Giáo trình: cung cấp điện

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Định dạng
Số trang	118
Dung lượng	1,51 MB

Nội dung

Ch−¬ng I Bµi më ®Çu: Çc tµi liÖu tham kh¶o: 1. Gi¸o tr×nh CC§ cho xÝ nghiÖp c«ng nghiÖp Bé m«n ph¸t dÉn ®iÖn xuÊt b¶n 1978 (b¶n in roneo). 2. Gi¸o tr×nh CC§ (tËp 1 vµ 2) NguyÔn C«ng HiÒn vµ nhiÒu t¸c gi¶ xuÊt b¶n 1974,1984. 3. ThiÕt kÕ CC§ XNCN. Bé m«n ph¸t dÉn ®iÖn (b¶n in roneo khoa TC t¸i b¶n). 4. Mét sè vÊn ®Ò vÒ thiÕt kÕ vµ qui hoach m¹ng ®iÖn ®Þa ph−¬ng §Æng Ngäc Dinh vµ nhiÒu t¸c gi¶. 5. Gi¸o tr×nh m¹ng ®iÖn Bé m«n ph¸t dÉn ®iÖn. Mét sè tµi liÖu n−íc ngoµi hoÆc dÞch: 1. Cung cÊp ®iÖn cho xÝ nghiÖp c«ng nghiÖp Tg: Fe®«rov NXBN¨ng l−îng 1972 2. Cung cÊp ®iÖn cho xÝ nghiÖp c«ng nghiÖp. Tg: Epmulov NXBN¨ng l−îng 1976 3. S¸ch tra cøu vÒ cung cÊp ®iÖn (tËp I II s¸ch dÞch). Tg: Fe®«rov NXBN¨ng l−îng 1980. Giíi thiÖu çc ch−¬ng cña gi¸o tr×nh: Ch−¬ng I: Nh÷ng vÊn ®Ò chung vÒ THCC§. Ch−¬ng II: Phô t¶i ®iÖn. Ch−¬ng III: C¬ së so s¸nhkinh tÕ kü thuËt trong CC§. Ch−¬ng IV: S¬ ®å CC§ vµ tr¹m biÕn ¸p. Ch−¬ng V: TÝnh to¸n m¹ng ®iÖn trong xÝ nghiÖp. Ch−¬ng VI: X¸c ®Þnh tiÕt diÖn d©y dÉn trong m¹ng ®iÖn. Ch−¬ng VII: TÝnh to¸n dßng ng¾n m¹ch. Ch−¬ng VIII: Lùa chän thiÕt bÞ ®iÖn. Ch−¬ng IX: Bï c«ng suÊt ph¶n kh¸ng trong m¹ng xÝ nghiÖp. Ch−¬ng X: B¶o vÖ r¬le trong m¹ng ®iÖn xÝ nghiÖp. Ch−¬ng XI: Nèi ®Êt vµ chiÕu s¸ng. Ch−¬ng XII: ChiÕu s¸ng c«ng nghiÖp. Ch−¬ng I Nh÷ng vÊn ®Ò chung vÒ HTCC§ 1.1 Kh¸i niÖm vÒ hÖ thèng ®iÖn: Ngµy nay khi nãi ®Õn hÖ th«ng n¨ng l−îng, th«ng th−êng ng−êi ta th−êng h×nh dung nã lµ hÖ th«ng ®iÖn, t−¬ng tù nh− vËy ®«i lóc ng−êng ta gäi Khoa ®iÖn lµ Khoa n¨ng l−îng, ®ã kh«ng ph¶i lµ hiÖn t−îng ngÉu nhiªn mµ nã chÝnh lµ b¶n chÊt cña vÊn ®Ò. Lý do lµ ë chç n¨ng l−îng ®iÖn ®· cã −u thÕ trong s¶n xuÊt,khai th¸c vµ truyÒn t¶i, cho nªn hÇu nh− to¸n bé n¨ng l−îng ®ang khai th¸c ®−îc trong tù nhiªn ng−êi ta ®Òu chuyÓn ®æi nã thÇnh ®iÖn n¨ng tr−íc khi sö dông nã. Tõ ®ã h×nh thµnh mét hÖ thèng ®iÖn nh»m tryuÒn t¶i, ph©n phèi vµ CC§ ®iÖn n¨ng ®Õn tõng hé sö dông ®iÖn. Mét sè −u ®iÓm cña ®iÖn n¨ng: + DÔ chuyÓn ho¸ thµnh çc d¹ng n¨ng l−îng kh¸c (Quang, nhiÖt, ho¸ c¬ n¨ng…). + DÔ chuyÒn t¶i vµ truyÒn t¶i víi hiÖu suÊt kh¸ cao. + Kh«ng cã s¾n trong tù nhiªn, ®Òu ®−îc khai th¸c råi chuyÓn ho¸ thµnh ®iÖn n¨ng. ë n¬i sö dông ®iÖn n¨ng l¹i dÏ dµng chuyÓn thµnh çc d¹ng n¨ng l−îng kh¸c → Ngµy nay phÇn lín n¨ng l−îng tù nhiªn kh¸c ®−îc khai th¸c ngay t¹i chç råi ®−îc ®æi thµnh ®iÖn n¨ng (VD NM nhiÖt ®iÖn th−êng ®−îc x©y dùng t¹i n¬i gÇn nguån than; NM thû ®iÖn gÇn nguån n−íc…). §ã còng chÝnh lµ lý do xuÊt hiÖn hÖ thèng tryÒn t¶i, ph©n phèi vµ cung cÊp ®iÖn n¨ng mµ chung ta th−êng giä lµ hÖ th«ng ®iÖn. §Þnh nghÜa: HÖ thèng ®iÖn bao gåm çc kh©u s¶n xuÊt ra ®iÖn n¨ng; kh©u tryÒn t¶i; ph©n phèi vµ cung cÊp ®iÖn n¨ng ®Õn tËn çc hé dïng ®iÖn (xem HV.) NL s¬ cÊp ~ ~ NM§1 NM§2 10 kV 220 kV 110 kV 10 kV 35 kV 6; 10 kV 0,4 kV ph©n phèi cung cÊp ®iÖn n¨ng (CC§) s¶n xuÊt tryÒn t¶i (ph¸t dÉn ®iÖn) HV. 01http:www.ebook.edu.vn Tõ ®ã cho thÊy lÜnh vùc cung cÊp ®iÖn cã mét ý nghÜa hÑp h¬n §Þnh nghÜa: HÖ th«ng cung cÊp ®iÖn chØ bao gåm çc kh©u ph©n phèi; TuyÒn t¶i cung cÊp ®iÖn n¨ng ®Õn çc hé tiªu thô ®iÖn. Vµi nÐt ®Æc tr−ng cña n¨ng l−îng ®iÖn: 1 Kh¸c víi hÇu hÕt çc s¶n phÈm, ®iÖn n¨ng ®−îc s¶n xuÊt ra, nãi chung kh«ng tÝch tr÷ ®−îc (trõ vµi tr−êng hîp ®Æc biÖt víi c«ng suÊt nhá nh− pin, acqui..) → T¹i mçi thêi ®iÓm lu«n lu«n ph¶i ®¶m b¶o cÇn b»ng gi÷a l−îng ®iÖn n¨ng s¶n xuÊt ra vµ tiªu thô cã kÓ ®Õn tæn thÊt trong kh©u truyÒn t¶i. §iÒu nµy c©nd ph¶i ®−îc qu¸n triÖt trong kh©u thiÕt kÕ, qui ho¹ch, vËn hµnh vµ ®iÒu ®é hÖ thèng ®iÖn, nh¨m gi÷ v÷ng chÊt l−îng ®iÖn (u f). 2 Çc qu¸ tr×nh vÒ ®iÖn xÈy ra rÊt nhanh. Ch¼ng h¹n sãng ®iÖn tõ lan tuyÒn trong d©y dÉn víi tèc ®é rÊt lín xÊp sØ tèc ®é ¸nh s¸ng 30 000 000 kms (qu¸ tr×nh ng¾n m¹ch, sãng sÐt lan truyÒn lan tuyÒn) → §ãng c¾t cña çc thiÕt bÞ b¶o v.v… ®Òu ph¶i xÈy ra trong vßng nhá h¬n 110 gi©y → cÇn thiÕt ®Ó thiÕt kÕ, hiÖu chØnh çc thiÕt bÞ b¶o vÖ. 3 C«ng nghiÖp ®iÖn lùc cã quan hÖ chÆt chÏ ®Õn nhiÒu ngµnh kinh tÕ qquèc d©n (luyÖn kim, ho¸ chÊt, khai th¸c má, c¬ khÝ, c«ng nghiÖp dÖt…). → lµ mét trong nh÷ng ®éng lùc t¨ng n¨ng suÊt lao ®éng t¹o nªn sù ph¸t triÓn nhÞp nhµnh trong cÊu tróc kinh tÕ. Qu¸n triÖt ®Æc ®iÓm nµy sÏ x©y dùng nh÷ng quyÕt ®Þnh hîp lý trong møc ®é ®iÖn khÝ ho¸ ®èi víi cacs ngµnh kinh tÕ – Çc vïng l·nh thæ kh¸c nhau – Møc ®é x©y dùng nguån ®iÖn, m¹ng l−íi truyÒn t¶i, ph©n phèi → nh»m ®¸p øng sù ph¸t triÓn c©n ®èi, tr¸nh ®−îc nh÷ng thiÖt h¹i kinh tÕ quèc d©n do ph¶i h¹n chÕ nhu cÇu cña çc hé dïng ®iÖn. Néi dung m«n häc: Nh»m gi¶i quyÕt çc vÊn ®Ò kü thuËt trong viÖc thiÕt kÕ hÖ thèng CC§ XN nãi chung vµ HT§ nãi riªng. Mét ph−¬ng ¸n CC§ ®−îc gäi lµ hîp lý ph¶i kÕt hîp hµi hoµ mét lo¹t çc yªu cÇu nh−: • TÝnh kinh tÕ (vèn ®Çu t− nhá). • §é tin c©y (x¸c suÊt mÊt ®iÖn nhá). • An toµn vµ tiÖn lîi cho viÖc vËn hµnh thiÕt bÞ. • Ph¶i ®am bµo ®−îc chÊt l−îng ®iÖn n¨ng trong ph¹m vi cho phÐp (kü thuËt). Nh− vËy lêi gi¶i tèi −u khi thiÕt kÕ HT§ ph¶i nhËn ®−îc tõ quan ®iÓm hÖ thèng, kh«ng t¸ch khái kÕ ho¹ch ph¸t triÓn n¨ng l−îng cña vïng; Ph¶i ®−îc phèi hîp ngay trong nh÷ng vÊn ®Ò cô thÓ nh− – Chän s¬ ®å nèi d©y cña l−íi ®iÖn, møc tæn thÊt ®iÖn ¸p …. ViÖc lùa chän PA CC§ ph¶i kÕt hîp víi vviÖc lùa chän vÞ trÝ, c«ng suÊt cña nhµ m¸y ®iÖn hoÆc tr¹m biÕn ¸p khu vùc. Ph¶i quan t©m ®Õn ®¹c ®iÓm c«ng nghÖ cña xÝ nghiÖp, xem xÐt sù ph¸t triÓn cña xÝ nghiÖp trong kÕ ho¹ch tæng thÓ (x©y dùng, kiÕn tróc…..). V× vËy çc dù ¸n vÒ thiÕt kÕ CC§XN, th−êng ®−îc ®−a ra ®ång thêi víi çc dù ¸n vÒ x©y dùng, kiÕn tróc, cÊp tho¸t n−íc v.v… vµ ®−îc duyÖt bëi mét c¬ quan trung t©m. ë ®©y cã sù phèi çc mÆt trªn quan ®iÓm hÖ thèng vµ tèi −u tæng thÓ. 1.2 Ph©n lo¹i hé dïng ®iÖn xÝ nghiÖp: Çc hé dïng ®iÖn trong xÝ nghiÖp gåm nhiÒu lo¹i tuú theo çch ph©n chia kh¸c nhau → (nh»m môc ®Ých ®¶m b¶o CC§ theo nhu cÇu cña tõng lo¹i hé phô t¶i). a) Theo ®iÖn ¸p vµ tÇn sè: c¨n cø vµo Udm vµ f Hé dïng ®iÖn 3 pha Udm < 1000 V ; fdm = 50 Hz. Hé dïng ®iÖn 3 pha Udm > 1000 V ; fdm = 50 Hz. Hé dïng ®iÖn 1 pha Udm < 1000 V ; fdm = 50 Hz. Hé dïng ®iÖn lµm viÖc víi tÇn sè ≠ 50 Hz. Hé dïng dßng ®iÖn mét chiÒu. b) Theo chÕ ®é lµm viÖc: (cña çc hé dïng ®iÖn). • Dµi h¹n: phô t¶i kh«ng thay ®æi hoÆc Ýt thay ®æi, lµm viÖc dµi h¹n mµ nhiÖt ®é kh«ng v−ît qu¸ gi¸ trÞ cho phÐp (VD: B¬m; qu¹t giã, khÝ nÐn…). • Ng¾n h¹n: thêi gian lµm viÖc kh«ng ®ñ dµi ®Ó nhiÖt ®é TB ®¹t gi¸ trÞ qui ®Þnh (VD çc ®éng c¬ truyÒn ®éng c¬ cÊu phô cña m¸y c¾t gät kim lo¹i, ®éng c¬ dãng më van cña TB thuû lùc). • Ng¾n h¹n lËp l¹i: çc thêi kú lµm viÖc ng¾n h¹n cña TB xen lÉn víi thêi kü nghØ ng¾n h¹n → ®−îc ®Æc tr−ng bëi tû sè gi÷a thêi gian ®ãng ®iÖn vµ thêi gian toµn chu tr×nh s¶n suÊt (VD m¸y n©ng; TB hµn). c) Theo møc ®é tin c©y cung cÊp ®iÖn: tuú theo tÇm quan träng trong nÒn kinh tÕ vµ x· héi, çc hé tiªu thô ®iÖn ®−îc CC§ víi møc ®é tin cËy kh¸c nhau vµ ph©n thµnh 3 lo¹i. • Hé lo¹i I: Lµ hé mµ khi sù cè ngøng CC§ sÏ g©y ra nh÷ng thiÖt h¹i lín vÒ kinh tÕ, ®e do¹ ®Õn tÝnh m¹ng con ng−êi, hoÆc ¶nh h−ëng cã h¹i lín vÒ chÝnh trÞ – g©y nh÷ng thiÖt h¹i do ®èi lo¹n qui tr×nh c«ng nghÖ. Hé lo¹i I ph¶i ®−îc CC§ tõ 2 nguån ®éc lËp trë lªn. X¸c suÊt ngõng CC§ rÊt nhá, thêi gian ngõng CC§ th−êng chØ ®−îc phÐp b»ng thêi gian tù ®éng ®ãng thiÕt bÞ dù tr÷ (VD xÝ nghiÖp luyÖn kim, ho¸ chÊt lín…). • Hé lo¹i II: Lµ hé tuy cã tÇm quan träng lín nh−ng khi ngõng CC§ chØ dÉn ®Õn thiÖt h¹i vÒ kinh tÕ do h− háng s¶n phÈm, ngõng trÖ s¶n xuÊt, l·ng phÝ loa ®éng v.v… Hé lo¹i II ®−îc CC§ tõ 1 hoÆc 2 nguån – thêi gian ngõng CC§ cho phÐp b»ng thêi gian ®Ó ®ãng TB dù tr÷ b»ng tay (XN c¬ khÝ, dÖt, c«ng nghiÖp nhÑ, c«ng nghiÖp ®Þa ph−¬ng…). • Hé lo¹i III: møc ®é tin cËy thÊp h¬n, gåm çc hé kh«ng n»m trong hé lo¹i 1 vµ 2. Cho phÐp mÊt ®iÖn trong thêi gian söa ch÷a, thay thÕ phÇn tö sù cè nh−ng kh«ng qu¸ mét ngµy ®ªm. Hé lo¹i III th−êng ®−îc CC§ b¨ng mét nguån. 1.3 Çc hé tiªu thô ®iÖn ®iÓn h×nh: 1) Çc thiÕt bÞ ®éng lùc c«ng nghiÖp. 2) Çc thiÕt bÞ chiÕu s¸ng. (th−êng 1 pha, §TPT b»ng ph¼ng, cosϕ = 10,6). 3) Çc TB biÕn ®æi. 4) Çc ®éng c¬ truyÒn ®éng m¸y gia c«ng.http:www.ebook.edu.vn 5) Lß vµ çc thiÕt bÞ gia nhiÖt. 6) ThiÕt bÞ hµn. (Gi¶i c«ng suÊt; d¹ng §TPT; Gi¶i Udm ; fdm ; cosϕ ; ®Æc tÝnh phô t¶i; thuéc hé tiªu thô lo¹i 1; 2 hoÆc 3……). 1.4 Çc chØ tiªu kü thuËt trong CC§XN: ChØ tiªu kü thuËt cña hÖ th«ng CC§ ®−îc ®¸nh gi¸ b¨ng chÊt l−îng ®iÖn n¨ng cung cÊp, th«ng qua 3 chØ tiªu c¬ b¶n U; f; tÝnh liªn tôc CC§. TÝnh liªn tucj CC§: hÖ thèng CC§ ph¶i ®¶m b¶o ®−îc viÖc CC§ liªn tôc theo yªu cÇu cña phô t¶i (yªu cÇu cña hé lo¹i I; II III). ChØ tiªu nµy th−êng ®−îc cô thÓ ho¸ b»ng x¸c suÊt lµm viÖc tin cËy cña → trªn c¬ së nµy ng−êi ta ph©n çc hé tiªu thô thµnh 3 lo¹i hé mµ trong thiÕt kÕ cÇn ph¶i qu¸n triÑet ®Ó cã ®−îc PA CC§ hîp lý. TÇn sè: ®é lÖch tÇn sè cho phÐp ®−îc qui ®Þnh lµ ± 0,5 Hz. §Ó ®¶m b¶o tÇn sè cña hÖ th«ng ®iÖn ®−îc æn ®Þnh c«ng suÊt tiªu thô ph¶i < c«ng suÊt cña HT. VËy ë xÝ nghiÖp lín khi phô t¶i gia t¨ng th−êng ph¶i ®Æt thªm TB tù ®éng ®ãng thªm m¸y ph¸t ®iÖn dù tr÷ cña XN hoÆc TB b¶o vÖ sa th¶i phô t¶i theo tÇn sè. §iÖn ¸p: §é lÖch ®iÖn ¸p cho phÐp so víi ®iÖn ¸p ®Þnh møc ®−îc qui ®Þnh nh− sau: (ë chÕ ®é lµm viÖc b×nh th−êng). + M¹ng ®éng lùc: ∆U% = ± 5 % Udm + M¹ng chiÕu s¸ng: ∆U% = ± 2, 5 % Udm Tr−êng hîp khëi ®éng ®éng c¬ hoÆc m¹ng ®iÖn ®ang trong t×nh tr¹ng sù cè th× ®é lÖch ®iÖn ¸p cho phÐp cã thÓ tíi (10 ÷ 20 %)Udm . Tuy nhiªn v× phô t¶i ®iÖn lu«n thay ®æi nªn gi¸ trÞ ®iÖn ¸p l¹i kh¸c nhau ë çc nót cña phô t¶i → ®iÒu chØnh rÊt phøc t¹p. §Ó cã nh÷ng biÖn ph¸p hiÖu lùc ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p, cÇn m« t¶ sù diÔn biÕn cña ®iÖn ¸p kh«ng nh÷ng theo ®é lÖch so víi gi¸ trÞ ®Þnh møc, mµ cßn ph¶i thÓ hiÖn ®−îc møc ®é kÐo dµi. Khi ®ã chØ tiªu ®¸nh gi¸ møc ®é chÊt l−îng ®iÖn ¸p lµ gi¸ trÞ tÝch ph©n. dt U T U(t ) U 0 dm ∫ − dm Trong ®ã: U(t) gi¸ trÞ ®iÖn ¸p t¹i nót kh¶o s¸t ë thêi ®iÓm t. T kho¶ng thêi gian kh¶o s¸t. Udm gi¸ trÞ ®Þnh møc cña m¹ng. Khi ®ã ®é lÖch ®iÖn ¸p so víi gi¸ trÞ yªu cÇu (hoÆc ®Þnh møc) ®−îc m« t¶ nh− mét ®¹i l−îng ngÉu nhiªn cã ph©n bè chuÈn, vµ mét trong nh÷ng môc tiªu quan träng cña ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p lµ: sao cho gi¸ trÞ x¸c suÊt ®Ó trong suèt kho¶ng thêi gian kh¶o s¸t T ®é lÖch ®iÖn ¸p n¨m trong phamj vi cho phÐp, ®¹t cùc ®¹i. Ngaßi ra khi nghiªn cøu chÊt l−îng ®iÖn n¨ng cÇn xÐt ®Õn hµnh vi kinh tÕ, nghÜa lµ ph¶i xÐt ®Õn thiÖt h¹i kinh tÕ do mÊt ®iÖn, chÊt l−îng ®iÖn n¨ng xÊu. Ch¼ng h¹n khi ®iÖn ¸p thÊp h¬n ®Þnh møc, hiÖu xuÊt m¸y gi¶m, s¶n xuÊt kÐm, tuæi thä ®éng c¬ thÊp h¬n ®Þnh møc, hiÖu suÊt m¸y gi¶m, s¶n phÈm kÐm, tuæi thä ®éng c¬ gi¶m v.v.. Tõ ®Êy x¸c ®Þnh ®−îc gi¸ trÞ ®iÖn ¸p tèi −u. MÆt kh¸c khi nghiªn c−u chÊt l−îng ®iÖn n¨ng trªn quan ®iÓm hiÖu sö dông ®iÖn, nghÜa lµ ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p vµ ®å thÞ phô t¶i sao cho tæng sè ®iÖn n¨ng sö dông víi ®iÖn ¸p cho phÐp lµ cùc ®¹i. Nh÷ng vÊn ®Ì nªu trªn cÇn cã nh÷ng nghiªn c−u tØ mØ dùa trªn nh÷ng th«ng kª cã hÖ th«ng vÒ ph©n phèi ®iÖn ¸p t¹i çc nót, suÊt thiÖt h¹i kinh tÕ do chÊt l−îng ®iÖn xÊu 1.4 Mét sè ký hiÖu th−êng dïng: 1 – M¸y ph¸t ®iÖn hoÆc nhµ m¸y ®iÖn 2 §éng c¬ ®iÖn 3 – M¸y biÕn ¸p 2 cuén d©y. 4 – M¸y biÕn ¸p 3 cuén d©y. 5 – M¸y biÕn ¸p ®iÒu chØnh d−íi t¶i. 6 Kh¸ng ®iÖn. 7 – M¸y biÕn dßng ®iÖn. 8 – M¸y c¾t ®iÖn. 9 CÇu ch×. 10 Apt«m¸t. 11 – CÇu dao çch ly. 12 – M¸y c¾t phô t¶i. 13 – Tô ®iÖn bï. ~ §http:www.ebook.edu.vn 14 – Tñ ®iÒu khiÓn 15 – Tñ ph©n phèi. 16 – Tñ ph©n phèi ®éng lùc. 17 – Tñ chiÕu s¸ng lµm viÖc. 18 Tñ chiÕu s¸ng côc bé. 19 – Khëi ®éng tõ. 20 §Ìn sîi ®èt. 21 §Ìn huúnh quang. 22 – C«ng t¾c ®iÖn. 23 – æ c¾m ®iÖn. 24 – D©y dÉn ®iÖn. 25 – D©y çp ®iÖn 26 – Thanh dÉn (thanh çi). 27 – D©y dÉn tÇn sè ≠ 50 Hz 28 – D©y dÉn m¹ng hai d©y. 29 – D©y dÉn m¹ng 4 d©y. 30 §−êng d©y ®iÖn ¸p U ≤ 36 V. 31 – §−êng d©y m¹ng ®éng lùc 1 chiÒu. 32 – Chèng sÐt èng. 33 – Ch«ng sÐt van. 34 – CÇu ch× tù r¬i.http:www.ebook.edu.vn Ch−¬ng II Phô t¶i ®iÖn Vai trß cña phô t¶i ®iÖn: trong XN cã rÊt nhiÒu lo¹i m¸y kh¸c nhau, víi nhiÒu c«ng nghÖ kh¸c nhau; tr×nh ®é sö dông còng rÊt kh¸c nhau cïng víi nhiÒu yÕu tè kh¸c dÉn tíi sù tiªu thô c«ng suÊt cña çc thiÕt bÞ kh«ng bao giê b»ng c«ng suÊt ®Þnh møc cña chóng. Nh−ng mÆt kh¸c chóng ta l¹i cÇn x¸c ®Þnh phô t¶i ®iÖn. Phô t¶i ®iÖn lµ mét hµm cña nhiÒu yÕu tè theo thêi gian P(t), vµ v× vËy chung kh«ng tu©n thñ mét qui luËt nhÊt ®Þnh → cho nªn viÖc x¸c ®Þnh ®−îc chóng lµ rÊt khã kh¨n. Nh−ng phô t¶i ®iÖn l¹i lµ mét th«ng sè quan träng ®Ó lùa chän çc thiÕt bÞ cña HT§. C«ng suÊt mµ ta x¸c ®Þnh ®−îc b»ng çch tÝnh to¸n gäi lµ phô t¶i tÝnh to¸n Ptt. NÕu Ptt < Pthuc tª → ThiÕt bÞ mau gi¶m tuæi thä, cã thÓ ch¸y næ. NÕu Ptt > Pthuc tª → L·ng phÝ. Do ®ã ®· cã rÊt nhiÒu c«ng tr×nh nghiªn cøu nh»m x¸c ®Þnh Ptt s¸t nhÊt víi P_thùc tÕ. Chñ yÕu tån t¹i 2 nhãm ph−¬ng ph¸p. + Nhãm ph−¬ng ph¸p dùa trªn kinh nghiÖm vËn hµnh, thiÕt kÕ vµ ®−îc tæng kÕt l¹i b»ng çc hÖ sè tÝnh to¸n (®Æc ®iÓm cña nhãm ph−¬ng ph¸p nµy lµ: ThuËn lîi nhÊt cho viÖc tÝnh to¸n, nhanh chãng ®¹t kÕt qu¶, nh−ng th−êng cho kÕt qu¶ kÐm chÝnh x¸c). + Nhãm thø 2 lµ nhãm ph−¬ng ph¸p dùa trªn c¬ së cña lý thuyÕt x¸c suÊt vµ thèng kª (cã −u ®iÓm ng−îc l¹i víi nhãm trªn lµ: Cho kÕt qu¶ kh¸ chÝnh x¸c, xong çch tÝnh l¹i kh¸ phøc t¹p ). 