LỜI NÓI ĐẦU
Trong các dạng năng lượng mà loài người đã phát hiện ra thì điện nặng có một lịch
sử phát triển thần tốc nhất. Ngày nay điện năng đã trở thành một nhu cầu thiết yếu của xã
hội loài người, nó tham gia vào mọi lĩnh vực từ sinh hoạt hàng ngày đến các nghành công
nghiệp…. Sở dĩ điện năng có một vai trò lớn như vậy là do nó có những ưu điểm mà các
dạng năng lượng khác không có: chúng ta có thể dễ dàng chuyển hóa các dạng năng
lượng khác nhau thành điện năng và ngược lại với hiệu suất tương đối cao, điện năng dễ
dàng truyền tải đi xa với tổn thất rất nhỏ, các thiết bị sử dụng điện năng phong phú và đa
dạng được sản xuất quy mô lớn với giá thành thấp…. Chính vì vậy các ứng dụng của điện
năng rất phong phú, đa dạng và rộng rãi trong mội lĩnh vực.
Điện năng là nguồn năng lượng chính cung cấp cho các hoạt động của các nghành
công nghiệp, là một trong nhưng điều kiện tiên quyết trong việc phát triển các khu công
nghiệp, các khu đô thị và các khu dân cư hiện nay. Điều đó dòi hỏi phải có một hệ thống
cung cấp điện an toàn, tin cậy để phục vụ sản xuất và sinh hoạt.
Theo thống kê hiện nay thì các nghành công nghiệp tiêu thụ tới 70% lượng điện
năng của nước ta, và dự báo trong tương lai tỉ trọng này sẽ còn tăng lên nữa. Vì vậy thiết
kế hệ thống cung cấp điện cho các nhà máy xí nghiệp sao cho tối ưu, kinh tế, an toàn… là
vô cùng cần thiết.
Môn học Cung cấp điện cung cấp những kiến thức cơ bản và cần thiết cho công
việc thiết kế hệ thống cung cấp điện nói chung. Bài tập này là bước đầu tiên để người
sinh viên ứng dụng những kiến thức đã học được vào việc thiết kế một hệ thống cung cấp
điện trong một nhà máy, trong đó môn Cung cấp điện đóng vai trò quan trọng nhất.
Chương I
Giới thiệu chung về nhà máy
1.1:Giới thiệu chung về nhà máy
Nhà máy cơ khí công nghiệp địa phương là nhà máy có quy mô lớn gồm 12 phân
xưởng với tổng công suất tương đối lớn trên 30000KW
Mặt bằng phân xưởng được phân bố như sau
=>diện tích thực = diện tích trên bản vẽ x 4500^2
Danh sách các phân xưởng trong nhà máy
T

1.2Các nội dung tính toán thiết kế chủ yếu.
1. Xác định phụ tải tính toán của các phân xưởng và toàn nhà máy.
2. Thiết kế mạng điện hạ áp cho phân xưởng sửa chữa cơ khí.
3. Thiết kế mạng điện cao áp cho toàn nhà máy:
3.1 Chọn số lượng, dung lượng và vị trí đặt biến áp phân xưởng
3.2 Chọn số lượng, dung lượng và vị trí đặt biến áp trung gian (
trạm biến áp xí nghiệp ) hay trạm phân phối trung gian.
3.3 Thiết kế hệ thống cấp điện cho nhà máy.
4. Tính toán bù công suất phản kháng cho hệ thống cung cấp điện của
nhà máy.
1.3Các tài liệu tham khảo.

1. Hệ thống cung cấp điện - TS_Trần Quang Khánh
2. Thiết kế cấp điện - Ngô Hồng Quang.
3. Mạch điện - Bùi Ngọc Thư.
4. Cung cấp điện cho các xí nghiệp công nghiệp
Chương II|
Xác định phủ tải tính toán của các phân xưởng và toàn nhà máy
2.1. ĐẶT VẤN ĐỀ.
Phụ tải là số liệu ban đầu, để giải quyết những vấn đề tổng hợp về kinh
tế, kỹ thuật phức tạp xuất hiện khi thiết kế cung cấp điện cho các xí nghiệp công
nghiệp hiện đại. xác định phụ tải là giai đoạn đầu tiên của công tác thiết kế hệ
thống cung cấp điện nhằm mục đích lựa chọn kiểm tra các phần tử mang điện
và biến áp theo phương pháp phát nóng và các chỉ tiêu kinh tế.
Tính toán độ lệch và dao động điện áp lựa chọn thiết bị bù, thiết bị bảo vệ
Việc lựa chọn hợp lý sơ đồ và các phần tử của hệ thống cung cấp điện dùng
các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của nó ( Vốn đầu tư, phí tổn vận hành hàng năm,
chi phí qui đổi, chi phí kim loại màu, tổn thất điện năng) đều phụ thuộc vào
đánh giá đúng đắn kỳ vọng tính toán ( Giá trị trung bình) của phụ tải điện.
Vì vậy thiết hệ thống cung cấp điện để xác định phụ tải điện người ta dùng

