Đồ án thiết kế cung
cấp điện
Đồ án thiết kế cung cấp điện
Mục lục
Trang
Lời nói đầu 3
Chương I: Tổng quan về thiết kế cung cấp điện 4
1.1. ý nghĩa của việc thiết kế hệ thống cung cấp điện
4
1.2. Phân loại phụ tải 4
1.3. Những yêu cầu khi thiết kế cung cấp điện 5
1.4. Các bước thiết kế cung cấp điện 5
1.5. Các phương pháp xác định phụ tải điện 6
1.6. Các phương án cung cấp điện 9
1.7. Trạm biến áp 9
1.8. Tính toán ngắn mạch 14
1.9. Lựa chọn các phần tử trong hệ thống cung cấp điện 17
1.10. Chống sét và nối đất 19
1.11. Bảo vệ rơle trong hệ thống cung cấp điện 20
1.12. Tiết kiệm và nâng cao hệ số công suất cosϕ 20
1.13. Chiếu sáng trong công nghiệp 22
CHƯƠNG 2: Xác định phụ tải tính toán 24
2.1 Tổng quan về công trình cần thiết kế cung cấp điện 24
2.2.Xác định phụ tải tính toán của toàn xí nghiệp 40
CHƯƠNG 3 Phương án cung cấp điện
3.1.Vị trí đặt biến áp 42
3.2.Chọn dây dẫn từ nguồn đến trạm biến áp 42
3.3.Sơ đồ nối dây từ trạm biến áp đến các phân xưởng 42
3.4 Chọn công suất và số lượng máy biến áp 49
3.5 Hao tổn điện áp lớn nhất trong mạng điện 50
CHƯƠNG 4 : Chọn và kiểm tra thiết bị 52

Sinh viên: Tr

GVHD: Th.s Đặng Hồng Hải
SVTH : Nguyễn Đức Tại 3
Đồ án thiết kế cung cấp điện
Chương 1: TỔNG QUAN VỀ THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN
1.1. ý nghĩa của việc thiết kế hệ thống cấp điện
Công nghiệp luôn là khách hàng tiêu thụ điện lớn nhất. Trong nền kinh tế công nghiệp
hiện nay, các nhà máy, xí nghiệp lớn nhỏ, các tổ hợp sản xuất đều phải tự hạch toán
kinh doanh trong cuộc sống cạnh tranh quyết liệt về chất lượng và giá cả sản
phẩm.điện năng thực sự đóng góp một phần qun trọng vào lãi lỗ của xí nghiệp. Nếu
trong quá trình sản xuất thỉnh thoảng lại mất điện sẽ dẫn đến thiệt hại cho nhà sản
xuất: chất lượng sản phẩm, gây thứ phẩm, phế phẩm, giảm hiệu suất lao động. Chất
lượng điện đặc biệt quan trọng với xí nghiệp may, xí nghiệp hoá chất, xí nghiệp chế
tạo lắp giáp cơ khí, điện tử chính xác. Vì thế việc đảm bảo độ tin cậy cấp điện và nâng
cấp chất lượng điện năng là mối quan tâm hàng đầu của đề án thiết kế cung cấp điện
cho xí nghiệp công nghiệp.
1.2. Phân loại phụ tải
Tuỳ theo tầm quan trọng trong nền kinh tế và xã hội, hộ tiêu thụ được cung cấp điện
với mức độ khác nhau và phân thành ba loại.
Hộ loại 1: là những hộ tiêu thụ mà khi sự cố ngừng cung cấp điện có thể gây nên hậu
quả nguy hiểm đến tính mạng con người, làm thiệt hại lớn về kinh tế, dẫn đến hư hỏng
thiết bị, gây rối loạn các quá trình công nghệ phức tạp, hoặc hỏng hóc hàng loạt sản
phẩm; hoặc có ảnh hưởng không tốt về phương diện chính trị.
Đối với hộ loại 1 phải được cung cấp điện với độ tin cậy cao, thường dùng với hai
nguồn đi đến, đường dây hai lộ đến, có nguồn dự phòngv.v nhằm hạn chế đến mức
thấp nhất việc mất điện. Thời gian mất điện được coi bằng thời gian tự động đóng
nguồn dự phòng.
Hộ loại 2: là những hộ tiêu thụ mà nếu ngừng cấp điện chỉ liên quan đến hàng loạt sản
phẩm không sản xuất được, tức là dẫn đến thiệt hại kinh tế do

