Giáo trình Thiết kế cấp điện cho nhà máy sản xuất máy kéo

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO 
TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG 
ISO 9001:2008 
THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SẢN XUẤT 
MÁY KÉO 
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY 
NGÀNH ĐIỆN TỰ ĐỘNG CÔNG NGHIỆP 
HẢI PHÒNG - 2016 
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO 
TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG 
ISO 9001:2008 
THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SẢN XUẤT 
MÁY KÉO 
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY 
NGÀNH ĐIỆN TỰ ĐỘNG CÔNG NGHIỆP 
Sinh viên: Lƣu Xuân Bắc 
Ngƣời hƣớng dẫn: Th.S Nguyễn Đoàn Phong 
HẢI PHÒNG - 2016 
Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam 
Độc lập – Tự Do – Hạnh Phúc 
----------------o0o----------------- 
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO 
TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG 
NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP 
 Sinh viên : Lƣu Xuân Bắc – MSV : 1513102011 
Lớp DCL901 - Ngành Điện Tự động công nghiệp 
Tên đề tài : Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy chế tạo 
máy kéo 
NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI 
1. Nội dung và các yêu cầu cần giải quyết trong nhiệm vụ đề tài tốt nghiệp ( 
về lý luận, thực tiễn, các số liệu cần tính toán và các bản vẽ). 
.............................................................................................................................
............................................................................................................................. 
.............................................................................................................................
............................................................................................................................. 
............................................................................................................................. 
............................................................................................................................. 
............................................................................................................................. 
............................................................................................................................. 
............................................................................................................................. 
.............................................................................................................................
............................................................................................................................. 
2. Các số liệu cần thiết để thiết kế, tính toán 
............................................................................................................................. 
.............................................................................................................................
............................................................................................................................. 
............................................................................................................................. 
............................................................................................................................. 
.............................................................................................................................
............................................................................................................................. 
............................................................................................................................. 
............................................................................................................................. 
............................................................................................................................. 
.............................................................................................................................
............................................................................................................................. 
3. Địa điểm thực tập tốt nghiệp..........................................................................: 
CÁC CÁN BỘ HƢỚNG DẪN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP 
Ngƣời hƣớng dẫn thứ nhất: 
Họ và tên : 
Học hàm, học vị : 
Cơ quan công tác : 
Nội dung hƣớng dẫn : 
Nguyễn Đoàn Phong 
Thạc Sỹ 
Trƣờng Đại học dân lập Hải Phòng 
Toàn bộ đề tài 
Ngƣời hƣớng dẫn thứ hai: 
Họ và tên : 
Học hàm, học vị : 
Cơ quan công tác : 
Nội dung hƣớng dẫn : 
Đề tài tốt nghiệp đƣợc giao ngày tháng năm 2016. 
Yêu cầu phải hoàn thành xong trƣớc ngày......tháng.......năm 2016 
Đã nhận nhiệm vụ Đ.T.T.N 
Sinh viên 
Lƣu Xuân Bắc 
Đã giao nhiệm vụ Đ.T.T.N 
Cán bộ hƣớng dẫn Đ.T.T.N 
T.S Nguyễn Đoàn Phong 
Hải Phòng, ngày........tháng........năm 2016 
HIỆU TRƢỞNG 
GS.TS.NGƢT TRẦN HỮU NGHỊ
 PHẦN NHẬN XÉT TÓM TẮT CỦA CÁN BỘ HƢỚNG DẪN 
1.Tinh thần thái độ của sinh viên trong quá trình làm đề tài tốt nghiệp. 
.......................................................................................................................... 
.......................................................................................................................... 
.......................................................................................................................... 
.......................................................................................................................... 
.......................................................................................................................... 
2. Đánh giá chất lƣợng của Đ.T.T.N ( so với nội dung yêu cầu đã đề ra trong 
nhiệm vụ Đ.T.T.N, trên các mặt lý luận thực tiễn, tính toán giá trị sử dụng, 
chất lƣợng các bản vẽ..) 
.......................................................................................................................... 
.......................................................................................................................... 
.......................................................................................................................... 
.......................................................................................................................... 
.......................................................................................................................... 
.......................................................................................................................... 
.......................................................................................................................... 
.......................................................................................................................... 
.......................................................................................................................... 
.......................................................................................................................... 
.......................................................................................................................... 
.......................................................................................................................... 
