Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy cơ khí

đồ án tốt nghiệp

trờng đạI học bách khoa hà nội

Lời mở đầu
Trong sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá của nớc nhà, công
nghiệp điện lực đã và đang giữ một vai trò đặc biệt quan trọng , bởi vì
điện năng là nguồn năng lợng đợc sử dụng rộng rãi nhât trong các ngành
kinh tế quốc dân . Yêu cầu về sử dụng điện và các thiết bị điện ngày càng
tăng . Khi xây dựng bất kì một nhà máy , một vùng kinh tế mới hay một
khu đô thị mới,trớc tiên ngời ta phải xây dựng hệ thống cung cấp đIện để
phục vụ cho nhu cầu sản xuất và sinh hoạt của khu vực đó. Đặc biệt là
trong tình hình phát triển của nớc ta hiện nay, để đáp ứng nhu cầu của xã
hội rất nhiều nhà máy , xí nghiệp đợc xây dựng , gắn liền với các công
trình đó là các hệ thống cung cấp điện.
Việc trang bị những kiến thức về hệ thống cung cấp điện nhằm
phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt của con ngời , cung cấp điện năng cho thiết
bị điện của các khu vực kinh tế, các khu chế xuất , các nhà máy và các xí
nghiệp là rất cần thiết. Xuất phát từ yêu cầu thực tế đó với những kiến
thức đã đợc trang bị ở nhà trờng em đợc giao đề tài:
Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy cơ khí
Trong thời gian qua với sự hớng dẫn và chỉ bảo của các thầy cô, đặc
biệt là sự hớng dẫn và giúp đỡ tận tình của thầy giáo :TS Phan Đăng Khải
em đã hoàn thành đợc bản đồ án tốt nghiệp của mình . Do kiến thừc của
em còn hạn chế, nên đồ án của em không tránh khỏi sai xót. Vì vậy em
rất mong nhận đợc sự nhận xét, góp ý và chỉ bảo của các thầy cô để bản
đồ án của em đợc hoàn thiện hơn.
Em xin trân thành cảm ơn thầy TS Phan Đăng Khải cùng toàn thể
các thầy cô đã tận tình giúp đỡ em hoàn thành bản đồ án này.

Ngày tháng .năm 2006

Sinh viên

Nguyễn Văn Kiên

Sinh viên : nguyễn văn kiên

1

lớp :htđ k6 uông bí


đồ án tốt nghiệp

trờng đạI học bách khoa hà nội

Chơng I
Giới thiệu chung về nhà máy cơ khí
I.1.Nhà máy sản xuất cơ khí bao gồm 9 phân xởng và nhà làm việc.
Danh sách các phân xởng và công suất đặt đợc cho trong bảng 1
Bảng 1
Số trên
mặt bằng
1
2
3
4
5
6
7
8

9
10

Tên phân xởng

Công suất đặt

Phân xởng kết cấu kim loại
Phân xởng lăp ráp cơ khí
Phân xởng đúc
Phân xởng nén khí
Phân xởng rèn
Tram bơm
Phân xởng sửa chữa cơ khí
Phân xởng gia công gỗ
Ban quản lý nhà máy
Chiếu sáng phân xởng

(kW)
3500
2200
2800
800
1600
450
Theo tinh toán
400
120
Xác định theo
diện tích

Nhà máy có nhiệm vụ chế tạo ra các loại chi tiết phụ kiện kim
loại phục vụ cho các nghành công nghiệp, nông nghiệp và các nghành
khác. Nhà máy với nhiều chủng loại máy móc với công suất lớn. Nếu để
xẩy ra mất điện có thể gây nguy hiểm cho ngời vận hành và gây ra phế
phẩm. Do tầm quan trọng của nhà máy ta có thể xếp nhà máy vào hộ tiêu
thụ loại 1 ,cần đợc đảm bảo cung cấp điện liên tục và an toàn.
Theo dự kiến nhà máy sẽ đợc cấp điện từ trạm biến áp khu vực
cách nhà máy 15km bằng đờng dây trên không dây nhôm lõi thép. Dung
lợng ngắn mạch về phía hạ áp của trạm biến áp khu vực là SN = 250
MVA.
Nhà máy làm việc theo chế độ 3 ca
Tài liệu tham khảo
1, Thiết kế cấp điện - Ngô Hồng Quang, Vũ Văn Tẩm ( TL1)
Sinh viên : nguyễn văn kiên

2

lớp :htđ k6 uông bí


đồ án tốt nghiệp

trờng đạI học bách khoa hà nội

2, Hệ thống cung cấp điện của xí nghiệp công nghiệp, đô thị và
nhà cao tầng - Nguyễn Công Hiền, Nguyễn Mạnh Hoạch

(TL2)

3, Sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện từ 0,4 - 500kV Ngô
Hồng Quang

(TL3)

4, Cung cấp điện - Nguyễn Xuân Phú, Nguyễn Công Hiền,
Nguyễn Bội Khuê - NXBKHKT năm 2002

(TL4)

5, Phần điện trong nhà máy điện và trạm biến áp và trạm biến áp
- TS Đào Quang Thạch, TS Phạm Văn Hoà - NXBKHKT năm 2002
(TL5)
6, Mạng lới điện - Nguyễn văn Đạm NXBKHKT

(TL6)

7, Ngăn mạch trong hệ thống điện TS Phạm Văn Hoà - NXBGD
(TL7)

Chơng II
xác định phụ tảI tính toán
II.1.Đặt Vấn đề.