2.1 §Æc tÝnh chung cña phô t¶i ®iÖn: 1) Çc ®Æc tr−ng chung cña phô t¶i ®iÖn: Mçi phô t¶i cã çc ®Æc tr−ng riªng vµ çc chØ tiªu x¸c ®Þnh ®iÒu kiÖn lµm viÖc cña m×nh mµ khi CC§ cÇn ph¶i ®−îc tho¶ m·n hoÆc chó ý tíi. (cã 3 ®Æc tr−ng chung). a) C«ng suÊt ®Þnh møc: “ Lµ th«ng sè ®Æc tr−ng chÝnh cña phô t¶i ®iÖn, th−êng ®−îc ghi trªn nh·n cña m¸y hoÆc cho trong lý lÞch m¸y”. §¬n vÞ ®o cña c«ng suÊt ®Þnh møc th−êng lµ kW hoÆc kVA. Víi mét ®éng c¬ ®iÖn P®m chÝnh lµ c«ng suÊt c¬ trªn trôc c¬ cña nã. dm dm d P P η = ηdm – lµ hiÖu suÊt ®Þnh møc cña ®éng c¬ th−êng lÊy lµ 0,8 ÷ 0,85 (víi ®éng c¬ kh«ng ®ång bé kh«ng t¶i). Tuy vËy víi çc ®éng c¬ c«ng suÊt nhá vµ nÕu kh«ng cÇn chÝnh x¸c l¾m th× cã thª lÊy Pd ≈ Pdm. Chó ý: + Víi çc thiÕt bÞ nung chÈy c«ng suÊt lín, çc thiÕt bÞ hµn th× c«ng suÊt ®Þnh møc chÝnh lµ c«ng suÊt ®Þnh møc cña m¸y BA. vµ th−êng cho lµ kVA. + ThiÕt bÞ ë chÕ ®é ng¾n h¹n lËp l¹i, khi tÝnh phô t¶i tÝnh to¸n ph¶i qui ®æi vÒ chÕ ®é lµm viÖc dµi h¹n (tøc ph¶i qui vÒ chÕ ®é lµm viÖc cã hÖ sè tiÕt ®iÖn t−¬ng ®èi). §éng c¬ Pdm = Pdm. ε dm BiÕn ¸p Pdm = Sdm.cosϕ. ε dm Trong ®ã: P’ dm – C«ng suÊt ®Þnh møc ®· qui ®æi vÒ εdm %. Sdm; Pdm; cosϕ ; εdm % Çc tham sè ®Þnh møc ë lý lÞch m¸y cña TB. b) §iÖn ¸p ®Þnh møc: Udm cña phô t¶i ph¶i phï hîp víi ®iÖn ¸p cña m¹ng ®iÖn. Trong xÝ nghiÖp cã nhiÒu thiÕt bÞ kh¸c nhau nªn còng cã nhiÒu cÊp ®iÖn ¸p ®Þnh møc cña l−íi ®iÖn. + §iÖn ¸p mét pha: 12; 36 V sö dông cho m¹ng chiÕu s¸ng côc bé hoÆc çc n¬i nguy hiÓm. + §iÖn ¸p ba pha: 127220; 220380; 380660 V cung cÊp cho phÇn lín çc thiÕt bÞ cña xÝ nghiÖp (cÊp 220380 V lµ cÊp ®−îc dïng réng r·i nhÊt). + CÊp 3; 6; 10 kV: dïng cung cÊp cho çc lß nung chÈy; çc ®éng c¬ c«ng suÊt lín. Ngoµi ra cßn cã cÊp 35, 110 kV dïng ®Ó truyÒn t¶i hoÆc CC§ cho çc thiÕt bÞ ®Æc biÖt (c«ng suÊt cùc lín). Víi thiÕt bÞ chiÕu s¸ng yªu cÇu chÆt chÏ h¬n nªn ®Ó thÝch øng víi viÖc sö dông ë çc vÞ trÝ khacs nhau trong l−íi. TB chiÕu s¸ng th−êng ®−îc thiÕt kÕ nhiÒu lo¹i kh¸c nhau trong cïng mét cÊp ®iÖn ¸p ®Þnh møc. VÝ dô ë m¹ng 110 V cã çc lo¹i bãng ®Ìn 100; 110; 115; 120; 127 V. TÇn sè: do qui tr×nh c«ng nghÖ vµ sù ®a d¹ng cña thiÕt bÞ trong xÝ nghiÖp → chóng sö dông dßng ®iÖn víi tÇn sè rÊt kh¸c nhau tõ f = o Hz (TB. mét chiÒu) ®Õn çc thiÕt bÞ cã tÇn sè hµng triÖu Hz (TB. cao tÇn). Tuy nhiªn chóng vÉn chØ ®−îc CC§ tõ l−íi ®iÖn cã tÇn sè ®Þnh møc 50 hoÆc 60 Hz th«ng qua çc m¸y biÕn tÇn. Chó ý: Çc ®éng c¬ thiÕt kÕ ë tÇn sè ®Þnh møc 60 Hz vÉn cã thÓ sö dông ®−îc ë l−íi cã tÇn sè ®Þnh møc 50 Hz víi ®iÒu kiÖn ®iÖn ¸p cÊp cho ®éng c¬ ph¶i gi¶m ®i theo tû lÖ cña tÇn sè (VD. ®éng c¬ ë l−íi 60 Hz muèn lµm viÖc ë l−íi cã tÇn sè 50 Hz th× ®iÖn ¸p tr−íc ®ã cña nã ph¶i lµ 450÷460 V). 2) §å thÞ phô t¶i: “ §Æc tr−ng cho sù tiªu dïng n¨ng l−îng ®iÖn cña çc thiÕt bÞ riªng lÎ, cña nhãm thiÕt bÞ, cña ph©n x−ëng hoÆc cña toµn bé xÝ nghiÖp. Nã lµ tµi liÖu quan träng trong thiÕt vµ vËn hµnh”. a) Ph©n lo¹i: cã nhiÒu çch ph©n lo¹i + §å thÞ phô t¶i t¸c dông P(t). Theo ®¹i l−îng ®o + §å thÞ phô t¶i ph¶n kh¸ng Q(t). + §å thÞ phô t¶i ®iÖn n¨ng A(t). § P®m P®http:www.ebook.edu.vn + §å thÞ phô t¶i hµng ngµy. Theo thêi gian kh¶o s¸t + §å thÞ phô t¶i h¸ng th¸g. + §å thÞ phô t¶i hµng n¨m. §å thÞ phô t¶i cña thiÕt bÞ riªng lÎ ký hiÖu lµ p(t); q(t); i(t).. Cña nhãm thiÕt bÞ P(t); Q(t); I(t). b) Çc lo¹i ®å thÞ phô t¶i th−êng dïng: c §å thÞ phô t¶i hµng ngµy: (cña nhãm, ph©n x−ëng hoÆc cña XN). th−êng ®−îc xÐt víi chu kú thêi gian lµ mét ngµy ®ªm (24 giê) vµ cã thÓ x¸c ®Þnh theo 3 çch. + B»ng dông cô ®o tù ®éng ghi l¹i (VH 2a) + Do nh©n viªn trùc ghi l¹i sau nh÷ng giê nhÊt ®Þnh (HV2b). + BBiÓu diÔn theo bËc thang, ghi l¹i gi¸ trÞ trung b×nh trong nh÷ng kho¶ng nhÊt ®Þnh (HV2c). + §å thÞ phô t¶i hµng ngµy cho ta biÕt t×nh tr¹ng lµm viÖc cña thiÕt bÞ ®Ó tõ ®ã s¾p xÕp l¹i qui tr×nh vËn hµnh hîp lý nhÊt, nã cong lµm c¨n cø ®Ó tÝnh chän thiÕt bÞ, tÝnh ®iÖn n¨ng tiªu thô… + Çc th«ng sè ®Æc tr−ng cña ®å thÞ phô t¶i hµng ngµy: 1 Phô t¶i cùc ®¹i Pmax ; Qmax 2 HÖ sè c«ng suÊt cùc ®¹i cosϕmax t−¬ng øng víi tgϕmax = Qmax Pmax 3 §iÖn n¨ng t¸c dông ph¶n kh¸ng ngµy ®ªm A kWh; ArkVArh. 4 – HÖ sè Cosϕtb t−¬ng øng víi tgϕtb = ArA 5 – HÖ sè ®iÒn kÝn cña §TPT. max dk 24.P A K = ; max dkr 24.Q Ar K = d §å thÞ phô t¶i hµng n¨m: Gåm hai lo¹i + §TPT hµng th¸ng + §TPT theo bËc thang §å thÞ phô t¶i hµng th¸ng: ®−îc x©y dùng theo phô t¶i trung b×nh cña tõng th¸ng cña xÝ nghiÖp trong mét n¨m lµm viÖc. §å thÞ phô t¶i theo bËc thang: x©y dùng trªn c¬ së cña ®å thÞ phô t¶i ngµy ®ªm ®iÓn h×nh (th−êng chän 1 ngµy ®iÓn h×nh vµo mua ®«ng vµ vµo mua h¹). Gäi: n1 – sè ngµy mïa ®«ng trong n¨m n2 – sè ngµy mïa hÌ trong n¨m → Ti = (t’1 + t”1).n1 + t’2.n2 Çc th«ng sè ®Æc tr−ng cña ®å thÞ phô t¶i n¨m: 1 §iÖn n¨ng t¸c dông vµ ph¶n kh¸ng tiªu thô trong mét n¨m lµm viÖc: A kWhn¨m Ar kVArhn¨m Chóng ®−îc x¸c ®Þng b»ng diÖn tÝch bao bëi ®−êng §TPT vµ trùc thêi gian. 2 Thêi gian sö dông c«ng suÊt cùc ®¹i: max max P A T = ; max r max r Q A T = 24 P 0 t (giê) P max 24 P 0 t (giê) 24 P 0 t (giê) HV2a HV2b HV2c 0 2 4 6 8 10 12 th¸ng P §å thÞ phô t¶i hµng th¸ng cho ta biÕt nhÞp ®é s¶n xuÊt cña xÝ nghiÖp. Tõ ®ã cã thÓ ®Ò ra lÞch vËn hµnh söa ch÷a çc TB. ®iÖn mét çch hîp lý nhÊt, nh»m ®¸p øng çc yªu cÇu cña s¶n xuÊt (VD: vµo th¸ng 3,4 → söa ch÷a võa vµ lín, cßn ë nh÷ng th¸ng cuèi n¨m chØ söa ch÷a nhá vµ thay çc thiÕt bÞ. 0 24 t giê P 0 24 t giê P t’ 1 t”1 mïa ®«ng t’ 2 mïa hÌ 0 P i P max T i A 8760 giêhttp:www.ebook.edu.vn 3 – HÖ sè c«ng suÊt trung b×nh: Cosϕtb t−¬ng øng víi tgϕtb A A tgϕtb = r 4 – HÖ sè ®iÒn kÝn ®å thÞ phô t¶i: 8760 T 8760xP A K max max dk = = 8760 T 8760xQ A K max r max r dkr = = Kh¸i niªm vÒ T max τ: §Þnh nghÜa Tmax: “ NÕu gi¶ thiÕt r»ng ta lu«n lu«n sö dông c«ng suÊt cùc ®¹i th× thêi gian cÇn thiÕt Tmax ®Ó cho phô t¶i ®ã tiªu thô ®−îc l−îng ®iÖn n¨ng do phô t¶i thùc tÕ (biÕn thiªn) tiªu thô trong mét n¨m lµm viÖc” Tmax gäi lµ thêi gian sö dông c«ng suÊt lín nhÊt. §Þnh nghÜa τ “ Gi¶ thiÕt ta lu«n lu«n vËn hµnh víi tæn thÊt c«ng suÊt lín nhÊt th× thêi gian cÇn thiÕt τ ®Ó g©y ra ®−îc l−îng ®iÖn n¨ng tæn thÊt b»ng l−îng ®iÖn n¨ng tæn thÊt do phô t¶i thùc tÕ g©y ra trong mét n¨m lµm viÖc, gäi lµ thêi gian chÞu tæn thÊt c«ng suÊt lín nhÊt” 3) ChÕ ®é lµm viÖc cña phô t¶i vµ qui ®æi phô t¶i: a) ChÕ ®é lµm viÖc cña phô t¶i: 3 chÕ ®é Chª ®é dµi han: ChÕ ®é trong ®ã nhiÖt ®é cña TB. t¨ng ®Õn gi¸ trÞ x¸c lËp vµ lµ h»ng sè kh«ng phôthuéc vµo sù biÕn ®æi cña c«ng suÊt trong kho¶ng thêi gian b»ng 3 lÇn h»ng sè thêi gian ph¸t nãng cña cuén d©y. Phô t¶i cã thÓ lµm viÖc víi ®å thÞ b»ng ph¼ng víi c«ng suÊt kh«ng ®æi trong thêi gian lµm viÖc (qu¹t giã, çc lß ®iÖn trë…) hoÆc ®å thÞ phôt¶i kh«ng thay ®æi trong thêi gian lµm viÖc. ChÕ ®é lµm viÖc ng¾n h¹n: Trong ®ã nhiÖt ®é cña TB. t¨ng lªn ®Õn gi¸ trÞ nµo ®ã trong thêi gian lµm viÖc, råi l¹i gi¶m xuèng b»ng nhiÖt ®é m«i tr−êng xung quanh trong thêi gian nghØ. ChÕ ®é ng¾n h¹n lËp l¹i: Trong ®ã nhiÖt ®é cña TB. t¨ng lªn trong thêi gian lµm viÖc nh−ng ch−a ®¹t gi¸ trÞ cho phÐp vµ l¹i gi¶m xuèng trong thêi gian nghØ, nh−ng ch−a gi¶m xuèng nhiÖt ®é cña m«i tr−êng xung quanh. §Æc tr−ng b»ng hÖ sè ®ãng ®iÖn ε% .100 t T .100 t t t % d c 0 d d = + ε = td – thêi gian ®ãng ®iÖn cuat TB. t0 – thêi gian nghØ. Tc – lµ mét chu kú c«ng t¸c vµ ph¶i nhá h¬n 10 phót. b) Qui ®æi phô t¶i 1 pha vÒ 3 pha: V× tÊt c¶ çc TB. CC§ tõ nguån ®Õn çc ®−êng d©y tuyÒn t¶i ®Òu lµ TB. 3 pha, çc thiÕt bÞ dïng ®iÖn l¹i cã c¶ thiÕt bÞ 1 pha (th−êng c«ng suÊt nhá). Çc thiÕt bÞ nµy cã thÓ ®Êu vµo ®iÖn ¸p pha hoÆc ®iÖn ¸p d©y → Khi tÝnh phô t¶i cÇn ph¶i ®−îc qui ®æi vÒ 3 pha. + Khi cã 1 TB ®Êu vµo ®iÖn ¸p pha th× c«ng suÊt t−¬ng ®−¬ng sang 3 pha: P dm td = 3.Pdm fa P dm td C«ng suÊt ®Þnh møc t−¬ng ®−¬ng (sang 3 pha). P dm fa – C«ng suÊt ®Þnh møc cña phô t¶i mét pha. + Khi cã 1 phô t¶i 1 pha ®Êu vµo ®iÖn ¸p d©y. Pdmtd = 3.Pdmfa + Khi cã nhiÒu phô t¶i 1 pha ®Êu vµo nhiÒu ®iÖn ¸p d©y vµ pha kh¸c nhau: Pdmtd = 3.Pdmfa max §Ó tÝnh to¸n cho tr−êng hîp nµy, tr−íc tiªn ph¶i qui ®æi çc TB. 1 pha ®Êu vµo ®iÖn ¸p d©y vÒ TB. ®Êu vµo ®iÖn ¸p pha. Sau ®ã sÏ x¸c ®Þnh ®−îc c«ng suÊt cùc ®¹i cña 1 pha nµo ®ã (Pdmfamax). 2.1 Çc ph−¬ng ph¸p x¸c ®Þnh phô t¶i tÝnh to¸n: 1) Kh¸i niÖm vÒ phô t¶i tÝnh to¸n: T max – øng víi mçi XN kh¸c nhau sÏ cã gi¸ trÞ khac nhau. + TrÞ sè nµy cã thÓ tra ë sæ tay vµ th−êng ®−îc ®Þnh nghÜa theo P Q hai th«ng sè nµy th−êng kh«ng trïng nhau. + Qua th«ng kª cã thÓ ®−a ra Tmax ®iÓn h×nh cña mét sè XN. + T max lín → ®å thÞ phô t¶i cµng b»ng ph¼ng. + T max nhá → ®å thÞ phô t¶i Ýt b»ng ph¼ng h¬n. P P max T max 0 8760 t 0 8760 T max τ 1 0,8 0,6 τ vµ T max th−êng kh«ng bao giê b»ng nhau, tuy nhiªn chóng l¹i cã quan hÖ rÊt g¾n bã, nh−ng l¹i kh«ng tû lÖ tuyÕn tÝnh v× ∆P kh«ng chØ xuÊt hiÖn lóc cã t¶i, mµ ngay c¶ lóc kh«ng t¶i còng vÉn cã tæn thÊt → ng−êi ta x©y dùng quan hÖ τ theo Tmaxvµ cosϕhttp:www.ebook.edu.vn “ Lµ phô t¶i kh«ng cã thùc mµ chóng ta cÇn ph¶i tÝnh ra ®Ó tõ ®ã lµm c¬ së cho viÖc tÝnh to¸n thiªts kÕ, lùa chän TB. CC§”. → cã 2 lo¹i + Phô t¶i tÝnh to¸n theo ph¸t nãng cho phÐp. + Phô t¶i tÝnh to¸n theo ®iÒu kiÖn tæn thÊt. Phô t¶i tÝnh to¸n theo phat nãng: §Þnh nghÜa: “lµ phô t¶i gi¶ thiÕt l©u dµi kh«ng ®æi, t−¬ng ®−¬ng víi phô t¶i thùc tÕ (biÕn thiªn) vÒ hiÖu qu¶ nhiÖt lín nhÊt”. + Trong thùc tÕ th−êng dïng phô t¶i tÝnh to¸n t¸c dông Ptt v× nã ®Æc tr−ng cho qu¸ tr×nh sinh c«ng, thuËn tiÖn cho viÖc ®o ®¹c vËn hµnh. Ptt = 3.UdmItt cosϕtt Trong tÝnh to¸n cã thÓ cho phÐp lÊy gÇn ®óng cosϕtt = cosϕtb . Quan hÖ gi÷a phô t¶i tÝnh to¸n víi çc phô t¶i kh¸c nh− sau: P ma x ≥ Ptt ≥ Pqp ≥ Ptb Trong ®ã: T P(t ).dt P T 0 tb ∫ = T – thêi gian kh¶o s¸t. P(t) ®å thÞ phôt¶i thùc tÕ. Pqp = T1 ∫0T P 2(t ).dt + Sù ph¸t nãng cña d©y dÉn lµ kÕt qu¶ cña sù t¸c dông cña phô t¶i trong thêi gian T. Ng−êi at nhËn thÊy r»ng gi¸ trÞ trung b×nh cña phô t¶i trong thêi gian nay PT ®Æc tr−ng cho sù ph¸t nãng cña d©y dÉn chÝnh x¸c h¬n so víi c«ng suÊt cùc ®¹i tøc thêi Pmax trong kho¶ng thêi gian ®ã. T0 – h»ng sè thêi gian ph¸t nãng cña d©y dÉn v× sau kho¶ng thêi gian nµy trÞ sè ph¸t nãng ®¹t tíi 95% trÞ sè x¸c lËp. + Trong thùc tÕ T th−êng ®−îc lÊy lµ 30 phót, gÇn b»ng 3 lÇn h»ng sè thêi gian ph¸t nãng cña çc lo¹i d©y dÉn cã tiÕt diÖn trung b×nh vµ nhá → NÕu h»ng sè thêi gian ph¸t nãng cña d©y dÉn lín h¬n so víi 10 phót th× c«ng suÊt cùc ®¹i 30 phót ph¶i qui ®æi ra c«ng suÊt cùc ®¹i víi kho¶ng thêi gian dµi h¬n. Bªn c¹nh Ptt cßn cã Qtt ;Stt vµ Itt . Phô t¶i tÝnh to¸n theo ®iÒu kiÖn tæn thÊt cho phÐp: cßn gäi lµ phôt¶i ®Ønh nhän Pdn ;Qdn ;Sdn ;Idn lµ phô t¶i cùc ®¹i xuÊt hiÖn trong thêi gian ng¾n (1÷2 gi©y). Nã g©y ra tæn thÊt ®iÖn ¸p lín nhÊt trong m¹ng ®iÖn vµ çc ®iÒu kiÖn lµm viÖc nÆng nÒ nhÊt cho m¹ng. Mµ chÝnh lóc ®ã l¹i cÇn ph¶i ®¶m b¶o çc yªu cÇu cña s¶n xuÊt. VD moment khëi ®éng cña ®éng c¬, chÊt l−îng çc mèi hµn, ®é æn ®Þnh cña ¸nh s¸ng ®iÖn. + §èi víi phô t¶i ®ang vËn hµnh cã thÓ cã ®−îc b»ng çch ®o ®¹c, cßn trong thiÕt kÕ cã thÓ x¸c ®Þnh gÇn ®óng c¨n cø vµo çc gi¸ trÞ ®Æc tr−ng cña çc phô t¶i ®· cã vµ ®· ®−îc ®o ®¹c thèng kª trong qu¸ tr×nh l©u dµi. 2) Çc ph−¬ng ph¸p x¸c ®Þnh phô t¶i tÝnh to¸n: (theo §K ph¸t nãng) Tuy thuéc vµo vÞ trÝ cña phô t¶i, vµo gai ®o¹n thiÕt kÕ mµ ng−êi ta dïng ph−ong ph¸p chÝnh x¸c hoÆc ®¬n gi¶n. Khi x¸c ®Þnh Ptt cÇn l−u ý mét ssè vÊn ®Ò: + §å thÞ phô t¶i lu«n lu«n thay ®æi theo thêi gian, t¨ng lªn vµ b»ng ph¼ng h¬n theo møc hoµn thiÖn kü thuËt s¶n xuÊt (hÖ sè ®iÒn kÝn phô t¶i t¨ng lªn dÇn). + ViÖc hoµn thiÖn qu¸ tr×nh s¶n xuÊt (tù ®éng ho¸ vµ c¬ giíi ho¸) sÏ lµm t¨ng l−îng ®iÖn n¨ng cña xÝ nghiÖp. → khi thiÕt kÕ CC§. ph¶i tÝnh ®Õn sù ph¸t triÓn t−¬ng lai cña xÝ nghiÖp, ph¶i lÊy møc cña phô t¶i xÝ nghiÖp 10 n¨m sau. Çc ph−¬ng ph¸p x¸c ®Þnh phô t¶i tÝnh to¸n vµ ph¹m vi sö dông: 1 Theo c«ng su©t trung b×nh vµ hÖ sè cùc ®¹i: cßn gäi lµ ph−¬ng ph¸p biÓu ®å hay ph−¬ng ph¸p sè thiÕt bÞ ®iÖn hiÖu qu¶ th−êng ®−îc dïng cho m¹ng ®iÖn PX ®iÖn ¸p ®Õn 1000 V vµ m¹ng cao h¬n, m¹ng toµn xÝ nghiÖp. 2 Theo c«ng suÊt trung b×nh vµ ®é lÖch cña phô t¶i khái gi¸ trÞ trung b×nh: ®©y lµ ph−¬ng ph¸p thèng kª dïng cho m¹ng ®iÖn PX ®iÖn ¸p ®Õn 1000 V 3 Theo c«ng suÊt trung b×nh vµ hÖ sè h×nh d¹ng cña ®å thÞ phô t¶i: dïng cho m¹ng ®iÖn tõ tr¹m biÕn ¸p ph©n x−ëng cho ®Õn m¹ng toµn xÝ nghiÖp. 