ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN cho PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN

LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay, trong xu thế hội nhập, quá trình công nghiệp hóa hiện đại hóa đ ất
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 đ ặc biệt, có r ất 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 s ống, 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 sửa chữa cơ khí”,
sau một thời gian làm đồ án, dưới sự hướng dẫn của thầy TS Đặng Hoàng
Anh và tài liệu tham khảo
-Hệ thống cung cấp điện của xí nghiệp công nghiệp và đô th ị cao
tầng:Nguyễn Công Hiền(Chủ biên),Nguyễn Mạnh Hoạch
-Thiết kế cấp điện :Ts Vũ Văn Tẩm-Ts Ngô Hồng Quang
-Giáo trình cung cấp điện: Ninh Văn Nam (chủ biên)- Hà Văn Chiến –Nguy ễn
Quang Thuấn.
-Sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện từ 0,4-500kV :Nguy ễn H ồng 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 kh ỏi những thiếu sót, chúng
em rất mong được sự chỉ bảo, giúp đỡ của các thầy cô để bài làm này c ủa 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 c ảm ơn !

1

GVHD: TS.ĐẶNG HOÀNG ANH

1


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN

Mục Lục
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 th ất 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. Chọn và kiểm tra dây dẫn
3.2. Chọn và kiểm thiết bị trung áp (dao cách ly, cầu chảy, chống sét van, v.v…)
3.3. Chọn thiết bị hạ áp (loại tủ phân phối, thanh cái, sử đỡ, thi ết bị chuy ển m ạch
bằng tay và tự động đóng/cắt nguồn tự động, aptomat/cầu chảy, kh ởi động từ
v.v…)
3.4. Chọn thiết bị đo lường: máy biến dòng, ampe mét, vol mét, công tơ v.v.
3.5. Tính toán ngắn mạch

3.6. Kiểm tra chế độ mở máy động cơ
3.7. Nhận xét và đánh giá
4. Thiết kế trạm biến áp
4.1. Tổng quan về trạm biến áp

2

GVHD: TS.ĐẶNG HOÀNG ANH

2


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN

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 t ủ phân ph ối,
các thiết bị;
2. Sơ đồ nguyên lý của mạng điện có chỉ rõ các mã hi ệu và các tham s ố c ủa thi ết b ị
được chọn;
3. Sơ đồ trạm biến áp gồm: sơ đồ nguyên lý, sơ đồ mặt bằng và m ặt c ắt tr ạm bi ến
áp;
4. Sơ đồ tủ phân phối, sơ đồ chiếu sáng và3sơ đồ nối đất;

GVHD: TS.ĐẶNG HOÀNG ANH

3


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN

5. Bảng số liệu tính toán mạng điện: phụ tải, so sánh các ph ương án; gi ải tích ch ế
độ xác lập của mạng điện; dự toán công trình.

I.Thuyết minh
1.Tính toán phụ tải điện
1.1. Phụ tải chiếu sáng.
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 chi ếu sáng đối v ới th ị giác. Ngoài đ ộ
rọi, hiệu quả của chiếu sáng còn phụ thuộc vào quang thông, màu s ắc 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 c ục b ộ và
chiếu sáng kết hợp ( kết hợp giữa cục bộ và chung ). Do yêu c ầu th ị giác c ần
phải làm việc chính xác, nơi mà các thiết bị cần chi ếu sáng mặt phẳng nghiêng
và không tạo ra các bóng tối sâu thiết kế cho phân xưởng th ường s ử dụng h ệ
thống chiếu sáng kết hợp.
Chọn loại bóng đèn chiếu sáng gồm 2 loại: bóng đèn s ợi đ ốt 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 .
Xác định kích thước của phân xưởng
Phân xưởng có kích thước như sau : rộng a=24m, dài b=36m, cao h=7m
Tham khảo bảng hệ số phản xạ (GT cung cấp đi ện _TS Quy ền Huy Ánh b ảng 10.5
4
trang 159 về công nghiệp nhẹ), ta xác định được các hệ số phản xạ của tr ần, tường
và sàn lần lượt là 50%, 30% và 10%.
GVHD: TS.ĐẶNG HOÀNG ANH

