Bài tập lớn thiết kế cấp điện cho phân xưởng cơ khí

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
KHOA ĐIỆN
--------

BÀI
LỚN

TẬP

MÔN: Thiết

kế cấp điện

Đề tài: Thiết kế
phân xưởng sửa chữa

cấp điện cho
cơ khí

Hà Nội
(6 – 2018)

Mục lục
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 và tài liệu tham khảo không thể thiếu của TS.
Trần Quang Khánh, TS. Ngô Hồng Quang
-

Hệ thống cung cấp điện : Ts. Trần Quang Khánh
Bài tập cung cấp điện : Ts. Trần Quang Khánh
Thiết kế cấp điện
:Ts. Ngô Hồng Quang
Giáo trình cung cấp điện: Ts. Ngô Hồng Quang
Đến nay, về cơ bản chúng 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 chúng em được hoàn
thiện hơn. Đồng thời giúp chúng em nâng cao trình độ chuyên môn, đáp ứng nhiệm vụ
công tác sau này.
Chúng em xin chân thành cảm ơn !
THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN
ĐỀ TÀI 01: “THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ”

Nhóm: 1
Thời gian thực hiện: Từ ngày

đến ngày

A. Dữ liệu phục vụ thiết kế Mặt bằng bố trí thiết bị của phân xưởng:

Nhóm 1 – Đề tài 1: Thiết kế cấp điện phân xưởng cơ khí

2|Page


-

Ký hiệu và công suất đặt của thiết bị trong nhà xưởng:
Thiết bị trên sơ
đồ mặt bằng
1; 2; 3; 4

Lò điện kiểu tầng

Công suất đặt
(kW)
20i; 33i; 20i; 33i

0,91

0,35

5; 6

Lò điện kiểu buồng

30i; 55i

0,92

0,32

7; 12; 15

Thùng tôi

1,5i; 2,2i; 2,8i

0,95

0,3

8; 9

Lò điện kiểu tầng

30i; 20i

0,86

0,26

10

Bể khử mỡ

2,5i

1

0,47

11; 13; 14

Bồn đun nước nóng

15i; 22i; 30i

0,98

0,30

16; 17

Thiết bị cao tần

30i; 22i

0,83

0,41

18; 19

Máy quạt

7,5i; 5,5i

0,67

0,45

20; 21; 22

0,60

0,47

23; 24

Máy
mài tròn vạn 2,8i; 7,5i; 4,5i
năng
Máy tiện
2,2 i; 4i

0,63

0,35

25; 26; 27

Máy tiện ren

5,5i; 10i; 12i

0,69

0,53

28; 29

Máy phay đứng

5,5i; 15i

0,68

0,45

Tên thiết bị

Cosφ

Nhóm 1 – Đề tài 1: Thiết kế cấp điện phân xưởng cơ khí

Hệ số ksd

3|Page


30; 31

Máy khoan đứng

7,5i; 7,5i

0,60

0,4

32

Cần cẩu

11i

0,65

0,22

33

Máy mài

2,2i

0,72

0,36

-

Biết i được tính theo công thức sau: i = 1,25 + N2/600

-

Nguồn cấp điện cho nhà xưởng lấy từ đường dây 22kV cách nhà xưởng 200m

-

Điện trở suất của vùng đất xây dựng nhà xưởng đo được ở mùa khô là ρ đ = 120Ωm
B. Nhiệm vụ cần thực hiện
I. Thuyết minh
1. Tính toán phụ tải điện

1.1. Phụ tải chiếu sáng
1.2. Phụ tải thông thoáng và làm mát
1.3. Phụ tải động lực: phân nhóm thiết bị, xác định phụ tải từng nhóm, tổng hợp phụ tải động
lực
1.4. Tổng hợp phụ tải của toàn phân xưởng
1.5. Nhận xét và đánh giá
2. Xác định sơ đồ cấp điện của phân xưởng
2.1. Xác định vị trí đặt trạm biến áp phân xưởng
2.2. Các phương án cấp điện cho phân xưởng
(3 đến 4 phương án, sơ bộ chọn tiết dây dẫn, tính toán các loại tổn thất trong mạng điện)
2.3. Đánh giá lựa chọn sơ đồ nối điện tối ưu
3. Lựa chọn và kiểm tra các thiết bị điện
3.1. Tính toán ngắn mạch
3.2. Chọn và kiểm tra dây dẫn
3.3. Chọn và kiểm thiết bị trung áp (dao cách ly, cầu chảy, chống sét van, v.v…)
3.4. Chọn thiết bị hạ áp (loại tủ phân phối, thanh cái, sử đỡ, thiết bị chuyển mạch bằng tay và
tự động đóng/cắt nguồn tự động, aptomat/cầu chảy, khởi động từ v.v…)
3.5. Chọn thiết bị đo lường: máy biến dòng, ampe mét, vol mét, công tơ v.v.
3.6. Kiểm tra chế độ mở máy động cơ
3.7. Nhận xét và đánh giá
4. Thiết kế trạm biến áp
Nhóm 1 – Đề tài 1: Thiết kế cấp điện phân xưởng cơ khí

