THIẾT kế hệ THỐNG CUNG cấp điện CHO PHÂN XƯỞNG sửa CHỮA cơ KHÍ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO PHÂN
XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ

1


LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay, trong xu thế hội nhập, quá trình cơng nghiệp hóa hiện đại hóa đất
nước đang diễn ra một cách mạnh mẽ. Trong quá trình phát triển đó, điện năng
đóng vai trị 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 tồn 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 : Ts. Trần Quang Khánh

-

Bài tập cung cấp điện : Ts. Trần Quang Khánh

-

Thiết kế cấp điện :Ts Vũ Văn Tẩm-Ts Ngơ Hồng Quang

-

Giáo trình cung cấp điện: Ninh Văn Nam (chủ biên)- Hà Văn Chiến –Nguyễn
Quang Thuấn.

Đến nay, về cơ bản chúng em đã hoàn thành nội dung đồ án mơn học này. Do trình
độ và thời gian có hạn nên khơng thể tránh khỏi những thiếu sót, chúng em rất mong
được sự chỉ bảo, 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 chun mơn, đáp ứng nhiệm
vụ cơng tác sau này. Chúng em xin chân thành cảm ơn !
Hà Nội, ngày 21 tháng 3 năm 2016
2


Sinh viên thực hiện:
Nhóm 1:Trần Việt Hồng; Phạm Văn Lợi; Nguyễn Xuân Long.

3


1. Tính tốn phụ tải điện
1.1. Phụ tải chiếu sáng
1.1.1. Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng
Trong thiết kế chiếu sáng, vấn đề quan trọng nhất phải quan tâm là đáp
ứng các yêu cầu về độ rọi và hiệu quả của chiếu sáng đối với thị giác. Ngoài độ
rọi, hiệu quả của chiếu sáng cịn phụ thuộc vào quang thơng, màu sắc ánh sáng,
sự lựa chọn hợp lý cùng sự bố trí chiếu sáng vừa đảm bảo tính kinh tế và mỹ

quan hoàn cảnh. Thiết kế chiếu sáng phải đảm bảo các u cầu sau:
-

Khơng bị lố mắt

-

Khơng lố do phản xạ

-

Khơng có bóng tối

-

Phải có độ rọi đồng đều

-

Phải đảm bảo độ sáng đủ và ổn định

-

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

Các hệ thống chiếu sáng bao gồm chiếu sáng chung, chiếu sáng cục bộ và
chiếu sáng kết hợp ( kết hợp giữa cục bộ và chung ). Do yêu cầu thị giác cần phải
làm việc chính xác, nơi mà các thiết bị cần chiếu sáng mặt phẳng nghiêng và
khơng tạo ra các bóng tối sâu thiết kế cho phân xưởng thường sử dụng hệ thống
chiếu sáng kết hợp.

Chọn loại bóng đèn chiếu sáng gồm 2 loại: bóng đèn sợi đốt và bóng đèn huỳnh
quang. Các phân xưởng thường ít dung đèn huỳnh quang vì đèn huỳnh quang có
tần số là 50Hz thường gây ra ảo giác không quay cho các động cơ không đồng
bộ, nguy hiểm cho người vận hành máy, dễ gây ra tai nạn lao động. Do đó người
ta thường sử dụng đèn sợi đốt cho các phân xưởng sửa chữa cơ khí.
Việc bố trí đèn khá đơn giản, thường được bố trí theo các góc của hình vng
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

4


Tham khảo bảng hệ số phản xạ (GT cung cấp điện _TS Quyền Huy Ánh bảng 10.5
trang 159 về công nghiệp nhẹ), ta xác định được các hệ số phản xạ của trần, tường
và sàn lần lượt là 50%, 30% và 10%.
Ta chọn loại đèn Metal Halide có hiệu suất sáng lớn và chỉ số hoàn màu cao, phù
hợp với chiếu sáng cơng nghiệp. Chọn loại đèn có thơng số như sau:
P = 150W, quang thông Φ = 11250 lm, loại chóa chiếu sâu, vỏ nhơm, mỗi bộ có
một bóng
Chọn chiều cao treo đèn (khoảng cách từ trần đến đèn) là 1m, chiều cao làm việc
là 0,8m, ta tính được độ cao treo đèn tính tốn là:
Htt = 7-1-0,8 = 5,2m
Ta tính được chỉ số phịng i:
a∗b

24∗36

I ¿ Htt∗( a+b ) = 5,2∗( 24+36 ) = 2,8 ≈ 3
Từ đây tham khảo GT cung cấp điện_TS Quyền Huy Ánh bảng 10.4. Đặc tuyến phân

bố cường độ sáng một số đèn thông dụng trang 149 ta xác định được hệ số sử
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 – nhỏ) ·
Tính số bộ đèn sử dụng
n=

