Bài giảng cung cấp điện (đại học chính quy)

Tổng quan về học phần

1. Đặc điểm của quá trình sản xuất và phân phối điện năng.
* Đặc điểm của điện năng.
- Điện năng sản xuất ra không dự trữ được nó mang tính đồng thời ( trừ một số trường
hợp cá biệt với công suất nhỏ như pin, ắc quy). Tại mọi lúc ta phải đảm bảo cân bằng giữa
điện năng được sản xuất với điện năng tiêu thụ kể cả tổn thất do truyền tải.
- Điện năng được tạo ra từ các nguồn năng lượng khác và ngược lại.
- Quá trình về điện xảy ra rất nhanh.
Ví dụ: Sóng điện từ lan truyền trong dây dẫn với tốc độ 3.108 m/s. Quá trình quá độ xảy rất
nhanh. Vì vậy đòi hỏi sử dụng các thiết bị tự động trong vận hành và trong điều khiển một
cách có hiệu quả.
- Công nghiệp điện lực có liên quan chặt chẽ đến hầu hết các ngành kinh tế quốc dân.
Đó là một trong những động lực tăng năng suất lao động tạo lên sự phát triển nhịp nhành
trong cấu trúc kinh tế.
- Vốn đầu tư lớn.
- Thời gian hoàn thành lâu.
* Đặc điểm của cung cấp điện xí nghiệp công nghiệp.
- Việc cung cấp điện phải đảm bảo tính đồng thời cùng với quá trình sản xuất.
Sự khác biệt so với mạng điện nông thôn, đô thị được thể hiện: Những hộ tiêu thụ điện
tập trung công suất lớn .
Điện năng cấp cho xí nghiệp từ các trạm trung gian bằng các đường dây trung áp.
2/ Các dạng nguồn điện.
1/ Nhà máy nhiệt điện:(NĐ)
Quá trình biến đổi năng lượng trong nhà máy nhiệt điện xảy ra như sau.
Nhiệt năng ( của than) cơ năng ( tua bin) điện năng (máy phát điện) Nhà máy
nhiệt điện chạy than.
Nhiệt năng ( của khí ga) cơ năng ( tua bin khí) điện năng (máy phát điện) Nhà
máy nhiệt điện chạy khí.
Nhiệt năng ( của dầu) cơ năng (động cơ điêzen) điện năng (máy phát điện) Nhà
máy nhiệt điện điêzen.

Nhiệt độ được tạo ra do đốt nhiên liệu( than, dầu ) sẽ làm nóng hơi nước tới thông
số sau: (áp suất P = (130 240) Kg/cm2, to = (540 5650c) rồi đưa đến tua bin quay máy
phát dẫn đến điện năng.
* Ưu nhược điểm:
- Ưu điểm:
+ Tận dụng nguồn nguyên liệu sẵn có.
+ Việc sản xuất tới đâu được đưa ngay lên lưới điện cao áp.
- Nhược điểm: + Tính linh hoạt kém.
+ Việc khởi động và tăng phụ tải còn kém.
+ Hiệu suất thấp 30% 40%.
+ Khối lượng nguyên liệu lớn, làm ô nhiễm môi trường.

Trang 1


2/ Nhà máy thuỷ điện:(TĐ)
Quá trình biến đổi năng lượng trong nhà máy thuỷ điện xảy ra như sau
Thuỷ năng ( của cột nước) cơ năng ( tua bin nước) điện năng (máy phát điện)
Nhà máy thuỷ điện.
Đặc điểm: Giá thành rẻ, hơn nữa công trình thuỷ điện bao giờ cũng kết hợp với tưới tiêu,
chống lũ, giao thông. . .
Công suất nhà máy được xác định: P 9,8.Q.H..
Trong đó Q: là lưu lượng nước ( m3/giây )
H: là chiều cao cột nước ( m)
: là hiệu suất tua bin.
* Ưu nhược điểm:
- Ưu điểm:
+ Giá thành điện năng rẻ.
+ Mức độ tự động hoá được thực hiện dễ dàng.
+ Mở máy nhanh lên đáp ứng được nhu cầu.

+ ít sự cố.
+ Vận hành đơn giản.
+ Hiệu suất cao tới trên 80%.
- Nhược điểm:
+ So với nhà máy nhiệt điện có cùng công suất thì vốn đầu tư nhiều hơn.
+ Thời gian xây dựng lâu hơn.
+ Phụ thuộc nhiều vào thời tiết do lưu lượng nước đổ về.
3/ Nhà máy điện nguyên tử (ĐNT).
ở nước ta hiện nay chỉ mới tiến hành nghiên cứu khả năng xây dựng ĐNT từ năm
2010 trở đi.
* Đặc điểm: Là quá trình sản xuất điện năng từ nhiệt năng do phản ứng hạt nhân tạo ra.
* Nguyên lý hoạt động: Nhiệt năng do phản ứng hạt nhân tạo ra sẽ biến thành cơ năng và từ
cơ năng biến thành điện năng.
* Ưu, nhược điểm:
- Ưu điểm:
+ Khả năng làm việc độc lập.
+ Tốn ít nhiên liệu.
+ Vận hành linh hoạt, hiệu suất.
+ Không thải khí ra ngoài khí quyển.
- Nhược điểm:
+ Vốn xây dựng lớn.
+ Nguy hiểm cho người và thiết bị do phóng xạ.
4/ Nhà máy điện nhiệt hạch.
Làm việc trên nguyên lý sử dụng phản ứng hạt nhân hyđrô siêu nặng H2(D)và triti H3
(T).Các hạt (D) và (T) kết hợp với nhau tạo thành hêli đồng thời giải phóng ra một năng
lượng khổng lồ.

Trang 2

5/ Nhà máy điện từ - thuỷ động.
Nguyên lý làm việc của nhà máy này là đưa một luồng plasma được tạo ra từ đốt nóng thuỷ
động chạy rất nhanh qua một ống phun có từ trường mạnh, các hạt điện tích âm và dương
chuyển động về các cực đối diện, chúng va đập vào các điện cực và sinh ra dòng điện nhờ
hiệu điện thế cảm ứng.
6/ Các nhà máy điện dùng năng lượng tái sinh.
Năng lượng mặt trời.
Năng lượng sinh khối.
Trạm phong điện.
Địa nhiệt.
* Nhận xét: Điện năng là một dạng năng lượng đặc biệt không dự trữ được (việc sản xuất
luôn đồng hành cùng với tiêu thụ). Hiện nay trên thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng,
việc sản xuất điện năng là rất phong phú, ngoài các nhà máy như nhiệt điện (Uông bí) thuỷ
điện (Sơn la), điện nguyên tử, ta còn sử dụng năng lượng gió, mặt trời để sản xuất nhằm đáp
ứng nhu cầu ngày càng cao của người tiêu dùng.
3/ Hộ tiêu thụ và phân loại.
* Khái niệm: Hộ tiêu thụ là tất cả các máy móc, dụng cụ dùng để biến đổi điện năng thành
các dạng năng lượng khác.
* Phân loại: Tuỳ theo tầm quan trọng trong nền kinh tế và xã hội, hội tiêu thụ được cung
cấp với điện với mức độ tin cậy khác nhau và được phân ra làm 3 loại.
- Hộ tiêu thụ loại 1:
Đặc điểm là những hộ tiêu thụ mà khi ngừng cung cấp điện sẽ dẫn đến tổn thất về
kinh tế đe doạ đến tính mạng con người hoặc ảnh hưởng đến chính trị quốc gia. VD: Phòng
cấp cứu trong bệnh viện, văn phòng chính phủ, nhà máy hoá chất.
Phương án cung cấp cho phụ tải loại này từ nguồn độc lập, thời gian mất điện cho
phép bằng thời gian đóng thiết bị dự trữ. Tức nó yêu cầu cần phải nâng cao tính liên tục cung
cấp điện đến tối đa.
- Hộ tiêu thụ loại 2:
Đặc điểm là những hộ tiêu thụ mà nếu ngừng cung cấp điện chỉ liên quan đến hàng
loạt sản phẩm không sản xuất được dẫn đến thiệt hại về mặt kinh tế do hư hỏng sản phẩm,

