đồ án thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy cơ khí trung quy mô số 2

ĐỒ ÁN: THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN
CHO NHÀ MÁY CƠ KHÍ TRUNG QUY MÔ SỐ 2
Đồ án tốt môn học Thiết kế hệ thống cung cấp điện
Sinh viên: Đặng Minh Tuân - Hệ thống điện - CH9
1
Lời nói đầu
Trong sự nghiệp xây dựng và phát triển đất n-ớc, công nghiệp điện giữ một vai trò
đặc biệt quan trọng. Bởi vì, công nghiệp điện là nghành có liên quan chặt chẽ đến hầu
hết các nghành kinh tế quốc dân, làm tăng năng suất lao động, tạo nên sự phát triển
nhịp nhàng trong nền kinh tế.
Chính vì vậy, khi xây dựng một nhà máy, khu dân c- hay một thành phố mới
thì việc đầu tiên là phải xây dựng một hệ thống cung cấp điện để phục vụ cho nhu cầu
sản xuất và sinh hoạt của nơi đó.
Đất n-ớc ta đang trên con đ-ờng công nghiệp hoá - hiện đại hoá, đẩy mạnh sự phát
triển công nghiệp, mở rộng những nhà máy công suất lớn, công nghệ hiện đại. Điều này
có ý nghĩa lớn trong việc thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy hay xí nghiệp công
nghiệp để đảm bảo các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật.
Với những kiến thức đã đ-ợc học tập, nghiên cứu trong nhà tr-ờng, tr-ớc khi tốt
nghiệp em đ-ợc giao đồ án với đề tài: "Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy
cơ khí trung quy mô số 2". Đồ án môn học này sẽ là một sự tập d-ợt rất quý cho em
tr-ớc khi b-ớc vào thực tế.

Sau một thời gian làm đồ án, với nổ lực của bản thân, đồng thời với sự h-ớng dẫn giúp
đỡ của các thầy Phan Đăng Khải, đến nay em đã hoàn thành đồ án môn học của mình.
Song với kiến thức còn hạn chế, cùng với đề tài thiết kế hệ thống cung cấp điện là t-ơng
đối khó và phức tạp, đòi hỏi phải có nhiều kinh nghiệm và chuyên môn cao nên trong quá
trình thiết kế em không tránh khỏi những sai sót. Vì vậy, em mong đ-ợc sự nhận xét góp ý
của các thầy cô giáo.
Đồ án tốt môn học Thiết kế hệ thống cung cấp điện
Sinh viên: Đặng Minh Tuân - Hệ thống điện - CH9
2
Ch-ơng 1
Giới thiệu chung về nhà máy cơ khí
Ngành cơ khí chế tạo máy đã từ lâu là một trong những nghành then chốt của nền
kinh tế quốc dân. Với nhiệm vụ sửa chữa, sản xuất phụ tùng thay thế chế tạo các máy
công cụ, máy móc cơ giới đáp ứng nhu cầu của sự phát triển kinh tế. Các nhà máy cơ
khí chiếm một số l-ợng lớn và phân bố rộng rãi trên khắp đất n-ớc ta. Ngày nay, cùng
với sự phát triển của các nghành công nghiệp khác, cơ khí chế tạo máy cũng không
ngừng phát triển cả về số l-ợng và chất l-ợng. Nhà máy cơ khí trung quy mô là nhà
máy thuộc nghành cơ khí chế tạo máy. Nhà máy có tổng diện tích khoảng 16 000m
2
với 9 phân x-ởng và ban quản lý nhà máy có công suất đặt cho trong bảng 1-1.
Bảng 1-1: Tên và công suất đặt của các phân x-ởng.
Ký hiệu trên
mặt bằng
Tên phân x-ởng Công suất đặt (kW)
1 Phân x-ởng kết cấu kim loại 2500
2 Phân x-ởng lắp ráp cơ khí 2200
3 Phân x-ởng đúc 1800
4 Phân x-ởng nén khí 800
5 Phân x-ởng rèn 1600
6 Trạm bơm 450

7 Phân x-ởng sửa chữa cơ khí Theo tính toán
8 Phân x-ởng gia công gỗ 400
9 Ban quản lý nhà máy 120
10 Chiếu sáng phân x-ởng Xác định theo diện tích
Dây chuyền công nghệ sản xuất của nhà máy:
Giai đoạn đầu tiên của quy trình công nghệ là tạo phôi. Kim loại đ-ợc đ-a vào
nấu chảy và đúc phôi, giai đoạn này th-ờng sử dụng các lò nấu kim loại đốt bằng than
hoặc lò điện trở, lò hồ quang, lò trung tần. Sau khi đúc xong thì phôi đ-ợc làm sạch,
cắt bỏ phần thừa và đ-a sang bộ phận rèn dập, một phần sau khi đúc đ-a sang gia công
cắt gọt kim loại để gia công thành các chi tiết máy, ở quá trình này có rất nhiều máy
công cụ nh- tiện, phay, bào mài với các công suất khác nhau, có thể làm việc độc
Mộc
mẫu
Khí nén
Đúc
Rèn
Nguyên
liệu
Gia
công cắt
gọt
Nhiệt
luyện
Lắp
ráp
Kiểm
tra
Sản
phẩm
Đồ án tốt môn học Thiết kế hệ thống cung cấp điện

Sinh viên: Đặng Minh Tuân - Hệ thống điện - CH9
3
lập có thể làm việc theo dây chuyền. Các chi tiết máy đ-ợc hoàn thiện đ-a sang quy
trình lắp ráp.
Một số chi tiết máy chịu mài mòn nh- bánh răng, trục máy sau khi gia công cắt
gọt còn phải gia công nhiệt luyện nh- tôi, ram, ủ, công đoạn này th-ờng dùng các lò
tôi, ram, lò cao tần
Lắp ráp là quá trình cuối cùng của dây chuyền sản xuất, ở giai đoạn này các chi
tiết máy đ-ợc lắp ráp thành khối và thành máy hoàn chỉnh.
Nhà máy đ-ợc xây dựng mới với trình độ tự động hoá cao, một số máy làm việc
theo dây chuyền và có công suất lớn. Nhà máy làm việc 3 ca, thời gian sử dụng công
suất cực đại T
max
= 4500h. Với những đặc điểm và tính chất sản xuất đó, nhà máy đ-ợc
xếp vào phụ tải loại 1. Nhà máy cần đ-ợc cung cấp điện một cách liên tục và an toàn,
đảm bảo chất l-ợng điện năng tốt.
Sau đây là tổng mặt bằng của nhà máy, mặt bằng của phân x-ởng sửa chữa cơ khí
và phụ tải của phân x-ởng sửa chữa cơ khí.
Đồ án tốt môn học Thiết kế hệ thống cung cấp điện
Sinh viên: Đặng Minh Tuân - Hệ thống điện - CH9
4
Nhà máy số 2
6
4
8
79
1
3
5
2

Từ hệ thống đến
M 1: 5000
Phụ tải điện của nhà máy cơ khí trung quy mô
( mặt bằng nhà máy số 2 )
Công suất đặt các phân x-ởng.
Ký hiệu trên
mặt bằng
Tên phân x-ởng Công suất đặt (kW)
1 Phân x-ởng kết cấu kim loại 2500
2 Phân x-ởng lắp ráp cơ khí 2200
3 Phân x-ởng đúc 1800
4 Phân x-ởng nén khí 800
5 Phân x-ởng rèn 1600
6 Trạm bơm 450
7 Phân x-ởng sửa chữa cơ khí Theo tính toán
8 Phân x-ởng gia công gỗ 400
9 Ban quản lý nhà máy 120
10 Chiếu sáng phân x-ởng Xác định theo diện tích
Bảng 1-2: Danh sách thiết bị phân x-ởng sửa chữa cơ khí.
TT Tên thiết bị Số l-ợng Nhãn hiệu Công suất
Bộ phận dụng cụ
1 Máy tiện ren 2 IA616 7,0
Đồ án tốt môn học Thiết kế hệ thống cung cấp điện
Sinh viên: Đặng Minh Tuân - Hệ thống điện - CH9
5
2 Máy tiện ren 2 IA62 7,0
3 Máy tiện ren 2 IK62 10,0
4 Máy tiện ren cấp chính xác cao 1
IN6N
1,7

