Đề tài: Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy cơ khí quang trung

LỜI NÓI ĐẦU
Trong tiến trình công nghiệp hóa và hiện đại hóa của đất nước công
nghiệp điện lực giữ vai trò quan trọng trong công cuộc xây dựng đất nước.Việc
trang bị những kiến thức về hệ thống cung cấp điện nhằm phục vụ cho nhu cầu
sinh hoạt của con người, cung cấp điện năng cho các thiết bị điện của khu vực
kinh tế các khu chế xuất, các xí nghiệp là rất cần thiết. Một đề án thiết kế cấp
điện dù cho bất kỳ đối tượng nào cũng cần thỏa mãn những yêu cầu sau: Độ tin
cậy cấp điện, chất lượng điện, an toàn và kinh tế.
Đề tài: “Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy cơ khí Quang Trung” do
thầy giáo Thạc sĩ Nguyễn Đoàn Phong hướng dẫn đã giúp em nắm được qui
trình thiết kế kiểm tra tính toán cấp điện cho một xí nghiệp và đưa ra phương án
thiết kế hợp lý.
Bản đồ án đƣợc chia thành các phần nhƣ sau:
Chương 1: Giới thiệu chung về nhà máy
Chương 2:Xác định phụ tải tính toán cho các phân xưởng và nhà máy
Chương 3: Tính toán thiết kế mạng cao áp cho nhà máy
Chương 4: Tính toán thiết kế mạng hạ áp cho phân xưởng sửa chữa cơ khí
Chương 5: Tính toán thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng sửa chữa cơ khí
Chương 6: Tính toán bù công suất phản kháng cho nhà máy
Hải phòng, ngày 24 tháng 11 năm2012
Sinh viên

Nguyễn Hữu Long

1


CHƢƠNG 1.

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY
1.1. LỊCH SỬ NHÀ MÁY

Xí nghiệp cơ khí Quang Trung là một doanh nghiệp tư nhân được thành lập theo
quyết định số 308/QĐ - UB do UBND tỉnh Ninh Bình cấp ngày 15/09/1992.
Giấy phép đăng ký kinh doanh số 002971 do Sở kế hoạch và đầu tư tỉnh Ninh
Bình cấp ngày 08/09/1999, đăng ký thay đổi lần thứ 4 ngày 10/06/2004.
Địa chỉ : 494 phố Đoàn Kết , phường Ninh Phong, thành phố Ninh Bình, tỉnh
Ninh Bình.

1.2. NGÀNH NGHỀ KINH DOANH
+Chế tạo, lắp đặt các thiết bị chịu áp lực, các thiết bị nâng hạ
+ Sản xuất kinh doanh sản phẩm đúc cơ khí, và cơ khí phi tiêu chuẩn.

2


1.3. CÁC SỐ LIỆU CỦA NHÀ MÁY

Hình 1.1. Sơ đồ mặt bằng nhà máy
1. Điện áp: tự chọn theo công suất của nhà máy và khoảng cách từ nhà máy đến
TBA khu vực
2. Công suất nguồn điện vô cùng lớn
3. Khoảng cách từ TBA khu vực đến nhà máy: 20km

3


Sơ đồ mặt bằng phân xưởng sủa chữa cơ khí hinh 1.2

4

CHƢƠNG 2.

XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO CÁC PHÂN XƢỞNG
VÀ TOÀN NHÀ MÁY
2.1. CÁC PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN (PTTT)
Hiện nay có nhiều phương pháp để tính phụ tải tính toán. Thông thường
những phương pháp đơn giản, tính toán thuận tiện lại cho kết quả không thật
chính xác; còn nếu muốn độ chính xác cao thì phương pháp tính toán lại phức
tạp. Do vậy tùy theo giai đoạn thiết kế và yêu cầu cụ thể mà chọn phương pháp
tính cho thích hợp.
Thiết kế cung cấp điện cho các xí nghiệp bao gồm hai giai đoạn: Trong
giai đoạn làm nhiệm vụ thiết kế, ta tính sơ bộ gần đúng phụ tải điện dựa trên cơ
sở tổng công suất thiết kế đã biết của các hộ tiêu thụ. Ở giai đoạn thiết kế thi
công, ta tiến hành xác định chính xác phụ tải điện dựa vào các số liệu cụ thể về
các hộ tiêu thụ của các bộ phận, phân xưởng..v.v..
Khi có một hệ thống cụ thể, thì yêu cầu xác định một cách chính xác phụ
tải điện ở các cấp của hệ thống. Do vậy, ngoài việc xác định phụ tải tính toán
chúng ta còn phải tính đến tổn thất công suất ở các cấp trong hệ thống điện.
Trong hệ thống cung cấp điện, tổn thất công suất xảy ra chủ yếu là trên
dây dẫn và trong máy biến áp.
Nguyên tắc chung để tính phụ tải của hệ thống điện là tính từ thiết bị dùng
điện ngược trở về nguồn, tức là được tiến hành từ bậc thấp đến bậc cao của hệ
thống cung cấp điện.
+ Xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị
sản phẩm