Eyc∗a∗b
150∗24∗36
=
≈ 20bộ
Φ∗CU ∗LLF 11250∗0.92∗0.61

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

5


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
α=

khoảngcáchgiữa 2 đèn

Htt

β¿

khoảngcáchgiữadãyđènvàtường
khoảng cách giữa 2 đèn

= 0,8 → 1,8

(đèn HID – trần cao)

= 0,3 → 0,5

Theo chiều rộng ta tính được:
α=

6,67
=1,28
5,2

β=

2
=0,3
6,67

Theo chiều dài ta tínhđược
α=

6,2

=1,44
5,2

Phụ tải nhóm chiếu sáng
Từ kết quả thiết kế chiếu sáng ta tính được phụ tải chiếu sáng tính tốn của phân
xưởng.
Pcs =k dt ∗N∗P đ =1∗20∗150=3000 ( W )=3( kW )

Trong đó:
6


kđt : hệ số đồng thời của phụ tải chiếu sáng
N : số bóng cần thiết
Pđ : cơng suất mỗi bóng đèn được lựa chọn.
Vì dùng loại đèn Metal Halide nên hệ số cosφ= 1. Do đó, ta có cơng suất tồn
phần của nhóm chiếu sáng là:
Scs =

Pcs 3
= =3 ( kVA ) ;
cosφ 1

Qcs = 0 (kVAr)

1.2. Phụ tải thơng gió làm mát
a) Phụ tải thơng gió
Lưu lượng gió tươi cần cấp vào xưởng là: Q= n*V= 6*24*36*7= 36288 (m 3)
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 (m 3/h)

Ta chọn q= 4500 m3/h => số quạt: Nq = 9 quạt
Bảng 1: Thơng số quạt hút
Thiết bị

Cơng suất (W)

Quạt hút

300

Uđm=380(V); iđm=0,57(A);

Lượng gió
3
(m /h) Số lượng Ksd
4500 9
0,7

cosφ
0,8

ilvmax=0,7(A)

Hệ số nhu cầu: (áp dụng cơng thức 2.34 trang 29 sách giáo trình cung cấp điện)
k nc=k sd +

1−k sd
1−0,7
=0,7+
=0,8

√n
√9

Phụ tải tính tốn nhóm phụ tải thơng gió và làm mát:Nếu chưa biết hiệu suất
của động cơ nên ta lấy gần đúng Pđ=Pđm
(áp dụng công thức 2.41 chương 2 sách giáo trình cung cấp điện)
n

Ptttg=k nc ∑ Pđmi =0,8∗300∗9=2160 ( W )=2,16( kW )
i=1

Stttg=

Pttlm 2,160
=
=2,7( kVA)
cos
0,8
7


Q tttg= √ S2tttg −P2tttg=√ 2,72−2,162=1,62(kVAr )

Trong đó:

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

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

b) Phụ tải làm mát
 Để đảm bảo cho khơng gian làm việc thơng thống mát mẻ ta chọn 15 quạt
đứng cơng nghiệp có thơng 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
Cơng suất tác dụng: Ptttglm=Ptttg+Pttlm=2,16+2,598=4,578 (kW)
Cơng suất phản kháng: Qtttglm=Qtttg+Qttlm=1,62+1,95=3,57(kVAr)
Cơng suất tồn phần : Stttglm=Stttg+Sttlm=2,7+3,248=5,948(kVA)
Dựa vào TCVN 5687 -2010 thơng gió,điều hịa khơng khí tiêu chuẩn thiết kế.
1.3. Phụ tải động lực: phân nhóm thiết bị, xác định phụ tải từng nhóm, tổng hợp
phụ tải động lực
Bảng 2: Phụ tải động lực

8


TT

Tên thiết bị

Nhóm 1
1 Máy mài nhẵn trịn
2 Máy mài nhẵn phẳng
3 Máy mài nhẵn tròn
4 Máy mài nhẵn phẳng
5 Máy khoan
6 Máy ép
7 Máy khoan
8 Máy khoan
9 Lị gió
Tổng nhóm 1
Nhóm 2
1 Máy tiện bu lơng
2 Máy tiện bu lông
3 Máy tiện bu lông
4 Máy khoan
5 Máy tiện bu lông
6 Máy tiện bu lông
7 Cần trục
8 Máy ép nguội
9 Máy ép nguội
Tổng nhóm 2
Nhóm 3
1 Máy phay
2 Máy phay
3 Máy tiện bu lông
4 Máy tiện bu lông
5 Máy tiện bu lông

6 Máy tiện bu lông
7 Máy tiện bu lông
8 Máy mài
Tổng nhóm 3
Nhóm 4
1 Lị gió
2 Máy xọc,(đục)
3 Máy tiện bu lông

Ký
hiệu

Số
Công suất Cosφ
lượng Pdm(kw)

