Chuong 2.Ppt

CHƯƠNG 2
TÍNH TỐN PHỤ
TẢI ĐiỆN
1


1. ĐẶT VẤN ĐỀ
2. ĐỒ THỊ PHỤ TẢI ĐIỆN
3. CÁC ĐẠI LƯỢNG CƠ BẢN
4. CÁC HỆ SỐ TÍNH TỐN
5. CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CƠNG
SUẤT TÍNH TỐN
6. PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH MỘT SỐ PHỤ
TẢI ĐẶC BIỆT
7. XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT TÍNH TỐN Ở CÁC
CẤP TRONG MẠNG ĐIỆN
8. XÁC ĐỊNH TÂM PHỤ TẢI
2


1. Đặt vấn đề.
Phụ tải điện là số liệu dùng làm căn cứ để chọn các thiết bị
điện trong hệ thống CCĐ. Nếu PTTT nhỏ hơn phụ tải thực tế
thì sẽ dẫn đến làm giảm tuổi thọ của các thiết bị điện, có thể
dẫn tới cháy, nổ các thiết bị điện. Nếu PTTT lớn hơn phụ tải
thực tế nhiểu thì các thiết bị chọn sẽ quá lớn so với yêu cầu dẫn
tới lãng phí.
Do tính chất quan trọng như vậy nên đã có rất nhiều cơng trình
nghiên cứu và đề ra nhiều phương pháp xác định PTTT, xong
chưa có một phương pháp nào hồn thiện. Nếu thuận tiện cho
việc tính tốn thì lại thiếu chính xác, ngược lại nếu nâng cao

được độ chính xác, kể đến nhiều yếu tố ảnh hưởng thì phương
pháp tính lại q phức tạp.

3


2. Đồ thị phụ tải điện.
Phân loại đồ thị phụ tải điện:
Theo đại lượng đo:
◊ Đồ thị phụ tải tác dụng P(t).
◊ Đồ thị phụ tải phản kháng Q(t).
◊ Đồ thị điện năng A(t).
Theo thời gian khảo sát:
◊ Đồ thị phụ tải ngày.
◊ Đồ thị phụ tải hàng tháng.
◊ Đồ thị phụ tải hàng năm.
Một số đồ thị phụ tải thường dùng:
4


a.Đồ thị phụ tải hàng ngày
Nghiên cứu đồ thị phụ tải một ngày đêm
của một PX hay một XN ta có thể biết được
tình trạng làm việc của các thiết bị, từ đó có
thể sắp xếp được quy trình vận hành hợp lý
nhất, để đảm bảo cho đồ thị phụ tải chung
toàn PX hoặc XN tương đối bằng phẳng. Như
vậy sẽ đạt được mục đích vận hành kinh tế,
giảm được tổn thất trong mạng điện.
Đồ thị phụ tải hàng ngày là căn cứ để

chọn thiết bị điện, tính điện năng tiêu thụ.

5


P
2

3

1

t
0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

20

24

• Đồ thị phụ tải ngày.
a) Đồ thị phụ tải do thiết bị tự ghi (1).
b) Đồ thị phụ tải do nhân viên vận hành ghi (2).
c) Đồ thị phụ tải vẽ theo hình bậc thang (3).
6


b. Đồ thị phụ tải hàng tháng.
•

•

Đồ thị phụ tải hàng tháng được xây dựng theo đồ thị phụ tải
trung bình hàng tháng. Nghiên cứu đồ thị phụ tải hàng tháng có
thể biết được nhịp độ sản xuất của xí nghiệp, từ đó định ra
được lịch vận hành, sửa chữa các thiết bị điện một cách hợp
lý, đáp ứng được yêu cầu của sản xuất.
Ví dụ: Xét đồ thị như hình vẽ, ta thấy rằng vào khoảng tháng 4,
5 phụ tải của xí nghiệp là nhỏ nhất, nên có thể tiến hành sửa
chữa vừa và lớn các thiết bị điện vào lúc đó. Cịn những tháng
cuối năm phụ tải của xí nghiệp là lớn nhất nên trước những

tháng đó phải có kế hoạch sửa chữa nhỏ, hoặc bảo dưỡng
hoặc thay thế các thiết bị hỏng hóc để có thể đáp ứng được
yêu cầu của sản xuất.

