Bài giảng xác định phụ tải điện

Microsoft PowerPoint Chuong 4 Tinh toan phu tai dien ppt CHÖÔNG 4 XAÙC ÑÒNH PHUÏ TAÛI ÑIEÄN 4 1 KHAÙI NIEÄM CHUNG 1 Khaùi nieäm phuï taûi ñieän Phuï taûi ñieän laø taäp hôïp caùc thieát bò duøng ñieän vaø bieán ñoåi ñieän naêng thaønh caùc daïng naêng löôïng khaùc Phuï taûi ñieän laø moät ñaïi löôïng ñaëc tröng cho coâng suaát tieâu thuï cuûa caùc hoä duøng ñieän 2 Phaân loaïi phuï taûi ñieän Phaân loaïi theo yeâu caàu caáp ñieän Hoä tieâu thuï loaïi I laø nhöõng phuï taûi quan troïng, neáu ma.

Trang 1

CHƯƠNG 4 XÁC ĐỊNH PHỤ

TẢI ĐIỆN

Trang 2

4.1 KHÁI NIỆM CHUNG

1 Khái niệm phụ tải điện

Phụ tải điện là tập hợp các thiết bị dùng điện và biến đổi điện năng thành các dạng năng lượng khác

Phụ tải điện là một đại lượng đặc trưng cho công suất tiêu thụ của các hộ dùng điện

2 Phân loại phụ tải điện

* Phân loại theo yêu cầu cấp điện :

- Hộ tiêu thụ loại I : là những phụ tải quan trọng, nếu mất điện sẽ dẫn đến thiệt hại về người, về kinh tế, chính trị và ngoại giao

- Hộ tiêu thụ loại II : khi mất điện sẽ gây thiệt hại về mặt kinh tế

- Hộ tiêu thụ loại III : không thuộc 2 nhóm trên, cho phép mất điện trong 1 thời gian

Trang 3

4.1 KHÁI NIỆM CHUNG

2 Phân loại phụ tải điện

Phân loại theo công dụng

Phụ tải điện chiếu sáng : gồm các đèn chiếu sáng cho các mục đích khác nhau : chiếu sáng làm việc, chiếu sáng trang trí, chiếu sáng an toàn

Phụ tải điện sinh hoạt: dụng cụ sinh hoạt trong gia đình (gồm cảchiếu sáng)

Phụ tải điện sản xuất: các máy móc, thiết bị chuyên dùng trong các nhà xưởng

Trang 4

4.2 Ý NGHĨA CỦA VIỆC XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI

Xác định phụ tải là nhiệm vụ đầu tiên khi thiết kế cấp điện cho một công trình hay khu vực nào đó Ngoài ra còn phải kể đến khả năng phát triển phụ tải của công trình trong nhiều năm tới

Dự báo phụ tải ngắn hạn là xác định phụ tải của công trình ngay sau khi chúng đi vào vận hành Phụ tải đó còn gọi là phụ tải tính toán

Xác định phụ tải tính toán để có thể tính toán lựa chọn các phần tử, thiết bị như : máy biến áp, dây dẫn, các thiết bị đóng cắt, bảo vệ, bùcông suất phản kháng v.v

Nếu phụ tải tính toán < phụ tải thực tế quá tải các thiết bị, có thểdân đến chạm chập, cháy nổ, gây thiệt hại về kinh tế và nguy hại đến tính mạng con người

Nếu phụ tải tính toán > phụ tải thực tế các thiết bị, phần tử được chọn quá lớn, gây lãng phí kinh tế

Trang 5

4.2 CÁC ĐẠI LƯỢNG VÀ HỆ SỐ CỦA PHỤ TẢI

Công suất đặt của động cơ :

vì hiệu suất động cơ tương đối cao (0,8 – 0,95) nên để đơn giản người ta thường bỏ qua tổn hao, hay : Pđ ≈ Pđm

Công suất đặt của đèn : cũng là công suất ghi trên bóng đèn

Pđ(đèn) = Pđm

* Đ/với đèn phóng điện Pđ = Pbóng đèn + Pchấn lưu

có thể lấy Pchấn_lưu = 25% Pbóng_đèn

η

đm cơ)

đ(động

P

Trang 6

2 Công suất tính toán Ptt

Công suất đặt chưa phải là nhu cầu thực tế của tải mà chỉ là tổng hợp các công suất ghi trên nhãn thiết bị (thực tế có những thiết bị ít sửdụng và thời gian sử dụng ngắn)

Công suất tính toán Ptt là công suất giả định lâu dài không đổi tương đương với phụ tải thực tế luôn biến đổi về mặt phát nóng