5


Ptt = Pca =

Trong đó:
Mca : Số lượng sản phẩm sản xuất trong 1 ca
Tca : Thời gian của ca phụ tải lớn nhất, (h)
W0: Suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm, kWh/sp
Khi biết W0 và tổng sản phẩm sản xuất trong cả năm M của phân xưởng hay xí
nghiệp, phụ tải tính toán sẽ là:
Ptt =
Tmax – thời gian sử dụng công suất lớn nhất(h). Suất tiêu hao điện năng của
từng dạng sản phẩm cho trong các tài liệu cẩm nang tra cứu.
+ Xác định phụ tải tính toán theo suất trang bị điện trên một đơn vị diện
tích
Ptt = p0.F
Trong đó:
p0 – suất trang bị điện trên một đơn vị diện tích là (kW/m2)
F – diện tích bố trí nhóm thiết bị (

).

Suất phụ tải tính toán trên một đơn vị sản xuất phụ thuộc vào dạng sản
xuất và được phân tích theo số liệu thống kê.
Phương pháp này chỉ cho kết quả gần đúng.
+ Xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu
Phụ tải tính toán của nhóm thiết bị có cùng chế độ làm việc được tính theo biểu
thức:
Ptt = knc.
Qtt = Ptt.tgφ
Stt =

=
6

Trong đó:
knc – hệ số nhu cầu tra trong sổ tay kĩ thuật
tgφ = ứng với cosφ đặc trưng cho nhóm thiết bị
Phương pháp tính phụ tải tính toán theo hệ số nhu cầu có ưu điểm là đơn
giản, tính toán thuận tiện, nên nó là phương pháp thường dùng. Nhược điểm của
phương pháp này là vì knc tra ở sổ tay; thực tế là số liệu phụ thuộc vào chế độ
vận hành và số thiết bị trong nhóm này.
+ Xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại kmax và công suất trung bình Ptb
Khi cần nâng cao độ chính xác của phụ tải tính toán hoặc khi không có các
số liệu cần thiết để áp dụng các phương pháp tương đối đơn giản đã nêu ở trên
thì ta dùng phương pháp này.
Ptt = knc.Pđm
Phương pháp này cho kết quả tương đối chính xác vì khi xác định số thiết bị hiệu
quả nhq chúng ta đã xét tới hàng loạt các yếu tố quan trọng như ảnh hưởng của số
lượng thiết bị trong nhóm, số thiết bị có công suất lớn nhất cũng như sự khác
nhau về chế độ làm việc của chúng.
2.2. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA PHÂN XƢỞNG SỬA CHỮA
CƠ KHÍ
Bảng 2.1. Danh sách thiết bị phân xưởng sửa chữa cơ khí
TT

Tên thiết bị

1

2

1

2
3
4
5
6

Máy tiện ren
Máy tiện tự động
Máy tiện tự động
Máy tiện tự động
Máy tiện tự động
Máy tiên Revon ve

Số
Nhãn
lƣợng
hiệu
3
4
Bộ phận máy
1
1616
3
TD-IM
1
2A-62
2
1615M
2
1615M

1
IA-I8
7

Pđm (kW)
1 Máy
Toàn bộ
5
6
4,5
5,1
14,0
5,6
2,2
1,7

4,5
15,3
14,0
11,2
4,4
1,7


7
8
9
10
11
12

13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42

Máy phay vạn năng
1
678M
Máy phay ngang
1
678M
Máy phay đứng
2
6H82
Máy phay đứng
1
6H-12R
Máy mài
1
Máy bào ngang
2
7A35
Máy xọc
3
S3A
Máy xọc
1
7417
Máy khoan vạn năng
1
A135
Máy doa ngang
1
2613

Máy khoan hướng tâm
1
4522
Máy mài phẳng
1
CK-371
Máy mài tròn
1
3153M
Máy mài trong
1
3A24
Máy mài dao cắt gọt
1
3628
Máy mài sắc vạn năng
1
3A-64
Máy khoan bàn
2
HC-12A
Máy ép kiểu trục khuỷu
1
K113
Tấm cữ
1
Tấm kiểm tra
1
Máy mài phá
1

3M364
Cưa tay
1
Cưa máy
1
872
Bàn thợ nguội
7
Bộ phận nhiệt luyện
Lò điện kiểu buồng
1
H-30
Lò điện kiểu đứng
1
S-25
Lò điện kiểu bể
1
B-20
Bể điện phân
1
PB21
Thiết bị phun cát
1
331
Thùng xói rửa
1
Thùng tôi
1
Máy nén
2

