Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho công ty liên doanh xi măng hà tiên đồ án tốt nghiệp khoa công nghệ điện

BỘ CÔNG THƯƠNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM
KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN

KHĨA LUẬN
THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN
CHO CƠNG TY LIÊN DOANH XI MĂNG
HÀ TIÊN 2

GVHD: Th.S NGUYỄN HUY KHIÊM
SVTH: NGUYỄN NGỌC ĐĂNG KHOA
MSSV: 16068271
SVTH: TRẦN MINH SANG
MSSV: 16068181
LỚP: DHDI12AVL


PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
1.

Họ và tên sinh viên/ nhóm sinh viên được giao đề tài
(1): Nguyễn Ngọc Đăng Khoa, MSSV: 16068271
(2): Trần Minh Sang, MSSV: 16068181

2.

Tên đề tài
THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO CÔNG TY

LIÊN DOANH XI MĂNG HÀ TIÊN 2 – CẦN THƠ

3.

Nội dung
 Tổng quan thiết kế cấp điện
 Xác định phụ tải
 Thiết kế mạng hạ áp phân xưởng
 Các kí hiệu bản vẽ

4.

Kết quả
 Tính tốn và thiết kế cung điện cho nhà xưởng
 Lựa chọn được dây dẫn và CB cho nhà xưởng

Giảng viên hướng dẫn :
Th.S NGUYỄN HUY KHIÊM

Tp. HCM, ngày 29 tháng 12 năm 2017.
Sinh viên

NGUYỄN NGỌC ĐĂNG KHOA

TRẦN MINH SANG


NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN
.......................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................

...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
TP HCM, ngày……tháng……năm 2017
Giảng viên hướng dẫn


NHẬN XÉT CỦA CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG
.......................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................

...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
TP HCM, ngày……tháng……năm 2017
Chủ tịch hội đồng


LỜI CẢM ƠN
Em xin chân thành cảm ơn quý thầy, cô trong khoa điện - điện tử Trường Đại Học
Công Nghiệp TP. Hồ Chí Minh trong q trình học tập đã cung cấp cho em những kiến
thức quý báu để em làm luận văn này. Đặc biệt là thầy NGUYỄN HUY KHIÊM đã dành
thời gian quý báu, tận tình hướng dẫn em thực hiện hoàn thành luận văn này đúng thời
hạn. Em khơng biết nói sao cho hết lịng biết ơn với tấm lịng thương u mà thầy cơ đã
dành cho em những ngày qua, đồng thời đã trang bị cho em những vốn kiến thức vô
cùng quý giá làm hành trang để em bước vào đời vững vàng hơn.


LỜI NĨI ĐẦU
Trên cơ sở khoa học , nhìn vào vị trí địa lí trên bản đồ hình chữ S nước Việt Nam ,

từ Bắc vô Nam đến tận mũi Cà Mau, thấy đâu đâu cũng sử dụng năng lượng điện, đâu
đâu cũng có Nhà Máy Điện và Trạm Biến Áp. Do vậy , cơng nghiệp điện giữ vai trị
quan trọng trong cơng cuộc xây dựng đất nước. Nó là nguồn năng lượng chủ yếu cung
cấp cho các lĩnh vực: công nghiệp, nông nghiệp, các dịch vụ, sinh hoạt trong xã hội,
nó góp phần tạo ra của cải vật chất, nâng cao chất lượng đời sống và tinh thần của con
người.
Chính vì vậy mà từ lâu , mơn học Cung Cấp Điện được coi là một môn học không
thể thiếu được trong quá trình đào tạo chuyên nghành “ Điện Khí Hóa Và Cung Cấp
Điện” đã và đang trên đường phát triển của khoa học –kỹ thuật với tốc độ rất nhanh,
không ngừng nâng lên những đỉnh cao mới.
Phải thừa nhận rằng vai trị của cơng nghiệp điện là hết sức quan trọng. Vì thế, khi
xây dựng một thành phố, một khu vực kinh tế, một nhà máy, một xí nghiệp .v.v…
chúng ta đều phải nghĩ ngay đến việc xây dựng một hệ thống cung cấp điện thật tốt
nhằm đáp ứng nhu cầu sản xuất và sinh hoạt của con người. Mặt khác, với một nền
kinh tế đang trên đường Cơng Nghiệp Hóa – Hiện Đại Hóa, thiết kế hệ thống cung
cấp điện là một việc làm khó. Việc thiết kế địi hỏi người kỹ sư phải có kiến thức tổng
hợp về điện, sao cho cơng trình thiết kế đáp ứng những yêu cầu kỹ thuật đặt ra, hệ
thống làm việc ổn định, độ tin cậy cao, đảm bảo an tòan cho con người đồng thời đạt
hiệu quả kinh tế cao nhất.
Trong khn khổ đồ án tốt nghiệp cuối khóa, bằng vốn kiến thức đã được học và
nghiên cứu trong suốt khóa học, cùng với sự hướng dẫn tận tình của Thầy Nguyễn
Huy Khiêm. Tơi xin trình bày đề tài “ Tính Tốn và Thiết Kế Cung Cấp Điện Cho
Cơng Ty Liên Doanh Xi-Măng Hà Tiên 2 – Cần Thơ “.
Tuy nhiên , do nguồn tài liệu và vốn kiến thức có hạn, thời gian thực hiện đề tài
tương đối ngắn. Do đó, khơng thể tránh khỏi những sai sót. Rất mong nhận được sự
góp ý của q Thầy, Cơ.


