THIẾT kế hệ THỐNG CUNG cấp điện CHO CÔNG TY

LỜI NÓI ĐẦU
Điện năng là một dạng năng lượng có tầm quan tróng rất lớn trong bất kỳ
lĩnh vực nào trong nền kinh tế quốc dân và đời sống xã hội. Việc cung cấp điện hợp
lý và đạt hiệu quả là vô cùng cần thiết. Nó đòi hỏi người kỹ sư tính toán và nghiên
cứu sao cho đạt hiệu quả cao, hợp lý, tin cậy, và đảm bảo chất lượng cả về kinh tế
và kỹ thuật đặc biệt là đối với các xí nghiệp công nghiệp nói riêng và nghành công
nghiệp cũng như các nghành kinh tế nói chung.
Một phương án cung cấp điện hợp lý phải kết hợp hài hòa các yêu cầu về
kinh tế, độ tin cậy cung cấp điện, độ an toàn cao, thẩm mỹ… Đồng thời phải đảm
bảo tính liên tục cung cấp điện, tiện lợi cho vận hành, sửa chữa khi hỏng hóc và
đảm bảo được chất lượng điện năng nằm trong phạm vi cho phép. Hơn nữa phải
thuận lợi cho việc mở rộng và phát triển tương lai.


PHẦN MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đồ án
Trong công ty cổ phần có nhiều hệ thống máy móc khác nhau rất đa dạng,
phong phú và phức tạp. Các hệ thống máy móc này có tính công nghệ cao và hiện
đại. Do vậy mà việc cung cấp điện cho nhà máy phải đảm bảo chất lượng và độ tin
cậy cao.
Đứng về mặt cung cấp điện thì việc thiết kế điện phải đảm bảo sự gia tăng
phụ tải trong tương lai, về mặt kỹ thuật và kinh tế phải đề ra phương án cấp điện sao
cho không gây quá tải sau vài năm sản xuất và cũng không gây quá dư thừa dung
lượng công suất dự trữ.
Theo quy trình trang bị điện và công nghệ của nhà máy ta thấy khi ngừng
cung cấp điện sẽ ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm của nhà máy gây thiệt hại về
nền kinh tế quốc dân do đó ta xếp nhà máy vào phụ tải loại II, cần được bảo đảm
cung cấp điện liên tục và an toàn.
Trong quá trình sản xuất và phát triển sẽ thường xuyên nâng cấp, cải tiến quy
trình kỹ thuật để phù hợp với nhu cầu của thị trường. Vì vậy, trong quá trình thiết kế
cung cấp điện, sẽ chú ý đến yếu tố phát triển, mở rộng trong tương lai.

2. Mục đích nghiên cứu
Tìm hiểu các phương pháp tính toán phụ tải điện, thực trạng tiêu thụ điện
năng và hiện trạng hệ thống cung cấp điện tại xưởng may công ty cổ phần .
Qua quá trình nghiên cứu lý thuyết và thực trạng sử dụng điện đã tìm ra
phương án tối ưu cung cấp điện. Đồ án đã đưa ra được phương án thiết kế hệ thống
cấp điện cho xưởng may.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng: Công ty cổ phần .
- Phạm vi nghiên cứu: Hệ thống cung cấp điện cho công ty.
4. Phương pháp thực hiện
- Tham khảo tài liệu nghiên cứu: Khí cụ điện, hệ thống cung cấp điện, đồ án
thiết kế hệ thống cung cấp điện.

2


- Nghiên cứu, tìm hiểu, phân tích, tổng hợp kiến thức lý thuyết và qua tìm
hiểu thực tiễn cụ thể.
5. Dự kiến những đóng góp của đồ án
- Đồ án là tài liệu tham khảo cho sinh viên ngành Kỹ thuật điện về thiết kế hệ
thống cấp điện cho các nhà máy, xí nghiệp;
- Đồ án có tính thực tiễn cao, khả năng áp dụng được trong thực tế;
- Đồ án đã thiết kế và tính toán chọn lựa cung cấp điện theo phương án tối ưu
về chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật cho xưởng may.
6. Kết cấu của đồ án
- Phần I: MỞ ĐẦU
- Phần II: NỘI DUNG KLTN/ĐATN
+ Chương 1: Tổng quan khoa học của đồ án
+ Chương 2: Thực trạng hệ thống điện và nhu cầu phụ tải điện của công ty cổ
phần .

