Bài giảng Cung cấp điện nhà máy công nghiệp và công trình dân dụng - Chương II: Phụ tải điện và các phương pháp tính toán

ác đại lượng đặc trưng
của phụ tải điện
11
0tb qdtt
q




dm
tbtb
tb
U3
i
PHỤ TẢI 
ĐIỆN 
VÀ CÁC 
PHƯƠNG 
PHÁP TÍNH 
TOÁN
t....tt
tp....tptp
p
n21
nn2211
tb 


t....tt
tq....tqtq
q
n21
nn2211
tb 


Công suất trung bình bình phương Ptbbp
Dùng để tính tổn
CHƯƠNG II
2.4 Các đại lượng đặc trưng
của phụ tải điện

T
0
2
tbbp dt)t(pT
1
p 
T
0
2
tbbp dt)t(qT
1
q
tp...tptp n
2
2
2
1
2


12
hao công suất
trong các
phần tử
PHỤ TẢI 
ĐIỆN 
VÀ CÁC 
PHƯƠNG 
PHÁP TÍNH 
TOÁN
t...tt
p
n21
n21
tbbp 
t...tt
tq...tqtq
q
n21
n
2
n2
2
21
2
1
tbbp




T
0
2
tbbp dt)t(i
T
1
i
U3
qp
i
đm
2
tbbp
2
tbbp
tbbp


 Công suất đỉnh nhọn Pđn (Iđn) - phụ tải cực đại
tức thời xuất hiện và tồn tại trong khoảng thời gian
rất ngắn khoảng vài giây. 
 Dùng để kiểm tra độ dao động điện áp ; đánh giá
tổn hao điện áp trong mạng điện ; kiểm tra điều kiện
CHƯƠNG II
2.4 Các đại lượng đặc trưng
của phụ tải điện
13
tự khởi động của động cơ ; tính dòng điện khởi động
của rơle bảo vệ dòng điện cực đại ; lựa chọn thiết bị
bảo vệ.
 Không đủ thời gian làm dây dẫn nóng đến nhiệt
độ max ứng với giá trị của nó .
 Xảy ra khi khởi động các động cơ điện , máy biến
áp 
PHỤ TẢI 
ĐIỆN 
VÀ CÁC 
PHƯƠNG 
PHÁP TÍNH 
TOÁN
Công suất tính toán
 Công suất tính toán là công suất trung bình có
giá trị lớn nhất , không thay đổi trong khoảng thời
gian xác định T, sao cho công suất này làm dây
dẫn nóng lên tới nhiệt độ bằng nhiệt độ do phụ tải
CHƯƠNG II
2.4 Các đại lượng đặc trưng
của phụ tải điện
14
thực tế biến thiên gây ra.
Dùng để lựa chọn các phần tử của hệ thống cung cấp
điện theo điều kiện phát nóng và tính tổn hao công
suất cực đại của chúng.
PHỤ TẢI 
ĐIỆN 
VÀ CÁC 
PHƯƠNG 
PHÁP TÍNH 
TOÁN
 Theo thực nghiệm , ứng với một phụ tải không đổi
, sau khoảng thời gian bằng 3 lần hằng số thời gian
đốt nóng dây dẫn , độ phát nóng của dây dẫn đạt
tới trị số xác lập.
CHƯƠNG II
Công suất tính toán
2.4 Các đại lượng đặc trưng
của phụ tải điện
15
 Thực tế cho thấy  =10 phút đối với dây dẫn hạ
thế có kích thước tương đối bé ;vì thế thời gian tính
phụ tải trung bình là T= 30 phút.
Ptt= Max  Ptb30phút , i 
Ptb30phút ,i : Công suất trung bình thứ i trong
khoảng thời gian T = 3
( là hằng số thời gian đốt nóng dây dẫn )
PHỤ TẢI 
ĐIỆN 
VÀ CÁC 
PHƯƠNG 
PHÁP TÍNH 
TOÁN
Bài tập
Tính Ptt , Qtt ,Stt và Itt
của phụ tải làm việc
theo ĐTPT ; cho tải 3 
pha , U =380V
CHƯƠNG II
2.4 Các đại lượng đặc trưng
của phụ tải điện
16
đmPHỤ TẢI 
ĐIỆN 
VÀ CÁC 
PHƯƠNG 
PHÁP TÍNH 
TOÁN
1. Hệ số sử dụng ( ksd, Ksd ) (Load Factor)
là tỷ số giữa công suất tác dụng trung bình với công suất định
mức của phụ tải điện (quy về chế độ làm việc dài hạn)
Đối với một thiết bị tbpk 
CHƯƠNG II
2.5 Các hệ số liên quan của phụ tải điện
17
Asd - điện năng tiêu thụ thực của thiết bị trong thời gian khảo sát
Adm - điện năng tiêu thụ của thiết bị trong thời gian khảo sát khi
tải bằng định mức
dm
sd
p
dm
sd
nghii21dm
ii2211
sd
A
A
)tt...tt(p
tp...tptp
k 



