Đề tài: “Thiết kế cung cấp điện
cho một xí nghiệp công nghiệp”

Mục lục
lời nói đầu : .1
Chương I : Tính toán phụ tải
A.Đặt vấn đề 5
B.Tính toán cụ thể
1.1.Các phương pháp tính toán phụ tải 6
1.2.xác định phụ tải tính toán của phân xưởng cơ khí sửa chữa N
0
1 .12
1.2.1 phân nhóm phụ tải và xác định phụ tải động lực của phân xưởng .13
1.2.2 xác định phụ tải chiếu sáng làm mát và thông thoáng của phân xưởng.18
1.2.3 tổng hợp phụ tải toàn phân xưởng 19
1.3 xác định phụ tải các phân xưởng khác 20
1.4 tổng hợp phụ tải toàn nhà máy 22
1.5 xây dựng và vẽ biểu đồ phụ tải toàn xí nghiệp 24
Chương II : Xác định sơ đồ nối của mạng điện xí nghiệp
2.1 xác định vị trí đặt và công suất trạm biến áp trung tâm 26
2.2 chọn dây dẫn từ nguồn đến trạm biến áp trung tâm 28
2.3 xác định vị trí đặt trạm biến áp phân xưởng 28
2.4 lựa chọn sơ đồ nối điện từ trạm biến áp trung tâm đến các TBApx .32
2.4.1 sơ bộ xác định tiết diện dây dẫn, và xác định tổn thất điện năng 36
2.4.2 so sánh kinh tế các phương án thiết kế ( tìm phương án tối ưu nhất ) 44
2.5 chọn mba phân xưởng, xác định tổn thất điện năng trong các TBA .50
2.5.1 chọn công suất và số lượng mba các phân xưởng 50
2.5.2 xác định tổn thất điện năng trong các trạm biến áp .52
chương III : tính toán điện
3.1 xác định hao tổn điện áp lớn nhất .54
3.2 xác định hao tổn công suất 54

và phải đảm bảo được chất lượng điện năng nằm trong phạm vi cho phép. Hơn nữa
phải thuận lợi cho việc mở rộng và phát triển trong tương lai.
Với đề tài: “Thiết kế cung cấp điện cho một xí nghiệp công nghiệp”, em đã
cố gắng học hỏi, tìm hiểu để hoàn thành một cách tốt nhất. Trong thời gian thực
hiện đề tài, cùng với sự cố gắng của bản thân đồng thời em đã nhận được sự giúp
đỡ hướng dẫn rất tận tình của các thầy cô trong khoa, đặc biệt là thầy giáo TS. Trần
Quang Khánh - người đã trực tiếp giảng dạy môn “ Hệ thống cung cấp điện” và
hướng dẫn em thực hiện đề tài này.
Song do kiến thức còn hạn chế nên bài làm của em không thể tránh khỏi
những thiếu xót. Do vậy em kính mong nhận được sự góp ý bảo ban của các thầy cô
cùng với sự giúp đỡ của các bạn để em có thể hoàn thiện đề tài của mình và hoàn
thành tốt việc học tập trong nhà trường cũng như công việc sau này.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày 19 tháng 5 năm 2010
Sinh viên
Lê Thị Hường
Đề tài:
“Thiết kế cung cấp điện cho một xí nghiệp công nghiệp”
I. Dữ kiện:
Thiết kế cung cấp điện cho một xí nghiệp công nghiệp gồm các phân
xưởng với các dữ kiện cho trong bảng 2.1. Khoảng cách từ nguồn điện đến trung
tâm nhà máy là L, m. Thời gian sử dụng công suất cực đại là T
M
, h. Phụ tải loại I và
loại II chiếm k
I&II
, %. Giá thành tổn thất điện năng c
Δ
= 1000đ/kWh; suất thiệt hại
do mất điện g

L 3 5 C
Nhà máy sửa chữa thiết bị số 3 là một nhà máy có qui mô tương đối lớn gồm 20
phân xưởng với tổng công suất tương đối lớn trên 7265 kW.
Mặt bằng phân xưởng được phân bố như sau (vẽ sau)
Suy ra: diện tích thực = diện tích trên bản vẽ
×
5000²
Danh sách các phân xưởng trong nhà máy
Theo
sơ
đồ
mặt
bằng
Tên phân xưởng và phụ tải Số
lượng
thiết
bị
điện
Tổng
công
suất
đặt,kW
Hệ số
nhu
cầu,K
nc
Hệ số công
suất,cosφ
1 Phân xưởng trạm từ 280 500 0,34 0,68
2 Phân xưởng vật liệu hàn 200 800 0,35 0,56

