Phụ tải tính toán của nhóm thiết bị có cùng chế độ làm việc được tính toán theo biểu thức:
Ptt = knc.Pdmi (3-2)
Trong đó: knc = kmax .ksd
knc = ksd∑ + (3-3)
ksd∑ = (3-4)
knc - hệ số nhu cầu, tra trong sổ tay kỹ thuật Pdmi - công suất định mức của thiết bị thứ i n - số thiết bị hiệu quả.
Phương pháp này có ưu điểm là đơn giản, tính toán thuận tiệnnên thường được áp dụng. Nhược điểm là kém chính xác vì hệ số knc tra trong sổ tay là hệ số không xét đến chế độ vận hành thực tế của phụ tải và số thiết bị trong nhóm máy. Nếu chế độ vận hành và số nhóm máy thay đổi thì kết quả tính toán theo hệ số nhu cầu sẽ không chính xác. Do vậy phương pháp này thường áp dụng trong tính toán sơ bộ hoặc quy hoạch.
3.2.3. Xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại
Khi cần nâng cao độ chính xác của phụ tải tính toán hoặc khi không có các số liệu cần thiết để áp dụng các phương pháp tương đối đơn giản đã nêu ở trên thì ta dùng phương pháp này.
Công thức tính:
Ptt = kmax.Ptb (3-5)
Trong đó :
kmax = f (nhq, ksd)
ksd - hệ số sử dụng, tra trong sổ tay kỹ thuật. Hệ số cực đại được tính theo công thức:
max 1 1.5 1 * sd hq sd k k k n (3-6)
Trong đó: nhq- là hệ số thiết bị hiệu quả Xác định hệ số ksd
Ta có thể tra bảng hoặc tính theo công thức: + Đối với một thiết bị:
+ Đối với một nhóm thiết bị:
Hệ số thiết bị hiệu quả là số thiết bị giả thiết có cùng công suất và chế độ làm việc, chúng đòi hỏi phụ tải bằng phụ tải tính toán của nhóm phụ tải thực tế (gồm các thiết bị có chế độ làm việc và công suất khác nhau).
2 1 2 1 ( n dmi) i hq n dmi i p n p (3-7) Khi n ≥ 4, nhq4, hệ số: m =
Khi thiết bị trong nhóm n > 5 tính nhqkhá phiền phức. Vì vậy thực tế trước hết tính:
(3-8) Trong đó :
n- là số thiết bị trong nhóm
n1- thiết bị có công suất không nhỏ hơn một nửa công suất của thiết bị có công suất lớn nhất
Sau khi tính toán được n* và p* thì dùng bảng hoặc đường cong tìm nhq* từ đó tính theo công thức:
nhq = nhq**n
Khi tính toán theo phương pháp này, trong một số trường hợp cụ thể dùng các công thức sau:
+ Trường hợp n ≤ 3 và nhq<4 phụ tải được tính theo công thức sau:
1 n tt dmi i P P
+ Trường hợp n > 3 và nhq< 4 phụ tải được xác định theo công thức sau:
1 * n tt pti dmi i P k P (3-9) Trong đó :
kpt - hệ số phụ tải của từng máy
Nếu không có số liệu chính xác , hệ số phụ tải có thể lấy gần đúng như: kpt= 0,9 đối với thiết bị làm việc dài hạn.
kpt= 0,75 đối với thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn.
+ Trường hợp nhq ≤ 300 tra bảng đường cong 3-7 trang 30 và bảng 3-3 trang 32 sách Hệ thống cung cấp điện của xí nghiệp công nghiệp và đô thị và nhà cao tầng .
+ Nếu nhq> 300 và ksd< 0,5 thì hệ số cực đại kmaxđược lấy ứng với nhq = 300. Khi nhq> 300 và ksd ≥ 0,5 thì :
(3-10) + Đối với các thiết bị có đồ thị phụ tải bằng phẳng thì phụ tải tính toán có
thể lấy bằng phụ tải trung bình: *
tt tb sd dmi
P P k P (3-11)
Hệ số đồng thời thể hiện tính chất làm việc đồng thời của phụ tải. Theo phương pháp này công suất tính toán được xác định dựa vào công suất lớn nhất tại các thời điểm cực đại. Thông thường ta chọn 2 thời điểm: Cực đại ngày và cực đại đêm. Khi đó:
Ptt = max (knđt.ΣPtti , kdđt.ΣPtti) (3-12) Đối với phụ tải động lực người ta thường lấy:
knđt = 0,8 ÷ 1 (hệ số đồng thời ban ngày) kđđt = 0,3 ÷ 0,7 (hệ số đồng thời ban đêm) Đối với phụ tải chiếu sáng:
Ta có: knđt = (0,3 ÷ 0,5) kđđt = (0,8 ÷ 1).
