BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG……………

Luận văn

Thiết kế cung cấp điện cho
phân xưởng cơ khí 1
LỜI MỞ ĐẦU

Điện năng là dạng năng lượng có nhiều ưu điểm như dễ dàng chuyển thành
các dạng năng lượng khác như nhiệt năng, cơ năng, hóa năng…. để truyền tải và
phân phối. Chính vì vậy điện năng được sử dụng rất rộng rãi trong mọi lĩnh vực
hoạt động của con người. Điện năng là năng lượng chính của các ngành công
nghiệp, là điều kiện quan trọng để phát triển các khu đô thị và khu dân cư. Vì lý
do đó khi lập kế hoạch phát triển kinh tế xã hội thì kế hoạch phát triển điện năng
phải đi trước một bước nhằm thỏa mãn nhu cầu điện năng trước mắt và trong
tương lai. Đặc biệt trong ngành kinh tế nước ta hiện nay đang chuyển dần từ một
nước nông nghiệp sang công nghiệp, máy móc dần thay thế cho sức lao động
của con người. Để thực hiện được việc nâng cấp và cải tiến hệ thống cung cấp
điện để có thể đáp ứng được nhu cầu tăng trưởng không ngừng về điện.
Sau 4 năm học tập tại Trường Đại Học Dân Lập Hải Phòng em đã được
nhận đề tài tốt nghiệp:" Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng cơ khí” do
ThS.Đỗ Thị Hồng Lý hướng dẫn.
Đề tài gồm những nội dung sau:
Chương 1: Các phương pháp xác định phụ tải tính toán.
Chương 2: Thiết kế mạng hạ áp cho phân xưởng cơ khí.
Chương 3: Tính công suất bù phản kháng.

.tgφ (1 - 2)
Trong đó:
K
nc
- Hệ số nhu cầu, tra sổ tay kĩ thuật theo số liệu thống kê của các xí
nghiệp, phân xưởng tương ứng.
cosφ - Hệ số công suất tính toán, tra sổ tay kĩ thuật sau đó rút ra tgφ.
Phụ tải chiếu sáng được tính theo suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích:
P
cs
= p
o
. S. (1 - 3)
Trong đó: p
o
- suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích (W/m
2
).
S - Diện tích cần được chiếu sáng (m
2
).
Phụ tải tính toán toàn phần của mỗi phân xưởng:

3
22
)()(
csttcstttt
QQPPS
(1 - 4)
Phụ tải tính toán xí nghiệp xác định bằng cách lấy tổng phụ tải các phân xưởng

đại: K
đt
= 0,9 ÷ 0,95 khi số phân xưởng n = 2 ÷ 4.
K
đt
= 0,8 ÷ 0,85 khi số phân xưởng là n = 5 ÷ 10.
1.2.2. Xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình.
Sau khi xí nghiệp có thiết kế chi tiết cho từng phân xưởng, ta đã có thông
tin chính xác về mặt bằng bố trí máy móc, thiết bị, biết được công suất và quá
trình công nghệ của từng thiết bị, người thiết kế bắt tay vào thiết kế mạng hạ áp
cho phân xưởng. Công suất tính toán của từng động cơ và của từng nhóm động
cơ trong phân xưởng.
Với một động cơ: P
tt
= P
đm

Với nhóm động cơ n ≤ 3:
n
dmitt
PP
1
(1 - 9)
Với n ≥ 4 phụ tải tính toán của nhóm động cơ xác định theo công thức:
n
dmisdmatt
PkkP
1
.


dmi
PP
(1 - 10)
 Xác định
P
P
P
n
n
n
11
,

Trong đó: n - Tổng số thiết bị trong nhóm.
P
∑
- Tổng công suất của nhóm.

1
1
n
dmi
PP
(1 - 11)
 Từ n
*
, P
*
tra bảng được n
hq*

t
= 0,75 với thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại.
Phụ tải tính toán toàn phân xưởng với n nhóm:

n
ttidtttpx
PkP
1
(1 - 13)

n
ttidtttpx
QkQ
1
(1-14)

22
ttpx
)()(S
csttpxcsttpx
QQPP
(1 - 15)

5
1.2.3. Xác định PTTT theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích.
Phương pháp này dùng trong thiết kế sơ bộ, dùng để tính phụ tải các phân
xưởng có mật độ máy móc sản xuất phân bố tương đối đều như: phân xưởng gia
công cơ khí, dệt, sản xuất ôtô…

