Xác định nhu cầu điện năng

Chương XÁC ĐỊNH NHU CẦU ĐIỆN NĂNG NỘI DUNG ĐẶT VẤN ĐỀ ĐỒ THỊ PHỤ TẢI ĐIỆN NHỮNG ĐỊNH NGHĨA CƠ BẢN VÀ KÝ HIỆU CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN PHƯƠNG PHÁP TÍNH MỘT SỐ PHỤ TẢI ĐẶC BIỆT I ĐẶT VẤN ĐỀ    Xác định nhu cầu tiêu thụ điện cho phân xưởng, xí nghiệp Dự báo phụ tải ngắn hạn dài hạn Các PP xác định phụ tải gồm nhóm: Nhóm 1: Là nhóm phương pháp tính tốn dựa kinh nghiệm thiết kế, kinh nghiệm vận hành, người ta tổng kết lại để đưa hệ số tính tốn Nhóm 2: Là nhóm tính tốn dựa sở lý thuyết Phương pháp có kể đến nhiều yếu tố kết tính tốn xác tính tốn phức tạp II ĐỒ THỊ PHỤ TẢI ĐIỆN  Đồ thị phụ tải đồ thị biểu diễn thay đổi phụ tải theo thời gian ĐTPT phụ thuộc vào đặc điểm q trình cơng nghệ, chế độ vận hành, P (kw) Pmax Pmin 11 14 18 20 22 24 H2-1 Đồ Thò phụ tải t (giờ) II ĐỒ THỊ PHỤ TẢI ĐIỆN  Đồ Thị Phụ Tải Ngày  Là đồ thị phụ tải ngày đêm Đồ thị phụ tải ngày thường vẽ theo hình bậc thang để thuận tiện cho việc tính tốn nhịp độ tiêu thụ điện hàng ngày hộ tiêu thụ, qua định quy trình vận hành hợp lý (điều chỉnh dung lượng máy biến áp, dung lượng bù,…), làm để chọn thiết bị điện, tính điện tiêu thụ II ĐỒ THỊ PHỤ TẢI ĐIỆN P (kw) Pmax Pmin 11 14 18 20 22 H2-1 Đồ Thò phụ tải ngày 24 t (giờ) II ĐỒ THỊ PHỤ TẢI ĐIỆN Đồ Thị Phụ Tải Tháng Được tính theo phụ tải trung bình tháng Nó cho biết mức độ tiêu thụ điện tháng nhiều năm, nhằm định lịch sữa chửa bảo trì P (kw) Pmax Pmin 10 11 12 t (hàng tháng) H2-3 Đồ Thò Phụ tải Hàng Tháng II ĐỒ THỊ PHỤ TẢI ĐIỆN Đồ thị phụ tải năm Cho biết thời gian sử dụng cơng suất lớn nhất, nhỏ trung bình hộ tiêu thụ, nhằm xác định cơng suất máy biến áp, thiết bị điện, đánh giá mức độ sử dụng tiêu hao điện II ĐỒ THỊ PHỤ TẢI ĐIỆN III NHỮNG ĐỊNH NGHĨA CƠ BẢN  Cơng suất định mức: Cơng suất thiết kế đảm bảo thiết bị vận hành liên tục, ổn định với tiêu kinh tế kỹ thuật cao  Phụ tải trung bình: Là đặc trưng phụ tải khoảng thời gian Tổng phụ tải trung bình giới hạn phụ tải tính tốn AP ptb = t qtb = AQ t III NHỮNG ĐỊNH NGHĨA CƠ BẢN   Hệ số phụ tải: Là tỷ số cơng suất thực tế thiết bị với cơng suất định mức Hệ số nhu cầu: Là tỉ số phụ tải tính tốn cơng suất định mức Thường kinh nghiệm vận hành mà tổng kết lại knc Ptt = = Pdm Ptt n ∑P i =1 dmi III NHỮNG ĐỊNH NGHĨA CƠ BẢN  Số thiết bị hiệu nhq: Số thiết bị hiệu số thiết bị có cơng suất chế độ làm việc cho phụ tải phụ tải tính tốn nhóm phụ tải thực tế (gồm có thiết bị có chế độ làm việc cơng suất khác nhau)   nhq =  ∑ Pdmi ÷  i =1  n n ∑P i =1 dmi III NHỮNG ĐỊNH NGHĨA CƠ BẢN Khi số thiết bị nhóm nhiều, ta xác định số thiết bị hiệu sau: n - Tính: Pdm = ∑ Pdmi i =1 Pdm max tổng cơng suất định mức ứng với n1 thiết bị - Gọi n1 số thiết bị có cơng suất định