Website: http://www.docs.vn Email : [email protected] Tel (: 0918.775.368

LỜI NÓI ĐẦU
- Điện năng là một dạng năng lượng có nhiều ưu điểm như: dễ dàng chuyển
thành các dạng năng lượng khác (nhiệt, cơ, hoá ), dễ truyền tải và phân phối.
Chính vì vậy điện năng được dùng rất rộng rãi trong mọi lĩnh vực hoạt động của
con người.
- Điện năng là nguồn năng lượng chính của các ngành công nghiệp, là điều
kiện quan trọng để phát triển đô thị và các khu vực dân cư. Vì lý do đó khi lập
kế hoạch phát triển kinh tế xã hội, kế hoạch phát triển điện năng phải đi trước
một bước, nhằm thoả mãn nhu cầu điện năng không những trong giai đoạn trước
mắt mà còn dự kiến cho sự phát triển trong tương lai.
- Ngày nay, nền kinh tế nước ta đang từng bước phát triển, đời sống nhân dân
đang ngày càng được nâng cao. Cùng với sự phát triển đó thì nhu cầu về điện
năng trong các lĩnh vực công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ và sinh hoạt cũng
tăng trưởng không ngừng. Đặc biệt với chủ trương kinh tế mở của nhà nước,
vốn đầu tư nước ngoài tăng lên làm các nhà máy, xí nghiệp mới mọc lên càng
nhiều. Do đó đòi hỏi phải có hệ thống cung cấp điện an toàn, tin cậy để sản xuất
và sinh hoạt. Để làm được điều này thì nước ta cần phải có một đội ngũ đông
đảo và tài năng có thể thiết kế, đưa ứng dụng công nghệ điện vào trong đời sống.
Sinh viên khoa điện trong tương lai không xa sẽ đứng trong đội ngũ này. Chính
vì vậy đồ án môn học cung cấp điện là một yêu cầu cấp thiết cho mỗi sinh viên
của khoa. Nó là bài kiểm tra khảo sát kiến thức tổng hợp của mỗi sinh viên, và
cũng là điều kiện để cho sinh viên tự tìm hiểu và nghiên cứu kiến thức về ngành
điện để hỗ trợ cho trình độ chuyên môn của mình.
Mặc dù vậy, với sinh viên năm thứ tư còn đang ngồi trong ghế nhà trường
thì kinh nghiệm thực tế còn chưa có nhiều, do đó cần phải có sự hướng dẫn giúp
đỡ của thầy giáo. Qua đây em xin được gửi lời cảm ơn tới thầy cô đã tận tình
hướng dẫn, giúp em hoàn thành tốt đồ án môn học này.
1
Website: http://www.docs.vn Email : [email protected] Tel (: 0918.775.368

thiết bị máy móc hiện đại hơn. Đứng về mặt cung cấp thì việc thiết kế cấp
điện phải đảm bảo sự gia tăng phụ tải trong tương lai về mặt kĩ thuật và kinh
tế, phải đề ra phương án cấp điện sao cho không gây quá tải sau vài năm sản
xuất và không để quá dư thừa dung lượng mà sau vài năm nhà máy vẫn
không khai thác hết dung lượng công suất dự trữ dẫn đến lãng phí.
1.2. Giới thiệu phụ tải điện của toàn nhà máy
2
Website: http://www.docs.vn Email : [email protected] Tel (: 0918.775.368
1.2.1 . Các đặc điểm của phụ tải điện
Phụ tải điện trong nhà máy công nghiệp có thể chia ra làm hai loại phụ tải
- Phụ tải động lực
- Phụ tải chiếu sáng
Phụ tải động lực và phụ tải chiếu sáng thường làm việc ở chế độ dài hạn, điện
áp yêu cầu trực tiếp tới thiết bị là 380/ 220 V ở tần số công nghiệp f=50 Hz.
1.2.2. Các yêu cầu về cung cấp điện của nhà máy
- Các yêu cầu cung cấp điện phải dựa vào phạm vi và mức độ quan trọng của
các thiết bị để từ đó vạch ra phương thức cấp điện cho từng thiết bị cũng như
trong các phân xưởng trong nhà máy, đánh giá tổng thể toàn nhà máy ta thấy tỉ
lệ (%) của phụ tải loại I lớn hơn tỉ lệ (%) của phụ tải loại II và III, do đó nhà
máy được đánh giá là hộ phụ tải loại I, vì vậy yêu cầu cung cấp điện phải được
đảm bảo liên tục.
3
Website: http://www.docs.vn Email : [email protected] Tel (: 0918.775.368
CHƯƠNG 2
XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CÁC PHÂN XƯỞNG VÀ TOÀN NHÀ
MÁY
2.1. Giới thiệu các phương pháp xác định phụ tải tính toán cho khu vực
công nghiệp
2.1.1. Khái niệm về phụ tải tính toán ( phụ tải điện )
Phụ tải tính toán ( hay còn gọi là phụ tải điện ) là phụ tải không có thực,