Sinh viên : nguyễn văn kiên

3

lớp :htđ k6 uông bí

đồ án tốt nghiệp

trờng đạI học bách khoa hà nội

Khi thiết kế cấp điện cho công trình thì nhiệm vụ đầu tiên của ngời
thiết kế là phải xác định đợc phụ tải tính toán của công trình . Tuỳ theo
quy mô của công trình mà phụ tải điện phải đợc xác định theo phụ tải
thực tế hoặc phải kể tới khả năng phát triển của công trình trong tơng lai.
Nh vậy xác định phụ tải tính toán là giải bài toán dự báo phụ tải ngắn hạn
hoặc dài hạn.
Dự báo phụ tải ngắn hạn là xác định phụ tải của công trình ngay
sau khi công trình đa vào vận hành. Phụ tải đó đợc gọi là phụ tải tính
toán . Phụ tải tính toán là một thông số quan trọng trong việc thiết kế cấp
điện . Đây là cơ sở để tính toán lựa chọn các thiết bị điện nh : Máy biến
áp, đây dẫn, các thiết bị đóng cắt, bảo vệ .v.v..Xác định phụ tải tính toán
phù hợp cho phép lựa chọn đợc các thiết bị phù hợp và đảm bảo cho các
thiết bị đi vào hoạt động tốt khi công trình đợc đa vào hoạt động thực tế.
Phụ tải tính toán phụ thuộc vào rât nhiều yếu tố nh : Công suất và
số lợng các máy, chế độ vận hành của chúng , quy trình công nghệ sản
xuất cũng nh trình độ vận hành của công nhân ,chính vì vậy, xác định phụ
tải tính toán là nhiệm vụ khó khăn nhng rât quan trọng . Bởi vì nếu xác
định phụ tải tính toán nhỏ hơn phụ tải thực tế thì sẽ làm giảm tuổi thọ của
thiết bị điện, có khi gây cháy nổ rất nguy hiểm . Ngợc lại, phụ tải tính
toán lớn hơn phụ tải thực tế thì sẽ gây lãng phí . Vì vậy để đảm bảo yêu
cầu kỹ thuật cho phơng án cung cấp điện thì việc xác định phụ tải tính
toán phải đợc tính toán chính xác và phù hợp với thực tế .
II.2.Các đại lợng và hệ số tính toán thờng gặp.
II.2.1.Công suất định mức Pđm.
Công suất định mức của các thiết bị điện thờng đợc các nhà chế tạo

ghi sẵn trong lí lịch máy hoặc trên nhãn máy . Đối với động cơ , công suất
định mức chính là công suất cho trên trục động cơ . Về mặt cung cấp điện

Sinh viên : nguyễn văn kiên

4

lớp :htđ k6 uông bí


đồ án tốt nghiệp

trờng đạI học bách khoa hà nội

, công suất đầu vào của động cơ gọi là công suất dặt (Pđ)và đợc tính nh
sau:

Pd =

Pdm

dc

Trong đó :
Pđ: Công suất đặt của động cơ

( kW)

Pđm: Công suất định mức của động cơ ( kW)
đc: Hiệu suất định mức của động cơ

Vì hiệu suất định mức của động cơ tơng đối cao nên cho phép bỏ qua hiệu
suất để cho việc tính toán đơn giản khi đó :
Pđ = Pđm
Đối với các thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn nh cầu trục , máy
hàn,Khi xác định phụ tải tính toán , ta phải quy về công suất định mức ở
chế độ làm việc dài hạn
II.2.2. Phụ tải cực đại Pmax
Phụ tải cực đại đợc chia làm 2 nhóm :
Phụ tải cực đại Pmax: Là phụ tải trung bình lớn nhất trong khoảng thời gian
tơng đối ngắn ứng với ca làm việc có phụ tải lớn nhất trong ngày. Phụ tải
cực đại dùng để tính tổn thất công suất, để chọn thiết bị điện, chọn đây
đẫn và đây cáp theo mật độ dòng kinh tế,
Phụ tải đỉnh nhọn : Là phụ tải cực đại xuất hiện trong khoảng thời
gian từ 1- 2s .Phụ tải đỉnh nhọn đợc dùng để kiểm tra dao động điện áp,
điều khiển tự khởi động của động cơ, điều khiển làm việc của cầu chì,
tính dòng điện khởi động của rơle bảo vệ ,Phụ tải đỉnh nhọn thờng xảy ra
khi động cơ khởi đông .
II.2.3. Phụ tải trung bình Ptb
Phụ tải trung bình là một đặc trng tĩnh của phụ tải trong một
khoảng thời gian nào đó . Phụ tải trung bình đợc tính theo công thức :

Ptb =
Sinh viên : nguyễn văn kiên

P

Q
, qtb =
t
t

5

lớp :htđ k6 uông bí


đồ án tốt nghiệp

trờng đạI học bách khoa hà nội

Trong đó :
P, Q : Điện năng tiêu thụ trong khoảng thời gian khảo sát
(kW,kVAr )
t

: Thời gian khảo sát (R)
Phụ tải trung bình của nhóm thiết bị :
n

n

i =1

i =1

Ptb = Pi , Qtb = qi
Phụ tải trung bình dùng để đánh giá mức độ sử dụng điện của các thiết bị.
II.2.4. Phụ tải tính toán Ptt
Phụ tải tính toán là phụ tải giả thiết lâu dài không đổi tơng đơng với
phụ tải thực tế về mặt hiệu ứng nhiệt . Chính vì vậy , phụ tải tính toán là
một số liệu rất cơ bản để thiết kế cấp điện . Nó đảm bảo an toàn về mặt

phát nóng cho các thiết bị đợc chọn trong mọi trạng thái vận hành.
II.2.5. Hệ số sử dụng ksđ
Là tỉ số giữa phụ tải tác dụng trung bình và công suất định mức của
thiết bị. Hệ số sử dụng cho biết mức độ sử dụng , mức độ khai thác công
suất của thiết bị điện trong một chu kì làm việc và là số liệu để xác định
phụ tải tính toán .
Đối với 1 thiết bị :

k sd =

Đối với 1 nhóm thiết bị : k sd =

Ptb
Pdm

Ptb
=
P dm

P
P

tb

dm

II.2.6.Hệ số thiết bị hiệu quả nhq
Là hệ số giữa công suất thực tế với công suất định mức và thờng đợc dùng để tính toán một khoảng thời gian nào đó . Hệ số này cho biết
mức độ sử dụng , khai thác thiết bị điện trong thời gian đang xét.