hd
là hệ số hình dáng của đồ thị phụ tải, tra trong sổ tay kỹ
thuật.
P
tb
là công suất trung bình của thiết bị hoặc của nhóm thiết bị, [KW]
2. Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình
và hệ số cực đại
P
tt
=K
max
*P
tb
=K
max
*K
sd
*K
dt
Với P
tb
là công suất trung bình của thiết bị hay nhóm thiết bị.
K
max
là hệ số cực đại, tra trong sổ tay kỹ thuật.
K
max
=F(n
hq

tb
+β*Ψ*δ
Với : P
tb
là công suất trung bình của thiết bị hay của nhóm thiết bị.
δ độ lệch khỏi đồ thị phụ tải.
5. Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số
nhu cầu.
P
tt
=K
nc
*P
đ
Với : K
nc
là hệ số nhu cầu tra trong sổ tay kỹ thuật.
P
đ
là công suất đặt của thiết bị hoặc nhóm thiết bị, trong tính toán
có thể coi gần đúng P
đ
=P
đm
[Kw]
6. Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện
năng cho một đơn vị sản phẩm.
P
tt
=A

TT Tên phân xưởng SL Nhãn máy
Pđm(KW)
1 máy Toàn
bộ
1 Máy tiện ren 1 I6I16
5
2 Máy tiện tự động 3 TΓ−ΙΜ
5
3 Máy tiện tự động 2 2A-62
4 Máy tiện tự động 2
1615M
6
5 Máy tiện tự động 1
2
6 Máy tiện rêvônve 1
IA-I8
2
7 Máy phay vạn năng 2
678M
3
8 Máy phay ngang 1
2
9 Máy phay đứng 2
6K82
14
10 Máy phay đứng 1 6K12Γ
7
11 Máy mài 1
2
12 Máy bào ngang 2

1
23 Máy khoan bàn 2
ΗC-12A
1
24 Máy ép kiểu trục khuỷu 1 K113
2
25 Tấm cữ ( Đánh dấu ) 1
26 Tấm kiểm tra 1
1.2
27 Máy mài phá 1 3M634
3
28 Cưa tay 1
1
29 Cưa máy 1 872
2
30 Bàn thợ nguội 7
2: Bộ phận nhiệt luyện
TT Tên phân xưởng S
L
Nhãn máy
1 máy
31 Lò điện kiểu buồng 1
H30
30
32 Lò điện kiểu đứng 1
µ -25
25
33 Lò điện kiểu bể 1
B-20
30

52 Máy khoan đứng 1
2
53 Búa khí nén 1 Πb-412
10
54 Quạt 2
2
55 Lò tăng nhiệt 1
56 Thùng tôi 1
57 Máy biến áp hàn 1
CT324
24KVA
58 Máy mài phá 1 3T-634
3
59 Khoan điện 1 Π-54
1
60 Máy cắt 1 872
2
61 Tấm cữ ( đánh dấu ) 1
62 Thùng xói rửa 1
63 Bàn thợ nguội 3
64 Giá kho 2
Bộ phận sữa chữa điện
TT Tên phân xưởng SL Nhãn máy
Pđm(KW)
1 máy Toàn
bộ
65 Bàn nguội 3
1
66 Máy cuốn dây 1
1

