Bài tập lớn thiết kế cấp điện Đề tài thiết kế cấp điện cho phân xưởng sửa chữa cơ khí

Trường: Đại Học Điện Lực

Khoa: Hệ thống Điện

Bộ môn: Cung Cấp Điện

LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay, trong xu thế hội nhập, quá trình công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước đang
diễn ra một cách mạnh mẽ. Trong quá trình phát triển đó, điện năng đóng vai trò rất
quan trọng. Nó là một dạng năng lượng đặc biệt, có rất nhiều ưu điểm như: dễ chuyển
hóa thành các dạng năng lượng khác( như cơ năng, hóa năng, nhiệt năng…), dễ dàng
truyền tải và phân phối… Do đó ngày nay điện năng được sử dụng rộng rãi trong hầu
hết các lĩnh vực của đời sống, Cùng với xu hướng phát triển mạnh mẽ của nền kinh tế,
đời sống xã hội ngày càng được nâng cao, nhu cầu sử dụng điện năng trong các lĩnh
vực công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ,… tăng lên không ngừng. Để đảm bảo những
nhu cầu to lớn đó, chúng ta phải có một hệ thống cung cấp điện an toàn và tin cậy.
Với: “Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng cơ khí”, sau một thời gian làm
đồ án, dưới sự hướng dẫn của thầy Th.s Nguyễn Phúc Huy và tài liệu tham khảo
không thể thiếu của TS. Trần Quang Khánh :
-

Hệ thống cung cấp điện : Ts. Trần Quang Khánh
Bài tập cung cấp điện : Ts. Trần Quang Khánh

Đến nay, về cơ bản em đã hoàn thành nội dung đồ án môn học này. Do trình độ và thời
gian có hạn nên không thể tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong được sự chỉ bảo,
châm chước, giúp đỡ của các thầy cô để bài làm này của em được hoàn thiện hơn.
Đồng thời giúp em nâng cao trình độ chuyên môn, đáp ứng nhiệm vụ công tác sau này.
Em xin chân thành cảm ơn !
Hà Nội, tháng 06 năm 2011

Sinh viên thực hiện

THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN
Page 1


Trường: Đại Học Điện Lực

Khoa: Hệ thống Điện

Bộ môn: Cung Cấp Điện

Đồ án 1

Thiết kế cung cấp điện cho một phân xưởng sản xuất công nghiệp
Sinh viên: NGUYỄN DANH ĐỨC
Lớp
: Đ3-H1
Tên đồ án: Phân xưởng cơ khí N0 3
Thời gian thực hiện:
A.
Dữ liệu (Đã tra theo Tên và Họ)
Thiết kế mạng điện cung cấp cho một phân xương cơ khí vói số liệu sau:
Tỉ lệ phụ tải điện I & II là 85% . Hao tổn điện áp cho phép trong mạng điện hạ áp ΔUcp
= 3,5%, Hệ số công suất cần nâng lên là cosφ = 0,90. Hệ số chiết khấu i= 12%, Thời
gian sử dụng công suất cực đại TM = 4680 (h). Công suất ngắn mạch tại điểm đấu điện
Sk =12,48 MVA; Thời gian tồn tại của dòng ngắn mạch tk= 2,5 s. Khoảng cách từ
nguồn đến phân xưởng L= 73,6 m. Chiều cao nhà xưởng H= 4,3 m. Giá thành tổn thất
điện năng c∆= 1000 đ/kWh; suất thiệt hại do mất điện gth = 7500 đ/kWh. Đơn giá tụ bù
là 200×103 đ/kVAr, chi phí vận hành tụ bằng 2% vốn đầu tư, suất tổn thất trong tụ ΔPb

= 0,0025 kW/kVAr. Giá điện trung bình g=1000 đ/kWh. Điện áp lưới phân phối là
22kV.

SƠ ĐỒ MẶT BẰNG PHÂN XƯỞNG N03
Page 2


Trường: Đại Học Điện Lực

Khoa: Hệ thống Điện

A

B

Bộ môn: Cung Cấp Điện

D

C

6000

E

24000

1
3

2

1

17

6000

18
19

2
4
5

20

12

3
7

6
13
8

36000

14

4

26

15
5

30

25

9

29
10
23
11

6

31

24

16

20

27
28

7

Hình I
CHƯƠNG I: THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG CHO PHÂN XƯỞNG

Page 3


Trường: Đại Học Điện Lực

Khoa: Hệ thống Điện

Bộ môn: Cung Cấp Điện

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 của 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 hợp lý cùng
sự bố trí chiếu sáng vừa đảm bảo tính kinh tế và mỹ quan hoàn cảnh. Thiết kế chiếu
sáng phải đảm bảo các yêu cầu sau:
-

Không bị loá mắt

-

Không loá do phản xạ

-

Không có bóng tối

-

Phải có độ rọi đồng đều

-

Phải đảm bảo độ sáng đủ và ổn định

-

Phải tạo ra được ánh sáng giống ánh sáng ban ngày.