3. Cho điểm của cán bộ hƣớng dẫn 
 ( Điểm ghi bằng số và chữ) 
 Ngàytháng.năm 2016 
Cán bộ hƣớng dẫn chính 
(Ký và ghi rõ họ tên) 
 NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ CỦA NGƢỜI CHẤM PHẢN BIỆN 
ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP 
1. Đánh giá chất lƣợng đề tài tốt nghiệp về các mặt thu thập và phân tích số 
liệu ban đầu, cơ sở lý luận chọn phƣơng án tối ƣu, cách tính toán chất lƣợng 
thuyết minh và bản vẽ, giá trị lý luận và thực tiễn đề tài. 
.......................................................................................................................... 
.......................................................................................................................... 
.......................................................................................................................... 
.......................................................................................................................... 
.......................................................................................................................... 
.......................................................................................................................... 
.......................................................................................................................... 
.......................................................................................................................... 
.......................................................................................................................... 
.......................................................................................................................... 
.......................................................................................................................... 
.......................................................................................................................... 
.......................................................................................................................... 
.......................................................................................................................... 
.......................................................................................................................... 
.......................................................................................................................... 
2. Cho điểm của cán bộ chấm phản biện 
 ( Điểm ghi bằng số và chữ) 
Ngàytháng.năm 2016 
Ngƣời chấm phản biện 
(Ký và ghi rõ họ tên) 
 MỤC LỤC 
LỜI MỞ ĐẦU ................................................................................................................ 1 
CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY 
1.1 . Loại ngành nghề và quy mô năng lực của nhà máy ............................................... 2 
1.2 Phụ tải điện của nhà máy. ......................................................................................... 6 
1.3 Những yêu cầu khi thiết kế hệ thống cung cấp điện của nhà máy ........................... 6 
CHƢƠNG 2: XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN 
2.1. Các phƣơng pháp xác định phụ tải tính toán ............................................................ 8 
2.2 Xác định phụ tải tính toán của phân xƣởng sửa chữa cơ khí.................................. 11 
2.3 Xác định phụ tải tính toán cho các phân xƣởng còn lại ......................................... 23 
2.4 . Phụ tải tính toán toàn nhà máy. ............................................................................ 34 
2.5 Xác định tâm phụ tải tính toán và biểu đồ phụ tải .................................................. 34 
CHƢƠNG 3: THI T MẠNG C O ÁP CHO NHÀ MÁY 
3.1 Đặt vấn đề ............................................................................................................... 39 
3.2 Vạch các phƣơng án cung cấp điện ........................................................................ 39 
3.3 Tính toán kinh tế - kỹ thuật lựa chọn phƣơng án hợp lý ........................................ 51 
3.4 Thiết kế chi tiết cho phƣơng án đƣợc chọn ............................................................ 77 
3.5 Sơ đồ nối dây chi tiết mạng cao áp của nhà máy ................................................... 93 
CHƢƠNG 4: THI T MẠNG ĐIỆN HẠ ÁP PHÂN XƢỞNG SỬ CHỮ CƠ 
KHÍ 
4.1 Lựa chọn cáp tổng hạ áp và áptômát tổng cho TB B4 ......................................... 95 
4.2 Chọn áptômát đầu nguồn đặt tại TB B4 và cáp t TB B4 về tủ phân phối của 
phân xƣởng (TPP) ......................................................................................................... 96 
4.3 Lựa chọn các thiết bị cho tủ phân phối ................................................................... 97 
4.4 Tính toán ngắn mạch phía hạ áp để kiểm tra kiểm tra cáp và áptômát .................. 99 
4.5 Lựa chọn thiết bị trong TĐL và dây dẫn đến thiết bị của phân xƣởng ................ 103 
CHƢƠNG 5: THI T HỆ THỐNG CHI U SÁNG CHUNG 
5.1 Đặt vấn đề ............................................................................................................. 115 
5.2 Lựa chọn số lƣợng và công suất của hệ thống đ n chiếu sáng chung .................. 115 
5.3 Thiết kế mạng điện của hệ thống chiếu sáng chung ............................................. 117 
CHƢƠNG 6: TÍNH TOÁN B CÔNG SUẤT PHẢN HÁNG 
6.1. Đặt vấn đề ............................................................................................................ 121 
6.2. Lựa chọn thiết bị b và vị trí đặt b ..................................................................... 121 
 6.3. Xác định và phân bố dung lƣợng b ..................................................................... 122 
CHƢƠNG 7: THI T TRẠM BI N ÁP PHÂN XƢỞNG 
7.1 Giới thiệu chung ................................................................................................... 129 
7.2 Sơ đồ nguyên lý trạm ............................................................................................ 129 
7.3 Lựa chọn các phần tử của sơ đồ cấp điện ............................................................. 129 
7.4 ết cấu trạm biến áp ............................................................................................. 137 
7.5 Tính toán nối đất ................................................................................................... 139 
KẾT LUẬN ................................................................................................................ 144 
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................ 144 
1 
LỜI MỞ ĐẦU 
Điện năng là một dạng năng lƣợng phổ biến và có tầm quan trọng 
không thể thiếu đƣợc trong bất kỳ một lĩnh vực nào của nền kinh tế quốc dân 
của mỗi đất nƣớc. Nhƣ chúng ta đã xác định và thống kê đƣợc rằng khoảng 
70% điện năng sản xuất ra d ng trong các xí nghiệp, nhà máy công nghiệp. 
