luận văn kỹ thuật điện, điện tử thiết kế hệ thống cung cấp điện nhà máy dầu bình an

LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: DƯƠNG LAN HƯƠNG
SVTH: NGUYỄN ĐẮC TUẤN TRANG: 1

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU
Trang 3

GIỚI THIỆU CHUNG
Trang 4


PHẦN I:

THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG

Chương I: Xác đònh tâm phụ tải Trang 12
Chương II: Xác đònh phụ tải tính toán Trang 17
Chương III: Thiết kế chiếu sáng. Trang 39
Chương IV: Phụ tải tính toán toàn xí nghiệp Trang 66
Chương V: Tính toán chọn máy biến áp cho xí nghiệp. Trang 68
Chương VI: Chọn tụ bù và nâng cao hệ số công suất Trang 74

PHẦN II:

THIẾT KẾ MẠNG HẠ ÁP

Chương I: Chọn dây dẫn và cb bảo vệ Trang 80
Chương II: Tính toán tổn thất điện áp Trang 96
Chương III: Tính toán ngắn mạch. Trang 101
Chương IV: Nối đất an toàn Trang 108

PHẦN III:

CHUYÊN ĐỀ

Tính kinh tế chiếu sáng bằng phần mềm Luxicon Trang 120

CÁC BẢN VẼ. Trang 126
KẾT LUẬN. Trang 127
TÀI LIỆU THAM KHẢO Trang 128
LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: DƯƠNG LAN HƯƠNG
SVTH: NGUYỄN ĐẮC TUẤN TRANG: 2

LỜI NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN.
o0o

LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: DƯƠNG LAN HƯƠNG
SVTH: NGUYỄN ĐẮC TUẤN TRANG: 3
LỜI NÓI ĐẦU
oOo

Trong sự nghiệp công nghiệp hóa – hiện đại hóa nước nhà, công
nghiệp điện giữ vai trò đặc biệt quan trọng, bởi vì điện năng là nguồn năng
lượng được dùng rộng rãi nhất trong các ngành kinh tế quốc dân.

Nhu cầu điện năng tăng lên không ngừng và việc sử dụng điện ngày
càng cao của con người, việc nâng cao chất lượng điện năng, an toàn trong sử
dụng và cung cấp điện là một vấn đề rất quan trọng và cần thiết.

Hệ thống cung cấp điện ngày càng phức tạp, đòi hỏi việc thiết kế cung
cấp có nhiệm vụ đề ra những phương án cung cấp điện hợp lý và tối ưu. Một
phương pháp cung cấp điện tối ưu sẽ giảm được chi phí đầu tư xây dựng hệ
thống điện, chi phí vận hành, tổn thất điện năng và đồng thời vận hành đơn
giản, thuận tiện trong việc bảo trì, sửa chữa …

Nội dung trong cuốn đồ án này là: Thiết kế hệ thống cung cấp điện của
Công Ty dầu thực vật Bình An, với đầy đủ các bước thiết kế cung cấp điện
cho toàn xí nghiệp, từ lựa chọn các phần tử trong hệ thống cấp điện cho tới
tính toán một số đặc trưng của lưới … Với mục đích là giúp sinh viên làm quen
với việc thiết kế cung cấp điện, biết vận dụng kiến thức đã học cũng như giúp
cho sinh viên nắm rõ hơn các vấn đề lý thuyết về hệ thống cung cấp điện.

Đồ án này đã giúp em hiểu biết và củng cố sâu sắc hơn về kiến thức đã
học. Tuy vậy, do trình độ có hạn, chắc chắn rằng đồ án “thiết kế cung cấp
điện” không tránh khỏi sai sót, em xin được sự nhận xét và đánh giá của Thầy
– Cô ngành Điện Công Nghiệp.

Qua đây em xin chân thành cảm ơn Thầy – Cô ngành Điện Công
Nghiệp của trường ĐHDL Kỹ Thuật Công Nghệ trong quá trình học tập đã
cung cấp những kiến thức cơ bản cho em để thực hiện đồ án.

Em cũng xin chân thành cảm ơn cô DƯƠNG LAN HƯƠNG đã nhiệt
tình hướng dẫn em trong suốt quá trình làm đồ án này.

TP. Hồ Chí Minh ngày 23/01/2005.
SVTH: Nguyễn Đắc Tuấn.
LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: DƯƠNG LAN HƯƠNG
SVTH: NGUYỄN ĐẮC TUẤN TRANG: 4
GIỚI THIỆU CHUNG

oOo

1- TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY DẦU THỰC VẬT BÌNH AN.

Công ty dầu thực vật Bình An toạ lạc tại Dó An, Bình Dương, gần cầu
đồng nai được thành lập cho đến nay đã được gần hai năm, nhưng công
suất của nhà máy rất lớn (400 tấn/ngày), và được trang bò những thiết bò
máy móc hiện đại nhất trong nghành dầu ăn.
Toàn bộ quy trình đều được tự động hóa và được điều khiển bằng hệ
thống PLC.

2- QUY TRÌNH SẢN XUẤT DẦU THỰC VẬT.

Dầu được nhập về hay còn gọi là dầu thô, được giữ trong các bồn chứa,
sau đó dầu được bơm vào xưởng tinh luyện, ở đây dầu được lọc thô, khử
màu, khử mùi, và đạt kết qủa tốt, rồi được bơm ra bồn chứa dầu tinh, sau
đó, dầu lại được bơm vào xưởng đóng chai và đóng can, để đóng thành
chai và can, rồi được xuất xưởng và được tung ra thò trường để tiêu thụ.

