đồ án: thiết kế hệ thống cung cấp điện, chương 3 ppt

Chương 3: TÍNH TOÁN PHỤ TẢI
I.Cơ sở lý thuyết :
1, Xác đònh phụ tải tính toán theo hệ số cực đại K
max
và công
suất trung bình P
tb
( còn gọi là phương pháp số thiết bò
hiệu quả).
Khi không có các số liệu cần thiết để áp dụng phương
pháp tương đối đơn giản đã nêu ở trên, hoặc khi cần nâng cao
độ chính xác của phụ tải tính toán thì nên dùng phương pháp
tính theo hệ số cực đại.
Công thức tính:
tt
P
= k
max
.k
sd
.P
đm
;
trong đó:
P
đm
: công suất đònh mức (W)
k
max
,k
sd

: hệ số cực đại và hệ số sử dụng.
Hệ số sử dụng được tra trong các sổ tay, k
max
cũng được tra
trong các sổ tay theo k
sd
và n
hq
.
Phương pháp này đạt kết quả chính xác cao vì khi xác đònh
số thiết bò hiệu quả n
hq
chúng ta đã xét tới một loạt các yếu tố
quan trọng như ảnh hưởng của số thiết bò trong nhóm, số thiết bò
có công suất lớn nhất cũng như sự khác nhau về chế độ làm việc
của chúng.
Khi tính theo phương pháp này, trong một số trường hợp cụ
thể ta dùng công thức sau:
 Trường hợp số thiết bò thực tế n< 4 và n
hq
< 4 phụ tải
tính toán được xác đònh theo công thức:
P
tt
nh
=


n
1i

đmi
P
Q
tt
nh
=

đmi
Q = P
tt
nh
.tg
nh

trong đo ù: P
tt
nh
: công suất tác dụng của nhóm(KW)
Q
tt
nh
: công suất phản kháng của nhóm(KVAr)
 Đối với thiết bò làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại thì:
S
tt
nh
=
875,0
a.S
đmđm

trong đó: S
tt
nh
: công suất tính toán biểu kiến của
nhóm, KVA.
S
đm
: công suất biểu kiến đònh mức, KVA.
a
đm
: hệ số đóng điện của thiết bò.
 Trường hợp số thiết bò thực tế n

4 và n
hq
< 4 phụ tải
tính toán được tính theo công thức: P
tt
=


n
1i
đmipti
P.k
Q
tt
=




n
1i
iptiđmi
tg.k.P
trong đó k
pti
: hệ số phụ tải thiết bò thứ i.
 Nếu không có số liệu chính xác thì có thể lấy gần đúng
như:
k
pt
= 0,9 đối với thiết bò làm việc ở chế độ dài hạn.
k
pt
= 0,75 đối với thiết bò làm việc ở chế độ ngắn hạn
lặp lại.
 Trường hợp số thiết bò thực tế n
hq

4 thì P
nhtt
=
k
max
.P
nhtb
Với: P
nhtb
= k

sdnh
.


n
1i
đmi
P
Q
nhtb
= P
tbnh
. tg
tbnh

Nếu: + n
hq
> 10 thì Q
nhtt
= Q
nhtb
= P
tb
.tg
tbnh

+ n
hq

10 thì Q

ttnh
= 1,1 Q
tbnh
=1,1P
tb
.tg
tbnh

2,Tính toán phụ tải :
- Công thức để tính dòng điện đònh mức của một thiết bò:


Cos.U.3
P
I
d
đm
đm
trong đó:
đm
P
= công suất đònh mức của thiết bò (KW).
d
U
= điện áp dây đònh mức của thiết bò (KV).

Cos
= hệ số công suất của thiết bò.
- Dòng tính toán của một nhóm thiết bò:
d

tt
tt
U.3
S
I  hoặc
tbd
tt
tt
Cos.U.3
P
I


trong đó:
tt
P
: công suất tính toán tác dụng của một nhóm
thiết bò.
tt
S
: công suất tính toán biểu kiến của một nhóm thiết
bò.
d
U
: điện áp dây (KV).
tb
Cos
 : hệ số công suất trung bình của nhóm.
Với:
tb

Cos
 được tính như sau:






n
1
i
đmi
n
1i
đmii
tb
P
P.Cos
Cos
- Công thức tính thiết bò hiệu quả
hq
n
:












n
i
đmi
n
i
đmi
hq
P
P
n
1
2
2
1
- Công suất biểu kiến tính toán của một nhóm thiết bò
nhtt
S
:
2
nhtt
2
nhttnhtt
QPS 
- Dòng đỉnh nhọn của một thiết bò và nhóm:
Phụ tải đỉnh nhọn được đònh nghóa là phụ tải cực đại tức
thời, xác đònh để tính ảnh hưởng khởi động thiết bò dùng điện.