Vấn đề đặt ra cho chúng ta là đã sản xuất ra đƣợc điện năng làm thế nào để 
cung cấp điện cho các phụ tải một cách hiệu quả, tin cậy. 
Nhìn về phƣơng 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 kịp với sự phát triển của nền khoa học công 
nghệ thế giới. 
 hi nhìn về phƣơng diện sản xuất và tiêu thụ điện năng thì công nghiệp 
là ngành tiêu thụ 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 quả lƣợng điện năng 
đƣợc sản xuất ra. 
Xuất phát t thực tế đó em đã nhận đƣợc đề tài thiết kế tốt nghiệp: 
“Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy chế tạo máy kéo” do 
ThS. Nguyễn Đoàn Phong hƣớng dẫn 
Nội dung bao gồm các chƣơng: 
Chƣơng 1: Giới thiệu chung về nhà máy 
Chƣơng 2: Xác định phụ tải tính toán 
Chƣơng 3: Thiết kế mạng cao áp cho nhà máy 
Chƣơng 4: Thiết kế mạng điện hạ áp phân xƣởng sửa chữ cơ khí 
Chƣơng 5: Thiết kế hệ thống chiếu ... rạm 
Qbi, 
kVAr 
Loại tụ Số 
pha 
Q, 
kVAr 
Số 
lƣợng 
Qbộ, 
kVAr 
B1 
503,01 
DLE – 
4D40K5T 
3 40 14 560 
B2 
332,91 
DLE – 
4D35K5T 
3 35 10 350 
128 
B3 
578,39 
DLE – 
4D35K5T 
3 35 18 630 
B4 
913,35 
DLE – 
4D35K5T 
3 35 30 1050 
B5 
980,58 
DLE – 
4D35K5T 
3 35 30 1050 
B6 
357,53 
DLE – 
4D40K5T 
3 40 10 400 
B7 
555,97 
DLE – 
4D40K5T 
3 40 14 560 
B8 
909,70 
DLE – 
4D35K5T 
3 35 26 910 
 Tñ ¸pt«m¸t
 tæng
 Tñ ¸pt«m¸t
 ph©n ®o¹n
 Tñ bï
 cos 
Tñ ph©n phèi
cho c¸c PX
 Tñ ¸pt«m¸t
 tæng
 Tñ bï
 cos 
Tñ ph©n phèi
cho c¸cPX
Hình 6.3: Sơ đồ lắp ráp tụ b cosφ cho trạm biến áp 2 máy 
129 
CHƢƠNG 7. 
THIẾT KẾ TRẠM BIẾN ÁP PHÂN XƢỞNG 
7.1 . Giới thiệu chung 
Nhà máy sản xuất máy kéo nằm trên một diện tích rộng, cách xa khu dân cƣ 
để đảm bảo điều kiện môi trƣờng. Trong quá trình sản xuất, nhà máy thải ra 
nhiều khói bụi ảnh hƣởng tới môi trƣờng cũng nhƣ thiết bị. Để đảm bảo an 
toàn trong vận hành và mỹ quan của nhà máy, các TB đều là loại trạm kín, 
xây liền kề với phân xƣởng mà nó cung cấp điện. 
Trong chƣơng này ta thiết kế TB cho bộ phận nén khí (TBA B2), trạm có 2 
MB công suất 2 x 750 kVA – 35/0,4 kV. 
7.2 Sơ đồ nguyên lý trạm 
Trạm biến áp phân xƣởng B2 cung cấp điện cho bộ phận nén khí. Phía cao áp 
nhận điện t TPPTT bằng hai đƣờng cáp 35 kV qua dao cách ly và cầu chì 
cao áp vào 2 máy biến áp 750 kVA – 35/0,4 kV. Phía hạ áp d ng 7 tủ tự tạo 
gồm: 
 Tủ đặt aptomat phân đoạn. 
 2 tủ đặt aptomat tổng, 2 tủ đặt aptomat nhánh. 
 2 tủ đặt tụ b . 
Để kiểm tra thƣờng xuyên trên mỗi thanh cái của 1 máy biến áp có đặt 3 đồng 
hồ mpe kế k m theo biến dòng điện, 1 đồng hồ đo Volt, 1 khóa chuyển 
mạch đo điện áp pha - dây, 2 công tơ hữu công và vô công 3 pha. 
