ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP: THIẾT KẾ HỆ
THỐNG CUNG CÁP ĐIỆN CHO
NHÀ MÁY SẢN XUẤT GẠCH MEN
SHIJAR Đồ án tốt nghiệp
Trang
1
CHƯƠNG I : GIỚI THIỆU VỀ NHÀ MÁY SẢN XUẤT GẠCH MEN
SHIJAR
I. GIỚI THIỆU VỀ NHÀ MÁY :
Nhà máy sản xuất gạch men được xây dựng ở một đòa hình tương đối bằng
phẳng với diện tích 3 ha cách trung tâm thò xã Thủ Dầu Một khoảng 5 – 6 km. Môi
trường xung quanh nhà máy trong sạch ít bụi bặm, không ẩm và không có khí ăn mòn.
Nhiệt độ môi trường xung quanh nhà máy là nhiệt độ trung bình ở khu vực miền Đông
Nam Bộ từ 28 – 38

Tráng men
Đò
nh hình
1
2
3
4
5
Đồ án tốt nghiệp
Trang
2
có qua bộ phận lọc. Hỗn hợp nằm ở hầm chứa để tránh đông đặc nhờ các động cơ có
gắn trục cánh quạt ở dưới hầm quay để trộn đều.
+ Công đoạn 2 : Sấy nguyên liệu
Hỗn hợp từ hầm chứa được đưa qua bộ phận sấy phun ở lò sấy. Ở đây hỗn
hợp từ dạng lỏng sẽ sấy để trở thành dạng bột, sau đó bột được đưa vào bồn chứa.
+ Công đoạn 3 : Đònh hình
Bột từ bồn chứa đưa bằng băng tải có gầu xúc đến bồn máy dập. Tại đây bột
đưa xuống khuôn in và máy dập thành khối tạo hình tấm gạch.
+ Công đoạn 4 : Tráng men.
Gạch từ công đoạn đònh hình đi qua lò sấy rồi đưa qua bộ phận tráng men, in
màu. Xong công đoạn này gạch được đưa vào xe chứa.
+ Công đoàn 5 : Nung gạch
Gạch đã được tráng men từ xe chứa đưa vào bộ phận lò nung làm cho gạch
chín và sau một thời gian (khoảng 45 phút) gạch được đưa ra bộ phận KCS và đóng
thùng thành phẩm.
II. ĐẶC ĐIỂM CỦA PHỤ TẢI XÍ NGHIỆP
Phụ tải của xí nghiệp chủ yếu là các động cơ điện có công suất lớn, nhỏ, trung
bình, đèn chiếu sáng, thời gian sản xuất của xí nghiệp trong một ngày là 3 ca. Nhà
máy mất điện sẽ gây ra hàng loạt phế phẩm ( như ở bộ phận lò nung) và gây lãng phí

Trong thực tế vận hành có thể dùng dụng cụ đo điện tự ghi để vẽ đồ thò phụ
tải, hay do nhân viên vận hành ghi lại giá trò phụ tải sau từng khoảng thời gian nhất
đònh.
Để thuận tiện khi tính toán đồ thò phụ tải được vẽ theo hình bậc thang, chiều
cao của các bậc thang lấy theo giá trò trung bình của phụ tải trong thời gian được xét.
Nghiên cứu đồ thò phụ tải hàng ngày của xí nghiệp có thể biết được tình trạng
làm việc của thiết bò, từ đó có thể sắp xếp quy trình vận hành hợp lý nhất để đảm bảo
đồ thò tương đối bằng phẳng.
Đồ thò phụ tải tác dụng của nhà máy sản xuất gạch men SHIJAR cho ở hình
vẽ 1.3.
IV.THÔNG SỐ PHỤ TẢI CỦA NHÀ MÁY
Bảng số liệu phụ tải của xí nghiệp : (Bảng 1.4.1)
Số lượng máy ở phân xưởng sản xuất gạch men (Bảng 1.4.1.a)
Số lượng máy ở phân xưởng sản xuất được phân chia theo nhóm (Bảng 1.4.1b)
Đồ án tốt nghiệp
Trang
4
BẢNG SỐ LƯNG MÁY Ở PHÂN XƯỞNG SẢN XUẤT GẠCH MEN SHIJAR
BẢNG 1.4.1.a
ST
T
Tên thiết bò
Số
lượng
Công
suất
P(KW
)

