Bài giảng Cung cấp điện

Nội dung text: Bài giảng Cung cấp điện

1. Tập bμi giảng môn học cung cấp điện dùng chung cho ngμnh HTĐ vμ Ch−ơng I các ngμnh điện khác hoặc các ngμnh khác có liện quan. Đây chỉ lμ tμi liệu tóm tắt dùng lμm bμi giảng của tác giả Trân Tấn Lợi. Khi sử dụng cho các đối t−ợng khác nhau tác giả sẽ có những thêm bớt cho phù Những vấn đề chung về HT-CCĐ hợp hơn. Ch−ơng I 1.1 Khái niệm về hệ thống điện: Ngμy nay khi nói đến hệ thông năng l−ợng, thông th−ờng ng−ời ta th−ờng hình dung nó lμ Bài mở đầu: hệ thông điện, t−ơng tự nh− vậy đôi lúc ng−ờng ta gọi Khoa điện lμ Khoa năng l−ợng, đó Các tài liệu tham khảo: không phải lμ hiện t−ợng ngẫu nhiên mμ nó chính lμ bản chất của vấn đề. Lý do lμ ở chỗ năng l−ợng điện đã có −u thế trong sản xuất,khai thác vμ truyền tải, cho nên hầu nh− toán 1. Giáo trình CCĐ cho xí nghiệp công nghiệp bộ năng l−ợng đang khai thác đ−ợc trong tự nhiên ng−ời ta đều chuyển đổi nó thầnh điện năng tr−ớc khi sử dụng nó. Từ đó hình thμnh một hệ thống điện nhằm tryuền tải, phân phối Bộ môn phát dẫn điện xuất bản 1978 (bản in roneo). vμ CCĐ điện năng đến từng hộ sử dụng điện. 2. Giáo trình CCĐ (tập 1 và 2) Nguyễn Công Hiền và nhiều tác giả xuất bản 1974,1984. Một số −u điểm của điện năng: 3. Thiết kế CCĐ XNCN. + Dễ chuyển hoá thμnh các dạng năng l−ợng khác (Quang, nhiệt, hoá cơ năng ). Bộ môn phát dẫn điện (bản in roneo khoa TC tái bản). + Dễ chuyền tải vμ truyền tải với hiệu suất khá cao. 4. Một số vấn đề về thiết kế và qui hoach mạng điện địa ph−ơng + Không có sắn trong tự nhiên, đều đ−ợc khai thác rồi chuyển hoá thμnh điện năng. ở nơi Đặng Ngọc Dinh và nhiều tác giả. sử dụng điện năng lại dẽ dμng chuyển thμnh các dạng năng l−ợng khác → Ngμy nay phần 5. Giáo trình mạng điện lớn năng l−ợng tự nhiên khác đ−ợc khai thác ngay tại chỗ rồi đ−ợc đổi thμnh điện năng (VD NM nhiệt điện th−ờng đ−ợc xây dựng tại nơi gần nguồn than; NM thỷ điện gần nguồn Bộ môn phát dẫn điện. n−ớc ). Đó cũng chính lμ lý do xuất hiện hệ thống tryền tải, phân phối vμ cung cấp điện Một số tài liệu n−ớc ngoài hoặc dịch: năng mμ chung ta th−ờng giọ lμ hệ thông điện. 1. Cung cấp điện cho xí nghiệp công nghiệp Tg: Fe-đô-rov NXB-Năng l−ợng 1972 Định nghĩa: Hệ thống điện bao gồm các khâu sản xuất ra điện năng; khâu tryền tải; phân 2. Cung cấp điện cho xí nghiệp công nghiệp. phối vμ cung cấp điện năng đến tận các hộ dùng điện (xem HV.) Tg: Epmulov NXB-Năng l−ợng 1976 3. Sách tra cứu về cung cấp điện (tập I & II sách dịch). Tg: Fe-đô-rov NXB-Năng l−ợng 1980. NL sơ cấp 220 kV 110 kV 10 kV ~ ~ Giới thiệu các ch−ơng của giáo trình: NMĐ1 35 kV NMĐ2 10 kV sản xuất & tryền tải Ch−ơng I: Những vấn đề chung về TH-CCĐ. (phát dẫn điện) Ch−ơng II: Phụ tải điện. Ch−ơng III: Cơ sở so sánh-kinh tế kỹ thuật trong CCĐ. Ch−ơng IV: Sơ đồ CCĐ và trạm biến áp. 6; 10 kV Ch−ơng V: Tính toán mạng điện trong xí nghiệp. phân phối & cung Ch−ơng VI: Xác định tiết diện dây dẫn trong mạng điện. cấp điện năng Ch−ơng VII: Tính toán dòng ngắn mạch. (CCĐ) Ch−ơng VIII: Lựa chọn thiết bị điện. Ch−ơng IX: Bù công suất phản kháng trong mạng xí nghiệp. Ch−ơng X: Bảo vệ rơ-le trong mạng điện xí nghiệp. 0,4 kV Ch−ơng XI: Nối đất và chiếu sáng. Ch−ơng XII: Chiếu sáng công nghiệp. HV. 01
2. Từ đó cho thấy lĩnh vực cung cấp điện có một ý nghĩa hẹp hơn bởi một cơ quan trung tâm. ở đây có sự phối các mặt trên quan điểm hệ thống vμ tối −u tổng thể. Định nghĩa: Hệ thông cung cấp điện chỉ bao gồm các khâu phân phối; Tuyền tải & cung cấp điện năng đến các hộ tiêu thụ điện. 1.2 Phân loại hộ dùng điện xí nghiệp: Vμi nét đặc tr−ng của năng l−ợng điện: Các hộ dùng điện trong xí nghiệp gồm nhiều loại tuỳ theo cách phân chia khác nhau → (nhằm mục đích đảm bảo CCĐ theo nhu cầu của từng loại hộ phụ tải). 1- Khác với hầu hết các sản phẩm, điện năng đ−ợc sản xuất ra, nói chung không tích trữ đ−ợc (trừ vμi tr−ờng hợp đặc biệt với công a) Theo điện áp vμ tần số: căn cứ vμo Udm vμ f suất nhỏ nh− pin, acqui ) → Tại mỗi thời điểm luôn luôn phải đảm bảo cần bằng giữa l−ợng điện năng sản xuất ra vμ tiêu thụ có kể * Hộ dùng điện 3 pha Udm 1000 V ; f = 50 Hz. triệt trong khâu thiết kế, qui hoạch, vận hμnh vμ điều độ hệ thống dm dm * Hộ dùng điện 1 pha Udm < 1000 V ; fdm = 50 Hz. điện, nhăm giữ vững chất l−ợng điện (u & f). * Hộ dùng điện lμm việc với tần số ≠ 50 Hz. 2- Các quá trình về điện xẩy ra rất nhanh. Chẳng hạn sóng điện từ * Hộ dùng dòng điện một chiều. lan tuyền trong dây dẫn với tốc độ rất lớn xấp sỉ tốc độ ánh sáng 30 000 000 km/s (quá trình ngắn mạch, sóng sét lan truyền lan b) Theo chế độ lμm việc: (của các hộ dùng điện). tuyền) → Đóng cắt của các thiết bị bảo v.v đều phải xẩy ra trong vòng nhỏ hơn 1/10 giây → cần thiết để thiết kế, hiệu chỉnh • Dμi hạn: phụ tải không thay đổi hoặc ít thay đổi, lμm việc dμi hạn mμ nhiệt độ các thiết bị bảo vệ. không v−ợt quá giá trị cho phép (VD: Bơm; quạt gió, khí nén ). 3- Công nghiệp điện lực có quan hệ chặt chẽ đến nhiều ngμnh kinh • Ngắn hạn: thời gian lμm việc không đủ dμi để nhiệt độ TB đạt giá trị qui định (VD tế qquốc dân (luyện kim, hoá chất, khai thác mỏ, cơ khí, công các động cơ truyền động cơ cấu phụ của máy cắt gọt kim loại, động cơ dóng mở nghiệp dệt ). → lμ một trong những động lực tăng năng suất lao van của TB thuỷ lực). động tạo nên sự phát triển nhịp nhμnh trong cấu trúc kinh tế. • Ngắn hạn lập lại: các thời kỳ lμm việc ngắn hạn của TB xen lẫn với thời kỹ nghỉ Quán triệt đặc điểm nμy sẽ xây dựng những quyết định hợp lý ngắn hạn → đ−ợc đặc tr−ng bởi tỷ số giữa thời gian đóng điện vμ thời gian toμn trong mức độ điện khí hoá đối với cacs ngμnh kinh tế – Các vùng chu trình sản suất (VD máy nâng; TB hμn). lãnh thổ khác nhau – Mức độ xây dựng nguồn điện, mạng l−ới truyền tải, phân phối → nhằm đáp ứng sự phát triển cân đối, tránh c) Theo mức độ tin cây cung cấp điện: tuỳ theo tầm quan trọng trong nền kinh tế vμ xã hội, đ−ợc những thiệt hại kinh tế quốc dân do phải hạn chế nhu cầu các hộ tiêu thụ điện đ−ợc CCĐ với mức độ tin cậy khác nhau vμ phân thμnh 3 loại. của các hộ dùng điện. • Hộ loại I: Lμ hộ mμ khi sự cố ngứng CCĐ sẽ gây ra những thiệt hại lớn về kinh tế, Nội dung môn học: đe doạ đến tính mạng con ng−ời, hoặc ảnh h−ởng có hại lớn về chính trị – gây những thiệt hại do đối loạn qui trình công nghệ. Hộ loại I phải đ−ợc CCĐ từ 2 Nhằm giải quyết các vấn đề kỹ thuật trong việc thiết kế hệ thống CCĐ- nguồn độc lập trở lên. Xác suất ngừng CCĐ rất nhỏ, thời gian ngừng CCĐ th−ờng XN nói chung vμ HTĐ nói riêng. Một ph−ơng án CCĐ đ−ợc gọi lμ hợp lý chỉ đ−ợc phép bằng thời gian tự động đóng thiết bị dự trữ (VD xí nghiệp luyện kim, phải kết hợp hμi hoμ một loạt các yêu cầu nh−: hoá chất lớn ). • Tính kinh tế (vốn đầu t− nhỏ). • Hộ loại II: Lμ hộ tuy có tầm quan trọng lớn nh−ng khi ngừng CCĐ chỉ dẫn đến • Độ tin cây (xác suất mất điện nhỏ). thiệt hại về kinh tế do h− hỏng sản phẩm, ngừng trệ sản xuất, lãng phí loa động • An toμn vμ tiện lợi cho việc vận hμnh thiết bị. v.v Hộ loại II đ−ợc CCĐ từ 1 hoặc 2 nguồn – thời gian ngừng CCĐ cho phép • Phải đam bμo đ−ợc chất l−ợng điện năng trong phạm vi cho phép bằng thời gian để đóng TB dự trữ bằng tay (XN cơ khí, dệt, công nghiệp nhẹ, công (kỹ thuật). nghiệp địa ph−ơng ). Nh− vậy lời giải tối −u khi thiết kế HTĐ phải nhận đ−ợc từ quan điểm • Hộ loại III: mức độ tin cậy thấp hơn, gồm các hộ không nằm trong hộ loại 1 vμ 2. hệ thống, không tách khỏi kế hoạch phát triển năng l−ợng của vùng; Phải Cho phép mất điện trong thời gian sửa chữa, thay thế phần tử sự cố nh−ng không đ−ợc phối hợp ngay trong những vấn đề cụ thể nh− – Chọn sơ đồ nối dây quá một ngμy đêm. Hộ loại III th−ờng đ−ợc CCĐ băng một nguồn. của l−ới điện, mức tổn thất điện áp . Việc lựa chọn PA CCĐ phải kết hợp với vviệc lựa chọn vị trí, công suất của nhμ máy điện hoặc trạm biến áp khu vực. 1.3 Các hộ tiêu thụ điện điển hình: Phải quan tâm đến đạc điểm công nghệ của xí nghiệp, xem xét sự phát triển của xí nghiệp trong kế hoạch tổng thể (xây dựng, kiến trúc ). 1) Các thiết bị động lực công nghiệp. Vì vậy các dự án về thiết kế CCĐ-XN, th−ờng đ−ợc đ−a ra đồng thời 2) Các thiết bị chiếu sáng. (th−ờng 1 pha, ĐTPT bằng phẳng, cosϕ = 1-0,6). với các dự án về xây dựng, kiến trúc, cấp thoát n−ớc v.v vμ đ−ợc duyệt 3) Các TB biến đổi. 4) Các động cơ truyền động máy gia công.
3. 5) Lò vμ các thiết bị gia nhiệt. suốt khoảng thời gian khảo sát T độ lệch điện áp năm trong phamj vi cho phép, đạt cực đại. 6) Thiết bị hμn. Ngaòi ra khi nghiên cứu chất l−ợng điện năng cần xét đến hμnh vi kinh tế, nghĩa lμ phải xét đến thiệt hại kinh tế do mất điện, chất l−ợng điện năng xấu. Chẳng hạn khi điện áp thấp (Giải công suất; dạng ĐTPT; Giải Udm ; fdm ; cosϕ ; đặc tính phụ tải; thuộc hơn định mức, hiệu xuất máy giảm, sản xuất kém, tuổi thọ động cơ thấp hơn định mức, hiệu hộ tiêu thụ loại 1; 2 hoặc 3 ). suất máy giảm, sản phẩm kém, tuổi thọ động cơ giảm v.v Từ đấy xác định đ−ợc giá trị điện áp tối −u. Mặt khác khi nghiên c−u chất l−ợng điện năng trên quan điểm hiệu sử dụng 1.4 Các chỉ tiêu kỹ thuật trong CCĐ-XN: điện, nghĩa lμ điều chỉnh điện áp vμ đồ thị phụ tải sao cho tổng số điện năng sử dụng với điện áp cho phép lμ cực đại. Những vấn đè nêu trên cần có những nghiên c−u tỉ mỉ dựa Chỉ tiêu kỹ thuật của hệ thông CCĐ đ−ợc đánh giá băng chất l−ợng điện trên những thông kê có hệ thông về phân phối điện áp tại các nút, suất thiệt hại kinh tế do năng cung cấp, thông qua 3 chỉ tiêu cơ bản U; f; tính liên tục CCĐ. chất l−ợng điện xấu *Tính liên tucj CCĐ: hệ thống CCĐ phải đảm bảo đ−ợc việc CCĐ liên tục 1.4 Một số ký hiệu th−ờng dùng: theo yêu cầu của phụ tải (yêu cầu của hộ loại I; II & III). Chỉ tiêu nμy th−ờng đ−ợc cụ thể hoá bằng xác suất lμm việc tin 1 – Máy phát điện hoặc nhμ máy điện ~ cậy của → trên cơ sở nμy ng−ời ta phân các hộ tiêu thụ thμnh 3 loại hộ mμ trong thiết kế cần phải quán triẹet để có đ−ợc PA CCĐ hợp lý. Đ 2 - Động cơ điện * Tần số: độ lệch tần số cho phép đ−ợc qui định lμ ± 0,5 Hz. Để đảm bảo tần số của hệ thông điện đ−ợc ổn định công suất tiêu thụ phải < công suất của HT. Vậy ở xí nghiệp lớn khi phụ tải gia tăng th−ờng phải đặt thêm TB tự 3 – Máy biến áp 2 cuộn dây. động đóng thêm máy phát điện dự trữ của XN hoặc TB bảo vệ sa thải phụ tải theo tần số. 4 – Máy biến áp 3 cuộn dây. *Điện áp: Độ lệch điện áp cho phép so với điện áp định mức đ−ợc qui định nh− sau: (ở chế độ lμm việc bình th−ờng). 5 – Máy biến áp điều chỉnh d−ới tải. + Mạng động lực: [ΔU%] = ± 5 % U dm + Mạng chiếu sáng: [ΔU%] = ± 2, 5 % Udm 6 - Kháng điện. Tr−ờng 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 ữ 20 %)U . Tuy nhiên vì phụ dm 7 – Máy biến dòng điện. tải điện luôn thay đổi nên giá trị điện áp lại khác nhau ở các nút của phụ tải → điều chỉnh rất phức tạp. Để có những biện pháp hiệu lực điều chỉnh điện áp, cần mô tả sự diễn biến của điện áp không những theo độ lệch so với 8 – Máy cắt điện. giá trị định mức, mμ còn phải thể hiện đ−ợc mức độ kéo dμi. Khi đó chỉ tiêu đánh giá mức độ chất l−ợng điện áp lμ giá trị tích phân. 9 - Cầu chì. T U(t ) −Udm ∫ dt 10 - Aptômát. 0 Udm Trong đó: 11 – Cầu dao cách ly. U(t) - giá trị điện áp tại nút khảo sát ở thời điểm t. T - khoảng thời gian khảo sát. 12 – Máy cắt phụ tải. Udm - giá trị định mức của mạng. Khi đó độ lệch điện áp so với giá trị yêu cầu (hoặc định mức) đ−ợc mô tả 13 – Tụ điện bù. nh− một đại l−ợng ngẫu nhiên có phân bố chuẩn, vμ một trong những mục tiêu quan trọng của điều chỉnh điện áp lμ: sao cho giá trị xác suất để trong
4. 14 – Tủ điều khiển 32 – Chống sét ống. 15 – Tủ phân phối. 33 – Chông sét van. 16 – Tủ phân phối động lực. 17 – Tủ chiếu sáng lμm việc. 34 – Cầu chì tự rơi. 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 - Đ−ờng dây điện áp U ≤ 36 V. 31 – Đ−ờng dây mạng động lực 1 chiều.