4 Theo c«ng suÊt ®Æt vµ hÖ sè nhu cÇu (cÇn dïng): dïng ®Ó tÝnh to¸n s¬ bé, ngoµi ra cßn 2 ph−¬ng ph¸p kh¸c. 5 Theo xuÊt chi phÝ ®iÖn n¨ng trªn ®¬n vÞ s¶n phÈm: 6 Theo xuÊt phô t¶i trªn ®¬n vÞ diÖn tÝch s¶n xuÊt:: c¶ hai phuoeng ph¸p trªn ®Òu dïng ®Ó tÝnh to¸n s¬ bé 1) X¸c ®Þnh phô t¶i tÝnh to¸n theo c«ng suÊt trung b×nh vµ hÖ sè cùc ®¹i: Theo ph−¬ng ph¸p nµy phô t¶i tÝnh to¸n cña nhãm thiÕt bÞ: Ptt = K M .Ptb = K M .K sd .Pdm P tb – c«ng suÊt trung b×nh cña phu t¶i trong ca mang t¶i lín nhÊt. P dm – c«ng suÊt ®Þnh møc cña phô t¶i (tæng Pdm cña TB trong nhãm ). P tb2 P T T P max1 P max2 P tb1 t ChÝnh v× thÕ phô t¶i tÝnh to¸n Ptt ®−îc x¸c ®Þnh b»ng gi¸ trÞ cùc ®¹i trong çc gi¸ trÞ trung b×nh trong kho¶ng thêi gian T. Khi ®ã kho¶ng thêi gian nµy xª dÞch trªn toµn bé ®å thÞ phô t¶i ®· cho. + Tån t¹i mét kho¶ng thêi gian tèi −u mµ phô t¶i trung b×nh lÊy trong thêi gian ®ã ®Æc tr−ng chÝnh x¸c nhÊt cho sù thay ®æi ph¸t nãng cña d©y dÉn trong kho¶ng ®ã. + Ng−êi ta th−êng lÊy: T tb = 3T0http:www.ebook.edu.vn K sd – hÖ sè sö dông c«ng su©t t¸c dông (cña nhãm TB.) KM – HÖ sè cùc ®¹i c«ng su©t t¸c dông víi kho¶ng thêi gian trung b×nh T=30 phót (víi P tt vµ KM khi kh«ng cã ký hiÖu ®Æc biÖt ®−îc hiÓu lµ tÝnh víi T=30 phót). a) HÖ sè sö dông c«ng su©t:: Ksd “lµ tØ sè gi÷a c«ng suÊt trung b×nh vµ c«ng suÊt ®Þnh møc” hÖ sè sö dông ®−îc ®Þnh nghÜa cho c¶ Q; I. Víi thiÕt bÞ ®¬n lÎ kÝ hiÖu b»ng ch÷ nhá cßn víi nhãm TB. ®−îc kÝ hiÖu b»ng ch÷ in hoa. dm tb sd p p k = ; ∑ ∑ = = = = n i 1 dmj n i 1 dmi sdi dm tb sd p p .k P P K Cã thÓ x¸c ®Þnh theo ®iÖn n¨ng: r sd A A K = A ®iÖn n¨ng tiªu thô trong 1 ca theo ®å thÞ phô t¶i. A r ®iÖn n¨ng tiªu thô ®Þnh møc. T−¬ng tù ta cã: dm tb sdq q q k = ; ∑ ∑ = = = = n i 1 dmj n i 1 dmi sdqi dm tb sdq q q .k Q Q K dm tb sdI i i k = ; ∑ ∑ = = = = n i 1 dmj n i 1 dmi sdi dm tb sdI i i .k I I K + hÖ sè sö dông çc thiÕt bÞ riªng lÎ vµ çc nhãm thiÕt bÞ ®Æc tr−ng ®−îc x©y dùng theo çc sè lieÑu thèng kª l©u dµi vµ ®−îc cho trong çc cÈm nang kü thuËt. b) Sè thiÕt bÞ dïng ®iÖn cã hiÖu qu¶: nhq §Þnh nghÜa: “lµ sè thiÕt bÞ ®iÖn gi¶ thiÕt cã cïng c«ng su©t, cïng chÕ ®é lµm viÖc mµ chóng g©y ra mét phô t¶i tÝnh to¸n, b»ng phô t¶i tÝnh to¸n cña nhãm TB. cã ®å thÞ phô t¶i kh«ng gièng nhau vÒ c«ng su©t vµ chÕ ®é lµm viÖc” C«ng thøc ®Çy ®ñ ®Ó tÝnh sè thiÕt bÞ dïng ®iÖn hiÖu qu¶ cña nhãm cã n thiÕt bÞ: ∑( ) ∑= = ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ = n i 1 2 dmi 2 n i 1 dmi hq p p n pdmi – c«ng suÊt ®Þnh møc cña thiÕt bÞ thø i trong nhãm. n tæng sè thiÕt bÞ trong nhãm. + NÕu c«ng suÊt ®Þnh møc cña tÊt c¶ çc thiÕt bÞ dïng ®iÖn ®Òu b»ng nhau → n=nhq. + Víi sè thiÕt bÞ lín sö dông c«ng thøc trªn kh«ng thuËn lîi → cã thÓ sö dông c«ng thøc gÇn ®óng víi sai sè ±20 %. Çc tr−êng hîp riªng ®Ó tÝnh nhanh nhq : + Khi 3 P P m dm min = dm max ≤ vµ Ksd ≥ 0,4 Th× sè thiÕt bÞ hiÖu qu¶ sÏ lÊy b»ng sè thiÕt bÞ thùc tÕ cña nhãm → nhq = n + Khi trong nhãm cã n1 thiÕt bÞ dïng ®iÖn cã tæng c«ng suÊt ®Þnh møc nhá h¬n hoÆc b»ng 5 % tæng c«ng suÊt ®Þnh møc cña toµn nhãm ∑ ≤ ∑ n dmi n pdmi 5% p 1 → n hq = n − n1 VÝ dô: X¸c ®Þnh sè thiÕt bÞ hiÖu qu¶ cña nhãm cã chÕ ®é lµm viÖc dµi h¹n cã sè l−îng vµ c«ng suÊt nh− sau: HÖ sè sö dông cña toµn nhãm Ksd = 0,5 + TÝnh b»ng c«ng thøc ®Çy ®ñ: ( ) 20 10,0,6 5.4,5 6.7 5.10 2.14 10.0,6 5.4,5 6.7 5.10 2.14 2 2 2 2 2 2 = + + + + + + + + + TÝnh gÇn ®óng: v× nhãm cã 10 thiÕt bÞ rÊt nhá (0,6 kW) 10x0,6= 6 kW < ∑ pdmx 5% = 148,5x5%= 7,4 → n hq = n – n1 = 28 – 10 = 18 kÕt qu¶ nµy sai sè 10%. + Khi m > 3 vµ Ksd ≥ 0,2 th× dm max n i 1 dmi hq p 2. p n ∑= = Chó ý: nÕu tÝnh ra nhq > n → n n hq = Sè TB C«ng su©t 10 0,6 kW 5 4,5 kW 6 7 kW 5 10 kW 2 14 kWhttp:www.ebook.edu.vn VÝ dô: Nhãm cã çc thiÕt bÞ lµm viÖc dµi h¹n. H·y x¸c ®inh sè thiÕt bÞ hiÖu qu¶ cña nhãm; Ksd = 0,4 m = 201 = 20 > 3 ; Ksd = 0,4 > 0,2 → 29,7 30 20 297 P 2 p n dm max n i 1 dmi hq = = ≈ ≈ ∑= + Khi kh«ng cã kh¶ n¨ng sö dông çc ph−¬ng ph¸p ®¬n gi¶n: th× ph¶i sö dông çc ®−êng cong hoÆc b¶ng tra. B¶ng vµ ®−êng cong ®−îc x©y dùng quan hÖ sè thiÕt bÞ hiÖu qu¶ t−¬ng ®èi theo n vµ p tøc nhq = f(n ; p ) khi tra ®−îc nhq → nhq = n.nhq Trong ®ã: n n n hq hq = n n n = 1 dm dm1 P P p = Via dô: X¸c ®Þnh sè TB hiÖu qu¶ cña nhãm TB. Nhãm cã Ksd = 0,1 Gi¶i: ta cã m = 101 =10 víi m = 10 ; Ksd = 0,1 kh«ng ¸p dông ®−îc çch g©nd ®óng. n = 5 + 4 + 5 + 4 + 20 = 38 P dm = 4x10 + 5x7 + 4x4,5 + 5x2,8 + 20x1 = 127 kW ThiÕt bÞ cã c«ng suÊt lín nhÊt lµ 10 kW 12. 10 = 5 kW n1 = 4 + 5 = 9 P1 = 4x10 + 5x7 = 75 kW n = n1 n = 938 p = P1Pdm = 75127 Tõ n vµ p Tra b¶ng ta tim ®−îc nhq = 0,59 → n hq = n.nhq = 38x0,56 = 21 + §èi víi nhãm thiÕt bÞ mét pha ®Êu vµo m¹ng 3 pha: th× sè thiÕt bÞ hiÖu qu¶ cã thÓ x¸c ®Þnh 1 çch ®¬n gi¶n theo c«ng thøc sau: dm max n 1 dmi hq 3P 2 p n ∑ = (2.40) c) HÖ sè cùc ®¹i: KM “ lµ tØ sè gi÷a c«ng suÊt tÝnh to¸n vµ c«ng suÊt trung b×nh”. tb tt M p p k = hoÆc tb tt M P P K = kM vµ KM víi tõng thiÕt bÞ vµ víi nhãm thiÕt bÞ. C«ng suÊt trung b×nh cã thÓ tÝnh theo c«ng thøc sau: A T T P(t )dt P T 0 tb = = ∫ T – thêi gian kh¶o s¸t lÊy b»ng ®é dai cña ca mang t¶i lín nhÊt. T−¬ng tù ta cã hÖ sè cùc ®¹i víi dßng ®iÖn: tb tt MI I I K = + HÖ sè cùc ®¹i liªn quan ®Õn 2 ®¹i l−îng quan träng cña ®å thÞ phô t¶i lµ Ptt vµ Ptb. trÞ sè cña nã phô thuéc vµo sè thiÕt bÞ dïng ®iÖn hiÖu qu¶ nhq vµ nhiÒu hÖ sè kh¸c ®Æc tr−ng cho chÕ ®é tiªu thô cña nhãm TB. → cã nhiÒu ph−¬ng ph¸p x¸c ®Þnh KM cña nhiÒu t¸c gi¶ kh¸c nhau. + Trong thùc tÕ th−êng KM ®−îc x©y dùng theo quan hÖ cña nhq vµ ksd d−íi d¹ng ®−êng cong hoÆc d¹ng b¶ng tra → KM = f(nhq ; ksd). + CÇn nhí r»ng KM tra ®−îc trong çc b¶ng tra th−êng chØ t−¬ng øng víi thêi gian tÝnh to¸n lµ 30 phót. Tr−êng hîp khi tÝnh Ptt víi T>30 phót (víi thiÕt bÞ lín) th× KM sÏ ph¶i tÝnh qui ®æi l¹i theo c«ng thøc: 2T K K 1 M MT = + KM tra ®−îc trong b¶ng (T=30 phót). T > 30 phót Sè TB C«ng su©t 4 20 kW 5 10 kW 6 4 kW 5 7 kW 4 4,5 kW 25 2,8 kW 20 1 kW n1 sè thiÕt bÞ cã c«ng suÊt lín h¬n ½ c«ng suÊt cña thiÕt bÞ cã c«ng suÊt lín nhÊt trong nhãm. P dm1 Tæng c«ng suÊt cña n1 thiÕt bÞ. P dm Tæng c«ng suÊt ®Þnh møc cña tÊt c¶ TB. Sè TB C«ng su©t 4 10 kW 5 7 kW 4 4,5 kW 5 2,8 kW 20 1 kW n∑1 pdmi Tæng c«ng suÊt cña thiÕt bÞ mét pha t¹i nót tÝnh to¸n. P dmmax C«ng suÊt ®Þnh møc cña thiÕt bÞ 1 pha lín nhÊt.http:www.ebook.edu.vn d) Phô t¶i tÝnh t¸on ph¶n kh¸ng cña nhãn TB.: Qtt Th−êng chØ ®−îc tÝnh gÇn ®óng nh− sau: + Khi n hq ≤ 10 → Qtt = 1,1 Qtb + Khi n hq > 10 → Qtt = Qtb Qtb lµ c«ng suÊt trung b×nh cña nhãm phô t¶i trong ca mang t¶i lín nhÊt. Qtb = Ksdq . Qdm hoÆc Qtb = Ptb . tgϕtb tgϕtb rót tõ ∑ ∑ = = = n i 1 dmi n i 1 dmi i tb p p .cos cos ϕ ϕ e) Nh÷g tr−êng hîp riªng dïng ph−¬ng ph¸p ®¬n gi¶n ®Ó tÝnh Ptt: + Khi n hq < 4 → tr−êng hîp nµy kh«ng tra ®−îc KM theo ®−êng cong. + NÕu n ≤ 3 → ∑ = = n i 1 Ptt pdmi ∑ ∑ = = = = n i 1 dmi i n i 1 Qtt qdmi p .tgϕ + NÕu n > 3 → ∑ = = n i 1 Ptt pdmi .kti ∑= = n i 1 Qtt qdmi .ktqi k ti vµ ktqi lµ hÖ sè t¶i t¸c dông vµ hÖ sè t¶i ph¶n kh¸ng. + Khi kh«ng cã sè liÖu cô thÓ lÊy gÇn ®óng víi thiÕt bÞ cã chÕ ®é lµm viÖc dµi h¹n Kt = 0,9; cosϕdm = 0,8 , cßn ®èi víi TB. ng¾n h¹n lËp l¹i Kt = 0,7 ; cosϕdm = 0,7. + Víi nhãm thiÕt bÞ lµm viÖc dµi h¹n, cã ®å thÞ phô t¶i b»ng ph¼ng, Ýt thay ®æi (VD – lß ®iÖn trë, qu¹t giã, tr¹m khÝ nÐn, t¹m b¬m…) Ksd ≥ 0,6 ; Kdk ≥ 0,9 (hÖ sè ®iÒn kÝn ®å thÞ phô t¶i) → cã thÓ lÊy KM = 1 → Ptt = Ptb ; Qtt = Qtb f) Phô t¶i tÝnh to¸n cña çc thiÕt bÞ mét pha: XÈy ra theo 4 tr−êng hîp + NÕu nhãm thiÕt bÞ mét pha ph©n bè ®Òu trªn çc pha th× phô t¶i tÝnh to¸n cña chóng cã thÓ tÝnh to¸n nh− ®èi víi thiÕt bÞ 3 pha cã c«ng suÊt t−¬ng ®−¬ng. Chó ý trong ®ã nhq cña nhãm TB. ®−îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc (2.40) + Nhãm thiÕt bÞ mét pha cã n > 3 cã ®å thÞ phô t¶i thay ®æi cã chÕ ®é lµm viÖc gièng nhau (cïng Ksd vµ cosϕ) ®Êu vµo ®iÖn ¸p d©y vµ pha, ph©n bè kh«ng ®Òu trªn çc pha th× phô t¶i tÝnh to¸n t−¬ng ®−¬ng x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: (2.48) Ptt t® = 3.Ptb pha . KM = 3. Ksd . KM .Pdm pha (2.49) Khi nhq ≤ 10 → Qtt t® = 3.Qtb pha . 1,1 = 3,3.Ksdq .Qdm pha = 3,3 Ksdp .Pdm pha .tgϕ (2.49) Khi nhq > 10 → Qtt t® = 3Qtb pha = 3. Ksdq.Qdm pha = 3.Ksdp.Pdm pha .tgϕ Trong ®ã: P tb pha ; Qtb pha Phô t¶i trung b×nh trong pha mang t¶i lín nhÊt cña pha cã phô t¶i lín nhÊt. + Nhãm thiÕt bÞ mét pha n > 3 cã ®å thÞ phô t¶i thay ®æi, cã chÕ ®é lµm viÖc kh¸c nhau. ®Êu vµo ®iÖn ¸p pha vµ ®iÖn ¸p d©y. Tr−íc tiªn cÇn tÝnh phô t¶i trung b×nh trong ca mang tait lín nhÊt TÝnh cho pha A: P tb (A) = Ksd .PdmAB .p(AB)A + Ksd . Pdm AC . p(AC)A + Ksd .Pdm A0 Qtb (A) = Ksdq . QdmAB q(AB)A + Ksdq . QdmAC . q(AC)A + Ksdq .Qdm A0 Trong ®ã: K sd ; Ksdq hÖ sè sö dông c«ng su©t t¸c dông vµ ph¶n kh¸ng cña TB. mét pha cã chÕ ®é lµm viÖc kh¸c nhau. p(AB)A; p(AC)A; q(AB)A; q(AC)A – hÖ sè qui ®æi c«ng suÊt cña TB mét pha khi m¾c vµo ®iÖn ¸p d©y vµ qui vÒ pha A (tra b¶ng). T−¬ng tù nh− trªn chóng ta sÏ x¸c ®Þnh ®−îc phô t¶i trung b×nh cña çc pha cong l¹i (pha B vµ C)→ ta cã phô t¶i trung b×nh cña pha lín nhÊt → Tõ ®ã x¸c ®Þnh ®−îc phô t¶i trrung b×nh t−¬ng ®−¬ng 3 pha: P tb t® = 3. Ptb pha (pha cã t¶i lín nhÊt) Qtb t® = 3. Qtb pha Sau ®ã Ptt t® = KM . Ptb t® Qtt t® = TÝnh theo (2.49); (2.50) §Ó tra ®−îc KM sÏ lÊy Ksd cña pha mang t¶i lín nhÊt theo c«ng thøc sau:http:www.ebook.edu.vn dm0 dn1 dm2 tbpha sd P 2 P P P K + + = (2.55) Trong ®ã: P dm0 Tæng c«ng suÊt ®Þnh møc cña phô t¶i 1 pha ®Êu vµo ®iÖn ¸p pha (cña pha mang t¶i lín nhÊt). P dm1 ; Pdm2 Tæng c«ng suÊt ®Þnh møc cña çc thiÕt bÞ 1 pha ®Êu gi÷a pha mang t¶i lín nhÊt vµ 2 pha cong l¹i. + NÕu nhãm thiÕt bÞ mét pha cã ®å thÞ phô t¶i b»ng ph¼ng (VD – chiÕu s¸ng, çc lß ®iÖn trë 1 pha …) cã thÓ xem KM =1 P ttt® = Ptb td ; Qtt t® = Qtbt® (2.54) g) Phô t¶i tÝnh to¸n cña nót hÖ thèng CC§: (tñ ph©n phèi, ®−êng d©y chÝnh, tram biÕn ¸p, tr¹m ph©n phèi ®iÖn ¸p < 1000 V). Nót phô t¶i nµy cung cÊp cho n nhãm phô t¶i. P tt = KM ∑ n Ptbi (2.55) Khi n hq ≤ 10 → Qtt = 1,1∑ n Qtbi (2.56) n hq > 10 → Qtt = ∑ n Qtbi 2 tt 2 Stt = Ptt + Q Trong ®ã: Ptbi = ∑ K 1 pdmi .ksdi (2.57) Qtbi = ∑ K 1 qdmi .ksdi (2.58) K – sè thiÕt bÞ trong nhãm thø i n – sè nhãm thiÕt bÞ ®Êu vµo nót. n hq – sè thiÕt bÞ hiÖu qu¶ cña toµn bé thiÕt bÞ ®Êu vµo nót. KM – HÖ sè cùc ®¹i cña nót. §Ó tra ®−îc KM cÇn biÕt hÖ sè sö dông cña nót ∑ ∑ = n dmi n tbi sd P P K (2.59) + NÕu trong nót phô t¶i cã n nhãm thiÕt bÞ cã ®å thÞ phôt¶i thay ®æi vµ m nhãm cã ®å thÞ phô t¶i b»ng ph¼ng. = ∑ + ∑ m tbj n Ptt K M Ptbi P (2.60) Khi n hq ≤ 10 = ∑ + ∑ m tbj n Qtt 1,1 Qtbi Q n hq > 10 = ∑ + ∑ m tbj n Qtt Qtbi Q Chó ý: + Trong nót cã çc nhãm TB. mét pha, çc nhãm nµy ®−îc thay thÕ b»ng çc nhãm thiÕt bÞ 3 pha ®−¬ng ®−¬ng. + Khi trong ph©n x−ëng cã çc TB. dù tr÷ (m¸y BA hµn, thiÕt bÞ lµm viÖc ng¾n h¹n VD: b¬n tiªu n−íc, ®éng c¬ ®ãng çc van n−íc…) th× kh«ng cÇn tÝnh c«ng suÊt cña chóng vµo phô t¶i trung b×nh cña c¶ nhãm, nh−ng çc tñ ®éng lùc, ®−êng d©y CC§ cho chóng vÉn cÇn cã dù tr÷ thÝch hîp. +Trong çc nhãm thiÕt bÞ trªn cã xÐt ®Õn çc çc phô t¶i chiÕu s¸ng vµ c«ng suÊt cña çc thiÕt bÞ bï (TB. bï cã dÊu ““ trong çc nhãm). 2) X¸c ®Þnh phô t¶i tÝnh to¸n theo c«ng suÊt trung b×nh vµ hÖ sè h×nh d¹ng: Theo ph−¬ng ph¸p nµy: P tt = Khdp . Ptb (2.70) Qtt = Khdq .Qtb 2 tt 2 Stt = Ptt +Q K hdp vµ Khdq HÖ sè h×nh d¹ng cña ®å thÞ phô t¶i t¸c dông vµ ph¶n kh¸ng, ®−îc tÝnh nh− sau: tb qp hdp p p k = ; tb qp hdp P P K = tb qp hdq q q k = ; tb qp hdq Q Q K = P qp ; Qqp lµ phô t¶i trung b×nh b×nh ph−¬ng (tøc lµ b×nh ph−¬ng cña ®å thÞ phô t¶i råi míi lÊy trung b×nh). HÖ sè h×nh d¹ng cã thÓ x¸c ®Þnh trong vËn hµnh theo chØ sè cña ®ång hå ®o ®iÖn.http:www.ebook.edu.vn ( ) p m 1 2 pi hdp A A K m. ∑ = ∆ (2.73) A p §iÖn n¨ng t¸c dông tiªu thô 1 ngµy ®ªm. ∆A pi §iÖn n¨ng t¸c dông tiªu thô trong kho¶ng ∆T=Tm T Thêi gian kh¶o s¸t, th−êng lÊy lµ 1 ngµy ®ªm. m – Kho¶ng chia cña ®å thÞ phô t¶i th−êng lÊy lµ 24 giê (tøc ∆T = 1 giê). HÖ sè h×nh d¹ng cã gi¸ trÞ n»m trong kho¶ng 1,1 ÷ 1,2 3) X¸c ®Þnh phô t¶i tÝnh to¸n theo c«ng suÊt ®Æt vµ hÖ sè nhu cÇu: + Phô t¶i tÝnh to¸n cña nhãm TB. cã chÕ ®é lµm viÖc gièng nhau (cóng ksd) P tt = Knc . P® (cã thÓ lÊy P® = P®m) Qtt = Ptt . tgϕ cosϕ P Stt = Ptt2 +Qtt 2 = tt K nc – hÖ sè nhu cÇu cña nhãm thiÕt bÞ. cosϕ hÖ sè c«ng suÊt cña nhãm TB. (v× gi¶ thiÕt lµ toµn bé nhãm lµ cã chÕ ®é lµm viÖc nh− nhau vµ cïng chung mét hÖ sè cosϕ). + NÕu nhãm TB. cã nhiÒu TB víi cosϕ kh¸ kh¸c nhau, ®Ó tÝnh Qtt ng−êi ta cã thÓ sö dông hÖ sè cosϕ trung b×nh cña nhãm: ∑ ∑ = n 1 dmi n 1 dmi tb p p .cos cos ϕ ϕ + NÕu nhãm cã nhiÒu Tb cã hÖ sè nhu cÇu kh¸ kh¸c nhau: ∑ ∑ = n 1 dmi n 1 dmi nci nctb p p ..k K + Phô t¶i tÝnh to¸n ë mét nót nµo ®ã cña hÖ th«ng CC§ (ph©n x−ëng, XN) b»ng çch tæng hîp çc phô t¶i tÝnh to¸n cña çc nhãm nèi vµo nót cã tÝnh ®Õn hÖ sè ®ång th¬×. 2 K 1 tti 2 K 1 SttXN K dt . Ptti Q ⎟ ⎟ ⎞ ⎠ = ⎜ ⎜ ⎝ ⎛∑ ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ + ⎜ ⎜ ⎝ ⎛∑ K dt hÖ sè ®ång thêi cã gia trÞ 0,85 ÷ 1 4) X¸c ®Þnh phô t¶i tÝnh to¸n theo xuÊt chi phÝ ®iÖn n¨ng trªn ®¬n vÞ s¶n phÈm vµ tæng s¶n l−îng: + BiÕt xuÊt chi phÝ ®iÖn n¨ng cho ®¬n vÞ s¶n phÈm a0 kWh1§V. + BiÕt M tæng s¶n phÈm cÇn s¶n xuÊt ra trong kho¶ng thêi gian kh¶o s¸t T ( 1 ca; 1 n¨m) → cã thÓ tÝnh ®−îc phô t¶i t¸c dông trung b×nh cña ph©n x−ëng, XN a. T M P 0 TB = (2.76) Sau ®ã lùa chän hÖ sè cùc ®¹i t−¬ng øng víi xÝ nghiÖp hoÆc PX P tt = KM . Ptb Tr−êng hîp T = 1 n¨m max 0 tt max T M.a P = P = (2.77) 5) X¸c ®Þnh phô t¶i tÝnh to¸n theo xuÊt phô t¶i trªn ®¬n vÞ diÖn tÝch s¶n xuÊt: Theo ph−¬ng ph¸p nµy: P tt = p0.F (2.78) p0 XuÊt phô t¶i tÝnh to¸n trªn 1 m2 diÖn tÝch s¶n suÊt kWm2. F DiÖn tÝch s¶n xuÊt ®Æt thiÕt bÞ m2. ph−¬ng ph¸p nµy chi dïng ®Ó tÝnh to¸n s¬ bé. 6) X¸c ®Þnh phô t¶i ®Ønh nhän: .” Lµ phu t¶i cùc ®¹i xuÊt hiÖn trong thêi gian ng¾n 1 ÷ 2 gi©y “; th−êng xuÊt hiÖn khi khëi ®éng çc ®éng c¬. + Víi nhãm thiÕt bÞ: nã xuÊt hiÖn khi thiÕt bÞ cã dßng më m¸y lín nhÊt trong nhã lµm viÖc (®ãng ®iÖn). I dn = Ikd (max) + (Ittnhom – Ksd .Idm (max) (2.79) I kd (max) Dßng khëi ®éng cña ®éng c¬ cã dßng khëi ®éng lín nhÊt trong nhãm m¸y I kd = kmm .Idm k mm – hÖ sè më m¸y cña thiÕt bÞ. (5 – 7) ®éng c¬ kh«ng ®ång bé 2,5 ®éng c¬ d©y quÊn ≥ lß ®iÖn, m¸y biÕn ¸p I dm (max) ®ßng ®Þnh møc cña ®éng c¬ ®ang khëi ®éng, ®· qui vÒ ε%. I tt dßng tÝnh to¸n cña toµn nhãm TB. + Víi mét thiÕt bÞ: I dn = Ikd = kmm.Idmhttp:www.ebook.edu.vn 2.3 Phô t¶i tÝnh to¸n cña toµn xÝ nghiÖp: §iÓm 3: sÏ b»ng phô t¶i ®iÓm 2 c«ng thªm phÇn tæn thÊt ®−êng d©y h¹ ¸p. . . 