U

Động cơ kéo xe chứa
Bơm áp lực
Bơm nước
Máy đóng gói
4
8
3
1
30
20
1
5
6
8
2
6
2
150
5.5
45
10
0.75
1.5
75
5.5
4
7.5
15
3
1.5

20
1,8
3,4
125
11
8
15
28
6,5
3,4
0,86
0,72
0,78
0,8
0,75
0,76
0,87
0,75
0,78
0,83
0,82
0,76
0,8
Máy
lớn
nhất
của
phân
xưởng
sản

Máy nghiền 1D
Băng tải 2A
Băng tải 2B
Băng tải 2C
Băng tải 2D
Máy khuấy bùn 3A
Máy khuấy bùn 3B
Máy khuấy bùn 3C
150
150
150
150
5,5
5,5
5,5
5,5
5,5
5,5
5,5
255
255
255
255
11
11
11
11
11
11
11

20
28
11
11
11
11
11
11
11
4
5
5
3
3
2
2
2
2
Đồ án tốt nghiệp
Trang
6
(1) (2) (3) (4) (5) (6)
3
Máy dập 6A
Máy dập 6B
Máy dập 6C
Máy hút bụi 7A
45
45
45

4
4
4
6,5
6,5
6,5
6,5
6,5
6,5
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
9
9
9
9
9
9
5 Động cơ kéo xe chứa 10A
Động cơ kéo xe chứa 10B
Động cơ kéo xe chứa 10C

10
11
11
6 30 động cơ kéo dây chuyền
20 động cơ kéo rulô
30 x 0,75
20 x 1,5
30 x 1,8
20 x 3,4
12
13
Đồ án tốt nghiệp
Trang
7
CHƯƠNG II : CƠ SỞ LÝ LUẬN THIẾT KẾ HỆ THỐNG ĐIỆN
I. KHÁI QUÁT
Dựa vào số liệu phụ tải của xí nghiệp sản xuất gạch men đã thu thập được,
thiết kế lại hệ thống cung cấp điện cho xí nghiệp. Việc thiết kế lại mạng điện nhằm
mục đích :
+ Nâng cao chất lượng, giảm tổn thất điện năng.
+ Phí tổn về kinh tế hàng năm là nhỏ nhất.
+ An toàn trong vận hành, thuận tiện trong bảo trì và sửa chữa.
+ Đảm bảo cung cấp điện có độ tin cậy cao.
II. PHƯƠNG PHÁP TÍNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN
Hiện nay có nhiều phương pháp để tính phụ tải tính toán dựa trên cơ sở khoa
học để tính toán phụ tải điện và được hoàn thiện về phương diện lý thuyết trên cơ sở
quan sát các phụ tải điện ở xí nghiệp đang vận hành.
Thông thường những phương pháp tính toán đơn giản, thuận tiện lại cho kết
quả không thật chính xác, còn muốn chính xác cao thì phải tính toán lại phức tạp. Do
vậy tùy theo giai đoạn thiết kế thi công và yêu cầu cụ thể mà chọn phương pháp tính

. Thì P
tt
:
P
tt
= P
0
.F
Trong đó : P
0
: Suất phụ tải trên một đơn vò diện tích sản xuất là một
mét vuông, đơn vò (KW/m
2
)
F : Diện tích bố trí nhóm hộ tiêu thụ (m
2
).
Phương pháp này chỉ phù hợp với các phân xưởng có mật độ máy móc phân bố
đều nhưng cũng có những sai số về :
 Quy trình công nghệ.
 Mặt bằng sản xuất.
3. Xác đònh phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu.
P
tt
= K
nc
. . P
đi
, KW
Mà P

lvmax
P
đm

n
i =1
Đồ án tốt nghiệp
Trang
9
P
tt
= K
max
.K
sd
. . P
đmi
, KW
Trong đó + K
max
: Hệ số cực đại của công suất tác dụng được xác đònh theo
đường cong.
K
max
= f(
hq,
K
sd
).
n

