Các bài tập phương pháp xác định phụ tải tính toán

XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN
Ví dụ 1: Xác định phụ tải tính toán cho một phân xưởng may của một nhà máy may xuất khẩu
biết rằng suất phụ tải tính toán trên một đơn vị diện tích là p 0 = 0,2 kW/m2, tổng diện tích của phân
xưởng là 3000 m2.
Ví dụ 2: Xác định phụ tải tính toán của một trạm bơm hỗn hợp làm nhiệm vụ tưới vào mùa khô,
tiêu nước vào mù mưa. Biết rằng trạm bơm này phải tưới nước cho 628 ha và tiêu cho 115 ha, định
mức tưới là p0t tưới =0,08 kW/ ha, định mức điện năng cho tiêu là 0,35kW/ ha.
Ví dụ 3: Xác định phụ tải tính toán của một nhóm thiết bị động lực theo phương pháp hệ số k nc
có các số liệu.
Pđm (kW)
ksd

2,4
0,62

4,5
0,6

6
0,57

8
0,38

4
0,7

Ví dụ 4: Xác định phụ tải tính toán của một phân xưởng cơ khí có các thiết bị sau:
Stt
1
2

3
4
5

Tên thiết bị
Máy tiện T630
Máy tiện C620
Máy tiện T616
Máy khoan đứng
Máy khoan bàn
Tổng

Số lượng
4
5
4
5
20
n =38

Pđm(kW)
10
7
4,5
2,8
1

cosφ
0,7
0,6

0,65
0,5
0,5

k sdΣ = 0,15

Ví dụ 5: Xác định công suất tính toán của 01 hộ thành phố có mức sống trung bình điện năng

1


tiêu thụ trong một tháng là 250kWh/tháng. Điều tra phụ tải có thông số như sau:
STT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17

18
19

Tên thiết bị
Bàn là
Nồi cơm điện
Bơm nước
Bình đun nước nóng
Điều hoà
Bình nóng lạnh
Máy hút bụi
Máy vi tính
Máy xay sinh tố
Đèn sợi đốt
Đèn ống
Đèn ống
Quạt bàn
Quạt trần
Ti vi màu
Ti vi màu
Tủ lạnh
Dàn
Suvolter
Tổng

Công suất (W)
1000
650
500
1000

1500
2500
600
250
300
40
40
20
60
80
70
110
115
100
100

Số lượng
01
01
01
01
01
01
01
01
01
06
04
04
04

03
01
01
01
01
01

ΣPdm = 9, 656 kW

n=35

Ví dụ 6: Xác định phụ tải tính toán cho một khu vực thị tứ của một xã có các phụ tải với số liệu
như sau:
Tên cơ sở
Trụ sở UB
Trạm xá
Trường học
Nhà trẻ
Chiếu sáng đường
Tổng

Diện tích
(m2)
52
30
120
40
2500

p0

(W/m2)
15
30
15
20
2(w/m)

kđtn

kđtđ

0,8
0,55
0,75
0,75
0

0,45
0,9
0,4
0,4
1

Ví dụ 7: Xác định phụ tải tính toán của một điểm nút của mạng điện cung cấp cho 3 nhóm phụ
tải có số liệu như sau:
- Nhóm phụ tải sinh hoạt: gồm 42 hộ gia đình P tth =350 W/hộ, qua quan sát thì xác suất đóng
vào lưới điện của các hộ ban ngày là pn =0,3, ban đêm là pđ =0,75;

2

- Nhóm phụ tải động lực có 5 TBĐ tổng công suất là 25,3 kW, hệ số k nc=0,75. hệ số đồng thời
ban ngày của nhóm là 1, ban đêm là 0,6.
- Nhóm phụ tải công cộng có Pttn=3,07 kW, Pttđ =7,2 kW.
Ví dụ 8: Xác định phụ tải tính toán của một cơ sở sản xuất có quy trình công nghệ và số liệu về
phụ tải ở ca làm việc như sau:
Thiết bị

Stt
1
2
3
4
5
6
7
9
10

Số thiết
bị
3
2
1
2
2
3
10
100
2

Pđm(kW)

Máy rửa
Máy thái
Máy trộn
Máy nghiền
Máy sấy
Máy đóng gói
Thông gió
Chiếu sáng
Máy nén khí
Tổng

