Nghiên cứu số giải pháp tiết kiệm điện doanh nghiệp công nghiệp

B GIO DC V O TO
TRNG I HC NễNG NGHIP H NI
------------------

Trần văn cờng
Nghiên cứu một số giải pháp tiết kiệm điện
đối với doanh nghiệp công nghiệp

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

H NI - 2008

1

1


B GIO DC V O TO
TRNG I HC NễNG NGHIP H NI
------------------

Trần văn cờng
Nghiên cứu một số giải pháp tiết kiệm điện đối
với doanh nghiệp công nghiệp

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

Chuyên ngành: Điện khí hoá sản xuất nông nghiệp
Mã số: 60.62.54
Ngời hớng dẫn khoa học: T.S Trần Quang Khánh

H NI - 2008

2

2


LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan rằng đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số
liệu, kết quả nêu trong bản luận văn này là trung thực và chưa được công bố trong
bất kỳ công tình khoa học nào trước đó.
Tôi xin cam đoan rằng các thông tin trích dẫn trong bản luận văn của tôi
đều được chỉ rõ nguồn gốc.

Tác giả

Trần Văn Cường

3

3


LỜI CẢM ƠN
Tôi xin trân trọng cảm ơn trường đại học Nông nghiệp Hà Nội, xin chân thành
cảm ơn khoa sau đại học, khoa Cơ điện trường đại học Nông nghiệp Hà Nội.
Tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn đến TS.Trần Quang Khánh giảng viên
trường Đại học Điện lực - là người trực tiếp hướng dẫn tôi hoàn thành bản luận
văn này.

Xin chân thành cảm ơn tới các thầy cô giáo của khoa Cơ điện trường Đại học
Nông nghiệp Hà Nội, các thầy cô giáo của khoa Điện trường đại học Bách khoa Hà
Nội, trường Đại học điện lực và Viện cơ điện & công nghệ sau thu hoạch.
Tôi xin chân thành cảm ơn Trường Cao đẳng nghề cơ gới cơ khí xây dựng
số 1, khoa điện, phòng đào tạo và tiểu ban quản lý dự án thiết bị giáo dục và dạy
nghề của nhà trường – nơi tôi đang công tác đã tạo mọi điều kiện thuận lợi để tôi
hoàn thành khóa học này.
Tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn đến gia đình tôi, người thân và bạn bè tôi họ là nguồn động lực và là nguồn động viên giúp tôi hoàn thành khóa học và luận
văn này.
Trong quá trình thực hiện đề tài không tránh khỏi những thiếu sót, rất mong
nhận được ý kiến của các thầy cô giáo và các bạn đồng nghiệp.
Tôi xin trân trọng cảm ơn!
Tác giả

Trần Văn Cường

4

4


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN
i
LỜI CẢM ƠN

ii

MỤC LỤC

iii

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU

v

DANH MỤC BẢNG BIỂU
vi
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

viii

PHỤ LỤC
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU
- TBĐ : Thiết bị điện.
- ĐCKĐB : Động cơ không đồng bộ.
- TBA : Trạm biến áp.
- TKĐ : Tiết kiệm điện.
- DNCN : Doanh nghiệp công nghiệp.
- EVN : Tập đoàn điện lực Việt Nam.
- TNHH : Trách nhiệm hữu hạn.
- VSD : Tên thiết bị tiết kiệm.
- CN : Công nghiệp.
- SX : Sản xuất.
- CBCNV : Cán bộ công nhân viên.
- HTCCĐ : Hệ thống cung cấp điện.
- CCĐ : Cung cấp điện.
- HTĐ : Hệ thống điện.

5

5


DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
TT

Tên bảng

Trang

1

Bảng 3.1: Số liệu sản xuất và tiêu thụ điện của công ty từ tháng 7/07 - 11/07

45

2

Bảng 3.2: Số liệu đo và tính tải TBA 540kVA Công ty Phương Linh

49

3

Bảng 3.3 : Số liệu đo và tính tải TBA 630kVA

50

4

Bảng 3.4: Công suất chịu tải max và trung bình, thời gian chịu

52

5

tải thực tế của các nhóm thiết bị
Bảng 3.5: Thông số kỹ thuật của các máy biến áp

53

6

Bảng 3.6: Số liệu tổn thất trong báy biến áp

54

7

Bảng 3.7 : Số liệu tổn thất trên đường dây cáp cấp điện cho các

57

8

nhóm thiết bị
Bảng 3.8: Số liệu a, b, c, d phụ thuộc vào dải công suất động cơ

58

9

Bảng 3.9: Giá trị tính toán hao tổn công suất và hao tổn điện

59

năng của các động cơ đại diện cho nhóm phụ tải trong năm
11 Bảng 3.10: Bảng tổng hợp tổn thất điện năng của mạng điện công ty

60

11 Bảng 3.11 : Số liệu công suất tính toán các TBA sau khi thực

64

hiện phương án tổ chức kỹ thuật
12 Bảng 3.12: Tổn thất điện năng các TBA và hiệu quả TKĐ theo

66

phương án tổ chức kỹ thuật
13 Bảng 3.13: Hiện trạng bố trí chiếu sáng tại các khu vực

67

14 Bảng 3.14:Kết qủa tính toán giải pháp áp dụng phân xưởng cắt dập

74

15 Bảng 3.15 : Kết qủa tính toán giải pháp áp dụng phân xưởng đúc

75

dập
16 Bảng 3.16: Kết qủa tính toán giải pháp áp dụng phân xưởng quấn

75

dây phần điện có công suất định mức Pn = 2,2kW
17 Bảng 3.17: Kết quả tính toán hiệu quả sử dụng thiết bị tiết kiệm điện