Mục lục
Chương 1: ............................................................................................................................ 5

TỔNG QUAN VỀ ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN ............................................... 5
Giới thiệu về Công Ty Liên Doanh Xi Măng Hà Tiên 2 – Cần Thơ: .................... 5
1.1 Tên cơ quan – vị trí địa lý: .................................................................................... 5
1.2 Lịch sử hình thành: ................................................................................................ 5
Ý nghĩa và nhiệm vụ của thiết kế cung cấp điện : ................................................ 6
Những đặc điểm và yêu cầu thiết kế chung về mạng điện của nhà máy xi măng: 8
Chương 2: .......................................................................................................................... 10
XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN ................................................................................ 10
1.

Đặt vấn đề: ........................................................................................................... 10

2.

Phương pháp tính phụ tải tính tốn: ..................................................................... 10
2.1 Xác định phụ tải tính tốn theo cơng suất đặt và hệ số nhu cầu: ......................... 10
2.2 Xác định phụ tải tính tốn theo cơng suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản
suất: ............................................................................................................................ 11
2.3 Xác định phụ tải tính tốn theo cơng suất tiêu hao điện năng trên đơn vị sản
phẩm: ......................................................................................................................... 11
2.4 Xác định phụ tải tính tốn theo cơng suất trung bình và hệ số hình dạng của đồ
thị phụ tải: .................................................................................................................. 12
2.5 Xác định phụ tải tính tốn theo cơng suất trung bình và hệ số cực đại (còn gọi là
phương pháp số thiết bị hiệu quả): ............................................................................ 12
Xác định phụ tải tính tốn của các phân xưởng, phòng, kho trong nhà máy:...... 14

3.

3.1 Tính tốn phụ tải động lực : ................................................................................ 14


Phân Xưởng Sản Xuất: ..................................................................................... 14

3.2 Tính tốn cho nhóm 1: ......................................................................................... 15
3.3 Tính tốn cho nhóm 2 (xác định theo hệ số nhu cầu): ........................................ 18
1



4.

Phân xưởng cơ điện: ......................................................................................... 19
Tính tốn phụ tải các khu cịn lại : ....................................................................... 21

4.1 Phương pháp tính tốn ......................................................................................... 21
4.2 Tính tóan cụ thể : ................................................................................................. 22
Chương 3: .......................................................................................................................... 24
TÍNH TỐN CHIẾU SÁNG ............................................................................................ 24
1.

Giới thiệu các phương pháp tính tốn: ................................................................. 24
1.1 Phương pháp hệ số sử dụng: ................................................................................ 24
1.2 Phương pháp xác định hệ sô công suất: .............................................................. 24
1.3 Phương pháp điểm: .............................................................................................. 25

2.

Lựa chọn phương án: ........................................................................................... 26

3.

Chiếu sáng trong nhà: .......................................................................................... 26
3.1 Nhà nghiền 1:....................................................................................................... 27
3.2 Nhà nghiền 2 và nhà đóng bao : .......................................................................... 30
3.3 Silo ximăng : ........................................................................................................ 32
3.4 Silo đá Puzzolanz : có : ....................................................................................... 32
3.5 Silo thạch cao : .................................................................................................... 35

4.

Chiếu sáng ngoài trời: .......................................................................................... 62

5.

Phụ tải chiếu sáng của các bộ phận:..................................................................... 70
5.1 Phân xưởng sản xuất :.......................................................................................... 70
5.2 Phân Xưởng Cơ Điện : ........................................................................................ 71

6.

Tính tốn phụ tải tồn nhà máy Xi măng:............................................................ 72

Chương 4: .......................................................................................................................... 74
TÍNH TỐN BÙ HỆ SỐ CÔNG SUẤT ........................................................................... 74
Ý nghĩa của việc nâng cao hệ số công suất : ....................................................... 74
Xác định dung lượng bù:...................................................................................... 74
2


Chọn thiết bị bù: ................................................................................................... 75

Chương 5: .......................................................................................................................... 77
CHỌN MÁY BIẾN ÁP CHO PHÂN XƯỞNG ................................................................ 77
Cơ sở lý thuyết : ................................................................................................... 77
Phương án chọn MBA: ........................................................................................ 78
Chọn máy phát dự phòng: .................................................................................... 79
Chương 6: .......................................................................................................................... 81
CHỌN DÂY DẪN VÀ THIẾT BỊ BẢO VỆ .................................................................... 81
A. CƠ SỞ LÝ THUYẾT ............................................................................................... 81
1.

Chọn dây: ............................................................................................................. 81
1.1 Lựa chọn dây dẫn theo điều kiện phát nóng: ....................................................... 81
1.2 Lựa chọn dây dẫn theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép ............................... 82



Chọn dây nối đất bảo vệ (PE): ............................................................................. 83

2.

Chọn thiết bị bảo vệ: ............................................................................................ 83

B. PHẦN TÍNH TỐN ................................................................................................ 85
1.

Chọn Dây Dẫn Và CB Từ Trạm Biến Áp Đến Tủ Phân Phối Chính (TPPC) Của

Nhà Máy : ...................................................................................................................... 85
1.1 Chọn dây dẫn : ..................................................................................................... 85
1.2 Chọn CB tổng: ..................................................................................................... 86

2.

