Tính toán thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng cưa gỗ của công ty cổ phần phúc thịnh TX đồng xoài bình phước

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP CAO ĐẲNG
NIÊN KHÓA 2011 – 2014

TÊN ĐỀ TÀI
TÍNH TỐN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO
PHÂN XƯỞNG CƯA GỖ CỦA CƠNG TY CỔ PHẦN
PHÚC THỊNH TX ĐỒNG XỒI– BÌNH PHƯỚC

Ngành: CƠNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
Chun ngành: ĐIỆN CÔNG NGHIỆP
Giáo viên hướng dẫn: ThS. Nguyễn Anh Vũ
Sinh viên thực hiện:
Lê Thái Luy
MSSV: 111C660003
Lớp: C11DT01

Bình Dương, 5 / 2014


MỤC LỤC
LỜI NĨI ĐẦU .............................................................................................................................................4
CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU CƠNG TY..................................................................................................6
1.1. GIỚI THIỆU ...................................................................................................................................6
1.2. ĐẶC ĐIỂM CỦA PHỤ TẢI ........................................................................................................7
1.3. ĐỒ THỊ PHỤ TẢI .........................................................................................................................7
1.4. THÔNG SỐ CỦA PHỤ TẢI ........................................................................................................8
CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ LUẬN THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN ................................................ 10
2.1. KHÁI QUÁT ................................................................................................................................ 10

2.2. PHƯƠNG PHÁP TÍNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN .............................................................. 10
2.2.1. Xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng trên đơn vị sản
phẩm. ................................................................................................................................................ 10
2.2.2. Xác định phụ tải tính tốn theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản
xuất. ................................................................................................................................................... 11
2.2.3. Xác định phụ tải tính tốn theo cơng suất đặt và hệ số nhu cầu. ............... 11
2.2.4. Xác định phụ tải tính tốn theo hệ số cực đại (Kmax) và cơng suất trung
bình Ptb (phương pháp số thiết bị hiệu qủa). ................................................................. 12
2.3. TRẠM BIẾN ÁP VÀ PHƯƠNG PHÁP CHỌN MBA....................................................... 12
2.3.1. Khái quát về phương án cung cấp điện................................................................. 12
2.3.2. Lựa chọn máy biến áp................................................................................................... 14
2.4. TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG VÀ CHI PHÍ VẬN HÀNH ...................................................... 14
2.5. NGẮN MẠCH TRONG HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN ................................................. 16
2.5.1. Khái niệm chung : .......................................................................................................... 16
2.5.2. Phương pháp tính dịng điện ngắn mạch : .......................................................... 17
CHƯƠNG 3. TÍNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN CỦA PHÂN XƯỞNG .......................................... 18
3.1. ĐẶC ĐIỂM PHÂN XƯỞNG ................................................................................................... 18
3.1.1. Thiết kế chiếu sáng xưởng 1 ...................................................................................... 19
3.1.2. Thiết kế chiếu sáng xưởng 2 ...................................................................................... 21
3.1.3. Thiết kế chiếu sáng văn phòng. ................................................................................ 23
3.1.4. Thiết kế chiếu sáng nhà kho. ..................................................................................... 25
3.2. MẶT BẰNG PHỤ TẢI .............................................................................................................. 28


3.3. PHỤ TẢI TÍNH TỐN PHÂN XƯỞNG ............................................................................. 30
3.4. TÍNH PHỤ TẢI (Ptt) TỪNG NHĨM ................................................................................... 30
3.4.1. Phụ tải tính toán động lực của phân xưởng. ....................................................... 30
3.4.2. Phụ tải chiếu sáng của phân xưởng ........................................................................ 35
3.4.3. Cơng suất tính tốn của tồn phân xưởng ........................................................... 36
3.5. TÂM PHỤ TẢI ........................................................................................................................... 36

CHƯƠNG 4. TRẠM BIẾN ÁP ............................................................................................................ 38
4.1. VỊ TRÍ SỐ LƯỢNG CÔNG SUẤT MÁY BIẾN ÁP ........................................................... 38
4.2. SO SÁNH HAI PHƯƠNG ÁN ................................................................................................ 39
4.2.1. Phương án 1: ..................................................................................................................... 39
4.2.2. Phương án 2: ..................................................................................................................... 41
4.2.3. So sánh hai phương án về phương diện kinh tế và kỹ thuật. ...................... 42
4.3. SƠ ĐỒ NỐI DÂY TRẠM BIẾN ÁP....................................................................................... 43
4.4. CHỌN NGUỒN DỰ PHÒNG .................................................................................................. 44
CHƯƠNG 5: CHỌN DÂY DẪN VÀ THIẾT BỊ BẢO VỆ ............................................................. 45
5.1. KHÁI QUÁT ................................................................................................................................ 45
5.2. CHỌN DÂY DẪN VÀ THIẾT BỊ HẠ ÁP CHO CÁC MÁY VÀ NHÓM MÁY............. 47
5.2.1. Chọn dây dẫn : .................................................................................................................. 47
5.2.2. Điều kiện để chọn máy cắt (CB) : ............................................................................. 48
5.3. CHỌN THANH DẪN TỦ PHÂN PHỐI ............................................................................... 50
5.3.1. Chọn thanh dẫn ở tủ phân phối chính: .................................................................. 50
CHƯƠNG 6: ............................................................................................................................................ 51
TÍNH TỐN VỀ ĐIỆN VÀ NGẮN MẠCH CHO PHÂN XƯỞNG ............................................ 51
6.1. KHÁI QT ................................................................................................................................ 51
6.2. TÍNH TỐN TỔN THẤT KHI TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG TRONG PHÂN XƯỞNG
CƯA GỖ. ............................................................................................................................................... 52
6.2.1. Tính tổn thất cơng suất trên đường dây của phân xưởng. ........................... 52
6.2.2. Tổn thất điện năng trên đường dây phân xưởng : ........................................... 54
6.2.3. Tổn thất điện áp đường dây ba pha từ tủ phân phối chính tới tủ động lực :
............................................................................................................................................................. 54
6.2.4. So sánh tổn thất điện áp trên đường dây với điện áp định mức thấp 380V.
............................................................................................................................................................. 55


