THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO MỘT PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ

Đồ án 1: Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa cơ khí

LỜI MỞ ĐẦU
********
Đất nước ta đang trong công cuộc công nghiệp hoá, hiện đại hoá.Nhu cầu điện
năng trong các lĩnh vực công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ và sinh hoạt tăng trưởng không
ngừng cùng với quá trình phát triển kinh tế.Do đó đòi hỏi rất nhiều công trình cung cấp
điện.Đặc biệt rất cần các công trình có chất lượng cao, đảm bảo cung cấp điện liên tục, phục
vụ tốt cho sự phát triển của các ngành trong nền kinh tế quốc dân
Trong đó có lĩnh vực công nghiệp là 1 trong các ngành kinh tế trọng điểm của đất
nước, được Nhà nước và Chính phủ ưu tiên phát triển vì có vai trò quan trọng trong công cuộc
đưa nước ta trở thành nước công nghiệp vào năm 2020.Thiết kế cung cấp điện cho ngành này
vì thế là 1 công việc khó khăn, đòi hỏi sự cẩn thận cao.Phụ tải của ngành phần lớn là phụ tải
hộ loại I, đòi hỏi độ tin cậy cung cấp điện cao .Một phương án cung cấp điện hợp lý là 1
phương án kết hợp hài hòa được các chỉ tiêu kinh tế, kĩ thuật, đảm bảo đơn giản trong sửa
chữa và vận hành thuận tiện, đảm bảo chất lượng điện năng.Hơn nữa cần áp dụng các thiết bị
cùng các thiết kế hiện đại và có khả năng mở rộng trong tương lai
Dưới sự hướng dẫn của thầy Nguyễn Phúc Huy, em được nhận đề tài “Thiết kế
cung cấp điện cho 1 phân xưởng sửa chữa cơ khí”.Đồ án bao gồm một số phần chính như
sau
1-Tính toán chiếu sáng cho phân xưởng.
2- Tính toán phụ tải điện
3- Xác định sơ đồ cấp điện áp của phân xưởng.
4- Lựa chọn và kiểm tra các thiết bị của sơ đồ nối điện.
5- Tính toán chế độ mạng điện.
6- Tính chọn bù nâng cao hệ số công suất.
7-Tính toán nối đất và chống sét.
8- Dự toán công trình.
Đây là 1 đồ án có tính thực tiễn rất cao, không những giúp em có thể vận dụng kiến thức
vào thực tiễn mà còn giúp em tích lũy thêm được nhiều kinh nghiệm, chắc chắn sẽ giúp ích
cho em rất nhiều trong công tác sau này.

Trong quá trính thực hiện đồ án em đã nhận được sự giúp đỡ tận tình của thầy
Nguyễn Phúc Huy cùng quý thầy cô trong khoa Hệ Thống Điện.Do trình độ còn hạn chế,nên
còn nhiều thiếu xót. Em rất mong nhận được những nhận xét từ quý thầy cô, để em có thể
hoàn thiện hơn kiến thức của mình.
Em xin chân thành cảm ơn!
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Thu Phương

Sv Nguyễn Thu Phương- Lớp Đ3h1

Page 1


Đồ án 1: Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa cơ khí

ĐỒ ÁN MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN
THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO MỘT PHÂN XƯỞNG
SẢN XUẤT CÔNG NGHIỆP
Tên đồ án : Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng cơ khí
Tỷ lệ phụ tải điện loại I&II là 85%.
Hao tổn điện áp cho phép trong mạng điện hạ áp ∆Ucp = 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: TM = 4680h
Công suất ngắn mạch tại điểm đấu điện: Sk = 7,79 MVA
Thời gian tồn tại của dòng ngắn mạch tk = 2,5s

Khoảng cách từ nguồn điện đến trung tâm của phân xưởng: L =73,6 m
Chiều cao nhà xưởng H = 4,12 m
Giá thành tổn thất điện năng C∆ = 1000đ/kWh.
Suất thiệt hại do mất điện gth = 7500đ/kWh.Đơn giá tụ bù 200.103 đ/kVAr,
Giá điện trung bình g=1000đ/kWh.Điện áp lưới phân phối là 22kV.
Mặt bằng phân xưởng và các thông số cho ở dưới hình vẽ và bảng sau:

Sv Nguyễn Thu Phương- Lớp Đ3h1

Page 2


Đồ án 1: Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa cơ khí

6000

24000

6000

12 3 4

7

36000

11
12
13
14

16
15
17

5
6

20

21
22

23
24

10 8

30

9

31

26 25
31

33 28
32

18

19

31

Nhà
kho

Van
phòng

Hình 1: sơ đồ mặt bằng phân xưởng
Số hiệu
trên sơ đồ

Tên thiết bị

cos

Hệ số ksd

1;2;3;4
7;12;15
8;9
10
11;13;14
16;17
18;19
20;21;22

Lò điện kiểu tầng

Thùng tôi
Lò điện kiểu tầng
Bể khử mỡ
Bồn đun nước nóng
Thiết bị cao tần
Máy quạt
Máy mài tròn vạn
năng
Máy tiện
Máy tiện ren
Máy phay đứng
Máy khoan đứng
Cần cẩu
Máy mài

