Đồ án cung cấp điện đại học điện lực

Đồ án cung cấp điện đại học điện lực mẫu chuẩn, đầy đủ thuyết minh và bản vẽ. Tài liệu tham khảo tính toán, thiết kế hệ thống cung cấp điện.

• Tác giả: Mai Xuân Minh
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Phúc Huy
• Trường học: Trường Đại học Điện lực
• Chuyên ngành: Công nghệ KT Điện - Điện tử
• Đề tài: Thiết Kế Cung Cấp Điện Cho Phân Xưởng Công Nghiệp
• Loại tài liệu: Đồ án môn học
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Hướng dẫn toàn tập về đồ án cung cấp điện Đại học Điện lực

Đồ án cung cấp điện là một học phần quan trọng, mang tính tổng hợp cao trong chương trình đào tạo ngành Kỹ thuật Điện tại Đại học Điện lực (EPU). Đây không chỉ là một bài tập lớn mà còn là cơ hội để sinh viên áp dụng toàn bộ kiến thức lý thuyết đã học vào một bài toán thực tế. Một đồ án tốt nghiệp hệ thống điện hoàn chỉnh yêu cầu sinh viên phải thực hiện từ khâu khảo sát, phân tích yêu cầu phụ tải, đến việc đưa ra các phương án thiết kế và lựa chọn giải pháp tối ưu. Nội dung của một đồ án thường bao gồm việc tính toán phụ tải điện cho một đối tượng cụ thể như phân xưởng công nghiệp, tòa nhà cao tầng, hay khu dân cư. Từ đó, sinh viên phải tiến hành lựa chọn sơ đồ cung cấp điện, tính toán và lựa chọn các thiết bị chính như máy biến áp, dây dẫn, aptomat. Các phần quan trọng khác bao gồm tính toán ngắn mạch, thiết kế hệ thống bảo vệ rơle, nối đất và chống sét. Để thực hiện tốt, sinh viên cần nắm vững kiến thức từ giáo trình cung cấp điện EPU và các tiêu chuẩn ngành. Đồ án không chỉ dừng lại ở bản thuyết minh mà còn yêu cầu các bản vẽ AutoCAD cung cấp điện chi tiết, thể hiện rõ ràng sơ đồ nguyên lý và mặt bằng bố trí thiết bị. Hoàn thành tốt đồ án này là bước đệm vững chắc cho công việc của một kỹ sư hệ thống điện trong tương lai, đồng thời là yếu tố quyết định trong buổi bảo vệ đồ án tốt nghiệp điện lực.

1.1. Tầm quan trọng và cấu trúc của đồ án môn học cung cấp điện

Đồ án môn học cung cấp điện là cột mốc kiểm tra năng lực tổng hợp của sinh viên. Nó mô phỏng gần như toàn bộ quy trình làm việc của một kỹ sư thiết kế điện. Cấu trúc của đồ án thường bắt đầu với chương giới thiệu, nêu rõ nhiệm vụ thiết kế và các số liệu ban đầu. Phần trọng tâm là chương xác định phụ tải tính toán, nơi các loại phụ tải (động lực, chiếu sáng, sinh hoạt) được phân tích chi tiết. Tiếp theo là chương lựa chọn phương án cung cấp điện, bao gồm việc xác định vị trí trạm biến áp phân phối và so sánh kinh tế - kỹ thuật giữa các sơ đồ đi dây. Các chương sau đó tập trung vào các tính toán chuyên sâu như ngắn mạch, bù công suất phản kháng, và lựa chọn các thiết bị bảo vệ. Cuối cùng là phần bản vẽ kỹ thuật và kết luận. Một thuyết minh đồ án cung cấp điện rõ ràng, logic và đầy đủ các bước tính toán là yêu cầu bắt buộc để đạt điểm cao.

1.2. Các bước cần thiết để hoàn thành một đồ án mẫu khoa hệ thống điện

Để hoàn thành một đồ án mẫu khoa hệ thống điện chất lượng, sinh viên cần tuân thủ một quy trình làm việc khoa học. Bước đầu tiên là phân tích kỹ đề bài và các số liệu cho trước. Bước hai, tiến hành xác định phụ tải tính toán, đây là nền tảng cho mọi tính toán về sau. Bước ba, vạch ra ít nhất hai phương án cung cấp điện sơ bộ để so sánh. Bước bốn, thực hiện các tính toán chi tiết cho từng phương án: chọn công suất máy biến áp, chọn dây dẫn và aptomat, tính toán tổn thất. Bước năm, sử dụng kết quả so sánh để lựa chọn phương án tối ưu. Bước sáu, với phương án đã chọn, tiến hành tính toán ngắn mạch tại các điểm quan trọng để kiểm tra độ bền của thiết bị. Bước bảy, thiết kế các hệ thống phụ trợ như bù công suất, nối đất và chống sét. Cuối cùng, hoàn thiện bản thuyết minh và bộ bản vẽ AutoCAD cung cấp điện, bao gồm sơ đồ nguyên lý hệ thống điện và mặt bằng bố trí.

