Đồ án học phần – Cung cấp điện

nhóm 5

MỤC LỤC

trang 1


ỏn hc phn Cung cp in

nhúm 5

LI NểI U

Điện năng là một dạng năng lợng phổ biến và có tầm quan trọng
không thể thiếu đợc trong bất kỳ một lĩnh vực nào của nền kinh tế quốc dân
của mỗi đất nớc. Nh chúng ta đã xác định và thống kê đợc rằng khoảng
70% điện năng đợc sản xuất ra dùng trong các xí nghiệp, nhà máy công
nghiệp. Vấn đề đặt ra cho chúng ta là đã sản xuất ra đợc điện năng làm
thế nào để cung cấp điện cho các phụ tải điện cho hiệu quả,tin cậy. Vì vậy
cung cấp điện cho các nhà máy, xí nghiệp công nghiệp có một ý nghĩa to
lớn đối với nền kinh tế quốc dân.
Nhìn về phơng diện quốc gia thì việc đảm bảo cung cấp điện một cách
liên tục và tin cậy cho ngành công nghiệp tức là đảm bảo cho nền kinh tế
của quốc gia phát triển liên tục và tiến kịp với sự phát triển của nền khoa
học công nghệ thế giới.
Nếu ta nhìn về phơng diện sản xuất và tiêu thụ điện năng thì công nghiệp là
ngành tiêu thụ năng lợng nhiều nhất. Vì vậy cung cấp điện và sử dụng điện
năng hợp lý trong lĩnh vực này sẽ có tác dụng trực tiếp đến việc khai thác
một cách hiệu quả công suất của các nhà máy phát điện và sử dụng hiệu


4
1

120m
2

3

5

N
260m

•
•

Nguồn điện(N) nguồn cung cấp: Điện áp định mức Uđm= 10 KV
Phụ tải : số liệu tính toán của các phụ tải cho trong bảng
Tên phân xưởng
Phân xưởng 1
Phân xưởng 2
Phân xưởng 3
Phân xưởng 4
Phân xưởng 5
Phân xưởng 6

•

Pd(KW)


ri yờu cu phõn xng 3 la 500 lux, Ksd=0,6, Knc=0,98
S liu phõn xng khu 3




Tờn thit b
Pm(KW)
Cos

Mỏy 1
2,8
0,76

Mỏy 2
6,8
0,65

Mỏy 3
10,6
0,65

Mỏy 4
5,6
0,68

Mỏy 5
8,5
0,62

3. Sơ đồ nguyên lý ton mng in.

trang 4


Đồ án học phần – Cung cấp điện

nhóm 5

CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG CHO PHÂN XƯỞNG KHU 3

2.1.

Mục đích tầm quan trọng của chiếu sáng

•

Trong bất kỳ xí nghiệp, nhà máy nào thì ngoài chiếu sáng tự nhiên còn phải sử dụng
đến chiếu sáng nhân tạo và đèn điện chiếu sáng thường được sử dụng để làm chiếu
sáng nhân tạo vì các thiết bị đơn giản, dễ sử dụng giá thành rẻ và tạo ra được ánh sáng
gần giống với tự nhiên.
• Trong công nghiệp dệt nói chung nếu độ rọi tăng 1,5 lần thì năng suất lao động sẽ
tăng từ 4 đến 5% vì đã giảm được các thao tác chủ yếu xuống từ 8 đến 25 % nếu như
không đủ ánh sáng thì sẽ ảnh hưởng đến sức khoẻ gây ra mất năng suất lao động,
thậm trí có thể gây tai nạn lao động...
• Vì vậy vấn đề chiếu sáng được nghiên cứu trên nhiều lĩnh vực trong đó có chiếu sáng
công nghiệp với những yêu cầu về chất lượng mà khi thiết kế chiếu sáng bắt buộc
phải tuân theo như :
+ Đảm bảo đủ và ổn định chiếu sáng Quang thông phân bố đều trên mặt bằng
cần được chiếu sáng

