Chương trình trình độ đại học môn: Hệ thống cung cấp điện

Chia sẻ: Anh Duc | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:203

Thêm vào BST

Báo xấu

117
lượt xem 25
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Học phần Hệ thống cung cấp điện trang bị cho sinh viên những kiến thức cơ bản về hệ thống cung cấp điện. Xác định nhu cầu điện, tính toán phần điện của đường dây và trạm biến áp. Tính toán bảo vệ rơ le và nối đất. Các biện pháp nâng cao chất lượng điện năng và hệ số công suất,... Nhằm giúp các bạn nắm bắt được những thông tin chi tiết về học phần, mời các bạn cùng tham khảo chương trình trình độ đại học môn "Hệ thống cung cấp điện" dưới đây.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Chương trình trình độ đại học môn: Hệ thống cung cấp điện

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI Độc lập – Tự do – Hạnh phúc CHƯƠNG TRÌNH TRÌNH ĐỘ ĐẠI HỌC NGÀNH ĐÀO TẠO: KỸ THUẬT ĐIỆN MÔN HỌC Hệ thống cung cấp điện I. Thông tin học phần Mã học phần: CD2701 Số tín chỉ: Tổng số: 3TC(3LT) Học phần tiên quyết: Máy điện 1, Mạng điện. Học kỳ: 6 II. Thông tin về giảng viên: Giảng viên: Nguyễn Xuân Hiếu Bộ môn Hệ thống Điện, Khoa Cơ điện. III. Mục tiêu: Trang bị cho sinh viên những kiến thức cơ bản về hệ thống cung cấp điện. Xác định nhu cầu điện, tính toán phần điện của đường dây và trạm biến áp. Tính toán bảo vệ rơ le và nối đất. Các biện pháp nâng cao chất lượng điện năng và hệ số công suất. Cuối môn học, sinh viên có thể thiết kế cung cấp điện và thiết kế chiếu sáng cho một số cơ sở sản xuất hoặc sinh hoạt dân dụng. IV. Mô tả tóm tắt nội dung học phần: Khái niệm chung về sản xuất và phân phối điện năng. Phụ tải điện. Sơ đồ cung cấp điện. Tính toán kinh tế - kỹ thuật khi quy hoạch và thiết kế hệ thống cung cấp điện. Tính toán về điện trong hệ thống cung cấp điện. Bảo vệ rơ le và tự động hóa trong hệ thống cung cấp điện. Lựa chọn các thiết bị trong hệ thống cung cấp điện. Tính toán nối đất và chống sét. Chiếu sáng công nghiệp. V. Nhiệm vụ của sinh viên: Dự lớp Thực hành, bài tập VI. Tài liệu học tập: -Sách tham khảo: +“Hệ thống cung cấp điện của xí nghiệp công nghiệp, đô thị và nhà cao tầng” – Nguyễn Công Hiền, Nguyễn Mạnh Hoạch, NXB Khoa học kỹ thuật +“Cung cấp điện” - Nguyễn Xuân Phú, Nguyễn Công Hiền, Nguyễn Bội Khê, NXB Khoa học kỹ thuật +“Thiết kế cấp điện” – Ngô Hồng Quang, Vũ Văn Tẩm, NXB Khoa học kỹ thuật +“Mạng điện nông nghiệp” – Nguyễn Văn Sắc, Nguyễn Ngọc Kính, NXB Giáo dục +“Electric power system engineering” – Turan Gonen -Phần mềm liên quan: +Phần mềm tính toán lưới điện: “PowerWorld Simulator”, “Ecodial”, “PSSE”, “PSS Adept”, “Load Flow”… +Phần mềm tính toán chống sét: “Benji”… +Phần mềm tính toán, thiết kế chiếu sáng: “Luxicon”, “Dialux”… 1
VII. Tiêu chuẩn đánh giá sinh viên: Dự lớp Bài tập Kiểm tra giữa kỳ Thi cuối học kỳ VIII. Thang điểm đánh giá: Thang điểm 10,0 (lấy một chữ số thập phân) Chuyên cần: dự lớp, thảo luận… 10% Kiểm tra giữa kỳ, báo cáo thực hành/ thực tập/ tiểu luận… 30% Điểm thi cuối kỳ: 60% IX. Nội dung chi tiết học phần Tuần Nội dung Bài đọc bắt buộc/ tham khảo Chương 1. Những khái niệm cơ bản về hệ thống cung Cung cấp điện, Nguyễn cấp điện Công Hiền – Nguyễn Bội 1.1. Những đặc điểm của quá trình sản xuất và phân phối Khê; Thiết kế cấp điện, Ngô điện năng Hồng Quang – Vũ Văn Tẩm 1.2. Các dạng nguồn điện 1.3. Khái niệm về truyền tải và phân phối điện năng 1.4. Kết cấu mạng lưới điện Chương 2. Xác định phụ tải điện Cung cấp điện, Nguyễn 2.1. Đồ thị phụ tải Công Hiền – Nguyễn Bội 2.2. Các định nghĩa và khái niệm về phụ tải điện Khê; Thiết kế cấp điện, Ngô 2.3. Chế độ làm việc của phụ tải và qui đổi phụ tải Hồng Quang – Vũ Văn Tẩm 2.4. Các phương pháp xác định phụ tải tính toán 2.5. Dự báo phụ tải điện Chương 3. Cơ sở tính toán kinh tế - kỹ thuật trong Cung cấp điện, Nguyễn cung cấp điện Công Hiền – Nguyễn Bội 3.1. Mục đích, yêu cầu Khê; Thiết kế cấp điện, Ngô 3.2. So sánh kinh tế - kỹ thuật hai phương án Hồng Quang – Vũ Văn Tẩm 3.3. Hàm mục tiêu chi phí tính toán hàng năm 3.4. Tính toán kinh tế - kỹ thuật khi cải tạo Chương 4. Sơ đồ cung cấp điện và trạm biến áp Cung cấp điện, Nguyễn 4.1. Các yêu cầu chung đối với sơ đồ cung cấp điện Công Hiền – Nguyễn Bội 4.2. Sơ đồ cung cấp điện của xí nghiệp Khê; Thiết kế cấp điện, Ngô 4.3. Mạng điện phân xưởng Hồng Quang – Vũ Văn Tẩm 4.4. Trạm biến áp 4.5. Vận hành kinh tế trạm biến áp 4.6. Chọn nguồn điện và điện áp định mức 4.7.Yêu cầu nội dung chủ yếu trong thiết kế cung cấp điện Chương 5. Tính toán mạng điện Cung cấp điện, Nguyễn 5.1. Sơ đồ thay thế đường dây Công Hiền – Nguyễn Bội 5.2. Sơ đồ thay thế máy biến áp Khê; Thiết kế cấp điện, Ngô 5.3. Tổn thất công suất trong mạng điện Hồng Quang – Vũ Văn Tẩm 5.4. Tổn thất điện năng trong mạng điện Cung cấp điện, Nguyễn 2
