Thiết kế hệ thống điện cho phân xưởng cơ khí

Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho
phân xưởng cơ khí
PHẠM ĐÌNH TUẤN

Ngành Kĩ thuật Điện
Chun ngành Thiết bị điện – điện tử.
Giảng viên hướng dẫn: TS. Nguyễn Nga Việt
Bộ môn:

Thiết bị điện – điện tử.

Viện:

Điện.

Chữ ký của GVHD

HÀ NỘI, 07/2021
1

SVTH: Phạm Đình Tuấn

GVHD: Nguyền Nga Việt


Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng

2

SVTH: Phạm Đình Tuấn

GVHD: Nguyền Nga Việt


Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng
BỘ GD & ĐT

Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam

TRƯỜNG ĐHBK HÀ NỘI

Độc lập – Tự do – Hạnh phúc.

*********************

===========o0o===========
Hà nội, Ngày….tháng…..năm 2021.

NHIỆM VỤ
THIẾT KÊ TỐT NGHIỆP
Họ và tên sinh viên: Phạm Đình Tuấn.
MSSV: 20166934.

Khóa: K61.

Viện: Điện

Ngành học: Thiết bị điện – điện tử.

1. Đề tài thiết kế tốt nghiệp: Tính tốn thiết kế hệ thống cung cấp điện
cho phân xưởng cơ khí.
2. Các số liệu và dữ liệu ban đầu:
- Công suất phụ tải.
- Cấp điện áp trung thế: 22kV.
3. Nội dung các phần thuyết minh và tính tốn:
- Tính tốn cơng suất phụ tải điện theo các tiêu chuẩn, quy chuẩn và quy
phạm hiện hành tại Việt Nam.
- Tính tốn lựa chọn giải pháp thiết kế cấp điện cho dự án.
- Tính tốn lựa chọn máy biến áp và máy phát điện dự phịng.
- Tính tốn lựa chọn thiết bị bảo vệ, cáp điện và thiết bị bù cơng suất cho
máy biến áp.
- Tính tốn chiếu sáng của dự án.
- Tính tốn hệ thống bảo vệ chống sét và hệ thống nối đất an toàn.
4. Các bản vẽ thực hiện: BV1, BV2, BV3, BV4, BV5.
5. Ngày nộp quyển + bản vẽ: 12/07/2021.
TRƯỞNG BỘ MÔN TBĐ – ĐT

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

TS. Phùng Anh Tuấn.

TS. Nguyễn Nga Việt.
3

SVTH: Phạm Đình Tuấn

GVHD: Nguyền Nga Việt


Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng

4

SVTH: Phạm Đình Tuấn

GVHD: Nguyền Nga Việt


Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng

LỜI CẢM ƠN.

Hiện nay đất nước ta đang trong q trình cơng nghiệp hóa – hiện đại hóa
gắn liền với xây dựng nền kinh tế thị trường định hướng xã hội chủ nghĩa.
Do đó, rất nhiều ngành đang phát triển mạnh mẽ như xây dựng, công
nghiệp, dịch vụ…Việc xây dựng các phân xưởng, nhà máy là điều hết sức
cần thiết. Chính vì thế, em càng nhận ra rằng vai trò của bản đồ án tốt nghiệp
này thực sự là quan trọng trong và sau khi ra trường đi làm.
Em xin cảm ơn các thầy, cô giáo tại bộ môn Thiết bị điện – điện tử, bộ môn
rất lâu đời tại trường, đã giảng dạy và truyền cảm hứng học tập cho em. Em
xin chúc bộ môn sẽ ngày càng phát triển và lớn mạnh.
Em đặc biệt cảm ơn thầy giáo – Tiến sĩ Nguyễn Nga Việt, thầy đã tận tình
chỉ bảo, hướng dẫn em trong suốt một thời gian dài làm đồ án tốt nghiệp.
Em xin chúc thầy và gia đình ln mạnh khỏe, hạnh phúc và thành cơng
với sự nghiệp trồng người.
Bản thiết kế tốt nghiệp em viết dựa trên những kiến thức em học được trong

bốn năm học tập tại trường, tham khảo từ thầy cô, các bạn, sách tham khảo,
mạng internet. Mặc dù đã rất cố gắng song do thời gian có hạn và trình độ
hạn chế nên bản báo cáo khó tránh khỏi những thiếu sót, rất mong thầy cơ,
các anh chị và các bạn góp ý để em hồn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!

5

SVTH: Phạm Đình Tuấn

GVHD: Nguyền Nga Việt


Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng

TÓM TẮT NỘI DUNG ĐỒ ÁN.
Vấn đề cần thực hiện: Tính tốn thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng cơ
khí.
Phương pháp thực hiện: Sử dụng phương pháp phân tích đề tài, những dữ
kiện đã cho, liệt kê những việc cần thực hiện, đánh giá kết quả trong và sau
khi hồn thành đồ án tốt nghiêp.
Cơng cụ sử dụng: phần mềm Edrawmax.
Nội dung bản đồ án tính tốn thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân
xưởng cơ khí bao gồm 8 chương như sau:
Chương I
Tổng quan phân xưởng.
Chương II Tính tốn phụ tải.
Chương III Phương án cung cấp điện cho phân xưởng.
Chương IV Lựa chọn các phần tử của sơ đồ cấp điện.
Chương V Tính tốn thiết kế chiếu sáng.