6.3. TÍNH TỐN NGẮN MẠCH CHO PHÂN XƯỞNG .......................................................... 56
6.3.1. Tính tốn ngắn mạch ở thanh cái hạ áp của máy biến áp............................ 57

6.3.2. Kiểm tra thanh dẫn : ...................................................................................................... 60
6.3.3. Tính tốn kiểm tra : ....................................................................................................... 61
CHƯƠNG 7. BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG............................................................................. 63
7.1. KHÁI QUÁT. ............................................................................................................................... 63
7.2. CÁC BIỆN PHÁP NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT COS ϕ ......................................... 64
7.2.1. Các biện pháp nâng hệ số công suất cosϕ tự nhiên : ........................................... 64
7.2.2. Dùng phương pháp bù công suất phản kháng để nâng cao hệ số công suất
cosϕ. .................................................................................................................................................. 65
7.3. BÙ CƠNG SUẤT PHẢN KHÁNG CHO XÍ NGHIỆP........................................................ 65
7.3.1. Chọn thiết bị và vị trí bù : ............................................................................................ 65
7.3.2. Xác định dung lượng bù : ............................................................................................ 65
7.3.3. Xác định hệ thống bù công suất phản kháng cho phân xưởng cưa gỗ. ... 66
7.3.4. Xác định dung lượng bù cho các nhóm tủ động lực của phân xưởng...... 67
7.3.5. Điều chỉnh dung lượng bù : ........................................................................................ 68
KẾT LUẬN ............................................................................................................................................... 71
Tài liệu tham khảo: ............................................................................................................................. 72


LỜI NÓI ĐẦU

Trong xã hội hiện nay ngày càng phát triển mức sống của con người ngày càng được
nâng cao, dẫn đến nhu cầu tiêu dùng tăng, các doanh nghiệp, công ty cần phải gia tăng
sản xuất, mặt khác nhu cầu tiêu dùng của con người đòi hỏi cả về chất lượng sản
phẩm, dồi dào mẫu mã. Chính vì thế mà các cơng ty, xí nghiệp ln cải tiến trong việc
thiết kế và lắp đặt các thiết bị tiên tiến để sản xuất ra những sản phẩm đạt hiệu quả
đáp ứng được yêu cầu của người tiêu dùng. Trong hàng loạt các cơng ty, xí nghiệp kể
trên có cả những nhà máy sản xuất vật liệu xây dựng và kiến trúc cụ thể làphân
xưởng cưa gỗ của công ty cổ phần Phúc Thịnh TX Đồng Xồi – Bình Phước. Do đó
nhu cầu sử dụng điện ở các nhà máy này ngày càng cao, địi hỏi ngành cơng nghiệp
năng lượng điện phải đáp ứng kịp thời theo sự phát triển đó. Hệ thống điện ngày càng

phức tạp, việc thiết kế cung cấp có nhiệm vụ đề ra những phương án cung cấp điện
hợp lý và tối ưu. Một phương pháp cung cấp điện tối ưu sẽ giảm được chi phí đầu tư
xây dựng hệ thống điện và chi phí vận hành tổn thất điện năng và đồng thời vận hành
đơn giản, thuận tiện trong sửa chữa.
Việc làm luận văn cũng như việc tìm hiểu tại nhà máy đã giúp cho em có được
nhiều kiến thức bổ ích về thực tế bổ sung những kiến thức đã được học ở trong nhà
trường.
Tuy nhiên do còn hạn chế về kiến thức kinh nghiệm thực tế tài liệu tham khảo,
thời gian thực hiện, nên tập luận văn khơng thể tránh khỏi những thiếu sót, kính
mong thầy hướng dẫn cùng các thầy cơ bộ mơn góp ý xây dựng cho luận văn ngày
càng hồn thiện hơn.


CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU CƠNG TY

1.1. GIỚI THIỆU
Q trình hình thành và phát triển.
Năm 2006, Công ty Cổ phần SX – DV & TM Phúc Thịnh được khởi nguồn từ
HTX Nông – Lâm – Nghiệp, nhưng sau hơn một năm hoạt động dưới sự điều hành
của ông Lương Văn Hiển. Ông và Hội đồng Quảng Trị đã quyết định chuyển từ HTX
sang công ty cổ phần nhằm đáp ứng sự phát triển của công ty.
Công ty Cổ phần Phúc Thịnh được thành lập theo giấy phép kinh doanh số:
44.03.000071 của sở Khoa học và Đào tạo tỉnh Bình Phước cấp ngày 24/04/2007.
Đến nay Công ty Cổ phần SX – DV & TM Phúc Thịnh đã là một cơng ty có uy tín
ở khu vực phía nam, cung cấp nguyên liệu cho các cơng ty lớn ở Bình Dương, Đồng
Nai, TP HCM…
Nghiên cứu và phát triển.
Một trong những ưu tiên hàng đầu của Phúc Thịnh chính là việc tập trung đầu
tư nhiều tài chính, cơng nghệ và con người trong đó lấy con người làm trọng tâm cho
hoạt động nghiên cứu và phát triển sản phẩm.

Chính vì vậy với đội ngũ công nhân và ban quản lý được đào tạo tốt, sản phẩm
của công ty luôn đạt được sự đánh giá cao của các đối tác.
• Chính sách quản trị chất lượng
Tồn bộ quy trình sản xuất khép kín từ khâu cưa, xẻ, ngâm tẩy, sấy, phôi, theo
công nghệ hiện đại, đồng thời được kiểm soát nghiêm ngặt bởi ban điều hành khối
sản xuất cùng đội ngũ Kiểm soát chất lượng chuyên nghiệp, kinh doanh và có tinh
thần trách nhiệm cao.
Đây cũng là nét nổi trội và lợi thế cạnh tranh của công ty so với các doanh
nghiệp khác cùng ngành trong việc đảm bảo chất lượng hệ thống, các sản phẩm cho
thị trường đều thảo mãn cho các công ty khó tính nhất.
• Bảo vệ mơi trường.
Cùng với việc đẩy mạnh sản xuất kinh doanh, hoạt động của Phúc Thịnh luôn
gắn liền với công tác bảo vệ môi trường, tạo sự phát triển kinh doanh bền vững và có
trách nhiệm. Công ty luôn chú trọng vào nguồn gỗ hợp pháp, được khai thác từ
những khu rừng có sự quản lý bền vững.


1.2. ĐẶC ĐIỂM CỦA PHỤ TẢI
Phụ tải của xí nghiệp chủ yếu là các động cơ điện có cơng suất lớn, nhỏ, trung
bình, đèn chiếu sáng, thời gian sản xuất của xí nghiệp trong một ngày. Phân xưởng
mất điện sẽ gây ra hàng loạt phế phẩm và gây lãng phí sức lao động rất nhiều ở các
bộ phận, nhưng sự ngừng cung cấp điện không gây ra nguy hại đến tính mạng con
người và ít khi bị hư hỏng thiết bị, nhà máy sử dụng hầu hết các động cơ điện ba pha
roto lồng sóc, điện áp định mức là 380V, tần số 50Hz. Động cơ có cơng suất lớn nhất
trong xí nghiệp là 7,5KW, khơng có động cơ nào sử dụng điện cao áp. Theo sự phân
tích ở trên xếp phân xưởng cưa gỗ vào hộ tiêu thụ điện loại III.

1.3. ĐỒ THỊ PHỤ TẢI
Phụ tải điện là một đại lượng đặc trưng cho công suất tiêu thụ của các thiết
bị riêng lẻ hoặc các hộ tiêu thụ điện năng.

+ Thiết bị riêng lẻ như động cơ điện, lò điện, đèn điện ...
+ Hộ tiêu thụ điện là tập hợp các thiết bị điện của phân xưởng hay xí nghiệp.
Khi thiết và vận hành hệ thống cung cấp điện cho xí nghiệp cần chú ý ba đại
lượng phụ tải cơ bản là : công suất tác dụng, công suất phản kháng và dòng điện. Sự
thay đổi phụ tải theo thời gian có thể quan sát được nhờ các dụng cụ đo và dụng cụ
tự ghi. Có thể phân loại đồ thị phụ tải điện như sau :
* Phân loại theo đại lượng đo :
- Đồ thị phụ tải tác dụng P (T)
- Đồ thị phụ tải phản kháng Q(T)
- Đồ thị phụ tải theo dòng điện I (T)
* Phân loại theo thời gian khảo sát
- Đồ thị phụ tải hàng ngày
- Đồ thị phụ tải hàng tháng
- Đồ thị phụ tải hàng năm
Ở đây chúng ta xét đồ thị phụ tải tác dụng hàng ngày theo số liệu thực tế vận
hành ở nhà máy.


• Đồ thị phụ tải điện hàng ngày : p
Là đồ thị phụ tải điện trong một ngày đêm 24 giờ.
Trong thực tế vận hành có thể dùng dụng cụ đo điện tự ghi để vẽ đồ thị phụ
tải, hay do nhân viên vận hành ghi lại giá trị phụ tải sau từng khoảng thời gian nhất
định.
Để thuận tiện khi tính tốn đồ thị phụ tải được vẽ theo hình bậc thang, chiều
cao của các bậc thang lấy theo giá trị trung bình của phụ tải trong thời gian được xét.
Nghiên cứu đồ thị phụ tải hàng ngày của xí nghiệp có thể biết được tình
trạng làm việc của thiết bị, từ đó có thể sắp xếp quy trình vận hành hợp lý nhất để
đảm bảo đồ thị tương đối bằng phẳng.

