Xem mẫu
- TRƯ NG ð I H C QUI NHƠN
KHOA K THU T & CÔNG NGH
---o0o---
TRƯƠNG MINH T N
GIÁO TRÌNH
H TH NG CUNG C P ðI N
Qui Nhơn, 2009
- M CL C
L I NÓI ð U 3
Chương 1: NH NG V N ð CHUNG V H TH NG CUNG C P ðI N 4
1.1. Khái ni m v h th ng ñi n 4
1.2. Nh ng yêu c u ñ i v i phương án cung c p ñi n 5
1.3. M t s ký hi u thư ng dùng 7
Chương 2: PH T I ðI N 9
2.1. Ph t i ñi n 9
2.2. ð th ph t i 9
2.3. Các ñ i lư ng v t lý cơ b n c a ph t i ñi n 13
2.4. Các phương pháp tính ph t i tính toán 16
2.5. Ph t i tính toán toàn xí nghi p 20
2.6. Bi u ñ ph t i 21
Chương 3: TÍNH TOÁN KINH T - K THU T TRONG THI T K
CUNG C P ðI N 23
3.1. M c ñích, yêu c u 23
3.2. Phương pháp tính toán so sánh kinh t - k thu t 23
3.3. Tính toán kinh t - k thu t khi c i t o 25
Chương 4: SƠ ð CUNG C P ðI N VÀ TR M BI N ÁP 27
4.1. C p ñi n áp 27
4.2. Ngu n ñi n 29
4.3. Sơ ñ n i dây c a m ng ñi n cao áp 29
4.4. Sơ ñ n i dây c a m ng ñi n h áp, m ng phân xư ng 31
4.5. Tr m bi n áp 33
Chương 5: TÍNH TOÁN ðI N TRONG M NG ðI N ð A PHƯƠNG 47
5.1. T n th t công su t và ñi n năng trên ñư ng dây c a m ng ñi n 47
5.1.1. ðư ng dây ch có m t ph t i 47
5.1.2. ðư ng dây cung c p cho nhi u ph t i 47
5.1.3. T n th t công su t trên ñư ng dây có ph t i phân b ñ u 49
5.1.4. T n th t ñi n năng trên ñư ng dây 49
5.1.5. T n th t ñi n năng và công su t trong máy bi n áp 50
5.2. T n th t ñi n áp trong m ng ñi n ñ a phương 52
5.2.1 Xác ñ nh t n th t ñi n áp trên ñư ng dây c a m ng ñi n ñ a phương. 53
5.2.2. Xác ñ nh t n th t ñi n áp trên ñư ng dây có ph t i phân b ñ u 55
5.2.3. T n th t ñi n áp trên ñư ng dây có dây trung tính 57
5.2.4. Xác ñ nh t n th t ñi n áp trong m ng ñi n ñ a phương kín 59
5.2.5. ði u ch nh ñi n áp trong lư i phân ph i 64
1
- Chương 6: L A CH N TI T DI N DÂY D N TRONG M NG ðI N
ð A PHƯƠNG 72
6.1. Khái ni m chung 72
6.2. L a ch n ti t di n dây trên không và cáp theo ñi u ki n phát nóng 72
6.3. L a ch n ti t di n dây và cáp theo ñi u ki n t n th t ñi n áp cho phép 74
6.4. L a ch n ti t di n dây theo ñi u ki n phí t n kim lo i màu ít nh t 76
6.5. L a ch n ti t di n dây theo m t ñ dòng ñi n kinh t 81
6.6. L a ch n ti t di n dây trong m ng kín 84
Chương 7: L A CH N THI T B ðI N 89
7.1. Khái ni m chung 89
7.2.Tính toán ng n m ch trong h th ng cung c p ñi n 89
7.3. L a ch n thi t b và các tham s theo ñi u ki n làm vi c lâu dài 93
7.4. Ki m tra các thi t b ñi n 94
7.5. L a ch n máy c t ñi n 96
7.6. Ch n và ki m tra máy c t ph t i 97
7.7. Ch n và ki m tra dao cách ly 97
7.8. Ch n và ki m tra c u chì 97
7.9. L a ch n và ki m tra s cách ñi n 99
7.10. Ch n và ki m tra máy bi n dòng BI 100
7.11. Ch n và ki m tra máy bi n ñi n áp BU 101
7.12. L a ch n thanh d n ñi n 102
7.12. L a ch n và ki m tra thi t b có ñi n áp ñ n 1000V 103
Chương 8: TI T KI M ðI N NĂNG 103
8.1. Nh ng v n ñ chung 106
8.2. M t s bi n pháp bù 122
Chương 9: N I ð T VÀ CH NG SÉT 122
9.1. Khái ni m v n i ñ t 116
9.2. Cách th c hi n và tính toán trang b n i ñ t 118
TÀI LI U THAM KH O 131
2
- L I NÓI ð U
Tài li u này là bài gi ng c a tác gi môn h c “H th ng cung c p ñi n” cho sinh
viên ngành ði n k thu t.