Các hệ thống chiếu sáng bao gồm chiếu sáng chung, chiếu sáng cục bộ và chiếu
sáng kết hợp ( kết hợp giữa cục bộ và chung ). Do yêu cầu thị giác cần phải làm việc
chính xác, nơi mà các thiết bị cần chiếu sáng mặt phẳng nghiêng và không tạo ra các
bóng tối sâu thiết kế cho phân xưởng thường sử dụng hệ thống chiếu sáng kết hợp.
Chọn loại bóng đèn chiếu sáng: gồm 2 loại: bóng đèn sợi đốt và bóng đèn huỳnh
quang. Các phân xưởng thường ít dung 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, 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 .
1.1. Tính toán lựa chọn đèn
Kích thước trên bản vẽ phân xưởng cơ khí N03: 24×36 (m2).
Chọn độ rọi Eyc= 100 lx. Căn cứ vào độ cao trần xưởng H= 4,3 (m)
Độ cao mặt công tác là h2= 0,8 m
h1

Độ cao treo đèn cách trần là h1= 0,7 m
Vậy khoảng cách từ đèn đến mặt công tác là:
h= H- h1- h2= 4,3- 0,7- 0,8= 2,8 (m)
Khoảng cách tối đa giữa 2 đèn là :
H
h
L= 1,8×h= 2,8×1,8= 5,04 (m)
Căn cứ vào kích thước nhà xưởng:
Khoảng cách giữa các đèn là
Ln= 5 m
q= 2 m
Ld= 4,5 m
p= 2,25 m
Như vậy tổng số đèn là 40 đèn;
Có 8 hàng đèn, mỗi đèn 5 bóng.
Kiểm tra các điều kiện :
4,5
4,5
5
5
2�
 2, 25 �
và
3
2
3
2
Page 4

Hình 1.1

h2


Trường: Đại Học Điện Lực

Khoa: Hệ thống Điện

Bộ môn: Cung Cấp Điện

Như vậy việc bố trí đèn là hợp lý và số lượng đèn tối thiểu để đảm bảo độ đồng đều
chiếu sáng là Nmin= 40 bóng
Lấy độ phản xạ của trần và đèn lần lượt là:  tran = 50% và  tuong = 30% kết hợp với chỉ
số phòng (Bảng 47.pl) được hệ số sử dụng là : Ksd (=0,59), n= 40
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 :
k �E yc �S �Z 1,3�100 �24 �36 �1,1
Fyc=
=
= 5235 (lm)
n �ksd
40 �0,59
Chọn đèn sợi đốt halogen : P= 150W/ bóng, Fd=11200 lm/bóng
SƠ ĐỒ CHIẾU SÁNG PHÂN XƯỞNG

Hình 1.2
1.2. Chọn cáp từ tủ phân phối chiếu sáng

Chọn cáp từ tủ phân phối đến tủ chiếu sáng
PCS

6000
Ics=
=
= 9,1 (A)
3U dm cos
3 �380 �1
(cosφ = 1 với đèn sợi đốt)
I CS
9,1
Icp ≥ k �k �k = 0,95 ��
1 1 = 9,6 (A)
1
2
3
Trong đó :
k1: hệ số thể hiện ảnh hưởng của cách thức lắp đặt, cáp treo trên trần k1= 0,95.
k2: hệ số thể hiện ảnh hưởng tương hỗ của các mạch đặt kề nhau, lấy k2 = 1
k3: Hệ số ảnh hưởng của nhiệt độ tương ứng với dạng cách điện, Do t o < 30o nên k3 =1.
Page 5


Trường: Đại Học Điện Lực

Khoa: Hệ thống Điện

Bộ môn: Cung Cấp Điện

=> Chọn cáp đồng 4 lõi vỏ PVC, tiết diện 1,5 mm2 có: Icp= 28 A, do CADIVI chế tạo.

Chọn dây dẫn từ aptomat nhánh tới các đèn

Nhánh 6 bóng : P= 150×6= 900 (W) = 0,9 (kW)
Ilvmax=

0,9

= 4,09 (A)
0,22
I lv max
4,09

Icp ≥
=
= 4,44 (A)
k1 �k2 �k3 0,95 �0,97 �1
Trong đó : k1 = 0,95: Cáp treo trên trần
k2 = 0,7 (ví dụ tất cả 8 mạch cáp đi trong cùng máng cáp)
Chọn cáp đồng hai lõi vỏ, mã chữ tiết diện 1,5 mm2 có Icp= 13,5 A, do CADIVI chế tạo.
Nhánh 4 bóng : P= 150×4= 600 (W)= 0,6 (kW)


Ilvmax=

0, 6

= 2,73 (A)
0,22
I lv max
2,73

Icp ≥

=
= 2,96 (A)
k1 �k2 �k3 0,95 �0,97 �1
Chọn cáp đồng hai lõi vỏ PVC, Mã chữ C tiết diện 1,5 mm2 có Icp= 13,5 A, do
CADIVI chế tạo,

Chọn aptomat
Chọn aptomat tổng
Ics = 16,575 A => chọn aptomat tổng EA103G 3 cực Iđm= 20A
- Chọn aptomat nhánh 6 bóng
I= 4,9 A => chọn aptomat EA52G 2 cực Iđm = 10A
Chọn aptomat nhánh 4 bóng
I= 2,72 A => chọn aptomat EA52G 2 cực Iđm = 10A


Vị trí

Loại

Udm(V)

Số cực

Idm(A)

Áp tô mát tổng
Áp tô mát nhánh

AП50-3MT
EA52G

380

3

20

380

2

10

Page 6


Trường: Đại Học Điện Lực

Khoa: Hệ thống Điện

Bộ môn: Cung Cấp Điện

Sơ đồ đi dây mạng đèn phân xưởngnhư sau:

