ĐỒ ÁN MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN
THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO MỘT
XÍ NGHIỆP CÔNG NGHIỆP
Đồ Án Môn Học Cung Cấp Điện Page 2

ĐỒ ÁN 2
THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO MỘT
XÍ NGHIỆP CÔNG NGHIỆP
A. Dữ kiện.
Thiết kế cung cấp điện cho một xí nghiệp công nghiệp gồm các phân xưởng với các
dữ kiện cho trong bảng 2.1, lấy theo vần alphabê của họ và tên người thiết kế. Công suất
ngắn mạch tại điểm đấu điện S
k
, MVA, khoảng cách từ điểm đấu điện đến nhà máy là L,
m. Cấp điện áp truyền tải là 100kV. Thời gian sử dụng công suất cực đại là T
M
, h. Phụ tải
loại I và loại II chiếm k
I&II
, %. Giá thành tổn thất điện năng 
△
= 1000 đ/kWh; suất thiệt
hại do mất điện g
th


B. Nhiệm vụ thiết kế.
I . Tính toán phụ tải.
1.1 . Xác định phụ tải tính toán phân xưởng.
- Xác định phụ tải động lực của các phân xưởng.
- Xác định phụ tải chiếu sáng (lấy p
0
= 15 W/m
2
) và thông thoáng.
- Tổng hợp phụ tải của mỗi phân xưởng.
1.2 . Xác định phụ tải của các phân xưởng khác.
1.3 . Tổng hợp phụ tải của toàn xí nghiệp xây dựng biểu diễn biểu đồ phụ tải trên mặt
bằng xí nghiệp dưới dạng các hình tròn bán kính r.
Đồ Án Môn Học Cung Cấp Điện Page 3

II . Xác định sơ đồ nối của mạng điện nhà máy.
2.1. Chọn cấp điện áp phân phối.
2.2. Xác định vị trí đặt trạm biến áp ( hoặc trạm phân phối trung tâm – TPPTT).
2.3. Chọn công suất và số lượng máy biến áp của trạm biến áp nhà máy và các trạm
biến áp phân xưởng.
2.4. Chọn dây dẫn từ nguồn đến trạm biến áp nhà máy ( hoặc TPPTT).
2.5. Lựa chọn sơ đồ nối điện từ trạm biến áp nhà máy/TPPTT 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 điện.
4.1. Tính toán ngắn mạch tại các điểm đặc trưng ( chọn điểm ngắn mạch phù hợp).

Đồ Án Môn Học Cung Cấp Điện Page 5

CHƯƠNG I: TÍNH TOÁN PHỤ TẢI  Mục đích của việc xác định phụ tải tính toán.
Phụ tải tính toán là phụ tải giả thiết lâu dài không đổi, tương đương với phụ tải thực
tế về mặt hiệu quả phát nhiệt hoặc mức độ hủy hoại cách điện. Nói cách khác, phụ tải
tính toán cũng đốt nóng thiết bị lên tới nhiệt độ tương tự như phụ tải thực tế gây ra, vì vậy
chọn thiết bị theo phụ tải tính toán sẽ đảm bảo an toàn cho thiết bị về mặt phát nóng.
Phụ tải tính toán được sử dụng để chọn lựa và kiểm tra các thiết bị trong HTĐ như:
máy biến áp, dây dẫn, các thiết bị đóng cắt, bảo vệ… tính toán tổn thất công suất, tổn thất
điện năng, tổn thất điện áp; lựa chọn dung lượng bù công suất phản kháng… Phụ tải tính
toán phụ thuộc vào các yếu tố như: công suất, số lượng các máy, chế độ vận hành của
chúng, quy trình công nghệ sản xuất, trình độ vận hành của công nhân. Vì vậy xác định
phụ tải tính toán là nhiệm vụ khó khăn nhưng rất quan trọng.Bởi vì nếu phụ tải tính toán
được xác định nhỏ hơn phụ tải thực tế sẽ làm giảm tuổi thọ của thiết bị điện, có khi dẫn
đến cháy nổ rất nguy hiểm. Nếu phụ tải tính toán lớn hơn phụ tải thực tế quá nhiều thì

