Đồ án tốt nghiệp Trịnh Văn Phương HTĐ - K40
LỜI NÓI ĐẦU
Trong sự nghiệp công nghiệp hoá - Hiện đại hoá nước nhà, công nghiệp
Điện Lực giữ một vai trò đặc biệt quan trọng bởi vì điện năng là nguồn năng
lượng được dùng rộng rãi nhất trong các ngành kinh tế quốc dân. Khi xây
dung một nhà máy, một khu kinh tế, khu dân cư, thành phố trước tiên người ta
phải xây dung hệ thống cung cấp điện để cung cấp điện năng cho các máy
móc và nhu cầu sinh hoạt của con người. Sự phát triển của các ngành công
nghiệp và nhu cầu sử dụng điện năng đã làm cho sự phát triển không ngừng
của hệ thống điện cả về công suất truyền tải và mức độ phức tạp với sự yêu
cầu về chất lượng, điện năng ngày càng cao, đòi hỏi người làm chuyên môn
cần phải nắm vững kiến thức cơ bản, và hiểu biết sâu rộng về hệ thống điện.
Bản đồ án đối với em là một sự tập dượt quý báu trước khi bước vào
thực tế khó khăn. Bản đồ án của em là thiết kế hệ thống cung cấp điện cho
nhà máy đường, với đặc thù của loại nhà máy này là có nhiều thiết bị và công
đoạn yêu cầu được cung cấp điện liên tục với chất lượng đảm bảo. Vì vậy
phần đồ án được làm khá chi tiết và được chia thành những phần nhỏ sau:
PHẦN I: Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy đường.
Chương I: Giới thiệu chung về nhà máy.
Chương II: Xác định phụ tải tính toán.
Chương III: Thiết kế mạng hạ áp cho phân xưởng sửa chữa cơ khí.
Chương IV: Thiết kế mạng cao áp cho toàn nhà máy.
Chương V: Tính bù công suất phản kháng.
Chương VI: Tính toán nối đất.
PHẦN II: Thiết kế hệ thống chiếu sáng cho phân xưởng sửa chữa cơ khí.
Trong suốt thời gian làm đồ án được sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô
giáo trong bộ môn Hệ Thống Điện - Khoa Điện - Trường đại học Bách Khoa
Hà Nội và đặc biệt là sự hướng dẫn tận tình, chi tiết của cô giáo Ths. Nguyễn
Thị Hồng Hải đã giúp em hoàn thành bản đồ án này.
Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy đường
1

(nhà máy số 4).
Nhà máy bao gồm 09 phân xưởng. Nguồn cung cấp điện cho nhà máy
được lấy từ trạm biến áp trung gian quốc gia, điện áp 10KV, công suất vô
cùng lớn, dung lượng ngắn mạch phía hạ áp là 200MVA, nguồn cách nhà máy
6Km và dùng đường dây lộ kép loại dây AC để truyền tải điện, nhà máy làm
việc với chế độ 3 ca, thời gian sử dụng công suất cực đại của nhà máy là T
max
= 5000h. Thiết bị trong các phân xưởng đều có công suất nhỏ, nhưng máy
móc trong các phân xưởng tương đối nhiều, các máy móc đều hoạt động ở
mức độ tối đa, tổ chức làm việc hiệu quả và liên tục, do đó biểu đồ phụ tải khá
bằng phẳng hệ số đồng thời của các phụ tải khá cao, khoảng 0,85 - 0,95, hệ số
nhu cầu cũng khá cao. Theo yêu cầu thiết kế nhà máy thì sau khi thiết kế
mạng hạ áp của phân xưởng sửa chữa cơ khí, ta thiết kế mạng cao áp cho toàn
bộ nhà máy. Sau đây là bản vẽ mặt bằng toàn nhà máy, số liệu cụ thể của các
phân xưởng và số liệu cụ thể của các thiết bị trong phân xưởng sửa chữa cơ
khí và sơ đồ toàn phân xưởng.
Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy đường
4
Đồ án tốt nghiệp Trịnh Văn Phương HTĐ - K40
SƠ ĐỒ MẶT BẰNG TOÀN NHÀ MÁY SỐ 4.
M 1: 5000
Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy đường
5
8
7
6
1 2 3 4
5

