Luận văn Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng sửa chữa cơ khí

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO 
TRƯỜNG.. 
Luận văn 
Thiết kế cung cấp điện cho 
phõn xưởng sửa chữa cơ khớ 
 1 
Mục lục 
 Trang 
Lời nói đầu 
Chương 1. Xỏc định phụ tải tớnh toỏn của phõn xưởng SCCK..2 
 1.1. Khỏi quỏt chung.............. 
 1.2. Cỏc phương phỏp xỏc định phụ tải tớnh toỏn ................... 
 1.2.1. Phương phỏp xỏc định PTTT theo cụng suất đặt ...... 
 1.2.2. Phương phỏp xỏc định PTTT theo cụng suất ..... 
 1.2.3. Phương phỏp xỏc định PTTT theo suất tiờu hao ...3 
 1.2.4. Phương phỏp xỏc định PTTT theo suất phụ tải............. 
 1.3. Tớnh toỏn PTTT cho phõn xưởng xửa chữa cơ khớ .......... 
 1.3.1. Phõn nhúm phụ tải .......... 
 1.3.2. Xỏc định PTTT của cỏc nhúm ....13 
 1.3.3. Xỏc định PTTT của toàn phõn xưởng .......... 
 1.4. Xỏc định PTTT cho cỏc phõn xưởng cũn lại......................14 
 1.4.1. Phõn xưởng kết cấu kim loại ................. 
 1.4.2. Phõn xưởng lắp rỏp cơ khớ .............. .15 
 1.4.3. Phõn xưởng đỳc ............... 
 1.4.4. Phõn xưởng nộn khớ ........16 
 1.4.5. Phõn xưởng rốn ......................17 
 1.4.6. Trạm bơm ......................... 
 1.4.7. Phõn xưởng xửa chữa cơ khớ ...............18 
 1.4.8. Phõn xưởng gia cụng gỗ ..........................19 
 1.4.9. ban quản lý nhà mỏy ................................................ 
 1.5. Xỏc định PTTT của nhà mỏy..............................................20 
 1.5.1. Xỏc dịnh tõm phụ tải điện và vẽ biểu đồ phụ tải ..21 
Chương 2. Thiết kế mạng cao ỏp cho toàn nhà mỏy........................23 
 2.1. Khỏi quỏt chung ...................................... 
 2.2. Lựa chọn phương ỏn và cỏc thiết bị cho mạng .................24 
 2.2.1. Chọn cỏp ........... 
 2.2.2. Xỏc định chi phớ tớnh toỏn.............27 
 2.2.3. Sơ đồ trạm phõn phối trung tõm .............28 
 2.2.4. Tớnh toỏn ngăn mạch.............. 
 2.3. Sơ đồ trạm biến ỏp phõn xưởng ................32 
 2.3.1. Lựa chọn và kiểm tra dao cỏch ly cao ỏp .............. 
 2.3.2. Lựa chọn và kiểm tra cầu chỡ cao ỏp ..........33 
 2.3.3. Lựa chọn và kiểm tra aptomat ...... 
 2.3.4. Lựa chọn thanh gúp ..................34 
 2.3.5. Kết luận .....................35 
 2 
Chương 3. Thiết kế mạng điện hạ ỏp cho phõn xưởng 
SCCK............37 
 3.1. Khỏi quỏt chung.................... 
 3.2. Lựa chọn cỏc thiết bị cho tủ phõn phối38 
 3.2.1. chọn cỏp .. 
 3.2.2. Lựa chọn mỏy cắt cục bộ  
 3.2.3. chọn cỏp từ tủ phõn phối  
 3.3. Lựa chọn cỏc thiết bị trong tủ động lực 39 
 3.3.1. Chọn cỏc MCCB 40 
 3.3.2. Cỏc đường cỏp theo điều kiện phỏt núng .. 
 3.3.3. Lựa chọn cỏc thiết bị cho từng nhúm. 
Chương 4. Tớnh toỏn bự cụng suất phản khỏng cho toàn nhà 
mỏy..46 
 4.1. Khỏi quỏt chung . 
 4.2. Chọn thiết bị bự .47 
 4.3. Xỏc định và phõn bố dung lượng bự . 
Kết luận chung ................................................................................50 
Tài liệu tham khảo ............................................................................60 
 3 
Ch-ơng 1. xác định phụ tảI tính toán 
 Của phân x-ởng cơ khí 
1.1. Khái quát chung 
 Phụ tải tính toán là phụ tải giả thiết lâu dài không đổi , t-ơng đ-ơng với phụ 
tải thực tế luôn biến đổi về mặt hiệu quả phát nhiệt hoặc mức độ hủy hoại cách 
nhiệt .Nói cách khác , phụ tải tính toán cũng đốt nóng thiết bị lên tới nhệt độ 
t-ơng tự nh- phụ tải thực tế gây ra , vì vậy chọn các thiết bị theo phụ tải tính 
toán sẽ đảm bảo cho thiết bị về mặt phát nóng . 