II. Thách thức cốt lõi khi thiết kế cung cấp điện cho nhà xưởng

Việc thiết kế cung cấp điện cho một phân xưởng công nghiệp đặt ra nhiều thách thức đặc thù. Thách thức lớn nhất là việc xác định chính xác phụ tải tính toán. Phụ tải trong nhà xưởng rất đa dạng, bao gồm nhiều loại máy móc với công suất, chế độ làm việc và hệ số công suất (cosφ) khác nhau. Việc phân nhóm thiết bị một cách hợp lý và áp dụng đúng các hệ số như hệ số sử dụng (ku) và hệ số đồng thời (ks) đòi hỏi sự am hiểu sâu sắc và kinh nghiệm. Sai sót trong giai đoạn này sẽ dẫn đến việc chọn sai công suất máy biến áp và các thiết bị khác, gây lãng phí đầu tư hoặc quá tải hệ thống. Một thách thức khác là tối ưu hóa vị trí đặt trạm biến áp phân phối và sơ đồ đi dây. Vị trí trạm phải gần tâm phụ tải để giảm thiểu tổn thất điện năng và tiết kiệm chi phí dây dẫn, nhưng cũng phải phù hợp với quy hoạch mặt bằng và đảm bảo an toàn vận hành. Việc lựa chọn giữa các sơ đồ mạng điện hình tia, mạch vòng hay liên thông cần được phân tích kỹ lưỡng dựa trên các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật. Ngoài ra, việc đảm bảo chất lượng điện năng, đặc biệt là duy trì hệ số công suất ở mức cao theo yêu cầu (ví dụ cosφ = 0,93 như trong đề tài mẫu), đòi hỏi phải có giải pháp bù công suất phản kháng hiệu quả.

2.1. Khó khăn trong việc xác định và tổng hợp phụ tải tính toán điện

Xác định phụ tải tính toán điện là công việc phức tạp do sự không đồng đều trong vận hành của các thiết bị. Trong một phân xưởng, không phải tất cả các máy đều hoạt động cùng lúc và ở công suất định mức. Do đó, phải sử dụng phương pháp tính toán dựa trên hệ số yêu cầu, hệ số cực đại hoặc phương pháp suất phụ tải trên một đơn vị diện tích. Đồ án mẫu của Mai Xuân Minh đã áp dụng phương pháp hệ số sử dụng (ku) và hệ số đồng thời (ks) theo tiêu chuẩn IEC, một cách tiếp cận hiện đại và chính xác. Việc tổng hợp phụ tải từ nhiều nhóm khác nhau, bao gồm cả phụ tải động lực, chiếu sáng và thông gió, cũng cần sự cẩn trọng. Đặc biệt, cần dự phòng một tỷ lệ cho việc phát triển phụ tải trong tương lai (thường là 10-20%) để đảm bảo hệ thống không bị lạc hậu sau một thời gian ngắn vận hành.

2.2. Vấn đề lựa chọn công suất và vị trí trạm biến áp phân phối

Lựa chọn công suất trạm biến áp phân phối phải cân bằng giữa hai yếu tố: đáp ứng đủ công suất hiện tại và tương lai, và vận hành kinh tế. Nếu chọn công suất quá lớn, máy biến áp sẽ vận hành non tải, gây tổn thất không tải (ΔP₀) lớn và lãng phí vốn đầu tư. Nếu chọn quá nhỏ, máy sẽ bị quá tải, giảm tuổi thọ và có nguy cơ gây sự cố. Đồ án tham khảo đã so sánh hai phương án: dùng hai máy biến áp 250kVA vận hành song song và dùng một máy 500kVA. Phương án hai máy biến áp được chọn vì có tổng chi phí quy đổi thấp hơn và đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cao hơn, đặc biệt khi 60% phụ tải là loại ưu tiên. Vị trí đặt trạm được xác định dựa trên tọa độ tâm phụ tải của các nhóm thiết bị, giúp giảm chiều dài và tiết diện dây dẫn hạ áp, từ đó giảm tổn thất và chi phí.

