+ Với thiết bị nung chẩy công suất lớn, thiết bị hàn công suất định mức công suất định mức máy BA th-ờng cho [kVA] + Thiết bị chế độ ngắn hạn lập lại, tính phụ tải tính toán phải qui đổi chế độ làm việc dài hạn (tức phải qui chế độ làm việc có hệ số tiết điện t-ơng đối) Ch-ơng II Phụ tải điện Vai trò phụ tải điện: XN có nhiều loại máy khác nhau, với nhiều công nghệ khác nhau; trình độ sử dụng khác với nhiều yếu tố khác dẫn tới tiêu thụ công suất thiết bị không công suất định mức chúng Nh-ng mặt khác lại cần xác định phụ tải điện Phụ tải điện lµ mét hµm cđa nhiỊu u tè theo thêi gian P(t), chung không tuân thủ qui luật định việc xác định đ-ợc chúng khó khăn Nh-ng phụ tải điện lại thông số quan trọng để lựa chọn thiết bị HTĐ Công suất mà ta xác định đ-ợc cách tính toán gọi phụ tải tính toán P tt Nếu Ptt < Pthuc tê Thiết bị mau giảm tuổi thọ, cháy nổ Nếu Ptt > Pthuc tê LÃng phí Do đà có nhiều công trình nghiên cứu nhằm xác định P tt s¸t nhÊt víi P_thùc tÕ Chđ u tån nhóm ph-ơng pháp + Nhóm ph-ơng pháp dựa kinh nghiệm vận hành, thiết kế đ-ợc tổng kết lại hệ số tính toán (đặc điểm nhóm ph-ơng pháp là: Thuận lợi cho việc tính toán, nhanh chóng đạt kết quả, nh-ng th-ờng cho kết xác) + Nhóm thứ nhóm ph-ơng pháp dựa sở lý thuyết xác suất thống kê (có -u điểm ng-ợc lại với nhóm là: Cho kết xác, xong cách tính lại phức tạp ) 2.1 Đặc tính chung phụ tải điện: 1) Các đặc tr-ng chung phụ tải điện: Mỗi phụ tải có đặc tr-ng riêng tiêu xác định điều kiện làm việc mà CCĐ cần phải đ-ợc thoả mÃn ý tới (có đặc tr-ng chung) a) Công suất định mức: Là thông số đặc trưng phụ tải điện, thường ghi nhÃn máy cho lý lịch máy Đơn vị đo công suất định mức th-ờng kW kVA Với động điện P đm công suất trục Pđ Đ Pđm m Pd P dm dm dm hiệu suất định mức động th-ờng lấy 0,8 0,85 (với động không đồng không tải) Tuy với động công suất nhỏ không cần xác có thê lấy Pd Pdm Chú ý: CuuDuongThanCong.com Động P dm P dm BiÕn ¸p P dm S dm cos ' dm ' dm Trong ®ã: P’dm Công suất định mức đà qui đổi dm % Sdm; Pdm; cos ; dm % - C¸c tham số định mức lý lịch máy TB b) Điện áp định mức: Udm phụ tải phải phù hợp với điện áp mạng điện Trong xí nghiệp có nhiều thiết bị khác nên có nhiều cấp điện áp định mức l-ới điện + Điện ¸p mét pha: 12; 36 V sư dơng cho m¹ng chiếu sáng cục nơi nguy hiểm + §iƯn ¸p ba pha: 127/220; 220/380; 380/660 V cung cÊp cho phần lớn thiết bị xí nghiệp (cấp 220/380 V cấp đ-ợc dùng rộng rÃi nhất) + CÊp 3; 6; 10 kV: dïng cung cÊp cho c¸c lò nung chẩy; động công suất lớn Ngoài có cấp 35, 110 kV dùng để truyền tải CCĐ cho thiết bị đặc biệt (công suất cực lớn) Với thiết bị chiếu sáng yêu cầu chặt chẽ nên để thích ứng với việc sử dụng vị trí khacs l-ới TB chiếu sáng th-ờng đ-ợc thiết kế nhiều loại khác cấp điện áp định mức Ví dụ mạng 110 V có loại bóng đèn 100; 110; 115; 120; 127 V Tần số: qui trình công nghệ đa dạng thiết bị xí nghiệp chúng sử dụng dòng điện với tần sè rÊt kh¸c tõ f = o Hz (TB chiều) đến thiết bị có tần số hàng triệu Hz (TB cao tần) Tuy nhiên chúng đ-ợc CCĐ từ l-ới điện có tần số định mức 50 60 Hz thông qua máy biến tần Chú ý: Các động thiết kế tần số định mức 60 Hz sử dụng đ-ợc l-ới có tần số định mức 50 Hz với điều kiện điện áp cấp cho động phải giảm theo tỷ lệ tần số (VD động ë l-íi 60 Hz mn lµm viƯc ë l-íi cã tần số 50 Hz điện áp tr-ớc phải 450460 V) 2) Đồ thị phụ tải: Đặc trưng cho tiêu dùng l-ợng điện thiết bị riêng lẻ, nhóm thiết bị, phân x-ởng toàn xí nghiệp Nó lµ tµi liƯu quan träng thiÕt vµ vËn hµnh” a) Phân loại: có nhiều cách phân loại + Đồ thị phụ tải tác dụng P(t) * Theo đại l-ợng đo + Đồ thị phụ tải phản kháng Q(t) + Đồ thị phụ tải điện A(t) https://fb.com/tailieudientucntt K + Đồ thị phụ tải hàng ngày + Đồ thị phụ tải háng thág + Đồ thị phụ tải hàng năm * Theo thời gian khảo sát ; 24 P max K dkr Đồ thị phụ tải hàng ngày: (của nhóm, phân x-ởng XN) th-ờng đ-ợc xét với chu kỳ thời gian ngày đêm (24 giờ) xác định theo cách max Đồ thị