5.5. Tổn thất điện áp trong mạng điện Công Hiền – Nguyễn Bội 5.6. Tính toán mạng điện có nhiều cấp điện áp Khê; Thiết kế cấp điện, Ngô 5.7. Tính toán chế độ mạng điện hở khu vực Hồng Quang – Vũ Văn Tẩm 5.8. Tính toán chế độ mạng điện kín đơn giản Cung cấp điện, Nguyễn 5.9. Tính toán mạng điện có nhiều cấp điện áp Công Hiền – Nguyễn Bội Khê; Thiết kế cấp điện, Ngô Hồng Quang – Vũ Văn Tẩm Chương 6. Lựa chọn tiết diện dây dẫn trong mạng điện Cung cấp điện, Nguyễn 6.1. Khái niệm chung Công Hiền – Nguyễn Bội 6.2. Lựa chọn tiết diện dây dẫn và cáp theo điều kiện phát Khê; Thiết kế cấp điện, Ngô nóng Hồng Quang – Vũ Văn Tẩm 6.3. Lựa chọn tiết diện dây dẫn và cáp theo điều kiện phát nóng do dòng ngắn mạch 6.4. Lựa chọn tiết diện dây dẫn theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép 6.5. Lựa chọn tiết diện dây dẫn và cáp theo điều kiện kinh tế Chương 7. Tính toán ngắn mạch và lựa chọn thiết bị Cung cấp điện, Nguyễn điện Công Hiền – Nguyễn Bội 7.1. Khái niệm chung Khê; Thiết kế cấp điện, Ngô 7.2. Tính toán ngắn mạch trong hệ thống cung cấp điện Hồng Quang – Vũ Văn Tẩm 7.3. Những điều kiện chung để lựa chọn thiết bị điện 7.4. Lựa chọn và kiểm tra máy cắt Cung cấp điện, Nguyễn 7.5. Lựa chọn và kiểm tra dao cách ly, cầu chì Công Hiền – Nguyễn Bội 7.6. Lựa chọn và kiểm tra sứ cách điện Khê; Thiết kế cấp điện, Ngô 7.7. Lựa chọn và kiểm tra thanh dẫn Hồng Quang – Vũ Văn Tẩm 7.8. Lựa chọn và kiểm tra thiết bị phục vụ đo lường Chương 8. Bảo vệ rơle và tự động hóa trong hệ thống Cung cấp điện, Nguyễn cung cấp điện Công Hiền – Nguyễn Bội 8.1. Khái niệm bảo vệ rơle và tự động hóa trong hệ thống Khê; Thiết kế cấp điện, Ngô cung cấp điện Hồng Quang – Vũ Văn Tẩm 8.2. Các hình thức bảo vệ rơle trong hệ thống cung cấp điện 8.3. Bảo vệ các phần tử cơ bản của hệ thống cung cấp điện 8.4. Tự động hóa trong hệ thống cung cấp điện Chương 9. Nâng cao chất lượng điện năng và hệ số Cung cấp điện, Nguyễn công suất Công Hiền – Nguyễn Bội 9.1. Các chỉ tiêu chất lượng điện năng Khê; Thiết kế cấp điện, Ngô 9.2. Các biện pháp điều chỉnh điện áp Hồng Quang – Vũ Văn Tẩm 9.3. Độ tin cậy cung cấp điện 9.4. Ý nghĩa của việc nâng cao hệ số công suất Cung cấp điện, Nguyễn 9.5. Các biện pháp nâng cao hệ số công suất Công Hiền – Nguyễn Bội 9.6. Phương pháp bù công suất phản kháng Khê; Thiết kế cấp điện, Ngô 9.7. Tối ưu hóa công suất thiết bị bù Hồng Quang – Vũ Văn Tẩm Chương 10. Nối đất và chống sét Cung cấp điện, Nguyễn 10.1. Nối đất và trang bị nối đất Công Hiền – Nguyễn Bội 10.2. Tính toán trang bị nối đất Khê; Thiết kế cấp điện, Ngô 3
10.3. Sét và thiết bị chống sét Hồng Quang – Vũ Văn Tẩm Chương 11. Chiếu sáng công nghiệp Cung cấp điện, Nguyễn 11.1. Đặt vấn đề Công Hiền – Nguyễn Bội 11.2. Phân loại các hình thức chiếu sáng Khê; Thiết kế cấp điện, Ngô 11.3. Bóng đèn và chao đèn Hồng Quang – Vũ Văn Tẩm 11.4. Các tiêu chuẩn về chiếu sáng 11.5. Thiết kế chiếu sáng 11.6. Thiết kế chiếu sáng ngoài trời Thi hết học phần 4
Ch¬ng 1. Nh÷ng kh¸i niÖm c¬ b¶n vÒ hÖ thèng cung cÊp ®iÖn 1.1. Nh÷ng ®Æc ®iÓm cña qu¸ tr×nh s¶n xuÊt vµ ph©n phèi ®iÖn n¨ng Tõ khi ph¸t minh ra ®Õn nay, ®iÖn n¨ng ®· chiÕm vÞ trÝ hµng ®Çu trong c¸c nguån n¨ng lîng, v× nã cã nhiÒu u ®iÓm tuyÖt ®èi mµ c¸c nguån n¨ng lîng kh¸c kh«ng cã nh: dÔ dµng chuyÓn thµnh c¸c d¹ng n¨ng lîng kh¸c (nhiÖt, c¬, hãa…), dÔ truyÒn t¶i, hiÖu suÊt cao. §iÖn n¨ng trong qu¸ tr×nh s¶n xuÊt vµ ph©n phèi cã ba ®Æc ®iÓm chñ yÕu sau ®©y: §Æc ®iÓm thø nhÊt, kh¸c víi hÇu hÕt c¸c lo¹i s¶n phÈm, ®iÖn n¨ng s¶n xuÊt ra, nãi chung kh«ng tÝch tr÷ ®îc (trõ mét vµi trêng hîp c¸ biÖt víi c«ng suÊt nhá cã thÓ tÝch tr÷ ®îc trong pin, acquy). T¹i mäi thêi ®iÓm lu«n ph¶i ®¶m b¶o c©n b»ng gi÷a lîng ®iÖn n¨ng s¶n xuÊt vµ tiªu thô. §Æc ®iÓm nµy cÇn qu¸n triÖt kh«ng nh÷ng trong nhiÖm vô quy ho¹ch, thiÕt kÕ hÖ thèng cung cÊp ®iÖn, nh»m tháa m·n nhu cÇu ®iÖn trong thêi gian kÕ ho¹ch, mµ cßn ph¶i thÓ hiÖn trong qu¸ tr×nh vËn hµnh, ®iÒu ®é hÖ thèng ®iÖn, nh»m gi÷ v÷ng chÊt lîng ®iÖn n¨ng, thÓ hiÖn ë gi¸ trÞ ®iÖn ¸p vµ tÇn sè. ChÊt lîng ®iÖn n¨ng ®îc ®¶m b¶o nÕu thiÕt bÞ dïng ®iÖn ®îc cung cÊp ë tÇn sè ®Þnh møc cña hÖ thèng ®iÖn vµ víi ®iÖn ¸p ®Þnh møc cña thiÕt bÞ ®ã. Mçi møc c©n b»ng c«ng suÊt t¸c dông P vµ c«ng suÊt ph¶n kh¸ng Q trong hÖ thèng ®iÖn, x¸c ®Þnh mét gi¸ trÞ cña tÇn sè vµ ®iÖn ¸p. qu¸ tr×nh biÕn ®æi cña c«ng suÊt vµ c¸c chØ tiªu chÊt lîng ®iÖn.Qu¸ tr×nh biÕn ®æi cña c«ng suÊt vµ c¸c chØ tiªu chÊt lîng ®iÖn n¨ng khi c©n b»ng c«ng suÊt bÞ ph¸ ho¹i, x¶y ra rÊt phøc t¹p, v× gi÷a chóng cã quan hÖ t¬ng hç. §Ó ®¬n gi¶n bµi to¸n, ta coi sù thay ®æi c©n b»ng c«ng suÊt Q ¶nh hëng chñ yÕu ®Õn ®iÖn ¸p. Cô thÓ lµ khi nguån ph¸t kh«ng ®ñ c«ng suÊt P cÊp cho phô t¶i th× tÇn sè sÏ bÞ gi¶m ®i, vµ ngîc l¹i. Còng t¬ng tù khi thiÕu c«ng suÊt Q, ®iÖn ¸p sÏ gi¶m thÊp vµ ngîc l¹i. §Æc ®iÓm thø hai, lµ qu¸ tr×nh vÒ ®iÖn x¶y ra rÊt nhanh. Ch¼ng h¹n sãng ®iÖn tõ lan truyÒn trong d©y dÉn víi tèc ®é rÊt lín, xÊp xØ b»ng tèc ®é ¸nh s¸ng. Qu¸ tr×nh ng¾n m¹ch, sãng sÐt lan truyÒn, ®ãng c¾t thiÕt bÞ ®iÖn, t¸c ®éng cña thiÕt bÞ b¶o vÖ…®Òu x¶y ra trong thêi gian nhá h¬n phÇn mêi gi©y. §Æc ®iÓm nµy ®ßi hái ph¶i dù kiÕn hÕt nh÷ng kh¶ n¨ng cã thÓ x¶y ra, tÝnh to¸n ®Çy ®ñ ®Ó sö dông réng r·i thiÕt bÞ tù ®éng trong c«ng t¸c vËn hµnh ®iÒu ®é hÖ thèng ®iÖn, bao gåm c¸c kh©u b¶o vÖ, ®iÒu khiÓn t¸c ®éng c¸c tr¹ng th¸i b×nh thêng vµ sù cè, nh»m b¶o ®¶m hÖ thèng ®iÖn lµm viÖc tin cËy vµ kinh tÕ. §Æc ®iÓm thø ba lµ c«ng nghiÖp ®iÖn lùc cã liªn quan chÆt chÏ ®Õn nhiÒu ngµnh kinh tÕ quèc d©n, lµ mét trong nh÷ng ®éng lùc t¨ng n¨ng suÊt lao ®éng, t¹o nªn sù ph¸t triÓn nhÞp nhµng trong c¸c thµnh phÇn c¬ cÊu kinh tÕ vµ x· héi. GÇn 70% tæng sè ®iÖn n¨ng s¶n xuÊt ra ®îc sö dông trong c¸c xÝ nghiÖp c«ng nghiÖp, do ®ã viÖc kÕt hîp hîp lý vµ vËn hµnh kinh tÕ c¸c hÖ thèng cung cÊp ®iÖn sÏ cã ¶nh hëng ®Õn toµn bé nÒn kinh tÕ quèc d©n. Trõ c¸c s¶n phÈm vÒ ®iÖn hãa, phÇn lín s¶n phÈm vÒ c¬ khÝ, gi¸ thµnh ®iÖn chiÕm mét tû lÖ rÊt nhá trong gi¸ thµnh s¶n phÈm, chØ tõ 2 ®Õn 3 phÇn tr¨m. §Çu t vÒ hÖ thèng cung cÊp ®iÖn còng chØ chiÕm mét phÇn rÊt nhá, vµo kho¶ng 4 ®Õn 6 phÇn tr¨m cña tæng sè vèn ®Çu t cña xÝ nghiÖp. Nhng ý nghÜa quan träng cña cung cÊp ®iÖn kh«ng ph¶i lµ tû lÖ trong gi¸ thµnh vèn ®Çu t, mµ ë chç hÖ thèng cung cÊp ®iÖn bÞ ngng trÖ sÏ lµm cho nhµ m¸y ngõng s¶n xuÊt, g©y nªn thiÖt h¹i kh«ng lêng hÕt ®îc trong nÒn kinh tÕ quèc d©n. 1.2. C¸c d¹ng nguån ®iÖn Nhµ m¸y s¶n xuÊt ra ®iÖn n¨ng gäi lµ nhµ m¸y ®iÖn. Nhiªn liÖu dïng cho c¸c nhµ m¸y ®iÖn lµ nh÷ng tµi nguyªn thiªn nhiªn nh: than ®¸, than bïn, khÝ, dÇu, níc, giã, mÆt trêi, n¨ng lîng nguyªn tö…§Ó lµm quay c¸c m¸y ph¸t ®iÖn, ngêi ta ph¶i dïng nh÷ng m¸y ®éng lùc s¬ cÊp nh m¸y h¬i níc, ®éng c¬ ®èt trong, tua bin khÝ, tua bin nhiÖt, tua bin thñy lùc…Tïy theo d¹ng n¨ng lîng ®îc sö dông cho c¸c m¸y ®éng lùc s¬ cÊp, ngêi ta chia ra c¸c lo¹i nhµ m¸y ®iÖn nh sau: nhµ m¸y nhiÖt ®iÖn, nhµ m¸y ®iÖn nguyªn tö, nhµ m¸y thñy ®iÖn, nhµ m¸y ®iÖn tua bin khÝ, vµ c¶ nh÷ng nhµ m¸y ®iÖn c«ng suÊt kh«ng lín l¾m nh nhµ m¸y ®iÖn ch¹y b»ng søc giã, nhµ m¸y ®iÖn mÆt trêi, nhµ m¸y ®iÖn ®Þa nhiÖt, nhµ m¸y ®iÖn thñy triÒu… 1.2.1 Nhµ m¸y nhiÖt ®iÖn Nguyªn lý ho¹t ®éng: NhiÖt n¨ng - C¬ n¨ng - §iÖn n¨ng Nhiªn liÖu dïng ®Ó ®èt lß lµ than ®¸, than bïn, khÝ ®èt, c¸c lo¹i dÇu nÆng…NhiÖt n¨ng lµm níc bèc thµnh h¬i, h¬i níc cã nhiÖt ®é vµ ¸p suÊt cao t¸c ®éng lªn c¸nh tua bin vµ lµm quay tua bin, c¬ n¨ng nµy lµm quay trôc cña m¸y ph¸t vµ m¸y ph¸t ph¸t ra ®iÖn n¨ng. 5
H×nh 1.1 Nguyªn lý ho¹t ®éng cña nhµ m¸y nhiÖt ®iÖn §Æc ®iÓm: -Thêng ®îc x©y dùng gÇn nguån nhiªn liÖu. -Lµm viÖc víi ®å thÞ phô t¶i tù do. -TÝnh linh ho¹t trong vËn hµnh kÐm, khëi ®éng vµ t¨ng t¶i chËm. -HiÖu suÊt thÊp 30-40% -Khèi lîng nhiªn liÖu lín, th¶i khãi lµm « nhiÔm m«i trêng. -Vèn ®Çu t thÊp, thêi gian x©y dùng nhanh. §èi nhµ m¸y nhiÖt ®iÖn ta chia ra: nhµ m¸y nhiÖt ®iÖn ngng h¬i vµ nhµ m¸y nhiÖt ®iÖn trÝch h¬i. So víi nhiÖt ®iÖn ngng h¬i, nhiÖt ®iÖn trÝch h¬i ®îc x©y dùng gÇn phô t¶i nhiÖt vµ cã hiÖu suÊt cao h¬n (60-70%). 1.2.2 Nhµ m¸y ®iÖn nguyªn tö Nguyªn lý ho¹t ®éng gièng nhµ m¸y nhiÖt ®iÖn nhng nhiÖt n¨ng sinh ra ®Ó ®èt lß ®îc sinh ra do c¸c ph¶n øng h¹t nh©n t¹o ra. Ta biÕt r»ng trong ph¶n øng h¹t nh©n ®Òu cã hiÖn tîng táa nhiÖt hay thu nhiÖt kÌm theo. NhiÖt trao ®æi ®îc tÝnh theo c«ng thøc:   Q  C 2  m i   m k  (5-3)  i k  Trong ®ã:  mi ;  m k - tæng khèi lîng c¸c h¹t tríc vµ sau ph¶n øng; i k C= 3.108 m/s - tèc ®é ¸nh s¸ng. H×nh 1.2 Nguyªn lý ho¹t ®éng cña nhµ m¸y ®iÖn nguyªn tö §Æc ®iÓm cña nhµ m¸y ®iÖn nguyªn tö: 6
-Kh¶ n¨ng lµm viÖc ®éc lËp gi¸ thµnh ®iÖn n¨ng thÊp h¬n nhµ m¸y nhiÖt ®iÖn. -Khèi lîng nhiªn liÖu nhá. -VËn hµnh linh ho¹t víi ®å thÞ phô t¶i tù do. -Kh«ng th¶i khãi ra kh«ng khÝ. -Vèn ®Çu t lín, hiÖu suÊt cao h¬n nhiÖt ®iÖn. 1.2.3 Nhµ m¸y thñy ®iÖn Nguyªn lý ho¹t ®éng: thñy n¨ng ®îc biÕn thµnh ®iÖn n¨ng nhê c¸c tua bin thñy lùc lµm quay c¸c m¸y ph¸t ®iÖn. C«ng suÊt cña nhµ m¸y thñy ®iÖn tû lÖ thuËn víi chiÒu cao cét níc H vµ lîng níc Q qua tua bin: N TD  9,81. .H.Q Trong ®ã: ΔH – chªnh lÖch møc níc ë tríc vµ sau nhµ m¸y thñy ®iÖn (cét níc). η – hiÖu suÊt chung cña nhµ m¸y. η = ηT. ηF (ηT = 0,88-0,91 – hiÖu suÊt cña tua bin; ηF = 0,95-0,98 – hiÖu suÊt cña m¸y ph¸t). Nh vËy η = 0,8-0,9, lÊy trung b×nh ηtb= 0,85 Q – lu lîng níc (m3/s) Hå chøa §Ëp H NM H×nh 1.3 S¬ ®å nhµ m¸y thñy ®iÖn kiÓu ®Ëp §Æc ®iÓm cña nhµ m¸y thñy ®iÖn: -X©y dùng gÇn nguån thñy n¨ng. -PhÇn lín ®iÖn n¨ng s¶n xuÊt ra ®îc ph¸t lªn líi cao ¸p. -Lµm viÖc víi ®å thÞ phô t¶i tù do. -VËn hµnh linh ho¹t, thêi gian khëi ®éng vµ mang t¶i chØ mÊt tõ 3 ®Õn 4 phót, trong khi ®ã ®èi víi nhiÖt ®iÖn ®Ó khëi ®éng mét tæ m¸y mÊt tõ 6 ®Õn 18 tiÕng. -HiÖu suÊt cao 85-90% -Gi¸ thµnh ®iÖn n¨ng thÊp, sè ngêi qu¶n lý vËn hµnh nhµ m¸y rÊt Ýt -Kh«ng g©y « nhiÔm m«i trêng. -Vèn x©y dùng lín, thêi gian x©y dùng l©u -Riªng lo¹i cã hå chøa cßn gãp phÇn ®iÒu tiÕt níc dßng ch¶y cña s«ng vµ chèng lò. 1.3 Kh¸i niÖm vÒ truyÒn t¶i vµ ph©n phèi ®iÖn n¨ng HÖ thèng ®iÖn lµ tËp hîp bao gåm c¸c nguån ®iÖn, c¸c phô t¶i ®iÖn ®îc nèi liÒn víi nhau bëi c¸c tr¹m biÕn ¸p, tr¹m c¾t, tr¹m biÕn ®æi dßng ®iÖn vµ m¹ng ®iÖn víi c¸c cÊp ®iÖn ¸p ®Þnh møc kh¸c nhau. HÖ thèng ®iÖn lµm nhiÖm vô s¶n xuÊt, truyÒn t¶i, ph©n phèi vµ sö dông ®iÖn n¨ng. HÖ thèng ®iÖn lµ mét bé phËn cña hÖ thèng n¨ng lîng v× nã kh«ng bao gåm m¹ng nhiÖt vµ phô t¶i nhiÖt. Mçi thiÕt bÞ cÊu thµnh hÖ thèng ®iÖn gäi lµ th«ng sè cña hÖ thèng ®iÖn. VÝ dô, tæng trë, tæng dÉn cña ®êng d©y, m¸y biÕn ¸p, hÖ sè biÕn ¸p, hÖ sè khuÕch ®¹i cña tÝn hiÖu ®iÒu chØnh… TrËt tù s¾p xÕp vµ mèi liªn hÖ qua l¹i gi÷a c¸c phÇn tö x¸c ®Þnh cÊu tróc cña hÖ thèng ®iÖn. 7
220 kV 500 kV 20 kV 220 kV 110 kV 22 kV 6, 10, 35 kV 0,4 kV H×nh 1.4 S¬ ®å ®¬n gi¶n mét hÖ thèng ®iÖn H×nh 1.5 HÖ thèng cung cÊp ®iÖn ®iÓn h×nh tõ m¸y ph¸t ®Õn phô t¶i ë c¸c níc T©y ¢u 8
TËp hîp c¸c qu¸ tr×nh x¶y ra trong hÖ thèng ®iÖn vµ c¸c tr¹ng th¸i lµm viÖc cña nã trong mét thêi ®iÓm hoÆc trong mét kho¶ng thêi gian nµo ®ã gäi lµ chÕ ®é cña hÖ thèng ®iÖn. ChÕ ®é cña hÖ thèng ®iÖn ®îc ®Æc trng bëi c¸c chØ tiªu ®Þnh lîng vÒ tr¹ng th¸i lµm viÖc cña nã. C¸c chØ tiªu ®ã lµ c«ng suÊt t¸c dông, c«ng suÊt ph¶n kh¸ng, ®iÖn ¸p, dßng ®iÖn, tÇn sè, gãc lÖch pha gi÷a vec t¬ søc ®iÖn ®éng…C¸c chØ tiªu nµy gäi lµ th«ng sè chÕ ®é, chóng biÕn ®æi kh«ng ngõng theo thêi gian, tu©n theo c¸c quy luËt ngÉu nhiªn; nhng nhiÒu th«ng sè cña chÕ ®é lµm viÖc b×nh thêng cña hÖ thèng ®iÖn tu©n theo luËt ph©n bè chuÈn, vÝ dô phô t¶i ®iÖn, ®iÖn ¸p cña m¹ng ph©n phèi…C¸c th«ng sè chÕ ®é cã quan hÖ qua l¹i víi nhau, x¸c ®Þnh lÉn nhau th«ng qua c¸c th«ng sè cña hÖ thèng. C¸c chÕ ®é lµm viÖc cña hÖ thèng ®iÖn ®îc chia lµm hai lo¹i: chÕ ®é x¸c lËp vµ chÕ ®é qu¸ ®é. ChÕ ®é x¸c lËp b×nh thêng lµ chÕ ®é lµm viÖc thêng xuyªn cña hÖ thèng ®iÖn nªn yªu cÇu ph¶i ®¶m b¶o ®é tin cËy, chÊt lîng ®iÖn n¨ng vµ c¸c chØ tiªu kinh tÕ. Nh vËy c¸c chØ tiªu ®Ó ®¸nh gi¸ chÕ ®é lµm viÖc còng nh cÊu tróc cña hÖ thèng ®iÖn chÝnh lµ: ®é tin cËy cung cÊp ®iÖn, chÊt lîng ®iÖn n¨ng, tÝnh kinh tÕ. Cßn thêi gian qu¸ ®é vµ biªn ®é cña