PHỤ TẢI 
ĐIỆN 
VÀ CÁC 
PHƯƠNG 
PHÁP TÍNH 
TOÁN
Đối với nhóm thiết bị


 
n
1
dmi
n
1i
dmisdi
dm
tb
sd
p
pk
P
P
KCHƯƠNG II
2.5 Các hệ số liên quan của phụ tải điện
A)pp...pp( 
18
Asdnhóm – điện năng tiêu thụ của nhóm thiết bị trong thời gian
khảo sát; 
Ađmnhóm - điện năng tiêu thụ của nhóm thiết bị trong thời gian
khảo sát ở chế độ định mức. 
PHỤ TẢI 
ĐIỆN 
VÀ CÁC 
PHƯƠNG 
PHÁP TÍNH 
TOÁN
đmnhóm
sdnhóm
khaosát
n
1i
đmi
khaosáttbntbi2tb1tb
sd
A
t)p(
t
K 



2. Hệ số cực đại Kmax là tỷ số giữa công suất tính toán
với công suất trung bình trong thời gian khảo sát
tt
max
P
P
K 
CHƯƠNG II
2.5 Các hệ số liên quan của phụ tải điện
19
Hệ số cực đại phụ thuộc vào số thiết bị hiệu quả và
đặc trưng cho chế độ tiêu thụ điện năng của nhóm hộ
tiêu thụ đó. 
Hệ số cực đại công suất tác dụng gần đúng là hàm số
của số thiết bị hiệu quả và hệ số sử dụng nhóm
Kmax=f(Ksd,nhq)
tbPHỤ TẢI 
ĐIỆN 
VÀ CÁC 
PHƯƠNG 
PHÁP TÍNH 
TOÁN
Cách xác định Kmax
1. Tính theo công thức
sd
max
K
K15,1
1K


CHƯƠNG II
2.5 Các hệ số liên quan của phụ tải điện
20
2. Bằng cách tra bảng
3. Bằng đường cong thực nghiệm
sdhqnPHỤ TẢI 
ĐIỆN 
VÀ CÁC 
PHƯƠNG 
PHÁP TÍNH 
TOÁN
Electrical Delivery
21
PGS.TS Le Minh Phuong
Electrical Delivery
Theo đường cong thực tế
22
PGS.TS Le Minh Phuong
3. Số thiết bị hiệu quả nhq của nhóm thiết bị là số
thiết bị quy đổi có công suất định mức, chế độ làm
việc như nhau và có công suất tính toán bằng công
suất tiêu thụ của các thiết bị thực tế trong nhóm.

