Đang tải... (xem toàn văn)
Mục tiêu: giúp sinh viên nắm được: Ý nghĩa và cách xây dựng đồ thị phụ tải điện; Khái niệm, ý nghĩa, cách xác định các đại lượng và hệ số tính toán; Các phương pháp xác định phụ tải tính toán; Xác định phụ tải tính toán cho nhóm thiết bị, phân xưởng và cho nhà máy.
CHƯƠNG II PHỤ TẢI ĐIỆN II.1 Mục tiêu, nhiệm vụ - Mục tiêu: giúp sinh viên nắm được: Ý nghĩa cách xây dựng đồ thị phụ tải điện; Khái niệm, ý nghĩa, cách xác định đại lượng hệ số tính tốn; Các phương pháp xác định phụ tải tính tốn; Xác định phụ tải tính tốn cho nhóm thiết bị, phân xưởng cho nhà máy - Nhiệm vụ sinh viên: Lên lớp học lý thuyết đầy đủ Tham gia thảo luận làm tập Học thuộc lýthuyết làm đầy đủ tập nhà - Đánh giá: II.2 Quy định hình thức học cho nội dung nhỏ Nội dung 2.1 Khái niệm phụ tải điện 2.2 Đồ thị phụ tải điện 2.3 Các đại lượng hệ số tính tốn thường gặp thiết kế CCĐ Hình thức học Giảng Giảng 2.4 Các phương pháp xác định phụ tải điện 2.5 Xác định phụ tải đỉnh nhọn 2.6 Xác định phụ tải tính tốn phân xưởng xí nghiệp cơng nghiệp II.3 Các nội dung cụ thể §2.1 KHÁI NIỆM VỀ PHỤ TẢI ĐIỆN Giảng, có tập lớp Phụ tải điện hàm biến đổi theo thời gian, có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến nên phụ tải điện khơng biến thiên theo quy luật định Do việc xác định xác phụ tải điện khó khăn đồng thời việc quan trọng Phụ tải điện số liệu dùng làm để chọn thiết bị điện hệ thống cung cấp điện Nếu phụ tải tính tốn nhỏ phụ tải thực tế dẫn đến làm giảm tuổi thọ thiết bị điện, dẫn tới cháy, nổ thiết bị điện Nếu phụ tải tính tốn lớn phụ tải thực tế nhiều thiết bị chọn lớn so với yêu cầu dẫn tới lãng phí Do tính chất quan trọng nên có nhiều cơng trình nghiên cứu đề nhiều phương pháp xác định phụ tải tính tốn, song chưa có phương pháp hồn thiện Nếu thuận tiện cho việc tính tốn lại thiếu xác ngược lại nâng cao độ xác, kể đến nhiều yếu tố ảnh hưởng phương pháp tính lại q phức tạp §2.2 ĐỒ THỊ PHỤ TẢI ĐIỆN Phụ tải điện xí nghiệp hàm biến đổi theo thời gian Đường cong biểu diễn biến thiên công suất tác dụng (P), công suất phản kháng (Q) dòng điện phụ tải theo thời gian đồ thị phụ tải tương ứng với cơng suất tác dụng, cơng suất phản kháng dòng điện Sự thay đổi phụ tải theo thời gian ghi lại dụng cụ đo lường có cấu tự ghi (hình 2-1a) nhân viên vận hành ghi (hình 2-1b) Thơng thường việc tính tốn thuận tiện, đồ thị phụ tải vẽ lại theo hình bậc thang Chiều cao bậc thang lấy theo giá trị trung bình phụ tải khoảng thời gian xét (hình 2-1c), tức lấy theo số công tơ lấy khoảng thời gian xác định giống Khi thiết kế cung cấp điện biết đồ thị phụ tải điện điển hình xí nghiệp có để chọn thiết bị điện, tính điện tiêu thụ Khi vận hành biết đồ thị phụ tải điện xí nghiệp xác định phương thức vận hành thiết bị điện cho hợp lý nhất, kinh tế Các nhà máy điện cần nắm đồ thị phụ tải điện xí nghiệp để có phương thức vận hành máy phát điện cho phù hợp với yêu cầu phụ tải Vì đồ thị phụ tải số liệu quan trọng việc thiết kế vận hành hệ thống cung cấp điện P Đồ thị phụ tải điện phân loại sau: +) Phân theo đại lượng đo: - Đồ thị phụ tải tác dụng P(t) - Đồ thị phụ tải phản kháng Q(t) - Đồ thị điện A(t) +) Phân theo thời gian khảo sát: - Đồ thị phụ tải hàng ngày - Đồ thị phụ tải hàng tháng - Đồ thị phụ tải hàng năm Sau phân tích số đồ thị phụ tải thường dùng 2.2.1 ĐỒ THỊ PHỤ TẢI NGÀY