Đinh Hương Giang
Lời Mở Đầu
Như chúng ta đã biết, cho đến nay thì nền kinh tế nước ta đã đạt được rất
nhiều thành tựu to lớn về phát triển kinh tế xã hội tạo tiền đề cơ bản để bước vào
thời kỳ mới, thời kì công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước mà ở đó ngành
điện luôn đóng vai trò chủ đạo. Cũng chính vì vai trò vô cùng quan trọng của
ngành điện mà những người kỹ sư hệ thống điện phải có được những vốn kiến
thức vững chắc về ngành để tạo nên những hệ thống chất lượng, thỏa mãn các
yêu cầu về kinh tế cũng như kỹ thuật khi đưa vào vận hành thực tế. Các chỉ tiêu
đặt ra khi tiến hành khảo sát thiết kế cung cấp điện là:
- Đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật
- Độ tin cậy cung cấp điện cao
- Vốn đầu tư nhỏ nhất.
Các yêu cầu trên luôn mang tính chất đối lập nhau, vì vậy câu hỏi luôn
được đặt ra là làm thế nào để có được một hệ thống tối ưu. Câu trả lời sẽ có
trong môn học “ Hệ thống cung cấp điện”. Sau gần 3 năm học tập tại trường
“ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC” em đã phần nào nắm bắt được những kiến thức cơ bản
của ngành điện và công việc của những người kỹ sư hệ thống điện trong tương
lai bằng rất nhiều môn học thiết thực mang tính ứng dụng cao. Với vốn kiến
thức nhỏ bé của mình cùng với sự giúp đỡ tận tình của thầy giáo bộ môn, cho
đến nay em đã thực hiện nghiên cứu tính toán thiết kế hoàn chỉnh một hệ thống
cung cấp điện mang tính chất thực tế cao và từ đó hoàn thành xong bản đồ án
môn học “ Hệ thống cung cấp điện”.
___________________________Trang 1_____________________________
Đinh Hương Giang
Do kiến thức nắm bắt về ngành và kiến thức thực tế có hạn nên bản đồ án
không thể tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận được sự góp ý của các
thầy cô để em có được một bản đồ án hoàn chỉnh có thể đưa vào thực tế và làm
tài liệu phục vụ hữu ích cho công việc của em sau này.
___________________________Trang 2_____________________________
Đinh Hương Giang

T
M
(h) L(m) Hướng nguồn
310 78 4480 350 Đông
Theo
sơ đồ
mặt
bằng
(n)
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,
cos
ϕ
1 Bộ phận điện 80 700 0.54 0.68
2 Phân xưởng Rơngen 30 880 0.52 0.53

5 6
8
9
13
10
11
12
15
14
O
___________________________Trang 4_____________________________
Đinh Hương Giang
B. Nhiệm vụ thiết kế chính.
I. Tính toán phụ tải
II. Xác đinh sơ đồ nối dây của mạng điện nhà máy
III.Tính toán điện
IV. Chọn và kiểm tra thiết bị điện
V. Tính toán bù hệ số công suất
C. Yêu cầu về bản vẽ
1. Sơ đồ mặt bằng xí nghiệp với sự bố trí các thiết bị và biểu đồ phụ tải.
2. Sơ đồ mạng điện trên mặt bằng xí nghiệp (gồm cả sơ đồ của các phương
án so sánh).
3. Sơ đồ nguyên lý mạng điện.
4. Sơ đồ trạm biến áp nguồn.
5. Bảng số liệu và các kết quả tính toán.
CHƯƠNG I – TÍNH TOÁN PHỤ TẢI
Nhà máy, xí nghiệp sản xuất ra một hoặc nhiều loại sản phẩm trong quá
trình hoạt động. Những sản phẩm này luôn luôn đòi hỏi tính cạnh tranh cao đặc
biệt là về giá thành. Trong giá thành sản phẩm, chi phí tiêu thụ điện năng và thời
gian thu hồi vốn đầu tư đóng góp một phần đáng kể vào giá thành sản phẩm.

)
P
cs
= P
0
x D (kW)
Vì dùng đèn sợi đốt để chiếu sáng nên: Q
cs
= 0 (kVAr)
 Phụ tải tính toán cho phân xưởng:
P
tt
= P
dl
+ P
cs
(kW)
Q
tt
= Q
dl
+ Q
cs
(kVAr)
S
tt
= (kVA)
I
tt
= (A)

8
9
13
10
11
12
15
14
7.0000
1.8000
1.7000
0.5000
0.9000
2.2000
1.8000
1.8000
1.0000
1.2000
2.2000
1.1000
1.9000
0.8500
1.9000
4.0000
1.0000
0.5000
2.9000
1.0000
0.3500
0.8500

P
tt
= P
dl
+ P
cs
= 378 + 23.1 = 401.1 (kW) ;
Q
tt
= Q
dl
+ Q
cs
= 407.58 (kVAr);
S
tt
= = 571.841 (kVA);
___________________________Trang 8_____________________________
Đinh Hương Giang
Tính toán hoàn toàn tương tự với các phân xưởng và phụ tải khác ta được bảng kết quả phụ tải tính toán như sau:
Bảng 1. Phụ tải tính toán cho các phân xưởng
n
Tên
phân
xưởng
và phụ
tải
Số
thiế
t bị