ngừng trệ sản xuất, lãng phí lao động... VD: Các phân xưởng cơ khí, xí nghiệp công nghiệp
nhẹ.
Phương án cung cấp có hoặc không có nguồn dự trữ, việc chọn phương án cần dựa
vàp kết quả so sánh giữa vốn đầu tư phải tăng thêm và giá trị thiệt hại kinh tế do ngừng cung
cấp điện và thời gian mất điện cho phép bằng thời gian đóng nguồn dự trữ bằng tay.
- Hộ tiêu thụ loại 3 :
Đặc điểm là những hộ còn lại cho phép với mức độ tin cậy thấp (khu nhà ở, nhà kho,
trường học..) cho phép mất điện trong thời gian sửa chữa, thay thế thiết bị sự cố nhưng
thường không cho phép quá 1 ngày đêm ( 24h).
Phương án cung cấp điện ta có thể dùng một nguồn điện.
Nhận xét: Việc phân loại và đánh giá một cách đúng đắn hộ tiêu thụ, đó là kết quả bước
đầu. Qua đó lựa chọn phương án cung cấp điện cho hợp lý, phù hợp nhất cả về mặt kinh tế

Trang 3


và kỹ thuật. Để xác định loại hộ tiêu thụ điện năng của các ngành sản xuất khác nhau ta cần
nghiên cứu các đặc điểm nhu cầu và những hướng dẫn cần thiết của ngành đó.
4/ Những yêu cầu và nội dung chủ yếu khi thiết kế 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.
5/ Những yêu cầu khi thiết kế cung cấp điện.
Một phương án cung cấp điện xí nghiệp, công nghiệp được xem là hợp lý khi thoả
mãn những nhu cầu sau.
- Vốn đầu tư nhỏ, chú ý đến tiết kiệm.
- Chi phí vận hành hàng năm thấp.
- Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cao tuỳ theo tính chất hộ tiêu thụ.
- Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị.
- Thuận tiện cho vận hành, sửa chữa
- Chất lượng điện áp được đánh giá 2 chỉ tiêu (U và f), sai số nằm trong phạm vi giá

trị cho phép so với định mức.
Chỉ tiêu tần số do cơ quan điều khiển hệ thống điện điều chỉnh (trừ hộ tiêu thụ lớn tới
hàng chục MW).
Chỉ tiêu điện áp do người thiết kế quan tâm đến. Điện áp lưới trung và hạ áp cho phép
dao động quanh giá trị ( 5% ) Uđm. Đối với những phụ tải có yêu cầu cao về chất lượng
điện áp như: Nhà máy hoá chất điện tử, cơ khí chính xác ... cho phép dao động quanh giá trị
( 2,5% ) Uđm.
6/ Những nội dung chủ yếu khi thiết kế cung cấp điện.
- Bước 1: Thu thập dữ liệu ban đầu.
+ Nhiệm vụ, mục đích thiết kế cung cấp điện.
+ Đặc điểm quy trình công nghệ của chương trình sẽ được cung cấp điện.
+ Dữ liệu về nguồn điện, công suất hướng cung cấp điện, khoảng cách đến hộ tiêu
thụ.
+ Dữ liệu về phụ tải, công suất phân bố và phân loại hộ tiêu thụ.
Bước 2: Tính toán phụ tải.
+ Danh mục thiết bị điện.
+ Tính phụ tải động lực, chiếu sáng.
Bước 3: Chọn trạm biến áp, trạm phân phối.
+ Dung lượng, số lượng, vị trí của trạm biến áp.
+ Số lượng, vị trí phân phối, tủ động lực ở mạng hạ áp.
Bước 4: Xác định phương án cung cấp điện.
+ Đó là mạng cao áp, hạ áp.
+ Sơ đồ lối dây của trạm biến áp, phân phối.
Bước 5: Tính toán ngắn mạch.
+ Tính toán ngắn mạch trong mạng cao áp, hạ áp.
Bước 6: Lựa chọn các trang thiết bị điện.
+ Lựa chọn máy biến áp.

Trang 4

+ Lựa chọn thiết bị dây dẫn.
+ Lựa chọn thiết bị ứng với điện áp cao, hạ áp.
Bước 7: Tính toán chống sét và nối đất.
+ Tính toán chống sét cho chạm biến áp.
+ Tính toán chống sét cho đường dây cao áp.
+ Tính toán nối đất trung tính của máy biến áp hạ áp.
Bước 8: Tính toán tiết kiệm điện năng và nâng cao hệ số công suất cos.
+ Các phương án tiết kiệm và nâng cao hệ số cos.
+ Phương pháp bù bằng tụ điện: Trước hết ta phải xác định dung lượng tụ và phân
phối hợp lý.
Bước 9: Bảo vệ rơle và tự động hoá.
+ Bảo vệ rơle cho máy biến áp, đườn dây cao áp, các thiết bị điện công suất lớn là
cần thiết.
+ Các biện pháp tự động hoá.
+ Các biện pháp thông tin điều khiển.
Bước 10: Hồ sơ thiết kế cung cấp điện.
+ Bảng thống kê các dữ liệu ban đầu.
+ Bảng vẽ mặt bằng công trình và phân bố phụ tải.
+ Sơ đồ nguyên lý.
+ Bản vẽ chi tiết các bộ phận bảo vệ rơle, đo lường tự động hoá, nối đất, thiết bị
chống sét.
+ Các chỉ dẫn về vận hành và quản lý hệ thống cung cấp điện.

Trang 5


Chương 1: phụ tảI điện
1.1. Khái niệm chung
1.1.1. Khái niệm:

- Hộ dùng điện là tất cả các thiết bị máy móc dụng cụ dùng để biến đổi điện năng
thành các dạng năng lượng khác.
- Phụ tải điện: Là đại lượng biểu thị mức độ tiêu thụ của các hộ dùng điện như dòng
điện (I), điện áp (U), công suất (P), điện năng (A).
1.1.2. Đặc điểm của phụ tải điện xí nghiệp:
1/ Các thiết bị động lực công nghiệp.
Bao gồm các động cơ quạt máy, khí nén, máy bơm làm việc ở chế dộ dài hạn. Công
suất từ một đến hàng nghìn KW, sử dụng điện áp (0,25 ữ 10 KV). Có phụ tải tương đối bằng
phẳng dặc biệt là những động cơ có công suất lớn. Phụ tải này thường đối xứng ba pha có
hệ số công suất từ (0,80 ữ 0,85). Các thiết bị nâng hạ vận chuyển làm việc ở chế độ ngắn
hạn lặp lại có hệ số công suất từ (0,3 ữ 0,8) có thể sử dụng điện áp xoay chiều, một chiều.
2/ Các thiết bị chiếu sáng
Thường là thiết bị một pha có công suất nhỏ. Phụ tải này ít biến đổi nhưng phụ thuộc
vào thời gian và các mùa trong năm. Nói chung phụ tải chiếu sáng có thể ngừng cung cấp để
sửa chữa, tuy nhiên trong những trường hợp không cho phép mất điện nâu, như những khu
vực sản xuất, khu vực thành phố.
3/ Các thiết bị biến đổi.
Là các thiết bị có nhiệm vụ biến đổi dòng điện xoay chiều thành dòng một chiều,
hoặc biến đổi dòng ba pha tần số khác 50 Hz. Các thiết bị biến đổi gồm các loại: Máy phát
động cơ, bán dẫn, bộ biến tần
- Dùng trong ngành công nghệ luyện kim, các thiết bị này thuộc hộ loại 1 dùng điện áp
một chiều, làm việc chế độ dàihạn có hệ số công suất từ (0,85ữ0,9).
- Dùng cho giao thông vận tải trong các xí nghiêp như cần trục, cầu trục có phụ tải
đỉnh nhọn và thuộc hộ loại 2.
4/ Các động cơ truyền động máy gia công.
Là thiết bị thông dụng, có dải công xuất thông dụng từ vàiđến hàng trăm Kw, gồm
nhiều kiểu khác nhau nhưng đa số là động cơ KĐB 3 pha với điện áp định mức là 220v,
380v, 660v. Hệ số công suất giao động trong phạm vi rộng phụ thuộc vào quy trình công
nghệ. ở một số máy yêu vầu tốc độ quay lớn, điều chỉnh thường xuyên, phụ tải bằng phẳng
nên dùng động cơ điện một chiều lấy điện từ các bộ biến đổi. Nói chung các thiết bị này xếp

vaò hộ loại 2, một số ít là loại 1.
5/ Các lò điện và thiết bị nhiệt. Như:
Lò điện trở: Hệ số công suất gần bằng 1. Gồm các loại: Lò phản ứng, lò hồ quang, lò
hỗn hợp.

