đồ án kỹ thuật điện điện tử Thiết kế cung cấp điện cho công ty sản xuất đường REXAM

KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP
LỜI NÓI ĐẦU
Trong công cuộc công nghiệp hoá - hiện đại hoá đất nước, công nghiệp
điện lực giữ vai trò đặc biệt quan trọng bởi điện năng là nguồn năng lượng
được dùng rộng rãi nhất trong các nghành kinh tế quốc dân.
Công nghiệp luôn là khách hàng tiêu thụ điện lớn nhất. Trong tình hình
kinh tế thị trường hiện nay, các xí nghiệp lớn nhỏ, các tổ hợp sản xuất đều
phải hạch toán kinh doanh trong sự cạnh tranh quyết liệt về chất lượng và giá
cả sản phẩm. Điện năng thực sự đóng góp một phần quan trọng vào lỗ lãi của
xí nghiệp. Nếu xảy ra mất điện thì xí nghiệp sẽ không có lãi thậm chí là thua
lỗ. Chất lượng điện xấu sẽ ảnh hưởng lớn đến chất lượng sản phẩm, gây thứ
phẩm, phế phẩm, giảm hiệu suất lao động. Vì thế đảm bảo độ tin cậy cấp điện
và nâng cao chất lượng điện năng là mối quan tâm hàng đầu của đề án thiết kế
cấp điện cho xí nghiệp công nghiệp.
Một phương án cung cấp điện hợp lý là phải kết hợp một cách hài hoà các
yêu cầu về kinh tế, độ tin cậy cung cấp điện, độ an toàn 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 chất lượng điện năng nằm trong phạm vi cho phép.
Và cũng phải thuận lợi cho việc mở rộng và phát triển trong tương lai. Công
trình thiết kế quá dư thừa sẽ gây lãng phí, công trình thiết kế không đúng tiêu
chuẩn sẽ gây ra hậu quả khôn lường: gây sự cố mất điện, gõy chỏy nổ, làm
thiệt hại đến tính mạng và tài sản nhân dân.
Xuất phát từ nhu cầu thực tế kết hợp với học tập, và được sự đồng ý của
Khoa Cơ Điện - Trường ĐH Nông Nghiệp Hà Nội, dưới sự hướng dẫn trực
tiếp của thầy giáo Phan Văn Thắng, cùng toàn thể các thầy cô trong Bộ môn
Cung cấp và sử dụng Điện và cán bộ công nhân viên công ty REXAM tôi tiến
hành thực hiện đề tài:
“ Thiết kế cung cấp điện cho công ty sản xuất đường REXAM ”.
1
KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP
Chương 1

ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN VÀ KINH TẾ XÃ HỘI
KHU ĐẶT NHÀ MÁY CÔNG NGHIỆP
1.1. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN
1.1.1. Vị trí địa lý
Công ty REXAM sản xuất đường nằm trong cụm công nghiệp REXAM
HANAKA thị xã Từ Sơn – Bắc Ninh.
1.1.2. Khí hậu
Bắc Ninh có khí hậu nhiệt đới có mùa đông lạnh, cả năm có 4 mùa rõ
rệt, nhiệt độ tháng lạnh nhất là từ 7
0
c - 12
0
c. Nhiệt độ thỏng núng nhất là từ
28
0
c – 37
0
c,lượng mưa trung bình hàng năm là 2200 - 2500 mm. Độ ẩm
không khí trung bình là 80%. Độ ẩm cao nờn đó ảnh hưởng không nhỏ đến
các thiết bị, khí cụ điện cũng như ảnh hưởng không nhỏ đến sản phẩm của
nhà máy. Do đó làm tăng chi phí vận hành, sửa chữa, bảo dưỡng, giảm tuổi
thọ các thiết bị cũng như tăng vốn đầu tư ban đầu.
1.1.3. Địa hình địa chất
Cụm công nghiệp REXAM HANAKA là vùng đất rộng, bằng phẳng,
có độ cao trung bình từ 4 – 4,5 m so với mực nước biển. Chất đất tại nơi đặt
công ty là đất thịt. Theo kết quả khảo sát địa chất công trình thì hệ số điện trở
suất của đất ở nhà máy là ρ = 10
4
(Ώcm).
1.1.4. Sơ đồ mặt bằng và diện tích tổng thể

Sơ đồ mặt bằng của nhà máy biểu diễn trên hình vẽ: Bản vẽ 1.1(trong
phần Phụ Lục)
Công ty có quỹ đất đã được quy hoạch trước. Diện tích đất nhà máy có
chiều dài 140 m, chiều rộng 70 m.
2
KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP
- Diện tích tổng thể của khu đất của công ty là: 9800 m
2
Các dữ liệu ban đầu :
Trạm biến áp trung gian 110/10kv đặt cách xa nhà máy 5km cung
cấp điện cho xí nghiệp bằng hai lộ đường dây trên không có T
max
= 5200 h,
Sơ đồ và công suất của các phân xưởng của xí nghiệp cho ở phụ lục.
Nội dung cần thực hiện:
1-Xác định phụ tải toàn xí nghiệp .
2- Chọn phương án nối dây mạng cao áp
3-Thiết kế cấp điện cho các phân xưởng
4-tớnh toỏn bự cosϕ cho xí nghiệp
Bảng công suất đặt của các phân xưởng.
số tt
Tên phân xưởng
công suất
đặt
hệ số công
suất cosϕ
1
Phân xưởng ép mía
350 0,6
2 Phân xưởng lò hơi 240 0,62

