Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy sản xuất máy kéo

TRƯỜNG ĐHDL PHƯƠNG ĐÔNG THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP
KHOA CƠ - ĐIỆN- ĐIỆN TỬ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN
1. Tên đề thiết kế : Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy sản xuất máy kéo
2. Sinh viên thiết kế :
3. Cán bộ hướng dẫn:
NHIỆM VỤ THIẾT KẾ
1. Mở đầu
1.1. Giới thiệu chung về nhà máy : Vị trí địa lý, kinh tế ; Đặc điểm công nghê
; Đặc điểm và phân bố phụ tải : Phân loại phụ tải.
1.2 Nội dung tính toán thiết kế : các tài liệu tham khảo
2. Xác định phụ tải tính toán của các phân xưởng sửa chữa cơ khí.
3. Thiết kế mạng điện hạ áp cho phân xưởng sữa chữa cơ khí
4. Thiết kế mạng điện cao áp cho toàn nhà máy.
4.1 Chọn số lượng, dụng lượng và vị trí đặt các trạm biến áp phân xưởng.
4.2 Chọn số lượng, dung lượng và vị trí đặt các trạm biến áp trung gian ( trạm
biến áp xí nghiệp ) hoặc trạm phân phối trung tâm.
4.3 Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy.
5. Tính toán bù công suất phản kháng cho hệ thống cung cấp điện của nhà máy
6. Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng sửa chữa cơ khí.
CÁC BẢN VẼ TRÊN KHỔ GIẤY A
0
1. Các phương án thiết kế mạng cao áp của toàn nhà máy.
2. Sơ đồ nguyên lý của nhà máy.
3. Sơ đồ mạng hạ áp phân xưởng sửa chữa cơ khí.
4. Sơ đồ nguyên lí cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa cơ khí.
5. Sơ đồ nguyên lí trạm biến áp.
6. Sơ đồ lắp đặt trạm biến áp.
CÁC SỐ LIỆU VỀ NGUỒN ĐIỆN VÀ NHÀ MÁY
1. Điện áp : tự chọn theo công suất của nhà máy và khoảng cách từ nguồn đến
nhà máy.
2. Công suất của nguồn điện: vô cùng lớn.

3. Dung lượng ngắn mạch về phía hạ áp của trạm biến áp khu vực : 250MVA
4. Đường dây cung cấp điện cho nhà máy dùng loại dây AC.
5. Khoảng cách từ nguồn nhà máy : 15km
6. Nhà máy làm việc 3 ca
Ngày nhận đề: tháng năm
Cán bộ hướng dẫn
1
Sơ đồ toàn mặt bằng nhà máy sản xuất máy kéo Tỷ lệ : 1 : 5000
Danh sách các phân xưởng và công suất đặt được cho trong bảng
Số trên
mặt bằng
Tên phân xưởng Công suất đặt
( kW)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Ban quản lí và phòng thiết kế
Phân xưởng cơ khí số 1
Phân xưởng cơ khí số 2
Phân xưởng luyện kim màu
Phân xưởng luyện kim đen
Phân xưởng sửa chữa cơ khí

Phân xưởng rèn
Phân xưởng nhiệt luyện
Bộ phận nén khí
Kho vật liệu
Chiếu sáng phân xưởng
80
3600
3200
1800
2500
Theo tính toán
2100
3500
1700
60
Xác định theo diện tích
8
9
10
7
6
2
Danh sách thiết bị của phân xưởng sửa chữa cơ khí ( bản vẽ số 3 )
TT Tên thiết bị Số
lượng
Nhãn
hiệu
Công
suất
(kW)

Ghi chú
Bộ phận máy công cụ và khuôn
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29

30
Máy tiện ren
Máy tiện từ động
Máy tiện tự động
Máy tiện tự động
Máy tiện tự động
Máy tiện rêvônve
Máy phay vạn năng
Máy phay ngang
Máy phay đứng
Máy phay đứng
Máy mài
Máy bào ngang
Máy xọc
Máy xọc
Máy khoan vạn năng
Máy doa ngang
Máy khoan hướng
tâm
Máy mài phẳng
Máy mài tròn
Máy mài trong
Máy mài dao cắt gọt
Máy mài sắc vạn
năng
Máy khoan bàn
Máy ép trục khuỷu
Tấm cữ ( đánh dấu)
Tấm kiểm tra
Máy mài phá

Cưa tay
Cưa máy
Bàn thợ nguội
1
3
2
2
1
1
1
1
2
1
1
2
3
1
1
1
2
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1

1
1
7
I616
Tn-IM
2A-62
1615M
-
IA-18
678M
-
6H82
6H-12
-
7A35
W3A
7417
A135
2613
4522
CK-371
3153M
3A24
3628
3A-64
HC-
12A
K113
-
-

3M1634
-
4,5
5,1
14,0
5,6
2,2
1,7
3,4
1,8
14,0
7,0
2,2
9,0
8,4
2,8
4,5
4,5
1,7
9,0
5,6
2,8
2,8
0,65
1,7
-
-
3,0
1,35
1,7

-
( Bộ phận khuôn )
( Bộ phận khuôn )
( Bộ phận mài )
( Bộ phận mài )
( Bộ phận khuôn )
( Bộ phận khuôn )
( Bộ phận mài )
( Máy công cụ )
Bộ phận nhiệt
3
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
Lò điện kiểu buồng
Lò điện kiểu đứng
Lò điện kiểu điện
Bể điện phân
Thiết bị phun cát
Thùng xói rửa
Thùng tôi

Máy nén
Tấm kiểm tra
Tủ điều khiển lò
Bể tôi
Bể chứa
1
1
1
1
1
1
1
2
1
1
1
1
H-30
U-25
B-20
HB-21
-
-
-
-
-
Фл-0576
-
-
30,0

