Trường ĐHBK Hà nội
Khoa năng lượng
Cộng hoà xã hội chủ nghĩa việt nam
Độc lập –Tự do –Hạnh phúcĐỒ ÁN MÔN HỌC
THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN
Họ và tên:
Lớp:
I. Đề tài thiết kế:
Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy cơ khí địa phương
II. Số liệu ban đầu:
1. Mặt bằng nhà máy
2. Mặt bằng phân xưởng
3. Nguồn điện:Trạm BATG 110/10 kV, cách 3,5 km
II. Nội dung thiết kế
1. Xác định phụ tải tính toán
2. Thiết kế mạng cao áp nhà máy
3. Thiết kế mạng hạ áp phân xưởng
4. Bù công suất phản kháng nâng cao cosϕ
IV. Bản vẽ:2 Bản vẽ A
0
1. Sơ đồ nguyên lý mạng cao áp nhà máy
2. Sơ đồ nguyên lý mạng hạ áp phân xưởng
V. Cán bộ hưỡng dẫn:
PTS: Ngô Hồng Quang
Ngày giao nhiệm vụ thiết kế................................................................................
Ngày hoàn thành................................................................................................
Đồ án cung câp điện
1

a) Kiểu sơ đồ có trạm phân phối trung tâm
b) Kiểu sơ đồ dẫn sâu
c) Chọn vị trí đặt trạm phân phối trung tâm của xí nghiệp
3. Xác định vị trí, số lượng, dung lượng các trạm BAPX
3.1.Xác định số lượng máy biến áp
3.2.Chọn dung lượng máy biến áp
Đồ án cung câp điện
2
4. Các phương án đi dây mạng cao áp của xí nghiệp
5. Tính toán so sánh chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật cho các phương án
5.1.Tính toán kinh tế , kỹ thuật cho các phương án
a. Phương án 1
b. Phương án 2
5.2.so sánh chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của các phương án
6. Sơ đồ nguyên lý và thuyết minh vận hành của phương án tối ưu
6.1 Sơ đồ nguyên lý
a. Sơ đồ trạm phân phối trung tâm
b. Sơ đồ trạm biến áp phân xưởng
6.2 Nguyên tắc vận hành
Chuơng 4: Tính toán nghắn mạch
1. Mục đích tính ngắn mạch
2. Chọn điểm tính ngắn mạch và tính toán các thông số của sơ đồ
2.1. Chọn điểm tính ngắn mạch
2.2. Tính toán các thông số của sơ đồ
3. Tính toán dòng ngắn mạch
4. Chọn và kiểm tra thiết bị
4.1. Chọn và kiểm tra máy cắt
4.2. Chọn và kiểm tra dao cách ly
4.3. Chọn và kiểm tra câù chì cao áp
4.4. Chọn và kiểm tra cáp

5
MỞ ĐẦU
Điện năng là một dạng năng lượng có nhiều ưu điểm như: Dễ dàng chuyển
thành các dạng năng lượng khác (nhiệt, cơ, hoá ...) dễ truyền tải và phân phối. Chính
vì vậy điện năng được dùng rất rộng rãi trong mọi lĩnh vực hoạt động của con người.
Điện năng là nguồn năng lượng chính của các ngành công nghiệp, là điều kiện
quan trong để phát triển các khu đô thị và khu dân cư. Vì lý do đó khi lập kế hoạch
phát triển kinh tế xã hội, kế hoạch phát triển điện năng phải đi trước một bước.
Nhằm thoả mãn nhu cầu điện năng khong những trong giai đoạn trước mắt mà còn
dự kiến cho sự phát triển tương lai.
Đặc biệt trong nền kinh tế nước ta hiện nay, đang chuyển dần từ một nền kinh
tế mà trong đó nông nghiệp chiếp một tỷ lệ lớn sang nền kinh tế công nghiệp mà ở
đó máy móc dần thay thế cho sức lao động của con người. Để thực hiện được chính
sách công nghiệp hoá, hiện đại hoá các nghành nghề thì không thể tách rời khỏi việc
nâng cấp và cải tiến hệ thống cung cấp điện để có thể đáp ứng được nhu cầu tăng
trưởng không ngừng về điện.
Là một sinh viên ngành điện, thông qua việc thiết kế đồ án giúp em bước đầu có
những kinh nghiệm về thiết kế hệ thống cung cấp điện trong thực tế. Để làm
được điều đó không thể thiếu được sự giúp đỡ của cac thầy, cô giáo, những người
đã đi trước có giàu kinh nghiệm.
Qua đây em xin trân thành cảm ơn thày giáo hưỡng dẫn Ngô Hồng Quang đã
tận tình chỉ dẫn giúp đỡ em hoàn thành tốt đồ án này.
Đồ án cung câp điện
6
CHƯƠNG 1
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ XÍ NGHIỆP
I.Loại ngành nghề, quy mô và năng lực của xí nghiệp
1) Loại ngành nghề
Xí nghiệp sản xuất cơ khí là một trong những khâu quan trọng của các xí
nghiệp công nghiệp, là một trong những mắt xích quan trọng để tạo nên một

