Đồ án tốt nghiệp
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
0
C,
nhà máy có quy mô sản xuất vừa phải, khi mất điện không gây thiệt hại
đến tính mạng của con người mà chỉ gây thiệt hại về kinh tế, nên thuộc hộ
tiêu thụ điện loại 2. Mặt bằng nhà máy cho ở H.1 .1.
Nhà máy có các phân xưởng được bố trí khá đồng đều và kế sát
nhau. Ngoài ra nhà máy còn có khu túc xá và văn phòng làm việc nằm
cạnh phân xưởng sản xuất, nhà máy được thiết kế dây chuyền sản xuất,
nhà máy được thiết kế dây chuyền sản xuất với công nghệ của Italia, làm
việc liên tục ba ca trong một ngày và thời gian làm việc nhiều nhất trong
năm là T
Max
= 7000h. Sản phẩm gạch được sản xuất trong một ngày (24h)
với sản lượng từ 7 ÷8 ngàn mét vuông gạch, gồm hai loại : lát nền và ốp
tường. Do sản xuất trên dây chuyền máy móc, thiết bò tự động nên số lượng
công nhân của nhà máy (kể cả nhân viên hành chánh văn phòng) gồm
khoảng 350 người.
Nhà máy lấy điện từ trạm biến áp khu vực, cách nhà máy khoảng
1,5km với công suất hệ thống bằng vô cùng (S
HT
= ∞) và điện áp thanh cái
hạ áp trạm khu vực là U = 15KV.

Quy trình công nghệ sản xuất gạch men gồm các công đoạn như
sau, được mô tả tổng quát trên sơ đồ khối hình 1.2.
Hình 1.2. Sơ đồ khối các công đoạn sản xuất gạch men
Trang 1
Nguyên liệu Nghiền Sấy phun
Thành phẩm Nung Tráng men Đònh hình
1 2
345
Đồ án tốt nghiệp
+ Công đoạn 1 : Nghiền nguyên liệu
Nguyên liệu làm gạch men gồm đất, cát, đá, hóa chất Tất cả được
đưa vào khâu nghiền nguyên liệu. Sau khi nghiền xong hỗn hợp này được
đưa xuống hầm chứa 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 sức lao động rất nhiều ở các bộ phận,
nhưng sự ngừng cung cấp điện không gây ra nguy hại đến tính mạng con
người và ít khi bò hư hỏng thiết bò, nhà máy sử dụng hầu hết các động cơ
điện ba pha roto lồng sóc, điện áp đònh mức là 380V, tần số 50Hz. Động cơ
có công suất lớn nhất trong xí nghiệp là 150KW, không có động cơ nào sử
Trang 2
Đồ án tốt nghiệp
dụng điện cao áp. Theo sự phân tích ở trên xếp nhà máy sản xuất gạch
men vào hộ tiêu thụ điện loại II.
III. ĐỒ THỊ PHỤ TẢI ĐIỆN
Phụ tải điện là một đại lượng đặc trưng cho công suất tiêu thụ của
các thiết bò riêng lẻ hoặc các hộ tiêu thụ điện năng.
+ Thiết bò riêng lẻ như động cơ điện, lò điện, đèn điện
+ Hộ tiêu thụ điện là tập hợp các thiết bò điện của phân xưởng hay
xí nghiệp.
Khi thiết và vận hành hệ thống cung cấp điện cho xí nghiệp cần
chú ý ba đại lượng phụ tải cơ bản là : công suất tác dụng, công suất phản
kháng và dòng điện. Sự thay đổi phụ tải theo thời gian có thể quan sát
được nhờ các dụng cụ đo và dụng cụ tự ghi. Có thể phân loại đồ thò phụ tải
điện như sau :
* Phân loại theo đại lượng đo :
- Đồ thò phụ tải tác dụng P (T)
- Đồ thò phụ tải phản kháng Q(T)
- Đồ thò phụ tải theo dòng điện I (T)
* Phân loại theo thời gian khảo sát
- Đồ thò phụ tải hàng ngày
- Đồ thò phụ tải hàng tháng

