giáo trình cung cấp điện nghề điện dân dụng cao đẳng

<span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2">

2

TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN

Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thơng tin có thể được phép dùng ngun bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm.

LỜI GIỚI THIỆU

Giáo trình mơn học Cung cấp điện được biên soạn trên cơ sở chương trình khung của nghề Điện cơng nghiệp, làm tài liệu giảng dạy tại trường Cao đẳng Cơ Giới Ninh Bình.

Khi biên soạn giáo trình chúng tơi đã cập nhật những kiến thức mới có liên quan tới môn học và phù hợp với đối tượng sử dụng, cũng như cố gắng gắn nội dung lý thuyết với những vấn đề thực tế thường gặp trong sản xuất, đời sống để giáo trình có tính thực tiễn cao.

Trong quá trình biên soạn tập giáo trình, khơng tránh khỏi những thiếu sót. Mong bạn đọc đóng góp ý kiến để giáo trình được hồn thiện hơn.

Ninh Bình, ngày tháng 06 năm 2021 Tham gia biên soạn

1. Chủ biên: Vũ Thị Vân 2. Trần Duy Đông

</div><span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3">

3 MỤC LỤC

LỜI GIỚI THIỆU ... 2

MỤC LỤC ... 3

Bài mở đầu: KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN ... 6

Giới thiệu: ... 6

Nội dung chính: ... 7

1. Nguồn năng lượng tự nhiên và đặc điểm của năng lượng điện: ... 7

1.1. Nguồn năng lượng tự nhiên: ... 7

1.2. Đặc điểm của năng lượng điện: ... 8

2. Nhà máy điện: ... 8

2.1. Nhà máy nhiệt điện: ... 9

2.2. Nhà máy thủy điện: ... 10

2.3. Nhà máy điện nguyên tử: ... 11

2.4. Nhà máy điện dùng sức gió (động cơ gió phát điện): ... 12

2.5. Nhà máy điện dùng năng lượng bức xạ mặt trời: ... 13

2.6. Nhà máy năng lượng địa nhiệt: ... 13

6. Trung tâm điều độ hệ thống điện: ... 16

7. Những yêu cầu và nội dung chủ yếu khi thiết kế hệ thống cung cấp điện:… ... ……….17

7.1. Một phương án cung cấp điện xí nghiệp được xem là hợp lý khi thỏa mãn những yêu cầu sau: ... 17

7.2. Nội dung chủ yếu khi thiết kế hệ thống cung cấp điện: ... 17

8. Hệ thống điện Việt Nam:... 18

Câu hỏi và bài tập ... 21

CHƯƠNG 1: TÍNH TỐN PHỤ TẢI ... 22

</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4">

4

2.1. Tính tốn phụ tải điện sinh hoạt ... 38

2.2. Tính tốn phụ tải điện chiếu sáng ... 40

2.3. Tính tốn phụ tải động lực ... 42

2.4. Tống hợp phụ tải tính tốn của tịa nhà chung cư ... 45

3. Tính tổn thất trong mạng điện: ... 46

3.1. Tính tốn tổn thất điện áp ... 49

3.2. Tính tốn tổn thất cơng suất... 52

3.3. Tính tốn tổn thất điện năng: ... 55

4. Chọn phương án cung cấp điện: ... 57

4.1. Khái quát: ... 57

4.2. Chọn điện áp định mức của mạng điện: ... 58

4.3. Sơ đồ cung cấp điện ... 58

Câu hỏi và bài tập ... 64

CHƯƠNG 2: LỰA CHỌN THIẾT BỊ TRONG CUNG CẤP ĐIỆN ... 67

Giới thiệu: ... 67

Nội dung chính: ... 68

1. Lựa chọn máy biến áp: ... 68

1.1. Chọn vị trí trạm biến áp ... 68

1.2. Chọn số lượng và chủng loại máy biến áp ... 68

1.3. Xác định công suất trạm biến áp ... 68

2. Lựa chọn thiết bị phân phối hạ áp ... 70

2.1. Lựa chọn cầu chì và áp tơ mát ... 70

2.2. Lựa chọn dao cách ly và máy cắt điện. ... 74

2.3. Lựa chọn thanh góp: ... 79

3. Lựa chọn dây dẫn và cáp điện...81

3.1. Lựa chọn dây dẫn từ MBA đến tủ phân phối...92

3.2. Lựa chọn dây dẫn từ tủ phân phối đến các tầng và thang máy...94

3.3. Lựa chọn dây dẫn từ tủ phân phối đến mạng điện chiếu sáng và trạm bơm ...103

4. Chống sét và nối đất: ... 106

4.1. Chống sét: ... 106

4.2. Nối đất: ... 115

4.3. Giới thiệu về kỹ thuật chống sét mới xuất hiện gần đây trên thế giới: ... 120

Câu hỏi và bài tập ... 121

CHƯƠNG 3. CHIẾU SÁNG CÔNG NGHIỆP ... 122

</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5">

5

2.1. Nội dung thiết kế chiếu sáng ... 126

2.2. Thiết kế chiếu sáng dân dụng ... 127

2.3. Thiết kế chiếu sáng công nghiệp ... 131

3. Nâng cao hệ số công suất cos ... 137

3.1. Hệ số công suất (cos) và ý nghĩa của việc nâng cao hệ số công suất... 137

3.2. Các giải pháp bù cos tự nhiên ... 138

3.3. Các thiết bị bù cos ... 139

3.4. Phân phối tối ưu công suất bù trên lưới điện xí nghiệp ... 140

Câu hỏi và bài tập ... 145

BÀI TẬP LỚN ... 147

Nội dung: ... 147

Bài tập 1. Thiết kế cung cấp điện cho xưởng sửa chữa cơ khí ... 147

Bài tập 2. Thiết kế cung cấp điện cho xí nghiệp công nghiệp ... 148

Bài tập 3. Thiết kế cung cấp điện cho chung cư cao tầng ... 150

BẢNG TRA MÔN CUNG CẤP ĐIỆN ... 150

</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">

6

GIÁO TRÌNH MƠN HỌC Tên mơn học: Cung cấp điện

Mã mơn học: MH 23

Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trị của mơn học:

- Vị trí: Mơn học này phải học sau khi đã hoàn thành các mơn học An tồn và tổ chức sản xuất, Điện kỹ thuật, Đo lường điện, Vẽ điện, Khí cụ điện, Vật liệu điện. - Tính chất: Là mơn học chun môn nghề, thuộc môn học đào tạo nghề bắt buộc - Ý nghĩa và vai trị của mơn học: Trong sự nghiệp cơng nghiệp hóa - hiện đại hóa đất nước, ngành cơng nghiệp điện giữ vai trị hết sức quan trọng, bởi điện năng là nguồn năng lượng được sử dụng rộng rãi nhất trong các ngành kinh tế quốc dân. + Khi xây dựng nhà máy, khu công nghiệp, khu dân cư, thành phố…trước tiên người ta phải xây dựng hệ thống cung cấp điện để cung cấp điện năng cho các máy móc và phục vụ nhu cầu sinh hoạt của con người.

+ Nội dung môn học này nhằm trang bị cho học viên những kiến thức, kỹ năng cơ bản về kỹ thuật Cung cấp điện

Mục tiêu của môn học: - Về kiến thức:

+ Chọn được phương án, lắp đặt được đường dây cung cấp điện cho một phân xưởng phù hợp yêu cầu cung cấp điện theo Tiêu chuẩn Việt nam;

Nội dung của môn học:

Bài mở đầu: KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN Giới thiệu:

- Hệ thống cung cấp điện: Tổ hợp các thiết bị và khí cụ điện liên kết với nhau với chức năng cung cấp năng lượng điện cho các hộ tiêu thụ điện.

- Hộ tiêu thụ điện: Là nhà máy công nghiệp, các tổ chức, các xưởng sản xuất, khu vực xây dựng, tòa nhà, căn hộ, mà ở đó các thiết bị tiêu thụ điện kết nối với lưới điện và sử dụng năng lượng điện.

- Thiết bị tiêu thụ điện: Là phần điện của thiết bị cơng nghệ, có chức năng biến đổi năng lượng điện thành các dạng năng lượng khác cơ năng, nhiệt năng, hóa năng.

</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">

Từ thời cổ đại người ta đã biết đến và nghiên cứu các hiện tượng điện, mặc dù lý thuyết về điện mới thực sự phát triển từ thế kỷ 17 và 18. Tuy thế, những ứng dụng của điện trong giai đoạn này vẫn cịn ít cho đến cuối thế kỷ 19 với sự bùng nổ của ngành kỹ thuật điện đưa nó vào ứng dụng trong công nghiệp và sinh hoạt hàng ngày. Sự phát triển nhanh chóng của kỹ thuật và công nghệ điện đã làm thay đổi nền công nghiệp chạy bằng hơi nước trước đó cũng như thay đổi xã hội lồi người. Tính linh hoạt của điện cho phép con người có thể ứng dụng nó vào vơ số lĩnh vực như giao thông, ứng dụng nhiệt, chiếu sáng, viễn thơng, và máy tính điện tử. Năng lượng điện ngày nay trở thành xương sống trong mọi công nghệ hiện đại Năng lượng điện từ các nguồn năng lượng tự nhiên như gió, nước, năng lượng mặt trời, than đá, dầu mỏ, nhiên liệu sinh khối, năng lượng đại dương, năng lượng hạt nhân… ngày một được sử dụng rộng rãi hơn để tiết kiệm chi phí cho các biến đổi cơ năng thành điện. Chúng ta đều biết điện năng được sinh ra từ các máy cơ

</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">

8

– phát điện quay bởi các tuabin được đun nóng từ việc đốt nhiên liệu. Chính vì q trình này tiêu tốn khá nhiều nhiên liệu nên con người đã nghiên cứu và phát minh những thiết bị có thể biến đổi những nguồn năng lượng khác thành điện năng.

Năng lượng điện có nhiều ưu điểm như: Dễ dàng chuyển thành các năng lượng khác (cơ, hoá, nhiệt v.v...), dễ truyền tải đi xa, hiệu suất lại cao.

1.2. Đặc điểm của năng lượng điện:

Trong quá trình sản xuất và phân phối, điện năng có một số đặc điểm chính như sau:

- Điện năng sản xuất ra nói chung khơng tích trữ được (trừ một vài trường hợp cá biệt với công suất nhỏ người ta dùng pin và ăcquy làm bộ phận tích trữ). Tại mọi lúc, ta phải đảm bảo cân bằng giữa điện năng được sản xuất ra với điện năng tiêu thụ kể cả những tổn thất do truyền tải điện.

