ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY ĐƯỜNG Giáo viên hướng dẫn PHAN ĐĂNG KHẢI

Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy đường

Cộng hoà xà hội chủ nghĩa việt Nam

Trường đhbk hà nội
Khoa điện
Bộ môn hệ thống điện

Độc lập – Tù do – H¹nh phóc

NhiƯm vơ
thiÕt kÕ tèt nghiƯp
Hä và tên sinh viên

: Phạm văn Hương

Giáo viên hướng dẫn : TS - Phan Đăng KHải
Ngành học

: hệ thống điện

Khoa

: điện

Lớp

: HTĐ T3 - K42

Đề tài thiết kế tốt nghiệp.
Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy đường
I. Nhiệm vụ thiết kế.
Chương 1: Mở đầu
Chương 2: Xác định phụ tải tính toán.
Chương 3: Thiết kế mạng cao áp cho toàn nhà máy.
Chương 4: Thiết kế mạng hạ áp cho phân xưởng sửa chữa cơ khí.
Chương 5: Tính bù công suất phản kháng.
Chương 6: Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng sửa chũa cơ khí.
Chương 7 : Thiết kế trạm biến áp phân xưởng.
II. Các số liệu ban đầu.
- Điện áp nguồn tự chọn
- Công suất nguồn vô cùng lớn.
- Công suất ngắn mạch SN = 250MVA.
- Nguồn cách nhà máy L = 10km.
- Nhà máy làm việc 3 ca, Tmax = 5500 giờ.
Phạm Văn Hương Lớp HTĐ T3 – K42


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy đường

Iii. Các bản vẽ khổ a0.
1. Các phương án cấp điện cho toàn nhà máy.
2. Sơ đồ nguyên lý hệ thống cung cấp điện cao áp cho nhà máy.
3. Sơ đồ đi dây của phân xưởng sửa chữa cơ khí.
4. Sơ đồ nguyên lý hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng sửa chũa cơ khí.
5. Sơ đồ nguyên lý của trạm biến áp phân xưởng.
6. Bản vẽ lắp đặt trạm biến áp.

Ngày nhận đề:.............................................................................................
Ngày hoàn thành: .......................................................................................
Hà nội, Ngày..tháng.năm 20

Sinh viên thực hiện:

Phạm Văn Hương

Phạm Văn Hương Lớp HTĐ T3 K42

Giáo viên hướng dẫn:

TS - Phan Đăng Khải


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy đường

Lời nói đầu
Điện năng là một dạng năng lượng phổ biến và có tầm quan trọng không thĨ
thiÕu trong bÊt kú mét lÜnh vùc nµo cđa nỊn kinh tế quốc dân của mỗi đất nước. Như
chúng ta đà xác định và thống kê được rằng khoảng 70% điện năng được sản xuất ra
dùng trong các xí nghiệp, nhà máy công nghiệp. Vấn đề đặt ra cho chúng ta là đà sản
xuất ra được điện năng làm thế nào để cung cấp điện cho các phụ tải hiệu quả, tin
cậy. Vì vậy cung cấp điện cho các nhà máy, xí nghiệp công nghiệp có một ý nghĩa to
lớn đối với nền kinh tế quốc dân.
Một phương án cung cấp điện hợp lý là phải kết hợp một cách hài hoà các yêu
cầu về kinh tế - kỹ thuật, ®é tin cËy cung cÊp ®iƯn, ®é an toµn cao, đồng thời phải

đảm bảo tính liên tục cung cấp điện, tiện lợi cho việc vận hành, sửa chữa khi hỏng
hóc và phải đảm bảo được chất lượng điện năng nằm trong phạm vi cho phép. Hơn
nữa là phải thuận lợi cho việc mở rộng và phát triển trong tương lai.
Đề tµi thiÕt kÕ tèt nghiƯp cđa em lµ: ThiÕt kÕ hệ thống cung cấp điện cho nhà
máy Đường.
Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp vừa qua, với sự cố gắng của bản thân đồng
thời với sự giúp đỡ của các thầy cô giáo trong bộ môn Hệ Thống Điện và được sự
giúp đỡ tận tình của thầy cô giáo hướng dẫn : TS Phan Đăng Khải đến nay em đÃ
hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình. Song do thời gian làm đồ án có hạn, kiến thức
còn hạn chế, nên đồ án tốt nghiệp của em không tránh khỏi những thiếu sót. Do vậy
em kính mong nhận được sự góp ý chỉ bảo của các thầy các cô để em bảo vệ đồ án
tốt nghiệp của mình thu được kết quả tốt đẹp.
Em xin chân thành cảm ơn Thầy Phan Đăng Khải cùng toàn thể thầy cô giáo
trong bộ môn.
Hà Nội, ngày tháng năm 20
Sinh viên thiết kế
Phạm Văn Hương

Phạm Văn Hương Lớp HTĐ T3 – K42


Đồ án tốt nghiệp

Chương I

Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy đường

Giới thiệu chung về nhà máy

1.Quy mô, công nghệ nhà máy.