5 Máy doa toạ độ 1 2A450 2,0
6 Máy bào ngang 2 7M36 7,0
7 Máy xọc 1 7A420 2,8
8 Máy phay vạn năng 1 6N82 7,0
9 Máy phay ngang 1
6H82
7,0
10 Máy phay đứng 2 6H11 2,8
11 Máy mài trong 2 3A240 4,5
12 Máy mài phẳng 1
311N
2,8
13 Máy mài tròn 1 3130 2,8
14 Máy khoan đứng 1 2A125 2,8
15 Máy khoan đứng 1 2135 4,5
16 Máy cắt mép 1 866A 4,5
17 Máy mài vạn năng 1 3A64 1,75
18 Máy mài dao cắt gọt 1 3818 0,65
19 Máy mài mũi khoan 1 36652 1,5
20 Máy mài sắc mũi phay 1 3667 1,0
21 Máy mài dao chuốt 1 360 0,65
22 Máy mài mũi khoét 1 3659 2,9
23 Thiết bị để hoá bền kim loại 1
-58
0,8
24 Máy giũa 1 2,2
25 Máy khoan bàn 2 HC125 0,65
26 Máy để mài tròn 1 1,2
27 Máy ép tay kiểu vít 1
28 Máy mài thô 1 3N634 2,8

29 Bản đánh dấu 1
30 Bàn thợ nguội 10
Bộ phận sửa chữa
31 Máy tiện ren 3 1616 4,5
32 Máy tiện ren 1 1A62 7,0
33 Máy tiện ren 1 1524M 7,0
34 Máy tiện ren 3
163A
10,0
35 Máy tiện ren 1 163 14,0
36 Máy khoan đứng 2 2A135 4,5
37 Máy khoan h-ớng tâm 1 2A53 4,5
38 Máy bào ngang 1 7A35 2,8
§å ¸n tèt m«n häc ThiÕt kÕ hÖ thèng cung cÊp ®iÖn
Sinh viªn: §Æng Minh Tu©n - HÖ thèng ®iÖn - CH9
6
39 M¸y bµo ngang 1 7A36 10,0
40 M¸y mµi ph¸ 1 3M634 4,5
41 Bµn 8
42 M¸y khoan bµo 1 HCI2A 0,65
43 M¸y biÕn ¸p hµn 1 CT§-24 24,6
Đồ án tốt môn học Thiết kế hệ thống cung cấp điện
Sinh viên: Đặng Minh Tuân - Hệ thống điện - CH9
7
Ch-ơng 2
Xác định phụ tải tính toán
Khi thiết kế cung cấp điện cho một công trình (cụ thể là nhà máy ta đang thiết kế)
thì nhiệm vụ đầu tiên của ng-ời thiết kế là phải xác định đ-ợc nhu cầu điện của phụ tải
công trình đó (hay là công suất đặt của nhà máy ).
Tuỳ theo quy mô của công trình (hay của nhà máy ) mà phụ tải điện phải đ-ợc

xác định theo phụ tải thực tế hoặc còn phải kể đến khả năng phát triển trong t-ơng lai.
Cụ thể là muốn xác định phụ tải điện cho một xí nghiệp, nhà máy thì chủ yếu dựa vào
các máy móc thực tế đặt trong các phân x-ởng và xét tới khả năng phát triển của cả
nhà máy trong t-ơng lai (đối với xí nghiệp nhà máy công nghiệp thì chủ yếu là t-ơng
lai gần) còn đối với công trình có quy mô lớn (nh- thành phố, khu dân c ) thì phụ tải
phải kể đến t-ơng lai xa. Nh- vậy, việc xác định nhu cầu điện là giải bài toán dự báo
phụ tải ngắn hạn (đối với các xí nghiệp, nhà máy công nghiệp) còn dự báo phụ tải dài
hạn (đối với thành phố, khu vực ). Nh-ng ở đây ta chỉ xét đến dự báo phụ tải ngắn hạn
vì nó liên quan trực tiếp đến công việc thiết kế cung cấp điện nhà máy.
Dự báo phụ tải ngắn hạn là xác định phụ tải của công trình ngay sau khi công trình
đi vào sử dụng. Phụ tải này th-ờng đ-ợc gọi là phụ tải tính toán. Ng-ời thiết kế cần
phải biết phụ tải tính toán để chọn các thiết bị điện nh-: máy biến áp, dây dẫn, các thiết
bị đóng, cắt, bảo vệ để tính các tổn thất công suất, tổn thất điện áp, để lựa chọn các
thiết bị bù Chính vì vậy, phụ tải tính toán là một số liệu quan trọng để thiết kế cung
cấp điện. Phụ tải điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố nh-: công suất và số l-ợng các thiết
bị điện, chế độ vận hành của chúng, quy trình công nghệ của mỗi nhà máy, xí nghiệp,
trình độ vận hành của công nhân v.v Vì vậy, xác định chính xác phụ tải tính toán là
một nhiệm vụ khó khăn nh-ng lại rất quan trọng. Bởi vì, nếu phụ tải tính toán đ-ợc xác
định nhỏ hơn phụ tải thực tế thì sẽ làm giảm tuổi thọ của các thiết bị điện, có khả năng
dẫn đến đến cháy nổ rất nguy hiểm. Nếu phụ tải tính toán lớn hơn phụ tải thực tế nhiều
thì các thiết bị điện đ-ợc chọn sẽ quá lớn so với yêu cầu, gây lãng phí và không kinh
tế.
Do tính chất quan trọng nh- vậy, nên đã có nhiều công trình nghiên cứu và có
nhiều ph-ơng pháp tính toán phụ tải điện. Nh-ng vì phụ tải điện phụ thuộc vào nhiều
yếu tố nh- đã trình bày ở trên và sự biến động theo thời gian nên thực tế ch-a có
ph-ơng pháp nào tính toán chính xác và tiện lợi phụ tải điện. Nh-ng hiện nay đang áp
dụng một số ph-ơng pháp sau để xác định phụ tải tính toán:
+ Ph-ơng pháp tính theo công suất đặt và hệ số nhu cầu.
+ Ph-ơng pháp tính theo hệ số cực đại và công suất trung bình.
+ Ph-ơng pháp tính theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm.

+ Ph-ơng pháp tính theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất.
Trong quá trình chuẩn bị thiết kế thì tuỳ theo quy mô, đặc điểm của công trình
(nhà máy, xí nghiệp ) tuỳ theo giai đoạn thiết kế là sơ bộ hay kỹ thuật thi công mà
chọn ph-ơng pháp tính toán phụ tải cho thích hợp. Sau đây sẽ trình bày một số đại
l-ợng, hệ số tính toán và các ph-ơng pháp tính phụ tải tính toán.
I. Các đại l-ợng cơ bản và các hệ số tính toán
1. Công suất định mức P
đm
:
Công suất đinh mức của các thiết bị tiêu thụ điện th-ờng đ-ợc các nhà chế tạo ghi
sẵn trên nhãn hiệu máy hoặc trong các lý lịch máy. Đối với động cơ, công suất định
mức ghi trên nhãn hiệu máy chính là công suất cơ trên trục động cơ. Công suất đặt là
công suất đầu vào của động cơ, vậy công suất đặt trên trục động cơ đ-ợc tính nh- sau:
Đồ án tốt môn học Thiết kế hệ thống cung cấp điện
Sinh viên: Đặng Minh Tuân - Hệ thống điện - CH9
8
P
đ
=
dc

dm
P
(2.1)
Trong đó:
P
đ
: Công suất đặt của động cơ (kW).
P
đm

: Công suất định mức của động cơ (kW).

dc
: Hiệu suất định mức của động cơ.
Trên thực tế, hiệu suất của động cơ t-ơng đối cao (
dc
= 0,85ữ0,95) nên ta có thể
xem P
đ

P
đm
.
- Đối với các thiết bị chiếu sáng: Công suất đặt là công suất đ-ợc ghi trên đèn. Công
suất này bằng công suất tiêu thụ của đèn khi điện áp trên mạng điện là định mức.
- Đối với các thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại (nh- cầu trục, máy hàn
v.v ) khi tính toán phụ tải điện của chúng, ta phải quy đổi về công suất định mức ở
chế độ làm việc dài hạn.
Có nghĩa là quy đổi về chế độ làm việc có hệ số tiếp điện % = 100%. Công thức
quy đổi nh- sau:
+ Đối với động cơ: P
'
đm
= P
đm
. % (2.2)
+ Đối với máy biến áp hàn: P'
đm
= S
đm

