TRƯỜNG ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

BÀI TẬP LỚN
THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN

Đề tài: thiết kế cung cấp cho phân xưởng cơ khí
GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN
SINH VIÊN
NHĨM
LỚP
MÃ SINH VIÊN

Hải Phịng,2021


Tên SV:
Lớp:
Tên HP: Thiết kế cung cấp điện_N01
Tên đề tài: Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng cơ khí.

Hình : Bản vẽ mặt bằng 1
Sơ đồ mặt bằng phân xưởng có diện tích 200m2 (20x10) sử dụng nguồn điện 3 pha
có điện áp 0,4kV
Thơng số hệ thống trung áp và hạ áp : Cách xưởng 5KM
- Trung áp : Udm = 22kV
- Hạ áp
: Udm = 400V
STT Kí hiệu

Tên máy

1
2
3
4
5
6
7
8

Máy cắt
Máy Tiện Dây
Máy phay
Máy Khoan Đứng
Máy Mài
Máy Tiện CNC
Quạt
Đèn

M1
M2
M3,4
M5
M6
M7
Q
Đèn

Bảng 1. 1 . Bảng thống kê phụ tải
Số

Tổng
Udm Fđm Cosφ
lượng công suất (V)
(Hz)
( KW )
1
3
380
50
0.8
1
5
380
50
0.85
2
4,5
380
50
0.85
1
12
380
50
0.9
1
20
380
50
0.9

1
19
380
50
0.85
2
0.7
380
50
0.9
16
1
220
50

2


MỤC LỤC
MỤC LỤC..................................................................................................................3
DANH MỤC HÌNH ẢNH.........................................................................................5
DANH MỤC BẢNG BIỂU.......................................................................................5
Mở Đầu......................................................................................................................6
Chương 1: XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN CHO PHÂN XƯỞNG..................7
1.1

Xác định phụ tải tính tốn cho nhóm.............................................................7

Chương 2: TÍNH TỐN SỤT ÁP VÀ CHỌN SƠ BỘ DÂY....................................8
2.1 Thiết kế sơ đồ mạng biến áp hạ thế...................................................................8

2.2 Tổn Thất trên đường dây phía sau máy biến áp................................................9
Chương 3: TÍNH TỐN CHỌN THIẾT BỊ............................................................13
3.1. Chọn Máy Biến ÁP........................................................................................13
Máy biến áp Đông Anh 100KVA 22/0.4KV.........................................................13
3.2. Tính Tốn Ngắn Mạch Sơ bộ - lựa chọn máy cắt..........................................14
3.3. Lựa chọn MCCB cho mạng lưới trung áp.....................................................18
3.4. Lựa chọn MCCB cấp cho tủ động lực...........................................................18
a. 4 điểm A-B-C-D.............................................................................................18
3.5. Lựa chọn máy phát............................................................................................21
Chương 4: TÍNH TỐN TỔN THẤT.....................................................................22
4.1. Tính tổn thất trên mạng hạ áp........................................................................22
4.1.1. Tính tổn thất từ MBA – Thanh Cái ( C )..................................................22
4.1.2. Tính tổn thất đoạn C5..............................................................................23
4.1.3. Tính tốn tổn thất trên đoạn D4...............................................................24
4.1.4 . Tính tốn tổn thất trên đoạn B6..............................................................24
4.1.5. Tính toán tổn thất trên đoạn A7...............................................................24
 Tổng sụt áp trên toàn mạng hạ áp................................................................24
 Tổn thất điện năng của mạng hạ áp:............................................................24
Chương 5: TÍNH TỐN NGẮN MẠCH.................................................................25
3


5.1. Ngắn mạch phía trung áp...............................................................................25
5.2. Ngắn mạch phía hạ áp....................................................................................26
a) Tính tốn ngắn mạch tại điểm N2...............................................................26
b) Tính tốn ngắn mạch tại điểm N3...............................................................27
c)

Dòng ngắn mạch các thiết bị phía tủ phân phối. A-B-C-D


CHƯƠNG 6: TÍNH TỐN BÙ CƠNG SUẤT........................................................29
6.1 xác định điểm đặt tụ bù...................................................................................29
6.2. Tính tốn tụ bù...............................................................................................29
KẾT LUẬN..............................................................................................................31
TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................32
PHỤ LỤC.................................................................................................................33

4


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình : Bản vẽ mặt bằng 1...........................................................................................2
Hình 2. 1. Sơ đồ cung cấp điện cho phân xưởng.......................................................8
Hình 2. 2. Sơ đồ cung cấp điện ( Hạ Áp )..................................................................9
Y