- Thuận tiện vận hành, sửa chữa v.v
- Đảm bảo chất lượng điện năng, chủ yếu là đảm bảo độ lệch và độ dao động điện
áp bé nhất và nằm trong phạm vi giá trị cho phép so với định mức.
1.4. Các bước thiết kế cung cấp điện
1. Xác định phụ tải tính toán của từng phân xưởng và của toàn xí nghiệp để
đánh giá nhu cầu và chọn phương thức cung cấp điện.
2. Xác định phụ tải điện.
3. Xác định phương án cung cấp điện.
4. Trạm biến áp, lựa chọn vị trí, số lượng và dung lượng của máy biến áp.
Định ra chế độ công tác vận hành các máy biến áp, tính toán tổn thất trong máy
biến áp, tính toán điện năng tiêu thụ.
5. Lựa chọn thiết bị điện trong hệ thống cung cấp, lựa chọn tiết diện cáp và
dây cáp. Tính ngắn mạch và kiểm tra lại các thiết bị điện đã lựa chọn.
6. Tính toán các chỉ tiêu kinh tế - kĩ thuật cụ thể đối với mạng lưới điện sẽ
thiết kế (các tổn thất, hệ số cosϕ, dung lượng bù v.v ).
7. Tính toán hệ thống bảo vệ rơle bao gồm các hình thức bảo vệ, các thông
số cần bảo vệ, sơ đồ điều khiển hệ thống bảo vệ
8. Tính chống sét, nối đất chống sét và nối đất an toàn cho người vận hành
và thiết bị.
9. Thiết kế các biện pháp tiết kiệm điện năng.
10. Thiết kế chiếu sáng cho công trình bao gồm: các hình thức chiếu sáng và
các loại chiếu sáng.
11. Hoàn tất hồ sơ thiết kế bao gồm các hồ sơ kĩ thuật, chế độ vận hành, bảo
dưỡng định kì hàng năm, bảo vệ hoà công, sơ đồ đi dây v.v
1.5. Các phương pháp xác định phụ tải điện
1.5.1. Xác định phụ tải tính toán
GVHD: Th.s Đặng Hồng Hải
SVTH : Nguyễn Đức Tại 5
Đồ án thiết kế cung cấp điện
Nguyên tắc chung để tính phụ tải của hệ thống điện là tính từ thiết bị cùng điện ngược

=
22
tttt
QP
+
=
ϕ
cos
tt
P
(1.3)
tgϕ - ứng với cosϕ, đặc trưng cho nhóm thiết bị trong các tài liệu tra cứu ở cẩm nang.
Nếu hệ số cosϕ của các thiết bị trong nhóm không giống nhau thì phải tính hệ số công
suất trung bình theo công thức:
cosϕ =
n
nn
PPP
PPP
+++
+++

cos coscos
21
2211
ϕϕϕ
(1.4)
Phụ tải tính toán ở điểm nút của hệ thống cung cấp điện được xác định bằng tổng phụ
tải tính toán của nhóm thiết bị nối đến điểm nút này có kể đến hệ số đồng thời, tức là
tính như sau:

(1.5)
Trong đó
∑
=
n
i
tti
P
1
: tổng phụ tải tác dụng tính toán của các nhóm thiết bị

∑
=
n
i
tti
Q
1
: tổng phụ tải phản kháng tính toán của nhóm thiết bị
k
đồng thời
: hệ số đồng thời, nó nằm trong giới hạn 0.85 ÷ 1.
• Xác định phụ tải điện theo cống suất tiêu hao điện năng trên một đơn vị
diện tích sản xuất.
Công thức tính: P
tt
= p
o
. F (1.6)
F - diện tích bố trí nhóm hộ tiêu thụ, [m

T
WM .
(1.7)
Trong đó: M
ca
- số lượng sản phẩm sản xuất trong 1 ca
T
ca
- thời gian của ca phụ tải lớn nhất, [h]
W
o
- suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phảm: kWh/1 đơn vị sản
phẩm.
Khi biết W
o
và tổng sản phẩm sản xuất trong cả năm M của phân xưởng hay xí nghiệp,
phụ tải tính toán sẽ là:
P
tt
=
max
.
T
WM
o
(1.8)
T
max
- thời gian sử dụng công suất lớn nhất, giờ [h].