77

18 Bảng 3.18: Bảng tổng hợp kết quả tính toán tổn thất điện năng theo

78

giải pháp tiết kiệm điện
17 Bảng 4.1 : tổng tiền tiết kiệm theo giải pháp tổ chức - kỹ thuật

81

6

6


16 Bảng 4.2: Phân tích chi phí và lợi nhuận theo phương án chiếu sáng

82

17

Bảng 4.3: Kết qủa tính toán kinh tế giải pháp TKĐ mỗi năm áp

83

18

dụng cho phân xưởng cắt dập
Bảng 4.4: Kết qủa tính toán kinh tế giải pháp TKĐ mỗi năm áp

84

dụng cho phân xưởng đúc dập
19 Bảng 4.5: Kết qủa tính toán kinh tế giải pháp TKĐ mỗi năm áp

84

dụng cho phân xưởng quấn dây
20 Bảng 4.6: Kết qủa tính toán kinh tế giải pháp TKĐ mỗi năm áp

85

dụng cho phân xưởng hoàn thiện
21 Bảng 4.7: Kết qủa tính toán kinh tế giải pháp TKĐ mỗi năm áp

86

dụng cho toàn công ty Phương Linh

7

7


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
TT

Tên hình

Trang

1

Hình 1.1: Sơ đồ cung cấp điện bên ngoài xí nghiệp

10

2

Hình 1.2: Sơ đồ đường dây chính và thanh dẫn của HTCCĐ

11

3

Hình 1.3: Các loại đồ thị phụ tải hàng ngày

14

4

Hình 1.4: Đồ thị phụ tải hàng tháng

14

5

Hình 1.5: Đồ thị phụ tải năm

15

6

Hình 2.1: Đồ thị phụ tải ngày đặc trưng

32

7

Hình 2.2 Roto với rãnh sâu dạng cổ lọ và hình thang

35

8

Hình 2.3: Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa công suất và giá

37

9

đầu tư của hai loại động cơ HEMs và tiêu chuẩn
Hình 3.1: Sơ đồ tổ chức công ty TNHH Phương Linh

41

10 Hình 3.2 : Sơ đồ mặt bằng bố trí tổng thể công ty TNHH Phương Linh

42

11 Hình 3.3: Sơ đồ cung cấp điện của Công ty Phương Linh

44

12 Hình 3.4: Đồ thị biểu diễn lượng điện năng tiêu thụ và TSL, doanh thu

46

13 Hình 3.5: Suất tiêu thụ điện trên sản lượng và doanh thu

47

14 Hình 3.6: Đồ thị phụ tải ngày đêm của trạm biến áp 630kVA

51

15 Hình 3.7: Đồ thị phụ tải ngày đêm của trạm biến áp 560kVA

51

16 Hình 3.8: Sơ đồ cấp điện cho động cơ phân xưởng đúc dập

56

16 Hình 3.9: Đồ thị phụ tải ngày đêm của trạm biến áp 630kVA sau

65

khi thực hiện phương án tổ chức kỹ thuật
17 Hình 3.10: Đồ thị phụ tải ngày đêm của trạm biến áp 560kVA

65

sau khi thực hiện phương án tổ chức kỹ thuật

8

8


MỞ ĐẦU
1

ĐẶT VẤN ĐỀ

Hiện nay nước ta đã chính thức gia nhập WTO, để sản phẩm công
nghiệp trở thành hàng hóa đủ sức cạnh tranh với hàng hóa của các nước trong

khu vực cũng như trên thế giới thì vấn đề mang tính chiến lược là phải nâng
cao chất lượng và hạ giá thành sản phẩm.
Một trong những biện pháp hạ giá thành sản phẩm công nghiệp được
quan tâm nhất hiện nay là giá thành điện năng tiêu thụ trên một đơn vị sản
phẩm, giá thành điện năng phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố. Tiết kiệm điện
trong sản xuất công nghiệp là một trong những yếu tố ảnh hưởng rất lớn đến
giá thành tiêu thụ điện năng trên một đơn vị sản phẩm.
Thời gian gần đây sự biến động của giá nhiên liệu, thúc đẩy yêu cầu tiết
kiệm điện lên mức cao hơn đối với các ngành sản xuất, đặc biệt là sản xuất
công nghiệp. Rất nhiều cuộc hội thảo, nhiều giải pháp đã được thực nghiệm,
đồng thời nhiều thiết bị mới, công nghệ mới được áp dụng với tiêu chí tiết
kiệm điện nhằm giảm áp lực thiếu điện cho EVN và và mục tiêu cuối cùng là
làm giảm giá thành sản phẩm.
Trước bối cảnh đó chúng tôi tiến hành đề tài:
“ Nghiên cứu một số giải pháp tiết kiệm điện đối với doanh nghiệp
công nghiệp”.
Với mong muốn hệ thống hóa lại lý thuyết tiết kiệm điện và đề xuất
phương pháp đánh giá hiệu quả của các phương pháp tiết kiệm điện.
2 MỤC TIÊU ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU
2.1 Mục đích nghiên cứu

- Nghiên cứu một số giải pháp chủ yếu về kinh tế - kỹ thuật nhằm sử
dụng điện tiết kiệm đối với doanh nghiệp công nghiệp.