3
Phân xưởng nấu
210 0,62
4
Phân xưởng ly tâm
230 0,6
5
Phân xưởng thành phẩm
100 0,65
6
Kho
30 0,7
7
Phòng KCS
120 0,65
8
Xưởng sửa chữa cơ khí
tt tt
9
Trạm bơm
250 0,8
10
Thắp sáng các khu vực
tt tt
3
KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP
Danh sách các thiết bị của phân xưởng sữa chữa cơ khí
t/t
Tên thiết bị
Công suất

đặt
t/t
Tên thiết bị
Công
suất đặt
Nhóm 1
Nhóm 4
1
2
3
4
5
6
7
8
Máy tiện ren
Cẩu trục
Máy tiện ren
Máy tiện ren
Máy tiện ren
Máy khoan đứng
Máy phay vạn
năng
Quạt gió
10
24,2
8,1
4,5
20
0,85

7
1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Máy tiện ren
Máy tiện ren
Máy tiện ren
Máy tiện ren
Máy mài phá
Máy phay vạn năng
Máy khoan bàn
Máy mài thô
Máy BA hàn
Quạt gió
8,1
20
4,5
14
2,8
7
0,65
2,8

24,6
1
Nhóm 2 Nhóm 5
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Máy khoan bàn
Máy khoan bàn
Máy phay vạn
năng
Máy cưa
Máy mài thô
Máy mài thô
Máy mài phá
Máy mài vạn
năng
0,65
0,65
7
1
2,8
2,8
2,8

4,5
4,5
1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Máy mài dao,cắt gọt
Máy mài vạn năng
Máy cắt mép
Máy mài mũi khoan
Máy dũa
Máy mài trong
Máy mài phẳng
Máy tiện ren
Máy bào giường
Máy mài thô
0,65
17,,5
4,5
1,5
2,5
4,5
2,8

10
20
2,8
4
KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP
11 Máy phay vạn
năng
Quạt gió
Máy khoan đứng
4,5 11 Quạt gió 1
Nhóm 3
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Lò nhiệt luyện
Lò mạ thiếc
quạt lò rèn
Bể ngâm có tăng
nhiệt
Tủ sấy
Máy cuốn dây
Khoan bàn
Khoan đứng

Quạt gió
Búa máy
3
3,3
1,5
4
3
1
0,8
4,5
1
5
5
1
8
7
6

5
3
4
2
KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP
4
Chương II
XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI CHO TOÀN XÍ NGHIỆP
Phụ tải điện là những thiết bị dùng điện, biến đổi điện năng thành các dạng
năng lượng khác. Phụ tải điện là một đại lượng đặc trưng cho công suất tiêu
thụ của các thiết bị điện hoạc của các hộ tiêu điện điện năng.
Phụ tải tính toán theo điều kiện phát nóng dược gọi tắt là phụ tải tính toán.

Đó là phụ tải giả thiết không đổi lâu dài của các phần tử trong hệ thống cung
6
9
KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP
cấp điện tương đương với phụ tải thực tế biến đổi theo điều kiện tác động
nhiệt nặng nề nhất.
Phụ tải điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: Công suất, số lượng các thiết
bị và chế độ vận hành cũng như các quy trình công nghệ của thiết bị trong vận
hành. Do vậy việc xác định chính xác phụ tải tính toán là việc rất khó khăn và
rất quan trọng.
Những yêu cầu đối với một đề án thiết kế cung cấp điện .
Một đề án thiết kế cấp điện dù cho bất kỳ đối tượng nào cũng cần
thoả mãn những yêu cầu sau:
1>Độ tin cõỵ cấp điện:Mức độ đảm bảo liên tục cấp điện tuỳ theo vào
tính chất và yêu cầu của phụ tải.Với những công trình cấp điện quan trọng cấp
quốc gia như, Hội trường quốc hội,Nhà khách chính phủ, ngân hầng nhà
nước, Đại sứ quán, Bệnh viện, Khu quân sự khu công nghiệp ,mạng lưới giao
thụng…phải đảm bảo liên tục cấp điện ở mức cao nhất, nghĩa là với bất kỳ
tình huống nào cũng không để mất điện. Những đối tượng kinh tế như nhà
máy, xí nghiệp ,tổ hợp sản xuất,tốt nhất là thiết kế lăp đặt thêm máy phát điện
dự phũng,khi mất điện sẽ dùng diiện máy phát điện dự phòng cấp cho những
phụ tải quan trọng như lũ,phõn xưởng sản xuất chớnh …khỏch sạn cũng nên
đặt thêm máy phát dự phũng.Tuy nhiờn quyền quyết định đặt máy phát dự
phòng hoàn toàn phía khách hàng quyết định. Nngười thiết kế chỉ là cố vấn ,
gợi ý giúp họ cân nhắc, so sánh, lựa chọn phương án cấp điện. Cho tới thời
điểm này các khu vực dân cư chưa có điều kiên lắp đặt hai nguồn.
2- Chất lượng điện. Chất lượng điện được đánh giá qua hai chỉ tiêu là
tần số và điện áp . Chỉ tiêu tần số là do cơ quan điều khiển hệ thống quốc gia
điều chỉnh, người thiết kế chỉ đảm bảo chất lượng điện áp cho khách hàng.
Nói chung điện áp ở lưới trung áp và hạ áp chỉ cho phép dao động quanh giá

