Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng

21

19
10

11

15

16

17

18

33

22
29

12

13

35

20
26

9

34

32

25

14

31

28

24

39

30

27
23

38

40

36

37

8

Phòng

SH

7

Kho

6

5

4

44

42

41
3

43
2

1

Kích thước phân xưởng 20x40m
Bảng 1 Bảng phụ tải của phân xưởng sửa chữa cơ khí
STT

Tên thiết bị

Kí hiệu trên
mặt bằng

Công suất
đặt (kW)

Hệ số sử
dụng

cos

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16

17
18
19

Máy cưa kiểu đai
Khoan bàn
Máy mài thô
Máy khoan đứng
Máy bào ngang
Máy xọc
Máy mài tròn vạn năng
Máy phay răng
Máy phay vạn năng
Máy tiện ren
Máy tiện ren
Máy tiện ren
Máy tiện ren
Máy tiện ren
Máy tiện ren
Máy khoan đứng
Cầu trục   35%
Máy khoan bàn
Bể dầu có tăng nhiệt

1
2
3
4
5
6

7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19

3,5
1,3
3
5,5
6
6,6
3,6
6
6,5
7,5
9,8
9
7,5
12
9
3

40
2
9 .5

0,3
0,27
0,45
0,4
0,4
0,4
0,47
0,25
0,3
0,53
0,53
0,53
0,3
0,53
0,53
0,4
0,32
0,27
0,3

0,62
0,6
0,7
0,63
0,62
0,62

0,63
0,6
0,6
0,6
0,6
0,6
0,6
0,6
0,6
0,68
0,75
0,6
1

1


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

33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44

Máy cạo
Máy mài thô
Máy nén cắt liên hợp
Máy mài phá
Quạt lò rèn
Máy khoan đứng
Bể ngâm dung dịch kiềm
Bể ngâm nước nóng
Máy cuộn dây
Máy cuộn dây
Bể ngâm tấm có tăng nhiệt
Tủ sấy
Máy khoan bàn
Máy mài thô
Bàn thử thiết bị điện
Chỉnh lưu sê-lê-nium
Bể khử dầu mỡ

Lò điện để luyện khuôn
Lò điện để nấu chảy babít
Lò điện để mạ thiếc
Quạt lò đúc đồng
Máy khoan bàn
Máy uốn các tấm mỏng
Máy mài phá

20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41

42
43
44

Máy hàn điểm   25%

3,5
5,5
3,5
4,5
2
3,8
6,5
10
5
4,5
6,5
7,5
3,5
5
6,5
4,5
2
8,5
12
10
8,8
2,5
4
6

30

0,3
0,45
0,47
0,42
0,65
0,4
0,35
0,32
0,6
0,6
0,3
0,36
0,27
0,45
0,53
0,25
0,47
0,35
0.32
0,26
0,4
0,27
0,25
0,42
0,32

PHẦN I
CUNG CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ

Yêu cầu kĩ thuật:
- Điện áp định mức 0,4 kV, máy biến áp phân phối 10/0,4 kV.
- Dòng cắt ngắn mạch của máy cắt đầu nguồn là 10 kA.
- Thời gian sử dụng công suất cực đại Tmax = 4000 h.
- Giá thành tổn thất điện năng là C   1200 đ/ kWh.
-

Tổn hao điện áp cho phép trong mạng điện U cp  2,5 %.

-

Độ rọi yêu cầu cho phân xưởng sửa chữa cơ khí.
Hệ số công suất yêu cầu cos  0,98 .
Phân xưởng có dạng hình chữ nhật với kích thước 20m x 40m.
Phân xưởng được coi là hộ phụ tải loại 3.
2

0,65
0,65
0,68
0,6
0,63
0,63
1
1
0,8
0,8
1
1
0,63

0,7
0,65
0,6
1
0,86
0.9
0,82
0,7
0,6
0,63
0,6
0,57


Nội dung thuyết minh và tính toán:
- Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng.
- Lựa chọn phương án cấp điện cho phân xưởng.
- Thiết kế trạm biến áp cho phân xưởng.
- Lựa chọn dây dẫn và tính toán kiểm tra ngắn mạch.
- Tính toán bù công suất phán kháng.
- Thiết kế hệ thống chiếu sáng chung cho toàn phân xưởng.
PHẦN 2 : CHUYÊN ĐỀ

3


PHẦN I
CUNG CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ
Hình 1 : Mặt bằng phân xưởng sửa chữa cơ khí

Nhóm 3

Nhóm 4

Nhóm 2
Nhóm 1

Kích thước phân xưởng 20x40m
Bảng 1 Bảng phụ tải của phân xưởng sửa chữa cơ khí
Công
Kí hiệu trên
STT Tên thiết bị
suất đặt
mặt bằng
(kW)
1
Máy cưa kiểu đai
1
3,5
2
Khoan bàn
2
1,3
3
Máy mài thô
3
3
4
Máy khoan đứng
4

5,5
5
Máy bào ngang
5
6
6
Máy xọc
6
6,6
7
Máy mài tròn vạn năng 7
3,6
8
Máy phay răng
8
6
9
Máy phay vạn năng
9
6,5
10
Máy tiện ren
10
7,5
11
Máy tiện ren
11
9,8
4