Nhà máy đường có quy mô khá lớn với 9 phân xưởng sản xuất và nhà làm việc với
một nhà máy nhiệt điện.
Số trên mặt
bằng
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11

Tên phân xưởng
Kho mía
Trung tâm thái, nấu củ cải
đường
Bộ phận cô đặc
Phân xưởng tinh chế
Kho thành phẩm
Phân xưởng sửa chữa cơ khí
Trạm bơm
Nhà máy nhiệt điện(12%td)
Kho than
Phụ tải điện cho thị trấn
Chiếu sáng phân xưởng

Công suất đặt
( kW)

Diện tích
(m2)

350
700
550
750
150
Theo tính toán
600
Theo tính toán
350
5000
Xác định theo diện
tích

11383,14
5392,01
4493,34
2995,56
5325,44
1800,00
1597,63
8221,15
6490,38

Nhà máy có nhiệm vụ sản xuất và cung cấp một khối lượng đường lớn cho

nhu cầu trong nước và cho xuất khẩu. Hiện tại nhà máy làm việc 3 ca với thời
gian làmviệc tối đa Tmax = 5500h và công nghệ khá hiện đại. Tương lai nhà máy sẽ
mở rộng lắp đặt các máy móc thiết bị hiện đại hơn. Đứng về mặt cung cấp điện thì
việc thiết kế cấp điện phải đảm bảo sự gia tăng phụ tải trong tương lai về mặt kỹ
thuật và kinh tế, phải đề ra phương án cấp điện sao cho không gây quá tải sau vài
năm sản suất và cũng không thể quá dư thừa dung lượng mà sau nhiều năm nhà
máy vẫn không khai thác hết dung lượng sông suất dự trữ dẫn đến lÃng phí.Theo
quy trình trang bị điện và công nghệ của nhà máy ta thấy khi ngừng cung cấp điện
sẽ ảnh hưởng đến chất lượng của nhà máy gây thiệt hại về nền kinh tế quốc dân
do đó ta
xếp nhà máy vào phụ tải loại II, hình thức cấp điện như hộ loại I cần được bảo
đảm cung cấp điện liên tục và an toàn Trong nhà máy có : phân xưởng sửa chữa
Phạm Văn Hương Lớp HTĐ T3 K42

1


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy đường

cơ khí, kho thành phẩm, kho củ cải đường và kho than là hộ loại III, các phân
xưởng còn lại là hộ loại I.
2. Giới thiệu các quy trình công nghệ nhà máy :
- Theo quy trình trang bị điện và quy trình công nghệ sản xuất của xí nghiệp thì
việc ngừng cung cấp điện sẻ ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm gây thiệt hại
về kinh tế do đó ta xếp xí nghiệp vào phụ tải loại 2
- Để quy trình sản xuất của xí nghiệp đảm bảo vận hành tốt thì phải đảm bảo
chất lượng điện năng và độ tin cậy cung cấp điện cho toàn xí nghiệp và cho
các phân xưởng quan trọng trong xí nghiệp.

Kho củ cải đường

Kho than
PX thái và nấu củ cải
đường

Nhà máy
nhiệt
điện

Bộ phận cô đặc

Kho thành
sản phẩm

PX tinh chế

PX sửa chữa cơ khí

trạm bơm

Phụ tải điện cho thị trấn

Phạm Văn Hương Lớp HTĐ T3 K42

2


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy đường

3. Giới thiệu phụ tải điện của toàn nhà máy :
3.1. Các đặc điểm của phụ tải điện :
ã Phụ tải điện trong nhà máy công nghiệp có thể phân ra làm 2 loại
phụ tải :
+ Phụ tải động lực
+ Phụ tải chiếu sáng
ã Phụ tải động lực thường có chế độ làm việc dài hạn, điện áp yêu
cầu trực tiếp đến thiết bị là 380/220V, công suất của chúng nằm
trong dảitừ 1 đến hàng chục kW và được cung cấp bởi dòng điện
xoay chiều tần số f = 50 Hz.
ã Phụ tải chiếu sáng thường là phụ tải 1 pha, công suất không lớn.
Phụ tải chiếu sáng bằng phẳng, ít thay đổi và thường dùng dòng
điện xoay chiều tần số f = 50 Hz

Phạm Văn Hương – Líp HT§ T3 – K42

3


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy đường

Chương II :

Xác định phụ tải tính toán các phân xưởng và toàn nhà máy
2.1.đặt vấn đề :
Phụ tải tính toán là phụ tải giả thiết lâu dài không đổi, tương đương với phụ

tải thực tế ( biến đổi ) về mặt hiệu quả phát nhiệt hoặc mức độ huỷ hoại cách điện.
Nói cách khác, phụ tải tính toán cũng đốt nóng thiết bị lên tới nhiệt độ tương tự
như phụ tải thực tế gây ra, vì vậy chọn thiết bị theo phụ tải tính toán sẽ đảm bảo
an toàn cho thiết bị về mặt phát nóng.
Phụ tải tính toán được sử dụng để lựa chọn và kiểm tra các thiết bị trong hệ
thống cung cấp điện như : Máy biến áp, dây dẫn, các thiết bị đóng cắt, bảo vệ...
tính toán tổn thất công suất, tổn thất điện năng, tổn thất điện áp; lựa chọn dung
lượng bù công suất phản kháng,... Phụ tải tính toán phụ thuộc vào nhiều yếu tố
như : công suất, số lượng, chế độ làm việc của các thiết bị điện, trình độ và
phương thức vận hành hệ thống... Nếu phụ tải tính toán xác định được nhỏ hơn
phụ tải thực tế thì sẽ làm giảm tuổi thọ của thiết bị điện, có khả năng dẫn đến sự
cố, cháy nổ,... Ngược lại, các thiết bị được lựa chọn sẽ dư thừa công suất làm ứ
đọng vốn đầu tư, gia tăng tổn thất... Cũng chính vì vậy đà có nhiều công trình
nghiên cứu và phương pháp xác định phụ tải tính toán, song cho đến nay vẫn chưa
có được phương pháp nào thật hoàn thiện. Những phương pháp cho thấy kết quả
đủ tin cậy thì lại quá phức tạp, khối lượng tính toán và các thông tin ban đầu đòi
hỏi quá lớn và ngược lại. Có thể đưa ra đây mộ số phương pháp thường được sử
dụng nhiều hơn cả để xác định phụ tải tính toán khi quy hoạch và thiết kế các hệ
thống cung cấp điện :
2.1.1 Xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ số cực đại:
Theo phương pháp này
Ptt = KMax. Ptb = KMax. Ksd. Pđm

Phạm Văn Hương Lớp HTĐ T3 K42

(1 - 1)