- Các quá trình về điện xảy ra rất nhanh. Ví dụ sóng điện từ lan truyền trong dây dẫn với tốc độ rất lớn xấp xỉ tốc độ ánh sáng 300000 km/giây, quá trình sóng sét lan truyền, q trình q độ, ngắn mạch xảy ra rất nhanh (trong thời gian nhỏ hơn 1/10 giây).

- Cơng nghiệp điện lực có liên quan chặt chẽ đến hầu hết các ngành kinh tế quốc dân (khai thác mỏ, cơ khí, dân dụng, cơng nghiệp nhẹ...). Đó là một trong những động lực tăng năng suất lao động, tạo nên sự phát triển nhịp nhàng trong cấu trúc kinh tế.

- Điện năng được sản xuất chủ yếu dưới dạng điện xoay chiều với tần số 60Hz (tại Mỹ và Canada) hay 50Hz (tại Việt Nam và các nước khác).

- Hệ thống điện bao gồm ba khâu: sản xuất, truyền tải và phân phối, tiêu thụ điện năng.

a. Sản xuất điện năng: Các nhà máy điện b. Truyền tải, phân phối: Mạng lưới điện

c. Tiêu thụ: Biến đổi điện năng thành các dạng năng lượng khác. 2. Nhà máy điện:

Nhà máy điện là nhà máy sản xuất điện năng ở quy mơ cơng nghiệp. Bộ phận chính yếu của hầu hết các nhà máy điện là máy phát điện. Đó là thiết bị biến đổi cơ năng thành điện năng thông thường sử dụng nguyên lý cảm ứng điện từ. Tuy nhiên nguồn năng lượng để chạy các máy phát điện này lại khơng giống nhau. Nó phụ thuộc phần lớn vào loại chất đốt và công nghệ mà nhà máy có thể tiếp cận được.

Hiện nay, nhà máy nhiệt điện và thủy điện vẫn là những nguồn điện chính sản xuất ra điện trên thế giới.

</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">

9 2.1. Nhà máy nhiệt điện:

Hình 2: Nhà máy nhiệt điện

Trong nhà máy nhiệt điện, cơ năng được tạo ra bởi động cơ nhiệt. Động cơ nhiệt tạo ra cơ năng bằng nhiệt được lấy bằng cách đốt nhiên liệu. Cơ năng ở đây được lưu trữ dưới dạng động năng quay của tuốc bin. Khoảng 80% các nhà máy điện dùng tuốc bin hơi nước, tức là dùng sử dụng hơi nước đã được làm bốc hơi bởi nhiệt để quay tuốc bin. Theo định luật hai nhiệt động lực học, nhiệt năng khơng thể chuyển hết thành cơ năng. Do đó ln có mất mát nhiệt ra mơi trường. Lượng nhiệt mất mát này có thể được sử dụng vào các mục đích khác như sưởi ấm, khử muối của nước...

</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">

- Thường được xây dựng gần nguồn nhiên liệu và nguồn nước.

- Tính linh hoạt trong vận hành kém. Việc khởi động và tăng phụ tải chậm. - Hiệu suất thấp ŋ = 30 ÷ 40%

- Khối lượng nhiên liệu sử dụng lớn, việc vận chuyển nhiên liệu khá tốn kém, khói thải và ơ nhiễm môi trường.

Nhà máy nhiệt điện rút hơi:

Nhà máy nhiệt điện rút hơi đồng thời sản xuất điện năng và nhiệt năng. Về nguyên lý hoạt động giống như nhà máy nhiệt điện ngưng hơi, song ở đây lượng hơi rút ra đáng kể từ một số tầng của tuốc bin để cấp cho các phụ tải nhiệt cơng nghiệp và sinh hoạt. Do đó hiệu suất chung của nhà máy tăng lên.

Do yêu cầu rút nhiệt phục vụ cho cơng nghiệp nên nhà máy này có hai đặc điểm chính sau:

- Thường được xây dựng gần phụ tải nhiệt

- Hiệu suất cao hơn nhà máy nhiệt điện ngưng hơi 2.2. Nhà máy thủy điện:

Hình 3: Nhà máy thủy điện Hịa Bình

Ngun lý của nhà máy thủy điện là sử dụng năng lượng dòng nước để làm quay trục tuốc bin thủy lực để chạy máy phát điện. Quá trình biến đổi năng lượng là: Thủy năng  Cơ năng  Điện năng.

</div><span class="text_page_counter">Trang 11</span><div class="page_container" data-page="11">

11

Hình 4: Nguyên lý của nhà máy thủy điện

So với nhà máy nhiệt điện cùng cơng suất thì nhà máy thủy điện địi hỏi vốn đầu tư nhiều hơn và chủ yếu là đầu tư vào các cơng trình đập chắn, hồ chứa. Thời gian xây dựng lâu hơn. Nhưng, nhà máy thủy điện lại có những ưu điểm chính sau:

- Giá thành điện năng rẻ hơn nhiều so với nhiệt điện. - Mức độ tự động hóa ở thủy điện dễ thực hiện hơn.

- Mở máy nhanh, vận hành máy đơn giản so với nhiệt điện, nên đáp ứng kịp thời yêu cầu của hệ thống.

- Ít xảy ra sự cố như ở nhà máy nhiệt điện.

- Thoáng mát, sạch sẽ kết hợp với phục vụ thủy lợi, cải thiện môi trường và tiện lợi cho giao thông đường thủy.

- Hiệu suất của nhà máy thủy điện cao có thể đạt đến 80%. 2.3. Nhà máy điện nguyên tử:

Hình 5: Nhà máy điện nguyên tử

</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12">

12

Nhiệt năng do phân hủy hạt nhân sẽ biến thành cơ năng và từ cơ năng sẽ biến thành điện năng. Nhiệt năng thu được trong quá trình phá vỡ liên kết hạt nhân nguyên tử của các chất Urani 235 hay Plutoni 239... trong lò phản ứng. Do đó nếu như NMNĐ dùng lị hơi thì NMĐNT dùng lị phản ứng và những máy sinh hơi đặc biệt.

Ưu điểm của NMĐNT:

- Chỉ cần một lượng khá bé vật chất phóng xạ đã có thể đáp ứng được yêu cầu của nhà máy.

- Một nhà máy có cơng suất 100MW, một ngày thường tiêu thụ khơng nhiều hơn 1kg chất phóng xạ.

- Công suất một tổ máy phát điện, tuốc bin của nhà máy điện nguyên tử sẽ đạt đến 500, 800, 1200 và thậm chí đến 1500MW.

Nhà máy điện nguyên tử có những đặc điểm sau:

- Vốn đầu tư xây lắp ban đầu lớn và thời gian xây dựng kéo dài. - Thời gian sử dụng công suất cực đại lớn khoảng 7000giờ/năm. 2.4. Nhà máy điện dùng sức gió (động cơ gió phát điện):

Hình 6: Cánh đồng quạt gió ở Bạc Liêu

Người ta lợi dụng sức gió để quay hệ thống cánh quạt đặt đối diện với chiều gió. Hệ thống cánh quạt được truyền qua bộ biến đổi tốc độ để làm quay máy phát

</div><span class="text_page_counter">Trang 13</span><div class="page_container" data-page="13">

2.5. Nhà máy điện dùng năng lượng bức xạ mặt trời:

Hình 7: Nhà máy điện dùng năng lượng bức xạ mặt trời

Thường có dạng như nhà máy nhiệt điện, ở đây lò hơi được thay bằng hệ thống kính hội tụ thu nhận nhiệt lượng bức xạ mặt trời để tạo hơi nước quay tuốc bin. Nhà máy điện dùng năng lượng bức xạ mặt trời có những đặc điểm sau:

Hình 8: Nhà máy năng lượng địa nhiệt

</div><span class="text_page_counter">Trang 14</span><div class="page_container" data-page="14">

14 3. Mạng lưới điện:

Điện năng sau khi được sản xuất tại nhà máy điện sẽ được truyền tải, phân phối đến các hộ tiêu thụ nhờ mạng lưới điện.

Hình 9: Mạng lưới điện cơ bản

Mạng điện là tập hợp đường dây trên không, dây cáp, các TBA và trạm đóng cắt điện ở các cấp điện áp khác nhau.

Người ta chia mạng điện khu vực, mạng điện địa phương, mạng điện đô thị, mạng điện nông thơn hoặc mạng điện xí nghiệp. Nếu theo hình dạng kết cấu, ta có thể chia thành mạng hở, mạng kí, mạng hình tia, hoặc rẽ nhánh… Tùy theo điện áp có thể chia thành: mạng hạ thế (dưới 1000V), mạng trung thế (11kV đến 22kV), mạng cao thế (từ 35kV đến 220kV) và mạng siêu cao thế (trên 220kV). Ngồi ra cũng có thể phân thành mạng đường dây trên không, mạng cáp, mạng xoay chiều, mạng một chiều…

3.1. Mạng truyền tải:

Mục đích của mạng truyền tải trên không là truyền tải năng lượng từ các nhà máy phát điện đến mạng phân phối. Các đường dây truyền tải cũng nối kết các hệ thống điện lân cận với nhau.

Mạng truyền tải có điện áp dây trên 60kV. 3.2. Mạng phân phối:

Mạng phân phối là phần kết nối các trạm phân phối với các hộ tiêu thụ. Mạng phân phối là nơi cuối cùng cung cấp điện năng cho các hộ tiêu thụ.

4. Hộ tiêu thụ:

Hộ tiêu thụ điện hay còn gọi là hộ dùng điện, phụ tải điện. Tùy theo tầm quan trọng trong nền kinh tế và xã hội, hộ tiêu thụ được cung cấp điện với mức độ tin cậy khác nhau (thể hiện ở mức độ yêu cầu liên tục cung cấp điện khác nhau) Phân loại hộ tiêu thụ:

4.1. Theo ngành nghề: Phụ tải được phân làm 2 loại: - Phụ tải công nghiệp.

</div><span class="text_page_counter">Trang 15</span><div class="page_container" data-page="15">

15 - Phụ tải kinh doanh và dân dụng.

4.2. Theo chế độ làm việc: - Phụ tải được phân làm 3 loại: - Phụ tải làm việc dài hạn. - Phụ tải làm việc ngắn hạn.

- Phụ tải làm việc ngắn hạn lặp lại.

4.3. Theo yêu cầu liên tục cung cấp điện Phụ tải được phân làm 3 loại:

- Phụ tải loại 1 (hộ loại 1): Là những hộ tiêu thụ mà khi sự cố gắng ngừng cung cấp điện có thể gây nên những hậu quả nguy hiểm đến tính mạng con người, làm thiệt hại lớn về kinh tế, dẫn đến hư hỏng thiết bị, gây rối loạn các q trình cơng nghệ phức tạp, hoặc làm hỏng hàng loạt sản phẩm, hoặc có ảnh hưởng khơng tốt về phương diện chính trị.