Hình 3. 1 Máy biến áp 100KVA...............................................................................13
Hình 3. 2. Hình ảnh máy cắt ( MC 2 3 )...................................................................15
Hình 3. 3. HÌnh ảnh máy cắt ( MC 1 ).....................................................................17
Hình 3. 4. Hình ảnh MCCB ( 1 2 3 )........................................................................18
Hình 3. 5. HÌnh ảnh máy phát điện Mitsubushi 100kVA.........................................21
Hình 4. 1 Sơ đồ tương đương ( hạ áp )....................................................................22
Hình 5. 1 Sơ đồ ngắn mạch ( Trung áp )..................................................................25
Hình 5. 2. Sơ đồ ngắn mạch ( Hạ áp )......................................................................26
Hình 6 1 Sơ đồ đặt tù bù công suất..........................................................................29
DANH MỤC BẢNG BI
Bảng 1. 1 . Bảng thống kê phụ tải..............................................................................2
Y

Bảng 2. 1. Bảng kí hiệu trong sơ đồ cung cấp điện....................................................8

Bảng 3. 1 Bảng thông số máy biến áp......................................................................13
Bảng 3. 2 Bảng thông số kĩ thuật MC 2,3................................................................15
Bảng 3. 3. Bảng thông số MCCB thay thế MC2......................................................16
Bảng 3. 4. Bảng thông số máy cắt ( MC 1)..............................................................17
Bảng 3. 7. Bảng thông số kỹ thuật chung của Máy phát điện Mitsubishi 100kVA. 21
Bảng 3. 8. Bảng giá trị phụ tải.................................................................................22

5


Mở Đầu
Trong q trình cơng nghiệp hóa và hiện dại hóa của đất nước cơng nghiệp.
Điện lực giữ vai trị quan trọng trong công cuộc xây dừng đất nước. Việc trang bị
những kiến thức cung cấp nhằm phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt của con người,
cung cấp điện năng cho các thiết bị điện của khu vực kinh tế các khu chế xuất, các
xí nhiệp là rất cần thiết. Một đề án cung cấp điện dù cho bất kì đối tượng nào cũng
cần đảm bảo về độ tin cậy, chất lượng điện an toàn và kinh tế.
Đề tài: “Thiết kế cung cấp điện cho xưởng cơ khí”
Ở đây em đã thu thật thông tin của xưởng cơ khi gần khu vực mình sinh sống
để tiến hành thiết kế, tính toàn.
Đề tài bài tập lớn được chia thành các mục/phần như sau:
Chương 1: Xác định phụ tải tính tồn cho phần xưởng
Chương 2: Tính tốn sụt áp và chọn sơ bộ dây
Chương 3: Tính tốn chọn thiết bị
Chương 4: Tính tốn tổn thất
Chương 5: Tính tốn ngắn mạch
Chương 6: Tính toán tụ bù
Giới thiệu về xưởng sản xuất.
Xưởng sản xuất này nằm ở Xóm 3 – Thơn Xun Đơng – Xã Đại Bản –
Huyện An Dương – Tp Hải Phòng.

Xưởng chuyên gia công các sản phẩm về Nhôm.
Xưởng làm việc 2 ca.
Hiện đang là nơi công tác và làm việc của gần 10 nhân cơng.
- Xưởng đang có xu hướng mở rộng thêm phía đất bên cạnh xưởng rộng
hơn 200m2

6


Chương 1: XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN CHO PHÂN XƯỞNG
1.1 Xác định phụ tải tính tốn cho nhóm.
STT Kí hiệu
1
2
3
4
5
6
7
8

Tên máy

Số
Tổng công Udm Fđm Cosφ Ksd
lượng
suất
(V)
(Hz)
( KW )

M1
Máy cắt
1
3
380
50
0.8
0.4
M2
Máy Tiện Dây
1
5
380
50
0.85
0.4
M3,4
Máy phay
2
4,5
380
50
0.85
0.4
M5
Máy Khoan Đứng 1
12
380
50
0.9