9

9


- Phân tích các chỉ số và áp dụng cho công ty TNHH Phương Linh Quang Minh - Mê Linh - Vĩnh Phúc.

2.2 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Nghiên cứu cơ sở lý thuyết về một số giải pháp kinh tế - kỹ thuật sử
dụng điện tiết kiệm trong doanh nghiệp công nghiệp.
- Tìm hiểu, phân tích quá trình công nghệ và sử dụng điện đối với công
ty TNHH Phương Linh - Quang Minh - Mê Linh - Vĩnh Phúc.
- Đề xuất giải pháp xác định tính hiệu quả và biện pháp tiết kiệm điện
đối với công ty TNHH Phương Linh.
2.3 Đối tượng nghiên cứu

Mạng điện của công ty TNHH Phương Linh.
2.4 Phương pháp nghiên cứu

Kết hợp phương pháp giải tích và phân tích theo lý thuyết xác xuất
thống kê, áp dụng các bài toán tính toán trên máy vi tính.
2.5 Thực tiễn của đề tài

Đề tài sau khi hoàn thành sẽ đóng góp những cơ sở lý luận nói chung
và giải pháp tiết kiệm điện đối với các điều kiện cụ thể của mạng điện ở công
ty TNHH Phương Linh.
3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
Tiết kiệm điện là vấn đề vô cùng bức xúc và nóng bỏng đối với EVN
cũng như đối với tất cả các hộ tiêu thụ điện. Thực hiện tiết kiệm điện đúng
phương pháp, đúng kỹ thuật sẽ đưa lại lợi ích cho cả hai bên cung cấp cũng như
tiêu thụ điện. Nhiều giải pháp khác nhau đã được áp dụng, tuy nhiên vấn đề tiết
kiệm điện trong thực tế vẫn chưa đạt được hiệu quả mong muốn.
Phạm vi đề tài nghiên cứu các giải pháp tiết kiệm điện đối với các
doanh nghiệp công nghiệp.

10

10


Các phương pháp nghiên cứu: Luận văn sử dụng phương pháp giải tích,
xác suất thống kê kết hợp với các phần mềm tính toán hỗ trợ của vi tính.
Nội dung cơ bản của luận văn gồm các phần sau đây:
Phần Mở đầu
Nội dung của phần mở đầu là giới thiệu khái quát về mục tiêu của đề
tài, tính cấp thiết của đề tài nghiên cứu.
Phần 1: Tổng quan về tiết kiệm điện trong các doanh nghiệp công
nghiệp.
Giới thiệu đặc điểm của quá trình sản xuất công nghiệp, hệ thống cung
cấp và sử dụng điện trong phạm vi DNCN. Cân bằng công suất và điện năng,
những vấn đề cơ bản về tổn thất điện năng, những nguyên nhân gây nên tổn thất.
Tìm hiểu những tiềm năng tiết kiệm điện và các giải pháp chủ yếu tiết kiệm điện.
Phần 2: Đánh giá tổn thất trong mạng điện doanh nghiệp công nghiệp:
Giới thiệu phương pháp chung về tính toán tổn thất điện năng, tính toán
các loại tổn thất như tổn thất trên đường dây, tổn thất trong máy biến áp và
tổn thất trong động cơ điện.
Phần 3: Đưa ra những đánh giá tổn thất trong mạng điện của Công ty
TNHH Phương Linh, phân tích và đề xuất các giải pháp tiết kiệm điện trong
công ty công ty TNHH Phương Linh.
Phần 4: Đánh giá hiệu quả kinh tế của các giải pháp tiết kiệm điện
năng trong doanh nghiệp công nghiệp.
Giới thiệu phương pháp luận về phân tích kinh tế đối với các giải pháp
giảm tổn thất trong mạng điện và trong quá trình thực hiện quy trình công
nghệ sản xuất.
Phần kết luận và khuyến nghị: Tổng hợp những kết quả đạt được
của đề tài, đưa ra những kết luận mang tính khoa học và đưa những khuyến

nghị đối với công ty TNHH Phương Linh nói riêng, từ đó rút ra kết luận chung
đối với các doanh nghiệp công nghiệp.

11

11


PHẦN 1: TỔNG QUAN VỀ VIỆC SỬ DỤNG ĐIỆN TIẾT KIỆM TRONG
DOANH NGHIỆP CÔNG NGHIỆP
1.1 ĐẶC ĐIỂM QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT DOANH NGHIỆP CÔNG NGHIỆP
1.1.1

Các quan điểm về doanh nghiệp
Trong quá trình hình thành và phát triển kinh tế ở bất kỳ một quốc gia nào,

doanh nghiệp cũng là một đơn vị cơ sở, một tế bào của nền kinh tế là nơi trực tiếp
tạo ra của cải vật chất cho xã hội, nơi trực tiếp phân phối các yếu tố sản xuất một
cách hợp lý để tạo ra sản phẩm hoặc dịch vụ một cách có hiệu quả nhất.
Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật và thông tin, các
hình thức tổ chức doanh nghiệp ngày càng đa dạng, các loại sở hữu doanh
nghiệp ngày càng phong phú.
Do đó nếu đứng trên các quan điểm khác nhau thì có các định nghĩa
khác nhau về doanh nghiệp.
Theo quan điểm của nhà tổ chức: Doanh nghiệp là tổng thể các phương
tiện, máy móc, thiết bị và con người được tổ chức lại nhằm đạt được mục đích.
Theo quan điểm mục tiêu cơ bản cho mọi hoạt động của mọi doanh
nghiệp là lợi nhuận: Doanh nghiệp là một tổ chức sản xuất, thông qua đó
trong khuôn khổ một số tài sản nhất định người ta kết hợp nhiều yếu tố sản
xuất khác nhau nhằm tạo ra sản phẩm và dịch vụ để bán trên thị trường nhằm