Tấm kiểm tra
1
Tủ điều khiển lò điện
1
Bể tôi
1
Bể chứa
1
Bộ phận sữa chữa
8

3,4
1,8
14,0
7,0
2,2
9,0
8,4
2,8
4,5
4,5
1,7
9,0
5,6
2,8
2,8
0,65
0,65
1,70
3,00

1,35
1,70
-

3,4
1,8
28,0
7,0
2,2
18,0
25,2
2,8
4,5
4,5
1,7
9,0
5,6
2,8
2,80
0,65
1,30
1,70
3,00
1,35
1,70
-

30
25
30

10
-

30
25
30
10
-


43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62

63
64
65
66
67
68
69
70

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
Búa khí nén
Quạt
Lò tăng điện
Thùng tôi
Biên áp hàn
Máy mài phá
Khoan điện
Máy cắt
Tấm cữ(đánh dấu)
Thùng xói rửa
Bàn thợ nguội

Giá kho

2
IK620
1
1A-62
1
1616
1
6P80G
1
678
1
5D32
1
7417
1
1
1
1
PB-412
1
1
1
1
CTE24
1
3T-634
1
P-54

1
872
1
1
3
2
Bộ phận sữa chữa điện
Bàn nguội
2
Máy cuốn dây
1
Bàn thí nghiệm
1
Bể tấm có đốt nóng
1
Tủ sấy
1
Khoan bàn
1
HC-12A

9

10,0
7,0
4,5
2,8
2,8
2,8
2,8

7,6
7,0
1,8
10,0
3,2
12,5
3,2
0,6
1,7
-

20,0
7,0
4,5
2,8
2,8
2,8
2,8
7,6
7,0
1,8
10
3,2
12,5
3,2
0,6
1,7
-

0,50

0,50
15,00
4,00
0,85
0,65

1,0
0,50
15,00
4,00
0,85
0,65


2.2.1. Tính toán cho các nhóm
Bảng 2.2. Tính toán cho nhóm 1
Stt

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11

Tên thiết bị

Số
lƣợng

Máy tiện ren
Máy tiện ren
Máy phay ngang
Máy phay vạn năng
Máy xọc
Máy khoan đứng
Búa khí nén
Quạt
Biến áp hàn
Máy mài phá
Khoan điện
Cộng nhóm 1

2
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
12

Kí hiệu
trên mặt
bằng
Nhóm 1
43
44
46
47
49
52
53
54
57
58
59

Pdm (kW)
1 máy Toàn
bộ
10
7
2,8
2,8
2,8
1,8
10
3,2
12,5
3,2

0,6

20
7
2,8
2,8
2,8
1,8
10
3,2
12,5
3,2
0,6
66,7

Idm (A)

2×25,3
17,7
7,1
7,1
7,1
4,5
25,3
8,1
31,6
8,1
1,5
168,9

Nhóm 1 thuộc phân xưởng sửa chữa cơ khí nên ta có:
ksd = 0,15 và cosφ = 0,6 (Tra bảng PL 1.1/Thiết kế cấp điện /Trang 253)
Tổng số thiết bị trong nhóm 1 là n = 12
Tổng số thiết bị có công suất ≥ công suất danh định max của nhóm là n1 = 5.
n* =

=

P* =

=

= 0,41
= 0,74

nhq* = 0,63 (Tra bảng PL 1.5/Thiết kế cấp điện /Trang 253)
Số thiết bị dùng điện hiệu quả:
nhq = nhq*.n = 0,63.12 = 7,56 (lấy nhq =8)
Tra bảng PL 1.5/Thiết kế cấp điện /Trang 253 với ksd = 0,15 và nhq = 8 ta tìm
được kmax =2,31
10


Phụ tải tính toán của nhóm 1 là:
Ptt = kmax.ksd.Pdm = 2,31.0,15.66,7 = 23,11(kW)
Qtt = Ptt.tgφ = 23,11.1,33= 30,73 (kVAr)
Stt =
Itt =

=

=38,5(kVA)

= 58,5(A)

=

Các nhóm 2,3,4,5,6,7 tính toán tương tự cho ra kết quả ở bảng 2.3 sau:
Bảng 2.3. Kết quả tính toán chia nhóm phân xưởng sửa chữa cơ khí
Tên nhóm và thiết bị
điện

1
Máy tiện ren
Máy tiện ren
Máy phay ngang
Máy phay vạn năng
Máy xọc
Máy khoan đứng
Búa khí nén
Quạt
Biến áp hàn
Máy mài phá
Khoan điện
Cộng nhóm 1
1
Máy tiện ren
Máy phay răng
Máy bào ngang
Máy mài tròn

Máy cắt
Bàn nguội
Máy cuốn dây
Bàn thí nghiệm
Bể tấm có đốt nóng
Tủ sấy

Số
lƣợng

Kí
hiệu
trên
mặt
bằng

Công
suất
đặt
P0,
kW

Iđm, A

Hệ
số sử
dụng
Ksd

2

2
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
12
2
1
1
1
1
1
2
1
1
1
1

3
43
44
46
47
49

52
53
54
57
58
59

4
2×10
7
2,8
2,8
2,8
1,8
10
3,2
12,5
3,2
0,6
66,7
4
4,5
2,8
7,6
7
1,7
2×0,5
0,5
15
4

