TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN ĐIỆN
BÀI TẬP LỚN

HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN
Hà Nội, tháng 11 năm 2012

THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN

Dương Đức Tuyên 2

Họ và tên sinh viên: Dƣơng Đức Tuyên
MSSV: 20102451
Lớp: ĐK-TĐH 4
Khóa: K55.

NHIỆM VỤ THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN

I. ĐẦU ĐỀ THIẾT KẾ

CHƢƠNG I: MỞ ĐẦU

1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY. THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN

Dương Đức Tuyên 4 1.2 NỘI DUNG TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHÍNH.
Đối với nhà máy cơ khí địa phƣơng, các bƣớc thiết kế hệ thống cung cấp
điện gồm:
1. Xác định phụ tải tính toán của các phân xƣởng và toàn nhà máy.
2. Thiết kế mạng điện cao áp cho toàn nhà máy :
a) Chọn số lƣợng, dung lƣợng và vị trí lắp đặt các trạm biến áp
phân xƣởng.
b) Chọn số lƣợng, dung lƣợng và vị trí lắp đặt các trạm biến áp
trung gian hoặc trạm phân phối trung tâm .
c) Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy .
3. Thiết kế mạng điện hạ áp cho phân xƣởng sửa chữa cơ khí.
4. Bù công suất phản kháng nâng cao cosϕ của nhà máy.
THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN


Nhóm 1
1
Búa hơi để rèn ( M-415A)
2
2
28
56
2
Lò rèn
3
1
4,5
4,5
3
Lò rèn
4
1
6
6
4
Máy ép ma sát (A124)
8
1
10
10
5
Lò điện (H-15)
9
1
15

2
10
20
2
Lò rèn
3
1
4,5
4,5
3
Quạt lò
5
1
2,8
2,8
4
Quạt thông gió
6
1
2,5
2,5
5
Máy mài sắc (3M634)
12
1
3,2
3,2

Cộng nhóm 2


30
4
Lò điện để rèn (ПH-32 )
21
1
36
36
5
Lò điện (C-20 )
22
1
20
20
6
Lò điện (B-20 )
23
1
20
20
7
Bể dầu
24
1
4
4
8
Thiết bị tôi bánh răng
25
1
18

80
14
Thiết bị đo bi
37
1
23
23
15
Máy nén khí
40
1
45
45

Cộng nhóm 3

15

401,15

Nhóm 4
1
Máy bào gỗ ( C-4 )
41
1
30
30
2
Máy khoan ( CBПA)
42

Quạt gió trung gian
48
1
9
9
2
Quạt gia số 9,5
49
1
12
12
3
Quạt số 14
50
1
18
18

Cộng nhóm 5

3

39

Bảng 2.1-Tổng hợp kết quả phân nhóm phụ tải điện.
*Giả thiết tất cả các thiết bị làm việc ở chế độ 3 pha dài hạn.

THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN
1
Búa hơi để rèn (
M-415A)
2
2
28
56
52
2
Lò rèn
3
1
4,5
4,5
4,2
3
Lò rèn
4
1
6
6
5,6
4
Máy ép ma sát
(A124)
8
1
10
10
9,3


Cộng nhóm 1

10

107,7 Bảng 2.2: Danh sách các thiết bị trong nhóm 1

Với nhóm máy này, ở phân xƣởng sửa chữa cơ khí , ta có:k
sd
= 0,3 & cosφ = 0,6
( Tra trong bảng PL1.1-Tài liệu tham khảo 1 -trang 253 )
Loại đi nhóm thiết bị có P
đm
< 5% P
đm nhóm
ta có:
*Tính n
hq
với k
sd
> 0,2: P
đm nhóm
=94 ( kW )
THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN

ta tìm đƣợc k
max
= 1,8
PTTT của nhóm 1:
P
tt
=k
max
.k
sd
.P
đm nhóm
= 1,8. 0,3. 107,7= 58,16(kW)
Q
tt
= P
tt
.tanφ= 58,16. 4/3= 77,54 ( kVAr )
S
tt
=

2
+ 

2
2
= 58,16
2
+ 77,54

4
5
6

Nhóm 2
1
Búa hơi để rèn (M-412)
1
2
10
20
2
Lò rèn
3
1
4,5
4,5
3
Quạt lò
5
1
2,8
2,8
4
Quạt thông gió
6
1
2,5
2,5
5

đm nhóm
=33 ( kW )
m =

 


 
=
10
2,5
> 3
 n
hd
=
2
 ó

 
=
2.33
10
= 6,6
 lấy n = 7
Tra bảng PL1.6(Tài liệu tham khảo- trang 256 ) với k
sd
= 0,3 & n
hq
=7
ta tìm đƣợc k

2
= 25,47 ( kVA )
I
tt
=



3U
đm
=
25,47

3 .0,38
= 38,7 ( kA )

c.Tính toán cho nhóm 3

STT
Tên thiết bị
Số lƣợng
Kí hiệu
trên mặt
bằng
P
đm
( kW )
1 máy
Toàn bộ
%

90
22,6
3
Lò điện (H-30)
20
1
30
30
7,5
4
Lò điện để rèn (ПH-
32 )
21
1
36
36
9
5
Lò điện (C-20 )
22
1
20
20
5
6
Lò điện (B-20 )
23
1
20
20

0,6
0,15
11
Máy mài sắc
31
1
0,25
0,25
0,06
12
Cần trục cánh có
Pa-lăng điện
33
1
1,3
1,3
0,33
13
Thiết bị cao tần
34
1
80
80
20,1
14
Thiết bị đo bi
37
1
23
23

> 0,2: P
đm nhóm
=374 ( kW )
m =

 


 
=
90
20
> 3
THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN

Dương Đức Tuyên 11

 n
hd
=
2
 ó

 
=
2.398,15
90

+ 

2
2
= 320,5
2
+ 155,2
2
2
= 356,1 ( kVA )
I
tt
=



3U
đm
=
356,1

3 .0,38
= 541 ( kA )
d.Tính toán cho nhóm 4

STT
Tên thiết bị
Số lƣợng
Kí hiệu trên
mặt bằng

30
4
Máy bào gỗ ( CP6-5Г )
46
1
10
10
5
Máy cƣa tròn ( Ц-5 )
47
1
7
7

Cộng nhóm 4

5

102
Bảng 2.5: Danh sách các thiết bị trong nhóm 4
Với nhóm máy này, ở phân xƣởng sửa chữa cơ khí , ta có:k
sd
= 0,7& cosφ =0,95
( Tra trong bảng PL1.1- Tài liệu tham khảo 1-trang 253 )
THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN

Dương Đức Tuyên 12


Tra bảng PL1.6(Tài liệu tham khảo- trang 256 ) với k
sd
= 0,7 & n
hq
=7
ta tìm đƣợc k
max
= 1,21
PTTT của nhóm 4:
P
tt
=k
max
.k
sd
.P
đm nhóm
= 1,21. 0,7. 102= 86,4 (kW)
Q
tt
= P
tt
.tanφ= 86,4. 0,33= 28,5 ( kVAr )
S
tt
=

2
+ 

P
đm
( kW )
1 máy
Toàn bộ
1
2
3
4
5
6

Nhóm 5
1
Quạt gió trung gian
48
1
9
9
2
Quạt gia số 9,5
49
1
12
12
3
Quạt số 14
50
1
18



 
=
18
9
< 3 kW ; k
sd
= 0,6 > 0,4 nên n
hq
= n = 3
Tra bảng PL1.6( Tài liệu tham khảo 1– trang 256 ) với k
sd
= 0,6& n
hq
= 3
ta tìm đƣợc k
max
= 1,32
PTTT của nhóm 5:
P
tt
=k
max
.k
sd
.P
đm nhóm
= 1,32. 0,6. 39= 31(kW)
Q

3 .0,38
= 67,15 ( kA )
2.1.3 Tính toán phụ tải chiếu sáng của toàn phân xưởng sửa chữa cơ khí (SCCK).
Phụ tải chiếu sáng của phân xƣởng SCCK xác định theo phƣơng pháp suất chiếu sáng
trên một đơn vị diện tích:
P
cs
= p
0
.F
Trong đó:
p
0
- suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích chiếu sáng (W/m
2
)
F- diện tích của phân xƣởng, F= 30. 10= 300(m
2
)
THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN

Dương Đức Tuyên 14

Trong phân xƣởng SCCK, hệ thống chiếu sáng sử dụng đèn sợi đốt, tra PL1.2(TL1), ta
tìm đƣợc p
0
= 14 (W/m

= 0,85
P
ttpx
= 0,85.( 58,16+17,82+320,5+86,4 +31) = 418 ( kW )
Phụ tải phản kháng của phân xƣởng:
Q
ttpx
=k
đt
.


