Đồ án môn học Hệ thống cung cấp điện

Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam
Độc lập-Tự do-Hạnh phúc
ĐỒ ÁN MÔN HỌC
THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN
Giảng viên hướng dẫn
:
Sinh viên thực hiện :
Lớp
:
Thời gian thực hiện :
Từ ngày
đến
Tên đề tài
Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy sửa chữa thiết bị điện số 3

Dữ liệu nhà máy như sau
Alphabe
Tên
Số
Phân xưởng
Số
Phương
hiệu
hiệu
án
nhà

Tên đệm
Sk

kI&II
MVA
%

TM
h

Họ
L
Hướng
m

máy
250
3

5

75

5400

468,72

Đông
Nam

C

Giá thành tổn thất điện năng cΔ=1000đ/kWh

Suất thiệt hại do mất điện gth=7500đ/kWh
Hao tổn điện áp cho phép trong mạch tính từ nguồn(điểm đấu điện) là ΔUcp=5%
Các số liệu khác lấy trong phụ lục và các sổ tay thiết kế điện

1


Đồ án môn học Hệ thống cung cấp điện

LỜI NÓI ĐẦU
Điện năng là một dạng năng lượng phổ biến và có tầm quan trọng không thể thiếu
được trong bất kỳ một lĩnh vực nào của nền kinh tế quốc dân của mỗi đất nước. Như chúng
ta đã xác định và thống kê được rằng khoảng 70% điện năng được sản xuất ra dùng trong
các xí nghiệp, nhà máy công nghiệp. Vấn đề đặt ra cho chúng ta là đã sản xuất ra được điện
năng làm thế nào để cung cấp điện cho các phụ tải điện cho hiệu quả, tin cậy. Vì vậy cung
cấp điện cho các nhà máy, xí nghiệp công nghiệp có một ý nghĩa to lớn đối với nền kinh tế
quốc dân
Nhìn về phương diện quốc gia thì việc đảm bảo cung cấp điện một cách liên tục và tin
cậy cho ngành công nghiệp tức là đảm bảo cho nền kinh tế của quốc gia phát triển liên tục
và tiến kịp với sự phát triển của nền khoa học công nghệ thế giới.
Nếu ta nhìn về phương diện sản xuất và tiêu thụ điện năng thì công nghiệp là ngành
tiêu thụ năng lượng nhiều nhất. Vì vậy cung cấp điện và sử dụng điện năng hợp lý trong lĩnh
vực này sẽ có tác dụng trực tiếp đến việc khai thác một cách hiệu quả công suất của các nhà
máy phát điện và sử dụng hiệu quả lượng điện năng được sản xuất ra
Một phương án cung cấp điện hợp lý là phải kết hợp một cách hài hoà các yêu cầu về
kinh tế, độ tin cậy cung cấp điện, độ an toàn cao, đồng thời phải đảm bảo tính liên tục cung
cấp điện, tiện lợi cho việc vận hành, sửa chữa khi hỏng hóc và phải đảm bảo được chất
lượng điện năng nằm trong phạm vi cho phép, Hơn nữa là phải thuận lợi cho việc mở rộng
và phát triển trong tương lai.
Với đề tài:

Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy sửa chữa thiết điện bị số 3
Đã phần nào giúp em làm quen dần với việc thiết kế đề tài tốt nghiệp sau này. Trong
thời gian làm bài, với sự cố gắng của bản thân, đồng thời với sự giúp đỡ của các thầy cô giáo
trong bộ môn hệ thống điện và đặc biệt được sự giúp đỡ tận tình của thầy, em đã hoàn thành
tốt đồ án môn học của mình. Song do thời gian làm bài không nhiều, kiến thức còn hạn chế,
nên bài làm của em không tránh khỏi những thiếu sót. Do vậy em kính mong nhận được sự
góp ý, chỉ bảo của các thầy các cô để em có được những kinh nghiệm chuẩn bị cho công
việc sau này
Em xin chân thành cảm ơn thầy cùng toàn thể thầy cô giáo trong bộ môn.
Hà Nội ngày 28 tháng 8 năm 2010
Sinh viên thực hiện

2


Đồ án môn học Hệ thống cung cấp điện

TÀI LIỆU THAM KHẢO
1.Trần Quang khánh
Hệ thống cung cấp điện,NXB KHKT,Hà Nội 2009
2.Trần Quang Khánh
Bài tập thiết kế hệ thống cung cấp điện,NXB KHKT,Hà Nội 2008
3.Vở ghi các bài giảng của thầy trên lớp
4.Nguyễn Công Hiền (chủ biên)
Hệ thống cung cấp điện của xí nghiệp công nghiệp đô thị và nhà cao tầng,NXB KHKT,Hà
Nội 2001
5.Ngô Hồng Quang
Thiết kế cấp điện ( Dự Toán - Thủ Tục Thiết Kế - Thiết Kế Thực Tế - Lắp Đặt),NXB
KHKT,Hà Nội 2008
6.Một số đồ án của các anh chị đi trước của Đại học Điện Lực và Đại học Bách Khoa Hà

