Thiết kế hệ thống CCĐ cho phân xưởng cơ khí và toàn bộ nhà máy cơ khí

•

KHOA ĐIỆN

BỘ MÔN LÝ THUYẾT KỸ THUẬT ĐIỆN
--------------0&0------------ĐỒ ÁN MÔN HỌC
THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN
Học sinh thiết kế:

HOÀNG VĂN QUÝ

lớp: ĐH ĐiệnK6 TĐH 1

Giáo viên hướng dẫn:

NGUYỄN THỊ THANH NGÂN

I. ĐỀ.TÀI: Thiết kế hệ thống CCĐ cho phân xưởng Cơ khí và toàn bộ nhà máy Cơ khí
II. CÁC SỐ LIỆU KỸ THUẬT:
- Mặt bằng bố trí thiết bị của phân xưởng và xí nghiệp theo bản vẽ.
- Số liệu phụ tải cho theo bảng 1
- Số liệu nguồn Uđm = 22 kV; SNM = 250 MVA
III. NỘI DUNG THUYẾT MINH VÀ TÍNH TOÁN:
1. Phân tích yêu cầu CCĐ cho Hộ phụ tải.
2. Xác định phụ tải tính toán cho Phân xưởng Cơ khí
3. Xác định phụ tải tính toán của toàn Nhà máy.
4. Thiết kế hệ thống CCĐ cho Phân xưởng và toàn Nhà máy.
5. Chọn và kiểm tra các thiết bị trong mạng điện.
6. Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng cơ khí.
7. Tính toán nâng cao hệ số công suất cos lên đến 0,9.

SVTH : Hoàng Văn Quý

Trang 1


IV. CÁC BẢN VẼ THIẾT KẾ (GIẤY A3):
1. Sơ đồ mặt bằng và đi dây Phân xưởng.
2. Sơ đồ mặt bằng và đi dây Nhà máy.
3. Sơ đồ nguyên lý CCĐ toàn Nhà máy.
4. Sơ đồ hệ thống chiếu sáng phân xưởng.
V. KẾ HOẠCH THỰC HIỆN:
Ngày giao đề tài:
Ngày nộp đồ:

Bảng 1 : số liệu thiết bị
Công
ST

Tên thiết bị

T
1.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8. 9

Máy khoan
Máy doa
Máy doa
Máy tiện
Máy tiện
Máy tiện
Máy bào
Máy bào
Máy phay

suất
(kW,
kVA)
7
9
6
9
12
7
8,5
6,5
7,5

Cosφ

0,65
0,75
0.8
0,75

0,65
0.8
0,7
0.8
0,75

Ksd

ST
T

0,1719.
0,220.
0,1521.
0,1722.
0,1623.
0,1524.
0,1625.
0,1726.
0,18 27.

.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.

Công suất
Tên thiết bị

(kW,
kVA)

Máy doa
Máy doa
Máy cưa thép
Máy cắt thép
Máy bào
Máy tiện
Máy tiện
Tủ sấy 3pha
Máy BA hàn 1

14
15
7
8,5
6
12
8
13,5
31 kVA

ϕ

Ksd

0,65
0,65
0,65
0,7
0,6
0,65
0,6
0,7
0,65

0,18
0,16
0,2
0,17
0,2
0,16
0,15
0,17
0,15

0,7
0,7
0,65
0,6
0,75
0,7
0,7
0,65

0,18
0,2
0,15
0,2
0,15
0,17
0,16
0,16

pha 380/65 V (ε đm = 25%)
Máy phay
Máy mài tròn
Máy mài tròn
Máy phay
Máy chuốt
Máy sọc
Máy sọc
Máy tiện

8
4
8
11
8
8
9
9,5

0,8
0,65

0,7
0,65
0.8
0,65
0,6
0,75

0,1528.
0,1629.
0,230.
0,1731.
0,1832.
0,1733.
0,234.
0,1535.

Máy phay
Máy phay
Máy doa
Máy tiện
Máy tiện
Máy doa
Máy tiện
Cầu trục

15,5
14
12,5
11
8

10,5
11,5
40 kVA
(ε đm = 25%)

17.

Cos

Máy tiện

7

SVTH : Hoàng Văn Quý

0,7

0,1736.

Trang 2


Bảng 2 :số liệu phụ tải tính toán các phân xưởng trong nhà máy:
Stt
1.
1.

Tên phân xưởng
Cơ điện
Cơ khí 1

Ptt (kW)
200
150

Qtt (kVAr)
160
120

Loại hộ Phụ tải
2
1

2.

Cơ khí 2

240

160

1

3.

Rèn, dập

150

100

1

4.

Đúc thép

430

340

1

5.

Đúc gang

290

350

1

6.

Dụng cụ

250

160

2

7.

Mộc mẫu

130

100

2

8.

Lắp ráp

160

130

2

9.