0,91
0,95
0,86
1
0,98
0,83
0,67
0,60

0,35
0,3
0,26
0,47
0,30
0,41

0,45
0,47

20+25+18+25
1,5+2,2+3
30+18,5
2,2
15+22+30
30+30
7,5+4,5
2,8+7,5+5,5

0,63
0.69
0,68
0,60
0,65
0,872

0,35
0,53
0,45
0,4
0,22
0,36

2,8+4
5,5+12+15
4,5+15
4,5+7,5

7,5
3

23;24
25;26;27
28;29
30;31
32
33

Công suất dặt
theo phương án C, kW

CHƯƠNG I: TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG CHO PHÂN XƯỞNG
1-

Tính toán lựa chọn đèn

Sv Nguyễn Thu Phương- Lớp Đ3h1

Page 3


Đồ án 1: Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa cơ khí

Trong thiết kế chiếu sáng, vấn đề quan trọng nhất phải quan tâm là đáp ứng các
yêu cầu về độ rọi và hiệu quả của chiếu sáng đối với thị giác. Ngoài độ rọi, hiệu quả
của chiếu sáng còn phụ thuộc vào quang thông, màu sắc ánh sáng, sự lựa chọn hợp lý
cùng sự bố trí chiếu sáng vừa đảm bảo tính kinh tế và mỹ quan hoàn cảnh. Thiết kế
chiếu sáng phải đảm bảo các yêu cầu sau:

-

Không bị loá mắt.
Không loá do phản xạ.
Không có bóng tối.
Phải có độ rọi đồng đều.
Phải đảm bảo độ sáng đủ và ổn định.
- Phải tạo ra được ánh sáng giống ánh sáng ban ngày.

Các hệ thống chiếu sáng bao gồm chiếu sáng chung, thiết bị cần chiếu sáng mặt
phẳng nghiêng và không tạo ra các bóng tối sâu, thiết kế cho phân xưởng thường sử
dụng hệ thống chiếu sáng kết hợp. Trong chiếu sáng công nghiệp có 2 loại đèn được
sử dụng là: đèn sợi đốt và đèn huỳnh quang,do trong sản xuất công nghiệp có nhiều
máy quay với tần số 50Hz. Nếu sử dụng đèn huỳnh quang thường gây ảo giác máy
không quay rất nguy hiểm,có thể gây tai nạn lao động.Và do đèn huỳnh quang có hiệu
suất không cao chỉ (0,6:0,7) trong khi đó đèn sợi đốt khắc phục được những đặc điểm
trên của đèn huỳnh quang. Do đó trong các phân xưởng công nghiệp thường chọn đèn
sợi đốt để chiếu sáng.
Việc bố trí treo đèn khá đơn giản thường được bố trí theo các góc hình vuông
hoặc hình chữ nhật.
Vì vậy ta tính toán chiếu sáng cho phân xưởng như sau:
Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng cơ khí–sửa chữa có kích thước a×b×H
(dài,rộng,cao) là: 36×24×4,12m.
Độ rọi yêu cầu Eyc=100lx, theo biểu đồ kruithof ứng với độ rọi 100lx nhiệt độ
màu cần thiết là 30000K sẽ cho môi trường sáng tiện nghi.
Chọn độ cao treo đèn: độ cao treo đèn được lựa chọn sao cho đèn treo càng cao
thì yêu cầu công suất sẽ càng phải lớn, nguồn sáng càng xa thì trường nhìn ngang và
khả năng chói lóa, mất tiện nghi càng giảm.
Căn cứ vào độ cao trần xưởng H=4,12m, chọn:
- Độ cao mặt công tác là h2=0,8m.

- Độ cao treo đèn cách trần là h1=0,7m.
Vậy khoảng cách từ đèn tới mặt công tác là:
Sv Nguyễn Thu Phương- Lớp Đ3h1

Page 4


Đồ án 1: Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa cơ khí

h= H-h1- h2 = 4,12- 0,7- 08= 2,62 m.

