TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP. HỒ CHÍ MINH
CƠ SỞ THANH HÓA – KHOA CÔNG NGHỆ

ĐỒ ÁN HỌC PHẦN 1A

ĐỀ TÀI :
THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO MỘT
PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ
GIÁO VIÊN HD : TH.S. LÊ NGỌC HỘI
SINH VIÊN TH : ĐÀO VĂN DƯƠNG
MAI VĂN HẠNH
ĐẶNG ĐÌNH HOAN
NGUYỄN TRỌNG HOÀNG
NHÓM : 04
LỚP : NCDI5ATH
THANH HÓA, THÁNG 03 NĂM 2014.
TH.S. Lê Ngọc Hội Đồ án thiết kế cung cấp điện
NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

Trong sự nghiệp xây dựng và phát triển đất nước, công nghiệp điện giữ
một vai trò đặc biệt quan trọng. Bởi vì, công nghiệp điện là ngành có liên quan
chặt chẽ đến hầu hết các ngành kinh tế quốc dân, làm tăng năng suất lao động,
tạo nên sự phát triển nhịp nhàng trong nền kinh tế.
Chính vì vậy, khi xây dựng một nhà máy, khu dân cư hay một thành phố
mới thì việc đầu tiên là phải xây dựng một hệ thống cung cấp điện để phục vụ
cho nhu cầu sản xuất và sinh hoạt của nơi đó.
Đất nước ta đang trên con đường công nghiệp hoá - hiện đại hoá, đẩy mạnh sự
phát triển công nghiệp, mở rộng những nhà máy công suất lớn, công nghệ hiện đại.
Điều này có ý nghĩa lớn trong việc thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy
hay xí nghiệp công nghiệp để đảm bảo các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật.
Với những kiến thức đã được học tập, nghiên cứu trong nhà trường, em
được giao đồ án với đề tài: "Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy cơ
khí ". Đồ án này sẽ là một sự tập dượt rất quý cho em trước khi bước vào thực
tế.
Sau một thời gian làm đồ án, với nổ lực của ca nhom, đồng thời với sự hướng
dẫn giúp đỡ của các thầy cô giáo trong bộ môn, đặc biệt là sự hướng dẫn tận tình
của thầy giáo : Th.S.Lê Ngọc Hội , đến nay em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp
của mình. Song với kiến thức còn hạn chế, cùng với đề tài thiết kế hệ thống cung
cấp điện là tương đối khó và phức tạp, đòi hỏi phải có nhiều kinh nghiệm và
chuyên môn cao nên trong quá trình thiết kế em không tránh khỏi những sai sót.Vì
vậy, em mong được sự nhận xét góp ý của các thầy cô giáo.
Em xin chân thành cảm ơn của thầy giáo : Th.S.Lê Ngọc Hội cùng toàn thể
thầy cô giáo trong bộ môn đã hướng dẫn em hoàn thành tốt đồ án này.
Thanh hóa, ngày tháng năm 2014.
5Lớp: NCDI5ATH Trang
TH.S. Lê Ngọc Hội Đồ án thiết kế cung cấp điện
CHƯƠNG I
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY CƠ KHÍ
1.1 VỊ TRÍ ĐỊA LÍ VÀ VAI TRÒ KINH TẾ.

14 Máy tiện 14 4,5 0,6 0,2
15 Máy BA hàn 380/65V 15
15 kVA
( ε = 40%)
0,65 0,15
16 Máy phay 16 15 0,6 0,17
17 Máy doa 17 17 0,65 0,16
6Lớp: NCDI5ATH Trang
TH.S. Lê Ngọc Hội Đồ án thiết kế cung cấp điện
TT Tên thiết bị Ký hiệu
Công suất
(kW)
cosϕ
K
sd
18 Máy tiện 18 12 0,8 0,15
19 Máy doa 19 12 0,6 0,2
20 Cầu trục 20
15 kVA
( ε = 35%)
0,6 0,16
21 Máy mài trong 21 4,5
cosϕ
11,4
22 Máy khoan đứng 22 2,8
0,65
7,09
23 Máy cắt mép 23 4,5
0,8
11,39

34 Máy tiện ren 34 14 0,8 17,72
35 Máy tiện ren 35 14 0,6 17,72
36 Máy tiện ren 36 20 0,65 25,32
37 Máy TR cấp C.xác cao 37 1,7 0,6 4,3
38 Máy doa toạ độ 38 2,0 0,65 5,06
39 Máy giũa 39 2,2 0,8 5,57
7Lớp: NCDI5ATH Trang
TH.S. Lê Ngọc Hội Đồ án thiết kế cung cấp điện
Sơ đồ 2.1: Sơ đồ phân bố thiết bị trên phân xưởng cơ khí