Hệ số sử cos
dụng
0,3
0,27
0,45
0,4
0,4
0,4
0,47
0,25
0,3
0,53
0,53

0,62
0,6
0,7
0,63
0,62
0,62
0,63
0,6
0,6
0,6
0,6


12
13
14

15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43

Máy tiện ren
Máy tiện ren
Máy tiện ren
Máy tiện ren
Máy khoan đứng
Cầu trục   35%
Máy khoan bàn
Bể dầu có tăng nhiệt
Máy cạo
Máy mài thô
Máy nén cắt liên hợp
Máy mài phá
Quạt lò rèn
Máy khoan đứng
Bể ngâm dung dịch
kiềm
Bể ngâm nước nóng
Máy cuộn dây
Máy cuộn dây
Bể ngâm tấm có tăng
nhiệt
Tủ sấy
Máy khoan bàn
Máy mài thô
Bàn thử thiết bị điện
Chỉnh lưu sê-lê-nium
Bể khử dầu mỡ
Lò điện để luyện
khuôn
Lò điện để nấu chảy

babít
Lò điện để mạ thiếc
Quạt lò đúc đồng
Máy khoan bàn
Máy uốn các tấm
mỏng
Máy mài phá

12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25

9
7,5
12
9
3
40
2

9 .5
3,5
5,5
3,5
4,5
2
3,8

0,53
0,3
0,53
0,53
0,4
0,32
0,27
0,3
0,3
0,45
0,47
0,42
0,65
0,4

0,6
0,6
0,6
0,6
0,68
0,75
0,6

1
0,65
0,65
0,68
0,6
0,63
0,63

26

6,5

0,35

1

27
28
29

10
5
4,5

0,32
0,6
0,6

1
0,8

0,8

30

6,5

0,3

1

31
32
33
34
35
36

7,5
3,5
5
6,5
4,5
2

0,36
0,27
0,45
0,53
0,25
0,47

1
0,63
0,7
0,65
0,6
1

37

8,5

0,35

0,86

38

12

0.32

0.9

39
40
41

10
8,8

2,5

0,26
0,4
0,27

0,82
0,7
0,6

42

4

0,25

0,63

43

6

0,42

0,6

5


44

30
0,32
Máy hàn điểm   25% 44
Yêu cầu kĩ thuật:
- Điện áp định mức 0,4 kV, máy biến áp phân phối 10/0,4 kV.
- Dòng cắt ngắn mạch của máy cắt đầu nguồn là 10 kA.
- Thời gian sử dụng công suất cực đại Tmax = 4000 h.
- Giá thành tổn thất điện năng là C  1200 đ/ kWh.
- Tổn hao điện áp cho phép trong mạng điện U cp  2,5 %.
- Độ rọi yêu cầu cho phân xưởng sửa chữa cơ khí.
- Hệ số công suất yêu cầu cos  0,98 .
- Phân xưởng có dạng hình chữ nhật với kích thước 20m x 40m.
- Phân xưởng được coi là hộ phụ tải loại 3.
Nội dung thuyết minh và tính toán:
- Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng.
- Lựa chọn phương án cấp điện cho phân xưởng.
- Thiết kế trạm biến áp cho phân xưởng.
- Lựa chọn dây dẫn và tính toán kiểm tra ngắn mạch.
- Tính toán bù công suất phán kháng.
- Thiết kế hệ thống chiếu sáng chung cho toàn phân xưởng.

6

0,57


CHƯƠNG 1
THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG CHO PHÂN XƯỞNG
SỬA CHỮA CƠ KHÍ
1.1 Cơ sở lý thuyết thiết kế chiếu sáng

Trong nhà máy, xí nghiệp hệ thống chiếu sáng có vai trò rất quan trọng
trong sản xuất đảm bảo chất lượng sản phẩm, nâng cao năng suất lao động, an
toàn trong sản xuất và sức khỏe người lao động. Nếu ánh sáng không đủ, người
lao động sẽ làm việc trong trạng thái căng thẳng, hại mắt, ảnh hưởng tới sức
khỏe dẫn đến hàng loạt sản phẩm không đạt tiêu chuẩn ký thuật, năng suất lao
động thấp, thậm chí có khả năng bị tai nạn lao động. Chính vì vậy hệ thống
chiếu sáng phải đảm bảo yêu cầu:
- Không bị chói mắt.
- Không bị lóa do phản xạ.
- Không tạo ra các khoảng tối bởi những vật bị che khuất.
- Phải có độ rọi đồng đều.
- Phải tạo ra ánh sáng càng gần với ánh sáng tự nhiên càng tốt.
Để thiết kế chiếu sáng nội thất thỏa mãn các yêu cầu kĩ thuật như độ rọi, độ
chói, độ tương phản… và các yếu tố về hiệu quả kinh tế, thẩm mĩ và tiết kiệm
điện năng thì chúng ta đều phải thực hiện lần lượt các bước khảo sát đối tượng,
thiết kế chiếu sáng sơ bộ cho đến kiểm tra thiết kế.
1.1.1 Khảo sát đối tượng cần thiết kế chiếu sáng
Khảo sát và đo đạc kích thước hình học của đối tượng chiều cao, chiều
dài, chiều rộng của đối tượng.
Đánh giá và khảo sát bộ số phản xạ ( 1,  2 ,  3,  4 ) trog đó lần lượt là hệ số
phản xạ của trần, cố trần, tường và mặt bằng làm việc.
- Đối với trần mà dung thạch cao hoặc sơn trắng thì hệ số phản xạ là từ 0,80,9.
- Tường tương đối nhẵn thì hệ số phản xạ bằng 0,7.
- Tường quét ve nhạt hệ số phản xạ bằng 0,5.
- Tường quét ve đậm, màu sắc sặc sỡ hệ số phản xạ bằng 0,3.
- Tường bằng kính hệ số phản xa băng 0,1.
1.1.2 Lựa chọn độ rọi yêu cầu

