Đồ án môn học thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng cơ khí

Đồ án môn học Cung Cấp Điện – Đồ án 1

Đồ án môn học thiết kế cung cấp điện
Thiết kế cấp điện cho một phân xưởng công nghiệp.
GVHD:Nguyễn Văn Hùng
Sinh viên:
Vũ Hữu Tài
Đào Duy An
Bùi Duy Tùng
Lớp: Điện 1-K9

LỜI MỞ ĐẦU
SV : Đỗ Thị Cơ – Đ3H1

Page 1


Đồ án môn học Cung Cấp Điện – Đồ án 1

Đất nước ta đang trong công cuộc công nhiệp hoá, hiện đại hoá. Nhu cầu điện
năng trongcác 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 Nguyễn Văn Hùng, em được nhận đề tài Thiết
kế cung cấp điện cho 1 phân xưởng sửa chữa cơ khí. 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 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 .
Tuy nhiên 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 hoàn thiện hơn
cho đồ án .
Em xin chân thành cảm ơn .

SV : Đỗ Thị Cơ – Đ3H1

Page 2


Đồ án môn học Cung Cấp Điện – Đồ án 1

CHƯƠNG 1 : TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG CHO PHÂN XƯỞNG

1.1.

Tính toán lựa chọn đèn.
Trong thiết kế chiếu sáng, vấn đề quan trọng nhất phải quan tâm là đáp ứng
các yêu cầu về độ rọi và hiệu quả chiếu sáng đối với thị giác. Ngoài độ rọi, hiệu
quả của chiếu sáng còn phụ thuộc vào quang thông, màu sắc ánh sáng, sự lựa chọn
hơp lý cùng sự bố trí chiếu sáng vừa đảm bảo tính kinh tế và mỹ quan của hoàn

cảnh. Thiết kế chiếu sáng phải đảm bảo các yêu cầu sau:
Không lóa do phản xạ.
Không có bóng tối.
Độ rọi phải đồng đều.
Đảm bảo độ sáng đủ và ổn định.
Phải tạo ra được ánh sáng giống ánh sáng ban ngày.
Chọn loại bóng đèn chiếu sáng , gồm 2 loại: bóng đèn sợi đốt và bóng đèn
huỳnh quang. Các phân xưởng thường ít dùng đèn huỳnh quang vì đèn huỳnh
quang có tần số là 50Hz thường gây ra ảo giác không quay cho các động cơ không
đồng bộ, gây 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 .
Sơ bộ về các kích thước của phân xưởng như sau :
Chiều cao của các phân xưởng là 6m
- Phân xưởng có kích thước axbxH = 36x24x6m .
Độ rọi yêu cầu cho 1 phân xưởng sửa chữa cơ khí là từ 50 ÷ 100 lux, độ rọi
được chọn là : Eyc = 100 lux.
Chọn độ cao treo đèn là h1 = 0,2 m .
- Chiều cao mặt bằng làm việc h2 = 1 m .
Do đó khoảng cách từ đèn đến mặt công tác là h = H - h1- h2 = 6 - 0,2 - 1=
4,98 m .

SV : Đỗ Thị Cơ – Đ3H1

Page 3


Đồ án môn học Cung Cấp Điện – Đồ án 1

Hình 1.1 : Bố trí đèn theo mặt đứng
Với H : chiều cao nhà xưởng , tính bằng m
Tra bảng với bóng đèn sợi đốt vạn năng L/h=1,5÷1,8.
Suy ra : L=1,8.h = 1,8.4,98 = 8,964m.
Căn cứ vào kích thước nhà xưởng ta chọn khoảng cách giữa các đèn là:
Ld = 4,5 m, (đèn gần tường nhất p~2,25m) và Ln = 4 m (đèn gần tường nhất
q~2m).
Trong đó :
Ld :là khoảng cách giữa các đèn theo chiều dài phân xưởng ,m.
Ln : là khoảng cách giữa các đèn theo chiều rộng phân xưởng ,m.
Như vậy tổng cộng có 8 hàng đèn, mỗi hàng có 6 bóng.
Kiểm tra mức độ đồng đều về ánh sáng:
Ln
L
4
4
≤q≤ n ⇔ ≤2=
3
2
3
2
Ld
L
4,5
4,5
≤ p≤ d ⇔
≤ 2,25 =
3
2
3

2

Như vậy việc bố trí đèn là hợp lý.
Số lượng đèn tối thiểu để đảm bảo độ chiếu sáng đồng đều là : Nmin =
8*6=48 bóng.
Sơ đồ bố trí chiếu sáng như hình vẽ minh họa dưới đây
36000

SV : Đỗ Thị Cơ – Đ3H1

Page 4


Đồ án môn học Cung Cấp Điện – Đồ án 1

SV : Đỗ Thị Cơ – Đ3H1

Page 5


Đồ án môn học Cung Cấp Điện – Đồ án 1

Hình vẽ 1.2 : Sơ đồ minh họa chiếu sáng đơn giản
Xác định chỉ số phòng :

ϕ=

a ⋅b
24 ⋅ 36
=

≈ 2,892
h ⋅ ( a + b)
4,98( 24 + 36)
σ tran

.