7


P

t( th¸ng)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Đồ thị phụ tải hàng tháng

8


c. Đồ thị phụ tải hàng năm
Ta căn cứ vào đồ thị phụ tải điển hình của
một ngày mùa hè và một ngày mùa đông để vẽ
đồ thị phụ tải hàng năm. Cách vẽ như sau:
Giả sử ta quy định mùa hè gồm n1 ngày, mùa
đông gồm n2 ngày. Với mức phụ tải P2 hình a. ta
thấy trong ngày mùa đơng điển hình P 2 tồn tại
trong khoảng thời gian t2+t2'. Trong ngày điển
hình mùa hè P2 tồn tại trong khoảng thời gian t2”.
Vậy trong một năm số thời gian tồn tại phụ tải P 2
là: T2= (t2+t2')n2+t2” .n1
9

Khi xây dựng đồ thị phụ tải hàng năm ta tiến hành lần
lượt từ mức phụ tải cao đến mức phụ tải thấp, với thời
gian tồn tại tương ứng của từng mức phụ tải.
P(kW)

P(kW)

P(kW)

P1
P2

t2

0

,

24 (giờ)

a.

,,

t2

t2

0

24 (giờ)

b.

0

8760 (giờ)

c.

Đồ thị phụ tải hàng năm.
a) Đồ thị phụ tải một ngày mùa đông điển hình
b) Đồ thị phụ tải một ngày mùa hè điển hình
c) Đồ thị phụ tải hàng năm

10


3. CÁC ĐẠI LƯỢNG CƠ BẢN
a. Công suất định mức
Công suất đặt được tính theo biểu thức sau:
trong đó:
Pđ - công suất đặt của động cơ.

Pdm
Pd 
 dc

Pđm - công suất định mức của động cơ.

ηđc- hiệu suất định mức của động cơ.
Để đơn giản trong tính tốn người ta cho phép lấy hiệu suất của động cơ bằng 1
(khi lấy hiệu suất của động cơ bằng 1 thì sai số khơng lớn), vì khi làm việc ở
chế độ định mức hiệu suất của động cơ khá cao khoảng (0,8 ÷ 0,95)).
Vì vậy thơng thường người ta cho phép lấy Pđ=Pđm

11


Đối với các thiết bị làm việc ở chế độ làm việc ngắn
hạn lặp lại như cầu 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
đóng điện tương đối εdm% =100%.
Biểu thức quy đổi như sau:
- Đối với động cơ:

Pdm  Pdm .  %

- Đối với máy biến áp hàn:

Pdm  S dm cos  dm .  %

trong đó:

P'dm - cơng suất định mức đã quy đổi về ε%=100%.
Pdm, Sdm, cosφdm, εdm - các tham số định mức được ghi trong lý lịch
máy.

12

Cơng suất định mức của nhóm gồm n thiết bị
bằng tổng công suất định mức của các thiết bị
riêng biệt mà công suất của các thiết bị này đã
quy đổi về chế độ ε%=100%.
n

PđmΣ  Pđmi
i 1

Pđm∑ - công suất định mức của n thiết bị.
Pdmi - công suất định mức của thiết bị thứ i đã
quy đổi về ε%=100%.

13


b. Phụ tải trung bình
Phụ tải trung bình là một đặc trưng tĩnh của phụ tải
trong một khoảng thời gian nào đó. Tổng phụ tải trung bình
của các thiết bị cho ta khả năng đánh giá được giới hạn
dưới của PTTT.
Pdt
Qdt
; Q 
;
Biểu thức tính phụ tải trung bình: P 
tb

t

t

0

0

t

t

tb

Vì phụ tải ln biến đổi theo những quy luật phức tạp
khơng viết được dưới dạng hàm giải tích nên các biểu thức
trên chỉ có giá trị lý thuyết, trong thực tế người ta tính phụ
tải trung bình theo biểu thức:
A
A

P 
tb

P

t

;

