Thiết Kế Cung Cấp Điện Cho Nhà Máy Cơ Khí Công Nghiệp Tại Nghệ An

Khám phá thiết kế cung cấp điện hiệu quả cho nhà máy cơ khí công nghiệp địa phương, tối ưu hóa chi phí và nâng cao hiệu suất sản xuất.

• Trường học: Trường Đại Học Kỹ Thuật Nghệ An
• Chuyên ngành: Cung Cấp Điện
• Đề tài: Thiết Kế Cung Cấp Điện Cho Nhà Máy Cơ Khí Tại Nghệ An
• Loại tài liệu: Đồ Án Tốt Nghiệp
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Nghệ An

Mục lục chi tiết

• LỜI NÓI ĐẦU
• DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT TRONG ĐỀ TÀI
• 1. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ NHÀ MÁY CƠ KHÍ
• 1.1. GIỚI THIỆU VỀ NHÀ MÁY CƠ KHÍ
• 1.2. GIỚI THIỆU QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT CỦA NHÀ MÁY
• 1.2.1. Tóm tắt quá trình sản xuất một sản phẩm cơ khí
• 1.2.2. Chức năng của các khối trong qui trình sản xuất
• 1.3. VAI TRÒ KINH TẾ CỦA NHÀ MÁY
• 1.4. GIỚI THIỆU PHỤ TẢI ĐIỆN CỦA TOÀN NHÀ MÁY
• 1.4.1. Tổng quan về nhà máy
• 1.4.2. Các đặc điểm của phụ tải điện
• 1.4.3. Phân loại hộ phụ tải cho phân xưởng
• 1.5. MỤC TIÊU ĐỀ TÀI
• 2. CHƯƠNG II: XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ VÀ TOÀN NHÀ MÁY
• 2.1. PHỤ TẢI TÍNH TOÁN
• 2.1.1. Khái niệm phụ tải tính toán
• 2.1.2. Ý nghĩa phụ tải tính toán
• 2.1.3. CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN
• 2.2. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ
• 2.3. XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO CÁC PHÂN XƯỞNG CÒN LẠI VÀ TOÀN NHÀ MÁY
• 3. CHƯƠNG III: THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN CAO ÁP CHO TOÀN NHÀ MÁY
• 3.1. BIỂU ĐỒ PHỤ TẢI ĐIỆN
• 3.2. VẠCH CÁC PHƯƠNG PHÁP CUNG CẤP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY
• 3.3. XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ, SỐ LƯỢNG, DUNG LƯỢNG TRẠM BIẾN ÁP PHÂN XƯỞNG
• 3.4. TÍNH TOÁN KINH TẾ - KỸ THUẬT CÁC PHƯƠNG ÁN
• 3.5. LỰA CHỌN SƠ ĐỒ TRẠM PHÂN PHỐI TRUNG TÂM VÀ CÁC TRẠM BIẾN ÁP PHÂN XƯỞNG
• 4. CHƯƠNG IV: THIẾT KẾ MẠNG ĐIỆN HẠ ÁP PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ
• 4.1. ĐÁNH GIÁ CÁC PHỤ TẢI
• 4.2. LỰA CHỌN SƠ ĐỒ CUNG CẤP ĐIỆN
• 4.3. ĐỘNG LỰC VÀ PHÂN PHỐI
• 4.4. CHỌN TỦ PHÂN PHỐI VÀ TỦ ĐỘNG LỰC
• 4.5. CHỌN DÂY DẪN CHO MẠNG ĐIỆN HẠ ÁP PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ
• 5. CHƯƠNG V: TÍNH TOÁN BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG CỦA NHÀ MÁY
• 5.1. KHÁI NIỆM VỀ BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG
• 5.2. CHỌN BỘ TỤ BÙ VÀ VỊ TRÍ ĐẶT BỘ TỤ BÙ
• 5.3. TÍNH TOÁN DUNG LƯỢNG TỤ BÙ CHO NHÀ MÁY CƠ KHÍ
• 6. CHƯƠNG VI: THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG CHO PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ
• 6.1. MỤC ĐÍCH VÀ TẦM QUAN TRỌNG CỦA CHIẾU SÁNG
• 6.2. HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG
• 6.3. CHỌN LOẠI ĐÈN CHIẾU SÁNG
• 6.4. CHỌN ĐỘ RỌI CHO CÁC BỘ PHẬN
• 6.5. TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG
• 6.6. THIẾT KẾ MẠNG CHIẾU SÁNG
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Vai trò nền tảng của thiết kế cung cấp điện nhà máy cơ khí

Hệ thống cung cấp điện là huyết mạch cho mọi hoạt động sản xuất trong một nhà máy cơ khí. Một hệ thống điện nhà xưởng cơ khí được thiết kế tốt không chỉ đảm bảo vận hành ổn định cho các máy móc công suất lớn mà còn trực tiếp ảnh hưởng đến an toàn lao động và hiệu quả kinh tế. Tại Nghệ An, một địa phương có nền công nghiệp đang phát triển, việc thiết kế cung cấp điện cho nhà máy cơ khí cần tuân thủ các tiêu chuẩn kỹ thuật khắt khe. Theo đồ án tốt nghiệp “Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy cơ khí công nghiệp địa phương Nghệ An” (2018), việc xây dựng một hệ thống cung cấp điện phải đáp ứng bốn yêu cầu cốt lõi: Độ tin cậy cấp điện, chất lượng điện, an toàn và kinh tế. Đặc biệt, với các máy móc hiện đại và phức tạp trong ngành cơ khí, việc gián đoạn nguồn điện có thể gây ra thiệt hại nghiêm trọng, từ hư hỏng thiết bị, sản phẩm lỗi cho đến đình trệ toàn bộ dây chuyền. Do đó, việc lựa chọn một nhà thầu cơ điện M&E tại Nghệ An có chuyên môn cao để thực hiện tư vấn thiết kế điện công nghiệp là bước đi chiến lược, quyết định sự thành bại của dự án. Một thiết kế tối ưu phải cân bằng giữa chi phí đầu tư ban đầu và chi phí vận hành lâu dài, đồng thời phải có khả năng mở rộng để đáp ứng sự gia tăng phụ tải trong tương lai.

1.1. Yêu cầu về độ tin cậy và an toàn trong sản xuất cơ khí

Trong ngành cơ khí, các phụ tải điện được phân loại theo mức độ quan trọng. Theo tài liệu tham khảo, các phân xưởng như nhiệt luyện và đúc được xếp vào hộ phụ tải loại I, đòi hỏi nguồn cung cấp điện liên tục và gần như không cho phép gián đoạn. Việc mất điện đột ngột có thể phá hủy cả một mẻ sản phẩm hoặc gây nguy hiểm cho người vận hành. Do đó, an toàn điện công nghiệp là ưu tiên hàng đầu. Thiết kế phải bao gồm các phương án dự phòng, hệ thống bảo vệ ngắn mạch, quá tải và chống sét hiệu quả. Các nhà thầu điện tại KCN Nam Cấm hay các khu vực công nghiệp khác cần chứng minh năng lực qua các dự án thực tế, đảm bảo hệ thống tuân thủ nghiêm ngặt các tiêu chuẩn thiết kế điện nhà xưởng như TCVN và IEC.

