ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
ĐỒ ÁN MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN
THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO MỘT PHÂN XƯỞNG
SẢN XUẤT CÔNG NGHIỆP
Sinh viên : LÊ ANH TOẢN
Giáo viên hướng dẫn : PHẠM ANH
Lớp : Đ4H3KGFVY-7733B-8WCK9-KTG64-BC7D8
Tên đồ án : Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sản xuất công
nghiệpjgggggggggggggggggggggggg
Tỷ lệ phụ tải điện loại I là 70%.
Hao tổn điện áp cho phép trong mạng điện hạ áp ∆U
cp
= 3,5%.
Hệ số công suất cần nâng lên là cos
ϕ
= 0,90
Hệ số chiết khấu: i = 12%
Thời gian sử dụng công suất cực đại: T
M
= 4500h
Công suất ngắn mạch tại điểm đấu điện: S
k
= 7,79 MVA
Thời gian tồn tại của dòng ngắn mạch t
k
= 2,5s
Khoảng cách từ nguồn điện đến phân xưởng: L = 150 m
Chiều cao nhà xưởng H = 4,7 m
Giá thành tổn thất điện năng C
∆
= 1500đ/kWh.

6 Máy quấn dây 0,45 0,80 8,5
7 Máy khoan bàn 0,40 0,78 8,5
8 Máy khoan đứng 0,55 0,78 4,5
9 Bàn thử nghiệm 0,62 0,85 5,5
10 Máy mài 0,45 0,8 8
11 Máy hàn 0,53 0,78 3,2
12 Máy tiện 0,45 0,78 7,5
13 Máy mài tròn 0,4 0,85 3,2
14 Cần cẩu điện 0,32 0,70 7,5
15 Máy bơm nước 0,46 0,82 3,2
16 Máy hàn xung 0,32 0,76 20
17,18 Bàn lắp ráp và thử nghiệm 0,53 0,72 10+12
19 Máy ép nguội 0,47 0,80 20
20 Quạt gió 0,45 0,83 8,5
GVHD:ThS PHẠM ANH TUÂN 2
ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
LỜI NÓI ĐẦU
Đất nước ta đang trong công cuộc công nhiệp hoá , hiện đại hoá . Nhu cầu điện năng
trong các lĩnh vực công nghiệp , nông nghiệp , dịch vụ và sinh hoạt tăng trưởng không
ngừng đi cùngvới quá trình phát triển kinh tế . Do đó đòi hỏi rất nhiều công trình cung
cấp điện . Đặc biệt rất cần các công trình có chất lượng cao, đảm bảo cung cấp điện liên
tục, phục vụ tốt cho sự phát triển của các nghành trong nền kinh tế quốc dân .
Trong đó có lĩnh vực công nghiệp là 1 trong các ngành kinh tế trọng điểm của đất
nước , được Nhà nước và Chính phủ ưu tiên phát triển vì có vai trò quan trọng trong kế
hoạch đưa nước ta trở thành nước công nghiệp vào năm 2020 . Thiết kế cung cấp điện
cho nghành này vì thế là 1 công việc khó khăn , đòi hỏi sự cẩn thận cao . Phụ tải của
ngành phần lớn là phụ tải hộ loại 1 , đòi hỏi độ tin cậy cung cấp điện cao . Một phương
án cung cấp điện hợp lý là 1 phương án kết hợp hài hòa được các chỉ tiêu kinh tế , kĩ
thuật , đảm bảo đơn giản trong sửa chữa và vận hành thuận tiện , đảm bảo chất lượng
điện năng . Hơn nữa cần áp dụng các thiết bị cùng các thiết kế hiện đại và có khả năng

người vận hành máy, dễ gây tai nạn lao động. Do đó ta dùng đèn sợi đốt Halogen cho
phân xưởng.
Bố trí đèn : thường bố trí theo các góc của hình vuông hoặc hình chữ nhật
1.1.2 Tính toán chiếu sáng
Thiết kế cho phân xưởng sản xuất công nghiệp có kích thước HxDxW là 36x24x4,7,coi
trần màu trắng,tường màu vàng,sàn nhà màu xám,với độ rọi yêu cầu là E
yc
= 100lux
Căn cứ vào độ cao trần xưởng là H = 4,7 mét ,chọn độ cao mặt công tác là h
2
= 0,8 mét
và độ cao treo đèn cách trần là h
1
là 0,7 mét ta có :
Khoảng cách từ đèn đến mặt công tác là :
h = H – h
1
– h
2
= 4,7 – 0,7 – 0,8 = 3,2 m.
GVHD:ThS PHẠM ANH TUÂN 4
ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
Với loại đèn dùng để chiếu sáng cho phân xưởng sản xuất khoảng cách giữa các đèn
được xác định theo tỷ lệ
h
L
= 1,8
Tức là: L = 1,8 x h = 1,8 x 3,2 = 5,76 m là khoảng cách tối đa giữa 2 bóng đèn.
Với kích thước phân xưởng là 24 x 36 x4,7 ,ta chọn khoảng cách giữa các đèn
trong cùng một hàng là L