Tài li u g m 9 chương:
Chương 1: Nh ng v n ñ chung v h th ng cung c p ñi n
Chương 2: Ph t i ñi n
Chương 3: Tính toán kinh t k thu t trong thi t k cung c p ñi n
Chương 4: Sơ ñ cung c p ñi n và tr m bi n áp
Chương 5: Tính toán ñi n trong m ng ñi n ñ a phương
Chương 6: L a ch n ti t di n dây d n trong m ng ñi n ñ a phương
Chương 7: L a ch n thi t b ñi n
Chương 8: Ti t ki m ñi n năng
Chương 9: N i ñ t và ch ng sét
M c ñích c a tác gi khi vi t tài li u này ch ñơn gi n là mong mu n cung c p cho
các b n sinh viên ñang theo h c ngành ði n k thu t, thêm m t tài li u b tr cho vi c
h c k , hi u bài gi ng cũng như h tr vi c t h c c a sinh viên và cho các b n ñ c quan
tâm ñ n v n ñ này. Do h n ch v th i lư ng dành cho môn h c này, n i dung c a nó có
th chưa thõa mãn yêu c u c a ñ c gi .
Tài li u ñư c hoàn thành nh s c vũ, khuy n khích và t o ñi u ki n thu n l i
c a các ñ ng nghi p trong B môn K thu t ñi n, khoa K thu t & Công ngh , Trư ng
ð i h c Qui Nhơn, nơi tác gi ñang công tác. Tác gi xin ñư c g i l i c m ơn chân
thành.
M c dù ñã r t n l c, song ch c không th không có thi u sót. Do ñó tác gi hoan
nghênh m i ý ki n góp ý s a ñ i, b sung thêm c a b n ñ c ñ hoàn thi n tài li u. Thư
góp ý xin g i v :
Trư ng ð i h c Qui Nhơn
Khoa K thu t & Công ngh , B môn K thu t ñi n
tantmqn@gmail.com
3
- Chương 1
NH NG V N ð CHUNG V H TH NG CUNG C P ðI N
1.1. Khái ni m v h th ng ñi n
- H th ng ñi n bao g m các nhà máy ñi n, tr m bi n áp, các ñư ng dây t i ñi n và
các thi t b khác (như thi t b ñi u khi n, t bù, thi t b b o v …) ñư c n i li n v i nhau
thành h th ng làm nhi m v s n xu t, truy n t i, phân ph i và cung c p ñi n năng ñ n
t n các h dùng ñi n, hình 1.1.
Hình 1.1
- H th ng cung c p ñi n ch bao g m các khâu phân ph i; truy n t i và cung c p
ñi n năng ñ n các h tiêu th ñi n.
- ð c ñi m c a quá trình s n xu t và phân ph i ñi n năng:
+ Khác v i h u h t các s n ph m, ñi n năng ñư c s n xu t ra, nói chung không
tích tr ñư c (tr vài trư ng h p ñ c bi t v i công su t nh như pin, ac qui..).T i m i
th i ñi m luôn luôn ph i ñ m b o cân b ng gi a lư ng ñi n năng s n xu t ra và tiêu th
có k ñ n t n th t trong khâu truy n t i. ði u này c n ph i ñư c quán tri t trong khâu
thi t k , qui ho ch, v n hành và ñi u ñ h th ng ñi n, nh m gi v ng ch t lư ng ñi n (u
và f).
+ Các quá trình v ñi n x y ra r t nhanh.Ch ng h n sóng ñi n t lan tuy n trong
dây d n v i t c ñ r t l n x p s t c ñ ánh sáng 30.000.000 km/s (quá trình ng n m ch,
sóng sét lan truy n lan truy n). ðóng c t c a các thi t b b o v vv…ñ u ph i x y ra
trong vòng nh hơn 1/10 giây → c n thi t ñ thi t k , hi u ch nh các thi t b b o v .
+ Công nghi p ñi n l c có quan h ch t ch ñ n nhi u ngành kinh t qu c dân
(luy n kim, hoá ch t, khai thác m , cơ khí, công nghi p d t…). → là m t trong nh ng
ñ ng l c tăng năng su t lao ñ ng t o nên s phát tri n nh p nhàng trong c u trúc kinh t .
Quán tri t ñ c ñi m này s xây d ng nh ng quy t ñ nh h p lý trong m c ñ ñi n khí hoá
ñ i v i các ngành kinh t ; các vùng lãnh th khác nhau; m c ñ xây d ng ngu n ñi n,
m ng lư i truy n t i, phân ph i → nh m ñáp ng s phát tri n cân ñ i, tránh ñư c nh ng
thi t h i kinh t qu c dân do ph i h n ch nhu c u c a các h dùng ñi n.
4
- - ð nghiên c u, qui ho ch phát tri n h th ng ñi n cũng như ñ qu n lý, v n
hành, h th ng ñi n ñư c phân chia thành các h th ng tương ñ i ñ c l p v i nhau:
+ V m t qu n lý:
• Các nhà máy ñi n do các nhà máy ñi n t qu n lý.
• Lư i ñi n h th ng cao áp và siêu cao áp (≥ 220kV) và tr m khu v c do
các công ty truy n t i qu n lý.
• Lư i truy n t i và phân ph i do các công ty lư i ñi n qu n lý, dư i nó là
các s ñi n.
+ V m t qui ho ch:
• Ngu n ñi n, lư i h th ng, các tr m khu v c ñư c qui ho ch trong t ng sơ
ñ.
• Lư i truy n t i và phân ph i ñư c qui ho ch riêng.
+ V m t ñi u ñ :
• ði u ñ trung ương: G m 2 b ph n
→ B ph n ch huy v n hành làm nhi m v theo dõi và ñi u khi n tr c ti p
ho t ñ ng c a h th ng ñi n, ch huy các ñi u ñ c p dư i th c hi n chương
trình ho t ñ ng ñã ñ nh trư c. Khi x y ra các tình hu ng b t thư ng thì th c
hi n các bi n pháp kh c ph c nh m gi v ng ch ñ .
