LỜI NÓI ĐẦU
Trong lòch sử phát triển xã hội ,con người luôn tìm mọi cách để khai
thác và sử dụng các nguồn tài nguyên phomg phú của tự nhiên nhằm tạo
ra nhiều của cải , vật chất giúp thoả mãn nhu cầu của mình. Cùng với sự
phát triển của khoa học và kỹ thuật, vấn đề sử dụng các nguồn năng
lượng luôn được con người quan tâm. Việc phát hiện và ứng dụng năng
lượng điện đã làm thay đổi về chất một cách cơ bản quá trình tạo ra của
cải cho xã hội. Hệ thống cung cấp điện là yếu tố cốt lõi, đặc biệt quan
trọng để đảm bảo quá trìng sản suất của các doanh nghiệp .
Thiết kế hệ thống cung cấp điện là một nội dung rất quan trọng khi
xây dựng cơ sở sản xuất , đặc biệt là nhà máy sản xuất cơ khí. Đồ án
thiết kế trình bày hệ thóng cung cấp điện của “Nhà máy đường”. Đồ án
giới thiệu chung về nhà máy, vò trí đòa lýù, đặc điểm công nghệ, phân bố
phụ tải… Đồng thời, đồ án cũng xác đònh phụ tải tính toán , thiết kế mạng
điện cao áp, hạ áp và hệ thống chiếu sáng cho phân xưởng cũng như toàn
nhà máy. Thông qua thiết kế và tính toán, đồ án cũng nêu cách chọn số
lượng , dung lượng và vò trí đặt các trạm biến áp, trạm phân phối điện
năng trung tâm, cũng như tính chọn bù công suất phản kháng cho hệ
thống cung cấp điện toàn nhà máy… Các sơ đồ nguyên lý hệ thống cung
cấp điện của nhà máy và phân xưởng “ Sửa chữa cơ khí ” được trình bày
trên khổ giấy A
0
.
Để thực hiện các nội dung trên, đồ án xử lý các số liệu tính toán thiết
kế và lựa chọn các chỉ tiêu, đặc tính kỹ thuật các hạng mục trên các quan
điểm hợp lý, an toàn, tin cậy vầ kinh tế. Đồ án bám sát phần lý thuyết
1
1

3
Bộ phận cô đặc 550
4
Phân xưởng tinh chế 750
5
Kho thành phẩm 150
6
Phân xưởng sửa chữa cơ khí Theo tính toán
7
Trạm bơm 600
8
Nhà máy nhiệt điện ( tự dùng 12% ) Theo tính toán
9
Kho than 350

Nhà máy là một trong những hộ tiêu thụ có công suất lớn . Do tầm
quan trọng của nhà máy nên ta có thể xếp nhà máy vào loại hộ tiêu thụ
loại I , can được cung cấp điện an toàn và liên tục.
Nguồn điện cấp cho nhà máy lấy từ trạm biến áp trung gian cách
nhà máy 15 Km. Điện được đưa về bằng đường dây lộ kép kéo trên
3
3
không, dung lượng ngắn mạch phía hạ áp của máy biến áp trung gian là
250 MVA. Nhà máy làm việc 3 ca, có thời gian sử dụng công suất cực đại
là T
mã
= 6000h. Trong nhà máy có Kho củ cải đường, Kho thành phẩm,

đốt nóng thiết bò giống như phụ tải thực tế gây ra. Chính vì vậy, xác đònh
phụ tải tính toán là giai đoạn đầu tiên của quá trình thiết kế hệ thống
cung cấp điện, việc lựa chọn các thiết bò điện theo phụ tải tính toán sẽ
đảm bảo cho thiết bò về mặt phát nóng.
Phụ tải tính toán được sử dung để lựa chọn và kiểm tra các thiết bò
trong hệ thống cung cấp điện như : máy biến áp dây dẫn, các thiết bò
5
5
đóng cắt bảo vệ … tính toán tổn thất công suất, điện năng, điện áp, lựa
chọn bù công suất phản kháng. Hiện nay có nhiều phương pháp khoa học
để xác đònh phụ tải tính toán. Các phương pháp này ngày càng được hoàn
thiện về phương diện lý thuyết trên cơ sở quan sát các phụ t¶i điện tại các
xí nhgiệp đang vận hành. Thông thường, những phương pháp đơn giản,
thuận tiện lại cho kết quả không thật chính xác, còn muốn chính xác cao
thì việc tính toán rất phức tạp. Do đó, tuỳ theo giai đoạn thiết kế, thi công
và yêu cầu cụ thể mà chọn phương pháp tính toán cho phù hợp.
Có thể đưa ra đây một số phương pháp thường dùng để xác đònh phụ
tải tính toán khi quy hoạch và thiết kế các hệ thống cung cấp điện :
2.1.1. Phương pháp xác đònh phụ tải tính toán ( PTTT ) theo công
suất đặt và hệ số nhu cầu:

Ta có công thức sau:
P
tt
= k
nc
.P
P
tb
: công suất trung bình của thiết bò hay nhóm thiết bò,{kW}

2.1.3. Phương pháp xác đònh phụ tải tính toán ( PTTT ) theo công
suất trung bình và độ lệch của đồ thò phụ tải khỏi giá trò trung bình:
Ta có công thức:
P
tt
= P
tb
±
α
.β
Trong đó :

α
: độ lệch của đồ thò phụ tải khỏi giá trò trung bình
β : hệ số tán xạ của
α
2.1.4. Phương pháp xác đònh phụ tải tính toán ( PTTT ) theo công
suất
trung bình và hệ số cực đại:
Ta có công thức:
P
tt
= P
tb

=
max
0
.
T
Ma
Trong đó :
7
7
a
0
: suất chi phí điện năng cho một đơn vò sản phẩm
M : số sản phẩm sản xuất được trong môït năm
T
max
: thời gian sử dụng công suất lớn nhất (h)
2.1.6. Phương pháp xác đònh phụ tải tính toán ( PTTT ) theo suất
trang bò điện trên đơn vò diện tích:
Ta có công thức:
P
tt
= p
0
.F
Trong đó :
p
0

2
. Công suất của các thiết bò khá khác nhau ,thiết bò có
công suất lớn nhất là 24,6 kW, còn thiết bò có công suất nhỏ nhất là 0,65
kW. Các thiết bò ở ®©y có thể coi đều làm việc ở chế độ dài hạn.
2.2.1.Trình bày phương pháp xác đònh PTTT theo công suất trung
bình và hệ số cực đại:
Theo phương pháp này phụ tải tính toán được xác đònh theo biểu thức
P
tt
= P
tb
. K
max
= K
max
.K
sd
∑
n
dm
P
1
Trong đó :
P
dm
: công suất đònh mức của thiết bò thứ i trong nhóm
n : số thiết bò trong nhóm
K
sd
: hệ số sử dụng tra trong sổ tay kỹ thuật theo quan

n
dmi
hq
P
P
n
1
2
2
1
)(
)(
Trong đó :

dm
P
: công suất đònh mức của thiết bò thứ i trong nhóm
n : số thiết bò trong nhóm
Khi n lớn thì việc xác đònh n
hq
theo công thức trên là rất khó khăn nên
ta có thể tính toán nó theo phương pháp gần đúng với sai số nhỏ vào
khoảng ± 10%
a) Trường hợp
3
min
max
≤=
dm
dm

10
b) Trường hợp
min
max
dm
dm
P
P
m
=
> 3 và
dm
K
≥ 0,2 thì n
hq
= n sẽ được
xác đònh theo biểu thức:
max
1
.2
dm
n
dm
hq
P
P
n

1
P
và P là công suất tổng của
1
n
và
n
thiết bò
Sau khi tính toán được
*
n
và
*
P
tra theo sổ tay kỹ thuật ta tìm được
*
hq
n
= f(
*
n
,
*
P
) và từ đó tính được
hq
n
theo công thức :
hq
n


∑
=
n
dmititt
PKP
1
.
Trong đó :
11
11
K
ti
: là hệ số phụ tải của thiết bò thứ i. Nếu không có số liệu chính
xác có thể lấy hệ số phụ tải gần đúng như sau:
K
ti
= 0,9 với thiết bò làm việc ở chế độ dài hạn
K
ti
= 0,75 với thiết bò làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại
+ Nếu
n
> 300 và
5,0≥
sd
k

max
.3
phaqd
PP
=
+ Nếu trong nhóm có các thiết bò tiêu thụ điện làm việc ở chế độ
ngắn hạn lặp lại thì phải quy đổi về chế độ dài hạn trước khi xác đònh
hq
n

theo công thức :
qd
P
=
dmdm
P.
ε
Trong đó :

dm
ε
: là hệ số dòng điện tương đối phần trăm cho trong lý lòch máy

2.2.2. Xác đònh phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ số cực
đại :
Việc xác đònh PTTT được tiến hành như sau:
12
12
2 M¸y tiƯn ren 2 IA62 7,0 17,7
Tỉng 4 28 70,8
Nhãm 2:
KÝ hiƯu
trªn s¬
Tªn Sè lỵng KÝ hiƯu C«ng st
®Ỉt (kW)
Dßng ®iƯn
®Þnh møc (A)
13
13
đồ
3 Máy tiện ren 2 IK62 10,0 25,3
4 Máy tiện ren cấp
chính xác cao
1
I6
1,7 4,3
5 Máy doa toạ độ 1 2A450 2,0 5,1
6 Máy bào ngang 2 7K36 7,0 17,7
7 Máy xọc 1 7A420 2,8 7,1
8 Máy phay vạn
năng
1 6H82 7,0 17,7
9 Máy phay ngang 1 6H82T 7,0 17,7
10 Máy phay đứng 2 6H11 2,8 7,1
11 Máy mài trong 2 3A420 4,5 11,4

14
14
khoét
23 Thiết bị hoá bền
kim loại
1
-58
0,8 2
24 Máy giũa 1 2,2 5,6
25 Máy khoan bàn 2 HC125 0,65 1,65
26 Máy để mài tròn 1 1,2 3
27 Máy ép tay kiểu
vít
1
28 Máy mài thô 1 3N634 2,8 7,1
29 Bàn đánh dấu 1
30 Bàn thợ nguội 10
Tổng 16 31,35 79,37
Nhóm 4: Bộ phận sửa chữa
Kí hiệu
trên sơ
đồ
Tên Số lợng Kí hiệu Công suất
đặt (kW)
Dòng điện
định mức (A)
31 Máy tiện ren 3 1616 4,5 11,4

Với
hq
k
= 0,15 tra bảng , ta có
max
k
= 5,11
Công suất tính toán :
P
tt
= P

.
hq
k
.
max
k
= 28. 0,15. 5,11 = 28,62 ( kW ).
Q
tt
= P
tt
. tg = 28,62. 1,33 = 38,16 ( kVAr ).
)(7,47
cos
22
kVA
P
QPS

43,0146
*
1
==
n
P

=
9,71
772.72.10 +++
=
9,71
48
= 0,67
Tra bảng :

81,0
*
=
hq
n
16
16
Từ đó




kVA
P
QPS
tt
tttttt
==+=

Dòng điện tính toán :
I
tt
=
dm
tt
U
S
.3
=
38,0.3
35
= 25,26 ( A ).
Dòng điện đỉnh nhọn:


+=
dmDidmDmmdn
IIkI
max
.
= 3. 25,3 + 182 = 257,9 ( A ).
c) Tính toán cho nhóm 3:

hq

= n
hq*
.
n = 0,68. 16 = 10,88
Với k
sd
= 0,15 tra bảng , ta có k
max
= 2,1
17
17
Vậy công suất tính toán :
P
tt
= P

. k
sd
.k
max
= 31,35. 0,15. 2,1 = 9,875 ( kW ).
Q
tt
= P
tt

max
.
= 3. 4,5 + 79,37 = 92,87 ( A ).
d) Tính toán cho nhóm 4:
Có
n = 17 , n
1
= 2

n
1

=
172
= 0,12
P

=
55,127
6,2414 +
=
55,127
6,38
= 0,3
Tra bảng :


n
hq*
= 0,66

18
18



)(2,66
cos
22
kVA
P
QPS
tt
tttttt
==+=


Dòng điện tính toán :

)(5,94
38,0.3
2,66
.3
A
U
S
I
dm

.F = 12. 1137,5 = 13650 ( W ) = 13,65 ( kW ).
4) Xác định phụ tải tính toán toàn phân xởng:
Sau khi đã xác định đợc phụ tải tính toán của nhóm thiết bị cơ khí và phụ
tải chiếu sáng toàn phân xởng ta sẽ đi xác định PTTT của toàn phân xởng.
- Phụ tải tác dụng của toàn phân xởng đợc xác định theo công thức sau:
19
19
P
t tđlpx
= K
đt
.

6
1
hom ittn
P

Trong đó:
+ K
đt
: là hệ số đồng thời, ta chọn K
đt
=0,85


P

I
dm
ttpx
ttpx
===
- Hệ số công suất của phân xởng là :

733,0
74,318
65,13220
cos
=
+
==
ttpx
ttpx
S
P

Từ các số liệu trên ta có bảng tổng kết sau: (trang bên)

dm
sd


tg
cos
hq
max
Tên

1 4 1,7 4,3 0,85 0,45
Máy doa toạ độ 1 5 2,0 5,1 0,85 0,45
Máy bào ngang 2 6 7,0 17,7 0,85 0,45
Máy xọc 1 7 2,8 7,1 0,85 0,45
Máy phay vạn năng 1 8 7,0 17,7 0,85 0,45
Máy phay ngang 1 9 7,0 17,7 0,85 0,45
Máy phay đứng 2 10 2,8 7,1 0,85 0,45
Máy mài trong 2 11 4,5 11,4 0,85 0,45
Máy mài phẳng 1 12 2,8 7,1 0,85 0,45
Cộng nhóm 2 182 0,45 12 1,95 21 28
Nhóm 3
Máy mài tròn 1 13 2,8 7,1 0,85 0,45
Máy khoan đứng 1 14 2,8 7,1 0,85 0,45
Máy khoan đứng 1 15 4,5 11,4 0,85 0,45
Máy cắt mép 1 16 4,5 11,4 0,85 0,45
Máy mài vạn năng 1 17 1,75 4,4 0,85 0,45
Máy mài dao cắt gọt 1 18 0,65 1,65 0,85 0,45
21
21
M¸y mµi mòi khoan 1 19 1,5 3,8 0,85 0,45
M¸y mµi s¾c mòi phay 1 20 1,0 2,53 0,85 0,45
M¸y mµi dao chuèt 1 21 0,65 1,65 0,85 0,45
M¸y mµi mòi khoÐt 1 22 2,9 7,34 0,85 0,45
ThiÕt bÞ ho¸ bÒn kim
lo¹i
1 23 0,8 2 0,85 0,45
M¸y giòa 1 24 2,2 5,6 0,85 0,45

lệ trên hình vẽ ) ,vì vậy ta sẽ sử dụng phơng pháp xác định PTTT theo công
suất đặt và hệ số nhu cầu nh sau:
+ Từ công suất đặt và diện tích phân xởng, tra bảng ta có : k
nc
, cos và p
0
+ Từ đó có công suất tính toán động lực : P
dl
= k
nc
.P
d
+ Công suất chiếu sáng : P
cs
= p
0
.F
+ Công suất tính toán tác dụng : P
tt
= P
dl
+ P
cs
và
22
tttttt
QPS +=

3.U
S

Công suất tính toán :
P
tt
= 279,5 + 105,3 = 384.8 ( W)
Q
tt
= P
dl
.tg = 297,5.0,75= 223,13 ( kVAr )

22
tttttt
QPS +=
=
22
13,2238,384
+
= 444,8 ( kVA )
Dòng điện tính toán :
23
23

)(8,675
3.38,0
8,444
3.
A

= 48,6 ( kW )


Công suất tính toán :
P
tt
= 595 + 48,6 = 643,6 ( W)
Q
tt
= P
dl
.tg = 595.0,75 = 446,25 ( kVAr )

22
tttttt
QPS +=
=
22
25,4466,643
+
= 783,2 ( kVA )
Dòng điện tính toán :

( )
A
U
S
I
tt
tt



Công suất tính toán :
P
tt
= 476,5 + 40,5 = 517 ( W)
Q
tt
= P
dl
.tg = 517.0,75 = 387,75 ( kVAr )
24
24

22
tttttt
QPS +=
=
22
75,387517
+
= 646,25 ( kVA )
Dòng điện tính toán :

( )
A
U

cs
= 15. 2250 = 33750 ( W )
= 33,75 ( kW )


Công suất tính toán :
P
tt
= 637,5 + 33,75 = 671,25 ( W)
Q
tt
= P
dl
.tg = 637,5.0,75 = 478,13 ( kVAr )

22
tttttt
QPS +=
=
22
13,47825,671
+
= 824,13 ( kVA )
Dòng điện tính toán :

( )
A
U
S
I

= 12. 4000 = 48000 ( W )
= 48 ( kW )


Công suất tính toán :
25
25