7

Tùy thuộc vào không gian đối tượng thiết kế và hoạt động công nghệ mà
lựa chọn độ rọi cho phù hợp.
Độ rọi yêu cầu thấp nếu đối tượng quan sát có hệ số phản xạ cao hoặc độ
tương phản cao, hoạt động công nghệ không yêu cầu độ chính xác, năng suất
cao, không gian làm việc không thường xuyên.
Độ rọi yêu cầu cao nếu đối tương quan sát có hệ số phản xạ thấp hoặc
độ tương phản thấp, hoạt động công nghệ yêu cầu chính xác cao, thị lực người
quan sát tốt hay khả năng tận dụng ánh sáng tự nhiên không tốt.
Tùy thuộc vào độ rọi mà người ta chia cấp:
- Cấp A: Yêu cầu độ rọi rất cao.
- Cấp B: Yêu cầu độ rọi cao.
- Cấp C: Yêu cầu độ rọi trung bình.
- Cấp D: Yêu cầu độ rọi thấp.
- Cấp E: Yêu cầu độ rọi rất thấp.
Độ rọi yêu cầu đối với mỗi công trình được xây dựng và đưa ra một quy
chuẩn chung, tùy thuộc vào điều kiện địa lý, khí hậu của mỗi quốc gia mà yêu
cầu về độ rọi của mỗi nước cũng có điểm khác nhau. Việt Nam xây dựng
TCVN 7114 quy định về độ rọi yêu cầu của các công trình.
Bảng 1.1 Yêu cầu về độ rọi của một số đối tượng theo TCVN 7114 đối
tượng độ rọi yêu cầu ( lx )
Đối tượng

Độ rọi yêu cầu (lx)

Phòng học
Xưởng lắp ráp đầu máy, thân xe cộ
Phân xưởng cưa gỗ
Phân xưởng hàn
Phòng sinh hoạt, giải lao

Nhà kho để dụng cụ, vật liệu

300-500
300-750
150-300
200-500
30-75
30-75

1.1.3 Lựa chọn hình thức chiếu sáng
Các hệ thống chiếu sáng được sử dụng trong các nhà máy, phân xưởng
bao gồm.

8


- Chiếu sáng chung là hình thức chiếu sáng tạo nên độ rọi đồng đều trên
toàn diện tích sản xuất của phân xưởng, với hình thức chiếu sáng này thì
đèn được treo cao trên tầm theo quy định nào đó để có lợi nhất. Chiếu
sáng chung được dung trong các phân xưởng có yêu cầu về độ rọi ở mọi
chỗ gần như nhau và còn được sử dụng ở các nơi mà ở đó không đòi hỏi
mắt phải làm việc căng thẳng.
- Chiếu sáng cục bộ là hình thức chiếu sáng ở nơi cần quan sát chính xác, tỉ
mỉ và phân biệt rõ các chi tiết, với hình thức này thì đèn chiếu phải được
đặt gần vào nơi quan sát. Chiếu sáng cục bộ dung để chiếu sáng các chi
tiết gia cồn trên máy công cụ, ở các bộ phận kiểm tra, lắp máy.
- Chiếu sáng hỗn hợp được dung ở những nơi có các công việc thuộc cấp
I,II,III và cũng được dùng khi cần phân biệt màu sắc, độ lồi lõm hướng
sắp xếp các chi tiết.
1.1.4 Chọn loại đèn

Để chọn loại đèn phù hợp ta dựa vào 4 chỉ tiêu của nguồn sáng bao gồm
có hiệu suất, tuổi thọ, nhiệt độ màu và chỉ số hoàn màu.
Hiện nay ta thường dùng phổ biến các loại bóng dây đèn huỳnh quang.
Đèn huỳnh quang là loại đèn ứng dụng hiện tượng phóng điện trong chất
khí áp suất thấp. Ưu điểm là hiệu suất quang lớn, tuổi thọ cao. Tuy nhiên chế
tạo phức tập hơn, tổn hao công suất khá lớn do hệ số công suất thấp, do quang
thông thay đổi nên hay làm cho mỏi mắt và khó chịu.
1.2.5 Tính toán chiếu sáng theo hệ số sử dụng
Với các nhà xưởng sản xuất công nghiệp thường sử dụng chiếu sáng
chung, khi cần tăng cường ánh sáng tại điểm làm việc thì có chiếu sáng cục bộ.
Phương pháp thiết kế chiếu sáng theo hệ số sử dụng này thường được áp
dụng cho các phân xưởng sản xuất do có yêu cầu khá chính xác về độ rọi trên
mặt bàn làm việc.
Trình tự tính toán theo phương pháp này như sau:
Xác định độ cao treo đèn:
H= h- h1  h2
(1.1)
Trong đó : h – độ cao của nhà xưởng.
h1 – khoảng cách từ trần tới bó ng đèn.
h2 – độ cao mặt bàn làm việc.
9


Xác định khoảng cách giữa hai đèn kề nhau ( L ) theo tỉ số hợp lý L/H tra theo
bảng.
Bảng 1.2 Tỉ số L/H hợp lý cho đối tượng chiếu sáng
L/H bố trí L/H bố trí 1 dãy
Loại đèn và nơi sử nhiều dãy
dụng
Tốt

Max Tốt nhất
Max cho
nhất
cho
phép
phép
Chiếu sáng nhà
2,3
3,2
1,9
2,5
xưởng dụng chao
mờ hoặc sắt tráng
men
Chiếu sáng nhà
1,8
2,5
1,8
2,0
xưởng dung chao
vạn năng
Chiếu sáng cơ
1,6
1,8
1,5
1,8
quan văn phòng
Xác định các hệ số phản xạ của tường, trần  tu ,  tr .