Tuy nhiên đối với các phụ tải chiếu sáng phục vụ cho sản xuất ở một số phân xưởng đặc biệt như may mặc thì hệ số knđt = kđđt = 1.
Trong một số trường hợp ta có thể tham khảo bảng hệ số đồng thời hoặc tính giá trị hệ số đồng thời ngày và đêm theo lý thuyết xác suất.
3.2.5. Xác định phụ tải tính toán theo đồ thị phụ tải
Do đặc điểm của phụ tải điện là biến đổi theo thời gian nên dùng các phương pháp trên có thể sai số, đôi khi vượt quá phạm vi cho phép. Phương pháp sử dụng đồ thị phụ tải có thể khắc phục những nhược điểm trên. Nội dung của phương pháp như sau:
- Phân các phụ tải thành từng nhóm có tính chất, chế độ làm việc gần giống nhau.
- Trên cơ sở quy trình công nghệ hoặc quy trình làm việc dựng đồ thị phụ tải của từng nhóm phụ tải trên cùng một hệ tọa độ.
- Cộng đồ thị phụ tải của tất cả các nhóm.
- Công suất tính toán chính là công suất cực đại của đồ thị phụ tải đã xây dựng.
- Phương pháp trên có độ chính xác cao nhưng đòi hỏi phải có nhiều kinh nghiệm và tốn nhiều công sức khi thống kê, xử lý số liệu và xây dựng đồ thì phụ tải của các nhóm.
3.2.6. Phương pháp cộng phụ tải theo số gia
Đối với mỗi nhóm tải ta áp dụng một phương pháp tính toán nhất định, tuy nhiên việc tổng hợp phụ tải của các nhóm khác nhau thường được thực hiện theo phương pháp số gia. Bảng số gia được xây dựng trên cơ sở phân tích, tính toán của hệ số đồng thời và hệ số cực đại cho sẵn trong các sổ tay thiết kế, phụ tải tổng hợp xác định bằng cách cộng từng đôi một, lấy giá trị của phụ tải lớn cộng với số gia của phụ tải bé.
Giả sử có 2 phụ tải tính toán là Ptt1 và Ptt2 nếu Ptt1> Ptt2 khi đó Ptt (1-2) = Ptt1 + Δ Ptt2 (Δ Ptt2 là số gia công suất Ptt2)
Để tiện cho việc lập trình khi sử dụng máy tính thay thế cho việc tra bảng, ta có thể sử dụng biểu thức :
PΣ = Pi + ΔPi+1 = Pi + ki . Pi+1 (Pi> Pi+1) (3-13) Trong đó: k1 = ( \f(Pi+1,5)0,04 - 0,41
Phương pháp này đơn giản, khá chính xác, nhưng cần lưu ý là 2 nhóm phụ tải phải được xác định ở cùng một thời điểm.
3.2.7. Phương pháp tính toán một số phụ tải đặc biệt
Xác định phụ tải tính toán cho thiết bị điện một pha.
Nếu trong mạng có các thiết bị điện một pha thì ta phải phân phối các thiết bị đó lên ba pha của mạng sao cho mức độ không cân bằng giữa các pha là ít nhất. Khi đó:
Nếu tại điểm cung cấp (tủ phân phối, đường dây chính...) phần công suất không cân bằng bé hơn 15% tổng công suất tại điểm đó thì các thiết bị một pha được coi như thiết bị ba pha có công suất tương đương.
Nếu phần công suất không cân bằng lớn hơn 15% tổng công suất các thiết bị ở điểm xét, thì phụ tải tính toán quy đổi về ba pha Ptt (3 pha) của các thiết bị một pha được tính như sau:
+ Trường hợp thiết bị một pha nối vào điện áp pha của mạng điện: Ptt (3 pha) = 3.P1 pha (max) (3-14) Với P1 pha (max) là tổng công suất các thiết bị một pha của pha có phụ tải lớn nhất.
