Thiết kế cung cấp điện hạ áp cho phân xưởng sửa chữa cơ khí tại xí nghiệp cơ điện – công ty TNHH một thành viên apatít việt nam

Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
nghiệp

Đồ án tốt
MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU

LỜI NÓI ĐẦU
Đất nước ta đang thực hiện quá trình công nghiệp hóa hóa và hiện đại hóa trên tất
cả mọi lĩnh vực, để góp phần vào sự phát triển đó thì ngành năng lượng nói chung và
ngành năng lượng điện nói riêng đóng một vai trò đặc biệt quan trọng. Nó đòi hỏi các
hộ tiêu thụ điện phải sử dụng điện một cách hợp lý và kinh tế nhất.
Đối với một dự án,một công trình xây dựng cho công ty, nhà máy hay phân
xưởng yêu cầu phải có một bản thiết kế cung cấp điện không chỉ hoàn chỉnh vế kỹ
thuật mà còn phù hợp về mặt kinh tế cũng như đảm bảo về chất lượng cung cấp điện
và chất lượng điện năng. Đồng thời bản thiết kế cung cấp điện phải đảm bảo an toàn
cho người vận hành,đơn giản,dễ dàng thi công, lắp đặt và sửa chữa, nâng cấp cải tạo
về sau.
Là một sinh viên ngành Điện khí hóa trải qua quá trình học tập, nghiên cứu, được
sự dạy bảo tận tình của các thầy cô trong bộ môn Điện khí hóa và các thầy cô trong
trường đã giúp em trang bị vốn kiến thức cơ bản về chuyên môn.Với thời gian thực tập
gần hai tháng tại Xí nghiệp Cơ Điện-Công ty TNHH một thành viên Apatít Việt Nam
và được sự nhất trí của thầy giáo hướng dẫn: ThS.Lê Xuân Thành, em đã quyết định
chọn đề tài “Thiết kế cung cấp điện hạ áp cho phân xưởng sửa chữa cơ khí “thuộc Xí
nghiệp Cơ Điện – Công ty TNHH một thành viên Apatít Việt Nam.
Trong thời gian làm đồ án, bản thân em đã cố gắng tìm hiểu các tài liệu tham
khảo phục vụ cho đề tài và được sự hướng dẫn, chỉ bảo nhiệt tình của các thầy cô
trong bộ môn đặc biệt là thầy Lê Xuân Thành cùng các bạn đồng nghiệp đến nay em
đã hoàn thành xong bản đồ án tốt nghiệp của mình. Mặc dù vậy, do kiến thức, thời
gian và kinh nghiệm còn hạn chế nên không tránh khỏi những thiếu sót, rất mong được

các thầy cô và các bạn tham gia góp ý để đồ án của em được hoàn thiện hơn.
SVTH: Đỗ Hữu Lập
k54

Lớp: Điện khí hóa


Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
nghiệp

Đồ án tốt

Em xin chân thành cám ơn.
Hà nội ngày 24 tháng 6 năm 2014
Sinh viên thực hiện
Đỗ Hữu Lập

SVTH: Đỗ Hữu Lập

Lớp: Điện khí hóa K54


Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
nghiệp

Đồ án tốt

CHƯƠNG 1
GIỚI THIỆU CHUNG VÀ TÌNH HÌNH CUNG CẤP ĐIỆN CỦA XÍ NGHIỆP
1.1. Giới thiệu chung

1.1.1. Vị trí địa lý, khí hậu
1. Vị trí địa lý
Xí nghiệp Cơ Điện nằm trong khu vực Khai trường Đồi 1 – Cam Đường 3, gần
khu mỏ Cam Đường, xã Cam Đường, TP. Lào Cai, tỉnh Lào Cai, nằm kéo dài theo
hướng Tây Bắc - Đông nam giới hạn từ MC26 đến MC33 (theo hệ thống mạng lưới
thăm dò địa chất), chiều rộng giới hạn từ tuyến khống chế (TKC) 200 – 300 + 50m.
Phía Tây bắc giáp với khai trường Đồi 2 Cam Đường 2, phía Đông nam giáp với khai
trường Đồi 2 Cam đường 3, phía Tây Nam là thung lũng trồng lúa phía bên kia thung
lũng là khai trường 7 và các khai trường trong khu mỏ Làng Cáng III.
Khai trường đồi 1- Cam Đường 3 có toạ độ:
- X: 399300 – 399700.
- Y: 2477800 – 2478100.
2. Khí hậu
- Nhiệt độ: Xí nghiệp thuộc vùng có khí hậu lục địa, gió mùa chia làm 2 mùa rõ
rệt (mùa khô và mùa mưa). Mùa khô từ tháng 10 đến tháng 3 năm sau. Mùa mưa từ
tháng 4 đến tháng 9 cùng năm. Sự chênh lệch nhiệt độ giữa các tháng và trong ngày
khá lớn, mùa đông thường rất lạnh, từ 8 ÷ 20 0C có khi xuống 1 hoặc 20C.
- Lượng mưa: Lượng mưa được tính bằng mm trung bình nhiều năm về hai mùa
được thể hiện trong bảng 1.1.
Bảng 1.1. Lượng mưa trung bình tháng (mm)
Tháng

Mùa khô

Tháng

Mùa mưa

1

186

4

1162

2

345

5

2007

3

552

6

2321

SVTH: Đỗ Hữu Lập

3

Lớp: Điện khí hóa K54


Trường Đại học Mỏ - Địa Chất

nghiệp

Đồ án tốt

10

1359

7

2778

11

591

8

3357

12

252

9

2355

- Độ ẩm không khí: Độ ẩm cao nhất trong năm 97,5%, độ ẩm thấp nhất trong
năm 67,9%.

