thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy chế tạo máy bơm nông nghiệp, chương 1 pdf

Ch-ơng 1.
Xác định phụ tải tính toán
Đ2.1. 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 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:
1.Ph-ơng pháp xác định phụ tải tính toán ( PTTT ) theo
công suất đặt và hệ số nhu cầu
P
tt

= k
nc
.
n
di
i 1
P


(2 1)
Q
tt
= P
tt
. tg

(2 - 2)
S
tt
=
2 2
tt
tt tt
P
P Q
cos


(2 - 3)
Trong đó:

k
nc
- hệ số nhu cầu của nhóm hộ tiêu thụ, tra trong sổ tay kỹ
thuật,
P
di
- công suất đặt của thiết bị hoặc nhóm thiết bị i, trong
tính toán có thể xem gần đúng P
d

P
đm
,


kW
.
Khi đó: P
tt
= k
nc
.
n
dmi
i 1
P


(2 1)
n số thiết bị trong nhóm

P
tt
,Q
tt
, S
tt
công suất tác dụng, phản kháng và toàn phần
tính toán của nhóm thiết bị (kW, kVAR, kVA)
2. Ph-ơng pháp xác định phụ tải tính toán theo hệ số hình
dáng của đồ thị phụ tải và công suất trung bình:
P
tt
= k
hd
. P
tb
(2 - 4)
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
.
P

tb
=
t
0
P(t)dt
A
t t


(2 - 5)
Ph-ơng án này có thể áp dụng để tính phụ tải tính toán ở thanh
cái hạ áp của trạm biến 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.
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:
P
tt
= P
tb


(2 - 6)
Trong đó:
P
tb
- công suất trung bình của thiết bị hoặc nhóm thiết bị,


kW

.

- 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.
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
(2 - 7)
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.
5. Ph-ơng pháp xác định PTTT theo suất tiêu hao điện năng
cho một đơn vị sản phẩm:
0

tt
max
a M
P
T
(2 - 8)
Trong đó:
a
0
- suất chi phí điện năng cho một đơn vị sản phẩm


/
kWh dvsp
,
M - số sản phẩm đ-ợc sản xuất trong một năm,
T
max
- thời gian sử dụng công suất lớn nhất


h
.
Ph-ơng pháp này 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.
6. Ph-ơng pháp xác định PTTT theo suất trang bị điện trên
đơn vị diện tích:
P
tt

= p
0
. F (2 - 9)
Trong đó:
p
0
- suất trang bị điện trên một đơn vị diện tích
2
/
W m


F- diện tích bố trí thiết bị
2
m


.
7. Ph-ơng pháp tính tr-c tiếp.
Trong các ph-ơng pháp trên, 3 ph-ơng pháp 1, 5 và 6 dựa trên
kinh nghiệm thiết kế và vận hành để xác định PTTT nên chỉ cho
các kết quả gần đúng tuy nhiên chúng khá đơn giản và tiện lợi. Các
ph-ơng pháp còn lại đ-ợc xây dựng trên cơ sở xác suất thông kê có
xét đến nhiều yếu tố do đó có kết quả chính xác hơn nh-ng khối
l-ợng tính toán lớn và phức tạp.
Tuỳ theo yêu cầu tính toán và những thông tin có thể có đ-ợc
về phụ tải, ng-ời thiết kế có thể lựa chọn các ph-ơng án thích hợp
để xác định PTTT.
Trong đồ án này với phân x-ởng Sửa chữa cơ khí ta đã biết vị
trí, công suất đặt và chế độ làm việc của từng thiết bị trong phân

x-ởng nên khi tính toán phụ tải động lực của phân x-ởng có thể sử
dụng ph-ơng pháp xác định phụ tải tính toán tính theo công suất
trung bình và hệ số cực đại. Các phân x-ởng còn lại do chỉ biết
diện tích và công suất đặt của nó nên để xác định phụ tải động lực
của các phân x-ởng này ta áp dụng ph-ơng pháp tính theo công
suất đặt và hệ số nhu cầu. Phụ tải chiếu sáng của các phân x-ởng
đ-ợc xác định theo ph-ơng pháp suất chiếu sáng trên một đơn vị
diện tích sản xuất.