+ Phụ tải đỉnh nhọn của một thiết bò chính là dòng mở máy
(khởi động) và được tính như sau:
mmđmđnkđ
K
.
I
I
I

Với:
mm
K
= 2,5 nếu động cơ là loại rôto dây quấn.

mm
K
= 5

7 nếu động cơ là loại rôto lồng sóc.
+ Đối với một nhóm thiết bò dòng mở máy (đỉnh nhọn)
được tính như sau:


sd(max)đmttmaxmmđn
k
.
I
I
I
I


trong đó:
maxmm
I
: dòng mở máy lớn nhất của một thiết bò
trong nhóm.
(max)đm
I
: dòng đònh mức của thiết bò có dòng mở máy
lớn nhất.
tt
I
: dòng tính toán của nhóm thiết bò.
K
sd
: hệ số sử dụng của động cơ có dòng khởi động
lớn nhất
II.Tính toán phụ tải cho từng tủ động lực:
Tủ động lực1:
STT Tên thiết bò
P
đm
(K
W)


tg
cos
k
sd

I
đm
(A
)
I
mm
(
A)
1
Đ.cơ bơm dầu mồi lò
hơi A
1.1
75,0
8,0
0.7 2.1 10.5
2
Đ.cơ bơm dầu đốt lò
hơi A
2
75,0
8,0
0.7 3.8 19
3
Đ.cơ bơm nước lò hơi
A
2
88,0
75,0
0.7 4.05 20.2
4

Đ.cơ bơm nước lò hơi
A
2
88,0
75,0
0.7 4.05 20.2
5 Đ.cơ quạt lò hơi A 1.1
88,0
75,0
0.7 2.23 11.15
6
Đ.cơ bơm dầu mồi lò
hơi B
1.1
88,0
75,0
0.7 2.23 11.15
7 Đ.cơ bơm dầu đốt lò 1.1
75,0
8,0
0.7 2.1 10.5
Với U
đm
=U
d
=380 (V)
+ Tính dòng đònh mức của các thiết bò :




Cos.U.3
P
I
d
đm
đm
+ Hệ số công suất của nhóm
tb
Cos
 được tính như sau:






13
1
13
1
.
i
đmi
i
đmii
tb
P
PCos
Cos



=
17
015
,13
= 0.765
Suy ra
tb
tg
 = tg [arc cos(0.765)] = 0.84
+ Tính hệ số sử dụng của nhóm
sd
k
của nhóm






13
1
13
1
.
i
đmi
i
đmisdi
sdnh

P
Pk
k =0.7
+ Tính số thiết bò hiệu quả
hq
n
của nhóm:
hơi B
8
Đ.cơ bơm nước lò hơi
B
1.1
88,0
75,0
0.7 2.23 11.15
9 Đ.cơ quạt lò hơi B 1.1
88,0
75,0
0.7 2.23 11.15
10
Đ.cơ bơm dầu mồi lò
hơi C
1.1
88,0
75,0
0.7 2.23 11.15
11
Đ.cơ bơm dầu đốt lò
hơi C
1.1

75,0
8,0
0.7 2.1 10.5
12
Đ.cơ bơm nước lò hơi
C
1.1
88,0
75,0
0.7 2.23 11.15
13 Đ.cơ quạt lò hơi C 1.1
88,0
75,0
0.7 2.23 11.15












13
1
2
2

13
1
.
i
đmi
i
đmi
hqnh
P
P
n
=12
Tra bảng A
2
tìm
max
K
từ
sd
k
và
hq
n
suy ra
max
K
=1.15
+ Công suất tính toán của nhóm được tính như sau:
 Công suất trung bình của nhóm:
tb

