Tính toán thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy cơ khí

[tuthienbao.com] Chương 1
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY
1.1. Giới thiệu chung
Trong nhà máy cơ khí có nhiều hệ thống máy móc khác nhau rất đa
dạng, phong phú và phức tạp. Các hệ thống máy móc này có tính công nghệ
cao và hiện đại. Do vậy mà việc cung cấp điện cho nhà máy phải đảm bảo
chất lượng và độ tin cậy cao.
Đứng về mặt cung cấp điện thì việc thiết kế điện phải đảm bảo sự gia tăng
phụ tải trong tương lai; về mặt kỹ thuật và kinh tế phải đề ra phương án cấp
điện sao cho không gây quá tải sau vài năm sản xuất và cũng không gây quá
dư thừa dung lượng công suất dự trữ.
Theo quy trình trang bị điện và công nghệ của nhà máy ta thấy khi ngừng
cung cấp điện sẽ ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm của nhà máy gây thiệt
hại về nền kinh tế quốc dân do đó ta xếp nhà máy vào phụ tải
loại II, cần được bảo đảm cung cấp điện liên tục và an toàn.

1.2. Giới thiệu đặc điểm phụ tải điện của nhà máy:
Phụ tải điện trong nhà máy công nghiệp có thể phân ra làm 2 loại phụ tải:
+ Phụ tải động lực thường có chế độ làm việc dài hạn, điện áp yêu cầu
trực tiếp đến thiết bị là 380/220V, công suất của chúng nằm trong dải từ 1
đến hàng chục kW và được cung cấp bởi dòng điện xoay chiều tần số
f=50Hz.
+ Phụ tải chiếu sáng thường là phụ tải 1 pha, công suất không lớn. Phụ
tải chiếu sáng bằng phẳng , ít thay đổi và thường dùng dòng điện xoay chiều
tần số f = 50 Hz.

Mặt bằng nhà máy :


6
9

2
5

8

4
7
1
3

* Các nội dung tính toán thiết kế bao gồm :
1. Xác định phụ tải tính toán : px sửa chữa cơ khí
2. Thiết kế mạng điện cao áp
3. Thiết kế mạng điện hạ áp ( px sửa chữa cơ khí )
4. Thiết kế bù công suất phản kháng
5. Chiếu sáng phân xưởng sửa chữa cơ khí

Chương 2 .
XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO NHÀ MÁY
CƠ KHÍ
2.1. Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng scck
Trong quá trình thiết kế đã cho ta biết các thông tin chính xác về mặt bằng
bố trí thiết bị máy móc ,công suất và quá trình công nghệ của từng thiết bị
trong phân xưởng. Do đó ta có thể chia phụ tải thành các nhóm và xác định
phụ tải cho từng nhóm sau đó ta xác định phụ tải tổng của toàn phân xưởng
sửa chữa cơ khí.


- Nguyên tắc chia nhóm

+ Số lượng : 8 – 16 thiết bị
+ Các thiết bị cùng chế độ làm việc để việc xác định phụ tải tính toán được
chính xác và thuận tiện cho việc lựa chọn phương thức cung cấp điện cho
nhóm.
+ Các thiết bị đặt gần nhau để giảm chiều dài đường dây hạ áp nhờ vậy có
thể tiết kiệm được vốn đầu tư và tổn thất trên các đường dây hạ áp trong
phân xưởng .
→ Dựa vào những nguyên tắc trên và căn cứ vào sơ đồ phân bố thiết bị trên
mặt bằng phân xưởng sửa chữa cơ khí, ta chia các thiết bị trong phân xưởng
thành 6 nhóm như sau :

* Nhóm 1
STT
1
2
3
4
5

Tên thiết bị
Máy tiện ren
Máy tiện tự động
Máy tiện tự động
Máy tiện tự động
Máy tiện tự động
Tổng

Với I dm =

Sdm

3.U

=

Số Ký hiệu trên
lượng mặt bằng
1
3
2
2
1
9

Pdm
cosϕ . 3.U

PĐM(kw)
1 máy Toàn bộ

1
2
3
4
5

4,5
5,1
14
5,6
2,2

4,5
15,3
28
11,2
2,2
61,2

IĐM
11,4
3*12,9
2*35,45
2*14,2
5,57
154,97

( U = 380)

Tra phụ lục 1.1 (trang 253 - thiết kế cấp điện) với phân xưởng sửa chữa cơ
khí chọn :
ksd = 0.15 ; cosφ=0,6
P
P
14
Ta có : dd max = 1máy = = 7 ( kW)
2
2
2
→ n1= 7
n2= 9

n 7
n* = 1 = = 0,8
n2 9


n1

P
P* = i =
P

∑P
i =1
n

ddi

∑P
i =1

=

15,3 + 28 + 11, 2
= 0,9
61, 2

ddi

Tra bảng phụ lục 1.5 (trang 255 - thiết kế cấp điện) với n* = 0,8 và
P* = 0,9

→ nhq* = 0,89
→ nhq= nhq*.n = 0,89.9=8,01 ≈ 8
Tra bảng phụ lục 1.6 (trang 256 - thiết kế cấp điện) với ksd = 0,15 ; nhq=8
→ kmax = 2,31
Phụ tải tính toán nhóm 1 :
n

