Nghiên cứu thiết kế hệ thống cung cấp điện động lực và chiếu sáng cho phân xưởng cơ khí của nhà máy nhiệt điện mông dương

Đồ án tốt nghiệp Ngành: Công nghệ kỹ thuật điện,
điện tử
NHỮNG KÝ HIỆU DÙNG TRONG BẢN VẼ CẤP ĐIỆN
TT Tên các phần tử trên sơ đồ Ký hiệu
1 Trạm biến áp (TBA)
2 Máy biến áp (MBA)
3 Máy biến dòng điện (BI)
4 Dao cách ly, cầu dao (DCL), (CD)
5 Tủ phân phối (TPP)
6 Tủ động lực (TĐL)
7 Tủ chiếu sáng (TCS)
8 Áptômát (ATM)
9 Động cơ điện (Đ)
10 Thanh góp (thanh cái) (TG)
11 Dây trung tính
12 Dây dẫn
13 Đèn sợi đốt
14 Đồng hồ vônmét, Ampemét
15 Công tơ hữu công, vô công
16 Nối đất
17 Đường cáp
-1-
Đ
~
V
A
KWh
KVArh
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Công nghệ kỹ thuật điện,
điện tử
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU, CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ

Chương Bảng,hình vẽ, đồ thị . Trang
I
Bảng 1.1. Các phân xưởng chính của nhà máy. 13
Bảng 1.2. danh sách các thiết bị trong phân xưởng cơ khí. 15
Hình 1.1. Sơ đồ mặt bằng toàn nhà máy. 13
II
Bảng 2.1. Bảng tóm tắt phân nhóm phụ tải. 25
Bảng 2.2. Bảng phụ tải nhóm I. 26
Bảng 2.3. Bảng phụ tải nhóm II. 27
Bảng 2.4. Bảng phụ tải nhóm III. 28
Bảng 2.5. Bảng phụ tải nhóm IV. 28
Bảng 2.6. Bảng phụ tải nhóm V. 30
Bảng 2.7. Bảng xác định PTTT cho phân xưởng cơ khí. 32
Hình 2.1.Sơ đồ mặt bằng phân xưởng cơ khí. 22
III
Bảng 3.1.Thông số kỹ thuật của ATM tổng . 37
Bảng 3.2.Thông số kỹ thuật của ATM tổng cho TĐL I. 38
Bảng 3.3.Thông số kỹ thuật của ATM tổng cho TĐL II. 38
Bảng 3.4.Thông số kỹ thuật của ATM tổng cho TĐL III. 38
Bảng 3.5.Thông số kỹ thuật của ATM tổng cho TĐL IV. 39
Bảng 3.6.Thông số kỹ thuật của ATM tổng cho TĐL V. 39
Bảng 3.7.Bảng tổng hợp thông số của các ATM cho các TĐL. 39
Bảng 3.8. Bảng lựa chọn cáp từ TPP tới TĐL. 43
Bảng 3.9. Kết quả lựa chọn ATM trong các TĐL và cáp đến các
thiết bị.
45-47
Hình 3.1. Sơ đồ mạng hạ áp kiểu hình tia. 33
Hình 3.2. Sơ đồ mạng hạ áp kiểu phân nhánh. 34
Hình 3.3. Sơ đồ TPP của phân xưởng cơ khí. 36
Hình 3.4. Sơ đồ tủ động lực. 43

Hình 3.5. Sơ đồ nguyên lý tính toán ngắn mạch phía hạ áp. 48
-2-
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Công nghệ kỹ thuật điện,
điện tử
Hình 3.6. Sơ đồ thay thế. 48
Hình 3.7. Sơ đồ nguyên lý phân xưởng cơ khí. 52
Hình 3.8. Sơ đồ đi dây phân xưởng cơ khí. 53
Hình 3.9. Cách bố trí đèn. 55
Hình 3.10. Sơ đồ tính toán chiếu sáng. 56
Hình 3.11. Sơ đồ nguyên lý mạng điện chiếu sáng phân xưởng
cơ khí.
60
Hình 3.12. Sơ đồ thiết kế chiếu sáng phân xưởng cơ khí. 61
IV
Hình 4.1. Sơ đồ tủ điện đóng cắt và đo lường. 63
-3-
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Công nghệ kỹ thuật điện,
điện tử
MỤC LỤC
NHỮNG KÝ HIỆU DÙNG TRONG BẢN VẼ CẤP ĐIỆN 1
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU, CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ 2
LỜI NÓI ĐẦU 7
CHƯƠNG I 8
GIỚI THIỆU CHUNG 8
1.1 Giới thiệu chung về nhà máy: 8
1.1.1 Vị trí địa lý và vai trò kinh tế 8
1.1.2. Đặc điểm và phân bố phụ tải: 10
1.1.3. Đặc điểm công nghệ. 10
1.2. Nội dung thiết kế tính toán: 10
Nhà máy gồm 8 phân xưởng chính : 11