4

Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy đường

Trong đó:
Ptb - công suất trung bình của phụ tải trong ca mang tải lớn nhất.
Pđm - công suất định mức của phụ tải.
Ksd - hệ số sử dụng công suất tác dụng của phụ tải.
KMax - hệ số cực đại công suất tác dụng với khoảng thời gian trung
bình hoá T=30 phút.
Phương pháp này thường được dùng để tính phụ tải tính toán cho một nhóm
thiết bị, cho các tủ động lực trong toàn bộ phân xưởng. Nó cho một kết quả
khá chính xác nhưng lại đòi hỏi một lượng thông tin khá đầy đủ về các phụ
tải như: chế độ làm việc của từng phụ tải, công suất đặt của từng phụ tải số
lượng thiết bị trong nhóm (ksdi; pđmi; cosi;.....).
2.1.2. Xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và độ lệch trung
bình bình phương: Theo phương pháp này
Trong đó:

Ptt = Ptb . tb

(1-2)

Ptb - Phụ tải trung bình của đồ thị nhóm phụ tải.
- Bộ số thể hiện mức tán xạ.
tb - Độ lệch của đồ thị nhóm phụ tải.
Phương pháp này thường được dùng để tính toán phụ tải cho các nhóm thiết
bị của phân xưởng hoặc của toàn bộ xí nghiệp. Tuy nhiên phương pháp này
ít được dùng trong tính toán thiết kế mới vì nó đòi hỏi khá nhiều thông tin
về phụ tải mà chỉ phù hợp với các hệ thống đang vận hành.

2.1.3. Xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ số hình
dạng: Theo phương pháp này:
Ptt = Khd. Ptb

(1-3)

Qtt = Khdq. Qtb hoặc Qtt = Ptt. tg

(1-4)

Trong đó:
Ptb; Qtb - Phụ tải tác dụng và phản kháng trung bình trong ca mang tải
lớn nhất.
Phạm Văn Hương Lớp HTĐ T3 – K42

5


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy đường

Khd; Khdq - Hệ số hình dạng (tác dụng và phản kháng) của đồ thị phụ
tải.
Phương pháp này có thể áp dụng để tính phụ tải tính toán ở thanh cái tủ
phân phổi phân xưởng hoặc thanh cái hạ áp của trạm biến áp phân xưởng.
Phương pháp này ít được dùng trong tính toán thiết kế mới vì nó yêu cầu có
đồ thị của nhóm phụ tải.
2.1.4. Xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu: theo
phương pháp này thì

Ptt = Knc. Pđ

(1-5)

Trong đó:
Knc - Hệ số nhu cầu của nhóm phụ tải.
Pđ - Công suất đặt của nhóm phụ tải.
Phương pháp này cho kết quả không chính xác lắm, tuy vậy lại đơn giản và
có thể nhanh chóng cho kết quả cho nên nó thường được dùng để tính phụ
tải tính toán cho các phân xưởng, cho toàn xí nghiệp khi không có nhiều
các thông tin về các phụ tải hoặc khi tính toán sơ bộ phục vụ cho việc qui
hoặc.v.v...
2.1.5. Xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích
sản suất: theo phương pháp này thì:
Ptt = p0. F

(1-6)

Trong đó;
p0 - Suất phụ tải tính toán cho một đơn vị diện tích sản xuất.
F - Diện tích sản suất có bố trí các thiết bị dùng điện.
Phương pháp này thường chi được dùng để ước tính phụ tải điện vì nó
cho kết quả không chính xác. Tuy vậy nó vẫn có thể được dùng cho một số
phụ tải đặc biệt mà chi tiêu tiêu thụ điện phụ thuộc vào diện tich hoặc có sự
phân bố phụ tải khá đồng đều trên diện tích sản suất.
2.1.6. Xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng trên một đơn
vị sản phẩm và tổng sản lượng: theo phương pháp này
Phạm Văn Hương Líp HT§ T3 – K42

6

Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy đường

Ptb =

M .a 0
T

(1-7)

Ptt = KM. Ptb (1-8)
Trong ®ã:
a0 - [kWh/1®v] st chi phÝ ®iƯn cho mét đơn vị sản phẩm.
M - Tổng sản phẩm sản xuất ra trong khoảng thời gian khảo sát T (1
ca; 1 năm)
T Thời gian làm việc để sản xuất ra số sản phẩm M
Ptb - Phụ tải trung bình của xí nghiệp.
kM - Hệ số cực đại công suất tác dụng.
Phương pháp này thường chỉ được sử dụng để ước tính, sơ bộ xác định phụ
tải trong công tác qui hoạch hoặc dùng để qui hoạch nguồn cho xí nghiệp.
2.1.7 Xác định phụ tải đỉnh nhọn của nhóm thiết bị:
Theo phương pháp này thì phụ tải đỉnh nhọn của nhóm thiết bị sẽ
xuất hiện khi thiết bị có dòng khởi động lớn nhất mở máy còn các thiết bị khác
trong nhóm đang làm việc bình thường và được tính theo công thức sau:
Iđn = Ikđ (max) + (Itt - ksd. Iđm (max)) (1-9)
Trong đó:
Ikđ

(max)

- dòng khởi động của thiết bị có dòng khởi động lớn nhất
trong nhóm máy.

Itt

- dòng điện tính toán của nhóm máy.

