bÀi 2: xác định nhu cầu điện

[email protected] ===============================================================

[email protected]

BÀI 2: Xác định nhu cầu điện

2.1. Đặt vấn đề :

Khi thiết kế cung cấp điện cho một công trình nào đó nhiệm vụ đầu tiên

của chúng ta là xác định phụ tải điện của công trình ấy .Tuỳ theo quy mô của

công trình mà phụ tải điện phải được xác định theo phụ tải thực tế hoặc còn

phải kể đến khả năng phát triển của công trình trong tương lai 5 năm,10 năm

hoặc lâu hơn nữa.Ví dụ xác định phụ tải điện trong một phân xưởng thì chủ

yếu là dựa vào máy móc thực tế đặt trong phân xưởng đó , xác định phụ tải

điện cho một xí nghiệp phải xét tới khả năng mở rộng xí nghiệp trong tương

lai gần , còn đối với thành phố , khu vực thì chúng ta phải tính đến khả năng

phát triển của chúng trong thời gian 5,10 năm sắp tới . Như vậy xác định phụ

tải điện là giải bài toán phụ tải ngắn hạn hoặc dài hạn .

2.2. Đồ thị phụ tải điện

Phụ tải điện là một hàm theo thời gian , nó phụ thuộc vào nhiều yếu tố

như đặc điểm của quá trình công nghệ , chế độ vận hành v.v…Tuy vậy đối

với mỗi loại hộ tiêu thụ ( xí nghiệp,trạm bơm tưới tiêu, mạng lưới giao

thông v.v…) cũng có thể đưa ra một dạng phụ tải điển hình .

Lúc thiết kế nếu biết đồ thị phụ tải điển hình thì sẽ có căn cứ để chọn các

thiết bị điện , tính điện năng tiêu thụ . Lúc vận hành nếu biết đồ thị phụ tải

điển hình thì có thể định phương thức vận hành các thiết bị điện sao cho

kinh tế, hợp lý nhất . Các nhà máy phát điện cần nắm được đồ thị phụ tải của

các hộ tiêu thụ để định phương thức vận hành của các máy phát điện cho

phù hợp vì vậy đồ thị phụ tải là một tài liệu quan trọng trong thiết kế cũng

như vận hành hệ thống cung cấp điện.

Tuỳ theo yêu cầu sử dụng mà người ta xây dựng các loại đồ thị phụ tải

khác nhau . Phân theo đại lượng đo có . Đồ thị phụ tải tác dụng P ( t ), đồ thị

Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Softwarehttp://www.foxitsoftware.com For evaluation only.

[email protected] ===============================================================

[email protected]

phụ tải phản kháng Q (t), đồ thị điện năng tiêu thụ A(t). phân theo thời gian

khảo sát có : Đồ thị phụ tải hàng ngày,hàng tháng, hàng năm…

1. Đồ thị phụ tải hàng ngày

Là đồ thị phụ tải trong một ngày đêm 24h. Trong thực hành có thể dùng

dụng cụ đo điện từ tự ghi để vẽ đồ thị phụ tải, hoặc do nhân viên vận hành

ghi lại giá trị của phụ tải sau từng khoảng thời gian nhất định (hình 2 -1a,b).

thông thường để thuận tiện cho việc tính toán đồ thị được vẽ lại theo hình

bậc thang (hình 2 -1c).

Nghiên cứu đồ thị phụ tải hàng ngày của hộ tiêu thụ ta có thể biết được

tình trạng làm việc của các thiết bị. Từ đó có thể định quy trình hợp lý nhất

nhằm đạt được đồ thị phụ tải tương đối bằng phẳng. Như thế sẽ đặt được

mục đích vận hành kinh tế các thiết bị điện giảm được tổn thất trong mạng

điện. Đồ thị phụ tải hàng ngày cũng là tài liệu làm căn cứ để chọn thiết bị

điện, tính điện năng tiêu thụ.

P P P

t t t a) b) c)

Hình 2 -1. Đồ thị phụ tải hang ngày a) Do dụng cụ đo điện tự ghi, Do nhân viên vận hành ghi chép

c) Đồ thị phụ tải vẽ theo hình bậc thang


[email protected] ===============================================================

[email protected]

2. Đồ thị phụ tải hàng tháng

Đồ thị phụ tải hàng tháng được xây dựng theo phụ tải trung bình hàng

tháng ( hình 2 -2 ).

Nghiên cứu đồ thị phụ tải hàng tháng chúng ta có thể biết được nhịp độ

làm việc của hộ tiêu thụ, từ đó dịnh ra lịch vận hành sửa chữa các thiết bị

điện một cách hợp lý , đáp ứng được yêu cầu sản xuất .

Ví dụ : Xét đồ thị phụ tải hàng tháng của một xí nghiệp hình 2 - 2 ta thấy

rằng vào khoảng tháng 4,5 phụ tải của xí nghiệp là nhỏ nhất, vì vậy vào lúc

này nên tiến hành sửa chữa vừa và lớn các thiết bị điện. Còn những tháng

cuối năm phụ tải của xí nghiệp là lớn nhất, nên trước những tháng đó ( tháng

9,10 ) phải có kế hoạch sửa chữa nhỏ, bảo dưỡng hoặc thay thế thiết bị điện

hỏng để có thể đáp ứng được yêu cầu của sản xuất.

3. Đồ thị phụ tải hàng năm

Căn cứ vào đồ thị phụ tải điển hình của một ngày mùa hè và một ngày

mùa đông chúng ta có thể vẽ được đồ thị phụ tải hàng năm (hình 2 - 3).

Hình 2 -2. Đồ thị phụ tải hang tháng

PKW

Tháng


[email protected] ===============================================================

[email protected]

Cách vẽ đồ thị phụ tải hàng năm (hình 2 -3) được tiến hành như sau : Giả

sử ta quy định mùa hè gồm n1 ngày, mùa đông gồm n2 ngày. với mức phụ tải

P2 ta thấy rằng ở đồ thị hình 2 - 3a mức P2 tổn hao trong khoảng thời gian

t2+t2', còn ở hình 2 - 3b P2 tồn tại trong khoảng t2". Vậy trong một năm mức

phụ tải P2 tồn tại trong khoảng thời gian :

T2 = (t2+t’2)n2 + t"2 n1. ( 2 – 1)

Nghiên cứu đồ thị phụ tải hàng năm ta biết đựơc 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.

Trong các sổ tay tra cứu người ta thường cho các đồ thị phụ tải hàng ngày

và hàng năm điển hình ứng với các loại hộ tiêu thụ điện khác nhau.

2.3. Các đại lượng và hệ số tính toán thường gặp

1. Công suất định mức Pđm

Hình 2- 3. Đồ thị phụ tải hàng năm a) Đồ thị phụ tải điển hình của một ngày mùa đông, b) Đồ thị phụ tải

điển hình của một ngày mùa hè Đồ thị phụ tải hàng năm,


[email protected] ===============================================================

[email protected]

Pđm

Công suất định mức của các thiết bị điện thường được các nhà chế tạo

ghi rõ trong lý lịch máy hoặc trên nhãn hiệu máy. Đối với động cơ, công

suất định mức ghi trên nhãn hiệu máy chính là công suất trên trục động cơ.