Đây đồ thị phụ tải ngày đêm 24 (hình 2-1) Nghiên cứu đồ thị phụ tải ngày đêm phân xưởng hay xí nghiệp ta biết tình trạng làm việc thiết bị, từ xếp qui trình vận hành hợp lý nhất, để đảm bảo cho đồ thị phụ tải chung tồn phân xưởng xí nghiệp tương đối phẳng Như đạt mục đích vận hành kinh tế, giảm tổn thất mạng điện Đồ thị phụ tải hàng ngày để chọn thiết bị điện, tính điện tiêu thụ 2.2.2 ĐỒ THỊ PHỤ TẢI THÁNG Đồ thị phụ tải hàng tháng xây dựng theo đồ thị phụ tải trung bình hàng tháng (hình 2-2) Nghiên cứu đồ thị phụ tải hàng tháng biết nhịp độ sản xuất xí nghiệp, từ định lịch vận hành, sửa chữa thiết bị điện cách hợp lý, đáp ứng yêu cầu sản xuất Ví dụ: Xét đồ thị (hình 2-2) ta thấy vào khoảng tháng 4, phụ tải xí nghiệp nhỏ nhất, nên tiến hành sửa chữa vừa lớn thiết bị điện vào lúc Còn P tháng cuối năm phụ tải xí nghiệp lớn nên trước tháng phải có kế hoạch sửa chữa nhỏ, bảo dưỡng thay thiết bị hỏng hóc để đáp ứng yêu cầu sản xuất 2.2.3 ĐỒ THỊ PHỤ TẢI NĂM Ta vào đồ thị phụ tải điển hình ngày mùa hè ngày mùa đông để vẽ đồ thị phụ tải hàng năm (hình 2-3).Cách vẽ sau: Giả sử ta quy định mùa hè gồm n1 ngày, mùa đông gồm n2 ngày Với mức phụ tải P1 ta thấy ngày mùa hè điển hình P1 tồn khoảng thời gian t1’+ t1” Trong ngày điển hình mùa đơng P1 tồn khoảng thời gian t2 Vậy năm số thời gian tồn phụ tải P1 là: T1 = (t1’ + t1”) n1 + t2 n2 Khi xây dựng đồ thị phụ tải hàng năm ta tiến hành từ mức phụ tải cao đến mức phụ tải thấp, với thời gian tồn tương ứng mức phụ tải Khi nghiên cứu đồ thị phụ tải hàng năm ta biết điện tiêu thụ hàng năm, thời gian sử dụng công suất lớn Tmax Những số liệu dùng làm để chọn dung lượng máy biến áp, chọn thiết bị điện, đánh giá mức độ sử dụng điện tiêu hao điện P P P1 P1 P2 P3 Pn t1 t1’ P1 ” T1 t2 P2 P2 - - P P3 Pn - P3 Pn - §2.3 CÁC ĐẠI LƯỢNG VÀ HỆ SỐ TÍNH TỐN THƯỜNG GẶP 2.3.1 CƠNG SUẤT ĐỊNH MỨC Cơng suất định mức (Pđm) thiết bị nhà chế tạo ghi sẵn lý lịch nhãn máy Đối với động Pmax ghi nhãn máy cơng suất trục động Đối với cung cấp điện ta quan tâm đến công suất đầu vào động gọi cơng suất đặt (Pđ) (hình 2-4) Pđặt Cơng suất đặt tính theo cơng thức sau: Pđ Pđm đc Trong đó: - Pđ: Cơng suất đặt động Pđm Hình 2-4 Đường dây Cung cấp điện cho động - Pđm: Công suất định mức động - đc: Hiệu suất định mức động Để đơn giản tính tốn người ta cho phép lấy hiệu suất động (khi lấy hiệu suất động sai số khơng lớn, làm việc chế độ định mức hiệu suất động cao khoảng (0,8 0,95)) Vì thơng thường người ta cho phép lấy:Pđ = Pđm Đối với thiết bị làm việc chế độ ngắn hạn lặp lại cầu trục, máy hàn, tính phụ tải điện phải quy đổi công suất định mức chế độ làm việc dài hạn, tức quy đổi chế độ làm việc có hệ số hệ số đóng điện tương đối % = 100% Cơng thức quy đổi sau: P' đm Pđm đm - Đối với động cơ: - Đối với máy biến áp hàn: S đm cos đm đm Pđm Trong đó: - P’đm: Cơng suất định mức quy đổi % = 100% - Pđm, Sđm, cosđm, đm: Các tham số định mức ghi lý lịch máy Công suất định mức nhóm gồm n thiết bị tổng cơng suất định mức thiết bị riêng biệt mà công suất thiết bị quy đổi chế độ % = 100% n Pdm Pdmi i 1 - Pđm: Công suất định mức n thiết bị - Pđmi: Công suất định mức thiết bị thứ I quy đổi % = 100% 2.3.2 PHỤ TẢI TRUNG BÌNH Phụ tải trung bình đặc trưng tĩnh phụ tải khoảng thời gian Tổng phụ tải trung bình thiết bị cho ta khả đánh giá giới hạn phụ tải tính tốn