thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng cơ khí 1KTA và toàn bộ nhà máy cơ khí 1N4

I.Đề Tài: Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng Cơ khí 1KTA và toàn
bộ nhà Máy cơ khí 1N4.
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.
- Số liệu nguồn U đm = 110 kV ; S NM =1000 MVA ; khoảng cách đến
NM 5km
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 mạng điện cho phân xưởng và toàn nhà máy.
5. Chọn và kiểm tra các thiết bị trong mạng điện.
6, Tính toán tụ bù để nâng cao hệ số công suất toàn nhà máy lên 0,93
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 nguyên lý CCĐ phân xưởng.

Trang:

-1-


LỜI NÓI ĐẦU
CHƯƠNG I
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY CƠ KHÍ VÀ YÊU CẦU CUNG CẤP
ĐIỆN CHO HỘ PHỤ TẢI
1.1 - VỊ TRÍ ĐỊA LÍ VÀ VAI TRÒ KINH TẾ.............................................................
1.2 - MỘT SỐ YÊU CẦU KHI THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN...................................

CHƯƠNG II
XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ SỐ 1 VÀ TOÀN NHÀ
MÁY
2.1 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ SỐ 1 ......................

2.1.1. Phân nhóm phụ tải.................................................................................
2.1.2. Các phương pháp xác định phụ tải tính toán........................................
2.1.3. Tính toán phụ tải từng nhóm.................................................................
2.1.4. Phụ tải chiếu sáng cho phân xưởng cơ khí số 1....................................
2.1.5. Phụ tải tính toán toàn phân xưởng cơ khí.............................................
2.2. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA NHÀ MÁY.......................................
CHƯƠNG III
THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG
VÀ TOÀN NHÀ MÁY
A. THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO P.X CƠ KHÍ SỐ 1 .................
3.1 - ĐẶT VẤN ĐỀ ..................................................................................................
3.2 - CHỌN SƠ ĐỒ CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ SỐ 1................
3.3. LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG ...............................

3.3.1. Chọn dây chảy bảo vệ cho từng máy ....................................................
3.3.2. Chọn dây dẫn cung cấp cho các thiết bị................................................
3.3.3 Chọn dây chảy bảo vệ cho từng nhóm máy...........................................
3.3.4. Chọn cáp dẫn cung cấp cho từng nhóm máy ........................................
3.3.5. Chọn tủ phân phối.................................................................................
3.3.6. Chọn tủ động lực ..................................................................................
3.3.7. Chọn aptomat bảo vệ cho các phân xưởng ..........................................
B. THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN CHO NHÀ MÁY CƠ KHÍ..........................
3.1 - ĐẶT VẤN ĐỀ ...................................................................................................
Trang:

-2-


3.2 - CHỌN PHƯƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY............................

3.2.1. Chọn sơ đồ cung cấp điện.....................................................................
3.2.2. Chọn dung lượng và số lượng máy biến áp nhà máy............................
3.2.3. So sánh các phương án cấp điện cho Nhà máy.....................................
3.3 - PHỤ TẢI CỦA NHÀ MÁY KỂ CẢ TỔN THẤT CÔNG SUẤT.......................

3.3.1. Xác định tổn thất trong máy biến áp ....................................................
3.3.2. Vị trí trạm biến áp nhà máy...................................................................
3.3.3 . Chọn các thiết bị điện trong mạng điện nhà máy.................................

A. CHỌN THIẾT BỊ ĐIỆN HẠ ÁP............................................................................
B. CHỌN THIẾT BỊ ĐIỆN CAO ÁP...........................................................................
CHƯƠNG IV
TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH VÀ KIỂM TRA CÁC THIẾT BỊ
TRONG MẠNG ĐIỆN
4.1. TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH ..............................................................................
4.2. KIỂM TRA THIẾT BỊ.........................................................................................
CHƯƠNG V
THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG CHO PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ
6.1. ĐẶT VẤN ĐỀ :................................................................................................
6.2. LỰA CHỌN SỐ LƯỢNG VÀ CÔNG SUẤT CỦA HỆ THỐNG ĐÈN
CHIẾU SÁNG...........................................................................................................

6.2.1. Các hình thức chiếu sáng:.........................................................................
6.2.2. Chọn hệ thống chiếu sáng..........................................................................
6.2.3.Chọn loại đèn chiếu sáng............................................................................

6.2.4. Chọn độ rọi cho các bộ phận.....................................................................
6.3. TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG :.............................................................................
6.4. THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CHIẾU SÁNG...........................................................
CHƯƠNG VI
TINH TOÁN BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG
ĐỂ NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT CỦA NHÀ MÁY
6.1. ĐẶT VẤN ĐỀ.....................................................................................................
6.2. XÁC ĐỊNH VÀ PHÂN BỐ DUNG LƯỢNG BÙ...............................................

6.3.1.Xác định dung lượng bù.........................................................................
6.3.2. Phân bố dung lượng bù cho các thanh cái hạ áp .................................

