Tài liệu Đồ án tốt nghiệp - Cung cấp điện cho nhà máy cơ khí địa phương docx

Đồ án Tốt Nghiệp

Cung cấp điện cho nhà máy
cơ khí địa phương
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Cung Cấp Điện

Phạm Chân Phương HTĐ - K35

1
Phần I
Thiết kế cung cấp điện
cho nhà máy cơ khí địa Phương
Chương I

Giới thiệu chung về xí nghiệp
1. Loại ngành nghề, quy mô và năng lực của xí nghiệp

1.1. Loại ngành nghề:
Ngày nay, nền kinh tế nước ta đang phát triển mạnh mẽ, đời sống
nhân dân cũng được nâng cao nhanh chóng. Trong quá trình công nghiệp
hoá, hiện đại hoá đất nước thì các loại hình doanh nghiệp Nhà nước nói
chung và nhà máy cơ khí địa phương nói riêng là những mục tiêu hàng đầu
trong việc sản xuất ra sản phẩm và phát triển nền kinh tế quốc dân.
- Nhà máy cơ khí mà em thiết kế là nhà máy cơ khí địa phương.
Nhiệm vụ sản xuấ
t chủ yếu của nhà máy là chế tạo, lắp đặt những kết cấu
kim loại, gia công, sửa chữa lắp ráp cơ khí phục vụ cho sự nghiệp cơ khí
hoá sản xuất nông nghiệp địa phương, các mặt hàng thiết yếu dùng trong
xây dựng, sinh hoạt. Ngoài những mặt hàng trên nhà máy còn có dây
chuyền sản xuất bi gang, phục vụ cho các máy nghiền than của các nhà
máy Xi măng và các nhà máy Nhiệt điện.
Để thực hiện tốt nhiệ
m vụ sản xuất chiến lược của mình, không những
chỉ đòi hỏi về tính chất công nghệ mà còn yêu cầu đảm bảo chất lượng và
độ tin cậy cao trong lĩnh vực cung cấp điện cho nhà máy.
1.2. Quy mô, năng lực của xí nghiệp:
- Xí nghiệp có tổng diện tích là 22525m
2
nhà xưởng, bao gồm 10 phân
xưởng, được xây dựng tập trung tương đối gần nhau, với tổng công suất dự
kiến phát triển sau 10 năm sau là 12MVA.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Cung Cấp Điện

Phạm Chân Phương HTĐ - K35

2

- Dự kiến trong tương lai xí nghiệp sẽ được mở rộng và được thay thế,
lắp đặt các thiết bị máy móc hiện đại hơn. Đứng về mặt cung cấp điện thì
việc thiết kế cấp điện phải đảm bảo sự gia tăng phụ tải trong tương lai về
mặt kỹ thuật và kinh tế, phải đề ra phương pháp cấp điện sao cho không
gây quá t
ải sau vài năm sản xuất và cũng không để quá dư thừa dung lượng
mà sau nhiều năm xí nghiệp vẫn không khai thác hết dung lượng công suất
dự trữ dẫn đến lãng phí.
2 . Quy trình công nghệ sản xuất của xí nghiệp:









* BPHC & QL - Bộ phận hành chính và quản lý.
* PXCSCK - Phân xưởng sửa chữa cơ khí.
* PXLRCK - Phân xưởng lắp ráp cơ khí.
* PXR - Phân xưởng rèn.
* PXĐ - Phân xưởng Đúc.
* PXGCG - Phân xưởng gia công gỗ.
* PXKCKL - Phân xưởng kết cấu kim loại.
PX SC CƠ KHÍ
PXKC KIM LOẠI
PX LRÁP CƠ KHÍ
PX RÈN
PX. ĐÚC

PC GC GỖ
BỘ PHẬN THÍ NGHIỆM

TRẠM BƠM

BPHC & QL

NÉN KHÍ

SẢN PHẨM
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Cung Cấp Điện

Phạm Chân Phương HTĐ - K35

3
- Theo quy trình trang bị điện và quy trình công nghệ sản xuất của xí
nghiệp, thì việc ngừng cung cấp điện sẽ ảnh hưởng đến chất lượng sản
phẩm, gây thiệt hại về kinh tế, do đó ta xếp xí nghiệp vào phụ tải loại II.
- Để quy trình sản xuất của xí nghiệp đảm bảo vận hành tốt thì phải
đảm bảo chất lượng điện năng và độ
tin cậy cung cấp điện cho toàn xí
nghiệp và cho các phân xưởng quan trọng trong xí nghiệp.
3 . Giới thiệu phụ tải điện của toàn xí nghiệp.
3.1. Các đặc điểm của phụ tải điện.
- Phụ tải điện trong xí nghiệp công nghiệp có thể phân ra làm hai loại
phụ tải:
+ Phụ tải động lực
+ Phụ tải chiếu sáng.
- Phụ tải động lực thường có chế độ làm việc dài hạn, điện áp yêu cầu