Nhiệt luyện

130

100

1

170

120

1

11. Trạm bơm

39

22

2

12. Kho 1(Sản phẩm)

20

15

2

13. Kho 2(Vật tư)

35

25

2

14. Nhà hành chính

70

70

2

10. Kiểm nghiệm

SVTH : Hoàng Văn Quý

Trang 3


SƠ ĐỒ MẶT BẰNG NHÀ MÁY CƠ KHÍ 3N4 (tỷ lệ 1/1000 )

TRẠM BƠM
2

RÈN DẬP
1

CƠ KHÍ 1
1

ĐÚC THÉP

1

CƠ KHÍ 2
1

ĐÚC GANG
1

CƠ ĐIỆN
2

LẮP RẮP
2

MỘC MẪU
2

KHO
VẬT TƯ
2
KIỂM NGHIỆM
1

NHÀ
HÀNH CHÍNH
2
KHO
SẢN PHẨM
2
ga ra

BẢO VỆ

SVTH : Hoàng Văn Quý

Trang 4


PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ SỐ 1
Diện tích phân xưởng cơ khí được tính theo sơ đồ mặt bằng nhà máy

16

18

32

2

19

17

19
9

8

15

11

5

3

12

16
31

4

9

Phòng kỹ thuật
23

18

25

13

21
7

CẦU TRỤC

SVTH : Hoàng Văn Quý

% = .... Pđm =.... kw

Trang 5


MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU
Trong điều kiện nền kinh tế còn có nhiều khó khăn ,cũng như vấn đề biến đổi
khí hậu và vấn đề cạn kiệt các nguồn năng lượng đang diễn ra cấp bách thì việc sử
dụng hợp lí,có hiệu quả và tiết kiệm năng lượng là vấn đề vô cùng quan trọng.
Trong sự nghiệp Công nghiệp hóa - hiện đại hóa đất nước thì công nghiệp điện
năng giữ một vai trò hết sức quan trọng bởi vì điện năng là nguồn năng lượng được sử
dụng rộng rãi nhất trong nền kinh tế quốc dân.
Cùng với sự phát triển mạnh mẽ về kinh tế thì nhu cầu điện năng sử dụng trong tất
cả các ngành công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ đều tăng lên không ngừng. Do điện năng
không phải là nguồn năng lượng vô hạn nên để các công trình điện sử dụng điện năng
một cách có hiệu quả nhất (cả về độ tin cậy cấp điện và kinh tế) thì ta phải thiết kế cung
cấp điện cho cho các công trình này.
Thiết kế hệ thống cung cấp điện là một việc làm rất khó. Một công trình điện dù
nhỏ nhất cũng yêu cầu kiến thức tổng hợp từ nhiều chuyên ngành hẹp (cung cấp điện,
thiết bị điện, kỹ thuật cao áp, an toàn…). Ngoài ra người thiết kế còn phải có sự hiểu biết
nhất định về xã hội, môi trường, về các đối tượng cấp điện, về tiếp thị. Công trình thiết kế
quá dư thừa sẽ gây lãng phí đất đai, nguyên vật liệu, làm ứ đọng vốn, đầu tư. Công trình
thiết kế sai sẽ gây nên nhưng hậu quả nghiêm trọng (gây sự cố mất điện-thiệt hại cho sản
xuất, gây cháy nổ làm thiệt hại đến tính mạng và tài sản của nhân dân).
Trong chương trình đào tạo dành cho sinh viên khoa Điện thì môn học Hệ thống
cung cấp điện là một môn học quan trọng. Việc làm đồ án môn học này sẽ giúp sinh viên
hiểu rõ hơn về môn học, hơn thế nữa nó chính là bước tập dượt ban đầu trong công việc
của sinh viên sau này.
SVTH : Hoàng Văn Quý

Trang 6


Mặc dù em đã rất cố gắng để làm được đồ án một cách tốt nhất nhưng chắc chắn
rằng nó còn có nhiều thiếu sót. Em rất mong được sự chỉ bảo của các thầy cô để có thể
nhận thức đúng đắn nhất về từng vấn đề.
Em xin chân thành cảm ơn
Sinh viên thiết kế: HOÀNG VĂN QUÝ
Lớp: ĐH_ĐIỆN K6A

SVTH : Hoàng Văn Quý

Trang 7


CHƯƠNG I : TÍNH TOÁN VỀ ĐIỆN

I.

PHÂN TÍCH YÊU CẦU CUNG CẤP ĐIỆN
1.1 Đặc điểm nhà máy
Trong công nghiệp ngày nay ngành cơ khí là một ngành công nghiệp then chốt của
nền kinh tế quốc dân để tạo ra các sản phẩm cho phép ngành khác hoạt động và phát
triển. Đáp ứng yêu cầu của sự phát triển kinh tế, các nhà máy cơ khí chiếm một số lượng
và phân bố rộng rãi ở khắp đất nước. Vì thế việc xây dựng một hệ thống cung cấp điện
hợp lí giúp nhà máy hoạt động tốt sẽ đem lại nhiều lợi ích cho đất nước.
1.2.Đặc điểm các phân xưởng
1.2.1 - Phân xưởng cơ khí 1, 2:
Có nhiệm vụ sản xuất nhiều sản phẩm cơ khí đảm bảo yêu cầu kinh tế kỹ thuật.

Quá trình thực hiện trên máy cắt gọt kim loại khá hiện đại với dây chuyền tự động cao.
Nếu điện không ổn định, hoặc mất điện sẽ làm hỏng các chi tiết đang gia công gây lãng
phí lao động. Phân xưởng này ta xếp vào hộ tiêu thụ loại 1.
1.2.2 - Phân xưởng đúc thép, đúc gang:
Đây là hai loại phân xưởng mà đòi hỏi mức độ cung cấp điện cao nhất. Nếu ngừng
cấp điện thì các sản phẩm đang nấu trong lò sẽ trở thành phế phẩm gây ảnh hưởng lớn về
mặt kinh tế. Ta xếp vào hộ tiêu thụ loại 1.
1.2.3 - Phân xưởng mộc mẫu:
Phân xưởng được trang bị các máy móc và thiết bị để làm ra các ản phẩm phục vụ
cho việc sản xuất và những dụng cị khác. Phân xưởng này ta xếp vào hộ tiêu thụ loại 2.
1.2.4 - Phân xưởng lắp ráp:
Phân xưởng thực hiện khâu cuối cùng của việc chế tạo thiết bị, đó là đồng bộ hóa
các chi tiết máy. Máy móc có đảm bảo chính xác về mặt kỹ thuật, hoàn chỉnh cũng như
an toàn về mặt khi vận hành hay không là phụ thuộc vào mức độ liên tục cung cấp điện.
Xếp vào hộ tiêu thụ loại 2.
1.2.5- Kho thành phẩm
Có nhiệm vụ bảo quản và cất giữ các sản phẩm của nhà máy trong quá trình chưa tiêu thụ
sản phẩm. Yêu cầu cung cấp điện cho nhà kho chủ yếu là cung cấp điện chiếu sáng và
sấy bảo quản sản phẩm nên xếp vào hộ tiêu thụ loại 2.