75,1
3
1,4
≤≤
thảo mãn
Như vậy sự lựa chọn trên là hợp lí.
Tổng số đèn trong phân xưởng sẽ là : 6 x 9 = 54 đèn
GVHD:ThS PHẠM ANH TUÂN 5
ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
Chỉ số phòng :
5,4
)3624(2,3
36.24
)(
.
=
+
=
+
=
DHh
DH
K
Lấy độ phản xạ của trần đèn lần lượt là là :
%50=
tran
σ
và
%30
=

2
4
1
,
7
5
5
5
5
6

5
5
5
5
4
,
1
3
6
1
,
6
4
,
1
ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
CHƯƠNG II
TÍNH TOÁN PHỤ TẢI ĐIỆN
Tính toán phụ tải điện là công việc bắt buộc và đầu tiên trong mọi công trình cung cấp

( )
2
i
2
i
P
P
Σ
Σ
( 2.2 )
- Hệ số nhu cầu của nhóm sẽ được xác định theo biểu thức sau :
k
nc
=
Σ
sd
k
+
hd
sd
n
k1
Σ
−
( 2.3 )
- Phụ tải tính toán của mỗi nhóm là :
P
tt
= k
nc

= 1.54.300 = 16200 W =16,2 (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
=
16,2
16,2 (kVA)
cos 1
cs
P
ϕ
= =
Q
cs
= 0 kVAr.
2.2Phụ tải tính toán nhóm thông thoáng và làm mát
Lưu lượng gió tươi cần cấp vào xưởng là:
( )
hmVnQ /.
3
=

7,01
7,0
1
=
−
+=
−
+=
n
k
kk
sd
sd
qh
nc
.
Trong đó : n là tổng số thiết bị trong nhóm.
Phụ tải tính toán nhóm phụ tải thông thoáng-làm mát:
1
0,795 10 215 1709,25 1,709( )
n
qh
lm ncđmqi
i
P k P W kW
=
= = × × = =
∑
.
1,709

1 2 3
3,25
3,4( )
. . 0,95 1 1
lm
cp
I
I A
k k k
≥ = =
× ×
Chọn aptomat EA52G có I
n
=10(A) và U
n
= 380 (V) do Nhật Bản sản xuất,ngoài ra ta lắp
thêm cho mỗi quạt một aptomat loại có I
n
và U
n
phù hợp với các quạt.
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.
Căn cứ vào các thiết bị và diện tích mặt bằng phân xưởng ,ta chia các thiêt bị động lực ra
GVHD:ThS PHẠM ANH TUÂN 9

2
5
2
1
1
5
2
1
26,7
3,095
230,37
i
i
hd
i
i
P
n
P
=
=
 
 ÷
 
= = =
∑
∑
- Hệ số nhu cầu:
1
1

3
Bể ngâm tăng
nhiệt 0,62 1 1,2
4 Tủ sấy 0,45 1 2,2
5 Máy quấn dây 0,53 0,8 2,8
7 Máy khoan bàn 0,40 0,78 8,5
18
Bàn lắp giáp và
thử nghiệm 0,53 0,72 12
ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
5
1
1
5
1
20.91
0,78
26,7
i i
tb
i
P Cos
Cos
P
ϕ
ϕ
×
= = =
∑
∑

5
1
23,566
0,521
45,2
i sdi
sd
i
P k
k
P
∑
×
= = =
∑
∑
- Số lượng hiệu dụng :
( )
2
5
2
1
2
5
2
1
45,2
3,683
554,74
i

hd
k
k k
n
∑
∑ ∑
−
−
= + = + =
- Tổng công suất phụ tải động lực :
( )
5
2 2
1
0,77 45,2 34,804
đl nc i
P k P kW
∑
= × = × =
∑
- Hệ số công suất của phụ tải động lực :
5
1
2
5
1
41,856
0,926
45,2
i i

