HƯỚNG DẪN LÀM ĐỒ ÁN MÔN HỌC
ĐỀ 1: THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG SẢN
XUẤT CÔNG NGHIỆP
CHƯƠNG 1. THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG CHO PHÂN XƯỞNG.
1.1. Tính toán lựa chọn đèn
Kích thước trên bản vẽ (được xác định theo số hiệu phân xưởng và phương án (tra
theo ký tự Alphabe của Họ)):
Vì là xưởng sản xuất nên dự định dùng đèn sợi đốt. Chọn độ rọi E
yc
=100 lx. Căn
cứ vào độ cao trần xưởng H m độ cao mặt công tác là h
2
=0,8 m độ cao treo đèn cách trần
là h
1
=0,7 m.Vậy khoảng cách từ đèn đến mặt công tác là:
h = H - h
1
- h
2
.
Hình 1.1: Bố trí đèn theo mặt đứng
Tra bảng, với bóng đèn sợi đốt,bóng vạn năng L/h=1,5÷1,8.
Suy ra: L=1,8.h = ? là khoảng cách tối đa giữa 2 bóng đèn.
Căn cứ vào kích thước ta chọn khoảng cách giữa các đèn trong cùng một hàng
ngang là L
n
=? m (đèn gần tường nhất q m), khoảng cách các hàng đèn là L
d
=? m (đèn
gần tường nhất p m). Như vậy tổng cộng có ? hàng đèn, mỗi hàng là ? bóng.

=30 % kết hợp
với chỉ số phòng ta tra bảng được hệ số sử dụng là: K
sd
(ví dụ = 0,59).
Lấy hệ số dự trữ k=1,3 và hệ số tính toán Z=1,1 xác định được quang thông của
mỗi đèn như sau:
(lumen)
.

sd
yc
yc
kn
ZSEk
F =
Chọn loại bóng đèn sợi đốt Halogen công suất là ? W, có F = ? ≥ F
yc
lumen.
(Hình vẽ: Sơ đồ chiếu sáng phân xưởng )
Ví dụ: Diện tích phân xưởng là 50x20 m
2
, chiều cao nhà xưởng là H = 5 m >
h=5-0,7-0,8= 3,5 m.
Chỉ số phòng :
( ) ( )
08,4
2050.5,3
20.50
.
.

L
q
L
và
2
5
5,2
3
5
23
=≤⇔≤≤
dd
L
p
L
Quang thông yêu cầu của đèn:
(lumen) 6059
40.0,59
00.1,11,3.1000.1
.

===
sd
yc
yc
kn
ZSEk
F
Chọn loại đèn sợi đốt halogen có P
đ

cs
cp
≥
Trong đó :
k
1
: hệ số thể hiện ảnh hưởng của cách thức lắp đặt, cáp treo trên trần k
1
=0,95.
k
2
: hệ số thể hiện ảnh hưởng tương hỗ của các mạch đặt kề nhau, lấy k
2
= 1
k
3
: Hệ số ảnh hưởng của nhiệt độ tương ứng với dạng cách điện. Do
o
t
<
30
o
nên
k
3
=1.Chọn cáp đồng 4 lõi vỏ PVC, tiết diện mm
2

Trong đó :
k
1
=0,95: Cáp treo trên trần .
k
2
=0,7 (ví dụ tất cả 11 mạch cáp đi trong cùng máng cáp)
Chọn cáp đồng hai lõi vỏ PVC, tiết diện 2,5 mm
2
có I
cp
= 25 A, do CADIVI chế
tạo.
Kí hiệu: VCm- Cu PVC(2 x 2,5).
+ Tính toán tương tự cho các nhóm khác

Bảng 1.1: Thông số dây dẫn mạch chiếu sáng
Vị trí
Tiết diện
định mức
Chiều dày
cách điện
Chiều dày
vỏ bọc
PLC
Đường
kính
tổng thể
Phụ tải
dòng điện

lv
I
, ta chọn áp tô mát I
cp
= 20 A, 2 cực, do LG chế tạo.
+ Các nhánh khác cũng dùng áp tô mát I
đm
= 20 A cùng loại.
Bảng 1.2: Thông số Át-tô-mát được lựa chọn
Vị trí Loại Kiểu U
dm
(V) Số cực I
dm
(A)
Áp tô mát tổng 50AF ABE 53a 600 3 40
Áp tô mát nhánh 50AF ABE 53a 600 2 20
4
• Kiểm tra điều kiện chọn dây kết hợp với áp tô mát
Điều kiện kiểm tra:
321
5,1
.25,1
kkk
I
I
đmA
cp
≥
- Ví dụ: Mạch chiếu sáng tổng dùng dây 4x4 mm
2