3 Các hệ số của phụ tải :

- Hệ số sử dụng Ku : là giá trị nói lên thiết bị chưa sử dụng hết công suất định mức

Hệ số Ku được tính một lần

Trang 7

a) Hệ số sử dụng Ku (Factor of Utilization)

Ku = Ptb/Pđ Ptb : công suất trung bình trong khoảng thời gian làm việc

Ku tính cho từng thiết bị, là giá trị nói lên thiết bị chưa sử dụng hết công suất định mức

VD:

*Chú ý : Hệ số Ku được tính một lần trong bài toán

tuỳ vào thiết bị sử dụng ổ cắm đó

Ổ cắm

1 Chiếu sáng

0,75 Động cơ

Ku Loại thiết bị

Trang 8

b) Hệ số đồng thời Ks:

Ks tính cho từng nhóm thiết bị ⇒ là giá trị nói lên trong một nhóm, các thiết bị không sử dụng điện cùng lúc (theo qui luật số đông)

*Chú ý : Hệ số Ks được tính nhiều lần trong bài toán

VD : Hệ số đồng thời

của các căn hộ chung cư

Trang 9

VD : Cho 1 chung cư 5 tầng (hình vẽ), gồm 25 hộ, mỗi hộ tiêu thụ6KVA

Tổng công suất đặt

Sđ = 25 6 = 150 KVA Tổng công suất tính toán :

Stt = Ks x Sđ = 0,46 150 = 69 KVA Công suất tính toán của tầng 3+4:

Stt(3,4) = 0,63 (24+36) = 37,8 KVA

Trang 10

4.2 Các đại lượng và hệ số của phụ tải

* Hệ số đồng thời theo chức năng của mạch :

Trang 11

* Hệ số đồng thời của tủ phân phối:

Trang 12

c) Hệ số nhu cầu :

Knc là tỉ số giữa công suất tính toán và công suất định mức (công suất đặt) của nhóm thiết bị dùng điện:

Knc được sử dụng trong giai đoạn thiết kế sơ bộ, khi chỉ biết duy nhất công suất đặt

đm

P P

Knc = tt

Trang 13

4.3 Các phương pháp xác định phụ tải tính toán

Có nhiều phương pháp xác định phụ tải tính toán, những phương pháp đơn giản, thuận tiện thì kết quả không chính xác, ngược lại phương pháp tính phức tạp thì độ chính xác cao

1 Xác định Ptt theo Ku và Ks (Theo IEC 60364)

Được tính toán cho các công trình hiện hữu hoặc công trình đã cóthiết kế chi tiết

Căn cứ theo yêu cầu cụ thể để bố trí đèn hay thiết bị sử dụng điện cho từng đơn vị phòng, xưởng

Áp dụng hệ số sử dụng Ku cho từng thiết bị và hệ số đồng thời Kscho từng nhóm thiết bị để có công suất tính toán tổng công trình

- Công suất từng nhóm thiết bị :

- Công suất tổng các nhóm: ∑ hoặc

P

1

Σ Σ

P

1

.

Trang 14

4.3 Các phương pháp xác định phụ tải tính toán

2 Phương pháp theo suất phụ tải p0

Đối với công trình trong giai đoạn dự án cần xác định nhu cầu sửdụng điện cho công tác qui hoạch ngắn hạn hoặc dài hạn, mà chưa cóthiết kế cụ thể để làm căn cứ chọn công suất của nguồn điện thì công suất của phụ tải trong trường hợp này thường được ước lượng theo kinh nghiệm hoặc dựa theo công trình hiện hữu có tích chất tương tự, (Ví dụtheo dạng công trình : chung cư, bệnh viện, trường học, phân xưởng cơ khí v.v ) thể hiện qua giá trị suất phụ tải p0

(Tham khảo phụ lục 1 – Giáo trình điện công trình)Suy ra :

- Công suất từng nhóm: hoặc

- Công suất tổng :

F p

P

S Σ =

Trang 15

Ví dụ : xác định phụ tải tính toán theo Ku và Ks

Trang 16

4.4 PHỤ TẢI CHIẾU SÁNG

1 Các đại lượng cơ bản của ánh sáng :

a) Quang thông F [lm: lumen]

Quang thông là năng lượng ánh sáng được phát ra bởi 1 nguồn sáng hay được thu nhận bởi một mặt được chiếu sáng trong 1 đơn vị thời gian

Trang 17

b) Quang hiệu η η η [lm/W]

Quang hiệu phụ thuộc vào nguyên lý phát quang và công nghệ chếtạo

VD : - Đèn sợi đốt và halogen : 16 – 24 lm/W

- Đèn huỳnh quang : 67,5 – 86,7 lm/W

] [

W P

lm

F

=

η

Trang 18

c) Cường độ sáng I [cd - candela]