Nhiệm vụ thiết kế.
I.Tính toán phụ tải
1.1 Xác định phụ tải tính toán phân xưởng
1.2 Xác định phụ tải của các phân xưởng khác
1.3 Tổng hợp phụ tải của toàn xí nghiệp,xây dựng biểu đồ phụ tải trên
mặt bằng xí nghiệp dưới dạng các hình tròn bán kính r
II. Xác định sơ đồ nối của mạng điện nhà máy
2.1 Xác định vị trí đặt của trạm biến áp
2.2 Chọn công suất và số lượng máy biến áp
2.3 Chọn dấy dẫn từ nguồn tới trạm biến áp
2.4 Lựa chọn sơ đồ nối điện từ trạm biến áp đến các phân xưởng (So
sánh ít nhất 2 phương án )
III.Tính toán điện
3.1 Xác định hao tổn điện áp trên đường dây và trong máy biến áp
3.2 Xác định hao tổn công suất
3.3 Xác định tổn thất điện năng
IV.Chọn và kiểm tra thiết bị
4.1 Tính toán ngắn mạch tại các điểm đặc trưng
4.2 Chọn và kiểm tra thiết bị
4.3 Kiểm tra chế độ mở máy của động cơ
V.Tính toán bù hệ số công suất
5.1 Tính toán bù công suất phản kháng để nâng hệ số công suất lên
cosφ
2
=0,9
5.2 Đánh giá hiệu quả bù
VI Tính toán nối đất và chống sét
VII Hạch toán công trình
7.1 Liệt kê các thiết bị
7.2 Xác định các chỉ tiêu kinh tế

Sau đây là một số phương pháp tính toán phụ tải thường dùng nhất trong
thiết kế hệ thống cung cấp điện:
- Phương pháp tính theo hệ số nhu cầu
- Phương pháp tính theo công suất trung bình
- Phương pháp tính theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm
- Phương pháp tính theo suất phụ tải trên đơn vị diện tích sản xuất
Trong thực tế tuỳ theo quy mô và đặc điểm của công trình, tuỳ theo giai đoạn
thiết kế sơ bộ hay kỹ thuật thi công mà chọn phương pháp tính toán phụ tải điện
thích hợp.
1.1. Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng:
Phân xưởng cơ khí sửa chữa N
0
5 là phân xưởng số 6 trong sơ đồ mặt bằng
nhà máy. Phân xưởng có diện tích 864m
2
, trong phân xưởng có 20 thiết bị, công
suất các thiết bị rất khác nhau, thiết bị có công suất lớn nhất là 25kW song cũng có
thiết bị có công suất nhỏ là 0,8kW các thiết bị có chế độ làm việc dài hạn. Những
đặc điểm này cần được quan tâm khi phân nhóm phụ tải, xác định phụ tải tính toán
và lựa chọn phương án thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng.
Số hiệu
trên sơ đồ
Tên thiết bị Hệ số k
sd
cosφ Công suất đặt P
đ
,
kW
1 Bể ngâm dung dịch
kiềm

áp trong phân xưởng .
- Chế độ làm việc của các thiết bị trong cùng một nhóm nên giống nhau để việc
xác định phụ tải tính toán được chính xác hơn và thuận lợi cho việc lựa chọn
phương thức cung cấp điện cho nhóm .
- Tổng công suất các nhóm nên xấp xỉ nhau để giảm chủng loại tủ động lực cần
dùng trong phân xưởng và toàn nhà máy.Số thiết bị trong một nhóm cũng không
nên quá nhiều bởi số đầu ra của các tủ động lực thường.
Tuy nhiên thường rất khó thoả mãn cùng một lúc cả 3 nguyên tắc trên, do
vậy người thiết kế phải tuỳ thuộc vào điều kiện cụ thể của phụ tải để lựa chọn
phương án thoả hiệp một cách tốt nhất có thể.
Dựa theo nguyên tắc phân nhóm phụ tải điện đã nêu ở trên và căn cứ vào vị
trí, công suất của các thiết bị bố trí trên mặt bằng phân xưởng có thể chia các thiết
bị trong phân xưởng cơ khí- sửa chữa thành 4 nhóm.
Nhóm 1