Giới hạn

của
nhà
xưởng khi
bố trí 1 dãy

1,3H

1,2H

1,0H

Xác định chỉ số của phòng:


a.b
H .(a  b)

Xác định hệ số sử dụng: Từ các thông số  tu ,  tr ,  tra bảng để tìm hệ số sử
dụng
k sd
Xác định quang thông của đèn.
F

K .E.S .Z
n.K
sd

10

Trong đó: K- hệ số dự trữ
E- độ rọi yêu cầu nhà xưởng.
S- diện tích nhà xưởng.
Z- hệ số tính toán ( Z=0,8- 1,4)
n- số bóng đèn được xác định chính xác sau khi bố trí đèn trên mặt
bằng.
Tra sổ tay hay catalogue để tìm bóng có quang thông lớn hơn hoặc bằng quang
thông tính toán theo công thức trên.
Bảng 1.3 Bảng hệ số dự trữ
Tính chất môi truong

Số lần lau bóng ít nhất
trong tháng

Hệ số dự trữ

Nhiều bụi khói, tro

4

2

Mức khói,

3

1,8

Ít bụi, tro

2

1,5

Đèn tuyp

1.2 Thiết kế chiếu sáng chung cho phân xưởng sửa chữa cơ khí
Đối tượng cần thiết kế ở đây là phân xướng sửa chữa cơ khí với hình chữ
nhật với chiều dài 20x40m trong đó có cả khu vực nhà khó và phòng sinh hoạt.
Chọn độ rọi yêu cầu chung cho cả phân xưởng bao gồm cả nhà khó và
phòng sinh hoạt chung là E=30 lx.
Vì là xưởng sửa chữa cơ khí nên ta chọn loại bóng huỳnh quang có chấn lưu
điện tử có hệ số công suất gần bằng 1.
Căn cứ vào trần nhà cao 4,5m, bề mặt làm việc cách sàn 0,8m, độ cao treo
cách trần 1,2m như vây.
H=4,5 - 0,8 - 0,7=3 (m)
Chọn tỉ số L/H hợp lý cho các đối tượng ta chọn L/H= 1,8 ta xác định được
khoảng cách giữa các đèn:
L=1,8.H=1,8.2,5= 4,5 (m)
11


Căn cứ vào mặt bằng nhà xưởng ta chọn khoảng cách giữa các bong theo
chiều ngang và chiều dọc đều là 4,2m như vậy ta sẽ bố trí đèn làm 5 dãy, mỗi
dãy 10 bóng tổng cộng 12 bóng.

Hình 1.1 Sơ đồ bố trí đèn trong phân xưởng sữa chữa cơ khí
Ta có chỉ số phòng:


20.40
 4,44
3( 20  40)

Lấy hệ số phản xạ của tường là 50%, hệ số phản xạ của trần là 30% ta tra
sổ tay thiết kế chiếu sáng tìm được hệ số sử dụng ksd = 0,48.
Lấy hệ số dự trữ với đèn tuyp và tính chất phòng ít khói tro K=1,5, hệ số
tính toán Z = 1,1 ta xác định được quang thông của mỗi đèn là:
F

K .E.S .Z 1,5.30.800.1,1

 1650(lm)
n.K
50.0,48
sd

Bảng 1.4 Catalogue bóng đèn huỳnh quang chấn lưu điện tử Rạng Đông
công suất cao

12


Model

Điện
áp/ tần
số
(v/f)
CL 4UT5 40W 220/5

0
CL 4UT5 50W 220/5
0
CL 4UT5 65W 220/5
0
CL 4UT5 80W 220/5
0
CL
4UT5 220/5
1000W
0

Quang Hiệu
thông suất
(lm)
sang
(lm/W)
2100
60

Tuổi
thọ
(h)

Công
suấ
(W)

6000

40

Hệ số Nhiệt độ
công
màu (K)
suất
Cos 
>0,95
2700/6500

3100

65

6000

50

>0,95

2700/6500

-

-

6000

65

>0,95

2700/6500

-

-

6000

80

>0,95

2700/6500

-

-

6000

100

>0,95

2700/6500

Dựa vào catalogue bong đèn huỳnh quang của nhà sản xuất và quang
thông tính toán ở trên ta chọn bóng đèn huỳnh quang loại CL 4UT5-40W. Đây

là loại bóng đèn công suất phù hợp cho chiếu sáng phân xưởng, khu công
nghiệp, nhà kho.
Ưu điểm của loại bong là:
- Tiết kiệm điện điện năng so với đèn sợi đốt cùng độ sáng
- Hệ só công suất cao, giảm được tổn thất công, nâng cao khả năng truyền
tải trên lưới.
- Cho ánh sáng trung thực, tự nhiên và phân bố ánh sáng tốt.
- Quang thông cao, thích hợp chiếu sáng không gian rộng.
- Bật sáng tức thì, ánh sáng không nhấp nháy.
Với bóng loại CL 4UT5- 40W có F= 2100lm thì độ rọi thực tế:
F .n.K
E

sd  2100.50.0,48  38,18(lx)
K .S .1,1
1,5.800.1,1

13


Tổng công suất sử dụng cho chiếu sáng chung là:
Pc= 40.50=2000 (W)
Ngoài chiếu sáng chung, với phân xưởng sửa chữa cơ khí có những vị trí làm
việc yêu cầu độ rọi cao hơn( ví dụ vị trí các máy khoan, máy hàn, máy mài…)
đòi hỏi phải có hệ thống chiếu sáng cục bộ. Như vậy để đảm bảo yêu cầu về độ
rọi trên bề mặt làm việc ta sẽ bố trí thêm tại mỗi vị trí đó một bóng đèn loại CL
4UT5-40W.
Dựa vào theo danh sách các thiết bị được lắp đặt trong phân xưởng ta thấy
được có tất cả 29 vị trí cần được chiếu sáng cục bộ với tổng công suất chiếu
sáng là:

Pcb=40.29=1160 (W)
Tổng công suất sử dụng cho chiếu sáng phân xưởng là:
Pcs=Pc+Pcb=2000+1160=3160(W)
Bảng 1.5 Các thiết bị cần được chiếu sáng cục bộ để đảm bảo độ rọi yêu cầu.
Tên thiết bị
Máy cưa kiểu đai
Các loại máy khoan
Các loại máy mài
Các loại máy bào, máy cạo
Máy xọc, máy uốn
Máy phay các loại
Máy tiện
Máy hàn, máy cắt liên hợp , bàn thử
thiết bị