Chọn Dây Dẫn Và CB Từ Tủ Phân Phối Chính (TPPC) Đến Tủ Động Lực 1

(TĐL1): .......................................................................................................................... 86
2.1 Chọn dây dẫn : ..................................................................................................... 86
2.2 Chọn CB : ............................................................................................................ 87
2.3 Kiểm tra sự phối hợp giữa CB và dây dẫn : ........................................................ 88
3.

Chọn Dây Dẫn Và CB Từ Tủ Phân Phối Chính (TPPC) Đến Tủ Động Lực 2

(TĐL2) Đặt Tại Xưởng Cơ Điện : ................................................................................. 88
3


3.1. Chọn dây dẫn : .................................................................................................... 88
3.3 Kiểm tra sự phối hợp giữa CB và dây dẫn : ........................................................ 89
4.

Chọn Dây Dẫn Và CB Từ Tủ Phân Phối Chính (TPPC) Đến Tủ Động Lực 3

(TĐL3): .......................................................................................................................... 89
4.1 Chọn dây dẫn : ..................................................................................................... 89
4.2 Chọn CB: ............................................................................................................. 90
5.

Chọn Dây Dẫn Và CB Từ Tủ Phân Phối Chính (TPPC) Đến Tủ Chiếu Sáng

(TCS) : ........................................................................................................................... 91

5.1 Chọn dây dẫn : ..................................................................................................... 91
6.

Chọn dây dẫn cho từng bộ phận cụ thể: ............................................................... 93
6.1 Chọn dây dẫn cho từng motor trong phân xưởng sản xuất: ................................ 93

C. TÍNH TỐN SỤT ÁP: ........................................................................................... 100
1.

u cầu về độ sụt áp: ......................................................................................... 100

2.

Phương pháp tính tốn sụt áp : ........................................................................... 100

3.

Sụt áp từ máy biến áp tới tủ phân phối chính: ................................................... 101
Sụt áp từ tủ phân phối chính tới tủ động lực 1, 2, 3 và tủ chiếu sáng: ............... 101

D. TÍNH NGẮN MẠCH – KIỂM TRA THIẾT BỊ ĐÃ CHỌN: ................................ 103
Khái quát: ........................................................................................................... 103
Định nghĩa ngắn mạch: ...................................................................................... 103
Nguyên nhân và hậu quả của ngắn mạch: .......................................................... 104
3.1 Nguyên nhân ...................................................................................................... 104
3.2 Hậu quả .............................................................................................................. 104
Tính tốn ngắn mạch 3 pha thiết bị đã chọn: ..................................................... 105
Tính tốn ngắn mạch 1 pha thiết bị đã chọn: ..................................................... 112
5.1 Xác định dòng điện ngắn mạch: ........................................................................ 112
5.2 Tính tốn: ........................................................................................................... 112

4


Chương 1:
TỔNG QUAN VỀ ĐỒ ÁN THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN
Giới thiệu về Công Ty Liên Doanh Xi Măng Hà Tiên 2 – Cần Thơ:
1.1 Tên cơ quan – vị trí địa lý:
Cơng ty Xi măng Hà Tiên 2 – Cần Thơ có vị trí đặt tại km-14 , QL-91, Phường
Phước Thới, Quận Ơ Mơn, Thành phố Cần Thơ, cách trung tâm TP Cần Thơ khoảng
30km.
Website: www.ht2ct.com
Nhà máy toạ lạc trên một diện tích khá rộng , phía trước nhà máy nối với đường của
khu cơng nghiệp Trà Nóc 2, phía sau của nhà máy giáp với sơng Hậu Giang.
1.2 Lịch sử hình thành:
Cơng Ty Liên Doanh Xi Măng Hà Tiên 2 – Cần Thơ là một doanh nghiệp nhà
nước được thành lập theo quyết định số 2399/QĐ.CT.95, ngày 15/12/1995 của UBND
Tỉnh Cần Thơ, trên cơ sở liên doanh giữa Công Ty Xi Măng Hà Tiên 2 (Thuộc Tổng
Công Ty Xi Măng Việt Nam) với Công Ty Sản Xuất & Kinh Doanh Vật Liệu Xây
Dựng Cần Thơ.
Với chức năng sản xuất và kinh doanh sản phẩm xi măng poóc lăng hỗn hợp PCB
30 & PCB 40 nhãn hiệu Hà Tiên 2 – Cần Thơ theo tiêu chuẩn TCVN 6260-1997, thích
hợp với điều kiện khí hậu nhiệt đới nước ta, tăng cường tính chống xâm thực ở mơi
trường nước nhiễm phèn, mặn, tăng độ dẻo bê tông, dễ thi công.
Nhà máy được xây dựng và đưa vào vận hành sản xuất từ năm 1996, gồm dây
chuyền sản xuất và đóng bao có cơng suất 700.000 tấn/năm .
Tổng số cán bộ cơng nhân viên của cơng ty là 192 người, trong đó có 40 kỹ sư, cử
nhân các ngành cơ khí, điện, điện tử, tin học, xây dựng, hóa ,tự động hóa, kế toán,
quản trị, … 12 trung cấp và 140 lao động phổ thông.
5