CHƯƠNG II 14
XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA PHÂN XƯỞNG 14
2.1 Đặt vấn đề: 14
2.2 Các phương pháp xác định phụ tải tính toán 15
2.2.1. Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu
cầu 15
2.2.2 Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo hệ số hình dáng của đồ thị
phụ tải và công suất trung bình 15
2.2.3. Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và độ
lệch của đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình 16
2.2.4. Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ số
cực đại (còn gọi là số thiết bị tiêu thụ điện hiệu quả) 16
2.2.5. Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng cho
một đơn vị sản phẩm. 17
2.2.6. Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất tiêu hao điện năng
trên đơn vị diên tích sản xuất 18
-4-
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Công nghệ kỹ thuật điện,
điện tử
2.2.7. Phương pháp trực tiếp 18
2.3 Xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng cơ khí 18
2.3.2. Xác định phụ tải tính toán của các nhóm phụ tải : 22
2.3.3. Tính toán phụ tải chiếu sáng của phân xưởng cơ khí 28
2.3.4. Xác định PTTT cho toàn phân xưởng cơ khí 28
CHƯƠNG III 30
THIẾT KẾ MẠNG HẠ ÁP CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ 30
3.1.Đặt vấn đề 30
3.2.1 Lựa chọn các thiết bị cho tủ phân phối và động lực. 33
Chọn thiết bị cho tủ phân phối 33
Tủ phân phối của phân xưởng được lắp đặt một áptômát tổng và 6 áptômát

nhánh ta chọn loại tủ có một mặt do saren của pháp chế tạo.
33
Lựa chọn áptômát 33
Bảng 3.7.Bảng tổng hợp thông số của các ATM trong các tủ động lực 36
36
Chọn thanh cái cho tủ phân phối 36
3.3.2. Chọn cáp cho mạng phân xưởng 37
a)Chọn cáp hạ áp từ TBA về tủ phân phối của phân xưởng : 37
b)Chọn cáp từ tủ phân phối đến tủ động lực : 38
Hình 3.4. Sơ đồ tủ động lực : 41
3.3.3.1. Chọn thanh cái tủ động lực : 41
3.4. Tính toán ngắn mạch phía hạ áp của phân xưởng cơ khí để kiểm tra cáp và
áptômát: 45
3.4.1. Các thông số của sơ đồ thay thế : 45
3.4.2 Tính toán ngắn mạch và kiểm tra các thiết bị đã chọn: 47
-5-
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Công nghệ kỹ thuật điện,
điện tử
3.5. Thiết kế chiếu sáng 51
3.6. Lựa chọn số lượng và công suất của hệ thống đèn chiếu 52
3.7. Thiết kế mạng điện của hệ thống chiếu sáng chung 54
THIẾT KẾ LẮP ĐẶT TỤ BÙ VÀ HỆ THỐNG ĐO LƯỜNG 58
4.2.Thiết bị đóng cắt 70
4.3.1. Chọn máy biến dòng 71
VÊn ®Ò cßn tån t¹i: 74
Híng ph¸t triÓn cña ®Ò tµi. : 74
-6-
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Công nghệ kỹ thuật điện,
điện tử
LỜI NÓI ĐẦU

Trong công cuộc xây dựng và phát triển đất nước, điện năng luôn giữ vai trò vô
cùng quan trọng trong nền kinh tế quốc dân. Mỗi khi có một nhà máy, một khu công
nghiệp mới, một khu dân cư mới được xây dựng thì ở đó nhu cầu về điện năng lại
được đặt ra. Chính vì điện năng có vai trò quan trọng như vậy nên vấn đề được đặt ra
cho nghành điện là làm thế nào để có thể đảm bảo cung cấp điện năng đầy đủ và ổn
định cho các nghành công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ và sinh hoạt của nhân dân với
chất lượng tốt là một yêu cầu bức thiết và tối quan trọng.
Trong công cuộc công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước, mà đi đầu là nghành
công nghiệp đang phát triển với tốc độ nhanh chóng, nền công nghiệp nước ta đang
được thừa hưởng những thành tựu đáng kể đó là có rất nhiều những nhà máy, xí
nghiệp công nghiệp với dây truyền sản xuất hiện đại đã và đang được đưa vào hoạt
động và để đảm bảo sự hoạt động liên tục, tin cậy và an toàn thì cần phải có một hệ
thống cung cấp điện tốt. Ngoài ra một phương án cung cấp điện hợp lý phải là sự kết
hợp hài hòa giữa yêu cầu về mặt kinh tế, kỹ thuật, độ tin cậy, độ an toàn phải cao đồng
thời phải đảm bảo tính liên tục cung cấp điện, tiện lợi cho việc vận hành, sửa chữa,
thay thế khi hỏng hóc và phải thuận lợi cho việc mở rộng và phát triển trong tương lai.
Xuất phát từ những yêu cầu thực tế đó cùng với những kiến thức được học được
ở trường, em đã được khoa Điện giao nhiệm vụ thiết kế đồ án tốt nghiệp với đề tài:
“Nghiên cứu thiết kế hệ thống cung cấp điện động lực và chiếu sáng cho phân xưởng
cơ khí của nhà máy nhiệt điện Mông Dương, Cẩm Phả, Quảng Ninh”.
Trong thời gian làm đồ án vừa qua với với sự cố gắng, nỗ lực của bản thân cùng
với sự giúp đỡ và chỉ bảo tận tình của các Thầy, Cô giáo trong khoa Điện, đặc biệt là
sự giúp đỡ tận tình của giáo viên hướng dẫn thầy: Phan Văn Phùng. Đến nay em đã
hoàn thành bản đồ án của mình. Nội dung của bản đồ án của em gồm có :
Chương I: Giới thiệu chung.
Chương II: Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng.
Chương III: Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng.
Chương IV: Thiết kế lắp đặt tụ bù và hệ thống đo lường.
Song do thời gian có hạn và kiến thức còn hạn chế của mình nên bản đồ án
của em không tránh khỏi những thiếu sót. Vậy em rất mong nhận được sự góp ý và

