Giáo trình Cung cấp điện (Nghề: Điện công nghiệp): Phần 1 - Trường CĐ nghề Đà Nẵng

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:60

Thêm vào BST

Báo xấu

30
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình Cung cấp điện với mục tiêu giúp các bạn có thể chọn phương được phương án, lắp đặt được đường dây cung cấp điện cho một phân xưởng phù hợp yêu cầu cung cấp điện theo Tiêu chuẩn Việt Nam. Trình bày được sơ đồ nguyên lý chung của hệ thống cung cấp điện. Trình bày được công dụng, nguyên lý của các thiết bị bảo vệ trong hệ thống điện. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung phần 1 giáo trình.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Cung cấp điện (Nghề: Điện công nghiệp): Phần 1 - Trường CĐ nghề Đà Nẵng

UỶ BAN NHÂN DÂN THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ ĐÀ NẴNG GIÁO TRÌNH CUNG CẤP ĐIỆN Nghề: ĐIỆN CÔNG NGHIỆP Trình độ: CAO ĐẲNG VÀ TRUNG CẤP (Ban hành kèm theo Quyết định số /QĐ-CĐN ngày tháng năm 2017 của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng nghề Đà Nẵng) Đà Nẵng, năm 2021
TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm. 1
LỜI GIỚI THIỆU Giáo trình Cung cấp điện là giáo trình được biên soạn ở dạng cơ bản và tổng quát cho học sinh, sinh viên nghề Điện Công Nghiệp từ kiến thức nền cho đến kiến thức chuyên sâu. Giáo trình giúp học sinh, sinh viên có được kiến thức chung rất hữu ích khi cần phải nghiên cứu chuyên ngành sâu hơn. Mặc khác giáo trình cũng đã đưa vào các nội dung mang tính thực tế giúp học sinh, sinh viên gần gũi, dễ nắm bắt vấn đề khi va chạm trong thực tế. Trong quá trình biên soạn giáo trình, tác giả đã tham khảo rất nhiều các tài liệu của các tác giả khác nhau cả trong và ngoài nước. Tác giả cũng xin chân thành gởi lời cảm ơn đến lãnh đạo nhà trường Trường Cao đẳng nghề Đà Nẵng đã tạo điều kiện giúp đỡ tác giả hoàn thành giáo trình này. Đặc biệt là sự giúp đỡ hỗ trợ nhiệt tình của tập thể giáo viên bộ môn Điện công nghiệp, khoa Điện – Điện tử của trường cũng như các bạn đồng nghiệp đã nhiệt tình đóng góp ý kiến trong quá trình biên soạn. Đà Nẵng, tháng 06/2021 Tham gia biên soạn Chủ biên: ThS. Phan Hồng Giang 2
GIÁO TRÌNH MÔN HỌC Tên môn học: CUNG CẤP ĐIỆN Mã môn học: ĐCN 06 Thời gian của môn học: 90 giờ. (Lý thuyết:28 giờ. Thực Hành/ Thí Nghiệm/ Thảo Luận/ Bài Tập: 54 giờ. kiểm tra: 8 giờ.) VỊ TRÍ, TÍNH CHẤT CỦA MÔN HỌC: * Vị trí: - Môn học Cung cấp điện được bố trí sau khi hoàn thành môn học An toàn lao động và vê sinh công nghiệp, Mạch điện, Đo lường điện, Vẽ điện, Khí cụ điện, Vật liệu điện và học trước các môn học: mô đun chuyên môn khác. * Tính chất: - Là môn học chuyên môn trong chương trình đào tạo. MỤC TIÊU MÔN HỌC: * Về kiến thức: - Chọn phương được phương án, lắp đặt được đường dây cung cấp điện cho một phân xưởng phù hợp yêu cầu cung cấp điện theo Tiêu chuẩn Việt Nam. - Trình bày được sơ đồ nguyên lý chung của hệ thống cung cấp điện. - Trình bày được công dụng, nguyên lý của các thiết bị bảo vệ trong hệ thống điện. - Biết tính