11033_Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy chế tạo máy kéo

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG

ISO 9001:2008

THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SẢN XUẤT
MÁY KÉO

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY
NGÀNH ĐIỆN TỰ ĐỘNG CÔNG NGHIỆP

HẢI PHÒNG – 2016

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG

ISO 9001:2008

THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY SẢN XUẤT
MÁY KÉO

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC HỆ CHÍNH QUY
NGÀNH ĐIỆN TỰ ĐỘNG CÔNG NGHIỆP

Sinh viên: Lƣu Xuân Bắc
Ngƣời hƣớng dẫn: Th.S Nguyễn Đoàn Phong

HẢI PHÒNG – 2016

Cộng hoà xã hội chủ nghĩa Việt Nam
Độc lập – Tự Do – Hạnh Phúc
—————-o0o—————–
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG

NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP

Sinh viên : Lƣu Xuân Bắc – MSV : 1513102011
Lớp DCL901 – Ngành Điện Tự động công nghiệp
Tên đề tài : Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy chế tạo
máy kéo

NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI
1. Nội dung và các yêu cầu cần giải quyết trong nhiệm vụ đề tài tốt nghiệp (
về lý luận, thực tiễn, các số liệu cần tính toán và các bản vẽ).
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
2. Các số liệu cần thiết để thiết kế, tính toán
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………………………………..
3. Địa điểm thực tập tốt nghiệp………………………………………………………………..:
CÁC CÁN BỘ HƢỚNG DẪN ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP
Ngƣời hƣớng dẫn thứ nhất:
Họ và tên :

Học hàm, học vị :

Cơ quan công tác :

Nội dung hƣớng dẫn :
Nguyễn Đoàn Phong
Thạc Sỹ
Trƣờng Đại học dân lập Hải Phòng
Toàn bộ đề tài

Ngƣời hƣớng dẫn thứ hai:
Họ và tên :

Học hàm, học vị :

Cơ quan công tác :

Nội dung hƣớng dẫn :

Đề tài tốt nghiệp đƣợc giao ngày tháng năm 2016.
Yêu cầu phải hoàn thành xong trƣớc ngày……tháng…….năm 2016

Đã nhận nhiệm vụ Đ.T.T.N
Sinh viên

Lƣu Xuân Bắc
Đã giao nhiệm vụ Đ.T.T.N
Cán bộ hƣớng dẫn Đ.T.T.N

T.S Nguyễn Đoàn Phong

Hải Phòng, ngày……..tháng……..năm 2016

HIỆU TRƢỞNG

GS.TS.NGƢT TRẦN HỮU NGHỊ

PHẦN NHẬN XÉT TÓM TẮT CỦA CÁN BỘ HƢỚNG DẪN
1.Tinh thần thái độ của sinh viên trong quá trình làm đề tài tốt nghiệp.
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
2. Đánh giá chất lƣợng của Đ.T.T.N ( so với nội dung yêu cầu đã đề ra trong
nhiệm vụ Đ.T.T.N, trên các mặt lý luận thực tiễn, tính toán giá trị sử dụng,
chất lƣợng các bản vẽ..)
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
3. Cho điểm của cán bộ hƣớng dẫn
( Điểm ghi bằng số và chữ)

Ngày……tháng…….năm 2016
Cán bộ hƣớng dẫn chính
(Ký và ghi rõ họ tên)

NHẬN XÉT ĐÁNH GIÁ CỦA NGƢỜI CHẤM PHẢN BIỆN
ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP
1. Đánh giá chất lƣợng đề tài tốt nghiệp về các mặt thu thập và phân tích số
liệu ban đầu, cơ sở lý luận chọn phƣơng án tối ƣu, cách tính toán chất lƣợng
thuyết minh và bản vẽ, giá trị lý luận và thực tiễn đề tài.
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
…………………………………………………………………………………………………………..
2. Cho điểm của cán bộ chấm phản biện
( Điểm ghi bằng số và chữ)

Ngày……tháng…….năm 2016
Ngƣời chấm phản biện
(Ký và ghi rõ họ tên)

MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU …………………………………………………………………………………………………. 1
CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY
1.1 . Loại ngành nghề và quy mô năng lực của nhà máy ……………………………………….. 2
1.2 Phụ tải điện của nhà máy.
…………………………………………………………………………….. 6
1.3 Những yêu cầu khi thiết kế hệ thống cung cấp điện của nhà máy ……………………… 6
CHƢƠNG 2: XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN
2.1. Các phƣơng pháp xác định phụ tải tính toán …………………………………………………… 8
2.2 Xác định phụ tải tính toán của phân xƣởng sửa chữa cơ khí……………………………. 11
2.3 Xác định phụ tải tính toán cho các phân xƣởng còn lại ………………………………….. 23
2.4 . Phụ tải tính toán toàn nhà máy. …………………………………………………………………. 34
2.5 Xác định tâm phụ tải tính toán và biểu đồ phụ tải
………………………………………….. 34
CHƢƠNG 3: THI T MẠNG C O ÁP CHO NHÀ MÁY
3.1 Đặt vấn đề ………………………………………………………………………………………………… 39
3.2 Vạch các phƣơng án cung cấp điện ……………………………………………………………… 39
3.3 Tính toán kinh tế – kỹ thuật lựa chọn phƣơng án hợp lý …………………………………. 51
3.4 Thiết kế chi tiết cho phƣơng án đƣợc chọn …………………………………………………… 77
3.5 Sơ đồ nối dây chi tiết mạng cao áp của nhà máy …………………………………………… 93
CHƢƠNG 4: THI T MẠNG ĐIỆN HẠ ÁP PHÂN XƢỞNG SỬ CHỮ CƠ
KHÍ
4.1 Lựa chọn cáp tổng hạ áp và áptômát tổng cho TB B4 ………………………………….. 95
4.2 Chọn áptômát đầu nguồn đặt tại TB B4 và cáp t TB B4 về tủ phân phối của
phân xƣởng (TPP) …………………………………………………………………………………………… 96
4.3 Lựa chọn các thiết bị cho tủ phân phối
…………………………………………………………. 97
4.4 Tính toán ngắn mạch phía hạ áp để kiểm tra kiểm tra cáp và áptômát ……………… 99
4.5 Lựa chọn thiết bị trong TĐL và dây dẫn đến thiết bị của phân xƣởng ……………. 103
CHƢƠNG 5: THI T HỆ THỐNG CHI U SÁNG CHUNG
5.1 Đặt vấn đề ………………………………………………………………………………………………. 115
5.2 Lựa chọn số lƣợng và công suất của hệ thống đ n chiếu sáng chung
……………… 115
5.3 Thiết kế mạng điện của hệ thống chiếu sáng chung
……………………………………… 117
CHƢƠNG 6: TÍNH TOÁN B CÔNG SUẤT PHẢN HÁNG
6.1. Đặt vấn đề ……………………………………………………………………………………………… 121
6.2. Lựa chọn thiết bị b và vị trí đặt b …………………………………………………………… 121

6.3. Xác định và phân bố dung lƣợng b
…………………………………………………………… 122
CHƢƠNG 7: THI T TRẠM BI N ÁP PHÂN XƢỞNG
7.1 Giới thiệu chung ……………………………………………………………………………………… 129
7.2 Sơ đồ nguyên lý trạm
……………………………………………………………………………….. 129
7.3 Lựa chọn các phần tử của sơ đồ cấp điện
……………………………………………………. 129
7.4 ết cấu trạm biến áp
………………………………………………………………………………… 137
7.5 Tính toán nối đất
……………………………………………………………………………………… 139
KẾT LUẬN …………………………………………………………………………………………………. 144
TÀI LIỆU THAM KHẢO ……………………………………………………………………………. 144
1

LỜI MỞ ĐẦU
Điện năng là một dạng năng lƣợng phổ biến và có tầm quan trọng
không thể thiếu đƣợc trong bất kỳ một lĩnh vực nào của nền kinh tế quốc dân
của mỗi đất nƣớc. Nhƣ chúng ta đã xác định và thống kê đƣợc rằng khoảng
70% điện năng sản xuất ra d ng trong các xí nghiệp, nhà máy công nghiệp.
Vấn đề đặt ra cho chúng ta là đã sản xuất ra đƣợc điện năng làm thế nào để
cung cấp điện cho các phụ tải một cách hiệu quả, tin cậy.
Nhìn về phƣơng diện quốc gia, thì việc đảm bảo cung cấp điện một
cách liên tục và tin cậy cho ngành công nghiệp tức là đảm bảo cho nền kinh tế
của quốc gia phát triển liên tục và kịp với sự phát triển của nền khoa học công
nghệ thế giới.
hi nhìn về phƣơng diện sản xuất và tiêu thụ điện năng thì công nghiệp
là ngành tiêu thụ nhiều nhất. Vì vậy cung cấp điện và sử dụng điện năng hợp
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 lƣợng điện năng
đƣợc sản xuất ra.
Xuất phát t thực tế đó em đã nhận đƣợc đề tài thiết kế tốt nghiệp:
“Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy chế tạo máy kéo” do
ThS. Nguyễn Đoàn Phong hƣớng dẫn
Nội dung bao gồm các chƣơng:
Chƣơng 1: Giới thiệu chung về nhà máy
Chƣơng 2: Xác định phụ tải tính toán
Chƣơng 3: Thiết kế mạng cao áp cho nhà máy
Chƣơng 4: Thiết kế mạng điện hạ áp phân xƣởng sửa chữ cơ khí
Chƣơng 5: Thiết kế hệ thống chiếu sáng chung
Chƣơng 6: Tính toán b công suất phản kháng
Chƣơng 7 Thiết kế trạm biến áp phân xƣởng
2

CHƢƠNG 1.
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY
1.1. Loại ngành nghề và quy mô năng lực của nhà máy
1.1.1 Loại ngành nghề
Sản phẩm của nhà máy là các loại công cụ phục vụ cho các ngành nhƣ
nông nghiệp, công nghiệp, giao thông vận tải do vậy nó tƣơng đối quan trọng
trong nền công nghiệp. Với một quy trình công nghệ chủ yếu là sản xuất, sửa
chữa các chi tiết thiết bị, phụ t ng cho máy kéo. Do đó, việc cung cấp điện
cho nhà máy phải ph hợp với với hệ thống điện khu vực và phát triển dựa
theo quy luật chung của nền kinh tế.
Quy trình công nghệ của nhà máy giữ một vị trí tƣơng đối quan trọng
trong nền công nghiệp và nông nghiệp của một đất nƣớc. Chính vì điều
này mà mức độ tin cậy cung cấp điện cho nhà máy cũng có một tầm
quan trọng. Tuy nhiên khi ng ng cung cấp điện thì chỉ dẫn đến hiện
tƣợng ng ng trệ sản xuất và lãng phí lao động và thiệt hại đến kinh tế
và sản phẩm bị hỏng. Do đó nhà máy thuộc hộ tiêu thụ loại I.
1.1.2 Quy mô năng lực của nhà máy
Nhà máy có quy mô tƣơng đối lớn, với 12 phân xƣởng đƣợc bố trí nhƣ
sau:
3

6
5
7
9
8
12
4
3
2
1
11
10

Hình 1.1: Sơ đồ mặt bằng nhà máy sản xuất máy kéo
Phụ tải của nhà máy sản xuất máy kéo tƣơng ứng với bố trí trên mặt
bằng nhƣ sau:
Bảng 1.1: Phụ tải của nhà máy sản xuất máy kéo
Số trên mặt
bằng
Tên phân xƣởng
Công suất đặt (kW)
1
Khu nhà ban quản lý và xƣởng
thiết kế
200
2
Phân xƣởng đúc
1500
3
Phân xƣởng gia công cơ khí
3600
4
Phân xƣởng cơ lắp ráp
3200
5
Phân xƣởng luyện kim màu
1800
6
Phân xƣởng luyện kim đen
2500
7
Phân xƣởng sửa chữa cơ khí
Theo tính toán
8
Phân xƣởng r n dập
2100
9
Phân xƣởng nhiệt luyện
3500
4

10
Bộ phận nén khí
1700
11
Trạm bơm
800
12
ho vật liệu
60
13
Chiếu sáng các phân xƣởng
Xác định theo diện
tích
Phụ tải của phân xƣởng sửa chữa cơ khí:
Bảng 1.2: Danh sách thiết bị của phân xƣởng sửa chữa cơ khí
TT
Tên thiết bị
Số lƣợng
Nhãn hiệu
Công suất
Bộ phận rèn
1
Búa hơi để r n
2
M-412
10
2
Búa hơi để r n
2
M-415A
28
3
Lò rèn
2

4,5
4
Lò rèn
1

6
5
Quạt lò
1

2,8
6
Quạt thông gió
1

2,5
7
Đe hai mỏ
2

–
8
Máy ép ma sát
1
A124
10
9
Lò điện
1
H-15
15
10
Bàn nắn
1

–
11
Dầm treo có pa – lăng
điện
1

4,8
12
Máy mài sắc
1
3M634
3,2
13
Quạt ly tâm
1
B3HN8
7
14
Bàn
1

–
15
Bể nƣớc
1

–
16
Lò đứng
1

–
17
Máy biến áp hàn
2

2,2
5

Bộ phận nhiệt luyện
18
Lò điện
1

30
19
Lò điện để hóa cứng kim
loại
1

90
20
Lò điện
1
H-30
30
21
Lò điện để r n
1
H-32
36
22
Lò điện
1
C-20
20
23
Lò điện
1
B-20
20
24
Bể dầu
1
MB-40
4
25
Thiết bị tôi bánh răng
1
Y3
18
26
Bể dầu tăng nhiệt độ
1

3
27
Bể nƣớc
1
–
–
28
Máy đo độ cứng đầu côn
1
TX
0,6
29
Máy đo độ cứng đầu tròn
1

–
30
Bàn
1

–
31
Máy mài sắc
1
330-2
0,25
32
Bàn
1

–
33
Cần trục cánh có pa – lăng
điện
1

1,3
34
Thiết bị cao tần
1

80
35
Tủ
1

–
36
Bàn
1

–
37
Thiết bị đo bi
1

23
38
Tủ đựng bi
1

–
39
Bàn
1

–
40
Máy nén khí
1

45
Bộ phận mộc
6

41
Máy bào gỗ
1
C-4
6,5
42
Máy khoan
1
CBA
4,2
43
Bàn mộc
1

–
44
Máy cƣa đại
1
C80-3
4,5
45
Bàn
3

–
46
Máy bào gỗ
1
CP6-5
10
47
Máy cƣa tròn
1

7
Bộ phận quạt gió
48
Quạt gió trung gian
1

9,0
49
Quạt gia số 9,5
1
–
12
50
Quạt số 14
1
–
18
Vì máy biến áp hàn làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại và đồng thời
cũng là thiết bị một pha nên cần quy đổi theo hệ số đóng điện tƣơng đối kd%.
dmqd
dm
d
P
3.P . k
3.2,2. 0,25
3,3 kW




Do vậy thiết kế cung cấp điện cho nhà máy phải đảm bảo cho sự gia
tăng về quy mô trong tƣơng lai của nhà máy, phải đề ra phƣơng pháp cấp điện
sao cho không gây quá tải cho hệ thống sau vài năm sản xuất cũng nhƣ không
để quá dƣ th a dung lƣợng.
1.2
Phụ tải điện của nhà máy.
Phụ tải điện của nhà máy có thể phân loại thành 2 loại chính:
–
Phụ tải động lực.
–
Phụ tải chiếu sáng.
Phụ tải động lực và phụ tải chiếu sáng thƣờng làm việc ở chế độ dài
hạn, điện áp yêu cầu trực tiếp tới các thiết bị là 380/220 V, tần số công nghiệp
f = 50 Hz.
1.3
Những yêu cầu khi thiết kế hệ thống cung cấp điện của nhà máy
1.3.1 Độ tin cậy cung cấp điện
7

Mức độ đảm bảo cấp điện liên tục t y thuộc vào tính chất và yêu cầu
của phụ tải. Với yêu cầu cung cấp điện của nhà máy thì cần bố trí nguồn dự
phòng để cung cấp điện cho những phụ tải quan trọng nhƣ lò, phân xƣởng sản
xuất chính… Do vậy hệ thống điện thiết kế phải cố gắng đạt đƣợc độ tin cậy
cung cấp điện cao nhất.
1.3.2 Chất lƣợng điện áp
Chất lƣợng điện áp đƣợc đánh giá bằng hai chỉ tiêu là tần số và điện áp.
Chỉ tiêu tần số do cơ quan điều khiển hệ thống điều chỉnh. Chỉ có những hộ
tiêu thụ lớn (hàng chục MW trở lên) mới phải quan tâm đến chế độ vận hành
của mình sao cho hợp lý để góp phần ổn định tần số với hệ thống điện.
Nói chung, điện áp ở lƣới trung áp và hạ áp cho phép dao động quanh
giá trị 5% điện áp định mức. Đối với những phụ tải yêu cầu cao về chất lƣợng
điện áp nhƣ nhà máy hóa chất điện tử, cơ khí chính xác… điện áp chỉ cho
phép dao động trong khoảng ± 2,5%.
1.3.3 An toàn cung cấp điện
Hệ thống cấp điện của nhà máy phải đảm bảo đƣợc tính an toàn cao cho
ngƣời vận hành, ngƣời sử dụng và an toàn cho các thiết bị cũng nhƣ toàn công
trình. Ngƣời thiết kế phải sử dụng đúng các thiết bị điện, khí cụ điện, hiểu rõ
về đối tƣợng cấp điện, môi trƣờng lắp đặt.
Các cán bộ kỹ thuật quản lý vận hành hệ thống điện và ngƣời sử dụng
phải có ý thức chấp hành những quy trình, quy tắc vận hành sử dụng điện an
toàn.
1.3.4 Kinh tế.
hi thiết kế cần lập ra nhiều phƣơng án để đem so sánh. Mỗi phƣơng
án có những ƣu điểm và nhƣợc điểm nhất định và thƣờng xảy ra mâu thuẫn
giữa kinh tế và kỹ thuật. Dựa trên việc so sánh kinh tế kỹ thuật giữa các
phƣơng án mà ngƣời thiết kế lựa chọn phƣơng án hợp lý nhất.
8

CHƢƠNG 2.
XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN
2.1. Các phƣơng pháp xác định phụ tải tính toán
Phụ tải tính toán là phụ tải giả thiết lâu dài không đổi, tƣơng đƣơng với
phụ tải thực tế (biến đổi) về mặt hiệu quả phát nhiệt hoặc mức độ hủy hoại
cách điện. Nói cách khác phụ tải tính toán cũng đốt nóng thiết bị lên tới nhiệt
độ tƣơng tự nhƣ phụ tải thực tế gây ra. Vì vậy lựa chọn các thiết bị theo phụ
tải tính toán sẽ đảm bảo an toàn thiết bị về mặt phát nóng.
Phụ tải tính toán đƣợc sử dụng để lựa chọn và kiểm tra các thiết bị
trong hệ thống cung cấp điện nhƣ: máy biến áp, dây dẫn, các thiết bị đóng cắt,
bảo vệ; d ng để tính toán tổn thất công suất, tổn thất điện năng, tổn thất điện
áp; lựa chọn dung lƣợng b công suất phản kháng. Phụ tải tính toán phụ thuộc
vào nhiều yếu tố nhƣ: công suất, số lƣợng, chế độ làm việc của các thiết bị
điện, trình độ và phƣơng thức vận hành hệ thống. Nếu phụ tải tính toán xác
định đƣợc nhỏ hơn phụ tải thực tế thì sẽ làm giảm tuổi thọ của thiết bị điện,
có khả năng dẫn đến cháy nổ…. Ngƣợc lại, các thiết bị đƣợc chọn sẽ dƣ th a
công suất làm ứ đọng vốn đầu tƣ, gây tổn thất…. Hiện nay có nhiều phƣơng
pháp thƣờng đƣợc sử dụng nhiều trong việc xác định phụ tải tính toán khi quy
hoạch và thiết kế hệ thống cung cấp điện. Tuy nhiên để phục vụ cho việc tính
toán cho nhà máy sản xuất máy kéo này, ta sử dụng 2 phƣơng pháp sau:
2.1.1 Phƣơng pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt Pđặt và
hệ số nhu cầu knc
Phƣơng pháp này sử dụng khi đã có thiết kế nhà xƣởng của xí nghiệp
(chƣa có thiết kế chi tiết bố trí các máy móc, thiết bị trên mặt bằng), lúc này
mới chỉ biết duy nhất một số liệu cụ thể là công suất đặt của t ng phân xƣởng.
Phụ tải tính toán động lực của t ng phân xƣởng đƣợc xác định theo công
thức:
9

Pđl = knc . Pđ
(2.1)
Qđl= Pđl. tgφ
(2.2)
Trong các công thức trên:
knc: Hệ số nhu cầu, tra sổ tay kỹ thuật theo số liệu thống kê của các xí
nghiệp, phân xƣởng tƣơng ứng.
cosφ: Hệ số công suất tính toán, cũng tra sổ tay kỹ thuật, t đó rút ra
tgφ.
Phụ tải chiếu sáng đƣợc tính theo công suất chiếu sáng trên một đơn vị
diện tích:
Pcs = p0 . F
(2.3)
Qcs = Pcs . tgφ
(2.4)
Trong đó:
+
p0: suất chiếu sáng trên mộ đơn vị diện tích (W/m2).
+
F: Diện tích cần đƣợc chiếu sáng, ở đây là diện tích phân xƣởng (m2).
T đó tính đƣợc phụ tải tính toán toàn phần của mỗi phân xƣởng:
2
2
tt
đl
cs
đl
cs
S
(P +P ) +(Q +Q )


(2.5)
2.1.2 Phƣơng pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình
Ptb và hệ số cực đại kmax

Sau khi xí nghiệp đã có thiết kế chi tiết cho t ng phân xƣởng, ta
đã có các thông tin chính xác về mặt bằng bố trí máy móc, thiết bị, biết đƣợc
công suất và quá trình công nghệ của t ng thiết bị, ngƣời thiết kế có thể bắt
tay vào thiết kế mạng điện hạ áp phân xƣởng. Số liệu đầu tiên cần xác định là
công suất tính toán của t ng động cơ và của t ng nhóm động cơ trong phân
xƣởng.

Với một động cơ:
Ptt = Pđm
(2.6)

Với nhóm động cơ n  3:
10

n
tt
đmi
i 1
P
P



(2.7)
Với n4 phụ tải tính toán của nhóm động cơ xác định theo công thức:
n
tt
max
sd
đmi
i 1
P
k
.k .
P




(2.8)
Trong đó:
+
ksd: hệ số sử dụng của nhóm thiết bị, tra sổ tay.
+
kmax: hệ số cực đại, tra đồ thị hoặc tra bảng theo hai đại lƣợng ksd và nhq.
–
nhq: số thiết bị d ng điện hiệu quả.
Trình tự xác định nhq nhƣ sau:
*
Xác định n1 – số thiết bị có công suất lớn hơn hay bằng một nửa công
suất của thiết bị có công suất lớn nhất.
*
Xác định P1 – công suất của n1 thiết bị trên:
n
1
đmi
i 1
P
P



(2.9)
*
Xác định:
1
n
n
n

;
1
P
P
P




(2.10)
Trong đó:
+
n: tổng số thiết bị trong nhóm.
+
P: tổng công suất của nhóm.
n
đmi
i 1
P
P




(2.11)
*
T n*, P* tính đƣợc nhq* t PL I.5 [1,255].
*
Xác định nhq theo công thức:
nhq = n.nhq*
(2.12)
Tra bảng kmax chỉ bắt đầu t nhq = 4 (PL I.6 [1,256]), khi nhq < 4 phụ tải tính toán đƣợc xác định theo công thức: 11 n tt ti đmi i 1 P k .P   (2.13) Với: + kti : hệ số tải. Nếu không biết chính xác, có thể lấy trị số gần đúng nhƣ sau: - kt = 0,9 với thiết bị làm việc ở chế độ dài hạn. - kt = 0,75 với thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại. Cần lƣu ý nếu trong nhóm thiết bị làm việc ở chế dộ ngắn hạn lặp lại thì phải qui đổi về chế độ dài hạn trƣớc khi xác định nhq. qđ đm đ P P . k %  (2.14) + kd% : hệ số đóng điện phần trăm. Cuối c ng, phụ tải tính toán toàn phân xƣởng với n nhóm: n ttpx đt tti i 1 P k . P    (2.15) n ttpx đt tti i 1 Q k . Q    (2.16) 2 2 ttpx ttpx ttpx S P Q   (2.17) ttpx ttpx ttpx P cos S   (2.18) 2.2 Xác định phụ tải tính toán của phân xƣởng sửa chữa cơ khí Phân xƣởng sửa chữa cơ khí là phân xƣởng số 7 trong sơ đồ mặt bằng nhà máy. Phân xƣởng có diện tích bố trí thiết bị là 819 m2. Trong phân xƣởng có các thiết bị với công suất rất khác nhau. Thiết bị có công suất lớn nhất là 90 kW (lò điện để hóa cứng linh kiện), trong khi thiết bị có công suất bé nhất chỉ 0,65 kW. Các thiết bị đều làm việc ở chế độ dài hạn. Đây là những đặc điểm cần chú ý khi phân nhóm phụ tải, xác định phụ tải tính toán và lựa chọn phƣơng án thiết kế cấp điện cho phân xƣởng. 12 Do đã biết nhiều thông số về phụ tải nên ta áp dụng phƣơng pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình để xác định cho phân xƣởng sửa chữa cơ khí. 2.2.1 Phân nhóm phụ tải Do các thiết bị trong phân xƣởng có công suất và chế độ làm việc khác nhau nên ta cần phải phân nhóm phụ tải để xác định phụ tải tính toán đƣợc chính xác. Nguyên tắc phân nhóm thiết bị điện nhƣ sau: * Các thiết bị trong nhóm nên đặt gần nhau để giảm chiều dài dây dẫn hạ áp, nhờ đó tiết kiệm đƣợc vốn đầu tƣ cũng nhƣ giảm tổn thất điện năng trên các đƣờng dây hạ áp trong phân xƣởng. * Chế độ của các thiết bị trong c ng một nhóm nên giống nhau để việc xác định phụ tải tính toán đƣợc chính xác hơn và thuận lợi cho việc lựa chọn phƣơng thức cấp điện cho nhóm. * Tổng công suất của nhóm nên xấp xỉ nhau để giảm chủng loại tủ động lực cần d ng trong phân xƣởng và toàn nhà máy. Số thiết bị trong một nhóm không nên quá nhiều bởi số đầu ra của các tủ động lực thƣờng ≤ (8 ÷ 12). Tuy nhiên trong khi phân nhóm thƣờng khó thỏa mãn c ng lúc cả 3 nguyên tắc trên, do vậy ngƣời thiết kế cần phải lựa chọn phƣơng thức phân nhóm sao cho hợp lý nhất. Dựa theo các nguyên tắc trên và căn cứ vào vị trí, công suất của thiết bị bố trí trên mặt bằng phân xƣởng sửa chữa cơ khí ta chia các thiết bị của phân xƣởng thành 6 nhóm nhƣ sau: Bảng 2.1: Bảng phân nhóm phụ tải điện phân xƣởng sửa chữa cơ khí TT Tên thiết bị Số lƣợng Ký hiệu trên mặt bằng Pđm, kW Iđm, A 1 máy Toàn bộ 1 2 3 4 5 6 7 Nhóm 1 13 1 Búa hơi để r n 02 1 10 20 2x25,32 2 Búa hơi để r n 01 2 28 28 70,9 3 Lò rèn 01 3 4,5 4,5 11,40 4 Quạt lò 01 5 2,8 2,8 7,09 5 Quạt thông gió 01 6 2,5 2,5 6,33 6 Máy mài sắc 01 12 3,2 3,2 8,10 7 Máy biến áp 01 17 2,2 2,2 5,56 TỔNG 08 63,20 Nhóm 2 1 Búa hơi để r n 01 2 28 28 70,9 2 Lò rèn 01 3 4,5 4,5 11,40 3 Lò rèn 01 4 6 6 15,19 4 Máy ép ma sát 01 8 10 10 25,32 5 Lò điện 01 9 15 15 37,98 6 Quạt ly tâm 01 13 7 7 17,73 7 Máy biến áp hàn 01 17 3,3 3,3 8,36 TỔNG 07 73,80 Nhóm 3 1 Lò điện 01 20 30 30 75,97 2 Lò điện để r n 01 21 36 36 91,16 3 Lò điện 01 23 20 20 50,65 4 Lò điện 01 22 20 20 50,65 5 Bể dầu 01 24 4 4 10,13 6 Thiết bị tôi bánh răng 01 25 18 18 45,58 7 Bể tăng dầu nhiệt độ 01 26 3 3 7,6 TỔNG 7 131 Nhóm 4 14 1 Lò điện 01 18 30 30 75,97 2 Lò điện hóa cứng kim loại 01 19 90 90 227,90 3 Máy đo độ cứng đầu côn 01 28 0,6 0,6 1,52 4 Máy mài sắc 01 31 0,25 0,25 0,63 5 Cần trục có pa-lăng điện 01 33 1,3 1,3 3,29 TỔNG 5 122,15 1 2 3 4 5 6 7 Nhóm 5 1 Thiết bị cao tần 01 34 80 80 202,58 2 Thiết bị đo bi 01 37 23 23 58,24 TỔNG 2 103 Nhóm 6 1 Máy nén khí 01 40 45 45 113,95 2 Máy bào gỗ 01 41 6,5 6,5 16,46 3 Máy khoan 01 42 1,5 1,5 3,80 4 Máy cƣa đại 01 44 4,5 4,5 11,40 5 Máy bào gỗ 01 46 10 10 25,32 6 Máy cƣa tròn 01 47 2,8 2,8 7,09 7 Quạt gió trung gian 01 48 9 9 22,79 8 Quạt gia số 9,5 01 49 12 12 30,39 9 Quạt gia số 14 01 50 18 18 45,58 TỔNG 09 109,30 15 2.2.2 Xác định phụ tải tính toán của các nhóm phụ tải. Tra bảng phụ lục PL I.1 [1, 253] với nhóm máy gia công kim loại của các phân xƣởng sửa chữa cơ khí ta có: ksd = 0,15 và cosφ = 0,6. Các thông số nhq* , kmax tra ở các bảng phụ lục PL I.5 [1,255] và PL I.6 [1,266]. 2.2.2.1 Nhóm 1 Bảng 2.2: Số liệu tính toán nhóm 1 TT Tên thiết bị Số lƣợng Ký hiệu trên mặt bằng Pđm, kW Iđm, A 1 máy Toàn bộ 1 Búa hơi để r n 02 1 10 20 2x25,32 2 Búa hơi để r n 01 2 28 28 70,9 3 Lò rèn 01 3 4,5 4,5 11,40 4 Quạt lò 01 5 2,8 2,8 7,09 5 Quạt thông gió 01 6 2,5 2,5 6,33 6 Máy mài sắc 01 12 3,2 3,2 8,10 7 Máy biến áp 01 17 2,2 2,2 5,56 TỔNG 08 63,20 T bảng 2.2 ta có các số liệu sau: + n = 8; n1 = 1; + 8 dmi i 1 P P 63,20      kW + 1 1 dmi i 1 P P 28     kW Tính toán ta đƣợc: + 1 hq n 1 n 0,125 n 8    16 + 1 P 28 P 0,44 P 63,2      Tra bảng PL I.5 [1, 255] ta có: nhq* = 0,48. Vậy: Số thiết bị d ng điện hiệu quả là: nhq = n x nhq* = 8 x 0,48 = 3,84 → nhq = 4 thiết bị. Tra bảng PL I.6 [1, 266] với ksd = 0,15, cosφ = 0,6 ta đƣợc: kmax = 3,11. Phụ tải tính toán nhóm 1 là: Ptt = 3,11 x 0,15 x 63,20 = 29,48 kW Qtt = Ptt x tgφ = 29,48 x 1,33 = 39,21 kV r 2 2 2 2 tt tt tt S P Q 29,48 39,21 49,06kVA      tt tt đm S 49,06 I 74,54 A 3.U 3.0,38    2.2.2.2 Nhóm 2 Bảng 2.3: Phụ tải nhóm 2 TT Tên thiết bị Số lƣợng Ký hiệu trên mặt bằng Pđm, kW Iđm, A 1 máy Toàn bộ 1 Búa hơi để r n 01 2 28 28 70,9 2 Lò rèn 01 3 4,5 4,5 11,40 3 Lò rèn 01 4 6 6 15,19 4 Máy ép ma sát 01 8 10 10 25,32 5 Lò điện 01 9 15 15 37,98 6 Quạt ly tâm 01 13 7 7 17,73 7 Máy biến áp 01 17 2,2 3,3 8,36 TỔNG 07 73,80 T bảng 2.3 ta có các số liệu sau: + n = 7; n1 = 1;