2.2.3. Chọn loại đèn chiếu sáng

Hiện nay ta thường dùng phổ biến các loại bóng đèn như:đèn dây tóc và đèn huỳnh quang
a/ Đèn dây tóc: đèn dây tóc làm việc dựa trên cơ sở bức xạ nhiệt. Khi dòng điện đi qua
sợi dây tóc làm dây tóc phát nóng và phát quang.
- Ưu điểm của đèn dây tóc là chế tạo đơn giản, rẻ tiền đễ lắp đặt và vận hành
- Nhược điểm của đèn dây tóc là quang thông của nó rất nhạy cảm với điện áp. Nếu
điện áp bị dao động thường xuyên thì tuổi thọ của bóng đèn cũng giảm đi
b/ Đèn huỳnh quang: là loại đèn ứng dụng hiện tượng phóng điện trong chất khí áp suất
thấp.
- Ưu điểm của đèn huỳnh quang là : Hiệu suất quang lớn, khi điện áp chỉ thay đổi
trong phạm vi cho phép thì quang thông giảm rất ít (1%), tuổi thọ cao
- Nhược điểm của đèn huỳnh quang là : Chế tạo phức tạp, giá thành cao, cosϕ thấp
làm tăng tổn hao công suất tác dụng và làm giảm hiệu suất phát quang của đèn, quang
thông của đèn phụ thuộc nhiều vào nhiệt độ, phạm vi phát quang cũng phụ thuộc nhiệt
độ, khi đóng điện thì đèn không thể sáng ngay được. do quang thông thay đổi nên hay
làm cho mắt mỏi mệt và khó chịu.
2.3.

•

Tính toán chiếu sáng phân xưởng 3.
Xác định độ treo cao đèn:
H= h-h1-h2

trong đó:
h là độ cao của nhà xưởng ( chọn h = 8,35m)
h1 là khoảng cách tù trần đến bóng đèn ( chọn h1= 0,5m)
h2 la độ cao mặt bằng làm việc( chọn h2=0,85m)
từ đó suy ra độ cao treo đèn là: H= 8,35-0,5-0,85= 7 m

S : diện tích phân xưởng
Z : hệ số phụ thuộc vào loại
đèn( chọn Z = 1,1)
Kdt : hệ số dự trữ
Ksd: hệ số sử dụng
b=60m

Từ đó suy ra tổng quang thông là:
F(lm)
Quang thông của mỗi đèn là:
Fđ =
Theo catalog của nhà chế tạo Osram chọn
đèn Metal helide HQ-TS 1000 NDL quang thông 72000lm, 1000W
• Tổng công suất sử dụng chiếu sáng phân xưởng:
Pcs = 1000.28 = 28000 W
2.4.
Lựa chọn thiết bị bảo vệ
• Chọn cáp từ tủ phân phối đến tủ chiếu sáng:
•

Ta chọn cáp đồng có tiết diện 25 mm2 có Icpn = 110 A

Trong đó :
k1: hệ số thể hiện ảnh hưởng của cách thức lắp đặt, cáp treo trên trần k1= 0,95.
k2: hệ số thể hiện ảnh hưởng tương hỗ của các mạch đặt kề nhau, lấy k2 = 1
trang 7


Đồ án học phần – Cung cấp điện


Đồ án học phần – Cung cấp điện

nhóm 5

CHƯƠNG III. XÁC ĐỊNH TÍNH TOÁN PHỤ TẢI CỦA NHÀ MÁY

Khái niệm về phụ tải tính toán
• Phụ tải tính toán là một số liệu rất cơ bản dùng để thiết kế hệ thống cung cấp điện.
• Phụ tải tính toán là phụ tải giả thiết lâu dài không đổi, tương đương với phụ tải
thực tế ( biến đổi ) về mặt hiệu ứng nhiệt lớn nhất. Nói một cách khác, phụ tải tính
toán cũng làm nóng vật dẫn lên tới nhiệt độ bằng nhiệt độ lớn nhất do phụ tải thực
tế gây ra. Như vậy nếu chọn các thiết bị điện theo phụ tải tính toán thì có thể đảm
bảo an toàn về mặt phát nóng cho các thiết bị đó trong mọi trạng thái vận hành.
3.2.
Các phương pháp xác định phụ tải tính toán
3.1.