FpP

T
max
: Thời gian sử dụng công suất cực đại (h).
Tóm lại, các phương pháp trên đều có những ưu nhược điểm và phạm vi
ứng dụng khác nhau. Vì vậy tuỳ theo giai đoạn thiết kế, tuỳ theo yêu cầu cụ thể
mà chọn phương pháp tính cho thích hợp.
1.3. XÁC ĐỊNH PTTT CỦA PHÂN XƢỞNG CƠ KHÍ.
1.3.1. Phụ tải tính toán của phân xƣởng cơ khí.
Trong phân xưởng cơ khí chuyên sản xuất các loại bánh răng, hộp số, hộp
tốc độ, chi tiết máy do đó trong xưởng có nhiều nhóm máy như: máy tiện, máy
phay, máy doa, máy khoan,

6

7
Bảng 1.1: Phụ tải điện của phân xưởng cơ khí.
STT
Tên máy
Số lƣợng
Công suất

Bộ phận rèn 1
Búa hơi để rèn
2
10
2
Búa hơi để rèn

12
Máy mái sắc
1
3.2
13
Quạt ly tâm
1
7
17
Máy biến áp
2
2.2

Bộ phận nhiệt luyện 18
Lò chạy bằng điện
1
30
10
Lò điện để hóa cứng linh kiện
1
90
20
Lò điện
1
30
21
Lò điện để rèn

33
Cầu trục có palăng điện
1
1.3

8
34
Thiết bị tôi cao tần
1
80
37
Thiết bị đo bi
1
23
40
Máy nén khí
1
45

Bộ phận mộc 41
Máy bào gỗ
1
7
42
Máy khoan đứng
1
3.2

Để phân nhóm phụ tải ta dựa vào nguyên tắc sau:
* Các thiết bị trong 1 nhóm phải có vị trí gần nhau trên mặt bằng (điều
này sẽ thuận tiện cho việc đi dây tránh chồng chéo, giảm tổn thất )
* Các thiết bị trong nhóm có cùng chế độ làm việc ( điều này sẽ thuận tiện
cho việc tính toán và cung cấp điện sau này, ví dụ nếu nhóm thiết bị có cùng chế
độ làm việc, tức có cùng đồ thị phụ tải vậy ta có thể tra chung được
sd
k
,
nc
k
,
cos
,… và nếu chúng lại có cùng công suất nữa thì số thiết bị điện hiệu quả sẽ
đúng bằng số thiết bị thực tế vì vậy việc xác định phụ tải cho các nhóm thiết bị
này sẽ rất dễ dàng.)
* Các thiết bị trong các nhóm nên được phân bổ để tổng công suất của các
nhóm ít chênh lệch nhất ( điều này nếu thực hiện được sẽ tạo ra tính đồng loạt
cho các trang thiết bị cung cấp điện. Ví dụ trong phân xưởng chỉ tồn tại một loại
tủ động lực và như vậy thì nó sẽ kéo theo là các đường cáp cung cấp điện cho
chúng cùng các trang thiết bị bảo vệ cũng sẽ được đồng loạt hóa, tạo điều kiện

9
cho việc lắp đặt nhanh kể cả việc quản lý sửa chữa, thay thế và dự trữ sau này
rất thuận lợi…).
* Ngoài ra số thiết bị trong cùng một nhóm cũng không nên quá nhiều vì
số lộ ra của một tủ động lực cũng bị khống chế ( thông thường số lộ ra lớn nhất
của các tủ động lực được chế tạo sẵn cũng không quá 8 ). Tất nhiên điều này
cũng không có nghĩa là số thiết bị trong mỗi nhóm không nên quá 8 thiết bị. Vì
1 lộ ra từ tủ động lực có thể chỉ đi đến 1 thiết bị, nhưng nó có thể được kéo móc

2*28
3
Lò rèn
2
3
2*4.5
4
Lò rèn
1
4
6
5
Dầm treo có palăng điện
1
11
4.8
6
Quạt ly tâm
1
13
7
7
Lò điện
1
9
15
8
Máy biến áp
2
17

1
23
20
6
Máy ép ma sát
1
8
10
Cộng nhóm 2
6

128.3

Nhóm 3
1
Thiết bị tôi cao tần
1
34
80
2
Thiết bị đo bi
1
37
23
3
Lò điện
1
20
30


25
18
6
Máy đo độ cứng đầu côn
1
28
0.6
7
Máy mài sắc
1
30
0.25
8
Cầu trục có palăng điện
1
33
1.3
9
Bể dầu có tăng nhiệt
1
26
3
Cộng nhóm 4
9

123.15

Nhóm 5
1
Máy nén khí

1
48
12
8
Quạt gió số 9
1
49
9
9
Quạt gió số 14
1
50
18
Cộng nhóm 5
9

109

12
1.3.3. Tính phụ tải tính toán cho từng nhóm trong phân xƣởng cơ khí
Với phân xưởng cơ khí ta có :
3
4
6.0cos
2.0
tg
k
sd

