BÀI GIẢNG CUNG CẤP ĐIỆN Biên soạn: Phạm Khánh Tùng Bộ môn Kỹ thuật điện – Khoa Sư phạm kỹ thuật hnue.edu.vn\directory\tungpk CHƯƠNG 2: PHỤ TẢI ĐIỆN Khái niệm chung phụ tải điện - Đo bằng tổng công suất tiêu thụ của thiết bị điện thời điểm - Là hàm số của nhiều yếu tố theo thời gian P(t) - Không tuân thủ theo qui luật nhất định - Là thông số quan trọng để lựa chọn thiết bị của hệ thống điện CHƯƠNG 2: PHỤ TẢI ĐIỆN Xác định phụ tải điện (phụ tải tính tốn) khơng xác xảy hai trường hợp : - Nhỏ phụ tải thực tế thường dẫn đến cố hoặc làm giảm tuổi thọ thiết bị, nguy tiềm ẩn cho cố tai nạn sau - Lớn phụ tải thực tế sẽ gây lãng phí thiết bị không khai thác, sử dụng hết công śt Xác định phụ tải điện (tính tốn) có vai trò rất quan trọng thiết kế vận hành hệ thống cung cấp điện CHƯƠNG 2: PHỤ TẢI ĐIỆN Các phương pháp xác định phụ tải điện: + Nhóm phương pháp dựa kinh nghiệm vận hành, thiết kế tổng kết lại bằng hệ số tính tốn có đặc điểm thuận lợi nhất cho việc tính tốn, nhanh chóng đạt kết quả, thường cho kết xác + Nhóm phương pháp dựa sở của lý thuyết xác suất thống kê có đặc điểm cho kết xác, song cách tính lại rất phức tạp CHƯƠNG 2: PHỤ TẢI ĐIỆN ĐẶC TÍNH PHỤ TẢI ĐIỆN 1.1 Các đặc trưng phụ tải điện a) Công suất định mức Pđm - Thơng số đặc trưng của phụ tải điện, thường ghi nhãn hoặc lý lịch máy - Đơn vị đo: kW hoặc kVA Với động điện Pđm - công suất trục Pđ  Pđm  đm CHƯƠNG 2: PHỤ TẢI ĐIỆN + Với thiết bị nung chảy công suất lớn, thiết bị hàn cơng śt định mức cơng śt định mức của máy biến áp, thường (kVA) + Thiết bị chế độ ngắn hạn lặp lại, tính phụ tải tính tốn phải qui đổi chế độ làm việc dài hạn thông qua hệ số tiếp điện tương đối ' Pđm  Pđm  đm P  S đm cos   đm ' đm CHƯƠNG 2: PHỤ TẢI ĐIỆN b) Điện áp định mức Điện áp định mức Uđm của phụ tải phải phù hợp với điện áp của mạng điện + Điện áp pha: 12; 36 V sử dụng cho mạng chiếu sáng cục hoặc nơi nguy hiểm + Điện áp ba pha: 127/220; 220/380; 380/660V cung cấp cho phần lớn thiết bị + Cấp 3; 6; 10 kV: dùng cung cấp cho lị nung chảy; động cơng śt lớn + Cấp 35, 110 kV dùng để truyền tải hoặc cung cấp điện cho thiết bị đặc biệt (công suất cực lớn) CHƯƠNG 2: PHỤ TẢI ĐIỆN 1.2 Đồ thị phụ tải - Đặc trưng cho tiêu dùng lượng điện của thiết bị riêng lẻ, của nhóm thiết bị, của phân xưởng hoặc của tồn xí nghiệp - Là tài liệu quan trọng thiết vận hành hệ thống cung cấp điện CHƯƠNG 2: PHỤ TẢI ĐIỆN a) Phân loại: - Theo đại lượng đo + Đồ thị phụ tải tác dụng P(t) + Đồ thị phụ tải phản kháng Q(t) + Đồ thị phụ tải điện A(t) - Theo thời gian khảo sát + Đồ thị phụ tải hàng ngày + Đồ thị phụ tải hàng tháng + Đồ thị phụ tải hàng năm - Của thiết bị riêng lẻ ký hiệu: p(t); q(t); i(t) - Của nhóm thiết bị P(t); Q(t); I(t) CHƯƠNG 2: PHỤ TẢI ĐIỆN b Đồ thị phụ tải hàng ngày: + Dụng cụ đo tự động + Người trực ghi lại sau giờ nhất định + Biểu diễn theo bậc thang, ghi lại giá trị trung bình khoảng nhất định CHƯƠNG 2: PHỤ TẢI ĐIỆN + Nếu nhóm có nhiều thiết bị có hệ số nhu cầu khác nhau: n K nc.tb   pđm.i knc.i i 1 n  pđm.i i 1 CHƯƠNG 2: PHỤ TẢI ĐIỆN + Phụ tải tính tốn nút của hệ thống cung cấp điện (phân xưởng, xí nghiệp) bằng