Lớp ĐH Điện A_k3 Đồ Án Cung Cấp Điện
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU
CHƯƠNG MỞ ĐẦU: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY
I. QUY MÔ VÀ CÔNG NGHỆ NHÀ MÁY
II. GIỚI THIỆU ĐẶC ĐIỂM PHỤ TẢI ĐIỆN CỦA NHÀ MÁY
CHƯƠNG I. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA CÁC PHÂN
XƯỞNG VÀ TOÀN NHÀ MÁY
I. CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN
II. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO CÁC PHÂN XƯỞNG
III. XÁC ĐỊNH TÂM VÀ VẼ BIỂU ĐỒ PHỤ TẢI
CHƯƠNG II. THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO PHÂN
XƯỞNG VÀ TOÀN NHÀ MÁY
I. THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ
II. THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN CHO TOÀN NHÀ MÁY
CHƯƠNG III. TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH VÀ KIỂM TRA CÁC
THIẾT BỊ TRONG MẠNG ĐIỆN
I. TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH MẠNG ĐIỆN
II. KIỂM TRA CÁC THIẾT BỊ TRONG MẠNG ĐIỆN
CHƯƠNG IV. THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG CHO PHÂN
XƯỞNG CƠ KHÍ
I. ĐẶT VẤN ĐỀ
II. LỰA CHỌN SỐ LƯỢNG VÀ CÔNG SUẤT CỦA HỆ THỐNG
SVTH: Hồ Ngọc Thích Page 1
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
I. ĐẶT VẤN ĐỀ
II. CHỌN VỊ TRÍ ĐẶT THIẾT BỊ BÙ
III. XÁC ĐỊNH VÀ PHÂN BỐ DUNG LƯỢNG BÙ
SVTH: Hồ Ngọc Thích Page 2

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.
SVTH: Hồ Ngọc Thích Page 4
Lớp ĐH Điện A_k3 Đồ Án Cung Cấp Điện
Đứng về mặt cung cấp điện thì việc thiết kế điện phải đảm bảo sự gia

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
(kW) .
SVTH: Hồ Ngọc Thích Page 6
Lớp ĐH Điện A_k3 Đồ Án Cung Cấp Điện
2. Phương pháp xác định PTTT theo suất trang bị điện trên một đơn vị
diện tích:

tt
- k
s d
I
đmma x
)
Trong đó:
SVTH: Hồ Ngọc Thích Page 7
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
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 c òn 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.
5. Xác định PTTT theo công suất trung bình và hệ số cực đại
Vì đã có thông tin chính sác về mặt bằng bố trí máy móc thiết bị biết

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
h q
: Số thiết bị dùng điện hiệu quả.
•
Tính n
h q
 Xác định n
1

P
=
∑
Trong đó :
n : tổng số thiết bị trong nhóm
SVTH: Hồ Ngọc Thích Page 9
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
*
tra bảng ta được n
hp*
+ Khi n
h q
≥ 4
→ Tra bảng với n
h q
và k

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 10
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 bình 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
với 18 thiết bị với các công suất và chủng
loại khác nhau, 1 văn phòng và 1 nhà kho. Hầu hết các thiết bị đều làm việc
ở chế độ dài hạn. Để tính toán PTTT cho phân xường cơ khí, ta phải phân
nhóm thiết bị cho phân xưởng này.Việc phân nhóm phải tuân thủ các nguyên
tắc sau:
SVTH: Hồ Ngọc Thích Page 11
Lớp ĐH Điện A_k3 Đồ Án Cung Cấp Điện
+ Các thiết bị trong cùng 1 nhóm nên ở gần nhau để giảm đường dây hạ
áp nhờ vậy tiết kiệm được vốn đầu tư ban đầu và tổn thất trên đường dây hạ

định
mức (A)
Nhóm 1
1 Máy khoan 3 1 3×8 0.7 0.2 17.36
SVTH: Hồ Ngọc Thích Page 12
Lớp ĐH Điện A_k3 Đồ Án Cung Cấp Điện
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
Nhóm 2
1 Tủ sấy 1 pha 1 13 1×45 0.7 0.18 97.672
2 Máy hàn
(380/60 V)
2 14 2×12.649 0.8 0.16 30.43
3 Máy tiện 2 15 2×6 0.75 0.18 12.15
∑ n=5 P
Σ
=82.298
Nhóm 3
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

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
SVTH: Hồ Ngọc Thích Page 14
Lớp ĐH Điện A_k3 Đồ Án Cung Cấp Điện
5 Cần trục 1 18 40 kVA
(ɛ
đ m
=30%)
0.75 0.18 33.29
Với tổng số nhóm thiết bị là n=13, trong đó có công suất quy đổi về công
suất P
đm
ở chế độ dài hạn của cần trục là:

( )