0.4
M6
Máy Mài
1
20
380
50
0.9
0.4
M7
Máy Tiện CNC
1
19
380
50
0.85
0.4
Q
Quạt
2
0.7
380
50
0.9
0.7
Đèn
Đèn
16
1
220

50
 Xác định hệ số thiết bị hiệu quả nhq.
= =4
 Xác định hệ số Cosφtb
Hệ số sông suất các thiết bị trong nhóm khơng giống nhau nên ta xác định hệ
số Cosφtb theo công thức:
Cosφtb =
= 0,905
 Xác định phụ tải tính tốn.
Từ nhq = 4 và ksd = 0,4 và tra được kmax = 1,87 (trang 327 tài liệu
thiết kế cung cấp điện của Nguyễn Công Hiền – Nguyễn Mạnh Hoạch)
Phụ tải tính tốn được xác định như sau:
Ptt = kmax . ksd . Pdm = 1,87 0,4 69,4 = 51,9 kW
Qtt = Ptt . tag = 51,9 1,02 = 52,9 kVAr
Stt = = = 74,1 kVA
Itt = = = 106,9 (A).

7


Chương 2: TÍNH TỐN SỤT ÁP VÀ CHỌN SƠ BỘ DÂY
2.1 Thiết kế sơ đồ mạng biến áp hạ thế.

Hình 2. 1. Sơ đồ cung cấp điện cho phân xưởng
Trong đó
STT
1
2
3
4


Bảng 2. 1. Bảng kí hiệu trong sơ đồ cung cấp điện
Kí hiệu Tên
MC
Máy cắt
BA
Máy Biến Áp
MCCB Aptomat tổng hạ áp
AT
Aptomat đầu vào

8


2.2 Tổn Thất trên đường dây phía sau máy biến áp

Hình 2. 2. Sơ đồ cung cấp điện ( Hạ Áp )

9


Ta có :
P1  3( Kw)
>Q1  3 x cos   2, 25( KVAr )
S1  3  j 2, 25
P2  5( Kw)
>Q2  3 x cos   3, 098( KVAr )
S2  5  j 3,098
P3  4,5( Kw)
>Q3  4,5 x cos   2, 78( KVAr )

S3  4,5  j 2, 78
P4  4,5( Kw)
>Q4  4,5 x cos   2, 78( KVAr )
S4  4,5  j 2, 78
P5  12( Kw)
>Q5  12 x cos   5,81( KVAr )
S5  12  j 5,81
P6  20( Kw)
>Q6  20 x cos   9, 68( KVAr )
S6  20  j 9, 68
P7  19( Kw)
>Q7  19 x cos   11, 77( KVAr )
S7  19  j11, 77

Sau MBA – C
P
Q
63,5
37,68

A7
P
19

B6
P
20

Q
11,7


Q
9,68

C5
P
12

Tính tổn thất cho đoạn MC. Chọn sơ bộ.
U x 

X om
X
.Sin  in0 Si li 
 Qi li
U dd
U dd
U NC 

U NC 

X
 Qi li
U dd

0.7
37.68 x 0, 01  0, 7(V )
0.38

U r  U cp  U xN 5

10

Q
5,81

D4
P
12,5

Q
11,49


U r  11, 4  0, 7  10, 7(V )
ro max 

U r .U dd
n

 P .L
i

i 0



10, 7 x0,38
 1,11( / Km)
63,5 x0.1


i

Chọn Dây 25/4,2 – A
Thông số kĩ thuật
R0= 0,640
X0=0.3
Tổn thất của đường dây là. 4,04 V

Tổn thất trên đoạn D4 là:
0.7
11, 49 x0, 02  0, 42(V )
0.38

U D 4 

U r  11, 4  4,04  0, 42  6,94(V )
U r .U dd

ro max 

n

 P .L
i 0

i



6,94 x0, 38

 10,548( / Km)
12,5 x0.1

i

Tổn thất trên đoạn C5 là :

UC 5 

0.7
5,81x0, 02  0, 21(V )
0.38

U r  11, 4  4,04  0, 2  7, 26(V )
ro max 

U r .U dd
n

 P .L
i 0

i



7, 26 x0,38
 11, 495( / Km)
12 x0.02


i

11


Tổn thất trên đoạn B6 là :

U B 6 

0.7
9, 68 x0, 04  0, 7(V )
0.38

U r  11, 4  4,04  0, 7  6, 66(V )
ro max 

U r .U dd
n

 P .L
i

i0



6, 66 x0,38
 3,1( / Km)
20 x0.02


i

Tổn thất trên đoạn A7 là :
A7  (19 x 0,35  11,77 x0,37) x0,05
U A 7 
U B 6 

A7
 1, 44(V )
0,38

0.7
11,7 x0, 05  1(V )
0.38

U r  11, 4  4, 04  1  6,36(V )
ro max 

U r .U dd
n

 P .L
i 0

i



6,36 x0,38
 2, 29( / Km)

19 x0.05

i

Kết luận: lựa chọn dây dẫn thỏa mãn điều khiện sụt áp.