7.3 Lựa chọn các phần tử của sơ đồ cấp điện 
7.3.1 Lựa chọn thiết bị điện cao áp 
Theo tính toán ở chƣơng 3 ta lựa chọn đƣợc các thiết bị cao áp sau: 
1. Máy biến áp 
Bảng 7.1: Thông số MB 
130 
Tên 
TBA 
Sđm, 
kVA 
UC/UH 
ΔP0, 
kW 
ΔPN, 
kW 
UN, % I0, % Số máy 
B2 750 35/0,4 1,35 7,1 5,5 1,4 2 
2. Cáp cao áp 
Cáp t TPPTT về TB B2 d ng cáp 35 kV, cách điện XLPE, đai thép, vỏ 
PVC do hãng FURU W sản xuất có tiết diện 50 mm2. ý hiệu: 2 XLPE 
(3 x 50) mm
2
. 
3. Dao cách ly và cầu chì cao áp 
Bảng 7.2: Thông số dao cách ly 
Loại DCL Uđm, kV Iđm, A Icđm, kA Inh.đm, A 
3DC 36 630 50 20 
Bảng 7.3: Thông số cầu chì cao áp 
Loại CC Uđm, kV Iđm, A Icđm, kA Icmin, A 
3GD1 604-5B 36 20 31,5 120 
4. Lựa chọn thanh góp cao áp 
Thanh góp lựa chọn theo điều kiện phát nóng và kiểm tra điều kiện ổn định 
động và ổn định nhiệt. 
+ Dòng điện phát nóng lâu dài cho phép: k1.k2.Icp ≥ Icb. (7.1) 
- k1 = 1 với thanh đặt đứng, k1 = 0,95 với thanh đặt ngang. 
- k2: hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ (k2 = 1). 
+ hả năng ổn định động: cp tt  (7.2) 
- σcp: ứng suất cho phép của vật liệu làm thanh góp (σcpCu = 1400 
kG/cm
2; σcpAl = 700 kG/cm
2
). 
- tt
M
W
 (kG/cm2) (7.3) 
Mômen uốn tính toán: 
131 
- tt
F .l
M
10
 (kG/m): (7.4) 
Lực tính toán do dòng ngắn mạch tác động: 
- 
2 2
tt xk
l
F 1,76.10 . .i
a
 (kG) (7.5) 
o l: khoảng cách giữa các sứ của 1 pha, cm. 
o a: khoảng cách giữa các pha, cm. 
+ hả năng ổn định nhiệt: qđF .I . t (7.7) 
Dòng điện làm việc lớn nhất qua thanh góp: 
đmBA
cb
đm
1,4.S 1,4.750
I 17,32 A
3.U 3.35
Vậy ta chọn thanh dẫn bằng đồng tiết diện tròn Φ8 có Icp = 159 A. 
 Kiểm tra ổn định nhiệt 
Theo tính toán ngắn mạch ở chƣơng 3 ta xác định đƣợc ngắn mạch tại thanh 
cái cao áp TBA B2 (điểm N2) là I∞ = 2,21 kA, ixk = 5,62 kA. 
Giả thiết tqđ = tcắt = 0,5s. iểm tra ổn định nhiệt theo điều kiện (7.7) ta có: 
2 2 2 2
qđF .R .4 50,27 mm .I . t 6.2,21. 0,5 9,38 mm 
 ết luận: Thanh cái đã chọn hợp lý. 
 Kiểm tra ổn định động 
Dự định đặt 3 thanh góp 3 pha cách nhau 50 cm, mỗi thanh đƣợc đặt trên 2 sứ 
khung tủ cách nhau 80 cm. Theo công thức (7.5) và (7.4) ta có: 
2 2 2 2
tt xk
l 80
F 1,76.10 . .i 1,76.10 . .5,62 0,89 kG
a 50
ttF .l 0,89x80M 7,12 kG.cm
10 10
Mô men chống uốn của thanh dẫn tròn bằng: 
3 3D .8
W 50,27
32 32
 mm3 
132 
 iểm tra điều kiện (7.2) ta có: 
cp tt 3
M 7,12
1400 141,64
W 50,27.10 
  kG/cm
2
 ết luận: Thanh góp thỏa mãn điều kiện ổn định động. 
5. Lựa chọn s cao áp 
Điều kiện chọn: 
 Điện áp định mức của sứ: Uđms Uđmm 
 Lực cho phép tác động lên đầu sứ: Fcp Ftt 
Trong đó: 
- Fcp : lực cho phép tác động lên đầu sứ: Fcp = 0,6. Fph 
- Fph: lực phá hoại định mức của sứ. 
