BÀI TẬP DÀI MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN
ĐỀ TÀI: thiết kế hệ thống điện cho nhà máy cơ khí công
nghiệp địa phương
C ác nguyên tắc phân nhóm phụ tải :
o Các thiết bị cùng nhóm nên đặt gần nhau để giảm chiều
dài mạng điện hạ áp nhờ vậy có thể giảm vốn đầu tư và
tổn thất trên đường dây hạ áp trong phân xưởng.
o Chế độ làm việc của các thiết bị cùng nhóm nên giống
nhau để việc xác định phương trình phụ tải được chính
xác hơn và thuận lợi cho việc lựa chọn phương thức cung
cấp điện cho nhóm .
o Tổng công suất của 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 không nên quá nhiều bởi
số đầu ra của tủ động lực thường ≤ (8 ÷12) .
o Thường thì rất khó để thoả mãn cả ba nguyên tắc trên do
vậy nhiệm vụ của người thiết kế là phải lựa chọn phương
án phân nhóm hợp lý nhất .
o Dựa trên ba nguyên tắc trên và sự phân bố về vị trí , công
suất của các phụ tải ta có thể chia phân xưởng sửa chữa cơ
khí thành 4 nhóm . sự phân chia thành các nhóm cho trong
bảng 1.1 sau :
1
1. B ảng 1.1: phân nhóm phụ tải phân xưởng sửa chữa cơ khí .
Nhóm
I
Stt Tên thiết bị
Số
lượn
g
Công suất tác

Máy tiện
ren
1 10 10 25.32
6.
Máy tiện
ren
1 14 14 35.45
7.
Máy tiện
ren . 1 4.5 4.5 11.39
8.
Máy tiện
ren.
1 10 10 25.32
9.
Máy khoan
đứng.
1 0.85 0.85 2.15
Tổng : 9 61.75 61.75 156.35
2
Nhóm
II
Stt
1. Khoan bàn . 1 0.65 0.65 1.64
2.
Máy mài
thô.
1 2.8 2.8 7.09
3.
Máy khoan

mỏng.
1 1.7 1.7 4.3
11.
Máy mài
phá
1 2.8 2.8 7.09
12.
Máy hàn
điểm.
1 13 13 32.89
Tổng: 12 48.9 107.61
3
Nhóm
III
Stt
1.
Máy tiện
ren .
1 20 20 50.64
2. Bàn 1 0.85 0.85 2.15
3.
Máy khoan
bàn .
1 0.85 0.85 2.15
4.
Bể dầu có
tăng nhiệt .
1 2.5 2.5 4.22
5. Máy cạo . 1 1 1 2.53
6.

Bể ngâm
dung dịch
kiềm.
1 3 3 5.06
4.
Bể ngâm
nước nóng .
1 3 3 5.06
5.
Máy cuốn
dây.
1 1.2 1.2 3.04
6.
máy cuốn
dây.
1 1 1 2.53
7.
Bể ngâm
tẩm có tăng
nhiệt .
1 3 3 5.06
8. Tủ xây. 1 3 3 7,6
9.
Máy khoan
bàn .
1 0.65 0.65 1.64
10.
Bể khử dầu
mỡ .
1 3 3 5.06

max
= 2,48 ;
P
tt1
= 2,48 . 0,15 .61,75 = 22,97 (kW);
5
Q
tt1
= 22,97. 1,33 = 30,55 (kVAr) ;
S
tt1
=
2
1
2
1 tttt
QP
+
=
22
55.3097.22
+
= 38,22 (kVA);
I
tt1
=
3*Udm
Stt
=
3*38.0

min
max
p
p
=
65.0
13
= 20 > 3 ; ksd = 0,44 > 0,2 ;
nhq =
max
*2
p
pdmi
∑
=
13
9,48*2
=7,52 ≈ 8 ;
k
max
= 1,5 ;
p
tt2
= 1,5.0,44.48,9 = 32,27(kW);
Q
tt2
= 32,27.0,975 = 31,46 (kVAr);
S
tt2
=