phụ tải hàng tháng: đ-ợc xây dựng theo phụ tải trung bình tháng xí nghiệp năm làm việc P Đồ thị phụ tải hàng tháng cho ta biết nhịp độ sản xuất xí nghiệp Từ đề lịch vận hành sửa chữa TB điện cách hợp lý nhất, nhằm đáp ứng yêu cầu sản xuất (VD: vào tháng 3,4 sửa chữa vừa lớn, tháng cuối năm sửa chữa nhỏ thay thiết bị + Bằng dụng cụ đo tự động ghi lại (VH- 2a) + Do nhân viên trực ghi lại sau định (HV-2b) + BBiểu diễn theo bậc thang, ghi lại giá trị trung bình khoảng định (HV-2c) P P 10 12 tháng Đồ thị phụ tải theo bậc thang: xây dựng sở đồ thị phụ tải ngày đêm điển hình (th-ờng chọn ngày điển hình vào mua đông vào mua hạ) Pmax 24 Q Gồm hai loại + ĐTPT hàng tháng + ĐTPT theo bậc thang Các loại đồ thị phụ tải th-ờng dùng: P Ar Đồ thị phụ tải hàng năm: Đồ thị phụ tải thiết bị riêng lẻ ký hiệu p(t); q(t); i(t) Của nhãm thiÕt bÞ P(t); Q(t); I(t) b) A dk 24 t (giê) 24 t (giê) 24 t (giờ) P HV-2a HV-2b Pmax Pi + Đồ thị phụ tải hàng ngày cho ta biết tình trạng làm việc thiết bị để từ xếp lại qui trình vận hành hợp lý nhất, cong làm để tính chọn thiết bị, tính điện tiêu thụ + Các thông số đặc tr-ng đồ thị phụ tải hàng ngày: 1- Phụ tải cực đại Pmax ; Qmax 2- Hệ số công suất cực đại t-ơng øng víi cosmax tgmax = Qmax /Pmax - §iƯn tác dụng & phản kháng ngày đêm A [kWh]; Ar[kVArh] – HƯ sè t-¬ng øng víi P HV-2c Costb tgtb = Ar/A t t t mùa đông1 A mïa2hÌ 24 t [giê] 0 24 t [giờ] Gọi: n1 số ngày mùa đông năm n2 số ngày mùa hè năm 8760 [giờ] Ti = (t1 + t1).n1 + t2.n2 Các thông số đặc tr-ng đồ thị phụ tải năm: - Điện tác dụng phản kháng tiêu thụ năm làm việc: A [kWh/năm] & Ar [kVArh/năm] Chúng đ-ợc xác địng diện tích bao đ-ờng §TPT vµ trùc thêi gian 2- Thêi gian sư dơng công suất cực đại: Hệ số điền kín cđa §TPT T max CuuDuongThanCong.com Ti A P max ; T max r https://fb.com/tailieudientucntt Ar Q max Hệ số công suất trung bình: Costb t-ơng ứng với tgtb tg tb Ar Chế độ làm việc ngắn hạn: Trong nhiệt độ TB tăng lên đến giá trị thời gian làm việc, lại giảm xuống nhiệt độ môi tr-ờng xung quanh thêi gian nghØ A – HÖ số điền kín đồ thị phụ tải: K K dk A dkr 8760 xP T max 8760 xQ max Chế độ ngắn hạn lập lại: Trong nhiệt độ TB tăng lên thời gian làm việc nh-ng ch-a đạt giá trị cho phép lại gi¶m xuèng thêi gian nghØ, nh-ng ch-a gi¶m xuèng nhiệt độ môi tr-ờng xung quanh Đặc tr-ng hƯ sè ®ãng ®iƯn % 8760 max Ar T max r % 8760 Khái niêm Tmax & : Định nghĩa Tmax: Nếu giả thiết ta luôn sử dụng công suất cực đại thời gian cần thiết Tmax phụ tải tiêu thụ đ-ợc l-ợng điện phụ tải thực tế (biến thiên) tiêu thụ năm làm việc Tmax gọi thời gian sử dụng công suất lớn Tmax ứng với XN khác có giá trị khac + Trị số tra sổ tay th-ờng đ-ợc định nghĩa theo P & Q hai thông số th-ờng không trùng + Qua thông kê đ-a Tmax ®iĨn h×nh cđa mét sè XN + Tmax lín đồ thị phụ tải phẳng + Tmax nhỏ đồ thị phụ tải phẳng P Pmax Tmax b»ng lÇn h»ng sè thêi gian phát nóng cuộn dây Phụ tải làm việc với đồ thị phẳng với công suất không đổi thời gian làm việc (quạt gió, lò điện trở) đồ thị phụtải không thay đổi thời gian làm việc 8760 t Định nghĩa Giả thiết ta luôn vận hành với tổn thất công suất lớn thời gian cần thiết để gây đ-ợc l-ợng điện tổn thất l-ợng điện tổn thất phụ tải thực tế gây năm làm việc, gọi thời gian chịu tổn thất công suất lớn td t0 td 100 td 100 Tc td – thêi gian ®ãng ®iƯn cuat TB t0 – thêi gian nghỉ Tc chu kỳ công tác phải nhỏ 10 phút b) Qui đổi phụ tải pha pha: Vì tất TB CCĐ từ nguồn đến đ-ờng dây tuyền tải TB pha, thiết bị dùng điện lại có thiết bị pha (th-ờng công suất nhỏ) Các thiết bị đấu vào điện áp pha điện áp dây Khi tính phụ tải cần phải đ-ợc qui đổi pha + Khi có TB đấu vào điện áp pha công suất t-ơng đ-ơng sang pha: Pdm td = 3.Pdm fa Pdm td - Công suất định mức t-ơng đ-ơng (sang pha) Pdm fa Công suất định møc cđa phơ t¶i mét pha + Khi cã phụ tải pha đấu vào điện áp dây P dmtd P dmfa vµ Tmax th-êng không nhau, nhiên chúng lại có quan hệ gắn bó, nh-ng lại không tỷ lệ tuyến tính P không xuất lúc có tải, mà lúc không tải có tỉn thÊt ng-êi ta x©y dùng quan hƯ theo Tmax vµ cos 0,6 0,8 8760 Tmax 3) Chế độ làm việc phụ tải qui đổi phụ tải: a) Chế độ làm việc phụ tải: chế độ Chê độ dài han: Chế độ nhiệt độ TB tăng đến giá trị xác lập số không phụthuộc vào biến đổi công suất khoảng thời gian CuuDuongThanCong.com + Khi có nhiều phụ tải pha đấu vào nhiều điện áp dây pha khác nhau: P dmtd P dmfa max Để tính toán cho tr-ờng hợp này, tr-ớc tiên phải qui đổi TB pha đấu vào điện áp dây TB đấu vào điện áp pha Sau xác định đ-ợc công suất cực đại pha (Pdmfamax) 2.1 Các ph-ơng pháp xác định phụ tải tính toán: 1) Khái niệm phụ tải tính toán: https://fb.com/tailieudientucntt Là phụ tải thực mà cần phải tính để từ làm sở cho việc tính toán thiêts kế, lựa chọn TB CCĐ có loại + Phụ tải tính toán theo phát nóng cho phép + Phụ tải tính toán theo điều kiện tổn thất Phụ tải tính toán theo phat nóng: Định nghĩa: phụ tải giả thiết lâu dài không đổi, t-ơng đ-ơng với phụ tải thực tế (biến thiên) hiƯu qu¶ nhiƯt lín nhÊt” + Trong thùc tÕ th-êng dùng phụ tải tính toán tác dụng P tt đặc tr-ng cho trình sinh công, thuận tiện cho việc đo đạc vận hành Tuy thuộc vào vị trí phụ tải, vào gai đoạn thiết kế mà ng-ời ta dùng ph-ong pháp xác đơn giản Khi xác định Ptt cần l-u ý ssố vấn đề: + Đồ thị phụ tải luôn thay đổi theo thời gian, tăng lên phẳng theo mức hoàn thiện kỹ thuật sản xuất (hệ số điền kín phụ tải tăng lên dần) + Việc hoàn thiện trình sản xuất (tự động hoá giới hoá) làm tăng l-ợng điện xí nghiệp thiết kế CCĐ phải tính đến phát triển t-ơng lai xí nghiệp, phải lấy mức phụ tải xí nghiệp 10 năm sau Trong tính toán cho phép lấy gần costt = costb Quan hệ phụ tải tính toán với phụ tải khác nh- sau: Pma x Ptt Pqp Ptb Trong ®ã: P tb T P ( t ) dt Các ph-ơng pháp xác định phụ tải tính toán phạm vi sử dụng: T thời gian khảo sát T P(t) - đồ thị phụtải thực tế P qp T T P ( t ) dt tt định giá trị cực đại giá trị trung bình khoảng thời gian T Khi khoảng thời gian xê dịch toàn đồ thị phụ tải đà cho + Tồn khoảng thời gian tối -u mà phụ tải trung bình lấy thời gian đặc tr-ng xác cho thay đổi phát nóng dây dẫn khoảng + Ng-ời ta th-êng lÊy: P Pmax2 Ptb2 Ptb1 T T t 1- Theo công suât trung bình hệ số cực đại: gọi ph-ơng pháp biểu đồ hay ph-ơng pháp số thiết bị điện hiệu - th-ờng đ-ợc dùng cho mạng điện PX điện áp đến 1000 V mạng cao hơn, mạng toàn xí nghiệp 2- Theo công suất trung bình độ lệch phụ tải khỏi giá trị trung bình: ph-ơng pháp thống kê - dùng cho mạng điện PX điện áp đến 1000 V + Sự phát nóng dây dẫn kết tác dụng phụ tải thêi gian T Ng-êi at nhËn thÊy r»ng gi¸ trị trung bình phụ tải thời gian P T đặc tr-ng cho phát nóng dây dẫn xác so với công suất cực đại tức thời P max khoảng thời gian Chính phụ tải tính toán P đ-ợc xác Pmax1 Phụ tải tính toán theo điều kiện tổn thất cho phép: gọi phụtải đỉnh nhọn Pdn ;Qdn ;Sdn ;Idn - phụ tải cực đại xuất thời gian ngắn (1 giây) Nó gây tổn thất điện áp lớn mạng điện điều kiện làm việc nặng nề cho mạng Mà lúc lại cần phải đảm bảo yêu cầu sản xuất VD moment khởi động động cơ, chất l-ợng mối hàn, độ ổn định ánh sáng điện + Đối với phụ tải vận hành có đ-ợc cách đo đạc, thiết kế xác định gần vào giá trị đặc tr-ng phụ tải đà có đà đ-ợc đo đạc thống kê trình lâu dài 2) Các ph-ơng pháp xác định phụ tải tính toán: (theo ĐK phát nóng) U dm I tt cos tt P tt + Trong thực tế T th-ờng đ-ợc lấy 30 phút, gần lần số thời gian phát nóng loại dây dẫn có tiết diện trung bình nhỏ Nếu số thời gian phát nóng dây dẫn lớn so với 10 phút công suất cực đại 30 phút phải qui đổi công suất cực đại với khoảng thời gian dài Bên cạnh Ptt có Qtt ;Stt Itt Ttb = 3T0 T0 – h»ng sè thêi gian phát nóng dây dẫn sau khoảng thời gian trị số phát nóng đạt tới 95% trị số xác lập CuuDuongThanCong.com 3- Theo công suất trung bình hệ số hình dạng đồ thị phụ tải: dùng cho mạng điện từ trạm biến áp phân x-ởng mạng toàn xí nghiệp 4- Theo