chỉ bảo của các Thầy, Cô giáo cùng toàn thể các bạn để bản đồ án của em được
hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hải Dương, ngày….tháng….năm 2014
-7-
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Công nghệ kỹ thuật điện,
điện tử
Sinh viên
Lê Thị Tính
CHƯƠNG I
GIỚI THIỆU CHUNG
1.1 Giới thiệu chung về nhà máy:
1.1.1 Vị trí địa lý và vai trò kinh tế.
Sáng 22/10, tại thành phố Cẩm Phả, tỉnh Quảng Ninh, Tập đoàn Điện Lực Việt
Nam (EVN) đã làm lễ khởi công xây dựng Nhà máy nhiệt điện Mông Dương 1, có
tổng vốn đầu tư hơn 33.610 tỷ đồng (tương đương 1,7 tỷ USD).
-8-
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Công nghệ kỹ thuật điện,
điện tử
Tới dự lễ khởi công, Phó Thủ tướng Chính phủ Hoàng Trung Hải chỉ đạo Chủ
đầu tư EVN và chính quyền địa phương cần tích cực phối hợp với các ban ngành, đẩy
nhanh tiến độ thi công, đảm bảo chất lượng để có thể đưa dự án vào vận hành đúng
thời gian.
Phó Thủ tướng cũng lưu ý EVN cần phải chuẩn bị tốt đội ngũ cán bộ quản lý,
vận hành dự án.
Dự án Nhà máy nhiệt điện Mông Dương 1 là một trong hai nhà máy của Trung
tâm Điện lực Mông Dương, thuộc Quy hoạch phát triển điện lực Quốc gia giai đoạn
2006-2015. Dự án gồm vốn vay của Ngân hàng Phát triển Châu Á (ADB), vốn vay
thương mại, từ Ngân hàng Xuất nhập khẩu Hàn Quốc và vốn đối ứng của EVN.
Dự án do EVN làm chủ đầu tư, Ban quản lý dự án Nhiệt điện 1 được giao

nhiệm vụ quản lý dự án. Nhà thầu Hyundai Engineering and Construction Co.,Ltd
(Hàn Quốc) đảm nhận việc cung cấp thiết bị và lắp đặt.
Nhà máy nhiệt điện Mông Dương 1 có hai tổ máy với tổng công suất lắp đặt là
1.080 MW, sản lượng điện phát hàng năm 6,5 tỷ kWh; được xây dựng trên diện tích 55ha
ở Khu 3, phường Mông Dương, thành phố Cẩm Phả, tỉnh Quảng Ninh.
Khi đi vào hoạt động, Nhà máy sẽ phát điện lên lưới điện quốc gia qua đường
dây 500kV mạch kép Mông Dương, Trạm biến áp 500kV Quảng Ninh.
Nhà máy sử dụng nhiên liệu than, công nghệ nhiệt điện ngưng hơi truyền thống,
thông số hơi cận tới hạn, công nghệ lò hơi đốt than kiểu tầng sôi (CFB) hiện đại, phù
hợp với các loại than Antracite có chất lượng thấp của Việt Nam, có ở các mỏ than lớn
ở Quảng Ninh. Nhu cầu tiêu thụ than cho Nhà máy nhiệt điện Mông Dương 1 khoảng
3 triệu tấn than/năm.
Theo kế hoạch, tổ máy số 1 sẽ được hoàn thành, đưa vào vận hành thương mại
sau 40 tháng (quý 1/2015), tổ máy số 2 sẽ đưa vào vận hành sau 46 tháng (dự kiến quý
3/2015).
Khi nhà máy đi vào hoạt động sẽ góp phần tăng cường năng lực cung ứng điện
của hệ thống điện quốc gia, đồng thời góp phần thúc đẩy phát triển kinh tế xã hội vùng
kinh tế trọng điểm Đông Bắc Việt Nam./.
-9-
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Công nghệ kỹ thuật điện,
điện tử
1.1.2. Đặc điểm và phân bố phụ tải:
Do thời gian sử dụng công suất cực đại của nhà máy là T
max
= 5000h nên các thiết
bị làm việc gần với công suất định mức. Các thiết bị làm việc với điện áp 380V.
Phân loại phụ tải nhà máy như sau :
- Phòng thí nghiệm KCS, khu văn phòng thuộc hộ tiêu thụ loại 3.
- Phân xưởng cơ khí, sửa chữa cơ khí thuộc hộ tiêu thụ điện loại 2.
- Phân xưởng sấy số 1,2 Bể khuấy + Bể lọc ,Xưởng bơm thuộc hô tiêu thụ

điện loại 1.
1.1.3. Đặc điểm công nghệ.
- Các thiết bị có công suất nhỏ, số thiết bị trong phân xưởng lớn.
- Các máy móc đều được sử dụng ở mức độ cao, nhà máy làm việc 3 ca nên đồ
thị phụ tải tương đối bằng phẳng .
- Các thiết bị trong phân xưởng cơ khí đều có k
sd
= 0,15 và cosφ = 0,6 .
- Đường dây nối từ TBA khu vực về nhà máy dùng loại AC hoặc cáp XLPE
- Khoảng cách từ TBA khu vực đến nhà máy là 5 km.
1.2. Nội dung thiết kế tính toán:
Giới thiệu chung về nhà máy
Xác định phụ tải tính toán của các phân xưởng và toàn nhà máy.
Thiết kế mạng hạ áp cho phân xưởng cơ khí.
Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng cơ khí.
Thiết bị đóng cắt và đo lường.
-10-
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Công nghệ kỹ thuật điện,
điện tử


Nhà máy gồm 8 phân xưởng chính :
Bảng 1.1. Các phân xưởng chính của nhà máy.
Số trên mặt
bằng
Tên phân xưởng Công suất đặt(KW) Diện tích (
2
m
)
1 Xưởng sấy số 1 3000 9520