1.4. THÔNG SỐ CỦA PHỤ TẢI

BẢNG SỐ LƯỢNG MÁY Ở PHÂN XƯỞNG
Ip =

P
3.U . cos ϕ

Bảng 1.1: Các thiết bị trong phân xưởng cưa gỗ.
CÔNG

STT
TÊN THIẾT BỊ

SUẤT

Uđm (V)

Iđm
(A)

cos

P (KW)

1

Máy cưa gỗ

7,5

380V

17,5

0,65

2

Máy tính

0,2

220V

1,3

0,72

3

Máy lạnh

1,5

220V

10,5

0,65

GHI

CHÚ


4

Quạt trần

0,075

220V

0,43

0,8

5

Đèn cao áp

0,3

220V

2

0,7

6

Đèn huỳnh quang

0,06

220V

0,42

0,8

7

Đèn Natri cao áp

0,07

220V

0,71

0,45

TC


CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ LUẬN THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN

2.1. KHÁI QUÁT
Dựa vào số liệu phụ tải của xí nghiệp phân xưởng cưa gỗ đã thu thập được,
thiết kế lại hệ thống cung cấp điện cho xí nghiệp. Việc thiết kế lại mạng điện nhằm
mục đích :

+ Nâng cao chất lượng, giảm tổn thất điện năng.
+ Phí tổn về kinh tế hàng năm là nhỏ nhất.
+ An toàn trong vận hành, thuận tiện trong bảo trì và sửa chữa.
+ Đảm bảo cung cấp điện có độ tin cậy cao.

2.2. PHƯƠNG PHÁP TÍNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN
Hiện nay có nhiều phương pháp để tính phụ tải tính tốn dựa trên cơ sở
khoa học để tính tốn phụ tải điện và được hoàn thiện về phương diện lý thuyết trên
cơ sở quan sát các phụ tải điện ở xí nghiệp đang vận hành.
Thơng thường những phương pháp tính tốn đơn giản, thuận tiện lại cho kết
quả khơng thật chính xác, cịn muốn chính xác cao thì phải tính tốn lại phức tạp. Do
vậy tùy theo giai đoạn thiết kế thi công và u cầu cụ thể mà chọn phương pháp tính
tốn cho thích hợp.
Sau đây trình bày chi tiết các phương pháp tính tốn :
2.2.1. Xác định phụ tải tính tốn theo suất tiêu hao điện năng trên đơn vị sản
phẩm.
- Nếu hộ tiêu thụ sản xuất một năm được M sản phẩm, mỗi sản phẩm để
thành phẩm cần W0 điện năng
Nhu cầu dùng điện của hộ tiêu thụ là :
Tổng điện năng A = W0.M. Đơn vị KWh.
Trong đó : W0 :

Suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm.
Đơn vị : KWh/1 đơn vị sản phẩm.

M:

Số lượng sản phẩm.

Suy ra phụ tải tính tốn :
Ptt =

A
Tlv max

=

W0 .M
(KW)
Tlv max

Với Tlvmax : Thời gian sử dụng công suất lớn nhất trong năm, tính bằng giờ.
2.2.2. Xác định phụ tải tính tốn theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản
xuất.
Nếu phụ tải tính tốn xác định cho hộ tiêu thụ có diện tích F, suất phụ tải trên
một đơn vị là P0. Thì Ptt :
Ptt = P0.F
Trong đó:
P0 : Suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất là một mét vng, đơn vị
(KW/m2)
F: Diện tích bố trí nhóm hộ tiêu thụ (m2).
Phương pháp này chỉ phù hợp với các phân xưởng có mật độ máy móc phân
bố đều nhưng cũng có những sai số về :
• Quy trình cơng nghệ.
• Mặt bằng sản xuất.
2.2.3. Xác định phụ tải tính tốn theo cơng suất đặt và hệ số nhu cầu.
n

Ptt = Knc . ∑ Pđi (KW).

i =1

Mà Pđ =
Trong đó :

Pđm

η

Pđi : Cơng suất đặt thứ i, (KW)
Pđm : Công suất định mức, (KW)
η : Hiệu suất
Knc : Hệ số nhu cầu của nhóm thiết bị tiêu thụ đặc trưng, tra ở các cẩm
nang tra cứu.


2.2.4. Xác định phụ tải tính tốn theo hệ số cực đại (Kmax) và cơng suất trung
bình Ptb (phương pháp số thiết bị hiệu qủa).
Phương pháp này cho kết quả tương đối chính xác, ta chọn phương pháp thiết
bị hiệu quả để tính phụ tải tính tốn cho phân xưởng, phương pháp này áp dụng cho
bất kỳ nhóm thiết bị nào kể cả nhóm thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại và có
lợi là xét đến tổng phụ tải cực đại của từng nhóm thiết bị (gồm các thiết bị làm việc
và công suất khác nhau).
n

Ptt = Kmax .Ksd.

∑

. Pđmi (KW).

i =1

Trong đó :
Kmax : Hệ số cực đại của công suất tác dụng được xác định theo đường cong.
Kmax = f(hq,Ksd).
nhq : Số thiết bị hiệu quả được tính bằng biểu thức : nhq = nhq*.n
với nhq* = f(n*,p*)
n : Tổng số thiết bị.
Ksd : Hệ số sử dụng, lấy từ đồ thị phụ tải, được tính bởi biểu thức :

Ksd =

P1t1 + P2 t 2 + ... + Pn t n
Pđm (t1 + t 2 + ... + t n )

P1 : công suất của thiết bị trong khoảng thời gian t1, KW
Hệ số sử dụng nói lên mức độ sử dụng, mức độ khai thác công suất của thiết
bị trong khoảng thời gian xem xét.

