Bài giảng hệ thống cung cấp điện chương 2 bạch quốc khánh

EE3425 – CÁC HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN - Chương Bản 2021 Hệ Thống Cung Cấp Điện EE-3425 Chương PHỤ TẢI ĐIỆN PGS.TS Bạch Quốc Khánh Bộ môn Hệ thống điện Đại học Bách Khoa Hà Nội Chương Phụ tải điện Khái niệm chung Các đặc trưng phụ tải điện Xác định phụ tải tính tốn Bạch quốc Khánh EE3425 - Hệ thống cung cấp điện Nội dung Bạch Quốc Khánh/Bộ môn Hệ thống điện/BKHN EE3425 – CÁC HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN - Chương Bản 2021 Khái niệm chung Chương Phụ tải điện 1.1 Các định nghĩa Bạch quốc Khánh EE3425 - Hệ thống cung cấp điện  Thiết bị dùng (tiêu thụ) điện: Biến đổi điện  Các dạng lượng mong muốn khác (Quang – đèn điện, Nhiệt – Lò điện, thiết bị sưởi…, Cơ – Động cơ…)  Phụ tải điện: Đặc trưng công suất tiêu thụ một nhóm thiết bị dùng điện Các đơn vị: W, VAr, VA or A  Phụ tải điện có tính tương đối  Phụ tải đo lường (vận hành)/Phụ tải đánh giá (quy hoạch, thiết kế)  Phụ tải tính toán: Phụ tải đánh giá (dự báo) Khái niệm chung 1.2 Tác dụng nhiệt dòng điện dây dẫn Bạch quốc Khánh EE3425 - Hệ thống cung cấp điện  Chương Phụ tải điện Q trình nhiệt dây dẫn có dịng điện chạy qua 𝑄 = 𝑄 +𝑄 Nhiệt lượng sinh ra: 𝑄 = 𝐼 𝑅 ∆𝑡 G:  : q: S c: 1, : Đốt nóng dây dẫn: 𝑄 = 𝑐 𝐺 ∆𝜐 Tỏa nhiệt môi trường: 𝑄 = 𝑞 𝑆 (𝜐 − 𝜐 )∆𝑡 R: Điện trở dây dẫn () Khối lượng dây dẫn (kg) I: Dòng điện (A), Độ tăng nhiệt độ (Co) t: Thời gian có dịng điện (s) Năng suất tỏa nhiệt (W/m2.Co) c: Nhiệt dung riêng (J/kg.Co) Diện tích bề mặt dây dẫn (m2) Nhiệt độ dây dẫn trước sau thời gian t (Co) Bạch Quốc Khánh/Bộ môn Hệ thống điện/BKHN EE3425 – CÁC HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN - Chương Bản 2021 Khái niệm chung 1.2 Tác dụng nhiệt dòng điện dây dẫn EE3425 - Hệ thống cung cấp điện Giải phương trình cân nhiệt rút ra: θ=θ T = 1−e / c G q S θ =     Bạch quốc Khánh 1     + θ e / R I q S Chương Phụ tải điện   1 t T0 : Hằng số thời gian (10 phút Cu, Al)   1 0 : Độ tăng nhiệt độ xác lập : Nhiệt độ dây dẫn : Nhiệt độ ban đầu dây dẫn : Nhiệt độ môi trường Khái niệm chung 1.3 Phân loại phụ tải Bạch quốc Khánh EE3425 - Hệ thống cung cấp điện  Chương Phụ tải điện Thiết bị dùng điện  Phụ tải chiếu sáng: Một pha, công suất nhỏ (đến vài trăm W/1 đèn) • Đèn sợi đốt: cos=1, nhậy cảm với dao động điện áp • Đèn huỳnh quang: cos=0.6 (nếu khơng có tụ bù), 0.86 (có tụ bù), 0.96 loại chấn lưu điện tử • Đèn cao áp: cos=0.7-0.8, khởi động chậm  Phụ tải công suất: Các động 1-pha, 3-pha, cơng suất 1kW • Động KĐB: cos=0.5-0.9 (Lúc non tải: 0.5-0.6), dòng mở máy lớn (4-7.5)Iđm Cơng suất từ nhỏ đến lớn • Động ĐB, cos điểu chỉnh nhờ TĐK, công suất lớn Bạch Quốc Khánh/Bộ môn Hệ thống điện/BKHN EE3425 – CÁC HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN - Chương  Bản 2021 Thiết bị dùng điện Bạch quốc Khánh EE3425 - Hệ thống cung cấp điện  Phụ tải sinh nhiệt: • Thiết bị gia dụng: Bếp điện, bình nóng