trực tiếp đến thiết bị với độ lệch điện áp cho phép
ΔU
Cf
= ± 5% U
đm
. Công
suất của chúng nằm trong dải từ một đến hàng chục kw, và được cấp bởi
tần số f=50Hz.
- Phụ tải chiếu sáng thường là phụ tải một pha, công suất không lớn.
Phụ tải chiếu sáng bằng phẳng, ít thay đổi và thường dùng dòng điện tần số
f = 50Hz. Độ lệch điện áp trong mạng điện chiếu sáng ΔU
Cf
= ±2,5%.
3.2 . Các yêu cầu về cung cấp điện của xí nghiệp.
- Các yêu cầu cung cấp điện phải dựa vào phạm vi và mức độ quan
trọng của các thiết bị để từ đó vạch ra phương thức cấp điện cho từng thiết
bị cũng như cho các phân xưởng trong xí nhiệp, đánh giá tổng thể toàn xí
nghiệp cơ khí ta thấy tỷ lệ (%) của phụ tả
i loại II là 67%. Phụ tải loại II lớn
gấp 2 lần phụ tải loại III, do đó xí nghiệp được đánh giá là hộ phụ tải loại
II, vì vậy yêu cầu cung cấp điện phải được đảm bảo liên tục.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Cung Cấp Điện

Phạm Chân Phương HTĐ - K35

4
4. Phạm vi đề tài.

- Đây là một đề tài thiết kế tốt nghiệp, nhưng do thời gian có hạn nên

việc tính toán chính xác và tỷ mỉ cho công trình là một khối lượng lớn, đòi
hỏi thời gian dài, do đó ta chỉ tính toán chọn cho những hạng mục quan
trọng của công trình.
- Sau đây là những nội dung chính mà bản thiết kế sẽ đề cập đến:
+ Thiết kế mạng điện phân xưởng.
+ Thiết kế mạ
ng điện xí nghiệp.
+ Tính toán công suất bù cho xí nghiệp.
+ Tính toán nối đất cho các trạm biến áp phân xưởng.
+ Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng sửa chữa cơ khí.








ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Cung Cấp Điện

Phạm Chân Phương HTĐ - K35

5
Chương II
xác định phụ tải tính toán
các phân xưởng và toàn xí nghiệp.


1. Xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng sửa chữa cơ khí.

1.1. Phân loại và phân nhóm phụ tải trong phân xưởng sửa chữa cơ
khí
- Các thiết bị đều làm việc ở chế độ dài hạn.
- Để phân nhóm phụ tải ta dựa theo nguyên tắc sau :
+ Các thiết bị trong nhóm nên có cùng một chế độ làm việc
+ Các thiết bị trong nhóm nên gần nhau, tránh trồng chéo dây dẫn
+ Công suất thiết bị trong nhóm cũng nên cân đối để khỏi quá chênh
lệch giữa các nhóm
+ Số lượng thiết bị trong nhóm nên có một giới h
ạn
Căn cứ vào vị trí, công suất của các máy công cụ bố trí trên mặt bằng
xưởng ta chia ra làm 5 nhóm thiết bị (phụ tải ) như sau :
+ Nhóm 1: 1; 1; 2; 3; 3; 5; 6; 11; 12;
+ Nhóm 2 : 2; 4; 8; 9; 13; 17; 17;
+ Nhóm 3 : 18 22; 31; 37; 41; 44;
+ Nhóm 4: 19; 20; 21; 24; 26; 28; 33;
+ Nhóm 5 : 23; 25; 40; 42; 46; 47; 48; 49; 50;
Bảng 2-1: Bảng công suất đặt tổng của các nhóm.
Nhóm phụ tải 1 2 3 4 5
Công suất tổng (kw) 70,35 70,4 162,25 164,9 139,2
1.2 . Xác định phụ tải động lực tính toán của phân xưởng.
a. Các phương pháp xác định phụ tải tính toán
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Cung Cấp Điện

Phạm Chân Phương HTĐ - K35

6
- Theo công suất trung bình và hệ số cực đại.
- Theo công suất trung bình và độ lệch của phụ tải khỏi giá trị trung

bình.
- Theo công suất trung bình và hệ số hình dáng của đồ thị phụ tải
- Theo công suất đặt và hệ số nhu cầu.
Vì đã có thông tin chính xác về mặt bằng bố trí máy móc thiết bị, biết
được công suất và quá trình công nghệ của từng thiết bị, nên ta xác định
phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ số c
ực đại .
b. Xác định phụ tải tính toán của nhóm 1
Bảng 2-2: Bảng số liệu nhóm 1.
TT Tên thiết bị Số lượng Kí hiệu Công suất (kw)
1 Búa hơi để rèn 2 1 10,0
2 Búa hơi để rèn 1 2 28,0
3 Lò rèn 2 3 4,5
4 Quạt lò 1 5 2,8
5 Quạt thông gió 1 6 2,5
6 Dầm treo có Palăng điện 1 11 4,85
7 Máy mài sắc 1 12 3,2
Công thức tính phụ tải tính toán:
P
tt
=K
max
. P
tb
= K
max
. Σ K
sdi
. P
đmi.