- Áp suất không khí: Giá trị tối đa 1039 mm bar, giá trị tối thiểu 991 mm bar.
- Gió và hướng gió: Khu vực ít gió bão nhưng thỉnh thoảng có lốc xoáy với tốc
độ khá lớn có thể gây đổ cây cối và tốc mái nhà. Gió có hướng Đông Bắc và Tây Nam,
tốc độ lớn nhất trong năm 20m/s, tốc độ gió nhỏ nhất trong năm 0,7÷2,7 m/s.
1.1.2. Cơ cấu tổ chức bộ máy của xí nghiệp
Xí nghiệp Cơ điện là một xí nghiệp lớn thuộc Công ty TNHH một thành viên
Apatít Việt Nam. Sơ đồ bộ máy quản lý của xí nghiệp được cho trong hình 1.1
Giám đốc

Phó Giám đốc

Phòng kinh tế

Phòng kĩ thuật

Phòng văn thư

Quản lý phân xưởng

Tổ trưởng tổ điện

Tổ trưởng tổ vận hành

Tổ trưởng tổ sửa chữa

Hình 1.1. Bộ máy quản lý của Xí nghiệp Cơ điện
1.1.3. Công nghệ đang áp dụng
Do đặc thù của ngành, hiện nay công ty sản xuất theo 2 loại hình đặc thù là: khai
thác lộ thiên và công nghệ tuyển nổi.
SVTH: Đỗ Hữu Lập

4

Lớp: Điện khí hóa K54


Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
nghiệp

Đồ án tốt

- Quá trình sản xuất ra quặng apatit nguyên khai gồm:

Dọn tuyến

Khoan

Nơi tiêu thụ

Nổ mìn

Gạt dọn tuyến

Vận tải đường sắt

Xúc

Vận tải ô tô về kho chứa

- Quá trình sản xuất ra quặng apatit tuyển

Quặng loại III

Vận chuyển đường sắt

Vc tới nơi tiêu thụ

Sấy khô

Đập thụ

Lọc

Nghiền

Tuyển

1.1.4. Chức năng nhiệm vụ chính
Cùng với sự phát triển của công ty, xí nghiệp cơ điện đóng vai trò quan trọng
trong quá trình sản xuất, những chức năng nhiệm vụ chính của xí nghiệp:
- Sản xuất và cung cấp điện năng cho mọi hoạt động trên các công trình khai
thác của mỏ apatít quanh khu vực xí nghiệp.
- Sửa chữa, đại tu, nâng cấp, cải tạo những máy móc, thiết bị .
- Lắp đặt, kiểm tra các thiết bị điện.
- Gia công chi tiết máy, phụ tùng thay thế, kết cấu kim loại, dụng cụ khai thác
và vận chuyển khoáng sản.
-Vận hành và bảo dưỡng các thiết bị điện, trạm biến áp.
- Có những sáng kiến, cải tạo, nâng cấp máy móc, thiết bị nhằm nâng cao năng
suất của công ty.
Nguồn nhân lực có trình độ chuyên môn cao, có kinh nghiệm trong lao động
sản xuất chính là sự đảm bảo thành công của xí nghiệp trong những năm qua.

1.2. Tình hình cung cấp điện
SVTH: Đỗ Hữu Lập

5

Lớp: Điện khí hóa K54


Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
nghiệp

Đồ án tốt

1.2.1. Nguồn cung cấp
Nguồn điện 35kV cấp điện cho trạm biến áp trung gian 35/6kV của xí nghiệp
được lấy từ 2 trạm 110/35/6kV Tằng Loỏng. Điện năng dẫn bằng tuyến đường dây lộ
kép, dùng dây nhôm lõi thép AC -185 với chiều đài 55km, trong có lõi thép chịu lực.
Có nhiệm vụ đảm bảo cung cấp điện liên tục trong mỏ với điều kiện vận hành độc lập,
quá trình vận hành bình thường cũng như sửa chữa hay sự cố.
Để bảo vệ cho trạm biến áp 35/6kV khi có sét đánh thường dùng dây AC-35 với
chiều dài là 1,5 km, và kết hợp chống sét ống lắp trên cột đầu vào của trạm biến áp
trung gian 35/6kV.
- Trạm 110/35/6 kV Tằng Loỏng gồm 2 máy biến áp ( 2 x 40) MVA
Thông số của máy biến áp cho trong bảng 1.2.
Bảng 1.2. Thông số của máy biến áp trạm 110/35/6 kV Tằng Loỏng

Loại máy biến
áp
Π Γ

T T 40000/
110
Π Γ

T T 40000/
110

Sđm,
MV
A

Tổn hao
công
suất, kW

U, kV
CA

TA

HA

40

115

38,8

6,3

40

115

38,8

6,3

TH

CH

Dòng
điện
không
tải, %

130 300 10,5

6

17

3

130 300 10,5

6

17

3

Po

Điện áp ngắn
mạch, %

Pn

CT

- Khoảng cách từ trạm 110/35/6 kV tới trạm 35/6 kV AC-95 dài 32km.
- Từ trạm 35/6 kV đến trạm 6/0,4 kV của xí nghiệp là AC – 95 dài 1 km
Thông số kĩ thuật máy biến áp của trạm 35/6 kV cho trong bảng 1.3
Bảng 1.3. Thông số của máy biến áp trạm 35/6 kV
1

