Đồ án mơn học

GVHD: TS. Nguyễn Hiền Trung
MỤC LỤC

Lời Nói Đầu........................................................................................................... 3
PHẦN 1 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN CỦA PHÂN XƯỞNG SCCK VÀ
TỒN BỘ NHÀ MÁY CƠ KHÍ HÀ NỘI ........................................................... 4
I.XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN CỦA PHÂN XƯỞNG .......................................4
1.Xác định phụ tải động lực.............................................................................................4
1.1.Chia nhóm thiết bị .....................................................................................................4
2.Tính tốn cơng suất phân xưởng trên cơ sở cơng suất các nhóm. ..............................12

II. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN CỦA TOÀN NHÀ MÁY .................. 13
1. Xác định phụ tải chiếu sáng của toàn nhà máy. ........................................................14
1.1. Chiếu sáng đất trống và đường đi. ..........................................................................14
2. Phụ tải tính tốn tồn nhà máy ..................................................................................15

PHẦN 2 THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CUNG CẤP CHO PHÂN XƯỞNG .......... 18
I.Đặt vấn đề....................................................................................................................18
II. Tính chọn thiết bị trong mạch phân xưởng ...............................................................19
1. Chọn aptomat bảo vệ cho đường cáp từ tủ động lực tới từng máy ...........................19
2. Chọn ATM cho từng nhóm máy ...............................................................................21
3. Chọn ATM bảo vệ cho đầu vào tủ động lực .............................................................22
4. Chọn ATM tổng cho phân xưởng..............................................................................22
5. Chọn aptomat cho phụ tải chiếu sáng : ......................................................................23
6. Chọn dây dẫn .............................................................................................................23
6.1 Chọn cáp dẫn điện từ tủ động lực đến các thiết bị ..................................................24
6.2. Chọn cáp từ tủ phân phối tới tủ động lực ...............................................................26
7. Chọn tủ cho phân xưởng ...........................................................................................27
7.1. Chọn tủ động lực cho từng nhóm máy ...................................................................28

PHẦN 3THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CUNG CẤP CHO TOÀN NHÀ MÁY ...... 30
I. Đặt vấn đề...................................................................................................................30
II. Chọn sơ đồ cung cấp điện bên trong cho nhà máy ...................................................31
1. Phương án cung cấp điện cho nhà máy .....................................................................33
1.1 Chọn sơ đồ ngoài nhà máy ......................................................................................34
2. Chọn dung lượng và số lượng mba phân xưởng,vị trí đặt TBA ................................35
2.1 Xác định vị trí đặt TBA ...........................................................................................35
SVTH: Tống Ngọc Hiếu

1

MSSV: K205520216516


Đồ án môn học

GVHD: TS. Nguyễn Hiền Trung

4. Tổn thất trong TBA : .................................................................................................48
4.1. Xác định tổn thất trong các MBA: .........................................................................48

PHẦN 4CHỌN VÀ KIỂM TRA CÁC THIẾT BỊ TRONG MẠNG ĐIỆN ....... 51
I. Chọn các thiết bị trong mạng điện nhà máy: .............................................................51
1. Chọn các thiết bị cao áp: ...........................................................................................51
1.1. Chọn dây dẫn cung cấp cho nhà máy: ....................................................................51
2. Chọn các thiết bị hạ áp : ............................................................................................55
2.1. Chọn áp tơ mát đầu ra MBA : ATM 2 ...................................................................55
3. Tính tốn ngắn mạch cho tồn nhà máy ....................................................................62
3.1.TÍNH NGẮN MẠCH TẠI ĐIỂM F1: .....................................................................62

4. Kiểm tra thiết bị .........................................................................................................82
4.1. Kiểm tra các thiết bị cao áp ....................................................................................83

PHẦN 5 THIẾT KẾ HỆ THỐNG BẢO VỆ VÀ ĐO LƯỜNG CHO TRẠM
BIẾN ÁP.............................................................................................................. 92
I. Thiết kế hệ thống bảo vệ ............................................................................................92
1. Bảo vệ phía cao áp .....................................................................................................92
2. Bảo vệ phía hạ áp ......................................................................................................92
3. Bảo vệ quá điện áp lan truyền ...................................................................................93
II. Thiết kế hệ thống đo lường .......................................................................................94
1. Chọn máy biến dòng cho các đồng hồ đo lường .......................................................95
2. Chọn thiết bị đo .........................................................................................................95
3. Chọn công tơ tác dụng và công tơ phản kháng .........................................................96
III. Trang bị bảo vệ rơ le................................................................................................97
3.1. Bảo vệ quá dòng cắt nhanh 50. ...............................................................................98
3.2. Bảo vệ dòng cực đại 51. .......................................................................................100

TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................. 104

SVTH: Tống Ngọc Hiếu

2

MSSV: K205520216516


Đồ án mơn học

GVHD: TS. Nguyễn Hiền Trung
Lời Nói Đầu


Nhờ có nhưng thành cơng trong cải cách kinh tế, đất nước ta đang trên đà
phát triển với những tiến bộ vượt bậc và những thành tựu to lớn về mọi mặt.
Ngành Điện với phương châm ‘‘Điện khí hóa phải đi một bước’’ đã góp phần
khơng nhỏ vào những thành cơng đó, đó là niềm tự hào cho mỗi sinh viên ngành
Điện chúng em đồng thời cũng là nhân tố thúc đẩy chúng em không ngừng học
tập và rèn luyện.
Trong học kỳ III, năm học 2022-2023, em được giao đề tài đồ án môn học
Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng SCCK và nhà máy cơ khí hà
nội dưới sự hướng dẫn trực tiếp của cô thầy TS.Nguyễn Hiền Trung, bộ môn Hệ
thống điện,Trường Đại Học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên.
Sau thời gian làm đồ án được sự hướng dẫn tận tình của các thầy cơ giáo
trong bộ môn Hệ thống điện, đặc biệt là thầy TS.Nguyễn Hiền Trung, đến nay
đồ đã được hoàn thành với đầy đủ nội dung yêu cầu xong do khả năng còn hạn
chế, kiến thức chuyên môn và thực tế chưa được đầy đủ, tài liệu tham khảo ít do
đó bản đồ án khơng thể tránh khỏi những thiếu sót. Vì vậy em rất mong được
các thầy cô giáo bổ sung và sửa chữa để bản đồ án của em thêm hoàn thiện.
Cuối cùng em xin được gửi tới các thầy giáo, cô giáo - những người đã
giúp đỡ và tạo điều kiện thuân lợi để em hoàn thành bản đồ án này lời cảm ơn
chân thành nhất!

ĐHKTCN Thái Nguyên, ngày 11 tháng 6 năm 2023
Sinh viên thiết kế: Tống Ngọc Hiếu
Lớp: K56TDH.01
GVHD: TS.Nguyễn Hiền Trung

SVTH: Tống Ngọc Hiếu

3


MSSV: K205520216516


Đồ án môn học

GVHD: TS. Nguyễn Hiền Trung
PHẦN 1

XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN CỦA PHÂN XƯỞNG SCCK VÀ
TỒN BỘ NHÀ MÁY CƠ KHÍ HÀ NỘI
• Phụ tải phân xưởng gồm 2 loại
- Phụ tải động lực
- Phụ tải chiếu sáng
I.XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN CỦA PHÂN XƯỞNG
1.Xác định phụ tải động lực
1.1.Chia nhóm thiết bị
Phụ tải động lực gồm các động cơ trang bị cho các máy trong phân xưởng.
Để có các số liệu tính tốn thiết kế sau này ta chia các thiết bị phân xưởng thành
các nhóm. Việc chia nhóm cần phải căn cứ vào các nguyên tắc sau:
Các thiết bị gần nhau đưa vào 1 nhóm, mỗi nhóm khơng q 12 thiết
bị là tốt nhất.
Đi dây thuận lợi, khơng chồng chéo, gấp khúc. Góc gãy > 120o
Ngồi ra phải kết hợp cơng suất của các nhóm gần bằng nhau.
 Căn cứ vào mặt bằng phân xưởng, công suất của các máy công cụ và
sự bố trí, sắp sếp các máy ta chia các thiết bị trong phân xưởng thành 3
nhóm và ta đi xác định phụ tải tính tốn của từng nhóm.
-

SVTH: Tống Ngọc Hiếu


4

MSSV: K205520216516


Đồ án môn học

GVHD: TS. Nguyễn Hiền Trung

1.2.Xác định phụ tải tính tốn của từng nhóm
a. Nhóm máy I
Stt

Tên thiết bị

Ký
hiệu

Số
lượng

Pđm

Cos ϕ

ksd

( kW )

1


Máy phay lăn
răng

1

1

1

0,70

0,16

2

Máy phay vạn
năng

2

1

7

0,70

0,16

3


Máy tiện ren
I7763A

3

1

4,5

0,65

0,16

4

Máy tiện ren
IA62

4

1

10

0,60

0,16

5


Máy tiện ren

5

1

20

0,65

0,16

6

Máy khoan
đứng 2A125

6

1

2,8

0,70

0,16

7


Máy khoan bàn

7,8

2

0,85

0,65

0,16

8

Thiết bị không
dùng điện

1

9

Máy giũa

11

1

1

0,60


0,16

Số thiết bị trong nhóm máy là n = 10
Thiết bị có cơng suất lớn nhất là máy tiện ren : Pmax = 20 (kW)
=>Thiết bị có cơng suất lớn hơn hoặc bằng ½ cơng suất của máy có công suất
lớn nhất 0,5.Pđmmax = 10 kW => n1 = 2
Tổng cơng suất của n thiết bị có trong nhóm là :
P = 1+7+4,5+10+20+2,8+0,85*2+1 = 47,15(kW)
Tổng công suất của n1 thiết bị
SVTH: Tống Ngọc Hiếu

5

MSSV: K205520216516


Đồ án môn học

GVHD: TS. Nguyễn Hiền Trung

P1 = 10+20 = 30(kW)
Số thiết bị điện có hiệu quả :
n* =
P* =

n1
n
P1
P


2

= = 0,22
9

=

30
47,15

= 0,63

Từ n* và P* tra bảng 2-2 ( trang 32 - tài liệu số 1)
Ta được :
n*hq = f ( n*,P*) = 0,42
Số thiết bị dùng điện có hiệu quả
nhq = n*hq . n = 0,42*9= 3,78 => nhq = 4
Ta có :
ksdtb I =

∑n
t=1 PdmI .ksdi
∑n
t=1 PdmI

=

(1+7+4,5+10+20+2,8+0,85∗2+1)∗0,16=
47,15


= 0,16

Từ nhq = 4 và ksdtb I = 0,16
Tra bảng 2.1 ( trang 34 - tài liệu số 1)
Ta có : kmax I = f(nhq, ksdđm I) = f( 4;0,16) = 3,11
Cơng suất tính tốn của nhóm I
Ptt I = kmax I. ksdtb I.∑ni=1 PdmI = 3,11* 0,16 * 47,15 = 23,46
Hệ số cơng suất cos ϕ của nhóm phụ tải :
∑n
i=1 PdmI .cos ϕ

cosϕtb I=
=

∑n
i=1 PdmI

1∗0,7+7∗0,7+4,5∗0,65+10∗0,6+20∗0,65+2,8∗0,7+0,85∗2∗0,65+1∗0,6
47,15

= 0,66

Ta có: Udm=Ud, do tính cho mạng hạ áp nên:
Ud = √3.Uf = √3.220 = 381,05 (V) = 0,38 (kV)
Vậy ta có :