mức ≥ - Gọi Pđm1 - Tính tham số: n* = - Tra bảng: - Tính: n1 , n P* = n*hq = F( n* ,P* ) nhq = n × n*hq Pdm1 Pdm III NHỮNG ĐỊNH NGHĨA CƠ BẢN VÍ DỤ ÁP DỤNG Xác định nhq nhóm thiết bị làm việc dài hạn, có cơng suất định mức sau: máy 10 kW, máy kW, máy 4,5 kW, máy 2,8 kW, 20 máy kW, hệ số sử dụng nhóm thiết bị ksd=0,1 GIẢI Tổng cơng suất định mức tòan nhóm: Pđm = 4.10+ 5.7 + 4.4,5+3.2,8+20.1 = 121,4 kW Số thiết bị có cơng suất định mức lớn nửa cơng suất định mức thi ết b ị lớn nh ất: n1= 4+5= Tổng cơng suất định mức n1 thiết bị nhóm: Pđm1 = 4.10+ 5.7 = 75 kW Tiến hành tra bảng ta được: ⇒ * n hq = 0,56 nhq= n*hp n = 0,56 36 = 20 Nếu tính theo cơng thức xác kết nhq = 20 III NHỮNG ĐỊNH NGHĨA CƠ BẢN  Hệ số cực đại: Là tỷ số phụ tải tính tốn phụ tải trung bình khoảng thời gian khảo sát kmax Ptt Ptt = = Ptb k sd Pdm Hệ số cực đại phụ thuộc số thiết bị hiệu hệ số sử dụng Nên tính tốn thường tra bảng hay đường cong: kmax = f ( nhq ,k sd ) IV CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN Mục đích việc tính tốn phụ tải điện:     - Chọn tiết diện dây dẫn lưới cung cấp phân phối điện - Chọn cơng suất số lượng máy biến áp trạm biến áp - Chọn thiết bị đóng cắt bảo vệ - Chọn dung lượng thiết bị bù,… IV CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN 4.1 Xác định phụ tải tính tốn theo suất tiêu hao điện cho đơn vị sản phẩm Mw0 Ptt = Tmax M w0 số đơn vị sản phẩm sản xuất năm suất tiêu hao điện cho đơn vị sản phẩm, kWh Tmax thời gian ca sử dụng cơng suất lớn nhất, h IV CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN 4.2 Xác định phụ tải tính tốn theo cơng suất phụ tải đơn vị diện tích sản xuất Ptt = P0 F 2 P0 : suất tiêu thụ điện 1m sản xuất, Kw/m F: diện tích sản xuất, m  Phương pháp cho kết qủa gần đúng, thường dùng giai đoạn thiết kế sơ Nó dùng để tính phụ tải phân xưởng có mật độ máy móc sản xuất tương đối đều, phụ tải chiếu sáng IV CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN  4.3 Xác định phụ tải tính tốn theo cơng suất đặt hệ số nhu cầu n Ptt = k nc ∑ Pđi n Ptt = k nc ∑ Pđmi i =1nh phần khác ta tính cosϕ Nếu nhóm thiếit=b1 ị mà hệ số cos ϕ theo cơng thức sau: Qtt = Ptt tgϕ S tt = Ptt2 + Qtt2 = Ptt cos ϕ P1 cos ϕ1 + P2 cos ϕ2 + + Pn cos ϕn cos ϕ = P1 + P2 + + Pn IV CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN 4.4 Xác đònh phụ tải theo hệ số cực đại công suất đònh mức n Ptt = kmax k sd ∑ Pdmi Khi nhq < n ≤ i =1 n Ptt = ∑ Pdmi i =1 Khi nhq < n > n Ptt = ∑ kti Pdmi i =1 kt = 0.9, cos ϕ = 0.8  kt = 0.75, cos ϕ = 0.7 Chế độ dài hạn Chế độ ngắn hạn lặp lại V TÍNH MỘT SỐ PHỤ TẢI ĐẶT BIỆT 5.1 Quy Đổi thiết bị pha đ đ Nếu tổng công suất thiết bò pha nhỏ 15% tổng công suất thiết bò ba pha thiết bò pha xem ba pha có công suất