cp
Thỏa mãn điều kiện.
+ Không cần kiểm tra độ sụt áp của của đường dây vì đường dây ngắn, các
dây đều được chọn vượt cấp.
CHƯƠNG 2. Tính toán phụ tải điện
2.1. Phụ tải tính toán nhóm chiếu sáng
Từ kết quả thiết kế chiếu sáng ta tính được phụ tải chiếu sáng tính toán của toàn
phân xưởng.
Ví dụ:
P
cs
= k
đt
.N .P
đ
= 1.(64.300 + 3.40) = 19,32 kW
Trong đó:
k
đt
: hệ số đồng thời của nhóm phụ tải chiếu sáng.
N : số bóng đèn cần thiết.
P
đ
: công suất của mỗi đèn được lựa chọn.
Vì dùng đèn sợi đốt nên hệ số cosϕ của nhóm chiếu sáng là 1. Do đó, ta có công
suất toàn phần của nhóm chiếu sáng là:
S
cs
=
kVA 32,19

Lượng
gió
(m
3
/h)
Công
suất
(W)
Sải cánh
(mm)
Áp
suất
(Pa)
Tốc
độ
(rpm)
Độ
ồn
(dB)
DLHCV35-PG4S F 380 50 2200 215 300 68 1400 61
DLHCV35-PG4S F 380 50 2800 215 350 90 1400 64
DLHCV40-PG4S F 380 50 4500 300 400 108 1400 68
DLHCV50-PG4S F 380 50 5800 450 500 118 1400 73
DLHCV60-PG4S F 380 50 8500 660 600 130 1400 80
Ví dụ tính ra Q = 36.000 m
3
/h > chọn quạt có q = 4500 m
3
/h > 8 quạt
Bảng : Thông số kỹ thuật của quạt hút công nghiệp

nclm
PkP
1
kW
ϕ
cos
lm
lm
P
S
=
kVA
Q
lm
=
22
lmlm
PS −
= kVAr
2.3. Phụ tải tính toán nhóm động lực
Vì phân xưởng có rất nhiều thiết bị nằm rải rác ở nhiều khu vực trên mặt bằng
phân xưởng, nên để cho việc tính toán phụ tải chính xác hơn và làm căn cứ thiết kế tủ
động lực cấp điện cho phân xưởng, ta chia các thiết bị ra từng nhóm nhỏ, đảm bảo:
- Các thiết bị điện trong cùng một nhóm gần nhau;
- Nếu có thể, trong cùng một nhóm nên bố trí các máy có cùng chế độ làm việc;
- Công suất các nhóm xấp xỉ bằng nhau.
• Quá trình tính toán cho từng nhóm (j = 1 N)
6
- Hệ số sử dụng tổng hợp : k
sd∑j

i
P
P
=
=
∑
∑
Chọn n
hd
: là kết quả làm tròn của n
hd
tính toán, chỉ số thiết bị làm việc hiệu quả
trong nhóm, có công suất lớn hơn hẳn.
- Hệ số nhu cầu: k
nc∑j
= k
sd∑j
+
hd
jsd
n
k
Σ
−1
- Tổng công suất phụ tải động lực:
∑
=
Σ
=
n

cos
- Công suất phản kháng: Q
đlj
=
22
đljđlj
PS −
Ghi chú: Tính toán cụ thể cho nhóm 1. Các nhóm khác được tính toán tương tự
như nhóm 1, lập bảng trình bày kết quả. Trong trường hợp số thiết bị trong phân xưởng
là ít và tập trung, có thể coi đó là một nhóm, được cấp điện từ một tủ động lực tổng. Lúc
đó chỉ cần tính toán một lần là ra phụ tải tính toán cho thiết bị động lực.
• Tổng hợp các nhóm phụ tải động lực.
- Hệ số sử dụng tổng hợp: k
sd∑
=
∑
∑
Σ
đlj
jsdđlj
P
kP .
- Hệ số nhu cầu: k
nc∑
= k
sd∑
+
N
k
sd ∑

P
.
.
cos
ϕ
- Công suất phản kháng:
2
.
2
đlttđlttđltt
PSQ −=
2.4. Phụ tải tổng hợp toàn phân xưởng.
Công suất tác dụng toàn phân xưởng:
( )
lmcsđlttđtttpx
PPPkP ++=
.