25,0
30,0
10,0
-
-
-
-
-
-
-
-
Bộ phận sửa chữa
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60

61
62
63
64
Máy tiện ren
Máy tiện ren
Máy tiện ren
Máy phay ngang
Máy phay vạn năng
Máy phay răng
Máy xọc
Máy bào ngang
Máy mài tròn
Máy khoan đứng
Máy nén khí
Quạt
Lò tăng nhiệt
Thùng tôi
Biến áp hàn
Máy mài phá
Khoan điện
Máy cắt
Tấm cữ ( đánh dấu )
Thùng xói rửa
Bàn thợ nguội
Giá kho
2
1
1
1

1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
3
5
IK620
1A-62
1616
6л80r
678
5D32
7417
-
-
-
ЛB-412
-

-
-
CTф24
3T-634
Л-54
-
-
-
-
-
10,0
7,0
4,5
2,8
2,8
2,8
2,8
7,6
7,0
1,8
10,0
3,2
-
-
24(kVA)
3,2
0,6
1,7
-
-

-
Bộ phận sửa chữa điện
4
4,0
0,85
0,65
65
66
67
68
69
70
Bàn nguội
Máy cuốn dây
Bàn thí nghiệm
Bể có tấm đốt nóng
Tủ sấy
Khoan bàn
3
1
1
1
1
1
HC-12A
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….

……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
5
Hà nội, ngày tháng năm
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
( Ký và ghi rõ họ tên )
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN DUYỆT
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….

……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
6
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….

……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
……………………………………………………………………………………….
Hà Nội, ngày tháng năm
7
GIÁO VIÊN DUYỆT
( Ký và ghi rõ họ tên )
LỜI MỞ ĐẦU
Điện năng là nguồn năng lượng chính của các ngành công nghiệp, nông
nghiệp, là điều kiện để đánh giá sự phát triển của một quốc gia. Đất nước ta đang
trong thời kỳ đổi mới, cả nước đang ra sức thực hiện nhiệm vụ công nghiệp hóa
hiện đại hóa. Cuộc sống tiên tiến với nhiều máy móc thiết bị công nghệ hiện đại sẽ
phát triển với tốc độ lớn. Chính vì vậy, khi lập kế hoạch phát triển kinh tế xã hội

thì kế hoạch phát triển điện năng phải đi trước một bước nhằm thỏa mãn nhu cầu
điện năng không những trong giai đoạn trước mắt mà còn cho sự phát triển trong
tương lai.
Ngày nay nền kinh tế nước ta đang phát triển mạnh mẽ, đời sống xã hội được
nâng cao nhu cầu dùng điện trong các lĩnh vực nói chung và trong ngành công
nghiệp nói riêng tăng trưởng không ngừng. Để đáp ứng nhu cầu của xã hội rất
nhiều nhà máy, xí nghiệp được xây dựng, gắn liền với các công trình đó là các hệ
thống cung cấp điện.
Việc trang bị những kiến thức về hệ thống cung cấp điện nhằm cung cấp điện
năng cho thiết bị của các khu vực kinh tế, các khu chế xuất, các nhà máy, xí nghiệp
là rất cần thiết. Xuất phát từ yêu cầu thực tế đó, với những kiến thức được trang bị
ở nhà trường em được giao đề tài :
“ Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy sản xuất máy kéo “
Trong thời gian qua với sự hướng dẫn và chỉ bảo của các thầy cô, đặc biệt là
sự hướng dẫn và giúp đỡ tận tình của thầy giáo …………… em đã hoàn thành
được bản đồ án tốt nghiệp của mình. Do thời gian làm đồ án và kiến thức còn hạn
chế nên đồ án của em không tránh khỏi những sai sót.
Vì vậy em rất mong nhận được sự nhận xét, góp ý và chỉ bảo của các thầy cô
để bản đồ án của em được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo
……………. Cùng toàn thể các thầy cô đã tận tình giúp đỡ em hoàn thành bản đồ
án này.
Ngày tháng năm
Sinh viên
8
Chương I
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY SẢN XUẤT MÁY KÉO
Qua nhiều năm phát triển hiện nay nông nghiệp vừa giữa vị trí quan trọng
trong cơ cấu kinh tế nước ta. Tuy nhiên chúng ta đang hướng tới một nền nông
nghiệp tiên tiến, nền nông nghiệp được cơ khí hóa, máy móc thay thế sức người.
Vì thế chúng ta cần có các nhà máy sản xuất nông cụ nhằm phục vụ cho nông

nghiệp. Với lý do đó em được giao nhiệm vụ thiết kế cung cấp điện cho nhà máy
sản xuất máy kéo.
Nhà máy sản xuất máy kéo bao gồm 10 phân xưởng và nhà làm việc.
Danh sách các phân xưởng và công suất đặt được cho trong bảng 1.1
Bảng 1.1
Số trên
mặt bằng
Tên phân xưởng Công suất đặt
( kW)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Ban quản lí và phòng thiết kế
Phân xưởng cơ khí số 1
Phân xưởng cơ khí số 2
Phân xưởng luyện kim màu
Phân xưởng luyện kim đen
Phân xưởng sửa chữa cơ khí
Phân xưởng rèn
Phân xưởng nhiệt luyện
Bộ phận nén khí
Kho vật liệu

