Thiết kế mạng điện cho phân
xưởng
1
LỜI MỞ ĐẦU Trong sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước, công
nghiệp điện lực đóng một vai trò đặc biệt quan trọng. Điện năng luôn đi
trước mọi lĩnh vực vì có điện máy móc mới hoạt động, con người mới sinh
hoạt được. Phạm vi sử dụng điện rất rộng rãi, từ nông thôn đến thành thị, từ
nông nghiệp đến công nghiệp; ảnh h
ưởng đến mọi ngành trong nền kinh tế
quốc dân. Vì vậy đồ án cung cấp điện là một yêu cầu thiết yếu cho sinh
viên ngành điện, giúp cho sinh viên có tư duy độc lập với công việc.
Mặc dù đã rất cố gắng nhưng do hạn chế về kiến thức cũng như kinh
nghiệm thực tiễn đồ án của em còn nhiều khiếm khuyết. Em rất mong nhận
được sự chỉ bả
o và góp ý chân thành của các thầy, các cô. Qua đây em xin
chân thành cám ơn thầy giáo Ngô Hồng Quang đã giúp em hoàn thành đồ
án này! Xin chân thành cám ơn!

Nhà máy là đơn vị tiêu thụ có công suất lớn , được xây dưng trên diện tích
150000m .Nguồn điện cấp cho nhà máy đườc lấy từ trạm biến áp trung gian
110/10(KV) cách nhà máy 2,5 km. Thời gian sử dụng công suất cực đại là
. Do tầm quan trọng của phụ tải ta xếp nhà máy vào đơn vị cần được cấp
điện liên tục và an toàn . Trong nhà máy có Phòng thiết kế , Phòng thí nghiệm
trung tâm và Phòng thực nghiệ
m được xếp vào đơn vị loại 3 , khi cần thiết có thể
cắt điện được
Nội dung của đồ án bao gồm 5 phần:
+ Xác định phụ tải tính toán
+ Thiết kế mạng cao áp nhà máy
+ Thiết kế mạng hạ áp phân xưởng sửa chữa cơ khí
+ Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng sửa chữa cơ khí
+ Thiết kế tính toán bù công suất
Phụ tải của nhà máy đồng hồ
đo chính xác
Số trên mặt bằng Tên phân xưởng Công suất đặt
1 Phân xưởng tiện cơ khí 2500
2 Phân xưởng dập 1500
3 Phân xưởng lắp ráp số 1 900
4 Phân xưởng lắp ráp số 2 1500
5 Phân xưởng sửa chữa cơ khí Theo tính toán
6 Phòng thí nghiệm trung tâm 160
7 Phòng thực nghiệm 500
8 Trạm bơm 620
9 Phòng thiết kế 100
3
10 Chiếu sáng các phân xưởng Xác định theo diện tích

CHƯƠNG I XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN

nc
: Hệ số nhu cầu tra từ sổ tay theo số liệu của các XN.PX
P
đ
: Công suất đặt của các phân xưởng
• Q
tt
= P
tt
. tgφ
Trong đó:
tgφ: Hệ số công suất TT ra sổ tay, từ cosφ
Q
tt
: Công suất phản kháng tính toán.
b, Tính cho phụ tải chiếu sáng:
Phụ tải chiếu sáng được tính theo công suất chiếu sáng trên một đơn vị
diện tích (m
2
).
• P
cs
= P
0
. S
Trong đó:
P
0
: Suất chiếu sáng trên đơn vị S. (w/m
2

n
1
ttpxi
P
= K
đt
)PP(
CSi
n
1
tti
+
∑

Q
ttxn
= K
đt
∑
n
1
ttPxi
Q
= K
đt

)QQ(
CSi
n
1

từng máy.
Tiến hành thiết kế mạng hạ áp của PX, số liệu đầu tiên cần xác định là Ptt
cùa từng thiết bị và từng nhóm thiết bị trong PX
1.2.1 Với một động cơ
Ptt = Pđm
Vớ
i nhóm động cơ có n ≤ 3
Ptt =
∑
n
P
1
đm i
Với nhóm động cơ có n ≥ 4
Ptt = k
max
k
sd

∑
P đm i
Trong đó : k
sd
là hệ số sử dụng của nhóm (tra sổ tay)
k
max
là hệ số cực đại tra bảng từ hai thông số k
sd
và n
hq

1
/n
P
*
= P
1
/ P
∑

Trong đó P
∑
: Tổng công suất nhóm
n: Tổng số thiết bị trong nhóm
Từ n
*
và P
*
tra bảng PL3 được n
*
hq

Xác định n
hq
theo công thức:
n
hq
= n . n
*
hq


đm
%
đ
k

Trong đó k
đ
% là hệ số đóng điện phần trăm
Ngoài việc quy đổi chế độ cũng cần quy đổi công suất một pha về 3 pha.
Đối với điện áp pha: P
qđ
= 3 P
đm
; điện áp dây: P
qđ
=
đm
P.3

• Phụ tải phản kháng của động lực và chiếu sáng:
Q
TT
= P
TT
.tgφ.
Q
cs
= P
cs
.tgφ.