1.2. Mục tiêu của đồ án thiết kế điện cho nhà máy tại Nghệ An

Mục tiêu chính của một đồ án thiết kế cung cấp điện là xây dựng một hệ thống hoàn chỉnh, đảm bảo các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật. Các hạng mục tính toán, thiết kế trọng tâm bao gồm: Xác định phụ tải tính toán cho toàn nhà máy và từng phân xưởng; thiết kế mạng điện cao áp và hạ áp; tính toán bù công suất phản kháng để nâng cao hệ số công suất (cosφ); và thiết kế hệ thống chiếu sáng. Một giải pháp điện cho nhà máy sản xuất toàn diện không chỉ dừng lại ở việc cấp điện cho máy móc mà còn phải tối ưu hóa việc sử dụng năng lượng, giảm thiểu tổn thất và đảm bảo môi trường làm việc an toàn, hiệu quả cho công nhân.

II. Hướng dẫn xác định phụ tải tính toán cho nhà máy cơ khí

Xác định phụ tải tính toán (PTTT) là bước cơ bản và quan trọng nhất trong quá trình thiết kế hệ thống điện. Việc xác định chính xác PTTT giúp lựa chọn đúng công suất máy biến áp, tiết diện dây dẫn và các thiết bị bảo vệ. Nếu tính toán thấp hơn thực tế, hệ thống sẽ bị quá tải, giảm tuổi thọ thiết bị và tiềm ẩn nguy cơ cháy nổ. Ngược lại, nếu tính toán cao hơn quá nhiều sẽ gây lãng phí vốn đầu tư. Đồ án gốc định nghĩa: “Phụ tải tính toán là phụ tải giả thiết lâu không đổi và được xem như là tương đương với phụ tải thực tế”. PTTT phụ thuộc vào nhiều yếu tố như công suất, số lượng, chế độ làm việc của thiết bị và phương thức vận hành. Do đó, việc áp dụng phương pháp tính toán phù hợp với từng giai đoạn thiết kế và đặc điểm của phụ tải là cực kỳ quan trọng. Đây là cơ sở để thi công điện nhà máy tại Nghệ An một cách chính xác và hiệu quả, đặc biệt khi cần thiết kế điện 3 pha cho xưởng sản xuất với nhiều loại máy móc khác nhau.

2.1. Các phương pháp xác định PTTT phổ biến hiện nay

Có nhiều phương pháp để xác định phụ tải tính toán, mỗi phương pháp có ưu và nhược điểm riêng. Các phương pháp phổ biến bao gồm: xác định theo công suất đặt và hệ số nhu cầu (đơn giản nhưng kém chính xác); theo công suất trung bình và hệ số cực đại (chính xác hơn nhưng phức tạp); theo suất tiêu hao điện năng trên một đơn vị sản phẩm hoặc trên một đơn vị diện tích sản xuất (dùng trong giai đoạn thiết kế sơ bộ). Việc lựa chọn phương pháp phụ thuộc vào mức độ chi tiết của thông tin đầu vào và yêu cầu độ chính xác của giai đoạn thiết kế.

2.2. Lựa chọn phương pháp tính toán tối ưu cho xưởng cơ khí

Trong đồ án, phương pháp xác định PTTT được lựa chọn một cách linh hoạt. Đối với phân xưởng sửa chữa cơ khí, nơi đã có thông tin chi tiết về vị trí, công suất và chế độ làm việc của từng thiết bị, phương pháp “xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ số cực đại” được ưu tiên sử dụng để đạt độ chính xác cao. Đối với các phân xưởng còn lại, khi chỉ biết công suất đặt và diện tích, phương pháp “tính theo công suất đặt và hệ số nhu cầu” và “suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích” được áp dụng. Cách tiếp cận này cho thấy sự kết hợp giữa lý thuyết và thực tiễn để tối ưu hóa quá trình tính toán.

III. Bí quyết thiết kế mạng điện cao áp tối ưu cho nhà máy

Thiết kế mạng điện cao áp là xương sống của hệ thống cung cấp điện toàn nhà máy. Một sơ đồ hợp lý phải đảm bảo độ tin cậy, linh hoạt trong vận hành, an toàn và có chi phí kinh tế. Việc lựa chọn phương án đi dây và vị trí đặt các trạm biến áp cho nhà máy ảnh hưởng trực tiếp đến tổn thất điện năng và hiệu quả đầu tư. Đồ án đã phân tích và so sánh nhiều phương án đi dây mạng cao áp, từ sơ đồ hình tia độc lập đến các sơ đồ liên thông (mạch vòng). Việc sử dụng biểu đồ phụ tải điện để xác định tâm phụ tải là một kỹ thuật quan trọng, giúp đặt trạm phân phối trung tâm và các trạm biến áp phân xưởng (BAPX) ở vị trí tối ưu, từ đó giảm thiểu chiều dài cáp và tổn thất trên lưới. Đây là yếu tố then chốt mà một nhà thầu cơ điện M&E tại Nghệ An chuyên nghiệp cần phải nắm vững khi triển khai dự án.

3.1. Phân tích biểu đồ phụ tải và xác định tâm phụ tải điện

Biểu đồ phụ tải là công cụ trực quan hóa sự phân bố công suất trên mặt bằng nhà máy. Bằng cách xác định tọa độ trọng tâm của các phụ tải, người thiết kế có thể tìm ra vị trí tối ưu để đặt trạm phân phối trung tâm. Như trích dẫn trong đồ án: “Tâm phụ tải điện là vị trí tốt nhất để đặt các trạm biến áp, trạm phân phối... nhằm tiết kiệm chi phí cho dây dẫn và giảm tổn thất trên lưới điện”. Việc tính toán này giúp các phương án đi dây trở nên khoa học và có cơ sở, thay vì chỉ dựa vào kinh nghiệm.

3.2. So sánh các phương án đi dây mạng cao áp hiệu quả

Đồ án đã đưa ra 4 phương án đi dây mạng cao áp khác nhau và tiến hành tính toán kinh tế - kỹ thuật chi tiết cho từng phương án. Các chỉ tiêu so sánh bao gồm vốn đầu tư cho cáp cao áp (K) và chi phí vận hành hàng năm do tổn thất điện năng (Y). Kết quả cho thấy phương án 4, sử dụng sơ đồ hình tia có phân nhánh, là tối ưu nhất với hàm chi phí tính toán (Z) thấp nhất. Điều này chứng tỏ việc phân tích và so sánh đa phương án là bước không thể thiếu để tìm ra giải pháp điện cho nhà máy sản xuất hiệu quả nhất về mặt kinh tế.