k pt =

Pthucte
Pdm

Sinh viên : nguyễn văn kiên

6

lớp :htđ k6 uông bí


đồ án tốt nghiệp

trờng đạI học bách khoa hà nội

II.2.7.Hệ số cực đại kmax
Là tỉ số giữa phụ tải tính toán và phụ tải trung bình trong khoảng
thời gian dang xét . Hệ số này ứng với ca làm việc có phụ tải lớn nhất .

k Max =

Ptt
Ptb

II.2.8. Hệ số nhu cầu knc
Là tỉ số giữa phụ tải tính toán và công suất định mức, thờng đợc
tính cho phụ tải tác dụng.

k nc =

Ptt
= k max .k sd
Ptb

II.2.9. Hệ số thiết bị hiệu quả nhq
Số thiết bị hiệu quả nhq là số thiết bị giả thiết có cùng công suất và
chế độ làm việc , chúng dòi hỏi phụ tải bằng phụ tải tính toán của nhóm
phụ tải thực tế ( gồm các thiết bị có chế độ làm việc và công suất khác
nhau )

n hq

n

Pdmi

= i =n1
Pdmi 2

2

i =1

Khi số thiết bị dùng điện trong nhóm n > 5 tính n hq theo công thức
trên khá phức tạp. Vì vậy trong thực tế ngời ta tìm đợc ngời ta tìm nhq
theo bảng hoặc tra đờng cong cho trớc với trình tự tính toán nh sau :

Tính :

Pi
ni
=
=
p
n , P*
n*

Trong đó : n :Số thiết bị trong nhóm
ni: Số thiết bị có công suất khong nhỏ hơn một nửa công suất
của thiết bị có công suất lớn nhất .
Sinh viên : nguyễn văn kiên

7

lớp :htđ k6 uông bí


đồ án tốt nghiệp

trờng đạI học bách khoa hà nội

P,Pi :Tổng công suất ứng với n và ni
Tra đờng cong tính toán nhq* = f (n*,P*) ta tính đợc :
nhq = nhq*.n
II.3.Các phơng pháp xác định phụ tải tính toán và phạm vi ứng dụng
của các phơng pháp .
Các phơng pháp xác định phụ tải tính toán đợc chia làm 2 nhóm
chính :
* Nhóm 1 : Là các nhóm các phơng pháp dựa trên kinh nghiệm

thiết kế và vận hành mà tổng kết lại rồi đa ra các hệ số để tính toán . Các
phơng pháp này thuận tiện trong việc tính toán nhng lại chỉ cho kết quả
gần đúng . Nó bao gồm các phơng pháp chính sau:
- Phơng pháp tính theo hệ số nhu cầu và công súât đặt .
- Phơng pháp tính theo suất tiêu hao điện năng cho 1 đơn vị sản
phẩm .
- Phơng pháp tính theo suất phụ tải trên một đơn vi chiếu sáng.
Nhóm 2 : Là các nhóm phơng pháp dựa trên cơ sở lý thuyết xác
suất thống kê . Đặc điểm của nhóm phơng pháp này là có kể tới ảnh hởng
của nhiều yếu tố do đó quá trình tính toán phức tạp nhng lai cho nhiều kết
quả chính xác . Nhóm bao gồm các phơng pháp sau :
- Phơng pháp tính theo công suất trung bình và hệ số hình dáng
của đồ thị phụ tải .
- Phơng pháp tính theo công suất trung bình và độ lệch của đồ thị
phụ tải khỏi giá trị trung bình.
- Phơng pháp tính theo công suất trinh bình và hệ số cực đại.
Việc lựa chọn các phơng pháp tính tuỳ theo quy mô và đặc điểm của
công trình, tuỳ theo giai đoạn thiết kế là sơ bộ hay thi công.
Một số phơng pháp xác định phụ tải thờng dùng.
II.3.1.Xác định phụ tải theo hệ số nhu cầu và công suất đặt.
Sinh viên : nguyễn văn kiên

8

lớp :htđ k6 uông bí


đồ án tốt nghiệp

trờng đạI học bách khoa hà nội

Công thức tính :
n

Ptt = k nc Pdi
i =1

Qtt = Ptt .tg
2

2

S tt = Ptt + Qtt =

Ptt
Cos

Gần đúng lấy : Pd Pdm Do đó :
n

Ptt = k nc . Pdmi
i =1

Trong đó :
Pdi,Pdmi : Công suất đặt và công suất định mức của thiết bị điện thứ
i (kW)
Ptt,Qtt,Stt : Công suất tác dụng , công suất phản kháng và công suất
tính toàn phần của nhóm thiết bị ( kW,kVAr, kVA).
n : Số thiết bị trong nhóm.
Nếu hệ số Cos của các thiết bị trong nhóm không giống nhau thì phải

tính hệ số công suất trung bình theo công thức :
Cos =

P1Cos 1 + P2 Cos 2 + ... + Pn Cos n
P1 + P2 + ... + Pn

Hệ số nhu cầu của các máy khác nhau thờng cho trong sổ tay .
Phơng phap này có u điểm là đơn giản, tính toán thuận tiện vì thế đợc sử dụng rộng rãi để tính toán các thiết điện có đồ thị phụ tải ít biến đổi
nh quạt gió, máy bơm nớc, máy nén khí, Tuy nhiên phơng pháp này kém
chính xác bởi hệ số nhu cầu đợc tra trong sổ tay là một số liệu cố định có
trớc không phụ thuộc vào chế độ vận hành và số thiết trong nhóm.
II.3.2.Xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải trên một đơn vị điện
tích.
Công thức tính: Ptt = P0. F
Sinh viên : nguyễn văn kiên

9

lớp :htđ k6 uông bí


đồ án tốt nghiệp

trờng đạI học bách khoa hà nội

Trong đó:
2

P0 : Suất phụ tải trên 1 m2 diện tích sản xuất (kW/m )
F : Diện tích sản suất (m2)

Giá trị P0 có thể tra trong sổ tay.
Phơng pháp này chỉ cho kết quả gần đúng, vì vậy nó đợc dùng
trong các giai đoạn thiết kế sơ bộ hoặc trong việc tính toán phụ tải các
phân xởng có mật độ máy móc sản xuất phân bố tơng đối đồng đều nh các
phụ tải chiếu sáng
II.3.3.Xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng trên một
đơn vị sản phẩm.
Công thức tính .