Trang:

-3-


LỜI NÓI ĐẦU
Điện năng là một dạng năng lượng phổ biến và có tầm quan trọng không thể
thiếu được trong bất kỳ một lĩnh vực nào của nền kinh tế quốc dân của mỗi đất
nước.Như chúng ta đã xác định và thống kê được rằng khoảng 70% điện
năng được sản xuất ra dùng trong các xí nghiệp,nhà máy công nghiệp.Vấn
đề đặt ra cho chúng ta là đã sản xuất ra được điện năng làm thế nào để cung
cấp điện cho các phụ tải điện cho hiệu quả, tin cậy. Vì vậy cung cấp điện cho
các nhà máy, xí nghiệp công nghiệp có một ý nghĩa to lớn đối với nền kinh
tế quốc dân.
Nhìn về phương diện quốc gia thì việc đảm bảo cung cấp điện một cách liên
tục và tin cậy cho nghành công nghiệp tức là đảm bảo cho nền kinh tế quốc
gia phát triển liên tục và tiến kịp với sự phát triển của nền khoa học công
nghệ thế giới.

Nếu ta nhìn về phương diện sản xuất và tiêu thụ điện năng thì công nghiệp là
nghành tiêu thụ năng lượng nhiều nhất.Vì vậy cung cấp điện và sử dụng điện
năng hơp lý trong lĩnh vực này sẽ có tác dụng trực tiếp đến việc khai thác
một cách hiệu quả công suất của các nhà máy phát điện và sử dụng hiệu quả
lượng điện năng được sản xuất ra.
Một phương án cung cấp điện hợp lý là phải kết hợp một cách hài hoà các
yêu cầu về kinh tế, độ tin cậy cung cấp điện, độ an toàn cao, đồng thời phải
đảm bảo tính liên tục cung cấp điện, tiện lợi cho việc vận hành, sữa chữa khi
hư hỏng và phải đảm bảo chất lượng điện năng trong phạm vi cho phép,hơn
nữa phải thuận tiện cho việc mở rộng trong tương lai.
Sau thời gian học tập và nghiên cứu môn Cung Cấp Điện em đã được nhận
đồ án với đề tài:Thiết kế hệ thống CCĐ cho phân xưởng cơ khí 1KTA và
toàn bộ nhà máy cơ khí 1N4.
Sau một thời gian làm đồ án với sự nỗ lực của bản thân và sự giúp đỡ tận
tình của thầy giáo và các thầy cô trong khoa Điện, nay đồ án của em đã được
hoàn thành
Em xin chân thành cảm ơn! .
Trang:

-4-


CHƯƠNG I:
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY CƠ KHÍ VÀ YÊU CẦU CUNG CẤP
ĐIỆN CHO HỘ PHỤ TẢI.
1.1.-VỊ TRÍ ĐỊA LÍ VÀ VAI TRÒ KINH TẾ.

Trong công nghiệp ngày nay ngành cơ khí là một ngành công nghiệp then
chốt của nền kinh tế quốc dân tạo ra các sản phẩm cung cấp cho các ngành
công nghiệp khác cũng như nhiều lĩnh vực trong kinh tế và sinh hoạt.Đáp

ứng nhu cầu của sự phát triển kinh tế, các nhà máy cơ khí chiếm một số
lượng lớn và phân rộng khắp cả nước.
Nhà máy đang xem xét đến là nhà máy cơ khí bộ quốc phòng sản xuất các
thiết bị cung cấp cho các nhà máy công nghiệp. Nhà máy có 15 hộ phụ
tải,quy mô với 10 phân xưởng sản xuất và các nhà điều hành.
Bảng 1-1: số liệu phụ tải tính toán các phân xưởng trong nhà máy.
Stt
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

Trang:

-5-

Tên phân xưởng
Cơ điện
Cơ khí 1
Cơ khí 2
Rèn, dập
Đúc thép

Đúc gang
Dụng cụ
Mộc mẫu
Lắp ráp
Nhiệt luyện
Kiểm nghiệm
Kho 1(sản phẩm)

Ptt
(kW)
120
Ptt
180
165
200
180
160
90
110
170
70
50

Qtt
(kWAr)
110
Qtt
130
125
180

150
120
70
90
160
50
35

Loại hộ
2
1
1
2
1
1
2
1
2
1
1
2


13
14

Kho 2 (vật tư)
Nhà hành chính

50

70

25
75

2
1

Do tầm quan trọng của quá trình CNH-HĐH đất nước đòi hỏi phải có nhiều
thiết bị, máy móc. Vì thế nhà máy có tầm quan trọng rất lớn. Là một nhà
máy sản xuất các thiết bị công nghiệp vì vậy phụ tải của nhà máy đều làm
việc theo dây chuyền, có tính chất tự động hóa cao. Phụ tải của nhà máy chủ
yếu là phụ tải loại 1 và loại 2 (tùy theo vai trò quy trình công nghệ).
Nhà máy cần đảm bảo được cấp điện liên tục và an toàn. Do đó nguồn điện
cấp cho nhà máy được lấy từ hệ thống điện quốc gia thông qua trạm biến áp
trung gian.
1.1.1- Phân xưởng cơ điện.
Có nhiệm vụ sửa chữa, bảo dưỡng các thiết bị máy móc cơ điện của nhà máy
Phân xưởng nào 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.
1.1.2- 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. Nêu 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.
1.1.3- 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.
1.1.4- Phân xưởng kiểm nghiệm.
Có nhiệm vụ kiểm tra chất lượng sản phẩm và chỉ tiêu kỹ thuật của sản
phẩm. Trong phân xưởng sử dụng nhiều thiết bị đo đếm có độ chính xác cao,
do vậy mức độ ổn định là quan trọng nhất. Xếp vào hộ tiêu thụ loại 1.
1.1.5- Phân xưởng rèn, dập.
Phân xưởng được trang bị các máy móc và lò rèn để chế tạo ra phôi và các
chi tiết khác đảm bảo độ bền và cứng. Xếp vào hộ tiêu thụ loại 2.
1.1.6- Nhà kho
Có nhiệm vụ bảo
quản và cất giữ các
sản phẩm của
nhà máy trong quá
trình chưa tiêu
thụ sản phẩm. Yêu
Trang:

-6-


cầu cung cấp điện cho nhà kho chủ yếu là cung cấp điện chiếu sáng và sấy
bảo quản sản phẩm nên có thể xếp vào hộ tiêu thụ loại 2.
1.7- Phân xưởng dụng cụ.
Là phân xưởng có nhiệm vụ cung cấp phương tiện làm việc cho toàn nhà
máy. Đảm bảo cho tính liên tục khi sản xuất. Vì vậy có thể xếp phân xưởng
vào hộ tiêu thụ loại 2.
1.2.- MỘT SỐ YÊU CẦU KHI THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN.

Điện năng là một dạng năng lượng có ưu điểm như: Dễ dàng chuyễn thành
các dạng năng lượng khác ( nhiệt năng, quang năng, cơ năng…), dễ truyền

tải và phân phối. Chính vì vậy điện năng được dùng rất rộng rãi trong mọi
lĩnh vực hoạt động của con người. Điện năng nói chung không tích trữ được,
trừ một vài trường hợp cá biệt và công suất như như pin, ắc quy, vì vậy giữa
sản xuất và tiêu thụ điện năng phải luôn luôn đảm bảo cân bằng.
Quá trình sản xuất điện năng là một quá trình điện từ. Đặc điểm của quá
trình này xẩy ra rất nhanh. Vì vậy đễ đảm bảo quá trình sản xuất và cung cấp
điện an toàn, tin cậy, đảm bảo chất lượng điện phải áp dụng nhiều biện pháp
đồng bộ như điều độ, thông tin, đo lường, bảo vệ và tự động hóa vv…
Điện năng là nguồn năng lượng chính của các ngành công nghiệp, là điều
kiện quan trọng để phát triển các khu đô thị, khu dân cư….Vì lý do đó khi
lập kế hoạch phát triển kinh tế xã hội, kế hoạch phát triển điện năng phải đi
trước một bước, nhằm thỏa mãn nhu cầu điện năng không những trong giai
đoạn trước mắt mà còn dự kiến cho sự phát triển trong tương lai 5 năm 10
năm hoặc có khi lâu hơn nữa. Khi thiết kế CCĐ cần phải đảm bảo các yêu
cầu sau:
1.2.1 – Độ tin cậy cung cấp điện:
Đó là mức đảm bảo liên tục cung cấp điện tùy thuộc vào tính chất của hộ
dùng điện
Hộ loại 1: là những hộ rất quan trọng không được để mất điện, nếu xảy ra
mất điện sẽ gây ra hậu quả nghiêm trọng.
-làm mất an ninh chính trị, mất trật tự xã hội. Đó là sân bay, hải cảng, khu
quân sự, khu ngoại giao đoàn, các đại sứ quán, nhà ga, bến xe,trục giao
thông chính trong đường phố.
Trang:

-7-


-làm thiệt hại lớn tới nguồn kinh tế quốc dân. Đó là khu công nghiệp, khu
chế xuất, dầu khí, luyện kim,nhà máy cơ khí lớn,trạm bơm nông nghiệp

lớn... những hộ này đóng vai trò quan trongjtrong nền kinh tế quốc dân hoặc
có giá trị xuất khẩu đem lại nhiều ngoại tệ cho đất nước.
-làm nguy hại đến tính mạng con người.
Hộ loại 2:bao gồm các xí nghiệp chế tạo hàng tiêu dùng( như xe đạp,vòng
bi, bánh kẹo, đồ nhựa,đồ chơi trẻ em...) và thương mại dịch vụ(khách sạn,
siêu thị, trung tâm thương mại lớn ...)với nhưng hộ này, nếu bị mất điện sẽ bị
thua thiệt về kinh tế như dãn công, gây thứ phẩm, phế phẩm, phá vỡ hợp
đồng cung cấp nguyên liệu hoặc sản phẩm cho khách hàng, làm giảm sút
doanh số và lãi suất...
Hộ loại 3:là những hộ không quan trọng cho phép mất điện tạm thời khi cần
thiết.đó là hộ ánh sáng sinh hoạt đô thị và nông thôn.
1.2.2 – Chất lượng điện.
Chất lượng điện đánh giá bằng hai tiêu chuẩn tần số và điến áp. Chỉ tiêu tần
số do cơ quan điều khiển hệ thống điều chỉnh. Chỉ có những hộ tiêu thụ lớn
mới phải quan tâm đến chế độ vận hành của mình sao cho hợp lý đễ góp
phần ổn định tần số của hệ thống lưới điện.
Vì vậy người thiết kế cung cấp điện thường phải chỉ quan tâm đến chất
lượng điện áp cho khách hàng. Nói chung điện áp ở lưới trung áp và hạ áp
cho phép dao động quanh giá trị 5% điện áp định mức. Đối với phụ tải có
yêu cầu cao về chất lượng điện áp như các máy móc thiết bị điện tử, cơ khí
có độ chính xác vv… điện áp chỉ cho phép dao động trong khoảng 2,5%.
1.2.3 – An toàn điện.
Hệ thống cung cấp điện phải được vận hành an toàn đối với người và thiết
bị. Muốn đạt được yêu cầu đó, người thiết kế phải chọn được sơ đồ cung cấp
điện hợp lý, mạch lạc để tránh nhầm lẫn trong vận hành, các thiết bị phải
được chọn đúng loại đúng công suất. Công tác xây dựng lắp đặt phải được
tiến hành đúng, chính xác cẩn thận. Cuối cùng việc vận hành, quản lý hệ
thống điện có vai trò hết sức quan trọng, người sử dụng tuyệt đối phải chấp
hành những quy định về an toàn sử dụng điện.
Trang:

-8-


1.2.4 – Kinh tế..
Khi đánh giá so sánh các phương án cung cấp điện chỉ tiêu kinh tế chỉ được
xét đến khi các chỉ tiêu kỹ thuật trên được đảm bảo chỉ tiêu kinh tế được
đánh giá qua tổng số vốn đầu tư, chi phí vận hành, bảo dưỡng và thời gian
thu hồi vốn đầu tư. Việc đánh giá chỉ tiêu kinh tế phải thông qua tính toán và
so sánh giữa các phương án từ đó mới lựa chọn được các phương pháp,
phương án cung cấp điện tối ưu.
Tuy nhiên trong quá trình thiết kế hệ thống ta phải biết vận dụng, lồng ghép
các yêu cầu trên vào nhau để tiết kiệm được thời gian và chi phí trong quá
trình thiết kế.
Bảng 1- 2 : Số liệu phụ tải phân xưởng cơ khí
Stt

Tên thiết bị

Ký hiệu

Công suất(KW,KVA)

Cosϕ

Κ sd

1.

Máy tiện

1.

10

0,65

0,18

2.

Máy tiện

2.

6

0,8

0,17

3.

Máy tiện

3.

7

0,6

0,19

4.

Máy bào

4.

4,5

0,8

0,16

5.

Máy bào

5.

8

0,7

0,15

6.

Máy phay

6.

5

0,8

0,16

7.

Máy mài tròn

7.

11

0,65

0,19

8.

Máy phay

8.

7,5

0,75

0,2

9.

Máy chuốt

9.

4,5

0,65

0,18

10.

Máy sọc

10.

5

0,6

0,16

11.

Máy doa

11.

10

0,6

0,2

12.

Máy cắt thép

12.

13

0,65

0,17

13.

Máy bào

13.

4,5

0,8

0,16

Trang:

-9-


14.

Máy tiện

14.

4,5

0,6

0,2

15.

Máy BA hàn
380/65V

15.

15 KVA

0,65

0,15

16.

Máy phay

16.

15

0.6

0.17

17.

Máy doa

17.

17

0,65

0,16

18.

Máy tiện

18.

12

0,8

0,15

19.

Máy doa

19.

12

0,6

0,2

20.

Cầu trục

20.

15 KVA

0,6

0,16

(ε dm

= 40 o )
o

(ε dm = 35 o )
o

CHƯƠNG II:

XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ SỐ 1 VÀ
TOÀN NHÀ MÁY
2.1 – XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ SỐ 1.

2.1.1: Phân nhóm phụ tải.
- Để phân nhóm phụ tải ta dựa theo nguyên tắc sau :
+ Các thiết bị trong nhóm nên có cùng một chế độ làm việc .
+ Các thiết bị trong nhóm nên gần nhau tránh chồng chéo và giảm
chiều dài dây dẫn hạ áp.
+ Công suất các nhóm cũng nên không quá chênh lệch nhóm nhằm
giảm chủng loại tủ động lực.

Trang:

- 10 -

- Căn cứ vào vị trí, công suất của các máy công cụ bố trí trên mặt bằng phân
xưởng ta chia ra làm 2 nhóm thiết bị phụ tải như sau :
S tt

Bảng 2 -1: Phân nhóm các thiết bị trong Phân xưởng cơ khí số 1
cos ϕ
K sd
Tên thiết bị Ký hiệu Công suất Pđm (Kw)

1
2
3
4
5

Máy tiện
Máy tiện
Máy tiện
Máy bào
Máy bào

1.
2.
3.
4.
5.

6
7
8

9
10

Máy phay
Máy doa
Máy phay
Máy phay
Máy sọc

6.
17.
8.
16.
10.

11
12
13
14
15

Máy doa
Máy tiện
Máy bào
Máy tiện
Máy doa

11.
18.
13.

14.
19.

16
17
18
19
20

Máy chuốt
Máy mài tròn
Máy cát thép
Máy BA hàn
Cầu trục

9.
7.
12.
15.
20.