- Ftt: lực tác động lên thanh dẫn khi ngắn mạch ba pha. 
Tra bảng chọn sứ có các thông số kỹ thuật nhƣ sau: 
Bảng 7.4: Thông số sứ 
Loại s Uđm, kV Lực phá hoại, 
kG 
Chiều cao, mm 
O -35-375Y3 35 375 372 
 iểm tra sứ: 
Fph tt
F 0,89
0,6 0,6
 = 1,48 kG 
Vậy sứ đã chọn thỏa mãn. 
7.3.2 Lựa chọn thiết bị điện hạ áp 
1. Lựa chọn áptômát 
Trạm có 5 áptômát bao gồm: 2 áptômát tổng, 1 áptômát phân đoạn, 2 áptômát 
nhánh. Theo kết quả lựa chọn ở chƣơng 3 ta có thông số áptômát: 
Bảng 7.5: Thông số áptômát 
Loại Uđm, kV Iđm, A IcắtN, kA 
C1600H 690 1600 50 
133 
C1001H 690 1000 40 
2. Lựa chọn thanh góp 
Theo chƣơng 3, thanh góp của trạm B2 lựa chọn đƣợc là thanh góp bằng đồng 
hình chữ nhật có tiết diện 80 x 80, mỗi pha ghép 1 thanh, Icp = 1690 A. 
3. Lựa chọn cáp tổng t B2 đến áptômát tổng 
Cáp t TB B2 đến áptômát tổng đƣợc chọn theo điều kiện phát nóng lâu dài 
cho phép. Dòng điện tính toán để chọn cáp tổng là dòng quá tải của máy biến 
áp khi sự cố 1 máy: 
đmBA
tt
đm
1,4.S 1,4.750
I 1515,54 A
3.U 3.0,4
Điều kiện chọn cáp là: k1.k2.Icp ≥ Itt = 1515,54 A. 
Tra bảng 4.23 [2,248] ta chọn cáp đồng 1 lõi do LENS chế tạo có tiết diện 
500 mm
2
, Icp = 946 A. 
Ta bố trí mỗi pha 2 sợi cáp 1 lõi, do đó k2 = 0,85; không cần hiệu chỉnh nhiệt 
độ nên k1 = 1. 
→ 2.0,85.946 = 1608,2 A > Itt = 1515,54 A 
Vậy cáp đã chọn hợp lý. 
Do cáp có chiều dài ngắn nên không cần kiểm tra điều kiện tổn thất điện áp. 
4. Tính toán ngắn mạch kiểm tra các thiết bị hạ áp 
B4 C¸p tæng AT1 AT2
N1 N2
Z B ZC a1ZHT Z tg1 Za2
N1 N2
Hình 7.1: Sơ đồ tính toán ngắn mạch 
Tổng trở MB quy về phía hạ áp: 
134 
2 2
6 4N đmBA N đmBA
B 2
đmBA đmBA
2 2
6 4
2
P .U U %.U
Z .10 j .10
S S
7,1.0,4 5,5.0,4
.10 j .10 2,02 j11,73 m
750 750
 
Tổng trở của cáp tổng: 
ZC = 
1
2
r0.l + j
1
2
x0.l = 
1
2
.0,0366.10 + j
1
2
.0,1.10 = 0,183 +j0,5 m 
Tổng trở của áptômát tổng C1600H: 
ZA1
= (R1 + R2) + j.XAT
= (0,03 + 0,06) + j. 0,02 = 0,09 + j 0,02 mΩ 
Tổng trở thanh góp TB B2: 
Thanh góp hạ áp TB phân xƣởng (TG1) có kích thƣớc 80 x 8 mm2, dài L = 
0,7 m, khoảng cách trung bình hình học giữa các pha D = 150 mm. Tra bảng 
7.1 [TL] ta có: 
r0 = 0,031 mΩ/m → RTG1 = r0 . L = 0,031 x 0,7 = 0,022 mΩ 
x0 = 0,126 mΩ/m → XTG1 = x0 . L = 0,126 x 0,7 = 0,088 mΩ 
Tổng trở áptômát nhánh C1001N: 
ZA2
= (R1 + R2) + j.XAT
 = (0,05 + 0,15) + j. 0,04 = 0,20 + j 0,04 mΩ 
 Tính ngắn mạch tại thanh góp hạ áp TBA B2 (N1): 
RΣ1 = RB + RC + RA1 = 2,02 + 0,183 + 0,09 = 2,293 mΩ 
XΣ1 = XB + XC + XA1 = 11,73 + 0,5 + 0,02 = 12,25 mΩ 
tb
N1
2 2
1
U 400
I 18,53kA
3.Z 3. 2,293 12,25
xk N1i 1,8. 2.I 1,8. 2.18,53 47,17kA 
 Tính ngắn mạch tại điểm N2: 
RΣ2 = RΣ1 + RTG1 + RA2 = 2,293 + 0,022 + 0,2 = 2,515 mΩ 
XΣ2 = XΣ1 + XTG1 + XA2 = 12,25 + 0,088 + 0,04 = 12,378 mΩ 
tb
N2
2 2
2
U 400
I 18,28kA
3.Z 3. 2,515 12,378
135 
xk N2i 1,8. 2.I 1,8. 2.18,28 46,54kA 
 Kiểm tra cáp tổng: 
 iểm tra ổn định nhiệt theo điều kiện (7.7): 
2 2
N1 qđF 500 mm .I . t 6.18,53. 0,5 78,62 mm 
Vậy cáp đã chọn hợp lý. 