σ tuong

Coi hệ số phản xa của trần và tường lần lượt là là :
=50 % và
=30 %
kết hợp với chỉ số phòng ta tra bảng được hệ số sử dụng là: Ksd = 0,52 (đèn sợi đốt
chiếu sâu_bảng 47.plBT).
Lấy hệ số dự trữ k=1,3 và hệ số tính toán Z=1,1 xác định được quang
thông của mỗi đèn như sau:

Fyc =

k .E yc .S .Z
1,3 ⋅ 100 ⋅ 24 ⋅ 36 ⋅ 1,1
=
= 4,95
n.k sd
48 ⋅ 0,52

(lumen).
Dựa vào Fyc ta chọn loại đèn sợi đốt Halogen có Pđ = 400 W, F = 6000 lm
(tra bảng PL VIII.2 –Ngô Hồng Quang)
Ngoài ra ta trang bị thêm cho 2 phòng thay đồ và 2 phòng vệ sinh, mỗi

phòng có 1 bóng đèn công suất 60W.
Tổng công suất đèn là Pcs = 48.400 + 4.60 = 19440W = 19,44 kW

SV : Đỗ Thị Cơ – Đ3H1

Page 6


Đồ án môn học Cung Cấp Điện – Đồ án 1

CHƯƠNG 2 : 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 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

=
( 1)
- Xác định số lượng thiết bị hiệu dụng của mỗi nhóm nhd :
( ΣPi ) 2
ΣPi2
nhd =
(2)
- Hệ số nhu cầu của nhóm sẽ được xác định theo biểu thức sau :
1 − k sdΣ
n hd
k sdΣ
knc =
+
(3)
- Phụ tải tính toán của mỗi nhóm là :
ΣPi
Ptt = knc.
(4)
Hệ số công suất của phụ tải mỗi nhóm :
Cosϕ tb =

∑ P ⋅ Cosϕ
∑P
i

i

(5).

2.1. Phụ tải tính toán nhóm chiếu sáng.
2.1.1 Phụ tải tính toán nhóm chiếu sáng của phân xưởng 3.
SV : Đỗ Thị Cơ – Đ3H1

Page 7


Đồ án môn học Cung Cấp Điện – Đồ án 1

Từ kết quả thiết kế chiếu sáng ta tính được phụ tải chiếu sáng tính toán của
toàn phân xưởng.
Pcs = kđt .N .Pđ = 0,8.(48.400 +4.60) = 15552 W =15,552 kW.
Trong đó:
kđt : hệ số đồng thời của nhóm phụ tải chiếu sáng lấy kđt=0,8(do số
lượng thiết bị lớn hơn 10).
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:
Pcs
15,552
=
= 15,552 kVA
cos ϕ
1

2.2

Scs =
Qcs = 0 kVAr.
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.
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 14 thiết bị động lực như bảng sau :
Bảng 2.2 :Số liệu các thiết bị nhóm 1.

SV : Đỗ Thị Cơ – Đ3H1

Page 8


Đồ án môn học Cung Cấp Điện – Đồ án 1

-

Số

hiệu trên
sơ đồ
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
dụng tổng hợp :

Hệ
số ksd
0,35
0,35
0,35
0,35
0,32
0,32
0,3
0,26
0,26
0,47

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

Tên thiết bị
Lò điện kiểu tầng
Lò điện kiểu tầng
Lò điện kiểu tầng
Lò điện kiểu tầng
Lò điện kiểu buồng
Lò điện kiểu buồng
Thùng tôi
Lò điện kiểu tầng
Lò điện kiểu tầng
Bể khử mỡ
Bồ đun nước nóng
Thùng tôi
Bồ đun nước nóng
Bồ đun nước nóng

