Bài giảng được biên soạn theo đề cương môn học Cung cấp điện mỏ cung
cấp những kiến thức cơ bản về như: xác định phụ tải, chọn phương án cung cấp,
chọn thiết bị, cũng như các biện pháp bảo vệ cho lưới cho sinh viên ngành cơ
điện mỏ.
Bài giảng gồm chín chương lần lượt trình bày các vấn đề:
Khái quát về hệ thống cung cấp điện được trình bày ở Chương 1.
Chương 2 trình bày về phụ tải điện.
Trạm điện được đề cập ở chương 3.
Chương 4 trình bày về khái niệm và cách tính toán ngắn mạch.
Tính toán về lưới điện và lựa chọn thiết bị điện lần lượt trình bày ở chương 5,
6.
Thiết kế chiếu sáng được trình bày ở chương 7
Chương 8 trình bày về phương pháp cung cấp điện một chiều
Chương 9 đề cập các vấn đề bảo vệ hệ thống điện và việc nâng cao hệ số
công suất.
Để dễ dàng tiếp cận các vấn đề trong bài giảng: các chương cần được đọc tuần tự
từ 1 đến 9.
Bài giảng được biên soạn nhằm phục vụ cho sinh viên cao đẳng đồng thời
còn phục vụ cho những người quan tâm đến kiến thức cơ bản trong cung cấp
điện.
132 trang |
Chia sẻ: hoang10 | Lượt xem: 613 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Bài giảng môn học Cung cấp điện mỏ, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP & XÂY DỰNG
BÀI GIẢNG MÔN HỌC
CUNG CẤP ĐIỆN MỎ
Dùng cho hệ Cao đẳng chuyên nghiệp
(Lưu hành nội bộ)
Người biên soạn: Nguyễn Thị Xuân Hướng
Uông Bí, năm 2010
1MỤC LỤC
NỘI DUNG Trang
Mục lục 1
Lời nói đầu 2
Phần 1: TRẠM ĐIỆN XÍ NGHIỆP
Chương 1: HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN
1.1 Khái niệm chung về hệ thống cung cấp điện 4
1.1.1 Đặc điểm cung cấp điện xí nghiệp mỏ 5
1.1.2 Những yêu cầu và nội dung chủ yếu khi thiết kế hệ thống cung cấp điện 6
1.1.3 Các chỉ tiêu kỹ thuật trong cung cấp điện xí nghiệp 6
1.2 Phân loại hộ dùng điện xí nghiệp 9
Chương 2: PHỤ TẢI ĐIỆN
2.1 Đồ thị phụ tải 11
2.2 Các tham số đặc trung của phụ tải 13
2.3 Các phương pháp cơ bản tính phụ tải điện 15
Chương 3: TRẠM BIẾN ÁP XÍ NGHIỆP
3.1 Các loại trạm điện 26
3.2 Tính toán chọn máy biến áp 26
3.3 Sơ đồ nối dây của trạm 30
Chương 4: NGẮN MẠCH TRONG HỆ THỐNG
4.1 Khái niệm chung 36
4.2 Tính toán ngắn mạch mạng cao áp 38
4.3 Tính toán ngắn mạch mạng hạ áp 46
4.4 Tác hại, hạn chế và biện pháp ngăn ngừa ngắn mạch 47
Phần 2: MẠNG ĐIỆN XÍ NGHIỆP
Chương 5: MẠNG ĐIỆN
5.1 Phân loại mạng điện 50
5.2 Các loại dây và cáp điện 51
5.3 Tổ chức cung cấp điện cho xí nghiệp mỏ 53
5.4 Tính toán tổn thất trong mạng điện 60
5.4.1 Sơ đồ thay thế lưới cung cấp điện 60
5.4.1 Tính toán tổn thất điện áp 65
5.4.2 Tính toán tổn thất công suất 67
5.4.3 Tính toán tổn thất điện năng 69
5.5 Tính toán lựa chọn dây dẫn và cáp 70
CHƯƠNG 6: LỰA CHỌN THIẾT BỊ ĐIỆN – BẢO VỆ RƠLE