 Phụ tải tính toán đ-ợc sử dụng để lựa chọn và kiểm tra thiết bị trong hệ thống 
cung cấp điện nh- : 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 
l-ợng bù công suất phản kháng ... 
 Phụ tải tính toán phụ thuộc vào nhiều yếu tố nh- : công suất ,số l-ợng , chế độ 
làm việc của các thiết bị điện , trình độ và ph-ơng thức vận hành hệ thống ...Nếu 
phụ tải tính toán xác định nhỏ hơn phụ tải thực tế thì sẽ làm giảm tuổi thọ của 
các thiết bị điện, có khả năng dẫn đến sự cố, cháy nổ,...Ng-ợc lại, các thiết bị 
đ-ợc lựa chọn sẽ d- thừa công suất làm ứ đọng vốn đầu t- , gia tăng tổn thất . 
 1.2. Các ph-ơng pháp xác định PTTT 
1.2.1. Ph-ơng pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu 
cầu 
 Ptt = Knc.Pd 
 Trong đó: 
 Knc -hệ số nhu cầu , tra trong sôt tay kĩ thuật, 
 Pd - công suất đặt của các thiết bị, trong tính toán có thể xem gần đúng 
Pd Pdm ,[kW]. 
 1.2.2. Ph-ơng pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình và hệ số 
cực đại 
 Ptt = Kmax.Ptb = Kmax.Ksd.Pdm 
 Trong đó : 
 Ptb - công suất trung bình của thiết bị hoặc nhóm thiết bị,[kW], 
 Kmax - hệ số cực đại, tra trong sổ tay kĩ thuật theo quan hệ 
 Kmax = f(nhq, Ksd), 
 Ksd - hệ số sử dụng , tra trong sổ tay kĩ thuật , 
 4 
 1.2.3. Ph-ơng pháp xác định PTTT theo suất tiêo hao điện năng cho một đơn vị 
sản phẩm 
 Ptt = 
max
0
T
M.a
 Trong đó : 
 a0 - suất chi phí điện năng cho một đơn vị sản phẩm ,[KWh/đvsp]. 
 M - số sản phẩm sản suất đ-ợc trong một năm, 
 Tmax - thời gian sử dụng công suất lớn nhất , [h]. 
 1.2.4. Ph-ơng pháp xác định PTTT theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích: 
 Ptt = p0.F 
 Trong đó : 
 p0 - suất phụ tải tính trên một đơn vị diện tích , [W/m
2], 
 F - diện tích bố trí thiết bị , [m2]. 
1.3. tính toán phụ tải tính toán cho phân x-ởng sửa chữa cơ khí 
1.3.1.Phân nhóm phụ tải 
 Trong một phân x-ởng th-ờng có nhiều thiết bị có công suất và chế độ làm 
việc rất khác nhau , muốn xác định phụ tải tính toán đ-ợc chính xác cần phải 
phân nhóm thiết bị điện . Việc phân nhóm thiết bị điện cần tuân theo các nguyên 
tắc sau: 
 * Các thiết bị trong cùng một nhóm nên ở gần nhau để giảm chiều dài đ-ờng 
dây hạ áp nhờ vậy có thể tiết kiệm đ-ợc vốn đầu t- và tổn thất trên các đ-ờng 
dây hạ áp trong phân x-ởng. 
 * Chế độ làm việc của các thiết bị trong cùng một nhóm nên giống nhau để 
việc xác định PTTT đ-ợc chính xác hơn và thuận lợi cho việc lựa chọn ph-ơng 
thức cung cấp điện cho nhóm. 
 * Tổng công suất các nhóm nên xấp xỉ nhau để giảm chủng loại tủ động lực 
cần dùng trong phân x-ởng và toàn nhà máy . Số thiết bị trong cùng một nhóm 
cũng không nên quá nhiều bởi số đầu ra của tủ động lực th-ờng trong khoảng 
(8 12). 
