Lớp ĐH Điện A_k3 Đồ Án Cung Cấp Điện
LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay cùng với sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất
nước là nhu cầu sử dụng điện năng cũng tăng lên. Trong đó Công nghiệp
là lĩnh vực tiêu thụ nguồn năng lượng này lớn nhất.
Khi xây dựng nhà máy, xí nghiệp, khu dân cư…trước tiên người ta
phải xây dựng hệ thống cung cấp điện để cấp điện năng cho các máy
móc và nhu cầu sinh hoạt của con người.
Thiết kế hệ thống cấp điện cấp điện là việc làm khó. Một công trình
điện dù nhỏ nhất thì cũng yêu cầu kiến thức tổng hợp từ hàng loạt
chuyên nghành hẹp (cung cấp điện, thiết bị điện, an toàn điện…). Ngoài
ra, người thiết kế còn phải có những hiểu biết nhất định về xã hội, về
môi trường…Công trình thiết kế quá dư thừa sẽ gây lãng phí đất đai,
nguyên vật liệu, làm ứ đọng vốn đầu tư. Công trình thiết kế sai sẽ gây
nên hậu quả nghiêm trọng.
Nhằm hệ thống hóa và vận dụng những kiến thức đã được học tập
vào các vấn đề của thực tiển, em được thực hành làm đồ án môn học
Cung cấp điện với đề tài: Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho xí nghiệp
công nghiệp.
Với sự nổ lực của bản thân cùng sự hướng dẫn của thầy giáo Võ
Tiến Dũng, em đã hoàn thành xong đề tài này. Nhưng với lượng kiến
thức có hạn, cùng những hiểu biết chưa sâu về nhiều lĩnh vực, nên bản
đồ án này của em vẫn còn nhiều thiếu sót. Vậy nên, em kính mong các
thầy cô xem xét, góp ý,bổ sung cho nó hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Vinh, ngày 20/03/2011
SVTH: Hồ Ngọc Thích
SVTH: Hồ Ngọc Thích Page 1
Lớp ĐH Điện A_k3 Đồ Án Cung Cấp Điện
CHƯƠNG MỞ ĐẦU
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY

cách từ nguồn tới nhà máy là 12 Km và công suất của nguồn là rất lớn.
Đứng về mặt cung cấp điện thì việc thiết kế điện phải đảm bảo sự
gia tăng phụ tải trong tương lai; về mặt kỹ thuật và kinh tế phải đề ra
phương án cấp điện sao cho không gây quá tải sau vài năm sản xuất và
cũng không gây quá dư thừa dung lượng công suất dự trữ.Trong nhà
máy có nhiều phân xưởng thuộc hộ tiêu thụ loại 1 nên đây là một nhà
máy tiêu thụ loại 1, tức là cần được cung cấp điện liên tục và an toàn.
2. Giới thiệu đặc điểm phụ tải điện của nhà máy
Phụ tải điện trong nhà máy công nghiệp thường được chia làm hai
loại: - Phụ tải động lực
- Phụ tải chiếu sáng
Phụ tải động lực là phụ tải thường được yêu cầu làm việc ở chế độ
dài hạn với điện áp định mức trực tiếp đến thiết bị là 380V/220V, công
suất của chúng nằm trong một dải từ 1kW đến hàng chục kW và được
cung cấp dòng điện xoay chiều có tần số f=50Hz
Phụ tải chiếu sáng thường là phụ tải 1 pha, công suất không lớn. Đây
cũng là loại phụ tải bằng phẳng, ít thay đổi và làm việc với điện áp xoay
chiều có tần số f=50Hz.
II. NỘI DUNG TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CHÍNH
SVTH: Hồ Ngọc Thích Page 3
Lớp ĐH Điện A_k3 Đồ Án Cung Cấp Điện
Hệ thống cung cấp điện hiểu theo nghĩa rộng bao gồm các khâu:
Phát điện, truyền tải và phân phối điện năng. Đối với nhà máy đang xét,
hệ thống cung cấp điện ở đây được hiểu theo nghĩa hẹp: Là hệ thống
truyền tải và phân phối điện năng làm nhiệm vụ cung cấp điện cho một
khu vực nhất định. Nguồn của hệ thống cung cấp này lấy từ hệ thống
lưới điện quốc gia với cấp thích hợp (thường cùng cấp trung bình trở
xuống: 35kV; 15kV; 10kV; 6kV…)
Việc thiết kế cung cấp điện với mục tiêu cơ bản là: Đảm bảo cho hộ
tiêu thụ có đủ lượng điện năng yêu cầu với chất lượng điện tốt. Các yêu

