CHƯƠNG I
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY
I.1/ Giới thiệu chung:
Công nghiệp chế tạo nói chung và nhà máy cơ khí chế tạo vòng bi nói
riêng là một ngành sản xuất quan trọng trong nền kinh tế quốc dân của nước
ta, có nhiệm vụ cung cấp các loại vòng bi phục vụ cho nhu cầu trong nước
và xuất khẩu.
Trong nhà máy cơ khí 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 thiện 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.
Nhà máy có 10 phân xưởng, các phân xưởng này được xây dựng
tương đối gần nhau được cho trong bảng sau:
Số trên
mặt bằng
Tên phân xưởng
Diện tích
m
2
Công suất đặt
kW
1 Phòng thí nghiệm 990 150
2 Phân xưởng số 1 1610 1500
3 Phân xưởng số 2 960 3000
4 Phân xưởng số 3 1035 1700
5 Phân xưởng số 4 900 2200
6 Phân xưởng sửa chữa cơ khí 450 Theo tính toán

7 Lò ga 455 300
8 Phân xưởng rèn 110 1500
9 Bộ phận nén ép 300 1200
10 Trạm bơm 480 300
1
11 Chiếu sáng các phân xưởng Xác định theo diện tích
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 nhà máy có:
trạm bơm, phân xưởng sửa chữa cơ khí, phòng thí nghiệm là hộ loại III, các
phân xưởng còn lại là hộ loại I.
I.2/ Giới thiệu đặc điểm phụ tải điện của nhà máy:
Phụ tải điện trong nhà máy công nghiệp có thể phân ra làm 2 loại phụ
tải:
+ Phụ tải động lực.
+ Phụ tải chiếu sáng.
Phụ tải động lực thường có chế độ làm việc dài hạn, điện áp yêu cầu
trực tiếp đến thiết bị là 380/220V, công suất của chúng nằm trong dảitừ 1
đến hàng chục kW và được cung cấp bởi dòng điện xoay chiều tần số
f=50Hz.
Phụ tải chiếu sáng thường là phụ tải 1 pha, công suất không lớn. Phụ
tải chiếu sáng bằng phẳng , ít thay đổi và thường dùng dòng điện xoay chiều
tần số f = 50 Hz.
2
CHƯƠNG II
XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN
II.1/ Các phương pháp xác định phụ tải tính toán:
Phụ tải tính toán là phụ tải giả thiết lâu dài không đổi, tương
đương với phụ tải thực tế về mặt hiệu quả phát nhiệt hoặc mức độ huỷ hoại

cách điện. Nói cách khác, phụ tải tính toán cũng đốt nóng thiết bị lên tới
nhiệt độ tương tự như phụ tải thực tế gây ra, vì vậy chọn các thiết bị theo
phụ tải tính toán sẽ đảm bảo an toàn thiết bị về mặt phát nóng.
Phụ tải tính toán được sử dụng để lựa chọn và kiểm tra các thiết bị
trong hệ thống cung cấp điện như: máy biến áp, dây dẫn, các thiết bị đóng
cắt, bảo vệ … tính toán tổn thất công suất, tổn thất điện năng, tổn thất điện
áp; lựa chọn dung lượng bù công suất phản kháng … phụ tải tính toán phụ
thuộc vào nhiều yếu tố như: công suất, số lượng, chế độ làm việc của các
thiết bị điện, trình độ và phương thức vận hành hệ thống … Nếu phụ tải tính
toán xác định được nhỏ hơn phụ tải thực tế thì sẽ làm giảm tuổi thọ của thiết
bị điện, ngược lại nếu phụ tải tính toán xác định được lớn hơn phụ tải thực tế
thì gây ra dư thừa công suất, làm ứ đọng vốn đầu tư, gia tăng tổn thất…
cũng vì vậy đã có nhiều công trình nghiên cứu về phương pháp xác định phụ
tải tính toán, song cho đến nay vẫn chưa có được phương phương pháp nào
thật hoàn thiện. Những phương pháp cho kết quả đủ tin cậy thì lại quá phức
tạp, khối lượng tính toán và các thông tin ban đầu về phụ tải lại quá lớn.
Ngược lại những phương pháp tính đơn giản lại có kết quả có độ chính xác
thấp. Sau đây là một số phương pháp thường dùng để xác định phụ tải tính
toán khi quy hoạch thiết kế hệ thống cung cấp điện:
+ Phương pháp xác định phụ tải tính toán (PTTT) theo công suất
đặt và hệ số nhu cầu:
3
P
tt
= k
nc
.P
đ
Trong đó :
k

nc
: là hệ số nhu cầu , tra trong sổ tay kĩ thuật .
P
đ
: là công suất đặt của thiết bị hoặc nhóm thiết bị , trong tính
toán có thể lấy gần đúng P
đ

≈
P
dđ
(kW) .
+ Phương pháp xác định PTTT theo công suất công suất trung
bình và hệ số hình dáng của đồ thị phụ tải :
P
tt
= k
hd
. P
tb

Trong đó :
k
hd
: là hệ số hình dáng của đồ thị phụ tải tra trong sổ tay kĩ
thuật khi biết đồ thị phụ tải .
P
tb
: là công suât trung bình của thiết bị hoặc nhóm thiết bị
(kW) .

