Chng 3: Xác định phụ tải tính toán I.1 Đặt vấn đề Phụ tải tính toán là phụ tải giả thiết lâu dài không đổi, t-ơng đ-ơng với phụ tải thực tế (biến đổi) về mặt hiệu quả phát nhiệt hoặc mức độ huỷ hoại cách điện. Nói cách khác, phụ tải tính toán cũng đốt nóng thiết bị lên tới nhiệt độ t-ơng tự nh- 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 đ-ợc sử dụng để lựa chọn và kiểm tra các thiết bị trong hệ thống cung cấp điện nh-: máy biến áp, dây dẫn, các thiết bị đóng cắt, bảo vệ, tính toán tổn thất công suất, tổn thất điện năng, tổn thất điện áp; lựa chọn dung l-ợng bù công suất phản kháng Phụ tải tính toán phụ thuộc vào nhiều yếu tố nh-: công suất, số l-ợng, chế độ làm việc của các thiết bị điện, trình độ và ph-ơng thức vận hành hệ thống Nếu phụ tải tính toán xác định đ-ợc nhỏ hơn phụ tải thực tế thì sẽ làm giảm tuổi thọ của thiết bị điện, có khả năng dẫn đến sự cố, cháy nổ Ng-ợc lại, các thiết bị đ-ợc lựa chọn sẽ d- thừa công suất làm ứ đọng vốn đầu t-, gia tăng tổn thất Cũng vì vậy đã có nhiều công trình nghiên cứu và ph-ơng pháp xác định phụ tải tính toán, song cho đến nay vẫn ch-a có đ-ợc ph-ơng pháp nào thật hoàn thiện, Những ph-ơng pháp cho kết quả đủ tin cậy thì lại quá phức tạp, khối l-ợng tính toán và những thông tin ban đầu đòi hỏi quá lớn và ng-ợc lại. Có thể đ-a ra đây một số ph-ơng pháp th-ờng đ-ợc sử dụng nhiều hơn cả để xác định phụ tải tính toán khi quy hoạch và thiết kế các hệ thống cung cấp điện: I.1.1 Ph-ơng pháp xác định phụ tải tính toán ( PTTT ) theo công suất đặt và hệ số nhu cầu Công thức tính: 1)-(2 1)-(2 1 tgPQ PKP tttt n i dinctt 1)-(2 cos 22 tt tttttt P QPS Một cách gần đúng có thể lấy P đ = P đm Khi đó n i dminctt PKP 1 1)-(2 Trong đó : P đi . P đmi : Công suất đặt và công suất định mức của thiết bị thứ i ( KW) P tt . Q tt . S tt : Công suất tác dụng, phản kháng và toàn phần tính toán của nhóm thiết bị ( KW, KVAr, KVA) n : Số thiết bị trong nhóm K nc : Hệ số nhu cầu của nhóm hộ tiêu thụ đặc tr-ng tra trong các tài liệu tra cứu. Ph-ơng pháp tính phụ tải tính toán theo hệ số nhu cầu có -u điểm là đơn giản, thuận tiện. Nh-ợc điểm chủ yếu của ph-ơng pháp này là kém chính xác. Bởi vì hệ số nhu cầu K nc tra đ-ợc trong sổ tay là một số liệu cố định cho tr-ớc, không phụ thuộc vào chế độ vận hành và số thiết bị trong nhóm máy. I.1.2 Ph-ơng pháp xác định PTTT theo hệ số hình dáng của đồ thị phụ tải và công suất trung bình P tt = K hd .P tb Trong đó: K hd - hệ số hình dáng của đồ thị phụ tải, tra trong sổ tay kỹ thuật. P tb - công suất trung bình của thiết bị hoặc nhóm thiết bị [kW]. t A t dttP P t tb 0 )( Ph-ơng này có thể áp dụng để tính phụ tải tính toán ở thanh cái từ phân phối phân x-ởng hoặc thanh cái hạ áp của trạm biên áp phân x-ởng .Ph-ơng pháp này ít đ-ợc dùng trong tính toán thiết kế mới