Chương VI Lựa chọn tụ bù để nâng cao hệ số công suất.
Chương VII Thiết kế nối đất.
Chương VIII Thiết kế chống sét.
Kết quả nhận được: sau 3 tháng tìm hiểu và thực hiện những cơng việc cần
làm, em đã hoàn thành đồ án đồ án tốt nghiệp của bản thân. Kết quả của đồ
án tương đối phù hợp với các vấn đề mà em đã đặt ra trước, trong và sau
khi hoàn thành đồ án tốt nghiệp.
Đồ án đã giải quyết được những vấn đề có trong thực tiễn thi cơng điện và
xây dựng phân xưởng cơ khí nói riêng và các loại nhà máy, phân xưởng sản
xuất nói chung.
Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp, em đã được trang bị thêm nhiều kiến
thức và kĩ năng làm báo cáo, những kiến thức trong việc sử dụng những
quy chuẩn, tiêu chuẩn của nhà nước để áp dụng vào việc tính tốn cung cấp
điện sao cho đạt hiệu quả cao về năng lượng và phù hợp với yêu cầu kĩ thuật
lưới điện quốc gia.

6

SVTH: Phạm Đình Tuấn

GVHD: Nguyền Nga Việt


Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng

MỤC LỤC
Contents
CHƯƠNG I................................................................................................................ 11
TỔNG QUAN PHÂN XƯỞNG................................................................................. 11
1.1

TỔNG QUAN PHÂN XƯỞNG................................................................... 12

1.2

TỔNG QUAN HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO CƠNG TRÌNH. .... 13

CHƯƠNG II .............................................................................................................. 16
TÍNH TỐN PHỤ TẢI. ............................................................................................ 16


CƠ SỞ LÝ THUYẾT. ................................................................................. 17

2.1

CÁC SỐ LIỆU BAN ĐẦU .......................................................................... 17

2.2

PHÂN NHÓM PHỤ TẢI............................................................................. 17

2.3

XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN. .......................................................... 18



TÍNH TỐN THỰC TẾ. ............................................................................ 20

2.1

CÁC SỐ LIỆU BAN ĐẦU. ......................................................................... 20

2.2

PHÂN NHÓM PHỤ TẢI............................................................................. 22

2.3

XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN CHO PHÂN XƯỞNG. .................... 22

CHƯƠNG III ............................................................................................................. 27
PHƯƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG. ...................................... 27


CƠ SỞ LÝ THUYẾT. ................................................................................. 28

3.1

VẠCH PHƯƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG. ............ 28

3.2 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ HỆ THỐNG CẤP ĐIỆN. ............................................ 29


TÍNH TỐN THỰC TẾ. ............................................................................ 29

3.1 XÂY DỰNG TRẠM BIẾN ÁP RIÊNG CHO PHÂN XƯỞNG. .................... 29
3.2 PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY MẠNG ĐIỆN PHÂN XƯỞNG. ............................. 30
CHƯƠNG IV ............................................................................................................. 31
LỰA CHỌN CÁC PHẦN TỬ CỦA SƠ ĐỒ CẤP ĐIỆN.......................................... 31



CƠ SỞ LÝ THUYẾT. ................................................................................. 32

4.1 CHỌN MÁY BIẾN ÁP. ................................................................................... 32
4.2 CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN DỰ PHÒNG. ....................................................... 33
4.3 CHỌN DÂY DẪN, CÁP VÀ THIẾT BỊ ĐÓNG CẮT BẢO VỆ. ................... 34
4.4 CHỌN TỦ ĐIỆN PHÂN PHỐI CHO HỆ THỐNG ĐIỆN HẠ THẾ. ............ 43
7

SVTH: Phạm Đình Tuấn

GVHD: Nguyền Nga Việt


Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng


TÍNH TỐN THỰC TẾ. ............................................................................ 44

4.1 LỰA CHỌN CÁC PHẦN TỬ CỦA SƠ ĐỒ CUNG CẤP ĐIỆN. ................... 44
4.1.1 Xác định vị trí đặt trạm biến áp phân xưởng và số lượng, dung lượng
máy biến áp trong trạm. .................................................................................... 44
4.1.2 Chọn máy phát điện dự phòng. ................................................................ 47
4.1.3 Chọn cáp và CB bảo vệ cho mạng động lực phân xưởng ........................ 47
4.2 CHỌN TỦ PHÂN PHỐI CHÍNH, TỦ PHÂN PHỐI PHỤ VÀ TỦ ................ 58
CHƯƠNG V .............................................................................................................. 61
TÍNH TỐN THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG ................................................................. 61


CƠ SỞ LÝ THUYẾT. ................................................................................. 62

5.1 PHƯƠNG PHÁP THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG. ................................................ 62
5.2 THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CHIẾU SÁNG CHO PHÂN XƯỞNG. ................ 64


TÍNH TOÁN THỰC TẾ. ............................................................................ 67

5.1 THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG CHO PHÂN XƯỞNG. ........................................ 67
5.2 THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG CHO VĂN PHÒNG LÀM VIỆC........................ 70
CHƯƠNG VI ............................................................................................................. 76
LỰA CHỌN TỦ TỤ BÙ ĐỂ NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT. .......................... 76


CƠ SỞ LÝ THUYẾT. ................................................................................. 77

6.1 XÁC ĐỊNH DUNG LƯỢNG TỦ BÙ CHO PHÂN XƯỞNG. ........................ 77
6.2 LỰA CHỌN THIẾT BỊ BÙ CỒNG SUẤT. .................................................... 77


