BÀI GIẢNG MÔN HỌC CUNG CẤP ĐIỆN MỎ

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP & XÂY DỰNG



BÀI GIẢNG MÔN HỌC

CUNG CẤP ĐIỆN MỎ
Dùng cho hệ Cao đẳng chuyên nghiệp
(Lưu hành nội bộ)

Người biên soạn:

Nguyễn Thị Xuân Hướng

Uông Bí, năm 2010


MỤC LỤC

NỘI DUNG
Trang
Mục lục
1
Lời nói đầu
2
Phần 1: TRẠM ĐIỆN XÍ NGHIỆP
Chương 1: HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN
1.1 Khái niệm chung về hệ thống cung cấp điện
4
1.1.1 Đặc điểm cung cấp điện xí nghiệp mỏ

5
1.1.2 Những yêu cầu và nội dung chủ yếu khi thiết kế hệ thống cung cấp điện
6
1.1.3 Các chỉ tiêu kỹ thuật trong cung cấp điện xí nghiệp
6
1.2 Phân loại hộ dùng điện xí nghiệp
9
Chương 2: PHỤ TẢI ĐIỆN
2.1 Đồ thị phụ tải
11
2.2 Các tham số đặc trung của phụ tải
13
2.3 Các phương pháp cơ bản tính phụ tải điện
15
Chương 3: TRẠM BIẾN ÁP XÍ NGHIỆP
3.1 Các loại trạm điện
26
3.2 Tính toán chọn máy biến áp
26
3.3 Sơ đồ nối dây của trạm
30
Chương 4: NGẮN MẠCH TRONG HỆ THỐNG
4.1 Khái niệm chung
36
4.2 Tính toán ngắn mạch mạng cao áp
38
4.3 Tính toán ngắn mạch mạng hạ áp
46
4.4 Tác hại, hạn chế và biện pháp ngăn ngừa ngắn mạch
47

Phần 2: MẠNG ĐIỆN XÍ NGHIỆP
Chương 5: MẠNG ĐIỆN
5.1 Phân loại mạng điện
50
5.2 Các loại dây và cáp điện
51
5.3 Tổ chức cung cấp điện cho xí nghiệp mỏ
53
5.4 Tính toán tổn thất trong mạng điện
60
5.4.1 Sơ đồ thay thế lưới cung cấp điện
60
5.4.1 Tính toán tổn thất điện áp
65
5.4.2 Tính toán tổn thất công suất
67
5.4.3 Tính toán tổn thất điện năng
69
5.5 Tính toán lựa chọn dây dẫn và cáp
70
CHƯƠNG 6: LỰA CHỌN THIẾT BỊ ĐIỆN – BẢO VỆ RƠLE
6.1 Điều kiện lựa chọn thiết bị điện
82
6.1.1 Chọn theo điều kiện làm việc lâu dài:
83
6.1.2 Các điều kiện kiểm tra thiết bị khi xảy ra ngắn mạch:
83
6.1.3 Lựa chọn các thiết bị điện
84
6.2 Bảo vệ role

92
6.2.1 Các yêu cầu đối với hệ thống bảo vệ rơle:
93
6.2.2 Các hình thức bảo vệ trong hệ thống cung cấp điện
93
CHƯƠNG 7: CHIẾU SÁNG XÍ NGHIỆP MỎ
7.1 Khái niệm chung
104
1


7.2
7.3
8.1
8.2
8.3
9.1
9.2
9.3
9.4

Thiết bị chiếu sáng và phụ kiện
Tính toán chiếu sáng
CHƯƠNG 8: CUNG CẤP ĐIỆN MỘT CHIỀU
Đặc điểm cung cấp điện một chiều
Cung cấp điện cho tầu điện cần vẹt
Cung cấp điện cho tầu điện ác qui
CHƯƠNG 9: CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ KỸ THUẬT
CỦA HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN
Hệ số công suất

Tổn thất điện năng
Suất tiêu thụ điện năng
Chi phí mạng điện
Phụ lục
Tài liệu tham khảo

106
107
113
113
116
119
125
126
127
128
134

2


LỜI NÓI ĐẦU
Bài giảng được biên soạn theo đề cương môn học Cung cấp điện mỏ cung
cấp những kiến thức cơ bản về như: xác định phụ tải, chọn phương án cung cấp,
chọn thiết bị, cũng như các biện pháp bảo vệ cho lưới… cho sinh viên ngành cơ
điện mỏ.
Bài giảng gồm chín chương lần lượt trình bày các vấn đề:
 Khái quát về hệ thống cung cấp điện được trình bày ở Chương 1.
 Chương 2 trình bày về phụ tải điện.
 Trạm điện được đề cập ở chương 3.

 Chương 4 trình bày về khái niệm và cách tính toán ngắn mạch.
 Tính toán về lưới điện và lựa chọn thiết bị điện lần lượt trình bày ở chương 5,
6.
 Thiết kế chiếu sáng được trình bày ở chương 7
 Chương 8 trình bày về phương pháp cung cấp điện một chiều
 Chương 9 đề cập các vấn đề bảo vệ hệ thống điện và việc nâng cao hệ số
công suất.
Để dễ dàng tiếp cận các vấn đề trong bài giảng: các chương cần được đọc tuần tự
từ 1 đến 9.
Bài giảng được biên soạn nhằm phục vụ cho sinh viên cao đẳng đồng thời
còn phục vụ cho những người quan tâm đến kiến thức cơ bản trong cung cấp
điện.
Do thời gian và trình độ người biên soạn có hạn nên không tránh khỏi những
thiếu sót. Tác giả rất mong những nhận xét, đánh giá và góp ý của bạn đọc và
đồng nghiệp.
Mọi ý kiến xin gửi về:
Quảng Ninh, tháng4 năm 2011
Tác giả

3


PHẦN I: TRẠM ĐIỆN XÍ NGHIỆP
Chương 1: HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN
1.1. Khái niệm chung về hệ thống cung cấp điện
Điện năng ngày càng phổ biến vì dễ dàng chuyển thành các dạng năng lượng
khác như: cơ, hóa, nhiệt năng… ; được sản xuất tại các trung tâm điện và được
truyền tải đến hộ tiêu thụ với hiệu suất cao. Trong quá trình sản xuất và tiêu thụ
điện năng có một số đặc tính:
 Điện năng sản xuất ra thường không tích trữ được, do đó phải có sự cân bằng

giữa sản xuất và tiêu thụ điện.
 Các quy trình điện xảy ra rất nhanh và nguy hiểm nếu cố sự cố xảy ra, vì vậy
thiết bị điện có tính tự động và đòi hỏi độ an toàn và tin cậy cao.
Định nghĩa: hệ thống điện bao gồm các khâu sản xuất ra điện năng;
khâu truyền tải; phân phối và cung cấp điện năng đến tận các hộ dùng điện
(xem hình vẽ.)
Nl sơ cấp
~
NMĐ1
10 kV

220 kV

sản xuất & tryền tải
(phát dẫn điện)

110 kV

10 kV
~
NMĐ2

35 kV

6; 10 kV

Phân phối & cung
cấp điện năng
(ccđ)