Trang 6


6/ Các thiết bị hàn.
Là các thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại có hệ số công suất tháp. Ví dụ máy
hàn hồ quang (0,3 ữ 0,35), máy hàn tiếp xúc (0,4 ữ 0,7).
1.2. Đồ thị phụ tải.
1.2.1. Khái niệm.
Đường biểu diễn sự thay đổi của phụ tải (công suất tác dụng), công suất phản kháng,
hoặc dòng điện theo thời gian gọi là đồ thị phụ tải tác dụng, phản kháng, dòng điện. Đối
với mỗi loại hộ tiêu thụ của một ngành công nghiệp đều có thể đưa ra một dạng đồ thị phụ
tải điển hình.
1.2.2. ý nghĩa của đồ thị phụ tải
Từ đồ thị phụ tải ta có thể xác định được các tham số của mạng điện như: Tmax, Kđk,
Kmtthông qua các tham số này cho phép ta lựa chọn thiết bị, xác định lượng điện năng tiêu
thụ, đánh giá chế độ làm việc của mạng điện và lựa chọn phương thức vận hành hợp lý, kinh
tế nhất.
Ngoài ra đối với nhà máy người ta căn cứ vào đồ thị phụ tải để lập kế hoạch sản xuất,
nhằm cân bằng lượng điện năng sản xuất và tiêu thụ. Kế hoạch dự trữ nhiên liệu, sửa chữa
định kỳ các tổ máy, mà không gây thiếu hụt công suất trong hệ thống điện.
Để liên kết các nhà máy điện với nhau nhằm giảm công suất cực đại và san bằng đồ
thị phụ tải. Do đó nâng cao hiệu suất làm việc của các nhà máy làm giảm giá thành điện
năng.
Hệ số điền kín cho phép xác định được chế độ làm việc ( quá tải hay non tải) của các
máy biến áp, từ đó chọn số lượng, dung lượng MBA và thời gian hoạt động kinh tế nhất.

Lựa chọn nguồn cung cấp và sơ đồ cung cấp hợp lý.
1. 2.3. Phương pháp xây dựng đồ thị phụ tải điện:
1/ Đồ thị phụ tải ngày:
a/ Phương pháp thu thập số liệu.
+ Phương pháp đo đếm từ xa: Tại các vị trí cần quan sát phụ tải người ta đặt các bộ
cảm biến, các thiết bị đo và truyền tín hiệu. Các thông tin về phụ tải và các tham số có liên
quan của mạng được truyền tới trung tâm xử lý số liệu. PP này đòi hỏi vốn đầu tư cao về
trang thiết bị.
+ Phương pháp bán tự động: Người ta đặt các đồng hồ tự ghi hoặc các bộ cảm biến
nhận thông tin cần thiết của phụ tải. Các thiết bị này sẽ ghi vào bộ nhớ các tín hiệu cần thiết
sau một khoảng thì gian nhất định hoặc ghi liên tục. PP này không đòi hỏi vốn đầu tư cao về
trang thiết bị.
+ Phương pháp gián tiếp: PP này dùng trong giai đoạn thiết kế cung cấp điện, do đó
hiệu quả kinh tế cao. Căn cứ vào chế độ làm việc của từng nhóm trong ngày để xác định
công suất của các thiết bị trong khoảng thời gian nhất định.

Trang 7


+ Phương pháp trực tiếp: Dựa vào chỉ số của dụng cụ được theo dõi trong những
khoảng thời gian nhất định (30 hoặc 60) trong ngày và đo nhiều ngày và nhiều lần thì đồ
thị chính xác hơn.
b/ Xử lý số liệu: Việc xử lý số liệu được thực hiện dựa trên các quy luật xác suất thống kê.
Số liệu sau khi thu thập được xử lý sơ bộ để loại bỏ các sai số có thể xuất hiện trong
các phép đo và xắp xếp theo biểu bảng để tạo điều kiện thuận lợi cho các bước xử lý tiếp
theo.
c/ Xây dựng đồ thị phụ tải.
Tương ứng với chuỗi thời gian từ (1ữ24) giờ ta sẽ được chuỗi công suất tương ứng.
Biểu diễn mối quan hệ này nên hệ trục toạ độ, với trục tung là phụ tải trục hoành là thời
gian ta sẽ nhận được đồ thị phụ tải ngày.

Chú ý: Khi đo đếm cần phải tuân theo các đặc tính sau; Ngày làm việc, ngày nghỉ, ngày đầu
tuần, ngày lễ tết. Nhìn chung khu vực nông thôn chênh lệch không đáng kể. Nhưng đối với
các xí nghiệp công nghiệp là đáng kể khi đó phải quy về ngày làm việc. Đồ thị phụ tải ngày
sau khi xử lý sơ bộ số liệu ta sẽ biểu diễn phụ tải trên trục tung tương ứng với thời gian trên
trục hoành dưới dạng bậc thang.
P

P

P

Pmax
0

24 t (giờ)

0

24

t (giờ)

0

24 t (giờ)

2/ Đồ thị phụ tải tháng.
Được xây dựng theo phụ tải trung bình hàng tháng. Từ đồ thị ta có thể biết được nhịp độ
làm việc của hộ tiêu thụ và từ đây có thể định ra lịch vận hành sửa chữa thiết bị điện hợp lý
đáp ứng được yêu cầu sản xuất.

P

0

2

4

6

8

10

12 tháng

3/ Đồ thị phụ tải năm.
Đồ thị phụ tải hàng năm được xây dựng dựa trên đồ thị phụ tải ngày đêm mùa hè và đồ thị
phụ tải ngày đêm mùa đông.

Trang 8


Với một năm có 365 ngày thì có 190 ngày mùa hè và 175 ngày mùa đông.
Cách vẽ:
Kẻ đường thẳng đi qua điểm cao nhất của đồ thị phụ tải ngày đêm và xác định thời gian tác
động của phụ tải trong năm tức là ứng với P1 ta sẽ có.
T1
= T1he + T1đong
Tiếp theo kẻ đường bậc thang thứ hai xác đinh P2

P1 tương ứng với T1 = 190T1he+ 175T1đong
P2 tương ứng với T2 = 190T2he+ 175T2đong
Pn tương ứng với Tn = 190Tnhe+ 175Tnđong

1.3 Các đại lượng và thông số thường gặp khi tính toán phụ tải điện.
1.3.1 Các đại lượng
1/Công suất định mức ( Pđm ).
- Là thông số chính và được ghi trên thiết bị hoặc lý lịch của máy.
- Đối với động cơ điện không đồng bộ, động cơ một chiều, công suất định mức kW ( công
suất tác dụng ).
- Đối với động cơ đồng bộ, máy biến áp được đo bằng kVA (công suất biểu kiến) và định
mức.

Trang 9


2/ Công suất đặt ( Pđ).

Pd

- Là công suất đầu vào của thiết bị.

