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

1.Tên đề thiết kế: Thiết kế HTCCĐ cho nhà máy (mặt bằng nhà máy số 4, mặt
bằng phân xởng sửa chữa cơ khí số 4)
2.Sinh viên thiết kế Xuân Anh Quân Lớp: TĐH1-K44
3.Cán bộ hớng dẫn : Thầy Phan Đăng Khải
Yêu cầu: Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy sản xuất đờng với các
số liệu cho dới bảng sau:
Stt Tên phân xởng Công suất đặt, kw
1 Kho củ cải đờng 350
2 Phân xởng thái và nấu củ cải đờng 700
3 Bộ phận cô đặc 550
4 Phân xởng tinh chế 750
5 Kho thành phẩm 150
6 Phân xởng sửa chữa cơ khí Theo tính toán
7 Trạm bơm 600
8 Kho than 350
Số liệu về mặt bằng phân nhà máy và xởng sửa chữa cơ khí theo đề ra.
Nhiệm vụ thiết kế
Website: http://www.docs.vn Email : [email protected] Tel : 0918.775.368
Website: http://www.docs.vn Email : [email protected] Tel : 0918.775.368
1.Mở đầu
1.1.Giới thiệu chung về nhà máy: Vị trí địa lý, kinh tế, đặc điểm công
nghệ, đặc điểm vầ phân bố phụ tải.
1.2.Nội dung tính toán thiết kế, các tài liệu tham khảo...
2. Xác định phụ tải của toàn phân xởng và nhà máy
3.Thiết kế mạng điện hạ áp cho phân xởng sửa chữa có khí
4. Thiết kế mạng điện hạ áp cho nhà máy
4.1.Chọn số lợng, dung lợng, vị trí đặt các trạm biến áp phân xởng
4.2.Chọn số lợng, dung lợng, vị trí đặt các trạm biến áp trung gian (trạm
biến áp xí nghiệp, nhà máy) hoặc trạm phân phối trung tâm.

.
Số liệu các phân xởng
Số tt Tên phân xởng Công suất đặt(kW)
1 Kho củ cải đờng 350
2 Phân xởng thái và nấu củ cải đờng 700
3 Bộ phận cô đặc 550
4 Phân xởng tinh chế 750
5 Kho thành phẩm 150
6 Phân xởng sửa chữa cơ khí Theo tính toán
7 Trạm bơm 600
8 Kho than 350
9 Chiếu sáng phân xởng Xác định theo tính toán
Nhà máy đờng có tầm quan trọng trong nền kinh tế ở khu vực nông thôn,
sự hoạt động của nó bảo đảm việc làm cho rất nhiều lao động trong nhà máy
cũng nh vùng nguyên liệu. Chất lợng điện áp ảnh hởng rất nhiều đến năng suất
và doanh thu của nhà máy. Do đó yêu cầu nhà máy đặt ra là phải đảm bảo cấp
điện liên tục nhng trong những trờng hợp đặc biệt vẫn có thể cắt điện. Vì vậy
nhà máy đợc liệt vào hộ tiêu thụ loại II. Ngoài ra một số phòng ban gián tiếp
thì đợc cấp điện theo hộ loại III.
Nguồn điện cấp cho nhà máy đợc lấy từ lới điện cách nhà máy 15 Km, đ-
ờng dây trên không lộ kép để truyền tải điện. Phụ tải điện của nhà máy tơng
đối tập trung, nguồn điện phục vụ các phân xởng chủ yếu là 0,4 KV. Ngoài ra
Website: http://www.docs.vn Email : [email protected] Tel : 0918.775.368
Website: http://www.docs.vn Email : [email protected] Tel : 0918.775.368
một số phân xởng có thêm cấp điện áp cao hơn. Nhà máy làm việc 3 ca nên
thời gian sử dụng công suất cực đại là T
max
= 5200 h.
Mặt bằng bố trí nhà máy


