Đồ án Cung Cấp Điện
LỜI NÓI ĐẦU
Đất nước ta đang trong công cuộc công nhiệp hoá , hiện đại hoá . Nhu cầu
điện năng trong các lĩnh vực công nghiệp , nông nghiệp , dịch vụ và sinh hoạt tăng
trưởng không ngừng đi cùng với quá trình phát triển kinh tế . Do đó đòi hỏi rất
nhiều công trình cung cấp điện . Đặc biệt rất cần các công trình có chất lượng cao ,
đảm bảo cung cấp điện liên tục , phục vụ tốt cho sự phát triển của các nghành
trong nền kinh tế quốc dân .
Trong đó có lĩnh vực công nghiệp là 1 trong các ngành kinh tế trọng điểm của
đất nước , được Nhà nước và Chính phủ ưu tiên phát triển vì có vai trò quan trọng
trong kế hoạch đưa nước ta trở thành nước công nghiệp vào năm 2020 . Thiết kế
cung cấp điện cho nghành này vì thế là 1 công việc khó khăn , đòi hỏi sự cẩn thận
cao . Phụ tải của ngành phần lớn là phụ tải hộ loại 1 , đòi hỏi độ tin cậy cung cấp
điện cao . Một phương án cung cấp điện hợp lý là 1 phương án kết hợp hài hòa
được các chỉ tiêu kinh tế , kĩ thuật , đảm bảo đơn giản trong sửa chữa và vận hành
thuận tiện , đảm bảo chất lượng điện năng . Hơn nữa cần áp dụng các thiết bị cùng
các thiết kế hiện đại và có khả năng mở rộng trong tương lai .
Dưới sự hướng dẫn của thầyNguyễn Phúc Huy, em được nhận đề tài Thiết kế
cung cấp điện cho 1 phân xưởng sửa chữa cơ khí . Đồ án bao gồm 1 số phần chính
như chọn máy và vị trí đặt trạm biến áp , chọn dây và các phần tử bảo vệ , hạch
toán công trình . Việc làm đồ án đã giúp chúng em điều kiện áp dụng những kiến
thức đã học và tích lũy thêm được nhiều kinh nghiệm . Đây là 1 đồ án có tính thực
tiễn rất cao , chắc chắn sẽ giúp ích cho em rất nhiều trong công tác sau này .
Trong quá trình thực hiện đồ án , em đã nhận được sự chỉ bảo rất tận tình của
thầy Nguyễn Phúc Huy cùng các thầy cô trong khoa Hệ Thống Điện. Em rất mong
nhận thêm được nhiều sự chỉ dẫn của thầy cô để hoàn thiện hơn cho đồ án .
Em xin chân thành cảm ơn .
Sinh viên
Nguyễn Thị Hoa

1

Nguyễn Thị Hoa

1

Đ3_H2

Trường Đại Học Điện Lực


Đồ án Cung Cấp Điện
KHÁI QUÁT CHUNG
------------------Thiết kế cung cấp điện cho một phân xưởng sản xuất công nghiệp
Thiết kế mạng điện cho một phân xưởng với số liệu cho trong bảng 1.1 , lấy
theo vần alphabê theo chữ cái đầu tiên của họ và tên người thiết kế . Tỷ lệ phụ tải
điện loại I và II là 85 % .Hao tổn điện áp cho phép trong mạng điện hạ áp ∆Ucp =
3,5 % . Hệ số công suất cần nâng lên là cos φ = 0,90 . Hệ số chiết khấu i = 12 % .
Thời gian sử dụng công suất cực đại TM , h .Công suất ngắn mạch tại điểm đấu
điện Sk , MVA ; Thời gian tồn tại của dòng ngắn mạch tk = 2,5s.Khoảng cách từ
nguồn điện đến trung tâm của phân xưởng L , m , chiều cao nhà xưởng H , m. Giá
thành tổn thất điện năng C∆= 1000 đ/kWh; suất thiệt hại do mất điện gth= 7500
đ/kWh. Đơn giá tụ bù là 200.103 đ/kVAr , chi phí vận hành tụ bằng 2% vốn đầu
tư , suất tổn thất trong tụ ∆ Pb = 0,0025 kW/kVAr. Giá điện trung bình g = 1000
đ/kWh. Điện áp lưới phân phối là 22 kV . Các tham số khác lấy trong phụ lục và
sổ tay thiết kế cung cấp điện
Bảng 1 .số liệu thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng
Phân xưởng
Alphabê
Số hiệu
Phương án

Sk,MVA
H,m
H
4
C
T
7,79
4,12
N

2

Nguyễn Thị Hoa

L,m

TM,h

73,6

4680

2

Đ3_H2

Trường Đại Học Điện Lực


Đồ án Cung Cấp Điện

Bảng 2 .phụ tải của các phân xưởng cơ khí – sửa chữa N04
Số hiệu trên sơ
Tên thiết bị
Hệ số
Cosφ
đồ
Ksd
1;2;3;19;
Máy tiện ngang bán tự
0,35
0,67
20;26;27
động
4;5;7;8;24
Máy tiện xoay
0,32
0,68
6
11
9;10;12
13
14;15;16;17

Máy tiện xoay
Máy khoan đứng
Máy khoan đứng
Máy khoan định tâm
Máy tiện bán tự động

0,3

0,26
0,37
0,3
0,41

0,65
0,56
0,66
0,58
0,63

18
21;22;23;28;29;
30;31
25;32;33
34
35
36
37
38;39

Máy mài nhọn
Máy tiện ren

0,45
0,47

0,67
0,7


Máy doa
Máy hàn hồ quang
Máy biến áp hàn ε =0,4
Máy tiện ren
Máy hàn xung
Máy chỉnh lưu hàn