SVTH: Tống Ngọc Hiếu

6


MSSV: K205520216516


Đồ án môn học

GVHD: TS. Nguyễn Hiền Trung

+ Công suất tồn phần của nhóm máy I là :
Stt I =

PttI
cosϕtbI

=

23,46
0,66

= 35,54

(kVA)

+ Dịng phụ tải tính tốn của nhóm máy I là:
Itt I =

SttI
√3.Udm

=


35,54
√3.0,38

= 53,99

(A)

+ Cơng suất phản kháng của nhóm máy I là:
2
2
Qtt I = √SttI
− PttI
= √35,542 − 23,462 = 26,69 (kVAr)

b. Nhóm máy II
Stt

Tên thiết bị

Ký
hiệu

Số
lượng

Pđm(kw)

Cos ϕ


ksd

1

Máy mài tròn
vạn năng

12

1

4,5

0,60

0,16

2

Máy tiện ren

13

1

8,1

0,60

0,16


3

Máy tiện ren

14

1

10

0,60

0,16

4

Máy tiện ren

15

1

14

0,60

0,16

5


Máy xọc

19

1

2,8

0,60

0,16

6

Bàn thử
nghiệm thiết bị
điện

20

1

7

0,60

0,16

Số thiết bị trong nhóm máy là n = 6

Thiết bị có cơng suất lớn nhất là máy tiện ren : Pmax = 14 (kW)
=>Thiết bị có cơng suất lớn hơn hoặc bằng ½ cơng suất của máy
có cơng suất lớn nhất 0,5.Pđmmax = 7kW => n1 = 4

SVTH: Tống Ngọc Hiếu

7

MSSV: K205520216516


Đồ án môn học

GVHD: TS. Nguyễn Hiền Trung

Tổng công suất của n thiết bị có trong nhóm là :
P = 4,5+8,1+10+14+ 2,8+7 = 46,4(kW)
Tổng công suất của n1 thiết bị
P1 = 8,1+10+14+7=39,1 (kW)
Số thiết bị điện có hiệu quả :
n* =
P* =

n1

4

= = 0,66

n


6

P1

39,1

P

46,4

=

= 0,84

Từ n* và P* tra bảng 2-2 ( trang 32 - tài liệu số 1)
Ta được :
n*hq = f ( n*,P*) = 0,75
Số thiết bị dùng điện có hiệu quả
nhq = n*hq . n = 0,75*6 = 4,5 => nhq = 5
Ta có :
∑n
t=1 PdmII .ksdi

ksdtb=

∑n
t=1 PdmII

=


(4,5+8,1+10+14+2,8+7)∗0,16
46,4

= 0,16

Từ nhq = 5 và ksdtb II = 0,16
Tra bảng 2.1 ( trang 34 - tài liệu số 1)
Ta có : kmax II = f(nhq, ksdđm II) = f( 5;0,16) = 2,87
Cơng suất tính tốn của nhóm II
Ptt II = kmax II. ksdtb II.∑ni=1 PdmII = 2,87 * 0,16 * 46,4 = 21,30
Hệ số công suất cos ϕ của nhóm phụ tải :
cosϕtbII =

∑n
i=1 PdmII .cos ϕ
∑n
i=1 PdmII

=

(4,5+8,1+10+14+ 2,8+7)∗0,60
46,4

= 0,6

Ta có: Udm=Ud, do tính cho mạng hạ áp nên:
Ud = √3.Uf = √3.220 = 381,05 (V) = 0,38 (kV)

SVTH: Tống Ngọc Hiếu


8

MSSV: K205520216516


Đồ án mơn học

GVHD: TS. Nguyễn Hiền Trung

Vậy ta có :
+ Cơng suất tồn phần của nhóm máy I là :
Stt II =

PttII

=

cosϕtbII

21,30
0,6

= 35,5

(kVA)

+ Dịng phụ tải tính tốn của nhóm máy I là:
Itt II =


SttII
√3.Udm

=

35,5
√3.0,38

= 53,93

(A)

+ Cơng suất phản kháng của nhóm máy II là:
2
2
Qtt II = √SttII
− PttII
= √35,52 − 21,302 = 28,4

(kVAr)

c. Nhóm máy III
STT

Tên thiết bị

Kí hiệu

Số lượng


Pđm( kW )

Cos ϕ

1

Máy bào ngang

22

1

4,5

0,60

2

Máy khoan
đứng

23

1

4,5

0,60

0,16


3

Khoan bàn

24,26

2

0,65

0,60

0,16

4

Máy cuốn dây

28

1

1

0,60

0,16

5


Máy cưa kiểu
đai

1

1

0,60

0,16

6

Máy mài thơ

30

1

2,8

0,60

0,16

7

Máy hàn điểm
1 pha


31

1

4,5KVA

0,60

0,35

29

ksd

0,16

• Quy đổi máy biến áp hàn 1 pha từ chế độ làm việc ngắn hạn sang dài hạn
Pđmmh = Pđm × cos 𝜑 × √𝜀% = 4,5. 0,6 = 2,7(kW)
Quy đổi 1 pha sang 3 pha :
SVTH: Tống Ngọc Hiếu

9

MSSV: K205520216516


Đồ án môn học

GVHD: TS. Nguyễn Hiền Trung


Giả sử máy hàn mắc vào pha A :
𝑃𝐴 = 2,7 (𝑘𝑊)
Tổng công suất định mức của các thiết bị 3 pha trong nhóm máy III là:
ΣP3f = 4,5+4,5+0,65*2+1+1+2,8+2,7 = 17,8 (kW)
=>PKCB%=

