Xác định phụ tải điện

Hướng dẫn cách tính toán phụ tải điện ....................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................

Trang 1

Chương 3

Xác định phụ tải điện

Trang 2

Nội dung

▪ Khái niệm chung

▪ Các đặc trưng của phụ tải điện

▪ Phương pháp xác định phụ tải tính toán

▪ Biểu đồ phụ tải

Trang 3

Khái niệm chung

1 Các khái niệm

• Thiết bị tiêu thụ điện: Tiêu thụ điện năng để chuyển thành các

dạng năng lượng khác

• Phụ tải điện: Các thiết bị dùng điện hoặc tiêu thụ điện.

• Hộ tiêu thụ điện: Tập hợp các thiết bị tiêu thụ điện của từng khu

vực, từng xí nghiệp, …

• Phụ tải tính toán: Phụ tải dự báo dùng cho thiết kế cung cấp

điện

Trang 4

1 Phân loại phụ tải

• Theo dòng điện:

− Phụ tải điện xoay chiều 3 pha

− Phụ tải điện xoay chiều 1 pha (dùng điện áp dây, điện áp

Trang 5

• Theo tần số:

− Phụ tải tần số công nghiệp (𝑓 = 50 − 60 𝐻𝑧)

− Phụ tải tần số thấp (𝑓 < 𝑓𝐶𝑁): Động cơ có vành góp dùng

cho mục đích vận chuyển

− Phụ tải cao tần (𝑓 > 10.000 𝐻𝑧): Các lò cao tần dùng trong

nấu, luyện kim loại

− Phụ tải tần số tăng cao và trung tần (𝑓 < 10.000 𝐻𝑧): lò tôi,

lò ủ trung tần và tần số tăng cao

Trang 6

• Theo độ tin cậy cung cấp điện:

− Hộ loại I: Khi cung cấp điện gián đoạn có thể gây nguy

hiểm chết người, tổn thất lớn cho nền kinh tế, ảnhhưởng an ninh chính trị quốc gia Hộ loại I phải được cấpđiện từ 2 nguồn độc lập

Ví dụ: cơ quan chính phủ, bệnh viện (phòng mổ), xí nghiệp hoá chất, xí nghiệp luyện kim, …

Trang 7

− Hộ loại II: Khi cung cấp điện bị gián đoạn có thể gây

thiệt hại lớn về kinh tế Cho phép mất điện thời gianngắn (< 2h) Việc thiết kế 1 hay 2 nguồn cấp điện cho hộloại II phụ thuộc bài toán so sánh kinh tế - kỹ thuật cânbằng giữa thiệt hại do mất điện và chi phí them chonguồn dự phòng

Thời gian hoàn vốn ≤ 8 năm: dùng 2 nguồn Thời gian hoàn vốn > 8 năm: dùng 1 nguồn

Trang 8

− Hộ loại III: Là hộ tiêu thụ không thuộc hai loại trên, cho

phép mất điện trong một thời gian để sửa chữa hoặcthay thế phần tử bị hư hỏng trong hệ thống cung cấpđiện (không quá 8h) Thường được cấp điện từ 1nguồn

Trang 9

− Hộ tiêu thụ đặc biệt: Là hộ tiêu thụ không cho phép mất

điện dù chỉ một giây Hộ loại này cần cung cấp nguồnliên tục thông qua bộ UPS (Uninteruptable PowerSupply)

Ví dụ: Các trung tâm quản lý bay, trung tâm thông tin, …

Trang 10

• Theo chế độ làm việc:

− Chế độ dài hạn: TBĐ có thể làm việc trong thời gian dài mà

nhiệt độ phát nóng vượt quá giới hạn nhiệt độ cho phép

Ví dụ: Động cơ máy nén khí, quạt gió, máy bơm, …

− Chế độ ngắn hạn: Thời gian làm việc của TBĐ không đến

mức để nhiệt độ đạt đến nhiệt độ phát nóng quy định, thờigian ngừng làm việc đủ để nhiệt độ giảm về nhiệt độ môitrường

Ví dụ: Động cơ truyền động điện trong các máy cắt gọt kim loại, …

Trang 11

• Theo chế độ làm việc:

− Chế độ ngắn hạn lặp lại: Chu kỳ làm việc của thiết bị lặp đi

lặp lại theo thời gian ngắn, có khoảng thời gian nghỉ ởgiữa Trong thời gian làm việc, nhiệt độ thiết bị không vượtquá giới hạn nhiệt độ phát nóng cho phép

Ví dụ: Máy hàn điện, động cơ của cầu trục, cần trục, các thiết bị nâng

hạ, …

Trang 12

Trang 13

2 Đồ thị phụ tải (ĐTPT)

• Biểu diễn sự thay đổi các thông số đặc trưng của phụ tải điện theo thời gian, gồm công suất tác dụng P(t), công suất phản kháng Q(t)

và dòng điện I(t)

• Thời gian khảo sát (T): có thể 1 ngày, 1 năm, tuỳ thuộc nhu cầu

• Sai số thời gian (𝜏): tuỳ theo cấp chính xác của thiết bị đo (15 phút,

30 phút, 1 giờ …)