( 2-1)
Trong đó:
+ P
tb
: công suất trung bình của phụ tải trong ca mang tải lớn nhất
(kw)
+ P
đm
: công suất định mức của phụ tải (kw)
+ K
sd
: hệ số sử dụng công suất của nhóm thiết bị.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Cung Cấp Điện

Phạm Chân Phương HTĐ - K35

7
(Bảng phụ lục 1 trang 253 TKCĐ).
+ K
max
: hệ số cực đại công suất tác dụng, tra đồ thị hoặc tra bảng theo
hai đại lượng K
sd
và n
hq
.
+ n
hq
: số thiết bị dùng điện hiệu quả

- Ta thấy với nhóm máy công cụ có K
sd
=0,16; từ cosϕ=0,6
→ tgϕ = 1,33.
•
Trình tự xác định n
hq
như sau :
- Xác định n
1
: số thiết bị có công suất lớn hơn hay bằng 1/2 công suất
của thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm.
Với nhóm 1, ta có n
1
= 1
- Xác định P
1
tổng công suất định mức của n
1
thiết bị trên.
Ta có
∑
=
n
1
1
dm1
PP

+ P

đm
: công suất định mức của n
1
thiết bị.
P
1
= 28kw
- Xác định n* và p* :
Σ
==
P
P
P* ;
n
n
*n
11

Trong đó:
398,0
70,35
28
p*; 11,0
9
1
*n ====

- Từ các giá trị n* = 0,11 và p* = 0,4 tra bảng (PL: 1.5: TKCĐ] được
n
hq

*= 0,47, vậy ta có n
hq
= n . n
hq
* = 9 . 0,47 = 4,23 ↔ n
hq
= 4
•
Từ K
sd
= 0,16 và n
hq
= 4 tra bảng [PL: 1.6 TKCĐ] được K
max
= 3,11
vào công thức (2-1) tính được:
P
tt
= 3,11 . 0,16 (10 + 10 + 28 + 4,5 + 4,5 + 2,8 + 2,5 + 4,85 + 3,2)
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Cung Cấp Điện

Phạm Chân Phương HTĐ - K35

8
= 35 (kw)
Q
tt
= P
tt

. tgϕ = 35 . 1,33 = 46,55 (KVAR)
)KVA(24,5855,4635QPS
222
tt
2
tttt
=+=+=

)A(486,88
380.3
10.24,58
U.3
S
I
3
tt
tt
===

•
Tương tự tính toán cho các nhóm khác, kết quả ghi được trong
bảng B2-3.
•
Một số công thức được dùng để tính toán:
- Công thức quy đổi chế độ làm việc ngắn hạn lặp lại về chế độ làm
việc dài hạn của thiết bị:
2)-(2 %K.PP
ddmqd
=

+ K
d
%: Hệ số đóng điện phần trăm.
- Công thức tính hệ số sử dụng công suất tác dụng trung bình:
∑
∑
=
n
1
i
n
1
i
i
tb
p
p
k
K
dm
dm
.
sd
sd
. (2-3)
- Hệ số công suất trung bình:
∑
∑
=
n

dmi
n
dmi
tb
p
p
1
1
cos.
cos
ϕ
ϕ
(2-4)
- Công thức quy đổi phụ tải 1 pha sang phụ tải 3 pha khi đấu vào điện áp
dây.
P
đm.tđ
=
3
P
đm.ph.max
(2-5)
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Cung Cấp Điện

Phạm Chân Phương HTĐ - K35

9
+ P
đm.ph.max

:phụ tải định mức của pha mang tải lớn nhất (kw)
Bảng kết quả tính toán B2-3 ở trang sau:


ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Cung Cấp Điện

Phạm Chân Phương HTĐ - K35

10
1.3. Xác định phụ tải chiếu sáng toàn phân xưởng:
Phụ tải chiếu sáng được tính theo công suất chiếu sáng trên một đơn vị
diện tích. Công thức tính :
P
cs
=P
0
. F (2-6)
Trong đó :
+ P
0
: Suất phụ tải chiếu sáng trên đơn vị diện tích (W/m
2
)
+ F : Diện tích cần được chiếu sáng (m
2
)
- Diện tích chiếu sáng toàn phân xưởng F = 48 x 25 =1200 (m
2
)

- Suất phụ tải chiếu sáng chung cho phân xưởng sửa chữa cơ khí
P
o
=15 (W/m
2
)
Thay vào công thức (2-6) được :
P
cs
=15 . 1200 = 18 (Kw).
1.4 . Phụ tải tính toán toàn phân xưởng sửa chữa cơ khí:
Công thức:
∑∑
+=
n
1
cs
nhi.tt
dtpx.tt
P
p
kP
( 2-7)
∑
=
n
1
nhi.ttdtPX.tt
QKQ

Trong đó :
+ K
đt
: hệ số đồng thời, lấy K
đt
= 0,85.
+ n : số nhóm thiết bị.
+ P
cs
: phụ tải chiếu sáng (kw)
+ P
tt.nhi
, Q
tt.nhi
: công suất tác dụng, phản kháng tính toán của nhóm thứ i.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Cung Cấp Điện

Phạm Chân Phương HTĐ - K35

11
Thay các giá trị tính toán được ở trên vào công thức ( 2-7) được:
P
ttpx
= 0,85 . (35 + 32,33 + 80,74 + 82,05 + 63,92) + 18 = 268,0 (kw)
Q
ttpx
=0,85.(46,55+43,0 = 107,38 + 109,13 + 85,01) = 332,41 (KVAR)
S
tt.px

