thiết kế hệ thống cung cấp điện cho xưởng chế tạo máy bay, chương 3 potx

Chng 3:
Xác định phụ tải tính toán
I.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 đ-ợc 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:
I.1.1 Ph-ơng pháp xác định phụ tải tính toán ( PTTT ) theo
công suất đặt và hệ số nhu cầu
Công thức tính:
1)-(2

1)-(2
1

tgPQ
PKP
tttt
n
i
dinctt




1)-(2
cos
22

tt
tttttt
P
QPS

Một cách gần đúng có thể lấy P
đ
= P
đm
Khi đó

n
i
dminctt
PKP
1
1)-(2
Trong đó :
P
đi
. P
đmi
: Công suất đặt và công suất định mức của thiết bị thứ i
(
KW)
P
tt
. Q
tt
. S
tt
: Công suất tác dụng, phản kháng và toàn phần tính
toán của nhóm thiết bị (
KW, KVAr, KVA)
n : Số thiết bị trong nhóm
K
nc
: Hệ số nhu cầu của nhóm hộ tiêu thụ đặc tr-ng tra trong
các tài liệu tra cứu.
Ph-ơng pháp tính phụ tải tính toán theo hệ số nhu cầu có -u
điểm là đơn giản, thuận tiện. Nh-ợc điểm chủ yếu của ph-ơng

pháp này là kém chính xác. Bởi vì hệ số nhu cầu K
nc
tra đ-ợc trong
sổ tay là một số liệu cố định cho tr-ớc, không phụ thuộc vào chế độ
vận hành và số thiết bị trong nhóm máy.
I.1.2 Ph-ơng pháp xác định PTTT theo hệ số hình dáng của
đồ thị phụ tải và công suất trung bình
P
tt
= K
hd
.P
tb
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].
t
A
t
dttP
P
t
tb

0
)(
Ph-ơng này có thể áp dụng để tính phụ tải tính toán ở thanh
cái từ phân phối phân x-ởng hoặc thanh cái hạ áp của trạm biên 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.
I.1.3 Ph-ơng pháp xác định PTTT theo công suất trung bình
và độ lệch của đồ thị phụ tải khỏi giá trị trung bình:
tbtbtt
PP





Trong đó:
P
tb
- công suất trung bình của thiết bị hoặc nhóm thiết bị [kW].
tb

- 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 .
I.1.4 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
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.
I.1.5 Ph-ơng pháp xác định PTTT theo suất tiêu hao điện
năng cho một đơn vị sản phẩm:
max
0
tt
P
T
Ma

Trong đó:
a
0
- suất chi phí điện năng cho một đơn vị sản phẩm
[
KWh/đvsp].
M - số sản phẩm sản xuất đ-ợc trong một năm.
T

max
- thời gian sử dụng công suất lớn nhất [h].
Ph-ơng pháp này th-ờng 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.
I.1.6 Ph-ơng pháp xác định PTTT theo suất trang bị điện
trên đơn vị diện tích :
P
tt
= p
0
.F
Trong đó:
p
0
- suất trang bị điện trên một đơn vị diện tích [W/m
2
].
F - diện tích bố trí thiết bị [m
2
].
Ph-ơng pháp này chỉ cho kết quả gần đúng khi có phụ tải phân
bố đồng đều trên diện tích sản xuất, nên nó th-ờng đ-ợc dùng
trong giai đoạn thiết kế sơ bộ, thiết kế chiếu sáng.