0,45
0,53
0,45
0,4
0,32
0,46

0,63
0,9
0,58
0,6
0,55
0,62

Công suất đặt P
kW
12+17+22+12+
18+2.18,5
1,5+3+7,5+12
+10
8,5
3
5,5+8,5+6,3

3
2,8 + 4,5 +5,5+
7,5
3
3 x 2,8 + 5,5+
4,5 + 8,5 + 10
4 + 5,5 + 7,5
40
35
18
20
30;20

Nội dung
I . Thuyết minh
1. Tính toán chiếu sáng và làm mát cho phân xưởng
2. Tính toán phụ tải điện
3. Xác định sơ đồ cấp điện của phân xưởng
4. Lựa chọn và kiểm tra các thiết bị của sơ đồ nối điện
5. Tính toán chế độ mạng điện
6. Tính toán tụ bù nâng cao hệ số công suất
7. Tính toán nối đất và chống sét
8. Dự toán công trình

II . Bản vẽ
1. Sơ đồ mạng điện trên mặt bằng phân xưởng với sự bố trí của các tủ
phân phối , các thiết bị.
3

Nguyễn Thị Hoa


3

Đ3_H2

Trường Đại Học Điện Lực


Đồ án Cung Cấp Điện
2. Sơ đồ nguyên lý của mạng điện có chỉ rõ các mã hiệu và các tham số

của thiết bị được chọn
3. Sơ đồ trạm biến áp gồm : sơ đồ nguyên lý , sơ đồ mặt bằng và mặt cắt
trạm biến áp
4. Sơ đồ chiếu sáng và sơ đồ nối đất
5. Bảng số liệu tính toán mạng điện

4

Nguyễn Thị Hoa

4

Đ3_H2

Trường Đại Học Điện Lực


Đồ án Cung Cấp Điện


Sơ đồ mặt bằng phân xưởng cơ khí - sữa chữa N 4

5

Nguyễn Thị Hoa

5

Đ3_H2

Trường Đại Học Điện Lực


Đồ án Cung Cấp Điện
CHƯƠNG I
TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG VÀ LÀM MÁT CHO PHÂN XƯỞNG
------------------Trong thiết kế chiếu sáng , vấn đề quan trọng nhất phải quan tâm là đáp ứng
các yêu cầu về độ rọi và hiệu quả của chiếu sáng đối với thị giác.Ngoài độ rọi ,
hiệu quả của chiếu sáng còn phụ thuộc vào quang thông , màu sắc ánh sáng , sự
lựa chọn hợp lý cùng sự bố trí chiếu sáng vừa đảm bảo tính kinh tế và mỹ quan
hoàn cảnh .Thiết kế chiếu sáng phải đảm bảo các yêu cầu sau:
- Không bị lóa mắt
- Không lóa do phản xạ
- Không có bóng tối
- Phải có độ rọi đồng đều
- Phải đảm bảo độ sáng đủ và ổn định
- Phải tạo ra được ánh sáng giống ánh sáng ban ngày
Các hệ thống chiếu sáng bao gồm chiếu sáng chung , chiếu sáng cục bộ và
chiếu sáng kết hợp . Do yêu cầu thị giác cần phải làm việc chính xác ,nơi mà các
thiết bị cần chiếu sáng mặt phẳng nghiêng và không tạo ra các bóng tối sau khi

thiết kế cho phân xưởng thường sử dụng hệ thống chiếu sáng kết hợp .
1.1.
Tính toán lựa chọn đèn
Vì xưởng sửa chữa có nhiều máy điện quay nên ta chọn đèn sợi đốt . Chọn độ
rọi Eyc = 100 lx
Chọn độ cao treo đèn : h1 = 0,7 m
Chiều cao của mặt bằng làm việc h2 = 0,8 m
Khoảng cách từ đèn đến mặt công tác là : h = H – h 2 = 4,12 – 0,8 = 3,32
m

h1
H

h
h2

6

Nguyễn Thị Hoa

6

Đ3_H2

Trường Đại Học Điện Lực


Đồ án Cung Cấp Điện

Chỉ số phòng :

a.b
24.36
=
K = h( a + b) 3,32(24 + 36) = 4,34
σ
Lấy độ phản xạ của trần và tường lần lượt là : σ tran =50 % và tuong =30 % kết hợp

với chỉ số phòng ta tra bảng được hệ số sử dụng là: Ksd = 0,59 (đèn sợi đốt chiếu
sâu_bảng 47.plBT).
Với loại đèn dùng để chiếu sáng cho phân xưởng sản xuất khoàng cách giữa
các đèn được xác định theo tỷ lệ L/h = 1,8 tức là :
L = 1,5 . h = 1,8 . 3,32 = 5,976 m
Căc cứ vào kích thước của nhà xưởng ta chọn khoảng cách giữa các đèn là L n
= 4 m và Ld = 5 m . Ta sẽ được 9 hàng đèn , mỗi hàng 5 đèn --> tổng cộng có 45
đèn.
Kiểm tra độ đồng đều về ánh sáng :

L
3

d

≤q≤

L

L

d


2

5
5
3 ≤2≤ 2

≤ p≤

n

3

và
và

L

n

2

≤ 2≤

Quang thông yêu cầu của đèn :
Fyc =

k .E yc .S .Z
n.k sd

=


1,3.864.10 0.1,1
= 5235,25 (lumen)
40.0,59

Trong đó :
Eyc : độ rọi yêu cầu , lx ; ở đây lấy Eyc = 100 lx
S : diện tích bề mặt chiếu sáng , m2
η : hiệu suất của đèn
δdt : hệ số dự trữ
k : hệ số lợi dụng quang thông của đèn
Chọn loại đèn sợi đốt Halogen có Pđ = 300 W ; F = 6300 lm
7