lạnh; lị nướng, bàn là, máy sấy, máy sưởi… phụ tải pha, loại dùng điện trở, cos=1, công suất nhỏ (W-kW) Không nhậy cảm với chất lượng điện áp • Thiết bị gia nhiệt cơng nghiệp: Thiết bị sưởi, lò (nướng, nhiệt luyện, điêu khắc kim loại, ) pha, 3pha công suất lớn (kW) • Lị hồ quang điện: 1-pha 3-pha, dịng điện lớn không ổn định giai đoạn nấu chảy kim loại, dòng điện nhỏ ổn định giai đoạn cịn lại • Máy hàn: Dịng hồ quang lớn không ổn định thời gian ngắn Điện áp 30-50V cấp từ thứ cấp MBA hàn • Lị cao tần  Phụ tải điện tử: Các thiết bị sử dụng biến tần, inverter, mạch chỉnh lưu Nhậy cảm với chất lượng điện áp Nguồn sinh sóng hài Khái niệm chung Chương Phụ tải điện 1.3 Phân loại phụ tải Bạch quốc Khánh EE3425 - Hệ thống cung cấp điện  Theo khách hàng dùng điện P CN SH  Công nghiệp (Công suất lớn, tập trung) DV  Sinh hoạt (Phân bố đều, thiết bị dùng điện sinh hoạt)  Dịch vụ thương mại (Thiết bị văn phòng, thiết bị dịch vụ) t 24g P ĐT  Đô thị (Chiếu sáng đô thị)  Nông nghiệp (Động cho bơm tưới tiêu) NN t 24g Bạch Quốc Khánh/Bộ môn Hệ thống điện/BKHN EE3425 – CÁC HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN - Chương Bản 2021 Khái niệm chung Chương Phụ tải điện 1.3 Phân loại phụ tải Bạch quốc Khánh EE3425 - Hệ thống cung cấp điện  Theo yêu cầu cung cấp điện (QP TBĐ, 2006, Điều I.2.25) Phụ tải Loại I Thiệt hại gián đoạn cấp điện  Yêu cầu nguồn cấp Một số phụ tải điển hình Loại II Mất an tồn cho người Tổn thất nghiêm trọng kinh tế Yêu cầu đặc biệt phụ tải   nguồn độc lập nguồn dự phịng chỗ  Cơng nghiệp nặng, hóa chất Y tế, an tồn sức khỏe Chiếu sáng khẩn cấp Các hệ thống điều khiển Dịch vụ an toàn (báo cháy)…       Loại III Khơng an tồn cho người Thiệt hại kinh tế khơng lớn  Khơng an tồn thiệt hại kinh tế không đáng kể  nguồn cấp có xét đặt thêm nguồn dự phịng  nguồn  Các dây chuyền SX, lắp ráp Các thiết bị phụ trợ công nghiệp  Phụ tải sinh hoạt, thiết bị văn phịng, chiếu sáng khơng quan trọng     Khái niệm chung Chương Phụ tải điện 1.3 Phân loại phụ tải Máy phát điện dự phịng MC Giải thích: ATS Loại III Loại I, II Bạch quốc Khánh EE3425 - Hệ thống cung cấp điện MBAPP CPD Loại I, đặc biệt CPD: Thiết bị đảm bảo chất lượng điện ATS: Thiết bị chuyển nguồn tự động MC: Máy cắt điện hạ áp, áp tô mát 10 Bạch Quốc Khánh/Bộ môn Hệ thống điện/BKHN EE3425 – CÁC HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN - Chương Bản 2021 Khái niệm chung Chương Phụ tải điện 1.3 Phân loại phụ tải Bạch quốc Khánh EE3425 - Hệ thống cung cấp điện  Thời gian làm việc  Phụ tải làm việc dài hạn: Thời gian làm việc ứng với trị số dòng điện tải đủ dài để nhiệt độ vật dẫn đạt tới trị số xác lập (Các phụ tải trình, Hệ thống điều khiển, phụ tải chiếu sáng, tủ điện công suất nhỏ )  Phụ tải làm việc ngắn hạn: Thời gian làm việc ứng với trị số dòng điện tải chưa đủ dài để nhiệt độ vật dẫn đạt tới trị số xác lập (Phụ tải dự phòng, hệ thống khẩn cấp…)  Phụ tải làm việc ngắn hạn lặp lại: Là phụ tải làm việc theo chế độ ngắn hạn thời gian đóng thời gian chu kỳ xen kẽ (Thiết bị nâng hạ tải trọng, máy biến áp hàn…) 11 Khái niệm chung Chương Phụ tải điện 1.3 Phân loại phụ tải Bạch quốc Khánh EE3425 - Hệ thống cung cấp điện Phụ tải làm việc dài hạn  1 Phụ tải làm việc ngắn hạn lặp lại (oC) (oC)  t(s) C 1 C tđ Phụ tải làm việc ngắn hạn (oC) Kđ = C C O t(s) tck Hệ số đóng điện  1 O O t(s) tđ tck tđ : Thời gian đóng điện tck : Chu kỳ thời gian lần đóng cắt 10 12 Bạch Quốc Khánh/Bộ môn Hệ thống điện/BKHN EE3425 – CÁC HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN - Chương Bản 2021 Các đặc trưng phụ tải điện Chương Phụ tải điện 2.1 Đồ thị phụ tải (ĐTPT)  P Biểu diễn biến thiên phụ tải (W, Var, VA, A) theo thời gian EE3425 - Hệ thống cung cấp điện  Thời gian lấy mẫu (): Được đặt thiết bị đo lường Từ giây đến giờ, điển hình 15 phút, 30 phút, t P  Chu kỳ thời gian (T): Khoảng thời gian nhu cầu điện có tính lặp lại  Một ca làm việc, ngày, tháng, năm t T  Điện tiêu thụ (A): Bạch quốc Khánh Diện tích tạo đường nhu cầu điện trục / A= P t dt = P ∆t 11 13 Bạch quốc Khánh EE3425 - Hệ thống cung cấp điện ĐTPT ngày (T=24g) với công suất lấy 15 phút () lần  Các loại ĐTPT:  ĐTPT thông thường (Chronological load curve - CLC): Công suất phụ tải biểu diễn theo thời gian lấy mẫu  ĐTPT kéo dài (Load duration curve - LDC): Sắp xếp lại công suất phụ tải theo thứ tự giảm dần chu kỳ thời gian (T) 12 14 Bạch Quốc Khánh/Bộ môn Hệ thống điện/BKHN EE3425 – CÁC HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN - Chương Bản 2021 Các đặc trưng phụ tải điện Chương Phụ tải điện 2.2 Công suất phụ tải EE3425 - Hệ thống cung cấp điện  Công suất định mức: Công suất lớn mà phụ tải làm việc lâu dài đảm bảo tiêu kinh tế - kỹ thuật theo thiết kế Ngưỡng công suất đảm bảo cho thiết bị làm việc lâu dài an toàn, tin cậy  Đối với thiết bị dùng điện, Pđm công suất lớn mà thiết bị tiêu thụ cách an toàn  Đối với thiết bị tải điện, Pđm công suất lớn tải qua thiết bị cách lâu dài  Đối với động cơ, Pđm công suất trục động Bạch quốc Khánh  Đối với phụ tải làm việc theo chế độ ngắn hạn lặp lại, phải quy đổi chế độ dài hạn: Pđ đ = Pđ 𝐾đ 13 15 Các đặc trưng phụ tải điện Chương Phụ tải điện 2.2 Công suất phụ tải Bạch quốc Khánh EE3425 - Hệ thống cung cấp điện  Công suất đặt, công suất kết nối:  Đối với hộ tiêu thụ biết tất thiết bị tiêu thụ điện, cơng suất đặt cịn gọi cơng suất kết nối tính sau: Pđ = Pđ Pđm.i: Công suất định mức thiết bị tiêu thụ điện thứ i n: Tổng số thiết bị tiêu thụ điện  Đối với động điện công suất đặt công suất điện đầu vào điện áp đặt vào động điện áp định mức ηĐ = Pđ Đ Pđ  Đối với hộ tiêu thụ khơng biết trước tất thiết bị tiêu thụ điện, công suất đặt công suất lớn đánh giá (dự báo) dựa liên quan đến việc tiêu thụ điện (mục đích, tính chất, quy mơ sử dụng cơng trình) 14 16 Bạch Quốc Khánh/Bộ môn Hệ thống điện/BKHN EE3425 – CÁC HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN - Chương Bản 2021 Các đặc trưng phụ tải điện Chương Phụ tải điện 2.2 Công suất phụ tải  Một phụ tải EE3425 - Hệ thống cung cấp điện  Công suất phụ tải (P): (hay công suất đo) cơng suất trung bình thời lấy mẫu ()  Công suất cực đại (Pmax): Công suất phụ tải lớn chu kỳ thời gian ĐTPT (T) Bạch quốc Khánh  Cơng suất trung bình (Ptb): Trị số trung bình cơng suất phụ tải chu kỳ thời gian ĐTPT (T) P = A: Điện tiêu thụ chu kỳ thời gian ĐTPT (T) A T 15 17 Các đặc trưng phụ tải điện 2.2 Công suất phụ tải Bạch quốc Khánh EE3425 - Hệ thống cung cấp điện  Chương Phụ tải điện Ví dụ 2.1: Phụ tải nhóm  Phụ tải tổng (Pnh): Tổng công suất phụ tải theo thời gian lấy mẫu (cộng ĐTPT)  Công suất chung lớn (Pnh.max): Trị số phụ tải tổng lớn chu kỳ thời gian ĐTPT  Tổng công suất không đồng thời lớn (P.max): Tổng công suất cực đại phụ tải nhóm P1.max = Pnh P1 (t = 11g) P2.max = 8,5 (t = 19g) P2 Pnh.max = 11,5 (t = 16g) P.max = 14,5 16 18 Bạch Quốc Khánh/Bộ môn Hệ thống điện/BKHN EE3425 – CÁC HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN - Chương Bản 2021 Các đặc trưng phụ tải điện Chương Phụ tải điện 2.2 Công suất phụ tải EE3425 - Hệ thống cung cấp điện  Phụ tải tính tốn (Ptt): Phụ tải dùng cho thiết kế - Phụ tải dự báo ngắn hạn với thuộc tính sau  Giả thiết  Lâu dài Pthực  Không đổi t Bạch quốc Khánh  Tương đương hiệu phát nhiệt (đốt nóng dây dẫn hay phá hủy cách điện nhiệt dây dẫn) so với phụ tải thực Ptt t Ptt = Pmax (=30’) 17 19 Các đặc trưng phụ tải điện Chương Phụ tải điện 2.3 Các hệ số đặc trưng phụ tải Bạch quốc Khánh EE3425 - Hệ thống cung cấp điện  Đặc trưng cho thiết bị, phụ tải  Hệ số tải (Load factor) hệ số cực đại: K = P P = A K = ≥1 K P T ≤ 1; Ví dụ 2.2: Tiếp ví dụ 2.1, P1.tb = 3; P1.max =  K = P P = = 0,5  Kt đặc trưng cho mức độ điền kín (bằng phẳng) ĐTPT Kmax đặc trưng cho mức độ biến đổi công suất ĐTPT 18 20 Bạch Quốc Khánh/Bộ môn Hệ thống điện/BKHN 10 EE3425 – CÁC HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN - Chương Bản 2021 Các đặc trưng phụ tải điện Chương Phụ tải điện 2.3 Các hệ số đặc trưng phụ tải EE3425 - Hệ thống cung cấp điện  Hệ số sử dụng trung bình: K = P ≤1 Pđ  Hệ số sử dụng lớn – TCVN 9206:2012 (Ku): Ptb : Công suất trung bình thiết bị (Ptb) Pmax : Cơng suất lớn thiết bị (Ptt) Pđm : Công suất định mức thiết bị K = P Pđ Bạch quốc Khánh Ví dụ 2.2: Tiếp tục ví dụ 2.1, P1.tb = 3; P1.max = 6, P1.đm = ⇒ K = P = = 0,375 P đ K = P P đ = = 0,75  Đặc trưng cho mức độ sử dụng công suất lớn thiết bị 19 21 Các đặc trưng phụ tải điện Chương Phụ tải điện 2.3 Các hệ số đặc trưng phụ tải Bạch quốc Khánh EE3425 - Hệ thống cung cấp điện  Đặc trưng cho nhóm thiết bị, nhóm phụ tải  Hệ số nhu cầu (Knc): K = P = Pđặ P Pđ Ptt.nh : Cơng suất tính tốn nhóm thiết bị Pđặt : Công suất đặt (Công suất kết nối – Tổng cơng suất định mức) Ví dụ 2.3: Tiếp tuc ví dụ 2.1, giả sử Pđặt = Pđm1 + Pđm2 = + 10 = 18 ⇒K = đặ = , = 0,64 20 22 Bạch Quốc Khánh/Bộ môn