4


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN

Ta chọn loại đèn Metal Halide có hiệu suất sáng l ớn và ch ỉ s ố hoàn màu cao, phù
hợp với chiếu sáng công nghiệp. Chọn loại đèn có thông s ố như sau:
P = 150W, quang thông Φ = 11250 lm, loại chóa chiếu sâu, v ỏ nhôm, m ỗi b ộ có m ột
bóng
Chọn chiều cao treo đèn (khoảng cách từ trần đến đèn) là 1m, chi ều cao làm vi ệc là
0,8m, ta tính được độ cao treo đèn tính toán là:
Htt = 7-1-0,8 = 4,2m
Ta tính được chỉ số phòng i:

I = 2,83
Từ đây tham khảo GT cung cấp điện_TS Quyền Huy Ánh bảng 10.4. Đặc tuy ến phân

bố cường độ sáng một số đèn thông dụng trang 149 ta xác định được h ệ s ố s ử
dụng CU = 92%
Ta chọn được : Môi trường sử dụng trung bình và chế độ bảo trì là 12 tháng
Hệ số mất mát ánh sáng: LLF = 0,61 ( Trang 161 GT cung cấp điện_Quyền Huy Ánh)
Hệ số mất mát ánh sáng được xác định theo biểu thức:
LLF = LLD.LDD.BF.RSD
ở đây: -LLD là hệ số suy hao quang thông theo thời gian sử dụng
-LDD là hệ số suy hao quang thông do bụi
-BF là hệ số cuộn chấn lưu
-RSD là hệ số suy hao phản xạ của phòng do bụi.
Độ rọi yêu cầu: Eyc = 150lx (phân xưởng lắp ráp cơ khí chi tiết trung bình – nh ỏ) ·
Tính số bộ đèn sử dụng

Phân bố đèn: ta chọn 20 bộ đèn phân bố theo diện tích phân xưởng thành 4 hàng và
5 cột như sau:

5

GVHD: TS.ĐẶNG HOÀNG ANH

5


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN

Hình 1: Sơ đồ phân bố đèn trong phân xưởng
Kiểm tra độ rọi đồng đều: ta kiểm tra theo hai chỉ số α và β

= 0,8 1,8

(đèn HID – trần cao)

β = 0,3 0,5
Theo chiều rộng ta tính được:

Phụ tải nhóm chiếu sáng
Từ kết quả thiết kế chiếu sáng ta tính được phụ tải chiếu sáng tính toán của phân
xưởng.
Trong đó:
kđt : hệ số đồng thời của phụ tải chiếu sáng
6

N : số bóng cần thiết
GVHD: TS.ĐẶNG HOÀNG ANH

6


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN

Pđ : công suất mỗi bóng đèn được lựa chọn.
Vì dùng loại đèn Metal Halide nên hệ số cos φ= 1. Do đó, ta có công su ất toàn ph ần
của nhóm chiếu sáng là:
Qcs = 0 (kVAr)
1.2.Phụ tải thông gió làm mát
a) Phụ tải thông gió

Lưu lượng gió tươi cần cấp vào xưởng là: Q= n*V= 6*24*36*7= 36288m3
Trong đó: n là số lần làm tươi trên 1h
V là thể tích khí.

Với số liệu cho: MODEL : DLHCV40-PG4SF có lượng gió 4500 (m3/h)
Ta chọn q= 4500 m3/h => số quạt: Nq = 9 quạt
Bảng 1: Thông số quạt hút
Thiết bị

Công suất (W)

Quạt hút
Uđm=380(V); iđm=0,57(A);

300

Lượng gió
3
(m /h) Số lượng
4500
9

Ksd

cosφ

0,7

0,8

ilvmax=0,7(A)

Hệ số nhu cầu: (áp dụng công thức 2.34 trang 29 sách giáo trình cung cấp đi ện)
Phụ tải tính toán nhóm phụ tải thông gió và làm mát:N ếu ch ưa bi ết hi ệu su ất c ủa

động cơ nên ta lấy gần đúng Pđ=Pđm
(áp dụng công thức 2.41 chương 2 sách giáo trình cung cấp điện)

Trong đó:

Pđmi là công suất định mức của thiết bị thứ i,kW.

