zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Điện - Điện tử

CHƯƠNG 1: CƠ SỞ THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN

Chia sẻ: Nguyen Huynh | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:61

Báo xấu

316
lượt xem 151
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Công nghiệp luôn là khách hàng tiêu thụ điện lớn nhất. Trong tình hình kinh tế thị trường hiện nay, các xí nghiệp lớn nhỏ, các tổ hợp sản xuất đều phải tự hoạch toán kinh doanh trong cuộc cạnh tranh quyết liệt về chất lượng và giá cả sản phẩm. Điện năng thực sự đóng góp một phần quan trọng vào lỗ lãi của xí nghiệp.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: CHƯƠNG 1: CƠ SỞ THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN

HUI: Trường đại học công nghiệp thành phố Hồ Chí Minh Khoa công nghệ điện CHƯƠNG 1: CƠ SỞ THIẾT KẾ CẤP ĐIỆN  TỔNG QUAN Công nghiệp luôn là khách hàng tiêu thụ điện lớn nhất. Trong tình hình kinh tế thị trường hiện nay, các xí nghiệp lớn nhỏ, các tổ hợp sản xuất đều phải tự hoạch toán kinh doanh trong cuộc cạnh tranh quyết liệt về chất lượng và giá cả sản phẩm. Điện năng thực sự đóng góp một phần quan trọng vào lỗ lãi của xí nghiệp. Nếu một tháng xảy ra mất điện 1,2 ngày xí nghiệp không có lãi, nếu mất điện lâu hơn xí nghiệp sẽ thua lỗ. chất lượng điện xấu ( chủ yếu là điện áp thấp) ảnh hưởng lớn đến chất lượng sản phẩm, gây phế phẩm giảm hiệu suất lao động. Chất lượng điện áp đặc biệt quan trong đối với xí nghiệp may, xí nghiệp hóa chất, xí nghiệp chế tạo lắp đặt cơ khí, điện tử chính xác. Vì thế đảm bảo độ tin cậy cấp điện và nâng cao chất lượng điện năng là mối quan tâm hàng đầu của đề án thiết kế câp điện cho xí nghiệp công nghiệp. Thương mại, dịch vụ chiếm một tỷ trọng ngày càng tăng trong nền kinh tế quốc dân và đã trở thành khách hàng quan trọng của ngành điện lực. Khách sạn quốc doanh, liên doanh, tư nhân ngày càng nhiều, ngày càng cao tầng, kèm với trang thiết bị ngày càng cao cấp, càng sang trọng. Mức sống tăng nhanh, khách hàng trong và ngoài nuớc đến khách sạn tăng theo, đặc biệt là đối với khách quốc tế thì không thề để mất điện. Các siêu thị mọc lên nhanh chóng, nguời mua bán tấp nập, nếu mất điện sẽ gây lộn xộn trộm cấp, mất trật tự. Nếu tính toán lựa chọn dây dẫn và các thiết bị đóng cắt không đảm bảo tiêu chuẩn cho phép sẽ dễ dàng gây cháy nổ điện làm thiệt hại một khối lượng tài sản lớn và nguy hiểm đến tính mạng con nguời. Phụ tải sinh hoạt đô thị tăng trưởng nhanh chóng. Hàng lọat biệt thự cao tầng suất hiện, tầng nào cũng có tắm lạnh, thậm chí có điều hòa nhiệt độ. Cấp điện cho các hộ gia đình này chẳng khác gì cấp điện cho khách sạn. tuy nhiên ở từng hộ gia đình không có điều kiện đặt máy phát hoặc đường dây dự phòng như khách sạn. nên hệ thống điện càng cần chắc chắn tin cậy. đời sống các gia đình tầng lớp trung hạ lưu cũng được cải thiện đáng kể, nhà cửa khang trang hơn tiện nghi nhiều hơn, mức dùng điện tăng lên. Vì vậy thiết kế điện sinh hoạt đô thị nên chọn dùng các đồ điện tốt ( dây dẫn, cầu chì, ổ căm, công tắc, aptomát ). Để đảm bạo độ tin cậy cấp điện và an toàn cho người sử dụng. Tóm lại việc thiết kế cấp điện cho các khu vực kinh tế và sinh hoạt là rất đa dạng với những đặc thù khác nhau. Người thiết kế cần khảo sát, phân tích, cân nhắc kỹ đặc điểm, nhu cầu của từng khu vực, từng đối tượng mới có thể đề ra được phương án cấp điện hợp lý.  NHỮNG YÊU CẦU CƠ BẢN KHI THIẾT KẾ HỆ THỐNG CẤP ĐIỆN Một đề án thiết kế cấp điện dù cho bất kỳ đối tương nào cũng thỏa mãn những yêu cầu sau: kinh tế và kỹ thuật Kỹ thuật: - Đảm bảo độ tin cậy cấp điện cao: mức độ đảm bảo liên tục cấp điện tùy thuộc vào tính chất và yêu cầu của phụ tải. với những công trình quan trọng cấp quốc gia như: hội trường quốc hội, nhà khách chính phủ, ngân hàng nhà nước, đại sứ quán, khu quân sự, sân bay, hải cảng…phải đảm bao liên tục cấp điện ở mức cao nhất, nghĩa là với bất kỳ Giáo trình thiết kế cấp điện Trang 1
HUI: Trường đại học công nghiệp thành phố Hồ Chí Minh Khoa công nghệ điện tình huống nào cũng không đễ mất điện. những đối tượng kinh tế như nhà máy, xí nghiệp, tổ hợp sản xuất tốt nhất là đặt máy phát điện dự phòng. tuy nhiên việc quyết định đặt máy phát dự phòng hoàn toàn do phía khách hàng quyết định. - Chất lượng điện năng: được đánh giá qua hai chỉ tiêu là tần số và điện áp. Chỉ tiêu tần số do cơ quan điều khiển hệ thống điện quốc gia điều chỉnh. Người thiết kế phải đảm bảo chất lượng điện áp cho khách hàng. Nói chung điện áp ở lưới trung áp và hạ áp chỉ cho phép dao động quanh giá trị định mức +/- 5%. ỡ những xí nghiệp phân xưởng yêu cầu chất lượng điện áp cao như may, hóa chất, cơ khí chính xác, điện tử chỉ cho phép dao động điện áp +/-2,5%. - An toàn: cho người vận hành, người sử dụng và an toàn cho chính các thiết bị điện và toàn bộ công trình. Người thiết kế ngoài việc tính toán chính xác, chọn đúng các thiết bị và khí cụ điện còn phải năm vững những qui định về an toàn, hiểu rõ môi trường lắp đặt hệ thống cấp điện và những đặc điểm của đối tượng cấp điện. bản vẽ thi công phải chính xác, chi tiết và đầy đủ với những chỉ dẫn rõ ràng và cụ thể…. Kinh tế: - Vốn đầu tư nhỏ - Chi phí vận hành hàng năm thấp. - Hiện nay khi thiết kế người ta thường dùng phương