IV. Quy trình thiết kế mạng điện hạ áp cho phân xưởng cơ khí

Mạng điện hạ áp là mạng lưới cuối cùng, trực tiếp cấp điện cho các máy móc, thiết bị sản xuất. Việc thiết kế mạng điện hạ áp phân xưởng sửa chữa cơ khí cần đảm bảo điện áp ổn định, an toàn và dễ dàng bảo trì, sửa chữa. Trong phân xưởng cơ khí, phụ tải chủ yếu là các động cơ có công suất và chế độ làm việc đa dạng. Do đó, việc lựa chọn sơ đồ cung cấp điện, vị trí đặt tủ điện công nghiệp, và tiết diện dây dẫn phải được tính toán cẩn thận. Dựa trên đặc điểm của phân xưởng, đồ án đã lựa chọn sơ đồ hỗn hợp hình tia và phân nhánh. Điện từ trạm biến áp được đưa đến một tủ phân phối chính, sau đó cấp cho các tủ động lực đặt rải rác. Hệ thống điện động lực nhà xưởng này vừa đảm bảo độ tin cậy của sơ đồ hình tia cho các nhánh chính, vừa tiết kiệm chi phí nhờ sơ đồ phân nhánh ở cấp thấp hơn.

4.1. Lựa chọn sơ đồ cung cấp điện hạ áp phù hợp nhất

Tài liệu gốc đã phân tích 6 kiểu sơ đồ cung cấp điện hạ áp, từ hình tia hoàn toàn, phân nhánh hoàn toàn đến các dạng hỗn hợp. Mỗi kiểu có ưu nhược điểm riêng về độ tin cậy và chi phí. Với đặc thù phụ tải phân tán và yêu cầu không quá cao về độ tin cậy (hộ loại III), việc chọn sơ đồ hỗn hợp (kiểu 6) là một quyết định hợp lý, cân bằng giữa yếu tố kỹ thuật và kinh tế. Sơ đồ này cho phép lắp đặt tủ điện công nghiệp cho nhà máy một cách linh hoạt và hiệu quả.

4.2. Nguyên tắc chọn và bố trí tủ phân phối tủ động lực

Vị trí của tủ phân phối và tủ động lực được xác định dựa trên nguyên tắc đặt gần tâm phụ tải của nhóm máy mà nó phục vụ. Việc này giúp giảm chiều dài dây dẫn, tiết kiệm chi phí và giảm sụt áp. Các tủ được chọn phải đảm bảo các thông số định mức (điện áp, dòng điện) lớn hơn giá trị làm việc lớn nhất của nhóm. Đồng thời, các thiết bị bảo vệ như aptomat, cầu chì phải được lựa chọn phù hợp để bảo vệ an toàn cho cả dây dẫn và thiết bị.

4.3. Phương pháp chọn dây dẫn cho mạng điện hạ áp an toàn

Việc lựa chọn dây dẫn cho mạng hạ áp phải tuân thủ nghiêm ngặt các điều kiện về phát nóng và phối hợp với thiết bị bảo vệ. Tiết diện dây phải đủ lớn để dòng điện cho phép của nó cao hơn dòng điện làm việc lớn nhất. Đồng thời, nó phải phối hợp được với dòng cắt của aptomat hoặc dòng chảy của cầu chì để đảm bảo ngắt mạch kịp thời khi có sự cố. Quá trình cung cấp vật tư điện công nghiệp tại Vinh và các khu vực lân cận cần đảm bảo chất lượng dây dẫn, cáp điện theo đúng tiêu chuẩn thiết kế.

V. Giải pháp bù công suất và thiết kế chiếu sáng nhà xưởng

Ngoài việc thiết kế mạng lưới cấp điện, hai yếu tố quan trọng khác góp phần vào hiệu quả vận hành của nhà máy là bù công suất phản kháng và hệ thống chiếu sáng nhà xưởng. Bù công suất phản kháng (nâng cao hệ số cosφ) giúp giảm tổn thất điện năng trên lưới, giảm tiền phạt từ công ty điện lực và tăng khả năng truyền tải của máy biến áp và dây dẫn. Trong khi đó, một hệ thống chiếu sáng được thiết kế tốt sẽ đảm bảo môi trường làm việc an toàn, tăng năng suất lao động và giảm thiểu sai sót trong sản xuất. Đây là những hạng mục không thể thiếu trong một dự án thi công điện nhà máy tại Nghệ An chuyên nghiệp, thể hiện sự tối ưu hóa toàn diện hệ thống. Việc bảo trì hệ thống điện nhà xưởng cũng cần chú trọng đến các bộ tụ bù và hệ thống đèn để đảm bảo chúng hoạt động hiệu quả.

5.1. Tầm quan trọng của việc bù công suất phản kháng cosφ

Hầu hết các thiết bị trong nhà máy cơ khí như động cơ không đồng bộ, máy biến áp đều tiêu thụ một lượng lớn công suất phản kháng (Q). Lượng công suất này không sinh ra công hữu ích nhưng lại gây ra tổn thất công suất và sụt áp trên đường dây. Bằng cách đặt các bộ tụ bù gần nơi tiêu thụ, ta cung cấp Q tại chỗ, giảm lượng Q phải nhận từ lưới điện. Đồ án chỉ ra, “Nâng cao hệ số công suất cosφ... có ý nghĩa rất quan trọng không những có lợi cho chính bản thân xí nghiệp mà còn có lợi chung cho nền kinh tế đất nước.”

5.2. Tính toán và phân phối dung lượng tụ bù cho nhà máy

Quy trình bù công suất bắt đầu bằng việc tính toán hệ số công suất hiện tại của toàn nhà máy (cosφ1) và xác định hệ số công suất mong muốn (cosφ2, thường là 0.9 trở lên). Từ đó, tính ra tổng dung lượng bù cần thiết (Qbù). Sau đó, dung lượng này được phân phối hợp lý đến thanh cái hạ áp của các trạm biến áp phân xưởng. Phương pháp phân phối dựa trên điện trở tương đương của từng nhánh, đảm bảo hiệu quả bù là cao nhất và giảm tổn thất công suất tác dụng tối đa.

5.3. Yêu cầu và phương pháp tính toán hệ thống chiếu sáng

Thiết kế chiếu sáng cần đáp ứng các yêu cầu về độ rọi, độ đồng đều, tránh gây lóa mắt và tạo ra ánh sáng gần với tự nhiên. Đối với phân xưởng sửa chữa cơ khí, đồ án lựa chọn hệ thống chiếu sáng hỗn hợp (chiếu sáng chung và cục bộ) và sử dụng phương pháp “hệ số sử dụng quang thông” để tính toán. Phương pháp này tính đến các yếu tố như diện tích phòng, độ cao treo đèn, và hệ số phản xạ của tường, trần, nền để xác định tổng quang thông cần thiết, từ đó chọn ra số lượng và công suất bóng đèn phù hợp.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong tiến trình công nghiệp hóa và hiện đại hóa, ngành công nghiệp cơ khí giữ vai trò then chốt trong nền kinh tế quốc dân, đảm nhiệm chức năng sản xuất phụ tùng, chế tạo máy công cụ, máy móc cơ giới và thiết bị kỹ thuật phục vụ các ngành công nghiệp nặng, nông nghiệp, giao thông vận tải và dân sinh. Các dây chuyền công nghệ cơ khí đòi hỏi mức độ trang bị kỹ thuật cao, hoạt động đồng bộ và liên tục. Do đó, việc xây dựng một hệ thống cung cấp điện an toàn, liên tục và đảm bảo các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật là điều kiện tiên quyết phục vụ hoạt động sản xuất của nhà máy.