Sơ đồ bố trí treo đèn theo mặt đứng như sau:

Hình 1.2: Bố trí đèn theo mặt cắt đứng
Bố trí đèn và xác định số lượng đèn:
Tra bảng, với bóng đèn sợi đốt,bóng vạn năng ta = 1,8.
Suy ra khoảng cách tối đa giữa hai bóng đèn là:
L=1,8.h=1,8 . 2,62=4,716.
Căn cứ vào kích thước nhà xưởng đã cho ta chọn:
- Khoảng cách giữa các bóng đèn theo hàng ngang Ln= 4 m.
- Khoảng cách giữa các bóng đèn theo hàng dọc là Ld= 4m.
Kiểm tra mức độ đồng đều về ánh sáng :
Ln
L
≤q≤ n
3
2
4
4
≤2≤

3
2

;

;

Ld
L
≤ p≤ d
3
2
4
4
≤2≤ ;
3
2

Sv Nguyễn Thu Phương- Lớp Đ3h1

Page 5


Đồ án 1: Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa cơ khí

Như vậy: số đèn theo mỗi hàng ngang là 6 bóng, số đèn theo mỗi hàng dọc là 9
bóng, hay số lượng đèn cần dùng là N=54 bóng.

Chỉ số phòng (hệ số không gian): φ=

a.b
h( a + b)

=

36.24
2,62(36 + 24)

=5,5

Lấy độ phản xạ của trần và đèn lần lượt là: σtrần=50%; σđèn=30%, kết hợp với chỉ số
phòng φ=5,5 tra bảng ta được hệ số sử dụng ksd=0,59.(theo bảng pl47.BT)
Lấy hệ số dự trữ là k=1,3. Hệ số tính toán Z=1,1.

Fyc =
Quang thông yêu cầu là:

k .E yc .S .Z

Fyc=

n.ksd

=

1,3.100.36.24.1,1
54.0,59
=3878 lm.

Do đó chọn bóng đèn Halogen công suất là P=300W có quang thông F=6300lm.

( Sách thiết kế cung cấp điện – Ngô Hồng Quang)
Sơ đồ chiếu sáng phân xưởng như hình 3
4m

2m
2m
4m
36m

24m

Sv Nguyễn Thu Phương- Lớp Đ3h1

Page 6


Đồ án 1: Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa cơ khí

Hình 1.3:sơ đồ đèn chiếu sáng cho phân xưởng.
2-Chọn cáp cho hệ thống chiếu sáng
*Chọn cáp từ tủ phân phối đến tủ chiếu sáng
Hệ số đồng thời của nhóm phụ tải chiếu sáng là kđt=1.
Công suất phụ tải tính toán chiếu sáng
Pcs=kđt .Σ(N. Pđ) =1.54.300= 16200W.
Do chọn đèn sợi đốt để chiếu sáng nên cosφ =1

I cs =

Pcs
16200

=
= 42,514 A
3.U dm .cosϕ
3.220.1

.
Chọn cáp đồng 4 lõi vỏ PVC, tiết diện F=4mm , đặt trong nhà có Icp=53 A.
2

* Chọn dây dẫn từ áptômát nhánh tới các nhóm đèn.
Ta tiến hành tính toán phân nhóm đèn theo diện tích: gồm 8 nhóm mỗi nhóm có
6 bóng đèn với công suất 300W và 2 nhóm mỗi nhóm có 3 bóng đèn , vị trí các nhóm
đèn như hình 4
-

Nhóm 6 bóng đèn:

Công suất tổng mỗi nhóm là

P=6.300=1800 W=1,8 kW.

I lv max =

1,8
= 8,182 A
0, 22

Dòng làm việc lớn nhất qua mỗi nhóm:

Suy ra: dòng điện cho phép Icp≥

I lv max
8,182
=
= 14,119 A
k1.k2 .k3 0,95.0,61.1

Trong đó
k1 =0,95: cáp treo trên trần.
 k2=0,61( cáp treo trên trần,mạch 10 cáp liền nhau)

k3 là hệ số phụ thuộc nhiệt độ môi trường lấy t0=300C, k3=1.
Do đó chọn cáp cách điện PVC 2 lõi, tiết diện F=2,5mm, đặt trong nhà có
Icp =48A

Sv Nguyễn Thu Phương- Lớp Đ3h1

Page 7


Đồ án 1: Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa cơ khí

Ta có bảng tổng hợp thông số dây dẫn mạch chiếu sáng như sau:
( tra bảng 4.14 sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện- NHQ)
Vị trí

Tiết
diện
định
mức

mm2
4,0

Chiều
dày
cách
điện
mm
0,9

Chiều
dày vỏ
bọc
PVC
mm
1,5

Đường
kính
tổng
thể
mm
14

Phụ
tải
dòng
điện
A
30

Điện trở
dây dẫn
ở 200C

Điện
áp thử

Ω/Km
4,61

V
1500

2,5

0,8

1,5

12,12

22

7,41

CuPVC(2x2,5)

5)
x2,

C(2
PV
,5)
Cu
2
(2x
VC
,5)
CuP
C(2x2
CuPV
x2,5)
CuPVC(2

C(2
x2,
CuP
5)
VC
(2x
2,5)
CuPV
C(2x2
,5)
CuPVC(2
x2,5)