Tổ đấu
dây

TM 440035/6,3

Y/∆

Uđm, kV
Sơ cấp Thứ cấp
35

6,3

Sđm,
kVA
4000

∆

Pkt

6

Pnm

UN,
%

I0,
%

28

6,5

1

∆

1.2.2. Các phụ tải chính 6 kV của trạm
SVTH: Đỗ Hữu Lập

6

Lớp: Điện khí hóa K54


Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
nghiệp

Đồ án tốt

1. Các thiết bị máy xúc
Thông số kỹ thuật của các động cơ truyền động chính cho máy xúc sử dụng
điện áp 6kV, được thống kê trong bảng 1.4.
Bảng 1.4. Thông số kỹ thuật của các động cơ truyền động chính cho máy xúc sử
dụng điện áp 6kV
Mã hiệu
∋ KΓ
∋ KΓ

Uđm, kV

Iđm, A

n v/ phút

cosφ

-5A

6

28,7

1480

0,91

- 4,6A

6

28,7

1480

0,91

η

Pđm, kW

Số lượng

93

250

5

93

250

3

%

2. Các thông số của máy biến áp phía 6 kV
Thông số của máy biến áp phía 6 kV được cho trong bảng 1.5.
Bảng 1.5. Thông số của máy biến áp phía 6 kV

Số khởi
hành

Tên
phụ
tải

Công suất

Tủ khởi
hành số 5

MBA

100 kVA

Khởi
hành số 7
Khởi hành

số 8

250 kVA
MBA

MBA

1000 kVA
1000 kVA
320 kVA
TBA 630kVA
250 kVA
25 kVA
180 kVA
100 kVA

Khởi hành
số 10
MBA

Khởi hành

SVTH: Đỗ Hữu Lập

Vị trí lắp đặt
Tạm biến áp
35/6
Trạm biến áp
35/6

Số
lượng
1
1

Thông số đường dây cung
cấp
Mã hiệu cáp

Chiều dài ,
m

3x35+1x25

50

3x35+1x25

200

Xưởng đúc thép

1

Mỏ cóc

1

AC 70

1200

1

AC 35

1000

1

AC 50

2000

1
1
1

AC 50

1000

AC 50

1200

1

AC 50

500

AC 50

1200
2000

AC 50

1500

Xí nghiệp cơ
điện
Làng Cuống +
làng Cáng
Thôn Phân Lân
Cánh 3 Mỏ Cóc

63 kVA

Xí nghiệp khai
thác 1

180 kVA
100 kVA

Cánh 4 Mỏ Cóc

400 kVA

Ga K2

7

1
1
1

Lớp: Điện khí hóa K54


Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
nghiệp
100 kVA
số 11

180 kVA
180 kVA

Khởi hành
12

Trạm 630
kVA

MBA

63 kVA

Đồ án tốt

Khai trường đồi
7
Khai trường 9
Lộ 1 nhà máy
tuyển Cam
Đường

250 kVA

1
1
1

AC 50

2000

AC 50

2300

AC 95

1700

2
1
1

1.2.3. Trang bị điện
Các thiết bị được lắp đặt tại trạm 35/6 kV:
- Khu vực sân trạm: được lắp đặt 3 cầu dao cách ly 35 kV, 3 van phóng sét 35
kV, 1 máy cắt dầu 35 kV, 1 máy biến dòng TI 75/5A, 1 máy biến áp 35/6,3 kV - 4000
kVA, và 2 cột thu lôi.
Thông số kỹ thuật của các thiết bị điện phía 35kV được giới thiệu trong bảng 1.6.
Bảng 1.6. Thông số kỹ thuật của các thiết bị điện phía 35kV
STT

Loại

1

Thông số cơ bản
Sđm, kVA

Uđm, kV

Iđm, A

Cầu dao cách ly РЛН
3-2-35/1000

_

35

200

2

Chống sét van PBC-35

_

35

_

3

Máy cắt dầu C-35M630-10

_

35

600

4

Biến dòng lưới 35

_

35

_

Nhà trạm: Lắp đặt các tủ phân phối điện 6,3 kV đó là:

- 2 tủ đo lường dùng để đo lường và bảo vệ phía 35 kV, 1tủ biến áp tự dùng, 2
tủ bù để bù công suất phản kháng, 1 tủ dự phòng, 8 tủ khởi hành.
- Hệ thống thanh cái 6,3 kV, phía sau nhà có hệ thống xà đỡ sứ để đưa điện 6,3
kV ra các khởi hành.
- Tủ số 1 là tủ tín hiệu tự tạo đo điện áp, dòng điện,công suất, điện năng tiêu thụ
của toàn trạm.
SVTH: Đỗ Hữu Lập

8

Lớp: Điện khí hóa K54


Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
nghiệp

Đồ án tốt

-Tủ số 2 và 15 là tủ HOM - 6 gồm 2 máy biến áp đo lường (phục vụ cấp tín
hiệu đo lường cho thiết bị) thông số của 2 MBA được giới thiệu trong bảng 1.7.