kinh tế phức tạp khi thiết kế cung cấp điện. Nó là cơ sở để thiết kế lắp đặt lựa
chọn các máy biến áp và các thiết bị khác. Nh vậy xác định phụ tải điện là giai
đoạn đầu tiên của công tác thiết kế hệ thống cung cấp điện. Mục đích là để lựa
chọn các thiết bị điện theo những phơng pháp phát nóng và các chỉ tiêu kính
tế.
Để có đợc phơng án tối u về kinh tế và kỹ thuật trong việc thiết kế hệ
thống cung cấp điện, ngời ta phải tính toán thật chính xác phụ tải điện. Nhìn
chung thì phụ tải đặt là khác so với phụ tải tính toán và ngời ta sẽ căn cứ vào
phụ tải tính toán để thiết kế cung cấp điện.
Có nhiều phơng pháp tính phụ tải tính toán, mỗi phơng pháp là một công
trình nghiên cứu khoa học và nó đã đợc kiểm nghiệm qua thực tế.
Đ2. các phơng pháp xác định phụ tải tính toán
1. Xác định phụ tải tính toán theo P
đm
và k
nc
P
tt
= k
nc
.P
đm
k
nc
tra trong sổ tay kĩ thuật, nếu không tra đợc có thể lấy k
nc
k
sd
. Thông
thờng k

P
tt
= p
o
.F
P
o
là suất trang bị điện cho một đơn vị diện tích và đợc tra trong sổ tay
kĩ thuật
Website: http://www.docs.vn Email : [email protected] Tel : 0918.775.368
Website: http://www.docs.vn Email : [email protected] Tel : 0918.775.368
F là diện tích nơi đặt thiết bị
5. Xác định phụ tải tính theo suất chi phí điện năng cho một đơn vị
sản phẩm và tổng sản phẩm sản xuất ra trong một thời gian khảo sát.
P
tt
=
t
Ma
0
a
0
là suất chi phí điện năng cho một đơn vị sản phẩm
M là tổng sản phẩm sản xuất ra trong thời gian khảo sát t
6. Xác định phụ tải tính toán theo k
max
và P
TB
Với P
TB

n
i
dmi
n
i
dmi
hq
p
p
n
1
2
2
1
][
- Số thiết bị lớn ta dùng công thức gần đúng để tính toán đơn giản
hơn

min
max
dm
dm
p
p
m
=
* Nếu m [ 8 và k
sd
0,4 thì lấy
hq

dm
n
i
i
dm
hq
p
p
n

=
=
Khi không áp dụng đợc hai trờng hợp trên thì tính
hq
n
nh sau
* Tính n và

=
n
i
dmi
p
1
gọi là P
* Tính n
1
và

=

* Từ
*
n
và
*
P
tra sổ tay tìm đợc
);(
***
Pnfn
hq
=
*
nnn
hqhq
.
*
=
Từ những phơng pháp xác định phụ tải tính toán trên ta chọn phơng pháp
xác định phụ tải tính toán cho các phân xởng.
a. Phân xởng sửa chữa cơ khí: do đã biết khá nhiều thông tin về phụ tải
nên có thể xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ số
cực đại P
tt
= k
max
P
TB
b. Các phân xởng còn lại: do mới biết công suất đặt nên phụ tải tính toán
đợc xác định theo phơng pháp sử dụng công suất đặt và hệ số nhu cầu

3. Thực hiện phân nhóm phụ tải điện
Mục đích:
- Xác định phụ tải tính toán đợc chính xác hơn
Website: http://www.docs.vn Email : [email protected] Tel : 0918.775.368
Website: http://www.docs.vn Email : [email protected] Tel : 0918.775.368
- Tạo điều kiện cho việc thiết kế cung cấp điện sau này
Các cơ sở phân nhóm phụ tải điện
- Các thiết bị trong cùng một nhóm nên ở gần nhau
- Các thiết bị trong nhóm nên có chế độ làm việc giống nhau để khi
xác định phụ tải tính toán có sai số bé.
- Tổng công suất nên tơng đơng nhau
- Số lợng các thiết bị trong các nhóm nên tơng đơng nhau để tiện cho
việc thiết kế sau này.
Dựa vào các tiêu chí và nguyên tắc ta tiến hành phân nhóm phụ tải điện từ
danh mục thiết bị mặt bằng thành nhóm phụ tải điện
Nhóm I
Số tt Tên thiết bị Số l-
ợng
Công
suất đặt
Kí hiệu I
đm
(A)
1 Búa hơi để rèn 2 10 1 25,3
2 Lò rèn 1 4,5 3 11,4
3 Quạt lò 1 2,8 5 7,1
4 Quạt thông gió 1 2,5 6 6,33
5 Dầm treo có palăng điện 1 4,85 11 12,3
6 Máy mài sắc 1 3,2 12 8,1
7 Thiết bị tôi bánh răng 1 18 25 45,6