0,85

5
2×25,3
17,7
7,1
7,1
7,1
4,5
25,3
8,1
31,6
8,1
1,5
168,9
5
11,39
7,09
19,24
17,72
4,3
2×1,26
1,26
37,98
10,12
2,15

6
0,15
0,15

0,15
0,15
0,15
0,15
0,15
0,15
0,15
0,15
0,15

3
45
48
50
51
60
65
66
67
68
69

11

7
0,6/1,33
0,6/1,33
0,6/1,33
0,6/1,33
0,6/1,33

0,6/1,33
0,6/1,33
0,6/1,33
0,6/1,33
0,6/1,33
0,6/1,33

Số
Hệ
thiết số
bị
cực
hiệu đại
quả Kmax
nhq
8
9

8
6
0,15
0,15
0,15
0,15
0,15
0,15
0,15
0,15
0,15
0,15

7
0,6/1,33
0,6/1,33
0,6/1,33
0,6/1,33
0,6/1,33
0,6/1,33
0,6/1,33
0,6/1,33
0,6/1,33
0,6/1,33

8

2,31
9


Khoan bàn
Cộng nhóm 2
1
Máy mài
Máy khoan vạn năng
Máy mài dao cắt gọt
Máy mài sắc vạn năng
Máy ép kiểu trục khuỷu
Máy mài phá
Cưa tay
Cộng nhóm 3

1
Lò điện kiểu buồng
Lò điện kiểu đứng
Lò điện kiểu bể
Bể điện phân
Cộng nhóm 4
1
Máy tiện tự động
Máy tiện tự động
Máy tiện tự động
Máy bào ngang
Máy xọc
Cộng nhóm 5
1
Máy tiện ren
Máy tiện ren
Máy phay ngang
Máy phay vạn năng
Máy xọc
Máy khoan đứng
Cộng nhóm 6
1
Máy tiện ren
Máy tiện ren
Máy phay ngang
Máy phay vạn năng
Máy xọc
Máy khoan đứng
Búa khí nén
Quạt

Biến áp hàn
Máy mài phá
Cộng nhóm 7

1
12
2
1
1
1
1
1
1
1
7
2
1
1
1
1
4
2
1
2
2
2
3
10
2
1

3
1
1
1
1
8
2
1
1
1
2
1
1
1
2
1
1
12

70
3
11
15
21
22
24
27
28
3
31

32
33
34
3
3
4
5
12
13
3
1
2
10
14
16
17
3
6
7
8
9
18
19
20
23
28
29

0,65
1,64

0,15
45,6
114,2
4
5
6
2,2
5,57
0,15
4,5
11,39 0,15
2,8
7,09
0,15
0,65
1,64
0,15
1,7
4,3
0,15
3
7,59
0,15
1,35
3,41
0,15
16,2
41,02
4
5

6
30
75,96 0,7
25
63,3
0,7
30
75,96 0,7
10
25,32 0,7
95
240,56
4
5
6
14
35,45 0,15
2×5,6 2×14,1 0,15
2×2,2 2×5,57 0,15
2×9
2×22,7 0,15
3×8,4 3×21,2 0,15
72,8
184,35
4
5
6
4,5
11,3
0,15

3×5,1 3×12,91 0,15
7
17,72 0,15
2,8
7,09
0,15
4,5
11,3
0,15
1,7
4,3
0,15
35,8
90,6
4
5
6
1,7
4,3
0,15
3,4
8,6
0,15
1,8
4,5
0,15
2×14
2×35,4 0,15
9
22,7

0,15
5,6
14,1
0,15
2,8
7,09
0,15
2×0,65 2×1,64 0,15
1,35
3,4
0,15
1,7
4,3
0,15
56,65
143,4

12

0,6/1,33
6
7
0,6/1,33
0,6/1,33
0,6/1,33
0,6/1,33
0,6/1,33
0,6/1,33
0,6/1,33

8

2,64
9

8

2,64
9

8

9

8

2,31
9

8

2,48
9

6
7
0,9/0,48
0,9/0,48
0,9/0,48
0,9/0,48

3
7
0,6/1,33
0,6/1,33
0,6/1,33
0,6/1,33
0,6/1,33
8
7
0,6/1,33
0,6/1,33
0,6/1,33
0,6/1,33
0,6/1,33
0,6/1,33
7
7
0,6/1,33
0,6/1,33
0,6/1,33
0,6/1,33
0,6/1,33
0,6/1,33
0,6/1,33
0,6/1,33
0,6/1,33
0,6/1,33

11

Bảng 2.4. Kết quả tính toán phụ tải của toàn phân xưởng
Tên nhóm
Nhóm 1
Nhóm 2
Nhóm 3
Nhóm 4
Nhóm 5
Nhóm 6
Nhóm 7