SVTH : Hoàng Văn Quý

Trang: 8


1.2.6 - Phân xưởng cơ điện:
Có nhiệm vụ sửa chữa, bảo dưỡng các thiết bị máy móc cơ điện của nhà máy.
Phân xưởng này cũng trang bị nhiều máy móc vạn năng có độ chính xác cao nhằm đáp
ứng yêu cầu sửa chữa phức tạp của nhà máy. Mất điện sẽ gây lãng phí lao động, ta xếp
phân xưởng này vào hộ tiêu thụ loại 2.

1.2.6- Phân rèn dập:
Phân xưởng được trang bị máy móc và lò xo giúp cho việc rèn dập tọa ra phôi và các
chi tiết khuân mẫu ,đảm bảo độ cứng và độ bền cơ học,..được xếp vào hộ tiêu thụ loại 1.
2 . Đặc điểm của hộ tiêu thụ
Tuỳ theo mức độ quan trọng mà hộ tiêu thụ được phân thành ba loại:
2.1 Hộ loại 1: Là hộ tiêu thụ mà khi bị ngừng cung cấp điện sẽ dẫn đến nguy hiểm đối
với tính mạng con người,gây thiệt hại lớn về kinh tế (hư hỏng máy móc, thiết bị, gây ra
hàng loạt phế phẩm) ảnh hưởng lớn đến an ninh quốc gia...vv...
Đối với hộ loại 1 phải được cung cấp điện với độ tin cậy cao, thường dùng 2
nguồn đi đến, đường dây 2 lộ đến, có nguồn dự phòng v.v... Nhằm hạn chế đến mức thấp
nhất việc mất điện.Thời gian mất điện thường được coi bằng thời gian tự động đóng
nguồn dự trữ.
2.2 Hộ loại 2: Là hộ tiêu thụ mà khi ngừng cung cấp điện sẽ gây ra thiệt hại lớn về kinh
tế như hư hỏng một bộ phận máy móc thiết bị,gây ra phế phẩm,ngừng trệ sản xuất mà
tiêu biểu là nhà máy cơ khí ta đang xét.
Để cung cấp cho hộ loại 2 ta có thể dùng phương án có hoặc không có nguồn dự
phòng, đường dây một lộ hay đường dây kép việc chọn phương án cần dựa vào kết quả
so sánh giữa vốn đầu tư phải tăng thêm và giá trị thiệt hại kinh tế do ngừng cung cấp
điện.ở hộ loại 2 cho phép ngừng cung cấp điện trong thời gian đóng nguồn dự trữ bằng
tay.
2.3 Hộ loại 3:
Là những hộ tiêu thụ điện còn lại như khu dân cư, trường học, phân xưởng phụ,
nhà kho của các nhà máy v.v...Để cung cấp điện cho hộ loại 3 ta có thể dùng một nguồn
điện hoặc đường dây một lộ.
Nhà máy và phân xưởng chúng ta đang xét đến gồm có 2 loại phụ tải là :hộ phụ tải
loại 1 và hộ phụ tải loại 2.

SVTH : Hoàng Văn Quý

Trang: 9

3. Nội dung chủ yếu khi thiết kế hệ thống cung cấp điện.
Việc thiết kế cung cấp điện với mục tiêu cơ bản là đảm bảo cho hộ tiêu thụ có đủ
lượng điện năng yêu cầu với chất lượng điện tốt. Các yêu cầu chính đối với một hệ thống
cung cấp điện được thiết kế bao gồm: độ tin cậy cung cấp điện, chất lượng điện, an toàn
cung cấp điện, kinh tế. Tùy theo quy mô của công trình lớn hay nhỏ mà các bước thiết kế
có thể phân ra cụ thể hoặc gộp một số bước với nhau. Mỗi giai đoạn và vị trí thiết kế lại
có các phương pháp riêng phù hợp.
Mục tiêu chính của thiết kế cung cấp điện là đảm bảo cho hộ tiêu thụ luôn luôn đủ
điện năngvới chất lượng nằm trong phạm vi cho phép.
Một phương án cung cấp điện nhà máy phân xưởng được xem là hợp lý khi thoả mãn
những yêu cầu sau:
+) Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cao tuỳ theo tính chất hộ tiêu thụ.
+) Chi phí vận hành hàng năm thấp.
+) Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị.
+) Thuận tiện cho vận hành, sửa chữa v.v...
+) Vốn đầu tư nhỏ, chú ý đến tiết kiệm được ngoại tệ,vật tư quý hiếm.
+) Đảm bảo chất lượng điện năng, chủ yếu là đảm bảo độ lệch và độ dao động điện
áp bé nhất và nằm trong phạm vi giá trị cho phép so với định mức.
Trong quá trình thiết kế cung cấp điện sẽ có sự chú ý đến yếu tố phát triển, mở
rộng trong tương lai gần 2-3 năm cũng như 5-10 năm của nhà máy.
Ngoài ra, khi thiết kế cung cấp điện cũng phải chú ý đến những yêu cầu khác như:
có điều kiện thuận lợi nếu có yêu cầu cần phát triển phụ tải sau này, rút ngắn thời gian
xây dựng v.v...
Hiện nay khi thiết kế người ta thường dùng phương pháp kinh tế-kỹ thuật các
phương án.Cụ thể như sau: người thiết kế vạch ra tất cả các phương án có thể có, rồi tiến
hành so sánh các phương án về phương tiện kỹ thuật để loại trừ các phương án không
thoả mãn yêu cầu kỹ thuật. kế đó ta tiến hành tính toán kinh tế -kỹ thuật và so sánh. Nếu
gặp trường hợp các phương án có chi phí tính toán xấp xỉ bằng nhau (hoặc sai khác nhau