CuPVC(4x4)

Đơn vị

Cáp tổng
chiếu sáng
Dây nhánh

Cu
PV

•

(a)

(b)

Hình 1.4:a- sơ đồ nguyên lý mạng chiếu sáng phân xưởng
b- sơ đồ đi dây mạng chiếu sáng phân xưởng
*Chọn áptômát ( số liệu tra ở sách thiết kế cấp điện- NHQ)
- Chọn áp tô mát tổng:
Ics=42,514A, ta chọn áp tô mát tổng có Iđm =50 A,3 cực
- Chọn áp tô mát nhánh:
+ Nhánh 6 bóng:
6.300.10−3
I lv max =
= 8,182 A
0, 22
, chọn áp tô mát có Iđm =10A, 2 cực
Sv Nguyễn Thu Phương- Lớp Đ3h1

Page 8

1500

Đồ án 1: Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa cơ khí

+ Nhánh 3 bóng có Ilvmax =4,091A, cũng chọn áp tô mát như trên
Bảng 1.2: Thông số Át-tô-mát được lựa chọn
Vị trí

Kiểu

Áp tô mát tổng EA53-G
Áp tô mát
nhánh
EA52-G

Số
cực

Udm(V)

Idm(A)

220

3

50

220

2

10

*Kiểm tra điều kiện chọ dây, kết hợp với áp tô mát
- Điều kiện kiểm tra:
I cp ≥

-

Mạch chiếu sáng tổng dùng dây 4x4 mm2, bảo vệ bằng áp tô mát kiểu
EA53-G :
I cp = 53 A ≥

-

1, 25.I đmA
1,5.k1.k2 .k3

1, 25.I đmA
1, 25.50
=
= 43,86 A
1,5.k1.k 2 .k3 1,5.0,95.1.1

Các mạch nhánh dùng dây 2x2,5mm2 , bảo vệ bằng áp tô mát
EA52-G:
I cp = 48 A ≥

1, 25.I đmA

1, 25.10
=
= 12,531 A
1,5.k1.k2 .k3 1,5.0,95.0,7.1

Như vậy dây cáp từ tủ phân phối đến tủ chiếu sáng và áp tô mát tổng , cáp chiếu
sáng các nhánh và áp tô mát nhánh đã chọn là thỏa mãn
+ Không cần kiểm tra độ sụt áp của của đường dây vì đường dây ngắn, các dây
đều được chọn vượt cấp.

Sv Nguyễn Thu Phương- Lớp Đ3h1

Page 9


Đồ án 1: Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa cơ khí

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:
n

∑P
Ptt = KMax . Ptb = KMax . Ksd .

i =1

ni

Trong đó:
Ptb - công suất trung bình của phụ tải trong ca mang tải lớn nhất.
Pđm - công suất định mức của phụ tải.
Ksd - hệ số sử dụng công suất của phụ tải.
KMax - 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 ;
pđmi ; cosϕi ; .....).
2.1.2 Xác định phụ tải tính toán theo hệ số nhu cầu.
Theo phương pháp này thì
n

Ptt = knc ∑ Pni
i =1

Trong đó:
Knc - Hệ số nhu cầu của nhóm phụ tải.

knc = ksd ∑ +

1 − ksd ∑
nhd

Pni - 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

Sv Nguyễn Thu Phương- Lớp Đ3h1

Page 10


Đồ án 1: Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa cơ khí

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:
Ptb =

M .d
T

Ptt = KM . Ptb
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)
Ptb - Phụ tải trung bình của xí nghiệp.
Nếu phụ tải điện thay đổi theo thời gian thì:
Ptt = KM . Ptb
KM - 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 km2 diện tích.
Ftt = γ.F , kW

γ - Mật độ phụ tải, kW/km2;
F - Diện tích vùng quy hoạch ; km2.
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 n
 kđt .∑ Pni
 i =1
Ptt = max 
n
k đ . P
ni
 đt ∑
i =1

Sv Nguyễn Thu Phương- Lớp Đ3h1

Page 11


Đồ án 1: Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa cơ khí

Kndt, kddt – hệ số đồng thời tại các thời điểm cực đại ngày và đêmm xác định theo
biểu thức:
kđt = p + 1,5

p.q
nhd

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.
P1-2 = Pmax + ∆Pi
PΣ = P1 + ∆P2

nếu P1 > P2

PΣ = P2 + ∆P1

nếu P1 < P2

∆Pi – Số gia của công suất Pi
P∑ =

P1 + k 2 P2

( P1 > P2 )

P2 + k1P1

( P1 < P 2 )