Nhóm 1

6
Quạt ly tâm
1
13
7
7
Lò điện
1
9
15
8
Máy biến áp
2
17
2.2,2
Cộng nhóm 1
12

122,2
n= 12; n
1
= 3; p
1
= 71(kW); p
∑
=122,2 (kW)
n
*
=
1

=7 được K
max
= 2,1
Vậy phụ tải tính toán nhóm 1:

13
P
tt
= K
max
. K
sd
.
6
1
dm
p
= 2,1. 0,2. 122,2= 51,32 (kW)
Q
tt
= p
tt
. tanφ = 51,32.1,33 = 68,43 (kVAr)
S
tt
=
22
tt tt
PQ
=

3
Quạt gió
1
5
2,6
4
Quạt thông gió
1
6
2,5
5
Lò điện
1
23
20
6
Máy ép ma sát
1
8
10
Cộng nhóm 2
6

128,3
n= 6; n
1
= 2; p
1
= 23.2kw; p
∑

Tra bảng PL I.6 ở [STK, Tr 256] với K
sd
=0,2 được:
n
hq
=6 được K
max
= 2,24

14
Vậy phụ tải tính toán nhóm 2:
P
tt
= K
max
. K
sd
.
10
1
dm
p
= 2,24.0,2.1,33 = 57,48 (kW)
Q
tt
= p
tt
. tanφ = 57,48.1,33 = 76,45 (kVAr)
S
tt

Thiết bị đo bi
1
37
23
3
Lò điện
1
20
30
Cộng nhóm 3
3

133
n= 3; n
1
= 2; p
1
= 170(kW); p
∑
=193 (kW)
n
*
=
1
n
n
=
2
3
= 0,66 ; p
15
P
tt
=
3
1
dm
p
=133(kW)
Q
tt
= p
tt
. tanφ = 133.1,33 = 176,89 (kVAr)
S
tt
=
22
tt tt
PQ
=
22
133 176,89
= 221,3 (kVA)
I
tt
=
0,38 3

24
4
5
Thiết bị để tôi bánh răng
1
25
18
6
Máy đo độ cứng đầu côn
1
28
0,6
7
Máy mài sắc
1
30
0,25
8
Cầu trục có palăng điện
1
33
1,3
9
Bể dầu có tăng nhiệt
1
26
3
Cộng nhóm 4
9


hq
=0,58→ n
hq
= n n
*
hq
= 9*0,58= 5,22

16
Tra bảng PL I.6 ở [STK, Tr 256] với K
sd
=0,2 được:
n
hq
=5,22 được K
max
= 2,42
Vậy phụ tải tính toán nhóm 4:
P
tt
= K
max
. K
sd
.
9
1
dm
P
= 2,42. 0,2. 123,15= 59,6 (kW)

Công suất
1
Máy nén khí
1
40
45
2
Máy bào gỗ
1
41
4,5
3
Máy khoan đứng
1
42
4,5
4
Máy cưa
1
44
4,5
5
Máy bào gỗ
1
46
7
6
Máy cưa tròn
1
47

*
=
1
n
n
=
3
9
= 0,2 ; p
*
=
1
P
P
=
39
109
=0,4
Tra bảng PL I.5 ở [STK,Tr 255] được:
n
*
hq
=0,76→ n
hq
= n . n
*
hq
= 9.0,76 ≈ 7
Tra bảng PL I.6 ở [TL 1, Tr 256] với K
sd

=
22
45,78 60,89
= 76.18 (kVA)
I
tt
=
0,38 3
tt
S
=
76,18
0,38 3
=115.74 (A)
1.3.4.Tính toán phụ tải chiếu sáng cho toàn phân xƣởng cơ khí.
Phụ tải chiếu sáng của phân xưởng cơ khí được xác định theo phương
pháp suất chiếu sáng trên 1 đơn vị diện tích.

FPP
cs
.
0

Trong đó P
0
=12(W/m
2
)
F=1000(m
2

85.08.0
đt
k
khi số phân xưởng
105n

Vậy ta có:

4
1i
ttiđtpxtt
PkP
=0,95.(51,32+57,48+133+59,6+45,78+12)=341,2(kW)
Phụ tải tính toán phản kháng của toàn nhà máy:
Q
ttpx
= P
ttpx
*tgφ=341.2*1.33=453.82 (kVAr)
Phụ tải tính toán toàn phần của toàn nhà máy:
S
ttpx
=
22
ttpx ttpx
PQ
=
22
341,2 453,82
= 567.8(kVA)


K
sdCosφ/
tgφ
Số thiết
bị hp n
hq
Hệ
số
cực
đại
K
max
Phụ tải tính toán
P
tt,
kW
Q
tt
,
kVAr
S
tt
,
kVA
I
tt

2
28
70,9
0,2
0,6/1,33
Lò rèn
2
3
4,5
11,39
0,2
0,6/1,33
Lò rèn
1
4
6
15,19
0,2

Dầm treo có palang
điện
1
11
4,8
12,15
0,2
0,6/1,33
Lò điện
1
9
15
37,98
0,2
0,6/1,33

