Đồ án Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho Nhà máy chế tạo đồng hồ đo chính xác và đánh giá hiện trạng và các giải pháp nhằm giảm tổn thất trên lưới điện trung áp của thị xã Sơn La - Tỉnh Sơn La

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Độc lập - Tự do - Hạnh phúc NHIỆM VỤ THIẾT KẾ TỐT NGHIỆP Họ và tên: NGUYỄN HẢI HƯNG Khoá: 44 Khoa : Điện Ngành học : Hệ thống điện I. Đầu đề thiết kế: Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho Nhà máy chế tạo đồng hồ đo chính xác Đánh giá hiện trạng và các giải pháp nhằm giảm tổn thất trên lưới điện trung áp của thị xã Sơn La - Tỉnh Sơn La . II.Các số liệu ban đầu: Bản đồ và phụ tải điện của nhà máy chế tạo đồng hồ đo chính xác cho trong bản vẽ . Danh sách và sơ đồ bố trí thiết bị trong phân xưởng sửa chữa cơ khí của nhà máy cho trong phụ lục đi kèm . Nhà máy được cung cấp điện từ trạm biến áp trung gian bằng đường dây trên không . Khoảng cách nhà máy đến trạm biến áp là 10 km . Nhà máy làm việc 2 ca Sơ đồ nguyên lý , bảng tổng hợp thông số kỹ thuật các trạm biến áp của các lộ đường dây trung áp thị xã Sơn La , tỉnh Sơn La . III.Nội dung các phần thuyết minh và tính toán: Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy chế tạo đồng hồ đo chính xác . Đánh giá hiện trạng và các giải pháp nhằm giảm tổn thất trên lưới điện trung áp của thị xã Sơn La - Tỉnh Sơn La . IV.Các bản vẽ đồ thị (Các bản vẽ trên giấy khổ A0): Các phương án thiết kế mạng điện cao áp Sơ đồ nguyên lý mạng điện cao áp Sơ đồ nguyên lý mạng điện hạ áp phân xưởng Sửa chữa cơ khí Sơ đồ đi dây mạng điện hạ áp phân xưởng Sửa chữa cơ khí Sơ đồ chiếu sáng phân xưởng Sửa chữa cơ khí Sơ đồ hiện trạng các lộ đường dây trung áp thị xã Sơn La Sơ đồ lộ đường dây 972 của thị xã Sơn La và các phương án cải tạo V. Cán bộ hướng dẫn: PHẦN HỌ TÊN CÁN BỘ Phần thứ nhất Phần thứ hai TS . Trần Tấn Lợi VI. Ngày giao nhiệm vụ thiết kế: VII. Ngày hoàn thành nhiệm vụ thiết kế: CHỦ NHIỆM KHOA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Ký và ghi rõ họ tên) (Ký và ghi rõ họ tên) TS . Trần Tấn Lợi KẾT QUẢ ĐIỂM ĐÁNH GIÁ: HỌC SINH ĐÃ HOÀN THÀNH - Quá trình thiết kế ........................... (Nộp toàn bộ bản thiết kế cho khoa) - Điểm duyệt .................................... Ngày ....... tháng .......năm 2004 - Bản vẽ thiết kế ............................... (Ký tên). Ngày ........tháng .........năm 2004 CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG (Ký tên và ghi rõ họ tên). Mặt bằng nhà máy đồng hồ đo chính xác Từ hệ thống điện đến 3 4 1 5 7 8 6 2 9 Tỉ lệ: 1: 5000 Phụ tải của nhà máy đồng hồ đo chính xác Số trên mặt bằng Tên phân xưởng Công suất đặt (kW) 1 Phân xưởng tiện cơ khí 1800 2 Phân xưởng dập 1500 3 Phân xưởng lắp ráp số 1 900 4 Phân xưởng lắp ráp số 2 2200 5 Phân xưởng sửa chữa cơ khí 850 6 Phòng thí nghiệm trung tâm 160 7 Phòng thực nghiệm 500 8 Trạm bơm 120 9 Phòng thiết kế 100 10 Chiếu sáng các phân xưởng Xác định theo diện tích Buồng thông gió Phòng sinh hoạt Kho Kho Phòng sinh hoạt Bộ phận rèn Bộ phận nhiệt luyện máy nén khí Bộ phận quạt gió Bộ phận mộc 35 39 38 34 21 23 20 27 26 25 24 32 31 29 28 30 19 18 33 40 41 47 48 49 