3- MÔ HÌNH ĐIỀU HÀNH CÔNG TY DẦU THỰC VẬT BÌNH
AN.


TẬP ĐOÀN
DASO.
GIÁM ĐỐC DẦU
BÌNH AN.
BỘ
PHẬN
KỸ

THUẬ
BỘ
PHẬN
SẢN
XUẤT
BỘ
PHẬN
KINH
DOAN
BỘ
PHẬN
NHÂN
SỰ
BỘ
PHẬN
MAKE
TING
BỘ
PHẬN
BÁN
HÀNG
LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: DƯƠNG LAN HƯƠNG
SVTH: NGUYỄN ĐẮC TUẤN TRANG: 5
QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ TINH LUYỆN DẦU.
t
0
=95
0
C
Nhiệt độ của hơi thấp

áp
Dầu
Cặn xà
phòng
P1134NA
P1134AC
Dòng nóng sau ly tâm
P1101
DẦU THÔ
Lọc thô
1124A/B
Gia nhiệt
1121A/B
H
3
PO
4
85
%
Nước xử
lý
NaOH
Nước xử
lý
Bồn
chứa
1182S
502
Nước xử lý
Trộn sút

1104NA
Phản
ứng
trung
hòa
Phản ứng
acid 1103AC
Ly tâm cặn
xà phòng
1118NA
Gia nhiệt
1121W
Trộn
1104W
Trộn acid

1104AC
LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: DƯƠNG LAN HƯƠNG
SVTH: NGUYỄN ĐẮC TUẤN TRANG: 6
Thổi khí
P62
2
PT534
Nhiệt của dòng hơi
thấp áp
Dòng nóng của dầu thô
sau khử mùi
PT501
Ly tâm tách
nước 1118W

Degummed Oil
H
3
PO
4
85%
Nước xử lý
Trộn & gia
nhiệt dầu &
đất tẩy
635
Đất tẩy
Bánh
Bài khí
T501
Trao đổi
nhiệt
T521A
Trao đổi
nhiệt
T521B
Trộn acid
T504
Bồn trung
gian
T503
Khử màu
622
Lọc lá
616A1/2

Dầu hồi
682A
LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: DƯƠNG LAN HƯƠNG
SVTH: NGUYỄN ĐẮC TUẤN TRANG: 7
Dòng nguội củasau
880B
Phun hơi nước bão
hòa
Nhiệt của hơi cao áp
Phun hơi nước bão
hòa
Nhiệt của hơi cao
áp
Dòng nóng sau khử
mùi
Bên trong QS822
Dòng nóng sau khử
mùi
Bên trong QS822
Không
đạt
Đạt
Lọc tinh
616C1/2
Lấy mẫu
kiểm
Bồn hỗn hợp
101
Bleached oid
Gia nhiệt

821A
Khử mùi
822A1/2

Gia nhiệt
821B
Khử mùi
822B1/2
Làm mát
880A
Lọc túi
616B1/2
Trao đổi nhiệt
801
Trao đổi nhiệt
880A

LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: DƯƠNG LAN HƯƠNG
SVTH: NGUYỄN ĐẮC TUẤN TRANG: 8

Không đạt
Làm mát
880B
Acid Citric
Phun
Luân hồi acid
béo
Acid
Lọc tinh
816C1/2

Dầu thành
Rót chai
đóng thùng
Sản phẩm
Bồn hỗn hợp
101
Trao đổi nhiệt
T521A

Tách acid béo
814
Làm mát
881B

Lấy mẫu
kiểm
Bồn chứa acid béo
501
LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: DƯƠNG LAN HƯƠNG
SVTH: NGUYỄN ĐẮC TUẤN TRANG: 9
CÁC THIẾT BỊ CÔNG TY DẦU THỰC VẬT BÌNH AN.

ST
T
Tên thiết bò
Ký hiệu
(MB)
Số
Lượn
g

Công suất
P
đm
(KW)
Cos K
sd

XƯỞNG TINH LUYỆN (TẦNG TRỆT)
1 P1134AC 2 1 0.1 0.7 0.6
2 P1134NA 5 1 0.18 0.7 0.6
3 P1103NA 8 1 7.5 0.75 0.7
4 P1182NA 12 1 2.2 0.7 0.6
5 1182NA/1 13 1 1.1 0.7 0.6
6 1182NA/2 14 1 1.1 0.7 0.6
7 P1182S 15 1 1.5 0.7 0.6
8 P1178HW 16 1 1.5 0.7 0.6
9 P1132C 17 1 4 0.75 0.7
10 P501 18 1 7.5 0.75 0.7
11 P534 19 1 0.1 0.7 0.6
12 P635 21 1 5.5 0.7 0.6
13 P622/1 22 1 11 0.8 0.7
14 P622/2 23 1 11 0.8 0.7
15 P682B 24 1 7.5 0.75 0.7
16 P801 27 1 15 0.9 0.8
17 P880 28 1 11 0.8 0.7
18 P834 29 1 0.1 0.7 0.6
19 P814 30 1 22 0.9 0.8
20 P850 31 1 7.5 0.75 0.7
21 890 33 1 5 0.7 0.6
22 P1101 34 3 7.5 0.75 0.7

