Đồ án Thiết kế cung cấp điện
TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC
ĐỒ ÁN CUNG CẤP ĐIỆN
Đề tài : Thiết kế cung cấp điện
cho một phân xưởng sản xuất công nghiệp
Giáo viên hướng dẫn: TS.Phạm Mạnh Hải
Sinh viên thực hiện: Bùi Ngọc Cương
Mã SV: 1181130107
Lớp: Đ6.ĐCN2 (Học lại)
Thiết kế cung cấp điện
GVHD: TS. Phạm Mạnh Hải Page 1
Đồ án Thiết kế cung cấp điện
Bài 14A
“thiết kế cung cấp điện cho một phân xưởng sản xuất công nghiệp”
Sinh viên : Bùi Ngọc Cương
Lớp: D6-DCN2
Thời gian thực hiện _______________________________________
A. Dữ liệu.
Thiết kế mạng điện cung cấp cho một phân xưởng với số liệu cho trong bảng số liệu thiết kế
cấp điện phân xưởng. Tỷ lệ phụ tải loại I là 60%. Hao tổn điện áp cho phép trng mạng điện hạ
áp ∆U
cp
= 5%. Hệ số công suất cần nâng lên là cosφ = 0,90. Hệ số chiết khấu i = 12%; công suất
ngắn mạch tại điểm đấu điện S
k
, MVA; Thời gian tồn tại của dòng ngắn mạch t
k
= 2,5. Giá
thành tổn thất điện năng c
∆
= 1500 đ/kWh; công suất thiệt hại do mất điện g

25
Máy tiện bu lông 0,30 0,58 1,5+2,8+3+3+5,5+10+10
17 Máy ép 0,41 0,63 13
18;21 Cần cẩu 0,25 0,67 4,5+13
22;23 Máy ép nguội 0,47 0,70 30+45
26;39 Máy mài 0,45 0,63 2,8+4,5
GVHD: TS. Phạm Mạnh Hải Page 2
Đồ án Thiết kế cung cấp điện
27;31 Lò gió 0,53 0,9 4+5,5
28;34 Máy ép quay 0,45 0,58 22+30
32;33 Máy xọc.(đục) 0,4 0,60 4+5,5
35;36;37;
38
Máy tiện bu lông 0,32 0,55 2,2+2,8+4,5+5,5
40;43 Máy hàn 0,46 0,82 30+28
41;42;45 Máy quạt 0,65 0,78 4,5+5,5+7,5
44 Máy cắt tôn 0,27 0,57 2,8
Hình 1.1. Sơ đồ mặt bằng phân xưởng cơ
khí – sửa chữa N
0
1
GVHD: TS. Phạm Mạnh Hải Page 3
Đồ án Thiết kế cung cấp điện
GVHD: TS. Phạm Mạnh Hải Page 4
Đồ án Thiết kế cung cấp điện
B. Nội dung của bản thuyết minh gồm các phần chính sau:
I. Thuyết minh
1.Tính toán chiếu sáng cho phân xưởng
2.Tính toán phụ tải điện
2.1. Phụ tải chiếu sáng

nghiệp, nhà máy là rất cần thiết. Nhờ vào việc tính toán thiết kế cung cấp điện mà
nguồn năng lượng điện được truyền tải từ nhà máy và trạm phân phối điện năng
đến nơi tiêu thụ một cách an toàn và hiệu quả nhất.
Đồ án môn học là kết quả của sự vận dụng các kiến thức đã học vào thực tế để
tính toán thiết kế cung cấp điện cho một phân xưởng, cũng vì thế, mà qua đồ án
chúng ta có thể hiểu rõ hơn được những gì đã học ở lý thuyết mà chưa có dịp để
ứng dụng vào thực tiễn và chúng ta cũng có thể hình dung được ý nghĩa của bộ
môn cung cấp điện trong ngành điện khí hoá - cung cấp điện. “Thiết kế cung cấp
điện cho một phân xưởng sửa chữa cơ khí” là nhiệm vụ của đồ án môn học cung
cấp điện và cũng là cơ sở để chúng ta thiết kế những mạng điện lớn hơn sau này.
Do trình độ có hạn và kinh nghiệm còn hạn chế, vì vậy mà trong quá trình
thực hiện tập đồ án này, chắc chắn không tránh khỏi sai sót. Kính mong quý thầy
cô và các bạn góp ý để chúng em có cơ hội bổ sung vào vốn kiến thức của mình.
Và đây cũng là dịp để chúng em kiểm tra lại kiến thức chuyên ngành về cung cấp
điện sau khi đã học xong môn học cung cấp điện.
Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy đã chỉ bảo và hướng dẫn tận tình để
chúng em hoàn thành tập đồ án này.
Hà nội, ngày 17 tháng 1năm 2014
Giáo viên hướng dẫn: TS.Phạm Mạnh Hải
Sinh viên thực hiện: Bùi Ngọc Cương
GVHD: TS. Phạm Mạnh Hải Page 6
Đồ án Thiết kế cung cấp điện
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN


Các yêu cầu của hệ thống chiếu sáng:
• Không bị lóa mắt :vì với cường độ ánh sáng mạnh sẽ làm cho mắt
có cảm giác loá, thần kinh bị căng thẳng, thị giác sẽ mất chính xác.
• Không bị lóa mắt do phản xạ :khi bố trí đèn phải tránh hiện tượng
các tia phản xạ mạnh phát ra từ các vật công tác.
• Không có khoảng tối : ở phân xưởng không nên có bóng tối mà
phải sáng đồng đều, để có thể quan sát được toàn bộ phân xưởng.
• Phải có độ rọi đồng đều : phải có độ rọi đồng đều để khi quan sát
từ nơi này sang nới khác mắt không phải điều tiết quá nhiều gây
mỏi mắt.
• Phải tạo được ánh sáng giống với ánh sáng tự nhiên : điều này
quyết định thị giác của ta đánh giá là chính xác hay sai lầm.
GVHD: TS. Phạm Mạnh Hải Page 8
Đồ án Thiết kế cung cấp điện
Với các phân xưởng sản xuất công nghiệp thường sử dụng hệ thống chiếu
sáng chung, khi cần tăng cường ánh sáng tại điểm làm việc đã có hệ thông chiếu
sáng cục bộ. Sau đây là phần tính toàn chiếu sáng chung cho toàn phân xưởng.
1.1 Xác định số lượng, công suất bóng đèn.
Do yêu cầu công việc cần hiệu suất phát quang lớn, quang thông ít thay đổi
khi có sự thay đổi của điện áp để tránh mỏi mắt và cần ánh sáng thực để đảm bảo
độ chính xác của sản phẩm nên ta chọn bóng đèn sợ đốt để đảm bảo yêu cầu chiếu
sáng.
Coi tường nhà màu vàng, sàn nhà màu xám, trần nhà màu trắng. Chọn độ rọi yêu
cầu là: E
yc
= 50 (lux)
Theo biểu đồ Kruithof , ứng với E
yc
= 50 (lux) nhiệt độ màu cần thiết là θ
m

trần
= 50%.
=> tra bảng tìm được k
ld
= 0,6 (Tra bảng 47.pl.TK1)
Ta có : hệ số dự trữ k
dt
= 1,3; hệ số hiệu dụng của đèn là η = 0.58
=> Quang thông tổng của phân xưởng :
F
∑
= = = 161379,31 (lumen)
=> Số đèn cần thiết là
N
đ
= = = 53.79
Căn cứ vào kích thước nhà xưởng ( 36 x 24 ) ta chọn khoảng cách giữa các đèn là
L
d
= 4,2 m và L
n
= 4,1m. Khoảng cách từ đèn đến tường dọc là q=1,5 m, khoảng
cách từ đèn đến tường ngang là p = 1,6 m.
GVHD: TS. Phạm Mạnh Hải Page 10
Đồ án Thiết kế cung cấp điện
Hình 1.2. sơ đồ phân bố đèn.
Kiểm tra điều khiện
Thay số =>
Như vậy việc bố trí đèn là hợp lý. Vậy số lượng đèn dự tính để đảm bảo chiếu sáng
hệ thông chiếu sáng chung là N = 54 đèn.