thống…Nếu PTTT xác định được nhỏ hơn phụ tải thực tế thì làm giảm
tuổi thọ của thiết bị điện,có khả năng dẫn đến cháy nổ…Ngược lại các
thiết bị được chọn nếu dư thừa công suất sẻ làm ứ đọng vốn đầu tư, gây
tổn thất điện lớn…Cũng vì vậy đã có nhiều công trình nghiên cứu
phương pháp xác định PTTT nhưng đến nay vẫn chưa có phương pháp
nào thật hoàn thiện. Những phương pháp đơn giản, tính toán thuận tiện,
thường kết quả thật không thật chính xác. Ngược lại, nếu độ chính xác
được nâng cao thì phương pháp tính phức tạp.Vì vậy tùy theo giai đoạn
thiết kế, tùy theo yêu cầu cụ thể mà chọn phương pháp tính cho thích
hợp.
Và sau đây là các phương pháp xác định PTTT thường dùng nhất
1. Xác định PTTT theo công suất đặt và hệ số nhu cầu.
SVTH: Hồ Ngọc Thích Page 5
Lớp ĐH Điện A_k3 Đồ Án Cung Cấp Điện
Công thức tính
P
tt
= k
nc
.P
đ
Trong đó :
k
nc
: là hệ số nhu cầu , tra trong sổ tay kĩ thuật .
P
đ
: là công suất đặt của thiết bị hoặc nhóm thiết bị , trong tính
toán có thể lấy gần đúng P
đ

: là độ lệch của đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình .
SVTH: Hồ Ngọc Thích Page 6
Lớp ĐH Điện A_k3 Đồ Án Cung Cấp Điện
β
: là hệ số tán xạ của
σ
.
4. Phương pháp xác định PTTT theo suất tiêu hao điện năng cho một
đơn vị sản phẩm :

0
max
.
tt
a M
P
T
=
Trong đó :
a
0
: là suất chi phí điện năng cho một đơn vị sản phẩm, kWh/đvsp.
M: là số sản phẩm sản suất trong một năm .
T
ma x
: là thời gian sử dụng công suất lớn nhất , (h)
5. Phương pháp xác định PTTT theo suất trang bị điện trên một đơn
vị diện tích:
P
tt

+ (I
tt
- k
sd
I
đmma x
)
Trong đó:
I
kđmax
: là dòng khởi động của thiết bị có dòng khởi động lớn nhất
trong nhóm máy.
I
tt
: là dòng điện tính toán của nhóm máy.
I
đm (m a x )
: là dòng định mức của thiết bị đang khởi động.
k
sd
: là hệ số sử dụng của thiết bị đang khởi động.
SVTH: Hồ Ngọc Thích Page 8
Lớp ĐH Điện A_k3 Đồ Án Cung Cấp Điện
Trong các phương pháp trên ba phương pháp 4, 5, 6 dựa trên kinh
nghiệm thiết kế và vận hành để xác định PTTT nên chỉ cho biết 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 lí thuyết xác suất thống kê có xét
đến nhiều yếu tố do đó kết quả chính xác hơn, nhưng khối lượng tính
toán lớn hơn và phức tạp nhiều hơn.
8. Phương pháp xác định PTTT theo công suất trung bình và hệ số

sd
1
dmi
P
n
i=
∑
SVTH: Hồ Ngọc Thích Page 9
Lớp ĐH Điện A_k3 Đồ Án Cung Cấp Điện
Trong đó :
P
đmi
: công suất định mức của thiết bị
k
sd
:hệ số sử dụng của nhóm thiết bị. tra sổ tay
n: Số thiết bị trong nhóm.
k
ma x
: Hệ số cực đại, tra trong sổ tay kĩ thuật theo quan hệ:
k
ma x
= f(n
hq
, k
sd
)
n
hq
: Số thiết bị dùng điện hiệu quả.

n
n
=1
1
P
P
P
=
∑
SVTH: Hồ Ngọc Thích Page 10
Lớp ĐH Điện A_k3 Đồ Án Cung Cấp Điện
Trong đó :
n : tổng số thiết bị trong nhóm
P
∑
: tổng công suất mỗi nhóm , P
∑
=
∑
n
i
P
đmi

Từ n
*
và P

k
ti
: hệ số tải của thiết bị i
k
ti
= 0,9 với thiết bị làm việc ở chế độ dài hạn
k
ti
= 0,75 với thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại
+ Phụ tải động lực phản kháng
Q
tt
= P
tt
. tgφ
Trong đó:
SVTH: Hồ Ngọc Thích Page 11
Lớp ĐH Điện A_k3 Đồ Án Cung Cấp Điện
Cosφ : hệ số công suất tính toán của nhóm thiết bị, tra sổ tay
II. XÁC ĐỊNH PTTT CHO CÁC PHÂN XƯỞNG
Trong phạm vi đồ án này, với bản thiết kế chi cho phân x ưởng cơ
khí, ta đã biết các thông tin chính xác về mặt bằng bốt trí máy móc thiết
bị, biết được công suất định mức của các thiết bị, nên ta dùng ph ương
pháp xác định PTTT của phân xưởng này theo công suất trung b ình và
hệ số cực đại. Còn các phân xưởng khác, vì đã biết được công suất tính
toán rồi nên ta không xét đến.
1. Phân xưởng cơ khí
a. Xác định phụ tải tính toán
Phân xưởng cơ khí là phân xưởng thứ 2 trên mặt bằng sơ đồ nhà
máy. Phân xưởng có diện tích 3435 m