Chiếu sáng phân xưởng
80
3600
3200
1800
2500
Theo tính toán
2100
3500
1700
60
Xác định theo diện tích
Nhà máy có nhiệm vụ chế tạo ra các loại máy kéo phục vụ cho nhu cầu của xã
hội. Về mặt tiêu thụ điện thì nhà máy thuộc hộ tiêu thụ lớn và quan trọng, do tầm
quan trọng của nhà máy ta có thể xếp nhà máy vào hộ tiêu thụ loại I, cần được đảm
bảo cung cấp điện liên tục và an toàn.
9
Chương II
XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN
II.1. Vai trò và tầm quan trọng cảu việc xác định phụ tải tính toán đối với nhiệm
vụ thiết kế cấp điện
Khi thiết kế cấp điện cho công trình thì nhiệm vụ đầu tiên của người thiết kế
là phải xác định được phụ tải tính toán của công trình. Tùy theo quy mô của công
trình mà phụ tải điện phải được xác định theo phụ tải thực tế hoặc phải kể tới khả
năng phát triển của công trình trong tương lai. Như vậy xác định phụ tải tính toán
là giải bài toán dự báo phụ tải ngắn hạn hoặc dài hạn.
Dự báo phụ tải ngắn hạn là xác định phụ tải của công trình ngay sau khi công
trình đưa vào vận hành. Phụ tải đó được gọi là phụ tải tính toán. Phụ tải tính toán là
một thông số quan trọng trong việc thiết kế cấp điện. Đây là cơ sở để tính toán lựa
chọn các thiết bị điện như: Máy biến áp, dây dẫn, các thiết bị đóng gắt, bảo vệ, để

tính các tổn thất công suất, tổn thất điện áp, để lựa chọn các thiết bị bù, v. v. Xác
định phụ tải tính toán phù hợp cho phép lựa chọn được các thiết bị phù hợp và đảm
bảo cho các thiết bị đi vào hoạt động tốt khi công trình được đưa vào hoạt động
thực tế.
Phụ tải tính toán phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố như : Công suất và số lượng
các máy, chế độ vận hành của chúng, quy trình công nghệ sản xuất cũng như trình
độ vận hành của công nhân. Chính vì vậy, xác định phụ tải tính toán là nhiệm vụ
khó khăn nhưng rất quan trọng. Bởi vì nếu xác định phụ tải tính toán nhỏ hơn phụ
tải thực tế thì sẽ làm giảm tuổi thọ của thiết bị điện, có khi gây cháy nổ rất nguy
hiểm. Ngược lại, phụ tải tính toán lớn hơn phụ tải thực tế thì sẽ gây lãng phí. Vì
vậy để đảm bảo yêu cầu và kĩ thuật cho phương án cung cấp điện thì việc xác định
phụ tải tính toán phải được tính toán chính xác và phù hợp với thực tế.
II.2. Các đại lượng và hế số tính toán thường gặp
II.2.1.Công suất định mức P
đm
Công suất định mức của các thiết bị thường được các nhà chế tạo ghi sẵn
trong lí lịch máy hoặc trên nhãn máy. Đối với động cơ, công suất định mức chính
là công suất cho trên trục động cơ. Về mặt cung cấp điện, công suất đầu vào của
động cơ gọi là công suất đặt ( P
đ
) và được tính như sau :
dm
d
dc
P
P =
η
10
Trong đó :
d

P
: Công suất đặt của động cơ, kW
dm
P
: Công suất định mức của động cơ, kW
dc
η
:Hiệu suất định mức của động cơ
Vì hiệu suất của động cơ tương tối cao nên cho phép bỏ qua hiệu suất để cho việc
tính toán đơn giản . Khi đó:
d
P
=
dm
P
Đối với các thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn như cầu trục, máy hàn,… khi
xác định phụ tải tính toán, ta phải quy về công suất định mức ở chế độ làm việc dài
hạn.
II.2.2. Phụ tải cực đại P
max
Phụ tải cực đại được chia làm 2 nhóm:
• Phụ tải cực đại P
max
: Là phụ tải lớn nhất trong khoảng thời gian tương đối
ngắn ứng với ca làm việc có phụ tải lớn nhất trong ngày. Phụ tải cực đại
dùng để tính tổn thất công suất, để chọn thiết bị điện, chọn dây dẫn và dây
cáp theo mật độ dòng kinh tế,…
• Phụ tải đỉnh nhọn: Là phụ tải cực đại xuất hiện trong khoảng thời gian từ 1 -
2s. Phụ tải đỉnh nhọn được dùng để kiểm tra dao động điện áp, điều kiện tự
khởi động của động cơ, điều kiện làm việc của cầu chì, tính dòng điện khởi

động của rowle bảo vệ… Phụ tải đỉnh nhọn thưởng xảy ra khi động cơ khởi
động.
II.2.3. Phụ tải cực đại P
tb
Phụ tải trung bình là một đặc trưng tĩnh của phụ tải trong một khoảng thời
gian nào đó. Phụ tải trung bình được tính theo công thức :
1
(t) (t)
tb tb
0
p dt q dt
P ,q
t t
= =
∫ ∫
Hoặc
pk
td
tb tb
A
A
p ,q
t t
∆
∆
= =
Trong đó :
td
A∆
,

pk
A∆
: Điện năng tiêu thụ trong khoảng thời gian khảo sát, kWh,
kVArh.
t: Thời gian khảo sát , h
Phụ tải trung bình của nhóm thiết bị :
n n
tb tbi tbi
i 1 i 1
P p ,Q q
= =
= =
∑ ∑
Phụ tải trung bình dùng để đánh giá mức độ sử dụng diện tích của các thiết bị.
11
II.2.4. Phụ tải tính toán P
tt
Phụ tải tính toán là phụ tải giả thiết lâu dài không đổi tương đương với phụ tải
thực tế về mặt hiệu ứng nhiệt. Chính vì vậy, phụ tải tính toán là một số liệu rất cơ
bản để thiết kế cấp điện. Nó đảm bảo an toàn về mặt phát nóng cho các thiết bị
được chọn trong mọi trạng thái vận hành.
II.2.5.Hệ số sử dụng K
sd
Là tỉ số giữa phụ tải tác dụng trung bình và công suất định mức của thiết bị.
Hệ số sử dụng cho biết mức độ sử dụng, mức độ khai thác công suất của thiết bị
điện trong một chu kì làm việc và là số liệu để xác định phụ tải tính toán.
• Đối với 1 thiết bị :
tb
sd
dm