→ B ph n phương th c làm nhi m v chu n b trư c ch ñ v n hành th a
mãn các yêu c u an toàn, ch t lư ng ph c v và hi u qu kinh t .
• ði u ñ ñ a phương. ði u ñ các nhà máy ñi n, ñi u ñ các tr m khu v c,
ñi u ñ các công ty ñi n.
• ði u ñ các s ñi n: ði u khi n vi c phân ph i ñi n nh n t các tr m bi n
áp do c p trên qu n lý, t i qua lư i cao th , các tr m bi n áp trung gian,
lư i ñi n phân ph i trung, h áp ñ n các h dùng ñi n.
+ V m t nghiên c u, tính toán:
• Lư i h th ng: bao g m các ñư ng dây t i ñi n và tr m bi n áp khu v c.
• Lư i truy n t i (35, 110, 220 kV).
• Lư i phân ph i trung áp (6, 10, 15, 22, 35 kV).
• Lư i phân ph i h áp (0,4/0,22 kV).
N i dung c a môn h c: Nghiên c u thi t k , tính toán, v n hành lư i ñi n trung
và h áp.
1.2. Nh ng yêu c u ñ i v i phương án cung c p ñi n
- ð tin c y cung c p ñi n: ñ m b o liên t c cung c p ñi n tùy thu c vào tính ch t
c a h dùng ñi n.
+ H lo i 1: là nh ng h r t quan tr ng không ñư c ñ m t ñi n. N u m t ñi n s
d n ñ n m t an ninh chính tr , tr t t xã h i (sân bay, khu quân s , ñ i s quán...); làm
5
- thi t h i l n ñ n n n kinh t qu c dân (khu công nghi p, khu ch xu t…); làm nguy h i
ñ n tính m ng c a con ngư i.
ð i v i h lo i 1, ph i ñư c cung c p ít nh t t 2 ngu n ñi n ñ c l p ho c ph i có
ngu n d phòng nóng.
+ H lo i 2: bao g m các xí nghi p ch t o hàng tiêu dùng và thương m i d ch v .
N u m t ñi n gây hư h ng máy móc, ph ph m, ng ng tr s n xu t.
Cung c p ñi n lo i 2 thư ng có thêm ngu n d phòng. Nhưng c n ph i so sánh
gi a v n ñ u tư cho ngu n d phòng và hi u qu kinh t ñưa l i do không b ng ng cung
c p ñi n.
+ H lo i 3: là nh ng h không quan tr ng cho phép m t ñi n t m th i khi c n
thi t (ánh sáng sinh ho t ñô th , nông thôn). Nhưng m t ñi n không quá m t ngày ñêm.
Thông thư ng, h lo i 3 ñư c cung c p ñi n t m t ngu n.
- Ch t lư ng ñi n năng: g m có ch t lư ng ñi n áp và ch t lư ng t n s .
+ Ch t lư ng t n s : ñư c ñánh giá b ng
f − f ñm
• ð l ch t n s so v i t n s ñ nh m c: ∆f = .100 % (1.1)
f ñm
• ð dao ñ ng t n s : ð c trưng b i ñ l ch gi a giá tr l n nh t và nh nh t
c a t n s khi t n s bi n thiên nhanh v i t c ñ l n hơn 1%/s.
Theo GOCT 13109-87 c a Nga thì ñ l ch t n s cho phép là ±0,2 Hz v i xác
xu t 95% (22,8h/ngày), ñ l ch t i ña cho phép ±0,4 Hz trong m i th i gian và
trong m i ch ñ s c cho phép ñ l ch ñ n ±0,5 Hz. ð dao ñ ng t n s
không vư t quá 0,2 Hz.
Theo tiêu chu n Singapor: ñ l ch t n s cho phép là 1%, t c ±0,5 Hz..
+ Ch t lư ng ñi n áp
U − U ñm
• ð l ch ñi n áp so v i ñi n áp ñ nh m c δU = .100 % (1.2)
U ñm
U là ñi n áp th c t trên c c c a thi t b dùng ñi n.
ði u ki n: δU- ≤ δU ≤ δU+
δU- , δU+ là gi i h n trên và dư i c a ñ l ch ñi n áp.
ð l ch ñi n áp cho phép ñư c qui ñ nh ( ch ñ làm vi c bình thư ng).
M ng ñ ng l c: ± 5%
M ng chi u sáng: ± 2,5%
Trư ng h p kh i ñ ng ñ ng cơ ho c m ng ñi n ñang trong tình tr ng s c
thì ñ l ch ñi n áp cho phép có th t i -10% ÷ 20%.
• ð dao ñ ng ñi n áp: s bi n thiên nhanh c a ñi n áp
U max − U min
∆U = .100 % (1.3)
U ñm
6
- T c ñ bi n thiên t Umax ñ n Umin không nh hơn 1%/s.
• ð không ñ i x ng: Ph t i các pha không ñ i x ng d n ñ n ñi n áp các
pha không ñ i x ng, s không ñ i x ng này ñư c ñ c trưng b i thành ph n
th t ngh ch c a ñi n áp.
ði n áp không ñ i x ng làm gi m hi u qu công tác và tu i th c a thi t b
dùng ñi n, gi m kh năng t i c a lư i ñi n và tăng t n th t ñi n năng.