7
KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP
trị định mức + 5%, ở những xí nghiệp, phân xưởng yêu cầu điện áp cao như
may, hoá chất, cơ khí chính xác điện tử chỉ cho phép điện áp dao động + 2,5%
.
3- An toàn. Công trình cung cấp điện phải được thiết kế có tính an toàn
cao : An toàn cho người vận hành, người sử dụng và cho chính thiết bị điện,
toàn bộ công trình. Người thiết kế ngoài việc tính toán chính xác chọn đúng
các thiết bị và khí cụ điện còn phải nắm vững những quy định về an toàn ,
hiểu rõ môi trường cấp điện và đặc điểm của từng đối tượng cấp điện . Bản
vẽ thi công phải hết sức chính xác chi tiết, những chỉ dẫn rõ ràng và cụ thể.
Cần nhấn mạnh là khâu lắp đặt có ý nghĩa hết sức quan trọng làm nâng cao
hay hạ thấp tính an toàn của công trỡnh , khõu này dễ bị làm ẩu , làm khác với
thiết kế và không tuân thủ các quy định về an toàn .
Cuối cùng là những cán bộ quản lý, vận hành hệ thống cấp điện và người sử
dụng điện đều phải có ý thức chấp hành tuyệt đối những quy trình, quy tắc
vận hành và sử dụng điện an toàn.
4- Kinh tế .Trong quá trình thiết kế thường xuất hiện nhiều phương án
và khi lắp đặt lại phát sinh thêm nhiều vấn đề. ví dụ như cấp điện cho xí
nghiệp sản xuất tiêu dùng nào đó cú nờn đặt máy phát hay không, đường dây
cao áp nên thiết kế một hay hai tuyến, dùng dây dẫn trên không hay cáp ,
tuyến dõy nờn hỡnh tia hay khụng… Mỗi phương pháp đều có tính ưu và
nhược điểm riêng, đều có những mâu thuẫn hai mặt giữa kinh tế và kỹ thuật.
Mỗi phương án đắt tiền thường có ưu điểm là độ tin cậy cao và chất lượng
điện cũng cao hơn. Thường đánh giá kinh tế phương án cấp điện qua hai đại
lượng. Vốn đầu tư và phí tổn vận hành, phương án kinh tế không phải là
phương án có vốn đầu tư ít nhất mà là phương án tổng hoà vốn của hai đại
8
KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP
lượng trên sao cho thời hạn thu vốn đầu tư là sớm nhất . Phương án lựa chọn

được gọi là phương án đầu tư.
Ngoài bốn yêu cầu đã nêu trên : Người thiết kế cần lưu ý sao cho hệ
thống cấp điện thật đơn giản gọn nhẹ, dễ thi cụng,vận hành, dễ sử dụng và
không làm mất cảnh quan môi trường…
Đối với đề án thiết kế cấp điện cho nhà máy sản xuất đường, chúng ta cần
phải nắm vững và hiểu rõ tính chất sản xuất kinh doanh của nhà máy .
Thứ nhất: Nhà máy được thiết kế hoạt động dựa vào nguồn điện chủ
yếu của những máy phát tuabin chạy bằng hơi nước do vậy vận dụng được
lượng bã mía của chính nhiên liệu và khi thiết kế các nhà sản xuất đã tính toán
cân bằng giữa lượng điện sản xuất ra và lượng điện tiêu thụ. Qua khảo sát tìm
hiểu tại một số nhà máy em thấy rằng những nhà máy vào cỡ trung bình về
công suất và tính hiện đại của kỹ thuật thì hầu như lượng điện của máy phát
tuabin đem lại đã đáp ứng đủ lượng điện tiêu thụ của toàn nhà máy. chính vì
vậy việc thiết kế lắp đặt hệ thống cung cấp điện lưới quốc gia cần lưu ý đến
thời điểm mà nhà máy sử dụng điện nhiều nhất. Và theo như thiết kế của nhà
máy thì vào thời điểm mùa vụ đã qua nhà máy đang trong giai đoạn sửa chữa
thì điện lưới quốc gia là nguồn điện chính, và tất nhiên ta hiểu rằng giữa công
suất điện tiêu thụ cho sản suất và công suất cho việc sửa chữa và bảo dưỡng là
chênh lệch nhau rất nhiều.
Thứ hai : Nhà máy chủ yếu được thiết kế lắp đặt ở những vùng xa dân
cư và đô thị, gần sông suối do vậy ta cần nắm vững những khó khăn về địa
hình mà thiết kế sao cho hiệu quả nhất .
Nhà máy đường REXAM là một nhà máy bao gồm nhiều phân xưởng nhỏ
cấu thành. Vì vậy để xác định được phụ tải tính toán của nhà máy ta phải đi
9
KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP
xác định phụ tải tính toán của các phân xưởng sau đó mới xác định phụ tải
tính toán của toàn nhà máy.
I. TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH
TOÁN