Số
lượng
Công suất
P
dm
(kW)
cosϕ
K
sd
Dòng
định
mức (A)
Nhóm 1
1 Máy khoan 3 1 3×8 0.7 0.2 17.36
2 Máy doa 3 2 3×5 0.8 0.16 9.496
SVTH: Hồ Ngọc Thích Page 13
Lớp ĐH Điện A_k3 Đồ Án Cung Cấp Điện
3 Máy tiện 3 3 3×12 0.65 0.18 28
4 Tủ sấy 3 pha 3 12 3×30 0.65 0.18 70.12
5 Cần trục 1 18 40 kVA
(ɛ
đm
=30%)
0.75 0.18 33.29
∑ n=5 P
Σ
=181.432
Nhóm 2
1 Tủ sấy 1 pha 1 13 1×45 0.7 0.18 97.672
2 Máy hàn

2 10 2×4.5 0.8 0.16 8.546
7 Máy bào 1 11 1×7 0.65 0.16 16.362
8 Máy phay 1 17 1×7 0.8 0.16 13.294
∑

n=11 P
Σ
=76
*) Tính toán phụ tải cho nhóm I:
STT Tên thiết bị Số
lượng
Kí
hiệu
trên
sơ đồ
Công
suất (kW)

cosφ
k
sd
Dòng
định
mức (A)
1 Máy khoan 3 1 3×8 0.7 0.2 17.36
2 Máy doa 3 2 3×5 0.8 0.16 9.496
3 Máy tiện 3 3 3×12 0.65 0.18 28
SVTH: Hồ Ngọc Thích Page 15
Lớp ĐH Điện A_k3 Đồ Án Cung Cấp Điện
4 Tủ sấy 3 pha 3 12 3×30 0.65 0.18 70.12

Σ
= × + × + × + × + =

=>
1
*
4
0.3
13
n
n
n
= = =

1
*
106.432
0.6
181.432
P
P
P
Σ
= = ≈
=>tra bảng PL 1.4 ta được
* *
0.66 0.66 13 8.55
hq hq hq
n n n n
= => = × = × =

=>
( )
13
ax
1
0.19 2.31 181.432 79.63
tt m sdtb dmi
i
P k k P kW
=
= = × × =
∑
+ Từ các hệ số cosφ ta tính được hệ số cosφ
tb

os
127.524
os 0.7
181.432
i i
tb
i
Pc
c
P
ϕ
ϕ
= = =
∑
∑

dm
S
I A
= = =
×

Xác định dòng điện đỉnh nhọn:
Dòng điện đỉnh nhọn là dòng điện ứng với công suất đỉnh nhọn
(công suất lớn nhất trong 1-2s). Dòng điện này dùng để tính toán mức
độ sụt áp của lưới điện nhằm đánh giá ảnh hưởng của nó tới chế độ làm
việc bình thường các thết bị lân cận từ đó tìm biện pháp khắc phục.
Công thức tính toán dòng điện đỉnh nhọn là:
I
dn
= I
kdma x
+ k
dt
(I
tt
- k
sd
I
dmkd
)
= k
kd
I
dmkd
+ k

dmkd
: là dòng điện định mức khởi động của thiết bị.
k
dt
: là hệ số đồng thời, thường lấy trong khoảng 0.8-0.85.
k
sd
: là hệ số sử dụng của thiết bị khởi động.
trong công thức này ta lấy k
kd
=5, k
sd
=0.18 của tủ sấy 3 pha
=>I
dn
= 5×70.12 + 0.8(172.836 - 0.18×70.12)=478.77 (A)
*) Nhóm II:
STT Tên thiết bị Số
lượng
Kí
hiệu
trên
sơ đồ
Công
suất (kW)

cosφ
k
sd
Dòng

qd dm
P P kW= = × =

+ Thiết bị có công suất định mức max: tủ sấy 1 pha (P
dm
=45kW)
=> số thiết bị có công suất bằng nữa công suất của tủ sấy 1 pha là n
1
=1
và công suất tổng của thiết bị đó là P
1
=45 kW
=>
1
*
1
0.2
5
n
n
n
= = =