Tuy nhiên rất khó để thỏa mãn cùng một lúc các nguyên tắc trên, do đó khi thiết kế
phải tùy thuộc vào điều kiện cụ thể của phụ tải để lựa chọn phương án phù hợp nhất.
Bảng 1.1 : Phụ tải phân xưởng cơ khí – sửa chữa N
0
3
Số hiệu trên sơ đồ Tên thiết bị Hệ số k
sd
cosφ Công suất đặt P,kW
1; 7;10;20;31 Quạt gió 0,35 0,67 3;4; 5,5; 6;6
2; 3 Máy biến áp hàn ε = 0,65 0,32 0,58 7,5; 10
4; 19; 27 Cần cẩu 10 T, ε = 0,4 0,23 0,65 11; 22; 30
5; 8 Máy khoan đứng 0,26 0,66 2,8; 5,5
6; 25; 29 Máy mài 0,42 0,62 1,1; 2,2; 4,5
9; 15 Máy tiện ren 0,30 0,58 2,8; 5,5
11; 16 Máy bào dọc 0,41 0,63 10; 12
12; 13; 14 Máy tiện ren 0,45 0,67 6,5; 8; 10
17 Cửa cơ khí 0,37 0,70 1,5
18; 28 Quạt gió 0,45 0,83 8,5; 12
21; 22; 23; 24 Bàn lắp ráp và thử nghiệm 0,53 0,69 10; 12; 16; 18
26; 30 Máy ép quay 0,35 0,54 5,5; 7,5 Đồ Án Môn Học Cung Cấp Điện Page 7 Mặt bằng phân xưởng cơ khí – sửa chữa N
0

: suất phụ tải chiếu sáng trên 1 đơn vị diện tích,(W/m
2
)
Theo bài p
0
= 15W/m
2
= 0,015 (kW/m
2
)
Mặt khác ta có đèn chiếu sáng trong phân xưởng là đèn sợi đốt nên cosφ
cs
=1. Vậy phụ
tải chiếu sáng trong phân xưởng cơ khí là:



2
cs
P 0,015.864 12,96 kW / m
 

 
12,96
12,96
os 1
P
cs
S kVA
cs

n: tỷ số đổi không khí (1/h), với phân xưởng cơ khí ta lấy n=6(1/h).
V: thể tích của phân xưởng (m
3
); V=a.b.h=24.36.5=4320(m
3
).
Từ Q =25920 ta chọn được loại quạt tương ứng có q = 4500 m³/h

6 quạt.
Bảng 1.2: Thông số kĩ thuật của quạt hút công nghiệp
Thiết bị Công suất (W) Lượng gió (m³/h) Số lượng
k
sd

os
c


Quạt hút 300 4500 6 0,7 0,8

Hệ số nhu cầu của quạt hút là:
1
1 0,7
0,7 0,822
6
qh
sd
nc sd
k
k k


2 2 2 2
1,85 1,48 1,11( )
lm lm lm
Q S P kVAr
    
1.3. Xác định phụ tải động lực của các phân xưởng.
Phân xưởng sửa chữa thiết bị điện N
0
3 là phân xưởng số 3 trong sơ đồ mặt bằng nhà
máy. Phân xưởng có diện tích là 864m
2
, trong phân xưởng có 32 thiết bị. Mỗi thiết bị có
công suất khác nhau: thiết bị có công suất lớn nhất là cần cẩu 10T (30 kW) có số hiệu 27
trên sơ đồ mặt bằng, thiết bị có công suất nhỏ nhất là máy mài (1,1kW) có số hiệu 6 trên
sơ đồ mặt bằng. Dựa vào các nguyên tắc chia nhóm ở trên, đồng thời dựa vào vị trí, công
Đồ Án Môn Học Cung Cấp Điện Page 10