Nguyễn Thị Hoa

7

Đ3_H2

Trường Đại Học Điện Lực


Đồ án Cung Cấp Điện
Ngoài ra ta trang bị thêm cho 2 phòng thay đồ và 2 phòng vệ sinh, mỗi phòng có 1
bóng 60W.
Tổng công suất đèn là : Pcs = 45.300+ 4.60 = 13740 W = 13,74 kW

Ta có sơ đồ bố trí đèn như sau:


8

Nguyễn Thị Hoa

8

Đ3_H2

Trường Đại Học Điện Lực


Đồ án Cung Cấp Điện

Chọn cáp cho hệ thống chiếu sáng
Chọn cáp từ tủ phân phối đến tủ chiếu sáng .

1.2.

9

Nguyễn Thị Hoa

9

Đ3_H2

Trường Đại Học Điện Lực


Đồ án Cung Cấp Điện

Pcs
Ics = 3.U dm .cosϕ =
(với đèn sợi đốt cos ϕ =1).
I cp ≥

13,74
3 ⋅ 0,38 ⋅ 1

= 20,8757 A

I cs
20,8757
=
= 21,9745 A
k1 .k 2 .k 3 0,95 ⋅ 1 ⋅ 1

Trong đó :
k1: hệ số thể hiện ảnh hưởng của cách thức lắp đặt, cáp treo trên trần k1=0,95.
k2: hệ số thể hiện ảnh hưởng tương hỗ của các mạch đặt kề nhau, lấy k2 = 1
o

o

k3: Hệ số ảnh hưởng của nhiệt độ tương ứng với dạng cách điện. Do t < 30 nên
k3 =1.
Chọn cáp đồng 4 lõi vỏ PVC, tiết diện 4 mm2 có: Icp= 42 A, do LENS chế tạo
có r0 = 4,61 Ω/km(bảng PL V.13 – Ngô Hồng Quang)
Chọn dây dẫn từ áp tô mát tới các nhóm đèn.
Bóng đèn được chia thành 5 nhóm, mỗi nhóm sẽ có 9 bóng công suất 300W
Công suất tổng : P = 9.300 = 2700 W = 2,7 kW

2,7
= 12,27 A
Ilvmax = 0,22
I
12,27
I cp ≥ lv max
= 18,19 A
k1 .k 2 .k3 0,95.0,7.1

Suy ra :
=
Trong đó :
k1 =0,95: Cáp treo trên trần .
k2=0,7
Chọn cáp đồng hai lõi vỏ PVC, tiết diện 2,5 mm2 có Icp= 25 A, do CADIVI chế
tạo.
Các nhóm khác cũng có cùng số lệu như nhóm 1 nên kết quả giống như nhóm 1.
Từ kết quả tính toán trên ta được bảng số liệu thông số dây dẫn mạch chiếu sáng
như sau

Icp

r0
(Ω/km)ở
200C

4

42


4,61

2,5

25

4,61

Vị trí
F, mm
Cáp tổng
cs
Dây
nhánh

2

Chọn áp tô mát :
Chọn áp tô mát tổng
Ics = 20,8757 A ta chọn áp tô mát tổng Iđm = 40 A, 3 cực, do LG chế tạo
10

Nguyễn Thị Hoa

10

Đ3_H2

Trường Đại Học Điện Lực



Đồ án Cung Cấp Điện
Chọn áp tô mát nhánh
Nhánh cung cấp điện cho 9 bóng
Ilvmax = 12,27 A , ta chọn áp tô mát Iđm = 20 A , 2 cực, do LG chế tạo
Các nhánh khác dùng áp tô mát cùng loại.
Bảng 1.2: Thông số Át-tô-mát được lựa chọn
Vị trí

Loại

Kiểu

Udm(V)

Số cực Idm(A)

Áp tô mát tổng

50AF

ABE 53a

600

3

40

Áp tô mát nhánh


50AF

ABE 53a

600

2

20

• Kiểm tra điều kiện chọn dây kết hợp với áp tô mát
Điều kiện kiểm tra:
I cp ≥
-

Mạch chiếu sáng tổng dùng dây 4 mm2, bảo vệ bằng áp tô mát có
= 40 A:
I cp = 42 A ≥

-

1,25.I đmA
1,5.k1 .k 2 .k 3

IđmA

1,25.I đmA
1,25.40
=

= 35,08 A
1,5.k1 .k 2 .k 3 1,5.0,95.1.1

Các mạch nhánh dùng dây 2,5 mm2 , bảo vệ bằng áp tô mát kiểu 50AF:
I cp = 25 A ≥

1,25.I đmA
1,25.20
=
= 25 A
1,5.k1 .k 2 .k 3 1,5.0,95.0,7.1

Thỏa mãn điều kiện.
+ Không cần kiểm tra độ sụt áp của của đường dây vì đường dây ngắn, các
dây đều được chọn vượt cấp.
1.3.