=
)KVA(06,4275,3320,268
22
=+

1.5. Xác định phụ tải đỉnh nhọn của nhóm thiết bị.
Phụ tải đỉnh nhọn của nhóm thiết bị sẽ xuất hiện khi thiết bị có dòng
khởi động lớn nhất mở máy, còn các thiết bị khác trong nhóm đang làm
việc bình thường và được tính theo công thức sau:
I
đn
= I
kđ(max)
+ (I
tt
- K
sd
. I
đm(max)
) (2-8)
Trong đó:
I
kđ(max)
- Dòng khởi động của thiết bị có dòng khởi động lớn nhất trong
nhóm máy.
I
tt
- Dòng điện tính toán của nhóm máy.
I
đm(max)

- Dòng định mức của thiết bị đang khởi động.
K
sd
- Hệ số sử dụng của thiết bị đang khởi động.
- I
đn.nh1
= 70,9 . 5 + (88,49 - 0,16 . 70,9) = 431,65 (A)
- I
đn.nh2
= 70,9 . 5 + (81,74 - 0,16 . 70,9) = 424,9 (A)
- I
đn.nh3
= 202,58 . 5 + (207,451 - 0,16 . 227,9) = 1310,5(A)
- I
đn.nh5
= 113,95 . 5 + (161,6 - 0,16 . 113,95) = 713,12 (A)
2. Xác định phụ tải tính toán cho các phân xưởng khác và toàn xí nghiệp.
2.1. Phụ tải tính toán của các phân xưởng:
Phụ tải động lực:
- Vì các phân xưởng khác chỉ biết công suất đặt do đó phụ tải tính toán
được xác định theo phương pháp hệ số nhu cầu (k
nc

).
Công thức tính :
P
đl
= k
nc
. P

đ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Cung Cấp Điện

Phạm Chân Phương HTĐ - K35

12
Q
đl
= Q
tt
= P
tt
. tgϕ
ϕ
=+=
cos
p
Q
p
S
tt
2
tt
2
tt
tt
(2-9)
Trong đó :

+ P
đ
: Công suất đặt của phân xưởng (kw)
+ k
nc
: Hệ số nhu cầu của nhóm thiết bị đặc trưng (tra sổ tay kỹ thuật).
+ tgϕ : Tương ứng với cosϕ đặc trưng của nhóm hộ tiêu thụ.
Phụ tải chiếu sáng : tính theo công thức (2-6) ở trên.
a. Tính toán cho phân xưởng kết cấu kim loại :
Phân xưởng có công suất đặt P
đ
= 1950 (kw)
Diện tích 70 . 25 = 1750 (m
2
)
- Tra bảng phụ lục [PL 1.3: TKCĐ]
k
nc
=0,7
cosϕ =0,9 → tgϕ =0,484
P
o
= 15 (w/m
2
)
- Thay vào công thức (2-6 ) và (2-9) ở trên ta tính được:
+ Phụ tải động lực :
P
đl
= 0,7 . 1950 = 1365 (kw)

Q
tt
= P
tt
. tgϕ = (P
đl
+ P
cs
) . tgϕ = 1391,25 . 0,484 = 673,37 (KVAR)
+ Công thức tính toán chiếu sáng:
P
cs
= P
0
. F = 15 . 1750 = 26,25 (kw)
+ Công suất tính toán tác dụng của phân xưởng:
P
tt
= P
đl
+ P
cs
= 1365 + 26,25 = 1391,25 (kw)
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Cung Cấp Điện

Phạm Chân Phương HTĐ - K35

13
83,1545

9,0
25,1391
cos
P
S
tt
tt
==
ϕ
=
(KVA)
b. Tính toán tương tự cho các phân xưởng khác .
Kết quả được được ghi trong bảng B 2-4:
Bảng 2-4
Tên phân xưởng
Pđ,
kw
K
nc

cosϕ tgϕ
F
(m
2
)
P
o

w/m
2

P
cs

kw
P
đl
kw
P
tt
kw
Q
tt

KVAR
S
tt

KVA
PX. Kết cấu kim loại 1950 0,7 0,9 0,484 1750 15 26,25 1365 1391,25 673,365 1545,83
PX. Lắp ráp cơ khí 1800 0,4 0,6 1,33 3600 15 54 720 774 1029,42 1290
PX. Đúc 1200 0,7 0,8 0,75 2925 15 43,88 840 883,875 662,91 1104,84
PX. Nén khí 800 0,7 0,8 0,75 2250 15 33,75 560 593,75 445,31 742,19
PX. Rèn 1200 0,6 0,6 1,33 1250 15 18,75 720 738,75 982,53 1231,25
Trạm bơm 640 0,7 0,75 0,88 1125 15 16,875 448 464,88 409,1 619,83
PX. CSCK 830 0,3 0,6 1,33 1200 15 18 250,0 268,0 332,41 446,7
PX. Gia công gỗ 450 0,5 0,6 1,33 3375 14 47,25 225 272,25 362,1 453,75
Bộ phận HC và Qlý 80 0,8 0,9 0,484 3800 15 57 64 121 58,56 134,44
Bộ phận thử nghiệm 370 0,8 0,8 0,75 1250 20 25 296 321 240,75 401,25
Tổng
9320 22525 340,8 5488 5829 5196 7970

2.2. Xác định phụ tải tính toán của toàn xí nghiệp:
- Phụ tải tính toán tác dụng của toàn xí nghiệp:
)kw(2,4663PPkP
10
1
csi
10
1
ttidlttXN
=+=
∑∑