12


Chương 3: TÍNH TỐN CHỌN THIẾT BỊ
3.1. Chọn Máy Biến ÁP
 Từ Sttpx ta có thể lựa chọn được MBA cho tồn phân xưởng theo cơng thức:
SMBA1 = 1,2 (Smax) = 1,25 (74) = 92,5 (kVA)

Hình 3. 1 Máy biến áp 100KVA
Giá bán: 78.500.000 VNĐ
Máy biến áp Đông Anh 100KVA 22/0.4KV
Bảng 3. 1 Bảng thông số máy biến áp
Mức điện
Sđm
ΔP0
ΔPN
UN
I0
áp
kVA
W
W
%
%

22/0,4
100
235
1000
5
2
- Tổn thất cơng suất trong MBA chính:
ΔPBA = ΔP0 + ΔPN = 0,235 + 1 = 0,7 (KW)
ΔQ0BA = = =2 (kVAr)
ΔQnBA = = = 5 (kVAr)
 ΔQBA = ΔQo + ΔQn ( )2 = 1 + ()2 2 = 4,592 (kVAr)
13


 ΔSBA = = 4,64 (kVA)
3.2. Tính Tốn Ngắn Mạch Sơ bộ - lựa chọn máy cắt
S∑ = ΔSBA1 + Stt = 4,592 + 74 = 76,592 kVA
- Công suất máy cắt :
SN = 1,2 S∑ = 1,2 74= 86,4 kVA
- Ta có : U = 22 KV
- Dây dẫn phía trung áp dài l= 2,5km có: R0= 0,35 Ω/km, X0= 0,37 Ω/km
- Điện kháng của hệ thống là :

 Dòng điện ngắn mạch tại điểm N là :

 Dòng điện xung kích

14



a. MC 2,3

Hình 3. 2. Hình ảnh máy cắt ( MC 2 3 )
Bảng 3. 2 Bảng thông số kĩ thuật MC 2,3
Loại

Fixed, Drawout

Số cực

3, 4

Dòng định mức In (A)

800, 1000, 1250, 1600, 2000, 2500, 3200, 4000, 4000b,
5000, 6300

Dòng rò (mA)

-

Dòng ngắn mạch Icu
(kA)

65, 100, 150

Điện áp làm việc định
mức Ue (V)

24KV


Phụ kiện
Tiêu chuẩn

Bộ đấu dây cáp, Micrologic 2.0A, 4 tiếp điểm báo trạng
thái, 1 tiếp điểm báo lỗi
Motor mechanism, Undervoltage trip, door interlock,...
IEC 947-2, Ics = 100% Icu

15


Lưu ý có thể thay thế MCB 2 bằng MCCB

Hình 3. 3. MCCB có thể thay thế MC2
 Thơng số kỹ thuật
Bảng 3. 3. Bảng thông số MCCB thay thế MC2
+ Số cực
3
+ Dòng điện định mức (In)
150A
+ Khả năng cắt dòng ngắn mạch
18kA
+ Điện áp làm việc định mức
380 V AC
Lưu ý có thể thay thế MC3 bằng MCCB tự động đóng

Aptomat Hyundai MCCB 3P 
160A
Dịng định mức


100A 250A
số cực

3P
dịng cắt

38kA
hãng

Hyundai
Tình trạng hàng

mới 100%
dạng

Khối
MCCB
xuất xứ

Hàn quốc

16

Hình 3. 4. Hình ảnh
MCCB 3 lắp sau máy phát


b. MC 1


Hình 3. 5. HÌnh ảnh máy cắt ( MC 1 )
Bảng 3. 4. Bảng thông số máy cắt ( MC 1)
+ Điện áp định
24
mức
+ Số pha
+ Dòng điện định

(KV)
3 pha
630

mức
+ Dòng ngắn

(A)
20

mạch

(KA)

17


3.3. Lựa chọn MCCB cho mạng lưới trung áp.
Dựa trên:
= 106,9A
=74 KVA
Ta lựa chọn MCCB Mitsubishi NF125-CV 3P 125A 10kA


Hình 3. 6. Hình ảnh MCCB ( 1 2 3 )
731.000 ₫
Với thông số và giá thành phù hơp.
Lựu chọn máy phát điện.
Công suất máy phát điện thường chọn lớn hơn 1,25 công xuất xưởng.
ở đây chúng ta chọn máy phát có cơng suất 100KVA
3.4. Lựa chọn MCCB cấp cho tủ động lực
a. 4 điểm A-B-C-D
+ Số pha: 3 pha
+ = 0,4KV
18