Cosφ
0,91
0,91
0,91
0,91
0,92
0,92
0,95
0,86

0,86
1
0,98
0,95
0,98
0,98

Côn Hệ
g suất đặt số
P,KW
sử
20
33
20
33
30
35
1,5
30
20
2,5
15
2,2
22
30

14

k sd ∑1 =

∑P ⋅k
i

i =1

sd

14

∑P
i =1

=

93,285
= 0,317
294,2

i

- Số lượng hiệu dụng:
2

n hd1

 14 
 ∑ Pi 
2
=1
 = ( 294,2) = 10,785

=  i14
8025,34
∑ Pi 2
i =1

- Hệ số nhu cầu:
k nc ∑ 1 = k sd ∑ i +

1 − k sd ∑ i
n hd1

= 0,317 +

1 − 0,317
10,785

= 0,525

- Tổng công suất phụ tải động lực:
SV : Đỗ Thị Cơ – Đ3H1

Page 9


Đồ án môn học Cung Cấp Điện – Đồ án 1
n

Pđl1 = k ncΣ1 ∑ Pi = 0,525 ⋅ 294,2 = 155,455( kW )
i =1

- Hệ số công suất của phụ tải động lực:
9

Cosϕ tb1 =

∑ P ⋅ Cosϕ
i

1

9

∑P

i

=

264,935
= 0,9
294,2

i

1

- Công suất toàn phần
S đl1 =

Pđl1

155,455
=
= 172,728( kVA )
Cosϕ tb1
0,9

- Công suất phản kháng:

Q đl1 = S đl2 1 − Pđl21 = 172,728 2 − 155,4552 = 75,29( kVAR )

Quá trình tính toán cho nhóm 2:
Nhóm 2 gồm có 8 thiết bị động lực sau:

Bảng 2.3 :Số liệu các thiết bị nhóm 2.
Số hiệu
trên sơ đồ
20
21
22
23

Tên thiết bị
Máy mài
tròn vạn năng
Máy mài
tròn vạn năng
Máy mài
tròn vạn năng
Máy tiện

Công
suất đặt
P,kW

Hệ số
ksd

Co
sφ

0,47

0,6

2,8

0,47

0,6

7,5

0,47

0,6
0,6

4,5

0,35

3

2,2
0,6

24

Máy tiện

0,35

3

4
0,6

25

Máy tiện ren

0,53

9

5,5
0,6

26
SV : Đỗ Thị Cơ – Đ3H1

30

Máy tiện ren
Máy khoan
đứng

0,53
0,4

9

10
0,6

Page 10

7,5


Đồ án môn học Cung Cấp Điện – Đồ án 1

- Hệ số sử dụng tổng h
- Hệ số sử dụng tổng hợp :
8

k sd ∑ 2 =

∑P ⋅k
i

sdi

1

8

∑P

20,341
= 0,4623
44

=

i

1

- Số lượng hiệu dụng :
2

nhd 2

 8 
 ∑ Pi 
2
(
44)
1



= 8
=
= 6,6374
291,68
2
∑ Pi
1

- Hệ số nhu cầu :
k nc ∑ 2 = k sd ∑ 2 +

1 − k sd ∑ 2
n hd 2

= 0,4623 +

1 − 0,4623
6,6374

= 0,671

- Tổng công suất phụ tải động lực :
8

Pđl 2 = k nc ∑ 2 ⋅ ∑ Pi = 0,671 ⋅ 44 = 29,524( kW )
1

- Hệ số công suất của phụ tải động lực :

8

Cosϕ tb2 =

∑ P ⋅ Cosϕ
i

1

8

∑P

i

=

27,981
= 0,636
44

i

1

- Công suất toàn phần:
S đl 2 =

Pđl 2
29,524

=
= 46,4214( kVA )
Cosϕ tb2
0,636

- Công suất phản kháng :

Qđl 2 = S đl2 2 − Pđl2 2 = 46,42142 − 29,5242 = 35,8229( kVAR )

SV : Đỗ Thị Cơ – Đ3H1

Page 11


Đồ án môn học Cung Cấp Điện – Đồ án 1

Nhóm 3 gồm 5 thiết bị động lực như sau :
Bảng 2.4 :Số liệu các thiết bị nhóm 3.
Số hiệu
trên sơ đồ
15
16
17
18
19