+ Trường hợp thiết bị một pha nối vào điện áp dây của mạng thì: Ptt (3 pha) = 3.P1 pha (3-15) + Trường hợp trong mạng vừa có thiết bị một pha nối vào điện áp pha, vừa có thiết bị một pha nối vào điện áp dây, thì phải quy đổi các thiết bị nối vào điện áp dây thành thiết bị nối vào điện áp pha, các hệ số quy đổi được tra theo bảng.
3.2.8. Phương pháp tính toán phụ tải đỉnh nhọn
Phụ tải đỉnh nhọn là phụ tải cực đại xuất hiện trong khoảng thời gian khoảng từ 1 - 2 giây. Thường được tính dưới dạng dòng điện đỉnh nhọn để kiểm tra độ lệch điện áp, chọn các thiết bị bảo vệ, tính toán điều kiện khởi động của động cơ điện. Trong thực tế không những phải quan tâm đến giá trị của dòng điện đỉnh nhọn mà còn quan tâm đến tần số xuất hiện của nó. Trong mạng điện dòng điện đỉnh nhọn xuất hiện khi khởi động động cơ, hoặc máy hàn làm việc.... Iđn = Ikđ = kkđ.Iđm (3-16)
kkđ: hệ số khởi động động cơ điện, đối với động cơ KĐB thì kkđ= 5 ÷ 7 Đối với lò điện hồ quang hoặc máy biến áp hàn thì kkđ ≥ 3
Đối với một nhóm máy, dòng điện đỉnh nhọn xuất hiện khi có dòng mở máy lớn nhất trong nhóm mở máy, còn các thiết bị khác làm việc bình thường. Công thức tính toán dòng điện đỉnh nhọn.
Trong đó: Ikđ max : dòng điện khởi động của động cơ lớn nhất Itt : dòng điện tính toán của nhóm máy.
ksd: hệ số sử dụng của động cơ công suất lớn nhất.
Iđmmax : dòng điện định mức của động cơ có dòng mở máy lớn nhất.
3.3. Xác định phụ tải tính toán của của Công ty3.3.1. Phụ tải sinh hoạt 3.3.1. Phụ tải sinh hoạt
(Tra bảng 2-2, trang 621, CUNG CẤP ĐIỆN, Nguyễn Xuân Phú, NXB khoa học và kỹ thuật) ta có thông số sau:
Bảng 3.1: Phụ tải sinh hoạt
STT Tên thiết bị P (W) T (h) ni PΣ (kW) ksd Cos φ
1 Đèn huỳnh quang 40 6 38 1,52 0,9 0,95 2 Điều hòa 1000 3,5 12 12 0,8 0,85 3 Quạt bàn 60 7 24 1,44 0,8 0,85 4 Quạt trần 75 5 18 1,35 0,75 0,85 5 Tủ lanh 120 24 26 3,12 0,8 0,85 6 Máy vi tính 350 8 36 12,6 0,85 0,85 7 tổng 154 32,03
Ta có: n= 154 Ta thấy ksd∑ = 0,8>0,2 và m=25 nên Chọn nhq = 64 Kmax = 1+ = 1 + = 1,063 cosφtb = = → tgφtb = 0,607
Công suất tính toán tác dụng:
Pttsh = kmax*ksd∑*= 1,063*0,8*32,03 = 27,23 (kW) Công suất tính toán phản kháng:
Qttsh = Pttsh* tgφtb = 27,23*0,607 = 16,53 (kVAr) Công suất toàn phần tính toán:Stt = = (kVA)
3.3.2. Kho nguyên phụ liệu
Tra phụ lục 1-1, trang 324 ta có thông số:ksdΣ= 0,7, cosφtb = 0,8
Bảng 3.2: Phụ tải kho nguyên phụ liệu
STT Tên thiết bị Số lượng P(kW)/máy PΣ (kW)
1 Bơm 1 0,75 0,75
2 Quạt thông gió 4 1,10 4,40
Tổng 5 5,15
Theo phương pháp tính theo hệ số cực đại ta có : n=5; m = = = 1,467 5.