- Đồ thò phụ tải hàng năm
Ở đây chúng ta xét đồ thò phụ tải tác dụng hàng ngày theo số liệu
thực tế vận hành ở nhà máy.
1. Đồ thò phụ tải điện hàng ngày : p
Là đồ thò phụ tải điện trong một ngày đêm 24 giờ.
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.
Trang 3
Đồ án tốt nghiệp
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)
Trang 4
Đồ án tốt nghiệp
BẢNG SỐ LƯNG MÁY Ở PHÂN XƯỞNG SẢN XUẤT GẠCH MEN
SHIJAR
BẢNG 1.4.1.a

S

T
T
Tên thiết bò Số
lượn
g
Công
suất
P(KW
)
η
U
đm
(V)
I
đm
(A)
cos
ϕ
Ghi
chú
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

11
12
13
Máy nghiền
Băng tải
Máy dập
Quạt gió
Động cơ kéo dây
chuyền
Động cơ kéo rulô
Máy hút bụi
Máy khuấy bùn
Máy nén khí
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
0,85
0,9
0,85
0,8
0,87
0,87
0,85
0,9
0,8
0,87
0,85
0,87
0,86
220/380
V
//
//

//
//
//
//
//
//
//
//
//
//
//
255
11
79
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
xưởn
g sản
xuất
có
công
suất
150K
W
T
C
96 1079
Trang 5
Đồ án tốt nghiệp
SỐ LƯNG MÁY Ở PHÂN XƯỞNG PHÂN CHIA THEO NHÓM
BẢNG 1.4.1.b
Tên
nhó
m

máy
Tên máy Công
suất
đònh
mức
(KW)
Dòng
điện
đònh
mức (A)
Ký hiệu
trên
mặt
bằng
Ghi chú
(1) (2) (3) (4) (5) (6)
1
Máy nghiền 1A
Máy nghiền 1B
Máy nghiền 1C
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
1
1
1
1
2
2
2
2
3
3

3
2
Quạt gió 4A
Bơm áp lực 5A
Bơm áp lực 5B
Máy khuấy bùn 3D
Máy khuấy bùn 3E
Băng tải 2E
Băng tải 2F
Băng tải 2G
10
15
15
5,5
5,5
5,5
5,5
5,5
20
28
11
11
11
11
11
11
4
5
5
3

3
2
2
2
Trang 6
Đồ án tốt nghiệp
Băng tải 2H 5,5 11 2
(1) (2) (3) (4) (5) (6)
3
Máy dập 6A
Máy dập 6B
Máy dập 6C
Máy hút bụi 7A
45
45
45
75
79
79
79
125
6
6
6
7
4 Bơm nước 8A
Bơm nước 8B
Bơm nước 8C
Bơm nước 8D
Bơm nước 8E

Bơm nước 8F
Máy nén khí 9A
Máy nén khí 9B
Máy nén khí 9C
Máy nén khí 9D
Máy nén khí 9E
Máy nén khí 9F
3
3
3
3
3
3
4
4
4
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
Động cơ kéo xe chứa 10D
Động cơ kéo xe chứa 10E
Động cơ kéo xe chứa 10F
Động cơ kéo xe chứa 10H
Máy đóng gói 11 A
Máy đóng gói 11 B
7,5
7,5
7,5
7,5
7,5
7,5
7,5
1,5