Phụ tải tính toán
Ptt, kW

Qtt,kVAr

Stt, kVA

Itt, A

23,11
18,1
6,4
85,5
25,22
13,3
34

30,73
24

8,5
41,04
33,54
17,7
45,2

38,5
30,1
10,6
95,4
42
22,1
56,6

58,5
45,7
16,1
145
63,8
33,5
86

2.2.2. Tính toán phụ tải chiếu sáng cho phân xƣởng sửa chữa cơ khí
Phụ tải chiếu sáng của phân xưởng sửa chữa cơ khí được xác định theo phương
pháp xuất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích:
Pcs= p0.F
Trong đó:
p0 – suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích chiếu sáng (W/m2)
F – diện tích được chiếu sáng (m2)
Trong phân xưởng sửa chữa cơ khí ta có p0=15(W/m2)

Phụ tải chiếu sáng của phân xưởng sửa chữa cơ khí là:
Pcs= p0.F = 15.4500= 67500(W)= 67,5(kW)
Qcs= 0 vì phân xưởng sử dụng đền sợi đốt.
2.2.3. Xác định phụ tải tính toán của toàn phân xƣởng
Phụ tải tác dụng toàn xưởng là:
Px= kđt

= 0,85.(23,11+18,1+6,4+85,5+25,22+13,3+34)= 174,8 kW

Phụ tải phản kháng toàn xưởng:
Qx= kđt.

= 0,85.(30,73+24+8,5+41,04+33,54+17,7+45,2)= 170,6 kVAr

Phụ tải toàn phần của cả phân xưởng (tính cả chiếu sáng)

13


Sx=
Ix=
cosφx=

= 296,33 kVA
=

= 450,22(A)
=

= 0,59

2.2.4. Xác định phụ tải tính toán cho các phân xƣởng còn lại
Các phân xưởng cho trước công suất đặt và diện tích nên ta sẽ sử dụng phương
pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu theo biểu
thức sau:
Ptt= knc.
Qtt= Ptt.tgφ
Stt=
Một cách gần đúng, có thể lấy Pđ ≈ Pđm → Ptt = knc.
Trong đó:
Pđi,Pđmi: Công suất đặt và công suất định mức của thiết bị thứ i
Ptt,Qtt,Stt: Công suất tác dụng, phản kháng và toàn phần tính toán của
nhóm thiết bị
n: Số thiết bị trong nhóm
knc: Hệ số nhu cầu tra trong sổ tay kĩ thuật
2.2.4.1. Phụ tải tính toán của phân xƣởng cơ khí chính
Công suất đặt :1200 (kW), diện tích phân xưởng: 1024 (m2)
knc= 0,4 và cosφ= 0,5(Tra bảng PL1.3)
p0= 15(W/m2)
Công suất tính toán động lực:
Pđl= knc.Pđ= 0,4.1200 =480(kW)
Công suất tính toán chiếu sáng:
Pcs= p0.S=15.1024 = 15,36(kW)
14


Công suất tính toán tác dụng của phân xưởng cơ khí chính:
Ptt= Pđl + Pcs = 480 + 15,36 = 495,36(kW)
Công suất tính toán phản kháng của phân xưởng cơ khí chính:
Qtt= Pđl.tgφ=480.1,73= 830,4(kVAr)

Công suất tính toán toàn phần của phân xưởng cơ khí chính:
Stt=

=

=967(kVA)

Các phân xưởng khác tính tương tự kết quả cho ghi trong bảng 2.5 sau:
Bảng 2.5. Kết quả tính toán cho các phân xưởng của nhà máy
Stt

Tên phân xƣởng

S
m2

Pđ,
kW

knc

cosφ

P0,
kW

Pcs,
kW

Pđl,

kW

Ptt,
kW

Qtt,
kVAr

Stt,
kVA

1
2
3
4
5
6
7
8
9

PX cơ khí chính
PX lắp ráp
PX sửa chữa cơ khí
PX rèn
PX đúc
Bộ phận nén ép
PX kết cấu kim loại
Văn phòng
Trạm bơm

1024
980
4500
465
500
336
627
800
265

1200
800

0,4
0,3

600
400
450
230
80
130

0,5
0,6
0,6
0,7
0,7
0,7

0,5
0,5
0,6
0,6
0,7
0,7
0,7
0,8
0,6

15
15
15
15
10
10
15
10
10

15,36
14,7
67,5
6,97
5
3,36
9,4
8
2,65

480
240
174,8
300
240
270
161
32
91

495,36
254,7
242,3
306,97
245
273,36
170,4
40
93,65

830,4
415,2
170,6
400
244,8
275,4
164,3
24
212,3

967
487
296,3
504
347
388
236,7
46,7
232

2.2.4.2. Xác định phụ tải tính toán của toàn nhà máy
Pttnm = kđt.

=

0,85.( 495,36+254,7+242,3+306,97+245+273,36+170,4+40+93,65)=2121(kW)
Qttnm = kđt

=

0,85.( 830,4+415,2+170,6+400+244,8+275,4+164,3+24+212,3)=2737(kVAr)
Sttnm =
Cosφ =

