Transcript File

Chương 2
XAÙC ÑÒNH NHU CAÀU
ÑIEÄN NAÊNG
NỘI DUNG
1
ĐẶT VẤN ĐỀ
2
ĐỒ THỊ PHỤ TẢI ĐIỆN
3
NHỮNG ĐỊNH NGHĨA CƠ BẢN VÀ KÝ HIỆU
4
CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN
5
PHƯƠNG PHÁP TÍNH MỘT SỐ PHỤ TẢI ĐẶC BIỆT
I. ĐẶT VẤN ĐỀ
 Xác định nhu cầu tiêu thụ điện cho những phân
xưởng, xí nghiệp. Dự báo phụ tải ngắn hạn hoặc
dài hạn. Các PP xác định phụ tải gồm 2 nhóm:
 Nhóm 1: Là nhóm các phương pháp tính toán
dựa trên kinh nghiệm thiết kế, kinh nghiệm vận
hành, người ta tổng kết lại để đưa ra các hệ số
tính toán.
 Nhóm 2: Là nhóm tính toán dựa trên cơ sở lý
thuyết. Phương pháp này có kể đến nhiều yếu
tố do đó kết quả tính toán chính xác hơn nhưng
tính toán phức tạp.
II. ĐỒ THỊ PHỤ TẢI ĐIỆN
 Đồ thị phụ tải là đồ thị biểu diễn sự thay đổi
của phụ tải theo thời gian. ĐTPT phụ thuộc
vào đặc điểm quá trình công nghệ, chế độ
vận hành,...
P (kw)
Pmax
Pmin
0
5
7
11
14 18 20
22
H2-1. Ñoà Thò phuï taûi
24
t (giờ)
II. ĐỒ THỊ PHỤ TẢI ĐIỆN
 Đồ Thị Phụ Tải Ngày
 Là đồ thị phụ tải một ngày đêm. Đồ thị phụ
tải ngày thường được vẽ theo hình bậc
thang để thuận tiện cho việc tính toán nhịp
độ tiêu thụ điện năng hàng ngày của hộ tiêu
thụ, qua đó có thể định được quy trình vận
hành hợp lý (điều chỉnh dung lượng máy
biến áp, dung lượng bù,…), làm căn cứ để
chọn thiết bị điện, tính điện năng tiêu thụ.
II. ĐỒ THỊ PHỤ TẢI ĐIỆN
P (kw)
Pmax
Pmin
0
5
7
11
14
18
20
22
H2-1. Ñoà Thò phuï taûi ngaøy
24
t (giờ)
II. ĐỒ THỊ PHỤ TẢI ĐIỆN
Đồ Thị Phụ Tải Tháng
Được tính theo phụ tải trung bình của tháng.
Nó cho biết mức độ tiêu thụ điện năng từng
tháng trên nhiều năm, nhằm định ra lịch sữa
chửa bảo trì.
P (kw)
Pmax
Pmin
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11 12
t
(haøng thaùng)
H2-3. Ñoà Thò Phuï taûi Haøng Thaùng
II. ĐỒ THỊ PHỤ TẢI ĐIỆN
Đồ thị phụ tải năm
Cho biết thời gian sử dụng công suất lớn
nhất, nhỏ nhất hoặc trung bình của hộ tiêu
thụ, nhằm xác định công suất của máy
biến áp, các thiết bị điện, đánh giá mức độ
sử dụng và tiêu hao điện năng.
II. ĐỒ THỊ PHỤ TẢI ĐIỆN
III. NHỮNG ĐỊNH NGHĨA
CƠ BẢN
 Công suất định mức: Công suất thiết kế đảm
bảo thiết bị vận hành liên tục, ổn định với chỉ
tiêu kinh tế kỹ thuật cao nhất.
 Phụ tải trung bình: Là một đặc trưng của phụ
tải trong một khoảng thời gian. Tổng của phụ tải
trung bình là giới hạn của phụ tải tính toán.
AP
ptb 
t
qtb 
AQ
t
III. NHỮNG ĐỊNH NGHĨA
CƠ BẢN
 Phụ tải cực đại: là phụ tải trung bình lớn
nhất tính trong khỏang thời gian khá ngắn,
khoảng 5-20 phút. Dùng để kiểm tra tính
chịu nhiệt của thiết bị.
 Phụ tải đỉnh nhọn: là phụ tải cực đại xuất
hiện từ 1-2s. Dùng để kiểm tra điều kiện
tự khởi động của động cơ, thiết bị bảo vệ.
III. NHỮNG ĐỊNH NGHĨA
CƠ BẢN
 Phụ tải tính toán: Là phụ tải giả thiết không đổi lâu dài
tương đương với phụ tải thực tế (thay đổi) về phát nóng.
Hệ số sử dụng: Là tỷ số giữa phụ tải tác dụng trung
bình và công suất định mức của thiết bị.
n
n
k sd
Ptb


