Nghiên cứu, thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng cơ khí nhà máy tuyển than Cẩm phả, cửa ông, quảng ninh

Nghiên cứu, thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng cơ khí nhà máy tuyển than cửa ông Nghiên cứu, thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng cơ khí nhà máy tuyển than cửa ông Nghiên cứu, thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng cơ khí nhà máy tuyển than cửa ông Nghiên cứu, thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng cơ khí nhà máy tuyển than cửa ông Nghiên cứu, thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng cơ khí nhà máy tuyển than cửa ông Nghiên cứu, thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng cơ khí nhà máy tuyển than cửa ông Nghiên cứu, thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng cơ khí nhà máy tuyển than cửa ông Nghiên cứu, thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng cơ khí nhà máy tuyển than cửa ông Nghiên cứu, thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng cơ khí nhà máy tuyển than cửa ông Nghiên cứu, thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng cơ khí nhà máy tuyển than cửa ông Nghiên cứu, thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng cơ khí nhà máy tuyển than cửa ông Nghiên cứu, thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng cơ khí nhà máy tuyển than cửa ông Nghiên cứu, thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng cơ khí nhà máy tuyển than cửa ông Nghiên cứu, thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng cơ khí nhà máy tuyển than cửa ông Nghiên cứu, thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng cơ khí nhà máy tuyển than cửa ông Nghiên cứu, thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng cơ khí nhà máy tuyển than cửa ông Nghiên cứu, thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng cơ khí nhà máy tuyển than cửa ông Nghiên cứu, thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng cơ khí nhà máy tuyển than cửa ông Nghiên cứu, thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng cơ khí nhà máy tuyển than cửa ông Nghiên cứu, thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng cơ khí nhà máy tuyển than cửa ông

LỜI NÓI ĐẦU

Công nghiệp luôn là khách hàng tiêu thụ điện lớn nhất Trong tình hình kinh tếthị trường hiện nay, các công ty lớn nhỏ, các doanh nghiệp sản xuất đều phải hạch toánkinh doanh trong cuộc cạnh tranh quyết liệt về chất lượng và giá cả sản phẩm, điệnnăng thực sự góp một phần quan trọng vào sự lỗ lãi của các công ty doanh nghiệp.Ngày nay điện năng đã đi vào mọi mặt đời sống, trên tất cả mọi lĩnh vực từ côngnghiệp cho tới đời sống sinh hoạt Để xây dựng một nền kinh tế phát triển thì khôngthể không có một nền công nghiệp điện năng vững mạnh, khi lập kế hoạch phát triểnkinh tế xã hội thì kế hoạch phát triển điện năng phải đi trước một bước, thỏa mãn nhucầu điện năng không chỉ trước mắt mà còn cho sự phát triển của tương lai

Vì vậy, trong quá trình học tập tại trường, mỗi sinh viên ngành điện đều đượcgiao làm một bài đồ án tốt nghiệp về thiết kế một mạng điện cho một nhà máy haycông ty nhất định Trong quá trình học tập tại trường em đã được nhận nghiên cứu đề

tài “Nghiên cứu, thiết kế hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng cơ khí nhà máy tuyển than Cửa Ông, Cẩm Phả, Quảng Ninh” để hiểu được nguyên lý làm việc của hệ thống

cung cấp điện qua đó tìm ra các phương pháp thiết kế hệ thống cung cấp điện

Do thời gian có hạn, kinh nghiệm thực tế chưa có nhiều nên bản đề tài nghiêncứu đồ án tốt nghiệp của em cũng không tránh khỏi những thiếu sót Qua đây em cũngxin chân thành cảm ơn đến giáo viên hướng dẫn Phan Văn Phùng đã tận tình chỉ dẫngiúp đỡ để em có thể hoàn thành xong bản đồ án tốt nghiệp này

Em xin chân thành cảm ơn!

Hải Dương, ngày tháng năm 2014

Sinh viên

Nguyễn Văn Mạnh

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY TUYỂN THAN CỬA ÔNG 1.1 Quá trình hoạt động và đặc điểm kinh doanh của công ty.

Khái quát lịch sử thành lập của công ty Tuyển than Cửa Ông

Công ty Tuyển than Cửa Ông là một công ty hạch toán độc lập, một thànhviên trực thuộc Tổng Công Ty Than Việt Nam

- Tên công ty: Công ty Tuyển than Cửa Ông

- Trụ sở chính: Phường Cửa Ông – Thành phố Cẩm Phả – Quảng Ninh

- Điện thoại: (033) 865043 - Fax (033) 865656

1.2 Các ngành nghề sản xuất kinh doanh

Công ty Tuyển than Cửa Ông kinh doanh sản xuất chế biến than tiêu thụ, làmột thành viên hạch toán độc lập của Tổng công ty than Việt Nam, được tổng công tycấp vốn theo quyết định số:2607/QĐ-TCCB ngày 19/ 09/ 1996 của bộ trưởng bộ côngnghiệp với tư cách pháp nhân theo pháp luật, con dấu riêng, được mở tài khoản (nội tệ

và ngoại tệ) tại kho bạc nhà nước ngân hàng ngoại thương và tại ngân hàng côngthương Cẩm Phả Công ty chịu trách nhiệm trước nhà nước, trước tổng công ty vàtrước khách hàng về những sản phẩm hàng hóa và dịch vụ do công ty sản xuất ra

- Lĩnh vực kinh doanh: Sàng tuyển, chế biến, tiêu thụ than

+ Sản phẩm chính : Các loại than thương phẩm bao gồm :

Các loại than cục tiêu chuẩn Việt Nam Các loại than cám tiêu chuẩn Việt Nam

Các loại than bùn Ðp, than cám khô+ Công ty là một đơn vị kinh doanh xuất khẩu than, xuất nội địa theo từngchủng loại Được vay vốn ngân hàng, huy động vốn của các đơn vị, thành phần kinh tế

để phát triển sản xuất giới thiệu sản phẩm trong và ngoài nước

+ Vận chuyển sàng tuyển chế biến các chủng loại than đồng thời bốc rót tiêuthụ than xuất khẩu, than sử dụng trong nước, đây là nhiệm vụ chính của công ty

+ Ngoài ra công ty còn :

Sản xuất tà vẹt bê tông phục vụ cho đường sắtSửa chữa lớn các thiết bị và xây dựng công trình

1.3 Cơ sở vật chất của công ty.

Công ty Tuyển than Cửa Ông có hai dây truyền công nghệ với hệ thống thiết

bị hầu hết là cơ giới hoá, tự động hoá Máy móc có công suất lớn chiếm tỷ lệ cao.Dây chuyền công nghệ sản xuất than của công ty đợc khép kín từ nguyên kiệu đầu vàođến than thành phẩm đầu ra.Than nguyên khai từ các mỏ được vận chuyển bằng hệthống đường sắt cung cấp cho 2 nhà máy sàng tuyển Hai nhà sàng có nhiệm vụ sàng,rửa các loại than sạch Than sạch được vận chuyển bằng đường băng tải, bằng đườngsắt ra cảng nhập vào kho thành phẩm.Lịch sử và trang bị của hai nhà máy như sau:

* Nhà máy Tuyển Than 1:

- Do Pháp xây dựng năm 1924 và đi vào hoạt động năm 1926 với công suất thiết

kế 1,2 triệu tấn/năm.Công nghệ tuyển theo máng nghiêng, có tính chất cơ khíđơn thuần Công nghệ tuyển rửa bằng nước, việc tách tỉ trọng phụ thuộc vào dòngnước ngược và xuôi Sản phẩm của nhà máy được đưa ra bộ phận vận tải bằng đầumáy toa xe đưa đi tiêu thụ trực tiếp hoặc nhập vào kho đống để quản lý

- Năm 1960 nhà máy được cải tạo 1,8 triệu tấn/năm

- Năm 1991 toàn bộ khâu rửa phải ngừng hoạt động do không đảm bảo an toàn vềkết cấu nhà xưởng Sau đó được đầu tư gần 2 tỷ đồng, đến tháng 4/1994 khâu rửa đượcđưa vào hoạt động ổn định Trong phân xưởng bố trí 3 cầu nhận than nguyên khai chomáy sàng sơ bộ Sản phẩm đã là thành phẩm rót xuống toa xe chứa than đi tiêu thụthẳng hoặc nhập kho