Hiện nay đã có nhiều nghiên cứu về các phương pháp xác định phụ tải tính toán, nhưng
các phương pháp được dùng chủ yếu là:
3.2.1. Phương pháp xác định phụ tải theo công suất đặt và hệ số nhu cầu

Một cách gần đúng có thể lấy Pđ=Pđm
Ptt = Knc
Qtt = Ptt * tg
Stt =
Khi đó
Ptt = Knc
Trong đó:
: công suất đặt và công suất định mức của thiết bị thứ i(kW)
Ptt, Qtt, Stt: công suất tác dụng phản kháng và toàn phần tính toán của nhóm thiết

3.2.3. Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao diện năng cho một

đơn vị thành phần.
Công thức tính toán.

Ptt=
Trong đó:
•
•
•

M : Số đơn vị sản phẩm được sản xuất ra trong một năm.
W0 : Suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm ( kWh )
Tmax : Thời gian sử dụng công suất lớn nhất ( giờ )

Phương pháp này được dùng để tính toán cho các thiết bị điện có đồ thị phụ tải ít biến đổi
như : quạt gió, máy nén khí, bình điện phân… Khi đó phụ tải tính toán gần bằng phụ tải
trung bình và kết quả tính toán tương đối chính xác.
3.2.4. Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ số

cực đại.
Công thức tính:
Ptt = Kmax.Ksd
Trong đó:
•
•
•
•

n : số thiết bị trong nhóm

Pdm max
≤3
Pdm min

và Ksd ≥ 0,4 thì lấy nhq = n
Trong đó Pđm min, Pđm max là công suất định mức bé nhất và lớn nhất của các thiết bị
trong nhóm
•

Khi m > 3 và Ksd ≥ 0,2 thì nhq có thể xác định theo công thức sau :
2

 n

2
P
 ∑ dmi ÷

n hq =  i=1
Pdmmax
•

Khi m > 3 và Ksd < 0,2 thì nhq được xác định theo trình tự như sau :
+ Tính n1 - số thiết bị có công suất ≥ 0,5Pđm max
+ Tính P1- tổng công suất của n1 thiết bị kể trên :

n1

Pl = ∑ P dmi
i=1


Đối với MBA hàn:
S’đm = Sđm

Hay

P’đm = Sđm cos

Cũng cần quy đổi về công suất 3 pha đối với các thiết bị dùng điện 1 pha.
•

Nếu thiết bị 1 pha đấu vào điện áp pha:
P’đm = 3.Pđmfa max

•

Thiết bị 1 pha đấu vào điện áp dây:
P’đm = .Pđm

Chú ý: khi số thiết bị hiệu quả bé hơn 4 thì có thể dùng phương pháp đơn giản sau để
xác định phụ tải tính toán:
•

Phụ tải tính toán của nhóm thiết bị gồm số thiết bị là 3 hay ít hơn có thể lấy bằng
công suất danh định của nhóm thiết bị đó :
n

Ptt = ∑ Pdmi
i=1



Ptt 2 + Q tt 2
Stt =
Trong đó:
Khd: hệ sô hình dáng của đồ thị phụ tải trong sổ tay
T

∫P

dt

Ptb =

0

T

=

A
T

Ptb : công suất trung bình của nhóm thiết bị khảo sát
A : điện năng tiêu thụ của một nhóm hộ tiêu thụ trong khoảng thời gian T.
3.2.6. Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và độ lệch

trung bình bình phương
Công thưc tính:
trang 14


Kmm = 57 đối với động cơ không đồng bộ roto lồng sóc
Kmm = 2,5 đối với động cơ 1 chiều hoặc động cơ không đồng bộ rôt dây quấn
Kmm = 3Iđm đối với lò nhiệt hoặc máy biến áp hàn
Đối với một nhóm máy

Theo phương pháp này thì phụ tải đỉnh nhọn của nhóm thiết bị sẽ xuất hiện khi thiết bị có
dòng khởi động lớn nhất mở máy còn các thiết bị khác trong nhóm làm việc bình thường
và được tính theo công thức sau :

Iđn = Imm max + Itt – Ksd.Iđm max
trong đó:
Imm max : dòng khởi động của nhóm thiết bị có dòng mở máy lớn nhất
Itt : dòng tíh toán cua nhóm máy đang xét
Iđm max : dòng dịnh mức(đã quy đổi về dài hạn) của động cơ có dòng mở máy lớn
nhất
Ksd : hệ số sử dụng của động cơ có dòng mở máy lớn nhất
3.3.