- Phụ tải tính toán phản kháng toàn xí nghiệp:
Q
ttXN
= k
đt

8,41565196.8,0Q
10
1
tti
==
∑
(KVAR)
- Phụ tải tính toán toàn phần của xí nghiệp:
)KVA(95,62468,41562,4663S
22
ttXN

=+=

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Cung Cấp Điện

Phạm Chân Phương HTĐ - K35

14
- Hệ số công suất của toàn xí nghiệp:
75,0
95,6246
2,4663
S
P
Cos
ttXN
ttXN
x
===ϕ

2.3. Tính sự tăng trưởng của phụ tải trong 10 năm sau:
- Công thức xét đến sự gia tăng của phụ tải trong tương lai:
S
(t)
= S
tt
(1 + α
1
t); trong 262 sách tra cứu CCĐXNCN.
Trong đó:

S
tt
- Công suất tính toán của xí nghiệp ở thời điểm hiện tại.
α
1
- Hệ số phát triển hàng năm của phụ tải: (α
1
= 0,083 - 0,101) (trang
262 sách CCDXNCN)
t - Số năm dự kiến (t = 10 năm)
Vậy S
(10)
= 6246,95 . (1 + 0,95 . 10) = 12181,55 (KVA)
→ P
(10)
= S
(10)
. Cosϕ = 12181,55 . 0,75 = 9136,16 (Kw)
3. Xác định biểu đồ phụ tải:
- Việc phân bố hợp lý các trạm biến áp trong phạm vi xí nghiệp là
một vấn đề quan trọng để xây dựng sơ đồ cung cấp điện có các chỉ tiêu
kinh tế, kỹ thuật cao, đảm bảo được chi phí hàng năm nhỏ. Để xác định
được vị trí đặt các trạm biến áp ta xây dựng biểu đồ phụ tải trên mặt bằng
tổng của xí nghiệp.
- Biểu đồ phụ tải là m
ột vòng tròn 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 .

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Cung Cấp Điện

Phạm Chân Phương HTĐ - K35

15
- Biểu đồ phụ tải cho phép hình dung được rõ ràng sự phân bố phụ tải
trong xí nghiệp.
- Mỗi vòng tròn biểu đồ phụ tải chia ra thành hai phần hình quạt tương
ứng với phụ tải động lực và phụ tải chiếu sáng.
3.1. Xác định bán kính vòng tròn phụ tải:
m.
S
R
ttPXi
i
Π
=
( 2-10 )
Trong đó :
+ S
ttPXi
: Phụ tải tính toán của phân xưởng thứ i, (KVA)
+ R
i
: Bán kính vòng tròn biểu đồ phụ tải của phân xưởng thứ i, mm
+ m : tỉ lệ xích KVA/mm
2

•

Góc chiếu sáng của biểu đồ phụ tải :

p
p
tt
cs
cs
.360
=
α

Để xác định biểu đồ phụ tải, chọn tỷ lệ xích 3 KVA/mm.
Bảng tính kết quả R và α
cs
:
Bảng 2-5
Ký
hiệu
Tên phân xưởng
P
cs

Kw
P
tt

Kw
S
tt

KVA
m
KVA/mm
2
R,
mm
α
0
cs

1 PX. Kết cấu kim loại 26,25 1391,25 1545,83 3 12,81 6,79
2 PX. Lắp ráp cơ khí 54 774 1290 3 11,7 5,12
3 Phân xưởng đúc 43,88 883,88 1104,84 3 10,83 17,87
4 Phân xưởng nén khí 33,75 593,75 742,19 3 8,88 20,46
5 Phân xưởng rèn 18,75 738,75 1231,25 3 11,43 9,13
6 Trạm bơm 16,875 464,88 619,83 3 8,11 13,07
7 PX sửa chữa cơ khí 18 268 446,7 3 6,89 24,18
8 Phân xưởng gia công gỗ 47,25 272,25 453,75 3 6,94 62,48
9 Bộ phận hành chính & BQL 57 121 134,44 3 3,78 169,59
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Cung Cấp Điện

Phạm Chân Phương HTĐ - K35

16
10 Bộ phận thử nghiệm 25 321 401,25 3 6,53 28,04
3.2 . Biểu đồ xác định tâm phụ tải.
Trên sơ đồ mặt bằng xí nghiệp vẽ một hệ toạ độ xoy, có vị trí toạ độ
trọng tâm của các phân xưởng là ( x
i

, y
i
) ta xác định được toạ độ tối ưu
M
0
(x
0
, y
0
)
Vòng tròn phụ tải :




1545
1
Tên phân xưởng; Công suất tính toán của phân xưởng
•
Xác định trọng tâm phụ tải của xí nghiệp:
Công thức :
∑
∑
∑
∑
==
n
1
i
n

1
i
i
0
n
1
i
n
1
ii
0
s
y
s
y
s
xs
x
;
.

44,8043
9,5.25,4013,4.19,7423,8.84,11043,1.12905,3.83,1545
x
0
++++
=


8,4

44,8043
9,1.44,1348.75,4537,5.7,4465,5.83,6193,5.25,1231
=
+++++

44,8043
3,4.25,12313,1.19,7422.84,11045,5.12905,5.83,1454
y
0
++++
=


8,3
44,8043
9,1.25,4017,0.44,1345.75,4537,5.7,4461.83,19
=
++++

Dịch chuyển ra khoảng trống, vậy ta có tâm phụ tải xí nghiệp:
M (x
o
,y
o
)= M
0
(4,8; 3,8)

Góc phụ tải chiếu sáng.
Phụ tải động lực.