2 Xưởng sấy số 2 2800 8950
3 Xưởng cơ khí Theo tính toán 1875
4 Bể khuấy + Bể lọc 1800 8500
5 Xưởng sửa chữa cơ khí 150 875
6 Xưởng bơm 1500 2400
7 Khu văn phòng 100 350
8 Thí nghiệm KCS 200 2400
9 Chiếu sáng
Xác định theo diện
tích phân xưởng
Hình 1.1. Sơ đồ mặt bằng toàn nhà máy
2
1
7
5
8
6
4
3
Hướng nguồn điện tới
-11-
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Công nghệ kỹ thuật điện,
điện tử
Trong đó diện tích của phân xưởng được xác định theo tỉ lệ xích 1: 2500

Danh sách các thiết bị trong phân xưởng cơ khí bao gồm :
Bảng 1.2. Bảng danh sách các thiết bị trong phân xưởng cơ khí.
STT Tên máy
Số lượng
(Cái)

Loại
Công suất
(KW)
BỘ PHẬN MÁY
1 Máy cưa kiểu đại 1 8531 1.0
2 Khoan bàn 1 NC12A 0,65
3 Máy mài thô 1 PA274 2,8
4 Máy khoan đứng 1 2A125 2,8
5 Máy bào ngang 1 736 4,5
6 Máy xọc 1 7A420 2,8
7 Máy mài tròn vạn năng 1 3A130 2,8
8 Máy phay răng 1 5D32T 4,5
9 Máy phay vạn năng 1 5M82 7,0
10 Máy tiện ren 1 1A62 8,1
11 Máy tiện ren 1 LX620 10,0
12 Máy tiện ren 1 136 14,5
13 Máy tiện ren 1 1616 4,5
14 Máy tiện ren 1 1D63A 10,0
15 Máy tiện ren 1 136A 20,0
BỘ PHẬN LẮP RÁP
16 Máy khoan đứng 1 2118 0,85
17 Cầu trục 1 XH204 24,2
18 Bàn 1 0,85
19 Máy khoan bàn 1 HC12A 0,85
20 Bể dầu có tăng nhiệt 1 2,5
21 Máy cạo 1 LX15 1,0
22 Máy mài thô 1 3M634 2,8
BỘ PHẬN HÀN HƠI
23 Máy cắt nén liên hợp 1 HB31 1,7
24 Máy mài phá 1 3M634 2,8

25 Quạt lò rèn 1 MH21 1,5
26 Máy khoan đứng 1 2118 0,85
BỘ PHẬN SỬA CHỮA ĐIỆN
27 Bể ngâm dung dịch kiềm 1 3,0
28 Bể ngâm nước nóng 1 3,0
29 Máy cuốn dây 1 MX372 1,2
30 Máy cuốn dây 1 MX254 1,0
31 Bể ngâm tẩm có tăng nhiệt 1 3,0
-12-
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Công nghệ kỹ thuật điện,
điện tử
32 Tủ xấy 1 GH15G 3,0
33 Máy khoan bàn 1 NC12A 0,65
34 Máy mài thô 1 PA274 2,8
35 Bàn thử nghiệm thiết bị điện 1 3M634 7,0
BỘ PHẬN ĐÚC ĐỒNG
36 Bể khử dầu mỡ 1 3,0
37 Lò điện để nấu chảy bakênít 1 HK45 10,0
38 Lò điện để mạ thiếc 1 LF271 3,5
39 Quạt lò đúc đồng 1 HB24 1,5
40 Máy khoan bàn 1 NC12A 0,65
41 Máy uốn các tấm mỏng 1 C237 1,7
42 Máy mài phá 1 3A634 2,8
43 Máy hàn điểm 1 MTP 25
BUỒNG NẠP ĐIỆN
44 Chỉnh lưu sêlênium 1 BCA5M 0,6

-13-
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Công nghệ kỹ thuật điện,
điện tử

CHƯƠNG II
XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA PHÂN XƯỞNG
2.1 Đặt vấn đề:
Phụ tải tính toán là phụ tải giả thiết lâu dài không đổi và tương đương với phụ tải
thực tế biến đổi về mặt hiệu ứng nhiệt lớn nhất, nói cách khác phụ tải tính toán cũng
đốt nóng thiết bị nên tới nhiệt độ lớn nhất do phụ tải thực tế gây ra, vì vậy các thiết bị
phụ tải tính toán sẽ đảm bảo an toàn cho thiết bị về mặt đốt 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 v.v ,
Ngoài ra phụ tải tính toán còn được dùng để tính toán tổn thất công suất, tổn thất điện
năng, tổn thất điện áp, lựa chọn công suất phản kháng v.v…Phụ tải tính toán còn phụ
thuộc vào nhiều yếu tố như : số lượng, công suất các thiết bị, phương thức cũng như
trình độ vận hành hệ thống.
+ Nếu phụ tải tính toán được xác định nhỏ hơn phụ tải thực tế thì sẽ làm giảm
tuổi thọ của thiết bị điện ngoài ra còn có khả năng dẫn đến sự cố cháy, nổ v.v…
+ Nếu phụ tải tính toán lớn hơn phụ tải thực tế thì các thiết bị điện sẽ quá lớn so
với yêu cầu gây lãng phí không những về tổn thất công suất mà còn làm tăng chi phí
đầu tư.
Cũng bởi tính chất quan trọng như vậy nên đã có rất nhiều công trình nghiên cứu
và nhiều phương pháp xác định phụ tải tính toán, song vì phụ tải điện phụ thuộc vào
nhiều yếu tố như trên nên cho đến nay vẫn chưa có phương pháp nào hoàn toàn chính
xác và tiện lợi. Những phương pháp đơn giản, thuận tiện cho việc tính toán thì lại thiếu
chính xác, còn nâng cao ðộ chính xác thì phương pháp tính lại quá phức tạp. Dưới đây
là một số phương pháp xác định phụ tải tính toán đươc dùng nhiều trong thiết kế cấp
điện :
1. Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu.
2. Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ số hình
dáng.
3. Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và độ lệch
của đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình.

4. Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ số cực
đại.
5. Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng cho một
đơn vị sản phẩm.
6. Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng trên đơn vị
diện tích sản xuất.
-14-
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Công nghệ kỹ thuật điện,
điện tử
7. Phương pháp trực tiếp.
2.2 Các phương pháp xác định phụ tải tính toán
2.2.1. Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu
n
tt ncđi
1
P k . P
=
∑
(KW)
(2.1)
tt tt
Q P .tg
= ϕ
(KVAR)
(2.2)
2 2
tt
tt tt tt
P
S P Q

cos
= + =
ϕ
(KVA)
(2.3)

Một cách gần đúng có thể lấy :
P
đ
= P
đm
(KW)
(2.4)
Khi đó :

n
tt nc
đmi
1
.
P k P
=
∑
(KW)
Trong đó :
đi
P
,
đmi
P

: Công suất định mức thứ i (KW).
tt tt tt
, ,
P Q S
: Công suất tính toán tác dụng, phản kháng, toàn phần của nhóm
thiết bị (KW,KWAR,KWA).
n : Là số thiết bị trong nhóm.
nc
K
: Hệ số nhu cầu của nhóm được tra trong các tài liệu nghiên cứu.
Nhận xét:
Phương pháp tính phụ tải theo hệ số nhu cầu có ưu điểm đơn giản, thuận tiện .
2.2.2 Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo hệ số hình dáng của đồ thị phụ
tải và công suất trung bình.
Công thức tính:
P
tt
=K
hd.
P
tb
(KW) (2.5)

tt tt
AR
Q = P .tgφ (KW )

(2.6)

2 2

tt tt tt
(KWA)
S = P +Q
(2.7)
Trong đó:
K
hd
– Hệ số hình dáng của đồ thị phụ tải tra trong sổ tay kĩ thuật
P
tb
– Công suất trung bình của thiết bị hoặc nhóm thiết bị [KW].
-15-
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Công nghệ kỹ thuật điện,
điện tử
T
0
tb
p.dt
A
P (KW)
T T
∫
= =
(2.8)
Trong đó :
A – Điện năng tiêu thụ của một nhóm hộ tiêu thụ trong khoảng thời gian t
(KWh).
2.2.3. Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và độ lệch
của đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình.
P

tt
=P
tb
+β.σ (KW) (2.9)
Trong đó:
P
tb
- Công suất trung bình của thiết bị và nhóm thiết bị (KW).
σ - Độ lệch của đồ thị tải khỏi giá trị trung bình.
β - Hệ số tán xạ của σ.
Nhận xét:
Phương pháp này thường được dùng để tính toán phụ tải cho các nhóm thiết bị
của phân xưởng hoặc của toàn nhà máy. 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 những hệ thống đang vận hành.
2.2.4. Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ số
cực đại (còn gọi là số thiết bị tiêu thụ điện hiệu quả).
Công thức tính :
P
tt
=K
max
.P
tb
=K
max.
K
sd
.P
tb

(KW) (2.10)
Trong đó:
P
tb
- Công suất trung bình của thiết bị hoặc nhóm thiết bị (KW).
K
max
- Hệ số cực đại tra trong sổ tay kỹ thuật theo quan hệ:
max
hq sd
k f(n ,k )
=

Trong đó:
hp
n
- Số thiết bị tiêu thụ điện 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 và công suất khác nhau).
2
n
đmi
i 1
hp
n
2
đmi
i 1
P
n

P
=
=
 
 ÷
 
∑
=
∑
(2.11)
Trong đó:
đmi
P
: Công suất định mức của thiết bị thứ i.
n : Số thiết bị có trong nhóm.
Nhận xét:
-16-
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Công nghệ kỹ thuật điện,
điện tử
Phương pháp này cho kết quả tương đối chính xác vì khi xác định số thiết bị
hiệu quả ta đã xét tới các yếu tố quan trọng như ảnh hưởng của số lượng, thiết bị trong
nhóm, số thiết bị có công suất lớn nhất cũng như sự khác nhau về chế độ làm việc của
chúng.
Có thể xác định
hp
n
một cách gần đúng như sau :
- Nếu
n
3

≤
và
hq
n
<4 phụ tải tính toán được tính như sau :
n
tt
đmi
1
(KW)
P P
=
∑
(2.12)
- Đối với thiết bị làm việc ngắn hạn lặp lại thì :
đm đm
tt
.
(KVA)
S
S
0,875
=
ε
(2.13)
- Nếu n>3 và
hq
n
< 4 thì phụ tải tính toán được xác định theo công thức :
n

tt
ptiđmi
i 1
. (KW)
P k P
=
=
∑
(2.14)
Trong đó:

pti
k
- Hệ số phụ tải của từng máy.
- Nếu không có số liệu chính xác hệ số phụ tải có thể lấy gần đúng như sau:
+
pt
k
= 0,9 đối với thiết bị làm việc ở chế độ dài hạn.
+
pt
k
= 0,75 đối với thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại.
- Nếu
hq
n
> 300 và
sd
k
< 0,5 thì hệ số cực đại

max
k
được lấy ứng
hq
n
= 300.
- Nếu
hq
n

> 300 và
sd
k

≥ 0,5 thì:
tt
sdđm

. . W
P 1,05 k P (K )
=
(2.15)
- Đối với các thiết bị có phụ tải bằng phẳng(các máy bơm, quạt nén khí v.v…) thì
phụ tải tính toán có thể lấy bằng phụ tải trung bình :
tt
tb sdđm

.
P P k P (KW)
= =

(2.16)
- Nếu trong mạng có các thiết bị một pha thì phải phân phối đều các thiết bị đó
lên 3 pha của mạng.
2.2.5. Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng cho một
đơn vị sản phẩm.