14

Số lượng
1
7
6
2
2
2
6
3


CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN PHỤ TẢI ĐIỆN
2.1 Cơ sở lý thuyết

Phụ tải điện có thể xem như dữ kiện quan trọng của bài toán thiết kế cung
cấp điện. Việc xác định chính xác giá trị phụ tải cho phép lựa chọn đúng thiết bị
và sơ đồ cung cấp điện, đảm bảo tính kinh tế - kỹ thuật của hệ thống cung cấp
điện.
Phụ tải điện là đại lượng đặc trưng cho quá trình tiêu thụ điện năng trong
hệ thống điện. Phụ tải điện được sử dụng để lựa chọn và kiểm tra các thiết bị
trong hệ thống cung cấp điện như: Máy biến áp, dây dẫn, các thiết bị đ ng cắt,
bảo vệ... tính toán tổn thất công suất, tổn thất điện năng, tổn thất điện áp; lựa
chọn dung lượng bù công suất phản kháng... Phụ tải tính toán phụ thuộc vào
nhiều yếu tố như: công suất, số lượng, chế độ làm việc của các thiết bị điện,
trình độ và phương thức vận hành hệ thống...
Nếu phụ tải điện xác định được nhỏ hơn phụ tải thực tế thì sẽ làm giảm
tuổi thọ của thiết bị điện, có khả năng dẫn đến sự cố, cháy nổ... Ngược lại, các
thiết bị được lựa chọn sẽ dư thừa công suất làm ứ đọng vốn đầu tư, gia tăng tổn
thất... Tuy nhiên việc xác định chính xác giá trị phụ tải là không thể, vì có rất
nhiều nhân tố ảnh hưởng đến chế độ tiêu thụ điện, trong đ các nhân tố tác động
ngẫu nhiên.
Việc phân loại phụ tải sẽ cho phép lựa chọn sơ đồ cung cấp điện phù hợp,
đảm bảo cho các thiết bị làm việc tin cậy và hiệu quả. Dưới góc độ tin cậy cung
cấp điện, phụ tải có thể được chia thành ba loại như sau:
Phụ tải loại I là những phụ tải mà khi có sự cố ngừng cung cấp điện sẽ dẫn
đến nguy hiểm cho tính mạng con người, phá hỏng các thiết bị đắt tiền, phá vỡ
quy trình công nghệ sản xuất, gây thiệt hại lớn cho nền kinh tế quốc dân, gây
ảnh hưởng không tốt về chính trị ngoại giao.
Phụ tải loại II là loại phụ tải mà khi có sự cố ngừng cấp điện sẽ dẫn đến
15


thiệt hại lớn về kinh tế do đình trệ sản xuất, phá hỏng thiết bị, gây hư hỏng sản
phẩm, ảnh hưởng đến các hoạt động bình thường của đại đa số người dân.

Phụ tải loại III gồm tất cả các loại phụ tải không thuộc hai loại trên, tức là
phụ tải được thiết kế với mức độ tin cậy cung cấp điện không đòi hỏi cao.
2.2 GIỚI THIỆU PHƯƠNG PHÁP TÍNH
* Các phương pháp tính toán.
Hiện nay có nhiều phương pháp để tính phụ tải tính toán. Những phương
pháp đơn giản, tính toán thuận tiện, thường kết quả không thật chính xác.
Ngược lại, nếu độ chính xác được nâng cao thì phương pháp phức tạp. Vì vậy
tùy theo giai đoạn thiết kế, yêu cầu cụ thể mà chọn phương pháp tính cho thích
hợp. Sau đây là một số phương pháp thường dùng nhất:
2.2.1 Phương pháp hệ số nhu cầu.
Phụ tải tính toán nhóm thiết bị có cùng chế độ làm việc được tính theo biểu
thức:
n

Ptt=k nc .  Pni
Hệ số nhu cầu xác định theo biểu thức
1 k
k

nc

k

sd 



sd 

n

hd

Và hệ số sử dụng tổng hợp k sd  được xác định theo công thức
n
 Pn.k sdi
k
 i 1
sd 
n
 Pn
i 1

Số lượng hiệu dụng được xác định theo biểu thức
n

hd



(  Pni ) 2
2
 Pni

Gọi k là tỷ số giữa công suất tiêu của thụ điện lớn nhất và thụ điện nhỏ nhất
trong nhóm:
k

P max
P min

16


Nếu số lượng thụ điện n > 4 và giá trị của k nhỏ hơn các giá trị k b cho
trong bảng 2.pl.BT ( Cung cấp điện – Thầy Trần Quang Khánh ), ứng với hệ số
sử dụng tổng hợp, thì có thể lấy giá trị n  n .
hq

Trong trường hợp k sd < 0,2 thi giá trị nhd được xác định theo một

phương pháp riêng như sau:
Phân riêng các thiết bị công suất lớn hơn một phần hai công suất của thiết bị
lớn nhất trong nhóm.
P
P  M
i
2

Xác định số lượng thiết bị n 1 của nhóm này.
Xác định tổng công suất định mức của nhóm n 1 thiết bị
Tìm các giá trị tương đối
n
1
 Pni
n
n  1 và P  i  1
* n
*
n

 Pnj
j 1

Xác định giá trị tương đối n*hd 

0,95
P 2 (1  P ) 2
* 
*
n
1 n
*
*

Xác định số lượng hiệu dụng
n hd  n *hd .n
2.2.2 Phương pháp hệ số cực đại
Công suất tính toán xác định theo hệ số cực đại
P  P  k P  k .k
tt
M
M tb
M sd 

1 k

Hệ số cực đại k M  1  1,3

n

n
 P
n1
i 1

sd 

.k
2
hq sd 

2.3 XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT TÍNH TOÁN PHÂN XƯỞNG.
Chia nhóm các thiết bị trong phân xưởng.