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
= => = × = × =
lấy n=8
+ hệ số sử dụng trung bình

13
1
13
1
0.19
i i
i
sdtb

∑
+ 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
tb
=1.02 =>
( )
79.63 1.02 81.22
tt tt tb
Q P tg kVAr
ϕ
= = × =

( )

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
dt
(I
tt
- k
s d
I
dmkd
)
trong đó:
I
k dmax
: là dòng điện khởi động của thiết bị có dòng điện khởi động lớn
nhất trong nhóm:

=>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:
Bảng tính toán các nhóm phân xưởng cơ khí
Nhóm P
tt
(kW) S
tt
(kVA) k
s dtb
k
max
Cosφ
tb
I
tt
(A) I
dn
(A)
I 79.63 113.757 0.19 2.31 0.7 172.863 478.77
II 70.273 98.867 0.173 2.1 0.71 150.738 894.897
III 52.897 76.22 0.18 2.42 0.694 118.8 602.986
IV 27.77 39.11 0.174 2.1 0.71 59.42 136.6
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

=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
= = =
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

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
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.
SVTH: Hồ Ngọc Thích Page 18
Lớp ĐH Điện A_k3 Đồ Án Cung Cấp Điện

( )
184.456 54.96 239.416
px dl cs
P P P kW
= + = + =
+ Phụ tải phản kháng của phân xưởng.

( )

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
Q k Q kV
= = × =
+ Phụ tải toàn phần

( ) ( ) ( )
2 2
2 2
202 170 264
dl dl dl
S P Q kVA
= + = + =
=>
( )
261.892
397.9
3 0.38 3

=23.28 (kW)
+ Dòng điện chiếu sáng

( )
23.28
35.37
3 0.38 3
cs
cs
S
I A
U
= = =
=> tính toán tương tự cho các phân xưởng còn lại ta có bảng sau:
Bảng tính toán phụ tải cho các phân xưởng xí nghiệp
Stt Tên phân xưởng P
p x
(kW) Q
p x
(kVAr) S
px
(kVA) I
px
(A) cosφ
p x
1 Cơ điện 225.28 170 282.22 428.797 0.798
2 Cơ khí 239.614 185.913 320.91 460.22 0.747
3 Đúc gang 370.28 288 469.1 712.71 0.789
4 Đúc thép 399.645 320 511.97 777.86 0.78
5 Nhiệt luyện 431.830 336 547.15 831.3 0.789

= = × =
∑
*) Phụ tải toàn phần
( ) ( ) ( ) ( ) ( )
2 2 2 2
2436.206 1945.160 3117.490
NM NM NM
S P Q kVA
= + = + =
=>
( )
3117.490
4736.53
3 0.38 3
NM
NM
S
I A
U
= = =
=>
2436.206
os 0.781
3117.490
NM
NM
NM
P
c
S

- 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 :
SVTH: Hồ Ngọc Thích Page 23
Lớp ĐH Điện A_k3 Đồ Án Cung Cấp Điện
- Tủ phân phối của phân xưởng: Đặt 1 áptômát tổng phía từ trạm biến áp về
và 3 áptômát nhánh cấp điện cho 3 tủ động lực.
- Các tủ động lực: Mỗi tủ được cấp điện từ thanh góp tủ phân phối của phân
xưởng bằng một đường cáp ngầm hình tia, phía đầu vào đặt áptômát hoặc cầu
dao và cầu chì làm nhiệm vụ đóng cắt, bảo vệ quá tải và ngắn mạch cho các
thiết bị trong phân xưởng. Các nhánh ra cũng đặt các cầu dao, cầu chì nhánh
để cung cấp trực tiếp cho các phụ tải, thường các tủ động lực có tối đa 8 - 12
đầu ra vì vậy đối với các nhóm có số máy lớn sẽ nối chung các máy có công
suất bé lại với nhau cùng một đầu ra của tủ động lực.
- Trong một nhóm phụ tải : Các phụ tải có công suất lớn thì được cấp bằng
đường cáp hình tia còn các phụ tải có công suất bé và ở xa tủ động lực thì có
thể gộp thành nhóm và được cung cấp bằng đường cáp trục chính.
2. Chọn sơ đồ cấp điện cho phân xưởng cơ khí.
Qua phân tích ở trên đối với phân xưởng cơ khí ta dùng sơ đồ hổn hợp
để cung cấp điện cho phân xưởng. Sơ đồ nguyên lý như hình vẽ :
SVTH: Hồ Ngọc Thích Page 24
Lớp ĐH Điện A_k3 Đồ Án Cung Cấp Điện
Điện năng nhận từ thanh cái hạ áp của MBA phân xưởng qua aptomat đưa về
tủ phân phối bằng đường cáp động lực ( cáp 1) sau đó từ tủ phân phối có các