Ch- ¬ng 2: X¸c ®Þnh phô t¶i tÝnh to¸n
2.I. §Æt vÊn ®Ò.
Khi thiÕt kÕ cung cÊp ®iÖn cho mét c«ng tr×nh nµo ®ã, nhiÖm vô ®Çu tiªn
cña chóng ta lµ x¸c ®Þnh phô t¶i ®iÖn cña c«ng tr×nh Êy. Tuú theo quy m« cña
c«ng tr×nh mµ phô t¶i ®iÖn ph¶i ®- îc x¸c ®Þnh theo phô t¶i thùc tÕ hoÆc cßn ph¶i
kÓ ®Õn kh¶ n¨ng ph¸t triÓn cña c«ng tr×nh trong t- ¬ng lai 5 n¨m, 10 n¨m hoÆc
l©u h¬n n÷a. Nh- vËy x¸c ®Þnh phô t¶i ®iÖn lµ gi¶i bµi to¸n dù b¸o phô t¶i ng¾n
h¹n hoÆc dµi h¹n. Dù b¸o phô t¶i ng¾n h¹n tøc lµ x¸c ®Þnh phô t¶i c«ng tr×nh
ngay sau khi c«ng tr×nh ®i vµo vËn hµnh, phô t¶i ®ã th- êng ®- îc gäi lµ phô t¶i
tÝnh to¸n. Ng- êi thiÕt kÕ cÇn biÕt phô t¶i tÝnh to¸n ®Ó chän c¸c thiÕt bÞ ®iÖn nh- :
M¸y biÕn ¸p, d©y dÉn, c¸c thiÕt bÞ ®ãng c¾t, b¶o vÖ v.v…®Ó tÝnh tæn thÊt c«ng
suÊt, ®iÖn ¸p ®Ó chän c¸c thiÕt bÞ bï v.v…Nh- vËy phô t¶i tÝnh to¸n lµ sè liÖu
quan träng ®Ó thiÕt kÕ cung cÊp ®iÖn.
Phô t¶i ®iÖn phô thuéc vµo nhiÒu yÕu tè nh- : C«ng suÊt, sè l- îng m¸y,
chÕ ®é vËn hµnh cña chóng, quy tr×nh c«ng nghÖ s¶n xuÊt…V× vËy x¸c ®Þnh
chÝnh x¸c phô t¶i tÝnh to¸n lµ mét nhiÖm vô khã kh¨n nh- ng rÊt quan träng, v×
nÕu x¸c ®Þnh phô t¶i tÝnh to¸n mµ nhá h¬n phô t¶i thùc tÕ th× sÏ lµm gi¶m tuæi
thä c¸c thiÕt bÞ ®iÖn, cã khi dÉn ®Õn ch¸y, næ rÊt nguy hiÓm, cßn nÕu phô t¶i tÝnh
to¸n lín h¬n phô t¶i thùc tÕ nhiÒu th× c¸c thiÕt bÞ ®iÖn ®- îc chän sÏ qu¸ lín so
víi yªu cÇu do ®ã g©y l·ng phÝ.
Cã nhiÒu ph- ¬ng ph¸p x¸c ®Þnh phô t¶i ®iÖn nh- ng do tÝnh phøc t¹p cña
phô t¶i nªn ch- a cã ph- ¬ng ph¸p nµo hoµn toµn chÝnh x¸c. Sau ®©y sÏ tr×nh bµy
mét sè ph- ¬ng ph¸p tÝnh phô t¶i th- êng dïng nhÊt trong thiÕt kÕ hÖ thèng cung
cÊp ®iÖn.
1. X¸c ®Þnh phô t¶i tÝnh to¸n theo c«ng suÊt ®Æt vµ hÖ sè nhu cÇu.
Ptt = Knc . P®
Qtt = Ptt . tg
Stt =2 2
cos
tt
tt tt
P
P Q
Trong ®ã: Knc: HÖ sè nhu cÇu cho trong sè tay kü thuËt;
P®: C«ng suÊt ®Æt cña thiÕt bÞ hoÆc nhãm thiÕt bÞ, trong tÝnh
to¸n cã thÓ xem gÇn ®óng Pd≈Pdm.