Ptt,Qtt,Stt : Công suất tác dụng ,phản kháng và toàn phần tính toán của
nhóm thiết bị,kW,kVAR,kVA;
7 knc : hệ số nhu cầu;
n:là số thiết bị trong nhóm;

GVHD: TS.ĐẶNG HOÀNG ANH

7


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN
b) Phụ tải làm mát
•

Để đảm bảo cho không gian làm việc thông thoáng mát mẻ ta chọn 15 quạt
đứng công nghiệp có thông số như sau: Model SLS650

•

Kiểu: Đứng

•

Công suất(W): 225

•

Sải cánh (mm): 650

•

Lượng gió (m3/min): 220

•

Cấp độ gió: 3 cấp độ

•

Tần số (Hz): 50

•

Độ ồn (Db): 68

•

Tốc độ (Rpm): 1400

•

Điện áp (V): 220

•

Ksd=0,7;cosφ =0,8;

•

Hãng sản xuất: Điện cơ Hà Nội giá bán 1.480.000 VNĐ
Tính tương tự như làm mát ta được
Knc=0,77; Pttlm= 2,598 (kW) ; Qttlm=1,95(kVAr); Sttlm=3,248 (kVA)

c,Tổng hợp phụ tải thông gió và làm mát
Công suất tác dụng: Ptttglm=Ptttg+Pttlm=2,16+2,598=4,578 (kW)
Công suất phản kháng: Qtttglm=Qtttg+Qttlm=1,62+1,95=3,57(kVAr)
Công suất toàn phần : Stttglm=Stttg+Sttlm=2,7+3,248=5,948(kVA)
Dựa vào TCVN 5687 -2010 thông gió,điều hòa không khí tiêu chuẩn thi ết kế.

8

GVHD: TS.ĐẶNG HOÀNG ANH

8


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN

1.3.Phụ tải động lực.
Nguyên tắc phân nhóm là các thiết bị gần nhau đưa vào một nhóm ,đi dây thu ận
tiện không được chồng chéo.
- Trong một phân xưởng thường có nhiều thiết bị có công suất và chế độ làm việc
khác nhau, muốn xác định phụ tải tính toán được chính xác cần phải phân nhóm

các thiết bị điện. Việc phân nhóm phải tuân theo các nguyên tắc sau:
Các thiết bị điện trong cùng một nhóm nên ở 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.
• Chế độ làm việc của các thiết bị điện trong nhóm nên gi ống nhau đ ể
xác định phụ tải tính toán được chính xác hơn và thuận tiện cho vi ệc
lựa chọn phương thức cung cấp điện cho nhóm.
• Tổng công suất của các nhóm nên xấp xỉ nhau để giảm chủng loại tủ
động lực cần dùng trong phân xưởng. Số thiết bị trong một nhóm cũng
không nên quá nhiều bởi số đầu ra của các tủ động lực thường
≤(8÷12).
•

Tuy nhiên thường rất khó thoả mãn tất cả các nguyên tắc trên. Do vậy người
thiết kế phải tuỳ thuộc vào điều kiện cụ thể của phụ tải để lựa chọn ra phương án
tối ưu phù hợp nhất trong các phương án có thể.
Dựa vào nguyên tắc phân nhóm điện ở trên và căn cứ vào v ị trí, công suất c ủa
các thiết bị được bố trí trên mặt bằng phân xưởng. Trong đồ án này v ới phân
xưởng cơ khí ta đã biết vị trí, công suất đặt và chế độ làm việc của từng thi ết b ị
trong phân xưởng nên khi tính toán phụ tải động lực của phân xưởng có
thể sử dụng phương pháp xác định phụ tải tính toán tính theo hệ số đồng th ời K đt
Căn cứ vào sơ đồ mặt bằng của phân xưởng ta chia các thiết bị thành 5 nhóm :






Nhóm 1 gồm 6 máy.
Nhóm 2 gồm 8 máy.

Nhóm 3 gồm 5 máy.
Nhóm 4 gồm 7 máy.
Nhóm 5 gồm 7 máy.

9

GVHD: TS.ĐẶNG HOÀNG ANH

9


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN

Nhóm 1:
Tên thiết bị

Công suất
đặt(KW)
Lò điện kiểu tầng 32,6
Lò điện kiểu tầng 53,79
Bồn đun nước
24,45
nóng
Bồn đun nước
35,86
nóng
Bồn đun nước
48,9
nóng
Thùng tôi

3,586

•

Cos
φ
0,91
0,91
0,98

Hệ số
ksd
0,35
0,35
0,3

Thiết bị
trên sơ đồ
1
2
11

0,98

0,3

13

0,98

0,3

14

0,95

0,3

12

1=199,2 KW
• Ptt1=.knc (knc=ksd)

=32,6.0,35+53,79.0,35+24,45.0,3+35,86.0,3+48,9.0,3+3,586.0,3=64,075KW
Cosφtb=
=
=0,95
Tgφtb=0,33
• Qtt1=Ptt1.tgφtb=0,33.64,075=21,14 (KVar)
• Stt1===67,47 (KVA)