• ð không sin: Các thi t b dùng ñi n có ñ c tính phi tuy n như máy bi n áp
không t i, b ch nh lưu, tiristor…làm bi n d ng ñư ng ñ th ñi n áp,
khi n nó không còn là hình sin n a. Xu t hi n các sóng hài b c cao, góp
ph n làm gi m ñi n áp, làm tăng t n th t s t t trong ñ ng cơ, t n th t ñi n
môi trong cách ñi n, tăng t n th t trong lư i ñi n và thi t b dùng ñi n …
Ch t lư ng ñi n áp ñư c ñ m b o nh các bi n pháp ñi u ch nh ñi n áp trong lư i
ñi n truy n t i và phân ph i. Các bi n pháp này ch n l a trong qui ho ch và thi t k lư i
ñi n và ñư c hoàn thi n thư ng xuyên trong v n hành.
- An toàn
H th ng cung c p ñi n ph i ñư c v n hành an toàn ñ i v i ngư i và thi t b .
Mu n v y, ngư i thi t k ph i ch n sơ ñ cung c p ñi n h p lý, các thi t b ñi n ph i
ñư c ch n ñúng ch ng lo i, ñúng công su t.
Công tác xây d ng, l p ñ t ph i ñúng qui ph m.
Công tác v n hành qu n lý có vai trò ñ c bi t quan tr ng. Ngư i s d ng ph i
tuy t ñ i ch p hành nh ng qui ñ nh v an toàn s d ng ñi n.
- Kinh t
Khi ñánh giá so sánh các phương án cung c p ñi n, ch tiêu kinh t ch ñư c xét
ñ n khi các ch tiêu k thu t nêu trên ñã ñư c ñ m b o.
Ch tiêu kinh t ñư c ñánh giá qua: t ng s v n ñ u tư, chi phí v n hành và th i
gian thu h i v n ñ u tư.
Vi c ñánh giá ch tiêu kinh t ph i thông qua tính toán và so sánh các phương án
ñ ñưa ra ñư c phương án t i ưu.
1.3. M t s ký hi u thư ng dùng
1. Máy phát ñi n ho c 2. T ñ ng l c
nhà máy ñi n
3. ð ng cơ ñi n 4. Kh i ñ ng t
5. Máy bi n áp 2 cu n 6. ðèn s i ñ t
dây
7. Máy bi n áp 3 cu n 8. ðèn huỳnh quang
dây
7
- 9. Máy bi n áp ñi u 10. Công t c ñi n
ch nh dư i t i
11. Kháng ñi n 12. c m ñi n
13. Máy bi n dòng ñi n 14. Dây d n ñi n
15. Máy c t ñi n 16. Dây cáp ñi n
17. C u chì 18. Thanh d n (thanh
cái)
19. Aptomat 20. Dây d n m ng 2
dây
21. C u dao cách ly 22. Dây d n m ng
ñ ng l c m t chi u
23. Máy c t ph t i 24. Ch ng sét ng
25. T ñi n bù 26. Ch ng sét van
27. T chi u sáng 28. C u chì t rơi
29. T phân ph i
8
- Chương 2
PH T I ðI N
2.1. Ph t i ñi n
Bao g m t t c các thi t b ñi n thu nh n năng lư ng t lư i ñ chuy n hóa thành
các d ng năng lư ng khác như cơ năng, nhi t năng, quang năng…
2.2. ð th ph t i
- Quá trình s n xu t và tiêu th ñi n năng x y ra ñ ng th i, ph t i luôn bi n ñ ng
theo th i gian. ðư ng bi u di n qui lu t bi n ñ i c a ph t i theo th i gian g i là ñ th
ph t i.
- Phân lo i: có nhi u cách phân lo i
+ Theo công su t: ð th ph t i công su t tác d ng P = f(t).
ð th ph t i công su t ph n kháng Q = f(t).
ð th ph t i công su t toàn ph n S = f(t).
+ Theo th i gian: ð th ph t i hàng ngày.
ð th ph t i hàng tháng.
ð th ph t i năm.
- Các lo i ñ th ph t i thư ng dùng
+ ð th ph t i hàng ngày: thư ng ñư c xét v i chu kỳ th i gian là m t ngày
ñêm (24gi ) và có th xác ñ nh theo 3 cách:
B ng d ng c ño t ñ ng ghi l i, hình 2.1a.
Do nhân viên tr c ghi l i sau nh ng gi nh t ñ nh, hình 2.1b.
Bi u di n theo b c thang, ghi l i giá tri trung bình trong nh ng kho ng nh t ñ nh,
hình 2.1c.
Hình 2.1a Hình 2.1b Hình 2.1c
ð th ph t i hàng ngày cho ta bi t tình tr ng làm vi c c a thi t b ñ t ñó s p
x p l i qui trình v n hành h p lý nh t, nó còn làm căn c ñ tính ch n thi t b , tính ñi n
năng tiêu th .
Các thông s ñ c trưng c a ñ thi ph t i.
Ph t i c c ñ i Pmax; Qmax
H sô công su t c c ñ i cosϕmax, tương ng v i tgϕmax = Qmax/Pmax.
9
- ði n năng tác d ng và ph n kháng ngày ñêm: A [kWh], Ar [kVArh].
H s công su t trung bình cosϕtb, tương ng v i tgϕtb = Ar/A.
H s ñi n kín ñ th ph t i:
A Ar
k ñk = , k ñkr = (2.1)
24.Pmax 24.Qmax
+ ð th ph t i hàng tháng: ðư c xây d ng theo ph t i trung bình hàng tháng
Hình 2.2
ð th ph t i hàng tháng cho ta bi t ñư c nh p ñ làm vi c c a h tiêu th , t ñó
ñ nh ra l ch v n hành s a ch a các thi t b ñi n m t cách h p lý, ñáp ng ñư c yêu c u
s n xu t.