5. Ch−ơng II + Với các thiết bị nung chẩy công suất lớn, các thiết bị hμn thì công suất định mức chính lμ công suất định mức của máy BA. vμ th−ờng cho lμ [kVA]. + Thiết bị ở chế độ ngắn hạn lập lại, khi tính phụ tải tính toán phải qui đổi về chế độ Phụ tải điện lμm việc dμi hạn (tức phải qui về chế độ lμm việc có hệ số tiết điện t−ơng đối). Vai trò của phụ tải điện: trong XN 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 Động cơ Pdm = Pdm . ε dm dẫn tới sự tiêu thụ công suất của các thiết bị không bao giờ bằng công suất định mức của chúng. Nh−ng mặt khác chúng ta lại cần xác định phụ tải điện. Phụ tải ' điện lμ một hμm của nhiều yếu tố theo thời gian P(t), vμ vì vậy chung không tuân Biến áp Pdm = Sdm .cosϕ. ε dm thủ một qui luật nhất định → cho nên việc xác định đ−ợc chúng lμ rất khó khăn. Nh−ng phụ tải điện lại lμ một thông số quan trọng để lựa chọn các thiết bị của HTĐ. Trong đó: Công suất mμ ta xác định đ−ợc bằng cách tính toán gọi lμ phụ tải tính toán Ptt. P’dm – Công suất định mức đã qui đổi về εdm %. Nếu P Pthuc tê → Lãng phí. b) Điện áp định mức: Do đó đã có rất nhiều công trình nghiên cứu nhằm xác định P sát nhất với tt Udm của phụ tải phải phù hợp với điện áp của mạng điện. Trong xí nghiệp có nhiều thiết P_thực tế. Chủ yếu tồn tại 2 nhóm ph−ơng pháp. bị khác nhau nên cũng có nhiều cấp điện áp định mức của l−ới điện. + Nhóm ph−ơng pháp dựa trên kinh nghiệm vận hμnh, thiết kế vμ đ−ợc tổng kết lại bằng các hệ số tính toán (đặc điểm của nhóm ph−ơng pháp nμy lμ: Thuận lợi nhất + Điện áp một pha: 12; 36 V sử dụng cho mạng chiếu sáng cục bộ hoặc các nơi nguy cho việc tính toán, nhanh chóng đạt kết quả, nh−ng th−ờng cho kết quả kém chính hiểm. xác). + Nhóm thứ 2 lμ nhóm ph−ơng pháp dựa trên cơ sở của lý thuyết xác suất vμ thống + Điện áp ba pha: 127/220; 220/380; 380/660 V cung cấp cho phần lớn các thiết bị kê (có −u điểm ng−ợc lại với nhóm trên lμ: Cho kết quả khá chính xác, xong cách của xí nghiệp (cấp 220/380 V lμ cấp đ−ợc dùng rộng rãi nhất). tính lại khá phức tạp ). + Cấp 3; 6; 10 kV: dùng cung cấp cho các lò nung chẩy; các động cơ công suất lớn. 2.1 Đặc tính chung của phụ tải điện: Ngoμi 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 1) Các đặc tr−ng chung của phụ tải điện: việc sử dụng ở các vị trí khacs nhau trong l−ới. TB chiếu sáng th−ờng đ−ợc thiết kế nhiều loại khác nhau trong cùng một cấp điện áp định mức. Ví dụ ở mạng 110 V có các Mỗi phụ tải có các đặc tr−ng riêng vμ các chỉ tiêu xác định điều kiện lμm việc của loại bóng đèn 100; 110; 115; 120; 127 V. mình mμ khi CCĐ cần phải đ−ợc thoả mãn hoặc chú ý tới. (có 3 đặc tr−ng chung). Tần số: do qui trình công nghệ vμ sự đa dạng của thiết bị trong xí nghiệp → chúng sử a) Công suất định mức: dụng dòng điện với tần số rất khác nhau từ f = o Hz (TB. một chiều) đến các thiết bị có “ Lμ thông số đặc tr−ng chính của phụ tải điện, th−ờng đ−ợc ghi trên nhãn của máy tần số hμng triệu Hz (TB. cao tần). Tuy nhiên chúng vẫn chỉ đ−ợc CCĐ từ l−ới điện có hoặc cho trong lý lịch máy”. tần số định mức 50 hoặc 60 Hz thông qua các máy biến tần. Đơn vị đo của công suất định mức th−ờng lμ kW hoặc kVA. Với một động cơ điện Pđm chính lμ công suất cơ trên trục cơ của nó. Chú ý: Các động cơ thiết kế ở tần số định mức 60 Hz vẫn có thể sử dụng đ−ợc ở l−ới có tần số định mức 50 Hz với điều kiện điện áp cấp cho động cơ phải giảm đi theo tỷ lệ Pđ của tần số (VD. động cơ ở l−ới 60 Hz muốn lμm việc ở l−ới có tần số 50 Hz thì điện áp tr−ớc đó của nó phải lμ 450ữ460 V). P Đ P = dm 2) Đồ thị phụ tải: Pđm d ηdm “ Đặc tr−ng cho sự tiêu dùng năng l−ợng điện của các thiết bị riêng lẻ, của nhóm thiết bị, của phân x−ởng hoặc của toμn bộ xí nghiệp. Nó lμ tμi liệu quan trọng trong thiết vμ vận hμnh”. η – lμ hiệu suất định mức của động cơ th−ờng lấy lμ 0,8 ữ 0,85 (với động cơ không dm đồng bộ không tải). Tuy vậy với các động cơ công suất nhỏ vμ nếu không cần chính a) Phân loại: có nhiều cách phân loại xác lắm thì có thê lấy P ≈ P . d dm + Đồ thị phụ tải tác dụng P(t). * Theo đại l−ợng đo + Đồ thị phụ tải phản kháng Q(t). Chú ý: + Đồ thị phụ tải điện năng A(t).
6. A Ar K dk = ; K dkr = + Đồ thị phụ tải hμng ngμy. 24.Pmax 24.Qmax * Theo thời gian khảo sát + Đồ thị phụ tải háng thág. + Đồ thị phụ tải hμng năm. d Đồ thị phụ tải hμng năm: Đồ thị phụ tải của thiết bị riêng lẻ ký hiệu lμ p(t); q(t); i(t) Gồm hai loại + ĐTPT hμng tháng Của nhóm thiết bị P(t); Q(t); I(t). + ĐTPT theo bậc thang b) Các loại đồ thị phụ tải th−ờng dùng: Đồ thị phụ tải hμng tháng: đ−ợc xây dựng theo phụ tải trung bình của từng tháng của xí nghiệp trong một năm lμm việc. c Đồ thị phụ tải hμng ngμy: (của nhóm, phân x−ởng hoặc của XN). th−ờng đ−ợc xét với chu kỳ thời gian lμ một ngμy đêm (24 giờ) vμ có thể xác định theo 3 cách. P Đồ thị phụ tải hμng tháng cho ta biết nhịp + Bằng dụng cụ đo tự động ghi lại (VH- 2a) độ sản xuất của xí nghiệp. Từ đó có thể đề ra lịch vận hμnh sửa chữa các TB. điện một + Do nhân viên trực ghi lại sau những giờ nhất định (HV-2b). + BBiểu diễn theo bậc thang, ghi lại giá trị trung bình trong những khoảng nhất cách hợp lý nhất, nhằm đáp ứng các yêu cầu của sản xuất (VD: vμo tháng 3,4 → định (HV-2c). sửa chữa vừa vμ lớn, còn ở những tháng cuối năm chỉ sửa chữa nhỏ vμ thay các P P P thiết bị. 0 2 4 6 8 10 12 tháng Pmax Đồ thị phụ tải theo bậc thang: xây dựng trên cơ sở của đồ thị phụ tải ngμy đêm điển hình (th−ờng chọn 1 ngμy điển hình vμo mua đông vμ vμo mua hạ). 0 24 t (giờ) 0 t (giờ) 0 24 t (giờ) 24 P P P max HV-2a HV-2b HV-2c P + Đồ thị phụ tải hμng ngμy cho ta biết tình trạng lμm việc của thiết bị để từ đó sắp xếp i lại qui trình vận hμnh hợp lý nhất, nó cong lμm căn cứ để tính chọn thiết bị, tính điện t’ t” t’ 1 1 2 A năng tiêu thụ Ti mùa đông mùa hè 0 24 t [giờ] 0 24 t [giờ] 0 8760 [giờ] + Các thông số đặc tr−ng của đồ thị phụ tải hμng ngμy: 1- Phụ tải cực đại Pmax ; Qmax Gọi: n – số ngμy mùa đông trong năm 1 n – số ngμy mùa hè trong năm → T = (t’ + t” ).n + t’ .n 2- Hệ số công suất cực đại cosϕ 2 i 1 1 1 2 2 max t−ơng ứng với tgϕmax = Qmax /Pmax Các thông số đặc tr−ng của đồ thị phụ tải năm: 3 - Điện năng tác dụng & 1 - Điện năng tác dụng vμ phản kháng tiêu thụ trong một năm lμm việc: phản kháng ngμy đêm A [kWh]; Ar[kVArh]. A [kWh/năm] & Ar [kVArh/năm] Chúng đ−ợc xác địng bằng diện tích bao bởi đ−ờng ĐTPT vμ trực thời gian. 4 – Hệ số Cosϕtb t−ơng ứng với tgϕtb = Ar/A 2- Thời gian sử dụng công suất cực đại: A A 5 – Hệ số điền kín của ĐTPT. T = ; T = r max max r Pmax Qmax
7. 3 – Hệ số công suất trung bình: Cosϕtb t−ơng ứng với tgϕtb bằng 3 lần hằng số thời gian phát nóng của cuộn dây. Phụ tải có thể lμm việc với đồ thị bằng phẳng với công suất không đổi trong thời gian lμm việc (quạt gió, các A lò điện trở ) hoặc đồ thị phụtải không thay đổi trong thời gian lμm việc. r tgϕtb = A Chế độ lμm việc ngắn hạn: Trong đó nhiệt độ của TB. tăng lên đến giá trị nμo đó trong thời gian lμm việc, rồi lại giảm xuống bằng nhiệt độ môi tr−ờng xung quanh 4 – Hệ số điền kín đồ thị phụ tải: trong thời gian nghỉ. A T K = = max Chế độ ngắn hạn lập lại: Trong đó nhiệt độ của TB. tăng lên trong thời gian lμm dk 8760xP 8760 việc nh−ng ch−a đạt giá trị cho phép vμ lại giảm xuống trong thời gian nghỉ, nh−ng max ch−a giảm xuống nhiệt độ của môi tr−ờng xung quanh. Đặc tr−ng bằng hệ số đóng điện ε% Ar Tmax r td t d K dkr = = ε% = .100 = .100 8760xQmax 8760 t0 + td Tc Khái niêm về Tmax & τ: t – thời gian đóng điện cuat TB. d t0 – thời gian nghỉ. Định nghĩa Tmax: “ Nếu giả thiết rằng ta luôn luôn sử dụng công suất cực đại thì thời Tc – lμ một chu kỳ công tác vμ phải nhỏ hơn 10 phút. gian cần thiết Tmax để cho phụ tải đó tiêu thụ đ−ợc l−ợng điện năng do phụ tải thực tế (biến thiên) tiêu thụ trong một năm lμm việc” Tmax gọi lμ thời gian sử dụng công suất b) Qui đổi phụ tải 1 pha về 3 pha: lớn nhất. T – ứng với mỗi XN khác nhau sẽ có giá trị Vì tất cả các TB. CCĐ từ nguồn đến các đ−ờng dây tuyền tải đều lμ TB. 3 max P khac nhau. pha, các thiết bị dùng điện lại có cả thiết bị 1 pha (th−ờng công suất nhỏ). Các thiết bị + Trị số nμy có thể tra ở sổ tay vμ th−ờng đ−ợc nμy có thể đấu vμo điện áp pha hoặc điện áp dây → Khi tính phụ tải cần phải đ−ợc qui P max định nghĩa theo P & Q hai thông số nμy th−ờng đổi về 3 pha. không trùng nhau. + Qua thông kê có thể đ−a ra T điển hình của + Khi có 1 TB đấu vμo điện áp pha thì công suất t−ơng đ−ơng sang 3 pha: max một số XN. + T lớn → đồ thị phụ tải cμng bằng phẳng. P = 3.P max dm td dm fa + Tmax nhỏ → đồ thị phụ tải ít bằng phẳng hơn. 0 Pdm td - Công suất định mức t−ơng đ−ơng (sang 3 pha). Tmax 8760 t P – Công suất định mức của phụ tải một pha. dm fa Định nghĩa τ “ Giả thiết ta luôn luôn vận hμnh với tổn thất công suất lớn nhất thì thời + Khi có 1 phụ tải 1 pha đấu vμo điện áp dây. gian cần thiết τ để gây ra đ−ợc l−ợng điện năng tổn thất bằng l−ợng điện năng tổn thất do phụ tải thực tế gây ra trong một năm lμm việc, gọi lμ thời gian chịu tổn thất công suất lớn nhất” Pdmtd = 3.Pdmfa τ τ vμ T th−ờng không bao giờ bằng nhau, tuy + Khi có nhiều phụ tải 1 pha đấu vμo nhiều điện áp dây vμ pha khác nhau: max nhiên chúng lại có quan hệ rất gắn bó, nh−ng lại 0,6 không tỷ lệ tuyến tính vì ΔP không chỉ xuất hiện lúc Pdmtd = 3.Pdmfa max có tải, mμ ngay cả lúc không tải cũng vẫn có tổn thất 0,8 → ng−ời ta xây dựng quan hệ τ theo T vμ cosϕ 1 max Để tính toán cho tr−ờng hợp nμy, tr−ớc tiên phải qui đổi các TB. 1 pha đấu vμo điện áp dây về TB. đấu vμo điện áp pha. Sau đó sẽ xác định đ−ợc công suất cực đại của 1 pha 0 nμo đó (P ). 8760 Tmax dmfamax 3) Chế độ lμm việc của phụ tải vμ qui đổi phụ tải: 2.1 Các ph−ơng pháp xác định phụ tải tính toán: a) Chế độ lμm việc của phụ tải: 3 chế độ 1) Khái niệm về phụ tải tính toán: Chê độ dμi han: Chế độ trong đó nhiệt độ của TB. tăng đến giá trị xác lập vμ lμ hằng số không phụthuộc vμo sự biến đổi của công suất trong khoảng thời gian
8. “ Lμ phụ tải không có thực mμ chúng ta cần phải tính ra để từ đó lμm cơ sở cho việc + Trong thực tế T th−ờng đ−ợc lấy lμ 30 phút, gần bằng 3 lần hằng số thời gian phát tính toán thiêts kế, lựa chọn TB. CCĐ”. → có 2 loại nóng của các loại dây dẫn có tiết diện trung bình vμ nhỏ → Nếu hằng số thời gian phát nóng của dây dẫn lớn hơn so với 10 phút thì công suất cực đại 30 phút phải qui đổi ra + Phụ tải tính toán theo phát nóng cho phép. công suất cực đại với khoảng thời gian dμi hơn. Bên cạnh Ptt còn có Qtt ;Stt vμ Itt . + Phụ tải tính toán theo điều kiện tổn thất. Phụ tải tính toán theo điều kiện tổn thất cho phép: còn gọi lμ phụtải đỉnh nhọn Pdn Phụ tải tính toán theo phat nóng: ;Qdn ;Sdn ;Idn - lμ phụ tải cực đại xuất hiện trong thời gian ngắn (1ữ2 giây). Nó gây ra tổn thất điện áp lớn nhất trong mạng điện vμ các điều kiện lμm việc nặng nề nhất cho Định nghĩa: “lμ phụ tải giả thiết lâu dμi không đổi, t−ơng đ−ơng với phụ tải thực tế mạng. Mμ chính lúc đó lại cần phải đảm bảo các yêu cầu của sản xuất. VD moment (biến thiên) về hiệu quả nhiệt lớn nhất”. khởi động của động cơ, chất l−ợng các mối hμn, độ ổn định của ánh sáng điện. + Đối với phụ tải đang vận hμnh có thể có đ−ợc bằng cách đo đạc, còn trong thiết kế + Trong thực tế th−ờng dùng phụ tải tính toán tác dụng Ptt vì nó đặc tr−ng cho quá có thể xác định gần đúng căn cứ vμo các giá trị đặc tr−ng của các phụ tải đã có vμ đã trình sinh công, thuận tiện cho việc đo đạc vận hμnh. đ−ợc đo đạc thống kê trong quá trình lâu dμi. 2) Các ph−ơng pháp xác định phụ tải tính toán: (theo ĐK phát nóng) Ptt = 3.UdmItt cosϕtt Tuy thuộc vμo vị trí của phụ tải, vμo gai đoạn thiết kế mμ ng−ời ta dùng ph−ong pháp Trong tính toán có thể cho phép lấy gần đúng cosϕtt = cosϕtb . chính xác hoặc đơn giản. Khi xác định Ptt cần l−u ý một ssố vấn đề: Quan hệ giữa phụ tải tính toán với các phụ tải khác nh− sau: + Đồ thị phụ tải luôn luôn thay đổi theo thời gian, tăng lên vμ bằng phẳng hơn theo mức hoμn thiện kỹ thuật sản xuất (hệ số điền kín phụ tải tăng lên dần). Pma x ≥ Ptt ≥ Pqp ≥ Ptb + Việc hoμn thiện quá trình sản xuất (tự động hoá vμ cơ giới hoá) sẽ lμm tăng l−ợng điện năng của xí nghiệp. → khi thiết kế CCĐ. phải tính đến sự phát triển t−ơng lai của Trong đó: xí nghiệp, phải lấy mức của phụ tải xí nghiệp 10 năm sau. T P(t ).dt Các ph−ơng pháp xác định phụ tải tính toán vμ phạm vi sử dụng: ∫0 Ptb = T – thời gian khảo sát. T 1- Theo công suât trung bình vμ hệ số cực đại: còn gọi lμ ph−ơng pháp biểu đồ hay P(t) - đồ thị phụtải thực tế. ph−ơng pháp số thiết bị điện hiệu quả - th−ờng đ−ợc dùng cho mạng điện PX điện áp đến 1000 V vμ mạng cao hơn, mạng toμn xí nghiệp. 1 T 2 Pqp = P (t ).dt T ∫0 2- Theo công suất trung bình vμ độ lệch của phụ tải khỏi giá trị trung bình: đây lμ ph−ơng pháp thống kê - dùng cho mạng điện PX điện áp đến 1000 V + Sự phát nóng của dây dẫn lμ kết quả của sự tác dụng của phụ tải trong thời gian T. 3- Theo công suất trung bình vμ hệ số hình dạng của đồ thị phụ tải: dùng cho mạng Ng−ời at nhận thấy rằng giá trị trung bình của phụ tải trong thời gian nay PT đặc tr−ng cho sự phát nóng của dây dẫn chính xác hơn so với công suất cực đại tức thời P điện từ trạm biến áp phân x−ởng cho đến mạng toμn xí nghiệp. max trong khoảng thời gian đó. Chính vì thế phụ tải tính toán P đ−ợc xác tt 4- Theo công suất đặt vμ hệ số nhu cầu (cần dùng): dùng để tính toán sơ bộ, ngoμi ra định bằng giá trị cực đại trong các giá trị trung bình còn 2 ph−ơng pháp khác. trong khoảng thời gian T. Khi đó khoảng thời gian P 5- Theo xuất chi phí điện năng trên đơn vị sản phẩm: P nμy xê dịch trên toμn bộ đồ thị phụ tải đã cho. max2 Pmax1 + Tồn tại một khoảng thời gian tối −u mμ phụ tải P 6- Theo xuất phụ tải trên đơn vị diện tích sản xuất:: cả hai phuoeng pháp trên đều tb2 trung bình lấy trong thời gian đó đặc tr−ng chính P dùng để tính toán sơ bộ tb1 xác nhất cho sự thay đổi phát nóng của dây dẫn trong khoảng đó. 1) Xác định phụ tải tính toán theo công suất trung bình vμ hệ số cực đại: + Ng−ời ta th−ờng lấy: Theo ph−ơng pháp nμy phụ tải tính toán của nhóm thiết bị: T = 3T t tb 0 T T Ptt = K M .Ptb = K M .K sd .Pdm T – hằng số thời gian phát nóng của dây dẫn vì sau khoảng thời gian nμy trị số phát 0 nóng đạt tới 95% trị số xác lập. Ptb – công suất trung bình của phu tải trong ca mang tải lớn nhất. Pdm – công suất định mức của phụ tải (tổng Pdm của TB trong nhóm ).