; với T
o
≈ 10 phút do đó T ≈ 30 phút). Trên cơ sở đó,
người ta đã đưa ra công thức tính gần đúng và xây dựng đường cong
k
max
= f(k
cđ
, n
nc
) để xác định k
max
.
Vậy, một cách chính xác, có thể viết như sau:
P
tt (30)
= k
max(30)
. P
ca
(1.10)
Trong đó: P
tt(30)
- phụ tải tác dụng tính toán của nhóm thiết bị trong thời gian 30 phút
hay còn gọi là phụ tải cực đại nửa giờ.
P
tt(30)
công suất tác dụng trung bình của nhóm thiết bị ở ca phụ tải lớn nhất.
k
max (30)

khi đó công thức (5.10) sẽ là:
P
tt,T>30phút
= k
max,t>30phút
. P
ca
(1.13)
Ta chỉ có thể xác định phụ tải tính toán theo (1.10) và (1.13) khi số các thiết bị hiệu
quả của nhóm lớn hơn hoặc bằng4 (n
nc
≥ 4).
Phương pháp này cho kết quả tương đối chính xác vì khi xác định số thiết bị hiệu quả
ta đã xét tới hàng loạt các yếu tố quan trọng như ảnh hưởng của số lượng thiết bị trong
nhóm, số thiết bị có công suất lớn nhất cũng như sự khác nhau về chế độ làm việc của
chúng.

1.5.2. Tính một số phụ tải đặc biệt
• Tính phụ tải điện cho thiết bị điện một pha
Nếu trong mạng có các thiết bị điện 1 pha thì ta phải phân phối các thiết bị đó lên ba
pha của mạng sao cho mức độ không cân bằng trên các pha là nhỏ nhất. Khi đó:
Nếu tại điểm cung cấp phần công suất không cân bằng bé hơn 15% tổng công suất tại
điểm đó thì các thiết bị một pha được coi như thiết bị ba pha có công suất tương
đương.
Nếu phần công suất không cân bằng lớn hơn 15% tổng công suất các thiết bị ở điển
xét, thì phụ tải tính toán quy đổ về ba pha P
tt (3 pha)
của các thiết bị thiết bị một pha được
tính như sau:
- Trường hợp thiết bị một pha nối vào điện áp pha của mạng điện thì:

I
đn
= I
mm
= k
mm
. I
đm
(1.16)
Trong đó: k
mm
là bội số mở máy của động cơ;
GVHD: Th.s Đặng Hồng Hải
SVTH : Nguyễn Đức Tại 8
Đồ án thiết kế cung cấp điện
Khi không có số liệu chính xác thì bội số mở máy có thể lấy như sau: k
mm
= 5÷ 7
- Đối với động cơ điện một chiều hoặc động cơ không đồng bộ rôto dây quấn:
k
mm
= 2,5.
- Đối với máy biến áp và lò hồ quang k
mm
≥ 3(theo lí lịch máy)
- Đối với một nhóm máy, dòng điện đỉnh nhọn xuất hiện khi máy có dòng
điện mở máy lớn nhất trong nhóm mở máy, còn các máy khác hoạt động bình
thường. Do đó công thức tính như sau:
I
đn

thức thực nghiệm. Một số công thức như sau:
Công thức Still (Mỹ) : U = 4.34
Pl 16
+
, [KV] (1.18)
Trong đó, P - công suất cần truyền tải, [KM]
l - khoảng cách truyền tải, [km]
Công thức này cho kết quả tin cây ứng với l ≤ 250 km và S ≤ 60 MVA.
Khi khoảng cách lớn hơn và công suất truyền tải lớn hơn ta nên dùng công thức
Zalesski (Nga): U =
)015,01,0( lP
+
, [KV]; (1.19)
Ta cũng có thể tính theo công thức của Vaykert (Đức)
U = 3
S
= 0,5l ; [KV] (1.20)
S tính bằng [MVA] và l tính bằng [Km]
1.6.2. Chọn nguồn điện
Trong hệ thống cung cấp điện, nguồn điện nói chung có quan hệ mật thiết với: phụ tải,
cấp điện áp, sơ đồ cung cấp điện, bảo vệ, tự động hoá và chế độ vận hành. Do vậy,
phải xem xét toàn diện khi xác định nguồn điện. Khi có nhiều phương án thì việc chọn
nguồn điện phải dựa trên cơ sở thính toán và so sánh kinh tế - kỹ thuật.
Tuỳ theo quy mô của hệ thống cung cấp điện mà nguồn điện có thể là: nhà máy nhiệt
điện, thuỷ điện, trạm phát diezen, trạm biến áp khu vực, trạm biến áp trung gian hoặc
các trạm phân phối, và trạm biến áp phân xưởng.
GVHD: Th.s Đặng Hồng Hải
SVTH : Nguyễn Đức Tại 9
Đồ án thiết kế cung cấp điện
1.6.3. Sơ đồ mạng điện áp cao