a) Trong giai đoạn dự án khả thi:
Thông tin mà ta biết được là diện tích D ( ha ) của khu chế xuất và ngành
công nghiệp ( nặng hay nhẹ ) của khu chế xuất đó. Chú ý: 1 ha= 100m* 100m.
Mục đích là dự báo phụ tải để chuẩn bị nguồn ( như nhà máy điện, đường dây
không, trạm biến áp ).
Từ các thông tin trên ta xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải trên
một đơn vị diện tích sản xuất.
S
tt
= s
0
.D ( 2-1 )
Trong đó:
s
0
( kVA/ ha ) – suất phụ tải trên một đơn vị diện tích.
D ( ha ) – diện tích sản xuất có bố trí các thiết bị dùng điện.
Để xác định s
0
ta dựa vào kinh nghiệm:
- Đối với các ngành công nghiệp nhẹ ( dệt, may, giầy dép, bánh kẹo, )
ta lấy s
0
= ( 100 ÷ 200 ) kVA/ ha.
- Đối với các ngành công nghiệp nặng ( cơ khí, hoá chất, dầu khí, luyện
kim, xi măng, ) ta lấy s
0
= ( 300 ÷ 400 ) kVA/ ha.
Nếu khu chế xuất đó là một xí nghiệp và biết được sản lượng thì ta xác
định phụ tải tính toán cho khu chế xuất theo suất tiêu hao điện năng trên một

là thời gian nếu hệ thống cung
5
Website: http://www.docs.vn Email : [email protected] Tel (: 0918.775.368
cấp điện chỉ truyền tải công suất lớn nhất thì sẽ truyền tải được một lượng điện
năng đúng bằng lượng điện năng truyền tải trong thực tế một năm.
Ta có thể xác định T
max
theo bảng sau:
Các xí nghiệp Nhỏ hơn 3000 h Trong khoảng
3000 ÷ 5000 h
Lớn hơn 5000 h
Xí nghiệp 1 ca
X
- -
Xí nghiệp 2 ca - X -
Xí nghiệp 3 ca - - X
Trong đó:
X – là ô ta chọn.
- – là ô ta không chọn.
Từ đó ta có:
ϕ
cos
22
tt
tttttt
P
QPS
=+=
( 2-4 )
b) Trong giai đoạn xây dựng nhà xưởng:

Q
tt
= Q
đl
= P
tt
. tg
ϕ
( 2-7 )
Từ đó ta xác định được phụ tải tính toán của phân xưởng ( px ) như sau:
P
ttpx
= P
đl
+ P
cs
( 2-8 )
Q
ttpx
= Q
đl
+ Q
cs
( 2-9 )
6
Website: http://www.docs.vn Email : [email protected] Tel (: 0918.775.368
Vì phân xưởng dùng đèn sợi đốt nên đối với phụ tải chiếu sáng thì ϕ= 0
( cosϕ= 1 ), ta có Q
cs
= P

cs
– các phụ tải chiếu sáng của phân xưởng.
Từ đó ta có:
22
ttpxttpxttpx
QPS
+=
Vậy phụ tải tính toán của cả xí nghiệp là:
∑
=
=
m
i
ttpxidtttXN
PkP
1
.
( 2-10 )
∑
=
=
m
i
ttpxidtttXN
QkQ
1
.
( 2-11 )
Từ đó ta có:
22