 Tuy nhiên th-ờng thì rất khó thoả mãn cùng một lúc cả 3 nguyên tắc trên , 
do vậy ng-ời thiết cần phải lựa chọn cách phân nhóm sao cho hợp lí nhất . 
 Căn cứ vào vị trí lắp đặt, vào tính chất và chế độ làm việc của các thiết bị 
trong phân x-ởng. Phụ tải của các nhóm thiết bị điện và phụ tải tính toán của 
chúng thành các nhóm . 
 5 
 * Tính IĐM cho các thiết bị trong phân x-ởng sửa chữa cơ khí.Để tính toán 
đơn giản thì lấy hệ số cos =0.6 và hệ số sử dụng Ksd = 0.16 cho tất cả các 
nhóm trong phân x-ởng là. Từ đó ta có thể tính đ-ợc IĐM của từng thiết bị thông 
qua công suất của chúng theo công thức : 
 IĐM =
cos..3 d
DM
U
P
Sau khi tính đựợc dòng điện định mức của các thiết bị ta có bảng kết quả sau: 
 Bảng 1.1:Tổng hợp kết quả phân nhóm phụ tải điện 
TT Tên thiết bị Số 
l-ợng 
Kí hiệu 
trên măt 
bằng 
PĐM(kW) IĐM 
(A) 1 máy Toàn bộ 
1 2 3 4 5 6 7 
 Nhóm I 
1 Máy tiên ren 1 1 4.5 4.5 11.40 
2 Máy tiện tự động 3 2 5.1 15.3 3*12.91 
3 Máy tiện tự động 2 3 14.0 28.0 2*35.45 
4 Máy tiện tự động 2 4 5.6 11.2 2*14.18 
5 Máy tiện tự động 1 5 2.2 2.2 5.57 
6 Máy xọc 3 13 8.4 25.2 3*21.70 
7 Máy xọc 1 14 2.8 2.8 7.09 
8 Máy bào ngang 2 12 9.0 18.0 2*22.90 
 Cộng nhóm I 15 107.2 272.95 
 Nhóm II 
1 Máy tiện revon ve 1 6 1.70 1.70 4.30 
2 Máy phay vạn năng 1 7 3.40 3.40 8.61 
3 Máy phay ngang 1 8 1.80 1.80 4.56 
4 Máy phay đứng 2 9 14.00 28.00 2*35.45 
5 Máy phay đứng 1 10 7.00 7.00 17.73 
6 Máy doa ngang 1 16 4.50 4.50 11.40 
7 Máy khoan h-ớng tâm 1 17 1.70 1.70 4.30 
8 Máy mài phẳng 2 18 9.00 18.00 2*22.79 
9 Máy mài tròn 1 19 5.60 5.60 14.18 
 6 
10 Máy mài trong 1 20 2.80 2.80 7.09 
 Cộng nhóm II 12 84.50 188.65 
 Nhóm III 
1 Máy mài dao cắt gọt 1 21 2.80 2.80 7.09 
2 Máy mài sắc vạn năng 1 22 0.65 0.65 1.65 
3 Máy khoan bàn 2 23 0.65 1.30 2*1.65 
4 Máy ép kiểu truc khuỷu 1 24 1.70 1.70 4.30 
5 Máy mài phá 1 27 3.00 3.00 7.60 
6 C-a tay 1 28 1.35 1.35 3.42 
7 C-a máy 1 29 1.70 1.70 4.30 
8 Máy phay van năng 1 7 3.40 3.40 8.61 
9 Máy mài 1 11 2.20 2.20 5.57 
10 Máy khoan vạn năng 1 15 4.50 4.50 11.40 
 Cộng nhóm III 11 22.60 57.24 
 Nhóm IV 
1 Lò điện kiểu buồng 1 31 30 30 47.98 
2 Lò điện kiểu đứng 1 32 25 25 39.98 
3 Lò điện kiểu bể 1 33 30 30 47.98 