6.1 Điều kiện lựa chọn thiết bị điện 82
6.1.1 Chọn theo điều kiện làm việc lâu dài: 83
6.1.2 Các điều kiện kiểm tra thiết bị khi xảy ra ngắn mạch: 83
6.1.3 Lựa chọn các thiết bị điện 84
6.2 Bảo vệ role 92
6.2.1 Các yêu cầu đối với hệ thống bảo vệ rơle: 93
6.2.2 Các hình thức bảo vệ trong hệ thống cung cấp điện 93
CHƯƠNG 7: CHIẾU SÁNG XÍ NGHIỆP MỎ
7.1 Khái niệm chung 104
27.2 Thiết bị chiếu sáng và phụ kiện 106
7.3 Tính toán chiếu sáng 107
CHƯƠNG 8: CUNG CẤP ĐIỆN MỘT CHIỀU
8.1 Đặc điểm cung cấp điện một chiều 113
8.2 Cung cấp điện cho tầu điện cần vẹt 113
8.3 Cung cấp điện cho tầu điện ác qui 116
CHƯƠNG 9: CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ KỸ THUẬT
CỦA HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN
9.1 Hệ số công suất 119
9.2 Tổn thất điện năng 125
9.3 Suất tiêu thụ điện năng 126
9.4 Chi phí mạng điện 127
Phụ lục 128
Tài liệu tham khảo 134
3LỜI NÓI ĐẦU
Bài giảng được biên soạn theo đề cương môn học Cung cấp điện mỏ cung
cấp những kiến thức cơ bản về như: xác định phụ tải, chọn phương án cung cấp,
chọn thiết bị, cũng như các biện pháp bảo vệ cho lưới cho sinh viên ngành cơ
điện mỏ.
Bài giảng gồm chín chương lần lượt trình bày các vấn đề:
Khái quát về hệ thống cung cấp điện được trình bày ở Chương 1.
Chương 2 trình bày về phụ tải điện.
Trạm điện được đề cập ở chương 3.
Chương 4 trình bày về khái niệm và cách tính toán ngắn mạch.
Tính toán về lưới điện và lựa chọn thiết bị điện lần lượt trình bày ở chương 5,
6.
Thiết kế chiếu sáng được trình bày ở chương 7
Chương 8 trình bày về phương pháp cung cấp điện một chiều
Chương 9 đề cập các vấn đề bảo vệ hệ thống điện và việc nâng cao hệ số
công suất.
Để dễ dàng tiếp cận các vấn đề trong bài giảng: các chương cần được đọc tuần tự
từ 1 đến 9.
Bài giảng được biên soạn nhằm phục vụ cho sinh viên cao đẳng đồng thời
còn phục vụ cho những người quan tâm đến kiến thức cơ bản trong cung cấp
điện.
Do thời gian và trình độ người biên soạn có hạn nên không tránh khỏi những
thiếu sót. Tác giả rất mong những nhận xét, đánh giá và góp ý của bạn đọc và
đồng nghiệp.
Mọi ý kiến xin gửi về: xuanhuong@yahoo.com
Quảng Ninh, tháng4 năm 2011
Tác giả
4PHẦN I: TRẠM ĐIỆN XÍ NGHIỆP
Chương 1: HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN
1.1. Khái niệm chung về hệ thống cung cấp điện
Điện năng ngày càng phổ biến vì dễ dàng chuyển thành các dạng năng lượng
khác như: cơ, hóa, nhiệt năng ; được sản xuất tại các trung tâm điện và được
truyền tải đến hộ tiêu thụ với hiệu suất cao. Trong quá trình sản xuất và tiêu thụ
điện năng có một số đặc tính:
Điện năng sản xuất ra thường không tích trữ được, do đó phải có sự cân bằng
giữa sản xuất và tiêu thụ điện.