.cos

. % (2.3)
Trong đó: P
'
đm
là công suất định mức đã quy đổi về chế độ làm việc dài hạn.
2. Phụ tải trung bình P
tb
:
Phụ tải trung bình là một đặc tr-ng tĩnh của phụ tải trong một khoảng thời gian
nào đó. Tổng phụ tải trung bình của các thiết bị cho ta căn cứ để đánh giá giới hạn d-ới
của phụ tải tính toán. Trong thực tế, phụ tải trung bình đ-ợc tính toán theo công thức
sau:
P
tb
=
t
P

; Q
tb
=
t
Q

(2.4)
Trong đó:
P

, Q

: Điện năng tiêu thụ trong khoảng thời gian khảo sát t.
* Phụ tải trung bình cho cả nhóm thiết bị:
P
tb
=


n
1
i
p
tbi
; Q
tb
=


n
1
i
q
tbi
(2.5)
Biết đ-ợc phụ tải trung bình ta có thể đánh giá đ-ợc mức độ sử dụng thiết bị, xác
định phụ tải tính toán và tính tổn hao điện năng.
3. Phụ tải cực đại P
max
:

Phụ tải cực đại là phụ tải trung bình lớn nhất đ-ợc tính trong khoảng thời gian
t-ơng đối ngắn (từ 5ữ30 phút). Thông th-ờng lấy thời gian là 30 phút ứng với ca làm
việc có phụ tải lớn nhất trong ngày.
Phụ tải cực đại để tính tổn thất công suất lớn nhất, để chọn các thiết bị điện, các
dây dẫn và dây cáp theo mật độ kinh tế.
4. Phụ tải đỉnh nhọn:
Phụ tải đỉnh nhọn (P
đnh
) là phụ tải cực đại xuất hiện trong khoảng thời gian rất
ngắn (1ữ2s). Th-ờng xảy ra khi mở máy động cơ.
Đồ án tốt môn học Thiết kế hệ thống cung cấp điện
Sinh viên: Đặng Minh Tuân - Hệ thống điện - CH9
9
Phụ tải này đ-ợc dùng để kiểm tra độ dao động điện áp, điều kiện tự khởi động động
cơ, chọn dây chảy cầu chì, tính dòng khởi động của rơle bảo vệ.
Phụ tải đỉnh nhọn còn làm ảnh h-ởng đến sự làm việc của các thiết bị khác trong
cùng một mạng điện.
5. Phụ tải tính toán P
tt
:
Phụ tải tính toán đ-ợc tính theo điều kiện phát nóng cho phép, là phụ tải giả thiết
lâu dài không đổi của các phần tử trong hệ thống cung cấp điện (máy biến áp, đ-ờng
dây) t-ơng đ-ơng với phụ tải thực tế biến đổi theo điều kiện tác dụng lớn nhất. Nói
cách khác phụ tải tính toán cũng làm nóng dây dẫn lên tới nhiệt độ lớn nhất do phụ tải
thực tế gây ra.
Do vậy để đảm bảo an toàn trong mọi trạng thái vận hành, trong thực tế thiết kế ta chỉ
sử dụng phụ tải tính toán theo công suất tác dụng.
P
tb

P
tt

P
max
6. Hệ số sử dụng k
sd
:
Hệ số sử dụng là tỉ số giữa phụ tải tác dụng trung bình với công suất định mức của
thiết bị.
+ Đối với một thiết bị: k
sd
=
dm
P
tb
P
(2.6)
+ Đối với nhóm thiết bị: k
sd
=
dm
P
tb
P
=

n
1
i
dmi
p
n
1i
tbi
p
(2.7)
Nếu có đồ thị phụ tải thì hệ số sử dụng đ-ợc toán nh- sau:
k
sd
=
)
n
t
2
t
1
(t
dm
P
n
t
n
P
2
t
2

P
1
t
1
P




(2.8)
Hệ số sử dụng nói lên mức độ sử dụng, mức độ khai thác công suất của thiết bị
điện trong một chu kỳ làm việc và là số liệu để tính phụ tải tính toán.
7. Hệ số phụ tải k
Pt
:
Hệ số phụ tải (còn gọi là hệ số mang tải) là tỉ số giữa công suất thực tế với công
suất định mức. Th-ờng ta phải xét đến hệ số phụ tải trong khoảng thời gian nào đó.
Nên: k
pt
=
dm
P
thucte
P
=
dm
P
tb
P
=

n
1
i
dmi
p
n
1i
tbi
p
(2.9)
Nếu có đồ thị phụ tải thì hệ số sử dụng đ-ợc tính nh- công thức (2.8) sau:
k
pt
=
)
n
t
2
t
1
(t
dm
P
n
t
n

P
2
t
2
P
1
t
1
P




Hệ số phụ tải nói lên mức độ sử dụng, mức độ khai thác công suất của thiết bị điện
trong khoảng thời gian đang xét.
8. Hệ số cực đại k
max
: k
max

1
Đồ án tốt môn học Thiết kế hệ thống cung cấp điện
Sinh viên: Đặng Minh Tuân - Hệ thống điện - CH9
10
Hệ số cực đại là tỉ số giữa phụ tải tính toán và phụ tải trung bình trong khoảng thời
gian đang xét:
k
max
=
tb

P
tt
P
(2.10)
Hệ số cực đại phụ thuộc vào nhiều yếu tố, chủ yếu là số thiết bị hiệu quả n
hq
và hệ
số sử dụng k
sd
và hàng loạt các yếu tố đặc tr-ng cho chế độ làm việc của các thiết bị
trong nhóm làm rất phức tạp nên khi tính toán th-ờng tra theo đ-ờng cong: k
max
= f(n
hq
,
k
sd
).
9. Hệ số nhu cầu k
nc
:
Hệ số nhu cầu là tỉ số giữa phụ tải tính toán và công suất định mức.
k
nc
=
dm
P
tt
P
=

tb
P
tt
P
.
dm
P
tb
P
= k
max
.k
sd
(2.11)
Hệ số nhu cầu th-ờng đ-ợc dùng tính cho phụ tải tác dụng. Trong thực tế hệ
số nhu cầu th-ờng do kinh nghiệm vận hành tổng kết lại.
10. Hệ số thiết bị hiệu quả n
hq
:
Hệ số thiết bị hiệu quả là số thiết bị giả thiết có cùng 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 khác nhau):
n
hq
=

n
1i
2
dm
P
2
n
1i
dmi
P
(2.12)
Khi số thiết bị dùng điện trong nhóm lớn hơn 5 (n >5), thì tính n
hq
theo công thức
trên khá phức tạp nên ng-ời ta tìm n
hq
theo bảng hoặc đ-ờng cong. Trình tự tính nh-
sau:
Tr-ớc hết tính: n
*
=
n

1
n
; P
*
=
P
1
P
(2.13)
Trong đó:
n: Số thiết bị trong nhóm.
n
1
: Số thiết bị có công suất không nhỏ hơn một nữa công suất của thiết bị có
công suất lớn nhất trong nhóm.
P, P
1
là tổng công suất ứng với n và n
1
thiết bị.
Sau khi tính đ-ợc n
*
và P
*
tra bảng hoặc đ-ờng cong tìm đ-ợc n
*
hq
, từ đó tính n
hq
theo

công th-c sau:
n
hq
= n.n
*
hq
(2.14)
Số thiết bị hiệu quả là một trong những số liệu quan trọng để xác định phụ tải tính
toán.
II. Các ph-ơng pháp tính phụ tải tính toán.
Hiện nay, có nhiều ph-ơng pháp để tính phụ tải tính toán. Những ph-ơng pháp đơn
giản, tính toán thuận tiện th-ờng kết quả không chính xác. Ng-ợc lại, nếu độ chính xác
đ-ợc nâng cao thì ph-ơng pháp tính phức tạp. Vì vậy tuỳ theo giai đoạn thiết kế, tuỳ
theo yêu cầu cụ thể mà chọn ph-ơng pháp tính cho thích hợp, sau đây là một số
ph-ơng pháp xác định phụ tải tính toán th-ờng dùng nhất.
Đồ án tốt môn học Thiết kế hệ thống cung cấp điện
Sinh viên: Đặng Minh Tuân - Hệ thống điện - CH9
11
1. Xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu.
Công thức tính:
P
tt
=k
nc
.