4|Page

4.1. Tổng quan về trạm biến áp
4.2. Chọn phương án thiết kế xây dựng trạm biến áp
4.3. Tính toán nối đất cho trạm biến áp
4.4. Sơ đồ nguyên lý, mặt bằng, mặt cắt của trạm biến áp và sơ đồ nối đất của TBA
4.5. Nhận xét
5. Tính bù công suất phản kháng nâng cao hệ số công suất
5.1. Ý nghĩa của việc bù công suất phản kháng
5.2. Tính toán bù công suất phản kháng để cosφ mong muốn sau khi bù đạt 0,9
5.3. Đánh giá hiệu quả bù công suất phản kháng
5.4. Nhận xét và đánh giá
6. Tính toán nối đất và chống sét
6.1. Tính toán nối đất
6.2. Tính chọn thiết bị chống sét
6.3. Nhận xét và đánh giá
7. Dự toán công trình
7.1. Kê danh mục các thiết bị
7.2. Lập dự toán công trình
Nhận xét và đánh giá
Kết luận
II. Bản vẽ
1. Sơ đồ mạng điện trên mặt bằng phân xưởng với sự bố trí của các tủ phân phối, các thiết
bị;
2. Sơ đồ nguyên lý của mạng điện có chỉ rõ các mã hiệu và các tham số của thiết bị được
chọn;
3. Sơ đồ trạm biến áp gồm: sơ đồ nguyên lý, sơ đồ mặt bằng và mặt cắt trạm biến áp;
4. Sơ đồ tủ phân phối, sơ đồ chiếu sáng và sơ đồ nối đất;
5. Bảng số liệu tính toán mạng điện: phụ tải, so sánh các phương án; giải tích chế độ xác lập
của mạng điện; dự toán công trình.

Nhóm 1 – Đề tài 1: Thiết kế cấp điện phân xưởng cơ khí

5|Page


Chương 1 : 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.
-

Từ dữ liệu đã cho, phân xưởng được thiết kế là phân xưởng sửa chữa cơ khí.
Chúng em chọn thời gian sử dụng công suất cực đại TM=4600.
Nguồn cấp điện cho nhà xưởng lấy từ đường dây 22KV cách nhà xưởng 200m.
Điện trở suất của vùng đất xây dựng nhà xưởng đo được ở mùa khô là
Theo số thứ tự đề tài có i=1.252 có bảng số liệu:

Số
Tên
hiệu
1
Lò điện kiểu tầng

Pđi

Pđ

cos

ksd

Pđ*ksd

Pđ*cos

20.00

25.0
3
41.3
1
25.0
3
41.3
1
37.5
5
68.8
4
1.88
37.5
5
25.0
3
3.13
18.7
8
2.75

27.5
4
37.5
5
3.50
37.5
5
27.5
4
9.39
6.88

0.91

0.35

8.76

22.78

0.91

0.35

14.46

37.59

0.91

0.35

8.76

22.78

0.91

0.35

14.46

37.59

0.92

0.32

12.02

34.55

0.92

0.32

22.03

63.33

0.95
0.86

0.30
0.26

0.56
9.76

1.78
32.29

0.86

0.26

6.51

21.53

1.00
0.98

0.47
0.30

1.47
5.63

3.13

18.40

0.95
0.98

0.30
0.30

0.83
8.26

2.62
26.99

0.98

0.30

11.27

36.80

0.95
0.83

0.30
0.41

1.05
15.40

3.33
31.17

0.83

0.41

11.29

22.86

0.67
0.67

0.45
0.45

4.22
3.10

6.29
4.61

2

Lò điện kiểu tầng

33.00

3

Lò điện kiểu tầng

20.00

4

Lò điện kiểu tầng

33.00

5

Lò điện kiểu buồng

30.00

6

Lò điện kiểu buồng

55.00

7
8

Thùng tôi
Lò điện kiểu tầng

1.50
30.00

9

Lò điện kiểu tầng

20.00

10
11

Bể khử mỡ
Bồn đun nước nóng

2.50
15.00

12
13

Thùng tôi
Bồn đun nước nóng

2.20
22.00

14

Bồn đun nước nóng

30.00

15
16

Thùng tôi
Thiết bị cao tần

2.80
30.00

17

Thiết bị cao tần

22.00

18
19

Máy quạt
Máy quạt

7.50
5.50

Nhóm 1 – Đề tài 1: Thiết kế cấp điện phân xưởng cơ khí

6|Page

20
21
22
23
24
25
26

Máy mài tròn vạn năng
Máy mài tròn vạn năng
Máy mài tròn vạn năng
Máy tiện
Máy tiện
Máy tiện ren
Máy tiện ren

2.80
7.50
4.50
2.20
4.00
5.50
10.00

27

Máy tiện ren

12.00

28
29

Máy phay đứng
Máy phay đứng

5.50
15.00

30
31
32

Máy khoan đứng
Máy khoan đứng
Cần cầu

7.50
7.50
11.00

33

Máy mài

2.20

3.50

9.39
5.63
2.75
5.01
6.88
12.5
2
15.0
2
6.88
18.7
8
9.39
9.39
13.7
7
2.75

0.60
0.60
0.60
0.63
0.63
0.69
0.69

0.47
0.47
0.47
0.35

0.35
0.53
0.53

1.65
4.41
2.65
0.96
1.75
3.65
6.63

2.10
5.63
3.38
1.73
3.15
4.75
8.64

0.69

0.53

7.96

10.36

0.68
0.68

0.45
0.45

3.10
8.45

4.68
12.77

0.60
0.60
0.65

0.40
0.40
0.22

3.76
3.76
3.03

5.63
5.63
8.95

0.72

0.36

0.99

1.98

1.1. Tính toán phụ tải chiếu sáng
- Phân xưởng sửa chữa cơ khí, chọn
- Có d =36m, r =24m
•
- Trong đó: là suất phụ tải trên 1m2 diện tích sản xuất(kw/m2)
F: Diện tích phân xưởng
- Chọn bóng đèn là đèn halogen có cos

