Thiết kế cung cấp điện cho 1 phân xưởng sản suất điện

ĐỒ ÁN MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN
THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO MỘT PHÂN XƯỞNG SẢN XUẤT
CÔNG NGHIỆP
Sinh viên : Đặng Vũ Trung Kiên
Lớp : Đ5H1
GVHD : Phạm Anh Tuân
Tên đồ án : Thiết kế cung cấp điện cho một phân xưởng sản xuất công
nghiệp
Tỷ lệ phụ tải điện loại I là: 70%
Hao tổn điện áp cho phép trong mạng điện hạ áp ∆U
cp
= 3,5%.
Hệ số công suất cần nâng lên là cos
ϕ
= 0,90.
Hệ số chiết khấu: I = 12%
Thời gian sử dụng công suất cực đại: T
M
= 4500h
Công suất ngắn mạch tại điểm đấu điện: S
k
= 7,64 MVA
Thời gian tồn tại của dòng ngắn mạch t
k
= 2,5s
Khoảng cách từ nguồn điện đến trung tâm của phân xưởng: L = 150 m
Chiều cao nhà xưởng H = 4,7m
Giá thành tổn thất điện năng C
∆
= 1500đ/kWh.
Suất thiệt hại do mất điện g

th
= 8000đ/kWh.
Đơn giá tụ bù là 110.10
3
đ/kVAr, chi phí vận hành tụ bằng 2% vốn đầu tư
Suất tổn thất tụ ΔP
b
= 0,0025 kW/kVAr
Giá điện trung bình g = 1250 đ/kWh
Điện áp lưới phân phối là 22kV
Đặng Vũ Trung Kiên – Đ5H1 Page 1
Phụ tải của phân xưởng cơ khí - sửa chữa:
Số hiệu trên
sơ đồ
Tên thiết bị
Hệ số
K
sd
cos
ϕ
Công suất đặt P
(kW)
1; 8 Máy mài nhẵn tròn 0,35 0,67 3; 10
2; 9 Máy màn nhẵn phẳng 0,32 0,68 1,5; 4
3; 4; 5 Máy tiện bu lông 0,3 0,65 0,6; 2,2; 4
6; 7 Máy phay 0,26 0,56 1,5; 2,8
10; 11; 19; 20;
29; 30
Máy khoan 0,27 0,66
0,6; 0,8; 0,8; 0,8;

1,2; 1,2
12; 13; 14; 15;
16; 24; 25
Máy tiện bu lông 0,30 0,58
1,2; 2,8; 2,8; 3;
7,5; 10; 13
17 Máy ép 0,41 0,63 10
18; 21 Cần cẩu 0,25 0,67 4; 13
22; 23 Máy ép nguội 0,47 0,70 40; 55
26; 39 Máy mài 0,45 0,63 2; 4,5
27; 31 Lò gió 0,53 0,9 4; 5,5
28; 34 Máy ép quay 0,45 0,58 20; 30
32; 33 Máy xọc, (đục) 0,4 0,6 4; 5,5
35; 36; 37; 38 Máy tiện bu lông 0,32 0,55 1,5; 2,8; 4,5; 5,5
40; 43 Máy hàn 0,46 0,82 28; 28
41; 42; 45 Máy quạt 0,65 0,78 5,5; 7,5; 7,5
44 Máy cắt tôn 0,27 0,57 2,8
Đặng Vũ Trung Kiên – Đ5H1 Page 2
3
6
3
7
21
3
8
32
33
39
41
40

42
43
44
45
23
12
4
13
5
1
4
1
5
6
1
6
7
2
4
2
5
26
31
Sơ đồ mặt bằng phân xưởng:
Đặng Vũ Trung Kiên – Đ5H1 Page 3
27
L ỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay, với xu thế hội nhập, quá trình công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước
đang diễn ra một cách mạnh mẽ. Trong quá trình phát triển đó, điện năng đóng vai
trò rất quan trọng. Do đó ngày nay điện năng được sử dụng rộng rãi trong hầu hết

các lĩnh vực của đời sống. Cùng với xu hướng phát triển mạnh mẽ của nền kinh tế,
đời sống xã hội ngày càng được nâng cao, nhu cầu sử dụng điện năng trong các lĩnh
vực công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ tăng lên không ngừng. Để đảm bảo những
nhu cầu to lớn đó, chúng ta phải có một hệ thống cung cấp điện an toàn và tin cậy.
Với đồ án: “Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho một xí nghiệp công nghiệp”, sau
một thời gian làm đồ án, dưới sự hướng dẫn của thầy giáo. Đến nay, về cơ bản em
đã hoàn thành nội dung đồ án môn học này. Do thời gian có hạn nên không thể
tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong được sự chỉ bảo, giúp đỡ của các thầy cô
để đồ án này được hoàn thiện hơn. Đồng thời giúp em nâng cao trình độ chuyên
môn, đáp ứng nhiệm vụ công tác sau này.
Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Phạm Anh Tuân đã giúp em hoàn thành
đồ án này.
Hà Nội, tháng 5 năm 2013
Sinh viên thực hiện:
Đặng Vũ Trung Kiên
Đặng Vũ Trung Kiên – Đ5H1 Page 4
CHƯƠNG I
TÍNH TOÁN PHỤ TẢI CHIẾU SÁNG
1.1 Nguyên tắc và tiêu chuẩn chiếu sáng
1.1.1 Yêu cầu đối với chiếu sáng:
Trong công nghiệp cũng như trong công tác và đời sống, ánh sáng nhân tạo
rất cần thiết, nó thay thế và bổ sung cho ánh sáng thiên nhiên. Việc chiếu sáng ảnh
hưởng trực tiếp đến năng suất lao động và sức khoẻ của người lao động trong
công tác cũng như trong sinh hoạt. Vì vậy chiếu sáng phải đảm bảo các yêu cầu tối
thiểu nhất định, các yêu cầu này được xem như tiêu chuẩn chất lượng ánh sáng, là
nguyên tắc để định ra tiêu chuẩn và thiết kế chiếu sáng.
Đảm bảo độ chiếu sáng đủ và ổn định.
+ Nguyên nhân làm ánh sáng dao động là sự dao động của điện áp, vì vậy tiêu
chuẩn quy định điện áp chỉ được dao động với ∆U
Cf