 Kiểm tra áptômát tổng: 
 iểm tra áptômát theo điều kiện: Icđm ≥ IN. 
Ta có: Icđm = 50 kA > IN1 = 18,53 kA. Vậy áptômát chọn hợp lý. 
 Kiểm tra áptômát nhánh: 
Tƣơng tự nhƣ áptômát tổng ta có: Icđm = 40 kA > IN2 = 18,28 kA. 
Vậy áptômát chọn hợp lý. 
 Kiểm tra thanh góp hạ áp: 
Dự định đặt 3 thanh góp 3 pha cách nhau 15 cm, mỗi thanh đƣợc đặt trên 2 sứ 
khung tủ cách nhau 70 cm. Ta có: 
2 2
tt
70
F 1,76.10 . .47,17 182,75
15
 kG 
182,75.70
M 1279,23
10
 kG.cm 
Mô men chống uốn của thanh M80 x 8 đặt ngang: 
2 380 .8.10
W 8,53
6
 cm3 
 iểm tra điều kiện (7.2) ta có: 
cp tt
M 1279,23
1400 149,91
W 8,53
  kG/cm
2
→ Thanh góp thỏa mãn điều kiện ổn định động. 
 iểm tra điều kiện ổn định nhiệt (7.7): 
2 2
N1 qđF 80x60 480 mm .I . t 6.18,53. 0,5 78,62 mm 
136 
Vậy thanh góp đã thỏa mãn điều kiện ổn định nhiệt. 
5. Lựa chọn s đỡ 
Sứ đ hạ áp đƣợc chọn giống nhƣ sứ cao áp. Ta có thông số sứ hạ áp: 
Bảng 7.6: Thông số sứ đ hạ áp 
Loại s Uđm, kV Lực phá hoại, 
kG 
 Chiều cao, mm 
O -1-7500YT3 1 750 72 
 iểm tra sứ: 
Fph 
tt
F 182,75
304,58 kG
0,6 0,6
Vậy sứ đã chọn thỏa mãn. 
7.3.3 . Lựa chọn các thiết bị đo đếm 
Các đồng hồ đo đếm đƣợc chọn theo cấp chính xác: 
Bảng 7 7: Thiết bị đo đếm 
Tên 
Kí 
hiệu 
Loại 
Cấp chính 
xác 
Công suất tiêu thụ 
Cuộn áp 
Cuộn 
dòng 
Ampemet A  -379 1,5 0,5 
Volmet V  -379 1,5 2 
Công tơ tác dụng Wh N-
672M 
2 1,5 2,5 
Công tơ phản 
kháng 
Varh N-
673M 
2 3 2,5 
7.3.4 . Chọn máy biến dòng 
Chọn máy biến dòng theo các điều kiện: 
Điện áp định mức : UđmBI 0,4 kV 
Dòng sơ cấp định mức: IđmBI 
cb
I
1,2
= 
1,4.750
1,2. 3.0,4
= 1262,95 A 
137 
Chọn máy biến dòng điện BD34 do Công ty thiết bị đo điện chế tạo: 
Bảng 7.8: Thông số máy biến dòng 
Loại 
Uđm, 
V 
Iđm, A 
I2đm, 
A 
Số vòng sơ 
cấp 
Dung lƣợng, 
VA 
Cấp chính 
xác 
BD34 600 2000 5 0,5 20 0,5 
7.4 Kết cấu trạm biến áp 
TBA B2 là TB kiểu xây kín nhằm ph hợp với đặc th nhiều khói bụi và hóa 
chất của các xí nghiệp công nghiệp. Trạm đƣợc xây với kích thƣớc 10 x 3,6 x 
4 m bao gồm 4 gian riêng biệt: 
+ 2 gian đặt máy biến áp, mỗi gian có kích thƣớc 2,7 x 3,6 x 4 m trong đó 
đặt 1 MBA 750 kVA – 35/0,4 kV (kích thƣớc 1,8 x 1,0 x 2,1 m). 