Pdm
P
i 1
n
tbi
P
i 1
dmi
k sd 
P
dmi
i 1
k sdi
n
P
i 1
dmi
Hệ số sử dụng nói lên mức độ sử dụng, mức độ khai
thác công suất của thiết bị điện trong một chu kỳ làm
việc. Hệ số sử dụng là một số liệu dùng để tính phụ tải
tính toán, nó được tra trong sổ tay kỹ thuật.
III. NHỮNG ĐỊNH NGHĨA
CƠ BẢN
 Hệ số phụ tải: Là tỷ số giữa công suất
thực tế của thiết bị với công suất định mức.
 Hệ số nhu cầu: Là tỉ số giữa phụ tải tính
toán và công suất định mức. Thường do
kinh nghiệm vận hành mà tổng kết lại.
knc
Ptt


Pdm
Ptt
n
P
i 1
dmi
III. NHỮNG ĐỊNH NGHĨA
CƠ BẢN
 Số thiết bị hiệu quả nhq: Số thiết bị hiệu
quả là số thiết bị có cùng công suất và chế
độ làm việc sao cho phụ tải bằng phụ tải
tính toán của nhóm phụ tải thực tế (gồm
có các thiết bị có các chế độ làm việc và
công suất khác nhau).


nhq    Pdmi 
 i 1

n
2
n
P
i 1
2
dmi
III. NHỮNG ĐỊNH NGHĨA
CƠ BẢN
Khi số thiết bị trong nhóm nhiều, ta có thể xác định
số thiết bị hiệu quả như sau:
n
- Tính:
Pdm   Pdmi
i 1
1
Pdm max
2
là tổng công suất định mức ứng với n1 thiết bị.
- Gọi n1 là số thiết bị có công suất định mức 
- Gọi Pđm1
- Tính các tham số:
n
n  1,
n
*
- Tra bảng:
- Tính:
Pdm1
P 
Pdm
*
n*hq  F( n* ,P* )
nhq  n  n*hq
III. NHỮNG ĐỊNH NGHĨA
CƠ BẢN
VÍ DỤ ÁP DỤNG
Xác định nhq của nhóm thiết bị làm việc dài hạn, có các công suất định
mức sau: 4 máy 10 kW, 5 máy 7 kW, 4 máy 4,5 kW, 3 máy 2,8 kW,
20 máy 1 kW, hệ số sử dụng của nhóm thiết bị ksd=0,1.
GIẢI
Tổng công suất định mức của tòan nhóm:
Pđm = 4.10+ 5.7 + 4.4,5+3.2,8+20.1 = 121,4 kW
Số thiết bị có công suất định mức bằng hoặc lớn hơn nửa công suất
định mức của thiết bị lớn nhất:
n1= 4+5= 9
Tổng công suất định mức của n1 thiết bị trong nhóm:
Pđm1 = 4.10+ 5.7 = 75 kW
Tiến hành tra bảng ta được:
n* hq = 0,56.

nhq= n*hp .n = 0,56. 36 = 20.
Nếu tính theo công thức chính xác thì kết quả nhq = 20.
III. NHỮNG ĐỊNH NGHĨA
CƠ BẢN
 Hệ số cực đại: Là tỷ số giữa phụ tải tính
toán và phụ tải trung bình trong khoảng
thời gian khảo sát.
kmax
Ptt
Ptt