Hệ
số ksd
0,3
0,41

0,41
0,45
0,45

Tên thiết bị
Thùng tôi
Thiết bị cao tần
Thiết bị cao tần
Máy quạt
Máy quạt

Cos
φ
0,95
0,83
0,83
0,67
0,67

Công
suất đặt
P,kW
2,8
30
22
7,5
5,5

- Hệ số sử dụng tổng hợp :
5

k sd ∑ 3 =

∑P ⋅k
i

sdi

1

5

∑P

=

28,01
= 0,413
67,8

i

1

- Số lượng hiệu dụng :
2

nhd 3

 5 

 ∑ Pi 
2
(
67,8)
1


= 5
=
= 3,1095
1478,34
2
∑ Pi
1

- Hệ số nhu cầu :
k nc ∑ 3 = k sd ∑ 3 +

1 − k sd ∑ 3
nhd 3

= 0,413 +

1 − 0,413
3,1095

= 0,7459

- Tổng công suất phụ tải động lực :
5

Pđl 3 = k nc ∑ 3 ⋅ ∑ Pi = 0,7459⋅ .67,8 = 50,572( kW )
1

- Hệ số công suất của phụ tải động lực :
5

Cosϕ tb3 =

∑ P ⋅ Cosϕ
i

1

5

∑P

i

=

54,53
= 0,8043
67,8

i

1

- Công suất toàn phần:
SV : Đỗ Thị Cơ – Đ3H1

Page 12


Đồ án môn học Cung Cấp Điện – Đồ án 1

S đl 3 =

Pđl 3
50,572
=
= 62,877( kVA )
Cosϕ tb3 0,8043

- Công suất phản kháng :

Qđl 3 = S đl2 3 − Pđl23 = 90,8442 − 70,4042 = 57,41( kVAR )

Quá trình tính toán cho nhóm 4:
Nhóm 4 gồm6 thiết bị động lực như sau:
Bảng 2.5 :Số liệu các thiết bị nhóm 4.
Số hiệu
trên sơ đồ

Hệ
số ksd
0,5
3

0,4
5
0,4
5
0,4
0,2
2
0,3
6

Tên thiết bị

27

Máy tiện ren

28

Máy phay đứng

29
31

Máy phay đứng
Máy khoan đứng

32

Cần cẩu

33

Máy mài

Cos
φ

Công
suất đặt
P,kW

0,69

12

0,68

5,5

0,68
0,6

15
7,5

0,65

11

0,72

2,2

- Hệ số sử dụng tổng hợp :
6

k sd ∑ 4 =

∑P ⋅k
i

sdi

1

6

∑P

=

21,797
= 0,4097
53,2

i

1

- Số lượng hiệu dụng :

2

nhd 4

 6 
 ∑ Pi 
2
(
53,2 )
1


= 6
=
= 4,8685
581,34
2
∑ Pi
1

- Hệ số nhu cầu :
k nc ∑ 4 = k sd ∑ 4 +

SV : Đỗ Thị Cơ – Đ3H1

1 − k sd ∑ 4
n hd 4

= 0,4097 +

1 − 0,4097
4,8685

= 0,677

Page 13


Đồ án môn học Cung Cấp Điện – Đồ án 1

- Tổng công suất phụ tải động lực :
6

Pđl 4 = k nc ∑ 4 ⋅ ∑ Pi = 0,677 ⋅ 53,2 = 36,016( kW )
1

- Hệ số công suất của phụ tải động lực :
6

Cosϕ tb 4 =

∑ P ⋅ Cosϕ
i

i

1

6

∑P

=

35,454
= 0,666
53,2

i

1

- Công suất toàn phần:
Pđl 4
36,016
=
= 54( kVA )
Cosϕ tb 4
0,666

S đl 4 =

- Công suất phản kháng :

Qđl 4 = S đl2 4 − Pđl2 4 = 542 − 36,016 2 = 40,235( kVAR )

Từ các tính toán cụ thể trên của các nhóm ta có bảng kết quả tổng hợp như sau
:
Nhó
m

1
2
3
4

Bảng 2.6 :Số liệu tính toán cụ thể của từng nhóm.
Ptt.đl;
Cos
Sttđl;
ksd∑
knc∑
kW
φ tbđl
kVA
0,31
0,52
155,
172
7
5
455
0,9
,728
0,46
0,67
29,5
0,63
46,
23
1

24
6
4214
0,41
0,74
50,5
0,80
62,
3
59
72
43
877
0,40
0,67
36,0
0,66
97
7
16
6
54

Qttđl;k
VAR
75,29
35,82
29
57,41
40,23

5

Tổng hợp các nhóm phụ tải động lực như sau :
- Hệ số sử dụng tổng hợp :
4

k sd ∑ =

∑P

đlj

⋅ k sd ∑ j

1

4

∑P

=

98,57
= 0,363
271,567

đlj

1

- Hệ số nhu cầu :

SV : Đỗ Thị Cơ – Đ3H1

Page 14


Đồ án môn học Cung Cấp Điện – Đồ án 1
k nc ∑ = k sd ∑ +

1 − k sd ∑

= 0,363 +

N

1 − 0,363
4

= 0,6815

- Tổng công suất phụ tải động lực :
4

Ptt.đl = k nc ∑ ⋅ ∑ Pđlj = 0,6815 ⋅ 271,567 = 185,073( kW )
1

- Hệ số công suất của phụ tải động lực :
4

Cosϕ tbđb =

∑P

đlj

⋅ cos ϕ tbj

1

4

∑P

=

223,3485
= 0,822
271,567

đlj

1

- Công suất toàn phần :
S ttđt =

Pttđt
185,073
=

= 225,15
Cosϕ tbđb
0,822

(kVA)

- Công suất phản kháng :

2
2
Qttđt = S ttđt
− Pttđt
= 225,15 2 − 185,073 2 = 128,22( kVAR )

2.3.