n
1
i

di
P (2.13)
Q
tt
= P
tt
.tg

(2.14)
S
tt
=
tt
2
Q
tt
2
P =

cos
tt
P
(2.15)
Một cách gần đúng có thể lấy P
đ
= P
đm
nên:
P
tt

= k
nc
.


n
1
i
dmi
P (2.16)
Trong đó:
P
đi
, P
đmi
: Công suất đặt, công suất định mức của thiết bị thứ i (kW).
P
tt
, Q
tt
, S
tt
: Công suất tác dụng, công suất phản kháng, công suất toàn phần
tính toán của nhóm có n thiết bị, (kW, kVAr, kVA).
n : Số thiết bị trong nhóm.
k
nc
: Hệ số nhu cầu, tra ở sổ tay kỹ thuật.
tg

: ứng với cos

đặc tr-ng cho nhóm thiết bị, tra ở sổ tay kỹ thuật.
Nếu hệ số công suất cos

của các thiết bị trong nhóm không giống nhau thì phải
tính hệ số công suất trung bình theo công thức sau:
cos
tb

=
n
P
2
P
1
P
n
cos
n
P
2
cos
2
P
1
cos
1
P

(2.17)
Hệ số nhu cầu của các máy khác nhau th-ờng đ-ợc cho trong các sổ tay.
. Ph-ơng pháp này có -u điểm là đơn giản, tính toán thuận tiện. Tuy nhiên, nh-ợc
điểm chủ yếu của ph-ơng pháp này là độ chính xác không cao. Bởi vì hệ số nhu cầu k
nc
tra trong các sổ tay là cố định cho tr-ớc không phụ thuộc vào chế độ vận hành và số
thiết bị trong nhóm. Trong lúc đó, theo công thức trên ta có k
nc
= k
max
.k
sd
, có nghĩa là
hệ số nhu cầu phụ thuộc nhiều yếu tố kể trên.
2. Xác định PTTT theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích.
Công thức tính:
P
tt
= p
0
.F (2.18)
Trong đó:
p
0

: Suất phụ tải trên 1m
2
đơn vị diện tích sản xuất (kW/m
2
).
F : Diện tích sản xuất (m
2
).
Giá trị p
0
đ-ợc cho sẵn trong bảng, phụ thuộc vào tính chất của phụ tải phân tích
theo số liệu thống kê.
Ph-ơng pháp này chỉ cho kết quả gần đúng. Nó đ-ợc dùng để tính các phụ tải, các
phân x-ởng có mật độ máy móc sản xuất phân bố t-ơng đối đều nên chỉ áp dụng trong
giai đoạn thiết kế sơ bộ.
3. Xác định PTTT theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm.
Công thức tính:
P
tt
=
max
T
0
M.w
(2.19)
Đồ án tốt môn học Thiết kế hệ thống cung cấp điện
Sinh viên: Đặng Minh Tuân - Hệ thống điện - CH9
12
Trong đó:
M: Số đơn vị sản phẩm sản xuất ra trong 1 năm (sản l-ợng).

w
0
: Suất tiêu hao điện năng cho 1 đơn vị sản phẩm (kWh/đơn vị sản phẩm).
T
max
: Thời gian sử dụng công suất lớn nhất (h).
Ph-ơng pháp này th-ờng dùng để tính toán cho các thiết bị điện có đồ thị phụ tải ít
biến đổi hay không thay đổi nh-: quạt gió, máy nến khí khi đó phụ tải tính toán gần
bằng phụ tải trung bình và kết quả t-ơng đối chính xác.
4. Xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại và công suất trung bình.
Khi không có các số liệu cần thiết để áp dụng các ph-ơng pháp t-ơng đối đơn
giản đã nêu ở trên hoặc khi cần nâng cao độ chính xác của phụ tải tính toán thì nên
dùng ph-ơng pháp này.
Công thức tính:
P
tt
= k
max
.k
sd
.P
đm
(2.20)
Trong đó:
P
đm
: Công suất định mức (kW).
k
sd
: Hệ số sử dụng, tra trong sổ tay kỹ thuật.

k
max
: Hệ số cực đại, tra trong sổ tay kỹ thuật theo quan hệ:
k
max
= f(n
hq
, k
sd
).
Ph-ơng pháp này cho kết quả t-ơng đối chính xác vì khi xác định số thiết bị hiệu
quả n
hq
, chúng ta đã xét tới hàng loạt các yếu tố quan trọng nh- ảnh h-ởng của số
l-ợng thiết bị trong nhóm, số thiết bị có công suất lớn nhất cũng nh- sự khác nhau về
chế độ làm việc của chúng.
Trình tự tính toán nh- sau:
+ Tr-ớc tiên dựa vào sổ tay tra các số liệu k
sd
, cos

của nhóm, sau đó từ số liệu đã
cho xác định P
đmmax
và P
đmmin
. Tính:
m =
dmmin
P

dmmax
P
(2.21)
Trong đó:
P
dmmax
: Công suất định mức của thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm.
P
dmmin
: Công suất định mức của thiết bị có công suất nhỏ nhất trong nhóm.
+ Sau đó kiểm tra điều kiện:
a. Tr-ờng hợp : m 3

và k
sd

0,4 thì n
hq
= n.
Chú ý, nếu trong nhóm có n
1
thiết bị mà tổng công suất của chúng không lớn hơn
5% tổng công suất của cả nhóm thì: n
hq
= n - n
1
.
b. Tr-ờng hợp : m > 3 và k
sd
2,0

, n
hq
sẽ đ-ợc xác định theo biểu thức:
n
hq
=
dmmax
P
n
1i
dmi
P2.


(2.22)
c. Khi không áp dụng đ-ợc các tr-ờng hợp trên, việc xác định n
hq
phải đ-ợc
tiến hành theo trình tự:
Tr-ớc hết tính: n
*
=
n
1
n
; P
*
=
P

1
P
Trong đó:
n: Số thiết bị trong nhóm.
Đồ án tốt môn học Thiết kế hệ thống cung cấp điện
Sinh viên: Đặng Minh Tuân - Hệ thống điện - CH9
13
n
1
: Số thiết bị có công suất không nhỏ hơn một nửa công suất của thiết bị có
công suất lớn nhất.
P và P
1
: Tổng công suất của n và của n
1
thiết bị.
Sau khi tính đ-ợc n
*
và P
*
tra theo sổ tay kỹ thuật ta tìm đ-ợc n
*
hq
= f(n
*
, P
*
) PL1.4
(TL1). Từ đó xác định đ-ợc số thiết bị hiệu quả: n
hq

= n
*
hq
.n.
* Tra bảng k
max
= f(k
sd
, n
hq
) PL1.5 (TL1). Thay các số liệu trên vào công thức: P
tt
=
k
max
.k
sd
.P
đm
, ta sẽ suy ra đ-ợc P
tt
, Q
tt
, S
tt
.
Khi xác định phụ tải tính toán theo ph-ơng pháp số thiết bị dùng điện hiệu quả n
hq
,
trong một số tr-ờng hợp cụ thể có thể dùng các công thức gần đúng sau:

* Nếu n 3

và n
hq
< 4, thì phụ tải tính toán đ-ợc tính theo công thức:
P
tt
=


n
1
i
dmi
P ( 2.23)
Đối với thiết bị làm việc với chế độ ngắn hạn lặp lại thì:
P
tt
=
0,875
.
dm
P
(2.24)
* Nếu n > 3 và n
hq
< 4, thì phụ tải tính toán đ-ợc tính theo công thức:
P
tt
=

n
1
i
dmi
.P
pti
k (2.25)
Trong đó:
pti
k : Hệ số phụ tải của thiết bị thứ i.
Nếu không có số liệu chính xác, hệ số phụ tải có thể lấy gần đúng:
pt
k = 0,9 đối với các thiết bị làm việc ở chế độ dài hạn.
pt
k = 0,75 đối với các thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại.
* Nếu n
hq
> 300 và k
sd
< 0,5 thì:
k
max
sẽ lấy giá trị ứng với n
hq
= 300
* Nếu n
hq
> 300 và k

sd

0,5 thì:
P
tt
= 1,05.k
sd
.P
đm
(2.26)
* Đối với thiết bị có đồ thị phụ tải bằng phẳng (các máy bơm, máy nén khí) thì phụ
tải tính toán có thể lấy bằng phụ tải trung bình:
P
tt
= P
tb
= k
sd
.P
đm
(2.27)
* Nếu trong mạng có các thiết bị một pha thì cần phải phân phối đều các thiết bị cho
3 pha của mạng, tr-ớc khi xác định n
hq
phải quy đổi công suất của các phụ tải 1 pha về
phụ tải 3 pha t-ơng đ-ơng:
Nếu thiết bị 1 pha đấu vào điện áp pha của mạng: P
qđ
= 3.P
1pha max