9. K – hệ số sử dụng công suât tác dụng (của nhóm TB.) 2 sd ⎛ n ⎞ KM – Hệ số cực đại công suât tác dụng với khoảng thời gian trung bình T=30 phút (với ⎜ pdmi ⎟ Ptt vμ KM khi không có ký hiệu đặc biệt đ−ợc hiểu lμ tính với T=30 phút). ⎜∑ ⎟ ⎝ i =1 ⎠ nhq = n a) Hệ số sử dụng công suât:: Ksd “lμ tỉ số giữa công suất trung bình vμ công suất 2 định mức” hệ số sử dụng đ−ợc định nghĩa cho cả Q; I. Với thiết bị đơn lẻ kí hiệu bằng ∑()pdmi chữ nhỏ còn với nhóm TB. đ−ợc kí hiệu bằng chữ in hoa. i =1 n p – công suất định mức của thiết bị thứ i trong nhóm. ∑ pdmi .k sdi dmi p P n - tổng số thiết bị trong nhóm. tb ; tb i=1 k sd = K sd = = n pdm Pdm + Nếu công suất định mức của tất cả các thiết bị dùng điện đều bằng nhau → n=n . ∑ pdmj hq i =1 + Với số thiết bị lớn sử dụng công thức trên không thuận lợi → có thể sử dụng công Có thể xác định theo điện năng: thức gần đúng với sai số ±20 %. Các tr−ờng hợp riêng để tính nhanh n : A hq K sd = Pdm max A + Khi m = ≤ 3 vμ Ksd ≥ 0,4 Thì số thiết bị hiệu quả sẽ lấy bằng số r P A - điện năng tiêu thụ trong 1 ca theo đồ thị phụ tải. dm min A - điện năng tiêu thụ định mức. r thiết bị thực tế của nhóm → nhq = n T−ơng tự ta có: n + Khi trong nhóm có n1 thiết bị dùng điện có tổng công suất định mức nhỏ hơn hoặc bằng 5 % tổng công suất định mức của toμn nhóm ∑qdmi .ksdqi qtb Qtb i =1 ; n1 n ksdq = K sdq = = n q Q → dm dm ∑ pdmi ≤ 5%∑ pdmi nhq = n − n1 ∑qdmj i =1 Ví dụ: Xác định số thiết bị hiệu quả của nhóm có chế độ lμm việc dμi hạn có số l−ợng n vμ công suất nh− sau: Hệ số sử dụng của toμn nhóm K = 0,5 i .k sd i I ∑ dmi sdi Số TB Công suât tb tb i=1 + Tính bằng công thức đầy đủ: ksdI = ; K sdI = = n 2 idm Idm 10 0,6 kW (10.0,6 + 5.4,5 + 6.7 + 5.10 + 2.14) ∑idmj = 20 5 4,5 kW 10,0,6 2 + 5.4,5 2 + 6.7 2 + 5.10 2 + 2.14 2 i =1 6 7 kW 5 10 kW + hệ số sử dụng các thiết bị riêng lẻ vμ các nhóm thiết bị đặc tr−ng đ−ợc xây dựng 2 14 kW + Tính gần đúng: vì nhóm có 10 thiết bị rất nhỏ (0,6 kW) theo các số lieẹu thống kê lâu dμi vμ đ−ợc cho trong các cẩm nang kỹ thuật. 10x0,6= 6 kW 3 vμ Ksd ≥ 0,2 thì chúng gây ra một phụ tải tính toán, bằng phụ tải tính toán của nhóm TB. có đồ thị phụ tải không giống nhau về công suât vμ chế độ lμm việc” n 2. p Công thức đầy đủ để tính số thiết bị dùng điện hiệu quả của nhóm có n thiết bị: ∑ dmi i =1 nhq = Chú ý: nếu tính ra nhq > n pdm max → nhq = n
10. Ví dụ: Nhóm có các thiết bị lμm việc dμi hạn. Hãy xác đinh số thiết bị hiệu quả của nhóm; Ksd = 0,4 n Số TB Công suât 2∑ pdmi m = 20/1 = 20 > 3 ; Ksd = 0,4 > 0,2 1 n = (2.40) 4 20 kW hq n 3Pdm max 5 10 kW 2 p 6 4 kW ∑ dmi 297 5 7 kW i=1 n → nhq = = ≈ 29,7 ≈ 30 4 4,5 kW p - Tổng công suất của thiết bị một pha tại nút tính toán. Pdm max 20 ∑ dmi 25 2,8 kW 1 20 1 kW P - Công suất định mức của thiết bị 1 pha lớn nhất. dmmax + Khi không có khả năng sử dụng các ph−ơng pháp đơn giản: thì phải sử dụng các đ−ờng cong hoặc bảng tra. Bảng vμ đ−ờng cong đ−ợc xây dựng quan hệ số thiết bị c) Hệ số cực đại: KM hiệu quả t−ơng đối theo n* vμ p* tức * * * * “ lμ tỉ số giữa công suất tính toán vμ công suất trung bình”. n = f(n ; p ) khi tra đ−ợc n* → n = n.n hq hq hq hq p P Trong đó: k = tt hoặc K = tt M p M P * nhq tb tb n = hq n - số thiết bị có công suất lớn hơn ẵ công suất n 1 k vμ K với từng thiết bị vμ với nhóm thiết bị. của thiết bị có công suất lớn nhất trong nhóm. M M Công suất trung bình có thể tính theo công thức sau: * n1 n = n Pdm1 - Tổng công suất của n1 thiết bị. T P P(t )dt * dm1 Pdm - Tổng công suất định mức của tất cả TB. ∫0 A p = Ptb = = Pdm T T T – thời gian khảo sát lấy bằng độ dai của ca mang tải lớn nhất. Via dụ: Xác định số TB hiệu quả của nhóm TB. Nhóm có Ksd = 0,1 T−ơng tự ta có hệ số cực đại với dòng điện: Số TB Công suât Giải: ta có m = 10/1 =10 với m = 10 ; Ksd = 0,1 Itt không áp dụng đ−ợc cách gând đúng. K MI = 4 10 kW Itb 5 7 kW n = 5 + 4 + 5 + 4 + 20 = 38 4 4,5 kW + Hệ số cực đại liên quan đến 2 đại l−ợng quan trọng của đồ thị phụ tải lμ Ptt vμ Ptb. trị 5 2,8 kW Pdm = 4x10 + 5x7 + 4x4,5 + 5x2,8 + 20x1 = 127 kW số của nó phụ thuộc vμo số thiết bị dùng điện hiệu quả nhq vμ nhiều hệ số khác đặc 20 1 kW tr−ng cho chế độ tiêu thụ của nhóm TB. → có nhiều ph−ơng pháp xác định KM của nhiều tác giả khác nhau. Thiết bị có công suất lớn nhất lμ 10 kW 1/2. 10 = 5 kW + Trong thực tế th−ờng KM đ−ợc xây dựng theo quan hệ của nhq vμ ksd d−ới dạng đ−ờng cong hoặc dạng bảng tra → KM = f(nhq ; ksd). n1 = 4 + 5 = 9 + Cần nhớ rằng KM tra đ−ợc trong các bảng tra th−ờng chỉ t−ơng ứng với thời gian tính P1 = 4x10 + 5x7 = 75 kW toán lμ 30 phút. Tr−ờng hợp khi tính Ptt với T>30 phút (với thiết bị lớn) thì KM sẽ phải tính qui đổi lại theo công thức: * n = n1 / n = 9/38 p* = P /P = 75/127 Từ n* vμ p* Tra bảng ta tim đ−ợc n* = 0,59 1 dm hq K K =1 + M * MT → nhq = n.nhq = 38x0,56 = 21 2T + Đối với nhóm thiết bị một pha đấu vμo mạng 3 pha: thì số thiết bị hiệu quả có thể xác định 1 cách đơn giản theo công thức sau: KM - tra đ−ợc trong bảng (T=30 phút). T > 30 phút
11. + Nếu nhóm thiết bị một pha phân bố đều trên các pha thì phụ tải tính toán của chúng d) Phụ tải tính táon phản kháng của nhón TB.: Qtt có thể tính toán nh− đối với thiết bị 3 pha có công suất t−ơng đ−ơng. Chú ý trong đó nhq của nhóm TB. đ−ợc xác định theo công thức (2.40) Th−ờng chỉ đ−ợc tính gần đúng nh− sau: + Nhóm thiết bị một pha có n > 3 có đồ thị phụ tải thay đổi có chế độ lμm việc giống + Khi nhq ≤ 10 → Qtt = 1,1 Qtb nhau (cùng Ksd vμ cosϕ) đấu vμo điện áp dây vμ pha, phân bố không đều trên các pha thì phụ tải tính toán t−ơng đ−ơng xác định theo công thức: + Khi nhq > 10 → Qtt = Qtb Qtb - lμ công suất trung bình của nhóm phụ tải trong ca mang tải lớn nhất. (2.48) Ptt tđ = 3.Ptb pha . KM = 3. Ksd . KM .Pdm pha Qtb = Ksdq . Qdm hoặc Qtb = Ptb . tgϕtb (2.49) Khi nhq ≤ 10 → Qtt tđ = 3.Qtb pha . 1,1 = 3,3.Ksdq .Qdm pha = 3,3 Ksdp .Pdm pha .tgϕ n (2.49) Khi n > 10 → Q = 3Q = 3. K .Q = 3.K .P .tgϕ pdmi .cosϕ i hq tt tđ tb pha sdq dm pha sdp dm pha ∑ tgϕ rút từ i =1 tb cosϕtb = n Trong đó: p ∑ dmi P ; Q - Phụ tải trung bình trong pha mang tải lớn nhất của pha có i=1 tb pha tb pha phụ tải lớn nhất. + Nhóm thiết bị một pha n > 3 có đồ thị phụ tải thay đổi, có chế độ lμm việc khác e) Nhữg tr−ờng hợp riêng dùng ph−ơng pháp đơn giản để tính P : tt nhau. đấu vμo điện áp pha vμ điện áp dây. Tr−ớc tiên cần tính phụ tải trung bình trong ca mang tait lớn nhất + Khi nhq 3 → P = p .k p(AB)A; p(AC)A; q(AB)A; q(AC)A – hệ số qui đổi công suất của TB một pha khi mắc tt ∑ dmi ti vμo điện áp dây vμ qui về pha A - (tra bảng). i =1 T−ơng tự nh− trên chúng ta sẽ xác định đ−ợc phụ tải trung bình của các pha cong lại n (pha B vμ C)→ ta có phụ tải trung bình của pha lớn nhất → Từ đó xác định đ−ợc phụ Qtt = ∑qdmi .ktqi tải trrung bình t−ơng đ−ơng 3 pha: i=1 k vμ k - lμ hệ số tải tác dụng vμ hệ số tải phản kháng. ti tqi Ptb tđ = 3. Ptb pha (pha có tải lớn nhất) + Khi không có số liệu cụ thể lấy gần đúng với thiết bị có chế độ lμm việc dμi hạn K = t Qtb tđ = 3. Qtb pha 0,9; cosϕdm = 0,8 , còn đối với TB. ngắn hạn lập lại Kt = 0,7 ; cosϕdm = 0,7. + Với nhóm thiết bị lμm việc dμi hạn, có đồ thị phụ tải bằng phẳng, ít thay đổi (VD – lò Sau đó Ptt tđ = KM . Ptb tđ điện trở, quạt gió, trạm khí nén, tạm bơm ) Ksd ≥ 0,6 ; Kdk ≥ 0,9 (hệ số điền kín đồ Qtt tđ = Tính theo (2.49); (2.50) thị phụ tải) → có thể lấy KM = 1 Để tra đ−ợc KM sẽ lấy Ksd của pha mang tải lớn nhất theo công thức sau: → Ptt = Ptb ; Qtt = Qtb f) Phụ tải tính toán của các thiết bị một pha: Xẩy ra theo 4 tr−ờng hợp
12. P + Nếu trong nút phụ tải có n nhóm thiết bị có đồ thị phụtải thay đổi vμ m nhóm có đồ thị tbpha phụ tải bằng phẳng. K sd = (2.55) n m Pdn1 + Pdm2 + Pdm0 P = K P + P (2.60) 2 tt M ∑ tbi ∑ tbj Trong đó: n m P - Tổng công suất định mức của phụ tải 1 pha đấu vμo điện áp pha (của pha dm0 Khi n ≤ 10 mang tải lớn nhất). hq Qtt =1,1∑Qtbi + ∑Qtbj Pdm1 ; Pdm2 - Tổng công suất định mức của các thiết bị 1 pha đấu giữa pha mang tải lớn nhất vμ 2 pha cong lại. n m n > 10 hq Qtt = ∑Qtbi + ∑Qtbj + Nếu nhóm thiết bị một pha có đồ thị phụ tải bằng phẳng (VD – chiếu sáng, các lò điện trở 1 pha ) có thể xem KM =1 Chú ý: + Trong nút có các nhóm TB. một pha, các nhóm nμy đ−ợc thay thế bằng các nhóm Ptttđ = Ptb td ; Qtt tđ = Qtbtđ (2.54) thiết bị 3 pha đ−ơng đ−ơng. + Khi trong phân x−ởng có các TB. dự trữ (máy BA hμn, thiết bị lμm việc ngắn hạn VD: g) Phụ tải tính toán của nút hệ thống CCĐ: (tủ phân phối, đ−ờng dây chính, tram bơn tiêu n−ớc, động cơ đóng các van n−ớc ) thì không cần tính công suất của chúng biến áp, trạm phân phối điện áp 10 → Q = tt hdp tb hq tt ∑Qtbi Qtt = Khdq .Qtb 2 2 S = P + Q tt tt tt 2 2 Stt = Ptt + Qtt K Trong đó: P = (2.57) K vμ K - Hệ số hình dạng của đồ thị phụ tải tác dụng vμ phản kháng, đ−ợc tính tbi ∑ pdmi .ksdi hdp hdq 1 nh− sau: K pqp Pqp Q = (2.58) k = ; K = tbi ∑qdmi .ksdi hdp hdp 1 ptb Ptb K – số thiết bị trong nhóm thứ i qqp Qqp n – số nhóm thiết bị đấu vμo nút. k = ; K = n – số thiết bị hiệu quả của toμn bộ thiết bị đấu vμo nút. hdq hdq hq qtb Qtb K – Hệ số cực đại của nút. Để tra đ−ợc K cần biết hệ số sử dụng của nút M M P ; Q - lμ phụ tải trung bình bình ph−ơng (tức lμ bình ph−ơng của đồ thị phụ tải rồi n qp qp mới lấy trung bình). ∑Ptbi Hệ số hình dạng có thể xác định trong vận hμnh theo chỉ số của đồng hồ đo điện. (2.59) K sd = n ∑Pdmi
13. m 2 ()ΔA 4) Xác định phụ tải tính toán theo xuất chi phí điện năng trên đơn vị sản phẩm vμ ∑ pi tổng sản l−ợng: 1 K hdp = m. (2.73) + Biết xuất chi phí điện năng cho đơn vị sản phẩm a0 [kWh/1ĐV]. Ap + Biết M tổng sản phẩm cần sản xuất ra trong khoảng thời gian khảo sát T ( 1 ca; 1 A - Điện năng tác dụng tiêu thụ 1 ngμy đêm. năm) → có thể tính đ−ợc phụ tải tác dụng trung bình của phân x−ởng, XN p ΔApi - Điện năng tác dụng tiêu thụ trong khoảng ΔT=T/m T - Thời gian khảo sát, th−ờng lấy lμ 1 ngμy đêm. M.a0 m – Khoảng chia của đồ thị phụ tải th−ờng lấy lμ 24 giờ (tức ΔT = 1 giờ). Hệ số hình PTB = (2.76) dạng có giá trị nằm trong khoảng 1,1 ữ 1,2 T Sau đó lựa chọn hệ số cực đại t−ơng ứng với xí nghiệp hoặc PX 3) Xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt vμ hệ số nhu cầu: P = K . P + Phụ tải tính toán của nhóm TB. có chế độ lμm việc giống nhau (cúng k ) tt M tb sd Tr−ờng hợp T = 1 năm Ptt = Knc . Pđ (có thể lấy Pđ = Pđm) M.a P = P = 0 (2.77) Qtt = Ptt . tgϕ tt max Tmax 5) Xác định phụ tải tính toán theo xuất phụ tải trên đơn vị diện tích sản xuất: 2 2 P S = P + Q = tt tt tt tt cosϕ Theo ph−ơng pháp nμy: K – hệ số nhu cầu của nhóm thiết bị. nc P = p .F (2.78) cosϕ - hệ số công suất của nhóm TB. (vì giả thiết lμ toμn bộ nhóm lμ có chế độ lμm tt 0 việc nh− nhau vμ cùng chung một hệ số cosϕ). 2 2 p0 - Xuất phụ tải tính toán trên 1 m diện tích sản suất [kW/m ]. + Nếu nhóm TB. có nhiều TB với cosϕ khá khác nhau, để tính Qtt ng−ời ta có thể sử F - Diện tích sản xuất đặt thiết bị [m2]. dụng hệ số cosϕ trung bình của nhóm: ph−ơng pháp nμy chi dùng để tính toán sơ bộ. n ∑ pdmi .cosϕ 6) Xác định phụ tải đỉnh nhọn: cosϕ = 1 .” Lμ phu tải cực đại xuất hiện trong thời gian ngắn 1 ữ 2 giây “; th−ờng xuất hiện khi tb n khởi động các động cơ. ∑ pdmi 1 + Với nhóm thiết bị: nó xuất hiện khi thiết bị có dòng mở máy lớn nhất trong nhó lμm + Nếu nhóm có nhiều Tb có hệ số nhu cầu khá khác nhau: việc (đóng điện). n I = I + (I – K .I (2.79) p k dn kd (max) ttnhom sd dm (max) ∑ dmi nci 1 I - Dòng khởi động của động cơ có dòng khởi động lớn nhất trong nhóm máy K nctb = n kd (max) p ∑ dmi Ikd = kmm .Idm 1 + Phụ tải tính toán ở một nút nμo đó của hệ thông CCĐ (phân x−ởng, XN) bằng cách kmm – hệ số mở máy của thiết bị. tổng hợp các phụ tải tính toán của các nhóm nối vμo nút có tính đến hệ số đồng thơì. - (5 – 7) - động cơ không đồng bộ - 2,5 động cơ dây quấn 2 2 - ≥ lò điện, máy biến áp ⎛ K ⎞ ⎛ K ⎞ Idm (max) - đòng định mức của động cơ đang khởi động, đã qui về ε%. SttXN = K dt . ⎜∑Ptti ⎟ + ⎜∑Qtti ⎟ ⎟ ⎜ ⎟ Itt - dòng tính toán của toμn nhóm TB. ⎝ 1 ⎠ ⎝ 1 ⎠ + Với một thiết bị: K - hệ số đồng thời có gia trị 0,85 ữ 1 dt Idn = Ikd = kmm.Idm