Cơng thức tính phụ tải trung bình: t Ptb t Pdt t ; Q tb Pdt t ; Vì phụ tải ln biến đổi theo quy luật phức tạp không viết dạng hàm giải tích nên cơng thức có giá trị lý thuyết, thực tế người ta tính phụ tải trung bình theo biểu thức: p tb AP ; t q tb AQ t ; - AP, AQ: Điện tiêu thụ tính khoảng thời gian khảo sát kWh, kVArh - Thời gian khảo sát [h] Phụ tải trung bình nhóm gồm n thiết bị n n Ptb p tbi ; Q tb q tbi ; i 1 i 1 2.3.3 PHỤ TẢI CỰC ĐẠI Phụ tải cực đại chia thành hai nhóm: Phụ tải cực đại ổn định – Pmax Phụ tải cực đại ổn định phụ tải trung bình lớn tính khoảng thời gian tương đối ngắn (thường lấy 10, 15 30 phút) (hình 2-5) Trị số dùng để chọn thiết bị theo điều kiện phát nóng Nó cho phép ta đánh giá giới hạn phụ tải tính tốn Thường ta tính phụ tải cực đại ổn định phụ tải trung bình lớn xuất thời gian 10, 15 30 phút ca có phụ tải lớn ngày Đơi người ta dùng phụ tải cực đại ổn định xác định làm phụ tải tính tốn P P3 P15 P5’ 0’ 5’ 15’ 30’ ’ t (phút) Hình 2-5 Cách xác định phụ tải tính tốn Phụ tải đỉnh nhọn – Pdn.trong khoảng thời gian 5’, 10’ 30’ Là phụ tải cực đại xuất khoảng (12)s Phụ tải định nhọn để kiểm tra độ dao động điện áp, điều kiện tự khởi động động cơ, kiểm tra điều kiện làm việc cầu chì, tính dòng điện khởi động rơle bảo vệ Phụ tải đỉnh nhọn thường xuất động khởi động Ta không quan tâm tới trị số phụ tải đỉnh nhọn mà phải quan tâm tới số lần xuất Số lần xuất phụ tải đỉnh nhọn tăng ảnh hưởng xấu đến làm việc bình thường thiết bị dùng điện khác mạng điện 2.3.4 PHỤ TẢI TÍNH TỐN Khi thiết kế cung cấp điện cần phải có số liệu phụ tải tính tốn Phụ tải tính tốn để chọn thiết bị điện, tính tốn tổn thất cơng suất, tổn thất điện áp, tính chọn rơle bảo vệ Phụ tải tính tốn định nghĩa sau: Phụ tải tính tốn phụ tải giả thiết lâu dài không đổi tương đương với phụ tải thực tế (biến thiên) mặt hiệu ứng nhiệt lớn Nói cách khác, phụ tải tính tốn làm nóng vật dẫn lên tới nhiệt độ nhiệt độ phụ tải thực tế gây Theo định nghĩa phụ tải tính tốn phụ tải giả thiết, tương đương với phụ tải thực tế, nên vào để chọn thiết bị điện đảm bảo an tồn cho thiết bị tình trạng làm việc Quan hệ phụ tải tính toán phụ tải khác sau: Pmax Ptt Ptb Hằng số thời gian phát nóng vật liệu dẫn điện lắp đặt khơng khí, ống đất có giá trị khác thường lấy trị số trung bình phụ tải lớn xuất khoảng thời gian 30 phút để làm phụ tải tính tốn người ta gọi phụ tải tính tốn P30 Cũng có số trường hợp người ta lấy Ptt tương ứng với khoảng thời gian 10 phút 15 phút 2.3.5 HỆ SỐ SỬ DỤNG – KSd Hệ số sử dụng tiêu để tính phụ tải tính tốn Hệ số sử dụng thiết bị tỷ số phụ tải trung bình với cơng suất định mức thiết bị Ptb Pdm K sd - Đối với thiết bị: n Đối với nhóm có n thiết bị: K sd P tb.n Pdm.n P i 1 n tbi P i 1 dmi Phụ tải trung bình lấy ứng với ca có phụ tải lớn ca làm việc Nếu có đồ thị phụ tải (hình 2-6) tính hệ số sử dụng sau: K sd P1t1 P2 t Pn t n Pdm ( t1 t t n t nghi) Hệ số sử dụng nói lên mức độ sử dụng mức độ khai thác công suất thiết bị điện chu kỳ làm việc P P1 P2 P3 P4 Pn t (phút) t1 t2 t3 t4 tn tngh Hình 2-6 Đồ thị phụ tải tác dụng Ø 2.3.6 HỆ SỐ PHỤ TẢI Hệ số phụ tải (còn gọi hệ số mang tải) tỷ số phụ tải thực tế với công suất định mức Thường ta phải xét hệ số phụ tải khoảng thời gian đó, nên phụ tải thực tế phụ tải trung bình khoảng thời gian K pt Pthucte Ptb Pdm Pdm Nếu có