+ Chương 3: Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho công ty cổ phần .
- Phần III: KẾT LUẬN

3


PHẦN II: NỘI DUNG
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN KHOA HỌC CỦA ĐỒ ÁN
Nghành cơ khí chế tạo nhà máy đã từ lâu là một trong những nghành then
chốt của nền kinh tế quốc dân. Với nhiệm vụ sửa chữa sản xuất phụ tùng thay thế
các máy công cụ máy móc cơ giới… đáp ứng nhu cầu của sự phát triển nền kinh tế.
Các nhà máy cơ khí chiếm một số lượng lớn và phân bố rộng rãi trên khắp nước ta.
Ngày nay, cùng với sự phát triển các nghành công nghiệp khác, cơ khí chế tạo máy
cũng không ngừng phát triển cả về số lượng và chất lượng. Nhà máy cơ khí trung
quy mô là nhà máy thuộc nghành cơ khí chế tạo máy. Nhà máy có diện tích khoảng
16 000m2 với 9 phân xưởng và ban quản lý nhà máy có công suất đặ cho trong bảng
1.1.
DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CỦA NHÀ MÁY
Mộc mẫu

Khí nén

Đúc
Nguyên liệu
Rèn

Gia công
cắt

Lắp ráp

Kiểm tra

Sản
phẩm

Nhiệt
luyện
Giai đoạn đầu tiên của quy trình công nghệ là tạo phôi. Kim loại được đưa
vào nấu chảy và đúc phôi, giai đoạn này thường sử dụng các lò nấu kim loại đốt
bằng than hoặc lò điện trở, lò hồ quang, lò trung tần. Sau khi đúc xong thì phôi
được làm sạch, cắt bỏ phần thừa và đưa sang bộ phận rèn dập, một phần sau khi đúc
đưa sang gia công cắt gọt kim loại để gia công thành các chi tiết máy công cụ như
tiện, phay, bào, mài… với các công suất khác nhau có thể làm việc độc lập hoặc
theo dây chuyền. Các chi tiết máy được hòa thiện đưa sang quy trình lắp ráp.

4


Một số chi tiết máy chịu màu mòn như bánh răng, trục máy… sau khi gia
công cắt gọt còn phải gia công nhiệt luyện như tôi, ram, ủ, công đoạn này thường
dùng các lò tôi, lò cao tần…
Lắp ráp là quá trình cuối cùng của dây chuyền sản xuất, ở giai đoạn này các
chi tiết máy được lắp ráp thành khối và thành máy hoàn chỉnh.
Nhà máy được xây dựng mới với trình độ tự động hóa cao, một số nhà máy
làm việc theo dây chuyền có công suất lớn. Nhà máy làm việc 3 ca, thời gian sử
dụng công suất cực đại Tmax = 4500h. Với những đặc điểm và tính chất sản xuất đó,
nhà máy được xếp vào phụ tải loại I. Nhà máy cần được cung cấp điện một cách
liên tục và an toàn, đảm bảo chất lượng điện năng tốt.
Sau đây là tổng mặt bằng của nhà máy, mặt bằng của phân xưởng sửa chữa

cơ khí và phụ tải của phân xưởng sửa chữa cơ khí.
NHÀ MÁY SỐ 2

Tỉ lệ bản vẽ: 1:5000
Bảng . Công suất đặt các phân xưởng
Ký hiệu trên
mặt bằng
1
2
3
4
5
6
7

Tên phân xưởng
Phân xưởng kết cấu kim loại
Phân xưởng lắp ráp cơ khí
Phân xưởng đúc
Phân xưởng nén khí
Phân xưởng rèn
Trạm bơm
Phân xưởng sửa chữa cơ khí

5

Công suất đặt (kW)
2500
2200
1800

800
1600
450
Theo tính toán


8
9
10

Phân xưởng gia công gỗ
400
Ban quản lý nhà máy
120
Chiếu sáng phân xưởng
Xác định theo diện tích
Bảng . Danh sách thiết bị phân xưởng sửa chữa cơ khí
TT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27

SỐ
LƯỢNG
BỘ PHẬN DỤNG CỤ
Máy tiện ren
2
Máy tiện ren
2
Máy tiện ren
2
Máy tiện ren cấp chính sác cao
1
Máy doa tọa độ
1
Máy bào ngang

2
Máy xọc
1
Máy phay vạn năng
1
Máy phay ngang
1
Máy phay đứng
2
Máy mài trong
2
Máy mài phẳng
1
Máy mài tròn
1
Máy khoan đứng
1
Máy khoan đứng
1
Máy cắt mép
1
Máy mài vạn năng
1
Máy mài dao cắt gọt
1
Máy mài mũi khoan
1
Máy mài sắc mũi phay
1
Máy mài dao chuốt

1
Máy mài mũi khoét
1
Thiết bị để hóa bền kim loại
1
Máy giũa
1
Máy khoan bàn
2
Máy mài tròn
1
Máy mài thô
1
TÊN THIẾT BỊ

6

NHÃN
HIỆU

CÔNG
SUẤT

IA616
IA62
IK62
IN6N
2A450
7M36
7A420

6N82

7,0
7,0
10,0
1,7
2,0
7,0
2,8
7,0
7,0
2,8
4,5
2,8
2,8
2,8
4,5
4,5
1,75
0,65
1,5
1,0
0,65
2,9
0,8
2,2
0,65
1,2
2,8

6H82Π

6H11
3A240
311NΠ

3130
2A125
2135
866A
3A64
3818
36652
3667
360
3659
ΠΠ-58

HC125
3N634


28
29
30
31
32
33
34
35

36
37
38
39

BỘ PHẬN SỬA CHỮA
Máy tiện ren
3
Máy tiện ren
1
Máy tiện ren
1
Máy tiện ren
3
Máy tiện ren
1
Máy khoan đứng
2
Máy khoan hướng tâm
1
Máy bào ngang
1
Máy bào ngang
1
Máy mài phá
1
Máy khoan bào
1
Máy biến áp hàn
1