1,5
15
15
15
15
15
15
15
3,4
3,4
10
10
10
10
10
10
10
11
11
6 30 động cơ kéo dây 30 x 0,75 30 x 1,8 12
Trang 7
Đồ án tốt nghiệp
chuyền
20 động cơ kéo rulô
20 x 1,5 20 x 3,4 13
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 toán cho thích hợp.
Sau đây trình bày chi tiết các phương pháp tính toán :
1. Xác đònh phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng trên
đơn vò sản phẩm.
- Nếu hộ tiêu thụ sản xuất một năm được M sản phẩm, mỗi sản
phẩm để thành phẩm cần W
0
điện năng
Nhu cầu dùng điện của hộ tiêu thụ là :
Tổng điện năng A = W
0
.M. Đơn vò KWh.
Trang 8
Đồ án tốt nghiệp
Trong đó : W
0
: Suất tiêu hao điện năng cho một đơn vò sản phẩm.
Đơn vò : KWh/1 đơn vò sản phẩm.

M : Số lượng sản phẩm.
Suy ra phụ tải tính toán :
P
tt
= = (KW)
Với T
lvmax
: Thời gian sử dụng công suất lớn nhất trong năm, tính
bằng giờ.
2. Xác đònh phụ tải tính toán theo suất phụ tải trên một đơn vò
diện tích sản xuất.
Nếu phụ tải tính toán xác đònh cho hộ tiêu thụ có diện tích F, suất
phụ tải trên một đơn vò là P
0
. 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
đ
=
Trong đó : P
đi
: Công suất đặt thứ i, (KW)
P
đm
: Công suất đònh mức, (KW)
η : Hiệu suất
Trang 9
A
T
lvmax
W
0

.M
T
lvmax
P
đm
η
n
i =1
Đồ án tốt nghiệp
K
nc
: Hệ số nhu cầu của nhóm thiết bò tiêu thụ đặc trưng, tra ở
các cẩm nang tra cứu.
4. Xác đònh phụ tải tính toán theo hệ số cực đại (K
max
) và công suất
trung bình P
tb
(phương pháp số thiết bò hiệu qủa).
Phương pháp này cho kết quả tương đối chính xác, ta chọn phương
pháp thiết bò hiệu quả để tính phụ tải tính toán cho phân xưởng, phương
pháp này áp dụng cho bất kỳ nhóm thiết bò nào kể cả nhóm thiết bò làm
việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại và có lợi là xét đến tổng phụ tải cực đại của
từng nhóm thiết bò (gồm các thiết bò làm việc và công suất khác nhau).
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
hq
: Số thiết bò hiệu quả được tính bằng biểu thức : n
hq
=
n
hq*
.n
với n
hq*
= f(n*,p*), tra bảng.
n : Tổng số thiết bò.
+ K
sd
: Hệ số sử dụng, lấy từ đồ thò phụ tải, được tính bởi
biểu thức :

K
sd
=
P
1
: công suất của thiết bò trong khoảng thời gian t
1
,
KW
Hệ số sử dụng nói lên mức độ sử dụng, mức độ khai thác công suất
của thiết bò trong khoảng thời gian xem xét.
III. TRẠM BIẾN ÁP VÀ PHƯƠNG PHÁP CHỌN MBA
1. Khái quát về phương án cung cấp điện.
* Việc chọn phương án cung cấp điện bao gồm :
- Chọn cấp điện áp.
Trang 10
n
i =1
∑
P
1
t
1
+ P
2
t
2
+ + P
n
t

n
P
đm
(t
1
+ t
2
+ + t
n
)
Đồ án tốt nghiệp
- Nguồn điện.
- Sơ đồ nối dây.
- Phương thức vận hành.
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.
* Đối với các thiết bò trong xí nghiệp có công suất lớn, nhỏ, trung
bình khác nhau, nên ta chọn phương pháp cung cấp điện có sơ đồ dạng hỗn
hợp (gồm sơ đồ hình tia và sơ đồ phân nhánh), sao cho phù hợp với đặc
điểm công nghệ của xí nghiệp.
- Sơ đồ hình tia : Đơn giản độ tin cậy cao dễ dàng trong vận hành,
bảo quản và sửa chữa.