Iđm (max) - dòng định mức của thiết bị đang khởi động.
ksd
- hệ số sử dụng của thiết bị đang khởi động.
Trong các phương pháp trên, 3 phương pháp 4,5,6 dựa trên kinh nghiệm
thiết kế và vận hành để xác định PTTT nên chỉ cho các kết quả gần đúng tuy
nhiên chúng khá đơn giản và tiện lợi. Các phương pháp còn lại được xây dựng
trên cơ sở lý thuyết xác suất thống kê có xét đến nhiều yếu tố do đó có kết quả
chính xác hơn, nhưng khối lượng tính toán hơn và phức tạp.
Tuỳ theo yêu cầu tính toánvà những thông tin có thể có được về phụ tải,
người thiết kế có thể lựa chọn các phương pháp thích hợp để xác định PTTT.
Phạm Văn Hương Lớp HTĐ T3 K42

7


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy đường

Trong đồ án này với phân xưởng SCCK ta đà biết vị trí, công suất đặt, và

các chế độ làm việc của từng thiết bị trong phân xưởng nên khi tính toán phụ tải
động lực của phân xưởng có thể sử dụng phương pháp xác định phụ tải tính toán
theo công suất trung bình và hệ số cực đại. Các phân xưởng còn lại do chỉ biết
diện tích và công suất đặt của nó nên để xác định phụ tải động lực của các phân
xưởng này ta áp dụng phương pháp tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu.
Phụ tải chiếu sáng của các phân xưởng được xác định theo phương pháp suất
chiếu sáng trên một đơn vị diện tích sản xuất.
2.2 Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng sữa chữa cơ khí :
Phân xưởng sữa chữa cơ khí có diện tích bố trí thiết bị là 1800 m2. Trong phân
xưởng có 60 thiết bị,công suất khác nhau, lớn nhất là 90kW song cũng có những
thiết bị công suẩt rất nhỏ ( < 0,5kW ). Dựa vào hệ số tải(kt) để xem chế độ làm
việc của thiết bị. Hầu hết các thiết bị làm việc ở chế độ dài hạn (có kt=0,9)
Với phân xưởng sửa chữa cơ khí theo các đề thiết kế giáo học thường cho
các thông tin khá chi tiết về phụ tải và vì vậy để có kết quả chính xác nêu chọn
phương pháp tinh toán là: Tính phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ
cực đại.
2.2.1. Giới thiệu phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung
bình Ptb và hệ số cực đại kmax ( còn gọi là phương pháp số thiết bị dùng điện hiệu
quả nhq )
Ptt = KMax. Ptb = KMax. Ksd. Pđm

(1-10)

Trong đó:
Ptb - Công suất trung bình của phụ tải trong ca mang tải lớn nhất.
Pđm - Công suất định mức của phụ tải. (tổng công suất định mức của nhóm
phụ tải).
Ksd - Hệ số sử dụng công suất tác dụng của phụ tải (hệ số sử dụng chung
của nhóm phụ tải có thể được xác định từ hệ số sử dụng của từng thiêts bị
đơn lẻ trong nhóm).

Phạm Văn Hương Lớp HTĐ T3 K42

8


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy đường

KMax - Hệ số cực đại công suất tác dụng của nhóm thiết bị (hệ số này sẽ
được xác định theo số thiết bị điện hiệu quả và hệ số sử dụng của nhóm
máy)
Như vậy để xác định phụ tải tính toán theo phương pháp này chúng ta cần phải
xác định được hai hệ số Ksd và KMax.
Hệ số sử dụng: theo định nghĩa là tỷ số giữa công suất trung bình và công
suất định mức. Trong khi thiÕt kÕ th«ng th­êng hƯ sè sư dơng cđa từng thiết bị
được tra trong các bảng của sổ tay và vì vậy chúng ta có thể xác định được hệ số
sử dụng chung của toàn nhóm theo công thức sau:
n

K sd =

Ptb
=
Pdm

p
i =1

dmi

.k sdi

n

p
i =1

(1-11)

dmi

Trong đó:
pđmi - công suất định mức của phụ tải thứ i trong nhóm thiết bị
ksdi - hệ số sử dụng công suất tác dụng cđa phơ tØa thø i trong nhãm.
n - tỉng sè thiÕt bÞ trong nhãm.
Ksd - hƯ sè sư dơng trung bình của cả nhóm máy.
Cùng một khái niệm tương tự chung ta có thể cũng xác định được hệ số sử
dụng đối với công suất phản kháng. Tuy nhiên ít có các tài liệu để tra được hệ số
sử công suất phản kháng, nên ở đây không đề cập đến công thức tính toán.
Hệ số cực đại KMax: là một thông số phụ thuộc chế độ làm việc của phụ tải
và số thiết bị dùng điện có hiệu quả của nhóm máy, Trong thiết kế hệ số này được
tra trong bảng theo Ksd và nhq của nhóm máy.
Số thiết bị dùng điện hiệu quả: là số thiết bị giả thiết có cùng công suất,
cùng chế độ làm việc gây ra một phụ tải tính toán bằng phụ tải tính toán của
nhóm thiết bị điện thực tế có công suất và chế độ làm việc khác nhau. Số thiết bị
điện hiệu quả có thể xác định được theo công thức sau:

Phạm Văn Hương Lớp HTĐ T3 K42

9


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy đường
n

n hq =

( p dmi ) 2

(1-12)

i =1
n

(p
i =1

dmi

)

2

Các trường hợp riêng để xác định nhanh nhq:
Trường hợp 1:

Khi

m=

và K sd 0,4

nhq = n

Thì
Trong đó:

p dm max
3
p dm min

pdm max - công suất định mức của thiết bị lớn nhất trong nhóm.
pdm min - công suất ®Þnh møc cđa thiÕt bÞ nhá nhÊt trong nhãm.
Ksd

- hƯ số sử dụng công suất trung bình của nhóm máy.