1. Các phương pháp xác định phụ tải
1.1. Xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích
sản xuất
Công thức tính:
P
tt
= P
o
* F (kW) (1-1)
Trong đó: P
o
: suất phụ tải tính toán trên một đơn vị diện tích (kW/m
2
)
F : diện tớch vựng quy hoạch hoặc vùng thiết kế (m
2
)
Giá trị P
o
tra trong sổ tay kỹ thuật, tài liệu thiết kế hoặc do yêu cầu của nhà
sản xuất. Các giá trị này có được do kinh nghiệm vận hành thống kê lại mà
có.
Phương pháp này chỉ cho kết quả gần đúng vì vậy thường dùng trong quy
hoạch hoặc thiết kế sơ bộ. Nó được dùng để tính toán phụ tải các phân xưởng
có mật độ máy móc sản xuất phân bố tương đối đồng đều như các phân xưởng
gia công cơ khí, dệt, sản xuất ô tô, vòng bi
1.2. Xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn
vị sản phẩm
Đối với phụ tải không thay đổi hoặc ít thay đổi theo thời gian. Phương pháp
này chỉ có kết quả gần đúng nên phương pháp này chỉ dùng trong quy hoạch

hoặc thiết kế sơ bộ.
P
tt
=
T
WM
o
*
(kW) (1-2)
Trong đó: M - số lượng sản phẩm sản xuất trong một khoảng thời gian T
10
KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP
W
o
- định mức tiêu thụ điện năng trên một đơn vị sản phẩm
(kWh/đvsp)
T

- thời gian (h) để sản xuất ra M sản phẩm
Đây là phương pháp tính toán phụ tải có độ chính xác không cao. Thường
được áp dụng cho các thiết bị điện có đồ thị phụ tải ít biến đổi như: quạt gió,
máy bơm nước, máy nén khớ v.v khi đó phụ tải tính toán gần bằng phụ tải
trung bình và kết quả tính tương đối chính xác.
1.3. Xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu
Công thức tính:
P
tt
= k
nc
. ∑P

đmi
(kW) (1-3)
Q
tt
= P
tt
. tgφ (kVAr) (1-4)
S
tt
= P
tt
/cosφ (kVA) (1-5)
Trong đó:
P
đmi
: công suất định mức của thiết bị thứ i
P
tt
, Q
tt
, S
tt
: công suất tác dụng, phản kháng, và công suất toàn
phần tính toán của nhóm thiết bị.
Ta có : k
nc
= k
max
. k
sd

(1-6)
Hoặc : k
nc
= k
sd∑
+
hq
sd
n
k
∑
−
1
(1-7)
k
sd∑
=
đmi
đmisdi
P
Pk
∑
∑
.
(1-8)
Phương pháp này có ưu điểm là đơn giản, tính toán thuận tiện vì thế nó
là một trong những phương pháp được dùng rộng rãi. Nhược điểm chủ yếu
của phương pháp này là kém chính xác, vì hệ số k
nc
tra trong sổ tay là một số

liệu cố định trước không phụ thuộc vào chế độ vận hành và số thiết bị trong
nhóm máy. Trong đó theo công thức (1-6) hệ số nhu cầu phụ thuộc vào các
11
KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP
yếu tố kể trờn.Nếu chế độ vận hành và số thiết bị trong nhóm máy thay đổi
nhiều thì kết quả tính toán theo hệ số nhu cầu sẽ không chính xác.
Phương pháp này dung cho tính toán sơ bộ hoặc dùng trong quy hoạch
điện.
1.4. Xác định phụ tải theo hệ số đồng thời
Công thức tính:
P
tt
= k
đt
. ∑P
tti
(1-9)
Trong đó:
P
tt
– công suất tính toán của nhóm n thiết bị
∑P
tti
– công suất tính toán của m thiết bị trong tổng số n thiết
bị
k
đt
- hệ số đồng thời
Phương pháp này thể hiện tính chất làm việc đồng thời của các phụ tải.
Theo phương pháp này công suất tính toán xác định dựa vào công suất lớn

