Báo cáo cung cấp điện chương 2 tính toán phụ tải

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN …  BÁO CÁO CUNG CẤP ĐIỆN GVHD: NCS Nguyễn Ngọc Anh SVTH: Đặng Minh Hiển Nguyễn Đăng Đức MSSV: 20110081 MSSV: 20070471 Lớp: DHNLTT17A CHƯƠNG TÍNH TOÁN PHỤ TẢI Bài tập 1: Cho phân xưởng sữa chữa khí Stt Tên thiết bị số lượng P-kw Ksd cosφ Máy tiện 10.65 0.14 0.6 Máy tiện 15.65 0.14 0.6 Máy khoan 2.2 0.12 0.6 Máy phay 6.6 0.13 0.6 Máy phay 6.2 0.13 0.6 Máy phay 3.8 0.13 0.6 Máy mài 0.6 0.12 0.6 Máy doa 18.65 0.17 0.6 Xác định số thiết bị hiệu qủa nhóm thiết bị trên: Theo cơng thức xác Theo công thức gần Trả lời: Theo công thức gần đúng =(10.65*1+15.65*2+2.2*1+6.6*1+6.2*1+3.8*1+0.6*1+18.65*1)^2/(10.6 5^2*1+15.65^2*2+2.2^2*1+6.6^2*1+6.2^2*1+3.8^2*1+0.6^2*1+18.65^ 2*1)=6( thiết bị) Theo công thức chính xác n1=4, n*=4/9, Pdm nhom= (10.65*1+15.65*2+2.2*1+6.6*1+6.2*1+3.8*1+0.6*1+18.65*1)=80 (kW) P1=44.95(kW) P*=P1/Pdmnhom=44.95/80 =0.56 Tra nhq*=f(n*,p*)=0,91 => nhq=(nhq*)*n=0.91*9=8 (thiết bị) Bài tập 2: Tổng số thiết bị:n=15+4 +13+5=37 P max 50 = =25 KW → n =15+13=28 2 Tổng số thiết bịcó P ≥ n +¿= Giải n1 28 = =0,757 ¿ n 37 P1=15 x 50+ 13 x 30=1140 kW Pn=4 x , 5+5 x +15 x 50+13 x 30=1193kW P +¿= P1 1140 = =0,956 ¿ Pn 1193 +¿ dựatrên n Tìm nhq +¿ vàP +¿ → tađược:n +¿ =0,78 ¿ ¿ hq ¿ ¿ +¿=0 , 78 x 37=28 , 86¿ n hq=n nhq n=4 ∑ Pđmi K sdi K sdtb = i=1n=4 ∑ Pđm = x ,5 x ,5+5 x x , 7+15 x 50 x , 4+13 x 30 x , =0 , 48 x , 5+5 x 7+ 15 x 50+13 x 30 i=1 n=4 ∑ Pđmi cosφ i cosφ tb = i=1 n=4 ∑ P đmi = x , x , 7+5 x x , 5+15 x 50 x ,85+ 13 x 30 x , 75 =0 , x ,5+5 x 7+15 x 50+13 x 30 i=1 Xác định K max dựa K sd =0 , 48 n hq=28 , 86 →tra bảng ta : K max=1 , 21 Ptt =K max K sd ∑ P dm=1 ,21 x , 48 x 1193=69,289 MW S= P 69,289 = =86 ,61 MVA COSφ 0,8 Q= √ S2 −P 2=√ 86 , 612−69,2892=56,965 MVar I= S 86 , 61 = =151 , 59(kA) √3 U √3 380 Điện tiêu thụ 24h: A=Pt=69,289.24=1662 , 94 MW h Bài tập 3: Giải Tổng số thiết bị:n=7+5+6 +11+8=37 Tổng số thiết bịcó P ≥ n +¿= P max 15 = =7 , KW → n =7+ 6=13 2 n1 13 = =0 , 35¿ n 37 P1=7 x 10+6 x 15=160 kW Pn=7 x 10+5 x 7+ x 15+11 x , 5+8 x 1, 5=256 ,5 kW P +¿= P1 160 = =0 ,62 ¿ Pn 265, Tìm n +¿ dựatrên n hq +¿ vàP +¿ → tađược:n +¿ =0,74 ¿ ¿ hq ¿ ¿ +¿=0 , 74 x 37=27, 38 ¿ n hq=n nhq Xác định K max dựa K sd =0 , nhq=27 , 38 → trabảng ta : K max=1 , 26 Ptt =K max K sd ∑ P dm=1 ,26 x , x 256 ,5=129,276 kW S= P 129,276 = =152 , KVA COSφ , 85 Q= √ S2 −P 2=√ 152, 