XƯỞNG TINH LUYỆN (TẦNG 1)
1 1104AC 3 1 7.5 0.75 0.7
2 1103AC 4 1 3 0.7 0.6
3 1104NA 6 1 7.5 0.75 0.7
4 1103NA 7 1 3 0.7 0.6
5 1118NA 9 1 22 0.9 0.8
6 1104W 10 1 7.5 0.75 0.7
7 1118W 11 1 22 0.9 0.8
8 504 20 1 7.5 0.75 0.7
LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: DƯƠNG LAN HƯƠNG
SVTH: NGUYỄN ĐẮC TUẤN TRANG: 10

LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: DƯƠNG LAN HƯƠNG
SVTH: NGUYỄN ĐẮC TUẤN TRANG: 11

ST
T
Tên thiết bò
Ký
hiệu
Số
Lượn
g
Công suất
P
đm
(KW)
Cos K
sd

XƯỞNG CƠ KHÍ
1 Máy tiện 1 1 7 0.75 0.7
2 Máy khoan 2 1 2.8 0.7 0.6
3 Máy cưa 3 1 10 0.8 0.7
4 Máy mài phẳng 4 1 10 0.8 0.7
5 Máy hàn 5 1 22 0.9 0.8
6 Máy giữa 6 1 1.0 0.7 0.6
7 Máy mài hai phía 7 1 2.8 0.7 0.6
8 Máy mài tròn 8 1 2.8 0.7 0.6

XƯỞNG ĐÓNG CHAI
1 P1101 1 2 7.5 0.75 0.7
2 Dây chuyền đóng
chai
2 1 10 0.8 0.7

XƯỞNG ĐÓNG CAN
1 P1101 1 2 7.5 0.75 0.7
2 Dây chuyền đóng
can
2 1 10 0.8 0.7

PHÒNG NỒI HƠI
1 Nồi hơi 1 1 22 0.9 0.8
2 Máy Phát Điện 2 1 800

LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: DƯƠNG LAN HƯƠNG
SVTH: NGUYỄN ĐẮC TUẤN TRANG: 12

PHẦN I:









THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN CHO CÁC
PHÂN XƯỞNG


LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: DƯƠNG LAN HƯƠNG
SVTH: NGUYỄN ĐẮC TUẤN TRANG: 13
Chương I:
XÁC ĐỊNH TÂM PHỤ TẢI.
oOo
1. Xác đònh tâm phụ tải:
Mục đích yêu cầu xác đònh tâm phụ tải để có thể chọn vò trí các tủ phân
phối, tủ động lực. Tuỳ theo tâm phủ tải xác đònh ta sẽ có cách bố trí lắp đặt
các tủ phân phối, tủ động lực khác nhau.

Tâm phụ tải là tâm tượng trưng cho việc tiêu thụ điện năng của phân
xưởng, nhằm đưa điện năng tới điện tiêu thụ dẫn đến rút ngắn chiều dài mạng
phân phối, giảm tổn thất điện năng và các chi phí khác.
Xác đònh tâm phụ tải cho toàn phân xưởng:
Ta sẽ tính tọa độ của tâm phụ tải theo một trục tọa độ cho trước.
Giả sử: Trục x theo chiều dài xí nghòêp.
Trục y theo chiều rộng xí nghiệp.
Góc toạ độ 0 là ngay tại phân xưởng như hình vẽ minh hoạ sau:
Y
X
Nếu gọi P là công suất của một thiết bò trong xưởng và(xi, yi) là tọa độ
của thiết bò (i) trong phân xưởng thuộc hệ trục toạ độ XOY. Khi đó độ tâm
phụ tải được xác đòng theo công thức:






n
i
n
i
Pi
PiXi
X
1
1
0
.

;





n
i
n
i
Pi
PiYi
Y
1
1
0
.

Trong đó n: Số thiết bò.
Đối với nhà máy dầu Bình An ta chia làm 6 nhóm là:
 Nhóm I: Xưởng Tinh Luyện (tầng trệt).
 Nhóm II: Xưởng Tinh Luyện (tầng trệt).
 Nhóm III: Xưởng Tinh Luyện (tầng 1).
 Nhóm IV: Xưởng Cơ Khí.
 Nhóm V: Xưởng Đóng Chai.
 Nhóm VI: Xưởng Đóng Can.
 Nhóm VII: Phòng Nồi Hơi.
LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: DƯƠNG LAN HƯƠNG
SVTH: NGUYỄN ĐẮC TUẤN TRANG: 14
STT Tên Thiết

Bò
Ký
Hiệu
Công Suất
(KW)
X (cm) Y (cm)
NHÓM I: XƯỞNG TINH LUYỆN (TẦNG TRỆT).
1 P1134AC 2 0.1 7 17
2 P1134NA 5 0.18 57 10
3 P1103NA 8 7.5 65 15
4 P1182NA 12 2.2 118 4
5 1182 NA/1 13 1.1 118 10
6 1182 NA/2 14 1.1 118 15
7 P1182S 15 1.5 93 40
8 P1178HW 16 1.5 112 25
9 P1132C 17 4 7 4
10 P534 19 0.1 133 4
11 P682B 24 7.5 130 33
12 P834 29 0.1 133 12

26.88 35 80
NHÓM II: XƯỞNG TINH LUYỆN (TẦNG TRỆT).
1 P501 18 7.5 72 95
2 P635 21 5.5 86 75
3 P622/1 22 11 70 65
4 P622/2 23 11 76 65
5 P801 27 15 146 125
6 P880 28 11 115 125
7 P814 30 22 114 95
8 P850 31 7.5 113 65

9 890 33 5 146 75
10 P1101 1 7.5

98.5 48 80
8.82
88.26
96.2224
.
1
1





n
i
n
i
I
Pi
PiXi
X
(cm).
14.103
5.98
5.10159
.
1
1






n
i
n
i
II
Pi
PiXi
X
(cm).
2.19
88.26
9.514
.
1
1





n
i
n
i
I

Pi
PiYi
Y
(cm).
9.88
5.98
5.8757
.
1
1





n
i
n
i
II
Pi
PiYi
Y
(cm).

