Đặt vấn đề Phụ tải tính toán là phụ tải giả thiết lâu dài không đổi, tương đương với phụ tải thực tế (biến đổi ) về mặt hiệu quả phát nhiệt hoặc mức độ hủy hoại cách điện. Nói cách khác, phụ tải tính toán cũng đốt nóng thiết bị lên đến nhiệt độ tương tự như phụ tải thực tế gây ra, vì vậy chọn các thiết bị theo phụ tải tính toán sẽ đảm bảo an toàn cho thiết bị về mặt phát nóng. Phụ tải tính toán (PTTT),được sử dụng để lựa chọn và kiểm tra các thiết bị trong hệ thống cung cấp điện như: máy biến áp, dây dẫn, các thiết bị đóng cắt, bảo vệ… PTTT còn được dùng để tính toán tổn thất công suất, tổn thất điện năng, tổn thất điện áp, lựa chọn dung lượng bù công suất phản kháng…PTTT phụ thuộc vào nhiều yếu tố như:công suất, số lượng, chế độ làm việc của các thiết bị điện, trình độ và phương thức vận hành hệ thống…Nếu PTTT xác định được nhỏ hơn phụ tải thực tế thì sẽ làm giảm tuổi thọ của thiết bị điện, có khả năng dẫn đến cháy nổ…Ngược lại, các thiết bị được chọn nếu dư thừa công suất sẽ làm ứ đọng vốn đầu tư, gia tăng tổn thất…Cũng vì vậy, đã có nhiều công trình nghiên cứu về phương pháp xác định PTTT, song cho đến nay vẫn chưa có được phương pháp nào thật hoàn thiện.Những phương pháp có kết quả đủ tin cậy thì lại quá phức tạp, khối lượng tính toán và các thông tin ban đầu đòi hỏi quá lớn và ngược lại.Có thể đưa ra đây một số phương pháp thường sử dụng nhiều hơn cả để xác định PTTT khi quy hoạch và thiết kế hệ thống cung cấp điện: 1. Phương pháp xác định phụ tải tính toán (pttt) theo công suất đặt và hệ số nhu cầu k P = k .P Trong đó : k - hệ số nhu cầu, tra trong sổ tay kỹ thuật.
Pđ - công suất đặt của thiết bị hoặc nhóm thiết bị, trong tính toán có thể xem gần đúng P =Pđm (kW). Phương pháp xác định pttt theo hình dáng của đồ thị phụ tải và công suất trung bình : P = k .P Trong đó: k - hệ số hình dáng của đồ thị phụ tải, tra trong sổ tay kĩ thuật. P - công suất trung bình của thiết bị hoặc nhóm thiết bị (kW).dien TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.dien ĐỒ ÁN GVHD: Dương Thị Loan Ptb 1. Phương pháp xác định pttt theo công suất trung bình và độ lệch của đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình : P Trong đó : P -công suất trung bình của thiết bị hoặc nhóm thiết bị (kW) -độ lệch của đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình -hệ số tán xạ của 1.
Phương pháp xác định pttt theo công suất trung bình và hệ số cực đại Trong đó : P -công suất định mức của thiết bị hoặc nhóm thiết bị(kW). k -hệ số cực đại, tra trong sổ tay kĩ thuật theo quan hệ : k k -hệ số sử dụng, tra trong sổ tay kĩ thuật. n -số thiết bị dùng điện hiệu quả. Phương pháp xác định pttt theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm: Trong đó : a -suất chi phí điện năng cho một đơn vị sản phẩm (kWh/đvsp).
M-số sản phẩm sản xuất được trong một năm. T -thời gian sử dụng công suất lớn nhất (h) Phương pháp này thường được dùng để xác định PTTT cho các XNCN có số phụ tải ít, sản xuất tương đối ổn định. Phương pháp xác định pttt theo suất trang bị điện trên đơn vị diện tích: P Trong đó: po-suất trang bị điện trên một đơn vị diện tích (W/m ). F -diện tích bố trí thiết bị (m ).
Phương pháp tính trực tiếp.dien TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.dien ĐỒ ÁN GVHD: Dương Thị Loan Trong các phương pháp trên, 3 phương pháp :1,5&6 là dựa trên kinh nghiệm thiết kế và vận hành để xác định PTTT nên chỉ cho kết quả gần đúng .Tuy nhiên, chúng khá đơn giản và tiện lợi.Các phương pháp còn lại xây dựng trên cơ sở lý thuyết xác suất thống kê, có xét đến nhiều yếu tố .Do đó, có kết quả chính xác hơn, nhưng khối lượng tính toán lớn và phức tạp. Tùy theo yêu cầu tính toán và những thông tin có thể có được về phụ tải, người thiết kế có thể lựa chọn các phương pháp thích hợp để xác định PTTT. Trong bài tập này, với phân xưởng đúc nấu kim loại, ta đã biết vị trí, công suất đặt và chế độ làm việc của từng thiết bị trong phân xưởng. Nên khi tính toán phụ tải động lực của phân xưởng có thể sử dụng phương pháp xác định PTTT theo công suất trung bình và hệ số cực đại.