Các quy trình điện xảy ra rất nhanh và nguy hiểm nếu cố sự cố xảy ra, vì vậy
thiết bị điện có tính tự động và đòi hỏi độ an toàn và tin cậy cao.
Định nghĩa: hệ thống điện bao gồm các khâu sản xuất ra điện năng;
khâu truyền tải; phân phối và cung cấp điện năng đến tận các hộ dùng điện
(xem hình vẽ.)
Hình1.1 Sơ đồ hệ thống điện
Định nghĩa: hệ thống cung cấp điện chỉ bao gồm các khâu phân phối; truyền
tải & cung cấp điện năng đến các hộ tiêu thụ điện.
Lưới điện việt nam hiện có các cấp điện áp: 0,4; 6; 10; 22; 35; 110; 220 và
500kV. tương lai sẽ chỉ còn các cấp: 0,4; 22; 110; 220 và 500kV.
Có nhiều cách phân loại lưới điện:
Theo điện áp: siêu cao áp (500kV), cao áp (220, 110kV), trung áp (35, 22,
10, 6kV) và hạ áp (0,4kV).
Theo nhiệm vụ: lưới cung cấp (500, 220, 110kV) và lưới phân phối (35, 22,
10, 6 và 0,4kV).
Ngoài ra, có thể chia theo khu vực, số pha, công nghiệp, nông nghiệp
Nl sơ cấp~ ~
NMĐ1 NMĐ210 kV
10 kV110 kV220 kV
35 kV
6; 10 kV
0,4 kV
Phân phối & cung
cấp điện năng
(ccđ)
sản xuất & tryền tải
(phát dẫn điện)
51.1.1 Đặc điểm cung cấp điện xí nghiệp mỏ:
Khác với các ngành công nghiệp khác, việc cung cấp điện cho ngành khai
thác mỏ có những đặc điểm riêng (điều kiện môi trường, quá trình công nghệ)
Những đặc điểm đó bao gồm:
- Đa số các máy móc trong quá trình làm việc phải di chuyển thường
xuyên hoặc định kỳ theo tiến độ của gương khai thác. Đặc điểm này
đòi hỏi các thiết bị điện phải có khả năng nối vào mạng điện hoặc cắt
ra khỏi mạng điện một cách nhanh chóng và dễ dàng. Việc cung cấp
điện nhờ hệ thống cáp mềm và các ổ cắm điện.
- Môi trường mỏ có độ ẩm cao, nhiều bụi bẩn, nhất là trong các mỏ hầm
lò thường xuất hiện các khí bụi nổ là nguyên nhân gây nổ bầu không
khí mỏ khi có sự cố, khí hậu thời tiết khắc nghiệt. đặc điểm này đòi hỏi
các thiết bị phải có tính chống ẩm, chống rỉ cao, cách điện của thiết bị
và dây dẫn phải cao để bản thân chúng không phải là nguyên nhân gây
ra cháy nổ môi trường mỏ.
- Không gian làm việc chật hẹp và hạn chế, nhất là trong các mỏ hầm lò.
Vì vậy, các thiết bị điện cần được chế tạo gọn nhẹ, dễ dàng tháo lắp,
lắp đặt.
- Áp lực cao ở nóc và hông lò dễ dàng làm cho đất đá bị sập đổ, đó là
nguy cơ phá hoại thiết bị điện. Đặc điểm này đòi hỏi các thiết bị điện
phải được chế tạo có độ bền cơ học cao.
- Các đường lò ẩm ướt, có hoạt tính hóa học cao, kết hợp với bụi mỏ dẫn
điện gây nguy hiểm về an toàn điện giật và hỏa hoạn. Đặc điểm này
đòi hỏi các thiết bị điện trong mỏ phải có tính chịu ẩm, chống được sự
ăn mòn...
- Phạm vi hoạt động của các công trường lộ thiên rất rộng. Các máy móc
di động có công suất lớn lại ở các vị trí phân tán, trên các tầng công tác
vừa sử dụng điện cao áp vừa sử dụng điện hạ áp. Vì vậy hệ thống dây
dẫn và phân phối điện rất phức tạp.