P
k
P
=
• Đối với 1 nhóm thiết bị :
tb
tb
sd
dm dm
P
P
k
P P
= =
∑
∑
II.2.6. Hệ số phụ tải k
pt
Là hệ số giữa công suất thực tế đối với công suất định mức và thường được
dùng để tính trong một khoảng thời gian nào đó. Hệ số này cho biết mức độ sử
dụng , khai thác thiết bị điện trong thời gian đang xét.
thucte
pt
dm
P
k
P
=
II.2.7. Hệ số cực đại k
max

Là tỉ số giữa phụ tải tính toán và phụ tải trung bình trong khoảng thời gian
đang xét. Hệ số này ứng với ca làm việc có phụ tải lớn nhất .
tt
max
tb
P
k
P
=
II.2.8.Hệ số như cầu k
nc
Là tỉ số giữa phụ tải tính toán và công suất định mức , thường được tính cho
phụ tải tác dụng:
tt
max
tb
P
k
P
=
= k
max
. k
sd
II.2.9. Hệ số thiết bị hiệu quả n
hq
Số thiết bị hiệu quả n
hq
là số thiết bị giả thiết có dùng công suất và chế độ làm
việc, chúng đòi hỏi phụ tải bằng phụ tải tính toán của nhóm phụ tải thực tế ( gồm

các thiết bị có chế độ làm việc và công suất khác nhau )
12
2
n
dmi
i 1
hq
n
2
dmi
i 1
P
n
P
=
=
 
 ÷
 
=
∑
∑
Khi số thiết bị dùng điện trong nhóm n > 5 tính n
hq
theo công thức trên khá
phức tạp. Vì vậy trong thực tế người ta tìm n
hq
theo bảng hoặc tra đường cong cho
trước với trình tự tính toán như sau:
Tính :

i i
n p
n ,p
n p
∗ ∗
= =
Trong đó :
n: Số thiết bị trong nhóm
i
n
: Số thiết bị có công suất không nhỏ hơn một nửa công suất của thiết bị có
công suất lớn nhất.
P,
i
p
: Tổng công suất ứng với n và n
i
Tra đường cong :
hq
n
∗
=
( )
f n ,p
∗ ∗
ta tính được:
N
hq
=
hq

n
∗
. n
II.3. Các phương pháp xác định phụ tải tính toán và phạm vi ứng dụng của các
phương pháp.
Các phương pháp xác định phụ tải tính toán được chia thành 2 nhóm chính :
• Nhóm 1: Là nhóm các phương pháp dựa trên kinh nghiệm thiết kế và vận
hành mà tổng kết lại rồi đưa ra các hệ số để tính toán. Các phương pháp này
thuận tiện trong việc tính toán nhưng lại chỉ cho kết quả gần đúng. Nhóm
bao gồm các phương pháp chính sau:
- Phương pháp tính theo hệ số nhu cầu và công suất đặt.
- Phương pháp tính theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm.
- Phương pháp tính theo suất thụ tải trên một đơn vị chiếu sáng.
• Nhóm 2: Là nhóm các phương pháp dựa trên cơ sở lí thuyết xác suất thống
kê. Đặc điểm của nhóm phương pháp này là có kể tới ảnh hưởng của nhiều
yếu tố do đó quá trình tính toán phức tạp nhưng lại cho kết quả chính xác.
Nhóm bao gồm các phương pháp sau:
- Phương pháp tính toán theo công suất trung bình và hệ số hình dáng của đồ
thị phụ tải.
- Phương pháp tính theo công suất trung bình và độ lệch của đồ thị phụ tải
khỏi giá trị trung bình.
- Phương pháp tính theo công suất trung bình và hệ số cực đại.
13
Việc lựa chọn các phương pháp tính tùy theo quy mô và đặc điểm của công
trình, tùy theo giai đoạn thiết kế là sơ bộ hay thi công.
Một số phương pháp xác định phụ tải thường dùng.
II.3.1.Xác định phụ tải theo hệ số nhu cầu và công suất đặt:
Công thức tính:
n
tt nc dt

i 1
tt
2 2
tt
tt tt tt
p k . P
Q P.tg
P
S P Q
Cos
=
=
= ϕ
= + =
ϕ
∑
Gần đúng có thể lấy : P
d

≈
P
dm
. Do đó :
n
n nc dmi
i 1
P k . P
=
=
∑

Trong đó :
P
di
, P
dmi
: Công suất đặt và công suất định mức của thiết bị điện thứ i, kW.
P
tt
; Q
tt
; S
tt
: Công suất tác dụng, công suất phản kháng và công suất toàn phần
tính toán của nhóm thiết bị, kW, kVAr, kVA
n: Số thiết bị trong nhóm
nếu hệ số
Cosϕ
của các thiết bị trong nhóm không giống nhau thì phải tính
toán hệ số công suất trung bình theo công thức:
1 1 2 2 n n
1 2 n
P .Cos P .Cos P .Cos
Cos
P P P
ϕ + ϕ + + ϕ
ϕ =
+ + +
Hệ số nhu cầu của các máy khác nhau thường cho trong sổ tay.
Phương pháp này có ưu điểm là đơn giản, tính toán thuận tiện vì thế được sử
dụng rộng rãi để tính toán các thiết bị điện có đồ thị phụ tải ít biến đổi như quạt