4 Bể điện phân 1 34 10 20 15.99 
 Cộng nhóm IV 4 95 151.93 
 Nhóm V 
1 Máy tiện ren 2 43 10.0 20.0 2*25.32 
2 Máy tiện ren 1 44 7.0 7.0 17.73 
3 Máy tiện ren 1 45 4.5 4.5 11.40 
4 Máy phay ngang 1 46 2.8 2.8 7.09 
5 Máy phay vạn năng 1 47 2.8 2.8 7.09 
6 Máy phay răng 1 48 2.8 2.8 7.09 
7 Máy xọc 1 49 2.8 2.8 7.09 
8 Máy bào ngang 2 50 7.6 15.2 2*19.25 
9 Máy mài tròn 1 51 7.0 7.0 17.73 
10 Máy khoan đứng 1 52 1.8 1.8 4.56 
11 Búa khí nén 1 53 10.0 10 25.32 
12 Quạt 1 54 3.2 3.2 8.10 
13 Biên áp hàn 1 57 12.5 12.5 31.58 
 7 
14 Máy mài phá 1 58 3.2 3.2 8.10 
15 Khoan điện 1 59 0.6 0.6 1.52 
16 Máy cắt 1 60 1.7 1.7 4.30 
 Cộng nhóm V 18 90.27 228.59 
 Nhóm VI 
1 Bàn nguội 1 65 0.50 0.50 1.27 
2 Máy cuốn dây 1 66 0.50 0.50 1.27 
3 Bàn thí nghiệm 1 67 15.00 15.00 37.98 
4 Bể tấm có đốt nóng 1 68 4.00 4.00 10.13 
5 Tủ sấy 1 69 0.85 0.85 2.15 
6 Khoan bàn 1 70 0.65 0.65 1.65 
 Cộng nhóm VI 6 21.5 54.44 
1. 3.2. Xác định phụ tải tính toán của các nhóm phụ tải 
Tính toán cho nhóm I 
Bảng 1.2: Danh sách thiết bị thuộc nhóm I 
TT Tên thiết bị Số 
l-ợng 
Kí hiệu 
trên măt 
bằng 
PĐM(kW) IĐM 
(A) 1 máy Toàn bộ 
1 2 3 4 5 6 7 
 Nhóm I 
1 Máy tiên ren 1 1 4.5 4.5 11.40 
2 Máy tiện tự động 3 2 5.1 15.3 3*12.91 
3 Máy tiện tự động 2 3 14.0 28.0 2*35.45 
4 Máy tiện tự động 2 4 5.6 11.2 2*14.18 
5 Máy tiện tự động 1 5 2.2 2.2 5.57 
6 Máy xọc 3 13 8.4 25.2 3*21.70 
7 Máy xọc 1 14 2.8 2.8 7.09 
8 Máy bào ngang 2 12 9.0 18.0 2*22.90 
 Cộng nhóm I 15 107.2 272.95 
 * Với nhóm máy này ở phân x-ởng sửa chữa cơ khí có ksd = 0,15;cos = 0,6 
(tra trong bảng PL1.1_TL1 
 8 
Ta có : Tổng số thiết bị trong nhóm I là n=15; 
 Tổng số thiết bị min có công suất >(1/2) công suất danh định max có 
nhóm là n1= 7; 
 n* = 
n
n1 =
15
7
 =0,47 
 P* =
P
P1 =
2,107
3.4,82.92.14
 =0,66 
 Tra bảng PL1.5(TL1) tìm đ-ợc nhq*=0,81 
 Số thiết bị dùng điện hiệu quả nhq =nhq* .n =0,81.15=12,15(lấy nhq =12) 
 Tra bảng PL1.6(TL1) với ksd=0,15 và nhq= 12 tìm đ-ợc kmax=1,96 
 Phụ tải tính toán của nhóm I: 
 Ptt = kmax .ksd .P = 0,15 . 1,96 . 106,5 = 31,31 kW 
 Qtt=Ptt . tg = 31,31 . 1,33 = 41,64 kVar 
 Stt = 
cos
Ptt = 
6,0
31,31
 =52,18 kVA 
 Itt = 
3U
S tt =
338,0
18,52
 = 79,28 A 
 Idn = 5.Ikđmax+kđt.