Ksd

1
2
8
9
10
17
19
20
27

1
1

1
1
1
1
1
1
1
n=9

6
3
6
8
1.2
20
1.6
1.6
8
55.4

0.67
0.68
0.67
0.68
0.66
0.63
0.66
0.66
0.9
0.69

0.35
0.32
0.35
0.32
0.27
0.41
0.27
0.27
0.53
0.38

3
4
5
11
12
13
18
22
23

1
1
1
1
1
1
1
1

1
n=9

1.2
4.4
8
1.6
2.4
5.6
8
80
110
221.2

0.65
0.65
0.65
0.66
0.58
0.58
0.67
0.7
0.7
0.69

0.3
0.3
0.3
0.27
0.3

0.3
0.25
0.27
0.47
0.37

6
7
14
15
16
24
25
26

1
1
1
1
1
1
1
1
n=8

3
5.6
5.6
6
15

20
26
4
85.2

0.56
0.56
0.58
0.58
0.58
0.58
0.58
0,63
0.58

0.26
0.26
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
0.45
0.3

31
33
38

1

1
1

11
11
11

0.9
0.6
0.55

0.53
0.4
0.32
9


4
5
6
7
8
9
10

Máy mài
Máy hàn
Máy quạt
Máy quạt
Máy hàn

Máy cắt tơn
Máy quạt
Tổng nhóm 4
Nhóm 5
1 Cần trục
2 Máy ép quay
3 Máy khoan
4 Máy khoan
5 Máy xọc,(đục)
6 Máy ép quay
7 Máy tiện bu lông
8 Máy tiện bu lơng
9 Máy tiện bu lơng
Tổng nhóm 5

39
40
41
42
43
44
45

1
1
1
1
1
1
1

n=10

9
56
11
15
56
5.6
15
200.6

0.63
0.82
0.78
0.78
0.82
0.57
0.78
0.77

0.45
0.46
0.65
0.65
0.46
0.27
0.65
0.48

21

28
29
30
32
34
35
36
37

1
1
1
1
1
1
1
1
1
n=9

26
44
2.4
2.4
8
60
3
5.6
9
160.4

0.67
0.58
0.66
0.66
0.6
0.58
0.55
0.55
0.55
0.59

0.25
0.45
0.27
0.27
0.4
0.45
0.32
0.32
0.32
0.39

Tính tốn phụ tải từng nhóm:
Bảng 3: Tính tốn cho nhóm 1
TT

Tên thiết bị

Nhóm 1

1 Máy mài nhẵn trịn
2 Máy mài nhẵn
phẳng
3 Máy mài nhẵn tròn
4 Máy mài nhẵn
phẳng
5 Máy khoan
6 Máy ép
7 Máy khoan
8 Máy khoan
9 Lị gió
Tổng nhóm 1

Ký
hiệ
u

Số
Cơng
suất Cosφ Ksd
lượng Pdm(kw)

Idm
(A)

1
2

1
1

13,6

8
9
10
17
19
20
27

1
1
1
1
1
1
1
n=9

6
3
6
8
1.2
20
1.6
1.6
8
55.4

0.67
0.68
0.67
0.68
0.66
0.63
0.66
0.66
0.9
0.69

0.35
0.32
0.35
0.32
0.27
0.41
0.27
0.27
0.53
0.38

6,7
13,6
17,8
2,7
48,2
3,6
3,6

13,5
10


 Hệ số sử dụng trung bình:
n

∑ Pi . Ksdi
Ksd =

i=1

n

= 0,38làm tròn 0,4

∑ Pi
i=1

 Số thiết bị hiệu quả :
n

( ∑ Pi) 2
i=1
n

nhq =

= 4,98 làm tròn bằng 5.

∑ Pi
i=1

 Hệ số nhu cầu :
Knc = Ksd*Kmax = 0,7
Trong đó Kmax = 1,76 (tra bảng).
 Cơng suất tính tốn :
Ptt = Knc*∑ Pi = 0,7*55,4 = 38,78 (kW).
 Hệ số cơng suất trung bình :
Cosφ =

∑ Pi∗cos φ
= 0,69
∑ Pi

 Cơng suất tồn phần :
Ptt

Stt = cos φ = 56,2 (kVA).
 Công suất phản kháng:
Qtt = √ S 2tt −P 2 tt =40,67 (kVAr).
 Dịng điện tính tốn:
Itt =

Stt
= 85,38 (A).
√ 3∗Udm

Làm tương tự với 4 nhóm cịn lại ta được bảng sau:
Bảng 4 Tính tốn phụ tải cho các nhóm cịn lại

