Bộ Giáo Dục và ĐàoTạo Cộng Hoà Xã Hội Chủ Nghĩa Việt Nam
Trường Đại Học Bách Khoa_Hà Nội Độc lập – Tự do – Hạnh phúc.
THIẾT KẾ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN.
Tên đề thiết kế:
Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy chế tạo máy cơ khí nông nghiệp.
Sinh viên thiết kế: Lê Văn Hà
Lớp: HTĐ_TCTĐL
Cán bộ hướng dẫn: TS. Bạch Quốc Khánh
I. NHIỆM VỤ THIẾT KẾ.
1.Mở đầu:
1.1. Giới thiệu chung về nhà máy: đặc điểm công nghệ; đặc điểm và phân bố phụ
tải; Phân loại phụ tải.
1.2. Nội dung tính toán thiết kế, các tài liệu tham khảo …
2. Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng cơ khí và toàn nhà máy.
3.Thiết kế mạng điện cao áp cho toàn nhà máy.
4.Thiết kế mạng điện hạ áp cho phân xưởng sửa chữa cơ khí.
5.Tính toán bù công suất phản kháng cho HTCCĐ của nhà máy.
6. Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng sửa chữa cơ khí.
7. Thiết kế một trạm biến áp tự chọn trong nhà máy.
II. CÁC BẢN VẼ TRÊN GIẤY A
0
1. Biểu đồ phụ tải và các phương án thiết kế mạng điện cao áp của nhà máy.
2. Sơ đồ nguyên lý mạng điện cao áp của nhà máy.
3. Sơ đồ nguyên lý mạng điện hạ áp của phân xưởng sửa chữa cơ khí.
4. Sơ đồ mặt bằng đi dây cho phần động lực và chiếu sáng cho phân xưởng
sửa chữa cơ khí.
5. Sơ đồ nguyên lý và bản vẽ lắp đặt trạm biến áp phân xưởng.
III. CÁC SỐ LIỆU BAN ĐẦU.
1.Điện áp:chọn theo công suất của nha máy và khoảng cách từ nguồn đến nhà
máy.

§å ¸n tèt nghiÖp ThiÕt kÕ cung cÊp ®iÖn
Lê Văn Hà - Lớp HTĐ_TCTĐL
2
CHƯƠNG I
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY
Ngày nay, nền kinh tế nước ta đang phát triển mạnh mẽ, đời sống nhân dân
cũng được nâng cao nhanh chóng. Trong quá trình công nghiệp hoá, hiện đại hoá
đất nước thì các loại hình doanh nghiệp Nhà nước nói chung và nhà máy cơ khí
địa phương nói riêng là những mục tiêu hàng đầu trong việc sản xuất ra sản phẩm
và phát triển nền kinh tế quốc dân.
- Nhà máy cơ khí mà em thiết kế là nhà máy cơ khí nông nghiệp. Nhiệm vụ
sản xuất chủ yếu của nhà máy là chế tạo, lắp đặt những kết cấu kim loại, gia công,
sửa chữa lắp ráp cơ khí phục vụ cho sự nghiệp cơ khí hoá sản xuất nông nghiệp
địa phương, các mặt hàng thiết yếu dùng trong xây dựng, sinh hoạt.
- Xí nghiệp có tổng diện tích là 32110 m
2
nhà xưởng, bao gồm 10 phân
xưởng, được xây dựng tập trung tương đối gần nhau, công suất đặt .
- Dự kiến trong tương lai xí nghiệp sẽ được mở rộng và được thay thế, lắp
đặt các thiết bị máy móc hiện đại hơn. Đứng về mặt cung cấp điện thì việc thiết kế
cấp điện phải đảm bảo sự gia tăng phụ tải trong tương lai về mặt kỹ thuật và kinh
tế, phải đề ra phương pháp cấp điện sao cho không gây quá tải sau vài năm sản
xuất và cũng không để quá dư thừa dung lượng mà sau nhiều năm xí nghiệp vẫn
không khai thác hết dung lượng công suất dự trữ dẫn đến lãng phí.
Mặt bằng nhà máy chế tạo cơ khí nông nghiệp.
§å ¸n tèt nghiÖp ThiÕt kÕ cung cÊp ®iÖn
Lê Văn Hà - Lớp HTĐ_TCTĐL
3
1
3