1n
1
ttiI = 221,08 (A) 
 Trong đó :Ikđmax - dòng điện khởi động của thiết bị có dòng điện lớn nhất trong 
nhóm; kđt -hệ số đồng thời, ở đây lấy kđt = 0,8 
Tính toán cho nhóm II 
Bảng 1.3: Danh sá ...  0,6 đến 500 (kV) ) 
(+) Chọn cầu chì tổng theo 2 điều kiện: 
Idc Ittnh1 = 54,508 (A) 
Idc 
.maxdmsd1ttnhmaxdmmm
IkII.k
 =
5,2
633,50.16,0508,54633,50.5
119,829 (A) 
 Chọn dây chì có Iđm = 200(A) 
 Chọn dây dẫn từ tủ động lực đến từng động cơ: 
 Tất cả các loại dây dẫn chọn loại dây bọc do Liên Xô (cũ) sản xuất A PTO 
đặt trong ống sắt kích thước 3/4” đi trên nền phân xưởng: 
 Công thức xác định tiết diện theo điều kiện phát nóng rất đơn giản: 
k1.k2.Icp Itt khc.Icp Itt 
 43 
Trong đó: 
- k1 hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ kể đến sự chênh lệch nhiệt độ môi tr-ờng 
chế tạo và môi tr-ờng đặt dây k1 =1 
- k2 hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ kể đến l-ợng cáp đặt chung 1 rãnh 
k2 =0,8 . khc = 0,8 
- Icp dòng phát nóng cho phép 
Bảo vệ bằng cầu chì kiểm tra thêm điều kiện: 
khc.Icp 
dc
I
; = 3 
 Tủ động lực2 : T-2 
 Chọn cầu chì 
 (+) Chọn cầu chì tổng theo 2 điều kiện: 
 Idc Ittnh2 = 44,384 (A) 
 Idc 
maxdmsd2ttnhmaxdmmm
I.kII.k
 = )(365,136
5,2
266,61.16,0384,44266,61.5
A 
 Chọn dây chì có Iđm = 200(A) 
Tủ động lực 3:T-3 
 Chọn cầu chì: 
(+) Chọn cầu chì tổng theo 2 điều kiện: 
Idc Ittnh3 = 8,368 (A) 
Idc 
max
1
max
..
dm
n
i
sddmidmmm
IkIIk
=
)(072,17
5,2
089,7.16,0368,8089,7.5
A 
Chọn dây chì có Iđm = 60 (A) 
 44 
Tủ động lực 4:T-4 
Chọn cầu chì: 
(+) Chọn cầu chì tổng theo 2 điều kiện: 
Idc Ittnh4 = 70,949 (A) 
 Idc 
max4max
..
dmsdttnhdmmm
IkIIk
 = )(911,150
5,2
291,63.16,0949,70291,63.5
A 
 Chọn dây chì có Iđm = 200(A) 
Tủ động lực 5:T-5 
Chọn cầu chì: 
(+) Chọn cầu chì tổng theo 2 điều kiện: 
 Idc Ittnh5 = 24,513(A) 
 Idc 
maxdmsd5ttnhmaxdmmm
IkII.k
)(115,44
5,2
722,17.16,0513,24722,17.5
A 
 Chọn dây chì có Iđm = 150(A) 
 45 
 Hình3.3: Sơ đồ mặt bằng phân x-ởng sửa chữa cơ khí 
Bộ phận nhiệt luyệnphòng 
thử 
nhiệm
Bộ phận s?a ch?a
Bộ phận r?n
phòng kiểm 
tra kỹ thuật
Bộ phận 
mài
Bộ phận khuôn
kho 
thành 
phẩm
Bộ phận s?a 
ch?a điện
kho phụ tùng 
và vật liệu
58
60
46
47
44 43 43 45
51
485050
49
5659
61
5554
64
53
62
64
66
69 65
67
68
28
30
24
15
11
25
30 23
35
34 31 33 4142
32
40383639
30
29
21
30
27
70
Khu l?p rỏp
57
5