Xác định phụ tải nhà máy
3.3.1. Phân xưởng khu 3:
trang 15


Đồ án học phần – Cung cấp điện

nhóm 5

Theo bài ra ta có hệ số Ksd = 0,56, Knc = 0,98
Ta coi Pd Pđm vậy ta có bảng sau:
Tên thiết bị


Máy 8
8,4
0,62

Phụ tải tính toán hiệu dụng may móc:
= 0,98.64,28 = 63 (KW)
•

Phụ tải tính toán : Ptt = 63+ 27=90 (KW)

Hệ số phụ tải:
Cos
Phụ tải tính toán toàn phần:
Phụ tải tính toán điện kháng:
Qtt =
3.3.2. Phụ tải các phân xưởng khác

Ta chọn hệ số đông thời Kdt = 0,8
Chiếu sáng cho các phân xưởng bằng đèn metal halide => cosφ của đèn này là 0,8
Chọn suất chiếu sáng cho các xưởng bằng P0 = 15 (W/m2)
Phụ tải tính toán chiếu sáng: Pcs = P0.S
Với
p0 là suất chiếu sáng
S là diện tích phân xưởng
Phụ tải tính toán hiệu dụng
Ptt= Kdt*Pđ + Pcs
Phụ tải tính toàn điện kháng:
Qtt = Kdt*Qđ
trang 16

Qtt(KW)

Stt(KVar)

160
226
84
216
164

0,76
0,78
0,65
0,76
0,78

8,1
22,5
15
26,25
6,75

136,1
203,3
82,2
199,05
137,95

117,8
163,04


nhóm 5

Để vẽ dược biểu đồ phụ tải cho các phân xưởng, ta coi phụ tải của các phân xưởng
phân bố đều theo diện tích phân xưởng nên tâm phụ tải có thể lấy trùng với tâm hình học
của phân xưởng trên mặt bằng.
Bán kính vòng tròn biểu đồ phụ tải của phụ tải thứ i được xác định qua biểu thức :

Ri =

Si
m.Π

Trong đó :
Ri:bán kính của vòng tròn biểu đồ phụ tải phân xưởng thứ i
Stt:công suất tính toán toàn phần của phân xưởng thứ i
m là tỉ lệ xích , ở đây chọn m = 3 kVA/ cm2
Góc của phụ tải chiếu sáng nằm trong biểu đồ dược xác định theo công thức sau:

α cs =

360.Pcs
Ptt

Kết quả tính toán Ri và của biểu đồ phụ tải các phân xưởng là:
Tên phân
xưởng
Phân xưởng 1
Phân xưởng 2
Phân xưởng 3

13,6
7

21,4
39,8
108
65,7
47,4
17,6

Ta có biểu đồ phụ tải:

trang 18


Đồ án học phần – Cung cấp điện

nhóm 5

MBA
95
90
80

3

1

4


kế cung cấp điện. Phương án cung cấp điện vừa đảm bảo yêu cầu kĩ thuật lại hợp lí về
mặt kinh tế.
1.1.2. Yêu cầu

Sau khi có được các phương án cung cấp điện phải đi so sánh các phương án về mặt
kĩ thuật, các phương án chọn lựa phải đảm bảo các yêu cầu kĩ thuật cơ bản( chỉ cần đạt
được một số yêu cầu kĩ thuật cơ bản mà thôi, bởi vì rất khó có các phương án hoàn toàn
giống nhau về kĩ thuật), sau đó tiến hành so sánh về kinh tế.
Ngoài ra để quyết định chọn cung cấp điện nào còn phải dựa trên các yếu tố khác:
-

