Chương Ï Những vấn đề chung về HT-CCĐ 4.1 Khái niêm về hê thống điên: Ngày nay khi nói đến hệ thông năng lượng, thông thường người ta thường hình dung nó là hệ thông điện, tương tự như
Trang 1Chuong I Bai mo dau:
Các tài liêu tham khảo:
1 Giáo trình CCÐ cho xí nghiệp công nghiệp
Bộ môn phát dẫn điện xuất bản 1978 (bản in roneo)
2 Giáo trình CCÐ (tập 1 và 2)
Nguyễn Công Hiền và nhiều tác giả xuất bản 1974,1984
3 Thiét ke CCD XNCN
Bộ môn phát dẫn điện (bản in roneo khoa TC tái bản)
4 Một số vấn đề về thiết kế và qui hoach mạng điện địa phương
Đặng Ngọc Dinh và nhiều tác giả
5 Giáo trình mạng điện
Bộ môn phát dẫn điện
Một số tài liệu nước ngoài hoặc dich:
1 Cung cấp điện cho xí nghiệp công nghiệp
Tg: Fe-đô-rov NXB-Năng lượng 1972
2 Cung cấp điện cho xí nghiệp công nghiệp
Tg: Epmulov NXB-Năng lượng 1976
3 Sách tra cứu về cung cấp điện (tập I & II sách dịch)
Tg: Fe-đô-rov NXB-Năng lượng 1980
Giới thiêu các chương của giáo trình:
Chương |: Những vấn đề chung về TH-CCĐ
Chương l!: Phụ tải điện
Chương lll: Cơ sở so sánh-kinh tế kỹ thuật trong CCĐ
Chương IV: Sơ đồ CCĐÐ và trạm biến áp
Chương V: Tính toán mạng điện trong xí nghiệp
Chương VI: Xác định tiết diện dây dẫn trong mạng điện
Chương VII: Tính toán dòng ngắn mạch
Chương VIII: Lựa chọn thiết bị điện
Chương lX: Bù công suất phản kháng trong mạng xí nghiệp
Chương X: Bảo vệ rơ-le trong mạng điện xí nghiệp
Chương XI: Nối đất và chiếu sáng
Chương XII: Chiếu sáng công nghiệp
Chương Ï
Những vấn đề chung về HT-CCĐ
4.1 Khái niêm về hê thống điên:
Ngày nay khi nói đến hệ thông năng lượng, thông thường người ta thường hình dung nó là
hệ thông điện, tương tự như vậy đôi lúc ngường ta gọi Khoa điện là Khoa năng lượng, đó
không phải là hiện tượng ngẫu nhiên mà nó chính là bản chất của van dé Ly do là 6 chỗ năng lượng điện đã có ưu thế trong sản xuất,khai thác và truyền tải, cho nên hầu như toán
bộ năng lượng đang khai thác được trong tự nhiên người ta đều chuyển đổi nó thẳnh điện năng trước khi sử dụng nó Từ đó hình thành một hệ thống điện nhằm tryuền tải, phân phối
và CCÐ điện năng đến từng hộ sử dụng điện
Một số ưu điểm của điên năng:
+ Dễ chuyển hoá thành các dạng năng lượng khác (Quang, nhiệt, hoá cơ năng )
+ Dễ chuyền tải và truyền tải với hiệu suất khá cao
+ Không có sắn trong tự nhiên, đều được khai thác rồi chuyển hoá thành điện năng Ở nơi
sử dụng điện năng lại dẽ dàng chuyển thành các dạng năng lượng khác -› Ngày nay phần
lớn năng lượng tự nhiên khác được khai thác ngay tại chỗ rồi được đổi thành điện năng (VD
NM nhiệt điện thường được xây dựng tại nơi gần nguồn than; NM thỷ điện gần nguồn nước ) Đó cũng chính là lý do xuất hiện hệ thống tryền tải, phân phối và cung cấp điện năng mà chung ta thường gio là hệ thông điện
Đỉnh nghĩa: Hệ thống điện bao gồm các khâu sản xuất ra điện năng; khâu tryền tải; phân phối và cung cấp điện năng đến tận các hộ dùng điện (xem HV.)