+ Phương pháp xác định PTTT theo công suất trung bình và độ
lệch của đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình :
P
tt
= P
tb
σβ± .
Trong đó :
σ
: là độ lệch của đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình .
β
: là hệ số tán xạ của
σ
.
+ Phương pháp xác định PTTT theo công suất trung bình và hệ số
cực đại :
P
tt
= k
max
.P
tb
= k
max
.k
sd
.P
dđ

Trong đó :

P
dđ
:là công suất danh định của thiết bị hoặc nhóm thiết bị (kW)
k
max
: là hệ số cực đại, tra trong sổ tay kĩ thuật theo quan hệ
k
max
= f(
sdhq k,n
) .
4
k
sd
: là hệ số sử dụng tra trong sổ tay kĩ thuật .
hqn : là số thiết bị dùng điện hiệu quả.
+ Phương pháp xác định PTTT theo suất tiêu hao điện năng cho
một đơn vị sản phẩm :
P
tt
=
max
0
T
M.a
Trong đó :
a
0
: là suất chi phí điện năng cho một đơn vị sản phẩm,
kWh/đvsp.

M: là số sản phẩm sản suất trong một năm .
T
max
: là thời gian sử dụng công suất lớn nhất , (h)
+ Phương pháp xác định PTTT theo suất trang bị điện trên một
đơn vị diện tích:
P
tt
= p
0
. F
Trong đó :
p
0
: là suất trang bị điện trên một đơn vị diện tích , (W/m
2
) .
F : là diện tích bố trí thiết bị , (m
2
) .
+ Phương pháp tính trực tiếp :
Là phương pháp điều tra phụ tải trực tiếp để xác định PTTT áp dụng
cho hai trường hợp:
- Phụ tải rất đa dạng không thể áp dụng phương pháp nào để xác định
phụ tải tính toán.
- Phụ tải rất giống nhau và lặp đi lặp lại ở các khu vực khác nhau như
phụ tải ở khu chung cư .
+ Xác định phụ tải đỉnh nhọn của nhóm thiết bị:
5
Theo phương pháp này thì phụ tải đỉnh nhọn của nhóm thiết bị sẽ xuất

hiện khi thiết bị có dòng khởi động lớn nhất mở máy còn các thiết bị khác
trong nhóm đang làm việc bình thường và được tính theo công thức sau:
I
đn
= I
kđ (max)
+ (I
tt
- k
sd
. I
đm (max)
)
Trong đó:
I
kđ (max)
: là dòng khởi động của thiết bị có dòng khởi động lớn
nhất trong nhóm máy.
I
tt
: là dòng điện tính toán của nhóm máy.
I
đm (max)
: là dòng định mức của thiết bị đang khởi động.
k
sd
: là hệ số sử dụng của thiết bị đang khởi động.
Trong các phương pháp trên, 3 phương pháp 4,5,6 dựa trên kinh
nghiệm thiết kế và vận hành để xác định PTTT nên chỉ cho các kết quả gần
đúng tuy nhiên chúng khá đơn giản và tiện lợi. Các phương pháp còn lại

được xây dựng trên cơ sở lý thuyết xác suất thống kê có xét đến nhiều yếu tố
do đó có kết quả chính xác hơn, nhưng khối lượng tính toán hơn và phức
tạp.
Trong bài tập dài này với phân xưởng SCCK ta đã biết vị trí, công
suất đặt, và các chế độ làm việc của từng thiết bị trong phân xưởng nên khi
tính toán phụ tải động lực của phân xưởng có thể sử dụng phương pháp xác
định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ số cực đại. Các phân
xưởng còn lại do chỉ biết diện tích và công suất đặt của nó nên để xác định
phụ tải động lực của các phân xưởng này ta áp dụng phương pháp tính toán
theo công suất đặt và hệ số nhu cầu. Phụ tải chiếu sáng của các phân xưởng
được xác định theo phương pháp suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích
sản xuất.
6
II.2/ Xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng sửa chữa cơ khí:
Phân xưởng sửa chữa cơ khí là phân xưởng số 6 trong sơ đồ mặt bằng
nhà máy, có diện tích bố trí thiết bị là 450 m
2
. Trong phân xưởng có các
thiết bị công suất khác nhau lớn nhất là 90 kW song cũng có những thiết bị
công suẩt rất nhỏ ( 0,6 kW ). Dựa vào hệ số tải (k
t
) để xem chế độ làm việc
của thiết bị. Hầu hết các thiết bị làm việc ở chế độ dài hạn .
Với phân xưởng sửa chữa cơ khí để có kết quả chính xác nên chọn
phương pháp tính toán là: “Tính phụ tải tính toán theo công suất trung bình
và hệ cực đại”.
II.2.1/ Phương pháp tính phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ
số cực dại:
Vì đã có thông tin chính sác về mặt bằng bố trí máy móc thiết bị biết
được công suất và quá trình công nghệ của từng thiết bị nên ta xác định phụ