1.2. Tính toán phụ tải thông thoáng làm mát
•
-

Phân xưởng có diện tích F=24*36=846 m2
Chọn 6 quạt thông gió có công suất: P1 = 100 W
Chọn 8 quạt làm mát là quạt trần có công suất P2 =100 W
Tổng công suất thông thoáng làm mát là:
Pq =P1 + P2 =100*6+100*8=1400 (W)=1.4(kW)
Hệ số cos (theo PL1 TKCĐ)

1.3. Tính toán phụ tải động lực
Vì phân xưởng có nhiều thiết bị nằm rải rác ở nhiều khu vực trên 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 độ làm việc

 Công suất các nhóm xấp xỉ bằng nhau

Nhóm 1 – Đề tài 1: Thiết kế cấp điện phân xưởng cơ khí

7|Page


Vì vậy phụ tải phân xưởng được chia ra thành 4 nhóm và được tính toán lần lượt
như sau:

Nhóm 1 – Đề tài 1: Thiết kế cấp điện phân xưởng cơ khí

8|Page


Hình 1. 1: Bản vẽ chia nhóm phụ tải
Nhóm 1 – Đề tài 1: Thiết kế cấp điện phân xưởng cơ khí

9|Page


 Nhóm 1: Bao gồm các phụ tải: 1; 2; 3; 4; 23; 24; 30; 31;33
Số
hiệu
1
2
3
4
23
24

30
31
33

Tên
Lò điện kiểu tầng
Lò điện kiểu tầng
Lò điện kiểu tầng
Lò điện kiểu tầng
Máy tiện
Máy tiện
Máy khoan đứng
Máy khoan đứng
Máy mài
Tổng

Pđ

cos

ksd

Pđ*ksd

Pđ*cos

25.03
41.31
25.03
41.31

2.75
5.01
9.39
9.39
2.75
161.97

0.91
0.91
0.91
0.91
0.63
0.63
0.60
0.60
0.72

0.35
0.35
0.35
0.35
0.35
0.35
0.40
0.40
0.36

8.76
14.46
8.76

14.46
0.96
1.75
3.76
3.76
0.99
57.65

22.78
37.59
22.78
37.59
1.73
3.15
5.63
5.63
1.98
138.87

• Hệ số sử dụng tổng:
• Tính nhq , có
; P1 = 25.03 + 41.31 + 25.03 + 41.31=132.68

•
•
• Tính hệ số kmax :
• Tổng công suất phụ tải động lực:
• Hệ số công suất trung bình là:
• Công suất toàn phần là:
• Công suất phản kháng là:

• Dòng điện chạy trong nhóm là:
 Vì các nhóm có cách tính giống nhau nên tương tự ta tính được:
 Nhóm 2: Các phụ tải 5; 6; 7; 8; 9; 10
Số

Tên

Pđ

cos

ksd

Pđ*ksd

Nhóm 1 – Đề tài 1: Thiết kế cấp điện phân xưởng cơ khí

Pđ*cos
10 | P a g e


hiệu
5
6
7
8
9
10

Lò điện kiểu buồng

Lò điện kiểu buồng
Thùng tôi
Lò điện kiểu tầng
Lò điện kiểu tầng
Bể khử mỡ
Tổng

37.55
68.84
1.88
37.55
25.03
3.13
173.98

0.92
0.92
0.95
0.86
0.86
1.00

0.32
0.32
0.30
0.26
0.26
0.47

12.02

22.03
0.56
9.76
6.51
1.47
52.35

34.55
63.33
1.78
32.29
21.53
3.13
156.61

• Hệ số sử dụng tổng:
•
 n_(hq*)=0.66; n_hq=3.99 lấy tròn là 4
• Tính hệ số kmax :
• Tổng công suất phụ tải động lực:

• Hệ số công suất trung bình là:
• Công suất toàn phần là:
• Công suất phản kháng là:
• Dòng điện chạy trong nhóm là:
 Nhóm 3: Gồm các phụ tải: 11; 12; 13; 14; 15; 16; 17; 18; 19
Số
hiệ
u
11

12
13
14
15
16
17
18
19

Tên

Pđ

cos

ksd

Pđ*ksd

Pđ*cos

Bồn đun nước nóng
Thùng tôi
Bồn đun nước nóng
Bồn đun nước nóng
Thùng tôi
Thiết bị cao tần
Thiết bị cao tần
Máy quạt
Máy quạt

Tổng

18.78
2.75
27.54
37.55
3.50
37.55
27.54
9.39
6.88
171.48

0.98
0.95
0.98
0.98
0.95
0.83
0.83
0.67
0.67

0.30
0.30
0.30
0.30
0.30
0.41
0.41

0.45
0.45

5.63
0.83
8.26
11.27
1.05
15.40
11.29
4.22
3.10
61.04

18.40
2.62
26.99
36.80
3.33
31.17
22.86
6.29
4.61
153.05

Nhóm 1 – Đề tài 1: Thiết kế cấp điện phân xưởng cơ khí

11 | P a g e

• Hệ số sử dụng tổng:


• Tính hệ số Kmax
• Tổng công suất phụ tải động lực:

• Hệ số công suất trung bình là:
• Công suất toàn phần là:
• Công suất phản kháng là:
• Dòng điện chạy trong nhóm là:
 Nhóm 4: Gồm các phụ tải: 20; 21; 22; 25; 26; 27; 28; 29; 32.
Số
hiệ
u
20
21
22
25
26
27
28
29
32

Tên

Máy mài tròn vạn năng
Máy mài tròn vạn năng
Máy mài tròn vạn năng
Máy tiện ren

Máy tiện ren
Máy tiện ren
Máy phay đứng
Máy phay đứng
Cần cẩu
Tổng
• Hệ số sử dụng tổng:

Pđ

cos

ksd

Pđ*ksd

Pđ*cos

3.5
9.39
5.63
6.88
12.52
15.02
6.88
18.78
13.77
73.80

0.6

0.6
0.6
0.69
0.69
0.69
0.68
0.68
0.65
92.37

0.47
0.47
047
0.53
0.53
0.53
0.45
0.45
0.22

1.65
4.41
2.65
3.65
6.63
7.96
3.10
8.45
3.03
41.53

2.10
5.6.3
3.38
4.75
8.64
10.36
4.68
12.77
8.95
61.26

•

• Tính hệ số kmax :

Nhóm 1 – Đề tài 1: Thiết kế cấp điện phân xưởng cơ khí

12 | P a g e


• Tổng công suất phụ tải động lực:
• Hệ số công suất trung bình là:
• Công suất toàn phần là:
• Công suất phản kháng là:
• Dòng điện chạy trong nhóm là:
 Ta có bảng tổng hợp của các tủ động lực
Tên
Nhóm 1
Nhóm 2

Nhóm 3
Nhóm 4

P (kW)
87.96
84.16
92.2
58.88

Q (kVAr)
52.79
40.72
46.58
66.45

S (kVA)
102.58
93.49
103.3
88.79

0.86
0.9
0.89
0.66

Ksd
0.36
0.3
0.36

0.45

1.4. Tổng hợp phụ tải toàn phân xưởng
• Phân xưởng có bốn nhóm động lực chính, nên ta chọn kđt = 0.9



Chương 2 : Xác định sơ đồ cấp điện của phân xưởng
2.1. Xác định vị trí đặt trạm biến áp phân xưởng
2.1.1. Xác định vị trí đặt trạm biến áp
 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.

Nhóm 1 – Đề tài 1: Thiết kế cấp điện phân xưởng cơ khí

13 | P a g e


- 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.
 Với đề tài này chúng em chọn vị trí đặt trạm biến áp phía bên ngoài xưởng, phía bên
trái và cạnh tủ phân phối chính.
2.1.2. Tính toán chọn trạm biến áp
 Số lượng máy biến áp.
Đối với phân xưởng cơ khí là phụ tải loại II, ta lựa chọn giữa 2 phương án:
+ Phương án 1: Sử dụng 1 máy biến áp.
+ Phương án 2: Sử dụng 2 máy biến áp.
Chọn dung lượng máy biến áp.
 Phương án 1: Sử dụng 1 máy biến áp.
Công suất máy biến áp thỏa mãn điều kiện:

Chọn máy biến áp 22/0.4 kV có công suất 400 kVA, do công ty ABB sản xuất

, kVA
400

, kW
0.84

, kW
5.75

 Phương án 2: Sử dụng 2 máy biến áp làm việc song song.
Công suất mỗi máy biến áp thỏa mãn điều kiện:

Đồng thời, khi xảy ra sự cố 1 máy biến áp, có thể cắt giảm một số thiết bị để giảm tải:

Nhóm 1 – Đề tài 1: Thiết kế cấp điện phân xưởng cơ khí

14 | P a g e


Lựa chọn máy biến áp 22/0.4 kV có công suất 250 kVA, do công ty ABB sản xuất:
(kVA)
250

(kW)
0.64

(kW)
4.1

So sánhvà lựa chọn phương án tối ưu.
Xét về kỹ thuật, các phương án không ngang nhau về độ tin cậy cung cấp điện:
+ Đối với phương án 1, khi có sự cố máy biến áp, sẽ phải ngừng cung cấp điện cho toàn
phân xưởng.
+ Đối với phương án 2, khi có sự cố với 1 máy biến áp thì máy biến áp còn lại phải gánh
toàn bộ phụ tải của phân xưởng.
Để đảm bảo sự tương đồng về kỹ thuật, ta cần phải xét đến thiệt hại khi xảy ra sự cố máy
biến áp.
Phương án 1:
 Vốn đầu tư trạm biến áp:

Trong đó: m, n – hệ số kinh tế cố định và thay đổi của trạm biến áp, đ và đ/kVA
Tổn thất điện năng máy biến áp:

Thiệt hại khi mất điện do có sự cố:

Trong đó: Yth – Thiệt hại do mất điện
Gth – đơn giá thiệt hại do mất điện, đồng/kWh, đối với các xí nghiệp công
nghiệp có thể lấy gth = 50007000 đ/kWh.
Pth – công suất thiếu hụt trong thời gian mất điện tf