Chính vì những đặc điểm trên, việc cung cấp điện cho xí nghiệp mỏ cần
đảm bảo những yêu cầu sau:
- An toàn: dây dẫn cần chọn sao cho cả lúc làm việc bình thường cũng
như lúc có sự cố không bị nung nóng quá mức để tránh gây hỏa hoạn,
nổ bầu không khí mỏ hay làm già hóa nhanh chóng cách điện của cáp
điện.
- Hợp lý về kỹ thuật: dây dẫn cần chọn với tiết diện đủ để đảm bảo mức
điện áp cho phép trên cực phụ tải trong mọi chế độ làm việc cũng như
sự cố.
- Kinh tế: cần chọn loại dây dẫn hợp lý theo quan điểm kinh tế song vẫn
phải thỏa mãn yêu cầu về an toàn và kỹ thuật.
- Độ bền cơ học: dây dẫn có thể chịu được tác dụng của ngoại lực,
không gây ra ứng suất nguy hiểm trong vật liệu làm dây dẫn.
1.1.2 Những yêu cầu và nội dung chủ yếu khi thiết kế hệ thống cung cấp
điện:
6Mục tiêu chính của thiết kế cung cấp điện là đảm bảo cho hộ tiêu thụ luôn đủ
điện năng với chất lượng trong phạm vi cho phép.
Một phương án cung cấp điện (cho xí nghiệp) được xem là hợp lý khi thỏa
mãn các nhu cầu sau:
Vốn đầu tư nhỏ, chú ý tiết kiệm ngoại tệ và vật tư hiếm.
Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện tùy theo tính chất hộ tiệu thụ.
Chi phí vận hành hàng năm thấp.
Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị.
Thuận tiện cho vận hành và sửa chữa
Đảm bảo chất lượng điện năng.
Ngoài ra, còn phải chú ý đến các điều kiện khác như: môi trường, sự phát
triển của phụ tải, thời gian xây dựng
Một số bước chính để thực hiện một phương án thiết kế cung cấp điện:
Xác định phụ tải tính toán để đánh giá nhu cầu và chọn phương thức cung
cấp điện.
Xác định phương án về nguồn điện.
Xác định cấu trúc mạng.
Chọn thiết bị.
Tính toán chống sét, nối đất chống sét và nối đất an toàn cho người và thiết
bị.
Tính toán chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật.
Tiếp theo thiết kế kỹ thuật là bước thiết kế thi công như các bản vẽ lắp đặt,
những nguyên vật liệu cần thiết cuối cùng là công tác kiểm tra điều chỉnh và
thử nghiệm các trang thiết bị, đưa vào vận hành và bàn giao.
1.2.3 Các chỉ tiêu kỹ thuật trong cung cấp điện xí nghiệp
Chỉ tiêu kỹ thuật của hệ thống cung cấp điện được đánh giá bằng chất
lượng điện năng cung cấp, thông qua 3 chỉ tiêu cơ bản U; f; tính liên tục cung
cấp điện.
*Điện áp: độ lệch điện áp tại một điểm trong hệ thống cung cấp điện là
độ chênh lệch giữa điện áp thực tế so với điện áp định mức với điều kiện là độ
biến thiên của điện áp nhỏ hơn 1%Uđm/giây.
%,100.%
đm
đm
U
UUU
Độ lệch điện áp cho phép được qui định như sau: (ở chế độ làm việc bình
thường).
+ Mạng động lực: [U%] = 5 % Udm
+ Mạng chiếu sáng: [U%] = 2, 5 % Udm
Trường hợp khởi động động cơ hoặc mạng điện đang trong tình trạng sự
cố thì độ lệch điện áp cho phép có thể tới (-10 20 %)Udm .Ngoài ra, chất lượng điện áp còn được đánh giá theo các đại lượng sau:
- Dao động điện áp (khi độ biến thiên của điện áp không nhỏ hơn 1%Uđm/giây)
%,100.% minmax
đmU
UUU
7- Độ không hình sin của dạng đường cong điện áp.