Đứng về mặt cung cấp điện, chúng ta quan tâm đến công suất đầu vào

của động cơ gọi là công suất đặt (hình 2 - 4)

Công suất đặt được tính như sau :

Pđ

dc

dmP

( 2 – 2)

Trong đó:

Pđ - công suất đặt của động cơ,KW

Pđm - công suất định mức của động cơ,KW

ηđc - hiệu suất định mức của động cơ

Vì hiệu suất định mức của động cơ tương đối cao (đối với động cơ không

đồng bộ rô to lồng sóc ηđc = 0,8 – 0,95) nên để cho tính toán được đơn giản,

người ta thường cho phép bỏ qua hiệu suất, lúc này lấy :

Pđ ≈ Pđm

Đối với các thiết bị điện làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại như sau :cần

trục, máy hàn, khi tính phụ tải điện của chúng, ta phải quy đổi về công suất

định mức ở chế độ làm việc dài hạn, tức là quy đổi về chế độ làm việc có hệ

số tiếp điện ε% = 100 %. Công thức quy đổi như sau :

Hình 2 - 4


[email protected] ===============================================================

[email protected]

- Đối với đông cơ:

P’đm = Pll. ( kW) ( 2 – 3)

- Đối với máy biến áp hàn:

P’đm dmdmP .cos. (kVA) ( 2 – 4 )

Trong đó :

S’ đm – công suất định mức đã quy đổi về chế độ làm việc dài hạn Pđm,

Sđm, cosφđm.

εđm – các tham số định mức đã cho trong lí lịch máy.

2. Phụ tải trung bình Ptb

Phụ tải trung bình là một đặc trưng tĩnh của một phụ tải trong một

khoảng thời gian nào đó. Tổng phụ tải trung bình của các thiết bị đã cho ta

căn cứ để đánh giá giới hạn dưới của phụ tải tính toán. Trong thực tế phụ tải

trung bình được tính theo công thức sau:

Ptb t

P Qtb

t

Q ( 2 – 5 )

Trong đó :

∆P, ∆Q – Điên năng tiêu thụ trong một khoảng thời gian khảo sát,

KW,KVAR.

t - thời gian khảo sát, h

Phụ tải trung bình của nhóm thiết bị được tính theo công thức sau:

Ptb

n

i

Pi1

Qtb

n

i

Qi1

( 2 – 6 )

Biết phụ tải trung bình chúng ta có thể đánh giá được mức độ sử dụng

thiết bị. Phụ tải trung bình là một số liệu quan trọng đẻ xác định phụ tải tính

toán, tính tổn hao điện năng.Thông thường phụ tải trung bình được xác định

ứng với thời gian khảo sát là một ca làm việc, một tháng hoặc một năm.

3.Phụ tải cực đại Pmax


[email protected] ===============================================================

[email protected]

Phụ tải cực đại được chia ra làm hai nhóm :

a.Phụ tải cực đại Pmax : là phụ tải trung bình lớn nhất tính trong khoảng

thời gian tương đối ngắn (thường lấy bằng 5,10 hoặc 30 ph, hình 2 -5) ứng

với các ca làm việc có phụ tải lớn nhất trong ngày. Đôi khi người ta dùng

phụ tải cực đại được xác định như trên để làm phụ tải tính toán.

Người ta dùng phụ tải cực đại để tính toán tổn thất công suất lớn nhất, để

chọn các thiết bị điện,chọn dây dẫn và dây cáp theo điều kiện mật độ

dòng diện kinh tế…

b. Phụ tải đỉnh nhọn Pdn-phụ tải cực đại xuất hiện trong khoảng thời gian từ

1-2s.

Phụ tải đỉnh nhọn được dùng để kiểm tra dao động điện áp, điều kiện tự

khởi động của động cơ, kiểm tra điều kiện làm việc của cầu chì,tính dòng

điện khởi động của rơle bảo vệ…

Phụ tải đỉnh nhọn thường xảy ra khi động cơ khởi động.Chúng ta không

những chỉ quan tâm đến trị số phụ tải đỉnh nhọn mà còn quan tâm đến tần số

xuất hiện của nó.Bởi vì số lần xuất hiện của phụ tải đỉnh nhọn càng tăng thì

càng ảnh hưởng tới sự làm việc bình thường của các thiết bị dùng điện khác

ở trong cùng một mạng điện

t ( phút) 5’ 15’ 30’

p3 p1 p5’

p

hình 2-5. cách xác định phụ tải cực đại trong khoảng thời gian 5phút, 10 phút và 30 phut


[email protected] ===============================================================

[email protected]

4.Phụ tải tính toán Ptt

Phụ tải tính toán là 1 số liệu rất cơ bản dùng để thiết kế cung cấp điện

Phụ tải tính toán Ptt-là phụ tải giả thiết lâu dài không đổi tương đương với

phụ tải thực tế (biến đổi) về mặt hiệu ứng nhiệt lớn nhất.Nói 1 cách khác phụ

tải tính toán cũng làm nóng dây dẫn lên tới nhiệt độ bằng nhiệt độ lớn nhất

do phụ tải thực tế gây ra.Như vậy nếu chọn các thiết bị điện theo phụ tải tính

toán thì có thể đảm bảo an toàn(về mặt phát nóng)cho các thiết bị đó trong

mọi trạng thái vận hành.Quan hệ giữa phụ tải tính toán và phụ tải khác được

nêu trong bất đẳng thức sau:

Ptb ≤ Ptt ≤ Pmax

Hằng số thời gian phát nóng của các vật liệu dẫn điện được lắp đặt trong

không khí,dưới đất và trong ống dao động xung quanh trị số 30 phút (bảng 2

-1).Vì thế người ta thường lấy trị số trung bình của phụ tải lớn nhất xuất hiện

trong khoảng 30 phút để làm phụ tải tính toán (hình 2 -5). Cũng chính vì thế

mà có sách gọi phụ tải tính toán là phụ tải nửa giờ P30.

Bảng 2-1

Tiết diện mm2 Loại

dây 35 50 70 95

Dây

bọc cao

su, đặt

ngoài

không khí

9 12 15 18

Như

trên đặt

19 23 27 32


[email protected] ===============================================================

[email protected]

trong ống

Cáp

cách điện

bằng giấy

tẩm dầu

15 20 25 30

5.Hệ số sử dụng ksd

Hệ số sử dụng là chỉ số giữa phụ tải tác dụng trung bình với công suất

định mức của thiết bị.

Hệ số sử dụng được tính theo công thức sau:

- Đối với 1 thiết bị:

ksd dm

tb

P

P ( 2 – 7 )

- Đối với 1 nhóm có n thiết bị

ksd

n

idm

n

itb

dm

tb iPiPP

P

11

( 2 – 8)

Nếu có đồ thị phụ tải (hình 2 - 6)

t1

t ( phút)

p

hình 2-6. đồ thị phụ tải tác dụng

p1 p2

p3 p4 pn

t2 t3 t4 tn tnghỉ


[email protected] ===============================================================

[email protected]

Thì hệ số sử dụng có thể được tính như sau:

ksd )...(

...

21

2211

ndm

nn

tttP

tPtPtP

( 2 – 9)

Hệ số sử dụng nói nên mức độ sử dụng, mức độ khai thác công thức của

thiết bị điện trong 1 chu kì làm việc.Hệ số sử dụng là 1 số liệu tính phụ tải

tính toán.

6.Hệ số phụ tải kpt

Hệ số phụ tải (còn gọi là hệ số mang tải) là hệ số giữa công thức thực tế

với công suất định mức.