14. 2.3 Phụ tải tính toán của toàn xí nghiệp: SXN = S8 + ΔSXN + Nguyên tắc: ~ Để xác định đ−ợc ΔS phải dự báo tăng tr−ởng phụ tải 35 ữ220 kV XN 8 8 + PttXN – phải đ−ợc tính từ các TB điện 2.4 Dự báo phụ tải: B1 nguợc trở về phía nguồn. 7 7 6 ữ 20 kV Quá trình sản suất phụ tải của XN phát triển không ngừng. Để đáp ứng liên + Phải kể đến tổn thất trên đ−ờng dây vμ tục nhu cầu dùng điện của XN, cần phải biết tr−ớc đ−ợc nhu cầu điện trong nhiều năm trong máy BA. tr−ớc mắt của XN. Để dự trù công suất vμ điện năng của hệ thống → lập kế hoạch phát triển hệ thống CCĐ-XN → Dự báo phụ tải. + Phụ tải tính toán XN cần phải kể đến dự 1 TPP 6 ữ 20 kV kiến phát triển của XN trong 5 ữ 10 năm Có nhiều ph−ơng pháp dự báo nhất lμ ph−ơng pháp ngoại suy; ph−ơng pháp chuyên gia; ph−ơng pháp mô hình hoá. D−ới đây chỉ xét tới ph−ơng pháp ngoại suy. ~ 1 tới. 5 5 5 5 5 1 Điểm 1: điểm trực tiếp cấp điện đến các Nội dung: ph−ơng pháp ngoại suy lμ xây dựng qui luật phát triển của phụ tải điện trong 4 2 TB. dùng điện, tai đây cần xác định chế quá khứ căn cứ vμo số liệu thống kê trong thời gian đủ dải. Sau đó kéo dai qui luật đó 2 B2 2 1 độ lμm việc của từng thiết bị (xác định kt; vμo t−ơng lai, (trên cơ sở giả thiết rằng qui luật phat triển phụ tải điện trong t−ơng lai). B2 ε%; k ; cosϕ ). Gồm 2 ph−ơng pháp nhỏ: + ph−ơng pháp hμm phát triển vμ ph−ơng pháp ham t−ơng 4 0,2; 0,4; 0,6 kV sd 1 quan. Đ Đ 3 Điếm 2: Với nhóm thiết bị lμm việc ở chế 3 3 1 độ khác nhau → Xác định P bằng 1)Ph−ơng pháp hμm phát triển: tt ph−ơng pháp số thiết bị hiệu quả. “ Nội dung của ph−ơng pháp nμy lμ xây dựng qui luật phát triển của phụ tải theo thời P = K .P gian trong quá khứ. Qui luật nμy đ−ợc biểu diễn d−ới dạng. 1 1 1 1 1 1 tt M tb 2 . 2 2 S = P + jQ P(t) = f(t) 2 2 2 P(t) – lμ phụ tải điện tại t. 1 1 1 1 1 1 1 1 1 f(t) – lμ hμm xác định P(t). Điểm 3: sẽ bằng phụ tải điểm 2 công thêm phần tổn thất đ−ờng dây hạ áp. Sự phát triển của phụ tải theo thờ gian lμ một quá trình ngẫu nhiên vì thế giữa phụ tải . . . điện vμ thời gian không có quan hệ hμm, mμ lμ quan hệ t−ơng quan → hμm f(t) lμ hμm t−ơng quan. Hai dạng thông dụng nhất của f(t) dùng trong dự báo lμ hμm tuyến tính vμ S 3 = S + ΔS 2 dd hμm mũ. Điểm 4: điểm tổng hạ áp của các tram BA phân x−ởng. Tai đây phụ tải tính toán có P(t) = a + b(t) (2.82) thể tính bằng ph−ơng pháp hệ số nhu cầu hoặc tổng hợp các phụ tải tại các điểm 4. nn bt t P(t) = a.e hoặc P(t) = P0 .(1+α) (2.83) S4 = K dt (∑∑P3i + j Q3i ) ở thời điểm bắt đầu khảo sát t0 = 0 Kdt – hệ số đồng thời (xét tới sự đồng thời đạt giá trị cực đại) cho thể chọn trong khoảng từ 0,85 đến 1. Trong HV- qui luật phát triển ngầu nhiên P của phụ tải trong quá khứ ( t < 0) đ−ợc thay bằng Điểm 5: S5 = S4 + ΔSB2 đ−ờng thẳng a + bt. Muốn biết phụ tải năm tn P n (t−ơng lai) → sẽ tính đ−ợc P(tn). a+bt Điểm 6: S6 = S5 + ΔSdd Vấn đề đặt ra ở đây lμ khi nμo cho phép sử dụng hμm tuyến tính vμ nếu dùng đ−ợc hμm Điểm 7: S7 = Kdt (∑P6i +j∑Q6i) tuyến tính thì các hệ số a vμ b xác định nh− thế nμo? Theo lý thuết xác xuất mối quan hệ tuyến Điểm 8: S8 = S7 + ΔSB1 tính giữa phụ tải vμ tời gian đ−ợc đánh giá bởi hệ t1 t2 t3 t4 t5 0 tn t Chú ý: S ch−a phải lμ phụ tải của xí nghiệp. Vì khi tính phụ tải XN còn phải kể đến số t−ơng quan: 8 sự phát triển của XN (5 ữ 10 năm) sau.
15. Ta có hệ ph−ơng trình: − − n−1 ∑(Pi − P )(t i − t ) rpt = (2.84) (P − a − bt ) = 0 2 2 ∑ i i ⎛ − ⎞ ⎛ − ⎞ i =0 ∑∑⎜Pi − P ⎟ . ⎜t i − t ⎟ n−1 ⎝ ⎠ ⎝ ⎠ (2.87) ∑(Pi − a − bt i )t i = 0 Trong đó: Pi – giá trị của phụ tải tại thời điểm ti quan sát đ−ợc trong quá khứ. i =0 − Giải hệ (2.87) ta đ−ợc: P - giá trị trung bình của tất cả các Pi . n−1 − − − n−1 − n−1 P t − nP t P t 2 − t P t ∑ i i ∑∑i i i b = i=0 ; a = i=0 i =0 − ∑P n−1 − n−1 − P = ( i=0 ; n-1). t 2 − nt 2 t 2 − nt 2 n ∑ i ∑ i i −0 i−0 − Từ đó ta có thể viết hệ số t−ơng quan (2.84) thμnh một dạng khác: t - giá trị trung bình của tất cả các t . i n−1 − − P t − nP t − ∑ i i ∑t i i =0 t = (i=0 n-1). rpt = n n−1 −2 n−1 − 2 2 2 n - lμ số giá trị thống kê đ−ợc trong quá khứ. Thơi gian t th−ờng lấy đơn (∑t i − nt )(∑Pi − nP ) vị lμ năm vμ giá trị thống kê đ−ợc bắt đầu th−ờng kí hiệu lμ năm thứ 0, tức t0 =0; t1 =1; i=0 i=0 tn =n vμ ta có: Sai số dự bμo: − − 0 +1 + 2 + + n −1 1 (θ − t )2 t = σ.(1 + + − )% n n 2 (t i − t ) rpt - Cμng gần 1 bao nhiêu thì quan hệ tuyến tính giữa P vμ t cμng chặt chẽ, vμ việc ∑ 2 sử dụng hμm a + bt để dự báo cμng chính xác. Khinh nghiệm dự báo cho thấy rằng rpt − ≥ 0,75 thì có thể sử dụng (2.82) vμo dự báo. Khi r < 0,7 thì không thể sử dụng hμn tp ( p − P ) tuyến tính đ−ợc vì sai số sẽ khá lớn. Lúc nμy phải chọn một dạng khác thích hợp của ∑ i hμm phát triển để dự báo. Trong đó σ = D mμ D = Để xác định các hệ số a vμ b th−ờng ng−ời ta sử dụng ph−ơng pháp bình ph−ơng tối n thiểu: θ - Thời gian ở t−ơng lai cần dự báo phụ tải Nội dung: ph−ơng pháp bình ph−ơng tối thiểu lμ trên cơ sở các số liệu thống kê đã có + Khi rpt < 0,7 ham phát triển dạng tuyến tính không thể sử dụng để dự báo đ−ợc. Khi ta xây dựng hμm: P(t) = a + bt (2.85). đó ta có thể xét đến hμm mũ: Sao cho tổng độ lệch bình ph−ơng giữa các giá trị Pi theo số liệu thống kê vμ giá trị t−ơng ứng theo (2.85) lμ nhỏ nhất. P(t) = a.ebt (2.92) n−1 2 → min (2.86) t ε = ∑( pi − a − bt i ) P(t) = P0 (1+α) (2.93) i =0 Để có thể sử dụng các công thức của quan hệ tuyến tính đã nêu trên chúng ta tuyến Để tìm đ−ợc a, b thoả mãn (2.86) lấy đạo hμm theo a; b vμ cho bằng 0. tính hoá (2.92) vμ (2.93) → log hoá ta có: ∂ε n−1 log P(t) = log a + log e.bt (2.94) = −2∑(Pi − a − bt i ) = 0 ∂a i =0 log P(t) = log P0 + log (1+α) (2.95) P - lμ công suất ở năm gốc t =0; α lμ hệ số tăng hμng năm. Nh− vậy cả 2 biểu thức ∂ε n−1 0 = −2 (P − a − bt )t = 0 (2.94); (2.95) đều có thể đ−a về dạng tổng quát. ∑ i i i ∂b i =0 Y = A + B.t (2.96)
16. Vμ có thể sử dụng các biểu thức của t−ơng quan tuyến tính. Tr−ớc tiên xác định hệ số 1 − 1 − t−ơng quan r 2 2 2 2 Yt SY = ∑(Yi −Y ) ; SP = ∑(Pi − P ) n−1 − − n n Theo quan hệ nμy, ứng với các giá trị số của Y ta tính ra đ−ợc phụ tải P. Quan hệ ∑Yi t i − nY t t−ơng quan tuyến tính đ−ợc đánh giá bằng tỷ số t−ơng quan. i =0 rYt = m − n−1 −2 − 2 2 2 2 υ (P − P ) ( t − nt )( Y − nY ) ∑ i i ∑ i ∑ i 2 i =1 i =0 η = n−1 − Nếu r ≥ 0,75 thì ta có thể dự báo theo hμm mũ, lúc đó ta có: 2 Yt ∑(Pi − P ) − n−1 − n−1 2 i =0 Y ∑∑t i − t t iYi A = i =0 i=0 (2.98) Trong đó m - Số miền phân nhánh giá trị của phụ tải n−1 −2 ν - Số điểm rơi vμo phân nhánh j. 2 i υ t i − nt i ∑ Pi i=0 - giá trị trung bình của phụ tải trong nhóm. Pj = ∑ i=1 υi n−1 − − − ∑Yi t i − nY t P - Giá trị trung bình của tổng quát. i =0 Khi có t−ơng quan tuyến tính thì η = r còn khi có t−ơng quan không tuyến tính B = (2.99) PY 2 2 n−1 − η > rPY 2 Hμm t−ơng quan không tuyến tính giữa P vμ Y có thể có các dạng: ∑t i − nt i =0 P = exp (a0 + a1x) Sau khi tính đ−ợc A; B theo công thức trên với cơ số của log = 10 → P = 10A ; P = a0 + a1 lnx 0 a1 B P = a0x α = 10 – 1 2 2) Ph−ơng pháp hμm t−ơng quan: P = a0 + a1x + a2x Trong ph−ơng pháp nμy phụ tải đ−ợc dự báo một cách gián tiếp qua quan hệ t−ơng Các hệ số của hμm t−ơng quan đ−ợc xây dựng theo ph−ơng pháp bình ph−ơng tối quan giữa nó vμ các đại l−ợng khác. Các đại l−ợng nμy có nhịp độ phát triển đều đặn thiểu. Dự báo phu tải bằng ph−ơng pháp ngoại suy có nhiều −u điểm dẽ tính toán, kết mμ có thể dự báo chính xác bằng các ph−ơng pháp trực tiếp. Ví dụ: Tổng thu nhập quả có thể tin cậy đ−ợc vì nó phản ánh một cách khách quan quy luật phát triển của quốc dân, dân số, tổng sản l−ợng của xí nghiệp. Nh− vậy theo ph−ơng pháp hμm phụ tải. t−ơng quan, ng−ời ta phải dự báo một đại l−ợng khác, rồi từ đó qui ra phụ tải điện căn Tuy vậy ph−ơng pháp ngoại suy cũng có những nh−ợc điểm rất cơ bản. Nó chỉ phản cứ vμo quan hệ t−ng quan giữa 2 đại lu2o2ngj nμy với phụ tải điện. ánh đ−ợc qui luật phát triển bên ngoμi, về mặt l−ợng của tình trạng tăng tr−ởng phụ tải Quan hệ t−ơng quan giữa 2 đại l−ợng phụ tải P vμ 1 đại l−ợng Y khác có thể điện, nó không phản ánh đ−ợc quá trình phát triển bên trong vầ mặt chất của phụ tải. lμ tuyến tính vμ cũng có thể lμ phi tuyến. Để đánh giá quan hệ t−ơng quan tuyến tính, Do đó băng ph−ơng pháp ngoại suy không thể hiện đ−ợc những đột biến, các b−ớc ta xét hệ số t−ơng quan: ngoặt cũng nh− giới hạn của sự phát triển của phụ tải điện. Mặt khác dự báo phụ tải − − bằng ph−ơng pháp ngoại suy chỉ cho sự phát triển tổng thể của phụ tải chú không đự (P − P )(Y −Y ) báo đ−ợc sự phân bố không gian của phụ tải điện Vì thế đòi hỏi ng−ời lμm công tác dự ∑ i i báo phụ tải điện phải nắm đ−ợc qui luật phát triển của phụ tải, phải biết đánh giá vμ sử rPY = − − dụng các giá trị phụ tải đã dự báo đ−ợc bằng ph−ơng pháp ngoại suy. 2 2 (Pi − P ) . (Yi −Y ) ∑∑ Nếu rPY ≥ 0,75 thì có thể dùng quan hệ t−ơng quan tuyến tính, ta có đ−ờng hồi quy P thay Y − − SY P − P = rPY = rPY . (Y −Y ) SP Trong đó: SY va SP lμ sai số trung bình bình ph−ơng của P vμ Y.
17. Ch−ơng III ΔA – [kWWh/năm] tổn thất điện năng β [đ/kWh] - giá điện năng tổn thất. Cơ sở tính toán kinh tế – kỹ thuật Ykh – Chi phí khấu hao (th−ờng tính theo % của vốn, phụ thuộc vμo tuổi thọ trong ccđ-xn của TB. vμ công trình). Y = a . K a = 0,1 đối với TB. 3.1 Mục đích; yêu cầu: kh kh kh akh = 0,03 đối với đ−ờng dây. Mục đích: chọn đ−ợc ph−ơng án (PA). tốt nhất vừa đảm bảo yêu cầu kỹ Y - Chi phí về l−ơng công nhân vận hμnh. thuật lại hợp lý về mặt kinh tế. cn Yphu - Chi phí phụ, dầu mỡ (dầu BA); sửa chữa định kỳ. Hai thμnh phần nμy khá nhỏ vμ ít thay đổi giữa các ph−ơng án nên trong Yêu cầu: các PA so sánh phải đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật cơ bản (chỉ khi so sánh khi không cần độ chính xác cao có thể bỏ qua. cần đạt đ−ợc một số yêu cầu kỹ thuật cơ bản mμ thôi, vì chẳng thể có các PA cùng hoμn toμn giống nhau về kỹ thuật) → sau đó tiến hμnh so sánh về kinh tế. nên → Y = ΔA.β + avh .K Quyết định chọn PA còn phải dựa trên nhiều yếu tố khác: avh – lμ hệ số khấu hao + các tỷ lệ khác K.(akh + %chi phí phụ, l−ơng ). - Đ−ờng lối phát triển công nghiệp. - Tổng vốn đầu t− của nhμ n−ớc có thể cung cấp. 3) So sanh khi có hai ph−ơng án: - Tốc độ vμ qui mô phát triển, tình hình cung cấp vật t− TB., trình độ thi công, vận hμnh của cán bộ vμ công nhân, cùng một số yêu Gọi K1; Y1 → PA 1 cầu đặc biệt khác về chính trị quốc phòng. K2; Y2 → PA 2 Tr−ờng hợp 1: K Y2 ⇒ chọn PA ? Chỉ kể đễn những thμnh phần cơ bản: Nếu dùng PA 2 → cần một l−ợng vốn nhiều hơn + Mức chênh vốn lμ: K = Ktram + Kdd + Kxd ΔK = K – K [đồng]. Ktram - Vốn đầu về trạm (trạm BA. PP. tiền mua tủ PP, máy BA vμ các 2 1 TB .) + Mức tiết kiệm đ−ợc chi phí hμng năm lμ: Kdd - Tiền cột, xμ, thi công tuyến dây. Kxd - Vốn xây dựng (vỏ trạm, hμo cáp vμ các công trình phụ trợ ). ΔY = Y1 – Y2 [đ/năm]. 2 Chi phí vận hμnh năm: Y + Thời gian thu hồi mức chênh vốn (nếu sử dụng PA 2) lμ: Tiền cần để đảm bảo cho HTCCĐ vận hμnh đ−ợc trong một năm. ΔK K − K T = = 2 1 Y = YΔA +Ykh +Ycn +Yphu ΔY Y1 −Y2 Trong đó: T – Còn gọi lμ thời gian thu hồi chênh lệch vônd đầu t− phụ Y – Chi phí về tổn thất điện năng trong năm. ΔA Nếu T nhỏ → PA 2 sẽ có lợi. T lớn → ch−a biết PA nμo có lợi (phân tích tỉ mỉ, theo hoμn cảnh kinh Y = ΔA. β ΔA tế, ) c ng−ời ta thiết lập đ−ợc T = f(nhiều yiêú tố, tốc độ đổi mới kỹ thuật tc của ngμnh, triển vọng phát triển, khả năng cung cấp vốn của nhμ
18. n−ớc .). Ttc đ−ợc qui định riêng cho từng ngμnh kinh tế, từng vùng lãnh thổ Các tr−ờng hợp riêng khi sử dụng hμn Zi: (từng n−ớc) ở các thời đoạn kinh tế nhất định. ở LX cũ Ttc = 7 năm. ở VN hiện nay Ttc = 5 năm. • Khi có xét đến độ tin cậy CCĐ của PA thì hμm Zi sẽ có dạng: Căn cứ vμo Ttc thif cách chọn PA sẽ đ−ợc tiết hμnh nh− sau: Zi = (avh + atc ).K i +YΔAi + Hi + Nếu T = Ttc ng−ời ta nói rằng cả hai ph−ơng án nh− nhau về kinh tế. + Nếu T > Ttc PA có vồn đầu t− nhỏ hơn sẽ nên đ−ợc chọn. Trong dó: + Nếu T 0 nên ta có thể viết (2) nh− sau: Z z = K1 K 2 N +Y < +Y T 1 T 2 tc tc • Khi có xét tới yếu tố thời gian: (các PA đ−ợc đầu t− trong nhiều năm, mμ không phải trong vong 1 năm). Khi đó chi phí tính toán Z 1 có thể viết qui đổi về năm đầu tiên nh− sau: Gọi = atc - lμ hệ số thu hồi vốn đầu t− phụ tiêu chuẩn. Ttc T −1 T T −t ( t −1) Z = atc .∑∑Kt .(1 + atc ) + (Yt −Yt −1 )(1 + atc ) Đặt Z1 = atc.K1 + Y1 ; Z2 = atc.K2 + Y2 đ−ợc gọi lμ hμm chi phí tính toán t −=0 t 1 hμng năm của ph−ơng án. Từ đấy thấy rằng PA có hμm Z nhỏ hơn sẽ lμ PA. tối −u. atc – còn đ−ợc gọi lμ hệ số qui đổi định mức chi phí ở các thời điểm khác Tổng quát ta có thể viết: nhau có tính đến ứ đọng vốn trong công trình ch−a hoμn thμnh. T - toμn bộ thời gian tính toán [năm]. Yi = avh.Ki + YΔAi K - vốn đầu t− đặt vμo năm thứ (t+1). t Yt -phí tổn vận hμnh trong năm thứ t. Với giả thiết rằng Y0 (năm thứ nhất avh - gọi lμ hệ số vận hμnh (bao gồn các chi phí khấu hao, tu sửa, bảo ch−a vận hμnh nên Y0=0). quản, trả l−ơng tính theo tỷ lệ vốn). Y - chi phí về tổn thất điện năng của PA thứ i. ΔAi 3.4 Tính toán kinh tế kỹ thuật khi cải tạo: Dạng tổng quá của hμm Z: Bμi toán khi cải tạo th−ờng đặt ra lμ chung ta đang đứng giữa việc quyết định chọn xem có nên đại tu cải tạo thiết bị (thiết bị lớn nh− máy Zi = (atc + avh ).K i +YΔAi phát, động cơ ), hoặc thay thế chúng bằng một thiết bị mới có tính năng gần t−ơng đ−ơng. Để giải quyết vấn đề nμy tr−ớc tiên chung ta cần xét các yếu tố kinh tế liên quan: Zi - đ−ợc gọi lμ hμm mục tiêu khi tính toán kinh tế kỹ thuật.