•

Itt1==67,47/(.0,38)=102,5 A

1
0
GVHD: TS.ĐẶNG HOÀNG ANH

1

0


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN

Nhóm 2:

•
•

Tên thiết bị

Công suất
đặt(KW)

Cosφ Hệ số
ksd

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

32,6

0,91

0,35

Thiết bị
trên sơ
đồ
3

53,79

0,91

0,35

4

48,9

0,92

0,32

5

89,65

0,92

0,32

6

2,445
48,9

0,95
0,86

0,3
0,26

7
8

32,6

0,86

0,26

9

4,075

1

0,47

10

2=312,96 KW
Ptt2=.knc (knc=ksd)

=(32,6+53,79).0,35+(48,9+89,65).0,32+2,445.0.3+(48,9+32,6).0,26
+4,075.0,47=98,41 KW
Cosφtb=
=
=0,9
Tgφtb=0,48
•
•
•

Qtt2=Ptt2.tgφtb=0,48.98,41=47,24 (KVar)
Stt2===109,16 (KVA)
Itt2==109,16/(0,38)=165,85 A

1
1
GVHD: TS.ĐẶNG HOÀNG ANH

1
1

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN

Nhóm 3:
Tên thiết bị
Thùng tôi
Thiết bị cao tần
Thiết bị cao tần
Máy quạt
Máy quạt

Công suất
đặt(KW)
4,564
48,9
35,86
12,225
8,965

Cosφ Hệ số
ksd
0,95 0,3
0,83 0,41
0,83 0,41
0,67 0,45
0,67 0,45

Thiết bị
trên sơ đồ
15

16
17
18
19

=110,51 KW
Ptt3=.knc (knc=ksd)

•
•

=4,564.0,3+(48,9+35,86).0,41+(12,225+8,965).0,45=45,66 KW
Cosφtb=
=
=0,8
Tgφtb=0,75
Qtt3=Ptt3.tgφtb=45,66.0,75=34,25 (KVar)
Stt3===57,08 (KVA)
• Itt3==57,08/(0,38)=86,72 A
•
•

Nhóm 4:
Tên thiết bị
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
•
•

4=59,5 KW
Ptt4=.knc (knc=ksd)

Công suất
đặt(KW)
4,564

Cosφ Hệ số
ksd
0,6
0,47

Thiết bị
trên sơ đồ
20

12,225

0,6

0,47

21

7,335

0,6

0,47

22

3,586
6,52
8,956
16,3

0,63
0,63
0,69
0,69

0,35
0,35
0,53
0,53

23
24
25
26

1

2
GVHD: TS.ĐẶNG HOÀNG ANH

1
2


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN

=(4,564+12,225+7,335).0,47+(3,586+6,52).0,35+(8,956+16,3).0,53=28,26 Kw
Cosφtb=
==0,64
Tgφtb=1,2
•
•
•

Qtt4=Ptt1.tgφtb=28,26.1,2=33,91 (KVar)
Stt4===44,14 (KVA)
Itt4==44,14/(0,38)=67,06 A

Nhóm 5:
Tên thiết bị
Máy tiện ren
Máy phay đứng
Máy phay đứng
Máy khoan đứng
Máy khoan đứng
Cần cẩu
Máy mài

•
•

Công suất
đặt(KW)
19,56
8,965
24,45
12,225
12,225
17,93
3,586

Cosφ Hệ số
ksd
0,69 0,53
0,68 0,45
0,68 0,45
0,6
0,4
0,6
0,4
0,65 0,22
0,72 0,36

Thiết bị
trên sơ đồ
27
28
29

30
31
32
33

5=98,94 KW
Ptt5=.knc (knc=ksd)

=19,56.0,53+(8,965+24,45).0,45+2.12,225.0,4+17,93.0,22+3,586.0,36
=40,42(KW)
Cosφtb=
=
=0,66
Tgφtb=1,14
•
•
•

Qtt5=Ptt5.tgφtb=40,42.1,14=46,08 (KVar)
Stt1===61,3(KVA)
Itt5==61,3/(0,38)=93,14 A

Bảng 2:Kết quả thu được:
Nhóm

∑Pđặt

1

Ptt(Kw Qtt(Kvar Stt(KVA)