- Sơ đồ phân nhánh : Độ tin cậy kém hơn sơ đồ hình tia, tiền đầu tư
sẽ cao hơn và tổn thất điện áp sẽ cao hơn.
Với các thiết bò có công suất nhỏ thì ta dùng sơ đồ phân nhánh, còn
đối với các thiết bò có công suất lớn và trung bình thì dùng sơ đồ hình tia.
* Phương án sơ đồ nối dây :
Sơ đồ nối dây hay phương án nối dây là cấu trúc chắp nối giữa nguồn
điện và tải tiêu thụ. Phương án phải rõ ràng và linh động nhu cầu dùng
điện là hộ loại 2, do quy trình công nghệ sản xuất cho nên nhà máy có sử
dụng nguồn dự phòng là máy phát Diezen, chuyển đổi nguồn dự phòng
Trang 11
Đồ án tốt nghiệp
bằng tay. Xác đònh phương án nối dây cho một phân xưởng là một yếu tố
cần thiết.
Chọn phương án đi dây trên mạng từ các tủ phân phối chính đến tủ
động lực và các thiết bò, một số trường hợp phải đặt dây dẫn trong ống
cách điện đi ngầm dưới nền đến các thiết bò điện.
2. Lựa chọn máy biến áp.
Việc lựa chọn số lượng và công suất các máy biến áp trên cơ sở kỹ
thuật và kinh tế cho các trạm giảm áp chính và các trạm biến áp phân
xưởng có ý nghóa quan trọng để xây dựng các sơ đồ cung cấp điện xí nghiệp
hợp lý.
Số lượng máy biến áp của các trạm giảm áp chính và trạm biến áp
phân xưởng không nên quá hai máy biến áp. Về kinh tế, những trạm hai
máy biến áp thường hợp lý hơn trạm một máy và trạm có nhiều máy biến
áp.
- 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 :
C
vh
= C
∆
A
+ C
cn
+ C
bq
+ C
kh
+ C
mđ
+ C
phụ
, (đồng).
Trong đó :
C
∆
A
= ∆A.β : tổn thất điện năng
Với ∆A : Tổn thất điện năng hàng năm, KWh
β : Giá 1 KWh, đồng/KWh
C
cn
: chi phí về lương của cán bộ công nhân vận hành hệ thống cung
cấp điện.
C

bq
: chi phí về tu sửa bảo quản.
Trang 12
Đồ án tốt nghiệp
C
kh
: chi phí về khấu hao.
C
mđ
: Chi phí tổn thất kinh tế do mất điện chi phí này được kể đến
khi so sánh giữa các phương án có độ tin cậy cung cấp điện.
C
phụ
: chi phí phú khác như làm mát, sưởi ấm
Từ công thức trên ta thấy : Trong thành phần của chi phí vận hành
hàng năm thì chi phí về tổn thất điện năng chiếm một vò trí rất quan
trọng trong chi phí chung. Chi phí điện năng sinh ra ở trong máy biến áp
cũng như ở trên đường dây trong thời gian vận hành máy biến áp.
Tổn thất điện năng trên đường dây :
∆A = ∆P.t hay ∆A = ∑∆Pi.ti với ti = 8760h
∆A = ∆P
max
. T KWh
Trong đó :
∆ P = . R, KW với R = r
0
.l, Ω
l : chiều dài, km
r
0

: điện trở trên một đơn vò chiều dàiΩ/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
Trong đó : T : Thời gian chòu tổn thất công suất lớn nhất (Tra bảng
phụ thuộc vào T
max
vào cosϕ)
t : Thời gian vận hành thực tế của máy biến áp, giờ (h)
Tổn thất công suất máy biến áp sẽ là :
Vậy ∆P

BA
= ∆P
0
. + ∆P
N
( )
2
Trong đó :
∆P
0
: Tổn thất công suất tác dụng không tải, KW
Trang 13
P
2
+Q
2
U
2
S
pt
S
đm
S
pt
S
đm
S
pt
S
đm