17


Trong quá trình thiết kế đã cho ta biết các thông tin chính xác về mặt bằng bố
trí thiết bị máy móc, công suất và quá trình công nghệ của từng thiết vị trong
phân xưởng. Do đó ta có thể chia phụ tải cho từng nhóm sau đó ta xác định phụ
tải tổng của toàn phân xưởng sửa chữa cơ khí.
Nguyên tắc chia nhóm.
+ Các thiết bị cùng chế độ làm việc để việc xác định phụ tải tính toán được
chính xác và thuận tiện cho việc lựa chọn phương thức cung cấp điện cho nhóm.
+ Các thiết bị đặt gần nhau để giảm chiều dài đường dây hạ áp nhờ vậy có thể
tiết kiệm được vốn đầu tư và tổn thất trên các đường dây hạ áp trong phân
xưởng.
+ Trong một phân xưởng thường có nhiều thiết bị có công suất và chế độ làm
việc khác nhau, muốn xác định phụ tải tính toán được chính xác cần phải phân
nhóm thiết bị điện. Việc phân nhóm phụ tải tuân theo các nguyên tắc sau.

Trong một phân xưởng thường có nhiều thiết bị có công suất và chế độ làm
việc khác nhau, muốn xác định phụ tải tính toán được chính xác cần phải phân
nhóm thiết bị điện. Việc phân nhóm phụ tải tuân theo các nguyên tắc sau.
Dựa vào những nguyên tắc trên và căn cứ vào sơ đồ phân bố thiết bị trên mặt
bằng phân xưởng sửa chữa cơ khí, ta chia các thiết bị trong phân xưởng làm 4
nhóm sau.
2.3.1 Công suất tính toán phụ tải động lực của phân xưởng
Tính toán phụ tải điện là công việc bắt buộc và đầu tiên trong mọi công trình
cung cấp điện. Việc này sẽ cung cấp các số liệu phục vụ cho việc thiết kế lưới
điện về sau của người kĩ sư. Phụ tải tính toán có giá trị tương đương với phụ tải
thực tế về mặt hiệu ứng nhiệt, do đó việc chọn dây dẫn hay thiết bị bảo vệ cho
nó sẽ đươc đảm bảo. Dưới đây là các nhóm phụ tải động lực của phân xưởng
và công suất tính toán của các nhóm phụ tải.
18


- Trước hết ta cần quy các thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại về chế
độ làm việc dài hạn:
Máy hàn điểm
  25%
Pn'  Pn 
 30. 0.25  15( kW )

Máy cầu trục
  35%
Pn'  Pn 
 40. 0.35  23.7( kW )

Nhóm 1:
Bảng 2.1 các thiết bị thuộc nhóm 1

Công
Kí hiệu trên
Hệ số sử cos
STT Tên thiết bị
suất đặt
mặt bằng
dụng
(kW)
1 Máy cưa kiểu đai
1
3,5
0,3
0,62
2 Khoan bàn
2
1,3
0,27
0,6
3 Máy mài thô
3
3
0,45
0,7
4 Máy khoan đứng
4
5,5
0,4
0,63
5 Máy bào ngang
5

6
0,4
0,62
0,4
6 Máy xọc
6
6,6
0,62
7
8
9
10
11

Máy mài tròn vạn năng
Máy khoan bàn
Máy uốn các tấm
mỏng
Máy mài phá
Máy hàn điểm   25%
Tổng

7
41

3,6
2,5

0,47
0,27

0,63
0,6

42

4

0,25

0,63

43
44

6
15
42(kW)

0,42
0,32

0,6
0,57

19


Nhóm 2:
1

2
3
4
5
5
6
7
8

Bảng 2.2 các thiết bị thuộc nhóm 2
Máy phay răng
8
6
Máy phay vạn năng
9
6,5
Máy tiện ren
10
7,5
Máy tiện ren
11
9,8
Máy tiện ren
12
9
Máy tiện ren
13
7,5
Máy tiện ren
14

12
Máy tiện ren
15
9
Máy khoan đứng
16
3

0,25
0,3
0,53
0,53
0,53
0,3
0,53
0,53
0,4

9

Cầu trục   35%

0,32

17

Tổng (kW)

23,7

0,6
0,6
0,6
0,6
0,6
0,6
0,6
0,6
0,68
0,75

94

Nhóm 3:
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11

Bảng 2.3 Các thiết bị thuộc nhóm 3
Máy khoan bàn
18
2

Bể dầu có tăng nhiệt
19
9 .5
Máy cạo
20
3,5
Máy mài thô
21
5,5
Máy nén cắt liên hợp
22
3,5
Máy mài phá
23
4,5
Quạt lò rèn
24
2
Máy khoan đứng
25
3,8
Bể ngâm dung dịch
26
6,5
kiềm
Bể ngâm nước nóng
27
10
Máy cuộn dây
28

5
Tổng (kW)
55,8

0,27
0,3
0,3
0,45
0,47
0,42
0,65
0,4

0,6
1
0,65
0,65
0,68
0,6
0,63
0,63

0,35

1

0,32
0,6

1

0,8

0,6

0,8

Nhóm 4:
1

Máy cuộn dây

Bảng 2.4 các thiết bị thuộc nhóm 4
29
4,5
20


Bể ngâm tấm có tăng
nhiệt
Tủ sấy
Máy khoan bàn
Máy mài thô
Bàn thử thiết bị điện
Chỉnh lưu sê-lê-nium
Bể khử dầu mỡ
Lò điện để luyện
khuôn
Lò điện để nấu chảy
babít
Lò điện để mạ thiếc

Quạt lò đúc đồng
Tổng (kW)