𝛥𝑃𝐾𝐶𝐵
𝛴𝑃3𝑓

.100% =

2,7
17,8

. 100% = 0,1378 ≈ 13,78% < 15%

Như vậy lượng phụ tải không cân bằng nhỏ hơn mười lăm phần trăm (15%)
tổng công suất của các thiết bị 3 pha trong nhóm, do đó khi xác định phụ tải
tính tốn thì máy hàn 1 pha H được coi như thiết bị 3 pha có cơng suất tương
đương.
P3f= P1f = 2,7 (kw)
- Số thiết bị có trong nhóm là: n = 8
+) Thiết bị có cơng suất lớn nhất là máy bào ngang : Pmax = 4,5 (kW)
+) Số thiết bị có công suất đặt lớn hơn hoặc bằng 1/2 công suất của máy có
cơng suất lớn nhất: 0,5.Pđmmax = 2,25 (kW) => n1 = 4
+) Tổng công suất của n thiết bị có trong nhóm
P = 4,5+4,5+0,65*2+1+1+2,8+2,7=17,8( kW)
+) Tổng cơng suất của n1 thiết bị
P1 = 4,5+4,5+2,7+2,7=14,4 (kW)

Ta có
n* =

n1

P* =

n

4

= = 0,5
8

14,4
P1
=
= 0,80
17,8
P

Từ n* và P*, tra bảng 2-2 ( trang 32 -tài liệu số 1)

SVTH: Tống Ngọc Hiếu

10

MSSV: K205520216516



Đồ án môn học

GVHD: TS. Nguyễn Hiền Trung

ta được: n*hq = f(n*,P*) = f(0,5;0,8) = 0,70

+) Số thiết bị dùng điện có hiệu quả
nhq = n*hq.n = 0,70.8 = 5,6 => nhq = 6
- Ta có hệ số sử dụng trung bình các thiết bị trong nhóm III là:
ksdtb III =
∑n
t=1 PdmIII .ksdi
∑n
t=1 PdmIII

=

4,5∗0,16+4,5∗0,16+0,65∗2∗0,16+1∗0,16+1∗0,16+2,8∗0,16+2,7∗0,35
17,8

= 0,18
- Từ : nhq = 6 và ksd = 0,18
Tra bảng 2.1 ( trang 34 - tài liệu số 1)
Ta có kmax III = f(nhq, ksdđm III) = f(6; 0,18) = 2,24
- Cơng suất tính tốn của nhóm III:
Ptt III = kmax III. ksdtb III.∑ni=1 PdmIII = 2,24*0,18*17,8= 7,17 (kW)
- Hệ số cosφ của nhóm phụ tải
∑n
i=1 PdmIII .cos ϕ


cosϕtb III =

∑n
i=1 PdmIII

=

4,5∗0,60+4,5∗0,60+0,65∗2∗0,60+1∗0,60+1∗0,60+2,8∗0,60+2,7∗0,60
17,8

= 0,6

- Vậy, ta có: Udm=Ud, do tính cho mạng hạ áp nên:
Ud = √3.Uf = √3.220 = 381,05 (V) = 0,38 ( kV)
+ Cơng suất tồn phần của nhóm máy III là :

SVTH: Tống Ngọc Hiếu

11

MSSV: K205520216516


Đồ án môn học
Stt III =

GVHD: TS. Nguyễn Hiền Trung
PttIII

=


cosϕtbIII

7,17
0,6

= 11,95 (kVA)

+ Dịng phụ tải tính tốn của nhóm máy III là:
Itt III =

SttIII
√3.Udm

=

11,95
√3.0,38

= 18,15

(A)

+ Công suất phản kháng của nhóm máy III là:
2
2
Qtt III = √SttIII
− PttIII
= √11,952 − 7,172 = 9,56


(kVAr)

Ta có bảng phụ tải tính tốn cho các nhóm :
Tên nhóm

Ptt (kW)

Qtt(kVar)

Stt(kVA)

Itt(A)

cosϕtb

Ksdtb

I

23,46

26,69

35,54

53,99

0,66

0,16


II

21,30

28,4

35,5

53,93

0,6

0,16

III

7,17

9,56

11,95

18,15

0,6

0,18

2.Tính tốn cơng suất phân xưởng trên cơ sở cơng suất các nhóm.

Trong hoạt động sản xuất của phân xưởng cần thiết phải có chiếu sáng điện. Có
nhiều phương pháp tính giá trị phụ tải tính tốn. Thơng dụng nhất là phương
pháp tính theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất của phân xưởng.
Pcs = P0.F (kw)
F: là diện tích chiếu sáng đo trên mặt bằng nhà máy
FPX = a.b. α2
Trong đó:
a, b là chiều dài, rộng của phân xưởng
: hệ số tỉ lệ
FPX =1,9*1,0*10002 *10-4 = 1900(m2)
P0: Suất chiếu sáng trên 1 đơn vị diện tích sản xuất
Chọn P0 = 15 ( W⁄ 2 )
m
SVTH: Tống Ngọc Hiếu

12

MSSV: K205520216516


Đồ án môn học

GVHD: TS. Nguyễn Hiền Trung

Do vậy:
PCSPX = 15*1900 = 28500 (w) = 28,5 (kW)
Dòng điện chiếu sáng phân xưởng là:
ICSPX =

PCSPX

√3.0,38

=

28,5
√3.0,38

= 43,3 (A)