Pn

n

Trong đó: n: Hiệu suất định mức của động cơ. Với n = 0,8 0,95; Vì n khá cao lên
lấy Pđ Pđm
* Chú ý: Đối với các thiết bị điện làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại như: Cần trục, máy hàn.
Khi tính phụ tải điện của chúng, ta phải quy đổi về công suất định mức làm việc dài hạn, tức

là quy đổi về chế độ làm việc có hệ số tiếp điện %=100%. Công thức quy đổi như sau:
+ Đối với động cơ điện Pđm = Pđm . đm
+ Đối với máy biến áp hàn Pđm = Sđm. co s đm
Trong đó:
Pđm: Là công suất định mức đã quy đổi về chế độ làm việc dài hạn,
Pđm, Sđm, Cosđm. đm: Các tham số định mức cho trong lý lịch máy.
3/ Phụ tải trung bình:
- Là một đặc trưng tĩnh của phụ tải trong một khoảng thời gian nào đó.
Phụ tải trung bình tính theo công suất phụ tải tiêu thụ trung bình trong khoảng thời gian bất
kỳ.

Ptb =

t

t

p(t )dt

Q(t )dt

0

; Qtb =

t

0

t

Trong đó: Q(t); P(t): là hàm biến thiên theo phụ tải.
t: thời gian khảo sát (h).
Trên thực tế phụ tải trung bình có thể xác định theo mức tiêu thu điện năng.

Ptb

Ap

Qtb

t

Aq
t

n

Đối với một nhóm thiết bị .

n

Ptb = ptbi (kW);
i 1

Qtb = Qtbi (kVAr)
i 1

Trong đó:Ap, Aq: là điện năng tác dụng và phản kháng của tải trong t
- Phụ tải trung bình:

n
Pi t i

i 1
p tb
n
ti
i 1

Dòng điện tính theo phụ tải trung bình:
Với lưới điện 3 pha:

I tb

Ptb2 Qtb2
Un * 3
Trang 10


I tb

Với lưới điện 1 pha :

Ptb2 Qtb2
Un

4/ Phụ tải cực đại: (Pmax)
a. phụ tải cực đại ổn định:
- Là công suất tiêu thụ lớn nhất trong khoảng thời gian 30 phút.
- Đây là công suất để đánh giá chế độ làm việc và chọn các thiết bị điện theo điều kiện phát

nóng cho phép.
b. Phụ tải cực đại đỉnh nhọn:
- Là phụ tải xuất hiện thời gian ngắn (12) giây và thường xuất hiện khi khởi động động cơ.
Giá trị này để kiểm tra dao động điện áp, điều kiện tự khởi động động cơ.
- Nếu số lần xuất hiện phụ tải này càng lớn thì mức độ ảnh hưởng tới sự làm việc bình
thường của các thiết bị khác trong mạng càng cao.
5/ Công suất phản kháng (Q).
- Khi một thiết bị làm việc nó tiêu thu một lượng công suất điện dung Qc để trao đổi với
điện trườngvà một công suất điện cảm Ql để trao đổi với từ trường.
- Ngoài ra Q cần thiết cho quá trình điều chỉnh điện áp và dự trữ công suất trong hệ thống
điện.
6/ Phụ tải tính toán: Ptt;Qtt; Stt.
- Là phụ tải giả thiết không 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 nặng nề nhất.
- Phụ tải tính toán dùng để lựa chọn máy biến áp, các thiết bị điện phát nóng cho phép.
Quan hệ giữa phu tải tính toán và các phụ tải tính toán khác.
Ptb Ptt Pma x
1.3.2 Các hệ số trong tính toán phụ tải.
1/ Hệ số sử dụng(ksd)

K sd

Ptb
Pdm

(đối với một thiết bị)

n

P
K sd tb
Pdm

p

tbi

i 1
n

p

(đối với nhiều thiết bị)
m

i 1

Nếu có đồ thị phụ tải như hình vẽ.

P

p1
p2
p3
pn
t1

t2

t3

tn

Trang 11


K sd

P1t 1 P2 t 2 Pn t n
Pm (t1 t 2 t n )

Hệ số sử dụng nói lên mức độ sử dụng, mức độ khai thác công suất của thiết bị trong
khoảng thời gian xét.
2/ Hệ số cực đại : (kma x).

K c

Ptt
Ptb

Hệ số cực đại phụ thuộc vào số thiết bị hiệu quả và ksd.
3/ Hệ số đồng thời.
Là tỷ số giữa phụ tải cực đại nửa giờ tính tổng tại nút khảo sát của phân xưởng hay nhà
máy với tổng các phụ tải cực đại nửa giờ của nhóm hộ tiêu thụ riêng biệt hay phân xuởng
riêng biệt. K t

Ptt
P P
tt tb K max .K sd

Pm Pm Ptb

Kết luận: Kđt là tỷ số giữa công suất tác dụng tính toán cực đại tại nút khảo sát của hệ thống
cung cấp điện với tổng các công suất tác dụng tính toán cực đại của các nhóm hộ tiêu thụ
riêng biệt nối vào nút đó.
Hệ số đồng thời phản ánh sự xê dịch phụ tải cực đại nửa giờ của phụ tải riêng bit với
phụ tải cực đại nửa giờ chung của tổng các thiết bị.
Với đường dây cao áp kđt = 0,851
Với thanh cái của tram hạ áp và đường dây phía bên ngoài xí nghiệp kđt = 0, 9 1
4/ Hệ số nhu cầu: knc 1
Là tỷ số giữa công suất đặt của nhóm tiêu thụ : K nc K sd

1 - K sd
nhq

5/ Hệ số điền kín đồ thị phụ tải.
Là tỉ số giữa công suất trung bình với công suất cực đại trong thời gian khảo sát

K k

Ptb
Pmax

Nếu lấy Ptt = Pma x thì ta có:

K k

Ptb
1

Ptt K max

Hệ số kđt là thông số đánh giá đồ thị phụ tải. Nếu kđt càng lớn thì chênh lệch công suất
giữa phụ tải tại thời điểm cực tiểu càng nhỏ.
6/ Hệ số đóng điện hộ tiêu dùng.
Là tỉ số đóng điện với thời gian khảo sát. K
7/ Hệ số Cos

max

T
Tc

= Pmax/ Smax

8/ Hệ số sử dụng công suất đặt:
K

sd



S tb
S nba

Trang 12


n
2

P t
tP
i

9/ Hệ số hình dáng:

K

f



i

10/ Hệ số mang tải cực đại:

K mt

i

i 1

tb

P
max
Pnba

1.3.3 Các tham số.

1/ Số thiết bị hiệu quả: (nhq)
Giả thiết có một nhóm gồm n thiết bị có công suất định mức và chế độ làm việc khác
nhau, ta gọi nhq là số thiết bị tiêu thụ điiện năng hiệu quả của nhóm đó. Đấy là một số quy
đổi gồm nhq thiết bị có công suất định mức và chế độ làm việc như nhau và tạo nên phụ tải
tính toán bằng phụ tải tiêu thụ bởi n thiết bị tiêu thụ.

n hq

Ta có:

n

Pmi
i 1

n

P

2

2

mi

i 1

Xác định tổng công suất của n1 thiết bị ( Pđm n1).
Xác định n* và p*.

n

n1
Pmn1

; P
n
Pmn

Tra bảng tìm được n*hq suy ra (nhq )
* Ví dụ: Xác định nhq với nhóm thiết bị gồm 3 động cơ có P = 120 kW, 4 động cơ mỗi động
cơ có P = 90 kW, 3 động cơ có P = 50 kW, 6 động cơ có P = 20 kW và 12 động cơ mỗi động
cơ có P = 10 kW.
Phương pháp:
Ta có n = 3+4+3+6+12 = 28
n1 = 3+4 = 7
n* = 7/ 28 = 0. 25

Pđm n1 =3. 120 + 4. 90 = 720 kW
Pđm n = 3. 120 + 4. 90 + 3. 50 +6. 20 +12. 10 = 1110 kW.
P

P n
P n
m

1

m

nhq* = 0. 51
2/ Điện năng tiêu thụ.