toán các giải pháp tiết kiệm điện năng. * Về kỹ năng: - Tính chọn được dây dẫn, bố trí hệ thống chiếu sáng phù hợp với điều kiện làm việc, mục đích sử dụng theo qui định kỹ thuật. - Thiết kế, phân tích được các sơ đồ cung cấp điện đơn giản. * Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: - Có ý thức tự giác, tính kỷ luật cao, tinh thần trách nhiệm trong công việc. - Rèn luyện tính cẩn thận, tỉ mỉ, chính xác, tư duy khoa học và sáng tạo trong học tập. NỘI DUNG MÔN HỌC: Số Tên chương, mục Thời gian (giờ) 3
TT Thực hành, Tổng Lý thí nghiệm, Kiểm số thuyết thảo luận, tra bài tập Chương 1: Khái niệm chung về 1 5 5 cung cấp điện. 1. Đặc điểm của quá trình sản 1 1 xuất và phân phối điện năng. 2. Nguồn điện 1 1 3. Đặc điểm của hộ tiêu thụ 1 1 4. Những yêu cầu khi thiết kế 1 1 cung cấp điện 5. Những bước thiết kế cung cấp 1 1 điện 2 Chương 2: Xác định phụ tải điện 15 4 10 1 1. Các đại lượng cơ bản 1 1 2. Đồ thị phụ tải điện. 4 1 3 3. Các hệ số tính toán. 5 1 4 4. Các phương pháp xác định phụ 5 1 3 1 tải tính toán. Chương 3: Lựa chọn phương án 3 10 3 6 1 cung cấp điện 1. Khái niệm chung. 1 1 2. Sơ đồ nối dây của mạng điện 4 1 3 cao áp. 3. Sơ đồ nối dây của mạng điện 5 1 3 1 hạ áp. 4 Chương 4: Tính toán tổn thất 15 3 10 2 1.Tổn thất công suất. 7 2 5 2.Tổn thất điện áp. 8 1 5 2 4
5 Chương 5: Trạm biến áp 5 3 2 1. Khái niệm chung. 0,5 0,5 2. Phân loại trạm biến áp. 0,5 0,5 3. Chọn vị trí, số lượng và công 1 0,5 0,5 suất của trạm biến áp. 4. Sơ đồ nối dây của trạm biến 2,5 1 1,5 áp. 5. Kết cấu của trạm biến áp 0,5 0,5 Chương 6: Lựa chọn các thiết bị 6 20 5 13 2 điện trong lưới cung cấp điện 1. Những điều kiện chung để lựa 0,5 0,5 chọn thiết bị điện. 2. Lựa chọn và kiểm tra máy cắt. 0,5 0,5 3. Lựa chọn và kiểm tra dao cách 5 1 4 ly, cầu chì 4. Lựa chọn và kiểm tra aptomat. 5 1 4 5. Lựa chọn và kiểm tra dây dẫn. 5 1 4 6. Lựa chọn máy biến dòng, máy 4 1 1 2 biến điện áp. 7 Chương 7: Tính toán chiếu sáng 20 5 13 2 1. Khái niệm. 1 1 2. Một số đại lượng dùng trong 1 1 tính toán chiếu sáng. 3. Lựa chọn đèn và cách bố trí. 2 1 1 4. Thiết kế chiếu sáng dân dụng. 7 1 6 5. Thiết kế chiếu sáng công 9 1 6 2 nghiệp Cộng 90 28 54 8 5
* Ghi chú: Thời gian kiểm tra lý thuyết được tính vào giờ lý thuyết, kiểm tra thực hành được tính vào giờ thực hành. 6
CHƯƠNG 1: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ CUNG CẤP ĐIỆN Mục tiêu: - Trình bày được quá trình sản xuất và phân phối điện năng. - Trình bày được các yêu cầu và trình tự thiết kế cung cấp điện. Nội dung chính: 1. Đặc điểm của quá trình sản xuất và phân phối điện năng. 2. Nguồn điện 3. Đặc điểm của hộ tiêu thụ 4. Những yêu cầu khi thiết kế cung cấp điện 5. Những bước thiết kế cung cấp điện 1. ĐẶC ĐIỂM CỦA QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT VÀ PHÂN PHỐI ĐIỆN NĂNG 1.1. Khái quát chung về nguồn năng lượng : Ngày nay nhân dân trên thế giới đã tạo ra rất nhiều của cải vậtt chất cho xã hội , trong số của cải vật chất ấy có nhiều dạng năng lượng được tạo ra . - Năng lương cơ bắp con