19. + Vốn đầu t− cho thiết bị mới, hoặc sửa chữa phục hồi thiết bị cũ. + Tiền bán thiết bị cũ không dùng đến nữa. + Phí tổn vận hμnh của cả hai PA. Với PA sử dụng thiết bị cũ: Zc = act .ΔKc + Yc (8) Tron đó: ΔKc – chi phí đầu t− sửa chữa thiết bi cũ. Yc - phí tổn vận hμnh hμng năm khi sử dụng TB cũ (sau phục hồi). Với PA thay thiết bị mới: Zm = atc .(Km – Kth) + Ym (9) Km - vốn đầu t− mua thiết bị mới để thay thế. Kth - Tiền thu hồi do sử dụng thiết bị cũ vμo việc khác. Ym - phí tổn vần hμnh hμng năm đối với PA dùng thiết bị mới. Từ (8) & (9) ta cũng có thể tính đ−ợc thời gian thu hồi vốn đầu t− phụ khi dùng PA. thay mới thiết bị. K − K − ΔK T = m th c Yc −Ym Nếu T Ttc việc quyết định chọn PA mơi còn phụ thuộc vμo mức độ khác nhau giữa Z vμ vμo những −u thế kỹ thuạat của thiết bị mới.
20. Ch−ơng IV Biểu đồ phụ tải: “ lμ một vòng tròn có diện tích bằng phụ tải tính toán của PX theo một tỷ lệ tuỳ chọn:. Sơ đồ CCĐ và trạm BA. 2 Si S = Π.R .m → R = 4.1 Các yêu cầu chung với SĐ-CCĐ: i i i π.m y 1) Đặc điểm: Các XN công nghiệp rất đa dạng đ−ợc phân theo các loại: Si - [kVA] phụ tải tính toán của PX. 2 2 Xí nghiệp lớn: công suất đặt không d−ới 75 ữ 100 MW. m - [kVA/cm ;mm ] tỷ lệ xích tuỳ chọn. Xí nghiệp trung: 5 ữ 75 MW. Xí nghiệp nhỏ: 5 MW. + Mỗi PX có một biểu đồ phụ tải, tâm trùng với tâm phụ tải PX. Gần đúng có thể lấy Khi thiết kế cần l−u ý các yếu tố riền của từng XN., nh− điều kiện khí hậu địa hình, bằng tâm hình học của PX. các thiết bị đặc biệt đòi hỏi độ tin cậy CCĐ cao, đặc điểm của qui trình công nghệ + Các trạm BA-PX phải đặt ở đúng hoặc → đảm bảo CCĐ an toμn → sơ đồ CCĐ phải có cấu trúc hợp lý. gần tâm phụ tải → giảm độ dμi mạng vμ + Để giảm số mạch vòng vμ tổn thất → các nguồn CCĐ phải đ−ợc đặt gần các TB giảm tổn thất. dùng điện. + Biểu đồ phụ tải cho ta biết sự phân bố của + Phần lớn các XN hiện d−ợc CCĐ từ mạng của HTĐ khu vực (quốc gia). 0 x phụ tải trong XN, cơ cấu phụ tải + Việc xây dựng các nguồn cung cấp tự dùng cho XN chỉ nên đ−ợc thực hiện cho một số tr−ờng hợp đăcj biệt nh−: 4) Xác định tâm qui −ớc của phụ tải điện: có nhiều ph−ơng pháp xác định. Đ−ợc - Các hộ ở xa hệ thống năng l−ợng, không có liên hệ với HT hoặc khi HT dùng phổ biến nhất hiện nay lμ: “ ph−ơng pháp dựa theo quan điểm cơ học lý thuyết”. không đủ công suất (liên hợp gang thép, hoá chất .). Theo ph−ơng pháp nμy nếu trong PX có phụ tải phân bố đều trên diện tích nhμ - Khi đòi hỏi cao về tính liên tục CCĐ, lúc nμy nguồn tự dùng đóng vai trò x−ởng, thì tâm phụ tải có thể lấy trùng với tâm hình hoạc của PX. Tr−ờng hợp phụ tải của nguồn dự phòng. phân bố không đều tân phụ tải của phân x−ởng đ−ợc xác định giống nh− trọng tâm - Do quá trình công nghệ cần dùng 1 l−ợng lớn nhiệt năng, hơi n−ớc nóng của một khối vật thể theo công thức sau. Lúc đó trọng tâm phụ tải lμ điểm M(x0, y0,z0) .v.v (XN giấy, đ−ờng cỡ lớn) lúc nμy → th−ờng xây dựng NM nhiệt điện có các toạ độ sau: vừa để cung cấp hơi vừa để CCĐ vμ hỗ trợ HTĐ. n n n - ∑Si x i ∑Si y i ∑Si zi 2) Yêu câu vơi sơ đồ CCĐ: việc lựa chọn sơ đồ phải dựa vμo 3 yêu cầu: Độ tin i =1 i =1 i =1 x = ; y = ; z = cây ; Tính kinh tế ; An toμn: 0 n 0 n 0 n ∑Si ∑Si ∑Si + Độ tin cậy: Sơ đò phải đảm bảo tin cậy CCĐ theo yêu cầu của phu tải → căn cứ i =1 i =1 i =1 vμo hộ tiêu thụ → chọn sơ đồ nguồn CCĐ. - Hộ loạiI: phải có 2 nguồn CCĐ. sơ đồ phải đảm bảo cho hộ tiêu thụ không Si – phụ tải của phấn x−ởng thứ i. đ−ợc mất điện, hoặc chỉ đ−ợc giãn đoạn trong 1 thời gian cắt đủ cho cacd xi ; yi ; zi - toạ độ của phụ tải thứ i theo một hệ trục toạ độ tuỳ chọn. TB tự động đóng nguồn dự phòng. - Hộ loại II: đ−ợc CCĐ bằng 1 hoặc 2 nguồn. Việc lựa chọn số nguồn CCĐ + toạ độ zi chỉ đ−ợc xét khi phân x−ởng lμ nhμ cao tầng. Thực tế có thể bỏ qua nếu: phải dựa trên sự thiệt hại kinh tế do ngừng CCĐ. l ≥ 1,5 h (h – chiều cao nhμ; l – khoảng cách từ tâm phụ tải PX đến tâm phụ tải XN). - Hộ loạiIII: chỉ cần 1 nguồn. + An toμn: Sơ đồ CCĐ phải đảm bảo an toμn tuyệt đối cho ng−ời vận hμnh trong Ph−ơng pháp thứ 2: có xét tới thời gian lμm việc của các hộ phụ tải. mọi trạng thái vần hμnh. Ngoμi ra còn phải đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật nh− đơn n n giản, thuật tiện vận hμnh, có tính linh hoạt cao trong việc sử lý sự cố, có biện pháp S x T S y T tự động hoá ∑ i i i ∑ i i i + Kinh tế: Sơ đồ phải có chỉ tiêu kinh tế hợp lý nhất về vốn đầu t− vμ chi phí vận i =1 ; i =1 x 0 = n y 0 = n hμnh → phải đ−ợc lựa chọn tối −u. ∑SiTi ∑SiTi 3) Biểu đồ phụ tải: việc phân bố hợp lý các tram BA. trong XN rất cần thiết cho i =1 i =1 việc xây dựng 1 sơ đồ CCĐ, nhằm đạt đ−ợc các chỉ tiêu kinh tế – kỹ thuật cao, đảm Ti - thời gian lμm việc của phụ tải thứ i. bảo chi phí hμng năm lμ nhỏ nhất. Để xác định đ−ợc vị trí hợp lý của trạm BA; trạm PP trên tổng mặt bằng → ng−ời ta xây dựng biểu đồ phụ tải:
21. 4.2 Sơ đồ cung cấp điện của xí nghiệp: chia lμm 2 loại: Sơ đồ cung HT ~ HT ~ cấp điện bên ngoμi, sơ đồ cung cấp điện bên trong. HT ~ 6 ữ 10 kV 35 ữ 220 kV 6 ữ 10 kV SĐ-CCĐ bên ngoμi: lμ 1 phần của HT-CCĐ từ trạm khu vực (đ−ờng dây 35 ữ 220 kV) đến trạn BA chính hoặc trạm PP trung tâm của XN. SĐ-CCĐ bên trong: lμ từ trạm BA chính đến trạm BA-PX TPP TPP 6 ữ 10 kV 1) Sơ đồ CCĐ bên ngoμi XN: + Đối với XN không có nhμ máy điện tự dùng: 6 ữ 10 kV NMĐ NMĐ ~ ~ ~ ~ ~ Hệ thống 35 ữ 110 kV 35 -220 kV MF MF ~ ~ ~ ~ HV-a2.2 MF MF MF MF T1 HV-b2.2 HV-c2.2 HT ~ T2 35 ữ 220 kV 6 ữ 20 kV 6 - 20 kV T3 TPP 6 ữ 10 kV 10 - 20 kV HV-a2.1 HV-b2.1 HV-c2.1 ~ HV-a2.1 Sơ đồ lấy điện trực tiếp từ HT – 35 -220 kV sử dụng khi mạng điện cung cấp bên NMĐ ngoμi trùnh với cấp điện áp bên trong XN ~ ~ (dùng cho các XN nhỏ hoặc ở gần HT.). ~ ~ MF MF HV-e2.2 HV-b2.1 Còn gọi lμ sơ đồ dẫn sâu, không HV-d2.2 có trạm PP trung tâm, các trạm biến áp PX nhận điện trục tiếp từ đ−ờng dây cung cấp (35ữ110 kV) rồi hạ xuống 0,4 kV. HV-a2.2 – Dùng khi nhμ máy nhiệt điện đ−ợc xây dựng đúng tại trọng tâm phụ tải của XN. 6 - 10 kV 10 - 20 kV HV-c2.1 Sơ đồ có trạm biến áp trung tân biến đổi điện áp 35 – 220 kV xuống một HV-e2.2 - Với XN chỉ có nhμ máy nhiệt điện tự dùng (không liên hệ với HT) cấp (6-10 kV) sau đó mới phân phối cho HV-d2.1 các trạm PX – Dùng cho các XN có phụ 2) Sơ đồ bên trong xí nghiệp: tải tập chung, công suất lớn vμ ở xa hệ thống. (Từ trạm PP trung tâm đến các trạm biến áo phân x−ởng), đặc điểm lμ có tổng độ dμi đ−ờng dây lớn, số l−ợng các thiết bị nhiều → cần phải đồng thời giải quyết HV-d2.1 –Sơ đồ có trạm biến áp trung tân sử dung loại biến áp 3 cuộn dây, có 2 các vấn đề về độ tin cây vμ giá thμnh. Có 3 kiểu sơ đồ th−ờng dùng. trạm phân phối – dùng cho các xí nghiệp lớn, xí nghiệp có nhu cầu 2 cấp điện áp trung áp. + Sơ đồ hình tia. + Sơ đồ đ−ờng dây chính (liên thông). + Với các xí nghiệp có nhμ máy nhiệt điện tự dùng: + Sơ đồ hỗn hợp.