c¸c th«ng sè chÕ ®é lµ chØ tiªu chñ yÕu ®Ó ®¸nh gi¸ c¸c chÕ ®é qu¸ ®é. Xu híng ph¸t triÓn hÖ thèng ®iÖn lµ tõ nhµ m¸y ®iÖn riªng rÏ cung cÊp ®iÖn riªng rÏ cho c¸c khu vùc phô t¶i ®éc lËp, c¸c nhµ m¸y ®iÖn vµ c¸c phô t¶i ®îc nèi víi nhau thµnh c¸c hÖ thèng khu vùc, vµ cuèi cïng c¸c hÖ thèng nµy ®îc nèi víi nhau b»ng c¸c ®êng d©y dµi thµnh hÖ thèng thèng nhÊt quèc gia. HÖ thèng ®iÖn mang l¹i nh÷ng lîi Ých sau: 1. T¨ng cêng ®é tin cËy cung cÊp ®iÖn 2. Cã thÓ sö dông mét c¸ch kinh tÕ c¸c nguån nhiªn liÖu kh¸c nhau 3. Gi¶m ®¸ng kÓ c«ng suÊt dù tr÷ trong hÖ thèng ®iÖn, cho nªn cho phÐp x©y dùng c¸c nhµ m¸y ®iÖn cã tæ m¸y c«ng suÊt lín (hµng ngµn MW) cã c¸c ®Æc tÝnh kinh tÕ cao. Tãm l¹i hÖ thèng ®iÖn lµ hÖ thèng ®a chØ tiªu, vËn hµnh díi t¸c ®éng cña c¸c yÕu tè ngÉu nhiªn vµ ph¸t triÓn trong ®iÒu kiÖn bÊt ®Þnh. Do ®ã viÖc x©y dùng ®îc mét cÊu tróc cña hÖ thèng ®iÖn cã tÝnh thÝch nghi cao, t×m ®îc c¸c ph¬ng ph¸p vµ ph¬ng tiÖn ®iÒu khiÓn tèt nhÊt sù ph¸t triÓn hµnh vi cña hÖ thèng ®iÖn lµ c«ng viÖc khã kh¨n vµ phøc t¹p. 1.4 KÕt cÊu m¹ng líi ®iÖn HÖ thèng d©y dÉn, d©y c¸p, cét xµ sø, thiÕt bÞ nèi…dïng ®Ó truyÒn t¶i ®iÖn n¨ng gäi lµ ®êng d©y t¶i ®iÖn. §êng d©y cã ®iÖn ¸p nhá h¬n hoÆc b»ng 1 kV gäi lµ ®êng d©y ®iÖn ¸p thÊp, ®iÖn ¸p lín h¬n 1 kV gäi lµ ®iÖn ¸p cao. M¹ng ®iÖn lµ tËp hîp c¸c ®êng d©y trªn kh«ng, d©y c¸p, c¸c tr¹m biÕn ¸p vµ c¸c tr¹m ®ãng c¾t ®iÖn. C¨n cø vµo nhiÖm vô, cÊp ®iÖn ¸p, dßng ®iÖn ngêi ta ph©n m¹ng ®iÖn thµnh c¸c lo¹i nh sau: -Theo lo¹i dßng ®iÖn cã m¹ng ®iÖn mét chiÒu, m¹ng ®iÖn xoay chiÒu 1 pha, m¹ng ®iÖn xoay chiÒu 3 pha. -Theo ®iÖn ¸p cã m¹ng cao ¸p (U > 1 kV) vµ m¹ng h¹ ¸p (U ≤ 1 kV). -Theo sè d©y dÉn cã m¹ng 2 d©y, 3 d©y, 4 d©y vµ 5 d©y. -Theo h×nh d¸ng cã m¹ng ®iÖn kÝn vµ m¹ng ®iÖn hë. N N 1 2 1 2 S¬ ®å m¹ng hë S¬ ®å m¹ng kÝn H×nh 1.6 S¬ ®å m¹ng ®iÖn -Theo cÊu tróc cã m¹ng ®iÖn bªn trong vµ m¹ng ®iÖn bªn ngoµi. -Theo nhiÖm vô ngêi ta ph©n thµnh 2 lo¹i: 9
M¹ng cung cÊp (U ≥ 110 kV) dïng ®Ó truyÒn t¶i ®iÖn tíi mét khu vùc réng lín cã c«ng suÊt lín. M¹ng ®iÖn ph©n phèi (U ≤ 35 kV) dïng ®Ó ph©n phèi ®iÖn tíi c¸c ®Þa ph¬ng trong mét ph¹m vi nhá h¬n. +§iÖn ¸p ®Þnh møc cña m¹ng ®iÖn (ký hiÖu lµ U®m) Mçi m¹ng ®iÖn ®Æc trng bëi mét ®iÖn ¸p ®· ®îc tiªu chuÈn hãa, mµ ë ®ã thiÕt bÞ lµm viÖc b×nh thêng vµ kinh tÕ nhÊt gäi lµ ®iÖn ¸p ®Þnh møc. §iÖn ¸p ®Þnh møc cã ghi trªn lý lÞch vµ trªn nh·n cña m¸y ®iÖn vµ c¸c thiÕt bÞ ®iÖn. Trong c¸c thiÕt bÞ ®iÖn 3 pha, U®m lµ ®iÖn ¸p d©y. §iÖn ¸p ®Þnh møc cña m¹ng ®iÖn vµ cña hé tiªu thô ®iÖn ph¶i b»ng nhau. Do phô t¶i lu«n thay ®æi vµ do cã sù hao tæn ®iÖn ¸p trong m¹ng ®iÖn nªn ®iÖn ¸p m¹ng ®iÖn cã thÓ kh¸c U®m. Ngêi ta ph¶i ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p cña m¸y ph¸t ®iÖn vµ c¸c nÊc cña biÕn ¸p ®Ó sao cho ®é lÖch ®iÖn ¸p cña hé tiªu thô ®iÖn kh«ng vît qu¸ giíi h¹n cho phÐp. §iÖn ¸p ®Þnh møc cña m¹ng ®iÖn vµ thiÕt bÞ ®iÖn ®îc tiªu chuÈn hãa gåm c¸c gi¸ trÞ nh: U®m: 0,22 kV; 0,38 kV; 6 kV; 10 kV; 20 kV; 35 kV; 110 kV; 220 kV; 330 kV; 400 kV; 500 kV… CÊp ®iÖn ¸p tiªu chuÈn cho phÐp gi¶m bít mét sè c¬ m¸y vµ thiÕt bÞ ®iÖn, gi¶m bít chi phÝ x©y dùng m¹ng ®iÖn. Hé tiªu thô ®iÖn lµ c¸c thiÕt bÞ sö dông ®iÖn. Phô t¶i ®iÖn lµ ®¹i lîng ®Æc trng cho c«ng suÊt tiªu thô cña c¸c hé tiªu thô ®iÖn. Dùa vµo yªu cÇu cung cÊp ®iÖn vµ tÝnh chÊt quan träng cña hé tiªu thô ngêi ta chia hé tiªu thô ®iÖn thµnh 3 lo¹i: -Hé lo¹i I lµ nh÷ng phô t¶i quan träng, ngõng cung cÊp ®iÖn sÏ g©y tai n¹n nguy hiÓm cho con ngêi, lµm tæn thÊt lín ®Õn nÒn kinh tÕ quèc d©n lµm h háng hµng lo¹t s¶n phÈm, thiÕt bÞ, lµm rèi lo¹n qu¸ tr×nh s¶n xuÊt phøc t¹p. Hé lo¹i I ph¶i ®îc cung cÊp ®iÖn liªn tôc b»ng 2 ®êng d©y ®éc lËp. ViÖc cung cÊp ®iÖn chØ ®îc gi¸n ®o¹n trong thêi gian ®ãng ®iÖn dù phßng. -Hé lo¹i II lµ phô t¶i khi ngõng cung cÊp ®iÖn sÏ lµm s¶n xuÊt bÞ ®×nh trÖ, hµng lo¹t s¶n phÈm bÞ phÕ bá, vi ph¹m ho¹t ®éng b×nh thêng cña nh©n d©n thµnh phè. Hé lo¹i II ®îc phÐp gi¸n ®o¹n trong thêi gian cÇn thiÕt ®Ó ®ãng ®iÖn b»ng tay chuyÓn sang nguån dù phßng. -Hé lo¹i III bao gåm tÊt c¶ c¸c hé tiªu thô ®iÖn cßn l¹i. Hé lo¹i III cho phÐp ngõng cung cÊp ®iÖn trong thêi gian söa ch÷a, kh¾c phôc nh÷ng h háng x¶y ra. *Nh÷ng yªu cÇu chung cña m¹ng ®iÖn §Ó ®¶m b¶o chÊt lîng ®iÖn n¨ng yªu cÇu ®Æt ra ®èi víi m¹ng ®iÖn lµ: -Liªn tôc cung cÊp ®iÖn -B¶o ®¶m chÊt lîng ®iÖn -ChØ tiªu kinh tÕ cao -An toµn ®èi víi con ngêi 10
Ch¬ng 2 X¸c ®Þnh Phô t¶i ®iÖn 2.1 §å thÞ phô t¶i 1)§Æt vÊn ®Ò Khi thiÕt kÕ cÊp ®iÖn cho mét c«ng tr×nh th× nhiÖm vô ®Çu tiªn lµ ph¶i x¸c ®Þnh ®îc nhu cÇu ®iÖn cña c«ng tr×nh ®ã. Tïy theo qui m« cña c«ng tr×nh mµ nhu cÇu ®iÖn x¸c ®Þnh theo phô t¶i thùc tÕ hoÆc ph¶i tÝnh ®Õn sù ph¸t triÓn vÒ sau nµy. Do ®ã x¸c ®Þnh nhu cÇu ®iÖn lµ gi¶i bµi to¸n dù b¸o phô t¶i ng¾n h¹n hoÆc dµi h¹n. Néi dung cña ch¬ng nµy lµ tr×nh bµy nh÷ng ph¬ng ph¸p dù b¸o phô t¶i ng¾n h¹n. Dù b¸o phô t¶i ng¾n h¹n lµ x¸c ®Þnh phô t¶i cña c«ng tr×nh ngay sau khi ®a c«ng tr×nh vµo khai th¸c, vËn hµnh. Phô t¶i nµy thêng ®îc gäi lµ phô t¶i tÝnh to¸n. Nh vËy phô t¶i tÝnh to¸n lµ mét sè liÖu quan träng ®Ó thiÕt kÕ hÖ thèng cung cÊp ®iÖn. Phô t¶i ®iÖn phô thuéc vµo rÊt nhiÒu yÕu tè, do vËy x¸c ®Þnh chÝnh x¸c phô t¶i tÝnh to¸n lµ mét viÖc rÊt khã kh¨n vµ còng rÊt quan träng. V× nÕu phô t¶i tÝnh to¸n ®îc x¸c ®Þnh nhá h¬n phô t¶i thùc tÕ th× sÏ gi¶m tuæi thä cña c¸c thiÕt bÞ, cã khi ®a ®Õn næ ch¸y vµ nguy hiÓm. NÕu phô t¶i tÝnh to¸n lín h¬n phô t¶i thùc tÕ nhiÒu th× c¸c thiÕt bÞ ®îc chän sÏ qu¸ lín vµ g©y l·ng phÝ. Cã nhiÒu ph¬ng ph¸p x¸c ®Þnh phô t¶i tÝnh to¸n. chóng ®îc chia lµm 2 nhãm chÝnh: -Nhãm thø nhÊt: Lµ nhãm dùa vµo kinh nghiÖm thiÕt kÕ vµ vËn hµnh ®Ó tæng kÕt vµ ®a ra c¸c hÖ sè tÝnh to¸n. §Æc ®iÓm cña ph¬ng ph¸p nµy lµ thuËn lîi cho viÖc tÝnh to¸n, nhanh chãng ®¹t kÕt qu¶ nhng thêng cho kÕt qu¶ kÐm chÝnh x¸c. -Nhãm thø hai: Lµ nhãm c¸c ph¬ng ph¸p dùa trªn c¬ së cña lý thuyÕt x¸c suÊt vµ thèng kª. §Æc ®iÓm cña ph¬ng ph¸p nµy lµ cã kÓ ®Õn ¶nh hëng cña nhiÒu yÕu tè. Do vËy nªn kÕt qu¶ tÝnh to¸n cã chÝnh x¸c h¬n song viÖc tÝnh to¸n kh¸ phøc t¹p. Trong thùc tÕ tïy thuéc yªu cÇu cô thÓ mµ chän ph¬ng ph¸p tÝnh to¸n phô t¶i ®iÖn thÝch hîp. 2)§å thÞ phô t¶i ®iÖn Phô t¶i ®iÖn lµ mét hµm theo thêi gian, nã phô thuéc vµo nhiÒu yÕu tè nh ®Æc ®iÓm cña qu¸ tr×nh c«ng nghÖ, chÕ ®é vËn hµnh…§êng biÓu diÔn sù thay ®æi cña phô t¶i t¸c dông P, phô t¶i ph¶n kh¸ng Q hoÆc dßng ®iÖn I theo thêi gian gäi lµ ®å thÞ phô t¶i t¸c dông, ph¶n kh¸ng vµ ®å thÞ phô t¶i theo dßng ®iÖn. §èi víi mçi lo¹i hé tiªu thô cña mét ngµnh c«ng nghiÖp ®Òu cã thÓ ®a ra mét d¹ng ®å thÞ phô t¶i ®iÓn h×nh. Khi thiÕt kÕ, nÕu biÕt ®å thÞ phô t¶i ®iÓn h×nh, ta sÏ cã c¨n cø ®Ó chän thiÕt bÞ ®iÖn vµ tÝnh ®iÖn n¨ng tiªu thô. Lóc vËn hµnh, nÕu biÕt ®å thÞ phô t¶i ®iÓn h×nh th× cã thÓ ®Þnh ph¬ng thøc vËn hµnh c¸c thiÕt bÞ sao cho kinh tÕ vµ hîp lý nhÊt. a)§å thÞ phô t¶i hµng ngµy: Lµ ®å thÞ phô t¶i trong mét ngµy ®ªm 24 giê. Trong thùc tÕ vËn hµnh cã thÓ dïng dông cô ®o ®iÖn tù ghi ®Ó vÏ ®å thÞ phô t¶i, hay do nh©n viªn vËn hµnh ghi l¹i gi¸ trÞ cña phô t¶i sau tõng kho¶ng thêi gian nhÊt ®Þnh. §Ó thuËn lîi khi tÝnh to¸n, ®å thÞ phô t¶i ®îc vÏ theo h×nh bËc thang. P (kW) Pmax.ng 0 24 t (h) H×nh 2.1 §å thÞ phô t¶i ngµy P vÏ b»ng ®ång hå tù ghi 11
DiÖn tÝch giíi h¹n bëi ®êng cong vµ c¸c trôc täa ®é x¸c ®Þnh n¨ng lîng tiªu thô Ang trong ngµy cña phô t¶i: 24 A ng   P(t).dt (1.3) 0 Víi P(t) lµ c«ng suÊt cña phô t¶i t¹i thêi ®iÓm t. Song viÖc x¸c ®Þnh ®iÖn n¨ng tiªu thô trong ngµy theo biÓu thøc trªn rÊt khã thùc hiÖn v× kh«ng x¸c ®Þnh ®îc biÓu thøc gi¶i tÝch biÓu diÔn sù biÕn thiªn cña P theo t. §Ó ®¬n gi¶n c¸ch vÏ vµ dÔ dµng tiÕn hµnh c¸c tÝnh to¸n, ngêi ta thêng dïng ph¬ng ph¸p gÇn ®óng nh sau: chia kho¶ng thêi gian trong ngµy thµnh nhiÒu kho¶ng nhá, cø sau mçi kho¶ng thêi gian Δt i ta l¹i ®o ®îc c«ng suÊt Pi t¬ng øng víi thêi ®iÓm ®o ti vµ x¸c ®Þnh ®îc ®iÓm i cña ®å thÞ phô t¶i (cã täa ®é ti, Pi). Nèi c¸c ®iÓm võa x¸c ®Þnh ®îc víi nhau b»ng c¸c ®o¹n th¼ng sÏ ®îc mét ®å thÞ phô t¶i ngµy gÇn ®óng cã d¹ng gÊp khóc. §å thÞ phô t¶i cµng ®îc vÏ chÝnh x¸c h¬n khi sè thêi ®iÓm tiÕn hµnh ®o cµng nhiÒu, hay nãi c¸ch kh¸c lµ kho¶ng thêi gian gi÷a c¸c lÇn ®o nhá. DiÖn tÝch giíi h¹n bëi ®êng gÊp khóc vµ c¸c trôc täa ®é biÓu diÔn gÇn ®óng n¨ng lîng ®iÖn tiªu thô trong ngµy. Víi ®å thÞ phô t¶i ®· vÏ, ®Ó tÝnh ®iÖn n¨ng Ang cÇn x¸c ®Þnh diÖn tÝch c¸c h×nh thang t¬ng øng víi tõng ®o¹n gÊp khóc. P (kW) P max.ng 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 t (h) H×nh 2.2 §å thÞ phô t¶i ngµy P vÏ theo tõng ®iÓm §iÖn n¨ng Ang ®îc x¸c ®Þnh bëi tæng diÖn tÝch cña tÊt c¶ c¸c h×nh thang. Tuy nhiªn c¸ch tÝnh nµy vÉn cßn kh¸ phøc t¹p. §Ó ®¬n gi¶n c¸c tÝnh to¸n vµ víi sai sè kh«ng lín, ngêi ta thay viÖc vÏ c¸c ®å thÞ cã d¹ng gÊp khóc b»ng viÖc x©y dùng c¸c ®å thÞ d¹ng bËc thang. Khi x©y dùng ®å thÞ h×nh bËc thang ngêi ta chÊp nhËn phô t¶i cña thiÕt bÞ kh«ng thay ®æi gi÷a c¸c lÇn ®o. Lµm t¬ng tù ta x©y dùng ®îc ®å thÞ phô t¶i c«ng suÊt ph¶n kh¸ng Q vµ c«ng suÊt biÓu kiÕn S. ViÖc x©y dùng c¸c ®å thÞ bËc thang t¬ng ®èi ®¬n gi¶n, rÊt thuËn tiÖn khi x¸c ®Þnh c¸c ®¹i lîng ®Æc trng cÇn thiÕt. Phô t¶i lín nhÊt cña thiÕt bÞ theo ®å thÞ phô t¶i ngµy ®îc gäi lµ c«ng suÊt cùc ®¹i ngµy Pmax.ng vµ thêng kÐo dµi kh«ng qu¸ 0,5 giê. DiÖn tÝch giíi h¹n bëi ®å thÞ phô t¶i vµ c¸c trôc täa ®é biÓu diÔn n¨ng lîng tiªu thô (hay ph¸t ra) Ang ®îc x¸c ®Þnh theo (1.3). Trêng hîp ®å thÞ bËc thang ®îc x¸c ®Þnh bëi biÓu thøc ®¬n gi¶n sau: n A ng   Pi .t i (1.4) i 1 Víi Pi - c«ng suÊt t¬ng øng víi kho¶ng thêi gian ti; n - sè bËc cña ®å thÞ phô t¶i. BiÕt Ang cã thÓ x¸c ®Þnh ®îc c«ng suÊt trung b×nh ngµy Ptb.ng cña thiÕt bÞ: A Ptb.ng  ng (1.5) 24 H×nh d¹ng cña ®å thÞ phô t¶i ngµy phô thuéc tÝnh chÊt c¸c hé tiªu thô ®iÖn. Khi phÇn lín c¸c hé tiªu thô lµ phô t¶i chiÕu s¸ng, ®å thÞ phô t¶i ngµy rÊt kh«ng b»ng ph¼ng v× r»ng vµo nh÷ng giê buæi tèi lín h¬n nhiÒu so víi ban ngµy. §å thÞ phô t¶i ngµy mïa hÌ kh¸c so víi ®å thÞ phô t¶i ngµy mïa ®«ng kh«ng nh÷ng vÒ trÞ sè mµ cßn c¶ vµo c¸c giê kh¸c nhau, v× r»ng cùc ®¹i cña ®å thÞ phô t¶i 12
mïa hÌ xuÊt hiÖn muén h¬n so víi mïa ®«ng. Do vËy ®å thÞ phô t¶i cña c¸c nhµ m¸y ®iÖn hay c¸c tr¹m biÕn ¸p cung cÊp cho chóng còng cã d¹ng t¬ng tù. Khi chñ yÕu lµ phô t¶i ®éng lùc, ®Æc biÖt khi cã c¸c xÝ nghiÖp lµm viÖc 2 ca vµ 3 ca, ®å thÞ phô t¶i ngµy b»ng ph¼ng h¬n vµ sù chªnh lÖch gi÷a phô t¶i mïa ®«ng vµ mïa hÌ còng Ýt h¬n. b)§å thÞ phô t¶i hµng th¸ng ®îc x©y dùng theo phô t¶i trung b×nh hµng th¸ng. Nghiªn cøu ®å thÞ nµy, ta cã thÓ biÕt ®îc nhÞp ®é lµm viÖc cña hé tiªu thô vµ tõ ®©y cã thÓ ®Þnh ra lÞch vËn hµnh söa ch÷a thiÕt bÞ ®iÖn hîp lý, ®¸p øng ®îc yªu cÇu s¶n xuÊt. P (kW) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Th¸ng H×nh 2.3 §å thÞ phô t¶i hµng th¸ng c)§å thÞ phô t¶i hµng n¨m C¨n cø vµo ®å thÞ phô t¶i ®iÓn h×nh cña mét ngµy hoÆc c¨n cø vµo ®å thÞ ®iÓn h×nh cña mét ngµy cña mçi mïa mµ ta cã thÓ vÏ ®îc ®å thÞ phô t¶i hµng n¨m (gi¶ thiÕt r»ng mïa hÌ gåm 180 ngµy vµ mïa ®«ng gåm 185 ngµy). Nghiªn cøu ®å thÞ phô t¶i hµng n¨m, ta biÕt ®îc ®iÖn n¨ng tiªu thô hµng n¨m vµ thêi gian sö dông c«ng suÊt lín nhÊt Tmax. max.ng Ngµy 1/1 1/4 1/6 1/8 1/10 31/12 H×nh 2.4 §å thÞ biÓu diÔn sù biÕn thiªn cña phô t¶i cùc ®¹i ngµy trong n¨m §å thÞ phô t¶i n¨m biÓu diÔn