đồ thị phụ tải tính hệ số phụ tải sau (hình 2-6): K pt P1t1 P2 t Pn t n Pdm ( t1 t t n ) Hệ số phụ tải nói lên mức độ sử dụng, mức độ khai thác thiết bị thời gian xét 2.3.7 SỐ THIẾT BỊ DÙNG ĐIỆN CÓ HIỆU QUẢ NHQ Số thiết bị dùng điện có hiệu số thiết bị giả thiết có cơng suất chế độ làm việc nhau, có cơng suất cơng suất tính tốn nhóm thiết bị thực tế (gồm thiết bị có cơng suất chế độ làm việc khác nhau) Cơng thức để tính nhq sau: n hq n Pdmi i1 n Pdmi 2 i 1 Khi số thiết bị nhóm lớn tức n > việc tính tốn nhq theo cơng thức phức tạp nên thực tế người ta tính nhq theo bảng tra tra theo đường cong cho trước, cách tính sau: nhq* 1,0 p* = const 0,8 0,6 0,4 n* 0,2 0,04 0,08 0,12 0,16 0,2 0,24 0,28 0,32 Hình 2-8 Đường cong biểu diễn quan hệ Xác định: nhq* = f(n* ; p*) n* n1 ; n p* p1 p Trong đó: - n1 số thiết bị có cơng suất lớn 50% cơng suất thiết bị có cơng suất lớn - n tổng số thiết bị nhóm - p1 tổng cơng suất n1 thiết bị - p tổng công suất n thiết bị Bảng 2-2 n* n1 P* n P1 P 0,1 1,15 0,20 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45 0,5 0,55 0,6 0,65 0,7 0,75 0,8 0,85 0,9 0,95 1.0 0,02 0,71 0,51 0,36 0,26 0,19 0,14 0,11 0,09 0,07 0,06 0,05 0,04 0,04 0,03 0,03 0,03 0,02 0,02 0,02 0,03 0,81 0,64 0,48 0,36 0,27 0,21 0,16 0,13 0,11 0,09 0,08 0,07 0,06 0,05 0,04 0,04 0,04 0,03 0,03 0,04 0,86 0,72 0,57 0,44 0,34 0,27 0,22 0,18 0,15 0,12 0,10 0,09 0,08 0,07 0,06 0,05 0,05 0,04 0,04 0,05 0,90 0,79 0,64 0,51 0,41 0,33 0,26 0,22 0,18 0,15 0,13 0,11 0,10 0,08 0,07 0,07 0,06 0,05 0,05 0,06 0,92 0,83 0,70 0,58 0,47 0,38 0,31 0,26 0,21 0,18 0,15 0,13 0,12 0,10 0,09 0,08 0,07 0,06 0,06 0,08 0,94 0,89 0,79 0,68 0,57 0,48 0,40 0,33 0,28 0,24 0,20 0,17 0,15 0,13 0,12 0,11 0,09 0,08 0,08 0,10 0,95 0,92 0,95 0,76 0,66 0,56 0,47 0,40 0,34 0,29 0,25 0,22 0,19 0,17 0,15 0,13 0,12 0,10 0,09 0,95 0,98 0,88 0,80 0,72 0,67 0,56 0,48 0,42 0,37 0,32 0,28 0,25 0,23 0,20 0,17 0,16 0,14 0,95 0,93 0,89 0,83 0,76 0,69 0,64 0,54 0,47 0,42 0,37 0,33 0,29 0,26 0,23 0,21 0,19 0,95 0,93 0,90 0,85 0,78 0,71 0,64 0,57 0,51 0,45 0,41 0,36 0,32 0,29 0,26 0,24 0,95 0,94 0,90 0,86 0,80 0,73 0,66 0,60 0,53 0,48 0,43 0,39 0,35 0,32 0,29 0,95 0,94 0,91 0,86 0,81 0,74 0,68 0,62 0,56 0,50 0,45 0,41 0,37 0,33 0,95 0,93 0,91 0,86 0,81 0,75 0,69 0,63 0,57 0,52 0,47 0,42 0,38 0,95 0,93 0,91 0,87 0,81 0,76 0,70 0,64 0,58 0,52 0,47 0,43 0,95 0,94 0,91 0,87 0,82 0,76 0,70 0,64 0,58 0,53 0,48 0,95 0,94 0,91 0,87 0,82 0,75 0,69 0,63 0,57 0,52 0,95 0,94 0,91 0,87 0,81 0,75 0,69 0,63 0,57 0,95 0,94 0,91 0,86 0,81 0,74 0,68 0,62 0,95 0,94 0,90 0,86 0,80 0,73 0,66 0,95 0,93 0,90 0,85 0,78 0,71 0,95 0,94 0,89 0,85 0,76 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50 0,55 0,60 0,65 0,70 0,75 0,80 0,85 0,95 0,90 0,93 0,88 0,80 0,95 0,92 0,85 1,00 0,95 Sau tính n* p* dùng đường cong (hình 2-8) (bảng 2-2) để tìm nhq* tính nhq = nhq* n Ngồi tính nhq phương pháp gần sau: Khi m p đm max 3 p đm Ksd 0,4 nhq = n - Pđm max: Cơng suất định mức thiết bị có công suất lớn - Pđm mim: Công suất định mức thiết bị có cơng suất nhỏ Khi nhóm thiết bị cho n1 thiết bị dùng điện có tổng cơng suất định mức 5% tổng cơng suất định mức tồn nhóm thì: nhq = n – n1 Khi m > Ksd 0,2 thì: n n hq P i 1 P đmi đm max Nếu tính nhq > n lấy nhq = n 2.3.8 HỆ SỐ CỰC ĐẠI KMAX Hệ số cực đại tỷ số phụ tải tính tốn với phụ tải trung