Đề tài tốt nghiệp của tác giả Lê Văn Mạnh (ngành Công nghệ kỹ thuật điện - điện tử, Viện Kỹ thuật và Công nghệ - Trường Đại học Vinh, thực hiện năm 2018 dưới sự hướng dẫn của thầy Phùng Văn Thái) tập trung giải quyết bài toán thiết kế cung cấp điện cho một nhà máy cơ khí công nghiệp địa phương. Nhiệm vụ nghiên cứu được giao cụ thể bao gồm 5 nội dung chính:

1. Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng sửa chữa cơ khí và toàn bộ nhà máy.
2. Thiết kế mạng điện cao áp cho toàn bộ nhà máy.
3. Thiết kế mạng điện hạ áp cho phân xưởng sửa chữa cơ khí.
4. Tính toán bù công suất phản kháng nhằm nâng cao hệ số công suất $\cos\varphi$ của nhà máy.
5. Thiết kế hệ thống chiếu sáng cho phân xưởng sửa chữa cơ khí.

Đối tượng nghiên cứu là hệ thống cung cấp điện tổng thể của nhà máy cơ khí địa phương và hệ thống mạng điện động lực, chiếu sáng chi tiết tại phân xưởng sửa chữa cơ khí. Phạm vi không gian nghiên cứu bao gồm mặt bằng toàn nhà máy với 8 hạng mục công trình: Phân xưởng Nhiệt luyện số 1, Phân xưởng Nhiệt luyện số 2, Phân xưởng Cơ khí, Phân xưởng Lắp ráp, Phân xưởng Sửa chữa cơ khí, Phân xưởng Đúc, Phòng Thí nghiệm và Phân xưởng Nén khí. Phạm vi thời gian và chế độ vận hành được xác định tại thời điểm thiết kế năm 2018, nhà máy vận hành 3 ca liên tục, thời gian sử dụng công suất cực đại $T_{max} = 4800$ giờ/năm, đồng thời tính toán dự báo nhu cầu phụ tải phát triển trong chu kỳ 10 năm tiếp theo.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Đồ án vận dụng các phương pháp và mô hình tính toán kinh điển trong kỹ thuật cung cấp điện công nghiệp, dựa trên hệ thống tài liệu và giáo trình chuyên ngành như: Giáo trình Cung cấp điện (Ngô Hồng Quang, Vũ Văn Tẩm), Hệ thống cung cấp điện (Nguyễn Công Hiền), Sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện từ 0,4 - 500 kV (Ngô Hồng Quang).

Các phương pháp xác định phụ tải tính toán ($P_{tt}, Q_{tt}, S_{tt}, I_{tt}$) được tác giả hệ thống hóa và áp dụng theo từng đối tượng cụ thể:

• Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ số cực đại ($K_{max}$): Được áp dụng riêng cho phân xưởng sửa chữa cơ khí do đã có thông tin chi tiết về số lượng, công suất đặt định mức và chế độ làm việc của từng máy móc. Phương pháp này tính đổi các động cơ làm việc ngắn hạn lặp lại về chế độ dài hạn, quy đổi thiết bị một pha về ba pha, tính toán số thiết bị sử dụng điện có hiệu quả ($n_{hq}$), tra bảng tìm hệ số cực đại $K_{max}$ dựa trên hệ số sử dụng $K_{sd}$ và $n_{hq}$.
• Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt ($P_đ$) và hệ số nhu cầu ($K_{nc}$): Được áp dụng cho 7 phân xưởng còn lại trong nhà máy vì chỉ có số liệu ban đầu về diện tích và tổng công suất đặt. Công thức sử dụng: $P_{tt} = K_{nc} \cdot P_đ$ và $Q_{tt} = P_{tt} \cdot \tan\varphi$.
• Phương pháp suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất ($p_0$): Dùng để tính toán phụ tải chiếu sáng sơ bộ cho các phân xưởng: $P_{cs} = p_0 \cdot F$.
• Phương pháp biểu đồ phụ tải và mô men phụ tải: Dùng để xác định bán kính vòng tròn phụ tải $R_i$, góc biểu diễn phụ tải chiếu sáng $\alpha_{cs.i}$, và xác định tọa độ trọng tâm phụ tải toàn nhà máy $M(X, Y)$ nhằm tối ưu hóa vị trí đặt trạm phân phối trung tâm.
• Phương pháp tối ưu hóa phân phối công suất bù: Ứng dụng mô hình mạng điện hình tia, phân bổ dung lượng tụ bù tĩnh hạ áp về thanh cái các trạm biến áp phân xưởng theo nguyên tắc nghịch đảo điện trở tương đương của các nhánh nhằm cực tiểu hóa tổn thất công suất tác dụng toàn hệ thống.
• Phương pháp hệ số sử dụng quang thông ($k_{sd}$): Áp dụng trong thiết kế chiếu sáng phân xưởng sửa chữa cơ khí để tính toán số lượng và công suất bóng đèn cần thiết thỏa mãn độ rọi tiêu chuẩn $E_{min}$.

Nội dung chính theo từng chương

Chương I: Giới thiệu chung về nhà máy cơ khí

Chương này trình bày sơ đồ quy trình công nghệ tạo phôi, gia công cơ khí, nhiệt luyện và lắp ráp sản phẩm hoàn chỉnh của nhà máy cơ khí địa phương. Tác giả tổng hợp đặc tính phụ tải của 8 đơn vị sản xuất và tiến hành phân loại hộ tiêu thụ điện:

• Phụ tải loại I và loại II (yêu cầu cấp điện liên tục, sự cố gián đoạn gây phế phẩm hoặc đình trệ dây chuyền) gồm 6 đơn vị: Nhiệt luyện 1, Nhiệt luyện 2, Cơ khí, Lắp ráp, Đúc, Nén khí; chiếm tới 75% tổng công suất.
• Phụ tải loại III gồm 2 đơn vị: Sửa chữa cơ khí và Phòng Thí nghiệm. Do tỷ trọng phụ tải quan trọng chiếm đa số, toàn bộ nhà máy được xếp vào hộ phụ tải loại I, đòi hỏi hệ thống điện phải có nguồn cấp dự phòng độc lập và độ tin cậy vận hành cao.