công suất đặt hệ số nhu cầu (cần dùng): dùng để tính toán sơ bộ, ph-ơng pháp khác 5- Theo xuất chi phí điện đơn vị sản phẩm: 6- Theo xuất phụ tải đơn vị diện tích sản xuất:: dùng để tính toán sơ hai phuoeng pháp 1) Xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình hệ số cực đại: Theo ph-ơng pháp phụ tải tính toán nhóm thiết bị: P tt K M P tb K M K sd P dm Ptb công suất trung bình phu tải ca mang tải lớn Pdm công suất định mức cđa phơ t¶i (tỉng Pdm cđa TB nhãm ) https://fb.com/tailieudientucntt Ksd hệ số sử dụng công suât tác dụng (của nhóm TB.) KM Hệ số cực đại công suât tác dụng với khoảng thời gian trung bình T=30 phút (với Ptt KM ký hiệu đặc biệt đ-ợc hiểu tính với T=30 phút) p dmi i 1 n n hq a) Hệ số sử dụng công suât:: Ksd tỉ số công suất trung bình công suất định mức hệ số sử dụng định nghĩa cho Q; I Với thiết bị đơn lẻ kí hiệu chữ nhỏ với nhóm TB đ-ợc kí hiƯu b»ng ch÷ in hoa n p dmi 2 i 1 n p tb k sd ; K p dm sd P tb p dmi k sdi i 1 n P dm p dmj i 1 Cã thÓ xác định theo điện năng: K sd A - điện tiêu thụ ca theo đồ thị phụ tải Ar - điện tiêu thụ định mức n q tb ; K q dm sdq Q tb Q q dmi k sdqi K i dm sdI I dm i dmi k sdi i 1 n q dmj i 1 ; P dm vµ Ksd 0,4 n1 n dm I tb max i dmj i + hệ số sử dụng thiết bị riêng lẻ nhóm thiết bị đặc tr-ng đ-ợc xây dựng theo số lieẹu thống kê lâu dài đ-ợc cho cẩm nang kỹ thuật Thì số thiết bị hiệu lấy số n hq n + Khi nhãm cã n1 thiÕt bị dùng điện có tổng công suất định mức nhỏ % tổng công suất định mức cđa toµn nhãm i 1 n i tb P dm thiết bị thực tế nhóm T-ơng tự ta cã: k sdI m + Khi Ar k sdq + Nếu công suất định mức tất thiết bị dùng điện n=nhq + Với số thiết bị lớn sử dụng công thức không thuận lợi sử dụng công thức gần với sai số 20 % Các tr-ờng hợp riêng để tính nhanh nhq : A pdmi công suất định mức thiết bị thứ i nhãm n - tỉng sè thiÕt bÞ nhãm n p dmi % p dmi n hq n n VÝ dô: Xác định số thiết bị hiệu nhóm có chế độ làm việc dài hạn có số l-ợng công suất nh- sau: Hệ số sử dụng toàn nhãm Ksd = 0,5 Sè TB 10 Công suât 0,6 4,5 10 14 + Tính công thức đầy đủ: 10 kW kW kW kW kW ,6 ,5 10 14 10 ,0 ,6 ,5 10 Định nghĩa: số thiết bị điện giả thiết có công suât, chế độ làm việc mà chúng gây phụ tải tính toán, phụ tải tính toán nhóm TB có đồ thị phụ tải không giống công suât chế độ làm việc + Khi m > Ksd 0,2 n p dmi Công thức đầy đủ để tính số thiết bị dùng điện hiệu nhóm có n thiết bị: n hq i 1 p dm Chó ý: nÕu tÝnh nhq > n max CuuDuongThanCong.com 14 20 + Tính gần đúng: nhóm có 10 thiết bị nhỏ (0,6 kW) 10x0,6= kW < pdmx 5% = 148,5x5%= 7,4 nhq = n – n1 = 28 – 10 = 18 kết sai số 10% b) Số thiết bị dùng điện có hiệu quả: nhq n hq n https://fb.com/tailieudientucntt VÝ dơ: Nhãm cã c¸c thiÕt bị làm việc dài hạn HÃy xác đinh số thiết bị hiệu nhóm; Ksd = 0,4 Số TB Công suât 25 20 m = 20/1 = 20 > ; Ksd = 0,4 > 0,2 20 kW 10 kW kW kW 4,5 kW 2,8 kW kW n hq n p dmi n hq i 1 P dm max 297 20 n p * * * * tra ®-ỵc n*hq * n hq n n hq n hq n1 - số thiết bị có công suất lớn ẵ công suất thiết bị có c«ng st lín nhÊt nhãm n n1 n Pdm1 - Tổng công suất n1 thiết bị P dm Pdm - Tổng công suất định mức tất TB P dm Via dụ: Xác định số TB hiƯu qu¶ cđa nhãm TB Nhãm cã Ksd = 0,1 Sè TB 5 20 p dmi - Tổng công suất thiết bị pha nút tính toán c) Hệ số cực đại: KM tỉ số công suất tính toán công suất trung bình kM Công suât 10 4,5 2,8 p tt hc kW kW kW kW kW K p tb M P tt P tb kM vµ KM víi tõng thiÕt bị với nhóm thiết bị Công suất trung bình cã thĨ tÝnh theo c«ng thøc sau: P tb T P ( t ) dt A T T T thời gian khảo sát lấy độ dai ca mang tải lớn T-ơng tự ta có hệ số cực đại với dòng điện: Giải: ta cã m = 10/1 =10 víi m = 10 ; Ksd = 0,1 không áp dụng đ-ợc cách gând ®óng K MI I tt I tb n = + + + + 20 = 38 Pdm = 4x10 + 5x7 + 4x4,5 + 5x2,8 + 20x1 = 127 kW Thiết bị có công suất lín nhÊt lµ 10 kW 1/2 10 = kW n1 = + = P1 = 4x10 + 5x7 = 75 kW n* = n1 / n = 9/38 p* = P1/Pdm = 75/127 Tõ n* vµ p* Tra bảng ta tim đ-ợc n*hq = 0,59 max Pdmmax - Công suất định mức thiết bị pha lín nhÊt Trong ®ã: * (2.40) P dm n hq f ( n ; p ) n hq n 29 ,7 30 + Khi khả sử dụng ph-ơng pháp đơn giản: phải sử dụng đ-ờng cong bảng tra Bảng đ-ờng cong đ-ợc xây dựng quan hệ số thiết bị hiệu t-ơng đối theo n* vµ p* tøc * n p dmi + Hệ số cực đại liên quan đến đại l-ợng quan trọng đồ thị phụ tải P tt Ptb trị số phụ thuộc vào số thiết bị dùng điện hiệu n hq nhiều hệ số khác đặc tr-ng cho chế độ tiêu thụ nhóm TB có nhiều ph-ơng pháp xác định KM nhiều tác giả khác + Trong thực tế th-ờng KM đ-ợc xây dựng theo quan hệ nhq ksd d-ới dạng đ-ờng cong dạng bảng tra KM = f(nhq ; ksd) + Cần nhớ KM tra đ-ợc bảng tra th-ờng t-ơng ứng với thời gian tính toán 30 Tr-êng hỵp tÝnh Ptt víi T>30 (với thiết bị lớn) KM phải tính qui đổi lại theo công thức: K * n hq n n hq 38 x ,56 21 MT 1 K M 2T + §èi víi nhóm thiết bị pha đấu vào mạng pha: số thiết bị hiệu xác định cách đơn giản theo công thức sau: CuuDuongThanCong.com KM - tra đ-ợc bảng (T=30 phút) T > 30 phút https://fb.com/tailieudientucntt + Nếu nhóm thiết bị pha phân bố pha phụ tải tính toán chúng tính toán nh- thiết bị pha có công suất t-ơng đ-ơng Chú ý n hq nhóm TB đ-ợc xác định theo công thức (2.40) d) Phụ tải tính táon phản kháng nhón TB.: Qtt Th-ờng đ-ợc tính gần ®óng nh- sau: + Khi nhq 10 + Khi nhq > 10 + Nhãm thiÕt bÞ mét pha có n > có đồ thị phụ tải thay đổi có chế độ làm việc giống (cùng Ksd cos) đấu vào điện áp dây pha, phân bố không pha phụ tải tính toán t-ơng đ-ơng xác định theo công thức: Qtt = 1,1 Qtb Qtt = Qtb Qtb - công suất trung bình nhóm phụ tải ca mang tải lớn Qtb = Ksdq Qdm Qtb = Ptb tgtb (2.48) Ptt t® = 3.Ptb pha KM = Ksd KM Pdm pha (2.49) Khi nhq 10 Qtt t® = 3.Qtb pha 1,1 = 3,3.Ksdq Qdm pha = 3,3 Ksdp Pdm pha tg (2.49) Khi nhq > 10 Qtt t® = 3Qtb pha = Ksdq.Qdm pha = 3.Ksdp.Pdm pha tg n tgtb rót tõ cos tb p dmi cos i i 1 Trong ®ã: n p dmi Ptb pha ; Qtb pha - Phụ tải trung bình pha mang tải lớn cđa pha cã phơ t¶i lín nhÊt i 1 e) Nhữg tr-ờng hợp riêng dùng ph-ơng pháp đơn giản để tÝnh P tt: + Khi nhq < tr-êng hợp không tra đ-ợc KM theo đ-ờng cong + Nhóm thiết bị pha n > có đồ thị phụ tải thay đổi, có chế độ làm việc khác đấu vào điện áp pha điện áp dây Tr-ớc tiên cần tính phụ tải trung bình ca mang tait lín nhÊt TÝnh cho pha A: n + NÕu n P tt p dmi Ptb (A) = Ksd PdmAB p(AB)A + Ksd Pdm AC p(AC)A + Ksd Pdm A0 i 1 n Q tt Qtb (A) = Ksdq QdmAB q(AB)A + Ksdq QdmAC q(AC)A + Ksdq Qdm A0 n q dmi i 1 p dmi tg i i 1 n + NÕu n>3 P tt p dmi k ti i 1 n Q tt q dmi k tqi Trong ®ã: Ksd ; Ksdq - hƯ số sử dụng công suât tác dụng phản kháng TB pha có chế độ làm việc khác p(AB)A; p(AC)A; q(AB)A; q(AC)A – hƯ sè qui ®ỉi công suất TB pha mắc vào điện áp dây qui pha A - (tra bảng) T-ơng tự nh- xác định đ-ợc phụ tải trung bình pha cong lại (pha B C) ta có phụ tải trung bình pha lớn Từ xác định đ-ợc phụ tải trrung bình t-ơng đ-ơng pha: i kti ktqi - hệ số tải tác dụng hệ số tải phản kháng + Khi số liệu cụ thể lấy gần với thiết bị có chế độ làm việc dài hạn K t = 0,9; cosdm = 0,8 , TB ngắn hạn lËp l¹i Kt = 0,7 ; cosdm = 0,7 + Với nhóm thiết bị làm việc dài hạn, có đồ thị phụ tải phẳng, thay đổi (VD lò điện trở, quạt gió, trạm khí nén, tạm bơm) Ksd 0,6 ; Kdk 0,9 (hƯ sè ®iỊn kín đồ thị phụ tải) lấy KM = Ptb t® = Ptb pha Qtb tđ = Qtb pha Sau (pha có tải lín nhÊt) Ptt t® = KM Ptb t® Qtt tđ = Tính theo (2.49); (2.50) Để tra đ-ợc KM sÏ lÊy Ksd cđa pha mang t¶i lín nhÊt theo c«ng thøc sau: Ptt = Ptb ; Qtt = Qtb f) Phụ tải tính toán thiết bị pha: XÈy theo tr-êng hỵp CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt K P tbpha sd P dn P dm 2 (2.55) P dm n P tt K Trong đó: Pdm0 - Tổng công suất định mức phụ tải pha đấu vào điện áp pha (cđa pha mang t¶i lín nhÊt) Pdm1 ; Pdm2 - Tổng công suất định mức thiết bị pha đấu pha mang tải lớn pha cong lại + Nếu nhóm thiết bị pha có đồ thị phụ tải phẳng (VD chiếu sáng, lò điện trở pha ) có thĨ xem KM =1 Pttt® = Ptb td ; Qtt