1.2. XÂY DỰNG BIỂU ĐỒ PHỤ TẢI:
1.2.1.Tâm phụ tải điện.
Tâm phụ tải điện là điểm thoả mãn điều kiện mô men phụ tải đạt giá trị
cực tiểu
∑
n
1
ii
lP
→
min

Trong đó:
P
i
và l
i
: Công suất và khoảng cách của phụ tải thứ i đến tâm phụ
tải.
Để xác định toạ độ của tâm phụ tải có thể sử dụng các biểu thức sau:

S
.yS
; Z
0
=
∑
∑
=
=
n
1i
tti
n
1i
itti
S
.zS
(4.1)
Trong đó:
X
0
, Y
0
, Z
0
: Toạ độ của tâm phụ tải điện
x
i
, y
i

m.
S
tti
(mm) (4.2)
9Lớp: NCDI5ATH Trang
TH.S. Lê Ngọc Hội Đồ án thiết kế cung cấp điện
Trong đó:
m: Tỷ lệ xích ta chọn m = 3 kVA/mm
2
R
i
: Bán kính của vòng tròn biểu đồ phụ tải (mm).
S
tti
: Công suất tính toán của phân xưởng thứ i.
phô t¶i ®éng lùc
phô t¶i chiÕu s¸ng
Hình 4 - 1: Vòng tròn phụ tải
Góc của phụ tải chiếu sáng nằm trong biểu đồ phụ tải được xác định theo
công thức sau:

tti
csi
csi
P
360.P
=
α
(4.3)


R =
π
m.
S
tt
=
3.3,14
45
= 2,1
Góc của phụ tải chiếu sáng là:

tt
cs
cs
P
360.P
=
α
=
31
360.6,6
= 76.6 (độ)
* Các phân xưởng còn lại tính tương tự như đối với phân xưởng kết cấu
kim loại.
Kết quả nhận được cho trong bảng sau:
11Lớp: NCDI5ATH Trang 11
TH.S. Lê Ngọc Hội Đồ án thiết kế cung cấp điện
Bảng 4 - 1: Kết quả xác định R và
cs
α

) của toàn nhà máy theo công thức:
X
0
=
∑
∑
=
=
n
1i
tti
n
1i
itti
S
.xS
; Y
0
=
∑
∑
=
=
n
1i
tti
n
1i
itti
S

=
=
9
1i
tti
9
1i
itti
S
.xS
=
180
1419
= 7,87
Y
0
=
∑
∑
=
=
9
1i
tti
9
1i
itti
S
.yS
=

mạnh và trực tiếp. Do đó, khi bố trí đèn cần phải tránh hiện tượng này.
• Không có bóng tối: ở nơi sản xuất các phân xưởng không nên có bóng
tối mà phải sáng đồng đều, có thể quan sát được toàn bộ phân xưởng. Muốn khử
các bóng tối cục bộ thường sử dụng bóng mờ và treo cao đèn.
• Độ rọi yêu cầu phải đồng đều: Nhằm mục đích khi quan sát từ vị trí
này sang vị trí khác mắt người không được điều tiết quá nhiều, gây mỏi mắt.
• Phải tạo được ánh sáng giống ánh sáng ban ngày: Để thị giác đánh
14Lớp: NCDI5ATH Trang 14
TH.S. Lê Ngọc Hội Đồ án thiết kế cung cấp điện
giá được chính xác.
2.2. THIẾT KẾ CHIẾU SANG CHO PHAN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ
KHI.
2.2.1. xác định số lượng và công suất của bóng đèn.
Phân xưởng sửa chữa cơ khí là phân xưởng sản xuất có bụi bặm, khói và
có độ chói giữa dụng cụ sản xuất nên phân xưởng cần có ánh sáng thật, ổn định,
không gây mỏi mắt cho người sản xuất Vì những đặc điểm đó ta chọn bóng
đèn dây tóc loại đèn vạn năng để chiếu sáng cho phân xưởng. Bóng đèn dây tóc
có ưu điểm là phát ra ánh sáng thật, ít bị nhạy cảm với sự thay đổi của điện áp,
ánh sáng không gây mỏi mắt, đèn có giá thành rẻ, có hệ số công suất cos
ϕ
cao.
Để giảm độ tương phản, đảm bảo độ rọi đồng đều trên toàn diện tích ta
dùng hệ thống chiếu sáng với cách bố trí đèn ở bốn góc.