Trong hộ loại 1 cũng cần phân biệt và tách ra nhóm hộ tiêu thụ đặc biệt mà việc ngừng cung cấp điện đột ngột có thể đe dọa đến tính mạng con người, gây nổ và phá hoại các thiết bị sản xuất chính, tức là các thiết bị có u cầu thật đặc biệt phải nâng cao tính liên tục cung cấp điện đến tối đa.

Đối với hộ loại 1 phải được cung cấp điện với độ tin cậy cao, thường dung hai nguồn đi đến, đường dây hai lộ đến, có nguồn dự phịng, tức là hộ loại 1 phải được cấp điện ít nhất từ hai nguồn độc lập, nhằm hạn chế đến mức thấp nhất việc mất điện. Thời gian mất điện thường được coi bằng thời gian tự động đóng nguồn dự trữ.

- Phụ tải loại 2 (hộ loại 2): Là những hộ tương tự như hộ loại 1, nhưng hậu quả do mất điện gây ra không nghiêm trọng bằng như hộ loại 1, những hộ tiêu thụ mà nếu ngừng cung cấp điện chỉ liên quan đến hàng loạt sản phẩm không sản xuất được, tức là dẫn đến thiệt hại về kinh tế do ngừng trệ sản xuất, hư hỏng sản phẩm và lãng phí sức lao động

Hộ loại 2 bao gồm: các xí nghiệp chế tạo hàng tiêu dùng (như xe đạp, vòng bi, bánh kẹo, đồ nhựa, đồ chơi trẻ em v.v…) và thương mại, dịch vụ (khách sạn, siêu thị, trung tâm thương mại lớn v.v….)

Phương án cung cấp điện cho hộ loại 2 có thể có hoặc khơng có nguồn dự phịng, đường dây một lộ hay đường dây kép. Việc chọn phương án cần dựa vào kết quả so sánh giữa vốn đầu tư phải tăng thêm và giá trị thiệt hại kinh tế do ngừng cung cấp điện. Thời gian mất điện thường được coi bằng thời gian đóng nguồn dự trữ bằng tay.

- Phụ tải loại 3 (hộ loại 3): Là tất cả những hộ tiêu thụ cịn lại ngồi hộ loại 1 và loại 2, tức là những hộ cho phép cung cấp điện với mức độ tin cậy thấp, cho phép mất điện trong thời gian sửa chữa, thay thế thiết bị sự cố. Những hộ này thường là các khu nhà ở, các nhà kho, các trường học, hoặc mạng lưới cung cấp điện nông nghiệp.

</div><span class="text_page_counter">Trang 16</span><div class="page_container" data-page="16">

Ngoài ra, các hộ tiêu thụ điện xí nghiệp cũng được phân loại theo chế độ làm việc như sau:

a, Loại hộ tiêu thụ có chế độ làm việc dài hạn, khi đó phụ tải khơng thay đổi hay thay đổi rất ít. Các thiết bị có thể làm việc lâu dài mà nhiệt độ khơng vượt quá giá trị cho phép.

b, Loại hộ tiêu thụ có chế độ phụ tải ngắn hạn: thời gian làm việc không đủ dài để nhiệt độ của thiết bị đạt đến giá trị quy định cho phép.

c, Loại hộ tiêu thụ có chế độ phụ tải ngắn hạn - lập lại, thiết bị làm việc ngắn hạn xen kẽ với thời kỳ nghỉ ngắn hạn.

5. Hệ thống bảo vệ:

- Cầu dao - Áp tô mát - Cầu chì - Máy cắt - Chống sét - Rơle 6. Trung tâm điều độ hệ thống điện:

Trung tâm Điều độ hệ thống điện Quốc gia là doanh nghiệp Nhà nước, thành viên của Tổng Công ty Điện lực Việt Nam, hoạt động chuyên ngành điều độ vận hành hệ thống điện trên phạm vi cả nước, bao gồm:

- Lập phương thức và chỉ huy vận hành hệ thống điện Quốc gia từ các khâu sản xuất, truyền tải đến phân phối điện năng theo quy trình, nhiệm vụ và phân cấp Điều độ của HTĐ Quốc gia được Tổng Công ty Điện lực Việt Nam duyệt.

- Chỉ huy vận hành thị trường điện công bằng với tất cả các bên tham gia thị trường, tuân thủ các quy định về thị trường điện, tối thiểu về chi phí vận hành trên tồn hệ thống trên cơ sở đảm bảo các dàng buộc về vận hành hệ thống điện. - Quản lý vận hành và bảo dưỡng hệ thống SCADA/EMS/MS của hệ thống điện Việt Nam. (SCADA: hệ thống giám sát điều khiển và thu thập xử lý dữ liệu; EMS: hệ thống quản lý năng lượng; MS: hệ thống thông tin quản lý thị trường).

- Hoạt động tư vấn trong lĩnh vực lập dự án đầu tư cơng trình và khảo sát thiết kế lắp đặt hệ thống rơ le bảo vệ, đo lường tự động hố hệ thống điện, hệ thống SCADA/EMS/MS, hệ thơng máy tính chun dụng, hệ thống thơng tin viễn thơng chuyên ngành, các dịch vụ liên quan đến số liệu và tính tốn hệ thống điện, thiết bị điện lực, ứng dụng tin học điều khiển vào sản xuất, truyền tài và phân phối năng lượng điện.

- Hoạt động thi cơng xây dựng cơng trình lắp đặt hệ thống rơ le bảo vệ, đo lường tự động hoá hệ thống điện, hệ thống SCADA/EMS/MS, hệ thống máy tính chuyên dụng, hệ thống thông tin viễn thông chuyên ngành.

</div><span class="text_page_counter">Trang 17</span><div class="page_container" data-page="17">

17

- Hoạt động đào tạo, tính tốn, sửa chữa, bảo dưỡng hệ thống rơ le bảo vệ, đo lường tự động hoá hệ thống điện, hệ thống SCADA/EMS/MS, hệ thống máy tính chuyên dụng, hệ thống tin học viễn thông chuyên ngành.

- Hoạt động xuất nhập khẩu vật tư thiết bị chuyên dụng và cơng cụ phục vụ tính tốn, điều khiển, vận hành hệ thống điện và vận hành thị trường điện.

- Thực hiện các đề tài nghiên cứu khoa học và ứng dụng vào sản xuất.

- Tham gia quản lý các dự án chuyên ngành vận hành hệ thống cung cấp điện và vận hành thị trường điện theo phân cấp và nhiệm vụ được giao.

Chia làm 3 cấp:

- Điều độ trung ương A<small>0</small>

- Điều độ địa phương: Điều độ các nhà máy điện, điều độ các trạm khu vực. - Điều độ các công ty điện lực.

7. Những yêu cầu và nội dung chủ yếu khi thiết kế hệ thống cung cấp điện: Mục tiêu chính của thiết kế cung cấp điện là đảm bảo cho hộ tiêu thụ luôn luôn đủ điện năng với chất lượng nằm trong phạm vi cho phép.

7.1. Một phương án cung cấp điện xí nghiệp được xem là hợp lý khi thỏa mãn những yêu cầu sau:

- Độ tin cậy cung cấp điện: Đó là mức đảm bảo liên tục cung cấp điện tùy thuộc vào tính chất hộ dùng điện.

- Chất lượng điện năng: Chất lượng điện được thể hiện ở hai chỉ tiêu là đảm bảo độ lệch và độ dao động của tần số f và điện áp U

Một phương án cấp điện có chất lượng tốt là phương án đảm bảo trị số theo tiêu chuẩn Việt Nam:

+ Độ lệch tần số cho phép fcp =  0,5Hz. + Độ lệch điện áp cho phép:  5%U<small>đm</small>

- Vốn đầu tư nhỏ, chú ý đến tiết kiệm được ngoại tệ quý và vật tư hiếm, chi phí vận hành hàng năm thấp.

- Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị.

- Thuận tiện cho vận hành, sửa chữa và bảo trì, đơn giản trong lắp đặt.

- Tính linh hoạt, tự động hóa: Tính linh hoạt thể hiện ở khả năng mở rộng, phát triển trong tương lai và phù hợp với sự thay đổi nhanh chóng của cơng nghệ. 7.2. Nội dung chủ yếu khi thiết kế hệ thống cung cấp điện:

Hiện nay khi thiết kế hệ thống cung cấp điện người ta thường dùng phương pháp so sánh kinh tế - kỹ thuật các phương án. Người thiết kế vạch ra tất cả các phương án có thể có rồi tiến hành so sánh các phương án về phương tiện kỹ thuật để loại trừ các phương án không thỏa mãn yêu cầu kỹ thuật.

Sau đây là một số bước chính để thực hiện bản thiết kế kỹ thuật đối với phương án cung cấp điện xí nghiệp:

a. Xác định phụ tải tính tốn của từng phân xưởng và của tồn xí nghiệp hoặc khu chung cư để đánh giá nhu cầu và chọn phương thức cung cấp điện.

</div><span class="text_page_counter">Trang 18</span><div class="page_container" data-page="18">

18 b. Xác định phương án về nguồn điện. c. Xác định cấu trúc mạng.

8. Hệ thống điện Việt Nam:

Hình 10: Tổng quan ngành điện Việt nam Giai đoạn 1954 – 1975: Từ chiến tranh đến thống nhất Đất nước

Ngay khi miền Bắc vừa được giải phóng, cán bộ cơng nhân viên ngành Điện cùng nhau vượt qua khó khăn, khẩn trương xây dựng các cơng trình nguồn và lưới điện mới, phục vụ tái thiết đất nước. Tuy nhiên, đây là thời kỳ đế quốc Mỹ đánh phá miền Bắc, các cơ sở điện lực là những mục tiêu trọng điểm và đã đương đầu với 1.634 trận đánh phá và chịu nhiều tổn thất. Trong giai đoạn này, Cơ quan quản lý nhà nước đầu tiên chuyên trách lĩnh vực điện là Cục Điện lực trực thuộc Bộ Công Thương đã được thành lập, 2 nhà máy nhiệt điện và thủy điện lớn nhất được xây dựng trong giai đoạn này là ng Bí và Thác Bà góp phần quan trọng nâng

</div><span class="text_page_counter">Trang 19</span><div class="page_container" data-page="19">

19

tổng cơng suất nguồn điện tồn quốc đạt 1.326,3MW, tăng đến 42 lần so với vẻn vẹn 31,5MW vào tháng 10/1954.