Tính toán làm mát

Lưu lượng gió tươi cần cấp vào xưởng là:

(

Q = 6 ⋅ 24 ⋅ 36 ⋅ 4,12 = 21,358 ⋅ 10 3 m 3 / h

)

n – tỉ số đổi không khí (1/h)_ với phân xưởng cơ khí lấy n = 6 (1/h)
V – thể tích của phân xưởng (m3)
với a (m), b (m), chiều rộng – dài phân xưởng

h (m)– chiều cao của phân xưởng;
== > Chọn quạt có q = 2800 m3/h == > 8 quạt
11

Nguyễn Thị Hoa

11

Đ3_H2

Trường Đại Học Điện Lực


Đồ án Cung Cấp Điện
Bảng4: Thông số kỹ thuật của quạt hút công nghiệp
Thiết bị

Công suất.W

Lượng gió
(m3/h)

Số lượng

ksd

cosϕ

Quạt hút


215

2800

8

0,7

0,8

Hệ số nhu cầu của quạt hút là:

kncqh =

k sd +

1 − k sd
n

= 0,7 +

1 − 0,7
= 0,806
8

Trong đó : n là tổng số thiết bị trong nhóm.
Công suất làm mát :
n

Plm = k ncqh ∑ Pđmqi = 0,806 ⋅ 8 ⋅ 215 = 1386 ,32W = 1,386 kW

i =1

Chọn cáp cho hệ thống làm mát
Chọn cáp từ tủ phân phối đến tủ lám mát.

1.4.

Plm

1,386

Ilm = 3 ⋅ U đm =
(với đèn sợi đốt cos ϕ =1).
I cp ≥

3 ⋅ 0,38

= 2,106 A

I cs
2,106
=
= 2,217 A
k1 .k 2 .k 3 0,95 ⋅ 1 ⋅ 1

Trong đó :
k1: hệ số thể hiện ảnh hưởng của cách thức lắp đặt, cáp treo trên trần k1=0,95.
k2: hệ số thể hiện ảnh hưởng tương hỗ của các mạch đặt kề nhau, lấy k2 = 1
o


o

k3: Hệ số ảnh hưởng của nhiệt độ tương ứng với dạng cách điện. Do t < 30 nên
k3 =1.
Chọn dây có tiết diện 2,5 mm2 có: r0 = 8 Ω/km ,x0 = 0,09 Ω/km
Chọn áp tô mát :
Ilm = 2,217 A ta chọn áp tô mát tổng EA52G có Iđm = 10 A, 2 cực, do Nhật chế
tạo (Bảng 31.pl-SBT)

CHƯƠNG II:
TÍNH TOÁN PHỤ TẢI ĐIỆN
12

Nguyễn Thị Hoa

12

Đ3_H2

Trường Đại Học Điện Lực


Đồ án Cung Cấp Điện
Tính toán phụ tải điện là công việc bắt buộc và đầu tiên trong mọi công trình
cung cấp điện . Việc này sẽ cung cấp các số liệu phục vụ cho việc thiết kế lưới
điện về sau của người kĩ sư . Phụ tải tính toán có giá trị tương đương với phụ tải
thực tế về mặt hiệu ứng nhiệt , do đó việc chọn dây dẫn hay các thiết bị bảo vệ cho
nó sẽ được đảm bảo .
Có nhiều phương pháp tính toán phụ tải điện như phương pháp hệ số nhu cầu ,
hệ số tham gia cực đại . Đối với việc thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sửa

chữa cơ khí , vì đã có các thông tin chính xác về mặt bằng bố trí thiết bị , biết đựoc
công suất và quá trình công nghệ của từng thiết bị nên sử dụng phương pháp hệ số
nhu cầu để tổng hợp nhóm phụ tải động lực . Nội dung chính của phưong pháp
như sau :
- Thực hiện phân nhóm các thiết bị có trong xưởng, mỗi nhóm đó sẽ được cung
cấp điện từ 1 tủ động lực riêng , lấy điện từ 1 tủ phân phối chung . Các thiết bị
trong nhóm nên chọn có vị trí gần nhau trên mặt bằng phân xưởng, có chế độ làm
việc và công suất tương tự nhau.
Xác định hệ số sử dụng tổng hợp của mỗi nhóm thiết bị theo biểu thức sau :
ΣPi .k sdi
k = ΣPi
Σ
sd

- Xác định số lượng thiết bị hiệu dụng của mỗi nhóm nhd :

( ΣP )

2

i

2
Σ
P
i
nhd =

- Hệ số nhu cầu của nhóm sẽ được xác định theo biểu thức sau :
Σ

k
s
knc = d +

1 − k sΣd
n hd

- Phụ tải tính toán của mỗi nhóm là :
Ptt = knc. ΣPi
Hệ số công suất của phụ tải mỗi nhóm :
∑ Pi ⋅ Cosϕ
Cosϕ tb =

∑P

i

2.1. Phụ tải tính toán nhóm chiếu sáng.
13

Nguyễn Thị Hoa

13

Đ3_H2

Trường Đại Học Điện Lực


Đồ án Cung Cấp Điện

Từ kết quả thiết kế chiếu sáng ta tính được phụ tải chiếu sáng tính toán của toàn
phân xưởng.
Pcs = kđt .N .Pđ = 1.(45.300 +4.60) = 137400 W =13,74 kW.
Trong đó:
kđt : hệ số đồng thời của nhóm phụ tải chiếu sáng.
N : số bóng đèn cần thiết.
Pđ : công suất của mỗi đèn được lựa chọn.
Vì dùng đèn sợi đốt nên hệ số cosϕ của nhóm chiếu sáng là 1. Do đó, ta có công
suất toàn phần của nhóm chiếu sáng là:
Pcs
13,74
=
= 13,74 kVA
1
Scs = cos ϕ

Qcs = 0 kVAr.
2.2. Phụ tải tính toán nhóm thông thoáng và làm mát
Phụ tải tính toán nhóm phụ tải thông thoáng-làm mát:
Plm = 1,386 kW

S lm =
Qlm =

Plm
1,386
=
= 1,7325 kVA
cos ϕ
0,8

2
S lm
− Plm2 = 1,7325 2 + 1,386 2 = 1,0395

kVAr

2.3. Phụ tải tính toán nhóm động lực
Vì phân xưởng có rất nhiều thiết bị nằm rải rác ở nhiều khu vực trên mặt bằng
phân xưởng, nên để cho việc tính toán phụ tải chính xác hơn và làm căn cứ thiết kế
tủ động lực cấp điện cho phân xưởng, ta chia các thiết bị ra từng nhóm nhỏ, đảm
bảo:
-

Các thiết bị điện trong cùng một nhóm gần nhau;

-

Nếu có thể, trong cùng một nhóm nên bố trí các máy có cùng chế độ
làm việc;

-

Công suất các nhóm xấp xỉ bằng nhau.