3 2 2 2 1
18 19
6
3
4 4
14 16 9 9 7
20
18
8
1017
131313
1212
6
18
22
 46 
 Hinh3.4: Sơ đồ đi dây tủ động lực phân x-ởng sửa chữa cơ khí 
4
g
1
,5
70
4
g
1
,5
60
4
g
1
,5
43 4544
4
g
1
,5
4
g
1
,5
4
g
1
,5
595857
4
g
1
,5
4
g
1
,5
605958
4.3
1.7
1.52
0.6
8.1
3.2
31.58
12.5
57
8.1
3.2
54
25.32
10
53
4.567.097.097.09
15
4
g
1
,5
7.6 11.4
4.5
15
19
4
g
1
,5
22.19 7.09
2.8
20
C60H
C60H
C60HC60HC60HC60HC60H
C60H
(8*abe53a)
(8*abe53a)
(8*abe53a)
(8*abe53a)
c801N
0.65
1.65
70
2.15
0.854
10.13
0.5 0.5
1.27 37.98
15
6968676665
Pđm(kW)
Iđm
K? HIệU máy
1.27
47.98
30 10
15.9939.98
25
47.98
30
31 32 33 34
Iđm
K? HIệU máy
Pđm(kW)
4
G
6
5251
7.0
17.73
49
2.8
48
2.8
50
7.6
19.25
47
2.8
46
2.8
11.4
44
7
43
10
25.3217.73
45
4,5
7.09
K? HIệU máy
Pđm(kW)
Iđm
1.8
7 11
2.23.4
8.61 5.57
2928
1.7
4.3
1.35
3.42
2723 24
4.3
0.65
1.65
1.7
2221
0.65
1.65
2.8
7.09
3
Iđm
K? HIệU máy
Pđm(kW)
18 19
9 5.6
14.18
1716
1.7
4.3
4.5
11.4
108 9
1.8
4.56
14
35.45
76
3.4
8.61
1.7
4.3
7
17.73Iđm
K? HIệU máy
Pđm(kW)
12
9
22.9
1413
2.8
7.09
8.4
21.7
53 4
14
35.45
5.6
14.18
21
5.1
12.91
4.5
11.4
2.2
5.57Iđm
K? HIệU máy
Pđm(kW)
3*70+50
(8*abe53a)
4G6
4
g
1
,5
4
g
1
,5
4
G
6
4
G
6
C60H
C60H
4
g
1
,5
4
g
1
,5
4
g
1
,5
54
4
g
1
,5
4
g
1
,5
4
g
1
,5
4
g
1
,5
51 525049 53
4
g
1
,5
4
g
1
,5
4
g
1
,5
4746 48
tđl-6
4
g
1
,5
4
g
1
,5
C60H
tđl-5
3332 3431
4
g
1
,5
4
g
1
,5
tđl-4
6968676665
22
4
g
1
,5
27
4
g
1
,5
4
g
2
,5
4
g
1
,5
4
g
1
,5
28 29 1124 7
4
g
1
,5
4
g
1
,5
4
g
1
,5
21 23
tđl-3
20987
4
g
1
,5
4
g
1
,5
4
g
1
,5
4
g
1
,5
4
g
1
,5
6
4
g
1
,5
4
g
1
,5
4
g
1
,5
tđl-2
1810 16 17
C60H
4
g
1
,5
4
g
1
,5
4
g
1
,5
4
G
6
4G6
c801N
C60H
4
g
1
,5
4
g
2
,5
4
g
2
,5
4
g
2
,5
141332
sơ đồ nguyên l? mạng điện phân xuởng sửa chữa cơ kh?
5 1241
4
g
2
,5
tđl-1
tpp
tủ chi? u 
 sáng
 47 
Ch-ơng 4. Tính toán bù công suất phản 
 Kháng cho toàn nhà máy 
4.1. Khái quát chung 
 Vấn đề sử dụng hợp lý và tiết kiệm điện năng trong các xí nghiệp công 
nghiệp có ý nghĩa rất lớn đối với nền kinh tế vì các xí nghiệp này tiêu thụ khoảng 
55% tổng số điện năng đ-ợc sản xuất ra. Hệ số công suất cos là một trong các 
chỉ tiêu để đánh giá xí nghiệp dùng điện có hợp lý và tiết kiệm hay không. Nâng 
cao hệ số công suất cos là một chủ tr-ơng lâu dài gắn liền với mục đích phát 
huy hiệu quả cao nhất quá trình sản xuất, phân phối và sử dụng điện năng. 