vì nó yêu cầu có đồ thị của nhóm phụ tải. I.1.3 Ph-ơng pháp xác định PTTT theo công suất trung bình và độ lệch của đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình: tbtbtt PP Trong đó: P tb - công suất trung bình của thiết bị hoặc nhóm thiết bị [kW]. tb - độ lệch của đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình. - hệ số tán xạ của . Ph-ơng pháp này th-ờng đ-ợc dùng để tính toán phụ tải cho các thiết bị của phân x-ởng hoặc của toàn bộ nhà máy. Tuy nhiên ph-ơng pháp này ít đ-ợc dùng trong tính toán thiết kế mới vì nó đòi hỏi khá nhiều thông tin về phụ tải mà chỉ phù hợp với hệ thống đang vận hành . I.1.4 Ph-ơng pháp xác định PTTT theo công suất trung bình và hệ số cực đại: P tt = K max .P tb = K max .K sd .P đm Trong đó: P tb - công suất trung bình của thiết bị hoặc nhóm thiết bị [ kW]. K max - hệ số cực đại, tra trong sổ tay kỹ thuật theo quan hệ K max = f ( n hq . K sd ). K sd - hệ số sử dụng, tra trong sổ tay kỹ thuật. n hq - số thiết bị dùng điện hiệu quả. Ph-ơng pháp này th-ờng đ-ợc dùng để tính toán phụ tải tính toán cho một nhóm thiết bị ,cho các tủ động lực cho toàn bộ phân x-ởng. Nó cho một kết quả khá chính xác nh-ng lại đòi hỏi một l-ợng thông tin khá đầy đủ về các loại phụ tải nh- : chế độ làm việc của từng phụ tải, công suất đặt của từng phụ tải , số l-ợng thiết bị trong nhóm. I.1.5 Ph-ơng pháp xác định PTTT theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm: max 0 tt P T Ma Trong đó: a 0 - suất chi phí điện năng cho một đơn vị sản phẩm [ KWh/đvsp]. M - số sản phẩm sản xuất đ-ợc trong một năm. T max - thời gian sử dụng công suất lớn nhất [h]. Ph-ơng pháp này th-ờng chỉ đ-ợc sử dụng để -ớc tính, sơ bộ xác định phụ tải trong công tác quy hoạch hoặc dùng để quy hoạch nguồn cho xí nghiệp. I.1.6 Ph-ơng pháp xác định PTTT theo suất trang bị điện trên đơn vị diện tích : P tt = p 0 .F Trong đó: p 0 - suất trang bị điện trên một đơn vị diện tích [W/m 2 ]. F - diện tích bố trí thiết bị [m 2 ]. Ph-ơng pháp này chỉ cho kết quả gần đúng khi có phụ tải phân bố đồng đều trên diện tích sản xuất, nên nó th-ờng đ-ợc dùng trong giai đoạn thiết kế sơ bộ, thiết kế chiếu sáng. . và kiểm tra các thiết bị trong hệ thống cung cấp điện nh-: máy biến áp, dây dẫn, các thiết bị đóng cắt, bảo vệ, tính toán tổn thất công suất, tổn thất điện năng, tổn thất điện áp; lựa chọn. định phụ tải tính toán khi quy hoạch và thiết kế các hệ thống cung cấp điện: I.1.1 Ph-ơng pháp xác định phụ tải tính toán ( PTTT ) theo công suất đặt và hệ số nhu cầu Công thức tính: 1)-(2 1)-(2 1 tgPQ PKP tttt n i dinctt 1)-(2 cos 22 tt tttttt P QPS Một. l-ợng, chế độ làm việc của các thiết bị điện, trình độ và ph-ơng thức vận hành hệ thống Nếu phụ tải tính toán xác định đ-ợc nhỏ hơn phụ tải thực tế thì sẽ làm giảm tuổi thọ của thiết bị điện,