Ptt = kmax .k sd .∑ Pddi = 2,31.0,15.61, 2 = 21, 2 (kW)
i =1

Qtt = Ptt . tgφ = 21,2 . 1,33 = 28,2 (KVAr)
P
21, 2
Stt = tt =
= 35,3 (kVA)
cosϕ 0, 6
S
35, 3
I tt = tt =
= 53, 6 (A)
3U
3.0,38

* Nhóm 2
STT

Tên thiết bị

1
2

3
4
5
6
7
8
9
10

Máy phay ngang
Máy phay vạn năng
Máy phay ngang
Máy phay đứng
Máy phay đứng
Máy mài phẳng
Máy mài tròn
Máy mài trong
Cưa tay
Cưa máy
Tổng

Số Ký hiệu trên
lượng mặt bằng
1
1
1
2
1
2
1

1
1
1
12

6
7
8
9
10
18
19
20
28
29

PĐM(kw)
1 máy Toàn bộ
1,7
3,4
1,8
14
7
9
5,6
2,8
1,35
1,7

1,7

3,4
1,8
28
7
18
5,6
2,8
1,35
1,7
71,35

IĐM
4,3
8,61
4,56
2*35,45
17,73
2*22,8
14,2
7,1
3,42
4,3
180,72


Tra phụ lục 1.1 (trang 253 - thiết kế cấp điện) với phân xưởng sửa chữa cơ
khí chọn :
ksd = 0.15 ; cosφ=0,6
P
P

14
Ta có : dd max = 1máy = = 7 ( kW)
2
2
2
→ n1= 5
n2= 12
n
5
n* = 1 =
= 0, 4
n2 12
n1

P
P* = i =
P

∑P
i =1
n

ddi

∑P
i =1

=

28 + 7 + 18

= 0, 74
71,35

ddi

Tra bảng phụ lục 1.5 (trang 255 - thiết kế cấp điện) với n* = 0, 4 và
P* = 0, 74
→ nhq* = 0, 63
→ nhq= nhq*.n = 0,63 . 12 = 7,56
Tra bảng phụ lục 1.6 (trang 256 - thiết kế cấp điện) với ksd = 0,15 ; nhq=8
→ kmax = 2,31
Phụ tải tính toán nhóm 2 :
n

Ptt = kmax .k sd .∑ Pddi = 2,31.0,15.71,35 = 24, 7 (kW)
i =1

Qtt = Ptt . tgφ = 24,7 . 1,33 = 32,9 (kVAr)
P
24, 7
Stt = tt =
= 41, 2 (kVA)
cosϕ 0, 6
S
41, 2
I tt = tt =
= 62, 6 (A)
3U
3.0,38

* Nhóm 3
STT

Tên thiết bị

Số Ký hiệu trên
lượng mặt bằng

PĐM(kw)
1 máy Toàn bộ

IĐM


1
2
3
4
5
6
7

Máy mài dao cắt gọt
Máy mài sắc vạn
năng
Máy mài phá
Lò điện kiểu buồng
Lò điện kiểu đứng
Lò điện kiểu bể
Bể điện phân

Tổng

1
1

21
22

2,8
0,65

2,8
0,65

7,1
1,65

1
1
1
1
1
7

27
31
32
33
34

3
30
25
30
10

3
30
25
30
10
101,45

7,6
75,97
63,3
75,97
25,3
256,89

Tra phụ lục 1.1 (trang 253 - thiết kế cấp điện) với phân xưởng sửa chữa cơ
khí chọn :
ksd = 0.15 ; cosφ=0,6
P
P
30
Ta có : dd max = 1máy =
= 15 ( kW)
2
2

2
→ n1= 4
n2= 7
n 4
n* = 1 = = 0,57
n2 7
n1

P
P* = i =
P

∑P
i =1
n

ddi

∑P
i =1

=

30 + 20 + 30 + 10
= 0,94
101, 45

ddi

Tra bảng phụ lục 1.5 (trang 255 - thiết kế cấp điện) với n* = 0,55 và

P* = 0,9
→ nhq* = 0, 63
→ nhq= nhq*.n = 0,63 . 7 = 4,41
Tra bảng phụ lục 1.6 (trang 256 - thiết kế cấp điện) với ksd = 0,15 ; nhq ≈ 7
→ kmax = 2,48
Phụ tải tính toán nhóm 3 :
n

Ptt = kmax .k sd .∑ Pddi = 2, 48.0,15.52, 2 = 54,83 (kW)
i =1

Qtt = Ptt . tgφ = 54,83 . 1,33 = 72,9 (kVAr)
P
54,83
Stt = tt =
= 91, 4 (kVA)
cosϕ
0, 6


I tt =

Stt
3U

=

91, 4
= 138, 9 (A)
3.0,38

* Nhóm 4
STT

Tên thiết bị

1
2

Máy mài dao cắt gọt
Máy mài sắc vạn
năng
Máy mài phá
Lò điện kiểu buồng
Lò điện kiểu đứng
Lò điện kiểu bể
Bể điện phân
Tổng

3
4
5
6
7

Số Ký hiệu trên
lượng mặt bằng

PĐM(kw)
1 máy Toàn bộ

IĐM

1
1

21
22

2,8
0,65

2,8
1,65

7,1
1,65

1
1
1
1
1
7

27
31
32
33
34

3
30
25
30
10

3
30
25
30
10
101,45

7,6
75,97
63,3
75,97
25,3
256,89

Tra phụ lục 1.1 (trang 253 - thiết kế cấp điện) với phân xưởng sửa chữa cơ
khí chọn :
ksd = 0.15 ; cosφ=0,6
P
P
30
Ta có : dd max = 1máy =
= 15 ( kW)
2