Với k
dt
=1
Hệ số công suất trung bình toàn phân xưởng:
lmcsđltt
tblmtlmtbcscsđltbđltt
i
ii
PPP
PPP
P
P


Hoặc có thể xác định phụ tải tính toán theo phương pháp số gia bằng cách ghép
nhóm từng cặp phụ tải.
CHƯƠNG 3. Xác định sơ đồ cấp điện của phân xưởng
3.1. Lựa chọn công suất và số lượng máy biến áp.
3.1.1. Vị trí đặt trạm biến áp
Vị trí đặt trạm biến áp phải thỏa mãn các yêu cầu sau: Gần tâm phụ tải, thuận tiện
cho hướng nguồn tới, cho việc lắp đặt các tuyến dây, vận hành, sửa chữa máy biến áp, an
toàn và kinh tế. Do các phụ tải được bố trí với mật độ cao trong nhà xưởng nên không thể
bố trí máy biến áp trong nhà .Vì vậy ta đặt máy phía ngoài nhà xưởng, khoảng cách từ
trạm tới phân xưởng là L m [trong bảng số liệu].
3.1.2. Phương án trạm biến áp
Do phụ tải có 85% phụ tải loại I&II nên ta chọn các phương án cấp điện, có thể
như sau:
1) Phương án 1: trạm có hai máy biến áp làm việc song song.
Hệ số điền kín của phụ tải:
8760
max
max
T
P
P
k
tb
đk
==
nếu ≤ 0,75 thì khi sự cố 1 máy, máy còn lại cho phép quá tải
40% liên tục 6 giờ trong một ngày, 5 ngày trong một tuần.
Công suất MBA được lựa chọn thỏa mãn điều kiện:
8

11
6,1
đmBB
SnmV +=
tP
S
S
P
A
đmB
ttpx
N
B 01
2
1
1
1
.2
2
∆+






∆
=∆
τ
Như vậy, thiệt hại do mất điện khi sự cố:

= 24 (h/năm), g
th
là suất thiệt hại do mất điện.
Tính được hàm chi phí qui dẫn của phương án:
( )
2222
1,1
thBMFBBB
YcAVVpZ +∆++=
∆
22
.
đmBB
SnmV +=
( )
đSV
MFMF
6
10.95,1=
tP
S
S
PA
đmB
ttpx
NB 02
2
2
22
∆+

3333
.
thBBBB
YcAVpZ ++=

33
.
mBB
SnmV +=
tP
S
S
PA
mB
ttpx
NB 03
2
3
33
+






=

Vn u t, 10
6

18
24
25
23
34
32
15
21
17
16
22
19
14
20
20
35
39
36
40
31
3
1
5
2
5351
67
69
70
63
65

hoạt
Kho vật liệu
và phụ tùng
Buồng nạp
điện
Trạm bơm n(ớc
ng(ng tụ
29
28
59
58
57
56
13
11
26
27
30
38
33
6
36
37
Tỉ lệ: 1:250
D1
D2
D3
D4
CS
D5

kt
J
I
F =
Chọn dây cụ thể, (ví dụ 4x125mm
2
có r
0
, x
0
(Ω/km)
Hao tổn điện áp thực tế:
∆U
N-0
=
00
.

−−
+
=∆
N
đm
oNttpxoNttpx
N
L
U
xQrP
U
(L

: hệ số thể hiện ảnh hưởng của cách thức lắp đặt [tra bảng]
ví dụ: cáp treo trên trần k
1
=0,95;
k
2
: hệ số thể hiện ảnh hưởng tương hỗ của các mạch đặt kề nhau [tra bảng]
k
3
: Hệ số ảnh hưởng của nhiệt độ tương ứng với dạng cách điện.
Chọn được dây dẫn cụ thể, (ví dụ 4x25mm
2
có r
0
, x
0
(Ω/km)
Xác định hao tổn điện áp thực tế:
∆U
0-1
=
01
11.11.
.