- Trạm biến áp trung gian hay còn gọi là trạm biến áp chính: Trạm này nhận điện từ hệ
thống điện có điện áp 35KV
÷
220KV biến đổi thành điện áp 10KV hay 6KV. Cá biệt
có khi xuống tới 0,4KV.
- Trạm biến áp phân xưởng: trạm này nhận điện từ trạm biến áp trung gian biến đổi
thành các cấp điện áp thích hợp phục vụ phân xưởng. Phía sơ cấp thường là 10Kv,
6KV, hoặc 15KV, 35KV, còn phía thứ cấp có các loại điện áp 220/127V, 380/220V
hoặc 660V.
Về phương diện cấu trúc người ta chia ra trạm ngoài trời và trạm trong nhà:
- Trạm biến áp ngoài trời : các thiết bị phía điện áp cao đều đặt ngoài trời, còn phần
phân phối điện áp thấp thì đặt trong nhà hoặc đặt trong các tủ sắt chế tạo sẵn chuyên
dùng để phân phối phần hạ thế.
- Trạm biến áp trong nhà: ở trạm này tất cả các thiết bị điện đều đặt trong nhà
1.7.2. Chọn vị trí, số lượng và công suất của trạm
Khi chọn vị trí , số lượng trạm biến áp trong xí nghiệp cần phải so sánh kinh tế và
kỹ thuật.
Nhìn chung, vị trí của trạm biến áp phải thoả mãn những yêu cầu sau đây:
- Gần trung tâm phụ tải, thuận tiện cho nguồn cung cấp điện đưa đến.
- An toàn, liên tục cung cấp điện.
- Thao tác vận hành và quản lý dễ dàng.
- Tiết kiệm vốn đầu tư và chi phí vận hành hàng năm bế nhất.
- Ngoai ra nếu có yêu cầu đặc biệt như có khí ăn mòn, bụi băm nhiều, môi trường
dễ cháy cũng cần lưu ý.
Khi xác định số lượng trạm biến áp của xí nghiệp, số lượng và công suất trạm biến
áp trong một trạm chúng ta cần chú ý đên mức độ tập trung hay phân tán của phụ tải
trong xí nghiệp và tính chất quan trọng của tải về phương diện cung cấp điện. Muốn
vậy chúng ta phải tiến hành nghiên cứu:
- Đồ thị phụ tải hàng ngày, xác định cho một ngày làm việc bình thường và xác định
cho một ngày nghỉ, ở mùa nắng và mùa mưa, hoặc mùa hè và mùa đông.

- Phía điện áp từ hệ thông đưa đến, người ta dùng sơ đồ không có thanh cái.
- Phía điện áp thứ cấp người ta dùng sơ đồ nối thanh cái đơn hay kép.
- Số lượng máy biến áp được biến thiên giữa một, ba và thông dụng nhất là trạm với
hai máy biến áp.
• Trạm phân phối chính
Đối với trạm này, ta chấp hành sơ đồ thanh cái có phân đoạn. Người ta nối thanh
cái của trạm phân phối chính với các trạm điện của hệ thống năng lượng và nối với các
nhà máy điện của địa phương hoặc tổ máy phát riêng. Khi các nguồn điện nối đến
thanh cái của trạm này lớn và nhiều nguồn thi ta phải tìm các phương án để giới hạn
dòng điện ngắn mạch; nếu các nguồn này xét ra ảnh hưởng lớn đến tính ổn định của
các khí cụ và thiết bi phía sau thì chúng ta sẽ nối mỗi lộ qua một cuộn kháng điện.
• Trạm phân phối trung gian hay còn được gọi là điểm phân phối
Đối với các xí nghiệp có nhiều xưởng nằm giải rác và phân tán thì theo tiêu chuẩn
kinh tế - kỹ thuật, có khi các trạm biến áp phân xưởng không được cung cấp trực tiếp
từ trạm phân phối chính mà từ một trạm phân phối trung gian vì như vậy sẽ giảm được
tiêu tốn kim loại màu đối với dây dẫn và sẽ làm đơn giản hoá sơ đồ của trạm phân phối
chính .
Việc nối giữa trạm phân phối trung gian với trạm phân phối chính sẽ được thực
hiện qua trung gian giữa các đường dây chính đi từ trạm phân phối chính đến trạm
phân phối trung gian.
• Trạm hạ áp phân xưởng.
Thông thường, sự cung cấp năng lưọng điện cho trạm hạ áp phân xưởng thực hiện
ở cấp điện áp 6
÷
15 KV. Trạm này được trang bị với hai hay nhiều máy biến áp. ở phía
sơ cấp, người ta dùng sơ đồ rất đơn giản là sơ đồ khối. Người ta chấp nhận sơ đồ thanh
cái chỉ khi số lượng máy biến áp lớn (ít nhất là 3 máy).
- Trạm hạ áp với một máy biến áp
GVHD: Th.s Đặng Hồng Hải
SVTH : Nguyễn Đức Tại 12