Trường hợp 2: Khi trong nhóm có n1 thiết bị có tổng công suất định mức
nhỏ hơn hoặc bằng 5% tổng công suất định mức của toàn nhóm.

n1

n

i =1

i =1

S dmi 5% S dmi

thì

nhq = n - n1

Trường hợp 3: Khi m > 3 vµ Ksd ≥ 0,2
n

nhq =

2.∑ Pdmi
i =1

(1-13)

Pdm max

Chó ý: nÕu khi tÝnh ra nhq > n thì lấy

nhq = n

Trường hợp 4: Khi không có khả năng sử dụng các cách đơn giản để tính
nhanh nhq thì có thể sử dụng các đường cong hoặc bảng tra. Thông thường các
đường cong và bảng tra được xây dựng quan hệ giữa n * (số thiết bị hiệu quả
hq
nhq = n. n *
hq
Phạm Văn Hương Lớp HT§ T3 – K42

10


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy đường

tương đối) với các đại lượng n* và P*. Và khi đà tìm được n * thì số thiết bị điện
hq
hiệu quả của nhóm máy sẽ được tính;
Trong đó:
n* =

n1
n

và

P* =

Pdm1
Pdm

n1 - số thiết bị có công suất lớn hơn một nửa công suất của thiết bị có
công suất lớn nhất trong nhóm máy.
Pđm1 - tổng công suất định mức của n1 thiết bị.
Pđm - tổng công suất định mức của n thiết bị (tức của toàn bộ nhóm).
Khi xác định phụ tải tính toán theo phương pháp số thiết bị dùng điện hiệu
quả : nhq, trong 1 số trường hợp cụ thể có thể dùng các công thức gần đúng sau :

* Nếu n 3 và nhq < 4, phụ tải tính toán được tính theo c«ng thøc :
n

Ptt = ∑ Pdmi
i =1

* NÕu n > 3 và nhq < 4, phụ tải tính toán được tÝnh theo c«ng thøc :
n

Ptt = ∑ k ti Pdmi
i =1

Trong đó : kti - 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 như sau :
kti = 0,9 đối với thiết bị làm việc ở chế độ dài hạn
kti = 0,75 đối với các thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại.
* Nếu n > 300 và ksd 0,5 phụ tải tính toán được tính theo công thức
:
n

Ptt = 1,05.k sd Pdmi
i =1

* Đối với thiết bị có đồ thị phụ tải bằng phẳng ( các máy bơm, quạt
nén khí... ) phụ tải tính toán có thể lấy bằng phụ tải trung bình :

Phạm Văn Hương Lớp HTĐ T3 – K42

11

Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy đường
n

Ptt = Ptb = k sd . Pdmi
i =1

* Nếu trong mạng có thiết bị một pha cần phải phân phối đều các
thiết bị cho ba pha của mạng, trước khi xác định nhq phải quy đổi công suất của
các phụ tải 1 pha về 3 pha tương đương :
Nếu thiết bị 1 pha đấu vào điện áp pha : Pqđ = 3.Ppha max
Nếu thiết bị 1 pha đấu vào điện áp dây : Pqđ =

3 Ppha max

* Nếu trong nhóm có thiết bị tiêu thụ điện làm việc ở chế độ ngắn
hạn lặp lại thì phải quy đổi về chế độ dài hạn trước khi xác định nhq theo công
thức : Pqd =

dm .Pdm

Trong đó : đm - hệ số đóng điện tương đối phần trăm, cho trong lí lịch máy.
2.2.2.Trình tự xác định phụ tải tính toán theo phương pháp Ptb và kmax:
1. Phân nhóm phụ tải :
Để phân nhóm phụ tải ta dựa vào nguyên tắc sau:
* Các thiết bị trong 1 nhóm phải có vị trí gần nhau trên mặt bằng (điều này
sẽ thuận tiện cho việc đi dây tránh chồng chéo, giảm tổn thất...).
* Các thiết bị trong nhóm nên có cùng chế độ làm việc (điều này sẽ thuận

tiện cho việc tính toán và CCĐ sau này ví dụ nếu nhóm thiết bị có cùng chế
độ làm việc, tức có cùng đồ thị phụ tải vậy ta có thể tra chung được k sd, knc;
cos;... và nếu chúng lại có cùng công suất nữa thì số thiết bị điện hiệu quả
sẽ đúng bằng sô thiết bị thực tế và vì vậy việc xác định phụ tải cho các
nhóm thiết bị này sẽ rất dễ dàng.)
* Các thiết bị trong các nhóm nên được phân bổ để tổng công suất của các
nhóm ít chênh lệch nhất (điều này nếu thực hiện được sẽ tạo ra tính đồng
loạt cho các trang thiết bị CCĐ. ví dụ trong phân xưởng chỉ tồn tại một loại
tủ động lực và như vậy thì nó sẽ kéo theo là các đường cáp CCĐ cho chúng
cùng các trang thiết bị bảo vậy cũng sẽ được đồng loạt hoá, tạo điều kiện

Phạm Văn Hương Lớp HTĐ T3 – K42

12


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy đường

cho việc lắp đặt nhanh kể cả việc quản lý sửa chữa, thay thế và dự trữ sau
này rất thuận lợi...).
* Ngoài ra số thiết bị trong cùng một nhóm cũng không nên quá nhiều vì số
lộ ra của một tủ động lực cũng bị không chế (thông thường số lộ ra lớn nhất
của các tủ động lực được chế tạo sẵn cũng không quá 8). Tất nhiên điều này
cũng không có nghĩa là số thiết bị trong mỗi nhóm không nên quá 8 thiết
bị. Vì 1 lé ra tõ tđ ®éng lùc cã thĨ chØ ®i đến 1 thiết bị, nhưng nó cũng có
thể được kéo móc xích đến vài thiết bị,(nhất là khi các thiết bị đó có công
suất nhỏ và không yêu cầu cao về độ tin cậy CCĐ ). Tuy nhiên khi số thiét
bị của một nhóm quá nhiều cũng sẽ làm phức tạp hoá trong vận hành và

làm giảm độ tin cậy CCĐ cho từng thiết bị.
* Ngoài ra các thiết bị đôi khi còn được nhóm lại theo các yêu cầu riêng
của việc quản lý hành chính hoặc quản lý hoạch toán riêng biệt của từng
bộ phận trong phân xưởng.
Dựa theo nguyên tắc phân nhóm phụ tải điện đà nêu ở trên và căn cứ vào vị trí,
công suất thiết bị bố trí trên mặt bằng phân xưởng có thể chia các thiết bị trong
phân xưởng Sửa chữa cơ khí thành : nhóm phụ tải. Kết quả phân nhóm phụ tải
điện được trình bày ở bảng 2.1.