thu về một khoản chênh lệch giữa giá thành và giá bán sản phẩm.
Theo quan điểm chức năng: Doanh nghiệp là một đơn vị kinh doanh
nhằm thực hiện một hoặc tất cả các công đoạn trong quá trình đầu tư sản xuất
đến tiêu thụ sản phẩm, hoặc thực hiện các nhiệm vụ nhằm mục đích sinh lãi.
Theo quan điểm lý thuyết hệ thống: Doanh nghiệp là một bộ phận hợp
thành trong hệ thống kinh tế, mỗi đơn vị trong hệ thống đó phải chịu sức tác

12

12


động tương hỗ lẫn nhau, phải tuân thủ những điều kiện hoạt động mà nhà nước
đặt ra cho hệ thống kinh tế đó nhằm phục vụ cho mục đích tiêu dùng của xã hội.
Vậy: Doanh nghiệp là một đơn vị sản xuất kinh doanh được tổ chức
nhằm tạo ra sản phẩm hoặc dịch vụ đáp ứng yêu cầu tiêu dùng trên thị trường,
thông qua đó để tối đa hóa lợi nhuận, trên cơ sở tôn trọng pháp luật nhà nước
và quyền lợi chính đáng của người tiêu dùng.
1.1.2

Đặc điểm hoạt động của doanh nghiệp
- Chức năng sản xuất - kinh doanh của doanh nghiệp là hai chức năng

không thể tách rời nhau, ngược lại chúng có quan hệ chặt chẽ với nhau và tạo
thành một chu trình khép kín trong hoạt động của doanh nghiệp, chu trình này
được biểu diễn bởi sơ đồ sau:
Chọn sản phẩm hàng hóa
ẩn bị các yếu tố sản xuất
Nghiên cứu thị trường
Thiết kế sản phẩm

Tổ chức
sản xuất

Sản xuất bán thử nghiệm
Tổ chức
Sản
phẩm
hàng
loạt
Điều tra sau tiêu thụ
tiêu thụ sản phẩm

Trong toàn bộ chu trình hoạt động trên chức năng sản xuất là một giai đoạn
trung gian trong suốt chu trình, các giai đoạn đầu và cuối của chu trình thuộc về
chức năng lưu thông hay thuộc về lĩnh vực kinh doanh của doanh nghiệp.
Căn cứ để tiến hành bất kỳ hoạt động sản xuất kinh doanh nào của
doanh nghiệp cũng chính là nhu cầu của thị trường, nói cách khác đó chính là
nhu cầu của người tiêu dùng.
Mối quan hệ của người tiêu dùng và doanh nhgiệp là mối quan hệ hai chiều
rất chặt chẽ, đó là hai thành phần trong hệ thống kinh tế. Sự tác động qua lại của
hai thành phần đó có thể được biểu diễn qua chu trình hoạt động kinh tế sau:

13

13


Để tăng doanh thu tiêu thụ hàng hóa, doanh nghiệp phải tìm mọi cách để
người tiêu dùng chấp nhận sản phẩm hàng hóa của mình, muốn vậy phải tạo ra
khả năng tiêu dùng cao nhất cho người tiêu dùng khi họ sử dụng hàng hóa của

mình so với hàng hóa của đơn vị khác, thông qua đó doanh nghiệp mới có khả
năng tăng lợi nhuận cho hoạt động của mình. Do đó việc đáp ứng, thỏa mãn cao
nhất lợi ích tiêu dùng cho đối tượng tiêu dùng chỉ là phương tiện để doanh
nghiệp đạt được mục đích của mình là tối đa hóa lợi nhuận.
Các doanh nghiệp trong quá trình hoạt động phải chấp nhận sự cạnh tranh
để tồn tại và phát triển. Điều này đòi hỏi mỗi doanh nghiệp phải có chiến lược
sản xuất kinh doanh thích ứng cũng như phải có công cụ, giải pháp phù hợp để
thực hiện chiến lược đó.
1.1.3 Doanh nghiệp công nghiệp và đặc điểm hoạt động sản xuất
Doanh nghiệp công nghiệp có đầy đủ các thành phần cấu thành từ định
nghĩa doanh nghiệp, nó khác với các nhà máy hay các doanh nghiệp kinh doanh.
Các nhà máy dùng các loại năng lượng để sản xuất nên thành phẩm là hàng hóa,
các doanh nghiệp kinh doanh thì dùng tiền để mua hàng hóa với giả rẻ hơn rồi
bán ra với giá cao hơn. Song phải chi phí nhân lực và phương tiện