Hệ thống điện/BKHN 11 EE3425 – CÁC HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN - Chương Bản 2021 Các tòa nhà Tham khảo hệ số tải hệ số nhu cầu Bạch quốc Khánh EE3425 - Hệ thống cung cấp điện Phụ tải Residential Commercial Flats Hotel Mall Restaurant Office School Common Area in building Public Facility Street Light Indoor Parking Outdoor Parking Park / Garden Hospital Workshops Ware House Farms Fuel Station Factories Knc 0.6 0.7 0.7 0.75 0.7 0.7 0.7 0.8 0.8 0.75 0.9 0.8 0.9 0.8 0.8 0.6 0.7 0.9 0.7 0.9 Knc (%) Kt (%) Communications – buildings 60-65 70-75 Telephone exchange building 55-70 20-25 Air passenger terminal building 65-80 28-32 Aircraft fire and rescue station 25-35 13-17 Aircraft line operations building 65-80 24-28 Academic instruction building 40-60 22-26 Applied instruction building 35-65 24-28 Chemistry and Toxicology Lab 70-80 22-28 Materials Laboratory 30-35 27-32 Physics Laboratory 70-80 22-28 Electrical and electronics systems Lab Cold storage warehouse General warehouse Controlled humidity warehouse 20-30 70-75 75-80 60-65 3-7 20-25 23-28 33-38 Phụ tải Office ,School Hospital Air Port, Bank, Shops, Restaurant, Factory, Work Shop, Factory (24Hr Shift) Arc Furnace Compressor Hand tools Inductance Furnace Knc 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 0.5 0.4 0.8 21 23 Các đặc trưng phụ tải điện Chương Phụ tải điện 2.3 Các hệ số đặc trưng phụ tải Bạch quốc Khánh EE3425 - Hệ thống cung cấp điện  Hệ số đồng thời (Ks): K = P P  Hệ số không đồng thời (DF): DF = Pmax.i : ≤1 K Công suất max phụ tải (Ptt.i) thứ i (W) Pnh.max : Công suất max nhóm (Ptt.nh) n phụ tải (W) Ví dụ 2.4: Vẫn tiếp tục ví dụ 2.1, ta có P 11,5 1 K = = = 0,79; DF = = = 2,7 P +P 14,5 K 0,79  Hệ số đồng thời phụ thuộc loại số lượng phụ tải 22 24 Bạch Quốc Khánh/Bộ môn Hệ thống điện/BKHN 12 EE3425 – CÁC HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN - Chương Bản 2021 Các mạch chức (theo IEC 60439) Bạch quốc Khánh EE3425 - Hệ thống cung cấp điện Tham khảo số hệ số đồng thời (Ks) hệ số không đồng thời DF Mạch chức Các mạch chức (theo IEC) 90% 80% 70% 100% 75% 80% Mạch điện sinh hoạt DF Phụ tải K (%) Lighting Heating and air conditioning Socket-outlets Lifts and catering hoist For the most powerful motor For the second most powerful motor For all motors Sinh hoạt (số hộ) Sinh hoạt Dịch vụ Between individual users Between transformers 2.00 1.30 1.46 1.30 1.45 1.35 1.05 Between feeders Between substations 1.15 1.10 1.15 1.10 1.15 1.10 1.05 1.10 From users to transformers From users to feeder 2.00 2.60 1.46 1.90 1.44 1.95 1.15 From users to substation 3.00 2.18 2.24 1.32 From users to generating station 3.29 2.40 2.46 1.45 Chung Công nghiệp K 2–4 5–9 0.78 10 – 14 0.63 15 – 19 0.53 20 – 24 25 – 29 0.49 0.46 30 – 34 0.44 35 – 39 0.42 40 – 50 0.41 50 0.40 23 25 Xác định phụ tải tính tốn Chương Phụ tải điện 3.1 Tổng quan phương pháp Bạch quốc Khánh Xuất tuyến