Hình 1.3
Page 7


Trường: Đại Học Điện Lực



Khoa: Hệ thống Điện

Bộ môn: Cung Cấp Điện

Kiểm tra điều kiện chọn dây kết hợp aptomat

1,25 �I dmA
Điều kiện kiểm tra: Icp ≥ 1,5 �k �k �k
1
2
3
- Mạch chiếu sáng tổng dùng dây 4×6 mm2, bảo vệ bằng aptomat Idm = 20A
1,25 �20
Icp = 20 A ≥
= 17,54 (A)
1,5 �0,95 �1
- Các mạch nhánh dùng dây 2×1,5mm2 , bảo vệ bằng aptomat Idm = 10A
1,25 �10
Icp = 13,5 A ≥
= 12,53 (A)
1,5 �0,95 �0,7 �1
Sơ đồ nguyên lý chiếu sáng

Hình 1.4

Page 8

Trường: Đại Học Điện Lực

Khoa: Hệ thống Điện

Bộ môn: Cung Cấp Điện

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, giúp 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.
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 phân
xưởng.
Pcs= kđt×N×Pđ= 1×40×150 = 6000 (W)= 6 (kW)
Trong đó: kđt : hệ số đồng thời của phụ tải chiếu sáng
N : số bóng cần thiết
Pđ : công suất mỗi bóng đèn được lựa chọn.
Vì dùng đèn sợi đốt halogen nên hệ số cosφ= 1. Do đó, ta có công suất toàn phần của
nhóm chiếu sáng là:
Pcs

6

Scs= cos = = 6 (kW)
1

Qcs = 0 kVAr

2.2 Phụ tải tính toán nhóm thôn thoáng làm mát

Lưu lượng gió tươi cần cấp vào xưởng là: Q= n,V= 6×24×36×4,3= 22291 (m3)
Với số liệu cho: MODEL : DLHCV40-PG4SF co lượng gió 4500 (m3/h)
Ta chọn q= 4500 m3/h => số quạt: Nq = 5 quạt
Thông số quạt hút:
Lượng gió
Thiết bị
Công suất (W)
Số lượng
ksd
cosφ
(m3/h)
Quạt hút
300
4500
5
0,7
0,8
1 k

sd = 0,7 + 1  0,7 = 0,834
5
n
Phụ tải tính toán nhóm phụ tải thông thoáng-làm mát:
Hệ số nhu cầu: kncqh = ksd +
n

Plm= k

�P

qh i 1
nc

Plm

dmqi

= 0,834×300×5= 1,251 (kW)

1, 251

Slm= cos  = 0,8 = 1,5638 (kW)
Qlm= 1,56382  1, 2512

Slm2  Plm2 = 1,56382  1, 2512 = 0,938 (kVAr)

Page 9


Trường: Đại Học Điện Lực

Khoa: Hệ thống Điện

Bộ môn: Cung Cấp Điện

2.3. Phụ tải tính toán nhóm động lực :
Vì phân xưởngcó nhiều thiết bị nằm rải rác ở nhiều khu vực tên mặt bằng phân xưởng,
nên để cho việc tính toán phụ tải được 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 1 nhóm gần nhau

Nếu có thể, trong cùng 1 nhóm nên bố trí các máy có cùng chế đọ làm việc

Công suất các nhóm xấp xỉ bằng nhau
Vì vậy, phân xưởngN03 được phân ra lam 4 nhóm (I, II, III, IV) theo 4 phần của phân
xưởng.

Page 10


Trường: Đại Học Điện Lực

Khoa: Hệ thống Điện

A

B

Bộ môn: Cung Cấp Điện

D

C

6000

E

24000

1
3

2

1

17

6000

18
19

2
4
5

20

12

3
7

6
13
8

36000

14

4
9
26

15
5

30

25

29
10
23
11

6

31

24

16

20

27
28

7

Hình 2.1

Page 11


Trường: Đại Học Điện Lực

Khoa: Hệ thống Điện

Bộ môn: Cung Cấp Điện

Nhóm 1: Bao phồm các phụ tải thuộc phần tư thứ I



Số hiệu

Tên thiết bị

Hệ số Ksd

Cosφ

Công suất (kW)

1

Quạt gió

0,35

0,67

3

2

Máy biến áp hàn,ε=0,65

0,32

0,58

6

3

Máy biến áp hàn,ε=0,65

0,32

0,58

12

4

Cần cẩu 10T,ε=0,4

0,23

0,65

11

5

Máy khoan đứng

0,26

0,66

2,8

6

Máy mài

0,42

0,62

1,1

7

Quạt gió

0,35

0,67

4

8

Máy khoan đứng

0,26

0,66

5,5

12

Máy tiện ren

0,45

0,67

6,5

13

Máy tiện ren

0,45

0,67

8

14

Máy tiện ren

0,45

0,67

10

n



Hệ số tổng hợp:

Ksd �1 =

�P �k
i

i 1

sdi

= 0,3488

n

�P
i

i 1
n



Số lượng hiệu dụng: nhd=

(�Pi ) 2
i 1
n

(�Pi 2 )