TÍNH TỐN THỰC TẾ. ............................................................................ 79

6.1 CHỌN DUNG LƯỢNG TỦ BÙ: ..................................................................... 79
6.2 CHỌN BỘ ĐIỀU KHIỂN HỆ SỐ CÔNG SUẤT. .......................................... 80
CHƯƠNG VII ........................................................................................................... 81
THIẾT KẾ NỐI ĐẤT. ............................................................................................... 81


CƠ SỞ LÝ THUYẾT. ................................................................................. 82

7.1

MỤC ĐÍCH VÀ YÊU CẦU CỦA HỆ THỐNG NỐI ĐẤT. ....................... 82

7.2 VẬT LIỆU THỰC HIỆN HỆ THỐNG NỐI ĐẤT. ........................................ 82
7.3 CÁC KIỂU NỐI ĐẤT...................................................................................... 83
7.4 CƠNG THỨC TÍNH TỐN TRỊ SỐ ĐIỆN TRỞ NỐI ĐẤT. ....................... 83


TÍNH TỐN THỰC TẾ. ............................................................................ 84

7. THIẾT KẾ NỐI ĐẤT. ....................................................................................... 85
CHƯƠNG 8 ............................................................................................................... 87
THIẾT KẾ CHỐNG SÉT. ........................................................................................ 87
8

SVTH: Phạm Đình Tuấn

GVHD: Nguyền Nga Việt


Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng


CƠ SỞ LÝ THUYẾT. ................................................................................. 88

8.1 KHÁI NIỆM VỀ SÉT. ..................................................................................... 88
8.2 SỰ CẦN THIẾT CỦA VIỆC CHỐNG SÉT. .................................................. 88
8.3 CÁC PHƯƠNG ÁN CHỐNG SÉT. ................................................................ 89
8.4 KĨ THUẬT THU SÉT TẠI ĐIỂM ĐỊNH TRƯỚC. ....................................... 89

8.5 DÂY THOÁT SÉT. .......................................................................................... 91
8.6 THIẾT KẾ NỐI ĐẤT CHO HỆ THỐNG CHỐNG SÉT. .............................. 92


TÍNH TỐN THỰC TẾ. ............................................................................ 93

8. THIẾT KẾ CHỐNG SÉT.................................................................................. 93

9

SVTH: Phạm Đình Tuấn

GVHD: Nguyền Nga Việt


Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng

DANH MỤC BẢNG BIỂU.

Bảng 2.1 Bảng giá trị hệ số đồng thời theo chức năng của mạch
Bảng 2.2 Giá trị hệ số đồng thời của mạch cho những tủ phân phối.
Bảng 2.3 thông số phụ tải điện của phân xưởng.
Bảng 2.4 Thơng số phụ tải điện của các nhóm thiết bị.
Bảng 2.5 Cơng suất biểu kiến tính tốn của các nhánh.
Bảng 2.6 Cơng suất biểu kiến của các nhóm máy.
Bảng 4.1 Hệ số hiệu chỉnh.
Bảng 4.2 Kết quả chọn cáp liên kết giữa trạm biến áp và các tủ phân
phối.
Bảng 4.3 Kết quả chọn cáp từ tủ phân phối đến các nhánh động cơ.
Bảng 4.4 Cáp từ trạm biến áp đến các tủ phân phối.

Bảng 4.5 Cáp từ tủ phân phối đến các nhánh động cơ.
Bảng 4.6 Kết quả kiểm tra sụt áp trên các tuyến dây từ nguồn đến phụ
tải xa nhất.
Bảng 4.7 Bảng kết quả chọn CB.
Bảng 4.8 Thông số kĩ thuật tủ điện tổng MDB
Bảng 4.9 Thông số kĩ thuật tủ phân phối phụ DB.
Bảng 4.10 Thông số kĩ thuật tủ chiếu sáng.
Bảng 5.1 Kết quả chọn cáp cho mạng điện chiếu sáng.
Bảng 5.2 Kết quả chọn CB cho mạng điện chiếu sáng.

10

SVTH: Phạm Đình Tuấn

GVHD: Nguyền Nga Việt


Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng

CHƯƠNG I
TỔNG QUAN PHÂN XƯỞNG

11

SVTH: Phạm Đình Tuấn

GVHD: Nguyền Nga Việt


Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng

1.1 TỔNG QUAN PHÂN XƯỞNG.
Giới thiệu về phân xưởng.
 Tên dự án: Phân xưởng cơ khí.
 Kích thước phân xưởng:
- Chiều dài: 30m.
- Chiều rộng: 15m.
- Chiều cao: 7m.
- Diện tích phân xưởng: 450m2.
 Phân xưởng có 1 phịng làm việc và 1 khu vực sản xuất.
- Chiều dài: 7m.
- Chiều rộng: 6m.
- Chiều cao 4,5m.
- Diện tích phịng làm việc: 6x7 = 42m2.
 Xây dựng trên đất khơ.

Hình 1.1 Phối cảnh phân xưởng.

12

SVTH: Phạm Đình Tuấn

GVHD: Nguyền Nga Việt


Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng
1.2 TỔNG QUAN HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO CƠNG
TRÌNH.
1.2.1 Khái niệm chung về hệ thống cung cấp điện.
Hệ thống cung cấp điện bao gồm những thành phần sau:
 Các nhà máy điện.