III. Phương pháp tính toán phụ tải điện cho đồ án cung cấp điện

Phương pháp tính toán phụ tải điện là nền tảng của mọi đồ án cung cấp điện. Một phương pháp chính xác sẽ đảm bảo toàn bộ hệ thống được thiết kế đúng quy chuẩn và hoạt động hiệu quả. Thông thường, phụ tải của một phân xưởng được chia thành ba loại chính: phụ tải động lực, phụ tải chiếu sáng, và phụ tải phụ trợ (thông gió, ổ cắm). Đối với phụ tải động lực, phương pháp phổ biến là phân nhóm các thiết bị có vị trí gần nhau hoặc có cùng chế độ làm việc. Công suất tính toán của mỗi nhóm được xác định qua công suất định mức (Pđm), hệ số sử dụng (ku) và hệ số đồng thời (ks) của nhóm. Tài liệu tham khảo cho thấy việc áp dụng công thức Ptt = ks × Σ(kui × Pđmi) là một cách tiếp cận khoa học, phản ánh đúng thực tế vận hành. Đối với phụ tải chiếu sáng, việc tính toán dựa trên yêu cầu về độ rọi (lux), diện tích phân xưởng, và hiệu suất của loại đèn được sử dụng. Các phần mềm như DIALux thường được dùng để mô phỏng và tối ưu hóa việc bố trí đèn. Sau khi tính toán riêng lẻ, tất cả các phụ tải được tổng hợp lại để có được công suất tính toán toàn phân xưởng, bao gồm cả công suất tác dụng (kW) và công suất phản kháng (kVAr).

3.1. Quy trình phân nhóm và tính toán phụ tải động lực chi tiết

Quy trình tính toán phụ tải động lực bắt đầu bằng việc lập bảng thống kê toàn bộ thiết bị, ghi rõ công suất định mức, hệ số cosφ và hệ số sử dụng ku. Dựa trên mặt bằng bố trí, các thiết bị được chia thành các nhóm nhỏ (ví dụ, 4 nhóm trong đồ án mẫu). Việc phân nhóm này giúp tối ưu hóa việc đi dây và bố trí các tủ điện động lực. Với mỗi nhóm, công suất tác dụng và phản kháng được tính toán. Hệ số đồng thời (ks) được áp dụng cho từng nhóm, giá trị này phụ thuộc vào số lượng thiết bị trong nhóm (ví dụ, ks=0.7 cho nhóm 8 thiết bị và ks=0.6 cho nhóm 11 thiết bị). Kết quả cuối cùng là công suất tính toán (Ptt, Qtt, Stt) và hệ số công suất trung bình (cosφtb) cho từng nhóm, làm cơ sở để chọn dây dẫn và thiết bị đóng cắt cho từng tủ động lực.

3.2. Cách tính toán phụ tải chiếu sáng và các phụ tải phụ trợ khác

Việc tính toán phụ tải chiếu sáng đòi hỏi phải tuân thủ các tiêu chuẩn TCVN trong thiết kế điện. Đầu tiên, cần xác định độ rọi yêu cầu (Eyc) cho khu vực làm việc, ví dụ 200 lux cho phân xưởng cơ khí. Dựa vào kích thước nhà xưởng và chiều cao treo đèn, ta tính được chỉ số địa điểm (kkg). Từ đó, tra bảng để tìm hệ số lợi dụng (kld) và chọn loại đèn có quang thông (lumen) phù hợp. Công suất chiếu sáng tổng được tính toán có kể đến hệ số dự trữ (kdt) để bù cho sự suy giảm quang thông theo thời gian. Ngoài ra, các phụ tải phụ trợ như hệ thống thông gió, làm mát cũng cần được tính toán. Ví dụ, công suất quạt thông gió được xác định dựa trên lưu lượng gió cần thiết để trao đổi không khí trong xưởng. Các phụ tải này sau đó được tổng hợp cùng phụ tải động lực để ra phụ tải toàn phần.

IV. Cách chọn phương án cấp điện và trạm biến áp tối ưu nhất

Lựa chọn phương án cung cấp điện là một bước quyết định trong luận văn cung cấp điện, ảnh hưởng trực tiếp đến chi phí đầu tư và độ tin cậy của hệ thống. Quá trình này bao gồm hai phần chính: lựa chọn cấu hình và công suất trạm biến áp, và lựa chọn sơ đồ mạng điện hạ áp trong phân xưởng. Đối với trạm biến áp, cần xem xét các phương án như sử dụng một máy biến áp công suất lớn hay nhiều máy công suất nhỏ hơn vận hành song song. Đồ án mẫu đã phân tích chi tiết phương án dùng 2 MBA 250kVA so với 1 MBA 500kVA, dựa trên hàm chi phí quy đổi Z = pV + C. Trong đó, V là vốn đầu tư, C là chi phí tổn thất điện năng hàng năm và p là hệ số chi phí hiệu quả. Kết quả cho thấy phương án 2 MBA có chi phí Z thấp hơn (67,03 triệu đồng so với 155 triệu đồng) và linh hoạt hơn. Đối với mạng hạ áp, các sơ đồ hình tia, liên thông cần được đưa ra so sánh. Phương án tối ưu được chọn không chỉ dựa vào chi phí Z nhỏ nhất mà còn phải đảm bảo tổn thất điện áp nằm trong giới hạn cho phép (ΔU% ≤ 5% theo TCVN). Việc lựa chọn này thể hiện rõ năng lực phân tích và ra quyết định của người thiết kế.