Giai đoạn 1976 – 1994: Khôi phục và xây dựng nền tảng

Ngành Điện đã tập trung phát huy nội lực phát triển nguồn, lưới điện theo quy hoạch, từng bước đáp ứng đủ nhu cầu điện cho sự nghiệp đổi mới, phát triển đất nước. Để thực hiện các tổng sơ đồ phát triển điện lực Chính phủ đã phê duyệt, ngành Điện khẩn trương xây dựng Nhà máy Nhiệt điện Phả Lại (440 MW), Nhà máy Thủy điện Hịa Bình (1.920 MW), tăng nguồn điện ở miền Bắc lên gần 5 lần, là bước ngoặt lớn về lượng và chất trong cung cấp điện ở miền Bắc. Ở phía Nam, Nhà máy Thủy điện Trị An (400 MW) đã nâng tổng công suất ở miền Nam lên 1.071,8 MW, đảm bảo nguồn điện cung cấp cho khu vực có mức tăng trưởng cao nhất trong cả nước. Về lưới điện, hàng loạt các đường dây và trạm biến áp 220 kV như đường dây 220kV Thanh Hóa – Vinh, Vinh – Đồng Hới, đường dây 110kV Đồng Hới – Huế - Đà Nẵng… cũng được khẩn trương xây dựng và vận hành. Đặc biệt, trong giai đoạn này, việc hoàn thành đường dây 500 kV Bắc – Nam với tổng chiều dài 1.487 km và 4 trạm biến áp 500 kV đã mở ra một thời kỳ mới cho hệ thống điện thống nhất trên tồn quốc. Đây là giai đoạn vơ cùng quan trọng khi mà hiệu quả khai thác nguồn điện được nâng cao, nhờ đó lực lượng cơ khí điện, lực lượng xây lắp điện, lực lượng tư vấn thiết kế,… cũng trưởng thành nhanh chóng.

Giai đoạn 1995 – 2002: Hoàn thiện và phát triển

Thời điểm điện năng được xác định là một ngành kinh tế mũi nhọn, có vai trị quan trọng trong sự nghiệp cơng nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước. Lịch sử ngành điện ghi nhận dấu ấn ngày 27/01/1995, Chính phủ ban hành Nghị định số 14/NĐ-CP thành lập Tổng công ty Điện lực Việt Nam (EVN) là đơn vị điều hành tồn bộ cơng việc của ngành Điện. Ngành điện chính thức có bước ngoặt trong đổi mới, chuyển sang cơ chế thị trường có sự quản lý của Nhà nước. Trong giai đoạn này, nhiều biện pháp huy động vốn trong và ngoài nước được đưa ra nhằm tăng cường xây dựng và đưa vào vận hành nhiều cơng trình trọng điểm như Nhà máy thủy điện Ialy (720 MW), Nhà máy thủy điện Hàm Thuận – Đa mi (475 MW), nâng cấp công suất Nhà máy nhiệt điện Phả Lại lên 1.000 MW,… Đặc biệt, việc hoàn thành xây dựng Trung tâm Điện lực Phú Mỹ đã đưa trên 2.000 MW vào vận hành và phát điện, nâng tổng cơng suất lắp đặt tồn hệ thống điện lên 9.868 MW, giảm áp lực cung ứng điện cho sự phát triển nhanh chóng của khu vực miền Nam. Mạng lưới truyền tải điện cũng được nâng cấp với hàng ngàn km đường dây và trạm biến áp 220 kV, 110 kV cùng đường dây 500 kV Bắc – Nam mạch 2.

Giai đoạn 2003 – 2005: Tái cơ cấu

Từ năm 2003, ngành công nghiệp điện Việt Nam được tổ chức lại nhiều lần nhằm đảm bảo vận hành thống nhất và ổn định hệ thống điện trong cả nước. EVN chuyển đổi mô hình quản lý, trở thành tập đồn kinh tế mũi nhọn của nền kinh tế,

</div><span class="text_page_counter">Trang 20</span><div class="page_container" data-page="20">

20

nắm vai trò chủ đạo trong đầu tư, phát triển cơ sở hạ tầng điện lực. Khối lượng đầu tư xây dựng trong giai đoạn này lên đến 505.010 tỷ đồng, chiếm khoảng 7,14% tổng đầu tư cả nước. Đến cuối năm 2014, cả nước có 100% số huyện có điện lưới và điện tại chỗ; 99,59% số xã với 98,22% số hộ dân có điện lưới. Tại các vùng đồng bào dân tộc, vùng sâu vùng xa, hầu hết nhân dân các khu vực này đã được sử dụng điện: Khu vực các tỉnh miền núi Tây Bắc đạt 97,55% về số xã và 85,09% số hộ dân có điện; khu vực các tỉnh Tây Nguyên là 100% và 95,17%; khu vực Tây Nam Bộ là 100% và 97,71%. Nhờ đó, góp phần thay đổi cơ bản diện mạo nông nghiệp, nông thôn Việt Nam.

Ngày 10/4/2005, Trung tâm Điện lực Phú Mỹ được khánh thành với 6 nhà máy điện có tổng công suất 3.859 MW, lớn gấp đôi Thủy điện Hịa Bình. Trong đó, EVN đầu tư xây dựng Nhà máy Phú Mỹ 1, Phú Mỹ 2.1, Phú Mỹ 2.1 mở rộng và Phú Mỹ 4; các nhà máy Phú Mỹ 3, Phú Mỹ 2.2 do các nhà đầu tư nước ngồi đầu tư theo hình thức BOT. Đây là cơng trình quan trọng ghi nhận sự phát triển vượt bậc của ngành công nghiệp Điện lưc Việt Nam. Đồng thời, qua việc tham gia xây dựng cơng trình, lực lượng tư vấn xây dựng điện của ngành đã bước đầu tiếp cận được công nghệ hiện đại và chủ động trong công tác tư vấn thiết kế nhà máy điện chạy khí.

Ngày 2/12/2005, Thủy điện Sơn La – cơng trình thủy điện lớn nhất Việt Nam và Đông Nam Á được khởi công xây dựng, với tổng công suất thiết kế 2.400 MW, sản điện lượng trung bình hàng năm 10,2 tỷ kWh. Tổng mức đầu tư là 36.933 tỷ đồng, đập chính của Thủy điện Sơn La cao 138,1m, chiều dài đập 961m. Ngày 17/12/2010, tổ máy số 1 Nhà máy Thủy điện Sơn La đã hịa thành cơng vào điện lưới quốc gia.

Tháng 4/2010, 5 Tổng công ty Điện lực đã ra mắt và chính thức đi vào hoạt động. Đó là: Tổng cơng ty Điện lực miền Bắc (EVN NPC); Tổng công ty Điện lực miền Nam (EVN SPC); Tổng công ty Điện lực miền Trung (EVN CPC); Tổng công ty Điện lực thành phố Hà Nội (EVN HANOI); Tổng cơng ty Điện lực thành phố Hồ Chí Minh (EVN HCMC). Đây là bước ngoặt mới, giúp hoàn thiện cơ cấu tổ chức, mơ hình quản lý, nâng cao quản trị doanh nghiệp, tạo đà cho sự phát triển trong sản xuất, kinh doanh của các đơn vị ngành Điện.

Ngày 23/12/2012, EVN tổ chức Lễ khánh thành công trình Nhà máy Thủy điện Sơn La, về đích sớm 3 năm so với Nghị Quyết của Quốc hội, làm lợi cho đất nước hàng chục nghìn tỷ đồng. Đây là cơng trình đa mục tiêu, có ý nghĩa đặc biệt quan trọng trong sự nghiệp cơng nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước.

Ngành sản xuất điện ở Việt Nam có tổng cơng suất lắp đặt khoảng 38.676 MW tính tới tháng 10/2016. Theo Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN), tổng sản lượng

</div><span class="text_page_counter">Trang 21</span><div class="page_container" data-page="21">

21

điện thương phẩm ở Việt Nam có tốc độ tăng trưởng hàng năm là 10,84% trong giai đoạn từ 2011 – 2015. Trong năm 2015, tổng sản lượng điện thương phẩm của ngành đạt 143,7 tỷ kWh. Trong 10 tháng đầu năm 2016, tổng sản lượng điện thương phẩm của ngành đạt 132,6 tỷ kWh, tăng 11,34% so với cùng kỳ 2015. EVN đặt kế hoạch sản lượng điện thương phẩm của ngành trong năm 2016 là 159,1 tỷ kWh, cao hơn 10,72% so với sản lượng điện thương phẩm trong năm 2015.

Câu hỏi và bài tập Câu hỏi:

1. Kể tên và nêu tóm tắt các ưu, nhược điểm của các nhà máy điện. 2. Phân loại hộ tiêu thụ điện.

3. Nêu nội dung chủ yếu khi thiết kế hệ thống cung cấp điện.

</div><span class="text_page_counter">Trang 22</span><div class="page_container" data-page="22">

Tính tốn về điện bao gồm việc tính các loại tổn thất trong hệ thống cung cấp điện như tổn thất công suất, tổn thất điện năng, tổn thất điện áp, cũng như các tính tốn về mạng. Do đó tính tốn điện đóng vai trò quan trọng trong thiết kế và vận hành hệ thống cung cấp điện.

Để đánh giá các chỉ tiêu kỹ thuật của hệ thống cung cấp điện, để xác định tổng phụ tải, chọn các phần tử của mạng điện và thiết bị điện, xác định phương án bù công suất phản kháng, biện pháp điều chỉnh điện áp nhằm nâng cao chất lượng điện, chúng ta phải căn cứ vào các số liệu tính tốn của phần này.

Tùy mục đích sử dụng mà việc tính tốn về điện địi hỏi độ chính xác khác nhau. Để tính tốn được chính xác ta cần có và xử lý các dữ liệu ban đầu cho tốt, chú ý đến các yếu tố ảnh hưởng đến các dữ kiện.

Để khối lượng tính tốn giảm bớt, ta có thể sử dụng các biểu đồ, bảng tính sẵn trong các sách tra cứu kỹ thuật. Khi sử dụng cần chú ý tìm hiểu kỹ xem chúng được xây dựng trên cơ sở nào để vận dụng cho hợp lý.