một lượng nằm trong giới hạn cho phép của sai số phương pháp tính) thì sẽ được xem là
các phương pháp giống nhau về kinh tế. Lúc đó, để có thể chọn phương án hợp lý nhất ta
cần xem thêm một số chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật khác như: vốn đầu tư, tổn thất điện năng,

SVTH : Hoàng Văn Quý

Trang: 10


khối lượng kim loại màu, khả năng thuận tiện khi vận hành, sữa chữa và phát triển mạng
điện v.v...

II. TÍNH TOÁN PHỤ TẢI ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG VÀ NHÀ MÁY.
1.

Số liệu nhà máy.

Nguồn điện : Uđm = 22 kV; SNM = 250 MVA
Bảng số liệu 2. Số liệu phụ tải tính toán của các phân xưởng trong nhà máy
Stt

Tên phân xưởng

Ptt

Qtt

Loại hộ

1

2
3
4
5
6
7

Cơ điện
Cơ khí 1
Cơ khí 2
Rèn, dập
Đúc thép
Đúc gang
Dụng cụ

(kW)
200
150
240
150
430
290
130

8
9

Mộc mẫu
Lắp ráp

130
160

100
130

2
2

10
11
12
13
14

Nhiệt luyện
Kiểm nghiệm
Trạm bơm
Kho 1(Sản phẩm)
Kho 2(Vật tư)

130
170
39
20
35

100
120
22

15
25

1
1
2
2
2

15

Nhà hành chính

70

70

2

SVTH : Hoàng Văn Quý

(kVAr)
160
120
160
100
340
350
100

Phụ tải
2
1
1
1
1
1
2

Trang: 11


Bảng 1. Số liệu phụ tải phân xưởng cơ khí
Công
ST
T

Tên thiết bị

suất
(kW,

1
2

Máy khoan
Máy doa

kVA)
7

9

3
4
5
6
7
8
9

Máy doa
Máy tiện
Máy tiện
Máy tiện
Máy bào
Máy bào
Máy phay

6
9
12
7
8,5
6,5
7,5

Công suất
Cosφ

Ksd

STT

Tên thiết bị

(kW,

Cosϕ Ksd

kVA)
0,65
0,75

0,17 19
0,2 20

0.8
0,75
0,65
0.8
0,7
0.8
0,75

0,15
0,17
0,16
0,15
0,16
0,17

0,18

21
22
23
24
25
26
27

10
11

Máy phay
Máy mài tròn

8
4

0,8
0,65

0,15 28
0,16 29

12
13
14
15
16

17

Máy mài tròn
Máy phay
Máy chuốt
Máy sọc
Máy sọc
Máy tiện

8
11
8
8
9
9,5

0,7
0,65
0.8
0,65
0,6
0,75

0,2
0,17
0,18
0,17
0,2
0,15

30
31
32
33
34
35

Máy doa
Máy doa

14
15

Máy cưa thép
Máy cắt thép
Máy bào
Máy tiện
Máy tiện
Tủ sấy 3pha
Máy BA hàn 1

7
8,5
7
12
8
13,5
31 kVA

0,65 0,18

0,65 0,16
0,65
0,7
0,6
0,65
0,6
0,7
0,65

0,2
0,17
0,2
0,16
0,15
0,17
0,15

pha 380/65 V (ε đm = 25%)
Máy phay
15,5
0,7
Máy phay
14
0,7

0,18
0,2

Máy doa
Máy tiện

Máy tiện
Máy doa
Máy tiện
Cầu trục

12,5
11
8
10,5
11,5
40 kVA

0,65
0,6
0,75
0,7
0,7
0,65

(ε đm = 25%)
18

Máy tiện

7

0,7

0,17 36

2. Phương pháp tính toán.
2.1. vấn đề phụ tải tính toán.
Phụ tải tính toán là phụ tải gỉa định ban đầu. Phụ tải tính toán được thành lập từ các
thông số ban đầu của các thiết bị. Vì thế nó được xem như tương đương với phụ tải thực
tế.
Phụ tải tính toán 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 đóng 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 tính toán xác định được nhỏ hơn phụ tải thực tế thì sẽ làm giảm tuổi thọ của thiết bị
SVTH : Hoàng Văn Quý

Trang: 12

0,15
0,2
0,15
0,17
0,16
0,16


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...
Phụ tải điện luôn luôn biến thiên và phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: Công suất và
các số liệu của máy, chế độ vận hành của chúng, quy trình công nghệ sản xuất…
Với tính chất quan trọng đó của phụ tải tính toán nên có rất nhiều công trình nghiên
cứu và có nhiều phương pháp tính toán để xác định phụ tải. Có nhiều phương pháp dựa
vào kinh nghiệm thiết kế và vận hành để tổng kết và đưa ra các hệ số để tính toán phụ tải.