42 50 13 17 17 11 12 14 43 43 44 43 37 9 8 3 2 2 4 1 1 7 7 10 46 22 43 36 3 6 5 11 45 45 45 Mặt bằng phân xưởng sửa chữa cơ khí . Tỉ lệ 1/250 Danh sách thiết bị của phân xưởng sửa chữa cơ khí TT Tên thiết bị Số lượng Nhãn hiệu Công suất (kW) Ghi chú Bộ phận rèn 1 Búa hơi để rèn 2 M-412 10,0 2 Búa hơi để rèn 2 M-413A 28,0 3 Lò rèn 2 4,5 4 Lò rèn 1 6,0 5 Quạt lò 1 2,8 6 Quạt thông gió 1 2,5 7 Đe 2 mỏ 2 - 8 Máy ép ma sát 1 ÆA124 10,0 9 Lò điện 1 H-15 15,0 10 Bàn 1 - - 11 Dầm treo có pa lăng điện 1 - 4,85 12 Máy mài sắc 1 3M634 3,2 13 Quạt ly tâm 1 BBDM8 7,0 14 Bàn 1 - - 15 Bể nước 1 - - 16 Lò đứng 1 - - 17 Máy biến áp 2 - 2,2 Bộ phận nhiệt luyện 18 Lò băng chạy điện 1 W-30 30,0 19 Lò điện để hoá cứng linh kiện 1 W-90 90,0 20 Lò điện 1 H-30 30,0 21 Lò điện để rèn 1 TH-32 36,0 22 Lò điện 1 C-20 20,0 23 Lò điện 1 B-20 20,0 24 Bể dầu 1 MB-40 4,0 25 Thiết bị để tôi bánh răng 1 Y3W 18,0 26 Bể dầu có tăng nhiệt 1 - 3,0 27 Bể nước 1 - - 28 Máy đo độ cứng đầu côn 1 TK 0,6 29 Máy đo độ cứng đầu tròn 1 TW - 30 Bàn 1 - - 31 Máy mài sắc 1 330-2 0,25 32 Bàn 1 - - 33 Cỗu trục cánh có palăng điện 1 1,3 34 Thiết bị cao tần 1 LG-606 80,0 35 Tủ 1 - 36 Bàn 1 - 37 Thiết bị đo bi 1 23,0 38 Tủ đựng bi 1 - 39 Bàn 1 - 40 Máy nén khí 1 25,0 (ở gian máy nén khí) Bộ phận mộc 41 Máy bào gỗ 1 CÆ-4 2,0 4,5 42 Máy khoan 1 CBPA 1,0 3,2 43 Bàn mộc 4 - - 44 Máy cưa đai 1 C80-3 4,5 45 Bàn 3 - - 46 Máy bào gỗ 1 CP6-5G 7,0 1,3 1,7 47 Máy cưa tròn 1 - 7,0 Bộ phận quạt gió 48 Quạt gió trung áp 1 - 9,0 49 Quạt gió số 9,5 1 - 12,0 50 Quạt số 14 1 - 18,0 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU 8 PHẦN I . THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY CHẾ TẠO ĐỒNG HỒ ĐO CHÍNH XÁC CHƯƠNG I . GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY 10 CHƯƠNG II . XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CÁC PHÂN XƯỞNG VÀ TOÀN NHÀ MÁY 13 CHƯƠNG III. THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CAO ÁP CHO NHÀ MÁY 34 CHƯƠNG IV. TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH 68 CHƯƠNG V . TÍNH TOÁN BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG CHO MẠNG ĐIỆN XÍ NGHIỆP 80 CHƯƠNG VI. THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN ĐỘNG LỰC PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ 89 CHƯƠNG VII. THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG CHO MẠNG PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ 108 CHƯƠNG VIII. THIẾT KẾ NỐI ĐẤT CHO TRẠM BIẾN ÁP PHÂN XƯỞNG . 120 PHẦN II . ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG VÀ CÁC GIẢI PHÁP NHẰM GIẢM TỔN THẤT TRÊN LƯỚI ĐIỆN TRUNG ÁP CỦA THỊ XÃ SƠN LA , TỈNH SƠN LA CHƯƠNG I. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN , ĐẶC ĐIỂM KINH TẾ - XÃ HỘI VÀ PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA THỊ XÃ SƠN LA 127 CHƯƠNG II. ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG LƯỚI ĐIỆN TRUNG ÁP CỦA THỊ XÃ SƠN LA 132 CHƯƠNG III. MỘT SỐ GIẢI PHÁP CỤ THỂ CHO LƯỚI ĐIỆN TRUNG ÁP THỊ XÃ SƠN LA 160 PHẦN KIỂM CHỨNG LOADLOW 171 PHỤ LỤC 181 TÀI LIỆU THAM KHẢO 197 LỜI NÓI ĐẦU Nhằm hệ thống hoá kiến thức và vận dụng các kiến thức đã được học tập trong 5 năm ở trường để giải quyết những vấn đề cụ thể thực tế , em được giao thực hiện đề tài thiết kế tốt nghiệp với nội dung : Thiết kế hệ thống cung cấp điện cho Nhà máy chế tạo đồng hồ đo chính xác . Đánh giá hiện trạng và các giải pháp nhằm giảm tổn thất trên lưới điện trung áp của thị xã Sơn La , Tỉnh Sơn La . Trong những năm học tập ở Trường cũng như trong thời gian thực hiện đề tài tốt nghiệp em luôn nhận được sự dạy bảo , giúp đỡ rất tận tình của các Thầy , các Cô trong bộ môn Hệ thống điện , Khoa Điện , Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội , đặc biệt là TS. Trần Tấn Lợi . Mặc dù rất cố gắng , song do hạn chế về kiến thức nên chắc chắn bản Đồ án tốt nghiệp của em còn nhiều khiếm khuyết , em rất mong được sự chỉ bảo của các Thầy , các Cô . Em xin chân thành cảm ơn sự dìu dắt , chỉ bảo của các Thầy , các Cô . Hà Nội ngày 10 tháng 5 năm 2004 SV. Nguyễn Hải Hưng PHẦN I THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY CHẾ TẠO ĐỒNG HỒ ĐO CHÍNH XÁC CHƯƠNG I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY 1.Quy mô, công nghệ nhà máy. Nhà máy đồng hồ đo chính xác nằm trên địa bàn huyện Gia lâm thành phố Hà Nội. Nhà máy có quy mô khá lớn với 9 phân xưởng sản xuất và nhà làm việc . Số trên mặt bằng Tên phân xưởng Công suất đặt ( kW) Diện tích (m2) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Phân xưởng tiện cơ khí Phân xưởng dập Phân xưởng lắp ráp số 1 Phân xưởng lắp ráp số 2 Phân xưởng sửa chữa cơ khí Phòng thí nghiệm trung tâm Phòng thực nghiệm Trạm bơm Phòng thiết kế Chiếu sáng phân xưởng 1800 1500 900 2200 Theo tính toán 160 500 120 100 Xác định theo diện tích 2250 2475 2750 3150 1800 2325 2125 1575 3400 Nhà máy có nhiệm vụ chế tạo các đồng hồ đo chính xác để cung cấp cho các ngành kỹ thuật trong nước và xuất khẩu . Hiện tại nhà máy làm việc 2 ca với thời gian làm việc tối đa Tmax = 4500h và công nghệ khá hiện đại. Tưong lai nhà máy sẽ mở rộng lắp đặt các máy móc thiết bị hiện đại hơn. Đứng về mặt cung cấp điện thì việc thiết kế cấp 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 suất và cũng không thể qúa dư thừa dung lượng mà sau nhiều năm nhà máy vẫn không khai thác hết dung lượng sông suất dự trữ dẫn đến lãng phí.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 của nhà máy gây thiệt hại về nền kinh tế quốc dân do đó ta xếp nhà máy vào phụ tải loại I , cần được bảo đảm cung cấp điện liên tục và an toàn . Trong nhà máy có : Phòng thiết kế , phân xưởng sửa chữa cơ khí , phòng thực nghiệm là hộ loại III , các phân xưởng còn lại là hộ loại I . 2. Giới thiệu các quy trình công nghệ nhà máy : Theo quy trình trang bị điện và quy trình công nghệ sản xuất của xí nghiệp thì việc ngừng cung cấp điện sẻ ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm gây thiệt hại về kinh tế do đó ta xếp xí nghiệp vào phụ tải loại 2 Để quy trình sản xuất của xí nghiệp đảm bảo vận hành tốt thì phải đảm bảo chất lượng điện năng và độ tin cậy cung cấp điện cho toàn xí nghiệp và cho các phân xưởng quan trọng trong xí nghiệp. PX TIỆN CƠ KHÍ PX DẬP PX LẮP RÁP SỐ 1 PHÒNG THỰC NGHIỆM PHÒNG THIẾT KẾ PX LẮP RÁP SỐ 2 PX SỬA CHỮA CƠ KHÍ SẢN PHẨM P. THÍ NGHIỆM TRUNG TÂM TRẠM BƠM 3. Giới thiệu phụ tải điện của toàn nhà máy : 3.1. Các đặc điểm của phụ tải điện : 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 = 50 Hz . 