Bảng 1.7. Thông số của 2 MBA
STT

Mã hiệu

1
2

Thông số cơ bản

Sđm , kVa

Uđm, kV

Iđm , A

HTMИ 700VA- 6/ 0,1

0,7

6

_

HTMИ 700VA- 6/ 0,1

0,7

6

_

- Tủ số 4 là tủ đo lường: cung cấp nguồn cho các thiết bị đo lường.
- Tủ số 5, 7, 8,10,11,12,13: là các tủ khởi hành cung cấp điện cho các phụ tải.
- Tủ số 6, 9: là các tủ bù để bù công suất phản kháng 210KVAr.
- Tủ số 3 và số 16 là hai tủ đầu vào cấp điện cho khu khai thác và nhà máy
tuyển Cam Đường.
- Tủ số 14 là tủ dự phòng.
Các thiết bị điện phía 6kV được giới thiệu trong bảng 1.8.
Bảng 1.8. Các thiết bị điện phía 6kV

ST
T
1

Máy cắt tủ 5, 7, 11, 12, 13

KBπT6-13

2

Van phóng sét

PBO-6

3

Cầu dao cách ly

РЛН3-6/200

4

Máy biến dòng đầu vào tủ số 3 và số 16

CT-400/5

5

Máy biến dòng đầu vào tủ số 1

6

Biến dòng 6kV đầu ra các khởi hành

CT-600/5
CT-20/5
CT-100/5
CT-150/5
CT-200/5
CT-300/5

7

Biến áp tự dùng

Tên thiết bị

Mã hiệu

1000 kVA-6/0,4 kV

Sơ đồ nguyên lý của trạm 35/6 kV cho trong hình 1.2.
SVTH: Đỗ Hữu Lập

9

Lớp: Điện khí hóa K54


Trường Đại học Mỏ - Địa Chất

nghiệp

SVTH: Đỗ Hữu Lập

Đồ án tốt

10

Lớp: Điện khí hóa K54


Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
nghiệp

Đồ án tốt

CHƯƠNG 2
XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN
2.1. Các phương pháp xác định phụ tải tính toán
2.1.1. Cơ sở lý thuyết
Khi thiết kế cung cấp điện cho một công trình (cụ thể là phân xưởng đang thiết
kế) thì nhiệm vụ đầu tiên của người thiết kế là phải xác định được nhu cầu điện của
phụ tải công trình đó (hay là công suất đặt của nhà máy...).
Tuỳ theo quy mô của công trình (hay của phân xưởng...) mà phụ tải điện phải
được xác định theo phụ tải thực tế hoặc còn phải kể đến khả năng phát triển trong
tương lai. Cụ thể là muốn xác định phụ tải điện cho một xí nghiệp, nhà máy thì chủ
yếu dựa vào các máy móc thực tế đặt trong các phân xưởng và xét tới khả năng phát
triển của cả nhà máy trong tương lai (đối với xí nghiệp nhà máy công nghiệp thì chủ
yếu là tương lai gần) còn đối với công trình có quy mô lớn (thành phố, khu dân cư...)
thì phụ tải phải kể đến tương lai xa. Như vậy, việc xác định nhu cầu điện là giải bài

toán dự báo phụ tải ngắn hạn (đối với các xí nghiệp, nhà máy công nghiệp) còn dự báo
phụ tải dài hạn (đối với thành phố, khu vực...). Nhưng ở đây chỉ xét đến dự báo phụ tải
ngắn hạn vì nó liên quan trực tiếp đến công việc thiết kế cung cấp điện phân xưởng.
Dự báo phụ tải ngắn hạn là xác định phụ tải của công trình ngay sau khi công
trình đi vào sử dụng. Phụ tải này thường được gọi là phụ tải tính toán. Người thiết kế
cần phải biết phụ tải tính toán để chọn các thiết bị điện như: máy biến áp, dây dẫn, các
thiết bị đóng, cắt, bảo vệ... để tính các tổn thất công suất, tổn thất điện áp, để lựa chọn
các thiết bị bù. Chính vì vậy, phụ tải tính toán là một số liệu quan trọng để thiết kế
cung cấp điện. Phụ tải điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: công suất và số lượng các
thiết bị điện, chế độ vận hành của chúng, quy trình công nghệ của mỗi nhà máy, xí
nghiệp, trình độ vận hành của công nhân v.v... Vì vậy, xác định chính xác phụ tải tính
toán là một nhiệm vụ khó khăn nhưng lại rất quan trọng. Bởi vì, nếu phụ tải tính toán
được xác định nhỏ hơn phụ tải thực tế thì sẽ làm giảm tuổi thọ của các thiết bị điện, có
khả năng dẫn đến đến cháy nổ rất nguy hiểm. Nếu phụ tải tính toán lớn hơn phụ tải