4.1. Phân tích kinh tế kỹ thuật để lựa chọn phương án trạm biến áp

Phân tích kinh tế - kỹ thuật là công cụ cốt lõi để đưa ra lựa chọn khách quan. Về mặt kỹ thuật, phương án dùng hai máy biến áp song song cung cấp độ tin cậy cao hơn. Khi một máy sự cố, máy còn lại vẫn có thể gánh các phụ tải ưu tiên (60% tổng phụ tải), tránh thiệt hại do ngừng sản xuất. Về mặt kinh tế, việc tính toán chi phí quy đổi (Z) là bắt buộc. Vốn đầu tư (V) được lấy từ báo giá của nhà sản xuất (ví dụ MBA của ABB). Chi phí tổn thất (C) bao gồm tổn thất không tải (ΔP₀) và tổn thất ngắn mạch (ΔPk), được tính toán dựa trên thời gian sử dụng công suất cực đại (Tmax = 4000h). Việc so sánh tổng chi phí Z của các phương án cho phép lựa chọn giải pháp có hiệu quả kinh tế cao nhất trong suốt vòng đời dự án.

4.2. So sánh các sơ đồ đi dây và chọn dây dẫn aptomat phù hợp

Sau khi có trạm biến áp, bước tiếp theo là thiết kế mạng lưới hạ áp. Đồ án tham khảo đã so sánh hai phương án đi dây: phương án 1 (sơ đồ hình tia, mỗi tủ động lực có một đường dây riêng từ tủ phân phối chính) và phương án 2 (sơ đồ liên thông, TĐL4 lấy điện từ TĐL3). Việc lựa chọn dây dẫn phải thỏa mãn điều kiện phát nóng (Icp ≥ Ilvmax). Tiết diện dây được chọn sơ bộ dựa trên mật độ dòng kinh tế (jkt), sau đó kiểm tra lại theo dòng cho phép của nhà sản xuất (ví dụ cáp CADIVI). Việc chọn dây dẫn và aptomat phải đi đôi với nhau. Aptomat được chọn phải có dòng định mức lớn hơn dòng làm việc và dòng cắt ngắn mạch lớn hơn dòng ngắn mạch tính toán tại điểm lắp đặt. Cuối cùng, phương án có tổng chi phí quy đổi Z cho hệ thống dây dẫn thấp hơn và đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật sẽ được lựa chọn.

V. Bí quyết tính toán ngắn mạch trong đồ án hệ thống điện EPU

Tính toán ngắn mạch là một trong những phần phức tạp và quan trọng nhất của đồ án hệ thống điện. Mục đích của việc tính toán này là xác định giá trị dòng điện lớn nhất có thể xảy ra tại các điểm khác nhau trong hệ thống khi có sự cố. Dòng ngắn mạch được dùng để: kiểm tra và lựa chọn các thiết bị điện (máy cắt, cầu dao, thanh cái) về khả năng chịu lực điện động và ổn định nhiệt; và làm cơ sở để cài đặt thông số cho các thiết bị bảo vệ rơle. Quá trình tính toán bắt đầu bằng việc xây dựng sơ đồ tính toán ngắn mạch, hay còn gọi là sơ đồ thay thế. Trong sơ đồ này, tất cả các phần tử của mạng điện như hệ thống nguồn, đường dây, máy biến áp đều được biểu diễn bằng các điện trở và điện kháng tương đương. Việc tính toán thường được thực hiện cho các điểm trọng yếu: thanh cái cao áp và hạ áp của trạm biến áp phân phối, đầu ra các tủ phân phối chính (TPP) và tủ động lực (TĐL), và tại các thiết bị đầu cuối. Các giá trị quan trọng cần xác định bao gồm dòng ngắn mạch ba pha ổn định I(3), dòng xung kích (ixk), và công suất ngắn mạch (Sk).

