 Đồ Thị Phụ Tải Ngày

(1)

XÁC ĐỊNH NHU CẦU ĐIỆN NĂNG

Chương 2

(2)

NỘI DUNG

NHỮNG ĐỊNH NGHĨA CƠ BẢN VÀ KÝ HIỆU

3

2 ĐỒ THỊ PHỤ TẢI ĐIỆN

4 CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN PHƯƠNG PHÁP TÍNH MỘT SỐ PHỤ TẢI ĐẶC BIỆT

5

1 ĐẶTĐẶTVẤN ĐỀVẤN ĐỀ

(3)

I. ĐẶT VẤN ĐỀ

 Xác định nhu cầu tiêu thụ điện cho những phân xưởng, xí nghiệp. Dự báo phụ tải ngắn hạn hoặc dài hạn. Các PP xác định phụ tải gồm 2 nhóm:

 Nhóm 1: Là nhóm các phương pháp tính toán dựa trên kinh nghiệm thiết kế, kinh nghiệm vận hành, người ta tổng kết lại để đưa ra các hệ số tính toán.

 Nhóm 2: Là nhóm tính toán dựa trên cơ sở lý thuyết. Phương pháp này có kể đến nhiều yếu tố do đó kết quả tính toán chính xác hơn nhưng tính toán phức tạp.

(4)

II. ĐỒ THỊ PHỤ TẢI ĐIỆN



Đồ thị phụ tải là đồ thị biểu diễn sự thay đổi của phụ tải theo thời gian. ĐTPT phụ thuộc vào đặc điểm quá trình cơng nghệ, chế độ vận hành,...

0 ₇ 11 14 18 20 22 24 t (giờ)

P (kw) P_max

P_min

H2-1. Đồ Thị phụ tải

5

(5)

 Đồ Thị Phụ Tải Ngày



Là đồ thị phụ tải một ngày đêm. Đồ thị phụ tải ngày thường được vẽ theo hình bậc

thang để thuận tiện cho việc tính toán nhịp độ tiêu thụ điện năng hàng ngày của hộ tiêu thụ, qua đó có thể định được quy trình vận hành hợp lý (điều chỉnh dung lượng máy

biến áp, dung lượng bù,…), làm căn cứ để chọn thiết bị điện, tính điện năng tiêu thụ.

(6)

0 ⁷ ¹¹ ¹⁴ ¹⁸ ²⁰ ²² ²⁴ t (giờ)

P (kw)

P_max

P_min

H2-1. Đồ Thị phụ tải ngày

5

(7)

Đồ Thị Phụ Tải Tháng

Được tính theo phụ tải trung bình của tháng.

Nĩ cho biết mức độ tiêu thụ điện năng từng tháng trên nhiều năm, nhằm định ra lịch sữa chửa bảo trì.

0 ¹ 5 ⁶ ⁷ ⁸ ⁹ t

(hàng tháng) P (kw)

P_max

P_min

2 3 4 10 11 12

H2-3. Đồ Thị Phụ tải Hàng Tháng

(8)

Đồ thị phụ tải năm

Cho biết thời gian sử dụng công suất lớn nhất, nhỏ nhất hoặc trung bình của hộ tiêu thụ, nhằm xác định công suất của máy biến áp, các thiết bị điện, đánh giá mức độ sử

dụng và tiêu hao điện năng.

(9)

(10)

 Công suất định mức: Công suất thiết kế đảm bảo thiết bị vận hành liên tục, ổn định với chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật cao nhất.

 Phụ tải trung bình: Là một đặc trưng của phụ tải trong một khoảng thời gian. Tổng của phụ tải trung bình là giới hạn của phụ tải tính toán.

Q tb

q A

 t

tb P

p A

 t

III. NHỮNG ĐỊNH NGHĨA CƠ BẢN

(11)



Phụ tải cực đại: là phụ tải trung bình lớn nhất tính trong khỏang thời gian khá ngắn, khoảng 5-20 phút. Dùng để kiểm tra tính chịu nhiệt của thiết bị.



Phụ tải đỉnh nhọn: là phụ tải cực đại xuất hiện từ 1-2s. Dùng để kiểm tra điều kiện

tự khởi động của động cơ, thiết bị bảo vệ.