- Độ không đối xứng của điện áp.
- Độ lệch trung tính.
* Tần số: Độ lệch tần số cho phép được qui định là 0,5 Hz. Để đảm bảo
tần số của hệ thống điện được ổn định thì công suất tiêu thụ phải nhỏ hơn công
suất của hệ thống. Vậy ở xí nghiệp lớn khi phụ tải gia tăng thường phải đặt thêm
thiết bị tự động đóng thêm máy phát điện dự trữ của xí nghiệp hoặc thiết bị bảo
vệ sa thải phụ tải theo tần số
*Tính liên tục cung cấp điện: là một trong những chỉ tiêu quan trọng để
đánh giá chất lượng điện năng. Rõ ràng, nếu các chỉ tiêu về điện áp, tần số,..
được đảm bảo, nhưng điện năng không được cung cấp liên tục thì một hệ thống
điện như vậy không những không đưa lại hiệu quả kinh tế mà còn gây thiệt hại
lớn cho nền kinh tế quốc dân. Chính vì vậy, vấn đề độ tin cậy cung cấp điện phải
được xét tới trong giai đoạn thiết kế cũng như vận hành.
Độ tin cậy cung cấp điện là khả năng của hệ thống cung cấp điện đảm bảo
liên tục cung cấp điện với chất lượng điện định trước trong khoảng thời gian
định trước.
Các chỉ tiêu cơ bản để đánh giá độ tin cậy cung cấp điện là tổn thất kinh tế
do ngừng cung cấp điện, cường độ hỏng hóc, thời gian phục hồi...
Một số ký hiệu thường dùng:
1 – Máy phát điện hoặc nhà máy điện
2 - Động cơ điện
3 – Máy biến áp 2 cuộn dây.
4 – Máy biến áp 3 cuộn dây.
5 – Máy biến áp điều chỉnh dưới tải.
6 - Kháng điện.
7 – Máy biến dòng điện.
8 – Máy cắt điện.
9 - Cầu chì.
10 - Aptômát.
11 – Cầu dao cách ly.
~
Đ
812 – Máy cắt phụ tải.
13 – Tụ điện bù.
14 – Tủ điều khiển
15 – Tủ phân phối.
16 – Tủ phân phối động lực.
17 – Tủ chiếu sáng làm việc.
18 - Tủ chiếu sáng cục bộ.
19 – Khởi động từ.
20 - Đèn sợi đốt.
21 - Đèn huỳnh quang.
22 – Công tắc điện.
23 – Ổ cắm điện.
24 – Dây dẫn điện.
25 – Dây cáp điện
26 – Thanh dẫn (thanh cái).
27 – Dây dẫn tần số 50 hz
28 – Dây dẫn mạng hai dây.
29 – Dây dẫn mạng 4 dây.
30 - Đường dây điện áp U 36 V.
31 – Đường dây mạng động lực 1 chiều.
32 – Chống sét ống.
33 – Chống sét van.
934 – Cầu chì tự rơi.
1.2 Phân loại hộ dùng điện xí nghiệp:
Các hộ dùng điện trong xí nghiệp gồm nhiều loại tuỳ theo cách phân chia
khác nhau (nhằm mục đích đảm bảo cung cấp điện theo nhu cầu của từng loại
hộ phụ tải).
a) Theo điện áp và tần số: căn cứ vào Udm và f* Hộ dùng điện 3 pha Udm < 1000 V ; fdm = 50 Hz.
* Hộ dùng điện 3 pha Udm > 1000 V ; fdm = 50 Hz.* Hộ dùng điện 1 pha Udm < 1000 V; fdm = 50 Hz.
* Hộ dùng điện làm việc với tần số 50 Hz.
* Hộ dùng dòng điện một chiều.
b) 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, trạm khí nén).
Ngắn hạn: thời gian làm việc không đủ dài để nhiệt độ trung bình đạt giá
trị qui định (VD: các động cơ truyền động cơ cấu phụ của máy cắt gọt kim loại,
động cơ đóng mở van của thiết bị thuỷ lực).