1
*
45
0.55
82.298
P
P

ϕ
= = =
∑
∑
=> tgφ
tb
=0.98
SVTH: Hồ Ngọc Thích Page 19
Lớp ĐH Điện A_k3 Đồ Án Cung Cấp Điện
=>
( )
70.273 0.98 68.867
tt tt tb
Q P tg kVAr
ϕ
= = × =

( )
70.273
98.976
os 0.71
tt
tt
tt
P
S kVA
c
ϕ
= = =


định
mức (A)
1 Máy phay 1 5 1×8 0.65 0.18 18.7
2 Máy mài tròn 2 6 2×15 0.75 0.18 30.386
3 Máy bào 1 11 1×7 0.65 0.18 16.362
4 Tủ sấy 1 pha 1 13 1×45 0.65 0.18 105.185
5 Máy bào 1 16 1×15 0.65 0.18 35
6 Cần trục 1 18 40 kVA
(ɛ
đm
=30%)
0.75 0.18 33.29
tổng n=7 P
Σ
=121.43
+ Số thiết bị trong nhóm n=7
SVTH: Hồ Ngọc Thích Page 20
Lớp ĐH Điện A_k3 Đồ Án Cung Cấp Điện
Trong đó có 1 thiết bị 1 pha (tủ sấy 1 pha), 1 thiết bị làm việc ở chế độ
ngắn hạn lặp lại (cần trục)
=> công suất quy đổi của tủ sấy 1 pha là: P
qd
=45kW
công suất quy đổi của cần trục là: P
qd
=16.432kW
=> thiết bị có công suất max là tủ sấy 1 pha (P
dm
=45kW).
+ số thiết bị có công suất bằng nữa công suất của tủ sấy 1 pha là:

n n n n
= => = × = × =
lấy n=5
+ hệ số sử dụng trung bình

7
1
7
1
21.858
0.18
121.43
i i
i
sdtb
i
i
Pk
k
P
=
=
= = =
∑
∑
từ n
hq
và k
sdtb
ta tra bảng PL 1.5 được k

ϕ
= = =
∑
∑
=>tgφ
tb
=1.037 =>
( )
52.897 1.037 54.854
tt tt tb
Q P tg kVAr
ϕ
= = × =

( )
52.897
76.22
os 0.694
tt
tt
tt
P
S kVA
c
ϕ
= = =( )
76.22

Lớp ĐH Điện A_k3 Đồ Án Cung Cấp Điện
+ Số thiết bị có trong nhóm là n=11
+ Thiết bị có công suất lớn nhất là máy bào (P
dm
=9kW)
=> số thiết bị có công suất bằng nữa công suất của máy bào là:n
1
=9
và tổng công suất của n
1
=9 thiết bị đó là P
1
=76kW
=>
1
*
11
1
11
n
n
n
= = =

1
*
76
1
76
P

= = =
∑
∑
từ n
hq
và k
sdtb
ta tra bảng PL 1.5 được k
ma x
=2.1
=>
( )
11
ax
1
2.1 0.174 76 27.77
tt m sdtb dmi
i
P k k P kW
=
= = × × =
∑
+ Từ các hệ số cosφ ta tính được hệ số cosφ
tb
SVTH: Hồ Ngọc Thích Page 23
Lớp ĐH Điện A_k3 Đồ Án Cung Cấp Điện

os
54.3
os 0.71

S kVA
c
ϕ
= = =( )
39.11
59.42
3U 3 0.38
tt
tt
dm
S
I A
= = =
×

I
dn
= 5×18.323 + 0.8(59.42 - 0.174×18.323)=136.6 (A)
b. Xác định phụ tải chiếu sáng.
Ta sẽ tính toán phụ tải chiếu sáng theo suất chiếu sáng trên một đơn
vị diện tích:
P
cs
=p
0
F
Trong đó:

+ S
cs
=P
cs
=54.96 (kW)
+
( )
54.96
83.5
3 0.38 3
cs
cs
S
I A
U
= = =
c. Xác định PTTT của xưởng cơ khí.
*) Phụ tải động lực
+ Phụ tải tác dụng

( ) ( )
4
1
0.8 79.36 70.273 52.897 27.77 184.456
dl dt tti
i
P k P kW
=
= = × + + + =
∑

U
= = =

Trong đó
k
dt
: là hệ số đồng thời, ở đây lấy k
dt
=0.8
P
tt
và Q
tt
là công suất tác dụng và phản kháng của phân xưởng i.
*) Phụ tải tính toán toàn phân xưởng cơ khí
+ Phụ tải tác dụng của phân xưởng.

( )
184.456 54.96 239.416
px dl cs
P P P kW
= + = + =
SVTH: Hồ Ngọc Thích Page 25