Những phương pháp này thuận tiện đơn giản trong cách tính những kết quả thu được thường chỉ là gần đúng. Cũng có những phương pháp xác định phụ tải tính toán dựa trên cơ
sở lý thuyết xác suất và thống kê. Phương pháp này có tính đến ảnh hưởng của nhiều yếu
tố nên kết quả thu được khá chính xác. Thực tế thường áp dụng một số phương pháp tính
để xác định phụ tải tính toán là:
- Phương pháp tính theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm.
- Phương pháp tính theo suất phụ tải trên đơn vị diện tích sản xuất.
- Phương pháp tính theo hệ số yêu cầu.
- Phương pháp tính theo công suất trung bình.
Tuỳ thuộc vào quy mô, đặc điểm của công trình, tuỳ thuộc vào giai đoạn thiết kế sơ
bộ hay kỹ thuật thi công mà người thiết kế phải cân nhắc, lựa chọn phương pháp tính
toán phụ tải cho thích hợp.
2.2 xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu
Phụ tải tính toán của nhóm thiết bị có cùng chế
độ làm việc được tính theo công thức:
n

∑

Ptt = Knc .

i= 1

Pđmi

Qtt = Ptt.tg φ
Stt=
Trong đó: Knc - Hệ số nhu cầu (thường tra trong sổ tay).
n - Là số thiết bị trong nhóm.
tg
φ - Ứng với cosφ của các thiết bị trong nhóm không giống nhau thì phải

tính hệ số công suất trung bình theo công thức:
P1. cosφ +P2. cosφ + …+ Pn. cosφ
cos φ =
P 1+P 2+…+Pn

SVTH : Hoàng Văn Quý

Trang: 13


Phương pháp tính phụ tải theo công suất đặt và hệ số nhu cầu có ưu điểm là đơn
giản, tính toán đơn giản. Nhưng có nhược điểm là độ chính xác không cao vì K nc tra trong
sổ tay kỹ thuật.
2.2 Xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản
xuất:
Công thức tính: Ptt = Po.F
Trong đó: Po – suất phụ tải trên 1m2 diện tích sản xuất, KW/m2 (thường được tra trong sổ
tay kỹ thuật).
F - Diện tích sản xuất, m2.
Po - Suất phụ tải tính trên một đơn vị diện tích sản xuất phụ thuộc vào dạng sản
xuất và theo số liệu thống kê.
2.3 xác định phụ tải tính toán theo công suất tiêu hao điện năng trên một đơn
vị sản phẩm

Công thức tính:
Trong đó: Mca - Số đơn vị sản phẩm sản xuất ra trong một ca.
Wo - Suất tiêu hao điện năng cho một dơn vị sản phẩm (KWh/ đơn vị sản
phẩm).
Tmax - Thời gian của ca phụ tải lớn nhất (h).
2.4

xác định phụ tải tín toán theo hệ số cức đại K max và công suất trung bình Ptb

(hay phương pháp số thiết bị hiệu quả)
Để nâng cao độ chính xác của phụ tải tính toán hoặc khi không có các số liệu để
áp dụng các phương pháp đơn giản thì sử dụng phương pháp xác định phụ tải tính toán
theo hệ số cực đại và công suất trung bình. Theo phương pháp này phụ tải tính toán được
tính:

n

Ptt = Kmax.P t = Kmax.Ksd

∑P

i = 1đmi

Trong đó: Kmax - Hệ số cực đại được tra bảng dựa theo nhq và Ksd.
Phương pháp này cho kết quả tương đối chính xác vì khi xác định số thiết bị hiệu
quả thì đã xét đến một loạt các yếu tố quan trọng như: ảnh hưởng của số lượng thiết bị
trong nhóm, số thiết bị có công suất lớn nhất, sự khác nhau về chế độ làm việc của các
thiết bị …
SVTH : Hoàng Văn Quý

Trang: 14


Khi tính phụ tải theo phương pháp này, trong một số trường hợp có thể dùng các
công thức gần đúng sau để xác định phụ tải tính toán:
• Trường hợp n ≤ 3, nhq < 4:

n

Ptt =∑ Pđmi
Trường hợp n > 3 và nhq < 4:
Ptt =

K pti.

i= 1

n

∑

i=1

Pđmi

Trong đó: Kpti Hệ số phụ tải của thiết bị thứ i.
• Nếu nhp > 300 và Ksd < 0,5 thì hệ số cực đại K max sẽ lấy ứng với n hq = 300. Còn nếu nhq

> 300 và Ksd ≥ 0,5 thì:
Ptt = 1,05.Ksd.Pđm
Lưu ý: một số đại lượng khi tính toán .
+/ đối với các thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại như: cầu trục,máy hàn.....
khi tính ta cần quy đổi về công suất định mức ở chế độ làm việc dài hạn .
Đối với động cơ : P’đm = Pđm .đm
Đối với máy biến áp hàn: P’đm =Sđm. Cos.đm
P’đm :công suất định mức quy đổi về chế độ dài hạn

+/ Hệ số phụ tải (hay còn gọi hệ số mang tải Kpt):
Là tỉ số giữa công suất của thiết bị điện trong thực tế với công suất định mức trong
khoảng thời gian đang xét. Nó được thể hiện bởi công thức:
Pt/tế
Kqt=
Pđm
Hệ số phụ tải có ý nghĩa tương tự như hệ số sử dụng đó là nó nói lên mức độ sử
dụng, mức độ khai thác của thiết bị trong khoảng thời gian xem xét.
+/ Hệ Số nhu cầu (Knc):
Là tỷ số giữa công suất tính toán hoặc công suất tiêu thụ với công suất đặt

(công

suất định mức) của nhóm hộ tiêu thụ:
Ptt
Ptb
Ptt
Knc= P dm = P tb . P dm = k max.ksd