P
=


13
1
.
i
đmisdnh
Pk
= 0.7x17= 11.9 (KW).
 Công suất tác dụng tính toán của nhóm:
tbmaxttnh
P
.
K
P

ttnh
P
=1.15x11.9 = 13.685 (KW).
 Công suất phản kháng tính toán của nhóm:
Vì
hq
n
=12 > 10 do đó Q
ttnh
= Q
tb
=

tb
P
.tg
tb
 vậy:
Q
ttnh
= 11.9 x 0.84 = 10 (Kvar).
+ Công suất biểu kiến tính toán của nhóm:
2
ttnh
2
ttnhttnh
QPS  =
22
1013.685 
= 16.95 (KVA).
+ Dòng tính toán của nhóm :
d
ttnh
ttnh
U.3
S
I  =
38,0.3
16,95
= 25.75 (A)
+ Dòng đỉnh nhọn của nhóm:




sd(max)đmttmaxmmđn
k
.
I
I
I
I

Với:
maxmm
I
= 101 (A),
đm
I
= 20.5 (A) ,
sd
k
= 0.7 ,
ttnh
I = 25.75
(A)
Vậy:I
đnnh
= 112.4 (A)
TĐL nhóm 2:
Với U
đm
=U
d

=380 (V)
+ Tính dòng đònh mức của các thiết bò :



Cos.U.3
P
I
d
đm
đm
Kết quả tính toán ghi trong bảng:
+ Hệ số công suất của nhóm
tb
Cos
 được tính như sau:






3
1
3
1
.
i
đmi
i

đmii
tb
P
PCos
Cos


=
55
5.38
= 0.7
Suy ra
tb
tg
 = tg [arc cos(0.765)] = 1.02
+ Tính hệ số sử dụng của nhóm
sd
k
của nhóm






3
1
3
1
.

i
đmi
i
đmisdi
sdnh
P
Pk
k =
55
33
= 0.6
+ Tính số thiết bò hiệu quả
hq
n
của nhóm:












3
1
2

2
3
1
.
i
đmi
i
đmi
hqnh
P
P
n
=
1089
55
2
= 2.777
STT Tên thiết bò
P
đm
(K
W)


tg
cos
k
sd
I
đm

(A
)
I
mm
(
A)
1
Đ.cơ bồn quay A 22
02,1
7,0
0.6
47.75 238.7
5
2
Đ.cơ bồn quay A 22
02,1
7,0
0.6 47.75 238.7
5
3
Đ.cơ bồn quay B 11
02,1
7,0
0.6 23.87
5
119.3
7
+ Công suất tính toán của nhóm được tính như sau:
 do số thiết bò thực tế n<4 và n
hqnh

= 2.777<4 nên phụ
tải tính toán được xác đònh theo công thức:
P
tt
nh
=


n
1i
đmi
P
= 55 (KW)
Q
tt
nh
=

đmi
Q
= P
tt
nh
.tg
nh

=55x1.02=56.1 (KVar)
+ Công suất biểu kiến tính toán của nhóm:
2
ttnh

2
ttnhttnh
QPS  =
22
1,5655 
= 78.56 (KVA).
+ Dòng tính toán của nhóm :
d
ttnh
ttnh
U.3
S
I  =
38,0.3
78.56
= 119.36 (A)
+ Dòng đỉnh nhọn của nhóm :



sd(max)đmttmaxmmđn
k
.
I
I
I
I

Với:
maxmm

I
= 238.75 (A),
đm
I
= 47.75 (A) ,
sd
k
= 0,6 , I
ttnh
=
119.36 (A)
Vậy:
đn
I
= 329.46 (A)
TĐL nhóm 3 :
STT Tên thiết bò
P
đm
(KW
)


tg
cos
k
sd
I
đm
(A

)
I
mm
(
A)
1 Đ.cơ bơm nước lên
tháp sấy
4
75,0
8,0
0.7 7.6 38
2 Đ.cơ bơm nước lên
tháp sấy
4
75,0
8,0
0.7 7.6 38
3
Đ.cơ bơm Silicate lên 4
75,0
8,0
0.7 7.6 38
Với U
đm
=U
d
=380 (V)
+ Tính dòng đònh mức của các thiết bò :




Cos.U.3
P
I
d
đm
đm
Kết quả tính toán ghi trong bảng:
+ Hệ số công suất của nhóm
tb
Cos
 được tính như sau:






8
1
8
1
.
i
đmi
i
đmii
tb
P
PCos

Cos


= 0.8
Suy ra
tb
tg
 = tg [arc cos(0.8)] = 0.75
+ Tính hệ số sử dụng
sd
k
và hệ số thiết bò hiệu quả
hq
n
của nhóm :
tháp sấy
4 Đ.cơ bơm Silicate lên
tháp sấy
4
75,0
8,0
0.7 7.6 38
5 Đ.cơ bơm Silicate vào
bể 1
4
75,0
8,0
0.7 7.6 38
6 Đ.cơ bơm Silicate vào
bể 1

4
75,0
8,0
0.7 7.6 38
7 Đ.cơ bơm Silicate vào
bể 2
4
75,0
8,0
0.7 7.6 38
8 Đ.cơ bơm nước sinh
hoạt
4
75,0
8,0
0.7 7.6 38






8
1
8
1
.
i
đmi
i

đmisdi
sdnh
P
Pk
k = 0.7











8
1
2
2
8
1
.
i
đmi
i
đmi
hqnh
P
P

n
= 8
Tra bảng A
2
tìm
max
K
từ
sd
k
và
hq
n
ta được
max
K
=1.2
+ Công suất tính toán của nhóm được tính như sau :
 Công suất trung bình của nhóm:
tb
P
=


13
1
.
i
đmisdnh
Pk

= 0.7x32= 22.4 (KW).
 Công suất tác dụng tính toán của nhóm:
tbmaxttnh
P
.
K
P
 =1.2x22.4 = 26.88 (KW).
 Công suất phản kháng tính toán của nhóm:
Vì
hq
n
= 8 <10 do đó Q
ttnh
=1.1 Q
tb
= 1.1
tb
P
.tg
tb
 vậy :
Q
ttnh
= 1.1x22.4x0.75=18.48 (Kvar).
+ Công suất biểu kiến tính toán của nhóm:
2
ttnh
2
ttnhttnh

QPS  =
22
48.1826.88 
= 32.62 (KVA).
+ Dòng tính toán của nhóm :
d
ttnh
ttnh
U.3
S
I  =
38,03
32.62
x
= 49.56 (A)
+ Dòng đỉnh nhọn của nhóm :



sdnhdmttnhmmdnnh
kIIII .
(max)max

Với :
maxmm
I
= 38 (A),
đm
I
= 7.6 (A) ,

sd
k
= 0,7, I
ttnh
= 49.56
(A)
Vậy :
đn
I
= 82.24 (A)
III.Tính toán cho tủ phân phối chính :

o Tâm phụ tải tủ chính :
 X =




3
1
3
1
j
dmj
j
dmjj
P
P*X
=
565

.
95
2.1424
= 14.9 (m)
 Y =




3
1
3
1
j
dmj
j
dmjj
P
P*Y
=
565
.
95
876
= 9.16 (m)
o Công suất tính toán cho tủ chính của phân xưởng :
STT Tủ phân phối X
nh
(m) Y
nh

(m)
P
đm
(K
W)
1
Tủ phân phối nhóm 1
(TĐL1)
6.06 6.64
13.685
2
Tủ phân phối nhóm 2
(TĐL2)
21.621 6.6
55
3
Tủ phân phối nhóm 3
(TĐL3)
5.66 15.7
26.88
 P
ttpx
=


3
1
j
ttnhj
P

= 95.565 (KW)
 Q
ttpx
=


3
1
j
ttnhj
Q
= 84.58 (KVar)
Suy ra : S
ttpx
= k
dt
22
ttpxttpx
QP  =114.856 (KVA)
Với : k
dt
=là hệ số đồng thời có giá trò từ 0.85

1
ta chọn k
dt
= 0.9 (chỉ có 3 mạch chính dẫn đến
các TĐL-bảng B16_trang B35_Hướng dẫn thiết kế lắp
đặt điện)
+ Dòng tính toán của nhóm :

d
ttnh
ttnh
U.3
S
I  =
38,03
114.856
x
= 174.5 (A)
+ Dòng đỉnh nhọn của nhóm :



sdnhdmttnhmmdnnh
kIIII .
(max)max

Với :
maxmm
I
= 329.46(A),
đm
I
= 47.75 (A) ,
sd
k
= 0,68, I
ttnh
=

174.5 (A)
Vậy :
đn
I
= 471.5 (A)
o Dời tủ chính về vò trí thuận lợi :
 X = 14 (m)
 Y = 18.5 (m)