Hệ số ki được xác định:
0,04

P
ki =  i ÷
5

− 0, 41

Đối với mạng điện hạ áp

− 0,38

Đối với mạng điện cao áp

0,04

P
ki =  i ÷
5

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

Sv Nguyễn Thu Phương- Lớp Đ3h1

Page 12


Đồ án 1: Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa cơ khí

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

Ptt = knc ∑ Pni
i =1

Trong đó:
Knc - Hệ số nhu cầu của nhóm phụ tải.

knc = k sd ∑ +

1 − ksd ∑
N

Với N là số nhóm và ksdΣ 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 Phụ tải tính toán
2.2.1 Phụ tải tính toán nhóm chiếu sáng:
Từ kết quả tính toán chiếu sáng ta tính được phụ tải tính toán chiếu sáng toàn
phân xưởng là
Pcs= kđt.Σ(N.Pđ)= 16200 W=16,2 kW.
Vì dùng đèn sợi đốt nên hệ số công suất cos φ của nhóm chiếu sáng bằng 1. Do
đó, ta có công suất toàn phần của nhóm chiếu sáng là:

PCS 16, 2
cosϕ
1
Scs=
=
=16,2kVA.
Công suất phản kháng của nhóm chiếu sáng

Sv Nguyễn Thu Phương- Lớp Đ3h1

Page 13


Đồ án 1: Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa cơ khí

Qcs=0 kVAr.
2.2.2 Phụ tải tính toán thông thoáng và làm mát:
Lượng gió tươi cần lưu thông là:
Q=n.V (m3/h)

Trong đó:
n- là tỉ số trao đổi không khí trong một giờ , với phân xưởng cơ khí lấy
n=6.
V là thể tích của nhà xưởng
V=a.b.H=36.24.4,12=3559,68 m3.
Suy ra:

Q= 6.3559,68 ≈ 21,36.103 (m3/h).

Chọn quạt DLHC35-PG4S F với các thông số kỹ thuật như sau:
Bảng 2.1: thiết bị được chọn để thông thoáng làm mát
Thiết bị

Công suất
Lượng gió
Số lượng
Hệ số sử
Hệ số công
(W)
(m3/h)
dụng ksd
suất cos φ
quạt hút
215
2200
10
0,65
0,75
Vì ksd=0,65>0,2 và số thiết bị là 10 quạt>4 nên lấy nhd=n=10, nên hệ số nhu cầu
của quạt hút là:

kncqh = k sd +

1 − ksd
1 − 0,65
= 0,65 +
= 0,686
n hd
10

.

Phụ tải tính toán nhóm phụ tải thông thoáng – làm mát là:
10

k .∑ Pdmqi = 0.686.10.215.10 −3 = 1, 475
qh
nc

Plm=

i =1

kW.

Công suất toàn phần và công suất phản kháng nhóm phụ tải thông thoáng làm
mát:

Slm=

Plm
1, 4749
=
= 1,967
cosϕ
0,75

Sv Nguyễn Thu Phương- Lớp Đ3h1

kVA.

Page 14


Đồ án 1: Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa cơ khí

Slm2 − Plm2 = 1,967 2 − 1, 4752 = 1,301
Qlm=

kVAr.

2.2.3 Phụ tải tính toán nhóm động lực
a-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, knc; 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 vệ 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...).
* 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.
* Tuy nhiên khi thực hiện phân nhóm phụ tải không thể đáp ứng đầy đủ các yêu
cầu trên. 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 như sau:

Sv Nguyễn Thu Phương- Lớp Đ3h1

Page 15


Đồ án 1: Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa cơ khí

A

B

D

C

6000

E

24000

1
6000

1 2 3

nhóm I

2

7

5
6

11

3

20

4
23

22

nhóm IV
24
26

12

nhóm II

36000

13

8

10

14

4

9

15

25

30

31

nhóm V

16
33

nhóm III
5

21

17

28

32

18

29

19

6

Van
phòng

Nhà
kho
7

Sv Nguyễn Thu Phương- Lớp Đ3h1

Page 16

27


Đồ án 1: Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa cơ khí

Hình 2.1: sơ đồ chia nhóm các phụ tải

Bảng 2.2: Bảng phân nhóm các phụ tải động lực phân xưởng
Tên
nhó
m

Số hiệu
trên sơ
đồ

Tên thiết bị

1,2,3,4

Lò điện kiểu
tầng
Lò điện kiểu
tầng
Thùng tôi

4

1

0,3

0,95

1,5

Lò điện kiểu
tầng
BểTên
khửthiết
mỡ bị

2

0,26

0,86

30+18,5

5,6
I
7
8,9
Tên
II
nhóm

Số
lượn
g

2

Hệ số cos φ Công suất đặt
sử
P, kW
dụng
ksd
0,35 0,91 20+25+18+2
5
0,32 0,92
40+40

b- Xác
định phụ tải
tính toán

từng nhóm
phụ tải động
lực:
1- Nhó

mI

Số10
hiệu
1
trên sơ đồ
11,13,1
Bồn đun
3
4
nước nóng
1,2,3,4
Lò điện kiểu tầng
12
Thùng tôi
1