nhất tại các thời điểm phụ tải cực đại, thông thường người ta lấy phụ tải cực
đại theo ngày và phụ tải cực đại đêm. Phương pháp này áp dụng thuận tiện
cho cỏc nhúm thụ điện có công suất hơn kém nhau không quá 4 lần. Trong
thực tế phương pháp này thường được áp dụng đối với phụ tải sinh hoạt, áp
dụng khi tính toán tại một nút của hệ thống cung cấp điện.
P
tt
= Max
ttiddt
ttindt
Pk
Pk
∑
∑
(1-10)
+ Đối với phụ tải động lực theo quy trình công nghệ sản xuất
Ta có: k
nđt
= 0,8 ữ 1 (hệ số đồng thời ban ngày)
k
dđt
= 0,3 ữ 0,7 (hệ số đồng thời ban đêm)
+ Đối với phụ tải chiếu sáng
12
KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP
Ta có: k
nđt
= 0,3 ữ 0,5
k
dđt

= 0,8 ữ 1
1.5. Phương pháp xác định phụ tải theo số gia
Công thức tính:
P
tt
= P
i
+ k
i+1
* P
i+1
Nếu P
i+1
< P
i
(1-11)
Trong đó: k
i+1
=
41,0
5
04,0
1
−







+
i
P
(1-12) đối với mạng điện hạ
áp
Phương pháp này áp dụng đối với việc tổng hợp phụ tải của cỏc nhúm
khác nhau. Phụ tải tổng hợp xác định bằng cách cộng từng đôi một, lấy giá trị
của phụ tải lớn cộng với số gia của phụ tải bé. Yêu cầu hai nhóm phụ tải phải
được xác định tại cùng một thời điểm. Trong trường hợp phụ tải thành phần
không ở cùng một thời điểm thì cần tính tới hệ số tham gia vào cực đại của
chúng. Ưu điểm của phương pháp này là đơn giản dễ tính và khá chính xác.
1.6. Xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại k
max
và công suất trung
bình P
tb
(còn gọi là phương pháp xác định theo số thiết bị dùng điện hiệu quả
n
hq
)
Công thức tính:
P
tt
= k
max
. k
sdΣ
.
∑
=

n
i
đmi
P
1
(1-13)
Hệ số cosφ
tb
xác định theo công thức sau, hoặc tra phụ lục
cosφ
tb
=
∑
∑
=
=
n
i
i
n
i
ii
P
P
1
1
cos
ϕ
(1-14)
Công suất phản kháng của nhúm tớnh theo công thức

Q
tt
= P
tt
. tgφ
tb
(1-15)
Công suất toàn phần S
tt
= P
tt
/cosφ
tb
(1-16)
13
KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP
Trong đó:
P
đmi
– công suất định mức của thiết bị thứ i. (kW)
k
max,
, k
sdΣ
– hệ số cực đại và hệ số sử dụng của nhóm thiết bị;
Trong công thức trên ta thấy cần phải xác định hệ số k
max
và k
sdΣ
;

a/ Xác định hệ số sử dụng k
sd

Hệ số sử dụng có thể tìm được bằng cách tra sổ tay thiết bị điện. Hoặc tính
theo công thức sau:
+ Đối với một thiết bị:
k
sd
=
đm
tb
P
P
(1-17)
+ Đối với một nhóm thiết bị:
k
sdtb
=
∑
∑
=
=
=
n
i
đmi
n
i
tbi
đm

tb
P
P
P
P
1
1
(1-18)
Xác định hệ số sử dụng trung bình k
sdtb
của thiết bị, nhóm thiết bị theo công
thức:
k
sdtb
=
∑
∑
=
=
n
i
đmi
n
i
sdiđmi
P
kP
1
1
.

(1-19)
Hoặc với hệ số k
sdtb
được xác định dựa vào tính chất làm việc của dây chuyền
sản xuất, ta dựa vào số ca làm việc để xác định k
sdtb
được tra [bảng 2-2 trang
621 sách Cung cấp điện - Nguyễn xuõn Phỳ chủ biên - NXB Khoa học kĩ
thuật].
b/ Hệ số k
max
được tính theo n
hq
và k
sd
k
max
=
tb
tt
P
P
(1-20)
14
KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP
Số thiết bị hiệu quả n
hq
: là số thiết bị giả thiết cú cựng công suất và chế độ
làm việc, chúng đòi hỏi phụ tải bằng phụ tải tính toán của nhóm thiết bị thực
tế. Các bước tính toán như sau:

- Chọn những thiết bị có công suất lớn mà công suất định mức của mỗi thiết
bị này bằng hoặc lớn hơn một nửa công suất của thiết bị có công suất lớn
nhất trong nhóm.
- Xác định số n là tổng số thiết bị trong nhóm và ứng với tổng công suất định
mức P
đm
.
- Xác định số n
1
là số thiết bị có công suất không nhỏ hơn một nửa công suất
của thiết bị có công suất lớn nhất, ứng với n
1
xác định tổng công suất định
mức P
1
.
- Nếu m = P
đmmax
/ P
đmmin
≤ 3 thì n
hq
= n
- Nếu m > 3, k
sd
≥ 0,2 thì n
hq
=
max
1