Nhóm 1 – Đề tài 1: Thiết kế cấp điện phân xưởng cơ khí

15 | P a g e


Tf – thời gian mất điện, đối với trạm biến áp trung gian có thể lấy tf = 12
với trạm tiêu thụ lấy tf = 24 /năm

và

Chi phí quy đổi:

Trong đó: VB – vốn đầu tư biến áp
p – hệ số sử dụng tiêu chuẩn và khấu hao thiết bị (pB =0.1250.2 )
- Chi phí tổn thất điện năng
Phương án 2:
Với phương án 2 thì khi máy còn lại được phép quá tải 40% liên tục trong 6 giờ
trong một ngày, 5 ngày trong một tuần. Và khi mất điện thì cần thiết phải tắt bớt một số
phụ tải không cần thiết để đảm bảo cấp điện tốt hơn.
 Vốn đầu tư trạm biến áp:

Tổn thất máy biến áp:

Thiệt hại do sự cố mất điện, ta cắt bỏ 20% phụ tải.

 Chi phí tính toán:

 Bảng tổng hợp các phương án tính toán
Phương án

Stt,
kVA

, kW

, kW

,

A, kWh

Nhóm 1 – Đề tài 1: Thiết kế cấp điện phân xưởng cơ khí

Z,

16 | P a g e


1

400

0.84

5.75

96.18

2

2x250

0.64

4.1

110.688

80.81
21973.04

54.68

So sánh chi phí tính toán của 2 phương án ta thấy phương án sử dụng hai máy biến
áp có chi phí thấp hơn, do thiệt hại kinh tế khi mất điện nhỏ hơn, và tổn hao điện năng
cũng nhỏ hơn. Nên chúng em lựa chọn phương án 2 sử dụng hai máy biến áp làm việc
song song.

2.2. Các phương án cấp điện cho phân xưởng
2.2.1. 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 (gần nhất có thể). Tủ chiếu sáng và tủ làm mát được cấp điện từ tủ động lự gần nhất.

Các tủ động lực được cấp điện từ tủ hạ thế tổng, được đặt ở góc tường trong phân xưởng,
không làm ảnh hưởng đến việc đi lại, làm việc trong phân xưởng. Từ đây ta vạch ra các
phương án:
+ Phương án 1: Các tủ động lực lấy điện từ tủ hạ thế tổng, tủ chiếu sáng và làm mát
lấy điện từ tủ động lực 3.
+ Phương án 2: Tủ động lực 3 lấy điện từ tủ hạ thế tổng, tủ chiếu sáng làm mát lấy
điện từ tủ động lực 3, các tủ động lực còn lại lấy điện từ một tủ phân phối phụ.
+ Phương án 3: Tủ động lực 1, 3, 4 lấy điện từ tủ hạ thế tổng, tủ chiếu sáng làm mát
lấy điện từ tủ động lực 3, các tủ động lực 2 lấy điện từ một tủ động lực 1.
1) Phương án 1:
a. Tính toán tiết diện dây dẫn

Nhóm 1 – Đề tài 1: Thiết kế cấp điện phân xưởng cơ khí

17 | P a g e


Hình 1. 2: Sơ đồ đi dây phương án 1
• Chọn dây dẫn từ trạm biến áp nguồn, cách L m, tới tủ hạ thế tổng (THT).
 Tính toán lựa chọn dây dẫn trung áp và dây dẫn đến tủ phân phối
 Dây dẫn trung áp.
• Chọn dây dẫn đến trạm biến áp phân xưởng là cáp nhôm lõi thép 3 pha.
• Chọn dây AC theo mật độ dòng kinh tế:

Nhóm 1 – Đề tài 1: Thiết kế cấp điện phân xưởng cơ khí

18 | P a g e


 Chọn dây nhôm lõi thép AC – 50, có r0 = 0.65(); x0 = 0.392()

(Theo bảng 2.1 giáo trình CCĐ)
 Dây dẫn đến trạm phân phối (4 m)
• Ta có dòng làm việc lớn nhất tại phía hạ áp
Ta có:
+ Xác định tổn hao điện áp thực tế:

 Chọn dây CVV – 500, có dòng điện cho phép Icp = 580 (A),
r0 = 0.036(); x0 = 0.08() (Theo PL 22 giáo trình CCĐ Ngô Hồng Quang - 2016)
 Dây dẫn tủ chiếu sáng và làm mát
Tra PL VI.10, PL VI.11 (trang 314 tài liệu “thiết kế cấp điện” của Ngô Hồng
Quang – Vũ Văn Tẩm – NXB KH&KT-2008) ta lấy k1 = 0.95, k2 = 1.
Ta có :
+

 Tra PL 22 (trang 203, giáo trình cung cấp điện của Ngô Hồng Quang – NXBGDVN
2016 ) chọn dây dẫn hạ áp 2 lõi đồng cách điện PVC loại nửa mềm đặt cố định do
CADIVI chế tạo CVV – 2.5 có Icp = 27 (A)
 Tương tự ta tính được dây các nhóm:
 Cho nhánh cấp điện cho tủ động lực 1 (TPP TĐL 1 và TĐL 1 Máy)
Đoạn
dây
T1
T1-1
T1-2
T1-3
T1-4
T1-23