= ± 2,5% U
đm
. Trong phân xưởng
cơ khí nguyên nhân gây ra dao động là chế độ làm việc không đều của máy công cụ.
+ Một nguyên nhân khác làm ánh sáng dao động là sự rung động cơ học của
đèn điện cho nên đèn phải được giữ cố định.
Quang thông phân bố đều trên toàn mặt chiếu sáng (mặt công tác).
+ Không có các miền cố độ chênh lệch quá lớn về độ sáng, không có các bóng
tối quá, đặc biệt là các bóng tối di động. Sự chênh lệch độ chiếu sáng làm mắt luôn
phải điều tiết để thích nghi do đó chóng mỏi mệt, các bóng tối di động dễ gây ra tai
nạn lao động.
- Không có ánh sáng chói trong vùng nhìn của mắt, làm mắt chóng mỏi và khó
điều tiết.
Nguyên nhân của ánh sáng chói có thể là: nguồn sáng có dây tóc lớn lộ ra
ngoài, có các vật phản xạ mạnh. Nguồn sáng chớp cháy, để hạn chế ánh sáng chói có
thể dùng ánh sáng gián tiếp, góc bảo vệ thích hợp, bóng đèn mờ.
1.1.2 Tiêu chuẩn chiếu sáng:
Tiêu chuẩn chiếu sáng quy định độ chiếu sáng tối thiểu cho các nơi, các loại
công tác khác nhau. Tiêu chuẩn được xây dựng trên cơ sở cân nhắc về kinh tế, kỹ
thuật nhằm bảo đảm vừa đủ các yêu cầu đã nêu, độ chiếu sáng tối thiểu được quy
định căn cứ vào các yêu cầu sau:
Kích thước của vật nhìn khi làm việc và khoảng cách của nó tới mắt, hai yếu tố
này được thể hiện thông qua hệ số K : K =
b
a
Đặng Vũ Trung Kiên – Đ5H1 Page 5
6000mm
36000mm
34
a : kích thước vật nhìn

b : khoảng cách từ vật nhìn tới mắt
Nếu K càng nhỏ thì độ chiếu sáng càng phải lớn.
Mức độ tương phản giữa vật nhìn và nền. Nếu độ tương phản càng nhỏ thì
càng khó nhìn, do đó nếu độ tương phản nhỏ thì đòi hỏi độ chiếu sáng lớn.
Hệ số phản xạ của vật nhìn và nền, nếu hệ số phản xạ lớn thì độ chiếu
sáng cần nhỏ.
Cường độ làm việc của mắt, phụ thuộc vào đặc điểm riêng biệt của từng công
tác. Nếu công tác đòi hỏi tập trung thị giác thì đòi hỏi độ chiếu sáng cao.
Ngoài các yếu tố trên khi quy định các quy định chiéu sáng còn xét đến các yếu
tố riêng biệt khác như sự cố mặt của các vật dễ gây nguy hiểm trong điện công tác,
sự có mặt của các thiết bị tự chiếu sáng
1.2 Hệ thống chiếu sáng
Có hai hệ thống chiếu sáng: chiếu sáng chung và chiếu sáng kết hợp giữa chiếu
sáng chung với chiếu sáng bộ phận.
- Chiếu sáng chung là hệ thống chiếu sáng mà toàn bộ mặt công tác được
chiếu sáng bằng đèn chung.
+ Ưu điểm là mặt công tác được chiếu sáng đều hợp với thị giác, mặt khác có
thể dùng công suất đơn vị lớn, hiệu suất sử dụng cao .
+ Nhược điểm là lãng phí điện năng và chỉ chiếu sáng được một phía từ đèn
tới.
- Chiếu sáng kết hợp là hệ thống chiếu sáng trong đó một phần ánh sáng chiếu
chung, phần còn lại chiếu riêng cho nơi công tác.
+ Ưu điểm là độ chiếu sáng ở nơi công tác được nâng cao do chiếu sáng bộ
phận, có thể điều khiển quang thông theo hướng cần thiết và có thể tắt các chiếu
sáng bộ phận khi không cần thiết do đó tiết kiệm điện.
1.3 Các loại và chế độ chiếu sáng
1.3.1 Các loại chiếu sáng:
Có hai loại chiếu sáng
Chiếu làm việc đảm bảo đủ ánh sáng cần thiết ở nơi làm việc và trên phạm vi
nhà máy