người , có từ xa xưa của xã hội loài người , có sự phát triểm mạnh mẽ và liên tục những hoạt động của con người đòi hỏingày càng nhiều các nguồn năng lượng lấy từ trong thiên nhiên . - Thiên nhiên xung quanh ta rất giàu về nguồn năng lượng điện : Than đá , dầu khí , nguồn nước của các dòng sông , biển cả , nguồn phát nhiệt vô cùng phong phú của mặt trời và mặt đất , các dòng khí chuyển động . Đó là nguồn năng lương rất quý đối với con người . - Năng lương điện hay còn gọi là điện năng . Hiện nay là dạng năng lượng rất phổ biến . Sản lượng điện hàng năm trên thế giới ngày càng tăng và chiếm hàng tỷ Kwh vì nó có nhiều ưu điểm : + Dễ dàng chuyển thành các dạng năng khác . + Truyền tải đi xa . + Hiệu suất cao . 1.2. Đặc điểm của năng lượng điện : Trong quá trình sản xuất và truyền tải điện năng có một số đặc điểm sau : - Điện năng sản xuất ra không tích trữ được ( Trừ một số dòng điện cá biệt : pin , acquy..). Tại mọi lúc phải đảm bảo cân bằng giữa điện năng sản xuất ra với điện năng tiêu thụ . 7
- Quá trình về điện xảy ra rất nhanh :Ví dụ : Sóng điện từ lan truyền trong dây dẫn với tốc độ xấp xỉ bằng tốc độ ánh sáng . - Công nghiệp điện lực liên quan chặt chẽ đến các ngành kinh tế quốc dân . Đó là một trong những động lực để tăng năng suất lao động , tạo nên cấu trúc nhịp nhàng trong phát triển kinh tế .Hệ thống điện bao gồm các khâu : Sản xuất , truyền tải , phân phối đến các hộ tiêu thụ . 2. NGUỒN ĐIỆN 2.1. Nhà máy nhiệt điện : Hiện nay nhà máy nhiệt điện chiếm một tỷ lệ rất quan trọng trong công suất chung , đây là nguồn năng lượng điện kinh điển có từ xa xưa . - Dùng năng lượng nhiệt do nguồn nhiên liệu là than được đốt nóng + nước toạ thành hơi và qua cac bộ phận làm quay tuốcbin của máy phát điện và điện năng được phát ra để cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ . Ngoài ra còn cung cấp hơi nóng cho một số cơ sở: Nhà tắm hơi .. - Nhà máy nhiệt điện thường được xây dựng ở những nơi gần nguồn nhiên liệu và ở những nơi khai thác mỏ . * Nhược điểm : - Tính linh hoạt trong vận hành kém . - Hiệu suất thấp . - Tiêu thụ nhiên liệu lớn , việc vận chuyển nhiên liệu khá tốn kém . - Khói thải gây ô nhiểm môi trường . 2.2. Nhà máy thuỷ điện : Sử dụng năng lượng nguồn nước để chạy máy phát điện . Quá trình biến đổi năng lượng từ thuỷ năng → cơ năng → điện năng So với nhà máy nhiệt điện cùng công suất thì nhà máy thuỷ điện đòi hỏi vốn đầu tư nhiều hơn chủ yếu là đập chắn , hồ chứa nước và thời gian xây dựng lâu dài hơn .Nhưng nó có nhiều ưu điểm hơn nhà máy nhiệt điện : - Giá thành điện năng rẻ hơn . - Mức độ tự động hoá dễ thực hiện hơn . - Quá trình mở máy nhanh hơn . - Ít xảy ra sự cố . - Vận hành đơn giản hơn . - Thoáng mát và sạch sẽ hơn . - Hiệu suất cao hơn , có thể đạt đến 80%. 8