0,63
5 Cần trục cánh có palăng điện 1 1.3 33
3,29
6 Máy bào gỗ 1 2 41
5,06
7 Máy khoan 1 1 42
2,53
8 Máy ca đai 1 4.5 44
11,4
9 Máy bào gỗ 1 7 46
17,7
10 Máy ca tròn 1 7 47
17,7
11 Thiết bị đo bi 1 23 37
58,2
Tổng 11 53.65
Nhóm IV
Stt Tên thiết bị số lợng P đặt Ký hiệu
I
đm
(A)
1 Máy nén khí 1 45 40
85,5
2 Quạt gió trung áp 1 9 48
17,1
3 Quạt gió số 9,5 1 12 49
22,8
4 Quạt số 14 1 28 50
34,2
Tổng 94

=
++++++
++++++
=






=
∑
∑
=
=
n
i
dm
n
i
dmi
hq
p
p
n
4
=
hq
n
Víi n

tt
=
6,74
38,0.3
1,49
.3
==
dm
tt
U
S
A
b. Nhãm II
Tra sæ tay cã k
sd
= 0.2; Cosϕ = 0.6
TÝnh n
hq
theo c«ng thøc
5
72,2.21065,428.2
)2,2.271065,428.2(
222222
2
1
2
2
1
=
+++++

sd
= 0,2 tra sæ tay cã k
max
= 2,42
⇒ P
tt
= k
sd
.k
max
.P
®m
Σ
= 0,2.2,42.87,9 = 42,54 kW
Q
tt
= P
tt
.tgϕ = 42,54.1,33 = 56,57 kar
S
tt
=
22
tttt
QP
+
= 70,79 kVA
I
tt
=






=
∑
∑
=
=
n
i
dm
n
i
dmi
hq
p
p
n
5
=
hq
n
Víi n
hq
= 5, k
sd
= 0,2 tra sæ tay cã k
max

21,43
.3
=
dm
tt
U
S
=65,66A
d. Nhóm IV
Tra sổ tay có k
sd
= 0.6; Cos = 0.8
Tính n
hq
theo công thức
912,2
28120,945
)28120,945(
2222
2
1
2
2
1
=
+++
+++
=



= 1,46
P
tt
= k
sd
.k
max
.P
đm

= 0,6.1,46.94 = 82,34 kW
Q
tt
= P
tt
.tg = 82,34.1,33 = 109,52 kvar
S
tt
=
22
tttt
QP
+
= 137,02 kVA
I
tt
=
38,0.3
02,137
.3

đm
= 80 kW
Q
tt
= Q
đm
= P
tt
.tg = 80.1,33 = 106,4 kvar
- Tra sổ tay nhóm lò điện trở (các thiết bị 9, 18, 20, 21, 22, 23) có k
sd
= 0,7; cos = 0,9
Website: http://www.docs.vn Email : [email protected] Tel : 0918.775.368
Website: http://www.docs.vn Email : [email protected] Tel : 0918.775.368
P
tt
=

=+++++=
151202036303015
dmi
p
kW
Q
tt
= P
tt
.tg = 151.0,48 = 72,48 kvar
- Công suất tính toán cả nhóm:
P