Phân xưởng luyện kim đen
2500
6
Phân xưởng sửa chữa cơ khí
Theo tính toán
7
Phân xưởng rèn
1500
8
Phân xưởng nhiệt luyện
3000
9
Bộ phận nén khí
1200
10
Kho vật liệu
200
11
Chiếu sáng phân xưởng
Xác định theo diện tích
§å ¸n tèt nghiÖp ThiÕt kÕ cung cÊp ®iÖn
Lê Văn Hà - Lớp HTĐ_TCTĐL
5
Danh sách thiết bị của phân xưởng sửa chữa cơ khí.
TT
Tên thiết bị
Số lượng
Nhãn hiệu
Công suất
(KW)

Máy doa ngang
Máy phay vạn năng
Máy phay ngang
Máy phay chép hình
Máy phay đứng
Máy phay chép hình
Máy phay chép hình
Máy phay chép hình
Máy bào ngang
Máy bào giường một trụ
Máy xọc
Máy khoan hướng tâm
Máy khoan đứng
Máy mài tròn
Máy mài tròn vạn năng
Máy mài phẳng có trục đứng
Máy mài phẳng có trục nằm
Máy ép thuỷ lực
Máy khoan để bàn
Máy mài sắc
Máy ép tay kiểu vít
Bàn thợ nguội
4
4
1
1
2
1
1
2

7M430
2A55
2A125
36151
312M
373
371M -53
HC-12A
-
-
-
-
10
10
4.5
4.5
7
4.5
5.62
7
1.7
0.6
3.0
7
10
7
4.5
4.5
7
2.8

4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Máy tiện ren
Máy tiện ren
Máy tiện ren
Máy tiện ren
Máy khoan đứng
Máy khoan đứng
Máy phay vạn năng
Máy bào ngang
Máy mài tròn vạn năng
Máy mài phẳng
Máy cưa
Máy mài hai phía
Máy khoan bàn
Máy ép tay
Bàn thợ nguội
4
3
4

10
2.8
7
4.5
5.8
2.8
4
2.8
2.8
0.65
-
-
Đồ án tốt nghiệp Thiết kế cung cấp điện
Lờ Vn H - Lp HT_TCTL
7
CHNG II
XC NH PH TI TNH TON CA CC PHN XNG V TON
NH MY
1. TNG QUAN CC PHNG PHP XC NH PH TI TNH TON
1.1. Khỏi nim v ph ti tớnh toỏn.
Ph ti tớnh toỏn l ph ti gi thit lõu di khụng i, tng ng vi ph
ti thc t (bin i) v mt hiu qu phỏt nhit hoc mc hy hoi cỏch nhit.
Núi cỏch khỏc, ph ti tớnh toỏn cng t núng thit b lờn ti nht tng t
nh ph ti thc t gõy ra vỡ vy chn cỏc thit b theo ph ti tớnh toỏn s m
bo cho thit b v mt phỏt núng.
Ph ti tớnh toỏn c s dng la chn v kim tra thit b trong h
thng cung cp in nh: mỏy bin ỏp, dõy dn, cỏc thit b úng ct, bo
v, tớnh toỏn tn tht cụng sut, tn tht in nng, tn tht in ỏp; la chn
dung lng bự cụng sut phn khỏng Ph ti tớnh toỏn ph thuc vo nhiu yu
t nh: cụng sut, s lng, ch lm vic ca tcỏc thit b in, trỡnh v

- công suất đặt của các thiết bị,có thể xem gần đúng:P
d
≈ P
dm
[kW].
Khi đó: P
tt
= K
nc
×P
dmi
.
- Phương pháp tính phụ tải tính toán theo hệ số nhu cầu có ưu điểm là đơn giản,
thuận tiện. Nhược điểm chủ yếu của phương pháp này là kém chính xác. Bởi vì hệ
số nhu cầu K
nc
tra được trong sổ tay là một số liệu cố định cho trước, không phụ
thuộc vào chế độ vận hành và số thiết bị trong nhóm máy.
2. Phương pháp xác định PTTT theo h/s hình dáng của ĐTPT và CSTB:
P
tt
= K
hd
. P
tb
Trong đó: K
hd
- hệ số hình dáng của đồ thị phụ tải ,tra trong sổ tay kĩ thuật,
P
tb

của phân xưởng hoặc của toàn bộ nhà máy. Tuy nhiên phương pháp này ít được
dùng trong tính toán thiết kế mới vì nó đòi hỏi khá nhiều thông tin về phụ tải và
chưa biết chính xác hình dáng đồ thị phụ tải, chỉ phù hợp với các hệ thống đang
vận hành.
4. Phương pháp xác định PTTT theo công suất trung bình và hệ số cực đại:
P
tt
= K
max
.P
tb
= K
max
.K
sd
.
n
dmi
i=1
P
∑
Trong đó: P
tb
- công suất trung bình của thiết bị hoặc nhóm thiết bị,[kW]
K
max
- hệ số cực đại, tra sổ tay kĩ thuật theo quan hệ
K
max
= f(n