Lưới trung áp Rẽ nhãnh EE3425 - Hệ thống cung cấp điện Tủ phân phối Hạ áp ĐC ĐC TBAPP Thiết bị dùng điện 24 26 Bạch Quốc Khánh/Bộ môn Hệ thống điện/BKHN 13 EE3425 – CÁC HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN - Chương Bản 2021 Xác định phụ tải tính toán Chương Phụ tải điện 3.2 Đối với phụ tải Xác định phụ tải tính tốn theo hệ số sử dụng lớn (1) P =P Pmax : Pđm : ku :  Bạch quốc Khánh EE3425 - Hệ thống cung cấp điện  = k Pđ Công suất cực đại với thời gian đo  = 30 phút (W) Công suất định mức phụ tải (W) Hệ số sử dụng lớn (tra sổ tay) Xác định phụ tải tính tốn theo đặc tính khảo sát (1)  Mơ hình tuyến tính: P = a + b A  Công thức Velander (Bắc Âu): Cho phụ tải sinh hoạt P = a A + b A 25 27 Xác định phụ tải tính tốn Chương Phụ tải điện 3.3 Đối với nhóm phụ tải Bạch quốc Khánh EE3425 - Hệ thống cung cấp điện  Xác định phụ tải tính tốn theo hệ số nhu cầu Knc (2) P Pđm.i : Knc :  =K Pđặ = K Pđ Công suất định mức phụ tải thứ i nhóm (W) Hệ số nhu cầu nhóm phụ tải Xác định phụ tải tính tốn theo hệ số cực đại Kmax (2) P =P =K P =K K Pđ Ksd , Kmax: Hệ số sử dụng trung bình Hệ số cực đại nhóm phụ tải Pđm.nh : Cơng suất định mức nhóm phụ tải (W) 26 28 Bạch Quốc Khánh/Bộ môn Hệ thống điện/BKHN 14 EE3425 – CÁC HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN - Chương Bản 2021 Xác định phụ tải tính tốn Chương Phụ tải điện 3.3 Đối với nhóm phụ tải Bạch quốc Khánh EE3425 - Hệ thống cung cấp điện  Xác định phụ tải tính tốn theo hệ số cực đại Kmax (2)  Xác định Kmax: Trong cơng nghiệp, tính Kmax = f(nhq, Ksd) (phương pháp xếp biểu đồ Ka-ia-lốp - số thiết bị hiệu quả) nhq : Số thiết bị hiệu (của nhóm thiết bị): Số thiết bị có cơng suất, chế độ làm viêc, gây hiệu phát nhiệt dây dẫn số thiết bị thực (n) 27 29  Xác định nhq Pđ Nếu n  5: n = Pđ Bạch quốc Khánh EE3425 - Hệ thống cung cấp điện Nếu n > 5: Tính gần ‒ m= đ đ 2× ⟶n = n : Pđ ‒ Các trường hợp khác n∗ =  nhq = n ≤ Ksd  0,4 ‒ m > Ksd  0,2 Pđ Pđ ≤n ≥ Pđ ;P = Pđ n P ; P∗ = n Pđ n∗ = f(n∗ ; P ∗ ); ⟹n = n∗ n 28 30 Bạch Quốc Khánh/Bộ môn Hệ thống điện/BKHN 15 EE3425 – CÁC HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN - Chương Bản 2021 Ví dụ 2.5: Nhóm phụ tải 10 thiết bị x 20kW Cho Ksd nhóm 0,53 Tính nhq ? 10 thiết bị x 15kW Giải: thiết bị x 10kW EE3425 - Hệ thống cung cấp điện 10 thiết bị x 8kW Vì m = 20/8 = 2,5 < Ksd > 0,4  nhq = n = 10 + 10 + + 10 = 35 (thiết bị) Ví dụ 2.6: Vẫn ví dụ 2.5 thêm 20 thiết bị x 2kW thay Ksd = 0,35 Giải: Pđmnhóm = 10.20 + 10.15 + 5.10 + 10.8 + 20.2 = 520kW n = 10 + 10 + + 10 +20 = 55 thiết bị Vì Ksd = 0,35 > 0,2 m = 20/2 = 10 > ⟹n = × 520 = 52 ≤ n = 55 20 Ví dụ 2.7: Vẫn ví dụ 2.6 thay Ksd = 0,16 Bạch quốc Khánh Giải: n1 = 25; n* = n1/n = 25/55 = 0,45; P1 = 400kW; P* = P1/Pđmnhóm = 400/520 = 0,77 Tra nhq * = f(n*, P*) = f(0,45;0,77) = 0,67  nhq = nhq * n = 0,67.55  36 (thiết bị) 29 31 Xác định phụ tải tính tốn Chương Phụ tải điện 3.3 Đối với nhóm phụ tải Bạch quốc Khánh