SVTH: Đỗ Hữu Lập

11

Lớp: Điện khí hóa K54


Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
nghiệp

Đồ án tốt

thực tế nhiều thì các thiết bị điện được chọn sẽ quá lớn so với yêu cầu, gây lãng phí và
không kinh tế.
Do tính chất quan trọng như vậy, nên đã có nhiều công trình nghiên cứu và có

nhiều phương pháp tính toán phụ tải điện.
Nhưng vì phụ tải điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố như đã trình bày ở trên và sự
biến động theo thời gian nên thực tế chưa có phương pháp nào tính toán chính xác và
tiện lợi phụ tải điện. Nhưng hiện nay đang áp dụng một số phương pháp sau để xác
định phụ tải tính toán:
+ Phương pháp tính theo công suất đặt và hệ số nhu cầu.
+ Phương pháp tính theo hệ số cực đại và công suất trung bình.
+ Phương pháp tính theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm.
+ Phương pháp tính theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất.
Trong quá trình chuẩn bị thiết kế thì tuỳ theo quy mô, đặc điểm của công trình
(nhà máy, xí nghiệp...) tuỳ theo giai đoạn thiết kế là sơ bộ hay kỹ thuật thi công mà
chọn phương pháp tính toán phụ tải cho thích hợp. Sau đây sẽ trình bày một số đại
lượng, hệ số tính toán và các phương pháp tính phụ tải tính toán.
2.1.2. Xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số yêu cầu
Theo phương pháp này, số liệu ban đầu để xác định phụ tải điện là công suất
định mức của thiết bị điện.
Để xác định công suất tính toán của các phụ tải đấu vào một trạm biến áp, một
đường dây tải điện hoặc của các xí nghiệp nói chung, các phụ tải điện cần được phân
thành nhóm. Việc phân nhóm có thể theo các phương pháp sau:
+ Nhóm các phụ tải cùng loại.
+ Nhóm các phụ tải tham gia vào một công nghệ.
+ Nhóm các phụ tải cùng hoạt động trong một khu vực của phân xưởng, xí
nghiệp.

SVTH: Đỗ Hữu Lập

12

Lớp: Điện khí hóa K54

Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
nghiệp

Đồ án tốt

Trong tính toán thiết kế cung cấp điện không thể lấy giá trị công suất định mức
của nhóm làm giá trị tính toán bởi:
+ Công suất định mức của mỗi động cơ thường lớn hơn công suất yêu cầu của
máy công tác, vì cần phải đảm bảo dự trữ và khó có thể chọn được động cơ có công
suất định mức bằng công suất tính toán.
+ Tải trung bình của máy thường nhỏ hơn tải cực đại, vì công suất động cơ
thường được chọn để làm việc ở chế độ nặng nề nhất.
+ Các máy móc trong một nhóm ít khi đồng thời làm việc.
Do các nguyên nhân kể trên, phụ tải tính toán của nhóm cần phải kể đến các hệ
số mang tải và hệ số đồng thời.
Hệ số mang tải kmt là tỉ số giữa công suất thực tế trên trục động cơ tại thời điểm
xem xét với công suất định mức của nó.

kmt =

Ptt
Pdm

(2.1)

Hệ số đồng thời kđt là tỉ số giữa tổng công suất định mức của các phụ tải đồng
thời làm việc tại thời điểm xem xét với tổng công suất định mức của các phụ tải trong
nhóm.

∑P
∑P

d .lv
di

kđt =

(2.2)

Do việc xác định riêng lẻ các hệ số nói trên khá phức tạp, nên trong thực tế tính
toán được thay thế bằng hệ số yêu cầu kyc.
k yc =

k dt k mt
.
η tb η m

(2.3)

Trong đó:
η tb

SVTH: Đỗ Hữu Lập

- hiệu suất trung bình của các động cơ.
13

Lớp: Điện khí hóa K54

Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
nghiệp
ηm

Đồ án tốt

- hiệu suất của mạng điện.

Công suất tính toán của nhóm được xác định như sau:
Pt .nh = k yc .∑ Pdi

( 2.4 )

Qt .nh = Pt .nh .tgϕtb
(2.5 )
tgϕtb

cosϕ tb

ứng với

đặc trưng cho nhóm phụ tải. Nếu hệ số công suất của các

thiết bị trong nhóm không giống nhau thì phải tính hệ số công suất trung bình theo
công thức sau:
n

Cosϕtb =

∑ P .cos ϕ
i

i =1

i

n

∑P
i =1

i

(2.6)

Phụ tải tính toán ở điểm nút của hệ thống cung cấp điện được xác định như sau:
n

Ptt = ∑ Pt . nhi
i =1

+ Phụ tải tác dụng:

kW

(2.7)

n

Q tt = ∑ Q t . nhi
+ Phụ tải phản kháng:

i =1

kVAr

(2.8)

S tt = k cd . Ptt2 + Qtt2
+ Phụ tải toàn phần:

kVA

(2.9)

Trong đó: kcd: hệ số kể đến cực đại của nhóm không trùng nhau, k cd nằm trong
giới hạn

0,85 ÷ 0,87

.

Xác định phụ tải tính toán theo phương pháp này có ưu điểm đơn giản, khối
lượng tính toán ít nhưng có hạn chế là kém chính xác.
SVTH: Đỗ Hữu Lập

14

Lớp: Điện khí hóa K54

Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
nghiệp

Đồ án tốt

2.1.3. Xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản
phẩm
Đối với các hộ tiêu thụ có đồ thị phụ tải thực tế ít thay đổi, phụ tải tính toán
bằng phụ tải trung bình và được xác định theo suất tiêu thụ điện năng để sản xuất ra
một đơn vị sản phẩm khi cho trước tổng sản phẩm sản xuất được trong một khoảng
thời gian.
Phụ tải tác dụng tính toán trong trường hợp này được xác định như sa
Ptt = Pca =

M ca .W0
Tca

(2.10)

Trong đó:
Mca - số lượng sản phẩm sản xuất trong một ca.
W0 - suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm, kWh/đvsp.
Tca - thời gian của ca phụ tải lớn nhất h.
Khi biết W0 và tổng sản phẩm sản xuất trong cả năm M của phân xưởng, xí
nghiệp thì phụ tải tính toán là:

Ptt =
∗

M .W0
Tmax

(2.11)

Ưu điểm: Dùng để tính toán cho các thiết bị điện có đồ thị phụ tải ít thay đổi

như quạt, bơm, máy nén khí...

