Chương 2: Phụ tải điện

Dữ kiện tối quan trọng của bài toán thiết kế cung cấp điện là phụtải điện. Việc xác định chính xác giá trị phụ tải cho phép lựa chọn đúngthiết bị và sơ đồ cung cấp điện, đảm bảo tính kinh tế - kỹ thuật của hệthống cung cấp điện.Các nhân tố công suất, loại và vị trí của các thiết bị tiêu thụ chophép xác định cấu trúc sơ đồ và các tham số của các phần tử hệ thốngcung cấp điện. Thường trong dữ kiện bài toán thiết kế cho biết côngsuất đặt của các thiết bị tiêu...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Chương 2: Phụ tải điện Chương 2: Phụ tải điện2.1. Đặc tính của phụ tải điện2.1.1. Khái quát chung về phụ tải Dữ kiện tối quan trọng của bài toán thiết kế cung cấp điện là phụtải điện. Việc xác định chính xác giá trị phụ tải cho phép lựa ch ọn đúngthiết bị và sơ đồ cung cấp điện, đảm bảo tính kinh t ế - k ỹ thu ật c ủa h ệthống cung cấp điện. Các nhân tố công suất, loại và vị trí của các thiết bị tiêu th ụ chophép xác định cấu trúc sơ đồ và các tham số của các phần tử hệ thốngcung cấp điện. Thường trong dữ kiện bài toán thiết kế cho biết côngsuất đặt của các thiết bị tiêu thụ điện, tuy nhiên sự đốt nóng các ph ần t ửvà các thiết bị điện còn phụ thuộc cả vào chệ độ làm việc của các hộdùng điệnn vì vậy cần phải xem xét phụ tải theo cả dòng điện I, côngsuất tác dụng P, công suất phản kháng Q và công suất toàn phần S. Việc lựa chọn các thiết bị, các phần tử của h ệ thống cung c ấpđiện được thực hiện dựa trên kết quả tính toán phụ tải. Sai số của bàitoán xác định phụ tải có thể dẫn đến việc lựa chọn sơ đồ thiếu chínhxác, dẫn đến giảm sút các chỉ tiêu kinh tế-kỹ thuật của hệ thống cungcấp điện. Nếu kết quả tính toán lớn hơn so với giá trị th ực thì s ẽ d ẫnđến sự lãng phí vốn đầu tư, các thiết bị được lựa chọn không làm việchết công suất, dẫn đến hiệu quả thấp; Nếu kết quả tính toán nh ỏ h ơngiá trị thực, thì sẽ dẫn đến sự làm việc quá tải của các thi ết b ị, không s ửdụng hết khả năng của các thiết bị công nghệ, làm giảm năng suất, làmtăng tổn thất điện năng và giảm tuổi thọ của các thi ết b ị đi ện. Nh ư v ậybài toán xác định phụ tải là giai đoạn tối quan trọng của quá trình thiếtkế cung cấp điện. Tuy nhiên, việc xác định chính xác giá trị phụ t ải làkhông thể, vì có rất nhiều nhân tố ảnh hưởng đến chệ đ ộ tiêu th ụ đi ện,trong dó có cả các nhân tố tác động ngẫu nhiên. Nhìn chung sai s ố chophép của bài toán này khoảng ± 10%. Các tham số quan trong tham gia trong quá trình tính toán phụ tảilà:16 - Công suất định mức là công suất thiết bị ứng với với các điềukiện chuẩn do nhà máy chế tạo ghi trên hộ chiếu của thiết bị. Đối vớiđộng cơ điện, công suất định mức ghi trên nhãn hiệu máy, chính là côngsuất cơ trên trục cơ. Đối với các thiết bị làm việc ở ch ế độ ngắn h ạnlặp lại, khi tính toán, công suất định mức được quy về chế độ làm việcdài hạn ứng với hệ số tiếp điện định mức εn: εn ; P’n = Pn (2.1)ở đây P’n là công suất định mức quy về chế độ làm việc dài hạn; εn- hệ số tiếp điện định mức. - Công suất tiêu thụ trung bình trong một khoảng thời gian xét tđược xác định từ biểu thức sau: Ar Ptb = (2.2) ; tAr- điện năng tác dụng và phản kháng tiêu thụ trong khoảng thời gian t. Công suất tiêu thụ trung bình đóng vai trò quan trọng trong việcphân tích chế độ, xác định phụ tải tính toán và tổn hao điện năng . - Công suất cực đại là công suất lớn nhất xuất hiện trong khoảngthời gian xét. Phân biệt hai loại công suất cực đại:* Công suất cực đại ổn định (PM) là công suất tiêu thụ lớn nhất tácđộng trong khoảng thời gian không dưới 30 phút. Đây là công su ất đ ểđánh giá chế độ làm việc và chọn thiết bị điện theo điều kiện đốt nóngcho phép.* Công suất cực đại đỉnh nhọn - Pđnh là công suất lớn nhất xuất hiệntrong khoảng thời gian ngắn (ví dụ như khi khởi động động cơ). Ngườita căn cứ vào giá trị phụ tải này để kiểm tra dao động điện áp, đi ều ki ệntự khởi động của động cơ, chọn dây chảy và tính dòng điện khởi độngcủa rơle bảo vệ. Ngoài trị số của phụ tải đỉnh nhọn, người ta còn quantâm đến số lần xuất hiện nó, nếu tần số xuất hi ện càng l ớn thì m ức đ ộảnh hưởng tới sự làm việc bình thường của các thiết bị dùng điện kháctrong mạng điện sẽ càng cao. - Công suất tính toán là công suất giả định lâu dài không đổi,tương đương với phụ tải thực tế về mặt hiệu ứng nhiệt lớn nhất. Cácthiết bị điện được chọn theo công suất này sẽ đảm bảo được an toàn17trong mọi trạng thái vận hành. Trong thực tế công suất tính toán th ườngđược lấy bằng công suất cực đại ổn định (Ptt=PM). Việc phân loại phụ tải sẽ cho phép lựa chọn sơ đồ cung c ấp đi ệnphù hợp, đảm bảo cho các thiết bị làm việc tin cậy và hiệu qu ả. D ướigóc độ tin cậy cung cấp điện, phụ tải có thể được chia thành ba loại nhưsau.Phụ tải loại I: Là những phụ tải mà khi có sự cố ngừng cung cấp điệnsẽ dẫn đến: Nguy hiểm cho tính mạng con người; Phá h ỏng thi ết b ị đ ắttiền; Phá vỡ quy trình công nghệ sản xuất; Gây thiệt hại l ớn cho n ềnkinh tế quốc dân; Gây ảnh hưởng không tốt về chính trị, ngoại giao. Phụ tải loại II: Là loại phụ tải mà khi có sự cố ngừng cung cấp điệnsẽ dẫn đến: Thiệt hại lớn về kinh tế do đình trệ sản xu ất, phá h ỏngthiết bị; Gây hư hỏng sản phẩm; Phá v ...