EE3425 - Hệ thống cung cấp điện  Xác định phụ tải tính tốn theo hệ số đồng thời/khơng đồng thời (2, 3) P ó =K P =K k Pđ Ví dụ 2.8: nhà kho với Sđ 250 kVA, 200 kVA, 150 kVA 400 kVA, cos = 0.9, ku = 0,9; 0,8; 0,75 0,85 Hệ số không đồng thời DF = 1,5 Giải: Ptt.nhóm = 0,9x(250x0,9+200x0,8+150x0,75+400x0,85)/1,5 = 0,9x837,5/1.5 = 502,5kW Nếu nhà kho cấp TBAPP có Sđm = 1000kVA, Hệ số sử dụng lớn MBAPP kU = 502,5/0,9/1000=0.558 30 32 Bạch Quốc Khánh/Bộ môn Hệ thống điện/BKHN 16 EE3425 – CÁC HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN - Chương Bản 2021 Ví dụ 2.9: Xác định phụ tải tính tốn phân xưởng nhỏ Bạch quốc Khánh EE3425 - Hệ thống cung cấp điện Giải: PX Ptt.px = (Ptt.nh1 + Ptt.nh2 + Ptt.nh3).Ks.px = 32,144kW Ks.px 0,8 Ptt.nh1 = 11,9kW Ptt.nh2 = 13,72kW Ptt.nh3 = 14,56kW 0,7 0,7 0,6 Ks.nh Ptti 5,4 6,4 3,2 4,8 ku 0,9 0,8 0,8 1 0,8 0,8 kW Chia nhóm 4,8 2,4 2,4 0,8 0,8 0,8 0,8 3 Pđm.nh1 = 20kW Pđm.nh2 = 22kW Pđm.nh3 = 24kW Nhóm Nhóm Nhóm 4 1 4 31 33 Ví dụ 2.10: Xác định phụ tải tính tốn vị trí vào tầng chung cư tầng cơng suất đặt hộ tiêu thụ 6kW Giải: Bạch quốc Khánh EE3425 - Hệ thống cung cấp điện  Ở vị trí vào tầng 5: P5  660,78  28,08kW  Ở vị trí vào tầng 4: P4  6(6  4)0,63  37,8kW  Ở vị trí vào tầng 3: P3  6(6   5)0,53  47,7kW  Ở vị trí vào tầng 2: P2  6(6    6)0,49  61,74kW  Ở vị trí vào tầng (phụ tải tính tốn chung cư): P1  6(6     4)0,46  69kW 32 34 Bạch Quốc Khánh/Bộ môn Hệ thống điện/BKHN 17 EE3425 – CÁC HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN - Chương Bản 2021 Xác định phụ tải tính tốn 3.4 Phụ tải phân bố EE3425 - Hệ thống cung cấp điện  Chương Phụ tải điện Xác định phụ tải tính tốn theo mật độ phụ tải  : Mật độ phụ tải (W/m2), tra sổ tay S : Diện tích sử dụng (m2) P = σ S  Áp dụng cho phụ tải phân bố diện tích sử dụng phụ tải chiếu sáng chung Ví dụ 2.11: Xác định phụ tải chiếu sáng chung phòng học 100m2 Giải: Tra số tay, mật độ phụ tải cho chiếu sáng chung σ=15W/m2 Vậy Bạch quốc Khánh Pcs =  S = 100x15=1.5kW 33 35 Xác định phụ tải tính tốn 3.4 Phụ tải phân bố Bạch quốc Khánh EE3425 - Hệ thống cung cấp điện  Chương Phụ tải điện Xác định phụ tải tính tốn theo suất tiêu hao điện P =P = A T = N w T w0 : Suất tiêu hao điện cho đơn vị sản phẩm (kWh/sản phẩm), tra sổ tay NT : Sản lượng chu kỳ T Tmax : Thời gian sử dụng công suất lớn chu kỳ T tra sở tay  Áp dụng cho tính tốn sơ phụ tải Ví dụ 2.12: Xác định Ptt nhóm máy nén khí có sản lượng 300.106 m3 khí nén, biết điện tiêu thụ cho 103 m3 khí nén 100kWh Tmax = 7000 Giải: P = 300 × 10 × 100 = 4286kW 7000 10 34 36 Bạch Quốc Khánh/Bộ môn Hệ thống điện/BKHN 18 EE3425 – CÁC HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN - Chương Bản 2021 Xác định phụ tải tính tốn Chương Phụ tải điện 3.5 Dự báo phụ tải  Dự báo phụ tải theo phương pháp mô EE3425 - Hệ thống cung cấp điện Ngoại suy theo thời gian dựa hàm xấp xỉ dây dựng phương pháp bình phương cực tiểu C = f(t) Các hàm nội suy Ct = a+bt (tuyến tính), C − f(t ) ⟹ Min St = So.