0
tt
max
(KW)
.
=
a M
P
T
(2.17)
Trong đó : a
0
– suất chi phí điện năng cho một đơn vị sản phẩm.
M – số sản phẩm sản xuất ra trong một năm.
-17-
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Công nghệ kỹ thuật điện,
điện tử
T
max
- thời gian sử dụng công suất lớn nhất [ h ].
Cụ thể : + Đối với nhà máy làm việc 3 ca thì : T
max
= 5000 – 7000 h.
+ Đối với nhà máy làm việc 2 ca thì : T

max
= 3500 – 4000 h.
+ Đối với nhà máy làm việc 1 ca thì : T
max
= 2200 – 3500 h.
+ Đối với phụ tải sinh hoạt thì : T
max
= 2000 – 3000 h.
2.2.6. Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất tiêu hao điện năng
trên đơn vị diên tích sản xuất .
P
tt
= P
0.
F (2.18)
Trong đó:
P
0
– Suất tiêu thụ điện trên một đơn vị diện tích.
F – Diện tích bố trí thiết bị.
2.2.7. Phương pháp trực tiếp.
Trong các phương pháp trên thì phương pháp (2.1 2.5 2.6) dựa trên kinh
nghiệm thiết kế và vận hành, để xác định phụ tải tính toán nó chỉ cho kết quả gần đúng
tuy nhiên các phương pháp này khá đơn giản và tiện lợi. Các phương pháp khác được
xây dựng trên cơ sở xác xuất thống kê có xét đến nhiều yếu tố do đó có kết quả chính
xác hơn nhưng khối lượng tính toán lớn và phức tạp.
Tùy theo yêu cầu tính toán và những thông tin có được về phụ tải người thiết kế
có thể lựa chọn phương pháp thích hợp để xác định phụ tải tính toán .
Trong đồ án này với phân xưởng cơ điện đã biết được vị trí, công suất đặt và 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 các 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 nên để xác định phụ tải động lực của phương phân xưởng này, ta áp dụng phương
pháp tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu. Phụ tải chiếu sáng của phân xưởng
được xác định theo phương pháp suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích sản xuất.
2.3 Xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng cơ khí
Phân xưởng cơ khí là phân xưởng số 3 trên mặt bằng nhà máy phân xưởng có
diện tích 25x75=1875m
2
. Phân xưởng có 44 thiết bị công suất từ 0,6 đến 24,2 KW .
Trừ máy hàn điểm là có chế độ ngắn hạn lặp lại còn các thiết bị khác đều có chế độ
làm việc dài hạn. Để tính phụ tải tính toán cho phân xưởng cơ khí ta sử dụng phương
pháp xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại vả công suất trung bình, còn xác
định phụ tải chiếu sáng ta sử dụng phương pháp xác định phụ tải tính toán theo suất
trang bị điện trên một đơn vị diện tích.
-18-
42
Bộ
phậ
n
máy
côn
g cụ
Trạm
bơm
nước
ngưng
tụ
Bộ
phậ

n
lắp
ráp
Bộ
phậ
n
hàn
hơi
Kho
vật liệu
và phụ
tùng
Bu
ồn
g
nạ
p
điệ
n
Bộ
ph
ận
đú
c
đồ
ng
9
10
11
15

16
17
12 13
14
18
21
22
26
27
31
38
34
30
69
1
41
55
57
58
60
62
64
65
66
8
5
6
7
46
47

48
49
50
Khu
lắp
ráp
33
19
53
52
Khu tháo rỡ
Bộ phận sửa chữa điện
6
0
m
30m
5m
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Công nghệ kỹ thuật điện,
điện tử
2.3.1. Trình tự xác định phụ tải tính toán theo K
max
và P
tb
:
 Phân nhóm phụ tải:
-19-
Hình 2.1.Sơ đồ mặt bằng phân xưởng cơ khí.
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Công nghệ kỹ thuật điện,
điện tử
- Phân nhóm phụ tải nhằm 2 mục đích sau :

+ Để xác định phụ tải tính toán được chính xác hơn.
+ Làm cơ sở để vạch ra sơ đồ cung cấp điện.
- Khi phân nhóm phụ tải ta dựa trên 3 nguyên tắc sau :
+ Các phụ tải điện trên cùng một nhóm nên ở gần nhau để giảm chiều dài đường
dây hạ áp nối từ đầu tủ cho các đường dây và tổn thất trên đường dây.
+ Các thiết bị trong cùng một nhóm nên có chế độ làm việc giống nhau. Để việc
xác định phụ tải tính toán được chính xác và dễ dàng vạch phương án cung cấp điện.
+ Công suất tổng của các nhóm nên xấp xỉ nhau để hạn chế chủng loại tủ động
lực dùng trong phân xưởng và nhà máy.
Ngoài ra do số đầu ra của tủ động lực thường chỉ từ 12 đến 16 lộ do vậy số thiết
bị trong một nhóm cũng không nên quá lớn.
Dựa trên các nguyên tắc trên các thiết bị trong phân xưởng cơ khí được phân
thành các nhóm sau :
Bảng 2.1 : Tóm tắt phân nhóm phụ tải
Nhóm 1:
TT Tên thiết bị
Số
lượng
Ký hiệu trên
mặt bằng
P
đm
(KW)
Một
máy
Toàn bộ
1 Máy cưa kiểu đại 1 1 1,0 1,0
2 Máy mài thô 1 30 2,8 2,8
3 Bể ngâm dung dich kiềm 1 41 3,0 3,0
4 Bể ngâm nước nóng 1 42 3,0 3,0