Ví d : Hình 2.2, kho ng tháng 4, 5 ph t i là nh nh t nên ti n hành s a ch a v a và l n
các thi t b ñi n, còn nh ng tháng cu i năm ch s a ch a nh và thay các thi t b .
+ ð th ph t i hàng năm:
Căn c vào ñ th ph t i ñi n hình c a m t ngày mùa hè và m t ngày mùa ñông
chúng ta có th v ñư c ñ th ph t i hàng năm.
Hình 2.3
G i n1 là s ngày mùa ñông trong năm
n2 là s ngày mùa hè trong năm
Ti = (t1’+t1”).n1 + t2’.n2
Các thông s ñ c trưng ñ th ph t i năm :
10
- ði n năng tác d ng và ph n kháng tiêu th trong m t năm làm vi c:
A[kWh/năm], Ar[kVArh/năm].
A Ar
Th i gian s d ng công su t c c ñ i : Tmax = , Tmax r = (2.2)
Pmax Qmax
H s công su t trung bình cosϕtb, tương ng v i tgϕtb = Ar/A.
H s ñi n kín ñ th ph t i:
A T Ar T
k ñk = = max , kñkr = = max r (2.3)
8760.Pmax 8760 8760.Qmax 8760
-Khái ni m v Tmax và τ
Hình 2.4
+ Th i gian s d ng công su t c c ñ i (Tmax): N u gi thi t r ng ta luôn luôn s
d ng công su t c c ñ i thì th i gian c n thi t Tmax ñ cho ph t i ñó tiêu th ñư c lư ng
ñi n năng do ph t i th c t (bi n thiên) tiêu th trong m t năm làm vi c.
Tmax ng v i m i xí nghi p khác nhau s có giá tr khác nhau
VD. ð i v i xí nghi p 1 ca/ngày: Tmax = 1500 ÷ 2200h/năm.
ð i v i xí nghi p 2 ca/ngày: Tmax = 3000 ÷ 4000h/năm.
ð i v i xí nghi p 3 ca/ngày: Tmax = 5000 ÷ 7000h/năm.
Tmax l n, ñ th ph t i càng b ng ph ng
Tmax nh , ñ th ph t i ít b ng ph ng hơn
8760
∫ P(t )dt
A
= =
Th i gian s d ng công su t c c ñ i năm: Tmax 0
Pmax Pmax
+ Th i gian ch u t n th t công su t l n nh t (τ): Gi thi t ta luôn luôn v n hành
v i t n th t công su t l n nh t thì th i gian c n thi t τ ñ gây ra ñư c lư ng ñi n năng
t n th t b ng lư ng ñi n năng t n th t do ph t i th c t gây ra trong m t năm làm vi c.
τ và Tmax thư ng không bao gi b ng nhau, tuy nhiên chúng l i có quan h r t g n
bó, nhưng l i không t l tuy n tính vì ∆P không ch xu t hi n lúc có t i, mà ngay c lúc
không t i cũng v n có t n th t → ngư i ta xây d ng quan h τ theo Tmax và cosϕ theo
ñư ng cong ho c cũng có th tính τ b ng công th c Kêzovit sau:
11
- τ = (0,124 + Tmax .10 −4 )2 .8760 (2.4)
- Ch ñ làm vi c c a ph t i: 3 ch ñ
+ Ch ñ dài h n: Ch ñ trong ñó nhi t ñ c a thi t b tăng ñ n giá tr xác l p và
là h ng s không ph thu c vào s bi n ñ i c a công su t trong kho ng th i gian b ng 3
l n h ng s th i gian phát nóng c a cu n dây. Ph t i có th làm vi c v i ñ th b ng
ph ng v i công su t không ñ i trong th i gian làm vi c ho c ñ th ph t i không thay
ñ i trong th i gian làm vi c.
+ Ch ñ làm vi c ng n h n: Ch ñ trong ñó nhi t ñ c a thi t b tăng ñ n giá tr
nào ñó trong th i gian làm vi c, r i l i gi m xu ng b ng nhi t ñ môi trư ng xung quanh
trong th i gian ngh .
+ Ch ñ ng n h n l p l i: Ch ñ trong ñó nhi t ñ c a thi t b tăng lên trong
th i gian làm vi c nhưng chưa ñ t giá tr cho phép và l i gi m xu ng trong th i gian
ngh , nhưng chưa gi m xu ng nhi t ñ c a môi trư ng xung quanh. Ví d : Các ñ ng cơ
c u tr c, máy bi n áp hàn…
td t
ð c trưng b ng h s ti p ñi n ε % = .100 = d .100 (2.5)
t0 + t d Tc
td - th i gian ñóng ñi n c a thi t b
t0 - th i gian ngh
Tc - là m t chu kỳ công tác và ph i nh hơn 10 phút
- Qui ñ i ph t i:
+ Thi t b ch ñ ng n h n l p l i, khi tính ph t i tính toán ph i qui ñ i v ch
ñ làm vi c dài h n (t c là qui v ch ñ làm vi c có h s ti p ñi n tương ñ i).
Pñm’ = Pñm . ε ñm
ð ng cơ: (2.6)
Máy bi n áp: Pñm’ = S ñm . cos ϕ . ε ñm (2.7)
Trong ñó: Pñm’- công su t ñ nh m c ñã qui ñ i
Pñm, Sñm, cosϕ, εñm – các tham s ñ nh m c lý l ch máy c a thi t b .