2.3. TRẠM BIẾN ÁP VÀ PHƯƠNG PHÁP CHỌN MBA
2.3.1. Khái quát về phương án cung cấp điện.
• Việc chọn phương án cung cấp điện bao gồm :
Chọn cấp điện áp.
Nguồn điện.
Sơ đồ nối dây.


Phương thức vận hành.
Muốn thực hiện được đúng đắn và hợp lý nhất, ta phải thu thập và phân tích

đầy đủ các số liệu ban đầu, trong đó số liệu về nhu cầu điện là quan trọng nhất;
Đồng thời sau đó phải tiến hành so sánh giữa các phương án đã được đề ra về
phương diện kinh tế và kỹ thuật.
• Phương án điện được chọn sẽ xem là hợp lý nếu thỏa mãn các yêu cầu sau :
Đảm bảo chất lượng điện.
Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện liên tục phù hợp với yêu cầu phụ tải.
Vận hành đơn giản, dễ lắp ráp và sửa chữa.
• Đối với các thiết bị trong xí nghiệp có cơng suất lớn, nhỏ, trung bình khác
nhau, nên ta chọn phương pháp cung cấp điện có sơ đồ dạng hỗn hợp (gồm
sơ đồ hình tia và sơ đồ phân nhánh), sao cho phù hợp với đặc điểm cơng nghệ
của xí nghiệp.
Sơ đồ hình tia : Đơn giản độ tin cậy cao dễ dàng trong vận hành, bảo
quản và sửa chữa.
Sơ đồ phân nhánh : Độ tin cậy kém hơn sơ đồ hình tia, tiền đầu tư sẽ
cao hơn và tổn thất điện áp sẽ cao hơn.
Với các thiết bị có cơng suất nhỏ thì ta dùng sơ đồ phân nhánh, cịn đối với các
thiết bị có cơng suất lớn và trung bình thì dùng sơ đồ hình tia.
• Phương án sơ đồ nối dây :
Sơ đồ nối dây hay phương án nối dây là cấu trúc chắp nối giữa nguồn điện và
tải tiêu thụ. Phương án phải rõ ràng và linh động nhu cầu dùng điện là hộ loại 2, do
quy trình cơng nghệ sản xuất cho nên nhà máy có sử dụng nguồn dự phòng là máy
phát Diezen, chuyển đổi nguồn dự phòng bằng tay. Xác định phương án nối dây cho
một phân xưởng là một yếu tố cần thiết.
Chọn phương án đi dây trên mạng từ các tủ phân phối chính đến tủ động lực
và các thiết bị, một số trường hợp phải đặt dây dẫn trong ống cách điện đi ngầm
dưới nền đến các thiết bị điện.


2.3.2. Lựa chọn máy biến áp.
Việc lựa chọn số lượng và công suất các máy biến áp trên cơ sở kỹ thuật và

kinh tế cho các trạm giảm áp chính và các trạm biến áp phân xưởng có ý nghĩa quan
trọng để xây dựng các sơ đồ cung cấp điện xí nghiệp hợp lý.
Số lượng máy biến áp của các trạm giảm áp chính và trạm biến áp phân xưởng
khơng nên quá hai máy biến áp. Về kinh tế, những trạm hai máy biến áp thường hợp
lý hơn trạm một máy và trạm có nhiều máy biến áp.
Chọn cơng suất máy biến áp : trong hệ thống cung cấp điện xí nghiệp, cơng
suất của máy biến áp điện lực trong điều kiện làm việc bình thường phải đảm bảo
cung cấp điện cho tất cả các thiết bị tiêu thị điện hoặc hộ dùng điện.

2.4. TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG VÀ CHI PHÍ VẬN HÀNH
Chi phí vận hành hàng năm trong hệ thống cung cấp điện xí nghiệp bao gồm :
Cvh = C∆A + Ccn+ Cbq + Ckh + Cmđ + Cphụ, (đồng).
Trong đó :
C∆A = ∆A.β : tổn thất điện năng
Với

∆A : Tổn thất điện năng hàng năm, KWh

β : Giá 1 KWh, đồng/KWh
Ccn : chi phí về lương của cán bộ công nhân vận hành hệ thống cung cấp điện.
Cbq : chi phí về tu sửa bảo quản.
Ckh : chi phí về khấu hao.
Cmđ : Chi phí tổn thất kinh tế do mất điện chi phí này được kể đến khi so sánh
giữa các phương án có độ tin cậy cung cấp điện.
Cphụ : chi phí phú khác như làm mát, sưởi ấm...
Từ công thức trên ta thấy : Trong thành phần của chi phí vận hành hàng năm
thì chi phí về tổn thất điện năng chiếm một vị trí rất quan trọng trong chi phí chung.
Chi phí điện năng sinh ra ở trong máy biến áp cũng như ở trên đường dây trong thời
gian vận hành máy biến áp.
Tổn thất điện năng trên đường dây :

∆A = ∆P.t hay ∆A = ∑∆Pi.ti với ti = 8760h
∆A = ∆Pmax. (KWh)
Trong đó :
∆P=

P2 + Q2
. R (KW)
U2

R = r0.l, Ω

Với

l : chiều dài, km
r0 : điện trở trên một đơn vị chiều dàiΩ/Km
Tổn thất điện năng trong máy biến áp.
∆AMBA = ∆Pmax. (KWh)
 S pt
 S đm

Vì ∆P = ∆Po + ∆PN. 