P
đ
(kw)
Một máy Toàn bộ
2 Búa rèn 2 28 56
3 Lò 1 4,5 4,5
4 Lò rèn 1 6 6
7 MBA 2 2,2 4,4
8 Máy ép ma sát 1 10 10
9 Lò điện 1 15 15
13 Quạt li tâm 1 7 7
Tổng 9 102,9
Nhóm I : có 9 thiết bị nên dùng công thức:
P
TT
= k
max
. k
sd
.
∑
n
đmi
P
1

k
sd
và cosφ tra phụ lục I.1( thiết kế cấp điện ) ta có:
k

= P
1
/P
∑

Trong nhóm có máy biến áp hàn làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại cần
qui đổi chế độ làm việc và công suất về 3 pha.
Qui đổi về dài hạn:
Hệ số đóng điện là25%
P
qđ
= P
đm
%25
= 4,4
25,0
= 2,2 (kW)
Qui đổi công suất về 3 pha : ( cosφ = 0,35 )
P
qđ
=
3
P
đm
=
3
x 2,2 = 3,8 ( kW )
Công suất tổng sau qui đổi được tính:
P
∑

sd
và n
hq
tra PL I.6 ( TKCĐ ) ta có :
k
max
= 1,88.
P
TT
= 1,88 x 0,3 x 102,3 = 58 ( kW )
Q
TT
= P
TT
x tgφ = 58 x 1,33 = 77 ( kVAr )
S
TT
=
Q
P
TT
TT
2
2
+
=
7758
22
+ = 96,4 ( kVA )
I

k
sd
= 0.6; cosφ = 0.7 => tg φ = 1
n
1
là số thiết bị có công suất lớn hơn hoặc bằng1/2 công suất của thiết bị
có công suất max. Với nhóm này theo số liệu ở bảng ta có :
n
1
= 3
P
1
là tổng công suất của n
1
thiết bị trên
P
1
= 20 + 30 + 20 = 70 (kW)
Tính n
*
và P
*
:
n
*
= n
1
/n = 3/9 = 0.33
P
*

= k
max
. k
sd
.
∑
n
đmi
P
1
= 1.41 x 0.6 x 87.85 = 74 (kW )
Q
TT
= P
TT
x tgφ = 74 x 1 = 74 (kVAr)
Tính S
TT
và I
TT

S
TT
=
Q
P
TT
TT
2
2

44 Dầm treo có palăng điện 1 4,5 4,5
9
46 Lò điện 1 7 7
47 Máy mài sắc17 7
48 Lò rèn 1 9 9
49 Quạt gió 1 12 12
50 Quạt lò 1 18 18
Tổng 11 91,05

có 11 thiết bị
Tra phụ lục I (TKCĐ) được:
k
sd
= 0.6; cosφ = 0.7 => tg φ = 1
n
1
là số thiết bị có công suất lớn hơn hoặc bằng 1/2 công suất của thiết bị
có công suất max. Với nhóm này theo số liệu ở bảng ta có :
n
1
= 2
P
1
là tổng công suất của n
1
thiết bị trên
P
1
= 25 + 18 = 43 (kW)
Tính n

= 0.09 x n = 0.09 x 11 = 0.99
Vì n
hq
< 4 nên P
TT
được tính như sau: P
TT
= k
ti

∑
n
đmi
P
1

Trong đó k
ti
là hệ số tải:
- Với chế độ tải dài hạn k
ti
= 0.9
- Với chế độ tải ngắn hạn k
ti
= 0.75
- Các thiết bị trong nhóm đều làm việc ở chế độ dài hạn nên ta chọn k
ti
=
0.9.
P

=
8282
22
+ = 116 (kVA)
I
TT
= S
TT
/ U
3
= 116 / 0,38
3
= 177 (A)
• Nhóm IV :
10
Bảng 1.4 Phụ tải tính toán cho nhóm 4