pháp so sánh kinh tế - kỹ thuật các phương án. Cụ thể như sau: người thiết kế vạch ra tất cả các phương án có thể có rồi tiến hành so sánh các phương án về phương diện kỹ thuật để loại trừ các phương án không thỏa mãn các yêu cầu kỹ thuật. kế đó tiến hành tính toán kinh tế - kỹ thuật và so sánh. Nếu gặp trường hợp các phương án có chi phí tính toán xấp xỉ bằng nhau thì sẽ được xem là các phương án giống nhau về kinh tế. lúc đó để có thể chon phương án hợp lý nhất ta cần xem thêm một số chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật khác như: vốn đầu tư, tôn thất điện năng, khối lượng kim loại màu, khả năng thuận tiện khi vận hành, sửa chữa và phát triễn mạng điện… 1.1 CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN  Đặt vấn đề Nhu cầu tiêu thụ điện năng là vấn đề cần được xác định khi cung cấp điện cho các phân xưởng, xí nghiệp. Việc xác định nhu cầu về điện là vấn đề giải bài toán dự báo phụ tải ngắn hạn hoặc dài hạn. - Dự báo ngắn hạn là xác định phụ tải của công trình ngay sau khi đưa công trình vào hoạt động. - Dự báo dài hạn là dự báo phụ tải sẽ phát triển trong vài năm sau khi đưa công trình vào hoạt động. - Phụ tải điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố công suất và số lượng của các thiết bị, chế độ vận hành của các thiết bị, quy trình công nghệ sản xuất... Qua những nhận xét trên ta thấy phụ tải tính toán là việc cần xác định chính xác và là nhiệm vụ rất quan trọng. Do đó điều đầu tiên là phải xác định phụ tải tính toán. Nếu ta xác định phụ tải tính toán nhỏ hơn phụ tải thực sẽ làm giảm tuổi thọ của các thiết bị, ngược lại sẽ gây lãng phí. Để xác định phụ tải tính toán ta có thể chia ra làm những nhóm sau đây: Nhóm 1: Là nhóm các phương pháp tính toán được dựa trên kinh nghiệm thiết kế và sự vận hành mà người ta tổng kết lại để đưa ra các hệ số tính toán. Phương pháp này Giáo trình thiết kế cấp điện Trang 2
HUI: Trường đại học công nghiệp thành phố Hồ Chí Minh Khoa công nghệ điện thuận tiện trong tính toán nhưng chỉ đưa ra được chỉ số gần đúng. Khi sử dụng phương pháp tính toán của nhóm một có thể sử dụng các phương pháp sau: * Phương pháp tính toán theo hệ số yêu cầu * Phương pháp tính theo xuất tiêu thụ điện năng cho một đơn vị sản xuất * Phương pháp tính toán theo xuất tiêu thụ của phụ tải trên đơn vị diện tích sản xuất. Nhóm 2: Là nhóm tính toán dựa trên cơ sở lý thuyết. Phương pháp này có kể đến nhiều yếu tố do đó kết quả tính toán chính xác hơn nhưng tính toán phức tạp. Trong quá trình sử dụng phương pháp cơ sở lý thuyết thì có các phương pháp sử dụng sau: * Phương pháp tính theo công suất trung bình và hệ số hình dạng của đồ thị phụ tải * Phương pháp tính theo công suất trung bình và phương sai phụ tải(phương pháp thống kê) * Phương pháp tính theo công suất trung bình và hệ số cực đại(phương pháp số thiết bị hiệu quả)  CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN 1.1.1 Xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cầu: n Công thức tính: Ptt = k nc ∑ Pñi (1.1) i =1 Qtt = Ptt. tgϕ (1.2) Ptt Stt = Ptt + Q tt = 2 2 cos ϕ Một cách gần đúng có thể lấy Pđ = Pđm n Do đó Ptt = knc ∑ Pñm i (1.3) = i1 Nếu trong nhóm thiết bị mà hệ số cosϕ của các thành phần khác nhau thì ta phải tính cosϕ trung bình theo công thức sau cos ϕtb = ∑ Pi cos ϕ i (1.4) ∑ Pi Khi xác định phụ tải tính toán theo hệ số Knc trong cung cấp điện thì độ chính xác không cao là do sử dụng bản tra Knc cho trước. Nó không phụ thuộc vào chế độ vận hành của thiết bị trong nhóm mà Knc = Ksd . Kmax, có nghĩa là hệ số nhu cầu phụ thuộc vào những yếu tố kể trên. Do đó khi chế độ vận hành thay đổi trong nhóm thì K nc hiệu quả sẽ không chính xác. 1.1.2.Xác định phụ tải tính toán theo sông suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất Công thức : Ptt = P0 . F (1.5) Trong đó F: diện tích sản xuất (m2) ( là diện tích để lắp đặt máy) P0 : suất tiêu Thụ điện năng trên 1 m2 sản xuất(Kw/m2) Giá trị P0 có thể tra trong sổ tay. Giá trị P0 của từng hộ tiêu thụ do kinh nghiệm vận hành thống kê lại mà có. Giáo trình thiết kế cấp điện Trang 3
HUI: Trường đại học công nghiệp thành phố Hồ Chí Minh Khoa công nghệ điện Phương pháp này chỉ cho kết qủa gần đúng, vì vậy nó thường được dùng trong giai đoạn thiết kế sơ bộ. Nó cũng được dùng để tính phụ tải các phân xưởng có mật độ máy móc sản xuất tương đối đều. Ví du: Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng gia công nguội của nhà máy cơ khí. Cho biết S0 = 0.3kva/m2, diện tích phân xưởng F = 13.000m2 Phụ tải tính toán: Stt = S0.F = 0.3 x 13.000 = 3900kva. 1.1.3.Xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng trên đơn vị sản phẩm Công thức tính: Mw0 Ptt = (1.6) Tmax Trong đó M số đơn vị sản phẩm được sản xuất ra trong 1 năm(sản lượng). w0 suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm, kWh Tmax thời gian sử dụng công suất lớn nhất, giờ. Phương pháp này được tính toán cho các thiết bị điện có đồ thị phụ tải ít biến đổi như: quạt gió, bơm nước, máy nén khí… khi đó đồ thị phụ tải trung bình và kết quả tính tương đối chính xác. 1.1.4 Xác định phụ tải theo hệ số cực đại kmax và công suất trung bình Ptb( còn gọi là phương pháp số thiết bị hiệu quả ) Khi không có các số liệu cần thiết để áp dụng các phương pháp tương đối đơn giản đã nêu ở trên, hoặc khi cần nâng cao độ chính xác của phụ tải tính toán thì nên dùng theo phương pháp tính theo hệ số cực đại Công thức tính Ptt = kmax . ksd . Pđm (1.7) Trong đó Pđm công suất định mức, kW; ksd Hệ số sử dụng. Hệ số ksd trong sổ tay hoặc tính bằng công thức đã được nêu ở phần trước. kmax, Hệ số cực đại. Hệ số cực đại phụ thuộc vào ksd và nhq Khi sử dụng công thức này trong một số trường hợp cụ thể ta có thể sử dụng công thức gần đúng sau: Khi n ≤ 3 và nhq 3 và nhq < 4 phụ tải tính toán được xác định theo công thức n Ptt = ∑ kptiPñm i (1.10) = i1 Giáo trình thiết kế cấp điện Trang 4