+ Qui ñ i ph t i m t pha v 3 pha
Vì t t c các thi t b cung c p ñi n t ngu n ñ n các ñư ng dây truy n t i ñ u là
thi t b ba pha, các thi t b dùng ñi n l i có c thi t b 1 pha (thư ng công su t nh ). Các
thi t b này có th ñ u vào ñi n áp pha ho c ñi n áp dây. Khi tính ph t i c n ph i ñư c
qui ñ i v 3 pha.
Khi có thi t b n i vào ñi n áp pha thì công su t tương ñương sang 3 pha
Pñm tñ = 3.Pñm fa (2.8)
Pñm tñ – công su t ñ nh m c tương ñương (sang 3 pha)
Pñm fa – công su t ñ nh m c c a ph t i m t pha
Khi có thi t b 1 pha n i vào ñi n áp dây
12
- Pñm tñ = 3 .Pñm fa (2.9)
Pñm tñ – công su t ñ nh m c tương ñương (sang 3 pha)
Pñm fa – công su t ñ nh m c c a ph t i m t pha
Khi có nhi u ph t i 1 pha n i vào nhi u ñi n áp dây và pha khác nhau
Pñm tñ = 3 .Pñm fa max (2.10)
ð tính toán cho trư ng h p này, trư c tiên ph i qui ñ i các thi t b 1 pha ñ u vào
ñi n áp dây v thi t b ñ u vào ñi n áp pha. Sau ñó s xác ñ nh ñư c công su t c c ñ i
c a m t pha nào ñó.
2.3. Các ñ i lư ng v t lý cơ b n c a ph t i ñi n
- Công su t ñ nh m c (Pñm) :
ðư c xem là m t ñ i lư ng dùng ñ tính ph t i ñi n (ghi s n trong lý l ch máy).
Hình 2.5
ðơn v c a công su t ñ nh m c thư ng là kW. V i m t ñ ng cơ ñi n Pñm chính là
công su t cơ trên tr c cơ c a nó, nhưng v thi t k cung c p ñi n ta quan tâm ñ n công
Pñm
Pñ =
su t ñ u vào (công su t ñ t) : (2.11)
η ñm
ηñm – hi u su t ñ nh m c c a ñ ng cơ thư ng l y 0,8 ÷ 0,95, nên ñ cho tính toán
ñư c ñơn gi n, ngư i ta có th l y Pñ = Pñm.
- Ph t i trung bình (Ptb): là m t ñ c trưng tĩnh c a ph t i trong m t kho ng th i
gian nào ñó
T T
∫ P(t ).dt ∫ Q(t ).dt
∆P ∆Q
Ptb = = ; Qtb = = (2.12)
0 0
T T T T
Trong ñó ∆P, ∆Q – ñi n năng tiêu th trong th i gian kh o sát, kW, kVAr
P(t), Q(t) – ñ th ph t i th c t
T – th i gian kh o sát, h
Ph t i trung bình có th dùng ñ ñánh giá ñư c m c ñ s d ng thi t b ; xác ñ nh
ph t i tính toán; tính t n hao ñi n năng.
- Ph t i c c ñ i: chia làm 2 nhóm
+ Ph t i c c ñ i (Pmax): là ph t i trung bình l n nh t tính trong kho ng th i gian
tương ñ i ng n (5, 10 ho c 30 phút) ng v i ca làm vi c có ph t i l n nh t trong ngày.
13
- Pmax dùng ñ tính t n th t công su t l n nh t, ñ ch n các thi t b ñi n, ch n dây
d n và dây cáp theo ñi u ki n m t ñ dòng ñi n kinh t …
+ Ph t i ñ nh nh n (Pñn): là ph t i c c ñ i xu t hi n trong kho ng th i gian r t
ng n (1 ÷2s), nó thư ng xu t hi n khi kh i ñ ng c a ñ ng cơ.
Pñn dùng ñ ki m tra dao ñ ng ñi n áp, ñi u ki n t kh i ñ ng c a ñ ng cơ, ki m
tra ñi u ki n làm vi c c a c u chì, tính dòng ñi n kh i ñ ng c a rơle b o v …
- Ph t i tính toán (Ptt): là thông s quan tr ng trong thi t k cung c p ñi n. Ptt là
ph t i gi thi t lâu dài không ñ i tương ñương v i ph t i th c t (bi n ñ i) v m t hi u
ng nhi t l n nh t.
Ptb ≤ Ptt ≤ Pmax
- H s s d ng (ksd): là t s gi a ph t i tác d ng trung bình v i công su t ñ nh
m c c a thi t b .
ptb
ð i v i m t thi t b k sd = (2.13)
pñm
n
∑p tbi
Ptb
ð i v i m t nhóm thi t b k sd = = (2.14)
1
n
Pñm
∑p ñmi
1
ksd nói lên m c ñ s d ng, m c ñ khai thác công su t c a thi t b ñi n trong m t
chu kỳ làm vi c.
- H s ph t i (kpt): là t s gi a công su t th c t v i công su t ñ nh m c c a
thi t b
Pthuc
k pt = (2.15)
Pñm
kpt nói lên m c ñ s d ng, m c ñ khai thác c a thi t b ñi n trong th i gian
ñang xét.
- H s c c ñ i (kmax): là t s gi a ph t i tính toán và ph t i trung bình trong
kho ng th i gian ñang xét
Ptt
kmax = (2.16)
Ptb
kmax thư ng ñư c tính ng v i ca làm vi c có ph t i l n nh t
Mu n tìm kmax ho c tra b ng ho c d a vào ñư ng cong kmax = f (nhi uqu , ksd).