Mục tiêu: - Về kiến thức :

+ Nhận thức chính xác về sản xuất, truyền tải và phân phối điện năng từ đó phục vụ cho việc tiếp thu tốt những bài học tiếp theo;

+ Phân tích được tầm quan trong của các loại tổn thất trong phân phối điện năng;

- Về kỹ năng:

+ Phân tích các thơng số kỹ thuật cần thiết trong một hệ thống điện; Vận dụng phù hợp các phương pháp tính tốn phụ tải, vẽ được đồ thị phụ tải, tâm phụ tải; + Chọn được phương án cung cấp điện phù hợp với tình hình thực tế, đảm bảo các tiêu chuẩn kỹ thuật;

+ Tính tốn được tổn thất điện áp, tổn thất công suất, tổn thất điện năng trong mạng phân phối;

- Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: Rèn luyện tính cẩn thận, tỉ mỉ, chính xác, tư duy khoa học và sáng tạo.

</div><span class="text_page_counter">Trang 23</span><div class="page_container" data-page="23">

23 Nội dung chính:

1. Xác định nhu cầu điện: 1.1. Đặt vấn đề:

Khi thiết kế cung cấp điện cho một hộ phụ tải, nhiệm vụ đầu tiên là xác định nhu cầu điện của hộ phụ tải đó. Tùy theo qui mô của phụ tải mà nhu cầu điện phải được xác định theo phụ tải thực tế hoặc phải dự kiến đến khả năng phát triển phụ tải trong tương lai từ 5 năm đến 10 năm hoặc lâu hơn nữa. Như vậy, xác định nhu cầu điện chính là giải bài toán về dự báo phụ tải ngắn hạn hoặc dài hạn.

Dự báo phụ tải ngắn hạn tức là xác định phụ tải của công trình ngay sau khi cơng trình đi vào hoạt động, đi vào vận hành. Phụ tải đó thường được gọi là phụ tải tính tốn. Phụ tải tính tốn được sử dụng để chọn các thiết bị điện như: máy biến áp, dây dẫn, các thiết bị đóng cắt, bảo vệ ..., để tính các tổn thất cơng suất, tổn thất điện áp để chọn các thiết bị bù ... Như vậy, phụ tải tính tốn là một số liệu quan trọng để thiết kế cung cấp điện. Các phương pháp xác định phụ tải tính tốn có thể chia làm hai nhóm chính:

a. Nhóm thứ nhất

Đây là nhóm các phương pháp sử dụng các hệ số tính tốn dựa trên kinh nghiệm thiết kế và vận hành. Đặc điểm của các phương pháp này là tính tốn thuận tiện nhưng chỉ cho kết quả gần đúng.

Các phương pháp chính của nhóm này là: - Phương pháp hệ số nhu cầu.

- Phương pháp suất tiêu hao điện năng trên một đơn vị sản phẩm. - Phương pháp suất phụ tải trên đơn vị diện tích sản xuất.

b. Nhóm thứ hai

Đây là nhóm các phương pháp dựa trên cơ sở lý thuyết xác suất và thống kê. Đặc điểm của phương pháp này là có kể đến ảnh hưởng của nhiều yếu tố, do đó cho kết quả chính xác hơn nhưng tính tốn phức tạp hơn.

Các phương pháp chính của nhóm này là:

- Phương pháp cơng suất trung bình và hệ số hình dáng của đồ thị phụ tải. - Phương pháp cơng suất trung bình và phương sai của phụ tải.

- Phương pháp số thiết bị hiệu quả. 1.2. Đồ thị phụ tải điện:

</div><span class="text_page_counter">Trang 24</span><div class="page_container" data-page="24">

24 - Theo dạng đồ thị, đồ thị phụ tải gồm có:

+ Đồ thị phụ tải thực tế: đây là dạng đồ thị phản ánh qui luật thay đổi thực tế của công suất theo thời gian (Hình 1.1)

+ Đồ thị phụ tải nấc thang: đây là dạng đồ thị qui đổi từ đồ thị thực tế về dạng nấc thang (Hình 1.2)

- Theo thời gian khảo sát, đồ thị phụ tải gồm có:

+ Đồ thị phụ tải hàng ngày: đây là dạng đồ thị phụ tải được xây dựng với thời gian khảo sát là 24 giờ.

+ Đồ thị phụ tải hàng tháng: đây là dạng đồ thị phụ tải được xây dựng theo phụ tải trung bình hàng tháng (Hình 1.3)

0

Hình 1.2. Đồ thị phụ tải hàng ngày dạng nấc thang

- 24

P

Hình 1.1. Đồ thị phụ tải thực tế

Hình 1-3: Đồ thị phụ tải hàng năm

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

<small>8760 (giờ) 24 (giờ) </small>

<small>24 (giờ) </small>

<small>2</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 25</span><div class="page_container" data-page="25">

25

+ Đồ thị phụ tải hàng năm: đây là dạng đồ thị phụ tải được xây dựng căn cứ vào đồ thị phụ tải điển hình của một ngày mùa đơng và một ngày mùa hè (Hình 1.3). Giả sử mùa hè gồm n<small>1</small> ngày và mùa đông gồm n<small>2</small> ngày. ở đồ thị hình 1.4a, mức P<small>2</small> tồn tại trong khoảng thời gian t<small>2</small> + t<small>/</small>₂; cịn ở đồ thị hình 1.3b, mức P<small>2</small> tồn tại trong khoảng thời gian t<small>//</small>₂.

Vậy trong một năm, mức phụ tải P<small>2</small> tồn tại trong khoảng thời gian là: T<small>2</small> = (t<small>2</small> + t<small>/</small>

<small>2</small>).n<small>2</small> + t<small>//2</small>.n<small>1</small>

Tương tự, trong một năm, mức phụ tải P<small>1</small> tồn tại trong khoảng thời gian là: T<small>1</small> = (t<small>1</small> + t<small>/</small>₁).n<small>2</small>

Trong đó: n<small>1</small>, n<small>2</small> lần lượt là số ngày mùa hè và mùa đông trong một năm.

Đồ thị phụ tải hàng năm tiện lợi trong việc dự báo nhu cầu về điện năng trong năm và về hiệu quả kinh tế trong cung cấp điện.

Các đặc trưng của đồ thị phụ tải

- Công suất cực đại P<small>max</small>: là giá trị công suất cực đại trong khoảng thời gian khảo sát.

- Cơng suất trung bình P<small>tb</small>: là đặc trưng tĩnh cơ bản của phụ tải trong khoảng thời gian khảo sát.

P<small>TB</small> = A<small>T </small>: T (1.1)

Trong đó: A<small>T</small> là điện năng tiêu thụ trong khoảng thời gian khảo sát T

- Công suất cực tiểu P<small>min</small>: là giá trị công suất cực tiểu trong khoảng thời gian khảo sát.

- Điện năng tiêu thụ A<small>T</small>: thể hiện qua phần diện tích giới hạn bởi đường cong đồ thị phụ tải và các hệ trục tọa độ.

T: là thời gian khảo sát.

P<small>max</small>: là công suất cực đại trong khoảng thời gian khảo sát.

- Thời gian sử dụng công suất cực đại: là khoảng thời gian lý thuyết mà khi sử dụng công suất P<small>max</small> khơng đổi thì trong khoảng thời gian này lượng điện năng A bằng đúng lượng điện năng tiêu thụ thực tế.

Nếu thời gian t<small>1</small> càng kéo dài hơn thời gian t<small>2</small> thì T<small>max</small> càng lớn. Hình 1.4. Đồ thị phụ tải haicấp

</div><span class="text_page_counter">Trang 26</span><div class="page_container" data-page="26">

26 Trường hợp t<small>1</small> = T thì T<small>max</small> = T

Tmax phụ thuộc vào tính chất của phụ tảI, qui trình của các xí nghiệp cơng nghiệp và có thể tham khảo từ các sổ tay thiết kế cung cấp điện.

<small>i</small> ⁱ ⁱ 



(1.3) c. Các đại lượng cơ bản:

- Thiết bị dùng điện: hay còn gọi là thiết bị tiêu thụ, là những thiết bị tiêu thụ điện năng như động cơ điện, lò điện, đèn điện ...

- Hộ tiêu thụ: là tập hợp các thiết bị điện của phân xưởng hay của xí nghiệp hoặc của khu vực.

- Phụ tải điện là một đại lượng đặc trưng cho công suất tiêu thụ của các thiết bị hoặc các hộ tiêu thụ điện năng.

+ Công suất định mức (P<small>đm</small>): Công suất định mức là công suất của các thiết bị điện thường được nhà chế tạo ghi sẵn trong lý lịch máy hoặc trên nhãn hiệu máy, được biểu diễn bằng công suất tác dụng P (đối với động cơ, lị điện trở, bóng đèn…) hoặc biểu diễn bằng cơng suất biểu kiến S (đối với máy biến áp hàn, lị điện cảm ứng…). Cơng suất định mức được tính với thời gian làm việc lâu dài. Đối với động cơ, cơng suất định mức ghi trên nhãn máy chính là công suất cơ trên trục động cơ.

Đối với động cơ một pha: P<small>đm</small> = U<small>đm</small>.I<small>đm</small>.cos<small>đm</small>. (1.4) Đối với động cơ ba pha: P<small>đm</small> = 3U<small>đm</small>.I<small>đm</small>.cos<small>đm</small>. (1.5) + Công suất đặt (P<small>đ</small>): Là công suất đầu vào của động cơ

P<small>đ</small>

Lưu ý: Đứng về mặt cung cấp điện, ta quan tâm đến loại cơng suất này. P<small>đ</small> = ^P_^đm

Trong đó: P<small>đ</small>: Công suất đặt của động cơ, kW

P<small>đm</small>: Công suất định mức của động cơ, kW _đc: Hiệu suất định mức của động cơ.

Vì hiệu suất định mức của động cơ tương đối cao (đối với động cơ khơng đồng bộ rơ to lồng sóc, <small>đc</small> = 0,8  0,95) nên để cho tính tốn được đơn giản, người ta thường cho phép bỏ qua hiệu suất, lúc này lấy P<small>đ</small>  P<small>đm</small>.

P<small>đm</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 27</span><div class="page_container" data-page="27">

- t: Là thời gian khảo sát (h).

(Thời gian khảo sát là 1 ca làm việc, một tháng hay một năm. )

+ Phụ tải cực đại: Phụ tải cực đại dài hạn (P<small>max</small>). Là phụ tải trung bình lớn nhất tính trong khoảng thời gian tương đối ngắn. Để tính tốn lưới điện và máy biến áp theo phát nóng, ta thường lấy bằng phụ tải trung bình lớn nhất trong thời gian 5, 10 phút, 30 phút hay 60 phút (thông thường nhất lấy trong thời gian 30 phút, lúc đó ký hiệu P30, Q30, S30) đôi khi người ta dùng phụ tải cực đại xác định như trên để làm phụ tải tính tốn.

Người ta dùng phụ tải cực đại để tính tổn thất cơng suất lớn nhất và để chọn các thiết bị điện, chọn dây dẫn và dây cáp theo mật độ dòng điện kinh tế.