14

Nguyễn Thị Hoa

14


Đ3_H2

Trường Đại Học Điện Lực


Đồ án Cung Cấp Điện
Căn cứ vào các thiết bị và diện tích mặt bằng phân xưởng ,ta chia các thiêt bị động
lực ra thành 4 nhóm và tính toán cho từng nhóm như sau:
Tính toán cho nhóm 1
Bảng 2.1
TT

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

Tên thiết bị

Hệ số trên
mặt bằng


Hệ số
Ksd

cosφ

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

0,35
0,35
0,35
0,32
0,32
0,3
0,32
0,32
0,37
0,37
0,26
0,37

4

0,67
0,67
0,67
0,68
0,68
0,65
0,68
0,68
0,66
0,66
0,56
0,66

Máy tiện ngang bán tự động
Máy tiện ngang bán tự động
Máy tiện ngang bán tự động
Máy tiện xoay
Máy tiện xoay
Máy tiện xoay
Máy tiện xoay
Máy tiện xoay
Máy khoan đứng
Máy khoan đứng
Máy khoan đứng
Máy khoan đứng
Tổng
Hệ số sử dụng tổng hợp
∑ Pi . k sdi


ksd∑ =
Số lượng hiệu dụng

∑ Pi

(∑ P i )
∑P

36,371
= 0,341
106,8

2

2

nhd =

=

Công suất
đặt
P(kW)
12
17
22
1,5
3
8,5

7,5
12
5,5
8,5
3
6,3
106,8

i

106,8 2
= 8,437
= 1351,94

Hệ số nhu cầu

1 −k
n
knc = ksd∑ +

1 − 0,341

sd ∑

hd

= 0,341 +

8,437


= 0,568

Tổng công suất phụ tải động lực
Pdl1 = knc . ∑Pi = 0,568 . 106,8 = 60,6624 kW
Hệ số công suất của phụ tải động lực

15

Nguyễn Thị Hoa

15

Đ3_H2

Trường Đại Học Điện Lực


Đồ án Cung Cấp Điện
12

∑ P ⋅ Cosϕ
i

Cosϕ tb1 =

1

12

∑P


i

=

71,093
= 0,666
106,8

i

1

Công suất biểu kiến
S đl1 =

Pđl1
60,6624
=
= 91,085 ( kVA)
Cosϕ tb1
0,666

Công suất phản kháng
Q đl1 = S đl2 1 − Pđl21 = 91,085 2 − 60,6624 2 = 67,945( kVAR )

Tính toán cho nhóm 2
Bảng 2.2
TT


1
2
3
4
5

Tên thiết bị

Hệ số trên
mặt bằng

Hệ số
Ksd

cosφ

Máy khoan định tâm
Máy tiện ngang bán tự động
Máy tiện ngang bán tự động
Máy hàn hồ quang
Máy biến áp hàn ε = 0,4
Tổng

13
19
26
34
35

0,3

0,35
0,35
0,53
0,45
1,98

0,58
0,67
0,67
0,9
0,58

Công suất
đặt
P(kW)
3
12
18,5
40
35
108,5

Hệ số sử dụng tổng hợp

∑ P .k
∑P
i

ksd∑ =
Số lượng hiệu dụng


(∑ P i )
∑P
2

nhd =
Hệ số nhu cầu

i

sdi

= = 0,45

i

2

108,5
= 3320,25 = 3,55

1 −k
n
knc = ksd∑ +

1 − 0,45

sd ∑

= 0,45 + 3,55 = 0,74

Tổng công suất phụ tải động lực
Pdl2 = knc . ∑ Pi = 0,74 . 108,5 = 80,29 kW
Hệ số công suất của phụ tải động lực
hd

16

Nguyễn Thị Hoa

16

Đ3_H2

Trường Đại Học Điện Lực


Đồ án Cung Cấp Điện
∑ P . cosϕ
∑P
Cosφtb2 =
= = 0,723
i

i

i

Công suất biểu kiến

P

Sdl2 = cos ϕ
dl 2

tb 2

= = 111,05 kVA

Công suất phản kháng
Qđl 2 = S đl2 2 − Pđl2 2 = 111,05 2 − 80 ,29 2 = 76,718( kVAR)

Tính toán cho nhóm 3
Bảng 2.3
TT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13

Tên thiết bị

Hệ số trên

mặt bằng
14
15
16
17
18
20
21
22
27
28
29
36
37

Máy tiện bán tự động
Máy tiện bán tự động
Máy tiện bán tự động
Máy tiện bán tự động
Máy mài nhọn
Máy tiện ngang bán tự động
Máy tiện ren
Máy tiện ren
Máy tiện ren
Máy tiện ngang bán tự động
Máy tiện ren
Máy tiện ren
Máy hàn xung
Tổng
-