(12)

 Phụ tải tính toán: Là phụ tải giả thiết không đổi lâu dài tương đương với phụ tải thực tế (thay đổi) về phát nóng.

Hệ số sử dụng: Là tỷ số giữa phụ tải tác dụng trung bình và công suất định mức của thiết bị.

1

1 n

tbi

tb i

sd n

dm dmi

i

P P

k P P



 



Hệ số sử dụng nói lên mức độ sử dụng, mức độ khai thác công suất của thiết bị điện trong một chu kỳ làm việc. Hệ số sử dụng là một số liệu dùng để tính phụ tải tính toán, nó được tra trong sổ tay kỹ thuật.

1

1 n

dmi sdi i

sd n

dmi i

P k k

P





(13)

 Hệ số phụ tải: Là tỷ số giữa công suất thực tế của thiết bị với công suất định mức.

 Hệ số nhu cầu: Là tỉ số giữa phụ tải tính toán và công suất định mức. Thường do kinh nghiệm vận hành mà tổng kết lại.

1

tt tt

nc n

dm dmi

i

P P

k P P



 



(14)



Số thiết bị hiệu quả n_hq: Số thiết bị hiệu quả là số thiết bị có cùng công suất và chế độ làm việc sao cho phụ tải bằng phụ tải tính toán của nhóm phụ tải thực tế (gồm có các thiết bị có các chế độ làm việc và công suất khác nhau).

2

1 1

n n

hq dmi dmi

i i

n P P

 

 

  









(15)

Khi số thiết bị trong nhóm nhiều, ta có thể xác định số thiết bị hiệu quả như sau:

- Gọi P_đm1 là tổng công suất định mức ứng với n₁ thiết bị.

- Gọi n₁ là số thiết bị có công suất định mức 1

2 P^{dm max}



- Tính các tham số:

1

* 1 * dm

dm

P

n n , P

n P

 

- Tra bảng: n^*hq  F( n ,P )^* ^* - Tính: n^hq  n n^*^hq - Tính:

1 n

dm dmi

i

P P



 

(16)

VÍ DỤ ÁP DỤNG

Xác định n_hq của nhóm thiết bị làm việc dài hạn, có các công suất định mức sau: 4 máy 10 kW, 5 máy 7 kW, 4 máy 4,5 kW, 3 máy 2,8 kW, 20 máy 1 kW, hệ số sử dụng của nhóm thiết bị k_sd=0,1.

GIẢI

Tổng công suất định mức của tòan nhóm:

P_đm = 4.10+ 5.7 + 4.4,5+3.2,8+20.1 = 121,4 kW

Số thiết bị có công suất định mức bằng hoặc lớn hơn nửa công suất định mức của thiết bị lớn nhất:

n₁= 4+5= 9

Tổng công suất định mức của n₁ thiết bị trong nhóm:

P_đm1 = 4.10+ 5.7 = 75 kW

Tiến hành tra bảng ta được: n_{* hq} = 0,56.

 n_hq= n*_hp .n = 0,56. 36 = 20.

Nếu tính theo công thức chính xác thì kết quả n_hq = 20.

(17)



Hệ số cực đại: Là tỷ số giữa phụ tải tính toán và phụ tải trung bình trong khoảng thời gian khảo sát.

tt tt

max

tb sd dm

P P

k  P  k P

Hệ số cực đại phụ thuộc số thiết bị hiệu quả và hệ số sử dụng. Nên khi tính toán thường tra bảng hay đường cong:

max hq sd

k  f ( n ,k )

(18)

(19)

IV. CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHỤ

TẢI TÍNH TOÁN

Mục đích của việc tính toán phụ tải điện:



- Chọn tiết diện dây dẫn của lưới cung cấp và phân phối điện.



- Chọn công suất và số lượng máy biến áp của trạm biến áp.



- Chọn các thiết bị đóng cắt và bảo vệ.



- Chọn dung lượng thiết bị bù,…

(20)

4.1. Xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm

max 0

T P_tt  Mw

M số đơn vị sản phẩm được sản xuất ra trong năm.

w₀ suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm, kWh.

T_maxthời gian của ca sử dụng công suất lớn nhất, h.

M số đơn vị sản phẩm được sản xuất ra trong năm.

w₀ suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm, kWh.

T_maxthời gian của ca sử dụng công suất lớn nhất, h.