Công suất
P

kW
87.9
6
25.0
3
41.3
1
25.0
3
41.3
1
2.75

Cos

Dòng
I, A

Icp, A

Icptc, Ftc
A mm2

164.0
6

242

L,
m

R0,
/km

X0,
/km

95.0 17.0

0.21

0.23

S
kVA
102.5
8

Q,
kVAr
52.79

0.86

155.8
6

27.51

11.41

0.91

41.80

51.76

83

16.0

7.0

1.25

0.29

45.39

18.82

0.91

68.96

85.40

111

25.0

6.0

0.80

0.27

27.51

11.41

0.91

41.80

51.76

83

16.0

4.0

1.25

0.29

45.39
4.37

18.82
3.39

0.91
0.63

68.96
6.64

85.40
8.22

111
27

25.0
2.5

2.0
2.5

0.80
8.00

0.27
0.00

Nhóm 1 – Đề tài 1: Thiết kế cấp điện phân xưởng cơ khí

19 | P a g e

T1-24
T1-30
T1-31
T1-33

5.01
9.39
9.39
2.75

7.95
15.65
15.65
3.82

6.17
12.52
12.52
2.65

0.63
0.60
0.60
0.72

12.07
23.77
23.77

5.81

14.95
29.44
29.44
7.20

27
37
37
27

2.5
4.0
4.0
2.5

6.0
10.0
12.0
14.0

8.00
5.00
5.00
8.00

0.00
0.33
0.33

0.00

R0 , /
km

X0,
/km

0.290

0.24

3.0

0.800

0.27

1.5

0.290

0.24

3.0

8.000

0.00

5.0

0.800

0.27

8.0

1.250

0.29

6.0

8.000

0.00

 Cho nhánh cấp điện cho tủ động lực 2 (TPP TĐL 2và TĐL 2máy)
Đoạn
dây
T2
T2-5
T2-6
T2-7
T2-8
T2-9
T2-10

Cos

Dòng
I, A

Icp, A

40.76

0.90

142.0
7

149.5
5

16.00

0.92

62.01

29.33

0.92

0.62

0.95

113.6
9
3.00

22.28

0.86

66.34

14.85

0.86

44.23

0.00

1.00

4.75

Công suất
P
kW
84.1
6
37.5
5
68.8

4
1.88
37.5
5
25.0
3
3.13

S
kVA
93.5
1
40.8
2
74.8
3
1.98
43.6
6
29.1
1
3.13

Icptc, Ftc
A mm2

L,
m

Q

kVAr
201

70.0

76.80
140.7
9
3.72

111

25.0

201
27

70.0
2.5

82.15

111

25.0

54.77
5.89

83

27

16.0
2.5

20.0

 Cho nhánh cấp điện tủ động lực 3:(TPP  TĐL 3 và TĐL 3MÁY)
• Ta có PT3 = Pttđl3 + Pcslm = 92.2 + 11.23 + 1.4 =104,83 (kW)
Đoạn
dây
T3
T3-11

Công suất
P
S
Q
kW
kVA kVAr
104.8 131.6 79.68
3
7
18.78 19.16 3.81

Cos
0.89
0.98

Dòng

I, A
200.0
6
29.11

T3-12

2.75

2.90

0.91

0.95

4.40

T3-13

27.54

28.10

5.59

0.98

42.69

T3-14

T3-15
T3-16
T3-17
T3-18
T3-19

37.55
3.50
37.55
27.54
9.39
6.88

38.32
3.69
45.24
33.18
14.01
10.27

7.62
1.15
25.23
18.50
10.40
7.63

0.98
0.95
0.83

0.83
0.67
0.67

58.22
5.61
68.74
50.41
21.29
15.61

Icp, A

Icptc,
A

Ftc
mm2

210.5
9

284 120.0

34.04

48

6.0

5.15

27

2.5

49.93
68.09
6.56
80.39
58.96
24.90
18.26

83
83
27
111
83
37
27

16.0
16.0
2.5
25.0
16.0
4.0
2.5

Nhóm 1 – Đề tài 1: Thiết kế cấp điện phân xưởng cơ khí

L,
m
26.
0
16.
0
14.
0
12.
0
8.0
6.0
3.0
3.0
5.0
7.0

R0,
/km

X0 ,
/km

0.170

0.22

3.330

0.32

8.000

0.00

1.250
1.250
8.000
0.800
1.250
5.000
8.000

0.29
0.29
0.00
0.27
0.29
0.33
0.00

20 | P a g e


 Cho nhánh cấp điện tủ động lực 4: (TPP  TĐL 4 và TĐL 4 MÁY)
Đoạn
dây

P
kW
58.8
8
3.50
9.39
5.63
6.88
12.5
2
15.0
2
6.88
18.7
8
13.7
7

T4
T4-20
T4-21
T4-22
T4-25
T4-26
T4-27
T4-28
T4-29
T4-32

Công suất

S
Q
kVA kVAr
88.79 66.45
5.84 4.67
15.65 12.52
9.39 7.51
9.98 7.22
18.14 13.13
21.77 15.76
10.12 7.42
27.61 20.24
21.18 16.10