(kW)
Q
tt
(kVAr
)
S
tt
(kVA)
1
Bộ
phận
điện
80
70
0
0.5
4
0.6
8
1.0
8
70.0
0
22.0
0
1540.0
0
378.00
407.5
8

0
0.4
1
0.6
2
1.2
7
17.0
0
22.0
0
374.00 151.70
191.9
7
5.61 0.00 157.31 191.97 248.19
4
Phân
xưởng
oxyt
nhôm
10
25
0
0.4
3
0.6
8
1.0
8
9.00

0.5
2
0.5
6
1.4
8
10.5
0
8.50 89.25 156.00
230.7
9
1.34 0.00 157.34 230.79 279.32
7
Phân
xưởng
đúc
60
80
0
0.4
1
0.7
8
0.8
0
40.0
0
18.0
0
720.00 328.00

55
0
0.4
3
0.6
7
1.1
1
13.0
0
8.00 104.00 236.50
262.0
4
1.56 0.00 238.06 262.04 354.03
1
0
Lò hơi 40
80
0
0.4
3
0.7
2
0.9
6
22.0
0
12.0
0
264.00 344.00

1.1
1
11.0
0
8.50 93.50 12.40 13.74 1.40 0.00 13.80 13.74 19.47
___________________________Trang 11_____________________________
Đinh Hương Giang
1
3
Xưởng
năng
lượng
40
35
0
0.4
3
0.7
2
0.9
6
10.0
0
18.0
0
180.00 150.50
145.0
6
2.70 0.00 153.20 145.06 210.98
1

8.50 161.50 12.50 8.73 2.42 0.00 14.92 8.73 17.29
Tổng
2804.9
0
2874.7
0
3161.4
2
4311.7
4
___________________________Trang 12_____________________________
Đinh Hương Giang
1.2 Tổng hợp phụ tải của toàn nhà máy, xây dựng biểu diễn biểu đồ phụ tải
trên mặt bằng nhà máy dưới dạng hình tròn bán kính r
1.2.1 Tổng hợp phụ tải của toàn nhà máy.
P
ttnm
=K
đt
.
Với: K
đt
=0,9 là hệ số đồng thời của toàn nhà máy.
Vậy từ bảng trên ta có:
P
ttnm
=0.9×(2874.705)=2587.23 (kW)
Phụ tải phản kháng tổng hợp toàn nhà máy
Q
ttnm

tranh lãng phí và đạt được các chỉ tiêu kỹ thuật nhưn mong muốn. Tâm phụ tải
điện là điểm thoả mãn điều kiện mômen phụ tải đạt giá trị cực tiểu.
∑
n
ii
lP
1
→ min.
Trong đó: P
i
và l
i
: Công suất và khoảng cách của phụ tải thứ i đến tâm phụ tải.
2. Tính toạ độ tâm phụ tải của nhà máy
Tâm qui ước của phụ tải nhà máy được xác định bởi một điểm M có toạ độ
được xác định M(X
0
,Y
0
) theo hệ trục toạ độ xOy.
X
0
=
∑
∑
n
i
n
ii
S

S
i
: Công suất của phụ tải thứ i
Bảng 2. Tọa độ tâm phụ tải của các phân xưởng trên hệ tọa độ xOy
TT
Tên phân
xưởng
Công
suất S
(kVA)
Tọa độ
x.S y.S
x(m) y(m)
1 Bộ phận điện 571.841 35 69
20014.4
4 39457.03
2
Phân xưởng
Rơngen
866.559 90.5 69
78423.59 59792.57
3
Phân xưởng
đúc
248.195 114 69
28170.1
3 17125.46
4
Phân xưởng
oxyt nhôm

Vôi clorua
19.475 53.5 4.25
1041.913 82.76875
13
Xưởng năng
lượng
210.98 96 31
20254.0
8 6540.38
14
Nhà điều
hành, nhà ăn
79.1 122 4.25
9610.65 336.175
15 Gara ôtô 17.286 78.5 4.25 1356.951 73.4655
Tổng 4311.743 303633.9 185957.4
Xác định tâm phụ tải điện M(X
0
,Y
0
) cho toàn nhà máy theo công thức sau:
X
0
= = = 70.42(m)
Y
0
= = = 43.13(m)
Vậy tâm phụ tải điện của toàn xí nghiệp là: M(70.2 ; 43.13)
1.2.4 Xây dựng biểu diễn biểu đồ phụ tải trên mặt bằng xí nghiệp dưới dạng
đường tròn bán kính r

cs-i
của biểu đồ phụ tải các phân xưởng được ghi trong
bảng sau :
Bảng 3. tính toán thông số biểu đồ phụ tải
STT
n
P
cs
(kW)
P
dl
(kW)
S
tt
(kVA)
Tâm phụ tải
R
(m)
α
cs
(
độ)
X,m Y,m
1 23.1 378 571.84 35 69 6 22
Trang 17
Đinh Hương Giang
1
2 5.94 457.6 866.559 90.5 69 7.4 5
3 5.61 151.7 248.195 113.5 69 4 13
4 2.97