0,4 kV

Hình1.1 Sơ đồ hệ thống điện
Định nghĩa: hệ thống cung cấp điện chỉ bao gồm các khâu phân phối; truyền
tải & cung cấp điện năng đến các hộ tiêu thụ điện.
Lưới điện việt nam hiện có các cấp điện áp: 0,4; 6; 10; 22; 35; 110; 220 và
500kV. tương lai sẽ chỉ còn các cấp: 0,4; 22; 110; 220 và 500kV.
Có nhiều cách phân loại lưới điện:
 Theo điện áp: siêu cao áp (500kV), cao áp (220, 110kV), trung áp (35, 22,
10, 6kV) và hạ áp (0,4kV).
 Theo nhiệm vụ: lưới cung cấp (500, 220, 110kV) và lưới phân phối (35, 22,
10, 6 và 0,4kV).
 Ngoài ra, có thể chia theo khu vực, số pha, công nghiệp, nông nghiệp…

4


1.1.1 Đặc điểm cung cấp điện xí nghiệp mỏ:
Khác với các ngành công nghiệp khác, việc cung cấp điện cho ngành khai
thác mỏ có những đặc điểm riêng (điều kiện môi trường, quá trình công nghệ…)
Những đặc điểm đó bao gồm:
- Đa số các máy móc trong quá trình làm việc phải di chuyển thường
xuyên hoặc định kỳ theo tiến độ của gương khai thác. Đặc điểm này
đòi hỏi các thiết bị điện phải có khả năng nối vào mạng điện hoặc cắt
ra khỏi mạng điện một cách nhanh chóng và dễ dàng. Việc cung cấp
điện nhờ hệ thống cáp mềm và các ổ cắm điện.
- Môi trường mỏ có độ ẩm cao, nhiều bụi bẩn, nhất là trong các mỏ hầm
lò thường xuất hiện các khí bụi nổ là nguyên nhân gây nổ bầu không
khí mỏ khi có sự cố, khí hậu thời tiết khắc nghiệt. đặc điểm này đòi hỏi
các thiết bị phải có tính chống ẩm, chống rỉ cao, cách điện của thiết bị

và dây dẫn phải cao để bản thân chúng không phải là nguyên nhân gây
ra cháy nổ môi trường mỏ.
- Không gian làm việc chật hẹp và hạn chế, nhất là trong các mỏ hầm lò.
Vì vậy, các thiết bị điện cần được chế tạo gọn nhẹ, dễ dàng tháo lắp,
lắp đặt.
- Áp lực cao ở nóc và hông lò dễ dàng làm cho đất đá bị sập đổ, đó là
nguy cơ phá hoại thiết bị điện. Đặc điểm này đòi hỏi các thiết bị điện
phải được chế tạo có độ bền cơ học cao.
- Các đường lò ẩm ướt, có hoạt tính hóa học cao, kết hợp với bụi mỏ dẫn
điện gây nguy hiểm về an toàn điện giật và hỏa hoạn. Đặc điểm này
đòi hỏi các thiết bị điện trong mỏ phải có tính chịu ẩm, chống được sự
ăn mòn...
- Phạm vi hoạt động của các công trường lộ thiên rất rộng. Các máy móc
di động có công suất lớn lại ở các vị trí phân tán, trên các tầng công tác
vừa sử dụng điện cao áp vừa sử dụng điện hạ áp. Vì vậy hệ thống dây
dẫn và phân phối điện rất phức tạp.
Chính vì những đặc điểm trên, việc cung cấp điện cho xí nghiệp mỏ cần
đảm bảo những yêu cầu sau:
- An toàn: dây dẫn cần chọn sao cho cả lúc làm việc bình thường cũng
như lúc có sự cố không bị nung nóng quá mức để tránh gây hỏa hoạn,
nổ bầu không khí mỏ hay làm già hóa nhanh chóng cách điện của cáp
điện.
- Hợp lý về kỹ thuật: dây dẫn cần chọn với tiết diện đủ để đảm bảo mức
điện áp cho phép trên cực phụ tải trong mọi chế độ làm việc cũng như
sự cố.
- Kinh tế: cần chọn loại dây dẫn hợp lý theo quan điểm kinh tế song vẫn
phải thỏa mãn yêu cầu về an toàn và kỹ thuật.
- Độ bền cơ học: dây dẫn có thể chịu được tác dụng của ngoại lực,
không gây ra ứng suất nguy hiểm trong vật liệu làm dây dẫn.
1.1.2 Những yêu cầu và nội dung chủ yếu khi thiết kế hệ thống cung cấp

điện:
5


Mục tiêu chính của thiết kế cung cấp điện là đảm bảo cho hộ tiêu thụ luôn đủ
điện năng với chất lượng trong phạm vi cho phép.
Một phương án cung cấp điện (cho xí nghiệp) được xem là hợp lý khi thỏa
mãn các nhu cầu sau:
 Vốn đầu tư nhỏ, chú ý tiết kiệm ngoại tệ và vật tư hiếm.
 Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện tùy theo tính chất hộ tiệu thụ.
 Chi phí vận hành hàng năm thấp.
 Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị.
 Thuận tiện cho vận hành và sửa chữa…
 Đảm bảo chất lượng điện năng.
 Ngoài ra, còn phải chú ý đến các điều kiện khác như: môi trường, sự phát
triển của phụ tải, thời gian xây dựng…
Một số bước chính để thực hiện một phương án thiết kế cung cấp điện:
 Xác định phụ tải tính toán để đánh giá nhu cầu và chọn phương thức cung
cấp điện.
 Xác định phương án về nguồn điện.
 Xác định cấu trúc mạng.
 Chọn thiết bị.
 Tính toán chống sét, nối đất chống sét và nối đất an toàn cho người và thiết
bị.
 Tính toán chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật.
 Tiếp theo thiết kế kỹ thuật là bước thiết kế thi công như các bản vẽ lắp đặt,
những nguyên vật liệu cần thiết… cuối cùng là công tác kiểm tra điều chỉnh và
thử nghiệm các trang thiết bị, đưa vào vận hành và bàn giao.
1.2.3 Các chỉ tiêu kỹ thuật trong cung cấp điện xí nghiệp
Chỉ tiêu kỹ thuật của hệ thống cung cấp điện được đánh giá bằng chất

lượng điện năng cung cấp, thông qua 3 chỉ tiêu cơ bản U; f; tính liên tục cung
cấp điện.
*Điện áp: độ lệch điện áp tại một điểm trong hệ thống cung cấp điện là
độ chênh lệch giữa điện áp thực tế so với điện áp định mức với điều kiện là độ
biến thiên của điện áp nhỏ hơn 1%Uđm/giây.
U % 

U  U đm
.100, %
U đm

Độ lệch điện áp cho phép được qui định như sau: (ở chế độ làm việc bình
thường).
+ Mạng động lực:
[U%] =  5 % Udm
+ Mạng chiếu sáng:
[U%] =  2, 5 % Udm
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 %)Udm .
Ngoài ra, chất lượng điện áp còn được đánh giá theo các đại lượng sau:
- Dao động điện áp (khi độ biến thiên của điện áp không nhỏ hơn 1%Uđm/giây)
U % 