suất của các thiết bị trong phân xưởng bố trí trên sơ đồ mặt bặng phân xưởng, ta có thể
chia các thiết bị trong phân xưởng cơ khí sửa chữa thành 4 nhóm:
- Nhóm 1: gồm các thiết bị có số hiệu trên sơ đồ là: 1;2;3;4;5;6;7;8;12;13;14.
- Nhóm 2: gồm các thiết bị có số hiệu trên sơ đồ là: 9;10;11;15;16;20.
- Nhóm 3: gồm các thiết bị có số hiệu trên sơ đồ là: 17;18;19;21;22;23 .
- Nhóm 4: gồm các thiết bị có số hiệu trên sơ đồ là: 23; 24; 25; 26; 27; 28; 29; 30; 31.
Để xác định phụ tải tính toán cho nhóm phụ tải động lực của phân xưởng, ta sử dụng
phương pháp hệ số nhu cầu. Nội dung chính của phương pháp này như sau:
- Xác định hệ số sử dụng tổng hợp của nhóm thiết bị theo biểu thức sau :

.P k
ni sdi

2
P
ni
n
hd
P
ni




Nếu số lượng tiêu thụ điện n > 4, ta xác định tỷ số
max
min
P
k
P
 , so sánh k với k
b
là hệ số
ứng với
k
sd

của nhóm. Nếu k < k
b
, lấy n
hd
= n , với n là số lượng thiết bị thực tế của
nhóm

ni i
c
n
P
ni






- Công suất biểu kiến của nhóm là:

hom
hom
os
hom
P
n
S
n
c
n


- Công suất phản kháng :



2

dl
N
P
n i
i






os
P
dl
S
dl
c
dl

 ;


2
. 1 osQ S c
dl dl dl

 

11
.
24,225
1
0,349
1
11
69,4
1
P k
ni sdi
i
k
sd
P
ni
i



  



Do đó k
b
= 3,5
Tỉ số giữa công suất lớn nhất và công suất bé nhất:
11
10

k
sd
k k
nc sd
n
hd




     
Tổng công suất phụ tải nhóm 1 :
 
11
. 0,714.69,4 49,552
hom1 1
1
P k P kW
n nc ni
i
  



Hệ số công suất phụ tải nhóm 1:
11
. os
44,565
1
os 0,642

S kVA
n
c
n

  

Công suất phản kháng của nhóm phụ tải 1:




 
2 2
. 1 os 77,184. 1 0,642 59,177
hom1 hom1 hom1
Q S c kVAr
n n n

    
Đồ Án Môn Học Cung Cấp Điện Page 13

Tính toán tương tự với các nhóm phụ tải động lực còn lại, ta có kết quả như sau:
 Nhóm 2:
Bảng 1.4: Phụ tải nhóm 2 của phân xưởng sửa chữa N
0
3

hom2
P kW
n
c
n



;
43,192
hom2
33,508
hom2
S kW
n
Q kW
n



 Nhóm 3:

Bảng 1.5: Phụ tải nhóm 3 của phân xưởng sửa chữa N
0
3:
STT Tên thiết bị
Ký hiệu trên
mặt bằng
Hệ số k
sd

P kW
n
c
n



;
42,548
hom3
28,046
hom3
S kW
n
Q kW
n



Đồ Án Môn Học Cung Cấp Điện Page 14

 Nhóm 4:
Bảng 1.5: Phụ tải nhóm 4 của phân xưởng sửa chữa N
0
3
STT Tên thiết bị
Ký hiệu trên





;
65,393
hom4
os 0,670
hom4
P kW
n
c
n



;
97,601
hom4
72,455
hom 4
S kW
n
Q kW
n



 Tổng hợp các nhóm phụ tải động lực toàn phân xưởng:
Bảng 1.6: Tổng hợp phụ tải động lực toàn phân xưởng

1
0,394
4
174,195
hom
1
P k
n i sdi
i
k
sd
P
n i
i




  



- Số lượng thiết bị hiệu dụng của nhóm phụ tải động lực:
Đồ Án Môn Học Cung Cấp Điện Page 15

 
2
174,195
hom
3,571


- Tổng công suất phụ tải động lực của toàn phân xưởng:
 