Công ty Xi Măng Hà Tiên 2 – Cần Thơ là trạm nghiền xi măng có quy mơ lớn
nhất tại tỉnh Cần Thơ và là công ty đầu tiên trong khu vực phía Nam trong ngành xi
măng được cấp chứng nhận hệ thống quản lý môi trường đạt tiêu chuẩn Quốc tế ISO
14001.Nhà máy được xây dựng và đưa vào vận hành sản xuất từ năm 1996, gồm dây
chuyền sản xuất và đóng bao có năng lực cung cấp xi măng 700.000 tấn/năm, nhằm
mục đích đảm bảo việc xuất hàng được nhanh chóng và thuận lợi , hầu cung ứng
nhanh chóng nguồn xi măng cho nhu cầu xây dựng đang ngày càng phát triển của địa
phương cũng như trong cả nước.Nhà máy có địa thế rất thuận lợi : mặt trước giáp
đường bộ, mặt sau giáp với sông lớn nên rất thuận lợi trong việc xuất sản phẩm cả trên
bộ lẫn xuất thủy thông qua hệ thống băng chuyền . Việc xuất hàng trên bộ được tiến
hành theo 2 dạng :
 Dạng 1 : Xuất hàng theo dạng đóng bao, mỗi bao có khối lượng 50kg
 Dạng 2 : Xuất xi măng trực tiếp vào xe bồn ( không qua khâu đóng bao), dạng này
được gọi là “ xuất xá” .
Ý nghĩa và nhiệm vụ của thiết kế cung cấp điện :
Điện năng là một trong những dạng năng lượng quan trọng nhất trên thế giới nói
chung và ở nước ta nói riêng. Điện năng sản xuất từ các nhà máy điện được truyền tải
và cung cấp cho các khu công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ và sinh hoạt của con
người,để đưa điện năng đến các các nơi tiêu thụ này cần phải qua nhiều khâu rất quan
trọng. Và thiết kế cung cấp điện là một trong những khâu quan trọng đó. Hiện tại, nền
kinh tế nước ta đang phát triển mạnh mẽ, đời sống của nhân dân được nâng lên nhanh
chóng ,dẫn đến nhu cầu dùng điện tăng trưởng khơng ngừng. Để đáp ứng nhu cầu đó rất
đơng cán bộ kỉ thuật trong và ngoài ngành điện lực đang tham gia thiết kế, lắp đặt các
cơng trình cung cấp điện để phục vụ nhu cầu trên.
Cung cấp điện là trình bày những bước cần thiết các tính tốn, để lựa chọn các phần
tử hệ thống điện thích hợp với từng đối tượng. Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng,
công cộng. Tính tốn chọn lựa dây dẫn phù hợp với bản thiết kế cung cấp điện, đảm bảo
sụt áp chấp nhận được, có khả năng chịu dịng ngắn mạch với thời gian nhất định. Tính
6

toán dung lượng bù cần thiết để giảm điện áp, điện năng trên lưới trung, hạ áp.. Bên
cạnh đó, cịn phải thiết kế lựa chọn nguồn dự phòng cho nhà máy để lưới điện làm việc
ổn định ,đồng thời tính đến về phương diện kinh tế và đảm bảo tính an tồn cao.
Trong tình hình kinh tế thị trường hiện nay, các xí nghiệp lớn nhỏ các tổ hợp sản
xuất đều phải tự hoạch toán kinh doanh trong cuộc cạnh tranh quyết liệt về chất lượng
và giá cả sản phẩm. Công nghiệp thương mại và dịch vụ chiếm một tỉ trọng ngày càng
tăng trong nền kinh tế quốc doanh và đã thực sự là khách hàng quan trọng của ngành
điện lực. Sự mất điện, chất lượng điện xấu hay do sự cố… đều ảnh hưởng đến chất lượng
sản phẩm, gây phế phẩm, giảm hiệu suất lao động. Đặc biệt ảnh hưởng rất lớn đến các
xí nghiệp may, hóa chất điện tử địi hỏi sự chính xác và liên tục cao. Do đó đảm bảo
độ tin cậy cấp điện, nâng cao chất lượng điện năng là mối quan tâm hàng đầu. Một xã
hội có điện sẽ làm cho mức sống tăng nhanh với các trang thiết bị nội thất sang trọng
nhưng nếu chúng ta lắp đặt một cách cẩu thả, thiếu tuân thủ các quy tắc an toàn sẽ rất
nguy hiểm. Nông thôn và các phụ tải sinh hoạt là các phụ tải khổng lồ vì vậy người thiết
kế cần quan tâm đến độ sụt áp trên đường dây xa nhất. Thiết kế cấp điện cho phụ tải
sinh hoạt nên chọn thiết bị tốt nhằm đảm bảo an toàn và độ tin cậy cấp điện cho người
sử dụng.
 Tóm lại: việc thiết kế cấp điện đối với các đối tượng là rất đa dạng với những đặt
thù khác nhau. Như vậy để một đồ án thiết kế cung cấp điện tốt đối với bất cứ đối tượng
nào cũng cần thõa mãn các yêu cầu sau:
 Độ tin cậy cấp điện: Mức độ tin cậy cung cấp điện tuỳ thuộc vào yêu cầu của phụ
tải. Với những cơng trình quan trọng cấp quốc gia phải đảm bảo liên tục cấp điện ở mức
cao nhất nghĩa là khơng mất điện trong mọi tình huống. Những đối tượng như nhà máy,
xí nghiệp, tổ sản xuất… tốt nhất là dùng máy điện dự phòng, khi mất điện sẽ dùng điện
máy phát cấp cho những phụ tải quan trọng,hoặc những hệ thống(gồm:thủy điện,nhiệt
điện…) được liên kết và hổ trợ cho nhau mổi khi gặp sự cố.
 Chất lượng điện : Chất lượng điện được đánh giá qua 2 chỉ tiêu tần số và điện áp.
Chỉ tiêu tần số do cơ quan điện hệ thống quốc gia điều chỉnh. Như vậy người thiết kế

7


phải đảm bảo vấn đề điện áp. Điện áp lưới trung và hạ chỉ cho phép dao động trong
khoảng ± 5%. Các xí nghiệp nhà máy yêu cầu chất lượng điện áp cao thì phải là ± 2.5%
 An tồn : Cơng trình cấp điện phải được thiết kế có tính an tồn cao. An tồn cho
người vận hành, người sử dụng, an toàn cho thiết bị , cho toàn bộ cơng trình... Tóm lại
người thiết kế ngồi việc tính tốn chính xác, chọn lựa đúng thiết bị và khí cụ cịn phải
nắm vững quy định về an tồn,những qui phạm cần thiết khi thực hiện cơng trình. Hiểu
rõ mơi trường hệ thống cấp điện và đối tượng cấp điện.
 Kinh tế : Trong quá trình thiết kế thường xuất hiện nhiều phương án, các
phương án thường có những ưu và khuyết điểm riêng, có thể lợi về kinh tế nhưng xét
về kỉ thuật thì khơng được tốt. Một phương án đắt tiền thường có đặt điểm là độ tin cậy
và an toàn cao hơn, để đảm bảo hài hoà giữa 2 vấn đề kinh tế kỉ thuật cần phải nghiên
cứu kỉ lưỡng mới đạt được tối ưu.
Những đặc điểm và yêu cầu thiết kế chung về mạng điện của nhà máy xi
măng:
Cấp điện áp: 22/0.4 kV
Các thiết bị hoạt động ở điện áp: U = 220 V và U = 380 V
Bảng liệt kê tên thiết bị và các thơng số cần thiết ở phân xưởng sản xuất:
STT
Nhóm 1
1
2
3
4
5
6
7
8

9
10
11

Tên thiết bị
Lọc bụi
Gàu tải nguyên liệu
Motor xã bụi
Vis tải bụi
Quạt hút bụi
Motor sấy
Nghiền Clinker
Quạt thổi
Gàu tải thành phẩm
Máy nghiền bi
Băng tải xuất thủy

Số
lượng

Pđm (kW)

Ksd

cos

2
2
4
2

6
2
1
2
2
2
2

2
11
1,1
3
37
22
7,5
18,5
2,2
132
5,5

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

0,7

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

8


12
Băng tải nhập liệu
13
Máy đóng bao
14
Sàng rung
Nhóm 2
Nhóm motor
TC

2
2
4

35

4
4
1,5

0,7
0,7
0,7

0,8
0,8
0,8

360

0,65

0,8

1008.3

0.7

0.75

Bảng liệt kê tên thiết bị và các thông số cần thiết ở phân xưởng cơ điện:
STT

Tên thiết bị

Số
lượng

Pđm (kW)

Ksd

Cos𝛗

1

Máy tiện ren

2

11

0,2

0,8

2

Máy phay vạn năng

2

7

0,2

0,7

3

Máy xọc

1

3

0,17

0,65

4

Máy khoan đứng

1

4,5

0,15

0,78

5

Máy nén cắt liên hợp

2

1,7

0,18

0,76

6

Máy mài trong

2

4,5

0,14

0,75

7

Máy bào ngang

4

10

0,16

0,7

8

Tời

2

6

0,5

0,7

9

Quạt đứng

6

0,75

0,7

0,75

10

Máy mài phẳng

2

3

0,15

0,8

11

Máy mài tròn

2

3

0,14

0,8

12

Máy quấn dây

4

1

0,2

0,8

13

Máy hàn đường

1

10

0,25

0,65

31

138,4

0,25

0,73

TC

9

Chương 2:
XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN
1. Đặt vấn đề:
Trong thiết kế cung cấp điện cho một cơng trình, nhà máy, xí nghiệp, …. Nhiệm vụ
đầu tiên là phải xác định được nhu cầu sử dụng điện của cơng trình đó. Việc xác định
tính tốn đúng phụ tải điện đóng một vai trị rất quan trọng, nó dẫn đến việc khảo sát hệ
thống một cách chính xác, nâng cao độ an toàn, tin cậy, đảm bảo các chỉ tiêu kinh tế và
kỹ thuật cho hệ thống điện.
Phụ tải tính tốn là một số liệu quan trọng để thiết kế cung cấp điện. Phụ tải điện
phụ thuộc rất nhiều yếu tố, do vậy việc xác định chính xác phụ tải tính tốn là việc rất
khó khăn. Vì nếu phụ tải tính toán được xác định nhỏ hơn phụ tải thực tế thì sẽ giảm
tuổi thọ của các thiết bị, có khi đưa đến cháy nổ rất nguy hiểm . Nếu phụ tải tính tốn
lớn hơn phụ tải thực tế nhiều thì các thiết bị được chọn sẽ quá lớn và sẽ gây ra lãng phí.
2. Phương pháp tính phụ tải tính tốn:
Hiện nay có nhiều phương pháp để tính phụ tải tính tốn, dựa trên cơ sở khoa học
để tính tốn phụ tải điện và được hoàn thiện về phương diện lý thuyết trên cơ sở quan
sát các phụ tải điện ở xí nghiệp đang vận hành.
Thơng thường những phương pháp tính tốn đơn giản, thuận tiện lại cho kết quả
khơng thật chính xác, cịn muốn chính xác cao thì phải tính tốn phức tạp. Do vậy tùy
theo giai đoạn thiết kế thi công và yêu cầu cụ thể mà chọn phương pháp tính tốn cho
thích hợp.
Sau đây trình bày chi tiết các phương pháp tính tốn :
2.1 Xác định phụ tải tính tốn theo cơng suất đặt và hệ số nhu cầu:
𝑃𝑡𝑡 = 𝑘𝑛𝑐 ∑𝑛𝑖=1 𝑃đ𝑖
Trong đó :
knc : là hệ số nhu cầu , tra trong sổ tay kĩ thuật.
10


Pđi : là công suất đặt của thiết bị hoặc nhóm thiết bị

Một cách gần đúng có thể lấy Pđi = Pđm
2.2 Xác định phụ tải tính tốn theo cơng suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản
suất:
𝑃𝑡𝑡 = 𝑃0 𝐹
Trong đó:
F : là diện tích sản xuất (m2)
P0 : là công suất tiêu thụ điện năng trên 1m2 sản suất (kW/m2)
kpt = 0,9 đối với thiết bị làm việc ở chế độ dài hạn
kpt = 0,75 đối với thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại
2.3 Xác định phụ tải tính tốn theo cơng suất tiêu hao điện năng trên đơn vị sản
phẩm:
Đối với hộ tiêu thụ có đồ thị phụ tải thực tế khơng thay đổi, PTTT bằng phụ tải
trung bình và được xác định theo suất tiêu hao điện năng trên một đơn vị sản phẩm
khi cho trước tổng sản phẩm sản xuất trong một đơn vị thời gian
M ca * Wo
(KW)
Tca

Ptt = Pca =
Trong đó:

Mca : Số lượng sản phẩm sản xuất trong một ca.
Tca : Thời gian của ca phụ tải lớn nhất
w0 : Suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm.
Khi biết w0 và tổng sản phẩm sản xuất trong cả một năm, PTTT được tính theo
công thức sau:
Ptt 

A
Tlv max



Wo .M
(KW)
Tlv max

Với Tlvmax[giờ] : Thời gian sử dụng công suất lớn nhất trong năm.

11


2.4 Xác định phụ tải tính tốn theo cơng suất trung bình và hệ số hình dạng của đồ
thị phụ tải:
Ptt = k hd Ptb
Trong đó:
khd : là hệ số hình dáng của đồ thị phụ tải tra trong sổ tay khi biết đồ thị phụ tải.
Ptb : là công suất trung bình của thiết bị hoặc nhóm thiết bị (kW).
2.5 Xác định phụ tải tính tốn theo cơng suất trung bình và hệ số cực đại (cịn gọi
là phương pháp số thiết bị hiệu quả):
Phương pháp này cho kết quả tương đối chính xác, vì khi tính 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 cơng suất lớn nhất cũng như sự khác nhau về chế độ
làm việc của chúng. Do đó khi cần nâng cao độ chính xác của PTTT, hoặc khi khơng
có số liệu cần thiết để áp dụng các phương pháp trên thì ta nên dùng phương pháp này.
Cơng thức tính tốn:
Ptt = kmax.ksd.Pđm
Trong đó:
Pđm : cơng suất định mức (kW)
ksd : hệ số sử dụng

kmax : hệ số cực đại
Các bước tính tốn:
Trước tiên cần qui đổi những tải có chế độ làm việc ngắn hạn về chế độ dài hạn, ta
lấy hệ số dịng ε(%) = 0.5

[3]

Pqđ = Pđm*  %
Tính số thiết bị hiệu quả theo công thức:
n

nhq =

( Pdm i ) 2
i 1
n

 (P
i 1

dm i

)2

12


Tính hệ số sử dụng của nhóm thiết bị theo công thức:
n

k sdi Pđm i
Ptbnh 
i 1
Ksdnh =
= n
Pdm
P


i 1

dm i

Xét các trường hợp:
n

 Nếu nhq < 4 và n < 4 : Ptt =

P
i 1

 Nếu nhq < 4 và n  4 : Ptt =

dm i

n

P
i 1

dm i

* Kpti

Với Kpti là hệ số phụ tải của thiết bị thứ i, có thể lấy gần đúng:
Kpt = 0.75 ( Chế độ làm việc ngắn hạn)
Kpt = 0.90 ( Chế độ làm việc dài hạn)
 Nếu nhq  4:
Tìm kmax theo nhq và ksd.
Xác định PTTT theo công thức:
Ptt = kmax.ksd.Pđm = kmax* Ptb
Qtt = 1.1Qtb (Nếu nhq 10) = Qtb (Nếu nhq > 10)
Trong đó Ptb và Qtb là công suất tác dụng và công suất phản kháng trung bình của
nhóm:
Ptbnh = ksdnh* Pđm
Qtbnh = Ptbnh* tgtb
Phụ tải tính tốn của nhóm :
 Với tủ động lực: Stt = Ptt 2  Qtt 2
n

 Với tủ phân phối:

Pttpp = kđt*  Pttdl
i 1
n

Qttpp = kđt*  Qttdl
i 1

13

Sttpp =
Itt =

Pttpp  Qttpp
2

2

S tt
3 * U dm

Trong đó kđt là hệ số đồng thời, chọn theo số nhóm đi vào tủ.
Nếu có phụ tải chiếu sáng đi vào tủ thì phải cộng thêm các giá trị Pcs và Qcs ,vào
Ptt và Qtt trong các cơng thức trên.
 Dịng đỉnh nhọn của một thiết bị và nhóm:
Phụ tải đỉnh nhọn được định nghĩa là phụ tải cực đại tức thời, xác định để tính ảnh
hưởng khởi động thiết bị dùng điện.
Phụ tải đỉnh nhọn của một thiết bị chính là dịng mở máy (khởi động) và được tính
như sau:
Ikđ = Iđn = Iđm.kmm
Với : kmm = 2,5 nếu động cơ là roto dây quấn
kmm = 5 ÷ 7 nếu động cơ là roto lồng sóc
Đối với nhóm thiết bị dịng mở máy đỉnh nhọn được tính như sau:
Iđn = Immmax + (Itt – Iđmmax.ksd)
Trong đó: Immmax : dịng mở máy lớn nhất của một thiết bị trong nhóm
Iđm(max) : dịng định mức của thiết bị có dịng mở máy lớn nhất.
Itt : dịng tính tốn của nhóm thiết bị.
ksd: hệ số sử dụng của động cơ có dịng khởi động lớn nhất

3. Xác định phụ tải tính tốn của các phân xưởng, phòng, kho trong nhà máy:
Xác định phụ tải tính tốn theo phương pháp số thiết bị dùng điện có hiệu
quả.Trong nhà máy xi măng, phụ tải tính toán tập trung nhiều nhất là ở hai xưởng:
Xưởng sản xuất và Xưởng cơ điện. Chủ yếu là phần phụ tải động lực.
3.1 Tính tốn phụ tải động lực :
 Phân Xưởng Sản Xuất:

14


Bảng số lượng máy ở phân xưởng sản xuất Xi-Măng
STT
Nhóm 1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
Nhóm 2

Số

lượng

Pđm
(kW)

2
2
4
2
6
2
1
2
2
2
2
2
2
4

2
11
1,1
3
37
22
7,5
18,5
2,2
132

5,5
4
4
1,5

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

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

0,8
0,8
0,8
0,8

5,07
23,09
2,09
7,02
70,35
41,83
14,26
40,2
4,78
286,84
10,45
7,6
7,6
2.85

25,35
115,45
10,45
35,1
351,75
209,15
71,3
201
23,9
1434,2

52,25
38
38
14,25

360

0,65

0,8

684,51

3422,57

Tên thiết bị
Lọc bụi
Gàu tải nguyên liệu
Motor xã bụi
Vis tải bụi
Quạt hút bụi
Motor sấy
Nghiền Clinker
Quạt thổi
Gàu tải thành phẩm
Máy nghiền bi
Băng tải xuất thủy
Băng tải nhập liệu
Máy đóng bao
Sàng rung

Nhóm motor

TC :

Ksd

cos

Iđm (A)

Imm (A)

35

 Tính tốn phụ tải động lực:
Tổng số lượng thiết bị của phân xưởng sản xuất bao gồm hai nhóm :
 Nhóm 1: gồm các thiết bị đã được liệt kê , gồm 35 motor
 Nhóm 2 :bao gồm một nhóm động cơ có chế độ làm việc giống nhau (máy bơm
nước, bơm dầu .v.v… )với cơng suất tổng là 360 kW.
3.2 Tính tốn cho nhóm 1:
Số lượng thiết bị nhóm 1: n = 35 (thiết bị).
Tổng cơng suất của n thiết bị trong nhóm 1 : (35 thiết bị)

15


 Pđmn= 648,3 kW
Thiết bị có cơng suất lớn nhất: (máy nghiền bi)
Pđmmax= 132 kW
Tìm 1 Pđmmax = 1 .132 = 66 kW

2

2

Số thiết bị có cơng suất lớn hơn hoặc bằng 1 Pđmmax :
2

n1= 2 (thiết bị)
Tổng công suất của n1 thiết bị:

 Pđmn1= 264 kW
Xác định n * và p * :
n* =

n1 2
= = 0,057
n
35

p* =

264
dmn1
=
= 0,4
648,3
dmn

Từ : n * = 0,057 và p * = 0,4 Tra bảng A4 trang 11 , sách “Hướng Dẫn Đồ Án
Môn Học Thiết Kế Cung Cấp Điện” của các tác giả Phan Thị Thanh Bình – Dương

Lan Hương – Phan Thị Thu Vân .

 n *hq =0,31
Xác định số thiết bị có hiệu quả:
n hq = n *hq . n = 0,31 .35 = 10,85
chọn n hq



11 ( vì là số ngun )