Dự kiến trong tương lai xí nghiệp sẽ được mở rộng và được thay thế, lắp đặt thiết
bị máy móc hiện đại hơn. Đứng về mặt cung cấp điện thì việc thiết kế cấp điện phải
đảm bảo sự gia tăng phụ tải trong tương lai về mặt kỹ thuật và về mặt kinh tế, phải
Đồ án cung câp điện
7
đề ra phương án cấp điện sao cho không gây quá tải sau vài năm sản xuất cũng như
không để qúa dư thừa dung lượng mà sau nhiều năm xí nghiệp vẫn chưa khai thác
hết dung lượng công suất dự trữ dẫn đến lãng phí.
2.Quy trình công nghệ sản xuất của xí nghiệp:
Theo quy trình trang bị điện và quy trình công nghệ sản suất của xí nghiệp thì
việc ngừng cung cấp điện sẽ ảnh hởng đến chất lượng sản phẩm, năng suất của xí
nghiệp
Dẫn đến thiệt hại về kinh tế. Do đó ta xếp xí nghiệp vào phụ tải loại 2
iới thiệu phụ tải điện của toàn xí nghiệp
3.1.Các đặc điểm của phụ tải điện
Phụ tải điện trong XN công nghiệp có thể phân làm 2 loại tải:
a) Phụ tải động lực
b) Phụ tải chiếu sáng
Phụ tải động lực và chiếu sáng thường làm việc ở tần số dài hạn , điện áp yêu
cầu trực tiếp tới thiết bị là 380/220 ở tần số công nghiệp f =50Hz
3.2Các yêu cầu về cung cấp điện của xí nghiệp:
Vì xí nghiệp có quy mô tương đối lớn, năng suất, chất lượng sản phẩm của xí
nghiệp có ảnh hưởng tới sự phát triển của các xí nghiệp sx cơ khí khác có liên quan,
vậy nhóm phụ tải trong XN được đánh giá là hộ phụ tải loại 2, vì vậy yêu cầu cung
cấp điện phải được đảm bảo liên tục.
2. Phạm vi đề tài:
a. Thiết kế mạng điện phân xưởng
b. Thiết kế mạng điện XN
c. Tính toán công suất bù cho XN
Đồ án cung câp điện

2.Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo hệ số hình dáng của đồ thị phụ
tải và công suất trung bình:

P
tt
=K
hd
*P
tb
Tronh đó:
K
hd
là hệ số hình dáng của đồ thị phụ tải
P
tb
công suât trung bình của thiết bị [kw]
3. Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ số cực đại
P
tt
=K
max
*P
tb
Trong đó:
P
tb
là công suất trung bình của nhóm thiết bị
Đồ án cung câp điện
9
K

1.Phân nhóm phụ tải:
Trong một phân xưởng thường có nhiều thiết bị và chế độ làm việc khác nhau,
muốn xác định phụ tải chíng xác cần phân theo nhóm thiết bị điện. Việc phân nhóm
thiết bị phải tuân theo các nguyên tắc sau:
• Các thiềt bị ở cùng một nhóm nên ở gần nhau đẻ tiết kiệm vốn đầu tư.
• Chế độ làm việc của các thiết bị trong cùng một nhóm nên có chế độ làm việc
giống nhau .
• Tổng công suất của các nhóm nên sấp xỉ nhau.
Đồ án cung câp điện
10
Tuy nhiên trong thực tế rất khó đảm bảo được tất cả các yêu cầu trên,mà tuỳ thuộc
vào yêu cầu của mỗi nhóm phụ tải mà ta lựa chọn có sự ưu tiên.
Kết quả củaviệc phân nhóm được minh hoạ trong bảng sau:
Stt Tên máy
Số
lượng
Ký
hiệu
trên
mặt
bằng
Pđm (kW) Iđm (A)
1 máy
Toàn
bộ
1 máy
Toàn
bộ
1 2 3 4 5 6 7 8
Nhóm 1