Số
0,47
1 Hệ số sử 2,2cos φ
lượng
dụng
0.3
0,98
15+22+30

ksd
4
0,35
0,91
0,3
0,95 2.2

Công suất đặt
P, kW

I

5,6
15

Lò điện
Thùng
tôi kiểu1tầng

0,32

0,950,323

40+40

III

16,17
7

2

0,41
1

0.830,3 30+30 0,95

1,5

18,19
Tổng

Thiết
bị cao
Thùng
tôi
tần
Máy quạt

2

0,45
7

0,67

7,5+4,5

169,5

20,21,2
2
23,24

Máy mài tròn
vạn năng
Máy tiện

3

0,47

0,60

2,8+7,5+5,5

2

0,35

0,63

2,8+4

25,26

Máy tiện ren

2

0,53

0,69

5,5+12

Hệ số
sử dụng
nhóm I :

27

Máy tiện ren

1

0,53

0,69

15

28,29

2

0,45

0,68

4,5+15

2

0,4

0,6

4,5+7,5

32

Máy phay
đứng
Máy khoan
đứng
Cần cẩu

1

0,22

0,65

7,5

33

Máy mài

1

0,36

0,87
2

3

IV

V

30,31

Sv Nguyễn Thu Phương- Lớp Đ3h1

Page 17

0,92

20+25+18+25

Số thiết
bị hiệu dụng
trong nhóm
là:


Đồ án 1: Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa cơ khí

(ΣP ) 2
169,52
i =
n =
= 5,55.
hd ΣP2 202 + 252 + 182 + 252 + 2.402 + 1,52
i
⇒

Hệ số nhu cầu nhóm I:

kncN 1 = k sd

∑

+
1

1 − k sd

∑1

0,335 +

nhd

1 − 0,335
= 0,617
5,55

=

.

Như vậy công suất tính toán của nhóm thiết bị động lực số I là:
7

Pdl1 = kncN 1.∑ Pi = 0,617.169,5 = 104,582kW .
1

Hệ số công suất trung bình của phụ tải động lực:

cosϕ

Σ(P .cosϕ ) 0,91.(25 + 20 + 18 + 25) + 0,92.(40 + 40) + 0,95.1,5
i
i =
tb1
ΣP
169,5
i
=

= 0,915.
Công suất toàn phần nhóm I:

Sdl1=

Pdl1

104,582
=
= 114, 297
costb1
0,915

kVA.

Công suất phản kháng:
Qdl 1 = S dl2 1 − Pdl21 = 114, 297 2 − 104,5822 = 46,113kVAr.
2- Nhóm II:

Tên
nhóm

Số hiệu
trên sơ đồ
8,9
10

Tên thiết bị

Hệ số sử
dụng ksd
0,26

cosφ

Lò điện kiểu tầng

Số
lượng
2

0,86

Công suất đặt
P, kW
30+18,5

Bể khử mỡ

1

0,47

1

2,2

Sv Nguyễn Thu Phương- Lớp Đ3h1

Page 18


Đồ án 1: Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa cơ khí

II

11,13,14

12

Bồn đun nước nóng

3

0.3

Thùng tôi

1

0,3

Tổng

0,98
0,95

7

15+22+30
2.2
119,9

Hệ số sử dụng nhóm II:
7

k

sdΣ2

=

∑
i=1

(P .k )
i sdi
0, 26(30 + 18,5) + 0, 47.2, 2 + 0,3(15 + 22 + 30) + 0,3.2, 2
=
= 0, 28
ΣP
119,9
i

Số thiết bị hiệu dụng trong nhóm là:

(ΣP )2
119,92
i
n
=
=
= 5,025
hd2 ΣP 2 302 + 18,52 + 2, 22 + 152 + 222 + 302 + 2, 22
i
⇒

Hệ số nhu cầu nhóm II:

kncN 2 = k sd

∑

+
2

1 − ksd

1 − 0, 287
∑2 =
0,287 +
= 0,605.
nhd
5,025

=
Như vậy công suất tính toán của nhóm thiết bị động lực số II là:
7

Pdl 2 = k ncN 2 .∑ Pi = 0,605.119,9 = 72,548kW .
1

Hệ số công suất trung bình của phụ tải động lực:

cosϕ

Σ(P .cosϕ ) (30 + 18,5).0,86 + 2, 2.1 + (15 + 22 + 30).0,98 + 2, 2.0,95
i

i =
= 0,931
tb2
ΣP
119,9
i
=

Công suất toàn phần nhóm II:

Sdl2=

Pdl 2
72,54
=
= 77,916
costb 2 0,931

kVA.