2
dm
n
i
dmi
P
P
∑
=
(1-21) khi tính toán nếu n
hq
> n thì n
hq
=n
- Nếu m > 3, k
sd
< 0,2 thì :
Tìm giá trị:
n
*
=
n
n
1
(1-22)
p
*
=
P
P

1
(1-23)
Xác định n
hq
*
= f(n
*
, p
*
) bằng cách tra [bảng 1.4 trang 323 - Hệ thống
cung cấp điện XN&ĐT- Nguyễn công Hiền chủ biên] và sử dụng
phương pháp nội suy ta xác định được n
*
hq
hoặc tính theo công thức
0.95
*
* 2 *2
( ) (1 )
* *
1
hq
n
P P
n n
=
−
+
−
(1-24)

15
KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP
Xác định số thiết bị hiệu quả: n
hq
= n*
hq
. n (1-25)
Tra [ bảng 1.5 trang 324 – Hệ thống cung cấp điện XN&ĐT - Nguyễn công
Hiền chủ biên] và sử dụng phương pháp nội suy ta xác định: k
max
= f(k
sd,
n
hq
)
Hoặc xác định theo công thức: k
max
= 1+
∑
∑
−
sd
sd
hq
k
k
n
1
5.1
(1-26)

c/ Một số trường hợp cụ thể
Khi tính toán phụ tải theo phương phỏp trên trong một số trường hợp cụ thể
có thể dựng cỏc công thức tính gần đúng như sau:
+ Trường hợp n ≤ 3 và n
hq
< 4 phụ tải tính toán được tính theo công thức:
P
tt
= ∑P
đmi
(1-27)
Đối với thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại thì:
S
tt
=
875,0
.
dmđm
S
ε
(1-28)
+ Trường hợp n > 3 và n
hq
< 4 phụ tải tính toán xác định theo công thức:
P
tt
= k
pti
. ∑P
đmi

(1-29)
Trong đó :
k
pti
: là hệ số phụ tải của từng máy
Nếu không có số liệu chính xác, hệ số phụ tải (k
pt
) lấy gần đúng là
k
pt
= 0,9 đối với thiết bị làm việc ở chế độ dài hạn;
k
pt
= 0,75 đối với thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại;
+ Nếu n
hq
> 300 và k
sd
< 0,5 thì hệ số cực đại k
max
được lấy ứng với n
hq
= 300
Còn khi n
hq
> 300 và k
sd
< 0,5 thì:
P
tt

= 1,05 . k
sd
. P
đm
(1- 30)
+ Đối với nhóm thiết bị có chế độ làm việc lâu dài với đồ thị phụ tải bằng
phẳng thì hệ số cực đại có thể lấy bằng 1 và do đó phụ tải tính toán của
nhóm thiết bị lấy bằng giá trị trung bình của các phụ tải lớn nhất tức là:
P
tt
= P
tb
= k
sd
. ∑P
đm
(1-31)
16
KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP
d/ Đánh giá phương pháp
Phương pháp này cho kết quả tương đối chính xác vì khi xác định số thiết
bị hiệu quả chúng ta đó xột tới một loạt 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.
1.7. Phương pháp tính toán một số phụ tải đặc biệt
Còn nếu trong mạng có thiết bị một pha thì phải phân phối đều các thiết bị đú
lờn ba pha của mạng sao cho công suất tiêu thụ giữa các pha tương đương
nhau, tuy nhiên thực tế không thể tránh khỏi sự chênh lệch công suất giữa các
pha.
Nếu phụ tải một pha đấu vào điện áp pha của mạng 3 pha:

P
đmqđ
= 3 . P
1pha.max
(1-32)
Công thức quy đổi phụ tải 1 pha sang phụ tải 3 pha khi đấu vào điện áp dây.
P
đmqđ
=
3
. P
đm.ph.max
(1-33)
+ P
đm.ph.max
: Phụ tải định mức của pha mang tải lớn nhất. (kW)
Nếu trong nhúm cú thiết bị tiêu thụ điện làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp
lại thì phải quy đổi về chế độ làm việc dài hạn trước khi xác định n
hq
theo
công thức:
P
qđ
=
đm
ε
. P
đm
(1-34)
Trong đó:

+ ε
đm
: hệ số đóng điện tương đối phần trăm, cho trong lý lịch máy.
17
KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP
1.8. Phương pháp tính toán phụ tải đỉnh nhọn
Phụ tải đỉnh nhọn là phụ tải cực đại xuất hiện trong khoảng 1-2 giây.
Phụ tải đỉnh nhọn thường được tính dưới dạng dòng điện đỉnh nhọn I
đn
. Chỳng
ta tính dòng điện đỉnh nhọn để kiểm tra độ lệch điện áp, chọn các thiết bị bảo
vệ, tính toán điều kiện khởi động của động cơ. Trong thực tế không những
quan tâm đến dòng điện đỉnh nhọn mà còn quan tâm đến tần số xuất hiện của
nó. Trong mạng điện dòng điện đỉnh nhọn xuất hiện khi khởi động động cơ,
hồ quang hoặc máy hàn làm việc.
I
đn
= I
kđ
= k
kđ
. I
đm
(1-35)
k
kđ
: hệ số khởi động cơ điện, đối với động cơ KĐB thì k
kđ
= 5 ữ 7
Đối với lò điện, máy biến áp hàn k

kđ
≥ 3
Theo phương pháp này thì phụ tải đỉnh nhọn của nhóm thiết bị sẽ xuất
hiện khi thiết bị cú dũng khởi động lớn nhất mở mỏy còn các thiết bị khác
trong nhóm đang làm việc bình thường và được tính theo công thức sau:
I
đn
= I
kđ.max
+ (I
tt
– k
sd
. I
đm.max
) (1-36)
Trong đó:
+ I
kđ.max
: dòng khởi động của động cơ lớn nhất trong nhóm máy.
+ I
tt
: dòng điện tính toán của nhóm máy.
+ I
đm.max
: dòng định mức của thiết bị đang khởi động.
+ k
sd
: hệ số sử dụng của động cơ lớn nhất.
2. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA NHÀ MÁY

*Lựa chọn phương pháp tính toán tổng hợp phụ tải:
+ Tổng hợp phụ tải động lực giữa các thiết bị trong một nhóm ta sử dụng
phương pháp hệ số cực đại k
max
và công suất trung bình
+ Tổng hợp phụ tải chiếu sáng trong phân xưởng sử dụng phương pháp suất
chiếu sáng trên một diện tích
18
KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP
+ Tổng hợp phụ tải giữa các nhóm với nhau hoặc giữa phụ tải động lực, chiếu
sáng và phụ tải sinh hoạt sử dụng phương pháp số gia.
Bảng1. Số liệu các phân xưởng
TT Tên phân xưởng P
đ
,kw
Cosϕ
Diện tích,
m
2
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Phân xưởng ép
Phân xưởng lò

Phân xưởng nấu
Phân xưởng ly tâm
Phân xưởng thành phẩm
Kho
Phòng KCS
PX cơ khí
Trạm bơm
350
240
210
230
100
30
120
tt
250
0,6
0,62
0,62
0,6
0,65
0,7
0,65
tt
0,8
800
1100
1100
800
1000

400
200
300
150
I Xỏc định phụ tải tính toán phân xưởng 1.
1. Công suất tính toán động lực. P
đ
= 350 kw
P
đl
= K
nc
. P
đ
= 0,7. 350 = 245 (kw)
2. Công suất tính toán chiếu sáng .
P
ttcs
= P
0
. S = 14 . 800 = 11,2 (kw)
Q
ttcs
= P
ttcs
.tgϕ = 11,2 . 0,88 = 9,856 (kvar)
Vì chọn đèn huỳnh quang nên hệ số công suất lấy trung bình cosϕ =0,75.
3/ Công suất tính toán PX.
P
ttpx

= P
đl
+ P
ttcs
= 245 + 9,856 =255 (kw)
4/ Công suất phản kháng của phân xưởng. Cosϕ = 0,6→ tgϕ = 1,33
19
KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP
Q
tt
= P
đl
. tgϕ = 245 . 1,33 =326 (kvar)
Q
ttpx
= Q
tt
+ Q
cs
= 326 + 11,2 = 337 (kvar)
5/ Công suất tính toán phân xưởng.
S
ttpx
= √ P
2
ttpx
+ Q
2
ttpx
= √ (255)

2
+(337)
2
= 422 (KVA)
Qua phương pháp tính như trên ta sẽ lần lượt xác định được phụ tải tính
toán của các phân xưởng còn lại, và sau đây là bảng tổng kết các kết quả tính
toán của các phân xưởng tính theo P
đ
và K
n
Bảng 2. Bảng số liệu phụ tải tớnh cỏc phân xưởng
TT Tên phân
xưởng
Cos
ϕ
P
đ
Kw
P
đl
kw
P
cs
kw
P
tt
Kw
Q
cs
Kvar

Q
tt
Kvar
S
tt
KV
A
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Phân xưởng ép
Phân xưởng lò
phân xương
nấu
P X ly tâm
P X thành
phẩm
Kho
Phòng kcs
PX cơ khí
Trạm bơm
0,6
0,62
0,62

0,6
0,65
0,7
0,65
0,68
0,8
350
240
210
230
100
30
120
250
245
168
147
138
70
21
84
175
11,2
11
16.5
11,2
3
4
2,8
3,6

3
255
179
163
149
73
25
86,8
107
178
9,8
8,8
14,5
9.8
6,2
3,5
2,4
4,7
2,6
337
234
219
207
91
28,5
101
137
136
422
394