NL sơ cấp 220 kV 110 kV 10 kV
10kV sản xuất & tryén tải
(phát dẫn điện)
NMĐ2
phân phổi & cung
cấp điện năng (CCB)
0,4 kV
HV 01
Trang 2Từ đó cho thấy lĩnh vực cung cấp điện có một ý nghĩa hẹp hơn
Định nghĩa: Hệ thông cung cấp điện chỉ bao gồm các khâu phân phối;
Tuyền tải & cung cấp điện năng đến các hộ tiêu thụ điện
Vài nét đặc trưng của năng lương điên:
1-_ Khác với hầu hết các sản phẩm, điện năng được sản xuất ra, nói
chung không tích trữ được (trừ vài trường hợp đặc biệt với công
suất nhỏ như pin, acqui ) -> Tại mỗi thời điểm luôn luôn phải đảm
bảo cần bằng giữa lượng điện năng sản xuất ra và tiêu thụ có kể
đến tổn thất trong khâu truyền tải Điều này când phải được quán
triệt trong khâu thiết kế, qui hoạch, vận hành và điều độ hệ thống
điện, nhăm giữ vững chất lượng điện (u & f)
2-_ Các quá trình về điện xẩy ra rất nhanh Chẳng hạn sóng điện từ
lan tuyển trong dây dẫn với tốc độ rất lớn xấp sỉ tốc độ ánh sáng
30 000 000 km/s (quá trình ngắn mạch, sóng sét lan truyền lan
tuyên) -> Đóng cắt của các thiết bị bảo v.v đều phải xẩy ra
trong vòng nhỏ hơn 1⁄10 giây -› cần thiết để thiết kế, hiệu chỉnh
các thiết bị bảo vệ
3- Công nghiệp điện lực có quan hệ chặt chẽ đến nhiều ngành kinh
tế qquốc dân (luyện kim, hoá chất, khai thác mỏ, cơ khí, công
nghiệp dệt ) — là một trong những động lực tăng năng suất lao
động tạo nên sự phát triển nhịp nhành trong cấu trúc kinh tế
Quán triệt đặc điểm này sẽ xây dựng những quyết định hợp lý
trong mức độ điện khí hoá đối với cacs ngành kinh tế — Các vùng
lãnh thổ khác nhau - Mức độ xây dựng nguồn điện, mạng lưới
truyền tải, phân phối —› nhằm đáp ứng sự phát triển cân đối, tránh
được những thiệt hại kinh tế quốc dân do phải hạn chế nhu cầu
của các hộ dùng điện
Nội dụng môn học:
Nhằm giải quyết các vấn đề kỹ thuật trong việc thiết kế hệ thống CCĐ-
XN nói chung và FHTĐ nói riêng Một phương án CCĐ được gọi là hợp lý
phải kết hợp hài hoà một loạt các yêu cầu như:
e Tính kinh tế (vốn đầu tư nhỏ)
e _ Độ tin cây (xác suất mất điện nhỏ)
e An toàn và tiện lợi cho việc vận hành thiết bị
e _ Phải đam bào được chất lượng điện năng trong phạm vi cho phép
(kỹ thuật)
Như vậy lời giải tối ưu khi thiết kế HTĐ phải nhận được từ quan điểm
hệ thống, không tách khỏi kế hoạch phát triển năng lượng của vùng; Phải
được phối hợp ngay trong những vấn đề cụ thể như —- Chọn sơ đồ nối dây
của lưới điện, mức tổn thất điện áp
Việc lựa chọn PA CC phải kết hợp với vviệc lựa chọn vị trí, công suất
của nhà máy điện hoặc trạm biến áp khu vực
Phải quan tâm đến đạc điểm công nghệ của xí nghiệp, xem xét sự
phát triển của xí nghiệp trong kế hoạch tổng thể (xây dựng, kiến trúc )
Vì vậy các dự án về thiết kế CCĐ-XN, thường được đưa ra đồng thời
với các dự án về xây dựng, kiến trúc, cấp thoát nước v.v và được duyệt
bởi một cơ quan trung tâm ỏ đây có sự phối các mặt trên quan điểm hệ thống và tối ưu tổng thể
1.2 Phân loai hô dùng điên xí nghiêp:
Các hộ dùng điện trong xí nghiệp gồm nhiều loại tuỳ theo cách phân chia khác nhau -> (nhằm mục đích đảm bảo CCĐ theo nhu cầu của từng loại hộ phụ tải)
a) Theo điện áp và tần số: căn cứ vào U„„ và f
* H6 dung dién 3 pha U,,, < 1000 V; f„ = 50 Hz
* H6 dung dién 3 pha U,,, > 1000 V; f„ = 50 Hz
* H6 dung dién 1 pha U,,, < 1000 V ; f,,, = 50 Hz
* Hộ dùng điện làm việc với tần số z 50 Hz
* Hộ dùng dòng điện một chiều
b) Theo chế đô làm việc: (của các hộ dùng điện)
Dài hạn: phụ tải không thay đổi hoặc ít thay đối, làm việc dài hạn mà nhiệt độ không vượt quá giá trị cho phép (VD: Bơm; quạt gió, khí nén )
Ngắn hạn: thời gian làm việc không đủ dài để nhiệt độ TB đạt giá trị qui định (VD các động cơ truyền động cơ cấu phụ của máy cắt gọt kim loại, động cơ dóng mỏ van của TB thuỷ lực)
Ngắn hạn lập lại: các thời kỳ làm việc ngắn hạn của TB xen lẫn với thời kỹ nghỉ ngắn hạn -> được đặc trưng bởi tỷ số giữa thời gian đóng điện và thời gian toàn chu trình sản suất (VD máy nâng; TB hàn)
c) Theo mức độ tin cây cụng cấp điện: tuỳ theo tầm quan trọng trong nền kinh tế và xã hội, các hộ tiêu thụ điện được CCĐ với mức độ tin cậy khác nhau và phân thành 9 loại
Hộ loại I: Là hộ mà khi sự cố ngứng CCĐ sẽ gây ra những thiệt hại lớn về kinh tế,
de doa dén tính mạng con người, hoặc ảnh hưởng có hại lớn về chính trị - gây những thiệt hại do đối loạn qui trình công nghệ Hộ loại ! phải được CCÐ từ 2 nguồn độc lập trỏ lên Xác suất ngừng CCĐ rất nhỏ, thời gian ngừng CCĐ thường chỉ được phép bằng thời gian tự động đóng thiết bị dự trữ (VD xí nghiệp luyện kim, hoá chất lớn )
Hộ loại II: Là hộ tuy có tâm quan trọng lớn nhưng khi ngừng CCĐÐ chỉ dẫn đến thiệt hại về kinh tế do hư hỏng sản phẩm, ngừng trệ sẵn xuất, lãng phí loa động v.V Hộ loại II được CCĐÐ từ 1 hoặc 2 nguồn - thời gian ngừng CCĐÐ cho phép bằng thời gian để đóng TB dự trữ bằng tay (XN cơ khí, dệt, công nghiệp nhẹ, công nghiệp địa phương )
Hộ loại III: mức độ tin cậy thấp hơn, gồm các hộ không nằm trong hộ loại 1 và 2 Cho phép mất điện trong thời gian sửa chữa, thay thế phần tử sự cố nhưng không quá một ngày đêm Hộ loại III thường được CCĐ băng một nguồn
1.3 Các hô tiêu thu điên điển hình:
Các thiết bị động lực công nghiệp
Các thiết bị chiếu sáng (thường 1 pha, ĐTPT bằng phẳng, cosg = 1-0,6)
Các TB biến đổi
Các động cơ truyền động máy gia công
Trang 35) Lò và các thiết bị gia nhiệt
6) Thiết bị hàn
(Giải công suất; dạng ĐTPT; Giải U„ ; f„ ; cosọ ; đặc tính phụ tải; thuộc
hộ tiêu thụ loại 1; 2 hoặc 3 )
1.4 Các chỉ tiêu kỹ thuât trong CCĐ-XN:
Chỉ tiêu kỹ thuật của hệ thông CCĐ được đánh giá băng chất lượng điện
năng cung cấp, thông qua 3 chỉ tiêu cơ bắn U; f; tính liên tục CCĐ
*Tính liên tuoi CCĐ: hệ thống CCĐ phải đảm bảo được việc CCĐ liên tục
theo yêu cầu của phụ tải (yêu cầu của hộ loại I; II & Ill)
Chỉ tiêu này thường được cụ thể hoá bằng xác suất làm việc tin
cậy của -> trên cơ sở này người ta phân các hộ tiêu thụ thành 3 loại hộ mà