+ Nhà máy Tuyển than 2: Công suất thiết kế đạt 800 tấn /h Than nguyênkhai vận chuyển từ các mỏ về được đổ về các hố cấp liệu Qua 2 thiết bị rút than đi vàosàng sơ bộ sau đó chia thành 2 nhánh: Sản phẩm trên sàng (+100mm) qua băng đưa vào

2 máy đập 314(1+2) Sau đó đưa qua sàng 411 hoặc 471 hoặc qua băng B1 Than thànhphẩm đưa qua hệ thống sàng phân cấp số 103 và 104 đi hệ thống băng B6 và băng B7,

bộ phận đánh đống kho thành phẩm bằng 2 hệ Công nghệ dùng phương pháp tuyểnhuyền phù và tuyển lắng, than sau khi tuyển được đa ra ngoài, theo hệ thống băng tảiđược nối liền với hệ thống máy đổ đống HITACHI và máy rót trong quá trình tiêu thụ

Tổng tài sản và nguồn vốn qua 2 năm tăng đều Năm 2003 tăng29.275.604.990 đạt 109.30% so vơi năm 2002 nguyên nhân chủ yếu là do TSCĐ và

đầu tư ngắn hạn tăng Các khoản phải thu tăng 4.827.394.369 22.971.948.508).

(=27.799.342.877-Lợi nhuận sau thuế năm 2003 tăng 4,567,276,332 đạt 150.61%

+ Tổng vốn kinh doanh:

Năm 2001: 102.588.590.216Năm 2002: 105.953.711.896Năm 2003: 110.293.025.179

1.4 Tình hình tổ chức quản lý sản xuất và lao động

Công ty Tuyển than Cửa Ông có một mô hình sản xuất phức tạp, địa bàn quản

lý rộng, nhiều phân xưởng có nhiệm vụ, chức năng khác nhau Sơ đồ bố trí bộ máyquản lý của Công ty bao gồm 4 cấp (sơ đồ 1-4) Trên sơ đồ biểu hiện bao quát toàn bộđịa bàn sản xuất chuyên môi giới công đoạn rõ ràng, phân định ranh giới trách nhiệm

cụ thể Song vẫn còn nhược điểm là thông tin sản xuất chậm Mặt khác, công tác hạchtoán kinh tế nội bộ đã và đang được triển khai trong toàn Công ty, góp phần cải tiến bộmáy quản lý sản xuất ngày càng chặt chẽ hơn và được coi là nhiệm vụ thường xuyêncủa từng phân xưởng trong Công ty Công ty Tuyển than Cửa Ông có một Giám đốc

và 5 Phó Giám đốc giúp việc cho Giám đốc trong từng lĩnh vực và một kế toán trưởng,các phòng ban chức năng, phân xưởng sản xuất

Chức năng nhiệm vụ của một số phòng như sau:

Trung tâm điều hành sản xuất: Tham mưu hướng dẫn, kiểm tra, tổng kết đánhgiá và điều hành công tác sản xuất – tiêu thụ than

PXVận tải

PXĐường sắt

PXGiám định

Đội

xe con

PXBến1

PXBến2

PXBến3

PXĐầu máy toa xe

PX

Cơ khí

PXĐiện nước

PX ôtô

PXMay KDDVTH

TTVHXH

Hình 1.1 Cơ cấu tổ chức quản lý của Công ty TTC.Ô

Các phòng ban thuộc khối kỹ thuật như: phòng kỹ thuật cơ điện, phòng kỹ thuật vậntải, phòng tuyển than, phòng an toàn,… là khối phòng ban có chức năng tham mưu, giúpviệc cho Giám đốc về tất cả các khâu kỹ thuật như Cơ điện, vận tải, tuyển than, an toàn và

về cả vệ sinh môi trường… Hướng dẫn, kiểm tra, đôn đốc việc thực hiện các công cuộctrong từng lĩnh vực công nghệ sàng tuyển chế biến than

Các phòng thuộc khối nghiệp vụ như: phòng kế toán tài chính, phòng kế hoạch,phòng kiểm toán, phòng lao động tiền lương, phòng tiêu thụ, phòng vật tư, phòng vitính… Đây là khối phòng ban có chức năng tham mưu, giúp việc cho Giám đốc về tất cảcác khâu như: tài chính giá cả, kế hoạch, lao động tiền lương, tiêu thụ than nội địa và chịutrách nhiệm hướng dẫn các phân xưởng thực hiện công việc trong từng lĩnh vực

Các phòng thuộc khối văn phòng như: phòng bảo vệ, phòng thanh tra pháp chế, vănphòng Giám đốc, phòng thi đua, phòng tổ chức Đào tạo, phòng y tế Các phòng này cóchức năng tham mưu cho Giám đốc các việc về bảo vệ quân sự, thanh tra công nhân, giảiquyết các đơn khiếu nại của Công nhân, đào tạo công nhân kỹ thuật, đề bạt nâng lươngcho cán bộ công nhân viên, chăm sóc sức khỏe cho cán bộ công nhân viên toàn Công ty.Nói chung cơ cấu tổ chức này đảm bảo hoàn thành được nhiệm vụ chức năng củaCông ty, cơ cấu này có ưu điểm là dễ quản lý, việc chỉ huy được thống nhất, lãnh đạoCông ty luôn có điều kiện kiểm tra được cấp dưới liền kề và không bị chồng chéo hoặctrái ngược mệnh lệnh

Từ những năm đầu mới thành lập, bộ máy tổ chức sản xuất quản lý của Công ty cònđơn giản, trình độ cán bộ còn hạn chế đến nay bộ máy tổ chức sản xuất quản lý của Công ty

đã phát triển một cách vượt bậc Hiện nay, đội ngũ cán bộ có trình độ cao hầu hết là Đại học

và hàng ngũ công nhân kỹ thuật bậc cao phù hợp với yêu cầu sản xuất trong giai đoạn mới.Tính đến 31/12/2003 tổng số cán bộ công nhân viên toàn Công ty có 4779 người Vềtrình độ chuyên môn hóa của công nhân Công ty có 895 kỹ sư thuộc 27 chuyên ngành đàotạo khác nhau: 385 trung cấp và 3171 công nhân kỹ thuật có đủ khả năng phát triển sảnxuất Bên cạnh đó Công ty vẫn thường xuyên đào tạo, kèm cặp nâng cao bậc thợ để đápứng yêu cầu ngày càng cao của sản xuất Với tiềm năng sẵn có trên Công ty dễ dàng đivào cơ chế thị trường ngày càng phát triển

1.5 Tình hình sử dụng và chỉ đạo thực hiện kế hoạch

Kế hoạch mặt hàng là nội dung chủ yếu của kế hoạch sản xuất và tiêu thụ sảnphẩm của Công ty Tuyển than Cửa Ông Vì vậy những căn cứ để sử dụng kế hoạch phảidựa trên những căn cứ kế hoạch của Tổng Công ty, căn cứ vào thị trường tiêu thụ sảnphẩm và dự đoán mặt hàng mà khách hàng trên thị trường cần mua Căn cứ theo địnhhướng của kế hoạch sản xuất kinh doanh dài hạn, phát triển hàng hóa theo cơ chế thịtrường của Tổng Công ty than, Công ty tăng cường chế biến các loại than có chất lượngcao phục vụ cho xuất khẩu, thu ngoại tệ Công ty đảm bảo tốt cho nhu cầu tiêu thụ trongnước đối với các bạn hàng là các hộ tiêu thụ quốc doanh trong nước.

