ĐỀ CƯƠNG NHÀ máy điện và TBA 2018 đại học hàng hải

đề cương nhà máy điện và trạm biến áp đại học hàng hải.đề cương nhà máy điện và trạm biến áp đại học hàng hải.đề cương nhà máy điện và trạm biến áp đại học hàng hải.đề cương nhà máy điện và trạm biến áp đại học hàng hải.đề cương nhà máy điện và trạm biến áp đại học hàng hải.đề cương nhà máy điện và trạm biến áp đại học hàng hải.đề cương nhà máy điện và trạm biến áp đại học hàng hải.đề cương nhà máy điện và trạm biến áp đại học hàng hải.đề cương nhà máy điện và trạm biến áp đại học hàng hải.đề cương nhà máy điện và trạm biến áp đại học hàng hải.đề cương nhà máy điện và trạm biến áp đại học hàng hải.đề cương nhà máy điện và trạm biến áp đại học hàng hải.đề cương nhà máy điện và trạm biến áp đại học hàng hải.đề cương nhà máy điện và trạm biến áp đại học hàng hải.

1

ĐỀ CƯƠNG NHÀ MÁY ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP 2018

Câu 1: Khái niệm hệ thống điện và phân loại nhà máy điện ?

- NM điện địa nhiệt

- NM điện đại dương

- Thời gian xây dựng ngắn (3 – 4 năm)

- Có thể sử dụng được các nhiên liệu rẻ tiền như than cám, than bìa ở các khu khai thác than, dầu nặng của các nhà máy lọc dầu, trấu của các nhà máy xay lúa v v

2 Nhược điểm

- Cần nhiên liệu trong quá trình sản xuất  giá thành điện năng cao

- Khói thải làm ô nhiễm môi trường

- Khởi động chậm từ 6-8 giờ mới đạt được công suất tối đa, điều chỉnh công suất khó, khi giảm đột ngột công suất phải thải hơi nước ra ngoài vừa mất năng lượng vừa mất nước

2

Câu 3: Trình bày ưu, nhược điểm của nhà máy thủy điện?

1 Ưu điểm:

- Không tốn nhiên liệu mà sử dụng nước tự nhiên nên giá thành điện năng thấp;

- Khởi động nhanh, sau 3-5 phút có thể khởi động và nâng công suất đến định mức;

- Điều chỉnh nâng giảm công suất dể dàng, khi giảm công suất không mất nhiên liệu như ở nhà máy nhiệt điện vì nước được giữ lại trên hồ.;

- Không gây ô nhiễm môi trường;

- Có khả năng trị thủy: vào mùa mưa lũ có thể tích nước lại trên hồ giảm mức nứớc lũ ở hạ lưu;

- Phục vụ tốt cho thủy lợi, cung cấp nước theo yêu cầu nông nghiệp;

- Thuận tiện cho giao thông đường thủy vì dòng chảy ổn định hơn

2 Nhược điểm:

- Vốn đầu tư lớn chủ yếu vốn xây dựng phần thủy (hồ nước, đập, cửa xả lũ, đường giao thông phục vụ cho chuyên chở thiết bị và xây dựng);

-

dựng khu tái định cư, trồng lại rừng v v

- Thời gian xây dựng lâu;

- Nhà máy thủy điện chỉ xây dựng ở những địa điểm phụ thuộc vào thiên nhiên thường ở

xa hộ sử dụng điện nên phải xây dựng đường dây dẫn điện có điện áp cao

Câu 4: Trình bày ưu, nhược điểm của nhà máy điện nguyên tử?

- Chất thải của nhà máy điện nguyên tử cũng rất ít, ví dụ chất thải hàng năm của lò phản ứng 900 MW chứa 99,9% chất phóng xạ chỉ độ 2m3 NMĐ nguyên tử hoạt động bình thường với kỷ thuật hiện đại độ phóng xạ chỉ bằng 1/ 50 lần độ phóng xạ tự nhiên và không gây nguy hiểm đối với con người

3

2 Nhược điểm:

- Vốn đầu tư xây dựng cao;

- Yêu cầu trình độ kỹ thuật cao trong việc xây dựng lò phản ứng và làm giàu quặng

Uranium;

- Điều lo ngại nhất là sự an toàn rò rỉ sau thời gian vận hành nhiều năm do một số sự cố đã xảy ra đối với NMĐ nguyên tử của các nước đã gây hậu quả nghiêm trọng trong khu vực lớn

Câu 5: Trình bày định nghĩa và công dụng của đồ thị phụ tải?