Chương II: Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng sửa chữa cơ khí và toàn nhà máy

Tác giả phân tích chi tiết mặt bằng phân xưởng sửa chữa cơ khí (diện tích 648 m²), chia hơn 40 thiết bị gia công cắt gọt kim loại thành 5 nhóm phụ tải động lực:

• Nhóm 1: 9 máy (máy tiện ren, máy khoan đứng, máy cưa, máy mài hai phía, máy khoan bàn), tổng công suất đặt 40,75 kW, $n_{hq} = 7$, $K_{max} = 2,48$, tính ra $P_{tt1} = 16,17$ kW; $Q_{tt1} = 21,55$ kVAr; $S_{tt1} = 26,95$ kVA; $I_{tt1} = 40,95$ A.
• Nhóm 2: 9 máy (máy tiện ren, máy phay vạn năng, máy bào ngang, máy mài tròn, máy mài phẳng, máy mài sắc dao cắt gọt), tổng công suất đặt 44,6 kW, $n_{hq} = 8$, $K_{max} = 2,31$, tính ra $P_{tt2} = 16,48$ kW; $Q_{tt2} = 21,97$ kVAr; $S_{tt2} = 27,47$ kVA; $I_{tt2} = 41,74$ A.
• Nhóm 3: 10 máy (các máy tiện ren công suất lớn 10 kW, máy khoan bàn, máy giũa), tổng công suất đặt 81,3 kW, $n_{hq} = 8$, $K_{max} = 2,31$, tính ra $P_{tt3} = 30,05$ kW; $Q_{tt3} = 40,06$ kVAr; $S_{tt3} = 50,08$ kVA; $I_{tt3} = 76,08$ A.
• Nhóm 4: 11 máy (máy doa ngang, máy phay đứng, máy phay chép hình, các loại máy mài, máy ép thủy lực), tổng công suất đặt 65,2 kW, $n_{hq} = 7$, $K_{max} = 2,48$, tính ra $P_{tt4} = 25,87$ kW; $Q_{tt4} = 34,49$ kVAr; $S_{tt4} = 43,12$ kVA; $I_{tt4} = 65,51$ A.
• Nhóm 5: 13 máy (máy phay vạn năng, máy phay ngang, các máy phay chép hình, máy bào ngang, máy bào giường 1 trụ, máy xọc, máy khoan), tổng công suất đặt 74,82 kW, $n_{hq} = 8$, $K_{max} = 2,31$, tính ra $P_{tt5} = 28,02$ kW; $Q_{tt5} = 37,35$ kVAr; $S_{tt5} = 46,70$ kVA; $I_{tt5} = 70,95$ A.
• Phụ tải chiếu sáng xưởng sửa chữa cơ khí: Với suất chiếu sáng $p_0 = 15$ W/m², diện tích 648 m², tính ra $P_{cs} = 9,72$ kW; $Q_{cs} = 0$ kVAr; $I_{cs} = 14,77$ A.

Đối với các phân xưởng còn lại, tác giả áp dụng hệ số nhu cầu $K_{nc}$ và suất phụ tải chiếu sáng $p_0$ tương ứng để tổng hợp phụ tải toàn nhà máy:

STT	Tên phân xưởng	Công suất đặt $P_đ$ (kW)	$P_{tt.đl}$ (kW)	$P_{cs}$ (kW)	$P_{tt}$ (kW)	$Q_{tt}$ (kVAr)	$S_{tt}$ (kVA)
1	Nhiệt luyện số 1	5000	3500,00	58,32	3558,32	3570,00	5040,49
2	Nhiệt luyện số 2	3800	2660,00	40,50	2700,50	2713,20	3828,07
3	Cơ khí	2200	880,00	40,50	920,50	1522,40	1779,05
4	Lắp ráp	1800	720,00	35,10	755,10	1245,60	1456,60
5	Sửa chữa cơ khí	-	261,52	9,72	271,24	131,79	133,13
6	Đúc	1500	1050,00	37,80	1087,80	1071,00	1526,55
7	Thí nghiệm	200	160,00	13,00	173,00	163,20	237,83
8	Nén khí	1200	840,00	8,64	848,64	630,00	1056,92
Tổng	Toàn nhà máy	-	-	-	8252,08	8837,75	12091,43

Hệ số công suất tự nhiên toàn nhà máy được xác định: $\cos\varphi_{nm} = 8252,08 / 12091,43 = 0,68$. Dự báo phụ tải sau 10 năm phát triển với hệ số hàng năm $\alpha = 0,06$ đạt mức công suất biểu kiến $S_{tt.nm(10)} = 19346,29$ kVA.

Chương III: Thiết kế mạng điện cao áp cho toàn nhà máy

Dựa trên tọa độ và công suất tính toán của từng phân xưởng, tác giả tính toán tọa độ trọng tâm phụ tải toàn nhà máy tại điểm $M(X = 60; Y = 41)$ để đặt trạm phân phối trung tâm (PPTT). Qua phân tích so sánh 4 dạng sơ đồ (lấy điện trực tiếp, sơ đồ đường dây dẫn sâu, sơ đồ có trạm biến áp trung tâm và sơ đồ trạm phân phối trung tâm), tác giả lựa chọn sơ đồ trạm phân phối trung tâm cấp điện áp 35/10 kV kết hợp 7 trạm biến áp phân xưởng liền kề hạ áp 10/0,4 kV:

Tên trạm	Phân xưởng được cấp điện	$S_{tt}$ (kVA)	Số máy biến áp	Dung lượng định mức $S_{đm}$ (kVA)	Tổn thất $\Delta P$ (kW)
B1	Nhiệt luyện số 1	5040,49	2	2800	38,27
B2	Nhiệt luyện số 2	3828,07	2	2000	39,14
B3	Cơ khí	1779,05	2	1000	24,07
B4	Lắp ráp	1456,60	2	800	20,20
B5	Sửa chữa cơ khí + Thí nghiệm	370,96	1	400	4,15
B6	Đúc	1526,55	2	1000	18,65
B7	Nén khí	1056,92	2	630	13,94
Tổng			13		158,42

Toàn bộ máy biến áp được chọn từ hãng ABB sản xuất tại Việt Nam. Các trạm cấp cho phụ tải loại I và II được bố trí 2 máy làm việc song song, được kiểm tra điều kiện quá tải sự cố $k_{sc} = 1,4$ khi cho phép cắt giảm 25% phụ tải loại III. Tổng tổn thất công suất tác dụng trong các máy biến áp phân xưởng là 158,42 kW. Cáp cao áp ngầm 10 kV lựa chọn loại cáp đồng 3 lõi cách điện XLPE, vỏ PVC bọc đai thép do hãng Furukawa (Nhật Bản) sản xuất.

Chương IV: Thiết kế mạng điện hạ áp phân xưởng sửa chữa cơ khí

Tác giả thiết kế sơ đồ cấp điện hình tia từ trạm biến áp B5 đưa về tủ phân phối chính (TPP) của xưởng, sau đó phân phối đến 5 tủ động lực (TĐL1 đến TĐL5) và 1 tủ chiếu sáng:

• Tuyến cáp từ trạm biến áp về TPP: Dòng điện tính toán $I_{tt} = 202,27$ A, tác giả chọn cáp đồng 4 lõi bọc cao su vỏ thép PVC $(3 \times 120 + 1 \times 70)$ mm², dòng cho phép $I_{cp} = 343$ A, bảo vệ bằng Aptomat tổng loại NS400H.
• Tuyến cáp từ TPP đến các tủ động lực: Lựa chọn đồng nhất cáp đồng 4 lõi cách điện PVC $(3 \times 16 + 1 \times 10)$ mm², $I_{cp} = 110$ A, bảo vệ bằng Aptomat NC100H ($I_{đm} = 100$ A) cho từng nhánh (dòng tính toán các tủ: TĐL1: 40,95 A; TĐL2: 41,74 A; TĐL3: 76,08 A; TĐL4: 65,51 A; TĐL5: 70,98 A).
• Dây dẫn từ tủ động lực đến các máy công cụ: Chọn dây dẫn bọc cao su TIPTO (Liên Xô sản xuất) luồn trong ống sắt kích thước đường kính 3/4 inch, tiết diện 2,5 mm² cho các động cơ dưới 7,0 kW; tiết diện 4,0 mm² cho động cơ 10 kW; tiết diện 6,0 mm² cho máy phay chép hình và máy phay vạn năng công suất lớn; phối hợp bảo vệ bằng cầu chì hạ áp loại ПН-2 với dây chảy từ 30 A đến 80 A.

