tính toán phụ tải điện cho phân xưởng

Phụ tải tính toán phụ thuộc vào các yếu tố như: công suất, số lượng, chế độ làm việc của các thiết bị điện, trình độ và phương thức vận hành hệ thống...Vì vậy xác định chính xác phụ tải

CHƯƠNG 1: TÍNH TOÁN PHỤ TẢI ĐIỆN

Phụ tải tính toán là phụ tải giả thiết lâu dài không đổi, tương đương với phụ tải thực tế về mặt hiệu quả phát nhiệt hoặc mức độ huỷ hoại cách điện

Phụ tải tính toán phụ thuộc vào các yếu tố như: công suất, số lượng, chế độ làm việc của các thiết bị điện, trình độ và phương thức vận hành hệ thống Vì vậy xác định chính xác phụ tải tính toán là một nhiệm vụ khó khăn nhưng rất quan trọng

Từ trước tới nay đã có nhiều công trình nghiên cứu và có nhiều phương pháp tính toán phụ tải điện Song vì phụ tải điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố như đã trình bày ở trên nên cho đến nay vẫn chưa có phương pháp nào hoàn toàn chính xác và tiện lợi Những phương pháp đơn giản thuận tiện cho việc tính toán thì lại thiếu chính xác, còn nếu nâng cao được độ chính xác, kể đến ảnh hưởng của nhiều yếu tố thì phương pháp tính lại phức tạp

Sau đây là một số phương pháp tính toán phụ tải thường dùng nhất trong thiết kế hệ thống cung cấp điện:

• Phương pháp tính theo hệ số nhu cầu

• Phương pháp tính theo hệ số k và công suất trung bình M

• Phương pháp tính theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm

• Phương pháp tính theo suất phụ tải trên đơn vị diện tích sản xuất

Trong thực tế tuỳ theo quy mô và đặc điểm của công trình, tuỳ theo giai đoạn thiết kế sơ bộ hay kỹ thuật thi công mà chọn phương pháp tính toán phụ tải điện thích hợp

1 Phụ tải chiếu sáng:

Phụ tải chiếu sáng của phân xưởng cơ khí sửa chữa được xác định theo phương pháp suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích:

0 0

cs

P =P S=P a b

• Trong đó:

P0 là suất chiếu sáng trên 1 đơn vị diện tích chiếu sáng, P = 15 W/m0 2

S là diện tích được chiếu sáng, m2

a là chiều dài của phân xưởng, m

b là chiều rộng của phân xưởng, m

- Vậy phụ tải chiếu sáng của phân xưởng cơ khí sửa chữa là:

3

15.36.24

12,96 10

cs

Do ta dùng đèn sợi đốt để chiếu sáng có cosϕ =1 nên tgϕ = 0

Q =P tgϕ = (kVar)

2 Phụ tải động lực:

2.1 Phân nhóm các phụ tải động lực:

Trong một phân xưởng thường có nhiều thiết bị có công suất và chế độ làm việc khác nhau, muốn xác định phụ tải tính toán được chính xác cần phải phân nhóm thiết bị điện Việc phân nhóm phụ tải tuân theo các nguyên tắc sau:

+ Các thiết bị điện trong cùng một nhóm nên ở gần nhau để giảm chiều dài đường dây hạ áp Nhờ vậy có thể tiết kiệm được vốn đầu tư và tổn thất trên đường dây hạ áp trong phân xưởng

+ Chế độ làm việc của các thiết bị điện trong nhóm nên giống nhau để xác định phụ tải tính toán được chính xác hơn và thuận tiện trong việc lựa chọn phương thức cung cấp điện cho nhóm

+ Tổng công suất của các nhóm thiết bị nên xấp xỉ nhau để giảm chủng loại tủ động lực cần dùng trong phân xưởng và trong toàn nhà máy Số thiết bị trong một nhóm cũng không nên quá nhiều bởi số đầu ra của các tủ động lực thường là 8 ÷ 12

Tuy nhiên thường rất khó khăn để thỏa mãn cả 3 điều kiện trên, vì vậy khi thiết kế phải tùy thuộc vào điều kiện cụ thể của phụ tải để lựa chọn phương án tối ưu nhất trong các phương

án có thể

Dựa vào nguyên tắc phân nhóm ở trên và căn cứ vào vị trí, công suất của các thiết bị được

bố trí trên mặt bằng phân xưởng, ta có thể chia các phụ tải thành 5 nhóm Kết quả phân nhóm phụ tải được trình bày ở bảng 1.1