5.1. Xây dựng sơ đồ thay thế và xác định thông số các phần tử

Để tính toán ngắn mạch, bước đầu tiên là vẽ sơ đồ nguyên lý hệ thống điện và chuyển nó thành sơ đồ thay thế. Hệ thống điện bên ngoài được quy về một suất điện động tương đương và một tổng trở ngắn mạch (ZHT) tại điểm đấu nối. Máy biến áp được đặc trưng bởi điện trở (Rb) và điện kháng (Xb) tính từ thông số tổn thất ngắn mạch (ΔPN) và điện áp ngắn mạch (UN%). Các đoạn cáp được mô tả bằng điện trở (Rc) và điện kháng (Xc) tính theo chiều dài và thông số r₀, x₀ (Ω/km) của cáp. Tất cả các thông số này phải được quy đổi về cùng một cấp điện áp (thường là cấp hạ áp) để tiện cho việc tính toán tổng trở từ nguồn đến điểm ngắn mạch.

5.2. Phương pháp tính dòng ngắn mạch tại các điểm và dòng xung kích

Sau khi có tổng trở tương đương (Znm) từ nguồn đến điểm ngắn mạch, dòng ngắn mạch ba pha được tính theo công thức I(3) = c.Uđm / (√3.Znm), trong đó c là hệ số điện áp. Dòng xung kích, là giá trị dòng điện tức thời lớn nhất, được tính bằng ixk = kxk.√2.I(3), với kxk là hệ số xung kích (thường lấy 1.8 cho mạng cao áp và 1.2-1.3 cho mạng hạ áp). Bảng tính toán trong đồ án mẫu cho thấy dòng ngắn mạch giảm dần khi điểm sự cố càng xa nguồn. Ví dụ, I(3) tại thanh cái hạ áp trạm biến áp là 18,26kA, nhưng tại thiết bị đầu cuối của nhóm 1 chỉ còn 5,68kA. Kết quả này rất quan trọng để lựa chọn thiết bị đóng cắt có khả năng cắt phù hợp.

VI. Top phần mềm và tiêu chuẩn TCVN cho đồ án cung cấp điện

Để thực hiện một đồ án cung cấp điện chuyên nghiệp và chính xác, việc sử dụng các phần mềm hỗ trợ và tuân thủ các tiêu chuẩn TCVN trong thiết kế điện là yêu cầu bắt buộc. Các phần mềm không chỉ giúp tăng tốc độ tính toán mà còn giảm thiểu sai sót và cho phép mô phỏng, tối ưu hóa thiết kế. Đối với việc vẽ kỹ thuật, AutoCAD là công cụ không thể thiếu để tạo ra các bản vẽ AutoCAD cung cấp điện chi tiết, từ sơ đồ nguyên lý, sơ đồ đơn tuyến đến mặt bằng bố trí thiết bị. Đối với tính toán thiết kế, các phần mềm chuyên dụng như Ecodial (của Schneider Electric) hay E-design (được đề cập trong tài liệu gốc) giúp tính toán, lựa chọn thiết bị và kiểm tra các điều kiện kỹ thuật một cách tự động và toàn diện. Phần mềm DIALux là công cụ hàng đầu cho việc thiết kế chiếu sáng, giúp đảm bảo độ rọi đồng đều và tiết kiệm năng lượng. Bên cạnh phần mềm, việc am hiểu và áp dụng đúng các tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN) và quốc tế (IEC) là thước đo sự chuyên nghiệp của người kỹ sư. Các tiêu chuẩn này cung cấp các quy định về an toàn, yêu cầu kỹ thuật và phương pháp tính toán chuẩn mực cho toàn bộ hệ thống điện.

6.1. Ứng dụng phần mềm Ecodial Dialux trong thiết kế và mô phỏng

Phần mềm Ecodial là một công cụ mạnh mẽ cho kỹ sư hệ thống điện. Nó cho phép người dùng nhập vào sơ đồ đơn tuyến của mạng điện, khai báo thông số phụ tải và chiều dài dây dẫn. Từ đó, phần mềm sẽ tự động thực hiện các công việc: tính toán phụ tải điện, lựa chọn tiết diện dây dẫn, lựa chọn aptomat và các thiết bị bảo vệ, tính toán ngắn mạch và kiểm tra sụt áp. Kết quả được xuất ra dưới dạng một bản thuyết minh chi tiết, giúp sinh viên tiết kiệm thời gian và đảm bảo tính chính xác. Trong khi đó, DIALux chuyên về thiết kế chiếu sáng. Bằng cách nhập mô hình 3D của nhà xưởng và các thông số về đèn, phần mềm có thể mô phỏng sự phân bố ánh sáng, tính toán độ rọi trung bình và độ đồng đều, giúp người thiết kế bố trí đèn một cách tối ưu nhất.