L
U
xQrP
đm
ođlttođltt

0-1
= ∆A
0-1
.c
∆
[đ]
Hệ số tiêu chuẩn sử dụng vốn đầu tư: a
tc
=
1)1(
)1.(
−+
+
h
h
T
T
i
ii

Hệ số khấu hao của đường dây k
kh
( tra bảng )
Do đó hệ số tiêu chuẩn sử dụng vốn và khấu hao là :
p = a
tc
+ k
kh

11

kW
Q,
kVAr
S,
kVA
I, A F
tớnh
F
chn
L R
0
, X
0
U A V C Z
N-0
0-1
T kt qu ca bng ta cú chi phớ qui dn tng ca phng ỏn Z
PA1
.
Hao tn in ỏp cc i
{ }
iN
UUU += max
01max
Cn tha món
[ ]
VUUU
mcp
3,13%5,3
1max

23
34
32
15
21
17
16
22
19
14
20
20
35
39
36
40
31
3
1
5
2
53
51
67
69
70
63
65
64
68

và phụ tùng
Buồng nạp
điện
Trạm bơm n(ớc
ng(ng tụ
29
28
59
58
57
56
13
11
26
27
30
38
33
6
36
37
Tỉ lệ: 1:250
D1
D2
D3
D4
CS
D5
D6
LM

11
kkk
I
I
cp
−
≥
Trong đó :
k
1
: hệ số thể hiện ảnh hưởng của cách thức lắp đặt [tra bảng]
ví dụ: cáp treo trên trần k
1
=0,95;
k
2
: hệ số thể hiện ảnh hưởng tương hỗ của các mạch đặt kề nhau [tra bảng]
k
3
: Hệ số ảnh hưởng của nhiệt độ tương ứng với dạng cách điện.
Chọn được dây dẫn cụ thể, (ví dụ 4x25mm
2
có r
0
, x
0
(Ω/km)
Tính toán toàn bộ cho các nhánh, lập bảng chi tiết
Thông số phụ tải Thông số cáp Tính toán
Đoạn dây P,kW cosφ I


4.2. Tính toán ngắn mạch
Sơ đồ tính toán ngắn mạch
Zht
Z1
Z2
Z3
N2
M
N3N1
Z4
N1
N2
N2
Ghi chú: điểm N1 tại thanh cái THT, N2 tại thanh cái TĐL (thường là tủ gần
nhất, có cáp lớn nhất), N3 tại đầu cực động cơ (gần nhất của TĐL có dòng ngắn mạch
lớn nhất).
13
Điện kháng thay thế tính từ điểm đấu về: X
HT
=
[ ]
Ω= m
4,0
2
2
kk
cb
SS
U

[ ]
Ω= mVkA
Z
U
I
k
cb
k
,,
.3
1
)3(
1
Ta có : k
xk
= 1,2 và q
xk
= 1,09 tra bảng 7.pl.[1].
Dòng điện xung kích: i
xk1
= k
xk
.
)3(
1
.2
k
I
kA
Giá trị hiệu dụng của dòng xung kích: I


NcdmA
II ≥
Chọn áp tô mát loại có I
đmA
= A.
• Chọn áp tô mát nhánh cấp cho các tủ động lực, làm mát, chiếu sáng
Dòng định mức của át-tô-mát bảo vệ cho nhánh thứ i:
dm
ttNi
ilvđmAi
U
S
II
.3
max
=≥
14
(Nếu là mạch hỉnh tia, S
ttNi
là công suất tính toán của nhóm thứ i. Nếu là mạch liên
thông, có thể lấy S
ttNi
là công suất tổng của các tủ trong mạch liên thông đó)
• Chọn thanh cái tổng
- Chọn theo điều kiện dòng điện phát nóng cho phép:
đm
ttpx
cp
Ukk


qdodn
t.I.FF
∞
α=≥

Trong đó: F
ođn
- Tiết diện cáp theo ổn định nhiệt; (mm
2
)
α - Hệ số phụ thuộc vật liệu chế tạo lõi cáp, (với đồng α = 6)
I
∞
- Dòng điện ngắn mạch ổn định( lấy là ngắn mạch 3 pha )
t
qđ
- là thời gian tác động qui đổi của dòng điện ngắn mạch theo tính toán,
(lấy = 0,3s hoặc 0,5s);
- Kiểm tra ổn định động
Mô men uốn:
( )
cmkG
a
l
ilFM
xktt
.
.
10.76,1.

