PHỤ tải điện và các PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN

8/20/2019 CHƯƠNG II PHỤ TẢI ĐIỆN VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN 20/08/2019 2.1 Tổng quan  Định nghĩa phụ tải điện Phần tử sử dụng lượng điện để biến thành dạng lượng khác có ích  Thông số kỹ thuật phụ tải điện  Công suất tác dụng P (W , kW , MW , GW )  Công suất phản kháng Q ( var , kVar , Mvar )  Công suất biểu kiến S ( VA , kVA , MVA )  Dòng điện ( A , kA )  Điện áp định mức ( V , kV )  Tần số định mức (Hz)  Ví dụ 20/08/2019 8/20/2019 2.1 Tổng quan  Mục đích tính phụ tải  Xác định nhu cầu sử dụng điện  Lựa chọn sơ đồ cung cấp điện  Lựa chọn dây dẫn, thiết bị bảo vệ, nguồn điện MBA…  Xác định phụ tải sai, dẫn đến:  Đầu tư ban đầu tăng  Giảm độ tin cậy cung cấp điện  Cơng suất tính tốn nhóm phụ tải thường nhỏ tổng công suất định mức chúng  Thiết bị làm việc non tải  Không đồng thời đạt cơng suất cực đại  Phải tính đến độ nhấp nhô đồ thị phụ tải 20/08/2019 2.2 Công suất định mức thiết bị Là Công suất tiêu thụ thiết bị tải định mức thiết bị làm việc chế độ dài hạn Công suất định mức ghi nhãn thiết bị (do nơi chế tạo cung cấp) gọi cơng suất lý lịch (ví dụ Pđm=Pll với động ;Sđm với MBA ; Qđm với tụ điện ) 20/08/2019 8/20/2019 2.2 Công suất định mức thiết bị Động điện: Công suất lý lịch( Pout) công suất phát trục động (kW) – công suất P đm P ll = η Pll - công suất lý lịch động  : hiệu suất Máy biến áp hàn, thiết bị điện máy biến áp hàn tay làm việc theo chế độ ngắn hạn lặp lại : P đm  S ll  cos φ ll  a a : hệ số đóng điện thiết bị =15, 25 , 40 , 60% cosll : hệ số công suất ghi lý lịch máy Ví dụ 20/08/2019 2.2 Cơng suất định mức thiết bị Các thiết bị khác lị điện trở, bóng đèn Pđm=cơng suất tiêu thụ từ lưới điện áp định mức P đm  P ll  Nếu nhóm máy gồm nhiều động pha n n i 1 i 1 P đmnhóm   p đmi Q đmnhóm   q đmi 20/08/2019 2 S đmnhóm  P đmnhóm  Q đmnhóm n Sđmnhóm hay   I đmnhóm  I đmi I đmnhóm U đm Khi cos giống 8/20/2019 2.3 Đồ thị phụ tải  Đồ thị phụ tải điện đường cong biểu diễn thay đổi I, P, S Q theo thời gian  Trong thực tế người ta thường sử dụng đồ thị công suất tác dụng P(t) 20/08/2019 2.3 Đồ thị phụ tải a Phân loại đồ thị Đồ thị riêng biệt: dùng để xác định phụ tải lớn: lò cảm ứng, hệ truyền động lớn Đồ thị nhóm: đồ thị tổng nhóm thiết bị Đờ thị phụ tải theo ngày , tháng , năm , theo mùa 20/08/2019 8/20/2019 2.3 Đồ thị phụ tải b Tổng đồ thị phụ tải nhóm thiết bị nối vào nút Đồ thị phụ tải cho dạng bảng số liệu 20/08/2019 0-2 2-5 5-8 8-11 11-14 14-16 16-17 17-20 20-24 p1 10 10 20 20 20 15 15 8 