∑
∑
pi
ipi
ϕ
cos*
= 0,628 ; tg φ = 1,24 ;
min
max
p
p
=
85,0
20
= 23,53 > 3 và ksd = 0,214 > 0,2
n
hq
=
max
*2
p
pi
∑
=
20
05.32*2
= 3,2 ≈ 3 ;
6
vì n = 9 > 3 ; nhq = 3 < 4 nên
P

∑
∑
pi
ipi
ϕ
cos*
= 0,76; tg φ = 0,855;
min
max,
p
p
=
65,0
3
= 4,16 > 3 do đó
nhq =
max
*2
p
pi
∑
=
3
3,22*2
= 14,9 ≈15 > 11 = n do đó ta phải dùng cách khác.
n1 = 6 ; n = 11 ; n* =
11
6
= 0,545 ;
P1 = 17,8 (kW) ; P = 22,3 (kW); p* =

7
E,T ìm công suất chiếu sáng cho pxscck theo suất công suất trên một đơn vị
diện tích ,
Diện tích phân xưởng sửa chữa cơ khí : F = 75.30 = 2250 m
2
,
Suất phụ tải chiếu sáng : p
0
= 15 W/m
2
;
P
ttcs
= 15.2250 = 33750 (W) =33,75 (kW);
Q
ttcs
= Pttcs.tg φ = 0 (vì dùng đèn sợi đốt nên tg φ = 0 ) ;
Phụ tải tính toán động lực của phân xưởng:
P
tt
= kđt .ΣP
tti
= 0,9.(22,97 +32,27 + 28,85 + 14,65 ) = 88,87(kW);
Q
tt
= kđt .ΣQ
tti
= 0,9.(30,55+31,46 +35,77+12,53)= 99,28(kVAr);
Phụ tải tính toán toàn phân xưởng :
P

3, bảng 3.1 :phụ tải điện phân xưởng xửa chữa cơ khí.
Tên nhóm
và thiết bị .
Số
lượng
Ký
hiệu
trên
bản
vẽ .
Công
suất đặt
Po
(kW)
Iđm
(A)
Ksd Cos φ /tg φ Nhq Kmax
Phụ tải tính toán
Ptt Qtt Stt Itt
nhómI
Máy mài
tròn vạn
năng.
1 9 2,8 7,09 0,15 0,6/1,33
Máy phay
răng
1 10 4,5 11,4 0,15 0,6/1,33
Máy phay
vạn năng
1 11 7 17,73 0,15 0,6/1,33

đứng.
1 6 2,8 7,09 0,15 0,6/1,33
Máy bào
ngang.
1 7 4,5 11,39 0,15 0,6/1,33
Lò điện để
luyện
khuôn .
1 56 5 8,44 0,7 0,9/0,484
Lò điện để
lấu chảy
babit.
1 57 10 16,88 0 ,7 0,9/0,484
Lò điện để
mạ thiếc.
1 58 3,5 5,91 0,7 0,9/0,484
10
Quạt lò đúc
đồng.
1 60 1,5 3,25 0,6 0,7/1,02
Máy khoan
bàn.
1 62 0, 65 1,64 0,15 0,6/1,33
Máy uốn
các tấm
mỏng.
1 64 1,7 4,3 0,15 0,6/1,33
Máy mài
phá
1 65 2,8 7,09 0,15 0,6/1,33

1 36 1,5 3,8 0,15 0,6/1,33
Máy khoan
đứng.
1 38 0,85 2,2 0,15 0,6/1,33
Cộng theo
nhóm III
7 32,05 81,19 3, 28,85 33,77 45,95
69,81
nhómIV
Máy cưa
kiểu đai .
1 1 1 2,53 0,15 0,6/1,33
Máy mài
thô.
1 30 2,8 7,09 0,15 0,6/1,33
Bể ngâm
dung dịch
kiềm.
1 41 3 7, 6 0,7 0,9/0,484
Bể ngâm
nước nóng .
1 42 3 7,6 0,7 0,9/0,484
Máy cuốn
dây.
1 45 1,2 3,04 0,15
máy cuốn
dây.
1 46 1 2,53 0,15 0,6/1,33
Bể ngâm
tẩm có tăng

ttQttP
22
+
.
I
tt
=
3*Udm
Stt
.
A, xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng cơ khí chính .
k
nc
= 0.6; cos φ = 0.7; tg φ = 1.02 ;
P
đặt
= 1200 (kW),
P
tt
= 0,6.1200 = 720 (kW);
Q
tt
= 720.1,02 = 734,4 (kVAr) ;
S
tt
=
22
4,734720
+
= 1028,5 (kVA);