I
tt

Nhóm 1

1 Búa hơi để rèn 2 1 10
0.20 0.60
25,3
2 Lò rèn 1 3 4,5
0.20 0.60
11,4
3 Quạt lò 1 5 2,8
0.20 0.60
7,1
4 Quạt thông gió 1 6 2,5
0.20 0.60
6,33
5 Dầm treo có palăng điện 1 11 4,85
0.20 0.60
12,3
6 Máy mài sắc 1 12 3,2
0.20 0.60
8,1
7 Thiết bị tôi bánh răng 1 25 18
0.20 0.60
45,6
Cộng tổng 8 55,85
4 2,64 29,5 39,22 49,1
74,6


0.20 0.60
7,6
3 Máy đo độ cứng đầu côn 1 28 0.6
0.20 0.60
1,52
4 Máy mày sắc 1 31 0.25
0.20 0.60
0,63
5 Cần trục có palăng điện 1 33 1.3
0.20 0.60
3,29
6 Máy bào gỗ 1 41 2
0.20 0.60
5,06
Website: http://www.docs.vn Email : [email protected] Tel : 0918.775.368
Website: http://www.docs.vn Email : [email protected] Tel : 0918.775.368
7 Máy khoan 1 42 1
0.20 0.60
2,53
8 Máy ca đai 1 44 4.5
0.20 0.60
11,4
9 Máy bào gỗ 1 46 7
0.20 0.60
17,7
10 Máy ca tròn 1 47 7
0.20 0.60
17,7
11 Thiết bị đo bi 1 37 23
0.20 0.60

0.70 0.90
4 Lò bằng chạy điện 1 18 30
0.70 0.90
5 Lò điện H 30 1 20 30
0.70 0.90
6 Lò điện để rèn H 32 1 21 36
0.70 0.90
7 Lò điện C 20 1 22 20
0.70 0.90
8 Lò điện B 20 1 23 20
0.70 0.90
Cộng tổng 8 321
8 151 222,1 390
4. Phụ tải toàn phân x ởng
*. Phụ tải chiếu sáng toàn phân xởng
Lấy suất chiếu sáng chung cho toàn phân xởng:
p
0
= 12W/m
2
Diện tích phân xởng đo từ sơ đồ mặt bằng nhà máy đợc F = 1300m
2
Chọn loại đèn có cos = 1. Ta có
P
cs
= p
0
.F = 12.1300 = 15600 W
Hay P
cs

kVA
*. Phụ tải phân xởng
P
px
= P
ttpx
+ P
cs
= 138 + 15,6 = 153,6 kW
Q
px
= Q
ttpx
+ Q
cs
= Q
ttpx
= 203,9 kvar
S
px
=
3,255
22
=+
pxpx
QP
kVA
Đ4. Xác định phụ tải tính toán cho
các phân xởng
1. Đặt vấn đề

= P
đl
+ P
cs

d. Công suất tính toán phản kháng của toàn phân xởng
Q
tt
= P
đl
.tg
e. Công suất tính toán toàn phân xởng
S
tt
=
22
ttttdt
QPk
+
Trong đó hệ số đồng thời lấy bằng 0,85
2. Xác định phụ tải tính toán cho các phân x ởng
2.1. Kho củ cải đờng
Website: http://www.docs.vn Email : [email protected] Tel : 0918.775.368
Website: http://www.docs.vn Email : [email protected] Tel : 0918.775.368
Công suất đặt: P
đ
= 350 kW
Cấp điện áp 0,4kV
Tra trong sổ tay kỹ thuật đợc:
K

= 210 + 108 = 318 kW
Công suất tính toán phản kháng
Q
tt
= P
đl
. tg = 210 . 0,75 = 157,5 kvar
Công suất tính toán toàn phần
S
tt
=
22
22
5,15731885,0
+=+
ttttdt
QPk
=301,6kVA
2.2. Phân xởng thái và nấu củ cải đờng
Công suất đặt: P
đ
= 700 kW
Cấp điện áp 0,4KV
Tra trong sổ tay kỹ thuật đợc:
K
nc
= 0,8
cos = 0,8
p
0

