CHƯƠNG V SƠ ĐỒ CẤU TRÚC & SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN

KHÁI NIỆMSơ đồ cấu trúc Là hình v diễn tả sự liên quan ẽ giữa nguồn, tải và hệ thống điện Sơ đồ nối điện Là hình vẽ biểu diễn quan hệ giữa các thiết bị, khí cụ điện có nhiệm vụ nhận điện

SƠ ĐỒ CẤU TRÚC

& SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN

Chương V

I KHÁI NIỆM

Sơ đồ cấu trúc Là hình v diễn tả sự liên quan ẽ

giữa nguồn, tải và hệ thống điện

Sơ đồ nối điện

Là hình vẽ biểu diễn quan hệ giữa các thiết bị, khí cụ điện có nhiệm vụ nhận điện từ các ngu n điện để ồ

I KHÁI NIỆM

* Các định nghĩa

Các mạch ( lộ )

Nguồn Tải

Hệ thống

MF,MBA, đường dây Đường dây,MBA

Các NMĐ TBA trung gian

Thanh gĩp Điểm nút, nơi đấu nối các mạch với nhau

II SƠ ĐỒ CẤU TRÚC

Là hình v diễn tả sự liên quan giữa nguồn, tải và ẽ HTĐ

* Các yêu cầu chính khi chọn sơ đồ cấu trúc

1 Có tính khả thi

2 Đảm bảo liên hệ chặt chẽ giữa các cấp điện áp đặc biệt

với hệ thống khi bình thường cũng như cưỡng bức

3 Tổn hao qua máy biến áp bé, tránh trường hợp cung cấp

cho phụ tải qua 2 lần biến áp không cần thiết

4 Vốn đầu tư hợp lý, chiếm diện tích càng bé càng tốt

Có thể có nhiều cấu trúc khác nhau, để chọn phương án nào cần cân nhắc các khía cạnh sau :

II SƠ ĐỒ CẤU TRÚC

- Số lượng máy biến áp

- Tổng công suất các máy biến áp

- Tổng vốn đầu tư mua máy biến áp

- Tổn hao điện năng tổng qua các máy biến áp

1 - Sơ đồ cấu trúc NMĐ

Phụ thuộc vào số lượng MF, công suất MF, điện áp của hệ thống, phụ tải ở các cấp điện áp tương ứng có thể có nhiều dạng sơ đồ cấu trúc khác nhau.

Cấu trúc NMĐ

UC = UHT , UH = UMF

UC = UHT , UH ≠ UMF

UC ≠ UHT

S

S p S

MF

S

S m

S S

m

MF

T T

MF

S

S q

S S

min

BT1 : Nhà máy điện có 4 máy phát S F = 100 MVA, U F = 10,5 kV có nhiệm vụ cung cấp cho các phụ tải sau :

U = 110 kV, S max / S min = 180 / 120 MVA

U = 35 kV, S max / S min = 200 / 140 MVA

U = 10,5 kV, S max / S min = 60 / 40 MVA

Hãy vẽ tất cả các sơ đồ cấu trúc của NMĐ trên.

Bài tập

H C

S

H T

S

C S

MF

S

S p S

MF

S

S q

S S

min

c ) UC ≠ UHT

HT

U HT

c ) UC ≠ UHT

U HT HT

U T

U C

U H = U F

2 - Sơ đồ cấu trúc TBA

Phụ thuộc vào phụ tải và các cấp điện áp có thể có nhiều dạng sơ đồ cấu trúc khác nhau.

a ) Qua MBA tự ngẫu

b ) Qua MBA 3 cuộn dây

c ) Qua MBA giảm dần từ UC xuống

d ) Qua MBA 2 cuộn dây cho từng cấp điện áp

III SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN

Là hình vẽ biểu diễn quan hệ giữa các thiết bị, khí cụ điện

* Các yêu cầu của sơ đồ n i i n ố đ ệ

1 Tính đảm bảo cung cấp điện

2 Tính linh hoạt

3 Tính kinh tế

4 Tính phát triển

Căn cứ vào số thanh góp, vào số máy cắt điện cung cấp cho các phần tử, sơ đồ nối điện chia thành 3 nhóm sau đây