tđ = Qtbtđ (2.54) g) Phụ tải tính toán nút hệ thống CCĐ: (tủ phân phối, đ-ờng dây chính, tram biến áp, trạm phân phối điện áp < 1000 V) Nút phụ tải cung cấp cho n nhóm phơ t¶i n Ptt = KM (2.55) P tbi nhq 10 Qtt = 1,1 Q tbi Qtt = m P tbi n Khi P tbj (2.60) m nhq 10 Q tt ,1 Q tbi nhq > 10 Q tt n Q tbj m Q tbi Q tbj Chó ý: + Trong nút có nhóm TB pha, nhóm đ-ợc thay nhóm thiết bị pha đ-ơng đ-ơng + Khi phân x-ởng có TB dự trữ (máy BA hàn, thiết bị làm việc ngắn hạn VD: bơn tiêu nước, động đóng van nước) không cần tính công suất chúng vào phụ tải trung bình nhóm, nh-ng tủ động lực, đ-ờng dây CCĐ cho chúng cần có dự trữ thích hợp +Trong nhóm thiết bị có xét đến các phụ tải chiếu sáng công suất thiết bị bù (TB bù có dấu - nhóm) (2.56) Theo ph-ơng pháp này: n nhq > 10 M 2) Xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình hệ số hình dạng: n Khi + Nếu nút phụ tải có n nhóm thiết bị có đồ thị phụtải thay đổi m nhóm có đồ thị phụ tải ph¼ng Ptt = Khdp Ptb Q tbi (2.70) Qtt = Khdq Qtb S tt P tt Q tt S tt P tt Q tt K Trong ®ã: Ptbi = p dmi k (2.57) sdi Khdp vµ Khdq - HƯ số hình dạng đồ thị phụ tải tác dụng phản kháng, đ-ợc tính nh- sau: K Qtbi = q dmi k k (2.58) sdi hdp hdq K sd P tbi q qp q tb ; K hdp hdq P qp P tb Q qp Q tb (2.59) n K Pqp ; Qqp - phụ tải trung bình bình ph-ơng (tức bình ph-ơng đồ thị phụ tải lấy trung bình) Hệ số hình dạng xác định vận hành theo số ®ång hå ®o ®iÖn n k ; p tb K – sè thiÕt bÞ nhãm thø i n số nhóm thiết bị đấu vào nút nhq số thiết bị hiệu toàn thiết bị đấu vào nút KM Hệ số cực đại nút Để tra đ-ợc KM cần biết hệ số sư dơng cđa nót p qp P dmi CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt m A pi K hdp m (2.73) Ap Ap - Điện tác dụng tiêu thụ ngày đêm Api - Điện tác dụng tiêu thụ khoảng T=T/m T - Thời gian khảo sát, th-ờng lấy ngày đêm m Khoảng chia đồ thị phụ tải th-ờng lấy lµ 24 giê (tøc T = giê) HƯ sè hình dạng có giá trị nằm khoảng 1,1 1,2 3) Xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt hệ số nhu cầu: + Phụ tải tính toán nhóm TB có chế độ làm việc gièng (cóng k sd) Ptt = Knc P® P TB M a Sau ®ã lùa chän hệ số cực đại t-ơng ứng với xí nghiệp PX Ptt = KM Ptb P tt P max P tt Q tt (2.76) T Tr-ờng hợp T = năm (có thể lấy P® = P®m) Qtt = Ptt tg S tt 4) Xác định phụ tải tính toán theo xuất chi phí điện đơn vị sản phẩm tổng sản l-ợng: + Biết xuất chi phí điện cho đơn vị sản phẩm a0 [kWh/1ĐV] + Biết M tổng sản phẩm cần sản xuất khoảng thời gian khảo sát T ( ca; năm) tính đ-ợc phụ tải tác dụng trung bình cđa ph©n x-ëng, XN M a (2.77) T max 5) Xác định phụ tải tính toán theo xuất phụ tải đơn vị diện tích sản xuất: P tt cos Theo ph-ơng pháp này: Knc hệ số nhu cầu nhóm thiết bị cos - hệ số công suất nhóm TB (vì giả thiết toàn nhóm có chế độ làm việc nh- vµ cïng chung mét hƯ sè cos) + NÕu nhãm TB cã nhiỊu TB víi cos kh¸ kh¸c nhau, ®Ĩ tÝnh Qtt ng-êi ta cã thĨ sư dơng hƯ sè cos trung b×nh cđa nhãm: Ptt = p0.F (2.78) p0 - Xuất phụ tải tính toán m2 diƯn tÝch s¶n st [kW/m2] F - DiƯn tÝch s¶n xuất đặt thiết bị [m2] ph-ơng pháp chi dùng để tính toán sơ n cos tb p dmi cos 6) Xác định phụ tải đỉnh nhọn: Là phu tải cực đại xuất thời gian ngắn giây ; thường xuất khởi động động n p dmi + Víi nhãm thiÕt bÞ: nã xuất thiết bị có dòng mở máy lớn nhó làm việc (đóng điện) + Nếu nhóm có nhiều Tb có hệ số nhu cầu kh¸c nhau: n K nctb Idn = Ikd (max) + (Ittnhom – Ksd Idm (max) p dmi k nci Ikd (max) - Dòng khởi động động có dòng khởi động lớn nhóm máy n (2.79) p dmi Ikd = kmm Idm + Phụ tải tính toán nút hệ thông CCĐ (phân x-ởng, XN) cách tổng hợp phụ tải tính toán nhóm nối vào nút có tính đến hệ số đồng thơì P tti K S ttXN K dt K Q tti Kdt - hệ số đồng thời có gia trị 0,85 kmm – hƯ sè më m¸y cđa thiÕt bị (5 7) - động không đồng 2,5 động dây quấn lò điện, máy biến áp Idm (max) - đòng định mức động ®ang khëi ®éng, ®· qui vỊ % Itt - dßng tính toán toàn nhóm TB + Với thiết bÞ: Idn = Ikd = kmm.Idm CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 2.3 Phơ tải tính toán toàn xí nghiệp: ~ SXN = S8 + SXN + Nguyên tắc: Để xác định đ-ợc SXN phải dự báo tăng tr-ởng phụ tải + PttXN phải đ-ợc tính từ TB điện nguợc trở phía nguồn 2.4 Dự báo phụ tải: 35 220 kV 8 7 B1 20 kV + Phải kể đến tổn thất đ-ờng dây m¸y BA ~ 5 B2 B2 0,2; 0,4; 0,6 kV § 3 Có nhiều ph-ơng pháp dự báo ph-ơng pháp ngoại suy; ph-ơng pháp chuyên gia; ph-ơng pháp mô hình hoá D-ới xét tới ph-ơng pháp ngoại suy 5 Đ + Phụ tải tính toán XN cần phải kể đến dự kiến phát triển XN 10 năm tới 20 kV TPP Quá trình sản suất phụ tải XN phát triển không ngừng Để đáp ứng liên tục nhu cầu dùng điện XN, cần phải biết tr-ớc đ-ợc nhu cầu điện nhiều năm tr-ớc mắt XN Để dự trù công suất điện hệ thống lập kế hoạch phát triển hệ thống CCĐ-XN Dự báo phụ tải 1 1 1 1 Điểm 1: điểm trực tiếp cấp điện đến TB dùng điện, tai cần xác định chế độ làm việc thiết bị (xác định kt; %; ksd ; cos ) Nội dung: ph-ơng pháp ngoại suy xây dựng qui luật phát triển phụ tải điện khứ vào số liệu thống kê thời gian đủ dải Sau kéo dai qui luật vào t-ơng lai, (trên sở giả thiết qui luật phat triển phụ tải điện t-ơng lai) Gồm ph-ơng pháp nhỏ: + ph-ơng pháp hàm phát triển ph-ơng pháp ham t-ơng quan Điếm 2: Với nhóm thiết bị làm việc chế độ khác Xác định Ptt ph-ơng pháp số thiết bị hiệu Ptt = KM.Ptb 1)Ph-ơng pháp hàm phát triển: Nội dung phương pháp xây dựng qui luật phát triển phụ tải theo thời gian khứ Qui luật đ-ợc biểu diễn d-íi d¹ng S P jQ 1 1 1 P(t) = f(t) 1 Điểm 3: phụ tải điểm công thêm phần tổn thất đ-ờng dây hạ áp S S2 S dd P(t) phụ tải điện t f(t) hàm xác định P(t) Sự phát triển phụ tải theo thờ gian trình ngẫu nhiên phụ tải điện thời gian quan hệ hàm, mà quan hệ t-ơng quan hàm f(t) hàm t-ơng quan Hai dạng thông dụng f(t) dùng dự báo hàm tuyến tính hàm mũ Điểm 4: điểm tổng hạ áp tram BA phân x-ởng Tai phụ tải tính toán tính ph-ơng pháp hệ số nhu cầu tổng hợp phụ tải điểm n S4 K dt ( P(t) = a + b(t) P(t) = a.ebt n P3 i j Q i ) (2.82) P(t) = P0 (1+)t (2.83) thời điểm bắt đầu khảo sát t0 = Kdt hệ số đồng thời (xét tới đồng thời đạt giá trị cực đại) cho thể chọn khoảng từ 0,85 đến Trong HV- qui luật phát triển ngầu nhiên phụ tải khứ ( t < 0) đ-ợc thay đ-ờng thẳng a + bt Muốn biết phụ tải năm tn (t-ơng lai) tính đ-ợc P(tn) P §iĨm 5: S5 = S4 + SB2 §iĨm 6: S6 = S5 + Sdd §iĨm 7: S7 = Kdt (P6i +jQ6i) §iĨm 8: S8 = S7 + SB1 Pn a+bt Chú ý: S8 ch-a phải phụ tải xí nghiệp Vì tính phụ tải XN phải kể đến phát triển XN (5 10 năm) sau CuuDuongThanCong.com t1 t2 t3 t4 t5 tn t Vấn đề đặt cho phÐp sư dơng hµm tun tÝnh vµ nÕu dïng đ-ợc hàm tuyến tính hệ số a b xác định nh- nào? Theo lý thuết xác xuất mối quan hệ tuyến tính phụ tải tời gian đ-ợc đánh giá hệ số t-ơng quan: https://fb.com/tailieudientucntt Ta có hệ ph-ơng trình: r pt ( P i P )( t i t ) n 1 (2.84) P i P t i t Trong đó: Pi giá trị phụ tải thời điểm ti quan sát đ-ợc qu¸ khø ( P i a bt i ) ( P i a bt i )t i i0 n 1 (2.87) i0 Giải hệ (2.87) ta đ-ợc: P - giá trị trung bình tất Pi n 1 P b P ( i=0 ; … ti n t Piti i0 n 1 i0 ti n t i0 n 1 ti n 1 ti t i0 a ; n 1 Tõ ®ã ta cã thĨ viÕt hệ số t-ơng quan (2.84) thành dạng khác: t - giá trị trung bình tất ti P n 1 n i0 n-1) t Piti n P t (i=0 n-1) n n - số giá trị thống kê đ-ợc khứ Thơi gian t th-ờng lấy đơn vị năm giá trị thống kê đ-ợc bắt đầu th-ờng kí hiệu năm thứ 0, tøc t0 =0; t1 =1; tn =n vµ ta cã: Piti n P t i0 r pt n 1 ( ti n t i0 n 1 )( Pi 2 nP ) i0 Sai sè dù bµo: t n 1 ( n n rpt - Càng gần quan hệ tuyến tính P t chặt chẽ, việc sử dụng hàm a + bt để dự báo xác Khinh nghiệm dự báo cho thấy r»ng r pt 0,75 th× cã thĨ sư dơng (2.82) vào dự báo Khi rtp < 0,7 sử dụng hàn tuyến tính đ-ợc sai số lớn Lúc phải chọn dạng khác thích hợp hàm phát triển để dự báo Để xác định hệ số a b th-ờng ng-ời ta sử dụng ph-ơng pháp bình ph-ơng tối thiểu: Nội dung: ph-ơng pháp bình ph-ơng tối thiểu sở số liệu thống kê đà có ta xây dùng hµm: P(t) = a + bt (2.85) Sao cho tổng độ lệch bình ph-ơng giá trị P i theo số liệu thống kê giá trị t-ơng øng theo (2.85) lµ nhá nhÊt ( t ) )% (ti t ) Trong ®ã D ( pi P ) mµ D - Thêi gian ë t-ơng lai cần dự báo phụ tải n + Khi rpt < 0,7 ham phát triển dạng tuyến tính sử dụng để dự báo đ-ợc Khi ta xét đến hàm mũ: P(t) = a.ebt (2.92) n 1 ( p i a bt i ) (2.86) i0 §Ĩ tìm đ-ợc a, b thoả mÃn (2.86) lấy đạo hàm theo a; b vµ cho b»ng a b P(t) = P0 (1+)t (2.93) §Ĩ cã thĨ sư dụng công thức quan hệ tuyến tính đà nêu tuyến tính hoá (2.92) (2.93) log ho¸ ta cã: n 1 2 ( P i a bt i ) ( P i a bt i )t i i0 n 1 2 i0 log P(t) = log a + log e.bt (2.94) log P(t) = log P0 + log (1+) (2.95) P0 - công suất năm gốc t =0; hệ số tăng hàng năm Nh- biểu thức (2.94); (2.95) đ-a dạng tổng quát Y = A + B.t CuuDuongThanCong.com (2.96) https://fb.com/tailieudientucntt Và sử dụng biểu thức t-ơng quan tuyến tính Tr-ớc tiên xác định hệ số t-ơng quan rYt n 1 n 1 ( ti n t )( Yi (Y i Y ) nY ) NÕu rYt 0,75 th× ta dự báo theo hàm mũ, lúc ta cã: Y n 1 ti t i0 A i P j i 1 i0 (2.99) 2 ti n t i0 Sau tÝnh đ-ợc A; B theo công thức với số cña log = 10 P0 = 10A ; = 10B 2) Ph-ơng pháp hàm t-ơng quan: Trong ph-ơng pháp phụ tải đ-ợc dự báo cách gián tiếp qua quan hệ t-ơng quan đại l-ợng khác Các đại l-ợng có nhịp độ phát triển đặn mà dự báo xác ph-ơng pháp trực tiếp Ví dụ: Tổng thu nhập quốc dân, dân số, tổng sản l-ợng xí nghiệp Nh- theo ph-ơng pháp hàm t-ơng quan, ng-ời ta phải dự báo đại l-ợng khác, từ qui phụ tải điện vào quan hệ t-ng quan đại lu2o2ngj với phụ tải điện Quan hệ t-ơng quan đại l-ợng phụ tải P đại l-ợng Y khác tuyến tính phi tuyến Để đánh giá quan hệ t-ơng quan tun tÝnh, ta xÐt hƯ sè t-¬ng quan: r PY ( Pi P ) i i 1 n 1 ( Pi P ) Pi - giá trị trung bình phụ tải nhóm i Y iti n Y t n 1 ( Pi P ) Trong m - Số miền phân nhánh giá trị phụ tải i - Số điểm rơi vào phân nhánh j (2.98) i0 B i0 ti n t n 1 t iY i i0 n 1 n 1 SP ; m i0 n n Theo quan hệ này, ứng với giá trị số Y ta tính đ-ợc phụ tải P Quan hệ t-ơng quan tuyến tính đ-ợc đánh giá tû sè t-¬ng quan Y iti n Y t i0 r Yt SY ( P i P )( Y i Y ) ( P i P ) ( Y i Y ) P - Gi¸ trị trung bình tổng quát Khi có t-ơng quan tuyến tính = rPY có t-ơng quan không tuyến tính > rPY Hàm t-ơng quan không tuyến tính P Y có dạng: P = exp (a0 + a1x) P = a0 + a1 lnx P = a0xa1 P = a0 + a1x + a2x2 Các hệ số hàm t-ơng quan đ-ợc xây dựng theo ph-ơng pháp bình ph-ơng tối thiểu Dự báo phu tải ph-ơng pháp ngoại suy có nhiều -u điểm dẽ tính toán, kết tin cậy đ-ợc phản ánh cách khách quan quy luật phát triển phụ tải Tuy ph-ơng pháp ngoại suy có nh-ợc điểm Nó phản ánh đ-ợc qui luật phát triển bên ngoài, mặt l-ợng tình trạng tăng tr-ởng phụ tải điện, không phản ánh đ-ợc trình phát triển bên vầ mặt chất phụ tải Do băng ph-ơng pháp ngoại suy đ-ợc đột biến, b-ớc ngoặt nh- giới hạn phát triển phụ tải điện Mặt khác dự báo phụ tải ph-ơng pháp ngoại suy cho phát triển tổng thể phụ tải không đự báo đ-ợc phân bố không gian phụ tải điện Vì đòi hỏi ng-ời làm công tác dự báo phụ tải điện phải nắm đ-ợc qui luật phát triển phụ tải, phải biết đánh giá sử dụng giá trị phụ tải đà dự báo đ-ợc ph-ơng pháp ngoại suy NÕu rPY 0,75 th× cã thĨ dïng quan hệ t-ơng quan tuyến tính, ta có đ-ờng hồi quy P thay Y P P r PY r PY SY (Y Y ) SP Trong đó: SY va SP sai số trung bình bình ph-ơng P Y CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt ... https://fb .com/ tailieudientucntt VÝ dô: Nhãm cã thiết bị làm việc dài hạn HÃy xác đinh số thiết bị hiệu nhóm; Ksd = 0,4 Số TB Công suât 25 20 m = 20 /1 = 20 > ; Ksd = 0,4 > 0 ,2 20 kW 10 kW... nguồn 2. 4 Dự báo phụ tải: 35 ? ?22 0 kV 8 7 B1 20 kV + Phải kể đến tổn thất đ-ờng dây máy BA ~ 5 B2 B2 0 ,2; 0,4; 0,6 kV Đ 3 Có nhiều ph-ơng pháp dự báo ph-ơng pháp ngoại suy; ph-ơng pháp chuyên... đó: SY va SP sai số trung bình bình ph-ơng P Y CuuDuongThanCong. com https://fb .com/ tailieudientucntt CuuDuongThanCong. com https://fb .com/ tailieudientucntt