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 4. Nội dung tính toán, thiết kế. Đây là loại đề tài thiết kế tốt nghiệp nhưng do thời gian có hạn nên việc tính toán chính xác và tỷ mỉ cho công trình là một khối lượng lớn đòi hỏi thời gian dài , do đó ta chỉ tính toán chọn cho những hạng mục quan trọng của công trình Sau đây là những nội dung chính của bản thiết kế sẽ đề cập : Thiết kế mạng điện phân xưởng. Thiết kế mạng điện xí nghiệp. Tính toán bù công suất phản kháng cho mạng điện xí nghiệp. Tính toán nối đất cho các trạm biến áp phân xưởng. e) Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng sửa chữa cơ khí. CHƯƠNG II : XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CÁC PHÂN XƯỞNG VÀ TOÀN NHÀ MÁY 2.1.ĐẶT VẤN ĐỀ : Phụ tải tính toán là phụ tải giả thiết lâu dài không đổi , tương đương với phụ tải thực tế ( biến đổi ) 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 thiết bị theo phụ tải tính toán sẽ đảm bảo an toàn cho 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 , có khả năng dẫn đến sự cố , cháy nổ , ... Ngược lại , các thiết bị được lựa chọn sẽ dư thừa công suất làm ứ đọng vốn đầu tư , gia tăng tổn thất ... Cũng chính vì vậy đã có nhiều công trình nghiên cứu và phương pháp xác định phụ tải tính toán , song cho đến nay vẫn chưa có được phương pháp nào thật hoàn thiện . Những phương pháp cho thấy kết quả đủ tin cậy thì lại quá phức tạp , khối lượng tính toán và các thông tin ban đầu đòi hỏi quá lớn và ngược lại . Có thể đưa ra đây mộ số phương pháp thường được sử dụng nhiều hơn cả để xác định phụ tải tính toán khi quy hoạch và thiết kế các hệ thống cung cấp điện : 2.1.1 Xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ số cực đại: Theo phương pháp này Ptt = KMax . Ptb = KMax . Ksd . Pđm (1 - 1) Trong đó: Ptb - công suất trung bình của phụ tải trong ca mang tải lớn nhất. Pđm - công suất định mức của phụ tải. Ksd - hệ số sử dụng công suất của phụ tải. KMax - hệ số cực đại công suất tác dụng với khoảng thời gian trung bình hoá T=30 phút. Phương pháp này thường được dùng để tính phụ tải tính toán cho một nhóm thiết bị, cho các tủ động lực trong toàn bộ phân xưởng. Nó cho một kết quả khá chính xác nhưng lại đòi hỏi một lượng thông tin khá đầy đủ về các phụ tải như: chế độ làm việc của từng phụ tải, công suất đặt của từng phụ tải số lượng thiết bị trong nhóm (ksdi ; pđmi ; cosji ; .....). 2.1.2. Xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và độ lệch trung bình bình phương: Theo phương pháp này Ptt = Ptb ± b . stb (1-2) Trong đó: Ptb - Phụ tải trung bình của đồ thị nhóm phụ tải. b - Bộ số thể hiện mức tán xạ. stb - Độ lệch của đồ thị nhóm phụ tải. Phương pháp này thường được dùng để tính toán phụ tải cho các nhóm thiết bị của phân xưởng hoặc của toàn bộ xí nghiệp. Tuy nhiên phương pháp này ít được dùng trong tính toán thiết kế mới vì nó đòi hỏi khá nhiều thông tin về phụ tải mà chỉ phù hợp với các hệ thống đang vận hành. 2.1.3. Xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ số hình dạng: Theo phương pháp này: Ptt = Khd . Ptb (1-3) Qtt = Khdq . Qtb hoặc Qtt = Ptt . tgj (1-4) Trong đó: Ptb ; Qtb - Phụ tải tác dụng và phản kháng trung bình trong ca mang tải lớn nhất. Khd ; Khdq - Hệ số hình dạng (tác dụng và phản kháng) của đồ thị phụ tải. Phương pháp này có thể áp dụng để tính phụ tải tính toán ở thanh cái tủ phân phổi phân xưởng hoặc thanh cái hạ áp của trạm biến áp phân xưởng. Phương pháp này ít được dùng trong tính toán thiết kế mới vì nó yêu cầu có đồ thị của nhóm phụ tải. 2.1.4. Xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu: theo phương pháp này thì Ptt = Knc . Pđ (1-5) Trong đó: Knc - Hệ số nhu cầu của nhóm phụ tải. Pđ - Công suất đặt của nhóm phụ tải. Phương pháp này cho kết quả không chính xác lắm, tuy vậy lại đơn giản và có thể nhanh chóng cho kết quả cho nên nó thường được dùng để tính phụ tải tính toán cho các phân xưởng, cho toàn xí nghiệp khi không có nhiều các thông tin về các phụ tải hoặc khi tính toán sơ bộ phục vụ cho việc qui hoặc .v.v... 2.1.5. Xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản suất: theo phương pháp này thì: Ptt = p0 . F (1-6) Trong đó; p0 - Suất phụ tải tính toán cho một đơn vị diện tích sản xuất. F - Diện tích sản suất có bố trí các thiết bị dùng điện. Phương pháp này thường chi được dùng để ước tính phụ tải điện vì nó cho kết quả không chính xác. Tuy vậy nó vẫn có thể được dùng cho một số phụ tải đặc biệt mà chi tiêu tiêu thụ điện phụ thuộc vào diện tich hoặc có sự phân bố phụ tải khá đồng đều trên diện tích sản suất. 2.1.6. Xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng trên một đơn vị sản phẩm và tổng sản lượng: theo phương pháp này (1-7) Ptt = KM . Ptb (1-8) Trong đó: a0 - [kWh/1đv] suất chi phí điện cho một đơn vị sản phẩm. M - Tổng sản phẩm sản xuất ra trong khoảng thời gian khảo sát T (1 ca; 1 năm) Ptb - Phụ tải trung bình của xí nghiệp. KM - Hệ số cực đại công suất tác dụng. Phương pháp này thường chỉ được sử dụng để ước tính, sơ bộ xác định phụ tải trong công tác qui hoạch hoặc dùng để qui hoạch nguồn cho xí nghiệp. 2.1.7 Xác định phụ tải đỉnh nhọn của nhóm thiết bị: 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: Iđn = Ikđ (max) + (Itt - ksd . Iđm (max)) (1-9) Trong đó: Ikđ (max) - dòng khởi động của thiết bị có dòng khởi động lớn nhất trong nhóm máy. Itt - dòng điện tính toán của nhóm máy. Iđm (max) - dòng định mức của thiết bị đang khởi động. ksd - 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 . Tuỳ theo yêu cầu tính toánvà những thông tin có thể có được về phụ tải , người thiết kế có thể lựa chọn các phương pháp thích hợp để xác định PTTT . Trong đồ án 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 . 2.2 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA PHÂN XƯỞNG SỮA CHỮA CƠ KHÍ :  Phân xưởng sữa chữa cơ khí có diện tích bố trí thiết bị là 1800 m2. Trong phân xưởng có 60 thiết bị ,công suất khác nhau , lớn nhất là 90KW song cũng có những thiết bị công suẩt rất nhỏ ( < 0,5Kw ) . Dựa vào hệ số tải(kt) để xem chế độ làm việc của thiết bị . Hầu hết các thiết bị làm việc ở chế độ dài hạn (có kt=0,9) Với phân xưởng sửa chữa cơ khí theo các đề thiết kế giáo học thường cho các thông tin khá chi tiết về phụ tải và vì vậy để có kết quả chính xác nêu chọn phương pháp tinh toán là: “Tính phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ cực đại”. 