Hệ số nhu cầu thường dùng tính cho các phụ tải tác dụng. Trong thực tế hệ số nhu
cầu thường do kinh nghiệm vận hành tổng kết lại. Nó có giá trị nhỏ hơn một:
Knc ≤ 1
+/ Số thiết bị tiêu thụ điện năng hiệu quả (nhq):
SVTH : Hoàng Văn Quý

Trang: 15


Xét một nhóm gồm có nhiều n thiết bị có công suất định mức và chế độ làm việc
khác nhau. Thì nhq được gọi là số thiết bị tiêu thụ điện năng hiệu quả của nhóm, đó là

một số quy đổi gồm có nhq thiết bị có công suất định mức và chế độ làm việc như nhau
tạo nên phụ tải tính toán bằng phụ tải tiêu thụ thực tế bởi n thiết bị của nhóm đang xét.
Khi số thiết bị n ≤ 5 thì hệ số thiết bị hiệu quả được xác định:

(*)
Nếu n >5 thì việc tính nhq theo công thức (*) khá phức tạp nên thường sử dụng phương pháp đơn giản hoá để tính nhq với sai số cho phép trong phạm vi ±10%. Trình tự
tính toán:
- Xác định số thiết bị trong nhóm n và tổng công suất định mức

∑ Pđmn

- Chọn những thiết bị có công suất mà công suấy định mức của mỗi thiết bị này nhỏ hơn,
hoặc bằng một nửa công suất của thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm thiết bị xét.
- Xác định số n1: Là số thiết bị có công suất không nhỏ hơn một nửa công suất của thiết
bị công suất lớn nhất, và ứng với số thiết bị n1 xác định tổng công suất định mức: ∑Pđmn1
- Tìm giá trị

n∗ =

n1
n

và

P∗ =

Sau khi xác định được (n*, P*)

∑P
∑P

dmn1

dmn

Dựa vào cung cập điện tra bảng ta sẽ có nhq*, từ đó rút ra nhq*: nhq = nhq*.n
3. tính toán phụ tải điện cho phân xưởng cơ khí 1.
Tùy theo thông tin yêu cầu thiết kế nhà máy mà ta chọn phương pháp tính toán
cho hợp lí . ở đây do biết rõ về các thông tin phụ tải điện công suất, đặc tính kĩ thuật của
phụ tải điện,mặt bằng bố trí thiết bị. Ta sử dụng phương pháp số thiết bị hiệu quả để tính.

SVTH : Hoàng Văn Quý

Trang: 16


Mặt bằng bố trí nhà máy như sau:
RÈN DẬP

TRẠM BƠM

CƠ KHÍ 1
ĐÚC THÉP

CƠ KHÍ 2

ĐÚC GANG
CƠ ĐIỆN
LẮP RẮP

MỘC MẪU

KHO
VẬT TƯ

KIỂM NGHIỆM

NHÀ
HÀNH CHÍNH
KHO
SẢN PHẨM
ga ra
BaoVỆ

SVTH : Hoàng Văn Quý

Trang: 17


Mặt bằng phân xưởng cơ khí số 1
16

18

32

2

19

17

19

9

8

15

11
5
3

12

16
31

4

23

18

9

25

Phòng kỹ thuật

13
21

7

CẦU TRỤC

SVTH : Hoàng Văn Quý

% = .... Pđm =.... kw

Trang: 18


Để thuận tiện khi thực hiện ta có thể chia phụ tải điện thành các nhóm .việc chia nhóm
phải đảm bảo các yêu cầu :
+_ các thiết bị có cùng chế độ làm việc
+_có công suất định mức là tương đương nhau
+_có vị trí gần kề nhau thuận tiện cho việc đi dây và và cấp điện
+_mỗi nhóm có không quá 8 thiết bị
Dựa vào đó ta có thể chia các thiết bị trong phân xưởng cơ khí1 thành 3 nhóm như sau:
+_ nhóm I gồm:16,18,19,9,15,8,3,12
+_nhóm II gồm :32,2,19,17,11,16,5,31
+_nhóm III gồm:4,9,23,25,18,13,21,7,35
Trong số các thiết bị có cầu trục là thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn ta cần quy đổi về
chế độ dài hạn :
Pđm = Sđm. = 40.= 20 kw
STT
16

18
19
9
15
8
3
12

Tên thiết bị
Máy sọc
Máy tiện
Máy doa
Máy phay
Máy sọc
Máy bào
Máy doa
Máy mài tròn

32
2
19
17
11
16
5
31

Máy tiện
Máy doa
Máy doa

Máy tiện
Máy mài tròn
Máy sọc
Máy tiện
Máy tiện

4
9
23
25
18
13
21

Máy tiện
Máy phay
Máy bào
Máy tiện
Máy tiện
Máy phay
Máy cưa thép

SVTH : Hoàng Văn Quý

Nhóm I
P (kw)
9
7
14
7,5

8
6,5
6
8
Nhóm II
8
9
14
9,5
5
9
12
11
Nhóm III
9
7,5
7
8
7
11
7

Cos
0,6
0,7
0,65
0,75
0,65
0,8
0,8

0,7

Ksd
0,2
0,17
0,18
0,18
0,17
0,17
0,15
0,2

0,75
0,75
0,65
0,75
0,65
0,6
0,65
0,6

0,15
0,2
0,18
0,15
0,16
0,2
0,16
0,2

0,75
0,75
0,6
0,6
0,7
0,65
0,7

0,17
0,18
0,2
0,15
0,17
0,17
0,17
Trang: 19


7
35
3.1

Máy bào
Cầu trục

8,5
20

0,7
0,65

0,16
0,16

tính toàn cụ thể.