 Lưới tuyền tài.
 Lưới phân phối.
 Phụ tải điện.
Các nhà máy điện:
 Các nhà máy sản xuất điên năng từ các nguồn năng lượng khác nhau
(dầu, than đá, nhiệt năng, hạt nhân…).
 Các trạm biến áp: máy phát điện nối các nhà máy phát điện với hệ thống
truyền tải qua các máy biến áp tăng áp.
Lưới truyền tải:
 Lưới truyền tải chuyển điện năng đi xa từ các nhà máy điện tới lưới phân
phối. Điện áp khoảng 230 – 1000kV.
 Hệ thống truyền tải giảm điện áp xuống khoảng 36-230kV.
 Các hệ thống truyền tải chuyển điện năng từ lưới truyền tải đến lưới phân
phối.
Lưới phân phối:
 Giảm điện áp xuống điện áp cơ bản của lưới phân phối.
 Hệ thống phân phối nhận điện năng từ lưới phân phối qua các máy biến
áp phân phối. Điện áp khoảng 4,16 – 34,5kV.
Phụ tải điện: Là các hộ tiêu thụ điện, trực tiếp dùng điện.
1.2.2 Đặc điểm của hộ tiêu thụ điện.
Hộ tiêu thụ là bộ phân quan trọng của hệ thống cung cấp điện. Tùy theo
mức độ quan trọng mà hộ tiêu thụ được phân thành 3 loại:
 Hộ loại 1:
Là hộ tiêu thụ mà khi ngừng cung cấp điện sẽ dẫn đến nguy hiểm đối với
tính mạng con người, gây thiệt hại lớn về kinh tế (hư hỏng máy móc, thiết
bị, gây ra hàng loạt phế phẩm), ảnh hưởng lớn đến chính trị, quốc phịng,…
Có thể lấy ví vụ về hộ loại 1: nhà máy hóa chất, sân bay, bến cảng, văn
phịng chính phủ, quốc hội, phòng mổ bệnh viện, lò luyện thép, hệ thống ra
13

SVTH: Phạm Đình Tuấn

GVHD: Nguyền Nga Việt


Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng
đa quân sự, trung tâm máy tính,…Đối với hộ loại 1 phải cung cấp điện ít
nhất 2 nguồn điện độc lập hoặc phải có nguồn dự phịng nóng.
 Hộ loại 2:
Là hộ tiêu thụ mà khi bị ngừng cung cấp điện sẽ gây ra thiệt hại lớn về kinh
tế như hư hỏng một bộ phận máy móc thiết bị, gây ra phế phẩm, ngừng trệ
sản xuất.
Ví dụ về hộ loại 2: nhà máy cơ khí, nhà máy thực phẩm, khách sạn lớn,
trạm bơm tưới tiêu,…
Cung cấp điện cho hộ loại 2 thường có thêm nguồn dự phịng. Vấn đề ở đây
là phải so sánh giữa vốn đầu tư cho nguồn dự phòng và hiệu quả kinh tế
đem lại do không bị ngừng cung cấp điện.
 Hộ loại 3:
Là những hộ tiêu thụ điện còn lại như khu dân cư, trường học, phân xưởng
phụ, nhà kho của các nhà máy,…
1.2.3 Những yêu cầu khi thiết kế cung cấp điện.
Mục tiêu cơ bản của nhiệm vụ thiết kế cung cấp điện là đảm bảo cho hộ
tiêu thụ có đủ lượng điện năng yêu cầu với chất lượng tốt. Có thể nêu ra
một sốyêu cầu chính sau đây
 Độ tin cậy của cung cấp điện.
Độ tin cậy cung cấp điện tùy thuộc vào hộ tiêu thụ loại nào, trong điều kiện
cho phép người ta cố gắng chọn phương án cung cấp điện có độ tin cậy
càng cao càng tốt.
 Chất lượng điện.
Chất lượng điện năng được đánh giá bằng 2 chỉ số là tần số và điện áp.

Trong đó, chỉ tiêu tần số do cơ quan điều khiển hệ thống điện điều chỉnh.
Chỉ có những hộ tiêu thụ điện lớn ( hàng chục MW trở lên ) mới phải quan

tâm đến chế độ vận hành sao cho hợp lý để góp phần ổn định tần số của hệ
thống điện.
Vì vậy người thiết kế cung cấp điện thường phải quan tâm đến chất lượng
điện áp cho khách hang. Nói chung ở trong lưới trung áp và hạ áp cho phép
dao động quang giá trị ±5% điện áp định mức. Đối với những phụ tải có
yêu cầu cao về chất lượng điện áp như nhà máy hóa chất, điện tử, cơ khí
chính xác… điện áp chỉ cho phép dao động trong khoảng ±2,5%.
 An tồn cung cấp điện:
14

SVTH: Phạm Đình Tuấn

GVHD: Nguyền Nga Việt


Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng
Hệ thống cung cấp điện phải được vận hành an toàn đối với người và thiết
bị điện. Muốn đạt được yêu cầu đó người thiết kế phải chọn sơ đồ cung cấp
điện hợp lí, rõ ràng, mạch lạc để tránh được những nhầm lẫn trong quá trình
vận hành. Các thiết bị điện phải được chọn đúng chủng loại, đúng công
suất. Công tác xây dựng, lắp đặt hệ thống cung cấp điện ảnh hưởng lớn đến
độ an toàn cung cấp điện. Cuối cùng việc vận hành quản lý hệ thống điện
có vai trị đặc biệt quan trọng. Người sử dụng phải tuyệt đối chấp hành
những quy định về an toàn sử dụng điện.
 Kinh tế:
Khi đánh giá so sánh các phương án cung cấp điện, chỉ tiêu kinh tế chỉ được
xét đến khi các chỉ tiêu kỹ thuật nêu trên đã được thỏa mãn.