6.2. Các tiêu chuẩn TCVN quan trọng cần tuân thủ trong đồ án

Việc tuân thủ tiêu chuẩn TCVN trong thiết kế điện là điều kiện tiên quyết để đảm bảo hệ thống điện an toàn và đáng tin cậy. Một số tiêu chuẩn cốt lõi bao gồm: TCVN 7447 (IEC 60364) về Hệ thống lắp đặt điện của các tòa nhà, quy định các yêu cầu chung về an toàn và thiết kế; các tiêu chuẩn về chống sét cho công trình (TCVN 9385:2012); tiêu chuẩn về hệ thống nối đất cho các công trình. Ngoài ra, các quy phạm trang bị điện (QPTĐ) cũng cung cấp nhiều hướng dẫn chi tiết về lựa chọn và lắp đặt thiết bị. Việc trích dẫn và áp dụng đúng các điều khoản từ những tiêu chuẩn này trong thuyết minh đồ án cung cấp điện không chỉ giúp bản thiết kế đạt yêu cầu kỹ thuật mà còn thể hiện sự nghiêm túc và chuyên nghiệp của sinh viên.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1 – XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN 1. Tính phụ tải chiếu sáng và ổ cắm 1. Tính toán công suất đèn chiếu sáng và ổ cắm Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng sản xuất công nghiệp có kích thước axbxh là 24x36x5,75 m. Coi trần nhà màu trắng, tường màu vàng, sàn nhà màu sám,với độ rọi yêu cầu là Eyc = 200 lux.1- Bố trí đèn chiếu sáng Theo biểu đồ Kruithof ứng với độ rọi 200 lux nhiệt độ màu cần thiết là  m  30000 K sẽ cho môi trường ánh sáng tiện nghi.

Mặt khác vì là xưởng sữa chữa có nhiều máy điện quay nên ta dùng đèn Mercury 100W với quang thông là F= 6000 lumen. Chiều cao phân xưởng là: h = 4,5 + 1,25 = 5,75 (m) Chọn độ cao treo đèn là: h1 = 0,7 (m) Chiều cao mặt bằng làm việc là: h2 = 0,8 (m) Khoảng cách đèn đến mặt công tác: H = h - h1 - h2 = 5,75 - 0,8 - 0,7 = 4,25( m) Chỉ số treo đèn h1 0,7 1 j   0,14   Thoả mãn yêu cầu H  h1 4, 25  0,7 3 Khoảng cách giữa các đèn L thỏa mãn không vượt quá giá trị lớn nhất trong bảng sau, tương ứng với từng cấp của bộ đèn. 3 Đồ án môn học cung cấp điện Mai Xuân Minh, lớp D13H1 Bảng 1. Khoảng cách lớn nhất giữa các đèn STT Cấp của bộ đèn Khoảng cách lớn nhất giữa các đèn 1 A 0,50.H Với loại đèn dùng để chiếu sáng cho phân xưởng sản xuất nên chọn khoảng cách giữa các đèn được xác định là: L  0,8 (Cấp B) tức là: H L = 0,8.

4,25 = 3,4 (m) Căn cứ vào kích thước phân xưởng ta chọn khoảng cách giữa các đèn là Ld = 4 m và Ln = 4 m  q=2; p=2; Kiểm tra điều kiện đảm bảo độ đồng đều ánh sang tại mọi điểm Ln L L L  q  n và d  p  d 3 2 3 2 4 4 4 4 hay  2  và  2   thỏa mãn 3 2 3 2 Vậy số lượng đèn tối thiểu để đảm bảo đồng đều chiếu sáng là a b 36 24 N min .  54 Ln Ld 4 4 Chỉ số địa điểm cần tính: a.(36  24) Lấy độ phản xạ của trần và đèn lần lượt là :  tran =50 % và  tuong =30 % (Tra bảng 47.pl gt cung cấp điện Trần Quang Khánh) ứng với hệ số phản xạ đã nêu trên và hệ số không gian là kkg =3,5 ta tìm được hệ số lợi dụng kld = 0,58; Hệ số dự trữ lấy bằng kdt=1,3   0,59. Xác định quang thông tổng: k.0,58 Xưởng sữa chữa có nhiều máy điện quay nên ta dùng đèn Mercury 100W với quang thông là F= 6000 lumen. 4 Đồ án môn học cung cấp điện Mai Xuân Minh, lớp D13H1 Bảng 1.2: Quang thông của một số bộ đèn Quang thông STT Loại đèn (lumen) 1 FL40Wx2 2.000 Như vậy tổng số đèn cần lắp đặt là 54 được bố trí như sau: Hình 1.2: Bố trí đèn toàn phân xưởng  Công suất chiếu sáng là: Pcs = kđt .36 N mạch oc = = 4,32~ 5 mạch 200 Poc = 5*3000 = 15000W= 15 (kW) 5 Đồ án môn học cung cấp điện Mai Xuân Minh, lớp D13H1 Vậy tổng công suất của phụ tải chiếu sáng và ổ cắm là: Pcsoc = Pcs+ Poc = 5,4 + 15 = 20,4 (kW) coscsoc = 0,85 Pcsoc 20, 4 Scsoc    24(kVA) cos csoc 0,85 Qcsoc  Scsoc 2  Pcsoc 2  242  20, 42  12,64(kVAr ) 1.