Nhóm I
10
6
7
4,5
8
Nhóm II
5
17

7,5
15
5
Nhóm III
10
12
4,5
4,5
12
Nhóm IV
4,5
11
13
15
15

0,65
0,8
0,6
0,8
0,7

0.18
0.17
0,19
0,16
0,15

16,28
7,59

5,69
8,55
10,52

0,8
0,65
0,75
0,6
0,6

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

13,29
14,18
16,36
17,72
7,09

0,6
0,8
0,8
0,6
0,6

0.2
0,15

0,16
0,2
0,2

18,99
12,66
11,68
30,38
30,38

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

0,18
0,19
0,17
0,15
0,16

28,48
18,99
18,99
18,99
23,37

2.1.2 Các phương pháp xác định phụ tải tính toán.

Hiện nay đã có nhiều nghiên cứu về các phương pháp xác định phụ tải
tính toán, nhưng cá c phương pháp được dùng chủ yếu là:
a - Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu
cầu :
Một cách gần đúng có thể lấy Pđ = Pđm

Trang:

- 11 -

I đmđc ( A)


n

Ptt = k nc .∑ Pđm
i =1

Qtt = Ptt .tagϕ
S tt = Ptt2 + Qtt2 =

Ptt
cos ϕ

Khi đó :
n

Ptt = k nc .∑ Pđmi .
i =1

Trong đó :
- Pđi, Pđmi : công suất đặt và công suất định mức của thiết bị thứ
i ( kW).
- Ptt, Qtt, Stt : công suất tác dụng, phản kháng và toàn phần tính toán
của nhóm thiết bị ( kW, kVAR, kVA ).
- n : số thiết bị trong nhóm.
- Knc : hệ số nhu cầu của nhóm hộ tiêu thụ đặc trưng tra trong sổ tay
tra cứu.
Phương pháp này có ưu điểm là đơn giản, thuận tiện. Nhược điểm của
phương pháp này là kém chính xác. Bởi hệ số nhu cầu 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.
b - Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải trên một đơn vị
diện tích sản xuất :
Công thức tính :

Ptt = p o * F
Trong đó :
- po : suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất ( W/m2 ). Giá trị po
đươc tra trong các sổ tay.
- F : diện tích sản xuất ( m2 ).
Trang:

- 12 -


Phương pháp này chỉ cho kết quả gần đúng khi có phụ tải phân bố
đồng đều trên diện tích sản xuất, nên nó được dùng trong giai đoạn thiết kế
sơ bộ, thiết kế chiếu sáng.
c. Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng cho

một đơn vị thành phần :
Công thức tính toán :

Ptt =

M .W0
Tmax

Trong đó :
M : Số đơn vị sản phẩm được sản xuất ra trong một năm.
Wo : Suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm ( kWh ).
Tmax : Thời gian sử dụng công suất lớn nhất ( giờ ).
Phương pháp này được dùng để tính toán cho các thiết bị điện có đồ thị phụ
tải ít biến đổi như : quạt gió, máy nén khí, bình điện phân… Khi đó phụ tải
tính toán gần bằng phụ tải trung bình và kết quả tính toán tương đối chính
xác.
d. Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ
số cực đại.
Công thức tính :
n

Ptt = K max .K sd .∑ P dmi
i=1

Trong đó :
n : Số thiết bị điện trong nhóm.
Pđmi : Công suất định mức thiết bị thứ i trong nhóm.
Kmax : Hệ số cực đại tra trong sổ tay theo quan hệ.
Kmax = f ( nhq, Ksd ).
nhq : số thiết bị sử dụng điện có hiệu quả là số thiết bị giả thiết có cùng

công suất và chế độ làm việc, chúng đòi hỏi phụ tải bằng phụ tải tính toán
Trang:

- 13 -


của nhóm phụ tải thực tế.( Gồm có các thiết bị có công suất và chế độ làm
việc khác nhau ).
Công thức để tính nhq như sau :
2

n hq

 n

P
∑
dmi ÷

i=1


= n
2
P
∑ dmi
i=1

(

)

Trong đó :
Pđm : công suất định mức của thiết bị thứ i.
n : số thiết bị có trong nhóm.
Khi n lớn thì việc xác định n hq theo phương pháp trên khá phức tạp do đó có
thể xác định nhq một cách gần đúng theo cách sau :
 Khi thoả mãn điều kiện :

m=

Pdm max
≤3
Pdm min

và Ksd ≥ 0,4 thì lấy nhq = n.
Trong đó Pđm min, Pđm max là công suất định mức bé nhất và lớn nhất của
các thiết bị trong nhóm.
 Khi m > 3 và Ksd ≥ 0,2 thì nhq có thể xác định theo công thức sau :
2

 n

2
P
∑
dmi ÷

i=1



n hq =
Pdmmax

 Khi m > 3 và Ksd < 0,2 thì nhq được xác định theo trình tự như sau :
Tính n1 - số thiết bị có công suất ≥ 0,5Pđm max.
Tính P1- tổng công suất của n1 thiết bị kể trên :
Trang:

- 14 -


n1

Pl = ∑ P dmi
i=1

n1
P
P* = 1
;
P
n
P : tổng công suất của các thiết bị trong nhóm :
Tính

n* =

n

P =

∑P

dmi

i=1

Dựa vào n*, P* tra bảng xác định được nhq* = f (n*,P* )
Tính
nhq = nhq*.n
Cần chú ý là nếu trong nhóm có thiết bị tiêu thụ điện làm việc ở chế
độ ngắn hạn lặp lại thì phải quy đổi về chế độ dài hạn khi tính n hq theo công
thức :

Ptt = Pđm ε %
ε% : hệ số đóng điện tương đối phần trăm .
Cũng cần quy đổi về công suất 3 pha đối với các thiết bị dùng điện 1
pha.
 Nếu thiết bị 1 pha đấu vào điện áp pha :
Pqd = 3.Pđmfa max
 Thiết bị một pha đấu vào điện áp dây :
Pqd = 3 .Pđm
Chú ý : Khi số thiết bị hiệu quả bé hơn 4 thì có thể dùng phương pháp
đơn giản sau để xác định phụ tải tính toán :
 Phụ tải tính toán của nhóm thiết bị gồm số thiết bị là 3 hay ít hơn
có thể lấy bằng công suất danh định của nhóm thiết bị đó :
n

Ptt = ∑ Pdmi

i=1

n : số thiết bị tiêu thụ điện thực tế trong nhóm.