3 2 dd . S = S + ∆S §iÓm 4: ®iÓm tæng h¹ ¸p cña çc tram BA ph©n x−ëng. Tai ®©y phô t¶i tÝnh to¸n cã thÓ tÝnh b»ng ph−¬ng ph¸p hÖ sè nhu cÇu hoÆc tæng hîp çc phô t¶i t¹i çc ®iÓm 4. S K ( P j Q ) n n 4 = dt ∑ ∑ 3i + 3i K dt – hÖ sè ®ång thêi (xÐt tíi sù ®ång thêi ®¹t gi¸ trÞ cùc ®¹i) cho thÓ chän trong kho¶ng tõ 0,85 ®Õn 1. §iÓm 5: S5 = S4 + ∆SB2 §iÓm 6: S6 = S5 + ∆Sdd §iÓm 7: S7 = Kdt (∑P6i +j∑Q6i) §iÓm 8: S8 = S7 + ∆SB1 Chó ý: S8 ch−a ph¶i lµ phô t¶i cña xÝ nghiÖp. V× khi tÝnh phô t¶i XN cßn ph¶i kÓ ®Õn sù ph¸t triÓn cña XN (5 ÷ 10 n¨m) sau. SXN = S8 + ∆SXN §Ó x¸c ®Þnh ®−îc ∆SXN ph¶i dù b¸o t¨ng tr−ëng phô t¶i 2.4 Dù b¸o phô t¶i: Qu¸ tr×nh s¶n suÊt phô t¶i cña XN ph¸t triÓn kh«ng ngõng. §Ó ®¸p øng liªn tôc nhu cÇu dïng ®iÖn cña XN, cÇn ph¶i biÕt tr−íc ®−îc nhu cÇu ®iÖn trong nhiÒu n¨m tr−íc m¾t cña XN. §Ó dù trï c«ng suÊt vµ ®iÖn n¨ng cña hÖ thèng → lËp kÕ ho¹ch ph¸t triÓn hÖ thèng CC§XN → Dù b¸o phô t¶i. Cã nhiÒu ph−¬ng ph¸p dù b¸o nhÊt lµ ph−¬ng ph¸p ngo¹i suy; ph−¬ng ph¸p chuyªn gia; ph−¬ng ph¸p m« h×nh ho¸. D−íi ®©y chØ xÐt tíi ph−¬ng ph¸p ngo¹i suy. Néi dung: ph−¬ng ph¸p ngo¹i suy lµ x©y dùng qui luËt ph¸t triÓn cña phô t¶i ®iÖn trong qu¸ khø c¨n cø vµo sè liÖu thèng kª trong thêi gian ®ñ d¶i. Sau ®ã kÐo dai qui luËt ®ã vµo t−¬ng lai, (trªn c¬ së gi¶ thiÕt r»ng qui luËt phat triÓn phô t¶i ®iÖn trong t−¬ng lai). Gåm 2 ph−¬ng ph¸p nhá: + ph−¬ng ph¸p hµm ph¸t triÓn vµ ph−¬ng ph¸p ham t−¬ng quan. 1)Ph−¬ng ph¸p hµm ph¸t triÓn: “ Néi dung cña ph−¬ng ph¸p nµy lµ x©y dùng qui luËt ph¸t triÓn cña phô t¶i theo thêi gian trong qu¸ khø. Qui luËt nµy ®−îc biÓu diÔn d−íi d¹ng. P(t) = f(t) P(t) – lµ phô t¶i ®iÖn t¹i t. f(t) – lµ hµm x¸c ®Þnh P(t). Sù ph¸t triÓn cña phô t¶i theo thê gian lµ mét qu¸ tr×nh ngÉu nhiªn v× thÕ gi÷a phô t¶i ®iÖn vµ thêi gian kh«ng cã quan hÖ hµm, mµ lµ quan hÖ t−¬ng quan → hµm f(t) lµ hµm t−¬ng quan. Hai d¹ng th«ng dông nhÊt cña f(t) dïng trong dù b¸o lµ hµm tuyÕn tÝnh vµ hµm mò. P(t) = a + b(t) (2.82) P(t) = a.ebt hoÆc P(t) = P0 .(1+α)t (2.83) ë thêi ®iÓm b¾t ®Çu kh¶o s¸t t0 = 0 ~ 7 35 ÷220 kV 8 8 B1 6 ÷ 20 kV 7 ~ TPP 6 ÷ 20 kV 5 5 5 5 5 B2 4 0,2; 0,4; 0,6 kV § § 3 3 3 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 1 1 1 1 1 1 2 2 4 2 B2 + Nguyªn t¾c: + P ttXN – ph¶i ®−îc tÝnh tõ çc TB ®iÖn nguîc trë vÒ phÝa nguån. + Ph¶i kÓ ®Õn tæn thÊt trªn ®−êng d©y vµ trong m¸y BA. + Phô t¶i tÝnh to¸n XN cÇn ph¶i kÓ ®Õn dù kiÕn ph¸t triÓn cña XN trong 5 ÷ 10 n¨m tíi. §iÓm 1: ®iÓm trùc tiÕp cÊp ®iÖn ®Õn çc TB. dïng ®iÖn, tai ®©y cÇn x¸c ®Þnh chÕ ®é lµm viÖc cña tõng thiÕt bÞ (x¸c ®Þnh kt; ε%; ksd ; cosϕ …). §iÕm 2: Víi nhãm thiÕt bÞ lµm viÖc ë chÕ ®é kh¸c nhau → X¸c ®Þnh Ptt b»ng ph−¬ng ph¸p sè thiÕt bÞ hiÖu qu¶. P tt = KM.Ptb . S2 = P2 + jQ2 P t1 t2 t3 t4 t5 0 tn t Trong HV qui luËt ph¸t triÓn ngÇu nhiªn cña phô t¶i trong qu¸ khø ( t < 0) ®−îc thay b»ng ®−êng th¼ng a + bt. Muèn biÕt phô t¶i n¨m tn (t−¬ng lai) → sÏ tÝnh ®−îc P(tn). VÊn ®Ò ®Æt ra ë ®©y lµ khi nµo cho phÐp sö dông hµm tuyÕn tÝnh vµ nÕu dïng ®−îc hµm tuyÕn tÝnh th× çc hÖ sè a vµ b x¸c ®Þnh nh− thÕ nµo? Theo lý thuÕt x¸c xuÊt mèi quan hÖ tuyÕn tÝnh gi÷a phô t¶i vµ têi gian ®−îc ®¸nh gi¸ bëi hÖ sè t−¬ng quan: a+bt P nhttp:www.ebook.edu.vn ∑ ∑ ∑ ⎞⎟⎠ ⎛⎜⎝ ⎟ − ⎞ ⎠ ⎛⎜⎝ − − − = − − − − 2 i 2 i i i pt P P . t t (P P )(t t ) r (2.84) Trong ®ã: Pi – gi¸ trÞ cña phô t¶i t¹i thêi ®iÓm ti quan s¸t ®−îc trong qu¸ khø. −P gi¸ trÞ trung b×nh cña tÊt c¶ çc Pi . P n P− = ∑ ( i=0 ; ….. n1). −t gi¸ trÞ trung b×nh cña tÊt c¶ çc ti . n t t− = ∑ i (i=0 ….. n1). n lµ sè gi¸ trÞ thèng kª ®−îc trong qu¸ khø. Th¬i gian t th−êng lÊy ®¬n vÞ lµ n¨m vµ gi¸ trÞ thèng kª ®−îc b¾t ®Çu th−êng kÝ hiÖu lµ n¨m thø 0, tøc t0 =0; t1 =1; tn =n vµ ta cã: n 0 1 2 .......... n 1 t− = + + + + − r pt Cµng gÇn 1 bao nhiªu th× quan hÖ tuyÕn tÝnh gi÷a P vµ t cµng chÆt chÏ, vµ viÖc sö dông hµm a + bt ®Ó dù b¸o cµng chÝnh x¸c. Khinh nghiÖm dù b¸o cho thÊy r»ng rpt ≥ 0,75 th× cã thÓ sö dông (2.82) vµo dù b¸o. Khi rtp < 0,7 th× kh«ng thÓ sö dông hµn tuyÕn tÝnh ®−îc v× sai sè sÏ kh¸ lín. Lóc nµy ph¶i chän mét d¹ng kh¸c thÝch hîp cña hµm ph¸t triÓn ®Ó dù b¸o. §Ó x¸c ®Þnh çc hÖ sè a vµ b th−êng ng−êi ta sö dông ph−¬ng ph¸p b×nh ph−¬ng tèi thiÓu: Néi dung: ph−¬ng ph¸p b×nh ph−¬ng tèi thiÓu lµ trªn c¬ së çc sè liÖu thèng kª ®· cã ta x©y dùng hµm: P(t) = a + bt (2.85). Sao cho tæng ®é lÖch b×nh ph−¬ng gi÷a çc gi¸ trÞ Pi theo sè liÖu thèng kª vµ gi¸ trÞ t−¬ng øng theo (2.85) lµ nhá nhÊt. −∑= = − − n 1 i 0 2 ε ( pi a bt i ) → min (2.86) §Ó t×m ®−îc a, b tho¶ m·n (2.86) lÊy ®¹o hµm theo a; b vµ cho b»ng 0. −∑= = − − − = ∂ ∂ n 1 i 0 2 (Pi a bt i ) 0 ε a −∑= = − − − = ∂ ∂ n 1 i 0 2 (Pi a bt i )t i 0 ε b Ta cã hÖ ph−¬ng tr×nh: −∑= − − = n 1 i 0 (Pi a bt i ) 0 −∑= − − = n 1 i 0 (Pi a bt i )t i 0 (2.87) Gi¶i hÖ (2.87) ta ®−îc: ∑ −∑− − − = − − − − = n 1 i 0 2 2 i n 1 i 0 i i t nt P t nP t b ; ∑ ∑ ∑ − − − − = − = − − − − = n 1 i 0 2 2 i n 1 i 0 n 1 i 0 i i 2i t nt P t t P t a Tõ ®ã ta cã thÓ viÕt hÖ sè t−¬ng quan (2.84) thµnh mét d¹ng kh¸c: ( t nt )( P nP ) P t nP t r n 1 i 0 2 2 i n 1 i 0 2 2i n 1 i 0 i i pt ∑ ∑ ∑ − = − − = − − = − − − − − = Sai sè dù bµo: )% (t t ) ( t ) 1 n .(1 2 i 2 ∑ − − − − + + θ σ Trong ®ã σ = D mµ n ( p P ) D 2 ∑ i − − = θ Thêi gian ë t−¬ng lai cÇn dù b¸o phô t¶i + Khi r pt < 0,7 ham ph¸t triÓn d¹ng tuyÕn tÝnh kh«ng thÓ sö dông ®Ó dù b¸o ®−îc. Khi ®ã ta cã thÓ xÐt ®Õn hµm mò: P(t) = a.ebt (2.92) P(t) = P0 (1+α)t (2.93) §Ó cã thÓ sö dông çc c«ng thøc cña quan hÖ tuyÕn tÝnh ®· nªu trªn chóng ta tuyÕn tÝnh ho¸ (2.92) vµ (2.93) → log ho¸ ta cã: log P(t) = log a + log e.bt (2.94) log P(t) = log P0 + log (1+α) (2.95) P 0 lµ c«ng suÊt ë n¨m gèc t =0; α lµ hÖ sè t¨ng hµng n¨m. Nh− vËy c¶ 2 biÓu thøc (2.94); (2.95) ®Òu cã thÓ ®−a vÒ d¹ng tæng qu¸t. Y = A + B.t (2.96)http:www.ebook.edu.vn Vµ cã thÓ sö dông çc biÓu thøc cña t−¬ng quan tuyÕn tÝnh. Tr−íc tiªn x¸c ®Þnh hÖ sè t−¬ng quan rYt ( t nt )( Y nY ) Y t nY t r 2 2 i n 1 i 0 2 2i n 1 i 0 i i Yt ∑ ∑ ∑ − − = − − = − − − − − = NÕu rYt ≥ 0,75 th× ta cã thÓ dù b¸o theo hµm mò, lóc ®ã ta cã: ∑ ∑ ∑ − = − − = − = − − − − = n 1 i 0 2 2i n 1 i 0 n 1 i 0 i i 2i t nt Y t t t Y A (2.98) ∑ −∑= − − = − − − − = n 1 i 0 2 2i n 1 i 0 i i t nt Y t nY t B (2.99) Sau khi tÝnh ®−îc A; B theo c«ng thøc trªn víi c¬ sè cña log = 10 → P0 = 10A ; α = 10B – 1 2) Ph−¬ng ph¸p hµm t−¬ng quan: Trong ph−¬ng ph¸p nµy phô t¶i ®−îc dù b¸o mét çch gi¸n tiÕp qua quan hÖ t−¬ng quan gi÷a nã vµ çc ®¹i l−îng kh¸c. Çc ®¹i l−îng nµy cã nhÞp ®é ph¸t triÓn ®Òu ®Æn mµ cã thÓ dù b¸o chÝnh x¸c b»ng çc ph−¬ng ph¸p trùc tiÕp. VÝ dô: Tæng thu nhËp quèc d©n, d©n sè, tæng s¶n l−îng cña xÝ nghiÖp. Nh− vËy theo ph−¬ng ph¸p hµm t−¬ng quan, ng−êi ta ph¶i dù b¸o mét ®¹i l−îng kh¸c, råi tõ ®ã qui ra phô t¶i ®iÖn c¨n cø vµo quan hÖ t−ng quan gi÷a 2 ®¹i lu2o2ngj nµy víi phô t¶i ®iÖn. Quan hÖ t−¬ng quan gi÷a 2 ®¹i l−îng phô t¶i P vµ 1 ®¹i l−îng Y kh¸c cã thÓ lµ tuyÕn tÝnh vµ còng cã thÓ lµ phi tuyÕn. §Ó ®¸nh gi¸ quan hÖ t−¬ng quan tuyÕn tÝnh, ta xÐt hÖ sè t−¬ng quan: ∑ ∑ ∑ − − − − − − − − = 2 i 2 i i i PY (P P ) . (Y Y ) (P P )(Y Y ) r NÕu rPY ≥ 0,75 th× cã thÓ dïng quan hÖ t−¬ng quan tuyÕn tÝnh, ta cã ®−êng håi quy P thay Y (Y Y ) S S P P r r . Y P PY PY − − − = = − Trong ®ã: SY va SP lµ sai sè trung b×nh b×nh ph−¬ng cña P vµ Y. ∑ − = − 2 i 2Y (Y Y ) 1 n S ; ∑ − = − 2 i 2P (P P ) 1 n S Theo quan hÖ nµy, øng víi çc gi¸ trÞ sè cña Y ta tÝnh ra ®−îc phô t¶i P. Quan hÖ t−¬ng quan tuyÕn tÝnh ®−îc ®¸nh gi¸ b»ng tû sè t−¬ng quan. ∑ −∑= − = − − − = n 1 i 0 2 i m 1 i 2 i i 2 (P P ) υ (P P ) η Trong ®ã m Sè miÒn ph©n nh¸nh gi¸ trÞ cña phô t¶i νi Sè ®iÓm r¬i vµo ph©n nh¸nh j. ∑= = i i 1 i i j P P υ υ gi¸ trÞ trung b×nh cña phô t¶i trong nhãm. −P Gi¸ trÞ trung b×nh cña tæng qu¸t. Khi cã t−¬ng quan tuyÕn tÝnh th× η = rPY cßn khi cã t−¬ng quan kh«ng tuyÕn tÝnh 2η > r PY Hµm t−¬ng quan kh«ng tuyÕn tÝnh gi÷a P vµ Y cã thÓ cã çc d¹ng: P = exp (a0 + a1x) P = a0 + a1 lnx P = a0xa1 P = a0 + a1x + a2x2 Çc hÖ sè cña hµm t−¬ng quan ®−îc x©y dùng theo ph−¬ng ph¸p b×nh ph−¬ng tèi thiÓu. Dù b¸o phu t¶i b»ng ph−¬ng ph¸p ngo¹i suy cã nhiÒu −u ®iÓm dÏ tÝnh to¸n, kÕt qu¶ cã thÓ tin cËy ®−îc v× nã ph¶n ¸nh mét çch kh¸ch quan quy luËt ph¸t triÓn cña phô t¶i. Tuy vËy ph−¬ng ph¸p ngo¹i suy còng cã nh÷ng nh−îc ®iÓm rÊt c¬ b¶n. Nã chØ ph¶n ¸nh ®−îc qui luËt ph¸t triÓn bªn ngoµi, vÒ mÆt l−îng cña t×nh tr¹ng t¨ng tr−ëng phô t¶i ®iÖn, nã kh«ng ph¶n ¸nh ®−îc qu¸ tr×nh ph¸t triÓn bªn trong vÇ mÆt chÊt cña phô t¶i. Do ®ã b¨ng ph−¬ng ph¸p ngo¹i suy kh«ng thÓ hiÖn ®−îc nh÷ng ®ét biÕn, çc b−íc ngoÆt còng nh− giíi h¹n cña sù ph¸t triÓn cña phô t¶i ®iÖn. MÆt kh¸c dù b¸o phô t¶i b»ng ph−¬ng ph¸p ngo¹i suy chØ cho sù ph¸t triÓn tæng thÓ cña phô t¶i chó kh«ng ®ù b¸o ®−îc sù ph©n bè kh«ng gian cña phô t¶i ®iÖn.. V× thÕ ®ßi hái ng−êi lµm c«ng t¸c dù b¸o phô t¶i ®iÖn ph¶i n¾m ®−îc qui luËt ph¸t triÓn cña phô t¶i, ph¶i biÕt ®¸nh gi¸ vµ sö dông çc gi¸ trÞ phô t¶i ®· dù b¸o ®−îc b»ng ph−¬ng ph¸p ngo¹i suy.http:www.ebook.edu.vn Ch−¬ng III C¬ së tÝnh to¸n kinh tÕ – kü thuËt trong cc®xn 3.1 Môc ®Ých; yªu cÇu: Môc ®Ých: chän ®−îc ph−¬ng ¸n (PA). tèt nhÊt võa ®¶m b¶o yªu cÇu kü thuËt l¹i hîp lý vÒ mÆt kinh tÕ. Yªu cÇu: çc PA so s¸nh ph¶i ®¶m b¶o çc yªu cÇu kü thuËt c¬ b¶n (chØ cÇn ®¹t ®−îc mét sè yªu cÇu kü thuËt c¬ b¶n mµ th«i, v× ch¼ng thÓ cã çc PA cïng hoµn toµn gièng nhau vÒ kü thuËt) → sau ®ã tiÕn hµnh so s¸nh vÒ kinh tÕ. QuyÕt ®Þnh chän PA cßn ph¶i dùa trªn nhiÒu yÕu tè kh¸c: §−êng lèi ph¸t triÓn c«ng nghiÖp. Tæng vèn ®Çu t− cña nhµ n−íc cã thÓ cung cÊp. Tèc ®é vµ qui m« ph¸t triÓn, t×nh h×nh cung cÊp vËt t− TB., tr×nh ®é thi c«ng, vËn hµnh cña çn bé vµ c«ng nh©n, cïng mét sè yªu cÇu ®Æc biÖt kh¸c vÒ chÝnh trÞ quèc phßng. 3.2 So s¸nh kinh tÕ – kü thuËt hai ph−¬ng ¸n: (trong phÇn nµy kh«ng ®Ò cËp ®Õn vÊn ®Ò kü thuËt c¶u çc PA n÷a). 1) Tæng vèn ®Çu t−:: K ®ång. ChØ kÓ ®Ôn nh÷ng thµnh phÇn c¬ b¶n: K = K tram + Kdd + Kxd K tram Vèn ®Çu vÒ tr¹m (tr¹m BA. PP. .. tiÒn mua tñ PP, m¸y BA vµ çc TB….) K dd TiÒn cét, xµ, thi c«ng tuyÕn d©y. K xd Vèn x©y dùng (vá tr¹m, hµo çp vµ çc c«ng tr×nh phô trî…). 2 Chi phÝ vËn hµnh n¨m: Y TiÒn cÇn ®Ó ®¶m b¶o cho HTCC§ vËn hµnh ®−îc trong mét n¨m. Y = Y∆A +Ykh +Ycn +Yphu Trong ®ã: Y∆A – Chi phÝ vÒ tæn thÊt ®iÖn n¨ng trong n¨m. Y∆A = ∆A. β ∆A – kWWhn¨m tæn thÊt ®iÖn n¨ngβ ®kWh gi¸ ®iÖn n¨ng tæn thÊt. Y kh – Chi phÝ khÊu hao (th−êng tÝnh theo % cña vèn, phô thuéc vµo tuæi thä cña TB. vµ c«ng tr×nh). Y kh = akh . K akh = 0,1 ®èi víi TB. akh = 0,03 ®èi víi ®−êng d©y. Y cn Chi phÝ vÒ l−¬ng c«ng nh©n vËn hµnh. Y phu Chi phÝ phô, dÇu mì (dÇu BA); söa ch÷a ®Þnh kú. Hai thµnh phÇn nµy kh¸ nhá vµ Ýt thay ®æi gi÷a çc ph−¬ng ¸n nªn trong khi so s¸nh khi kh«ng cÇn ®é chÝnh x¸c cao cã thÓ bá qua. nªn → Y A a K = ∆ .β + vh. avh – lµ hÖ sè khÊu hao + çc tû lÖ kh¸c K.(akh + %chi phÝ phô, l−¬ng ). 3) So sanh khi cã hai ph−¬ng ¸n: Gäi K1; Y1 → PA 1 K2; Y2 → PA 2 Tr−êng hîp 1: K1 < K2 Tr−êng hîp nµy th−¬ng Ýt xÈy ra, Y1 < Y1 nÕu cã th× kh«ng cÇn xÐt → PA 1 Tr−êng hîp 2: K1 < K2 Y1 > Y2 ⇒ chän PA ? NÕu dïng PA 2 → cÇn mét l−îng vèn nhiÒu h¬n + Møc chªnh vèn lµ: ∆K = K2 – K1 ®ång. + Møc tiÕt kiÖm ®−îc chi phÝ hµng n¨m lµ: ∆Y = Y1 – Y2 ®n¨m. + Thêi gian thu håi møc chªnh vèn (nÕu sö dông PA 2) lµ: 1 2 2 1 Y Y K K K Y T − − = ∆ ∆ = T – Cßn gäi lµ thêi gian thu håi chªnh lÖch v«nd ®Çu t− phô NÕu T nhá → PA 2 sÏ cã lîi. T lín → ch−a biÕt PA nµo cã lîi (ph©n tÝch tØ mØ, theo hoµn c¶nh kinh tÕ, …) c ng−êi ta thiÕt lËp ®−îc Ttc = f(nhiÒu yiªó tè, tèc ®é ®æi míi kü thuËt cña ngµnh, triÓn väng ph¸t triÓn, kh¶ n¨ng cung cÊp vèn cña nhµhttp:www.ebook.edu.vn n−íc….). Ttc ®−îc qui ®Þnh riªng cho tõng ngµnh kinh tÕ, tõng vïng l·nh thæ (tõng n−íc) ë çc thêi ®o¹n kinh tÕ nhÊt ®Þnh. ë LX cò Ttc = 7 n¨m. ë VN hiÖn nay Ttc = 5 n¨m. C¨n cø vµo Ttc thif çch chän PA sÏ ®−îc tiÕt hµnh nh− sau: + NÕu T = Ttc ng−êi ta nãi r»ng c¶ hai ph−¬ng ¸n nh− nhau vÒ kinh tÕ. + NÕu T > Ttc PA cã vån ®Çu t− nhá h¬n sÏ nªn ®−îc chän. + NÕu T < Ttc PA cã vèn ®Çu t− lín h¬n sÏ nªn ®−îc chän. 3.3 Hµm môc tiªu – chi phÝ tÝnh to¸n hµng n¨m: trong tr−¬ng hîp cã nhiÒu PA cïng tiÕt hµnh so s¸nh → còng cã thÓ tiÕn hµnh so sµnh tõng hai PA mét, ®Ó råi cuèi cïng còng xÏ t×m ra PA tèt nhÊt. Tuy vËy lµm nh− vËy sÏ mÊt kh¸ nhiÒu thêi gian vµ v× vËy ë môc nµy chung ta x©y dùng mét c«ng cô tæng qu¸t h¬n cho viÖc so s¸nh çc PA. Nh− ®· biÕt ë phÇn trªn: (2) NÕu tc 2 1 1 2 T Y Y K K < − − → chän PA1 V× T tc >0 nªn ta cã thÓ viÕt (2) nh− sau: 2 tc 2 1 tc 1 Y K T Y K T + < + Gäi tc tc a 1 T = lµ hÖ sè thu håi vèn ®Çu t− phô tiªu chuÈn. §Æt Z1 = atc.K1 + Y1 ; Z2 = atc.K2 + Y2 ®−îc gäi lµ hµm chi phÝ tÝnh to¸n hµng n¨m cña ph−¬ng ¸n. Tõ ®Êy thÊy r»ng PA cã hµm Z nhá h¬n sÏ lµ PA. tèi −u. Tæng qu¸t ta cã thÓ viÕt: Y i = avh.Ki + Y∆Ai avh gäi lµ hÖ sè vËn hµnh (bao gån çc chi phÝ khÊu hao, tu söa, b¶o qu¶n, tr¶ l−¬ng…tÝnh theo tû lÖ vèn). Y∆Ai chi phÝ vÒ tæn thÊt ®iÖn n¨ng cña PA thø i. D¹ng tæng qu¸ cña hµm Z: Zi = (atc + avh ).K i +Y∆Ai Zi ®−îc gäi lµ hµm môc tiªu khi tÝnh to¸n kinh tÕ kü thuËt. Çc tr−êng hîp riªng khi sö dông hµn Zi: • Khi cã xÐt ®Õn ®é tin cËy CC§ cña PA th× hµm Zi sÏ cã d¹ng: Zi = (avh + atc ).K i +Y∆Ai + Hi Trong dã: Hi – Gi¸ trÞ trung b×nh cña thiÖt h¹i kinh tÕ hµng n¨m do mÊt ®iÖn khi dung PA thø i. Gi¸ trÞ nµy bao gåm çc kho¶n sau: + TiÒn hao hôt s¶n phÈm do mÊt ®iÖn. + TiÒn h− háng s¶n phÈm do mÊt ®iÖn. + TiÒn h− háng thiÕt bÞ s¶n xuÊt do mÊt ®iÖn. + ThiÖt h¹i do mÊt ®iÖn lµm rèi lo¹n qu¸ tr×nh c«ng nghÖ. + TiÒn tr¶ l−¬ng cho c«ng nh©n kh«ng lµm viÖc trong thêi gian mÊt ®iÖn. Trong thùc tÕ cã nh÷ng PA CC§. kh¸c nhau øng víi tæng s¶n phÈm kh¸c nhau. Trong tr−êng hîp ®ã chØ tiªu ®Ó lùa chän PA ph¶i lµ cùc tiÓu sÊut chi phÝ tÝnh to¸n hµng n¨m trªn mét ®¬n vÞ s¶n phÈm: Gäi N – tæng sè s¶n phÈm hµng n¨m cña xÝ nghiÖp trong tr¹ng th¸i vËn hµnh b×nh th−êng. Z N z = • Khi cã xÐt tíi yÕu tè thêi gian: (çc PA ®−îc ®Çu t− trong nhiÒu n¨m, mµ kh«ng ph¶i trong vong 1 n¨m). Khi ®ã chi phÝ tÝnh to¸n Z cã thÓ viÕt qui ®æi vÒ n¨m ®Çu tiªn nh− sau: ∑ ∑ − − = − − − = + + − + T 1 t 0 T t 1 ( t 1) t t 1 tc T t Z atc . Kt .(1 atc ) (Y Y )(1 a ) atc – cßn ®−îc gäi lµ hÖ sè qui ®æi ®Þnh møc chi phÝ ë çc thêi ®iÓm kh¸c nhau cã tÝnh ®Õn ø ®äng vèn trong c«ng tr×nh ch−a hoµn thµnh. T toµn bé thêi gian tÝnh to¸n n¨m. Kt vèn ®Çu t− ®Æt vµo n¨m thø (t+1). Yt phÝ tæn vËn hµnh trong n¨m thø t. Víi gi¶ thiÕt r»ng Y0 (n¨m thø nhÊt ch−a vËn hµnh nªn Y0=0). 3.4 TÝnh to¸n kinh tÕ kü thuËt khi c¶i t¹o: Bµi to¸n khi c¶i t¹o th−êng ®Æt ra lµ chung ta ®ang ®øng gi÷a viÖc quyÕt ®Þnh chän xem cã nªn ®¹i tu c¶i t¹o thiÕt bÞ (thiÕt bÞ lín nh− m¸y ph¸t, ®éng c¬ …), hoÆc thay thÕ chóng b»ng mét thiÕt bÞ míi cã