đl
. tg = 560 . 0,75 = 420 kvar
Công suất tính toán toàn phần
S
tt
=
22
22
420875,60385,0
+=+
ttttdt
QPk
=625,24 kVA
2.3. Bộ phận cô đặc
Công suất đặt: P
đ
= 550 kW
Cấp điện áp 0,4KV
Website: http://www.docs.vn Email : [email protected] Tel : 0918.775.368
Website: http://www.docs.vn Email : [email protected] Tel : 0918.775.368
Tra trong sổ tay kỹ thuật đợc:
K
nc
= 0,75
cos = 0,7
p
0
= 15 W/m
2
Từ bản vẽ mặt bằng tính đợc diện tích phân xởng là 3375m

S
tt
=
62,53175,42025,46285,0
22
22
=+=+
ttttdt
QPk
kVA
2.4.Phân xởng tinh chế
Công suất đặt: P
đ
= 750 kW
Cấp điện áp 0,4KV
Tra trong sổ tay kỹ thuật đợc:
K
nc
= 0,8
cos = 0,7
p
0
= 115 W/m
2
Từ bản vẽ mặt bằng tính đợc diện tích phân xởng là 2250m
2
Công suất tính toán động lực
P
đl
= k

12,61275,63385,0
+=+
ttttdt
QPk
=748,93kVA
2.5. Kho thành phẩm
Công suất đặt: P
đ
= 150 kW
Cấp điện áp 0,4KV
Website: http://www.docs.vn Email : [email protected] Tel : 0918.775.368
Website: http://www.docs.vn Email : [email protected] Tel : 0918.775.368
Tra trong sổ tay kỹ thuật đợc:
K
nc
= 0,6
cos = 0,8
p
0
= 12 W/m
2
Từ bản vẽ mặt bằng tính đợc diện tích phân xởng là 4000m
2
Công suất tính toán động lực
P
đl
= k
nc
. P
đ

QPk
=130,58 kVA
2.6. Phân xởng sửa chữa cơ khí
Số liệu tính toán về phân xởng sửa chữa cơ khí đã tính ở mục trớc. Kết quả
nh sau
Phụ tải hạ áp:
P
px
= P
ttpx
+ P
cs
= 138 + 15,6 = 153,6 kW
Q
px
= Q
ttpx
+ Q
cs
= Q
ttpx
= 203,9 kvar
S
px
=
3,255
22
=+
pxpx
QP

đ
= 0,6.600 = 360 kW
Công suất chiếu sáng
P
cs
= p
0
.F = 12 . 1400 = 16800W = 16,8kW
Công suất tính toán tác dụng
Website: http://www.docs.vn Email : [email protected] Tel : 0918.775.368
Website: http://www.docs.vn Email : [email protected] Tel : 0918.775.368
P
tt
= P
đl
+ P
cs
= 360 + 16,8 = 376,8 kW
Công suất tính toán phản kháng
Q
tt
= P
đl
. tg = 360 . 1,33 = 478,8 kvar
Công suất tính toán toàn phần
S
tt
=
22
22

P
cs
= p
0
.F = 12 . 5200 = 62400W = 62,4 kW
Công suất tính toán tác dụng
P
tt
= P
đl
+ P
cs
= 140 + 62,4 = 202,4 kW
Công suất tính toán phản kháng
Q
tt
= P
đl
. tg = 140 . 0,75 = 105 kvar
Công suất tính toán toàn phần
S
tt
=
22
22
1054,20285,0
+=+
ttttdt
QPk
=193,8 kVA

=
n
i
tti
P
1
với k
đt
= 0,8
b. Phụ tải phản kháng toàn nhà máy
Q
ttnm
= k
đt


=
n
i
tti
Q
1
c. Phụ tải toàn phần nhà máy

22
ttnmttnmttnm
QPS
+=
d. Hệ số cos toàn nhà máy
cos



=
n
i
tti
Q
1
= 0,8(157,5 + 420 + 420,75 + 612,12 + 67,5 + 638,73
+ 203,9 +105 + 43,2 + 106,4 + 36 + 36,48)
= 2278,064 kvar
c. Phụ tải toàn phần nhà máy