= 8,56 , Lấy làm tròn là nhd= 9,

i 1

1  k sd

�1



Hệ số nhu cầu: knc �1 = Ksd � j +



Tổng công suất phụ tải động lực: Pđl1= knc �1 × �Pi = 39,556(kW)

nhd

= 0,566
n

i 1

n



Hệ số công suất của phụ tải động lực: Cosφtb1=

�P .cos
i

i 1

n

�P
i 1

Pdlj



Công suất toàn phần: Sđl1=



Công suất phản kháng Qđl1= S 2  Pdlj2 = 47,24 (kVAr)



costbj

= 0,642

i

= 61,62 (kW)

dlj

Iđl1=

S dl1
=

3 �U dm

61,12
= 0,09286 (kA)= 92,86 (A)
3 �380

Page 12


Trường: Đại Học Điện Lực

Khoa: Hệ thống Điện

Bộ môn: Cung Cấp Điện

 Nhóm 2: Bao phồm các phụ tải thuộc phần tư thứ II
Số hiệu

Tên thiết bị

Hệ số ksd

Cosφ

Công suất(kW)

17

Cửa cơ khí

0,37

0,7

2,8

18

Quạt gió

0,45

0,83

10

19

Cần cẩu 10T,ε=0,4

0,23

0,65

22

21

Bàn lắp ráp và thử nghiệm

0,53

0,69

10

22

Bàn lắp ráp và thử nghiệm

0,53

0,69

12

20

Quạt gió

0,35

0,67

7,5

n



Hệ số tổng hợp:

Ksd �2 =

�P �k
i

i 1

sdi

= 0,4222

n

�Pi
i 1

n



Số lượng hiệu dụng: nhd=

(�Pi ) 2
i 1
n

(�Pi )

= 1,07. Lấy làm tròn là nhd= 1

2

i 1

knc �2 =

Ksd �2 +

1  k sd

�2



Hệ số nhu cầu:



Tổng công suất phụ tải động lực: Pđl2= knc �2 × �Pi = 72,8 (kW)

nhd

=1
n

i 1

n



Hệ số công suất của phụ tải động lực: Cosφtb2=

�P �cos
i

i 1

n

�Pi
i 1

Pdlj



Công suất toàn phần: Sđl2=



Công suất phản kháng Qđl2= S 2  Pdli2 = 74,786 (kVAr)



Iđl2=

costbj

= 104,369 (kW)

dli

S dl 2
104,369
=
= 0,1586 (kA) = 158,6 (A)
3 �U dm
3 �380

Page 13

= 0,695


Trường: Đại Học Điện Lực



Khoa: Hệ thống Điện

Bộ môn: Cung Cấp Điện

Nhóm 3: Bao phồm các phụ tải thuộc phần tư thứ III
Hệ số

Tên thiết bị

Hệ số ksd

Cosφ

Công suất (kW)

9

Máy tiện ren

0,3

0,58

2,2

10

Quạt gió

0,35

0,67

5,5

11

Máy bào dọc

0,41

0,63

12

15

Máy tiện ren

0,3

0,58

7,5

16

Máy bào dọc

0,41

0,63

18

20

Quạt gió

0,35

0,67

7,5

n



Hệ số tổng hợp:

Ksd �3 =

�P �k
i

i 1

sdi

= 0,375

n

�Pi
i 1

n



Số lượng hiệu dụng: nhd=

(�Pi ) 2
i 1
n

(�Pi )

= 4,52. Lấy làm tròn là nhd= 5

2

i 1




Hệ số nhu cầu: knc= Ksd �3 +

1  k sd

�3

nhd

= 0,655

Tổng công suất phụ tải động lực: Pđl3=

knc �3 ×

n

�P = 34,49 (kW)
i

i 1

n



Hệ số công suất của phụ tải động lực: Cosφtb3=

�P �cos
i 1

i

n

�P
i 1

Pdlj



Công suất toàn phần: Sđl3=



Công suất phản kháng Qđl3= S 2  Pdli2 = 42,45 (kVAr)



Iđl3=

costbj

i

= 54,692 (kW)

dli

S dl 3
54, 692
=
= 0,0831 (kA) = 83,1 (A)
3 �U dm
3 �380

Page 14

= 0,63

Trường: Đại Học Điện Lực

Khoa: Hệ thống Điện

Bộ môn: Cung Cấp Điện

Nhóm 4: Bao phồm các phụ tải thuộc phần tư thứ IV



Hệ số

Tên thiết bị

Hệ số ksd

Cosφ

Công suất (kW)

23

Bàn lắp ráp và thử nghiệm

0,53

0,69

15

24

Bàn lắp ráp và thử nghiệm

0,53

0,69

17

25

Máy mài

0,42

0,62

2,2

26

Máy ép quay

0,35

0,54

4

27

Cần cẩu 10T,ε=0,4

0,23

0,65

30

28

Quạt gió

0,45

0,83

8

29

Máy mài

0,42

0,62

5,5

30

Máy ép quay

0,35

0,54

7,5

31

Quạt gió

0,35

0,67

7,5

n



Hệ số tổng hợp:

Ksd �4 =

�P �k
i

i 1

sdi

= 0,386

n

�Pi
i 1

n



Số lượng hiệu dụng: nhd=

(�Pi ) 2
i 1
n

(�Pi )

=5,696. Lấy làm tròn là nhd= 5

2

i 1




Hệ số nhu cầu: knc=

Ksd �4 +

1  k sd

�4

nhd

= 0,637

Tổng công suất phụ tải động lực: Pđl4=

knc �4

n

��Pi = 61,576 (kW)
i 1

n



Hệ số công suất của phụ tải động lực: Cosφtb4=

�P �cos
i 1

i

n

�P
i 1

Pdlj



Công suất toàn phần: Sđl4=



Công suất phản kháng Qđl4= S 2  Pdli2 = 69,3 (kVAr)