12−129,276 2=80 , 14 KVar I= S 152 ,1 = =231, 1( A) √3 U √3 380 Bài tập 4: Xác định phụ tải cho trường học gồm tầng, tầng gồm phịng học, phịng có diện tích 80m2 Cho P0 = 15w/m2, cosφ=0.8 Cho phịng có hệ số đồng thời 0.8, tầng có hệ số đồng thời 0.9 Giải Cơng suất phịng: P1 phịng=15.80 , 8=960(W ) Cơng suất tầng gồm phịng : P1 tầng=6.960.0 , 9=5184(W ) Cơng suất trường học tầng : Ptt =5184.2=10368(W ) Công suất biểu kiến S=P tt Cosφ= 10368 =12960 VA 0,8 Công suất phản kháng: Q= √ S2 −P 2=√ 129602−103682=7776 Var Bài tập 5: Xác định phụ tải tổng (động lực chiếu sáng) cho xí nghiệp sản xuất xe đạp - Xí nghiệp có sản lượng vạn chiếc/ năm, b = 200 kwh / xe, Tmax = 5000h, cosφ=0.8 - Diện tích xí nghiệp 20x40m2, suất phụ tải chiếu sáng 12w/m2, đèn huỳnh quang có cosφ=0.8 Giải: Cơng suất cho xí nghiệp sản xuất( động lực) : Ptt = b0 M 200× 10000 =400 kW T max ¿ 5000 Công suất chiếu sáng: Ptt =P × F=12 × (20 × 40 ) =9600 W =9.6 kW Phụ tải tổng xí nghiệp Ptt ( động lực chiếu sáng )=400+9.6=409.6 kW Bài tập 6: Xác định phụ tải điện nhóm thiết bị theo bảng sau Stt Pđm Knc cosφ 200 0.8 0.75 100 0.35 0.5 75 0.6 0.6 18 0.8 0.85 Giải: + Tính tốn cho thiết bị 1: Cơng suất tiêu thụ phụ tải chiếu sáng: P1 = Pdm1.knc1 = 200.0,8 = 160 (kW) Công suất biểu kiến phụ tải chiếu sáng: P1 160 S1 = cosφ = ,75 = 213,3 (kVA) Công suất phản kháng phụ tải chiếu sáng: Q1 =√ S 21−P21 = √ 213.32−1602 = 141,06 (kVar) + Tính tốn cho thiết bị 2: Công suất tiêu thụ phụ tải chiếu sáng: P2 = Pdm2.knc2 = 100.0,35 = 35 (kW) Công suất biểu kiến phụ tải chiếu sáng: P2 35 S2 = cosφ = ,5 = 70 (kVA) Công suất phản kháng phụ tải chiếu sáng: Q2 =√ S 22−P22 = √ 752−352 = 60,62 (kVar) + Tính tốn cho thiết bị 3: Cơng suất tiêu thụ phụ tải chiếu sáng: P3 = Pdm3.knc3 = 75.0,6 = 45 (kW) Công suất biểu kiến phụ tải chiếu sáng: P3 45 S3 = cosφ = , = 75 (kVA) Công suất phản kháng phụ tải chiếu sáng: Q3 =√ S 23−P23 = √ 752−452 = 60 (kVar) + Tính tốn cho thiết bị 4: Công suất tiêu thụ phụ tải chiếu sáng: P4 = Pdm4.knc4 = 18.0,8 = 14,4 (kW) Công suất biểu kiến phụ tải chiếu sáng: P4 14 , S4= cosφ = , 85 = 16,94 (kVA) Công suất phản kháng phụ tải chiếu sáng: Q4 =√ S 24 −P24 = √ 16.942−14.42 = 8,92 (kVar) + Tính tốn cho thiết bị : Công suất tiêu thụ: Pt = P1 + P2 + P3 + P4 = 160 + 35 + 45 + 14,4 = 254,4 (kW) Công suất phản kháng: Qt = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 = 101,06 + 60,62 +60+8,92=230,6 (kVar) Công