HUI: Trường đại học công nghiệp thành phố Hồ Chí Minh Khoa công nghệ điện Trong đó: kpt là hệ số phụ tải từng máy . Nếu không có số liệu chính xác, hệ số phụ tải có thể lấy gần đúng như kpt = 0.9 đối với thiết bị làm việc ở chế độ dài hạn kpt = 0.75 đối với thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại Ghi Chú: + Khi nhq >300 , Ksd< 0.5 thì Kmax được tính khảo sát trên đồ thị ứng với nhq = 300 + Khi nhq >300 , Ksd>0.5 thì Ppt = 1.05 . Ksd . Pđm + Khi thiết bị phụ tải có đồ thị phụ tải bằng phẳng thì phụ tải tính toán lấy bằng phụ tải trung bình Ptt = Ptb = Ksd . Pđm (1.11) 1.1.5.Phương pháp Tính một số phụ tải đặt biệt  Tính toán đối với thiết bị một pha: + Khi trong mạng vừa có thiết bị 3 pha (thiết bị cân bằng) và cũng vừa có thiết bị một pha (thiết bi không cân bằng) thì phải phân bố các thiết bị đó lên ba pha sao cho trị số không cân bằng là nhỏ nhất. Khi đó phụ tải tính toán được tính như sau + Nếu tổng công suất của thiết bị không cân bằng nhỏ hơn 15% tổng công suất của thiết bị cân bằng thì các thiết bị một pha xem như là ba pha có công suất tương đương. + Nếu tổng công suất của thiết bị không cân bằng lớn hơn 15% tổng công suất của các thiết bị cân bằng ở điểm xét thì các thiết bị một pha quy đổi về ba pha được tính như sau: + Trường hợp các thiết bị một pha đấu vào điện áp pha: ⇒ Ptt = Ptt cb + 3 P1 pha (max) (1.12) Trong đó P1pha (max) pha có phụ tải lớn nhất + Trường hợp các thiết bị một pha đấu vào điện áp dây ⇒ Ptt = Ptt cb + 3 P1 pha (max) (1.13) Trong đó P1pha (max) pha có phụ tải lớn nhất + Trường hợp trong mạng lưới điện vừa có thiết bị một pha nối vào điện áp dây và vừa có thiết bị một pha đấu vào điện áp pha: thì ta phải qui đổi về cùng một sơ đồ đấu dây. Khi đó phụ tải tính toán được tính như sau ⇒ Ptt = Ptt cb + 3Pqđ(max) (1.14) Trong đó Pqđ(max) được so sánh từ 3 pha như sau: Pqđa = Pab.p(ab)a + Pac.p(ac)a + Pao Pqđb = Pba.p(ba)b + Pbc.p(bc)b + Pbo Pqđc = Pcb.p(cb)c + Pca.p(ca)c + Pco Sau đó chọn ra pha nào có công suất lớn nhất thì đó là Pqđ(max) Trong đó p(ab)a p(ba)b p(cb)c ……… : là các hệ số qui đổi được tra bảng 0.1 Hệ số quy đổi phụ tải 1 pha nối vào điện áp dây thành phụ tải 1 pha nối vào điện áp pha của mạng Giáo trình thiết kế cấp điện Trang 5
HUI: Trường đại học công nghiệp thành phố Hồ Chí Minh Khoa công nghệ điện Bảng 1.1 Hệ số công suất của phụ tải cosϕ Hệ số quy đổi 0.3 0.4 0.5 0.6 0.65 0.7 0.8 0.9 1 p(ab)a,p(bc)b,p(ca)c 1.4 1.17 1.0 0.89 0.84 0.80 0.72 0.64 0,5 p(ab)b,p(bc)c,p(ac)a -0.4 -0.17 0 0.11 0.16 0.20 0.28 0.36 0,5 q(ab)a,q(bc)b,q(ca)c 1.26 0.86 0.58 0.38 0.30 0.22 0.09 -0.05 -0,29 q(ab)b,q(bc)c,q(ac)a 2.45 1.44 1.16 0.96 0.88 0.80 0.67 0.53 0,29 Ví dụ: Một mạng có các thiết bị một pha nối vào điện áp dây Uab, Uac và điện áp pha Uao . Hãy quy đổi về phụ tải pha a. Giải: Phụ tải tác dụng của pha a Pfaa= Pab.p(ab)a + Pac.p(ac)a + Pao Phụ tải phản kháng của pha a Qfaa= Qab.q(ab)a + Qac.q(ac)a + Qao Trong đó + Pab, Pac, Qab, Qac _ tổng công suất tác dụng và phản kháng của các thiết bị một pha nối vào điện áp dây Uab và Uac ; + Pao Qao _ tổng công suất tác dụng và phản kháng của các thiết bị một pha nối vào điện áp pha Uao ; + p(ab)a, p(ac)a, q(ab)a, q(ac)a _ các hệ số quy đổi tra ở bảng trên. Ví dụ: Cho phân xưỡng cơ khí có các thiết bị sau. Số lượng trên Pđm(Kw) trên U (v) trên ksd trên cosϕ trên L stt L1 L3 N thiết bị thiết bị thiết bị thiết bị thiết bị 2 Thiết bị 3pha 1 3 40 380 0,2 0,85 x x x 2 5 15 // 0,6 0,85 x x x 3 7 25 // 0,15 0,85 x x x 4 9 4,5 // 0,7 0,85 x x x Thiết bị 1pha 1 2 1,5 220 0,7 0,85 x x 2 4 1 // 0,8 0,85 x x 3 6 0,5 // 0,9 0,85 x x Hãy xác định Stt Ptt và Itt. Giải : Ta có: ∑P 3 pha = (3 . 40) + (5.15) + (7.25) + (9.4,5) = 410,5 kw ∑P 1 pha = (2.1,5) + (4.1) + (6.0,5) = 10 kw Giáo trình thiết kế cấp điện Trang 6
HUI: Trường đại học công nghiệp thành phố Hồ Chí Minh Khoa công nghệ điện 15 15 xét : 100 ∑ P3 pha = 100 × 410,5 = 61,575kw > ∑P 1 pha , → xem các thiết bị một pha như là thiết bị 3pha có công suất tương đương. Ptt = ksd× kmax × Pđm n ∑P ×k i =1 i sdi ksd= n = ∑ Pi i =1 ( 3 × 40 × 0,2) + ( 5 × 15 × 0,6) + ( 7 × 25 × 0,15) + ( 9 × 4,5 × 0,7) + ( 2 × 1,5 × 0,7) + ( 4 × 1× 0,8) + ( 6 × 0,5 × 0,9) ( 3 × 40) + ( 5 × 15) + ( 7 × 25) + ( 9 × 4,5) + ( 2 × 1,5) + ( 4 × 1) + ( 6 × 0,5) = 0,31 kmax : phụ thuộc vào ksd và nhq tìm nhq + n = 36 + n1 = 10 n1 10 → n*= = = 0,27 n 36 ∑P n = 420,5kw ∑P n1 = ( 3 × 40 ) + ( 7 × 25) = 295kw → P* = ∑P n1 = 295 = 0,7 ∑P n 420,5 Từ n và p tra bảng 3 -1 trang 36 sách cung cấp điện tác giả Nguyễn Xuân Phú tìm n*hq * * hay bảng phụ lục → n*hq = 0,45 → nhq = n × n*hq = 36 × 0,45 =16,2 sau đó tra bảng trị số kmax theo ksd và nhq , tìm được kmax = 1,41 Ptt = ksd× kmax × Pđm = 0,31 × 4,41 × 420,5 = 183,8 kw Ptt 183,8 Stt = = = 216,2 KVA cos ϕ 0,85 S tt 216,2 Itt = = = 328,5 A 3 ×U 3 × 0,38 1.1.6. Tính phụ tải đỉnh nhọn Phụ tải đỉnh nhọn là phụ tải cực đại xuất hiện trong khoảng 1_2 giây Phụ tải đỉnh nhọn thường được tính dưới dạng dòng điện đỉnh Iđn . Chúng ta tính Iđn để kiểm tra độ lệch điện áp, chọn các thiết bị bảo vệ, tính toán tự khởi động của động cơ… Chúng ta không chỉ quan tâm đến giá trị của dòng điện đỉnh nhọn mà còn quan tâm đến tần số xuất hiện của nó. Trong mạng điện dòng điện đỉnh nhọn xuất hiện khi động cơ khởi động, lò hồ quang hoặc máy hàn làm việc… Đối với một máy, dòng điện đỉnh nhọn tính bằng dòng điện mở máy. Iđm = Imm = kmm Iđm Giáo trình thiết kế cấp điện Trang 7
HUI: Trường đại học công nghiệp thành phố Hồ Chí Minh Khoa công nghệ điện Trong đó kmm _ bội số mở máy của động cơ Nếu trong động cơ không có giá trị thì ta có thể chọn theo các dữ liệu sau Đối với động cơ một chiều thì chọn kmm = (10 –30) Đối với động cơ lồng sóc thì kmm = (5 – 7) Đối với máy biến áp hàn và lò hồ quang kmm ≥ 3 Đối với một nhóm máy, dòng điện đỉnh nhọn xuất hiện khi máy có dòng điện mở máy lớn nhất trong nhóm mở máy, còn các máy khác làm việc bình thường. Công thức tính như sau: Iđn = Imm(max) + (Itt – ksd .Iđm(max)) Trong đó + Imm(max) _ dòng điện mở máy lớn nhất trong tất cả các dòng điện mở máy của các động cơ trong nhóm; + Itt _ dòng điện tính toán của nhóm máy; ksd _ hệ số sử dụng của động cơ có dòng điện mở máy lớn nhất. Ví dụ: Tính dòng điện đỉnh nhọn của đường dây cung cấp cho một cần trục. Số liệu về phụ tải như sau: Động cơ Pđm(kW) % Cosϕ Iđm(A) kmm Nâng hàng 12 15 0.76 27.5 5.5 Xe con 4 15 0.72 Xe lớn 8 15 0.75 Điện áp của mạng U = 380/220 V Hệ số sử dụng ksd = 0.1 Giải Trong nhóm máy động cơ nâng hàng có dòng điện mở máy lớn nhất Imm(max) = kmm . Iđm= 5,5. 27,5 =151A Phụ tải tính toán của nhóm động cơ quy đổi về chế độ làm việc dài hạn (ε=100%): 3 Ptt = ∑ Pñmi ε ñmi = (12 + 4 + 8) 0,15 = 9,3kW i=1 3 ( ) Q = ∑ Pñmi ε ñmi .tg i = 12. 0,15 .0,85+ 4. 0,15 .1+8 0,15 .0,88 = 8,2kVA i=1 ϕ Stt = 9,3 2 + 8,2 2 = 12,4kVA Dòng điện tính toán của nhóm máy S tt 12,4 Itt = = =18,8(A) 3U dm 3.0,38 Dòng điện định mức của động cơ nâng hàng (quy đổi về ε = 100%) Iđm(max) =27,5. 0,15 =10,6 A Dòng điện đỉnh nhọn cung cấp cho cần trục là Iđn = 151 + (18,8 – 0,1. 10,6) = 168,8 A 1.2. DỰ BÁO NHU CẦU ĐIỆN NĂNG VÀ PHỤ TẢI ĐIỆN 1.2.1 KHÁI NIỆM CHUNG Giáo trình thiết kế cấp điện Trang 8
HUI: Trường đại học công nghiệp thành phố Hồ Chí Minh Khoa công nghệ điện Nhu cầu điện năng và đồ thị phụ tải là các số liệu đầu vào rất quan trọng, quyết định rất lớn chất lượng của việc qui hoạch hệ thống điện. Trên cơ sở định hướng phát triển ngành điện người ta xây dựng qui hoạch phát triển hệ thống điện cho từng giai đoạn 5 năm có xét đến triển vọng 10÷15 năm sau. Các qui hoạch phát triển này đôi khi còn có tên gọi là “tổng sơ đồ phát triển điện lực “ cho một giai đoạn nối tiếp nhau, trong đó phần triển vọng cho tương lai sẽ được cập nhật và hiệu chỉnh cho phù hợp với tình hình thực tế. Dữ liệu đầu vào quan trọng để lập QHHTĐ là dự báo nhu cầu điện năng cho từng mốc thời gian trong tương lai. Thông thường khi dự báo người ta xem xét ba kịch bản khác nhau: kịch bản cơ sở với mức tăng trưởng trung bình đã thống kê có xét đến xu thế phát triển trong tương lai; kịch bản cao (lạc quan) với giả định tương lai sẽ có tình huống tốt đẹp hơn dự kiến và kịch bản thấp (bi quan) đề phòng có những khả năng xấu hơn dự kiến Vai trò của dự báo nhu cầu điện năng có tác dụng rất to lớn, nó liên quan đến quản lý kinh tế nói chung và qui hoạch hệ thống điện nói riêng. Dự báo và qui hoạch là hai giai đoạn liên kết chặt chẽ với nhau của một quá trình quản lý. Trong mối quan hệ ấy, phần dự báo sẽ góp phần giải quyết các vấn đề cơ bản sau : • Xác định xu thế phát triển của nhu cầu điện năng; • Đề xuất những yếu tố cụ thể • Xác định qui luật và đặc điểm của sự phát triển của nhu cầu điện năng và phụ tải điện. Nếu công tác dự báo nói chung mà dựa trên lập luận khoa học thì sẽ trở thành cơ sở để xây dựng các kế hoạch phát triển nền kinh tế quốc dân. Đặc biệt đối với ngành năng lượng, tác dụng của dự báo còn có ý nghĩa quan trọng, vì điện năng liên quan chặt chẽ với tất cả các ngành kinh tế quốc dân, cũng như đến mọi sinh hoạt bình thường của người dân. Do đó, nếu dự báo không chính xác sai lệch quá nhiều về khả năng cung cấp, về nhu cầu điện năng thì sẽ dẫn đến hậu quả không tốt cho nền kinh tế. Chắng hạn, nếu chúng ta dự báo phụ tải quá thừa so với nhu cầu sử dụng dẫn đến hậu quả là huy động nguồn quá lớn, làm tăng vốn đầu tư, có thể gây tổn thất năng lượng tăng lên. Ngược lại, nếu chúng ta dự báo phụ tải quá thấp so với nhu cầu thì sẽ không đủ điện năng cung cấp cho các hộ tiêu thụ và tất nhiên sẽ dẫn đến việc cắt bỏ một số phụ tải một cách không có kế hoạch gây thiệt hại cho nền kinh tế quốc dân. Có ba loại dự báo theo thời gian: dự báo ngắn hạn (1÷2 năm), dự báo trung hạn (3÷10 năm) và dự báo dài hạn (15÷20 năm). Riêng đối với dự báo dài hạn (còn gọi là dự báo triển vọng) thì mục đích chỉ là nêu ra các phương hướng phát triển có tính chiến lược về mặt kinh tế, về mặt khoa học kỹ thuật nói chung không yêu cầu xác định chỉ tiêu cụ thể. Sau khi dự báo ta được số liệu về nhu cầu điện năng, từ đây theo các biểu đồ phụ tải điển hình cho từng loại hộ tiêu thụ người ta xây dựng biểu đồ phụ tải tổng hợp cho từng khu vực và cho từng hệ thống. Các biểu đồ phụ tải tổng hợp này thường được xây dựng cho một số ngày điển hình (làm việc, nghỉ, mùa đông, mùa hè). Tổng hợp các biều đồ phụ tải ngày (theo số liệu theo từng loại biểu đồ) ta được biều đồ phụ tải kéo dài trong năm cho từng mức công suất (hình 1.3.1) Giáo trình thiết kế cấp điện Trang 9