7

1616
1A62
1524M
1Π63A

163
2A135
2A53
7A35
7A36
3M634
HCI2A
CTĐ-24

4,5
7,0
7,0
10,0
14,0
4,5
4,5
2,8
10,0
4,5
0,65
24,6

CHƯƠNG 2: XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN, NHU CẦU PHỤ TẢI
ĐIỆN CỦA CÔNG TY CỔ PHẦN
Khi thiết kế cung cấp điện cho một công trình (cụ thể là nhà máy ta đang
thiết kế) thì nhiệm vụ đầu tiên của người thiết kế là phải xác định được nhu cầu điện
của phụ tải công trình đó (hay là công suất đặt của máy…).
Tùy theo quy mô công trình (hay của nhà máy…) mà phụ tải điện phải được
xác định theo phụ tải thực tế hoặc còn phải kể đến khà năng phát triển trong tương
lai. Cụ thể là muốn xác định phụ tải điện cho một xí nghiệp, nhà máy thì chủ yếu
dựa vào các máy móc thực tế đặt trong các phân xưởng và xét tới khả năng phát
triển của nhà máy trong tương lai (đối với xí nghiệp nhà máy công nghiệp chỉ yếu là
tương lai gần) còn đối với công trình có quy mô lớn như thành phố, khu dân cư…
thì phụ tải phải kể đến tương lai xa. Như vậy, việc xác định nhu cầu điện là giải bài
toán dự báo phụ tải ngắn hạn (đối với thành phố, khu vực…). Nhưng ở đây ta chỉ
xét đến dự bái phụ tải ngắn hạn vì nó liên quan trực tiếp đến công việc thiết kế cung
cấp điện nhà máy ta.
Dự báo phụ tải ngắn hạn là xác định phụ tải của công trình ngay sau khi công
trình đi vào sử dụng. Phụ tải này thường được gọi là phụ tải tính toán. Người thiết
kế cần phải biết phụ tải tính toán để chọn thiết bị điện như: máy biến áp, dây dẫn,
các thiết bị đóng, cắt, bảo vệ… để tính các tổn thất công suất, tổn thất điện áp, để
lựa chọn các thiết bị bù… Chính vì vậy, phụ tải tính toàn là một số liệu quan trọng
để thiết kế cung cấp điện. Phụ tải điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: công suất và
số lượng thiết bị điện, chế độ vận hành của chúng, quy trình công nghệ của mỗi nhà
máy, xí nghiệp, trình độ vận hành của công nhân v.v… Vì vậy, xác định chính xác
phụ tải là một nhiệm vụ khó khăn nhưng rất quan trọng. Bởi vì, nếu phụ tải tính
toán được xác định nhỏ hơn phụ tải thực tế thì sẽ làm giảm tuổi thọ của các thiết bị
điện, có khả năng dẫn đến cháy nổ rất nguy hiểm. Nếu phụ tải tính toán lớn hơn phụ
tải thực tế nhiều thì các thiết bị được chọn sẽ quá lớn so với yêu cầu, gây lãng phí
và không kinh tế.

8


Do tính chất quan trọng như vậy, nên đã có nhiều công trình nghiên cứu và
có nhiều phương pháp tính phụ tải điện.
Nhưng vì phụ tải điện thuộc vào nhiều yếu tố như đã trình bày ở trên và sự
biến động theo thời gian thực tế chưa có phương pháp nào tính toán chính xác và
tiện lợi phụ tải điện. Nhưng hiện nay đang áp dụng một số phương pháp sau để xác
định phụ tải tỉnh toán.
+ Phương pháp tính theo công suất đặt và hệ số nhu cầu.
+ Phương pháp tính theo hệ số cực đại và công suất trung bình.
+ Phương pháp tính theo công suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản
phẩm.
+ Phương pháp tính theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất.
Trong quá trình chuẩn bị thiết kế tùy theo quy mô, đặc điểm của công trình
(nhà máy, xí nghiệp…) tùy theo giai đoạn thiết kế là sơ bộ hay kỹ thuật thi công mà
chọn phương pháp tính toán phụ tải cho thích hợp. Sau đây sẽ trình bày một số đại
lượng, hệ số tính toàn và các phương pháp tính toán phụ tải.
1. Các đại lượng cơ bản và các hệ số tính toán
1.1. Công suất định mức Pdm
Công suất định mức của các thiết bị tiêu thụ điện thường được các nhà chế
tạo ghi sẵn trên nhãn hiệu máy hoặc trong các lý lịch máy. Đối với động cơ, công
suất định mức ghi trên nhãn hiệu máy chính là công suất trên cơ trục động cơ. Công
suất đặt là công suất đầu vào của động cơ, vậy công suất đặt trên động cơ được tính
như sau:

Trong đó:
Pđ: Công suất đặt của động cơ (kW)
Pđm: Công xuất định mức của động cơ (kW)
dc: Hiệu suất định mức của động cơ

Trên thực tế, hiệu suất của động cơ tương đối cao (dc = 0,8 đến 0,95)
nên ta có thể xem Pđ  Pđm

9


- Đối với các thiết bị chiếu sáng: Công suất đặt là công suất được ghi trên
đèn. Công suất này bằng công suất tiêu thụ của đèn khi điện áp trên mạng là định
mức.
- Đối với các thiết bị làm việc ở chế độn ngắn hạn lặp lại (nhu cầu trục, máy
hàn, v.v…) khi tính toán phụ tải điện của chúng, ta phải quy đổi về công suất định
mức ở chế độ làm việc dài hạn.
Có nghĩa là quy đổi về chế độ làm việc có hệ số tiếp điện % = 100%. Công
thức quy đổi như sau:
+ Đối với động cơ: P’đm = Pđm.
+ Đối với máy biến áp hàn: P’đm = Sđm.cos.
Trong đó:
P’đm là công suất định mức đã quy đổi về chế độ làm việc dài hạn.
1.2. Phụ tải trung bình Ptb
Phụ tải trung bình là một đặc trưng tĩnh của phụ tải trong một thời gian nào
đó. Tổng phụ tải trung bình của các thiết bị cho ta căn cứ để đánh giá giới hạn dưới
của phụ tải tính toán. Trong thực tế, phụ tải trung bình được tính toán theo công thức
sau:
;
Trong đó:
∆P, ∆Q: Điện năng tiêu thụ trong khoảng thời gian khảo sát, kW, kVAr.
t: thời gian khảo sát, h.
* Phụ tải trung bình cho cả nhóm thiết bị:
Biết được phụ tải trung bình ta có thể đánh giá được mức độ sử dụng thiết bị,
xác định phụ tải tính toán và tổn hao điện năng.

1.3. Phụ tải cực đại Pmax
Phụ tải cực đại là phụ tải trung bình lớn nhất được tính trong khoảng thời
gian tương đối ngắn từ 5 đến 30 phút. Thông thường thời gian là 30 phút ứng với ca
làm việc có phụ tải lớn nhất trong ngày.

10


Phụ tải cực đại để tính tổn thất công suất lớn nhất, để chọn các thiết bị điện,
các dây dẫn và dây cáp theo mật độ kinh tế.
1.4. Phụ tải đỉnh nhọn
Phụ tải đỉnh nhọn (Pdnh) là phụ tải cực đại xuất hiện trong khoảng thời gian
rất ngắn khoảng (1/2s). thường xảy ra khi mở máy động cơ.
Phụ tải này được dùng để kiểm tra độ dao động điện áp, điều kiện tự khởi
động động cơ, chọn dây chảy cẩu chì, tính dòng khỏi động của bảo vệ rơle bảo vệ.
Phụ tải đỉnh nhọn còn làm ảnh hưởng đến sự làm việc của các thiết bị khác
trong một mạng điện.
1.5. Phụ tải tính toán Ptt
Phụ tải tính toán được tính theo điều kiện phát nóng cho phép, là phụ tải giả
thiết lâu dài không đổi của các phần tử trong hệ thống cung cấp điện (máy biến áp,
đường dây) tương đương với phụ tải thực tế biến đổi theo điều kiện tác dụng lớn
nhất. Nói cách khác phụ tải tính toán cũng làm nóng dây dẫn lên tới nhiệt độ lớn
nhất do phụ tải thực tế gây ra.
Do vậy để đảm bảo an toàn trong mọi trạng thái vận hành, trong thực tế thiết
kế ta chỉ sử dụng phụ tải tính toán theo công suất tác dụng.
Ptb ≤ Ptt ≤ Pmax
1.6. Hệ số sử dụng ksd
Hệ số sử dụng là tỉ số giữa phụ tải tác dụng trung bình với công suất định
mức của thiết bị.
+ Đối với một thiết bị:

ksd =

+ Đối với một nhóm thiết bị:
Nếu có đồ thị phụ tải thì hệ số sử dụng được tính toán sau:
Hệ số sử dụng nói lên mức độ sử dụng, mức độ khai thác công suất của thiết
bị điện trong một chu kỳ làm việc và là số liệu để tính phụ tải tính toán.
1.7. Hệ số phụ tải kpt

11


Hệ số phụ tải (còn gọi là hệ số mang tải) là tỉ số giữa công suất thực tế với
công suất định mức. Thường ta phải xét đến hệ số phụ tải trong thời gian nào đó.
Nên:
Nếu có đồ thị phụ tải thì hệ số sử dụng được tính công thức như sau:
Hệ số phụ tải nói lên mức độ sử dụng, mức độ khai thác công suất của thiết
bị điện trong thời gian đang xét.
1.8. Hệ số cực đại kmax: kmax ≥ 1
Hệ số cực đại là tỉ số giữa phụ tải tính toán và phụ tải trung bình trong
khoảng thời gian đang xét:

Hệ số cực đại phụ thuộc vào nhiều yếu tố, chủ yếu là số thiết bị hiệu quả n hq
và hàng loạt các yếu tố đặc trưng cho chế độ làm việc của các thiết bị trong nhóm
làm rất phức tạp nên khi tính toán ta thường theo đường cong: kmax = f(nhq, ksd).
1.9. Hệ số nhu cầu knc
Hệ số nhu cầu là tỉ số giữa phụ tải tính toán và công suất định mức.
Hệ số nhu cầu thường được dùng tính toán cho phụ tải tác dụng. trong thực
tế hệ số nhu cầu thường do kinh nghiệm vận hành tổng kết lại.
1.10. Hệ số thiết bị hiệu quả nhq

Hệ số thiết bị 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 của nhóm phụ tải thực tế (gồm
các thiết bị có chế độ làm việc khác nhau):
Khi số thiết bị dùng điện trong nhóm lớn hơn 5 (n>5), thì tính n hq theo công
thức trên khá phức tạp nên người ta tìm nhq theo bảng hoặc đường cong.
Trình tự tính như sau:
Trước hết tính:

;

12


Trong đó:
n: Số thiết bị trong nhóm.
n1: Số thiết bijcos công suất không nhỏ hơn một nửa công suất của
thiết bị có công suất lơn trong nhóm.
P, P1 là tổng công suất ứng với n và n1 thiết bị.
Sau khi tính được n* và P* tra bảng hoặc đường cong tìm được n *hq, từ đó tính
nhq theo công thức sau:
nhq = n.n*hq
Số thiết bị hiệu quả là một trong những số liệu quan trọng để xác định phụ tải
tính toán.
2. Các phương pháp tính phụ tải tính toán
Hiện nay, có nhiều phương pháp để tính phụ tải tính toán. Những phương
pháp đơn giản, tính toán thuận tiện thường kết quả không chính xác. Ngược lại, nếu
chế độ chính xác được nâng cao thỉ phương pháp tính phức tạp. Vì vậy tùy theo giai
đoạn thiết kế, tùy theo yêu cầu cụ thể mà chọn phương pháp tính cho thích hợp, sau
đây là một số phương pháp xác định phụ tải tính toán thường dùng nhất.
2.1. Xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu

Công thức tính:

Một cách gần đúng có thể lấy Pđ = Pđm nên:
Trong đó:
Pdi, Pdmi: Công suất đặt, công suất định mức của thiết bị thứ I (kW).

13


Ptt, Qtt, Stt: Công suất tác dụng, công suất phản kháng, công suất toàn
phần tính toàn của nhóm có n thiết bị (kW, kVAr, kVA).
n: Số thiết bị trong nhóm.
Knc: Hệ số nhu cầu, tra ở sổ tay kỹ thuật.
tg: Ứng với cos đặc trưng cho nhóm thiết bị, tra ở sổ tay kỹ thuật.
Nếu hệ số công suất cos của các thiết bị trong nhóm không giống nhau thì
phải tính hệ số trung bình theo công thức sau:
Hệ số nhu cầu của các máy khác nhau thường được cho trong các sổ tay.
* Phương pháp này có ưu điểm đơn giản, tính toán thuận tiện. Tuy nhiên,
nhược điểm chủ yếu của phương pháp này là độ chính xác không cao. Bởi vì hệ số
nhu cầu knc tra trong các sổ tay là cố định cho trước không phụ thuộc vào chế độ
vận hành và số thiết bị trong nhóm. Trong lúc đó, theo công thức trên ta có:
knc = kmax.ksd, có nghĩa là hệ số nhu cầu phụ thuộc nhiều yếu tố kể trên.
2.2. Xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích.
Công thức tính:
Trong đó:
: Suất phụ tải trên 1m2 đơn vị diện tích sản xuất (kW/m2).
F: Diện tích sản xuất (m2).
Giá trị được cho sẵn trong bảng, phụ thuộc vào tính chất của phụ tải phân
tích theo số liệu thống kê.
* Phương pháp này chỉ cho kết quả gần đúng. Nó được dùng để tính các phụ

tải, các phân xưởng có mật độ máy móc sản xuất phân bố tương đối đều nên chỉ áo
dụng trong giai đoạn thiết kế sơ bộ.
2.3. Xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn
vị sản phẩm.
Công thức tính:

14


Trong đó:
M: Số đơn vị sản phẩm sản xuất ra trong 1 năm (sản lượng).
: Suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm (kWh/đơn vị sản phẩm).
Tmax: Thời gian sử dụng công suất lớn nhất (h).
* Phương pháp này thường dùng để tính toán cho các thiết bị điện có đồ thị
phụ tải ít biến đổi hay không thay đổi như: quạt gió, máy nén khí… khi đó phụ tải
tính toán gần bằng phụ tải trung bình và kết quả tương đối chính xác.
2.4. Xác định các phụ tải tính toán theo hệ số cực đại và công suất trung
bình (phương pháp số thiết bị hiệu quả).
Khi không có các số liệu cần thiết có thể áp dụng các phương pháp tương đối
đơn giản đã nêu ở trên hoặc khi nào cần nân cao độ chính xác của phụ tải tính toán
thì nên dùng phương pháp này.
Công thức tính:
Trong đó:
Pdm: Công suất định mức (kW).
Ksd: Hệ số sử dụng, tra trong sổ tay kỹ thuật.
kmax: Hệ số cực đại, tra trong sổ tay kỹ thuật theo quan hệ:
kmax = f(nhq, ksd).
* Phương pháp này cho kết quả tương đối chính xác vì khi xác định số thiết
bị hiệu quả nhq, chúng ta đã xét tới hàng loạt các yếu tố quan trọng như ảnh hưởng
của số lượng thiết bị trong nhóm, số thiết bị có công suất lớn cũng như sự khác

nhau về chế độ làm việc của chúng.
Trình tự tính toán như sau:
+ Trước tiên dựa vào sổ tay tra các số liệu k sd, cos của nhóm, sau đó từ số
liệu đã cho xác định Pdmmax và Pdmmin. Tính:
Trong đó:

15


Pdmmax: Công suất định mức của thiết bị có công suất lớn nhất trong
nhóm.
Pdmmin: Công suất định mức của thiết bị có công suất nhỏ nhất trong
nhóm.
+ Sau đó kiểm tra điều kiện:
a. Trường hợp: m ≤ 3 và ksd ≥ 0.4 thì nhq = n.
Chú ý, nếu trong nhóm có n1 thiết bị mà tổng công suất lớn hơn tổng công
suất của cả nhóm thì: nhq = n – n1.
b. Trường hợp: m > 3 và ksd ≥ 0,2, nhq sẽ được xác định theo biểu thức:
c. Khi không áp dụng được các trường hợp trên, việc xác định nhq phải
được tiến hành theo trình tự:
Trước hết tính: ;
Trong đó:
n: Số thiết bị trong nhóm.
n1: Số thiết bị có công suất không nhỏ hơn một nửa công suất của thiết
bị có công suất lớn nhất.
P và P1: Tổng công suất của n và của n1 thiết bị.
Sau khi tính được n* và P* tra theo sổ tay kỹ thuật ta tìm được n *hq = f(n*, P*)
PL1.4 (TL1). Từ đó xác định được số thiết bị hiệu quả: nhq = n*hq.n.
* Tra bản kmax = f(ksd, nhq) PL1.5 (TL1). Thay các số liệu trên vào công thức:
Ptt = kmax.ksd.Pdm, ta sẽ suy ra được Ptt, Qtt, Stt.

Khi xác định phụ tải tính toán theo phương pháp số thiết bị dùng điện hiệu
quả nhq, trong một số trường hợp cụ thể có thể dùng các công thức gần đúng như
sau:
* Nếu n ≤ 3 và nhq < 4, thì phụ tải tính toán được tính theo công thức:
Đối với thiết bị làm việc với chế độ ngắn hạn lặp lại thì:
* Nếu n > 3 và nhq < 4, thì phụ tải tunhs toán được tính theo công thức:
Trong đó:
kpti: Hệ số phụ tải của thiết bị thứ i.
Nếu không có số liệu chính xác, hệ số phụ tải có thể lấy gần đúng:
kpt = 0,9 đối với thiết bị làm việc ở chế độ dài hạn.
kpt = 0,75 đối với các thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại.
* Nếu nhq > 300 và ksd < 0,5 thì:
kmax sẽ lấy giá trị ứng với nhq = 300
* Nếu nhq > 300 và ksd ≥ 0,5 thì:

16


* Đối với thiết bị có đồ thị phụ tải bằng phẳng (các máy bơm, máy nén khí)
thì phụ tải tính toán có thể lấy bằng phụ tải trung bình:
* Nếu trong mạng có các thiết bị một pha thì cần phải phân đối đều các thiết
bị cho 3 pha của mạng, trước khi xác định n hq phải quy đổi công suất của các phụ tải
1 pha về phụ tải 3 pha tương đương:
Nếu thiết bị 1 pha đâí vào điệnáp pha của mạng: Pqđ = 3.P1pha max
Nếu thiết bị 1 pha đấu vào điện áp dây của mạng: Pqđ = .P1pha max
2.5. Hướng dẫn các chọn các phương pháp phụ tải tính toán
Tùy theo số liệu và đầu bài mà ta chọn phương pháp xác định phụ tải tính
toán cho hợp lý.
- Khi xác định phụ tải tính toán cho từng nhóm máy ở điện áp thấp (U <
1000V) nên dùng phương pháp tính theo hệ số cực đại k max (tức là phương pháp tính