Muốn thực hiện được đúng đắn và hợp lý nhất, ta phải thu thập và phân tích
đầy đủ các số liệu ban đầu, trong đó số liệu về nhu cầu điện là quan trọng nhất; Đồng
thời sau đó phải tiến hành so sánh giữa các phương án đã được đề ra về phương diện
kinh tế và kỹ thuật.
* Phương án điện được chọn sẽ xem là hợp lý nếu thỏa mãn các yêu cầu sau :
- Đảm bảo chất lượng điện.
- Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện liên tục phù hợp với yêu cầu phụ tải.
- Vận hành đơn giản, dễ lắp ráp và sửa chữa.
n
i =1

P
1
t
1
+ P
2
t
2
+ + P
n
t
n
P
đm
(t
1
+ t
2
+ + t

- Chọn công suất máy biến áp : trong hệ thống cung cấp điện xí nghiệp, công
suất của máy biến áp điện lực trong điều kiện làm việc bình thường phải đảm bảo
cung cấp điện cho tất cả các thiết bò tiêu thò điện hoặc hộ dùng điện.
IV. TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG VÀ CHI PHÍ VẬN HÀNH
Chi phí vận hành hàng năm trong hệ thống cung cấp điện xí nghiệp bao gồm :
Đồ án tốt nghiệp
Trang
11
C
vh
= C
A
+ C
cn
+ C
bq
+ C
kh
+ C
mđ
+ C
phụ
, (đồng).
Trong đó :
C
A
= A. : tổn thất điện năng
Với A : Tổn thất điện năng hàng năm, KWh
 : Giá 1 KWh, đồng/KWh
C

0
: điện trở trên một đơn vò chiều dài/Km
Tổn thất điện năng trong máy biến áp.
A
MBA
= P
max
.T, Kwh
Vì P = P
o
+ P
N
( )
2
.
Vậy A
MBA
= P
0
.t + P
N
( )
2
. T
P
2
+Q
2
U
2

N
( )
2
= P
cdây
: Tổn thất cuộn dây MBA, KW
P
N
: Tổn thất khi ngắn mạch.
S
đm
: Phụ tải đònh mức của MBA, KVA.
S
pt
: Công suất phụ tải, KVA.
* Thời gian thu hồi vốn đầu tư :
T = (năm)
Trong đó :
V
A
, V
B
: Là vốn đầu tư của phương án A và B, đơn vò 10
3
đồng.
C
A
, C
B
: Chi phí vận hành hàng năm của phương án A, B, đơn vò 10

A
Đồ án tốt nghiệp
Trang
13
tình trạng ngắn mạch như : Dòng điện ngắn mạch và công suất ngắn mạch, các số liệu
này còn là căn cứ quan trọng để thiết kế hệ thống bảo vệ rơle, đònh phương thức vận
hành của hệ thống cung cấp điện Vì vậy tính toán ngắn mạch là phần không thể
thiếu được khi thiết kế hệ thống cung cấp điện.
* Nguyên nhân gây ngắn mạch :
- Tác động cơ học : cây đổ, gãy, giông bão
- Tác động bên trong : cách điện hỏng bởi dùng quá nhiệt.
* Hậu quả :
- Làm phát nóng các bộ phận có dòng ngắn mạch (I
N
) đi qua dây dẫn làm hư
hỏng thiết bò
- Có thể sinh ra một lực điện động => có thể phá hủy độ bền cơ học của khí cụ.
- Làm mất điện gây nên thiệt hại về kinh tế.
- Phá hủy tính đồng bộ của hệ thống.
2. Phương pháp tính dòng điện ngắn mạch :
* Mục đích :
- Tính dòng ngắn mạch để chúng ta chọn thiết bò và khí cụ bảo vệ cho hệ
thống, tự động xác lập chế độ ổn đònh.
* Phương pháp xác đònh dòng ngắn mạch.
- Chọn vò trí điểm ngắn mạch.
- Xác lập sơ đồ làm việc.
- Đơn giản sơ đồ đẳng trò (làm việc ).
- Tính toán dòng ngắn mạch.
Đồ án tốt nghiệp
Trang

