Lớp ĐH Điện A_k3 Đồ Án Cung Cấp Điện
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU 11
CHƯƠNG MỞ ĐẦU: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY 12
I. QUY MÔ VÀ CÔNG NGHỆ NHÀ MÁY 12
II. GIỚI THIỆU ĐẶC ĐIỂM PHỤ TẢI ĐIỆN CỦA NHÀ MÁY 13
CHƯƠNG I. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA CÁC
PHÂN XƯỞNG VÀ TOÀN NHÀ MÁY 14
I. CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN 14
II. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO CÁC PHÂN XƯỞNG 19
CHƯƠNG II. THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO
PHÂN XƯỞNG VÀ TOÀN NHÀ MÁY 30
I. THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ 30
II. THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN CHO TOÀN NHÀ MÁY 46
CHƯƠNG III. TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH
KIỂM TRA CÁC THIẾT BỊ TRONG MẠNG ĐIỆN 76
I. TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH MẠNG ĐIỆN 76
II. KIỂM TRA CÁC THIẾT BỊ TRONG MẠNG ĐIỆN 89
CHƯƠNG IV. THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG
CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ 101
I. ĐẶT VẤN ĐỀ 101
II. LỰA CHỌN SỐ LƯỢNG VÀ CÔNG SUẤT CỦA HỆ THỐNG 102
SVTH: Hồ Ngọc Thích Page
9
Lớp ĐH Điện A_k3 Đồ Án Cung Cấp Điện
CHƯƠNG V. TÍNH TOÁN BÙ CÔNG SUẤT ĐỂ NÂNG CAO
HỆ SỐ CÔNG SUẤT CHO NHÀ MÁY 111
I. ĐẶT VẤN ĐỀ 111
II. CHỌN VỊ TRÍ ĐẶT THIẾT BỊ BÙ 113
III. XÁC ĐỊNH VÀ PHÂN BỐ DUNG LƯỢNG BÙ 114
KẾT LUẬN 118

Lớp ĐH Điện A_k3 Đồ Án Cung Cấp Điện
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY
I. Quy Mô Công Nghệ Của Nhà Máy
Trong một xí nghiệp công nghiệp thì có rất nhiều trang thiết bị máy móc,
đa dạng và phức tạp. Hệ thống cung cấp điện sẽ ảnh hưởng tới chất lượng và
giá thành của sản phẩm. Do vậy cần phải thiết kế cấp điện đảm bảo độ tin
cậy cao.
Ở đây, nhà máy này có 10 phân xưởng, các phân xưởng này cũng được
bố trí cũng tương đối gần nhau và có các số liệu kỹ thuật được cho ở bảng
sau:
Bảng số liệu các phân xưởng của xí nghiệp
stt Tên phân xưởng Diện tích P
tt
(kW) Q
tt
(kW) Loại hộ tiêu thụ
1 Cơ điện 1552 240 200 2
2 Cơ khí 3435 1
3 Đúc gang 3352 400 340 1
4 Đúc thép 2643 450 350 1
5 Nhiệt luyện 2122 500 400 1
6 Mộc mẫu 447 200 420 2
7 Gò hàn 558 320 150 2
8 Cán thép 1837 350 280 1
9 Cắt gọt kim loại 347 300 250 2
10 Lắp ráp 670 220 180 2
Theo yêu cầu thì nhà máy làm việc 3 ca với T
max
=5000 giờ, khoảng cách
từ nguồn tới nhà máy là 12 Km và công suất của nguồn là rất lớn.

nhất do phụ tải thực tế gây ra. Vì vậy chọn thiết bị theo phụ tải tính toán sẽ
đảm bảo an toàn về mặt phát nóng.
Phụ tải tính toán (PTTT) được sử dụng để kiểm tra và lựa chọn các thiết
bị trong hệ thống cung cấp điện như: MBA, đay dẫn, các thiết bị đóng cắt,
bảo vệ…PTTT còn được dùng để tính toán tổn thất công suất, tổn thất điện
áp, tổn thất điện năng và lựa chọn bù dung lượng công suất phản kháng…
PTTT phụ thuộc nhiều yếu tố như công suất, số lượng, chế độ làm việc của
các thiết bị điện, trình độ và phương thức vận hành hệ thống.
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.
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

≈
P
dđ

trong nhóm đang làm việc bình thường và được tính theo công thức sau:
I
đn
= I
k đmax
+ (I
tt
- k
s d
I
đmma x
)
Trong đó:
SVTH: Hồ Ngọc Thích Page
15
Lớp ĐH Điện A_k3 Đồ Án Cung Cấp Điện
I
k đmax
: 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 (max )
: là dòng định mức của thiết bị đang khởi động.
k
s d
: là hệ số sử dụng của thiết bị đang khởi động.
Trong các phương pháp trên ba phương pháp 4, 5, 6 dựa trên kinh