gió, máy bơm nước, máy nén khí,… Tuy nhiên phương pháp này kém chính xác
bởi hệ số nhu cầu được tra trong sổ tay là một số liệu cố định cho trước phụ thuộc
vào chế độ vận hành và số thiết bị trong nhóm.
II.3.2. Xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích.
Công thức tính :
P
tt
= P
o
. F
Trong đó :
P
0
: Suất phụ tải trên 1 m
2
diện tích sản suất , Kw/m
2
F : Diện tích sản suất , m
2
Giá trị P
0 có
thể tra trong sổ tay.
Phương pháp này chỉ cho kết quả gần đúng, vì vậy nó được dùng trong các
giai đoạn thiết kế sơ bộ hoặc trong việc tính toán phụ tải các phân xưởng có mật độ
máy móc sản xuất phân bố tương đối đồng đều như các phụ tải chiếu sáng ,…
14
II.3.3. Xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng trên một đơn vị
sản phẩm.
Công thức tính :
P

tt
=
0
M.w
T
Trong đó :
M: Số đơn vị sản phẩm được sản suất ra trong 1 năm:
W
0
: Suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm, kWh/đvsp
T: Thời gian làm việc trong năm của xí nghiệp, h.
II.3.4. Xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại và công suất trung bình.
Công thức tính :
P
tt
= k
max
. k
sd
. P
dm
Trong đó :
P
dm
: Công suất định mức , kW
K
sd
: Hệ số sử dụng được tra trong sổ tay
k
max

: Hệ số cực đại của công suất tác dụng được xác định theo đường còng
k
max
= f ( n
hq
,k
sd
) .
phương pháp này cho kết quả tương đối chính xác vì khi xác định số thiết bị
hiệu quả ta đã xét tới một loạt các yếu tố quan trọng như ảnh hưởng của số lượng
thiết bị trong nhóm, sự khác nhau về công suất và chế độ làm việc của chúng. Khi
tính theo phương pháp này trong một số trường hợp có thể dùng công thức gần
đúng.
II.3.5. Xác định phụ tải tính toán theo hệ số hình dáng và công suất trung bình.
Công thức tính :
P
tt
= k
hh
. P
tb
Trong đó:
K
hh
: Hệ số hình dáng, tra bảng
P
tb
: Công suất trung bình của thiết bị hoặc nhóm thiết bị, kW
1
0

tb
P(t).dt
A
P
t t
= =
∫
Phương pháp này thường dùng cho thiết kế mạng điện từ trạm biến áp của xí
nghiệp đến trạm biến áp phân xưởng.
II.3.6. Xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và độ lệch của đồ
thị phụ tải khỏi giá trị trung bình.
Công thức tính :
n tb
P P= ± βσ
15
Trong đó :
P
tb
: Công suất trung bình của nhóm thiết bị, kW.
σ
: Độ lệch của đồ thị khỏi giá trị trung bình
β
: Hệ số tán xạ
II.4. Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng sủa chữa cơ khí
Trên sơ đồ mặt bằng nhà máy, phân xưởng sửa chữa cơ khí là phân xưởng số
6. Theo tính toán mặt bằng phân xưởng gần bằng 1100m
2
và có 70 thiết bị với
công suất rất khác nhau. Các thiết bị chủ yếu làm việc ở chế độ dài hạn.
Do phân xưởng sửa chữa cơ khí đã có đầy đủ các số liệu cần thiết như số

lượng, công suất và vị trí đặt của các thiết bị nên để xác định phụ tải tính toán cho
phân xưởng sửa chữa cơ khí ta sử dụng phương pháp xác định phụ tải tính toán
theo công suất trung bình và hệ số cực đại ( Hay còn gọi là phương pháp số thiết bị
hiệu quả ).
II.4.1. Xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại và công suất trung bình.
( Phương pháp này đã trình bày ở mục II.3.4 )
II.4.2. Trình từ xác định phụ tải tính toán.
II.4.2.1. Phân nhóm phụ tải.
Trong phân xưởng có nhiều loại thiết bị, có công suất và chế độ làm việc khác
nhau. Do vậy để xác định phụ tải được chính xác cần phải tiến hành phân nhóm
thiết bị điện trong phân xưởng. Việc phân nhóm các thiết bị điện phải tuân theo
một số nguyên tắc sau:
• Các thiết bị trong cùng một nhóm nên đặt cạnh nhau để giảm chiều dài
đường cáp hạ áp và giảm được tổn thất, vốn đầu tư trên các đường dây trong
phân xưởng.
• Chế độ làm việc của các thiết bị trong cùng nhóm nên giống nhau để xác
định phụ tải tính toán được chính xác hơn và thuận tiện cho việc lựa chọn
phương thức cung cấp điện cho nhóm.
• Tổng công suất của các nhóm nên xấp xỉ nhau để giảm chủng loại tủ động
lực cần dùng cho phân xưởng và toàn nhà máy. Số thiết bị trong nhóm
không nên quá nhiều.
Dựa trên nguyên tắc phân nhóm phụ tải trên và căn cứ vào vị trí của các thiết
bị trong phân xưởng ta chia các thiết bị thành 7 nhóm. Kết quả phân nhóm
cho trong bảng 2.1.
Bảng 2.1
TT Tên thiết bị Số lượng Số trên
mặt bằng
P
dm
(kW)

