Bài giảng Cung cấp điện - Chương 3: Xác định phụ tải điện

Chương 3: XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI ĐIỆN 3.1 KHÁI NIỆM CHUNG 3.2 ĐỒ THỊ PHỤ TẢI ĐIỆN 3.3 CÁC ĐẠI LƯỢNG VÀ HỆ SỐ TÍNH TỐN 3.4 CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN 3.5 TÍNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN THEO IEC 3.6 TRÌNH TỰ TÍNH TỐN PHỤ TẢI ĐIỆN Ở CÁC CẤP CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN 3.7 XÁC ĐỊNH TÂM PHỤ TẢI ĐIỆN 3.8 DỰ BÁO PHỤ TẢI Chương 3: XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI ĐIỆN 3.1 KHÁI NIỆM CHUNG Khi thiết kế cung cấp điện cho hộ phụ tải, nhiệm vụ xác định nhu cầu điện hộ phụ tải Tùy theo quy mô hộ phụ tải mà nhu cầu điện phải xác định theo phụ tải thực tế dự kiến đến khả phát triển hộ phụ tải tương lai năm, 10 năm lâu Xác định nhu cầu điện giải toán dự báo phụ tải ngắn hạn dài hạn Chương 3: XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI ĐIỆN 3.1 KHÁI NIỆM CHUNG Dự báo phụ tải ngắn hạn tức xác định phụ tải cơng trình sau cơng trình vào hoạt động vào vận hành Phụ tải thường gọi phụ tải tính tốn Trên sở phụ tải tính tốn để chọn thiết bị điện phù hợp máy biến áp, dây dẫn, thiết bị đóng cắt, bảo vệ để tính tổn thất cơng suất điện áp, để chọn thiết bị bù Phụ tải tính tốn số liệu quan trọng để thiết kế cung cấp điện Chương 3: XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI ĐIỆN 3.1 KHÁI NIỆM CHUNG Phụ tải tính tốn phụ thuộc vào nhiều yếu tố công suất số lượng máy, chế độ vận hành chúng, quy trình cơng nghệ sản xuất, trình độ vận hành cơng nhân Xác định xác phụ tải tính tốn nhiệm vụ khó khăn quan trọng Nếu phụ tải tính tốn xác định nhỏ phụ tải thực tế, làm giảm tuổi thọ thiết bị điện, có dẫn đến nổ, cháy nguy hiểm Cịn phụ tải tính tốn xác định lớn phụ tải thực tế nhiều thiết bị điện chọn lớn so với yêu cầu, gây lãng phí Chương 3: XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI ĐIỆN 3.2 ĐỒ THỊ PHỤ TẢI ĐIỆN 3.2.1 Định nghĩa Đồ thị phụ tải điện quan hệ công suất phụ tải theo thời gian đặc trưng cho nhu cầu điện thiết bị, nhóm thiết bị, phân xưởng hay xí nghiệp Đồ thị phụ tải số liệu ban đầu quan trọng thiết kế cung cấp điện Chương 3: XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI ĐIỆN 3.2 ĐỒ THỊ PHỤ TẢI ĐIỆN 3.2.2 Phân loại □ Theo loại công suất ▪ Đồ thị phụ tải công suất tác dụng P = f(t) ▪ Đồ thị phụ tải công suất phản kháng Q = g(t) ▪ Đồ thị phụ tải công suất biểu kiến S = h(t) Chương 3: XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI ĐIỆN 3.2 ĐỒ THỊ PHỤ TẢI ĐIỆN 3.2.2 Phân loại □ Theo dạng đồ thị ▪ Đồ thị phụ tải thực tế: dạng đồ thị phản ánh quy luật thay đổi thực tế công suất theo thời gian ▪ Đồ thị phụ tải bậc thang: dạng đồ thị quy đổi từ đồ thị phụ tải thực tế dạng bậc thang Chương 3: XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI ĐIỆN 3.2 ĐỒ THỊ PHỤ TẢI ĐIỆN 3.2.2 Phân loại □ Theo thời gian khảo sát ▪ Đồ thị phụ tải hàng ngày Chương 3: XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI ĐIỆN 3.2 ĐỒ THỊ PHỤ TẢI ĐIỆN 3.2.2 Phân loại □ Theo thời gian khảo sát ▪ Đồ thị phụ tải hàng ngày: dạng đồ thị phụ tải xây dựng với thời gian khảo sát 24 ▪ Nghiên cứu đồ thị phụ tải hàng ngày hộ tiêu thụ, biết tình trạng làm việc thiết bị Từ định quy trình vận hành hợp lý nhằm đạt đồ thị tương đối phẳng Chương 3: XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI ĐIỆN 3.2 ĐỒ THỊ PHỤ TẢI ĐIỆN 3.2.2 Phân loại □ Theo thời gian khảo sát ▪ Đồ thị phụ tải hàng ngày cịn cung cấp