U max  U min
.100, %
U đm

6

- Độ không hình sin của dạng đường cong điện áp.
- Độ không đối xứng của điện áp.
- Độ lệch trung tính.
* Tần số: Độ lệch tần số cho phép được qui định là  0,5 Hz. Để đảm bảo
tần số của hệ thống điện được ổn định thì công suất tiêu thụ phải nhỏ hơn công
suất của hệ thống. Vậy ở xí nghiệp lớn khi phụ tải gia tăng thường phải đặt thêm
thiết bị tự động đóng thêm máy phát điện dự trữ của xí nghiệp hoặc thiết bị bảo
vệ sa thải phụ tải theo tần số
*Tính liên tục cung cấp điện: là một trong những chỉ tiêu quan trọng để
đánh giá chất lượng điện năng. Rõ ràng, nếu các chỉ tiêu về điện áp, tần số,..
được đảm bảo, nhưng điện năng không được cung cấp liên tục thì một hệ thống
điện như vậy không những không đưa lại hiệu quả kinh tế mà còn gây thiệt hại
lớn cho nền kinh tế quốc dân. Chính vì vậy, vấn đề độ tin cậy cung cấp điện phải
được xét tới trong giai đoạn thiết kế cũng như vận hành.
Độ tin cậy cung cấp điện là khả năng của hệ thống cung cấp điện đảm bảo
liên tục cung cấp điện với chất lượng điện định trước trong khoảng thời gian
định trước.
Các chỉ tiêu cơ bản để đánh giá độ tin cậy cung cấp điện là tổn thất kinh tế
do ngừng cung cấp điện, cường độ hỏng hóc, thời gian phục hồi...
Một số ký hiệu thường dùng:
1 – Máy phát điện hoặc nhà máy điện
2 - Động cơ điện

~
Đ

3 – Máy biến áp 2 cuộn dây.
4 – Máy biến áp 3 cuộn dây.
5 – Máy biến áp điều chỉnh dưới tải.
6 - Kháng điện.

7 – Máy biến dòng điện.
8 – Máy cắt điện.
9 - Cầu chì.
10 - Aptômát.
11 – Cầu dao cách ly.

7


12 – Máy cắt phụ tải.
13 – Tụ điện bù.
14 – Tủ điều khiển
15 – Tủ phân phối.
16 – Tủ phân phối động lực.
17 – Tủ chiếu sáng làm việc.
18 - Tủ chiếu sáng cục bộ.
19 – Khởi động từ.
20 - Đèn sợi đốt.
21 - Đèn huỳnh quang.
22 – Công tắc điện.
23 – Ổ cắm điện.
24 – Dây dẫn điện.
25 – Dây cáp điện
26 – Thanh dẫn (thanh cái).
27 – Dây dẫn tần số  50 hz
28 – Dây dẫn mạng hai dây.
29 – Dây dẫn mạng 4 dây.
30 - Đường dây điện áp U  36 V.
31 – Đường dây mạng động lực 1 chiều.
32 – Chống sét ống.

33 – Chống sét van.

8


34 – Cầu chì tự rơi.
1.2 Phân loại hộ dùng điện xí nghiệp:
Các hộ dùng điện trong xí nghiệp gồm nhiều loại tuỳ theo cách phân chia
khác nhau  (nhằm mục đích đảm bảo cung cấp điện theo nhu cầu của từng loại
hộ phụ tải).
a) Theo điện áp và tần số: căn cứ vào Udm và f
* Hộ dùng điện 3 pha Udm < 1000 V ; fdm = 50 Hz.
* Hộ dùng điện 3 pha Udm > 1000 V ; fdm = 50 Hz.
* Hộ dùng điện 1 pha Udm < 1000 V; fdm = 50 Hz.
* Hộ dùng điện làm việc với tần số  50 Hz.
* Hộ dùng dòng điện một chiều.
b) Theo chế độ làm việc: (của các hộ dùng điện).

Dài hạn: phụ tải không thay đổi hoặc ít thay đổi, làm việc dài hạn mà
nhiệt độ không vượt quá giá trị cho phép (VD: bơm; quạt gió, trạm khí nén…).

Ngắn hạn: thời gian làm việc không đủ dài để nhiệt độ trung bình đạt giá
trị qui định (VD: các động cơ truyền động cơ cấu phụ của máy cắt gọt kim loại,
động cơ đóng mở van của thiết bị thuỷ lực).

Ngắn hạn lặp lại: các thời kỳ làm việc ngắn hạn của trung bình xen lẫn với
thời kỳ nghỉ ngắn hạn  được đặc trưng bởi tỷ số giữa thời gian đóng điện và
thời gian toàn chu trình sản suất (VD: máy nâng; thiết bị hàn).
c) Theo mức độ tin cây cung cấp điện: tuỳ theo tầm quan trọng trong nền kinh
tế và xã hội, các hộ tiêu thụ điện được cung cấp điện với mức độ tin cậy khác

nhau và phân thành 3 loại.
* Hộ loại I: là hộ mà khi sự cố ngừng cung cấp điện sẽ gây ra những thiệt hại
lớn về kinh tế, đe doạ đến tính mạng con người, hoặc ảnh hưởng, có hại lớn về
chính trị – gây những thiệt hại do đối loạn qui trình công nghệ. Hộ loại I phải
được cung cấp điện từ 2 nguồn độc lập trở lên. Xác suất ngừng cung cấp điện rất
nhỏ, thời gian ngừng cung cấp điện thường chỉ được phép bằng thời gian tự
động đóng thiết bị dự trữ.
Xí nghiệp công nghiệp: nhà máy hóa chất, văn phòng chính phủ, phòng
mổ bệnh viện…
Xí nghiệp mỏ:
+ Quạt gió chính và các thiết bị phục vụ cho nó
+ Các thiết bị thông gió đặt ở giếng gió phụ, quạt thông gió cục bộ cho các
gương lò cụt trong các mỏ có khí bụi nổ loại 3 và siêu hạng.
+ Trạm thoát nước chính và cục bộ
+ Trạm ép khí ở các mỏ khai thác vỉa dốc đứng trong trường hợp quạt cục bộ
được truyền động bằng khí ép.
+ Bơm cứu hỏa và các thiết bị để hạn chế sự xuất khí nổ từ các vỉa than
+ Trục tải trở người và các thiết bị phục vụ cho nó
* Hộ loại II: là hộ tuy có tầm quan trọng lớn nhưng khi ngừng cung cấp điện
chỉ dẫn đến thiệt hại về kinh tế do hư hỏng sản phẩm, ngừng trệ sản xuất v.v…

9


hộ loại II được cung cấp điện từ 1 hoặc 2 nguồn – thời gian ngừng cung cấp điện
cho phép bằng thời gian để đóng thiết bị dự trữ bằng tay.
Xí nghiệp công nghiệp: nhà máy cơ khí, nhà máy thực phẩm, các khách
sạn lớn, trạm bơm tưới tiêu…
Xí nghiệp mỏ:
+ Các thiết bị trên mặt mỏ: trục tải, trạm ép khí, các thiết bị chất dỡ và vận

chuyển, các thiết bị ở xưởng tuyển khoáng…
+ Trong hầm lò: tất cả các máy móc thiết bị tham gia vào dây chuyền sản xuất.
* Hộ loại III: mức độ tin cậy thấp hơn, gồm các hộ không nằm trong hộ loại 1
và 2. Cho phép mất điện trong thời gian sửa chữa, thay thế phần tử sự cố nhưng
không quá một ngày đêm. Hộ loại III thường được cung cấp điện bằng một
nguồn.