Cos
0.66
0.60
0.60
0.60
0.69
0.69
0.69
0.68
0.68
0.65

Dòng
I, A
134.9
0

8.87
23.77
14.26
15.16
27.56

Icptc,
A

Ftc
mm2

L,
m

R0,
/km

X0 ,
/km

142.0
0
10.99
29.44
17.66
18.77

201
27

37
27
27

70.0
2.5
4.0
2.5
2.5

41.0
18.0
16.0
11.0
3.0

0.290
8.000
5.000
8.000
8.000

0.24
0.00
0.33
0.00
0.00

34.13

48

6.0

4.0

3.330

0.32

40.96
19.05

65
27

10.0
2.5

1.0
7.0

2.000
8.000

0.31
0.00

51.95

83

16.0

12.0

1.250

0.29

39.85

65

10.0

10.0

2.000

1.31

Icp, A

33.07
15.38
41.95
32.18

b. Tính tổn thất và các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật

• Đoạn T1: Từ tủ phân phối về tủ động lực , ta xác định được tổn hao điện áp thực
tế:

• Tổn hao công suất:
• Vốn đầu tư đoạn dây:
Với vốn cáp hạ áp lấy theo bảng giá cáp hạ áp CADIVI CVV năm 2015.
 Tương tự tính toán ta có bảng kết quả của các nhóm:
Nhóm 1:
Đoạn
dây
T1
T1 - 1
T1 -2
T1 - 3
T1 - 4
T1 - 23
T1 - 24
T1 - 30
T1 - 31
T1 - 33

Ftc
mm2
95.0
16.0
25.0
16.0
25.0
2.5
2.5

4.0
4.0
2.5

L
m
17.0
7.0
6.0
4.0
2.0
2.5
6.0
10.0
12.0
14.0

R0 ,

X0 ,

0.210
1.250
0.800
1.250
0.800
8.000
8.000
5.000
5.000

8.000

0.23
0.29
0.27
0.29
0.27
0.00
0.00
0.33
0.33
0.00

V
1.37
0.64
0.60
0.36
0.20
0.14
0.63
1.34
1.61
0.81

kW
0.260
0.046
0.068
0.026

0.023
0.003
0.021
0.085
0.102
0.011

V0
106 đ
555.70
104.40
157.60
104.40
157.60
19.58
19.58
28.60
28.60
19.58

Nhóm 1 – Đề tài 1: Thiết kế cấp điện phân xưởng cơ khí

V
106 đ
9.45
0.73
0.95
0.42
0.32
0.05

0.12
0.29
0.34
0.27

21 | P a g e


Tổng

0.645

12.93
1.61

max

 Tổn hao điện áp cực đại
max1 =T1 + max(T1-i)=1.37 + 1.61=2.98 (V)
Nhóm 2:
Đoạn
dây
T2
T2-5
T2-6
T2-7
T2-8
T2-9
T2-10

Ftc
mm2
70.0
25.0
70.0
2.5
25.0
16.0
2.5

L
R0 ,
m
20.0
0.290
3.0
0.800
1.5
0.290
3.0
8.000
5.0
0.800
8.0
1.250
6.0
8.000
Tổng

X0 ,

V
1.80
0.27
0.11
0.12
0.47
0.75
0.40

0.24
0.27
0.24
0.00
0.27
0.29
0.00

kW
0.351
0.028
0.017
0.001
0.053
0.059
0.003
0.511

V0
106 đ

403.30
157.60
403.30
19.58
157.60
104.40
19.58

V
106 đ
8.07
0.47
0.60
0.06
0.79
0.84
0.12
10.94

0.75

max

 Tổn hao điện áp cực đai:
max1 =T1 + max(T1-i) = 1.8 + 0.75 = 2.55 (V)
Nhóm 3:
Đoạn
dây
T3
T3-11

T3-12
T3-13
T3-14
T3-15
T3-16
T3-17
T3-18
T3-19

Ftc
mm2
120.0
6.0
2.5
16.0
16.0
2.5
25.0
16.0
4.0
2.5

L
m
26.0
16.0
14.0
12.0
8.0
6.0

3.0
3.0
5.0
7.0

R0 ,
0.170
3.330
8.000
1.250
1.250
8.000
0.800
1.250
5.000
8.000
Tổng

X0 ,
0.22
0.32
0.00
0.29
0.29
0.00
0.27
0.29
0.33
0.00

V
2.42
2.68
0.81
1.14
1.03
0.44
0.29
0.31
0.66
1.01

kW
0.531
0.135
0.007
0.082
0.102
0.005
0.034
0.029
0.034
0.041
0.998

V0
106 đ
933.40
40.70
19.58

104.40
104.40
19.58
157.60
104.40
28.60
19.58

V
106 đ
24.27
0.65
0.27
1.25
0.84
0.12
0.47
0.31
0.14
0.14
28.47

2.68

max

 Tổn hao điện áp cực đại:
max1 =T1 + max(T1-i) = 2.42 + 2.68 = 5.1 (V)
Nhóm 4:
Đoạn