Nhưng ở đây ta dời tủ động lực về vò trí mới: X
I
= 35 cm ; X
II
= 48 cm

Y
I
= 80 cm ; Y
II
= 80 cm

LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: DƯƠNG LAN HƯƠNG
SVTH: NGUYỄN ĐẮC TUẤN TRANG: 15
STT Tên Thiết
Bò
Ký
Hiệu
Công Suất
(KW)
X (cm) Y (cm)
NHÓM III: XƯỞNG TINH LUYỆN (TẦNG 1).
1 1104AC 3 7.5 70 10
2 1103AC 4 3 10 10
3 1104NA 6 7.5 47 10
4 1103NA 7 3 58 10
5 1118NA 9 22 87 45
6 1104W 10 7.5 97 10
7 1118W 11 22 106 45
8 504 20 7.5 85 125

80 32 65
2.84
80
5.6737
.

1
1





n
i
n
i
III
Pi
PiXi
X
(cm).
40
80
5.3202
.
1
1





n
i
n

i
III
Pi
PiYi
Y
(cm).
Nhưng ở đây ta dời tủ động lực về vò trí mới: X
III
= 32 cm.
Y
III
= 65 cm.
CHÚ Ý:
Ở xưởng Tinh Luyện từ tầng 1 đến tầng 9, thì chỉ có tầng trệt và tầng 1 là có
thiết bò, còn các tầng khác thì được sử dụng để mở và kiểm tra bồn, và tất cả
các động cơ của xưởng Tinh Luyện đều được điều khiển tại phòng điều khiển
ở tầng 1. chính vì vậy các thiết bò của tầng trệt đều được điều khiển ở tầng 1,
và hoàn toàn tự động bằng PLC.
Với cm ở đây được hiểu rằng là: kích thước trên bảng vẽ sơ đồ nhà máy.
STT Tên Thiết Bò Ký
Hiệu
Công Suất
(KW)
X (cm) Y (cm)
NHÓM IV: XƯỞNG CƠ KHÍ .
1 Máy tiện 1 7 120 134
2 Máy khoan 2 2.8 105 134
3 Máy cưa 3 10 13 80
4 Máy mài
phẳng

4 10 85 134
5 Máy hàn 5 22 125 44
6 Máy giũa 6 1.0 117 96
7 Máy mài 2 phía 7 2.8 45 134
8 Máy mài tròn 8 2.8 117 70

58.4 115 7
LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: DƯƠNG LAN HƯƠNG
SVTH: NGUYỄN ĐẮC TUẤN TRANG: 16
93
4.58
6.5434
.
1
1





n
i
n
i
IV
Pi
PiXi
X
(cm).
87

4.58
4.5088
.
1
1





n
i
n
i
IV
Pi
PiYi
Y
(cm).
Nhưng ở đây ta dời tủ động lực về vò trí mới: X
IV
= 115 cm.
Y
IV
= 7 cm.
STT Tên Thiết Bò Ký
Hiệu
Công Suất
(KW)
X (cm) Y(cm)

NHÓM V: XƯỞNG ĐÓNG CHAI .
1 Dây chuyền đóng
chai.
1 10 45 75
2 P1101 /1 2 7.5 55 5
3 P1101 /2 3 7.5 65 5

25 5 50
54
25
1350
.
1
1





n
i
n
i
V
Pi
PiXi
X
(cm).
33
25

825
.
1
1





n
i
n
i
V
Pi
PiYi
Y
(cm).
Nhưng ở đây ta dời tủ động lực về vò trí mới: X
V
= 5 cm.
Y
V
= 50 cm.
STT Tên Thiết Bò Ký
Hiệu
Công Suất
(KW)
X (cm) Y(cm)
NHÓM VI: XƯỞNG ĐÓNG CAN .

1 Dây chuyền đóng can. 1 10 25 50
2 P1101 /1 2 7.5 33 5
3 P1101 /2 3 7.5 43 5

25 125 120
8.32
25
820
.
1
1





n
i
n
i
VI
Pi
PiXi
X
(cm).
23
25
575
.
1

1





n
i
n
i
VI
Pi
PiYi
Y
(cm).
Nhưng ở đây ta dời tủ động lực về vò trí mới: X
VI
= 125 cm.
LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: DƯƠNG LAN HƯƠNG
SVTH: NGUYỄN ĐẮC TUẤN TRANG: 17
Y
VI
= 120 cm.
STT Tên Thiết Bò Ký
Hiệu
Công Suất
(KW)
X (cm) Y(cm)
NHÓM VII: PHÒNG NỒI HƠI
1 Nồi hơi 1 22 55 90

