Giáo trình Cung cấp điện hạ áp (Ngành: Điện công nghiệp) - CĐ Công Nghệ Hà Tĩnh

Giáo trình Cung cấp điện hạ áp gồm 3 chương với những nội dung cơ bản sau: Khái quát về hệ thống cung cấp điện; Tính toán phụ tải; Tính toán mạng và tổn thất; Lựa chọn thiết bị trong cung cấp điện. Mời các bạn cùng tham khảo!

LỜI GIỚI THIỆU

Đất nước Việt Nam trong công cuộc công nghiệp hóa – hiện đại hóa, nền kinh tế đang trên đà phát triển, việc cung cấp điện năng trong xây lắp các khu công nghiệp, khu chế xuất – liên doanh và khu nhà cao tầng ngày càng nhiều Vì vậy việc tìm hiểu đặc tính, kết cấu, tính toán lựa chọn sử dụng rất cần thiết cho sinh viên học ngành Điện Ngoài ra cần phải cập nhật thêm những công nghệ mới đang không ngừng cải tiến và nâng cao chất lượng điện năng cung cấp điện Với một vai trò quan trọng như vậy và xuất phát từ yêu cầu, kế hoạch đào tạo, chương trình khung do Trương cao đẳng Công Nghệ Hà Tĩnh dạy nghề đưa ra Từ đó tôi đã

biên soạn cuốn giáo trình Cung Cấp Điện Hạ Áp gồm 3 chương với những nội dung cơ bản

sau:

Bài mở đầu: Khái quát về hệ thống cung cấp điện

Chương I: Tính toán phụ tải

Chương II: Tính toán mạng và tổn thất

Chương III Lựa chọn thiết bị trong cung cấp điện

Giáo trình Cung Cấp Điện Hạ Áp được biên soạn phục vụ cho công tác giảng dạy của

giáo viên và là tài liệu học tập của học sinh Hệ Cao đẳng nghề và Trung cấp nghề

Do chuyên môn và thời gian có hạn nên không tránh khỏi những thiếu sót, vậy rất mong nhận được ý kiến đóng góp của đồng nghiệp và bạn đọc để cuốn giáo trình đạt chất lượng cao

Mục Lục

TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN 1

LỜI GIỚI THIỆU 2

CHƯƠNG TRÌNH MÔN HỌC 5

Bài mở đầu: Khái quát về hệ thống cung cấp điện 7

1 Nguồn năng lượng tự nhiên và đặc điểm của năng lượng điện 7

2 Nhà máy điện 8

3 Mạng lưới điện Error! Bookmark not defined. 4 Hộ tiêu thụ Error! Bookmark not defined. 5 Hệ thống bảo vệ Error! Bookmark not defined CÂU HỎI ÔN TẬP Error! Bookmark not defined Chương I: Tính toán phụ tải Error! Bookmark not defined. 1 Xác định nhu cầu điện Error! Bookmark not defined 1.1 Khái niệm chung……… Error! Bookmark not defined 1.2 Các đại lượng cơ bản trong tính toán……… Error! Bookmark not defined 1.3 Các hệ số tính toán……… Error! Bookmark not defined 1.4 Phương pháp xác định phụ tải……….Error! Bookmark not defined 1.5 Xác định công suất tính toán………Error! Bookmark not defined 2 Chọn phương án cung cấp điện Error! Bookmark not defined. 2.1 Khái niệm chung Error! Bookmark not defined. 2.2 Chọn điện áp định mức của mạng điện Error! Bookmark not defined. 2.3 Sơ đồ cung cấp điện hạ áp Error! Bookmark not defined CÂU HỎI ÔN TẬP Error! Bookmark not defined Chương II: Tính toán mạng và tổn thất Error! Bookmark not defined. 1 Tính tổn thất điện áp, tổn thất công suất, tổn thất điện nănError! Bookmark not defined. 1.1 Tổn thất điện áp Error! Bookmark not defined. 1.2 Tổn thất công suất 10

