1
Chuyên đề tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện
LỜI NÓI ĐẦU
- Điện năng là một dạng năng lượng có nhiều ưu điểm như: dễ dàng chuyển
thành các dạng năng lượng khác (nhiệt, cơ, hoá ), dễ truyền tải và phân phối.
Chính vì vậy điện năng được dùng rất rộng rãi trong mọi lĩnh vực hoạt động của
con người.
- Điện năng là nguồn năng lượng chính của các ngành công nghiệp, là điều
kiện quan trọng để phát triển đô thị và các khu vực dân cư. Vì lý do đó khi lập
kế hoạch phát triển kinh tế xã hội, kế hoạch phát triển điện năng phải đi trước
một bước, nhằm thoả mãn nhu cầu điện năng không những trong giai đoạn trước
mắt mà còn dự kiến cho sự phát triển trong tương lai.
- Ngày nay, nền kinh tế nước ta đang từng bước phát triển, đời sống nhân dân
đang ngày càng được nâng cao. Cùng với sự phát triển đó thì nhu cầu về điện
năng trong các lĩnh vực công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ và sinh hoạt cũng
tăng trưởng không ngừng. Đặc biệt với chủ trương kinh tế mở của nhà nước, vốn
đầu tư nước ngoài tăng lên làm các nhà máy, xí nghiệp mới mọc lên càng nhiều.
Do đó đòi hỏi phải có hệ thống cung cấp điện an toàn, tin cậy để sản xuất và
sinh hoạt. Để làm được điều này thì nước ta cần phải có một đội ngũ đông đảo
và tài năng có thể thiết kế, đưa ứng dụng công nghệ điện vào trong đời sống.
Sinh viên khoa điện trong tương lai không xa sẽ đứng trong đội ngũ này. Chính
vì vậy đồ án môn học cung cấp điện là một yêu cầu cấp thiết cho mỗi sinh viên
của khoa. Nó là bài kiểm tra khảo sát kiến thức tổng hợp của mỗi sinh viên, và
cũng là điều kiện để cho sinh viên tự tìm hiểu và nghiên cứu kiến thức về ngành
điện để hỗ trợ cho trình độ chuyên môn của mình.
Mặc dù vậy, với sinh viên năm thứ ba còn đang ngồi trong ghế nhà trường
thì kinh nghiệm thực tế còn chưa có nhiều, do đó cần phải có sự hướng dẫn giúp
đỡ của thầy giáo. Qua đây em xin được gửi lời cảm ơn tới cô Nguyễn Thị
Hoài Sơn đã tận tình hướng dẫn, giúp em hoàn thành tốt đồ án môn học này.
GVHD: Giảng viên : Nguyễn Thị Hoài Sơn SVTH: Lê Đức Thạo
1

xưởng
Xác định theo diện tích
- Dự kiến trong tương lai nhà máy sẽ được mở rộng và thay thế, lắp đặt các
thiết bị máy móc hiện đại hơn. Đứng về mặt cung cấp thì việc thiết kế cấp
điện phải đảm bảo sự gia tăng phụ tải trong tương lai về mặt kĩ thuật và kinh
tế, phải đề ra phương án cấp điện sao cho không gây quá tải sau vài năm sản
xuất và không để quá dư thừa dung lượng mà sau vài năm nhà máy vẫn
không khai thác hết dung lượng công suất dự trữ dẫn đến lãng phí.
1.2. Giới thiệu phụ tải điện của toàn nhà máy
GVHD: Giảng viên : Nguyễn Thị Hoài Sơn SVTH: Lê Đức Thạo
2
3
Chuyên đề tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện
1.2.1 Các đặc điểm của phụ tải điện
Phụ tải điện trong nhà máy công nghiệp có thể chia ra làm hai loại phụ tải
- Phụ tải động lực
- Phụ tải chiếu sáng
Phụ tải động lực và phụ tải chiếu sáng thường làm việc ở chế độ dài hạn, điện
áp yêu cầu trực tiếp tới thiết bị là 380/ 220 V ở tần số công nghiệp f=50 Hz.
1.2.2. Các yêu cầu về cung cấp điện của nhà máy
- Các yêu cầu cung cấp điện phải dựa vào phạm vi và mức độ quan trọng của
các thiết bị để từ đó vạch ra phương thức cấp điện cho từng thiết bị cũng như
trong các phân xưởng trong nhà máy, đánh giá tổng thể toàn nhà máy ta thấy tỉ
lệ (%) của phụ tải loại I lớn hơn tỉ lệ (%) của phụ tải loại II và III, do đó nhà
máy được đánh giá là hộ phụ tải loại I, vì vậy yêu cầu cung cấp điện phải được
đảm bảo liên tục.
GVHD: Giảng viên : Nguyễn Thị Hoài Sơn SVTH: Lê Đức Thạo
3
4
Chuyên đề tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện

Chuyên đề tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện
- Theo hình chữ nhật
- Theo hình thoi
2.3. Các phương pháp tính toán chiếu sáng được sử dụng khi tính chiếu sáng
công nghiệp.
- Phương pháp hệ số sử dụng.
- Phương pháp từng điểm.
- Phương pháp tính gần đúng.
- Phương pháp tính gần đúng đối với đèn ống.
- Phương pháp tính toán với đèn ống.
2.4. Thiết kế chiếu sáng
1. Có hai cách tính toán:
GVHD: Giảng viên : Nguyễn Thị Hoài Sơn SVTH: Lê Đức Thạo
5
6
Chuyên đề tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện
a. Tính toán sơ bộ
Ở bước thiết kế sơ bộ, hoặc với đối tượng chiếu sáng không yêu cầu chính xác cao
có thể dùng phương pháp tính toán gần đúng theo các bước sau:
- Lấy một suất chiếu sáng P
o
, W/m
2
sao cho phù hợp yêu cầu khách hàng
- Xác định công suất tổng cần cấp cho chiếu sáng khu vực có diện tích S, m
2
P
cs
= P
o

tường, trần P
tg
, P
tr
.
Xác định chỉ số của phòng kích thước a×b:
3. Từ P
tg
, P
tr
,
ϕ
tra bảng tìm ra hệ thống K
sd
.
4. Xác định quang thông của đèn
(Lumen)
Trong đó: K là hệ số dự trữ
E là độ rọi (lx)
S là diện tích phân xưởng
z là hệ số tính toán, thường z = 0.8 ÷ 1.4
n là số bóng đèn. Xác định sau khi bố trí đèn trên mặt bằng từ đây tra bảng tìm
GVHD: Giảng viên : Nguyễn Thị Hoài Sơn SVTH: Lê Đức Thạo
7
8
Chuyên đề tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện
công suất bóng đèn có công suất tương ứng.
Tính toán như sau:
- Xác định số lượng và công suất bóng
Chọn E =30 lx

tg
= 30% và của trần là p
tr
= 50%
Tra bảng pl VIII.1 (sách thiết kế cấp điện) ta tra được k
sd
= 0.46
Xác định được quang thông của môi đèn:
F = = = 2234 lumen
Tra bảng 7.2 sách giáo trình cung cấp điện
Ta chọn bóng đèn sợi đốt 200w sử dụng điện áp 220v. Có quang thông
GVHD: Giảng viên : Nguyễn Thị Hoài Sơn SVTH: Lê Đức Thạo
7
0
m
45
m
5 m
0,5
m
1

5
m
5

m
9
1
0

Căn cứ vào bố trí đèn trên mặt bằng mặt cắt xác định hệ số phản xạ của
tường, trần P
tg
, P
tr
.
Xác định chỉ số của phòng kích thước a×b:
3. Từ P
tg
, P
tr
,
ϕ
tra bảng tìm ra hệ thống K
sd
.
4. Xác định quang thông của đèn
(Lumen)
Trong đó: K là hệ số dự trữ
E là độ rọi (lx)
S là diện tích phân xưởng
z là hệ số tính toán, thường z = 0.8 ÷ 1.4
n là số bóng đèn. Xác định sau khi bố trí đèn trên mặt bằng từ đây tra bảng tìm
GVHD: Giảng viên : Nguyễn Thị Hoài Sơn SVTH: Lê Đức Thạo
11
1
2
Chuyên đề tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện
công suất bóng đèn có công suất tương ứng.
Tính toán như sau:

Lấy hệ số dự trữ K = 1.3 (Tra bảng 7.5 sách giáo trình cung cấp điện)
Hệ số tính toán z = 1.1
Lấy hệ số phản xạ của tường là p
tg
= 30% và của trần là p
tr
= 50%
Tra bảng pl VIII.1 (sách thiết kế cấp điện) ta tra được k
sd
= 0.46
Xác định được quang thông của môi đèn:
F = = = 2234 lumen
Tra bảng 7.2 sách giáo trình cung cấp điện
Ta chọn bóng đèn sợi đốt 200w sử dụng điện áp 220v. Có quang thông
GVHD: Giảng viên : Nguyễn Thị Hoài Sơn SVTH: Lê Đức Thạo
70 m
45
m
5 m
0,5
m
1
5
m
5 m
13
1
4
Chuyên đề tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện
F=2234 lm

Chuyên đề tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện
những phát nóng các trang thiết bị CCĐ ( dây dẫn, máy biến áp, thiết bị đóng cắt
). Ngoài ra ở chế độ ngắn hạn thì nó không được gây tác động cho các thiết bị
bảo vệ ( ví dụ ở các chế độ khởi động của các phụ tải thì cầu chì hoặc các thiết
bị bảo vệ khác không được cắt ). Như vậy phụ tải tính toán thực chất là phụ tải
giả thiết tương đương với phụ tải thực tế về một vài phương diện nào đó. Trong
thực tế thiết kế người ta thường quan tâm đến hai yếu tố cơ bản do phụ tải gây ra
đó là phát nóng và tổn thất, vì vậy tồn tại hai loại phụ tải tính toán cần phải được
xác định đó là phụ tải tính toán theo điều kiện phát nóng và phụ tải tính toán
theođiều kiện tổn thất.
- Phụ tải tính toán theo điều kiện phát nóng là phụ tải giả thiết lâu dài
không đổi tương đương với phụ tải thực tế biến thiên về hiệu quả nhiệt
lớn nhất.
- Phụ tải tính toán theo điều kiện tổn thất thường được gọi là phụ tải đỉnh
nhọn là phụ tải cực đại ngắn hạn xuất hiện trong một thời gian ngắn từ
1 đến 2 giây chúng chưa gây ra phát nóng cho các trang thiết bị nhưng
lại gây ra các tổn thất và có thể là nhảy các bảo vệ hoặc làm đứt cầu
chì. Trong thực tế phụ tải đỉnh nhọn thường xuất hiện khi khởi động
các động cơ hoặc khi đóng cắt các thiết bị cơ điện khác.
GVHD: Giảng viên : Nguyễn Thị Hoài Sơn SVTH: Lê Đức Thạo
16
1
7
Chuyên đề tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện
Để xác định đúng phụ tải tính toán là rất khó, nhưng ta có thể dùng các
phương pháp gần đúng trong tính toán. Có nhiều phương pháp như vậy, người
kỹ sư cần phải căn cứ vào thông tin thu nhận được trong từng giai đoạn thiết kế
để chọn phương pháp thích hợp, càng có nhiều thông tin ta càng chọn được
phương pháp chính xác hơn.
3.1.2. Các phương pháp xác định phụ tải tính toán và phạm vi sử dụng

đơn vị sản phẩm và tổng sản lượng.
Trong đó:
P
tt
Q
tt
a .M
=
0
T
max
= P
tt
.
tg
ϕ
( 2-2 )
( 2-3 )
a
0
( kWh/ 1sp ) - điện năng cần thiết để sản xuất 1 sản phẩm ( sp ) ( tra sổ tay ).
M ( sp/ năm) – sản lượng.
cosϕ - hệ số công suất hữu công của toàn bộ khu chế xuất ( tra sổ tay cùng với
T
max
).
T
max
( h ) – thời gian sử dụng công suất lớn nhất ( tra sổ tay trang 254, phụ lục
I.4 sách THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN ). Chú thích: T

