Hộ tiêu thụ điện hạ thế, lưới phân phối hạ thế, kết lưới khách hàng, chất lượng điện áp nguồn cung cấp, giảm chi phí tiêu thụ điện,... là những nội dung chính trong chương 3.B Mạng điện hạ áp thuộc bài giảng Chuẩn trong thiết kế và thi công các công trình điện. Mời các bạn cùng tham khảo.
Trang 1B Mạng điện hạ áp
1 Hộ tiêu thụ điện hạ thế
2 Lưới phân phối hạ thế
3 Kết lưới khách hàng
4 Chất lượng điện áp nguồn cung cấp
5 Giảm chi phí tiêu thụ điện
Trang 21 Hộ tiêu thụ điện hạ thế
Tiêu chuẩn IEC 60038 khuyến cáo về điện áp cho
lưới hạ thế 3 pha 4 dây là 230/400V
Điện áp của lưới hạ thế nội bộ có thể là 120/208V
hoặc 240/415V
Tải đến 250 kVA có thể được cấp từ lưới LV Nhưng
nhà cung cấp thường đề nghị cấp điện trung thế cho
tải lớn
Các hộ tiêu thụ hạ thế:
• Khu dân cư, nhà ở
• Cửa hàng, tòa nhà thương mại
• Các nhà máy nhỏ, nhà xưởng, trạm xăng
• Nhà hàng, nông trại …
Trang 3B Mạng điện hạ áp
Quốc gia Tần số và
sai lệch % Dân dụng Thương mại Công nghiệp
Độ lệch điện áp (%) của lưới hạ thế Australia 50 ± 0,1 415/240
240
415/240 440/250 440
22 kV
11 kV 6,6 kV 415/240 440/250
± 6
220
380/220 220
± 7
230
400/230 690/400 590/100
20 kV
10 kV 230/400
± 10
Japan (East) 50 + 0,1
- 0,3
200/100 200/100
(up to 50 kW)
140 kV
60 kV
20 kV
6 kV 220/100
± 10
United Kingdom
(Including Northern
Ireland)
50 ± 0,4 230
220
400/230 380/220
400/230 380/220
± 6
15 kV
10 kV
6 kV 220/380
± 10
Thông số lưới điện một số quốc gia
Trang 4a, 3 pha 4 dây, mắc sao,
trung tính nối đất
b, 3 pha 3 dây mắc sao
c, 3 pha 3 dây, mắc sao trung tính nối đất
d, 3 pha 4 dây, mắc sao
trung tính cách ly
e, 2 pha 3 dây, mắc sao trung tính nối đất
f, 3 pha 3 dây mắc tam giác
Trang 5g, 3 pha 4 dây, mắc tam giác
nối đất điểm giữa của 1 pha
h, 3 pha tam giác hở, 4 dây nối đất điểm giữa của 1 pha
i, 3 pha tam giác hở, 3 dây nối đất điểm nối các pha
j, 1 pha 3 dây
nối đất điểm giữa
k, 1 pha 2 dây, nối đất tại đầu của 1 pha
l, 1 pha 2 dây, không nối đất
m, 1 dây, trở về qua đất n, mạch 1 chiều, 3 dây,
không nối đất
Trang 6 Chức năng của dây phân phối hạ thế “chính” (các cáp ngầm
hoặc dây trên không) là cấp điện cho nhóm hộ tiêu thụ dọc trên
đường đi.
Hai thông số giới hạn cho mạng phân phối:
Dòng điện lớn nhất mạng có thể tải trong thời gian vô hạn.
Chiều dài max của dây dẫn mà độ sụt áp cuối nguồn nằm
trong giới hạn cho phép.
Hệ thống Dòng cho phép lớn nhất
cho mỗi hộ tiêu thụ kVA
120 V, 1 pha, 2 dây 60 A 7,2 120/240 V 1 pha, 3 dây 60A 14,4 120/208V 3 pha, 4 dây 60A 22 220/380V 3 pha, 4 dây 120A 80 230/400V 3 pha, 4 dây 120A 83 240/415V 3 pha, 4 dây 120A 86
Tải định mức lớn nhất có thể được kết nối với dây phân phối hạ thế
Trang 7B Mạng điện hạ áp
Khi kết lưới một tải mới cần xem xét:
Kích cỡ dây phân phối hiện hữu
Tổng tải đã được nối
Vị trí tải sẽ được kết lưới.
Với các xí nghiệp có công suất vừa và nhỏ, có thể nối
vào lưới LV
Nếu tải vượt quá giá trị cho phép của đường dây phân
phối, có thể dùng cáp riêng cấp điện cho tải từ tủ phân
phối hạ thế của trạm Khả năng mang thêm tải của MBA trong trạm:
• Tải > 300 kVA yêu cầu cáp lớn, trừ khi tâm phụ tải nằm gần trạm, việc cấp điện bằng cáp hạ thế riêng không có lợi về kinh tế.
• Nhà cung cấp thường đề nghị cấp điện trung thế cho tải > 250 kVA
Trang 82 Lưới phân phối hạ thế
Các thành phố và thị xã trung bình và lớn thường dùng
cáp ngầm cho hệ thống phân phối
Các trạm BA trung/ hạ thường trang bị:
Tủ đóng cắt trung thế
Một hoặc 2 MBA trung/ hạ
Một hoặc 2 tủ phân phối hạ thế
Đầu ra của biến thế được nối với thanh góp hạ thế
bằng máy cắt phụ tải hoặc dao cách ly
Trang 9B Mạng điện hạ áp
Các liên kết được đặt sao cho mạng phân phối tạo
nên các mạch hình tia dạng mở Khi hộp nối liên kết
mạng phân phối từ trạm này với 1 trạm khác thì các
liên kết dây pha sẽ được tháo bỏ hoặc thay thế bằng
các cầu chì, còn liên kết dây trung tính được giữ
nguyên
Càng cách xa trạm thì tiết diện dây càng bé
Trang 10thống rất linh hoạt Nếu 1
trạm dừng hoạt động, phụ tải
vẫn có thể nhận nguồn từ
trạm khác thông qua hộp nối.