Căn cứ vào các hợp đồng đã ký kết đối với Công ty Cảng và kinh doanh than vàcác khách hàng trong và ngoài nước

Căn cứ vào tình hình cung cấp than nguyên khai vào Sàng của 6 mỏ

Căn cứ vào năng lực chế biến than từ 2 nhà máy tuyển than của Công ty

Phương pháp xây dựng kế hoạch: kế hoạch mặt hàng của Công ty được xây dựngbằng phương pháp cân đối: cân đối giữa sản xuất và tiêu thụ sản phẩm đối với từng loạithan, cân đối giữa nhiệm vụ sản xuất sản phẩm với khả năng đảm bảo các yếu tố sản xuấtthực tế của Công ty

Lấy tiêu thụ làm chỉ đạo, Công ty điều chỉnh kế hoạch sản xuất theo từng thời kỳtrong năm thực hiện kế hoạch

Trên cơ sở lập kế hoạch tiêu thụ sản phẩm, Công ty tiến hành lập kế hoạch về laođộng, tiền lương dựa trên hao phí tiền lương cho 1 tấn sản phẩm Kế hoạch cung cấp vật

tư, kế hoạch theo các mức hao phí về vật tư cho 1 tấn sản phẩm, kế hoạch sửa chữathường xuyên và sửa chữa lớn Để đảm bảo có thu nhập trên Công ty tiến hành lập kếhoạch sản xuất phụ, đảm bảo công ăn việc làm cho một số cán bộ công nhân Phòng kếhoạch của Công ty đảm nhận xây dựng toàn bộ việc lập kế hoạch sản xuất và dẫn đến kếhoạch tiêu thụ sản phẩm trên cơ sở những căn cứ và phương pháp đã nêu ở trên, kết hợpvới những khả năng về nhân tài, vật lực của mình để có kế hoạch trình Tổng Công tyduyệt và lấy nó làm cơ sở pháp lý trong việc chỉ đạo thực hiện các chỉ tiêu kế hoạch Tuynhiên, hiện nay công tác kế hoạch của các đơn vị sản xuất kinh doanh nói chung và Công

ty TTC.Ô nói riêng còn rất nhiều hạn chế bởi chưa đủ kinh nghiệm nghiên cứu thị trường.Ngoài các hợp đồng tiêu thụ mang tính ổn định, Công ty luôn tìm kiếm hợp thị trường

mới, do vậy công tác quản lý, lập kế hoạch cũng như chỉ đạo thực hiện tốt các hợp đồngkinh tế, đó là sự đổi mới trong công tác đổi mới hiện nay.

1.6 Hệ thống cung cấp điện cho toàn công ty

Toàn bộ hệ thống lưới điện 6 KV của công ty Tuyển Than Cửa Ông được cấp bởitrạm 35/6 KV đặt tại phân xưởng điện nước.Trạm 35/6 KV lấy điện từ hai đường dây 35

KV lộ 373 phía biển và 374 phía núi do điện lực Quảng Ninh cấp Trong đó lộ 373 vậnhành thường xuyên và lộ 374 để dự phòng nóng.Việc sử dụng nguồn điện 35 KV lộ 373hay 374 là do điện lực Quảng Ninh quy định và thông báo qua phòng điều khiển công tyhoặc phòng cơ điện

- Điện áp phía 35 KV cho phép: 35±11,7%- Điện áp phía 6KV cho phép: 6±5.0%Trạm 35/6KV có:

- Hai máy biến áp 10000KVA 35/6 KV đấu sao/ tam giác T1 và T2 Hai máy thay đổinhau làm việc cứ 15 ngày đổi một lần vào các ngày 15 (30) trong đó một máy làm việc vàmột máy dự phòng nóng

- Một máy biến áp 63 KVA 6/0,2 KV cung cấp điện tự dùng Nguồn điện thaotác là nguồn một chiều 110 V lấy từ ba nguồn là tự dùng, ác quy, trạm ES1.Trạm cungcấp điện cho các trạm điện ES1, ES2 (cũ và mới), 4RW, trạm điện tuyển I, tuyển III, PXđiện nước, các trạm bơm, trạm điện dân dụng… và một số đơn vị cơ quan lân cận.Trạm35/6 KV có bốn phương án cấp điện cho phụ tải phía 6 KV:1

- Trạm cấp điện 35 KV từ lộ 373 có hai phương án:

+ Lộ 373 cấp cho biến áp T1.+ Lộ 373 cấp cho biến áp T2.2-Trạm cấp điện

35 KV từ lộ 374 có hai phương án:

+ Lộ 374 cấp cho biến áp T1.+ Lộ 374 cấp cho biến áp T2.a, Trạm điện ES1 vàES2 là hai trạm điện đều do Nhật Bản hãng Hitachi thiết kế và lắp đặt năm 1978, nhậnđiện từ hai lộ cáp A và B thiết bị của hai trạm đều là thiết bị trọn bộ của Nhật thiết kế lắpđặt và chỉnh định Trạm gồm các máy biến áp 50 KVA (cho điều khiển) đến 560 KVA và

750 KVA Trạm có các máy cắt 6KV (máy cắt không khí) cắt điện cho các phụ tải và cácbiến thế Ngoài ra còn có các Aptomat, cầu dao cách ly, công tắt tơ, các loại rơle, tụ bù…

* Trạm ES1:

- Trạm có 3 phương án cấp điện chính là từ đường cáp 1B (trạm 35/6KV), khi sự cốthì có thể lấy điện từ đường áp 2A (trạm 35/6 KV), hoặc từ trạm 40 RW.

- Trạm có một biến thế 500 KVA 6,6 – 5,4 KV/ 380V đấu Υ ∆/cấp điện cho các băngtảiB1, B2, B3, B4, B5 thuộc tràn nguyên khai nhà máy tuyển than II và phân xưởng cơkhí.- Ba máy biến áp 300 KVA 6,6 – 5,4 KV/ 380V đấu Υ ∆/cấp điện cho ba máy ST1,RC1, RC2 thuộc trạm nguyên khai nhà máy tuyển than II

- Một máy biến áp 50 KVA 6,6 – 5,4 KV/ 380 đấu Υ ∆/cấp điện phụ tải ánh sáng vàbiến áp điều khiển

* Trạm ES2 cũ và mới:

- Nhận điện từ tủ 3A và 3B, có thể vận hành độc lập hoặc đồng thời Do yêu cầu mởrộng thiết bị xây dựng thêm trạm ES2 mới

- Trạm ES2 cũ gồm: 2 MBA 50 KVA; 2 MBA 750 KVA; và 6 MBA 300KVA

- Trạm ES2 mới gồm: 2 MBA 50KVA; 3 MBA 750 KVA; 2 MBA 630KVA; 5 MBA400MBA và hai tụ bù công suất 2x 150 KVAr b,Trạm 4RW

- Trạm có 4 phương án cấp điện từ hai lộ A và B của tủ 1A và 1B trạm 35/ 6KV và mộtđầu cáp C dự phòng từ tủ 5B (trạm 35/ 6 KV) Phân phối điện 6 KV cho các máy biến ápđộng lực, ánh sáng cho nhà máy tuyển than II Đây là trạm có phụ tải lớn nhất công ty Toàntrạm có 6 MBA 1000KVA 6/ 0,4 KV đấu Y/Y cấp điện cho trạm 4RT - điện ánh sáng

- Trạm được đặt từ tầng 14m nhà rửa tuyển than II, còn các máy biến áp được đặt ởtrong tầng 0m

- Được trang bị hệ thống bảo vệ dòng điện một chiều 110 V của tụ tự dùng và một dàn

ắc quy gồm 10 bộ ắc quy kiềm.- Bình thường nguồn điều khiển và bảo vệ cấp qua tủ tựdùng DC110V, khi mất điện tủ tự dùng hệ thống ắc quy mới cấp điện DC110V Ngoài ratrạm 35/ 6 KV còn cung cấp cho các trạm ngoài trời (trạm cầu trục kho bến1, cầu trục khobến 3…) và một số đợn vị cơ quan lân cận (trạm sân vận động, trạm cảng kinh doanh, dự

án nhiệt điện…)

* Tìm hiểu về tổ chức quản lý của phòng Cơ Điện

Phòng cơ điện nằm trong cơ cấu tổ chức bộ máy quản lý điều hành sản xuất thuộcCông ty Tuyển than Cửa Ông, được giám đốc công ty quyết định thành lập, sát nhập, giải

thể tuỳ theo yêu cầu nhiệm vụ sản xuất, kinh doanh của Công ty Phòng Cơ Điện cónhiệm vụ:

- Tổ chức quản lý thiết bị cơ điện của công ty

- Tổ chức quản lý thiết bị có yêu cầu nghiêm ngặt về an toàn lao động, thiết bị nâng,thiết bị chịu áp lực

- Chuyên trách thường trực công tác sáng kiến, tiến bộ kỹ thuật Nghiện cứu ứng dụngtiến bộ khoa học kỹ thuật vào sản xuất

- Xây dựng kế hoạch và tổ chức thực hiện kế hoạch bảo dưỡng, sửa chữa thườngxuyên, trùng đại tu thiết bị theo yêu cầu kỹ thuật hàng tháng, quý, năm

- Lập phương án tổ chức sửa chữa đột xuất máy móc thiết bị khi cần

- Xây dựng, hiệu chỉnh, bổ sung quy trình, quy phạm vận hành thiết bị hiện có

- Thường xuyên tổ chức kiểm tra việc thực hiện các quy trình quy phạm, các quy địnhtrong công tác sửa chữa, vận hành, bảo dưỡng thiết bị tại các đơn vị sản xuất

- Tham mưu cho lãnh đạo công ty trong các lĩnh vực đổi mới thiết bị, giá mua giá bánvật tư phụ tùng và tài sản thanh lý…

- Tham gia xây dựng định mức kỹ thuật về tiêu hao điện năng, tiêu hao nhiên liệu, dầu mỡ

CHƯƠNG II XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA PHÂN XƯỞNG

2.1 Đặt vấn đề

Khi thiết kế cung cấp điện cho một cụng trỡnh nào đú, nhiệm vụ đầu tiờn của chỳng

ta là xỏc định phụ tải điện cho cụng trỡnh ấy Tựy theo quy mụ của cụng trỡnh mà phụ tảiđiện được xỏc định theo phụ tải thực tế hoặc cũn phải kể đến khả năng phỏt triển của cụngtrỡnh trong tương lai Như vậy xỏc định phụ tải điện là giải bài toỏn dự bỏo phụ tải ngắnhạn hoặc dài hạn

Dự bỏo phụ tải ngắn hạn tức là xỏc định phụ tải của cụng trỡnh ngay khi cụng trỡnh

đi vào vận hành Phụ tải đú thường được gọi là phụ tải tớnh toỏn

Phụ tải tớnh toỏn là phụ tải giả thiết lõu dài khụng đổi tương đương với phụ tải thực

tế về mặt hiệu quả phỏt nhiệt hoặc mức độ hủy hoại cỏch điện Núi cỏc khỏc phụ tải tớnhtoỏn càng đốt núng thiết bị lờn tới nhiệt độ tương tự gõy ra vỡ vậy chọn cỏc thiết bị theophụ tải tớnh toỏn sẽ đảm bảo an toàn cho thiết bị về mặt phỏt núng

Do tính chất quan trọng nh vậy nên từ trớc đến nay đã có nhiều công tình nghiêncứu và có nhiều phơng thức tính toán phụ tải điện Song vì phụ tải điện phụ thuộc vàonhiều yếu tố nh đã trình bày ở trên nên cho đến nay vẫn cha có phơng pháp nào là hoàntoàn chính xác và tiện lợi Những phơng pháp đơn giản thuận tiện cho việc tính toán thì lạithiếu chính xác, còn nếu nâng cao đợc độ chính xác, kể đến ảnh hởng của nhiều yếu tố thìphơng pháp tính lại phức tạp

Phụ tải tính toán đợc sử dụng để lựa chọn và kiểm tra các thiết bị trong hệ thốngcung cấp điện nh: Máy biến áp, dây dẫn, các thiết bị đóng cắt, bảo vệ, tính toán tổn thấtcông suất, tổn thất điện năng, tổn thất điện áp, lựa chọn dung lợng bù, công suất phảnkháng phụ tải tính toán phụ thuộc vào nhiều yếu tố nh: công suất, số lợng, chế độ làm việccủa các thiết bị điện trình độ và phơng thức vận hành hệ thống Nếu phụ tải tính toán xác

định đợc nhỏ hơn phụ tải thực tế thì sẽ làm giảm tuổi thọ của thiết bị điện, có khả năngdẫn đến sự cố cháy nổ Ngợc lại, các thiết bị đợc lựa chọn sẽ d thừa công suất làm ứ đọngvốn đầu t, gia tăng tổn thất Cũng vì vậy mà đã có nhiều công trình nghiên cứu và ph ơngpháp xác định phụ tải tính toán Song cho đến nay vẫn cha có đợc phơng pháp nào thậthoàn thiện Những phơng pháp cho kết quả đủ tin cậy thì lại quá phúc tạp, khối lợng tínhtoán và những thông tin ban đầu đòi hỏi quá lớn và ngợc lại Có thể đa ra đây một số ph-

ơng pháp thờng đợc sử dụng nhiều hơn cả để xác định phụ tải tính toán khi quy hoạch vàthiết kế các hệ thống cung cấp điện

2.2 Cỏc đại lượng thường gặp khi xỏc định phụ tải tớnh toỏn

2.2.1 Cụng suất định mức.

Công suất định mức của các thiết bị điện thờng đợc nhà chế tạo ghi sẵn trên lý lịchmáy hoặc trên nhãn máy Đối với động cơ, công suất định mức chính là công suất trêntrục động cơ

Công suất đặt trên trục động cơ đợc tính nh sau:

dm d

dc

P P





Trong đó: Pđ: Công điện cấp cho động cơ (KW)

Pđm: Công suất định mức của động cơ (KW) dc: Hiệu suất định mức của động cơ

Trên thực tế, hiệu suất của động cơ tơng đối cao nên có thể coi Pđ = Pđm

Đối với các thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại nh cầu trục, máy hàn khitính phụ tải điện của chúng phải quy đổi về chế độ làm việc dài hạn

đm : Là công suất định mức đã quy đổi

 : Là tham số đã cho trong lý lịch máy

2.2.2 Phụ tải trung bình (P tb ).

Phụ tải trung bình: Là một đặc trng tĩnh của phụ tải trong khoảng thời gian nào đó.Tổng phụ tải trung bình của các thiết bị cho ta căn cứ đánh giá giới hạn của phụ tải tính toán

tb

P P

T





Trong đó: P, Q: Là điện năng tiêu thụ trong thời gian khảo sát

Phụ tải trung bình cho các nhóm thiết bị

Ptb=

1

n tb i

q



Biết phụ tải trung bình có thể đánh giá mức đức độ sử dụng thiết bị

2.2.3 Phụ tải cực đại (P max ).

- Là phụ tải trung bình lớn nhất trong khoảng thời gian tơng đối ngắn từ (5 - 30phút) ứng với ca làm việc có phụ tải lớn nhất trong ngày

- Phụ tải đỉnh cao là phụ tải xuất hiện trong khoảng thời gian 1-2 giây thờng xảy rakhi mở máy động cơ

2.2.4 Phụ tải tính toán (Ptt).

Là phụ tải đợc giả thiết lâu dài không đổi tơng đơng với phụ tải thực tế biến đổi vềmặt hiệu ứng nhiệt lớn nhất Nói cách khác phụ tải tính toán cũng là nhiệt độ lớn nhất dophụ tải thực tế gây ra: P tb P tt Pmax.

2.2.5 Hệ số sử dụng (K sd ).

Là tỷ số giữa phụ tải tác dụng trung bình với công suất định mức của thiết bị

+ Đối với 1 thiết bị :

tb sd

dm

P K

dmi i

P K

P



Hệ số cực đại phụ thuộc vào nhiều yếu tố, chủ yếu là thiết bị hiệu quả (nhq) và hệ số

sử dụng Ksd nên khi khai thác tính toán thờng tra đờng cong:

Kmax = f(nhq, Ksd)

2.2.8 Hệ số nhu cầu (K nc ).

Là tỷ số giữa phụ tải tính toán và công suất định mức:

tt nc

dm

P K

P



2.2.9 Hệ số thiết bị hiệu quả.

Là số thiết bị giả thiết có cùng công suất và chế độ làm việc

dmi i

P n

 ; * p1

p p



Trong đó: n: Số thiết bị trong nhóm

n1: Số thiết bị có công suất không nhỏ hơn một nửa công suất của thiết bị lớn nhất

p, p1: Là công suất ứng với n và n1.Sau khi có đợc n* và p* tra bảng đờng cong ta tìm đợc n*

đa ra một dạng phụ tải điển hình

Khi thiết kế sơ bộ, nếu biết đồ thị phụ tải điển hình sẽ có căn cứ để lựa chọn thiết bịphù hợp, tính toán điện năng, tiêu thụ lúc vận hành, nếu biết đồ thị phụ tải điển hình thì cóthể định phơng thức vận hành thiết bị điện sao cho kinh tế, hợp lý nhất các nhà máy điệncần nắm đợc đồ thị phụ tải để định hớng vận hành của máy phát điện cho phù hợp và kinh

tế Vì vậy đồ thị phụ tải là một tài liệu quan trọng trong thiết kế cũng nh trong vận hành hệthống cung cấp điện

2.3.2 Cách biểu diễn.

a Đồ thị phụ tải hàng ngày.