p2 14 14 14 9 30 30 5 p3 22 40 40 22 35 35 15 15 P 46 64 74 51 64 80 60 28 18 2.3 Đồ thị phụ tải c Các đại lượng đặc trưng Pdinh – Công suất cực đại : Pmax Ptb – Cơng suất trung bình Ptbbp – Cơng suất trung bình bình phương P30 – cơng suất cực đại nửa 20/08/2019 10 8/20/2019 2.3 Đồ thị phụ tải c Các đại lượng đặc trưng  Công suất cực đại : Pmax (kW) Thời gian sử dụng công suất cực đại Tmax (h/năm)  Điện tiêu thụ A(kWh) t2 n t1 A   p(t)dt p t t i i 20/08/2019 11 2.3 Đồ thị phụ tải  Thời gian sử dụng công suất cực đại Tmax (h/năm) n P(KW) p t A T  p p 950 Pmax max 525 i i max t max 315 Tmax 2500 6150 8760 t(h) Pmax= 950 kW A= 525.2500 + 950.3650 + 315.2610 = 602 150 kWh Tmax  20/08/2019 525.2500  950.3650  315.2610  5897(h/nam ) 950 12 8/20/2019 2.4 Các đại lượng đặc trưng phụ tải điện 1) Công suất trung bình Ptb,T xét khoảng thời gian T t p tb  0 pdt t t q tb  0 qdt t ap a  p tb  ; q tb  Q  t t   2  q tb p tb  i tb  3U dm  p1 t1  p2 t   pn t n t1  t   t n q t1  q2 t   qn t n qtb  t1  t   t n 13 ptb  20/08/2019 2.3 Đồ thị phụ tải 1) Cơng suất trung bình Ptb (kW) P(KW) Ptb n 950 p t A  P  T t 525 tb 315 2500 6150 n 8760 i i t i t(h) A= 525.2500 + 950.3650 + 315.2610 = 602 150 kWh Ptb  20/08/2019 525.2500  950.3650  315.2610  639,5148(kW) 8760 14 8/20/2019 2.4 Các đại lượng đặc trưng phụ tải điện 2) Cơng suất trung bình bình phương Ptbbp 1T  p (t )dt T0 ptbbp  2 p1 t1  p2 t   pn tn ptbbp  t1  t   tn 2 Dùng để tính tổn hao công suất phần tử q1 t1  q2 t   qn tn qtbbp  t1  t   t n i tbbp  ptbbp  qtbbp 20/08/2019 1T  q (t )dt T0 qtbbp  i tbbp  Uđm 1T  i (t )dt T0 15 2.4 Các đại lượng đặc trưng phụ tải điện 2) Cơng suất trung bình bình phương Ptbbp (kW) 2 p1 t1  p2 t   pn tn ptbbp  t1  t   tn P(KW) 950 525 315 2500 Ptbbp 20/08/2019 6150 8760 t(h) 5252.2500  9502.3650  3152.2610   695,89(kW) 8760 16 8/20/2019 2.4 Các đại lượng đặc trưng phụ tải điện 3) Công suất đỉnh nhọn Pđn (Iđn) Là phụ tải cực đại tức thời xuất tồn khoảng thời gian ngắn khoảng vài giây Dùng để kiểm tra độ dao động điện áp ; đánh giá tổn hao điện áp mạng điện ; kiểm tra điều kiện tự khởi động động ; tính dịng điện khởi động rơle bảo vệ dòng điện cực đại ; lựa chọn thiết bị bảo vệ Không đủ thời gian làm dây dẫn nóng đến nhiệt độ max ứng với giá trị Xảy khởi động động điện , máy biến áp … 17 20/08/2019 2.4 Các đại lượng đặc trưng phụ tải điện 4) Cơng suất tính tốn Cơng suất tính tốn cơng suất trung bình có giá trị lớn , không thay đổi khoảng thời gian xác định T, cho cơng suất làm dây dẫn nóng lên tới nhiệt độ cao , nhiệt độ phụ tải thực tế