Tính hệ số cos  tb của nhóm 1:

cos 𝜑𝑡𝑏 =
cos 𝜑𝑡𝑏 =

∑ 𝑃đ𝑚𝑖 cos 𝜑𝑖
∑ 𝑃đ𝑚𝑖
4𝑥0.6+(22+37+4.4+264)𝑥0.7+6𝑥0.65
648.3

Tính hệ số sử dụng nhóm :
16

= 0.75


k sdn hom 

 P .k

P
dmi

sdi

dmi

k sdn hom 



2.2.0,65  (11.2  1,1.4  3.2  37.6  22.2  75.1  18,5.2  2,2.2  132.2).0,7

1008,3

(5,5.2  4.2  4.2  1,5.4)
 0,7
1008,3

 k sdn hom  0,7
Từ cos tb  0,75
Với ksdnhom = 0,7 và nhq = 11, Tra bảng A2 trang 9, sách “Hướng Dẫn Đồ Án Môn
Học Thiết Kế Cung Cấp Điện” của các tác giả Phan Thị Thanh Bình – Dương Lan
Hương – Phan Thị Thu Vân .

 kmax = 1,15
Vậy phụ tải tính tốn động lực của nhóm 1:
Ptb = ksdnhom .  Pđmn = 0,7.648,3 = 453,8 (kW)
Pttđl1 = kmax.Ptb = 1,15.453,8 = 521,88 (kW)
Vì nhq > 10 nên :

Qtb = Ptb . tgtb
Với :

tgtb = tg(arccostb) = 0,88

 Qtb = Qttdl1 = 453,8 . 0,88 = 399,34 (kVAr)
2
Sttđl1 = √Pttđl1
+ Q2ttđl1 = √508,32 + 399,32 = 646,4 (kVA)

Dịng tính tốn của nhóm:
𝐼𝑡𝑡𝑛ℎ𝑜𝑚1 =

𝑆𝑡𝑡
√3𝑈đ𝑚

=

646400
√3.380

= 983,26 (𝐴)

Dịng đỉnh nhọn của nhóm:
Iđn = Immmax + (Itt – ksd.Iđmmax) = 351,75 + (983,26 – 0,7.286,84) = 1134,22 (A)

17


3.3 Tính tốn cho nhóm 2 (xác định theo hệ số nhu cầu):

knc = 0,8 Tra bảng A3 trang 9 , sách “Hướng Dẫn Đồ Án Môn Học Thiết Kế Cung
Cấp Điện” của các tác giả Phan Thị Thanh Bình – Dương Lan Hương – Phan Thị
Thu Vân .
Pttđl2 = knc . Pđm = 0,8 .360 = 288 (kW)
Pttđl2 = 288 (kW)
costb2 = 0,8  tg = 0,75
Qttđl2 = Pttđl2 . tg =288 . 0,75 = 216 (kVAr)
2
Sttđl2 = √Pttđl2
+ Q2ttđl2 = √2882 + 2162 = 360 kVA

Dịng tính tốn của nhóm:
𝐼𝑡𝑡𝑛ℎ𝑜𝑚2 =

𝑆𝑡𝑡
√3𝑈đ𝑚

=

360
√3.380

= 547,61 (𝐴)

 Phụ tải động lực phân xưởng sản xuất:
Pttdl = Pttđl1 + Pttđl2 = 521,88 + 288 = 809,88 (kW)
Qttđl = Qttđl1 + Qttđl2 = 399,34 + 216 = 615,34 (kVAr)
2
Sttđl = √Pttđl
+ Q2ttđl = √809,882 + 615,342 = 1017,12 (kVA)

 Tâm phụ tải phân xưởng sản xuất:
X = 150 m
Y = 63,2 m
Dời tủ về vị trí thuận lợi:
X = 121 m
Y = 90 m

18


 Phân xưởng cơ điện:
Tên thiết bị

STT

Số

Pđm

Cos

lượng

(kW)



Ksd

Iđm

Imm

1

Máy tiện ren

2

11

0,8

0,2

20,91

104,55

2

Máy phay vạn năng

2

7

0,7

0,2

15,21

76,05

3

Máy xọc

1

3

0,65

0,17

7,02

35,1

4

Máy khoan đứng

1

4,5

0,78

0,15

8,77

43,85

5

Máy nén cắt liên hợp

2

1,7

0,76

0,18

3,4

17

6

Máy mài trong

2

4,5

0,75

0,14

9,12

45,6

7

Máy bào ngang

4

10

0,7

0,16

21,73

108,65

8

Tời

2

6

0,7

0,5

13,03

65,15

9

Quạt đứng

6

0,75

0,75

0,7

1,52

7,6

10

Máy mài phẳng

2

3

0,8

0,15

5,7

28,5

11

Máy mài tròn

2

3

0,8

0,14

5,7

28,5

12

Máy quấn dây

4

1

0,8

0,2

1,9

9,5

13

Máy hàn đường

1

10

0,65

0,25

23,4

117

31

138,4

0,73

0,25

TC

 Tính tốn phụ tải động lực
Tổng số lượng thiết bị của phân xưởng cơ điện: n = 31
Tổng công suất của n thiết bị:

 Pđmn = 138,4 (kW)
Thiết bị có cơng suất lớn nhất:
Pđmmax = 11 (kW)
Tìm 1 Pđmmax = 1 . 11 = 5,5 (kW)
2

2

Số thiết bị có cơng suất lớn hơn hoặc bằng 1 Pđmmax
2

19