22
Ở đây ta đặt tủ động lực ở vò trí: X
VII
= 10 cm.
Y
VII
= 5 cm.
2. Vò trí lắp đặt tủ phân phối-Tủ động lực:
 Vò trí tủ phân phối:
Việc xác đònh tâm phủ tải là một cơ sở để thiết đặt tủ phân phối cấp điện
cho phân xưởng. Đây được xem như một trạm chính trong mạng hạ áp của xí
nghiệp, từ tủ phân phối đến các tủ động lực được cấp điện để phân phối đến
từng thiết bò, đối với xí nghiệp đang xét tủ phân phối được chọn là loại 1 lộ
vào và từ năm đến sáu lộ ra.
 Lộ vào của tủ lấy từ trạm biến áp.
 Lộ ra của tủ phân phối cấp điện cho tủ động lực, chiếu sáng…
 Vò trí đặt tủ động lực:
Trên cơ sở phân ra từng nhóm thiết bò trong Xí Nghiệp, mỗi nhóm thiết bò
được cấp điện bởi tủ động lực. Như vậy, vò trí của tủ động lực thường đặt ở
tâm phụ tải nhóm.
Tuy nhiên, đối với mỗi nhóm, việc đặt các tủ động lực do ngøi thiết kế
linh động. Có thể đặt tủ động lực lân cận tâm phụ tải nhóm, cũng có thể đặt tủ
ở một góc tường phân xưởng để đảm bảo tính mỹ quan hay cũng có thể đặt tủ
động lực theo trực quan đặt các tủ động lực gần những thiết bò có công suất
làm việc lớn so với các thiết bò khác trong nhóm.
 Các tủ động lực thường chọn là loại có một lộ vào và 6-8 hoặc 12 lộ ra
tuỳ theo nhu cầu tính chất của thiết bò đặt.
 Lộ vào của tủ động lực nối vào lộ ra của tủ phân phối.
 Lộ ra của tủ động lực cung cấp cho các thiết bò.
Nhà máy gồm 1 tủ phân phối chính, từ tủ phân phối chính đi đến 2 tủ phân

phối phụ là: Tủ phân phối động lực và tủ phân phối chiếu sáng.
Tủ phân phối động lực gồm 7 tủ động lực I, II, III, IV, V, VI, VII.
Tủ phân phối chiếu sáng gồm 3 tủ chiếu sáng I, II, và III.
Tủ động lực I là xưởng Tinh Luyện (tầng trệt).
Tủ động lực II là xưởng Tinh Luyện (tầng trệt).
Tủ động lực III là xưởng Tinh Luyện (tầng 1).
Tủ động lực IV là xưởng Cơ Khí.
Tủ động lực V là xưởng Đóng Chai.
Tủ động lực VI là xưởng Đóng Can.
Tủ động lực VII là phòng Nồi Hơi.

LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: DƯƠNG LAN HƯƠNG
SVTH: NGUYỄN ĐẮC TUẤN TRANG: 18

Chương II:
XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN.
oOo
1. Các phương pháp tính toán phụ tải:
Mục đích xác đònh phụ tải tính toán là số liệu cơ bản đầu tiên giúp ta biết
được mức độ tiêu thụ của từng thiết bò điện và công suất cần thiết là nguồn
điện phải cung cấp, từ đó cho ta chọn các phần tủ điện trong hệ thống điện
một cách hợp lý đảm bảo yêu cầu kỹ thuật và tính kinh tế trong thiết kế cung
cấp điện.
Để tính toán phụ tải, ta sử dụng một số đại lượng sau:
a. Hệ số sử dụng:
Hệ số sử dụng công suất là tỉ số giữa công suất tác dụng trung bình của hộ
tiêu thụ với công suất danh đònh của nó, tức là:
 Hệ số sử dụng đối với một hộ tiêu thụ:
dm
tb

sd
P
P
K 

 Hệ số sử dụng đối với một nhóm hộ tiêu thụ:




n
dm
dm
n
sd
dmnh
tbnh
sdnh
P
PK
P
P
K
1
1
*

b. Hệ số đóng điện:
Hệ số đóng điện cho nhóm hộ tiêu thụ K
đ

là tỉ số của thời gian đóng
điện cho hộ tiêu thụ t
đ
với cả thời gian của cả chu kỳ khảo sát t
ck.
Thời gian
đóng điện cho hộ tiêu thụ t
đ
với thời gian chạy không tải t
kt.

ck
kdv
ck
d
d
t
tt
t
t
K


1

Hệ số đóng điện cho nhóm hộ tiêu thụ K
đ
là giá trò trung bình có trong
số của hệ số đóng điện cho tất cả các hộ tiêu thụ tham gia trong nhóm tính
theo công thức:






n
i
dmi
n
i
dmid
dnh
P
PK
K
1
1

c. Hệ số mang tải:
Hệ số mang tải K
pt
là tỉ số giữa công suất tác dụng thực tế tiêu thụ với
công suất đònh mức của nó và nó chính là phụ tải trong thời gian đóng P
tbđ
thuộc khoảng t
ck.
LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: DƯƠNG LAN HƯƠNG
SVTH: NGUYỄN ĐẮC TUẤN TRANG: 19
d
sd