biến thiên gây Dùng để lựa chọn phần tử hệ thống cung cấp điện theo điều kiện phát nóng tính tổn hao công suất cực đại chúng 20/08/2019 18 8/20/2019 2.4 Các đại lượng đặc trưng phụ tải điện 4) Cơng suất tính tốn  Theo thực nghiệm , ứng với phụ tải không đổi , sau khoảng thời gian lần số thời gian đốt nóng dây dẫn , độ phát nóng dây dẫn đạt tới trị số xác lập  Thực tế cho thấy  =10 phút dây dẫn hạ có kích thước tương đối bé ;vì thời gian tính phụ tải trung bình T= 30 phút Ptt= Max  Ptb30phút , i  Ptb30phút ,i : Cơng suất trung bình thứ i khoảng thời gian T = 3 ( số thời gian đốt nóng dây dẫn ) 19 20/08/2019 2.4 Các đại lượng đặc trưng phụ tải điện Bài tập Tính Ptt , Qtt ,Stt Itt phụ tải làm việc theo ĐTPT ; cho tải pha , Uđm=380V 20/08/2019 20 10 8/20/2019 2.5 Các hệ số liên quan phụ tải điện Hệ số sử dụng ( ksd, Ksd ) (Load Factor) tỷ số công suất tác dụng trung bình với cơng suất định mức phụ tải điện (quy chế độ làm việc dài hạn) k sd  Đối với thiết bị k sd  p tb p dm p1t  p 2t   p i t i A  sd p dm (t  t   t i  t nghi ) A dm Asd - điện tiêu thụ thực thiết bị thời gian khảo sát Adm - điện tiêu thụ thiết bị thời gian khảo sát tải định mức 20/08/2019 21 2.5 Các hệ số liên quan phụ tải điện Hệ số sử dụng ( ksd, Ksd ) (Load Factor) n Đối với nhóm thiết bị K sd  Ptb  Pdm  k sdi p dmi i 1 n  p dmi K sd  (p tb1  p tb   p tbi  p tbn )  tkhaosát n (  pđmi ) t khaosát  A sdnhóm A đmnhóm i 1 Asdnhóm – điện tiêu thụ nhóm thiết bị thời gian khảo sát; Ađmnhóm - điện tiêu thụ nhóm thiết bị thời gian khảo sát chế độ định mức 20/08/2019 22 11 8/20/2019 2.5 Các hệ số liên quan phụ tải điện Hệ số cực đại Kmax tỷ số cơng suất tính tốn với cơng suất trung bình thời gian khảo sát K max  Ptt Ptb Hệ số cực đại phụ thuộc vào số thiết bị hiệu đặc trưng cho chế độ tiêu thụ điện nhóm hộ tiêu thụ Hệ số cực đại cơng suất tác dụng gần hàm số số thiết bị hiệu hệ số sử dụng nhóm Kmax=f(Ksd,nhq) 20/08/2019 23 2.5 Các hệ số liên quan phụ tải điện Cách xác định Kmax Tính theo cơng thức ( sử dụng nhq ≥ ; Ksd ≥ 0,7) K max   1,5 n hq  K sd K sd Bằng cách tra bảng Bằng đường cong thực nghiệm 20/08/2019 24 12 8/20/2019 Electrical Delivery PGS.TS Le Minh Phuong 25 Electrical Delivery Theo đường cong thực tế 20/08/2019 PGS.TS Le Minh Phuong 26 13 8/20/2019 2.5 Các hệ số liên quan phụ tải điện Số thiết bị hiệu nhq nhóm thiết bị số thiết bị quy đổi có cơng suất định mức, chế độ làm việc có cơng suất tính tốn cơng suất tiêu thụ thiết bị thực tế nhóm n hq  n    p dmi     i n1  pdmi i 1  Nếu tất thiết bị nhóm có cơng suất định mức nhq=n  Nếu Pmax