∑
Trong đó:
P
dmi
: Công suất định mức của thiết bị thứ i
N : Số thiết bị có trong nhóm
* Khi n lớn thì việc xác định n
hq
theo công thức trên kém chính xác nên có thể xác
định n
hq
một cách gần đúng như sau:
• Khi m =
dmmax
dmmin
P
3
P
≤
và k
sd
≥ 0,4 thì lấy n
hq
= n
§å ¸n tèt nghiÖp ThiÕt kÕ cung cÊp ®iÖn
Lê Văn Hà - Lớp HTĐ_TCTĐL
10
Trong đó: P
đmmax
, P

B2- Tính P
l
- Tổng công suất của nl thiết bị kể trên: P
1
=
n
dmi
i=1
P
∑
B3- Tính n
*
=
n1
n
; P=
1
P
P
P: Tổng công suất của các thiết bị trong nhóm: P=
n1
dmi
i=1
P
∑
B4- Dựa vào n
*
, P
*
tra bảng xác định được n

• Thiết bị 1 pha đấu vào điện áp dây
Pqd=
3
×Pđm
* Chú ý: Khi số hộ tiêu thụ hiệu quả n
hq
<4 thì có thể dùng phương pháp đơn giản
sau để xác định phụ tải tính toán:
• Phụ tải tính toán của nhóm thiết bị gồm số thiết bị là 3 hay ít hơn lấy bằng
công suất danh định của các thiết bị đó tức là:
§å ¸n tèt nghiÖp ThiÕt kÕ cung cÊp ®iÖn
Lê Văn Hà - Lớp HTĐ_TCTĐL
11
P
tt
=
n
dmi
i=1
P
∑
với n: Số hộ tiêu thụ thực tế trong nhóm
• Khi số hộ tiêu thụ (số thiết bị ) trong nhóm >3 nhưng số thiết bị tiêu thụ
hiệu quả <4 thì có thể xác định phụ tải tính toán theo công thức:
P
tt
=
n
ti dmi
i=1

6. Phương pháp xác định PTTT theo suất trang bị điện trên đơn vị diện tích
P
tt
= p
0
.F
Trong đó: p
0
- suất trang bị điện trên một đơn vị diện tích , [W/m
2
],
F - diện tích bố trí thiết bị , [m
2
].
- Phương pháp này dùng cho các XN, nhà máy có phụ tải phân bố tương đối đều.
Phương pháp này đặc biệt thích hợp để xác định phụ tải tính toán chiếu sáng và
trong giai đoạn thiết kế sơ bộ.
7. Phương pháp tính trực tiếp
Trong các phương pháp trên thì 3 phương pháp 1, 4, 6 dựa trên kinh
nghiệm thiết kế và vận hành để xác định PTTT nên chỉ cho các kết quả gần đúng
tuy nhiên chúng khá đơn giản và tiện lợi. Các phương pháp còn lại được xây dựng
trên cơ sở lý thuyết xác suất thống kê có xét đến nhiều yếu tố. Do đó kết quả
chính xác hơn nhưng khối lượng tính toán lớn và phức tạp. Trong bản thiết kế
này ta sử dụng chủ yếu 3 phương pháp 1,4,6.
8. Xác định phụ tải đỉnh nhọn của nhóm thiết bị
Theo phương pháp này thì phụ tải đỉnh nhọn của nhóm thiết bị sẽ xuất hiện
khi thiết bị có dòng khởi động lớn nhất mở máy còn các thiết bị khác trong nhóm
đang làm việc bình thường và được tính theo công thức sau:
I
dn