bình khoảng thời gian xét K max Ptt Ptb Công thức tính Kmax phức tạp, thực tế ta tính Kmax theo đường cong Kmax = f(Ksd, nhq) (hình 2-7) (bảng 2-1) Hoặc tra sổ tay hướng dẫn thiết kế Kmax 3,0 Ksd = 0,1 Ksd = 0,2 Ksd = 2,0 1,0 nhq 10 15 20 25 30 35 40 50 Hình 2-7 Đường cong Kmax = f(Ksd, nhq) Bảng 2.1 Giá trị Kmax Ksd nhq 0,1 0,15 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 3,43 3,11 2,64 2,14 1,87 1,65 1,46 1,29 1,14 1,05 3,23 2,87 2,42 2,0 1,76 1,57 1,41 1,26 1,12 1,04 3,04 2,64 2,24 1,88 1,66 1,51 1,37 1,23 1,10 1,04 2,88 2,48 2,10 1,80 1,58 1,45 1,33 1,21 1,09 1,04 2,72 2,31 1,99 1,72 1,52 1,40 1,30 1,20 1,08 1,04 2,56 2,20 1,90 1,65 1,47 1,37 1,28 1,18 1,08 1,03 10 2,42 2,10 1,84 1,60 1,43 1,34 1,26 1,16 1,07 1,03 12 2,24 1,96 1,75 1,62 1,36 1,28 1,23 1,15 1,07 1,03 14 2,10 1,85 1,67 1,45 1,32 1,25 1,20 1,13 1,07 1,03 16 1,99 1,77 1,61 1,41 1,28 1,23 1,18 1,12 1,07 1,03 18 1,91 1,70 1,55 1,37 1,26 1,21 1,16 1,11 1,06 1,03 20 1,84 1,65 1,50 1,34 1,24 1,20 1,15 1,11 1,06 1,03 25 1,71 1,55 1,40 1,28 1,21 1,17 1,14 1,10 1,06 1,03 30 1,62 1,46 1,34 1,24 1,19 1,16 1,13 1,10 1,05 1,03 35 1,56 1,41 1,30 1,21 1,17 1,15 1,12 1,09 1,05 1,02 40 1,50 1,37 1,27 1,19 1,15 1,13 1,12 1,09 1,05 1,02 45 1,45 1,33 1,25 1,17 1,14 1,12 1,11 1,08 1,04 1,02 50 1,40 1,30 1,23 1,16 1,13 1,11 1,10 1,08 1,04 1,02 60 1,32 1,25 1,19 1,14 1,12 1,11 1,09 1,07 1,03 1,02 70 1,27 1,22 1,17 1,12 1,10 1,10 1,09 1,06 1,03 1,02 80 1,25 1,20 1,15 1,11 1,10 1,10 1,08 1,06 1,03 1,02 90 1,23 1,18 1,13 1,10 1,09 1,09 1,08 1,05 1,02 1,02 10 1,21 1,17 1,12 1,10 1,08 1,08 1,07 1,05 1,02 1,02 12 1,19 1,16 1,12 1,09 1,07 1,07 1,07 1,05 1,02 1,02 14 1,17 1,15 1,11 1,08 1,06 1,06 1,06 1,05 1,02 1,02 16 1,16 1,13 1,10 1,08 1,05 1,05 1,05 1,04 1,02 1,02 18 1,16 1,12 1,10 1,08 1,05 1,05 1,05 1,04 1,01 1,01 20 1,15 1,12 1,09 1,07 1,05 1,05 1,05 1,04 1,01 1,01 22 1,14 1,12 1,08 1,07 1,05 1,05 1,05 1,04 1,01 1,01 24 1,14 1,11 1,08 1,07 1,05 1,05 1,05 1,03 1,01 1,01 26 1,13 1,11 1,08 1,06 1,05 1,05 1,05 1,03 1,01 1,01 28 1,13 1,10 1,08 1,06 1,05 1,05 1,05 1,03 1,01 1,01 30 1,12 1,10 1,07 1,06 1,04 1,04 1,03 1,03 1,01 1,01 2.3.9 HỆ SỐ NHU CẦU KNC (HỆ SỐ CẦN DÙNG) Hệ số nhu cầu tỷ số phụ tải tính tốn với cơng suất định mức Hệ số nhu cầu tính theo cơng thức: K nc P P tt đm P P tt P P tb tb K max K sd đm Cũng hệ số cực đại Kmax hệ số nhu cầu Knc thường tính cho cơng suất tác dụng nhóm máy Cũng có tính tốn hệ số nhu cầu cho cơng suất phản kháng số liệu dùng Trong thực tế Knc thường kinh nghiệm vận hành tổng kết lại 2.3.10 HỆ SỐ ĐỒNG THỜI KĐT Hệ số đồng thời tỷ số phụ tải thực tế với tổng phụ tải cực đại ổn định thiết bị K dt P n Pmax i i 1 - Kdt: số liệu để xác định phụ tải tính tốn phân xưởng; xí nghiệp theo kinh nghiệm vận hành Kdt = (0,851) 2.3.11 THỜI GIAN SỬ DỤNG CÔNG SUẤT CỰC ĐẠI TMAX Khi xét đến điện tiêu thụ điện tổn thất ta phải xét tới thời gian làm việc thiết bị điện Vì trình làm việc phụ tải luôn biến đổi, nên để thuận tiện cho việc tính tốn xác định điện tiêu thụ người ta giả thiết phụ tải thiết bị điện không đổi phụ tải lớn Khi thời gian dùng điện khơng thời gian thực tế mà thời gian tương đương với mặt tiêu thụ điện Thời gian tương đương gọi thời gian sử dụng công suất cực đại Tmax h định nghĩa sau: Thời gian sử dụng công suất cực đại Tmax thời gian giả thiết mà phụ tải