Áp dụng công thức:
Sttpx = √Ptt 2 + Q2tt (kVA)
Kđt: hệ số đồng thời, chọn Kđt = 0,9
Ptt = kđt *∑3i=1 Ptti = 0,9.(23,46+21,30+7,17) = 46,73 (kW)
Qtt = kđt. ∑3i=1 Q tti = 0,9.(26,69+28,4+9,56) = 58,18 (kVar)
Công suất tác dụng của phân xưởng là :
Pttpx = Ptt + PCSPX = 46,73 + 28,5 = 75,23 (kW)
Công suất phản kháng của phân xưởng là:
Qttpx = Qtt = 58,18 (KVar)
Cơng suất tồn phần của phân xưởng là:
Sttpx = √Pttpx 2 + Q ttpx 2 = 95,10 (kVA)
Dòng điện phụ tải của phân xưởng:
Ittpx =

Sttpx
√3Udm

=

95,10
√3.0,38


= 144,48 (A)

Hệ số công suất của phân xưởng:
cosϕpx =

Pttpx
Sttpx

=

75,23
95,10

= 0,79

II. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN CỦA TỒN NHÀ MÁY
Phụ tải tính tốn của nhà máy được chia làm 2 phần
SVTH: Tống Ngọc Hiếu

13

MSSV: K205520216516


Đồ án môn học

GVHD: TS. Nguyễn Hiền Trung

Thành phần thứ nhất là tổng hợp tất cả các phụ tải tính toán của các phân xưởng,

các nhà máy, các nhà hành chính, nhà kho,... được đầu bài cho ở bảng I(bao gồm
cả phụ tải tính tốn động lực và chiếu sáng) và phụ tải tính tốn của phân xưởng
dụng cụ được tính ở trên.
Thành phần thứ 2 là phụ tải tính tốn ngồi phân xưởng, chủ yếu đó là phụ tải
chiếu sáng cho phần diện tích mặt bằng bên ngồi các phân xưởng. Các phần
diện tích này được chiếu sáng đồng thời như nhau, việc xác định phụ tải này
cũng dựa vào phương pháp suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích: Pttcs = P0.F
Với sơ đồ mặt bằng nhà máy ta tính được diện tích các phân xưởng.

1

Phân xưởng kết
cấu kim loại

1

a (cm)
C.dài
(bản vẽ)
4,5

2

Phân xưởng lắp
ráp cơ khí

1

4,5


2

900

3

Phân xưởng đúc

1

4,5

2

900

4

Phân xưởng nén
khí

1

1,9

0,7

133

5


Phân xưởng rèn

1

2,6

2,4

624

6

Trạm bơm

1

1,5

0,7

105

7

Phân xưởng sửa
chữa cơ khí

1


1,9

1

190

8

Phân xưởng gia
công gỗ

1

1,9

1

190

9

Ban quản lý nhà
máy

1

2,1

1,2


252

Stt

Tên phân xưởng Số lượng

b (cm)
C.rộng
(bản vẽ)
2

Tổng diện tích các phân xưởng: Fpx

F (m2)
(thực tế)
900

4194

1. Xác định phụ tải chiếu sáng của toàn nhà máy.
1.1. Chiếu sáng đất trống và đường đi.
SVTH: Tống Ngọc Hiếu

14

MSSV: K205520216516


Đồ án môn học


GVHD: TS. Nguyễn Hiền Trung

Fđt+đđ = Fnm - Fpx
Trong đó:
Fnm: diện tích tồn bộ mặt bằng nhà máy
Fpx : diện tích các phân xưởng
- Diện tích tồn nhà máy :
Fnm = 20,4*12*10002*10-4 = 24480 (m2)
- Diện tích các phân xưởng :
Fpx = ∑91 Fpxi = 4194 (m2)
Vậy :
Fđt+đđ = 24480 – 4194 = 20286 (m2)
Tra bảng 2-7 (CCĐT2) ta có suất phụ tải chiếu sáng cho
đất trống và đường đi là:
PO = 1 (w⁄ 2 ) = 1.10-3(kw⁄ 2 )
m
m
Pđt+đđ = P0.Fđt+đđ = 1.10-3. 20286 = 20,28 (kW)
1.2. Ban quản lý nhà máy .
Pcsbqlnm = P0.Fnbv = 252. 85. 10−3 = 21,42(kW)
Pttbqlnm = Pcsbqlnm . cosϕ =21,42 . 0,85 = 18,207 (kW)
2. Phụ tải tính tốn tồn nhà máy
Stt

Tên phân xưởng

Ptt
(kW)

Qtt

(kVAr)

Loại hộ phụ
tải

1

Phân xưởng kết cấu
kim loại

350

250

1

2

Phân xưởng lắp ráp
cơ khí

270

200

2

SVTH: Tống Ngọc Hiếu

15


MSSV: K205520216516


Đồ án môn học

GVHD: TS. Nguyễn Hiền Trung

3

Phân xưởng đúc

380

250

2

4

Phân xưởng nén khí

170

100

1

5


Phân xưởng rèn

200

100

2

6

Trạm bơm

180

120

1

7

Phân xưởng sửa chữa
cơ khí

75,23

58,18

2

8


Phân xưởng gia cơng
gỗ

170

120

3

9

Ban quản lý nhà máy

18,207

1

-Ta có:
Sttnm = kpt.kđt.√(∑ni=1 Pttnm ) 2+(∑ni=1 Q ttnm )2
Trong đó: kpt = 1,15 là hệ số phát triển của nhà máy.
Kđt = 0,9 là hệ số đồng thời của nhà máy.
+ Tổng công suất tác dụng của toàn nhà máy là :
∑ni=1 Pttpxi = 350+270+380+170+200+180+75,23+170+18,207
= 1813,43 (kw)
+ Tổng công suất phản kháng của tồn nhà máy là :
n