Với nhóm động cơ n ≥ 4: P
tt
= k
max
k
s d
1
dmi
P
n
i=
∑
Trong đó :
P
đmi
: công suất định mức của thiết bị
k
s d
:hệ số sử dụng của nhóm thiết bị. tra sổ tay
n: Số thiết bị trong nhóm.
k
max
: Hệ số cực đại, tra trong sổ tay kĩ thuật theo quan hệ:
k
max
= f(n
h q
, k
s d
)

n
n
=
;
1
1
P
P
P
=
∑
Trong đó :
n : tổng số thiết bị trong nhóm
SVTH: Hồ Ngọc Thích Page
17
Lớp ĐH Điện A_k3 Đồ Án Cung Cấp Điện
P
∑
: tổng công suất mỗi nhóm , P
∑
=
∑
n
i
P
đ m i
 Từ n
*
và P
*

: 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:
Cosφ : hệ số công suất tính toán của nhóm thiết bị, tra sổ tay
SVTH: Hồ Ngọc Thích Page
18
Lớp ĐH Điện A_k3 Đồ Án Cung Cấp Điện
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
2

lượng
Công suất
P
dm
(kW)
cosϕ
K
s d
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
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
đ m
=30%)
0.75 0.18 33.29
∑ n=5 P
Σ
=181.432
SVTH: Hồ Ngọc Thích Page
20
Lớp ĐH Điện A_k3 Đồ Án Cung Cấp Điện
Nhóm 2
1 Tủ sấy 1 pha 1 13 1×45 0.7 0.18 97.672
2 Máy hàn

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
s
d
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
4 Tủ sấy 3 pha 3 12 3×30 0.65 0.18 70.12
5 Cần trục 1 18 40 kVA
(ɛ

3 30 3 12 3 8 3 5 16.432 181.432P kW
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
= = =
∑
∑
=>tgφ

tt
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
k dmax
+ k
dt
(I
tt
- k
s d
I
d m k d
) = k
k d
I
d m k d
+ k

k
dt
: là hệ số đồng thời, thường lấy trong khoảng 0.8-0.85.
k
s d
: là hệ số sử dụng của thiết bị khởi động.
trong công thức này ta lấy k
k d
=5, k
s d
=0.18 của tủ sấy 3 pha
=>I
dn
= 5×70.12 + 0.8(172.836 - 0.18×70.12)=478.77 (A)
Tính toán tương tự cho các nhóm khác ta có bảng số liệu sau:
SVTH: Hồ Ngọc Thích Page
24
Lớp ĐH Điện A_k3 Đồ Án Cung Cấp Điện
Bảng tính toán các nhóm phân xưởng cơ khí
Nhóm P
tt
(kW) S
tt
(kVA) k
s dtb
k
max
Cosφ
tb
I

và dựa vào bảng số liệu ta có diện tích
của phân xưởng là F=3435m
2
.
Vậy ta có phụ tải chiếu sáng xưởng cơ khí là:
+ P
cs
=p
0
F=16×3435=54960 (W) =54.96 (kW)
+ Q
cs
=P
cs
tgφ=0 (vì dùng đèn sợi đốt nên cosφ=1)
+ S
cs
=P
cs
=54.96 (kW)
+
( )
54.96
83.5
3 0.38 3
cs
cs
S
I A
U

+ Phụ tải toàn phần

( ) ( ) ( )
2 2
2 2
184.456 185.913 261.892
dl dl dl
S P Q kVA
= + = + =
=>
( )
261.892
397.9
3 0.38 3
dl
dl
S
I A
U
= = =

Trong đó
k
dt
: là hệ số đồng thời, ở đây lấy k
dt
=0.8
P
tt
và Q

+ Dòng điện toàn phân xưởng.