α
cs
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Cung Cấp Điện

Phạm Chân Phương HTĐ - K35

17
Chương III

thiết kế mạng đIện cao áp
cho xí nghiệp

1. Yêu cầu đối với sơ đồ cung cấp điện :
- Yêu cầu đối với các sơ đồ cung cấp điện và nguồn cung cấp rất đa
dạng. Nó phụ thuộc vào giá trị của xí nghiệp và công suất yêu cầu của nó,
khi thiết kế các sơ đồ cung cấp điện phải lưu ý tới các yếu tố đặc biệt đặc
trưng cho từng xí nghiệp công nghiệp riêng biệt, điều kiện khí hậu, địa
hình, các thiết bị
đặc biệt đòi hỏi độ tin cậy cung cấp điện (ĐTCCCĐ) cao,
các đặc điểm của quá trình sản xuất và quá trình công nghệ ... Để từ đó xác
định mức độ đảm bảo an toàn cung cấp điện, thiết lập sơ đồ cấu trúc cấp
điện hợp lý.
- Việc lựa chọn sơ đồ cung cấp điện chủ yếu căn cứ
độ tin cậy, tính
kinh tế và tính an toàn. Độ tin cậy của sơ đồ cấp điện phụ thuộc vào loại hộ
tiêu thụ mà nó cung cấp, căn cứ vào loại hộ tiêu thụ để quyết định số lượng
nguồn cung cấp của sơ đồ .
- Sơ đồ cung cấp điện (SĐCCĐ) phải có tính an toàn đảm bảo an toàn
tuyệt đối cho người và thiết bị trong mọ

i trạng thái vận hành. Ngoài ra, khi lựa
chọn sơ đồ cung cấp điện cũng phải lưu ý tới các yếu tố kỹ thuật khác như đơn
giản, thuận tiện cho vận hành, có tính linh hoạt trong sự cố, có biện pháp tự
động hoá.
2. Tổng hợp phụ tải tính toán của xí nghiệp:
- Kinh nghiệm cho thấy rằng phụ tải điện của xí nghiệp tăng lên không
ngừng do việc hợp lý hoá tiêu thụ điện năng, tăng năng suất của các máy
chính, tăng dung lượng năng lượng, thay hoặc hoàn thiện các thiết bị công
nghệ, xây lắp thêm các thiết bị công nghệ,... .Để hợp lý hoá sơ đồ cung cấp
điện và tất cả các phần tử của nó phụ thuộc vào việ
c đánh giá đúng đắn phụ
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Cung Cấp Điện

Phạm Chân Phương HTĐ - K35

18
tải điện, nếu không tính đến sự phát triển của phụ tải sẽ dẫn đến phá hoại
các thông số tối ưu của lưới.
- Nhưng do không có thông tin cụ thể về sự phát triển của phụ tải điện
của xí nghiệp nên ở đây ta không xét đến mức gia tăng của phụ tải trong
tương lai do đó phụ tải tính toán S
tt
đã tính trước với số năm dự kiến là 10.
S
tt(10)
= 12181,55 KVA
P
tt(10)
= 9136,16 kw

3. Xác định điện áp truyền tải từ hệ thống đến xí nghiệp:
3.1. Công thức kinh nghiệm:
Trong tính toán điện áp truyền tải thông thường người ta sử dụng một
số công thức kinh nghiệm sau:
P16l34,4U +=
(a)
4
l.P16U =
(b) (3-1)
P
16
l
.17U +=
(c)
Trong đó:
+ U : Điện áp truyền tải tính bằng (kv)
+ l : Khoảng cách truyền tải tính bằng (km)
+ P : Công suất truyền tải tính bằng (1000 kw)
3.2. Xác định điện áp truyền tải từ hệ thống về xí nghiệp.
Thay các giá trị P
ttXN(10)
= 9136,16 kw và l = 5km vào công thức (3-1a)
trên ta tính được U = 53,36 kv. Vậy ta chọn cấp điện áp truyền tải từ hệ
thống đến xí nghiệp là U
đm
=35 kv.
4. Các phương pháp cung cấp điện cho xí nghiệp :
4.1. Các phương án về trạm nguồn:
- Giới thiệu những sơ đồ đặc trưng cung cấp điện cho xí nghiệp chỉ từ
hệ thống (Hình 19 - 14a, b, c, d - Tra cứu CCĐXNCN).

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Cung Cấp Điện

Phạm Chân Phương HTĐ - K35

19


- Ta thấy nếu dùng sơ đồ dẫn sâu từ mạng 35kv xuống điện áp 0,4kv
thì có lợi giảm được tổn thất nhưng chi phí cho các thiết bị cao. Loại sơ đồ
này phù hợp với các xí nghiêp có các phân xưởng nằm cách xa nhau
(Hình b)
- Nếu dùng sơ đồ trạm biến áp trung tâm 35/10kv cấp điện cho các
biến áp phân xưởng 10/0,4kv thì chi phí cho các thiết bị thấp và với loại
hình phân xưởng đặt gần nhau thì tổn thất không lớn (Hình c)
Theo phân tích trên ta dùng sơ đồ trạm nguồn là trạm biến áp trung
tâm 35/10kv cấp điện cho các trạm biến áp phân xưởng (BAPX)
4.2. Chọn vị trí xây dựng trạm :
•
Trạm biến áp trung tâm .
- Trạm biến áp trung tâm nhận điện từ trạm biến áp trung gian
(BATG) hay đường dây của hệ thống có điện áp 35kv biến đổi xuống điện
áp 10kv cung cấp cho các trạm biến áp phân xưởng.
- Vị trí xây dựng trạm được chọn theo nguyên tắc chung sau:
+ Gần tâm phụ tải điện M
0
(4,8; 3,8)
+ Thuận lợi cho giao thông đi lại và mỹ quan
Trạm biến áp đặt vào tâm phụ tải điện, như vậy độ dài mạng phân