10
7
15
10
30
4,5
1
0,4
7

Hệ số kđt
3/3
2/2
1/1
2/2
2/2

2/3
8/10
80/100
1/2

Ghi chú

Dự p.1
Dự P 2
Dự.p1

Ví dụ 9: Ba lò điện trở một pha có công suất 96 kW, 60 kW, 30 kW, cosϕ=1 lần lượt nối vào 3
pha khác nhau. Xác định công suất tính toán của 3 thiết bị trên.
Ví dụ 10: Ba thiết bị có công suất như ví dụ 1 trên lần lượt đấu vào ab, bc và pha ao. Xác định
công suất tính toán của các thiết bị đó trong mạng ba pha.
Ví dụ 11: Tính dòng điện đỉnh nhọn của đường dây cung cấp điện cho một cần trục, số liệu về
phụ tải như sau.
Động cơ
Động cơ nâng hàng
Động cơ phụ 1
Động cơ phụ 2

Pđm(kW)
12
4
8

ε%
15
15

15

cosϕ
0,76
0,72
0,75

Iđm (A)
27,5

kkd
5,5

Điện áp của mạng điện 380/220V
Hệ số sử dụng k sdΣ = 0,1
HƯỚNG DẪN GIẢI VÍ DỤ XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN
1. Xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng hoặc suất tiêu thụ công suất.
Ví dụ 1: xác định phụ tải tính toán cho một phân xưởng may của một nhà máy may xuất khẩu
biết rằng suất phụ tải tính toán trên một đơn vị diện tích là p 0 = 0,2 kW/m2, tổng diện tích của phân
xưởng là 3000 m2.
Giải:

3


Công suất tính toán của phân xưởng là Ptt = 0,2.3000 =600 kW
Từ đây ta có thể chọn công suất của máy biến áp cung cấp điện cho phân xưởng theo điều kiện:
S dm ≥ S tt
Ở đây:
S tt =

Ptt
600
=
= 750 (kVA)
cos ϕ 0,8

Do đó ta có thể chọn máy biến áp công suất S đm = 800 kVA nếu không có các động cơ công suất
lớn.
Ví dụ 2: xác định phụ tải tính toán của một trạm bơm hỗn hợp làm nhiệm vụ tưới vào mùa khô,
tiêu nước vào mù mưa. Biết rằng trạm bơm này phải tưới nước cho 628 ha và tiêu cho 115 ha, định
mức tưới là p0t tưới =0,08 kW/ ha, định mức điện năng cho tiêu là 0,35kW/ ha.
Giải:
Công suất tưới Ptưới = p0t ưới . Ftưới =0,08 . 628=50,24 kW
Công suất tiêu ptiêu = p0tiêu. Ftiêu = 0,35.115=40,25 kW
Công suất tính toán của trạm bơm: Ptt=Max(Ptt tưới, Ptt tiêu) = 50,24 kW
2. Xác định phụ tải tính toán theo hệ số nhu cầu
Ví dụ 3: xác định phụ tải tính toán của một nhóm thiết bị động lực theo phương pháp hệ số k nc
có các số liệu.
Pđm (kW)
ksd

2,4
0,62

4,5
0,6

6
0,57

8
0,38

4
0,7

Giải:
n

Công suất tổng của nhóm:

∑P
i =1

dmi

= 24,9 (kW)

Xác định hệ số sử dụng tổng hợp của nhóm thiết bị
ksdΣ =

Σksdi * Pdmi (2,4* 0,62) + (4,5* 0,6) + (6* 0,57) + (8* 0,38) + (4* 0,7) 13,45
=
=
= 0,54
ΣPdmi
(2,4 + 4,5 + 6 + 8+ 4)
24,9

Ở đây có:
m=

Pmax
8
=
= 3,3 > 3 và k sdΣ = 0,54 > 0,2
Pmin 2,4

Nên:

4


n

n hq =

2∑ Pdmi
i =1

Pdm max

=

2.24,9
> n=5 nên chọn nhq = 5
= 6,22
8

Hệ số nhu cầu:
K nc = 0,54 +

1 − 0,54
= 0, 75
5

Công suất tính toán: Ptt = k .ΣP = 0,75.25,3=19,98 kW
nc

đmi

3. Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo hệ số cực đại
Ví dụ 4: xác định phụ tải tính toán của một phân xưởng cơ khí có các thiết bị sau.
Stt
1
2
3
4
5

Tên thiết bị
Máy tiện T630
Máy tiện C620
Máy tiện T616
Máy khoan đứng
Máy khoan bàn
Tổng