Hệ số
Ksd
0,41
0,41
0,41
0,41
0,45
0,35
0,47
0,47
0,35
0,47
0,47
0,4
0,32
5,39

cosφ
0,63
0,63
0,63
0,63
0,67
0,67
0,7
0,7
0,67
0,7
0,7

0,6
0,55

Công suất đặt
P(kW)
2,8
4,5
5,5
7,5
3
18
2,8
2,8
18,5
5,5
4,5
18
20
113,4

Hệ số sử dụng tổng hợp :
13

k sd ∑ 3 =

∑P ⋅k
i

sdi


1

13

∑P

=

43,38
= 0,383
113,4

i

1

17

Nguyễn Thị Hoa

17

Đ3_H2

Trường Đại Học Điện Lực


Đồ án Cung Cấp Điện
-


Số lượng hiệu dụng :
2

n hd 3

 13 
 ∑ Pi 
2
(
113,4)
1


= 13
=
= 8,139
1580 ,02
2
∑ Pi
1

-

Hệ số nhu cầu :
k nc ∑ 3 = k sd ∑ 3 +

-

1 − k sd ∑ 3


= 0,383 +

nhd 3

1 − 0,383
8,139

= 0,599

Tổng công suất phụ tải động lực :
13

Pđl 3 = k nc ∑ 3 ⋅ ∑ Pi = 0,599 ⋅ 113,4 = 67,9266( kW )
1

-

Hệ số công suất của phụ tải động lực :
13

Cosϕ tb3 =

∑ P ⋅ Cosϕ
i

1

13

∑P


i

=

71,974
= 0,635
113,4

i

1

-

Công suất toàn phần:
S đl 3 =

-

Pđl 3
67,9266
=
= 106,971( kVA)
Cosϕ tb3
0,635

Công suất phản kháng :

Qđl 3 = S đl2 3 − Pđl23 = 106,9712 − 67,9266 2 = 82 ,636( kVAR )


18

Nguyễn Thị Hoa

18

Đ3_H2

Trường Đại Học Điện Lực


Đồ án Cung Cấp Điện

Tính toán cho nhóm 4
Bảng 3.4
TT

1
2
3
4
5
6
7
8
9

-


Tên thiết bị

Hệ số trên
mặt bằng

Hệ số
Ksd

cosφ

Máy tiện ren
Máy tiện xoay
Máy doa
Máy tiện ren
Máy tiện ren
Máy doa
Máy doa
Máy chỉnh lưu hàn
Máy chỉnh lưu hàn
Tổng

23
24
25
30
31
32
33
38
39


0,47
0,32
0,45
0,47
0,47
0,45
0,45
0,46
0,46
4

0,7
0,68
0,63
0,7
0,7
0,63
0,63
0,62
0,62

Công suất
đặt
P(kW)
2,8
10
4
8,5
10

5,5
7,5
30
20
98,3

Hệ số sử dụng tổng hợp :
9

k sd ∑ 4 =

∑P ⋅k
i

sdi

1

9

∑P

=

43,861
= 0,446
98,3

i


1

-

Số lượng hiệu dụng :
2

n hd 4

 9 
 ∑ Pi 
( 98,3) 2 = 5,743
=  19  =
1682 ,59
∑ Pi 2
1

-

Hệ số nhu cầu :

19

Nguyễn Thị Hoa

19

Đ3_H2

Trường Đại Học Điện Lực



Đồ án Cung Cấp Điện
k nc ∑ 4 = k sd ∑ 4 +

1 − k sd ∑ 4

= 0,446 +

nhd 4

1 − 0,446
5,743

= 0,677

Tổng công suất phụ tải động lực :

-

9

Pđl 4 = k nc ∑ 4 ⋅ ∑ Pi = 0,677 ⋅ 98,3 = 66,549( kW )
1

Hệ số công suất của phụ tải động lực :

-

9


Cosϕ tb 4 =

∑ P ⋅ Cosϕ
i

i

1

9

∑P

=

63,42
= 0,645
98,3

i

1

Công suất toàn phần:

-

Pđl 4
66,031

=
= 102,692( kVA)
Cosϕ tb4
0,643

S đl 4 =

Công suất phản kháng :

-

Qđl 4 = S đl2 4 − Pđl2 4 = 102,692 2 − 66,0312 = 78,648( kVAR )

Từ các tính toán cụ thể trên của các nhóm ta có bảng kết quả tổng hợp như sau :
Nhóm

ksd∑

knc∑

Ptt.đl;kW

Cosφ tbđl

Sttđl;kVA

Qttđl;kVAR

1


0,341

0,568

60,6624

0,666

91,085

67,945

2

0,45

0,74

80,29

0,723

111,05

76,718

3

0,383


0,599

67,9266

0,635

106,971

82,636

4

0,446

0,677

66,549

0,645

102,692

78,648

Tổng hợp các nhóm phụ tải động lực như sau :
-

Hệ số sử dụng tổng hợp :
4


k sd ∑ =

∑P

đlj

⋅ k sd ∑ j

1

4

∑P

=

112,513
= 0,409
275,428

đlj

1

-

Hệ số nhu cầu :

20


Nguyễn Thị Hoa

20

Đ3_H2

Trường Đại Học Điện Lực


Đồ án Cung Cấp Điện
k nc ∑ = k sd ∑ +

-

1 − k sd ∑
N

= 0,409 +

1 − 0,409
4

= 0,7045

Tổng công suất phụ tải động lực :
4

Ptt .đl = k nc ∑ ⋅ ∑ Pđlj = 0,7045 ⋅ 275,428 = 194,039( kW )
1


-

Hệ số công suất của phụ tải động lực :
4

Cosϕ tbđb =

∑P

đlj

⋅ cos ϕ tbj

1

4

∑P

=

184 ,508
= 0,67
275,428

đlj

1

-


Công suất toàn phần :
S ttđt =

-

Pttđt
194,039
=
= 289 ,61
Cosϕ tbđb
0,67
(kVA)