phối cao áp, hạ áp sẽ được rút ngắn, các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của sơ đồ
cung cấp điện đảm bảo hơn.
Vậy ta chọn xây dựng trạm biến áp trung tâm gần phân xưởng số 2
(ký hiệu số 5 trên mặt bằng )
•
Trạm biến áp phân xưởng :
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Cung Cấp Điện

Phạm Chân Phương HTĐ - K35

20
- Trạm biến áp phân xưởng làm nhiệm vụ biến đổi từ điện áp xí
nghiệp 10kv xuống điện áp phân xưởng 0,4kv cung cấp cho các phụ tải
động lực và chiếu sáng của phân xưởng.
- Vị trí các trạm phân xưởng cũng đặt ở gần tâm phụ tải phân xưởng,
không ảnh hưởng tới quá trình sản xuất, thuận tiện cho việc vận hành và
sửa chữa .
+ Trạm đặt trong phân xưởng: giả
m được tổn thất, chi phí xây dựng,
tăng tuổi thọ thiết bị, nhưng khó khăn trong vấn đề chống cháy nổ .
+ Trạm đặt ngoài phân xưởng: tổn thất cao, chi phí xây dựng lớn, dễ
dàng chống cháy nổ.
+ Trạm đặt kề phân xưởng: tổn thất và chi phí xây dựng không cao,
vấn đề phòng cháy nổ cũng dễ dàng
Vậy trạm biến áp được chọn xây dựng kề phân xưởng.
5. Xác định số lượng, dung lượng cho các máy biến áp:
5.1. Xác định số lượng máy biến áp:
- Chọn số lượng máy biến áp cho các trạm chính cũng như trạm biến
áp phân xưởng có ý nghĩa quan trọng đối với việc xây dựng một sơ đồ cung

cấp điện hợp lý.
- Kinh nghiệm tính toán và vận hành cho thấy là trong một trạm biến
áp chỉ cần đặt một máy biến áp là tốt nhất, khi cần thiết có thể đặt hai máy,
không nên đặt quá hai máy.
+ Trạm mộ
t máy biến áp có ưu điểm là tiết kiệm đất đai, vận hành đơn
giản trong hầu hết các trường hợp có chi phí tính toán hàng năm nhỏ nhất
nhưng có nhược điểm mức đảm bảo an toàn cung cấp điện không cao .
+ Trạm hai máy biến áp thường có lợi về kinh tế hơn so với các trạm
ba máy và lớn hơn.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Cung Cấp Điện

Phạm Chân Phương HTĐ - K35

21
Khi thiết kế để quyết định chọn đúng số lượng máy biến áp cần phải
xét đến độ tin cậy cung cấp điện .
- Dựa vào tính năng và mức độ quan trọng của từng phân xưởng trong
xí nghiệp có thể phân ra hai loại phụ tải sau :
•
Phụ tải loại 2 gồm :
- Phân xưởng kết cấu kim loại (KCKL), ký hiệu trên mặt bằng số 1.
- Phân xưởng lắp ráp cơ khí (LRCK), ký hiệu trên mặt bằng số 2.
- Phân xưởng đúc, ký hiệu trên mặt bằng số 3.
- Phân xưởng nén khí, ký hiệu trên mặt bằng số 4
- Trạm bơm, ký hiệu trên mặt bằng số 6.
•
Phụ tải loại 3 gồm:
- Phân xưởng rèn (PXR), ký hiệu trên mặt bằng số 5.

- Phân xưởng (SCCK), ký hiệu trê mặt bằng số 7
- Phân xưởng (GCG), ký hiệu trên mặt bằng số 8.
- Bộ phận HC & Ban Quản lý, ký hiệu trên mặt bằng số 9.
- Bộ phận thử ngiệm, ký hệu trên mặt bằng số 10.
•
Số lượng trạm biến áp được chọn như sau:
- Phân xưởng là phụ tải loại 2, cần đặt 2 MBA cho trạm BAPX đó.
- Phân xưởng là phụ tải loại 3 cần đặt 1 MBA cho trạm BAPX đó.
- Căn cứ vào vị trí, công suất tính toán và yêu cầu độ tin cậy CCĐ của
phân xưởng, quyêt định đặt 7 trạm (BAPX) như sau:
+ Trạm B
1
(2MBA) : Cấp cho PXKCKL
+ Trạm B
2
(2 MBA): Cấp điện cho PXLRC khí.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Cung Cấp Điện

Phạm Chân Phương HTĐ - K35

22
+ Trạm B
3
(2 MBA): Cấp điện cho phân xưởng đúc.
+ Trạm B
4
(2 MBA) : Cấp điện cho PXN khí + BPHC & BQL
+ Trạm B
5