Iđl4=

costbj

i

= 92,7 (kW)

dli

S dl 4
=
3 �U dm

92, 7
= 0,14085 (kA)= 140,85 (A)
3 �380

Page 15

= 0,664


Trường: Đại Học Điện Lực

Khoa: Hệ thống Điện



Bộ môn: Cung Cấp Điện

Tổng hợp các nhóm phụ tải động lực

Nhóm

ksd

Cosφ

Pđl

I

0,3488

0,642

39,556

II

0,4222

0,695

72,8

III

0,375

0,63

34,49

IV

0,386

0,664

61,576

n



Hệ số sử dụng:

ksd �

=

�P �k
j

i 1

sdj

= 0,3988

n

�P
i 1

j

n



Số lượng hiệu dụng: nhd=

(�Pj ) 2
i 1
n

(�Pj 2 )

=3,66. Lấy làm tròn là nhd= 4

i 1

1  k sd

�



Hệ số nhu cầu: knc � = Ksd � +



Tổng công suất phụ tải động lực: Pttđl= knc � ��Pj = 140 (kW)

nhd

= 0,695
n

i 1

n



Hệ số công suất của phụ tải động lực: Cosφtttb=

�P �cos
i 1

j

n

�P
i 1

Pdlj



Công suất toàn phần: Sttđl=



Công suất phản kháng Qttđl= S 2  Pdli2 = 162,65 (kVAr)



costbj

j

= 217,78 (kW)

dli

Iđl � =

Sdl

217, 78
�
=
= 0,33088 (kA)= 330,88 (kA)
3 �U
3 �380
dm

Page 16

= 0,665


Trường: Đại Học Điện Lực

Khoa: Hệ thống Điện

Bộ môn: Cung Cấp Điện

2.4 Phụ tải tổng hợp toàn phân xưởng.
Công suất tác dụng toàn phân xưởng:
Pttpx= kđt (Pttđl+ Pcs +Plm) =1(140 + 6 +1,251)= 147 (kW)
Với kdt=1
Hệ số công suất trung bình toàn phân xưởng,
P �cos Pttdl �costbdl  PCS �costbcs  Plm �costblm
cos  � i

= 0,678
Pttdl  Pcs  Plm
�Pi
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 xưởnglà:
Pttpx � = 1,2×Pttpx= 1,2×147= 176,4 (kW)
P
176, 4
Sttpx  ttpx 
 260 (kW)
costtpx 0,678
2
2
 Pttpx
Qttpx= Sttpx
= 2602 176,42 = 191 (kVAr)

Page 17


Trường: Đại Học Điện Lực

Khoa: Hệ thống Điện

Bộ môn: Cung Cấp Điện

CHƯƠNG III: XÁC ĐỊNH SƠ ĐỒ CẤP ĐIỆN PHÂN XƯỞNG
3.1

Lựa chọn công suất và số lượng máy biến áp.

3.1.1 Vị trí đặt trạm biến áp
Việc chọn vị trí của trạm biến áp trong một xí nghiệp cân phải tiến hành so sánh kinh tế
- kỹ thuật. Muốn tiến hành so sánh kinh tế - kỹ thuật cân phải sợ bộ xác định phương
án cung cấp điện trong nội bộ xí nghiệp. Trên cơ sở các phương án đã được chấp thuận
mới có thể tiến hành so sánh kinh tế - kỹ thuật để chọn vị trí số lượng trạm biến áp
trong xí nghiệp.
Vị trí của trạm biến áp cần phải thỏa mãn các yêu cầu cơ bản:
- 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
Vị trí trạm biến áp thường được đặt ở liền kề, bên ngoài hoặc ở bên trong phân xưởng.
Trạm biến áp đặt ở bên ngoài phân xưởng, hay còn gọi là trạm độc lập, được dùng khi

trạm cung cấp cho nhiều phân xưởng, khi cần tránh các nơi, bụi bặm có khí ăn mòn
hoặc rung động; hoặc khi không tìm được vị trí thích hợp bên trong hoặc cạnh phân
xưởng.
Trạm xây dựng liền kề được dùng phổ biến hơn cả vì tiết kiệm về xây dựng và ít ảnh
hưởng tới các công trình khác.
Trạm xây dựng bên trong được dùng khi phân xưởng rộng có phụ tải lớn. Khi sử dụng
trạm này cần đảm bảo tốt điều kiện phòng nổ, phòng cháy cho trạm.
Đối với phân xưởng sửa chữa cơ khí ta chọn phương án. Xây dựng trạm biến áp liền kề
với phân xưởng. Gần tâm phụ tải phía trái phân xưởng, khoảng cách từ trạm tới phân
xưởng là L= 73,6 m.