( )
302.91
460.22
3 0.38 3
px
px
S
I A
U
= = =
2. Phụ tải tính toán của các phân xưởng còn lại
Trong đề tài này đã cho biết phụ tải tính toán của các phân xưởng còn
lại rồi nên ta không phải tính đến nữa. Ta chỉ xét đến phụ tải động lực và
chiếu sáng.
a. Phân xưởng cơ điện.
*) Phụ tải động lực
+ Phụ tải tác dụng

( )
0.85 240 204
dl dt tt
P k P kW
= = × =
+ Phụ tải phản kháng

( )
0.85 200 170 Ar
dl dt tt

ở đây p
0
=15 tra ở bảng PL 1.7
+ Phụ tải chiếu sáng phản kháng
SVTH: Hồ Ngọc Thích Page
27
Lớp ĐH Điện A_k3 Đồ Án Cung Cấp Điện
Q
cs
=P
cs
tgφ=0 (vì dùng đèn sợi đốt nên cosφ=1)
+ Phụ tải chiếu sáng toàn phần
S
cs
=P
cs
=23.28 (kW)
+ Dòng điện chiếu sáng

( )
23.28
35.37
3 0.38 3
cs
cs
S
I A
U
= = =

10
1
0.85 2866.125 2436.206
NM dt pxi
i
P k P kW
=
= = × =
∑
*) Phụ tải phản kháng
( )
10
1
0.85 2288.424 1945.160
NM dt pxi
i
Q k Q kVAr
=
= = × =
∑
*) Phụ tải toàn phần
( ) ( ) ( ) ( ) ( )
2 2 2 2
2436.206 1945.160 3117.490
NM NM NM
S P Q kVA
= + = + =
=>
( )
3117.490

phân xưởng nó phải đảm bảo các yêu cầu về kinh tế, kỹ thuật như : Đơn
giản, tiết kiệm về vốn đầu tư, thuận lợi khi vận hành và sữa chửa, dể dàng
thực hiện các biện pháp bảo vệ và tự động hóa, đảm bảo chất lượng điện
năng, giảm đến mức nhỏ nhất các tổn thất phụ.
Sơ đồ nối dây của phân xưởng có 3 dạng cơ bản :
- Sơ đồ nối dây hình tia : Có ưu điểm là nối dây rõ ràng, mỗi hộ dùng
điện được cung cấp từ một đường dây, do đó chúng ít ảnh hưởng lẫn nhau,
độ tin cậy cung cấp điện tương đối cao, dễ thực hiện các biện pháp bảo vệ và
tự động hoá, dễ bảo quản vận hành. Khuyết điểm của nó là vốn đầu tư lớn.
Vì vậy sơ đồ nối dây hình tia thường được dùng khi cung cấp điện cho các
hộ tiêu thụ loai 1 va 2.
Sơ đồ hình tia dùng để cung cấp điện cho các phụ tải phân tán. Từ
thanh cái trạm biến áp có các đường dây dẫn đến các tủ phân phối động lực.
Từ tủ phân phối động lực có các đường dây dẫn đến phụ tải. Loại sơ đồ này
có độ tin cậy tương đối cao, thường được dùng trong các thiết bị phân tán
trên diện tích rộng như phân xưởng cơ khí, lắp ráp, dệt v.v
SVTH: Hồ Ngọc Thích Page
30
Lớp ĐH Điện A_k3 Đồ Án Cung Cấp Điện

- Sơ đồ nối dây phân nhánh : Ưu điểm của sơ đồ này là tốn ít cáp,
chủng loại cáp cũng ít. Nó thích hợp với các phân xưởng. có phụ tải nhỏ,
phân bố không đồng đều. Nhược điểm là độ tin cậy cung cấp điện thấp
thường dùng cho các hộ loại III

- Sơ đồ nối dây hỗn hợp : Có nghĩa là phối hợp các kiểu sơ đồ trên tuỳ
theo các yêu cầu riêng của từng phụ tải hoặc của cấc nhóm phụ tải.
Từ những ưu khuyết điểm trên ta dùng sơ đồ hỗn hợp của hai dạng sơ đồ
trên để cấp điện cho phân xưởng, cụ thể là :
- Tủ phân phối của phân xưởng: Đặt 1 áptômát tổng phía từ trạm biến áp về

chỉ tác động khi dòng điện lớn hơn định mức nhiều lần, chủ yếu là khi ngắn
mạch.
Cầu chì được chọn theo điện áp định mức, dòng điện định mức và dòng điện
cắt định mức. Ngoài ra phải chú ý đặt cầu chì trong nhà hay ngoài trời.
Chọn dây chảy của cầu chì dựa vào các yêu cầu sau :
- Dây chảy phải không được chảy khi dòng cho phép lâu dài lớn nhất
chạy qua, cho phép quá tải ngắn hạn như khởi động động cơ.
- Dây chảy phải chảy khi có dòng ngắn mạch chạy qua hoặc dòng quá tải
lớn hơn giá trị cho phép.
Các điều kiện chọn :







=≥
ϕ
=≥
αα
dmdcmmdnh
dc
dm
dmdc
dmdcdc
IKI
I
U
P