cách tởng hợp phụ tải tính tốn của nhóm nối vào nút có tính đến hệ số đồng thời     Stt  K đt   Ptt i     Qtt i   i 1   i 1  n n Kđt - hệ số đồng thời có giá trị (0,85 ÷ 1) CHƯƠNG 2: PHỤ TẢI ĐIỆN 2.3 Xác định phụ tải tính tốn theo xuất chi phí điện đơn vị sản phẩm tổng sản lượng + Suất chi phí điện cho đơn vị sản phẩm a0 (kWh) + M - tổng sản phẩm cần sản xuất khoảng thời gian khảo sát T → tính phụ tải tác dụng trung bình của phân xưởng, xí nghiệp M a0 Ptb  T Ptt  K m Ptb Lựa chọn hệ số cực đại tương ứng với xí nghiệp hoặc phân xưởng CHƯƠNG 2: PHỤ TẢI ĐIỆN 2.4 Xác định phụ tải tính tốn theo xuất phụ tải đơn vị diện tích sản xuất Ptt  p0 F p0 - śt phụ tải tính tốn m2 diện tích sản suất (kW/m2) F - diện tích sản xuất đặt thiết bị (m2) CHƯƠNG 2: PHỤ TẢI ĐIỆN 2.5 Xác định phụ tải đỉnh nhọn Đây phu tải lớn nhất xuất thời gian ngắn ÷ giây, thường xuất khởi động động + Với nhóm thiết bị: phụ tải đỉnh nhọn xuất thiết bị có dịng mở máy lớn nhất nhóm làm việc (đóng điện) I đn  I kđ (max)  ( I tt n hom  k sd I đm (max) ) CHƯƠNG 2: PHỤ TẢI ĐIỆN Itt - dịng điện tính tốn của nhóm Iđm(max) - dịng định mức của động khởi động Ikđ(max) - dòng khởi động của động có dịng khởi động lớn nhất I kđ  kmm I đm kmm - hệ số mở máy của thiết bị + Động không đồng bộ: kmm = (5 ÷ 7) + Động rơto dây q́n: kmm = 2,5 + Lò điện, máy biến áp: kmm = 1,6 CHƯƠNG 2: PHỤ TẢI ĐIỆN Ví dụ tính phụ tải điện Nhóm I: Máy nén khí Pđm1 = 50 kW Pđm2 = 40 kW Knc = 0,85 Cosφ = 0,8 Nhóm II: Máy cơng cụ Pđm3 = 15 kW Pđm4 = 12 kW Pđm5 = 10 kW Pđm6 = kW Pđm7 = kW Pđm8 = kW 10 14 I II III CHƯƠNG 2: PHỤ TẢI ĐIỆN Nhóm II: knc = 0,35 cosφ = 0,6 Nhóm III: Các máy hàn Sđm10 = 25 kVA; cosφ = 0,5; knc = 0,6 Sđm11 = 15 kVa; cosφ = 0,6; knc = 0,4 Sđm12 = Sđm13 = Sđm14 = 20 kVA cosφ = 0,7; knc = 0,5 Phụ tải chiếu sáng Diện tích 3000 m2 Suất phụ tải: p0 = 0,006 kW/m2 CHƯƠNG 2: PHỤ TẢI ĐIỆN Giải: - Nhóm I: Tính theo phương pháp cơng śt đặt hệ số nhu cầu Ptt I  k nc Pđm1  Pđm2   0,8550  40   76,5 Qtt I  Ptt I tg  76,5.0,75  57,375 Stt I  Ptt I 76,5   95,625 cos 0,8 I CHƯƠNG 2: PHỤ TẢI ĐIỆN - Nhóm II: Tính theo phương pháp cơng śt đặt hệ số nhu cầu Ptt II  k nc  Pđm.i i 3  0,3515  12  10    5  19,6 Qtt II  Ptt II tg  19,6.1,33  20,09 Stt II Ptt II 19,6    32,67 cos 0,6 II CHƯƠNG 2: PHỤ TẢI ĐIỆN - Nhóm III: Có hệ số cơng śt hệ số nhu cầu khác nên phải tính bình qn 14 cos tb  p i 10 đm.i cosi 14 p i 10 10 14 đm.i 25 0,5  15 0,6  3.20 0,7   0,65 25  15  3.20 III CHƯƠNG 2: PHỤ TẢI ĐIỆN Hệ số nhu cầu trung bình: 14 k nc.tb  p i 10 14 đm.i p i 10  k nc.i đm.i 25 0,6  15 0,4  3.20 0,5  0,51 25  15  3.20 CHƯƠNG 2: PHỤ TẢI ĐIỆN - Phụ tải tính tốn 14 Ptt III  k nc.tb  Pđm.i i 10  0,5125  15  3.20   51 Qtt III  Ptt III tg  51.1,169  59,62 Stt III Ptt III 51    78,46 cos 0,65 CHƯƠNG 2: PHỤ TẢI ĐIỆN - Phụ tải chiếu sáng: tính theo phương pháp suất phụ tải đơn vị diện tích Ptt cs  p F  0,006 3000  18 Q tt cs  Stt cs  18 CHƯƠNG 2: PHỤ TẢI ĐIỆN - Phụ tải toàn phân xưởng Chọn hệ số đồng thời kđt = 0,9     Stt  K đt   Ptt i     Q tt i   i 1   i 1  n n  0,9 76,5  19,6  51  18   57 ,38  20,1  59,62   0,9 165  153,52  225 kVA