sù biÕn thiªn cña phô t¶i cùc ®¹i ngµy cho trªn h×nh 2.4. Trôc hoµnh biÓu diÔn c¸c ngµy cña tõng th¸ng trong n¨m (tõ 1/1 ®Õn 31/12), trôc tung biÓu diÔn phô t¶i cùc ®¹i cña mçi ngµy Pmax.ng. Mét c¸ch gÇn ®óng còng cã thÓ thay b»ng ®å thÞ d¹ng gÊp khóc ®îc biÓu diÔn bëi ®êng nÐt ®øt trªn h×nh 2.4. NÕu biÕt ®îc sè lîng vµ c«ng suÊt c¸c tæ m¸y trong NM§ hoÆc sè lîng vµ c«ng suÊt c¸c m¸y biÕn ¸p trong tr¹m, dùa vµo ®å thÞ phô t¶i nµy, cã thÓ x¸c ®Þnh ®îc sè tæ m¸y cÇn ®a vµo lµm viÖc trong tõng thêi kú cña n¨m vµ do ®ã lËp ®îc kÕ ho¹ch söa ch÷a c¸c tæ m¸y, sè tæ m¸y cã thÓ ®ång thêi ®a ra söa ch÷a. VÝ dô ®èi víi ®å thÞ phô t¶i ®· cho ë h×nh 2.4, nhµ m¸y cã 4 tæ m¸y gièng nhau, trong ®ã cã mét tæ m¸y dù phßng. §Ó lËp kÕ ho¹ch söa ch÷a, ta vÏ c¸c ®êng th¼ng n»m ngang cã tung ®é t¬ng øng víi c«ng suÊt cña 1, 2 vµ 3 tæ m¸y. Tõ h×nh vÏ thÊy r»ng, ®Ó ®¶m b¶o cung cÊp cho c¸c phô t¶i cã c«ng suÊt dù tr÷ sù cè, tõ 1/1 ®Õn 1/4 vµ tõ 1/10 ®Õn 31/12 cÇn lµm viÖc c¶ ba tæ m¸y; tõ 1/4 ®Õn 1/6 vµ tõ 1/8 ®Õn 1/10 cÇn lµm viÖc 2 tæ m¸y; tõ 1/6 ®Õn 1/8 chØ cÇn 1 tæ m¸y lµm viÖc. §å thÞ phô t¶i n¨m biÓu diÔn sù biÕn thiªn cña phô t¶i theo thêi gian cho trªn h×nh 2.5. §å thÞ nµy cho biÕt thêi gian lµm viÖc trong n¨m cña c¸c thiÕt bÞ víi c¸c phô t¶i kh¸c nhau. Trôc hoµnh 13
biÓu diÔn sè giê lµm viÖc trong n¨m cña c¸c thiÕt bÞ víi c¸c phô t¶i kh¸c nhau. Trôc hoµnh biÓu diÔn sè giê trong n¨m (0 ®Õn 8760), trôc tung lµ c«ng suÊt cña phô t¶i. P P A B max P tb.n C t (h) 0 T 8760 max H×nh 2.5 §å thÞ phô t¶i n¨m theo thêi gian Phô t¶i trung b×nh n¨m Ptb.n cña thiÕt bÞ (h×nh 2.5)sÏ lµ: A Ptb.n  n (1.6) 8760 §å thÞ phô t¶i n¨m theo thêi gian cña c¸c thiÕt bÞ ®îc sö dông khi tÝnh to¸n kinh tÕ – kü thuËt, nh khi x¸c ®Þnh sè lîng vµ c«ng suÊt tèi u cña c¸c thiÕt bÞ, x¸c ®Þnh tæn thÊt ®iÖn n¨ng trong líi, trong m¸y biÕn ¸p… 2.2 C¸c ®Þnh nghÜa vµ kh¸i niÖm vÒ phô t¶i ®iÖn *ThiÕt bÞ dïng ®iÖn hay cßn gäi lµ thiÕt bÞ tiªu thô lµ nh÷ng thiÕt bÞ tiªu thô ®iÖn n¨ng nh: ®éng c¬ ®iÖn, lß ®iÖn, ®Ìn ®iÖn… *Hé tiªu thô lµ tËp hîp c¸c thiÕt bÞ ®iÖn cña ph©n xëng hay cña xÝ nghiÖp hoÆc cña khu vùc. *Phô t¶i ®iÖn lµ mét ®¹i lîng ®Æc trng cho c«ng suÊt tiªu thô cña c¸c thiÕt bÞ hoÆc c¸c hé tiªu thô ®iÖn n¨ng. 1. C«ng suÊt ®Þnh møc P®m cña mét thiÕt bÞ tiªu thô ®iÖn lµ c«ng suÊt ghi trªn nh·n hiÖu m¸y hoÆc ghi trong lý lÞch m¸y. §èi víi ®éng c¬, c«ng suÊt ®Þnh møc ghi trªn nh·n hiÖu m¸y chÝnh lµ c«ng suÊt c¬ trªn trôc ®éng c¬. C«ng suÊt ®Çu vµo cña ®éng c¬ gäi lµ c«ng suÊt ®Æt. VËy c«ng suÊt ®Æt cña ®éng c¬ lµ: P Pd  dm - víi ηdc lµ hiÖu suÊt ®Þnh møc cña ®éng c¬.  dc V× ηdc = 0,8-0,95 kh¸ cao, nªn ®Ó tÝnh to¸n ®¬n gi¶n, cho phÐp lÊy P® ≈ P®m. 2. C«ng suÊt ®Æt P®: a) §èi thiÕt bÞ chiÕu s¸ng, c«ng suÊt ®Æt lµ c«ng suÊt t¬ng øng víi sè ghi trªn ®Õ hay ë bÇu ®Ìn, c«ng suÊt nµy b»ng víi c«ng suÊt ®îc tiªu thô bëi ®Ìn khi ®iÖn ¸p m¹ng ®iÖn lµ ®Þnh møc. b) §èi víi ®éng c¬ ®iÖn: lµm viÖc ë chÕ ®é ng¾n h¹n lÆp l¹i nh cÇn trôc, c«ng suÊt ®Þnh møc ®îc tÝnh to¸n ph¶i quy ®æi vÒ c«ng suÊt ®Þnh møc ë chÕ ®é dµi h¹n, tøc lµ quy ®æi vÒ chÕ ®é lµm viÖc cã hÖ sè tiÕp ®iÖn ε% = 100%. C«ng thøc quy ®Þnh nh sau: ' Pd  Pdm  Pdm  dm ’ Víi P dm: c«ng suÊt ®Þnh møc ®· quy vÒ chÕ ®é lµm viÖc dµi h¹n; Pdm,εdm: c¸c tham sè ®Þnh møc trong lý lÞch m¸y. c) §èi víi m¸y biÕn ¸p cña lß ®iÖn, c«ng suÊt ®Æt lµ: Pd = S®m.cosφ®m S®m – c«ng suÊt biÓu kiÕn ®Þnh møc cña m¸y biÕn ¸p ghi trong lý lÞch m¸y. cosφ®m – hÖ sè c«ng suÊt ë lß ®iÖn khi phô t¶i cña nã ®¹t ®Õn c«ng suÊt ®Þnh møc (hÖ sè nµy ghi trong lý lÞch m¸y) d) §èi víi m¸y biÕn ¸p hµn, th× c«ng suÊt ®Æt ®îc tÝnh to¸n quy ®æi vÒ hÖ sè tiÕp ®iÖn ε®m nh sau: Pd  S dm . cos dm  dm C¸c tham sè ®Þnh møc trªn ®· cho trong lý lÞch m¸y. 14
3. Phô t¶i trung b×nh (c«ng suÊt, dßng ®iÖn) Phô t¶i trung b×nh lµ mét ®Æc trng tÜnh cña phô t¶i trong mét kho¶ng thêi gian nµo ®ã. Phô t¶i trung b×nh cña c¸c nhãm hé tiªu thô ®iÖn n¨ng cho ta c¨n cø ®Ó ®¸nh gi¸ gÇn ®óng giíi h¹n díi cña phô t¶i tÝnh to¸n. Nãi chung, phô t¶i trung b×nh sau mét kho¶ng thêi gian t bÊt kú ®îc x¸c ®Þnh tõ biÓu thøc sau: t t  P.dt 0  Q.dt 0 Ptb  ; Qtb  t t Phô t¶i trung b×nh trªn thùc tÕ ®îc tÝnh theo c«ng thøc sau: Ap Aq -§èi víi mét thiÕt bÞ: ptb  ; qtb  t t Víi Ap, Aq - ®iÖn n¨ng tiªu thô trong kho¶ng thêi gian kh¶o s¸t, kWh, kVAr; t – thêi gian kh¶o s¸t, h. -§èi víi nhãm thiÕt bÞ th× tÝnh nh sau: n n Ptb   pi ; Qtb   qi i 1 i 1 Phô t¶i trung b×nh sau mét ca t¶i lín nhÊt hay sau mét n¨m ®îc ký hiÖu nh trªn nhng thªm chØ sè phô: Ptb max; Qtb max; hay Ptb n¨m; Qtb n¨m Ca tiªu thô ®iÖn n¨ng lín nhÊt cña c¸c nhãm hé tiªu thô cña ph©n xëng hay xÝ nghiÖp nãi chung trong trong mét ngµy ®ªm ®iÓn h×nh th× gäi lµ ca t¶i lín nhÊt. TrÞ sè hÖ sè lín nhÊt cña phô t¶i nµy ph¶i ®îc lËp l¹i Ýt nhÊt kh«ng ®îc bÐ h¬n 5 lÇn trong mét n¨m. Phô t¶i trung b×nh lµ mét sè liÖu quan träng ®Ó x¸c ®Þnh phô t¶i tÝnh to¸n vµ tÝnh tæn hao ®iÖn n¨ng. *Phô t¶i trung b×nh tÝnh theo dßng ®iÖn §èi víi líi ®iÖn 3 pha, ta t×m b»ng biÓu thøc: Ptb2  Qtb2 I tb  3.U dm Trong ®ã U®m - ®iÖn ¸p d©y ®Þnh møc cña m¹ng ®iÖn. 4. Phô t¶i trung b×nh b×nh ph¬ng C«ng suÊt trung b×nh b×nh ph¬ng Ptb bp lµ c«ng suÊt sau kho¶ng thêi gian bÊt kú ®îc x¸c ®Þnh theo biÓu thøc sau: t t 1 1 Ptbbp   P 2 .dt ; Qtbbp   Q 2 .dt T 0 T 0 Hay P12 .t1  P22 .t 2  ...  Pn2 .t n Q12 .t1  Q22 .t 2  ...  Qn2 .t n Ptbbp  n ; Qtbbp  n  ti i 1 t i 1 i Dßng ®iÖn trung b×nh b×nh ph¬ng Itbbp ®îc x¸c ®Þnh b»ng biÓu thøc sau: I 2 .t  I 22 .t 2  ...  I n2 .t n Ptbbp I tbbp  1 1 n hoÆc I tbbp  3.U dm . cos   ti i 1 5. Phô t¶i cùc ®¹i Pmax Phô t¶i cùc ®¹i chia lµm 2 nhãm: a) Phô t¶i cùc ®¹i Pmax: phô t¶i trung b×nh lín nhÊt ®îc tÝnh trong kho¶ng thêi gian t¬ng ®èi ng¾n. §Ó tÝnh to¸n líi ®iÖn vµ m¸y biÕn ¸p theo ph¸t nãng, ta thêng lÊy b»ng phô t¶i trung b×nh lín nhÊt trong thêi gian 5, 10, 30 hay 60 phót (th«ng thêng nhÊt lÊy trong thêi gian 30 phót, 15