Suy ra nhq = 5
kmax = 1+ = 1 + = 1,409 cosφtb = 0,8
→ tgφtb = 0,75
Phụ tải tính toán tính theo công thức :
Ptt = kmax * ksdΣ * = 1,409 * 0,7 * 5,15 = 5,079 (kW) Công suất phản kháng của nhóm tính theo công thức :
Qtt = Ptt . tgφtb = 5,079 * 0,75 = 3,809 (kVAr) Công suất toàn phần tính theo công thức :
Stt = = = 6,349 (kVA)
3.3.2.1.Phụ tải chiếu sáng kho nguyên phụ liệu
Tra bảng 2-2 trang 621 ta có ksd = 0,9; Cos φ = 0,95
Bảng 3.3 : Phụ tải chiếu sáng kho nguyên phụ liêu
STT Tên thiết bị Số
lượng P(kW)/máy PΣ (kW) ksd Cos φ
1 Đèn huỳnh quang
1,2m 24 0,036 0,864 0,9 0,95
ta có n=24, m=1. vậy nhq = 24
kmax = 1+ = 1 +
Cos φ = 0,95 → tgφ =0,329
Phụ tải tính toán tính theo công thức :
Ptt = kmax *ksdΣ * = 1,102 *0,9*0,864 = 0,857 (kW) Công suất phản kháng của nhóm tính theo công thức : Qtt = Ptt . tgφ =0,857*0,329 =0,82 (kVAr)
Công suất toàn phần tính theo công thức : Stt = = =0,902 (kVA)
3.3.3. Xưởng cắt
Bảng 3.4: phụ tải xưởng cắt
STT Loại máy Số
lượng P(kW)/máy PΣ (kW) ksd Cosφ
1 Máy kiểm vải, tở vải 3 2,10 6,3 0,80 0,80
2 Máy cắt tay 8 0,80 6,4 0,80 0,80 3 Máy cắt đầu bàn 3 0,20 0,6 0,80 0,80 4 Máy cắt vòng 4 1,30 5,2 0,80 0,80 5 Máy cắt viền 3 0,50 1,5 0,80 0,80 6 Máy ép keo 4 4,50 18 0,80 0,85 7 Máy ép nhiệt 3 3,60 10,80 0,80 0,85 8 Bàn là 4 1,00 4,00 0,80 0,90 9 Bơm 1 1,50 1,50 0,70 0,80 10 tổng 33 54,3 Ta có: n = 33. m = > 3 ksdΣ = Suy ra: ksdΣ = >0,2 = chọn nhq = 24 kmax = 1+ = 1 + cosφtb= → tgφtb = 0,664
Phụ tải tính toán tính theo công thức: Ptt = kmax * ksdΣ *
Công suất phản kháng của nhóm tính theo công thức : Qtt = Ptt * tgφtb = 34,67*0,664 = 23,02(kVAr) Công suất toàn phần tính theo công thức:
3.3.3.1. Hệ thống quạt gió xưởng cắt
Tra phụ lục 1-1 trang 324 ta được các hệ số sử dụng và giá trị cosφ như trong bảng.