(1+α.t) Bạch quốc Khánh Ct = a+b.t+c.t2 (Đa thức) 35 37 Xác định phụ tải tính tốn Chương Phụ tải điện 3.6 Biểu diễn phụ tải Bạch quốc Khánh EE3425 - Hệ thống cung cấp điện  Tâm phụ tải Xác định tâm phụ tải theo phương pháp mô men phụ tải S x (y ) x y Y = S (xo,yo) : Tọa độ tâm phụ tải (xi,yi) : Tọa độ phụ tải thứ i Si : Phụ tải tính toán phụ tải thứ i yo yi X xi xo  Áp dụng để xác định vị trí nguồn cấp điện (trạm biến áp) 36 38 Bạch Quốc Khánh/Bộ môn Hệ thống điện/BKHN 19 EE3425 – CÁC HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN - Chương Bản 2021 Xác định phụ tải tính tốn Chương Phụ tải điện 3.6 Biểu diễn phụ tải EE3425 - Hệ thống cung cấp điện  Biểu đồ phụ tải Xác định bán kính : S = m π r ⇒ r = S m π Ví dụ biểu đồ phụ tải nhà máy công nghiệp Bạch quốc Khánh Thành phần phụ tải: Ví dụ: Phụ tải cơng nghiệp (động lực/chiếu sáng): α = 360 P P 37 39 Mô phụ tải vận hành Bạch quốc Khánh EE3425 - Hệ thống cung cấp điện   Chương Phụ tải điện Mơ hình hàm mũ P=P V V f f Q=Q V V f f Trong P0, Q0, V0, f0: Giá trị định mức v, f, v, f: Tham số Áp dụng cho dài 10% điện áp 2.5% tần số Mơ hình đa thức P=P 𝑎 +𝑎 V +𝑎 V V V + 𝐷 ∆𝑓 Q=Q V +𝑏 V V V + 𝐷 ∆𝑓 𝑏 +𝑏 Trong a0 + a1 + a2=1, b0 + b1 + b2=1 Dp, Dq : Real & reactive power frequency damping coefficients, p.u f: Frequency deviation from base value, p.u Áp dụng cho tính tốn q trình q độ 38 40 Bạch Quốc Khánh/Bộ môn Hệ thống điện/BKHN 20 EE3425 – CÁC HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN - Chương Tài liệu tham khảo Bản 2021 Chương Phụ tải điện [2] William H Kersting, Distribution System Modeling and Analysis, CRC Press LLC, 2002 [3] Electric Installation Guide according to IEC international standards, Schneider Electric, Edition 2016 [4] TCVN9206:2012, Đặt thiết bị điện nhà cơng trình – Tiêu chuẩn thiết kế [5] Quy phạm Trang bị điện, Bộ Công nghiệp, 2006 Bạch quốc Khánh EE3425 - Hệ thống cung cấp điện [1] A.A.Fedorov, G.V.Xerbinoxki, Sách tra cứu cung cấp điện xí nghiệp cơng nghiệp – Mạng lưới điện công nghiệp, Bản dịch Bộ môn Hệ thống điện, Trường ĐHBK hà Nội, 1988 39 Bạch quốc Khánh EE3425 - Hệ thống cung cấp điện 41 42 Bạch Quốc Khánh/Bộ môn Hệ thống điện/BKHN 21 ... TĐK, công suất lớn Bạch Quốc Khánh/ Bộ môn Hệ thống điện/ BKHN EE3 425 – CÁC HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN - Chương  Bản 20 21 Thiết bị dùng điện Bạch quốc Khánh EE3 425 - Hệ thống cung cấp điện  Phụ tải sinh... 12 14 Bạch Quốc Khánh/ Bộ môn Hệ thống điện/ BKHN EE3 425 – CÁC HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN - Chương Bản 20 21 Các đặc trưng phụ tải điện Chương Phụ tải điện 2. 2 Công suất phụ tải EE3 425 - Hệ thống cung. .. môn Hệ thống điện/ BKHN 10 EE3 425 – CÁC HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN - Chương Bản 20 21 Các đặc trưng phụ tải điện Chương Phụ tải điện 2. 3 Các hệ số đặc trưng phụ tải EE3 425 - Hệ thống cung cấp điện  Hệ