Số lượng

4
5
4
5
20
n =38

Pđm(kW)
10
7
4,5
2,8
1

k sdΣ = 0,15
Giải:
n

* Phụ tải tính toán xác định theo công thức: Ptt = k max .k sdΣ .∑ Pdmi
i =1

Biết k sdΣ = 0,15 . Để xác đinh kmax=f (ksd,nhq) ta đi xác định nhq.
Theo số liệu có:
Pdm max 10
=
= 10
Pdm min
1

m=

ksdΣ = 0,15 < 0,2 n = 38, m >3
n =9 (P >
1

1
n
9
Pmax ) nên n*= 1 =
= 0,23
2
n 38
n1

n1

∑P
k =1

k

= 4.10+5.7=75,

∑P
k =1
n

k

∑P

i =1

=

75
= 0,59 . Tra bảng có nhq*= 0,56
127

i

*
Vậy n hq = n hq .n = 0,56.38 = 21,2 tra đường cong hoặc tra bảng có kmax=1,82

5

cosφ
0,7
0,6
0,65
0,5
0,5


n

Công suất tính toán: Ptt = kmax .k sdΣ .∑ Pdmi =1,82*0,15*127=34,67 (kW)
i =1

n

Hệ số công suất trung bình: cosϕtb =

∑ P cosϕ
i =1

i

n

∑P
i =1

i

=

77,7
= 0,61
127

i

Công suất phản kháng: Qtt=Ptt.tgφtb=34,67.1,299=45,03 (kW)
Công suất toàn phần: Stt =

Ptt
34, 67
=
= 56,83 (kVA)
Cosϕtb

0, 61

* Bài toán trên cũng có thể xác định theo phương pháp hệ số knc
Ta có: k nc = k sdΣ +

1 − k sdΣ
nhq

= 0,15 +

1 − 0,15
21,2

= 0,33

n

Công suất tính toán: Ptt = knc .∑ Pdmi = 0,33.127 = 41,9 (kW)
i =1

Vậy 2 phương pháp có sai số là: s =

41, 9 − 34, 67
∗ 100% = 17,5%
41, 9

Ví dụ 5: Xác định công suất tính toán của 01 hộ thành phố có mức sống trung bình điện năng
tiêu thụ trong một tháng là 250kWh/tháng. Điều tra phụ tải có thông số như sau:
STT
1

2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17

Tên thiết bị
Bàn là
Nồi cơm điện
Bơm nước
Bình đun nước nóng
Điều hoà
Bình nóng lạnh
Máy hút bụi
Máy vi tính
Nhóm n1
Máy xay sinh tố
Đèn sợi đốt
Đèn ống

Đèn ống
Quạt bàn
Quạt trần
Ti vi màu
Ti vi màu
Tủ lạnh

Công suất (W)
1000
650
500
1000
1500
2500
600
250
4000
300
40
40
20
60
80
70
110
115

6

Số lượng

01
01
01
01
01
01
01
01
2
01
06
04
04
04
03
01
01
01

Ghi chú


18
19

Dàn
Suvolter
Tổng

100

100

01
01

ΣPdm = 9, 656 kW

n=35

Giải:
- Hệ số sử dụng tổng hợp của căn hộ:

k sd Σ =

Ptb
n

∑P
i =1

- Xác định tỷ số: m =

=

250.12 1
.
= 0, 035
8760 9, 656

dmi

Pdm max 2500
=
= 125 > 3 mà k sd Σ = 0, 035 < 0, 2 nên
Pdm min
20
n1

n
2
n* = 1 =
= 0, 057
n 35

; P* =

∑P
k =1
n

∑P
i =1

*
nhq
=

k

=

5, 656
= 0,59 ;
9, 656

i

0, 95
0,95
0, 95
=
=
= 0,151
2
2
2
P
(1 − P* )
0, 59
(1 − 0, 59)
6, 29
+
+
n*
1 − n*
0, 057 1 − 0, 057
2
*

n = n . n = 0,151.35=5,3 lấy nhq=5

hq

- Xác định kmax = 1 +

*

hq

1,5 1 − ksd Σ
1,5 1 − 0, 035
.
=1+
.
= 4, 52
k sd Σ
0, 035
nhq
5

Hệ số nhu cầu: knc=kmax. k sdΣ =4,52. 0,035=0,158
n

Công suất tính toán: Ptt = knc .∑ Pdmi = 0,158.9, 656 = 1, 52 (kW)
i =1

Vậy công suất tính toán cho một hộ thành phố có mức sống trung bình là 1,52 kW
4. Xác định phụ tải tính toán theo hệ số đồng thời
Ví dụ 6: xác định phụ tải tính toán cho một khu vực thị tứ của một xã có các phụ tải với số liệu
như sau:
Tên cơ sở