Hệ số tiêu chuẩn sử dụng vốn đầu tư:

i(1  i )Th
0,12(1  0,12)25
atc 
=
= 0,1275
25
(1  i)Th  1 (1  0,12) 1
Hệ số khấu hao trạm biến áp tra theo bảng 3.1, sách cung cấp điện có giá trị là
kkh= 0,065
p là hằng số tiêu chuẩn sử dụng vốn và khấu hao thiết bị, và được tính là:
p = atc+ kkh
Như vậy hệ số pB= 0,1275+0,065= 0,1925

‫( = ح‬4-10+0,124 �Tmax)2 × 8760 (h) = (0,124 + 10-4 �4680)2 �8760 = 3070 (h)
Page 18

Trường: Đại Học Điện Lực

Khoa: Hệ thống Điện

Bộ môn: Cung Cấp Điện

Ta xét 3 phương án


Phương án 1: 2 máy biến áp



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



Phương án 3: Trạm có 1 máy biến áp

5.1.1. 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:

Ptb
Tmax
Hệ số điền kín của phụ tải: kđk= P  8760 = 0,534 < 0,75
max

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:
Sttpx
�
260
�
SdmB1 �  130
�SdmB1 �
�
2
2
�
�
�

�
0,85 �Sttpx
�S
�SdmB1 �0,85 �260  158
dmB1 �
�
�
1,4
1,4
�
�
Sđm , kVA ∆P0 , kW ∆Pk, kW
2×160
0,5

2,95

=> SđmB1= 160 kVA

Uk, %
4,0

- Tính được hàm chi phí qui dẫn của phương án:
Vốn đầu tư 2 máy biến áp: VB1= 1,6 (m+ n×SđmB1) = 1,6 (24,18+0,18×160)
= 84,768 (106 đ)
Tổn thất 2 máy biến áp:
2
Pk �Sttpx �
∆AB1= 2 × ∆P0 × t +
�
�× ‫ح‬
2 �SdmB1 �
2

2.95 �260 �
= 2 × 0,5 × 8760 +
× 3070= 20717 (kWh)
2 �
160 �
�
�

Thiệt hại do mất điện khi sự cố: Yth1= 0,25 × Sttpx × cosφ × tf × gth
= 0,25 × 260 × 0,678 × 24 × 7500
= 7,9326 (106 Đ)

Với thời gian mất điện sự cố là tf = 24 (h/năm)
Hàm chi phí qui dẫn của phương án 1

Z B1  pB �VB1  AB1 �c  Yth
= 0,1925×84,768+20717×1000×10-6+7,9326 = 45 (106 đ)
Page 19


Trường: Đại Học Điện Lực

2)

Khoa: Hệ thống Điện

Bộ môn: Cung Cấp Điện

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:
SđmB2 ≥ Sttpx
Và máy phát điện thỏa mãn: SđmMF ≥ 0,85× SđmMF
Như vậy; ta chọn SđmB2= 300 kVA và máy phát điện SđmMF= 350 kVA
Sđm, kVA
315

∆P0 , kW ∆Pk, kW
0,72
4,85

Thiệt hại do mất điện khi sự cố: Yth1= 0,25× Sttpx × cosφ × tf × gth

= 0,25×260×0,678×24 ×7500
= 7,9326 (106 đ)
Vốn đầu tư máy biến áp: VB2 = m + n �SđmB2 = 24,18+0,18×300 = 80,88 (106 đ)
Vốn của máy phát điện: VMF= 1,95 × SđmMF= 1,95×350= 682,5 (106 đ)
Tổn thất máy biến áp:
2

�S �
∆AB2= ∆P0 × 8760 + Pk � ttpx � ×
�SdmB 2 �

‫ح‬

2

�260 �
=0,72×8760+ 4.85 � �×3070 = 16451 (kVAh)
�315 �

(Bỏ qua tổn thất trong Máy phát điện và coi MPĐ như một phần tử của trạm biến áp)
Tính được hàm chi phí qui dẫn của phương án:
ZB2 = pB ×(VB2 + 1,1 × VMF) + ∆AB2 × c∆ + Yth2
= 0,1925×(80,88+1,1×682,5)+16451×1000×10-6+7,9326
= 184,5 (106 đ)
3)

Phương án 3: Trạm có 1 máy biến áp

Công suất MBA được lựa chọn thỏa mãn điều kiện:
SđmB3 ≥ Sttpx

Vì vậy, ta chọn máy biến áp SđmB3 = 315 (kVA)
Sđm, kVA
315

∆P0 , kW ∆Pk, kW
0,72
4,85

Page 20


Trường: Đại Học Điện Lực

Khoa: Hệ thống Điện

Bộ môn: Cung Cấp Điện

Vốn đầu tư máy biến áp: VB3 = m + n,SđmB2 = 24,18+0,18×300 = 80,88 (106 đ)
Thiệt hại do mất điện khi sự cố hỏng MBA:
Yth1= Sttpx,cosφ,tf,gth = 260×0,678×24×7500= 31,73 (106 đ)
Tổn thất máy biến áp:
2

�S �
∆AB3= ∆P0 × 8760 + Pk � ttpx �×
�SdmB 3 �

‫ح‬

2

260 �
�× 3070 = 16451 (kVA)
�315 �

�
= 0,72×8760+ 4,85 �

Tính được hàm chi phí qui dẫn của phương án 3:

Z B 3  pB �VB 3  AB 3 �c  Yth3
= 0,1925×80,88+16451×1000×10-6+31,73
= 63,75 (106 Đ)
Phương án 1
Phương án 2
Phương án 3