2
2
→ n1= 4
n2= 7
n 4
n* = 1 = = 0,57
n2 7
n1

P
P* = i =
P

∑P
i =1
n

ddi

∑P
i =1

=

30 + 25 + 30 + 10
= 0,94
101, 45

ddi

Tra bảng phụ lục 1.5 (trang 255 - thiết kế cấp điện) với n* = 0,55 và
P* = 0,9
→ nhq* = 0,85
→ nhq= nhq*.n = 0,63 . 7 = 4,41


Tra bảng phụ lục 1.6 (trang 256 - thiết kế cấp điện) với ksd = 0,15 ; nhq ≈ 4
→ kmax = 3,11
Phụ tải tính toán nhóm 4 :
n

Ptt = kmax .k sd .∑ Pddi = 3,11.0,15.101, 45 = 47,33 (kW)
i =1

Qtt = Ptt . tgφ = 47,33 . 1,33 = 62,95 (kVAr)
P
47,3
Stt = tt =
= 78,8 (kVA)
cosϕ 0, 6
S
78,8
I tt = tt =
= 119, 7 (A)
3U
3.0,38

* Nhóm 5
STT

Tên thiết bị

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14

Máy tiện ren
Máy tiện ren
Máy tiện ren
Máy phay ngang
Máy phay vạn năng
Máy phay răng
Máy xọc
Máy bào ngang
Máy mài tròn
Máy khoan đứng
Biên áp hàn
Máy mài phá
Khoan điện

Máy cắt
Tổng

Số Ký hiệu trên
lượng mặt bằng
2
1
1
1
1
1
1
2
1
1
1
1
1
1
16

43
44
45
46
47
48
49
50
51

52
57
58
59
60

PĐM(kw)
1 máy Toàn bộ
10
7
4,5
2,8
2,8
2,8
2,8
7,6
7
1,8
12,5
3,2
0,6
1,7

20
7
4,5
2,8
2,8
2,8
2,8

15,2
7
1,8
12,5
3,2
0,6
1,7
84,7

IĐM
2*25,32
17,73
11,4
7,1
7,1
7,1
7,1
2*19,25
17,73
4,56
31,65
8,1
1,52
4,3
214,53

Tra phụ lục 1.1 (trang 253 - thiết kế cấp điện) với phân xưởng sửa chữa cơ
khí chọn :
ksd = 0.15 ; cosφ=0,6
P

P
12,5
Ta có : dd max = 1máy =
= 6, 25 ( kW)
2
2
2


→ n1= 7
n2= 16
n
7
n* = 1 =
= 0, 44
n2 16
n1

P
P* = i =
P

∑P
i =1
n

ddi

∑P
i =1

=

20 + 7 + 15, 2 + 7 + 12,5
= 0, 73
84, 7

ddi

Tra bảng phụ lục 1.5 (trang 255 - thiết kế cấp điện) với n* = 0, 45 và
P* = 0, 7
→ nhq* = 0, 76
→ nhq= nhq*.n = 0,76 . 16 = 12,16
Tra bảng phụ lục 1.6 (trang 256 - thiết kế cấp điện) với ksd = 0,15 ; nhq=12
→ kmax = 1,96
Phụ tải tính toán nhóm 5 :
n

Ptt = kmax .k sd .∑ Pddi = 1,96.0,15.84, 7 = 24,9 (kW)
i =1

Qtt = Ptt . tgφ = 24,9 . 1,33 = 32,12 (kVAr)
P
24, 9
Stt = tt =
= 41,5 (kVA)
cosϕ 0, 6
S
41, 5
I tt = tt =

= 63,1 (A)
3U
3.0, 38

* Nhóm 6
STT
1
2
3
4
5

Tên thiết bị
Búa khí nén
Quạt
Bàn nguội
Máy cuốn dây
Bàn thí nghiệm

Số Ký hiệu trên
lượng mặt bằng
1
1
3
1
1

53
54
65

66
67

PĐM(kw)
1 máy Toàn bộ
10
3,2
0,5
0,5
15

10
3,2
1,5
0,5
15

IĐM
25,32
8,1
3*1,27
1,27
37,98


6
7
8
9
10

11
12
13

Bể tấm có đôt nóng
Tủ sấy
Khoan bàn
Máy phay vạn năng
Máy mài
Máy khoan vạn
năng
Máy khoan bàn
Máy ép kiểu trục
khuỷu
Tổng

1
1
1
1
1
1

68
69
70
7
11
15

4
0,85
0,65
3,4
2,2
4,5

4
0,85
0,65
3,4
2,2
4,5

10,13
2,15
1,65
8,61
5,57
11,4

2
1

23
24

0,65
1,7

1,3
1,7

2*1,65
4,3

48,8

123,59

16

Tra phụ lục 1.1 (trang 253 - thiết kế cấp điện) với phân xưởng sửa chữa cơ
khí chọn :
ksd = 0.15 ; cosφ=0,6
P
P
15
Ta có : dd max = 1máy = = 7,5 ( kW)
2
2
2
→ n1= 2
n2= 16
n
2
n* = 1 =
= 0,125
n2 16
n1