Q
i =1


ttpxi

= 250+200+250+100+100+120+58,18+120
= 1198,18 (kVAr)

Cơng suất tác dụng của toàn nhà máy:
Pttnm = kpt.kđt.(∑12
i=1 Pttpxi + Pcsnm )
SVTH: Tống Ngọc Hiếu

16

MSSV: K205520216516


Đồ án môn học

GVHD: TS. Nguyễn Hiền Trung

= 1,15.0,9.(1813,43+ 20,28 ) = 1897,88 (kW)
+ Cơng suất phản kháng của tồn nhà máy:
Qttnm= kpt.kđt. ∑12
1 Q ttpxi =1,15.0,9. 1198,18 = 1240,11 (kVAr)
Vậy có:
Sttnm =√1897,812 + 1240,112 = 2267,05 (kVA)

+ Hệ số cơng suất của tồn nhà máy
cosϕ =


Pttnm
Sttnm

=

1897,88
2267,05

SVTH: Tống Ngọc Hiếu

= 0,83

17

MSSV: K205520216516


Đồ án môn học

GVHD: TS. Nguyễn Hiền Trung
PHẦN 2

THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CUNG CẤP CHO PHÂN XƯỞNG
I.Đặt vấn đề
Mạng điện phân xưởng dùng để cấp và phân phối điện năng cho phân xưởng ,
nó phải đảm bảo các yếu tố kinh tế kĩ thuật như sau: Đơn giản, tiết kệm về vốn
đầu tư, thuận tiện khi vận hành sửa chữa, dễ dàng thực hiện các biện pháp bảo
vệ và tự động hóa, đảm bảo chất lượng điện năng giảm đến mức nhỏ nhất các
tổn hao công suất phụ.
Sơ đồ nối dây của phân xưởng có 3 dạng cơ bản:

-Sơ đồ nối dây hình tia
-Sơ đồ nối dây phân nhánh
-Sơ đồ hỗn hợp
Sơ đồ nối dây hình tia có ưu điểm là việc nối dây đơn giản, rõ ràng, độ tin
cậy cao, dễ thực hiện các biện pháp tự động hóa, dễ vận hành, bảo quản, sửa
chữa, nhưng có nhược điểm là vốn đầu tư lớn.
Chọn sơ đồ cung cấp điện cho phân xưởng:
Căn cứ vào đặc điểm và yêu cầu cung cấp điện cho phân xưởng cơ khí ta thiết
kế sơ đồ cũng cấp điện cho các sơ đồ phụ tải động lực là kiểu sơ đồ hình tia.
Cấu trúc sơ đồ hình tia mạng điện phân xưởng cơ khí được mô tả như sau:
Đặt 1 tủ phân phối điện từ trạm biến áp về và cấp cho 4 tủ động lực, 3 tủ động
lực cấp cho 3 nhóm phụ tải đã được phân nhóm ở trên, 1 tủ động lực cho phụ tải
chiếu sáng nhà máy. Đặt rải rác cạnh tường phân xưởng mỗi tủ động lực cũng
cấp điện cho 1 phụ tải.
Tủ động lực đặt ở vị trí thỏa mãn các điều kiện sau:
-Càng gần trung tâm phụ tải của nhóm máy càng tốt
-Thuận tiện cho các hướng đi dây
-Thuận tiện cho các thao tác vận hành, sửa chữa, bảo dưỡng
Tủ phân phối được đặt ở vị trí thỏa mãn các điều kiện sau:
-Gần trung tâm phụ tải các tủ động lực
SVTH: Tống Ngọc Hiếu

18

MSSV: K205520216516


Đồ án môn học

GVHD: TS. Nguyễn Hiền Trung


-Thuận tiện cho các hướng đi dây
-Thuận tiện cho các thao tác vận hành, sửa chữa, bảo dưỡng
Đi dây từ trạm biến áp đến tủ phân phối trung gian bằng cáp 3 pha 4 lõi
cách điện đặt trong hào cáp có nắp đậy bê tông.
Đi dây từ tủ phân phối tới tủ động lực bằng cáp bọc cách điện.
Đi dây từ tủ động lực tới các máy bằng cáp 3 pha 4 lõi bọc cách điện tăng
cường luồn trong ống thép chôn ngầm dưới nền nhà xưởng sâu khoảng 30cm,
mỗi mạch đi dây khơng nên uốn góc q 2 lần, uốn góc khơng được nhỏ hơn
120∘ .
II. Tính chọn thiết bị trong mạch phân xưởng
1. Chọn aptomat bảo vệ cho đường cáp từ tủ động lực tới từng máy
Aptomat có thể dùng để khởi động trực tiếp các động cơ điện có cơng suất
vừa và nhỏ, nó là thiêt bị dùng ở mạng điện áp thấp. Nó có thể làm được cả 2
nhiệm vụ là đóng cắt và bảo vệ. Do ưu điểm hơn hẳn cầu chì là khả năng làm
việc chắc chắn, an tồn, đóng cắt đồng thời 3 pha và khả năng tự động hóa cao
nên ta dùng aptomat để bảo vệ cho máy.
Việc chọn ATM phải dựa vào yêu cầu sau:
-Vì ATM bảo vệ trực tiếp cho các máy nên ta lựa chọn theo điều kiện mở máy
(đương nhiên thỏa mãn điều kiện làm việc định mức).
-ATM không được tác động với dòng quá tải ngắn hạn và dòng định mức.
-ATM phải tác động khi có dịng cực đại (q tải lâu dài) và dòng ngắn mạch
chạy qua.
Theo các điều kiện sau:
UđmATM ≥ Uđm mạng
IđmATM ≥ Ilv max
Với: UđmATM là điện áp dòng điện định mức của ATM đã chọn.
Ilv max là dòng điện làm việc cực đại chạy qua 1 ATM.
+ Tính cho máy phay lăn răng :