tiêu thụ với công suất cực đại tiêu thụ lượng điện lượng điện mà phụ tải thực tế (biến thiên) tiêu thụ năm 8000 7000 cos = 0,6 6000 5000 4000 cos = 0,8 cos = Tmax 3000 2000 8,76 x 10 Hình 2-10 Đường cong biểu diễn quan hệ 1000 = f(T ; cos ) Tmax ứng với loại xí nghiệp chế độ làm việc khác có giá trị khác Trị số tra sổ tay Điện tiêu thụ năm là: A 8760 P(t )dt Pmax Tmax Tmax A Pmax 2.3.12 THỜI GIAN CHỊU TỔN THẤT CÔNG SUẤT LỚN NHẤT Tương tự phần xác định Tmax để thuận tiện cho việc xác định tổn thất điện năng, người ta định nghĩa thời gian chịu tổn thất công suất lớn sau: Thời gian chịu tổn thất công suất lớn thời gian giả thiết mà phụ tải vận hành với mức tổn thất công suất lớn tổn thất lượng điện lượng điện tổn thất phụ tải thực tế gây năm Giả thiết ta biết dòng phụ tải thực tế I(t) tổn thất điện A là: 8760 A 3R I(t ) dt 3.I max R. 8760 I(t ) dt I 2max Trị số phụ thuộc vào Tmax costb xí nghiệp, xác định theo đồ thị (hình 2-10), tra theo bảng sổ tay §2.4 CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI ĐIỆN 2.4.1 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN THEO CƠNG SUẤT ĐẶT VÀ HỆ SỐ NHU CẦU Cơng thức tính: n Ptt K nc Pdi i 1 Q tt Ptt tg Stt Ptt2 Q 2tt Ptt cos Một cách gần ta coi Pd = Pdm đó: n Ptt K nc Pdmi i 1 Trong đó: - Pd công suất đặt thiết bị [kW] - Pdm công suất định mức thiết bị [kW] - Ptt, Qtt, Stt công suất tác dụng, cơng suất phản kháng, cơng suất biểu kiến tính tốn thiết bị [kW], [kVAr], [KVA] Nếu hệ số công suất thiết bị nhóm khơng giống cần phải tính tốn hệ số cơng suất trung bình cos tb P1 cos 1 P2 cos 2 Pn cos n P1 P2 Pn Hệ số nhu cầu loại máy khác có giá trị khác tra tài liệu hướng dẫn thiết kế Cách tính tốn phụ tải tính tốn theo phương pháp có ưu điểm đơn giản, tính tốn thuận tiện Vì sử dụng rộng rãi nhiên có nhiều nhược điểm như: Hệ số nhu cầu tra sổ tay trị số định, ta biết: Knc = Ksd Kmax - Ksd Kmax lại phụ thuộc vào trình sản xuất số thiết bị nhóm máy, hai yếu tố thường xuyên thay đổi Vì Knc tra sổ tay không phản ánh đầy đủ yếu tố kể trên, dẫn tới kết khơng xác 2.4.2 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN THEO CƠNG SUẤT PHỤ TẢI TRÊN MỘT ĐƠN VỊ DIỆN TÍCH SẢN XUẤT Cơng thức tính sau: Ptt = P0 F Trong đó: - F diện tích đặt máy sản xuất [m2] - P0 suất phụ tải đơn vị diện tích sản xuất [kW/m2] Trị số P0 tra sổ tay thiết kế, trị số P0 loại phân xưởng kinh nghiệm vận hành thống kê lại mà có Phương pháp cho kết gần thường dùng để tính cho phân xưởng tính tốn sơ bộ, so sánh phương án Khi phân xưởng có mật độ máy phân bố mặt phân xưởng khí sản xuất ô tô thường dùng phương pháp để tính tốn 2.4.3 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN THEO SUẤT TIÊU HAO ĐIỆN NĂNG CHO MỘT ĐƠN VỊ SẢN PHẨM Cơng thức tính sau: Ptt M.W0 Tmax - M số đơn vị sản phẩm sản xuất năm - W0 suất tiêu hao điện cho đơn vị sản phẩm [kWh/đ.vị sản phẩm] - Tmax thời gian sử dụng công suất lớn [h] Phương pháp thường dùng tính tốn cho thiết bị điện có đồ thị phụ tải biến đổi khơng biến đổi Ví dụ quạt gió, bơm nước, máy nén khí Khi phụ tải tính tốn gần phụ tải trung bình kết tương đối xác 2.4.4 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN THEO HỆ SỐ CỰC ĐẠI KMAX VÀ CƠNG SUẤT TRUNG BÌNH PTB Cơng thức tính: Ptt = Kmax.Ptb Thay: Ptb = Ksd Pdm Ptt = Kmax Ksd Pdm Trong đó: - Ptb, Pdm cơng suất trung bình cơng suất