Phụ tải tổng hợp toàn phân xưởng.
Công suất tác dụng toàn phân xưởng:

Pttpx = k đt ( Ptt.đl + Pcs + Plm ) = 0,8 ⋅ (185,073 + 19,44 + 1) = 205,513( kW )

Với kdt=0,8
Coi tổn hao công suất làm mát cho phâ xưởng mỗi năm là 1kw
Hệ số công suất trung bình toàn phân xưởng:
cos ϕ =

∑ Pi . cos ϕ i Ptt.đl cos ϕ tb.đl + Pcs cos ϕ tbcs + Ptlm cos ϕ tblm
=
∑ Pi
Ptt.đl + Pcs + Plm

=

185,073 ⋅ 0,822 + 19,44 ⋅ 1 + 1.0,8
= 0,8387
205,513

.
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:
PttpxΣ = 1,2.Pttpx = 1,2 ⋅ 205,513 = 246,616( kW )

SV : Đỗ Thị Cơ – Đ3H1

Page 15


Đồ án môn học Cung Cấp Điện – Đồ án 1
S ttpx =

PttpxΣ
cos ϕ tbpx

=

246,616
= 294( kVA )
0,8387

2

2
Qttpx = S ttpx
− Pttpx
= 294 2 − 246,616 2 = 160,05( kVAR )

Bảng 2.7 :Số liệu tính toán cụ thể của từng phân xưởng.
P
Pttp
Cos
Sttpx;k
Qttpx;k
x
Pdl
Pcs
Plm
φ tbpx
VA
VAR
x
50
19,
1,
50
658,5
427,97
1
0
84
5
0,486

0,76
35
7
65
33,
65
844,1
528,22
2
0
84
2
8,406
0,78
11
8
18
19,
24
0,83
160,05
3 5,073
44
1
6,616
87
294
64
21,
63

980,4
745,70
4
0
84
2
7,286
0,65
41
1
26
38,
28
381,0
247,63
5
0
64
3
9,574
0,76
19
3
20
8,6
20
258,0
161,46
6
0

4
1
1,254
0,78
18
2
Và ksd của px1=px2=p4..6 =0,5, ksd của Px3=0,363.
Từ các dữ liệu trên ta có thể tính toán công xuất của toàn nhà máy.
- Hệ số sử dụng tổng hợp của toàn nhà máy:
6

k sd ∑ nm =

∑P

đlj

⋅ k sd ∑ j

1

6

∑P

=

1213,025
= 0,479
2533,622

đlj

1

- Hệ số nhu cầu :
k nc ∑ nm = k sd ∑ nm +

1 − k sd ∑ nm
N ( px)

= 0,479 +

1 − 0,479
6

= 0,692

- Tổng công suất phụ tải nhà máy:
6

Ptt.nm = k nc ∑ nm ⋅ ∑ Ppx = 0,692 ⋅ 2533,622 = 1752,5( kW )
1

- Hệ số công suất của phụ tải động lực :

SV : Đỗ Thị Cơ – Đ3H1

Page 16

Đồ án môn học Cung Cấp Điện – Đồ án 1
6

Cosϕ tbnm =

∑P

đlj

⋅ cos ϕ tbpx

1

6

∑P

=

1892,053
= 0,747
2533,622

đlj

1

- Công suất toàn phần :
S ttnm =

Pttnm
1725,5
=
= 2309,906
Cosϕ tbn 0,747

(kVA)

- Công suất phản kháng :

2
2
Qttnm = S ttnm
− Pttnm
= 2309,906 2 − 1752,5 2 = 1504,795( kVAR )

CHƯƠNG 2 Xác định phương nối dây của mạng điện
2.1 Yêu cầu chính đối với mạng điện
1. Cung cấp điện liên tục
2.đảm bảo chất lượng điện
3.đảm bảo tính linh hoạt cao
4. đảm bảo an toàn
2.2. lựa chọn dây dẫn:
Dây đồng: dây đồng là dây dẫn được chế tạo bằng kim loại đồng, là vật liệu
dẫn điện tốt nhất. đồng có điện trở suất nhỏ, có ứng suất kéo dây đồng phụ thuộc
vào quá trình công nghệ chế tạo và có thể đạt được ứng suất cao, ngoài ra đồng có
bề mặt bao bọc bởi 1 lớp oxit đồng, do đó dây đồng có khả năng chống ăn mòn tốt.
nhưng đồng là kim loại quý hiếm và đắt tiền. vì vậy dây đồng chỉ dung trong các
mạng điện đặc biệt.