Nếu thiết bị 1 pha đấu vào điện áp dây của mạng: P
qđ
= .3 P
1pha max
5. H-ớng dẫn cách chọn các ph-ơng pháp xác định phụ tải tính toán.
Tuỳ theo số liệu và đầu bài mà ta chọn ph-ơng pháp xác định phụ tải tính toán cho
hợp lý.
. Khi xác định phụ tải tính toán cho từng nhóm máy ở điện áp thấp
(U < 1000 V) nên dùng ph-ơng pháp tính theo hệ số cực đại k
max
(tức là ph-ơng pháp
tính theo hệ số hiệu quả) bởi vì ph-ơng pháp này có kết quả t-ơng đối chính xác.
Đồ án tốt môn học Thiết kế hệ thống cung cấp điện
Sinh viên: Đặng Minh Tuân - Hệ thống điện - CH9
14
. Khi phụ tải phân bố t-ơng đối đều trên diện tích sản xuất hoặc có số liệu chính
xác suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm thì có thể dùng ph-ơng pháp suất
tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm để tính phụ tải
tính toán. Các ph-ơng pháp trên cũng th-ờng đ-ợc áp dụng cho giai đoạn tính toán sơ
bộ để -ớc l-ợng phụ tải cho hộ tiêu thụ.
. Trong giai đoạn thiết kế sơ bộ th-ờng cần phải đánh giá phụ tải chung của các
hộ tiêu thụ (phân x-ởng, xí nghiệp, khu vực, thành phố ) trong tr-ờng hợp này nên
dùng ph-ơng pháp hệ số nhu cầu k
nc
.
III. Xác định pttt cho phân x-ởng sửa chữa cơ khí
1. Phân nhóm phụ tải:
Trong một phân x-ởng th-ờng có nhiều loại thiết bị có công suất và chế độ làm
việc rất khác nhau, muốn xác định phụ tải tính toán đ-ợc chính xác
cần phải phân nhóm thiết bị điện. Việc phân nhóm thiết bị điện cần tuân theo các

nguyên tắc sau:
. Các thiết bị điện trong cùng một nhóm nên ở gần nhau để giảm chiều dài đ-ờng
dây hạ áp nhờ vậy có thể tiết kiệm đ-ợc vốn đầu t- và tổn thất trên các đ-ờng dây hạ
áp trong phân x-ởng.
. Chế độ làm việc của các nhóm thiết bị trong cùng một nhóm nên giống nhau nhờ
đó việc xác định phụ tải tính toán đ-ợc chính xác hơn và thuận tiện cho việc lựa chọn
ph-ơng thức cung cấp điện cho nhóm.
. Tổng công suất các nhóm nên xấp xỉ nhau để giảm chủng loại tủ động lực cần
dùng trong phân x-ởng và toàn nhà máy. Số thiết bị trong cùng một nhóm không nên
quá nhiều bởi số đầu ra của các tủ động lực không nhiều th-ờng từ 8 đến 12 đầu ra.
Tuy nhiên th-ờng thì rất khó thoả mãn cùng một lúc cả 3 nguyên tắc trên, do vậy
ng-ời thiết kế cần phải lựa chọn cách phân nhóm sao cho hợp lý nhất.
Dựa vào bảng danh sách thiết bị, vị trí và chế độ làm việc của các thiết bị ta có thể
chia các thiết bị trong phân x-ởng thành 5 nhóm để từ đó xác định phụ tải tính toán
cho từng nhóm thiết bị theo ph-ơng pháp hệ số cực đại k
max
.
2. Xác định phụ tải tính toán của các nhóm phụ tải:
a. Tính toán cho nhóm 1: Số liệu phụ tải của nhóm 1 cho trong bảng 2-1.
Bảng 2-1 - Danh sách thiết bị thuộc nhóm I.
P
đm
(kW)TT Tên thiết bị Số
l-ợng
Ký hiệu
trên mặt
bằng
Một máy Toàn bộ
I
đm

(A)
1 Máy mài trong 1 11 4,5 4,5 11,4
2 Máy khoan đứng 1 14 2,8 2,8 7,09
3 Máy cắt mép 1 16 4,5 4,5 11,39
4 Máy mài vạn năng 1 17 1,75 1,75 4,43
5 Máy mài dao cắt gọt 1 18 0,65 0,65 1,64
6 Máy mài mũi khoan 1 19 1,5 1,5 3,8
7 Máy mài sắc mũi phay 1 20 1,0 1,0 2,53
8 Máy mài dao chuốt 1 21 0,65 0,65 1,64
9 Máy mài mũi khoét 1 22 2,9 2,9 7,34
Đồ án tốt môn học Thiết kế hệ thống cung cấp điện
Sinh viên: Đặng Minh Tuân - Hệ thống điện - CH9
15
10 Thiết bị để hoá bền kim
loại
1 23 0,8 0,8 2,02
11 Máy khoan bàn 2 25 0,65 1,3 1,64
12 Máy để mài tròn 1 26 1,2 1,2 3,03
13 Máy mài thô 1 28 2,8 2,8 7,09
Tổng 14 26,35
Các thông số của nhóm thiết bị khu vực 1 cho trong bảng 2.1
Tra bảng PL1.1 (TL1) ta đ-ợc : k
sd
= 0,2; cos

= 0,6 suy ra tg

= 1,33
Dòng điện định mức của mỗi máy đ-ợc xác định:
I

đm
=

.cos
dm
.U3
dm
P
(A)
Phụ tải tính toán đ-ợc xác định:
P
tt
= k
max
.k
sd
.P
Trong đó:
P =


13
1
i
dmi
P = 26,35 (kW)
Từ số liệu trong bảng 2.1 ta có: n = 14, n
1
= 5
- Thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm là:

P
max
= 4,5 (kW).
- Thiết bị có công suất nhỏ nhất trong nhóm là:
P
min
= 0,65 (kW).
Nên tỉ số:
m =
min
P
max
P
=
65,0
5,4
= 6,92 > 3
Tính n
*
và P
*
:
n
*
=
n
1
n
=
14

5
= 0,357
P
*
=
P
1
P
=
35,26
5,17
= 0,664
Trong bảng PL1.4 (TL-1) ta có: n
*
hq
= 0,68. Từ đó tìm đ-ợc số thiết bị sử dụng hiệu
quả là: n
hq
= 0,68.14 = 9,52
Tra bảng PL1.5 (TL1) với k
sd
= 0,2 và n
hq
= 9,52 có k
max
= 1,87
Phụ tải tính toán của nhóm I là:
+ Công suất tác dụng tính toán:
P
tt

= k
sd
.k
max
.

P = 0,2.1,87.26,35 = 9,855 (kW).
+ Công suất phản kháng tính toán:
Q
tt
= P
tt
.tg

= 9,855.1,33 = 13,1 (kVAr).
+ Công suất toàn phần tính toán:
S
tt
= P
tt
/ cos

= 9,855 / 0,6 = 16,425 (kVA).
+ Dòng điện tính toán:
Đồ án tốt môn học Thiết kế hệ thống cung cấp điện
Sinh viên: Đặng Minh Tuân - Hệ thống điện - CH9
16
I
tt
=

dm
.U3
tt
S
=
.0,383
16,425
= 25 (A).
b. Tính toán cho nhóm 2:
Số liệu phụ tải của nhóm 2 cho trong bảng 2-2.
Bảng 2-2 - Danh sách các thiết bị thuộc nhóm II.
P
đm
(kW)TT Tên thiết bị Số
l-ợng
Ký hiệu
trên mặt
bằng
Một máy Toàn bộ
I
đm
(A)
1 Máy tiện ren 2 1 7,0 14 17,72
2 Máy tiện ren 2 2 7,0 14 17,72
3 Máy tiện ren 2 3 10 20 25,32
4 Máy TR cấp C.xác cao 1 4 1,7 1,7 4,3
5 Máy doa toạ độ 1 5 2,0 2,0 5,06
6 Máy giũa 1 24 2,2 2,2 5,57
Tổng 9 53,9
Nhóm thiết bị khu vực 2 gồm 9 phụ tải có các thông số nh- bảng trên.