Nội

PX
BA
MC
PPTT
BAPX
BAPPTT
đl
cs
ttnm
cs
bt

KÝ HIỆU CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT
: Phân xưởng
: Biến áp
: Máy cắt
: Trạm phân phối trung tâm
: Trạm biến áp phân xưởng
: Trạm biến áp phân phối trung tâm
: động lực
: chiếu sáng
: tính toán nhà máy
: sự cố
: bình thường

3



Đồ án môn học Hệ thống cung cấp điện

CHƯƠNG 1:
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY
1.1 Giới thiệu chung về nhà máy
Nhà máy sửa chữa thiết bị số 3 là một nhà máy có qui mô tương đối lớn gồm 20 phân
xưởng và phụ tải với tổng công suất tương đối lớn trên 7447,4 kW.
Mặt bằng phân xưởng được phân bố như sau:

Suy ra: diện tích thực = diện tích trên bản vẽ × 5000²

4


Đồ án môn học Hệ thống cung cấp điện

Danh sách các phân xưởng trong nhà máy
Theo
sơ đồ
mặt
bằng

Tên phân xưởng và phụ tải

1 Phân xưởng trạm từ
2 Phân xưởng vật liệu hàn
3 Phân xưởng nhựa tổng hợp
plasmace
4 Phân xưởng tiêu chuẩn
5 Phân xưởng khí cụ điện

6 Phân xưởng dập
7 Phân xưởng xi măng amiăng
8 Kho thành phẩm
9 Kho phế liệu kim loại
10 Phân xưởng mạ điện
11 Xem dự liệu phân xưởng
12 Trạm trung hòa
13 Rửa kênh thoát axit
14 Trạm bơm
15 Nhà ăn
16 Phân xưởng điện
17 Nhà điều hành
18 Phân xưởng làm nguội
19 Kho axit
20 Máy nén số N0 1

Số
lượng
thiết
bị điện
280
200
100

Tổng
công
suất
đặt,kW
500
800

1100

70
100
100
50
15
15
50
10
3
8
30
25
20
2
2
15

Hệ số
Hệ số công
nhu
suất,cosφ
cầu,Knc
0.34
0.35
0.37

0.68
0.56

0.67

250
700
800
850
85
70
1200

0.38
0.37
0.37
0.40
0.48
0.48
0.40

0.78
0.72
0.67
0.72
0.87
0.81
0.76

100
30
260
70

150
50
30
20
200

0.52
0.70
0.55
0.43
0.44
0.46
0.79
0.79
0.48

0.66
0.68
0.68
0.56
0.72
0.78
0.77
0.67
0.72

Nhà máy có tầm quan trọng trong nền kinh tế quốc dân giúp chúng ta phát triển nhanh
hơn, phục vụ việc công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước. Vì vậy nhà máy được xếp vào hộ
tiêu thụ loại một (không cho phép mất điện, cấp điện có dự phòng). Các phân xưởng sản
xuất theo dây truyền và được cấp điện theo tiêu chuẩn loại một.

Nguồn điện cấp cho nhà máy được lấy từ lưới điện cách nhà máy 468,72 m, đường dây
cấp điện cho nhà máy dùng loại dây AC, dung lượng ngắn mạch về phía hạ áp của trạm biến
áp là 250 MVA, nhà máy làm việc 3 ca.
1.2 Nhiệm vụ thiết kế.
I.Tính toán phụ tải
1.1 Xác định phụ tải tính toán phân xưởng

5


Đồ án môn học Hệ thống cung cấp điện

1.2 Xác định phụ tải của các phân xưởng khác
1.3 Tổng hợp phụ tải của toàn xí nghiệp,xây dựng biểu đồ phụ tải trên mặt bằng
xí nghiệp dưới dạng các hình tròn bán kính r
II. Xác định sơ đồ nối của mạng điện nhà máy
2.1 Xác định vị trí đặt của trạm biến áp
2.2 Chọn công suất và số lượng máy biến áp
2.3 Chọn dấy dẫn từ nguồn tới trạm biến áp
2.4 Lựa chọn sơ đồ nối điện từ trạm biến áp đến các phân xưởng (So sánh ít nhất
2 phương án )
III.Tính toán điện
3.1 Xác định hao tổn điện áp trên đường dây và trong máy biến áp
3.2 Xác định hao tổn công suất
3.3 Xác định tổn thất điện năng
IV.Chọn và kiểm tra thiết bị
4.1 Tính toán ngắn mạch tại các điểm đặc trưng
4.2 Chọn và kiểm tra thiết bị
4.3 Kiểm tra chế độ mở máy của động cơ
V.Tính toán bù hệ số công suất

5.1 Tính toán bù công suất phản kháng để nâng hệ số công suất lên cosφ 2=0,9
5.2 Đánh giá hiệu quả bù
VI Tính toán nối đất và chống sét
VII Hạch toán công trình
7.1 Liệt kê các thiết bị
7.2 Xác định các chỉ tiêu kinh tế
Bản vẽ
1. Sơ đồ mặt bằng xí nghiệp với sự bố trí các thiết bị và biểu đồ phụ tải
2. Sơ đồ mạng điện trên mặt bằng xí nghiệp (Gồm cả sơ đồ của các phương án so sánh )
3. Sơ đồ trạm biến áp (Sơ đồ nguyên lý,Sơ đồ mặt bằng và mặt cắt trạm biến áp)
4. Sơ đồ nối đất
5. Bảng số liệu tính toán so sánh các phương án
Chương II
Xác định phủ tải tính toán của các phân xưởng và toàn nhà máy