suất biểu kiến: St =√ Pt +Q t = √ 254 , +230 , 62 = 343,36 (kVar) CHƯƠNG MÁY BIẾN ÁP Bài tập 1: Chọn công suất cho TBA, cho phụ tải trạm Stt = 800KVA với phụ tải loại 670KVA Cho máy biến áp không tải Giải Công suất cần chọn cho trạm biến áp là: - Vì phụ tải loại nên ta chọn MBA, n=2 - Vì khơng có phụ tải loại nên a%=0 + Điều kiện 1: 1−a % SMBA ≥ (n−1)× k × Stt qt 1−0  SMBA ≥ (2−1)×1 , × 800  SMBA ≥ 571,43kVA + Điều kiện 2: S tt SMBA ≥ 800  SMBA ≥ ≥400 KVA chọn MBA có cơng suất SMBA =670KVA Bài tập 2: Yêu cầu chọn MBA cho nhà máy luyện kim có phụ tải điện Stt = 1200KVA trường hợp : a) Không biết phụ tải loại b) Phụ tải loại 20% Sử dụng tiêu chuẩn Việt Nam Giải a) Thông số công suất máy biến áp khơng có phụ tải loại là: Ta chọn MBA cung cấp điện cho phụ tải điện Stt = 1200KV + Điều kiện 1: 1−a % SMBA ≥ (n−1)× k × Stt qt 1−0  SMBA ≥ (2−1)×1 , × 1200  SMBA ≥857,143 kVA + Điều kiện 2: S tt SMBA ≥ 1200  SMBA ≥ ≥600 KVA chọn MBA có cơng suất SMBA =1000KVA để cung chấp cho nhà máy b) Thông số công suất máy biến áp g có phụ tải loại là: Ta chọn số lượng MBA cung cấp điện cho phụ tải điện Stt = 1200KV -Ta có a%=20% => St3 = Stt ×20 %=1200 × 20 %=240 KVA + Điều kiện 1: 1−a % SMBA ≥ (n−1)× k × Stt qt 1−20 %  SMBA ≥ (2−1)×1 , × 1200  SMBA ≥685,714kVA + Điều kiện 2: S tt SMBA ≥ 1200  SMBA ≥ ≥600 KVA + Điều Kiện 3:  Sqt = SMBA× k qt ¿ Stt  Sqt = 1000×1 , 4=1400 KVA >¿ Stt = 1200kVA chọn MBA có cơng suất SMBA =1000KVA để cung chấp cho nhà máy ΔA =Δ A1 + Δ A 2=168 , 28+235=403 , 28 ( kVAH ) Bài tập 4: Cho đường dây pha hai dây có phụ tải phân bố hình 2.10: Mật độ phụ tải đường dây Io=1600A/km, giả thiết phụ tải đường dây có hệ số cơng suất bỏ qua cảm kháng đường dây a) Xác định độ sụt áp đường dây Tìm điện áp đầu đường dây để điện áp cuối đường dây 220(V) b) Xác định tổn thất công suất tác dụng tồn đường dây c) Tìm điện áp đầu đường dây để điện áp đường dây UG 220(V) Giải a) Với giả thiết tốn cơng thức (2.49) viết lại: I R U=PR/(2U) = với I = Io.l = 1600.0,25 = 400(A); R = r o.l = 0,2.0,25.2 = 0,1() (vì có hai dây) Thay vào ta có: UAB = 20(V) Từ suy ra: UA = UB + UAB = 240(V) b) Từ cơng thức (2.51) có:P = I R thay vào ta P = (4002.0,1)/3 = 5,333(kW) c) Trong trường hợp sử dụng nguyên lý xếp chồng sau: Gọi U1, U2 độ sụt áp từ đầu đến đường dây thành phần phụ tải phân bố phụ tải tập trung (tương đương cho phụ tải phân bố đường dây lại) đặt đường dây Khi đó: 1 U1 = ( R).