theo hệ số hiệu quả) bởi vì phương pháp này có kết quả tương đối chính xác.
- Khi phụ tải phân bố tương đối đều trên diện tích sản xuất hoặc có số liệu
chính xác suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm để tính phụ tải tính toán.
Các phương pháp trên cũng thường được áp dụng cho giai đoạn tính toán sơ bộ để
ước lượng phụ tải cho hộ tiêu thụ.
- Trong giai đoạn thiết kế sơ bộ thường cần phải đánh giá phụ tải chung của
các hộ tiêu thụ (phân xưởng, xí nghiệp, khu vực, thành phố…) trong trường hợp này
nên dùng phương pháp hệ số nhu cầu knc.
3. Xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng cơ khí
3.1. Phân nhóm phụ tải
Trong một phân xưởng thường có nhiều loại thiết bị có công suất và chế độ
làm việc khác nhau, muốn xác định phụ tải tính toán được chính xác cần phải
phân nhóm thiết bị điện. Việc phân nhóm thiết bị điện cần tuân theo các nguyên
tắc sau:
- Các thiết bị điện trong cùng một nhóm nên ở gần nhau để giảm chiều dài
đường dây hạ áp nhờ vậy có thể tiết kiệm được vốn đầu tư và thổn thất trên các
đường dây hạ áp trong phân xưởng.

17


- chế độ làm việc của các nhóm thiết bị trong cùng một nhóm nên giống nhau
nhờ đó việc xác định phụ tải tính toán được chính xác hơn và thuận tiện cho việc
lựa chọn phương thức cung cấp điện cho nhóm.
- Tổng công suất các nhóm nên xấp xỉ nhau để giảm chủng loại tủ động lực
cần dùng trong phân xưởng và toàn nhà máy. Số thiết bị trong cùng một nhóm
không nên quá nhiều bởi số đầu ra của các tủ động lực không nhiều thường từ 8 đến
12 đầu ra.
Tuy nhiên thường thì rất khó thỏa mãn cùng một lúc 3 nguyên tắc trên, do
vậy người thiết kế cần phải lựa chọn cách phân nhóm sao cho hợp lý nhất.

Dựa vào bảng danh sách thiết bị, vị trí và chế độ làm việc của các thiết bị ta
chó thể chia ác thiết bị trong phân xưởng thành 5 nhóm để từ đó xác định phụ tải
tính toán cho từng nhóm thiết bị theo phương pháp hệ số cực đại kmax.
3.2. Xác định phụ tải tính toán của các nhóm phụ tải
a. Tính toán cho nhóm 1
Số liệu phụ tải của nhóm 1 cho trong bảng 2-1.
Bảng 3.1. Danh sách thiết bị thuộc nhóm 1.

Các thông số của nhóm thiết bị khu vực 1 cho trong bảng 2.1
Tra bảng PL1.1 (TL1) ta được: ksd = 0,2; cos = 0,6 suy ra tg = 1,33

18


Dòng điện định mức của mối mãy được xác định:
Phụ tải tính toán được xác định:
Trong đó:
Từ số liệu trong bảng 2.1 ta có: n = 14, n1 = 5
- Thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm là:
Pmax = 4,5 (kW).
- Thiết bị có công suất nhỏ nhất trong nhóm là:
Pmin = 0,65 (kW).
Nên tỉ số:
Tính n* và P*:
Tra bảng PL1.4 (TL1) ta có: n *hq = 0,68. Từ đò tìm được số thiết bị sử dụng
hiệu quả là: nhq = 0,68.14 = 9,52
Tra bảng PL1.5 (TL1) với ksd = 0,2 và nhq = 9,52 có kmax = 1,87
Phụ tải tính toán của nhóm 1 là:
+ Công suất phản kháng tính toán:
+ Công suất toàn phần tính toán:

+ Dòng điện tính toán:
b. Tính toán cho nhóm 2
Số liệu phụ tải của nhóm 2 cho trong bảng 2.2
Bảng 2.2. Danh sách các thiết bị thuộc nhóm 2.

19


Nhóm thiết bị khi vực 2 gồm 9 phụ tải có các thông số như bảng trên.
Tra bảng PL1.1 (TL1) ta được: ksd = 0,2; cos = 0,6 suy ra tg = 1,33
Từ số liệu trong bảng 2.2 ta có: n = 9, n1 = 6
- Thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm là:
Pmax = 10 (kW)
- Thiết bị có công suất nhỏ nhất trong nhóm là:
Pmin = 1,7 (kW)
Nên tỉ số:
+ Tìm n* và P*:

Tra bảng PL1.4 (TL1) ta có: n*hq = 0,81 từ đó tính được số thiết bị sử dụng
hiệu quả là nhq = 0,81.10 = 8,1
Tra bảng PL1.5 (TL1) với ksd = 0,2 và nhq = 8,1 có kmax = 1,99
Phụ tải tính toán của nhóm 2 là:
+ Công suất tác dụng tính toán:
+ Công suất phản kháng tính toán:
(kVAr)
+ Công suất toàn phần tính toán:
+ Dòng điện tính toán:

20

c. Tính toán phụ tải nhóm 3
Số liệu phụ tải của nhóm 3 cho trong bảng 2.4.
Bảng 2.3. Danh sách thiết bị thuộc nhóm 3.