- Khả năng loại nhanh hoả hoạn và các sự cố xảy ra ở trang bị điện.
- Thuận tiện trong thao tác và trong vận chuyển các trang thiết bị điện để lắp ráp và
sửa chữa, túc là phải đảm bảo các kích thước cần thiết của các lối đi và các hành lang.
- Phải thực hiện nối đất bảo vệ.
- Phải xử dụng các tín hiệu cần thiết
1.7.5. Vận hành trạm biến áp
Thực hiện thao tác máy cắt điện và dao cách ly phải tôn trọng các thứ tự sau:
- Đóng đường dây cung cấp điện:
+ Đóng dao cách ly thanh cái.
+ Đóng dao cách ly đường dây.
+ Đóng máy cắt điện.
GVHD: Th.s Đặng Hồng Hải
SVTH : Nguyễn Đức Tại 13
Đồ án thiết kế cung cấp điện
- Mở đường dây cung cấp điện.
+ Mở máy cắt điện.
+ Mở dao cách ly đường dây.
+ Mở dao cách ly thanh cái.
- Đóng máy biến áp ba dây quấn:
+ Đóng dao cách ly thanh cái trên phần điện áp cao, phần điện áp trung và phần điện
áp thấp.
+ Đóng máy cắt điện phía cuộn dây cao, trung, hạ áp.
- Mở máy biến áp ba dây quấn:
+ Mở máy cắt điện trên phần điện áp hạ, điện áp trung và điện áp cao.
+ Mở dao cách ly thanh cái trên phần điện áp hạ, điện áp trung và điện áp cao.
- Trình tự thao tác để đưa máy cắt điện của đường dây cáp 6 KV ra khỏi lưới để sửa
chữa:
+ Mở máy cắt điện.
+ Mở dao cách ly lộ phủ tải.
+ Mở dao cách ly thanh cái.

+ I
sự cố
U = U
o
+ U
sự cố
GVHD: Th.s Đặng Hồng Hải
SVTH : Nguyễn Đức Tại 14
Đồ án thiết kế cung cấp điện
ở đây U < U
o
tức là U
sự cố
< 0. Từ đây ta thấy nếu nhìn về dòng điện thì dòng điện sự cố
ở máy phát điện (dòng I
sự cố
) sẽ cùng chiều với dòng điện I
o
còn trong các nhánh khác
thì cùng chiều hay khác chiều với dòng điện I
o
.
Vậy dùng nguyên lý xếp chồng ở dạng này có lợi khi tình trạng trước khi sự cố là đã
biết vì lúc đó chỉ cần tính đơn giản của tình trạng riêng sự cố.
1.8.2 Tính toán ngắn mạch bằng phương pháp sử dụng tổng trở (hay tổng dẫn) đầu
vào và tổng trở (hay tổng dẫn) tương hỗ
Giả sử một hệ thống điện có n máy phát điện với các sức điện động là : E
1
,E
2

11
là dòng điện trong nhánh máy phát một chỉ do sưc điện động E
1
sinh ra lúc
các sức điện đông khác bằng không (nhưng vẫn giữ lại điện kháng )
I
11
,I
12
,…,I
1n
là dòng điện trong nhánh máy phát điện một lần lượt do sức điện
động 2,…n, sinh ra khi các sức điện động khác bằng không.
Z
11
,Y
1
: tổng trở hay tổng dẫn đầu vào của máy phát điện một
Z
12
,Y
12
: tổng trở hay tổng dẫn tương hỗ giữa máy điện một và máy điện hai.
Cách tính các tổng trở tổng dẫn, tổng trở đầu vào Z
11
,Y
11
và các tổng trở và tổng dẫn
tương hỗ Z
12

Ij
E
Z ==
(1.22)
Chú ý : Z
12
=Z
21
, Z
1n
=Z
n1
Y
12
=Y
21
,Y
1n
=Y
n1
1.8.3. Tính dòng điện ngắn mạch 3 pha đối xứng bằng cách dùng ma trận tổng dẫn
của thanh góp
Chúng ta khảo sát thanh góp tức là chúng ta vừa khảo sát các thanh góp của hệ thống
vừa khảo sát các nút ở phía sau các điện kháng của máy phát theo phương phát điện
thế vủa các nút,ta có thể viết cho mỗi một thanh góp tham số là
Y
jj
*U
j
-