Chỉ tiêu kinh tế được đánh giá qua: tổng số vốn đầu tư, chi phí vận hành và
thời gian thu hồi vốn đầu tư. Việc đánh giá chỉ tiêu kinh tế phải thơng qua
tính tốn và so sánh tỉ mỉ giữa các phương án, từ đó mới có thể đưa ra được
phương án tối ưu.

15

SVTH: Phạm Đình Tuấn

GVHD: Nguyền Nga Việt


Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng

CHƯƠNG II
TÍNH TỐN PHỤ TẢI.

16

SVTH: Phạm Đình Tuấn

GVHD: Nguyền Nga Việt


Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng
 CƠ SỞ LÝ THUYẾT.
2.1 CÁC SỐ LIỆU BAN ĐẦU
2.1.1 Đặc điểm của phân xưởng.
Các đặc điểm của phân xưởng là cơ sở để xác định phương án thiết kế cấp
điện cho phân xưởng. Các đặc điểm chính của phân xưởng bao gồm:

1. Kích thước của phân xưởng: chiều dài, chiều rộng, chiều cao, diện tích.
2. Kết cấu xây dựng của phân xưởng: đặc điểm về trần xưởng, tường,
nền…
3. Môi trường làm việc trong phân xưởng: bụi nhiều hay ít, khơ ráo hay
ẩm ướt, nhiệt độ trung bình hàng năm nơi đặt phân xưởng, các yêu cầu
về chống cháy, nổ…
4. Chế độ làm việc của phân xưởng: số ca làm việc trong một ngày.
5. Quy mô sản xuất, sản phẩm của phân xưởng: qui mô của phân xưởng
lớn, nhỏ hay vừa, sản phẩm chủ yếu của phân xưởng.
6. Xác định yêu cầu về độ tin cậy cung cấp điện: loại hộ tiêu thụ điện,
nguồn điện cung cấp, nguồn dự phòng.
7. Đặc điểm của phụ tải tiêu thụ điện trong phân xưởng: loại và công suất
của các động cơ, động cơ có cơng suất lớn nhất, số lượng động cơ...
2.1.2 Thông số và sơ đồ mặt bằng phụ tải điện của phân xưởng.
Với đề tài “Thiết kế Cung Cấp Điện Cho Phân Xưởng Cơ Khí”, thơng số
thiết bị và sơ đồ mặt bằng phụ tải điện của phân xưởng là số liệu quan trọng
và cũng là đề tài do giảng viên hướng dẫn giao cho sinh viên thực hiện.
Sơ đồ mặt bằng phụ tải điện trình bày vị trí của các thiết bị trên tồn bộ mặt
bằng phân xưởng.
Các thơng số phụ tải điện của phân xưởng được cho dưới dạng bảng bao
gồm: tên thiết bị, số lượng thiết bị, công suất tác dụng định mức Pn (kW)
và công suất biểu kiến của từng thiết bị Sn (kVA), hệ số công suất cos φ, hệ
số sử dụng của từng thiết bị ku, hiệu suất sử dụng của máy η…
2.1.3 Đồ thị phụ tải đặc trưng của phân xưởng cơ khí.
2.2 PHÂN NHĨM PHỤ TẢI.
Phân nhóm phụ tải dựa trên các yếu tố sau:
 Phân nhóm theo chức năng: các thiết bị trong cùng một nhóm nên có
cùng chức năng.
 Phân nhóm theo vị trí: các thiết bị cùng một nhóm có vị trí gần nhau.
 Phân nhóm có chú ý phân đều cơng suất cho các nhóm.

 Dịng định mức của nhóm phù hợp với dịng định mức của các CB
chuẩn.
17

SVTH: Phạm Đình Tuấn

GVHD: Nguyền Nga Việt


Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng


số nhóm tùy thuộc vào qui mơ của phân xưởng nhưng khơng nên q
nhiều, thường số nhóm khơng lớn hơn 5.
2.3 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN.
Xác định phụ tải tính tốn làm cơ sở cho việc lựa chọn dây dẫn, cáp và các
thiết bị trong mạng điện như: CB, tủ phân phối chính, tủ phân phối…
Tiêu chuẩn áp dụng:
 TCVN 7447-1-2004 (IEC 603642-1-2001): Hệ thống lắp đặt điện của
các tòa nhà- Nguyên tắc cơ bản đánh giá các đặc tính chung, định nghĩa.
 TCVN 7447-2010: Hệ thống lắp đặt điện hạ áp.
 TCVN 9206-2012: Đặt thiết bị trong nhà ở và cơng trình cơng cộng Tiêu chuẩn thiết kế.
 QCVN 12-2014 BBXD: Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về hệ thống điện
của nhà ở và nhà công cộng.
2.3.1 Xác định phụ tải tính tốn cho từng nhóm thiết bị.
a. Thơng số phụ tải điện của các nhóm thiết bị.
Thơng số phụ tải điện của các nhóm thiết bị chính là thơng số phụ tải điện
của phân xưởng nhưng được trình bày theo từng nhóm riêng biệt.
b. Các phụ tải tính tốn cần xác định cho mỗi nhóm thiết bị.
Các phụ tải tính tốn cần xác định cho mỗi nhóm thiết bị bao gồm:

 Cơng suất tác dụng tính tốn của nhóm Pc (kW).
 Cơng suất biểu kiến tính tốn của nhóm Sc (kVA).
 Dịng điện tính tốn của nhóm Ic (A).
c. Xác định phụ tải tính tốn cho một nhóm thiết bị điển hình.
Bước 1: Trong trường hợp các thiết bị trong nhóm có cosφ chênh lệch
khơng nhiều thì cơng suất tính tốn biểu kiến của nhóm thiết bị có thể xác
định theo biểu thức:
Scj = ksj . ∑𝑛𝑖=1. kui . Sni.
Ở đây: ksj là hệ số đồng thời của nhóm thiết bị thứ j; kui là hệ số sử dụng
của thiết bị thứ j; Sni là công suất biểu kiến của thiết bị thứ i trong nhóm
thiết bị thứ j.
Dịng điện tính tốn của nhóm thiết bị thứ j:
Icj =

𝑆𝑐𝑗
√3.𝑈𝑛

Bước 2: Thống kê kết quả tính tốn cho các nhóm.
18

SVTH: Phạm Đình Tuấn

GVHD: Nguyền Nga Việt


Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng
Thống kê và trình bày vào bảng.
2.3.2 Xác định phụ tải chiếu sáng của phân xưởng.
Phụ tải chiếu sáng của phân xưởng được xác định sơ bộ theo phương pháp
suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích.

Cơng suất tác dụng tính tốn của hệ thống chiếu sáng:
Pcs = P0 . F
Công suất biểu kiến của hệ thống chiếu sáng:
Scs =

𝑃𝑐𝑠
𝑐𝑜𝑠𝜑

Ở đây: P0 là suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích (kW/m²); F là diện
tích của phân xưởng (m²); cosφ là hệ số công suất của đèn.
𝑐𝑜𝑠𝜑 của 1 số đèn như sau:
- Đối với đèn nung sáng: 𝑐𝑜𝑠𝜑 =1
- Đối với đèn huỳnh quang:
+ 𝑐𝑜𝑠𝜑 = 0,6 khi khơng có tụ bù 𝑐𝑜𝑠𝜑.
+ 𝑐𝑜𝑠𝜑 = 0,86 nếu có tụ bù cos (đèn đơn hoặc đơi).
+ 𝑐𝑜𝑠𝜑 = 0,96 nếu dùng ballast điện tử.
- Đối với đèn Led: 𝑐𝑜𝑠𝜑 = 0,96 đến 0,98.
2.3.3 Cơng suất tính tốn của tủ phân phối chính.
Phụ tải tính tốn của tủ phân phối chính thứ k:
Xác định cơng suất biểu kiến của tủ phân phối chính
Sck = ksk.∑𝑘𝑗=1 𝑆𝑐𝑗
Ick =

𝑆𝑐𝑘
√3 .𝑈𝑛

Ở đây: ksk là hệ số đồng thời của tủ phân phối chính thứ k; Sck là cơng
suất biểu kiến tính toán của tủ phân phối phụ thứ m; k là số nhánh phân
phối của tủ phân phối chính thứ k.
Hệ số ksk có thể chọn theo

19

SVTH: Phạm Đình Tuấn

GVHD: Nguyền Nga Việt


Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng
Bảng 2.1 Bảng giá trị hệ số đồng thời theo chức năng của mạch.
Bảng giá trị hệ số đồng thời theo chức năng của mạch
Chức năng mạch
Hệ số đồng thời ks
Chiếu sáng
1
Sưởi và máy lạnh
1
Các ổ cắm
0.1 – 0.4
Động cơ và Motor có cơng suất lớn thứ nhất 1
thang máy
Motor có cơng suất lớn thứ hai 0.75
Các động cơ khác
0.6
Bảng 2.2 Giá trị hệ số đồng thời của mạch cho những tủ phân phối.
Bảng giá trị hệ số đồng thời của mạch cho những tủ phân phối
Số mạch
Hệ số đồng thời
ks
2 và 3

Tủ được kiểm nghiệm 0.9
toàn bộ
4 và 5
0.8
6 và 9
0.7
10 và lớn hơn
0.6
Tủ được kiểm nghiệm từng phần trong mỗi trường 1
hợp
 TÍNH TỐN THỰC TẾ.
2.1 CÁC SỐ LIỆU BAN ĐẦU.
1. Đặc điểm của phân xưởng.
 Kích thước.
Chiều dài: 30m
Chiều rộng: 15m
Chiều cao: 7m
Diện tích: 450m2
 Kết cấu xây dựng: Thiết kế theo dạng nhà lắp ghép, kết cấu khung sắt
lợp tôn bao quanh, mái tole tráng kẽm, nền nhà lót bê tơng chịu lực.
 Mơi trường làm việc trong phân xưởng: sạch, ít bụi, khơ ráo, thống mát.
Nhiệt dộ trung bình phân xưởng 35oC.
 Chế độ làm việc: phân xưởng làm việc 3 ca 1 ngày.
 Quy mô sản xuất, sản phẩm của phân xưởng: quy mơ của phân xưởng
trung bình, chủ yếu sản xuất và sửa chữa mặt hàng cơ khí cung cấp cho
thị trường trong nước.
20