= 3462(kVA)

=

= 0,61

2.2.5. Xác định tâm phụ tải điện và vẽ đồ thị phụ tải điện
2.2.5.1. Tâm phụ tải điện

15


Tâm phụ tải điện là điểm qui ước nào đó sao cho momen phụ tải

đạt giá trị

cực tiều.
Trong đó:
Pi: Công suất của phụ tải thứ i
li: Khoảng cách của phụ tải thứ i đến tâm phụ tải
Tọa độ tâm phụ tải M(x0,y0) được xác định theo công thức sau:
x0 =

; y0=

;

Trong đó:
Si: Công suất toàn phần của phụ tải thứ i
(xi,yi) :Tọa độ của phụ tải thứ i tính theo một hệ trục tọa độ tùy ý chọn
2.2.5.2. Biểu đồ phụ tải điện
- Biểu đồ phụ tải điện là một vòng tròn vẽ trên mặt phẳng, có tâm trùng
với tâm của phụ tải điện, có diện tích bằng phụ tải tính toán của phân xưởng theo
một tỉ lệ lựa chọn.
- Mỗi phân xưởng có một biểu đồ phụ tải. Tâm đường tròn biểu đồ phụ tải

trùng với tâm của phụ tải phân xưởng, tính gần đúng có thể coi phụ tải của phân
xưởng đồng đều theo diện tích phân xưởng.
- Biểu đồ phụ tải cho phép hình dung được rõ ràng sự phân bố phụ tải
trong xí nghiệp.
- Mỗi vòng tròn trong biểu đồ phụ tải chia ra thành 2 phần: Phần phụ tải
động lực(phần hình quạt gạch chéo) và phần phụ tải chiếu sáng (phần hình quạt
để trắng).
- Để vẽ được biểu đồ phụ tải phụ tải cho các phân xưởng, ta coi phụ tải
của các phân xưởng phân bố đều theo diện tích phân xưởng, nên tâm phụ tải có
thể lấy trùng với tâm hình học của phân xưởng trên mặt bằng.

16


- Bán kính vòng tròn phụ tải của phụ tải thứ i được xác định qua biểu thức:
Ri =
Trong đó:
m: là tỉ lệ xích
-Góc của phụ tải chiếu sáng nằm trong biểu đồ được xác định theo công
thức:
αcs=
Xi = 31,75 ; Yi= 39,5
Kết quả tính toán góc phụ tải chiếu sáng được ghi trong bảng 2.6
Bảng 2.6. Kết quả tính toán góc phụ tải chiếu sáng
TT

Tên phân xƣởng

Pcs,

Ptt, kW Stt,

m

R

kW

kVA

(kVA/mm2) (mm)

1

PX cơ khí chính

15,36 495,36

967

3

10,1

11,2

2

PX lắp ráp

14,7

254,7

487

3

7,19

20,7

3

PX sửa chữa cơ khí

67,5

242,3

296,3

3

5,6

100

4

PX rèn

6,97

306,97

504

3

7,32

8,17

5

PX đúc

5

245

347

3

6,07

7,34

6

Bộ phận nén ép

3,36

273,36

388

3

6,42

4,42

7

PX kết cấu kim loại

9,4

170,4

236,7

3

5,01

19,8

8

Văn phòng

8

40

46,7

3

2,23

72

9

Trạm bơm

2,65

93,65

232

3

4,96

10,2

17


y

2,65
(cm) 9 232

2

6

14,7
487

3,36
388

8

8
46,7

69,5
65
63,5

62,5

5
347

56,5

4
M(31,75;39,5)

15,36
1
967

6,97
504

29,5

3

7

67,5
296,3

9,4
236,7

21

18,5
17,5

0

6

40,5

21

60,5

x
(cm)

Hình 2.1. Biểu đồ phụ tải điện

18


CHƢƠNG 3.

TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MẠNG CAO ÁP CHO NHÀ MÁY
3.1. XÁC ĐỊNH CẤP ĐIỆN ÁP TRUYỀN TẢI VỀ NHÀ MÁY
Bảng 3.1. Phụ tải điện nhà máy cơ khí Quang Trung
Số trên mặt
bằng
1
2

3
4
5
6
7
8
9

Tên phân xƣởng
Phân xưởng cơ khí chính
Phân xưởng lắp ráp
Phân xưởng sửa chữa cơ khí
Phân xưởng rèn
Phân xưởng đúc
Bộ phận nén ép
Phân xưởng kết cấu kim loại
Văn phòng và thiết kế
Trạm Bơm

Công suất đặt
(kW)
1200
800
600
400
450
230
80
130

Để xác định cấp điện áp truyền tải về nhà máy ta dùng công thức thực nghiệm:
U = 4,34.
Trong đó:
l : khoảng cách truyền tải (km)
P: Công suất cần truyền tải (kW)
Cấp điện áp hợp lý truyền tải về nhà máy là:
U = 4,34.