Ph- ¬ng ph¸p nµy cã ®é chÝnh x¸c kh«ng cao l¾m. V× hÖ sè Knc cho trong
sæ tay ®«i khi kh«ng phï hîp víi thùc tÕ v× vËy nã ®- îc dïng cho tÝnh to¸n s¬
bé.
2. X¸c ®Þnh phô t¶i tÝnh to¸n theo suÊt trang bÞ ®iÖn trªn mét ®¬n vÞ diÖn tÝch.
Ptt = P0.F
Trong ®ã: P0- SuÊt trang bÞ ®iÖn trªn mét ®¬n vÞ diÖn tÝch ,(W/m2)
F - DiÖn tÝch bè trÝ thiÕt bÞ , (m2).
Ph- ¬ng ph¸p nµy chØ cho kÕt qu¶ gÇn ®óng vµ chØ ¸p dông cho c¸c ph©n
x- ëng cã mËt ®é m¸y mãc s¶n xuÊt ph©n bè t- ¬ng ®èi ®Òu.
3. X¸c ®Þnh phô t¶i tÝnh to¸n theo suÊt tiªu hao ®iÖn n¨ng cho mét ®¬n vÞ s¶n
phÈm.
Ptt =
max
0.
T
Ma
Trong ®ã:
M - Sè s¶n phÈm ®- îc s¶n xuÊt ra trong 1 n¨m ;
a0- SuÊt tiªu hao ®iÖn n¨ng cho mét ®¬n vÞ s¶n phÈm (KWh/®vsp);
Tmax - Thêi gian sö dông c«ng suÊt lín nhÊt (h).
4. X¸c ®Þnh phô t¶i tÝnh to¸n theo hÖ sè cùc ®¹i Kmax vµ c«ng suÊt trung b×nh
Ptb (cßn gäi lµ ph- ¬ng ph¸p sè thiÕt bÞ hiÖu qu¶ nhq)
Ptt =Kmax.Ptb= Kmax . Ksd.P®m
Kmax, Ksd - HÖ sè cùc ®¹i vµ hÖ sè sö dông, tra trong sæ tay kü thuËt.
P®m - c«ng suÊt ®Þnh møc cña thiÕt bÞ hoÆc nhãm thiÕt bÞ (W).
Kmax=f ( nhq, Ksd ).
nhq- sè thiÕt bÞ dïng ®iÖn hiÖu qu¶.
5.Ph- ¬ng ph¸p x¸c ®Þnh phô t¶i tÝnh to¸n theo c«ng suÊt trung b×nh vµ ®é lÖch
cña ®å thÞ phô t¶i khái gi¸ trÞ trung b×nh.
Ptt =Ptb
βσ
Trong ®ã:
Ptb-c«ng suÊt trung b×nh cña thiÕt bÞ hoÆc nhãm thiÕt bÞ (W).
σ -®é lÖch cña ®å thÞ phô t¶i khái gi¸ trÞ trung b×nh.
β-hÖ sè t¸n x¹ cña σ
6.Ph- ¬ng ph¸p x¸c ®Þnh phô t¶i tÝnh to¸n theo hÖ sè h×nh d¸ng cña ®å thÞ phô
t¶i vµ c«ng suÊt trung b×nh:
Ptt =khd.Ptb
Trong ®ã:
khd-hÖ sè h×nh d¸ng cña ®å thÞ phô t¶i, tra trong sæ tay kü thuËt.
Pth-c«ng suÊt trung b×nh cña thiÕt bÞ hoÆc nhãm thiÕt bÞ (kW).
Ptb=
t
A
t
dttP
1
0
)(
7.Ph- ¬ng ph¸p tÝnh trùc tiÕp.