SVTH: Phạm Đình Tuấn

GVHD: Nguyền Nga Việt


Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng
 Yêu cầu về độ tin cậy cung cấp điện: Phân xưởng thuộc hộ tiêu thụ điện
loại 2, lấy điện trực tiếp từ đường dây trung thế 22kV. Phân xưởng được
cung cấp nguồn điện dự phòng là máy phát điện diesel.
 Đặc điểm của phụ tải tiêu thụ điện trong phân xưởng: phụ tải của phân
xưởng chủ yếu là máy gọi, cắt, mài kim loại có điện áp định mức là Un
= 0,38kV, cơng suất trung bình và nhỏ. Hệ số cosᵩ tương đối thấp, động
cơ có cơng suất lớn nhất là 26,4kW.
 Phân xưởng được cấp điện từ nguồn có cơng suất ngắn mạch là SN =
250MVA.
2. Thơng số và sơ đồ mặt bằng phụ tải điện:
Công suất biểu kiến của thiết bị được xác định theo biểu thức:

Ở đây: Pn là công suất tác dụng của thiết bị điện (kW); Sn là công suất biểu
kiến (kVA), ŋ là hiệu suất sử dụng máy; cosᵩ là hệ số cơng suất.
Thơng số phụ tải điện của phân xưởng trình bày ở Bảng 1.1.
Bảng 2.3 thông số phụ tải điện của phân xưởng.
STT

1

2

3

4

5

Tên
thiết
bị
Máy
cắt
dây
CNC
Máy
cắt
DS
Máy
cắt
dây
EDM
Máy
tiện
CNC
Máy
phay

Số
lượng

Pn
(kW)

𝐶𝑜𝑠𝜑
𝑇𝑔𝜑

2

11.1

2

ŋ

Sn
(kVA)

Ku

Ghi
chú

0.8/0.75

0.8

17.34

0.8

3
pha

8.5

0.8/0.75

0.8

13.28

0.8

3
pha

2

8.5

0.8/0.75

0.8

13.28

0.8

3
pha

2

16.2

0.8/0.75

0.8

25.31

0.8

3
pha

3

8.5

0.8/0.75

0.8

13.28

0.8

3
pha

21

SVTH: Phạm Đình Tuấn

GVHD: Nguyền Nga Việt


Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng

6

7

8

9

10

11

12

13

khoan
CNC
Máy
mài
chính
xác
Máy
tiện
vạn

năng
Máy
phay
đứng
CNC
Máy
mài
vạn
năng
Máy
mài
đồ gá
Máy
lắc
bánh
răng
Máy
khoan
siêu
tốc
ổ cắm

2

6.8

0.8/0.75

0.8

10.63

0.8

3
pha

2

1.7

0.8/0.75

0.8

2.66

0.8

3
pha

1

26.4

0.8/0.75

0.8

41.25

0.8

3
pha

3

2.2

0.8/0.75

0.8

3.44

0.8

3
pha

1

1.7

0.8/0.75

0.8

2.66

0.8

3
pha

2

1.7

0.8/0.75

0.8

2.66

0.8

3
pha

3

2.6

0.8/0.75

0.8

4.06

0.8

3
pha

12

2.82

0.8/0.75

1

2.82

0.2

1
pha
Sơ đồ mặt bằng phụ tải điện của phân xưởng được trình bày ở bản vẽ BV1.

2.2 PHÂN NHĨM PHỤ TẢI.
Căn cứ vào vị trí của các thiết bị trên mặt bằng phân xưởng, công suất của
từng thiết bị và chủng loại thiết bị, các thiết bị của phân xưởng được chia
thành 2 nhóm được trình bày ở Bảng 1.2.
2.3 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN CHO PHÂN XƯỞNG.
1. Xác định phụ tải tính tốn cho từng nhóm thiết bị
a. Thơng số phụ tải của các nhóm thiết bị

Bảng 2.4 Thông số phụ tải điện của các nhóm thiết bị.
22

SVTH: Phạm Đình Tuấn

GVHD: Nguyền Nga Việt


Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng
Tên nhóm và thiết bị
điện

Nhóm 1
Nhánh
Máy tiện
1.1
CNC
Máy mài
vạn năng
Máy lắc
bánh răng
Máy
khoan
siêu tốc
Nhánh
Máy cắt
1.2
dây CNC
Máy cắt
DS

Máy cắt
dây EDM
Máy lắc
bánh răng
Nhánh
Máy phay
1.3
khoan
CNC
Máy mài
chính xác
Máy tiện
vạn năng
Máy
khoan
siêu tốc
Nhánh
Ổ cắm
1.4
Nhánh
Ổ cắm
1.5
Tổng
Nhóm 2
Nhánh
Máy phay
2.1
đứng
CNC

𝐶𝑜𝑠𝜑
𝑇𝑔𝜑

Ku

0.8

0.8/0.75

0.8

3.44

0.8

0.8/0.75

0.8

1

2.66

0.8

0.8/0.75

0.8

12

1

4.06

0.8

0.8/0.75

0.8

1

1

17.34

0.8

0.8/0.75

0.8

2

1

13.28

0.8

0.8/0.75

0.8

3

1

13.28

0.8

0.8/0.75

0.8

11

1

2.66

0.8

0.8/0.75

0.8

5

2

13.28

0.8

0.8/0.75

0.8

6

1

10.63

0.8

0.8/0.75

0.8

7

1

2.66

0.8

0.8/0.75

0.8

12

1

4.06

0.8

0.8/0.75

0.8

13

4

2.82

1

0.8/0.75

0.2

13

2

2.82

1

0.8/0.75

0.2

19

142.86

1

41.25

0.8

0.8/0.75

0.8

Ký
hiệu
trên
bảng

Số
lượng

Sn
(kVA)