G
I
0
G
I
0
G
I
0
Đồ án thiết kế cung cấp điện
Trong đó: Sức điện động của máy phát điện là E
Gi
và điện áp của thanh góp hộ tiêu
thụ là U
S
đều biết được
Giả sử sự cố ở nút k và loại trừ các thanh góp không tham gia vào sự cố ngắn mạch ta
được
Dùng phương pháp Gauss tao có hệ số a
ij
mới kí hiệu a
ij
đã được tính :
 
ji
cu
ij
moi
ij
baaa

(1.26)
1.9. Lựa chọn các phần tử trong hệ thống cung cấp điện
1.9.1. Đặt vấn đề
Trong hệ thống vận hành các khí cụ điện, sứ cách điện, khí cụ điện và các bộ
phận khác có thể ở ba chế độ cơ bản:
- chế độ làm việc lâu dài sẽ làm việc tin cậy nếu chúng được chọn đúng giá trị
dòng điện và điện áp định mức.
- chế độ quá tải .dòng điện chạy qua lớn hơn dòng định mức vậy để đảm bảo hoạt
động tin vậy phảI quy định giá trị và thời gian dòng điện áp tăng cao không
vươt quá gới hạn cho phép.
- chế độ ngắn mạch lựa chọn đúng theo điều kiện ổn định động và ổn định nhiệt.

1.9.2. Các phương pháp chọn các khí cụ, thiết bị điện các phần có dòng điện
chạy qua
- Chọn theo điều kiện làm việc lâu dài
- Chọn theo điện áp định mức :điện áp định mức của khí cụ được nghi trên
nhãn hay lý lịch máy phù hợp với độ cách điện của nó
- Chọn theo dòng điện định mức :phải đảm bảo dòng điện mức của khí cụ
điện lớn hơn hoặc bằng dòng điện cực đại của máy điện I
Ivmax
1.9.3. Lựa chọn và kiểm tra máy cắt phụ tải
GVHD: Th.s Đặng Hồng Hải
SVTH : Nguyễn Đức Tại 16
Đồ án thiết kế cung cấp điện
1.9.4. Lựa chọn và kiểm tra dao cách ly
Dao cách ly được chọn treo điều kiện định mức chúng đươc kiểm tra theo điều kiên ổn
định lực điện động và ổn định nhiệt
1.9.5. Lựa chọn và kiểm tra cầu chì
- Cầu chì dùng để bao vệ ngắn mạch vì vậy dòng điện chọn theo điện áp
định mức, dòng điện định mức và dòng điện cắt định mức

của đám mây tích điện tích âm.
1.10.2. Bảo vệ chống sét đánh trực tiếp đối với trạm biến áp và vùng bảo vệ
Biện pháp tốt nhất bảo vệ sét đánh tốt nhất là dùng cột thu lôi
Khi có một đám mây đI qua đỉnh của cột thu lôi (có chiều cao so với đất và có điện thế
đối với đất xem như bằng không). Nhờ cảm ứng tích điện làm đỉnh của cột thu lôi sẽ
GVHD: Th.s Đặng Hồng Hải
SVTH : Nguyễn Đức Tại 17
Đồ án thiết kế cung cấp điện
nạp môt điện tích dương và tạo nên một kênh phóng điện từ đầu cột thu lôi đến đám
mây tích điện âm tạo thành dòng điện từ đám mây suống đất và gọi là set đánh .
Phạm vi bảo vệ của cột thu lôi là hình nón có tiết diện ngang là hình tròn ở độ
cao h
x
có bán kính R
x
ở độ cao:
x
x x
2 h
h < h , R =1,5.h.(1- ).p
3 0,8.h
ở độ cao:
x
x x
2 h
h > h , R =0,75.h.(1- ).p
3 h
(2.27)
1.10.3. Bảo vệ chóng sét đường dây tải điện
- Để bảo vệ choóng sét cho đường dây ta cheo dây chống sét trên toàn bộ