2n
CHƯƠNG II
2.5 Các hệ số liên quan của phụ tải điện
23









n
1i
2
dmi
1i
dmi
hq
p
p
n
PHỤ TẢI 
ĐIỆN 
VÀ CÁC 
PHƯƠNG 
PHÁP TÍNH 
TOÁN
 Nếu tất cả các thiết bị của nhóm có công suất định
mức như nhau thì nhq=n
 Nếu Pmax<3Pmin và bỏ qua các phụ tải nhỏ nhất với
tổng công suất = 5%Pmax, thì nhq=n
4. Hệ số nhu cầu Knc
PPPPP
CHƯƠNG II
2.5 Các hệ số liên quan của phụ tải điện
PP;PP;
P
P
K đmđatttmax
đăt
max
nc 
24
 Trong các tài liệu Knc =const: không hợp lý khi số
thiết bị trong nhóm là nhỏ , Kmax = f( nhq )
 Knc =const chỉ khi nhq khá lớn Knc=(1.051,1)Ksd
maxsd
tb
tt
đm
tb
tb
tb
đm
tt
đm
tt
nc KK
PPPPP
K 
PHỤ TẢI 
ĐIỆN 
VÀ CÁC 
PHƯƠNG 
PHÁP TÍNH 
TOÁN
4. Hệ số nhu cầu Knc đối với thiết bị riêng lẽ (Ku):
CHƯƠNG II
2.5 Các hệ số liên quan của phụ tải điện
Máy tiện ren
Thiết bị
ksd knc
25
PHỤ TẢI 
ĐIỆN 
VÀ CÁC 
PHƯƠNG 
PHÁP TÍNH 
TOÁN Thiết bị cầm tay
Quạt thông gió
Máy nén khí
Máy khoan
Máy mài
Máy doa.
4. Hệ số nhu cầu Knc đối với thiết bị riêng lẽ (Ku)
CHƯƠNG II
2.5 Các hệ số liên quan của phụ tải điện
ksd cos knc
Tải làm việc ngắn hạn lặp lai a= 25% 0,05 0,5 0,1
Tải làm việc ngắnhạn lặp lai a= 40% 0,1 0,5 0,2
0,4 0,75 0,5
0,55 0,75 0,65
26
PHỤ TẢI 
ĐIỆN 
VÀ CÁC 
PHƯƠNG 
PHÁP TÍNH 
TOÁN
Máy biến áp hàn 0,2 0,4 0,3
0,3 0,6 0,35
0,5 0,7 0,7
0,35 0,5 0,5
Lò điện trở 0,75..0,8 0,95 0,71
Máy dập 0,5 0,95 0,8
Tải làm việc dài hạn
không xác định ksd
0,35 0,8
0,65 0,8
5. Hệ số hình dáng Khd : biểu diễn sự không đều
của đồ thị phụ tải
bp,tb
hd
p
p
k 
bp,tb
hd
P
P
K 
CHƯƠNG II
2.5 Các hệ số liên quan của phụ tải điện
27
Hệ số hình dáng đặc trưng sự không đều của đồ
thị phụ tải theo thời gian, giá trị nhỏ nhất bằng 1.
Theo thực nghiệm thì Khd = 1,02  1,15
tb tb
PHỤ TẢI 
ĐIỆN 
VÀ CÁC 
PHƯƠNG 
PHÁP TÍNH 
TOÁN
6. Hệ số đóng điện thiết bị
7. Hệ số mang tải (hệ số phụ tải) k , K
CHƯƠNG II
2.5 Các hệ số liên quan của phụ tải điện
a
tt
t
T
t
k
offon
onon
đ 


28
pt ptPHỤ TẢI 
ĐIỆN 
VÀ CÁC 
PHƯƠNG 
PHÁP TÍNH 
TOÁN
a
k
k
k
tp
Tp
k
tp
A
dt)t(p
t
1
p
1
p
p
k
sd
đ
sd
đóngđm
tb
pt
đóngđm
T
0đóngđmđm
tbđ
pt