* Chế độ làm việc của các t/bị trong cùng một nhóm nên giống nhau để việc
xác định PTTT chính xác hơn và thuận lợi cho lựa chọn phương thức cung cấp
điện cho nhóm.
* Tổng công suất các nhóm nên xấp xỉ nhau để giảm chủng loại TĐL cần
dùng trong phân xưởng và toàn nhà máy. Số thiết bị trong cùng một nhóm cũng
không nên quá nhiều bởi số đầu ra của tủ động lực thường trong khoảng (8÷12).
Trong một số trường hợp ta có thể đấu nối móc xích các thiết bị với nhau nên cho
phép số thiết bị trong một nhóm có thể lớn hơn 12. Tuy nhiên khi số thiết bị của
một nhóm quá nhiều cũng sẽ làm phức tạp hóa trong vận hành và làm giảm độ tin
cậy CCĐ cho từng thiết bị.
Người thiết kế cần phải lựa chọn cách phân nhóm sao cho hợp lí nhất.
Trong bản thiết kế này các thiết bị trong phân xưởng đều làm việc ở chế độ
dài hạn và từ vị trí công suất của các thiết bị trên mặt bằng phân xưởng ta chia ra
thành 5 nhóm thiết bị kết quả được cho ở bảng sau:
§å ¸n tèt nghiÖp ThiÕt kÕ cung cÊp ®iÖn
Lê Văn Hà - Lớp HTĐ_TCTĐL
14
Bảng 1.1: Bảng phân nhóm thiết bị điện của phân xưởng sửa chữa cơ khí
TT
Tên nhóm và tên
thiết bị
Ký hiệu trên
mặt bằng
Số lượng
Công suất(kW)
1 máy
Toàn bộ
Nhóm 1
1
Máy tiện ren

6
1
7
7
7
Máy cưa
11
1
2,8
2,8
8
Máy mài hai phía
12
1
2,8
2,8
9
Máy khoan bàn
13
6
0,65
3,9
Cộng theo nhóm 1
14
44
Nhóm 2
10
Máy tiện ren
1
3

5,8
5,8
16
Máy mài tròn vạn năng
9
1
2,8
2,8
17
Máy mài phẳng
10
1
4
4
18
Máy cưa
11
1
2,8
2,8
19
Máy mài hai phía
12
1
2,8
2,8
Cộng theo nhóm 2
13
64,6
Nhóm 3

1
10
10
25
Máy ép thuỷ lực
21
1
4,5
4,5
26
Máy giũa
26
1
1
1
27
Máy mài sắc có dao cắt gọt
27
1
2,8
2,8
Cộng theo nhóm 3
11
70,1
Nhóm 4
28
Máy tiện ren
2
4
10

4,5
34
Máy mài phẳng có trục nằm
20
1
2,8
2,8
Cộng theo nhóm 4
12
76,9
Nhóm 5
35
Máy phay vạn năng
5
2
7
14
36
Máy phay ngang
6
1
4,5
4,5
37
Máy phay chép hình
7
1
5,62
5,62
38

Máy khoan bàn
22
1
0,65
0,65
44
Máy mài sắc
23
2
2,8
5,6
Cộng theo nhóm 5
13
68,87
2.1.2. Xác định phụ tải tính toán của các nhóm thiết bị trong PXSCCK
Với phân xưởng sửa chữa cơ khí đề thiết kế đã cho các thông tin khá chi
tiết về phụ tải vì vậy để có kết quả chính xác ta chọn phương pháp tính toán là:
§å ¸n tèt nghiÖp ThiÕt kÕ cung cÊp ®iÖn
Lê Văn Hà - Lớp HTĐ_TCTĐL
16
Tính phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ cực đại. Nội dung cơ bản
của phương pháp này đã được nêu ở phần trên.
( Các giá trị k
sd
, cos

, n
hq*
và k
max

: P
1
=
n1
dmi
i=1
P
∑
Trong đó:- P
1
: tổng công suất định mức của n1 thiết bị.
- P
dmi
: công suất định mức của thiết bị thứ i trong n1 thiết bị
→ P
1
=
n1
dmi
i=1
P
∑
= 7+10+7=24 kW
- Xác định n
*
và P
*
:
→ n
*

hq
= 7,7 tra bảng PL I.6 trang 256 “ Giáo trình cung cấp điện
§å ¸n tèt nghiÖp ThiÕt kÕ cung cÊp ®iÖn
Lê Văn Hà - Lớp HTĐ_TCTĐL
17
– Ngô Hồng Quang ” ta được k
max
= 2,36.
- Dòng điện định mức của các thiết bị trong nhóm:
Ví dụ:Tính I
dm
của Máy tiện ren có công suất là 7 kW, điện áp nguồn là 380V.
I
dm
=
dm
P
3 U cos

× ×
=
7
0,38 3 0,6× ×
= 17,73 (A);
Tương tự cho các TB còn lại ta có giá trị dòng điện định mức ở bảng 1.2.
- Phụ tải tính toán của nhóm I:
P
tt
= k
max