2.3. Nhà máy điện nguyên tử : Tương tự như nhà máy nhiệt điện về phương diện biến đổi năng lượng . Nhiệt năng do phân huỷ hạt nhân → cơ năng để quay máy phát Tất cá các quá trình về điện đều tự động hoá hoàn toàn . *Ưu điểm : + Chỉ cần một lượng khá nhỏ về vật chất phóng xạ nó đã đáp ứng được yêu cầu của nhà máy ( Ví dụ : Một nhà máy có công suất 100Mw chỉ cần ≤1kg chất phóng xạ + Công suất của một tổ máy của nhà máy này từ : 500, 800, 1200, 1500MW 2.4. Nhà máy điện dùng sức gió : ( Nhà máy phong điện ) Dùng sức gió để quay hệ thống cánh quạt đặt đối diện với chiều gió , hệ thống cánh quạt được truyền qua bộ biến đổi tốc độ làm quay máy phát điện và sản xuất ra điện năng . + Động cơ gió phát điện khó khăn trong việc điều chỉnh tần số vì tốc độ gió luôn luôn biến đổi . + Hiệu suất thấp , công suất đặt nhỏ . Do đó chỉ dùng ở những vùng hải đảo xa xôi không có lưới điện đưa đến , cột hải đăng . 2.5. Nhà máy điện dùng năng lượng bức xạ mặt trời : Thường có dạng như nhà máy nhiệt điện , nhưng lò hơi được thay thế bằng hệ thống kính hội tụ để thu nhận nhiệt lượng bức xạ của mặt trời tạo hơi nước nhằm quay tuabin của máy phát điện . 3. ĐẶC ĐIỂM CỦA HỘ TIÊU THỤ 3.1. Theo điện áp và tần số: căn cứ vào Uđm và f * Hộ dùng điện 3 pha Uđm < 1000 V ; fđm = 50 Hz. * Hộ dùng điện 3 pha Uđm > 1000 V ; fđm = 50 Hz. * Hộ dùng điện 1 pha Uđm < 1000 V ; fđm = 50 Hz. * Hộ dùng điện làm việc với tần số  50 Hz. * Hộ dùng dòng điện một chiều. 3.2. Theo chế độ làm việc: (của các hộ dùng điện). - Dài hạn: phụ tải không thay đổi hoặc ít thay đổi, làm việc dài hạn mà nhiệt độ không vượt quá giá trị cho phép (VD: Bơm; quạt gió, khí nén…). - Ngắn hạn: thời gian làm việc không đủ dài để nhiệt độ TB đạt giá trị qui định (VD các động cơ truyền động cơ cấu phụ của máy cắt gọt kim loại, động cơ dóng mở van của TB thuỷ lực). 9
- Ngắn hạn lập lại: các thời kỳ làm việc ngắn hạn của TB xen lẫn với thời kỹ nghỉ ngắn hạn  được đặc trưng bởi tỷ số giữa thời gian đóng điện và thời gian toàn chu trình sản suất (VD máy nâng; TB hàn). 3.3. Theo mức độ tin cậy cung cấp điện: Tuỳ theo tầm quan trọng trong nền kinh tế và xã hội, các hộ tiêu thụ điện được CCĐ với mức độ tin cậy khác nhau và phân thành 3 loại. - Hộ loại I: Là hộ mà khi sự cố ngứng CCĐ sẽ gây ra những thiệt hại lớn về kinh tế, đe doạ đến tính mạng con người, hoặc ảnh hưởng có hại lớn về chính trị – gây những thiệt hại do đối loạn qui trình công nghệ. Hộ loại I phải được CCĐ từ 2 nguồn độc lập trở lên. Xác suất ngừng CCĐ rất nhỏ, thời gian ngừng CCĐ thường chỉ được phép bằng thời gian tự động đóng thiết bị dự trữ (VD xí nghiệp luyện kim, hoá chất lớn…). - Hộ loại II: Là hộ tuy có tầm quan trọng lớn nhưng khi ngừng CCĐ chỉ dẫn đến thiệt hại về kinh tế do hư hỏng sản phẩm, ngừng trệ sản xuất, lãng phí loa động v.v… Hộ loại II được CCĐ từ 1 hoặc 2 nguồn – thời gian ngừng CCĐ cho phép bằng thời gian để đóng TB dự trữ bằng tay (XN cơ khí, dệt, công nghiệp nhẹ, công nghiệp địa phương…). - Hộ loại III: mức độ tin cậy thấp hơn, gồm các hộ không nằm trong hộ loại 1 và 2. Cho phép mất điện trong thời gian sửa chữa, thay thế phần tử sự cố nhưng không quá một ngày đêm. Hộ loại III thường được CCĐ băng một nguồn. 