SVTH: Tống Ngọc Hiếu

19

MSSV: K205520216516


Đồ án môn học

GVHD: TS. Nguyễn Hiền Trung

Uđm mạng = 0,38 (kV)
Ilv max

= Idm =

Pdm
√3.Udm .cos φ

=

1
√3.0,38.0,8

= 1,89 (A)

Tra PL3.5 (Trang 356-tài liệu 1) ta chọn ATM EA53-G do Nhật chế tạo có
thơng số như sau:
Aptomat 3 cực : EA53-G ; Uđm = 380 (V) ; Iđm = 10 (A) ; IN = 5 (kA)
Tính tốn tương tự cho các thiết bị khác ta chọn aptomat bảo vệ cho các thiết bị

như trong bảng sau :
Bảng chọn aptomat cho các thiết bị

STT

Tên thiết bị

Kí
hiệu

Pđm

cosφ

(kW)

Ilvmax
(A)

Loại
ATM

Số
cực

Iđm

Uđm

ATM

ATM
(A)

1

Máy phay
lăn răng

1

1

0,70

2

Máy phay
vạn năng

2

7

0,70

3

Máy tiện ren
I7763A


3

4,5

0,65

4

Máy tiện ren
IA62

4

10

0,60

5

Máy tiện ren

5

20

6

Máy khoan
đứng 2A125


6

7

Máy khoan
bàn

8
9

EA53-G

3

10

380

EA53-G

3

15

380

EA53-G

3


15

380

EA53-G

3

10

380

0,65 46,74

EA53-G

3

50

380

2,8

0,70

EA53-G

3


10

380

7,8

0,85

0,65

EA53-G

3

10

380

Máy giũa

11

1

0,60

EA53-G

3


10

380

Máy mài
tròn vạn
năng

12

4,5

0,60

EA53-G

3

15

380

SVTH: Tống Ngọc Hiếu

1,89
14,18
10,51
25,32

6,07

1,98
2,53
11,39

20

MSSV: K205520216516


Đồ án môn học

GVHD: TS. Nguyễn Hiền Trung

10

Máy tiện ren

13

8,1

0,60 20,51

EA53-G

3

30

380


11

Máy tiện ren

14

10

0,60 25,32

EA53-G

3

30

380

12

Máy tiện ren

15

14

0,60 35,45

EA53-G


3

40

380

13

Máy xọc

19

2,8

0,60

EA53-G

3

10

380

14

Bàn thử
nghiệm thiết
bị điện


20

7

0,60

EA53-G

3

20

380

15

Máy bào
ngang

22

4,5

0,60

EA53-G

3


15

380

16

Máy khoan
đứng

23

4,5

0,60

EA53-G

3

15

380

17

Khoan bàn

24,26

0,65


0,60

EA53-G

3

10

380

Máy cuốn
dây

28

1

0,60

EA53-G

3

10

380

19


Máy cưa
kiểu đai

29

1

0,60

EA53-G

3

10

380

20

Máy mài thô

30

2,8

0,60

EA53-G

3


10

380

21

Máy hàn
điểm 1 pha

31

EA52-G

2

30

220

18

7,09
17,72

4,5KVA 0,60

11,39
11,39
1,64

2,53
2,53
7,09
20,45

2. Chọn ATM cho từng nhóm máy
- Để tránh sự cố lan tràn ở từng tủ động lực, mỗi tủ động lực được thiết kế 1
ATM để bảo vệ riêng.
- Điều kiện chọn ATM cho các nhóm:
+ UđmATM ≥ Uđmmang
+ IđmATM ≥ Ittnhom
Với: UđmATM và IđmATM là điện áp và dịng điện định mức của ATM chọn
Tính chọn cho nhóm 1:
SVTH: Tống Ngọc Hiếu

21

MSSV: K205520216516


Đồ án môn học

GVHD: TS. Nguyễn Hiền Trung

UđmATM ≥ 380 (V)
IdmATM ≥

Stt1
√3Udm


=

35,54
√3.0,38

= 54 (A)

Tra PL 3.5 trang 356-tài liệu 1) ta chọn ATM do Nhật chế tạo có thơng số như
sau
Aptomat 3 cực : EA103-G; Uđm = 380 (V) ; Iđm = 60 (A) ; IN = 25 (kA)
Tính tương tự cho các nhóm cịn lại ta có
Bảng chọn aptomat cho từng nhóm
Nhóm

Loại
ATM

UđmATM Uđm mạng
(V)
(V)

Ittnh

IđmATM

IN

Số cực

(A)


(A)

1

54

60

EA103-G

380

380

25

3

2

53,93

60

EA103-G

380

380


25

3

3

18,15

20

EA53-G

380

380

5

3

(kA)

3. Chọn ATM bảo vệ cho đầu vào tủ động lực
Aptomat được chọn theo điều kiện:
UđmATM ≥ Uđm mạng
IđmATM≥ I lv Max
Tra PL 3.6 trang 356 ta chọn ATM EA do Nhật chế tạo có thông số như sau :

TÊN


Uđm (V)

Iđm (A)

IN(KA)

SỐ CỰC

EA203-G

380

160

25

3

4. Chọn ATM tổng cho phân xưởng
Aptomat tổng được chọn theo điều kiện:
UđmATM ≥ Uđm mạng
IđmATM≥ I lv Max
Trong đó:
SVTH: Tống Ngọc Hiếu