S
pt
S
đm
Đồ án tốt nghiệp
∆P
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
3
đồng/năm.
V. NGẮN MẠCH TRONG HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN
1. Khái niệm chung :
Ngắn mạch là hiện tượng các pha chập nhau và chạm đất, hay nói
cách khác đó là hiện tượng mạch điện bò nối tắt qua một tổng trở suất nhỏ
có thể xem như bằng không. Khi ngắn mạch tổng trở của hệ thống bò giảm
xuống và tùy theo vò trí điểm ngắn mạch xa hay gần nguồn cung cấp mà
tổng trở hệ thống giảm nhiều hay ít. Khi ngắn mạch dòng điện và điện áp
trong thời gian quá độ đều thay đổi, dòng điện tăng lên rất nhiều so với lúc
làm việc bình thường. Còn điện áp trong mạng điện cũng giảm xuống mức
độ giảm nhiều hay ít là tùy thuộc vào vò trí điểm ngắn mạch so với nguồn
cung cấp.
Để lựa chọn được tốt các phần của hệ thống cung cấp điện, chúng ta
phải dự đoán được các tình trạng ngắn mạch có thể xảy ra và tính toán
được các số liệu về 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 :
Trang 14
V
A

- V
B
C
B
- C
A
Đồ án tốt nghiệp
- 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.
Trang 15
Đồ án tốt nghiệp
CHƯƠNG III : TÍNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN CỦA PHÂN XƯỞNG

SẢN XUẤT GẠCH
I. ĐẶC ĐIỂM PHÂN XƯỞNG :
- Giới thiệu phân xưởng :
Phân xưởng sản xuất gạch men là nơi có những hoạt động vừa chính
xác, vừa có những chấn động nặng, số lượng công nhân không đông lắm,
nhà máy làm việc ba ca. Năng suất sản phẩm của phân xưởng đạt 7 ÷8
ngàn mét khối trong ngày.
- Diện tích :
+ Hình dạng : mặt bằng hình chữ nhật.
+ Chiều rộng : 45 mét.
+ Chiều dài : 80 mét.
+ Diện tích : 80 x 45 = 3600m
2
.
- Vò trí đặt máy biến áp :
Trạm biến áp của phân xưởng được đặt ngoài trời, phân xưởng chỉ có
các tủ điện phân phối và động lực.
+ Điều kiện nhiệt độ : là phân xưởng không có các thiết bò sinh
nhiệt, nên nhiệt độ là nhiệt độ môi trường trung bình ở khu vực miền
Đông Nam Bộ từ 28 ÷ 38
0
C.
+ Điều kiện khác : Phân xưởng có nhiều động cơ kéo băng tải bột,
rulô, máy dập nên có nhiều bụi đất. Vì vậy các hệ thống điện cần phải
được che chắn, môi trường có nhiều chấn động do các hoạt động nặng như
khu vực máy dập, động cơ rung sàn bột , ta cần chú ý đến các phần tử nối
chặt trong hệ thống đường dây.
- Tường phân xưởng :
+ Tường phân xưởng sản xuất gạch men cao 5 mét, xung quanh có
gắn cửa sổ kiếng có hệ số phản xạ ρ

tường
= 0,30.
+ Trần cao 5 mét có hệ số phản xạ ρ
trần
= 0,5.
Trang 16
Đồ án tốt nghiệp
+ 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.
- 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
+ Phụ tải chiếu sáng gồm các loại đèn chiếu sáng cho phân xưởng
như cao áp, huỳnh quang, nung sáng
Căn cứ vào vò trí lắp đặt, tính chất và chế độ làm việc của các thiết
bò được chia ra làm 6 nhóm máy (ở chương trước). Theo phương pháp tính
toán nêu ở chương II để tính phụ tải tính toán ta áp dụng công thức :
Trang 17
∑
n
i =1
Đồ án tốt nghiệp
P
tt
= K
max
.K
sd
. P
đmi
IV. TÍNH PHỤ TẢI (P
tt
) TỪNG NHÓM
1. Phụ tải tính toán động lực của phân xưởng :
Để tìm hệ số sử dụng (K
sd
) của phân xưởng ta dựa vào đồ thò phụ tải
ngày để tính toán theo công thức :