10


Chương 2: PHỤ TẢI ĐIỆN
Vai trò của phụ tải điện: trong xí nghiệp 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 tới 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), và vì
vậy chúng không tuân thủ một qui luật nhất định  cho nên việc xác định được
chúng là rất khó khăn. Nhưng phụ tải điện lại là một thông số quan trọng để lựa
chọn các thiết bị của hệ thống điện. Công suất mà ta xác định được bằng cách
tính toán gọi là phụ tải tính toán Ptt.
Nếu Ptt < pthực tê  thiết bị mau giảm tuổi thọ, có thể cháy nổ.
Nếu Ptt > pthực tê  lãng phí.
Do đó đã có rất nhiều công trình nghiên cứu nhằm xác định Ptt sát nhất
với Pt.tế. Chủ yếu tồn tại 2 nhóm phương pháp.
+ Nhóm phương pháp dựa trên kinh nghiệm vận hành, thiết kế và được tổng kết
lại bằng các hệ số tính toán (đặc điểm của nhóm phương pháp này là: thuận lợi
nhất cho việc tính toán, nhanh chóng đạt kết quả, nhưng thường cho kết quả kém
chính xác).
+ Nhóm thứ 2 là nhóm phương pháp dựa trên cơ sở của lý thuyết xác suất và
thống kê (có ưu điểm ngược lại với nhóm trên là: cho kết quả khá chính xác,

xong cách tính lại khá phức tạp ).
2.1 Đồ thị phụ tải:
- Thiết bị dùng điện hay còn gọi là thiết bị tiêu thụ là những thiết bị tiêu thụ
điện năng như: động cơ điện, lò điện, đèn điện..
- Hộ tiêu thụ là tập hợp các thiết bị điện của phân xưởng hay của xí nghiệp
hoặc của khu vực
- Phụ tải điện là một đại lượng đặc trưng cho công suất tiêu thụ của các
thiết bị hoặc các hộ tiêu thụ điện năng.
Đồ thị phụ tải: “thể hiện các chỉ tiêu cho sự tiêu dùng năng lượng điện của
các phụ tải (thiết bị riêng lẻ, của nhóm thiết bị, của phân xưởng hoặc của toàn bộ
xí nghiệp) theo thời gian”.
a) Phân loại: có nhiều cách phân loại
 Theo đại lượng đo: đồ thị phụ tải tác dụng P(t), phản kháng Q(t) và điện năng
A(t).
 Theo thời gian khảo sát: đồ thị phụ tải hàng ngày, hàng tháng và hàng năm.
b) Các loại đồ thị phụ tải thường dùng:
 Đồ thị phụ tải ngày: như hình a) Được ghi bằng máy; b) Được ghi và vẽ lại
bởi các vận hành viên và c) Thể hiện dạng bậc thang thông số trung bình trong
một khoảng thời gian.

11


Hình 2-1: Đồ thị phụ tải ngày
Đồ thị phụ tải hàng ngày cho ta biết tình trạng làm việc của thiết bị để từ đó
sắp xếp lại qui 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 ngày có 5 thông số đặc trưng sau: phụ tải cực đại, hệ số công
suất cực đại, điện năng tác dụng và phản kháng ngày đêm, hệ số công suất tương
ứng và hệ số điền kín của đồ thị phụ tải.

 Đồ thị phụ tải hàng tháng: được xây dựng theo phụ
tải trung bình của từng tháng của xí nghiệp trong một
năm làm việc.
Đồ thị phụ tải hàng tháng cho ta biết nhịp độ sản
xuất của xí 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 (VD: vào tháng 3,4 → sửa
chữa vừa và lớn, còn ở những tháng cuối năm chỉ sửa
chữa nhỏ và thay các thiết bị).
Hình2-2: Đồ thị phụ tải tháng
 Đồ thị phụ tải năm: thường được xây dựng dạng bậc thang, xây dựng trên
cơ sở của đồ thị phụ tải ngày đêm điển hình (thường chọn 1 ngày điển hình vào
mùa đông và vào mùa hạ).

Hình 2-3: Đồ thị phụ tải năm
Đồ thị phụ tải năm có các thông số đặc trưng như: điện năng tác dụng và
phản kháng tiêu thụ trong năm, thời gian sử dụng công suất cực đại Tmax, hệ số
công suất trung bình và hệ số điền kín phụ tải.
2.2. Các tham số đặc trưng của phụ tải điện:
a) Công suất định mức:
12


“ Là thông số đặc trưng chính của phụ tải điện, thường được ghi trên nhãn
của máy hoặc cho trong lý lịch máy”.
Đơn vị đo của công suất định mức thường là kW hoặc kVA. Với một
động cơ điện Pđm chính là công suất cơ trên trục cơ của nó.
pđ

đ

pđm
m

Pd 

Pdm

 dm

dm – là hiệu suất định mức của động cơ thường lấy là 0,8  0,85 (với
động cơ không đồng bộ không tải). Tuy vậy với các động cơ công suất nhỏ và
nếu không cần chính xác lắm thì có thể lấy Pd  Pdm.
Chú ý:
+ Với các thiết bị nung chẩy công suất lớn, các thiết bị hàn thì công suất định
mức chính là công suất định mức của máy biến áp và thường cho là [kVA].
+ Thiết bị ở chế độ ngắn hạn lặp lại, khi tính phụ tải tính toán phải qui đổi về
chế độ làm việc dài hạn (tức phải qui về chế độ làm việc có hệ số tiết điện tương
đối).
'
Động cơ
Pdm
 Pdm .  dm
'
Biến áp
Pdm
 Sdm . cos  .  dm
Trong đó:
P’dm – công suất định mức đã qui đổi về dm %.
Sdm; Pdm; cos ; dm % - các tham số định mức ở lý lịch máy của thiết bị.

+ Vì tất cả các thiết bị cung cấp điện từ nguồn đến các đường dây tuyền tải đều
là thiết bị 3 pha, các thiết bị dùng điện lại có cả thiết bị 1 pha (thường công suất
nhỏ). Các thiết bị này có thể đấu vào điện áp pha hoặc điện áp dây  khi tính
phụ tải cần phải được qui đổi về 3 pha.
* Khi thiết bị 1 pha đấu vào điện áp pha của mạng thì công suất tương đương
sang 3 pha:
Pdm td = 3.Pdm fa
Pdm td - Công suất định mức tương đương (sang 3 pha).
Pdm fa - Công suất định mức của phụ tải một pha.
* Khi có 1 phụ tải 1 pha đấu vào điện áp dây.
Pdmtd  3 .Pdmfa

* Khi có nhiều phụ tải 1 pha đấu vào nhiều điện áp dây và pha khác nhau:
Pdmtd  3.Pdmfa max

để tính toán cho trường hợp này, trước tiên phải qui đổi các thiết bị 1 pha đấu
vào điện áp dây về thiết bị đấu vào điện áp pha. Sau đó sẽ xác định được tổng
công suất của 1 pha có phụ tải lớn nhất (Pdmfamax).

b, Phụ tải trung bình:

13


- Phụ tải trung bình trong thời gian quan sát t là một đặc trưng tĩnh của
biểu đồ. Phụ tải trung bình của 1 nhóm là giá trị phụ tải yêu cầu thấp nhất của
nhóm phụ tải đó:
T

Ptb 

 P(t ) dt
0

T

T

W
 a
T

Qtb 

Q
0

(t )

dt


T

Wr
T

Wa, Wr : Năng lượng tác dụng và năng lượng phản kháng thực tế của
nhóm phụ tải.
c, Phụ tải cực đại: là giá trị lớn nhất của biểu đồ phụ tải trong thời gian quan sát

t với tần số nhất định.
d, Phụ tải tính toán: Phụ tải tính toán là phụ tải giả thiết không đổi lâu dài của
các phần tử trong hệ thống cung cấp điện (máy biến áp, đường dây...) tương
đương với phụ tải thực tế biến đổi theo điều kiện tác dụng nhiệt nặng nề nhất.
Nói cách khác, phụ tải tính toán cũng làm nóng dây dẫn lên tới nhiệt độ bằng
nhiệt độ lớn nhất do phụ tải thực tế gây ra. Do vậy, về phương diện phát nóng,
nếu ta chọn các thiết bị điện theo phụ tải tính toán thì có thể đảm bảo an toàn
cho các thiết bị đó trong mọi trạng thái vận hành. Phụ tải tính toán là giá trị cơ
bản để thiết kế hệ thống điện.
e, Các hệ số đặc trưng của biểu đồ phụ tải:
* Hệ số điền kín: là tỷ số giữa công suất tác dụng (công suất phản kháng) trung
bình với công suất tác dụng cực đại(công suất phản kháng cực đại).
k dkP 

Ptb
Pmax

k dkQ 

Qtb
Qmax

* Hệ số cực đại: là trị số tỷ lệ nghịch với hệ số điền kín của biểu đồ phụ tải:
k max P 

Pmax
Ptb

k max Q 

Qmax
-> tra bảng
Qtb

* Hệ số hình dáng: là tỷ số giữa phụ tải trung bình bình phương Ptb.b với phụ tải
trung bình:
k hdP 

Ptb.b
Ptb

trong đó:

k hdQ 
n

pi2 .t i
T

Ptb.b 



Qtb.b 

qi2 .t i

T
i 1

i 1

Qtb.b
Qtb

n

* Hệ số sử dụng: là tỷ số giữa công suất trung bình với công suất định mức của
các phụ tải.
k sdP 

Ptb
Pdm

k sdQ 

Qtb
Qdm

* Hệ số nhu cầu: là tỷ số giữa công suất cực đại với tổng công suất định mức của
các phụ tải:
k yca 

Pmax
n

 Pdi
i 1

k ycr 

Qmax
n

Q
i 1

di

14


* Hệ số số thiết bị hiệu quả: là số thiết bị giả thiết có cùng công suất và chế độ là
việc, chúng đòi hỏi phụ tải bằng phụ tải tính toán của nhóm phụ tải thực tế.
2

nhq


 n
  pdmi 
i 1

 n
2
 pdmi 
i 1

2.3 Các phương pháp xác định phụ tải tính toán:
Mục đích của việc xác định phụ tải tính toán:

- Chọn tiết diện dây dẫn của lưới cung cấp và phân phối điện
- Chọn số lượng và công suất máy biến áp
- Chọn tiết diện thanh dẫn của thiết bị phân phối
- Chọn các thiết bị chuyển mạch và bảo vệ.
Tuỳ thuộc vào vị trí của phụ tải, vào giai đoạn thiết kế mà người ta dùng
phưong pháp chính xác hoặc đơn giản. Khi xác định Ptt cần lưu ý một số vấn đề:
+ Đồ thị phụ tải luôn luôn thay đổi theo thời gian, tăng lên và bằng phẳng
hơn theo mức hoàn thiện kỹ thuật sản xuất (hệ số điền kín phụ tải tăng lên dần).
+ Việc hoàn thiện quá trình sản xuất (tự động hoá và cơ giới hoá) sẽ làm
tăng lượng điện năng của xí nghiệp  khi thiết kế cung cấp điện phải tính đến
sự phát triển tương lai của xí nghiệp, phải lấy mức của phụ tải xí nghiệp 10 năm
sau.
Các phương pháp xác định phụ tải tính toán và phạm vi sử dụng:
1- Theo công suât trung bình và hệ số cực đại: còn gọi là phương pháp biểu đồ
hay phương pháp số thiết bị điện hiệu quả - thường được dùng cho mạng điện
phân xưởng điện áp đến 1000V và mạng cao hơn, mạng toàn xí nghiệp.
2- Theo công suất trung bình và độ lệch của phụ tải khỏi giá trị trung bình: đây
là phương pháp thống kê - dùng cho mạng điện phân xưởng điện áp đến 1000V.
3- Theo công suất trung bình và hệ số hình dạng của đồ thị phụ tải: dùng cho
mạng điện từ trạm biến áp phân xưởng cho đến mạng toàn xí nghiệp.
4- Theo công suất đặt và hệ số nhu cầu (cần dùng): dùng để tính toán sơ bộ,
ngoài ra còn 2 phương pháp khác.
5- Theo xuất chi phí điện năng trên đơn vị sản phẩm:
6- Theo xuất phụ tải trên đơn vị diện tích sản xuất:
cả hai phương pháp trên đều dùng để tính toán sơ bộ.
1) Xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu:
+ Để xác định Ptt của phụ tải đấu vào 1 máy biến áp hoặc của cả xí nghiệp mỏ
nói chung, các phụ tải cần được phân thành nhóm:
- Nhóm các phụ tải cùng loại.
- Nhóm các phụ tải cùng tham gia vào một khâu công nghệ

- Nhóm các phụ tải cùng hoạt động trong một khu vực của xí nghiệp.
+ Tổng công suất tác dụng định mức của các phụ tải trong một nhóm:
n

Pdm.nh   Pdi
1

+ Phụ tải tính toán của nhóm thiết bị có chế độ làm việc giống nhau (cùng ksd)
15


Ptt.nh = knc .  pđi
Qtt.nh = ptt.nh . tgtb
S tt  Ptt2.nh  Qtt2.nh 

Ptt .nh
cos  tb

knc – hệ số nhu cầu của nhóm thiết bị (tra bảng)
costb - hệ số công suất của nhóm tb. (vì giả thiết là toàn bộ nhóm là có
chế độ làm việc như nhau và cùng chung một hệ số cos).
- Nếu nhóm tbị có nhiều thiết bị với cos khá khác nhau thì costb của nhóm:
n

p

cos  tb 

dmi

. cos 

1

n

p

dmi

1

- Đối với phụ tải hạ áp đấu vào 1 máy biến áp 6-10/0,4kV thì knc có thể được xác
định theo công thức kinh nghiệm:
n<20:

knc = 0,43 + 0,57.

Pd . max
n

P
1

n>20:

knc = 0,29 + 0,71.