=
25,96
0,38 3×
= 39,44 A
 Tính phụ tải tính toán cho các nhóm còn lại (nhóm 2,3,4,5)
Bằng phương pháp và cách tính giống như với nhóm I ta được các kết quả
ghi trong bảng 1.2.
Bảng 1.2. Bảng phụ tải tính toán của các nhóm
§å ¸n tèt nghiÖp ThiÕt kÕ cung cÊp ®iÖn
Lê Văn Hà - Lớp HTĐ_TCTĐL
18
Tên nhóm và thiết bị
Số
lượng
Công
suất
(kW)
m
k
sd
cosϕ/tg
ϕ
n
hq
k
max
I
dm
(A)
Phụ tải tính toán

0,1
5
0,6/1,33
17,7
3
Máy tiện ren
1
4,5
0,1
5
0,6/1,33
11,4
0
Máy tiện ren
1
3,2
0,1
5
0,6/1,33
8,10
Máy tiện ren
1
10
0,1
5
0,6/1,33
25,3
2
Máy khoan đứng
1

0,1
0,6/1,33
1,65
§å ¸n tèt nghiÖp ThiÕt kÕ cung cÊp ®iÖn
Lê Văn Hà - Lớp HTĐ_TCTĐL
19
5
Cộng theo nhóm 1
14
44
15,38
5
0,1
5
0,6/1,33
7,7
2,3
6
15,57
6
20,716
25,96
39,4
4
Nhóm 2
Máy tiện ren
3
7
0,1
5

5
0,6/1,33
11,4
0
Máy bào ngang
1
5,8
0,1
5
0,6/1,33
14,6
9
Máy mài tròn vạn năng
1
2,8
0,1
5
0,6/1,33
7,09
Máy mài phẳng
1
4
0,1
5
0,6/1,33
10,1
3
Máy cưa
1
2,8

6
50,0
6
Nhóm 3
Máy tiện ren
4
10
0,1
5
0,6/1,33
25,3
2
Máy doa toạ độ
1
4,5
0,1
5
0,6/1,33
11,4
0
Máy doa ngang
1
4,5
0,1
5
0,6/1,33
11,4
0
Máy mài tròn vạn năng
1

1
2,8
0,1
5
0,6/1,33
7,09
Cộng theo nhóm 3
11
70,1
10
0,1
5
0,6/1,33
8,25
2,2
8
23,97
4
31,886
39,95
7
60,7
1
Nhóm 4
§å ¸n tèt nghiÖp ThiÕt kÕ cung cÊp ®iÖn
Lê Văn Hà - Lớp HTĐ_TCTĐL
21
Máy tiện ren
4
10

0,1
5
0,6/1,33
17,7
3
Máy khoan đứng
1
4,5
0,1
5
0,6/1,33
11,4
0
Máy mài phẳng có trục nằm
1
2,8
0,1
5
0,6/1,33
7,09
Cộng theo nhóm 4
12
76,9
16,66
7
0,1
5
0,6/1,33
9,84
2,1

0,6/1,33
14,2
3
§å ¸n tèt nghiÖp ThiÕt kÕ cung cÊp ®iÖn
Lê Văn Hà - Lớp HTĐ_TCTĐL
22
Máy phay chép hình
1
3
0,1
5
0,6/1,33
7,60
Máy bào ngang
2
7
0,1
5
0,6/1,33
17,7
3
Máy bào giường một trụ
1
10
0,1
5
0,6/1,33
25,3
2
Máy khoan hướng tâm

13
68,87
15,38
5
0,1
5
0,6/1,33
10,5
3
2,0
6
21,28
1
28,304
35,46
8
53,8
9
§å ¸n tèt nghiÖp ThiÕt kÕ cung cÊp ®iÖn
Lê Văn Hà - Lớp HTĐ_TCTĐL
23
2.1.3. Xác định phụ tải tính toán của cả phân xưởng sửa chữa cơ khí.
 Phụ tải tính toán động lực của toàn phân xưởng
Ta có:
m
ttnhi
ttdl dt
i=1
= P
P k

Q
ttđlpx
= 0,85x(20,716+ 26,291+ 31,886+ 32,524+28,304) = 118,8 kVAr
 Phụ tải chiếu sáng cho toàn bộ phân xưởng
- Phụ tải chiếu sáng được tính theo công suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích
theo công thức sau: P
cs
=p
0
xF.
Trong đó: P
cs
: Là công suất chiếu sáng (kW)
p
0
: Suất phụ tải chiếu sáng trên đơn vị diện tích (W/m
2
)
F : Diện tích cần được chiếu sáng (m
2
)
- Theo PL1-2 thiết kế cấp điện ta có p
0
đối với PXSC cơ khí là p
0
=15 W/m
2
- Ta có diện tích của PX SCCK là: 1215 m
2
=> P