Tra bảng PL1.1 (TL1) ta được: ksd = 0,2, cos = 0,6 suy ra tg = 1,33
Từ số liệu trong bảng 2.3, ta có: n = 11; n1 = 6
- Thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm là:
Pmax = 7,0 (kW)
- Thiết bị có công suất nhỏ nhất trong nhóm là:
Pmin = 2,8 (kW)
Nên tỉ số:
+ Tìm n* và P*:

Tra bảng PL1.4 (TL1) ta tìm được n *hq = 0,87 từ đó tính được số thiết bị sử
dụng hiệu quả: nhq = n.n*hq = 11.0,87 = 0,57
Từ ksd và nhq tra bảng PL1.5 (TL1) ta tìm được kmax = 1,87
Phụ tải tính toán của nhóm 3 là:
+ Công suất tác dụng tính toán:
+ Công suất phản kháng tính toán:

21


+ Công suất toàn phần tính toán:
+ Dòng điện tính toán:
d. Tính toán phụ tải nhóm 4
Số liệu phụ tải của nhóm 4 cho trong bảng 2.4
Bảng 2.4. Danh sách các thiết bị thuộc nhóm 4

Tra bảng PL1.1 (TL1) ta được: ksd = 0,2; cos = 0,6 suy ra tg = 1,33
Từ số liệu trong bảng 2.4, ta có: n = 9; n1 = 6
- Thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm là:
Pmax = 14 (kW)
- Thiết bị có công suất nhỏ nhất trong nhóm là:
Pmin = 4,5 (kW)
Nên tỉ số:
+ Tìm n* và P*:

Tra bảng PL1.4 (TL1) ta tìm được n*hq = 0,86
 nhq = n.n*hq = 9.0,86 = 7,74
Từ ksd và nhq tra bảng PL1.5 (TL1) ta tìm được kmax = 2,03

22


Phụ tải tính toán của nhóm 4 là:
+ Công suất tác dụng tính toán:
+ Công suất phản kháng tính toán:
+ Công suất toàn phần tính toán:
+ Dòng điện tính toán:
e. Tính toán phụ tải nhóm 5:
Số liệu phụ tải của nhóm 5 cho trong bảng 2.5
Bảng 2.5. Danh sách các thiết bị thuộc nhóm 5

Nhóm thiết bị khu vực 5 có 8 phụ tải trong đó có máy biến áp hàn làm việc ở
chế độ ngắn hạn lặp lại nên cần quy đổi về chế độ dài hạn:
- Tổng thiết bị trong nhóm 5 là: n = 8; n1 = 2
- Thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm là:
Pmax = 10,5 (kW)

- Thiết bị có công suất nhỏ nhất trong nhóm là:
Pmin = 0,65 (kW)
- Nên tỉ số:

23


Tra bảng PL1.1 (TL1) ta được hệ số sử dụng:
ksd = 0,2 và cos = 0,6  tg = 1,33
+ Tìm n* và P*:

Tra bảng PL1.4 (TL1) ta tìm được n*hq = 0,75
 nhq = n.n*hq = 8.0,75 = 6
Từ ksd và nhq tra bảng PL1.5 (TL1) ta tìm được kmax = 2,24.
Phụ tải tính toán nhóm 5 là:
+ Công suất tác dụng tính toán:
+ Công suất phản kháng tính toán:
+ Công suất toàn phần tính toán:
+ Dòng điện tính toán:
3.3. Xác định phụ tải chiếu sáng cho phân xưởng sửa chữa cơ khí
Vì phụ tải chiếu sáng có tính chất phân bố tương đối đều và tỷ lệ với diện
tích nên phụ tải chiếu sáng của phân xưởng cơ khí sửa chữa được xác định theo
công thức:
Trong đó:
F: Diện tích khu vực sản xuất trong phân xưởng, (m2).
Diện tích phân xưởng: F = 600 m2
: Suất phụ tải chiếu sáng trên một đơn vị diện tích, (kW/m 2). Đối với
phân xưởng sửa chữa cơ khí có p 0 = 0,015 (kW/m2), đèn chiếu sáng trong phân
xưởng là đèn sợi đốt có cos = 1.
Vậy phụ tải chiếu sáng cho phân xưởng cơ khí là:

24


Pcs = 0,015.600 = 9 (kW)
Qcs = Pcs.tgcs = 0 (kVAr)
Ittcs = 13,67 A
3.4. Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng
Phụ tải tác dụng của phân xưởng là:
Trong đó:
kdt: Hệ số đồng thời toàn phân xưởng có giá trị bằng 0,85.

Vậy:

Phụ tải phản kháng của phân xưởng là:

Phụ tải toàn phần của phân xưởng là:
(kVA)
Dòng điện tính toán của toàn phân xưởng là:
Hệ số công suất của toàn phân xưởng là:
4. Xác định phụ tải tính toán cho các phân xưởn còn lại và toàn nhà máy
Vì các phân xưởng của nhà máy đều chỉ cho biết công suất đặt nên phụ tải
tính toán được xác định theo phương pháp công suất đặt và hệ số nhu cầu.
Các công thức tính toán của phương pháp này là:
Ptt = Pd.knc
Qtt = Ptt.tg
Trong đó:
Ptt: Công suất tính toán của phân xưởng, kW

25