• Điện năng (A): xác định bởi diện tích dưới đường cong phụ tải

• Đồ thị phụ tải của thiết bị riêng lẻ kí hiệu: p(t), q(t), a(t)…

• Đồ thị phụ tải của nhóm thiết bị kí hiệu: P(t), Q(t), A(t)…

Trang 14

2 Đồ thị phụ tải

Trang 15

Dạng đường cong ĐTPT:

• ĐTPT dạng thông thường (CLC

– Consumption Load Curve):

Biểu diễn giá trị phụ tải theo thời gian

• ĐTPT dạng kéo dài (LDC – Load

Duration Curve): Là đồ thị phụ tải theo thời gian, xây dựng dựa trên đồ thị CLC

Trang 16

Các phương pháp xây dựng ĐTPT:

• PP dùng đồng hồ tự ghi (đồng hồ tự ghi, công tơ điện tử): Cho

số liệu chính xác, số liệu có thể được sử dụng trong tương lai

• PP đo và ghi: Giá trị được đo và ghi một cách thủ công,

thường được dùng trong vận hành

• PP tổng hợp: là pp cộng đồ thị có xét đến trọng số, độ chính

xác không cao, thường dùng trong tính toán sơ bộ

Trang 17

Đo tự động Người trực ghi lại Biểu diễn bậc thang

Trang 18

Trang 19

Đồ thị phụ tải năm:

• Biết được điện năng tiêu thụ hằng năm, thời gian tiêu thụ công suất lớn nhất 𝑇𝑚𝑎𝑥

• Căn cứ để chọn máy biến áp, thiết bị điện, đánh giá mức độ sử dụng điện và tiêu hao điện năng

Trang 20

Các đặc trưng của phụ tải điện

1 Điện áp

Điện áp định mức của phụ tải phải phù hợp với điện áp của mạng điện

Trang 21

• Công suất danh định (định mức): 𝑷đ𝒎, 𝑸đ𝒎, 𝑺đ𝒎

− Là công suất ghi trên nhãn thiết bị

− Là công suất cực đại cho phép để thiết bị làm việc lâu dài mà vẫn

đảm bảo chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật

− Đối với động cơ: công suất định mức là công suất trên trục ĐC Về

mặt cung cấp điện, quan tâm đến CS đầu vào, gọi là CS đặt 𝑷đ

2 Các đặc trưng công suất

𝑃đ = 𝑃đ𝑚

𝜂đ𝑐 Đơn giản: 𝑃đ ≈ 𝑃đ𝑚 (vì 𝜂đ𝑐 = 0,8 ÷ 0,95)

Trang 22

− Đối với phụ tải làm việc ngắn hạn lặp lại:

𝑃đ𝑚′ = 𝑃đ𝑚 ε%

𝑃đ𝑚′ : Công suất định mức đã quy đổi về chế độ làm việc dài hạn ε%: Hệ số đóng điện tương đối (tra sổ tay)

Có thể lấy: ε% = 25%

Trang 23

− Đối với phụ tải 1 pha dùng điện áp pha:

𝑃3𝑝−𝑡đ = 3 ∗ 𝑃1𝑝−𝑚𝑎𝑥

𝑃1𝑝−𝑚𝑎𝑥: Phụ tải của pha có phụ tải lớn nhất trong 3 pha

− Đối với phụ tải 1 pha dùng điện áp dây:

𝑃3𝑝−𝑡đ = 3 ∗ 𝑃1𝑝−𝑚𝑎𝑥

𝑃1𝑝−𝑚𝑎𝑥: Phụ tải dùng điện áp dây lớn nhất trong 3 pha

Trang 24

− Đối với 1 thiết bị:

Trang 25

• Công suất đặt 𝑷đặ𝒕: Là công suất điện đầu vào của thiết bị ứng với điện áp đặt vào thiết bị bằng điện áp định mức Trong thiết kế, coi: 𝑃đặ𝑡 = 𝑃đ𝑚.

• Công suất trung bình 𝑷𝒕𝒃:

Trang 26

• Công suất trung bình bình phương

𝑷𝒕𝒃𝒃𝒑: Công suất tính toán dựa theo công

suất trung bình bình phương sẽ đảm bảo điều

kiện tương đối về tổn thất công suất và tổn

Trang 27

• Công suất đỉnh nhọn 𝑷đ𝒏: Công suất cực đại của phụ tải xuất hiện trong thời gian rất ngắn.

• Công suất tính toán 𝑷𝒕𝒕:

− Là công suất giả thiết lâu dài không đổi trong suốt quá trình làm việc

của thiết bị, gây ra hiệu ứng nhiệt hoặc mức độ huỷ hoại cách điện của thiết bị đúng như công suất thực tế đã gây ra cho thiết bị

− Được dùng trong thiết kế CCĐ.