Nhóm
2

Ksd
0.4

nhq
3

Kmax
0

Ptt
cos
199.08 0.69

Stt
Qtt
288.52 208.8

Itt
438.5
11


Nhóm
3
Nhóm
4
Nhóm

5

0.4

5

2

68.16

0.58

117.5

95.7

178.6

0.5

5

1,57

157.47 0.77

204.5

130.47 310.8

0.4

4

1.87

119.97 0.59

203.3

164

308.9

Đối với nhóm có số thiết bị hiệu quả <4 thì ta xác định theo cơng thức:
Ptt = Kt*Pdm
Với Kt = 0,9 với thiết bị làm việc dài hạn.
Kt = 0,75 với thiết bị làm việc ngắn hạn lặp lại.
Đối với nhóm 2 ta chọn Kt = 0,9.
Bảng 5:Phụ tải động lực toàn phân xưởng
Ptt
583.5

Qtt
870

Stt
639.64

Itt

1322.1

Cosφ
0.68

1.4. Tổng hợp phụ tải của tồn phân xưởng.
n

Cơng suất tác dụng tồn phân xưởng: Ptt ∑ ❑=k đt ∑ Ptti
i=1

Trong đó: Ptt ∑ ❑-cơng suất tính tốn tổng của các hộ dùng điện,kW
Ptti – cơng suất tính tốn của nhóm phụ tải thứ I,kW
k đt-hệ số đồng thời

Pttpx= kđt (Pttđl+ Pcs +Ptttglm)=1(583,5+3+4,578)=591,1(kW); Với kdt=1
Hệ số cơng suất trung bình tồn phân xưởng,
cosφ=
¿ 0,68

∑ Pi cos φ = P ttdl∗cosφtbdl + Pcs∗cosφ tbcs+ Ptttglm∗cosφtbtglm
i
Pttdl + Pcs + P tttglm
∑ Pi

Xét thêm tổn thất trong mạng điện (10%) và khả năng phát triển phụ tải trong 10
năm (10%), ta sẽ có số liệu tính tốn phụ tải tồn phân xưởnglà:
12

Pttpx ∑ ❑=1,2∗Pttpx , =1,2∗591,1=709,3(kW )
Sttpx =

Pttpx ∑ ❑ 709,3
=
=1043,1( kVA)
cos φttpx
0,68

Qttpx = √ S2ttpx −P2ttpx =√1043,12−709,3 2=764,8(kVAr)

1.5. Nhận xét và đánh giá.
Phân xưởng sửa chữa có đặc điểm hầu hết là các máy có cuộn dây nên hệ số cosφ
toàn phân xưởng thấp

2. Xác định sơ đồ cấp điện của phân xưởng
2.1. Xác định vị trí đặt trạm biến áp phân xưởng
 Vị trí đặt trạm biến áp
Việc chọn vị trí của trạm biến áp trong một xí nghiệp cân phải tiến hành so sánh
kinh tế - kỹ thuật. Muốn tiến hành so sánh kinh tế - kỹ thuật cân phải sợ bộ xác
định phương án cung cấp điện trong nội bộ xí nghiệp. Trên cơ sở các phương án
đã được chấp thuận mới có thể tiến hành so sánh kinh tế - kỹ thuật để chọn vị trí
số lượng trạm biến áp trong xí nghiệp.
Vị trí của trạm biến áp cần phải thỏa mãn các yêu cầu cơ bản:
1. An toàn và liên tục cấp điện.
2. Gần trung tâm phụ tải, thuận tiện cho nguồn cung cấp đi tới.
3. Thao tác, vận hành, quản lý dễ dàng.
4. Tiết kiệm vốn đầu tư và chi phí vận hành nhỏ.
5. 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,...

6. 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 ngồi phân xưởng, hay cịn 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 mịn hoặc rung động; hoặc khi khơng 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 cơng trình khác.
Trạm xây dựng bên trong được dùng khi phân xưởng rộng có phụ tải lớn. Khi sử
13


dụng trạm này cần đảm bảo tốt điều kiện phòng nổ, phòng cháy cho trạm.
Đối với phân xưởng sửa chữa cơ khí ta chọn phương án. Xây dựng trạm biến áp liền
kề với phân xưởng. Gần tâm phụ tải phía trái phân xưởng, khoảng cách từ trạm tới
phân xưởng là L= m.
2.2. Các phương án cấp điện cho phân xưởng
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
phịng



Phương án 3: Trạm có 1 máy biến áp

Phương án trạm biến áp
a) Phương án 1: Trạm có hai máy biến áp làm việc song song:
Cơng suất MBA được lựa chọn thỏa mãn điều kiện:
Sđmmba ≥

S ttpx 1043,1
=
=745,1(kVA)
1,4
1,4

Nên ta lựa chon MBA có Sdm =800 (kVA)

Bảng 6: thông số máy biến áp

Công suất
kVA
800

Điện áp
kV
22/0,4

Po
W
1400

 Pn

W
10500

Un
%
5

Tổn thất 2 máy biến áp là (tính tốn sơ bộ )
Pb = 0,02*Sđm = 0,02*800 = 16 (kW)
Qb = 0,105*Sđm = 0,105*800 = 84 (kW)
Ab = n*P0*t + (1/n)* Pn*(Spt/Sđm)*2* ‫ح‬

