Hình 2 .20 Hình ảnh bóng đèn cao áp SON – 250W
Hình 2.23 Một số hình ảnh thực tế khu vực ngoài trời của trạm
CHƯƠNG 3
TỔNG HỢP PHỤ TẢI TỰ DÙNG CỦA TRẠM BIẾN ÁP
3.1Phương pháp xác định phụ tải của trạm biến áp 3.1.1 Cơ sở lý luận
Dựa vào số liệu phụ tải của trạm biến áp đã thu thập được để thiết kế hệ thống cung cấp điện tự dùng cho trạm. Việc thiết kế mạng điện nhằmmục đích:
+ Nâng cao chất lượng, giảm tổn thất điện năng; + Phí tổn về kinh tế hàng năm là nhỏ nhất;
+ An toàn trong vận hành, thuận tiện trong bảo trì và sửa chữa; + Đảm bảo cung cấp điện có độ tin cậy cao.
3.1.2 Khái niệm phụ tải tính toán
Phụ tải tính toán (hay còn gọi là phụ tải điện) là phụ tải không có thực, nó cần thiết cho việc chọn các trang thiết bị cung cấp điện (CCĐ) trong mọi trạng thái vận hành của hệ thống CCĐ. Phụ tải tính toán không phải là tổng công suất đặt của các thiết bị điện, việc sử dụng điện là không có quy luật.Trong thực tế vận hành ở chế độ dài hạn người ta muốn rằng phụ tải thực tế không gây ra những phát nóng các trang thiết bị CCĐ (dây dẫn, máy biến áp, thiết bị đóng cắt). Ngoài ra ở chế độ ngắn hạn thì nó không được gây tác động cho các thiết bị bảo vệ (ví dụ ở các chế độ khởi động của các phụ tải thì cầu chì hoặc các thiết bị bảo vệ khác không được cắt). Như vậy phụ tải tính toán thực chất là phụ tải giả thiết tương đương với phụ tải thực tế về một vài phương diện nào đó. Trong thực tế thiết kế người ta thường quan tâm đến hai
yếu tố cơ bản do phụ tải gây ra đó là phát nóng và tổn thất, vì vậy tồn tại hai loại phụ tải tính toán cần phải được xác định đó là phụ tải tính toán theo điều kiện phát nóng và phụ tải tính toán theo điều kiện tổn thất:
- Phụ tải tính toán theo điều kiện phát nóng là phụ tải giả thiết lâu dài không đổi tương đương với phụ tải thực tế biến thiên về hiệu quả nhiệt lớn nhất.
- Phụ tải tính toán theo điều kiện tổn thất thường được gọi là phụ tải đỉnh nhọn là phụ tải cực đại ngắn hạn xuất hiện trong một thời gian ngắn từ 1 đến 2 giây chúng chưa gây ra phát nóng cho các trang thiết bị nhưng lại gây ra các tổn thất và có thể là nhảy các bảo vệ hoặc làm đứt cầu chì. Trong thực tế phụ tải đỉnh nhọn thường xuất hiện khi khởi động các động cơ hoặc khi đóng cắt các thiết bị cơ điện khác.
Để xác định đúng phụ tải tính toán là rất khó, nhưng ta có thể dùng các phương pháp gần đúng trong tính toán. Có nhiều phương pháp như vậy, người kỹ sư cần phải căn cứ vào thông tin thu nhận được trong từng giai đoạn thiết kế để chọn phương pháp thích hợp, càng có nhiều thông tin ta càng chọn được phương pháp chính xác hơn.
3.1.3 Giới thiệu một số phương pháp xác định phụ tải tính toán
Thông tin mà ta biết được là diện tích khu nhà S (m2) và công suất đặt
Pđ(kW) của các phòng ban của trạm điện. Mục đích là: - Xác định phụ tải tính toán cho khu nhà của trạm; - Chọn biến áp tự dùng cho trạm;
- Chọn dây dẫn thích hợp từng phòng trong trạm;
a. Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo hệ số nhu cầu knc
Phụ tải tính toán của nhóm thiết bị có cùng chế độ làm việc của trạm được xác định theo công suất đặt Pđ và hệ số nhu cầu knc theo các công thức sau: 1 n tt nc dmi i P k P (3.1) . tt tt Q P tg (3.2) 2 2 tt tt tt S P Q (3.3) Trong đó:
Pdmi - Công suất định mức của thiết bị thứ i; knc - Hệ số nhu cầu tra bảng 3.1;
Ptt - Công suất tác dụng (kW); Qtt - Công suất phản kháng (kVAr); Stt - Công suất toàn phần (kVA).