9

6
Đồ án tốt nghiệp Trịnh Văn Phương HTĐ - K40
DANH SÁCH THIẾT BỊ CỦA PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ
STT
Tên thiết bị Số
lượng
Nhãn
hiệu
Công
suất
( KW )
Ghi
chú
1
2 3 4 5 6
BỘ PHẬN DỤNG CỤ
1
Máy tiện ren 2 IA616 7,0
2
Máy tiện ren 2 IA62 7,0
3
Máy tiện ren 2 IK62 10,0
4
Máy tiện ren cấp chính
xác cao
1
I Π 6 Π
1,7
5
Máy doa tốc độ 1 2A450 2,0

20
Máy mài sắc mũi phay 1 3667 1,0
21
Máy mài dao chuốt 1 360 0,65
22
Máy mài mũi khoét 1 3659 2,9
23
Thiết bị để hoá bền kim
loại
1
ΠΠ - 58
0,8
24
Máy dũa 1 2,2
25
Máy khoan bàn 2 HC125 0,65
26
Máy để mài tròn 1 1,2
27
Bể nước 1
28
Máy đo độ cứng đầu côn 1 TK 0,6
29
Máy đo độ cứng đầu tròn 1 TШ
30
Bàn 1
31
Máy mài sắc 1 330-2 0,25
32
Bàn 1

1,0
3,2
43
Bàn mộc 1
44
Máy cưa đai 1 C80-3 4,5
45
Bàn 3
46
Máy bào gỗ 1
CP6-5Γ
7,0
1,3
1,7
47
Máy cưa tròn 1 Ц - 5 7,0
BỘ PHẬN QUẠT GIÓ
48
Quạt gió trung áp 1 9,0
49
Quạt gió số 9,5 1 12,0
50
Quạt gió số14 1 18,0
Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy đường
8
ỏn tt nghip Trnh Vn Phng HT - K40
Mặt bằng mạng điện phân xƯởng sửA CHữA cơ khí
Buồng thông gió
Phòng sinh hoạt
Kho

24
19
33
31
32
28
29
30
22
18
37
45
45
40
47
41
46
42
49
50
48
36
35
45
44
43
38
Bản vẽ số : 3
Tỉ lệ : 1:5000
truờng đại học bách khoa hà nội

máy,chế độ vận hành của chúng, quy trình công nghệ sản xuất … Vì vậy xác
định chính xác phụ tải tính toán là một nhiệm vụ khó khăn nhưng rất quan
trọng , vì nếu xác định phụ tải tính toán mà nhỏ hơn phụ tải thực tế thì sẽ làm
giảm tuổi thọ các thiết bị điện, có khi dẫn đến cháy, nổ rất nguy hiểm, còn
nếu phụ tải tính toán lớn hơn phụ tải thực tế nhiều thì các thiết bị điện được
chọn sẽ quá lớn so với yêu cầu do đó gây lãng phí.
Có nhiều phương pháp xác định phụ tải điện nhưng do tính phức tạp
của phụ tải nên chưa có phương pháp nào hoàn toàn chính xác. Sau đây sẽ
trình bày một số phương pháp tính phụ tải thường dung nhất trong thiết kế hệ
thống cung cấp điện.
1. Xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu.
P
tt
= k
nc .
P
đ
Q
tt
= P
tt
.tgϕ
Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy đường
10
Đồ án tốt nghiệp Trịnh Văn Phương HTĐ - K40
S
tt
=
ϕ
cos

- Suất phụ tải trên 1m
2
diện tích sản xuất ( kW/m
2
)
F - Diện tích sản xuất, m
2
;
Phương pháp này chỉ cho kết quả gần đúng và chỉ áp dụng cho các
phân xưởng có mật độ máy móc sản xuất phân bổ tương đối đều.
3. Xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng cho một
đơn vị sản phẩm.
P
tt
=
max
T
MW
o
( 2.3) (TL1)
Trong đó :
M - Số đơn vị sản phẩm được sản xuất ra trong 1 năm( sản lượng)
W
o
-Suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm (kWh/ đơn vị sản
phẩm)
T
max_
- Thời gian sử dụng công suất lớn nhất (h)
4. Xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại k

- Dựa vào danh sách thiết bị của phân xưởng ta phân nhóm các thiết bị
dựa trên nguyên tắc các thiết bị đặt tương đối gần giống nhau, tổng công suất
đặt giữa các nhóm không quá lệch nhau.
- Từ số liệu của các nhóm ta xác định được P
đmmax,
P
đmmin
.
- Từ đó ta tính : m =
min
max
dm
dm
P
P