.Chiếu sáng sự cố đảm bảo lượng ánh sáng tối thiểu khi mất ánh sáng làm
việc, hệ thống chiếu sáng sự cố cần thiết để kéo dài thời gian làm việc của công
nhân vận hành và đảm bảo an toàn cho người rút ra khỏi phòng sản xuất.
Đặng Vũ Trung Kiên – Đ5H1 Page 6
1.3.2 Chế độ chiếu sáng:
Chiếu sáng trực tiếp, toàn bộ ánh sáng được chuyển trực tiếp đến mặt thao tác.
Chiếu sáng nửa trực tiếp, phần lớn ánh sáng chuyển trực tiếp vào mặt thao
tác, phần còn lại chiếu sáng gián tiếp.
Chiếu sáng nửa gián tiếp, phần lớn ánh sáng chiếu gián tiếp vào mặt công tác,
phần còn lại chiếu trực tiếp.
Chiếu sáng gián tiếp, toàn bộ ánh sáng được chiếu gián tiếp vào mặt công tác.
Chiếu sáng trực tiếp có hiệu quả cao nhất, kinh tế nhất nhưng để có độ chiếu
sáng đều đèn phải treo cao, dễ sinh ánh sáng chói. Các chế độ chiếu sáng còn lại
hiệu suất thấp vì một phần ánh sáng bị hấp thụ nên thường được dùng trong khu
vực hành chính, sinh hoạt, còn đối với phân xưởng sửa chữa cơ khí ta dùng chế độ
chiếu sáng trực tiếp.
1.4 Chọn hệ thống và đèn chiếu sáng
1.4.1 Chọn hệ thống chiếu sáng:
Việc chọn hệ thống chiếu sáng phải đảm bảo các yêu cầu chiếu sáng và ưu
điểm của hệ thống chiếu sáng .
Hệ thống chiếu sáng chung: khi yêu cầu đảm bảo độ sáng đồng đều trên mặt
bằng sản xuất, không đòi hỏi cường độ thị giác cao và lâu, không thay đổi hướng
chiếu trong quá trình công tác.
Hệ thống chiếu sáng cục bộ: khi những nơi mà các bộ mặt công tác khác nhau
yêu cầu độ chiếu sáng khác nhau và được chia thành từng nhóm ở các khu vực
khác nhau trên mặt công tác.
Hệ thống chiếu sáng kết hợp: khi những nơi thị giác cần phải làm việc chính
xác, nơi mà các thiết bị cần chiếu sáng mặt phẳng nghiêng và không tạo ra các
bóng tối sâu.
Vây đối với phân xưởng sửa chữa cơ khí đòi hỏi độ chính xác cao trong quá

trình làm việc nên ta chọn hệ thống chiếu sáng kết hợp .
1.4.2 Chọn loại đèn chiếu sáng:
Thường dùng hai loại đèn sau :
+ Bóng đèn sợi đốt
+ Bóng đèn huỳnh quang.
Các phân xưởng sản xuất ít dùng đèn huỳnh quang vì đèn huỳnh quang tần số
f = 50Hz gây ra ảo giác không quay đối với các động cơ không đồng bộ, nguy hiểm
cho người vận hành máy, dễ gây tai nạn lao động. Do đó ta dùng đèn sợi đốt cho
phân xưởng sửa chữa cơ khí.
Đặng Vũ Trung Kiên – Đ5H1 Page 7
1.5. Khái quát chung về phân xưởng sửa chữa cơ khí:
Độ rọi yêu cầu chiếu sáng phân xưởng E
yc
= 100 lux.
Hệ thống làm mát và thông thoáng bằng quạt trần và quạt hút. Hao tổn điện
áp cho phép từ nguồn đến đầu vào của các thiết bị dùng điện ∆U
cp
= 3.5%
Hệ số công suất cần nâng lên là cos
ϕ
= 0.9
Kích thước của nhà xưởng: a x b x H (rộng, dài, cao) là: 24 x 36 x 3,7 m
Điểm đấu điện cách nhà xưởng: L = 150 m
Thời gian sử dụng công suất cực đại: T
M
= 4500 h
Công suất ngắn mạch tại điểm đấu điện: S
k
= 7,64 MVA
Thời gian tồn tại của dòng ngắn mạch t

k
= 2,5s
1.6. Thiết kế chiếu sáng:
Vì xưởng sửa chữa có nhiều máy điện quay nên ta chọn đèn sợi đốt với công
suất 200W và quang thông F = 3000 lumen.
Chọn độ cao treo đèn: h
1
= 0.7m
Chiều cao của mặt bằng làm việc: h
2
= 0.8m
Chiều cao tính toán: h = H – h
2
-h
1
= 4,7 – 0,8 – 1,6 = 2,3m.
Với loại đèn dùng để chiếu sáng cho phân xưởng sản xuất khoảng cách giữa
các đèn được xác định theo tỷ lệ
h
L
= 1,8
Tức là: L = 1.8 x h = 1.5 x 2,3 = 4,14 m
Căn cứ vào kích thước của nhà xưởng ta chọn khoảng các giữa các đèn là: L
d
=
4,1m; L
n
= 4,1m
Đặng Vũ Trung Kiên – Đ5H1 Page 8
Kiểm tra điều kiện:

4,1 4,1
1,75
3 2
< <
và
4.1 4.1
1,6
3 2
< <
Như vậy bố trí đèn là hợp lý.
Số lượng đèn tối thiểu để đảm bảo độ đồng đều của chiếu sáng là
N
min
= 6.9 = 54 đèn.
Chỉ số phòng :
26,6
)2436(3,2
3624
)(
.
=
+
×
=
+
=
bah
ba
ϕ
Coi hệ số phản xạ của nhà xưởng là: Trần 0.5; Tường: 0.3