Ngắn hạn lặp lại: các thời kỳ làm việc ngắn hạn của trung bình xen lẫn với
thời kỳ 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; thiết bị hàn).
c) Theo mức độ tin cây cung cấp điện: tuỳ theo tầm quan trọng trong nền kinh
tế và xã hội, các hộ tiêu thụ điện được cung cấp điện với mức độ tin cậy khác
nhau và phân thành 3 loại.
* Hộ loại I: là hộ mà khi sự cố ngừng cung cấp điện 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 cung cấp điện từ 2 nguồn độc lập trở lên. Xác suất ngừng cung cấp điện rất
nhỏ, thời gian ngừng cung cấp điện thường chỉ được phép bằng thời gian tự
động đóng thiết bị dự trữ.
Xí nghiệp công nghiệp: nhà máy hóa chất, văn phòng chính phủ, phòng
mổ bệnh viện
Xí nghiệp mỏ:
+ Quạt gió chính và các thiết bị phục vụ cho nó
+ Các thiết bị thông gió đặt ở giếng gió phụ, quạt thông gió cục bộ cho các
gương lò cụt trong các mỏ có khí bụi nổ loại 3 và siêu hạng.
+ Trạm thoát nước chính và cục bộ
+ Trạm ép khí ở các mỏ khai thác vỉa dốc đứng trong trường hợp quạt cục bộ
được truyền động bằng khí ép.
+ Bơm cứu hỏa và các thiết bị để hạn chế sự xuất khí nổ từ các vỉa than
+ Trục tải trở người và các thiết bị phục vụ cho nó
* Hộ loại II: là hộ tuy có tầm quan trọng lớn nhưng khi ngừng cung cấp điện
chỉ dẫn đến thiệt hại về kinh tế do hư hỏng sản phẩm, ngừng trệ sản xuất v.v
10
hộ loại II được cung cấp điện từ 1 hoặc 2 nguồn – thời gian ngừng cung cấp điện
cho phép bằng thời gian để đóng thiết bị dự trữ bằng tay.
Xí nghiệp công nghiệp: nhà máy cơ khí, nhà máy thực phẩm, các khách
sạn lớn, trạm bơm tưới tiêu
Xí nghiệp mỏ:
+ Các thiết bị trên mặt mỏ: trục tải, trạm ép khí, các thiết bị chất dỡ và vận
chuyển, các thiết bị ở xưởng tuyển khoáng
+ Trong hầm lò: tất cả các máy móc thiết bị tham gia vào dây chuyền sản xuất.
* 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 cung cấp điện bằng một
nguồn.
11
Chương 2: PHỤ TẢI ĐIỆN
Vai trò của phụ tải điện: trong xí nghiệp có rất nhiều loại máy khác nhau,
với nhiều công nghệ khác nhau; trình độ sử dụng cũng rất khác nhau cùng với
nhiều yếu tố khác dẫn tới sự tiêu thụ công suất của các thiết bị không bao giờ
bằng công suất định mức của chúng. Nhưng mặt khác chúng ta lại cần xác định
phụ tải điện, phụ tải điện là một hàm của nhiều yếu tố theo thời gian P(t), và vì
vậy chúng không tuân thủ một qui luật nhất định cho nên việc xác định được
chúng là rất khó khăn. Nhưng phụ tải điện lại là một thông số quan trọng để lựa
chọn các thiết bị của hệ thống điện. Công suất mà ta xác định được bằng cách
tính toán gọi là phụ tải tính toán Ptt.
Nếu Ptt < pthực tê thiết bị mau giảm tuổi thọ, có thể cháy nổ.
Nếu Ptt > pthực tê lãng phí.