3.1.1 tính cho nhóm I.
Tổng số thiết bị trong nhóm :

n=8

Thiết bị có công suất lớn nhất là

Pmáy doa= 14 kW

Số thiết bị có công suất không nhỏ hơn ½ Pmáy doa

:

công suất của 4 thiết bị có P>= ½ Pmấy doa

P1= n1i =53,5 kW

:

tổng công suất trong nhóm :

n1 = 6
P = i= 66kW

n1
P
=0,75
; p*= 1 =0,81
n
P
dựa theo bảng 3-3 tài liệu cung cấp điện tác giả Nguyễn Công Hiền và kết quả tính toán ở

n*=

trên

ta lấy

n*hp=0.93

ta có nhp= n*hp.n =0,93.8 = 7,44

Ksdcủa nhóm thiết bị 1 :
Ksd=

Cos của nhóm thiết bị :

cos =

Cos= =0,7
Vậy tg= 1,02
Dựa vào bảng 3-2 tài liệu cung cấp điện tác giả Nguyễn Công Hiền và kết quả tính n hq và
ksd ta lấy hệ số cực đại Kmax=2,4
n

Vậy : Ptt= kmax.ksd.

∑ P =0,18.2,4.66= 28,51 kw
i= 1

i

Qtt= Ptt.tg=28,51.1,02=29,08kw
Stt= =40,73kVA
SVTH : Hoàng Văn Quý

Trang: 20


Itt=

==64,33 A

3.1.2 Tính toán cho nhóm 2:
Tương tự nhóm I ta có :
+) số thiết bị trong nhóm :

n= 8

+)công suất lớn nhất :

Pmáy doa=4 kw

+)tổng công suất :

P= 76,5 kw

+)số thiết bị có P một nửa Pmáy doa: n1= 7
+) P1

P1= 72,5 kw
n* =

n1
= =0,875 ;
n

p*=

P1
= = 0,95
P

tương tự nhóm I,ở đây ta lấy n*hp=0,92
vậy nhp=n.n*hp=0.92.8=7,36
ksd==0,176
TT nhóm I,lấy kmax=2,35 Cos= =0,67
vậy tg=1,1
Ptt= kmax.ksd.=2,35.0,176.76,5=31,6 kw
Qtt= Ptt.tg=31,6.1,1= 34,76 kw
Stt=

==47,2kVA

Itt=

==71,71 A

3.1.3 Tính toán cho nhóm III: tương tự 2 nhóm trên.
3.1.4 Phụ tải chiếu sáng phân xưởng cơ khí 1:
Để sơ bộ xác định phụ tải chiếu sáng của phân xưởng người ta dùng phương pháp
suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích
Pcs = Po.F
Po – công suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích(theo bảng 1-2 sách TK CCĐ )
với phân xưởng cơ khí 1 ta có Po = 15 (W/m2)
F: diện tích phân xưởng
F = 40 x 15 = 600 (m2)
Pcs = 15.600 = 9 (kW)
Ics===13,67 (A)
SVTH : Hoàng Văn Quý

Trang: 21


Tổng hợp tính toán phụ tải phân xưởng cơ khí 1
Nhóm

Ptt (kw)

Qtt(kw)

1

28,51

29,08

Stt(kw)
40,73

2
3

31,6
35,84

34,76
38,34

47,2
53,49

Itt(A)
64,33
71,71
81,27

Phụ tải tính toán phân xưởng cơ khí 1:
Với hệ số Kđt ta lấy là :0,85 ta có
n

Pttpx=Kđt.

∑P

Qttpx=Kđt.

∑

i= 1
n

i= 1

tt i

+Pcs= 0,85.(28,51+31,6+35,84)+9 = 90,56 (kw)

Qtt i= 0,85.(29,08+34,76+38,34)=86.85 (kw)

n

Sttpx= Kđt.
Ittpx =

∑

i= 1

Stti= 0,85.(40,73+47,2+53,49)=120.2 (kVA)

= = 177,76 A

3.2 Tính toán cho các phân xưởng còn lại.

Tương tự như tính cho phân xưởng cơ khí 1 tính toán cho các phân xưởng còn lại ta được
bảng sau:
Stt Tên phân xưởng
Ptt(kw)
Qtt(kw)
Stt(kVA) Itt(A)
p 0 (w/m2)
1
Cơ điện
207,2
160
261,78
397,74
15
2
Cơ khí 1
90,56
86,85
120,2
178,7
15
3
Cơ khí 2
246
160
293,46
445,86
15
4
Rèn,dập

165,75
100
210,17
275,8
15
5
Đúc thép
436,3
340
553,13
840
12
6
Đúc gang
298,4
350
460
698,8
12
7
Dụng cụ
250
160
296,82
451
10
8
Mộc mẫu
136
100

214,5
356
15
9
Lắp ráp
165,25
130
210,26
319,45
15
10 Nhiệt luyện
130
100
312,23
612.4
15
11 Kiểm nghiệm
178
120
214,67
326,16
16
12 Trạm Bơm
40,2
22
45,83
69,63
12
13 Kho1(sản phẩn)
28

15
31,76
48,26
10
14 Kho2( vật tư)
43
25
49,74
75,6
10
15 Nhà hành chính
82
70
107,8
163,8
10
n
4. Tính toán cho nhà máy.
*)công suất tác dụng nhà máy:
Pttnm=Kđt. Pttpxi
i= 1
Lấy Kđt nhà máy bằng 0,9
Pttnm=0,9.(207,2+90,56+246+165,75+436,3+298,4+250+136+165,25+130+178+