Xác định hệ số lợi dụng ánh sáng tương ứng với chỉ số phòng 6,26 là: k
ld
= 0.59
(bảng 47.pl). Lấy hệ số dự trữ là:
δ
dt
= 1.2; Hệ số hiệu dụng của đèn là
η
= 0.58. Xác
định tổng quang thông cần thiết:
F =
.
100 24 36 1.2
151490,3
0.58 0.59
yc dt
d ld
E S
k
δ
η
× × ×
= =
×
lm
Số lượng đèn cần thiết đảm bảo độ rọi yêu cầu:
N =
5,50
3000
3,151490

==
∑
Fd
F
đèn < N
min
= 54 đèn.
Như vậy sơ đồ tính toán chiếu sáng trên là hợp lý.
Đặng Vũ Trung Kiên – Đ5H1 Page 9
Độ rọi thực tế:
lx
ba
kNF
E
dt
ldd
469,53
2.13624
59.058.0543000

=
××
×××
==
δ
η
Ngoài chiếu sáng chung cần trang bị thêm:
- Mỗi máy 1 đèn công suất 100W để chiếu sáng cục bộ, cho 2 phong vệ sinh 2
phòng thay đồ mỗi phòng 1 bóng đèn 100W.
___________________________________

CHƯƠNG II
TÍNH TOÁN PHỤ TẢI ĐIỆN
2.1 CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN
2.1.1 Xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ số cực đại.
Theo phương pháp này:
P
tt
= K
Max
. P
tb
= K
Max
. K
sd
.
∑
=
n
i
ni
P
1
Trong đó:
P
tb
- công suất trung bình của phụ tải trong ca mang tải lớn nhất.
P
đm
- công suất định mức của phụ tải.

K
sd
- hệ số sử dụng công suất của phụ tải.
K
Max
- 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 (k
sdi
; p
đmi
; cosϕ
i
; ).
2.1.2 Xác định phụ tải tính toán theo hệ số nhu cầu.
Theo phương pháp này thì
Đặng Vũ Trung Kiên – Đ5H1 Page 10
∑
=
=
n
i
ninctt
PkP
1
Trong đó:

K
nc
- Hệ số nhu cầu của nhóm phụ tải.
hd
sd
sdnc
n
k
kk
∑
∑
−
+=
1
P
ni
- 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
2.1.3 Xác định phụ tải theo suất tiêu hao năng lượng
Nếu phụ tải điện không thay đổi hoặc thay đổi ít theo thời gian thì công suất tính
toán có thể lấy bằng công suất trung bình và được xác định theo biểu thức:

T
dM
P
tb
.

=
P
tt
= K
M
. P
tb
Trong đó:
d - [kWh/đvsp] Định mức tiêu thụ điện năng của một sản phẩm.
M - Khối lượng sản phẩm được sản xuất ra trong thời gian T (1 ca; 1 năm)
P
tb
- Phụ tải trung bình của xí nghiệp.
Nếu phụ tải điện thay đổi theo thời gian thì:
P
tt
= K
M
. P
tb
K
M
- Hệ số cực đại công suất tác dụng.
Phương pháp tính toán phụ tải đơn giản nhưng có độ chính xác không cao, nó
thường được ứng dụng trong tính toán sơ bộ đối với các cơ sở ổn định, tính toán phụ
tải thuỷ lợi vv.Trong quy hoạch sơ bộ công suất tính toán có thể xác định theo mật độ
phụ tải trên một km
2
diện tích.
F

tt
= γ.F , kW
γ - Mật độ phụ tải, kW/km
2
;
F - Diện tích vùng quy hoạch ; km
2
.
Đặng Vũ Trung Kiên – Đ5H1 Page 11
2.1.4 Xác định phụ tải theo hệ số đồng thời
Hệ số đồng thời thể hiện tính chất làm việc đồng thời của các phụ tải. Theo
phương pháp này công suất tính toán được xác định dựa vào công suất lớn nhất tại các
thời điểm cực đại. Công suất tính toán là giá trị lớn nhất trong các giá trị công suất ở
các thời điểm cực đai. Thông thường ta chọn hai thời điểm: cực đại ngày và cực đại
đêm, lúc đó:







=
∑
∑
=
=
n
i
ni

đ
đt
n
i
ni
n
đt
tt
Pk
Pk
P
1
1
.
.
max
, – hệ số đồng thời tại các thời điểm cực đại ngày và đêmm xác định theo biểu
thức:
hd
đt
n
qp
pk
.
5,1+=
Phương pháp này thường được áp dụng thuận tiện cho các nhóm thiết bị tiêu thụ
điện có công suất lớn hơn kém nhau không quá bốn lần. Trong thực tế, phương pháp
này thường được áp dụng đối với phụ tải sinh hoạt
2.1.5 Phương pháp cộng phụ tải giữa các nhóm
2.1.5.1 Phương pháp số gia

Phương pháp này được áp dụng khi các nhóm phụ tải có các tính chất khác nhau.
Phụ tải tổng hợp của hai nhóm được xác định bằng cách cộng giá trị của phụ tải lớn
với số gia của phụ tải bé.
P
1-2
= P
max
+ ∆P
i
P
Σ
= P
1
+ ∆P
2
nếu P
1
> P
2
P
Σ
= P
2
+ ∆P
1
nếu P
1
< P
2
∆P

i
– Số gia của công suất P
i
112
221
PkP
PkP
P
+
+
=
∑

)(
)(
21
21
PP
PP
<
>
Hệ số k
i
được xác định:
41,0
5
04,0
−







=
i
i
P
k
Đối với mạng điện hạ áp
Đặng Vũ Trung Kiên – Đ5H1 Page 12
38,0
5
04,0
−






