11/8/2016

Chương 2

XÁC ĐỊNH NHU CẦU
ĐIỆN NĂNG

NỘI DUNG
1

ĐẶT VẤN ĐỀ

2

ĐỒ THỊ PHỤ TẢI ĐIỆN

3

NHỮNG ĐỊNH NGHĨA CƠ BẢN VÀ KÝ HIỆU

4

CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN

5

PHƯƠNG PHÁP TÍNH MỘT SỐ PHỤ TẢI ĐẶC BIỆT

1

11/8/2016

I. ĐẶT VẤN ĐỀ

• Xác định nhu cầu tiêu thụ điện cho những phân
xưởng, xí nghiệp. Dự báo phụ tải ngắn hạn hoặc dài
hạn. Các PP xác định phụ tải gồm 2 nhóm:
• Nhóm 1: Là nhóm các phương pháp tính tốn dựa
trên kinh nghiệm thiết kế, kinh nghiệm vận hành,
người ta tổng kết lại để đưa ra các hệ số tính tốn.
• Nhóm 2: Là nhóm tính tốn dựa trên cơ sở lý
thuyết. Phương pháp này có kể đến nhiều yếu tố do
đó kết quả tính tốn chính xác hơn nhưng tính tốn
phức tạp.

II. ĐỒ THỊ PHỤ TẢI ĐIỆN

• Đồ thị phụ tải là đồ thị biểu diễn sự thay đổi của
phụ tải theo thời gian. ĐTPT phụ thuộc vào đặc
điểm q trình cơng nghệ, chế độ vận hành,...
P (kw)
Pmax

Pmin
0

5

7


11 14 18 20

22

24

t (giờ)

H2-1. Đồ Thị phụ tải

2


11/8/2016

II. ĐỒ THỊ PHỤ TẢI ĐIỆN

• Đồ Thị Phụ Tải Ngày
• Là đồ thị phụ tải một ngày đêm. Đồ thị phụ tải
ngày thường được vẽ theo hình bậc thang để
thuận tiện cho việc tính tốn nhịp độ tiêu thụ
điện năng hàng ngày của hộ tiêu thụ, qua đó có
thể định được quy trình vận hành hợp lý (điều
chỉnh dung lượng máy biến áp, dung lượng
bù,…), làm căn cứ để chọn thiết bị điện, tính
điện năng tiêu thụ.

II. ĐỒ THỊ PHỤ TẢI ĐIỆN

P (kw)


Pmax

Pmin

0

5

7

11

14

18

20

22

24

t (giờ)

H2-1. Đồ Thị phụ tải ngày

3



11/8/2016

II. ĐỒ THỊ PHỤ TẢI ĐIỆN

Đồ Thị Phụ Tải Tháng
Được tính theo phụ tải trung bình của tháng. Nó
cho biết mức độ tiêu thụ điện năng từng tháng
trên nhiều năm, nhằm định ra lịch sữa chửa bảo
trì.
P (kw)
Pmax

Pmin

0

1

2

3

4

5

6

7


8

9

10 11 12

t
(hàng tháng)

H2-3. Đồ Thị Phụ tải Hàng Tháng

II. ĐỒ THỊ PHỤ TẢI ĐIỆN

Đồ thị phụ tải năm
Cho biết thời gian sử dụng cơng suất lớn nhất,
nhỏ nhất hoặc trung bình của hộ tiêu thụ,
nhằm xác định công suất của máy biến áp, các
thiết bị điện, đánh giá mức độ sử dụng và tiêu
hao điện năng.

4


11/8/2016

II. ĐỒ THỊ PHỤ TẢI ĐIỆN

III. NHỮNG ĐỊNH NGHĨA CƠ BẢN

• Cơng suất định mức: Cơng suất thiết kế đảm bảo

thiết bị vận hành liên tục, ổn định với chỉ tiêu kinh tế
kỹ thuật cao nhất.
• Phụ tải trung bình: Là một đặc trưng của phụ tải
trong một khoảng thời gian. Tổng của phụ tải trung
bình là giới hạn của phụ tải tính tốn.

ptb 

AP
t

qtb 

AQ
t

5


11/8/2016

III. NHỮNG ĐỊNH NGHĨA CƠ BẢN

• Phụ tải cực đại: là phụ tải trung bình lớn nhất
tính trong khỏang thời gian khá ngắn, khoảng
5-20 phút. Dùng để kiểm tra tính chịu nhiệt
của thiết bị.
• Phụ tải đỉnh nhọn: là phụ tải cực đại xuất hiện
từ 1-2s. Dùng để kiểm tra điều kiện tự khởi
động của động cơ, thiết bị bảo vệ.