3 Bàn thợ nguội 10 26 2.8 28 7.07 7.07
4 Máy giũa 1 27 1 1 2.53 2.53
5 Máy mài dao cắt gọt 1 28 2.8 2.8 7.07 7.07
Nhóm 5
1 Máy tiện ren 2 1 7 14 17.68 35.36
2 Máy tiện ren 1 2 4.5 4.5 11.36 11.36
3 Máy tiện ren 2 3 3.2 6.4 8.1 16.2
4 Máy tiện ren 1 4 10 10 25.25 25.25
5 Máy phay vạn năng 1 7 7 7 17.68 17.68
6 Máy mài tròn vạn năng 1 9 2.8 2.8 7.07 7.07
7 Máy mài phẳng 1 10 4 4 10.1 10.1
Nhóm 6
1 Máy khoan đứng 1 5 2.8 2.8 7.07 7.07
2 Máy khoan đứng 1 6 7 7 17.68 17.68
3 Máy bào ngang 1 8 5.8 5.8 14.65 14.65
4 Máy cưa 1 11 2.8 2.8 7.07 7.07
5 Máy mài hai phía 1 12 2.8 2.8 7.07 7.07
6 Máy khoan để bàn 1 13 0.65 0.65 1.64 1.64
Ta dùng phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và
hệ số cực đại –hay phương pháp số thiết bị dùng điện hiệu quảl
P
tt
=k
max
*k
sd
*∑P
đmi
Trong đó:
P

p*=p1/p=0.85
Tra bảng PLI.5 tìm được n
hq
*=0.81
Số thiết bị dùng đien hiệu quả : n
hq
=n*.n
hq
=0.81x12=9.72
Tra bảng PLI.6 với K
sd
=0.15vàn
hq
=9.72tìm được K
max
=2.1
Phụ tảI tính toán của nhóm 1: P
tt
=k
max
*k
sd
*∑P
đmi
Ptt=2.1*0.15*80.4=29.1(kW)
Qtt=Ptt*tgϕ=29.1x1.33=38.8(kVAr)
Stt=Ptt/ tgϕ=29.1/0.6=48.5(kVA)
Itt=Stt/U
3
=48.5/0.38

=0.95x11=10.45
Tra bảng PLI.6 với K
sd
=0.15vàn
hq
=10.45 tìm được K
max
=2.1
Phụ tải tính toán của nhóm 2: P
tt
=k
max
*k
sd
*∑P
đmi
Ptt=0.15*2.1*61.62=19.14(kW)
Qtt=Ptt*tgϕ=19.14*1.33=25.87(kVAr)
Stt=Ptt/ tgϕ=19.14/0.6=32.25(kVA)
Itt=Stt/U
3
=32.25/0.38
3
=49(A)
Iđn=89(A)
c.Tính toán cho nhóm3:
Danh sách thiết kế thuộc nhóm 3
1 2 3 4 5 6 7 8
7 Máy phay vạn năng 2 5 7 14 17.68 35.36
8 Máy phay ngang 1 6 4.5 4.5 11.36 11.36

3
=47.73(A)
I
dn
=81.62(A)
d.Tính toán cho nhóm 4
1 2 3 4 5 6 7 8
6 Máy khoan để bàn 1 22 0.65 0.65 1.64 1.64
7 Máy mài sắc 2 23 2.8 5.6 7.07 14.14
8 Bàn thợ nguội 10 26 2.8 28 7.07 7.07
9 Máy giũa 1 27 1 1 2.53 2.53
10 Máy mài dao cắt gọt 1 28 2.8 2.8 7.07 7.07
11 Tổng 16 40.85 103.14
Tính toán cụ thể: n=16, n1=14;
n*=n1/n=14/16=0.875
p1=39.2
p=40.85
p*=p1/p=39.2/40.85=0.96
Tra bảng PLI.5tìm được n
hq
*=0.88
Số thiết bị dùng đien hiệu quả : n
hq
=n*.n
hq
=0.88x16=14
Đồ án cung câp điện
15
Tra bảng PLI.6 với K
sd