Dây nhôm: là kim loại phổ biến nhất trong thiên nhiên. Điện trở suất lớn hơn
của đồng khoảng 1,6 lần, nhôm cũng có lớp oxit nhôm bên ngoài lên cũng có tác
dụng chống ăn mòn trong khí quyển. nhược điểm chủ yếu của dây nhôm là độ bền
cơ tương đối nhỏ. Do dó người ta không sản suất dây nhôm trần 1 sợi. dây nhôm
nhiều sợi được dung trong các mạng phân phối điện áp đến 35kv.
SV : Đỗ Thị Cơ – Đ3H1

Page 17


Đồ án môn học Cung Cấp Điện – Đồ án 1

Dây nhôm lõi thép: là dây nhôm có lõi là dây thép để khắc phục nhược điểm
về độ bền cơ của dây nhôm và đây là dây dẫn được sử dụng phổ biến nhất ở các
đường dây trên không điện áp từ 35kv trở lên.
2.3. Xác định sơ đồ nối điện
vị trí đặt trạm biến áp
1

PPTT
6
3
2
5
4
260 m
Chọn tọa độ của trạm biến áp :X=120m,Y=85m
Chọn dây dẫn từ nguồn đến trạm biến áp là 100m
Dòng điện trên dây dẫnđược xác định :
S

3U

I=
Tiết diện dây dẫn cần thiết
I
Jkt

F=
Sơ đồ nối dây từ trạm biến áp đến các phân xưởng
Sơ bộ vạch các tuyến dây
Để đảm bảo độ an toàn và mỹ quan trong xí nghiệp các tuyến dây sẽ được xây
dựng bằng đường cáp.có thẻ so sánh 3 phương án nối dây như sau :
Phương án 1 :(hình 2) từ trạm biến áp kéo dây trực tiếp đến các phân xưởng
theo đường thẳng, các tủ phân phối sẽ được đặt ngay tại các nhà xưởng để cung cấp
điện cho các thiết bị trong xưởng. Phương án này có tổng chiều dài hình học nhỏ
SV : Đỗ Thị Cơ – Đ3H1

Page 18


Đồ án môn học Cung Cấp Điện – Đồ án 1

nhất, nhưng không thuận tiện cho việc thi công, vận hành và pháy triển mạng
điện,nên không có tính khả thi,vì vậy ta loại bỏ ngay phương án này.
Phương án 2 :(hình 3) cũng kéo dây trực tiếp từ trạm biến áp đến các phân
xưởng, nhưng theo đường bẻ góc, các đường cáp sẽ được xây dựng dọc theo các
mép đường và nhà xưởng,như vậy sẽ thuận tiện cho việc xây dựng,vận hành và
phát triển mạng điện, tuy nhiên chiều dài của các tuyến dây sẽ tăng hơn so với
phương án 1.
Phương án 3 ;( hình 4) từ trạm biến áp ta xây dựng các đường trục chính, các

phân xưởng ở các đường trục sẽ được cung cấp điện từ đường trục này qua các tủ
điện phân phối trung gian. Tuy nhiên do các khoảng cách không lớn và việc đặt các
tủ điện phân phối trung gian cũng đòi hỏi chi phí nhất định,nên trong phương án
này ta chỉ cần đặt 2 tủ phân phối tại 2 điểm 1 và 2. Tủ phân phối 1 cung cấp cho 4
phân xưởng :
Phương án này sẽ giảm được số lượng tuyên dây và tổng chiều dài dây
dẫn,nhưng tiết diện dây dẫn của các đường trục chính sẽ lớn hơn. Như vậy chúng ta
chỉ tính toán cho 2 phương án 2 và 3.