= 0,30.
+ Trần cao 5 mét có hệ số phản xạ 
trần
= 0,5.
+ Chiều cao treo đèn là H = 4,5m.
+Mức độ rọi tối thiểu(E
min
) trong phân xưởng sản xuất gạch men là E
min
= 150Lux.
Đồ án tốt nghiệp
Trang
15
- Nhóm máy :
+ Phân xưởng có : 96 máy và động cơ => n = 96 máy.
+ Với số lượng máy ở trên được phân thành 6 nhóm như ở bảng 1.4.1b.
II. MẶT BẰNG PHỤ TẢI VÀ THÔNG SỐ PHỤ TẢI CỦA PHÂN XƯỞNG SẢN
XUẤT GẠCH MEN
- Mặt bằng phụ tải : (Hình 3.1).
- Thông số phụ tải : (Bảng 1.4.1a).
III. PHỤ TẢI TÍNH TOÁN PHÂN XƯỞNG
- Hiện nay có nhiều phương pháp tính toán phụ tải, thông thường những phương
pháp đơn giản việc tính toán thuận tiện lại cho kết quả không chính xác. Còn việc tính
toán chính xác thì đòi hỏi nhiều thời gian, phức tạp hơn.
Do đó tùy theo yêu cầu cụ thể, nên chọn phương pháp tính thích hợp. Ở phạm
vi luận văn này chọn phương pháp số thiết bò hiệu qủa để tính toán phụ tải động lực
của phân xưởng theo từng nhóm thiết bò đã chia trước.
Phụ tải điện của phân xưởng sản xuất gạch men gồm phụ tải động lực và phụ
tải chiếu sáng.
+ Phụ tải động lực chủ yếu là các động cơ, máy nghiền, máy bơm

K
sd
= 0,8
a. Tính toán cho nhóm máy 1 :
STT Tên máy Số lượng Công suất
P(KW)
cos K
sd
1
2
3
Máy nghiền
Băng tải
Máy khuấy bùn
4
4
3
150.4 = 600
5,5.4 = 22
5,5 . 3 = 16,5
0,86
0,72
0,75
0,8
0,8
0,8
Cộng nhóm 1 11 638,5
Tổng số máy n = 11.
Tổng công suất : P
đmi

và K
sd
tra bảng (2) ở phụ lục, tìm K
max
P
1
t
1
+ P
2
t
2
+ + P
n
t
n
P
đm
(t
1
+ t
2
+ + t
n
)

11
i =1
150
2

.K
sd
. P
đmi
= 1,14.0,8.638,5 = 582,3 (KW)
Tính hệ số cos trung bình của nhóm 1 :
Cos
tb
=
Cos
tb
=
Cos
tb
= = 0,85
=> tg
tb
= 0,62
Q
tt1
= P
tt1
.tg
tb
= 582,3.0,62
Q
tt1
= 361,1 (KVAR)
Phụ tải tính toán của các nhóm máy còn lại của phân xưởng sản xuất gạch
men, từ thông số phụ tải có ở bảng 1.4.1b. Tương tự như cách tính trên của nhóm máy

1 1 638,5 0,8 1,14 0,85/0,62 582,3 361,1 685,17 1041
2 2 73 0,8 1,09 0,78/0,80 63,66 50,93 81,53 123,87
3 3 210 0,8 1,14 0,78/0,80 191,52 153,22 245,27 372,65
4 4 42 0,8 1,07 0,77/0,83 35,95 29,84 46,72 70,98
5 5 63 0,8 1,08 0,82/0,70 54,43 38,1 66,44 100,95
6 6 52,5 0,8 1,04 0,76/0,87 43,68 38 57,9 87,97