Phụ tải thông thoáng và làm mát Lưu lượng gió cần cấp vào xưởng là: Qgió  ar  m / phut  D.1) ar : tỉ số trao đổi không khí D,R,H : chiều dài, rộng, cao của phân xưởng; với D = 36(m),R =24 (m),là chiều rộng – dài phân xưởng (theo đề bài); h = 5,75(m) – chiều cao của phân xưởng  828  m3 / phut  24.5, 75 Suy ra : Q 6 Chọn quạt hút công nghiệp có Qquat = 4500 m3/h, với số lượng là : 60.828 N   16,56 vậy ta chọn N = 17 Qquat 3000 Chọn quạt DLHC40-PG4S F với các thông số kỹ thuật như sau : MODEL Điện Tần Lượng Công Sải Áp Tốc Độ áp số gió suất cánh suất độ ồn (V) (Hz) (m3/h) (W) (mm) (Pa) (rpm) (dB) DLHCV40- 380 50 4500 300 400 108 1400 68 PG4S F Bảng 1.3: Thông số quạt công nghiệp MODEL Điện Tần Lượng Công Sải Áp Tốc Độ áp số gió suất cánh suất độ ồn (V) (Hz) (m3/h) (W) (mm) (Pa) (rpm) (dB) DLHCV30-PG4 F 220 50 2200 215 300 68 1400 61 DLHCV35-PG4S F 380 50 2200 215 300 68 1400 61 DLHCV35-PG4 F 220 50 2800 215 350 90 1400 64 DLHCV35-PG4S F 380 50 2800 215 350 90 1400 64 DLHCV40-PG4 F 220 50 4500 300 400 108 1400 68 DLHCV40-PG4S F 380 50 4500 300 400 108 1400 68 6 Đồ án môn học cung cấp điện Mai Xuân Minh, lớp D13H1 DLHCV50-PG4S F 220 50 5800 450 500 118 1400 73 DLHCV50-PG4S F 380 50 5800 450 500 118 1400 73 DLHCV60-PG4 F 220 50 8500 660 600 130 1400 80 DLHCV60-PG4S F 380 50 8500 660 600 130 1400 80 Phụ tải tính toán nhóm phụ tải thông thoáng-làm mát ( với coslm=0,8) : Plm = N. Tính toán phụ tải động lực Tiến hành chia nhóm: - Các thiết bị điện trong cùng một nhóm gần nhau; - Nếu có thể, trong cùng một nhóm nên bố trí các máy có cùng chế độ làm việc; - Công suất các nhóm xấp xỉ bằng nhau.4: Phân nhóm thiết bị điện cho phân xưởng Số hiệu Công STT Tên thiết bị trên sơ Hệ số Cosφ suất đồ P(KW) Nhóm 1 1 Máy tiện ngang bán tự động 1 0,85 0,77 15 2 Máy tiện xoay 6 0,8 0,75 8,5 3 Máy tiện xoay 7 0,82 0,75 7,5 4 Máy khoan định tâm 13 0,8 0,7 2,8 5 Máy tiện ngang bán tự động 19 0,85 0,77 15 6 Máy tiện ngang bán tự động 26 0,85 0,77 27,5 7 Máy hàn hồ quang 34 0,63 0,9 37,5 8 Máy biến áp 35 0,65 0,7 41,25 Tổng 155,05 Nhóm 2 1 Máy tiện ngang bán tự động 2 0,85 0,77 18 2 Máy tiện ngang bán tự động 3 0,85 0,77 27,5 3 Máy tiện xoay 4 0,82 0,75 1,5 4 Máy tiện xoay 5 0,82 0,75 2,8 5 Máy tiện xoay 8 0,82 0,75 10 6 Máy khoan đứng 9 0,87 0,7 4,5 7 Máy khoan đứng 10 0,87 0,7 9,375 8 Máy khoan đứng 11 0,87 0,7 2,8 9 Máy khoan đứng 12 0,87 0,7 9,375 10 Máy tiện bán tự động 17 0,81 0,75 7,5 7 Đồ án môn học cung cấp điện Mai Xuân Minh, lớp D13H1 11 Máy mài nhọn 18 0,85 0,7 2,2 Tổng 95,55 Nhóm 3 1 Máy tiện bán tự động 14 0,81 0,75 2,8 2 Máy tiện bán tự động 15 0,81 0,75 2,8 3 Máy tiện bán tự động 16 0,81 0,75 5,5 4 Máy tiện ngang tự động 20 0,85 0,77 18 5 Máy tiện ren 21 0,87 0,7 3 6 Máy tiện ren 22 0,87 0,7 2,2 7 Máy tiện ngang tự động 27 0,85 0,77 27,5 8 Máy tiện ren 28 0,87 0,7 5 9 Máy tiện ren 29 0,87 0,7 4,5 10 Máy tiện ren 36 0,8 0,75 15 11 Máy hàn xung 37 0,72 0,67 30 Tổng 116,3 Nhóm 4 1 Máy tiện ren 23 0,87 0,7 2,8 2 Máy tiện xoay 24 0,82 0,75 5,5 3 Máy doa 25 0,85 0,7 4,5 4 Máy tiện ren 30 0,87 0,7 6,25 5 Máy tiện ren 31 0,87 0,7 12,5 6 Máy doa 32 0,85 0,7 7,5 7 Máy doa 33 0,85 0,7 6 8 Máy chỉnh lưu hàn 38 0,66 0,8 37,5 9 Máy chỉnh lưu hàn 39 0,66 0,8 20 Tổng 102,55 8 Đồ án môn học cung cấp điện Mai Xuân Minh, lớp D13H1 - Hình 1.3 - Sơ đồ phân nhóm phụ tải Sử dụng phương pháp hệ số sử dụng ku và hệ số đồng thời của nhóm thiết bị điện ks Mỗi một phụ tải không phải luôn làm việc với công suất định mức của nó và không đồng thời làm việc với các phụ tải khác trong nhóm. Hệ số sử dụng công suất lớn nhất ku Là hệ số cho biết công suất thực tế của một thiết bị thường nhỏ hơn công suất định mức của nó trong điều kiện làm việc bình thường. Hệ số ku áp dụng riêng cho từng tải, phụ thuộc vào tính chất tải : - Động cơ công nghiệp ku=0,75 - Tải chiếu sáng : ku=1,0 - Mạch ổ cắm : ku=0,1  0,2 hoặc lớn hơn phu thuộc hoàn toàn vào thiết bị sử dụng ổ cắm Hệ số đồng thời sử dụng điện ks : 9 Đồ án môn học cung cấp điện Mai Xuân Minh, lớp D13H1 Là hệ số cho biết sự làm việc đồng thời của các thiết bị điện trong nhóm.