Là đồ thị phụ tải trong một ngày đêm Trong thực tế vận hành có thể dùng dụng cụ

đo, dùng cơ cấu tự ghi để vẽ đồ thị phụ tải, hay do nhân viên vận hành ghi lại giá trị củaphụ tải sau từng khoảng thời gian nhất định Để thuận lợi khi tính toán, đồ thị phụ tải điện

vẽ theo hình bậc thang

b Đồ thị phụ tải hàng tháng.

Đợc xây dựng theo phụ tải trung bình hàng tháng Nghiên cứu đồ thị này, ta có thểbiết nhịp độ làm việc của hộ tiêu thụ điện và từ đây có thể định ra lịch vận hành sửa chữathiết bị điện hợp lý, đáp ứng đợc yêu cầu sản xuất

c Đồ thị phụ tải hàng năm.

Căn cứ vào đồ thị phụ tải điển hình của một ngày hoặc căn cứ vào đồ thị điển hìnhcủa một ngày trong mỗi mùa mà ta có thể vẽ đợc đồ thị phụ tải hàng năm từ đồ thị phụ tảihàng năm ta biết đợc điện năng tiêu thụ hàng năm và thời gian sử dụng công suất lớn nhấtTmax

2.4 Tổn thất công suất, tổn thất điện năng và tổn thất điện áp trong mạng điện.

Khi tính toán, so sánh các phơng án cung cấp điện, ngời ta phải tính đến tổn thấtcông suất, điện năng và tổn thất điện áp

2.4.1 Tổn thất công suất.

Giả sử một dây dẫn có tổng trở là:

R+Jx () truyền tải công suất: S = P+Jq

Hình 2.1: Sơ đồ dây cung cấp điện

Tổn thất công suất tác dụng, công suất phản kháng đợc tính theo công thức sau:

2

2 2

10

R Q P

2

2 2

10

R Q P

Trong đó: P, Q: Phụ tải tác dụng và phản kháng (KW, KVAR)

R, X: Điện trở và điện kháng của đờng dây

U dm: Điện áp định mức của đờng dây

2.4.2 Tổn thất điện năng.

Tổn thất điện năng đợc tính theo công thức:

R+jX

P+jQ

 Pt (KWh).

Trong đó: : Tổn thất công suất lớn nhất trên đờng dây (Kw)

t: Thời gian tổn thất lớn nhất (h), tra bảng hoặc tra đờng cong

Trong đó: P,Q: Công suất tác dụng và công suất phản kháng chạy trên đờngdây (KW, KVAR)

R, X: Điện trở, điện kháng của đờng dây ()

Uđm: Điện áp định mức của đờng dây (KV)

Để dễ so sánh ngời ta thờng tính theo trị số phần trăm:

xi ri U

Q R

xi ri i U

Q R P

2.5 Các phơng pháp xác định phụ tải tính toán.

Hiện nay có nhiều phơng pháp để tính phụ tải tính toán Nhng những phơng pháp

đơn giản, tính toán thuận tiện, thờng kết quả không thật chính xác Ngợc lại, nếu độ chínhxác đợc nâng cao thì phơng pháp lại phức tạp Vì vậy tuỳ theo giai đoạn thiết kế, tuỳ theoyêu cầu cụ thể mà chọn phơng pháp tính cho thích hợp

Một số phơng pháp tính phụ tải thờng đợc dùng nhất trong thiết kế hệ thống cungcấp điện:

1 Phơng pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu

2 Phơng pháp xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tíchsản xuất

3 Phơng pháp xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn

vị sản phẩm

4 Phơng pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ số cực đại

5 Phơng pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ số hình dáng

6 Phơng pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và độ lệch trungbình bình phơng

7 Xác định phụ tải đỉnh nhọn của nhóm thiết bị

2.5.1 Phơng pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu.







n i di nc

P Q

P

1

(W)

Trong đó: Pđi, Pđmi: Công suất tác dụng thứ i (KW)

Ptt, Qtt, Stt : Công suất phản kháng và toàn phần tính toán của nhómthiết bị (KW, KvaR, Kva)

Nhợc điểm chủ yếu của phơng pháp là kém chính xác Bởi vì hệ số nhu cầu Knc tra

đợc trong sổ tay là một số liệu cố định cho trớc, không phụ thuộc vào chế độ vận hành và

số thiết bị trong nhóm máy

2.5.2 Phơng pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất.

Công thức tính:

Ptt = P0.F (W)

Trong đó: P0: Suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất (KW/m2), giá trị P0

tra đợc trong các sổ tay

F: Diện tích sản xuất (m2)

Nhận xét:

Phơng pháp này chỉ cho kết quả gần đúng khi có phụ tải đồng đều trên diện tíchsản xuất nên nó không đợc dùng trong giai đoạn thiết kế sơ bộ, thiết kế chiếu sáng Nócũng đợc dùng để tính toán phụ tải các phân xởng có mật độ máy móc tơng đối đồng đều

.

T w M tt

P  (W)

Trong đó: M: Số đơn vị sản phẩm đợc sản xuất ra trong 1 năm

W0: Suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm (KWh/đơn vị sản phẩm)

Tmax: Thời gian sử dụng công suất lớn nhất (h)

Nhận xét:

Phơng pháp này thờng đợc dùng để tính toán cho các thiết bị có đồ thị phụ tải ítbiến đổi nh: Quạt gió, bơm nớc, máy nén khí, thiết bị điện phân khi đó phụ tải tính toángần bằng phụ tải trung bình và kết quả tính tơng đối chính xác

2.5.4 Phơng pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ số cực đại.

Công thức tính:

P tt kmax.k sd.P dm (W)

Trong đó: n: Số thiết bị điện trong nhóm

Pđmi: Công suất thiết bị thứ i trong nhóm

Kmax: Hệ số cực đại trong sổ tay theo quan hệ Kmax = f(nhq,ksd)Trong đó :

nhq: Số thiết bị điện sử dụng có hiệu quả giả thiết có cùng công suất và chế độ làmviệc, chúng đòi hỏi phụ tải bằng phụ tải tính toán của nhóm phụ tải thực tế (gồm các thiết bị

có chế độ làm việc và công suất khác nhau) công thức để tính nh sau:

nhq=

2

1 2 1

n dmi i

n dm i

P P

n: Số thiết bị điện trong nhóm

Khi n lớn thì việc xác định nhq theo công thức trên mất thời gian nên có thể xác

định nhq một cách gần đúng Khi m = Pđmmax /Pđmmin 3 và Ksd  0,4 thì nhq =n

Trong đó: Pđmmax, Pđmmin: Công suất định mức lớn nhất và bé nhất của thiết bịtrong nhóm

Khi m> 3 và Ksd 0,2 thì nhq có thể xác định theo công thức:

1 max

2 n dmi

i hq

dm

P n

P







Khi m> 3 và Ksd < 0,2 thì số nhq đợc xác định theo trình tự sau:

+ Tính n1: Số thiết bị có công suất  0,5 Pđmmax.+ Tính P1: Tổng công suất của n1 thiết bị kể trên

1

n dmi i

 ; * p1

p p



P: Tổng công suất của các thiết bị trong nhóm

Dựa vào n* và p* tra bảng xác định n*

hq= f(n,p)tính nhq = n n*

Cũng cần phải quy đổi công suất về 3 pha đối với các thiết bị một pha.