Loại tải
Knc (Ku)
Demand Factor 
%
Ksd
Load Factor
%
Động cơ :
Loại thông dụng, máy công cụ ,cần cẩu , 
thang nâng, thông gió , máy nén khí , máy
bơm ,v..v.
20 -- 100 30
Động cơ :
Máy phụ trợ , thiết bị gia dụng nhỏ 10 -- 50 25
29
Bép điện , máy sấy , lò 80 -- 100 80
Lò cảm ứng 80 -- 100 80
Chiếu sáng 65 -- 100 75
Hàn hồ quang 25 -- 60 30
Hàn điện trở 5 -- 40 20
Điều hòa không khí 60 -- 100 70
Máy nén khí điều hòa 40 -- 100 60
hsoKncMy.docx
(Ku)
30
31
32
Bài tập
33
Bài 1. Tính Knc ; Kpt ; Angày ; 
Ksd ;cho Pđm = 100MW
Bài 2. Tính Knc ; Kpt ; Angày
; Ksd ;cho Pđm = 4kW
So sánh các hệ số trong 2 trường hợp; kết
luận về chế độ vận hành của hai tải này . 
8. Hệ số điền kín đồ thị phụ tải
tb
đk
K
1
P
P
K 
CHƯƠNG II
2.5 Các hệ số liên quan của phụ tải điện
34
Nếu coi rằng Pmax =Ptt thì hệ số điền kín đồ thị phụ
tải là đại lương nghịch đảo của hệ số cực đại
maxmax
PHỤ TẢI 
ĐIỆN 
VÀ CÁC 
PHƯƠNG 
PHÁP TÍNH 
TOÁN
9. Hệ số đồng thời: Kđt (Ks)  1
Hệ số này thể hiện khả năng
phụ tải cực đại của các nhóm thiết bị
trong nút xảy ra cùng lúc.
Kđt=1 khi các nhóm tải cùng
làm việc cực đại trong khoảng thời gian khảo sát.



n
1i
i,tt
nút,tt
dt
P
P
K
CHƯƠNG II
2.5 Các hệ số liên quan của phụ tải điện
35
Kđt phụ thuộc chế độ làm việc, quy trình vận hành , số
nhánh phụ tải nối vào nút .
Lưu ý: Phải lựa chọn Kđt sao cho phụ tải tính toán của nút
đang xét không được nhỏ hơn phụ tải trung bình nút đó
PHỤ TẢI 
ĐIỆN 
VÀ CÁC 
PHƯƠNG 
PHÁP TÍNH 
TOÁN
Loại nút Kđt
Phân xưởng 0,85  1
Thanh cái của nhà máy ,xí nghiệp , trạm phân phối chính 0,9  1
Chiếu sáng 1
Số hộ tiêu thụ Hệ số đồng thời (Ks)
2 đến 4 1
5 đến 9 0.78
10 đến 14 0,63
15 đến 19 0,53
20 đến 24 0,49
Hệ số đồng thời trong tòa nhà dân cư
36
25 đến 29 0,46
30 đến 34 0,44
35 đến 39 0,42
40 đến 49 0,41
50 và hơn nữa 0,40
Hệ số đồng thời cho tủ phân phối
Số mạch Hệ số Ks
2 và 3
4 và 5
6 đến 9
10 và lớn hơn
Tủ được kiểm nghiệm từng phần trong mỗi
trường hợp được chọn
0,9
0,8
0,7
0,6
1,0
37
Ks theo tiêu chuẩn IEC 439 của tủ phân phối
khi không có thông tin về cách thức phân chia tải giữa chúng
Nếu các mạch chủ yếu là chiếu sáng, có thể lấy Ks =1
CHƯƠNG II
Bài tập
Nút có 2 nhóm tải nối
vào với ĐTPT như
hình vẽ .
1)Tìm hệ số sử dụng
38
PHỤ TẢI 
ĐIỆN 
VÀ CÁC 
PHƯƠNG 
PHÁP TÍNH 
TOÁN
của từng tải , của nút .
2) Tính điện năng tiêu
thụ ngày cho nút tổng
bằng Ptb; Pmax .
3)Tính hệ số đồng
thời
Bài tập
Cho tủ động lực gồm 2 cần cẩu, mỗi cái có 3 động
cơ (4.5+13+15) (kW) , a=0.25, và 1 thiết bị nâng hạ
với động cơ 10kW, a=0.4 ( các thiết bị làm việc theo
chế độ ngắn hạn lặp lại ) .
1. Xác định công suất qui về dài hạn của từng thiết
bị và của tủ .
CHƯƠNG II
39
2. Xác định nhq
3. Cho Knc=0.6 , tính Ptt , Qtt , Itt nếu các động cơ có
cos =0,8 . Uđm =380 V , tải loại 3 pha .
PHỤ TẢI 
ĐIỆN 
VÀ CÁC 
PHƯƠNG 
PHÁP TÍNH 
TOÁN
Electrical Delivery
9. Bài tập
40
PGS.TS Le Minh Phuong