+ Khi tính cho toàn xí nghiệp:

dm .i

Pd . max
n

P
1

dm .i

m

ptt.xn =

P

qtt.xn =

Q

1
m
1

tt .nh

tt .nh

S tt  k cd Ptt2. xn  Qtt2. xn

trong đó:
nhóm

m: số nhóm thiết bị
kcd = 0,85 -:- 0,95: hệ số trùng cực đại của phụ tải điện theo các

Nhận xét: phương pháp này có ưu điểm đơn giản, thuận tiện, nhược điểm
là kém chính xác do knc tra trong sổ tay là một số liệu cố định cho trước, không
phụ thuộc vào chế độ vận hành và số thiết bị trong nhóm máy.
2) Xác định phụ tải tính toán theo xuất phụ tải trên đơn vị diện tích sản
xuất:
Theo phương pháp này:
Ptt = p0.F
p0 - xuất phụ tải tính toán trên 1 m2 diện tích sản suất [kw/m2]. (tra sổ)
F - diện tích sản xuất đặt thiết bị [m2].
Nhận xét : Phương pháp này chỉ dùng để tính toán sơ bộ.
3) Xác định phụ tải tính toán theo xuất chi phí điện năng trên đơn vị sản
phẩm và tổng sản lượng:
PTB 

M .W0
Tmax

16


Trong đó: W0 - Suất tiêu hao điện năng cho đơn vị sản phẩm [kwh/1đv].
M - Số đơn vị sản phẩm được sản xuất ra trong 1 năm (sản lượng)
Tmax - Thời gian sử dụng công suất lớn nhất (h)
Nhận xét: thường dùng để tính toán cho các thiết bị điện có đồ thị phụ tải

ít biến đổi: quạt gió, bơm nước, máy nén khí, thiết bị điện phân..
4) Xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ số cực đại:
(phương pháp số thiết bị hiệu quả)
Theo phương pháp này phụ tải tính toán của nhóm thiết bị:
Ptt  K M .Ptb  K M .K sd .Pdm

Ptb – công suất trung bình của phu tải trong ca mang tải lớn nhất.
Pdm – công suất định mức của phụ tải (tổng pdm của tb trong nhóm ).
ksd – hệ số sử dụng công suât tác dụng (của nhóm tb.)
KM – hệ số cực đại công suất tác dụng với khoảng thời gian trung bình
t=30 phút (với Ptt và KM khi không có ký hiệu đặc biệt được hiểu là tính với t=30
phút).
a) Hệ số sử dụng công suât:: ksd “là tỉ số giữa công suất trung bình và công suất
định mức” hệ số sử dụng được định nghĩa cho cả Q; I. Với thiết bị đơn lẻ kí hiệu
bằng chữ nhỏ còn với nhóm thiết bị được kí hiệu bằng chữ in hoa.
n

k sd

p
 tb ;
pdm

K sd

P
 tb 
Pdm

p

i 1

.k sdi

n

p
i 1

có thể xác định theo điện năng:
K sd 

dmi

dmj

A
Ar

A - điện năng tiêu thụ trong 1 ca theo đồ thị phụ tải.
Ar - điện năng tiêu thụ định mức.
Tương tự ta có:
n

k sdq

q
 tb ;
q dm

K sdq

Q
 tb 
Qdm

q
i 1

dmi

n

q
i 1

n

k sdI

i
 tb
i dm

;

K sdI

I
 tb 

I dm

.k sdqi

i
i 1

dmi

dmj

.k sdi

n

i
i 1

dmj

+ Hệ số sử dụng các thiết bị riêng lẻ và các nhóm thiết bị đặc trưng được xây
dựng theo các số liệu thống kê lâu dài và được cho trong các cẩm nang kỹ thuật.
b) Số thiết bị dùng điện có hiệu quả: nhq
Định nghĩa: “là số thiết bị điện giả thiết có cùng công suât, cùng chế độ
làm việc mà chúng gây ra một phụ tải tính toán, bằng phụ tải tính toán của nhóm
tb. có đồ thị phụ tải không giống nhau về công suât và chế độ làm việc”
công thức đầy đủ để tính số thiết bị dùng điện hiệu quả của nhóm có n thiết bị:

17

2

n

pdmi
i 1

nhq   n
2
pdmi
i 1

Pdmi – công suất định mức của thiết bị thứ i trong nhóm.
n - tổng số thiết bị trong nhóm.
+ Nếu công suất định mức của tất cả các thiết bị dùng điện đều bằng nhau  n =
nhq.
+ Với số thiết bị lớn sử dụng công thức trên không thuận lợi  có thể sử dụng
công thức gần đúng với sai số 20 %.
Các trường hợp riêng để tính nhanh nhq :
+ Khi

m

Pdm max
3
Pdm min

và ksd  0,4

thì số thiết bị hiệu quả sẽ lấy bằng số

thiết bị thực tế của nhóm  nhq  n
+ Khi trong nhóm có n1 thiết bị dùng điện có tổng công suất định mức nhỏ hơn
hoặc bằng 5 % tổng công suất định mức của toàn nhóm
n1

n

 pdmi  5% pdmi 

nhq  n  n1

Ví dụ: xác định số thiết bị hiệu quả của nhóm có chế độ làm việc dài hạn có số
lượng và công suất như sau: hệ số sử dụng của toàn nhóm ksd = 0,5
số tb
10
5
6
5
2

công suât
------

0,6
4,5
7
10
14

kw
kw
kw
kw
kw

* Tính bằng công thức đầy đủ:
10 .0 ,6  5.4 ,5  6.7  5.10  2.14 2
10 ,0 ,6 2  5.4 ,5 2  6.7 2  5.10 2  2.14 2

 20

* Tính gần đúng: vì nhóm có 10 thiết bị rất nhỏ (0,6 kw)
10x0,6= 6 kW <  Pdmx 5% = 148,5x5%= 7,4
 nhq = n – n1 = 28 – 10 = 18
kết quả này sai số 10%.
n

+ khi m > 3 và ksd  0,2 thì:
Chú ý: nếu tính ra nhq > n

n hq 

2. pdmi
i 1

pdm max

 n hq  n

Ví dụ: nhóm có các thiết bị làm việc dài hạn. hãy xác định số thiết bị hiệu quả
của nhóm; ksd = 0,4
số tb
công suât
m = 20/1 = 20 > 3 ; ksd = 0,4 > 0,2
4 -- 20 kw
5 -- 10 kw
6 -- 4 kw
5 -- 7 kw
18
4 -- 4,5 kw
25 -- 2,8 kw


n

 nhq 

2  pdmi
i 1

Pdm max



297
 29 ,7  30
20

+ Khi không có khả năng sử dụng các phương pháp đơn giản: thì phải sử dụng

các đường cong hoặc bảng tra. Bảng và đường cong được xây dựng quan hệ số
thiết bị hiệu quả tương đối theo n* và p* (Bảng 2 -Phụ lục).:
*
nhq
 f ( n * ; p * ) khi tra được n*hq

Trong đó: n * 
p* 

n1
n

Pdm1
Pdm



*
nhq  n.nhq

n1 - Số thiết bị có công suất lớn hơn một nửa công
suất của thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm.
n - Tổng số thiết bị
Pdm1 - Tổng công suất của n1 thiết bị.
Pdm - Tổng công suất định mức của tất cả thiết bị

Ví dụ: Xác định số thiết bị hiệu quả của nhóm thiết bị nhóm có ksd = 0,1
Giải: Ta có m = 10/1 =10 với m = 10 ; ksd = 0,1
số TB
công suât