14

14


- Doanh nghiệp công nghiệp chủ yếu dùng các loại động cơ điện trong các
quá trình công nghệ dây truyền sản xuất, để sản xuất ra hàng hóa thành phẩm.
- Giá thành sản phẩm là một đại lượng biểu hiện bằng tiền của các chi
phí phát sinh trong quá trình sản xuất của doanh nghiệp, bao gồm các chi phí
như: Chi phí sử dụng nguyên vật liệu trực tiếp, chi phí nhân công trực tiếp và
chi phí sản xuất chung bao gồm giá thành điện năng trên một đơn vị sản
phẩm, chi phí lưu kho, chi phí quản lý.
- Trong doanh nghiệp công nghiệp giá thành sản phẩm được xem là
một chỉ tiêu chất lượng có tính tổng hợp, nó phản ánh toàn bộ tình hình sử
dụng nguyên vật liệu, trình độ tổ chức sản xuất, tổ chức lao động và trình độ

kỹ thuật của doanh nghiệp. Giá thành sản phẩm càng hạ thấp biểu hiện hiệu
quả sản xuất kinh doanh của doanh nghiệp càng được nâng cao.
- Hạ giá thành sản phẩm là giảm các khoản chi phí trong quá trình sản
xuất ra sản phẩm. Hạ giá thành sản phẩm được xem là một động lực để doanh
nghiệp công nghiệp tăng được khả năng cạnh tranh, tăng sản lượng tiêu thụ
trên thị trường.
Để hạ giá thành sản phẩm đối với các doanh nghiệp công nghiệp chúng
ta có thể sắp xếp chúng thành 3 nhóm biện pháp sau:
•

Tiết kiệm chi phí nguyên vật liệu trực tiếp

Cần tập trung giải quyết hai vấn đề sau:
+ Giảm định mức tiêu hao nguyên vật liệu cho một đơn vị sản phẩm.
+ Giảm đơn giá nguyên vật liệu.
Tăng năng suất lao động, giảm chi phí tiền lương nhân công trực

•

tiếp cho một đơn vị sản phẩm.
•

Tăng sản lượng, giảm chi phí sản xuất chung cho một đơn vị sản phẩm.

Vấn đề này đã được nhiều chuyên gia kinh tế nghiên cứu làm sao hiệu
suất của máy móc thiết bị làm tăng sản lượng, và giảm chi phí chung trên một

15

15

đơn vị sản phẩm. Việc giảm chi phí sản xuất chung trên một đơn vị sản phẩm
thì giá thành điện năng trên một đơn vị sản phẩm là một vấn đề quan trọng
nhất, chiếm tỷ trọng cao nhất cấu thành nên giá thành sản phẩm công nghiệp.
1.2 HỆ THỐNG CUNG CẤP VÀ SỬ DỤNG ĐIỆN TRONG PHẠM VI DOANH
NGHIỆP CÔNG NGHIÊP
1.2.1

Tổng quan về hệ thống cung cấp điện
- Khi ta nói đến hệ thống năng lượng, thông thường người ta thường

hình dung nó là hệ thống điện, hệ thống điện là tập hợp tất cả các thiết bị điện
dùng để sản xuất, biến đổi truyền tải phân phối và tiêu thụ điện năng. Hệ
thống điện là bao gồm tất cả các nhà máy, trạm biến áp, đường dây và các hộ
tiêu thụ điện.
- Chúng ta đều biết rằng khoảng 70% điện năng sản xuất ra được sử dụng
trong các doanh nghiệp. Vì vậy vấn đề cung cấp và sử dụng điện cho các doanh
nghiệp có ý nghĩa rất to lớn đối với nền kinh tế quốc dân. Một cách tổng quát
đảm bảo cung cấp điện cho công nghiệp là đảm bảo cho một ngành kinh tế quan
trọng hoạt động liên tục, phát huy được tiềm năng của nó. Dưới góc độ tiêu thụ
điện năng, công nghiệp là một trong những ngành tiêu thụ điện nhiều nhất, vì
vậy việc tiết kiệm trong công nghiệp sẽ mang lại hiệu quả cao nhất.
1.2.2

Các yêu cầu trong hệ thống cung cấp điện DNCN
•

Độ tin cậy cung cấp điện:

Độ tin cậy cung cấp điện tùy thuộc vào hộ tiêu thụ loại nào. Trong điều
kiện cho phép thường cố gắng chọn phương án cấp điện có độ tin cậy càng
cao càng tốt.
•

Chất lượng điện:

Chất lượng điện được đánh giá bằng hai chỉ tiêu là tần số và điện áp:

16

16


- Chỉ tiêu tần số do cơ quan điều khiển hệ thống điện điều chỉnh. Chỉ có
những hộ tiêu thụ điện lớn mới phải quan tâm đến chế độ vận hành của mình
sao cho hợp lý để góp phần ổn định tần số của hệ thống điện.
Vì vậy khi tính toán thiết kế hệ thống cấp điện người ta phải quan tâm
đảm bảo chất lượng điện áp cho khách hàng.
- Độ lệch điện áp cho phép so với điện áp định mức được quy định (ở
chế độ làm việc bình thường) như sau:
+ Mạng động lực: [∆U%] = ±5% Uđm;
+ Mạng chiếu sáng: [∆U%] = -2,5 ÷ +5% Uđm.
Trường hợp khởi động động cơ hoặc mạng điện đang trong tình trạng
sự cố thì độ lệch điện áp cho phép có thể tới (-10 ÷20%)Uđm.
•

An toàn cung cấp điện:

Hệ thống cung cấp điện phải được vận hành an toàn đối với người và

thiết bị. Muốn đạt được yêu cầu đó, khi tính toán cấp điện phải chọn sơ đồ
cấp điện hợp lý, rõ ràng mạch lạc để tránh nhầm lẫn trong vận hành, các thiết
bị điện phải chọn đúng chủng loại, đúng công suất.
Việc vận hành quản lý hệ thống điện có vai trò quan trọng, người sử
dụng phải tuyệt đối chấp hành những quy định về an toàn sử dụng điện.
•

Kinh tế:

Khi đánh giá so sánh phương án cấp điện, chỉ tiêu kinh tế chỉ xét đến
khi các chỉ tiêu kỹ thuật nêu trên đã được đảm bảo.
Chỉ tiêu kinh tế được đánh giá qua tổng vốn đầu tư, chi phí vận hành và
thời gian thu hồ vốn đầu tư.
Việc đánh giá chỉ tiêu kinh tế phải thong qua tính toán và so sánh tỷ mỉ
giữa các phương án, từ đó mới có thể đưa ra phương án tối ưu.