1 máy Toàn bộ
Nhóm 1
1 Máy tiện ren 2 43 10,0 20
2 Máy tiện ren 1 44 7,0 7,0
16
3 Máy phay ngang 1 46 2,8 2,8
4 Máy phay vạn năng 1 47 2,8 2,8
5 Máy khoan đứng 1 52 1,8 1,8
6 Máy nén khí 1 53 10,0 10,0
7 Quạt 1 54 3,2 3,2
8 Bàn biến áp 1 57 8,4 8,4
9 Máy mài phá 1 58 3,2 3,2
10 Khoan điện 1 59 0,6 0,6
Tổng nhóm 1 11 59,8
Nhóm 2
1 Máy tiện ren 1 45 4,5 4,5
2 Máy phay răng 1 48 2,8 2,8
3 Máy xọc 1 49 2,8 2,8
4 Máy bào ngang 2 50 7,6 15,2
5 Máy mài tròn 1 51 7,0 7,0
6 Máy cắt 1 60 1,7 1,7
7 Máy cuốn dây 1 66 0,5 0,5
8 Tủ xấy 1 69 0,85 0,85
9 Khoan bàn 70 0,65 0,85
Tổng nhóm 2 10 36
Nhóm 3
1 Lò điện kiểu buồng 1 31 30 30
2 Lò điện kiểu bể 1 33 30 30
3 Bể điện phân 1 34 10 10
4 Bàn nguội 3 65 0,5 1,5

5 Bàn thí nghiệm 1 67 15 15
6 Bể tẩm có đốt nóng 1 68 4,0 4,0
Tổng nhóm 3 8 90,5
Nhóm 4
1 Máy phay vạn năng 1 7 3,4 3,4
2 Máy mài 1 11 2,2 2,2
3 Máy khoan vạn
năng
1 15 4,5 4,5
4 Máy mài dao cắt gọt 1 21 2,8 2,8
5 Máy mài sắc vạn
năng
1 22 0,65 0,65
6 Máy khoan bàn 1 23 0,65 0,65
7 Máy ép kiểu trục
khuỷu
1 24 1,7 1,7
17
8 Máy mài phá 1 27 3,0 3,0
9 Cưa tay 1 28 1,35 1,35
10 Lò điện kiểu đứng 1 32 25 25
Tổng nhóm 4 10 45,25
Nhóm 5
1 Máy tiện tự động 1 2 5,1 5,1
2 Máy tiện tự động 2 3 14, 28,0
3 Máy tiện tự động 2 4 5,6 11,2
4 Máy tiện tự động 1 5 2,2 2,2
5 Máy bào ngang 2 12 9,0 18,0
6 Máy xọc 1 13 8,4 8,4
Tổng nhóm 5 9 72,9

Nhóm 6
1 Máy khoan hướng
tâm
1 17 1,7 1,7
2 Máy tiện ren 1 1 4,5 4,5
3 Máy tiện tự động 2 2 5,1 10,2
4 Máy phay đứng 1 9 14,0 14,0
5 Máy phay đứng 1 10 7,0 7,0
6 Máy xọc 2 13 8,4 16,8
7 M áy xọc 1 14 2,8 2,8
8 Máy doa ngang 1 16 4,5 4,5
Tổng nhóm 6 10 61,5
Nhóm 7
1 Máy tiện revonve 1 6 1,7 1,7
2 Máy phay vạn năng 1 7 3,4 3,4
3 Máy phay ngang 1 8 1,8 1,8
4 Máy phay đứng 1 9 14,0 14,0
5 Máy mài phẳng 2 18 9,0 18,0
6 Máy mài tròn 1 19 5,6 5,6
7 Máy mài trong 1 20 2,8 2,8
8 Cưa tay 1 28 1,35 1,35
9 Cưa máy 1 29 1,7 1,7
Tổng nhóm 7 10 50,35
18
II.4.2.2. Xác định phụ tải tính toán của nhóm thiết bị :
a. Tính toán cho nhóm 1.
Số liệu của nhóm cho trong bảng 2.2
Bảng 2.2
TT Tên thiết bị Số lượng Số trên
mặt bằng

P
dm
(kW)
1 máy Toàn bộ
Nhóm 1
1 Máy tiện ren 2 43 10,0 20
2 Máy tiện ren 1 44 7,0 7,0
3 Máy phay ngang 1 46 2,8 2,8
4 Máy vạn năng 1 47 2,8 2,8
5 Máy khoan đứng 1 52 1,8 1,8
6 Máy khí nén 1 53 10,0 10,0
7 Quạt 1 54 3,2 3,2
8 Bàn biến áp 1 57 8,4 8,4
9 Máy mài phá 1 58 3,2 3,2
10 Khoan điện 1 59 0,6 0,6
Tổng nhóm 1 11 59,8
Tra bảng phụ lục 1.1 hệ số sử dụng k
sd
và cosφ của các nhóm thiết bị điện -
( TL1) - ta tìm được k
sd
= 0,2 ; cosφ = 0,6.
Ta có : n
1
= 4 ; n = 11.
1
1
n 4
n 0,45
n 11

P 2.10 7 10 8,4
P 0,759
P 59,8
∗
∗
= = =
+ + +
= = =
Tra bảng phụ lục 1.4 - Bảng tính n
hq*
và P
*
( TL1 ) - Ta tìm được n
hq*
=0,76
Số thiết bị sử dụng hiệu quả:
n
hq
= n
hq*
.n = 0,76.11 = 8,36.
Tra bảng phụ lục 1.6 - Bảng tra trị số k
max
theo K
sd
và n
h
- ( TL 1 ) - Ta tìm
được k
max

= 1,94
19
Phụ tải tính toán của nhóm 1 :
P
tt
= k
max
. k
sd
.
n
dm
i 1
P
=
∑
= 1,94 . 0,2 . 59,8 = 23, 202 kW
Công suất phản kháng tính toán:
Q
tt
= P
tt
.tgφ = 23,202 . 1,33 = 30, 585 kV Ar
Công suất toàn phần tính toán :
tt
tt
P
23,202
S 38,67
cos 0,6