SV : Đỗ Thị Cơ – Đ3H1

Page 19


Đồ án môn học Cung Cấp Điện – Đồ án 1

1

PPTT
6
3
2
5
4
Hình 2 : sơ đồ nối điện phương án 1

SV : Đỗ Thị Cơ – Đ3H1

Page 20

Đồ án môn học Cung Cấp Điện – Đồ án 1

1
PPTT
0
6
3
2
5
4
Hình 3 : sơ đồ nối điện phương án 2

1

PPTT 0
0

6

3
2
5
4
Hình 4 : sơ đồ nối điện phương án 3
SV : Đỗ Thị Cơ – Đ3H1

Page 21

Đồ án môn học Cung Cấp Điện – Đồ án 1

sơ bộ xác định tiết diện dây dẫn
khi lựa chọn phương án có thể chọn tiết diện dây dẫn theo phương pháp đơn
giản nhất theo dòng điện đốt nóng cho phép,nhưng sau khi đã xác định được
phương án tối ưu thì tiết diện dây dẫn phải được kiểm tra lại theo tổn hao điện áp
cho phép, vì đối với mạng điện hạ áp, chất lượng điện phải được đặt lên hàng đầu.
ta tiến hành chọn tiết diện theo phương pháp hao tổn điện áp cho phép,lấy giá trị
∆Ucp

∆Ucp

tổn hao điện áp cho phép là
= 5% (đối với cấp điện áp 380v,
=19v ).
Dự định sẽ đặt cáp trong các rãnh,xây dựng ngắm dưới đất, do vậy có thể sơ bộ
Ω
km

chọn giá trị diện trở kháng Xo=0.07
Phương án 2
Sơ đồ nối dây của mạng điện được vẽ trên hình 3. Chiều dài đường dây từ
trạm biến áp đến các phân xưởng theo đường bẻ góc được xác định theo biểu thức :
( Xba − Xi )

Lo-n =
(120 − 50)

2

+

2

(85 − 100)

2
=
+
=85 m
Kết quả tính tiết diện dây dẫn theo phương án 2
Thành phần phản kháng của hao tổn điện áp xác định theo biểu thức :

∆Ux

2

(Yba − Yi )

Qttpx1XoLo1
U

427,977.0,07.85
0.38

=
=
.10-3 = 6,7 v
Thành phần tác dụng của hao tổn điện áp xác định :
∆Ur ∆Ucp ∆Ux

=
=19-6,7 =12,3 v
Tiết diện dây dẫn được xác định theo biểu thức :
F=

Ρ.l
γ .U .∆Ur

=

500,486.85
32.0,38.12,3

= 283mm2

Ta chọn cáp loại nhôm có tiết diện chuẩn là F=95 mm2 có ro= 0.33
Ω
km

Ω
km

và xo

=0,43
Hao mòn điện áp thưc tế :
∆U

P.Ro + QXo

U

500,486.0,33 + 427,977.0,43
0.38

=
.l =
Phương án 3 tính toán tương tự.
SV : Đỗ Thị Cơ – Đ3H1

. 85.10-3 = 100 V
Page 22


Đồ án môn học Cung Cấp Điện – Đồ án 1

Như vậy ta sẽ chọn phương án cấp điện cao áp tối ưu cho nhà máy là phương
án 3.
2.4 THIẾT KẾ MẠNG CAO ÁP CHO NHÀ MÁY
Với quy mô nhà máy như số liệu đã tính toán cần đặt một trạm phân phối
trung tâm(PPTT) nhận điện từ trạm biến áp trung gian (BATG) về rồi phân bố cho
các máy biến áp phân xưởng
2.4.1 Lựa chọn máy biến áp
Để phù hợp với sơ đồ mặt bằng nhà máy và điều kiện kinh tế mà vẫn đảm bảo
yêu cầu kỹ thuật ta quyết định đặt 6 trạm biến áp cho các phân xưởng như sau :
1

•Trạm biến áp số 1 B : Cấp điện cho phân xưởng 1
2

•Trạm biến áp số 2 B : Cấp điện cho phân xưởng 2
3

•Trạm biến áp số 3 B : Cấp điện cho Phân xưởng 3
4

•Trạm biến áp số 4 B :Cấp điện cho phânn xưởng 4
5

•Trạm biến áp số 5 B : Cấp điện cho phân xưởng 5
6

•Trạm biến áp số 6 B : Cấp điện cho phân xưởng 6
2.4.2 Chọn dung lượng các máy biến áp :
1

•Trạm biến áp số 1 B :Cấp điện cho phân xưởng 1
Công suất tính toán toàn phần :

∑S

tt1

=658,535(KVA)
Ta đặt 2 máy biến áp tại trạm B1 máy do ABB sản xuất tại việt nam không
phải hiệu chỉnh nhiệt độ

∑S

tt1

≥ 1,4

658,535
1,4

Dung lượng : SđmB1
=470,382(KVA)
Chọn dùng 2 máy biến áp 560-10/0,4 có Sđm=560(KVA)
2