+ Phụ tải cực đại ngắn hạn hay còn gọi là phụ tải đỉnh nhọn (P<small>đn</small>): Là phụ tải cực đại xuất hiện trong khoảng thời gian 1  2 giây.

Phụ tải đỉnh nhọn được dùng để kiểm tra dao động điện áp, kiểm tra điều kiện tự khởi động của động cơ, chọn dây chảy cầu chì và tính dòng khởi động của rơ le bảo vệ .v.v...

Phụ tải đỉnh nhọn thường xảy ra khi động cơ khởi động.

+ Phụ tải tính tốn (P<small>tt</small>): Phụ tải tính tốn là phụ tải giả thiết khơng đổi lâu dài của các phần tử trong hệ thống cung cấp điện (máy biến áp, đường dây...) tương đương với phụ tải thực tế biến đổi theo điều kiện tác dụng nhiệt.

Về phương diện phát nóng, nếu ta chọn các thiết bị điện theo phụ tải tính tốn thì có thể đảm bảo an tồn cho các thiết bị đó trong mọi trạng thái vận hành. Quan hệ giữa phụ tải tính tốn và các phụ tải khác được nêu trong bất đẳng thức sau:

P<small>tb</small>  P<small>tt</small>  P<small>max</small>d. Các hệ số tính tốn:

+ Hệ số sử dụng: Hệ số sử dụng (k<small>sd</small>) là tỉ số giữa phụ tải tác dụng trung bình với cơng suất định mức của thiết bị.

Đối với một thiết bị: k<small>sd</small> =

<small>P</small> (1.8) Đối với một nhóm thiết bị:

</div><span class="text_page_counter">Trang 28</span><div class="page_container" data-page="28">

28

<small>t b it b</small>

<small>d m</small>

<small>d m i</small>

Hệ số đóng điện của một nhóm thiết bị được xác định theo biểu thức:

<small>1i</small> ^dmi<small>n</small>

<small>i</small> ^di ^dmi

Hệ số đóng điện phụ thuộc vào qui trình cơng nghệ.

+ Hệ số phụ tải k<small>pt</small> (còn gọi là hệ số mang tải): Hệ phụ tải (k<small>pt</small>) là tỉ số giữa công suất thực tế với công suất định mức.

k<small>pt </small>=

<small>PP</small> 

<small>P</small> (1.12) Mặt khác:

<small>P</small> _ _ _ _<small></small>

+ Hệ số cực đại k<small>max</small>: Hệ số cực đại (k<small>max</small>) là tỉ số giữa phụ tải tính tốn với phụ tải trung bình trong khoảng thời gian đang xét.

k<small>max</small> =

<small>P</small> (1.16) Giá trị k<small>max</small> cũng có thể tra trong sổ tay.

+ Hệ số nhu cầu ( k<small>nc</small>): Hệ số nhu cầu (k<small>nc</small>) là tỉ số giữa phụ tải tính tốn với công suất định mức.

Trong thực tế hệ số nhu cầu do kinh nghiệm vận hành mà tổng kết lại.

+ Số thiết bị hiệu quả (n<small>hq</small>): Số thiết bị hiệu quả là số thiết bị giả thiết có cùng cơng suất và chế độ làm việc tạo nên phụ tải tính tốn bằng với phụ tải tính tốn

(1.10)

(1.15)

</div><span class="text_page_counter">Trang 29</span><div class="page_container" data-page="29">

<small>dmii 1n</small>

<small>2dmii 1</small>

<small>P(P )</small>

Trong đó: n: là số thiết bị trong cả nhóm.

P<small>đmi</small>: là công suất định mức của thiết bị thứ i (kW)

Nếu các thiết bị tiêu thụ của nhóm đều có cơng suất định mức như nhau thì: n<small>hq</small> =



= n (1.19)

+ Khi số thiết bị n > 5 thì việc tính tốn theo cơng thức trên gặp nhiều khó khăn, vì vậy trong thực tế người ta tìm n<small>hq</small> theo đường cong cho trước.

Trình tự tính tốn n<small>hq</small> theo các bước sau:

Bước 1: Xác định tổng số thiết bị trong nhóm (n) và tổng cơng suất P<small></small> của n thiết bị này: P<small></small> =



<small>ni</small> ^d

<small>1</small> ^mi (1.20) Bước 2: Xác định thiết bị cơng suất lớn nhất trong nhóm (P<small>max</small>):

Bước 3: Xác định số thiết bị có cơng suất khơng nhỏ hơn một nửa cơng suất của thiết bị có cơng suất lớn nhất trong nhóm đó.

Bước 4: Xác định tổng công suất của n<small>1 </small>thiết bị: P<small>1</small> =



<small>1</small> ^mi<small>ni</small> ^d

P _(1.21)

Bước 5: Xác định n<small>* </small>=

nn

₁

; P<small>*</small> =

PP

₁

(1.22) Trong đó: n: là số thiết bị trong nhóm

n<small>1</small>: là số thiết bị có cơng suất khơng nhỏ hơn một nửa cơng suất của thiết bị có cơng suất lớn nhất trong nhóm đó.

P; P<small>1</small>: là công suất ứng với n và n<small>1</small> thiết bị. Bước 6: Tra bảng 1.5 hoặc đường cong (Hình 1.5) để tìm n<small>hq* </small>

Bước 7: Xác định số thiết bị hiệu quả: n<small>hq</small> = n<small>hq*</small>.n (1.23)

</div><span class="text_page_counter">Trang 30</span><div class="page_container" data-page="30">

30 Bảng 1.5: Bảng tra n<small>hq* </small>theo n<small>*</small> và P<small>* </small>

1.3. Bài tập áp dụng:

Xác định suất tăng phụ tải hàng năm của mỗi hộ gia đình ở một tồn nhà chung cư với chu kỳ thiết kế là 7 năm. Biết phụ tải năm cơ sở là 1,83 kW, suất tăng trung bình hàng năm là 4,5 %. Coi năm cơ sở là năm hiện tại �㕡 = 0

Giải Theo bài ra ta có:

Phụ tải năm cơ sở �㕃 = 1,83 (�㕘�㕊)

Suất tăng phụ tải hàng năm a = 4,5 % = 0,045 Năm cơ sở là năm hiện tại �㕡 = 0

Phụ tải tính tốn sẽ là phụ tải cực đại ở năm cuối của chu kỳ thiết kế Áp dụng công thức: P = P . (1 + a( t − t )) ta có:

Suất phụ tải của mỗi hộ gia đình ở năm thứ nhất của chu kỳ thiết kế là: P = P . 1 + a( t − t ) = 1,83. 1 + 0,045(1 − 0) = 1,9125 kW

</div><span class="text_page_counter">Trang 31</span><div class="page_container" data-page="31">

2. Tính tốn phụ tải điện:

Phụ tải tính tốn của một nhóm thiết bị điện, của một phân xưởng ... là phụ tải sử dụng để thiết kế cung cấp điện cho nhóm thiết bị điện đó, phụ tải tính tốn cịn dùng để lựa chọn máy biến áp, dây dẫn và các thiết bị đóng cắt. điều đó có nghĩa là hệ thống cung cấp điện được xác định theo cơng suất tính tốn này.

Các phương pháp tính phụ tải điện:

a. Xác định phụ tải tính tốn theo công suất đặt và hệ số nhu cầu Công thức tính:

<small>1</small>

.

ⁿ<small>ttncdi</small>



(1.24) Q<small>tt</small> = P<small>tt</small>.tg (1.25)

<small>i</small> ^dmi<small>nc</small>

.

_(1.27)

Với: k<small>nc</small>: hệ số nhu cầu, tra sổ tay

P<small>đi</small>: công suất đặt của thiết bị thứ i (kW) P<small>đmi</small>: công suất định mức của thiết bị thứ i (kW)

P<small>tt</small>: công suất tác dụng tính tốn của nhóm thiết bị (kW) Q<small>tt</small>: cơng suất phản kháng tính tốn của nhóm thiết bị (kVAr)

S<small>tt</small>: cơng suất biểu kiến (tồn phần) tính tốn của nhóm thiết bị (kVA) n: số thiết bị trong nhóm.

Nếu hệ số cơng suất của các thiết bị trong nhóm khơng giống nhau thì ta phải tính hệ số cơng suất trung bình (cos<small>tb</small>) theo cơng thức sau:

cos<small>tb</small> = ^P¹^cosφ¹^{+ P}²^cosφ²^{+ ….. + P}ⁿ^cosφⁿ P<small>1</small> + P<small>2</small> + ….. + P<small>n</small>

(1.28)

</div><span class="text_page_counter">Trang 32</span><div class="page_container" data-page="32">

32

Phương pháp này tính tốn đơn giản, thuận tiện nhưng cho kết quả kém chính xác do hệ số nhu cầu là số liệu cho trước không phụ thuộc vào chế độ vận hành và số thiết bị trong nhóm.

P<small>cs</small> = P<small>0 </small>. D = 12 x 800 = 9600 (W) Phụ tải toàn xưởng: P<small>x</small> = P<small>tt </small>+ P<small>cs</small> = 60 + 9,6 = 69,6 (kW) Vì dùng đèn sợi đốt nên Q<small>cs</small> = 0 vậy Q<small>x </small>= Q<small>tt</small> = P<small>tt </small>. tgφ

Tra sổ tay với phân xưởng sửa chữa có cosφ = 0,5 đến 0,6 lấy cosφ = 0,5. Xác định được phụ tải điện chiếu sáng:

Q<small>x </small>= Q<small>tt</small> = P<small>tt </small>. tgφ = 60 x 1,73 = 103,8 (kVAr) Phụ tải điện toàn phần: <small>S</small>^. = 69,6 + j103,8 (kVA)

p<small>0</small>: là suất phụ tải trên 1m<small>2</small> diện tích sản xuất kW/m<small>2</small> F: là diện tích sản xuất.

Giá trị p<small>0</small> có thể tra trong các sổ tay, phương pháp này chỉ cho giá trị gần đúng cho nên thường được dùng trong thiết kế sơ bộ. Nó dùng để tính phụ tải các phân xưởng có mật độ phân bố đều: gia cơng cơ khí, dệt, sản xuất ơtơ, vịng bi.