Hình 2.1: Sơ đồ bố trí đèn
2.2.2. Tính chọn công suất đèn.
Vì chiếu sáng chung nên ta dùng phương pháp hệ số sử dụng (phương
pháp quang thông) để tính chọn công suất cho đèn.
F =
sd

h
c
: khoảng cách từ đèn đến trần, m
Căn cứ vào độ cao của nhà xưởng 5,0 (m), độ cao của mặt công tác so với
nền nhà h
lv
= 0,8 (m) và đèn cao cách trần h
c
= 0,7 (m) ta xác định được khoảng
cách từ đèn tới mặt công tác:
H = 5,0 - h
lv
- h
c
= 5,0 - 0,8 = 3,5 (m)
Tra bảng với đèn vạn năng được trị số
H
L
= 1,8 là thích hợp. Khoảng cáh
16Lớp: NCDI5ATH Trang 16
TH.S. Lê Ngọc Hội Đồ án thiết kế cung cấp điện
giữa các đèn là:
L = 1,8.H = 1,8.3,5 = 6,3 (m)
Dựa vào chiều dài, chiều rộng của phân xưởng ta chọn L = 5 (m). Do vậy, ta
bố trí phân xưởng 33 bóng trong đó chia làm 11 dãy, mỗi dãy 3 bóng, các bóng
cách nhau 5 m, cách tường 2,5 m.
Xác định chỉ số phòng:

3,37
15)3,5.(55

.1,1 30.825.1,3
n.k
E.S.k.Z
F
s d
===
(lm)
Ta chọn đèn sợi đốt chao vạn năng có công suất đặt P
đ
= 200 W, quang
thông F = 2528 lm và điện áp U
đm
= 220 V.
Tổng công suất chiếu sáng toàn phân xưởng là:
P
CS
= 33. 200 = 6600 W = 6,6 kW
2.2.3. Thiết kế mạng điện chiếu sáng.
Theo tính toán chương III, nguồn chiếu sáng của phân xưởng sửa chữa
cơ khí được lấy từ một lộ ra của tủ phân phối phân xưởng. Lộ này cung cấp cho
tủ chiếu sáng đặt cạnh cửa ra vào của phân xưởng. Tủ gồm 1 áptômát tổng và 11
áptômát nhánh 1 pha, mỗi áptômát nhánh cấp điện cho 3 bóng đèn.
• Chọn áptômát tổng:
17Lớp: NCDI5ATH Trang 17
TH.S. Lê Ngọc Hội Đồ án thiết kế cung cấp điện
Chọn áptômát theo các điều kiện sau:
Điện áp định mức:
U
đmA


N
= 10 kA
• Chọn cáp từ tủ phân phối phân xưởng đến tủ chiếu sáng:
Chọn cáp theo điều kiện phát nóng cho phép:
k
hc
.I
cp

≥
I
tt
= 10,03 (A)
k
hc
= 1: hệ số hiệu chỉnh
Kiểm tra theo điều kiện phối hợp với thiết bị bảo vệ là áptômát:
I
cp

≥

20,83
1,5
1,25.25
1,5
1,25.I
1,5
I
dmAkdnh

=
0,22
3.0,2
= 2,73 (A)
18Lớp: NCDI5ATH Trang 18
TH.S. Lê Ngọc Hội Đồ án thiết kế cung cấp điện
Chọn áptômát loại NC45a do hãng Merlin Gerin chế tạo với các thông
số sau:
U
đmA
= 400 V
I
đmA
= 6 A
I
Cắt N
= 4,5 kA
• Chọn dây từ tủ chiếu sáng tới bóng đèn:
Chọn dây theo điều kiện phát nóng:
k
hc
.I
cp