+
= 1114,36(kVA);
I
tt
=
3*38.0
36,1114
= 1693,1 (A) = 1,69(kA);
B,xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng lắp ráp :
k
nc
= 0,4 ; cos φ = 0,6 ; tg φ = 1,33;
P
đặt
= 800 (kW);
P
tt
= 0,4.800 = 320 (kW);
Q
tt
= 320.1,33 = 425,6 (kVAr);
Diện tích phân xưởng lắp ráp F = 7224 m
2
;
14
suất phụ tải chiếu sáng p0 = 15 w/m
2
;
P
cs

= 600 (kW) ;
P
tt
= 0,6.600 =360(kW) ;
Q
tt
= 360.1,02 = 367,2 (kVAr);
S
tt
=
22
2,367360
+
= 514,2 (kVA);
Diện tích phân xưởng rèn F = 3000 m
2
;
Suất phụ tải chiếu sáng p0 = 15W/m
2
;
Phụ tải chiếu sáng :
P
cs
=3000.15 = 45000 (W) = 45 (kW) ,
Q
cs
= 0 ;
Phụ tải toàn phân xưởng :
P
pxr

S
tt
=
22
210280
+
= 350 (kVA) ;
15
diện tích phân xưởng đúc F = 2250 m
2
;
suất phụ tải chiếu sáng p0 = 15 W/m
2
;
P
cs
= 2250.15 = 33750 (W) = 33,75 (kW) ;
Q
cs
= 0 ;
phụ tải toàn phân xưởng :
P
pxd
= 280 +33,75 = 313,75(kW);
Q
pxd
= 210 (kVAr);
S
pxd
=

diện tích của bộ phận nén ép F = 2100m
2
;
suất phụ tải chiếu sáng của bộ phận nén ép p0 = 15 W/m
2
;
phụ tải chiếu sáng
P
cs
= 2100.15 = 31500 (W) = 31,5 (kW) ;
Q
cs
= 0 ;
Phụ tải toàn bộ phận nén ép
P
bpn
= 270 +31,5 = 301,5 (kW);
Q
bpn
= 275,4 (kVAr);
S
bpn
=
22
4,2755,301
+
= 408,35 (kVA);
I
tt
=

Phụ tải tính toán toàn phân xưởng kết cấu kim loại :
P
ppkckl
= 138 + 67,5 = 205,5 (kW) ;
Q
ppkckl
= 140,76 (kVAr) ;
S
ppkckl
=
22
76,1405,205
+
= 249,08 (kVA);
I
tt
=
3*38,0
08,249
= 378,44 (A);
G,xác định phụ tải tính toán cho văn phòng và phòng thiết kế :
k
nc
= 0,7 ; cos φ = 0,8 ; tg φ = 0,75 ;
P
đặt
= 80 (kW) ;
P
tt
= 0,7.80 = 56 (kW) ;

I
tt
=
3*38,0
55,113
=172,52 (A);
H,xác định phụ tải tính toán cho trạm bơm :
k
nc
= 0,7; cos φ = 0,8 ; tg φ = 0,75 ;
P
đặt
= 130 (kW) ;
P
tt
= 0,7.130 = 91(kW);
Q
tt
= 91.0,75 = 68,25 (kVAr);
Diện tích của trạm bơm F = 1050 m
2
;
Suất chiếu sáng của trạm bơm p0 = 12 (W/m
2
);
17
Phụ tải chiếu sáng của trạm bơm :
P
cs
= 1050.12 = 12600(W) = 12,6 (kW) ;

knc Cos φ
P0
(W/m2)
Pđl
(kW)
Pcs (kW) Ptt (kW)
Qtt
(kVAr)
Stt (kVA)
Phân
xưởng sửa
chữa cơ
khí
15 88,87 33,75 122,62 99,28 157,77
Phân
xưởng cơ
khí chính
1200 0,6 0,7 15 720 118,125 838,125 734,4 1114,36
Phân
xưởng lắp
ráp
800 0,4 0,6 15 320 108,36 428,36 425,6 603,84
Phân
xưởng rèn
600 0,6 0,7 15 360 45 405 367,2 546,68
Phân
xưởng đúc
400 0,7 0,8 15 280 33,75 313,75 210 377,54
Bộ phận
nén ép