Trụ sở UB
Trạm xá
Trường học
Nhà trẻ
Chiếu sáng đường
Tổng

Diện tích
(m2)
52
30
120
40
2500

p0
(W/m2)
15
30
15
20
2(w/m)

Pđ
(kW)
0,78
0,9
1,8
0,8
5

9,28

7

kđtn

kđtđ

P đkđtn

Pđ.kdtd

0,8
0,55
0,75
0,75
0

0,45
0,9
0,4
0,4
1

0,62
0,49
1,35
0,6
0
3,07

0,35
0,81
0,72
0,32
5
7,2


* Trường hợp đơn giản:
Do tính chất đây là khu vực chủ yếu là phụ tải chiếu sáng nên có thể chọn hệ số đồng thời của
các phụ tải ngày đêm trong khu vực là k dtΣng =0,8, k dtΣd =0,35, khi đó ta có:
n

Pttn = kdtΣd ∑ Pdi = 0,8.9, 28 = 7, 404 (kW)
i =1
n

Pttd = kdtΣn .∑ Pd = 0,35.9, 28 = 3, 24 (kW)
i =1

Vậy Ptt=Max(Pttn, Pttd) =7,4 kW
* Trường hợp chi tiết hơn:
Ứng với các thời điểm cực đại ngày và đêm ta xác định được:
3,07
= 0,33
9,28
7,2
=
= 0,775

9,28

k dtΣn =
k dtΣd

Công suất tính toán tại các thời điểm là:
n

Pttn = k dtΣn .∑ Pdi = 0,33.9,28 = 3,07(kw)
i =1
n

Pttd = k ddtd .∑ Pdi = 0,775.9,28 = 7,2(kw)
i =1

Vậy Ptt =Max(Pttn, Pttđ) =7,2 kW
5. Phương pháp cộng phụ tải theo số gia
Ví dụ 7: xác định phụ tải tính toán của một điểm nút của mạng điện cung cấp cho 3 nhóm phụ
tải có số liệu như sau:
- Nhóm phụ tải sinh hoạt: gồm 42 hộ gia đình P tth =350 W/hộ, qua quan sát thì xác suất đóng
vào lưới điện của các hộ ban ngày là pn =0,3, ban đêm là pđ =0,75;
- Nhóm phụ tải động lực có 5 TBĐ tổng công suất là 25,3 kW, hệ số k nc=0,75. hệ số đồng thời
ban ngày của nhóm là 1, ban đêm là 0,6.
- Nhóm phụ tải công cộng có Pntt=3,07 kW, Pdtt =7,2 kW.
Giải:
* Xác định phụ tải tính toán của nhóm phụ tải sinh hoạt: Hệ số kđt có thể xác định

8

pdqd
0,75* 0,25
pnqn
n
n
K = p +β
= 0,75+ 1,5
= 0,85....K dt = p + β
n
42
n
d
dt

d

= 0,3+ 1,5

0,3* 0,7
= 0,41
42

Vậy Pttđ 1= kđtđ. nPtt0=0,85.42.0,35=12,5 kW
Pttn1= kđtn. nPtt0=0,41.42. 0,35=6,03 kW
* Xác định phụ tải tính toán của nhóm phụ tải động lực
Ptt2= knc. Pđli=0,75.25,3=18,98 kW
Phụ tải động lực ở thời điểm cực đại ngày Ptt2 n=kđt n. Ptt2=1.18,98 kW =18,98 kW
Phụ tải động lực ở thời điểm cực đại đêm Ptt2đ=kđtđ.Ptt2=0,6.18,98 kW =11,39 kW
* Xác định phụ tải tổng hợp giữa phụ tải sinh hoạt và phụ tải dịch vụ công cộng theo phương
pháp số gia:

 3,07  0,04

P1n = 6,03 + 
 − 0,41.3,07 = 8(kw)
 5 

 7,2  0,04

d
P1 = 12,5 + 
 − 0,41.6,03 = 16,96(kw)
 5 

* Xác định phụ tải tổng hợp của toàn thể điểm dân cư tại các thời điểm cực đại:
 8 0,04