•Trạm biến áp số 2 B : Cấp điện cho phân xưởng 2
Tổng công suất tính toán toàn phần của phân xưởng 2
SV : Đỗ Thị Cơ – Đ3H1

Page 23


Đồ án môn học Cung Cấp Điện – Đồ án 1

Là : Stt2==844,111(KVA)
Vậy dung luợng máy biến áp :

∑S

≥

tt 2

1,4

844,111
1,4

SđmB2
=
=602,936(KVA)
Chọn dùng 2 máy biến áp: 650-10/0,4 có Sđm=650(KVA)
3

•Trạm biến áp số 3 B : Cấp điện cho Phân xưởng 3
Tổng công suất tính toán toàn phần của phân xưởng 3
Là : Stt3==294 (KVA)
Vậy dung luợng máy biến áp:

∑S

≥

tt 3

1,4

294
1,4

SđmB3
=
=210(KVA)
Chọn dùng 1 máy biến áp:315-10/0,4 có Sđm=315 (KVA)

4

•Trạm biến áp số 4 B :Cấp điện cho phân xưởng 4
Tổng công suất tính toán toàn phần của phân xưởng 4
Stt4=980,441(KVA)
Vậy dung luợng máy biến áp:

∑S

≥

tt 4

1,4

980,441
1,4

SđmB34
=
=700,315 (KVA)
Chọn dùng 2 máy biến áp: 800-10/0,4 có có Sđm=800 (KVA)
5

•Trạm biến áp số 5 B : Cấp điện cho 1 phân xưởng 5
Tổng công suất tính toán toàn phần của phân xưởng
Stt5=381,019(KVA)
Vậy dung luợng máy biến áp:

∑S

≥

tt 5

1,4

381,019
1,4

SđmB35
=
=272,156(KVA)
Chọn dùng 1máy biến áp: 300-10/0,4 có có Sđm=300 (KVA)
6

•Trạm biến áp số 6 B : Cấp điện cho phân xưởng 6
Tổng công suất tính toán toàn phần của phân xưởng 6
Stt6=258,018 (KVA)
Vậy dung luợng máy biến áp:
SV : Đỗ Thị Cơ – Đ3H1

Page 24


Đồ án môn học Cung Cấp Điện – Đồ án 1

∑S
≥

tt 5

1,4

258,018
1,4

SđmB35
=
=184,299(KVA)
Chọn dùng 1 máy biến áp: 250-10/0,4 có có Sđm=250 (KVA)
2.4.3 Đi dây mạng cao áp
Vì nhà máy thuộc hộ loại một nên ta dùng đường dây trên không lộ kép dẫn
điện từ trạm BATG về trạm PPTT ,đối với mạng cao áp trong nhà máy ta dùng cáp
ngầm,từ trạm PPTT đến các trạm biến áp phân xưởng trong nhà máy ta dùng cáp lộ
kép căn cứ vào vị trí các máy biến áp và trạm phân phối trung tâm ta đề ra hai
phương án đi dây mạng cao áp
Phương án 1:các trạm biến áp được cấp điện trực tiếp từ trạm PPTT
Phương án 2:các trạm biến áp xa trạm PPTT được lấy điện thông qua các trạm
ở gần trạm PPTT :
Tính toán kinh tế-kỹ thuật lựa chọn phương án tối ưu
Chọn tiết diện đường dây trên không từ trạm biến áp trung gian đến trạm phân
phối trung tâm dài 300(m) dung dây AC lộ kép
có thời gian sử dụng công suất lớn nhất Tmax=3500h dây dẫn AC tra bảng được
Jkt=1,1
S ttnm

=>

Ittnm =

Fkt =

. 3.U dm

=

I ttnm 60,62
=
J kt
1,1

2309,906
3.22

=60,62(A)
=55,11 (mm2 )
2

Lựa chọn dây nhôm lõi thép tiết diện 90 mm , AC-95
Kiểm tra dây đã chọn theo điều kiện dòng phát nóng khi sự cố
cp

Tra bảng dây AC-95 , có I >300 (A), khi đứt một dây ,dây còn lại chuyển tải
toàn bộ công suất cho dây còn lại Isc = 2.Itt = 121,24(A). so sánh với Icp thấy dây đã
chọn thỏa mãn điều kiện phát nóng.
Kiểm tra dây theo điều kiện tổn thất điện áp
Với dây AC-95
Ω

có khoảng cách trung bình hình học là D=1,25(m) tra bảng được r o=0,33 /km

,xo=0,46

Ω

/km

SV : Đỗ Thị Cơ – Đ3H1

Page 25