Đường nối phát triển công nghiêp.
Tổng vốn đầu tư của nhà nước có thể cung cấp
Tốc độ và quy mô phát triển, tình hình cung cấp vật tư thiết bị, trình độ thi công, vận
hành của cán bộ và công nhân, cùng một số yêu cầu đặc biệt khác về chính trị quốc
phòng
1.1.3. Chọn phương án cung cấp điện
Chọn phương án cung cấp điện là sơ bộ vạch các phương án đi dây từ nguồn tới các
phụ tải điện. Khi thiết kế cần lưu ý các yếu tố riêng của từng phụ tải, như điều kiện khí
hậu địa hình, yêu cầu về độ tin cậy cung cấp điện cao hay không cao, đặc điểm của của
quy trình công nghệ đảm bảo cung cấp điện an toàn, sơ đồ cung cấp điện phải có cấu trúc
hợp lí. Phải đảm bảo được các yêu cầu sau: độ tin cậy cao, tính kinh tế, an toàn:
Độ tin cậy: sơ đồ phải đảm bảo tin cậy cung cấp điện theo yêu cầu của phụ tải.
Căn cứ vào hộ tiêu dùng chọn sơ đồ cung cấp điện.
- Hộ loại I: phải có 2 nguồn cung cấp điện. sơ đồ phải đẩm bảo cho hộ tiêu thụ
không được mất điện , hoặc chỉ được gián đoạn trong một thời gian cắt, đủ cho các
thiết bị tự động đóng nguồn dự phòng.
- Hộ loại II: được cung cấp điện bằng 1 hoặ 2 nguồn. Việc lựa chọn số nguồn cấp
cung cấp điện phải dựa trên sự thiêt hại kinh tế do cung cấp điện.
- Hộ loại III: chỉ cần 1 nguồn

Sơ đồ dạng hình tia

1.2.

Sơ đồ dạng phân nhánh

Sơ đồ phương án đi dây

trang 21


Đồ án học phần – Cung cấp điện

nhóm 5

MBA

3

95
90
80

1

5

2

40

TPP

4

11.00

trang 22

15.00

1

20.50

15.50
27.25
15.00

6

52.44

120

80.75
10.04

2




19.94

120

80.75

31.00

4

6

11.00

2

CHƯƠNG V: LỰA CHỌN THIẾT BỊ BẢO VỆ
Máy biến áp

5.1.

Các trạm biến áp phân xưởng được lựa chọn trên nguyên tắc sau:
Vị trí đặt trạm phải thỏa mãn yêu cầu : gần tâm phụ tải; thuận tiện cho việc vận
chuyển, lắp đặt , vận hành , sửa chữa máy biến áp an toàn kinh tế.
• Số lượng máy biến áp ( MBA) đặt trong các các TBA phải được lựa chọn căn
cứ vào yêu cầu cung cấp điện của phụ tải; điều kiện vận chuyển và lắp đặt , chế
độ làm việc của phụ tải. Các hộ hụ tải loại І và ІІ chỉ nên đặt hai MBA, các hộ
phụ tải loại ІІІ thì chỉ nên đặt một MBA.
•

Chế độ bt:
SđmBA

•

Chế độ sự cố:
SđmBA

Tra bảng 6.1 chọn máy biến áp do ABB sản suất có các thông số như sau:

Công suát
KVA
800

Điện áp,
KV
10/0,4

,W

,W

Un%

1400

10500

5,5


I max
jkt

trong đó:
Imax: dòng điện max trong dây dẫn
Jkt : trị số( chọn bảng 4.1 trang 233 sgk)
Dòng điện chạy trong dây dẫn:

I max =

Sttnm
. (A)
n. 3U dm

Trong đó:
n - số mạch đường dây
Udm - điện áp định mức mạng điện , kV
Stt nm ở đây lấy theo phụ tải dự báo
Với lưới trung áp do khoảng cách tải điện xa tổn thất điện áp lớn vì thế ta phải
kiểm tra theo điều kiện tổn thất cho phép:

trang 25