4
. 0,715.174,195 124,549
hom
1
P k P kW
dl nc n i
i
  



- Hệ số công suất phụ tải của nhóm phụ tải động lực:
4
. os
hom hom
116,884
1
os 0,671
4
174,195
hom
1
P c
n i n i
i
c
dl

2 2
. 1 os 185,617. 1 0,671 137,627
Q S c kVAr
dl dl dl

    

1.4. Tổng hợp phụ tải của phân xưởng cơ kh
Ta có bảng tổng hợp số liệu tính toán:

Bảng 1.7: Tổng hợp phụ tải toàn phân xưởng
STT Phụ tải P
tt
, kW cosφ S
tt
, kVA Q
tt
, kVAr
1 Động lực 124,549 0,671 185,617 137,627
2 Chiếu sáng 12,96 1 12,96 0
3 Thông thoáng, làm mát 3,52 0,8 4,4 2,64

Đồ Án Môn Học Cung Cấp Điện Page 16

Công suất tác dụng toàn phân xưởng:
.( ) 141,029( )
ttpx dt ttdl cs lm
P k P P P kW
   
với

169,235
240,391( )
os 0,704
ttpx
ttpx
tb
P
S kVA
C


  

2 2
170,726( )
ttpx ttpx
ttpx
Q S Q kVAr

  1.5. Xác định phụ tải các phân xưởng còn lại trong nhà máy
Bảng 1.8: Phụ tải của nhà máy cơ khí
N
0
theo
sơ đồ mặt
bằng
Tên phân xưởng và phụ tải

a. Phân xưởng đúc
N
0
theo sơ
đồ mặt bằng

Tên phân
xưởng và
phụ tải
Diện
tích
Số lượng
thiết bị
điện
Tổng công
suất đặt ,
kW
Hệ số nhu
cầu, k
nc

Hệ số công
suất cosφ
1
Phân xưởng
đúc
350 m
2
73 2500 0,38 0,75
 Công suất tính toán động lực của phân xưởng đúc:


    
 Công suất tính toán chiếu sáng của phân xưởng đúc là:
Ta dùng đèn sợi đốt có cosφ=1, nên Q
cs
=0, p
0
=0,015(kW/m
2
)
0
. 0,015.350 5,25( )
cs
P p A kW
  
Công suất tính toán toàn phân xưởng:
950 5,25 955,25( )
tt dl cs
P P P kW
    
Hệ số công suất trung bình của phân xưởng:
. os . os 950.0,75 5,25.1
os 0,751
950 5,25
dl dl cs cs
tb
dl cs
P c P c
C
P P

Pd,
kW
knc cosφ Pdl, kW
Pcs,
kW
PΣ, kW cosφΣ SΣ, kVA

Q∑,
kVAr
1 PX Đúc 350 2500

0,38 0,75 950 5,25 955,25 0,751 1271,97 839,89
2 Bộ Phận Điện Phân 3280

1200

0,36 0,76 432 49,2 481,2 0,785 612,99 379,75
3 PX Cơ Khí 864 277 0,715 0,671 124,549 12,96 137,509 0,704 195,33 138,72
4 Lò hơi 200 350 0,42 0,78 147 3 150 0,784 191,33 118,77
5 Khối các PX phụ trợ 780 700 0,42 0,70 294 11,7 305,7 0,711 429,96 302,34
6 Máy nén 1 60 800 0,49 0,62 392 0,9 392,9 0,621 632,69 495,91
7 Máy nén 2 60 850 0,49 0,64 416,5 0,9 417,4 0,641 651,17 499,8
8 Máy bơm 1 50 85 0,41 0,57 34,85 0,75 35,6 0,579 61,49 50,13
9 Máy bơm 2 50 70 0,42 0,61 29,4 0,75 30,15 0,620 48,63 38,15
10 Nhà h.chính, sinh hoạt 340 60 0,59 0,86 35,4 5,1 40,5 0,878 46,13 22,08
11 Kho OKC 1330

32 0,59 0,81 18,88 19,95 38,83 0,908 42,76 17,92
12 Kho than 600 30 0,61 0,86 18,3 9 27,3 0,906 30,13 12,75
13 Kho vật liệu xỉ 90 30 0,56 0,82 16,8 1,35 18,15 0,833 21,79 12,06

tbi tti
i
tbxn
tti
i
c P
c
P




  