Trang:

- 15 -


Khi số thiết bị tiêu thụ thực tế trong nhóm lớn hơn 3 nhưng số thiết bị
tiêu thụ hiệu quả nhỏ hơn 4 thì có thể xác định phụ tải tính toán theo công
thức :
n

Ptt = ∑ K ti .P dmi
i=1

Trong đó : Kt là hệ số tải . Nếu không biết chính xác có thể lấy như
sau :
Kt = 0,9 đối với thiết bị làm việc ở chế độ dài hạn .
Kt = 0,75 đối với thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại.
e. Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ
số hình dáng :
Công thức tính : Ptt = Khd.Ptb
Qtt = Ptt.tgφ
Stt =

Ptt 2 + Q tt 2

Trong đó Khd : hệ số hình dáng của đồ thị phụ tải tra trong sổ tay.

T

∫P

dt

Ptb =

0

T

=

A
T

Ptb : công suất trung bình của nhóm thiết bị khảo sát.
A : điện năng tiêu thụ của một nhóm hộ tiêu thụ trong khoảng thời
gian T.
f. Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và độ
lệch trung bình bình phương.
Công thức tính :
Ptt = Ptb ± β.δ.
Trong đó : β : hệ số tán xạ.
δ : độ lệch của đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình.
Phương pháp này thường được dùng để tính toán phụ tải cho các
nhóm thiết bị của phân xưởng hoặc của toàn bộ nhà máy. Tuy nhiên phương
pháp này ít được dùng trong tính toán thiết kế mới vì nó đòi hỏi khá nhiều
thông tin về phụ tải mà

Trang:

- 16 -


chỉ phù hợp với hệ thống đang vận hành.
g. Xác định phụ tải đỉnh nhọn của nhóm thiết bị.
Theo phương pháp này thì phụ tải đỉnh nhọn của nhóm thiết bị sẽ xuất
hiện khi thiết bị có dòng khởi động lớn nhất mở máy còn các thiết bị khác
trong nhóm làm việc bình thường và được tính theo công thức sau :
Iđn = K mm *Ikđ max + Itt – Ksd*Iđm max
Trong đó :
Ikđ max - dòng khởi động của thiết bị có dòng khởi động lớn nhất
trong nhóm.
Itt - dòng tính toán của nhóm máy .
Iđm max - dòng định mức của thiết bị đang khởi động.
Ksd - hệ số sử dụng của thiết bị đang khởi động.
2.1.3 Tính toán phụ tải từng nhóm.

Tính toán cho nhóm I.
Bảng 2-2:Bảng phân nhóm phụ tải điện
Tên thiết bị

S tt

Ký
hiệu

Công suất

cos ϕ

K sd

Pđm (Kw)

1

Máy tiện

1.

10

0,65

0.18

2
3

Máy tiện
Máy tiện

2.
3.

6
7

0,8
0,6

0.17
0,19

4
5

Máy bào
Máy bào

4.
5.

4,5
8

0,8
0,7

0,16
0,15

Xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại : K max
Số thiết bị trong nhóm I: n = 5
Xác định số thiết bị làm việc hiệu quả:
Vì n=5 nên nhq được tính theo công thức sau:

Trang:

- 17 -


n

nhq =

(∑ pdci ) 2
1
n

∑p

2
dci

(10 + 6 + 7 + 4,5 + 8) 2
= 2
= 4, 68
10 + 62 + 72 + 4,52 + 82

1

n

K sd ∑ nhI =

∑ P .K
đi

i =1

sdi

n

∑P

=

10*0,18 + 6*0.17 + 7*0.19 + 4,5*0,16 + 8*0,15
= 0,17
35,5

đi

i =1

Vậy hệ số K max được xác định theo K sdΣ và nhq ta được:

K max = f ( K sdΣ , nhq )

.

Từ bảng pl 1.5 trang 324 ta có: K max = 2,65
n

CosφtbnhI =

∑Ρ
i =1

đi

*Cos φni

n

∑P

=

10*0,65 + 6*0,8 + 7*0,6 + 4,5*0,8 + 8*0,7
= 0, 695
35,5

đi

i =1

Vậy phụ tải tính toán cho nhóm I :
n

Ρtt1 = K max * K sdđiΣ * ∑ p = 2, 65*0,17 *35,5 = 15,9( KW )
i =1

QttI = PttI * tgφ = 15,9*1, 034 = 16, 4( KVAR )
SttI = Qtt21 + PttI2 = 16, 42 + 15,92 = 22,8( KVA)
I ttI =

SttI
22,8
=
= 35( A)
3 *U đm
3 *0,38

Xác định dòng điện định mức của thiết bị có trong nhóm I như sau:
I đmđci =

Pđm
3 * 0,38 * cos ϕ đci

.Kết quả cho trên bảng 2-1.