6


Đồ án môn học Hệ thống cung cấp điện

2.1 ĐẶT VẤN ĐỀ
Phụ tải là số liệu ban đầu, để giải quyết những vấn đề tổng hợp về kinh tế, kỹ
thuật phức tạp xuất hiện khi thiết kế cung cấp điện cho các xí nghiệp công nghiệp hiện
đại, xác định phụ tải là giai đoạn đầu tiên của công tác thiết kế hệ thống cung cấp điện
nhằm mục đích lựa chọn kiểm tra các phần tử mang điện và biến áp theo phương pháp
phát nóng và các chỉ tiêu kinh tế.
Tính toán độ lệch và dao động điện áp lựa chọn thiết bị bù, thiết bị bảo vệ...
Việc lựa chọn hợp lý sơ đồ và các phần tử của hệ thống cung cấp điện dùng các
chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của nó (Vốn đầu tư, phí tổn vận hành hàng năm, chi phí qui đổi,
chi phí kim loại màu, tổn thất điện năng) đều phụ thuộc vào đánh giá đúng đắn kỳ vọng

tính toán ( Giá trị trung bình) của phụ tải điện.
Vì vậy thiết hệ thống cung cấp điện để xác định phụ tải điện người ta dùng
phương pháp đơn giản hoá hoặc phương pháp xác định chính xác là tuỳ thuộc vào giai
đoạn thiết kế và vị trí điểm nút tính toán khi thiết kế cung cấp điện cho các xí nghiệp
công nghiệp gồm 2 giai đoạn sau:
+ Giai đoạn làm nhiệm vụ thiết kế
+ Giai đoạn vẽ bản vẽ cho thi công
Trong giai đoạn làm thiết kế tính sơ bộ gần đúng phụ tải điện dựa trên cơ sở tổng
công suất đã biết của các nguồn điện tiêu thụ, Ở giai đoạn thiết kế thi công, ta xác định
chính xác phụ tải điện dựa vào các số liệu cụ thể và các nguồn tiêu thụ của các phân
xưởng.
Xác định phụ tải tính toán được tiến hành từ bậc thấp đến bậc cao của hệ thống
cung cấp điện theo các điểm nút tính toán trong các lưới điện dưới và trên 1000 V.
Mục đích tính toán phụ tải điện tại các điểm nút nhằm chọn tiết diện dây dẫn của
lưới điện cung cấp, phân phối điện áp, chọn số lượng và công suất của máy biến áp và
trạm giảm áp chính, chọn tiết diện thanh dẫn của thiết bị phân phối, chọn thiết bị chuyển
mạch và bảo vệ với điện áp trên và dưới 1000 V. Chính vì vậy người ta đã đưa ra một đại
lượng gọi là phụ tải tính toán nó được định nghĩa như sau:
Phụ tải chỉ dùng để thiết kế tính toán nó tương đương vói phụ tải thực về hiệu quả
phát nhiệt hay tốc độ hao mòn cách điện trong quá trình làm việc

7


Đồ án môn học Hệ thống cung cấp điện

2.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN
1. Xác định phụ tải tính toán theo hệ số hình dáng của đồ thị phụ tải và công
suất trung bình
Ptt=Khd*Ptb

Với : Khd là hệ số hình dáng của đồ thị phụ tải, tra trong sổ tay kỹ thuật
Ptb là công suất trung bình của thiết bị hoặc của nhóm thiết bị, [KW]
2. Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ số
cực đại
Ptt=Kmax*Ptb=Kmax*Ksd*Kdt
Với Ptb là công suất trung bình của thiết bị hay nhóm thiết bị
Kmax là hệ số cực đại, tra trong sổ tay kỹ thuật
Kmax =F(nhq,ksd)
Ksd là hệ số sử dụng, tra trong sổ tay kỹ thuật
Nhq là hệ số sử dụng hiệu quả
3. Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo xuất trang bị điện trên một
đơn vị diện tích
Ptt=Po*F
Với : Po là xuất trang bị điện trên một đơn vị diện tích, [w/m2]
F là diện tích số thiết bị [m2]
4. Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và độ lệch
của đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình
Ptt=Ptb+β*Ψ*δ
Với : Ptb là công suất trung bình của thiết bị hay của nhóm thiết bị
δ độ lệch khỏi đồ thị phụ tải
5. Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu
Ptt=Knc*Pđ
Với : Knc là hệ số nhu cầu tra trong sổ tay kỹ thuật
Pđ là công suất đặt của thiết bị hoặc nhóm thiết bị, trong tính toán có thể coi
gần đúng Pđ =Pđm [kW]
6. Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng cho một
đơn vị sản phẩm