14
- Hình 2.6
- H s nhu c u (knc): là t s gi a ph t i tính toán và công su t ñ nh m c
P .P
Ptt
knc = = tt tb = kmax .k sd (2.17)
Pñm Pñm .Ptb
Trong th c t knc thư ng do kinh nghi m v n hành mà t ng k t l i
- S thi t b hi u qu (nhq): là s thi t b gi thi t có cùng công su t và ch ñ làm
vi c
2
n
∑ Pñmi
nhq = 1 (2.18)
n
∑ ( Pñmi )2
1
Khi s thi t b dùng ñi n trong nhóm n > 5, tìm nhq theo b ng ho c ñư ng cong
cho trư c.
Trình t tính như sau:
n1 P
n* = , P* = 1
n P
Trong ñó: n - s thi t b trong nhóm
n1 - s thi t b có công su t không nh hơn m t n a công su t c a thi t
b có công su t l n nh t.
P và P1 - t ng công su t ng v i n và n1 thi t b
T n* và P* tra ñư ng cong hình 2.7, tìm nhq* và tìm ñư c nhq = nhq*.n
15
- Hình 2.7
2.4. Các phương pháp tính ph t i tính toán
Có nhi u phương pháp ñ xác ñ nh ph t i tính toán (PTTT) nhưng chưa có phương
pháp nào là v a cho k t qu chính xác l i v a có cách tính ñơn gi n. Vì v y tuỳ theo giai
ño n thi t k , tuỳ theo yêu c u c th mà ch n phương phap thi t k cho thích h p.
2.4.1. Phương pháp xác ñ nh ph t i tính toán theo công su t ñ t và h s knc
n n
Ptt = knc. ∑ Pñi ≈knc .∑ Pñmi (2.19)
1 1
Trong ñó: knc- là h s nhu c u c a thi t b , tra trong s tay k thu t
Pñi, Pñmi - công su t ñ t và công su t ñ nh m c c a thi t b th i, kW
n – s thi t b trong nhúm
Qtt = Ptt.tgϕ
Ptt
S tt = Ptt2 + Qtt =
2
cos ϕ
N u h s công su t c a các thi t b trong nhóm không gi ng nhau thì ph i tính
n
∑ P cosϕi i
cosϕtb : cosϕtb = (2.20)
1
n
∑ Pi1
Ưu ñi m c a phương pháp này là ñơn gi n, ti n l i nên ñư c ng d ng r ng rãi
Như c ñi m c a phương pháp này là kém chính xác, b i vì knc ñư c tra trong tài
li u k thu t, nó không ph thu c vào ch ñ v n hành và s thi t b trong nhóm máy.
Do ñó n u ch ñ v n hành và s thi t b trong nhóm thay ñ i nhi u thì k t qu tính theo
h s nhu c u s kém chính xác.
2.4.2. Phương pháp xác ñ nh ph t i tính toán theo su t tiêu hao ñi n năng cho m t
ñơn v s n ph m
a0 M
Ptt = (2.21)
Tmax
Trong ñó :
16
- a0- su t tiêu hao ñi n năng cho m t ñơn v s n ph m, kWh/ñvsp.
M - s s n ph m s n xu t ra trong m t năm.
Tmax - th i gian s d ng công su t c c ñ i.
N u M là s s n ph m s n xu t ra trong ca mang t i l n nh t thì Tmax = 8h
ðây là phương pháp hay ñư c dùng ñ xác ñ nh ph t i tính toán c a các nhà máy
xí nghi p có ch ng lo i s n ph m ít, s n xu t tương ñ i n ñ nh. Ví d như các nhà máy
d t, nhà máy s i, các tr m bơm, tr m nén khí…
2.4.3. Phương pháp xác ñ nh ph t i tính toán theo su t ph t i trên m t ñơn v di n
tích s n xu t
Ptt = P0 .F (2.22)
Trong ñó: P0 - su t ph t i cho m t ñơn v di n tích s n xu t, kW/m2.
F - di n tích s n xu t, m2.
Phương pháp hay dùng ñ xác ñ nh ph t i tính toán c a các nhà máy xí nghi p có
phân b ph t i tương ñ i ñ u như là các nhà máy s i, may, d t…xác ñ nh ph t i tính
toán c a các công trình dân d ng như trư ng h c, nhà , công s , b nh vi n r t hay ñư c
dùng ñ xác ñ nh ph t i tính toán chi u sáng.
2.4.4. Phương pháp xác ñ nh ph t i tính toán theo h s c c ñ i kmax và công su t
trung bình Ptb (còn g i là phương pháp s thi t b hi u qu nhq)
Ptt = kmaxPtb = kmax.ksd.Pdm (2.23)
Trong ñó: Pñm - công su t ñ nh m c.
ksd, kmax – h s s d ng và h s c c ñ i.
Chú ý:
n
N u n ≤ 3 và nhq < 4 thì Ptt = ∑ Pñmi
1
n
N u n > 3 và nhq < 4 thì Ptt = ∑ k pti .Pñmi (2.24)
1
kpt – h s mang t i c a thi t b
G n ñúng: kpt = 0,9 ñ i v i thi t b làm vi c ch ñ dài h n
kpt = 0,75 ñ i v i thi t b làm vi c ch ñ ng n h n l p l i.