Bảng 1.1: Phân nhóm thiết bị điện của phân xưởng sửa chữa cơ khí

STT Tên thiết bị Số hiệu trên

sơ đồ

Hệ số cosφ Công suất P(KW)

Nhóm 1

4 Lò điện kiểu tầng 4 0,35 0,91 25

Nhóm 2

Nhóm 3

1 Máy mài tròn vạn

năng

2 Máy mài tròn vạn

năng

3 Máy mài tròn vạn

năng

Nhóm 4

2.2 Xác định phụ tải tính toán cho các nhóm phụ tải động lực:

2.2.1 Tính toán cho Nhóm1: (Số liệu phụ tải cho trong bảng 2.1)

a) Xác định hệ số sử dụng tổng hợp k sdΣ

Xác định hệ số sử dụng tổng hợp của phụ tải nhóm I theo công thức:

i sdi

sd

i

P k

k

P

∑

Trong đó :

ksdi là hệ số sử dụng của thiết bị

Pi là công suất đặt của thiết bị

- Vậy hệ số sử dụng tổng hợp của Nhóm 1 là:

k =

=

=0,32

b) Xác định số thiết bị hiệu quả nhóm 1:

- Số thiết bị hiệu quả của nhóm 1 được xác định theo số thiết bị tương đối n và công suất * tương đối P trong nhóm:*

+ Gọi P là công suất của thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm1 max

1

1

*

1 1

*

1

n

j j

n

i i

n

n

n

P P

P

=

=

 =









 = =







∑

∑

Trong đó:

n là số thiết bị trong nhóm 1

n là số thiết bị có 1 ax

2 m

P≥ P

P và P là tổng công suất ứng với n và 1 n thiết bị1

+ Thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm 1 là : P= 40 KW

=> P = 40 = 20 KW

Vậy = 6 ; = 20 + 25 + 25+ 40 +40 + 30= 180KW

= = = 0,6

= = = 0,817

Từ = 0,6 và = 0,817 tra bảng phụ lục 4 ta tìm được = 0,81

= n = 10 0,81 = 8,1

Tra trị số theo và trong bảng phụ lục 5

Ta có = 1,72

Vậy phụ tải tính toán của nhóm 1 là :

= = 1,72 0,32 220,2= 121,19 KW

Hệ số công suất trung bình của nhóm 1 là :

=

= 0,9

2.2.2 Xác định phụ tải tính toán cho các nhóm còn lại:

- Tính toán tương tự Nhóm 1

Ta có kết quả tính toán được thể hiện trong bảng 1.2 và 1.3

Bảng 1.2: Kết quả tính toán số thiết bị hiệu quả của các phương án

NHÓM P max

(kW)

0,5.P max

(kW) n 1

P 1

(kW) n

P 

1

0 220,2 0,6

0,81

0,43

7 0,78 6,24

Bảng 1.3: Kết quả xác định phụ tải tính toán cho các nhóm phụ tải

STT Tên thiết bị Số

hiệu

Cosφ Công

suất P

Nhóm 2

Nhóm 3

1 Máy mài tròn vạn

năng

3 Máy mài tròn vạn

năng

Nhóm 4

Bảng 1.4 Tổng hợp kết quả xác định phụ tải tính toán của các nhóm phụ tải

- Ta có: Phụ tải tính toán động lực của phân xưởng:

1

ttdlpx dt

i

P

=

Trong đó :

d x

P :là công suất tác dụng tính toán động lực của phân xưởng

kđt : Là hệ số đồng thời đạt giá trị max công suất tác dụng

Ptti : Là công suất tác dụng tính toán nhóm thứ i

n : Là số nhóm

Vì số nhóm n= 4 nên ta lấy = 0,9 thay của nhóm vào công thức ta được

= 0,9 282,17= 253,953KW

Hệ số công suất trung bình của các nhóm phụ tải động lực là :

= 0,66 => = = 253,953 0,66= 167.6 Kvar

2.3 Phụ tải tổng hợp:

Bảng 1.5.: Kết quả tính toán phụ tải điện

Loại phụ tải P tt (kW) cosφ

Phụ tải tính toán tác dụng toàn phân xưởng :

= + = 253,953 + 12,96 = 266,912

Hệ số công suất của toàn phân xưởng là :

+ Công suất tính toán phản kháng của phân xưởng là:

=> Qtt.px = Ptt.px tgφpx = 266,912 0,64 = 170,82 (kVar)

+ Công suất tính toán của toàn phân xưởng là :