3

Costb

Itt(A)
GVHD: TS.ĐẶNG HOÀNG ANH

1
3


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN

1

199,2

)
64,075

2
3
4
5

312,96
110,51
59,5
98,94

98,41
45,66
28,26
40,42

47,24
34,25
33,91
46,08

109,16
57,08
44,14
61,3

0.9
0.8
0,64
0.66

781,11 276,83

182,62

331,64

0,83

Tổng

)
21,14

67,47

0.95

102,5
165,8
5
86,72
67,06
93,14
503,8
7

Pttđl= Ptt1+ Ptt2+ Ptt3+ Ptt4+ Ptt5
64,075+98,41+45,66+28,26+40,42=276,83(Kw)
Tổng hợp phụ tải của toàn phân xưởng:
Pttpx= kđt (Pttđl+ Pcs +Ptttglm)
= 0,85(276,83+3+4,578)=241,75 KW
Hệ số công suất trung bình toàn phân xưởng,

Xét thêm tổn thất trong mạng điện (10%) và khả năng phát tri ển ph ụ t ải trong 10
năm (10%), ta sẽ có số liệu tính toán phụ tải toàn phân xưởnglà:

;Ittpx=531,01 (A)
1.5.Nhận xét và đánh giá
Phân xưởng sửa chữa có đặc điểm hầu hết là các máy có cuộn dây nên hệ s ố toàn
phân xưởng thấp

2.Xác định sơ đồ cấp điện của phân xưởng.
Trạm biến áp là một phần tử rất quan trọng của hệ thống điện nó có nhiệm
vụ tiếp nhận điện năng từ hệ thống, biến đổi từ cấp điện áp này sang cấp điện áp
khác và phân phối cho mạng điện tương ứng. Trong mỗi trạm biến áp ngoài máy
biến áp còn có rất nhiều thiết bị hợp thành hệ thống tiếp nhận và phân phối đi ện
năng. Các thiết bị phía cao áp gọi là thiết b1ị phân phối cao áp (máy cắt, dao cách ly,
4
GVHD: TS.ĐẶNG HOÀNG ANH

1
4


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN

thanh cái...) và các thiết bị phía hạ áp gọi là thiết bị phân phối hạ áp (thanh cái hạ
áp, aptômat, cầu dao, cầu chảy...).
Trạm tăng áp thường được đặt tại các nhà máy điện để tăng điện áp từ
0,46,3kV lên các cấp cao hơn với mục đích truyền tải điện năng đi xa h ơn; Tr ạm
biến áp trung gian là trạm giảm áp, tiếp nhận điện năng từ lưới 3522kV để cung
cấp cho các lưới phân phối 622kV ; Trạm biến áp tiêu thụ hay trạm biến áp phân
xưởng có nhiệm vụ tiếp nhận điện năng từ mạng phân phối 622kV(đôi khi cả
mạng 35 và 110kV) và cung cấp cho lưới điện hạ áp.
Kết cấu của trạm biến áp phụ thuộc vào loại trạm, vị trí, công dụng...của
chúng. Các trạm biến áp trung gian thường được xây dựng với hai dạng chính:
- Trạm biến áp ngoài trời có các thiết bị phân phối phía cao áp được
đặt ở ngoài trời các thiết bị phân phối phía thứ cấp được đặt trong các tủ điện
hoặc đặt trong nhà.
- Trạm biến áp trong nhà: toàn bộ thiết bị của trạm từ phía sơ cấp
đến phía thứ cấp được đặt trong nhà với các tủ phân phối tương ứng.

Tất cả các trạm biến áp cần phải thoả mãn các yêu cầu cơ bản sau:

cao.

-

- Sơ đồ và kết cấu phải đơn giản đến mức có thể.
- Dễ thao tác vận hành.
Đảm bảo cung cấp điện liên tục và tin cậy với chất lượng

Có khả năng mở rộng và phát triển.
- Có các thiết bị hiện đại để có thể áp dụng các công nghệ tiên tiến
trong vận hành và điều khiển mạng điện.
- Giá thành hợp lí và có hiệu quả kinh tế cao.
Các yêu cầu trên có thể mâu thuẫn với nhau, vì vậy trong tính toán thi ết kế
cần phải tìm lời giải tối ưu bằng cách giải các bài toán kinh tế kĩ thuật.
-