+ Nếu thiết bị 1 pha đầu vào điện áp pha:

Pqđ=3Pđmta max+ Nếu thiết bị 1 pha đầu vào điện áp dây:

Pqđ= 3 PđmKhi số hộ tiêu thụ hiệu quả n hq < 4 thì có thể dùng phơng pháp đơn giản sau đểxác định phụ tải tính toán

+ Phụ tải tính toán của nhóm thiết bị gồm số thiết bị là 3 hay ít hơn lấy bằngcông suất danh định của nhóm thiết bị đó tức là:

Ptt=

1

n i

Pdmi



 (KW)

n: Số tiêu thụ thực tế trong nhóm

+ Khi số hộ tiêu thụ (số thiết bị) trong nhóm > 3 nhng số thiết bị tiêu thụ hiệu quả < 4 thì có thể xác định phụ tải theo công thức:

Ptt =

1

n i

Kti



 Pđmi (KW)

Trong đó: Kti: Hệ số tải Nếu không biết chính xác có thể lấy nh 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

2.5.5 Phơng pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ số hình dáng.

Ptt = Khd.Ptb (KW)



tg P

P Q

P

Trong đó: Khd: Hệ số hình dáng của đồ thị phụ tải trong sổ tay

Ptb: Công suất trung bình của nhóm thiết bị khảo sát

Ptt = Ptb ±  .Trong đó:  : Hệ số tán xạ.

 : Độ lệch của đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình

Nhận xét:

Phơng pháp này thờng đợc dùng để tính toán phụ tải cho các nhóm thiết bị củaphân xởng hoặc của toàn bộ nhà máy Tuy nhiên phơng pháp này ít đợc dùng trong tínhtoán thiết kế vì nó đòi hỏi khá nhiều thông tin về phụ tải mà chỉ phù hợp với hệ thống

Tuỳ theo yêu cầu tính toán và những thông tin có thể có đợc về phụ tải, ngời thiết

kế có thể lựa chọn các phơng pháp thích hợp để xác định PTTT

2.6 Xác định phụ tải tính toán của phân xởng cơ khí

Khi thiết kế cung cấp điện cho một cụng trỡnh thỡ nhiệm vụ đầu tiờn của ngườithiết kế là phải xỏc định được nhu cầu điện của phụ tải cụng trỡnh đú tuỳ theo quy mụ củacụng trỡnh mà phụ tải điện phải được xỏc định theo phụ tải thực tế hoặc cũn phải kể đếnkhả năng phỏt triển trong tương lai Cụ thể là muốn xỏc định phụ tải điện cho một xớnghiệp, nhà mỏy thỡ chủ yếu dựa vào cỏc mỏy múc thực tế đặt trong cỏc phõn xưởng vàxột tới khả năng phỏt triển của cả nhà mỏy trong tương lai Như vậy, việc xỏc định nhucầu điện là giải bài toỏn dự bỏo phụ tải ngắn hạn

Dự bỏo phụ tải ngắn hạn là xỏc định phụ tải của cụng trỡnh ngay sau khi cụng trỡnh

đi vào sử dụng Phụ tải này thường được gọi là phụ tải tớnh toỏn Người thiết kế cần phảibiết phụ tải tớnh toỏn để chọn cỏc thiết bị điện như: mỏy biến ỏp, dõy dẫn, cỏc thiết bịđúng, cắt, bảo vệ để tớnh cỏc tổn thất cụng suất, tổn thất điện ỏp, để lựa chọn cỏc thiết bịbự Chớnh vỡ vậy, phụ tải tớnh toỏn là một số liệu quan trọng để thiết kế cung cấp điện.Phụ tải điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: cụng suất và số lượng cỏc thiết bị điện, chế

độ vận hành của chỳng, quy trỡnh cụng nghệ của mỗi nhà mỏy, xớ nghiệp, trỡnh độ vậnhành của cụng nhõn v.v Vỡ vậy, xỏc định chớnh xỏc phụ tải tớnh toỏn là một nhiệm vụ

khó khăn nhưng lại rất quan trọng Bởi vì, nếu phụ tải tính toán được xác định nhỏ hơnphụ tải thực tế thì sẽ làm giảm tuổi thọ của các thiết bị điện, có khả năng dẫn đến đếncháy nổ rất nguy hiểm Nếu phụ tải tính toán lớn hơn phụ tải thực tế nhiều thì các thiết bịđiện được chọn sẽ quá lớn so với yêu cầu, gây lãng phí và không kinh tế.

Do tính chất quan trọng như vậy, nên đã có nhiều công trình nghiên cứu và cónhiều phương pháp tính toán phụ tải điện

Hình 2.2: Sơ đồ mặt bằng phân xưởng

8 8 7 6 5

3

2 1

10 13

12 9

9 11

1 1

90 m

30 m

Trong bản đồ án của em đợc giao với yêu cầu là thiết kế hệ thống điện cho phân ởng Cơ khí, em đã biết vị trí, công suất định mức, diện tích và mặt bằng bố trí các thiết bịtrong xởng nên khi tính toán phụ tải động lực của xởng em chọn phơng án: Xác định phụtải tính toán theo công suất trung bình Ptb và hệ số cực đại Kmax Khi tính toán công suấtchiếu sáng em chọn phơng án xác định phụ tải tính toán theo suất chiếu sáng trên một đơn

Trong đú: n : Số thiết bị điện trong nhúm

Pđmi: Cụng suất định mức thiết bị thứ i trong nhúm

Kmax: Hệ số cực đại tra trong sổ tay theo quan hệ

Kmax = f ( nhq, Ksd )

nhq: số thiết bị sử dụng điện cú hiệu quả là số thiết bị giả thiết cú cựngcụng suất và chế độ làm việc, chỳng đũi hỏi phụ tải bằng phụ tải tớnh toỏn của nhúm phụtải thực tế (gồm cú cỏc thiết bị cú cụng suất và chế độ làm việc khỏc nhau)

Cụng thức để tớnh nhq như sau :

n i đmi

P P

1

2

2 1

Trong đú: Pđm: cụng suất định mức của thiết bị thứ i

Trong đó Pđm min, Pđm max là công suất định mức bé nhất và lớn nhất của các thiết bịtrong nhóm

 Khi m > 3 và Ksd ≥ 0,2 thì nhq có thể xác định theo công thức sau :

nhq=

max

2 1

2

đm

n i đmi

 Khi m > 3 và Ksd < 0,2 thì nhq được xác định theo trình tự như sau :

Tính n1 - số thiết bị có công suất ≥ 0,5Pđm max

Tính P1- tổng công suất của n1 thiết bị kể trên :

% : hệ số đóng điện tương đối phần trăm

Cũng cần quy đổi về công suất 3 pha đối với các thiết bị dùng điện 1 pha

 Nếu thiết bị 1 pha đấu vào điện áp pha :

Pqd = 3.Pđmfa max

 Thiết bị một pha đấu vào điện áp dây :

Pqd = 3.PđmChú ý : Khi số thiết bị hiệu quả bé hơn 4 thì có thể dùng phương pháp đơn giản sau

để xác định phụ tải tính toán :

 Phụ tải tính toán của nhóm thiết bị gồm số thiết bị là 3 hay ít hơn có thể lấybằng công suất danh định của nhóm thiết bị đó :

Ptt =



n i đmi P

1

n : số thiết bị tiêu thụ điện thực tế trong nhóm

Khi số thiết bị tiêu thụ thực tế trong nhóm lớn hơn 3 nhưng số thiết bị tiêu thụ hiệuquả nhỏ hơn 4 thì có thể xác định phụ tải tính toán theo công thức :

Ptt= đmi

n i

Trong đó: Kt là hệ số tải Nếu không biết chính xác có thể lấy như sau :

Kt = 0,9 đối với thiết bị làm việc ở chế độ dài hạn

Kt = 0,75 đối với thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại

Bảng 2.1:Danh sách thiết bị của phân xưởng sửa chữa cơ khí

(  = 35%)