Phạm Văn Hương Lớp HT§ T3 – K42

13


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy đường

Bảng 2.1 - Tổng hợp kết quả phân nhóm phụ tải điện.
TT

Tên thiết bị

1

2

1
2
3

4
6
9
11
13
17
18
19
22
28
31
33
12
5
20
21
23
24
25
26
8
34
37

Nhóm 1
Búa hơi để rèn
Búa hơi để rèn
Lò rèn
Lò rèn
Quạt thông gió

Lò điện
Dầm treo có palăng điện
Quạt li tâm
Máy biến áp
Cộng nhóm 1 :
Nhóm 2
Lò băng chạy điện
Lò điện để hoá cứng linh kiện
Lò điện
Máy đo độ cứng đầu côn
Máy mài sắc
Cần trục có palăng điện
Cộng nhóm 2 :
Nhóm 3
Máy mài sắc
Quạt lò
Lò điện
Lò điện để rèn
Lò điện
Bể dầu
Thiết bị để tôi bánh răng
Bể dầu để tăng nhiệt
Cộng nhóm 3 :
Nhóm 4
Máy ép ma sát
Thiết bị cao tần
Thiết bị đo
Cộng nhóm 4

Số

lượng
3

PĐM(kW)
1 Máy
Toàn bộ
4
5

IĐM(A)
6

2
2
2
1
1
1
1
1
2
13

10
28
4,5
6
2,5
15
4,85

7
2,2

20
56
9
6
2,5
15
4,85
7
4,4
124,75

2*25,32
2*70,9
2*13,4
15,2
5,42
25,32
18,42
15,2
11,14
309,94

1
1
1
1
1

1
6

30
90
20
0,6
0,25
1,3

30
90
20
0,6
0,25
1,3
142,15

50,64
152
33,76
1,52
0,63
4,93
243,48

1
1
1
1

1
1
1
1
8

3,2
2,8
30
36
20
4,0
18
3

3,2
2,8
30
36
20
4,0
18
3
117

8,1
6,07
50,64
60,77
33,76

10,13
45,58
7,6
222,65

1
1
1
3

10
80
23

10
80
23
113

25,32
173,64
58,24
257,2

Phạm Văn Hương Lớp HTĐ T3 K42

14


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy đường

Nhóm 5
41 Máy bào gỗ
1
6,5
42 Máy khoan
1
4,2
44 Máy cưa đai
1
4,5
46 Máy bào gỗ
1
10
47 Máy cưa tròn
1
7
40 Máy nén khí
1
25
48 Quạt gió trung áp
1
9
49 Quạt gió số 9,5
1
12
50 Quạt số 14
1

18
Cộng nhóm 5
9
2. Xác định phụ tải tính toán động lực của phân xưởng:

6,5
4,2
4,5
10
7
25
9
12
18
96,2

14,46
10.63
11,4
25,32
17,72
54,26
19,53
26,04
39,06
218,42

a) Các phương pháp xác định phụ tải tính toán:
-Theo công suất trung bình và hệ số cực đại.
-Theo công suất đặt và hệ số nhu cầu.

- Vì đà biết được khá nhiều thông tin về phụ tải, có thể xác định phụ tải tính toán
theo công suất trung bình và hệ số cực đại. Do đó phụ tải tính toán được xác định
như sau:
Ptt = kmax.ksd.ΣP®mi
Trong ®ã :
ksd: hƯ sè sư dơng cđa nhãm thiết bị, tra bảng
kmax : hệ số cực đại, tra bảng theo hai đại lượng ksd và nhq
nhq: là số thiết bị dùng hiệu quả.
b) Xác định phụ tải tính toán của nhóm 1
Bảng phụ tải nhóm 1
PĐM
Số
TT
Tên thiết bị
lượng
1 Máy
Toàn bộ
1 Búa hơi để rèn
2
10
20
2 Búa hơi để rèn
2
28
56
3 Lò rèn
2
4,5
9
4 Lò rèn

1
6
6
6 Quạt thông gió
1
2,5
2,5
9 Lò điện
1
15
15
11 Dầm treo có palăng điện
1
4,85
4,85
Phạm Văn Hương Lớp HTĐ T3 – K42

I§M(A)
2*25,32
2*70,9
2*13,4
15,2
5,42
25,32
18,42
15


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy đường

13 Quạt li tâm
17 Máy biến áp
Cộng nhóm 1 :

1
2
13

7
2,2

7
4,4
124,75

15,2
11,14
309,94

Tra bảng PL1.1 (TL1) tìm được các ksd ; cos của các thiết bị.
n

P .k
Ptb dmi sdi 80,4.0,15 + 15.0,25 + 9,5.0,6 + 15.0,7 + 4,85.0,05
ksdtb =
= i =1 n
=
= 0,26

Pdm
124,75
∑ Pdmi
i =1

n

∑
P
tb
costb =
= i=1
Pdm

Pdmi. cosi
n

∑P
i =1

=

80,4.0,6 +15.0,7 + 9,5.0,8 +15.0,9 + 4,85.0,5
= 0,66
124,75

dmi

Ta cã:
Tæng sè thiÕt bị trong nhóm 1 là: n = 13

Tổng công suất của nhóm 1 là:P =124,75 kW
Số thiết bị có công suất lớn hơn hay bằng nửa công suất của thiết bị có công
suất lớn nhất là: n1 = 3
Tổng công suất của số thiết bị có công suất lớn hơn hay bằng nửa công suất
của thiết bị có công suất lín nhÊt lµ: P1 = 71 kW