III. NHỮNG ĐỊNH NGHĨA CƠ BẢN

• Phụ tải tính tốn: Là phụ tải giả thiết không đổi lâu dài tương
đương với phụ tải thực tế (thay đổi) về phát nóng.
Hệ số sử dụng: Là tỷ số giữa phụ tải tác dụng trung bình và
cơng suất định mức của thiết bị.
n

n

k sd

P
 tb 
Pdm

P

 Ptbi
i 1
n

 Pdmi
i 1

dmi

k sd 


k sd i

i 1

n

P

dm i

i 1

Hệ số sử dụng nói lên mức độ sử dụng, mức độ khai
thác công suất của thiết bị điện trong một chu kỳ làm
việc. Hệ số sử dụng là một số liệu dùng để tính phụ tải
tính tốn, nó được tra trong sổ tay kỹ thuật.

6


11/8/2016

III. NHỮNG ĐỊNH NGHĨA CƠ BẢN

• Hệ số phụ tải: Là tỷ số giữa công suất thực tế
của thiết bị với cơng suất định mức.
• Hệ số nhu cầu: Là tỉ số giữa phụ tải tính tốn
và cơng suất định mức. Thường do kinh nghiệm
vận hành mà tổng kết lại.
k nc 


Ptt

Pdm

Ptt
n

P

dmi

i 1

III. NHỮNG ĐỊNH NGHĨA CƠ
BẢN

• Số thiết bị hiệu quả nhq: Số thiết bị hiệu quả là
số thiết bị có cùng cơng suất và chế độ làm
việc sao cho phụ tải bằng phụ tải tính tốn của
nhóm phụ tải thực tế (gồm có các thiết bị có
các chế độ làm việc và công suất khác nhau).

 n

nhq    Pdmi 
 i 1


2


n
2
dmi

P
i 1

7


11/8/2016

III. NHỮNG ĐỊNH NGHĨA CƠ BẢN

Khi số thiết bị trong nhóm nhiều, ta có thể xác định
số thiết bị hiệu quả như sau:
n

1
Pdm m ax
i 1
2
là tổng công suất định mức ứng với n1 thiết bị.

 cơng
- Gọi n1- Tính:
là số thiếtPbị
suất
 Pdm

dm có
i định mức 

- Gọi Pđm1

- Tính các tham số:

n* 

- Tra bảng:
- Tính:

n1
,
n

P* 

Pdm 1
Pdm

n *hq  F ( n * , P * )
n hq  n  n *hq

III. NHỮNG ĐỊNH NGHĨA CƠ BẢN
VÍ DỤ ÁP DỤNG
Xác định nhq của nhóm thiết bị làm việc dài hạn, có các cơng suất định mức
sau: 4 máy 10 kW, 5 máy 7 kW, 4 máy 4,5 kW, 3 máy 2,8 kW, 20 máy 1 kW,
hệ số sử dụng của nhóm thiết bị ksd=0,1.
GIẢI

Tổng cơng suất định mức của tịan nhóm:
Pđm = 4.10+ 5.7 + 4.4,5+3.2,8+20.1 = 121,4 kW
Số thiết bị có cơng suất định mức bằng hoặc lớn hơn nửa công suất định
mức của thiết bị lớn nhất:
n1= 4+5= 9
Tổng công suất định mức của n1 thiết bị trong nhóm:
Pđm1 = 4.10+ 5.7 = 75 kW
Tiến hành tra bảng ta được:
n* hq = 0,56.
 nhq= n*hp .n = 0,56. 36 = 20.
Nếu tính theo cơng thức chính xác thì kết quả nhq = 20.

8


11/8/2016

III. NHỮNG ĐỊNH NGHĨA CƠ BẢN

• Hệ số cực đại: Là tỷ số giữa phụ tải tính tốn
và phụ tải trung bình trong khoảng thời gian
khảo sát.
k max 

Ptt
Ptt

Ptb k sd Pdm

Hệ số cực đại phụ thuộc số thiết bị hiệu quả và

hệ số sử dụng. Nên khi tính tốn thường tra bảng
hay đường cong:

k max  f ( nhq ,k sd )

9


11/8/2016

IV. CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN

Mục đích của việc tính tốn phụ tải điện:
• - Chọn tiết diện dây dẫn của lưới cung cấp và
phân phối điện.
• - Chọn cơng suất và số lượng máy biến áp của
trạm biến áp.
• - Chọn các thiết bị đóng cắt và bảo vệ.
• - Chọn dung lượng thiết bị bù,…

IV. CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN

4.1. Xác định phụ tải tính tốn theo suất tiêu
hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm

Ptt 

Mw0
Tmax


M số đơn vị sản phẩm được sản xuất ra trong năm.
w0 suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm, kWh.
Tmax thời gian của ca sử dụng công suất lớn nhất, h.