-Dễ dàng cô lập đoạn hư
hỏng để sửa chữa.
-Với vùng có mật độ phụ tải
thấp, có thể đặt những cột
phân phối tự do ở những
điểm “chiến lược” của mạng
Một số lộ lớn của mạng hạ
thế hình tia từ tủ phân phối ở
trạm sẽ cấp nguồn cho thanh
góp của cột phân phối Sử
dụng các dây phân phối nhỏ
hơn để cấp điện cho khách
hàng nằm quanh cột phân
phối này
Bố trí lưới hạ thế hình tia
Trang 11B Mạng điện hạ áp
Những năm gần đây, dây hạ thế kép bọc cách điện (2
hoặc 4 lõi) được phát triển và sử dụng rộng rãi cho
lưới trên không
Khi nhiều trạm cùng cấp điện cho 1 khu vực, cần bố
trí kết lướt hạ thế sao cho các dây hạ thế từ các trạm
khác nhau sẽ được nối với nhau và tương thích về
pha
Trang 123 Kết lưới khách hàng
Ranh giới ngành điện/ khách hàng thường ở đầu ra
công tơ, hoặc đôi khi ở đầu ra của CB tổng của lưới
khách hàng
Kết lưới được thực hiện bởi nhân viên ngành điện
sau khi kiểm tra và thử nghiệm lắp đặt đạt yêu cầu
Lắp đặt MCCB – máy cắt dạng đúc kết hợp thiết bị
bảo vệ dòng rò là yêu cầu bắt buộc tại điểm đầu của
bất kỳ lưới hạ thế nào có hệ thống nối đất TT
• Lắp MCCB có thể giới hạn tải đã đăng ký của khách hàng Khách hàng có thể đóng cắt MCCB
Trang 13B Mạng điện hạ áp
Bố trí lưới hạ thế cho hộ tiêu thụ dân dụng
Trang 144 Chất lượng điện áp nguồn cung cấp
Thể hiện ở:
Mức dao động của điện áp và tần số
Tính liên tục cấp điện.
Đảm bảo dạng sóng sin
Hầu hết các quốc gia duy trì điện áp mức ± 5% trị định mức.
IEC khuyến cáo các thiết bị hạ thế cần hoạt động tốt trong khoảng ±
10% Uđm Đây là giá trị ngưỡng theo các điều kiện tồi tệ nhất.
Một mức điện áp thích hợp tại đầu vào lưới khách hàng là cần thiết
để thỏa mãn các điều kiện vận hành của thiết bị Các giá trị thực tế
của dòng, sụt áp trong hệ thống hạ thế tiêu biểu cho thấy tầm quan
trọng của việc duy trì hệ số công suất cao như là biện pháp để giảm
sụt áp.
Trang 15B Mạng điện hạ áp
Với MBA trung/ hạ, điện áp ra không tải có thể chỉnh
trong mức ±2% U không tải, nhờ bộ điều áp không
tải
Khi biến áp đầy tải, để đảm bảo điện áp trong giới
hạn cho phép, thì điện áp ra không tải càng lớn càng
tốt nhưng không quá giới hạn trên là +5%
Trang 16 Ví dụ:
Biến áp phân phối có điện kháng ngắn mạch là 5% Nếu thành phần
do điện trở chiếm 1/10 thì sụt áp khi đầy tải và cosφ = 0,8 (tải cảm)
là:
V% = R% cosφ + X%.sinφ = 0,5 0,8 + 5 0,6 = 3,4 %.
Như vậy nếu dải điện áp đầu ra khi không tải của MBA là 102% đến
106% thì khi đầy tải, điện áp đầu ra là 102 – 3,4 = 98,6% tới 106 –
3,4 = 102,6% Như vậy để thiết bị điện cuối đường dây hoạt động
bình thường (± 10%) thì sụt áp lớn nhất được phép trên đường dây
là 98,6 – 95 = 3,6%.
Chú ý: Hệ số công suất 0,8 là đặc trưng cho các tải công nghiệp Ở
những vùng tải hỗn hợp (nửa công nghiệp) thì trị số 0,85 là phổ
biến Giá trị cosφ = 0,9 thường dùng cho các vùng dân cư.
Trang 17B Mạng điện hạ áp
5 Giảm chi phí tiêu thụ điện
Hai phương pháp giảm chi phí tiêu thụ điện: Các hệ
thống biểu giá thường khuyến khích khách hàng quản lý
và tiêu thụ điện sao cho giảm chi phí phát, truyền tải và
phân phối điện năng
Giảm tổn thất trong quá trình phát, truyền tải và phân
phối điện năng bằng cách nâng cao hệ số công suất
Giảm phụ tải đỉnh, tăng tải vào giờ thấp điểm Điều
này giúp giảm đáng kể chi phí sản xuất năng lượng,
khai thác vận hành các nhà máy điện được kinh tế,
giảm máy phát dự phòng Có thể khuyến khích sử
dụng điện vào giờ thấp điểm nhờ chính sách về giá
điện