HUI: Trường đại học công nghiệp thành phố Hồ Chí Minh Khoa công nghệ điện P Đỉn Pma h x Phần biến đổi Pmin đá y t(h) 2 Hình 1.2.1. đồ thị phụ tải ngày (a) và đồ thị phụ tải kéo dài trong năm (b) Đồ thị phụ tải kéo dài trong năm là dữ liệu cơ sở rất quan trọng trong tính toán QHHTĐ, nó cho phép xác định thời gian sử dụng công suất cực đại Tmax đó là khoảng thời gian sử dụng liên tục công suất cực đại Pmax sao cho năng lượng được sử dụng vừa đúng bằng năng lượng sử dụng thực tế trong năm theo biểu đồ đã được xác định, nghĩa là : 8760 A = Pmax . Tmax = ∫ P( t )dt = Ptb .t (1.2.1) 0 Trong đó : Ptb – công suất trung bình. Đồ thị phụ tải kéo dài trong năm cũng là cơ sở để lập cân bằng công suất và điện năng, phân công các loại nhà máy điện trong phủ biểu đồ phụ tải, tính các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của hệ thống điện. Trên cơ sở nhu cầu điện năng với đồ thị phụ tải đã được xác định, QHHTĐ được tiến hành theo hai mảng lớn : qui hoạch nguồn điện và qui hoạch lưới điện. Nhiều chuyên gia mong muốn xây dựng một mô hình tổng thể để giải quyết bài toán tối ưu trong qui hoạch nguồn và lưới cùng một lúc, tuy nhiên trong thực tế việc xây dựng một mô hình như thế sẽ gặp nhiều khó khăn rất lớn vì tổ hợp nhiều phương án sẽ tăng theo hàm mũ với số lượng nguồn và công trình nguồn và lưới điện xen kẽ. Để thực hiện được việc quy hoạch hệ thống điện cho tương lai 15-20 năm cần phải có số liệu dự báo của các ngành kinh tế quốc dân khác lại thường làn sau nên xác định một cách chính xác độ tăng của phụ tải điện là rất khó khăn. Việc xác định phụ tải điện bao gồm hai việc - Xác định nhu cầu điện năng. - Xác định đồ thị phụ tải điện. Phương pháp tính toán dự báo phụ tải điện có thể phân làm các loại sau : 1- Phương pháp tính trực tiếp Giáo trình thiết kế cấp điện Trang 10
HUI: Trường đại học công nghiệp thành phố Hồ Chí Minh Khoa công nghệ điện Phương pháp này dựa trên kế hoạch phát triển của các ngành kinh tế quốc dân, tính ra nhu cầu điện năng. Phương pháp này thường dùng để tính toán phụ tải cho tương lai gần. Đối với tương lai xa, kế hoạch của các ngành không chính xác, mặt khác mức độ sử dụng điện trong các ngành có thay đổi do sự thay đổi của công nghệ và nhiều trang thiết bị kỹ thuật mới xuất hiện. 2- Phương pháp ngoại suy Phương pháp ngoại suy dựa trên số lượng phụ tải trong quá khứ, từ đó suy ra phụ tải điện trong tương lai. Phương pháp này đòi hỏi phải biết kế hoạch phát triển kinh tế quốc dân và cũng cần nhiều số liệu trong quá khứ nhưng có thể áp dụng cho tương lai khá xa. 3. phương pháp hồi quy một chiều và hồi quy nhiều chiều Phương pháp này dựa trên mối tương quan giữa phụ tải điện và các ngành kinh tế khác của nền kinh tế quốc dân để tìm ra nhu cầu điện năng trong tương lai. Phương pháp này đòi hỏi phải biệt kế hoạch phát triển kinh tế quốc dân và cũng cần nhiều số liệu trong quá khứ. Ngoài ra còn có các phương pháp khác như phương pháp chuyên gia, phương pháp tính hệ số vượt trước, phương pháp so sánh đối chiếu, phương pháp áp dụng mô hình sử dụng năng lượng cuối cùng…. Để tăng độ chính xác ta có thể áp dụng nhiều phương pháp rồi so sánh kết quả để chọn ra kết quả cuối cùng. 1.2.2. DỰ BÁO NHU CẦU ĐIỆN NĂNG 1.2.2.1. Dự báo nhu cầu điện năng theo các ngành của nền kinh tế quốc dân Phương pháp này còn được gọi là phương phá tính trực tiếp. Nội dung của nó gồm các bước như sau : Bước 1: Chia các phụ tải điện thành các nhóm phụ tải có tính chất hoạt động và nhu cầu tiêu thụ điện năng được xem là gần giống nhau (còn gọi là môđun) như: công nghiệp, nông nghiệp, giao thông vận tải, sinh hoạt .v.v…. Các nhóm phụ tải này lại có thể chia thành các nhóm nhỏ hơn mà ở đó các hộ tiêu thụ có đặc điểm tiêu thụ điện năng giống nhau hơn. Ví dụ trong nông nghiệp có thể chia thành các nhóm phụ tải trồng trọt, chăn nuôi, tưới tiêu, sinh hoạt. Bước 2: Xác định nhu cầu diện năng cần thiết cho năm thứ t được tính theo công thức: At = ACNt + ANNt + AGTt + ASHt + ATD + ∆At (1.2.2) Trong đó : ACNt là điện năng cho công nghiệp ANNt là diện năng cho nông nghiệp AGTt là điện năng cho giao thông ASHt là điện năng cho sinh hoạt ATD là điện năng cho tự dùng ∆At là điện năng tổn thất. Điện năng cho công nghiệp được tính như sau : n ACNt = ∑γ B i =1 it it (1.2.3) Trong đó : n là số loại đơn vị sản phẩm công nghiệp; Giáo trình thiết kế cấp điện Trang 11