P = 18,98+  ÷ − 0,41 * 8 = 23,94
 5 

n
∑

 11,39  0,04

P = 16,96 + 
− 0,41 *11,39 = 24,03Kw
÷
 5 

d

∑

Vậy phụ tải tính toán là Ptt = 24,03 (kW)
6. Xác định phụ tải tính toán theo đồ thị phụ tải
Ví dụ 8: Xác định phụ tải tính toán của một cơ sở sản xuất có quy trình công nghệ và số liệu về
phụ tải ở ca làm việc như sau:
Stt
1
2
3
4
5
6

Thiết bị
Máy rửa
Máy thái
Máy trộn
Máy nghiền
Máy sấy
Máy đóng gói

Pđm(kW)
10
7
15
10
30
4,5

Số thiết
bị
3
2
1
2
2
3

Tổng công suất
( kW)
30
14
15
20
60
13,5

9

Hệ số kđt

Ptt( kW)

Ghi chú

3/3
2/2
1/1
2/2

2/2
2/3

30
14
15
20
60
9

Dự p.1


7
9
10

Thông gió
Chiếu sáng
Máy nén khí
Tổng

1
0,4
7

10
100
2

10
4
14
180,5

8/10
80/100
1/2

8
3,2
7
166,2

Dự P 2
Dự.p1

Vậy công suất tính toán Ptt=162,2 ( kW)
7. Phương pháp tính toán một số phụ tải đặc biệt
Ví dụ 9: Ba lò điện trở một pha có công suất 96 kW, 60 kW, 30 kW, cosϕ=1 lần lượt nối vào 3
pha khác nhau. Xác định công suất tính toán của 3 thiết bị trên.
Giải: Ptt(3 pha) = 3P1pha(max)=3.96 = 288 (kW)
Ví dụ 10: Ba thiết bị có công suất như ví dụ 1 trên lần lượt đấu vào ab, bc và pha ao. Xác đinh
công suất tính toán của các thiết bị đó trong mạng ba pha.
Giải:
Quy đổi thiết bị 96 kW được mắc vào pha ab về pha b, khi đó:
Pttb= K(ab)b.Pab= 0,5.96 = 48 kW
Quy đổi thiét bị 60 kW được mắc vào pha bc về pha c, khi đó:
Pttc= K(bc)c*Pbc = 0,5*60=30 kW
Vậy công suất tính toán cua 3 thiết bị đó trong mạng 3 pha là:

Ptt= 3P1pha (Max) = 3.48 = 144 kW
8. Phương pháp tính toán phụ tải đỉnh nhọn
Ví dụ 11: Tính dòng điện đỉnh nhọn của đường dây cung cấp điện cho một cần trục, số liệu về
phụ tải như sau.
Động cơ
Động cơ nâng hàng
Động cơ phụ 1
Động cơ phụ 1

ε%
15
15
15

Pđm(kW)
12
4
8

cosϕ
0,76
0,72
0,75

Iđm (A)
27,5

Điện áp của mạng điện 380/220V
Hệ số sử dụng k sdΣ = 0,1
Giải:

Động cơ nâng hàng có dòng mở máy lớn nhất:
I kđmax = k kđ.Iđm = 5,5.27,5 = 151 (A)
Phụ tải tính toán của nhóm động cơ quy đổi về chế độ làm việc dài hạn:
(ε%=100%): Pđm Σ = ( 12+4+8)

10

kkd
5,5


3

Ptt = ∑ Pdmi ε dmi = (12 + 4 + 8) 0,15 = 9,3
i =1
3

Qtt = ∑ Pdmi ε dmi tgψ i = (12 0,15.0,85 + 4 0,15.1+ 8 0,15.0,88 = 8,2(kW)
i =1

Stt = 9,32 + 8,22 = 12,4(kVA)
Dòng điện tính toán của nhóm:
I tt =

S tt
3 * U dm

=

12,4

= 27,5 A
1,73 * 0,38

Dòng điện định mức của động cơ nâng hàng ( quy về (ε%=100%):
I dm(max) = 27,5 0,15 = 18,8A
Dòng điện đỉnh nhọn của đường dây cung cấp cho cầu trục là:
Iđn = 151+ (27,5- 0,1*18,8 ) = 176,62 (A)

11