Chương 1 tổng quát về hệ thống cung cấp điện đã chuyển đổi đã chuyển đổi

Nội dung học phần – LýthuyếtChương 1: Đại cương về Hệ thống Điện và Cung cấp Điện Chương 2: Phụ tải Điện Chương 3: Trạm biến áp Chương 4: Tính toán tổn thất trong hệ thống Cung cấp Điện

CUNG CẤPĐIỆN

Nội dung học phần – Lýthuyết

Chương 1: Đại cương về Hệ thống Điện và Cung cấp Điện

Chương 2: Phụ tải Điện

Chương 3: Trạm biến áp

Chương 4: Tính toán tổn thất trong hệ thống Cung cấp Điện

Chương 5: Lựa chọn thiết bị trong hệ thống Cung cấp Điện

Chương 6: Bảo vệ chống quá Điện áp trong hệ thống CCĐ Chương 7

Giáo trìnhvà tài liệu tham khảo

• Giáo trình:

[1] Ninh Văn Nam, Nguyễn Quang Thuấn, Hà Văn Chiến , « Giáo trình Cung Cấp

Điện », Trường ĐHCNHN , 2012

• Tài liệu tham khảo:

[2] Trần Quang Khánh, “Cung cấp điện”, tập 1, 2, NXBKH&KT,2006.

[3] Ngô Hồng Quang (chủ biên), Vũ Văn Tẩm , “Thiết kế cấp điện”, NXBKH&KT, 2006

[4] Nguyễn Công Hiền (chủ biên), Nguyễn Xuân Phú , “Hệ thống cung cấp điện”,

NXBKH&KT, 2010

[5] Phan Thị Thanh Bình (dịch), “Hướng dẫn thiết kế lắp đặt điện theo tiêu chuẩn

quốc tế IEC”, NXBKHKT, 2001

Đánhgiá

• Số tiết lý thuyết : 30 tiết

• Số tiết thí nghiệp – thực hành: 30 tiết

• Đánh giá kết thúc học phần:

• Kiểm tra thường xuyên: 2 bài (cuối chương 4 và cuối chương 7) hệ số1

• Điểm tổng hợp các bài thí nghiệm: hệ số 1

• Điểm chuyền cần = function (số tiết trên lớp,điểm kiểm tra thườngxuyên):

hệ số1

• Thi tự luận kết thúc học phần: hệ số2

Đại cương về Hệ thống Điện và

Cung cấp Điện

Nội dung

7

1 Khái niệm cơ bản

3 Các hệ thống Cung cấp Điện

4 Các yêu cầu cơ bản của Cung cấp Điện

Nội dung

1 Khái niệm cơ bản

1.1.1 Hệ thống Điện

HTĐlà một bộ phận của hệ thống năng lượng, bao gồm tất cảcác

thiết bị dùng để sản xuất, biến đổi, truyền tải, phân phối và tiêu thụ điện năng.

1.1.1 Hệ thống Điện

Source: poweroverenergy.org

1.1.2 NguồnĐiện

Source: poweroverenergy.org

11

1.1.2 NguồnĐiện

Nguồn năng lượng tự nhiên: hay còn gọi là nguồn năng lượngsơ

cấp, bao gồm các dạng chính như sau

• Năng lượng hoá thạch (than, dầu mỏ, khí tự nhiên)

• Năng lượng hạt nhân (uranium)

• Năng lượng tái tạo (nước, mặt trời, gió, sinh khối, địa nhiệt)

1.1.2 NguồnĐiện

13

Nhà máy điện: bao gồm các thiết bị máy móc dùng để biến đổi các dạng năng lượng sơ cấp khác nhau thành điện năng Căn cứ theo việc sử dụng nguồn năng lượng sơcấp để phát điện, người ta phân ra các nhà máy

điện:

• Nhà máy nhiệt điện

• Nhà máy thuỷ điện

• Nhà máy điện nguyên tử

• Một số nhà máy khác: điện mặt trời, điện gió, địa nhiệt, tích năng…

Nguồn điện: là tập hợp các nhà máy điện thuộc HTĐ

1.1.3 Mạng (lưới)Điện

Source: poweroverenergy.org

1.1.3 Mạng (lưới)Điện

Mạng lưới điện: là tập hợp các TBA, trạm đóng cắt, các đường dây trên không và cáp dùng để truyền tải và phấn phối điện năng từcác nhà máy điện đến các hộ dùng điện.