5 Máy cuốn dây 1 46 1,2 1,2
6 Máy cuốn dây 1 47 1,0 1,0
7 Bể ngâm có tẩm nhiệt 1 48 3,0 3,0
8 Tủ xấy 1 49 3,0 3,0
9 Máy khoan bàn 1 50 0,65 0,65
10 Bể khử dầu mỡ 1 55 3,0 3,0
11 Máy mài thô 1 52 2,8 2,8
12 Bàn thử nghiệm thiết bị điện 1 53 7,0 7,0
13
Chỉnh lưu sêlênium 1 69 0,6 0,6
Tổng nhóm I 13 32,05
Nhóm 2:
TT Tên thiết bị
Số
lượng
Ký hiệu trên
mặt bằng
P
đm
(KW)
Một máy Toàn bộ
1 Khoan bàn 1 3 0,65 0,65
-20-
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Công nghệ kỹ thuật điện,
điện tử
2 Máy mài thô 1 5 2,8 2,8
3 Máy khoan đứng 1 6 2,8 2,8
4 Lò điện để đúc nhôm 1 56 5,0 5
5 Lò điện để nấu chảy bakênít 1 57 10,0 10
6 Lò điện để mạ thiếc 1 58 3,5 3,5

7 Quạt lò đúc đồng 1 60 1,5 1,5
8 Máy khoan bàn 1 62 0,65 0,65
9 Máy uốn các tấm mỏng 1 64 1,7 1,7
10 Máy mài phá 1 65 2,8 2,8
11 Máy hàn điểm 1 66 13,0 13
Tổng nhóm II 11 46,9
Nhóm 3:
TT Tên thiết bị
Số
lượng
Ký hiệu trên
mặt bằng
P
đm
(KW)
Một
máy
Toàn bộ
1 Máy bào ngang 1 7 4,5 4,5
2 Máy xọc 1 8 2,8 2,8
3
Máy mài tròn vạn năng 1 9 2,8 2,8
4 Máy phay răng 1 10 4,5 4,5
5 Máy phay vạn năng 1 11 7,0 7
6 Máy tiện ren 1 12 8,1 8,1
7 Máy tiện ren 1 13 10,0 10
8 Máy tiện ren 1 15 4,5 4,5
Tổng nhóm III 8 44,2
Nhóm 4:
TT Tên thiết bị

Số
lượng
Ký hiệu
trên mặt
P
đm
(KW)
Một máy Toàn bộ
1
Máy cưa kiểu đại 1 14 14,0 14,0
2
Máy mài thô 1 16 10,0 10,0
3
Bể ngâm dung dich kiềm 1 17 20,0 20,0
Tổng nhóm IV 3 44
Nhóm 5:
TT Tên thiết bị
Số
lượng
Ký hiệu trên
mặt bằng
P
đm
(KW)
Một máy Toàn bộ
1 Khoan bàn 1 18 0,85 0,85
-21-
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Công nghệ kỹ thuật điện,
điện tử
2 Máy mài thô 1 19 24,2 24,2

3 Máy khoan đứng 1 21 0,85 0,85
4 Lò điện để đúc nhôm 1 22 0,85 0,85
5 Lò điện để nấu chảy bakênít 1 26 2,5 2,5
6 Lò điện để mạ thiếc 1 27 1,0 3,5
7 Quạt lò đúc đồng 1 31 1,7 1,7
8 Máy khoan bàn 1 33 2,8 2,8
9 Máy uốn các tấm mỏng 1 34 1,5 1,5
10 Máy mài phá 1 38 0,85 0,85
Tổng nhóm V 10 39,6
2.3.2. Xác định phụ tải tính toán của các nhóm phụ tải :
a) Tính toán nhóm 1:
Bảng 2.2.Phụ tải nhóm I
Nhóm 1:
TT Tên thiết bị
Số
lượng
Ký hiệu trên
mặt bằng
P
đm
(KW)
Một máy Toàn bộ
1 Máy cưa kiểu đại 1 1 1,0 1,0
2 Máy mài thô 1 30 2,8 2,8
3 Bể ngâm dung dich kiềm 1 41 3,0 3,0
4 Bể ngâm nước nóng 1 42 3,0 3,0
5 Máy cuốn dây 1 46 1,2 1,2
6 Máy cuốn dây 1 47 1,0 1,0
7 Bể ngâm có tẩm nhiệt 1 48 3,0 3,0
8 Tủ xấy 1 49 3,0 3,0

9 Máy khoan bàn 1 50 0,65 0,65
10 Bể khử dầu mỡ 1 55 3,0 3,0
11 Máy mài thô 1 52 2,8 2,8
12 Bàn thử nghiệm thiết bị điện 1 53 7,0 7,0
13 Chỉnh lưu sêlenium 1 69 0,6 0,6
-22-
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Công nghệ kỹ thuật điện,
điện tử
Tổng nhóm I 13 32,05
Dựa vào PL 1.1 – TL1 (Hệ thống cung cấp điện của xí nghiệp đô thị và nhà cao tầng)
ta được : K
sd
= 0,15 ; Cosφ = 0,6.
Ứng với trường hợp K
sd
< 0,2.
Nên ta có:
n = 13 ; n
1
= 1

13
dđi
1
=
P P 32,5
⇒ =
∑
(KW)

n
1
1
dđi dđi
1 1

= = =
P P P 7
∑ ∑

(KW).
n
*
=
1
=
n
1
= 0,0769
n 13

1
*
= =
P
7
P = 0,2184
P 32,5
Từ n
*

= 0,0769 và P
*
= 0,2184 Tra PL 1.4 (TL1) ta được n
hq*
= 0,79

⇒
n
hq
= n
hq*
.n = 0,79.13 = 10 (thiết bị).
Từ n
hq
= 10 và k
sd
= 0,15 Tra ( TL1) ta được K
max
= 2,1.
P
tt
= K
max
.K
sd
.P = 2,1.0,15.32,05 = 10,1 (KW) .

tt tt
= . =
Q P tgφ 10,1.1,33 =13,46

(KVAR).