= P
cs.chung
+ P
cs.cục bộ
= 10,8 + 4,66 = 15,46 (kW)
2.2. Phụ tải thông thoáng và làm mát.
Lưu lượng gió cấp vào phân xưởng là
L = K.V
Trong đó :
L : lưu lượng không khí cấp vào phân xưởng (m
3
/h)
V : thể tích phân xưởng (m
3
)
K : bội số tuần hoàn (lần/h). Được xác định dựa vào bảo số liệu sau:
GVHD: TS. Phạm Mạnh Hải Page 12
Đồ án Thiết kế cung cấp điện
GVHD: TS. Phạm Mạnh Hải Page 13
Đồ án Thiết kế cung cấp điện
Phòng Bội số tuần hoàn K (lần/h)
Phòng kĩ thuật sản xuất 20-30
Phòng máy phát điện 20-30
Trạm biến thế 20-30
Phòng bơm 20-30
Kho chứa bình thường 1-2
Chọn K = 23 lần/h
Thể tích phân xưởng
V = 24.36.4,2 = 3628.8 (m
3

- Các thiết bị trong nhóm nên có cùng chế độ làm việc để thuận tiện cho
việc tính toán phụ tải.
- Các thiết bị trong mỗi nhóm cần được phân bố đều để tổng công suất
của các nhóm chênh lệch nhau không quá lớn. Để thuẩn tiện cho việc
chọn các thiết bị cung cấp điện sau này.
- Số thiết bị trong 1 nhóm ko nên quá nhiều. Vì nếu số thiết bị trong 1
nhóm quá nhiều sẽ dẫn đến phực tạp trong quá trình vận hành và giảm
độ tin cậy cho từng thiết bị cung cấp điện.
Căn cứ vào các tiêu chí trên, ta chia phân xưởng thàng 6 nhóm như trong sơ
đồ dưới đây:
GVHD: TS. Phạm Mạnh Hải Page 15
Đồ án Thiết kế cung cấp điện
Hình 2.1: Sơ đồ phân nhóm phụ tải.
• Nhóm 1 :
Bảng 2.1:Bảng phụ tải nhóm 1:
ST
T
Số hiệu Tên thiết bị k
sd
cos
φ
P
GVHD: TS. Phạm Mạnh Hải Page 16
Đồ án Thiết kế cung cấp điện
1 1 Máy mài nhẵn tròn 0,35 0,67 3
2 8 Máy mài nhẵn tròn 0,35 0,67 12
3 2 Máy mài nhẵn phẳng 0,32 0,68 1,5
4 9 Máy mài nhẵn phẳng 0,32 0,68 4,5
5 10 Máy tiện bu lông 0,3 0,65 0,8
6 19 Máy khoan 0,27 0,66 0,8

hiệu
Tên thiết bị K
sd
cosφ P
1 6 Máy phay 0,26 0,56 1,5
2 7 Máy phay 0,26 0,56 2,8
3 14 Máy tiện bu lông 0,3 0,58 3
4 15 Máy tiện bu lông 0,3 0,58 3
5 16 Máy tiện bu lông 0,3 0,58 5,5
6 24 Máy tiện bu lông 0,3 0,58 10
7 25 Máy tiện bu lông 0,3 0,58 10
8 26 Máy mài 0,45 0,63 2,8
Tổng 38,6
GVHD: TS. Phạm Mạnh Hải Page 18
Đồ án Thiết kế cung cấp điện
Nhóm 4
Bảng 2.4: Bảng phụ tải nhóm 4.
ST
T
Số
hiệu
Tên thiết bị K
sd
cosφ P
1 31 Lò gió 0,53 0,9 5,5
2 40 Máy hàn 0,46 0,82 30
3 41 Máy quạt 0,65 0,78 4,5
4 42 Máy quạt 0,65 0,78 5,5
5 43 Máy hàn 0,46 0,82 28
6 44 Máy cắt tôn 0,27 0,57 2,8