trong thiết kế cần phải quán triẹet để có được PA CCD hap ly
* Tần số độ lệch tần số cho phép được qui định là + 0,5 Hz Để đảm bảo
tân số của hệ thông điện được ổn định công suất tiêu thụ phải < công suất
của HT Vậy ở xí nghiệp lớn khi phụ tải gia tăng thường phải đặt thêm TB tự
động đóng thêm máy phát điện dự trữ của XN hoặc TB bảo vệ sa thải phụ
tải theo tân số
*Điện áp: Độ lệch điện áp cho phép so với điện áp định mức được qui định
như sau: (ö chế độ làm việc bình thường)
+ Mang chiéu sang: [AU%] =42,5% U4,
Trường hợp khỏi động động cơ hoặc mạng điện đang trong tình trạng sự cố
thì độ lệch điện áp cho phép có thể tới (-10 + 20 %)U „„ Tuy nhiên vì phụ
tải điện luôn thay đổi nên giá trị điện áp lại khác nhau ỏ các nút của phụ tải
- điều chỉnh rất phức tạp Để có những biện pháp hiệu lực điều chỉnh điện
áp, cần mô tả sự diễn biến của điện áp không những theo độ lệch so với
giá trị định mức, mà còn phải thể hiện được mức độ kéo dài Khi đó chỉ tiêu
đánh giá mức độ chất lượng điện áp là giá trị tích phân
Wt) Uae
Trong do:
U() - giá trị điện áp tại nút khảo sát ở thời điểm t
T - khoảng thời gian khảo sát
Um - gia tr định mức của mạng
Khi đó độ lệch điện áp so với giá trị yêu cầu (hoặc định mức) được mô tả
như một đại lượng ngẫu nhiên có phân bố chuẩn, và một trong những mục
tiêu quan trọng của điều chỉnh điện áp là: sao cho giá trị xác suất để trong
suốt khoảng thời gian khảo sát T độ lệch điện áp năm trong phamj vi cho phép, đạt cực đại Ngaòi ra khi nghiên cứu chất lượng điện năng cần xét đến hành vi kinh tế, nghĩa là phải xét đến thiệt hại kinh tế do mất điện, chất lượng điện năng xấu Chẳng hạn khi điện áp thấp hơn định mức, hiệu xuất máy giảm, sản xuất kém, tuổi thọ động cơ thấp hơn định mức, hiệu suất máy giảm, sản phẩm kém, tuổi thọ động cơ giảm v.v Từ đấy xác định được giá trị điện áp tối ưu Mặt khác khi nghiên cưu chất lượng điện năng trên quan điểm hiệu sử dụng điện, nghĩa là điều chỉnh điện áp và đồ thị phụ tải sao cho tổng số điện năng sử dụng với
điện áp cho phép là cực đại Những vấn đè nêu trên cần có những nghiên cưu ti mi dua trên những thông kê có hệ thông về phân phối điện áp tại các nút, suất thiệt hại kinh tế do chất lượng điện xấu
1.4 Môt số ký hiêu thường dùng:
3 — Máy biến áp 2 cuộn dây
Ậ
5 — Máy biến áp điều chỉnh dưới tải
6 - Kháng diện
7 - Máy biến dòng điện
8 — Máy cắt điện
10 - Aptémat
11 —- Cầu dao cách ly
A
12 — May cat phu tai
Trang 414— Tủ điều khiển [|
15— Tủ phân phối
16— Tủ phân phối động lực mi
17 — Ta chiếu sáng làm việc
18 Tủ chiếu sáng cục bộ L&@]
19 ~ Khổi động từ
20 - Đèn sợi đốt
21 - Đèn huỳnh quang
22- Công tắc điện
23— Ổ cắm điện
24— Dây dẫn điện
25 — Day cap dién
26 — Thanh dan (thanh cái)
27 - Dây dẫn tần số z 50 Hz
28 — Day d&n mang hai day
29 — Day d&n mang 4 dây
30 - Đường dây điện áp U < 36 V
37 — Đường dây mạng động lực 1 chiều
32 — Chống sét ống
33 — Chông sét van
34— Cầu chì tự rơi
HED
—.—