2.1-Xác định vị trí đặt trạm biến áp phân xưởng .
Vị trí của trạm biến áp có ảnh hưởng rất lớn đến các chỉ tiêu kinh tế kĩ thuật của
mạng điện. Nếu vị trí của trạm biến áp đặt quá xa phụ tải thì có thể dẫn đến chất
lượng điện áp bị giảm, làm tổn thất điện năng. Nếu phụ tải phân tán, thì việc đặt
các trạm biến áp gần chúng có thể dẫn đến số lượng trạm biến áp tăng, chi phí cho
đường dây cung cấp lớn và như vậy hiệu quả kinh tế sẽ giảm.
Vị trí trạm biến áp thường được đặt ở liền kề, bên ngoài hoặc ở bên trong
phân xưởng.
Vị trí của hạm biến áp cần phải thỏa mãn 1các yêu cầu cơ bản sau :
- An toàn và liên tục cấp điện. 5
GVHD: TS.ĐẶNG HOÀNG ANH

1
5


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG 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 họp, đáp ứng được khi khẩn cấp...
- Tổng tổn thất công suất trên các đường dây là nhỏ nhất.
Căn cứ vào sơ đồ bố trí các thiết bị trong phân xưởng thấy rằng các phụ tải
được bố trí với mật độ cao trong nhà xưởng nên không thể bố trí máy biến áp
trong nhà . Vì vậy nên đặt máy phía ngoài nhà xưởng ngay sát tường như minh hoạ
dưới đây. Khi xây dựng ngoài như thế cần chú ý đến điều kiện mỹ quan.
-

Muốn xác định vị trí của trạm thì ta phải xác định tâm phụ tải của phân xưởng .
-

Xác định tâm phụ tải của từng nhóm
Vị trí tối ưu của các tủ phân phối hay tủ động lực được xác định dựa theo tâm
phụ tải và được xác định theo công thức.

-

X=

-

∑X P
∑P
∑Y P
=
Y
∑P
i i
i

i i

i

Xi,Yi:tọa độ của điểm tải thứ i;
Pi:công suất của điểm tải i.

X,Y :tọa độ của trạm biến áp phân phối.

1
6
GVHD: TS.ĐẶNG HOÀNG ANH

1
6


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN

Nhóm 1

Số hiệu
Tên thiết bị
Pđặt
1
Lò điện kiểu tầng
32,6
2
Lò điện kiểu tầng
53,79
11
Bồn đun nước nóng
24,45
12
Thùng tôi
3,586
13
Bồn đun nước nóng
35,86
14
Bồn đun nước nóng
48,9
Tọa độ trung tâm phụ tải nhóm 1

Tọa độ x
5
7
3
3
3
3

4,4

Tọa độ y
33
33
27
24
22
20
26,9

Nhóm 2
Số hiệu
Tên thiết bị
Pđặt
3
Lò điện kiểu tầng
32,6
4
Lò điện kiểu tầng
53,79
5
Lò điện kiểu buồng
48,9
6
Lò điện kiểu buồng
89,65
7
Thùng tôi
2,445

8
Lò điện kiểu tầng
48,9
9
Lò điện kiểu tầng
32,6
10
Bể khử mỡ
4,075
Tọa độ trung tâm phụ tải nhóm 2

Tọa độ x
9
11
11
10
8
10
11
8
10,3

Tọa độ y
33
33
29
24
28
21
19

20
26,3

Tọa độ x

Tọa độ y

5

16

Nhóm3
Số hiệu
15

Tên thiết bị
Thùng tôi

Pđặt
4,564

16

Thiết bị cao tần

48,9

2

15,5

17

Thiết bị cao tần

35,86

3

11

18

Máy quạt

12,225

2,5

8,5

19

Máy quạt

8,965

5

7

2,7

12,6

Tọa độ trung tâm phụ tải nhóm 3

1
7
GVHD: TS.ĐẶNG HOÀNG ANH

1
7


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN

Nhóm 4
Số hiệu
20

Tọa độ x

Tọa độ y

19

34

22,5

34

22,5

29

3,586

15

30

Máy tiện

6,52

15

24

25

Máy tiện ren

8,956

22

23

26

Máy tiện ren

16,3

20

23

20,2

27,4

Tọa độ x

Tọa độ y

22

18

Tên thiết bị
Máy mài tròn vạn
năng

Pđặt
4,564

21

Máy mài tròn vạn
năng

12,225

22

Máy mài tròn vạn
năng

7,335

23

Máy tiện

24

Tọa độ trung tâm phụ tải nhóm 4

Nhóm 5
Số hiệu
27

Tên thiết bị
Máy tiện ren

Pđặt

19,56

28

Máy phay đứng

8,965

22

13,5

29

Máy phay đứng

24,45

22

8

30

Máy khoan đứng

12,225

14,5

21

31

Máy khoan đứng

12,225

14,5

18

32

Cần cẩu

17,93

18,5

10

33

Máy mài

3,586

14,5

16

19,2

14

Tọa độ trung tâm phụ tải nhóm 5
Xác định tâm phụ tải của phân xưởng :