Công suất phản kháng :
2
2
Qttđt = S ttđt
− Pttđt
= 289 ,612 − 194,039 2 = 214,995( kVAR )

Phụ tải toàn phân xưởng
Công suất tác dụng toàn phân xưởng:
Pttpx = k đt ( Ptt.đl + Pcs + Plm ) = 1 ⋅ (194,039 + 13,74 + 1,386 ) = 209,165( kW )

Với kdt=1
Hệ số công suất trung bình toàn phân xưởng:
cos ϕ =

∑ Pi . cos ϕ i Ptt.đl cos ϕ tb.đl + Pcs cos ϕ tbcs + Ptlm cos ϕ tblm

=
∑ Pi
Ptt.đl + Pcs + Plm

=

194,039 ⋅ 0,67 + 13,74 ⋅ 1 + 1,386 ⋅ 0,8
= 0,693
209,165
.

Xét thêm tổn thất trong mạng điện (10%) và khả năng phát triển phụ tải trong 10
năm (10%), ta sẽ có số liệu tính toán phụ tải toàn phân xưởng là:
21

Nguyễn Thị Hoa

21

Đ3_H2

Trường Đại Học Điện Lực


Đồ án Cung Cấp Điện
PttpxΣ = 1,2.Pttpx = 1,2 ⋅ 209,165 = 250,998( kW )
S ttpx =

PttpxΣ
cos ϕ tbpx


=

250,998
= 362,19( kVA)
0,693

2
2
Qttpx = S ttpx
− Pttpx
= 362,19 2 − 250,98 2 = 261,133( kVAR )

CHƯƠNG III
XÁC ĐỊNH SƠ ĐỒ CẤP ĐIỆN CỦA PHÂN XƯỞNG
3.1 . Lựa chọn công suất và số lượng máy biến áp.
Trạm biến áp là một trong những phần tử quan trọng nhất của hệ thống cung cấp
điện , trạm biến áp dùng để biến đổi điện năng từ cấp điện áp này sang cấp điện áp
khác . Các trạm biến áp ,trạm phân phối ,đường dây tải điện cùng với các nhà máy
phát điện làm thành một hệ thống phát và truyền tải điện năng thống nhất .
Dung lượng của các máy biến áp ,vị trí số lượng của các trạm biến áp có ảnh
hưởng lớn các chỉ tiêu về kinh tế - kỹ thuật của hệ thống cung cấp điện .Vì vậy
việc lựa chọn các trạm biến áp bao giờ cũng phải gắn liền với việc lựa chọn
phương án cung cấp điện
3.1.1. Vị trí của trạm biến áp
Vị trí của trạm biến áp cần phải thỏa mãn các yêu cầu cơ bản sau :
- An toàn và liên tục cấp điện
- Gần trung tâm phụ tải, thuận tiện cho nguồn cung cấp đi tới
- Thao tác, vận hành, quản lý dễ dàng
- Tiết kiệm vốn đầu tư và chi phí vận hành nhỏ

- Bảo đảm các điều kiện khác như cảnh quan môi trường, có khả năng
điều chỉnh cải tạo thích hợp, đáp ứng được khi khẩn cấp...
- Tổng tổn thất công suất trên các đường dây là nhỏ nhất
Căn cứ vào sơ đồ bố trí các thiết bị trong phân xưởng thấy rằng các phụ tải
được bố trí với mật độ cao trong nhà xưởng nên không thể bố trí máy biến áp
trong nhà . Vì vậy nên đặt máy phía ngoài nhà xưởng, khoảng cách từ trạm tới
phân xưởng là 73,6 m.
3.1.2. Phương án trạm biến áp

Do phụ tải có 85% phụ tải loại I&II nên ta chọn các phương án cấp điện, có
thể như sau:
1) Phương án 1: trạm có hai máy biến áp làm việc song song.
22
22

Nguyễn Thị Hoa

Đ3_H2

Trường Đại Học Điện Lực


Đồ án Cung Cấp Điện
Hệ số điền kín của phụ tải:
k đk =

Ptb
T
4680
= max =

= 0,534
Pmax 8760 8760
≤ 0,75 thì khi sự cố 1 máy, máy còn lại cho phép

quá tải 40% liên tục 6 giờ trong một ngày, 5 ngày trong một tuần.
Công suất MBA được lựa chọn thỏa mãn điều kiện:
S dmB1 ≥

Ta có :
Và :

S đmB1 ≥

S đmB1 ≥

S ttpx
2

=

0,85 ⋅ S ttpx
1,4

S ttpx
2

và

S dmB1 ≥


0,85 ⋅ S ttpx
1,4

362,19
= 181,095( kVA)
2
=

0,85 ⋅ 362,19
= 219,901( kVA)
1,4
.