Source: tepco.co.jp 15

1.1.4 Hộ tiêu thụĐiện

Source: poweroverenergy.org

1.1.4 Hộ tiêu thụĐiện

17

Phụ tải điện: bao gồm các thiết bị sử dụng điện riêng biệt hay tập hợp tất

cả các thiết bị điện đó Thiết bị sử dụng điện là các động cơ điện, lò điện cảm ứng, máy hàn điện, thiết bị chiếu sáng, thông gió điều hoà không khí…

• Phụ tải loại I: là những phụ tải mà khi ngừng cung cấp điện sẽ dẫn đến thiệt

hại về người, thiệt hại rất lớn về mặt kinh tế, chính trị và ngoại giao

• Phụ tải loại II: là những phụ tải mà khi ngừng cung cấp điện sẽ dẫn đến thiệt

hại đáng kể về mặt kinh tế và phá vỡ các hoạt động bình thường của đại đa số dân chúng

• Phụ tải loại III: là những phụ tải không thuộc hai loại phụ tải trên, tức là được

phép ngừng cung cấp điện trong một thời gian ngắn.

1.1.5 Các khái niệm khác

• Thông số hệ thống: là các thông số mạch như tổng trở, tổng dẫn, hệ số biến áp

• Thông số chế độ: công suất, dòng điện, điện áp, tần số và các loại tổn thất

• Chế độ của hệ thống: tập hợp các quá trình tồn tại trong hệ thống điện, xác

định trạng thái làm việc của nó, được đặc trưng bởi các thông số chế độ biến

thiên theo thời gian

• Chế độ xác lập: trong đó các thông số chế độ biến thiên rất nhỏ quanh giá trị trung bình,

có thể xem như hằngsố

• Chế độ quá độ: trong đó các thông số chế độ biến thiên rất mạnh theo thời gian

• Độ tin cậy: là xác xuất để hệ thống (hoặc phần tử) hoàn thành triệt để nhiệm

Nội dung

19

1 Khái niệm cơ bản

1.2.1 Nhà máy nhiệt điện

Nhà máy nhiệt điện than

1.2.1 Nhà máy nhiệt điện

Nhà máy nhiệt điện khí

• Cà Mau 1,2 (1500MW)

• Phú Mỹ 1,2-1,2-2,3 (3900MW)

• Thủ Đức (247 MW)

21

1.2.2 Nhà máy điện nguyêntử

1.2.3 Nhà máy thuỷ điện

Hoà Bình (1920MW), Yaly (720MW), Trị An (400MW), Thác Bà (108MW)…

1.2.4 Nhà máy thuỷ điện tíchnăng

1.2.5 Nhà máy điện thuỷtriều

Nhà máy điện thuỷ triều – kiểuđập

• NM đầu tiên trên thế giới là La Range (Pháp), vận hành năm 1966 vớicông

suất đặt là 240MW

• NM lớn nhất thế giới hiện nay là Sihwa (Hàn Quốc), vận hành 2011 vớicông suất đặt là 254MW

25

1.2.5 Nhà máy điện thuỷtriều

Nhà máy điện thuỷ triều – kiểu hàngrào

• Tường thành bê tông vững

1.2.5 Nhà máy điện thuỷtriều

Nhà máy điện thuỷ triều – kiểutuabin

27

1.2.5 Nhà máy điện thuỷtriều

Các dự án điện thuỷ triều đã triểnkhai

Quốc gia Dự án Công nghệ

sử dụng

Năm vận hành

Địa điểm Công suất

(MW) Pháp La Rance Đập thủy

1984 Vịnh Fundy, Nova Scotia 20

Trung

Quốc

c Jiangxia Đập thủy

triều

1985 Chiết Giang, Trung Quốc 3.2

Nga Kislaya Guba Đập thủy

2007 Strangford, Lough 1.2 Hàn Uldolmok Đập thủy 2009 Jindo County 1

1.2.5 Nhà máy điện thuỷtriều

29

Các dự án điện thuỷ triều đang triểnkhai

(MW)

Năm vận hành dự kiến Hàn

Quốc

Plant

Mezenskaya Tidal Power Plant

Penzhinskaya Tidal Power Plant

1.1.2 NguồnĐiện

Nhà máy điện thuỷ điện tíchnăng

1.2.6 Nhà máy điện gió

• Cấu tạo và nguyên lý làm

việccủa máy phát điện gió

• Sơ đồ nguyên lý của hệ thống

cấp điện gió

31

1.2.6 Nhà máy điện gió

• Các tháp gió (wind tower)

kết nối với nhau, cấp điện

cho phụ tải địa phương

hoặc kết nối với lưới điện,

được gọi là cánh đồng gió

(wind farm)

1.2.6 Nhà máy điện mặttrời

• Pin quang điện

• Sử dụng các tế bào quang điện (PV)

để tạo ra điện năng từánh sáng mặt

trời

• Vật liệu : crystalline silicon, thin film

• Điện mặt trời tập trung

• Sử dụng ống kính, gương và các hệ

thống theo dõi để tập trung một khu

vực rộng lớn của ánh sáng mặt trời

Nhiệt tập trung được sử dụng như

một nguồn năng lượng sơ cấp cho

một nhà máy nhiệt điệnthông

thường.