( I) (vì đường dây) 1 U2 = ( R).( I) thay số vào ta được: U1 = 5(V), U2 =10(V) Từ ta có: UA = UG + U1 + U2 = 220 + + 10 = 235(V) Bài tập 5: Cho hệ thống cung cấp điện hình vẽ 2.12: A B l=4km ro=0,42/km xo=0,36/km 4MVA cos=0,75 Tmax=5000h l=3km ro=0,46/km xo=0,4/km 3MVA cos=0,8 Tmax=3000h C 2MW cos=0,85 Tmax=3500h Hình 2.12: Sơ đồ hệ thống cung cấp điện cho tập 2.4 Hai máy biến áp làm việc song song máy có S đm = 6MVA, Uđm=110/15(kV), tổn thất sắt PFe=60kW, tổn thất ngắn mạch PN=100kW, UN%=10%, Io%=0,8% a) Xác định phần trăm sụt áp điểm B, C điện áp A điện áp định mức phía thứ cấp máy biến áp b) Tìm tổn thất cơng suất tác dụng, phản kháng tồn phần toàn đường dây máy biến áp Phần trăm tổn thất cơng suất tác dụng c) Tính tổn thất điện năm toàn hệ thống Ta có thơng số R AB=¿ r0AB.l =0,42 ×4 = 1,68 X AB =¿ x0AB.l =0,36×4 =1,44 R BC =¿ r0BC.l =0,46 ×3 = 1,38 X BC =¿ x0BC.l =0,4×3 =1,2 P AB=P B + PC = SB× cos B + PC = 3× ,8+ 2=4 , MW QC = PC × sinc = × ,53=1,247 MVAr cos c , 85 Q AB=Q B + QC = SB× sinB + PC ×0 , 53=3,047 MVAr × sinc = 3× ,6+ , 85 cos c a) phần trăm sụt áp điểm B U B% ¿ P AB R AB +Q AB X AB u ×100= , ×1 , 68+3,047 ×1 , 44 ×100=5,235 % 15 Phần trăm sụt áp điểm C là : U c % ¿ P c RBC +QC X BC u × 100= 2× ,38+ 1,247× ,2 ×100=1,892 % 15 b) - Tổng thất công suất tác dụng đường dây AB là :  P AB= P AB +Q AB U 2 × R= 4400 +3047 −3 × ,68 ×10 =213 , 88 KW 15 Tổn thất công suất phản kháng đường dây AB Q AB= P AB +Q AB U 2 × X= 4400 +3047 −3 ×1 , 44 ×10 =183 , 32 KVAr 15 Tổn thất cơng suất tồn phần đường dây AB là  •  S AB= P AB + jQ AB = 213,88+j183,32(kVA) - Tổng thất công suất tác dụng đường dây BC là :  PBC = Pc +QC U 2 × R= 2 2000 + 1247 −3 ×1 , 38 ×10 =34 , 07 KW 15 Tổn thất công suất phản kháng đường dây AB QBC = Pc +QC U 2 × X= 2000 +1247 −3 × 1, ×10 =29 , 63 KVAr 15 Tổn thất cơng suất tồn phần đường dây AB là  •  S BC= PBC + jQBC = 34,07+j29,63(kVA) - Tổng thất cơng suất tác dụng tồn đường dây là :  P AC = PBC + P AB=213 , 88+34 ,07=247 , 95 KW Tổn thất công suất phản kháng toàn đường dây Q AC =Q AB +Q BC = 183 , 32+29 , 63=¿ 212,95KVAr Tổn thất cơng suất tồn phần tồn đường dây •  S AC = P AC + jQ AC = 247,95+ 212,95 j(KVA) - Tổn thất công suất máy biến áp là : Ta có St =S A + S B+ S C =S A + S B+ PC =9 , 35 MVA =¿4+3+ , 85 cos c 2 St 9350  PBA = Δ P 0+ Δ PN ( S ) =60+100 ×( 6000 ) =2488 , kW đm Tổn thất công suất phản kháng máy biến áp: QBA = Δ Q 0+ 2 U N St I S