2 2 2
37,59 34,804 14,2
đl đl đl
Q S P kVAr
= − = − =
• Quá trình tính toán cho nhóm 3 :
Nhóm 3:
Số hiệu trên sơ
đồ Tên thiết bị Hệ số k
sd
Cosφ
Công suất đặt
P,kW
9 Bàn thử nghiệm 0,62 0,85 5,5
14 Cần cẩu điện 0,32 0,70 7,5
16 Máy hàn xung 0,32 0,76 20
19 Máy ép nguội 0,47 0,80 20
- Hệ số sử dụng tổng hợp :
4
1
3
4
1
21,61
0,41
53
i sdi
sd
i
P k

 
= = =
∑
∑
- Hệ số nhu cầu :
3
3 3
3
1
1 0,41
0,41 0,74
3,169
sd
nc sd
hd
k
k k
n
∑
∑ ∑
−
−
= + = + =
- Tổng công suất phụ tải động lực :
( )
4
3 3
1
0,74 53 39,22
đl nc i

39,22
50,54
0,776
đl
đl
tb
P
S kVA
Cos
ϕ
= = =
- Công suất phản kháng :
( )
2 2 2 2
3 3 3
50,54 39,22 31,88
đl đl đl
Q S P kVAr
= − = − =
• Quá trình tính toán cho nhóm 4:
Nhóm 4 gồm:
Số hiệu trên sơ Tên thiết bị Hệ số k
sd
Cosφ Công suất đặt
GVHD:ThS PHẠM ANH TUÂN 13
ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
đồ P,kW
6 Máy quấn dây 0,45 0,8 8,5
10 Máy mài 0,45 0,8 8
13 Máy mài tròn 0,4 0,85 3,2

1
4
6
2
1
41,4
5,21
328,98
i
hd
i
P
n
P
 
 ÷
 
= = =
∑
∑
- Hệ số nhu cầu :
4
4 4
4
1
1 0,466
0,466 0,7
5,21
sd
nc sd

tb
i
P Cos
Cos
P
ϕ
ϕ
×
= = =
∑
∑
- Công suất toàn phần:
GVHD:ThS PHẠM ANH TUÂN 14
ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
( )
4
4
4
28,98
36,68
0,79
đl
đl
tb
P
S kVA
Cos
ϕ
= = =
- Công suất phản kháng :

1
57,81
0,467
123,7766
đlj sd j
sd
đlj
P k
k
P
∑
∑
×
= = =
∑
∑
- Hệ số nhu cầu :
1
1 0,467
0,467 0,7335
4
sd
nc sd
k
k k
N
∑
∑ ∑
−
−

= = =
∑
∑
- Công suất toàn phần :
GVHD:ThS PHẠM ANH TUÂN 15
ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
90,79
110,45
0,822
ttđl
ttđl
tbđl
P
S
Cos
ϕ
= = =
(kVA)
- Công suất phản kháng :
( )
2 2 2 2
110,45 90,79 62,9
ttđl ttđl ttđl
Q S P kVAr
= − = − =
2.4 Phụ tải tổng hợp toàn phân xưởng.
Công suất tác dụng toàn phân xưởng:
( ) ( ) ( )
.
1 90,79 16,2 1,709 108,699

ttpx ttpx
P P kW
Σ
= = × =
( )
130,403
153,777
cos 0,848
ttpx
ttpx
tbpx
P
S kVA
ϕ
Σ
= = =
( )
2 2 2 2
153,777 130,403 81,5
ttpx ttpx ttpx
Q S P kVAr
= − = − =
2.5 Tính toán bù công suất phản kháng
2.5.1 Lựa chọn vị trí bù
Đối với phân xưởng sửa chữa cơ khí vì công suất của phân xưởng không quá lớn , công
suất của các động cơ cũng không quá lớn nên không đặt bù ở các tủ động lực , sẽ phân
tán , và tốn kém ( chi phí cho tủ bù , cho tụ ) . Hơn nữa , việc xác định dung lượng bù tối
ưu cho từng tủ động lực là khó khăn . Ngoài tủ động lực các phụ tải thông thoáng và làm
mát cũng tiêu thụ công suất phản kháng . Như vậy để đơn giản sẽ đặt bù tập trung cạnh tủ
phân phối

ϕ
) =130,403.(0,625 – 0,484) =18,39 (KVAr)
Theo dung lượng bù cần thiết đã tính được ở trên , tra bảng 40.pl BT chọn được tụ điện 3
pha loại KC2-05-36-3Y3 có công suất định mức là Q
bn
= 36 kVAr .
Chi phí bù: Vbù =18,39 .110000=2,0229.
6
10
(đ)
Công suất phản kháng sau khi bù:
Q∑ =j.(
ttpx
Q
– Qb) =J.(81,5 – 18,39 )=j.63,11 (kAVr)
Công suất biểu kiến sau khi bù là :
S∑ =
ttpx
P
Σ
.+ Q∑ =130,403 + j.63,11 ( kVA)
S→
∑ =
2 2
130,403 63,11+
=144,87( kVA)

CHƯƠNG III
XÁC ĐỊNH SƠ ĐỒ CẤP ĐIỆN CỦA PHÂN XƯỞNG
3.1. Lựa chọn công suất và số lượng máy biến áp.