tải tính toán theo công suất trung bình và hệ số cực đại.Theo phương pháp
này phụ tải tính toán được xác định như sau:
P
tt
= k
max
. P
tb
= k
max
. k
sdi
.P
đmi
Trong đó:
P
đmi
: Công suất định mức của thiết bị thứ i trong nhóm.
n: Số thiết bị trong nhóm.
k
sd
: Hệ số sử dụng, tra trong sổ tay kĩ thuật.
k
max
: Hệ số cực đại, tra trong sổ tay kĩ thuật theo quan hệ:
k
max
= f(n
hq
, k

sd
)
n
hq
: Số thiết bị dùng điện hiệu quả.
7
Số thiết bị dùng điện hiệu quả n
hq
(số thiết bị quy đổi) là số thiết bị có
cùng công suất, cùng chế độ làm việc gây ra hiệu quả phát nhiệt (hoặc mức
độ phá huỷ cách điện) đối với dây dẫn đúng bằng số thiết bị thực tế có công
suất và chế dộ làm việc khác nhau gây ra trong quá trình làm việc, nhq

được
xác định bằng biểu thức thực tế sau:

( )
∑
=








∑
=
=

n
i
dmi
Ρ
n
i
dmi
Ρ
hq
n
1
2
2
1
Trong đó
P
đmi
: Công suất định của thiết bị thứ i trong nhóm.
n: Số thiết bị trong nhóm.
Việc xác định n
hq
theo biểu thức lượng trên khá phức tạp nên có thể
xác định n
hq
theo các phương pháp gần đúng sau:
min
max
dm
dm
Ρ

Ρ
m
=
- Trường hợp: m ≤ 3 và ksd ≥ 0,4
n
hq
= n
Trong đó
P
đmmax
: Công suất của thiết bị có công suất định mức lớn nhất
trong nhóm
n
hq
: Công suất của thiết bị có định mức nhỏ nhất trong nhóm
Chú ý: khi xác định nhq có thể bỏ qua các thiết bị có tổng công suất
< 5% tổng công suất của nhóm thiết bị .
- Trưòng hợp: m > 3 và k
sd
≥ 0,2
n
dm
n
i
dmi
hq
n
≤
Ρ
∑

=
Ρ
=
max
1
2
8
Khi không áp dụng được các phương pháp trên, việc xác định n
hq
phải
được xác định theo trình tự :
Trước hết tính:
n
n
n
1
*
=
Ρ
Ρ
=Ρ
1
*
Trong đó
P
1
: Tổng công suất của n
1
thiết bị
P: Tổng công suất của n


thiết bị
Sau khi tính được n
*
và P
*
tra theo bảng sổ tay kĩ thuật ta tìm được:
n
*
hq
= f(n
*
, P
*
)
Từ đó xác định n
hq
theo công thức : n
hq
= n
*
hq
.n
II.2.2/ Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng sửa chữa cơ khí:
1./ Phân nhóm phụ tải điện:
Để phân nhóm phụ tải ta dựa vào nguyên tắc sau:
+ Các thiết bị trong 1 nhóm phải có vị trí gần nhau trên mặt bằng
(điều này sẽ thuận tiện cho việc đi dây tránh chồng chéo, giảm tổn thất ...).
+ Các thiết bị trong nhóm nên có cùng chế độ làm việc (điều này sẽ
thuận tiện cho việc tính toán và CCĐ sau này ví dụ nếu nhóm thiết bị có