dm U N S t , ×6000 10 × 9350 = + = + =1505.04 kVAr 100 S dm 100 100 S dm 100 100 ×6000 - Phần trăm tổn thất công suất tác dụng là: P AC 247 , 95 ×100= ×100=9 , 96 % P BA 2488.4 c¿ Tổn thất điện năm năm tồn hệ thống là: Tmax-TB = P A ×T maxA + PB ×T maxB+ P C × T maxC S A ×cos A ×T maxA+ S B × cos B ×T maxB+ PC ×T maxC = P A + PB + PC S A ×cos A + S B ×cos B + PC  Tmax-TB = × ,75 × 5000+3 ×0 , ×3000+2 ×3500 =3945 ,95 h × , 75+3 ×0 , 8+2  = (0,124 + Tmax-TB.10-4 )2 x 8760 = (0.124 + 3945,95×10-4)2 x 8760 = 2355,92h A1 năm = P AC  =247,95×2355 , 92=584150,364kWh Bài tập 6: Một MBA pha cuộn dây có Sđm = 5MVA, Uđm = 110/0.4kV, UN = 9.5%, PN = 80kW, P0 = 24kW, I0 = 1% Cung cấp cho phụ tải có cơng suất 4MVA, cos = 0.75, Tmax = 6000h a/ Xác định tổn thất cơng suất MBA b/ Tìm tổn thất điện MBA năm (8760h) Bài giải a/ Tổn thất công suất tác dụng MBA ∆ P BA=∆ P0 +∆ P N St Sđm =24 +80 Tổn thất công suất phản kháng MBA =75.2 kW I S đm U N St 1× 5000 9.5 × 4000 ∆ Q BA= + = + =50.076 kVAr 100 100 Sđm 100 100 ×5000 b/ Thời gian tổn thất cực đại −4 τ =(0.124+T max 10 ) × 8760= ( 0.124+ 6000.10 ) ×8760=4591.78 h −4 Tổn thất điện MBA năm ∆ A BA =∆ P0 τ vh + ∆ P N St S đm τ=24 ×8760+80 × 4000 × 4591.78=445339.136 kWh 5000 CHƯƠNG : TÍNH TỐN NGẮN MẠCH Bài tập 1: Scb = 1000-MVA; Ucb = 10.5-kV; Eht*=1 1.053j(Ohm) X ht*  S cb 1000   1.053 S n HT 950 16.67j(Ohm) X BA*  Z BA*  U N % S cb 10.5 *1000   16.67 100 S BA 100 * 6.3 Z dd1*  (r0  jxo ) * l * (Ohm) S cb 1000  ( 33  j 415 ) * 70 *  1.75  j 2.20 2 Ud 115 Z dd 2*  (r0  jxo ) * l * S cb 1000  ( 64  j 392 ) * *  30.77  j18.84 U d2 10.52 (Ohm) Z N *  j1.053  j16.67  1.75  j 2.2  30.77  j18.84  32.51 + 38.76j  50.59 (ohm) I N*  Eht  0.0198 Z N* (A) Dòng ngắn mạch pha AC-50 I N cb  I N 10.5  I N * * I cb  0.0198 * 54.99  1.09 - kA Dòng ngắn mạch pha AC-95 I N 115  I N * * I cb 115  0.0198 * Bài tập 2: Scb = 100-MVA; Ucb = 10.5-kV; Eht* = 1; 1000  0.099 - kA *115 X ht*  S cb 100   0.116 S n HT 860 j(ohm) ; U N % S cb 10.5 *100   0.656 100 S BA 100 *16 j(ohm) X BA*  Z BA*  j(ohm) ; (ohm) (ohm) (ohm) (ohm) Dòng điện ngắn mạch pha điểm N Bài tập 3: Tính dòng ngắn mạch tại cái thứ cấp của MBA 400KVA, 242/420V, un% = 4% Giải Dòng ngắn mạch thứ cấp là: Ta có I dm= s dm √3 ×U 2dm  I 2f= = I dm 400 =0 ,55 KA √ 3× 420 = , 55 =0 , 32 KA √3 √3 Vậy dòng ngắn mạch thứ cấp I n2 =I n1 U1f U 2f =I n I f 100 100 = I I f U n % f = × ,32=8 KA Bài tập 4: a) Chọn