Công suất phản kháng:

Sv Nguyễn Thu Phương- Lớp Đ3h1

Page 19


Đồ án 1: Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa cơ khí

Qdl 2 = Sdl2 2 − Pdl2 2 = 77,9162 − 7254 2 = 28, 44kVAr.

3- Nhóm 3

Tên
nhóm

III

Số hiệu
trên sơ đồ

Tên thiết bị

Số
lượng

15

Thùng tôi

1

Hệ số sử cos φ
dụng
ksd
0,3
0,95

16,17

Thiết bị cao tần

2

0,41

0.83

30+30

18,19

Máy quạt

2

0,45

0,67

7,5+4,5

Tổng

5

Công suất đặt
P, kW
3

75

Hệ số sử dụng nhóm III:
5

k

sdΣ3

=

∑

(P .k )
i sdi
0,3.3 + 0, 41.(30 + 30) + 0, 45.(7,5 + 4,5)
=
= 0, 412.
ΣP
75
i

i=1

thiết bị hiệu dụng trong nhóm là:

(ΣP )2
752
i
n
=

=
= 2,983
hd3 ΣP 2 32 + 302 + 302 + 7,52 + 4,52
i
kncN 3 = k sd

∑

+
3

1 − k sd

∑ 3 = 0, 412 + 1 − 0, 412 = 0,752.
nhd
2,983

Hệ số nhu cầu nhóm III:
Như vậy công suất tính toán của nhóm thiết bị động lực số III là:
5

Pdl 3 = kncN 3 .∑ Pi = 0,752.75 = 56, 400kW .
1

Hệ số công suất trung bình của phụ tải động lực:

cosϕ

Σ(P .cosϕ ) 3.0,95 + (30 + 30).0,83 + (7,5 + 4,5).0,67
i

i =
= 0,809
tb3
ΣP
75
i
=

Sv Nguyễn Thu Phương- Lớp Đ3h1

Page 20

Số


Đồ án 1: Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa cơ khí

Công suất toàn phần nhóm III:

Sdl3=

Pdl 3
56, 400
=
= 69,716.
costb 3
0,809

kVA.

Công suất phản kháng:
Qdl 3 = S dl2 3 − Pdl23 = 69,716 2 − 56, 400 2 = 40,980kVAr.
4-

Nhóm 4:

Tên
nhóm

Số hiệu
trên sơ đồ

Tên thiết bị

3

23,24

Máy mài tròn vạn
năng
Máy tiện

Hệ số sử cos φ
dụng
ksd
0,47
0,60

2

0,35

0,63

2,8+4

25,26

Máy tiện ren

2

0,53

0,69

5,5+12

20,21,22
IV

Số
lượng

Tổng

7

Công suất đặt
P, kW

2,8+7,5+5,5

40,1

Hệ số sử dụng nhóm IV:
7

k

sdΣ4

=

∑
i=1

(P .k )
i sdi
(2,8 + 7,5 + 5,5).0, 47 + (2,8 + 4).0,35 + (5,5 + 12).0,53
=
ΣP
40,1
i

= 0, 476.
Số thiết bị hiệu dụng trong nhóm là:

(ΣP ) 2
40,12
i =

n
=
= 5, 499.
hd4 ΣP2 2,82 + 7,52 + 5,52 + 2,82 + 42 + 5,52 + 122
i
⇒

Hệ số nhu cầu nhóm IV:

kncN 4 = k sd 4 +

1 − ksd

∑ 4 = 0, 4758 + 1 − 0, 476 = 0,699.
nhd
5, 499

=

Sv Nguyễn Thu Phương- Lớp Đ3h1

Page 21


Đồ án 1: Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa cơ khí

Như vậy công suất tính toán của nhóm thiết bị động lực số IV là:
7

Pdl 4 = kncN 4 .∑ Pi = 0,699.40,1 = 28,030kW .

1

Hệ số công suất trung bình của phụ tải động lực:

cosϕ

Σ(P .cosϕ ) (2,8 + 7,5 + 5,5).0,6 + (2,8 + 4).0,63 + (5,5 + 12).0,69
i
i =
= 0,644.
tb4
ΣP
40,1
i
=

Công suất toàn phần nhóm IV:

Sdl4=

Pdl 4
28,030
=
= 43,525.
costb 4
0,644

kVA.

Công suất phản kháng:

Qdl 4 = Sdl2 4 − Pdl2 4 = 43,5252 − 28,0302 = 33, 298kVAr.