Ptt =

M.w 0
T

Trong đó :
M : Số đơn vị sản phẩm đợc sản xuất ra trong 1 năm
Wo: Suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm (kWh/đvsp)
T : Thời gian làm việc trong năm của xí nghiệp (h)
II.3.4.Xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại và công suất trung
bình.
Công thức :
Ptt = kmax.ksd.Pđm
Trong đó :
Pđm : Công suất định mức (kW)
ksd : Hệ số sử dụng đợc tra trong sổ tay
kmax: Hệ số cực dại của công suất tác dụng đợc xác định theo đờng
cong kmax = f(nhq,ksd) .
Sinh viên : nguyễn văn kiên

10

lớp :htđ k6 uông bí


đồ án tốt nghiệp

trờng đạI học bách khoa hà nội

Phơng pháp này cho kết quả tơng đối chính xác vì khi xác định số
thiết bị hiệu quả ta dã xét tới một số các yếu tố quan trọng nh ảnh hởng
của số lợng thiết bị trong nhóm, sự khác nhau về công suất và chế độ làm
việc của chúng. Khi tính theo phơng pháp này trong một số trờng hợp có
thể dùng công thức gần đúng.
II.3.5.Xác định phụ tải tính toán theo hệ số hình dáng và công suất
trung bình.
Công thức tính : Ptt = khd.Ptb
Trong đó :
khd : Hệ số hình dáng , tra bảng
Pđm : Công suất trung bình của thiết bị hoặc nhóm thiết bị (kW)
1

Ptt =

P(t )dt
0

t

=

A
t

Phơng pháp này thờng dùng cho thiết kế mạng điện từ trạm biến áp xí
nghiệp đến trạm biến áp phân xởng .
II.3.6.Xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và độ lệch
của đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình.
Công thức tính : Ptt = Ptb
Trong đó :
Ptb : Công suất trung bình của nhóm thiết bị (kW)


: Độ lệch của đồ thị khỏi giá trị trung bình



: Hệ số tán xạ

II.4.Xác định phụ tải tính toán của phân xởng sửa chữa cơ khí .
Trên sơ đồ mặt bằng nhà máy , phân xởng sửa chũa cơ khí là phân
xởng số 7 Theo tính toán mặt bằng phân xởng gần bằng 525 và có 70 thiết

Sinh viên : nguyễn văn kiên

11

lớp :htđ k6 uông bí


đồ án tốt nghiệp

trờng đạI học bách khoa hà nội

bị với công suất rất khác nhau . Các thiết bị chủ yếu làm việc ở chế độ dài
hạn.
Do phân xởng sửa chữa cơ khí đã có đầy đủ các số liệu cần thiết
nh số lợng, công suất và vị trí đặt của thiết bị nên để xác định phụ tải tính
toán cho phân xởng sửa chữa cơ khí ta sử dụng phơng pháp xác định phụ
tải tính toán theo công suất trung bình và hệ số cực đại ( Hay còn gọi là
phơng pháp số thiết bị hiệu quả )
II.4.1.Xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại và công suất trung
bình.
(Phơng pháp này đã trình bầy ở mục II.3.4)
II.4.2.Trình tự xác định phụ tải tính toán.
II.4.2.1. Phân nhóm phụ tải .
Trong phân xởng có nhiều loại thiết bị, có công suất và chế độ làm
việc khác nhau. Do vậy để xác định đợc phụ tải đợc chính xác cần phải
tiến hành phân nhóm thiết bị điện trong phân xởng . Việc phân nhóm các
thiết bị điện phải tuân theo một số nguyên tăc sau :
Các thiết bị trong cùng một nhóm nên đặt cạnh nhau để giảm
chiều dài đờng cáp hạ áp và giảm đợc tổn thất, vốn đầu t trên
các đờng dây trong phân xởng.
Chế độ làm việc của các thiết bị trong cùng nhóm nên giống
nhau để xác định phụ tải tính toán đợc chính xác hơn và thuận
tiện cho việc lựa chọn phơng thức cung cấp điện cho nhóm .
Tổng công suất của các nhóm nên sấp xỉ nhau để giảm chủng
loại tủ động lực cần dùng cho phân xởng và toàn nhà máy. Số
thiết bị trong nhóm không nên quá nhiều. Dựa trên nguyên tắc
phân nhóm phụ tải trên và căn cứ vào vị trí của các thiết bị trong
phân xởng chia các thiết bị trong phân xởng ta chia các thiết bị

thành 5 nhóm . Kết quả phân nhóm cho trong bảng II- 1
Sinh viên : nguyễn văn kiên

12

lớp :htđ k6 uông bí


đồ án tốt nghiệp

trờng đạI học bách khoa hà nội

Bảng II 1
TT

Tên thiết bị

Số lợng

Số trên mặt
bằng

Pđm (kW)
1 máy
Toàn bộ

Nhóm I
1
2
3

4
5
6

Máy ca kiểu đại
Khoan bàn
Máy mài thô
Máy khoan đứng
Máy bào ngang
Máy xọc
Cộng nhóm I

1
1
1
1
1
1
6

1
3
5
6
7
8

1,0
0,65
2,8

2,8
4,5
2,8
14,55

1,0
0,65
2,8
2,8
4,5
2,8
14,55

2,8
4,5
7,0
8,1
10,0
14,0
4,5
10,0
0,85
61,75

2,8
4,5
7,0
8,1
10,0
14,0

4,5
10,0
0,85
61,75

20,0
24,2
0,85
2,5
1,0
2,8
1,7
2,8
1,5
0,85
58,2

20,0
24,2
0,85
2,5
1,0
2,8
1,7
2,8
1,5
0,85
58,2

3,0

3,0
1,2
1,0
3,0

3,0
3,0
1,2
1,0
3,0

3,0

3,0

Nhóm II
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1
2
3
4
5

6
7
8
9
10
1
2
3
4
5
6

Máy mài tròn vạn năng

1
9
Máy phay răng
1
10
Máy phay vạn năng
1
11
Máy tiện ren
1
12
Máy tiện ren
1
13
Máy tiện ren
1