Bảng 3.5: Hệ thống quạt gió xưởng cắt
STT Tên thiết bị Số lượng P/máy (kW) PΣ (kW) ksd Cosφ
1 Quạt thông gió 9 1,1 9,9 0,7 0,8
Ta có: n= 9; m = 1 3. Suy ra: nhq = n = 9
kmax = 1+ = 1 + = 1,327 cosφ = 0,8
→ tgφ = 0,75
Phụ tải tính toán tính theo công thức :
Ptt = kmax* ksdΣ* = 1,327 * 0,7* 9,9 = 9,196 (kW) Công suất phản kháng của nhóm tính theo công thức : Qtt = Ptt . tgφ = 9,196 * 0,75 = 6,822 (kVAr)
Công suất toàn phần tính theo công thức : Stt = = = 11,495 (kVA)
3.3.3.2. Hệ thống chiếu sáng xưởng cắt
Tra bảng 2-2, trang 621 ta có ksd=0,9; Cos φ=0,95
Bảng 3.6: Hệ thống chiếu sáng xưởng cắt
STT Tên thiết bị Số
lượng P(kW)/máy PΣ (kW) ksd Cos φ
1 Đèn huỳnh quang
1,2m 82 0,036 2,952 0,9 0,95
ta có n=82, m=1. vậy nhq = 82
kmax = 1+ = 1 +
Phụ tải tính toán tính theo công thức :
Ptt = kmax *ksdΣ * = 1,055 *0,9*2,952 =2,803 (kW) Công suất phản kháng của nhóm tính theo công thức : Qtt = Ptt . tgφ =2,803*0,329 =0,92 (kVAr)
Công suất toàn phần tính theo công thức : Stt = = =2,95 (kVA)
3.3.4. Xưởng may
Phụ tải từ chuyền 1 đến chuyền 16 và máy trong tổ hoàn thiện
Bảng 3.7 : Phụ tải xưởng may và tổ hoàn thiện
STT Tên thiết bị Số lượng P(kW)/má y PΣ (kW) ksd Cos φ 1 Máy may 1 kim 262 0,70 183,4 0,80 0,80 2 Máy vắt sổ 132 0,55 72,6 0,80 0,80 3 Máy trần đè 132 0,55 72,6 0,80 0,80 4 Bàn là hơi 42 1,00 42 0,80 0,90 5 Bàn hút 42 1,10 46,2 0,80 0,85 6 Bơm 1 1,50 1,5 0,70 0,80 7 Máy hút chỉ 1 2,20 1,5 0,80 0,80 8 Máy dò kim 1 0,14 0,14 0,80 0,80 Tổng 613 419,9 4 Ta có: m = = = 15,714 3 ksdΣ = ksdΣ = Suy ra:= chọn nhq =382 kmax = 1+ = 1 + cosφtb =
→ tgφtb = 0,698
Phụ tải tính toán tính theo công thức :
Ptt = kmax*ksdΣ * = 1,02*0,799*419,94 = 342.24(kW) Công suất phản kháng của nhóm tính theo công thức :
Qtt = Ptt . tgφtb = 342,24* 0,698 =238,88 (kVAr) Công suất toàn phần tính theo công thức :
Stt = = =417,37(kVA)
3.3.4.1. Hệ thống quạt thông gió trong xưởng may
Tra phụ lục 1-1 trang 324 ta được các hệ số sử dụng và giá trị cosφ như trong bảng.
Bảng 3.8: Hệ thống quạt thông gió xưởng may
STT Tên thiết bị Số lượng P/máy (kW) PΣ (kW) ksd cosφ
1 Quạt thông gió 12 1,1 13,2 0,7 0,8
Ta có: n= 12; m = 1 3. Suy ra: nhq = n = 12 kmax = 1+ = 1 + = 1,283
cosφ = 0,8 → tgφ = 0,75
Phụ tải tính toán tính theo công thức :
Ptt = kmax* ksdΣ * = 1,283* 0,7*13,2 = 11,855 (kW) Công suất phản kháng của nhóm tính theo công thức :
Qtt = Ptt . tgφ = 11,855* 0,75 = 8,891 (kVAr) Công suất toàn phần tính theo công thức :
Stt = = = 14,819 (kVA)
3.3.4.2. Hệ thống chiếu sáng xưởng may
Tra bảng 2-2 trang 621 ta có ksd=0,9; Cos φ=0,95
STT Tên thiết bị Số lượn g P(kW)/má y PΣ (kW) ksd Cos φ 1 Đèn huỳnh quang 1,2m 151 0,036 5,436 0,9 0,95 ta có n=151, m=1. vậy nhq = 151 kmax = 1+ = 1 + Cos φ = 0,95 → tgφ = 0,329
Phụ tải tính toán tính theo công thức :
Ptt = kmax*ksdΣ* = 1,04*0,9* 5,436 = 5,08 (kW)
Công suất phản kháng của nhóm tính theo công thức : Qtt = Ptt . tgφ =5,08* 0,329 =1,67 (kVAr)
Công suất toàn phần tính theo công thức : Stt = = = 5,34 (kVA)
3.4. Tổng hợp phụ tải
3.4.1. Phương pháp tổng hợp
Để tổng hợp phụ tải toàn thị trấn ta sử dụng phương pháp số gia.
Phụ tải tổng hợp được xác định bằng cách cộng từng đôi một, lấy giá trị của phụ tải lớn cộng với số gia của phụ tải bé.