⇒ n* =
p* =

n1 3
=
= 0,23
n 13
P1
71
=
= 0,57
P 124,75

Tra bảng PL1.4(TL1) ta được nhq* = 0,56
⇒ nhq = n. nhq* = 13. 0,56 = 7,28
Tra b¶ng PL1.5(TL1) víi ksdtb = 0,26, nhq = 7,28 được kmax = 2
Phụ tải tính toán nhóm 1 là:
n

Ptt = k max .k sd .∑ Pdmi = 2.0,26.124,75 = 37,425(kW )
1

Phạm Văn Hương Lớp HTĐ T3 K42

16


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy đường

Qtt = Ptt .tg = 37,425.1,14 = 42,66(kVAr )
Ptt
37,425
=
= 56,7(kVA)
cos 
0,66
S
I tt = tt = 86,146( A)
U 3

S tt =

I®n = Ik® (max)+(Itt-ksd. I®m (max)) = 5.70,9 +( 86,146- 0,26.70,9 ) = 422,2 A
Trong đó:
Ikđ

(max)

- dòng khởi động của thiết bị có dòng khởi động lớn nhất
trong nhóm máy.

Itt

- dòng điện tính toán của nhóm máy.

Iđm (max) - dòng định mức của thiết bị đang khởi động.
ksd

- hệ số sử dụng của thiết bị đang khởi động.

kmm = 5 đối với động cơ không đồng bộ.
Tính toán tương tự đối với các nhóm 2,3,4,5 ta có bảng tổng hợp kết quả xác
định phụ tải tính toán cho phân xưởng SCCK :

Phạm Văn Hương Lớp HTĐ T3 – K42

17


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy đường

3 .Xác định phụ tải tính chiếu sáng của toàn phân xưởng:
Phụ tải chiếu sáng của phân xưởng được xác định theo phương pháp suất
chiếu sáng trên 1 đơn vị diện tích :
Pcs = p0. F
Trong đó :
p0 - suất chiếu sáng trên 1 đơn vị diện tích chiếu sáng [W/m2 ]
F - Diện tích được chiếu sáng [ m2 ]
Trong phân xưởng sửa chữa cơ khí, hệ thống chiếu sáng sử dụng đèn sợi đốt,
p0 = 12W

tra bảng PL1.7(TL1) ta được :

m2

Diện tích phân xưởng là: 1800 m2
Phụ tải chiếu sáng của toàn phân xưởng:
Pcs = p0.Spx = 12.1800 = 21600 ( W )= 21,6 kW
4. Phụ tải tính toán của toàn phân xưởng sửa chữa cơ khí:
5

Ppx = k dt Ptti
1

- Phụ tải tác dụng tính toán của toàn phân xưởng:
Ppx = 0,8(37,425 + 127 ,74 + 98,28 + 113 + 53,96) = 344,324 ( kW )

- Phụ tải phản kháng tính toán toàn phân xưởng là:
Qpx = 0,8 ( 42,66 + 61,31 + 108,1 + 115,26 + 58,01) = 308,272 (kVAr)
Trong ®ã : kđt - hệ số đồng thời của toàn phân xưởng, lấy kđt = 0,8
- Phụ tải toàn phân xưởng kể cả chiếu sáng:
2
S ttpx = ( Ppx + Pcs ) 2 + Q px =

I ttpx =

(344,324 + 21,6)2 + 308,272 2

= 478,468(kVA)

S ttpx

= 727 ( A)
U 3
Pttpx
Cos  px =
= 0,72
S ttpx

Phạm Văn Hương Lớp HTĐ T3 K42

18


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy đường

Bảng tổng hợp kết quả xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng SCCK
Công suất đặt
Pđm
(kW)

TT

Tên thiết bị

Số
lượng

1

2

3

4

1
2

Nhóm 1
Búa hơi để rèn
Búa hơi để rèn

2
2

10ì2
28ì2

3

Lò rèn

2

4,5ì2

4

6
9
11
13
17

18
19
22
28
31
33

Lò rèn
Quạt thông gió
Lò điện
Dầm treo có palăng điện
Quạt li tâm
Máy biến áp
Cộng nhóm 1 :
Nhóm 2
Lò băng chạy điện
Lò điện để hoá cứng linh
kiện
Lò điện
Máy đo độ cứng đầu côn
Máy mài sắc
Cần trục có palăng điện
Cộng nhóm 2 :
Nhóm 3

ksd

cos/tg

nhq

kmax

IĐM(A)

Phụ tải tính toán
Ptt
Qtt
Stt
Itt
(kW) (kVAr (kVA) (A)

Iđn
(A)

6
0,15
0,15
0,25

0,6/1,33
0,6/1,33
0,7/1,02
0,7/1,02

0,8/0,75
0,9/0,48
0,5/1,73
0,8/0,75
0,6/1,33
0,66

2*25,3
2*70,9
2*13,4
15,2
5,42
25,32
18,42
15,2
11,14
309,94

1
1
1
1
1
2
13

6
2,5
15
4,85

7
2,2ì2
124,75

0,25
0,6
0,7
0,05
0,6
0,15
0,26

1

30
90

0,9/0,48
0,9/0,48

50,64

1

0,7
0,7

1
1
1

1
6

20
0,6
0,25
1,3
142,15

0,7
0,15
0,15
0,05
0,68

0,9/0,48
0,6/1,33
0,6/1,33
0,5/1,73
0,89/0,5

33,76
1,52
0,63
4,93
243,48

Phạm Văn Hương Lớp HT§ T3 – K42

7,28

2

37,42

42,66

56,7

86.14 422,2

127,7

61,31

141,9

215,6 333,1

152

2,15

1,4

19


Đồ án tốt nghiệp
12

5
20
21
23
24
25
26

8
34
37

41
42
44
46
47
40
48
49
50

Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy đường

Máy mài sắc
Quạt lò
Lò điện
Lò điện để rèn
Lò điện
Bể dầu

Thiết bị để tôi bánh răng
Bể dầu để tăng nhiệt
Cộng nhóm 3 :
Nhóm 4
Máy ép ma sát
Thiết bị cao tần
Thiết bị đo
Cộng nhóm 4:
Nhóm 5
Máy bào gỗ
Máy khoan
Máy cưa đai
Máy bào gỗ
Máy cưa tròn
Máy nén khí
Quạt gió trung áp
Quạt gió số 9,5
Quạt số 14
Cộng nhóm 5:

1
1
1
1
1
1
1
1
8

3,2
2,8
30
36
20
4,0
18
3
117

0,15
0,6
0,7

0,6/1,33
0,8/0,75
0,9/0,48

0,7
0,7
0,15
0,15
0,15
0,56

0,9/0,48
0,9/0,48
0,6/1,33
0,6/1,33
0,6/1,33

0,67/1,1

1
1
1
3

10
80
23
113

0,15
0,6
0,15
0,5

0,6/1,33
0,8/0,75
0,6/1,33
0,7/1,02

1
1
1
1
1
1
1
1

1

6,5
4,2
4,5
10
7
25
9
12
18

0,15
0,15
0,15
0,15
0,15
0,15
0,6
0,6
0,6

9

96,2

0,33

0,6/1,33
0,6/1,33

0,6/1,33
0,6/1,33
0,6/1,33
0,6/1,33
0,8/0,75
0,8/0,75
0,8/0,75
0,68/
1,075

Phạm Văn Hương – Líp HT§ T3 – K42

4,8

1,74

1,5

8,1
6,07
50,64
60,77
33,76
10,13
45,58
7,6
222,65

98,28

108,1

146,7

222,8 371,1

2

25,32
173,64
58,24
257,2

113

115,2

161,4

245,2 679,2

53,96

58,01

79,35

120,5 471,8

14,46

10.63
11,4
25,32
17,72
54,26
19,53
26,04
39,06
6,48

1,7

20

218,42


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy đường

2.3. Xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng khác
Do chỉ biết trước công suất đặt và diện tích của các phân xưởng nên ở đây
sẽ sử dụng phương pháp xác định PTTT theo công suất đặt và hệ số nhu cầu
2.3.1 Giới thiệu phương pháp hệ số nhu cầu:
Theo phương pháp này thì phụ tải tính toán của nhóm hộ tiêu thụ được xác
định bằng biĨu thøc sau:
Ptt = Knc. P®

(1-27)

Qtt = Ptt tgϕ

(1-27)

Stt = Ptt2 + Qtt2 =
Itt =

Ptt
cos 

S tt

(1-28)
(1-29)

3.U dm

Trong ®ã: P® - Tổng công suất đặt của nhóm hộ phụ tải.
Knc - Hệ số nhu cầu của nhóm hệ phụ tải (có thể tra được trong các tài liệu
tra cứu, tương ứng với các nhóm thiết bị điển hình và giá trị của nó còn phụ thuộc
vào hệ số sử dụng nữa).
tg - Tương ứng với Cos đặc trưng riêng của các hộ phụ tải thông số này cũng
có thể tra được trong các tài liệu chuyên môn.
2.3.2 Xác định phụ tải tính toán của các phân xưởng trong nhà máy:
+)Xét kho củ cải đường:
-Công suất đặt :
Pđ=350 kW
-Diện tích kho:
F=11383,14 m2

Tra bảng PL1.3(TL1)với kho củ cải đường có
knc = 0,6; cos = 0,8;tg=0,75
Tra bảng PL1.7(TL1) ta có suất chiếu sáng p0 = 10 W

m2

, ở đây sử dụng bóng đèn

sợi đốt nên coscs = 1
* Công suất tính toán động lực :
Pđl = kncìPđ = 0,6ì350 = 210 ( kW )
* Công suất tính toán chiếu sáng:
Pcs = p0 ìS = 10 ì11383,14 =113831,4 ( W )= 113,83 (kW)
* Công suất tính toán tác dụng của phân xưởng
Phạm Văn Hương – Líp HT§ T3 – K42

21


Đồ án tốt nghiệp

Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy đường

Ptt = Pđl + Pcs = 210+113,83=323,83 ( kW )
* Công suất tính toán phản kháng của toàn phân xưởng:
Qtt = Qđl = Pđlìtg = 210ì0,75 = 157,5 ( kVar )
* Công suất tính toán của toàn ph©n x­ëng:
2
Stt = Ptt2 + Qtt = 323,832 + 157,52 = 360,1(kVA)

I tt =

Stt
360,1
=
= 547,1(A)
U 3 0,38 ì 3

Các phân xưởng khác tính toán tương tự, kết quả tính toán ghi trong bảng 2.3:
2.4.Xác định phụ tải tính của toàn nhà máy
* Phụ tải tính toán tác dụng của toàn nhà máy:
Pttnm = k dt Ptti = 0,8 ì 4251,61 = 3401,29(kW)

* Phụ tải tính toán phản kháng toàn nhà máy :
Q ttnm = k dt Q tti = 0,8 ì 2897,86 = 2318,29(kVAr)

* Phụ tải tính toán toàn phần của nhà máy:
2
Sttnm = Pttnm 2 + Q ttnm = 4116,22(KVA)
*Hệ số công suất của toàn nhà máy:

cos nm =

Pttnm 3401,29
=
= 0,83
Sttnm 4116,22

*Dòng tính toán của toàn nhà máy:
Sttnm

I ttnm =
= 6253,94(A)
3.U dm

Phạm Văn Hương Lớp HTĐ T3 – K42

22