Sau khi xác định tâm phụ tải của từng nhóm ta xác định tâm phụ tải của phân
xưởng
1
8

GVHD: TS.ĐẶNG HOÀNG ANH

1
8


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN

Bảng 3:Tổng hợp tọa độ đặt tủ động lực các nhóm.
Tọa độ
x
4,4
10,3
2,7
20,2
19,2

9,6

Nhóm
Tổng P đặt
1
199,2
2
312,96
3
110,51
4
59,5
5
98,94
Tọa độ tt phụ tải của phân xưởng

Tọa độ y
26,9
26,3
12,6
27,4
14
23

-

Vậy vị trí của máy biến áp có tọa độ (x,y)=(9,6;23)
Vị tri trên là lý tưởng nhưng trong thực tế nhà xưởng có nhiều thiết bị cao và
nếu để máy biến áp trong nhà xưởng rất nguy hiểm cho công nhân ( do điện áp
cao 22kv ) nên đặt máy biến áp ra khỏi nhà xưởng gần nhất với trung tâm phụ

tải và có thể vận hành dễ nhất .

-

Hình thể hiện tọa độ của máy biến áp và các tủ động lực của phân xưởng :
.

1
9
GVHD: TS.ĐẶNG HOÀNG ANH

1
9


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN

Hình 2:Sơ đồ bố trí trạm biến áp và các tủ phân phối trong phân xưởng

2

2.2. Các phương án cấp điện cho phân x0ưởng
GVHD: TS.ĐẶNG HOÀNG ANH

2
0


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN

2.2.1.Các phương án chọn lắp đặt máy biến áp
Ta xét 3 phương án sau:



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

Phương án trạm biến áp
Phương án 1: Trạm có hai máy biến áp làm việc song song:
Công suất MBA được lựa chọn thỏa mãn điều kiện:
Nên ta lựa chon MBA có Sdm =320 (kVA) 22/0,4kV
do công ty thiết bị điện Đông Anh chế tạo
Bảng 4: Thông số máy biến áp
Công suất
kVA
320

Điện áp
kV
22/0,4

∆Po

W
700

∆ Pn
W
3670

Un
%
4

Tổn thất 2 máy biến áp là (tính toán sơ bộ )
∆Pb = 0,02*Sđm = 0,02*320 = 6,4(kW)
∆Qb = 0,105*Sđm = 0,105*320 = 33,6 (kW)
∆Ab =n*∆P0*8760+(1/n)* ∆PN * ‫ح‬
với Tmax của xưởng cơ khí chọn =5000h ta tính được 3411 = ‫ ح‬,n= 2
suy ra ∆Ab = 19730,4 (kWh)

2
1
GVHD: TS.ĐẶNG HOÀNG ANH

2
1


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN

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

Chọn máy biến áp có công suất định mức bằng 400 (kVA) 22/0,4kV
do công ty thiết bị điện Đông Anh chế tạo
Bảng 5: Thông số kĩ thuật máy biến áp
Công
suất
MBA(kVA)

Tổn hao(W)
Không tải
850

400

Có tải
4500

Và máy phát điện thỏa mãn: SđmMF ≥ 110%* SđmMBA
(để tăng tuổi thọ của máy phát điện nên chọn máy phát có công su ất l ớn h ơn công
suất tiêu thụ thực tế 10-20%)
Suy ra ta chọn máy phát điện MISHUBISHI tần số 50-60Hz,3 pha,nhiên liệu Điesel
có Sđm = 450(kVA)
Tổn thất điện năng máy biến áp:
∆Ab3=∆P0*8760+∆PN =0,85*8760+4,5* (3411 = 19164,4(kWh)
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 = 400(kVA) do công ty thiết bị điện
Đông Anh chế tạo
Bảng 6: Thông số kĩ thuật máy biến áp
Sđm(kVA)

Uđm(kV)