22
22
064,227814,2568
+=+=
ttnmttnmttnm
QPS
=3432,9 kVA
d. Hệ số cos toàn nhà máy
cos
nm
=
748,0
91,3432
14,2568
==
ttnm
ttnm

m là tỉ lệ xích (kVA/cm
2
hoặc kVA/mm
2
)
Mỗi phân xởng có một biểu đồ phụ tải, tâm của biểu đồ phụ tải trùng với
tâm phụ tải phân xởng.
- Các trạm biến áp cần đợc đặt đúng hay gần tâm phụ tải điện
- Mỗi biểu đồ phụ tải trên vòng tròn chia làm hai phần hình quạt tơng
ứng với phụ tải động lực và phụ tải chiếu sáng.
- Cách xác định tâm phụ tải
+ Nếu coi phân bố đều trên mặt bằng diện tích phân xởng thì tâm
phụ tải điện có thể lấy trùng với tâm hình biểu diễn của phân x-
ởng trên mặt bằng
+ Nếu không tính đến sự phân bố thực tế của phụ tải điện thì tâm
phụ tải điện đợc xác định nh là xác định trọng tâm của một khối
vật thể theo công thức:





=
=
=
=
=
=
n
i

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


m
S
R
i
i
=
- Góc công suất chiếu sáng đợc tính nh sau:
=
tt
cs
P
P.360

Số liệu tính toán
Riêng phân xởng số 6 (phân xởng sửa chữa cơ khí) có phụ tải cao áp là các
lò điện nhng khi sét biểu đồ phụ tải thì vẫn tính vào phụ tải của phân xởng sửa
chữa cơ khí.
I 1 2 3 4 5 6 7 9
X 36 80 97 110 110 84 54 15
Y 16 16 16 16 28 55 55 58
S KVA 301,64 625,24 531,62 748,93 130,58 636,3 517,9 193,8
R mm 3,1 4,46 4,12 4,88 2,04 4,5 4,06 2,48

o
185 28,2 41,42 20,25 192 18,4 16,8 111
Biểu đồ phụ tải các phân xởng của nhà máy đờng

==
+++++++
=
=


i
ii
S
YS
Y
chơng III. Thiết kế mạng hạ áp cho
phân xởng sửa chữa cơ khí
Đ1. Tổng quan
1. Phân bố phụ tải của phân x ởng
Phân xởng sửa chữa cơ khí bao gồm 39 thiết bị dùng điện trong đó có 8
thiết bị lò điện đợc phân vào phụ tải cao áp, còn lại là 31 thiết bị đợc chia
thành 4 nhóm. Vị trí các nhóm khá đều và trong mỗi nhóm các thiết bị phân
đều trên mặt bằng phân xởng.
2. Trình tự thiết kế
- Vạch phơng án đi dây
- Lựa chọn phơng án đi dây
- Lựa chọn các thiết bị điện
- Tính toán ngắn mạch cho hạ áp để kiểm tra lại thiết bị điện đã chọn
Đ2. Lựa chọn phơng án cấp điện
Website: http://www.docs.vn Email : [email protected] Tel : 0918.775.368
Website: http://www.docs.vn Email : [email protected] Tel : 0918.775.368
Để cấp điện cho toàn phân xởng, dự định đặt một tủ phân phối ngay cạnh
trạm biến áp phân xởng. Do gần máy biến áp nên đờng từ máy biến áp đến tủ
phân phối chỉ đặt một áptômát trong tủ hạ áp của trạm biến áp phân xởng.

=++=
++=
do đó
AI
x
388
38,0.3
3,255
==
Từ điều kiện chọn cáp là I
cp
I
x
nên ta chọn cáp đồng bốn lõi có cách điện
PVC do LENS chế tạo loại 4G185 có tiết diện 185mm
2
và I
cp
= 395A.
2. Chọn cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực
2.1. Cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực (ĐL1)
Dựa vào điều kiện
k
hc
. I
cp
I
tt1
= 74,6A
vì cáp chôn dới đất riêng từng tuyến nên k