= 31,8 (kV)

TBA trung gian có các cấp điện áp 10kV, 22kV, 35kV. Từ kết quả tính toán ta
chọn cấp điện áp cung cấp cho nhà máy là 35kV.
3.2. VẠCH PHƢƠNG ÁN ĐẶT TRẠM BIẾN ÁP PHÂN XƢỞNG

19


3.2.1. Xác định vị trí, số lƣợng, dung lƣợng của các trạm biến áp phân
xƣởng(TBAPX)
Căn cứ vào vị trí và công suất của các phân xưởng ta quyết định chọn 4 trạm
biến áp phân xưởng
+Trạm B1 cấp điện cho phân xưởng 2 và 9
+ Trạm B2 cấp điện cho phân xưởng 5,6 và 8
+Trạm B3 cấp điện cho phân xưởng 3,4,7
+ Trạm B4 cấp điện cho phân xưởng 1
Tại mỗi trạm biến áp ta sẽ đặt 2 máy biến áp
Chọn dung lượng của các máy biến áp
+ Trạm B1
SđmB ≥

=

= 513,57(kVA)

Các trạm khác chọn tương tự ta được kết quả ghi trong bảng sau:
Bảng 3.2. Bảng lựa chọn công suất MBA
Thứ
tự
1
2

3

4

Tên PX

Stt, kVA
719

Số
máy
2

Stt/1,4 Tên
kVA
trạm
513,57 B1

Phân xưởng lắp ráp

Trạm bơm
Phân xưởng đúc
Bộ phận nén ép
Văn phòng
Phân xưởng sửa chữa cơ khí
Phân xưởng rèn
Phân xưởng kết cấu kim loại
Phân xưởng cơ khí chính

781,7

2

558,35 B2

1137

2

812,14 B3

967

2

690,71 B4

3.2.2. Vạch các phƣơng án cung cấp điện

20

Hình 3.1 Sơ đồ mặt bằng nhà máy
3.2.2.1. Phƣơng án sử dụng trạm biến áp trung tâm
Nguồn điện 35kV được đưa từ hệ thống về qua TBATT hạ áp xuống 10kV
để cung cấp cho các TBAPX. Trong phương án này vốn đầu tư cho nguồn điện
cao áp được giảm đi nhưng phải đầu tư xây dựng trạm biến áp trung tâm.
Ta sẽ lắp đặt 2 máy biến áp và công suất của mỗi máy là:
SđmB ≥

=

= 2472,8(kVA)

Vậy ta chọn MBA có SđmB = 3200-35/10,5 do Việt Nam chế tạo có các thông số
sau đây: Sđm = 3200(kVA), Không tải khi Uđm là 11,5kW; ngắn mạch khi Uđm là
37kW, Hiệu suất định mức 98,51%, UN=7,5%, Iđm=4,5%.
21


3.2.2.2 Phƣơng án sử dụng trạm phân phối trung tâm
Nguồn điện được đưa về các TBAPX thông qua TPPTT do đó giảm được
việc đầu tư TBATT việc vận hành quản lý mạng điện cao áp cũng được dễ dàng
trong điều khiển. Vị trí lắp đặt trạm phân phối trung tâm ta cũng đặt tại tâm phụ
tải.
3.3. LỰA CHỌN CÁC PHƢƠNG ÁN NỐI DÂY TRONG MẠNG CAO ÁP
Tính toán về mặt kinh tế kĩ thuật để lựa chọn phương án tối ưu cho nhà máy
3.3.1. Phƣơng án 1

6

9

2

8
5

4
7

1

3

Hình 3.2. Sơ đồ đi dây phương án 1
Phương án sử dụng TBATT nhận điện từ hệ thống 35kV về hạ áp xuống 10kV
sau đó cung cấp cho TBAPX. Các trạm biến áp phân xưởng B1,B2,B3,B4 hạ áp
từ 10kV xuống 0,4kV để cung cấp cho các phân xưởng
Dựa theo kết quả trên bảng 3.2 ta chọn được công suất của các MBA và được ghi
trong bảng 3.3
22


Bảng 3.3. Kết quả chọn MBA theo phương án 1
Tên
Sđm, Uc/Uh ∆P0,
TBA
kVA kV
kW
TBATT 3200 35/10 11,5

B1
560
10/0,4 2,5
B2
560
10/0,4 2,5
B3
1000 10/0,4 4,9
B4
750
10/0,4 4,1
Tổng vốn đầu tƣ cho MBA

∆PN,
kW
37
9,4
9,4
15
11,9

Số
máy
2
2
2
2
2

Đơn giá,

106đ
370
80
80
140
105

Thành
tiền, 106đ
740
160
160
280
210
1550

Xác định tổn thất điện năng ∆A trong các trạm TBA
Tổn thất điện năng ∆A trong các TBA được tính theo công thức sau:
∆A = n.∆P0.t + .∆PN.