∆P0(W)
không tải

∆Pn(W)
Có tải

400

22/0,4

850

4500

Dòng điện
∆Un(%)
Điện áp không tải
I0(%)
ngắn
mạch
1,5
4

Vì xưởng làm 3 ca liên tục nên ta chọn Tmax=5000h
2
2
GVHD: TS.ĐẶNG HOÀNG ANH

2
2


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN

410+0,124) = ‫* ح‬Tmax)2 *8760 (h)
= (0,124 + 10-4

*5000)2 *8760=3411(h)

Tổn thất điện năng máy biến áp:
∆Ab3=∆P0*8760+∆PN =0,85*8760+4,5* (3411 = 19164,4(Kwh)
Tổn thất công suất trong MBA bao gồm tổn thất không tải(tổn thất s ắt) và tổn
thất có tải(tổn thất đồng).
Tổn thất công suất tác dụng và phản kháng trong MBA được tính theo công thức:
∆Pb=∆P0+∆Pn
Trong đó : -∆P0, ∆Pn là tổn thất công suất tác dụng không tải và ngắn mạch của máy
biến áp cho trong thông số của máy,kW ;
- t là thời gian vận hành thực tế của máy biến áp ,h. Bình thường máy biến áp
vận hành suốt một năm nên lấy t=8760h ;

- ‫ ح‬là thời gian tổn thất công suất lớn nhất
2.2.2. Các phương án cấp điện cho phân xưởng
a,Phương án 1:Sơ đồ mạng hình tia

Hình 3: Sơ đồ mạng hình tia
-Các phụ tải được đấu nối chung từ một đường trục.
-Chi phí đầu tư, bảo dưỡng, vận hành cao,độ tin cậy cung cấp điện thấp.
-Thường xảy ra sự cố trên đường dây.

2
3
GVHD: TS.ĐẶNG HOÀNG ANH

2
3


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN

-Có nhiều mối nối các phụ tải phụ thuộc vào

Hình 4:Sơ đồ chi tiết
- Có nhiều phương pháp lựa chọn tiết diện dây dẫn nhưng phương pháp chọn tiết
diện dây dẫn theo điều kiện phát nóng chúng em thấy hợp l ý và hiệu quả cho việc
cung cấp điện cho xí nghiệp công nghiệp .
-Lựa chọn loại dây tiết diện dây theo điều kiện dòng diện cho phép
K1*K2*IcpItt
Trong đó:
K1:là hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ ứng với môi trường đặt dây
K2:là hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ kể đến số lượng dây hoặc cáp đi chung một rãnh
Icp:dòng điện lâu dài cho phép ứng với tiết diện dây hoặc cáp định lựa chọn
o
Với nhiệt độ môi trường xung quanh là 30
2 C
4
GVHD: TS.ĐẶNG HOÀNG ANH

2

4


ĐỒ ÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN

Nhiệt độ lớn nhất cho phép của dây là 80oC
Nhiệt độ tiêu chuẩn của môi trường xung quanh là 25 oC
Tra bảng 4.13 trong sổ tay tra cứu thiết bị điện tứ 0.4-500kv của NGÔ HỒNG
QUANG trang 286 giá trị của k1 là 1 .
Với số cáp đặt cùng 1 rãnh là 3 khoảng cách giữa các sợi cáp là 100mm . Tra b ảng
4.13 trong sổ tay tra cứu thiết bị điện từ 0.4-500kv của NGÔ HỒNG QUANG trang
286 giá trị của k2 là 0.85
Lựa chọn loại dây cho toàn phân xưởng là cáp lõi đồng cách điện PVC loại nữa
mềm đặ tcố định do CADIVI chế tạo.
Từ giá trị dòng điện cho phép ta có thể tra bảng 4.11 và 4.12,4.13,4.14 ở các trang
từ 233-238 trong sách sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện từ 0.4 đến 500kv của
NGÔ HỒNG QUANG.
-Ký hiệu dây dẫn hạ áp:
Vật liệu cách điện (mF+1F0)
Trong đó: N số lộ đường dây
m số dây pha
F tiết diện dây pha
F0 tiết diện dây trung tính
-Vật liệu làm dây (C.F)
Trong đó: C là số lõi
F là tiết diện
 Chú ý với dây tiết diện nhỏ hơn 50mm2 thì coi xo=0 omh/km
-

Với đoạn l0=5m:

Giá trị dòng tính toán: Itt=531,01 A
Icp ≥ Itt/(K1*K2)= 531,01 /(1*0,85)=624,72 A
Với Icp ≥ 624,72 A tra bảng 4.11 sách CCĐ (NGô Hồng Quang)
2
5
GVHD: TS.ĐẶNG HOÀNG ANH

2
5