=
i
i
P
k
Đối với mạng điện cao áp
Phương pháp này đơn giản, dễ tính và khá chính xác, nhưng phụ tải tổng hợp của
hai nhóm phải được xác định ở cùng một thời điểm. Trong trường hợp các phụ tải
thành phần không ở cùng thời điểm thì cần tính tới hệ số tham gia vào cực đại của

chúng.
2.1.5.2 Phương pháp tổng hợp tải theo hệ số nhu cầu
Nếu các nhóm thụ điện có cùng tính chất, thì có thể coi mỗi nhóm là một hộ
dùng điện với hệ số sử dụng tổng hợp của nhóm, lúc đó công suất tổng hợp của các
nhóm được xác định theo hệ số nhu cầu :
∑
=
=
n
i
ninctt
PkP
1
Trong đó:
K
nc
- Hệ số nhu cầu của nhóm phụ tải.
N
k
kk
sd
sdnc
∑
∑
−
+=
1
Với N là số nhóm và k
sd
Σ

là hệ số sử dụng tổng hợp chung
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 toán và 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.
Trong đồ án này với phân xưởng SCCK ta đã 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.
2.2. TÍNH TOÁN PHỤ TẢI ĐIỆN
2.2.1. Phụ tải chiếu sáng:
Tổng công suất chiếu sáng chung (coi hệ số đồng thời là 1)
P
cs.ch
= k
dt
.N.P
d
= 1.54 .200 = 10800 W
Đặng Vũ Trung Kiên – Đ5H1 Page 13
Trong phân xưởng cơ khí có 45 máy.
Chiếu sáng cục bộ: P
cb
= (45+4) x 100 = 4900 W
Vậy tổng công suất chiếu sáng là: 10800 + 4900 = 15700 W = 15.7kW
Vì dùng đèn sợi đốt nên hệ số cos
ϕ

của nhóm chiếu sáng bằng 1.
2.2.2. Phụ tải thông thoáng và làm mát.
Căn cứ vào diện tích phân xưởng, phân xưởng sẽ được trang bị 20 quạt trần mỗi
quạt 120 W và 10 quạt hút mỗi quạt 80 W; công suất trung bình của nhóm là 0,8.
Tổng công suất thông thoáng và làm mát :
P
lm
= 20.120 + 10.80 = 3200 W=3,2kW
2.2.3. Phụ tải động lực:
2.2.3.1. 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
, k
nc
; cosϕ; 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 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 lộ ra từ tủ động lực
có thể chỉ đi 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.
Đặng Vũ Trung Kiên – Đ5H1 Page 14
Dựa theo nguyên tắc phân nhóm phụ tải điện đã 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 5 nhóm phụ tải.
2.2.3. Xác định phụ tải tính toán cho các nhóm phụ tải
a. Xác định phụ tải tính toán nhóm 1:
TT Số hiệu Tên thiết bị k
sd
cosφ Pi
,
kW
1 1 máy mài nhẵn tròn 0,35 0,67 3
2 2 máy mài nhẵn phẳng 0,32 0,68 1,5
3 8 máy mài nhẵn tròn 0,35 0,67 10
4 9 máy mài nhẵn phẳmg 0,32 0,68 4
5 17 máy ép 0,41 0,63 10
6 19 máy khoan 0,27 0,66 0,8
7 20 máy khoan 0,27 0,66 0,8
8 27 lò gió 0,53 0,9 4
Tổng 34,1
Đặng Vũ Trung Kiên – Đ5H1 Page 15

Tacó:
k
sd∑
= = = 0,380117
Tra bảng 2.pl.bt ta được: k
b
=3,6
Tỷ số giữa công suất lớn nhất và bé nhất là:
b
kk >== 5,12
8,0
10
Vậy nên: Số lượng hiệu dụng
( )
755,4
53,244
1,34
2
2
2
==
∑
=
∑
i
i
hd
P
P
n

664,0
755,4
38,01
38.0
1
=
−
+=
∑
−
+
∑
=⇒
hd
sd
sd
nc
n
k
kk

Công suất tính toán là:
655,221,34664,0 =×==
∑
inctt
PkP
(kW)
Hệ số công suất trung bình phụ tải động lực nhóm I là:

686.0
1,34
406,23
cos
cos
1
1
===
∑
∑
=
=
n
i
i
n
i
ii
P
P
ϕ
ϕ
Công suất biểu kiến:
)(00644,33
686,0
655,22
cos
kVA
P
S

tt
tt
===
ϕ
Công suất phản kháng:
)(03,2481,0tan655,22tan. kVArPQ
tttt
=×==
ϕ
Đặng Vũ Trung Kiên – Đ5H1 Page 16
b, Xác định phụ tải tính toán nhóm 2:
TT Số hiệu Tên thiết bị k
sd
cos
φ
Pi
,
kW
P
i
cosφ
i
k
sd∑
1
3 Máy tiện bu lông 0,3 0,65 0,6
0,39 0,18
2
4 Máy tiện bu lông 0,3 0,65 2,2
1,43 0,66