định mức - Kmax, Ksd hệ số cực đại hệ số sử dụng Hệ số sử dụng nhóm máy tra sổ tay sách hướng dẫn thiết kế cung cấp điện Phương pháp cho kết tương đối xác, xét tới ảnh hưởng số lượng thiết bị nhóm, số thiết bị có cơng suất lớn nhất, khác chế độ làm việc chúng (khi tính nhq xét tới yếu tố đó) Khi tính phụ tải theo phương pháp ta sử dụng số công thức gần sau tuỳ trường hợp cụ thể: Trường hợp n nhq < Phụ tải tính tốn xác định theo biểu thức: n n Ptt p dm.i ; Q tt q dm.i i 1 i 1 Đối với thiết bị làm việc chế độ ngắn hạn lặp lại thì: Stt Sdm dm S dm 0,875 0,875 Trong đó: - Sdm cơng suất định mức cho lý lịch máy - S’dm công suất quy đổi % = 100% b) Trường hợp n > nhq < Phụ tải tính tốn xác định theo biểu thức: n Ptt k pt.i Pdm.i i 1 Trong đó: Kpt hệ số phụ tải máy, khơng có số liệu xác lấy gần sau: +) kpt = 0,9 thiết bị làm việc chế độ dài hạn +) kpt = 0,7 thiết bị làm việc chế độ ngắn hạn lặp lại c) Đối với thiết bị có đồ thị phụ tải phẳng (máy bơm, máy nén khí ) phụ tải tính tốn lấy phụ tải trung bình Ptt = Ptb = Ksd Pdm d) Trên đường cong bảng cho sổ tay sách hướng dẫn thiết kế Kmax tra với nhq 300, nhq > 300 Ksd < 0,5 hệ số Kmax lấy ứng với nhq = 300 Còn nhq > 300 Ksd 0,5 Ptt = 1,05 Ptb = 1,05 Pdm Ksd e) Nếu mạng có thiết bị điện pha phải phân phối thiết bị pha vào pha mạng cho mức không cân pha nhỏ Nếu điểm cung cấp (tủ phân phối đường dây ) mà phần cơng suất không cân nhỏ 15% tổng công suất thiết bị pha, ta xác định phụ tải tính tốn thiết bị pha coi thiết bị ba pha có cơng suất tương đương g) Nếu phần công suất không cân lớn 15% tổng công suất thiết bị ba pha phụ tải tính tốn xác định sau: - Trường hợp thiết bị pha nối vào điện áp pha mạng thì: Ptt.3f = 3Ptt.1f(MAX) Nghĩa phụ tải tính tốn pha lần phụ tải tính tốn pha có phụ tải lớn - Trường hợp thiết bị pha mắc vào điện áp dây mạng phụ tải tính tốn xác định theo công thức: Ptt.3f = Pdm.1f Trường hợp mạng vừa có thiết bị pha mắc vào điện áp pha, vừa có thiết bị pha mắc vào điện áp dây phải quy đổi thiết bị nối vào điện áp dây thành thiết bị nối vào điện áp pha Các hệ số quy đổi cho bảng sau Hệ số công suất phụ tải Hệ số quy đổi 0,4 0,5 0,6 0,65 0,7 0,8 0,9 1,0 p(ab)a, p(bc)b, p(ac)c 1,17 0,89 0,84 0,80 0,72 0,64 0,5 P(ab)b, P(bc)c, P(ac)a -0,17 0,11 0,16 0,20 0,28 0,36 0,5 q(ab)a, q(bc)b, q(ac)c 0,86 0,58 0,38 0,30 0,22 0,09 -0,05 -0,29 q(ab)b, q(bc)c, q(ac)a 1,44 1,16 0,96 0,88 0,80 0,67 0,53 0,29 Phụ tải tính toán pha tổng phụ tải thiết bị nối vào điện áp pha phụ tải nối vào điện áp dây quy đổi điện áp pha Sau ta tính phụ tải ba pha lần phụ tải pha có phụ tải lớn §2.5 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI ĐỈNH NHỌN Phụ tải đỉnh nhọn phụ tải cực đại xuất khoảng (1-2) s Phụ tải đỉnh nhọn thường tính dạng dòng điện đỉnh nhọn Id.nh Ta tính Id.nh để kiểm tra độ sụt điện áp, chọn thiết bị bảo vệ Ta không quan tâm tới giá trị dòng điện đỉnh nhọn Id.nh mà phải quan tâm đến số lần xuất Trong mạng điện, thường dòng điện đỉnh nhọn xuất động khởi động Trong trường hợp có máy dòng điện đỉnh nhọn dòng điện khởi động Iđ.nh = Imm = kmm Iđm Trong đó: kmm hệ số mở máy động Trường hợp với nhóm máy dòng điện đỉnh nhọn nhóm máy tính theo biểu thức sau: Iđ.nh = Imm max + (Itt – ksd Idm max) = kmm.Iđm max + (Itt – ksd Iđm max) Trong đó: - Imm (max) dòng điện mở máy lớn động nhóm - Itt dòng điện