8



Đồ án môn học Hệ thống cung cấp điện

Ptt=Ao*M/Tmax
Với : Ao là suất chi phí điện năng cho một đơn vị sản phẩm [kW/đvsp]
M là số sản phẩm sản xuất trong một năm
Tmax là thời gian sử dụng công suất lớn nhất [h]
7. Phương pháp tính trực tiếp,
Trong các phương pháp trên ba phương pháp 3,5,6 dựa trên kinh nghiệm thiết
kế để xác định phụ tải tính toán nên chỉ cho các kết qủa gần đúng tuy nhiên chúng khá
đơn giản và tiện lợi, Các phương pháp còn lại được sử dụng trên cơ sở lý thuyết xác
xuất thống kê có xét đến yếu tố nên cho kết quả chính xác hơn nhưng khối lượng tính
toán lớn và phức tạp, tuỳ theo nhu cầu tính toán và những thông tin có được về phụ tải,
người thiết kế có thể lựa chọn những phương pháp thích hợp,
Trong trường hợp này ta sử dụng phương pháp tính theo công suất đặt và hệ số
nhu cầu,Phụ tải chiếu sáng của các phân xưởng được xác định theo phương pháp suất
chiếu sáng trên một đơn vị sản xuất,(Lấy p0=12W/m²)

2.3 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA THIẾT BỊ ĐIỆN

9


Đồ án môn học Hệ thống cung cấp điện

2.3.1 Xác định phụ tải tính toán cho các nhóm
Danh sách máy cho phân xưởng cơ khí-sửa chữa số 1
Số hiệu
trên sơ đồ
1

2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17,18
19
20

Tên thiết bị

Hệ số Ksd

Bể ngâm dung dịch kiềm
Bể ngâm nước nóng
Bể ngâm tăng nhiệt
Tủ sấy
Máy quấn dây
Máy quấn dây
Máy khoan bàn

Máy khoan đứng
Bàn thử nghiệm
Máy mài
Máy hàn
Máy tiện
Máy mài tròn
Cần cẩu điện
Máy bơm nước
Máy hàn xung
Bàn lắp ráp và thử nghiệm
Máy ép nguội
Quạt gió

cosφ

0,35
0,32
0,3
0,36
0,57
0,60

1
1
1
1
0,80
0,80

0,51

0,55
0,62
0,45
0,53
0,45
0,4
0,32
0,46
0,32
0,53
0,47
0,45

0,78
0,78
0,85
0,70
0,82
0,76
0,72
0,8
0,82
0,55
0,69
0,70
0,83

Hệ số đặt P,kW
theo phương án B
10

22
7
22
0,8
2,2
2,2
8,5
8,5
2,2
3,5
4
4
6,5
5,5
20
12+18
18
5,5

Phân nhóm phụ tải
Dựa vào các nguyên tắc sau:
-Các thiết bị trong nhóm có cùng chế độ làm việc,
-Các thiết bị trong nhóm ở gần nhau về vị trí,
-Tổng công suất của các nhóm trong phân xưởng chênh lệch ít,

Ta có bảng phân chia các nhóm như sau

10



Đồ án môn học Hệ thống cung cấp điện

Nhóm 1

Nhóm 2

Nhóm 3

Nhóm 4

Nhóm 5

Tên thiết bị
Bể ngâm tăng nhiệt
Máy khoan bàn
Bàn thử nghiệm
Tổng
Tủ sấy
Máy quấn dây
Bàn thử nghiệm
Máy hàn xung
Tổng
Cần cẩu điện
Máy ép nguội
Tổng
Bể ngâm dung dịch kiềm
Bể ngâm nước nóng
Máy hàn
Máy tiện
Tổng

Máy khoan đứng
Quạt gió
Máy quấn dây
Máy mài
Máy bơm nước
Bàn lắp ráp
Máy mài tròn
Tổng

Ký hiệu
trên sơ
đồ
3
7
18
4
5
9
16
14
19
1
2
11
12
8
20
6
10
15

17
13

Tổng công suất cả phân xưởng

Công suất đặt P (kW)
7
2,2
18
27,2
22
0,8
8,5
20
51,3
6,5
18
24,5
10
22
3,5
4
39,5
8,5
5,5
2,2
2,2
5,5
12
4

39,9
182,4

Như vậy ta chia phân xưởng thành 5 nhóm phụ tải
STT

Tên nhóm

1
2
3
4
5

Nhóm 1
Nhóm 2
Nhóm 3
Nhóm 4
Nhóm 5

11

Công suất đặt của nhóm
(kW)
27,2
51,3
24,5
39,5
39,9



Đồ án môn học Hệ thống cung cấp điện

Ta sẽ tính toán phu tải động lực của từng nhóm
Phụ tải tính toán động lực của nhóm 1,
Công suất đặt :
Pđặt1=∑Pcác máy nhóm 1= 7 + 2,2 + 18 =27,2(kW)
Ta có hệ số sử dụng tổng là:
ksd∑ =( ∑Piksd)/(∑Pi) = (7*0,3+2,2*0,51+18*0,53)/(7+2,2+18)= 0,47
Hệ số hiệu dụng: nhd
nhd= (∑Pi)2/(∑Pi2) = (7+2,2+18)2/(72+2,22+182) = 1,96
Suy ra knc là
Knc nhóm 1 = ksd ∑nhóm 1 + ( 1- ksd ∑nhóm 1)/ (√nhd)= 0,47 + (1-0,47)/ √1,96 =0,85
Công suất tính toán động lực :Pđlnhóm1=kncnhóm1* Pđặt1=0,85*27,2=23,12 (kW)
Hệ số cosφ của nhóm 1 là:
Cosφnhóm 1= (∑Pi*cosφi)/(∑Pi) =( 7*1+2,2*0,78+18*0,69)/ (7+2,2+18)= 0,78
Tính toán tương tự nhóm 1 ta được kết quả tính toán cho các nhóm còn lại như sau:
Ta sử dụng tiện ích của bảng tính Excel để tính toán phụ tải của các nhóm và được kết quả
như sau:

12


Đồ án môn học Hệ thống cung cấp điện
Tên thiết bị
Bể
ngâm
tăng nhiệt
N1
Máy khoan bàn

Bàn thử nghiệm
N 2 Tủ sấy
Máy quấn dây
Bàn thử nghiệm
Máy hàn xung
N 3 Cần cẩu điện
Máy ép nguội
N Bể ngâm d/dịch kiềm
4
Bể ngâm nước nóng
Máy hàn
Máy tiện
N 5 Máy khoan đứng
Quạt gió
Máy quấn dây
Máy mài
Máy bơm nước
Bàn lắp ráp
Máy mài tròn

Ký hiệu
trên sơ đồ
3,00
7,00
18,00
Tổng
4,00
5,00
9,00
16,00

Tổng
14,00
19,00
Tổng
1,00
2,00
11,00
12,00
Tổng
8,00
20,00
6,00
10,00
15,00
17,00
13,00

Tổng
Tổng công suất cả phân xưởng

Công suất
đặt P (kW)
7,00
2,20
18,00
27,20
22,00
0,80
8,50
20,00

51,30
6,50
18,00
24,50
10,00
22,00
3,50
4,00
39,50
8,50
5,50
2,20
2,20
5,50
12,00
4,00
39,90
182,40

13

Knc
ksd
0,30
0,51
0,53
0,36
0,57
0,62
0,32

0,32
0,47

0,35
0,32
0,53
0,45
0,55
0,45
0,60
0,45
0,46
0,53
0,40

cosφ
1,00
0,78
0,69
1,00
0,80
0,85
0,55
0,80
0,70

1,00
1,00
0,82
0,76

0,78
0,83
0,80
0,70
0,82
0,69
0,72

Pi*cosφ
7,00
1,72
12,42
21,14
22,00
0,64
7,23
11,00
40,87
5,20
12,60
17,80

Pi*ki
2,10
1,12
9,54
12,76
7,92
0,46
5,27

6,40
20,05
2,08
8,46
10,54

Pi2
49,00
4,84
324,00
377,84
484,00
0,64
72,25
400,00
956,89
42,25
324,00
366,25

10,00
22,00
2,87
3,04
37,91
6,63
4,57
1,76
1,54
4,51

8,28
2,88
30,17

3,50
7,04
1,86
1,80
14,20
4,68
2,48
1,32
0,99
2,53
6,36
1,60
19,95

100,00
484,00
12,25
16,00
612,25
72,25
30,25
4,84
4,84
30,25
144,00
16,00

302,43

nhd

0,47

1,96

0,85

23,08

0,78

17,93

0,39

2,75

0,76

38,89

0,80

30,98

0,43


1,64

0,88

21,44

0,73

15,58

0,36

2,55

0,76

30,05

0,96

28,84

0,50

5,26

0,72

28,65
142,11


0,76

21,66
114,99

nhóm

Pđl

Cosφnhóm

Pđl*
cosφnhóm

ksd∑


Đồ án môn học Hệ thống cung cấp điện

2.3.2. Xác định phụ tải tính toán cho toàn phân xưởng cơ khí sửa chữa số 1
-Công suất tính toán động lực
Pđl phân xưởng= Pđlnhóm1+ Pđlnhóm2+ Pđlnhóm3 +Pđlnhóm4 +Pđlnhóm5
Pđl phân xưởng=142,11 (kW)
-Công suất tính toán chiếu sáng:
Với P0=15(W/m²) và S=36*24=864m²
Pcs=P0*S=15*864=12960 (W)= 12,960 (kW)
-Công suất tính toán tác dụng của phân xưởng
Ptt=Pđl+Pcs=142,11+12,960=155,07 (kW)
-Công suất tính toán phản kháng của phân xưởng

Ta có cosφ∑ của phân xưởng là:

cosφ∑

Pđặt1*cosφnhóm1+ Pđặt2*cosφnhóm2+Pđặt3*cosφnhóm3 Pđặt4*cosφnhóm4+Pđặt5*cosφnhóm5
Pđặt1 +Pđặt2 +Pđặt3 +Pđặt4 +Pđặt5
=
cosφ∑= 114,99/182,4=0,63
cosφ∑=0,63 suy ra φ=50,95º
Qtt=Qđl=Pđl*tgφ∑=142,11*tg50,95º=175,18 (kVAR)

-Công suất tính toán toàn phần của phân xưởng
Ptt
155,07
Stt =
=
cosφ∑
0,63

= 246,14 (kVA)

2.4 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO CÁC PHÂN XƯỞNG CÒN LẠI
Xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng
Phân xưởng có diện tích S= dài * rộng (m2)