tương đương Nếu tổng công suất thiết bò pha lớn 15% tổng công suất thiết bò ba pha điểm xét thiết bò pha quy đổi ba pha tính sau Thiết bị nối điện áp pha: Pdm = 3PdmTB ε Thiết bị nối điện áp dây: Pdm = 3PdmTB ε V TÍNH MỘT SỐ PHỤ TẢI ĐẶT BIỆT 5.2 Tính phụ tải đỉnh nhọn   Phụ tải đỉnh nhọn phụ tải cực đại xuất khoảng 1-2 giây Dòng điện đỉnh nhọn xuất động khởi động, lò hồ quang máy hàn làm việc, … Phụ tải đỉnh nhọn thường tính dạng dòng điện đỉnh nhọn Iđn Chúng ta tính Iđn để kiểm tra độ lệch điện áp, chọn thiết bò bảo vệ, tính toán tự khởi động động I dn = I mm = kmm I dm V TÍNH MỘT SỐ PHỤ TẢI ĐẶT BIỆT Động rotor lồng sóc: kmm = - Máy biến áp hàn, lò hồ quang: kmm ≥ Động dây quấn, động chiều: kmm = 2,5 Đối với nhóm máy, dòng điện đỉnh nhọn xuất máy có dòng điện mở máy lớn nhóm khởi đđộng, máy khác làm việc bình thường I dn = I mmmax + [ I tt − k sd I dm max ] KHẢO SÁT SƠ ĐỐ CUNG CẤP ĐIỆN Điểm Xác định chế độ làm việc thiết bị kt , ɛ, ksd , Pdm , cosϕ Điểm Với nhóm thiết bị làm việc chế độ khác Xác định Ptt : n Ptt = kmax k sd ∑ Pdmi i =1 Điểm S2 = P2 + jQ2 Phụ tải điểm cộng tổn thất ĐD hạ áp: S3 = S + ∆S dd Điểm Tính theo knc hay tổng hợp điểm 3: n S = kdt ∑ S3i , kdt = 0.8 ÷ Điểm i =1 S5 = S + ∆S B [...]... lưới cung cấp và phân phối điện - Chọn cơng suất và số lượng máy biến áp của trạm biến áp - Chọn các thiết bị đóng cắt và bảo vệ - Chọn dung lượng thiết bị bù,… IV CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN 4.1 Xác định phụ tải tính tốn theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm Mw0 Ptt = Tmax M w0 số đơn vị sản phẩm được sản xuất ra trong năm suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm,... NHỮNG ĐỊNH NGHĨA CƠ BẢN Khi số thiết bị trong nhóm nhiều, ta có thể xác định số thiết bị hiệu quả như sau: n - Tính: Pdm = ∑ Pdmi i =1 1 Pdm max 2 là tổng cơng suất định mức ứng với n1 thiết bị - Gọi n1 là số thiết bị có cơng suất định mức ≥ - Gọi Pđm1 - Tính các tham số: n* = - Tra bảng: - Tính: n1 , n P* = n*hq = F( n* ,P* ) nhq = n × n*hq Pdm1 Pdm III NHỮNG ĐỊNH NGHĨA CƠ BẢN VÍ DỤ ÁP DỤNG Xác định. .. PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN  4.3 Xác định phụ tải tính tốn theo cơng suất đặt và hệ số nhu cầu n Ptt = k nc ∑ Pđi n Ptt = k nc ∑ Pđmi i =1nh phần khác nhau thì ta có thể tính cosϕ Nếu trong nhóm thiếit=b1 ị mà hệ số cos ϕ của các thà theo cơng thức sau: Qtt = Ptt tgϕ S tt = Ptt2 + Qtt2 = Ptt cos ϕ P1 cos ϕ1 + P2 cos ϕ2 + + Pn cos ϕn cos ϕ = P1 + P2 + + Pn IV CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI... kmm = 2,5 Đối với một nhóm máy, dòng điện đỉnh nhọn xuất hiện khi máy có dòng điện mở máy lớn nhất trong nhóm khởi đđộng, còn các máy khác làm việc bình thường I dn = I mmmax + [ I tt − k sd I dm max ] KHẢO SÁT SƠ ĐỐ CUNG CẤP ĐIỆN Điểm 1 Xác định chế độ làm việc của từng thiết bị kt , ɛ, ksd , Pdm , cosϕ Điểm 2 Với nhóm thiết bị làm việc ở các chế độ khác nhau Xác định Ptt : n Ptt = kmax k sd ∑ Pdmi... kỹ thuật III NHỮNG ĐỊNH NGHĨA CƠ BẢN   Hệ số phụ tải: Là tỷ số giữa cơng suất thực tế của thiết bị với cơng suất định mức Hệ số nhu cầu: Là tỉ số giữa phụ tải tính tốn và cơng suất định mức Thường do kinh nghiệm vận hành mà tổng kết lại knc Ptt = = Pdm Ptt n ∑P i =1 dmi III NHỮNG ĐỊNH NGHĨA CƠ BẢN  Số thiết bị hiệu quả nhq: Số thiết bị hiệu quả là số thiết bị có cùng cơng suất và chế độ làm việc... năm suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm, kWh Tmax thời gian của ca sử dụng cơng suất lớn nhất, h IV CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN 4.2 Xác định phụ tải tính tốn theo cơng suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất Ptt = P0 F 2 2 P0 : suất tiêu thụ điện trên 1m sản xuất, Kw/m 2 F: diện tích sản xuất, m  Phương pháp này chỉ cho kết qủa gần đúng, vì vậy nó thường được dùng... làm việc dài hạn, có các cơng suất định mức sau: 4 máy 10 kW, 5 máy 7 kW, 4 máy 4,5 kW, 3 máy 2,8 kW, 20 máy 1 kW, hệ số sử dụng của nhóm thiết bị ksd=0,1 GIẢI Tổng cơng suất định mức của tòan nhóm: Pđm = 4.10+ 5.7 + 4.4,5+3.2,8+20.1 = 121,4 kW Số thiết bị có cơng suất định mức bằng hoặc lớn hơn nửa cơng suất định mức của thi ết b ị lớn nh ất: n1= 4+5= 9 Tổng cơng suất định mức của n1 thiết bị trong nhóm:... nối điện áp pha: Pdm = 3PdmTB ε Thiết bị nối điện áp dây: Pdm = 3PdmTB ε V TÍNH MỘT SỐ PHỤ TẢI ĐẶT BIỆT 5.2 Tính phụ tải đỉnh nhọn   Phụ tải đỉnh nhọn là phụ tải cực đại xuất hiện trong khoảng 1-2 giây Dòng điện đỉnh nhọn xuất hiện khi động cơ khởi động, lò hồ quang hoặc máy hàn làm việc, … Phụ tải đỉnh nhọn thường được tính dưới dạng dòng điện đỉnh nhọn Iđn Chúng ta tính Iđn để kiểm tra độ lệch điện. .. xác thì kết quả nhq = 20 III NHỮNG ĐỊNH NGHĨA CƠ BẢN  Hệ số cực đại: Là tỷ số giữa phụ tải tính tốn và phụ tải trung bình trong khoảng thời gian khảo sát kmax Ptt Ptt = = Ptb k sd Pdm Hệ số cực đại phụ thuộc số thiết bị hiệu quả và hệ số sử dụng Nên khi tính tốn thường tra bảng hay đường cong: kmax = f ( nhq ,k sd ) IV CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN Mục đích của việc tính tốn phụ tải điện: ... phụ tải tác dụng trung bình và cơng su ất định mức của thiết bị n n ksd Ptb = = Pdm ∑P i =1 n tbi ∑P i =1 dmi k sd = ∑P dmi i =1 k sdi n ∑P i =1 dmi Hệ số sử dụng nói lên mức độ sử dụng, mức độ khai thác cơng suất của thiết bị điện trong một chu kỳ làm việc Hệ số sử dụng là một số liệu dùng để tính phụ tải tính tốn, nó được tra trong sổ tay kỹ thuật III NHỮNG ĐỊNH NGHĨA CƠ BẢN   Hệ số phụ tải: Là