14
Máy tiện ren
1
15
Máy tiện ren
1
16
Máy khoan đứng
1
18
Cộng nhóm II
9
Nhóm III
Máy tiện ren
1
17
Cầu trục
1
19
Máy khoan bàn
1
22
Bể dầu có tăng nhiệt
1
26
Máy cạo
1
27
Máy mài thô
1

30
Máy nén cắt hỗn hợp
1
31
Máy mài phá
1
33
Quạt lò rèn
1
34
Máy khoan đứng
1
38
Cộng nhóm III
10
Nhóm IV
Bểngâm dung dich kiềm 1
41
Bể ngân nớc nóng
1
42
Máy cuộn dây
1
46
Máy cuộn dây
1
47
Bể ngâm tẩm có tăng 1
48
nhiệt

Tủ sấy
1
49

Sinh viên : nguyễn văn kiên

13

lớp :htđ k6 uông bí


đồ án tốt nghiệp

7
8
9
10
1
2
3
4
5
6
7
8
9

Máy khoan bàn
Máy mài thô
Bàn thử nghiệm thiết bị

điện
Chỉnh lu SêLêinu
Cộng nhóm IV

trờng đạI học bách khoa hà nội

1
1
1

50
52
53

1
69
10
Nhóm V
Bể khử dầu mỡ
1
55
Lò điện để luyện khuôn 1
56
Lò điện để nấu chảy 1
57
batít
Lò điện để mạ thiếc
1
58
Quạt lò đúc đồng

1
60
Máy khoan bàn
1
62
Máy uốn các tấm mỏng 1
64
Máy mài phá
1
65
Máy hàn điện
1
66
Cộng nhóm V
9

0,65
2,8
7,0

0,65
2,8
7,0

0,6
25,25

0,6
25,25

3,0
5,0
10,0

3,0
5,0
10,0

3,5
1,5
0,65
1,7
2,8
25
53,15

3,5
1,5
0,65
1,7
2,8
25
53,15

II.4.2.2. Xác định phụ tải tính toán của các nhóm phụ tải .
a/ Tính toán phụ tải cho nhóm 1 .
Số liệu tính toán của nhóm 1 cho trong Bảng II- 2
Bảng II - 2
TT

Tên thiết bị

Số lợng

Số trên mặt
bằng

Pđm (kW)
1 máy
Toàn bộ

Nhóm I
1
2
3
4
5
6

Máy ca kiểu đại
Khoan bàn
Máy mài thô
Máy khoan đứng
Máy bào ngang
Máy xọc
Cộng nhóm I

Sinh viên : nguyễn văn kiên

1

1
1
1
1
1
6

1
3
5
6
7
8

14

1,0
0,65
2,8
2,8
4,5
2,8
14,55

1,0
0,65
2,8
2,8
4,5
2,8

14,55

lớp :htđ k6 uông bí


đồ án tốt nghiệp

trờng đạI học bách khoa hà nội

Tra bảng PL 1.1 (trang 253 )- Thiết kế cấp điện Ngô Hồng Quang, Vũ
Văn Tẩm ta tìm đợc: ksd = 0,2 và Cos = 0,6
Ta có : n1 = 4 và n = 6

n*

=

n1 4
= = 0,666
n 6

=
, P*

P1 2,8 + 2,8 + 4,5 + 2,8
=
= 0,886
P
14,55

Tra bảng PL 1.5 ( trang 254)- Thiết kế cấp điện Ngô Hồng Quang, Vũ
Văn Tẩm ta tìm đợc : nhq* =0,71
Số thiết bị sử dụng hiệu quả:
nhq = nhq*.n = 0,71.6 = 4,26
Tra bảng PL 1.6 ( trang 256)- Thiết kế cấp điện Ngô Hồng Quang, Vũ
Văn Tẩm ta tìm đợc : k sd=0,2 và nhq = 4,26 tìm đợc kmax = 2,64
Phụ tải tính toán của nhóm I :
n

Pt = k max .k sd . Pdm = 2,64.0,2.14,55 = 7,68kw
i =1

Công suất phản kháng tính toán :
Qtt = Ptt.tg = 7,68.1,33 = 10,2 kVAr
Công suất toàn phần tính toán :

S tt =

Ptt
7,68
=
= 12,8kVA
Cos
0,6

Dòng điện tính toán :

I tt =

S tt

12,8
=
= 19,45 A
3.U
3.0,38

b/ Tính toán phụ tải cho nhóm II .
Số liệu tính toán của nhóm II cho trong Bảng II - 3
Bảng II 3
TT

Tên thiết bị

Sinh viên : nguyễn văn kiên

Số lợng
15

Số trên mặt
Pđm (kW)
bằnglớp :htđ k6 uông bí


đồ án tốt nghiệp

trờng đạI học bách khoa hà nội

1 máy

Toàn bộ

Nhóm II
Máy mài tròn vạn năng

1
2
3
4
5
6
7
8
9

1
1
1
1
1
1
1
1
1
9

Máy phay răng
Máy phay vạn năng
Máy tiện ren
Máy tiện ren
Máy tiện ren

Máy tiện ren
Máy tiện ren
Máy khoan đứng
Cộng nhóm II

9
10
11
12
13
14
15
16
18

2,8
4,5
7,0
8,1
10,0
14,0
4,5
10,0
0,85
61,75

2,8
4,5
7,0
8,1

10,0
14,0
4,5
10,0
0,85
61,75

Tra bảng PL 1.1 ( trang 253)- Thiết kế cấp điện Ngô Hồng Quang, Vũ
Văn Tẩm ta tìm đợc : ksd = 0,2và Cos = 0,6
Ta có : n1 = 5 và n = 9

n*

=

n1 5
= = 0,55
n 9

=
, P*

P1 8,1 + 10 + 14 + 10 + 7
=
= 0,79
P
61,75

Tra bảng PL 1.5 ( trang 255)- Thiết kế cấp điện Ngô Hồng Quang, Vũ
Văn Tẩm ta tìm đợc : nhq* =0,75