40% liên tục 6 giờ trong một ngày, 5 ngày trong một tuần.
Công suất MBA được lựa chọn thỏa mãn điều kiện:
1
2
dmB
S
S
Σ
≥
và
1
0,85
1,4
dmB
S
S
Σ
×
≥
Ta có :
( )
1
144,87
72,435
2 2
đmB
S
S kVA
Σ
≥ = =

thBBBB
YcAVpZ
+∆+=
∆
.
111
Trong đó :
0,127 0,064 0,191
B tc kh
p a k= + = + =
GVHD:ThS PHẠM ANH TUÂN 18
ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
Hệ số tiêu chuẩn sử dụng vốn đầu tư:
( )
( )
( )
( )
127,0
112,01
12,0112,0
11
1
25
25
=
−+
+⋅
=
−+
+⋅

2,05 144,87
2. 2886,21 2 0,32 8760 11815,21
2 2 100
N
B
đmB
P
S
A P t kWh
S
τ
Σ
 
∆
 
∆ = + ∆ = × + × × =
 ÷
 ÷
 
 
Trong đó :
( )
1
2,05
N
P kW
∆ =
là tổn thất công suất ngắn mạch trong MBA
( )
1

f
= 24h là thời gian mất điện sự cố.
g
th
=8000 đ/kWhlà suất thiệt hại do mất điện đầu bài cho.
Vậy hàm chi phí quy dẫn của phương án 1 là :
6 6 6
1
0,191 118,58 10 11815,21 1500 6,26 10 46,632 10 ( )
B
Zđ
= × × + × + × = ×
2, Phương án 2: trạm có 1 máy biến áp và 1 máy phát diesel dự phòng
Công suất MBA được lựa chọn thỏa mãn điều kiện:
GVHD:ThS PHẠM ANH TUÂN 19
( )
1500 /cđ kWh
∆
=
ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
( )
2
144,87
đmB
S S kVA
Σ
≥ =
Và máy phát điện thỏa mãn
( )
0,85. 0,85 144,87 123,14

Hệ số tiêu chuẩn sử dụng vốn đầu tư:
( )
( )
( )
( )
127,0
112,01
12,0112,0
11
1
25
25
=
−+
+⋅
=
−+
+⋅
=
h
h
T
T
tc
i
ii
a
i
là hệ số chiết khấu. Đề bài cho
%12=i

A P P t kWh
S
τ
Σ
 
 
∆ = ∆ + ∆ = × + × =
 ÷
 ÷
 
 
Trong đó :
( )
2
2,95
N
P kW
∆ =
là tổn thất công suất ngắn mạch trong MBA
( )
2
0,5
o
P kW
∆ =
là tổn thất công suất không tải trong MBA
( ) ( )
2 2
4 4
0,124 10 8760 0,124 4500 10 8760 2886,21( )

( )
6 6 6 6
2
0,191 151,25 10 1,1 312 10 11360,18 1500 6,26 10 117,74 10 ( )
B
Zđ
= × × + × × + × + × = ×
1) Phương án 3: trạm có 1 máy biến áp
Công suất MBA được lựa chọn thỏa mãn điều kiện:
( )
3
144,87
đmB
S S kVA
Σ
≥ =
Ta sẽ chọn máy biến áp có công suất 160 kVA, có
( )
0
0,5P kW
∆ =
,và
( )
2,95
N
P kW
∆ =
.
Hàm chi phí quy dẫn của phương án 3 sẽ được tính theo công thức :
3333

T
T
tc
i
ii
a
i
là hệ số chiết khấu. Đề bài cho
%12
=
i
h
T
là tuổi thọ trung bình của trạm biến áp lấy bằng 25 năm.
6,4%
kh
k =
là hệ số khấu hao của trạm biến áp(tra theo bảng 3.1 SGT)
Vốn đầu tư trạm biến áp :151,250.
6
10
( đ) Tra bảng 21.pl[TK1]
Tổn thất điện năng trong MBA:
( )
2 2
3 3 03
3
144,87
2,95 2886,21 0,5 8760 11360,18
160

o
P kW
∆ =
là tổn thất công suất không tải trong MBA
( ) ( )
2 2
4 4
0,124 10 8760 0,124 4500 10 8760 2886,21( )
M
T h
τ
− −
= + × × = + × × =
là thời gian
tổn thất cực đại.
t là thời gian vận hành MBA,thường lấy là 1 năm nên t =8760(h).
Giá thành tổn thất điện năng :