3.4. Các hộ tiêu thụ điện điển hình: - Các thiết bị động lực công nghiệp. - Các thiết bị chiếu sáng. (thường 1 pha, ĐTPT bằng phẳng, cos = 1- 0,6). - Các TB biến đổi. - Các động cơ truyền động máy gia công. - Lò và các thiết bị gia nhiệt. - Thiết bị hàn. 4. NHỮNG YÊU CẦU KHI THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN Mục tiêu chính của thiết kế cung cấp điện là đảm bảo hộ tiêu thụ luôn luôn đủ diện năng , với chất lương luôn nằm trong phạm vi cho phép . Một phương án được xem là hợp lý cho xí nghiệp khi thoả mãn các yêu cầu sau đây : - Vốn đầu tư nhỏ , chú ý tiết kiệm ngoại tệ và kim loại màu . - Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cao tuỳ theo tính chất của hộ tiêu thụ - Chi phí vận hành hàng năm thấp . - Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị . - Thuân tiện khi vận hành và sữa chữa . 10
- Đảm bảo chất lượng điện năng chủ yếu là đảm bảo độ lệch và độ dao động điện áp là bé nhất và nằm trong phạm vi cho phép so với định mức .Những yêu cầu trên thường có mâu thuẫn với nhau . Khi thiết kế phải biết cân nhắc và kết hợp hài hoà tuỳ thuộc vào hoàn cảnh cụ thể . Ngoài ra còn phải chú ý đến các yếu tố khác : phát triển tương lai , rút ngắn thời gian xây dựng . 5. NHỮNG BƯỚC KHI THIẾT KẾ CUNG CẤP ĐIỆN - Xác định phụ tải tính toán của từng phân xưởng , của toàn xí nghiệp để đánh giá nhu cầu và chọn phương án cung cấp điện . - Xác định phương án về nguồn điện . - Xác định cấu trúc mạch . - Chọn thiết bị trong mạng . - Tính toán chống sét và nối đất an toàn cho người vận hành và thiết bị. - Tính toán chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật . 11
CÂU HỎI ÔN TẬP VÀ BÀI TẬP: 1. Câu 1: So sánh các hộ tiêu thụ loại I, II, III 2. Câu 2: Trình bày các bước thiết kế cung cấp điện 3. Câu 3: Trình bày các yêu cầu khi thiết kế hệ thống cung cấp điện 12
CHƯƠNG 2: XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI ĐIỆN Mục tiêu: - Trình bày được các khái niệm phụ tải điện. - Trình bày được biểu đồ phụ tải điện., Các đại lượng cơ bản, Các hệ số tính toán. - Tính được phụ tải tính toán của tải tiêu thụ điện Nội dung chính: 1. Các đại lượng cơ bản 2. Đồ thị phụ tải điện. 3. Các hệ số tính toán . 4. Các phương pháp xác định phụ tải tính toán. 1. CÁC ĐẠI LƯỢNG CƠ BẢN 1.1. Công suất định mức: (Pđm) Loại này được ghi trong lý lịch hay trên nhãn máy. Đối với động cơ Pđm chính là công suất cơ trên trục động cơ. Pđm Công suất đầu vào (lấy từ nguồn điện) gọi là công suất đặt (Pđ): Pđ =  (KW) Để đơn giản thường bỏ qua hiệu suất của động cơ và sai số trong phạm vi cho phép (Pđ = Pđm ). Với thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại như: cầu trục, máy hàn thì phải thay đổi về công suất định mức ở chế độ dài hạn tlv TĐ % =  100% , Pđm  Pđm  đm (ứng với động cơ) tlv  tn Với máy hàn: Pđm  Sđm cos đm (TĐđm ) 1.2. Hiệu suất định mức : (dm ) Là hiệu suất định mức của động cơ thường lấy là 0,8  0,85 (với động cơ không đồng bộ không tải). Tuy vậy với các động cơ công suất nhỏ và nếu không cần chính xác lắm thì có thê lấy Pd  Pdm Chú ý: + Với các thiết bị nung chẩy công suất lớn, các thiết bị hàn thì công suất định mức chính là công suất định mức của máy BA. và thường cho là [kVA]. 13