90
227,9
0,2
0,6/1,33
Máy mài sắc
1
12
3,2
8,1
0,2
0,6/1,33
Quạt gió
1
5
2,6
6,58
0,2
0,6/1,33
Máy ép ma sát
1
8
10
25,32
0,2
0,6/1,33
Cộng nhóm 2
6

128,3

0,2
0,6/1,33
6
2,24
57,48
76,45
95,65
145,3
Nhóm 3


0,6/1,33
Lò điện
1
20
30
75,96
0,2
0,6/1,33
Cộng nhóm 3
3

133

0,2
0,6/1,33 133 Lò điện để rèn
1
21
30
75.96
0,2
0,6/1,33
Lò chạy băng điện
1
18
30
75.96
0,2
0.6/1,33

0,6
1.52
0,2
0,6/1,33
Máy mài sắc
1
30
0,25
0.63
0,2
0,6/1,33
Cầu trục có faiang
điện
1
33
1.3
3.29
0,2

79,27
99,2
150,72
Nhóm 5
Máy nén khí
1
40
45
113.9
5
0,2
0,6/1,33

11.39
0,2
0,6/1,33
Máy bào gỗ
1
46
7
17.72
0,2
0,6/1,33
Máy cưa tron
1
47
4,5
11.39
0,2
0,6/1,33



Quạt gió số 14
1
50
18
45.58
0,2
0,6/1,33
Cộng nhóm 5
9

109

0,2
0,6/1,33
7
2,1
45,78
60,89
76,18
115,74

21
CHƢƠNG 2.

S
=
630
0,38 3
= 957.2 (A)

22
Tra bảng PL IV.3[TK1, 283] chọn aptomat loại C1001N do Merlin Gerin chế
tạo có thông số được ghi trong bảng:
Loại
Số cực
U
đm
(V)
I
đm
(A)
I
N
(kA)
C1001N
3
690
1000
25
Chọn automat tông chọn C1001N như automat đặt tại trạm BA
Chọn automat ở đầu ra tủ phân phối
6 nhánh ra chọn aptomat NS400E do Merlin Gerin chế tạo có thông số
Loại
Số cực

=
567,8
5.0,38. 3
=172,5 (A)
Tra bảng PL.V.13 [STK , tr 302] chọn cáp đồng 4 lõi cách điện PVC do
LENS chế tạo đường kính 50mm
2
, có I
cp
=206 (A).
Vậy chọn cáp từ TBA đến tủ phân phối loại 5PVC (3 50+1 50).
2.2.2.2. Lựa chọn cáp từ tủ phân phối về các tủ động lực.
 Chọn cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực nhóm 1
k
1
.k
2
.I
cp
≥ I
tt
=129,96 (A)
k
1
.k
2
.I
cp
≥(1.25*I
đmA

PP – ĐL4
PP – ĐL5
129,96
145,32
336,23
150,72
115,74
120
120
120
120
120
343
343
343
343
343
Vì xưởng đặt cách xa trạm biến áp nên không cần tính ngắn mạch để kiểm
tra cáp và aptomat.
2.2.3. lựa chọn tủ phân phối
Tủ phân phối được lựa chọn bao gồm 1 đầu vào và 6 đầu ra trong đó 5 đầu
vào cung cấp cho tủ động lực, 1 đầu còn lại cung cấp cho tủ chiếu sang. Căn cứ
vào dòng điện tính toán đầu vào tủ phân phối và dòng ra tủ phân phối ta chọn tủ
∏P-9262 do Liên Xô (cũ) chế tạo. 24
2.2.4. Chọn cầu chì cho các tủ động lực.
Cầu chì nhánh cấp điện cho 1 động cơ chọn theo 2 điều kiện sau:
I

dc
≥ I
tt nhóm
I
dc
≥
ax hóm D
(.
mmm ttn sd dm
I I k I

Điều kiện thứ 3 là điều kiện chọn lọc : I
dc
của cầu chì tổng phải lớn
hơn ít nhất là 2 cấp so với I
dc
của cầu chì nhánh lớn nhất
 Lựa chọn cầu chì bảo vệ cho động cơ nhóm 1
Do các động cơ sử dụng là động cơ lống sóc nên ta lấy k
mm
=5
Hệ số α ở đây ta lấy , α = 2.5
Cầu chì bảo vệ cho thiết bị búa hơi để rèn
I
dc
≥I
đm
=25.32
I
dc

= 141,8 (A).
Chọn I
dc
= 160 (A).

Cầu chì bảo vệ cho lò rèn.

Trích đoạn Đặc điểm của các thiết bị bù khi dùng phƣơng pháp bù phản kháng.

---