11
i =1
P
đmi
.cos
i
P
đmi
4.150.0,86 + 4.5,5.0,72 + 3.5,5.0,75
638,5
544,22
638,5
1041(A)=
.0,383
685,17
=
.U3
S
=I
)685,17(KVA=(361,1)+(582,3)=Q+P=S
dm
tt
tt

: công suất chiếu sáng cho toàn phân xưởng.
P
0
: Suất phụ tải chiếu sáng, W/m
2
(P
0
= 12W/m
2
)
F : diện tích phân xưởng, m
2
.
Theo sơ đồ của phân xưởng sản xuất có diện tích F = 3600m
2
Vậy : P
ttcs
= P
0
.F = 12.3600 = 43200 (W) = 43,2 (KW)
3. Công suất tính toán của toàn phân xưởng sản xuất gạch men Shijar.
Được tính theo công thức :
Trong đó :K
đt
: Hệ số xét tới sự làm việc đồng thời giữa các nhóm trong phân
xưởng , K
đt
= 0,8
(*) Giáo trình CCĐ trang 595 TG Nguyễn Xuân Phú
(*))Q(+)P+P(.K=S

đmi
: Hoành độ, công suất đònh mức của nhóm máy thứ i.
Y
i
, P
đmi
: Tung độ, công suất đònh mứ c của nhóm máy thứ i.
đmi : Tổng công suất đònh mức của nhóm máy.
Dựa vào sơ đồ mặt bằng phân xưởng sản xuất gạch (hình 3.1) xác đònh tâm phụ
tải của phân xưởng nhà máy :
X
I
= 60 m
Y
I
= 27m
Vậy tọa độ của tâm phụ tải là : ( 60m; 27 m).
22
ttpx
(671,19)+43,2)+(971,540,8=S
)A(78,1478=I
38,0.3
3,973
=
V.3
S
=I
ttpx
ttpx
ttpx

CHƯƠNG IV : TRẠM BIẾN ÁP
Trạm biến áp là dùng để biến đổi điện năng từ cấp điện áp này sang cấp điện
áp khác (thông thường từ cấp điện áp cao sang cấp điện áp thấp). Nó đóng vai trò rất
quan trọng trong hệ thống cung cấp điện, do đó khi thiết kế cung cấp điện cho xí
nghiệp, nhà máy chúng ta phải chú ý đến vò trí lắp đặt, số lượng dung lượng và thao
tác vận hành.
I. VỊ TRÍ SỐ LƯNG CÔNG SUẤT MÁY BIẾN ÁP
- Vò trí : việc chọn vò trí lắp đặt máy biến áp phải thỏa mãn các yêu cầu sau :
+ Gần tâm phụ tải.
+ An toàn, liên tục cung cấp điện.
+ Thao tác vận hành và sửa chữa dễ dàng.
+ Phòng việc cháy nổ, bụi bặm, khí ăn mòn.
+ Chi phí đầu tư nhỏ.
Dựa vào vò trí của nó có trạm biến áp ngoài trời và trong nhà. Do mặt bằng sản
phẩm không thuận tiện cho việc đặt máy biến áp trong nhà, nên ta chọn đặt máy biến
áp bên ngoài xí nghiệp thuận lợi về mặt vận hành, sửa chữa an toàn.
- Số lượng : Mỗi trạm biến áp chỉ nên đặt một máy biến áp (ba pha), sử dụng
hai máy biến áp trong trường hợp :
+ Một máy có công suất quá lớn.
+ Cần một máy làm nguồn dự phòng.
Chú ý : Hai máy có cùng chủng loại và có sơ đồ nối dây giống như nhau.
- Dung lượng máy biến áp : Máy biến áp có công suất đảm bảo cung cấp điện
cho phụ tải :
S
MBA
 S
ptải
; A
MBA
: bé nhất