2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

30

6,5

0,3

1

31
32
33
34
35
36

7,5
3,5
5
6,5
4,5
2

0,36
0,27
0,45
0,53
0,25
0,47

1
0,63
0,7
0,65
0,6
1

37

8,5

0,35

0,86

38

12

0.32

0.9

39
40

10
8,8
79,3

0,26
0,4

0,82
0,7

3.4 Xác định phụ tải nhóm 1
- Phụ tải động lực: Tổng số thiết bị động lực của nhóm 1 là 11 hệ số sử dụng
tổng hợp của nhóm thiết bị là:
k

 Pi.k sdi


 Pi
3,5.0,3  1,3.0,27  3.0,45  5,5.0,4  6.0,4  6,6.0,4  3,6.0,47  2,5.0,27  4.0,25  6.0,42  15.0.57


3,5  1,3  3  5,5  6  6,6  3,6  2,5  4  6  15
sd



=0,52
Xác định số lượng hiệu dụng theo biểu thức:
n

hd



(  Pi ) 2
(3,5  1,3  3  5,5  6  6,6  3,6  2,5  4  6  15) 2

 7.57
3,5 2  1,3 2  3 2  5,5 2  6 2  6,6 2  3,6 2  2,5 2  4 2  6 2  15 2
 Pi 2

Hệ số nhu cầu :
1 k
k

nc

k

sd 



sd 

n

hd

 0,52 

1  0,52
7,57

 0,74

Công suất tính toán phụ tải động lực của nhóm 1:
21


Pdl  k

nc 

Pi  0,74.42  31,08(kW )

Xác định hệ số công suất của nhóm 1 là:
cos 



 Pi. cos i
 Pi

1
3,5.0,6  1,3.0,6  3.0,7  5,5.0,63  6.0,62  6,6.0,62  3,6.0,63  2,5.0,6  4.0,63  6.0,42  15.0,57

3,5  1,3  3  5,5  6  6,6  3,6  2,5  4  6  15

=0,8
Công suất biểu kiến của nhóm 1:
P
1
S 
1 cos 




42
 52,5(kVA)
0,8

Công suất phản kháng Q1=S1.sin 1 =52,5.0,6=31,5 kVAr
Tương tự với các nhóm khác ta có kết quả được ghi trong bảng
Nhóm

Hệ số

Công suất tính toán

cos
k hd
Ptt
Stt
Qtt
ksd
knc

(kW)
(kVA)
(kVAr)
1
0,52
7,57
0,74
0,8
31,08
52,5
31,5
2
0,48
7,6
0,67
0,64
63
146,9
112,87
3
0,39
8.77

0,6
0,82
33,8
68,04
38,94
4
0,365
10,2
0,564
0,84
54,877
66,52
36,09
- Công suất chiếu sáng của phân xưởng Pcs=3,16(kW)
- Xác định công suất tổng hợp của phân xưởng, coi hệ số đồng thời giữa
phụ tải động lực và phụ tải chiếu sáng bằng 1

 Ptt  Ptt1  Ptt 2  Ptt 3  Ptt 4  Pcs  31,08  63  33,8  54,877  3,16  185,92(kW )

- Hệ số công suất chiếu sáng coi là bằng 1.
Phụ tải tổng hợp phân xưởng sửa chữa cơ khí được xác định theo phương pháp
hệ số nhu cầu.
 Pi.k nci

31,08.0,74  63.0,67.33,8.0,6  54,877.0,564  3,16.0,48
 0,64
 Pi
31,08  63  33,8  54,877  3,16
1 k
sd 

1  0,64
 0,64 
 0,82
Hệ số nhu cầu: k nc  k sd 
n
4
hd
k

sdPX





Hệ số công suất tổng hợp:
22


cos px 

 Pi. cosi  31,08.0,8  63.0,64  33,8.0,82  54,877.0,84  3,16  0,76
31,08  63  33,8  54,877  3,16
 Pi

Tổng công suất của toàn bộ phân xưởng:
 k . Ptt =0,82.185,92=152,45 (kW)
P
nc


Px

Tổng công suất biểu kiến của phân xưởng:
Ppx
152,45

 200,6(kvA)
cos 
0,76
px
Tổng công suất phản kháng:Q PX  S PX .sin  PX =200,6.0,65=130,39 (kVAr)
S

PX



CHƯƠNG 3
XÁC ĐỊNH SƠ ĐỒ CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA
CƠ KHÍ
3.1 Cơ sở lý thuyết lựa chọn phương án cung cấp điện
3.1.1 Lựa chọn máy biến áp
Trạm biến áp là một trong những phần tử quan trọng nhất của hệ thống
cung cấp điện. Trạm biến áp dùng để biến đổi điện năng từ cấp điện áp này
sang cấp điện áp khác và phân phối cho các mạng điện tương ứng. Các trạm
biến áp, trạm phân phối, đường dây tải điện cùng với các nhà máy phát điện
làm thành một hệ thống phát và truyền tải điện năng thống nhất.
Dung lượng của các máy biến áp, vị trí, số lượng của các trạm biến áp có ảnh
hưởng lớn đến các chỉ tiêu về kinh tế - kỹ thuật của hệ thống cung cấp điện. Vì

vậy, việc lựa chọn các trạm biến áp bao giờ cũng phải gắn liền với việc lựa
chọn phương án cung cấp điện, vị trí của trạm biến áp.
23