Vị trí trên
sơ đồ
Tên thiết bị Số lượng
P
đ
(kw)
Một máy Toàn bộ
33 Cẩu trục cánh có palăng điện 1 1,3 1,3
34 Thiết bị cao tần 1 80 80
37 Thiết bị đo bi 1 23 23
Tổng 3 104,3

có 3 thiết bị

+
=
3.1043.104
22
+
= 147.5 (kVA)
I
TT
= S
TT
/ U
3
= 147.5 / 0,38
3
= 225 (A)
• Nhóm V :
có 3 thiết bị
Bảng 1.5 Phụ tải tính toán cho nhóm 5

Vị trí trên
sơ đồ
Tên thiết bị
Số
lượng
P
đ
(kw)
Một máy Toàn bộ
19 Lò điện để hoá cứng linh kiện 1 90 90
24 Bể dầu 1 4 4

2
2
+
=
46
97
2
2
+ = 107.35 (kVA)
11
I
TT
= S
TT
/ U
3
= 107.35 / 0,38
3
= 268 (A)
• Nhóm VI
có 4 thiết bị
12
Bảng 1.6 Phụ tải tính toán cho nhóm 6
Vị trí trên
sơ đồ
Tên thiết bị Số lượng
P
đ
(kw)
Một máy Toàn bộ

= n
1
/n = 4/4 = 1
P
*
= P
1
/P
∑
= 1
Từ P
*
và n
*
tra bảng PL I.5 (TKCĐ) ta được:
n
*
hq
= 0.95
n
hq
= n . n
*
hq
= 0.95 x n = 0.95 x 4 = 4
Tra phụ lục I.6 ta được:
k
max
= 1.14
P

= S
TT
/ U
3
= 54 / 0,38
3
= 82 (A)
1.3 Tính phụ tải chiếu sáng cho PXSCCK.
Phụ tải chiếu sáng được tính dựa vào suất chiếu sáng và diện tích được chiếu
sáng.
Căn cứ theo tính chất công việc ta chọn dùng loại bóng sợi đốt.
Tra PLI.2 được P
0
= 15 (W/m
2
), cosφ = 1 nên tgφ = 0
13
Diện tích phân xưởng căn cứ trên bảng vẽ có kích thước 255 x 75 mm với tỷ lệ
1/250 tương đương 1200 m
2

P
cs
= P
0
x tgφ = 15 x 1200 = 18 (kW)
Q
cs
= P
cs

+ P
PTTCS
= 408 + 18 = 426 (kW)
S
PXTP
=
Q
P
PXTP
PXTP
2
2
+
= 547 ((kVA)
I
PX
= S
PXTP
/ U
3
= 831 (A)
cosφ = P
PXTP
/S
PXTP
= 426/547 = 0.78
Bảng 1.7 phụ tải điện của PXSCCK
Nhóm k
sd
cosφ k

∑
Spx = 150000 – 21975 = 128025 m
2

14
1.6. Xác định phụ tải tính toán cho các phân xưởng còn lại
Do chỉ biết công suất đặt và diện tích của nhà xưởng nên ta dùng phương pháp
tính PTTT theo công suất đặt và hệ số Kmc.
Các công thức cần sử dụng:
- Phụ tải động lực:
Pđl = Pđl.Knc
Pđl = Pđl.tgφ
Tra bảng PLI.3 để tìm knc và cosφ, tgφ
- Phụ tải chiếu sáng
Pcs = Po. S trong đó S: diện tích cần chiếu sáng.
Tra PLI.2 tìm Po (công suất chiếu sáng W/m
2
)
- Tính Stp của từng phân xưởng:
Stp =
22
)()(
csđlcsđl
QQPP +++

Tính dòng điện toàn phần mỗi PX:
Itp = Stp/ 0.8
3

1.6.1 Tính PTTT cho phòng thiết kế:

3
= 190 (A)
15
1.6.2 Tính PTTT cho PX lắp ráp số 1:
Pđ = 900 (kW)
S = 3250 m
2

- Tính phụ tải động lực:
Tra PLI.3: Knc = 0.4 và cosφ = 0.6
Pđl = Pđ.Knc = 900 x 0.4 = 360 (kW)
Qđl = Pđl x tg φ = 360 x 1.33 = 479 (kVAr)
- Tính PT chiếu sáng:
Tra PLI.2 ta có:
Po = 15 W/m
2

Pcs = Po.S = 15 x 3250 = 48.8 (kW)
chọn dùng bóng sợi đốt có cosφ = 1 => tg φ = 0
Qcs = Pcs x tg φ = 0 (kVAr)
- Tính PTTT (Stp) công suất biểu kiến toàn phần:
Stp =
22
)()(
csđlcsđl
QQPP +++
=
22
479)8.48360( ++
= 630 (kVA)