3
5 Máy tiện bu lông 0,3 0,65 4
2,6 1,2
4
10 Máy khoan 0,27 0,66 0,6
0,396 0,162
5
11 Máy khoan 0,27 0,66 0,8
0,528 0,216
6
12 Máy tiện bu lông 0,3 0,58 1,2
0,696 0,36
7
13 Máy tiện bu lông 0,3 0,58 2,8
1,624 0,84
8
18 Cần cẩu 0,25 0,67 4
2,68 1
9
22 Máy ép nguội 0,47 0,7 40
28 18,8
10
23 Máy ép nguội 0,47 0,7 55
38,5 25,85
TỔNG
111,2 76,844
49,26
8
Ta có
1

1
0,3.(0,6 2,2 4 1,2 2,8) 0,27.(0,8 0,6) 4.0,25 0, 47.(40 55)
0.443
111.2
n
i sdi
i
n
sd
i
i
Pk
k
P
=
=
+ + + + + + + + +
= = =
∑
∑
∑
Tra bảng ta có 4< k
b
<5
Tỷ số giữa công suất lớn nhất và bé nhất là:
b
kk >== 66,91
6,0
55
Vậy nên:

( )
2,646
4672,48
111,2
2
2
2
==
∑
=
∑
i
i
hd
P
P
n


1
1 0.443
0.443 0.785
2.646
sd
nc
sd
hd
k
k k
n

−
−
∑
⇒ = + = + =
∑
Công suất tính toán là:
87,3382,111785,0
=×==
∑
inctt
PkP
(kW)
Hệ số công suất trung bình là:
Đặng Vũ Trung Kiên – Đ5H1 Page 17
0,691
2,111
76,884
cos
cos
1
1
===
∑
∑
=
=
n
i
i
n

i
ii
P
P
ϕ
ϕ
Công suất biểu kiến
39,126
69,0
338,87
cos
===
ϕ
tt
tt
P
S
(kVA)
Công suất phản kháng
353,91808,0tan338,87tan. =×==
ϕ
tttt
PQ
(kVar)
c. Xác định phụ tỉnh tính toán nhóm 3:
TT
Số
hiệu
Tên thiết bị k
sd

cosφ Pi
,
kW P
i
cosφ
i
k
sd∑
1
6 Máy phay 0,26 0,56 1,5 0,84 0,39
2
7 Máy phay 0,26 0,56 2,8 1,568 0,728
3
14 Máy tiện bu lông 0,3 0,58 2,8 1,624 0,84
4
15 Máy tiện bu lông 0,3 0,58 3 1,74 0,9
5
16 Máy tiện bu lông 0,3 0,58 7,5 4,35 2,25
6
24 Máy tiện bu lông 0,3 0,58 10 5,8 3
7
25 Máy tiện bu lông 0,3 0,58 13 7,54 3,9
8
26 Máy mài 0,45 0,63 2 1,26 0,9
TỔNG
42,6 24,722 12,908
Ta có:
0,304
42,46
12,908

1
1
===
∑
∑
∑
=
=
n
i
i
n
i
sdii
sd
P
kP
k
Tra bảng ta có 3,5<k
b
<4
Tỷ số giữa công suất lớn nhất và bé nhất là:
b
kk >== 666,8
5,1
13
Vậy nên:
( )
5,095
356,18

42,6
2
2
2
==
∑
=
∑
i
i
hd
P
P
n

Đặng Vũ Trung Kiên – Đ5H1 Page 18

0,611
095,5
304,01
304,0
1
=
−
+=
∑
−
+
∑
=⇒

hd
sd
sd
nc
n
k
kk
Công suất tính toán là:
26,0626,42611,0 =×==
∑
inctt
PkP
(kW)
Hệ số công suất trung bình là:
0,580
46,42
24,722
cos
cos
1
1
===
∑
∑
=
=
n
i
i
n

i
ii
P
P
ϕ
ϕ
Công suất biểu kiến:
934,49
580,0
062,26
cos
===
ϕ
tt
tt
P
S
(kVA)
Công suất phản kháng:
573,3695,0tan062.26tan. =×==
ϕ
tttt
PQ
(kVar)
d. Xác định phụ tỉnh tính toán nhóm 4:
Tên thiết bị Ký hiệu P

(kW) k
sd
ϕ

cos
P
i
.k
sd
P.
ϕ
cos
Lò gió 31 5,5 0,53 0,9
2,915 4,95
Máy hàn 40 28 0,46 0,82
12,88 22,96
Máy quạt 41 5,5 0,65 0,78
3,575 4,29
Máy quạt 42 7,5 0,65 0,78
4,875 5,85
Máy hàn 43 28 0,46 0,82
12,88 22,96
Máy cắt tôn 44 2,8 0,27 0,57
0,756 1,596
Máy quạt 45 7,5 0,65 0,78
4,875 5,85
Tổng 84,8
42,756 66,206
Ta có:
Đặng Vũ Trung Kiên – Đ5H1 Page 19
0,504
84,8
42,756
1

1
===
∑
∑
∑
=
=
n
i
i
n
i
sdii
sd
P
kP
k

Tra bảng ta có 5<k
b
<6,5
Tỷ số giữa công suất lớn nhất và bé nhất là:
b
kk >== 2,11
5,2
28
Vậy nên:
( )
4,111
1748,84