Số thiết bị sử dụng hiệu quả:
nhq = nhq*.n = 0,75.9 = 6,75
Tra bảng PL 1.6 ( trang 256)- Thiết kế cấp điện Ngô Hồng Quang, Vũ
Văn Tẩm ta tìm đợc : k sd=0,2 và nhq = 6,75 tìm đợc kmax = 2,24
Phụ tải tính toán của nhóm II :
n

Ptt = k max .k sd . Pdm = 2,24.0,2.61,75 = 27,66kw
i =1

Công suất phản kháng tính toán :
Qtt = Ptt.tg = 27,66.1,33 = 36,79 kVAr
Công suất toàn phần tính toán :

S tt =

Ptt
27,66
=
= 46,1kVA
Cos
0,6

Sinh viên : nguyễn văn kiên

16

lớp :htđ k6 uông bí

đồ án tốt nghiệp

Dòng điện tính toán :
S
I tt = tt =
3.U

trờng đạI học bách khoa hà nội

46,1
= 70 A
3.0,38

c/ Tính toán phụ tải cho nhóm III .
Trong nhóm 3 có thiết bị cầu trục là thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn
lặp lại, nên ta phải quy đổi về thành phụ tải ba pha tơng đơng, có chế độ
làm việc dài hạn.
Pqd = 3. dm .Pdm = 3. 0,25.24,2 = 20,95kw

Số liệu tính toán của nhóm III cho trong bảng II 4
Bảng II 4
TT

Tên thiết bị

Số lợng

Số trên mặt
bằng

Pđm (kW)
1 máy
Toàn bộ

Nhóm III
1
Máy tiện ren
1
17
20,0
20,0
2
Cầu trục
1
19
20,95
20,95
3
Máy khoan bàn
1
22
0,85
0,85
Bể dầu có tăng nhiệt
4
1
26
2,5
2,5
Máy cạo

5
1
27
1,0
1,0
Máy mài thô
6
1
30
2,8
2,8
Máy nén cắt hỗn hợp
7
1
31
1,7
1,7
Máy mài phá
8
1
33
2,8
2,8
Quạt lò rèn
9
1
34
1,5
1,5
Máy khoan đứng

10
1
38
0,85
0,85
Cộng nhóm III
10
54,95
54,95
Tra bảng PL 1.1 ( trang 253)- Thiết kế cấp điện Ngô Hồng Quang, Vũ
Văn Tẩm ta tìm đợc : ksd = 0,2 và Cos = 0,6
Ta có : n1 = 2 và n = 10

n*

=

n1 2
=
= 0,2
n 10

=
, P*

P1 20 + 20,95
=
= 0,74
P
55,95

Tra bảng PL 1.5 ( trang 254)- Thiết kế cấp điện Ngô Hồng Quang, Vũ
Văn Tẩm với n* = 0,2 và P* =0,74 ta tìm đợc : nhq* =0,76
Số thiết bị sử dụng hiệu quả:
Sinh viên : nguyễn văn kiên

17

lớp :htđ k6 uông bí


đồ án tốt nghiệp

trờng đạI học bách khoa hà nội

nhq = nhq*.n = 0,76.10 = 7,6
Tra bảng PL 1.6 ( trang 256)- Thiết kế cấp điện Ngô Hồng Quang, Vũ
Văn Tẩm với : k sd=0,2 và nhq = 7,6 tìm đợc kmax = 1,99
Phụ tải tính toán của nhóm III :
n

Ptt = k max .k sd . Pdm = 1,99.0,2.54,95 = 21,87 kw
i =1

Công suất phản kháng tính toán :
Qtt = Ptt.tg = 21,87.1,33 = 29 kVAr
Công suất toàn phần tính toán :

S tt =

Ptt
21,87
=
= 36,45kVA
Cos
0,6

Dòng điện tính toán :

I tt =

S tt
3.U

=

36,45
= 55,4 A
3.0,38

d/ Tính toán phụ tải cho nhóm IV .
Số liệu tính toán của nhóm IV cho trong bảng II - 5
Bảng II 5
TT

1
2
3
4
5

6
7
8
9

Tên thiết bị

Số lợng

Số trên mặt
bằng

Nhóm IV
Bểngâm dung dich kiềm 1
41
Bể ngân nớc nóng
1
42
Máy cuộn dây
1
46
Máy cuộn dây
1
47
Bể ngâm tẩm có tăng 1
48
nhiệt
Tủ sấy
1
49

Máy khoan bàn
1
50
Máy khoan thô
1
52
Bàn thử nghiệm thiết bị 1
53

Sinh viên : nguyễn văn kiên

18

Pđm (kW)
1 máy
Toàn bộ
3,0
3,0
1,2
1,0
3,0

3,0
3,0
1,2
1,0
3,0

3,0
0,65

2,8
7,0

3,0
0,65
2,8
7,0

lớp :htđ k6 uông bí


đồ án tốt nghiệp

trờng đạI học bách khoa hà nội

điện
Chỉnh lu SêLêinu
Cộng nhóm IV

10

1
10

69

0,6
25,25

0,6

25,25

Tra bảng PL 1.1 ( trang 253)- Thiết kế cấp điện Ngô Hồng Quang, Vũ
Văn Tẩm ta tìm đợc : ksd = 0,2 và Cos = 0,6
Ta có : n1 = 1 và n = 10

n*

=

n1 1
=
= 0,1
n 10

=
, P*

P1
7
=
= 0,27
P 25,25

Tra bảng PL 1.5 ( trang 254)- Thiết kế cấp điện Ngô Hồng Quang, Vũ
Văn Tẩm với n* = 0,1 và P* =0,27 ta tìm đợc : nhq* =0,76
Số thiết bị sử dụng hiệu quả:
nhq = nhq*.n = 0,76.10 = 7,6
Tra bảng PL 1.6 ( trang 256)- Thiết kế cấp điện Ngô Hồng Quang, Vũ
Văn Tẩm với : k sd=0,2 và nhq = 7,6 tìm đợc kmax = 1,99

