Bài giảng phần Điện Chương 2 Xác định nhu cầu điện năng, tính toán phụ tải Đồ thị phụ tải là đồ thị biểu diễn sự thay đổi của phụ tải theo thời gian. ĐTPT phụ thuộc vào đặc điểm quá trình công nghệ, chế độ vận hành,... Đồ Thị Phụ Tải Ngày • Là đồ thị phụ tải một ngày đêm. Đồ thị phụ tải ngày thường được vẽ theo hình bậc thang để thuận tiện cho việc tính toán nhịp độ tiêu thụ điện năng hàng ngày của hộ tiêu thụ, qua đó có thể định được quy trình vận hành hợp lý (điều chỉnh dung lượng máy biến áp, dung lượng bù,…), làm căn cứ để chọn thiết bị điện, tính điện năng tiêu thụ. Đồ Thị Phụ Tải Tháng Được tính theo phụ tải trung bình của tháng. Nó cho biết mức độ tiêu thụ điện năng từng tháng trên nhiều năm, nhằm định ra lịch sữa chửa bảo trì. Đồ thị phụ tải năm Cho biết thời gian sử dụng công suất lớn nhất, nhỏ nhất hoặc trung bình của hộ tiêu thụ, nhằm xác định công suất của máy biến áp, các thiết bị điện, đánh giá mức độ sử dụng và tiêu hao điện năng. NHỮNG ĐỊNH NGHĨA CƠ BẢN • Công suất định mức: Công suất thiết kế đảm bảo thiết bị vận hành liên tục, ổn định với chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật cao nhất. • Phụ tải trung bình: Là một đặc trưng của phụ tải trong một khoảng thời gian. Tổng của phụ tải trung bình là giới hạn của phụ tải tính toán.
11/8/2016 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 11/8/2016 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 trình công nghệ, chế độ vận hành, P (kw) Pmax Pmin 11 14 18 20 22 24 t (giờ) H2-1 Đồ Thị phụ tải 11/8/2016 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 24 t (giờ) H2-1 Đồ Thị phụ tải ngày 11/8/2016 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 Thị 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 công suất máy biến áp, thiết bị điện, đánh giá mức độ sử dụng tiêu hao điện 11/8/2016 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 toán ptb AP t qtb AQ t 11/8/2016 III NHỮNG ĐỊNH NGHĨA CƠ BẢN • Phụ tải cực đại: phụ tải trung bình lớn tính khỏang thời gian ngắn, khoảng 5-20 phút Dùng để kiểm tra tính chịu nhiệt thiết bị • Phụ tải đỉnh nhọn: phụ tải cực đại xuất từ 1-2s Dùng để kiểm tra điều kiện tự khởi động động cơ, thiết bị bảo vệ III NHỮNG ĐỊNH NGHĨA CƠ BẢN • Phụ tải tính tốn: Là phụ tải giả thiết không đổi lâu dài tương đương với phụ tải thực tế (thay đổi) phát nóng Hệ số sử dụng: Là tỷ số phụ tải tác dụng trung bình cơng suất định mức thiết bị n n k sd P tb Pdm P Ptbi i 1 n Pdmi i 1 dmi k sd k sd i i 1 n P dm i i 1 Hệ số sử dụng nói lên mức độ sử dụng, mức độ khai thác công suất thiết bị điện chu kỳ làm việc Hệ số sử dụng số liệu dùng để tính phụ tải tính tốn, tra sổ tay kỹ thuật 11/8/2016 III NHỮNG ĐỊNH NGHĨA CƠ BẢN • Hệ số phụ tải: Là tỷ số công 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 k nc Ptt Pdm Ptt n P dmi i 1 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 công suất khác nhau) n nhq Pdmi i 1 n dmi P i 1 11/8/2016 III NHỮNG ĐỊNH NGHĨA CƠ BẢN Khi số thiết bị nhóm nhiều, ta xác định số thiết bị hiệu sau: n Pdm m ax i 1 tổng công suất định mức ứng với n1 thiết bị cơng - Gọi n1- Tính: số thiếtPbị suất Pdm dm có i định mức - Gọi Pđm1 - Tính tham số: n* - Tra bảng: - Tính: n1 , n P* Pdm Pdm n *hq F ( n * , P * ) n hq n n *hq 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 tịan 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 công suất định mức thiết bị lớn nhất: n1= 4+5= Tổng công 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 11/8/2016 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 k max 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: k max f ( nhq ,k sd ) 11/8/2016 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 Ptt Mw0 Tmax M số đơn vị sản phẩm sản xuất năm w0 suất tiêu hao điện cho đơn vị sản phẩm, kWh Tmax thời gian ca sử dụng công suất lớn nhất, h 10 11/8/2016 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 P0 : suất tiêu thụ điện 1m2 sản xuất, Kw/m2 F: diện tích sản xuất, m2 • 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 công suất đặt hệ số nhu cầu n n Ptt knc Pñi Ptt knc Pñmi Qtt Ptt tg Stt Ptt2 Qtt2 i 1 i 1 Ptt cos Nếu nhóm thiết bị mà hệ số cos thành phần khác ta tính cos theo công thức sau: cos P1 cos 1 P2 cos 2 Pn cos n P1 P2 Pn 11 11/8/2016 IV CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN 4.4 Xác định phụ tải theo hệ số cực đại công suất định mức n Ptt kmax k sd Pdmi i 1 Khi nhq < n n Ptt Pdmi i 1 Khi nhq < n > n kt 0.9, cos 0.8 Chế độ dài hạn kt 0.75, cos 0.7 Chế độ ngắn hạn lặp lại Ptt kti Pdmi i 1 V TSNH MOÄT SỐPHÏÏTAaI ĐẶ T BIỆT 5.1 Quy Đổi thiết bị pha điện Nếu tổng công suất thiết bị pha nhỏ 15% tổng công suất thiết bị ba pha thiết bị pha xem ba pha có cơng suất tương đương Nếu tổng công suất thiết bị pha lớn 15% tổng công suất thiết bị ba pha điểm xét thiết bị pha quy đổi ba pha tính sau Pdm 3PdmTB Thiết bị nối điện áp pha: Thiết bị nối điện áp dây: Pdm 3PdmTB 12 11/8/2016 V TSNH MỘT SỐPHÏÏTAaI ĐẶ T 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 dịng điện đỉnh nhọn Iđn Chúng ta tính Iđn để kiểm tra độ lệch điện áp, chọn thiết bị bảo vệ, tính tốn tự khởi động động I dn I mm kmm I dm V TSNH MỘT SỐPHÏÏTAaI ĐẶ T BIỆT Độná rotor lồná sóc: Máy biến áp âà n, lòâồquaná: Độná dây quấn, độná câiều: kmm = - kmm kmm = 2,5 Đối với nhóm máy, dịng điện đỉnh nhọn xuất máy có dịng điện mở máy lớn nhóm khởi đđộng, cịn máy khác làm việc bình thường I dn I mmmax Itt ksd I dmmax 13 11/8/2016 KHẢO SÁT SƠ ĐỐ CUNG CẤP ĐIỆN Ñiểm Xác định chế độ làm việc thiết bị kt , ɛ, ksd , Pdm , cos Ñiểm Với nhóm thiết bị làm việc chế độ khác Xác định Ptt : n Ptt k max k sd Pdmi i 1 Ñiểm S 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 k dt S 3i , k dt 0.8 i 1 Ñiểm S S S B 14