22. Sơ đồ hình tia: lμ sơ đồ mμ điện năng đ−ợc cung cấp trực tiếp đến thẳng các trạm biến áp PX (nguồn lμ từ các TPP. hoặc các trạm BATT). Sơ đồ đ−ờng dây chính: (sơ đồ liên thông) - đ−ợc dùng khi số hộ tiêu thụ quá TPP nhiều, phân bố dải rác. Mỗi đ−ờng dây trục chính có thể nối vμo 5 ữ 6 trạm, có tổng công suất không quá 5000 ữ 6000 kVA. Để nâng cao độ tin cậy ng−ời ta dùng sơ đồ đ−ờng dây chính lộ kép. TĐL Sơ đồ hỗn hợp: phối hợp cả 2 hình thức trên. Đ Đ Đ Đ SĐ. cung cấp điện bằng thanh cái đặt dọc nhμ x−ởng SĐ. hình tia cung SĐ. hình tia cung hoặc nơi có mật độ cao. cấp cho phụ tải tập cấp cho phụ tải trung. phân tán. HV-a2.3 Đ Đ Đ SĐ. liên thông mạng cáp. SĐ. cung cấp điện bằng đ−ờng dây trục chính. SĐ. cung cấp điện bằng cáp nổi đặt trên sứ pu-ly dọc nhμ x−ởng. Sơ đồ đ−ờng dây chính: khác với sơ đồ hình tia lμ từ mỗi mạch của SĐ cung cấp cho một số thiết bị nằm trên đ−ờng đi của nó → tiết kiệm dây. Ngoμi ra ng−ời ta còn sử dụng sơ đồ đ−ờng dây chính bằng thanh dẫn HV-b2.3 Nhận xét: 3) Sơ đồ mạng điện phân x−ởng: thông th−ờng có Udm < 1000 V + Sơ đồ CCĐ bằng đ−ờng dây chính có độ tin cậy kém hơn., giá thμnh mạng đ−ờng dây chính rẻ hơn mạng hình tia. Đặc điểm có số l−ợng thiết bị lớn, gần nhau, Cần chú ý: + Sơ đồ đ−ờng dây chính cho phép lắp đặt nhanh chóng số hộ dùng điện mới. + Sơ đồ đ−ờng dây chính có dòng ngắn mạch lớn hơn so với sơ đồ hình tia. + Đảm bảo độ tin cậy theo hộ phụ tải + Thuận tiện vận hμnh. Mạng chiếu sáng trong phân x−ởng: thông th−ờng có hai loại + Chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật tối −u. Chiếu sáng lμm việc: Đảm bảo độ sáng cần thiết ở nơi lμm việc vμ trên phạm vi + Cho phép sử dụng ph−ơng pháp lắp đặt nhanh. toμn PX. Bản thân mạng chiếu sáng lμm việc lại có 3 loại (Chiếu sáng chung- Chiếu sáng cục bộ – chiếu sáng hỗn hợp). Nguồn của mạng chiếu sáng lμm việc th−ờng Th−ờng sử dụng sơ đồ hình tia vμ sơ đồ đ−ờng dây chính: (trong phân x−ởng thông đ−ợc lấy chung từ trạm biến áp động lực hoặc có thể đ−ợc cung cấp từ máy biến áp th−ờng có hai loại mạng tách biệt:: Mạng động lực vμ mạng chiếu sáng). chuyên dụng chiếu sáng riêng Sơ đồ hình tia: th−ờng đ−ợc dùng để cung cấp cho các nhóm động cơ công suất Chiếu sáng sự cố: Đảm bảo đủ độ sáng tối thiểu, khi nguồn chính bị mất, hỏng → nó nhỏ nằm ở vị trí khác nhau của PX, đồng ht−ời cũng để cung cấp cho các thiết bị phải đảm bảo đ−ợc cho nhân viên vận hμnh an toμn, thao tác khi sự cố vμ rút khỏi công suất lớn nơi nguy hiểm khi nguồn chính bị mất điện. Nguồn của mạng chiếu sáng sự cố
23. th−ờng đ−ợc cung cấp độc lập. tr−ờng hợp thất đặc biệt (khi mất ánh sáng có thể 0 I1 2 I2 3 I3 n In nguy hiểm do cháy, nổ .) phải đ−ợc cung cấp từ các nguồn độc lập: Ii - dòng điện trên các đoạn. + Bộ ác qui l1 l2 l3 l4 ln n i i i i + Máy biến áp cung cấp từ hệ thống độc lập. 1 2 3 n In−1 = ∑ ik k =1 + Các máy phát riêng. l - khoảng cách giữa các phụ tải. + Phân x−ởng không đ−ợc phép ngừng chiếu sáng thì có thể sử dụng sơ đồ chiêud i sáng đ−ợc CC từ 2 máy biến áp chuyên dụng vμ bố trí đèn xen kẽ nhau các đ−ờng 2 F = ∑ Iili dây lấy từ 2 máy biện áp. Hoặc dùng sơ đồ có chuyển nguồn tự động. ΔUγ + Tr−ờng hợp yêu cầu cao (đề phòng mất điện phía cao áp) ng−ời ta sử dụng bộ chuyển đổi đặc biệt để đóng mạch chiếu sáng vμo nguồn 1 chiều (lấy từ bộ ac-qui) Để đơn giản tính toán có thể dùng công thức tổng quát. Đặt ∑Il hoặc P.t = M xem HV d−ới: M – gọi lμ moment phụ tải. M F = C.ΔU M – [kWm]. C – Hệ số tính đến điện áp của mạng vμ vật liệu lμm dây ΔU [%] ≤ 2,5 %. Tr−ờng hợp cần tính mạng chiếu sáng phân nhánh, để đảm bảo cho l−ợng chi phí kim loại mầu lμ nhỏ nhất, tiết diện đ−ợc tính theo công thức: ∑ M +α∑ m F = C.ΔU 0 A B C F [mm2] - Tiết diện dây dẫn phần mạng đã cho. ∑M - Tổng moment của phần mạng đang nghiên cứu vμ phần mạng tiếp sau (theo h−ớng đi của dòng điện) có số l−ợng dây dẫn trên mạch bằng số dây trên đoạn tính toán [kWm]. ∑m - Tổng moment của tất cả các nhánh đ−ợc cung cấp qua phần mạng khảo - + sát [kWm] . α - Hệ số qui đổi moment phụ tải của mạch nhánh có số dây dẫn khác số dây phần mạng khảo sát, hệ số phụ thuộc vμo số dây trên mạch chính vμ mạch nhánh Tính toán mạng chiếu sáng: phụ tải chiếu sáng thông th−ơng lμ thuần trở (trừ (tra bảng). đèn huỳnh quang) cosϕ = 1. Đ−ờng dây chính mạng chiếu sáng lμ loại 4 dây, ít gập + Ph−ơng pháp tính toán mạng đèn huỳnh quang giông hệt ph−ơng pháp tính toán loại 3 dây. Đ−ờng dây mạng phân phối chiếu sáng th−ờng lμ 2 dây. Điện áp của mạng động lực (có P vμ cả Q). mạng chiếu sáng lμ 127/220 V. + Khi chiếu sáng ngoμi trời cần chú ý cách bố trí đèn vμo các pha sao cho tổn thất Tiết diện dây dẫn mạng chiếu sáng th−ờng đ−ợc tính theo điều kiện tổn thất điện áp điện áp ở các pha bằng nhau. Ví dụ có 2 cách bố trí đèn nh− HV. cho phép sau đó kiểm tra lại theo phát nóng cho phép. A B U 1 U2 P P l P 1 ΔU = tt .R = tt .ρ = tt . PAI C l Udm Udm F Udm γF ΔU = U1 – U2 0 l l l l Ptt .l F = (vì Ptt = 3 .Itt .Udm ) γΔU.Udm A 3Itt .l → F = B γΔUcf PAII C 0 Ptt ; Itt [kW]; [A] – Công suất vμ dòng điện tính toán. l [m] - độ dμi đ−ờng dây chính. l l l l γ [m/mm2Ω] - điện dẫn xuất của vật liệu lμm dây. Ph−ơng án 1 với 12 đèn, mỗi đèn có công suất P → Vậy tổn thất của các ph−ơng án ΔU = ΔUcf [V]. nh− sau: Mạng phân phối 2 dây:
24. PAI: ∑MA = P.l + P.4l + P.7l + P.10l = 22.Pl a) Số l−ợng máy biến áp: kinh nghiệm thiết kế vận hμnh cho thấy mỗi trạm chỉ ∑MB = P.2l + P.5l + P.8l + P.11l = 26.Pl nên đặt 1 máy BA lμ tốt nhất. Khi cần thiết có thể đặt 2 máy, không nên đặt nhiều hơn 2 máy. ∑MC = P.3l + P.6l + P.9l + P.12l = 22.Pl + Trạm 1 máy: Tiết kiêm đất, vận hμnh đơn giản, Ctt nhỏ nhất. Nh−ng không Nếu gọi ΔU (tổn thất điện áp trên pha A) → ΔU = 1,18ΔU đảm bảo đ−ợc độ tin cậy cung cấp điện nh− trạm 2 máy. A B A + Trạm 2 máy: Th−ờng có lợi về kinh tế hơn trạm 3 máy. ΔUC = 1,36ΔUA + Trạm 3 máy: chỉ đ−ợc dùng vμo tr−ờng hợp đặc biệt. Việc quyết định chọn số l−ợng máy BA, th−ờng đ−ợc dựa vμo yêu cầu của phụ tải: PAII: ∑M = P.l + P.6l + P.7l + P.12l = 26.Pl A Hộ Loại I: đ−ợc cấp từ 2 nguồn độc lập (có thể lấy nguồn từ 2 trạm gần nhất mỗi ∑M = P.2l + P.5l + P.8l + P.11l = 26.Pl B trạm đó chỉ cần 1 máy). Nếu hộ loại 1 nhận điện từ 1 trạm BA, thì trạm đó cần ∑MC = P.3l + P.4l + P.9l + P.10l = 26.Pl phải có 2 máy vμ mỗi máy đấu vμo 1 phân đoạn riêng, giữa các phân đoạn phải có TB đóng tự động. 4.3 Trạm biến áp: Hộ loai II: cũng cần có nguồn dự phòng có thể đóng tự động hoặc bằng tay. Hộ 1) Phân loại vμ vị trí đặt tram: loại II nhận điện từ 1 trạm thì trạm đó cũng cần phải có 2 máy BA hoặc trạm đó chỉ có một máy đamg vận hμnh vμ một máy khác để dự phong nguội. a) Phân loại: + Theo nhiệm vụ: Hộ loại II: trạm chỉ cần 1 máy BA. - Trạm BA: Biến đổi điện áp, th−ờng từ cao → thấp Tuy nhiện cũng có thể đặt 2 máy BA với các lý do khác nhau nh−: Công suất + Trạm TG (trạm biến áp trung tâm) 35 ữ 220 kV máy bị hạn chế, điều kiện vận chuyển vμ lắp đặt khó (không đủ không gian để + Trạm PX biến 6 ữ 10(35) kV → 0,6; 0,4 kV. đặt máy lớn). Hoặc đồ thị phụ tải quá chênh lệch (Kđk ≤ 0,45 lý do vận hμnh), hoặc để hạn chế dòng ngắn mạch. Trạm 3 máy chỉ đ−ợc dùng vμo những tr−ờng - Tram PP: Chỉ phân phối điện năng trong cùng cấp điện áp. hợp đặc biệt. b) Chọn dung l−ợng máy BA: - Trạm đổi điện: Tram chỉnh l−u hoặc biến đổi fdm = 50 Hz → tần số khác. + Theo nhiệm vụ: Về lý thuyết nên chọn theo chi phí vận hμnh nhỏ nhất lμ hợp lý nhất. tuy nhiên còn khá nhiều yếu tố khác ảnh h−ởng đến chọn dung l−ợng máy BA nh−: trị số - Trạm BA ngoμi PX: (cách PX 10 – 30 m) dung cho PX dễ cháy, nổ; phụ phụ tải, cosϕ; mức bằng phẳng của đồ thị phụ tải. Một số điểm cần l−u ý khi tải phân tán. chọn dung l−ợng máy BA. + Dấy công suất BA. - Trạm kề phân x−ởng: thuận tiện vμ kinh tế. + Hiệu chỉnh nhiệt độ. + Khả năng quá tải BA. - Trạm trong PX: dùng khi phụ tải lớn, tập chung → gần tâm phụ tải, giảm + Phụ tải tính toán. tổn thất. Nh−ợc điểm phòng cháy, nỏ, thông gió kém. + Tham khảo số liệu dung l−ợng BA theo ĐK tổn thất kim loại mầu ít nhất. Ngoμi ra còn có các loại trạm khác nh−: trạm treo, trạm ki ốt, trạm bệt • Dẫy công suất BA: BA chỉ đ−ợc sản xuất theo những cỡ tiêu chuẩn. Việc chọn đúng công suất BA không chi đảm bảo an toμn CCĐ, đảm bảo tuổi thọ b) Vị tri trạm: nguyên tắc chung: mμ còn ảnh h−ởng đến chỉ tiêu kinh tế ký thuật của sơ đồ CCĐ. + Gần tâm phụ tải. 50; 100; 180; 320; 560; 750; 1000; 1800; 3200; 5600 kVA +Không ảnh h−ởng đi lại vμ sản xuất. +ĐK thông gió, phòng cháy, nổ tốt, chánh bụi, hơi hoá chất. Chú ý: Trong cùng một xí nghiệp nên chọn cùng một cỡ công suất vì Ptt khác + Với các XN lớn, phụ tải tập chung thμnh những vùng rõ dệt thì phải xác nhau (cố gắng không nên v−ợt quá 2-3 chủng loại) điều nμy thuận tiện cho thay định tâm phụ tải của từng vùng riêng biệt → XN sẽ có nhiều trạm BA chính thế, sửa chữa, dự trữ trong kho. đặt tại các tâm đó. Máy BA phân x−ởng nên chọn có công suất từ 1000 kVA đổ lại → (lμm chiêudμi mạng hạ áp ngắn lại → giảm tổn thất ). 2) Lựa chọn số l−ợng, dung l−ợng máy biến áp cho tram: • Hiệu chỉnh nhiệt độ: Sdm của BA lμ công suất mμ nó có thể tải liên tục trong suốt thời gian phục vụ (khoảng 20 năm) với điều kiện nhiệt độ môi tr−ờng lμ
25. định mức. Các máy BA n−ớc ngoμi (châu âu) đ−ợc chế tạo với t0 khác môi Qui tắc 1 %: “ Nếu so sánh phụtải bình th−ờng một ngμy đêm của máy BA với tr−ờng ở ta. Ví dụ máy BA Liên Xô cũ qui định: dung l−ợng định mức của nó. Thì ứng với mỗi phần trăm non tải trong những 0 Nhiệt độ trung bình hμng năm lμ θtb = + 5 C tháng mùa hạ, thì máy BA đ−ợc phép quá tải 1% trong nh−ngc tháng mùa đông. 0 Nhiệt độ cực đại trong năm lμ θcd = +3 5 C nh−ng tổng cộng không đ−ợc quá 15 %”. → dung l−ợng máy biến áp cần đ−ợc hiệu chỉnh theo môi tr−ờng lắp đặt thực tế: Qui tắc 3 %: “Trong điều kiện nhiệt độ không khí xung quanh không v−ợt quá 0 θ − 5 +35 C. Cứ hệ số phụ tải của máy BA giảm đi 10 % so với 100% thì máy BA đ−ợc S' = S (1 − tb ) phép quá tải 3 %” dm dm 100 θ – nhiệt độ trung bình nơi lắp đặt. Có thể áp dụng đồng thời cả 2 qui tắc để tính quá tải nh−ng cần phải đảm bảo tb giới hạn sau: Sdm - Dung l−ợng định mức BA theo thiết kế. ' S dm - Dung l−ợng định mức đã hiệu chỉnh. + Với may BA ngoμi trời không v−ợt quá 30 %. Ngoμi ra còn phải hiệu chỉnh theo nhiệt dộ cực đại của môi tr−ờng xung quanh. + Với máy BA đặt trong nhμ không v−ợt quá 20 %. 0 Khi θcd > 35 C → công suất của BA phải giảm đi cứ mỗi độ tăng thêm, dung 0 0 + Khả năng quá tải sự cố: quá tải sự cố máy biến áp không phụ thuộc vμo điều l−ợng phải giảm đi 1% cho đến khi θcd = 45 C. Nếu θcd > 45 C phải đ−ợc lμm mát nhât tạo. kiện nhiệt độ xung quanh vμ trị số phụ tải tr−ớc khi quá tải. Thông số nμy đ−ợc nhμ máy chế tạo qui định, có thể tra trong cách bảng. • Quá tải máy BA: trong vận hμnh thực tế vì phụ tải luôn thay đổi nên phụ Khi không có số liệu tra, có thể áp dụng nguyên tắc sau để tính quá tải sự tải của BA th−ờng không bằng phụ tải định mức của nó, Mμ mức độ giμ cố cho bất kỳ máy BA nμo. hoá cách điện đ−ợc bù trừ nhau ở máy BA theo phụ tải. Vì vậy trong vận hμnh có thể xét tới khả năng cho phép máy BA lμm việc lớn hơn phụ tải “ Trong tr−ờng hợp tr−ớc lúc sự cố máy BA tải không quá 93 % công suất định định mức của nó (một l−ợng nμo đó). Nghĩa lμ cho phép nó lμm vviệc quá mức của nó, thì có thể cho phép quá tải 40 % trong vòng 5 ngμy đêm với điều tải nh−ng sao cho thời hạn phục vụ của nó không nhỏ hơn 20 ữ 25 năm → kiện thời gian quá tải trong mỗi ngμy không quá 6 giờ” xây dựng qui tắc tính quá tải: + Quá tải bình th−ờng của BA (dμi hạn). • Chọn dung l−ợng máy BA theo phụ tải tính toán: + Quá tải sự cố của BA (ngắn hạn). Vì phụ tải tính toán lμ phụ tải lớn nhất mμ thực tế không phải lúc nμo cũng nh− vậy → Cho nên dung l−ợng chọn theo Stt không nên chọn quá d−. Ngoμi ra còn +Khả năng quá tải BA lúc bình th−ờng: phải chú ý đến công suất dự trữ khi xẩy ra sự cố 1 máy (dμnh cho trạm có 2 máy). Những máy còn lại phải đảm bảo CC đ−ợc 1 l−ợng công suất cần thiết Qui tắc đ−ờn cong: theo yêu cầu của phụ tải. “ Mức độ quá tải bình th−ờng cho phép tuỳ thuộc vμo hệ số điền kín của phụ tải + Trong điều kiện bình th−ờng: hμng ngμy” Kqt = f(kdk , t) Stb Itb K = = - Trạm 1 máy Sdm ≥ Stt dk S I cd cd - Trạm n máy n.Sdm ≥ Stt Đ−ờng cong quá tải BA theo ph−ơng pháp nμy đ−ợc xây dựng theo quan hệ giữa hệ số quá tải Kqt vμ thời gian quá tải hμng ngμy (xem HV) Sdm – dung l−ợng định mức đã hiệu chỉnh nhiệt độ của BA. Stt - Công suất tính toán của trạm. Tr−ờng hợp cần thiết có thể xét thêm quá tải lúc bình th−ờng, nh− vậy có thể cho K Icd qt phép chọn đ−ợc máy BA có dung l−ợng giảm đi → tiết kiêm vốn đầu t−. Hệ số quá tải K qt = I 0,5 dm Từ đó xác định đ−ợc phụ tải cực đại cho phép. + Tr−ờng hợp sự cố 1 máy BA: (xét cho trạm từ 2 máy trở lên). hoặc đứt một 0,6 K 0,7 dk đ−ờng dây: I = K .I 0,8 cd qt dm - Với trạm 2 máy kqt.Sdm ≥ Ssc - Tram n máy (n-1).k .S ≥ S Scd = Kqt.Sdm qt dm sc 0 1 2 24 t (giờ) Sdm – dung l−ợng định mức của máy BA đã hiệu chỉnh nhiệt độ. Ssc - Phụ tải mμ trạm vẫn cần phải đ−ợc cung cấp khi có sự cố.