(2 MBA): Cấp điện cho trạm bơm và bộ phận thử nghiệm.
+ Trạm B
6
(1 MBA): Cấp điện cho phân xưởng rèn.
+ Trạm B
7
(1 MBA): Cấp điện cho phân xưởng SCCK+ PX Gia công
gỗ.
5.2. Chọn dung lượng máy biến áp:
- Chọn công suất máy biến áp đảm bảo độ an toàn cung cấp điện
(A.T.C.C.Đ). Máy biến áp được chế tạo với các cỡ tiêu chuẩn nhất định,
việc lựa chọn công suất máy biến áp không những đảm bảo độ an toàn
cung cấp điện, đảm bảo tuổi thọ của máy mà còn ảnh hưởng lớn
đến các
chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của sơ đồ cung cấp điện.
- Các máy biến áp của các nước được chế tạo với các định mức khác
nhau về nhiệt độ môi trường xung quanh, vì vậy khi dùng máy biến áp ở
những nơi có điều kiện khác với môi trường chế tạo cần tiến hành hiệu
chỉnh công suất định mức của máy biến áp.
•
Điều kiện chọn công suất máy biến áp .
- Nếu 1MBA :
SS
TTdmB
≥
(3-2)
Nếu 2 MBA
SSk
SS
scdmBqtsc

TTdmB
2
≥
≥
(3-3)
Trong đó:
+ S
đmB
: Công suất định mức của MBA (KVA)
+ S
tt
: Công suất tính toán của phụ tải ( KVA)
+ S
sc
: Công suất phụ tải mà trạm cần chuyển tải khi sự cố (KVA)
+ K
qtsc
: Hệ số quá tải sự cố ; K
qtsc
= 1,4.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Cung Cấp Điện

Phạm Chân Phương HTĐ - K35

23
Trạm biến áp trung tâm:
)KVA(8701
4,1
55,12181

4,1
)KVA(78,6090
2
5,12181
2
S
S
S
S
SC
dmB
TT
dmB
==≥
==≥

- Chọn MBA do Liên Xô chế tạo loại TDH có S
đm
= 10 MVA khi đưa
về lắp đặt trong nước thì công suất định mức của MBA phải được hiệu
chỉnh theo nhiệt độ.
- Công thức hiệu chỉnh công suất theo nhiệt độ .[ giáo trình: CCĐXN ]
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛

−
−
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
−
−=
θθ
100
35
1.
100
5
1
Maxtb
dm
'
dm
SS
(3-4)
Trong đó:
+ S’
đm
: công suất định mức sau khi hiệu chỉnh (kVA)
+ S

đm
: công suất định mức ghi trên nhãn máy (kVA)
Theo khí hậu miền Bắc lấy θ
tb
= 24
0
C, θ
max
=42
0
C, như vậy công suất
định mức sau khi hiệu chỉnh S’
đm
=0,75S
đm
→S’
đm
=0,75.10000=
7500(KVA).
Bảng thông số kỹ thuật của máy biến áp trung tâm:
Bảng 3-1
Loại
S
đm

kVA
Điện áp (kv) Tổn thất U
N
%
C H

ΔPo ΔPn
C-H
TDH 7500 35 10 14,5 65 8,0
•
Trạm biến áp phân xưởng :
- Nên chọn cùng một cỡ máy hoặc chọn không qúa 2-3 cỡ máy.
- Trạm biến áp phân xưởng B
1

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Cung Cấp Điện

Phạm Chân Phương HTĐ - K35

24
)KVA(164,1104
4,1
83,1545
4,1
)KVA(915,772
2
83,1545
2
S
S
S
S
sc
dmB
tt

dmB
==≥
==≥

- Vì các thiết bị thuộc phụ tải loại I của phân xưởng chỉ chiếm khoảng
80%, do đó lấy S
sc
= 0,8 x 1104,164 = 883,33 KVA.
Chọn máy biến áp 1000KVA của ABB sản xuất tại Việt Nam không
phải hiệu chỉnh theo điều kiện nhiệt độ.
•
Chọn tương tự cho các trạm biến phân xưởng khác, những máy có
S
đm
≤1000kVA, ta chọn MBA của hãng ABB sản xuất tại Việt Nam nên
không phải hiệu chỉnh nhiệt độ. Các trạm dùng loại trạm kề, có 1 tường
chung với tường phân xưởng. Kết quả chọn ghi trong bảng B3-2.
Bảng 3-2
Ký
hiệu
Tên phân xưởng
S
tt

(kVA)
Số máy
S
đmB

(kVA)

Tên trạm
1 PX. Kết cấu kim loại 1545,83 2 1000 B
1

2 PX. lắp ráp cơ khí 1290 2 1000 B
2

3 Phân xưởng đúc 1104,84 2 1000 B
3

4 PX. nén khí 742,19
2 800 B
4
5 Bộ phận hành chính và BQL 134,44
6 Trạm bơm 619,83
2 800 B
5
7 Bộ phận thử nghiệm 401,25
8 PX. rèn 1231,25 1 1000 B
6
9 PX sửa chữa cơ khí 446,7
1 800 B
7
10 PX. gia công gỗ 453,75
6. Các phương án đi dây mạng cao áp của xí nghiệp: