BÀI TẬP DÀI MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN
ĐỀ TÀI: thiết kế hệ thống điện cho nhà máy cơ khí công
nghiệp địa phương
Các nguyên tắc phân nhóm phụ tải :
o Các thiết bị cùng nhóm nên đặt gần nhau để giảm chiều
dài mạng điện hạ áp nhờ vậy có thể giảm vốn đầu tư và
tổn thất trên đường dây hạ áp trong phân xưởng.
o Chế độ làm việc của các thiết bị cùng nhóm nên giống
nhau để việc xác định phương trình phụ tải được chính
xác hơn và thuận lợi cho việc lựa chọn phương thức cung
cấp điện cho nhóm .
o Tổng công suất của nhóm nên xấp xỉ nhau để giảm chủng
loại tủ động lực cần dùng trong phân xưởng và toàn nhà
máy .số thiết bị trong một nhóm không nên quá nhiều bởi
số đầu ra của tủ động lực thường ≤ (8 ÷12) .
o Thường thì rất khó để thoả mãn cả ba nguyên tắc trên do
vậy nhiệm vụ của người thiết kế là phải lựa chọn phương
án phân nhóm hợp lý nhất .
o Dựa trên ba nguyên tắc trên và sự phân bố về vị trí , công
suất của các phụ tải ta có thể chia phân xưởng sửa chữa cơ
khí thành 4 nhóm . sự phân chia thành các nhóm cho trong
bảng 1.1 sau :
1
1
1. Bảng 1.1: phân nhóm phụ tải phân xưởng sửa chữa cơ khí .
Nhóm
I
Stt Tên thiết bị
Số
lượn
g

5.
Máy tiện
ren
1 10 10 25.32
6.
Máy tiện
ren
1 14 14 35.45
7.
Máy tiện
ren . 1 4.5 4.5 11.39
8.
Máy tiện
ren.
1 10 10 25.32
9.
Máy khoan
đứng.
1 0.85 0.85 2.15
Tổng : 9 61.75 61.75 156.35
Nhóm
II
Stt
1. Khoan bàn . 1 0.65 0.65 1.64
2.
Máy mài
thô.
1 2.8 2.8 7.09
3.
Máy khoan

các tấm
mỏng.
1 1.7 1.7 4.3
11.
Máy mài
phá
1 2.8 2.8 7.09
12.
Máy hàn
điểm.
1 13 13 32.89
Tổng: 12 48.9 107.61
Nhóm
III
Stt
1.
Máy tiện
ren .
1 20 20 50.64
2. Bàn 1 0.85 0.85 2.15
3.
Máy khoan
bàn .
1 0.85 0.85 2.15
4.
Bể dầu có
tăng nhiệt .
1 2.5 2.5 4.22
5. Máy cạo . 1 1 1 2.53
6.

Bể ngâm
dung dịch
kiềm.
1 3 3 5.06
4.
Bể ngâm
nước nóng .
1 3 3 5.06
5.
Máy cuốn
dây.
1 1.2 1.2 3.04
6.
máy cuốn
dây.
1 1 1 2.53
7.
Bể ngâm
tẩm có tăng
nhiệt .
1 3 3 5.06
8. Tủ xây. 1 3 3 7,6
9.
Máy khoan
bàn .
1 0.65 0.65 1.64
10.
Bể khử dầu
mỡ .
1 3 3 5.06

n*hq = 0,75 ; nhq = 9.0,75 = 7 ;
k
max
= 2,48 ;
P
tt1
= 2,48 . 0,15 .61,75 = 22,97 (kW);
Q
tt1
= 22,97. 1,33 = 30,55 (kVAr) ;
S
tt1
=
2
1
2
1 tttt
QP
+
=
22
55.3097.22
+
= 38,22 (kVA);
I
tt1
=
3*Udm
Stt
=

ta có
min
max
p
p
=
65.0
13
= 20 > 3 ; ksd = 0,44 > 0,2 ;
nhq =
max
*2
p
pdmi
∑
=
13
9,48*2
=7,52 ≈ 8 ;
k
max
= 1,5 ;
p
tt2
= 1,5.0,44.48,9 = 32,27(kW);
Q
tt2
= 32,27.0,975 = 31,46 (kVAr);
S
tt2

pi
piksdi *
= 0,214 ; cos φ =
∑
∑
pi
ipi
ϕ
cos*
= 0,628 ; tg φ = 1,24 ;
min
max
p
p
=
85,0
20
= 23,53 > 3 và ksd = 0,214 > 0,2
n
hq
=
max
*2
p
pi
∑
=
20
05.32*2
= 3,2 ≈ 3 ;

piki *
= 0,45; cos φ =
∑
∑
pi
ipi
ϕ
cos*
= 0,76; tg φ = 0,855;
min
max,
p
p
=
65,0
3
= 4,16 > 3 do đó
nhq =
max
*2
p
pi
∑
=
3
3,22*2
= 14,9 ≈15 > 11 = n do đó ta phải dùng cách khác.
n1 = 6 ; n = 11 ; n* =
11
6

I
dn4
= 29,29 + 5.7,09 – 0,45.7,09
= 61,55(A) ;
E,Tìm công suất chiếu sáng cho pxscck theo suất công suất trên một đơn vị
diện tích ,
Diện tích phân xưởng sửa chữa cơ khí : F = 75.30 = 2250 m
2
,
Suất phụ tải chiếu sáng : p
0
= 15 W/m
2
;
P
ttcs
= 15.2250 = 33750 (W) =33,75 (kW);
Q
ttcs
= Pttcs.tg φ = 0 (vì dùng đèn sợi đốt nên tg φ = 0 ) ;
Phụ tải tính toán động lực của phân xưởng:
P
tt
= kđt .ΣP
tti
= 0,9.(22,97 +32,27 + 28,85 + 14,65 ) = 88,87(kW);
Q
tt
= kđt .ΣQ
tti

7
7
Kết quả tính toán trên được cho trong bảng sau:
8
8
3, bảng 3.1 :phụ tải điện phân xưởng xửa chữa cơ khí.
Tên nhóm
và thiết bị .
Số
lượng
Ký
hiệu
trên
bản
vẽ .
Công
suất
đặt Po
(kW)
Iđm
(A)
Ksd Cos φ /tg φ Nhq Kmax
Phụ tải tính toán
Ptt Qtt Stt Itt
nhómI
Máy mài
tròn vạn
năng.
1 9 2,8 7,09 0,15 0,6/1,33
Máy phay

Khoan bàn .
1 3 0,65 1,64 0,15 0,6/1,33
Máy mài
thô.
1 5 2,8 7,09 0,15 0,6/1,33
Máy khoan
đứng.
1 6 2,8 7,09 0,15 0,6/1,33
Máy bào
ngang.
1 7 4,5 11,39 0,15 0,6/1,33
Lò điện để
luyện
khuôn .
1 56 5 8,44 0,7 0,9/0,484
Lò điện để
lấu chảy
babit.
1 57 10 16,88 0 ,7 0,9/0,484
Lò điện để
mạ thiếc.
1 58 3,5 5,91 0,7 0,9/0,484
10
10
Quạt lò đúc
đồng.
1 60 1,5 3,25 0,6 0,7/1,02
Máy khoan
bàn.
1 62 0, 65 1,64 0,15 0,6/1,33

.
1 31 1,7 4,3 0,15 0,6/1,33
Máy mài 1 34 2,8 7,09 0,15
11
11
phá .
Quạt lò
rèn .
1 36 1,5 3,8 0,15 0,6/1,33
Máy khoan
đứng.
1 38 0,85 2,2 0,15 0,6/1,33
Cộng theo
nhóm III
7 32,05 81,19 3, 28,85 33,77 45,95
69,81
nhómIV
Máy cưa
kiểu đai .
1 1 1 2,53 0,15 0,6/1,33
Máy mài
thô.
1 30 2,8 7,09 0,15 0,6/1,33
Bể ngâm
dung dịch
kiềm.
1 41 3 7, 6 0,7 0,9/0,484
Bể ngâm
nước nóng .
1 42 3 7,6 0,7 0,9/0,484

Ta dùng công thức :
P
tt
= knc .Pđặt .
Q
tt
= Ptt . tg φ .
S
tt
=
ttQttP
22
+
.
I
tt
=
3*Udm
Stt
.
A, xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng cơ khí chính .
k
nc
= 0.6; cos φ = 0.7; tg φ = 1.02 ;
P
đặt
= 1200 (kW),
P
tt
= 0,6.1200 = 720 (kW);

pxckc
= 720 + 118,125 = 838,125(kW);
Q
pxckc
= 734,4 (kVAr) ;
S
pxckc
=
22
4,734125,838 +
= 1114,36(kVA);
I
tt
=
3*38.0
36,1114
= 1693,1 (A) = 1,69(kA);
B,xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng lắp ráp :
k
nc
= 0,4 ; cos φ = 0,6 ; tg φ = 1,33;
P
đặt
= 800 (kW);
P
tt
= 0,4.800 = 320 (kW);
Q
tt
= 320.1,33 = 425,6 (kVAr);

=
3*38,0
2,544
= 826,83 (A) = 0,8268 (kA);
C, xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng rèn :
k
nc
= 0,6 ; cos φ = 0,7 ; tg φ = 1,02 ;
P
đặt
= 600 (kW) ;
P
tt
= 0,6.600 =360(kW) ;
Q
tt
= 360.1,02 = 367,2 (kVAr);
S
tt
=
22
2,367360
+
= 514,2 (kVA);
Diện tích phân xưởng rèn F = 3000 m
2
;
Suất phụ tải chiếu sáng p0 = 15W/m
2
;

= 0,7 ; cos φ = 0,8 ;tg φ = 0,75 ;
P
đặt
= 400 (kW);
P
tt
= 0,7.400 = 280 (kW) ;
15
15
Q
tt
= 280.0,75 = 210 (kVAr);
S
tt
=
22
210280
+
= 350 (kVA) ;
diện tích phân xưởng đúc F = 2250 m
2
;
suất phụ tải chiếu sáng p0 = 15 W/m
2
;
P
cs
= 2250.15 = 33750 (W) = 33,75 (kW) ;
Q
cs

= 0,6.450 = 270 (kW);
Q
tt
= 1,02.270 = 275,4 (kVAr);
S
tt
=
22
4.275270
+
= 385,7 (kVA);
diện tích của bộ phận nén ép F = 2100m
2
;
suất phụ tải chiếu sáng của bộ phận nén ép p0 = 15 W/m
2
;
phụ tải chiếu sáng
P
cs
= 2100.15 = 31500 (W) = 31,5 (kW) ;
Q
cs
= 0 ;
Phụ tải toàn bộ phận nén ép
P
bpn
= 270 +31,5 = 301,5 (kW);
Q
bpn

2
; suất chiếu sáng p0 = 15 (W/m
2
);
Phụ tải chiếu sáng của phân xưởng kết cấu kim loại :
P
cs
= 4500.15 = 67500 (W) = 67,5 (kW) ;
Q
cs
= 0 ;
Phụ tải tính toán toàn phân xưởng kết cấu kim loại :
P
ppkckl
= 138 + 67,5 = 205,5 (kW) ;
Q
ppkckl
= 140,76 (kVAr) ;
S
ppkckl
=
22
76,1405,205
+
= 249,08 (kVA);
I
tt
=
3*38,0
08,249

= 56 + 49,5 = 105,5 (kW) ;
Q
vpvptk
= 42 (kVAr);
S
vpvptk
=
22
425,105
+
= 113,55(kVA);
I
tt
=
3*38,0
55,113
=172,52 (A);
H,xác định phụ tải tính toán cho trạm bơm :
k
nc
= 0,7; cos φ = 0,8 ; tg φ = 0,75 ;
17
17
P
đặt
= 130 (kW) ;
P
tt
= 0,7.130 = 91(kW);
Q

tt
=
3*38,0
06,124
= 188,49 (A);
Ta có bảng tổng kết phụ tải tính toán của các phân xưởng toàn nhà máy :
Bảng 4.1 : phụ tải tính toán các phân xưởng :
Tên phân
xưởng .
Pđ
(kW)
knc Cos φ
P0
(W/m2)
Pđl
(kW)
Pcs (kW) Ptt (kW)
Qtt
(kVAr)
Phân
xưởng sửa
chữa cơ
khí
15 88,87 33,75 122,62 99,28
Phân
xưởng cơ
khí chính
1200 0,6 0,7 15 720 118,125 838,125 734,4
Phân
xưởng lắp

= 0,8.(122,62+838,125+428,36+405+313,75+301,5+205,5+105,5+103,6)
= 2259,164 (kW);
Phụ tải tính toán phản kháng :
Q
ttnm
= kđt. ΣQtti
= 0,8 .(99,28+734,4+425,6+367,2+210+275,4+140,76+42+68,25)
= 1890,344 (kVAr);
Phụ tải tính toán toàn phần của nhà máy :
S
ttnm
=
22
344,1890164,2259 +
= 2945,71 (kVA);
Hệ số công suất của nhà máy :
Cos φ
nm
=
71,2945
164,2259
= 0,77 ;
6, xác định tâm phụ tải điện và vẽ biểu đồ phụ tải :
Tâm phụ tải điện là điểm thoả mãn điều kiện mômen phụ tải đạt giá trị nhỏ nhất
∑
n
ii
lP
1
Trong đó :

Trong đó :
20
min
20
Xo ,Yo, Zo – toạ độ của tâm phụ tải điện .
Xi, Yi,Zi – toạ độ của phụ tải thứ i .
Si – công suất của phụ tải thứ i.
Trên thực tế thường ít quan tâm đến toạ độ z . tâm phụ tải điện là vị trí tốt nhất
để đặt các trạm biến áp, trạm phân phối ,tủ phân phối ,tủ động lực nhằm mục
đích tiết kiệm chi phí dây dẫn và giảm tổn thất trên lưới .

Biểu đồ phụ tải điện là một vòng tròn vẽ trên mặt phẳng ,có tâm trùng với tâm
của phụ tải điện , có diện tích tương ứng với công suất của phụ tải theo tỷ lệ
xích nào đó tuỳ chọn . để vẽ được biểu đồ phụ tải cho các phân xưởng ,ta coi
phụ tải của các phân xưởng phân bố đều theo diện tích phân xưởng nên tâm phụ
tải có thể lấy trùng với tâm hình học của phân xưởng trên mặt bằng .
Bán kính vòng tròn biểu đồ phụ tải của phụ tải thứ i được xác định qua biểu
thức :
Ri =
Πm
Si
; trong đó
m là tỷ lệ xích , ở đây chọn m = 1 kVA/ mm
2
;
góc của phụ tải chiếu sáng nằm trong biểu đồ được xác định theo biểu thức :
αcs =
Stt
Scs*360
;

xưởng
sửa chữa
cơ khí
33,75 122,62 157,77 62 20 7,09 77
21
21
4
Phân
xưởng
rèn
45 405 546,68 62 40 13,19 29,63
5
Phân
xưởng
đúc
33,75 313,75 377,54 60 66 10,96 32,18
6
Bộ phận
nén ép
31,5 301,5 408,35 60 84 11,4 27,77
7
Phân
xưởng kết
cấu kim
loại
67,5 205,5 249,08 87 27 8,9 97,56
8
Văn
phòng và
phòng

75
35
84
60
66
62
37
27
35.408
6
77.157
3
x
40
20
x
89
23
7, Thiết kế mạng điện cao áp của nhà máy :
Cấp điện áp hợp lý để truyền tải điện từ hệ thống về nhà máy xác định theo biểu
thức kinh nghiệm
U = 4,34
Pl 016,0
+
(l :khoảng cách từ nguồn điện đến nhà máy
P:công suất tác dụng tính toán của nhà máy.)
U = 4,34
164,2259*016,015
+
=31,038(kV);

n.k
hc
.SđmB ≥ Stt =1114,36 (kVA);
SđmB ≥
khcn.
16,1396
=
1*2
36,1114
= 557,18 (kVA),
(1 trạm đặt 2 MBA,dùng các MBA do công ty thiết bị điện ĐôNG ANH chế
tạo)
ta chọn loại có Sđm = 560 kVA do công ty thiết bị điện ĐôNG ANH chế tạo ,
Theo điều kiện sự cố :
SđmB ≥
kqt
Sttsc
ở đây Sttsc = 0,7Stt = 0,7.1114,36 = 780,052 kVA; kqt = 1,4;
SđmB ≥
4,1
052,780
= 557,18 (kVA) ;như vậy chọn Sđm =560 kVA là hợp lý ;
 trạm biến áp II cung cấp điện cho các phân xưởng (3,7,8):
n.khc.SđmB ≥ Stt = (157,77+249,08+113,55) = 520,4 kVA;
SđmB ≥
2
4,520
=260,2 kVA;
Chọn loại có dung lượng Sđm = 360kVA; do công ty thiết bị điện ĐôNG ANH
chế tạo