Tên thiết bị Số hiệu Ksd Cos φ P P*P P*Cosφ P*Ksd
Bể ngâm dung
Dịch kiềm
      
Bể ngâm nước
Nóng
      
Bể ngâm
Tăng nhiệt
      
Máy khoan bàn
      
Máy khoan dứng
      
Máy hàn

Bàn lắp ráp và
Thử nghiệm 17 0.53 0.69 12.000 144.00 8.280 6.360
Máy ép nguội 19 0.47 0.70 18.000 324.00 12.600 8.460
Tổng 42.000 540.50 29.960 19.180
Tổng hợp phụ tải nhóm 3
Nhdn3 Ksdn3 Kncn3 Pn3 Cosφn3
3.264 0.457 0.757 31.812 0.713
Tổng hợp phụ tải động lực
Phụ tải Ksdni Cosφni Pni Pni*Pni Pni*Cosφni Pni*Ksdni
Nhóm 1      
Nhóm 2      
Nhóm 3      
Tổng 124.890 5343.913 100.891 52.653
nhd Ksd Knc Pdl Cosφ
    
1.1.2. Xác định phụ tải chiếu sáng và thông thoáng của phân xưởng:
• ưởử !ữ !ơ"#!ầ$ả!%ệố&'(
ằảệ)ộ$*ưở+,ảấ!!ế-ị
)ộ(ự!'!ế.ệ)ộ!ơểườả ẽ*/ệ)ộ$0
1ế"&)ượ! -ịệố&'(ẽ*ảưở)ế
/ấ( )ộ'ả$ẩ' ế-ị' ảưở)ếứ!"ẻ !&
*(.ệ!$*ưở
2ớặ-ằ$*ưở(

'  -ị ạầ3ỗạ
45.ạ63ỗạ457ệố!&ấ-,!ủ %'
ổ!&ấ&.(8
W352080.8120.24 =+=
lm
P

576,041,0
5
52,3
41,0
5
04,0
04,0
=−






=−






=
lm
lm
P
k
ổ!&ấ<$*ưở8
cs lm cs lm
dl
P P k .P 94,936 0,627.16,48 104,451kW

Bệố!&ấổợ$8
i
i
P .cos
cos 0,83
P
φ
∑
φ = =
∑
∑
∑
CD
E
F'
G&ấ-ể"ế8
P
111,416
S 125,854kVA
cos 0,83
∑
= = =
∑
φ
∑
G&ấ$ả"8
Q P .tg 104,451.0,672 70,208kVAr
= φ = =
∑ ∑ ∑
2ậ8

Q
ĐL
=1,08*170=183,6kVAr
Ta dùng đèn sợi đốt có cosφ=1 và Q
cs
=0
Chọn công suất chiếu sáng cho phân xưởng là 12 W/m
2
P
cs
=P
o
*F=12*5000=60000W=60kW
Công suất tính toán tác dụng là:
P
tt
=P
ĐL
+P
cs
=170+60=230kW
Công suất phản kháng tính toán là:
Q
tt
=Q
ĐL
=183,6kVAr
Phụ tải toàn phần của phân xưởng là:
S
tt

Phân xưởng nhựa tổng hợp
plasmace
100 1100 0,37 0,67
1200
421,4 450,956 628,96
4
Phân xưởng tiêu chuẩn 70 250 0,38 0,78
1400
111,8 76,19 143,33
5
Phân xưởng khí cụ điện 100 700 0,37 0,72
1000
271 249,676 376,39
6
Phân xưởng dập 100 800 0,37 0,67
2000
320 327,968 477,61
7
Phân xưởng xi măng amiang 50 850 0,40 0,72
945
351,34 327,76 487,97
8
Kho thành phẩm 15 85 0,48 0,87
805
50,46 23,134 58
9
Kho phế liệu kim loại 15 70 0,48 0,81
120
35,04 24,326 43,26
10

23,96 18,446 30,71
18
Phân xưởng làm nguội 2 30 0,79 0,77
580
30,66 19,647 39,82
19
Kho axit 2 20 0,79 0,67
120
17,24 17,506 25,73
20
Máy nén N
0
1 15 200 0,48 0,72
180
98,16 92,544 136,33
kWPP
ttttnm
536,249942,3124*8,0*8,0 ===
∑
kWArQQ
ttttnm
57,2384712,2980*8,0*8,0 ===
∑
Phụ tải tính toán toàn phần của nhà máy:
kVAS
ttnm
54,345457,2384536,2499
22
=+=
Hệ số công suất của nhà máy:

S
I
=Π*R
I
2
*m suy ra : R
I
=
*
I
S
mp
Trong đó:
+S
I
là phụ tải tính toán của phân xưởng thứ i (kVA)
+R
I
là bán kính vòng tròn biểu đồ phụ tải của phân xưởng thứ i (cm,m)
+m là tỷ lệ xích (kVA/mm
2
) hay (kVA/m
2
)
Mỗi phân xưởng có một biểu đồ phụ tải tâm của đường tròn biểu đồ phụ tải trùng
với tâm phụ tải phân xưởng.
Các trạm biến áp được đặt đúng gần sát tâm phụ tải điện.
Mỗi biểu đồ phụ tải trên vòng tròn được chia làm hai phần hình quạt tương ứng với
phụ tải động lực và phụ tải chiếu sáng.
2.6.2 Vẽ biểu đồ phụ tải toàn nhà máy