Chương V: Tính toán bù công suất phản kháng của nhà máy

Nhà máy có hệ số công suất tự nhiên ban đầu $\cos\varphi_1 = 0,68$ ($\tan\varphi_1 = 1,078$), thấp hơn quy chuẩn nhà nước quy định ($0,85 \div 0,90$). Tác giả tính toán đưa hệ số công suất lên $\cos\varphi_2 = 0,90$ ($\tan\varphi_2 = 0,484$).

• Tổng dung lượng bù lý thuyết: $Q_{bù\Sigma} = 8252,08 \times (1,078 - 0,484) = 4901,74$ kVAr.
• Giải pháp: Chọn tụ bù tĩnh điện áp 0,38 kV do hãng Dae Yeong chế tạo, đặt tập trung tại thanh cái hạ áp của 7 trạm biến áp phân xưởng.
• Tác giả lập sơ đồ thay thế mạng điện hình tia, tính toán tổng trở của các nhánh và phân phối dung lượng bù tối ưu, chia đều cho 2 phân đoạn thanh cái hạ áp ở các trạm có 2 máy biến áp:

Trạm biến áp	Phân xưởng	Điện trở nhánh $R_i$ ($\Omega$)	Dung lượng bù lý thuyết (kVAr)	Loại tủ bù Dae Yeong	Dung lượng chọn thực tế (kVAr)
B1	Nhiệt luyện số 1	0,279	1724,34	DLE-3H150KST	$12 \times 150 = 1800$
B5	Sửa chữa + Thí nghiệm	3,855	162,26	DLE-3H100KST	$2 \times 100 = 200$
B7	Nén khí	2,643	436,40	DLE-3H150KST	$3 \times 150 = 450$
B2	Nhiệt luyện số 2	0,653	1929,61	DLE-3H150KST	$13 \times 150 = 1950$
B4	Lắp ráp	1,736	950,85	DLE-3H150KST	$6 \times 150 = 900$
B3	Cơ khí	1,432	1165,08	DLE-3H150KST	$7 \times 150 = 1050$
B6	Đúc	1,521	734,59	DLE-3H150KST	$5 \times 150 = 750$
Tổng			7103,13		7100

Sau khi lắp đặt hệ thống tụ bù thực tế có tổng dung lượng 7100 kVAr, hệ số công suất của toàn xí nghiệp được nâng lên mức $\cos\varphi_{sau bù} = 0,98$, thỏa mãn tiêu chuẩn vận hành kỹ thuật.

Chương VI: Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng sửa chữa cơ khí

Tác giả thiết kế hệ thống chiếu sáng chung kết hợp chiếu sáng cục bộ (chiếu sáng hỗn hợp) cho phân xưởng sửa chữa cơ khí:

• Diện tích xưởng: chiều dài $a = 36$ m, chiều rộng $b = 18$ m, diện tích $F = 648$ m², chiều cao xưởng 4,5 m. Độ cao mặt phẳng công tác $h_1 = 0,8$ m, độ cao treo đèn cách trần $h_2 = 0,7$ m, tính được chiều cao tính toán $H = 4,5 - 0,8 - 0,7 = 3$ m.
• Xác định chỉ số phòng: $\varphi = (18 \times 36) / [3 \times (18 + 36)] = 4$. Với hệ số phản xạ của trần 70%, tường 50%, tra bảng được hệ số sử dụng $k_{sd} = 0,49$.
• Áp dụng độ rọi yêu cầu $E_{min} = 30$ lx, hệ số dự trữ $k_{dt} = 1,3$, hệ số tính toán $Z = 1,2$, tính được quang thông yêu cầu của mỗi bóng đèn là 2579 lm. Tác giả chọn loại đèn sợi đốt chao vạn năng công suất 200 W có quang thông định mức 3000 lm.
• Bố trí mặt bằng: Phân xưởng được bố trí 24 bóng đèn, chia làm 4 dãy (mỗi dãy 6 bóng), khoảng cách giữa các dãy là 5 m, cách tường 1,5 m.
• Mạng điện chiếu sáng: Đặt tủ chiếu sáng chuyên dụng cạnh cửa ra vào, lấy điện từ tủ phân phối chính qua cáp đồng PVC $(3 \times 6 + 1 \times 4)$ mm² của hãng Clipsal. Tủ gồm 1 Aptomat tổng 3 pha 50 A (loại TO-50EC của Đài Loan) và 6 Aptomat nhánh 1 pha 10 A (mỗi nhánh điều khiển 1 cụm 4 bóng qua dây dẫn đồng bọc M $2 \times 2,5$ mm²).

Thiết kế và triển khai hệ thống kỹ thuật

Hệ thống kỹ thuật cung cấp điện của nhà máy cơ khí địa phương được cấu thành từ hai phân hệ hạ tầng chính:

1. Phân hệ phân phối trung áp (35/10 kV) và trạm biến áp phân xưởng (10/0,4 kV)

• Kiến trúc phân phối: Điện áp nguồn 35 kV được hạ xuống 10 kV tại Trạm phân phối trung tâm đặt tại tọa độ trọng tâm $M(60; 41)$. Từ đây, cáp ngầm Furukawa 10 kV cách điện XLPE đai thép đi ngầm dẫn đến 7 trạm biến áp phân xưởng liền kề.
• Thiết bị máy biến áp: Sử dụng 13 máy biến áp 3 pha ngâm dầu của ABB (chế tạo tại Việt Nam, cấp điện áp 10/0,4 kV), tổ đấu dây $\Delta/Y_0-11$, với các dải dung lượng 400 kVA, 630 kVA, 800 kVA, 1000 kVA, 2000 kVA và 2800 kVA.
• Nguyên tắc kiểm tra kỹ thuật: Các trạm B1, B2, B3, B4, B6, B7 sử dụng 2 máy biến áp vận hành song song đều được kiểm tra điều kiện phát nóng và khả năng chịu quá tải sự cố $k_{sc} = 1,4$ theo tiêu chuẩn vận hành trong 5 ngày đêm (thời gian quá tải không quá 6 giờ/ngày khi hệ số tải trước sự cố $k_t \le 0,75$).