2.6.1 Ph©n nhãm phô t¶i.

- Trong một phân xưởng thường có nhiều thiết bị có công suất và chế độ làm việckhác nhau, muốn xác định phụ tải tính toán được chính xác cần phải phân nhóm các thiết

bị điện Việc phân nhóm phải tuân theo các nguyên tắc sau:

Các thiết bị điện trong cùng một nhóm nên ở gần nhau để giảm chiều dài đườngdây hạ áp Nhờ vậy có thể tiết kiệm được vốn đầu tư và tổn thất trên các đường dây hạ áptrong phân xưởng

Chế độ làm việc của các thiết bị điện trong nhóm nên giống nhau để xác định phụtải tính toán được chính xác hơn và thuận tiện cho việc lựa chọn phương thức cung cấpđiện cho nhóm

Tổng công suất của các nhóm nên xấp xỉ nhau để giảm chủng loại tủ động lực cầndùng trong phân xưởng và toàn nhà máy Số thiết bị trong một nhóm cũng không nên quánhiều bởi số đầu ra của các tủ động lực thường (812)

Tuy nhiên thường rất khó thoả mãn tất cả các nguyên tắc trên Do vậy người thiết

kế phải tuỳ thuộc vào điều kiện cụ thể của phụ tải để lựa chọn ra phương án tối ưu phùhợp nhất trong các phương án có thể

Dựa vào nguyên tắc phân nhóm điện ở trên và căn cứ vào vị trí, công suất của cácthiết bị được bố trí trên mặt bằng phân xưởng Trong đồ án này với phân xưởng cơ khí ta

đã biết vị trí, công suất đặt và chế độ làm việc của từng thiết bị trong phân xưởng nên khitính toán phụ tải động lực của phân xưởng có thể sử dụng phương pháp xác định phụ tảitính toán tính theo công suất trung bình và hệ số cực đại

- Căn cứ vào vị trí, công suất của các máy công cụ bố trí trên mặt bằng phân xưởng

ta chia ra làm 3 nhóm thiết bị phụ tải như sau :

Bảng 2.2: Phân nhóm các thiết bị trong Phân xưởng cơ khí

Tên thiết bị Ký hiệu Số lượng Công suất Pdm(kW) cos Ksd

- Đối với các thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại (như cầu trục, máy hànv.v ) khi tính toán phụ tải điện của chúng, ta phải quy đổi về công suất định mức ở chế

- Nếu trong mạng có các thiết bị một pha thì cần phải phân phối đều các thiết bị cho

3 pha của mạng, trước khi xác định nhq phải quy đổi công suất của các phụ tải 1 pha vềphụ tải 3 pha tương đương:

Nếu thiết bị 1 pha đấu vào điện áp pha của mạng: Pqđ = 3.P1pha max Nếu thiết bị 1 phađấu vào điện áp dây của mạng: Pqđ = 3 P1pha max

Với cầu trục: P'đm = 15 0 , 35 = 9( kW)

Với máy biến áp hàn:

Giả sử máy biến áp hàn được mắc vào hai pha A, B quy đổi về thiết bị 3 pha cócông suất tương đương, ta có:

, 40

100 6 , 12 100

Tổng công suất của n1 thiết bị P1 = 27( kW)

Tổng công suất của n thiết bị P = 52( kW)

n i

sdi dmi sdTB

P

K P K

1

1

).(

= 0,17

 Kmax = 3,5

Vì hệ số công suất cos của các thiết bị trong nhóm là không giống nhau nên taphải tính hệ số công suất trung bình theo công thức:

n i đmi

P

i P

45



đm

tt tt

Iđn = Imm(max) + Itt - Ksd IđmmaxTrong đó: Imm( max) - dòng khởi động của thiết bị có dòng khởi động lớn nhất trong nhóm

Itt - dòng 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

Pđmmax = 17 ( kW): Máy doa

Immmax = Kmm.Iđmmax = 6 3. .cos đm

max

đm

đm

U P

= 3.0,1738.0,72 = 36 ( A)

Côngsuất đặt Cosφ

Tính toán tương tự với 2 nhóm còn lại ta có bảng tính toán các thông số như sau:

Bảng 2.3 Bảng tính toán cho các nhóm máy P.X cơ điện

Nhóm Pđmnh cosTBnh Ksdnh kmaxnh Pttnh Qttnh Sttnh Itt Iđn.nh

*Phụ tải chiếu sáng cho phân xưởng cơ khí

Công suất chiếu sáng được xác định theo công thức:

Pttcs = p0.F

Trong đó :

p0: Suất chiếu sáng Tra theo bảng.

F: là diện tích phân xưởng

Trong phân xưởng xửa chữa cơ khí hệ thống chiếu sáng sử dụng đèn sợi đốt,với

 Pttcs =p0.F =12.35.17 = 7,14 kW

Qttcs =Pttcs.tgφcs=0 (đèn sợi đốt cosφcs=1)

2.6.2 Xác định phụ tải tính toán toàn phân xởng.

 Phụ tải tớnh toỏn của phõn xưởng được tớnh theo cụng thức sau :

2 3

1

2 3

1

2 3

, 87

132



đm

ttPX ttPX

U

S

Chơng III Thiết kế hệ thống cung cấp điện CHO phân xởng và

tính chọn các thiết bị 3.1 Đặt vấn đề.

Điện năng là nguồn năng lợng chính của ngành công nghiệp, là điều kiện quan trọng

để phát triển các khu đô thị và khu dân c chính vì lý do đó mà khi lập kế hoạch phát triểnkinh tế, xã hội, kế hoạch phát triển điện năng phải đi trớc một bớc nhằm thoả mãn nhu cầu

điện năng không những đi trớc giai đoạn trớc mắt mà còn dự kiến cho dự kiến cho sự pháttriển tơng lai 5 đến 10 năm hoặc lâu dài hơn nữa

Hiện nay có nhiều phơng pháp biến đổi các dạng năng lợng khác nh nhiệt năng,thuỷ năng, năng lợng hạt nhân thành điện năng Căn cứ vào dạng năng lợng sơ cấp chonhà máy điện ngời ta phân chúng thành nhiệt điện, thuỷ điện, điện nguyên tử

3.1.1 Những yêu cầu khi thiết kế cung cấp điện.

Điện năng cũng nh một loại hàng hoá vì nó đợc sản xuất ra phải đáp ứng đợc cácyêu cầu nhất định của khách hàng sử dụng điện Đặc biệt là khách hàng ở khối côngnghiệp Mục tiêu cơ bản của nhiệm vụ thiết kế cấp điện là đảm bảo cho hộ tiêu thụ có đủ

điện năng tiêu thụ với chất lợng tốt

Các yêu cầu chính của việc cung cấp điện:

a Độ tin cậy cung cấp điện.

Độ tin cậy cung cấp điện tuỳ thuộc vào hộ tiêu thụ thuộc loại nào Trong điều kiệncho phép ngời ta cố gắng chọn phơng án có độ tin cậy cung cấp điện càng cao càng tốt

* Hộ loại 1: Là hộ tiêu thụ điện mà khi ngừng cung cấp điện sẽ dẫn đến nguy hiểm đốivới tính mạng con ngời, gây thiệt hại lớn về kinh tế (h hỏng máy móc, thiết bị gây ra hàngloạt các phế phẩm) ảnh hởng đến hàng loạt nh chính trị, quốc phòng

Ví dụ hộ tiêu thụ loại 1: Nhà máy hoá chất, sân bay, bến cảng, văn phòng chínhphủ, Quốc hội, hệ thống ra đa quân sự, trung tâm máy tính

Đối với hộ tiêu thụ loại 1 phải đợc cung cấp điện ít nhất từ hai nguồn điện độc lập,hoặc phải có nguồn dự phòng nóng

* Hộ loại 2: Là hộ tiêu thụ mà khi ngừng cung cấp điện sẽ gây thiệt hại lớn về kinh

tế nh h hỏng một bộ phận máy móc thiết bị, gây nên phế phẩm, ngừng trệ sản xuất

Ví dụ: Hộ tiêu thụ loại 2 Nhà máy cơ khí, nhà máy thực phẩm, khách sạn lớn, trạmbơm tới tiêu

Cung cấp điện cho hộ loại 2 thờng có thêm nguồn điện dự phòng tại chỗ Vấn đề ở

đây là phải so sánh giữa vốn đầu t cho nguồn dự phòng và hiệu quả kinh tế đa lại do bịngừng cung cấp điện

* Hộ loại 3:

Là hộ tiêu thụ điện còn lại nh các khu dân c, trờng học, phân xởng phụ, nhà khocủa các nhà máy Đối với hộ loại 3 cho phép mất điện trong thời gian ngắn để sửa chữakhắc phục sự cố

Thông thờng các hộ loại 3 đợc cấp điện từ một nguồn tuy nhiên trong thực tế, việcphân loại hộ tiêu thụ không hoàn toàn cứng nhắc mà còn phụ thuộc vào tầm quan trọng

của hộ tiêu thụ đợc xét so với hộ tiêu thụ còn lại Mặt khác trong một nhà máy, một cơ sởsản xuất dịch vụ, khu dân c có nhiều loại hộ tiêu thụ nằm xen kẽ vì vậy hệ thống cung cấp

điện phải đợc nghiên cứu kỹ lỡng đảm bảo việc cung cấp điện an toàn, tin cậy và linh hoạt

b Chất lợng điện năng.