ddm
cktb
dm
tbd
pt
K
K
tP
tP
P
P
K 


Hệ số theo công suất tác dụng của cả nhóm:
dnh
sdnh
ptnh
K
K
K 

d. Hệ số đònh dạng:
Hệ số đònh dạng của đồ thò phụ tải riêng biệt K
hd
hoặc của cả nhóm K
hd
là tỉ số công suất trung bình bình phương của một hộ tiêu thụ với giá trò trung
bình của nó ở thời gian chúng ta khảo sát.
tb

tbbp
hd
P
K
K 

Hệ số hình dạng này đặt trưng sự không đồng đều của đồ thò phụ tải
theo thời gian, ta có thể lấy giá trò nhỏ nhất của nó bằng 1 khi phụ tải không
đổi.
e. Hệ số công suất tác dụng cực đại Kmax
Hệ số công suất cực đại K
max
và K
max
là tỉ số giữa công suất tính toán
với công suất trung bình P
tb
và P
tb
trong thời gian khảo sát:
tb
tt
P
P
K 
max

Hệ số công suất K
max
và K

max
phụ thuộc vào số tiêu thụ n
hq
và một số hệ
số khác.
f. Hệ số nhu cầu Knc :
Hệ số nhu cầu công suất tác dụng là tỉ số giữa công suất tác dụng tính
toán hoặc công suất tác dụng tiêu thụ với công suất đònh mức của nhóm hộ
tiêu thụ:
max
* KK
P
P
K
sd
dm
tt
nc


g. Hệ số điều kín đồ thò phụ tải Kmax :
Hệ số điều kín đồ thò phụ tải công suất tác dụng K
đk
là tỉ số giữa công
suất tác dụng trung bình và công suất cực đại trong thời gian khảo sát:
max
1
K
K
dk



Hệ số điều kín đồ thò phụ tải K
đk
đóng vai trò quan trọng trong việc
đánh giá đồ thò phụ tải ngày và đêm và đồ thò phụ tải năm của hộ tiêu thụ.
h. Hệ số đồng thời:
Hệ số đồng thời là tỉ số giữa công suất tác dụng tính toán tại nút khảo
sát vớisuất tác dụng cực đại của các nhóm hộ tiêu thụ riêng biệt nối vào nút
đó:
LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: DƯƠNG LAN HƯƠNG
SVTH: NGUYỄN ĐẮC TUẤN TRANG: 20



n
i
tti
tt
dt
P
P
K
1

Hệ số này đặc trưng cho sự xê dòch cực đại của phụ tải các nhóm hộ
tiêu thụ riêng biệt theo thời gian, nó làm giảm cực đại tổng tại nút khảo sát so
với tổng cực đại của các nhóm hộ tiêu thụ riêng biệt.
Đối với thanh góp của nhà máy xí nghiệp, thanh cái của trạm giảm áp
chính là các đường dây tải điện K

đt
= 0.9 1.
2. Các phương pháp xác đònh phụ tải tính toán:
A. Xác đònh phụ tải tính theo công suất đònh mức và hệ số cần dùng K
c
:
 Phụ tải tính toán của nhóm hộ tiêu thụ có cùng chế độ làm việc được tính
như sau:
dmnhcnhttnh
PKP *


tgPQ
ttnhttnh
*



Cos
P
QPS
ttnh
ttnhttnhttnh

22

Trong đó:
 P
ttnh
là công suất tác dụng của 1 nhóm hộ tiêu thụ (KW).

 Q
ttnh
là công suất phản kháng tính toán của 1 nhóm hộ tiêu thụ (KVAR).
 S
ttnh
là công suất biểu kiến tính toán của một nhóm hộ tiêu thụ (KVA).
 K
cnh
là hệ số cần dùng (K
c
=P
i
/P
đm
).
 P
đmnh
là tổng công suất đặt của nhóm hộ tiêu thụ.



n
i
dmidmnh
PP
1

 Hệ công suất trung bình của nhóm thiết bò tiêu thụ.






n
i
dmi
n
i
idm
nh
P
CosP
Cos
1
1
1
*



Từ Cos

ta suy ra được tg

.
 Phụ tải tính toán ở nút của hệ thống cung cấp được xác đònh bằng tổng
phụ tải tính toán của các nhóm hộ tiêu thụ vào nó, có nhân thêm hệ số
đồng thời:
2
1

2
1
*
















n
i
tt
n
i
ttdttt
QPKS

Với tổng P
tt
là tổng công suất phụ tải tác dụng tính toán của các nhóm

hộ tiêu thụ.
Tổng Q
tt
là tổng công suất phản kháng tính toán của các nhóm hộ tiêu
thụ.
K
dt
hệ số đồng thời tính từ 0.85 1.
LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: DƯƠNG LAN HƯƠNG
SVTH: NGUYỄN ĐẮC TUẤN TRANG: 21
Nhận xét: Xác đònh phụ tải tính toán theo công thức P
đm
và hệ số cần
dùng K
c
là phương pháp gần đúng, sơ lược đánh giá phụ tải ở các điểm nút có
nhiều hộ tiêu thụ nối vào hệ thống điện.
B. Phương pháp xác đònh phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ
số K
hd
của đồ thò phụ tải:
Phương pháp này ta có:
tbhdtt
PKP *


22
*
tttttt
tttbhdtt

QPS
tgPtgPKQ




Với: K
hd
là hệ số hình dạng, P
tb
là công suất trung bình của nhóm hộ
tiêu thụ biểu thò giá trò gần đúng trong thời gian nào đó.
Nhận xét: Cách tính trên ta coi P
tt
=P
tbbp
cho nên phép tính không được
chính xác. Tuy nhiên ta có thể áp dụng trong những trường hợp các nhóm hộ
tiêu thụ có đồ thò phụ tải tương đối bằng phẳng (P(t)
_
const và số thiết bò n 
 ).
3. Phụ tải tính toán:
 phụ tải tính toán được xác đònh theo nguyên tắc từ phụ tải trở về nguồn.
 Phụ tải tính toán của xí nghiệp gồm có hai phần:
 Phụ tải mạng động lực.
 Phụ tải mạng chiếu sáng.

