Chương 2: TÍNH TOÁN PHỤ TẢI ĐIỆN
2.2. Đồ thị phụ tải điện
Phụ tải điện của một xí nghiệp là một hàm biến đổi theo thời gian. Đường cong biểu diễn sự biến thiên của công suất tác dụng (P), công suất phản kháng (Q) và dòng điện phụ tải theo thời gian là đồ thị phụ tải tương ứng với công suất tác dụng, công suất phản kháng và dòng điện.
Sự thay đổi của phụ tải theo thời gian có thể được ghi lại bằng các dụng cụ đo lường có cơ cấu tự ghi như (hình 2.1a) hoặc do nhân viên vận hành ghi (hình 2.1b).
Thông thường để cho việc tính toán được thuận tiện, đồ thị phụ tải được vẽ lại theo hình bậc thang. Chiều cao của các bậc thang được lấy theo giá trị trung bình của phụ tải trong khoảng thời gian được xét (hình 2.1c), tức là có thể lấy theo chỉ số của công tơ lấy trong những khoảng thời gian được xác định giống nhau.
Khi thiết kế cung cấp điện nếu biết đồ thị phụ tải điện điển hình của xí nghiệp sẽ có căn cứ để chọn các thiết bị điện, tính điện năng tiêu thụ... Khi vận hành nếu biết đồ
thị phụ tải điện của xí nghiệp thì có thể xác định được phương thức vận hành các thiết bị điện sao cho hợp lý nhất, kinh tế nhất.
Các nhà máy điện cần nắm được đồ thị phụ tải điện của các xí nghiệp để có phương thức vận hành các máy phát điện cho phù hợp với các yêu cầu của phụ tải. Vì vậy đồ thị phụ tải là số liệu quan trọng trong việc thiết kế cũng như vận hành hệ thống cung cấp điện.
.
Đồ thị phụ tải điện được phân loại như sau:
+ Phân theo đại lượng đo:
- Đồ thị phụ tải tác dụng P(t).
- Đồ thị phụ tải phản kháng Q(t).
- Đồ thị điện năng A(t).
+ Phân theo thời gian khảo sát:
- Đồ thị phụ tải hàng ngày.
- Đồ thị phụ tải hàng tháng.
- Đồ thị phụ tải hàng năm.
2.2.1. Đồ thị phụ tải hàng ngày.
Đây là đồ thị phụ tải một ngày đêm 24 giờ (hình 2.1). Nghiên cứu đồ thị phụ tải một ngày đêm của một phân xưởng hay một xí nghiệp ta có thể biết được tình trạng làm việc của các thiết bị, từ đó có thể sắp xếp được qui trình vận hành hợp lý nhất, để đảm bảo cho đồ thị phụ tải chung toàn phân xưởng hoặc xí nghiệp tương đối bằng phẳng. Như vậy sẽ đạt được mục đích vận hành kinh tế, giảm được tổn thất trong mạng điện. Đồ thị phụ tải hàng ngày là căn cứ để chọn các thiết bị điện, tính điện năng tiêu thụ.
2.2.2. Đồ thị phụ tải hàng tháng.
Đồ thị phụ tải hàng tháng được xây dựng theo đồ thị phụ tải trung bình hàng tháng (hình 2.2). Nghiên cứu đồ thị phụ tải hàng tháng có thể biết được nhịp độ sản
Hình 2.1. Đồ thị phụ tải ngày.
a. Đồ thị phụ tải do thiết bị tự ghi (1).
b. Đồ thị phụ tải do nhân viên vận hành ghi(2).
c. Đồ thị phụ tải vẽ theo hình bậc thang (3).
t
1 P
2 3
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 20 24
xuất của xí nghiệp, từ đó định ra được lịch vận hành, sửa chữa các thiết bị điện một cách hợp lý, đáp ứng được yêu cầu của sản xuất.
Ví dụ: Xét đồ thị (hình 2.2) ta thấy rằng vào khoảng tháng 4, 5 phụ tải của xí nghiệp là nhỏ nhất, nên có thể tiến hành sửa chữa vừa và lớn các thiết bị điện vào lúc đó. Còn những tháng cuối năm phụ tải của xí nghiệp là lớn nhất nên trước những tháng đó phải có kế hoạch sửa chữa nhỏ, bảo dưỡng hoặc thay thế các thiết bị hỏng hóc để có thể đáp ứng được yêu cầu của sản xuất.
2.2.3. Đồ thị phụ tải hàng năm.
Ta căn cứ vào đồ thị phụ tải điển hình của một ngày mùa hè và một ngày mùa đông để vẽ đồ thị phụ tải hàng năm (hình 2.3).
Giả sử ta quy định mùa hè gồm n1 ngày, mùa động gồm n2 ngày. Với mức phụ tải P1 ta thấy trong ngày mùa đông điển hình P1 tồn tại trong khoảng thời gian t1’+ t1”.
Trong ngày điển hình mùa hè P1 tồn tại trong khoảng thời gian t2
Hình 2.3. Đồ thị phụ tải hàng năm.
a. Đồ thị phụ tải một ngày mùa hè điển hình;
b. Đồ thị phụ tải một ngày mùa đông điển hình;
c. Đồ thị phụ tải hàng năm.
a. 0 4 8 12 16 20 24 t( h)
P
t( h) 0 4 8 12 16 20 24
t1’ t1”
P1
P2 P3 Pn
P
t2
P1 P2 P3 Pn
P
8760h P1
P2
P3
Pn T1
b. c.
t( tháng) Hình 2.2. Đồ thị phụ tải hàng tháng P
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Vậy trong một năm số thời gian tồn tại phụ tải P1 là:
T1 = (t1’ + t1”) n1 + t2 n2
Khi xây dựng đồ thị phụ tải hàng năm ta tiến hành lần lượt từ mức phụ tải cao đến mức phụ tải thấp, với thời gian tồn tại tương ứng của từng mức phụ tải. Khi nghiên cứu đồ thị phụ tải hàng năm ta có thể biết được điện năng tiêu thụ hàng năm, thời gian sử dụng công suất lớn nhất Tmax
Những số liệu đó được dùng làm căn cứ để chọn dung lượng máy biến áp, chọn thiết bị điện, đánh giá mức độ sử dụng điện và tiêu hao điện năng.