5- Nhóm 5:

Tên
nhóm

V

Số hiệu
trên sơ đồ

Tên thiết bị

27

Máy tiện ren

1

Hệ số sử cos φ
dụng
ksd
0,53
0,69

28,29

Máy phay đứng

2

0,45

0,68

4,5+15

30,31

Máy khoan đứng

2

0,4

0,6

4,5+7,5

32

Cần cẩu

1

0,22

0,65

7,5

33

Máy mài

1

0,36

0,872

3

Tổng

Số
lượng

7

Hệ số sử dụng nhóm V:

Sv Nguyễn Thu Phương- Lớp Đ3h1

Page 22

Công suất đặt
P, kW
15

57


Đồ án 1: Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa cơ khí
7

k

sdΣ5

=

∑ (Pi .ksdi )
i=1

ΣP
i

=

15.0,53 + (4,5 + 15).0, 45 + (4,5 + 7,5)0, 4 + 7,5.0, 22 + 3.0,36
57

= 0, 426.
Số thiết bị hiệu dụng trong nhóm là:

(ΣP ) 2
57 2
i

n
=
=
= 5,309.
hd5 ΣP 2 152 + 4,52 + 152 + 4,52 + 7,52 + 7,52 + 32
i
⇒

Hệ số nhu cầu nhóm V:

kncN 5 = k sd 5 +

1 − ksd

∑ 5 = 0, 426 + 1 − 0, 426 = 0,675.
nhd
5,309

=
Như vậy công suất tính toán của nhóm thiết bị động lực số IV là:
7

Pdl 5 = kncN 5 .∑ Pi = 0,675.57 = 38, 475kW .
1

Hệ số công suất trung bình của phụ tải động lực:

cosϕ

Σ(P .cosϕ ) 15.0,69 + (4,5 + 15).0,68 + (4,5 + 7,5).0,6 + 7,5.0,65 + 3.0,872

i
i =
tb5
ΣP
57
i
=

= 0,672.
Công suất toàn phần nhóm I:

Sdl5=

Pdl 5
38, 475
=
= 57, 254.
costb 5
0,672

kVA.

Qdl 5 = S dl2 5 − Pdl25 = 57,542 −38, 4752 = 42,399kVAr.
Công suất phản kháng:

Sv Nguyễn Thu Phương- Lớp Đ3h1

Page 23

Đồ án 1: Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa cơ khí

Bảng tổng hợp kết quả phụ tải tính toán phụ tải động lực:
Tên
nhóm
I
II
III
IV
V
Tổng

ksdj
0,335
0,287
0,412
0,476
0,426

Nhdj

kncNj

Pđlj, kW

Cosφtb

Sđlj, kVA

5,550

5,025
2,983
5,499
5,309

0,617
0,605
0,752
0,699
0,675

104,582
72,540
56,400
28,030
38,475
300,027

0,915
0,931
0,809
0,644
0,672

114,297
77,916
69,716
43,525
57,254

c-Tổng hợp các nhóm phụ tải động lực:

∑P

dlj

.ksd ∑ j

∑P

dlj

Hệ số sử dụng tổng hợp ksdΣ=

= 0,363

knc ∑ = ksd ∑ +

1 − k sd ∑

Hệ số nhu cầu tổng hợp

N

= 0,363 +

Tổng công suất phụ tải động lực:
5

Pttdl = knc ∑ .∑ Pdlj = 0,648.300,027 = 194,717 kW

1

.

Hệ số công suất của phụ tải động lực:
5

∑P

dlj

.cosϕdlj

1

5

∑P

dlj

cosφtbdl =

1

=0,842

Công suất toàn phần:

Sv Nguyễn Thu Phương- Lớp Đ3h1

Page 24

1 − 0,363
= 0,648.
5

Qđlj,
kVAr
46,113
28,440
40,980
33,298
42,399


Đồ án 1: Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa cơ khí

Sttdl =

Pttdl
194, 417
=
= 230,900kVA.
cosϕtbdl
0,842

Công suất phản kháng:
2
2

Qttdl = Sttdl
− Pttdl
= 230,9002 − 194, 417 2 = 124,566 kVAr

.
2.2.4 Phụ tải tổng hợp toàn phân xưởng:
Công suất tác dụng toàn phân xưởng:
Pttpx = kdt ( Pttdl + Pcs + Plm ) = 1.(194, 417 + 16, 2 + 1, 475) = 212, 092kW .
Hệ số công suất trung bình toàn phân xưởng

cosϕ =

∑ P .cosϕ
∑P
i

i

=

i

(194, 417.0,842 + 16, 2.1 + 1, 475.0,75)
= 0,853.
194, 417 + 16, 2 + 1, 475

Xét thêm tổn thất trên mạng điện (10%) và khả năng phát triển phụ tải (10%), ta có số liệu tính
toán toàn phân xưởng là:
PttpxΣ=1,2Pttpx=1,2.212,092=254,510 kW.

Sttpx =

Pttpx ∑
cosϕtbpx

=

254,510
= 298,371kVA.
0,853

2
2
Qttpx = Sttpx
− Pttpx
Σ = 155,724kVAr.

Sv Nguyễn Thu Phương- Lớp Đ3h1

Page 25