+ Thiết bị ở chế độ ngắn hạn lập lại, khi tính phụ tải tính toán phải qui đổi về chế độ làm việc dài hạn (tức phải qui về chế độ làm việc có hệ số tiết điện tương đối). ' Động cơ Pdm  Pdm .  dm ' Biến áp Pdm  Sdm . cos  .  dm Trong đó: P’dm – Công suất định mức đã qui đổi về dm %. Sđm; Pđm; cos ; dm % - Các tham số định mức ở lý lịch máy của TB. 1.3. Điện áp định mức: Uđm của phụ tải phải phù hợp với điện áp của mạng điện. Trong xí nghiệp có nhiều thiết bị khác nhau nên cũng có nhiều cấp điện áp định mức của lưới điện. + Điện áp một pha: 12; 36 V sử dụng cho mạng chiếu sáng cục bộ hoặc các nơi nguy hiểm. + Điện áp ba pha: 127/220; 220/380; 380/660 V cung cấp cho phần lớn các thiết bị của xí nghiệp (cấp 220/380 V là cấp được dùng rộng rãi nhất). + Cấp 3; 6; 10 kV: dùng cung cấp cho các lò nung chẩy; các động cơ công suất lớn. Ngoài ra còn có cấp 35, 110 kV dùng để truyền tải hoặc CCĐ cho các thiết bị đặc biệt (công suất cực lớn). Với thiết bị chiếu sáng yêu cầu chặt chẽ hơn nên để thích ứng với việc sự dụng ở các vị trí khác nhau trong lưới. TB chiếu sáng thường được thiết kế nhiều loại khác nhau trong cùng một cấp điện áp định mức. Ví dụ ở mạng 110 V có các loại bóng đèn 100; 110; 115; 120; 127 V. Tần số: do qui trình công nghệ và sự đa dạng của thiết bị trong xí nghiệp  chúng sử dụng dòng điện với tần số rất khác nhau từ f = o Hz (TB. một chiều) đến các thiết bị có tần số hàng triệu Hz (TB. cao tần). Tuy nhiên chúng vẫn chỉ được CCĐ từ lưới điện có tần số định mức 50 hoặc 60 Hz thông qua các máy biến tần. Chú ý: Các động cơ thiết kế ở tần số định mức 60 Hz vẫn có thể sử dụng được ở lưới có tần số định mức 50 Hz với điều kiện điện áp cấp cho động cơ phải giảm đi theo tỷ lệ của tần số (VD. động cơ ở lưới 60 Hz muốn làm việc ở lưới có tần số 50 Hz thì điện áp trước đó của nó phải là 450  460 V). 1.4. Công suất đặt (Pđ): Là công suất đầu vào của động cơ 14
Lưu ý: Đứng về mặt cung cấp điện, người ta quan tâm đến loại công suất này. Pđm Pđ   Trong đó: Pđ là công suất đặt của động cơ ( kW ) Pđm là công suất định mức của động cơ (kW) : Hiệu suất định mức của động cơ. Vì hiệu suất định mức của động cơ tương đối cao (đối với động cơ không đồng bộ rô to lồng sóc, đc = 0,8  0,95) nên để cho tính toán được đơn giản, người ta thường cho phép bỏ qua hiệu suất, lúc này lấy Pđ  Pđm. Đối với thiết bị chiếu sáng: Công suất đặt là công suất tương ứng với số ghi trên đế hay ở bầu đèn, công suất này bằng với công suất được tiêu thụ bởi đèn khi điện áp mạng điện là định mức. Đối với các thiết bị điện làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại như cầu trục, máy hàn...: Khi tính toán phụ tải điện của chúng ta phải quy đổi về công suất định mức ở chế độ làm việc dài hạn, tức là quy đổi về chế độ làm việc có hệ số tiếp điện % = 100%. Đối với động cơ: Pđ = P'đm = Pđm Trong đó: P'đm : là công suất định mức đã quy về chế độ làm việc dài hạn. Pđm (các tham số định mức cho trong lý lịch máy ) Đối với máy biến áp của lò điện: Pđ = Sđm.cosđm Trong đó: Sđm: Công suất biểu kiến định mức của máy biến áp, ghi trong lý lịch máy. cosđm: hệ số công suất, ghi trong lý lịch máy. Đối với máy biến áp hàn: Pđ = Sđm.cosđm 15