GVHD: Th.s Đặng Hồng Hải
SVTH : Nguyễn Đức Tại 18
Đồ án thiết kế cung cấp điện
• Bảo vệ khoảng cách
• Bảo vệ bằng bộ lọc
• Bảo vệ tần số cao
• Bảo vệ bằng rơ le nhiệt
• Bảo vệ bằng rơ le khí (còn gọi là rơ le hơi)
1.12. Tiết kiệm điện năng và nâng cao hệ số cosϕ
1.12.1. đặt vấn đề
Điện năng là năng lượng chủ yếu của các xí nghiệp công nghiệp. Các xí nghiệp
này tiêu thụ khoảng trên 70% tổng số điện năng được sản xuất ra, vì thế vấn đề sử
dụng hợp lý và tiết kiệm điện năng trong các xí nghiệp có ý nghĩa rất lớn.
Hệ số công suất cosϕ của các xí nghiệp nước ta hiện nay nói chung còn thấp
(khoảng 0,6 - 0.7), ta cần phấn đấu để nâng cao dần lên (đến trên 0.9).
1.12.2. các biện pháp nâng cao hệ số công suất cos
ϕ

• Nâng cao hệ số công suất cosϕ tự nhiên.
Nâng cao hệ số công suất cosϕ tự nhiên là tìm các biện pháp để các hộ dùng
điện giảm bớt được lượng công suất phản kháng Q tiêu thụ như áp dụng các công nghệ
tiên tiến, sử dụng hợp lý các thiết bị điện…
• Thay đổi và cải tiến quy trình công nghệ để các thiết bị điện làm việc ở chế độ
hợp lý nhất.
Căn cứ vào điều kiện cụ thể cần sắp xếp quy trình công nghệ một cách hợp lý
nhất. Việc giảm bớt những động tác và áp dụng các phương pháp gia công tiên tiến…
đều đưa tới hiệu quả tiết kiệm điện, giảm bớt điện năng tiêu thụ cho một đơn vị sản
phẩm.
• Thay thế động cơ không đồng bộ làm việc non tải bằng động cơ có công suất
nhỏ hơn.

- nào đó thì động cơ bị cắt ra khỏi mạng.
• Dùng động cơ đồng bộ thay thế động sơ không đồng bộ.
- Vì động cơ đồng bộ có những ưu điểm rõ dệt so với động cơ không đồng bộ.
- Hệ số công suất cao, khi cần có thể làm việc ở chế độ quá độ quá kích từ
để trở thành một máy bù cung cấp thêm công suất phản kháng cho mạng.
- Nâng cao chất lượng sửa chữa động cơ.
Thay thế những máy biến áp làm việc non tải bằng những máy biến áp có dung
lượng nhỏ hơn.
Máy biến áp là một trong những máy điện tiêu thụ nhiều công suất phản kháng
(sau động cơ không đồng bộ ). Vì vậy, trong tương lai tương đối dài mà hệ số phụ tải
của máy biến áp không có khả năng vượt quá 0.3 thì nên thay nó bằng máy có dung
lượng nhỏ hơn.
• Dùng phương pháp bù công suất phản kháng để nâng cao hệ số cosϕ
Nói chung hệ số cosϕ tự nhiên của các xý nghiệp cao nhất cũng không đạt tới
0.9 (thường vào 0.7
÷
0.8) vì thế ở các xí nghiệp hiện đại bao giờ cũng phải đặt thiết bị
bù.
- Đương lượng công suất phản kháng
Đương lượng của công suất phản kháng K
kt
là lương công suất tác dụng(KW)
tiết kiệm được khi bù KVAR công suất phản kháng .
Như vậy nếu biết được K
kt
và lượng công suất bù Q
bù
thì chúng ta tính được công suất
tác dụng tiết kiệm đươc do bù là :
P

Tụ điện là loại thiết bị điện tĩnh, làm việc với dòng điện vượt trước điện áp, do đó có
thể sinh ra công suất phản kháng Q cung cấp cho mạng.
Máy bù đồng bộ: ở chế độ quá kích thích máy bù sản suất ra công suất phản
kháng cung cấp cho mạng, ở chế độ thiếu kích thích máy bù tiêu thụ công suất phản
kháng của mạng.

1.13. Chiếu sáng trong công nghiệp
GVHD: Th.s Đặng Hồng Hải
SVTH : Nguyễn Đức Tại 20
Đồ án thiết kế cung cấp điện
1.13.1. Khái niệm về ánh sáng
ánh sáng là những bức xạ điện từ có chiều dài sang lằm giữa khoảng 400 và 760 nm
hay m
µ
, mà mắt con người có thể cảm nhận trực tiếp đó là ánh sáng nhìn thấy gọi đơn
giản là ánh sáng.
1.13.2. Dụng cụ chiếu sáng
- Đèn điện với dây tóc nóng sáng còn gọi cung nóng
- Những bóng đèn với khí trơ
- Những bóng hơi natri
- Những bóng đèn với hơi thuỷ ngân
- Đèn huỳnh quang
- Các đèn dụa trên cơ sở hồ quang điện
1.13.3. Những điều kiện của chiếu sáng tốt
- Độ rọi phải đảm bảo, tức là bề mặt làm việc và môi trường nhìn thấy phải
thoả mãn độ chói để cho mắt có thể phân biệt các chi tiết cần thiết một cách rõ
ràng và không bị mệt mỏi.
- Quang thông xác định sự che tối và tỷ lệ của độ chói cần phai được định
hướng sao cho mắt người thu nhận được hình ảnh rõ ràng về hình dáng và chung
quanh của mục tiêu mà ta nhìn