 Phần lớn các thiết bị tiêu dùng điện đều tiêu thụ công suất tác dụng P và 
công suất phản kháng Q. Qúa trình trao đổi công suất phản kháng giữa máy phát 
và hộ tiêu dùng điện là một quá trình dao động. Mỗi chu kỳ của dòng điện. Việc 
tạo ra công suất phản kháng đòi hỏi tiêu tốn năng l-ợng của động cơ sơ cấp quay 
máy phát điện. Mặt khác công suất phản kháng cung cấp cho hộ tiêu dùng điện 
không nhất thiết phải lấy từ nguồn. Vì vậy để tránh truyền tải một l-ợng Q khá 
lớn trên đ-ờng dây, ng-ời ta đặt gần các hộ tiêu dùng điện các máy sinh ra Q ( tụ 
điện, máy bù đồng bộ,...) để cung cấp trực tiếp cho phụ tải, làm nh- vậy đ-ợc gọi 
là bù công suất phản kháng. Khi bù công suất phản kháng thì góc lệch pha giữa 
dòng điện và điện áp trong mạch sẽ nhỏ đi, do đó hệ số công suất cos của mạng 
đ-ợc nâng cao, giữa P, Q và góc có quan hệ sau: 
 =acrtg
Q
P
 Khi l-ợng P không đổi, nhờ có bù công suất phản kháng, l-ợng Q truyền tải 
trên đ-ờng dây giảm xuống, do đó góc giảm, kết quả là cos tăng lên. 
 Hệ số công suất cos đ-ợc nâng cao lên sẽ đ-a đến những hiệu quả sau: 
 Giảm đ-ợc tổn thất công suất và tổn thất điện năng trong mạng điện. 
 Giảm đ-ợc tổn thất điện áp trong mạng điện. 
 Tăng khả năng truyền tải của đ-ờng dây và máy biến áp. 
 Tăng khả năng phát của các máy phát điện. 
 Các biện pháp nâng cao hệ số công suất cos 
 * Nâng cao hệ số công suất cos tự nhiên: là tìm các biện pháp để các hộ 
tiêu thụ điện giảm bớt đ-ợc l-ợng công suất phản kháng tiêu thụ nh-: hợp lý hoá 
các quá trình sản xuất, giảm thời gian chạy không tải của các động cơ, thay thế 
các động cơ th-ờng xuyên làm việc non tải bằng các động cơ có công suất hợp lý 
hơn,... Nâng cao hệ số công suất cos tự nhiên rất có lợi vì đ-a lại hiệu quả kinh 
tế lâu dài mà không phải đặt thêm thiết bị bù. 
 48 
 * Nâng cao hệ số công suất cos bằng biện pháp bù công suất phản kháng. 
Thực chất là đặt các thiết bị bù ở gần các hộ tiêu dùng điện để cung cấp công 
suất phản kháng theo yêu cầu của chúng, nhờ vậy sẽ giảm đ-ợc l-ợng CSPK 
phải truyền tải trên đ-ờng dây theo yêu cầu của chúng. 
4.2. Chọn thiết bị bù 
 Để bù công suất phản kháng cho các hệ thống cung cấp điện có thể sử 
dụng tụ điện tĩnh, máy bù đồng bộ, động cơ đồng bộ làm việc ở chế độ quá kích 
thích,... ở đây ta lựa chọn các bộ tụ tĩnh điện để làm thiết bị bù cho nhà máy. Sử 
dụng các bộ tụ điện có -u điểm là tiêu hao ít công suất tác dụng, không có phần 
quay nh- máy bù đồng bộ nên lắp rắp, vận hành và bảo quản dễ dàng. Tụ điện 
đ-ợc chế tạo thành từng đơn vị nhỏ, vì thế có thể tuỳ theo sự phát triển của các 
phụ tải trong quá trình sản xuất mà chúng ta ghép dần tụ điện vào mạng khiến 
hiệu suất sử dụng cao và không bỏ vốn đầu t- ngay một lúc. Tuy nhiên, tụ điện 
cũng có một số nh-ợc điểm nhất định. Trong thực tế với các nhà máy, xí nghiệp 
có công suất không thật lớn th-ờng dùng tụ điện tĩnh để bù công suất phản 
kháng nhằm mục đích nâng cao hệ số công suất. 
 Vị trí đặt các thiết bị bù ảnh h-ởng rất nhiều đến hiệu quả bù. Các bộ tụ 
điện bù có thể đặt ở TPPTT, thanh cái cao áp, hạ áp của TBAPP, tại các tủ phân 
phối, tủ động lực hoặc tại đầu cực các phụ tải lớn. Để xác định chính xác vị trí và 
dung l-ợng đặt các thiết bị bù cần phải tính toán so sánh kinh tế kỹ thuật cho 
từng ph-ơng án đặt bù cho một hệ thống cung cấp điện cụ thể. Song theo kinh 
nghiệm thực tế, trong tr-ờng hợp công suất và dung l-ợng bù công suất phản 
kháng của các nhà máy, thiết bị không thật lớn có thể phân bố dung l-ợng bù 
cần thiết đặt tại thanh cái hạ áp của các TBAPX để giảm nhẹ vốn đầu t- và thuận 
lợi cho công tác quản lý, vận hành . 