- Góc phẳng α [radian]

- Góc khối ω [sr – steradian]

Trang 19

- Góc khối từ điểm O nhìn một mặt A bất kỳ :

- Cường độ ánh sáng I[cd-candela]

2

cos

R

Cường độ sáng là quang thông phát xạ

trong một đơn vị góc khối, theo một

Trang 20

- Đường cong phân bố cường độ sáng IDC

Để biểu diễn cường độ sáng theo các phương của một bộ đèn (chóa đèn), người ta dùng đường cong phân bố cường độ sáng IDC Đó chính là đường cong đặc trưng của bộ đèn

Đường cong IDC được cho ứng với quang thông chuẩn là 1000lm Đối với loại đèn có quang thông khác 1000 lm thì cường độ sáng theo hướng được quy đổi theo biểu thức:

1000

I

Iα = α Φ

Trang 21

1 CÁC ĐẠI LƯỢNG CƠ BẢN CỦA ÁNH SÁNG :

- Cường độ sáng của các nguồn sáng phổ biến:

Ngọn nến: 0,8cd (theo mọi hướng)

Đèn sợi đốt 40W/220V : 35 cd (theo mọi hướng) Đèn sợi đốt 300W/220V : 400 cd (theo mọi hướng)

Cĩ bộ phản xạ : 1500 cd (ở giữa chùm tia)

Đèn iơt kim loại 2KW : 14800 cd (theo mọi hướng)

Cĩ bộ phản xạ : 250000 cd (ở giữa chùm tia)

Trang 22

d) Độ rọi E [lx : lux]

*Quan hệ giữa độ rọi và cường độ ánh sáng :

][

2

m S

cos.cos

h

I r

I

=

Xét điểm M trên mặt phẳng nằm

ngang S cách nguồn sáng O 1

khoảng r Góc của phương OM và

pháp tuyến n của S tại M là α Độ

rọi ngang tại M là:

Độ rọi tại một điểm trên một mặt phẳng là

mật độ quang thông rơi trên bề mặt được chiếu

sáng tại điểm đó

Độ rọi thường nói đến là độ rọi ngang, nghĩa

là độ rọi bình quân trên mặt phẳng ngang

Trang 23

Các trị số độ rọi trong thực tế :

Trang 24

e) Độ chói L :

Độ chói của một nguồn mặt, hay của một mặt chiếu sáng phản xạ, là tỷ số của cường độ sáng theo phương quan sát chia cho diện tích hiệu dụng của mặt đó nhìn theo phương quan sát

Độ chói ký hiệu là L, có đơn vị là candela / m2 (cd/m2):

α

α α

cos

Lα : độ chói theo phương α

A[m2]: diện tích mặt chiếu sáng

Iα[cd] : cường độ sáng theo phương α

Trang 25

e) Độ chói L :

Các trị số độ chói thực tế :

Trang 26

f) Nhiệt độ màu (Color Temperature)

Nhiệt độ màu là đặc trưng màu sắc của nguồn sáng, ký hiệu Tm, đơn vị là độ kelvin (0K)

Một số ví dụ về nhiệt độ màu của nguồn sáng :

Trang 27

f) Nhiệt độ màu (Color Temperature)

Thực nghiệm cho thấy nguồn sáng có nhiệt độ màu thấp (màu ấm) chỉ phù hợp cho việc chiếu sáng với độ rọi thấp Với những nơi có yêu cầu chiếu sáng với độ rọi cao, người ta phải dùng các nguồn sáng cónhiệt độ màu cao (màu lạnh)

Biểu đồ Kruithoff (biểu đồ tiện nghi nhìn)

VD: thiết kế chiếu sáng với độ rọi 300 lx, người

ta nên dùng đèn có nhiệt độ màu

>3.000 o K

Trang 28

g) Chỉ số hoàn thiện màu Ra(Color rendering index)

Chỉ số truyền đạt màu, thường ký hiệu Ra (hoặc CRI), là số đo của nguồn sáng, cho biết mức độ trung thực màu của các vật được chiếu sáng, khi so sánh với nguồn sáng chuẩn (ánh sáng mặt trời)

Trang 29

g) Chỉ số hoàn thiện màu Ra(Color rendering index)

Cấp chiếu sáng theo chỉ số hoàn thiện màu :