- Lập kế hoạch bảo dưỡng, sửa chữa định kỳ…

 Trong thiết kế:

- Xác định được phụ tải cực đại của NMĐ và TBA, biết được sự biến thiên của phụ tải ngày và cả năm → tính toán, chọn lựa công suất tối ưu của các thiết bị, khí cụ điện, dây dẫn

Câu 6: Trình bày các dạng làm mát của máy biến áp điện lực ?

1 Làm mát bằng dầu tự nhiên :

- Đối với MBA công suất nhỏ và trung bình được làm mát bằng dầu tự nhiên

- Những bộ tản nhiệt hay ống tản nhiệt được hàn vào vỏ thùng MBA

- Nhiệt độ lớp dầu bề mặt là cao nhất, nó được di chuyển theo ống đi xuống dưới, dầu đi trong ống sẽ được làm mát bằng không khí rồi quay trở lại đáy thùng dầu

- Hệ thống làm mát ký hiệu là M

4

2 Làm mát bằng dầu tự nhiên có quạt gió:

- Đối với MBA công suất lớn làm mát bằng dầu tuần hoàn tự nhiên là không thỏa mãn yêu cầu nên cần phải tăng cường làm mát nhân tạo nhờ đặt thêm các quạt điện

- Nhờ có quạt gió mà có thể tắt một số quạt khi nhiệt độ không khí thấp hoặc khi phụ tải của MBA giảm

- Việc đóng cắt các quạt gió có thể là tự động hoặc bằng tay

- Hệ thống làm mát ký hiệu là

3 Làm mát bằng tuần hoàn cưỡng bức dầu và không khí

- Đối với MBA công suất lớn hơn 80MVA người ta làm mát MBA bằng cách lưu thông cưỡng bức dầu và không khí nhờ các quạt gió thổi

- Hệ thống làm mát ký hiệu là Ц

4 Làm mát bằng dầu và nước (áp dụng cới các MBA có công suất cực lớn

- Đối với MBA công suất cực thì chu vi thùng không đủ để bố trí các bộ tản nhiệt cần thiết,

vì vậy phải cho dầu tuần hoàn cưỡng bức, dầu được bơm qua bộ phận làm mát

- Nước làm mát chạy trong các ống nước

- Dầu sau khi làm mát được đưa trở lại phía dưới thùng dầu

- Sự làm mát bằng nước có hiệu suất cao hơn so với không khí

- Giá thành của hệ thống làm lạnh thấp hơn, tiêu hao năng lượng ít

- Tổ nối dây của MBA:

+ Các cuộn dây 3 pha có thể nối hình Y, , zigzag

+ Dùng các tổ đấu dây Y/Y0 , Y/ , Y0/

+ Góc lệch pha từ 0 - 3600

- Tần số định mức f (HZ)

- Giá thành sản xuất MBA tự ngẫu rẻ hơn

- Kích thước, trọng lượng bé, vận chuyển dễ dàng hơn

- Tổn hao trong MBA tự ngẫu nhỏ, hiệu suất cao

- Tổn hao điện áp nhỏ, dòng điện từ hóa bé

Câu 9: Sơ đồ nối điện là gì, các yêu cầu cơ bản của sơ đồ nối điện?

1 Khái niệm chung:

- Sơ đồ nối điện là tập hợp tất cả các thiết bị chính như máy phát, máy biến áp, đường dây, máy cắt, thanh góp, thiết bị thao tác, …được nối với nhau theo một trình tự nhất định

2 Yêu cầu cơ bản của sơ đồ nối điện:

- Vai trò của các NMĐ và TBA trong hệ thống điện có vai trò, vị trí khác nhau hoàn toàn, nên sơ đồ nối điện của các nhà máy là khác nhau và TBA cũng vậy

- Độ tin cậy cung cấp điện: Yêu cầu đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện tuỳ thuộc vào mức

độ quan trọng của hộ tiêu thụ Bao gồm các hộ tiêu thụ sau:

 Hộ loại 1: là các hộ rất quan trọng

→ Các hộ này yêu cầu cung cấp điện liên tục ngay cả khi sự cố, thời gian mất điện tối đa cho phép là 0.5-0.7s → phải được cung cấp điện bằng ít nhất 2 đường dây từ 2 nguồn độc lập