tt
=
=
P
tt
cos
ϕ
( 2-4 )
b) Trong giai đoạn xây dựng nhà xưởng:
Thông tin mà ta biết được là diện tích nhà xưởng D ( m
2
) và công suất đặt
P
đ
( kW ) của các phân xưởng và phòng ban của nhà máy. Mục đích là:
- Xác định phụ tải tính toán cho các phân xưởng.
- Chọn biến áp cho phân xưởng.
- Chọn dây dẫn về phân xưởng.
- Chọn các thiết bị đóng cắt cho phân xưởng.
Phụ tải tính toán của một phân xưởng được xác định theo công suất đặt P
đ
và hệ số nhu cầu k
nc
( tra sổ tay trang 254, phụ lục I.3 sách THIẾT KẾ CẤP
ĐIỆN ) theo các công thức sau:
P
tt
= P
đl
= k

+ Q
cs
( 2-9 )
Vì phân xưởng dùng đèn sợi đốt nên đối với phụ tải chiếu sáng thì ϕ= 0 (
cosϕ= 1 ), ta có Q
cs
= P
cs
.tg
ϕ
= 0. Chú ý nếu dùng đèn tuýp hoặc quạt thì ta có
P
2
Q
2
ttpx ttpx
P
2
Q
2
ttXN ttXN
Chuyên đề tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện
cosϕ= 0.8, nếu dùng 2 quạt ( cosϕ= 0.8 ) và 1 đèn sợi đốt ( cosϕ=1 ) thì ta lấy
chung cosϕ= 0.9
Trong các công thức trên:
k
nc
- hệ số nhu cầu ( tra sổ tay trang 254, phụ lục I.3 sách THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN
).
P

∑
P
ttpxi
i=1
( 2-10 )
Q
ttXN
m
=
k
dt
.
∑
Q
ttpxi
i=1
( 2-11 )
Từ đó ta có:
S
ttXN
=
cos
ϕ
=
P
ttX
N
( 2-12 )
ttXN
S

Q
tt
n
=
k
max
.k
sd
.
∑
P
dmi
i=1
= P
tt
.tg
ϕ
( 2-15 )
( 2-14 )
I
tt
=
Trong đó:
n – số máy trong một nhóm.
P
tb
- công suất trung bình của nhóm phụ tải trong ca máy tải lớn nhất
n
(
P

256, phụ lục I.6 sách THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN ).
n
hq
- số thiết bị dùng điện hiệu quả: là số thiết bị có công suất bằng nhau, có
cùng chế độ làm việc gây ra một phụ tải tính toán đúng bằng phụ tải tính toán do
nhóm thiết bị điện thực tế có công suất và chế độ làm việc khác nhau gây ra.
**) Các bước xác định n
hq
:
- Bước 1: xác định n
I
là số thiết bị có công suất lớn hơn hoặc bằng một
nửa công suất của thiết bị có công suất lớn nhất.
- B
ước 2: xác định
P
I
Chuyên đề tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện
n
I
=
∑
P
dmi
i=1
(
2-
16
)
- Bước 3: xác định

= 3.P
d
m
( 2-30 )
-
Nếu trong nhóm có phụ tải 1 pha đấu vào U
dây
( 380V ) như biến áp
hàn, ta qui đổi về 3 pha như sau:
P
qd
=
3.P
d
m
( 2-31 )
-
Nếu trong nhóm có thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại như cầu

trục, cẩu, máy nâng, biến áp hàn, ta qui đổi về chế độ dài hạn như
sau:
P
q
d
= P
dm
.
k
d
%

nm
=
k
dt
.
∑
P
tti
i=1
( 2-33 )
P
2
Q
2
px px
S
px
3.U
dm
Chuyên đề tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện
P
cs
= P
0
.
D
( 2-34 )
Q
dl
Q

s
( 2-37 )
Q
px
= Q
d
l
+ Q
c
s
( 2-38 )
Q
px
= Q
d
l
( do Q
cs
= 0 ) ( 2-39 )
S
px
=
( 2-40 )
cos
ϕ
px
=
I
ttpx
=