.Thường ta phải xét hệ số phụ tải trong 1 khoảng thưòi gian nào đó.

Vì vậy:

kpt = = ( 2 – 10)

Nếu có đồ thị phụ tải thì chúng ta cũng có thể tính hệ số phụ tải theo công

thức (2 -9 ) ở trên.

Hệ số phụ tải nói nên mức độ sử dụng,mức độ khai thác thiết bị điện

trong thời gian đang xét.

7.Hệ số cực đại kmax

Hệ số cực đại là tỷ số giữa phụ tải tính toán và phụ tải trung bình trong

khoảng thời gian đã xét:

tb

tt

p

Pk max ( 2 – 11)

Hệ số cực đại thường được tính ứng với k làm việc có phụ tải lớn nhất.Hệ

số cực đại phụ thuộc vào hệ số thiết bị hiệu quả nhq.Vào hệ số sử dụng ksd và

các yếu tố khác đặc trưng cho chế độ làm việc của các thiết bị điện trong

nhóm.

Pthựctế

Pđm

Ptb

Pđm


[email protected] ===============================================================

[email protected]

Công thức để tính kmax rất phức tạp,trong thực tế người ta tính kmax theo

đường cong kmax=f(ksd,nhq)như trình bày trên hình 2 -7 hoặc theo bảng 2 -

2.Hệ số kmax thường tính cho phụ tải tác dụng.

8.Hệ số nhu cầu knc

Hệ số nhu cầu là tỷ số giữa phụ tải tính toán dưới công suất định mức:

Cũng như hệ số cực đại,hệ số nhu cầu thường tính cho phụ tải tác

dụng.Có khi knc được tính cho phụ tải phản kháng nhưng số liệu này ít được

dùng hơn.Trong thực tế hệ số nhu cầu thường do kinh nghiệm vận hành mà

tổng kết lại.

Bảng 2 – 2 tra trị số Kmax theo Ksd và nhq

Giá trị Kmax khi Ksd bằng nhq

0,1 0,15 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9

4

5

6

7

8

3.43

3.23

3.04

2.88

2.72

3.11

2.87

2.64

2.48

2.31

2.64

2.42

2.24

2.10

1.99

2.14

2.0

1.88

1.80

1.72

1.87

1.76

1.66

1.58

1.52

1.65

1.57

1.51

1.45

1.40

1.46

1.41

1.37

1.33

1.30

1.29

1.26

1.23

1.21

1.20

1.14

1.12

1.10

1.09

1.08

1.05

1.04

1.04

1.04

1.04

nhq

hình 2-7. đường cong kmax = f(ksd, nhq)

3,0

2,0

1,0

0 5 10 15 20 25 30 35 40 50

kmax

ksd = 0,1

ksd = 0,2 ksd = 1

Ptt

Pđm

Ptt

. Ptb

Ptb

Pđm

knc = = = kmax. ksd ( 2 – 12)


[email protected] ===============================================================

[email protected]

9

10

12

14

16

18

20

25

30

35

40

45

50

60

70

80

90

100

120

140

160

180

200

220

240

260

280

300

2.56

2.42

2.24

2.10

1.99

1.91

1.84

1.71

1.62

1.56

1.50

1.45

1.40

1.32

1.27

1.25

1.23

1.21

1.19

1.17

1.16

1.16

1.15

1.14

1.14

1.13

1.13

1.12

2.20

2.10

1.96

1.85

1.77

1.70

1.65

1.55

1.46

1.41

1.37

1.33

1.30

1.25

1.22

1.20

1.18

1.17

1.16

1.15

1.13

1.12

1.12

1.12

1.11

1.11

1.10

1.10

1.90

1.84

1.75

1.67

1.61

1.55

1.50

1.40

1.34

1.30

1.27

1.25

1.23

1.19

1.17

1.15

1.13

1.12

1.12

1.11

1.10

1.10

1.09

1.08

1.08

1.08

1.08

1.08

1.65

1.60

1.52

1.45

1.41

1.37

1.34

1.28

1.24

1.21

1.19

1.17

1.16

1.14

1.12

1.11

1.10

1.10

1.09

1.08

1.08

1.08

1.07

1.07

1.07

1.06

1.06

1.06

1.47

1.43

1.36

1.32

1.28

1.26

1.24

1.21

1.19

1.17

1.15

1.14

1.13

1.12

1.10

1.10

1.09

1.08

1.07

1.06

1.05

1.05

1.05

1.05

1.05

1.05

1.05

1.05

1.37

1.34

1.28

1.25

1.23

1.21

1.20

1.17

1.16

1.15

1.13

1.12

1.11

1.11

1.10

1.10

1.09

1.08

1.07

1.06

1.05

1.05

1.05

1.05

1.05

1.05

1.05

1.05

1.28

1.26

1.23

1.20

1.18

1.16

1.15

1.14

1.13

1.12

1.12

1.11

1.10

1.09

1.09

1.08

1.08

1.07

1.07

1.06

1.05

1.05

1.05

1.05

1.05

1.05

1.05

1.05

1.18

1.16

1.15

1.13

1.12

1.11

1.11

1.10

1.10

1.09

1.09

1.08

1.08

1.07

1.06

1.06

1.05

1.05

1.05

1.05

1.04

1.04

1.04

1.04

1.03

1.03

1.03

1.03

1.08

1.07

1.07

1.07

1.07

1.06

1.06

1.06

1.05

1.05

1.05

1.04

1.04

1.03

1.03

1.03

1.02

1.02

1.02

1.02

1.02

1.01

1.01

1.01

1.01

1.01

1.01

1.01

1.03

1.03

1.03

1.03

1.03

1.03

1.03

1.03

1.03

1.02

1.02

1.02

1.02

1.02

1.02

1.02

1.02

1.02

1.02

1.02

1.02

1.01

1.01

1.01

1.01

1.01

1.01

1.01


[email protected] ===============================================================

[email protected]

9. Hệ số thiết bị hiệu quả nhq

Số thiết bị hiệu quả nhq 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).

Công thức để tính nhq như sau:

nhq =

n

idm

n

idm iPiP

1

2

2

1

( 2 – 13)

Khi số thiết bị dùng điện trong nhóm n > 5 tính nhq theo (2-13 khá phiền

phức vì vậy trong thực tế người ta tính nhq theo bảng hoặc đường cong cho

trước.Trình tự tính như sau:

Trước hết tính:

Trong đó:

n-số thiết bị trong nhóm

n1-số thiết bị có công suất không nhỏ hơn 1 nửa công suất của thiết bị có

công suất lớn nhất;

p và p1-tổng công suất ứng với n và n1 thiết bị.