 

=1
=0,85.( 77,54+18,2 +155,2+28,5+31,5)= 264,3( kVAr )
Phụ tải toàn phần của phân xƣởng kể cả chiếu sáng:
S
ttpx
=

(

+ 

)
2
+ 

2

= 0,84

THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN

Dương Đức Tuyên 15

2.2 XÁC ĐỊNH PTTT CHO CÁC PHÂN XƢỞNG CÒN LẠI
2.2.1 Phân xƣởng kéo sợi

Với công suất đặt : 1400 (kW)
Diện tích phân xƣởng : 1959,4(m
2
)
Tra bảng PLI.3( Tài liệu tra cứu 1- trang 254) ta có: k
nc
= 0,7& cosφ =0,8
Tra bảng PL I.2( Tài liệu tra cứu 1- trang 253) ta có: p
0
=14 ( W/m
2
)
Công suất tính toán động lực:
P
đl
= k
nc
.P

Diện tích phân xƣởng :1856,25(m
2
)
Tra bảng PLI.3( Tài liệu tra cứu 1- trang 254) ta có: k
nc
= 0,7& cosφ =0,8
Tra bảng PL I.2( Tài liệu tra cứu 1- trang 253) ta có: p
0
=13 ( W/m
2
)
THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN

Dương Đức Tuyên 16

Công suất tính toán động lực:
P
đl
= k
nc
.P
đ
=0,7 . 2500=1750 ( kW )
Công suất tính toán chiếu sáng:
P
cs
= p

Tra bảng PL I.2( Tài liệu tra cứu 1- trang 253) ta có: p
0
=13 ( W/m
2
)
Công suất tính toán động lực:
P
đl
= k
nc
.P
đ
= 0,7 .1200=840 ( kW )
Công suất tính toán chiếu sáng:
P
cs
= p
0
. F= 13.1868,75=24,29 ( kW )
Chiếu sáng phân xƣởng dùng đèn sợi đốt có cosφ = 0 nên Q
cs
= 0
Công suất tính toán tác dụng của phân xƣởng nhuộm và in hoa:
THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN

Dương Đức Tuyên 17


)
Công suất tính toán động lực:
P
đl
= k
nc
.P
đ
= 0,6 . 600=360 ( kW )
Công suất tính toán chiếu sáng:
P
cs
= p
0
. F= 12 . 481,25= 5,78 ( kW )
Chiếu sáng phân xƣởng dùng đèn sợi đốt có cosφ = 0 nên Q
cs
= 0
Công suất tính toán tác dụng của phân xƣởng giặt là và đóng gói thành phẩm:
Ptt= Pđl Pcs=3605,78= 365.78 ( kW )
Công suất tính toán phản kháng của phân xƣởng giặt là và đóng gói thành phẩm:
Qtt= Qđl= Pđl.tgφ= 360. 0,75= 270( kVAr)
Công suất tính toán toàn phần của phân xƣởng giặt là và đóng gói thành phẩm:
THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN

Dương Đức Tuyên 18


.P
đ
= 0,5 .150= 75 ( kW )
Công suất tính toán chiếu sáng:
P
cs
= p
0
. F= 14 . 806,25= 11,29 ( kW )
Chiếu sáng phân xƣởng dùng đèn sợi đốt có cosφ = 0 nên Q
cs
= 0
Công suất tính toán tác dụng của phân xƣởng mộc:
Ptt= Pđl+ Pcs= 75+ 11,29= 86,29 ( kW )
Công suất tính toán phản kháng của phân xƣởng mộc:
Qtt= Qđl= Pđl.tgφ= 75.1,33= 100( kVAr)
Công suất tính toán toàn phần của phân xƣởng mộc:
Sttpx=


2
+  
2
= 86,29
2
+ 100
2
=132,1 ( kVA )
2.2.6 Trạm bơm


= p
0
. F= 12. 481,25=5,78 ( kW )
Chiếu sáng phân xƣởng dùng đèn sợi đốt có cosφ = 0 nên Q
cs
= 0
Công suất tính toán tác dụng của trạm bơm:
Ptt= Pđl Pcs= 60 + 5,78=65,78 ( kW )
Công suất tính toán phản kháng của trạm bơm:
Qtt= Qđl= Pđl.tgφ= 60.1,02= 61,2( kVAr)
Công suất tính toán toàn phần của trạm bơm:
Sttpx=