==
n
i
dmisdtbtt
PkkPkP
1
maxmax

( 2-14 )
ϕ
tgPQ
tttt
.
=
( 2-15 )
dm
tt
tt
U
S
I
.3
=
Trong đó:
n – số máy trong một nhóm.
P
tb
- công suất trung bình của nhóm phụ tải trong ca máy tải lớn nhất (
∑
=

hq
- số thiết bị dùng điện hiệu quả: là số thiết bị có công suất bằng nhau, có
cùng chế độ làm việc gây ra một phụ tải tính toán đúng bằng phụ tải tính toán do
nhóm thiết bị điện thực tế có công suất và chế độ làm việc khác nhau gây ra.
**) Các bước xác định n
hq
:
- Bước 1: xác định n
I
là số thiết bị có công suất lớn hơn hoặc bằng một
nửa công suất của thiết bị có công suất lớn nhất.
8
Website: http://www.docs.vn Email : [email protected] Tel (: 0918.775.368
- Bước 2: xác định
∑
=
=
I
n
i
dmiI
PP
1
( 2-16 )
- Bước 3: xác định
n
n
n
I
=

dây
( 380V ) như biến áp
hàn, ta qui đổi về 3 pha như sau:
dmqd
PP .3
=
( 2-31 )
- Nếu trong nhóm có thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại như cầu
trục, cẩu, máy nâng, biến áp hàn, ta qui đổi về chế độ dài hạn như
sau:
%.
ddmqd
kPP
=
( 2-32 )
Trong đó k
d
% - hệ số đóng điện phần trăm lấy theo thực tế.
Ví dụ:
1 cầu trục 14 kW có k
d
%=36% thì
4.8%36.14
==
qd
P
kW
1 biến áp hàn 10 kW có k
d
%=25% thì

QkQ
1
.
( 2-35 )
cscscs
tgPQ
ϕ
.
=
( 2-36 )
Các phân xưởng của các nhà máy trong thực tế thường dùng đèn sợi đốt
nên
0
=
cs
Q

Vậy ta tính được:
csdlpx
PPP +=
( 2-37 )
csdlpx
QQQ +=
( 2-38 )
dlpx
QQ =
( do Q
cs
= 0 ) ( 2-39 )
22

Website: http://www.docs.vn Email : [email protected] Tel (: 0918.775.368
thông tin đầy đủ về các phụ tải như: chế độ làm việc của từng phụ tải, công suất
đặt của từng phụ tải, số lượng các thiết bị trong nhóm ( k
sdi
, P
dmi
, cos
ϕ
i
, ).
d) Trong giai đoạn phát triển tương lai của nhà máy:
Trong tương lai, dự kiến nhà máy sẽ được mở rông và thay thế, lắp đặt
các máy móc hiện đại hơn.
Công thức tính toán:
S
NM
(t)= S
ttNM
(1+
α
t) ( 2-42 )
Với 0<t<T
Trong đó:
S
NM
(t) – là phụ tải tính toán của nhà máy sau t năm.
S
ttNM
– là phụ tải tính toán của nhà máy ở thời điểm khởi động.
α