22
344,1890164,2259
+
= 2945,71 (kVA);
Hệ số công suất của nhà máy :
Cos φ
nm
=
71,2945
164,2259
= 0,77 ;
6, xác định tâm phụ tải điện và vẽ biểu đồ phụ tải :
Tâm phụ tải điện là điểm thoả mãn điều kiện mômen phụ tải đạt giá trị nhỏ nhất
∑
n
ii
lP
1
Trong đó :
Pi và li – công suất và khoảng cách của phụ tải thứ i đến tâm phụ tải .
Để xác định tâm phụ tải ta sử dụng công thức :
Xo =
∑
∑
n
n
Si
SiXi
1
1

của phụ tải điện , có diện tích tương ứng với công suất của phụ tải theo tỷ lệ
xích nào đó tuỳ chọn . để vẽ được 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 =
Π
m
Si
; trong đó
m là tỷ lệ xích , ở đây chọn m = 1 kVA/ mm
2
;
góc của phụ tải chiếu sáng nằm trong biểu đồ được xác định theo biểu thức :
αcs =
Stt
Scs*360
;
kết quả tính toán Ri và αcs được cho trong bảng sau :
Bảng6.1: Ri và α cs của các phân xưởng :
STT
Tên phân
xưởng.
Pcs
(kW)
Ptt
(kW)
Stt
(kVA)

đúc
33,75 313,75 377,54 60 66 10,96 32,18
6
Bộ phận
nén ép
31,5 301,5 408,35 60 84 11,4 27,77
7
Phân
xưởng kết
cấu kim
loại
67,5 205,5 249,08 87 27 8,9 97,56
8
Văn
phòng và
phòng
thiết kế
49,5 105,5 113,55 87 75 6,01 156,94
9
Trạm
bơm
12,6 103,6 124,06 19 79 6,28 36,56
23
Hình 1: biểu đồ phụ tải của nhà máy cơ khí công nghiệp địa phương.

y
36.1114
1
84.603
2

x
24
7, Thi ết kế mạng điện cao áp của nhà máy :
Cấp điện áp hợp lý để truyền tải điện từ hệ thống về nhà máy xác định theo biểu
thức kinh nghiệm
U = 4,34
Pl 016,0
+
(l :khoảng cách từ nguồn điện đến nhà máy
P:công suất tác dụng tính toán của nhà máy.)
U = 4,34
164,2259*016,015
+
=31,038(kV);
Ta chọn cấp điện áp 35 kV ;
Dựa vào vị trí , công suất và yêu cầu cung cấp điện của các phân xưởng ta có
thể đưa ra các phương án cung cấp điện :
7.1 :ph ương án về các trạm biến áp phân xưởng :
Các trạm biến áp (TBA) được lựa chọn trên các nguyên tắc sau :
1.vị trí đặt TBA phải thoả mãn các yêu cầu : gần tâm phụ tải ; thuận tiện cho
việc vận chuyển , lắp đặt ,vận hành ,sửa chữa máy biến áp (MBA) ;an toàn và
kinh tế.
2.Số lượng MBA đặt trong các TBA 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 .trong mọi trường hợp TBA chỉ đặt 1 MBA sẽ là kinh tế và thuận lợi cho việc
vận hành ,song độ tin cậy cung cấp điện không cao .các TBA cung cấp cho hộ
loại I và loại II nên đặt 2 MBA , hộ loại III chỉ cần đặt 1 MBA .
3.dung lượng các MBA được chọn theo 2 điều kiện :
n.khc.SđmB ≥ Stt.
Theo chế độ sự cố một máy biến áp (trong trạm có nhiều hơn 1MBA)