K
sd
=
K
sd
= 0,8
a. Tính toán cho nhóm máy 1 :
STT Tên máy Số lượng Công suất
P(KW)
cosϕ 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
= 638,5KW.
Công suất lớn nhất của một thiết bò trong 11 thiết bò là P
max
= 150KW.
=> ½ P
max
= = 75KW
=> n
1
= 4
n* = = = 0,36
Tổng công suất thiết bò có công suất lớn hơn ½ P
max
.
P
1
= 4. 150 = 600KW
Trang 18
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
n
1
n
4
11
∑
4
i =1
∑
4
i =1
∑

4
i =1
P
1
P
đmi
600
638,5
Đồ án tốt nghiệp
P* = = = 0,94

Từ n*, P* tra bảng (1) ở phụ lục, tìm n
hq*

Ta có : n
hq*
= 0,4
=> n
hq
= n
hq*
.n = 0,4 . 11 = 4,4.
Từ n
hq
và K
sd
tra bảng (2) ở phụ lục, tìm K
max

Ta được K

max
= 1,14.
P
tt1
= K
max
.K
sd
. P
đmi
= 1,14.0,8.638,5 = 582,3 (KW)
Tính hệ số cosϕ trung bình của nhóm 1 :
Cosϕ
tb
=
Cosϕ
tb
=
Cosϕ
tb
= = 0,85
=> tgϕ
tb
= 0,62
Q
tt1
= P
tt1
.tgϕ
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, ta suy ra được kết qủa ở bảng 3.1.
Trang 19
∑
11
i =1
∑P
đmi
.cosϕ
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
222
tt
2
tttt
1
1
111
Đồ án tốt nghiệp
S
T
T
Tên
nhó
m
máy
∑P
đm
(KW)
K
sd
K
max
cosϕ/tgϕ
t
b
P
tt
(KW)

Q
tt
(KVA
R)
S
tt
(KVA
)
I
tt
(A)
1 1 638,5 0,8 1,14 0,85/0,62 582,3 361,1 685,1
7
1041
2 2 73 0,8 1,09 0,78/0,80 63,66 50,93 81,53 123,8
7
3 3 210 0,8 1,14 0,78/0,80 191,5
2
153,2
2
245,2
7
372,6
5
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 66,44 100,9
5
6 6 52,5 0,8 1,04 0,76/0,87 43,68 38 57,9 87,97
2. Phụ tải chiếu sáng của phân xưởng :
Trong phân xưởng ngoài ánh sáng tự nhiên ta còn sử dụng ánh sáng

nhân tạo. Vì ánh sáng tự nhiên không đáp ứng đầy đủ cho phân xưởng.
Vấn đề chiếu sáng cũng quan trọng vì ánh sáng ảnh hưởng đến
năng suất lao động của công nhân, ánh sáng không đủ khiến công nhân
làm việc căng thẳng gây hại mắt, hại sức khỏe tạo nhiều phế phẩm và
năng suất lao động thấp.
Công suất dùng để chiếu sáng cho phân xưởng được xác đònh theo
phương pháp tính toán chiếu sáng theo suất phụ tải trên một đơn vò diện
tích sản xuất.
Đó là từng đối tượng chiếu sáng cần bao nhiêu công suất trên một
đơn vò diện tích theo một mức độ nào đó là đủ, ta gọi đó là suất phụ tải
chiếu sáng là P
0
. Như vậy công thức cần tính toán cho toàn phân xưởng là :
P
ttcs
= P
o
.F