∗

Nhược điểm: Kết quả tính toán vẫn còn sai số.

2.1.4. Xác định phụ tải theo hệ số cực đại k max và công suất trung bình Ptb (hay
phương pháp số thiết bị hiệu quả nhq)
Sau khi phân xưởng, xí nghiệp đã có thiết kế chi tiết, ta đã có các thông tin
chính xác về mặt bằng bố trí máy móc thiết bị, biết được công suất và quá trình công
nghệ của từng thiết bị. Lúc này ta có thể bắt tay vào thiết kế mạng điện hạ áp cho phân
SVTH: Đỗ Hữu Lập

15

Lớp: Điện khí hóa K54


Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
nghiệp

Đồ án tốt

xưởng. Số liệu đầu tiên cần xác định là công suất tính toán của từng động cơ và của
từng nhóm động cơ trong phân xưởng.
Với một động cơ:

Ptt = Pdm

(2.12)

n

Với nhóm động cơ

n≤3

Ptt = ∑ Pdmi
i =1

:

(2.13)
n

Với nhóm động cơ

n ≥4:

Ptt = kmax × k sd × ∑ Pdmi
i =1

(2.14)

Trong đó:
ksd - hệ số sử dụng của nhóm thiết bị, tra sổ tay.
kmax - hệ số cực đại, tra đồ thị hoặc tra bảng theo hai đại lượng ksd và nhq.
nhq - số thiết bị dùng điện hiệu quả.
* Trình tự xác định nhq như sau:
+ Xác định n1 - số thiết bị có công suất lớn hơn hay bằng một nửa công suất của
thiết bị có công suất lớn nhất.
+ Xác định P1 - công suất của n1 thiết bị trên:
n1

P1 = ∑ Pdmi
i =1

(2.15)

+ Xác định n*, P*:
n∗ =

n1
n

P∗ =

;

P1
P∑

+ Từ n*, P* tra bảng [PL 1.5], ta được nhq*
+ Xác định nhq theo công thức: nhq = n. nhq*
Bảng tra kmax chỉ bắt đầu từ nhq = 4[PL 1.4], khi nhq < 4 phụ tải tính toán được
xác định theo công thức:
SVTH: Đỗ Hữu Lập

16

Lớp: Điện khí hóa K54


Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
nghiệp

Đồ án tốt

n

Ptt = ∑ kti × Pdmi
i =1

(2.16)

Trong đó:
kti - hệ số tải. Nếu không biết chính xác có thể lấy trị số gần đúng như sau:
kt = 0,75 với thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại.
kt = 0,9 với thiết bị làm việc ở chế độ dài hạn.
Nếu trong nhóm có thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại thì phải qui đổi về
chế độ dài hạn trước khi xác định nhq.
Pqd = Pdm × k d %

(2.17)
Trong đó: kd% - hệ số đóng điện phần trăm
Cũng cần phải qui đổi công suất về ba pha đối với các thiết bị dùng điện một pha:
+ Thiết bị một pha đấu vào điện áp pha: Pqd = 3Pdm
+ Thiết bị một pha đấu vào điện áp dây: Pqd =

3

Pđm

Phụ tải chiếu sáng của phân xưởng được xác định theo công thức sau: P cs = p0.S
Trong đó:
p0 - suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích (W/m2).
S - diện tích cần được chiếu sáng, ở đây là diện tích phân xưởng (m 2).
Phụ tải tính toán toàn phân xưởng với n nhóm được xác định như sau:
n

Pttpx = k dt .∑ Ptti
i =1

, kW

(2.18)

, kVAr

(2.19)

n

Qttpx = k dt .∑ Qtti
i =1

SVTH: Đỗ Hữu Lập

17

Lớp: Điện khí hóa K54


Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
nghiệp

Đồ án tốt

S ttpx = ( Pttpx + Pcs )2 + (Q ttpx + Q cs )2
, kVA

(2.20)

2.2. Xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng sửa chữa cơ khí
2.2.1. Mục tiêu thiết kế, dữ kiện thiết kế, yêu cầu thiết kế
- Mục tiêu thiết kế: Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa cơ khí –
Xí nghiệp Cơ Điện – Công ty TNHH một thành viên Apatít Việt Nam, cả 2 phía cao
cáp và hạ áp.
- Dữ kiện thiết kế:
+ Sơ đồ bố trí mặt bằng của các thiết bị.
+ Bảng phụ tải điện của phân xưởng.
+ Nguồn cung cấp điện của phân xưởng.