ðư ng cong hình 2.6 ch cho ñ n giá tr nhq = 300. N u nhq > 300 và ksd < 0,5 thì
h s kmax ñư c l y ng v i nhq = 300. Còn khi nhq > 300 và ksd ≥ 0,5 thì
Ptt = 1,05.ksd.Pñm (2.25)
ð i v i các thi t b có ñ th ph t i b ng ph ng (máy bơm, qu t nén khí …):
Ptt = Ptb = ksd.Pñm (2.26)
ðây là phương pháp hay ñư c dùng trong th c t ñ xác ñ nh ph t i tính toán cho
các xí nghi p công nghi p b i nó không quá ph c t p mà l i tính ñ n c công su t, ch
17
- ñ làm vi c (thông qua h s kmax) c a các thi t b có trong nhóm, do v y k t qu tính
toán khá tin c y.
Ví d : Xác ñ nh ph t i tính toán c a phân xư ng cơ khí v i các thông s sau:
cosϕ
Tên máy S lư ng Pñm (kW)/1 máy
Máy ti n T630 4 10 0,7
Máy ti n C620 5 7 0,6
Máy ti n C616 4 4,5 0,65
Máy khoan ñ ng 5 2,8 0,5
Máy khoan bàn 20 1 0,5
H s s d ng c a các máy trong phân xư ng ksd = 0,1
Gi i:
n = 4 + 5 + 4 + 5 + 20 = 38
P = 4.10 + 5.7 + 4.4,5 + 5.2,8 + 20.1 = 127 kW
n1 = 4 + 5 = 9
P1 = 4.10 + 5.7 = 75 kW
n* = n1/n = 9/38 = 0,23
P* = P1/P = 75/127 = 0,59
T n* và P* tra ñư ng cong → nhq* = 0,56
S thi t b hi u qu n = nhq*.n = 0,56.38 = 21,2
T nhq và ksd tra ñư ng cong → kmax = 1,82
38
Ptt = kmax.ksd. ∑ Pñmi = 1,82.0,1.127 = 23,1 kW
1
38
∑ P cosϕ i i
cosϕtb = = 0,61 → tgϕtb = 1,299
1
38
∑P i
1
Qtt = Ptt.tgϕtb = 23,1.1,299 = 30 kVAr
2 2
Stt = Ptt + Qtt = 37,86 kVA
2.4.5. Xác ñ nh ph t i chi u sáng
Ph t i chi u sáng c a phân xư ng ñư c xác ñ nh theo công su t chi u sáng trên
m t ñơn v di n tích.
Pcs = Po .Fpx (2.27)
Qcs = Pcs .tgϕ (2.28)
2
Trong ñó : Po- su t chi u sáng trên ñơn v di n tích, W/m .
Fpx - di n tích phân xư ng, m2.
18
- Công su t ph n kháng chi u sáng Qcs ph thu c vào lo i ñèn ta ch n:
N u ñèn s i ñ t thì cosϕ =1 và tgϕ = 0.
N u ñèn huỳnh quang thì cosϕ < 1 và tgϕ ≠ 0.
2.4.6 . Xác ñ nh ph t i tính toán c a m t s ph t i ñ c bi t
- Tính ph t i tính toán cho thi t b ñi n m t pha:
Khi có thi t b ñi n m t pha trư c h t ph i phân b các thi t b ñó lên 3 pha sao
cho ñ u nhau.
N u t i ñi m cung c p ph n công su t không cân b ng nh hơn 15% t ng công
su t t i ñi m ñó thì các thi t b m t pha ñư c xem như là thi t b 3 pha có công su t
tương ñương.
N u l n hơn 15% thì ph i qui ñ i thi t b m t pha v ba pha
+ V i thi t b 1 pha n i vào ñi n áp pha thì Ptt(3 pha) = 3 P1p(max)
P1p(max) - t ng công su t các thi t b m t pha c a pha có ph t i l n nh t
+ V i thi t b 1 pha n i vào ñi n áp dây thì Ptt(3 pha) = 3 P1p
+ V a có thi t b 1 pha n i vào ñi n áp pha v a có thi t b 1 pha n i vào ñi n áp
dây thì ta ph i qui ñ i các thi t b n i vào ñi n áp dây thành thi t b n i vào ñi n áp pha,
các h s qui ñ i cho trong tài li u k thu t.
- Xác ñ nh ph t i ñ nh nh n
+ ð i v i m t thi t b :
Iñn = Imm = kmm.Iñm ñ (2.29)
ng cơ
kmm - h s m máy c a ñ ng cơ
+ ð i v i m t nhóm thi t b
Iñn = Imm(max) + Itt - ksd.Iñm(max) (2.30)
Imm(max) - dòng ñi n m máy l n nh t trong các ñ ng cơ
Itt - dòng ñi n tính toán cho c nhóm ñ ng cơ
Iñm(max) -dòng ñi n ñ nh m c c a ñ ng cơ nào có Imm(max)
Ví d : Tính dòng ñi n ñ nh nh n c a ñư ng dây cung c p cho c u tr c như sau:
ε% cosϕ
ð ng cơ Pñm(kW) Iñm (A) kmm
Nâng hàng 12 15 0,76 27,5 5,5
Xe con 4 15 0,70
Xe l n 8 15 0,75
ði n áp U = 380/220 V, ksd = 0,1
Gi i:
Imm(max) = kmm.Iñm = 5,5.27,5 = 151 A
Vì c u tr c làm vi c ch ñ ng n h n l p l i nên ta ph i qui ñ i sang ch ñ dài h n
19
nguon tai.lieu . vn