Tra bảng PL1.1 (TL1) ta đ-ợc: k
sd
= 0,2; cos

= 0,6 suy ra tg

= 1,33
Từ số liệu trong bảng 2-2 ta có : n = 9, n
1
= 6
- Thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm là:
P
max
= 10 (kW).
- Thiết bị có công suất nhỏ nhất trong nhóm là:
P
min
= 1,7 (kW).
Nên tỉ số:
m =
min
P
max
P
=
1,7
10
= 5,88
+ Tìm n
*

và P
*
:
n
*
=
n
1
n
=
9
6
= 0,66
P
*
=
P
1
P
=
53,9
48
= 0,89
Tra bảng PL1.4 (TL.1) ta có: n
*
hq
= 0,81, từ đó tính đ-ợc số thiết bị sử dụng hiệu
quả là: n
hq
= 0,81.10 = 8,1

Tra bảng PL1.5 (TL1) với k
sd
= 0,2 và n
hq
= 8,1 có k
max
= 1,99
Phụ tải tính toán của nhóm II là:
+ Công suất tác dụng tính toán:
P
tt
= k
sd
.k
max
.

dmi
P = 0,2.1,99.53,9 = 21,45 (kW).
+ Công suất phản kháng tính toán:
Q
tt
= P
tt
.tg

= 21,45.1,33 = 28,53 (kVAr).
+ Công suất toàn phần tính toán:
S
tt

=P
tt
/ cos

= 21,45 / 0,6 = 35,75 (kVA).
+ Dòng điện tính toán:
Đồ án tốt môn học Thiết kế hệ thống cung cấp điện
Sinh viên: Đặng Minh Tuân - Hệ thống điện - CH9
17
I
tt
=
.0,383
35,75
= 54,3 (A).
c. Tính toán phụ tải nhóm 3:
Số liệu phụ tải của nhóm III cho trong bảng 2-3.
Bảng 2-3: Danh sách các thíêt bị thuộc nhóm III.
P
đm
(kW)TT Tên thiết bị Số
l-ợng
Ký hiệu
trên mặt
bằng
Một máy Toàn bộ
I
đm
(A)
1 Máy bào ngang 2 6 7,0 14 17,72

2 Máy xọc 1 7 2,8 2,8 7,09
3 Máy phay vạn năng 1 8 7,0 7,0 17,72
4 Máy phay ngang 1 9 7,0 7,0 17,72
5 Máy phay đứng 2 10 2,8 5,6 7,09
6 Máy mài trong 1 11 4,5 4,5 11,4
7 Máy mài phẳng 1 12 2,8 2,8 7,09
8 Máy mài tròn 1 13 2,8 2,8 7,09
9 Máy khoan đứng 1 15 4,5 4,5 11,4
Tổng 11 51
Tra bảng PL1.1 (TL1) ta đ-ợc: k
sd
= 0,2, cos

= 0,6 suy ra tg

= 1,33
Từ số liệu trong bảng 2-3, ta có: n = 11; n
1
= 6
- Thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm là:
P
max
= 7,0 (kW).
- Thiết bị có công suất nhỏ nhất trong nhóm là:
P
min
= 2,8 (kW).
Nên tỉ số:
m =
min

P
max
P
=
2,8
7
= 2,5 < 3
+Tìm n
*
và P
*
:
n
*
=
n
1
n
=
11
6
= 0,545
P
*
=
P
1
P
=
51

37
= 0,725
Tra bảng PL.1.4 (TL.1) ta tìm đ-ợc n
*
hq
= 0,87, từ đó tính đ-ợc số thiết bị sử
dụng hiệu quả là: n
hq
= n.n
*
hq
= 11.0,87 = 9,57
Từ k
sd
và n
hq
tra bảng PL1.5 (TL.1) ta tìm đ-ợc k
max
= 1,87
Phụ tải tính toán của nhóm III là:
+ Công suất tác dụng tính toán:
P
tt
= k
sd
.k
max
.P = 0,2.1,87.51 = 19,07 (kW).
+ Công suất phản kháng tính toán:
Q

tt
= P
tt
.tg

= 19,07.1,33 = 25,36 (kVAr).
+ Công suất toàn phần tính toán:
Đồ án tốt môn học Thiết kế hệ thống cung cấp điện
Sinh viên: Đặng Minh Tuân - Hệ thống điện - CH9
18
S
tt
= P
tt
/ cos

= 19,07 / 0,6 = 31,78 (kVA).
+ Dòng điện tính toán:
I
tt
=
.0,383
31,78
= 48,3 (A).
d. Tính toán phụ tải nhóm 4:
Số liệu phụ tải của nhóm IV cho trong bảng 2- 4.
Bảng 2- 4: Danh sách các thiết bị thuộc nhóm IV.
P
đm
(kW)TT Tên thiết bị Số

l-ợng
Ký hiệu
trên mặt
bằng
Một máy Toàn bộ
I
đm
(A)
1 Máy tiện ren 3 31 4,5 13,5 11,4
2 Máy tiện ren 1 32 7,0 7,0 17,72
3 Máy tiện ren 1 33 7,0 7,0 17,72
4 Máy tiện ren 3 34 10 30 25,32
5 Máy tiện ren 1 35 14 14 35,45
Tổng 9 71,5
Tra bảng PL1.1 (TL1) ta đ-ợc: k
sd
= 0,2; cos

= 0,6 suy ra tg

= 1,33
Từ số liệu trong bảng 2- 4, ta có: n = 9; n
1
= 6
- Thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm là:
P
max
= 14 (kW).
- Thiết bị có công suất nhỏ nhất trong nhóm là:
P

min
= 4,5 (kW).
Nên tỉ số:
m =
min
P
max
P
=
4,5
14
= 3,1 > 3
+ Tìm n
*
và P
*
:
n
*
=
n
1
n
=
9
6
= 0,666
P
*
=

P
1
P
=
5,71
58
= 0,81
Tra bảng PL.4 (TL.1) ta tìm đ-ợc n
*
hq
= 0,86

n
hq
= n.n
*
hq
= 9.0,86 = 7,74
Từ k
sd
và n
hq
tra bảng PL1.5 (TL.1) ta tìm đ-ợc k
max
= 2,03
Phụ tải tính toán của nhóm IV là:
+ Công suất tác dụng tính toán:
P
tt
= k

sd
.k
max
.

P = 0,2.2,03.71,5 = 29,03 (kW).
+ Công suất phản kháng tính toán:
Q
tt
= P
tt
.tg

= 29,03.1,33 = 38,61 (kVAr).
+ Công suất toàn phần tính toán:
S
tt
= P
tt
/ cos

= 29,03 / 0,6 = 48,38 (kVA).
+ Dòng điện tính toán:
Đồ án tốt môn học Thiết kế hệ thống cung cấp điện
Sinh viên: Đặng Minh Tuân - Hệ thống điện - CH9
19
I
tt
=
.0,383

48,38
= 73,5 (A).
e. Tính toán phụ tải nhóm 5:
Số liệu phụ tải của nhóm V cho trong bảng 2-5.
Bảng 2-5: Danh sách các thiết bị thuộc nhóm V.
P
đm
(kW)TT Tên thiết bị Số
l-ợng
Ký hiệu
trên mặt
bằng
Một máy Toàn bộ
I
đm
(A)
1 Máy khoan đứng 2 36 4,5 9,0 22,79
2 Máy khoan h-ớng tâm 1 37 4,5 4,5 11,39
3 Máy bào ngang 1 38 2,8 2,8 7,09
4 Máy bào ngang 1 39 10,0 10,0 25,32
5 Máy mài phá 1 40 4,5 4,5 11,39
6 Máy khoan bào 1 42 0,65 0,65 1,64
7 Máy biến áp hàn 1 43 10,5 10,5 26,5
Tổng 8 41,9
Nhóm thiết bị khu vực V có 8 phụ tải trong đó có Máy biến áp hàn làm việc ở chế
độ ngắn hạn lặp lại nên cần quy đổi về chế độ dài hạn:
P
qđ
= .P
đm

= 25,0 .24,6.0,85 = 10,5 (kW).
- Tổng số thiết bị trong nhóm V là n = 8; n
1
= 2
- Thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm là:
P
max
= 10,5 (kW).
- Thiết bị có công suất nhỏ nhất trong nhóm là:
P
min
= 0,65 (kW).
Nên tỉ số:
m =
min
P
max
P
=
65,0
5,10
= 16,08
Tra bảng PL1.1 (TL.1) ta đ-ợc hệ số sử dụng:
k
sd
= 0,2 và cos

= 0,6

tg

= 1,33
+ Tìm n
*
và P
*
:
n
*
=
n
1
n
=
8
2
= 0,25
P
*
=
P
1
P
=
41,9
20,5
= 0,488
Tra bảng PL1.4 (TL.1) ta tìm đ-ợc n
*
hq

= 0,75

n
hq
= n.n
*
hq
= 8.0,75 = 6
Từ k
sd
và n
hq
tra bảng PL 1.5 (TL.1) ta tìm đ-ợc k
max
= 2,24.
Phụ tải tính toán của nhóm V là
+ Công suất tác dụng tính toán:
P
tt
= k
sd
.k
max
.