P
P* = i =
P

∑P
i =1
n

ddi

∑P
i =1

=

10 + 15
= 0,5
48,8

ddi

Tra bảng phụ lục 1.5 (trang 255 - thiết kế cấp điện) với n* = 0,1 và
P* = 0,5
→ nhq* = 0,31
→ nhq= nhq*.n = 0,31 . 16 = 4,96
Tra bảng phụ lục 1.6 (trang 256 - thiết kế cấp điện) với ksd = 0,15 ; nhq=5
→ kmax = 2,87
Phụ tải tính toán nhóm 6 :
n

Ptt = kmax .k sd .∑ Pddi = 2,87.0,15.48,8 = 21 (kW)
i =1

Qtt = Ptt . tgφ = 21 . 1,33 = 27,93 (kVAr)


Ptt
21
=
= 35 (kVA)
cosϕ 0, 6
S
35
I tt = tt =
= 53, 2 (A)
3U
3.0,38

Stt =

* Bảng tổng hợp nhóm phu tải pxscck:

Nhóm
1
2
3
4
5
6

Tổng

Số thiết bị
9
12
8
7
16
16
68

P∑
61,2
71,35
52,2
101,45
84,7
48,8

I∑
154,97
180,72
132,21
256,89
214,53
123,59

Ptt
21,2
24,7

54,83
47,33
24,9
21
193,96

Qtt
28,2
32,9
72,9
62,95
33,12
27,93

2.2.Xác định phụ tải tính toán cho các phân xưởng của nhà
máy
2.2.1. Px cơ khí chính
Công suất đặt :
Pđ = 1200 ( KW)
Diện tích xưởng : S = 3206 (m2)
- Tra bảng phụ lục I.3 (trang 254 thiết kế cấp điện) với px cơ khí :
Knc= 0,3 ; cosφ = 0,6
- Tra phụ lục I.2 (trang 253-254 thiết kế cấp điện) :
P0 = 14 (W/m2) ; ở đây sử dụng đèn huỳnh quang nên chọn cosφ = 0,6
- Công suất tính toán động lực :
Pđl = knc . Pđ = 0,3 . 1200 = 360 (kW)
Qđl = Pđl . tgφ = 360 . 1,33 = 478,8 (kVar)
- Công suất tính toán chiếu sáng :
Pcs = P0 . S = 14 . 3206 = 44,9 (kW)
Qcs = Pcs . tgφ = 44,9 . 1,33 = 59,7 (kVAr)

- Công suất tính toán tác dụng của phân xưởng :
Ptt = Pđl + Pcs = 360 + 44,9 = 404,9 (kW)
- Công suất tính toán phản kháng của phân xưởng :
Qtt = Ptt . tgφ = 404,9 . 1,33 = 538,52 (kVAr)


- Công suất tính toán toàn phần của phân xưởng :
P
404,9
Stt = tt =
= 674,8 (kVA)
cosϕ
0, 6
2.2.2. Px lắp ráp
Công suất đặt :
Pđ = 800 ( KW)
Diện tích xưởng : S = 2256 (m2)
- Tra bảng phụ lục I.3 (trang 254 thiết kế cấp điện) với px lắp ráp :
Knc= 0,31 ; cosφ = 0,6
- Tra phụ lục I.2 (trang 253-254 thiết kế cấp điện) :
P0 = 14 (W/m2) ; ở đây sử dụng đèn huỳnh quang nên chọn cosφ = 0,6
- Công suất tính toán động lực :
Pđl = knc . Pđ = 0,31 . 800 = 248 (kW)
Qđl = Pđl . tgφ = 248 . 1,33 = 329,84 (kVar)
- Công suất tính toán chiếu sáng :
Pcs = P0 . S = 14 . 2256 = 31,584 (kW)
Qcs = Pcs . tgφ = 31,584 . 1,33 = 42 (kVAr)
- Công suất tính toán tác dụng của phân xưởng :
Ptt = Pđl + Pcs = 248 + 31,584 = 279,584 (kW)
- Công suất tính toán phản kháng của phân xưởng :

Qtt = Ptt . tgφ = 279,584 . 1,33 = 371,85 (kVAr)
- Công suất tính toán toàn phần của phân xưởng :
P
279,584
Stt = tt =
= 465,97 (kVA)
cosϕ
0, 6
2.2.3 .Px sửa chữa cơ khí
Công suất tổng :
∑Ptt = 193,96 ( KW)
Diện tích xưởng :
S = 1859 (m2)
- Tra bảng phụ lục I.3 (trang 254 thiết kế cấp điện) với pxscck :
Knc= 0,2 ; cosφ = 0,71
- Tra phụ lục I.2 (trang 253-254 thiết kế cấp điện) :
P0 = 15 (W/m2) ; ở đây sử dụng đèn huỳnh quang nên chọn cosφ = 0,6
- Công suất tính toán chiếu sáng :
Pcs = P0 . S = 15 . 1859 = 27,885 (kW)
Qcs = Pcs . tgφ = 27,885 . 1,33 = 37,1 (kVAr)
- Công suất tính toán tác dụng của phân xưởng :
6

