cố:

Yth1 = 0, 25.Sttpx .cos ϕ .t f .gđth = 0, 25 ×160, 29 ×0,9 ×24 ×10000 = 8, 6 ×10 6
Trong đó :
Cosφ =0,90 là hệ số công suất cần nâng lên.
tf = 24h là thời gian mất điện sự cố.
gth=10000 đ/kWhlà suất thiệt hại do mất điện đầu bài cho.
Vậy hàm chi phí quy dẫn của phương án 1 là :
ZđB1 = 0,192 ×84, 768 ×106 + 12320, 66 ×1500 + 8, 6 ×106 = 43,356 ×106 ( )
2)

Phương án 2: trạm có 1 máy biến áp và 1 máy phát diesel dự
phòng

Công suất MBA được lựa chọn thỏa mãn điều kiện:

SđmB 2 ≥ Sttpx = 160, 29 ( kVA )
Và máy phát điện thỏa mãn
SđmMF ≥ 0,85.Stt . px = 0,85 ×160, 29 = 136, 2465 ( kVA )

Vậy ta sẽ chọn máy biến áp có công suất định mức Sn = 180 kVA, có
∆Po = 0,53 ( kW ) ∆PN = 3,15 ( kW )
,
và máy phát diesel dự phòng có công suất
định mức là 160 kVA.
Hàm chi phí quy dẫn của phương án là :
SV: Lê Ngọc Trung

Page 24


ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN

ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

Z B 2 = p B (VB 2 + 1,1.VMF ) + ∆AB 2 .c ∆ + Yth 2
Trong đó :

p B = atc + k kh = 0,127 + 0,065 = 0,192
Hệ số tiêu chuẩn sử dụng vốn đầu tư:
T
25
i ⋅ (1 + i )
0,12 ⋅ (1 + 0,12 )
atc =
=
= 0,127
(1 + i ) T − 1 (1 + 0,12) 25 − 1
h

h

i

là hệ số chiết khấu. Đề bài cho

Th

i = 12%

là tuổi thọ trung bình của trạm biến áp lấy bằng 25 năm.

k kh = 6,5% là

hệ số khấu hao của trạm biến áp(tra theo bảng 3.1 SGT)

Vốn đầu tư trạm biến áp :
VB 2 = ( m + n ×Sđn ) = ( 24,18 + 0,18 ×180 ) ×106 = 56,58 ×106 ( )

Vốn đầu tư cho máy phát dự phòng :

VMF = 1,95.SđMF = 1,95 ×160 = 312.106 (

)

Tổn thất điện năng trong MBA:
2

2
 Sttpx 

 160, 29 
∆AB 2 = ∆PN 2 
÷ τ + ∆P02t = 3,15 
÷ ×2405, 28 + 0,53 ×8760 = 10650.99 ( kWh )
S
180


 đmB 2 

Trong đó :
∆PN 2 = 3,15 ( kW )
là tổn thất công suất ngắn mạch trong MBA
∆Po 2 = 0,53 ( kW )
là tổn thất công suất không tải trong MBA
τ = ( 0,124 + TM ×10−4 ) ×8760 = ( 0,124 + 4000 ×10−4 ) ×8760 = 2405, 28( h)
2

2

là thời gian

tổn thất cực đại.
t là thời gian vận hành MBA,thường lấy là 1 năm nên t =8760h.
(bỏ qua tổn thất trong Máy phát điện và coi MPĐ như một phần tử của
trạm biến áp)
Giá thành tổn thất điện năng :
SV: Lê Ngọc Trung

Page 25