Tổng công suất P ( kW ) 103.2 76.15 67.2 35.9 125
2.2.2. Xác định phụ tải tính toán cho các nhóm thiết bị ( nhóm phụ tải )
Vì đã có các thông tin chính xác về mặt bằng bố trí máy móc thiết bị, biết
được công suất và quá trình công nghệ của từng thiết bị, nên ta xác định phụ tải
tính toán theo công suất trung bình và hệ số cực đại.
Áp dụng các công thức tính trong phần c, mục 2.1.2. ta xác định phụ tải
tính toán cho các nhóm.
a) Xác định phụ tải tính toán cho nhóm 1
Tra sổ tay ta được
k
sd
= 0.16 ; cos
ϕ
= 0.6 ⇒ tg
ϕ
= 1.33
Bảng 2-2: Bảng số liệu nhóm 1
ST
T
Tên thiết bị Số
lượn
g
Công suất định
mức ( kW )
Ký hiệu trên
mặt bằng
Nhãn hiệu
1 Máy bào ngang 2 9 12 7A35
12
Website: http://www.docs.vn Email : [email protected] Tel (: 0918.775.368

14
7
* ===
n
n
n
I

69.0
2.103
2.71
* ===
P
P
P
I

Tra bảng n
hq
* ( n*

, P*

) ta được n
hq
* = 0.82 ;
 số thiết bị dùng điện hiệu quả của nhóm 1 là :
n
hq
= n.n

S
tt
tt
55
6.0
02.33
cos
1
1
===
ϕ
Dòng điện tính toán của cả nhóm :
A
U
S
I
dm
tt
tt
56.83
38.0*3
55
.3
1
1
===
b) Xác định phụ tải tính toán cho nhóm 2
13
Website: http://www.docs.vn Email : [email protected] Tel (: 0918.775.368
Tra sổ tay ta được

Số thiết bị trong nhóm là n=13.
Tổng công suất P= 76.15 kW
Công suất lớn nhất của thiết bị là P
đmmax
= 12 kW;
Số thiết bị có công suất ≥ 0.5 *P
đmmax
là n
I
= 6;
Suy ra P
I
=7+2*10+7+12+9= 55 kW ;

46.0
13
6
* ===
n
n
n
I

72.0
15.76
55
* ===
P
P
P

59.2515.76*16.0*1.2
13
1
max2
===
∑
=
kVArtgPQ
tttt
03.3433.1*59.25.
22
===
ϕ
14
Website: http://www.docs.vn Email : [email protected] Tel (: 0918.775.368
kVA
P
S
tt
tt
65.42
6.0
59.25
cos
2
2
===
ϕ
Dòng điện tính toán của cả nhóm :
A

mặt bằng
Nhãn hiệu
1 Máy phay ngang 1 3.4 46 6P8OG
2 Máy phay vạn năng 1 2.8 47 678
3 Máy tiện ren 1 10 44 1A- 62
4 Máy tiện ren 2 7 43 IK620
5 Máy tiện ren 1 4.5 45 1616
6 Máy phay răng 1 2.8 48 5D32
7 Máy xọc 1 4.5 49 7417
8 Máy bào ngang 2 7.6 50 M20
9 Máy mài tròn 1 10 51 Z435
Các thiết bị đều làm việc ở chế độ dài hạn nên ta không cần phải qui đổi.
Số thiết bị trong nhóm là n=11.
Tổng công suất P= 67.2 kW
Công suất lớn nhất của thiết bị là P
đmmax
= 10 kW;
Số thiết bị có công suất ≥ 0.5 *P
đmmax
là n
I
= 6;
Suy ra P
I
=10+2*7+2*7.6+10= 49.2 kW ;

55.0
11
6
* ===

max
theo k
sd
và n
hq
ta được k
max
= 2.2 ;
⇒ PTTT của nhóm 3 là:
15
Website: http://www.docs.vn Email : [email protected] Tel (: 0918.775.368
kWPkkP
i
dmisdtt
65.232.67*16.0*2.2
11
1
max3
===
∑
=
kVArtgPQ
tttt
45.3133.1*65.23.
33
===
ϕ
kVA
P
S