2.2.1. Giới thiệu phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình Ptb và hệ số cực đại kmax ( còn gọi là phương pháp số thiết bị dùng điện hiệu quả nhq ) Ptt = KMax . Ptb = KMax . Ksd . Pđm (1-10) Trong đó: Ptb - Công suất trung bình của phụ tải trong ca mang tải lớn nhất. Pđm - Công suất định mức của phụ tải. (tổng công suất định mức của nhóm phụ tải). Ksd - Hệ số sử dụng công suất tác dụng của phụ tải (hệ số sử dụng chung của nhóm phụ tải có thể được xác định từ hệ số sử dụng của từng thiết bị đơn lẻ trong nhóm). KMax - Hệ số cực đại công suất tác dụng của nhóm thiết bị (hệ số này sẽ được xác định theo số thiết bị điện hiệu quả và hệ số sử dụng của nhóm máy) Như vậy để xác định phụ tải tính toán theo phương pháp này chúng ta cần phải xác định được hai hệ số Ksd và KMax. Hệ số sử dụng: theo định nghĩa là tỷ số giữa công suất trung bình và công suất định mức. Trong khi thiết kế thông thường hệ số sử dụng của từng thiết bị được tra trong các bảng của sổ tay và vì vậy chúng ta có thể xác định được hệ số sử dụng chung của toàn nhóm theo công thức sau: (1-11) Trong đó: pđmi - công suất định mức của phụ tải thứ i trong nhóm thiết bị ksdi - hệ số sử dụng công suất tác dụng của phụ tỉa thứ i trong nhóm. n - tổng số thiết bị trong nhóm. Ksd - hệ số sử dụng trung bình của cả nhóm máy. Cùng một khái niệm tương tự chung ta có thể cũng xác định được hệ số sử dụng đối với công suất phản kháng. Tuy nhiên ít có các tài liệu để tra được hệ số sử công suất phản kháng, nên ở đây không đề cập đến công thức tính toán. Hệ số cực đại KMax: là một thông số phụ thuộc chế độ làm việc của phụ tải và số thiết bị dùng điện có hiệu quả của nhóm máy, Trong thiết kế hệ số này được tra trong bảng theo Ksd và nhq của nhóm máy. Số thiết bị dùng điện hiệu quả: “là số thiết bị giả thiết có cùng công suất, cùng chế độ làm việc gây ra một phụ tải tính toán bằng phụ tải tính toán của nhóm thiết bị điện thực tế có công suất và chế độ làm việc khác nhau”. Số thiết bị điện hiệu quả có thể xác định được theo công thức sau: (1-12) Các trường hợp riêng để xác định nhanh nhq: Trường hợp 1: Khi và nhq = n Thì Trong đó: pdm max - công suất định mức của thiết bị lớn nhất trong nhóm. pdm min - công suất định mức của thiết bị nhỏ nhất trong nhóm. Ksd - hệ số sử dụng công suất trung bình của nhóm máy. Trường hợp 2: Khi trong nhóm có n1 thiết bị có tổng công suất định mức nhỏ hơn hoặc bằng 5% tổng công suất định mức của toàn nhóm. nhq = n - n1 thì Trường hợp 3: Khi m > 3 và Ksd ³ 0,2 (1-13) nhq = n Chú ý: nếu khi tính ra nhq > n thì lấy nhq = n . n Trường hợp 4: Khi không có khả năng sử dụng các cách đơn giản để tính nhanh nhq thì có thể sử dụng các đường cong hoặc bảng tra. Thông thường các đường cong và bảng tra được xây dựng quan hệ giữa n (số thiết bị hiệu quả tương đối) với các đại lượng n* và P* . Và khi đã tìm được n thì số thiết bị điện hiệu quả của nhóm máy sẽ được tính; Trong đó: và n1 - số thiết bị có công