∑

SVTH : Hoàng Văn Quý

Trang: 22

40,2+28+43+82) = 2,25(Mw)
*)công suất phản kháng của nhà máy:
Qttnm= Kđt. Qttpxi
Với Kđt=0,9
Qttnm=0,9.(160+86,85+160+100+340+350+160+200+130+100+120+22+15+25+70)
= 1,654 (MW)
*)công suất toàn phần nhà máy: Sttnm=
*) dòng điện tính toán toàn nhà máy: Ittnm=
*) hệ số

cos nm=

=
= 2,79 (MVA)

= =4,24(kA)

= = 0,806

SVTH : Hoàng Văn Quý

Trang: 23


CHƯƠNG II: THIẾT KẾ PHƯƠNG ÁN CẤP ĐIỆN
CHO NHÀ MÁY
I. .1 CẤU TRÚC MẠNG ĐIỆN NHÀ MÁY
I 1.1.Sơ đồ cung cấp điện phần bên ngoài nhà máy :
Hệ thống cung cấp bên ngoài nhà máy bao gồm đường dây,trạm biến áp hệ thống để

đầu vào của TBA xí nghiệp.
Nhà máy cơ khí được cung cấp điện từ nguồn điện cao áp 22 (KV) phụ tải tính toán
của nhà máy là 3,14 (MVA).
Hộ phụ tải toàn nhà máy được xếp vào loại I vì có nhiều phân xưởng được xếp vào hộ
đó.Do đó ta thiết kế sơ đồ cung cấp điện từ nguồn tới trạm biến áp nhà máy bằng 2
đường dây trên không 22 (KV) lộ đơn,mỗi lộ đơn nối từ nguồn riêng N1 và N2.
Ở đây chế độ làm việc bình thường ,cả hai đường dây đều mang tải khi có sự cố trên
một đường dây thì đường dây đó cắt ra và đường dây còn lại sẽ mang tải cho nhà máy ,do
vậy tính liên tục cung cấp điện được nâng cao.
I 1.2. Sơ đồ cung cấp điện nội bộ nhà máy :
Sơ đồ cung cấp điện nội bộ trong nhà máy đảm bảo viêc phân phối điện bên trong
lãnh thổ nhà máy kể từ trạm biến áp chính đến cá thiết bị dùng điện vì số nhánh của
mạng lớn ,đường dây tổng cộng dài ,số thiết bị điện nhiều nên cần lựa chọn sơ đồ sao cho
tính an toàn cung cấp điện cao và thõa mãn 2 chỉ tiêu kỹ thuật, kinh tế.
Các phân xưởng thuộc cơ khí được bố trí khá đồng đều trên mặt bằng sản xuất với
diện tích rộng. Xây dựng trạm hạ áp từ 22 (KV) xuống 0,4 (KV) dặt tại một vị trí hợp lý
trong mặt bằng nhà máy sau đó từ hệ thống thanh cái phân phối hạ áp TBA xuất tuyến
cho các đường cáp cấp điện cho các phân xưởng.
Sơ đồ CCĐ từ TBA nhà máy tới tủ phân phối đặt trong các phân xưởng được thực
hiện sơ đồ mang hình tia có những ưu điểm sau :
- Độ an toàn,tin cậy và tính liên tục CCĐ cao.
- Bảo vệ đơn giản,chọn lọc.
- Thuận lợi cho tự động hóa.
- Thi công lắp đặt ,vận hành đơn giản và thuận tiện khi sữa chữa.
SVTH : Hoàng Văn Quý

Trang: 24


I.2.Chọn vị trí, dung lượng,số lượng biến áp.

Đối với mỗi một nhà máy ta phải xác định được phương án TBA hợp lý nhất,điều này
phụ thuộc các đặc điểm riêng của nhà máy,giá trị tính toán phụ tải,loại hộ tiêu thụ,sơ đồ
mặt bằng nhà máy ,khả năng cung cấp ngoài và hiện trạng lưới điện khu vực.
Thiết kế TBA là tổng hợp các công việc từ tính lựa chọn vị trí đặt trạm,công suất mỗi
trạm,số biến áp trong trạm ,sơ đồ nối dây cao áp,sơ đò nối dây và liên tục hạ áp,đo lường
và bảo vệ trạm biến áp .Phương án thiết kế TBA không hợp lý có ảnh hưởng xấu đến các
chỉ tiêu kinh tế_kỹ thuật của hệ thống CCĐ.
*)Chọn vị trí đặt trạm biến áp :
việc xác định đúng đắn vị trí đặt trạm biến áp nhà máy sẽ tạo điều kiện cho sơ đồ đi dây
CCĐ hợp lý,đồng thời giảm được tổn thất.
Vị trí đặt trạm được xác định :
- Gần trung tâm phụ tải chính của đường dây.
- Thuận lợi cho nguồn tới ( nguồn).
- Thuận lợi đi dây tới phân xưởng.
- Thuận lợi thi công xây lắp sữa chữa,vận hành ,thay thế và có khả năng khải triển
công suất nhà máy nếu có nhu cầu.
- Không ảnh hưởng đến các công trình khác.
- Tránh bụi,khói,hay các tác động khác.
- Có thể phải đề cập đến an ninh quốc phòng nếu cần thiết.
I 3. Tính toán xác định biểu đồ phụ tải.
- Việc phân bố hợp lý các trạm biến áp trong phạm vi xí nghiệp là một vấn đề quan
trọng để xây dựng sơ đồ cung cấp điện có các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật cao, đảm bảo
được chi phí hàng năm nhỏ. Để xác định được vị trí đặt các trạm biến áp ta xây dựng biểu
đồ phụ tải trên mặt bằng tổng của xí nghiệp.

SVTH : Hoàng Văn Quý

Trang: 25