14


với Tmax của xưởng cơ khí chọn =5000h ta tính được tô = 5466 ,n= 2
suy ra Ab = 49185,7 (kW)
b) Phương án 2:Trạm có 1 máy biến áp và 1 máy phát diesel dự phịng
Ta có Stttpx = 1043,1(kVAr)
Chọn máy biến áp có cơng suất định mức bằng 1250 (kva) do công ty thiết bị điện
Đông Anh chế tạo
Bảng 7: Thơng số kĩ thuật máy biến áp
Cơng
suất
MBA(kVA)

Tổn hao(W)
Khơng tải
1720

1250

Có tải
19210

Và máy phát điện thỏa mãn: SđmMF ≥ 0,85* SđmMF
Suy ra ta chọn máy phát điện có Sđm = 1500(kVA)
c) Phương án 3: Trạm có 1 máy biến áp
Cơng suất MBA được lựa chọn thỏa mãn điều kiện:
SđmB3 ≥ Sttpx Vì vậy, ta chọn máy biến áp SđmB3 = 1250(kVA)

Bảng 8: Thơng số kĩ thuật máy biến áp
Sđm(kVA)

Uđm(kV)

P0(W)
khơng tải

Pn(W)
Có tải

1250

22/0,4

1720

12910

Dịng điện
Un(%)
Điện áp khơng tải
ngắn
I0(%)
mạch
1,2
5,5

Vì xưởng làm 3 ca liên tục nên ta chọn Tmax=5000h
‫ ح‬4-4
= ( 10+0,124 *Tmax)2 *8760 (h)= (0,124 + 10 ¿*5000) *8760=5466(h)×× ×
Tổn thất điện năng máy biến áp:

15


1038,8 2
Ab3=P0*8760+PN ¿=1,72*8760+12,91* ( 1250 ¿ ∗¿5466 = 63802

(kWh)
Tổn thất công suất trong máy biến áp bao gồm tổn thất khơng tải (tổn thất sắt) và
tổn thất có tải (tổn thất đồng).
Tổn thất công suất tác dụng và phản kháng trong máy biến áp được tính theo cơng
thức sau:
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 ;

- ‫ح‬

Thời gian tổn thất công suất lớn nhất

2.2.2. Các phương án cấp điện cho phân xưởng
 Phương án 1: Mỗi tủ động lực, tủ chiếu sáng, tủ thơng thống làm mát
được cấp điện bằng một mạch riêng.
 Phương án 2: phương án gộp chung các nhóm phụ tải động lực với nhau để
cấp điện từ tủ tổng tới, nhóm 1 với 2 một tủ, nhóm 3 một tủ, và nhóm 4,5
một tủ, hệ thống chiếu sáng và làm mát có một tủ điều khiển riêng ."
 Phương án 3: Tủ chiếu sáng, tủ thơng thống làm mát được cấp điện
từ các các mạch riêng, Các tủ động lực, tủ ở xa được cấp điện thơng
qua tủ ở gần.

Tính tốn sơ bộ:
a) Phương án 1
Tính tốn tổn thất điện cho mạng
ΔU =( P∗R+ Q∗X )/U với AA1 có: P=55,4(kW); Q=58,12(kVAr);
R=12,88(m Ω); X=4,312 (m Ω);
Ta tính được tổn hao điện áp:
ΔU =( P∗R+ Q∗X )/U = 2,5 (V)
Tương tự ta tính tốn sơ bộ dây dẫn từ tủ phân phối tổng tới các tủ
16


động lực nhóm, ta chọn đường dây cáp dài nhất và phụ tải có cơng suất lớn
nhất để tính tốn sơ bộ cho tồn phân xưởng ta có bảng tổn hao như sau:
Bảng 9:Tổn hao điện áp sơ bộ cho phương án 1
Đường
dây

AA2
A29

Ptt(kW)

Qtt (kW)

221,2
110

231,26
112,2

Chiều dài
(m)
4
1

R(Ω)

X(Ω)

2,56.10-3
4,610-4

1,18.10-3
2,3310-4

ΔU
(V)

2,213186
0,82

b) Phương án 2:
- Tính tốn sơ bộ đường dây cho phân xưởng
Phương án đặt máy biến áp:
Đặt một máy biến áp và một máy phát dự phòng
Ưu điểm: vận hành đơn giản,đảm bảo cung cấp điện.
Nhược điểm: ồn lúc hoạt động,chi phí đầu tư lớn.
Ta có Stttpx = 1043,1(kVAr)
Chọn máy biến áp có cơng suất định mức bằng 1250 (kVA) do công ty thiết bị điện
Đông Anh chế tạo
Bảng 10:Tổn hao sơ bộ cho phương án 2
Cơng
suất Tổn hao(W)
MBA(Kva)
Khơng tải
1250
1720

Có tải
19210

Và máy phát điện thỏa mãn: SđmMF ≥ 0,85× SđmMF
Suy ra ta chọn máy phát điện có Sđm = 1500(kVA)
 Hệ số sử dụng trung bình:
n

∑ Pi . Ksdi
Ksd =

i=1

n

= 0,38 làm trịn 0,4

∑ Pi
i=1

17


 Số thiết bị hiệu quả :
n

( ∑ Pi) 2

nhq =

i=1
n

= 5,04 làm tròn bằng 5.