lóc Êy ký hiÖu P30, Q30, S30, I30). §«i khi ngêi ta dïng phô t¶i cùc ®¹i ®îc x¸c ®Þnh nh trªn ®Ó lµm phô t¶i tÝnh to¸n. I,P P 30 t 0 30' H×nh 2.6 Phô t¶i cùc ®¹i Phô t¶i cùc ®¹i ®Ó tÝnh tæn thÊt lín nhÊt vµ ®Ó chän c¸c thiÕt bÞ ®iÖn, chän d©y dÉn vµ d©y c¸p theo mËt ®é dßng ®iÖn kinh tÕ. b) Phô t¶i ®Ønh nhän - P®nh lµ phô t¶i cùc ®¹i xuÊt hiÖn trong kho¶ng thêi gian rÊt ng¾n 1-2 gi©y. Do vËy cã tµi liÖu gäi lµ phô t¶i cùc ®¹i tøc thêi. Phô t¶i nµy ®îc dïng ®Ó kiÓm tra ®é dao ®éng ®iÖn ¸p, kiÓm tra ®iÒu kiÖn tù khëi ®éng cña ®éng c¬, chän d©y ch¶y cÇu ch× vµ tÝnh dßng ®iÖn khëi ®éng cña r¬ le b¶o vÖ. Ngoµi viÖc quan t©m ®Õn trÞ sè phô t¶i ®Ønh nhän, chóng ta cßn quan t©m ®Õn sè lÇn xuÊt hiÖn cña phô t¶i nµy v× nÕu tÇn sè xuÊt hiÖn cña nã cµng t¨ng th× cµng ¶nh hëng tíi sù lµm viÖc b×nh thêng cña c¸c thiÕt bÞ dïng ®iÖn kh¸c ë cïng mét m¹ng ®iÖn. 6. Phô t¶i tÝnh to¸n Ptt Phô t¶i tÝnh to¸n theo ®iÒu kiÖn ph¸t nãng cho phÐp ®îc gäi t¾t lµ phô t¶i tÝnh to¸n; ®ã lµ phô t¶i gi¶ thiÕt kh«ng ®æi l©u dµi cña c¸c phÇn tö trong hÖ thèng cung cÊp ®iÖn (m¸y biÕn ¸p, ®êng d©y…), t¬ng ®¬ng víi víi phô t¶i thùc tÕ biÕn ®æi theo ®iÒu kiÖn t¸c dông nhiÖt n¨ng nÒ nhÊt. Nãi c¸ch kh¸c, phô t¶i tÝnh to¸n còng lµm nãng d©y dÉn lªn tíi nhiÖt ®é b»ng nhiÖt ®é lín nhÊt do phô t¶i thùc tÕ g©y ra. Do vËy, vÒ ph¬ng diÖn ph¸t nãng, nÕu ta chän c¸c thiÕt bÞ ®iÖn theo phô t¶i tÝnh to¸n th× cã thÓ ®¶m b¶o an toµn cho c¸c thiÕt bÞ ®iÖn ®ã trong mäi tr¹ng th¸i vËn hµnh. Trong thùc tÕ thiÕt kÕ, ngêi ta thêng sö dông kh¸i niÖm phô t¶i tÝnh to¸n theo c«ng suÊt t¸c dông P, mÆc dï d©y dÉn bÞ ®èt nãng lµ do dßng ®iÖn phô t¶i cña nã. Së dÜ v× khi vËn hµnh, c¸c ®å thÞ P(t) ®îc x¸c ®Þnh ®¬n gi¶n h¬n vµ ®îc sö dông thuËn tiÖn h¬n. Quan hÖ gi÷a phô t¶i tÝnh to¸n vµ c¸c phô t¶i kh¸c ®îc thÓ hiÖn ë bÊt ®¼ng thøc sau ®©y: Ptb ≤ Ptt ≤ Pmax Nh÷ng sè liÖu vÒ h»ng sè thêi gian ®èt nãng T0 cña d©y dÉn vµ d©y c¸p trong ®iÒu kiÖn ®Æt d©y kh¸c nhau cho ë c¸c cÈm nang vÒ ®iÖn. Phô t¶i tÝnh to¸n Ptt ®îc lÊy b»ng phô t¶i trung b×nh cùc ®¹i xuÊt hiÖn trong kho¶ng thêi gian gÇn b»ng 3T0 v× sau kho¶ng thêi gian ®ã trÞ sè ph¸t nãng ®¹t ®Õn 95% trÞ sè x¸c lËp. Do vËy, ®èi víi d©y dÉn tiÕt diÖn bÐ vµ trung b×nh thêng ¸p dông phô t¶it rung b×nh cùc ®¹i nöa giê P30 (v× T0 ®èi víi d©y dÉn lo¹i nµy dao ®éng trong ph¹m vi 10 phót). 7. HÖ sè sö dông ksd HÖ sè sö dông ksd lµ tØ sè gi÷a phô t¶i t¸c dông trung b×nh víi c«ng suÊt ®Æt, trong mét kho¶ng thêi gian xem xÐt (giê, ca, hoÆc ngµy ®ªm…). Thêi gian xem xÐt nµy ®îc gäi lµ mét chu kú xem xÐt tck. p -§èi víi mét thiÕt bÞ: k sd  tb p dm -§èi víi mét nhãm thiÕt bÞ: n p tb p tbi k sd   i 1 n p dm p i 1 dmi 16
P P1 P3 P P2 4 Pn P tb t1 t2 t3 t4 tn t nghØ T H×nh 2.7 §å thÞ phô t¶i d¹ng bËc thang NÕu cã ®å thÞ phô t¶i d¹ng bËc thang nh h×nh 2.7 th× hÖ sè sö dông cã thÓ tÝnh nh sau: P t  P2 t 2  ...  Pn t n k sd  1 1 Pdm (t1  t 2  ...  t n ) HÖ sè sö dông nãi lªn møc ®é khai th¸c c«ng suÊt cña thiÕt bÞ trong kho¶ng thêi gian xem xÐt. 8. HÖ sè ®ãng ®iÖn cho hé tiªu thô k®ãng Lµ tØ sè gi÷a thêi gian ®ãng ®iÖn cho hé tiªu thô t®ãng víi thêi gian c¶ chu kú xem xÐt tck. Thêi gian ®ãng ®iÖn cho hé tiªu thô t®ãng trong mét chu kú xem xÐt lµ tæng thêi gian lµm viÖc tlv víi thêi gian ch¹y kh«ng t¶i tkt. t dong t lv  t kt k dong   t ck t ck HÖ sè ®ãng ®iÖn cña nhãm hé tiªu thô ®îc x¸c ®Þnh nh sau: n k i 1 di pdmi k dongnhom  n p i 1 dmi Trong ®ã: p®mi - c«ng suÊt ®Þnh møc cña hé tiªu thô thø i k®i - hÖ sè ®ãng ®iÖn øng víi hé thø i Trong vËn hµnh, gi¸ trÞ gÇn ®óng: k®ãng x¸c ®Þnh nhê c«ng t¬ ®iÖn ®¬n gi¶n theo thêi gian. Gi¸ trÞ k®ãng phô thuéc ®Æc tÝnh cña qu¸ tr×nh c«ng nghÖ. 9. HÖ sè phô t¶i kpt HÖ sè phô t¶i cßn gäi lµ hÖ sè mang t¶i, lµ tØ sè gi÷a c«ng suÊt thùc tÕ tiªu thô (tøc lµ phô t¶i trung b×nh trong thêi gian ®ãng ®iÖn tiªu thô Ptb ®ãng) víi c«ng suÊt ®Þnh møc. Ta thêng xÐt hÖ sè phô t¶i trong chu kú xem xÐt tck. P Ptbdong P t k k pt  thucte   tb ck  sd Pdm Pdm Pdm t d kd Do ®ã ta cã: ksd = kpt . k®ãng 10. HÖ sè cùc ®¹i kmax ≥ 1 HÖ sè cùc ®¹i kmax lµ tØ sè gi÷a phô t¶i tÝnh to¸n vµ phô t¶i trung b×nh trong kho¶ng thêi gian xem xÐt. P k max  tt Ptb HÖ sè cùc ®¹i thêng ®îc tÝnh víi ca lµm viÖc cã phô t¶i lín nhÊt. 17
HÖ sè cùc ®¹i kmax phô thuéc vµo sè thiÕt bÞ hiÖu qu¶ nhq, vµo hÖ sè sö dông ksd vµ hµng lo¹t c¸c yÕu tè ®Æc trng cho chÕ ®é lµm viÖc cña c¸c thiÕt bÞ ®iÖn trong nhãm. HÖ sè cùc ®¹i kmaxlµ mét hµm sè rÊt phøc t¹p:  2 3 k hdsd  1  k max  1   Ak hd  B   n   hq  Trong ®ã: khdsd - hÖ sè h×nh d¸ng cña biÓu ®å s¾p xÕp cña c¸c hÖ sè sö dông riªng biÖt theo c«ng suÊt t¸c dông khd - hÖ sè h×nh d¸ng ®å thÞ phô t¶i nhãm A, B lµ c¸c hÖ sè tÝnh to¸n A=4,1 µ B=3,1 khi khd ≤ 1,1 A=2,8 vµ B=1,67 khi 1,1 < khd < 1,5 Thùc tÕ, ngêi ta tÝnh to¸n kmax theo ®êng cong kmax = f(ksd, nhq) hoÆc cã thÓ sö dông b¶ng ë trong cÈm nang ®iÖn. 11. HÖ sè nhu cÇu knc ≤ 1 HÖ sè nhu cÇu knc lµ tû sè gi÷a c«ng suÊt tÝnh to¸n (trong ®iÒu kiÖn thiÕt kÕ) hoÆc c«ng suÊt tiªu thô (trong ®iÒu kiÖn vËn hµnh) víi c«ng suÊt ®Æt (c«ng suÊt ®Þnh møc) cña nhãm hé tiªu thô: P P P k nc  tt  tt . tb  k max .k sd Pdm Pdm Ptb Còng gièng nh hÖ sè cùc ®¹i, hÖ sè nhu cÇu thêng tÝnh cho phô t¶i t¸c dông. §èi víi chiÕu s¸ng, knc = 0,8. Theo tµi liÖu níc ngoµi th× hÖ sè nhu cÇu ®îc tÝnh b»ng tØ sè phô t¶i t¸c dông cùc ®¹i trong thêi gian 30 phót (P30) víi