22

MSSV: K205520216516



Đồ án môn học

GVHD: TS. Nguyễn Hiền Trung

Uđm mạng = 380 (V)
I lv Max = I ttpx = 144,48 (A)
Tra bảng PL 3.5 trang 356-tài liệu 1, ta chọn
aptomat do Nhật chế tạo:Kí hiệu EA203-G có thơng số :
Aptomat 3 cực : Uđm = 380 (V) ; Iđm = 160 (A) ; IN = 25 (kA)
5. Chọn aptomat cho phụ tải chiếu sáng :
Aptomat bảo vệ cho chiếu sáng cũng được chọn theo điều kiện :
- UđmAT ≥ Uđm mạng
- IđmAT ≥ Ilv max
Với : UđmAT và IđmAT là điện áp và dòng điện định mức của aptomat đã chọn.
Ilv max là dòng làm việc cực đại chạy qua 1 aptomat.
Ilv max = Icspx
Trong đó :
Uđm mạng = 380 (V)
Icspx = 43,3 (A)
Tra PL3.5 Trang 356-tài liệu 1. ta chọn aptomat EA do Nhật chế tạo có thơng số
như sau :
Aptomat 2 cực : EA52-G ; Uđm = 220 (V) ; Iđm = 50 (A) ; IN =5 (kA)
6. Chọn dây dẫn
Cáp và dây dẫn hạ áp được lựa chọn theo dòng điện lâu dài cho phép nhằm đảm
bảo cách điện của cáp và dây dẫn không đạt tới độ nguy hiểm cho cách điện của
dây.
Tiết diện của dây dẫn được lựa chọn theo điều kiện sau:
[I1] ≥
[I2] ≥


Ilv max
k1 .k2 .k3

=

ItdATM
k.k1 .k2 .k3

Idm
k1 .k2 .k3

=

1,25.IdmATM
k.k1 .k2 .k3

S ≥ 1,5 mm2 để đảm bảo độ bền cơ
SVTH: Tống Ngọc Hiếu

23

MSSV: K205520216516


Đồ án môn học

GVHD: TS. Nguyễn Hiền Trung

k1: Hệ số xét đến nhiệt độ môi trường lắp đặt dây dẫn khác với nhiệt độ quy

chuẩn.
Nhiệt độ quy chuẩn được lấy như sau:
+ Nhiệt độ của đất là 15oC
+ Nhiệt độ của khơng khí là 25oC
6.1 Chọn cáp dẫn điện từ tủ động lực đến các thiết bị
Dây dẫn và cáp được chọn theo chiều dòng điện lâu dài cho phép. Điều đó đảm
bảo nhiệt độ của dây dẫn khơng làm hỏng cách điện của dây. Dây dẫn cấp điện
cho từng máy được đặt trong ống thép và chôn dưới đất nên nhiệt độ môi trường
đặt dây là 200C và nhiệt độ lớn nhất cho phép của dây là 800C.
Chọn dây dẫn theo 2 điều kiện sau :
[Icp] ≥

Ilvmax
k1 .k2 .k3

Vì các thiết bị được bảo vệ bằng ATM nên :
[I2]≥

Ikdnhiet
1,5.k1 .k2 .k3

Trong đó :
k1 : Hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ môi trường khác với nhiệt độ tiêu chuẩn.
Tra bảng PL4.21 -tài liệu 1 chọn k1 = 0,96
k2 : Hệ số hiệu chỉnh kể đến số lượng cáp hoặc dây dẫn đặt trong cùng
1 hầm hoặc 1 rãnh cáp. Tra bảng PL4.22 -tài liệu 1 chọn k2 = 1
Ilv max = Iđm
Ikd nhiệt : Dòng khởi động của bộ phân cắt mạch điện bằng nhiệt
Ikd nhiệt = 1,25.IđmATM
k3 : Hệ số kể đến chế độ làm việc của thiết bị

+ Với chế độ làm việc ngắn hạn lặp lại: k 3 =

0,875
√ε

+ Với chế độ làm việc dài hạn: k3 = 1

SVTH: Tống Ngọc Hiếu

24

MSSV: K205520216516


Đồ án mơn học

GVHD: TS. Nguyễn Hiền Trung

a). Tính cho phay lăn răng :
[Icp] ≥

Ilv max
k1 .k2 .k3

=

1,89
0,96.1.1

= 1,96 (A)


Tra bảng 4.24 Trang 250-tài liệu 2 chọn cáp đồng hạ áp 4 lõi cách điện PVC do
hãng LENS chế tạo có thơng số kĩ thuật :

Slõi = 4 × 1,5 (mm2 ) ; Icp = 31 (A)
b). Tính cho máy phay vạn năng :
[Icp] ≥

Ilx max
k1 .k2 .k3

=

14,18
0,96.1.1

= 14,77 (A)

Tra bảng 4.24 Trang 250 -tài liệu 2 chọn cáp đồng hạ áp 4 lõi cách điện PVC do
hãng LENS chế tạo có thơng số kĩ thuật :
Slõi = 4 × 2,5 (mm2 ) ; Icp = 41 (A)
c).Tương tự ta tính cho các máy cịn lại trong phân xưởng ta có bảng sau :
Bảng chọn cáp dẫn điện
Ilv max
STT

Tên thiết bị

(A)


Ilv max
K1 . K 2 . K 3

Tiết
diện dây

Icp
(A)

(mm2 )
1

Máy phay lăn
răng

1,89

2

Máy phay vạn
năng

14,18

3

Máy tiện ren
I7763A

10,51


4

Máy tiện ren
IA62

25,32

5

Máy tiện ren

46,74

SVTH: Tống Ngọc Hiếu

25

1,96

4 × 1,5

31

14,77

4 × 2,5

41


10,94

4 × 1,5

31

26,37

4×6

66

48,68

4 × 10

87

MSSV: K205520216516