𝑃𝑡𝑏 ≤ 𝑃𝑡𝑏𝑏𝑝 ≤ 𝑃𝑡𝑡 ≤ 𝑃𝑚𝑎𝑥 ≤ 𝑃đ𝑚 ≤ 𝑃đặ𝑡

Trang 28

− Đối với 1 thiết bị:

𝑘𝑛𝑐−𝑛ℎó𝑚 = 𝑃𝑡𝑡−𝑛ℎó𝑚

σ 𝑃đ𝑚𝑖

− Đối với 1 nhóm thiết bị:

Trang 29

Trang 30

𝑡đ: Thời gian đóng điện vào thiết bị

𝑡𝑐𝑘: Chu kỳ thời gian khảo sát

𝑡𝑜: Thời gian thiết bị vận hành không tải

𝑡𝑙𝑣: Thời gian thiết bị vận hành có tải

Trang 31

• Hệ số đồng thời 𝑲đ𝒕: Đặc trưng cho mức độ sử dụng điện đồng thời của các phụ tải.

𝑘đ𝑡 = 𝑃𝑡𝑡−𝑛ℎó𝑚

σ 𝑃𝑡𝑡𝑖

Trang 32

Các phương pháp xác định phụ tải

tính toán (PTTT)

• Mục đích: Phụ tải tính toán được dùng trong thiết kế, lựa chọn

thiết bị

• Phụ tải tính toán là phụ tải giả thiết lâu dài không đổi trong suốt

quá trình làm việc của thiết bị, gây ra hiệu ứng nhiệt hoặc mức

độ huỷ hoại cách điện của thiết bị đúng như công suất thực tế

đã gây ra cho thiết bị

Trang 33

Các phương pháp xác định phụ tải tính toán (PTTT)

• Các vị trí

thường dùng

để xác định

PTTT:

Trang 34

• Các vị trí

thường dùng

để xác định

PTTT:

Trang 36

− Thường được dùng trong giai đoạn thiết kế chi tiết CCĐ cho XNCN (đã

biết công suất, chủng loại, vị trí đặt, đặt tính kỹ thuật của thiết bị).

− Cho kết quả tương đối chính xác vì khi xác định số thiết bị hiệu quả, đã xét đến các yếu tố quan trọng (số lượng thiết bị, số thiết bị có công suất lớn nhất, sự khác nhau về chế độ làm việc).

Trang 37

𝑛ℎ𝑞 ≤ 𝑛

Trang 39

− Dùng trong tính toán sơ bộ đối với các phụ tải có mật độ phân bố

tương đối đều.

− Thường được dùng trong tính toán phụ tải chiếu sáng.

Trang 40

Một số lưu ý:

• Phụ tải chiếu sáng: được tính theo PP suất phụ tải trên 1 đơn vị diện tích

sản xuất.

• Phụ tải động lực: thường áp dụng một trong hai phương pháp: PP tính theo

CS đặt và hệ số nhu cầu hoặc PP tính theo hệ số cực đại và CS trung bình.

• PTTT ở một nút nào đó của hệ thống CCĐ (phân xưởng, xí nghiệp) là tổng hợp các PTTT của các nhóm nối vào nút có tính đến hệ số đồng thời:

𝑆𝑡𝑡 = 𝑘đ𝑡 (σ𝑖=1𝑛 𝑃𝑡𝑡.𝑖)2+(σ𝑖=1𝑛 𝑄𝑡𝑡.𝑖)2

𝑘đ𝑡: hệ số đồng thời

Trang 41

• 𝑘đ𝑡 = 0,9 ÷ 0,95 khi số phân xưởng 𝑛 = 2 ÷ 4

Khi đã có thiết kế nhà xưởng của xí nghiệp (chưa có thiết kế chi tiết bố trí máy móc, thiết bị trên mặt bằng nhà xưởng) Ở thời

điểm này mới chỉ biết

duy nhất số liệu cụ thể là công suất đặt của từng phân xưởng.

Trang 42

Sau khi XN đã có thiết

kế chi tiết cho từng

PX (có thông tin chính

xác về mặt bằng bố trí máy móc, thiết bị, biết được CS và quá trình công nghệ của từng TB).

Trang 43

Ví dụ 3.1: Tính PTTT của một phân xưởng hoá chất có các số liệu ban đầu như sau:

Stt Tên thiết bị Số

lượng

Tổng CS định mức (kW) knc cos

Trang 45

Ví dụ 3.2:

Tính PTTT của một phân xưởng có các số liệu sau:

Trang 51

Bài tập

BT 3.2 Hãy xác định PTTT cho một xí nghiệp gồm 3 phân xưởng sản xuất với các thiết bị động lực

có các tham số cho trong bảng sau, biết suất chiếu sáng các px là 𝑝𝑜 = 25 𝑊/𝑚2:

Trang 53

Phụ lục

Trang 55

Bảng tính 𝒏𝒉𝒒 theo 𝒏∗, 𝑷∗

Trang 56

Phụ lục

Định dạng
Số trang	56
Dung lượng	1,84 MB
File đính kèm	AUDIO part 1+2+3rar.rar (8 MB)