= = =
ϕ
kVA
Dòng điện tính toán :
tt
tt
S
38,67
I 55,815
3.U 3.0,4
= = =
A
b. Tính toán cho nhóm 2
số liệu của nhóm cho trong bảng 2.3
Bảng 2.3
Nhóm 2
1 Máy tiện ren 1 45 4,5 4,5
2 Máy phay răng 1 48 2,8 2,8
3 Máy xọc 1 49 2,8 2,8
4 Máy bào ngang 2 50 7,6 15,2
5 Máy mài tròn 1 51 7,0 7,0
6 Máy cắt 1 60 1,7 1,7
7 Máy cuốn dây 1 66 0,5 0,5
8 Tủ xấy 1 69 0,85 0,85
9 Khoan bàn 70 0,65 0,85
Tổng nhóm 2 10 36
Tra bảng phụ lục 1.1 hệ số sử dụng k
sd
và cosφ của các nhóm thiết bị điện -
(TL1 ) - Ta tìm được k

sd
= 0,2 ; cosφ =0,6
Ta có : n
1
= 4 ; n = 10.
1
1
n
4
n 0,4
n 10
P 4,5 2.7,6 7
P 0,742
P 36
∗
∗
= = =
+ +
= = =
Tra bảng phụ lục 1.4 - Bảng tính n
hq*
và P
*
( TL1 ) - Ta tìm được n
hq*
=0,63
Số thiết bị sử dụng hiệu quả:
n
hq
= n

hq*
.n = 0,63.10 = 6,3.
20
Tra bảng phụ lục 1.6 - Bảng tra trị số k
max
theo K
sd
và n
h
- ( TL 1 ) - Ta tìm
được k
max
= 2,1
Phụ tải tính toán của nhóm 2:
P
tt
= k
max
. k
sd
.
n
dm
i 1
P
=
∑
= 2,1 . 0,2 . 36 = 15,12 kW
Công suất phản kháng tính toán:
Q

tt
= P
tt
.tgφ = 15,12 . 1,33 = 20,11 kV Ar
Công suất toàn phần tính toán :
tt
tt
P
15,12
S 25,2
cos 0,6
= = =
ϕ
kVA
Dòng điện tính toán :
tt
tt
S
25,2
I 36,373
3.U 3.0,4
= = =
A
c. Tính toán cho nhóm 3.
Số liệu của nhóm cho trong bảng 2.4
Bảng 2.4
Nhóm 3
1 Lò điện kiểu buồng 1 31 30 30
2 Lò điện kiểu bể 1 33 30 30
3 Bể điện phân 1 34 10 10

4 Bàn nguội 3 65 0,5 1,5
5 Bàn thí nghiệm 1 67 15 15
6 Bể tẩm có đốt nóng 1 68 4,0 4,0
Tổng nhóm 3 8 90,5
Tra bảng phụ lục 1.1 hệ số sử dụng k
sd
và cosφ của các nhóm thiết bị điện -
(TL1 ) - Ta tìm được k
sd
= 0,2 ; cosφ =0,6
Ta có : n
1
= 3 ; n = 8.
1
1
n 3
n 0,375
n 8
P 30 30 15
P 0,829
P 90,5
∗
∗
= = =
+ +
= = =
Tra bảng phụ lục 1.4 - Bảng tính n
hq*
và P
*

( TL1 ) - Ta tìm được n
hq*
=0,5
Số thiết bị sử dụng hiệu quả:
n
hq
= n
hq*
.n = 0,5.8 = 4
Tra bảng phụ lục 1.6 - Bảng tra trị số k
max
theo K
sd
và n
h
- ( TL 1 ) - Ta tìm
được k
max
= 2,64
21
Phụ tải tính toán của nhóm 3 :
P
tt
= k
max
. k
sd
.
n
dm

i 1
P
=
∑
= 2,64 . 0,2 . 90,5 = 47,784 kW
Công suất phản kháng tính toán:
Q
tt
= P
tt
.tgφ = 47,784 . 1,33 = 63,553 kV Ar
Công suất toàn phần tính toán :
tt
tt
P
47,786
S 79,64
cos 0,6
= = =
ϕ
kVA
Dòng điện tính toán :
tt
tt
S
47,784
I 114,95
3.U 3.0,4
= = =
A

d. Tính toán cho nhóm 4
Số liệu của nhóm 4 trong bảng 2.5
Bảng 2.5
Nhóm 4
1 Máy phay vạn năng 1 7 3,4 3,4
2 Máy mài 1 11 2,2 2,2
3 Máy khoan vạn
năng
1 15 4,5 4,5
4 Máy mài dao cắt gọt 1 21 2,8 2,8
5 Máy mài sắc vạn
năng
1 22 0,65 0,65
6 Máy khoan bàn 1 23 0,65 0,65
7 Máy ép kiểu trục
khuỷu
1 24 1,7 1,7
8 Máy mài phá 1 27 3,0 3,0
9 Cưa tay 1 28 1,35 1,35
10 Lò điện kiểu đứng 1 32 25 25
Tổng nhóm 4 10 45,25
Tra bảng phụ lục 1.1 hệ số sử dụng k
sd
và cosφ của các nhóm thiết bị điện -
(TL1 ) - Ta tìm được k
sd
= 0,2 ; cosφ =0,6
Ta có : n
1
= 1 ; n = 10.