c«ng suÊt ®Æt. P k nc  30 Pdat 12. HÖ sè h×nh d¸ng khd HÖ sè h×nh d¸ng khd lµ tØ sè c«ng suÊt trung b×nh b×nh ph¬ng cña mét hé tiªu thô hoÆc cña mét nhãm hé tiªu thô víi gi¸ trÞ trung b×nh cña nã trong thêi gian kh¶o s¸t. VÝ dô hÖ sè h×nh d¸ng c«ng suÊt t¸c dông: Ptbbp k hdp  , Ptb t I tbbp 1 2 HÖ sè h×nh d¸ng cña dßng ®iÖn: Víi I tbbp  i .dt t 0 k hdI  I tb 13. HÖ sè ®iÒn kÝn ®å thÞ phô t¶i: k®k HÖ sè ®iÒn kÝn ®å thÞ phô t¶i k®k lµ tØ sè gi÷a c«ng suÊt t¸c dông trung b×nh víi c«ng suÊt cùc ®¹i trong thêi gian kh¶o s¸t: P k dk  tb Pmax Thêi gian kh¶o s¸t lÊy b»ng thêi gian cña ca phô t¶i lín nhÊt. NÕu ta coi Pmax=Ptt th× hÖ sè ®iÒn kÝn cña phô t¶i lµ: P P 1 k dk  tb  tb  Pmax Ptt k max HÖ sè ®iÒn kÝn cña phô t¶i k®k ®ãng vai trß quan träng trong viÖc ®¸nh gi¸ ®å thÞ phô t¶i ngµy ®ªm vµ ®å thÞ phô t¶i n¨m. 14. HÖ sè ®ång thêi: lµ tØ sè gi÷a c«ng suÊt t¸c dông tÝnh to¸n cùc ®¹i t¹i nót kh¶o s¸t cña hÖ thèng cung cÊp ®iÖn víi tæng c¸c c«ng suÊt t¸c dông tÝnh to¸n cùc ®¹i cña c¸c nhãm hé tiªu thô riªng biÖt nèi vµo nót ®ã, tøc lµ: 18
Ptt k dt  n p i 1 tti HoÆc cã thÓ ®Þnh nghÜa nh sau: hÖ sè ®ång thêi lµ tØ sè gi÷a phô t¶i cùc ®¹i nöa giê tÝnh tæng t¹i nót kh¶o s¸t cña ph©n xëng hay nhµ m¸y víi tæng c¸c phô t¶i cùc ®¹i nöa giê cña c¸c nhãm hé tiªu thô riªng biÖt hay ph©n xëng riªng biÖt. §èi víi ph©n xëng: k  P30 phanxuong dt n p i 1 30 n hom hotieuthui §èi víi nhµ m¸y: k  P30 nhamay dt n p i 1 30 phanxuongi n Trong ®ã:  p30 n hom hotieuthui - lµ tæng c¸c phô t¶i cùc ®¹i nöa giê xña c¸c nhãm hé tiªu thô i 1 riªng biÖt cña ph©n xëng. P30phanxuong - phô t¶i cùc ®¹i nöa giê cña ph©n xëng, tÝnh t¹i nót cña ph©n xëng. n p i 1 30 phanxuongi - lµ tæng c¸c phô t¶i cùc ®¹i nöa giê cña c¸c ph©n xëng riªng biÖt cña nhµ m¸y. P30nhamay - phô t¶i cùc ®¹i nöa giê cña toµn nhµ m¸y. Râ rµng hÖ sè nµy ®Æc trng cho sù xª dÞch cùc ®¹i cña phô t¶i cña c¸c nhãm hé tiªu thô riªng biÖt ®èi víi phô t¶i cùc ®¹i chung cña ph©n xëng hoÆc sù xª dÞch cùc ®¹i cña phô t¶i c¸c ph©n xëng riªng biÖt ®èi víi phô t¶i cùc ®¹i chung cña toµn nhµ m¸y. HÖ sè ®ång thêi nµy theo tµi liÖu níc ngoµi cã gi¸ trÞ nh sau: -§èi víi ®êng d©y cao ¸p cña hÖ thèng cung cÊp ®iÖn trong xÝ nghiÖp lÊy gÇn ®óng kdt = 0,85-1,0. -§èi víi thanh c¸i cña tr¹m h¹ ¸p cña xÝ nghiÖp, vµ c¸c ®êng d©y t¶i ®iÖn (cña hÖ thèng cung cÊp ®iÖn bªn ngoµi) th×: kdt=0,9-1,0. TÇng 4 6 hé 0,78 36 kVA 4 hé 0,63 TÇng 3 24 kVA TÇng 2 5 hé 0,53 30 kVA 6 hé 0,49 TÇng 1 36 kVA 4 hé 0,46 TÇng trÖt 24 kVA VÝ dô: Tßa nhµ 5 tÇng cã 25 hé, mçi hé cã c«ng suÊt ®Æt lµ 6 kVA. Tæng c«ng suÊt ®Æt cña tßa nhµ lµ: 36+24+30+36+24=150 kVA C«ng suÊt biÓu kiÕn yªu cÇu cña tßa nhµ: 150 . 0,46 = 69 kVA Tõ b¶ng 2.1 cã thÓ x¸c ®Þnh ®îc dßng trong tõng ph©n ®o¹n kh¸c nhau trªn cïng mét ®êng cung cÊp chÝnh cho c¸c tÇng. TiÕt diÖn d©y dÉn chÝnh ®i tõ mÆt ®Êt lªn cao sÏ bÞ gi¶m dÇn; Ýt nhÊt cø c¸ch 3 tÇng l¹i cã sù thay ®æi kÝch cì d©y. Dßng ®Çu vµo ë tÇng trÖt lµ: Dßng tíi tÇng 3 lµ: 19
B¶ng 2.1 HÖ sè ®ång thêi trong chung c (¸p dông cho t¶i d©n dông 230/400 V 3 pha 4 d©y) Sè hé tiªu thô HÖ sè ®ång thêi k®t 2 ®Õn 4 1 5 ®Õn 9 0,78 10 ®Õn 14 0,63 15 ®Õn 19 0,53 20 ®Õn 24 0,49 25 ®Õn 29 0,46 30 ®Õn 34 0,44 Trong trêng hîp cã dïng thiÕt bÞ sëi Êm b»ng ®iÖn, hÖ sè ®ång thêi sÏ b»ng 0,8 vµ kh«ng phô thuéc vµo sè hé tiªu thô. B¶ng 2.2 HÖ sè ®ång thêi cho tñ ph©n phèi (theo tiªu chuÈn IEC 439) Sè m¹ch HÖ sè ®ång thêi k®t 2 vµ 3 (tñ ®îc kiÓm nghiÖm toµn bé) 0,9 4 vµ 5 0,8 6 ®Õn 9 0,7 10 vµ lín h¬n 0,6 Tñ ®îc thÝ nghiÖm tõng phÇn trong mçi trêng 1,0 hîp ®îc chän 2.3 ChÕ ®é lµm viÖc cña phô t¶i vµ qui ®æi phô t¶i a) ChÕ ®é lµm viÖc cña phô t¶i: 3 chÕ ®é ChÕ ®é dµi h¹n: ChÕ ®é trong ®ã nhiÖt ®é cña thiÕt bÞ t¨ng ®Õn gi¸ trÞ x¸c lËp vµ lµ h»ng sè kh«ng phô thuéc vµo sù biÕn ®æi cña c«ng suÊt trong kho¶ng thêi gian b»ng 3 lÇn h»ng sè thêi gian ph¸t nãng cña cuén d©y. Phô t¶i cã thÓ lµm viÖc víi ®å thÞ b»ng ph¼ng víi c«ng suÊt kh«ng ®æi trong thêi gian lµm viÖc (qu¹t giã, c¸c lß ®iÖn trë…) hoÆc ®å thÞ phô t¶i kh«ng thay ®æi trong thêi gian lµm viÖc. ChÕ ®é lµm viÖc ng¾n h¹n: ChÕ ®é trong ®ã nhiÖt ®é cña thiÕt bÞ t¨ng lªn ®Õn gi¸ trÞ nµo ®ã trong thêi gian lµm viÖc råi l¹i gi¶m xuèng b»ng nhiÖt ®é m«i trêng xung quanh trong thêi gian nghØ. ChÕ ®« lµm viÖc ng¾n h¹n lÆp l¹i: ChÕ ®é trong ®ã nhiÖt ®é cña thiÕt bÞ t¨ng lªn trong thêi gian lµm viÖc nhng cha ®¹t gi¸ trÞ cho phÐp vµ l¹i gi¶m xuèng trong thêi gian nghØ, nhng cha gi¶m xuèng nhiÖt ®é cña m«i trêng xung quanh. Nã ®îc ®Æc trng bëi hÖ sè ®ãng ®iÖn k®. b) Qui ®æi phô t¶i 1 pha vÒ 3 pha V× tÊt c¶ c¸c thiÕt bÞ cung cÊp ®iÖn tõ nguån ®Õn c¸c ®êng d©y truyÒn t¶i ®Òu lµ thiÕt bÞ 3 pha, c¸c thiÕt bÞ dïng ®iÖn l¹i cã c¶ thiÕt bÞ 1 pha (thêng c«ng suÊt nhá). C¸c thiÕt bÞ nµy cã thÓ ®Êu vµo ®iÖn ¸p d©y hay ®iÖn ¸p pha, do vËy khi tÝnh to¸n phô t¶i cÇn ph¶i ®îc qui ®æi vÒ 3 pha. +Khi cã thiÕt bÞ 1 pha ®Êu vµo ®iÖn ¸p pha th× c«ng suÊt t¬ng ®¬ng sang 3 pha: Pdmtd  3.Pdmpha Pdmtd – c«ng suÊt ®Þnh møc t¬ng ®¬ng sang 3 pha Pdmpha – c«ng suÊt ®Þnh møc cña phô t¶i 1 pha +Khi cã phô t¶i 1 pha ®Êu vµo ®iÖn ¸p d©y: Pdmtd  3.Pdmpha +Khi cã nhiÒu phô t¶i 1 pha ®Êu vµo nhiÒu ®iÖn ¸p d©y vµ pha kh¸c nhau: Pdmtd  3.Pdmpha max §Ó tÝnh to¸n cho trêng hîp nµy, tríc tiªn ph¶i qui ®æi c¸c thiÕt bÞ 1 pha ®Êu vµo ®iÖn ¸p d©y vÒ thiÕt bÞ 1 pha ®Êu vµo ®iÖn ¸p pha. Sau ®ã sÏ x¸c ®Þnh ®îc c«ng suÊt cùc ®¹i cña 1 pha nµo ®ã (Pdmpha max). Ch¼ng h¹n c«ng suÊt ®Þnh møc ë pha A sÏ b»ng: PdmA =PdmAB.p(AB)A+ PdmAC.p(AC)A+PdmA0 Trong ®ã: PdmAB lµ tæng c«ng suÊt ®Þnh møc cña nh÷ng thiÕt bÞ 1 pha lµm viÖc víi ®iÖn ¸p d©y vµ ®îc nèi vµo gi÷a hai pha A vµ B. 20