2. Phân hệ phân phối hạ áp (0,4/0,22 kV), bù công suất và chiếu sáng

• Mạng hạ áp phân xưởng: Áp dụng sơ đồ hình tia phân cấp. Cáp chính từ trạm B5 dùng loại PVC $(3 \times 120 + 1 \times 70)$ mm², bảo vệ bằng Aptomat tổng NS400H. Tuyến phân phối đến 5 tủ động lực dùng cáp PVC $(3 \times 16 + 1 \times 10)$ mm² phối hợp Aptomat NC100H. Mạng cấp nguồn cho từng máy công cụ sử dụng dây bọc cao su TIPTO luồn ống sắt bảo vệ 3/4 inch, kết hợp cầu chì hộp ПН-2.
• Hệ thống bù công suất phản kháng: Triển khai tủ bù tụ tĩnh tự động của Dae Yeong (loại DLE-3H100KST và DLE-3H150KST) đặt tại thanh cái 0,38 kV của từng trạm biến áp, tự động hóa đóng cắt theo ngưỡng dòng phản kháng.
• Phân hệ chiếu sáng: Vận hành độc lập thông qua tủ điều khiển chiếu sáng với Aptomat tổng TO-50EC và 6 lộ nhánh Aptomat 10 A, đảm bảo không gây sụt áp cho mạng động lực khi vận hành.

Kết quả và đóng góp

Đồ án đã giải quyết hoàn chỉnh các bài toán tính toán kỹ thuật theo nhiệm vụ thiết kế đề ra:

• Tính toán đầy đủ thông số phụ tải của 8 phân xưởng sản xuất, xác định chính xác phụ tải toàn nhà máy: công suất tác dụng tính toán $P_{tt.nm} = 8252,08$ kW, công suất phản kháng $Q_{tt.nm} = 8837,75$ kVAr, công suất biểu kiến $S_{tt.nm} = 12091,43$ kVA, hệ số công suất tự nhiên $\cos\varphi_{nm} = 0,68$.
• Tính toán dự báo nhu cầu phụ tải 10 năm đạt $S_{tt.nm(10)} = 19346,29$ kVA, làm cơ sở lựa chọn phương án phân phối trung tâm 35/10 kV có khả năng mở rộng.
• Xác định vị trí trọng tâm phụ tải $M(60; 41)$ và lựa chọn 7 trạm biến áp phân xưởng liền kề với 13 máy biến áp ABB, tổng tổn thất công suất tác dụng trong các máy biến áp là 158,42 kW.
• Hoàn thành thiết kế bù công suất phản kháng bằng tụ bù Dae Yeong với tổng dung lượng chọn 7100 kVAr, đưa hệ số công suất của nhà máy từ 0,68 lên 0,98, giảm thiểu tổn thất điện áp và tổn thất công suất truyền tải.
• Hoàn thành thiết kế kỹ thuật chi tiết cho phân xưởng sửa chữa cơ khí từ lựa chọn cáp ngầm, dây dẫn TIPTO luồn ống thép, chọn khí cụ đóng cắt bảo vệ (Aptomat NS, NC, TO và cầu chì ПН-2) đến hệ thống chiếu sáng 24 bóng đèn sợi đốt 200 W đạt độ rọi 30 lx.

Về mặt đóng góp, đồ án đã chuẩn hóa quy trình phân nhóm phụ tải và tính toán số thiết bị hiệu quả ($n_{hq}$) cho các phân xưởng cơ khí có số lượng máy móc lớn, đồng thời ứng dụng thành công thuật toán phân phối công suất bù tối ưu theo mô men điện trở trên mạng điện hình tia công nghiệp.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

• Hạn chế: Do giới hạn thời gian thực hiện của đồ án tốt nghiệp kỹ sư, tác giả chỉ đi sâu tính toán thiết kế chi tiết mạng điện hạ áp và chiếu sáng cho phân xưởng sửa chữa cơ khí; 7 phân xưởng còn lại chỉ dừng lại ở mức tính toán phụ tải theo công suất đặt và hệ số nhu cầu $K_{nc}$ sơ bộ. Văn bản cũng chưa tính toán chi tiết bài toán ngắn mạch toàn diện ở mọi chế độ vận hành để kiểm tra độ bền điện động và ổn định nhiệt của toàn bộ các phần tử khí cụ điện cao áp.
• Hướng nghiên cứu tiếp: Tiếp tục triển khai tính toán chi tiết mạng hạ áp và chiếu sáng cho các phân xưởng trọng điểm còn lại (đặc biệt là 2 phân xưởng Nhiệt luyện); nghiên cứu tích hợp hệ thống điều khiển tự động giám sát năng lượng (SCADA hạ áp) và lắp đặt bộ tự động điều chỉnh dung lượng tụ bù theo thời gian thực thay cho phương thức bù cố định.

Giá trị tham khảo

Tài liệu là nguồn tham khảo chuyên môn phù hợp cho sinh viên ngành Công nghệ kỹ thuật điện - điện tử, Kỹ thuật hệ thống điện và các kỹ sư thiết kế mạng điện xí nghiệp công nghiệp. Đồ án cung cấp mẫu tính toán chi tiết, có thể kế thừa trực tiếp ở các phần:

• Phương pháp phân nhóm thiết bị và xác định số thiết bị hiệu quả $n_{hq}$, hệ số cực đại $K_{max}$ cho phân xưởng cơ khí gia công kim loại.
• Phương pháp lập bảng tính tọa độ tâm phụ tải và biểu đồ phân bố phụ tải trên mặt bằng nhà máy.
• Bảng tính phân phối dung lượng tụ bù tối ưu trên mạng điện hình tia theo điện trở tương đương của đường dây và máy biến áp.

Câu hỏi thường gặp

1. Nhà máy cơ khí trong đề tài được xếp vào loại hộ tiêu thụ điện nào và yêu cầu cấp điện ra sao? Nhà máy được xếp vào hộ tiêu thụ loại I. Lý do là trong 8 hạng mục sản xuất, các phân xưởng thuộc hộ loại I và loại II (như Nhiệt luyện 1, Nhiệt luyện 2, Cơ khí, Đúc, Nén khí...) chiếm tới 75% tổng công suất. Khi mất điện sẽ gây hư hỏng thiết bị, tạo ra phế phẩm và ảnh hưởng lớn đến kinh tế, do đó bắt buộc phải cấp điện liên tục từ hai nguồn độc lập và sử dụng 2 máy biến áp song song ở các trạm chính.

2. Tại sao tác giả lại áp dụng hai phương pháp tính phụ tải khác nhau cho phân xưởng sửa chữa cơ khí và các phân xưởng còn lại? Phân xưởng sửa chữa cơ khí đã có bảng số liệu chi tiết về vị trí, số lượng, công suất đặt định mức và chế độ làm việc của từng máy công cụ, nên tác giả áp dụng phương pháp tính theo công suất trung bình và hệ số cực đại ($K_{max}, n_{hq}$) để đạt độ chính xác cao. Ngược lại, 7 phân xưởng còn lại chỉ mới có số liệu tổng mặt bằng về diện tích và tổng công suất đặt sơ bộ, nên bắt buộc phải dùng phương pháp tính theo công suất đặt và hệ số nhu cầu ($K_{nc}$).