ϕ
= 0.6 ⇒ tg
ϕ
= 1.33
Bảng 2-5: Bảng số liệu nhóm 4
ST
T
Tên thiết bị Số
lượng
Công suất định
mức ( kW )
Ký hiệu trên
mặt bằng
Nhãn hiệu
1 Búa khí nén 1 10 53 MH76
2 Quạt 1 3.2 54 YT2
3 Máy mài dao cắt gọt 1 2.8 21 3628
4 Máy mài phá 1 4.5 27 3M634
5 Máy mài 1 2.2 11 4Z53
6 Máy khoan vạn năng 1 7 15 A135
7 Máy phay vạn năng 1 3.4 7 578M
8 Máy khoan bàn 2 0.55 23 HC-12A
9 Máy ép 1 1.7 24 K113
Các thiết bị đều làm việc ở chế độ dài hạn nên ta không cần phải qui đổi.
Số thiết bị trong nhóm là n=10.
Tổng công suất P= 35.9 kW
Công suất lớn nhất của thiết bị là P
đmmax
= 10 kW;
Số thiết bị có công suất ≥ 0.5 *P

* ( n*

, P*

) ta được n
hq
* = 0.69 ;
 số thiết bị dùng điện hiệu quả của nhóm 4 là :
n
hq
= n.n
hq
* =10* 0.69 =6. 9= 7 ;
Tra bảng k
max
theo k
sd
và n
hq
ta được k
max
= 2.48 ;
⇒ PTTT của nhóm 4 là:
kWPkkP
i
dmisdtt
25.149.35*16.0*48.2
10
1
max4

08.36
38.0*3
75.23
.3
4
4
===
e) Xác định phụ tải tính toán cho nhóm 5
Tra sổ tay ta được
k
sd
= 0.8 ; cos
ϕ
= 0.9 ⇒ tg
ϕ
= 0.48
Bảng 2-6: Bảng số liệu nhóm 5
ST
T
Tên thiết bị Số
lượng
Công suất định
mức ( kW )
Ký hiệu trên
mặt bằng
Nhãn hiệu
1 Lò điện kiểu buồng 2 30 31 H-30
2 Lò điện kiểu đứng 1 25 32 S-25
3 Lò điện kiểu bể 1 30 33 B-20
4 Bể điện phân 1 10 34 PB21

P
I

17
Website: http://www.docs.vn Email : [email protected] Tel (: 0918.775.368
Tra bảng n
hq
* ( n*

, P*

) ta được n
hq
* = 0.89 ;
 số thiết bị dùng điện hiệu quả của nhóm 5 là :
n
hq
= n.n
hq
* =5* 0.89 = 4.45= 4 ;
Tra bảng k
max
theo k
sd
và n
hq
ta được k
max
= 1.14 ;
⇒ PTTT của nhóm 5 là:

A
U
S
I
dm
tt
tt
45.192
38.0*3
67.126
.3
5
5
===
**) Từ các kết quả tính toán của 5 nhóm thiết bị trên ta lập được bảng sau:
Nhóm n P
đm

( kW )
n
I
k
max
P
tt

( kW )
Q
tt


đl
= 0.85*(33.02+25.59+23.65+14.25+114)= 178.93 kW
18
Website: http://www.docs.vn Email : [email protected] Tel (: 0918.775.368
∑
=
=
nm
i
ttidtdl
QkQ
1
.
Q
đl
= 0.85*(43.91+34.03+31.45+18.95+54.72)= 155.6 kVAr
b) Phụ tải chiếu sáng toàn bộ phân xưởng:
Áp dụng các công thức ( 2-34 ) và ( 2-36 ) ta có:
DPP
cs
.
0
=
cscscs
tgPQ
ϕ
.
=
Tra sổ tay trang 253 sách THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN ta có P
0

QPS +=
( theo công thức 2-40 )
kVA 39.2396.15593.181
22
=+=
px
S
px
px
px
S
P
=
ϕ
cos
76.0
39.239
93.181
cos ==
px
ϕ
19
Website: http://www.docs.vn Email : [email protected] Tel (: 0918.775.368
A
U
S
I
dm
px
ttpx