13 Máy mài tròn vạn năng 1 9 2.8 2.8 7.07 7.07
14 Máy mài phẳng 1 10 4 4 10.1 10.1
15 Tổng 9 63.2 159.57
Tính toán cụ thể: n=11, n1=3;
n1 là số thiét bị dùng đIên hiệu quả
n*=n1/n=3/11=0.27
p1=27(kW)
p=63.2(kW)
p*=p1/p=27/63.2=0.43
Tra bảng PLI.5 tìm được n
hq
*=0.78
Số thiết bị dùng đien hiệu quả : n
hq
=n*.n
hq
=0.78x11=8.58
K
max
=2.2
Đồ án cung câp điện
16
Ptt=2.2*0.15*63.2=20.86(kW)
Qtt=Ptt*tgϕ=20.86x1.33=27.80(kVAr)
Stt=Ptt/ tgϕ=20.86/0.6=34.76(kVA)
Itt=Stt/U
3
=34.76/0.66=52.76(A)
f.Tính toán cho nhóm 6:
Danh sách thiết kế thuộc nhóm 6(Bộ phận sử chữa)

hq
=0.33x10=3.36
Vì n
hq
=3,36<4 và n=6>3 nên Ptt=∑Ktt*Pđmi
Ptt=0.9*27.7=24.93(kW)
Qtt=Ptt*tgϕ=24.93x1.33=38.8(kVAr)
Stt=Ptt/ tgϕ=24.93/0.6=32.25(kVA)
Đồ án cung câp điện
17
Itt=Stt/U
3
=32.25/0.38
3
=49(A)
Iđn=89(A)
3.Tính toán phụ tải chiếu sáng của phân xưởng sửa chữa cơ khí :
Phu tải chiếu sáng của phân xưởng sửa chữa cơ khí được tính theo phương pháp suất
chiếu sáng trên một đơn vị diện tích :
Pcs=Po.F
Po là suất chiếu sáng trên một đơn vi diện tích
F là diện tích được chiếu sáng
Pcs=Po.F=14.600=8.4KW
Qcs=0
4. Xác định phụ tải tính toán của toàn phân xưởng:
Phụ tải tác dụng của phân xưởng :
Ppx=Kđt. ∑Ptti=0.8(6.78+22.97+52.38+9.39+47.83)=111.48KW
Ptt=Pcs+Ppx=119.9KW
Phụ tải tác dụng của toàn phân xưởng :
Qpx=Kđt.∑Qtti=0.8(9.01+30.55+69.66+12.49+63.62)=148.26KVAR

Tra PL1.3 nhiệt luyện Knc=0.6; cosϕ=0.9;P
0
=15
đèn huỳnh quang : cosϕ
cs
=1
công suất động lực :
Pđl=Knc*Pđ=0.6*8200=4920[kw] Qđl=Pđl*tgϕ=2361.6[kvar]
Công suất chiếu sáng :
Pcs=F*P0=15*2380=35.7[kw] Qcs=Pcs*tgϕ
cs
=0[kvar]
Công suất tổng :
Ptt=Pđl+Pcs=4955.7 [kw]
Qtt=Qđl=2361.6[kvar]
Stt=5489[kva]
Itt= Stt/U
3
=8340A
2.Phân xưởng lắp ráp cơ khí:
công suất đặt Pđ=3500 kw diện tích F=1920m
2
tra PL1.3 ta có : cosϕ =0.9 Knc=0.6
tra PL1.7 suất chiếu sáng P0=14w/m
2
ta dùng đèn sợi đốt nên có cosϕ
cs
=1;
• công suất động lực
Pđl=Knc*Pđ=0.6*3500=2100[w] Qđl=Pđl*tgϕ=2100*0.48=1008[KVAR]

cs
=12.15*0=0[kvar ]
• công suất tổng :
Ptt=Pđl+Pcs=1012.6[kw]
Qtt=Qđl+Qcs=1000[kvar]
S=1423[kva]
Itt=S/U*1.73=2162[A]
4.Phân nén khí:
Pđ=7500[kw] F=3450m
2
Tra PL1.7 có: knc=0.5 cosϕ=0.7 P0=15
Dùng đèn sợi đốt nên cosϕ
cs
=1;
Đồ án cung câp điện
20
I. Công suất động lực
Pđl=Knc*Pđ=0.5*7500=3750[kw]
Qđl=Pđl*tgϕ=3750*1=3750[kvar]
Công suất chiếu sáng :
Pcs=P0*F=15*3450=51.7[kw] Qcs=Pcs*tgϕ
cs
=0
Tổng công suất :
Ptt=Pđl+Pcs=3750+51.7=3801.7[kw]
Qtt=Qđl+Qcs=3750+0=3750[kvar]
Itt=S/U*1.73=8113A
5.Phân xưởng rèn:
Pđ=4500[kw] F=900m
2