P = 0,2.2,24.41,9 = 18,77 (kW).
+ Công suất phản kháng tính toán:
Đồ án tốt môn học Thiết kế hệ thống cung cấp điện
Sinh viên: Đặng Minh Tuân - Hệ thống điện - CH9
20

Q
tt
= P
tt
.tg

= 18,77.1,33 = 25 (kVAr).
+ Công suất toàn phần tính toán:
S
tt
= P
tt
/ cos

= 18,77 / 0,6 = 31,3 (kVA).
+ Dòng điện tính toán:
I
tt
=
dm
.U3
tt
S
=
.0,383
31,3
= 47,5 (A).
3. Xác định phụ tải chiếu sáng cho phân x-ởng sửa chữa cơ khí:
Vì phụ tải chiếu sáng có tính chất phân bố t-ơng đối đều và tỷ lệ với diện tích nên
phụ tải chiếu sáng của phân x-ởng sửa chữa cơ khí đ-ợc xác định theo công thức:

P
cs
= p
0
.F
Trong đó:
F: Diện tích khu vực sản xuất trong phân x-ởng, (m
2
).
Diện tích phân x-ởng: F = 600 m
2
p
0
: Suất phụ tải chiếu sáng trên một đơn vị diện tích, (kW/ m
2
). Đối với phân
x-ởng sửa chữa cơ khí có p
0
= 0,015 (kW/m
2
), đèn chiếu sáng trong phân x-ởng là đèn
sợi đốt có cos

= 1.
Vậy phụ tải chiếu sáng cho phân x-ởng sửa chữa cơ khí là:
P
cs
= 0,015.600 = 9 (kW).
Q
cs

= P
cs
.tg
cs

= 0 (kVAr).
I
ttcs
= 13,67 A
4. Xác định phụ tải tính toán của phân x-ởng:
Phụ tải tác dụng của phân x-ởng là:
P
ttpx
= k
đt
.

5
1
tti
P
Trong đó:
k
đt
: Hệ số đồng thời toàn phân x-ởang có giá trị bằng 0,85.

5
1
tti
P :Tổng công suất tác dụng tính toán của 5 nhóm thiết bị.

Vậy: P
ttpx
= k
đt
.

5
1
tti
P = 0,85.(9,855 + 21,45 + 19,07 + 29,03 +18,77)
P
ttpx
= 0,85.98,175 = 83,45 (kW).
Phụ tải phản kháng của phân x-ởng là:
Q
ttpx
= k
đt
.

5
1
tti
Q = 0,85.(13,1 + 28,53 + 25,36 + 38,61 + 25)
Q
ttpx
= 0,85.130,6 = 111,01 (kVAr).
Phụ tải toàn phần của toàn phân x-ởng là:
S
tt

=
tt
2
Q
2
)
cs
P
ttpx
(P =
2
111,01
2
9)(83,45 = 144,47 (kVA).
Dòng điện tính toán của toàn phân x-ởng là:
I
px
=
dm
.U3
px
S
=
.0,383
144,47
= 219,49 (A).
Hệ số công suất của toàn phân x-ởng là:
Đồ án tốt môn học Thiết kế hệ thống cung cấp điện
Sinh viên: Đặng Minh Tuân - Hệ thống điện - CH9
21

Cos

=
px
S
px
P
=
144,47
983,45

= 0,64
IV. Xác định pttt cho các phân x-ởng khách & nhà máy.
Vì các phân x-ởng của nhà máy đều chỉ cho biết công suất đặt nên phụ tải tính
toán đ-ợc xác định theo ph-ơng pháp công suất đặt và hệ số nhu cầu.
Các công thức tính toán của ph-ơng pháp này là:
P
tt
= P
đ
.k
nc
Q
tt
= P
tt
.tg

Trong đó:
P

tt
: Công suất tính toán của phân x-ởng, kW
P
đ
: Công suất đặt của phân x-ởng, kW
k
nc
: Hệ số nhu cầu của phân x-ởng, tra trong bảng PL1.3 (TL1).
Phụ tải chiếu sáng của phân x-ởng:
P
cs
= p
0
.F
Trong đó:
- p
0
: Suất phụ tải chiếu sáng cho một đơn vị diện tích, kW/ m
2
- F: Diện tích phân x-ởng, m
2
.
Chiếu sáng cho các phân x-ởng ta vẫn dùng bóng đèn sợi đốt.
1. Xác định phụ tải tính toán của phân x-ởng kết cấu kim loại.
Phân x-ởng có diện tích là 2600 m
2
, với công suất đặt là 2500 kW.
Tra bảng PL 1.3 (TL.1) với phân x-ởng kết cấu kim loại có:
k
nc

= 0,5
cos

/ tg

= 0,8/ 0,75
Tra bảng PL 1.7 (TL.1) ta đ-ợc suất chiếu sáng p
0
= 15 W/ m
2
Công suất tính toán động lực:
P
đl
= k
nc
.P
đ
= 0,5.2500 = 1250 (kW)
Q
đl
= P
đl
.tg

= 1250.0,75 = 937,5 (kVAr)
Công suất tính toán chiếu sáng:
P
cs
= p
0

.F = 0,015.2600 = 39 (kW)
Q
cs
= P
cs
.tg
cs

= 0 (kVAr)
Công suất tính toán tác dụng của phân x-ởng:
P
tt
= P
đl
+ P
cs
=1250 + 39 = 1289 (kW).
Công suất tính toán phản kháng của phân x-ởng:
Q
tt
= Q
đl
+ Q
cs
= 937,5 + 0 = 937,5 (kVAr)
Công suất tính toán toàn phần của phân x-ởng:
S
tt
=
tt

2
Q
tt
2
P =
2
937,5
2
1289 = 1593,87 (kVA)
Dòng điện tính toán của phân x-ởng:
I
tt
=
dm
.U3
tt
S
=
.0,383
1593,87
= 2421,56 (A)
2. Xác định phụ tải tính toán của phân x-ởng lắp ráp cơ khí.
Phân x-ởng có diện tích là 3500 m
2
, với công suất đặt là 2200 kW.
Tra bảng PL 1.3 (TL.1) với phân x-ởng lắp ráp cơ khí có:k
nc
= 0,3; cos

/ tg

= 0,6/
1,33
Đồ án tốt môn học Thiết kế hệ thống cung cấp điện
Sinh viên: Đặng Minh Tuân - Hệ thống điện - CH9
22
Tra bảng PL 1.7 (TL.1) ta đ-ợc suất chiếu sáng p
0
= 14 W/ m
2
Công suất tính toán động lực:
P
đl
= k
nc
.P
đ
= 0,3.2200 = 660 (kW)
Q
đl
= P
đl
.tg

= 660.1,33 = 877,8 (kVAr)
Công suất tính toán chiếu sáng:
P
cs
= p
0

.F = 0,015.3500 = 49 (kW)
Q
cs
= P
cs
.tg
cs

= 0 (kVAr)
Công suất tính toán tác dụng của phân x-ởng:
P
tt
= P
đl
+ P
cs
= 660 + 49 = 709 (kW)
Công suất tính toán phản kháng của phân x-ởng:
Q
tt
= Q
đl
+ Q
cs
= 877,8 + 0 = 877,8 (kVAr)
Công suất tính toán toàn phần của phân x-ởng:
S
tt
=
tt