14


Đồ án môn học Hệ thống cung cấp điện


Có công suất đặt: PĐ kW
Công suất tính toán động lực là: PĐL=PĐ*Knc
QĐL=PĐL*tgφ
Ta dùng đèn sợi đốt có cosφ=1 và Qcs=0
Chọn công suất chiếu sáng cho phân xưởng là 15 W/m2
Pcs=Po*S*10-3 (kW)
Công suất tính toán tác dụng là:
Ptt=PĐL+Pcs (kW)
Công suất phản kháng tính toán là:
Qtt=QĐL ( kVAr)
Phụ tải toàn phần của phân xưởng là:
Stt=(Ptt/cosφ) (kVA)

15


Đồ án môn học Hệ thống cung cấp điện

Theo
sơ đồ
mặt
bằng

Tên phân xưởng
và phụ tải

Số
lượng
thiết
bị

điện

Tổng
công
suất
đặt,
kW

Hệ số
nhu
cầu,
Knc

Hệ số
công
suất,
cosφ

Chiều
dài
(m)

Chiều
rộng
(m)

1 Phân xưởng trạm
từ
2 Phân xưởng vật
liệu hàn

3 Phân xưởng nhựa
tổng hợp plasmace

280

500

0,34

0,68

40,00

26,00

200

800

0,35

0,56

37,00

33,00

100

1100


0,37

0,67

40,00

12,00

4 Phân xưởng tiêu
chuẩn
5 Phân xưởng khí cụ
điện
6 Phân xưởng dập

70
100
100

250
700
800

0,38
0,37
0,37

0,78
0,72
0,67


40,00
40,00
40,00

0,40

0,72

27,00

7,00

8 Kho thành phẩm

15

85

0,48

0,87

23,00

7,00

9 Kho phế liệu kim
loại
10 Phân xưởng mạ

điện
11 Xem dự liệu phân
xưởng

15

70

0,48

0,81

8,00

3,00

16

0,76

24,00

15,60

0,73

1221,00

18,32


480,00

tgφ

Pđl
kW

Qđl
=
Qtt

Ptt

S

0,83

1,0 170,0
8
0
1,4
8 280,00

539,13
1183,5
6

7,20

0,74


1,1
1 407,00

1218,8
0

414,20 6

280,00

4,20

200,57

99,20 1

480,00

7,20

674,70

266,20 3

400,00

6,00

0,63 0,80 95,00

0,9
0,69
6 259,00
1,1
0,74
1 296,00

886,40

302,00 4

189,00

2,84

0,69

0,9
6

340,0
0

819,27

342,84 4

161,00

2,42


0,49 0,57

40,80

48,17

43,22

24,00

0,36
1,80

50,68
1026,1
9

33,96

120,00

0,59 0,72 33,60
0,8
0,65
6 480,00

10,00

850


0,40

sinφ

1040,0
0

12,00

50

1200

Pcs
(kW)

185,60 2

298,32 5

7,00

7 Phân xưởng xi
măng amiăng

50

Diện
tích

(m2)

5,00

481,80 6


Đồ án môn học Hệ thống cung cấp điện

12 Trạm trung hòa
13 Rửa kênh thoát
axit
14 Trạm bơm
15 Nhà ăn

10
3
8
30

16 Phân xưởng điện
17 Nhà điều hành
18 Phân xưởng làm
nguội
19 Kho axit
0

20 Máy nén số N 1

25


100
30
260
70
150

0,52
0,70
0,55
0,43
0,44

0,66
0,68
0,68
0,56
0,72

8,00
12,00
8,00
8,00
10,00

3,00

7,00

3,00


2

30

0,79

0,77

28,00

7,00

15

200

Tổng

17

0,48

0,67
0,72

8,00
12,00

0,54


0,73

24,00

0,36

0,73

56,00

0,84

0,83

60,00

0,90

0,69

21,00

0,32

196,00

2,94

24,00


0,36

36,00

0,54

0,63 0,80
0,8
0,64
3
1,1
0,74
1
0,9
0,69
6

6,00

0,78

0,79

36,00
7,00

0,46

20


0,75

3,00

50

2

0,36

3,00

20

1,1
4
1,0
8
1,0
8
1,4
8
0,9
6

24,00

3,00
3,00


52,00

113,83

52,36

21,00
143,0
0

32,35

21,54

280,35

30,10

103,56

30,94

66,00

144,58

66,90

23,00


40,11

23,32

23,70

24,86

26,64

15,80

22,16

16,16

96,00

143,36 2

192,77
96,54 1
7602,04 2945,08


Đồ án môn học Hệ thống cung cấp điện

2.5 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN TOÀN NHÀ MÁY
2.5.1Công thức

Phụ tải tính toán cho toàn nhà máy được xác định theo các bước
10

10

Pttnm = k dt ∑Ptti

Qttnm = kdt ∑Qtti

i =1

Sttnm =

i =1

2
2
Pttnm
+ Qttnm

Trong đó kđt là hệ số đồng thời kđt=0,8
2.5.2 Tính toán
Pttnm= 0,8*2945,08=2356,064 kW
Qttnm=0,8*7602,04=6081,632 kVAr
Phụ tải tính toán toàn phần của nhà máy:

Sttnm =

2
2

Pttnm
+ Qttnm

= 6522,06 kVA
Hệ số công suất của nhà máy:
Cosφ = Pttnm/Sttnm= 2356,064/6522,06=0,36