Phụ tải tính toán của nhóm IV :
n

Ptt = k max .k sd . Pdm = 1,99.0,2.25,25 = 10kw
i =1

Công suất phản kháng tính toán :
Qtt = Ptt.tg = 10.1,33 = 13,3 kVAr
Công suất toàn phần tính toán :

S tt =

Ptt
10
=
= 16,66kVA
Cos 0,6

Dòng điện tính toán :

I tt =

S tt
3.U

=

16,66
= 25,32 A
3.0,38

e/ Tính toán cho nhóm V .
Sinh viên : nguyễn văn kiên

19

lớp :htđ k6 uông bí


đồ án tốt nghiệp

trờng đạI học bách khoa hà nội

Trong nhóm có thiết bị có máy hàn là thiết bị một pha sử dụng điện
áp dây và làm việc ở chế độ gắn hạn lặp lại. nên ta phải quy đổi về thành
phụ tải ba pha tơng đơng, có chế độ làm việc dài hạn :

Pqd = 3 dm Pdm = 3. 0,25.25 = 21,65kw
Số liệu tính toán của nhóm V cho trong bảng II 6
Bảng II 6
TT

Tên thiết bị

Số lợng

Số trên mặt
bằng

Pđm (kW)

1 máy
Toàn bộ

Nhóm V
1
2
3

Bể khử dầu mỡ
1
55
3,0
3,0
Lò điện để luyện khuôn 1
56
5,0
5,0
Lò điện để nấu chảy 1
57
10,0
10,0
batít
Lò điện để mạ thiếc
4
1
58
3,5
3,5
Quạt lò đúc đồng
5

1
60
1,5
1,5
Máy khoan bàn
6
1
62
0,65
0,65
Máy uốn các tấm mỏng 1
7
64
1,7
1,7
Máy mài phá
8
1
65
2,8
2,8
Máy hàn điện
9
1
66
21,65
21,65
Cộng nhóm V
9
49,8

49,8
Tra bảng PL 1.1 ( trang 253)- Thiết kế cấp điện Ngô Hồng Quang, Vũ

Văn Tẩm ta tìm đợc : ksd = 0,2 và Cos = 0,6
Ta có : n1 = 1 và n = 9

n*

=

n1 1
= = 0,11
n 9

=
, P*

P1 21,65
=
= 0,43
P 49,8

Tra bảng PL 1.5 ( trang 255)- Thiết kế cấp điện Ngô Hồng Quang, Vũ
Văn Tẩm với n* = 0,11 và P* =0,43 ta tìm đợc : nhq* =0,4
Số thiết bị sử dụng hiệu quả:
nhq = nhq*.n = 0,4.9 = 3,6 <4
Vì n>3 ; nhq <4 nên phụ tải tính toán nhóm 5 đợc tính theo công thức

Sinh viên : nguyễn văn kiên

20

lớp :htđ k6 uông bí


đồ án tốt nghiệp

trờng đạI học bách khoa hà nội

n

Ptt =k ph Pdmi =0,9.49,8 = 44,82kw
i =1

Công suất phản kháng tính toán :
Qtt = Ptt.tg = 44,82.1,33 = 59,6 kVAr
Công suất toàn phần tính toán :

S tt =

Ptt
44,82
=
= 74,7 kVA
Cos
0,6

Dòng điện tính toán :

I tt =

S tt
3.U

=

74,7
= 113,5 A
3.0,38

II.4.2.3. Tính toán phụ tải chiếu sáng cho phân xởng sửa chữa cơ khí.
Phụ tải tính toán của phân xởng sửa chữa cơ khí đợc tính theo phơng pháp suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích . Ta có công thức tính
công suất chiếu sáng nh sau :
Pcs = P0.F
Trong đó :
P0 : Suất chiếu sáng trên một đơn vị điện tích (W/m2)
F : Diện tích chiếu sáng (m2)
Trong phân xởng sửa chữa cơ khí, hệ thống chiếu sáng ta sử đèn sợi
đốt . Tra bảng PL 1.2 ( trang 253- Thiết kế cấp điện Ngô Hồng Quang,
Vũ Văn Tẩm ta tìm đợc : P0=15W/m2
Phụ tải chiếu sáng của phân xởng :
Pcs = P0.F = 15.525 = 7,815kW
Qcs = Pcs.tg = 0 ( Vì Cos = 1 nên tg = 0 )
II.4.2.4.Xác định phụ tải tính toán cho phân xởng sửa chữa cơ khí .
Phụ tải động lực tác dụng tính toán :

Sinh viên : nguyễn văn kiên

21

lớp :htđ k6 uông bí


đồ án tốt nghiệp

trờng đạI học bách khoa hà nội

7

Ptt = k dl PPtti
i =1

Với kđl = 0,85 : Hệ số đồng thời
Vậy ta có :
7

Pdltt = k dl PPtti = 0,85.(7,68 + 27,66 + 21,87 +10 + 44,82) = 95,22kw
i =1

Công suất tính toán, tác dụng của toàn phân xởng:
Ptt = Pđl + PCS = 95,22+ 7,875 = 103,10 kW
Phụ tải động lực phản kháng tính toán :
Qdltt = pdltt .tg = 95,22.1,33 = 126,64kVAr

Phụ tải tính toán toàn phần của phân xởng :
Sttpx= ( ( Pdltt + Pcs ) 2 + ( Qdltt + Qcs ) 2 )
Sttpx= ( ( 95,22 + 7,875) 2 + (126,64) 2 )
Sttpx= 163,3 kVA
II.5.Xác định phụ tải tính toán của các phân xởng còn lại .
Các phân xởng còn lại ta chỉ biết công suất đặt và diện tích phân xởng

nên phụ tải tính toán của các phân xởng này đợc xác định theo công suất
đặt và hệ số nhu cầu.
Xác định phụ tải theo hệ số nhu cầu và công suất đặt.
Công thức tính :
n

Ptt = k nc Pdi
i =1

Qtt = Ptt .tg
2

2

S tt = Ptt + Qtt =

Gần đúng lấy : Pd Pdm Do đó :

Ptt
Cos
n

Ptt = k nc . Pdmi
i =1

Trong đó :
Pdi,Pdmi : Công suất đặt và công suất định mức của thiết bị điện thứ
i (kW)
Sinh viên : nguyễn văn kiên