2

2

S
Vậy ∆AMBA = ∆P0.t + ∆PN.  pt
 S đm

Trong đó :


 . T


T : Thời gian chịu tổn thất công suất lớn nhất.
t : Thời gian vận hành thực tế của máy biến áp, giờ (h)

Tổn thất công suất máy biến áp sẽ là :
S
Vậy ∆PBA = ∆P0. + ∆PN.  pt
 S đm





2

Trong đó :
∆P0 : Tổn thất cơng suất tác dụng khơng tải, KW
S
∆PN.  pt

 S đm

2


 = ∆Pcdây : Tổn thất cuộn dây MBA, KW


∆PN : Tổn thất khi ngắn mạch.
Sđm : Phụ tải định mức của MBA, KVA.
Spt : Công suất phụ tải, KVA.
* Thời gian thu hồi vốn đầu tư :


T=

V A − VB
C A − CB

(năm)

Trong đó :
VA, VB : Là vốn đầu tư của phương án A và B, đơn vị 103 đồng.
CA, CB : Chi phí vận hành hàng năm của phương án A, B, đơn vị 103 đồng/năm.

2.5. NGẮN MẠCH TRONG HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN
2.5.1. Khái niệm chung :
Ngắn mạch là hiện tượng các pha chập nhau và chạm đất, hay nói cách khác
đó là hiện tượng mạch điện bị nối tắt qua một tổng trở suất nhỏ có thể xem như
bằng khơng. Khi ngắn mạch tổng trở của hệ thống bị giảm xuống và tùy theo vị trí

điểm ngắn mạch xa hay gần nguồn cung cấp mà tổng trở hệ thống giảm nhiều hay ít.
Khi ngắn mạch dòng điện và điện áp trong thời gian quá độ đều thay đổi, dòng điện
tăng lên rất nhiều so với lúc làm việc bình thường. Cịn điện áp trong mạng điện
cũng giảm xuống mức độ giảm nhiều hay ít là tùy thuộc vào vị trí điểm ngắn mạch so
với nguồn cung cấp.
Để lựa chọn được tốt các phần của hệ thống cung cấp điện, chúng ta phải dự
đốn được các tình trạng ngắn mạch có thể xảy ra và tính tốn được các số liệu về
tình trạng ngắn mạch như : Dịng điện ngắn mạch và cơng suất ngắn mạch, các số
liệu này còn là căn cứ quan trọng để thiết kế hệ thống bảo vệ rơle, định phương thức
vận hành của hệ thống cung cấp điện ... Vì vậy tính tốn ngắn mạch là phần khơng
thể thiếu được khi thiết kế hệ thống cung cấp điện.
• Nguyên nhân gây ngắn mạch :
Tác động cơ học : cây đổ, gãy, giông bão ...
Tác động bên trong : cách điện hỏng bởi dùng quá nhiệt.
• Hậu quả :
Làm phát nóng các bộ phận có dịng ngắn mạch (IN) đi qua dây dẫn làm
hư hỏng thiết bị
Có thể sinh ra một lực điện động => có thể phá hủy độ bền cơ học của
khí cụ.


Làm mất điện gây nên thiệt hại về kinh tế.
Phá hủy tính đồng bộ của hệ thống.
2.5.2. Phương pháp tính dịng điện ngắn mạch :
• Mục đích :
Tính dịng ngắn mạch để chúng ta chọn thiết bị và khí cụ bảo vệ cho hệ
thống, tự động xác lập chế độ ổn định.
• Phương pháp xác định dịng ngắn mạch.
Chọn vị trí điểm ngắn mạch.
Xác lập sơ đồ làm việc.

Đơn giản sơ đồ đẳng trị (làm việc ).
Tính tốn dịng ngắn mạch.


CHƯƠNG 3. TÍNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN CỦA PHÂN XƯỞNG

3.1. ĐẶC ĐIỂM PHÂN XƯỞNG
- Diện tích :
+ Hình dạng : mặt bằng hình chữ nhật.
+ Chiều rộng : 200 mét.
+ Chiều dài : 300 mét.
+ Diện tích : 200.300 = 60000m2.
- Vị trí đặt máy biến áp :
Trạm biến áp của phân xưởng được đặt ngoài trời, phân xưởng chỉ có các tủ
điện phân phối và động lực.
+ Điều kiện nhiệt độ : là phân xưởng khơng có các thiết bị sinh nhiệt, nên
nhiệt độ là nhiệt độ môi trường trung bình ở khu vực miền Đơng Nam Bộ từ 28 ÷
380C.
+ Điều kiện khác : Phân xưởng có nhiều động cơ kéo băng tải , máy cắt ... nên
có nhiều bụi đất. Vì vậy các hệ thống điện cần phải được che chắn, mơi trường có
nhiều chấn động do các hoạt động nặng như khu vực máy dập, động cơ rung sàn bột
..., ta cần chú ý đến các phần tử nối chặt trong hệ thống đường dây.
- Tường phân xưởng :
+ Tường phân xưởng cưa gỗ cao 5 mét, có hệ số phản xạ ρtường = 0,30.
+ Trần cao 5 mét có hệ số phản xạ ρtrần = 0,5.
+ Chiều cao treo đèn là H = 4,5m.
+Mức độ rọi trung bình (Etb) trong phân xưởng cưa gỗ là :
Xưởng 1 (12 máy cưa)

: Etb = 200Lux.

