thiết kế hệ thống cung cấp điện cho nhà máy chế tạo vòng bi, chương 2 docx

Ch-ơng 2
xác định phụ tải tính toán
các phân x-ởng và toàn nhà máy
2.1. 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. ở đây em chỉ
nó đến những ph-ơng pháp sử dụng trong đồ án.
2.2. Xác định phụ tải tính toán của
phân x-ởng sửa chữa cơ khí
Phân x-ởng Sửa chữa cơ khí là phân x-ởng số 6 trong sơ đồ
mặt bằng nhà máy. Phân x-ởng có diện tích bố trí thiết bị là 1190
m

2
. Trong phân x-ởng có 70 thiết bị, công suất của các thiết bị rất
khác nhau, thiết bị có công suất lớn(24 kW), song cũng có những
thiết bị có công suất rất nhỏ (0, 5 kW). Phần lớn các thiết bị có chế
độ làm việc dài hạn .Chỉ có máy biến áp hàn là làm việc ở chế độ
ngắn hạn lặp lại và nối vào điện áp dây, quạt cũng là thiết bị 1 pha
nối điện áp dây. Những đặc điểm này cần đ-ợc quan tâm khi phân
nhóm phụ tải, xác định phụ tải tính toán và lựa chọn ph-ơng án
thiết kế cung cấp điện cho phân x-ởng.
2.2.1. Giới thiệu ph-ơng pháp xác định phụ tải tính toán theo
công suất trung bình P
tb
và hệ số cực đại k
max
(còn gọi là ph-ơng
pháp số thiết bị dùng điện hiệu quả n
hq
):
Theo ph-ơng pháp này phụ tải tính toán đ-ợc xác định theo
biểu thức:
P
tt
= k
max
. k
sd
.


n

dmi
P
11
Trong đó:
P
đmi
- Công suất định mức của thiết bị thứ i trong nhóm,
n - Số thiết bị trong nhóm,
k
sd
- Hệ số sử dụng, tra trong sổ tay kỹ thuật,
k
max
- Hệ số cực đại, tra trong sổ tay kỹ thuật theo quan hệ
k
max
= f( n
hq
,k
sd
)
n
hq
- Số thiết bị dùng điện hiệu quả.
Số thiết bị dùng điện hiệu quả n
hq
là số thiết bị có cùng công
suất, cùng chế độ làm việc gây ra một hiệu quả phát nhiệt
(hoặc mức độ huỷ hoại cách điện) đúng bằng các phụ tải thực
tế (có công suất và chế độ làm việc có thể khác nhau) gây ra

trong quá trình làm việc, n
hq
đ-ợc xác định bằng biểu thức
tổng quát sau:












n
i
dm
n
i
dm
hq
P
P
n
1
2
2
1

)(
( làm tròn số )
Trong đó:
P
đmi
- công suất định mức của thiết bị thứ i trong nhóm,
n - số thiết bị trong nhóm.
Khi n lớn thì việc xác định n
hq
theo biểu thức trên khá phiền
phức nên có thể xác định n
hq
theo các ph-ơng pháp gần đúng với
sai số tính toán nằm trong khoảng
10% .
a. Tr-ờng hợp m =
min
max
dm
dm
P
P
3 và k
sdp
0,4 thì n
hq
= n.
Chú ý nếu trong nhóm có n
1
thiết bị mà tổng công suất của

chúng không lớn hơn 5% tổng công suất của cả nhóm thì: n
hq
= n -
n
1
.
Trong đó:
P
đmmax
- công suất định mức của thiết bị có công suất lớn nhất
trong nhóm,
P
đmmin
- công suất định mức của thiết bị có công suất nhỏ nhất
trong nhóm.
b. Tr-ờng hợp m =
min
max
dm
dm
P
P
> 3 và k
sdp
0,2 , n
hq
sẽ đ-ợc xác định theo
biểu thức:
n
hq

=
max
1
.2
dm
n
dmi
P
P

n
c. Khi không áp dụng đ-ợc các tr-ờng hợp trên, việc xác định
n
hq
phải đ-ợc tiến hành theo trình tự:
Tr-ớc hết tính: n
*
=
n
n
1
P
*
=
P
P
1
Trong đó: n - số thiết bị trong nhóm,
n
1

- số thiết bị có công suất không nhỏ hơn một nửa
công suất của thiết bị có công suất lớn nhất,
P và P
1
- tổng công suất của n và của n
1
thiết bị.
Sau khi tính đ-ợc n
*
và P
*
tra theo sổ tay kỹ thuật ta tìm đ-ợc n
hq*
=
f(n
*
, P
*
), từ đó tính n
hq
theo công thức: n
hq
= n
hq*
. n
Khi xác định phụ tải tính toán theo ph-ơng pháp số thiết bị dùng
điện hiệu quả n
hq
, trong một số tr-ờng hợp cụ thể có thể dùng các công
thức gần đúng sau:

* Nếu n
3 và n
hq
< 4, phụ tải tính toán đ-ợc tính theo công
thức:
P
tt
=


n
dmi
P
11
* Nếu n > 3 và n
hq
< 4, phụ tải tính toán đ-ợc tính theo công
thức:
P
tt
=


n
dmiti
Pk
11
.
Trong đó: k
ti

- hệ số phụ tải của thiết bị thứ i. Nếu không có số
liệu chính xác, hệ số phụ tải có thế lấy gần đúng nh- sau:
k
ti
= 0,9 đối với thiết bị làm việc ở chế độ dài hạn,
k
ti
= 0,75 đối với thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp
lại.
* Nếu n > 300 và k
sd
0,5 phụ tải tính toán đ-ợc tính theo
công thức:
P
tt
= 1,05. k
sd
.


n
dmi
P
11
Đối với thiết bị có đồ thị phụ tải bằng phẳng (các máy bơm,
quạt nén
khí ) phụ tải tính toán có thể lấy bằng phụ tải trung bình:
P
tt
= P

tb
= k
sd
.


n
dmi
P
11
* Nếu trong mạng có thiết bị một pha cần phải phân phối đều
các thiết bị cho ba pha của mạng, tr-ớc khi xác định n
hq
phải quy
đổi công suất của
các phụ tải 1 pha về phụ tải 3 pha t-ơng đ-ơng:
Nếu thiết bị 1 pha đấu vào điện áp pha: P
qđ
= 3. P
pha max
Nếu thiết bị 1 pha đấu vào điện áp dây: P
qđ
= 3 . P
pha max
* Nếu trong nhóm có thiết bị tiêu thụ điện làm việc ở chế độ ngắn
hạn lặp lại thì phải quy đổi về chế độ dài hạn tr-ớc khi xác định n
hq
theo công thức:
P
qđ

=
dm

. P
đm
Trong đó:
đm
- hệ số đóng điện t-ơng đối phần trăm, cho trong lý
lịch máy.