S=1911[kva] Itt=S/U*1.73=2903A
8.Phân xưởng gia công gỗ:
Pđ=3200kw F=480 m
2
Knc=0.5; cosϕ=0.7 suất chiéu sáng : P0=14;
Dùng đèn sợi đốt cosϕ
cs
=1;
Công suất động lực :
Pđl= 1600[kw] Qđl=Pđl*tgϕ=1600 *1=1600 [KVAR]
Công suất chiếu sáng :
Pcs=F*P0=480*14=6.72[kw] Qcs=Pcs*tgϕ
cs
=0 [kvar]
Công suất tỏng :
Ptt= 1607.2KW Qtt=1600[kvar]
S=2267[KVA] Itt=S/U*1.73=3445A
9.Bộ phận hành chính và ban quản lý:
Pđ=320 [kw] F=1560m
2
PL1.3 có; Knc=0.7 cosϕ=0.8 p0=15
đèn huỳnh quang nên cosϕ
cs
=0.85
công suất động lực :
Pđl=Knc*Pđ=0.7*320=224[kw]
Qđl=Pđl*tgϕ=224*0.75=168[kvar]
Công suất chiếu sáng :
Pcs=F*P0=15*1650=23.4[kw]
Qcs=Pcs*tgϕ

=17754[KVA]
cosϕ
nm
=Pttnm/Qttnm=0.79
II.5Tổng kết và xác định bán kính và góc chiếu phụ tải của các phân tải của các
phân xưởng.
Kết quả tính toán được minh hoạ trong bảng sau.
TT Tên phân xưởng Pcs
Ptt
Stt Toạ
độ
X
Toạđộ
Y
r
α
1 Phân xưởng kết cấu kim
loại
35.7 4955.
7
5489
38
18 8.09773 1.57358
2 phân xưởng lắp ráp cơ
khí
26.8 2126.
8
2373 36 12 5.29333 3.05949
3 phân xưởng đúc 12.6 1012 1423
26

)ịta xác định vị trí để đặt trạm PPTT như sau:
1. ý nghĩa của trọng tâm phụ tải trong thiết kế CCĐ
Trọng tâm phụ tải của nhà máy là một số quan trọng giúp người thiết kế tìm
vị trí đặt trạm biến áp, trạm phân phối nhằm giảm tối đa tổn thất năng lượng .
Ngoài ra trạng tâm phụ tải còn có thể giúp nhà máy trong việc qui hoạch và
phát triển sản xuất trong tương lai nhằm có các sơ đồ cung cấp điện hợp lý,
tránh lãng phí và đạt được các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật.
b.Tính toán toạ độ trọng tâm phụ tải nhà máy
Tâm qui ước của phụ tải nhà máy được xác định bởi một điểm M có toạ độ
được xác định : Mo(x0, y0) theo hệ toạ độ xoy.
Công thức:
Xo=
∑
∑
m
m
Sttpxi
SttpxiXi
1
1
Yo=
∑
∑
m
m
Sttpxi
SttpxiYi
1
1
Trong đó:

tế của hệ thống cung cấp điện. Trong nhiều tài liệu đã đúc kết kinh nghiệm
vận hành và đã lập thành bảng tiêu chuẩn điện áp tải điện ứng với công suất
và khoảng cách truyền tải. Ngoài ra cũng có một số công thức kinh nghiệm
để tính điện áp tải điện như sau:
U=4.34*
PL 016.0
+
(kV)
U=
)015.01.0( LP
+
(kV)
U=16
4
.LP
(kV)
U=17.
P
L
+
16
(kV)
Trong đó:
U:Điện áp truyền tải tính bằng kV
L: Khoảng cách truyền tải km
P: Công suất truyền tải 1000kW hoặc MW
II_2. Xác định điện áp truyền tải điện về nhà máy
Kinh nghiệm vận hành cho thấy phụ tải điện của nhà máy, xí nghiệp sẽ tăng
lên không ngừng do việc hợp lý hoá tiêu thụ điện năng và thay thế hoặc lắp
đặt thêm các thiết bị sử dụng điện. Vì vậy khi chọn điện áp tải điện ta cũng