Sau khi tính được n* và p* thì dùng bảng 2 -3 hoặc đường cong ở hình 2-8

để tìm nhq*, từ đó tính nhq theo công thức:

nhq = nhq*.n

Số thiết bị hiệu quả là 1 trong những số liệu quan trọng để xác định phụ

tải tính toán

n1

n

P1

P

n* = p =


[email protected] ===============================================================

[email protected]

Bảng 2-3

n

nn 1

*

P

PP 1

*

0,1 1,15 0,20 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45 0,5 0,55 0,6 0,65 0,7 0,75 0,8 0,85 0,9 0,95 0,1

0,02 0,71 0,51 0,36 0,26 0,19 0,14 0,11 0,09 0,07 0,06 0,05 0,04 0,04 0,03 0,03 0,03 0,02 0,02 0,02

0,03 0,81 0,64 0,48 0,36 0,27 0,21 0,16 0,13 0,11 0,09 0,08 0,07 0,06 0,05 0,04 0,04 0,04 0,03 0,03

0,04 0,86 0,72 0,57 0,44 0,34 0,27 0,22 0,18 0,15 0,12 0,10 0,09 0,08 0,07 0,06 0,05 0,05 0,04 0,04

0,05 0,90 0,79 0,64 0,51 0,41 0,33 0,26 0,22 0,18 0,15 0,13 0,11 0,10 0,08 0,07 0,07 0,06 0,05 0,05

0,06 0,92 0,83 0,70 0,58 0,47 0,38 0,31 0,26 0,21 0,18 0,15 0,13 0,12 0,10 0,09 0,08 0,07 0,06 0,06

0,08 0,94 0,89 0,79 0,68 0,57 0,48 0,40 0,33 0,28 0,24 0,20 0,17 0,15 0,13 0,12 0,11 0,09 0,08 0,08

0,10 0,95 0,92 0,95 0,76 0,66 0,56 0,47 0,40 0,34 0,29 0,25 0,22 0,19 0,17 0,15 0,13 0,12 0,10 0,09

0,15 0,95 0,98 0,88 0,80 0,72 0,67 0,56 0,48 0,42 0,37 0,32 0,28 0,25 0,23 0,20 0,17 0,16 0,14

0,20 0,95 0,93 0,89 0,83 0,76 0,69 0,64 0,54 0,47 0,42 0,37 0,33 0,29 0,26 0,23 0,21 0,19

0,25 0,95 0,93 0,90 0,85 0,78 0,71 0,64 0,57 0,51 0,45 0,41 0,36 0,32 0,29 0,26 0,24

0,30 0,95 0,94 0,90 0,86 0,80 0,73 0,66 0,60 0,53 0,48 0,43 0,39 0,35 0,32 0,29

0,35 0,95 0,94 0,91 0,86 0,81 0,74 0,68 0,62 0,56 0,50 0,45 0,41 0,37 0,33

0,40 0,95 0,93 0,91 0,86 0,81 0,75 0,69 0,63 0,57 0,52 0,47 0,42 0,38

0,45 0,95 0,93 0,91 0,87 0,81 0,76 0,70 0,64 0,58 0,52 0,47 0,43

0,50 0,95 0,94 0,91 0,87 0,82 0,76 0,70 0,64 0,58 0,53 0,48

0,55 0,95 0,94 0,91 0,87 0,82 0,75 0,69 0,63 0,57 0,52

0,60 0,95 0,94 0,91 0,87 0,81 0,75 0,69 0,63 0,57

0,65 0,95 0,94 0,91 0,86 0,81 0,74 0,68 0,62

0,70 0,95 0,94 0,90 0,86 0,80 0,73 0,66

0,75 0,95 0,93 0,90 0,85 0,78 0,71

0,80 0,95 0,94 0,89 0,85 0,76

0,85 0,95 0,93 0,88 0,80

0,90 0,95 0,92 0,85

1,00 0,95

hình 2-8. đường cong biểu diễn quan hệ nhq* = f(n* ; p*)

1,0

0,8

0,6

0,4

0,2

0 0,04 0,08 0,12 0,16 0,2 0,24 0,28 0,32

nhq*

p* = const

n*


[email protected] ===============================================================

[email protected]

10. thời gian sử dụng công suất cực đại, tmax.

thời gian sử dụng công suất cực đại tmax là thời gian giả thiết mà phụ tải

tiêu thụ với công suất cực đại và tiêu thụ một lượng điện năng đúng bằng

lượng điện năng mà phụ tải thực tế (biến thiên) tiêu thụ trong một năm.

tmax ứng với mỗi loại xí nghiệp và chế độ làm việc khác nhau có giá trị

khác nhau. trị số này có thể được tra trong các sổ tay.

thời gian tmax nói trên được định nghĩa với công suất tác dụng, đối với

công suất phản kháng cũng định nghĩa tương tự. thường tmax(p) khác tmax(q)

và tmax(q) ít dùng nên ở đây không đề cập tới.

giả sử có đồ thị phụ tải như (hình 2-9a).

ab là đường cong biểu diễn sự biến thiên của phụ tải thực tế. ta xác định

tmax như sau:

hình chữ nhật adeo được vẽ sao cho diện tích của nó bằng diện tích hình

abco. oe chính là tmax.

điện năng tiêu thụ trong một năm là:

8760

0maxmax T.Pdt)t(PA

maxmax

P

AT

hình 2- 9. cách xác định tma x từ đồ thị phụ tải hàng năm

pmax

t

8760 tmax

p( t)

p a d

o e

b

c

8760

p1

t (h)

tmax

a d

b

c

e

o

a) b)


[email protected] ===============================================================

[email protected]

vì phụ tải thực tế luôn luôn biến đổi theo thời gian theo những quy luật

phức tạp không viết dưới dạng hàm giải tích được, cho nên trong thực tế tính

toán người ta xác định tmax dựa vào đồ thị phụ tải hàng năm (hình 2-9b). hình

chữ nhật adeo được vẽ sao cho diện tích của nó bằng diện tích của hình được

giới hạn bởi đường bậc thang biểu diễn các mức phụ tải và hai đoạn thẳng oa

và oc. đoạn oe chính là tmax.

11. thời gian chịu tổn thất công suất lớn nhất: .

thời gian chịu tổn thất công suất lớn nhất là thời gian giả thiết mà phụ tải

vận hành với mức tổn thất công suất lớn nhất và tổn thất lượng điện năng

đúng bằng lượng điện năng tổn thất do phụ tải thực tế gây ra trong một năm.

giả thiết ta biết dòng phụ tải thực tế là i(t) thì tổn thất điện năng a sẽ là:

8760

0max

2.R.I.3dt)t(I.R3A

2max

8760

0

2

I

dt)t(I

cos = 0,6

cos = 0,8 8 cos = 1

h

8000

7000

6000

5000

4000

3000

2000

1000

0 1 2 3 4 5 6 7 8 8,76 x 103

tmax

hình 2-10. đường cong biểu diễn quan hệ = f(tmax ; cos )


[email protected] ===============================================================

[email protected]

trị số phụ thuộc vào tmax và costb của xí nghiệp, có thể xác định theo

đồ thị như (hình 2-10), hoặc có thể tra theo bảng ở các sổ tay.

2.4.Các phương pháp tính phụ tải tính toán :

Hiện nay có nhiều phương pháp tính phụ tải tính toán.Những phương

pháp đơn giản, tính toán thuận tiện ,thường kết quả không thật chính xác

lắm.Ngược lại,nếu độ chính xác được nâng cao thì phương pháp tính phức

tạp.Vì vậy tuỳ theo giai đoạn thiết kế,tuỳ theo yêu cầu cụ thể mà chọn

phương pháp tính cho thích hợp.

Sau đây sẽ trình bày 1 số phương pháp xác định phụ tải tính toán thường

dùng nhất.