+
( là dòng khả năng cắt ngắn mạch của máy cắt)
I lv max 
+

S pt
3U h



20
 28( A)
3.0,4

Hình 3. 7. MCCB cho tủ động lực. ( SỐ Lượng 4 )
Lựa chọn aptomat cho chiếu sáng


Hình 3. 8. Aptomat chi chiếu sáng
19


Mã sản phẩm
Xuất xứ
Số cực
Dòng điện định mức
Dòng cắt ngắn mạch
Điện áp định mức
Tiêu chuẩn

Bảng 3. 5. Bảng thông số Aptomat cho chiếu sáng
BBD2202CA
Thái Lan
2P
20A
10kA
240VAC
IEC 60898, IEC 60947-2

3.5. Lựa chọn máy phát

Hình 3. 9. HÌnh ảnh máy phát điện Mitsubushi 100kVA
Bảng 3. 5. Bảng thông số kỹ thuật chung của Máy phát điện Mitsubishi 100kVA
Công suất liên tục
100kVA
Công suất dự phòng
110kVA

Số pha
3 pha
Điện áp/ Tần số
400V/ 50Hz
Tốc độ vòng quay
1500 Vịng/phút
Dịng điện
130A
Tiêu hao nhiên liệu 100% tải
16.3 lít/h
Độ ồn
68 dB(A) @7m
Kích thước máy trần (LxWxH)
2850x1100x1600 mm
20


Bình nhiên liệu
Trọng lượng

150 lít
1435kg

21


Chương 4: TÍNH TỐN TỔN THẤT
4.1. Tính tổn thất trên mạng hạ áp

Hình 4. 1 Sơ đồ tương đương ( hạ áp )

Bảng 3. 6. Bảng giá trị phụ tải
C5
D4
P
Q
P
Q
12
5,81 12,5
11,49

Sau MBA – C
A7
B6
P
Q
P
Q
P
Q
63,5
37,68 19
11,7
20
9,68
4.1.1. Tính tổn thất từ MBA – Thanh Cái ( C )
Từ kết quả tính sụt áp sơ bộ, cùng với tra bảng chọn
Dây dẫn M50 có thơng số như sau:
=0,37Ω/km
Ω/km

22


 Tổn thất điện áp đoạn từ MBA đến thanh góp (TG)

Có : == 12 V
* Nhận xét: vậy dây M50 thỏa mãn yêu cầu về tổn thất điện áp
 Tổn thất cơng suất đoạn từ MBA đến thanh góp (TG)

=== 1,64 KVA

4.1.2. Tính tổn thất đoạn C5
2

Chọn dây cáp cao su lõi đồng tiết diện 10 mm có:
- r0  1,84( / km) , x0  0,073( / km) .

Có : == 12 – 0.61 = 11,39V ( TM )
* Nhận xét: vậy dây 10mm2 thỏa mãn yêu cầu về tổn thất điện áp
 Tổn thất công suất đoạn từ đến thanh góp (TG)

=== 1,3 KVA
4.1.3. Tính tốn tổn thất trên đoạn D4
Tương tự ta có:
1,14V
8,7 KVA
23


4.1.4 . Tính tốn tổn thất trên đoạn B6

Tương tự ta có:
3,7 V
9,2 KVA
4.1.5. Tính tốn tổn thất trên đoạn A7
Tương tự ta có:
4,4V V
0,28 KVA

 Tổng sụt áp trên toàn mạng hạ áp
0.61=10,9(V)
Như vậy cho thấy sụt áp sau MBA trong phạm vi cho phép <3%
 Tổn thất điện năng của mạng hạ áp:
-Xưởng làm việc 2 ca nên ta chọn
Tra bảng 4.1 giáo trình thiết kế cung cấp điện ta có được suy ra 1000
kWh/năm;

24


Chương 5: TÍNH TỐN NGẮN MẠCH
5.1. Ngắn mạch phía trung áp

Hình 5. 1 Sơ đồ ngắn mạch ( Trung áp )
- Dây dẫn phía trung áp dây dài l=5 km có:
Ω/km
Ω/km
Cơng suất máy cắt chọn SMC=100 ( theo kết quả của phần chương 3: “Lựa
chọn thiết bị”
X HT 


U 2 222

 4, 84Ω
S MC 100

-Dòng điện ngắn mạch tại điểm :

25