.τ

Trong đó:
n: Số MBA
t: Thời gian MBA vận hành, t = 8760h
∆P0: Tổn thất công suất không tải của MBA
∆PN: Tổn thất công suất ngắn mạch MBA
Stt : Công suất tính toán của TBA
SđmB: Công suất định mức MBA
τ: Thời gian tổn thất công suất lớn nhất với Tmax= 5000h thì τ = 3411h

Bảng 3.4. Kết quả tính tổn thất điện năng trong các TBA của phương án 1
Tên
Số máy Stt,
TBA
kVA
TBATT 2
3462
B1
2
719
B2
2
781,7
B3
2
1137
B4
2
967
Tổng tổn thất điện năng ∆A:

∆P0,
kW
11,5
2,5
2,5
4,9
4,1

Sđm,

kVA
3200
560
560
1000
750

23

∆PN,
kW
37
9,4
9,4
15
11,9

∆A,
kWh
277259
70226
74980
118919
105570
646954


Chọn dây dẫn và xác định tổn thất công suất, tổn thất điện năng trong mạng điện
Chọn cáp cao áp từ TBATT đến TBAPX
Cáp cao áp được chọn theo mật độ dòng điện (Jkt). Với thời gian sử dụng công

suất lớn nhất Tmax = 5000h và sử dụng cáp lõi đồng tra bảng 2.10 tr31 TL1 tìm
được Jkt = 3,1(A/mm2)
Tiết diện kinh tế của cáp
Fkt =

(mm2);

Itt =

(A)

Trong đó:
n

:Số lộ dây

Uđm:Điện áp định mức trên đường dây
Itt :Dòng điện lớn nhất chạy trên đường dây
Stt :Công suất tính toán chạy trên đường dây
Kiểm tra tiết diện cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng (đối với cáp lộ kép)
Icp ≥
Trong đó:
Isc : Dòng điện sự cố khi sảy ra đứt một cáp
khc: Hệ số hiệu chỉnh, khc=k1.k2
k1 : Hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ, k1 =1
k2 : Hệ số hiệu chỉnh về số dây cáp cùng đặt trong một rãnh nếu một
rãnh đặt 2 cáp cách nhau 0,3m. k2 = 0,93 còn 1 cáp thì k2 =1.
Chọn cáp từ TBATT đến TBA B1
Tuyến cáp này dùng cáp lộ kép nên ta có n = 2
Itt =

=

Tiết diện kinh tế của cáp: Fkt =

= 20,75(A)
=

= 6,69(mm2)

24


Vậy dùng cáp đồng 3 lõi 10kV cách điện XLPE, đai thép vỏ PVC do hãng
FURUKAWA chế tạo có Icp = 110A
Kiểm tra cáp đã chọn theo điều kiện phát nóng
Isc = 2.Itt = 2.20,75 = 41,5≤ 0,93.Icp=0,93.110=102,3
Vậy cáp đã chọn là hợp lý
Các tuyến cáp khác ta chọn với điều kiện tương tự kết quả được ghi ở bảng 3.5
Bảng 3.5 Kết quả chọn cáp phương án 1
Đƣờng cáp
TBATT-B1
TBATT-B2
TBATT-B3
TBATT-B4
Tổng tiền cáp :

F,
mm2
3×16

3×16
3×16
3×16

L,
m
300
200
125
150

r0 ,
Ω
1,47
1,47
1,47
1,47

R,
Ω
0,441
0,294
0,183
0,221

Đơn giá
75
75
75
75

Giá tiền
103đ
45000
30000
18750
22500
116250

Xác định tổn thất công suất tác dụng và điện năng trên các đường dây
Tổn thất công suất tác dụng trên các đường dây cáp được tính theo công thức:
∆P =

.R.10-3(kW)

Trong đó R là điện trở tác dụng trên đường dây cáp
R = .r0.l(Ω)
Bảng 3.6 Kết quả tính tổn thất ∆P trên các đường dây cáp của phương án 1
Đƣờng cáp

F,
L,
r0 ,
R,
2
mm m
Ω
Ω
TBATT-B1
3×16 300 1,47 0,441

TBATT-B2
3×16 200 1,47 0,294
TBATT-B3
3×16 125 1,47 0,183
TBATT-B4
3×16 150 1,47 0,221
Tổng tổn thất công suất tác dụng trên dây dẫn
Tổng tổn thất điện năng trên các đường dây cáp:
∆AD =

= 4,224.3411 = 14408(kWh)
25

Stt,
kVA
719
781,7
1137
967

∆P,
kW
1,14
0,899
1,182
1,033
4,224