Do đó đã có rất nhiều công trình nghiên cứu nhằm xác định Ptt sát nhấtvới Pt.tế. Chủ yếu tồn tại 2 nhóm phương pháp.+ Nhóm phương pháp dựa trên kinh nghiệm vận hành, thiết kế và được tổng kết
lại bằng các hệ số tính toán (đặc điểm của nhóm phương pháp này là: thuận lợi
nhất cho việc tính toán, nhanh chóng đạt kết quả, nhưng thường cho kết quả kém
chính xác).
+ Nhóm thứ 2 là nhóm phương pháp dựa trên cơ sở của lý thuyết xác suất và
thống kê (có ưu điểm ngược lại với nhóm trên là: cho kết quả khá chính xác,
xong cách tính lại khá phức tạp ).
2.1 Đồ thị phụ tải:
- Thiết bị dùng điện hay còn gọi là thiết bị tiêu thụ là những thiết bị tiêu thụ
điện năng như: động cơ điện, lò điện, đèn điện..
- Hộ tiêu thụ là tập hợp các thiết bị điện của phân xưởng hay của xí nghiệp
hoặc của khu vực
- Phụ tải điện là một đại lượng đặc trưng cho công suất tiêu thụ của các
thiết bị hoặc các hộ tiêu thụ điện năng.
Đồ thị phụ tải: “thể hiện các chỉ tiêu cho sự tiêu dùng năng lượng điện của
các phụ tải (thiết bị riêng lẻ, của nhóm thiết bị, của phân xưởng hoặc của toàn bộ
xí nghiệp) theo thời gian”.
a) Phân loại: có nhiều cách phân loại
Theo đại lượng đo: đồ thị phụ tải tác dụng P(t), phản kháng Q(t) và điện năng
A(t).
Theo thời gian khảo sát: đồ thị phụ tải hàng ngày, hàng tháng và hàng năm.
b) Các loại đồ thị phụ tải thường dùng:
Đồ thị phụ tải ngày: như hình a) Được ghi bằng máy; b) Được ghi và vẽ lại
bởi các vận hành viên và c) Thể hiện dạng bậc thang thông số trung bình trong
một khoảng thời gian.
12
Hình 2-1: Đồ thị phụ tải ngày
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 cũng làm căn cứ để tính chọn thiết
bị, tính điện năng tiêu thụ
Đồ thị phụ tải ngày có 5 thông số đặc trưng sau: phụ tải cực đại, hệ số công
suất cực đại, điện năng tác dụng và phản kháng ngày đêm, hệ số công suất tương
ứng và hệ số điền kín của đồ thị phụ tải.
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.
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 thiết bị 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).
Hình2-2: Đồ thị phụ tải tháng
Đồ thị phụ tải năm: thường được xây dựng dạng 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 năm
Đồ thị phụ tải năm có các thông số đặc trưng như: điện năng tác dụng và
phản kháng tiêu thụ trong năm, thời gian sử dụng công suất cực đại Tmax, hệ sốcông suất trung bình và hệ số điền kín phụ tải.
2.2. Các tham số đặc trưng của phụ tải điện:
a) Công suất định mức:
13
“ Là thông số đặc trưng chính của phụ tải điện, thường được ghi trên nhãn
của máy hoặc cho trong lý lịch máy”.
Đơn vị đo của công suất định mức thường là kW hoặc kVA. Với một
động cơ điện Pđm chính là công suất cơ trên trục cơ của nó.
dm
dm
d
PP
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 thể 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 biến áp và thường cho là [kVA].
+ Thiết bị ở chế độ ngắn hạn lặp 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 dmdm'dm .PP
Biến áp dmdm'dm .cos.SP
Trong đó:
P’dm – công suất định mức đã qui đổi về dm %.
Sdm; Pdm; cos ; dm % - các tham số định mức ở lý lịch máy của thiết bị.
+ Vì tất cả các thiết bị cung cấp điện từ nguồn đến các đường dây tuyền tải đều
là thiết bị 3 pha, các thiết bị dùng điện lại có cả thiết bị 1 pha (thường công suất
nhỏ). Các thiết bị này có thể đấu vào điện áp pha hoặc điện áp dây khi tính
phụ tải cần phải được qui đổi về