tính tốn nhóm máy - Idm.max dòng điện định mức động có dòng điện mở máy lớn - ksd hệ số sử dụng động có dòng mở máy lớn Hệ số mở máy lấy gần sau: +) Đối với động KĐB rơto lồng sóc: kmm = (5 7) +) Đối với động KĐB rôto dây quấn: kmm = (2,5 3) +) Đối với lò điện máy biến áp hàn: kmm §2.6 XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN CỦA PHÂN XƯỞNG VÀ XÍ NGHIỆP CƠNG NGHIỆP Ngun tắc tính phụ tải tính tốn phân xưởng tồn xí nghiệp phải tính ngược từ phụ tải nguồn phải kể tới tổn thất công suất đường dây máy biến áp Giả thiết có xí nghiệp có sơ đồ cung cấp điện (hình 2-11) Hãy tính phụ tải tính tốn tồn xí nghiệp Trình tự tính tốn sau: 1) Điểm 1: Là điểm cung cấp điện trực tiếp cho thiết bị điện, cần xác định cơng suất thiết bị đó, hệ số cần thiết như: Ksd, Kpt 2) Phụ tải điểm 2: Dùng phương pháp giới thiệu 2-4 để tính phụ tải tính tốn cho nhóm máy – thơng thường ta dùng phương pháp hệ số Kmax Ptb S P2 jQ Ta có: 3) Phụ tải điểm 3: Phụ tải điểm phụ tải điểm cộng với tổn thất điện mạng điện áp thấp n S K dt (S 2i S ddi ) i 1 S dd : Tổn thất công suất mạng điện áp thấp 4) Phụ tải điểm 4: Phụ tải điểm thường phụ tải tính tốn phân xưởng: n n S4 K dt P3i Pcs j Q3i i 1 i 1 Kdt: Hệ số không đồng thời, thường lấy (0,851) -Pcs: Công suất chiếu sáng phân xưởng 5) Phụ tải điểm 5: S S S BA2 S BA2 : Tổn thất công suất máy biến áp 6) Phụ tải điểm 6: n S K dt (S 5i S ddi ) i 1 - S ddi : Tổn thất công suất mạng điện cao áp 8 BA1 BA1 6) Phụ tải điểm 6: n S K dt (S 5i S ddi ) i 1 - S ddi : Tổn thất công suất mạng điện cao áp 7) Phụ tải điểm 7: n n S K dt P6i j Q 6i i 1 i 1 Trong trường hợp trạm biến áp phân xưởng không cung cấp điện để chiếu sáng cho đường đi, bãi trống, hàng rào bảo vệ, khu vực hành khu vực sinh hoạt lân cận cơng thức là: n n S K P P j Q dt 6i cs 6i i1 i 1 Trong đó: - Kdt hệ số đồng thời Kdt = (0,851) - Pcs công suất chiếu sáng 8) Phụ tải điểm 8: S S S BA1 S BA1 : Tổn thất công suất máy biến áp 9) Phụ tải điểm 9: Phụ tải tính tốn xí nghiệp n n S S xn K dt P8i j Q8i i 1 i 1 Khi tính phụ tải tồn xí nghiệp cần ý: a) Q trình sản xuất đại hố phụ tải xí nghiệp tăng phải đặt thêm thiết bị b) Lúc tính tốn cần dự kiến mức phát triển xí nghiệp (510) năm sau: Thơng thường phụ tải tính tốn xí nghiệp S xn tính: S xn K pt S - Kpt: Hệ số phát triển thường lấy (1,05 1,15) c) Tuỳ theo giai đoạn thiết kế, tuỳ theo điểm tính phụ tải mà chọn phương pháp xác định phụ tải tính tốn cho phù hợp d) Sau xác định phụ tải tính tốn cho xí nghiệp ta dùng tiêu ghi sổ tay sách hướng dẫn thiết kế để kiểm tra việc tính tốn có khơng Nếu số liệu tính xấp xỉ số liệu quy định ... 0,0 2 0,7 1 0,5 1 0,3 6 0,2 6 0,1 9 0,1 4 0,1 1 0,0 9 0,0 7 0,0 6 0,0 5 0,0 4 0,0 4 0,0 3 0,0 3 0,0 3 0,0 2 0,0 2 0,0 2 0,0 3 0,8 1 0,6 4 0,4 8 0,3 6 0,2 7 0,2 1 0,1 6 0,1 3 0,1 1 0,0 9 0,0 8 0,0 7 0,0 6 0,0 5 0,0 4 0,0 4 0,0 4 0,0 3... 0,0 3 0,0 4 0,8 6 0,7 2 0,5 7 0,4 4 0,3 4 0,2 7 0,2 2 0,1 8 0,1 5 0,1 2 0,1 0 0,0 9 0,0 8 0,0 7 0,0 6 0,0 5 0,0 5 0,0 4 0,0 4 0,0 5 0,9 0 0,7 9 0,6 4 0,5 1 0,4 1 0,3 3 0,2 6 0,2 2 0,1 8 0,1 5 0,1 3 0,1 1 0,1 0 0,0 8 0,0 7 0,0 7 0,0 6... 0,0 5 0,0 5 0,0 6 0,9 2 0,8 3 0,7 0 0,5 8 0,4 7 0,3 8 0,3 1 0,2 6 0,2 1 0,1 8 0,1 5 0,1 3 0,1 2 0,1 0 0,0 9 0,0 8 0,0 7 0,0 6 0,0 6 0,0 8 0,9 4 0,8 9 0,7 9 0,6 8 0,5 7 0,4 8 0,4 0 0,3 3 0,2 8 0,2 4 0,2 0 0,1 7 0,1 5 0,1 3 0,1 2 0,1 1