1.Xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu

Công thức tính:

Ptt

n

idnc iPk

1

. ( 2 – 14)

Qtt tgPtt . ( 2 – 15)

Sttcos

22 tttttt

PQP ( 2 – 16)

một cách gần đúng có thể lấy P đ = P đm

do đó:

Ptt = knc

n

i

P1

đmi ( 2 – 17)

trong đó:

pdi, pdmi-công suất đặt và công suất đinh mức của thiết bị thứ i,KW

ptt, Qtt, Stt - công suất tác dụng,phản kháng và toàn phần tính toán của

nhóm thiết bị, KW, KVAr, KVA;

n- số thiết bị trong nhóm


[email protected] ===============================================================

[email protected]

Nếu hệ số công suất cosφ của các thiết bị trong nhóm không giống nhau

thì phải tính hệ số công suất trung bình theo công thức sau:

Cosφtb =

Hệ số nhu cầu của các máy khác nhau thường cho trong các sổ tay.

Ví dụ. Tính phụ tải tính toán của 1 phân xưởng hoá chất: các số liệu và

kết quả tính toán được ghi vào trong bảng sau:

Phụ tải tính

toán

T

ên thiết

bị

ố

t

h

iế

t

b

ị

tr

o

n

g

n

h

ó

m

ổng

côn

g

suất

đm,

KW

t

t

(

k

W

)

tt

(

k

V

A

r)

t

t

(

k

V

A

)

P1 cosφ1 + P2 cosφ2 +...+ Pn cosφn

P1+P2+...+Pn

cosφ

tgφ


[email protected] ===============================================================

[email protected]

T

hiết bị

vận

chuyển

6

91,4

5

3

,

1

3

5

M

áy pha

nguyên

liệu

,

2 ,5

Đ

ộng cơ

máy

quấy

3

58,5

5

3,

8

Q

uạt gió

bơm

nước

8

4

,

4

,9

T

ổng

cộng 9

76,9

2

5

,

7

3

2,

2

2

3

,

8

Phương pháp tính phụ tải tính toán các hệ số nhu cầu có ưu điểm và đơn

giản tính toán thuận tiện,vì thế nó là 1 trong những phương pháp được dùng


[email protected] ===============================================================

[email protected]

rộng rãi.Nhược điểm của phương pháp này là kém chính xác.Bởi vì hệ số

nhu cầu knc tra được trong sổ tay là 1 số liệu cho trước và không phụ thuộc

vào chế độ vận hành,thiết bị trong nhóm máy.Trong lúc đó theo công thức

(3-11)ta có knc =ksd.kmax có nghĩa là hệ số nhu cầu phụ thuộc vào những yếu

tố kể trên .Vì vậy,nếu chế độ vận hành và số thiết bị trong nhóm thay đổi

nhiều thì kết quả tính phụ tải tính toán theo hệ số yêu cầu sẽ không chính

xác.

2.Xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải trên 1 đơn vị diện tích sản

xuất

Công thức tính:

Ptt = p0.F

Trong đó:

P0-suất phụ tải trên 1 m2 diện tích sản xuất KW/m2

F-diện tích sản xuất,m2 (tức là diện tích dùng để đặt máy sản xuất).

Giá trị p0 có thể tra được trong các sổ tay.Giá trị p0 của từng loại hộ tiêu

thụ do kinh nghiệm vận hành thống kê lại mà có.

Phương pháp này chỉ cho kết quả 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 phân bố tương đối đều,như phân xưởng

gia công cơ khí,dệt,vòm bi…

Ví dụ.Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng gia công nguội của nhà

máy cơ khí.Cho biết S0 = 0.3KVA/m2.

Diện tích phân xưởng F =13000m2

Phụ tải tính toán :

Stt = S0.F = 0,3.13000 = 3900KVA

3.Xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng cho 1 đơn vị

sản phẩm.


[email protected] ===============================================================

[email protected]

Công thức tính:

Ptt

max

0

T

MW

Trong đó:

M-số đơn vị sản phẩm được sản xuất ra trong 1 năm(sản lượng)

W0-suất tiêu hao điện năng trong 1 đơn vị sản phẩm,kWh/đơn vị sản

phẩm

Tmax thời gian sử dụng công suất lớn nhất, (h)

Phương pháp này thường được dùng để tính toán cho các thiết bị điện có

đồ thị phụ tải ít biến đổi như:quạt gió,bơm nước,máy nén khí...khi đó phụ tải

tính toán gần bằng phụ tải trung bình và kết quả tính tương đối chính xác.

Ví dụ.Tính phụ tải tính toán của nhóm máy nén khí.Biết rằng trong 1

nhóm máy đó sản xuất được 312.106 m3 khí nén điện năng tiêu thụ cho 103

m3 khí nén là W0=100KWh/103m3 thời gian sử dụng công suất lớn nhất

Tmax= 7000h

Phụ tải tính toán:

Ptt kW445710.7.10

10.10.31233

26

4.Xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại kmax và công suất trung

bình Ptb (còn gọi là phương pháp số thiết bị hiệu quả nhq)

Khi không có các số liệu cần thiết để áp dụng các phương pháp tương đối

đơn giản đã nêu ở trên,hoặc khi cần nâng cao độ chính xác của phụ tải tính

toán thì nên dùng phương pháp tính theo hệ số cực đại.

Công thức tính:

Pt t= kmax.ksd.pd

Trong đó:

Pdm- công suất định mức,W


[email protected] ===============================================================

[email protected]

kmax,ksd - hệ số cực đại và hệ số sử dụng

Hệ số sử dụng ksd của các nhóm máy có thể tra trong sổ tay. Hệ số cực

đại tính theo mục 7 của chương này.

Phương pháp này có kết quả tương đối chính xác vì khi xác định số thiết

bị hiệu quả nhq chúng ta đã xét tới 1 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.

Khi tính phụ tải theo phương pháp này,trong 1 số trường hợp cụ thể dùng

các công thức gần đúng sau:

1. Trường hợp n ≤ 3 và nhq < 4, phụ tải tính toán được tính theo công

thức:

Ptt

n

idmiP

1

đối với thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại thì:

Stt875,0

dmdmS

2. Trường hợp n > 3 và nhq < 4 phụ tải tính toán được xác định theo

công thức:

Ptt

n

idmpt iPik

1

.

Trong đó:

Kpt-hệ số phụ tải của từng máy

Nếu không có số liệu chính xác,hệ số phụ tải có thể gần đúng như:

- kpt=0,9 đối với thiết bị làm việc ở chế độ dài hạn

- kpt=0.75 đối với thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại


[email protected] ===============================================================

[email protected]

3. Đường cong hình 2 -7 và bảng 2 -3 chỉ cho đến trị số nhq = 300.

Nếu nhq > 300 và ksd < 0,5 thì hệ số cực đại kmax được lấy ứng với nhq=

300.Còn khi nhq > 300 và ksd ≥ 0,5 thì:

Ptt=1,05.ksd.pđm

4. Đối với các thiết bị có đồ thị phụ tải bằng phẳng (các máy bơm,quạt

nén khí ....) phụ tải tính toán có thể lấy bằng phụ tải trung bình:

Ptt= Ptn = ksd.Pđm

5. Nếu trong mạng có các thiết bị 1 pha thì phải cố gắng phân phối

đều các thiết bị đó lên 3 pha của mạng.