≥
I
tt
= 2,73 A
k
hc

làm việc khác nhau, muốn xác định phụ tải tính toán được chính xác cần phải
phân nhóm các thiết bị điện. Việc phân nhóm phải tuân theo các nguyên tắc sau:
Các thiết bị điện trong cùng một nhóm nên ở gần nhau để giảm chiều dài
đường dây hạ áp. Nhờ vậy có thể tiết kiệm được vốn đầu tư và tổn thất trên các
đường dây hạ áp trong phân xưởng.
Chế độ làm việc của các thiết bị điện trong nhóm nên giống nhau để xác
định phụ tải tính toán được chính xác hơn và thuận tiện cho việc lựa chọn
phương thức cung cấp điện cho nhóm.
Tổng công suất của các nhóm nên xấp xỉ nhau để giảm chủng loại tủ động
lực cần dùng trong phân xưởng và toàn nhà máy. Số thiết bị trong một nhóm
cũng không nên quá nhiều bởi số đầu ra của các tủ động lực thường ≤(8÷12).
Tuy nhiên thường rất khó thoả mãn tất cả các nguyên tắc trên. Do vậy
người thiết kế phải tuỳ thuộc vào điều kiện cụ thể của phụ tải để lựa chọn ra
phương án tối ưu phù hợp nhất trong các phương án có thể.
Dựa vào nguyên tắc phân nhóm điện ở trên và căn cứ vào vị trí,
công suất của các thiết bị được bố trí trên mặt bằng phân xưởng. Trong đồ án
này với phân xưởng cơ khí ta đã biết vị trí, công suất đặt và chế độ làm việc của
từng thiết bị trong phân xưởng nên khi tính toán phụ tải động lực của phân
xưởng có thể sử dụng phương pháp xác định phụ tải tính toán tính theo công
suất trung bình và hệ số cực đại.
- Căn cứ vào vị trí, công suất của các máy công cụ bố trí trên mặt bằng
phân xưởng ta chia ra làm 5 nhóm thiết bị phụ tải như sau :
21Lớp: NCDI5ATH Trang 21
TH.S. Lê Ngọc Hội Đồ án thiết kế cung cấp điện
Bảng 3 -1: Phân nhóm các thiết bị trong Phân xưởng cơ khí
TT Tên thiết bị Ký hiệu Số lượng
Công suất
P
dm
(kW)

Nhóm 4
1 Máy mài trong 1 21 4,5
0.65
11,4
2 Máy khoan đứng 1 22 2,8
0,65
7,09
3 Máy cắt mép 1 23 4,5
0,8
11,39
4 Máy mài vạn năng 1 24 1,75
0,6
4,43
5 Máy mài dao cắt gọt 1 25 0,65
0,8
1,64
6 Máy mài mũi khoan 1 26 1,5
0,7
3,8
7 Máy mài sắc mũi phay 1 27 1,0
0,8
2,53
8 Máy mài dao chuốt 1 28 0,65
0,65
1,64
9 Máy mài mũi khoét 1 29 2,9
0,75
7,34
22Lớp: NCDI5ATH Trang 22
TH.S. Lê Ngọc Hội Đồ án thiết kế cung cấp điện

0
: suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất ( W/m
2
). Giá trị P
0
đươc tra trong các sổ tay.
- F : diện tích sản xuất ( m
2
).
Phương pháp này chỉ cho kết quả gần đúng khi có phụ tải phân bố đồng
đều trên diện tích sản xuất, nên nó được dùng trong giai đoạn thiết kế sơ bộ,
thiết kế chiếu sáng.
b. Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng
cho một đơn vị thành phần :
Công thức tính toán :
max
0
.
T
WM
P
tt
=
Trong đó :
M : Số đơn vị sản phẩm được sản xuất ra trong một năm.
W
o
: Suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm ( kWh ).
23Lớp: NCDI5ATH Trang 23
TH.S. Lê Ngọc Hội Đồ án thiết kế cung cấp điện

hq
: số thiết bị sử dụng điện có hiệu quả là số thiết bị giả thiết có cùng
công suất và chế độ làm việc, chúng đòi hỏi phụ tải bằng phụ tải tính toán của
nhóm phụ tải thực tế.( Gồm có các thiết bị có công suất và chế độ làm việc khác
nhau ).
Công thức để tính n
hq
như sau :
n
hq
=
( )
∑
∑
=
=






n
i
đmi
n
i
đmi
P
P

= n.
Trong đó P
đm min
, P
đm max
là công suất định mức bé nhất và lớn nhất của các
thiết bị trong nhóm.
 Khi m > 3 và K
sd
≥ 0,2 thì n
hq
có thể xác định theo công thức sau :
n
hq
=
max
2
1
.2
đm
n
i
đmi
P
P






n
n
1
* =
;
P
P
P
1
* =

P : tổng công suất của các thiết bị trong nhóm :
P =
∑
=
n
i
đmi
P
1
Dựa vào n*, P* tra bảng xác định được n
hq
* = f (n*,P* )
Tính n
hq
= n
hq
*.n
Cần chú ý là nếu trong nhóm có thiết bị tiêu thụ điện làm việc ở chế độ
ngắn hạn lặp lại thì phải quy đổi về chế độ dài hạn khi tính n