3.1.1.1 Xác định vị trí đặt máy biến áp
Vị trí của trạm biến áp cần phải thỏa mãn các yêu cầu cơ bản sau:
- Sơ đồ và kết cấu phải đơn giản đến mức có thể.
- Đảm bảo cung cấp điện liên tục và tin cậy với chất lượng cao.
- Gần trung tâm phụ tải, thuận tiện cho nguồn cung cấp đi tới.
- Thao tác, vận hành, quản lý dễ dàng.
- Có khả năng mở rộng và phát triển.
- Giá thành hợp lý và có hiệu quả kinh tế cao.
Vị trí trạm biến áp thường được đặt ở liền kề, bên ngoài hoặc ở bên trong phân
xưởng.
Trạm biến áp đặt ở bên ngoài phân xưởng, hay còn gọi là trạm độc lập,
được dung khi trạm cung cấp cho nhiều phân xưởng hoặc khi cần tránh các nơi,
bụi bặm có khí ăn mòn hoặc rung động. Trạm bao gồm các thiết bị phân phối
phía cao áp được đặt ở ngoài trời còn còn các thiết bị phân phối phía thứ cấp
được đặt trong các tủ điện hoặc đặt trong nhà.
Trạm xây dựng liền kề được dùng phổ biến hơn cả vì tiết kiệm về xây
dựng và ít ảnh hưởng tới các công trình khác. Trạm xây dựng bên trong được
dùng khi phân xưởng rộng có phụ tải lớn. Khi sử
dụng trạm này cần đảm bảo tốt điều kiện phòng nổ, phòng cháy cho trạm. Toàn
bộ thiết bị của trạm từ phía sơ cấp đến phía thứ cấp được đặt trong nhà với các
tủ phân phối tương ứng.
3.1.1.2 Chọn số lượng máy biến áp
Việc lựa chọn số lượng và dung lượng máy biến áp cho các trạm biến áp
phân xưởng của các xí nghiệp công nghiệp có ý nghĩa quan trọng trong việc xây
dựng sơ đồ cung cấp điện hợp lý.

Khi lựa chọn số lượng và dung lượng máy biến áp, về cơ bản là dựa theo
phương pháp so sánh kinh tế - kỹ thuật theo phương pháp cực tiểu hàm chi phí
tính toán hàng năm đối với các phương án được vạch ra.
Ngoài ra khi lựa chọn số lượng và dung lượng máy biến áp cũng cần phải xét
tới cả độ tin cậy cung cấp điện. Khi lựa chọn dung lượng máy biến áp trong hệ
thống cung cấp điện không nên sử dụng quá hai hoặc ba máy biến áp có công
suất tiêu chuẩn khác nhau nhằm giảm số máy biến áp dữ trữ trong kho để đề
phòng khi xảy ra sự cố máy biến áp. Đặt các máy biến áp có công suất như
nhau là tốt nhất, song thực tế thì điều này khó thực hiện.
Đối với các trạm biến áp phân xưởng so không bố trí người trực nên đặt dao
cách ly – cầu chì, dao cắt tải – cầu chì hoặc máy cắt phụ tải ở phía cao áp của
máy biến áp.
Các trạm biến áp trung gian không nên dùng quá hai máy biến áp để tránh
24


thao tác nhầm lẫn. Nếu phụ tải của phân xưởng lớn, cần nhiều máy biến áp thì
nên đặt nhiều trạm, không nên đặt một trạm nhiều máy biến áp.
Trong tất cả trường hợp, nếu có thể được, cần nghiên cứu phương án xây
dựng trạm một máy biến áp để đảm bảo chi phí nhỏ nhất, nếu cần dự trữ để
nâng cao độ tin cậy cung cấp điện thì xây dựng thêm đường dây liên lạc với các
trạm biến áp lân cận.
Khi thiết kế trạm biến áp cần xét tới các yêu cầu về dự trữ để nâng cao độ tin
cậy cung cấp điện.
- Hộ phụ tải loại 1 cần có hai nguồn cung cấp độc lập dùng trạm hai máy biến
áp hoặc hai trạm một máy biến áp c đường dây liên lạc phía hạ áp và bố trí các
thiết bị tự động đ ng nguồn dự trữ.
- Hộ phụ tải loại 2 có thể đặt trạm hai máy biến áp hoặc một máy biến áp có
đường dây dự phòng phía hạ áp liên hệ với các trạm biến áp lân cận.Để thực
hiện dự trữ có thể lắp đặt thêm các thiết bị tự động chuyển nguồn hoặc chuyển

nguồn bằng tay do người trực vận hành.
- Hộ phụ tải loại 3 dùng trạm biến áp có một máy biến áp, một máy biến áp
dự trữ trong kho.
3.1.1.3 Chọn dung lượng máy biến áp
Trong các xí nghiệp công nghiệp công suất của tất cả các máy biến áp trong
chế độ làm việc bình thường cần phải dảm bảo cung cấp điện đầy đủ cho tất cả
các thiết bị, máy móc làm việc.
Khi lựa chọn công suất máy biến áp cần xét tới điều kiện vận hành kinh tế máy
biến áp và mức độ dự trữ nóng, dự trữ nguội. Với trạm hai máy biến áp khi xảy
ra sự cố một máy biến áp, máy biến áp còn lại được vận hành quá tải theo mức
quá tải cho phép và phải đảm bảo không làm giảm tuổi thọ máy biến áp. Ngoài
chọn công suất máy biến áp cũng cần xét tới khả năng mở rộng và phát triển
của phân xưởng hay xí nghiệp.
Công suất định mức máy biến áp được chọn theo biểu thức :
SdmBA 

Stt
n

( 3.1)

Trong đó : SdmBA – công suất định mức của máy biến áp.
Stt – phụ tải tính toán của phân xưởng.
n – số lượng máy biến áp dự định chọn.
Dung lượng máy biến áp phân xưởng không nên vượt quá 1000 kV để có thể
sử dụng được các thiết bị điện cắt hợp bộ ở đầu ra của máy biến áp, cũng như
tiết diện cáp đầu ra không quá lớn để thuận tiện cho việc lắp đặt.
Để giảm dung lượng máy biến áp có thể xét tới hệ số quá tải kqt theo biểu
25