SĐNĐ

Số MC / Số mạch = 1 Số MC / Số mạch > 1 Số MC / Số mạch < 1

III SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN

1 – Số MC / Số mạch = 1

Số MC / Số mạch = 1

Sơ đồ 1 hệ thống TG

Sơ đồ 2 hệ thống TG

Phân đoạn TG Sử dụng TG vòng

Phân đoạn TG Sử dụng TG vòng

- Đơn giản, rõ ràng

- Khi sửa chữa MC trên mạch nào, mạch đó bị mất điện

- NM ở TG làm mất điện toàn bộ Ngay cả khi sửa chữa TG hay DCL TG cũng sẽ mất điện toàn bộ trong thời gian sửa chữa

a ) Sơ đồ 1 hệ thống thanh gĩp

* Phân đoạn TG

2 – Số MC / Số mạch > 1

Số MC / Số mạch > 1

Sơ đồ 2 hệ thống TG 2 MC trên 1 mạch

Sơ đồ một rưỡi

Sơ đồ đa giác

a ) Sơ đồ 2 hệ thống TG, 2 MC / mạch

b ) Sơ đồ một rưỡi

c ) Sơ đồ đa giác

Sơ đồ tam giác Sơ đồ tứ giác

3 – Số MC / Số mạch < 1

Số MC / Số mạch < 1

Sơ đồ bộ

Sơ đồ cầu

Sơ đồ không dùng MC

a ) Sơ đồ bộ

b ) Sơ đồ cầu

4 – Sơ đồ đặt dao cách ly nối đất

- DCL TG có dao nối đất về phía MC Dao nối đất này sẽ đóng khi sửa chữa

MC Trong sơ đồ hai hệ thống TG chỉ cần đặt dao nối đất trên một DCL TG là đủ.

- DCL thuộc BU cần có dao nối đất về cả hai phía Dao nối đất về phía TG sẽ đóng khi sửa chữa TG, dao nối đất về phía BU sẽ đóng khi sửa chữa BU.

- DCL thuộc MC phân đoạn và DCL thuộc MC liên lạc giữa hai hệ thống

TG cần có dao nối đất về phía MC và sẽ đóng khi sửa chữa MC phân đoạn Khi sử dụng BU kiểu phân chia điện dung vì không có DCL nên DCL thuộc

MC phân đoạn cần có dao nối đất cả hai phía , dao nối đất về phía TG sẽ đóng khi sửa chữa TG.

a ) Sơ đồ 1 HTTG có TG vòng, BU HK Φ

b ) Sơ đồ 2 HTTG có TG vòng, BU VCU

5 – Sơ đồ tự dùng

Để sản xuất và truyền tải điện năng, ngoài phần cung cấp cho tải, bản thân NMĐ&TBA cũng tiêu thụ một lượng điện năng Phần điện năng này gọi là điện tự dùng của NMĐ&TBA.

- Ví dụ :

Trong NMĐ cần cung cấp cho các động cơ bơm nước, thắp sáng, cung cấp cho các bộ phận tự động hóa, bảo vệ rơle…

Trong TBA, ngoài phần như trên còn tổn hao trong MBA.

Lượng điện tự dùng tuy khối lượng không lớn nhưng thuộc loại phụ tải quan trọng vì nếu mất tự dùng sẽ ảnh hưởng lớn làm giảm lượng điện phát ra và có thể gây mất điện toàn bộ cho nên khi thiết kế chọn phương án cung cấp theo sơ đồ phải bảo đảm làm việc liên tục.

5 – Sơ đồ tự dùng

a/ Lượng điện tự dùng

- Với NMĐ :

)

6 , 0 4

, 0 (

.

d

t d

td

S

S S

Trong đó :

S td - công suất tự dùng theo thời gian

S đ - tổng công suất lắp đặt trong NMD

S t - công suất phát ra của NMĐ theo thời gian

α - tỷ lệ điện tự dùng so với công suất lắp đặt lấy theo bảng 5-1

5 – Sơ đồ tự dùng

Nhà máy nhiệt điện :

- Dùng than

0.80.8Nhà máy thủy điện :