Ptt = kdt .∑ Ptti = 0,85.193,96 = 164,87 (kW)
i =1


- Công suất tính toán phản kháng của phân xưởng :
Qtt = Ptt . tgφ = 164,87 . 0,99 = 163,22 (kVAr)
- Công suất tính toán toàn phần của phân xưởng :

Stt = Ptt2 + Qtt2 = 164,87 2 + 163, 222 = 232 (kVA)

2.2.4. Px rèn
Công suất đặt :
Pđ = 600 ( KW)
Diện tích xưởng : S = 1859 (m2)
- Tra bảng phụ lục I.3 (trang 254 thiết kế cấp điện) với px rèn :
Knc= 0,5 ; cosφ = 0,65
- Tra phụ lục I.2 (trang 253-254 thiết kế cấp điện) :
P0 = 15 (W/m2) ; ở đây sử dụng đèn huỳnh quang nên chọn cosφ = 0,6
- Công suất tính toán động lực :
Pđl = knc . Pđ = 0,5 . 600 = 300 (kW)
Qđl = Pđl . tgφ = 300 . 1,17 = 351 (kVar)
- Công suất tính toán chiếu sáng :
Pcs = P0 . S = 15 . 1859 = 27,885 (kW)
Qcs = Pcs . tgφ = 27,885 . 1,33 = 37,09 (kVAr)
- Công suất tính toán tác dụng của phân xưởng :
Ptt = Pđl + Pcs = 300 + 27,885 = 327,885 (kW)
- Công suất tính toán phản kháng của phân xưởng :
Qtt = Ptt . tgφ = 327,885 . 1,17 = 386,63 (kVAr)
- Công suất tính toán toàn phần của phân xưởng :
P
327,885
Stt = tt =
= 504, 44 (kVA)
cosϕ
0, 65
2.2.5. Px đúc
Công suất đặt :
Pđ = 400 ( KW)

Diện tích xưởng : S = 1859 (m2)
- Tra bảng phụ lục I.3 (trang 254 thiết kế cấp điện) với px đúc :
Knc= 0,5 ; cosφ = 0,85
- Tra phụ lục I.2 (trang 253-254 thiết kế cấp điện) :
P0 = 13 (W/m2) ; ở đây sử dụng đèn huỳnh quang nên chọn cosφ = 0,6
- Công suất tính toán động lực :
Pđl = knc . Pđ = 0,5 . 400 = 200 (kW)
Qđl = Pđl . tgφ = 200 . 0,62 = 124 (kVar)
- Công suất tính toán chiếu sáng :
Pcs = P0 . S = 13 . 1859 = 24,17 (kW)
Qcs = Pcs . tgφ = 24,17 . 1,33 = 32,15 (kVAr)


- Công suất tính toán tác dụng của phân xưởng :
Ptt = Pđl + Pcs = 200 + 24,17 = 224,17 (kW)
- Công suất tính toán phản kháng của phân xưởng :
Qtt = Ptt . tgφ = 224,17 . 0,62 = 138,98 (kVAr)
- Công suất tính toán toàn phần của phân xưởng :
P
224,17
Stt = tt =
= 263, 73 (kVA)
cosϕ
0,85
2.2.6. Bộ phận nén ép
Công suất đặt :
Pđ = 450 ( KW)
Diện tích xưởng : S = 1859 (m2)
- Tra bảng phụ lục I.3 (trang 254 thiết kế cấp điện) với bộ phận nén ép :
Knc= 0,7 ; cosφ = 0,7

- Tra phụ lục I.2 (trang 253-254 thiết kế cấp điện) :
P0 = 12 (W/m2) ; ở đây sử dụng đèn huỳnh quang nên chọn cosφ = 0,6
- Công suất tính toán động lực :
Pđl = knc . Pđ = 0,7 . 450 = 315 (kW)
Qđl = Pđl . tgφ = 315 . 1,02 = 321,3 (kVar)
- Công suất tính toán chiếu sáng :
Pcs = P0 . S = 12 . 1859 = 22,31 (kW)
Qcs = Pcs . tgφ = 22,31 . 1,33 = 29,67 (kVAr)
- Công suất tính toán tác dụng của phân xưởng :
Ptt = Pđl + Pcs = 315 + 22,31 = 337,31 (kW)
- Công suất tính toán phản kháng của phân xưởng :
Qtt = Ptt . tgφ = 337,31 . 1,02 = 344,1 (kVAr)
- Công suất tính toán toàn phần của phân xưởng :
P
337,31
Stt = tt =
= 481,87 (kVA)
cosϕ
0, 7
2.2.7. Px kết cấu kim loại
Công suất đặt :
Pđ = 230 ( KW)
Diện tích xưởng : S = 1684 (m2)
- Tra bảng phụ lục I.3 (trang 254 thiết kế cấp điện) với px kết cấu lim loại :
Knc= 0,65 ; cosφ = 0,7
- Tra phụ lục I.2 (trang 253-254 thiết kế cấp điện) :
P0 = 15 (W/m2) ; ở đây sử dụng đèn huỳnh quang nên chọn cosφ = 0,6
- Công suất tính toán động lực :
Pđl = knc . Pđ = 0,65 . 230 = 149,5 (kW)