Trong đó : P
ttcs
: công suất chiếu sáng cho toàn phân xưởng.
Trang 20
Đồ án tốt nghiệp
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
S
ttpx
= 0,8 . 1216,63 = 973,3 (KVA)
Dòng điện tính toán của phân xưởng được xác đònh bởi công thức sau
:

V. TÂM PHỤ TẢI
* Ý nghóa của tâm phụ tải :
Nếu đặt tủ phân phối chính hoặc trạm biến áp nguồn tại tâm phụ tải
thì những tổn hao về kim loại màu, điện áp, điện năng trên dây dẫn là ít
nhất.
Trang 21
(*))Q(+)P+P(.K=S
2
ttnh
2
ttcsttnhdtttpx
∑
∑
(*))QΣ(+)P+PΣ(.K=S
2
ttnh
2
ttcsttnhdtttpx
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
Đồ án tốt nghiệp
Vậy khi thiết kế hay đánh giá một hệ thống cung cấp điện cho phân
xưởng chúng ta phải xác đònh được tâm phụ tải, từ đó xác đònh vò trí đặt
trạm biến áp.
Cách đònh tâm phụ tải : chọn trục tọa độ oxy, xác đònh tọa độ của
từng phụ tải.
Toạ độ tâm phụ tải I, được xác đònh :
Trong đó :
X
i
, P
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).
Trang 22

n
1=i
đmi
n
1=i
iđmi
I
n
1=i
đmi
n
1=i
iđmi
I
P
.YP
=Y
P
.xP
=X
∑
∑
∑
∑
∑
n
i = 1
Đồ án tốt nghiệp
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
Trang 23
Đồ án tốt nghiệp
Với diện tích mặt bằng hiện nay của xí nghiệp khả năng mở rộng
thêm phụ tải trong tương lai là không lớn lắm. Tuy nhiên khả năng mở
rộng phụ tải của xí nghiệp trong tương lai theo dự đoán là 500KVA. Để
đảm bảo việc lựa chọn dung lượng máy biến áp ta có thể lấy giá trò phụ tải
tính toán thực tế của xí nghiệp cộng thêm công suất dự đoán mở rộng.
Ta có :
Công suất biểu kiến tính toán của toàn phân xưởng là : S
ttpx
= 973,3
KVA
Công suất dự đoán mở rộng S
mr
= 500KVA
Vậy để chọn dung lượng MBA ta dựa vào công thức tổng là :
S
MBA
≥ S
ttpx
+ S
mr
= 973,3 + 500 = 1473,3 (KVA)
Xuất phát từ thực tế nhà máy có nguồn phát điện dự phòng riêng.
Do dó để chọn dung lượng máy biến áp ta có thể chọn theo hai phương án :
* Phương án 1 : Dùng một máy biến áp ba pha dung lượng
1600KVA.
* Phương án 2 : Dùng hai máy biến áp mỗi máy có dung lượng
1000KVA.

Xét chi phí đầu tư cũng như tổn thất khi vận hành nhỏ nhất mà
không làm ảnh hưởng đến tính liên tục cung cấp điện cho phân xưởng.
II. SO SÁNH HAI PHƯƠNG ÁN
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
Trang 24
Đồ án tốt nghiệp
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

Trong đó : ∆P
0
’ = ∆P
0
+ K
kt
.∆Q
0
∆P
N
’ = ∆P
N
+ K
kt
.∆Q
N
Với K
kt
: Đương lượng kinh tế của công suất phản kháng có giá trò từ
0,02 ÷0,15 chọn K
kt
lấy giá trò trung bình : K
kt
= 0,05
Do đó :

∆P
0
’ = ∆P
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.
Trang 25
2
đm
pt

'
0tb
đm
N
N
N
đm
0
0
)
S
S
( PP=P
: bộtoànthất Tổn
88(KVAR)=.1600
100
5,5
=.S
100
%U
=Q
Q : mạch ngắn khángnsuất phả côngthất Tổn*
20,8(KVAR)=.1600
100
1,3
=.S
100
%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
'
o1
+=