Trang 30

2 PHÂN LOẠI CÁC HÌNH THỨC CHIẾU SÁNG

Chiếu sáng Nhân tạo

Trang 31

3 CÁC LOẠI ĐÈN CHIẾU SÁNG THÔNG DỤNG :

PHĨNG ĐIỆN

Huỳnh quang

CA Thủy ngân

Natri (Sodium)

Halogen kim loại

(Metal Halide)

Áp suất thấp Áp suất cao

Compact

Trang 32

Trang 33

Trang 34

4 CÁC KIỂU CHIẾU SÁNG VÀ CHỤP ĐÈN (CHOÁ ĐÈN)

1/ Chiếu sáng trực tiếp :

Chiếu sáng trực tiếp (direct lighting): 90-100% quang thông đi xuống, phù hợp với nhà văn phòng, cửa hàng lớn, nhà xưởng

Trang 35

2/ Chiếu sáng nửa trực tiếp :

Chiếu sáng nữa trực tiếp (semi-direct lighting): 60-90% quang thông đi xuống, phù hợp với nhà văn phòng, nhà ở, phòng trà, phòng ăn

Trang 36

3/ Chiếu sáng hỗn hợp :

Chiếu sáng hỗn hợp (mixed lighting), gồm chiếu sáng hỗn hợp thường (mixed normallighting) hay chiếu sáng trực tiếp/gián tiếp (direct/indirect lighting) và chiếu sáng hỗn hợp khuyếch tán (mixed diffuse lighting): 40-60% quang thông

đi xuống, phù hợp với các không gian có hspx trần tường lớn, chiếu sáng kinh tế

Trang 37

4/ Chiếu sáng nửa gián tiếp :

Chiếu sáng nữa gián tiếp (semi-indirect lighting): 60-90% quang thông đi lên, phù hợp với tiện nghi chiếu sáng cao: phòng khán giả, nhàhàng ăn

Trang 38

5/ Chiếu sáng gián tiếp :

Chiếu sáng gián tiếp (indirect lighting): 90-100% quang thông đi lên, phù hợp với tiện nghi rất cao, môi trường chiếu sáng bão hòa: đại sảnh, phòng hoà nhạc, trung tâm hội nghị

Trang 39

6/ Phân loại choá đèn theo CIE

Theo các kiểu chiếu sáng, CIE phân loại tất cả các bộ đèn (chóa đèn) thành 20 loại, để thuận tiện quy chuẩn, và xác định cách tính hệsố sử dụng cho một bộ đèn, theo tính năng phân bố quang thông trong không gian:

Trang 40

5 TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG TRONG NHÀ (Phương pháp hệ sốlợi dụng quang thông)

1/ Chọn độ rọi yêu cầu Eyc

Căn cứ theo tiêu chuẩn :

- TCXD 16 : 1986

- Theo CIE S 008/E-2001 (ISO 8995:2002(E)

Trang 41

2/ Chọn loại đèn :

Dựa theo các yêu cầu :

- Nhiệt độ màu được cho theo biểu đồ Kruithof

- Chỉ số hoàn thiện màu

- Tuổi thọ của đèn

- Hiệu quả ánh sáng của đèn

Trang 42

3/ Chọn kiểu chiếu sáng và kiểu đèn

Trang 43

5/ Chọn chiều cao treo đèn :

Người ta thường treo đèn sao cho htt ≥ 2hđ Suy ra : 0 ≤ J ≤ (1/3)

Trang 44

6/ Bố trí đèn (phương pháp đơn giản hoá)

Trang 45

6/ Bố trí đèn (phương pháp đơn giản hoá)

m n

* Nếu khoảng cách ngang và dọc khác nhau thì n trong bảng trên cóthể lấy bình quân :

Trang 46

7/ Xác định quang thông tổng của phòng :

Quang thông tổng cộng của tất cả các đèn trong phòng phải đảm bảo độ rọi yêu cầu trên mặt phẳng làm việc và được xác định

E

Ft yc .

=

Trang 47

Trang 48

U : hệ số lợi dụng quang thông tra catalog đèn theo chỉ sốphòng, và hệ số phản xạ của trần, tường, sàn

+ Chỉ số phòng :

a: chiều rộng của phòng – b : chiều dài của phòng h: chiều cao từ đèn đến mặt làm việc

) (

.

b a

h

b a

=

ϕ

Trang 49

Trang 50

7/ Xác định số lượng đèn hay quang thông của một đèn :

Nếu chọn trước loại đèn và quang thông Fđ của 1 bộ đèn (gồm 1 hay nhiều bóng đèn), suy ra số bộ đèn cần dùng :

Hoặc nếu đã chọn trước số đèn N, thì quang thông của một bộ đèn

Fđ = t

Định dạng
Số trang	50
Dung lượng	2,3 MB