2
+  
2
= 65,78
2
+ 61,2
2
=89,85 ( kVA )
2.2.7 Kho vật liệu trung tâm

Với công suất đặt : 50 (kW)
Diện tích phân xƣởng : 984 (m
2
)
Tra bảng PL I.3( Tài liệu tra cứu 1- trang 254) ta có: k
nc


Ptt= Pđl+ Pcs=35+11,8=46,8 ( kW )
Công suất tính toán phản kháng của kho vật liệu trung tâm:
Qtt= Qđl= Pđl.tgφ=35 . 1,02=42 ( kVAr)
Công suất tính toán toàn phần của kho vật liệu trung tâm:
Sttpx=


2
+  
2
= 46,8
2
+ 42
2
=62,88 ( kVA )

2.2.8 Ban Quản lý và Phòng thiết kế
Với công suất đặt : 150 (kW)
Diện tích phân xƣởng : 875 (m
2
)
Tra bảng PL I.3( Tài liệu tra cứu 1- trang 254) ta có: k
nc
= 0,7& cosφ =0,8
Tra bảng PL I.2( Tài liệu tra cứu 1- trang 254) ta có: p
0
=20 ( W/m
2
)

+ 78,75
2
=145,63 ( kVA )
THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN

Dương Đức Tuyên 21

2.2.9 Xác định PTTT toàn nhà máy
-Phụ tải tác dụng của toàn nhà máy:
P
tt nm
= k
đt
.


 

=1

Với k
đt
là hệ số đồng thời, đặc trƣng cho mức độ làm việc đồng thời của toàn nhà máy,
đánh giá phân xƣởng có 9 phân xƣởng làm việc 3 ca nên mức độ làm việc đồng thời trung
bình, nên chọn k
đt
= 0,8

+ 2607,22
2
=4512,48 ( kVA )
-Hệ số công suất của nhà máy :
cos φ
nm
=
ttnm
ttnm
P
S
=
3683,05
4512,48
= 0,82
2.3 XÁC ĐỊNH TÂM PHỤ TẢI ĐIỆN VÀ VẼ ĐỒ THỊ PHỤ TẢI ĐIỆN
2.3.1 Tâm phụ tải điện
-Tâm phụ tải điện là điểm qui ƣớc nào đó sao cho momen phụ tải



. 

đạt
giá trị cực tiểu .
Trong đó :
P
i
:Công suất của phụ tải thứ i.
THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN





n
i
i
n
i
ii
S
yS
y
1
1
0
;





n
i
i
n
i
ii
S
zS


Dương Đức Tuyên 23

-Mỗi vòng tròn biểu đồ phụ tải chia ra thành 2 phần :Phần phụ tải động lực (phần hình quạt
gạch chéo) và phần phụ tải chiếu sáng ( phần hình quạt để trắng).
-Để vẽ đƣợc biểu đồ phụ tải cho các phân xƣởng, ta coi phụ tải của các phân xƣởng phân bố
đều theo diện tích phân xƣởng, nên tâm phụ tải có thể lấy trùng với tâm hình học của phân
xƣởng trên mặt bằng.
-Bán kính vòng tròn phụ tải của phụ tải thứ i R
pxi
đƣợc xác định qua biểu thức :
R
pxi
=


 
.

Trong đó:
m : là tỉ lệ xích, ở đây chọn m = 5(kVA/mm
2
)
- Góc của phụ tải chiếu sáng nằm trong biểu đồ đƣợc xác định theo công thức :

α
cs
=
360.
 

y(mm)
1
PX kéo sợi
27,43
1007,43
1259,3
21,2
63
9
9,8
2
PX dệt vải
24,13
1774,13
2206,85
49,2
63
11,9
4,9
3
PX nhuộm và
in hoa
24,29

864,29
1069,53
78
80
8,3
10,1

THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN

Dương Đức Tuyên 24

7
Trạm bơm
5,78
170,2
89,85
138
10
2,4
12,2
8
Ban quản lý và
Phòng thiết kế
17,5
122,5
145,63
31
15,5
3
51,4
9
Kho vật liệu
trung tâm
11,8
1
2
3 4
8
9
6
7
5
Tu He thong dien den
1007,43
27,43
1774,13
24,13
864,29
24,49
365,78
5,78
418
4,2
86,29
11,29
170,2
5,78
122,5
17,5
46,3
11,8
63,88