22
789)47600( ++
= 1027 (kVA)
- Tính dòng điện toàn phần:
16
Itp = Stp/ 0.8
3
= 1027/0.8
3
= 1561 (A)
1.6.4 Tính phụ tải TT phân xưởng dập
Pđ = 2100 (kW)
S = 2400 m
2

- Tính phụ tải động lực:
Tra PLI.3: Knc = 0.6 và cosφ = 0.7; tgφ = 1
Pđl = Pđ.Knc = 1500 x 0.6 = 900 (kW)
Qđl = Pđl x tg φ = 900 x 1 = 900(kVAr)
- Tính PT chiếu sáng:
Tra PLI.2 ta có:
Po = 15 W/m
2

Pcs = Po.S = 15 x 2400 = 36 (kW)
chọn dùng bóng sợi đốt có cosφ = 1 => tg φ = 0
Qcs = Pcs x tg φ = 0 (kVAr)
- Tính PTTT (Stp) công suất biểu kiến toàn phần:
Stp =
22

Stp =
22
)()(
csđlcsđl
QQPP +++
=
22
1313)341750( ++
= 2215 (kVA)
17
- Tính dòng điện toàn phần:
Itp = Stp/ 0.8
3
= 2215/0.8
3
= 3366 (A)
1.6.6 Tính phụ tải TT phòng thí nghiệm trung tâm
Pđ = 160 (kW)
S = 2250 m
2

- Tính phụ tải động lực:
Tra PLI.3: Knc = 0.7 và cosφ = 0.8; tgφ = 0.75
Pđl = Pđ.Knc = 160 x 0.7 = 112 (kW)
Qđl = Pđl x tg φ = 112 x 0.75 = 84 (kVAr)
- Tính PT chiếu sáng:
Tra PLI.2 ta có:
Po = 20 W/m
2


2

Pcs = Po.S = 15 x 2250 = 38 (kW)
chọn dùng bóng huỳnh quang có cosφ = 0.8 => tg φ = 0.75
Qcs = Pcs x tg φ = 0.75 x 38 = 29 (kVAr)
- Tính PTTT (Stp) công suất biểu kiến toàn phần:
18
Stp =
22
)()(
csđlcsđl
QQPP +++
=
22
)29263()38350( +++
= 486 (kVA)
- Tính dòng điện toàn phần:
Itp = Stp/ 0.8
3
= 486/0.8
3
= 738 (A)
1.6.8 Tính phụ tải TT cho trạm bơm
Pđ = 620 (kW)
S = 1750 m
2

- Tính phụ tải động lực:
Tra PLI.3: Knc = 0.7 và cosφ = 0.8; tgφ = 0.75
Pđl = Pđ.Knc = 620 x 0.7 = 434 (kW)

Tên PX Pđ
(kW)
knc cos φ Po
W/m
2
P (kW) Q( kVAr) P
(kW)
Q
(kVAr)
S
(kVA)
I
(A)
ĐLCSĐLCS
1 PX Tiện cơ khí 2500 0.7 0.8 15 1750 34 1313 0 1784 1313 2215 3360
2
P
X Dập 1500 0.6 0.7 15 900 36 900 0 936 900 1273 1934
3
P
X Lắp ráp số 1 900 0.4 0.6 15 360 48.8 479 0 408.8 479 630 957
4
P
X Lắp ráp số 2 1500 0.4 0.6 15 600 47 798 0 647 798 1027 1561
5
P
X Sửa chữa CK 5865 0.78 15 408 18 343 0 426 343 547 831
6
P
hòng TN TTâm 160 0.7 0.8 20 112 45 84 0 157 84 194 295

∑
n
Qtti
1
= 0.85 x 4633 = 3938 (kVAr)
- Công suất biểu kiến toàn phần:
Snm =
22
QnmPnm +
=
22
39384249 +
= 5793(kVA)
- Tính dòng điện nhà máy:
Inm = Snm/ 0.8
3
= 5793/0.8
3
= 8804 (A)
- Hệ số công suất (cosφ)
cosφ = Pnm/Snm = 4249/5793 = 0.73
I.6. Xác định biểu đồ phụ tỉa
- Biểu đồ phụ tải là một vòng tròn vẽ trên mặt phẳng có tâm trùng với tâm
mặt bằng của phụ tỉa và diện tích tỉ lệ với công suất tải.
- Biểu đồ giúp người thiết kế hình dung được sự phân bố phụ tỉa trên mặt
bằng thiết kế, để làm cơ s
ở vạch ra các phương án cung cấp diện.
- Biểu đồ phụ tải được chia làm hia phần:
Phần 1: Phần phụ tải động lực (phần gạch chéo)
Phần 2: Phụ tải chiếu sáng (phần để trắng).