Tập giảng môn học cung cấp điện dùng chung cho ngành HTĐ ngành điện khác ngành khác có liện quan Đây tài liệu tóm tắt dùng làm giảng tác giả Trân Tấn Lợi Khi sử dụng cho đối tợng khác tác giả có thêm bớt cho phù hợp Chơng I Bài mở đầu: Các tài liệu tham khảo: Giáo trình CCĐ cho xí nghiệp công nghiệp Bộ môn phát dẫn điện xuất 1978 (bản in roneo) Giáo trình CCĐ (tập 2) Nguyễn Công Hiền nhiều tác giả xuất 1974,1984 Thiết kế CCĐ XNCN Bộ môn phát dẫn điện (bản in roneo khoa TC tái bản) Một số vấn đề thiết kế qui hoach mạng điện địa phơng Đặng Ngọc Dinh nhiều tác giả Giáo trình mạng điện Bộ môn phát dẫn điện Một số tài liệu nớc dịch: Cung cấp điện cho xí nghiệp công nghiệp Tg: Fe-đô-rov NXB-Năng lợng 1972 Cung cấp điện cho xí nghiệp công nghiệp Tg: Epmulov NXB-Năng lợng 1976 Sách tra cứu cung cấp điện (tập I & II sách dịch) Tg: Fe-đô-rov NXB-Năng lợng 1980 Giới thiệu chơng giáo trình: Chơng I: Chơng II: Chơng III: Chơng IV: Chơng V: Ch−¬ng VI: Ch−¬ng VII: Ch−¬ng VIII: Ch−¬ng IX: Ch−¬ng X: Chơng XI: Chơng XII: Những vấn đề chung TH-CCĐ Phụ tải điện Cơ sở so sánh-kinh tế kỹ thuật CCĐ Sơ đồ CCĐ trạm biến áp Tính toán mạng điện xí nghiệp Xác định tiết diện dây dẫn mạng điện Tính toán dòng ngắn mạch Lựa chọn thiết bị điện Bù công suất phản kháng mạng xí nghiệp Bảo vệ rơ-le mạng điện xí nghiệp Nối đất chiếu sáng Chiếu sáng công nghiệp http://www.ebook.edu.vn Chơng I Những vấn đề chung HT-CCĐ 1.1 Khái niệm hệ thống điện: Ngày nói đến hệ thông lợng, thông thờng ngời ta thờng hình dung hệ thông điện, tơng tự nh đôi lúc ngờng ta gọi Khoa điện Khoa lợng, tợng ngẫu nhiên mà chất vấn đề Lý chỗ lợng điện đÃ có u sản xuất,khai thác truyền tải, hầu nh toán lợng khai thác đợc tự nhiên ngời ta chuyển đổi thầnh điện trớc sử dụng Từ hình thành hệ thống điện nhằm tryuền tải, phân phối CCĐ điện đến hộ sử dụng điện Một số u điểm điện năng: + Dễ chuyển hoá thành dạng lợng khác (Quang, nhiệt, hoá năng) + Dễ chuyền tải truyền tải với hiệu suất cao + Không có sắn tự nhiên, đợc khai thác chuyển hoá thành điện nơi sử dụng điện lại dẽ dàng chuyển thành dạng lợng khác Ngày phần lớn lợng tự nhiên khác đợc khai thác chỗ đợc đổi thành điện (VD NM nhiệt điện thờng đợc xây dựng nơi gần nguồn than; NM thỷ điện gần nguồn nớc) §ã cịng chÝnh lµ lý xt hiƯn hƯ thèng tryền tải, phân phối cung cấp điện mà chung ta thờng giọ hệ thông điện Định nghĩa: Hệ thống điện bao gồm khâu sản xuất điện năng; khâu tryền tải; phân phối cung cấp điện đến tận hộ dùng điện (xem HV.) 220 kV NL s¬ cÊp 110 kV 10 kV ~ ~ NMĐ1 10 kV sản xuất & tryền tải (phát dẫn điện) NMĐ2 35 kV 6; 10 kV 0,4 kV HV 01 phân phối & cung cấp điện (CCĐ) Tõ ®ã cho thÊy lÜnh vùc cung cÊp ®iƯn cã ý nghĩa hẹp Định nghĩa: Hệ thông cung cấp điện bao gồm khâu phân phối; Tuyền tải & cung cấp điện đến hộ tiêu thụ điện Vài nét đặc trng lợng điện: 1- 2- 3- Khác với hầu hết sản phẩm, điện đợc sản xuất ra, nói chung không tích trữ đợc (trừ vài trờng hợp đặc biệt với công suất nhỏ nh pin, acqui ) Tại thời điểm luôn phải đảm bảo cần lợng điện sản xuất tiêu thụ có kể đến tổn thất khâu truyền tải Điều când phải đợc quán triệt khâu thiết kế, qui hoạch, vận hành điều độ hệ thống điện, nhăm giữ vững chất lợng điện (u & f) Các trình điện xẩy nhanh Chẳng hạn sóng điện từ lan tuyền dây dẫn với tốc độ lớn xấp sỉ tốc độ ánh sáng 30 000 000 km/s (quá trình ngắn mạch, sóng sét lan truyền lan tuyền) Đóng cắt thiết bị bảo v.v phải xẩy vòng nhỏ 1/10 giây cần thiết để thiết kế, hiệu chỉnh thiết bị bảo vệ Công nghiệp điện lực có quan hệ chặt chẽ đến nhiều ngành kinh tế qquốc dân (luyện kim, hoá chất, khai thác mỏ, khí, công nghiệp dệt) động lực tăng suất lao động tạo nên phát triển nhịp nhành cấu trúc kinh tế Quán triệt đặc điểm xây dựng định hợp lý mức độ điện khí hoá cacs ngành kinh tế Các vùng lÃnh thổ khác Mức độ xây dựng nguồn điện, mạng lới truyền tải, phân phối nhằm đáp ứng phát triển cân đối, tránh đợc thiệt hại kinh tế quốc dân phải hạn chế nhu cầu hộ dùng điện Nội dung môn học: Nhằm giải vấn đề kỹ tht viƯc thiÕt kÕ hƯ thèng CC§XN nãi chung HTĐ nói riêng Một phơng án CCĐ đợc gọi hợp lý phải kết hợp hài hoà loạt yêu cầu nh: ã Tính kinh tế (vốn đầu t nhỏ) ã Độ tin (xác suất điện nhỏ) ã An toàn tiện lợi cho việc vận hành thiết bị ã Phải đam bào đợc chất lợng điện phạm vi cho phép (kỹ thuật) Nh lời giải tối u thiết kế HTĐ phải nhận đợc từ quan điểm hệ thống, không tách khỏi kế hoạch phát triển lợng vùng; Phải đợc phối hợp vấn đề cụ thể nh Chọn sơ đồ nối dây lới điện, mức tổn thất điện áp Việc lựa chọn PA CCĐ phải kết hợp với vviệc lựa chọn vị trí, công suất nhà máy điện trạm biến áp khu vực Phải quan tâm đến đạc điểm công nghệ xÝ nghiƯp, xem xÐt sù ph¸t triĨn cđa xÝ nghiƯp kế hoạch tổng thể (xây dựng, kiến trúc ) Vì dự án thiết kế CCĐ-XN, thờng đợc đa đồng thời với dự án xây dựng, kiến trúc, cấp thoát nớc v.v đợc duyệt http://www.ebook.edu.vn quan trung tâm có phối mặt quan điểm hệ thống tối u tổng thể 1.2 Phân loại hộ dùng ®iƯn xÝ nghiƯp: Çc dïng ®iƯn xÝ nghiƯp gồm nhiều loại tuỳ theo cách phân chia khác (nhằm mục đích đảm bảo CCĐ theo nhu cầu loại hộ phụ tải) a) Theo điện áp tần số: vào Udm f * Hé dïng ®iƯn pha Udm < 1000 V ; fdm = 50 Hz * Hé dïng ®iƯn pha Udm > 1000 V ; fdm = 50 Hz * Hé dïng ®iƯn pha Udm < 1000 V ; fdm = 50 Hz * Hộ dùng điện làm việc với tần số 50 Hz * Hộ dùng dòng ®iƯn mét chiỊu b) Theo chÕ ®é lµm viƯc: (cđa hộ dùng điện) ã ã ã Dài hạn: phụ tải không thay đổi thay đổi, làm việc dài hạn mà nhiệt độ không vợt giá trị cho phép (VD: Bơm; quạt gió, khí nén) Ngắn hạn: thời gian làm việc không đủ dài để nhiệt độ TB đạt giá trị qui định (VD động truyền động cấu phụ máy cắt gọt kim loại, động dóng mở van TB thuỷ lực) Ngắn hạn lập lại: thời kỳ làm việc ngắn hạn TB xen lẫn với thời kỹ nghỉ ngắn hạn đợc đặc trng tỷ số thời gian đóng điện thời gian toàn chu trình sản suất (VD máy nâng; TB hàn) c) Theo mức độ tin cung cấp điện: tuỳ theo tầm quan trọng kinh tế xÃ hội, hộ tiêu thụ điện đợc CCĐ với mức độ tin cậy khác phân thành loại ã ã ã Hộ loại I: Là hộ mà cố ngứng CCĐ gây thiệt hại lớn kinh tế, đe doạ đến tính mạng ngời, ảnh hởng có hại lớn trị gây thiệt hại đối loạn qui trình công nghệ Hộ loại I phải đợc CCĐ từ nguồn độc lập trở lên Xác suất ngừng CCĐ nhỏ, thời gian ngừng CCĐ thờng đợc phép thời gian tự động đóng thiết bị dự trữ (VD xí nghiệp luyện kim, hoá chất lớn) Hộ loại II: Là hộ có tầm quan trọng lớn nhng ngừng CCĐ dẫn đến thiệt hại kinh tế h hỏng sản phẩm, ngừng trệ sản xuất, lÃng phí loa động v.v Hộ loại II đợc CCĐ từ nguồn – thêi gian ngõng CC§ cho phÐp b»ng thêi gian để đóng TB dự trữ tay (XN khí, dệt, công nghiệp nhẹ, công nghiệp địa phơng) Hộ loại III: mức độ tin cậy thấp hơn, gồm hộ không nằm hộ loại Cho phép điện thời gian sửa chữa, thay phần tử cố nhng không ngày đêm Hộ loại III thờng đợc CCĐ băng nguồn 1.3 Các hộ tiêu thụ điện điển hình: 1) 2) 3) 4) Các thiết bị động lực công nghiệp Các thiết bị chiếu sáng (thờng pha, ĐTPT phẳng, cos = 1-0,6) Các TB biến đổi Các động truyền động máy gia công 5) 6) Lò thiết bị gia nhiệt Thiết bị hàn (Giải công suất; dạng ĐTPT; Giải Udm ; fdm ; cos ; đặc tính phụ tải; thuộc hộ tiêu thụ loại 1; 3) 1.4 Các tiêu kỹ thuật CCĐ-XN: Chỉ tiêu kỹ thuật hệ thông CCĐ đợc đánh giá băng chất lợng điện cung cấp, thông qua tiêu U; f; tính liên tục CCĐ *Tính liên tucj CCĐ: hệ thống CCĐ phải đảm bảo đợc việc CCĐ liên tục theo yêu cầu phụ tải (yêu cầu hộ loại I; II & III) Chỉ tiêu thờng đợc cụ thể hoá xác suất làm việc tin cậy sở ngời ta phân hộ tiêu thụ thành loại hộ mà thiết kế cần phải quán triẹet để có đợc PA CCĐ hợp lý suốt khoảng thời gian khảo sát T độ lệch điện áp năm phamj vi cho phép, đạt cực đại Ngaòi nghiên cứu chất lợng điện cần xét đến hành vi kinh tế, nghĩa phải xét đến thiệt hại kinh tế điện, chất lợng điện xấu Chẳng hạn điện áp thấp định mức, hiệu xuất máy giảm, sản xuất kém, tuổi thọ động thấp định mức, hiệu suất máy giảm, sản phẩm kém, tuổi thọ động giảm v.v Từ xác định đợc giá trị điện áp tối u Mặt khác nghiên cu chất lợng điện quan điểm hiệu sử dụng điện, nghĩa điều chỉnh điện áp đồ thị phụ tải cho tổng số điện sử dụng với điện áp cho phép cực đại Những vấn đè nêu cần có nghiên cu tỉ mỉ dựa thông kê có hệ thông phân phối điện áp nút, suất thiệt hại kinh tế chất lợng điện xấu 1.4 Mét sè ký hiƯu th−êng dïng: – M¸y ph¸t điện nhà máy điện - Động điện * Tần số: độ lệch tần số cho phép đợc qui định 0,5 Hz Để đảm bảo tần số hệ thông điện đợc ổn định công suất tiêu thụ phải < công suất HT Vậy xí nghiệp lớn phụ tải gia tăng thờng phải đặt thêm TB tự động đóng thêm máy phát điện dự trữ XN TB bảo vệ sa thải phụ tải theo tần số *Điện áp: Độ lệch điện áp cho phép so với điện áp định mức đợc qui định nh sau: (ở chế độ làm việc bình thờng) + Mạng động lực: + Mạng chiếu sáng: [U%] = ± % Udm [∆U%] = ± 2, % Udm Trờng hợp khởi động động mạng điện tình trạng cố độ lệch điện áp cho phép tới (-10 ữ 20 %)Udm Tuy nhiên phụ tải điện thay đổi nên giá trị điện áp lại khác nút phụ tải điều chỉnh phức tạp Để có biện pháp hiệu lực điều chỉnh điện áp, cần mô tả diễn biến điện áp theo độ lệch so với giá trị định mức, mà phải thể đợc mức độ kéo dài Khi tiêu đánh giá mức độ chất lợng điện áp giá trị tích phân Máy biến áp cuộn dây Máy biến áp cuộn dây Máy biến áp điều chỉnh dới tải - Kháng điện Máy biến dòng điện Máy cắt điện - Cầu chì U ( t ) U dm dt U dm T 10 - Aptômát Trong đó: 11 Cầu dao cách ly U(t) - giá trị điện áp nút khảo sát thời điểm t T - khoảng thời gian khảo sát Udm - giá trị định mức mạng 12 Máy cắt phụ tải Khi độ lệch điện áp so với giá trị yêu cầu (hoặc định mức) đợc mô tả nh đại lợng ngẫu nhiên có phân bố chuẩn, mục tiêu quan trọng điều chỉnh điện áp là: cho giá trị xác suất ®Ĩ http://www.ebook.edu.vn 13 – Tơ ®iƯn bï ~ § 14 – Tđ ®iỊu khiĨn 32 – Chèng sÐt èng 15 Tủ phân phối 33 Chông sét van 16 Tủ phân phối động lực 17 Tủ chiếu sáng làm việc 18 Tủ chiếu sáng cục 19 Khởi động từ 20 - Đèn sợi đốt 21 - Đèn huỳnh quang 22 Công tắc điện 23 ổ cắm điện 24 Dây dẫn điện 25 Dây cáp điện 26 Thanh dẫn (thanh cái) 27 Dây dẫn tần số 50 Hz 28 Dây dẫn mạng hai dây 29 Dây dẫn mạng dây 30 - Đờng dây điện áp U 36 V 31 Đờng dây mạng động lực chiều http://www.ebook.edu.vn 34 Cầu chì tự rơi + Với thiết bị nung chẩy công suất lớn, thiết bị hàn công suất định mức công suất định mức máy BA thờng cho [kVA] + Thiết bị chế độ ngắn hạn lập lại, tính phụ tải tính toán phải qui đổi chế độ làm việc dài hạn (tức phải qui chế độ làm việc có hệ số tiết điện tơng đối) Chơng II Phụ tải điện Vai trò phụ tải điện: XN có nhiều loại máy khác nhau, với nhiều công nghệ khác nhau; trình độ sử dụng khác với nhiều yếu tố khác dẫn tới tiêu thụ công suất thiết bị không công suất định mức chúng Nhng mặt khác lại cần xác định phụ tải điện Phụ tải ®iƯn lµ mét hµm cđa nhiỊu u tè theo thêi gian P(t), chung không tuân thủ qui luật định việc xác định đợc chúng khó khăn Nhng phụ tải điện lại thông số quan trọng để lựa chọn thiết bị HTĐ Công suất mà ta xác định đợc cách tính toán gọi phụ tải tính toán Ptt Nếu Ptt < Pthuc tê Thiết bị mau giảm tuổi thọ, cháy nổ Nếu Ptt > Pthuc tê LÃng phí Do đÃ có nhiều công trình nghiên cứu nhằm xác định Ptt sát với P_thực tế Chủ yếu tồn nhóm phơng pháp + Nhóm phơng pháp dựa kinh nghiệm vận hành, thiết kế đợc tổng kết lại hệ số tính toán (đặc điểm nhóm phơng pháp là: Thuận lợi cho việc tính toán, nhanh chóng đạt kết quả, nhng thờng cho kết xác) + Nhóm thứ nhóm phơng pháp dựa sở lý thuyết xác suất thống kê (có u điểm ngợc lại với nhóm là: Cho kết xác, xong cách tính lại phức tạp ) 2.1 Đặc tính chung phụ tải điện: 1) Các đặc trng chung phụ tải điện: Mỗi phụ tải có đặc trng riêng tiêu xác định điều kiện làm việc mà CCĐ cần phải đợc thoả mÃn ý tới (có đặc trng chung) a) Công suất định mức: Là thông số đặc trng phụ tải điện, thờng đợc ghi nhÃn máy cho lý lịch máy Đơn vị đo công suất định mức thờng kW kVA Với động điện Pđm công suất trục Pđ Đ Pđm Pd = Pdm dm dm hiệu suất định mức động thờng lấy 0,8 ữ 0,85 (với động không đồng không tải) Tuy với động công suất nhỏ không cần xác có thê lấy Pd Pdm Chú ý: http://www.ebook.edu.vn Động ' Pdm = Pdm ε dm BiÕn ¸p ' Pdm = Sdm cos ϕ ε dm Trong đó: Pdm Công suất định mức đÃ qui đổi vÒ εdm % Sdm; Pdm; cosϕ ; εdm % - Các tham số định mức lý lịch máy TB b) Điện áp định mức: Udm phụ tải phải phù hợp với điện áp mạng điện Trong xí nghiệp có nhiều thiết bị khác nên có nhiều cấp điện áp định mức lới điện + Điện áp pha: 12; 36 V sử dụng cho mạng chiếu sáng cục nơi nguy hiểm + Điện áp ba pha: 127/220; 220/380; 380/660 V cung cấp cho phần lớn thiết bị xí nghiệp (cấp 220/380 V cấp đợc dùng rộng rÃi nhÊt) + CÊp 3; 6; 10 kV: dïng cung cÊp cho lò nung chẩy; động công suất lớn Ngoài có cấp 35, 110 kV dùng để truyền tải CCĐ cho thiết bị đặc biệt (công suất cực lớn) Với thiết bị chiếu sáng yêu cầu chặt chẽ nên để thích ứng với việc sử dụng vị trí khacs lới TB chiếu sáng thờng đợc thiết kế nhiều loại khác cấp điện áp định mức Ví dụ mạng 110 V có loại bóng ®Ìn 100; 110; 115; 120; 127 V TÇn sè: qui trình công nghệ đa dạng thiết bị xí nghiệp chúng sử dụng dòng điện với tần số khác từ f = o Hz (TB chiều) đến thiết bị có tần số hàng triệu Hz (TB cao tần) Tuy nhiên chúng đợc CCĐ từ lới điện có tần số định mức 50 60 Hz thông qua máy biến tần Chú ý: Các động thiết kế tần số định mức 60 Hz sử dụng đợc lới có tần số định mức 50 Hz với điều kiện điện áp cấp cho động phải giảm theo tỷ lệ tần số (VD động lới 60 Hz muốn làm việc lới có tần số 50 Hz điện áp trớc phải 450ữ460 V) 2) Đồ thị phụ tải: Đặc trng cho tiêu dùng lợng điện thiết bị riêng lẻ, nhóm thiết bị, phân xởng toàn xí nghiƯp Nã lµ tµi liƯu quan träng thiÕt vµ vận hành a) Phân loại: có nhiều cách phân loại + Đồ thị phụ tải tác dụng P(t) * Theo đại lợng đo + Đồ thị phụ tải phản kháng Q(t) + Đồ thị phụ tải điện A(t) K dk = + Đồ thị phụ tải hàng ngày + Đồ thị phụ tải háng thág + Đồ thị phụ tải hàng năm * Theo thời gian khảo sát ; K dkr = Gồm hai loại + ĐTPT hàng tháng + ĐTPT theo bậc thang Các loại đồ thị phụ tải thờng dùng: c Đồ thị phụ tải hàng ngày: (của nhóm, phân xởng XN) thờng đợc xét với chu kỳ thời gian ngày đêm (24 giờ) xác định theo cách Đồ thị phụ tải hàng tháng: đợc xây dựng theo phụ tải trung bình tháng xí nghiệp năm làm việc P Đồ thị phụ tải hàng tháng cho ta biết nhịp độ sản xuất xí nghiệp Từ đề lịch vận hành sửa chữa TB điện cách hợp lý nhất, nhằm đáp ứng yêu cầu sản xuất (VD: vào tháng 3,4 sửa chữa vừa lớn, tháng cuối năm sửa chữa nhỏ thay thiết bị + Bằng dụng cụ đo tự động ghi lại (VH- 2a) + Do nhân viên trực ghi lại sau định (HV-2b) + BBiểu diễn theo bậc thang, ghi lại giá trị trung bình khoảng định (HV-2c) P P P 10 12 tháng Đồ thị phụ tải theo bậc thang: xây dựng sở đồ thị phụ tải ngày đêm điển hình (thờng chọn ngày điển hình vào mua đông vào mua hạ) Pmax Ar 24.Qmax d Đồ thị phụ tải hàng năm: Đồ thị phụ tải thiết bị riêng lẻ ký hiệu p(t); q(t); i(t) Của nhóm thiÕt bÞ P(t); Q(t); I(t) b) A 24.Pmax 24 t (giê) 24 t (giê) 24 t (giê) P HV-2a HV-2b 1- Phụ tải cực đại Pmax ; Qmax 2- Hệ số công suất cực đại tơng ứng với cosmax tgmax = Qmax /Pmax - Điện tác dụng & phản kháng ngày đêm A [kWh]; Ar[kVArh] – HƯ sè t−¬ng øng víi – HƯ sè ®iỊn kÝn cđa §TPT http://www.ebook.edu.vn Cosϕtb tgϕtb = Ar/A Pmax Pi + Đồ thị phụ tải hàng ngày cho ta biết tình trạng làm việc thiết bị để từ xếp lại qui trình vận hành hợp lý nhất, cong làm để tính chọn thiết bị, tính điện tiêu thụ + Các thông số đặc trng đồ thị phụ tải hàng ngày: P HV-2c t2 t1 t1 mùa đông A mùa hè 24 t [giê] 24 t [giê] Gäi: n1 – số ngày mùa đông năm n2 số ngày mùa hè năm Ti Ti = (t1 + t1).n1 + t2.n2 Các thông số đặc trng đồ thị phụ tải năm: - Điện tác dụng phản kháng tiêu thụ năm làm việc: A [kWh/năm] & Ar [kVArh/năm] Chúng đợc xác địng diện tích bao đờng ĐTPT trực thời gian 2- Thời gian sử dụng công suất cực đại: Tmax = A Pmax ; Tmax r = Ar Qmax 8760 [giờ] Hệ số công suất trung bình: Cosϕtb t−¬ng øng víi tgϕtb tgϕ tb = Ar A Chế độ làm việc ngắn hạn: Trong nhiệt độ TB tăng lên đến giá trị thời gian làm việc, lại giảm xuống nhiệt ®é m«i tr−êng xung quanh thêi gian nghØ Hệ số điền kín đồ thị phụ tải: K dk = T A = max 8760 xPmax 8760 K dkr = Ar T = max r 8760 xQmax 8760 Khái niêm Tmax & : Định nghĩa Tmax: Nếu giả thiết ta luôn sử dụng công suất cực đại thời gian cần thiết Tmax phụ tải tiêu thụ đợc lợng điện phụ tải thực tế (biến thiên) tiêu thụ năm làm việc Tmax gọi thời gian sử dụng công suất lớn Tmax ứng với XN khác có giá trị khac + Trị số tra sổ tay thờng đợc định nghĩa theo P & Q hai thông số thờng không trùng + Qua thông kê đa Tmax điển hình số XN + Tmax lớn đồ thị phụ tải phẳng + Tmax nhỏ đồ thị phụ tải phẳng P Pmax Tmax lần số thời gian phát nóng cuộn dây Phụ tải làm việc với đồ thị phẳng với công suất không đổi thời gian làm việc (quạt gió, lò điện trở) đồ thị phụtải không thay đổi thời gian làm việc 8760 t Định nghĩa Giả thiết ta luôn vận hành với tổn thất công suất lớn thời gian cần thiết để gây đợc lợng điện tổn thất lợng điện tổn thất phụ tải thực tế gây năm làm việc, gọi thời gian chịu tổn thất công suất lớn Chế độ ngắn hạn lập lại: Trong nhiệt độ TB tăng lên thời gian làm việc nhng cha đạt giá trị cho phép lại giảm xuống thời gian nghỉ, nhng cha giảm xuống nhiệt độ môi trờng xung quanh Đặc trng b»ng hƯ sè ®ãng ®iƯn ε% ε% = t td 100 = d 100 Tc t0 + td td – thêi gian ®ãng ®iƯn cuat TB t0 – thêi gian nghỉ Tc chu kỳ công tác phải nhỏ 10 phút b) Qui đổi phụ tải pha pha: Vì tất TB CCĐ từ nguồn đến đờng dây tuyền tải TB pha, thiết bị dùng điện lại có thiết bị pha (thờng công suất nhỏ) Các thiết bị đấu vào điện áp pha điện áp dây Khi tính phụ tải cần phải đợc qui đổi pha + Khi có TB đấu vào điện áp pha công suất tơng đơng sang pha: Pdm td = 3.Pdm fa Pdm td - Công suất định mức tơng đơng (sang pha) Pdm fa Công suất định mức cđa phơ t¶i mét pha + Khi cã phơ tải pha đấu vào điện áp dây Pdmtd = Pdmfa Tmax thờng không nhau, nhiên chúng lại có quan hệ gắn bó, nhng lại không tỷ lệ tuyến tính P không xuất lúc có tải, mà lúc không tải có tổn thất ngời ta xây dựng quan hệ theo Tmax cosϕ 0,6 0,8 8760 Tmax 3) ChÕ ®é làm việc phụ tải qui đổi phụ tải: a) Chế độ làm việc phụ tải: chế độ Chê độ dài han: Chế độ nhiệt độ TB tăng đến giá trị xác lập số không phụthuộc vào biến đổi công suất khoảng thời gian http://www.ebook.edu.vn + Khi có nhiều phụ tải pha đấu vào nhiều điện áp dây pha khác nhau: Pdmtd = 3.Pdmfa max Để tính toán cho trờng hợp này, trớc tiên phải qui đổi TB pha đấu vào điện áp dây TB đấu vào điện áp pha Sau xác định đợc công suất cực đại pha (Pdmfamax) 2.1 Các phơng pháp xác định phụ tải tính toán: 1) Khái niệm phụ tải tính toán: Là phụ tải thực mà cần phải tính để từ làm sở cho việc tính toán thiêts kế, lựa chọn TB CCĐ có loại + Phụ tải tính toán theo phát nóng cho phép + Phụ tải tính toán theo điều kiện tổn thất Phụ tải tính toán theo phat nóng: Định nghĩa: phụ tải giả thiết lâu dài không đổi, tơng đơng với phụ tải thực tế (biến thiên) hiệu nhiệt lớn + Trong thực tế thờng dùng phụ tải tính toán tác dụng Ptt đặc trng cho trình sinh công, thuận tiện cho việc đo đạc vận hành Ptt = U dm I tt cos ϕ tt Tuy thuéc vào vị trí phụ tải, vào gai đoạn thiết kế mà ngời ta dùng phong pháp xác đơn giản Khi xác định Ptt cần lu ý ssố vấn đề: + Đồ thị phụ tải luôn thay đổi theo thời gian, tăng lên phẳng theo mức hoàn thiện kỹ thuật sản xuất (hệ số điền kín phụ tải tăng lên dần) + Việc hoàn thiện trình sản xuất (tự động hoá giới hoá) làm tăng lợng điện xí nghiệp thiết kế CCĐ phải tính đến phát triển tơng lai xí nghiệp, phải lấy mức phụ tải xí nghiệp 10 năm sau Pma x ≥ Ptt ≥ Pqp ≥ Ptb Trong ®ã: T Ptb P ( t ).dt Các phơng pháp xác định phụ tải tính toán phạm vi sử dụng: T thời gian khảo sát T P(t) - đồ thị phụtải thực tế Pqp = T T P ( t ).dt tt định giá trị cực đại giá trị trung bình khoảng thời gian T Khi khoảng thời gian xê dịch toàn đồ thị phụ tải đÃ cho + Tồn khoảng thời gian tối u mà phụ tải trung bình lấy thời gian đặc trng xác cho thay đổi phát nóng dây dẫn khoảng + Ngời ta th−êng lÊy: P Pmax2 Pmax1 Ptb2 Ptb1 T t Ttb = 3T0 T0 – h»ng sè thêi gian ph¸t nãng dây dẫn sau khoảng thời gian trị số phát nóng đạt tới 95% trị số xác lập http://www.ebook.edu.vn 1- Theo công suât trung bình hệ số cực đại: gọi phơng pháp biểu đồ hay phơng pháp số thiết bị điện hiệu - thờng đợc dùng cho mạng điện PX điện áp đến 1000 V mạng cao hơn, mạng toàn xí nghiệp 2- Theo công suất trung bình độ lệch phụ tải khỏi giá trị trung bình: phơng pháp thống kê - dùng cho mạng điện PX điện áp đến 1000 V + Sự phát nóng dây dẫn kết tác dụng phụ tải thêi gian T Ng−êi at nhËn thÊy r»ng gi¸ trị trung bình phụ tải thời gian PT đặc trng cho phát nóng dây dẫn xác so với công suất cực đại tức thời Pmax khoảng thời gian Chính phụ tải tính toán P đợc xác T Phụ tải tính toán theo điều kiện tổn thất cho phép: gọi phụtải đỉnh nhọn Pdn ;Qdn ;Sdn ;Idn - phụ tải cực đại xuất thời gian ngắn (1ữ2 giây) Nó gây tổn thất điện áp lớn mạng điện điều kiện làm việc nặng nề cho mạng Mà lúc lại cần phải đảm bảo yêu cầu sản xuất VD moment khởi động động cơ, chất lợng mối hàn, độ ổn định ánh sáng điện + Đối với phụ tải vận hành có đợc cách đo đạc, thiết kế xác định gần vào giá trị đặc trng phụ tải đÃ có đÃ đợc đo đạc thống kê trình lâu dài 2) Các phơng pháp xác định phụ tải tính toán: (theo ĐK phát nóng) Trong tính toán cho phép lấy gần costt = costb Quan hệ phụ tải tính toán với phụ tải khác nh sau: = + Trong thực tế T thờng đợc lấy 30 phút, gần lần số thời gian phát nóng loại dây dẫn có tiết diện trung bình nhỏ Nếu số thời gian phát nóng dây dẫn lớn so với 10 phút công suất cực đại 30 phút phải qui đổi công suất cực đại với khoảng thời gian dài Bên cạnh Ptt có Qtt ;Stt Itt 3- Theo công suất trung bình hệ số hình dạng đồ thị phụ tải: dùng cho mạng điện từ trạm biến áp phân xởng mạng toàn xí nghiệp 4- Theo công suất đặt hệ số nhu cầu (cần dùng): dùng để tính toán sơ bộ, phơng pháp khác 5- Theo xuất chi phí điện đơn vị sản phẩm: 6- Theo xuất phụ tải đơn vị diện tích sản xuất:: dùng để tính toán sơ hai phuoeng pháp 1) Xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình hệ số cực đại: Theo phơng pháp phụ tải tính toán nhóm thiết bị: Ptt = K M Ptb = K M K sd Pdm Ptb công suất trung bình phu tải ca mang tải lớn Pdm công suất định møc cđa phơ t¶i (tỉng Pdm cđa TB nhãm ) Ksd hệ số sử dụng công suât t¸c dơng (cđa nhãm TB.) KM – HƯ sè cùc đại công suât tác dụng với khoảng thời gian trung bình T=30 phút (với Ptt KM ký hiệu đặc biệt đợc hiểu tính với T=30 phót) ⎛ n ⎞ ⎜⎜ ∑ pdmi ⎟⎟ i =1 ⎠ = ⎝n ∑ (pdmi ) nhq a) Hệ số sử dụng công suât:: Ksd tỉ số công suất trung bình công suất định mức hệ số sử dụng đợc định nghĩa cho Q; I Với thiết bị đơn lẻ kí hiệu chữ nhỏ với nhóm TB đợc kí hiệu chữ in hoa i =1 n p = tb pdm k sd K sd ; P = tb = Pdm ∑p dmi i =1 k sdi n ∑p i =1 dmj Có thể xác định theo điện năng: K sd n K sdq ; Q = tb = Qdm ∑q i =1 dmi k sdqi ∑q i =1 k sdI ; K sdI vµ Ksd ≥ 0,4 ∑i i =1 dmi n1 ∑p dmj k sdi n ∑ i dmj i =1 + hệ số sử dụng thiết bị riêng lẻ nhóm thiết bị đặc trng đợc xây dựng theo số lieẹu thống kê lâu dài đợc cho cẩm nang kỹ thuật b) Số thiết bị dùng điện có hiệu quả: nhq Định nghĩa: số thiết bị điện giả thiết có công suât, chế độ làm việc mà chúng gây phụ tải tính toán, phụ tải tính toán nhóm TB có đồ thị phụ tải không giống công suât chế độ làm việc Công thức đầy đủ để tính số thiết bị dùng điện hiệu nhóm có n thiết bị: nhq = n n ≤ 5%∑ pdmi dmi nhq = n − n1 Ví dụ: Xác định số thiết bị hiệu nhóm có chế độ làm việc dài hạn có số lợng công suất nh sau: Hệ số sư dơng cđa toµn nhãm Ksd = 0,5 Sè TB 10 Công suât 0,6 4,5 10 14 + TÝnh b»ng c«ng thức đầy đủ: (10.0 ,6 + 5.4 ,5 + 6.7 + 5.10 + 2.14 )2 kW kW kW kW kW 10 ,0 ,6 + 5.4 ,5 + 6.7 + 5.10 + 2.14 → nhq = n – n1 = 28 – 10 = 18 kÕt sai số 10% + Khi m > Ksd 0,2 n nhq = = 20 + Tính gần đúng: nhóm có 10 thiết bị rÊt nhá (0,6 kW) 10x0,6= kW < ∑ pdmx 5% = 148,5x5%= 7,4 2.