thêm số thơng tin: số ca làm việc ngày; tính chất phụ tải (cơng nghiệp, dân dụng…); tính hợp lý việc tiêu thụ điện phụ tải nhằm đề biện pháp giảm chi phí điện cho sản xuất 10 Tai lieu Luan van Luan an Do an Chương 3: XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI ĐIỆN 3.5 TÍNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN THEO IEC 3.5.3 Tính theo hệ số đồng thời Ks (Factor of simultaneity) ▪ Bảng B14: Hệ số đồng thời ks tòa nhà chung cư Số hộ tiêu thụ Hệ số đồng thời đến đến 0,78 10 đến 14 0,63 15 đến 19 0,53 20 đến 24 0,49 25 đến 29 0,46 30 đến 34 0,44 35 đến 39 0,42 40 đến 49 0,41 50 0,40 56 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn Tai lieu Luan van Luan an Do an Chương 3: XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI ĐIỆN 3.5 TÍNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN THEO IEC 3.5.3 Tính theo hệ số đồng thời Ks (Factor of simultaneity) ▪ Bảng B16: Hệ số đồng thời ks cho tủ phân phối (IEC 439) Số mạch Hệ số ks (tủ kiệm nghiệm toàn bộ) 0,9 0,8 đến 0,7 10 lớn 0,6 Tủ kiểm nghiệm phần 1,0 trường hợp chọn 57 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn Tai lieu Luan van Luan an Do an Chương 3: XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI ĐIỆN 3.5 TÍNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN THEO IEC 3.5.3 Tính theo hệ số đồng thời Ks (Factor of simultaneity) ▪ Bảng B17: Hệ số ks theo chức mạch Chức mạch Hệ số Ks Chiếu sáng Sưởi máy lạnh Ổ cắm 0,1 đến 0,2 (1) Thang máy (2) - cho động mạnh - cho động mạnh thứ nhì - cho động khác 0,75 0,60 Trong vài trường hợp, lưới công nghiệp, hệ số có giá trị lớn (2) Dòng lưu ý dòng định mức động tăng thêm trị số 1/3 dòng khởi động (1) 58 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn Tai lieu Luan van Luan an Do an Chương 3: XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI ĐIỆN 3.5 TÍNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN THEO IEC 3.5.4 Tính theo hệ số sử dụng Ku hệ số đồng thời Ks Ptt = Ks 𝑛 𝑖=1 𝐾𝑢𝑖 𝑃đ𝑚𝑖 [kW] Qtt = Ks 𝑛 𝑖=1 𝐾𝑢𝑖 𝑄đ𝑚𝑖 [kVAr] Stt = Itt = 𝑃2𝑡𝑡 + 𝑄2𝑡𝑡 Stt 3.𝑈 = Ptt 3.𝑈.𝑐𝑜𝑠φ [KVA] = Qtt 3.𝑈.𝑠𝑖𝑛φ [A] Trong đó: - Ks : hệ số đồng thời nhóm thiết bị - Kui : hệ số sử dụng thiết bị thứ i - Pđmi : công suất định mức thiết bị thứ i - n : số thiết bị nhóm 59 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn Tai lieu Luan van Luan an Do an Chương 3: XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI ĐIỆN 3.5 TÍNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN THEO IEC Ví dụ ks cho tịa nhà dân cư tầng 60 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn Tai lieu Luan van Luan an Do an Chương 3: XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI ĐIỆN 3.5 TÍNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN THEO IEC Ví dụ tính tải dự kiến lưới 61 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn Tai lieu Luan van Luan an Do an Chương 3: XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI ĐIỆN 3.5 TÍNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN THEO IEC Ví dụ tính tải dự kiến lưới 62 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn Tai lieu Luan van Luan an Do an Chương 3: XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI ĐIỆN 3.6 TRÌNH TỰ TÍNH TỐN PHỤ TẢI ĐIỆN Ở CÁC CẤP CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN Ngun tắc chung cơng suất tính tốn cấp điện áp cơng suất tính tốn cấp có điện áp thấp cộng với tổn thất công suất qua đường dây hay hay thiết bị liên kết hai