Nếu nhƣ trƣớc đây học phần cung cấp điện theo liên chỉ cĩ 75 tiết thì hiện nay theo nhƣ xây dựng theo học chế tín chỉ thì chỉ cịn 45 tiết ( tƣơng đƣơng 3 tín chỉ), đứng trƣớc khĩ khăn do khối lƣợng kiến thức của học phần rất lớn mà thời gian thì hạn hẹp, giảng viên cần cĩ trình độ chuyên mơn giỏi, nghiệp vụ sƣ phạm tốt, phƣơng pháp phù hợp mới đĩng tốt vai trị chủ đạo trong truyền đạt kiến thức và hƣớng dẫn sinh viên chủ động tiếp thu kiến thức
Để giải dạy tốt học phần cung cấp điện tại trƣờng Cao đẳng cơng nghiệp Hƣng Yên, ngồi kiến thức chuyên mơn, tác phong sƣ phạm, giảng dạy theo phƣơng pháp tích cực (lấy ngƣời học làm trung tâm) giảng viên cần bồi dƣỡng :
+ Kiến thức về ngoại ngữ để cĩ thể tra cứu một số tài liệu nƣớc ngồi vì tài liệu về cung cấp điện bằng tiếng Anh và tiếng Nga rất nhiều.
+ Cho sinh viên lắp đặt mơ hình các tủ bù cosφ, tủ phân phối hạ áp… để sinh viên cĩ thể liên hệ với thực tế bài học, giảng viên cũng cĩ thiết bị để giảng dạy.
Viện Sư phạm kỹ thuật Đại học Bách khoa Hà Nội
+ Tăng cƣờng hơn nữa các buổi sinh hoạt chuyên mơn nhằm học hỏi kinh nghiệm của đồng nghiệp.
+ Kiến thức về tin học: ngồi những kiến thức cơ bản về tin học , giảng viên cần tìm hiểu về các phần mềm dùng trong kỹ thuật điện. Một trong những phần mềm giúp giảng dạy tốt mơn học cung cấp điện đĩ là phần mềm Matlab.
Matlab là sự kết hợp độc đáo của cơng nghệ tin học hiện đại và bộ sƣu tập các phƣơng pháp tính đƣợc tích luỹ, đúc kết kinh nghiệm, kỹ năng qua hàng ngàn năm phát triển của tốn học. Matlab cho phép tiếp cận và áp dụng dễ dàng các hàm cĩ sẵn để giải các bài tốn cần thiết, đồng thời cĩ thể sáng tạo ra các mfile mà khi đƣợc lƣu trữ với thủ tục phù hợp, Matlab coi nhƣ là các hàm của chính hệ thống.
Một số ứng dụng của Matlab trong cung cấp điện:
Ứng dụng để xây dựng biểu đồ phụ tải Ứng dụng dự báo phụ tải
Dùng để tra cứu dữ liệu của dây dẫn và máy biến áp Dùng trong tính tốn ở chế độ xác lập của đƣờng dây
Một số chƣơng trình trong Matlab cũng giúp tính tốn ngắn mạch
Matlab cịn đƣợc ứng dụng để chọn cấp điện áp tối ƣu của lƣới điện, chọn trạm biến áp, chọn vị trí tối ƣu của trạm, chọn số lƣợng và cơng suất của máy biến áp Ngồi các ứng dụng kể trên Matlab cịn đƣợc sử dụng để tính tốn nối đất, dùng để giải mạng điện truyền tải và mạng điện phân phối, tính tốn bù cơng suất phản kháng, phân tích kinh tế tài chính…
* Một số ví dụ ứng dụng Matlab trong cung cấp điện
Ví dụ 1. Tính tốn phụ tải sinh hoạt cho một cụm dân cƣ với 42 hộ gia đình, cơng suất
tiêu thụ của mỗi hộ gia đình là 350 W, xác suất đĩng ở giờ cao điểm đêm là pđ =0,75 và ở cao điểm ngày là pn = 0,3.