720
0,65
1110
nhq = nhq* . n = 14
A = Pi ti

3/ Thời gian sử dụng công suất cực đại. Tmax

Trang 13


n


TM

Pi t i

i 1

PM

1. 4 Các phương pháp xác định phụ tải tính toán.
1.4.1 Phương pháp suất tiêu hao điện năng trên một đơn vị sản phẩm.
Biểu thức tính:

Ptt

M ca *W0
Tca

Trong đó MCa : số lượng sản phẩm sản suất trong 1 ca.
Tca: thời gian của ca có phụ tải lớn nhất ( h).
W0: Suất tiêu hao điện năng trên một đơn vị sản phẩm (kwh/ 1đvsp).
Khi biết W0 và M (tổng sản phẩm sản xuất trong một năm) của phân xưởng ta có:

Ptt

M *W0
Tmax

Trong đó Tmax: là thời gian sử dụng công suất lớn nhất ( h).
1.4.2 Phương pháp suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất.
Ptt = P0 . F
Trong đó: F: là diện tích bố trí nhóm hộ tiêu thụ ( m2).
P0: là suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất là 1 m2 (kW/ m2 ).
Nhận xét: Phương án này có sai số lớn, chỉ được dùng để tính toán cho các phân xưởng có
mật độ máy móc tương đối đồng đều như xưởng dệt, may và tính toán chiếu sáng.
2.4.3 Phương pháp công suất Pđ và hệ số nhu cầu knc.
a) Phương pháp tính:
n

Ptt = knc .

n

Pđi

hoặc

Ptt = knc .

i 1



Pđi. kmt

i 1

Qtt = Ptt . tg ( nếu cùng cos ).
Qtt = Ptt . tg tb ( nếu cos khác nhau ).
n

P cos
i

Thì

cos tb

i

i 1

n

P

i

i 1

b) Ví dụ: xác định phụ tải tính toán cho một nhóm các thiết bị động lực cho trong bảng sau
STT
1
2
3
4
5
6

Tên Thiết bị
Máy bào
Máy Tiện
Máy mài
Máy Khoan
Quạt
Máy BA hàn

Số Lượng
3
2

1
1
2
1

Pđm (kW)
2. 8
4. 5
6
10
4
12 ( kVA)

Cos
0. 8
0. 75
0. 7
0. 65
0. 85
0. 4

ksd
0. 62
0. 6
0. 57
0. 38
0. 7
0. 5

Trang 14

Cho nhq = n = 10
- Quy đổi máy biến áp hàn về chế độ làm việc dài hạn.
Pn = Sn . Cos n .
Với = 0. 25 thì Pn = 12 *0. 4* 0.25 = 2,4 (kW)
n

P

ni

K sd

* K sdi

i 1



n

P

3.2,8.0,62 2.4,5.0,6 0,6.0,57 10.0,38 4.2.0,7 0,5.2,4
0,5
43,8

ni

i 1

K nc K sd

1 K sd

Thay s vo ta có: K

nhq

nc

1 0 ,5
0 , 65
10

0 ,5

Ptt K nc * Pn 0,65 * 43,8 28,5 (Kw)
n

P cos
i

costb

i 1

i

n

P

3.2,8.0,8 2.4,5.0,75 6.0,7 10.0,65 2.4.0,85 2,4.4
0,62
43,8

i

i 1

Stt

Ptt
28,5

46(kVA)
Costb 0,62

Qtt

S tt2 Ptt2 36 ,1( kVAR )

Nhận xét: Phương pháp này tính toán đơn giản thuận tiện, nhưng độ chính xác không
cao. Nên sử dụng phương pháp này trong các trường hợp tính toán sơ bộ.
1.4.4 Phương pháp hệ số cực đại (km a x) và công suất trung bình(Ptb) còn gọi là PP nhq
a)Phương pháp tính.

Ptt = km a x. Ptb= kma x. ksd.

P

m

Qtt = Ptt. tg
Stt

Ptt2 Q tt2

Ptt
Cos

n

P cos
i

cos tb

i

i 1

n

P

i

i 1

b)Ví dụ: Xác định phụ tải tính toán cho môt nhóm thiết bị động lực có số thiết bị cho bảng
sau: Khi Ksd = 0,15
STT Tên thiết bị
Số liệu
P (kW)
Co s
1

Máy tiện

3

4

0, 7

Trang 15


2
Máy bào
2
8
3
Máy phay
2

7
4
Máy doa
2
12
5
MBA hàn
1
14
6
Chiếu sáng
1
3
Bài giải:
- Quy đổi máy biến áp hàn về chế độ làm việc dài hạn.

0, 7
0, 8
0, 75
0, 4
1

Pn = Sn . Cos n .
= 14 . 0, 4 .

0.25 = 2, 8 (kW)

Số thiết bị: n =11(thiết bị).
Pn đm = 3*4+2*8+2*7+2*12+1*14+3*1 =71,8 (kW).
Ta có : n = 11; n1 = 2+2+2 = 6

n*= n1/ n = 6/11 = 0, 54
P n1đm = 2*7+ 2*8 +2*12 = 54 (kW).

Pm

54
0,75
71,8

Tra bảng ta có: n*hq = 0. 82 nhq = n*hq . n = 9 (thiết bị)
Tra bảng ta được. kma x = 2, 2
Ptt = kma x. ksd. Pnđm = 2, 2. 0, 15. 71. 8 = 23, 6 (kW).
n

P cos
i

costb

i 1

i

0,74 tg 0,91

n

P
i

i 1

Ta có:

Qtt = Ptt. tg = 21, 5 (kVA r).
Stt = Ptt / cos tb = 23, 69/ 0. 74 = 32 (kVA)

Nhận xét: Phương pháp cho biết kết quả tương đối chính xác vì khi xác định nhq đã tính đến
hàng loạt số thiết bị trong nhóm.
- n 3; nhq <4 thì:
n

Ptt

P

dmi

i 1

- n > 3; nhq <4 thì:
n

Ptt

k

pti

Pdmi

i 1

Với kpt : Hệ số phụ tải từng máy chỉ có thể lấy gần đúng.
kpt = 0,9 thiết bị làm việc chế độ dài hạn.
kpt = 0,75 thiết bị làm việc chế độ ngắn hạn lặp lại.
- nhq >300; ksd <0,5 thì: kmax lấy với nhq =300
- nhq >300; ksd 0,5 thì: Ptt =1,05 ksdPđm

Trang 16


- Với các phụ tải có đồ thị phụ tải bằng phẳng (máy bơm)
Ptt Ptb = ksdPđm
1.5 Phương pháp tính một số phụ tải đặc biệt.
1.5.1 Xác định phụ tải tính toán cho thiết bị một pha.
Khi nối thiết bị một pha vào hệ thống điện sẽ xẩy ra hiện tượng không cân bằng giữa
các pha. Phụ tải không cân bằng giữa các pha tính tại tủ phân phối hoặc đường dây chính
của hệ thống gọi là công suất không cân bằng so với phụ tải của nhóm thiết bị ba pha.
a) Nếu công suất không cân bằng < 15% tổng công suất ba pha thì các thiết bị một
pha được coi như thiết bị ba pha có công suất tương đương.
b) Nếu công suất không cân bằng > 15% tổng công suất ba pha thì phụ tải tính toán
được qui đổi về ba pha Ptt(max) của thiết bị một pha được tính như sau:
- Thiết bị một pha nối vào điện áp pha của mạng điện thì :
Ptt 3pha = 3. Ptt 1pha(max)
Trong đó: Ptt1pha(max): Là tổng công suất của các thiết bị một pha của pha có phụ tải lớn nhất.
- Thiết bị một pha nối vào điện áp dây của mạng.
Ptt 3pha = 3 . Ptt 1pha
- Trường hợp trong mạng vừa có thiết bị môt pha nối vào điện áp pha vừa có thiết bị một
pha nối vào điện áp dây thì ta qui đổi các thiết bị nối vào điện áp dây về thiết bị nối vào điện