Nếu m > 3 ta thực hiện tính n
1
là số thiết bị có công suất không nhỏ
hơn một nửa công suất của thiết bị có công suất lớn nhất.
Tính P
1
của n
1
: P
1
=
∑
=
n

- Tính n
hq
= n.n
hq
*
Tra PL1.5 : k
max
= (k
sd
, N
hq
)
Tính P
tt
= k
max .
k
sd
. P
đm
(kW).
- Một số trường hợp đặc biệt .
* Nếu n≤3 và n
hq
<4 thì tính P
tt
theo công thức sau:
Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy đường
12
Đồ án tốt nghiệp Trịnh Văn Phương HTĐ - K40

dmi
n
i
pti
PK .
1
∑
=
( 2.7 ) ( TL1 )
Trong đó k
pti
là hệ số phụ tải của thiết bị thứ i, tra trong sổ tay. Nếu
không có số hiệu chính xác thì k
pt
có

thể lấy.
k
pt
= 0.9 với các thiết bị làm việc ở chế độ dài hạn.
k
pt
= 0,75 với các thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại.
* Nếu n
hq
> 300 và k
sd
< 0.5 thì lấy ứng với n
hq
= 300.

xưởng ta có thể phân các thiết bị của phân xưởng sữa chữa cơ khí thành 5
nhóm. Chi tiết của các nhóm được trình bày trong bảng 1.
1.1Xác định phụ tải tính toán của nhóm 1.
Tên thiết bị
Số
Lượng
Ký hiệu
trên mặt
bằng
P
đm
( kW ) I
đm
(A)
1 máy Toàn bộ
Thiết bị cao tần 1 34 80.0 80.0 202,5
Thiết bị đo bi 1 37 23.0 23.0 58.2
Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy đường
13
Đồ án tốt nghiệp Trịnh Văn Phương HTĐ - K40
Máy nén khí 1 40 45.0 45.0 113.9
Máy bào gỗ 1 41 6.5 6.5 16.4
Máy cưa tròn 1 47 7.0 7.0 17.7
Cộng theo nhóm 1 5 161.5 161.5 408.7

-
Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy đường
14
Đồ án tốt nghiệp Trịnh Văn Phương HTĐ - K40
Tổng số thiết bị có trong nhóm n = 5.

=
∑
=
n
i
dmi
P
1
80 + 45,0 = 125(kW)
Xác định n

∗
và p
∗
.
n
∗
=
4,0
5
2
1
==
n
n
P
∗
=
77,0
5,161

hq
= 3,15 ta được k
max
= 3,11
- Công suất tác dụng của nhóm 1.
P
tt
=k
max
. k
sd
. P
đm
= 3,11.0.16.161,5 = 80,4(kW).
- Công suất phản kháng của nhóm được xác định theo
P
tt
.
tt
Q
=
tt
P
.
ϕ
tg
=80,4.1,33= 106,8 (kVAr)
- Công suất toàn phần của nhóm 1.
).(6,133
22

I
đm
(A)
1 máy Toàn
bộ
Máy khoan 1 42 4.2 4.2 10.6
Máy cưa đai 1 44 4.5 4.5 11.4
Máy bào gỗ 1 46 10 10 25.3
Quạt gió trung áp 1 48 9 9 22.7
Quạt gia số 9,5 1 49 12.0 12.0 30.4
Quạt số 14 1 50 18 18 45.6
Cộng theo nhóm 2 6 57.7 57.7 146
-Tổng số thiết có trong nhóm n=6.
- Thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm
kWP
dm
18
max
=
- Thiết bị có công suất nhỏ nhất trong nhóm
.2,4
min
kWP
dm
=

28,4
2,4
18
===

∗
n
n
n
.85,0
7,57
49
1
===
∑
∗
dm
P
P
P
Tra phụ lục 1.4 với
∗
n
= 0,66,
85,0
=
∗
P
ta được
.81,0
*
=
hq
n
- Tính n

ϕ
- Công suất toàn phần.