Q 
tb

Q

t

;

AP, AQ - điện năng tiêu thụ tính trong khoảng thời gian
được khảo sát kWh, kVArh.
14


t- Thời gian khảo sát [h].
Phụ tải trung bình của một nhóm gồm n thiết
bị:
n

n

P tb   P tbi ;

Q tb   Q tbi ;

i 1

i 1

15

c. Phụ tải cực đại
Phụ tải cực đại được chia thành hai nhóm:
+ Phụ tải cực đại ổn định, Pmax
Phụ tải cực đại ổn định là phụ tải trung bình lớn
nhất tinh trong khoảng thời gian tương đối ngắn
(thường lấy bằng 10, 15 hoặc 30 phút). Trị số này dùng
để chọn các thiết bị theo điều kiện phát nóng. Nó cho
phép ta đánh giá được giới hạn trên của PTTT. Thường
ta tính phụ tải cực đại ổn định là phụ tải trung bình lớn
nhất xuất hiện trong thời gian 10, 15 hoặc 30 phút của
ca
có
phụ
tải
lớn
nhất
trong
ngày.
Đơi khi người ta dùng phụ tải cực đại ổn định được xác
định như trên là PTTT.

16


+ Phụ tải đỉnh nhọn, Pđn
Là phụ tải cực đại xuất hiên trong khoảng
(1÷2)s. Phụ tải đỉnh nhọn để kiểm tra độ dao động
điện áp, điều kiên tự khởi động của động cơ, kiểm

tra điều kiện làm việc của cầu chì, tính dịng điện
khởi động của rơle bảo vệ...
Phụ tải đỉnh nhọn thường xuất hiện khi động
cơ khởi động. Ta không chỉ quan tâm tới trị số của
phụ tải đỉnh nhọn mà còn quan tâm tới số lần xuất
hiện trong một giờ.
Số lần xuất hiện của phụ tải đỉnh nhọn càng
tăng thì càng ảnh hưởng xấu đến sự làm việc bình
thường của các thiết bị dùng điện khác trong
mạng điện.
17


d. Phụ tải tính tốn, Ptt
Phụ tải tính tốn được định nghĩa như sau:
PTTT là phụ tải giả thiết lâu dài không đổi tương
đương với phụ tải thực tế (biến thiên) về mặt hiệu
ứng nhiệt lớn nhất. Nói một cách khác, PTTT cũng
làm nóng vật dẫn lên tới nhiệt độ bằng nhiệt độ do
phụ tải thực tế gây ra.
Theo định nghĩa trên PTTT chỉ là phụ tải giả
thiết, nhưng vì nó tương đương với phụ tải thực
tế, nên căn cứ vào nó để chọn các thiết bị điện thì
sẽ đảm bảo an tồn cho các thiết bị đó trong mọi
tình trạng làm việc.
Quan hệ giữa PTTT và các phụ tải khác như
sau:
Pmax  Ptt  Ptb
18

4. CÁC HỆ SỐ TÍNH TỐN

a. Hệ số sử dụng, Ksd
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, được định nghĩa là tỷ
số giữa phụ tải trung bình với cơng suất định
mức. Hệ số sử dụng là chỉ tiêu cơ bản để tính
PTTT.
Ptb
- Đối với một thiết bị:
k 
sd

Pdm
n

- Đối với nhóm có n thiết bị:

k sd 

 Ptbi
i 1
n

 Pdmi
i 1

19

b. Hệ số phụ tải, Kpt
Hệ số phụ tải nói nên mức độ sử dụng, mức độ
khai thác thiết bị trong thời gian đang xét, được định
nghĩa là tỷ số giữa phụ tải thực tế và công suất định
mức. Thường ta phải xét hệ số phụ tải trong một
khoảng thời gian nào đó, nên phụ tải thực tế chính là
phụ tải trung bình trong khoảng thời gian đó.
Pthuc te
Ptb
k pt 

Pdm
Pdm
Nếu có đồ thị phụ tải có thể tính hệ số phụ tải như
sau:

k pt

P1 t 1  P2 t 2    Pn t n

Pdm ( t 1  t 2    t n )

20