Đinh Hương Giang
• Sơ độ nhà máy kim loại màu khi gắn hệ tọa độ xOy:
8
O
x
y
13.6
1
2
3
4
7
5 6
8
9
13
10
11
12
15
14
• Biểu đồ phụ tải trên mặt phẳng nhà máy
Trang 19
Đinh Hương Giang
1
2
3
4
7
5

L - Khoảng cách từ trạm biến áp trung gian về nhà máy (km)
Trang 20
Đinh Hương Giang
Theo đề ra ta có : L = 350m = 0.35km
Như vậy cấp điện áp hợp lý để truyền tải điện năng về nhà máy sẽ là:
U = 4.34 × = 28.04 (kV)
Từ kết quả tính toán ta kết luận sẽ chọn cấp điện áp của nguồn cung cấp là
22kV do lưới trung áp 22kV đang được dùng phổ biến hơn lưới 35kV trong
thực tế mặt khác sử dụng lưới 22kV sẽ tiết kiệm được chi phí cho cách điện
của đường dây. Kết luận nguồn cấp là lưới 22kV.
2.2Xác định phương án cấp điện cho các trạm biến áp phân xưởng và vị trí
đặt trạm phân phối trung tâm.
 Các xí nghiệp công nghiệp là những hộ tiêu thụ điện tập trung, công suất
lớn. Điện năng cấp cho xí nghiệp được lấy từ trạm biến áp trung gian bằng
các đường dây trung áp. Cấp điện áp trong phạm vi đồ án được xác định là
cấp 22KV. Trong một xí nghiệp cần đặt nhiều trạm biến áp phân xưởng,
mỗi phân xưởng lớn một trạm, phân xưởng nhỏ đặt gần nhau chung một
trạm. Để cấp điện cho các trạm biến áp phân xưởng cần đặt tại trung tâm xí
nghiệp một trạm phân phối, gọi là trạm phân phối trung tâm (TPPTT).
Trạm phân phối trung tâm có nhiệm vụ nhận điện năng từ hệ thống về và
phân phối cho các trạm biến áp phân xưởng Trong các trạm phân phối
trung tâm không đặt trạm biến áp mà chỉ đặt các thiết bị đóng cắt.
 Xác định vị trí đặt trạm phân phối trung tâm: Trạm phân phối trung tâm sẽ
được đặt gần tâm phụ tải tính toán của toàn nhà máy, thuận tiện cho công
tác vận chuyển và lắp đặt, vận hành và sửa chữa khi có sự cố đảm bảo an
toàn và kinh tế. Áp dụng kết quả tính toán tâm phụ tải điện của toàn nhà
máy ta đã xác định ở trên là điểm M(70.2 ; 43.13) và dựa vào sơ đồ mặt
Trang 21
Đinh Hương Giang
bằng nhà máy kim loại màu ta đặt trạm phân phối trung tâm tại vị trí gần

tế
TPPTT B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7
x (m) 70 35
81.
5 113.5 40 60.5 91 22
y (m) 43 58 58 58 40 30.5 22 12
1) Tính toán công suất định mức của trạm biến áp là một tham số quan trọng
quyết định chế độ làm việc của hệ thống. Cần chọn máy biến áp có công
suất tối ưu tránh gây lãng phí vốn đầu tư và vấn đề tổn thất điện năng. Áp
dụng chọn máy biến áp với với hệ số quá tải của máy biến áp là 1.4 với hệ
số quá tải này thời gian quá tải không quá 5 ngày đêm, mỗi ngày quá tải
không quá 6h.
S
đmB
≥ (kVA)
Trang 23
Đinh Hương Giang
Trong đó:
 S
đmB
: Công suất tính toán định mức của máy biến áp sẽ sử dụng trong trạm
biến áp phân xưởng.
 ΣS
tt
: Tổng công suất tính toán của các phân xưởng mà trạm cung cấp điện.
 Tính toán chi tiết cho từng trạm biến áp như sau:
Bảng tính toán công suất MBA của trạm biến áp
phân xưởng B1

TT Tên phân xưởng

Thiệt hại do mất điện: Y=g
th
.P
thiếu
.t
sc
= 10000x86.88x24=20.86 (triệu đồng)
Bảng tính toán công suất MBA của trạm biến áp phân
Trang 24
Đinh Hương Giang
xưởng B2
TT Tên phân xưởng
Công
suất S
(kVA)
Sđm-tt
(kVA)
S
MBA
(kVA)
2
Phân xưởng
Rơngen
866.559
482.7972 560
Tổng 866.559
Trạm B2 khi có 1 máy biến áp sự cố thì công suất tải loại 3 cần cắt là:
S
cắt
= 866.559 – 1.4x560 = 82.559 (kVA)

Phân xưởng oxyt
nhôm
160.123
8 Phân xưởng cơ khí,
rèn
296.874
Trang 25