- Với các phân xưởng cơ khí, luyện kim… p<small>0</small> = 12 đến 15 (W/m<small>2</small>) - Với các phân xưởng dệt may, hóa chất… p<small>0</small> = 15 đến 20 (W/m<small>2</small>) - Với kho bãi… p<small>0</small> = 5 đến 10 (W/m<small>2</small>) - Với xưởng thiết kế p<small>0</small> = 25 đến 30 (W/m<small>2</small>) - Với nhà hành chính p<small>0</small> = 20 đến 25 (W/m<small>2</small>) - Với các trường học trị số p<small>0</small> lấy như sau:

+ Với khu giảng đường p<small>0</small> = 20 (W/m<small>2</small>)

+ Với khu hành chính văn phịng p<small>0</small> = 20 đến 25 (W/m<small>2</small>) + Phịng thí nghiệm p<small>0</small> = 30 đến 40 (W/m<small>2</small>) + Nhà thể thao p<small>0</small> = 20 đến 30 (W/m<small>2</small>)

</div><span class="text_page_counter">Trang 33</span><div class="page_container" data-page="33">

33

Ví dụ 1.2: Xác định phụ tải tính tốn của 1 trường THCS bao gồm nhà học 2 tầng, mỗi tầng có 6 phịng học mỗi phịng có diện tích 80m<small>2</small>. Các khu còn lại như: thường trực, hiệu trưởng, phòng học có tổng diện tích 100m<small>2</small>.

Giải Phụ tải một phịng học với p<small>0</small> =15 (W/m<small>2</small>)

P<small>1p</small> = p<small>0 </small>. S = 15 x 80 = 1200 (kW) Phụ tải 1 tầng gồm có 6 phịng giống nhau

P<small>T</small> = 6. P<small>1p</small> = 6 x 1,2 = 7,2 (kW) Phụ tải cả nhà học 2 tầng: P<small>N</small> = 2 x 7,2 = 14,4 (kW)

Phụ tải các khu còn lại như: thường trực, hiệu trưởng, phòng học P<small>H</small> = 20 x 100 = 2000 (W) = 2 (kW)

Tổng phụ tải toàn trường: P<small>∑</small> = P<small>N </small> + P<small>H</small> = 14,4 + 2 = 16,4 (kW)

Giả thiết dùng đèn tuýp có cosφ = 0,8 xác định được phụ tải toàn phần:

M: số đơn vị sản phẩm được sản xuất ra trong một năm (sản lượng)

a: suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm (kWh/đơn vị sản phẩm) T<small>max</small>: thời gian sử dụng công suất lớn nhất của phụ tải (giờ/năm)

Phương pháp này thường được sử dụng cho các thiết bị điện có đồ thị phụ tải biến đổi như quạt gió, bơm nước, máy nén khí, thiết bị điện phân.

Ví dụ 1.3: Xác định phụ tải tính tốn của một nhóm máy nén khí, biết rằng: - Nhóm máy đó trong một năm sản xuất được 312.10<small>6</small>m<small>3</small> khí nén.

- Điện năng tiêu thụ cho 10<small>3</small>m<small>3</small> khí nén là a = 1000 kWh/10<small>3</small>m<small>3</small>. - Thời gian sử dụng công suất lớn nhất T<small>max</small> = 7000h/năm.

Giải Áp dụng công thức ta được:

P<small>tt </small>= a.M = ^1000.312.10⁶ = 44571,4 kWh T<small>max</small> 10<small>3</small>.7.10<small>3</small>

d. Xác định phụ tải tính tốn theo hệ số cực đại và phụ tải trung bình

Khi khơng có số liệu cần thiết để áp dụng các phương pháp đơn giản gần đúng như (1.29) trên hoặc khi cần nâng cao độ chính xác của phụ tải tính tốn thì chúng ta nên dùng phương pháp tính theo hệ số cực đại.

Cơng thức tính: P<small>tt</small>= k<small>max</small>.



<small>i 1</small> ^sd ^dm

k _(1.30)P<small>tt </small>= a.M _T

<small>max </small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 34</span><div class="page_container" data-page="34">

34 Trong đó: P<small>đm</small>: công suất định mức của phụ tải k<small>max</small>: hệ số cực đại; k<small>sd</small>: hệ số sử dụng

Phương pháp này cho kết quả tương đối chính xác vì khi xác định thiết bị hiệu quả n<small>hq</small> chúng ta đã xét tới một loạt các yếu tố quan trọng như: ảnh hưởng của số lượng thiết bị trong nhóm, số thiết bị có cơng suất lớn nhất, sự khác nhau về chế độ làm việc...

Khi xác định phụ tải theo phương pháp này trong một số trường hợp cụ thể dùng công thức sau:

Trường hợp n  3 và n<small>hq</small>  4, phụ tải tính tốn được tính theo:

<small></small>



ⁿ

0,875

S 

^

(1.33) Trường hợp n  3 và n<small>hq</small>  4, phụ tải tính tốn được tính theo:

<small></small> ⁿ

<small>i</small> ^pti ^dmi

<small>1</small> (1.34) Trong đó:

k<small>pti</small>: hệ số phụ tải của từng máy, nếu không có số liệu chính xác có thể lấy: k<small>pt</small>= 0,9 với thiết bị làm việc ở chế độ dài hạn

k<small>pt </small>= 0,75 với thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại. P<small>dmi</small>: là công suất định mức của thiết bị thứ i.

,1

_(1.35)

Đối với nhóm thiết bị có đồ thị bằng phẳng như: máy bơm, quạt, máy nén khí thì hệ số cực đại có thể lấy bằng 1, và lúc đó: P<small>tt</small> = P<small>tb</small> ; Q<small>tt</small> = Q<small>tb </small>

Ví dụ 1.4: Hãy xác định phụ tải tính tốn của phân xưởng cơ khí có các máy sau:

</div><span class="text_page_counter">Trang 35</span><div class="page_container" data-page="35">

P<small>∑</small> = 127; P<small>1</small> = 75; <small>0,59127</small>⁷⁵

Tra bảng được: n<small>hq*</small> = 0,56. Như vậy n<small>hq</small> = n<small>hq*</small>.n = 0,56.38 = 21,2 Bước 2: Xác định phụ tải tính tốn

<small>i</small> ^dmi<small>sd</small>

Thay n<small>hq</small> = 21,2 và k<small>sd</small> = 0,1, sau đó tra bảng tìm được: k<small>max </small>= 1,82. Vậy: P<small>tt</small>= 1,82. 0,1. 127= 23,1kW

Hệ số công suất trung bình:

Cơng suất phản kháng và công suất biểu kiến:

Q<small>tt</small> = P<small>tt</small>.tg<small>tb</small> = 23,1.1,2 = 27,72 kVAr S<small>tt</small> = P<small>tt</small> / cos<small>tb</small> = 23,1/0,63 = 36,6 kVA e. Phương pháp tính một số phụ tải đặc biệt:

1. Phương pháp tính phụ tải tính tốn cho thiết bị điện một pha

Phụ tải một pha có thể có điện áp dây (nối vào hai dây pha) hoặc có thể là điện áp pha (nối vào một dây pha và một dây trung tính). Để thiết kế được mạng điện cung cấp ba pha ta coi như có một phụ tải ba pha tương đương mà dịng điện của nó bằng dịng điện ở pha mang tải lớn nhất khi có một pha nối vào.

- Khi nối các phụ tải một pha vào điện áp pha thì cơng suất định mức phụ tải ba pha tương đương sẽ là:

P<small>đmtđ</small> = 3P<small>đmphmax</small> (1.36) Trong đó: P<small>đmphmax</small> là phụ tải định mức của pha mạng tải lớn nhất. - Khi nối các phụ tải một pha vào điện áp dây nếu có một phụ tải thì:

P<small>đmtđ </small>=

3

P<small>đm</small> (1.37) Với P<small>đm</small> là công suất định mức của phụ tải một pha.

- Khi vừa có thiết bị một pha nối vào điện áp pha lại có thiết bị một pha nối vào điện áp dây thì ta phải qui đổi các thiết bị một pha nối vào điện áp dây trở thành thiết bị một pha tương đương nối vào điện áp pha. Các hệ số qui đổi cho trong bảng 1.6.

P<small>đmtđ </small> = 3P<small>đmphmax</small> (1.38)

</div><span class="text_page_counter">Trang 36</span><div class="page_container" data-page="36">

36 Cụ thể:

Công suất định mức qui đổi về pha A:

P<small>pha(a)</small> = P<small>ab</small>.p(ab)a + P<small>ac</small>p(ac)a + P<small>ao</small>

Q<small>pha(a) </small>= Q<small>ab</small>.q(ab)a + Q<small>ac</small>q(ac)a + Q<small>ao</small>

Công suất định mức qui đổi về pha B:

Công suất định mức của pha mang tải cực đại:

P<small>pha(max)</small> = maxPpha<small>(a)</small>, Ppha<small>(b)</small>, Ppha<small>(c)</small>Q<small>pha(max)</small> = maxQpha<small>(a)</small>, Qpha<small>(b)</small>, Qpha<small>(c)</small>Công suất định mức ba pha:

P<small>3pha </small>= 3Ppha<small>(max)</small> + Ptb<small>3pha</small>Q<small>3pha </small>= 3Qpha<small>(max)</small> + Qtb<small>3pha</small>Trong đó:

P<small>3pha </small>, Q<small>3pha </small> lần lượt là công suất định mức tác dụng và phản kháng của thiết bị một pha qui đổi về pha A.

P<small>ab</small>, Q<small>ab</small> lần lượt là công suất định mức tác dụng và phản kháng của thiết bị một pha sử dụng điện áp dây ab.

P<small>ac</small>, Q<small>ac</small> lần lượt là công suất định mức tác dụng và phản kháng của thiết bị một pha sử dụng điện áp dây ac.

P<small>pha(max)</small>, Q<small>pha(max)</small> lần lượt là công suất định mức tác dụng và phản kháng của pha mang tảI cực đại.

P<small>3pha </small>, Q<small>3pha </small> lần lượt là công suất định mức tác dụng và phản kháng của thiết bị qui đổi về ba pha.

Bảng 1.6: Hệ số qui đổi phụ tải một pha nối vào điện áp dây thành phụ tải một pha nối vào điện áp pha của mạng điện

Hệ số qui đổi _0.3 _0.4 _{0.5 0.6 0.65 0.7 0.8}^{Hệ số công suất của phụ tải} _0.9 _1.0p(ab)a, p(bc)b, p(ac)c 1.4 1.17 1 0.89 0.84 0.80 0.72 0.64 0.5 p(ab)b, p(bc)c, p(ac)a - 0.4 - 0.17 0 0.11 0.16 0.20 0.28 0.36 0.5 q(ab)a, q(bc)b, q(ac)c 1.26 0.86 0.58 0.38 0.30 0.22 0.09 - 0.05 - 0.29 q(ab)b, q(bc)c, q(ac)a 2.45 1014 1.16 0.96 0.88 0.80 0.67 0.53 0.29

</div><span class="text_page_counter">Trang 37</span><div class="page_container" data-page="37">

37

Ví dụ 1.5: Một mạng điện có thiết bị một pha nối vào điện áp dây U<small>ab</small>, U<small>ac</small> và điện áp pha U<small>ao</small>. Hãy qui đổi về phụ tải pha A.