 Hộ loại 2: là các hộ quan trọng

→ Hộ này có thể cung cấp điện bằng 1 đường dây nhưng phải có nguồn dự phòng

6

 Hộ loại 3: là những hộ kém quan trọng

→ thời gian mất điện cho phép dài hơn, nhưng không quá 1 ngày đêm

- Yêu cầu đơn giản, linh hoạt, thuận tiện thao tác, an toàn phục vụ:

- Tính kinh tế của sơ đồ:

Quyết định bởi sự tồn tại của các thiết bị và hình thức thanh góp Yêu cầu chi phí vận hành hàng năm phải bé nhất: Zmin

Câu 10: Trình bày khái niệm, phân loại thiết bị phân phối điện?

1 Khái niệm:

Thiết bị phân phối điện là nơi tiếp nhận các nguồn điện năng đến và phân phối điện năng

đi tới các hộ tiêu thụ

2 Phân loại:

- Theo vị trí đặt: Chia làm hai loại:

+ TBPP đặt ngoài trời ( còn gọi là TBPP kiểu hở ): thì chịu tác động trực tiếp hằng ngày của thời tiết như mưa, nắng, gió, bão, tuyết, độ ẩm ướt, bụi…

+ TBPP đặt trong nhà ( còn gọi là TBPP kín ): áp dụng với điện áp U 22kV nên ít chịu tác động trực tiếp hàng ngày của thời tiết

- Theo cách điện: Chia làm hai loại:

+ TBPP có cách điện bằng không khí

+ TBPP dùng cách điện bằng khí SF6

Câu 11: Trình bày nguyên lý làm việc của máy biến áp tự ngẫu điện lực?

7

- Sơ đồ MBA tự ngẫu một pha hai cuộn dây như trên hình vẽ Cuộn dây A-a có số vòng dây W1 –W2 gọi là cuộn dây nối tiếp Cuộn dây a-x có số vòng dây W2 gọi là cuộn dây chung Chiều của mũi tên quy ước là chiều dương của dòng điện và điện áp

- PT sức từ động của MBA giảm áp hai cuộn dây:

- Điều này chứng tỏ : nếu bỏ qua dòng điện từ hóa thì sức từ động trong cuộn dây nối tiếp

và cuộn dây chung bằng nhau về trị số và ngược pha nhau.Vì thế cuộn dây nối tiếp W1 –

W2 có dòng ̇ và cuộn dây chung W2 có dòng ̇ tương ứng có thể xem như là cuộn dây

sơ cấp và thứ cấp của MBA tự ngẫu

- Đối với MBA tự ngẫu 1 pha, nếu bỏ qua tổn thất công suất thì công suất truyền tải là:

Công suất tính toán hay công suất mẫu của MBA tự ngẫu là:

Stt = Sm = Sđm

8

Câu 12: Trình bày về hai chế độ làm việc của MBA tự ngẫu ba cuộn dây?

1 Chế độ 1: Công suất truyền từ Cao sang Trung và Hạ S C = S T + S H

 S T – Công suất từ Cao sang Trung theo chế độ tự ngẫu (a)

 S H – Công suất từ Cao sang Hạ theo chế độ biến áp thông thường (b)

là công suất truyền từ cao áp sang trung áp (hay ngược lại )

là công suất truyền từ cao áp sang hạ áp (hay ngược lại )

 Vậy, công suất cuộn dây nối tiếp sẽ là:

9

- Dòng điện trong cuộn chung:

 Vậy công suất chạy trong cuộn chung sẽ là:

Nhận xét: Từ trên ta thấy rằng công suất trong cuộn nối tiếp lớn nhất và sẽ là điều kiện giới hạn công suất truyền tải trong chế độ này, nghĩa là:

2 Chế độ 2: Công suất truyền từ Cao và Hạ sang Trung S T = S C + S H

0

- Trong cuộn nối tiếp chỉ có truyền từ cao sang trung theo chế độ tự ngẫu

Trong đó: là công suất truyền từ cao áp sang trung áp (hay ngược lại )

- Công suất truyền trong cuộn nối tiếp bằng:

- Dòng điện trong cuộn chung:

- Vậy công suất trong cuộn chung sẽ là:

Nhận xét: Do cộng công suất nên điều kiện giới hạn truyền tải này là do cuộn chung quyết định

mà cuộn chung chỉ tính toán với và là chế độ làm việc xấu nhất của MBA tự ngẫu cần chú ý:

Câu 13: Trình bày tầm quan trọng của việc lựa chọn máy biến áp trong hệ thống điện và chọn máy biến áp cho nhà máy điện phát toàn bộ điện năng lên một cấp điện áp cao

1 Tầm quan trọng của việc chọn MBA trong HTĐ

- Việc lựa chọn số lượng và công suấtđịnh mức của MBA trong nhà máy điện, trạm biến

áp là rất quan trọng bởi vì vốn đầu tư của nó rất lớn trong tổng vốn đầu tư

- Đối với NMĐ có phụ tải địa phương cấp điện áp máy phát trước hết phải xây dựng được

đồ thị phụ tải ngày đêm, công suất trao đổi của nhà máy với hệ thống điện trong chế độ làm việc bình thường

1

2 Chọn MBA cho NMĐ phát toàn bộ điện năng lên 1 cấp điện áp cao

- Điện tự dùng được lấy rẽ nhánh từ đầu cực máy phát điện Công suất của MBA được chọn theo điều kiện sau:

- Trong điều kiện làm việc bình thường, công suất qua MBA chỉ là (Std là công suất tự dùng của máy phát) , nhưng khi chọn công suất MBA vẫn tính theo điều kiện

vì coi điện tự dùng được lấy từ nguồn khác đến

- Do đó, công suất của máy phát điện sẽ được chuyển qua MBA 100%

- Trường hợp công suất máy phát điện bé thì có thể ghép một số máy phát điện với một máy biến áp trực tiếp nối lên điện áp cao

- Điều kiện tổng công suất các máy phát phải bé hơn công suất dự trữ của hệ thống

2

4 Điều kiện lựa chọn MC:

- Loại MC: Chân không, dầu, SF6…

- UđmMC Uđmmạng

- IđmMC Ucb

- IcđmMC I’’

- Iôđđđm Uxk

- IôđnđmMC tôđnđmMC BN ( xung lượng nhiệt của dòng ngắn mạch )

 Đây là một KCĐ có thể đóng cắt trong chế độ bình thường và sự cố

Câu 15: Trình bày nhiệm vụ, phân loại, ký hiệu , các điều kiện lựa chọn và của dao cách ly?

1 Nhiệm vụ:

Tạo khoảng cách an toàn trông thấy được khi sửa chữa thiết bị Trong khả năng DCL cũng có thể đóng cắt mạch điện trong một số trường hợp, nhưng nói chung là đóng cắt khi không có dòng hoặc dòng nhỏ, độ lệch điện áp giữa các cực không đáng kể, sau khi máy cắt đã cắt mạch điện (thường là đóng cắt bằng tay qua bộ phận truyền động)

2 Điều kiện chọn kháng điện :

Câu 17: Trình bày về tổn thất điện áp của kháng điện đơn?

2 Cấp điện áp:

Cấp điện áp cho hệ thống tự dùng thường là 0,380kV, 0,500kV, 3 và 6kV

3 Nguồn cung cấp:

- Dùng máy phát điện riêng:

+ 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 dụng

+ Hiện nay hầu như các NMĐ đều được nối với HT, để cung cấp điện thi công

thường xây lắp trước một trước một đường dây nối với HT và dùng đường dây này trở thành mạch dự phòng cho tự dùng

+ 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

Câu 19: Trình bày đặc điểm và nguyên tắc thiết kế điện tự dùng trong nhà máy nhiệt điện

và thủy điện?

1 Đặc điểm:

- Std ở 3 kV ( 6kV) chiếm 80 –90% Std tổng

- Std ở 0,4 kV chiếm 10 –20% Std tổng

- Để dự phòng dùng 1 MBA dự phòng lấy điện áp từ UT hoặc từ 1 bộ MF –MBA

Câu 20: Phân tích tình trạng làm việc của mạng điện 3 pha trung tính cách điện đối với đất khi hệ thống hoạt động bình thường và khi một pha chạm đất?

1 Khi HT hoạt động bình thương:

6

 Dòng điện dung IC không làm thay đổi biên độ dòng ∑

 Nó chỉ làm thay đổi rất ít góc pha của dòng ∑ mà thôi

 Không có dòng điện đi vào đất

2 Khi ngắn mạch:

- Sơ đồ:

Ta có:









- Giản đồ vecto

8

- Giản đồ vecto:

3 Kết luận:

- Giống như mạng có TT cách ly

- Có dòng điện đi qua cuộn kháng L, dòng này ngược chiều với dòng qua điện dung làm giảm dòng đi vào đất → dập hồ quang

- Điều chỉnh L sao cho Iđất > Inhạy để BVRL có thể phát hiện dòng đi vào đất

Câu 22: Phân tích tình trạng làm việc của mạng điện 3 pha trung tính nối đất trực tiếp khi

hệ thống hoạt động bình thường và khi một pha chạm đất?