1.5. Phụ tải trung bình: Là đặc trưng tĩnh của phụ tải trong khoảng thời gian nào đó. 1 0 1 0 - Về lý thuyết: Ptb =  pdt , qtb =  pdt T T T T Ap AQ - Trong thực tế: Ptb = , qtb = t t Ap, AQ: điện năng tương đương và điện năng phản kháng trong thời gian khảo sát. Phụ tải trung bình của một nhóm thiết bị được xác định: n n Ptb =  i 1 Ptbi , Qtb =  i 1 qtbi Ptb: đánh giá được mức độ sử dụng P tác dụng cử thiết bị. 1.6. Phụ tải cực đại: (Pmax) 1.6.1. Phụ tải cực đại ổn định: Là phụ tải trung bình lớn nhất trong khoảng thời gian ngắn từ 10,15  30 phút. Trị số này thường dùng để chọn thiết bị theo điều kiện phát nóng, từ phụ tải này đánh giá được giới hạn trên của phụ tải tính toán, thông thướng tính Pmax lớn nhất xuất hiện từ 10,15  30 phút của mỗi ca có phụ tải lớn nhất trong ngày, đôi khi dùng Pmax để xác định phụ tải tính toán. 1.6.2. Phụ tải đỉnh nhọn: Chính là phụ tải cực đại xuất hiện trong khoảng thời gian ngắn từ 1  25, người ta thường dùng phụ tải đỉnh nhọn để kiểm tra làm việc của cầu chính, tính dòng khởi động của Rơle bảo vệ, phụ tải này thường xuất hiện khi khởi động động cơ. Nếu như số lần xuất hiện đỉnh nhọn càng nhiều thì có ảnh hưởng đến các thiết bị trong làm việc. 2. ĐỒ THỊ PHỤ TẢI ĐIỆN Đặc trưng cho sự tiêu dùng năng lượng điện của các thiết bị riêng lẻ, của nhóm thiết bị, của phân xưởng hoặc của toàn bộ xí nghiệp. Nó là tài liệu quan trọng trong thiết và vận hành. 2.1. Phân loại: Có nhiều cách phân loại - Theo đại lượng đo: + Đồ thị phụ tải tác dụng P(t). + Đồ thị phụ tải phản kháng Q(t). + Đồ thị phụ tải điện năng A(t). - Theo thời gian khảo sát: + Đồ thị phụ tải hằng ngày. 16
+ Đồ thị phụ tải hằng tháng. + Đồ thị phụ tải hằng năm. Đồ thị phụ tải của thiết bị riêng lẻ ký hiệu là p(t); q(t); i(t).. Của nhóm thiết bị P(t); Q(t); I(t). 2.2. Các loại đồ thị phụ tải thường dùng: - Đồ thị phụ tải hàng ngày: (của nhóm, phân xưởng hoặc của XN). thường được xét với chu kỳ thời gian là một ngày đêm (24 giờ) và có thể xác định theo 3 cách. + Bằng dụng cụ đo tự động ghi lại (Hình 2.1a) + Do nhân viên trực ghi lại sau những giờ nhất định (Hình 2.1b). + Biểu diễn theo bậc thang, ghi lại giá trị trung bình trong những khoảng nhất định (Hình 2.1c). 2.1a 2.1b 2.1c Hình 2.1 – Đồ thị phụ tải hằng ngày của một xí nghiệp Đồ thị phụ tải hàng ngày cho ta biết tình trạng làm việc của thiết bị để từ đó sắp xếp lại qui trình vận hành hợp lý nhất, nó làm căn cứ để tính chọn thiết bị, tính điện năng tiêu thụ… Các thông số đặc trưng của đồ thị phụ tải hàng ngày: 1- Phụ tải cực đại Pmax ; Qmax 2- Hệ số công suất cực đại cosmax tương ứng với tgmax = Qmax /Pmax 3- Điện năng tác dụng và phản kháng ngày đêm A [kWh]; Ar [kVArh]. 4- Hệ số công suất Costb tương ứng với tgtb = Ar/A A Ar 5- Hệ số điền kín của ĐTPT. K dk  , K dkr  , 24.Pmax 24Q max - Đồ thị phụ tải hàng năm: 2 loại + ĐTPT hàng tháng + ĐTPT theo bậc thang Đồ thị phụ tải hàng tháng: được xây dựng theo phụ tải trung bình của từng tháng của xí nghiệp trong một năm làm việc. 17