26. kqt - hệ số quá tải sự cố của máy BA. Khi không có số liệu tra có thể lấy kqt = HV-d Dùng cho các phân x−ởng thuộc hộ loại 2 hoặc 1. Hai máy biến áp đ−ợc 1,4 với điều kiện hệ số taie tr−ớc lúc sự cố không quá 93 % vμ không tải quá 3 cung cấp từ đ−ờng dây trục chính lộ kép, hoặc từ hai đ−ờng dây khác nhau tới. ngμy, mỗi ngμy không quá 6 giờ. Chú ý: + Khi dùng sơ đồ dẫn sâu (35-110 kV) ng−ời ta th−ờng thay thế các máy 3) Sơ đồ trạm biến áp: cắt của sơ đồ e) bằng hệ thống dao cách ly, dao nối đất tự động để giam vốn đầu t−. a) Sơ đồ trạm biến áp chính: việc lựa chọn phụ thuộc vμo đ−ờng dây cung cấp + Phía hạ áp của các trạm PX các sơ đồ đều dung aptomat hoặc cầu chi hạ áp. từ nguồn vμ số đ−ờng dây ra, số l−ợng vμ công suất BA, loại thiết bị đóng cắt. Với trạm 2 máy BA. phân đoạn hạ áp th−ờng đ−ợc thiết kế để lμm việc riêng rẽ. Khi có sự cố aptomát liên lạc sẽ tự động đóng phân đoạn của máy sự cố sang 35ữ220 kV 35ữ220 kV máy bên kia. MCLL 4.3 Vận hành kinh tế trạm biến áp: Công việc vận hμnh trạm BA nhằm phát huy đ−ợc các −u điểm của PA thiết kế vμ tận dụng hết khả năng của TB → vì vậy tr−ớc hết phải nắm đ−ợc tinh thần của bản thiết kế vμ các chỉ dẫn cần thiết. + Căn c− vμo qui trình qui phạm để đề ra những qui địng thích hợp nh−: Thao tác 6ữ20 kV 6ữ20 kV th−ờng xuyên vμ định kỳ. Sửa chữa kịp thời, ngăn ngừa sự cố phát triển. + Ngoμi ra còn vấn đề n−a đáng quan tâm trong vận hμnh đó lμ cho máy BA tải bao nhiêu? thì đạt hiệu quả kinh tế cao nhất → “Vấn đề vận hμnh kinh tế trạm BA” → chỉ thực hiện với các trạm có từ 2 máy BA trở lên. Xuất phát từ ph−ơng HV-a HV-b trình tổn thất trong tram vμ phần mạng sau nó. a) Độ tin cậy cao dùng cho hộ yêu cầu cao về CCĐ. Máy cắt liên lạc chỉ dùng khi 2 trạm đ−ợc cung cấp từ đ−ờng dây trục chính song song. ⎛ S ⎞ ' ' ' ⎜ ⎟ b) ở phía cao áp chỉ đặt hệ thống dao cách ly, dao ngắt mạch tự động – −u điểm ΔPB = ΔP0 + ΔPN ⎜ ⎟ rẻ tiền ⎝ SdmB ⎠ Trong đó: b) Sơ đồ trạm biến áp phân x−ởng: ' ΔP 0 = ΔP0 + K.ΔQ0 - Tổn thất không tải qui dẫn của trạm ΔP0 – Tổn thất không tải của may BA trong trạm K.ΔQ0 - Tổn thất không tải của các phần tử khác của hệ thống (phu thuộc vμo l−ợng công suất phản kháng). K – Hệ số qui đổi (hệ số tổn thất công suất tác dụng do phải truyền tải công suất phản kháng gây ra). ' ΔP N = ΔPN + K.ΔQN - Tổn thất ngắn mạch qui dẫn của trạm. HV-a HV-b HV-c HV-d HV-e ΔPN - Tổn thất ngắn mạch hay tổn thất trong dây cuốn của máy biến áp. HV-a Sơ đồ đơn gian nhất. Phía cao áp chi có cầu dao cách ly vμ cầu chì. Cầu ΔQN – Tổn thất ngắn mạch của các phần tử khác trong hệ thống. dao cách ly chỉ cho phép cắt dòng không tải máy BA đến 750 kVA (ở cấp 10 S - Công suất của phụ tải (công suất truyền tải thực tế của trạm). kV). SdmB – Dung l−ợng định mức của máy biến áp. HV-b T−ơng tự a) dao cách ly đ−ợc thay thế bằng máy cát phụ tải (cho phép Trạm có n máy: đong cắt ngay cả khi máy biến áp đang mang tải). 2 1 ⎛ S ⎞ ΔP ' = n.ΔP ' + .ΔP ' .⎜ ⎟ HV-c Để tăng c−ờng đảm bảo CCĐ, dùng cho các trạm có công suất lớn, hoặc B 0 N ⎜ ⎟ n ⎝ Sdm ⎠ những trạm có nhu cầu đóng cắt máy biến áp th−ờng xuyên. Tram có n+1 máy:
27. 2 + Trong tr−ờng hợp đó cần xắp xếp lại, bố trí các máy lμm việc sao cho đồ thị phụ tải 1 ⎛ S ⎞ ' ' ' ⎜ ⎟ bằng phẳng hơn vμ chi sau khi đã tiến hμnh điều chỉnh phụ tải mới có thể vận hμnh ΔPB = (n +1).ΔP0 + .ΔPN .⎜ ⎟ (n +1) ⎝ Sdm ⎠ đ−ợc. + Ph−ơng thức vận hμnh nh− trên lμ đơn giản, tuy nhiên lại ch−a hoμn toμn chính ' ' 2 Ta thấy quan hệ ΔP N vμ S có dạng ΔP N = a + b.S xem HV. xác, vì yêu cầu lμ vận hμnh sao cho tổn thất điện năng trong tram BA lμ ít nhất (vì ΔA không chỉ phụ thuộc vμo ΔP mμ còn phụ thuộc vμo thời gian vμ chế độ vận hμnh của ΔPB máy). ΔA hμng năm tính bằng biểu thức. 2 máy 3 máy 1 máy 2 ⎛ S ⎞ ΔA = ΔP ' t + ΔP ' ⎜ tt ⎟ .τ 0 N ⎜ ⎟ ⎝ Sdm ⎠ vận hành kinh tế t - thời gian đóng máy vμo l−ới. τ - thời gian chịu tổn thất công suất lớn nhất. τ = f( Tmax ; cosϕtb) Nh− vậy ứng với mỗi chế độ lμm việc của máy BA (lμm việc 1 ca, 2 ca, 3 ca) ta sẽ có trị số t vμ τ coi nh− không đổi → lấy đạo hμm cảu ham ΔA = f(S). ΔP0’ ∂ΔA → S (ΔA → min). 0 S1 S2 S = 0 tu ∂S Khi S S → vận hμnh 3 máy sẽ kinh tế. 2 trung tâm của xí nghiệp công nghiệp đ−ợc đặt ra để theo dõi các chế độ lμm việc của các trang thiết bị điện vμ xác định trạng thái của nó. Vậy ta có thể tính đ−ợc công suất có lợi để chuyển từ việc vận hμnh n sang (n+1) Các thiết bị đo l−ờng vμ kiểm tra phải đặt sao cho các nhân viên vận hμnh, máy bằng cách cân bằng 2 ph−ơng trình, → rút ra đ−ợc công suất giới hạn. trực có thể theo dõi các chỉ số của chúng một cách dẽ dμng. Các dụng cụ đo l−ờng vμ kiểm tra đ−ờng dây vμ trạm đ−ợc đặt theo 1 số mẫu nh− sau: ΔP ' ' 0 S = Sdm ' .n(n +1) Với đ−ờng dây: ΔPN 3ữ35 kV 3ữ20 kV 3ữ10 kV 3ữ20 kV A kWh A A kWh Khi tính sơ bộ có thể xác định trị số gần đúng theo tổn thất công suất trong trạm kWh A kWh kVArh không kể đến các phần tử khác trên mạng. kVArh kVArh kVArh A A ΔP ' 0 S = Sdm .n(n +1) ΔPN A A A kWh kWh kWh kWh kWh A + trong thực tế S(t) thay đổi khá nhiều trong 1 ngμy VD (xem HV) Với các trạm: S 35ữ220 kV 6ữ20 kV 3ữ20 kV Từ 0 → t1 vận hμnh 1 máy. S2 A t1 → t2 vận hμnh 2 máy. cosϕ W VAr t2 → t3 vận hμnh 1 máy. S1 + Ph−ơng thức vận hμnh nh− vậy A không cho phép vì việc đóng cắt luôn A A A A kWh luôn máy BA sẽ giảm tuổi tho BA. kWh kVArh kWh kVArh 0 t1 t2 t t (giờ) 3 3ữ20 kV 0,6; 0,4 kV 0,4 kV
28. 4.5 Lựa chọn cấp điện áp cho HT-CCĐ-XN: 2) Dùng ph−ơng páp nội suy xây dựng điện áp tối −u ngoμi tiêu chuấn: 1) Các cấp điện áp dùng trong hệ thống CCĐ-XN: * Nội dung cua ph−ơng pháp: “ Trong một khoảng xác định nμo đó của hμm Z=f(U) đ−ợc thay thế bằng hμm Pn(U) sao cho tại mọi điểm nhất định của Ui thì Pn(Ui) = f(Ui). • Theo chức năng chia 2 loại: Các điểm đó đ−ợc gọi lμ các nút nội suy. Hμm Pn(U) có thể cho tuỳ ý, xong để đơn giản vμ dễ thực hiện các phép tính. Ng−ời ta th−ờng chọn hμm Pn(U) lμ một đa thức + Điện áp CC trực tiếp cho thiết bị. bậc cao. Sau đó để tìm đ−ợc Ut− ng−ời ta giải hμm Zn(U) để tìm ra Zmin. + Điện áp chuyền tải điện năng đến xí nghiệp vμ các PX. + Để xây dựng đ−ờng cong P (U) th−ờng Z n tt ng−ời ta sử dụng tiêu chuẩn gần đúng: Đ−ờng • Điện áp cấp đến thiết bị: Z = Pn (U) + Thiết bị động lực: 127/220; 220/380; 380/660 V. Z = f (U) cong Ztt = Pn(U) đi qua những điểm đã cho Z1 tr−ớc. Số điểm đã biết tr−ớc cμng nhiều thì - Các động cơ công suất lớn 6 ữ 10 kV. Z4 P (U) cμng gần f(U). Nh−ng điện áp tiêu n chuẩn không nhiều vμ các nghiên cứu về + Thiết bị công nghệ khác: lò điện trở 10 MVA CC qua máy BA. 6 ữ 20 kV. Z2 Z3 ph−ơng pháp nội suy trong tính chọn điẹen áp + 15 ữ 45 MVA CC qua máy BA. 35 ữ 110 kV. đã đi đến kết luận lμ trong tr−ờng hợp sử + Thiết bị chiếu sáng 220; 110; 30; 12 V. dụng 3 điểm đã cho hay 4 điểm thì kết quả vẫn gần giống nhau. Tất nhiên về mặt tính • Điẹn áp truyền tải phân phối: Từ nguồn (HT) → đến XN (trạm BA trung tâm; U1 U2 U3 U4 toán thì dùng 3 điểm sẽ đơn giản đi nhiều. TPP.) D−ới đây giới thiệu 2 ph−ơng pháp nội suy. + Miền Bắc: (220); 110; 35; 22; 10; 6; 0,4; 0,2 kV. Ph−ơng pháp nội suy La-grang: cho tr−ớc 3 điểm Z ; U Z ; U vμ Z ; U + Miến Nam: (220), 66; 31,5; 13,2; 6,6; 0,2 kV. tt1 1 tt2 2 tt3 3 gọi lμ nút nội suy. Đ−ờng Pn (U) có dạng thức nội suy gọi lμ đa giác nội suy Lagrang 2) Lựa chọn điên áp tối −u cho HTCCĐ: (l−ới phân phối). 2 Ztt (U) = Pn (U) = C1.U + C2.U + C3 (4.4) Việc lựa chọn điện áp cho 1 xí nghiệp có 1 ý nghĩa kinh tấ rất lớn → phải so sánh Từ điều kiện để Z(U) = Pn (U) đi qua các điểm đã cho ta có hệ ph−ơng trình. kinh tế – kỹ thuật nhiều ph−ơng áp. Tr−ớc tiên đ−a ra các PA về điện áp XN. Sau đó tính hμm chi phí tính toán của chúng. C U 2 + C U + C = Z 1 1 2 1 3 tt1 2 (4.5) Ztt = (avh + atc).K + CΔA (4.1) C1U2 + C2U2 + C3 = Ztt 2 C U 2 + C U + C = Z K – Vốn cho đ−ờng dây, thiết bị đóng cắt, đo l−ờng bảo vệ, thiết bị bù So sánh vμ 1 3 2 3 3 tt1 tím ra Zmin → PA đ−ợc chọn. Với cách lμm nh− vậy ta tìm đ−ợc ngay cấp điện áp tối −u nằm trong dẫy điện áp tiêu chuẩn. U1; U2; U3; Ztt1; Ztt2; Ztt3 - các điểm cho tr−ớc. + Ngoμi ra trong thực tế nhiều khi cần biết đ−ợc điện áp tối −u ngoμi dẫy qui chuẩn Giải (4.5) sẽ tìm đ−ợc các hệ số của Pn (U). Nh−ng để tìm trực tiếp nghiệm tổng quát (tr−ờng hợp lμm qui hoạch định h−ớng phát triển). ng−ời ta đ−a thêm 1 ph−ơng trình: + Điện áp nμy có thể xác định d−ợc bằng cách xây dựng hμm liên tục của chi phí 2 tính toán theo điện áp. C1.U + C2U + C3 = Z(U) (4.6) 2 Ztt = f(U) (4.2) C1U1 + C2U1 + C3 = Ztt1 2 (4.7) C1U2 + C2U2 + C3 = Ztt 2 Từ đó dZtt → U (Z ) = 0 t− min 2 dU C1U3 + C2U3 + C3 = Ztt1 2 C1.U + C2U + C3 = Z(U) Trong thực tế không thể thiết lập (4.2) một cách trực tiếp đ−ợc bởi vì dẫy điện áp tiêu chuẩn lμ rời rạc, hơn nữa chỉ ở những cấp điện áp đó mới tìm đ−ợc hμm Z (vì nó Hệ (4.7) lμ đồng nhất để có nghiệm duy nhất đòi hỏi định thức của nó phải bằng liên quan đến giá thiết bị). Nh− vậy chỉ có một số điểm rời rạc của hμm Ztt = f(U). không. Trên cơ sở đó ta dùng ph−ơng pháp gần đúng xây dựng hμm chi phí tính toán theo điện áp Ztt = Pn(U) sao cho hμm nμy gần đúng nhất với ztt = f(U). Sau đó mọi bμi toán đều thực hiện trên Ztt = Pn(U) mμ ta coi chính lμ Ztt = f(U) voí một sai số nμo đó. Việc tìm ra Ztt = Pn (U) th−ờng sử dụng ph−ơng pháp nội suy.
29. 2 dZ(U ) U1 U1 1 Z1 = A1 + 2B1U − B1 (U1 + U2 ) = 0 U 2 U 1 Z (4.8) dU 2 2 2 = 0 U 2 U 1 Z 3 3 3 U + U A 2 1 2 1 U U 1 Z Ut− = + 2 2B1 ở đây coi 1 cũng lμ ẩn số cùng với C1, C2, C3 . Khai triển (4.8) theo Z(U) ta đ−ợc: Một số công thức kinh nghiêm để tính điện áp tôi− −u theo quan hệ ( P → l, U) Z(U) = F1(U).Z1 + F2(U).Z2 + F3(U).Z3 (4.9) Trong đó: Cộng hoad dân chủ Đức: 1 F1(U) = (U-U2)(U-U3) A=(U1-U2)(U1-U3) A U = 3. S + 0,5l 1 F2(U) = (U-U1)(U-U3) B=(U2-U1)(U2-U3) B 1 U - [kV] - điện áp truyền tải. F3(U) = (U-U1)(U-U2) C=(U3-U1)(U3-U2) C S – [MVA] - công suất tuyền tải l - [km] - khoảng cách cần truyền tải Để tim U → Z(U) → min biến đổi (4.9) về dạng t− Mỹ: 2 2 2 Z(U)=Z1/A(U -U(U2+U3)+U2.U3)+Z2/B(U -U(U1+U3)+U1U3)+Z3/C(U –U(U1+U2)+U1U2) Stila: U = 4,34 l +16P Lấy đạo hμm theo U vμ cho = 0 Nicogoca U =16 4 P.l dZ(U ) Z Z Z = 1 (2U − (U + U )) + 2 (2U − (U + U )) + 3 (2U − (U + U2 )) dU A 2 3 B 1 3 C 1 U - [kV] - điện áp truyền tải. Giải PT trên ta đ−ợc: P – [MW] - công suất tuyền tải l - [km] - khoảng cách cần truyền tải Z Z Z 1 (U + U ) + 2 (U + U ) + 3 (U + U ) Thuỵ Điển: A 1 2 B 1 2 C 1 2 Ut− = ⎡Z1 Z2 Z3 ⎤ 2⎢ + + ⎥ l ⎣ A B C ⎦ U =17 + P 16 Ph−ơng pháp nội suy Niu-Tơn: Đa thức nội suy có dạng. U - [kV] - điện áp truyền tải. P – [MW] - công suất tuyền tải Z(U) = Z1 + A1(U –U1) + B1 (U-U1)(U-U2) l - [km] - khoảng cách cần truyền tải 2 = Z1 + A1(U-U1) + B1 (U – U(U1 +U2) + U1U2) (4.13) A1 vμ B1 đ−ợc tính theo điều kiện Z(U) đi qua các điểm đã cho ta sẽ tìm đ−ợc (Z − Z )(U − U ) − (Z − Z )(U −U ) Z2 − Z1 ; 3 2 2 1 2 1 3 A1 = B1 = U2 −U1 (U2 − U1 )(U3 − U2 )(U3 − U1 ) Tron đó Z1, Z2, Z3 ; U1 U2 U3 - các điểm nội suy đã cho. Lấy đạo hμm (4.13) theo U vμ cho bằng không:
30. Ch−ơng V r0θ = r0 [ 1 + α(θ - 20)] r0 – Trị số tra bảng. Tính toán điện trong mạng điện. α = 0,004 khi vật liệu lμm dây lμ kim loại mầu. α = 0,0045 khi dây dẫn lμm bằng thép. r – có thể tính theo vật liệu vμ kích cỡ dây. Mục đích lμ để xác định điện áp tại tất cả các nút, dòng vμ công suất trên 0 ρ mọi nhánh của mạng (giải bμi toán mạch) → nhằm xác định tổn thất công suất, r0 = điện năng trong tất cả các phần tử của mạng điện, lựa chọn tiết diện dây dẫn, thiết F 2 bị điện, điều chỉnh điện áp, bù công suất phản kháng. .v.v F [mm ] - tiết diện dây dẫn. 2 ρ [mm Ω/km] – điện trở suất của vật liệu lμm dây. 2 ρAl = 31,5 [Ωmm /km]. 2 5.1 Sơ đồ thay thế mạng điện: ρCu = 18,8 [Ωmm /km]. Mạng điện gổm 2 phần tử cơ bản tạo thμnh (đ−ờng dây vμ máy biết áp) → chúng ta r0 đối với dây dẫn bằng thép → không chỉ phụ thuộc vμo tiết diện mμ còn phụ thuộc cần thiết lập các mô hình tính toán → đó chính lμ sơ đồ thay thế: vμo dòng điện chạy trong dây → không tinhd đ−ợc bằng các công thức cụ thể → tra bảng hoặc tra đ−ờng cong. 1) Sơ đồ thay thế đ−ờng dây trên không vμ cáp: x0 - Xác định theo nguyên lý kỹ thuật điện thì điện kháng 1 pha của đ−ờng dây tải điện 3 pha: Đặc điểm: mạng xí nghiệp đ−ợc CCĐ bằng đ−ờng dây điện áp trung bình vμ thấp, ⎛ 2.Dtb ⎞ −4 x0 = ω.⎜4,6 log + 0,5.μ ⎟.10 [Ω/km]. chiều dμi không lớn lắm → trong tính toán có thể đơn giản coi hiệu ứng mặt ngoμi ⎝ d ⎠ vμ hiệu ứng ở gần lμ không đáng kể → Điện trở của dây dẫn lấy bằng điện trở 1 Trong đó: chiều. Để mô tả các quá trình năng l−ợng xẩy ra lúc truyền tải → ng−ời ta th−ờng hay sử dụng sơ đồ thay thế hình Π. ω = 2πf - tần số góc của dòng điện xoay chiều. Z Dtb [mm]. – khoảng cách trung bình hình học giữa các dây. d [mm] - đ−ờng kính dây dẫn. Y Z – Tổng trở đ−ờng dây → phản ánh tổn thất μ - hệ số dẫn từ t−ơng đối của vật liệu lμm dây. Với kim loại mầu khi tải dòng xoay Y 2 2 công suất tác dụng vμ công suất phản kháng chiều tần số 50 Hz thì: μ = 1 trên đ−ờng dây. Ta có: 2.Dtb Y – Tổng dẫn → phản ánh l−ợng năng l−ợng bị tổn thất dọc theo tuyến dây (thông x0 = 0,144 log + 0,016 [Ω/km]. số dải) đó lμ l−ợng tổn thất dò qua sứ hoặc cách điện vμ vầng quang điện. d Xác định Dtb: 1 Y = G + jB D D G; B - điện dẫn tác dụng vμ điện dẫn phản kháng. Trong đó G - đặc tr−ng cho tổn → thất công suất tác do dò cách điện (qua sứ hoặc cách điện), còn B phản ánh hiện Dtb = D t−ợng vầng quang điện, đặc tr−ng cho l−ợng công suất phản kháng sinh ra bởi điện 3 D 2 dụng giữa dây dẫn với nhau vμ giữa chungs với đất. Ta có: Z = R + jX = (r0 + jx0).l 1 2 3 3 → Dtb = D 2 = 1,26D Y = G + jB = (g0 + jb0).l DD Trong đó: 1 r0 ; x0 - điện trở tác dụng vμ phản kháng trên 1 đơn vị chiều dμi dây [Ω/km]. g ; b - điện dẫn tác dụng vμ phản kháng trên một đơn vị chiều dμi dây [km/Ω]. 0 0 D D31 12 3 0 → Dtb = D12D23D31 r0 - Có thể tra bảng t−ơng ứng với nhiệt độ tiêu chuẩn lμ 20 C. Thực tế phải đ−ợc hiệu chỉnh với môi tr−ờng nơi lắp đặt nếu nhiệt độ môi tr−ờng khác 200C. 3 D23 2
31. + Sơ đồ hình T: Với dây dẫn lμm bằng thép μ > > > 1 vμ lại biến thiên theo c−ờng độ từ 1 Z1 Z2 2 tr−ờng μ = f(I) lúc đó x0 xác định nh− sau: Z1 – phản ánh tổn thất công suất dây cuốn sơ cấp Z - phản ánh tổn thất công suất dây cuốn thứ cấp, x0 = x’0 + x”0 Y 2 còn gọi lμ tổng trở th− cấp qui về so− cấp. 2.Dtb x’0 = 0,144 log - Thμnh phần cảm kháng gây bởi hỗ cảm giữa các dây. d + Sơ đồ hình Γ: trong tính toán hệ thông điện th−ờng sử dụng loại sơ đồ nμy nhiều hơn. Trong đó các l−ợng tổn thất không thay đổi (thay đổi ít) đ−ợc mô tả nh− một phụ x” = 2πf.0,5μ.10-4 -Thμnh phần cảm kháng liên quan đến tự cảm nội bộ của 0 tải nối trực tiếp nh− HV. dây dẫn. x”0 - th−ờng đ−ợc tra bảng hoặc theo đ−ờng cong. Z B Trong đó: Để tính Y: Từ đặc điểm → l−ợng điện năng tổn thất do rò qua sứ vμ điện môi (với ZB = Z1 + Z’2 = (r1 + r’2) + j(x1 + x’2) = rB + jxB cáp) lμ rất nhỏ (vì U nhỏ) → có thể bỏ qua (bỏ qua G). Nó chỉ đáng kể với đ−ờng ΔSB = ΔPfe + jΔQfe dây có U ≥ 220 kV. Nh− vậy trong thμnh phần của tổng dẫy chỉ còn B. Để xác định các thông số của sơ đồ thay thế ta dựa vμo các thông số cho tr−ớc của Điện dẫn phản kháng của 1 km đ−ờng dây xác định bằng biểu thức sau: (phụ thuộc máy biến áp bao gồm: vμo đ−ờng kính dây, khoảng cách giữa các pha). ΔPcu hay ΔPN - Tổn thất công suất tác dụng trên dây cuốn với mức tải định mức, thu 7,58 b = .10 −6 [ 1/Ωkm ]. đ−ợc qua thí nghiệm ngắn mạch máy biến áp. 0 2D ΔP hay ΔP - Tổn thất công suất tác dụng trong lói thép của máy BA, còn gọi lμ tổn log tb fe 0 d thất không tải của máy BA (thu đ−ợc từ thí nghiệm không tải máy BA). u % - Điện áp ngắm mạch % so với U . Trong thực tế b0 đ−ợc tính sẵn trong các bảng tra (theo F, Dtb). Riêng với đ−ờng cáp N dm còn phụ thuộc vμo cách điện → buộc phải tra trong các tμi liệu riêng. Từ tham số I0% - Dòng không tỉa % so với Idm. nμy ta xác định đ−ợc l−ợng công suất phản kháng phát sinh ra do dung dẫn của đ−ờng dây nh− sau; Xuất phát từ nh−ng thông số nμy chung ta sẽ xác định đ−ợc các thông số của sơ đồ thay thế máy biêns áp. 2 2 QC = U . b0.l = U .B Tính RB ?: Xuất phát thí nghiệm ngắn mạch máy BA ta có: Thực tế chỉ quan tâm đến b0 vμ Qc khi U > 20 kV vμ mạng cáp hoặc mạng 2 2 đ−ờng dây trên không có điện áp U > 35 kV ΔPCu = 3.I dm.RB (nhân cả 2 vế với U dm) Sơ đồ thay thế của đ−ờng dây trên không lúc nμy sẽ nh− HV. sau: 2 2 2 ΔPCu.U dm = 3.I dm.U dm.RB (SdmB = 3.Udm.Idm Z R [ Ω ]. B Q Q c 2 ΔP [ kW ]. j c j ΔPCu .Udm 3 CU 2 RB = .10 U [ kV ]. 2 S2 dm dm S [ kVA ]. dm Cũng từ thí nghiệm ngắn mạch máy BA ta có: 2) Sơ đồ thay thế máy biến áp: UN Idm .ZB uN % = .100 = .100 Khi lμm việc máy BA gây ra những tổn thất sau: Udm / 3 Udm / 3 + Tổn thất do hiệu ứng Jun, vμ từ thông dò qua cuộn sơ cấp, thứ cấp. Tổn thất do dòng Phu-cô gây ra trong lõi thép Với máy BA 2 cuộn dây th−ờng sử dụng các sơ Trên thực tế vì xB > >> rB → một cách gần đúng ta có thể lấy xB ≈ zB lúc đó ta có: đồ thây thế sau: u %.U u %.U2 a) Sơ đồ thay thế máy BA hai cuộn dây: x ≈ N dm = N dm B S .100 3Idm .100 dm
32. (3.13) ΔP = 1/2(ΔP + ΔP + ΔP ) x [ Ω ]. 1 12 13 23 2 B u %.U ΔP2 = ΔP12 - ΔP1 N dm Udm [ kV ]. xB ≈ .10 S S [ kVA ]. ΔP3 = ΔP13 - ΔP1 dm dm + Tr−ờng hợp máy BA có công suất nhỏ Sdm > ΔPfe → lấy Trong tính toán đ−ờng dây tải điện, ng−ời ta sử dụng sơ đồ thay thế hình π (đối với mạng 110 kV, đôi khi ngay cả với mạng 220 kV ng−ời ta th−ờng bỏ qua phần điện I %.S dẫn tác dụng của đ−ờng dây. Tức lμ trên sơ đồ chỉ còn lại thμnh phần điện dẫn phản ΔQ ≈ S = 0 dm fe 0 100 kháng Y = jB do dung dẫn của đ−ờng dây vμ th−ờng đ−ợc thay thế bằng phụ tải phản kháng –jQ . c b) Sơ đồ thay thế máy BA ba cuộn dây: S 1 S’ Z S”2 1 1 2 S2 = P2 + jQ2 Z Z 2 1 1 2 Z ; Z ; Z - Tổng trở các cuộn dây đã qui Q Q c 1 2 3 j c j đổi về cùng 1 cấp điện áp. 2 2 Z3 ΔSB = ΔPfe + jΔQfe Với máy 3 cuộn dây nhμ chế tạo th−ờng cho tr−ớc các thông số sau: 3 S 2 Chú ý: ΔS = 3.I dm.Z (mμ I = ) 3U Sdm ; U1dm ; U2dm; U3dm ; I0% ; ΔP0 . Ngoμi ra tham số ngắn mạch lại cho nh− sau: S2 → ΔS = .Z U2 ΔP12 ; U12 - Tổn thất ngắn mạch vμ điện áp ngắn mạch. Trong đó ΔP12 có đ−ợc khi cho cuộn 2 ngắn mạch, cuộn 3 để hở mạch, đặt điện áp vμo cuộn 1 sao cho dòng trong cuộn 1 vμ 2 bằng định mức thì dừng lại. Khi đó ta có: + Công suất cuối đ−ờng dây: . " Q Q (3.10) ΔP12 = ΔP1 + ΔP2 c2 c2 S2 = S2 − j = P2 + j(Q2 + ) U12 = U1 + U2 2 2 T−ơng tự ta có: ΔP13 ; U13 (ngắn mạch cuộn 3, đặt vμo cuộn 2 một điện áp ). + Tổn thất công suất có thể xác định theo công suất ở cuối đ−ờng dây: (3.11) ΔP = ΔP + ΔP 2 23 2 3 . ⎛ S" ⎞ S"2 S"2 U = U + U Δ S = ΔP + jΔQ = ⎜ 2 ⎟ .Z = 2 .R + j. 2 .X 23 2 3 ⎜ ⎟ 2 2 ⎝ U2 ⎠ U2 U2 (3.12) ΔP13 = ΔP1 + ΔP3 + Công suất ở cuối đ−ờng dây: U13 = U1 + U3 Giải hệ PT (3.10); (3.11); (3.12) → Tìm đ−ợc:
33. . Nh− vậy để tính tổn thất công suất trong một phần tử nμo đó của mạng phân phối ' " S1 = S2 + Δ S nằm giữa nút i vμ j ta có thể tính: 2 + Tổn thất công suất có thể xác định theo công suất chạy ở đầu đ−ờng dây: ⎛ S ⎞ ⎜ ij ⎟ ΔSij = ΔPij + ΔQij = ⎜ ⎟ .(Rij + jX ij ) 2 ⎝ Udm ⎠ . ⎛ S' ⎞ S12 S'2 Δ S = ΔP + jΔQ = ⎜ 1 ⎟ .Z = 1 .R + j. 1 .X ⎜ ⎟ 2 2 ⎝ U1 ⎠ U1 U1 c) Đ−ờng dây có phu tải phân bố đều: Khi đó công suất chạy ở cuối đ−ờng dây sẽ lμ: Trong thực tế th−ờng gập loại mạng phân phối có thể xem nh− có phụ tải phân bố đều. Đó lμ các mạng thμnh phố, mạng điện sinh hoạt ở khu vực tập thể, hoặc . . . mạng phân x−ởng có kết cấu thanh dẫn. S"2 = S'1 −Δ S Để tính toán mạng nμy ng−ời ta giả thiết dòng điện biến thiên dọc dây theo luật đ−ờng thẳng vμ dây dẫn có tiết diện không đổi (HV). + Công suất đi vμo đ−ờng dây sẽ lμ: dl 1 2 m . . Qc1 + Tại điểm m nμo đó của mạng, ta có dòng S1 = S'1 − j 2 I I điện tại điểm đó lμ Im (Xét tam giác vuông Trong đó phụ tải phản kháng của đ−ờng dây có thể tính theo điện dẫn phản kháng m l đồng dạng → sẽ tính đ−ợc Im ) theo công thức sau: m l12 I.lm Q B Q B Im = c1 = U2 . c2 = U2 . l 2 1 2 2 2 2 12 Gọi dΔP lμ tổn thất công suât trong vi phân chiều dai dl tại điểm m (HV). b) Đ−ờng dây mạng phân phối: 2 Đối với đ−ờng dây mạng phân phối ( 6; 10 kV) có thể bỏ qua Y trên sơ đồ. Hơn nữa dΔP = 3.I m.dr trong tính toán tổn thất công suất lại có thể bỏ qua sự chênh lệch điện áp giữa các 2 điểm đầu vμ cuối đ−ờng dây, nghĩa lμ coi U2 = U1 = Udm. Đồng thời bỏ qua sự ⎛ I.l ⎞ Trong đó: dr = r .dl → dΔP = 3.I2 .r .dl = 3.⎜ m ⎟ .r dl chênh lệch dòng công suất giữa điểm đầu vμ điểm cuối đ−ờng dây. Có nghĩa lμ coi 0 m 0 ⎜ ⎟ 0 ’ ” ⎝ l12 ⎠ S = S = S1 = S2 → Điều nμy cho phép xác định dễ dμng luồng công suất chạy trên các đoạn dây của mạng phân phối. Ví dụ để tính luồng công suất chạy trên đoạn 01 HV. l12 3.r0 2 2 2 2 → ΔP = ∫0 2 I lmdl = r0l12 .I = R12I S7 S S S7 S9 S8 9 8 l12 7 7 9 8 9 8 S Ta thấy rằng ΔP đúng bằng 1/3 tổn thất công suất khi phụ tải I đặt ở cuối đ−ờng dây ( S1 1 3 0 1 2 3 2 2 0 1 2 S Khi phụ tải tập chung ta có ΔP = 3.I .r .l = 3I R ) → tìm qui tắc chung. S3 3 0 12 12 + Nguyên tắc: “ Để xác định tổn thất công suất trên đ−ờng dây có phụ tải phân bố 10 S đều ta th−ờng chuyển về sơ đồ phụ tải tập chung t−ơng đ−ơng. Trong đó phụ tải tập 4 6 10 S10 S 4 6 10 S4 4 chung t−ơng đ−ơng bằng tổng tất cả phụ tải vμ đ−ợc đặt ở khoảng cách t−ơng đ−ơng S S6 6 bằng 1/3 khoảng cách của sơ đồ thực tế”. 11 11 S S11 11 5 5 1 2 1 2’ S S5 5 l12 l12’ = 1/3 l12 + Công suất chạy trên đoạn 01: Itd = ∑i = i0.l12 n S01 = ∑ Si 2. Tổn thất công suất trong máy biến áp: i =1 S23 = S3 + S10 + S11
34. Khác với đ−ờng dây, khi máy biến áp lμm việc, ngoμi tổn thất công suất trên 2 cuộn Chú ý: Trong công thức trên tổng trở vμ điện áp phải đ−ợc qui về cùng một cấp điện dây sơ vμ thứ cấp, còm một l−ợng tổn thất nữa trong lõi thép của máy biến áp. Để áp. Trong nhiều tr−ờng hợp khi ch−a biết U2 ng−ời ta vẫn có thể lấy U2 = Udm. tính toán thông th−ờng ng−ời ta th−ờng sử dụng sơ đồ thay thế: b) Với máy biến áp 3 cuộn dây: việc tính toán hoμn toμn t−ơng tự nh− ở máy biến áp a) Máy biến áp 2 cuộn dây: S1 1 S’ S” 2 2 cuộn dây (phần tổn thất trong dây cuốn cuả từng cuộn dây). Z1 S ” Z 2 S1 1 S1’ 1 S2’ 2 S2” ΔS = ΔP + jΔQ S2 fe fe fe S3’ ΔSFe = ΔPfe + jΔQfe Z Tổn thất công suất trên 2 cuộn dây (tức trên tổng trở ZB). 3 S3” 2 2 3 ⎛ S" ⎞ ⎛ S" ⎞ ΔS = ΔP + jΔQ = ⎜ ⎟ .R + j⎜ ⎟ .X S3 cu cu cu ⎜ ⎟ B ⎜ ⎟ B ⎝ U2 ⎠ ⎝ U2 ⎠ + Công thức tổng quát cho việc xác định tổn thất công suất trên các cuộn dây: 2 . ⎛ " ⎞ ⎜ Si ⎟ Trong đó: S” = S - Công suất của phụ tải. Δ Si = .(Ri + jX i ) 2 ⎜ U ⎟ Toμn bộ tổn thất công suất trong máy biến áp sẽ lμ: ⎝ dmi ⎠ . + Tổn thất công suất toμn bộ máy BA. . 2 2 . . ⎡ ⎛ " ⎞ ⎤ ⎡ ⎛ " ⎞ ⎤ . ⎢ ⎜ S ⎟ ⎥ ⎢ ⎜ S ⎟ ⎥ 3 Δ SB = Δ Sfe + Δ Scu = ΔPfe + .RB + j ΔQfe + .XB (5.15) ⎢ ⎜ U ⎟ ⎥ ⎢ ⎜ U ⎟ ⎥ Δ SB = Δ SFe + ∑ ΔSi ⎣ ⎝ 2 ⎠ ⎦ ⎣ ⎝ 2 ⎠ ⎦ i =1 + Công suất đầu vμo: . + Từ đấy ta thấy rằng công suất đầu vμo máy biến áp lμ: . . . . . ' S1 = S1 + Δ Sfe = S2 + S3 + Δ SB S1 = ΔSfe + S’ = ΔSB + S2 + Trong thực tế ng−ời ta có thể xác định tổn thất công suất trên cuộn dây của máy 3. Tổn thất điện năng trong mạng điện: (lμ đặc thù của ttổn thất công suất), tuy BA bằng những thông số cho tr−ớc của máy BA. Xuất phát từ công thức tính RB vμ nhiên ng−ời ta chỉ quan tâm đến ΔP→ ΔA = ΔP.t XB ta có: 2 2 + Nếu trong thời gian t phụ tải điện không thay đổi, thì công suất lμ hắng số vμ tổn ΔP .U 2 2 u %.U R = N dm ; X = Z − R trong đó: Z = N dm thất điện năng sẽ đ−ợc tính nh− sau: B 2 B B B B S Sdm dm ΔA = ΔP.t 2 2 2 2 2 + Thực tế phụ tải lại biến thiên liên tục theo thời gian nên ΔA phải lấy tích phân hμm ⎛ u %.U ⎞ ⎛ ΔP U ⎞ U 2 X = ⎜ N dm ⎟ − ⎜ N dm ⎟ = dm u %.S − ΔP2 ΔP trong suốt thời gian khảo sát. B ⎜ ⎟ ⎜ 2 ⎟ 2 ()N dm N ⎝ Sdm ⎠ ⎝ Sdm ⎠ Sdm t t 2 ΔA = ∫0 ΔP.dt = 3.R.∫0 I (t ).dt Thay R ; X vμo (5.15) vμ coi U = U (lấy gần đúng). B B 2 dm + Vì I(t) không tuân theo một dạng hμm nμo → không thể xác định đ−ợc tổn thất 2 ⎛ S" ⎞ điện năng theo công thức trên. Để tính tổn thất điện năng ng−ời ta đ−a ra khái niệm ΔP = ⎜ ⎟ ΔP Cu ⎜ ⎟ N T vμ τ. ⎝ Sdm ⎠ max P 2 2 ĐN Tmax: “Thời gian trong đó nếu giả thiết lμ tất ⎛ S" ⎞ ⎛ S" ⎞ cả các hộ dùng điện đều sử dụng công suất lớn ⎜ ⎟ 2 2 2 ⎜ ⎟ P ΔQCu = ⎜ ⎟ . uN %.Sdm − ΔPN = ⎜ ⎟ .ΔQN max nhất P để năng l−ợng điện chuyên chở trong ⎝ Sdm ⎠ ⎝ Sdm ⎠ max mạng điện bằng với l−ợng điện năng thực tế mμ mạng chuyên chở trong thời gian t”. 2 2 . ⎡ ⎛ S" ⎞ ⎤ ⎡ ⎛ S" ⎞ ⎤ (t = 8760 giờ = thời gian lμm việc 1 năm). ⎢ ⎜ ⎟ ⎥ ⎢ ⎜ ⎟ ⎥ Δ SB = ΔPfe + ΔPN .⎜ ⎟ + j ΔQfe + ΔQN ⎜ ⎟ (5.16) ⎢ ⎝ Sdm ⎠ ⎥ ⎢ ⎝ Sdm ⎠ ⎥ 8760 ⎣ ⎦ ⎣ ⎦ A= P(t ).dt = P .T ∫0 max max 0 T 8760 t [h] max