1 Khi HT hoạt động bình thường: giống câu 21

9

Câu 23: Trình bày các bước kiểm tra điều kiện quá tải bình thường của MBA điện lực khi

đồ thị phụ tải hai bậc?

0

Câu 24: Trình bày các bước kiểm tra điều kiện quá tải bình thường của MBA điện lực khi

đồ thị tải có nhiều bậc?

- Bước 1: Căn cứ vào đồ thị phụ tải qua MBA chọn MBA có: Smin < SdmMBA < Smax

- Bước 2: Trong các vùng quá tải chọn vùng có ∑ lớn nhất để tính S2dt :

- Bước 3:Tính S2dt theo biểu thức :

- Bước 4: Chọn 10h trước vùng tính S2 để tính : S1dt = √∑( )

Cho S1 = S1dt

1

- Bước 5: Tính k1, k2 theo biểu thức:

- Bước 6: Từ k1 và T2 vừa tính được tra đường cong quá tải cho phép của MBA để tìm k2cp

 Nếu k2cp k2 thì MBA đã chọn có thể vận hành quá tải được

 Nếu k2cp < k2 thì chọn MBA có công suất lớn hơn

-

2

Câu 25: Trình bày sơ đồ nối điện của hệ thống 1 thanh góp (số MC/ số mạch = 1) có sử dụng thanh góp vòng?

- Nguyên lý hoạt động của sơ đồ:

+ Trong chế độ hoạt động bình thường 2 nguồn được cấp vào thanh góp thông qua máy cắt, đi kèm máy cắt là dao cách ly ở phía đầu và cuối, từ thánh góp chúng được phân bố sang 4 mạch (mỗi mạch đều có máy cắt và dao cách ly) cấp cho phía tải, ngoài ra thanh góp còn phân bố sang mạch vòng (bao gồm máy cắt vòng và dao cách ly vòng) ở chế độ bình thường, máy cắt đóng chỉ có máy cắt vòng cắt

+ Trong chế độ sự cố: giả sử thanh góp hoặc máy cắt phía đầu nguồn sự cố thì nguồn được rẽ nhánh vào thanh góp vòng và cấp điện trực tiếp cho tải chỉ thông qua dao cách ly Trong Th máy cắt của 1 trong 4 mạch gặp sự cố thì thanh góp được phân bố qua mạch vòng rùi cấp cho tải phía mạch gặp sự cố ở chế độ sự cố thì máy cắt vòng sẽ đóng

- u điểm: đơn giản, dễ hiểu Nếu có sự cố ở máy cắt nào đi chăng nữa thì tải vẫn có điện

- Nhược điểm: thanh góp vòng chỉ sử dụng được ngắn hạn vì không có các máy cắt bảo vệ phụ tải

3

Câu 26: Trình bày sơ đồ nối điện của hệ thống 2 thanh góp có thanh góp đường vòng?

- Khi sửa chữa 1 mạch bất kỳ vẫn không gây ra mất điện dù chỉ tạm thời

- Các mạch đều được nối với thanh góp vòng qua dao cách ly vòng

- Máy cắt nối liên lạc giữa 2 hệ thống thanh góp chính

- Máy cắt vòng nối với thanh góp vòng và với 2 hệ thống thanh góp chính

- Trong một số trường hợp để tiết kiệm người ta không đặt máy cắt nối giữa 2 thanh góp

mà chỉ sử dụng máy cắt vòng và thêm một dao cách ly phụ nữa, nhưng nó chỉ thích hợp khi vận hành 1 HT thanh góp

- Những thiết bị bình thường vận hành cả hai hệ thống thanh góp khi sửa chữa một máy cắt nào đó phải chuyển tất cả các mạch sang một hệ thống thanh góp và máy cắt nối lúc này làm nhiệm vụ thay máy cắt vòng

- Sơ đồ sử dụng nhiều dao cách ly, cấu tạo thiết bị phân phối phức tạp , thường sử dụng rộng rãi cho các thiết bị quan trọng có điện áp từ 110kV trở lên