Hình 2.2 – Đồ thị phụ tải hằng tháng của một xí nghiệp Đồ thị phụ tải hàng tháng cho ta biết nhịp độ sản xuất của xí nghiệp. Từ đó có thể đề ra lịch vận hành sửa chữa các TB. điện một cách hợp lý nhất, nhằm đáp ứng các yêu cầu của sản xuất (VD: vào tháng 3,4  sửa chữa vừa và lớn, còn ở những tháng cuối năm chỉ sửa chữa nhỏ và thay các thiết bị. Đồ thị phụ tải theo bậc thang: xây dựng trên cơ sở của đồ thị phụ tải ngày đêm điển hình (thường chọn 1 ngày điển hình vào mùa đông và vào mùa hạ. Hình 2.3 – Đồ thị phụ tải theo bậc thang của một xí nghiệp Gọi: n1 – số ngày mùa đông trong năm n2 – số ngày mùa hè trong năm  Ti = (t’1 + t”1).n1 + t’2.n2 Các thông số đặc trưng của đồ thị phụ tải năm: 1 - Điện năng tác dụng và phản kháng tiêu thụ trong một năm làm việc:A [kWh/năm] & Ar [kVArh/năm]. Chúng được xác địng bằng diện tích bao bởi đường ĐTPT và trực thời gian. A A 2- Thời gian sử dụng công suất cực đại: Tmax  , Tmax r  r Pmax Qmax 3- Hệ số công suất trung bình: Costb tương ứng với tgtb Ar : tg tb  A 4- Hệ số điền kín đồ thị phụ tải: A T Ar T K dk   max , K dkr   max r 8760.Pmax 8760 8760.Q max 8760 Định nghĩa Tmax: Nếu giả thiết rằng ta luôn luôn sử dụng công suất cực đại thì thời gian cần thiết Tmax để cho phụ tải đó tiêu thụ được lượng điện năng do phụ tải thực tế (biến thiên) tiêu thụ trong một năm làm việc. Tmax gọi là thời gian sử dụng công suất lớn nhất. 18
Hình 2.4 – Đồ thị tính Tmax của một xí nghiệp Tmax – ứng với mỗi XN khác nhau sẽ có giá trị khac nhau. + Trị số này có thể tra ở sổ tay và thường được định nghĩa theo P & Q hai thông số này thường không trùng nhau. + Qua thông kê có thể đưa ra Tmax điển hình của một số XN. + Tmax lớn + Tmax nhỏ Định nghĩa : Giả thiết ta luôn luôn vận hành với tổn thất công suất lớn nhất thì thời gian cần thiết  để gây ra được lượng điện năng tổn thất bằng lượng điện năng tổn thất do phụ tải thực tế gây ra trong một năm làm việc, gọi là thời gian chịu tổn thất công suất lớn nhất.  và Tmax thường không bao giờ bằng nhau, tuy nhiên chúng lại có quan hệ rất gắn bó, nhưng lại không tỷ lệ tuyến tính vì P không chỉ xuất hiện lúc có tải, mà ngay cả lúc không tải cũng vẫn có tổn thất  người ta xây dựng quan hệ  theo Tmax và cos Hình 2.5 – Đồ thị tính  của một xí nghiệp 3. CÁC HỆ SỐ TÍNH TOÁN Là phụ tải giả thiết lâu dài không đổi, nó tương đương với phụ tải thực tế về mặt hiệu ứng nhiệt lớn nhất hay nói cách khác phụ tải tính toán cũng làm nóng dây dẫn đến nhiệt độ bằng nhiệt độ lớn nhất do phụ tải thực tế gây ra. Dùng phụ tải tính toán để lựa chọn thiết bị điện, vì nó đảm bảo an toàn cho thiết trong mọi tình trạng làm việc. Pmax  Ptt  Ptb Thường người ta lấy trị số trung bình của phụ tải lớn nhất xuất hiện trong 30 phút để làm phụ tải tính toán ( gọi là P30 = Ptt). 19