Xưởng 2 (6 máy cưa)

: Etb = 200Lux.

Nhà kho

: Etb = 150Lux.

Khu văn phòng

: Etb = 200Lux.

( Tra Bảng 3.1 trang 43, GT thiếu bị và hệ thống chiếu sáng – PGS. TS Đặng Văn Đào)


3.1.1. Thiết kế chiếu sáng xưởng 1
Kính thước a = 50m ; b = 180m; H = 4,5m.
Xưởng 1 được chia thành 6 khu bằng nhau, mỗi khu có kính thước a = 30m ; b =
50m;
• Tính tốn chiếu sáng cho khu 1
Chọn bóng đèn Natri cao áp với:
Bộ phản xạ 531 (

1=

0,5 ,

2

= 0,3,

3

= 0,1)

Độ rọi : E = 200 lux
d

= 0,757

Chiều cao của mặt bàn làm việc h2 = 0.7m
Chiều cao tính tốn h = H – h2 = 4,5 – 0,7 =3,8m
Với loại đèn dùng để chiếu sáng cho phân xưởng sản xuất khoảng cách giữa các đèn
được xác định theo tỷ lệ L/h = 1,5 tức là
L = 1,5.h = 1,5.3,8 = 5,7 m
Số đèn tối thiểu theo cạnh a:
Na =

a 30
=
= 5,26
L 5,7

chọn 6 đèn

Số đèn tối thiểu theo cạnh b:
Nb =

b 50

=
= 8,77
L 5,7

chọn 9 đèn

Số đèn tối thiểu phải chọn là Na. Nb = 6. 9 = 54 đèn.
Xác định hệ số không gian:
Kkg=

a.b
30.50
=4,93
=
h( a + b) 3,8(30 + 50)

Coi hệ số phản xạ của nhà xưởng là : trần : 0,5; tường : 0,3; xác định hệ số lợi dụng
ánh sáng tương ứng với hệ số không gian 4,93 là Kld = 0,92. Lấy hệ số dữ trữ là1,2
hệ số hiệu dụng của đèn η =0757.
(Tra phụ lục bảng 7 trang 37, Hướng dẫn đồ án môn học Thiết kế cung cấp điện –
Phan Thị Thanh Bình)
Xác định tổng quang thơng cần thiết


F=

E ye .S .δ dt

η d .k ld

=

200.30.50.1,2
=516915 lm
0,92.0,757

Dựa vào số đèn tối thiểu là 54, quang thơng của bóng đèn sẽ trong khoảng:
Fđ=

F 516915
=
= 9572,5 lm
54
54

Bóng đèn Natri cao áp có quang thơng gần với 9572,5 là bóng:
P = 70W , Fđ = 6500 lm , T = 2700K

Số lượng đèn cần thiết để đảm bảo đủ độ rọi yêu cầu:

N=

F∑ 516915
=
= 79,53 => N = 84 đèn
Fd
6500

Số đèn cần lắp đặt sẽ là 84 bóng
E=

Fd .N .η d .kld 6500.84.,757.0,92
=
= 211,25 lx
a.b.δ dt
30.50.1,2

• Như vậy tổng số đèn cho 6 khu là : 6.84 = 504 đèn

Hình3.1: Sơ đồ chiếu sáng tổng quát xưởng 1.


Hình 3.2: Tỉ lệ bố trí các đèn trong xưởng 1.
3.1.2. Thiết kế chiếu sáng xưởng 2
Kính thước a = 30m ; b = 50m; H = 4,5m.
Chọn bóng đèn Natri cao áp với:
Bộ phản xạ 531 (

1=

0,5 ,

2

= 0,3,

3

= 0,1)

Độ rọi : E = 200 lux
d

= 0,757

Chiều cao của mặt bàn làm việc h2 = 0.7m
Chiều cao tính tốn h = H – h2 = 4,5 – 0,7 =3,8m
Với loại đèn dùng để chiếu sáng cho phân xưởng sản xuất khoảngcách giữa các đèn
được xác định theo tỷ lệ L/h = 1,5 tức là
L = 1,5.h = 1,5.3,8 = 5,7 m
Số đèn tối thiểu theo cạnh a:
Na =

a 30
=
= 5,26
L 5,7

chọn 6 đèn

Số đèn tối thiểu theo cạnh b:
Nb =

b 50
=
= 8,77
L 5,7

chọn 9 đèn

Số đèn tối thiểu phải chọn là Na. Nb = 6. 9 = 54 đèn.
Xác định hệ số không gian:
Kkg=

a.b
30.50
=4,93
=
h( a + b) 3,8(30 + 50 )