Bảng 3.1: Bảng tra quan hệ giữa hệ số nhu cầu và công suất đặt
n dmi i=1 P (kW) < 3 3 -10 10-20 20-50 50-100 100- 200 > 200 knc 0,85 0,75 0,65 0,55 0,5 0,45 0,4
Nếu hệ số cos của các thiết bị trong nhóm không giống nhau thì phải tính hệ số công suất trung bình theo CT sau:
1 1 .cos cos n i i i tb n i i P P (3.4) Trong đó:
Pi – Công suất của từng thiết bị
cosi- Hệ số cos của từng thiết bị.
Phương pháp tính phụ tải tính toán theo hệ số nhu cầu có ưu điểm là đơn giản, thuận tiện, vì thế nó là một trong những phương pháp được dùng rộng rãi. Nhược điểm của phương pháp này là nếu chế độ vận hành và số thiết bị nhóm thay đổi nhiều thì kết quả sẽ không chính xác bởi vì hệ số nhu cầu knc tra được trong sổ tay là một số liệu cố định cho trước không phụ thuộc vào chế độ vận hành và số thiết bị trong nhóm máy.
b.Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại
Theo định nghĩa hệ số phụ tải cực đại có thể xác định phụ tải tính toán theo công thức:
tt max max sd dmi
P =P =k .k .P (3.5)
Trong đó:
Pđm - Công suất định mức, kW;
ksd-Hệ số sử dụng là tỷ số của phụ tải tính toán trung bình với công suất đặt của thiết bị trong một khoảng thời gian khảo sát;
kmax - Hệ số cực đại được xác định kmax = f(ksd,nhq).
Phương pháp này cho kết quả tương đối chính xác vì khi xác định số thiết bị hiệu quả nhq chúng ta đã xét tới một loạt các yếu tố quan trọng như ảnh
hưởng của số lượng thiết bị trong nhóm, số thiết bị có công suất lớn nhất cũng như sự khác nhau về chế độ làm việc của chúng.
c. Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo hệ số đồng thời
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 hai thời điểm: cực đại ngày và cực đại đêm, khi đó:
. max . tti tti nđt đđt tt k P P k P (3.6) Trong đó:
Ptti – Công suất tính toán của phụ tải thứ i; knđt – Hệ số đồng thời ngày cực đại;
kđđt – Hệ số đồng thời cực đại đêm.
Đối với phụ tải động lực, người ta thường lấy hệ số đồng thời ngày là 0,8 1 , đêm là 0,3 0,7 tùy vào tính chất.
Đối với các phụ tải chiếu sáng thông thường, thì hệ số đồng thời cực đại ngày thường lấy 0,3 0,5, hệ số đồng thời cực đại đêm 0,8 1 . Tuy nhiên
đối với phụ tải chiếu sáng phục vụ sản xuất ở một số phân xưởng đặc biệt như may mặc,… thì hệ số đồng thời cả ngày lẫn đêm đều bằng 1.
Trong một số trường hợp ta có thể tham khảo hệ số đồng thời như bảng 3.2 hoặc tính giá trị hệ số đồng thời ngày và đêm theo lý thuyết xác suất.
Bảng 3.2: Bảng tra hệ số đồng thờiSố tiêu Số tiêu thụ điện 2 3 4 - 5 5 - 6 8 - 10 11 - 15 16 - 20 21 - 30 31 – 50 51 -150 151 Kđt 0,9 0,88 0,85 0,8 0,75 0,7 0,65 0,6 0,55 0,5 0,45
Phương pháp này thường được áp dụng khi tính toán phụ tải tại một nút của hệ thống cung cấp điện.
d. Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo số gia
Đối với mỗi nhóm tải người 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. Phương pháp này được xây dựng trên cơ sở phân tích, tính toán của hệ số đồng thời và hệ số cực đại cho sẵn trong sổ tay thiết kế, 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 theo công thức:
1 . i i i P P k P (3.7) 0,04 1 0,41 5 i i P k (3.8) Trong đó:
Pi – Công suất phụ tải lớn; Pi+1 – Công suất phụ tải nhỏ.
3.2 Xác đinh phụ tải tính toán tự dùng của trạm biến áp 3.2.1 Phân nhóm các phụ tải trong trạm
Để tiện cho việc xác định phụ tải tính toán và cấp điện cho trạm biến áp ta có thể chia phụ tải ra làm 4 nhóm dựa vào vị trí các phòng, từ đó ta có sơ đồ nối dây mạng điện tự dùng như hình 3.1.