2
Q
tt
2
P =
2
877,8
2
709 = 1128,37 (kVA)
Dòng điện tính toán của phân x-ởng:
I
tt
=
dm
.U3
tt
S
=
.0,383
1128,37
= 1714,38 (A)
3. Xác định phụ tải tính toán của phân x-ởng đúc.
Phân x-ởng có diện tích là 3000 m
2
, với công suất đặt là 1800 kW.
Tra bảng PL 1.3 (TL.1) với phân x-ởng đúc có:
k
nc
= 0,6
cos

/ tg

= 0,8/ 0,75
Tra bảng PL 1.7 (TL.1) ta đ-ợc suất chiếu sáng p
0
= 13 W/ m
2
Công suất tính toán động lực:
P
đl
= k
nc
.P
đ
= 0,6.1800 = 1080 (kW)
Q
đl
= P
đl
.tg

= 1080.0,75 = 810 (kVAr)
Công suất tính toán chiếu sáng:
P
cs
= p
0
.F = 0,013.3000 = 39 (kW)
Q

cs
= P
cs
.tg
cs

= 0 (kVAr)
Công suất tính toán tác dụng của phân x-ởng:
P
tt
= P
đl
+ P
cs
= 1080 + 39 = 1119 (kW)
Công suất tính toán phản kháng của phân x-ởng:
Q
tt
= Q
đl
+ Q
cs
= 810 + 0 = 810 (kVAr)
Công suất tính toán toàn phần của phân x-ởng:
S
tt
=
tt
2
Q

tt
2
P =
2
810
2
1119 = 1381,4 (kVA)
Dòng điện tính toán của phân x-ởng:
I
tt
=
dm
.U3
tt
S
=
.0,383
1381,4
= 2098,82 (A)
4. Xác định phụ tải tính toán của phân x-ởng nén khí.
Phân x-ởng có diện tích là 1500 m
2
, với công suất đặt là 800 kW.
Tra bảng PL 1.3 (TL.1) với phân x-ởng nén khí có: k
nc
= 0,7; cos

/ tg

= 0,8/ 0,75

Tra bảng PL 1.7 (TL.1) ta đ-ợc suất chiếu sáng p
0
= 12 W/ m
2
Công suất tính toán động lực:
Đồ án tốt môn học Thiết kế hệ thống cung cấp điện
Sinh viên: Đặng Minh Tuân - Hệ thống điện - CH9
23
P
đl
= k
nc
.P
đ
= 0,7.800 = 560 (kW)
Q
đl
= P
đl
.tg

= 560.0,75 = 420 (kVAr)
Công suất tính toán chiếu sáng:
P
cs
= p
0
.F = 0,012.1500 = 18 (kW)
Q
cs

= P
cs
.tg
cs

= 0 (kVAr)
Công suất tính toán tác dụng của phân x-ởng:
P
tt
= P
đl
+ P
cs
= 560 + 18 = 578 (kW)
Công suất tính toán phản kháng của phân x-ởng:
Q
tt
= Q
đl
+ Q
cs
= 420 + 0 = 420 (kVAr)
Công suất tính toán toàn phần của phân x-ởng:
S
tt
=
tt
2
Q
tt

2
P =
2
420
2
578 = 714,48 (kVA)
Dòng điện tính toán của phân x-ởng:
I
tt
=
dm
.U3
tt
S
=
.0,383
714,48
= 1085,54 (A)
5. Xác định phụ tải tính toán của phân x-ởng rèn.
Phân x-ởng có diện tích là 3000 m
2
, với công suất đặt là 1600 kW.
Tra bảng PL 1.3 (TL.1) với phân x-ởng rèn có:
k
nc
= 0,5
cos

/ tg

= 0,7/ 1,02
Tra bảng PL 1.7 (TL.1) ta đ-ợc suất chiếu sáng p
0
= 15 W/ m
2
Công suất tính toán động lực:
P
đl
= k
nc
.P
đ
= 0,5.1600 = 800 (kW)
Q
đl
= P
đl
.tg

= 800.1,02 = 816,16 (kVAr)
Công suất tính toán chiếu sáng:
P
cs
= p
0
.F = 0,015.3000 = 45 (kW)
Q
cs
= P
cs

.tg
cs

= 0 (kVAr)
Công suất tính toán tác dụng của phân x-ởng:
P
tt
= P
đl
+ P
cs
= 800 + 45 = 845 (kW)
Công suất tính toán phản kháng của phân x-ởng:
Q
tt
= Q
đl
+ Q
cs
= 816,16 + 0 = 816,16 (kVAr)
Công suất tính toán toàn phần của phân x-ởng:
S
tt
=
tt
2
Q
tt
2
P =

2
816,16
2
845 = 1174,8 (kVA)
Dòng điện tính toán của phân x-ởng:
I
tt
=
dm
.U3
tt
S
=
.0,383
1174,8
= 1784,92 (A)
6. Xác định phụ tải tính toán của trạm bơm.
Trạm bơm có diện tích là 600 m
2
, với công suất đặt là 450 kW.
Tra bảng PL 1.3 (TL.1) với trạm bơm có:
k
nc
= 0,5
cos

/ tg

= 0,8/ 0,75
Tra bảng PL 1.7 (TL.1) ta đ-ợc suất chiếu sáng p

0
= 10 W/ m
2
Công suất tính toán động lực:
Đồ án tốt môn học Thiết kế hệ thống cung cấp điện
Sinh viên: Đặng Minh Tuân - Hệ thống điện - CH9
24
P
đl
= k
nc
.P
đ
= 0,5.450 = 225 (kW)
Q
đl
= P
đl
.tg

= 225.0,75 = 168,75 (kVAr)
Công suất tính toán chiếu sáng:
P
cs
= p
0
.F = 0,01.600 = 6 (kW)
Q
cs
= P

cs
.tg
cs

= 0 (kVAr)
Công suất tính toán tác dụng của phân x-ởng:
P
tt
= P
đl
+ P
cs
= 225 + 6 = 231 (kW)
Công suất tính toán phản kháng của phân x-ởng:
Q
tt
= Q
đl
+ Q
cs
= 168,75 + 0 = 168,75 (kVAr)
Công suất tính toán toàn phần của phân x-ởng:
S
tt
=
tt
2
Q
tt
2

P =
2
168,75
2
231 = 286,07 (kVA)
Dòng điện tính toán của phân x-ởng:
I
tt
=
dm
.U3
tt
S
=
.0,383
286,07
= 434,64 (A)
7. Xác định phụ tải tính toán của phân x-ởng gia công gỗ.
Phân x-ởng có diện tích là 900 m
2
, với công suất đặt là 400 kW.
Tra bảng PL 1.3 (TL.1) với phân x-ởng gia công gỗ có:
k
nc
= 0,5
cos

/ tg

= 0,7/ 1,02

Tra bảng PL 1.7 (TL.1) ta đ-ợc suất chiếu sáng p
0
= 14 W/ m
2
Công suất tính toán động lực:
P
đl
= k
nc
.P
đ
= 0,5.400 = 200 (kW)
Q
đl
= P
đl
.tg

= 200.1,02 = 204 (kVAr)
Công suất tính toán chiếu sáng:
P
cs
= p
0
.F = 0,014.900 = 12,6 (kW)
Q
cs
= P
cs
.tg

cs

= 0 (kVAr)
Công suất tính toán tác dụng của phân x-ởng:
P
tt
= P
đl
+ P
cs
= 200 + 12,6 = 212,6 (kW)
Công suất tính toán phản kháng của phân x-ởng:
Q
tt
= Q
đl
+ Q
cs
= 204 + 0 = 204 (kVAr)
Công suất tính toán toàn phần của phân x-ởng:
S
tt
=
tt
2
Q
tt
2
P =
2

204
2
212,6 = 294,64 (kVA)
Dòng điện tính toán của phân x-ởng:
I
tt
=
dm
.U3
tt
S
=
.0,383
294,64
= 447,66 (A)
8. Xác định phụ tải tính toán của ban quản lý nhà máy.
Ban quản lý có diện tích là 600 m
2
, với công suất đặt là 120 kW.
Tra bảng PL 1.3 (TL.1) với ban quản lý có:
k
nc
= 0,6
cos

/ tg

= 0,8/ 0,75
Tra bảng PL 1.7 (TL.1) ta đ-ợc suất chiếu sáng p
0

= 15 W/ m
2
, ở đây ta dùng đèn
huỳnh quang có cos

= 0,85.