HUI: Trường đại học công nghiệp thành phố Hồ Chí Minh Khoa công nghệ điện là suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm loại I năm t; it Bit là khối lượng sản phẩm loại i năm t. Suất tiêu hao điện năng xác định dựa vào số liệu thống kê và quá trình công nghệ sản phẩm ra loai sản phẩm đó. Suất tiêu hao thay đổi theo thời gian và phụ thuộc vào sự thay đổi công nghệ sản xuất và trình độ quản lý. Khối lượng sản phẩm công nghiệp được xác định trong kế hoạch phát triển kinh tế quốc dân. Điện năng cho nông nghiệp bao gồm điện năng phục vụ cho trồng trọt, chăn nuôi, tưới tiêu và sinh hoạt. Điện năng cho trồng trọt và chăn nuôi có thể xác định theo suất tiêu hao điện năng, điện năng cho tưới tiêu có thể tính theo kế hoạch xây dựng các trạm bơm, điện năng cho sinh hoạt ở nông thôn tính theo mức sử dụng bình quân của các hộ nông dân. Điện năng cho giao thông bao gồm điện năng cho đường bộ, đường sắt, đường thủy và hàng không. Trong mỗi loại hình vận tải có thể chia nhỏ nữa. Điện năng cho giao thông chủ yếu phụ thuộc vào mức độ điện khí hóa đường sắt, chiếu sáng đường bộ và các cảng (hàng không, biển). Điện năng cho sinh hoạt tính theo kế hoạch phân phối điện cho sinh hoạt, có thể tính theo mức sử dụng bình quân cho đầu người hoặc cho hộ gia đình. Ngoài các phụ tải trên còn có một số phụ tải khác như trường học, bệnh viện, thương mại… thường được ghép vào điện năng sinh hoạt. Điện năng tự dùng và tổn thất tính gần đúng theo tiêu chuẩn. Trong các nhóm phụ tải trên thì phụ tải công nghiệp là chủ yếu, nó chiếm khoảng
HUI: Trường đại học công nghiệp thành phố Hồ Chí Minh Khoa công nghệ điện 1.2.2.2. Phương pháp ngoại suy Phương pháp ngoại suy được xây dựng dựa trên A mối quan hệ giữa điện năng và thời gian trong quá khứ. Nội dung của phương pháp này là tìm ra luật tăng trưởng của nhu cầu điện năng trong quá khứ dưới dạng hàm số A = f(t). Sau đó trên cơ sở giả thiết rằng qui luật đó cũng đúng trong tương lai sẽ tính được nhu cầu điện năng tại bất cứ thời điểm nào trong tương lai. Như vậy ta cần phải tiến hành theo hai bước như sau : T - Tìm dạng hàm số mô tả đúng qui luật phát Hình triển của phụ tải trong quá khứ. 1.2.2 - Xác định các hệ số của hàm số dự báo đó. Sau đây ta sẽ lần lượt nghiên cứu hai bước đó : 1) Xác định dạng hàm dự báo Thường số liệu thống kê cho ta mối quan hệ giữa điện năng và thời gian là các điểm như hình 1.2.2. Cần áp đặt vào đó một hàm số sao cho nó phản ánh đúng nhất qui luật phát triển của phụ tải. Trước tiên ta giả thiết hàm dự báo A = f(t) là hàm tuyến tính ( đường nét đứt trên hình 1.2.2) và dùng phương pháp xác suất thống kê để kiểm định giả thiết thống kê này như sau: Trước hết ta tính hệ số tương quan r giữa A và t theo biểu thức : ∑A1 − )(t i − )] [( n A t r = i=1 (1.2.4)  ( )  n  ( )  n 2 2 ∑ = A i −A  ∑ i− t  1 i  i= t  1    Trong đó : At là điện năng đã cho ở năm tI; giá trị trung bình của điện năng; t là thời gian; t là gia trị trung bình của thời gian; n là thông số đo được; 1 n 1 n A= ∑ Ai ; t = ∑ ti n i =1 n i =1 Sau khi tính được hệ số tương quan r ta tính hệ số τ như sau : r n−2 Nếu n < 25 : τ = (1.2.5) 1 − r2 r n −1 Nếu n ≥ 25 : τ = (1.2.6) 1 + r2 Sau đó tra bảng student (phụ lục -1) ứng với mức ý nghĩa và số bậc tự do f ta tìm được hệ số Student τα,f . Trong đó : Giáo trình thiết kế cấp điện Trang 13
HUI: Trường đại học công nghiệp thành phố Hồ Chí Minh Khoa công nghệ điện - Mức ý nghĩa lấy từ 0,001 đến 0,1. Hệ số nói lên khả năng phạm sai lầm của giả thiết thống kê. Hệ số càng nhỏ thì càng chính xác nhưng lại càng khó đạt. Thường được chọn bằng mức trung bình là 0,05. - Số bậc tư do f phụ thuộc vào số thông số đo được n được tính như sau : Khi n < 25 thì f=n-2. Khi n ≥ 25 thì f=n-1. Đem so τ tính được với τα,f vừa tra ra nếu τ ≥ τα,f thì quan hệ tuyến tính có thể được chấp nhận. Nếu ngược lại thì không thể sử dụng được quan hệ tuyến tính và phải sử dụng quan hệ phi tuyến nào đó. Ta tuyến tính hóa quan hệ phi tuyến đó bằng phương pháp lấy logarit rồi áp dụng các thủ tục trên đây. 2. Xác định các hệ số của hàm dự báo Các hệ số của hàm dự báo được xác định bằng phương pháp bình phương cực tiểu. Thực chất của phương pháp bình phương cực tiểu là tìm các hệ số sao cho tổng bình phương các độ lệch giữa các giá trị tính được theo phương pháp hồi qui với giá trị thực tế của chúng là nhỏ nhất. Phương pháp bình phương cực tiểu được ứng dụng rộng rãi vì tính chất đơn giản, tính toán ít phức tạp, có cơ sở toán học vững chắc về xác suất và có phương trình mẫu trên máy tính rất tiện lợi. Trước hết hãy xét hàm dự báo tuyến tính : A = a + bt (1.2-7) Thường thì giá trị Ai tính theo (1.2-7) sẽ lệch khỏi giá trị thực Ath i một lượng là : Ai - Ath i Cần xác định các giá trị a,b sao cho : L = ∑ ( Ai − A thi ) → min n 2 (1.2.8) i =1 Thay Ai theo (1.2-7) vào Ai trong (1.2-8) : L = ∑ ( a + bt i − A thi ) → min n 2 (1.2.9) i =1 Điều kiện để có cực tiểu là: ∂L n = 2∑ ( a + b t i − A thi ) = 0 (1.2.10) ∂a i =1 ∂L n = 2∑ ( a + b t i − A thi ) t i = 0 (1.2.11) ∂b i =1 Hay suy ra n ∑ ( a + b t i − A thi ) = 0 (1.2.12) i =1 n ∑ ( a + b ti − Athi ) ti = 0 (1.2.13) i =1 Nếu đặt 1 n 1 n Ath = ∑ Athi t= ∑ ti n i =1 n i=1 1 n 1 n 2 Atht = n ∑ Athi ti t = n ∑ ti 2 i =1 i =1 Giáo trình thiết kế cấp điện Trang 14