+ 1 gian đặt tủ cao áp kích thƣớc 2,2 x 3,6 x 4 m trong đó đặt 2 tủ cao áp 
nhận điện t TPPTT qua đƣờng cáp ngầm để nối vào thanh cái cao áp, sau đó 
đƣa điện vào phía cao áp của mỗi MB . 
+ 1 gian đặt tủ hạ áp kích thƣớc 2,2 x 3,6 x 4 m trong đó đặt 2 tủ áptômát 
tổng, 2 tủ áptômát nhánh, 2 tủ b cosφ, 1 tủ áptômát phân đoạn. 
Ngoài ra, với trạm xây cần có hố chứa dầu sự cố dƣới bệ máy biến áp, có cửa 
thông gió cho phòng máy, cửa ra vào phải có khóa chắc chắn, kín đề phòng 
chim, chuột, rắn. 
138 
A A A
V
CM
VArh kWh
7
5
0
k
V
A
 -
 3
5
/0
,4
k
V
3DC
X
L
P
E
(3
x
5
0
)
3
G
D
1
 6
0
4
-5
B
C
M
1
6
0
0
H
A A A
V
CM
kWh VArh
7
5
0
k
V
A
 -
 3
5
/0
,4
k
V
3DC
X
L
P
E
(3
x
5
0
)
3
G
D
1
 6
0
4
-5
B
C
M
1
6
0
0
H
CM1600H
C
1
0
0
1
H
C
1
0
0
1
H
TBA B2
Hình 7.2: Sơ đồ nguyên lý trạm B2 
139 
1 1
3 4
8
8
2
6
5 5
6
3
3
11
8
7
7
AA
9
BB
KÕT CÊU TBA PH¢ N X¦ ë NG
MÆT C¾T B-B
MÆT B» NG A-A
GHI CHÚ:
1. M¸y biÕn ¸p
2. Tñ ®Çu vµo
3. Tñ cao ¸p
4. Tñ h¹ ¸p
5. Thanh c¸ i h¹ ¸p
6. Thanh c¸ i cai ¸p
7. R·nh c¸p
8. Th«ng giã
9. Hè dÇu sù cè
10. L- í i ch¾n an toµn
11. Tñ tô bï
4
4
4
4
4
11
3
6
0
0
5
0
0
5
0
0
3
6
0
0
10000
2400270027002200
1
7
0
0
Hình 7.3: ết cấu trạm biến áp B2 
7.5 Tính toán nối đất 
Hệ thống nối đất TB có 2 chức năng: nối đất làm việc, nối đất an toàn. Hệ 
thống nối đất bao gồm các thanh thép góc L 60 60 6 dài 2,5 m đƣợc nối với 
nhau bằng thanh thép d t 40 4 mm tạo thành mạch vòng nối đất bao quanh 
TBA. Các cọc đƣợc đóng sâu dƣới mặt đất 0,7 m, thép d t đƣợc hàn chặt với 
các cọc ở độ sâu 0,8 m. 
Trình tự tính toán hệ thống nối đất nhƣ sau: 
140 
Xác định điện trở nối đất của một thanh thép góc (1 cọc) 
R1c = 0,00298.ρ, Ω/cm (7.6) 
ρ: điện trở suất của đất, Ω/cm. Khi ρ là số liệu đo trong m a mƣa, phải nhân 
với hệ số m a để tìm trị số lớn nhất. 
ρmax = kmax . ρ Ω/cm (7.7) 
Theo số liệu địa chất ta có thể lấy điện trở suất của đất tại khu vực xây dựng 
trạm biến áp phân xƣởng B2 là ρ = 0,4 .10
4. Theo công thức (7.6) và (7.7) ta 
có: 
ρmax = kmax . ρ = 1,5.0,4.10
4
 = 0,6.10
4
 Ω/cm 
R1c = 0,00298. ρmax = 0,00298. 0,6.10
4
 = 17,34 Ω 
Xác định sơ bộ số cọc 
n = 1c
c yc
R
η .R
 (7.8) 
Trong đó: 
cη : hệ số sử dụng cọc, tra bảng ta có cη = 0,73 
Ryc: điện trở nối đất yêu cầu, Ryc = 4 Ω 
 n = 
17,88
0,73.4
= 6,12 
Ta lấy tròn số cọc là 6. 
Xác định điện trở thanh nối nằm ngang. 
Rt = 
2
0
0,366 2l
.ρ .lg
l bt
 (7.9) 
Trong đó: 
ρ0: điện trở suất của đất ở độ sâu chôn thanh. 