84,8
2
2
2
==
∑
=
∑
i
i
hd
P
P
n


0,748
111,4
504,01
504,0
1
=
−
+=
∑
−
+
∑
=⇒
hd

sd
sd
nc
n
k
kk
Công suất tính toán là:
63,4908,84748,0 =×==
∑
inctt
PkP
(kW)
Hệ số công suất trung bình là:
0,807
8,84
68,456
cos
cos
1
1
===
∑
∑
=
=
n
i
i
n
i

ii
P
P
ϕ
ϕ
Công suất biểu kiến:
648,78
807,0
490,63
cos
===
ϕ
tt
tt
P
S
(kVA)
Công suất phản kháng:
4175,46631,0tan49,63tan. =×==
ϕ
tttt
PQ
(kVar)
e. Xác định phụ tỉnh tính toán nhóm 5
T
T
Số
hiệu
Tên thiết bị k
sd

cosφ
Pi
,
kW
P
i
cosφ
i
P
i
K
sd
P
i
2
1
21 Cần cẩu 0,25 0,67 13
8,71 3,25 169
2
28 Máy ép quay 0,45 0,58 22
12,76 9,9 484
Đặng Vũ Trung Kiên – Đ5H1 Page 20
3
29 Máy khoan 0,27 0,66 1,2
0,792 0,324 1,44
4
30 Máy khoan 0,27 0,66 1,2
0,792 0,324 1,44
5
32 Máy đục 0,4 0,6 4

2,4 1,6 16
6
33 Máy đục 0,4 0,6 5,5
3,3 2,2 30,25
7
34 Máy ép quay 0,45 0,58 30
17,4 13,5 900
8
35 Máy tiện bu lông 0,32 0,55 1,5
0,825 0,48 2,25
9
36 Máy tiện bu lông 0,32 0,55 2,8
1,54 0,896 7,84
10
37 Máy tiện bu lông 0,32 0,55 4,5
2,475 1,44 20,25
11
38 Máy tiện bu lông 0,32 0,55 5,5
3,025 1,76 30,25
12
39 Máy mài 0,45 0,63 4,5
2,835 2,025 20,25
Tổng
95,7 56,854 37,699
1682,9
7
Ta có:
0,394
95,7
37,699

1
1
===
∑
∑
∑
=
=
n
i
i
n
i
sdii
sd
P
kP
k
Tra bảng ta có 3,5<k
b
<4
Tỷ số giữa công suất lớn nhất và bé nhất là:
b
kk
>==
25
2.1
30
Vậy nên:
( )

5,441
1682,97
95,7
2
2
2
==
∑
=
∑
i
i
hd
P
P
n


0,654
411.5
394,01
394,0
1
=
−
+=
∑
−
+
∑

=⇒
hd
sd
sd
nc
n
k
kk
Công suất tính toán là:
562,627,95654,0
=×==
∑
inctt
PkP
(kW)
Hệ số công suất trung bình là:
0,594
7,95
56,854
cos
cos
1
1
===
∑
∑
=
=
n
i

i
n
i
ii
P
P
ϕ
ϕ
Công suất biểu kiến
Đặng Vũ Trung Kiên – Đ5H1 Page 21
3088,105
594,0
562,62
cos
===
ϕ
tt
tt
P
S
(kVA)
Công suất phản kháng
71,84935,0tan562,62tan. =×==
ϕ
tttt
PQ
(kVar)
2.2.4. Xác định phụ tải tính toán của toàn phân xưởng:
Tổng hợp phụ tải của 5 nhóm bằng phương pháp hệ số nhu cầu:
Phụ tải tổng hợp của các nhóm thiết bị cũng có thể được xác định theo biểu thức:

P
tt.
Σ
= k
nc
ΣP
tt.i
Trong đó:
k
nc
Σ
- hệ số nhu cầu tổng hợp của các nhóm thiết bị, được xác định theo biểu thức:
N
k
kk
sd
sdnc
Σ
ΣΣ
−
+=
1
;
Với N là số nhóm và k
sd
∑
.
là hệ số sử dụng tổng hợp chung của nhóm:
Bảng tổng hợp phụ tải tính toán của 5 nhóm:
TT Nhóm phụ tải P

tt
(kW) k
sd
cosφ
1 1 22,655 0,380 0,686
2 2 87,338 0,443 0,691
3 3 26,062 0,303 0,580
4 4 63,490 0,504 0,807
5 5 62,562 0,394 0,594
Tổng 262,108 2,024 3,359
Đặng Vũ Trung Kiên – Đ5H1 Page 22
Ở đây có 5 nhóm phụ tải tương ứng với N= 5
427,0
262,108
861,111
1
1
===
∑
∑
∑
=
=
n
i
i
n
i
sdii
sd

P
kP
k
Vậy :
N
k
kk
sd
sdnc
Σ
ΣΣ
−
+=
1

683,0
5
427,01
427,0 =
−
+=
Vậy phụ tải tổng hợp của 5 nhóm phụ tải là:
P
tt.
Σ
= k
nc
.ΣP
tt.i
= 0,683.262,108=179,0537(kW)

685,0
108,262
450,179
cos
cos
1
1
===
∑
∑
=
=
n
i
i
n
i
ii
P
P
ϕ
ϕ
Bảng tổng hợp phụ tải của phân xưởng:
STT PHỤ TẢI P (kW)
cosϕ
1 Động lực 179,054 0,685
2 Chiếu sáng 15,7 1
3 Thông thoáng ,làm mát 3,2 0,8
Tổng công suất tính toán của 2 nhóm phụ tải chiếu sáng và làm mát:

P
cs-lm
= 15,7 + = 17,53 (kW)
Tổng công suất tính toán của toàn phân xưởng :
P
Σ
= 179,054+ = 190,299 (kW)
Hệ số công suất tổng hợp
cosϕ
Σ
= = = 0,711
S
Σ
= =267,436 (kVA)
Q
Σ
= S
Σ
×sinϕ
Σ
= 267,436.sin0,711 = 187,905 (kVAr)
Đặng Vũ Trung Kiên – Đ5H1 Page 23
CHƯƠNG III
XÁC ĐỊNH SƠ ĐỒ CẤP ĐIỆN CỦA PHÂN XƯỞNG
*******
I. XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ ĐẶT TRẠM BIẾN ÁP PHÂN XƯỞNG
3.1. Xác định vị trí đặt trạm biến áp phân xưởng :
- Hệ số điền kín đồ thị có thể được xác định theo biểu thức :
k
dk

= = = = 0,513 < 0,75
Như vậy máy biến áp có thể làm việc quá tải 40% trong khoảng thời gian cho phép
không quá 6 giờ .
- Do các phụ tải được bố trí với mật độ cao trong nhà xưởng nên không thể bố trí máy
biến áp trong nhà . Vì vậy ta đật máy phía ngoài nhà xưởng ngay sát tường .
3.2. Chọn công suất và số lượng máy biến áp :
Ta chọn công suất và sô lượng máy biến áp 22/0.4 kV theo 3 phương án sau :
Phương án 1 : dùng 2 máy 180 kVA
Phương án 2 : dùng 1 máy 315 kVA .
Phương án 3 : dùng 1 máy 250 kVA
Các tham số của máy biến áp do hãng ABB chế tạo cho trong bảng sau :
S
Ba
, kVA
0
P∆
k
P∆
Vốn đầu tư , 10
6
đ
2 x 180 0,53 3,15 152,7
315 0,72 4,85 188
250 0,64 4,1 96,4
Dưới góc độ an toàn kĩ thuật , các phương án không ngang nhau về độ tin cậy
cung cấp điện .
Dưới góc độ an toàn kĩ thuật , các phương án không ngang nhau về độ tin cậy
cung cấp điện .
-Đối với phương án 1: khi có sự cố xảy ra ở 1 trong hai máy biến áp , máy còn lại
sẽ phải gánh toàn bộ phụ tải loại I và II của phân xưởng , đối với phương án 2 sẽ phải

ngừng cung cấp điện cho toàn phân xưởng . Để đảm bảo tương đồng về kỹ thuật của
các phương án cần phải xét đến thành phần thiệt hại do mất điện khi có sự cố xảy ra
trong các máy biến áp .

Đặng Vũ Trung Kiên – Đ5H1 Page 24
Phụ tải trong thời gian sự cố 1 máy biến áp bao gồm phụ tải loại I.
S
sc
= S
tt
. m
1
= 254,8. 0,7 =178,36 ( kVA )
Hệ số quá tải :
k
qt

4,199,0
180
36,178
<===
n
sc
S
S

Vậy đảm bảo yêu cầu.
+Phương án 2: dùng 1 máy biến áp có công suất định mức 315 kVA .Theo
phương án này hệ số quá tải của máy biến áp là:
K

qt
= = = 0,832 < 1,4
⇒
Đảm bảo yêu cầu
+Phương án 3:dùng 1 máy biến áp có công suất định mức 250 kVA .Theo
phương án này hệ số quá tải của máy biến áp là:
K
qt
= = = 1,048 < 1,4
⇒
Đảm bảo yêu cầu
Ta tiến hành so sánh 3 phương án theo chỉ tiêu chi phí qui đổi :
Z = pV + C + Y
th
(đ/năm) .
-C : thành phần chi phí do tổn thất . C = ∆A.c
∆
.
-Với c
∆
:1500đ giá thành tổn thất điện năng .
Hệ số tiêu chuẩn sử dụng vốn đầu tư :
a
tc
=
h
h
T
25
T

25
i(1 i) 0,1(1 0,1)
0,11
(1 i) 1 (1 0,1) 1
+ +
= =
+ − + −
T
h
là tuổi thọ của trạm biến áp lấy bằng 25 năm .
Hệ số khấu hao của trạm biến áp lấy bằng 6,4 % ( tra bảng )
Do đó : p
BA
= a
tc
+ k
kh
= 0,11 + 0,064 = 0,174 .

Khi so sánh thiệt hại do mất điện chỉ cần xét đến phụ tải loại I và loại II thôi , vì có
thể coi phụ tải loại III ở các phương án là như nhau :
Phương án 1 : Tổn thất trong máy biến áp được xác định theo biểu thức :
∆A

2
k1
01
2
nBA1
P S

2. P .8760
2 S
 
∆
= ∆ + × ×τ
 ÷
 

= = 26007,996(KVh)
Trong đó τ là thời gian tổn thất công suất cực đại có thể được xác định theo biểu
thức sau :
τ = (0,124+T
M
.10
-4
)
2
.8760 = (0,124+4500.10
-4
).8760 = 5028,24(h )
Chi phí tổn thất
C
1
=∆A.c
∆
=26007,996.1500=39,117.10
6
(đ)
Vậy tổng chi phí qui đổi của phương án :
Z

I
= ( 0,174.152,7 + 39,117 ).10
6
= 65,687 . 10
6
đ/năm
Đặng Vũ Trung Kiên – Đ5H1 Page 25