cùng chế độ làm việc, tức có cùng đồ thị phụ tải vậy ta có thể tra chung được
ksd, knc; cosφ; ...).
9
+ Các thiết bị trong các nhóm nên được phân bổ để tổng công suất của
các nhóm ít chênh lệch nhất (điều này nếu thực hiện được sẽ tạo ra tính đồng
loạt cho các trang thiết bị CCĐ).
+ Ngoài ra số thiết bị trong cùng một nhóm cũng không nên quá nhiều
vì số lộ ra của một tủ động lực cũng bị không chế (thông thường số lộ ra lớn
nhất của các tủ động lực được chế tạo sẵn cũng không quá 8). Tuy nhiên khi
số thiét bị của một nhóm quá nhiều cũng sẽ làm phức tạp hoá trong vận hành
và làm giảm độ tin cậy CCĐ cho từng thiết bị.
Dựa theo nguyên tắc phân nhóm phụ tải điện đã nêu ở trên và căn cứ
vào vị trí, công suất thiết bị bố trí trên mặt bằng phân xưởng có thể chia các
thiết bị trong phân xưởng Sửa chữa cơ khí thành: 4 nhóm phụ tải. Kết quả
phân nhóm phụ tải điện được trình bày ở bảng sau:
TT Tên thiết bị
Ký
hiệu
Số
lượng
Công suất (kW)
1 máy Toàn bộ
Nhóm I
1 Búa hơi để rèn 1 2 10 20
2 Búa hơi để rèn 2 2 28 56
3 Lò rèn 3 1 4,5 4,5
4 Lò rèn 4 1 6 6
5 Quạt lò 5 1 2,8 2,8
6 Quạt thông gió 6 1 2,5 2,5
7 Dầm treo có palăng điện 11 1 4,85 4,85

8 Máy mài sắc 12 1 3,2 3,2
9 Máy biến áp 17 2 2,2 4,4
Cộng nhóm 12 104,25
Nhóm II
1 Lò rèn 3 1 4,5 4,5
2 Máy ép ma sát 8 1 10 10
3 Lò điện 9 1 15 15
4 Quạt ly tâm 13 1 7 7
5 Thiết bị cao tần 34 1 80 80
6 Thiết bị đo bi 37 1 23 23
10
7 Máy bào gỗ 41 1 6,5 6,5
8 Máy cưa đại 44 1 4,5 4,5
9 Máy bào gỗ 46 1 10 10
10 Máy cưa tròn 47 1 7 7
Cộng nhóm 10 167,5
Nhóm III
1 Lò băng chạy điện 18 1 30 30
2 Lò điện để hóa cứng linh kiện 19 1 90 90
3 Lò điện 20 1 30 30
4 Lò điện để rèn 21 1 36 36
5 Lò điện 22 1 20 20
6 Lò điện 23 1 20 20
7 Bể dầu 24 1 4 4
8 Thiết bị để tôi bánh răng 25 1 18 18
9 Bể dầu có tăng nhiệt 26 1 3 3
10 Máy đo độ cứng đầu côn 28 1 0,6 0,6
11 Máy mài sắc 31 1 0,25 0,25
12 Cầu trục cánh có palăng điện 33 1 1,3 1,3
Cộng nhóm 12 253,15

Nhóm IV
1 Máy nén khí 40 1 25 25
2 Máy khoan 42 1 4,2 4,2
3 Quạt gió trung áp 48 1 9 9
4 Quạt gió 9,5 49 1 12 12
5 Quạt gió 14 50 1 18 18
Cộng nhóm 5 68,2
2./ Xác định phụ tải tính toán:
Các phương pháp xác định phụ tải tính toán:
- Theo công suất trung bình và hệ số cực đại.
- Theo công suất đặt và hệ số nhu cầu.
11
Vì đã biết được khá nhiều thông tin về phụ tải, có thể xác định phụ tải
tính toán theo công suất trung bình và hệ số cực đại. Do đó phụ tải tính toán
được xác định như sau:
P
tt
= k
max
.k
sd
.ΣP
dđi
Trong đó :
k
sd
: là hệ số sử dụng của nhóm thiết bị, tra bảng
k
max
: là hệ số cực đại, tra bảng theo hai đại lượng k

sd
và n
hq
n
hq
: là số thiết bị dùng hiệu quả.
Với phân xưởng sửa chữa cơ khí có k
sd
= 0,14 ÷ 0,2 và cosϕ = 0,5 ÷
0,6 (tra PL1.1)
Nên ta chọn k
sd
= 0,15 và cosϕ = 0,6.
Khi số lượng thiết bị lớn thì việc xác định phụ tải tính toán theo công
thức trên là khá phức tạp, vì vậy ta có thể tính theo phương pháp gần đúng
với sai số tính toán nằm trong khoảng <10%.
a./ Xác định phụ tải tính toán của nhóm I:
TT Tên thiết bị Ký hiệu
Số
lượng
Công suất (kW)
1 máy Toàn bộ
Nhóm I
1 Búa hơi để rèn 1 2 10 20
2 Búa hơi để rèn 2 2 28 56
3 Lò rèn 3 1 4,5 4,5
4 Lò rèn 4 1 6 6
5 Quạt lò 5 1 2,8 2,8
6 Quạt thông gió 6 1 2,5 2,5
7 Dầm treo có palăng điện 11 1 4,85 4,85

8 Máy mài sắc 12 1 3,2 3,2
9 Máy biến áp 17 2 2,2 4,4
Cộng nhóm 12 104,25
Tổng số thiết bị là n = 12
12