2657,898
3108,652( )
os 0,855
ttxn
ttxn
tbxn
P
S kVA
c

  
), chọn m=5.
 Mỗi phân xưởng có 1 biểu đồ phụ tải, tâm vòng tròn biểu đồ phụ tải trùng tâm phụ tải
phân xưởng. Các trạm biến áp được đặt gần sát tâm phụ tải. Mỗi biểu đồ phụ tải trên
Đồ Án Môn Học Cung Cấp Điện Page 20

vòng tròn được chia làm 2 phần hình quạt tương ứng với phụ tải động lực và phụ tải
chiếu sáng, thông thoáng làm mát.
 Góc chiếu sáng , làm mát tính như sau:

360.
tti
P
csi
csi
P



Ta có bảng tính toán biểu đồ phụ tải toàn xí nghiệp:
cs

1 PX Đúc 955,25 1271,97 5,25 100 65 11,62 1,98
2 Bộ Phận Điện Phân 481,2 612,99 49,2 94 107 8,06 36,81
3 PX Cơ Khí 137,509 195,33 12,96 106 42 4,55 33,93
4 Lò hơi 150 191,33 3 72 32 4,51 7,2
5 Khối các PX phụ trợ 305,7 429,96 11,7 52,5 13 6,75 13,78
6 Máy nén 1 392,9 632,69 0,9 41 102 8,19 0,82
7 Máy nén 2 417,4 651,17 0,9 49 102 8,31 0,78
8 Máy bơm 1 35,6 61,49 0,75 17 22,5 2,55 7,58
9 Máy bơm 2 30,15 48,63 0,75 17 15 2,27 8,96
10 Nhà h.chính , sinh hoạt 40,5 46,13 5,1 132 109 2,21 45,33
11 Kho OKC 38,83 42,76 19,95 36 67 2,13 184,96
12 Kho than 27,3 30,13 9 24 41 1,79 118,68
13 Kho vật liệu xỉ 18,15 21,79 1,35 64 20 1,52 26,78
14 Kho dụng cụ 17,2 18,92 4,2 32 53 1,42 87,91
15 Kho khác 1 39,4 45,65 0,9 90 20 2,20 8,22
16 Kho khác 2 39,85 46,07 1,35 136 43 2,21 12,20
Đồ Án Môn Học Cung Cấp Điện Page 22

Hình vẽ biểu đồ phụ tải của nhà máy cơ khí:
Đồ Án Môn Học Cung Cấp Điện Page 23

CHƯƠNG II: XÁC ĐỊNH SƠ ĐỒ CẤP ĐIỆN

Vị trí của trạm càng gần tâm phụ tải càng tốt.
Vị trí của trạm phải đảm bảo đủ chỗ và thuận tiện cho các tuyến dây đưa điện đến
trạm cũng như các phát tuyến từ trạm đi ra,đồng thời phải đáp ứng được cho sự phát triển
trong tương lai.
Đồ Án Môn Học Cung Cấp Điện Page 24

Vị trí của trạm được lựa chọn sao cho tổng tổn thất trên các đường dây nhỏ nhất.
Vị trí của trạm phải phù hợp với quy hoạch của xí nghiệp và các vùng lân cận.
Tọa độ TPPTT:
.
S x
i i
X
B
S
i



và
.
S Y
i i
Y
B
S
i




31907,33 66419,34
8 17 22.5 61,49
1045,33 1383,525
9 17 15 48,63
826,71 729,45
10 132 109 46,13
6089,16 5028,17
11 36 67 42,76
1539,36 2864,92
12 24 41 30,13
723,12 1235,33
13 64 20 21,79
1394,56 435,8
14 32 53 18,92
605,44 1002,76
15 90 20 45,65
4108,5 913
16 136 43 46,07
6265,52 1981,01
Tổng
4346,71 322317,02 314711,565

.
322317,02
74,15
4346,71
S X
i i
X
B