22
1
1
n 1
n 0,1
n 10
P 25
P 0,55
P 45,25
∗
∗
= = =
= = =
Tra bảng phụ lục 1.4 - Bảng tính n
hq*
và P
*
( TL1 ) - Ta tìm được n
hq*
=0,29
Số thiết bị sử dụng hiệu quả:
n
hq
= n
hq*
.n = 0,29.10 = 2,9
ta thấy rằng n =10 > 3 và n
hq
= 2,9 > 4 nên công suất tác dụng được tính theo
trường hợp đặc biệt : p

tt
= k
pti
.
n
dm
i 1
P
=
∑
vì đa số các thiết bị làm việc ở chế độ dài hạn nên ta sử dụng hệ số phụ tải của
thiết bị thứ I : k
pti
= 0,9
Công suất tác dụng tính toán:
P
tt
= k
pti
.
n
dm
i 1
P
=
∑
= 0,9.45,25 = 40,725 kW
Công suất phản kháng tính toán:
Q
tt

= P
tt
.tgφ = 40,725 . 1,33 = 54,164 kV Ar
Công suất toàn phần tính toán :
tt
tt
P
40,725
S 67,875
cos 0,6
= = =
ϕ
kVA
Dòng điện tính toán :
tt
tt
S
67,875
I 97,969
3.U 3.0,4
= = =
A
e. Tính toán cho nhóm 5
Số liệu của nhóm cho trong bảng 2.6
Tra bảng phụ lục 1.1 hệ số sử dụng k
sd
và cosφ của các nhóm thiết bị điện -
(TL1 ) - Ta tìm được k
sd
= 0,2 ; cosφ =0,6

Ta có : n
1
= 5 ; n = 9.
1
1
n 5
n 0,556
n 9
P 2.14 2.9 8,4
P 0,746
P 72,9
∗
∗
= = =
+ +
= = =
Tra bảng phụ lục 1.4 - Bảng tính n
hq*
và P
*
( TL1 ) - Ta tìm được n
hq*
=0,85
Số thiết bị sử dụng hiệu quả:
23
n
hq
= n
hq*
.n = 0,85.9 = 7,65

Tra bảng phụ lục 1.6 - Bảng tra trị số k
max
theo K
sd
và n
h
- ( TL 1 ) - Ta tìm
được k
max
= 2,045
Phụ tải tính toán của nhóm 5 :
P
tt
= k
max
. k
sd
.
n
dm
i 1
P
=
∑
= 2,045 . 0,2 . 72,9 = 29,816 kW
Công suất phản kháng tính toán:
Q
tt
= P
tt

.tgφ = 29,816 . 1,33 = 39,655 kV Ar
Công suất toàn phần tính toán :
tt
tt
P
29,816
S 49,693
cos 0,6
= = =
ϕ
kVA
Dòng điện tính toán :
tt
tt
S
49,693
I 71,725
3.U 3.0,4
= = =
A
Bảng 2.6
Nhóm 5
1 Máy tiện tự động 1 2 5,1 5,1
2 Máy tiện tự động 2 3 14, 28,0
3 Máy tiện tự động 2 4 5,6 11,2
4 Máy tiện tự động 1 5 2,2 2,2
5 Máy bào ngang 2 12 9,0 18,0
6 Máy xọc 1 13 8,4 8,4
Tổng nhóm 5 9 72,9
f. Tính toán cho nhóm 6

Số liệu của nhóm trong bảng 2.7
Tra bảng phụ lục 1.1 hệ số sử dụng k
sd
và cosφ của các nhóm thiết bị điện -
(TL1 ) - Ta tìm được k
sd
= 0,2 ; cosφ =0,6
Ta có : n
1
= 4 ; n = 10.
1
1
n 4
n 0,4
n 19
P 2.8,4 14 7
P 0,614
P 61,5
∗
∗
= = =
+ +
= = =
Tra bảng phụ lục 1.4 - Bảng tính n
hq*
và P
*
( TL1 ) - Thiết kế cấp điện Ngô
Hồng Quang và Vũ Văn Tẩm -Ta tìm được n
hq*

=0,81
Số thiết bị sử dụng hiệu quả:
n
hq
= n
hq*
.n = 0,81.10 = 8,1
24
Tra bảng phụ lục 1.6 - Bảng tra trị số k
max
theo K
sd
và n
h
- ( TL 1 ) - Ta tìm
được k
max
= 1,99
Phụ tải tính toán của nhóm 6 :
P
tt
= k
max
. k
sd
.
n
dm
i 1
P

=
∑
= 1,99 . 0,2 . 61,5 = 24,477 kW
Công suất phản kháng tính toán:
Q
tt
= P
tt
.tgφ = 24,477 . 1,33 = 32,554 kV Ar
Công suất toàn phần tính toán :
tt
tt
P
24,477
S 40,795
cos 0,6
= = =
ϕ
kVA
Dòng điện tính toán :
tt
tt
S
40,795
I 58,882
3.U 3.0,4
= = =
A
Bảng 2.7
Nhóm 6

1 Máy khoan hướng
tâm
1 17 1,7 1,7
2 Máy tiện ren 1 1 4,5 4,5
3 Máy tiện tự động 2 2 5,1 10,2
4 Máy phay đứng 1 9 14,0 14,0
5 Máy phay đứng 1 10 7,0 7,0
6 Máy xọc 2 13 8,4 16,8
7 M áy xọc 1 14 2,8 2,8
8 Máy doa ngang 1 16 4,5 4,5
Tổng nhóm 6 10 61,5
g. Tính toán cho nhóm 7.
Số liệu cho trong bảng 2.8
Bảng 2.8
Nhóm 7
1 Máy tiện revonve 1 6 1,7 1,7
2 Máy phay vạn năng 1 7 3,4 3,4
3 Máy phay ngang 1 8 1,8 1,8
4 Máy phay đứng 1 9 14,0 14,0
5 Máy mài phẳng 2 18 9,0 18,0
6 Máy mài tròn 1 19 5,6 5,6
7 Máy mài trong 1 20 2,8 2,8
8 Cưa tay 1 28 1,35 1,35
9 Cưa máy 1 29 1,7 1,7
25