HUI: Trường đại học công nghiệp thành phố Hồ Chí Minh Khoa công nghệ điện a + b t − Athi = 0   Ta có a t + b t 2 − Athi t = 0  chuyển vế ta được  a + b t = A th  a t + b t 2 = A thi t  (1.2.14) Giải hệ (1.2-14) ta xác định được các hệ số a,b của hàm dự báo. Đối với các hàm không tuyến tính, ta có thể dùng phương pháp lấy logarit để tuyến tính hóa rồi dùng các phương pháp trên đây để tính. Trong bài toán dự báo nhu cầu điện năng, hàm dự báo dùng phổ biến nhất là : ( t−t0 )  β  A( t ) = A0 1+  ( 1.2.15)  100  A( t ) A0 Ct (1.2.16) Trong đó : A0 là năng lượng tiêu thụ ở năm cơ sở; là độ tăng trung bình hàng năm; t0 là năm cơ sở ở đó quan sát được A0. Ví dụ logarit hóa hàm (1.2-14) ta có :  β  lg A( t ) = ( t − t 0 ) lg1 +  + lg A0 (1.2.17)  100  Hàm (1.2-17) là hàm tuyến tính giống như hàm (1.2-7) trong đó : Y(t) = lg A(t) = a + bt  β  a = lg A0 − t 0 lg1 +   100   β  b = lg1 +   100  Ví dụ : điện năng tiêu thụ ở một địa phương từ 1982 đến 1988 cho ở bảng (1.2-1). Hãy dự báo nhu cầu điện năng phương pháp ngoại suy. Bảng 1.2.1 Năm 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 6 A(t) (10 kWh) 7,34 11,43 14,25 16,25 19,40 24,98 34,97 Giải : đầu tiên ta tính y(t) = lg A(t). Ví dụ tính y(l)=lgA(l)=lg106.7,34 ≈ 6,866. Sau đó điền kết quả vào bảng 1.2.2 : Bảng 1.2.2 t 1 2 3 4 5 6 7 6 A(t) (10 kWh) 7,34 11,43 14,25 16,25 19,40 24,98 34,97 y(t)=lgA(t) 6,866 7,058 7,154 7,211 7,288 7,398 7,544 Giáo trình thiết kế cấp điện Trang 15
HUI: Trường đại học công nghiệp thành phố Hồ Chí Minh Khoa công nghệ điện Giả sử ta chọn hàm A(t) = A0Ct, như vậy y(t) = lg A(t) = lgA0 + t.lgC hay theo (1.2-6) ta có y(t) = a + bt trong đó : a = lgA0 b = lg C Cần phải kiểm định giả thiết này theo các bước sau : a) Tính hệ số tương quan giữa y và t : theo (0.2-4) ta có : ∑ [( A1 − A )( t i − t )] ∑ [( y1 − y )( t i − t )] n n r= i =1 = i =1  n i =1 ( 2  i =1 ) 2 n ∑ Ai − A  ∑ t i − t  ( ) n  i =1  ( 2 n )  i =1 ( 2 ∑ yi − y  ∑ t i − t   ) với : 1 n t= ∑ ti = 4 n i =1 1 n y = ∑ yi = 7,217 n i =1 thay số vào ta có r = 1,012. b) Kiểm định giả thiết của hàm tuyến tính theo τ: vì n τ 0,05;5=2,571. Như vậy quan hệ trên là có thể chấp nhận được. c) Lập hệ phương trình xác định a và b theo phương pháp bình phương cực tiểu. Từ hệ phương trình (1.2-14) ta có : na + ( ∑ t i ) b = ∑ yi   ( ) ( ∑ t i ) a + ∑ t i b = ∑ yi t i  2 trong đó : ∑ ti = 1+2+3+4+5+6+7 =28 ∑ ti2= 140 ∑ tiyi = ∑ (lg Ai)ti = 204,476 ∑ yi = ∑ lg Ai = 50,513 Thay vào ta được hệ phương trình sau : 7a + 28b = 50,531  28a + 140b = 204,476 Giải ra ta có : a = 6,8 → A0 = 106,8 b = 0,1 → C = 100,1 vậy hàm hồi qui có dạng : A(t) = 106,8100,1t kWh 1.2.2.3. Phương pháp tương quan Phương pháp tương quan dựa trên quan hệ giữa phụ tải điện (chủ yếu là điện năng) và các chỉ tiêu cơ bản của các ngành kinh tế quốc dân. Ví dụ quan hệ giữa điện và than, điện và thu nhập kinh tế quốc dân, điện và dân số … Để dự báo theo phương pháp này phải tiến hành theo hai bước : 1- Xác định quan hệ tương quan giữa điện [A] và chỉ tiêu cần xét [x] Giáo trình thiết kế cấp điện Trang 16
HUI: Trường đại học công nghiệp thành phố Hồ Chí Minh Khoa công nghệ điện 2- Xác định quan hệ giữa các chỉ tiêu đó với thời gian t. Sau đó trên cơ sở dự báo phát triển của chỉ tiêu trên theo thời gian, tính ra nhu cầu điện theo quan hệ tương quan (hình 1.2-3) : A x xk Ak X t Xk tk Hình 1.2.3 Quan hệ tương quan giữa A và X được xác định tương tự như xác định hàm dự báo điện năng theo thời gian đã trình bày ở trên. Trước hết hãy xét xem có thể sử dụng quan hệ tương quan tuyến tính hay không. Để làm được việc đó ta phải tiến hành các bước như sau : - Đầu tiên ta tính hệ số tương quan r : ∑A1 − )(x i − )] [( n A x r = i=1  ( )  (x i − )  n 2 n 2 ∑ = A i −A ∑  x   1 i  i=1  - Tiếp theo tính giá trị hệ số ơ theo công thức (1.2-4) và (1.2-5) như sau : r n−2 - Nếu n < 25 : τ= 1 − r2 r n −1 Nếu n ≥ 25 : τ= 1 + r2 Sau đó tra bảng student (phụ lục 1) ứng với mức ý nghĩa và số bậc tự do f ta tra ra giá trị τ af. So sánh τ và τ af để kiểm tra quan hệ đó có thể chấp nhận là quan hệ tuyến tính hay không. Nếu quan hệ đó không phải là quan hệ tuyến tính thì ta lại phải giả thiết nó là 1 quan hệ phi tuyến nào đó để rồi lại tuyến tính hóa bằng cách lấy logarit. Sau khi xác định được quan hệ giữa A và X, ta phải dựa vào quan hệ giữa X và t đã biết để tìm ra quan hệ giữa A và t. Quá trình tính toán được trình bày thông qua các ví dụ cụ thể sau Ví dụ : Tương quan hai chiều giữa điện năng và sản lượng công nghiệp cho trong bảng 1.2.3 Bảng 1.2.3 SLCN Giáo trình thiết kế cấp điện Trang 17
HUI: Trường đại học công nghiệp thành phố Hồ Chí Minh Khoa công nghệ điện Số TT A(MWh) (y) Ai − A (106d) (X) x −x i ( Ai − A )( Xi − X ) ( A i − A ) ( x i −x ) 2 2 X2 XA (i) (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) 1 2,7 -1,68 6,7 -2,84 4,77 2,82 8,07 44,89 18,09 2 2,8 -1,58 6,9 -2,64 4,17 2,50 6,97 47,61 19,32 3 2,9 -1,48 7,2 -2,34 3,46 2,19 5,48 51,84 20,88 4 3,0 -1,38 7,6 -1,94 2,68 1,90 3,76 57,76 22,80 5 3,2 -1,18 8,4 -1,14 1,35 1,39 1,30 70,56 26,88 6 3,4 -0,98 8,8 -0,74 0,73 0,96 0,55 77,44 29,92 7 4,0 -0,38 9,1 -0,44 0,17 0,14 0,19 82,81 36,40 8 4,8 0,42 9,8 0,26 0,11 0,18 0,68 96,04 47,04 9 5,0 0,62 10,5 0,96 0,6 0,26 0,92 110,25 52,50 10 5,2 0,82 10,8 1,26 1,03 0,67 1,59 116,64 56,16 11 5,4 1,02 11,3 1,76 1,8 0,10 3,10 127,69 61,02 12 5,7 1,32 11,8 2,26 2,98 0,17 5,11 139,24 67,26 13 6,2 1,82 12,1 2,56 4,66 3,31 5,79 146,41 75,02 14 7,0 2,62 12,5 2,96 7,76 6,86 8,76 156,25 87,50 ∑ 61,3 133,5 36,27 23,45 52,27 1325,4 620,8 Từ bảng 1.2-3 ta có thể tính được : x= ∑ x = 133,5 = 9,54 n 14   → A= ∑ y = 61,3 = 4,38  n 14   ∑[(A1 −A )(x i − x )] n 36,27 r= i=1 = =1,04  ( 2  ) 2 ( ) 23,45x 52,27 n n ∑ A i −A ∑ x i −x  i =1 i =1  1,04 14 − 2 1,04 x 3,46 τ= = = 12,41 1 − 1,04 2 0,29 Với = 0,05 ; f=14-2=12 tra bảng được τ 0,05;12 =2,18 Như vậy τ > τ 0,05;12 và ta có thể chấp nhận tương quan tuyến tính A=a+bx. Bước tiếp theo tính các thông số a và b trong hàm tương quan giữa điện năng tiêu thụ A và sản lượng công nghiệp x bằng phương pháp bình phương cực tiểu. Từ quan hệ giữa A và x : A = y = a + bx A Theo 0.2.12 và 0.2.13 ta có (MWh) na + b∑ x i = ∑ yi   a ∑ x i + b∑ x i = ∑ x i yi 2  X(106đ Giáo trình thiết kế cấp điện Trang 18 ) 3,2 - Hình 1.2.4