)(06,442,355,26
2222
kVAQPS
tttttt
=+=+=
.
- Dòng điện tính toán của nhóm 2.
)(9,66
38,0.3
06,44
.3
A
U
S
I
dm
tt
tt
===
Các nhóm 3,4,5 cũng được tính toán tương tự kết quả ghi trong bảng 1.
1.3. Xác định phụ tải đỉnh nhọn của nhóm.
Phụ tải đỉnh nhọn là phụ tải lớn nhất xuất hiện trong thời gian từ 1
đến 2 giây. Đối với nhóm động cơ thì phụ tải đỉnh nhọn xuất hiện khi một
động cơ có công suất lớn nhất nhóm khởi động còn các động cơ khác đang
làm việc ở chế độ định mức do vậy công thức được sử dụng như sau :
k
III

−
=
k
III
kd
dm
n
i
dmidn
.
max.
1
1
58,2+113,9 + 16,4 + 17,7 + 202,5*5 =
=1218,7( A )
Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy đường
17
Đồ án tốt nghiệp Trịnh Văn Phương HTĐ - K40
Phụ tải đỉnh nhọn của các nhóm còn lại cũng được tính toán tương tự
kết quả tính toán được thể hiện trong bảng 1.
1.4 Xác định phụ tải tính toán cho toàn phân xưởng sửa chữa cơ
khí.
a. phụ tải chiếu sáng cho phân xưởng.
Vì phụ tải chiếu sáng có tính chất phân bố tương đối đều và tỉ lệ với
diện tích nhà xưởng nên phụ tải chiếu sáng của phân xưởng được xác định
theo công thức:
P
cs
= P
0 *

(kVA) I
tt
(A)
1 80.4 106.8 133.6 202.9
2 26.5 35.2 44.06 66.9
3 4.82 6.41 8.02 12.2
4 17.26 22.95 28.72 43.6
5 23.19 30.84 38.58 58.6
Chiếu sáng 12
Cộng 164.17 202.2 252.98 384.2
b. Phụ tải tính toán của toàn phân xưởng.
P
px
= k
đt
∑
=
5
1i
tti
P

(2-12)
Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy đường
18
Đồ án tốt nghiệp Trịnh Văn Phương HTĐ - K40
Trong đó: K
đt
là hệ số đồng thời, chọn k
đt

)(8,363
38,0*3
5,239
3
A
U
S
I
dm
px
px
===
Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy đường
19
Đồ án tốt nghiệp Trịnh Văn Phương HTĐ - K40
Tên nhóm và thiết bị điện Số
lượn
g
Ký
hiệu
trên
mặt
bằng
P
đm
(kW)
I
đm
(A) k
sd

Máy bào gỗ 1 41 6.5 6.5 16.4 0.16 0.6/1.33
Máy cưa tròn 1 47 7 7 17.7 0.16 0.6/1.33
Cộng theo nhóm một 5 161.5 161.5 408.7 0.16 0.6/1.33 4 3.11 80.4 106.8 133.6 203 1218.7
Nhóm 2
Máy khoan 1 42 4.2 10.6 10.6 0.16 0.6/1.33
Máy cưa đai 1 44 4.5 11.4 11.4 0.16 0.6/1.33
Máy bào gỗ 1 46 10 25.3 25.3 0.16 0.6/1.33
Quạt gió trung áp 1 48 9 22.7 22.7 0.16 0.6/1.33
Quạt gió số 9.5 1 49 12 30.4 30.4 0.16 0.6/1.33
Quạt số 14 1 50 18 45.6 45.6 0.16 0.6/1.33
Cộng theo nhóm 2 6 57.7 146 146 0.16 0.6/1.33 5 2.87 26.5 35.2 44.06 66.9 328.4
Nhóm 3
Máy mài dao cắt gọt 1 18 0.65 0.65 1.64 0.16 0.6/1.33
Máy mài mũi khoan 1 19 1.5 1.5 3.80 0.16 0.6/1.33
Máy mài sắc mũi phay 1 20 1.0 1.0 2.53 0.16 0.6/1.33
Máy mài dao chuốt 2 21 0.65 0.65*2 1.64*2 0.16 0.6/1.33
Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy đường
20
Đồ án tốt nghiệp Trịnh Văn Phương HTĐ - K40
Máy mài mũi khoét 1 22 2.9 2.9 7.34 0.16 0.6/1.33
Thiết bị để hoá bền KL 1 23 0.8 0.8 2.02 0.16 0.6/1.33
Máy giũa 1 24 2.2 2.2 5.57 0.16 0.6/1.33
Máy khoan bàn 1 25 0.65 0.65 1.64 0.16 0.6/1.33
Máy để mài tròn 1 26 1.2 1.2 3.03 0.16 0.6/1.33
Máy đo độ cứng đầu côn 1 28 0.6 0.6 1.52 0.16 0.6/1.33
Máy mài sắc 1 31 0.25 0.25 0.63 0.16 0.6/1.33
C. trục cánh có palăng đ 1 33 1.3 1.3 3.29 0.16 0.6/1.33
Cộng nhóm 3 13 13.7 14.35 36.02 0.16 0.6/1.33 10 2.1 4.82 6.41 8.02 12.2 65.65
Nhóm 4
Máy tiện ren 2 1 7.0 7.0 * 2 17.7*2 0.16 0.6/1.33