∑ pdmi i =1 pdm max Chú ý: http://www.ebook.edu.vn Thì số thiết bị hiệu sÏ lÊy b»ng sè + Khi nhãm cã n1 thiết bị dùng điện có tổng công suất định mức nhỏ % tổng công suất định møc cđa toµn nhãm n n I = tb = I dm Pdm max ≤3 Pdm thiÕt bÞ thùc tÕ cđa nhãm → T−¬ng tù ta cã: i = tb i dm m= + Khi A - điện tiêu thụ ca theo đồ thị phụ tải Ar - điện tiêu thụ định mức k sdq + Nếu công suất định mức tất thiết bị dùng điện n=nhq + Với số thiết bị lớn sử dụng công thức không thuận lợi sử dụng công thức gần với sai số 20 % Các trờng hợp riêng để tính nhanh nhq : A = Ar q = tb q dm pdmi công suất định mức cđa thiÕt bÞ thø i nhãm n - tỉng sè thiÕt bÞ nhãm nÕu tÝnh nhq > n nhq = n VÝ dơ: Nhãm cã çc thiÕt bị làm việc dài hạn HÃy xác đinh số thiết bị hiệu nhóm; Ksd = 0,4 Số TB Công suât 25 20 m = 20/1 = 20 > ; Ksd = 0,4 > 0,2 20 kW 10 kW kW kW 4,5 kW 2,8 kW kW nhq = → nhq = ∑ pdmi i =1 Pdm max = 297 ≈ 29 ,7 ≈ 30 20 tra đợc n*hq * nhq = n.nhq nhq n1 - số thiết bị có công suất lớn ẵ công suất thiết bị có công suất lín nhÊt nhãm n 10 4,5 2,8 Pdm - Tổng công suất định mức tất TB Gi¶i: ta cã m = 10/1 =10 víi m = 10 ; Ksd = 0,1 không áp dụng đợc cách gând kW kW kW kW kW - Tổng công suất thiết bị pha nút tính toán c) Hệ số cực đại: KM tỉ số công suất tính toán công suất trung b×nh” Pdm = 4x10 + 5x7 + 4x4,5 + 5x2,8 + 20x1 = 127 kW 1/2 10 = kW n1 = + = P1 = 4x10 + 5x7 = 75 kW n* = n1 / n = 9/38 p* = P1/Pdm = 75/127 Tõ n* vµ p* Tra bảng ta tim đợc n*hq = 0,59 nhq = n.n ptt ptb KM = hc Ptt Ptb kM KM với thiết bị với nhóm thiết bị Công suất trung bình tính theo công thøc sau: T Ptb ∫ = P ( t )dt T = A T T – thêi gian kh¶o sát lấy độ dai ca mang tải lớn Tơng tự ta có hệ số cực đại với dòng điện: K MI = Itt I tb n = + + + + 20 = 38 Thiết bị có công suất lớn 10 kW → dmi Pdm1 - Tỉng c«ng st cđa n1 thiết bị Via dụ: Xác định số TB hiệu cña nhãm TB Nhãm cã Ksd = 0,1 ∑p kM = n n* = n P p * = dm1 Pdm 5 20 n Trong đó: Công suât (2.40) Pdm max Pdmmax - Công suất định mức thiết bị pha lín nhÊt * nhq = f ( n* ; p* ) Sè TB n + Khi kh«ng có khả sử dụng phơng pháp đơn giản: phải sử dụng đờng cong bảng tra Bảng đờng cong đợc xây dựng quan hệ số thiết bị hiệu tơng đối theo n* p* tøc * = nhq n ∑ pdmi * hq = 38 x ,56 = 21 + §èi víi nhóm thiết bị pha đấu vào mạng pha: số thiết bị hiệu xác định cách đơn giản theo công thức sau: http://www.ebook.edu.vn + Hệ số cực đại liên quan đến đại lợng quan trọng đồ thị phụ tải Ptt Ptb trị số phụ thuộc vào số thiết bị dùng điện hiệu nhq nhiều hệ số khác đặc trng cho chế độ tiêu thụ nhóm TB có nhiều phơng pháp xác định KM nhiều tác giả khác + Trong thực tế thờng KM đợc xây dựng theo quan hệ nhq ksd dới dạng đờng cong dạng bảng tra KM = f(nhq ; ksd) + CÇn nhí r»ng KM tra đợc bảng tra thờng tơng ứng với thời gian tính toán 30 phút Trờng hợp tÝnh Ptt víi T>30 (víi thiÕt bÞ lín) KM phải tính qui đổi lại theo công thøc: K MT = + KM 2T KM - tra đợc bảng (T=30 phút) T > 30 phút http://www.ebook.edu.vn Chơng X 2) Chiếu sáng cố: 3) Chiếu sáng nhà, chiếu sáng trời: Chiếu sáng công nghiệp Chiếu sáng công nghiệp phần thiếu đợc xí nghiệp Chơng trình bầy vấn đề thiết kế chiếu sáng cho xí nghiệp, đồng thời đa yêu ccàu chiếu sáng số xí nghiệp thông thờng 10.1 Khái niệm chung: Trong xí nghiệp nào, chiếu sáng tự nhiên phải dùng chiếu sáng nhân tạo Hiện phổ biến đùng đèn điện để chiếu sáng nhân tạo Sở dĩ nh chiếu sáng điện có u điểm sau: thiết bị đơn giản, sử dụng thuận tiên, giá thành rẻ, tạo đợc ánh sáng gần giống ánh sáng tự nhiên Những số liệu sau nói lên vai trò cđa chiÕu s¸ng quan träng cđa chiÕu s¸ng XNCN Ng−êi ta ®· tÝnh r»ng ë xÝ nghiƯp dƯt, độ rọi tăng 1,5 lần thời gian để làm thao tác chủ yếu giảm 8ữ25% ; suất lao động tăng 4ữ5% Trong phân xởng ánh sáng không đủ, công nhân phải làm việc trạng thái cang thẳng, hại mắt, hại sức khoẻ, kết gây hàng loạt phế phẩm suất lao động giảm sút v.v Đó cha kể đến nhng công việc làm đợc không đủ ánh sáng ánh sáng không giống ánh sáng tự nhiên Chẳng hạn công tác phận kiểm tra chất lợng máy, nhuộm mầu chữ in v.v Vì vấn đề chiếu sáng đÃ đợc ý nghiên cu nhiều lĩnh vựch sâu nh: nghiên cứu ngồn sáng, chiếu sáng công nghiệp, chiếu sáng nhà ở, chiếu sáng côngtrình nghệ thuật văn hoá v.v Trong chơng đề cập đến vấn đề chiếu sáng công nghiệp mà 10.2 Phân loại hình thức chiếu sáng: 1) Chiếu sáng chung, chiếu sáng cục chiếu sáng hỗn hợp: Việc chọn hệ thống chiếu sáng điện công nghiệp (nguồn sáng sử dụng, thể loại vật chiếu sâng) cần phải thích hợp với điều kiện thay đổi (khác nhau) môi trờng xung quanh Cho nên ngời ta phân hình thức chiếu sáng khác cho phù hợp với loại hình cụ thể a) Chiếu sáng chung: Là hình thức chiếu sáng tạo nên độ rọi đồng toàn điện tích sản xuất phân xởng hình thức thôgn thờng đèn đợc treo cao trần nhà theo qui luật (HV) để tạo độ rọi đồng phân xởng b) c) chiếu sáng cục bộ: Chiếu sáng hỗn hợp: http://www.ebook.edu.vn 10.3 Bóng đèn chao đèn: 1) Bóng đèn: 2) Chao đèn: Hai dòng đèn đợc sử dụng: Đèn sợi đốt Đèn huỳnh quang (u nhợc điểm phạm vi sử dụng) 10.4 Các đại lợng kỹ thuật chiếu sáng: 1) Khái niệm chung ánh sáng: Chúng ta biết ánh sáng xạ điện từ, nhiên có xạ điện từ có dải bớc sóng từ 380 nm đến 760 nm (1nm=109 m) gây nên tác dụng nhìn thấy mắt ngời xai dải bớc sóng có tác dụng lên tế bào thần kinh võng mạc mắt gây cảm giác nhì thấy mắt ngời Và đợc gọi ánh sáng Trong dải xạ tơng ừng với bớc sóng khác tạo mầu sắt khác nhau: Tím Chàm Bức xạ tử ngoại 380 Xanh Xanh lam Vàng Cam Đỏ Bức xạ hồng 760 ngoại 550 Phỏ nhìn thấy mắt ngời Trong phổ nhìn thấy mắt ngời, mắt ngời lại có cảm giác nhậy cảm với xạ có bớc sóng 550 nm (tơng ng với mầu vàng chanh) Tức mắt có cảm giác sáng ánh sáng mầu vàng chanh Bằng thực nghiệm ngời ta đÃ xây dựng đợc đờng cong độ nhậy mắt (đợc cong đợc xây dựng kiểm tra với số đông ngời mắt tốt) Độ nhậy tơng đối: ĐN: Độ nhậy tơng đối mắt V với ánh sáng bớc sóng tỷ số công suất xạ bớc sóng 550 nm với công suất xạ bớc sóng , Cần thiết để có đợc cảm giác độ sáng nh mắt Vλ Vλ = P550 Pλ Vλ ≤ V550 = 1 400 550 700 λ (nm) 2) Quang thông: F Thông thờng nguồn sáng xạ víi çc ¸nh s¸ng cã b−íc sãng kh¸c t tỷ lệ phân bổ bơc sóng khác nhau, ®Ĩ ®¸nh gi¸ ®é s¸ng cđa mét ngn s¸ng ng−êi ta đa khái niệm quang thông Quang thông thực chất phần công suất qui đổi xạ mầu vàng chanh (bớc song 550 nm) nguồn sáng đợc xác định biểu thức sau: Ta thấy quan thông nguồn sáng phát theo hớng không gian thờng không đồng (do nguông sáng thờng không đối xứng) Vì ngời ta đa đại lợng đặc trng cho phân bố quang thông nhiều hay theo hớng khác nguông sáng ĐN: Cờng độ sáng nguồn sáng theo phơng đó, lợng quang thông mà nguồn gửi đơn vị góc khối nằm theo phơng I = ∞ F = ∫ V (λ ).P (λ ).dλ dF d Đơn vị đo candera viết tắt cd V() - độ nhậy mắt theo P() - hàm phân bố lợc xạ theo (phân bố công suất theo ) F - đợc gọi quang thông nguồn sáng ĐN: Quang thông đặc trng cho độ lớn thông lợng hữu íc (công suất hữu íc) nguồn sáng qui ánh sáng mầu vàng chanh + Đơn vị đo quang thông lumen viết tắt là: lm 1lm = W 680 candera = 1lumen 1steradian + Kh¸i niệm : đờng cong phân bố cờng độ sáng đèn Để thận tiện cho thiết kế chiếu sáng, thông thờng nhà chế tạo bóng đèn thờng đa biểu đồ phân bố cờng độ sáng theo hớng khác không gian Tuy nhiên kiểu đèn lại đợc thiết kế vời nhiều kích cỡ công suất khác chung có qui luật phân bố cờng độ sáng Chính tài liệu thiết kế chiếu sáng lại xây dựng biểu đồ chiếu sáng đèn qui ớc có quang thông 1000 lm cho kiểu loại đèn (HV) xạ vàng chanh 3) Góc khối: d Là phần không gian hình nón có đỉnh nằm tâm nguồn sáng có đờng sinh tựa chu vi mặt đợc chiếu s¸ng” dω R 90 90 60 60 90 S 30 S dω = 1st 0 30 0 5) §é räi: E + Đơn vị đo góc khối Steradian viết tắt lµ st + Gãc khèi st lµ gãc khèi có đỉnh tâm mặt cầu tởng tợng chắn mặt cầu diện tích bình phơng bán kính mặt cầu 4) Cờng độ sáng: I http://www.ebook.edu.vn Để đánh giá độ chiếu sáng nguồn sáng lên bề mặt vật bất kỳ, ngời ta đa khái niệm độ rọi Thực chất lợng quan thông (mật độ quang thông bề mặt vật) ĐN: Độ rọi mặt phần quang thông đến đơn vị diện tích mặt E= dF dS [lux] viết tắt lx 1lux = 1lm/1m2 Khi thiết kế cần phải vào tiêu chuẩn để tính toán Trong thực tế vận hành xuất bụi, bồ hóng, khói bám vào bóng đèn, làm giảm quang thông đèn Vì thiết kế chiếu sáng cần phải tăng thêm tiêu chuẩn độ rọi cách nhân với hệ số dự trữ ghi bảng (10-5) 6) Tính chất quang học vật: 10.5 Thiết kế chiếu sáng: Năng lợng xạ đến bề mặt vật đợc chiếu sáng gồm ba phần: + Phần bị vật phản xạ lại; + phần bị vật hấp thu phần khác xuyên qua vật Với loại vật chất khác tỷ lệ khác nhau, tổng xạ không đổi theo định luật bảo toàn lợng 1) số liệu ban đầu: w = w + w + w Trong đó: W - lợng chiếu tới vật W - lợng bị vật hấp thụ W - lợng bị vật phản xạ lại W - lợng xuyên qua vật Để đánh giá tính chất quang học khác vật Ngời ta đa hệ số đợc đánh giá tỷ số lợng tổng lợng nhận đợc tõ vËt HƯ sè hÊp thơ: α= wα w HƯ số phản xạ: = w = Hệ số xuyên qua w 2) Cách bố trí đèn: Cách bố trí lắp đặt đèn công việc phần thiết kế chiếu sáng, phụ thuộc vào nhiếu yếu tố khác khu vực sản xuất, nh độ cao nhà xởng, nhà xởng có trần trần, nhà xởng có cầu trục hay cầu trục v.v Phần dới đề cập đến việc bố trí đèn cho hình thức chiếu sáng chung hình thức sử dụng nhiều đèn Vấn đề phải xác định đợc cách hợp lý vị trí tơng đối đèn với nhau, đèn với trần nhà, dẫy đèn với tờng Vì yếu tố ảnh hởng trực tiếp đến độ rọi mặt đợc chiếu sáng Bố trí ®Ìn: l La La La wτ w Çc hƯ sè có liên hệ với thông qua hệ thức sau: + + =1 7) Độ rọi tiêu chuẩn: Etc Căn vào tính chất công việc, vào điều kiện đảm bảo sức khoẻ công nhân, vào khả cung cấp điện nớc Ban bố tiêu chuẩn độ rọi tiêu chuẩn cho loại hình công việc khác (Bảng 10-3; 10-4) tiêu chuẩn độ rọi nớc ta http://www.ebook.edu.vn Công việc thiết kế trớc tiên phải thu thập số liệu ban đầu bao gồm: + Mặt PX, mặt XN, vị trí máy móc PX + Mặt cắt cảu PX, XN nhà xởng từ ấn định độ cao treo đèn + Đặc điểm qui trình công nghệ (mức xác loại hình công việc có PX,XN Độ lớn vật cần quan sát, mức độ cần phân biệt mầu sắc v.v) Xác định tiêu chuẩn độ rọi cần thiết cho khu vực thiết kế Lb Lb a) Bố trí đèn theo hình chữ nhật b) Bố trí đèn theo hình thoi Ngời ta đÃ chứng minh đợc bố trí đèn nh sơ đồ a) hiệu cao La = Lb Còn sơ đồ b) L b = La hiƯu qu¶ cao nhÊt Trong thùc tế việc bố trí đèn phụ thuộc vào hệ thống xà ngang nhà xởng nên khoảng cách cố gắng tuânthủ đợc tốt Khoảng cách từ cách đẫy đèn đến tờng bao quanh nên đợc giứ phạm vi: l = (0,3 ữ 0,5).L Trong đó: l khoảng cách từ dẫy đèn đến tờng bao quanh L khoảng cách dẫy đèn Độ cao treo đèn: Độ cao treo đèn đợc đợc tính từ tâm bóng đèn đến bề mặt công tác (HV) hc hc Khoảng cách từ trần đến đèn h - Độ cao mặt làm việc H - Độ cao treo đèn H Quan hệ H, L có quan hệ hợp lý Trong sổ tay th−êng cho: λ= h L H 3) TÝnh to¸n chiÕu sáng: Sau đÃ nghiên cứu chọn phơng án qui cách bố trí đèn, loại đèn ta tiến hành tính toán chiếu sáng Thực chất xác định công suất đèn để đạt đợc tiêu chuẩn đÃ chọn Nội dung phơng pháp tính công suất chiếu sáng bao gồm: + Căn vào Etc đÃ chọn phù hợp với loại công việc phân xởng tính tổng công suất chiếu sáng, công suất cho đèn, số lợng bóng đèn + Kiểm tra ®é räi thùc tÕ NÕu khu vùc thiÕt kÕ chiếu sáng có yêu cầu cao ánh sáng sau tính toán công suất chiếu sáng, chọn công suất cụ thể cho đèn sử dụng, công việc cuối thiết kế chiếu sáng tính toán kiểm tra Nội dung công việc phải xác định đợc độ rọi tối thiểu (Emin) độ rọi tôia đa (Emax) sau tính toán hệ số điều hoà = E > E max Trong đó: p0 - suất phụ tải chiếu sáng [W/m2] tra bảng S [m2] diện tích cần tính toán chiếu sáng (diện tích mặt nhà xởng) Phơng pháp vừa nêu dùng để ớc lợng việc dự kiến phụ tải dùng cho nhng nới có yêu cầu không cao thiết kế chiếu sáng Phơng pháp quang thông phơng pháp điểm phơng pháp để tính toán chiếu sáng cho nơi có yêu cầu cao chiếu sáng Hai phơng pháp dựa tinh thần sau: Độ rọi nhận đợc từ bề mặt bao gåm cã hai phÇn: E = Et + Ep Trong đó: Et - độ rọi nhận trực tiếp từ nguồn sáng Ep - độ rọi nhận đợc gián tiếp từ vật phản xạ + Nhóm phơng pháp quang thông chủ yếu quan tâm đến độ rọi nhận gián tiếp qua vật phản xạ lại Thờng đợc áp dụng cho TK chiếu sáng nhà, cs hội trờng, phòng họp v.v nơi mà số lợng bóng đèn có nhiều vật phản xạ ánh sáng lại đáng kể + Nhóm phơng pháp điểm ngợc lại quan tâm đến phần độ rọi nhận trực tiếp từ đèn Thờng đợc dùng cho việc thiết kế chiếu sáng trời đờng hâm ngầm, nơi mà vật phản xạ với hệ số phản xạ thấp Phần dới trính bầy chi tiết phơng pháp 10.6 Tính toán chiếu sáng theo phơng pháp hệ số sử dung quang thông: Nh phần đÃ trình bầy phơng pháp chủ yếu đợc áp dụng để tính toán chiếu sáng nhà Theo phơng pháp toàn quang thông phát từ đèn (Fdèn) có số đến đợc bề mặt diện tích cần TK-CS ta gọi phần quang thông hữu Ýc (Fhu Ýc) Tõ ®ã ta cã hƯ sè sư dụng quang thông đợc xác định theo biểu thức sau: Tỷ lệ qui định (Theo qui phạm) Các phơng pháp tính toán công suất chiếu sáng gồm số phơng pháp chính: ã Phơng pháp suất phụ tải chiếu sáng ã Phơng pháp quang thông ã Phơng pháp điểm a) Phơng pháp suất phụ tải chiếu sáng: phơng pháp gần dựa kinh nghiêm thết kế vận hành thực tế, ngời ta tổng kết lại đợc suất phụ tải chiếu sáng cho số khu vực làm việc đặc thù đơn vị diện tích sản xuất Chung ta biết đợc diện tích cần tính toán chiếu sáng nhanh chóng xác định đợc công suất cần cho chiếu sáng theo công thức sau: http://www.ebook.edu.vn Pcs = p0 S K sd = F Fh− uÝc = ∑ F∑ den n.F0 Trong ®ã: Fhuu Ýc F - Tổng quang thông chiếu tới diện tích sản xuất Fden - Tổng quang thông pháp tất đèn F0 - Quang thông phát từ đèn (giả thiết khu vực cs sử dụng loại bóng đèn) n - Tổng số bóng ®Ìn sư dơng Ksd - HƯ sè sư dơng quan thông Bản thân hệ số sử dụng quang thông tham số phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác (vào cách bố trí đèn, vào loại đèn, vào hệ số phản xạ trần, nền, tờng vật xung quanh) Tuy nhiªn víi mét sè tham sè phơ thuộc biết trớc nh loại đèn, cách bố trí hệ số phản xạ trần, từng, ngời ta xác định đợc hệ số Ksd phơng pháp thực nghiệm Trong thực tế ngời ta xây dựng bảng tra Ksd theo (loại đèn,; tr; t; n ) Mặt khác ta xác định đợc tổng lợng quan thông cần thiết cho điện tích sản xuất theo công thức: Ksd = f (loại đèn; ; trần; tờng ; ) Trong - đợc gọi số hìng dạng phòng Nó đợc xác định theo chiều dài, chiều rộng phòng độ cao treo đèn = F = Kdtr Etb S Etb - độ rọi trung bình [lx] S - diƯn tÝch cÇn TK-CS [m0] Kdtr – hƯ số dự trữ tính đến việc bám bụi bẩn vào bóng đèn lắp đạt Thông thờng tài liệu chiếu sáng ngời ta chi cho trớc Emin (bảng tra) Tuy nhiên gia Emin Etb có quan hệ phụ thuộc phụ thuộc vào cách bố trí đèn (vào khoảng cách gữa dẫy đèn độ cao treo đèn Trong thực tế z=Emin/Etb phụ thuộc vào L/H thông thờng z=0,8 ữ 1,4 Từ ta ®· bè trÝ ®Ìn råi th× tõ L/H cã thĨ tra đợc z Etb = Emin /z; điều có nghĩa ta xác định đợc quang thông cần thiết cho bóng đèn K E S F0 = dtr z.n.K sd Trong ®ã: a, b - chiều dài chiều rộng phòng cần TH-CS H - độ cao treo đèn Trình tù tÝnh to¸n theo ph−êng ph¸p hƯ sè sư dơng quang thông: 10.7 Tính toán chiếu sáng theo phơng pháp điểm: Trong phơng pháp nh phần đÃ giới thiệu quan tâm đến độ rọi chiếu trực tiếp t đèn tới chóng ta sÏ tÝnh ®é räi tõ mét ®Ìn ®Õn diện tích ds (tại điểm A) nh HV Xác định độ rọi đèn tới điểm: Trờng hợp cha bố trí đèn trớc tức ta cha biết trớc n (số lợng bóng đèn) Thì xác định đợc tổng quang thông cần thiết cho khu vực cần TK-CS theo công thøc sau: F∑ = n.F0 = K dtr E S z.K sd Sau ta chọn loại bóng đèn cụ thể có thị trờng Đèn (P0 ; F0; Udm), sở ta có số lợng bóng đèn cần thiết cho khu vực cần TK-CS: n= K dtr E S z.F0 K sd - Góc tạo pháp tuyến dS với tia tới - Góc tạo đờng thẳng đứng với tia tới R - Khoảng cách từ đèn tới điêm A H - Độ cao treo đèn d Ngoài biết đợc F0 tìm đợc loại bóng đèn thực tế cần sử dụng tra bãng ®Ìn (P0 ; Udm) Pcs = n.P0 a.b H.