Vậy phương án này ta sẽ dùng 2 MBA do ABB sản xuất có công suất định mức là
Sn = 250 kVA để cấp điện cho phân xưởng. 2MBA này có ∆P o = 0,64( kW ) và

∆PN = 4,1( kW ) , U % = 4.(tra bảng PL II.2-Ngô Hồng Quang)
N

Từ đó ta tính được hàm chi phí quy dẫn của phương án như sau :
Z B1 = p BV B1 + ∆AB1 .c ∆ + Yth

Trong đó :
p B = atc + k kh = 0,127 + 0,065 = 0,192

Hệ số tiêu chuẩn sử dụng vốn đầu tư:
i ⋅ (1 + i ) h
0,12 ⋅ (1 + 0,12 )
=
= 0,127

Th
(1 + i ) − 1 (1 + 0,12) 25 − 1
T

atc =

25

i là hệ số chiết khấu. Đề bài cho i = 12%

T h là tuổi thọ trung bình của trạm biến áp lấy bằng 25 năm.
k kh = 6,5% là hệ số khấu hao của trạm biến áp

Vốn đầu tư trạm biến áp :
VB1 = 1,6 ⋅ ( m + n ⋅ S n ) = 1,6 ⋅ ( 24 + 0,18 ⋅ 250 ) ⋅ 10 6 = 110,4 ⋅ 10 6 đ

m,n là hệ số kinh tế cố định và thay đổi của trạm biến áp, đ và đ/kVA
23

Nguyễn Thị Hoa

23

Đ3_H2

Trường Đại Học Điện Lực


Đồ án Cung Cấp Điện
(tra bảng 30 SGT-Trần Quang Khánh)

Tổn thất điện năng trong MBA:
2

2

∆P  S ttpx 
4,1  362,19 
 τ + 2.∆P01 t =
∆AB1 = N 1 

 ⋅ 3070 + 2 ⋅ 0,64 ⋅ 8760 = 24422,262( kWh )
2  S đmB1 
2  250 

Trong đó :
∆PN 1 = 4,1( kW ) là tổn thất công suất ngắn mạch trong MBA
∆Po1 = 0,64( kW ) là tổn thất công suất không tải trong MBA

τ = ( 0,124 + TM ⋅ 10 − 4 ) ⋅ 8760 = ( 0,124 + 4680 ⋅ 10 − 4 ) ⋅ 8760 = 3070 h là thời
2

2

gian tổn thất cực đại.
t là thời gian vận hành MBA,thường lấy là 1 năm nên t =8760h.
Giá thành tổn thất điện năng :
c ∆ = 1000( đ / kWh )

Thiệt hại do mất điện khi sự cố:
Yth1 = 0,25.S ttpx . cos ϕ .t f .g th = 0,25 ⋅ 362,19 ⋅ 0,9 ⋅ 24 ⋅ 7500 = 14,67 ⋅ 10 6 đ


Trong đó :
Cosφ =0,90 là hệ số công suất cần nâng lên.
tf = 24h là thời gian mất điện sự cố.
gth=7500 đ/kWh là suất thiệt hại do mất điện đầu bài cho.
Vậy hàm chi phí quy dẫn của phương án 1 là :
Z B1= 0,192 ⋅ 110,4 ⋅ 10 6 + 24422,262 ⋅ 1000 + 14,67 ⋅ 10 6 = 60,289 ⋅ 10 6 đ
2)

Phương án 2: trạm có 1 máy biến áp và 1 máy phát diesel dự phòng

Công suất MBA được lựa chọn thỏa mãn điều kiện:
S đmB2 ≥ S ttpx = 362,19( kVA)

Và máy phát điện thỏa mãn

S đmMF ≥ 0,85 .S tt. px = 0,85 ⋅ 362,19 = 307,862 ( kVA)

24

Nguyễn Thị Hoa

24

Đ3_H2

Trường Đại Học Điện Lực


Đồ án Cung Cấp Điện

Vậy ta sẽ chọn máy biến áp có công suất định mức Sn = 400 kVA, có

∆Po = 0,84 ( kW ) , ∆PN = 5,75( kW ) (tra bảng PL II.2-Ngô Hồng Quang) và máy phát

diesel dự phòng có công suất định mức là 300 kVA.
Hàm chi phí quy dẫn của phương án là :
Z B 2 = p B (V B 2 + 1,1.VMF ) + ∆AB 2 .c ∆ + Yth 2

Trong đó :
p B = atc + k kh = 0,127 + 0,065 = 0,192

Hệ số tiêu chuẩn sử dụng vốn đầu tư:
i ⋅ (1 + i ) h
0,12 ⋅ (1 + 0,12 )
=
= 0,127
Th
(1 + i ) − 1 (1 + 0,12) 25 − 1
T

atc =

25

i là hệ số chiết khấu. Đề bài cho i = 12%

T h là tuổi thọ trung bình của trạm biến áp lấy bằng 25 năm.
k kh = 6,5% là hệ số khấu hao của trạm biến áp(tra theo bảng 3.1 SGT)

Vốn đầu tư trạm biến áp :

VB 2 = ( m + n ⋅ S n ) = ( 24 + 0,18 ⋅ 400) ⋅ 10 6 = 96 ⋅ 10 6 đ

m,n là hệ số kinh tế cố định và thay đổi của trạm biến áp, đ và đ/kVA
(tra bảng 30 SGT-Trần Quang Khánh)
Vốn đầu tư cho máy phát dự phòng :
VMF = 1,95.S MF = 1,95 ⋅ 300 = 585 ⋅ 10 6 đ

Tổn thất điện năng trong MBA:
∆AB 2

 S ttpx
= ∆PN 2 
 S đmB2

2

2


362,19 
 τ + ∆P02 t = 5,75
 ⋅ 3070 + 0,84 ⋅ 8760 = 21381,42( kWh )
 400 


Trong đó :
∆PN 2 = 5,75( kW ) là tổn thất công suất ngắn mạch trong MBA
∆Po 2 = 0,84 ( kW ) là tổn thất công suất không tải trong MBA
25


Nguyễn Thị Hoa

25

Đ3_H2

Trường Đại Học Điện Lực