Điện, điện tử - Chương 2: Xác định nhu cầu điện năng

XÁC ĐỊNH NHU CẦU ĐIỆN NĂNGChương 2NỘI DUNG NHỮNG ĐỊNH NGHĨA CƠ BẢN VÀ KÝ HIỆU32 ĐỒ THỊ PHỤ TẢI ĐIỆN4CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN PHƯƠNG PHÁP TÍNH MỘT SỐ PHỤ TẢI ĐẶC BIỆT 5 1 ĐẶT VẤN ĐỀI. ĐẶT VẤN ĐỀXác 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 ĐIỆNĐồ 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,... 07111418202224t (giờ)P (kw)PmaxPminH2-1. Đồ Thị phụ tải 5II. ĐỒ THỊ PHỤ TẢI ĐIỆNĐồ Thị Phụ Tải NgàyLà 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 ĐIỆN07111418202224t (giờ)P (kw)PmaxPminH2-1. Đồ Thị phụ tải ngày 5II. 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.0156789t (haøng thaùng)P (kw)PmaxPmin234101112H2-3. Đồ Thị Phụ tải Hàng ThángII. 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 ĐIỆNCông 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. III. NHỮNG ĐỊNH NGHĨA CƠ BẢNPhụ 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 BẢNPhụ 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. 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 BẢNHệ 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. III. NHỮNG ĐỊNH NGHĨA CƠ BẢNSố 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).III. NHỮNG ĐỊNH NGHĨA CƠ BẢNIII. NHỮNG ĐỊNH NGHĨA CƠ BẢNKhi số thiết bị trong nhóm nhiều, ta có thể xác định số thiết bị hiệu quả như sau:- Gọi Pđm1 là tổng công suất định mức ứng với n1 thiết bị.- Gọi n1 là số thiết bị có công suất định mức - Tính các tham số:- Tra bảng:- Tính:- Tính: 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 BẢNHệ số cực đại: Là tỷ số giữa phụ tải tính toán và phụ tải trung bình trong khoảng thời gian khảo sát.III. NHỮNG ĐỊNH NGHĨA CƠ BẢNHệ 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: 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, 4.1. Xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩmM 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 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: IV. CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN 4.4. Xác định phụ tải theo hệ số cực đại và công suất định mứcIV. CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN Khi nhq 3 Khi nhq < 4 và n  3 Chế độ dài hạn Chế độ ngắn hạn lặp lại V. TÍNH MOÄT SOÁ PHUÏ TAÛI ÑAËT BIEÄT 5.1. Quy Đổi thiết bị một pha đ đ Nếu tổng công suất của thiết bị một pha nhỏ hơn 15% tổng công suất của thiết bị ba pha thì các thiết bị một pha xem như là ba pha có công suất tương đương. Nếu tổng công suất của thiết bị một pha lớn hơn 15% tổng công suất của các thiết bị ba pha ở điểm xét thì các thiết bị một pha quy đổi về ba pha được tính như sau. Thiết bị nối điện áp pha: Thiết bị nối điện áp dây: Phụ tải đỉnh nhọn là phụ tải cực đại xuất hiện trong khoảng 1-2 giây. Dòng điện đỉnh nhọn xuất hiện khi động cơ khởi động, lò hồ quang hoặc máy hàn làm việc, Phụ tải đỉnh nhọn thường được tính dưới dạng dòng điện đỉnh nhọn Iđn . Chúng ta tính Iđn để kiểm tra độ lệch điện áp, chọn các thiết bị bảo vệ, tính toán tự khởi động của động cơ.5.2. Tính phụ tải đỉnh nhọn V. TÍNH MOÄT SOÁ PHUÏ TAÛI ÑAËT BIEÄT Ñoäng cô rotor loàng soùc: kmm = 5 - 7 Maùy bieán aùp haøn, loø hoà quang: kmm  3Ñoäng cô daây quaán, ñoäng cô moät chieàu: kmm = 2,5 Đối với một nhóm máy, dòng điện đỉnh nhọn xuất hiện khi máy có dòng điện mở máy lớn nhất trong nhóm khởi đđộng, còn các máy khác làm việc bình thường. V. TÍNH MOÄT SOÁ PHUÏ TAÛI ÑAËT BIEÄT Điểm 1 Điểm 2 Điểm 3 Điểm 4 Điểm 5 Xác định chế độ làm việc của từng thiết bị kt , ɛ, ksd , Pdm , cos.Với nhóm thiết bị làm việc ở các chế độ khác nhau. Xác định Ptt :Phụ tải điểm 2 cộng tổn thất ĐD hạ áp:Tính theo knc hay tổng hợp các điểm 3:KHẢO SÁT SƠ ĐỐ CUNG CẤP ĐIỆN