17

17


1.2.3

Sơ đồ cung cấp điện của doanh nghiệp công nghiệp
Sơ đồ cung cấp điện của doanh nghiệp công nghiệp

1.2.3.1

Được chia làm hai loại đó là: Sơ đồ cung cấp ngoài xí nghiệp và bên
trong xí nghiệp.

- Sơ đồ cung cấp bên ngoài: Là một phần của HTCCĐ từ trạm khu vực
đến trạm biến áp chính hoặc trạm phân phối trung tâm của xí nghiệp CN.
- Sơ đồ cung cấp điện bên trong: Là từ trạm biến áp chính đến các trạm
biến áp phân xưởng, đến các thiết bị tiêu thụ điện.
•

Sơ đồ CCĐ bên ngoài XN đối với XN không có nhà máy điện tự dùng:

a)

b)

Hình 1.1: Sơ đồ cung cấp điện bên ngoài xí nghiệp

a) Sơ đồ lấy điện trực tiếp từ hệ thống điện sử dụng khi mạng điện cung
cấp bên ngoài trùng với cấp điện áp bên trong của xí nghiệp.
b) Sơ đồ này không có trạm phân phối trung tâm, các trạm biến áp phân
xưởng nhận điện trực tiếp từ đường dây cung cấp, ngoài ra còn có một số sơ
đồ cung cấp khác.
•

Sơ đồ cung cấp điện bên trong xí nghiệp:

Sơ đồ gồm có đường dây từ trạm phân phối đến các trạm phân xưởng,
đặc điểm là có tổng độ dài đường dây thường lớn, số lượng các thiết bị nhiều
nên cần phải đồng thời giải quyết các vấn đề về độ tin cậy và giá thành.

18

18

Thường nó gồm có các loại sơ đồ thường dùng là: Sơ đồ hình tia, sơ đồ đường
dây chính và sơ đồ hỗn hợp.
+ Sơ đồ hình tia: Là sơ đồ mà điện năng được cung cấp trực tiếp đến
thẳng các TBA phân xưởng.
+ Sơ đồ đường dây chính: Được dùng khi số hộ tiêu thụ quá nhiều,
phân bố rải rác, mỗi đường trục chính có thể nối vào một số TBA.
+ Sơ đồ hỗn hợp: Là dùng phối hợp cả hai loại sơ đồ trên.
•

Sơ đồ mạng điện phân xưởng: Thường có điện áp định mức Uđm ≤ 1000V.

Có đặc điểm là số lượng thiết bị lớn, đặt gần nhau. Cần chú ý:
- Đảm bảo độ tin cậy theo từng hộ phụ tải;
- Thuận tiện vận hành;
- Chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật tối ưu;
- Cho phép sử dụng phương pháp lắp đặt nhanh.
+ Sơ đồ hình tia: Thường được dùng để cung cấp cho các nhóm động
cơ có công suất nhỏ ở vị trí khác nhau của phân xưởng, đồng thời cũng để
cung cấp điện cho các thiết bị công suất lớn.
+ Sơ đồ đường dây chính: Khác với sơ đồ hình tia là mỗi mạch của sơ
đồ cung cấp cho một số thiết bị nằm trên đường đi của nó để tiết kiệm dây
dẫn. Ngoài ra còn sử dụng sơ đồ đường dây chính bằng thanh dẫn.

Hình 1.2: Sơ đồ đường dây chính và thanh dẫn của HTCCĐ

19

19

Mạng chiếu sáng trong phân xưởng: Thông thường có hai loại:
+ Chiếu sáng làm việc: Đảm bảo độ sáng cần thiết ở nơi làm việc và
trên phạm vi toàn phân xưởng. Bản thân mạng chiếu sáng làm việc lại có ba
loại đó là: Chiếu sáng chung, chiếu sáng cục bộ và chiếu sáng hỗn hợp. Nguồn
của mạng chiếu sáng làm việc thường được lấy chung từ trạm biến áp động lực
hoặc có thể được cung cấp từ máy biến áp chuyên dụng chiếu sáng riêng.
+ Chiếu sáng sự cố: Đảm bảo đủ độ sáng tối thiểu, khi nguồn chính bị
mất thì nó phải đảm bảo được cho nhân viên vận hành an toàn, thao tác khi sự
cố và rút khỏi nơi nguy hiểm khi nguồn chính bị mất điện. Nguồn của mạng
điện chiếu sáng sự cố thường được cung cấp độc lập, trường hợp thật đặc biệt
phải được cung cấp từ các nguồn độc lập.
•

1.2.3.2

Phụ tải điện của doanh nghiệp công nghiệp
Vai trò của phụ tải điện:
Trong DNCN có rất nhiều loại máy khác nhau, với nhiều công nghệ