∑ Pi
i=1

 Hệ số nhu cầu :
Knc = Ks*Kmax = 0,7

Trong đó Kmax = 1.76 (tra bảng).
 Cơng suất tính tốn :
Ptt = Knc.∑ Pi = 0,7*276,6 = 193,62 (kW).
 Hệ số công suất trung bình :
Cosφ =

∑ Pi . cos φ
= 0,69
∑ Pi

 Cơng suất toàn phần :
Ptt

Stt = cos φ = 280,6 (kVA).
 Công suất phản kháng:
Qtt = √ S 2tt −P 2 tt =203,37 (kW).
 Dịng điện tính tốn:
Itt =

Stt
= 426,3 (A).
√ 3 , Udm

Từ dịng tính tốn ta tính được tiết diện dây cáp đi từ tủ phân phối chính tới tủ
động lực thứ nhất là:
Itt

426,3

F ¿ Jkt = 3,1 =137,5

Chọn cáp cách điện giấy lõi đồng loại BS 6840 do DELTA chế tạo có F = 185
Xo = 0,111 và Ro = 0,162
Khoảng cách từ tủ chính tớ tủ 1 là 6(m)
Ta có ∆U =

P∗ro+Q∗xo 193,62∗0,162∗6∗10−3 +203,37∗0,111∗6∗10−3
=
= 0,85(v)
Uo
0,38

Nhận xét thấy nhóm thứ nhất này có máy ép nguội là có công suất định mức lớn
nhất lên ta sẽ chọn sơ bộ đường dây theo máy ép nguội.
Iđm = 238,8 (mmA) suy ra tiết diện của dây tính được bằng 77,03 (mm 2) chọn dây A70 với các thông số Xo = 0,233 Ro = 0,46 suy ra tổn thất trên đường dây là 3,64(V)
18


Tính tốn một cách hồn tồn tương tự, tủ thứ 2 gồm nhóm phụ tải thứ 3
Itt

178,6

F ¿ Jkt = 3,1 =57,6
Nhận xét thấy nhóm thứ hai này có máy tiện bulong là có cơng suất định mức lớn
nhất lên ta sẽ chọn sơ bộ đường dây theo máy ép nguội.
Iđm= 68,1 (mmA) suy ra tiết diện của dây tính được bằng 28,97 (mm2) chọn dây A25với các thông số Xo = 0,319 Ro = 1,28 suy ra tổn thất trên đường dây là 1,66(v)
Với nhóm phụ tải thứ thư và thứ năm gần nhau ta sẽ đặt chung một tủ động lực
Cuối cùng là 2 nhóm phụ tải động lực cuối, với dịng tính tốn được bằng 794,9(A)
ta chọn được cáp là :
Chọn cáp cách điện giấy nõi đồng loại BS 6840 do DELTA chế tạo có F = 300

Xo = 0,104 và Ro = 0,127
Khoảng cách từ tủ chính tớ tủ 1 là 30(m)
Ta có ∆U =

P∗ro+Q∗xo 212,268∗0,127∗30∗10−3 +378,7∗0,104∗30∗10−3
=
= 5,23 (v)
Uo
0,38

Nhóm này có máy ép quay có cơng suất lớn nhất, có dịng định mức bằng 157,2 (A)
ta chọn dây A-50 với các thông số F = 63,6(mm2) ;Xo= 0,297 và Ro = 0,64
c) Phương án 3: Trạm có 1 máy biếnáp
Cơng suất MBA được lựa chọn thỏa mãn điều kiện:
SđmB3 ≥ Sttpx Vì vậy, ta chọn máy biến áp SđmB3 = 1250(kVA)
Bảng 11: thông số máy biến áp cho phương án 3
Sđm(kVA)

Uđm(kV)

P0(W)
khơng tải

Pn(W)
Có tải

1250

22/0,4

1720

12910

Dịng điện
Un(%)
Điện áp khơng tải
ngắn
I0(%)
mạch
5,5
1,2

Vì xưởng làm 3 ca liên tục nên ta chọn Tmax=5000h
42
-4
‫ ( =ح‬10+0,124×Tmax) × 8760 (h) = (0,124 + 10 ×5000)2×8760=3410,9(h)
Tổn thất điện năng máy biến áp:

19


1038,8 2
Ab3=P0*8760+PN ¿=1,72*8760+12,91* ( 1250 ¿ ∗¿3410,9=45479,8

(kWh)
Tổn thất công suất trong máy biến áp bao gồm tổn thất không tải (tổn thất sắt) và
tổn thất có tải (tổn thất đồng).
Tổn thất công suất tác dụng và phản kháng trong máy biến áp được tính theo cơng
thức sau:

 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 ;
-‫ح‬
thời gian tổn thất công suất lớn nhất
Phương án 3 : Chọn dây dẫn từ trạm biến áp nguồn, cách 20 m, tới tủ hạ thế
tổng(THT).
 Ta có, khoảng cách từ trạm biến áp đến trung tâm phân xưởng (tới tủ
hạ thế tổng (THT) là 20m
Chọn dây dẫn đến phân xưởng là cáp đồng 3 pha được lắp đặt đi trên không.
Ilvmax = Sttpx/(√ 3∗Udm ¿=¿ 1038,2/(√ 3∗0,38) = 1577,4 (A)
Tiết diện dây F=Ilvmax /Jkt=1577,4 /3,1=508,8 ¿)
Ta chọn dây cáp đồng của CADIVI sản xuất tiết diện 630 mm2, r o = 0,102
(Ω/km) , xo = 0,095 (Ω/km) suy ra R=2,04.10-3(Ω);X=1,9.10-3(Ω)
Ta tính được tổn hao điện áp:
ΔU =( P∗R+ Q∗X )/U = 7,6(V)
Tính toán sơ bộ dây dẫn từ tủ phân phối tổng tới các tủ động lực nhóm,ta
chọn đường dây cáp dài nhất và phụ tải có cơng suất lớn nhất để tính tốn sơ
bộ cho tồn phân xưởng
Bảng 12: Tổn hao sơ bộ cho phương án 3
Đường
dây

Ptt
(kW)

Qtt
(kVAr)

Chiều
dài (m)

R
Ω

X
Ω

ΔU

ΔA

(KWh)

C7

110

112.2

2.5

1.2

0.58

(V)
518.62

C

444.4

459.6

8.5

1.4

2.15

4237.63 21661033.21

1121510.7

20


Bảng 13:Tính lựa chọn dây dẫn cho tủ động lực nhóm 1
TT

A11
A12
A13
A14
A15

Tên thiết bị Ký

Cơng
hiệu suất
Pdm
(kw)
Máy
mài 1
6
nhẵn trịn
Máy
mài 2
3
nhẵn phẳng
Máy
mài 8
6
nhẵn trịn
Máy
mài 9
8
nhẵn phẳng
Máy khoan 10
1.2

Stt
(kVA)

Máy ép

17

8.95

Máy khoan

19

1.6

A18

Máy khoan

20

1.6

AA1

Lị gió
Nhóm 1

27

4.4

13.6

3.23

Tiết

diện
F

6.7

8.95

6.64

13.6

8.62

17.8
2.76

31.74

24.65

2.42

1.82

0.66

48.23
3.68

1.18

0.66
1.82

3.68

3.87
58.12

13.5
121.9

A16

3

5.94

0.999

A16

3

5.94

0.999

A16

2

3.96

0.666

A16

1

1.98

0.333

A16

3

5.94

0.999

A16

4

7.92

1.332

A16

2

3.96

0.666

A16

4

7.92

1.332

A16

5

9.9

1.665

A35

14

12.88 4.312

1.18

0.9
8.88
80.28

X
(mΩ)

5.76
0.89
15.5
5

0.63

R
(mΩ)

4.38

0.66
1.36

Chiều
dài
L(m)

2.16

0.68
11.76

Loại
dây

4.38

0.67

8
55.4

Dòng
I(A)

0.68

2.42
A19

6.64

20

A17

Cosφ

0.67

1.8
A16

Qtt
(kVAr)

4.35
39.3

21


9

5

Bảng 14:Tính lựa chon dây dẫn cho tủ động lực nhóm 2
TT

A21
A22
A23
A24
A25
A26
A27
A28

Tên thiết bị Ký

Cơng Stt
hiệu suất (kVA)
Pdm
(kw)
Máy tiện 3
1.2
1.84
bu lông
Máy tiện 4
4.4
6.76
bu lông
Máy tiện 5
8
12.3
bu lông
Máy khoan 11
1.6
2.42
Máy tiện 12
bu lơng
Máy tiện 13
bu lơng
Cần trục
18
Máy
nguội

ép 22

Qtt
(kVAr)

Cosφ

Dịng
I(A)

1.4

0.65

2.8

Tiết
diện
F(m
m)
0.9

Loại
dây

Chiều
dài
L(m)

A16

7

5.14

0.65

10.28

3.31

A16

3.5

9.35

0.65

18.69

6.03

A16

5.5

R
X
(mΩ) (mΩ)