(KW)
Hệ số sử
dụng
Cosφ/tagφ
Nhóm 1
Máy tiện ren 2 43 10 0.16 0.6/1.33
Máy tiện ren 1 44 7 0.16 0.6/1.33
Máy phay ngang 1 46 5 0.16 0.6/1.33
Máy phay vạn năng 1 47 3 0.16 0.6/1.33
Máy phay răng 1 48 3 0.16 0.6/1.33
Máy xọc 1 49 3 0.16 0.6/1.33
Máy bào ngang 1 50 8 0.16 0.6/1.33
Máy mài tròn 2 51 7 0.16 0.6/1.33
Máy khoan đứng 1 52 2 0.16 0.6/1.33
Thùng tôi 3 56
Bàn thợ nguội 1 57 24 0.16 0.6/1.33
Máy mài phá 1 58 3 0.16 0.6/1.33
Máy cắt 1 60 2 0.16 0.6/1.33
Tấm cữ ( đánh dấu ) 1 61

Bàn thợ nguội 1 63
Cộng theo nhóm 1 19 77 0.16 0.6/1.33
Nhóm 2
Bàn thợ nguội 1 21 3 0.16 0.6/1.33
Máy mài dao cắt gọt 1 22 1 0.16 0.6/1.33
Máy mài sắc vạn năng 7 30 0.16 0.6/1.33
Lò điện kiểu buồng 1 31 0.16 0.6/1.33
Lò điện kiểu đứng 1 32 25 0.16 0.6/1.33
Lò điện kiểu bể 1 33 30 0.16 0.6/1.33
Bể điện phân 1 34 10

Tấm cữ ( Đánh dấu ) 1 25 0.16 0.6/1.33
Tấm kiểm tra 1 26 0.16 0.6/1.33
Máy mài phá 1 27 3
Cưa tay 1 28 1
Bàn thợ nguội 7 30 0.16 0.6/1.33
Cộng theo nhóm 5 16 14 0.16 0.6/1.33
Nhóm 6
Máy tiện tự động 3 2 5 0.16 0.6/1.33
Máy tiện tự động 2 3 14 0.16 0.6/1.33
Máy bào ngang 2 12 9 0.16 0.6/1.33
Máy xọc 4 13 8 0.16 0.6/1.33
Máy xọc 1 14 3 0.16 0.6/1.33
Máy khoa hướng tâm 1 17 2 0.16 0.6/1.33
Máy tiện ren 1 45 5 0.16 0.6/1.33
Cộng theo nhóm 6 14 46 0.16 0.6/1.33
Nhóm 7
Máy tiện ren 1 1 5 0.16 0.6/1.33
Máy tiện rêvônve 1 6 2
Máy phay vạn năng 2 7 3
Máy phay ngang 1 8 2 0.16 0.6/1.33
Máy phay đứng 2 9 14 0.16 0.6/1.33
Máy phay đứng 1 10 7 0.16 0.6/1.33
Máy xọc 4 13 8 0.16 0.6/1.33
Máy doa ngang 1 16 5 0.16 0.6/1.33
Máy mài phẳng 2 18 9 0.16 0.6/1.33
Máy mài tròn 1 19 6 0.16 0.6/1.33
Máy mài trong 1 20 3 0.16 0.6/1.33
Cưa máy 1 29 2 0.16 0.6/1.33
Cộng theo nhóm 7 18 66 0.16 0.6/1.33
a : Tính toán phụ tải cho nhóm

tra bảng PL.1.6- thiết kế cấp điện ta được kmax=2,7
Phụ tải tính toán của nhóm 1:
P
tt
= k
max
.k
sd
. P
đmn1
= 2,7.0,16 .44,25= 19,116 (kW)
Q
tt
= P
tt
.tgφ = 19,116.1,52 = 29,056 (kVAr)
S
tt
= = = = 34,756 (kVA)
I
tt
= = = 52,806 (A)
Với
mm
K
=3
Dòng điện dỉnh nhọn:
I
đn1
= k

Q
tt
(kVAr)
S
tt
(kVA)
I
tt
(A)
1 6 1 44,25 2.7 62,1 19.116 29.056 34,756 52.806
2 10 5 62,80 2.74 35,35 27.531 41,848 50,076 76.050
3 11 3 28,7 1,983 17,676 9.105 13.84 16.555 24.309
4 11 9 73,5 1,983 25,25 23,320 35,446 42,400 64,420
5 4 2 14,6 1,74 11,363 4,065 6,179 7,396 11,237
6 7 4 11,25 2.68 7,323 4,824 3,174 5,775 8,744
Tổng 235.1 - 159,062 87,961 129,543 156,958 237,566
Phụ tải đỉnh nhọn của các nhóm phụ tải:
Bảng 2.3. Phụ tải đỉnh nhọn của các nhóm phụ tải
Nhóm 1 2 3 4 5 6
I
đn
(A) 230,657 176,492 74,508 136,13 43,508 29,541
Các số liệu trên sẽ là căn cứ để thiết kế mạng điện hạ áp trong phân xưởng sửa
chữa cơ khí cũng như lựa chọn các thiết bị cho mạng điện hạ áp của phân xưởng.
2.3.2: Xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng sửa chữa cơ khí
Phụ tải tính toán động lực của toàn phân xưởng
Ta có công thức tính phụ tải động lực của toàn phân xưởng:
P
ttđl
=k