10


11/8/2016

IV. CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN
4.2. Xác định phụ tải tính tốn theo cơng suất phụ tải
trên một đơn vị diện tích sản xuất
Ptt = P0 . F
P0 : suất tiêu thụ điện trên 1m2 sản xuất, Kw/m2.
F: diện tích sản xuất, m2.
• Phương pháp này chỉ cho kết qủa gần đúng, vì vậy nó
thường được dùng trong giai đoạn thiết kế sơ bộ. Nó
cũng được dùng để tính phụ tải các phân xưởng có
mật độ máy móc sản xuất tương đối đều, phụ tải
chiếu sáng.

IV. CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN

• 4.3. Xác định phụ tải tính tốn theo cơng suất
đặt và hệ số nhu cầu
n

n

Ptt  knc  Pñi


Ptt  knc  Pñmi

Qtt  Ptt tg

Stt  Ptt2  Qtt2 

i 1

i 1

Ptt
cos 

Nếu trong nhóm thiết bị mà hệ số cos  của các thành
phần khác nhau thì ta có thể tính cos theo cơng thức
sau:
cos  

P1 cos 1  P2 cos 2  ...  Pn cos n
P1  P2  ...  Pn

11


11/8/2016

IV. CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TỐN

4.4. Xác định phụ tải theo hệ số cực đại và

công suất định mức
n

Ptt  kmax k sd  Pdmi
i 1

Khi nhq < 4 và n  3
n

Ptt   Pdmi
i 1

Khi nhq < 4 và n > 3
n

kt  0.9, cos  0.8 Chế độ dài hạn
kt  0.75, cos  0.7 Chế độ ngắn hạn lặp lại

Ptt   kti Pdmi 
i 1

V. TSNH MỘT SỐPHÏÏTAaI ĐẶ
T BIỆT
5.1. Quy Ñổi thiết bị một pha điện

Nếu tổng công suất của thiết bị một pha nhỏ hơn
15% tổng công suất của thiết bị ba pha thì các thiết
bị một pha xem như là ba pha có cơng suất tương
đương. Nếu tổng công suất của thiết bị một pha lớn
hơn 15% tổng công suất của các thiết bị ba pha ở

điểm xét thì các thiết bị một pha quy đổi về ba pha
được tính như sau.
Pdm  3PdmTB 
Thiết bị nối điện áp pha:
Thiết bị nối điện áp dây:

Pdm  3PdmTB 

12


11/8/2016

V. TSNH MỘT SỐPHÏÏTAaI ĐẶ
T BIỆT

5.2. Tính phụ tải đỉnh nhọn
• Phụ tải đỉnh nhọn là phụ tải cực đại xuất hiện
trong khoảng 1-2 giây. Dòng điện đỉnh nhọn xuất
hiện khi động cơ khởi động, lò hồ quang hoặc
máy hàn làm việc, …
• Phụ tải đỉnh nhọn thường được tính dưới dạng
dịng điện đỉnh nhọn Iđn . Chúng ta tính Iđn để
kiểm tra độ lệch điện áp, chọn các thiết bị bảo
vệ, tính tốn tự khởi động của động cơ.

I dn  I mm  kmm I dm

V. TSNH MOÄT SỐPHÏÏTAaI ĐẶ
T BIỆT


Độná cơ rotor lồná sóc:
Máy biến áp âà
n, lòâồquaná:
Độná cơ dây quấn, độná cơ một câiều:

kmm = 5 - 7
kmm  3
kmm = 2,5

Đối với một nhóm máy, dịng điện đỉnh nhọn xuất
hiện khi máy có dịng điện mở máy lớn nhất trong
nhóm khởi đđộng, cịn các máy khác làm việc
bình thường.

I dn  I mmmax   Itt  ksd I dmmax 

13


11/8/2016

KHẢO SÁT SƠ ĐỐ CUNG CẤP ĐIỆN

Ñiểm 1
Xác định chế độ làm việc của từng thiết bị
kt , ɛ, ksd , Pdm , cos.

Điểm 2
Với nhóm thiết bị làm việc ở các chế độ

khác nhau. Xác định Ptt :
n

Ptt  k max k sd  Pdmi
i 1

Ñiểm 3

S 2  P2  jQ2

Phụ tải điểm 2 cộng tổn thất ĐD hạ áp:

S3  S 2  S dd
Điểm 4
Tính theo knc hay tổng hợp các điểm 3:
n

S 4  k dt  S 3i , k dt  0.8  1
i 1

Ñiểm 5

S 5  S 4  S B

14