(a + b) α R Iα H β P dS A Tõ kh¸i niƯm vỊ gãc khèi ta cã dS=R2.dω Tuy nhiên phần diện tích (HV) không nằm thẳng góc với tia tới Mà pháp tun cđa nã t¹o víi tia tíi mét gãc β phần diện tích vuông góc với tia tíi thùc chÊt sÏ lµ: R dω dS = cos Măt khác lợng quang thông từ đèn gửi tíi diƯn tÝch dS theo h−êng α cã thĨ x¸ ®Þnh theo biĨu thøc: dF = Iα dω Chó ý : HƯ sè sư dơng quang th«ng cã thĨ tra đợc từ bảng tra: Từ định nghĩa độ räi ta cã http://www.ebook.edu.vn EA = dF cos β = I dS R2 Nhân xét: Độ rọi nguồn sáng đến điểm tỷ lệ thuận với cờng độ sáng tỷ lệ nghịch với bình phơng khoảng cách Trong thực tế thờng ngời ta biết đợc độ cao treo đèn (H) nhiều khoảng cách từ ®Ìn ®Õn ®iĨm (R) V× vËy chung ta sÏ chuyển công thức tính độ rọi đèn theo H mà Xét tam giác vuông (HV) S Iα Ta cã R R= H cos α thay biÓu thøc nµy EA = E1 + E2 + E3 + … = Σ E i = ⎛ Iαi cos α i Fd ∑⎜ H2 1000 ⎜⎝ ⎞ ⎟ ⎟ ⎠ (víi gi¶ thiÕt ta sư dơng cïng mét loại bóng đèn vá đèn đợc treo độ cao) + Do tính chất công việc điểm A Ta tra đợc Emin thiết kế ta nên thêm hệ số dự trữ Cho nªn ta cã: A EA = Kdtr.Emin vào biểu thức ta có: H β EA = Iα cos β cos H2 Ta tính đợc quang thông tối tiểu cần thiết đèn là: A Và α = β th× V× thùc tÕ cïng mét kiểu đèn có nhiều loại công suất khác nhau, chung có đờng cong phân bố cờng độ sáng nh (lợng quang thông phát đèn khác nhau) Cho nên tài liệu chuyên môn ngời ta cho biết biểu đò phân bố cờng độ sáng loại đèn qui ớc có quang thông la 1000 lm Vậy gọi I quang thông ' đèn qui ớc 1000 lm I quang thông đèn thực bất ký ta cã: Iα' F = d Iα 1000 Do ®ã: EA = hay I F Iα' = α d 1000 Iα Fd cos α 1000 H Trong thực tế độ rọi điểm A phải tổng hợp độ rọi nhiều đèn có phòng Cho nên ta có: http://www.ebook.edu.vn Fd = I cos α EA = α H2 K dtr E n à. E i i =1 Trong đó: Ei = Iαi cos α i H2 §éi rọi đèn thứ i chiếu tới - Hệ số kể đến độ rọi đèn khác ẩnh hởng đến điểm xét nhng cha đợc tính Thông thờng = 1,1 ữ 1,2 10.8 Kiểm tra độ roi thực tế: + Không phải lúc cần kiểm tra độ rọi thực tế, mà trờng hợp nơi làm việc đồi hỏi mức độ cao CS + Nội dung phơng pháp kiểm tra là: Bất kỳ điểm diện tích đợc chiếu sáng đợc chiếu sáng tất bóng đèn phòng Vì ta áp dụng phơng pháp xếp chồng để tính độ rọi điểm bề mặt sản xuất Thông thờng ngời ta chọn vài điểm vị trí bất lợi chiếu sáng Sau tính đội rọi cho điểm đó, kiểm tra xem có đạt yêu cầu hay không, cha đạt phải tiến hành tính lại + Trong trờng hợp nơi làm việc có yêu cầu cao chiếu sáng việc kiểm tra kể cần phải kiểm tra độ điều hoà: E = > E max phải lớn mức qui định http://www.ebook.edu.vn Trang bị nối đất bao gồm điện cực nối đất dây dẫn nối điện cực trực tiếp dới đất Ngoài dây dẫn nối phần cần nối với hệ thống nối đất (gồm điện cực + dẫn nối đặt đất) Chơng XII Nối đất chống sét đ 12.1 Khái niệm nối đất: Đòng điện qua thể ngời gây nên tác hại nguy hiểm: gây bỏng; giật; trờng hợp nặng gây chết ngời Về trị số, dòng điện từ 10 mA trở lên nguy hiểm từ 50 mA trở lên thờng dẫn đến tai nạn chết ngời Điện trở thể cong ngời thay đổi giới hạn rộng, phụ thuộc vào tình trạng da, diện tích tiếp xúc với điện cực, vị trí điện cực đặt vào ngời, thời gian dòng điện chạy qua, điện áp điện cực nhiều yếu tố khác Khi điện trở ngời nhỏ (khoảng 800 ữ 1000 ) cần điện áp 40 ữ 50 V đủ gây nguy hiểm cho tính mạng ngời Ngời bị tai nạn điện trớc hết chạm phải phần tử mang điện, bình thờng có điện áp Để ngăn ngừa tợng này, cần đặt rào đặc biệt ngăn cách ngời với phận mang điện Xong ngời bị tai nạn điện chạm phải phận TB điện bình thơng không mang điện nhng lại có điện áp cách điện bị hỏng (nh sứ cách điện, vỏ ĐC điện, giá thép đặt thiết bị điện v) Trong trờng hợp này, để đảm bảo an toàn, thực cách nối đất tất phận bình thờng không mang điện, nhng cách ®iƯn hán cã thĨ cã ®iƯn ¸p Khi cã nèi đất, qua chỗ cách điện chọc thủng thiết bị nối đất có dòng điện ngắn mạch pha với đất điện áp đất vỏ thiết bị bằng: ĐC Uđ = Iđ Rđ Trong đó: Iđ - dòng điện pha chạm đất Rđ - ®iƯn trë nèi ®Êt cđa trang TB nèi ®Êt Trờng hợp ngời chạm phải có TB có điện áp, dòng điện qua ngời xác định theo biểu thức: I ng Id = Rd R ng Bëi R® 1000 V) thì: Rd 250 Id Kiểu nối đất Cách đặt điện cực Chú thích Công thức (5) Trong 125 250 điện áp cho phép lớn trang bị nối đất Id - Dòng chạm đất pha lớn + Trong hai trơng hợp, điện trở nối đất không đợc vợt 10 Chôn thẳng đứng, làm băng thép tròn, đầu tiếp xúc với mặt đất l Rd Rdc = ρ ttd l ln 2π l d l>d d a) Điện trở nối đất cọc nối: Phụ thuộc vào hình dạng, kích thớc độ chôn sâu đất điện trở xuất đất nơi thực nối đất Các công thức tính toán cách lắp đặt cho bảng dới b) Tính toán hệ thống nối đất:: Hệ thống nối đất th−êng bao gåm mét sè ®iƯn cùc nèi song song với khoảng tơng đối nhỏ (vì lý không gian kinh tế) Vì có dòng ngắn mạch chạm đất, thể tích đất tản dòng từ cực giảm làm tăng điện trở nối đất cọc NH vậy, nối ®Êt gåm n ®iƯn cùc (cäc) th× ®iƯn trë nèi đất toàn hệ thống (không kể đến nối ngang) Rcọc/n mà là: http://www.ebook.edu.vn Tấm thẳng đứng, sâu cách mặt đất khoảng a, b kích thớc Vành xuyến, làm từ thép dẹt, đặt nằm ngang, sâu cách mặt đất khoảng b chiỊu réng cđa cùc l ρ ttd l 4t + l (ln + ln ) 2π l d 4t − l l>d t b d R dc = l ρ ttng l ln 2π l b.t R dc = ,25 b l ≥ ,5 2t ρ ttd a.b t Rd phải xác đình điện trở nối đất nhân tạo theo công thức sau: Từ (HV.) ta cã: Rd = (6) R cäc n.η Trong ®ã: η - lµ hƯ sè sư dơng ®iƯn cùc nối đất Hệ số giảm số cọc không gian tăng lên (tức khoảng cách cọc giảm), phụ thuộc hình dạng loại nối đất (kiểu nối mạch vòng, kiểu nối thẳng) Trị số thờng đợc cho trớc, tra theo đờng cong theo số cọc, khoảng cách cọc, loại mạch nối đất v.v c) Điện trở suất đất:: phụ thuộc vào thành phần, mật độ, độ ẩm nhiệt độ đất Và xác định xác đo lờng Các trị số gần điện trở suất ®Êt (khi ®é Èm b»ng 10 – 20 % vÒ khối lợng) tính cm Ví dụ: Cát Cát lẫn ®Êt §Êt sÐt §Êt v−ên §Êt ®en 7.104 3.104 0,6.104 0,4.104 2.104 Ωcm Ωcm Ωcm Ωcm Ωcm §iƯn trë st đất cố định năm mà thay đổi ảnh hởng thay đổi độ ẩm nhiệt độ đất, điện trở trang bị nối đất thay đổi Vì tính toán nối đất phải dùng điện trở suất tính toán trị số lớn năm tt = Kmax ρ (7) Trong ®ã: Kmax – hƯ sè tăng cao, phụ thuộc điều kiện khí hậu nơi xây dựng trang bị nối đất Đối với ống vµ thÐp gãc dµi – m chôn sâu mà đầu cách mặt đất 0,5 0,8 m th× hƯ sè Kmax = 1,2 – Còn đặt nằm ngang cách mặt đất 0,8 m hệ số Kmax = 1,5 Tóm lại trình tự tính toán nối đât nh sau: Trình tự tính toán: Bớc 1: Xác định điện trở cần thiết trang bị nối đất (của hệ thống nối đất) theo tiêu chuẩn (cách thông thờng theo INmax) Rd Rtn Rnt 1 = + R d R nt Rtn Rđ tơng đơng HV Rd Rnt + Rd Rtn = Rnt.Rtn (8) → R nt = Rd = R nt Rtn R nt + Rtn Rnt (Rd - Rtn) = Rd.Rnt R d Rtn Rtn − R d B−íc 4: Tõ trÞ sè Rnt (8) ta sÏ tính số điện cực cần thiết, cần bố trí điện cực để cho giảm Utx Ub Để tính đợc số điện cực cần thiết trớc tiên ta chọn loại điện cực thờng dùng (thép góc thép tròn) Tra bảng tính Rcọc theo công thức cho Bảng 12-1 Trong khấu cần có tt ; kích thớc bố trí, độ sâu chôn cọc v.v Những điều phụ thuộc vảo không gian đợc phép sử dụng, cho phép thi công dẽ dàng Bớc 5: Sơ xác định số điện cực cần thiết HT (9) n= R coc R nt K sdc Chó ý: số cọc hệ thống nối đất không đợc phép nhỏ (để giảm điện áp bớc) Ksdc – HƯ sè sư dơng cäc, tham sè nµy phơ thuộc vào số lợng cọc, khoảng cách cọc, loại HT (mạch vòng hay tia) sơ tra bảng theo kích thớc dự kiến Ksdc = f ( n, khoảng cách, loại HT) tạm xác định Bớc 2: Xác định điện trở nối đất HT nối đất tự nhiên có sẵn Rtn Bớc 3: Nếu Rtn < Rd nh đÃ nói phần trên, với lới trung áp có dòng chạm đất nhỏ lới hạ áp không cần phải đặt nối đất nhân tạo Còn lới điện áp cao U 110 kV có dòng chạm đất lớn (hoặc lới trung áp có dòng chạm đất lớn, tức lới dài) lúc thiết phải đặt nối đất nhân tạo với điện trở không lớn http://www.ebook.edu.vn Bớc 6: Khi cần xét ®Õn ®iƯn trë nèi ®Êt cđa çc nèi n»m ngang Sơ ớc lợng chiều dài (chu vi mạh vòng cho phép lắp đặt HT nối đất) Việc tính Rt (điện trở nối) theo công thức (tra bảng); Sau điện trở toàn nối đợc tính theo công thức sau: Rt' = Rt ηt Trong ®ã: + Sè cäc (thÐp gãc) cần thiết cho TH nối đất Rt Tính theo công thức tra bảng t Hệ số sử dụng nối ngang n= Bớc 7: Tính xác điện trở cần thiết cọc (điện cực) thẳng đứng cã xÐt tíi ®iƯn trë cđa nèi n»m ngang R nt = R ∑ cäc + Rt' ⇒ R ∑ coc = R nt Rt' Rt' − R nt (11) B−íc 8: TÝnh chÝnh x¸c sè cäc thẳng đứng có xét tới ảnh hởng nằm ngang vµ hƯ sè sư dơng cäc n= R coc K sdc R ∑ (12) VÝ dơ: TÝnh to¸n trang bị nối đất trạm phân phối 10 kV Dòng điện ®iƯn dung ch¹m ®Êt pha cđa m¹ng 10 kV 25 A Bảo vệ chống chạm đất pha mạng 10 kV tác động phát tín hiệu Trong trạm có đặt máy biến áp giảm áp 10/0,38; 0,22 kV phía hạ áp có trung tính trực tiếp nối đất Đất thuộc loại đất sét, có = 0,6 104 cm Giả thiết xây dựng nối đất hình mạch vòng thép góc, chu vi mạch vòng 80 m Không có nối đất tự nhiên Giải: Điện trở trang bị nối đất xác định theo công thức: Rd = 125 = 25 Để nối đất điểm trung tÝnh cđa çc m¸y biÕn ¸p ë phÝa 380/220 V phải có trang bị nối đất với điện trở R = Ω ⇒ Nh− vËy ®iƯn trë nèi đất chung trạm không đợc lớn Nối đất đợc làm thép góc L50x50x5 dài 2,5 m với độ chôn sâu 0,7 m Các thép góc đợc nối với thép dẹt 20x4 mm, Không tính đến điện trở nối đất nối Giả thiết hệ số tăng điện trở suất đất thực nối đất thÐp gãc lÊy Kmax = + TÝnh ®iƯn trở suất tính toán đất: tt = kmax ρ = 2x0,6 104 = 1,2 104 Ωcm + §iƯn trë cđa mét thÐp gãc theo c«ng thøc (7) Rcäc = 0,00318 ρtt = 38,16 Ω http://www.ebook.edu.vn R coc 38 = = 15 R d η x ,65 HƯ sè sư dơng η = 0,65 t×m đợc theo đờng cong cho sắn (lấy với tỷ số a/l = Tỷ số khoảng cách cọc chiều dài cọc) Tức ta giả thiết khoảng cách cọc a = m Khoảng cách cọc a = 80/15 = 53 m gần với điều đÃ giả thiết 12.3 Quá điện áp thiến nhiên đặc tính sét: Sét phóng điện khí đám mây đất hay đám mây mang điện tích khác dấu Trớc có phóng điện sét đÃ có phân chia tích luỹ mạnh điện tích đám mây giông tác dụng luồng không khí nóng thổi bốc lên nớc ngng tụ đám mây mÃnh liệt Câc đám mây mang điện tích kết phân tích điện tích trái dấu tập trung chúng phần khác đám mây Phần dới đám mây giông thờng tích điện tích âm, với mặt đất hình thành tụ điện mây-đất phía đám mây thờng tích luỹ điện tích dơng Cờng độ điện trờng tụ điện mây-đất tăng dần lên chỗ cờng độ đạt đến trị số tới hạn 25 ữ 30 kV/cm không khí bị ion hoá, tức bắt đầu trở thành dẫn điện phóng điện bắt đầu phát triển dới đất Phóng điện sét chia làm giai đoạn: + Phóng điện đám mây đất đợc bắt đầu xuất dòng sáng phát triển xuống đất chuyển động đợt với tốc độ 100 ữ 1000 km/s Dòng mang phần lớn điện tích đám mây, tạo nên đầu cực cao hàng trăm triệu vôn, giai đoạn http://www.ebook.edu.vn http://www.ebook.edu.vn ... thÊy lÜnh vùc cung cÊp ®iƯn cã ý nghĩa hẹp Định nghĩa: Hệ thông cung cấp điện bao gồm khâu phân phối; Tuyền tải & cung cấp điện đến hộ tiêu thụ điện Vài nét đặc trng lợng điện: 1- 2- 3- Khác với... HV-c2.2 35 ữ 220 kV ÷ 10 kV 10 - 20 kV HV-c2.1 HV-a2.1 Sơ đồ lấy điện trực tiếp từ HT sử dụng mạng điện cung cấp bên trùnh với cấp điện áp bên XN (dùng cho XN nhỏ gần HT.) 35 -2 20 kV ~ MF -. .. hình tia cung cấp cho phụ tải tập trung SĐ hình tia cung cấp cho phụ tải phân tán HV-a2.3 Đ Đ Đ SĐ cung cấp điện đặt dọc nhà xởng nơi có mật độ cao Đ SĐ liên thông mạng cáp SĐ cung cấp điện đờng

Ngày đăng: 16/05/2021, 14:48

Giáo trình: cung cấp điện

Lựa chọn cấp điện áp cho HT-CCĐ-XN

Phân loại các dạng ngăn mach