1
Phân xưởng trạm từ
60
230 338,35
40,42 93,91
2
Phân xưởng vật liệu hàn
73,26
352,26 630,82
44,54 74,66
3 Phân xưởng nhựa tổng hợp
14,4
421,4 628,96
40,72 12,3
*
S
R
m
=
P
plasmace
4
Phân xưởng tiêu chuẩn
14,4
111,8 143,33
37,74 54,1
5
Phân xưởng khí cụ điện
16,8
271 376,39

3,6
3
360
12
Trạm trung hòa
3
53,44 80,97
41,03 9,7
13
Rửa kênh thoát axit
1,44
23,16 34,06
40,42 33,58
14
Trạm bơm
2,16
144,4
4
212,41
44,54 3,59
15
Nhà ăn
1,44
33,46 59,75
39,28 36,15
16
Phân xưởng điện
3,36
69 95,83
37,74 15,65

Ở chương 2 đã tính được công suất toàn nhà máy S
ttnm
=3454,54 kVA,Với công suất
như vậy nên đặt trạm phân phối trung tâm (PPTT) nhận điện từ trạm biến áp trung
gian (BATG 110/22) về rồi phân phối cho các trạm biến áp phân xưởng (BAPX)
3.1 XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ ĐẶT CỦA TRẠM PPTT
Ta chọn máy biến áp ở trạm trung gian là máy TPΠH 10MVA-110/22kV
do Liên Xô sản xuất.
Từ sơ đồ nhà máy, vị trí các phân xưởng ta xác định được tâm phụ tải toàn nhà
máy.
Vị trí các phân xưởng theo 2 trục X và Y là:

Phân
xưởng
Tọa
dộ X
Tọa
độ
Y
1 62 52
2 25 57
3 105 62
4 120 60
5 90 60
6 105 25
7 62 24
8 37 24
9 55 6
10 62 80
11 132 24

=
∑S
i
*Y
i
=
209938,7
= 46
∑Si 4536,518
Vậy chọn vị trí của trạm PPTT tại tọa độ M (76;46)
3.2 XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ,SỐ LƯỢNG,DUNG LƯỢNG CÁC TRẠM BAPX
Căn cứ và vị trí,công suất của các phân xưởng,quyết định đặt 10 trạm biến áp
-Trạm B1 cấp điện cho PX làm nguội và nhà ăn.
-Trạm B2 cấp điện cho PX vật liệu hàn
-Trạm B3 cấp điện cho PX điện và xem dữ liệu phân xưởng
-Trạm B4 cấp điện cho PX nhựa tổng hợp plasmace và Px tiêu chuẩn
-Trạm B5 cấp điện cho PX trạm từ
-Trạm B6 cấp điện cho PX xi măng amiang và kho thành phẩm
-Trạm B7 cấp điện cho PX mạ điện và phân xưởng khí cụ điện
-Trạm B8 cấp điện cho trạm trung hòa và nhà điều hành
-Trạm B9 cấp điện cho kho phế liệu kim loại và kho axit
-Trạm B10 cấp điện cho PX đập và trạm bơm
-Trạm B11 cấp điện cho máy nén N
0
1 và rửa kênh thoát axit.
Theo đầu bài phụ tải loại 1 và 2 của nhà máy chiếm 78%,Các trạm biến áp
B1,B2,B4,B6,B5,B7 và B10 cấp điện cho các phân xưởng chính được xếp vào phụ
tải loại 1 nên cần đặt 2 máy biến áp,Trạm B9, B8,B11 và B3 cấp điện cho phụ tải
loại 2 và 3 chỉ cần đặt một máy,Các máy biến áp dùng máy biến áp ba pha hai cuộn
dây do Việt Nam chế tạo.

tt,KVA
Số máy Chính+dự
phòng
S
đmB
mỗi
máy,kVA
B1 PX làm nguội và nhà ăn 59,75 2 1+1 50
B2 PX vật liệu hàn 630,82 3 2+1 500
B3 PX điện và xem dữ liệu phân
xưởng
636,32 1 1+0 500
B4 PX nhựa tổng hợp plasmace
và Px tiêu chuẩn
628,96 4 3+1 500
B5 PX trạm từ 338,35 3 2+1 320