(21)

4.2. Xác định phụ tải tính toán theo công suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất

P_tt = P₀ . F

P₀: suất tiêu thụ điện trên 1m² sản xuất, Kw/m². F: diện tích sản xuất, m².

 Phương pháp này chỉ cho kết qủa gần đúng, vì vậy nó thường được dùng trong giai đoạn thiết kế sơ bộ. Nó cũng được dùng để tính phụ tải các phân xưởng có mật độ máy móc sản xuất tương đối đều, phụ tải chiếu sáng.

(22)



4.3. Xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu

Nếu trong nhóm thiết bị mà hệ số cos  của các thành phần khác nhau thì ta có thể tính cos theo công thức sau:

 cos

2

2 tt

tt tt

tt

Q P P

S   

1 1 2 2

1 2

n n

n

P cos P cos ... P cos

cos P P ... P

     

    



 ⁿ

i ñi

nc

tt k P

P

1

 tg P Q_tt  _tt



 ⁿ

i ñmi

nc

tt k P

P

1

(23)

4.4. Xác định phụ tải theo hệ số cực đại và công suất định mức

TẢI TÍNH TỐN

1 n

tt max sd dmi

i

P k k P





1 n

tt dmi

i

P P





Khi n_hq < 4 và n > 3 Khi n_hq < 4 và n  3

1 n

tt ti dmi

i

P k P





^t ^{0 9}_{0 75} ^{0 8}_{0 7}

t

k . , cos .

  

   



Chế độ dài hạn

Chế độ ngắn hạn lặp lại

(24)

V. TÍNH MỘT SỐ PHỤ TẢI ĐẶT BIỆT

5.1. Quy Đổi thi t b m t pha ế ị ộ đ đ

Nếu tổng công suất của thiết bị m t pha nhỏ hơn 15% ộ tổng công suất của thiết bị ba pha thì các thiết bị một pha xem như là ba pha có công suất tương đương. Nếu tổng công suất của thiết bị m t pha lớn hơn 15% tổng ộ công suất của các thiết bị ba pha ở điểm xét thì các thiết bị một pha quy đổi về ba pha được tính như sau.

dm 3 dmTB

P  P 

dm 3 dmTB

P  P  Thiết bị nối điện áp pha:

Thiết bị nối điện áp dây:

(25)

 Phụ tải đỉnh nhọn là phụ tải cực đại xuất hiện trong khoảng 1-2 giây. Dòng điện đỉnh nhọn xuất hiện khi động cơ khởi động, lò hồ quang hoặc máy hàn làm việc, …

 Phụ tải đỉnh nhọn thường được tính dưới dạng dòng điện đỉnh nh n Iọ _đn . Chúng ta tính I_đn để kiểm tra độ lệch điện áp, chọn các thiết bị bảo vệ, tính toán tự khởi động của động cơ.

5.2. Tính ph t i nh nh nụ ả đỉ ọ

dn mm mm dm

I  I  k I

(26)

Động cơ rotor lồng sóc: k_mm= 5 - 7 Máy biến áp hàn, lò hồ quang: k_mm  3

Động cơ dây quấn, động cơ một chiều: k_mm= 2,5

Đối với một nhóm máy, dòng điện đỉnh nhọn xuất hiện khi máy có dòng điện mở máy lớn nhất trong nhóm kh i đđ ng, còn các máy khác làm việc bình ở ộ thường.

 

dn mmmax tt sd dmmax

I  I  I  k I

(27)

Ñi m 1 ể

Ñi m 2 ể

Ñi m 3 ể

Ñi m 4 ể

Ñi m 5 ể

Xác định chế độ làm việc của từng thiết bị

k_t , ɛ, k_sd , P_dm , cos.

Với nhóm thiết bị làm việc ở các chế độ khác nhau. Xác định P_tt :

1 n

tt max sd dmi

i

P k k P





2 2 2

S  P  jQ

Phụ tải điểm 2 cộng tổn thất ĐD hạ áp:

3 2 dd

S  S  S

Tính theo k_nc hay tổng hợp các điểm 3:

4 3

1

0 8 1

n

dt i dt

i

S k S , k .





 

5 4 B

S  S  S

KHẢO SÁT SƠ ĐỐ CUNG CẤP ĐIỆN