Giải: Phụ tải tác dụng pha A:

P<small>pha(a)</small> = P<small>ab</small>.p(ab)a + P<small>ac</small>p(ac)a + P<small>ao</small>

Phụ tải phản kháng pha A:

Q<small>pha(a)</small> = Q<small>ab</small>.q(ab)a + Q<small>ac</small>q(ac)a + Q<small>ao</small>

Trong đó: P<small>ab</small>, P<small>ac</small>, Q<small>ab</small>, Q<small>ac</small>: tổng cơng suất tác dụng và phản kháng của các thiết bị một pha nối vào điện áp dây U<small>ab</small>, U<small>ac</small>.

P<small>ao</small>, Q<small>ao</small>: tổng công suất tác dụng và phản kháng của các thiết bị một pha nối vào điện áp pha U<small>ao </small>

p(ab)a, p(ac)a, q(ab), q(ac)a: Các hệ số qui đổi cho ở bảng 1.6 2. Tính phụ tải đỉnh nhọn:

Phụ tải đỉnh nhọn (P<small>đn</small>): Là phụ tải cực đại xuất hiện trong khoảng thời gian từ 1  2 giây. Chúng ta xác định phụ tải đỉnh nhọn để kiểm tra dao động điện áp, kiểm tra điều kiện tự khởi động của động cơ, chọn dây chảy cầu chì và tính dòng khởi động của rơ le bảo vệ .v.v...Chúng ta không chỉ quan tâm đến trị số của phụ tải đỉnh nhọn mà còn quan tâm đến tần số xuất hiện của nó. Bởi vì số lần xuất hiện của phụ tải đỉnh nhọn càng tăng thì càng ảnh hưởng tới sự làm việc bình thường của các thiết bị dùng điện khác ở trong cùng một mạng điện. Trong mạng điện dòng điện xuất hiện khi động cơ khởi động, lò hồ quang hoặc máy hàn làm việc. Đối với một máy, dòng điện đỉnh nhọn chính bằng dịng mở máy của máy đó:

I<small>đn</small> = I<small>mm</small> = k<small>mm</small>.I<small>đm</small> (1.36) Với k<small>mm </small> là bội số mở máy của động cơ

Khi khơng có số liệu chính xác có thể lấy k<small>mm</small> như sau: + Đối với động cơ một chiều: k<small>mm</small> = 2,5

+ Đối với động cơ rơto lồng sóc: k<small>mm</small> = 5  7 + Đối với động cơ rôto dây quấn: k<small>mm</small> = 2  4

+ Đối với lò điện hồ quang và máy biến áp hàn: k<small>mm</small>  3

Đối với một nhóm máy, dịng điện đỉnh nhọn xuất hiện khi máy có dịng điện mở máy lớn nhất trong nhóm mở máy, cịn các máy khác làm việc bình thường. Cơng thức tính tốn như sau:

I<small>đn</small> = I<small>mm(max)</small> + (I<small>tt</small> – k<small>sd</small>.I<small>đm(max)</small>) (1.37) Trong đó:

I<small>mm(max)</small>: là dòng điện mở máy lớn nhất trong các dịng mở máy của các động cơ trong nhóm.

I<small>tt</small>: là dòng điện tính tốn của nhóm máy.

I<small>đm(max)</small>: là dòng điện định mức của động cơ có dịng mở máy lớn nhất. Ví dụ 1.6:

</div><span class="text_page_counter">Trang 38</span><div class="page_container" data-page="38">

Như vậy:

S

_tt

9,3

<small>2</small>

6,2

<small>2</small>

12,4kVA

Dịng điện tính tốn của nhóm máy:

I<small>tt</small> = ^S^tt ₌ 12,4 _{= 18,8A}<small>3</small>.U<small>đm3</small>.0,38

Dòng điện định mức của động cơ nâng hàng qui đổi về  = 100%: I<small>đm(max)</small> = 27,5. <small>0,15</small> = 10,6A

Dòng điện đỉnh nhọn của đường dây cung cấp cho cần trục: I<small>đn</small> = 151 + (18,8 – 0,1.10,6) = 168,8A 3. Phụ tải điện chung cư và khách sạn:

Phụ tải của các khu chung cư và khách sạn bao gồm hai thành phần cơ bản là phụ tải sinh hoạt (bao gồm cả chiếu sáng) và phụ tải động lực. Phụ tải sinh hoạt thường chiếm tỷ phần lớn hơn so với phụ tải động lực.

2.1. Tính tốn phụ tải điện sinh hoạt

Phụ thuộc vào mức độ trang bị các thiết bị gia dụng, phụ tải của các căn hộ được phân thành các loại: loại có trang bị cao, loại trung bình và loại trang bị thấp. Tuy nhiên, do thành phần phụ tải điện dùng trong nấu bếp thường chiếm tỷ trong lớn trong cơ cấu phụ tải hộ gia đình, nên để tiện cho việc tính toán phụ tải, người ta phân biệt các căn hộ chủ yếu theo sự trang bị ở nhà bếp. Dưới góc độ này có thể phân loại căn hộ: dùng bếp nấu bằng điện, dùng bếp nấu bằng gas và dùng bếp hỗn hợp (vừa dùng gas vừa dùng điện).

Phụ tải sinh hoạt trong khu chung cư được xác định theo biểu thức:

</div><span class="text_page_counter">Trang 39</span><div class="page_container" data-page="39">

39

�㕃 = �㕘 �㕘_đ �㕃 ∑ �㕛 �㕘 = �㕘 �㕘_đ �㕃 (�㕛 �㕘 + �㕛 �㕘 + �㕛 �㕘 ) Trong đó:

�㕃 – suất tiêu thụ trung bình của mỗi căn hộ, xác định theo bảng 10.pl, kW/hộ (phụ lục);

n – số nhóm căn hộ có cùng diện tích;

�㕛 – số lượng căn hộ loại i (có diện tích như nhau);

�㕘 – hệ số hiệu chỉnh đối với căn hộ loại i có diện tích trên giá trị tiêu chuẩn �㔹 (tăng thêm 1% cho mỗi m quá tiêu chuẩn): �㕘 = 1+(�㔹 -�㔹 ).0,01;

�㔹 – diện tích của căn hộ loại i, m ;

�㕘 – hệ số tính đến phụ tải dịch vụ và chiếu sáng chung (lấy bằng 5% tức là �㕘 =1,05);

�㕘<small>đ</small> – hệ số đồng thời, phụ thuộc vào số căn hộ, lấy theo bảng 1.pl, hoặc theo biểu đồ

Ví dụ 1.7:

Thiết kế cung cấp điện cho một khu chung cư thuộc khu vực nội thành của một thành phố lớn. Chung cư có 25 tầng, mỗi tầng có 25 căn hộ, với 8 khu trong đó 2 khu căn hộ có diện tích 70 m , 4 khu căn hộ có diện tích 100 m và 2 khu căn hộ có diện tích 120 m . Cơng suất trung bình tiêu thụ mỗi hộ có diện tích tiêu chuẩn 70 m là �㕃 = 1,83 kW/hộ. Chiều cao trung bình của mỗi tầng là 3,5 m

Chu kỳ thiết kế là 7 năm, phụ tải tăng theo hàm tuyến tính: P = P . (1 + a( t − t ))

với suất tăng trung bình hằng năm là a = 4,5%. Hệ số chiết khấu i = 0,1 Các số liệu khác lấy trong phụ lục hoặc sổ tay thiết kế cung cấp điện

Giải Theo bài ra ta có:

�㕛 số căn hộ 70 m là 25.2 = 50 hộ �㕛 số căn hộ 100 m là 25.4 = 100 hộ �㕛 số căn hộ 120 m là 25.2 = 50 hộ

Vì thiết kế cung cấp điện cho một khu chung cư thuộc khu vực nội thành có sử dụng bếp gas của một thành phố lớn nên theo bảng 10.pl. suất phụ tải sinh hoạt thành phố (kW/hộ) ta chọn �㕃 =1,83 kW/hộ

Loại thành

</div><span class="text_page_counter">Trang 40</span><div class="page_container" data-page="40">

�㕘 – hệ số tính đến phụ tải dịch vụ và chiếu sáng chung (lấy bằng 5% tức là �㕘 =1,05)

Bảng 1.7. pl. Hệ số đồng thời của phụ tải phụ thuộc vào số hộ gia đình Hộ có

bếp ₁ ₂ ^{Hệ số đồng thời phụ thuộc vào số hộ gia đình}₅ ₁₀ ₂₀ ₃₅ ₅₀ _{100 200 300 >400}Bếp điện 1 0,79 0,61 0,52 0,46 0,42 0,40 0,37 0,35 0,33 0,33

Bếp gas 1 0,72 0,55 0,47 0,41 0,37 0,35 0,33 0,31 0,29 0,29 Theo bảng 1.7.pl. ta chọn hệ số �㕘_đ = 0.33

Vậy phụ tải sinh hoạt khu chung cư là:

�㕃 = �㕘 �㕘_đ �㕃 ∑ �㕛 �㕘 = �㕘 �㕘<small>đ</small> �㕃 (�㕛 �㕘 + �㕛 �㕘 + �㕛 �㕘 ) �㕃 = 1,05.0,33.1,83(50.1 + 100.1,3 + 50.1,5) = 162,4605 kW 2.2. Tính tốn phụ tải điện chiếu sáng

Phụ tải chiếu sáng chung gồm chiếu sáng cho sảnh chung cư tầng 1, cầu thang bộ, thang máy và chiếu sáng hành lang.

Phụ tải điện chiếu sáng trong khu chung cư được xác định theo biểu thức: �㕃 = �㕃 . �㕆 (�㕊)

Trong đó:

�㕃 : Phụ tải điện chiếu sáng

�㕃 : Suất phụ tải chiếu sáng cho các khu vực, Tra bảng PL 1.2 �㕆 : Diện tích

Xác định số bóng đèn cần lắp đặt theo biểu thức: N = �㕃 /�㕃_đ (bóng) Trong đó:

�㕃 : Phụ tải điện chiếu sáng �㕃_đ : Công suất của bóng đén (W)

Lấy hệ số đồng thời cho nhóm phụ tải chiếu sáng chung kđt = 0,8 Tổng công suất phụ tải tính tốn chiếu sáng chung:

</div>