Ví dụ 1: Xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại ( Kmax ) và công suất

trung bình ( Ptb ) cho một phân xưởng cơ khí với các thiết bị và số liệu ghi ở

bảng sau :

Tên các thiết bị Số lượng Pđm/máy (KW) Cosφ/1máy

Máy tiện 1K62

Máy tiện T620

Máy tiện T616

Máy khoan K125

Máy khoan bàn

K12

04

05

04

05

20

10

7

4,5

2,8

1,0

0,7

0,6

0,65

0,50

0,50

Tổng hợp 38 127

Biết ksd = 0,1 chung cho cả phân xưởng

Đ/S :

Stt 1,38 (KVA)


[email protected] ===============================================================

[email protected]

Ví dụ 2: Xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại ( Kmax ) và công suất

trung bình ( Ptb ) cho một phân xưởng mộc mẫu với các thiết bị và số liệu

ghi ở bảng sau

Tên thiết bị Ký hiệu Số lượng Pđm (KW) Cos Ksd

Máy doa 1D 1 7,5 0,65 0,15

Máy bào 1B 1 4,5 0,8 0,14

Máy khoan 1K 1 8 0,6 0,14

Máy khoan 2K 1 8 0,6 0,14

Máy phay 1F 1 6 0,65 0,17

Máy phay 2F 1 6 0,65 0,17

Máy tiện 8T 1 4 0,8 0,17

Qtt1 = 19,24 (kVAr)

2.5. Phương pháp tính một số phụ tải đặc biệt:

1. Phụ tải điện trạm bơm

Các máy bơm nông nghiệp thường có các thang công suất 14 (KW),

20(KW), 33(KW), 45(KW),55(KW), 75(KW), 100(KW), 200(KW). Với

máy bơm công suất nhỏ sử dụng điện hạ áp, máy bơm công suất lớn 100

(KW) trở lên thường dung điện 6 (KV), hoặc 10 (KV).

Trạm bơm chia làm 2 loại:

Trạm bơm tưới, Trạm bơm tiêu. Trạm bơm tưới làm việc hầu như quanh

năm . Trạm bơm tiêu làm việc ít ngày vào những dịp úng lụt .

Phụ tải điện trạm bơm được xác định trong công thức sau:

Pt t= Kdt . n

K1

tiPdmi

Qtt = Ptt . tg

Trong đó:

Ptt,Qtt _ Phụ tải tác dụng và phản kháng tính toán của trạm bơm;


[email protected] ===============================================================

[email protected]

Kdt _ Hệ số đồng thời, lấy theo thực tế

Kdt=n

nlv

Với n _ Tổng số máy bơm đặt trong trạm ;

nlv _ Số máy bơm làm việc.

Với trạm bơm tưới đặt nhiều máy bơm người ta thường cho 1 máy

bơm thay phiên nhau nghỉ để bảo dưỡng.

Với trạm bơm tiêu, do tính cấp bách của việc chống lũ lụt bảo vệ hoa

màu, cần cho 100% máy bơm làm việc

Kt _ Hệ số tải

Với trạm bơm tưới lấy theo thực tế,

Với trạm bơm tiêu cho máy tải 100% công suất .

Như vậy, với trạm bơm tiêu trong những ngày làm việc phải cho 100%

máy bơm vận hành đầy tải, nghĩa là:

Kt = Kdt = 1

Khi đó phụ tải điện của trạm bơm tiêu sẽ là

Ptt = n

1

Kđmi

Trị số cos của trạm bơm lấy như sau:

Với trạm bơm tiêu cos = cos đm 0,8 (Kt = 1)

Với trạm bơm tưới cos = 0,6 0, 7 tuỳ theo Kt

Ví dụ1: Yêu cầu xác định phụ tải điện trạm bơm cấp huyện đặt 4 máy

bơm 55 (kW) trong hai trường hợp.

Đ/S:

1.Trường hợp trạm bơm tưới: Stt = 188,57 (KVA)

2.Trường hợp trạm bơm tiêu: Stt = 275 (KVA)


[email protected] ===============================================================

[email protected]

2. Phụ tải trường học

Hiện nay ở nông thôn trường học phát triển mạnh mẽ và đều khắp,

mỗi xã có trường tiểu học, trường phổ thông cơ sở, mỗi huyện có 1, 2 thậm

chí 3, 4 trường phổ thông trung học.

Với các trường phổ thông điện chỉ dùng để chiếu sáng và quạt mát, vì

thế phụ tải điện được xác định theo diện tích.

Để thiết kế cấp điện cho trường cần xác định phụ tải điện từng phòng

học, từng tầng, cả nhà học và toàn trường.

Phụ tải điện 1 phòng học xác định theo công thức

P p = P0 . S

Trong đó:

S _ diện tích phòng học ( m 2 ). 1 phòng học của trường phổ

thông thường có diện tích S = 8 . 10 = 80 ( m 2 ).

P0 _ Xuất phụ tải trên đơn vị diện tích, P0 = ( 15 – 20 ) ( 2mW )

Qp = P p . tg

Hệ số công suất cos của phòng học lấy như sau:

Nếu là đèn tuýp + quạt: cos = 0,8

Nếu là đèn sợi đốt + quạt : cos = 0,9

Phụ tải tính toán 1 tầng nhà gồm n phòng học :

Pt = Kđt n

1

Pp

Trong đóT:

Kđt _ Hệ số đồng thời . Nếu các phòng học thường xuyên sử dụng hết

thì K đt = 1

Phụ tải tính toán của cả nhà học gồm m tầng :


[email protected] ===============================================================

[email protected]

PN = Kđt m

1

PT

Với trường học thường lấy K đt = 1

Phụ tải phản kháng của tầng, của cả nhà cũng xác định theo PT , PN

tương tự công thức (2.5)

Phụ tải điện của phòng trực, phòng hiệu trưởng, phòng họp giáo viên

cũng tính theo ( 2.4 ) với P0 = 20 ( 2mW )

Ví dụ2 : Yêu cầu xác định phụ tải tính toán của 1 trường phổ thông cơ sở

của xã bao gồm nhà học 2 tầng, mỗi tầng 6 phòng học mỗi phòng có diện

tích 80m 2 và khu nhà thường trực, hiệu trưởng, phòng họp giáo viên co tông

diện tích 100m 2 .

Đ/S:

S = 20,5 (KVA)

3. Phụ tải ánh sáng sinh hoạt

Đây là phụ phụ tải điện của các hộ gia đình. ở nông thôn, các hộ gia

đình có mức sống tương đối thấp và không chênh lệch nhau lắm.

Phụ tải tải tính toán của một thôn, xóm hoặc làng được xác định như

nhau:

Ptt = P0 . H

Qtt = Ptt . tg

Trong đó: H _ Là số hộ trong thôn, làng

P0 _ Là suất phụ tải tính toán cho 1 hộ, thường lấy

P0 = ( 0,5 0,8 ) (kW/ hộ)

Với 0, 5 dành cho khu vực thuần nông

O,6 – 0, 8 dành cho khu vực có nghề phụ hoặc làng xóm ven

đường.


[email protected] ===============================================================

[email protected]

Để phục vụ sinh hoạt các hộ thường ding nhiều loại thiết bị điện gia

dụng khác nhau như: đèn, quạt, tivi, bàn là, tủ lạnh, vv… trong tính toán

cung cấp điện thường lấy hệ số công suất chung là cos = 0,85.