- Yêu cầu thiết kế:
+ Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện.
+ Đảm bảo chất lượng điện năng(đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật).
+ Đảm bảo an toàn.
+ Hợp lý về kinh tế.
+ Tính đến sự phát triển của phụ tải.
2.2.2. Sơ đồ bố trí thiết bị điện trên mặt bằng phân xưởng
Sơ đồ bố trí thiết bị điện trên mặt bằng phân xưởng sửa chữa cơ khí được thể
hiện trên hình 2.1:

SVTH: Đỗ Hữu Lập

18

Lớp: Điện khí hóa K54


Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
nghiệp

Đồ án tốt

Hình 2.1. Sơ đồ bố trí thiết bị điện trên mặt bằng phân xưởng sửa chữa cơ khí
2.2.3. Phân nhóm phụ tải
Dựa vào vị trí lắp đặt, tính chất và chế độ làm việc của các thiết bị chia phụ tải
thành 5 nhóm.
2.2.4. Phương pháp xác định phụ tải tính toán
Với phạm vi, quy mô và giai đoạn thiết kế cũng như việc bố trí thiết bị đã biết
trước thì phương pháp số thiết bị hiệu quả để xác định phụ tải tính toán cho phân
xưởng , phương pháp công suất đặt và hệ số nhu cầu knc cho toàn bộ nhà máy.

2.2.5. Phụ tải tính toán của phân xưởng sửa chữa cơ khí
Số liệu chi tiết phụ tải điện phân xưởng sửa chữa cơ khí được thể hiện trong bảng 2.1

Bảng 2.1. Số liệu chi tiết phụ tải điện phân xưởng sửa chữa cơ khí
Tên thiết bị điện

Số lượng

Công suất
Po, kW

Kí hiệu trên mặt
bằng

1

1

Nhóm 1
Bàn quấn dây
SVTH: Đỗ Hữu Lập

1
19

Lớp: Điện khí hóa K54


Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
nghiệp

Quạt
Máy bào ngang
Máy bào
Máy phay
Máy mài 2 đá
Máy rút dây
Máy doa
Máy mài thô

Đồ án tốt

2
1
1
1
1
1
1
2

2,5x2
10
5,5
7
3,6
5
2
2,8x2

4,7

2
3
5
6
8
9
10,11

10
2
6,2
2,5
2,4
4
7
5,5

12
13
14
15
16
17
18
19

1,7
7
20
1,1

0,7
15,5
2,2
12
1,2x3
2,8
1,5x2

20
21
22
31
24
25
26
27
28,32,33
30
23, 29

1
7
8,5
3,6
1,5
2,4
4,5
2,4
2,5x2
2,8

34
43
36
37
38
39
40
41
35, 42
44

2,4x2
1,2
3,5

45,46
47
48

Nhóm 2
Máy lăn ren
Máy khoan đứng
Máy khoan cần
Quạt
Máy hàn điện
Máy tiện
Máy phay
Máy tiện

1
1
1
1
1
1
1
1
Nhóm 3

Máy hàn lăn
Máy tiện ren
Máy khoan
Máy cắt ren
Khoan bàn
Máy mài
Máy dũa
Máy hàn
Máy bào
Máy khoan đứng
Quạt

1
1
1
1
1
1
1
1

3
1
2
Nhóm 4

Máy doa
Máy phay
Máy tiện ren
Máy mài 2 đá
Khoan đứng
Hàn điện
Khoan bàn
Nâng thủy lực
Quạt
Máy khoan đứng

1
1
1
1
1
1
1
1
2
1
Nhóm 5

Nâng thủy lực
Máy bào

Máy khoan cầu
SVTH: Đỗ Hữu Lập

2
1
1
20

Lớp: Điện khí hóa K54


Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
nghiệp
Cẩu trục
Máy cưa
Máy hàn điểm
Máy xọc

Đồ án tốt

1
1
1
2

9
2
13
2x2

49
50
51
52,53

1. Xác định phụ tải tính toán phụ tải nhóm 1
Phụ tải nhóm 1 được thể hiện ở bảng 2.2.
Bảng 2.2. Phụ tải tính toán nhóm 1
ϕ

STT

Tên thiết bị điện

Số lượng

Kí hiệu trên
mặt bằng

Công suất

1
2

Bàn quấn dây
Quạt

1
2

1
4,7

1
2,5x2

0,8
0,8

3

Máy bào ngang

1

2

10

0,88

4

Máy bào

1

3

5,5

0,88

5

Máy phay

1

5

7

0,86

6

Máy mài 2 đá

1

6

3,6

0,83

7

Máy rút dây

1

8

5

0,7

8

Máy doa

1

9

2

0,82

9
Tổn
g

Máy mài thô

2

10,11

2,8x2

0,82

11

Po, kW

cos

44,7

Tổng số thiết bị nhóm: n = 11
Số thiết bị có công suất

≥

0,5 .Pmax: n1 = 4.

Tổng công suất các thiết bị n1:
P1 = 10 + 5,5 + 7 + 5 = 23 kW
Tổng công suất toàn nhóm:
P∑1 = 44,7 kW
Xác định được:

n* =
SVTH: Đỗ Hữu Lập

n1

n

=
21

4
11

= 0,36
Lớp: Điện khí hóa K54


Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
nghiệp

Đồ án tốt

P1
P∑

23
44, 7

P* =

=

=0,51

Từ n* và P* tra bảng trong phụ lục cung cấp điện xác định được nhq* = 0.86

Vậy nhq= nhq*.n = 0,86.11

≈

9 thiết bị

Với phân xưởng sửa chữa cơ khí lấy ksd = 0,2 . Tra bảng với ksd = 0,2 và nhq = 9 được
kmax = 1,9
n

∑P
i =1

dmi

. cos ϕ i

n

∑P
i =1

Cosϕtb =

dmi

= 0,8

Nên tanϕ= 0,75
Vậy :

Pttn1 = kmax.ksd.P∑ = 1,9.0,2.44,7 = 16,98 kW
Qttn1 = Pttn1. tanϕ = 16,98. 0,75 = 12,735 kVAr
2
Pttn2 1 + Qttn
1