 Phụ tải tính toán mạng động lực:
Được xác đònh tính toán theo công suất trung bình và hệ số cực đại K

max
hay còn gọi là phương pháp số thiết bò hiệu quả n
hq.

Đối với phương pháp này cho chúng ta kết quả tương đối chính xác, nhờ
n
hq
ta có thể xét được những yếu tố ảnh hưởng của số lượng thiết bò trong
nhóm, số thiết bò có công suất lớn có sự khác nhau về chế độ làm việc.
Đầu tiên cần xác đònh là công suất đònh mức của từng động cơ trong xí
nghiệp.
a) Xác đònh dòng đònh mức và dòng mở máy của 1 thiết bò:
Để tính toán đơn giản ,cho phép lấy P
đ
 P
đm .

idm
dmi
dmi
CosU
P
I

3


I
mm
= k

mmi
x I
đmi

Trong đó:
 P
đmi
:Công suất đònh mức của từng thiết bò (i).
 U
đm
: Điện áp đònh mức của mạng điện hạ áp.
 Cos

: Hệ số công suất của thiết bò (i).
 K
mmi
: Hệ số mở máy của thiết bò thứ i.
LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: DƯƠNG LAN HƯƠNG
SVTH: NGUYỄN ĐẮC TUẤN TRANG: 22
Đối với thiết bò ngắn hạn lặp lại thì phải qui đổi về chế độ dài hạn.

dmdm
PP 

Trong đó:
 : Hệ số tiếp điện trong lý lòch máy.
 P
đm
: Đònh mức qui đổi về dài hạn.
 Chọn  =0.15 đối với máy hàn.

 Chọn  =0.25 đối với Palăng.
b) Xác đònh phụ tải tính toán theo từng nhóm thiết bò:
Hệ số sử dụng nhóm thiết bò.





n
i
dmi
n
i
dmisdi
dmnh
tbnh
sdnh
P
PK
p
P
K
1
1
*

Hệ số công suất trung bình của nhóm.






n
i
dmi
n
i
idmi
nh
P
CosP
Cos
1
1
*



Số thiết bò hiệu quả của nhóm (n
hq
).













n
i
dmi
n
i
dmi
hq
P
P
n
1
2
1

Tìm hệ số cực đại K
max
, hệ số phụ tải P
pt .

Dựa vào n
hq
tính công suất tính toán phụ tải của nhóm.
Trong đó K
pt
là hệ số phụ tải giữa công suất tác dụng thực tế thiết bò
tiêu thụ và công suất đònh mức K
pt

= 0.8 0.9.
 Nếu n
hq
< 4:
 Nếu n < 4: Phụ tải tính toán nhóm thiết bò được xác đònh.
P
tt
=


n
i
dmi
P
1

Q
tt
= P
tt
tg =


n
i
dmi
itgP
1


 Nếu n  4: Phụ tải tính toán.
P
tt
= k
pti
x


n
i
dmi
P
1

Q
tt
= P
tt
tg =
pti
n
i
dmi
xkixtgP

1


k
pti

: Hệ số phụ tải.
 Nếu n  4: Phụ tải trung bình được xác đònh.
LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: DƯƠNG LAN HƯƠNG
SVTH: NGUYỄN ĐẮC TUẤN TRANG: 23
P
tb
= k
sdnhóm
x


n
i
dmi
P
1

Q
tb
= P
tb
tg
 Phụ tải tính toán của nhóm thiết bò:
P
tt
= k
max
*P
tb

Q
tt
= 1.1*Q
tb
nếu n  10
Q
tt
= Q
tb
nếu n > 10
S
tt
=
22
tttt
QP 

 Công suất trung bình của nhóm:
nhtbnhtbnh
n
i
dmisdnhtbnh
tgPP
PKP

*
*
1






Trong đó:
n: Số thiết bò trong nhóm.
K
sdnh
: Hệ số sử dụng của nhóm thiết bò.
 Tính dòng điện tính toán của nhóm
dm
ttnh
ttnh
U
S
I
*3


 Dòng điện đỉnh nhọn của nhóm được xác đònh .
 Phụ tải cực đại kéo dài trong thời gian từ (12) s thì gọi là phụ tải đònh
nhọn.
 Phụ tải đònh nhọn thường được tính dưới dạng dòng đònh nhọn (I
đn
).
 Dòng điện này dùng để kiểm tra độ lệch điện áp, chọn các thiết bò bảo vệ,
tính toán trò khởi động cơ.
 Đối với một máy, dòng đònh nhọn xuất hiện khi máy có dòng điện mở máy
lớn nhất trong nhóm mở máy.
I
đ