Phụ tảI tính toán toàn xã bao gồm các thôn xóm, trường học, trạm bơm

v.v… là:

PX = Kđt n

1

Ptti

QX = Kđt n

1

Qtti

SX = 22XX QP

Kđt –hệ số đồng thời

Với n = 1,2 Kđt = 1

n = 3,4 Kđt = 0,9 – 0,95

n = 5,6,7 Kđt = 0,8 – 0,85

n = 8,9,10 Kđt = 0, – 0,7

Ví dụ: Yêu cầu xác định phụ tải điện cho một xã nông nghiệp, bao gồm :

Thôn 1 : 300 hộ dân, thuần nông

Thôn 2: 200 hộ dân, thuần nông

Thôn 3: 120 hộ dân, bám mặt đường liên xã.

Trương PTCS: 12 lớp học + 100m2 khu hành chính.

Trạm bơm: 1 33 (kW)

Đ/S:

PX = 316 (KW)

QX = 219 (KVAr)

SX = 385319316 22 (KVA)


[email protected] ===============================================================

[email protected]

3.6. Xác định công suất tính toán ở các cấp trong mạng điện .

Khi có một hệ thống cung cấp điện cụ thể, vấn đề đặt ra là cần xác

định một cách chính xác phụ tải điện ở các cấp của hệ thống. Như vậy ngoài

việc xác định phụ tải tính toán như đã trình bày ở các mục trên, chúng ta còn

tính đến tổn thất công suất ở các cấp trong hệ thống điện.

Trong hệ thống cung cấp điện, tổn thất công suất xảy ra chủ yếu là trên

dây dẫn và máy biến áp.

Nguyên tắc chung để tính phụ tải của hệ thống điện là tính từ thiết bị

dùng điện ngược về nguồn.

Giả thiết có một hệ thống cung cấp điện như ở hình 3-9 . Hãy tính phụ

tải tính toán của hệ thống (tức là phụ tải tại điểm 8 t)

Trình tự tính toán như sau:

1. Điểm 1 là điểm cung cấp trực tiếp cho các thiết bị điện . ở cấp này cần

phải xác định chế độ làm việc của các thiết bị điện, các hệ số tính toán như

Ksd , Kct v.v...

2. Phụ tải tại điểm 2. Dùng một trong những phương pháp đã trình bày ở

mục IV để tính phụ tải tính toán cho từng nhóm máy, thông thường nên

dùng phương pháp hệ số kmax và công suất trung bình Ptb (tức phương pháp

số thiết bị hiệu quả nhq)

Ở điểm này ta có : 22

,

2 jQPS

3. Phụ tải tại điểm 3. Phụ tải tại điểm 3 bằng phụ tải tại điểm 2 cộng

thêm tổn thất công suất trên dây dẫn mạng điện áp thấp Sdd

,,

23

,

ddSSS

4. Phụ tải tại điểm 4 . Phụ tải tại điểm 4 là trên thanh cái hạ áp của máy

biến áp. phụ tải này bằng tổng của tải các đường dây đi ra từ thanh cái đó.

Nhưng ở đây cần phải kể đến khả năng phụ tải cực đại của các đường dây


[email protected] ===============================================================

[email protected]

không xảy ra đồng thời, vì vậy chúng ta phải đồng thời nằm trong giới hạn

Kdt = 0,85- 1, giới hạn dưới ứng với trường hợp có nhiều đường dây đi ra và

phụ tải không ổn định .

Phụ tải điểm 4 được tính như sau :

).(1

31

3

,

4 nn

dt QjPKS

5. Phụ tải điểm 5 : 2

,,

4

,

5 BSSS

Trong đó :

2B _ Tổn thất công suất trong máy biến áp B2

6. Phụ tải điểm 6 :

,

5

,

6 SS Sđd

Trong đó :

Sđd _ Là tổn thất công suất trên dây dẫn mạng phân phối

7. Phụ tải điểm 7 : ).(1

61

6

,

7 nn

dt QjPKS

8. Phụ tải điểm 8 : ,

1

,

7

,

8 BSSS

Trong đó :

,

1BS _ Tổn thất trong máy biến áp B1

Nếu hệ thống cung cấp điện còn có nhiều cấp hơn nữa thì cứ theo trình

tự tính toán như trên mà tính ngược lên nguồn .

2.7. Xác định tâm phụ tải điện

1. Bản đồ phụ tải

Để xác định sơ bộ vị trí của các trạm BATG , trạm PPTG và tr ạm

BAPX và trạm BA hạ áp của từng khu vực khi thiết kế hệ thống cung cấp

điện cho xí nghiệp công nghiệp, hoặc khu dân cư cần xây dựng bản đồ phụ


[email protected] ===============================================================

[email protected]

tải để thể hiện giá trị phụ tải tính toán theo từng địa danh trên bản đồ ( mặt

bằng ), địa lý của xí nghiệp hay địa bàn khu vực ( Hình 2 - 11 )

Hình 2 – 11

Bản đồ phụ tải trên mặt bằng tổng thể của xí nghiệp và tâm phụ

tả

Để xây dựng bản đồ phụ tải của xí nghiệp hay một địa bàn khu vực,

cần xác định bán kính vòng tròn phụ tải đối với từng phân xưởng, hay từng

địa danh cụ thể trong xí nghiệp hay địa bàn khu vực.

1. Diện tích hình tròn πr2 được biểu diễn theo tỷ lệ xích m r2 bằng

phụ tải toàn phần của phân xưởng hoặc địa danh cụ thể Stt (KVA) :

Stti = m r2 từ biểu thức trên, bán kính hình tròn được xác định theo

2m

Stti

Trong đó : ri - bán kính vòng tròn phụ tải của phân xưởng hoặc địa

danh thứ i ( cm hoặc mm )

Stti - Công suất toàn phần tính toán của phân xưởng hoặc

địa danh thứ i ( KVA) . Trong tính toán có thể tính gần đúng bằng cách


[email protected] ===============================================================

[email protected]

thay Stti bằng Ptti (KW) m - Tỷ lệ xích tuỳ chọn, ( KVA/cm2 )

hoặc ( KW/cm2 ) ( KW/mm2 )

Góc biểu diễn tỷ lệ phụ tải chiếu sáng : αcs = tt

cs

S

S.3600

Mỗi vòng tròn được chia thành hai phần tương ứng với các phụ tải

động lực

( phần gạch chéo ), và phụ tải chiếu sáng ( phần để trắng ). Nếu có phụ tải

cao áp 3, 6, 10 KV thì chia thêm một phần nữa trong phần phụ tải động

lực và dùng thêm ký hiệu riêng.

2. Xác định tâm phụ tải điện

Để Xác định tâm của phụ tải điện, ta dựa trên cơ sở xác định điểm tựa tối

ưu của các lực cơ học Trên mặt phẳng đồng nhất, có dạng phức tạp theo lý

thuyết cơ học, để nâng một vật nặng sao cho tốn lực ít nhất.

Ở đây ta quan niệm phụ tải của các phân xưởng hoặc các địa danh là lực,

điểm tựa hay điểm kê là trạm biến áp hoặc trạm phân phối trung gian, cánh

tay đòn là khoảng cách từ phụ tải tới điểm cấp nguồn.

Theo quan niệm này, bài toán được đặt ra là tìm vị trí đặt trạm BA trung

gian hoặc trạm phân phối trung gian sao cho tổn thất công suât, tổn thất điện

năng, v à t ổn th ất đi ện áp trong lưới điện xí nghiệp hoặc lưới điện của địa

bàn là nhỏ nhất.