Các phân xưởng còn lại, do chỉ biết diện tích và công suất đặt của nó, nên để xác định phụ tải động lực của các phân xưởng này, ta áp dụng phương pháp tính theo công suất đặt và hệ số nhu cầu. Xác định phụ tải của phân xưởng đúc nấu kim loại Phân xưởng đúc nấu kim loại là phân xưởng số 2 trong sơ đồ mặt bằng nhà máy. Trong phân xưởng có 10 thiết bị, công suất của các thiết bị rất khác nhau, thiết bị có công suất lớn nhất là 12 kW (Cầu trục = 35%), song cũng có những thiết bị có công suất rất nhỏ (3 kW). Phần lớn các thiết bị có chế độ làm việc dài hạn.Những đặc điểm này cần được quan tâm khi phân nhóm phụ tải, xác định PTTT và lựa chọn phương án thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng.Giới thiệu phương pháp xác định pttt theo công suất trung bình Ptb và kmax (còn gọi là phương pháp số thiết bị dùng điện hiệu quả nhq): Theo phương pháp này , PTTT được xác định theo biểu thức: P Trong đó : P - công suất định mức của thiết bị thứ i trong nhóm.
n - số thiết bị trong nhóm. k - hệ số sử dụng , tra trong sổ tay kĩ thuật. Nếu k sai khác nhau nhiều thì xác định giá trị trung bình : k - hệ số cực đại , tra trong sổ tay kĩ thuật theo quan hệ: k n - số thiết bị dùng điện hiệu quả. Số thiết bị dùng điện hiệu quả nhq là số thiết bị có cùng công suất, cùng chế độ làm việc, gây ra một hiệu quả phát nhiệt (hoặc mức độ hủy hoại cách điện ) 10 DO.dien TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.dien ĐỒ ÁN GVHD: Dương Thị Loan đúng bằng phụ tải thực tế (có công suất và chế độ làm việc khác nhau…) gây ra trong quá trình làm việc, nhq được xác định bằng biểu thức tổng quát sau: (làm tròn số) Trong đó: P -công suất danh định của thiết bị thứ i trong nhóm.
n -số thiết bị có trong nhóm. Khi n lớn thì việc xác định nhq theo biểu thức trên khá phức tạp, nên có thể xác định n theo các phương pháp gần đúng, với sai số tính toán nằm trong khoảng %.Trường hợp m= và k thì n Chú ý, nếu trong nhóm có n thiết bị mà tổng công suất của chúng không lớn hơn 5% tổng công suất của cả nhóm thì : Trong đó: P -công suất danh định của thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm. P -công suất danh định của thiết bị có công suất nhỏ nhẩt trong nhóm.Trường hợp m >3 và k n sẽ được xác định theo biểu thức: n c.Khi không áp dụng được các trường hợp trên , việc xác định n phải được tiến hành theo trình tự: Trước hết tính : n P Trong đó: n – số thiết bị trong nhóm. n - số thiết bị có công suất không nhỏ hơn một nửa công suất của thiết bị có công suất lớn nhất.
P và P :tổng công suất của n và n thiết bị. Sau khi tính được n* và P*, tra sổ tay kĩ thuật ta tìm được: n Từ đó, tính được nhq theo công thức ; n 11 DO.dien TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.dien ĐỒ ÁN GVHD: Dương Thị Loan Khi xác định được phụ tải tính toán theo phương pháp số thiết bị dùng điện hiệu quả nhq, trong một số trường hợp cụ thể có thể dùng các công thức gần đúng sau: Nếu n và n PTTT được tính theo công thức: P Nếu n>3 và n PTTT được tính theo công thức: P Trong đó : k -hệ số phụ tải của thiết bị thứ i.Nếu không có số liệu chính xác,hệ số phụ tải có thể lấy gần đúng như sau: k : đối với thiết bị làm việc dài hạn. k : đối với thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại. Nếu n>300 và k PTTT được tính theo công thức: P Đối với thiết bị có đồ thị phụ tải bằng phẳng (các máy bơm, quạt nén khí…), pttt có thể lấy bằng phụ tải trung bình: P Nếu trong mạng có các thiết bị một pha cần phải phân phối đều các thiết bị cho ba pha của mạng, trước khi xác định n hq, phải qui đổi công suất của các phụ tải một pha về ba pha tương đương: -Nếu các thiết bị một pha đấu vào điện áp pha: P -Nếu các thiết bị một pha đấu vào điện áp dây: P Nếu trong nhóm có thiết bị tiêu thụ điện làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại thì phải qui đổi về chế độ dài hạn trước khi xác định nhq theo công thức: P Trong đó: -hệ số đóng điện tương đối phần trăm, cho trong lý lịch máy.dien TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.dien ĐỒ ÁN GVHD: Dương Thị Loan 2.Trình tự xác định pttt theo phương pháp Ptb và Kmax 2.Phân nhóm phụ tải Trong mỗi phân xưởng, thường có nhiều thiết bị có công suất và chế độ làm việc rất khác nhau, muốn xác định PTTT được chính xác cần phải phân nhóm thiết bị điện.
Việc phân nhóm thiết bị điện cần phải tuân theo nguyên tắc sau: 1. Các thiết bị trong cùng một nhóm nên ở gần nhau để giảm đi chiều dài đường dây hạ áp, nhờ vậy có thể tiết kiệm được vốn đầu tư và tổn thất trên các đường dây hạ áp trong phân xưởng. Chế độ làm việc của các thiết bị trong cùng một nhóm nên giống nhau để việc xác định PTTT được chính xác hơn và thuận lợi cho việc lựa chọn phương thức cung cấp điện cho nhóm. Tổng công suất các nhóm nên xấp xỉ nhau để giảm chủng loại tủ động lực cần dùng trong phân xưởng và toàn nhà máy.
Số thiết bị trong cùng nhóm cũng không nên quá nhiều bởi vì số đầu ra của tủ động lực thường trong khoảng (8 12). Tuy nhiên, thường thì rất khó thỏa mãn cùng một lúc cả 3 nguyên tắc trên, do vậy, người thiết kế cần phải lựa chọn cách phân nhóm sao cho hợp lý nhất.