4.3.Xác định và phân bố dung l-ợng bù 
4.3.1.Xác định dung l-ợng bù 
 Dung l-ợng bù cần thiết cho nhà máy đ-ợc xác định theo công thức sau : 
 Qbù =Pttnm . (tg 1-tg 2). 
 Trong đó: Pttnm-phụ tải tác dụng tính toán cảu nhà máy(kW) 
 1 -góc ứng với số công suất trung bình tr-ớc khi bù ,cos 1=0,65 
 2 -góc ứng với hệ số công suất bắt buộc sau khi bù ,cos 2 =0,95 
 49 
 -hệ số xét tới khả năng nâng cao cos bằng những biện pháp 
không đòi hỏi đặt thiết bị bù, =0,9 1 
 Với nhà máy đang thiết kế ta tìm đ-ợc dung l-ợng bù cần thiết: 
 Qbù =Pttnm(tg 1-tg 2). 
 =5282,7.(1,17-0,33).0,95 =4215,6 (kVAR) 
 4.3.2. Phân bố dung l-ợng bù cho các trạm biến áp phân x-ởng: 
 Từ trạm phân phối trung tâm về các nhà máy biến áp phân x-ởng là mạng 
hình tia gồm 5 nhánh có sơ đồ nguyên lý và sơ đồ thay thế tính toán nh- sau : 
 RC1 RC2 R3 RC4 RC5 
 RB1 RB2 RB3 RB4 RB5 
 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 
 QB1 QB2 QB3 QB4 QB5 
 Hình 4.1 : Sơ đồ thay thế mạng cao áp để phân bố dung l-ợng bù 
Công thức tính dung l-ợng bù tối -u cho các nhánh của mạng hình tia : 
 Qbi = Qi -
i
bu
R
)QQ(
.Rtd 
 Trong đó : 
 Qbi -công suất phản kháng cần bù đặt tại phụ tải thứ i [kVAR], 
 Qi -công suất tính toán phản kháng ứng với phụ tỉa thứ i [kVAR], 
 Q=
5
1
iQ -phụ tải tính toán phản kháng tổng của nhà máy , 
 50 
Kết quả phân bố 
Bảng 4.1: Kết quả phân bố dung l-ợng bù trong nhà máy 
STT Tuyến 
cáp 
R 
( ) 
QTT 
(kVAR) 
QBù 
(kVAR) 
Loại tụ QTụ 
(kVAR) 
Số l-ợng 
1 TPPTT-B1 0,052 1498,95 1192,2 KC2-0,38-50-3Y3 50 24 
2 TPPTT-B2 0,049 1596,00 1270,5 KC2-0,38-50-3Y3 50 26 
3 TPPTT-B3 0,028 1347,15 777,6 KC2-0,38-50-3Y3 50 16 
4 TPPTT-B4 0,035 1340,70 885,1 KC2-0,38-50-3Y3 50 18 
5 TPPTT-B5 0,070 1472,00 1244,2 KC2-0,38-50-3Y3 50 26 
Tủ aptomát 
tổng
Tủ phân 
phối cho 
các PX
Tủ bù cosu
Tủ aptomát 
phân đoạn Tủ bù cosu
Tủ phân 
phối cho 
các PX
Tủ aptomát 
tổng
Hình 4.2: Sơ đồ lắp ráp tụ bù cos cho trạm 2 máy biến áp 
 51 
 Tài liệu tham khảo 
1. Ngô Hồng Quang – Vũ Văn Tẩm (2001) , Thiết kế cấp điện, 
 NXB KH - KT Hà Nội. 
2. Nguyễn Công Hiền – Nguyễn Mạnh Hoạch (2001) , Hệ thống 
 Cung cấp Xí nghiệp công nghiệp , đô thị và nhà cao tầng, 
 NXB KH - KT Hà Nội. 
3. Nguyễn Xuân Phú – Nguyễn Công Hiền – Nguyễn bội Khuê (1998) , 
 Cung cấp điện , NXB KH - KT Hà Nội. 
4. Ngô Hồng Quang (2002) , Sổ tay lựa chọn và tra cứu thiết bị điện 
 Là 0,4 đến 500 kV , NXB KH - KT Hà Nội.