ρ0 = ρđ.3 = 0,4.10
4
.3 = 1,2.10
4
 Ω/cm 
l: chu vi mạch vòng, l = 2.(10 + 3,6).102 = 2720 cm. 
b: chiều rộng thanh nối, b = 4 cm; 
t: chiều sâu chôn thanh nối t = 0,8 m = 80 cm. 
Thay vào (7.9) ta đƣợc: 
141 
Rt = 
40,366.1,2.10
2720
.lg
22.2720
4.80
= 7,5 Ω 
Điện trở của thanh nối đất thực tế còn cần phải xét đến hệ số sử dụng thanh 
tη , tra bảng tìm đƣợc tη = 0,48. 
T
'R = t
t
7,5
0,48
R
η
 = 15,62 Ω 
Ta tính đƣợc điện trở nối đất cần thiết của toàn bộ số cọc là: 
Rc = 
'
T
'
T
4.R
R -4
= 4.15,62
15,62-4
= 5,37 Ω 
Số cọc cần phải đóng là: 
n = 1c
c c
R
η .R
= 
17,88
0,62.5,43
= 5,31 
Vậy hệ thống nối đất cho trạm đƣợc thiết kế nhƣ sau: 
Dùng 6 thanh thép góc L 60 60 6 dài 2,5m chôn thành mạch vòng 27,2 m, 
nối với nhau bằng thép d t 40 4 mm đặt cách mặt đất 0,8m. 
Điện trở nối đất thực tế của hệ thống là Rđ < 4 Ω. 
Cách nối các thiết bị của trạm biến áp vào hệ thống tiếp địa nhƣ sau: 
+ T hệ thống tiếp địa làm sẵn 2 đầu nối 
(con bài). 
+ Trung tính 0,4 kV nối với một con bài 
bằng dây đồng mềm M – 95. 
+ Toàn bộ các phần bằng sắt ở trạm gồm 
cổng trạm, vỏ máy biến áp, vỏ tủ phân phối, nối với 1 con bài bằng thép Φ10. 
142 
TBA
21
10m
3,6m 1 1
2
a = 5m
2
,5
m
0
,7
m
0
,8
m
1.Cọc 2. Thanh nối đất 
Hình 7.4: Sơ đồ mặt bằng và mặt cắt hệ thống nối đất 
143 
KẾT LUẬN 
Trong thời gian v a qua em đƣợc giao thực hiện đồ án tốt nghiệp 
“T iết kế cung cấp điện c o nhà máy sản xuất máy kéo ” với sự hƣớng dẫn 
tận tình của Th.S Nguyễn Đoàn Phong em đã nắm bắt đƣợc một số vấn đề 
nhƣ sau: 
 Tìm hiểu về thiết kế cung cấp điện cho nhà máy sản xuất máy kéo. 
 Nắm bắt đƣợc các phụ tải trong nhà máy để qua đó thiết kế hệ thống 
cung cấp điện cho nhà máy. 
 Tính toán lựa chọn các thiết bị điện cao áp, hạ áp, chiếu sáng cho nhà 
máy. 
 Tính toán thiết kế nối đất và chống sét cho nhà máy 
Do thời gian có hạn nên trong đồ án của em còn nhiều sai xót, em rất 
mong đƣợc sự đóng góp ý kiến của các thầy cô và các bạn. 
 Em xin chân thành cảm ơn! 
144 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
[1] Ngô Hồng Quang, Vũ Văn Tẩm (2008), T iết kế cấp điện. Nhà xuất bản 
 hoa học và ỹ thuật Hà Nội. 
[2] Ngô Hồng Quang (2007), Sổ tay lựa c ọn và tra cứu t iết bị điện từ 0, – 
500 kV, Nhà xuất bản hoa học và ỹ thuật Hà Nội. 
[3] Phan Đăng hải (2007), Cơ sở lý t uyết tín toán và t iết kế ệ t ống 
cung cấp điện. Nhà xuất bản giáo dục. 
[4] Đào Quang Thạch, Phạm Văn Hòa (2004), P ần điện n à máy điện và 
trạm biến áp. Nhà xuất bản hoa học và ỹ thuật. 
[5] Trần Bách (2007), Lưới điện và ệ t ống điện, tập , Nhà xuất bản hoa 
học và ỹ thuật. 
[6] Nguyễn Văn Đạm (2004), T iết kế mạng điện và ệ t ống điện, Nhà xuất 
bản hoa học và ỹ thuật. 
[7] Lã Văn Út (2007), Ngắn mạc trong ệ t ống điện, Nhà xuất bản hoa 
học và ỹ thuật.