= 15,5 (w/m
2
) suất phụ tải chiếu sang trên một đơn vị diện tích.
Theo mặt bằng nhà xưởng có : F
pxscck
= 1150 m
2
Có P
csPX
= 15,5.1150 = 17,825.10
3
W = 17,825 kW
Phụ tải tính toán cho toàn bộ phân xưởng sửa chữa cơ khí.
Các công thức tính toán:
P
ttPX
= P
ttđlPX
+ P
csPX
(kW)
Q
ttPX
= k
đt
ΣQ
ttnh
+ Q
ttcsPX
(kVAr)

ttcsPX
= 0.
Thay số vào ta có:
P
ttPX
= 74,766 + 17,825 = 92,591 (kW)
Q
ttPX
= 110,111 (kVAr)
2.4: Xác định phụ tải tính toán cho các phân xưởng
Đối với các phân xưởng của nhà máy ta chỉ biết được công suất đặt và diện
tích của toàn phân xưởng. Vì vậy phụ tải động lực của các phân xưởng được tín
theo hệ số nhu cầu của các phân xưởng, phụ tải chiếu sáng được tính theo công
suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích.
Công thức tính phụ tải động lực:
P
đlPX
= k
nc
.P
đPX
(kW)
Công thức tính phụ tải chiếu sáng:
P
cs
= P
0
.F (kW)
Các hệ số k
nc

T
T
Tên phân xưởng Diện tích F(m2) Po(W/m2) Pcs(kw)
1 Khu nhà phòng ban quản lý
và xưởng thiết kế
2050 20-27 40,95
2 PX đúc 3150 12-15 36,15
3 PX gia công cơ khí 3500 13-16 43,13
4 PX cơ lắp ráp 4370 13-16 53,86
5 PX luyện kim màu 3650 15 46,5
6 PX luyện kim đen 2700 15 40,5
7 PX sữa chữa cơ khí 1150 13-16 16,68
8 PX rèn dập 3460 13-16 42,65
9 PX nhiệt luyện 2000 15 25,5
10 Bộ phận nén khí 1950 10-15 20,72
11 Trạm bơm 810 10-15 10,12
12 Kho vật liệu 2980 16 40,5
2.4.2 Phụ tải động lực của các phân xưởng |
Từ công suất định mức của các phân xưởng và nhu cầu sủ dụng điện của các phân
xưởng ta tính được công suất phụ tải động lực của các phân xưởng. Áp dụng phương
pháp tính trên, tra cứu hệ số nhu cầu và hệ số công suất cho từng phân xưởng, căn cứ vào
công suất đặt các phân xưởng tính toán ta được bảng kết quả sau (theo PL I.1+ PL I.3 Trị
số sử dụng trung bình k
sd
và cosφ của các phân xưởng - Thiết kế cấp điện – Ngô Hồng
Quang – Vũ Văn Tẩm):
Bảng 2.5: phụ tải động lực của các phân xưởng
T
T
Tên phân xưởng Pđ(kw) Knc Pđl(kw)

tt
(kV Ar)
S
tt
(kVA)
1
Khu nhà phòng
ban quản lý và
xưởng thiết kế
0.65 150 40,95
190,95 644.93 293,77
2
PX đúc
0.65 975 36,15
1011,15 1182,16 1555,61
3
PX gia công cơ
khí
0.55 1980 43,13
2023,13 3072,08 3678,42
4
PX cơ lắp ráp
0.55 1120 53,86
1173,86 1782,5 2134,3
5
PX luyện kim màu
0.75 1170 46,5
1216,5 1072,85 1622
6
PX luyện kim đen