22

lớp :htđ k6 uông bí


đồ án tốt nghiệp

trờng đạI học bách khoa hà nội

Ptt,Qtt,Stt : Công suất tác dụng , công suất phản kháng và công suất
tính toàn phần của nhóm thiết bị ( kW,kVAr, kVA).
n : Số thiết bị trong nhóm.
Nếu hệ số Cos của các thiết bị trong nhóm không giống nhau thì phải
tính hệ số công suất trung bình theo công thức :
P Cos 1 + P2 Cos 2 + ... + Pn Cos n
Cos = 1
P1 + P2 + ... + Pn
II.5.1. Xác định phụ tải tính toán cho phân xởng kết cấu kim loại:
Phân xởng kết cấu kim loại:
Công suất đặt : Pđ = 3500kW
Diện tích phân xởng : F = 2600m2
Tra bảng PL 1.3 ( trang 254)- Thiết kế cấp điện Ngô Hồng Quang, Vũ
Văn Tẩm ta tìm đợc : knc = 0,59 và Cos = 0,6
Tra bảng PL 1.2 ( trang 254)- Thiết kế cấp điện Ngô Hồng Quang, Vũ
Văn Tẩm ta tìm đợc : Suất chiếu sáng của phân xởng cơ khí P0 =
14W/m2 . Ta sử dụng đèn rọi chiếu đất Cossd = 1
Công suất tính toán động lực :
Pđl = knc.Pd = 0,59.3500 = 2065kW
Công suất tính toán chiếu sáng
Pcs = P0.F = 14.2600 = 36,4kW

Công suất tính toán tác dụng của toàn phân xởng :
Ptt = Pđl + Pcs = 2065 + 36,4 = 2101,4kW
Công suất tính toán phản kháng của toàn phân xởng :
Qtt = Ptt.tg = 2101,4.1,33 = 2794,86kVAr
Công suất tính toán toàn phần của toàn phân xởng :

S tt =

Ptt
2101,4
=
= 3502,33kVA
Cos
0,6

II.5.2. Xác định phụ tải tính toán cho phân xởng lắp ráp cơ khí:
Phân xởng lắp ráp cơ khí:
Công suất đặt : Pđ = 2200kW
Sinh viên : nguyễn văn kiên

23

lớp :htđ k6 uông bí


đồ án tốt nghiệp

trờng đạI học bách khoa hà nội

Diện tích phân xởng : F = 3800m2

Tra bảng PL 1.3 ( trang 254)- Thiết kế cấp điện Ngô Hồng Quang, Vũ
Văn Tẩm ta tìm đợc : knc = 0,4 và Cos = 0,6
Tra bảng PL 1.2 ( trang 253)- Thiết kế cấp điện Ngô Hồng Quang, Vũ
Văn Tẩm ta tìm đợc : Suất chiếu sáng của phân xởng lắp ráp cơ khí
P0 = 16W/m2 .
Công suất tính toán động lực :
Pđl = knc.Pd = 0,4.2200 = 880 kW
Công suất tính toán chiếu sáng
Pcs = P0.F = 16.3800 = 60,8kW
Công suất tính toán tác dụng của toàn phân xởng :
Ptt = Pđl + Pcs = 880 + 60,8 = 940,8kW
Công suất tính toán phản kháng của toàn phân xởng :
Qtt = Ptt.tg = 940,8.1,33 = 1319,36kVAr
Công suất tính toán toàn phần của toàn phân xởng :

S tt =

Ptt
940,8
=
= 1568kVA
Cos
0,6

II.5.3. Xác định phụ tải tính toán cho phân xởng đúc:
Phân xởng đúc có :
Công suất đặt : Pđ = 2800kW
Diện tích phân xởng : F = 3000m2
Tra bảng PL 1.3 ( trang 253)- Thiết kế cấp điện Ngô Hồng Quang, Vũ
Văn Tẩm ta tìm đợc : knc = 0,7 và Cos = 0,8

Tra bảng PL 1.2 ( trang 253)- Thiết kế cấp điện Ngô Hồng Quang, Vũ
Văn Tẩm ta tìm đợc : Suất chiếu sáng của phân xởng đúc P0 = 15W/m2
Công suất tính toán động lực :
Sinh viên : nguyễn văn kiên

24

lớp :htđ k6 uông bí


đồ án tốt nghiệp

trờng đạI học bách khoa hà nội

Pđl = knc.Pd = 0,7.2800 = 1960 kW
Công suất tính toán chiếu sáng
Pcs = P0.F = 15.3000 = 45kW
Công suất tính toán tác dụng của toàn phân xởng :
Ptt = Pđl + Pcs = 1960 + 45 = 2005kW
Công suất tính toán phản kháng của toàn phân xởng :
Qtt = Ptt.tg = 2005.0,75 = 1503,75kVAr
Công suất tính toán toàn phần của toàn phân xởng :

S tt =

Ptt
2005
=
= 2506,25kVA
Cos

0,8

II.5.4. Xác định phụ tải tính toán cho phân xởng nén khí:
Phân xởng nén khí có :
Công suất đặt : Pđ = 800kW
Diện tích phân xởng : F = 1350m2
Tra bảng PL 1.3 ( trang 253)- Thiết kế cấp điện Ngô Hồng Quang, Vũ
Văn Tẩm ta tìm đợc : ksd = 0,7 và Cos = 0,8
Tra bảng PL 1.2 ( trang 254)- Thiết kế cấp điện Ngô Hồng Quang, Vũ
Văn Tẩm ta tìm đợc : Suất chiếu sáng của phân xởng nén khí P0 =
15W/m2 .
Công suất tính toán động lực :
Pđl = knc.Pd = 0,7.800 = 560 kW
Công suất tính toán chiếu sáng
Pcs = P0.F = 15.1350 = 20,25kW
Công suất tính toán tác dụng của toàn phân xởng :
Ptt = Pđl + Pcs = 560 + 20,25 = 580,25kW
Sinh viên : nguyễn văn kiên

25

lớp :htđ k6 uông bí