suất lớn hơn một nửa công suất của thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm máy. Pđm1 - tổng công suất định mức của n1 thiết bị. Pđm - tổng công suất định mức của n thiết bị (tức của toàn bộ nhóm). Khi xác định phụ tải tính toán theo phương pháp số thiết bị dùng điện hiệu quả : nhq , trong 1 số trường hợp cụ thể có thể dùng các công thức gần đúng sau : * Nếu n£ 3 và nhq < 4 , phụ tải tính toán được tính theo công thức : * Nếu n > 3 và nhq < 4 , phụ tải tính toán được tính theo công thức : Trong đó : kti - 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 như sau : kti = 0,9 đối với thiết bị làm việc ở chế độ dài hạn kti = 0,75 đối với các thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại . * Nếu n > 300 và ksd ³ 0,5 phụ tải tính toán được tính theo công thức : * Đối với thiết bị có đồ thị phụ tải bằng phẳng ( các máy bơm , quạt nén khí ... ) phụ tải tính toán có thể lấy bằng phụ tải trung bình : * Nếu trong mạng có thiết bị một pha cần phải phân phối đều các thiết bị cho ba pha của mạng , trước khi xác định nhq phải quy đổi công suất của các phụ tải 1 pha về 3 pha tương đương : Nếu thiết bị 1 pha đấu vào điện áp pha : Pqđ = 3.Ppha max Nếu thiết bị 1 pha đấu vào điện áp dây : Pqđ = * Nếu trong nhóm có thiết bị tiêu thụ điện làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại thì phải quy đổi về chế độ dài hạn trước khi xác định nhq theo công thức : Trong đó : eđm - hệ số đóng điện tương đối phần trăm , cho trong lí lịch máy . 2.2.2.Trình tự xác định phụ tải tính toán theo phương pháp Ptb và kmax: 1. Phân nhóm phụ tải : 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; cosj; ... và nếu chúng lại có cùng công suất nữa thì số thiết bị điện hiệu quả sẽ đúng bằng sô thiết bị thực tế và vì vậy việc xác định phụ tải cho các nhóm thiết bị này sẽ rất dễ dàng.) * 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. ví dụ trong phân xưởng chỉ tồn tại một loại tủ động lực và như vậy thì nó sẽ kéo theo là các đường cáp CCĐ cho chúng cùng các trang thiết bị bảo vậy cũng sẽ được đồng loạt hoá, tạo điều kiện cho việc lắp đặt nhanh kể cả việc quản lý sửa chữa, thay thế và dự trữ sau này rất thuận lợi...). * 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). Tất nhiên điều này cũng không có nghĩa là số thiết bị trong mỗi nhóm không nên quá 8 thiết bị. Vì 1 lộ ra từ tủ động lực có thể chỉ đi đến 1 thiết bị, nhưng nó cũng có thể được kéo móc xích đến vài thiết bị,(nhất là khi các thiết bị đó có công suất nhỏ và không yêu cầu cao về độ tin cậy CCĐ ). 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. * Ngoài ra các thiết bị đôi khi còn được nhóm lại theo các yêu cầu riêng của việc quản lý hành chính hoặc quản lý hoạch toán riêng biệt của từng bộ phận trong phân xưởng. 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 : nhóm phụ tải . Kết quả phân nhóm phụ tải điện được trình bày ở bảng 2.1 . Bảng 2.1 - Tổng hợp kết quả phân nhóm phụ tải điện . TT Tên thiết bị Số lượng PĐM(Kw) IĐM(A) 1 Máy Toàn bộ 1 2 3 4 5 6 Nhóm 1 1 Búa hơi để rèn 2 10 20 2*25,32 2 Búa hơi để rèn 2 28 56 2*70,9 3 Lò rèn 2 4,5 9 2*13,4 4 Lò rèn 1 6 6 15,2 6 Quạt thông gió 1 2,5