STT Đại lượng chọn, kiểm tra Điều kiện
1 Điện áp định mức, kV
đmMĐđmS
UU ≥
15
2 Lực cho phép lên đỉnh sứ, kG
( )
kGFF
a
l
ikFk
phcpxkhctthc
.6,010.76,1
22
=≤=
−
Trong đó
ph
F
- lực pháp hủy sứ, kG;
'
/ hhk
hc
=
- hệ số hiệu chỉnh lực phá hủy cho phép;
'
,hh
- chiều cao sứ và chiều cao từ chân sứ đến tâm thanh dẫn đặt
đứng, cm;
• Chọn máy biến dòng điện

=
I
k
I
min1
A > I
10%
= 0,5 A
4.3.2. Chọn thiết bị cho tủ động lực
• Chọn át-tô-mát tổng bảo vệ cho nhóm động cơ
I
kđ
=
∑
−
=
+
1
1
max
n
i
ni
mm
I
I
α
Trong đó:
max
mm

Trong đó:
U
đmA
: Điện áp định mức của áp tô mát.
U
dmLD
: Điện áp định mức của lưới điện.
I
đmA
: Dòng điện định mức của áp tô mát.
I
kd
: Dòng điện phụ tải lớn nhất đi qua áp tô mát.
I
cdm
: Dòng điện cắt định mức của áp tô mát.
I
N
: Dòng điện ngắn mạch ổn định.

5,2
5,3
lvmmlv
kd
IkI
I ==
α
Ghi chú: dòng ngắn mạch được lấy ở trong phần 4.2. Tính toán ngắn mạch, tính
cho I
k3

xQrP
U
đm
oo
11
11111111
11
.

−
−−
−
+
=∆
(L1-1 là chiều dài từ TĐL1 đến động cơ 1)
- Xác định tổn thất công suất
( )
kWLr
U
S
P
o
đm
đm
1111
2
2
1
11


Q
(kVAr)
S
(kVA)
F
(mm
2
)
L
(m)
r
o
Ω/km
)
x
o
Ω/km)
ΔU
(V)
ΔA
(kWh)
ΔP
(kW)
N-THT 147,49 130,1 196,67 185 0,05 0,099 0,073 3,17 7480 1,326
Tổng: ? ?
Tìm ΔU
max
, ΔP
∑
, ΔA


≤
4Ω.
Để nối đất cho trạm biến áp, ta sử dụng các điện cực nối đất chôn trực tiếp trong
đất, các dây nối đất dùng để nối liền các bộ phận được nối đất với các điện cực nối đất.
Cụ thể ở đây ta dự định nối đất với hệ thống nối đất bao gồm các cọc nối đất làm bằng
thép góc L 60 x 60 x 6mm, dài 2,5m chôn sâu 0,8m. Các cọc chôn cách nhau 5m và được
nối với nhau bằng các thanh thép nối có bề rộng 4cm tạo thành mạch vòng nối đất. Các
thanh nối được chôn sâu 0,8m.
- Xác định điện trở nối đất của một cọc.
Điện trở suất
( )
cm.Ω
ρ
(tra theo loại đất) của đất biến đổi trong phạm vi rộng. Trị
số mùa mưa và mùa khô khác xa nhau nên trong tính toán phải chỉnh theo hệ số mùa.
Loại đất
( )
cm.10
4
Ω
ρ
Loại đất
( )
cm.10
4
Ω
ρ
Cát 7 Đất vườn 0,4
Cát lẫn đất 3 Đất đen 2

tc
: Điện trở nối đất của 1 cọc, Ω.
R
d
: Điện trở nối đất của thiết bị nối đất theo quy định,Ω.
η
c
: Hệ số sử dụng của cọc, tra bảng η
c
= 0,6

- Xác định điện trở của thanh nối
Điện trở của thanh nối được xác định theo công thức:







=
tb
l
l
k
R
t
.
.2
lg.

−
=
t
t
c
R
R
R
Ω.
Số cọc thực tế phải đóng

cc
c
R
R
n
.
1
η
=
Kiểm tra lại: Điện trở của hệ thống nối đất

cttc
tc
ht
RnR
RR
R
ηη



20
Cọc
Thanh nối
TBA
2,5m
0,7m
0,8m
Giá thành một đơn vị công suất đặt là:
g
0
=
ttpx
S
V
∑
(triệu đồng/kVA)
Tổng chi phí quy đổi:
Z
∑
= p .1,1.V
∑
+ C
ht
( triệu đồng)
Tổng điện năng tiêu thụ:
∑A = P
ttpx
.T
M