•

khác nhau, trình độ sử dụng cũng rất khác nhau cùng với nhiều yếu tố khác dẫn
đến sự tiêu thụ công suất của các thiết bị không bao giờ bằng công suất định
mức của chúng. Nhưng mặt khác chúng ta lại cần xác định phụ tải điện. Phụ tải
điện là một hàm của nhiều yếu tố theo thời gian P(t), vì vậy chúng ta không
tuân thủ một quy tắc bất dịch nào. Cho nên việc xác định được chúng rất khó
khăn. Nhưng phụ tải điện lại là một thông số quan trọng để lựa chọn các thiết bị
của HTĐ cũng như thụ điện, công suất mà chúng ta xác định bằng cách tính

toán được gọi là công suất tính toán Ptt.
Nếu Ptt < Pthựctế thì thiết bị mau hỏng, có thể dẫn đến cháy nổ.
Nếu Ptt > Pthựctế thì sẽ gây lãng phí năng lượng.
Do đó đã có rất nhiều công trình nghiên cứu nhằm xác định P tt sát nhất
với Pthứctế. Chủ yếu tồn tại hai nhóm phương pháp cơ bản sau:
+ Nhóm phương pháp dựa trên kinh nghiệm vận hành, thiết kế và được
tổng kết lại bằng các hệ số tính toán.

20

20


+ Và nhóm thứ hai là nhóm phương pháp dựa trên cơ sở phân tích lý
thuyết xác suất và thống kê, cho kết quả khá chính xác nhưng cách này lại
phức tạp, đòi hỏi nhiều thông tin.
• Các đặc trưng chung của phụ tải điện:
Mỗi phụ tải có các đặc trưng riêng và các chỉ tiêu xác định điều kiện
làm việc của mình, khi cung cấp điện cần phải được thỏa mãn hoặc chú ý tới.
+ Công suất định mức: Là thông số đặc trưng chính của phụ tải điện,
thường được ghi trên nhãn của thiết bị, trong lý lịch máy. Đơn vị của công
suất định mức thường là W hoặc kW, với động cơ điện công suất định mức
chính là công suất trên trục cơ của nó.

ηđm chính là hiệu suất của động cơ có giá trị trong khoảng 0,8 ÷ 0,9.
Tuy vậy với các động cơ công suất nhỏ và nếu không cần chính xác lắm thì ta
có thể xem Pd ≈ Pđm.
+ Điện áp định mức: Uđm của phụ tải phù hợp với điện áp của mạng
điện. Trong DNCN có nhiều thiết bị khác nhau nên cũng có nhiều cấp điện áp
định mức của lưới điện.

+ Tần số: Do quy trình công nghệ và sự đa dạng của thiết bị trong
DNCN nên chúng sử dụng dòng điện với tần số khác nhau từ f = 0Hz (dòng
điện 1 chiều) đến các thiết bị có tần số hàng triệu Hz. Tuy nhiên chúng vẫn
chỉ được cung cấp điện từ lưới điện có tần số định mức là 50Hz hoặc 60Hz
thông qua các máy biến tần.
• Đồ thị phụ tải:
Đặc trưng cho sự tiêu dùng năng lượng điện của các thiết bị riêng lẻ,
của nhóm thiết bị, của phân xưởng hoặc của toàn bộ doanh nghiệp. Nó chính
là tài liệu quan trọng trong thiết kế và vận hành hệ thống cung cấp điện cho
doanh nghiệp công nghiệp.

21

21


+ Đồ thị phụ tải ngày đêm: Có thể lập cho nhóm thiết bị, phân xưởng
hoặc của toàn doanh nghiệp, thường được xét với chu kỳ thời gian là một
ngày đêm (24h) và có thể xác định theo 3 cách:
- Bằng dụng cụ đo tự động ghi lại (a);
- Do nhân viên trực tiếp ghi lại sau những giờ nhất định (b);
- Biểu diễn theo bậc thang, ghi lại giá trị trung bình trong những
khoảng nhất định (c).
Hình 1.3: Các loại đồ thị phụ tải hàng ngày

Đồ thị phụ tải hàng ngày cho ta biết tình trạng làm việc của thiết bị để
từ đó sắp xếp lại quy trình vận hành hợp lý nhất, nó cũng làm căn cứ để tính
chọn thiết bị, tính điện năng tiêu thụ.
+ Đồ thị phụ tải hàng tháng: Được xây dựng theo phụ tải trung bình của
từng

toàn

a)

b)

tháng của
c)
DN hoặc

của từng phân xưởng trong một năm làm việc.

Hình 1.4: Đồ thị phụ tải hàng tháng

Đồ thị phụ tải hàng tháng cho ta biết nhịp độ sản xuất của doanh
nghiệp. Từ đó có thể đề ra lịch vận hành sửa chữa các thiết bị điện một cách
hợp lý nhất, nhằm đáp ứng các yêu cầu của sản xuất.

22

22


+ Đồ thị phụ tải bậc thang: Xây dựng trên cơ sở của đồ thị phụ tải
ngày đêm điển hình (thường ta chọn một ngày đêm điển hình mùa hè và một
ngày đêm điển hình mùa đông).