Thiệt hại do mất điện khi sự cố hỏng MBA :
6
3
.cos . . 144,87 0,9 24 8000 25,034 10 ( )
th f th
Y S t gđ
ϕ
Σ
= = × × × = ×
Trong đó :
Cosφ =0,90 là hệ số công suất cần nâng lên.
t

xưởng, gần tâm phụ tải của toàn phân xưởng. Từ đây ta vạch ra các phương án:
Phương án 1: Mỗi tủ động lực, tủ chiếu sáng, tủ thông thoáng làm mát được cấp điện
bằng một mạch riêng.
Phương án 2: Tủ chiếu sáng, tủ thông thoáng làm mát được cấp điện từ các các mạch
riêng. Các tủ động lực, tủ ở xa được cấp điện thông qua tủ ở gần.
3.2.2. Tính toán lựa chọn phương án tối ưu
1) Phương án 1:
• Chọn dây dẫn từ trạm biến áp nguồn, cách L=73,6 m, tới tủ hạ thế tổng (THT) là
cáp đồng3 pha 4 dây được đặt trong rãnh kín.
Dòng điện làm việc chạy trong dây dẫn là :
( )
max
144,87
220,107 A
3. 3 0,38
lv
đm
S
I
U
Σ
= = =
×
Mật độ dòng kinh tế của cáp đồng ứng với T
M
= 4500 h là j
kt
= 3,1 (A/mm
2
).(bảng 9.pl

đ
Phương án 1 118,58 17,723 6,26 46,632
Phương án 2 463,25 17,04 6,26 117,74
Phương án 3 151,250 17,04 25,034 71,233
ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
( )
.
3
0 0
.
130,403.0,194 63,11.0,06
. 73,6 10 5,63
0,38
ttpx oN oN
N N
đm
P r Q x
U L kV
U
Σ
−
− −
+
+
∆ = = × × =
(L
N-0
là chiều dài từ trạm tới THT)
Tổn thất điện năng: ∆A
N-0

144,87
0,194 73,6 10 2886,21 10 5989,6
0,38
kWh
− −
× × × × × =
Chi phí cho tổn thất điện năng trong một năm:
C
N-0
= ∆A
N-0
.c
∆
=5989,6.1500 =8,98.10
6
[đ]
Hệ số tiêu chuẩn sử dụng vốn đầu tư: a
tc
=
( )
( )
127,0
1112,0
112,012,0
1)1(
)1.(
25
25
=
−+

2
km).
Vốn đẩu tư cho đoạn dây:
V
N-0
= (a + b.F
N-0
).L
N-0
= (63,58 + 0,83.95).10
6
.73,6.10
-3
= 10,5.10
6
(đ)
Chi phí quy đổi:
Z
N-0
= p.V
N-0
+ C
N-0
= 0,177.10,5.10
6
+ 8,98.10
6
=10,84.10
6
(đ)

2
).
(tra bảng 9.pl.BT)
Vậy tiết diện dây cáp là :
( )
2
40,46
13,05
3,1
kt
I
F mm
j
= = =
Ta chọn cáp có F = 25mm
2
có r
0
= 0,74 Ω/km, x
0
= 0,066 Ω/km (theo bảng 18.pl SBT) .
Hao tổn điện áp thực tế :
( )
3
1 1 1 1
0 1 0 1
. .
20,7726.0,74 16,66.0,066
. 36 10 1,56
0,38

4 2 4
max
(0,124 .10 ) .8760 0,124 4500 10 8760 2886,21( )T h
τ
− −
= + = + × × =
Suy ra : : ∆A
0-1
=
( )
2
3 3
2
26,63
0,74 36 10 2886,21 10 377,6
0,38
kWh
− −
× × × × × =
Chi phí cho tổn thất điện năng trong một năm:
C
0-1
= ∆A
0-1
.c
∆
= 377,6.1500 =0,5664.10
6
[đ]
Hệ số tiêu chuẩn sử dụng vốn đầu tư: a

là tuổi thọ trung bình của dây cáp đồng lấy bằng 25 năm.
Hệ số khấu hao của đường dây k
kh
= 5%( tra bảng 3.1 SGT )
GVHD:ThS PHẠM ANH TUÂN 25