Phụ tải chiếu sáng: P
cs
= P
0
.D = 15*200 = 3000 W = 3 kW
Phụ tải tính toán phân xưởng: P
ttpx
= P
đl
+ P
cs
= 975+3 = 978 kW
Công suất tính toán phản kháng của phân xưởng:
Q
ttpx
= Q
đl
=P
đl
.tg
ϕ
= 975*1.33 = 1296.75 kVAr
Công suất tính toán toàn phần của phân xưởng:
kVAQPS
ttpxttpxttpx
162475.1296978
2222
=+=+=
A
U

)
Q
ttpx
( kVAr
)
S
ttpx
( kVA
)
I
ttpx
( A )
1 Phân xưởng kết cấu kim
loại
975 3 978 1296.7
5
1624 2467.
4
2 Phân xưởng lắp ráp cơ
khí
720 9 729 957.6 1204 1829.
3
20
Website: http://www.docs.vn Email : [email protected] Tel (: 0918.775.368
3 Phân xưởng đúc 840 6 846 630 1055 1602.
9
4 Phân xưởng nén khí 560 3 563 420 702 1066.
6
5 Phân xưởng rèn 720 3 723 734.5 1031 1566.
4

QkQ
1
.
Q
ttXN
= 0.85*5357.45 = 4554 kVAr
Từ đó ta có:
22
ttXNttXNttXN
QPS
+=
= 6310 kVA
ttXN
ttXN
ttXN
S
P
=
ϕ
cos
= 0.7
A
U
S
I
TA
ttXN
ttXN
6.165
22.3

phép người thiết kế chọn được vị trí đặt các trạm biến áp phân phối một
cách thích hợp nhằm giảm được tổn thất và đạt được các chỉ tiêu kinh tế
cao.
 Biểu đồ phụ tải của một phân xưởng là một vòng tròn có diện tích bằng
phụ tải tính toán của phân xưởng đó theo tỷ lệ xích lựa chọn, mỗi vòng
tròn biểu đồ phụ tải chia ra thành hai phần tương ứng với phụ tải động lực
và phụ tải chiếu sáng.
b) Tính bán kính vòng tròn phụ tải cho các phân xưởng
Mỗi phân xưởng có một biểu đồ phụ tải. Tâm đường tròn biểu đồ phụ tải
được đặt tại trọng tâm của phụ tải phân xưởng, tính gần đúng ta có thể coi
như phụ tải phân xưởng được phân bố đồng đều theo diện tích phân xưởng.
Bán kính vòng tròn phụ tải được tính theo công thức:
m
S
R
ttpxi
pxi
.∏
=
22
Website: http://www.docs.vn Email : [email protected] Tel (: 0918.775.368
Trong đó:
R
pxi
( mm ) – bán kính vòng tròn phụ tải của phân xưởng i
S
ttpxi
( kVA ) – phụ tải tính toán của phân xưởng i
m ( kVA/mm
2

P
cspx

( kW
)
P
ttpx
( kW
)
S
ttpx
( kVA
)
R
( mm
)
ỏ
cspx
( độ )
1 Phân xưởng kết cấu kim
loại
3 978 1624 13 1.1
2 Phân xưởng lắp ráp cơ
khí
9 729 1204 11 4.4
3 Phân xưởng đúc 6 846 1055 11 2.6
4 Phân xưởng nén khí 3 563 702 7 1.9
5 Phân xưởng rèn 3 723 1031 10 1.5
6 Trạm bơm 2 514 853 10 1.4
7 Phân xưởng sửa chữa cơ

=
n
ttpxi
n
ittpxi
S
XS
x
1
1
0
.
∑
∑
=
n
ttpxi
n
ittpxi
S
YS
y
1
1
0
.
Trong đó:
X
i
,Y