cấp Việc xác định công suất tính tốn mạng điện tính từ thiết bị điện ngược nguồn Phụ tải tính tốn nút mạng phân phối điện tổng phụ tải tính tốn nhóm thiết bị nối vào nút nhân với hệ số đồng thời 63 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn Tai lieu Luan van Luan an Do an Chương 3: XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI ĐIỆN 3.6 TRÌNH TỰ TÍNH TỐN PHỤ TẢI ĐIỆN Ở CÁC CẤP CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN T : Biến áp phân xưởng MDB : Tủ phân phối DB : Tủ phân phối phụ : Các thiết bị dùng điện : Cơng suất tính tốn nhóm máy : Cơng suất tính tốn nhánh tủ phân phối : Cơng suất tính tốn tủ phân phối : Cơng suất tính tốn phía hạ áp biến áp phân xưởng : Cơng suất tính tốn phía cao áp biến áp phân Sơ đồ nguyên lý cung cấp điện xưởng 64 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn Tai lieu Luan van Luan an Do an Chương 3: XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI ĐIỆN 3.7 XÁC ĐỊNH TÂM PHỤ TẢI ĐIỆN Khi lựa chọn vị trí trạm biến áp phân xưởng trạm biến áp xí nghiệp cần xác định tâm phụ tải điện Nếu đặt trạm biến áp tâm phụ tải giảm tổn thất công suất tổn thất điện Tuy nhiên vị trí đặt cịn phụ thuộc vào địa hình, quy trình cơng nghệ sản xuất, thao tác vận hành, độ làm mát, thuận tiện xây dựng Để tìm tâm phụ tải, áp dụng phương pháp xác định tâm hình phẳng đồng có dạng phức tạp học lý thuyết Ở mặt nhà máy coi hình phẳng có đặt phân xưởng (có hình dạng phức tạp), lực tác dựng trường hợp phụ tải điện 65 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn Tai lieu Luan van Luan an Do an Chương 3: XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI ĐIỆN 3.7 XÁC ĐỊNH TÂM PHỤ TẢI ĐIỆN Toạ độ tâm phụ tải xác định: X= 𝑆𝑖 𝑥𝑖 𝑆𝑖 ; Y= 𝑆𝑖 𝑦𝑖 𝑆𝑖 ; Z= 𝑆𝑖.𝑧𝑖 𝑆𝑖 Hoặc: X = 𝑃𝑖 𝑥𝑖 𝑃𝑖 ; Y= 𝑃𝑖 𝑦𝑖 𝑃𝑖 ; Z= 𝑃𝑖.𝑧𝑖 𝑃𝑖 Trong : - Si, Pi : Công suất biểu kiến [kVA], công suất tác dụng [kW] phân xưởng thứ i thiết bị thứ i - xi, yi, zi : Toạ độ tâm phụ tải phân xưởng (thiết bị) thứ i Trong thực tế thiết kế vận hành cung cấp điện xác định tâm phụ tải điện mặt cần tính X, Y cịn toạ độ Z bỏ qua 66 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn Tai lieu Luan van Luan an Do an Chương 3: XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI ĐIỆN 3.8 DỰ BÁO PHỤ TẢI ĐIỆN Dự báo phát triển phụ tải điện tương nhiệm vụ quan trọng người lập quy hoạch thiết kế cung cấp điện Nhu cầu dùng điện phụ thuộc vào trình độ phát triển kinh tế quốc dân Vì dự báo phụ tải điện phận dự báo phát triển kinh tế khoa học kỹ thuật 67 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn Tai lieu Luan van Luan an Do an Chương 3: XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI ĐIỆN 3.8 DỰ BÁO PHỤ TẢI ĐIỆN Nếu dự báo phụ tải điện thừa so với nhu cầu dẫn đến việc huy động vốn đầu tư lớn để xây dựng nhiều nguồn phát điện, thực tế không dùng hết công suất chúng, gây lãng phí Nếu dự báo phụ tải điện nhỏ so với yêu cầu thực tế dẫn đến tình trạng thiếu nguồn điện, ảnh hưởng đến tốc độ phát triển kinh tế quốc dân 68 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn Tai lieu Luan van Luan an Do an Chương 3: XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI ĐIỆN 3.8 DỰ BÁO PHỤ TẢI ĐIỆN Thơng thường có ba loại dự báo chủ yếu: - Dự báo tầm ngắn : khoảng  năm - Dự báo tầm vừa : khoảng 10 năm - Dự báo tầm xa : khoảng 10  20 năm, có dài 69 Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn Tai lieu Luan van Luan an Do an Stt.010.Mssv.BKD002ac.email.ninhddtt@edu.gmail.com.vn