Vốn đầu tư, 106 đ
84,768
763,38
80,88

Thiệt hại, 106đ
7,9326
7,9326
31,73

Z, 106 đ
45
184,5

63,75

Nhận xét: + Vốn đầu tư ở phương án 2 lớn hơn ở hai phương án kia.
+ Tổn thất ở phương án 1 là lớn nhất .
+ Thiệt hại do mất điện ở phương án 3 là lớn nhất.
+ Phương án 1 có tổng chi phí quy đổi thấp hơn phương án 2 và 3.
+ Phương án 1 có độ tin cậy cung cấp điện cao hơn.
+ Mặt khác việc lựa chọn phương án dùng 2 máy biến áp còn có lợi là có
thể cắt bớt một máy khi phụ tải quá nhỏ, điều đó tránh cho máy biến áp phải làm việc
non tải, do đó giảm được tổn thất và nâng cao chất lượng điện. Với cách chọn máy
biến áp như thế ở những năm cuối của chu kỳ thiết kế, máy có thể làm việc quá tải
trong một khoảng thời gian nhất định mà không làm ảnh hưởng đến tuổi thọ của máy.
Vậy ta chọn phương án 1 với việc sử dụng 2 máy biến áp làm việc song song, mỗi máy
có công suất S = 315 kVA.
3.2

Lựa chọn phương án cấp điện trong phân xưởng

3.2.1 Sơ bộ chọn phương án
Mỗi một nhóm thiết bị động lực được cấp điện từ một tủ động lực, đặt gần tâm phụ tải
của nhóm thiết bị (gần nhất có thể). Các tủ động lực, tủ chiếu sáng, tủ cấp cho mạch
thông thoáng làm mát được lấy điện từ tủ hạ thế tổng (THT) đặt ở góc tường trong
phân xưởng, gần tâm phụ tải của toàn phân xưởng. Từ đây ta vạch ra các phương án:

Page 21


Trường: Đại Học Điện Lực

Khoa: Hệ thống Điện

Bộ môn: Cung Cấp Điện

Phương án 1: Mỗi tủ động lực, tủ chiếu sáng, tủ thông thoáng làm mát được cấp điện
bằng một mạch riêng.
Phương án 2: Tủ chiếu sáng, tủ thông thoáng làm mát được cấp điện từ các các mạch
riêng, Các tủ động lực, tủ ở xa được cấp điện thông qua tủ ở gần.

27
20

10

1

7

6

11

2

9

5

8

3

15

16

14

13

12

4

26

17

23

25

24

28

29

30

20

31

Phương án 1:

18

1)

Hình 3.1


Chọn dây dẫn từ trạm biến áp nguồn, cách L m, tới tủ hạ thế tổng (THT).

Ta có, khoảng cách từ trạm biến áp đến trung tâm phân xưởng (tới tủ hạ thế tổng
(THT) là 12 m
Chọn dây dẫn đến phân xưởng là cáp đồng 3 pha được lắp đặt trong rãnh ngầm.
Sttpx
260

Ilvmax=
= 395 (A)
3 �U dm
3 �0,38
Vậy tiết diện dây cáp là: F =

I lv max 395
2



jkt
3,1 127,5 (mm )

Ta chọn cáp XPLE, 150 mm2 có r0 = 0,13 Ω/km, x0 = 0,06 Ω/km (theo bảng 18.pl/BT)
và v0 = 236,32×106 đ (theo bảng 7B.pl/BT) ;
Page 22


Trường: Đại Học Điện Lực

Khoa: Hệ thống Điện

Bộ môn: Cung Cấp Điện

Xác định hao tổn điện áp thực tế
176,4�0,13191�0,06
P �r0  Q �x0
∆U=
×
L
=
×0,012 = 1,086 (kV)
U0
0,38
Tương tự ta tính được dây các nhóm:


Cho nhánh cấp điện cho tủ động lực 1 (THT →TĐL1 & TĐL1 – MÁY)
Công suất

Đoạn
dây

S,
kVA
61,62

A1
A1-1

4,4776
10,34
5

A1-2
A1-3

20,69

A1-4

16,923

A1-5

4,2424

A1-6

1,7742

5,970
1
8,3333
9,701
5
11,94
14,92
5

A1-7
A1-8
A1-12
A1-13
A1-14



Đoạn
dây
A2

Dòng

P, kW

Q, kVAr

39,556

47,2477

3
6
12
11
2,8
1,1
4
5,5
6,5
8
10

Cosφ

I, A

Tiết diện
F, mm

Ftc

2

mm

2

L,
m

R, Ω

X, Ω

0,642 93,612

30,1975

35

8

0,57

0,26

3,324

0,67

2,19453

2,5

18

8

0

8,42707

0,58

5,07011

6

15

3,33

0,32

16,8541

0,58

10,1402

16

14

1,25

0,29

12,8604

0,65

8,29418

10

2

2

0,31

3,18719

0,66

2,07926

2,5

7,5

8

0

1,39204

0,62

6,803
15,71
7
31,43
5
25,71
2
6,445
7
2,695
6

0,86955

2,5

10

8

0

4,43201

0,67

9,0707

2,92603

4

13

5

0,33

6,26055

0,66

12,661

4,08425

4

10

5

0,33

7,20201

0,67

14,74

4,7548

6

2

3,33

0,32

8,86401

0,67

18,141

5,85207

6

3

3,33

0,32

11,08

0,67

22,677

7,31508

10

8

2

0,31

Cho nhánh cấp điện cho tủ động lực 2 (THT →TĐL2 & TĐL2 – MÁY)