Để giải bài tốn trên ta viết chƣơng trình nhƣ sau: n=42; pd=0.75; pn=0.3; P0=350;
kdtd=pd+1.5*sqrt(pd*(1-pd)/n) kdtn=pn+1.5*sqrt(pn*(1-pn)/n) Pd=kdtd*n*P0
Viện Sư phạm kỹ thuật Đại học Bách khoa Hà Nội
Pn=kdtn*n*P0 Ptt=max(Pn,Pd);
Cho chạy trong Matlab ta thu đƣợc kết quả nhƣ trên:
Ví dụ 2: Xác định cơng suất tính tốn trong một hộ gia đình gồm các thiết bị cho
trong bảng 2.4 sau. Các thiết bị tạo nhiệt coi là cĩ hệ số mang tải bằng 1, cịn các thiết bị khác thì klt = 0,8; t là thời gian đĩng trung bình trong ngày của thiết bị.
Bảng 3.3 Số liệu tính tốn phụ tải trong hộ gia đình.
Tt Tên thiết bị P, W t, h klv ksd ksdP 1 Đèn sợi đốt 60 6 0,25 0,25 30 2 Đèn ống 40 7 0,29 0,29 34,8 3 Quạt điện 60 7 0,29 0,23 27,6 4 Quạt trần 100 5 0,21 0,16 16 5 Ti vi 85 8 0,33 0,26 22,1 6 Rađio casset 20 3 0,13 0,1 2 7 Bơm nƣớc 500 0,5 0,02 0,02 10 8 Tủ lạnh 150 14 0,58 0,45 67,5
9 Nồi cơm điện 650 2 0,08 0,08 52
10 Ấm điện 1000 0,5 0,02 0,02 20
Viện Sư phạm kỹ thuật Đại học Bách khoa Hà Nội
11 Ổn áp 15 12 0,5 0,4 6
Tổng 2680 306
Viết chƣơng trình trong Matlab: >> clear P=[60 40 60 100 85 20 500 150 650 1000 15]; t=[6 7 7 5 8 3 0.5 14 2 0.5 12]; klt=[1 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 1 1 0.8]; klv=t./24; ksd=klv.*klt; ksdt=sum(P.*ksd)/sum(P); PM=max(P); n=length(P); for g=1:n; if P(g) >= PM/2 Pk(g)=P(g); else Pk(g)=0; end if Pk(g) >0 nk(g)=1; else nk(g)=0; end end
Pl=sum(Pk); nl=sum(nk); ns=nl/n; Ps=Pl/sum(P); nhds=0.95/(Ps^2/ns+(1-Ps)^2/(1-ns)) ; nhd=nhds*n ; knc=ksdt+(1-ksdt)/sqrt(nhd) ;
Ptt=knc*sum(P)/10^3 ; disp(' Ptt, kW')
fprintf('%g'), disp([Ptt]);
Viện Sư phạm kỹ thuật Đại học Bách khoa Hà Nội
Ví dụ 3. Một khu chung cƣ gồm n=75 hộ gia đình, cơng suất tiêu thụ trung bình của mỗi hộ là p0=1,25 kW (khơng dùng bếp điện), cos =0,9; Phụ tải động lực gồm các động cơ vệ sinh kỹ thuật với cơng suất định mức tƣơng ứng là:
Pdl, kW 10 7,5 5,6 4,5 2,8
cos 0,76 0,8 0,78 0,83 0,82
Hãy xác định phụ tải tính tốn Viết chƣơng trình trong Matlab:
SH=[75 1.25 0.9]; % Ma tran phu tai sinh hoat DL=[10 7.5 5.6 4.5 2.8; % Ma tran phu tai dong luc
0.76 0.80 0.78 0.83 0.82]; % He so cong suat cua phu tai dong luc n=[1 2 5 10 20 35 50 100 200 300 400];
kdtd=[1 0.79 0.61 0.52 0.46 0.42 0.40 0.37 0.35 0.34 0.33]; kdtkd=[1 0.72 0.55 0.47 0.41 0.37 0.35 0.33 0.31 0.30 0.29];
kdtsh=interp1(n,kdtkd,SH(1)); % He so dong thoi ung voi so luong ho nvs=[2 3 5 8 10 15 20 30 50];