Chất lợng điện năng đợc đánh giá bằng hai chỉ tiêu là tần số lới và giá trị điện áp.+ Chỉ tiêu tần số do cơ quan điều khiển hệ thống điện điều khiển chỉ có những hộtiêu thụ lớn(hàng chục Mw) trở nên mới phải quan tâm đến chế độ vận hành sao cho hợp

lý để góp phần ổn định tần số của hệ thống điện Tần số lới điện của hệ thống liên quan

đến việc cân bằng công suất tác dụng P trong hệ thống điện Nếu hệ thống thiếu công suất

P thì tần số của hệ thống giảm đi và ngợc lại Khi hệ thống thừa công suất tác dụng P thìtần số chung của hệ số tăng lên

+ Nói chung điện áp ở lới điện trung áp và hạ áp cho phép dao động 5% giá trị

định mức (5Uđm) đối với những phụ tải có yêu cầu cao về chất lợng điện áp nh nhà máyhoá chất, điện tử, cơ khí chính xác điện áp chỉ cho phép dao động 2,5% Uđm

c An toàn cung cấp điện.

Hệ thống cung cấp điện phải vận hành an toàn đối với con ngời và thiết bị muốn đạt

đợc yêu cầu đó Ngời thiết kế phải chọn sơ đồ cung cấp hợp lý rõ ràng mạch lạc, đúng chỉtiêu kỹ thuật, các thiết bị điện phải chọn sao cho phù hợp về chủng loại và công suất, côngtác xây dựng, lắp đặt hệ thống cung cấp điện ảnh hởng đến độ an toàn cung cấp điện Ng-

ợc lại ngời sử dụng và quản lý điện tại hộ tiêu thụ phải tuyệt đối chấp hành các quy định

về an toàn sử dụng điện

d Kinh tế

Khi đánh giá so sánh các phơng án cung cấp điện, chỉ tiêu kinh tế đợc xét đến khicác chỉ tiêu kỹ thuật nêu trên đã đợc bảo đảm chỉ tiêu kinh tế đợc đánh giá thông qua tổngvốn đầu t chi phí vận hành hàng năm có xét đến các yếu tố thu hồi vốn đầu t Nói chung nếuviệc đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật càng cao thì vốn xây dựng đầu t càng lớn, vì vậy phảitính toán thiết kế sao cho hợp lý để đa ra đợc phơng án xây dựng tối u

3.1.2 Sơ đồ nối dây mạng cao áp, hạ ỏp.

1 Sơ đồ nối dõy mạng cao ỏp

a Sơ đồ hỡnh tia và phõn nhỏnh.

Khi chọn sơ đồ nối dõy của mạng điện, chỳng ta phải căn cứ vào cỏc yờu cầu cơ bản của mạng điện, vào tớnh chất của hộ tiờu thụ, vào trỡnh độ vận hành thao tỏc của cụng nhõn, vào vốn đầu tư việc lựa chọn sơ đồ nối dõy phải dựa trờn cơ sở tớnh toỏn so sỏnh

kỹ thuật Núi chung sơ đồ nối dõy cú hai dạng cơ bản sau đõy:

- Sơ đồ hỡnh tia (hỡnh 3.1a)

- Sơ đồ phân nhánh (hình 3.1b)

Sơ đồ hình tia có ưu điểm là nối dây rõ ràng, mỗi hộ dùng điện được cung cấp điện

từ một đường dây, do đó chúng ít ảnh hưởng lẫn nhau, độ tin cậy cung cấp điện tương đốicao, dễ thực hiện các biện pháp bảo vệ và tự động hóa, dễ vận hành bảo quản

Tuy nhiên vốn đầu tư cho nó là lớn Vì vậy sơ đồ nối dây hình tia thường được dùng khi cung cấp điện cho các hộ loại 1 và 2

Sơ đồ phân nhánh có ưu điểm ngược lại so với sơ đồ hình tia Vì vậy loại sơ đồ này thường được dùng khi cung cấp điện cho hộ loại 2 và 3

Trong thực tế người ta thường kết hợp hai dạng sơ đồ cơ bản này để tạo những sơ đồhỗn hợp Để nâng cao mức độ tin cậy và tính linh hoạt của sơ đồ người ta thường đặt các mạch dự phòng chung hoặc riêng

4

2

1 Thanh cái trạm phân phối

2 Đường dây điện cao áp

3 Biến áp phân xưởng

4 Đường dây trục chính

Hình 3.1 Sơ đồ cung cấp điện

a)

b)

Trong những năm gần đây, nhờ chế tạo được những thiết bị điện có chất lượng tốt, nhờ trình độ vận hành được nâng cao, nên trong nhiều trường hợp người ta có thể đưa đ-ường dây trung cao áp vào đến tận các xí nghiệp, hoặc có thể đến tận cả trạm biến áp phân xưởng Sơ đồ cung cấp điện như vậy thường được gọi là sơ đồ “dẫn sâu” Sơ đồ này

có những ưu khuyết điểm sau đây:

- Khi đường dây dẫn sâu có đến cấp điện áp 110 - 220 kV thì diện tích đất của xí nghiệp bị đường dây chiếm sẽ rất lớn, vì thế không thể đưa đường dây vào gần trung tâm

35 kV

Hình 3.2 Sơ đồ cung cấp điện kiểu “dẫn sâu”

phụ tải được.

Do những ưu khuyết điểm kể trên, phương pháp “dẫn sâu” này thường được dùng đểcung cấp điện cho các xí nghiệp có phụ tải lớn, phân bố trên diện tích rộng và đường dây điện áp cao đi trong xí nghiệp không ảnh hưởng đến việc xây dựng các công trình khác cũng như giao thông vận chuyển trong xí nghiệp

2 Sơ đồ nối dây của mạng điện hạ áp- mạng điện phân xưởng.

Mạng hạ áp ở đây được hiểu là mạng động lực hoặc chiếu sáng trong phân xưởng với cấp điện áp thường là 380/220V hoặc 220/127V

* Sơ đồ mạng động lực.

Sơ đồ nối dây của mạng động lực có hai dạng cơ bản là mạng hình tia và mạng phân nhánh Hình 3.3 là sơ đồ hình tia dùng để cung cấp điện cho các phụ tải phân tán Từ thanh cái của trạm biến áp có các đường dây dẫn đến các tủ phân phối động lực Từ tủ phân phối động lực có các đường dây đến phụ tải

1 Thanh cái trạm biến áp phân xưởng

2 Thanh cái tủ phân phối động lựcLoại sơ đồ này có độ tin cậy tương đối cao, nó thường được dùng trong các phân xưởng có các thiết bị phân tán trên diện rộng như phân xưởng gia công cơ khí, lắp ráp, dệtsợi

Hình 3.4b là sơ đồ hình tia dùng cung cấp điện cho phụ tải tập trung có công suất tương đối lớn như các trạm bơm, lò nung, trạm nén khí Trong sơ đồ này từ thanh cái của trạm biến áp có các đường dây cung cấp thẳng cho các phụ tải

1

2 2