273
255
117
38
133
173
224
Ở bảng trên số liệu tính toán của phân xưởng cơ khí đã được tính ở mục
sau.
20
KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP
II Xỏc định phụ tải tính toán phân xưởng cơ khí
Đối với phân xưởng này hệ số Cosϕ được chọn theo sổ tay kỹ thuật, lấy
theo hệ số trung bình của từng nhóm thiết bị.
1/. Xác định phụ tải tính toán nhóm 1.
Bảng 3. Bảng công suất P
đ
nhóm
TT Tên thiết bị P
đ
, kw
1
2
3
4
5
6
7
8
Máy tiện ren

Cẩu trục
Máy tiện ren
Máy tiện ren
Máy tiện ren
Máy khoan đứng
Máy phay vạn năng
Quạt gió
10
24,2
8,1
4,5
20
0,85
7
1
Trong nhóm thiết bị này. Có thiết bị cẩu trục cần phải quy đổi về chế độ
dài hạn vì sự hoạt động của cẩu trục là ngắn hạn.
Ta có: P
qđ
= P
đm
. √ K
đ
% ; Trong đó K
đ
lấy = 0,2
= 24,2 . √ 0,2 = 10,6 (kw)
Trong nhóm này ta có:

3

n = 8 , n
1
= 3 → n
*
=  = 0,4
21
KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP
P
1 10 + 10,6+ 20
P
*
=  = = 0,65
P
∑
62,05
Tra bảng n
*
.→n
hq*
= 0,75 → n
hq
= 0,75. 8 = 6
Tra bảng k
sd
= 0,16 ta được k
max
= 2,64.
- Phụ tải tính toán nhóm 1. hệ số cosϕ được chọn = 0,6
P
tt

= 2,64 . 0,16 .62 = 26 (kw)
Q
tt
= 26. 1,33 = 34,8 (kvar)
2/.Xác định phụ tải nhóm 2. Chọn Cosϕ = 0,6
tt Tên thiết bị P
đ
, kw
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Máy khoan bàn
Máy khoan bàn
Máy máy phay vạn năng
Máy cưa
Máy mài thô
Máy mài thô
Máy mài phá
Máy mài vạn năng
Máy phay vạn năng
Quạt gió
Máy khoan đứng

0,65
0,65
7
1
2,8
2,8
2,8
4,5
4,5
1
4,5
n= 11 , n
1
= 4
22
KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP
n
*
= 0,36 , P
*
= 0,65
Tra bảng. n
hq*
= 0,68. 11 =7,48= n
hq
K
sd
= 0,16 và n
hq
= 7 ta được K

max
= 2,48.
- Phụ tải tiớnh toỏn nhúm 2.
P
tt
= 2,48 . 0,16. 32,2 = 12,7 (kw)
Q
tt
= 12,7 . 1,33 = 17 (kvar)
3/. Xác định phụ tải nhóm 3. Lấy cosϕ = 0,75
Tt Tên thiết bị P
đ
, kw
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Lò nhiệt luyện
Lò mạ thiếc
Quạt lò rèn
Bể ngâm tăng nhiệt
Tủ sấy
Máy cuốn dây
Khoan bàn

Khoan đứng
Quạt gió
Búa máy
3
3,3
1,5
4
3
1
0,8
4,5
1
5
n=10 , n
1
= 6
23
KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP
n
*
= 0,6. P
*
= 0,84
Tra bảng n
hq*
= 0,75, n
hq
= 0,75.10 = 7,5
K
sd

=0,16 , n
hq
≈ 8 ta được k
max
= 2,31
-Phụ tải tính toán nhóm 3.
P
tt
= 0,16 . 2,31 . 27,1 = 10 (kw)
Q
tt
= 10. 0,88 = 8,8 (kvar)
4/.Xác định phụ tải nhóm 4 .lấy cos
ϕ
= 0,6
Bảng 4. Công suất P
đ
nhóm 4
tt Tên thiết bị P
đ
, kw
1
2
3
4
5
6
7
8
9

10
Máy tiện ren
Máy tiện ren
Máy tiện ren
Máy tiện ren
Máy mài phá
Máy phay vạn năng
Máy khoan bàn
Máy mài thô
Máy biến áp hàn
Quạt gió
8,1
20
4,5
14
2,8
7
0,65
2,8
24,6
1
Trong nhóm này có thiết bị MBA hàn phải quy đổi về chế độ dài hạn và
điện áp 3 pha.ϕ
24
KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP
P
qđ
= √ 3 .24,6 = 41,8 (kw)
P
qđ

Về dài hạn chọn K
đ
điện % theo số liệu MBA hàn là 0,6 (60%)
P
qđ
= 41,8. √ 0,6 = 32 (kw)
n= 10 , n
1
=2 → n
*
= 0,2
P
*
= 0,56 Tra bảng ta được n
hq
= 0,54 . 10 = 5,4→ K
max
= 2,87
-Phụ tải tính toán nhóm 4.
P
tt
= 0,16 . 2,84 . 92,8 = 42 (kw)
Q
tt
= 42 .1,33 = 55,8 (KVAR)
25