Tâm phụ tải điện được xác định theo các công thức sau theo hệ trục toạ

độ x, y, z tự chọn

X0 =

n

ii

n

iii

S

xS

1

1 , y0 =

n

ii

n

iii

S

yS

1

1 , z0 =

n

ii

n

iii

S

zS

1

1 ( 2- 18 )

Trong đó, x0, y0, z0 – các kích thước toạ độ của tâm phụ tải A (x0, y0, z0 )

S1 - phụ tải toàn phần của phân xưởng thứ i


[email protected] ===============================================================

[email protected]

xi ,yi, zi - kích thước các toạ độ trên mặt bằng của phụ tải thứ i

Trong thực tế thiết kế và vận hành hệ thống cung cấp điện, việc xét tới

toạ độ thứ 3 zi cho phép bỏ qua do độ cao c ác toà nhà nhỏ hơn chiều dài

khoảng cách giữa các phụ tải S1 ( l ≥ 1,5h ). Đối với chung cư cao tầng cần

xét tới toạ độ này.

Ví dụ :

Xác định tâm của phụ tải điện xí nghiệp có bản đồ cho trên hình 2.11.

Trên bản đồ phụ tải được nghi theo phân số : tử số - phụ tải toàn phần (

KVA) , mẫu số - phụ tải chiếu sáng ( KW)

Tâm của phụ tải các phân xưởng do có kích thước hạn chế nên được

coi như trùng với tâm hình học các phân xưởng đó .

Lời giải :

Đầu tiên ta dựng hệ trục toạ độ xoy bất kỳ như đã nêu trên hình 2.11

sau đó dùng thước mm đo xác định kích thước các toạ độ xi , yi của tâm phụ

tải các phân xưởng ( các kích thước đo trực tiếp theo bản vẽ mặt bằng )

X1 = 6,5 cm , X2 = 7 cm , X3 = 8 cm , X4 = 10 cm

y1 = 9,25 cm , y2 = 7,05 cm , y3 = 4,5 cm , y4 = 2,65 cm

S1 = 672 KVA , S2 = 741 KVA , S3 = 432 KVA , S4 = 50 KVA

X5 = 415 cm , X7 = 33 cm , X8 = - 1,5 cm , X10 = - 5,1 cm

Y5 = 0,5 cm , y7 = - 2,7 cm , y8 = - 2,8 cm , y10 = 1,0 cm


X11 = - 0,3 cm , X12 = - 1,3 cm , X13 = - 4,8 cm , _X14 = 10 cm

y11 = 0,9 cm , y12 = 4,2 cm , y13 = 8,2 cm , y14 = 8 cm


Theo công thức 2 – 18 ta xác định được toạ độ của tâm phụ tải xí nghi xệp

A ( x0, y0 )


[email protected] ===============================================================

[email protected]

cmX 56,9782..........74642

)5,1(782370)8,4(...........7,7415,6.6720

55,4782370...........741672

8.7822,8.370.......05,7.74125,9.6720

Y

Bản đồ phụ tải và tâm phụ tải điện, giúp cho người làm thiết kế hệ

thống cung cấp điện, có các nhìn trực giác về sự phân bố phụ tải cũng như vị

trí đặt trạm BATG hoặc tủ PPTG để từ đó vạch ra các phương án cung cấp

điện , thực hiện phương pháp dẫn sâu (đưa điện áp cao vào sát tâm phụ tải )

nhằm giảm tổn thất công suất, tổn thất điện năng và tổn thất điện áp trong

lưới điện cao của xí nghiệp hay địa bàn.

Bài tập bài 2 :

Bài tập 2.1 : Xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại ( Kmax ) và công

suất trung bình ( Ptb ) cho một phân xưởng cơ khí với các thiết bị và số liệu

ghi ở bảng sau :


[email protected] ===============================================================

[email protected]

STT Tên thiết bị Ký hiệu Số lượng Pđm (kW) Cosđm Ksd

1

2

3

4

5

6

7

Máy Khoan

Máy Doa

Máy Doa

Máy Tiện

Máy Bào

Máy Bào

Máy Chuốt

1

2

3

4

7

8

14

1

1

1

1

1

1

1

7,5

3

3

7

4,5

7

7,5

0,65

0,2

8

9

10

11

12

13

14

Máy Bào

Máy Bào

Máy Phay

Máy Phay

Máy Mài tròn

Máy Phay

Máy Sọc

7

8

9

10

11

13

15

1

1

1

1

1

1

1

4,5

7

7

7

2,8

15

5

15

16

17

18

19

20

21

Máy Phay

Máy Sọc

Máy Tiện

Máy Tiện

Máy Doa

Máy Doa

CầuTrục

=30%

13

15

17

18

19

20

35

1

1

1

1

1

1

1

15

5

10

10

12

12

30KVA


[email protected] ===============================================================

[email protected]

Bài tập 2.2. Xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại ( Kmax ) và công

suất trung bình ( Ptb ) cho một phân xưởng cơ khí với các thiết bị và số liệu

ghi ở bảng sau :

STT Tên thiết bị Ký hiệu Số lượng Pđm (kW) Cosđm

Ksd

1

2

3

4

5

6

Máy Khoan

Máy Doa

Máy Doa

Máy Tiện

Máy Tiện

Máy Bào

1

2

3

5

6

7

1

1

1

1

1

1

7

12

11

10

6,5

4,5

0,65

0,2

7

8

9

10

11

12

Máy Tiện

Máy Bào

Máy Phay

Máy Mài tròn

Máy Mài tròn

Máy sọc

6

8

9

11

12

15

1

1

1

1

1

1

6,5

4,5

7,5

10

14

7

13

14

15

16

17

18

Máy Chuốt

Máy Sọc

Máy Sọc

Máy tiện

Máy Doa

M.Cưa thép

14

15

16

18

20

21

1

1

1

1

1

1

5,5

7

7

9

10

10

19

20

21

22

23

24

Máy chuốt

Máy sọc

Máy bào

Máy Tiện

M.Hàn1p

=30%

Máy phay

14

16

23

25

27

28

1

1

1

1

1

1

5,5

7

4,5

4,5

5,34

15


[email protected] ===============================================================

[email protected]

Bài tập 2.3. Xác định phụ tải tính toán cho một khu trung cư mới xây dựng

bao gồm :

2 nhà ở 5 tầng, mỗi tầng 12 căn hộ

1 dãy phố dài 200m, nhà dân ở cả 2 mặt đường

1 công viên rộng 20m x 30m, có đặt 4 đu quay x 7 ( kw )

1 trường tiểu học gồm 5 phòng học.

Bài tập 2.4. Một khu văn phòng đại diện gồm :

1 nhà 4 tầng, mỗi tầng 8 phòng , mỗi phòng 24 m2, cầu thang , 2 nhà

WC

1 nhà 2 tầng, mỗi tầng 6 phòng , mỗi phòng 40m2, cầu thang , 2 nhà

WC

1 vườn hoa 10m x 30m

Yêu cầu xác định phụ tải điện cần cấp cho khu văn phòng

Bài tập 2.5. Xác định phụ tải điện cho một trường dạy nghề bao gồm

1 nhà giảng đường 3 tầng, mỗi tầng 5 lớp học, mỗi lớp 80m2

1 nhà 2 tầng :

- Tầng dưới hội trường 200m2

- Tầng trên thư viện 200m2

Một xưởng thực tập cơ khí 300m2 , Pđ = 150 ( KW )

1 ký túc xá 3 tầng, mỗi tầng 12 phòng, mỗi phòng 30m2


bÀi 2: xác định nhu cầu điện

Documents