3. Tọa độ tâm phụ tải để đặt trạm phân phối trung tâm toàn nhà máy được xác định ở đâu? Qua phương pháp tính mô men phụ tải dựa trên tọa độ hình học và công suất tính toán toàn phần $S_{tt}$ của 8 phân xưởng, tác giả xác định được tọa độ tối ưu để đặt trạm phân phối trung tâm là điểm $M(X = 60; Y = 41)$ trên hệ tọa độ mặt bằng nhà máy.

4. Tổng dung lượng tụ bù thực tế được lựa chọn là bao nhiêu và hệ số công suất thay đổi như thế nào sau khi bù? Dung lượng tính toán lý thuyết cần bù là 4901,74 kVAr để nâng $\cos\varphi$ từ 0,68 lên 0,90. Trên thực tế, tác giả đã chọn lắp đặt các tủ tụ bù Dae Yeong tại thanh cái hạ áp của 7 trạm biến áp phân xưởng với tổng dung lượng thực tế là 7100 kVAr, đưa hệ số công suất sau bù của toàn nhà máy đạt mức $\cos\varphi = 0,98$.

5. Cáp nguồn cấp điện từ trạm biến áp B5 về tủ phân phối chính của xưởng sửa chữa cơ khí dùng loại gì và bảo vệ bằng thiết bị nào? Với dòng điện làm việc tính toán $I_{tt} = 202,27$ A, tác giả chọn cáp đồng 4 lõi cách điện cao su bọc vỏ thép PVC $(3 \times 120 + 1 \times 70)$ mm² có dòng cho phép $I_{cp} = 343$ A, và được bảo vệ bằng Aptomat khối 3 pha mã hiệu NS400H.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp của tác giả Lê Văn Mạnh đã giải quyết hoàn chỉnh các nội dung cốt lõi trong thiết kế cung cấp điện cho nhà máy cơ khí công nghiệp địa phương quy mô 8 phân xưởng. Bằng việc phối hợp linh hoạt giữa phương pháp tính toán phụ tải theo hệ số cực đại và hệ số nhu cầu, tác giả đã xây dựng thành công cấu trúc mạng điện 2 cấp 35/10 kV và 10/0,4 kV với 7 trạm biến áp phân xưởng dùng máy biến áp ABB. Hệ thống bù công suất phản kháng 7100 kVAr cùng giải pháp cấp điện, bảo vệ hạ áp và chiếu sáng chi tiết tại phân xưởng sửa chữa cơ khí đã đáp ứng đầy đủ các tiêu chuẩn kỹ thuật về an toàn, kinh tế và độ tin cậy cung cấp điện công nghiệp.

Trích đoạn nội dung tài liệu

TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH VIỆN KỸ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ ĐỎ ÁN TÓT NGHIỆP Đề tài: Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy cơ khí công nghiệp địa phương Nghệ An, Tháng 04 năm 2018 "TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM. Viên Kỹ thuật & Công nghệ Độc lập - Tự do - Hạnh phúc NHIỆM VỤ ĐỎ ÁN TÓT NGHIỆP. Họ và tên: LÊ VĂN MẠNH MSSV: 135D5103010084 Khoá: 54. Ngành: Công nghệ kỹ thuật điện - điện tử 1.

Tên đề đồ án “Thiết kế cung cấp điện cho nhà máy cơ khí công nghiệp địa phương 1I. Các số liệu ban đầu 1. Bản vẽ mặt bằng phân xưởng sửa chữa cơ khí 2. Yêu cầu về cung cấp điện theo yêu cầu của phụ tai trong nha may ILL.

Nội dung các phần thuyết minh và tính toán 1. Xác nh phụ tải tính toán của phân xưởng sửa chữa cơ khí và toàn nhà máy 2. Thiết kế mạng điện cao áp cho toàn nhà máy 3. Thiết kế mạng đi.

hạ áp phân xưởng sửa chữa cơ khí 4, Bù công suất phản kháng nâng cao coso nhà máy 5. Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng sửa chữa cơ khí IV.Sơái ic phương án cấp điện cho các phụ tải 2. Mặt bằng bố trí phân xưởng sửa chữa cơ khí 3. Sơ đồ nguyên lý mạng cao áp toàn nhà máy 4.

Sơ đồ nguyên lý hệ thống cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa cơ khí 5. Sơ đồ mặt bằng đi đây phân xưởng sửa chữa cơ khí 6. Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng sửa chữa cơ khí Ngày giao nhiệm vụ thiết kế Ngày tháng nam 2018 VI, Ngày hoàn thành nhiệm vụ Ngày tháng năm2018 “Trưởng bộ môn Giáo viên hướng dẫn Phùng Văn Thái MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU. is 7 DANH MỤC CÁC TÙ TAT TRONG DE TAL 8 9 GIOI THIEU CHUNG VE NHA MAY CO KHi.

GIỚI THIỆU VỀ NHÀ MÁY CƠ Ki sua 9. GIỚI THIỆU QUA TRINH SAN XUAT CUA NHA MAY 9 1. Tóm tắt quá trình sản xuất một sản phẩm cơ khí 9 1. Chức năng của các khối trong qui trình sản xuất 10 1.

VAI TRÒ KINH TẾ CỦA NHÀ MÁY. GIỚI THIỆU PHỤ TÀI ĐIỆN CỦA TOÀN NHA MAY. Tổng quan về nhà máy " 1. Các đặc điểm của phụ tải điện.

Phân loại hộ phụ tải cho phân xưởng - cu l2 1.5 MỤC TIÊU ĐÈ TÀI. keo 7 A 13 CHUONG IL Is XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ VÀ TOÀN NHA MAY so. PHỤ TẢI TÍNH TOÁN Is 2. Khái niệm phụ tải tính toán Is 2.

Ý nghĩa phụ tải tính toán Is 3. CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC DỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN 16 2. Xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu. Xác định phụ tải tính toán theo hệ số hình đáng của đồ thị phụ tải và công suất trung bình.

Xác định phụ tính toán theo công suất trung bình và độ lệch của đồ thị phụ khối giá trị trung bình comic NHƯ, 3. Xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ số cực đại. Xác định phụ tải tính toán theo công suất tiêu hao điện năng cho mét đơn vị sản "THẤM :c:2z¿ Soi Sbzi8ski5ChdötcdbSsdtiioBllođhgtuiipsissuifuosdlblaãnusoaaasuczadtoao Tổ) 2. Xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng trên đơn vị diện tích sản xuất f ie „20 2.

CHỌN PHƯƠNG ÁN TÍNH TOÁN PHỤ TAL i .4, XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CHO PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA CƠ KHÍ. Phy tai tinh toán nhóm IL. Phy tai tính toán nhóm 2 -24 2. Phụ tải tính toán nhóm 3.

Phụ tải tính toán nhóm 4. Phy ti ính toán nhóm §. Phụ tải tính toán chiếu sáng củi phân xưởng. Phụ tải tác dụng tính toán cũa toàn phân xưỡng.

Phy tii phản kháng tính toán toàn phân xưỡng.