+ P
ttcsNM
Q
ttNM
= k
đt
+ Q
ttcsNM
S
ttNM
=
cosφ
NM
=
Trong đó: P
ttcsNM
và Q
ttcsNM
là phụ tải tính toán chiếu sáng bên ngoài nhà máy
(bao gồm chiếu sáng đường đi, bãi tróng, chiếu sáng bảo vệ… trong xí nghiệp).
Hệ số đồng thời của các phân xưởng tra trong thiết kế cấp điện lấy:
k
đt
= 0,85.
Từ kết quả tính toán cho các phân xưởng, thay vào các công thức trên ta
được:
P
ttNM
= 0,85.12417,6 = 10555 (kW)
Q

phụ tải tính toán của phân xưởng đó theo một tỉ lệ nhất định. Nếu coi phụ tải mỗi phân
xưởng là một hình tròn theo diện tích tương ứng với phụ tải tính toán của phân xưởng thì
tâm hình tròn phụ tải trùng với tâm hình học của phân xưởng đó.
Trên biểu đồ phụ tải thể hiện:
+ Diện tích biểu đồ thể hiện phụ tải tính toán của phân xưởng, vì vậy bán kính của
biểu đồ phụ tải phân xưởng i được xác định bởi công thức sau:
R
PXi
= (mm).
Trong đó:
S
ttpxi
(kVAr) là phụ tải tính toán của phân xưởng i.
m (kVAr/mm
2
) là hệ số tỉ lệ thể hiện phụ tải trên diện tích.
+ Cơ cấu cuả biểu đồ phụ tải thể hiện tỉ lệ giữa phụ tải chiếu sáng và phụ tải động
lực của mỗi phân xưởng, do đó góc của phụ tải chiếu sáng được xác định bởi công thức
sau: α
csPXi
=
Trong đó: P
csPXi
(kW) là phụ tải chiếu sáng của phân xưởng i.
P
ttPXi
(kW) là phụ phụ tải tính toán của phân xưởng i.
Để có sự thống nhất trên biểu đồ và thể hiện được tương quan phụ tải giữa các phân
xưởng thì việc chọn hệ số tỉ lệ m ở trên là như nhau cho tất cả các phân xưởng
Bảng 2.5: Biểu đồ phụ tải của các phân xưởng

2
15.7 12,9
3
PX gia công cơ khí
2023,13
43,13
3678,42
2
24,2 7,7
4
PX cơ lắp ráp
1173,86
53,86
2134,3
2
18,4 16,5
5
PX luyện kim màu
1216,5
46,5
1622
2
16,1 13,8
6
PX luyện kim đen
1665,5
40,5
2220,67
2
18,8 8,7

Khi tính toán ra kết quả nếu quá gần các phân xưởng thì có thể hiệu chỉnh ra khoảng
trống cách đó gần nhất để thuận lợi đặt trạm biến áp trung tâm.
class="bi x2 y1b7 w1 h20"
Chương III:Thiết kế mạng hạ áp cho phân xưởng sửa chữa cơ khí
3.1. Giới thiệu chung về phân xưởng.
Phân xưởng sửa chữa cơ khí có diện tích 1150 (m
2
) gồm 43 thiết bị chia làm 6
nhóm phụ tải. Công suất tính toán của phân xưởng S
tt
= 117,28 (kVAr) trong đó công
suất chiếu sáng P
cs
= 16,68 (kW), công suất phụ tải động lực là P
đl
= 71,281 (kW). Trong
phân xưởng hầu hết tập trung các phụ tải là động cơ điện, dùng chung một điện áp lưới
380/220 V, tần số công nghiệp là 50Hz. Yêu cầu cung cấp điện với phân xưởng sửa chữa
là không cao. Phân xưởng được đánh giá là hộ tiêu thụ điện loại III.
Trình tự thiết kế
a. Vạch phương án di dây
b. Lựa chọn phương án di dây
c. Lựa chọn các thiết bị điện
d. Tính toán ngắn mạch cho hạ áp
3.2.Lựa chọn phương án cấp điện .
Lựa chọn phương án cấp điện là vấn đề rất quan trọng vì nó ảnh hưởng trực tiếp
đến vận hành khai thác và phát huy hiệu quả cấp điện. Để chọn phương án cấp điện
an toàn phải tuân theo các điều kiện sau;
+ Đảm bảo chất lượng điện năng
+ Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện về tính liên tục phù hợp với yêu cầu