dây
T4
T4-20
T4-21
T4-22
T4-25

Ftc
mm2
70.0
2.5
4.0
2.5
2.5

L
m
41.0
18.0
16.0
11.0
3.0

R0 ,

X0 ,

0.290
8.000
5.000

8.000
8.000

0.24
0.00
0.33
0.00
0.00

V
3.56
1.33
2.15
1.30
0.43

kW
0.649
0.034
0.136
0.054
0.017

Nhóm 1 – Đề tài 1: Thiết kế cấp điện phân xưởng cơ khí

V0
106 đ
403.30
19.58
28.60

19.58
19.58

V
106 đ
16.54
0.35
0.46
0.22
0.06
22 | P a g e


T4-26
T4-27
T4-28
T4-29
T4-32

6.0
10.0
2.5
16.0
10.0

4.0
1.0
7.0
12.0
10.0

3.330
2.000
8.000
1.250
2.000
Tổng

0.32
0.31
0.00
0.29
0.31

0.48
0.09
1.01
0.93
0.86

0.030
0.007
0.040
0.079
0.062
1.107

40.70
66.00
19.58

104.40
66.00

0.16
0.07
0.14
1.25
0.66
19.9

2.15

max

 Tổn hao điện áp cực đại:
max1 =T1 + max(T1-i) = 3.56 + 2.15 = 5.71 (V)
 Bảng tổng hợp các tổn hao phương án 1
Tên nhóm
Nhóm 1
2.98
Nhóm 2
2.55
Nhóm 3
5.1
Nhóm 4
5.71
• Ta có tổng tổn thất điện năng:

0.645
0.511

0.998
1.107

V, 106 đ
12.93
10.94
28.47
19.9

(kWh/năm)
• Với:
()

• Chi phí tổn thất điện năng:
(đ/năm)
• Vốn đầu tư dây:

• Hệ số tiêu chuẩn và hệ số vận hành theo sách thiết kế cấp điện, ta lấy được:
atc = 0.13; avh = 0.1
 Chi phí quy đổi:
Z=( atc + avh)*V + C = 0.23*72.23 + 11.69 = 27.95*106 đ
2) Phương án 2

Nhóm 1 – Đề tài 1: Thiết kế cấp điện phân xưởng cơ khí

23 | P a g e


Hình 1. 3: Sơ đồ đi dây phương án 2
a. Tính toán tiết diện dây dẫn

 Tương tự phương án 1, ta tính được dây các nhóm:
 Cho nhánh cấp điện cho tủ động lực 1
(TPPP TĐL 1 và TĐL 1 Máy)
Công suất
Đoạn
dây

Tp -1

P

S

kW

kVA

87.9
6

102.5
8

Q

Cos

Dòng
I, A

Icp, A

155.8
6

164.0
6

Icptc,
A

242

kVAr
52.79

0.86

Nhóm 1 – Đề tài 1: Thiết kế cấp điện phân xưởng cơ khí

Ftc
mm2

L,
m

R0 ,
/km

X0 ,

/km

95

2

0.210

0.230

24 | P a g e


T1-1

25.0
3

27.51

11.41

0.91

41.80

51.76

83

16

7

1.250

0.290

T1-2

41.3
1

45.39

18.82

0.91

68.96

85.40

111

25

6

0.800

0.270

T1-3

25.0
3

27.51

11.41

0.91

41.80

51.76

83

16

4

1.250

0.290

T1-4

41.3
1

45.39

18.82

0.91

68.96

85.40

111

25

2

0.800

0.270

T1-23

2.75

4.37

3.39

0.63

6.64

8.22

27

2.5

2.5

8.000

0.000

T1-24

5.01

7.95

6.17

0.63

12.07

14.95

27

2.5

6

8.000

0.000

T1-30

9.39

15.65

12.52

0.60

23.77

29.44

37

4

10

5.000

0.330

T1-31

9.39

15.65

12.52

0.60

23.77

29.44

37

4

12

5.000

0.330

T1-33

2.75

3.82

2.65

0.72

5.81

7.20

27

2.5

14

8.000

0.000

Ftc
mm2

L,
m

R0, /

km

X0 ,
/km

6.00 0.290

0.240

3.00 0.800

0.270

1.50 0.290
3.00 8.000

0.240
0.000

5.00 0.800

0.270

8.00 1.250
6.00 8.000

0.290
0.000

 Cho nhánh cấp điện cho tủ động lực 2

(TPPP TĐL 2và TĐL 2máy)
Đoạn
dây
TP-2
T2-5
T2-6
T2-7
T2-8
T2-9
T2-10

Công suất
P
S
Q
kW kVA kVAr
84.1 93.5
40.76
6
1
37.5 40.8
16.00
5
2
68.8 74.8
29.33
4
3
1.88 1.98 0.62
37.5 43.6

22.28
5
6
25.0 29.1
14.85
3
1
3.13 3.13 0.00

Cos

Dòng
I, A

Icp, A

Icptc, A

0.90

142.0
7

149.5
5

201

0.92

62.01

0.95

113.6
9
3.00

0.86

66.34

0.86

44.23

1.00

4.75

0.92

76.80
140.7
9
3.72

111
201
27

82.15

111

54.77
5.89

83
27

70.0
0
25.0
0
70.0
0
2.50
25.0
0
16.0
0
2.50

 Cho nhánh cấp điện tủ động lực 3:
(TPP  TĐL 3 và TĐL 3MÁY)
• Ta có PT3 = Pttđl3 + Pcslm = 92.2 + 11.23 + 1.4 =104,83 (kW)
Đoạn
dây

Công suất
P
S

Cos
Q

Dòng
I, A

Icp, A

Icptc,
A

Nhóm 1 – Đề tài 1: Thiết kế cấp điện phân xưởng cơ khí

Ftc
mm

L,
m

R0 ,
/km

25 | P a g e

X0,
/km