Trong c¸c ph- ¬ng ph¸p trªn, 3 ph- ¬ng ph¸p 1, 5 vµ 6 la dùa trªn kinh nghiÖm
thiÕt kÕ vµ vËn hµnh ®Ó x¸c ®Þnh phô t¶i tÝnh to¸n nªn chØ cho kÕt qu¶ gÇn ®óng
tuy nhiªm chóng kh¸ ®¬n gi¶n vµ tiÖn lîi. C¸c ph- ¬ng ph¸p cßn l¹i x©y dùng
trªn c¬ së x¸c suÊt thèng kª cã xÐt ®Õn nhiÒu yÕu tè do ®ã cã kÕt qu¶ chÝnh x¸c
h¬n nh- ng khèi l- îng tÝnh to¸n lín vµ phøc t¹p.
Tïy theo yªu cÇu tÝnh to¸n vµ nh÷ng th«ng tin cã thÓ cã ®- îc tõ phô t¶i, ng- êi
thiÕt kÕ cã thÓ lùa chän c¸c ph- ¬ng ph¸p thÝch hîp ®Ó x¸c ®Þnh PTTT.
Trong bµi tËp dµi nµy víi ph©n x- ëng s÷a ch÷a c¬ khÝ ta ®· biÕt vÞ trÝ, c«ng
suÊt ®Æt vµ chÕ ®é lµm viÖc cña tõng thiÕt bÞ trong ph©n x- ëng nªn khi tÝnh to¸n
phô t¶i ®éng lùc cña ph©n x- ëng cã thÓ sö dông ph- ¬ng ph¸p x¸c ®Þnh phô t¶i
tÝnh to¸n theo c«ng suÊt trung b×nh vµ hÖ sè cùc ®¹i. C¸c ph©n x- ëng cßn l¹i do
chØ biªt diÖn tÝch vµ c«ng suÊt ®Æt cña nã nªn ®Ó x¸c ®Þnh phô t¶i cña c¸c ®éng
lùc cña c¸c ph©n x- ëng nµy ta ¸p dông ph- ¬ng ph¸p tÝnh to¸n theo c«ng suÊt
®Æt vµ hÖ sè nhu cÇu. Phô t¶i chiÕu s¸ng cña c¸c ph©n x- ëng ®- îc x¸c ®Þnh theo
ph- ¬ng ph¸p suÊt chiÕu s¸ng trªn mét ®¬n vÞ s¶n xuÊt.
2.II.X¸c ®Þnh phô t¶i tÝnh to¸n cña ph©n x- ëng s÷a ch÷a c¬ khÝ.
Ph©n x- ëng s÷a ch÷a c¬ khÝ lµ ph©n x- ëng sè 6 trong s¬ ®å mÆt b»ng nhµ m¸y.
Ph©n x- ëng cã diÖn tÝch bè trÝ thiÕt bÞ lµ 931 m2. Trong ®ã ph©n x- ëng cã 20
thiÕt bÞ , c«ng suÊt cña c¸c thiÕt bÞ rÊt kh¸c nhau, thiÕt bÞ cã c«ng suÊt lín nhÊt lµ
15 kW, song còng cã c¸c thiÕt bÞ cã c«ng suÊt rÊt nhá 2,8 kW. PhÇn lín c¸c thiÕt
bÞ cã chÕ ®é lµm viÖc dµi h¹n, chØ cã cÇu trôc vµ m¸y hµn cã chÕ ®é lµm viÖc
ng¾n h¹n lÆp l¹i. Nh÷ng ®Æc ®iÓm nµy cÇn ®- îc quan t©m khi ph©n nhãm phô t¶i
, x¸c ®Þnh phô t¶i tÝnh to¸n vµ lùa chän ph- ¬ng ¸n cung cÊp ®iÖn cho ph©n
x- ëng.