Hệ số ks được áp dụng riêng cho nhóm thiết bị được cấp từ một tủ phân phối hoặc bảng phân phối nhỏ. Hệ số ks được xác định không giống nhau cho từng nước khác nhau, và thường theo kinh nghiệm của người thiết kế. Công suất tính toán của một nhóm N có n thiết bị có thể tính như sau : n PttN  ksN   kui  Pđmi (1.2) i 1 n  cos   k  P i ui đmi costb  i 1 n (1.3) k  P i 1 ui đmi  PttN  SttN  cos (1.4)  tb Q  S 2  P 2  ttN ttN ttN Ta có bảng tính toán cho nhóm 1 : Bảng 1.4: Phụ tải nhóm 1 Số Hệ hiệu số Công STT Tên thiết bị trên Cosφ suất ku.cosφ sơ Ku P(KW) đồ Máy tiện ngang 12,75 9,82 1 1 0,85 0,77 15 bán tự động 2 Máy tiện xoay 6 0,8 0,75 8,5 6,80 5,10 3 Máy tiện xoay 7 0,82 0,75 7,5 6,15 4,61 Máy khoan định 2,24 1,57 4 13 0,8 0,7 2,8 tâm Máy tiện ngang 12,75 9,82 5 19 0,85 0,77 15 bán tự động Máy tiện ngang 23,38 18,00 6 26 0,85 0,77 27,5 bán tự động Máy hàn hồ 23,63 21,26 7 34 0,63 0,9 37,5 quang 8 Máy biến áp 35 0,65 0,7 41,25 26,81 18,77 Tổng 155,05 114,50 88,95 - Nhóm 1 với 8 thiết bị ta chọn hệ số đồng thời ks = 0,7 theo tiêu chuẩn IEC 10 Đồ án môn học cung cấp điện Mai Xuân Minh, lớp D13H1 n Ptt  ks   kui  Pđmi  0,7.