Không áp dụng được cách gần đúng.
n = 5 + 4 + 5 + 4 + 20 = 38
4 -- 10 kw
Pdm = 4x10 + 5x7 + 4x4,5 + 5x2,8 + 20x1 = 127 kW
5 -- 7 kw
Thiết bị có công suất lớn nhất là 10 kW:
4 -- 4,5 kw
1/2. 10 = 5 kW
5 -- 2,8 kw
n1 = 4 + 5 = 9
20 -- 1 kw
p1 = 4x10 + 5x7 = 75 kW
n* = n1 / n = 9/38
p* = p1/pdm = 75/127
từ n* và p* tra bảng 2 phụ lục ta tìm được n*hq = 0,59
*
 38 x 0 ,56  21
 n hq  n.n hq
+ Đối với nhóm thiết bị một pha đấu vào mạng 3 pha: thì số thiết bị hiệu quả có
thể xác định 1 cách đơn giản theo công thức sau:
n

n hq 
n

p

dmi

2  pdmi

1

3 Pdm max

- Tổng công suất của thiết bị một pha tại nút tính toán.

1

Pdmmax - Công suất định mức của thiết bị 1 pha lớn nhất.
c) Hệ số cực đại: kM
“ là tỉ số giữa công suất tính toán và công suất trung bình”.
kM 

ptt
ptb

hoặc

KM 

Ptt
Ptb

19


Km và Km với từng thiết bị và với nhóm thiết bị.
Công suất trung bình có thể tính theo công thức sau:
T

Ptb




0

P ( t )dt
T



A
T

T – Thời gian khảo sát lấy bằng độ dài của ca mang tải lớn nhất.
Tương tự ta có hệ số cực đại với dòng điện:
K MI 

Itt
Itb

+ Hệ số cực đại liên quan đến 2 đại lượng quan trọng của đồ thị phụ tải là Ptt và
Ptb. Trị số của nó phụ thuộc vào số thiết bị dùng điện hiệu quả nhq và nhiều hệ
số khác đặc trưng cho chế độ tiêu thụ của nhóm thiết bị  có nhiều phương
pháp xác định kM của nhiều tác giả khác nhau.
+ Trong thực tế thường km được xây dựng theo quan hệ của nhq và ksd dưới
dạng đường cong hoặc dạng bảng tra  km = f(nhq ; ksd).
+ Cần nhớ rằng kM tra được trong các bảng tra thường chỉ tương ứng với thời
gian tính toán là 30 phút. Trường hợp khi tính Ptt với t>30 phút (với thiết bị lớn)

thì kM sẽ phải tính qui đổi lại theo công thức:
K MT  1 

KM

2T

KM - tra được trong bảng (t=30 phút).
t > 30 phút
d) Phụ tải tính toán phản kháng của nhóm thiết bị: Qtt
thường chỉ được tính gần đúng như sau:
+ Khi
nhq  10  Qtt = 1,1 Qtb
+ Khi
nhq > 10  Qtt = Qtb
Qtb - là công suất trung bình của nhóm phụ tải trong ca mang tải lớn nhất.
Qtb = ksdq . Qdm hoặc Qtb = Ptb . tgtb
n

tgtb rút từ

p

cos  tb 

i 1

dmi

. cos  i

n

p
i 1

dmi

e) Những trường hợp riêng dùng phương pháp đơn giản để tính Ptt:
+ Khi nhq < 4  trường hợp này không tra được kM theo đường cong.
+ Nếu n  3



n

Ptt   pdmi
i 1
n

n

Qtt   q dmi   p dmi .tg i
i 1

+ Nếu n > 3



i 1

n

Ptt   p dmi .k ti
i 1

n

Qtt   q dmi .k tqi
i 1

Kti và Ktqi - là hệ số tải tác dụng và hệ số tải phản kháng.

20


+ Khi không có số liệu cụ thể lấy gần đúng với thiết bị có chế độ làm việc dài
hạn Kt = 0,9; cosdm = 0,8 , còn đối với thiết bị ngắn hạn lặp lại Kt = 0,7 ;
cosdm = 0,7.
+ Với nhóm thiết bị làm việc dài hạn, có đồ thị phụ tải bằng phẳng, ít thay đổi
(VD: lò điện trở, quạt gió, trạm khí nén, trạm bơm…) ksd  0,6 ; kdk  0,9 (hệ
số điền kín đồ thị phụ tải)  có thể lấy kM = 1
 Ptt = Ptb ;
Qtt = Qtb
f) Phụ tải tính toán của các thiết bị một pha:
+ Nếu nhóm thiết bị một pha phân bố đều trên các pha thì phụ tải tính toán của
chúng có thể tính toán như đối với thiết bị 3 pha có công suất tương đương. Chú
ý trong đó nhq của nhóm thiết bị.
+ Nhóm thiết bị một pha có n > 3 có đồ thị phụ tải thay đổi có chế độ làm việc
giống nhau (cùng ksd và cos) đấu vào điện áp dây và pha, phân bố không đều

trên các pha thì phụ tải tính toán tương đương xác định theo công thức:
Ptt tđ = 3.Ptb pha . kM = 3. ksd . kM .Pdm pha
khi nhq  10  Qtt tđ = 3.Qtb pha . 1,1 = 3,3.ksdq .Qdm pha
= 3,3 ksdp .Pdm pha .tg (*)
khi nhq > 10  Qtt tđ = 3Qtb pha = 3. ksdq.Qdm pha = 3.ksdp.Pdm pha .tg (**)
Trong đó:
Ptb pha ; Qtb pha - phụ tải trung bình trong pha mang tải lớn nhất của pha có
phụ tải lớn nhất.
+ Nhóm thiết bị một pha n > 3 có đồ thị phụ tải thay đổi, có chế độ làm việc
khác nhau, đấu vào điện áp pha và điện áp dây. Trước tiên cần tính phụ tải trung
bình trong ca mang tải lớn nhất
Tính cho pha A:
Ptb (a) = ksd .Pdmab . p(ab)a + ksd . Pdm ac . p(ac)a + ksd .Pdmao
Qtb (a) = ksdq . Qdmab q(ab)a + ksdq . Qdmac . q(ac)a + ksdq .Qdm ao
Trong đó:
ksd ; ksdq - hệ số sử dụng công suât tác dụng và phản kháng của thiết bị một pha
có chế độ làm việc khác nhau.
P(ab)a; P(ac)a; Q(ab)a; Q(ac)a – hệ số qui đổi công suất của thiết bị một pha khi
mắc vào điện áp dây và qui về pha a - (tra bảng 2-1).
Tương tự như trên chúng ta sẽ xác định được phụ tải trung bình của các pha còn
lại (pha b và c) ta có phụ tải trung bình của pha lớn nhất  từ đó xác định
được phụ tải trung bình tương đương 3 pha:
Ptb tđ = 3. Ptb pha (pha có tải lớn nhất)
Qtb tđ = 3. Qtb pha
sau đó
Ptt tđ = kM . Ptb tđ
Qtt tđ = tính theo (*); (**)
để tra được KM sẽ lấy Ksd của pha mang tải lớn nhất theo công thức sau:
K sd 

trong đó:

Pdn1

Ptbpha
 Pdm 2
 Pdm 0
2

21


Pdm0 - tổng công suất định mức của phụ tải 1 pha đấu vào điện áp pha (của pha
mang tải lớn nhất).
Pdm1 ; Pdm2 - tổng công suất định mức của các thiết bị 1 pha đấu giữa pha mang
tải lớn nhất và 2 pha cộng lại.
+ Nếu nhóm thiết bị một pha có đồ thị phụ tải bằng phẳng (VD – chiếu sáng, các
lò điện trở 1 pha …) có thể xem kM =1.
Ptttđ = Ptb td ; Qtt tđ = Qtbtđ
g) Phụ tải tính toán của nút hệ thống cung cấp điện: (tủ phân phối, đường dây
chính, tram biến áp, trạm phân phối điện áp < 1000 V). Nút phụ tải này cung cấp
cho n nhóm phụ tải.
n

P

Ptt = kM

tbi
n

 Qtt = 1,1  Qtbi

khi nhq  10
nhq > 10

Qtt =



n

Q

tbi

Stt  Ptt2  Qtt2

trong đó:

Ptbi =
Qtbi =

K

p

dmi

1

K

q

dmi

.k sdi

.k sdi

1

k – số thiết bị trong nhóm thứ i
n – số nhóm thiết bị đấu vào nút.
nhq – số thiết bị hiệu quả của toàn bộ thiết bị đấu vào nút.
kM – hệ số cực đại của nút. Để tra được kM cần biết hệ số sử dụng của nút
n

P

tbi

K sd 

n

P

dmi

+ Nếu trong nút phụ tải có n nhóm thiết bị có đồ thị phụ tải thay đổi và m nhóm
có đồ thị phụ tải bằng phẳng.
n

m

Ptt  K M  Ptbi   Ptbj

khi

n

m

nhq  10

Qtt  1,1 Qtbi   Qtbj

nhq > 10

Qtt   Qtbi   Qtbj

n

m

Chú ý:
+ Trong nút có các nhóm thiết bị một pha, các nhóm này được thay thế bằng các
nhóm thiết bị 3 pha đương đương.
+ Khi trong phân xưởng có các thiết bị dự trữ (máy BA hàn, thiết bị làm việc

ngắn hạn VD: bơm tiêu nước, động cơ đóng các van nước…) thì không cần tính

22


công suất của chúng vào phụ tải trung bình của cả nhóm, nhưng các tủ động lực,
đường dây cung cấp điện cho chúng vẫn cần có dự trữ thích hợp.
+Trong các nhóm thiết bị trên có xét đến các các phụ tải chiếu sáng và công suất
của các thiết bị bù (thiết bị bù có dấu “-“ trong các nhóm).
5) Xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ số hình dạng:
Theo phương pháp này:
Ptt = khdp . Ptb
Qtt = khdq .Qtb
Stt  Ptt2  Qtt2

khdp và khdq - hệ số hình dạng của đồ thị phụ tải tác dụng và phản kháng, được
tính như sau:
k hdp 
k hdq 

pqp

ptb
q qp
q tb

;

K hdp 

;

K hdq 

Pqp

Ptb
Qqp
Qtb

Pqp ; Qqp - là phụ tải trung bình bình phương (tức là bình phương của đồ thị phụ
tải rồi mới lấy trung bình).
Hệ số hình dạng có thể xác định trong vận hành theo chỉ số của đồng hồ đo điện.

 A 
m

2

pi

K hdp  m .

1

Ap

Ap - điện năng tác dụng tiêu thụ 1 ngày đêm.
Api - điện năng tác dụng tiêu thụ trong khoảng t=t/m
t - thời gian khảo sát, thường lấy là 1 ngày đêm.

m – khoảng chia của đồ thị phụ tải thường lấy là 24 giờ (tức t = 1 giờ). Hệ số
hình dạng có giá trị nằm trong khoảng 1,1  1,2
6) Xác định phụ tải đỉnh nhọn:
“ là phu tải cực đại xuất hiện trong thời gian ngắn 1  2 giây”; thường xuất hiện
khi khởi động các động cơ.
+ Với nhóm thiết bị: nó xuất hiện khi thiết bị có dòng mở máy lớn nhất trong
nhóm làm việc (đóng điện).
Idn = Ikd (max) + (Ittnhom – ksd .Idm (max)
Ikd (max) - dòng khởi động của động cơ có dòng khởi động lớn nhất trong
nhóm máy
Ikd = Kmm .Idm
Kmm – hệ số mở máy của thiết bị.
= (5 – 7) - động cơ không đồng bộ
= 2,5 động cơ dây quấn
 lò điện, máy biến áp
Idm (max) - đòng định mức của động cơ khi khởi động.
Itt - dòng tính toán của toàn nhóm tb.
+ Với một thiết bị:
Idn = Ikd = Kmm.Idm
23


2.4 Phụ tải tính toán của toàn xí nghiệp:
~
Nguyên tắc:
35 220 kV
+ Pttxn – phải được tính từ các thiết bị điện
8
8
ngược trở về phía nguồn.

AB1
+ Phải kể đến tổn thất trên đường dây và
6  20 kV
7
7
trong máy ba.
+ Phụ tải tính toán xí nghiệp cần phải kể đến
dự kiến phát triển của xn trong 5  10 năm
tới.
1
Điểm 1: điểm trực tiếp cấp điện đến các
6  20 kv
TPP
thiết bị dùng điện. Tại đây cần xác định chế
1
~
độ làm việc của từng thiết bị (xác định kt;
5 5 5 5 5
1
%; ksd ; cos …).
2
4
Điếm 2: với nhóm thiết bị làm việc ở chế độ
2
BA2
khác nhau  xác định Ptt bằng phương pháp
2
1
BA 2
số thiết bị hiệu quả.

4 0,2; 0,4; 0,6 kv
1
Ptt = kM.Ptb
Đ

2

Đ

3

3

2

2

3

1

1 1 1

.

S2  P2  jQ2

Điểm 3: Bằng phụ tải điểm 2 cộng thêm
phần tổn thất đường dây hạ áp.

1 1 1

.

.

.

S 3  S2   Sdd
1 1 1

1 1 1

1 1 1

Điểm 4: Điểm tổng hạ áp của các tram biến áp phân xưởng. Tại đây phụ tải tính
toán có thể tính bằng phương pháp hệ số nhu cầu hoặc tổng hợp các phụ tải tại
các điểm 4.
n

n

S4  K dt (  P3 i  j  Q3 i )

kdt – hệ số đồng thời (xét tới sự đồng thời đạt giá trị cực đại) cho thể chọn
trong khoảng từ 0,85 đến 1.
Điểm 5:
S5 = S4 + SBA2
Điểm 6:
Điểm 7:

S6 = S5 + Sdd
S7 = kdt (P6i +jQ6i)

Điểm 8:
S8 = S7 + SBA1
Chú ý: S8 chưa phải là phụ tải của xí nghiệp. Vì khi tính phụ tải xí nghiệp còn
phải kể đến sự phát triển của xn (5  10 năm) sau.
Sxn = S8 + Sxn
để xác định được Sxn phải dự báo tăng trưởng phụ tải.

24