1.Giíi thiÖu ph- ¬ng ph¸p x¸c ®Þnh phô t¶i tÝnh to¸n theo c«ng suÊt trung
b×nh vµ hÖ sè cùc ®¹i.
theo ph- ¬ng ph¸p nµy PTTT ®- îc x¸c ®Þnh theo biÓu thøc:
Ptt=kmax.ksd.
n
i
dm
P
1
Trong ®ã:
Pdm-c«ng suÊt ®Þnh møc cña thiÕt bÞ thø i trong nhãm.
n-sè thiÕt bÞ trong nhãm.
ksd-hÖ sè sö dông, tra trong sæ tay kü thuËt.
kmax-hÖ sè cùc ®¹i, tra trong sæ tay kü thuËt theo quan hÖ kmax=f(nhq,ksd).
nhq-sè thiÕt bÞ dïng ®iÖn hiÖu qu¶.
Sè thiÕt bÞ dïng ®iÖn hiÖu qu¶ nhq lµ sè thiÕt bÞ cã cïng c«ng suÊt, cïng chÕ ®é
lµm viÖc g©y ra mét hiÖu qu¶ ph¸t nhiÖt ®óng b»ng c¸c phô t¶i thùc tÕ g©y ra
trong qu¸ tr×nh lµm viÖc , nhq ®- îc x¸c ®Þnh b»ng biÓu thøc tæng qu¸t sau:
nhq=
n
i
dm
n
i
dmi
P
P
1
2
2
1
)(
Trong ®ã:
Pdmi-c«ng suÊt ®Þnh møc cña thiÕt bÞ thø i trong nhãm.
n-sè thiÕt bÞ trong nhãm.
khi n lín th× viÖc x¸c ®Þnh nhq theo biÓu thøc trªn kh¸ phiÒn phøc nªn cã thÓ
x¸c ®Þnh nhq theo ph- ¬ng ph¸p gÇn ®óng víi sai sè tÝnh to¸n n»m trong
kho¶ng
10%.
a. Tr- êng hîp
m= 3
min
max
dm
dm
P
Pvµ ksd ≥ 0,4 th× nhq= n.
Chó ý nÕu trong nhãm cã n thiÕt bÞ mµ tæng c«ng suÊt cña chóng kh«ng lín h¬n
5% tæng c«ng suÊt cña c¶ nhãm th×: nhq= n-n1.
Trong ®ã:
Pdm max-c«ng suÊt ®Þnh møc cña thiÕt bÞ cã c«ng suÊt lín nhÊt trong nhãm.
Pdm min- c«ng suÊt ®Þnh møc cña thiÕt bÞ cã c«ng suÊt nhá nhÊt trong nhãm.
b. Tr- êng hîp
m= 3
min
max
dm
dm
P
Pvµ ksd ≥ 0,2 th× nhq ®- îc x¸c ®Þnh theo biÓu thøc:
n= n
p
P
dm
n
i
dmi
max
1
.2
c. Khi kh«ng ¸p dông ®- îc c¸c tr- êng hîp trªn, viÖc x¸c ®Þnh nhq ph¶i tiÕn hµnh
theo tr×nh tù:
Tr- íc hªt tÝnh
n
n
n1
*
P
P
P1
*
Trong ®ã:
n-sè thiÕt bÞ trong nhãm.
n1-sè thiÕt bÞ cã c«ng suÊt kh«ng nhá h¬n mét nöa c«ng suÊt cña thiÕt bÞ cã c«ng
suÊt lín nhÊt.
P ,P1-tæng c«ng suÊt cña n vµ n1thiÕt bÞ.
sau khi tÝnh ®- îc n*vµ P*tra theo sæ tay kü thuËt ta t×m ®- îc nhq*=f(n*,P*), tõ ®ã
tÝnh nhq theo c«ng thøc: nhq=nhq*.n.
khi x¸c ®Þnh phô t¶i tÝnh to¸n theo ph- ¬ng ph¸p sè thiÕt bÞ dïng ®iÖn hiÖu qu¶
nhq ,trong mét sè tr- êng hîp cô thÓ cã thÓ dïng c¸c c«ng thøc gÇn ®óng nh- sau:
* Nõu n ≤ 3 vµ nhq < 4 th× phô t¶i tÝnh to¸n ®- îc tÝnh theo c«ng thøc:
Ptt=
n
i1
kti.Pdm