*Phụ tải động lực
Xác định hệ số sử dụng tổng hợp của phân xưởng theo biểu thức sdtb
k
=
∑
∑
i
isdi
P
Pk
=
5,41041045,6
5.4.67,010.37,04.66,010.41,05,6.62,0
+++++
++++
= 0,5
Xác định hệ số công suất trung bình của toàn phân xưởng
tb
cs
ϕ
=
∑
∑
i
ii
P
P.cos

P
*
=
35
5,26
= 0,76
Từ n
*
1
, P
*
tra bảng 3-1 ta có: n
*hq
= 0,87
Mà n
hq
= n
*hq
.n= 0,87.5 = 4
Từ n
hq
=4,
sdtb
k
= 0,5 tra bảng(hình 3-9) ta có k
max·
= 1,65
P
tt
= k

Công suất chiếu sáng của phân xưởng được xác định theo suất tiêu thụ công suất P
0
P
cs
= P
0
.a.b = 12.14.22.10
3
−
= 3,696 ( KW)
Tổng công suất tác dụng của phân xưởng:
PX
P
= P
tt
+ P
cs
= 28,875+3,696 = 32,57 (KW)
Hệ số công suất tổng hợp của phân xưởng là:
v
ϕ
cos
=
696,3875,28
95,0.696,373,0.875,28
+
+
= 0,76
Công suất biểu kiến:


35,0.14,3
9,42
= 6,25 (mm)
- Góc phụ tải chiếu sáng chiếu sáng ỏ
cs1
=
PX
cs
P
P.360
=
57,32
3,696.360
=
0
85,40
2.1.2. Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng U theo phương pháp số thiết bị
tiêu thụ điện năng hiệu quả.
*Phụ tải động lực
GVHD: Th.s Đặng Hồng Hải
SVTH : Nguyễn Đức Tại 23
Đồ án thiết kế cung cấp điện

∑
∑
=
i
ii
tb
P

+++++++
+++++++
=
sdU
k
- Xác định số thiết bị hiệu quả n
hq
:
n=8 ; n
1
=4
n
*
=

n
1
/ n = 4/8 = 0,5

∑
P
đmn
= 51(KW) ;
∑
P
đmn1
= 35 (KW)
P
*
=

ttUttU
===
ϕ
=>
=+=
22
35,3184,37
ttU
S
49,14(KVA)
*Phụ tải chiếu sáng
Phụ tải chiếu sáng được xác định theo công thức
bapP
ocs

=
344,710.34.18.12
3
==
−
(KW)
Hệ số công suất của cả phân xưởng là:

8,0
344,784,37
95,0.344,777,0.84,37
cos =
+
+
=

SVTH : Nguyễn Đức Tại 24
Đồ án thiết kế cung cấp điện
- Bán kính tỉ lệ của biểu đồ phụ tải
R=
m
S
.14,3
chọn m= 0,35 (KVA/mm
2
) ta có
R=
35,0.14,3
48,56
=7,16 (mm)
- Góc phụ tải chiếu sáng chiếu sáng ỏ
cs1
=
PX
cs
P
P.360
=
184,45
7,344.360
=
0
51,58
2.1.3.Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng X theo phương pháp số thiết bị
tiêu thụ điện năng hiệu quả.
*Phụ tải động lực :

∑
i
ii
tb
P
P
ϕ
ϕ
- Xác định số thiết bị hiệu quả n
hq

n=9 ; n
1
=4
n
*
=

n
1
/ n = 4/9 = 0,45

∑
P
mn
= 50,6(KW) ;
∑
P
mn1
= 31(KVA)

= k
max
.
.
k
sd
.P
dmn
=1,42.0,55.50,6= 39,51 (KVA)

91,35
74,0
74,01
.51,39.
2
=
−
==
ϕ
tgPQ
ttXttX
(KVAR)

39,5391,3551,39
22
22
=+=+=
ttXttXttX
QPS
(KVA)