1. Phương án 1 :
Thiết kế trạm biến áp có một máy biến áp với dung lượng 1600KVA.
Tra sổ tay thiết bò điện và tự động hóa, có được các số liệu sau :
P
0
= 4,5KW
P
N
= 16,5KW
I
0
% = 1,3
U
n
% = 5,5
Với : P
0
: Tổn thất công suất tác dụng không tải của máy biến áp.
P
N
: Tổn thất công suất tác dụng ngắn mạch.
I
0
% : Dòng điện không tải của máy biến áp.
U
N
% : Điện áp ngắn mạch của máy biến áp.
* Tổn thất công suất phản kháng : Q
0
Đồ án tốt nghiệp

0
+ K
kt
.Q
0
= 4,5 + 0,05. 20,8 = 5,54(KW).
P
N
’ = P
N
+ K
kt
.Q
N
= 16,5 + 0,05.88 = 20,9 (KW).
Suy ra :
* Tổn thất điện năng trong máy biến áp A tổn thất điện năng trong máy biến
áp được tính theo công thức :
Trong đó : P
’
0
: Tổn thất công suất tác dụng không tải kể cả phần đo công
suất phản kháng gây ra. KW.
P’
N
: Tổn thất công suất tác dụng ngắn mạch kể cả phần do công suất phản
kháng gây ra, KW.
t : Thời gian vận hành MB trong một năm, thường lấy bằng : t = 8760 giờ.
T : Thời gian chòu tổn thất công suất lớn nhất tính bằng giờ : T = 5000h (Do làm
việc ba ca).

%
I
=Q

13,27(KW)=P
13,27(KW)=)
1600
973,3
20,9(+5,54=)
S
S
(P+P=P
tb
22
đm
pt
'
N
'
otb
.T)
S
S
(P.tPA
2
đm
pt
'
N
'

’ = P
0
+ K
kt
.Q
0
= 3,3 + 0,05. 30 = 4,8(KW).
P
N
’ = P
N
+ K
kt
.Q
N
= 11,6 + 0,05.55 = 14,35 (KW).
Tổn thất công suất toàn bộ :
* Tổn thất điện năng trong máy biến áp :
Giả sử giá thành lắp đặt trạm biến áp cho : Phương án 1 : 350 triệu đồng
Phương án 2 : 500 triệu đồng
87200KWh=.5000)
1600
973,3
(20,9+5,54.8750=.T)
S
S
(P+.tP=A
22
đm
pt

2
1
+2.4,8=)
S
S
(P
2
1
+P2=P
22
đm
pt
'
N
'
otb

Wh118080,85k=A
.5000)
1000
973,3
(.14,35
2
1
+2.4,8.8760=.T)
S
S
(P
2
1

1 1600 1 5,54 20,9 87200 350
2 1000 2 4,8 14,35 118080 500
3. So sánh hai phương án về phương diện kinh tế và kỹ thuật.
a. Phương diện kỹ thuật.
Cả hai phương án trên đều đảm bảo nhu cầu cung cấp điện cho phân xưởng nhà
máy.
b. Phương diện kinh tế.
Qua kết quả tính ở bảng trên cho thất phương án 1 kinh tế hơn phương án 2 .Cụ
thể như sau :
- Tổn thất điện năng tính theo phương án 2 lớn hơn tổn thất điện năng khi tính
theo phương án 1 là :  A = A
2
- A
1
= 118080 – 87200 = 30880(KWh)
Giả sử giá tiền của một KWh là 800đ thì số tiền tiết kiệm được khi dùng
phương án 1 trong 1 năm là : 30880.800 = 24704000 đồng.
Nếu dùng phương án hai thì ta phải đầu tư thêm tiền mua máy biến áp là
500 – 350 = 150 triệu đồng
* Thời gian thu hồi vốn đầu tư là :
Qua việc so sánh hai phương án trên ta thấy việc chọn phương án 1 là phù hợp
và kinh tế hơn về mặt :
+ Vốn đầu tư mua máy.
+ Tiết kiệm được chi phí vận hành hàng năm.
+ Tổn hao về điện năng.
6,07năm
24704000
150000000
T 