áp pha như sau:
Pqđ = Pi j . pi j
; Qqđ = Qij. qij
Trong đó: Pqđ;Qq đ : Công tác dụng và phản kháng qui đổi.
Pi j;Qi j : Công suất giữa pha i và pha j.
pi j ;qi j : Các hệ số qui đổi phụ thuộc hệ số cos cho bảng sau :
Hệ số qui đổi
P(ab)a ;P(bc)b ;P(ac)c
P(ab)b ;P(bc)c;P(ac)a
Q(ab)a ;Q(bc)b ;Q(ac)c
Q(ab)b ;Q(bc)c ;Q(ac)a

0,4
1,17
0,17
0,86
1,14

0,5
1
0
0,58
1,16

0,6
0,89
0,11
0,38
0,96

0,65
0,84
0,16
0,3
0,88

0,7
0,8
0,2
0,22
0,8

0,8
0,72
0,28
0,09
0,67

0,9
0,64
0,36
0,5
0,52

1
0,5
0,5
0,29
0,29

Ví dụ: Một mạng điện có thiết bị một pha nối vào điện áp dây Uac, Uab và điện áp pha Uao
lúc đó PttA = Pab. p(ab)a + Pac. p(ac)a + Pao
Trong đó: Pab, Pac - Là công suất của thiết bị 1 pha nối vào điện áp Uab, Uac.
Pao - Là công suất của thiết bị 1 pha nối vào điện áp Uao
p(ab)a, p(ac)a - Là các hệ số qui đổi nối từ điện áp dây về điện áp pha A.
1.5.2 Xác định phụ tải đỉnh nhọn.
a) Nội dung phương pháp.
Phụ tải đỉnh nhọn thường được tính dưới dạng dòng điện đỉnh nhọn.
- Đối với một máy dòng điện đỉnh nhọn chính là dòng mở máy.

Trang 17


Iđn = Imm= Kmm. Iđm (Kmm: bội số mở máy động cơ)
- Khi động cơ có số liệu chính xác thì Kmm được lấy như sau:
Động cơ KĐB rô to lồng sóc: Kmm= 57
Đọng cơ một chiều và động cơ KĐB dây quấn Kmm= 2. 5
- Đối với một nhóm máy dòng điện đỉnh nhọn xuất hiện khi có dòng mở máy lớn nhất trong
nhóm mở máy.
Iđn = Imm max+ ( Itt- Ksd . Iđm(max))
Trong đó :
Itt : Dòng điện tính toán của nhóm máy.
Ksd: Của động cơ có dòng điện mở máy lớn nhất.
Iđm max: Dòng điện định mức của động cơ có dòng điện mở máy lớn.
b)Ví dụ :
Tính toán phụ tải đỉnh nhọn của đường dây cung cấp cho phụ tải có số liệu sau.
cos
Động cơ
Kmm
Pđm (k w)

Iđm(A)
(%)
Nâmg hàng
Xe con
Xe lớn

14
6
12

25
15
15

0,66
0,72
0,75

27,5
8,45
16,3

5,5
2,5
2,5

Biết U = 380220 (V);Ksd = 0,1
Bài giải: Động cơ nâng hàng có Imm max= 27,5 . 5,5 = 151 (A)
Phụ tải tính toán của nhóm qui đổi về chế độ dài hạn.
Ptt = Pđm= Pđ = 14.

0.25 +6 .

0,15 +12 .

0,15 = 13,97( kW)

n

P cos
i

cos tb

i

i 1

0 , 67

n

P

i

i 1

Qtt = Ptt. tg = 19,95 (kVA r) Với Tg tb = 1,42

S tt

Q tt2 Ptt2 19 ,95 2 13 ,97 2 24 , 4 kVA

Dòng định mức của động cơ nâng hàng qui đổi về dài hạn .
Iđm =

0,25 . 23,4 = 11,7(A)

Dòng điện tính toán của nhóm là:

I tt

S tt

3 .U n

24 , 4
37 ,1( A )
3 . 380

Dòng đỉnh nhọn của đường dây cung cấp là:
Iđn= Imm max+ ( Itt- Ksd . Iđm(max)) = 151 + ( 37,1 - 0,1*13,75) = 186,7(A)
1.6 Xác định phụ tải tính toán cho phân xưởng, xí nghiệp.
a) Phụ tải chiếu sáng : Xác định theo phương pháp gần đúng.
- Suất tiêu hao điện năng trên một đơn vị diện tích.

Trang 18

- Hệ số nhu cầu (knc)
Trong trường hơp đối với cac phân xưởng sẽ có knc khác nhau.
+ Đối với phụ tải nhỏ knc = 1
+ Đối với phụ tải lớn knc = 0,95
+ Đối với phụ tải vừa knc = 0,8
+ Đối với trạm biến áp knc = 0,6
b) Phụ tải động lực :
Tùy theo nhu cầu của bài mà ta chọn một trong phương pháp đã biết.
Công suất tác dụng:
Ptt đlực = Ptt 1 + Ptt 2 + + Ptt n
Công suất phản kháng:
Qtt đlực = Qtt 1 + Qtt 2+ + Qtt n
Phụ tải tổng hợp cho phân xưởng theo hệ số đồng thời.
Stt phân xưởng = (Ptt đl +Pcs)2 +Q2tt đl
Thiết bị làm việc ở chế độ dài hạn Kđt= 0, 9
Thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn Kđt= 0, 85
Công suất tính toán giá trị cao áp của trạm biến áp phân xưởng.
Stt px = Stt px + Smba + Sđt
c) Xác định phụ tải tính toán xí nghiệp.
Sau khi xác định được phân xưởng ta tổng hợp các phân xưởng.
Ptt cao áp = Ptt hạ áp + Pđd + TBA
1/ Tổng hợp phụ tải theo hệ số đồng thời.
2/ Tổng hợp phụ tải theo phương pháp số gia.
Phương pháp này dựa trên cơ sở phân tích, tính toán của hệ số đồng và hệ số cực đại ( tra
trong sổ tay thiết kế).
Phụ tải tổng hợp được xác định bằng cách, cộng từng đôimột. Tức là lấy giá trị của phụ tải
lớn cộng với số gia của phụ tải nhỏ.
P = P1 + P2
P = P2 + P1

Nếu: P2 < P1
Nếu: P1 < P2

1.7 Xác định trung tâm phụ tải điện.
1.7.1 Mục đích.
Xác định tâm phụ tải là nhằm xác định vị trí hợp lý nhất để đặt các tủ phân phối, tủ động
lực. Tại các vị trí đó thì tổn thất điện áp và tổn thất công suất là nhỏ nhất. Chi phí kim loại
màu là hợp lý nhất. Tuy nhiên việc lựa chọn cuối cùng còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác
như:
- Đảm bảo tính mỹ quan
- Thuận tiện khi vận hành

Trang 19


- An toàn trong thao tác v. v
1.7.2 Công thức tính xác định tâm phụ tải.
n

n

(X
X

i

(Y * P

* Pdmi )

i 1

i

;

n

Y

dmi

i 1

P

dmi

i 1

)