2.6 VẼ BIỂU ĐỒ PHỤ TẢI
2.6.1. Khái niệm biểu đồ phụ tải
Trạm biến áp là một trong những phần tử quan trọng của hệ thống cung cấp điện xí
nghiệp công nghiệp, việc bố trí hợp lý các trạm biến áp trong phạm vi nhà máy, xí nghiệp
là một vấn đề quan trọng, Để xây dựng sơ đồ cung cấp điện có các chỉ tiêu về kinh tế kỹ
thuật đảm bảo chi phí hàng năm là ít nhất, hiệu quả cao, Để xác định được các vị trí đặt
biến áp, trạm phân phối chính, các trạm biến áp xí nghiệp công nghiệp ta xây dựng biểu
đồ phụ tải trên toàn bộ mặt bằng nhà máy.
Biểu đồ nhà máy có vòng tròn có diện tích bằng phụ tải tính toán của phân xưởng
theo tỷ lệ đã chọn

18


Đồ án môn học Hệ thống cung cấp điện

SI=Π*RI2*m suy ra : RI=

SI
p* m

Trong đó:
+ SI là phụ tải tính toán của phân xưởng thứ i (kVA)

+ RI là bán kính vòng tròn biểu đồ phụ tải của phân xưởng thứ i (cm,m)
+ m là tỷ lệ xích (kVA/mm2) hay (kVA/m2)
Mỗi phân xưởng có một biểu đồ phụ tải tâm của đường tròn biểu đồ phụ tải trùng với
tâm phụ tải phân xưởng.
Các trạm biến áp được đặt đúng gần sát tâm phụ tải điện.
Mỗi biểu đồ phụ tải trên vòng tròn được chia làm hai phần hình quạt tương ứng với
phụ tải động lực và phụ tải chiếu sáng.
2.6.2 Vẽ biểu đồ phụ tải toàn nhà máy
Biểu đồ phụ tải là một hình tròn vẽ trên mặt phẳng, có tâm trung với tâm của phụ tải
điện, có diện tích tương ứng với công suất của phụ tải theo một tỉ lệ xích nào đấy, Biểu đồ
phụ tải cho phép người thiết kế hình dung ra được sự phân bố phụ tải trong khu vực cần thiết
kế để từ đó vạch ra nhưng phương án thiết kế hợp lý và kinh tế nhất
Để xác định biểu đồ toàn nhà máy ta chọn tỷ lệ xích là m=9 kVA/ mm²
+ Bán kính biểu đồ phụ tải được xác định theo biểu thức.

R=

S
m*P

+ Góc chiếu sáng được tính theo biểu thức.
a = (360*Pcs)/Ptt

*Tính toán bán kính R và góc chiếu sáng của từng phân xưởng.
Kết quả tính toán được cho trong bảng sau :

19


Đồ án môn học Hệ thống cung cấp điện


Tên phân xưởng
STT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20

Phân xưởng trạm từ
Phân xưởng vật liệu hàn
Phân xưởng nhựa tổng hợp plasmace
Phân xưởng tiêu chuẩn
Phân xưởng khí cụ điện
Phân xưởng dập

Phân xưởng xi măng amiăng
Kho thành phẩm
Kho phế liệu kim loại
Phân xưởng mạ điện
Xem dự liệu phân xưởng
Trạm trung hòa
Rửa kênh thoát axit
Trạm bơm
Nhà ăn
Phân xưởng điện
Nhà điều hành
Phân xưởng làm nguội
Kho axit
Máy nén số N0 1

20

Pcs
Ptt
Stt
R
a cs
kW
kW
kVA
mm
15,60 185,60 272,94
0,40
18,32 298,32 532,71
0,45

7,20 414,20 618,21
0,41
4,20
99,20 127,18
0,38
7,20 266,20 369,72
0,39
6,00 302,00 450,75
0,41
2,84 342,84 476,16
0,39
2,42
43,22
49,67
0,36
0,36
33,96
41,93
0,37
1,80 481,80 633,95
0,38
0,00
0,00
0,36
52,36
79,33
0,41
0,54
21,54
31,68

0,40
0,36 143,36 210,82
0,40
0,84
30,94
55,25
0,45
0,90
66,90
92,92
0,39
0,32
23,32
29,89
0,38
2,94
26,64
34,60
0,38
0,36
16,16
24,12
0,41
0,54
96,54 134,08
0,39

30,26
22,11
6,26

15,24
9,74
7,15
2,98
20,16
3,82
1,34
2,48
9,03
0,90
9,77
4,84
4,94
39,73
8,02
2,01


Đồ án môn học Hệ thống cung cấp điện

Biểu đồ phụ tải toàn nhà máy

21


Đồ án môn học Hệ thống cung cấp điện

CHƯƠNG 3
XÁC ĐỊNH SƠ ĐỒ NỐI CỦA MẠNG ĐIỆN NHÀ MÁY
Những yêu cầu khi cấp điện

 Độ tin cậy điện phải đảm bảo tính liên tục
 Chất lượng điện năng
 An toàn cung cấp điện
 Kinh tế
Ở chương 2 đã tính được công suất toàn nhà máy S ttnm=6522,06 kVA,Với công suất như
vậy nên đặt trạm phân phối trung tâm (PPTT) nhận điện từ trạm biến áp trung gian (BATG
110/22) về rồi phân phối cho các trạm biến áp phân xưởng (BAPX)
3.1 XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ ĐẶT CỦA TRẠM PPTT
Ta chọn máy biến áp ở trạm trung gian là máy TPΠH 10MVA-110/22kV do Liên Xô sản
xuất.
Từ sơ đồ nhà máy, vị trí các phân xưởng ta xác định được tâm phụ tải toàn nhà máy.
Vị trí các phân xưởng theo 2 trục X và Y là:

Phân Tọa
xưởng độ X
63
1
2
26
106
3
119
4
89
5
105
6
61
7
37

8
55
9
63
10

Phân xưởng

Tọa
độ Y
53
58
62
62
62
26
24
24
6
81

Si

Phân Tọa
xưởng độ X
132
11
12
116
102

13
43
14
138
15
132
16
127
17
138
18
63
19
84
20

Tọa
dộ Xi

22

Tọa
độ Yi

Si*Xi

Tọa
độ Y
24
5

5
6
50
14
5
70
6
6

Si*Yi


Đồ án môn học Hệ thống cung cấp điện

1 272,94
2 532,71
3 618,21
4 127,18
5 369,72
6 450,75
7 476,16
8
49,67
9
41,93
10 633,95
11
12
79,33
13

31,68
14 210,82
15
55,25
16
92,92
17
29,89
18
34,6
19
24,12
20 134,08
Tổng 4265,91

63
26
106
119
89
105
61
37
55
63

53
58
62
62

62
26
24
24
6
81

116
102
43
138
132
127
138
63
84
1667

Áp dụng công thức tinh toán trên ta có toạ độ
+Theo trục X0:
∑Si*Xi
X0
=
∑Si

17195,22
13850,46
65530,26
15134,42
32905,08

47328,75
29045,76
1837,79
2306,15
39938,85

14465,82
30897,18
38329,02
7885,16
22922,64
11719,5
11427,84
1192,08
251,58
51349,95

5 9202,28
396,65
5 3231,36
158,4
6 9065,26 1264,92
50
7624,5
2762,5
14 12265,44 1300,88
5 3796,03
149,45
70
4774,8

2422
6 1519,56
144,72
6 11262,72
804,48
625 327814,7 199844,8

327814,7
=

4265,91

=

77

=

47

+Theo trục Y0:
∑Si*Yi
Y0

=

=
∑Si
Vậy chọn vị trí của trạm PPTT tại tọa độ M (77;47)


23

199844,8
4265,91


Đồ án môn học Hệ thống cung cấp điện

3.2 XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ, SỐ LƯỢNG, DUNG LƯỢNG CÁC TRẠM BAPX
Căn cứ và vị trí, công suất của các phân xưởng, quyết định đặt 6 trạm biến áp
-Trạm B1 cấp điện cho PX số 1
-Trạm B2 cấp điện cho PX số 2
-Trạm B3 cấp điện cho PX số 10
-Trạm B4 cấp điện cho PX số 5
-Trạm B5 cấp điện cho PX số 3
-Trạm B6 cấp điện cho PX số 4, số 15 và số 18
-Trạm B7 cấp điện cho PX số 7 và số 8
-Trạm B8 cấp điện cho PX số 14, số 9, số 19 và số 20
-Trạm B9 cấp điện cho PX số 6
-Trạm B10 cấp điện cho PX số 13, số 12, số 17, số 11, số 16

24


Đồ án môn học Hệ thống cung cấp điện

Tất cả các trạm biến áp B1 đến B10 cấp điện cho các phân xưởng chính được xếp vào
phụ tải loại 1 nên cần đặt 2 máy biến. Các máy biến áp dùng máy biến áp ba pha hai cuộn
dây do Việt Nam chế tạo.
Chọn dung lượng các máy biến áp

-Trạm B1, Trạm B1 đặt 2 máy biến áp làm việc song song
Công suất máy được tính theo công thức kinh nghiệm sau
Stt
SđmB = 1,4
Vậy
Stt1

272,94

SđmB1
= 1,4 = 1,4
= 195 (kVA)
Chọn biến áp tiêu chuẩn Sđm=100 kVA
Vậy trạm B1 đặt 3 máy Sđm=100 kVA (loại máy 100-22/0,4) trong đó 2 máy chính và một
máy dự phòng.
Các trạm khác chọn tương tự, kết quả như sau:

Trạm
Trạm B1
Trạm B2
Trạm B3
Trạm B4
Trạm B5
Trạm B6
Trạm B7
Trạm B8
Trạm B9
Trạm B10

Stt

SđmMBA
272,94
194,96
532,71
380,51
63,95
45,68
369,72
264,09
618,21
441,58
217,03
155,02
525,83
375,59
410,95
293,54
450,75
321,96
233,82
167,01

Số
máy
3
5
2
4
6
3

5
4
5
3

Chính + SđmB mỗi
dự phòng máy,kVA
2+1
100
4+1
100
1+1
100
3+1
100
5+1
100
2+1
100
4+1
100
3+1
100
4+1
100
2+1
100

Sơ đồ mạng cao áp của nhà máy


25