Qđl = Pđl . tgφ = 149,5 . 1,02 = 152,5 (kVar)
- Công suất tính toán chiếu sáng :
Pcs = P0 . S = 15 . 1684 = 25,26 (kW)
Qcs = Pcs . tgφ = 25,26 . 1,33 = 33,6 (kVAr)
- Công suất tính toán tác dụng của phân xưởng :
Ptt = Pđl + Pcs = 149,5 + 25,26 = 174,76 (kW)
Qtt = Ptt . tgφ = 174,76 . 1,02 = 178,26 (kVAr)
- Công suất tính toán toàn phần của phân xưởng :
P
174, 76
Stt = tt =
= 249, 66 (kVA)
cosϕ
0, 7
2.2.8. Phòng thiết kế
Công suất đặt :
Pđ = 80 ( KW)
Diện tích xưởng : S = 1350 (m2)
- Tra bảng phụ lục I.3 (trang 254 thiết kế cấp điện) với phòng thiết kế :
Knc= 0,5 ; cosφ = 0,6
- Tra phụ lục I.2 (trang 253-254 thiết kế cấp điện) :
P0 = 20 (W/m2) ; ở đây sử dụng đèn huỳnh quang nên chọn cosφ = 0,6
- Công suất tính toán động lực :
Pđl = knc . Pđ = 0,5 . 80 = 40 (kW)
Qđl = Pđl . tgφ = 40 . 1,33 = 53,2 (kVar)
- Công suất tính toán chiếu sáng :
Pcs = P0 . S = 20 . 1350 = 27 (kW)
Qcs = Pcs . tgφ = 27 . 1,33 = 35,91 (kVAr)
- Công suất tính toán tác dụng của phân xưởng :

Ptt = Pđl + Pcs = 40 + 27 = 67 (kW)
- Công suất tính toán phản kháng của phân xưởng :
Qtt = Ptt . tgφ = 67 . 1,33 = 89,11 (kVAr)
- Công suất tính toán toàn phần của phân xưởng :
P
67
Stt = tt =
= 111, 67 (kVA)
cosϕ 0, 6
2.2.9. Trạm bơm
Công suất đặt :
Pđ = 130 ( KW)
Diện tích xưởng : S = 1250 (m2)
- Tra bảng phụ lục I.3 (trang 254 thiết kế cấp điện) với trạm bơm :
Knc= 0,6 ; cosφ = 0,7
- Tra phụ lục I.2 (trang 253-254 thiết kế cấp điện) :
P0 = 10 (W/m2) ; ở đây sử dụng đèn huỳnh quang nên chọn cosφ = 0,6


- Công suất tính toán động lực :
Pđl = knc . Pđ = 0,6 . 130 = 78 (kW)
Qđl = Pđl . tgφ = 78 . 1,02 = 79,56 (kVar)
- Công suất tính toán chiếu sáng :
Pcs = P0 . S = 10 . 1250 = 12,5 (kW)
Qcs = Pcs . tgφ = 12,5 . 1,33 = 16,625 (kVAr)
- Công suất tính toán tác dụng của phân xưởng :
Ptt = Pđl + Pcs = 78 + 12,5 = 90,5 (kW)
- Công suất tính toán phản kháng của phân xưởng :
Qtt = Ptt . tgφ = 90,5 . 1,02 = 92,31 (kVAr)
- Công suất tính toán toàn phần của phân xưởng :

P
90,5
Stt = tt =
= 129, 29 (kVA)
cosϕ 0, 7
* Bảng tổng hợp phụ tải toàn nhà máy
STT Tên phân xưởng Pđ(kW)
1
Px cơ khí chính
1200

S(m2)
3206

Pcs
44,9

Ptt
404,9
279,58
4
164,97
327,88
5
224,17
337,31
174,76
67
90,5
2071

2

Px lắp ráp

800

2256

31,584

3
4

Px scck
Px rèn

---600

1859
1859

27,885
27,885

5
6
7
8
9

Px đúc
Bộ phận nén ép
Px kết cấu kloại
Phòng thiết kế
Trạm bơm
Tổng

400
450
230
80
130

1859
1859
1684
1350
1250

24,17
22,31
25,26
27
12,5

- Tính toán phụ tải toàn nhà máy :
+ Phụ tải tính toán tác dụng toàn nhà máy :
9

Pttnm = kdt .∑ Ptti = 0,8.2071 = 1657 ( kW)
i =1

+ Phụ tải tính toán phản kháng toàn nhà máy :
9

Qttnm = kdt .∑ Qtti = 0,8.2300 = 1840 ( kVAr)
i =1

Qtt
Stt
538,5 674,8
2
371,8 465,97
5
163,22 232
383,63 504,44
138,98
344,1
178,26
89,11
92,31
2300

263,73
481,87
249,66
111,67
129,29

+ Phụ tải toàn phần của toàn nhà máy :
2
2
Sttnm = Pttnm
+ Qttnm
= 1657 2 + 1840 2 = 2476 (kVA)

+ Hệ số công suất của nhà máy :
cosϕ =

Pttnm 1657
=
= 0, 67
Sttnm 2476

* Biểu đồ phụ tải toàn nhà máy
Chọn tỷ lệ xích m=3 kVA/mm2 , từ đó tìm được bán kính của biểu đồ phụ
tải :

R=

S
mП
.