c

n

P

dmi

i 1

Trong đó : X, Y - là hoành độ và tung độ của tâm phụ tải.
X i , Y i - là hoành độ và tung độ của phụ tải thứ i.
P dmi - là công xuất của thiết bị thứ i.
1.8 Một vài nét về dự báo phụ tải
1.8.1 Khái niệm chung
Dự báo là một môn khoa học về tương lai đòi hỏi sự phân tích biện chứng các quá trình phát triển có
liên quan và được thực hiện với sự phỏng đoán trước.Dự báo năng lượng là một bài toán cực kỳ quan
trọng trong môn khoa học dự báo, mà sự chính xác và mức độ tin cậy của nó có ý nghĩa hết sức to
lớn. Vì năng lượng liên quan đến hầu hết các nền kinh tế quôc dân với các quá trình khác nhau.
Trong điều kiện cách mạng khoa học hiện nay, khi mà sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật không
ngừng thúc đẩy sự sáng tạo kỹ thuật, các ngành kỹ thuật luôn thay đổ cả về công nghệ lẫn quy mô
hoạt động. Do đó bài toán dự báo điện năng cần tính đến khả năng phát triển của công nghệ sản
xuất.
Dự báo phát triển năng lượng bao giờ cũng được xét trên hai phương diện: Thời gian và lãnh thổ.
* Trên phương diện thời gian có thể phân biệt các thành các loại:
- Dự báo dài hạn 25 40 năm, ở đây cần xét đến sự ra đời của công nghệ mới, các nguồn công
nghệ mới, phương pháp truyền tải năng lượng mới
- Dự báo trung hạn từ 10-25 năm. Trong loại dự báo này người ta thường dựa vào số liệu khảo sát
thực tế của các dự án mới nảy sinh trước đó. Mức độ chính xác đòi hỏi cao hơn so với dự án dài
hạn.
- Dự báo hạn vừa 5-10 năm thường được dựa vào các dự án đã có, nhưng chưa được thực thi. ở đây
thông ti cần thiết phải có độ tin cậy cao.
- Dự báo ngắn hạn hay còn gọi là dự báo điều độ dùng để lập kế hoạch sửa chữa hàng năm, hàng
tháng, mùa, thậm chí hàng ngày, hàng giờ. Bài toán yêu cầu mức độ chính xác cao. Nhìn chung
thời hạn dự báo càng ngắn thì mức độ chính xác phải càng cao.
* Trên phương diện lãnh thổ có thể phân biệt:
- Dự báo ở cấp quốc gia,
- Dự báo khu vực

- Dự báo địa phương
1.8.2 Dự báo phụ tải theo hệ số vượt trước
Phương pháp này cho ta thấy phương hướng phát triển của nhu cầu điện năng và sơ bộ cân đối nhu
cầu này với nhịp độ phát triển của nền kinh tế quốc dân nói chung. ở đây người ta dựa vào nhịp độ
phát triển năng lượng điện với sự phát triển của toàn bộ nền kinh tế quốc dân.
Ví dụ: Trong năm năm của chu kỳ trước, sản lượng công nghiệp quốc gia tăng từ 100 lên 130%, còn
sản lượng điện năng trong thời gian ấy tăng lên 143%. Như vậy hệ số vượt trước sẽ là :
K=143/130=1.1.

Trang 20


Phương pháp này chỉ nói lên su thế phát triển với một mức độ chính xác nào đó. Tương lai su thế
này còn chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố khác như: tiến bộ của khoa học kỹ thuật và quản lý, nên
suất tiêu hao điện năng trên một đơn vị sản phẩm ngày càng giảm xuống
Vì những yếu tố trên, mà hệ số vượt trước thay đổi rất nhiều. Do đó chỉ dựa vào hệ số vượt trước để
xác định điện năng ở năm dự báo sẽ dẫn đến sai số lớn. Tuy nhiên ở chừng mực nhất định phương
pháp hệ số vượt trước cho ta biết sơ bộ về nhu cầu điện năng và xu hướng phát triển của phụ tải
1.8.3 Phương pháp ngoại suy
Nội dung của phương pháp là nghiên cứu diễn biến của phụ tải trong các năm quá khứ tương đối ổ
định và tìm ra quy luật biến đổ của phụ tải phụ thuộc vào thời gia. Từ đó sử dụng mô hình tìm được
để tính cho giai đoạn dự báo. Có thể có rất nhiều hàm su thế mà thông thường được xác định theo
phương pháp tương quan hồi quy .
Ta xét một số dạng chính của hàm hồi quy:
* Hàm tuyến tính có dạng Pt = a + b.t
Các hệ số a,b được xác định theo phương pháp bình phương cực tiểu mà từ đó có thể lập hệ phương
trình sau:
n
n
n 2

b
t

a
t

Pi .t i


i
i
i 1
i 1
i 1

n
n
b t i an Pi

i 1
i 1
Trong đó:
P1: giá trị phụ tải quan sản năm thứ i
ti : năm quan sát thứ i
Giải hệ phương trên ta được hệ số a,b
Hoặc hàm hồi quy có thể xác định theo biểu thức sau:

Pi

( p ,t )

.(t t ) P
t2

(p,t) Mô men tương quan giữa p và t
(t) Phương sai
Xác định hệ số tương quan :
Trong đó:

n

(2p )

( Pi P) 2

r

i 1

n

( p ,t )
1
t . p

(2t )

n 1

(t

i

t)2

i 1

n 1

n

( P P)
i



(t i t )

i 1

n 1
2

*Hàm Parapol: Pt = a+b.t+c.t
Các hệ số a, b, c được xác định theo phương pháp bình phương cực tiểu

c t i4 b t i3 a t i2 Pi .t i2
c t i3 b t i2 a t i Pi .t i
c t i2 b t i an Pi
* Hàm mũ: Pt=Po.at
xác định theo phương pháp tuyến tính hoá: LnPt = lnPo + t.ln.a

Trang 21


Đặt

y = LnPt
a = lnPo
b= ln.a
ta có y = a + b.t
Phương pháp ngoại suy là một trong những phương pháp được ứng dụng rất nhiều do những ưu điểm
nổi bật là phản ánh khá chính xác quá trình phát triển của phụ tải có thể đánh giá mức độ tin cậy của
hàm.
Tuy nhiên phương pháp này cần có lượng thông tin đủ lớn, khối lượng tính toán nhiều và thường áp
dụng cho phương phương pháp dự báo ngắn hạn.
1.8.4 Phương pháp tương quan
Nội dung của phương pháp là nghiên cứu tương quan giữa điện năng tiêu thụ và các tham số kinh tế,
nhằm pháp hiện những mối quan hệ về mặt định lượng của các đại lượng này. khác với phương pháp
ngoại suy ở đây ta không xây dựng hàm tương quan của điện năng theo thời gian mà là hàm tương
quan giữa điện năng với một đại lượng khác cùng tồn tại với thời gian. Để xây dựng hàm này ta dựa
vào giá trị quan sát về điện năng tiêu thụ và tham số kinh tế x nào đó, thiết lập hàm tương quan
A=f(x) theo phương pháp thống kê thông dụng. Cũng như phương pháp ngoại suy, hàm tương quan
ở đây có thể là tuyến tính hoặc phi tuyến cũng được xác định như trên. Thông số của hàm tương
quan phải là đại lượng dễ xác định hoặc đã biết ở thời điểm dự báo.
Để xác định mối quan hệ A=f(x) ta phải làm các bước sau:
- Biểu thị các số liệu thu thập được trên một hệ toạ độ. Trên cơ sở đường thực tế, ta chọn hàm dự
báo thích hợp.
- Xác định các hệ số tương quan và căn cứ vào các hệ số tượng quan khẳng định hàm ta chọn. Sau
đó tuỳ thuộc vào hàm ta chọn để xác định các hệ số hồi quy. .
1.8.5. Phương pháp logic tique( hàm sinh trưởng)

A
Po B.e at
Trong đó a là độ gia tăng phụ tải trung bình hàng năm.
P0 công suất của năm cơ sở
Pb Công suất bão hoà; đặt A=Pb.Po và B = Pb-Po
Phương pháp này đánh giá một cách khách quan trung thực. Tuy nhiên chỉ áp dụng trong một số
lĩnh vực nhất định và thông thường áp dụng cho dự báo dài hạn.
1.8.6. Phương pháp so sánh đối chiếu và phương pháp chuyên gia
* Phương pháp so sánh đối chiếu
Qúa trình phát triển của mạng điện nước ta đi chậm hơn so với nhiều nước trên thế giới. Vì
vậy có thể áp dụng kinh nghiệm thực tế của các nước có hoàn cảnh tương tự cho việc dự báo và phát
triển mạng điện của nước nhà. Đây cũng là một phương pháp được nhiều nước áp dụng để dự báo
nhu cầu điện năng của mình một cách hiệu quả. Phương pháp này áp dụng cho dự báo ngắn, trung
hạn.
* Phương pháp chuyên gia
Trong những năm gần đây người ta thường áp dụng phương pháp chuyên gia có trọng lượng
dựa trên cơ sở hiểu biết sâu sắc của những chuyên gia giỏi về các lĩnh vực của các ngành để dự báo
các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật trong các lĩnh vực dự báo phụ tải. Sau khi thu thập các ý kiến của các
chuyên gia cần xử lý thông tin theo phương pháp xác suất thống kê. Thực tế phương pháp chuyên
gia hoàn toàn mang tính chủ quan phụ phuộc vào nhận thức của từng cá nhân, nhưng sau khi đã
được sử lý theo phương pháp thống kê thì chủ quan sẽ được khách quan bởi các mô hình toán học và
vì vậy có thể nâng cao độ tin cậy của hàm dự báo.
Pt