ŋ

4

1

25.31

9

1

11

8

23

SVTH: Phạm Đình Tuấn

GVHD: Nguyền Nga Việt


Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng

Nhánh
2.2

Nhánh
2.3

Nhánh
2.4
Tổng

Máy mài
vạn năng
Máy mài
đồ gá
Máy
khoan
siêu tốc
Máy tiện
CNC
Máy phay
khoan
CNC
Máy mài
chính xác
Máy tiện
vạn năng
Máy cắt
dây CNC
Máy cắt

DS
Máy cắt
dây EDM
Máy mài
vạn năng
Ổ cắm

9

1

3.44

0.8

0.8/0.75

0.8

10

1

2.66

0.8

0.8/0.75

0.8

12

1

4.06

0.8

0.8/0.75

0.8

4

1

25.31

0.8

0.8/0.75

0.8

5

1

13.28

0.8

0.8/0.75

0.8

6

1

10.63

0.8

0.8/0.75

0.8

7

1

2.66

0.8

0.8/0.75

0.8

1

1

17.34

0.8

0.8/0.75

0.8

2

1

13.28

0.8

0.8/0.75

0.8

3

1

13.28

0.8

0.8/0.75

0.8

9

1

3.44

0.8

0.8/0.75

0.2

13

6

2.82

1

0.8/0.75

0.2

18

167.51

b. Xác định phụ tải tính tốn cho các nhóm.
Nhóm 1.
 Cơng suất biểu kiến tính trên từng nhánh:
+) Nhánh 1.1: Sc1.1 = ks1.1 . ∑4𝑖=1. kui . Sni = 0,9.(0,8. 25,31 + 0,8.3,44 +
2,66.0,8 + 4,06.0,8) = 25,54 kVA
+) Nhánh 1.2: Sc1.1 = ks1.1 . ∑4𝑖=1. kui . Sni = 0,9.(0,8. 17,34 + 0,8. 13.28+
13.28.0,8 + 2.66.0,8) = 33,52 kVA
+) Nhánh 1.3: Sc1.1 = ks1.1 . ∑5𝑖=1. kui . Sni = 0,9.(0,8. 13,28.2+ 0,8. 10,63+
2,66.0,8 + 4,06.0,8) = 31,62 kVA
24

SVTH: Phạm Đình Tuấn

GVHD: Nguyền Nga Việt


Đồ án tốt nghiệp: Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng
+) Nhánh 1.4: Sc1.1 = ks1.1 . ∑4𝑖=1. kui . Sni = 0,2.4.2,82 = 2,256 kVA
+) Nhánh 1.5: Sc1.1 = ks1.1 . ∑2𝑖=1. kui . Sni = 0,2.2.2,82 = 1,128 kVA
 Cơng suất biểu kiến của nhóm 1:
Sc1 = ks1. ∑5𝑖=1.Ss2.i = 0,8. (25,54 + 33,52 + 31,62 + 2,256 + 1,128) = 75,25
kVA.
 Dịng tính tốn của nhóm 1:
Ic1 =

𝑆𝑐1
√3.𝑈𝑛

=

75,25
√3.0,38

= 114,3 A

Nhóm 2.
 Cơng suất biểu kiến tính toán trên từng nhánh:
+) Nhánh 2.1: Sc2.1 = ks2.1 . ∑4𝑖=1. kui . Sni = 0,9.(0,8.41,25 + 3,44.0.8 +
2,66.0,8 + 4,06.0,8) = 37,01 kVA
+) Nhánh 2.2: Sc2.2 = ks2.2 . ∑4𝑖=1. kui . Sni = 0,9.(0,8. 25,31 + 0,8. 13,28 +
0,8.10,63 + 2,66.0,8) = 37,35 kVA
+) Nhánh 2.3: Sc2.3 = ks2.3 . ∑4𝑖=1. kui . Sni = 0,9.(0,8. 17,34 + 0,8. 13,28 + 0,8.
13,28 + 0,8. 3,44) = 34,01 kVA
+) Nhánh 2.4: Sc2.4 = ks2.4 . ∑6𝑖=1. kui . Sni = 0,2.6.2,82 = 3,384 kVA
 Công suất biểu kiến của nhóm 2:
Sc2 = ks2. ∑4𝑖=1.Ss2.i = 0,8. (37,01 + 37,35 + 34,01 + 3,384) = 89,4 kVA
 Dịng tính tốn của nhóm 2:
Ic2 =

𝑆𝑐2
√3.𝑈𝑛

=

89,4

√3.0,38

= 135,8 A

Kết quả xác định phụ tải tính tốn cả 2 nhóm trình bày ở Bảng 1.3 và Bảng
1.4
Bảng 2.5 Cơng suất biểu kiến tính tốn của các nhánh.
Tên
nhóm
Nhóm 1
Nhánh 1.1
Nhánh 1.2

ks

0,9
0,9

S(kVA)

Tên nhóm

ks

S(kVA)

25,54
33,52

Nhóm 2

Nhánh 2.1
Nhánh 2.2

0,9
0,9

37,01
37,35

25

SVTH: Phạm Đình Tuấn

GVHD: Nguyền Nga Việt