Coi hệ số phản xạ của nhà xưởng là : trần : 0,5; tường : 0,3; xác định hệ số lợi dụng
ánh sáng tương ứng với hệ số không gian 4,93 là Kld = 0,92. Lấy hệ số dữ trữ là 1,2
hệ số hiệu dụng của đèn ηd =0757.
(Tra phụ lục bảng 7 trang 37, Hướng dẫn đồ án môn học Thiết kế cung cấp điện –
Phan Thị Thanh Bình)
Xác định tổng quang thông cần thiết

F=

E ye .S .δ dt

η d .k ld

=

200.30.50.1,2
=516915 lm
0,92.0,757

Dựa vào số đèn tối thiểu là 54, quang thơng của bóng đèn sẽ trong khoảng:
Fđ=

F 516915
=
=9572,5 lm
54
54

Bóng đèn Natri cao áp có quang thơng gần với 9572,5 là bóng:
P = 70W , Fđ = 6500 lm , T = 2700K

Số lượng đèn cần thiết để đảm bảo đủ độ rọi yêu cầu:

N=

F∑ 516915
=
= 79,53 => N = 84 đèn
Fd
6500


Hình 3.3: Sơ đồ chiếu sáng tổng quát xưởng 2.

Như vậy tổng số đèn cần lắp đặt sẽ là 84 bóng

E=

Fd .N .η d .kld 6500.84.,757.0,92

=
= 211,25 lx
a.b.δ dt
30.50.1,2

3.1.3. Thiết kế chiếu sáng văn phịng.
Kính thước a = 10m ; b = 30m; H = 4,5m.
Độ rọi : E = 200 lux
Chọn đèn ống huỳnh quang
-

Quang thông : φ = 3350 lm

-

Nhiệt độ màu : T = 3000K

-

Chỉ số thể hiện màu tương đôi cao: CRI = 85

Chiều cao của mặt bàn làm việc h2 = 0.8m
Chiều cao tính tốn h = H – h2 = 4,5 – 0,8 =3,7m
Với loại đèn dùng để chiếu sáng cho phân xưởng sản xuất khoảng cách giữa các đèn
được xác định theo tỷ lệ L/h = 1,5 tức là


L = 1,5.h = 1,5.3,7 = 5,55 m
Xác định hệ số không gian:
Kkg=

a.b
10.30
=2,03
=
h(a + b) 3,7(10 + 30)

Coi hệ số phản xạ của nhà xưởng là : trần : 0,5; tường : 0,3; xác định hệ số lợi dụng
ánh sáng tương ứng với hệ số không gian 2,03 là Kld = 0,58. Lấy hệ số dữ trữ là 1,4
hệ số hiệu dụng của đèn η =0,58.
(Tra phụ lục bảng 7 trang 37, Hướng dẫn đồ án môn học Thiết kế cung cấp điện –
Phan Thị Thanh Bình)
Xác định tổng quang thông cần thiết
F=

E ye .S .δ dt

η d .k ld

=

200.10.30.1,1
=196195 lm
0,58.0,58

Số lượng đèn cần thiết để đảm bảo đủ độ rọi yêu cầu:

N=

F∑ 196195

=
= 58,56 => N = 60 đèn
Fd
3350

Hình 3.4: Sơ đồ chiếu sáng tổng khu văn phòng.

Như vậy tổng số đèn cần lắp đặt sẽ là 60 bóng
E=

Fd .N .η d .kld 3350.60.0,58.0,58
=
= 204,89 lx
a.b.δ dt
10.30.1,1


3.1.4. Thiết kế chiếu sáng nhà kho.
Kính thước a = 60m ; b = 120m; H = 4,5m.
Nhà kho được chia thành 6 khu bằng nhau, mỗi khu có kính thước a = 40m ; b =
30m;
• Tính tốn chiếu sáng cho khu 1
Chọn bóng đèn Natri cao áp với:
Bộ phản xạ 531 (

1=

0,5 ,

2

= 0,3,

3

= 0,1)

Độ rọi : E = 150 lux
d

= 0,757

Chiều cao của mặt bàn làm việc h2 = 0.7m
Chiều cao tính tốn h = H – h2 = 4,5 – 0,7 =3,8m
Với loại đèn dùng để chiếu sáng cho phân xưởng sản xuất khoảng cách giữa các đèn
được xác định theo tỷ lệ L/h = 1,5 tức là
L = 1,5.h = 1,5.3,8 = 5,7 m
Số đèn tối thiểu theo cạnh acủa :
Na =

a 40
=
= 7,02
L 5,7

chọn 8 đèn

Số đèn tối thiểu theo cạnh b:
Nb =

b 30
=
= 5,26
L 5,7

chọn 6 đèn

Số đèn tối thiểu phải chọn là Na. Nb = 8.6 = 48 đèn.
Xác định hệ số không gian:
Kkg=

a.b
40.30
= 4,5
=
h(a + b) 3,8(40 + 30)

Coi hệ số phản xạ của nhà xưởng là : trần : 0,5; tường : 0,3; xác định hệ số lợi dụng
ánh sáng tương ứng với hệ số không gian 4,5 là Kld = 0,92. Lấy hệ số dữ trữ là 1,2 hệ
số hiệu dụng của đèn η =0757.
(Tra phụ lục bảng 7 trang 37, Hướng dẫn đồ án môn học Thiết kế cung cấp điện –
Phan Thị Thanh Bình)
Xác định tổng quang thông cần thiết