HUI: Trường đại học công nghiệp thành phố Hồ Chí Minh Khoa công nghệ điện Thay số vào ta có 14a + 133,5b = 61,3  133,5a + 1325,4b = 620,8 Giải ra ta được a = - 2,22 b = 0,69 như vậy A = Y – 2,22 + 0, 69X Kết quả được trình bày trên hình 1.2-4. Từ quan hệ A(x) nếu biết quan hệ x(t) ta có thể tìm được quan hệ A(t). 1.2.2.4. Phương pháp dự báo bằng phân tích quá trình Phương pháp này giúp ta thấy được khuynh hướng phát triển của nhu cầu và sơ bộ cân đối nhu cầu này với nhịp độ phát triển của nền kinh tế quốc dân nói chung. Người ta đưa ra một hệ số là hệ số vượt trước. Nó chính là tỉ số giữa nhịp độ phát triển năng lượng điện với nhịp độ phát triển của toàn bộ nền kinh tế quốc dân. Ví dụ: trong 5 năm từ 1950 đến 1955 sản lượng công nghiệp của Liên Xô (cũ) tăng từ 100 lên 185% còn sản lượng điện năng cũng cùng thời gian đó tăng 186,5%. Như vậy hệ số vượt trước sẽ là : 186,5 K= .100 %≈ 101% = 1,01 185 Cũng trong 5 năm đó, ở Mỹ hệ số vượt trước là 1,25 còn ở Nhật là 0,69. đối với các nước đang phát triển hệ số này vào khoảng 1,1. Ở nước ta, từ 1955 đến 1960 hệ số vượt trước là 0,81. Từ 1960 đến 1965 hệ số vượt trước là 1,13. Nói chung phương pháp này chỉ nói lên một xu thế phát triển với một độ chính xác nào đó để tham khảo. Xu thế đó còn chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố khác làm cho nó thay đổi như sau : - Do đổi mới công nghệ và đổi mới quản lí nên suất tiêu hao điện năng đối với nhiều sản phẩm công nghiệp ngày càng giảm xuống. - Do điện năng ngày càng được sử dụng rộng rãi trong các ngành kinh tế quốc dân và ở các địa phương nên nhu cầu lại có thể tăng nhanh. - Do cơ cấu kinh tế không ngừng thay đổi. 1.2.2.5. Phương pháp chuyên gia Trong những năm gần đây nhiều nước đã áp dụng phương pháp chuyên gia có trọng số, dựa trên cơ sở hiểu biết sâu sắc của các chuyên gia về các lĩnh vực của các ngành để dự báo các chỉ tiêu kinh tế. Trong ngành năng lượng, người ta cũng dùng phương pháp này để dự báo nhu cầu điện năng của nước mình. Đây là bài toán cần phải lựa chọn lời giải trong điều kiện đa chỉ tiêu và bất định nên thường được thực hiện bởi cá nhân quyết định có tham khảo ý kiến của hội đồng tư vấn. Việc lấy ý kiến của từng chuyên gia và đánh giá tổng hợp các ý kiến đó phải tiến hành theo những thủ tục như sau: Các chuyên gia cho điểm theo từng tiêu chuẩn (mỗi tiêu chuẩn có hệ số riêng) theo một thang điểm thống nhất. Sau đó cán bộ nghiên cứu có trách nhiệm xử lí tổng hợp các ý kiến đó phải tiến hành theo những thủ tục như sau : Giáo trình thiết kế cấp điện Trang 19
HUI: Trường đại học công nghiệp thành phố Hồ Chí Minh Khoa công nghệ điện a- Tất cả các chuyên gia đều có trình độ được coi như ngang nhau. Trong trường hợp này, đánh giá tổng hợp sẽ là trung bình số học. b- Mỗi chuyên gia đánh giá bằng cho điểm về trình độ thành thạo của các chuyên gia theo 2 cách : + Chỉ đánh giá về mình. + Đánh giá về mọi người trừ mình. Trong trường hợp b ta sẽ lấy các đánh giá trung bình. Điểm các tiêu chuẩn của các chuyên gia sẽ được nhân lên với trọng số về sự thành thạo của các chuyên gia và sau đó sẽ được đánh giá tổng hợp. Để loại bớt các sai số, khi cộng điểm đánh giá đối với các tiêu chuẩn, người ta loại bỏ các đánh giá cực đoan cao nhất và thấp nhất đối với mỗi tiêu chuẩn. Phương pháp cho điểm này thường được ứng dụng trong các trường hợp so sánh các tiêu chuẩn đơn giản, không cần phải phân nhỏ thành các tiêu chuẩn cấp thấp hơn. Nếu các tiêu chuẩn mà phức tạp ( ví dụ tiêu chuẩn độ tin cậy) thì trước hết phải phân thành các tiêu chuẩn đơn giản hơn và sẽ đánh giá đối với các tiêu chuẩn này. Sau đó sẽ chuyển về đánh giá các tiêu chuẩn ban đầu. 1.2.3. DỰ BÁO ĐỒ THỊ PHỤ TẢI 1.2.3.1. Các đặc trưng của đồ thị phụ tải 1.2.3.1.1 Đồ thị phụ tải ngày đêm Đồ thị phụ tải của các ngày trong tuần không giống nhau. Trong một tuần lễ có 4 loại đồ thị phụ tải : - Đồ thị phụ tải ngày làm việc bình thường (thứ ba, tư, năm). - Đồ thị phụ tải thứ sáu. - Đồ thị phụ tải thứ bảy và chủ nhật. - Đồ thị phụ tải thứ hai. Các đặc trưng của phụ tải ngày đêm : - Pmax, Pmin, Qmax, Qmin, cosφtb, AP24, AQ24 - Hệ số điền kín đồ thị phụ tải : P = AP24 / 24Pmax Q = AQ24 / 24Qmax 1.2.3.1.2. Đồ thị phụ tải năm : Các đặc trưng của đồ thị phụ tải năm : P, Q Pm ax Pt Pmi b n t 24 Giáo trình thiết kế cấp điện Hình 1.2.5 Đồ thị phụ tải ngày Trang 20

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí

65 tài liệu

2428 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.