- Công suất nhỏ và trung

Bảng 5-1

b/ Điện áp tự dùng

5 – Sơ đồ tự dùng

3 kV ( 6 kV ) 0,4 kV

cung cấp cho các động cơ lớn cung cấp cho các động cơ nhỏ và chiếu sáng

Trong NMĐ

c/ Nguồn cung cấp điện tự dùng

5 – Sơ đồ tự dùng

Dùng MF riêng Rẽ nhánh từ MF chính

Trong NMĐ

Trong TBA

Từ TG 0,4 kV Dùng 2 MBA tự dùng từ TG xuống

Nguồn cung cấp điện tự dùng trong NMĐ

- Khả năng mở máy và tự mở máy cho động cơ kém

- Giá thành cao , phức tạp trong vận hành , bảo quản

+ Khuyết điểm

Đối với các NMĐ độc lập không nối HT, để cung cấp điện trong thời gian thi công thường lắp các máy điezen, sau đó các máy này trở thành nguồn tự dùng

Hiện nay hầu như các NMĐ đều được nối với HT, để cung cấp điện thi công thường xây lắp trước một đường dây nối với HT và dùng đường dây này trở thành mạch dự phòng cho tự dùng

* Rẽ nhánh từ MF chính

+ Ưu điểm

- Đơn giản trong vận hành

- Giá thành thấp

- Dòng NM trong mạch tự dùng rất lớn, lớn hơn dòng NM trên cực MF trong khi dòng bình thường rất nhỏ ( tối đa chỉ bằng 10-15% I ) → khó khăn

+ Khuyết điểm

- Khả năng mở máy và tự mở máy lớn vì nguồn là MF chính

Nguồn cung cấp điện tự dùng trong NMĐ

Độ tin cậy và ổn định của hệ thống điện hiện nay rất cao →

rẽ nhánh là phương thức được ứng dụng trong hầu hết các NMĐ ở nước ta và trên thế giới

Để dự phòng khi 1 MBA sự cố có thể lấy từ MBA khác hoặc qua MBA dự phòng chung cho tất cả các MBA tự dùng và bộ tự động đóng nguồn dự trữ.

Khi công suất MF rất lớn ( > 500 MW ), UđmMF cũng lớn ( >

18 kV ), lúc này công suất MBA tự dùng cũng rất lớn, người ta lại

quay lại sử dụng nguồn tự dùng là MF riêng

Nguồn cung cấp điện tự dùng trong NMĐ

Sơ đồ tự dùng trong nhà máy nhiệt điện

Đặc điểm

S td ở 3 kV ( 6 kV )

S td ở 0,4 kV

Chiếm 80 – 90 % S td tổng Chiếm 10 – 20 % S td tổng

Sơ đồ tự dùng theo nguyên tắc

- Phần tự dùng riêng cho từng tổ MF được cung cấp từ bản thân MF đó qua MBA hạ đến 3 (6 kV) Từ TG 3 (6KV) qua MBA xuống 0,4kV để cung cấp cho các phụ tải 0,4kV ( giảm áp từng bậc )

- Số phân đoạn ở các cấp điện áp phụ thuộc vào số lò Nếu mỗi MF được cung cấp từ một lò thì cần một phân đoạn

MBA dự phòng

Sơ đồ tự dùng trong nhà máy nhiệt điện

Sơ đồ tự dùng nhà máy nhiệt điện mỗi MF do 1 lò cung cấp

Sơ đồ tự dùng trong nhà máy nhiệt điện

MBA dự phòng cho cấp 3(6) kV

MBA dự phòng cho cấp 0,4 kV

Sơ đồ tự dùng trong nhà máy thủy điện

- Từ mỗi MF lấy 2 MBA, 1 MBA xuống 3(6kV), 1 MBA xuống 0,4kV và 1 MBA dự phòng nối với TG 3 (6kV) và 0,4kV Các MBA chính công suất bằng tổng công suất tự dùng của 1 MF, còn MBA dự phòng chọn bằng 50% công suất của MBA tự dùng chính ( giảm áp riêng biệt )

- Cũng có thể dùng MBA dự phòng riêng cho từng cấp điện áp

Đặc điểm

S td ở 3 kV ( 6 kV )

S td ở 0,4 kV

Chiếm 10 – 20 % S td tổng Chiếm 80 – 90 % S td tổng

Sơ đồ tự dùng theo nguyên tắc

Sơ đồ tự dùng trong nhà máy thủy điện

3(6)kV

0.4kV

Sơ đồ tự dùng trong nhà máy thủy điện

3(6)kV

MBA dự phòng 3(6)kV

MBA tự dùng 3(6)kV

MBA dự phòng 0.4kV

0.4kV

MBA tự dùng 0.4kV

Dùng MBA dự phòng riêng cho từng cấp điện áp

Sơ đồ tự dùng NM thủy điện Trị An