Viện Sư phạm kỹ thuật Đại học Bách khoa Hà Nội
knc=[1 0.9 0.8 0.75 0.7 0.65 0.63 0.6 0.55];
kncvs=interp1(nvs,knc,length(nvs)); % He so nhu cau cua phu tai d.luc Psh= kdtsh*SH(1)* SH(2); % Cong suat tinh toan phu tai sinh hoat Pdl=kncvs*sum(DL(1,:)); % Cong suat tinh toan phu tai dong luc % Ap dung phuong phap so gia
ksh=((Psh/5)^0.04)-0.41; kdl=((Pdl/5)^0.04)-0.41; if Psh > Pdl P = Psh+kdl*Pdl; else P = Pdl+ksh*Psh; end cofidl=sum(DL(1,:).* DL(2,:))/sum(DL(1,:)); cofitb=(Psh* SH(3)+Pdl*cofidl)/(Psh+Pdl); S=P/cofitb; Q=sqrt(S^2-P^2);
disp(' Ket qua tinh toan ')
disp(' Psh, kW Pdl P S, kVA Q,kVAr') fprintf('%g'), disp([Psh,Pdl,P,S,Q]);
Viện Sư phạm kỹ thuật Đại học Bách khoa Hà Nội Ví dụ 4: So sánh và chọn phƣơng án xây dựng đƣờng dây 35 kV với hai phƣơng án:
PA1; Tiết diện dây AC70 khơng đổi trên tồn bộ đƣờng dây PA2: Đoạn đầu cĩ dây dẫn là AC95 và đoạn cuối - dây AC50
Hệ số chiết khấu i =0,12 ; Thời gian vận hành cơng trình Th = 28 năm; Tỷ lệ khấu hao kkh= 5,5 %; Thời gian thu hồi vốn tiêu chuẩn coi là 8 năm. Chi phí vốn đầu tƣ và tổn thất C cho trong bảng sau.
Chi phí Phƣơng án 1 phƣơng án 2
V, 106 VNĐ 2444 2644,05
C, 106 VNĐ/năm 533,98 398,81
Viết chƣơng trình trong Matlab: V=[2444 2644.05];
C=[533.98 398.81];
ii=0.12; Th=28; kkh=0.055;
atc=(ii*(1+ii)^Th)/((1+ii)^Th-1); % He so tieu chuan sƣ dung von p=atc+kkh;
Z=p.*V+C; % Chi phi quy dan cua duong day disp('Z1, 10^6 VND/nam Z2');
Viện Sư phạm kỹ thuật Đại học Bách khoa Hà Nội
Nhƣ vậy với việc giáo viên giảng dạy mơn cung cấp điện sử dụng thành thạo Matlab sẽ nâng cao đƣợc hiệu quả của việc giảng dạy, việc tính tốn các bài tốn tổn thất, bài tốn ngắn mạch, chọn dây dẫn và thiết bị sẽ đơn giản hơn.
Ngồi ra việc sử dụng thành thạo phần mềm PowerPoint cũng giúp ích rất lớn cho giáo viên trong việc giảng dạy. Ví dụ khi giảng về trạm biến áp phân phối hạ áp ngồi phần giảng về lý thyết, ta cĩ thể sử dụng PowerPoint để chèn các hình ảnh trực quan về các thiết bị qua đĩ giúp học sinh cĩ thể quan sát đƣợc hình ảnh các thiết bị trong thực tế:
Giảng viên cĩ thể chèn các videoClip vào giáo án điện tử để sinh viên cĩ liên hệ thực tế, hiểu bài dễ hơn.
Ví dụ khi dạy về các nhà máy điện trong chƣơng 1, ta cĩ thể chèn các video mơ phỏng nguyên lý hoạt động của các nhà máy, để học sinh cĩ thể thấy ngay thay vì phải tƣởng tƣợng xem bên trong nhà máy hoạt động thế nào, cấu tạo của nhà máy ra sao....
Viện Sư phạm kỹ thuật Đại học Bách khoa Hà Nội