= I
mmmax
+I
tt
- K
sdmax
* I
đmmax

Trong đó:
 I
mmmax
: Là dòng mở máy của thiết bò có dòng mở máy lớn nhất trong
nhóm.
 K
sdmax
:Là hệ số sử dụng của thiết bò có dòng mở máy lớn nhất.
 I
đmmax
: Là dòng đònh mức của thiết bò có dòng mở máy lớn nhất.
 Xác đònh phụ tải tính toán các nhóm:
 Xác đònh phụ tải tính toán nhóm I (xưởng tinh luyện - tầng trệt):

STT TÊN THIẾT BỊ SL CS(KW)
Pđm
Ksd Cos
1

I
đm

(A)
I
mm

(A)
NHÓM I
1 P1134AC 1 0.1 0.6 0.7 0.22 1.08
2 P1134NA 1 0.18 0.6 0.7 0.4 2
LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: DƯƠNG LAN HƯƠNG
SVTH: NGUYỄN ĐẮC TUẤN TRANG: 24
3 P1103NA 1 7.5 0.7 0.75 15.2 76
4 P1182NA 1 2.2 0.6 0.7 4.8 24
5 1182NA/1 1 1.1 0.6 0.7 2.4 12
6 1182NA/2 1 1.1 0.6 0.7 2.4 12
7 P1182S 1 1.5 0.6 0.7 3.3 16.5
8 P1178HW 1 1.5 0.6 0.7 3.3 16.5
9 P1132C 1 4 0.7 0.75 8.1 40.5
10 P534 1 0.1 0.6 0.7 0.2 1
11 P682B 1 7.5 0.7 0.75 15.2 76
12 P834 1 0.1 0.6 0.7 0.22 1.1

Ta giả sử tất cả các động cơ của xưởng Tinh Luyện đều là roto lồng sóc và có
K
mm
= 5  7.
Nhưng ở đây ta chọn K
mm
= 5.
Dòng điện đònh mức và mở máy của bơm axit P1134AC.


dmi
I

22.0
7.0.38.0.3
1.0
3

idm
dmi
CosU
P

(A).
dmimmmmi
IKI *
= 5 * 0.22 = 1.08 (A).
Dòng điện đònh mức và mở máy của bơm sút P1134NA
)(24.0*5*
).(4.0
7.0.38.0.3
18.0
3
AIKI
A
CosU
P
I
dmimmmmi
idm

dmi
dmi




Dòng điện đònh mức và mở máy của máy bơm sút P1103NA.
 
 
AIKI
A
CosU
P
I
dmimmmmi
idm
dmi
dmi
762.15*5*
2.15
75.0.38.0.3
5.7
3




Các thiết bò còn lại tính tương tự và các kết quả cho vào bảng trên.

 Công suất đònh mức của nhóm I.




12
1
1
88.26
i
dmidmnh
KWPP

 Số thiết bò hiệu quả của nhóm I.
2.5
11.139
53.722
12
1
2
2
12
1
1













i
dmi
i
hqnh
P
Pdmi
n

 Hệ số sử dụng K
sd
của nhóm I.
LUẬN ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: DƯƠNG LAN HƯƠNG
SVTH: NGUYỄN ĐẮC TUẤN TRANG: 25
67.0
88.26
028.18
*
12
1
12
1
1
1
1




í
dmnh
dmisdi
dmnh
tbnh
sdnh
P
PK
P
P
K

 Hệ số công suất trung bình của nhóm I.
Cos
tbnh1
=
74.0
88.26
766.19
12
1
1
12
1



dmnh
dm

P
xCosP


 tg
tbnh1
= 0.91
 Công suất tác dụng trung bình của nhóm I.
P
tbnh1
= K
sdnh1
x

12
1
dmi
P
= 0.67 x 26.88 = 18 (KW)
 Công suất phản kháng trung bình của nhóm I.
Q
tbnh1
= P
ttnh1
x tg
tbnh1
= 18 x 0.91 = 16.38 (KVAr)
 Công suất tác dụng tính toán của nhóm I.
Với n
hqnh1

và K
sdnh1
ta tra được K
max
=1.26
P
ttnh1
= K
max
x P
tbnh1
= 1.26 x 18 = 22.68 (KW)
 Công suất phản kháng tính toán của nhóm I.
Q
ttnh1
= 1.1xQ
tbnh1
= 1.1x16.38 = 18 (KVAr)
 Công suất biểu kiến tính toán của nhóm I.
     
AQPS
ttnhttnhttnh
291868.22
22
2
1
2
11


 Dòng điện tính toán của nhóm I .
 
A
U
S
I
dm
ttnh
ttnh
44
38.0.3
29
.3
1
1


 Dòng điện đỉnh nhọn của nhóm I.
Với máy bơm P1103NA có dòng điện mở máy lớn nhất là: 76(A)
I
đnnh1
= I
mm max
+ (I
tt nh1
– K
sd
x I
đmmaxnh1)
= K

mm
x I
đmmaxnh1
+ (I
tt nh1
– K
sd
x I
đmmaxnh1
)
= 5 x 15.2 + (44 – 0.67 x 15.2)
=109.8 (A)

 Xác đònh phụ tải tính toán nhóm II (xưởng tinh luyện – tầng trệt):

STT TÊN THIẾT BỊ SL CS(KW)
Pđm
Ksd Cos
1

I
đm
(A)
I
mm

(A)
NHÓM II
1 P501 1 7.5 0.7 0.75 15.2 76
2 P635 1 5.5 0.6 0.7 11.9 59.5

3 P622/1 1 11 0.7 0.8 20.9 104.5