Hình 1.5: Đồ thị phụ tải năm

Gọi : n1 là số ngày mùa đông trong năm;

n2: là số ngày mùa hè trong năm;
Thì Ti = (t’1 + t’’1).n1 + t’2.n2.
1.3 LỢI ÍCH CỦA SỬ DỤNG ĐIỆN TIẾT KIỆM TRONG DNCN
1.3.1

Tiết kiệm điện giúp tăng năng suất
Với hiện trạng sử dụng năng lượng nói chung và điện năng tại các

doanh nghiệp Việt Nam nói riêng, việc TKĐ sẽ giúp các doanh nghiệp giảm
chi phí sản xuất. Hơn thế nữa, việc TKĐ còn giúp doanh nghiệp tăng năng
suất lao động. Lấy ví dụ của Công ty Giấy Xuân Đức: trước năm 2000, các
máy xeo giấy của công ty sử dụng hệ thống truyền động bằng một động cơ
chính. Các lô sấy muốn quay liên tục cần phải có cơ cấu truyền động để tạo
sự làm việc đồng bộ giữa các lô, nhà thiết kế dựa trên tính toán cơ khí động
học phân bố số vòng quay trên từng trục lô, sau đó dùng cơ cấu truyền động
đai xích để dẫn động chúng.
Vào năm 2000, công ty đã nghiên cứu ứng dụng hệ thống truyền động
đơn lẻ và biến tần cho từng động cơ. Trong một hệ thống máy xeo bao gồm

23

23


các chi tiết quay cần có động cơ truyền động: như lô sấy, lô ép lưới, lô cuộn
đầu. Mỗi lô làm việc sẽ được truyền động bằng một động cơ.
Mỗi động cơ truyền động có công suất bé hơn động cơ truyền động
chính ở trên; Mỗi động cơ điều chỉnh bằng một bàn phím nhấn chọn số vòng
quay, sau đó được đưa về một bộ điều chỉnh cho cả hệ thống; Số vòng quay
làm việc có khoảng điều chỉnh rộng và rất cơ động.

1.3.2

Tiết kiệm điện nhằm cải thiện chất lượng sản phẩm
Một lợi ích nữa trong công tác TKĐ mang lại cho các doanh nghiệp là

việc tăng chất lượng sản phẩm. Ví dụ như Nhà máy Đay Indira Gandhi đã đạt
được vào tháng 6 năm 2002, Nhà máy đã thực hiện biện pháp lắp biến tần cho
máy kéo sợi 16 E nhằm tiết kiệm năng lượng.
Việc lắp biến tần cho các máy kéo sợi đem lại hiệu quả về năng lượng
rất cao, suất tiêu hao năng lượng giảm so với các máy không lắp biến tần là
22%. Mặt khác sự phản hồi các công nhân thì hầu hết các công nhân trong
xưởng rất thích được sử dụng biến tần vì như vậy có thể giúp họ tăng năng
suất dẫn tới tăng thu nhập, giảm được việc đứt sợi dẫn đến tăng chất lượng
sản phẩm.
1.3.3

Tiết kiệm điện nhằm cải thiện môi trường và điều kiện lao động
Ngoài việc tăng năng suất và chất lượng sản phẩm, việc TKĐ còn giúp

các doanh nghiệp cải thiện được môi trường làm việc của người công nhân,
dẫn đến năng suất lao động cũng tăng lên. Ta xét trường hợp của Công ty cổ
phần may thêu giày dép WEC Sài Gòn: Dựa trên kết quả kiểm toán và các
kiến nghị do nhóm kiểm toán đưa ra, xí nghiệp đã chủ động cải tạo hệ thống
chiếu sáng của phân xưởng. Cụ thể xí nghiệp đã:
- Hạ độ cao của máng đèn từ 2,2m trước đây xuống còn 1,8m.

24

24

- Bố trí bóng đèn vuông góc với bàn máy của người công nhân thay vì bố
trí song song như trước đây. Với cách bố trí này, ánh sáng được tập trung ngay
tại vị trí chân vịt của máy may, tránh không bị khuất bóng như cách bố trí cũ.
- Lắp chụp đèn phản quang cho tất cả các bóng. Điều này giúp ánh sáng
được tập trung xuống vị trí làm việc, không bị phân tán như trước đây.
- Lắp mỗi bóng đèn một công tắc. Điều này giúp người công nhân
trước khi ra khỏi máy may có thể tắt đèn ngay khi không cần dùng, giúp tiết
kiệm hơn nữa điện năng tiêu tốn cho chiếu sáng.
- Các hình thức dưới đây cho thấy cách bố trí hệ thống chiếu sáng trước và
sau khi thực hiện biện pháp TKĐ. Với biện pháp này, xí nghiệp đã giảm được 1/3
số bóng đèn dùng cho phân xưởng may, từ 307 bóng xuống còn 198 bóng. Vì
vậy, điện năng tiêu thụ dùng cho chiếu sáng phân xưởng cũng giảm được 33%.
1.3.4

Tiết kiệm điện giúp giảm chi phí sản xuất

Các chi phí trong quá trình sản xuất bao gồm:
-

Chi phí nguyên vật liệu;

-

Chi phí nhân công;

-

Chi phí năng lượng;

-

Chi phí khấu hao nhà xưởng, thiết bị máy móc;

-

Chi phí quản lý;

-

Chi phí quảng cáo;

-

Chi phí vận chuyển, bao bì.
Trong các chi phí trên, chỉ có chi phí năng lượng là có thể giảm và

giảm đáng kể đối với hầu hết các doanh nghiệp Việt Nam hiện nay.
1.4 HAO TỔN ĐIỆN NĂNG TRONG DOANH NGHIỆP CÔNG NGHIỆP
1.4.1

25

Tổn thất điện năng trong doanh nghiệp công nghiệp

25