Cầu chì tổng
Cầu chì nhánh
Phụ tải Phụ tải Phụ tải
Phân xưởng sửa chữa cơ khí lấy điện từ trạm biến áp phân xưởng trạm này đặt
kề với tường phân xưởng và nguồn điện thứ cấp sẽ đưa điện tới một tủ phân phối nằm
trong phân xưởng . Tủ phân phối làm nhiệm vụ cung cấp điện tới 5 tủ động lực. mỗi
tủ động lực sẽ cung cấp điện cho một nhóm phụ tải. tủ động lực thường được đặt ở
trung tâm nhóm máy và cạnh tường phân xưởng, do đó sẽ giảm được diện tích đặt tủ
và thuận tiện trong việc sửa chữa và thay thế.
Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy đường
22
Đồ án tốt nghiệp Trịnh Văn Phương HTĐ - K40
Đường dây từ tủ phân phối của phân xưởng tới các tủ động lực dùng cáp cao su
lõi đồng, còn đường dây từ tủ động lực tới các máy công cụ dùng dây dẫn cách điện
di trong ống.
Ngoài ra tủ động lực dùng cho chiếu sáng của phân xưởng lấy điện riêng từ
một nhánh đầu ra của tủ phân phối.
Để vận hành và bảo vệ mạng hạ áp của phân xưởng đặt khởi động từ tại các
máy công cụ, trong tủ phân phối đặt aptomat ở các đầu vào và ra. Tủ động lực đặt cầu
dao, cầu chì ở đầu vào, cầu chì đặt ở đầu ra.
Mặt bằng và sơ đồ đi dây cụ thể trong hình 2.2.
Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy đường
23
ỏn tt nghip Trnh Vn Phng HT - K40
nguyễn thị hồng hải
Giáo viên huớng dẫn
Sinh viên thực hiện
Trịnh văn phuơng
truờng đại học bách khoa hà nội
lớp : hệ thống điện . N1- k40

37
18
22
30
29
28
32
31
33
19
24
25
26
21
20
21
23
7
7
3
39
34
1
1
3
10
12
14
5
11

= 43,6 (A).
I
tt nhóm1
= 202,9 (A). I
ttnhóm5
= 58,6 (A).
I
ttnhóm2
= 66,9 (A).
I
ttnhóm3
= 12,2 (A).
Căn cứ vào dòng điện đầu vào tủ phân phối và dòng điện đầu ra. Chọn loại tủ
phân phối điện áp thấp loại ΠP-9332 đặt trên nền nhà do liên xô chế tạo.
Các Aptomat đặt trong tủ phân phối được chọn theo điều kiện.
U
đmA
≥ U
đm mạng.
+ với aptomat tổng :
∑
=
≥
5
1
hom
.
i
ittn
dt

bảo vệ
Dòng điện
tác động tức
thời(A)
Lộ đầu vào A3140 500 600 2 Tổng hợp 300 2100
Lộ ra số 1 A3134 500 300 3 Tổng hợp 150 1050
Lộ ra số 2 A3124 500 100 3 Tổng hợp 100 800
Lộ ra số 3 A3124 500 100 3 Tổng hợp 30 430
Lộ ra số 4 A3124 500 100 3 Tổng hợp 100 800
Lộ ra số 5 A3124 500 100 3 Tổng hợp 100 800
Lộ chiếu sáng A3124 500 100 3 Tổng hợp 30 430
Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy đường
25