Công suất
S, kVA
104,748

P,
kW
72,8

Dòng
Q,
kVAr
75,315

cosφ
I, A

Tiết
diện
F, mm

Ftc
2

0,695 159,15 51,3382

mm

L, m

R, Ω

X, Ω

8

0,4

0,25

2

70
Page 23

Trường: Đại Học Điện Lực

A2-17

4

A2-18

12,0482

A2-19

33,8462

A2-20
A2-21
A2-22

10,8696
14,4928
17,3913


2,8
10
22
7,5
10
12

Khoa: Hệ thống Điện

2,8565
7
6,72004
25,720
9
7,86749
10,49
12,588

0,65
0,69
0,69
0,69

2,5

12

8

0

18,305 5,90495

6

20

3,33

0,32

51,424 16,5884

25

1

0,8

0,27

16,515 5,32729
22,019 7,10305
26,423 8,52366

6
10
10

10
6
10

3,33
2
2

0,32
0,31
0,31

Dòng

A3
A3-9

P,
S, kVA
Q, kVAr
kW
54,746 34,49 42,5155
3,7931
2,2 3,08992

A3-10

8,20896

A3-11

19,0476

A3-15

12,931

A3-16

28,571
4

A3-20

11,194



6,0774 1,96044

Cho nhánh cấp điện cho tủ động lực 3 (THT →TĐL3 & TĐL3 – MÁY)

Công suất

Đoạn
dây

Đoạn
dây

0,7
0,83

Bộ môn: Cung Cấp Điện

5,5
12
7,5

18
7,5

6,09401
14,7923
10,5338
22,1884
8,31001

cosφ
I, A
0,63
0,58
0,67
0,63
0,58
0,63
0,67

Tiết
diện
F, mm

Ftc
2

mm

L, m

R, Ω

X, Ω

2

83,178 26,8316
3,3426 1,07824
2,6956
8,3564
1
5,8813
18,232
3
3,6758
11,395
3

35
2,5

10
20

0,57
8

0,26
0

4

17

5

0,33

6

15

3,33

0,32

4

13

5

0,33

27,348 8,82199

10

2

2

0,31

3,6758
3

4

23

5

0,33

11,395

Cho nhánh cấp điện cho tủ động lực 4 (THT →TĐL4 & TĐL4 – MÁY)

Công suất

Dòng

S, kVA

P, kW

Q,
kVAr

A4

92,7349

61,57
6

69,3409

A4-23

21,7391

A4-24

24,6377

15
17

15,735
17,833

cosφ
I, A
0,664
0,69
0,69

140,9

33,029
37,433

Tiết
diện
F, mm

Ftc
2

45,450
4
10,654
6
12,075

L, m

R, Ω

X, Ω

50

10

0,4

0,06

16

1

1,25

0,29

16

6

1,25

0,29

mm

2

Page 24


Trường: Đại Học Điện Lực

Khoa: Hệ thống Điện

Bộ môn: Cung Cấp Điện

2

A4-25

3,5483
9

A4-26

7,40741

A4-29
A4-30

46,153
8
9,6385
5
8,87097
13,8889

A4-31

11,194

A4-27
A4-28

2,2
4
30
8

5,5
7,5
7,5

2,78407
6,23456
35,0739
5,37603
6,96018
11,6898
8,31001

0,62
0,54
0,65
0,83
0,62
0,54
0,67

5,391
2

2,5

12

8

0

4

8

5

0,33

10

3

2

0,31

14,644 4,72396

6

12

3,33

0,32

13,478 4,34776
21,102 6,80709
5,4863

17,008
1

6
10

15
18

3,33
2

0,32
0,31

6

18

3,33

0,32

11,254
70,124

1,7391
3,6304
5
22,620

5

Tính toán các chỉ tiêu về kinh tế - kỹ thuật
Đoạn A1: Từ tủ phân phối về tủ động lực 1
xác định hao tổn điện áp thực tế
P �r0  Q �x0
39,556 �0,57  47,25 �0,06
∆U=
×
L
=
×8×10-3= 0,534(V)
U0
0,38
Tổn thất điện năng:

P2  Q2
39.5562  47.252
A 
�
r
�
L
�

0.57 �8 �103 �3070 = 368,13 (kWh/năm)
=
0
2
2

0.38
Un
Chi phí tổn thất điện năng
C = A  c = 368,131000 = 0,36813106 (đ/năm)
Vốn đầu tư của đoạn dây
V = V0  L = 79,241060,008 = 0,6339106 đ
Hệ số khấu hao đường dây tra theo bảng 3,1, sách cung cấp điện có giá trị là kkh= 0,05
p là hằng số tiêu chuẩn sử dụng vốn và khấu hao thiết bị, và được tính là:
p = atc + kkh , Như vậy hệ số pB= 0,1275 + 0,05= 0,1775
Chi phí quy đổi
Z = p × V + C = (atc + kkh) × V + C
= 0,1775×0,6339×106 +0,36813106 = 0,4806×106 đ
Tính toán tương tự cho các nhóm, ta có bảng kết quả như sau:
Nhóm 1:
Đoạn
dây
A1

Ftc
mm2
35

L, m R, Ω
8

X,
Ω

∆U, V

∆A

Chi phí, x (106)

kWh/năm V0, đ V, đ C, đ/năm
0,57 0,26 0,733291 368,1115 79,24 0,6339 0,36811
Page 25

Z,đ