33

Nội dung

1 Khái niệm cơ bản

1.3.1 Khái niệm về cung cấpĐiện

• Tại sao phải cung cấp điện ?

Điện năng, ngày nay, là nguồn năng lượng được sử dụng rộng rãi trong các

ngành công nghiệp, dịch vụ và đời sống, phát triển rộng khắp từ thành thị

đến nông thôn

Xu hướng tiêu thụ năng lượng ở Việt Nam

35

1.3.1 Khái niệm về cung cấpĐiện

• Hệ thống cung cấp Điện là gì ?

Là hệ thống cung cấp, phân phối điện trực tiếp cho phụ tải của các thiết bị sử dụng điện, hộ tiêu thụ, toà nhà, trung tâm thương mại, khu công nghiệp,tỉnh, thành phố

Là một phần của hệ thống điện, bao gồm các lưới điệntrung áp và hạ áp từ 35kV trở xuống

1.3.2 Hệ thống CCĐ nôngthôn

37

• 70% dân số Việt Nam nằm ở khu vực nông thôn

• Phụ tải chủ yếu: tưới, tiêu nước, chăn nuôi, xay xát, tuốt lúa, sửa chữa nông cụ, trạm xá, trường học và sinh hoạt

• Đặc điểm:

• Đồ thị phụ tải không bằng phẳng, phụ tải sinh hoạt chủ yếu tập trung vào buổi tối và phụ tải trạm bơm thì theomùa

• Mật độ phụ tải thấp, các đối tượng sử dụng điện ở cách xa nhau

• Thời gian sử dụng công suất cực đại (Tmax) nhỏ, thời gian thu hồi vốn đầu

tư chậm

• Sơ đồ HTCCĐ thường có dạng phân nhánh

1.3.2 Hệ thống CCĐ nôngthôn

BATG

Thôn 2Thôn 3 Trạm bơm

1.3.3 Hệ thống CCĐ côngnghiệp

39

• Công nghiệp luôn là khách hàng tiêu thụ điện lớnnhất

• Phụ tải chủ yếu: thiết bị điện công nghiệp, dây chuyền sảnxuất…

• Đặc điểm:

• Phụ tải quan trọng, tập trung

• Đòi hòi độ tin cậy cung cấp điện cao, gián đoạn cung cấp điệnảnh hưởng lớn tới doanh thu

• Chất lượng điện năng ảnh hưởng nhiều tới chất lượng sảnphẩm

• Sơ đồ HTCCĐ thường có dạng hình tia và có dựphòng

Copyright to Hoang-Anh DANG

DCL MC1

DCL MCL

MC2 TCC2 TCC1

MCL

Sơ đồ cung cấp điện bởiđường

dây lộ kép

Sơ đồ cung cấp điện bởi đường trục mạchvòng

Mạng điện khu CN hoặc nhà máy lớn

TủĐL

• Khu vực phực tạp, đa dạng hơn nhiều so với công nghiệp và nông thôn

• Yêu cầu về cung cấp điện đảm bảo tuân thủ các quy tắc an toàncao

• Sơ đồ HTCCĐ thường có dạng hìnhtia

1.3.4 Hệ thống CCĐ đôthị

Nội dung

45

1 Khái niệm cơ bản

1.4.1 Độ tin cậy cấpĐiện

• Là đảm bảo tính liên tục cấp điện cho hộ dùngđiện

• Phụ thuộc vào tính chất và yêu cầu của phụ tải mà yêu cầu vềtính liên tục cung cấp điện cũng khác nhau

• Công trình quan trọng của quốc gia phải đảm bảo không để mất điệnvới

1.4.3 Antoàn

• Tất cả các công trình cấp điện phải có tính an toàn cao

• Người thiết kế cấp điện phải

• nắm vững những quy định về an toàn điện và các ngành liênquan

• Hiểu rõ môi trường cung cấp điện và đặc điểm đối tượngcấp điện

• Bản vẽ thi công phải chính xác, chi tiết và đầy đủ với những chỉ dẫnrõ

ràng, cụ thể

• Khâu lắp đặt phải tuân thủ triệt để quy định về an toàn

• Chú ý đến phòng chống cháy nổ vềđiện

1.4.4 Tính kinh tế

49

• Trong thiết kế cấp điện thường xuất hiện nhiều phươngán

• Mỗi phương án có ưu, nhược điểm riêng, đều có mâu thuẫn giữa hai

mặt kinh tế kỹ thuật

• Tính kinh tế của cung cấp điện được đánh giá qua: vốn đầu tư và phítổn vận hành

• Phương án kinh tế không phải là phương án có tổng vốn đầu tư thấp

nhất, mà tổng hoà của hai đại lượng trên, sao cho thời gian thu hồi vốn

là sớm nhất

• Phương án được lựa chọn là phương án tối ưu