13.8 2.331

6
6.93

10.8 1.83
9

1.82

0.66

3.68

1.18

A16

6

11.8 1.99

2.4

4.13

3.37

0.58

6.28

2.02

A16

1.5

8
2.97

5.6

9.65

7.86

0.58

14.66

4.73

A16

3

5.94

8

11.94

8.86

0.67

18.14

5.85

A16

5.5

80

114.2
8

1.16

81.61

0.7

173.6
3

56.0
1

A50

1

0.999

10.8 1.83
9
0.64

0.297

22


A29

Máy
nguội

ép 23

AA2

110
221.
2

157.1
4

320

112.2

0.7

231.2
6

238.7
5
486.2
1

77

A70

1

0.46

0.233

156.
84

A150 4

2.56

1.188

Bảng 15:Tính lựa chon dây dẫn cho tủ động lực nhóm 3

TT

Tên
bị

A31
A32
A33

Máy phay
Máy phay
Máy tiện
bu lơng
Máy tiện
bu lơng
Máy tiện
bu lơng
Máy tiện
bu lơng

A34
A35
A36

thiết Ký

hiệ
u
6
7
14
15

Cơng
suất
Pdm
(kw)
3
5.6
5.6

Stt
(kVA)

Qtt
(kVAr)

Cosφ

Dịng
I(A)

Tiết
Loại
diện
dây

F(mm)

Chiều
dài
L(m)

R
X
(mΩ) (mΩ)

5.35
10

4.43
8.28

0.56
0.56
0.58

8.14
15.19

2.62
4.9

A16
A16
A16

3
3
2

5.94
5.94
3.96

0.999
0.999
0.666

9.65

7.86

14.66

4.73
A16

2

3.96

0.666

A16

3

5.94

0.999

A16

3

5.94

0.999

6

0.58
10.34

16

15

15.7

5.07

0.58
25.86

24

8.4
21.06

20

39.29

12.67

0.58
34.48

28.09

52.39

16.9
23


A37
A38
AA3

Máy tiện 25
bu lơng
Máy mài
26

26
4
85.2

0.58
44.82
6.34

36.5
4.93

146.8

119.56

0,63

68.1
9.64
223.0
5

21.97
3.11

A25

1

1.28

0.319

A16
A70

2
8

3.96
3.68

0.666
1.864

Chiều
dài
L(m)

R
(mΩ)

X
(mΩ)

A16

7

2.331

A16

3

13.8
6
5.94

A16

3

5.94

0.999

A16
A35
A16

2
2
4

3.96
1.84
7.92

0.666

0.616
1.332

71.95

Bảng 16:Tính lựa chon dây dẫn cho tủ động lực nhóm 4

TT

A41
A42
A43
A44
A45
A46

Tên thiết Ký
Cơng Stt
bị
hiệu suất (kVA)
Pdm
(kw)
Lị gió
31
11
12.22
Máy xọc, 33
11
(đục)
18.33

Máy tiện 38
11
bu lơng
20
Máy mài
39
9
14.28
Máy hàn
40
56
68.29
Máy quạt 41
11
14.1

Qtt
(kVAr)

Cosφ

Dòng
I(A)

Tiết
Loại
diện
dây
F(mm)

0.9
5.32

18.56

5.99

0.6
14.66

27.85

8.98

0.55
16.7
11.09
39.08
8.82

0.63
0.82
0.78

30.38
21.7
103.7
21.42

0.999

9.8
7
33.47
6.91

24


A47
A48
A49
A410
AA4

Máy quạt

42

Máy hàn
43
Máy cắt 44
tơn
Máy quạt 45

15
56
5.6
15
200.

6

0.78
19.2
68.29

12
39.08

9.8
19.23
259.2
2

8.07
12.03

0.82
0.57
0.78

164.19

29.2
103.6

9.42
33.47

14.9

29.2
393.8
5

4.815
9.42
127.0
5

A16

6

A35
A16

6
3

A16 5
A120 12

11.8
8
5.52
5.94

1.998

9.9

3.24

1.665
2.44

1.848
0.999

Bảng 17:Tính lựa chon dây dẫn cho tủ động lực nhóm 5

TT

A51
A52
A53
A54
A55

Tên thiết bị Ký
Công Stt
hiệu suất (kVA)
Pdm
(kw)
Cần trục
21
26
38.8
Máy
ép 28
44

quay
75.86
Máy khoan 29
2.4
3.63
Máy khoan 30
2.4
3.63
Máy xọc, 32
8
13.33

Qtt
(kVAr)

Cosφ

Dòng
I(A)

Tiết
Loại
diện
dây
F(mm)

Chiều
dài
L(m)

R
(mΩ)

X
(mΩ)

28.8

0.67
0.58

58.95

19.01

A16
A35

3
6

5.94
5.52

0.999
1.848

115.2
5.5
5.5

20.25

37.18
1.78
1.78
6.53

A16
A16
A16

3
2
2

5.94
3.96
3.96

0.999
0.666
0.666

61.79
2.73
2.73
10.66

0.66
0.66

0.6

25