9 Phòng thiết kế 30 100 125 3.7 108 8

4
1
2
7
6
5
9
3 21
CHƯƠNG II. THIẾT KẾT MẠNG CAO ÁP
2.1 Xác định tâm phụ tải
Tâm phụ tải của nhà máy là điểm tốt nhất để đặt trạm biến áp trân phân
phối trung tâm, các tủ phân phối động lực nhằm giảm chi phí đầu tư và tổn thất
điện năng.
2.2. Xác định vị trí số lượng công suất các trạm BAPX
2.2.1 Ý nghĩa:
Hệ thống điện bao gồm các thiết bị điện được nối với nhau theo một
nguyên tắc chặt chẽ tạo nên một cơ cấu đồng bộ hoàn chỉnh.
Mỗi thiết bị điện cầ
n được lựa chọn đứng để thực hiện tốt chức năng trong
sơ đồ cấp điện góp phần làm cho hệ thống cung cấp vận hành được đảm vảo các
chỉ tiêu kỹ thuật, kinh tế và an toàn. 8
4
1
2
7
6
5
9
3

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
1
2
3
4
5
6
7

ối điện trung tâm
(PPTT) để cấp điện cho các trạm biến áp tại các phân xưởng.
Toàn nhà máy có 9 phân xưởng và phòng ban. Căn cứ vào công suất, vị trí
và công suất định sẵn của MBA, quyết định đặt TTBA phân xưởng như sau:
- Trạm BA1: Phân xưởng cơ khí và phân xưởng dập (STT1 và 2)
- Trạm BA2: Phân xưởng lắp ráp số 1 (STT3)
- Trạm BA3: Phân xưởng lắp ráp số 2 (STT4)
- Trạm BA4: Phân xưởng SCCK (STT5)
Phòng thí nghiệm trung tâm (STT6)
Phòng thiết k
ế (STT9)
- Trạm BA5: Phòng thực nghiệm (STT7)
Trạm bơm (STT8)
Các trạm BA4 và BA5 thuộc diện hộ được cấp điện loại III nên đặt một
máy biến áp.
Các trạm BA dùng loại trạm kề để giảm đầu tư , các MBA chọn dùng lạo
được chế tạo tại Việt Nam để không phải hiệu chỉnh nhiệt độ.
23
2.4. Xác định công suất cho MBA các trạm
Công thức sử dụng
- Trạm 1 máy: SđmB ≥ Stt
- Trạm 2 máy: SđmB ≥ Stt/1.4
Trong đó 1.4 là hệ số quá tải.
Chú ý:
Hệ số quá tải phụ thuộc thời tian quá tải lấy Kqt = 1.4 là ứng với điều
kiện. Thời gian quá tải không quá 5 nhày 5 đêm, mỗi ngày quá tải không quá 6
tiếng. Nếu không thoả mãn điều kiện trên phải tra sổ tay.
Trong trường hợp phụ tả
i có tỉ lệ % phụ tải loại III thì áp dụng công thức
(giảm đầu tư).

∑
(kVA) SđBA (kVA) Số lượng MBA
1 PX Tiện cơ khí
B1 3488 2500 2
2 PX Dập
3 PX Lắp ráp số 1 B2 630 450 2
4 PX Lắp ráp số 2 B3 1027 750 2
5 PX SCCK
B4 866 400 1
6 P. Thí nghiệm TT
9 P. Thiết kế
7 P. Thực nghiệm
B5 1051 1250 1
8 Trạm bơm
2.5. Phương án đi dây mạng cao áp
Nhà máy thuộc hộ loại I. Đường dây từ TBATG về TPPTT nhà máy dùng
lộ kép trên không.
Do tính chất quan trọng của các phân xưởng nên mạng cao áp trong nhà
máy dùng lộ kép đi ngầm theo các tuyến giao thông để đảm bảo mĩ quan và an
toàn, dễ thực hiện công tác bảo vệ và xử lý sự cố. Các hộ loại III được cấp điện
liên thông từ TBA phân xưởng chính.
Căn cứ vào vị trí của các TBa phân xưởng và trạm PPTT trên mặt bằ
ng đề
ra 2 phương án cấp điện như sau:
- Phương án 1: Các trạm biến áp phân xưởng được cấp điện trực tiếp từ
trạm PPTT.
- Phương án 2: Các trạm biến áp xa trạm PPTT được lấy điện liên thông
qua các trạm BAPX ở gần TPPTT.
Đường dây cung cấp từ trạm BATG về trạm PPTT của nàh máy dài 2.5
km sử dụng đường dây trên không dây nhôm loã thép lộ kép.