Góc của phụ tải chiếu sáng nằm trong biểu đồ phụ tải được xác định theo
biểu thức :

α cs =

360.Pcs
Ptt

Bảng kết quả tính toán R và αcs như sau :
TT
Tên phân xưởng
Pcs(kW) Ptt(kW) Stt(kVA)
1
Px cơ khí chính
44,9
404,9
674,8
2
Px lắp ráp
31,584 279,58 465,97
4
3
Px scck
27,885 164,97
232
4
Px rèn
27,885 327,88 504,44
5
5
Px đúc
24,17
224,17 263,73
6

Bộ phận nén ép
22,31
337,31 481,87
7
Px kết cấu kloại
25,26
174,76 249,66
8
Phòng thiết kế
27
67
111,67
9
Trạm bơm
12,5
90,5
129,29

R
8,5
7,03

αcs
40
40,7

4,96
7,3

60,9

30,6

5,3
7,2
5,1
3,4
3,7

39
23,8
52
145
49,7


6
9

2
5

8

4
7
1
3

Chương 3 : THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CAO ÁP
Với qui mô nhà máy như số liệu đã cho,cần đặt 1 trạm PPTT nhận điện từ

trạn BATG về rồi phân phối cho các trạm biến áp phân xưởng(BAPX)

3.1 . Xây dựng và xác định vị trí trạm PPTT của nhà máy
Trên sơ đồ mặt bằng nhà máy, vẽ 1 hệ tọa độ xoy, có vị trí trọng tâm các
phân xưởng là (xi,yi) sẽ xác định được tọa độ tối ưu M(x,y) để đặt trạm
PPTT như sau :

∑ x .S
∑S
∑ y .S
y=
∑S

x=

i

i

= 9,13

i

= 5,83

i

i

i

Dịch chuyển ra khoảng trống → Vị trí đặt trạm PPTT : M(9,13;5,83)

3.2. Xác định vị trí, số lượng, dung lượng các trạm BAPX


Theo tính toán ở chương trước thì cấp điện áp truyền tải từ trạm biến áp
trung tâm của khu công nghiệp về nhà máy là 22 KV.
3.2.1. Xác định vị trí đặt máy biến áp
* Xác định vị trí đặt máy biến áp theo các nguyên tắc sau:
- Phải gần tâm phụ tải
- Thuận tiện cho lắp đặt, không ảnh hưởng đến giao thông sản xuất
- Có khả năng phòng cháy nổ, đón được gió, tránh được bụi
Các trạm dùng loại trạm kề, có 1 tường trạm chung với tường phân xưởng
3.2.2. Xác định số lượng máy biến áp cho trạm phân xưởng
Xác định số lượng máy biến áp theo quy định: Các trạm BAPX cấp
điện cho phân xưởng loại 1 cần đặt 2 MBA
a/ Trạm biến áp trung tâm( nếu dùng).
Vì trạm biến áp trung tâm nên được coi là hộ tiêu thụ loại I →chọn 2
MBA
b/ Các trạm biến áp phân xưởng.
Căn cứ vào vị trí, công suất của các phân xưởng quyết định đặt 5 trạm biến
áp phân xưởng:
-Trạm B1 cấp điện cho PX cơ khí chính(1)
-Trạm B2 cấp điện cho PX lắp ráp(2) và trạm bơm(9)
-Trạm B3 cấp điện cho PX rèn(4) và PX sửa chữa cơ khí(3)
-Trạm B4 cấp điện cho Bộ phận nén ép(6) và PX đúc(5)
-Trạm B5 cấp điện cho Văn phòng thiết kế(8) và PX kết cấu kim loại(7)
+ Trong đó các trạm B1, B2, B3, B4,B5 đều cấp điện cho các phân xưởng
chính được xếp vào phụ tải hộ tiêu thụ loại 1 nên cần đặt ít nhất 2 MBA

+ Để đảm bảo tính mỹ quan của nhà máy và tiết kiệm vốn đầu tư nên ta đặt
các trạm có tường chung với tường của phân xưởng.
+ Để thuận tiện cho việc lắp đặt,chọn thiết bị và sửa chữa ta chọn máy biến
áp do công ty thiết bị điện Đông Anh chế tạo.


3.2.3. Chọn dung lượng các máy biến áp
Dung lượng các MBA được chọn theo điều kiện:
n.khc.SdmB ≥ Stt
Và kiểm tra theo điều kiện quá tải sự cố:
( n- 1). khc.kqt.SdmB ≥ Sttsc
Trong đó :
n - số máy biến áp có trong trạm biến áp
khc - hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường, ta chọn loại máy biến
áp chế tạo tại Việt Nam nên không cần hiệu chỉnh nhiệt độ, khc = 1. kqt - hệ
số quá tải sự cố, kqt = 1,4 nếu thỏa mãn điều kiện MBA vận hành quá tải
không quá 5 ngày đêm. Thời gian quá tải trong một ngày đêm không vượtt
quá 6h, trước khi quá tải MBA vận hành với hệ số tải ≤ 0,93.
Sttsc – công suất tính toán sự cố. Khi sự cố một MBA có thể loại bỏ
một số phụ tải không quan trọng để giảm nhẹ được vốn đầu tư và tổn thất
của trạm trong trường hợp vận hành bình thường.
Đồng thời cũng cần hạn chế chủng loại MBA dùng trong nhà máy để tạo
điều kiện thuận tiện cho việc mua sắm, lắp đặt, thay thế, vận hành, sửa chữa
và kiểm tra định kỳ.
a/ Trạm biến áp trung tâm( nếu dùng).
Vì trạm biến áp trung tâm nên được coi là hộ tiêu thụ loại I →chọn 2
MBA:

SdmB ≥

Stt
2476
=
= 1769 (kVA)
K qt ( N B − 1) 1, 4(2 − 1)

Do đó chọn 2MBA 1800 kVA
b/ Trạm biến áp phân xưởng
Xét trường hợp sự cố một máy biến áp, máy còn lại có khả năng chạy quá tải
trong thời gian 1-2 ngày để sửa chữa, đồng thời cắt bớt các phụ tải không
quan trọng. Trong trường hợp này công suất máy biến áp được xác định theo
công thức sau:


SdmB ≥

Stt
K qt ( N B − 1)

Trong đó : Kqt là hệ số quá tải ( lấy =1,4 )
NB là số máy biến áp có trong một trạm thường là 2
-Trạm B1:
Stt1= 674,8

SdmB ≥

Stt1
674,8
=
= 482 (kVA)

K qt ( N B − 1)
1, 4

Chọn 2 máy biến áp cùng loại có dung lượng 500 (kVA)
-Trạm B2:
Stt2= 465,97 + 129,29 = 595,26 (kVA)

Stt 2
595, 26
=
= 425, 2 (kVA)
K qt ( N B − 1)
1, 4

SdmB ≥

Chọn 2 máy biến áp cùng loại có dung lượng 500 (kVA)
-Trạm B3:
Stt3= 504,44 + 232 = 736,44 (kVA)

Stt 3
736, 44
=
= 526 (kVA)
K qt ( N B − 1)
1, 4

SdmB ≥

Chọn 2 máy biến áp cùng loại có dung lượng 560 (kVA)

-Trạm B4:
Stt4= 263,73 + 481,87 = 745,6 (kVA)

SdmB ≥

Stt 4
745, 6
=
= 533 (kVA)
K qt ( N B − 1)
1, 4

Chọn 2 máy biến áp cùng loại có dung lượng 560 (kVA)
-Trạm B5:
Stt5= 249,66 + 111,67 = 361,33 (kVA)


SdmB ≥

Stt 5
361,33
=
= 258 (kVA)
K qt ( N B − 1)
1, 4

Chọn 2 máy biến áp cùng loại có dung lượng 320 (kVA)
Kết quả chọn biến áp cho các trạm BAPX :
STT
1

2
9
3
4
5
6
7
8

Tên phân xưởng
PX cơ khí chính
PX lắp ráp
Trạm bơm
PX scck
PX rèn
PX đúc
Bộ phận nén ép
PX kết cấu kim loại
Văn phòng thiết kế

Stt (kVA)
674,8
465,97
129,29
232
504,44
263,73
481,87
249,66
111,67

Số máy
2
2

SđmB (kVA)
500
500

Tên trạm
B1
B2

2

560

B3

2

560

B4

2

320

B5

Vậy các trạm biến áp phân xưởng cần dùng 10 máy biến áp phân phối để
cung cấp điện cho các phân xưởng. Trong đó có 2 MBA dung lượng 500
(kVA) , 2 MBA dung lượng 560 (kVA) và 1MBA 320 (kVA)

3.3. Phương án đi dây mạng cao áp
- Vì nhà máy thuộc hộ loại 1, nên đường dây cung cấp điện cho nhà máy từ
trạm biến áp trung gian về trung tâm cung cấp của nhà máy dùng đường dây
trên không lộ kép.
- Để đảm bảo mỹ quan và an toàn mạng cao áp trong nhà máy ta dùng cáp
ngầm.
- Do tính chất quan trọng của các phân xưởng nên mạng cao áp trong nhad
máy dùng sơ đồ hình tia,lộ kép.
-Các trạm biến áp phân xưởng dùng loại trạm kề, có 1 mặt tường giáp với
mặt tường phân xưởng.


-Căn cứ vào vị trí đặt trạm đặt trạm phân phối trung tâm (hoặc TBATG) và
các trạm biến áp phân xưởng đã xác định từ trước, ta sẽ đề ra 4 phương án
nối dây cho mạng cao áp của nhà máy :
+Phương án 1: Sử dụng trạm biến áp trung gian lấy điện 22kV từ hệ thống
về,hạ xuống 0,6 kV sau đó cấp cho các TBAPX(theo sơ đồ hình tia).
+Phương án 2: Các trạm biến áp xa trạm BATG được lấy điện liên thông
qua các trạm gần các trạm gần trạm BATG (theo sơ đồ liên thông).
+Phương án 3: Các trạm biến áp được cấp điện trực tiếp từ trạm PPTT (theo
sơ đồ hình tia).
+Phương án 4: Các trạm biến áp xa trạm PPTT được lấy điện liên thông qua
các trạm gần các trạm gần trạm PPTT (theo sơ đồ liên thông).
4 phương án trên ta sẽ tính toán kinh tế kỹ thuật để chọn phương án tối ưu
thi công cho nhà máy.Sơ đồ nối dây mạng cao áp của nhà máy ở các phương

án như trong hình vẽ :
Phương án 1

6
9

2
5

8

4
7
1
3


Phương án 2

6
9

2
5

8

4
7
1

3

Phương án 3


6
9

2
5

8

4
7
1
3

Phương án 4

6
9

2
5

8

4
7

1
3