2 2
ttpt tt tt

= + = 16,83
S P Q

(KVA).

ttpt
đmpt
đm.m
= = (A)
S
16,83
I = 25,57
3.U 3.0,38
⇒

b) Tính toán nhóm 2
Bảng 2.3.Phụ tải nhóm II
Nhóm 2:
TT Tên thiết bị
Số
lượng
Ký hiệu trên
mặt bằng
P
đm

(KW)
Một máy Toàn bộ
1. Khoan bàn 1 3 0,65 0,65
-23-
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Công nghệ kỹ thuật điện,
điện tử
2. Máy mài thô 1 5 2,8 2,8
3. Máy khoan đứng 1 6 2,8 2,8
4. Lò điện để đúc nhôm 1 56 5,0 5
5. Lò điện để nấu chảy bakênit 1 57 10 10
6. Lò điện để mạ thiếc 1 58 3,5 3,5
7. Quạt lò đúc đồng 1 60 1,5 1,5
8. Máy khoan bàn 1 62 0,65 0,65
9. Máy uốn các tấm mỏng 1 64 1,7 1,7
10. Máy mài phá 1 65 2,8 2,8
11. Máy hàn điểm 1 66 13 13
Tổng nhóm II 11 46,9
Trong nhóm 2 có máy hàn điểm là thiết bị một pha sử dụng điện áp dây và làm
việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại nên cần quy đổi về phụ tải 3 pha tương đương, là chế độ
làm việc dài hạn :

q
đ đm đ
= . .
P 3ε P 3. 0,25.25.0,6 13
=
=
(KW)
Dựa vào phụ lục 1.1 (Tài liệu 1) ta tra được K
sd

= 0,15 và cosφ = 0,6.
Ta có :
n = 11 ; n
1
= 2

n
dđi
1
=
P P 46,9
=
∑
(KW)

n
1
1
dđi
1
P P 23
= =
∑
(KW)

1
*
n
2
n = = = 0,182

n 11

1
*
=
P
23
P = = 0,49
P 46,9
Từ n
*
= 0,182 và P
*
= 0,49 Tra PL 1.4 (tài liệu 1) ta được n
hq*
= 0,61.

⇒
n
hq
= n
hq*
.n = 0,61.11 = 7 (thiết bị).
Từ n
hq
= 7 và K
sd
= 0,15 tra PL 1.5 (tài liệu 1) ta được K
max
= 2,48.

P
tt
= K
max
.K
sd
.P = 17,4468 (KW)
Q
tt
= P
tt
.tgφ = 23,2624 (KVAR)

2 2
29,078
= + =
ttpt tt tt
S P Q
(KVA)

⇒

ttpt

đmpt
đm.m
29,078
=
3.0,38
=

S
I = 44,179
3.U
(A)
c) Tính toán nhóm 3.
-24-
Đồ án tốt nghiệp Ngành: Công nghệ kỹ thuật điện,
điện tử
Bảng 2.4.Phụ tải nhóm III
Nhóm 3:
TT Tên thiết bị
Số
lượng
Ký hiệu trên
mặt bằng
P
đm
(KW)
Một máy Toàn bộ
1. Máy bào ngang 1 7 4,5 4,5
2. Máy xọc 1 8 2,8 2,8
3. Máy mài tròn vạn năng 1 9 2,8 2,8
4. Máy phay răng 1 10 4,5 4,5
5. Máy phay vạn năng 1 11 7,0 7
6. Máy tiện ren 1 12 8,1 8,1
7. Máy tiện ren 1 13 10 10
8. Máy tiện ren 1 15 4,5 4,5
Tổng nhóm III 8 44,2
Dựa vào PL 1.1 (tài liệu) ta được : K
sd

= 0,15 và cosφ = 0,6.
Ta có : n = 8 ; n
1
= 3

8
dđi
1
= P P 4,5 2,8 2,8 4,5 7 8,1 10 4,5 44,2
=
∑
+ + + + + + + =
(KW)

3

1
dđi
1
=
P P 7 8,1 10 25,1
=
∑
+ + =
(KW)

1
*
1
*

n
3
n = = = 0,375
n 8
P
25,1
P = = = 0,568
P 44,2

Với n
*
= 0,375 và P
*
= 0,568 tra PL 1.4 (tài liệu 1) ta được n
hq*
= 0,83

⇒

hq hq*
n = n .n = 0,83.8 = 7
(thiết bị) .
Với n
hq
= 7 và
sd
K
= 0,15 tra bảng PL 1.5 (tài liệu 1) ta được
axm
K

= 2,48


max
tt
sd
P = K .K .P = 2,48.0,15.44,2 = 16,44
(KW)

tt
tt
Q = P .tgφ = 16,44.1,33 = 21,92
(KVAR)

2 2 2 2
ttpt
S = P +Q = 16,44 +21,92 = 27,4
tt tt

(KVA)

⇒

ttpt

đmpt
đm.m
27,4
=
3.0,38

=
S
I = 41,63
3.U
(A)
d)Tính toán nhóm 4.
-25-