Vậy dòng điện định mức lớn nhất được chọn là:
I đm max nhI = 16, 28( A)

Dòng điện đỉnh nhọn của nhóm I là:
I đnhI = K mmI * I đm max nhI + ( I ttI − K sd ΣI * I đm max nhI ) = 4, 68*16, 28 + (35 − 0,17 *16, 28) = 108, 42( A)

Trang:

- 18 -


Tính toán tương tự cho Nhóm II, Nhóm III và nhóm IV với chú ý khi xác định

n hq

của

n

nhq =

(∑ Pđci ) 2

phụ tải các nhóm có n = 5 thì áp dụng công thức
vì n=5 . Ta có bảng số liệu sau:
Nhóm
I
II
III
IV

1
n

∑P

2
đci

1

Ρtti (Kw)

Qtti (KVAR )

S tti (KVA )

I đm max nhi ( A)

I đnhi ( A)

K sd ∑ nhi

Cosϕ tbnhi

15,9
21,1
20,5
26,35

16,4
22,8
21,19
27,2

22,8
31,7
29,4
37,8

16,28
17,72
30,38
28,48

108,42
115
170
180,8

0,17
0,169
0,18
0,17

0,695
0,66
0,67
0,64

2.1.4 : Phụ tải chiếu sáng cho phân xưởng cơ khí số 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 ta có po = 15(W/m2).Dùng đèn sợi đốt để chiếu sáng cho
phân xưởng nên Cosϕ cs = 1.
F: diện tích phân xưởng
2

F = 16 x 54 = 864( m )
Pcs = 15*864 = 12,96 (kW)
Dòng điện chiếu sáng được xác định như sau:
I cs =

p cs
3 * U đm

=

12,96
3 * 0,38

= 19,69( A)

2.1.5 - Phụ tải tính toán toàn phân xưởng cơ khí
 Phụ tải tính toán của phân xưởng được tính theo công thức sau :
4

PttpxCK = K dtPX * (∑ Pttnhi + PttCS )
1

4

QttpxCK = K dtPX * ∑ Qttnhi
1

Trang:

- 19 -


Với Kđtpx là hệ số đang xét tới sự làm việc đồng thời giữa các nhóm máy trong
phân xưởng và Kđtpx = 0,8 – 0,85. Chọn

Pttpxđtpx
=k

* ( P ttII+ P ttIII+ P

ttI

+P

ttIV

+P

cs

K dtpx = 0,85

) = 0,85*(15,9 + 21,1 + 20,5 + 26,35 + 12,96)

= 82, 28( KW )
Qttpxđt= k *(
+ Q ttIII
+Q
ttI Q ttII

+Q

ttIV

) = 0,85*(16,4 + 22,8 + 21,19 + 27, 2) = 74, 45( KVAR)

2
Sttpx = Ppx2 + Qpx
= 82, 282 + 74, 452 = 110,9( KVA)

Cos φ px =

Ppx
S px

=

82, 28
= 0, 74 .
110,9

 Dòng điện tính toán của toàn phân xưởng :
I ttPX =

SttPX
110,9
=
= 168,5 (A).
3 *U đm
3 *0,38

2.2 - TÍNH TOÁN PHỤ TẢI CỦA TOÀN NHÀ MÁY.
Phụ tải của toàn nhà máy được xác định theo công thức:
14

PttNM = K dtNM * ∑ PttPXi
1

14

QttNM = K dtNM * ∑ QttPXi
1

Trong đó : Kđtnm là hệ số đồng thời xét đến khả năng phụ tải lớn nhất của phân
xưởng Kđtnm = 0,9.
Kpt là hệ số kể đến khả năng phát triển thêm phụ tải trong tương lai của nhà
máy : Kpt = 1,05 - 1,15.
∑PttNM = 0,9*(120 + 82,28 + 180 + 165 + 200 + 180 + 160 + 90 + 110 + 170
+70 + 50 + 50 + 70)

= 1527,55(kW).

∑QttNM = 0,9*(110 + 74,45 + 130 + 125 + 180 + 150 + 120 + 70 + 90 + 160 + 50
+ 35 + 25 +75)
SttNM = K pt *

(kVA).

Trang:

- 20 -

= 1255,03( kVAr).

( ∑ P ) + ( ∑Q )

2

ttPX

ttPX

2

= 1,15* 1527,552 + 1255, 032 = 2273,54


Cos φNM =

PttNM 1527,55
=
= 0, 67
SttNM 2273,54

Bảng 2 – 3 : Bảng phụ tải tính toán của nhà máy
Stt

Tên phân xưởng

1
2
3
4
5
6
7

8
9
10
11
12

Cơ điện
Cơ khí số 1
Cơ khí số 2
Rèn, dập
Đúc thép
Đúc gang
Dụng cụ
Mộc mẫu
Lắp ráp
Nhiệt luyện
Kiểm nghiệm
Kho 1(sản phẩm)

13
14

Kho 2 (vật tư)
Nhà hành chính

∑

Ptt
(kW)
120

82,28
180
165
200
180
160
90
110
170
70
50

Qtt
(kWAr)
110
74,45
130
125
180
150
120
70
90
160
50
35

50
70
1697,28

25
75
1394,45

Loại hộ
2
1
1
2
1
1
2
1
2
1
1
2
2
1

CHƯƠNG III :

THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG
VÀ TOÀN NHÀ MÁY
Trang:

- 21 -

A – THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG CƠ
KHÍ
3.1 – ĐẶT VẤN ĐỀ :

Mạng điện phân xưởng dùng để cung cấp và phân phối điện năng cho phân
xưởng nó phải đảm bảo các yêu cầu về kinh tế, kỹ thuật như : Đơn giản, tiết
kiệm về vốn đầu tư, thuận lợi khi vận hành và sữa chửa, dể dàng thực hiện
các biện pháp bảo vệ và tự động hóa, đảm bảo chất lượng điện năng, giảm
đến mức nhỏ nhất các tổn thất phụ.
Sơ đồ nối dây của phân xưởng có 3 dạng cơ bản :
- Sơ đồ nối dây hình tia : Ưu điểm là việc nối dây đơn giản, độ tin cậy cao,
dễ thực hiện các biện pháp bảo vệ và tự động hóa, dễ vận hành, bảo quản
sửa chữa nhưng có nhược điểm là vốn đầu tư lớn. thường được dùng ở các
hộ loại I và loại II.