Sttn1 =

=
S tt
3.U dm

Itt1 =

16,982 + 12, 7352

= 21,225 kVA

21, 225
3.0,38

=

= 32,24 A

2. Xác định phụ tải tính toán nhóm 2
Phụ tải nhóm 2 được thể hiện ở bảng 2.3
Bảng 2.3. Phụ tải tính toán nhóm 2
ϕ

STT

Tên thiết bị điện

Số lượng

Kí hiệu trên
mặt bằng

Công suất
Po, kW

1

Máy lăn ren

1

12

10

0,8

2

Máy khoan đứng

1

13

2

0,85

3

Máy khoan cần

1

14

6,2

0,82

SVTH: Đỗ Hữu Lập

22

cos

Lớp: Điện khí hóa K54


Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
nghiệp

Đồ án tốt

4

Quạt

1

15

2,5

0,8

5

Máy hàn điện

1

16

2,4

0,6

6

Máy tiện

1

17

4

0,65

7

Máy phay

1

18

7

0,86

8

Máy tiện

1

19

5,5

0,8

Tổng

8

39,6

Tổng số thiết bị nhóm: n = 9
Số thiết bị có công suất

≥

0,5.Pmax: n1 = 4

Tổng công suất các thiết bị:
P2 = 10 + 6,2 + 7 + 5,5 = 28,7 kW
Tổng công suất toàn nhóm:
P∑2 = 39,6 kW
Xác định được :

n* =

P* =

n1
n

P2
P∑

4
9

=

= 0,44

28, 7
39, 6

=

=0,72

Từ n* và P* tra bảng trong phụ lục cung cấp điện xác định được nhq* = 0.76
Vậy nhq = nhq*.n = 0,76.8

≈

6 thiết bị

Với phân xưởng sửa chữa cơ khí lấy ksd =0,2 . Tra bảng với ksd =0,2 và nhq = 6 được
kmax = 2,24
n

∑P
i =1

dmi

. cos ϕ i

n

∑P
i =1

Cosϕtb =

SVTH: Đỗ Hữu Lập

23

dmi

= 0,76

Lớp: Điện khí hóa K54


Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
nghiệp

Đồ án tốt

Nên tanϕ = 0,85
Vậy :
Pttn2 = kmax.ksd.P∑ = 2,24.0.2.39.6 = 17,74 kW
Qttn2 = Pttn2. tanϕ = 17,74. 0,85 = 15,07 kVAr

Ptt 2 2 + Qtt 2 2

Sttn2 =

17, 742 + 15, 07 2

=
S tt
3.U dm

Itt2 =

= 23,27 kVA

23, 27
3.0,38

=

= 35,36 A

3. Xác định phụ tải nhóm 3
Phụ tải nhóm 3 cho ở bảng 2.4
Bảng 2.4. Phụ tải tính toán nhóm 3
ϕ

STT

Tên thiết bị điện

Số lượng

Kí hiệu trên
mặt bằng

Công suất
Po, kW

1

Máy hàn lăn

1

20

1,7

0,75

2

Máy tiện ren

1

21

7

0,7

3

Máy khoan

1

22

20

0,6

4

Máy cắt ren

1

31

1,1

0,85

5

Khoan bàn

1

24

0,7

0,6

6

Máy mài

1

25

15,5

0,6

7

Máy dũa

1

26

2,2

0,8

8

Máy hàn

1

27

12

0,6

9

Máy bào

3

28,32,33

1,2x3

0,7

10

Máy khoan đứng

1

30

2,8

0,8

11

Quạt

2

23, 29

1,5x2

0,75

Tổng

14

cos

69,6

Tổng số thiết bị nhóm: n = 14
Số thiết bị có công suất

SVTH: Đỗ Hữu Lập

≥

0,5.Pmax: n1 = 2
24

Lớp: Điện khí hóa K54


Trường Đại học Mỏ - Địa Chất
nghiệp

Đồ án tốt

Tổng công suất các thiết bị n1:
P3 = 20 + 15,5 = 35,5 kW
Tổng công suất toàn nhóm:
P∑ = 69,6 kW
Xác định được:

n* =

n1
n
P3
P∑

P* =

2
14

=

= 0,14

45,5
69, 6

=

= 0,51

Từ n* và P* tra bảng trong phụ lục cung cấp điện xác định được nhq* = 0.48
Vậy nhq = nhq*.n = 0,48.14

≈

7 thiết bị

Với phân xưởng sửa chữa cơ khí lấy k sd = 0,2 . Tra bảng với k sd = 0,2 và nhq = 7 được
kmax = 2,1
n

∑P

dmi

i =1

. cos ϕ i

n

∑P
i =1

Cosϕtb =

dmi

= 0,8 .Nên tanϕ = 0,75

Vậy :
Pttn3 = kmax.ksd.P∑ = 2,1.0.2.69,6 = 29,23 kW
Qttn3 = Pttn3. tanϕ = 29,23.0,75 = 21,92 kVAr
2
Pttn2 3 + Qttn
3

Sttn3 =

29, 232 + 21,922

=

= 36,53 kVA

S tt

Itt3 =

3.U dm

36,53
3.0,38

=

= 55,50 A

4. Xác định phụ tải nhóm 4
SVTH: Đỗ Hữu Lập

25

Lớp: Điện khí hóa K54