dây dẫn, CB cấp điện cho phụ tải có tham số sau: - I b=24A, tải pha - Dây dẫn cấp điện cho tải có điều kiện sau: Cu, XPLE, A2, t 0=300 C, số mạch chung b) Giữ nguyên Đk 1, thay I b=26A, chọn lại CB c) Giữ nguyên Đk 1, điều kiện số mạch chung với tải cần xét t 0=350 C Chọn lại CB Bài giải a) Ta có : I b=24A Chọn I cb=25A Tra bảng hệ số ảnh hưởng nhiệt độ lắp đặt: k 1=1;k 2=1 → I z' = I cb =25A k1 k2 Tra bảng dây dẫn : I tra=30A → F=4mm Dòng thực tế : I z = I tra k k 2=30A b) Ta có : I b=26A Chọn I cb=32A Tra bảng hệ số ảnh hưởng nhiệt độ lắp đặt: k 1=1;k 2=1 → I z' = I cb =32A k1 k2 Tra bảng dây dẫn : I tra=38A → F=6mm Dòng thực tế : I z = I tra k k 2=38A c) Ta có : I b=24A Chọn I cb=25A Tra bảng hệ số ảnh hưởng nhiệt độ lắp đặt: k 1=0.96;k 2=0.7 → I z' = I cb 25 = =37.2A k k 0.96 ×0.7 Tra bảng dây dẫn : I tra=38A → F=6mm Dòng thực tế : I z = I tra k k 2=25.536A CHƯƠNG 7: LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ Bài tập 1: Lựa chọn dây dẫn cung cấp cho phụ tải, sử dụng dây nhôm trần Cho tổn thất điện áp cho phép 5% Uđm = 10kV Giải - Dây nhôm trần, Uđm = 10kV Chọn x0=0,35 ohm/km, ρ = 31,5 ohm mm2/km P∗ρl +Q∗x 0∗l - Tổn hao điện áp đường dây: ∆ U = PR+QX ≤ % ⟺ S ≤5% 2 U U ⇔S≥ Pρl % U −Q∗x 0∗l S≥ 300∗10 ∗31 , 5∗5 3 %∗(10∗10 ) −400∗10 ∗0 , 35∗5 ⇒ S ≥ 10 , 99 Bài tập 2: (đơn giản nhất) Cho mạng điện có sơ đồ sau : 22kV 10km B A 2500+j2200kVA Với : Z0 = 0,45 + j0,42 Ω/km Xác định tổn thất công suất điện áp đường dây GIẢI Bài tập 3: Cho mạng điện có sơ đồ hình vẽ : 23kV 20km B 16km C A 4000+j4000kVA 2500+j2000kVA Biết : Z0AB = 0,4+j0,38 ; Z0BC = 0,5 + j0,4 Udm = 22kV a Xác định tổn thất công suất b Biết UA = 23kV tính UB UC hai truờng hợp : + Bỏ qua tổn hao cơng suất + Tính tổn thất công suất GIẢI Bài tập 4: Cho mạng điện có sơ đồ hình vẽ a Xác định tổn thất điện áp , tổn thất công suất mạng b Biết UA = 23kV tính điện áp điểm cịn lại(tính tổn hao cơng suất) GIẢI Bài tập 5: Lựa chọn dây dẫn cung cấp cho tải hình vẽ Cho tổn thất điện áp tồn tuyến 3%, sử dụng dây nhơm Giải: Ta có: SB=400 kVA Cosφ = 0,8 =>PB=SB.cosφ = 400.0,8=320 kW QB=SB.sinφ = 400.0,6=240kVar SC=200 kVA Cosφ = 0,8 =>PC=SC.cosφ = 200.0,8=160 kW QC=SC.sinφ = 200.0,6=120kVar Đoạn dây AB FAB≥ P ρ lAB 31 ,5.5 (320+160) 10 = =33,16 mm2 % Ud m −Q XAB % 10 2−0 , 4.5 (240+ 120).103 Chọn dây 35 mm2 Đoạn dây BC F BC ≥ P ρ lBC 31 ,5.5 160 10 = =5,3 mm2 % Ud m −Q XBC % 10 2−0 , 4.5 120 103 Chọn dây 25 mm2