2 29 Máy khoan 0,27 0,66 1,2
3 30 Máy khoan 0,27 0,66 1,5
4 34 Máy ép quay 0,45 0,58 30
5 35 Máy tiện bu lông 0,32 0,55 2,2
6 36 Máy tiện bu lông 0,32 0,55 2,8
Tổng 59,7
* Tính toán phụ tải
Sử dụng phương pháp tính toán theo hệ số nhu cầu để tính toán phụ tải cho các
nhóm.
* Nhóm 1
Hệ số sử dụng tổng hợp của nhóm 1:
k
sd∑1
= = = 0,38
=>Tra bảng 2.pl.BT ta có k
b
= 0,4
Tỷ số giữa công suất thụ điện lớn nhất và nhỏ nhất trong nhóm là:
k
1
= = = 16.25
=> k
1
> k
b
Số lượng hiệu dụng của nhóm được xác định theo biểu thức :
n
hd1
= = = 8,37
Hệ số nhu cầu của nhóm :

= = =35,285 (kVA)
* Các nhóm còn lại tính toán tương tự. Ta có bản số liệu sau:
Bảng 2.7. Bảng tổng hợp phụ tải động lực của các nhóm
Nhó
m
k
sd∑
n
hd
k
nc
cosφ P(kW)
Q(kVAr
)
S(kVA
)
1 0,38 8,37
0,59
4
0,68 23,997 25,868 35,285
2
0,43
5
3,345
0,74
4
0,68
8
68,82 76,66 103,2
3

Tổng
0,42
4
4,894
0,68
4
0,60
2
169,14
4
224,35 280,95
Hệ số sử dụng tổng hợp của phân xưởng:
k
sd∑
= = = 0,424
Số lượng hiệu dụng của của phân xưởng:
n
hd∑
= = = 4,894
Hệ số nhu cầu của phân xưởng:
k
nc∑
= k
sd∑
+ = 0,424 + = 0,684
Tổng công suât tiệu thụ phụ tải động lực của phân xưởng:
P
dl
= k
nc∑

Ở bài toán này ta xác định phụ tải tổng hợp theo phương pháp số gia.
Ta có P
cs
< P
lm
< P
dl
Tổng công suất tính toán của 2 nhóm phụ tải chiếu sáng và làm mát là :
P
cs.lm
= P
lm
+ k
cs
.P
cs
= P
lm
+ .P
cs
(do mạng điện hạ áp)
= 16,96 + .15,46 = (26,80 kW)
Tổng công suất tính toán toàn phân xưởng là :
P
∑
= P
dl
+ .P
cs.lm
= 169,144 +.26,80 = 186,818 (kW)

thành cơ năng hoặc nhiệt năng trong các máy dùng điện; còn công suất phản kháng
Q là công suất từ hoá trong các máy điện xoay chiều, nó không sinh ra công. Quá
trình trao đổi công suất phản kháng giữa máy phát điện và hộ dùng điện là một quá
trình dao động. Mỗi chu kì của dòng điện Q đảo chiều 4 lần, giá trị trung bình của
Q4 trong ½ chu kì dòng điện bằng không. Cho nên việc tạo ra công suất phản
không đòi hỏi tiêu tốn năng lượng của động cơ sơ cấp quay máy phát điện.
Nâng cao hệ số công suất là một trong những biện pháp quan
trong để tiết kiệm điện năng. Sau đây là những hiệu quả do việc nâng cao hệ số
công suất đem lại:
• Giảm tổn thất điện năng của mạng điện.
• Giảm tổn thất điện áp trong mạng điện.
• Tăng khả năng truyền tải của đường dây và máy biến áp
2.5.1. Xác định dung lượng bù cần thiết.
Trước khi có hệ thống tụ bù công suất, ta có :
+ Tổng công suất tác dụng : P
∑
= 186,818 kW
+ Tổng công suất phản kháng: Q
∑
= 212,60 kVAr
+ Hệ số công suất : Cosφ
∑
= 0,66 => tgφ
∑
= 1,138
Mà yêu cầu hệ số công suất cần nâng lên là cosφ
yc
= 0,9 => tgφ
yc
= 0,48