- Sơ đồ nối dây phân nhánh : Ưu điểm của sơ đồ này là tốn ít cáp , chủng
loại cáp cũng ít. Nó thích hợp với các phân xưởng có phụ tải nhỏ, phân bố
không đồng đều. Nhược điểm là độ tin cậy cung cấp điện thấp thường dùng
cho các hộ loại III .

Trang:

- 22 -


- Sơ đồ nối dây hỗn hợp : Có nghĩa là phối hợp các kiểu sơ đồ trên tuỳ theo
các yêu cầu riêng của từng phụ tải hoặc của các nhóm phụ tải.
Từ những ưu khuyết điểm trên ta dùng sơ đồ hỗn hợp của hai dạng sơ đồ
trên để cấp điện cho phân xưởng, cụ thể là :
- Tủ phân phối của phân xưởng: Đặt 1 áptômát tổng phía từ trạm biến áp về

và 5 áptômát nhánh cấp điện cho 4 tủ động lực và 1 tủ chiếu sáng.
- Các tủ động lực: Mỗi tủ được cấp điện từ thanh góp tủ phân phối của phân
xưởng bằng một đường cáp ngầm hình tia, phía đầu vào đặt áptômát hoặc
cầu dao và cầu chì làm nhiệm vụ đóng cắt, bảo vệ quá tải và ngắn mạch cho
các thiết bị trong phân xưởng. Các nhánh ra cũng đặt các cầu dao, cầu chì
nhánh để cung cấp trực tiếp cho các phụ tải, thường các tủ động lực có tối đa
8 - 12 đầu ra vì vậy đối với các nhóm có số máy lớn sẽ nối chung các máy
có công suất bé lại với nhau cùng một đầu ra của tủ động lực.
- Trong một nhóm phụ tải: Các phụ tải có công suất lớn thì được cấp bằng đường
cáp hình tia còn các phụ tải có công suất bé và ở xa tủ động lực thì có thể gộp
thành nhóm và được cung cấp bằng đường cáp trục chính.
3. 2 – CHỌN SƠ ĐỒ CẤP ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ.

Qua phân tích ở trên đối với phân xưởng cơ khí ta dùng sơ đồ hổn hợp để
cung cấp điện cho phân xưởng : Sơ đồ nguyên lý như hình vẽ :

Trang:

- 23 -


Điện năng nhận từ thanh cái hạ áp của MBA phân xưởng qua aptomat đưa
về tủ phân phối bằng đường cáp động lực ( cáp 1) sau đó từ tủ phân phối có
các lộ ra dẫn về các tủ động lực qua hệ thống cáp ( cáp 2). Từ tủ động lực
điện năng được đưa đến các thiết bị bằng dây dẫn cách điện luồn trong ống
sắt. Việc đóng cắt và bảo vệ ở đây dùng cầu dao và aptomat.
3.3 – CHỌN CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN CHO PHÂN XƯỞNG CƠ KHÍ
3.3.1 – Chọn dây chảy bảo vệ cho từng máy :
Chọn dây chảy của cầu chì dựa vào các yêu cầu sau :
-

Dây chảy phải không được chảy khi dòng cho phép lâu dài lớn nhất
chạy qua, cho phép quá tải ngắn hạn như khởi động động cơ.

-

Dây chảy phải chảy khi có dòng ngắn mạch chạy qua hoặc dòng quá
tải lớn hơn giá trị cho phép.

Trang:

- 24 -


Các điều kiện chọn :

Pdmdc

 I dc ≥ I dmdc =
3 * U dm * cos ϕ


 I ≥ I dnh = K mm * I dmdc
 dc
a
a

Trong đó: Iđmdc: - dòng điện định mức của động cơ.
Idc – dòng điện định mức của dây chảy cầu chì.
A – hệ số phụ thuộc điều kiện khởi động.

- Với động cơ mở máy không tải a = 2,5.
- Với động cơ mở máy có tải a = 1,6 ÷ 2,5.
- Với máy hàn a = 1,6.
Iđn – Dòng điện đỉnh nhọn.
Kmm – Hệ số mở máy của động cơ.
- Với động cơ KĐB Kmm = 5 – 7.
- Với động cơ đồng bộ Kmm = 2 – 2,5.
- Với máy hàn và lò hồ quang Kmm >3.
Uđm – Điện áp định mức của lưới điện ( điện áp dây) kV.
Pđm – Công suất định mức của động cơ kW.
Cosϕ - Hệ số công suất định mức của động cơ cho trong lý lịch
máy.
 Tính cho máy tiện ở nhóm I:
Iđmđc = 16,28(A); Iđn = Iđmđc *K mm
Idc ≥ 16,28 (A).
Idc ≥
Trang:

- 25 -

81, 4
= 32,56
2,5

(A).

= 16,28*5 = 81,4 (A).