Trang 22


1.10 Bài tập về xác định phụ tải
Ví dụ 1: Xác định phụ tải tính toán của một nhóm các thiết bị động lực có các tham số cho trong
bảng sau: biết Ksd = 0,15

Stt
Tên thiết bị
Số lượng
Pđm,kW
Cos
1
Máy tiện
3
4
0.7
2
Máy phay
2
8
0.7
3
Máy doa
2
7
0.8
4
Máy bào
2
12
0.75
5
1
14(kVA)
0.4
MBA hàn((=25%)

6
Chiếu sáng
1
3
1
Bài giải
- Quy đổi máy biến áp hàn và chế độ làm việc theo phương thức:
Pđm = Sđm.cosđm.%=14.0,4. 0.25=2.8kW
- Tổng số thiết bị trong nhóm n=11 thiết bị
- Tổng công suất định mức của nhóm n thiết bị:
Pđmn=3.4+2.8+2.7+12.2+2,8.1+3.1=71,8kW
Thiết bị có công suất lớn nhất
Pmax= 12kW
Số thiết bị có công suất 1/2 công suất cực đại: n1=6 thiết bị
- Tổng công suất định mức của nhóm n1 thiết bị Pđmn1=2.8+2.7+12.2=54kW
Tính: n* = n1/n=6/11=0,55
p* =Pđmn1/Pđmn=54/71,8=0,75
Tra bảng . . . . .
Ta được nhq*=0,82
Ta có nhq=nhq*.n=0,82.1119 thiết bị
Tra bảng . . . . . ta được Kmax=2,2
- Công suất tác dụng được tính theo biểu thức:
Ptt=Kmax.Ksd.Pđmn=2,2.0,15.71,8=23,69kW
Tính hệ số costb theo công thức
Ta có Tgtb = 0,91
n

P .Cos
i

Cos tb

i 1

i



n

P

3.4.0,7 2.8.0,7 2.7.0,8 2.15.0,5 1.2,8.0,4 1.3.1
0,74
3.4 2.8 2.7 2.12 1.2,8 1.3

i

i 1

Suy ra Qtt=Ptt.tgtb=23,69.0,91=21,56kVAr
Stt=Ptt/costb=23,69/0,74=32,05kVA
Ví dụ 2 : Xác định phụ tải tính toán của một nhóm các thiết bị động lực có các tham số cho trong
bảng sau: biết máy biiến áp hàn một pha được mắc vài điện áp dây có chế độ làm việc ngắn hạn lặp
lại.
Bài giải

Trang 23

Stt
1
2
3
4
5
6

Tên thiết bị
Máy bào
Máy tiện
Máy mài
Máy khoan
Quạt
MBA hàn

Số lượng
3
2
1
1
2
1

Pđm,kW
2,8
4,5
6
10
4

12(kVA)

Ksd

Cos
0,8
0,75
0,7
0,65
0,85
0,4

0,62
0,6
0,57
0,38
0,7
0,5

- Quy đổi máy biến áp hàn và chế độ làm việc theo phương thức:
Pđm = Sđm.cosđm.%=12.0,4. 0.25=2,4kW
Quy đổi về phụ tải ba pha tương đương
Ptt 3 pha = 3 .P1pha =3.2,4=4,16 kW
- Tổng số thiết bị trong nhóm n=10 thiết bị
- Tổng công suất định mức của nhóm n thiết bị:
Pđmn=3.2,8+24,58+1.6+1.10+2.4+4,6.1=45,56kW
Thiết bị có công suất lớn nhất
Pmax= 10kW
Số thiết bị có công suất 1/2 công suất cực đại: n1=2 thiết bị
- Tổng công suất định mức của nhóm n1 thiết bị Pđmn1=10.1+6.1=16 kW

Tính: n* = n1/n=2/10=0,2
p* =Pđmn1/Pđmn=16/45,46=0,35
Tra bảng . . . . .
Ta được nhq*=0,83
Ta có nhq=nhq*.n=0,83.108 thiết bị
Tra bảng . . . . . ta được Kmax=1,36
- Hệ số sử dụng của cả nhóm :
n

P

dmi

K sd

.K sdi

i 1



n

P

3.2,8.0,62 4,5.2.0,6 6.1.0,57 10.1.0,38 4.2.0,37 1.4,16.0,5
0,56
3.2,8 4,5.2 6.1 10.1 4.2 1.4,16

dmi

i 1

- Công suất tác dụng được tính theo biểu thức:
Ptt=Kmax.Ksd.Pđmn=1,36.0,56.45,46=34,7kW
Tính hệ số costb theo công thức
n

P .Cos
i

Cos tb

i 1

i



n

P

3.2,8.0,8 2.4,5.0,75 6.1.0,57 10.1.0,38 2.4.0,7 1.4,16.0,4
0,69
3.2,8 2.4,5 6.1 4.2 1.4,16

i

i 1

Ta có Tgtb = 1,05
Suy ra Qtt=Ptt.tgtb=34,7.1,05=36,44kVAr
Stt=Ptt/costb=34,7 / 0,69=50,29 kVA

Trang 24


Ví dụ 3 Tính toán phụ tải đỉnh nhọn của đường dây cung cấp cho phụ tải có số liệu cho
trong bảng:
Động cơ
Pđm kW
Iđm A
Kmm
%
cos
Nâng hàng
14
25
0,66
27,5
5,5
Xê con
6
15
0,72
8,45
2,5
Xe lớn
12

15
0,75
16,3
2,5
Biết điện áp U= 380 /220 V ; hệ số sử dụng Ksd= 0,1
Bài giải
Động cơ nâng hàng có dòng điện mở máy lớn nhất
Imm (max) =Kmm .Iđm=5,5.27,5 = 151 A
Phụ tải tính toán của nhóm động cơ được quy đổi về chế độ làm việc dài hạn
'
Ptt Pd Pdm
14. 0,25 6. 0,15 12. 0,15 13,97kW
n

Qtt Pni . i .tg i 14. 0,25.1,13 6. 0,15.0,96 12. 0,15.0,88 19,95kVAr
i 1

S tt Ptt2 Qtt2 13,97 2 14,24 2 19,95kVA
Dòng điện định mức của động cơ nâng hàng được quy đổi về chế độ làm việc dài hạn:
I n (max) 0,25.27,7 13,75 A
Dòng điện tính toán của cả nhóm máy:
I tt

S tt
3.U n



19,95
3.0,38

30,1A

Dòng điện đỉnh nhọn của đường dây cung cấp là:
Iđn= Imm max + Itt Ksd .In max =151 +30,1 0,1.13,75 =179,9 A
Ví dụ 4 :Xây dựng mô hình dự báo phụ tải biết sự tiêu thụ điện năng các năm của một khu vực có số
liệu cho trong bảng:
Năm
2009
2010
2011
2012
2013
2014

t
1
2
3
4
5
6

AkW/hộ năm
397
420
454
500
564
634

Giải
Qua xây dựng đường công thực nghiệm cho thấy đường cong có dạng Parabol ,phương thình đường
cong có dạng như sau : A=a.t2 +b.t +c
Ta có bảng số liệu sau:
năm
t
AkW /hộ năm t2
t3
t4
t.A
t2.A
2009
1
397
1
1
1
397
397
2010
2
420
4
8
16
840
1680
2011
3

454
9
27
81
1326
4086

Trang 25