Ptb ksd Pdm
Hệ số cực đại phụ thuộc số thiết bị hiệu quả và
hệ số sử dụng. Nên khi tính toán thường tra bảng
hay đường cong:
kmax  f ( nhq ,ksd )
IV. CÁC PHƯƠNG
PHÁP XÁC ĐỊNH PHỤ
TẢI TÍNH TOÁN
Mục đích của việc tính toán phụ tải điện:
 - Chọn tiết diện dây dẫn của lưới cung cấp
và phân phối điện.
 - Chọn công suất và số lượng máy biến áp
của trạm biến áp.
 - Chọn các thiết bị đóng cắt và bảo vệ.
 - Chọn dung lượng thiết bị bù,…
IV. CÁC PHƯƠNG
PHÁP XÁC ĐỊNH PHỤ
TẢI TÍNH TOÁN
4.1. Xác định phụ tải tính toán theo suất
tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản
phẩm
Mw0
Ptt 
Tmax
M số đơn vị sản phẩm được sản xuất ra trong năm.
w0 suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm, kWh.
Tmax thời gian của ca sử dụng công suất lớn nhất, h.
IV. CÁC PHƯƠNG
PHÁP XÁC ĐỊNH PHỤ
TẢI TÍNH TOÁN
4.2. Xác định phụ tải tính toán theo công suất
phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất
Ptt = P0 . F
P0 : suất tiêu thụ điện trên 1m2 sản xuất, Kw/m2.
F: diện tích sản xuất, m2.
 Phương pháp này chỉ cho kết qủa gần đúng, vì
vậy nó thường được dùng trong giai đoạn thiết
kế sơ bộ. Nó cũng được dùng để tính phụ tải
các phân xưởng có mật độ máy móc sản xuất
tương đối đều, phụ tải chiếu sáng.
IV. CÁC PHƯƠNG
PHÁP XÁC ĐỊNH PHỤ
TẢI TÍNH TOÁN
 4.3. Xác định phụ tải tính toán theo công
suất đặt và hệ số nhu cầu
n
n
Ptt  knc  Pñi
Ptt  knc  Pñmi
Qtt  Ptt tg
Stt  Ptt2  Qtt2 
i 1
i 1
Ptt
cos
Nếu trong nhóm thiết bị mà hệ số cos  của các
thành phần khác nhau thì ta có thể tính cos theo
công thức sau:
P1 cos 1  P2 cos 2  ...  Pn cos n
cos  
P1  P2  ...  Pn
IV. CÁC PHƯƠNG
PHÁP XÁC ĐỊNH PHỤ
TẢI TÍNH TOÁN
4.4. Xaùc ñònh phuï taûi theo heä soá cöïc ñaïi vaø coâng suaát
ñònh möùc
n
Ptt  kmax ksd  Pdmi
Khi nhq < 4 và n  3
i 1
n
Ptt   Pdmi
i 1
Khi nhq < 4 và n > 3
n
Ptt   kti Pdmi
i 1
kt  0.9, cos   0.8

kt  0.75, cos   0.7
Chế độ dài hạn
Chế độ ngắn hạn lặp lại
V. TÍNH MOÄT SOÁ PHUÏ TAÛI
ÑAËT BIEÄT
5.1. Quy Ñổi thiết bị một pha đ đ
Neáu toång coâng suaát cuûa thieát bò một pha nhoû hôn 15% toång coâng
suaát cuûa thieát bò ba pha thì caùc thieát bò moät pha xem nhö laø ba pha
coù coâng suaát töông ñöông. Neáu toång coâng suaát cuûa thieát bò một pha
lôùn hôn 15% toång coâng suaát cuûa caùc thieát bò ba pha ôû ñieåm xeùt thì
caùc thieát bò moät pha quy ñoåi veà ba pha ñöôïc tính nhö sau.
Thiết bị nối điện áp pha:
Pdm  3PdmTB 
Thiết bị nối điện áp dây:
Pdm  3PdmTB 
V. TÍNH MOÄT SOÁ PHUÏ TAÛI
ÑAËT BIEÄT
5.2. Tính phụ tải đỉnh nhọn
 Phuï taûi ñænh nhoïn laø phuï taûi cöïc ñaïi xuaát hieän trong khoaûng
1-2 giaây. Doøng ñieän ñænh nhoïn xuaát hieän khi ñoäng cô khôûi
ñoäng, loø hoà quang hoaëc maùy haøn laøm vieäc, …
 Phuï taûi ñænh nhoïn thöôøng ñöôïc tính döôùi daïng doøng ñieän ñænh
nhọn Iñn . Chuùng ta tính Iñn ñeå kieåm tra ñoä leäch ñieän aùp, choïn
caùc thieát bò baûo veä, tính toaùn töï khôûi ñoäng cuûa ñoäng cô.
I dn  I mm  kmm I dm
V. TÍNH MOÄT SOÁ PHUÏ TAÛI
ÑAËT BIEÄT
Ñoäng cô rotor loàng soùc:
Maùy bieán aùp haøn, loø hoà quang:
Ñoäng cô daây quaán, ñoäng cô moät chieàu:
kmm = 2,5
kmm = 5 - 7
kmm  3
Ñoái vôùi moät nhoùm maùy, doøng ñieän ñænh nhoïn xuaát hieän khi
maùy coù doøng ñieän môû maùy lôùn nhaát trong nhoùm khởi đñộng,
coøn caùc maùy khaùc laøm vieäc bình thöôøng.
Idn  I mmmax   Itt  ksd I dmmax 
KHẢO SÁT SƠ ĐỐ CUNG CẤP ĐIỆN
Ñiểm 1
Xác định chế độ làm việc của từng thiết bị
kt , ɛ, ksd , Pdm , cos.
Ñiểm 2
Với nhóm thiết bị làm việc ở các chế độ
khác nhau. Xác định Ptt :
n
Ptt  kmax ksd  Pdmi
i 1
Ñiểm 3
S2  P2  jQ2
Phụ tải điểm 2 cộng tổn thất ĐD hạ áp:
S3  S2  Sdd
Ñiểm 4
Tính theo knc hay tổng hợp các điểm 3:
n
S4  kdt  S3i , kdt  0.8  1
i 1
Ñiểm 5
S5  S4  SB