1.3 Tổn thất điện năng 12

2 Trạm biến áp 14

2.1 Khái niệm và phận loại trạm biến áp 14

2.2 Cấu trúc trạm biến áp phân phối 14

CÂU HỎI ÔN TẬP 18

Chương 3 Lựa chọn thiết bị trong cung cấp điện 21

1. Lựa chọn dây dẫn điện 21

2 Lựa chọn thiết bị đóng cắt và bảo vệ 30

2 Nâng cao hệ số công suất 38

3 Bù cos tự nhiên: 40

CÂU HỎI ÔN TẬP 41

TÀI LIỆU THAM KHẢO 47

- Tính chất: Là môn học cơ sở thuộc các môn học/mô đun chuyên môn nghề

- Ý nghĩa và vai trò của môn học: Trong sự nghiệp công nghiệp hóa - hiện đại hóa đất nước, ngành công nghiệp điện giữ vai trò hết sức quan trọng, bởi điện năng là nguồn năng lượng được sử dụng rộng rãi nhất trong các ngành kinh tế quốc dân

Khi xây dựng nhà máy, khu công nghiệp, khu dân cư, thành phố…trước tiên người ta phải xây dựng hệ thống cung cấp điện để cung cấp điện năng cho các máy móc và phục vụ nhu cầu sinh hoạt của con người

Nội dung môn học này nhằm trang bị cho học viên những kiến thức, kỹ năng cơ bản

về kỹ thuật Cung cấp điện

II Mục tiêu môn học:

- Về kiến thức: Trình bày được phương án cấp điện và cách tính chọn dây dẫn điện, các

thiết bị đóng cắt, bảo vệ cho hệ thống cung cấp điện hạ áp như phòng học, phân xưởng nhỏ

- Về kỹ năng: Tính chọn được dây dẫn điện, các thiết bị đóng cắt, bảo vệ cho hệ thống

cung cấp điện hạ áp như phòng học, phân xưởng nhỏ

- Năng lực tự chủ và trách nhiệm:

+ Làm việc độc lập hoặc làm việc theo nhóm, giải quyết công việc, vấn đề phức tạp trong điều kiện làm việc thay đổi;

+ Hướng dẫn, giám sát những người khác thực hiện nhiệm vụ xác định; chịu trách nhiệm

cá nhân trách nhiệm đối với nhóm;

+ Đánh giá chất lượng công việc sau khi hoàn thành và kết quả thực hiện của các thành viên trong nhóm

III Nội dung môn học:

1 Nội dung tổng quát và phân bổ thời gian:

TT

Tổng

số

Lý thuyết

Thực hành, thí nghiệm, thảo luận, bài tập

Kiểm tra

1 Bài mở đầu: Khái quát

về hệ thống cung cấp điện

1 Nguồn năng lượng tự nhiên và đặc điểm của năng lượng điện

1.2 Chọn Phương án cung cấp điện

4 Chương III Lựa chọn thiết bị

trong cung cấp điện

Bài mở đầu: Khái quát về hệ thống cung cấp điện

Giới thiệu:

- Trong những năm trở lại đây, nền kinh tế nước ta đang phát triển mạnh mẽ, đời sống nhân dân cũng được nâng cao kéo theo nhu cầu sử dụng điện năng trong các lĩnh vực công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ, sinh hoạt phát triển không ngừng Đối với những người công tác trong ngành điện cần phải có sự hiểu biết nhất định về xã hội, môi trường, các đối tượng cấp điện để có thể tham gia tốt vận hành, thiết kế, lắp đặt các công trình điện

Nội dung chương:

1 Nguồn năng lượng tự nhiên và đặc điểm của năng lượng điện

Các nguồn năng lượng trong tự nhiên rất phong phú và giàu có và đều có ích cho mọi hoạt động của con người Năng lượng của gió, năng lượng của nguồn nước ( thế năng , chảy

từ nơi cao đến nơi thấp ), nhiệt năng được tạo ra khi đốt nhiên liệu, cơ năng của các loại động

cơ đều có thể biến đổi thành năng lượng điện

Năng lượng điện ngày nay được dùng rất phổ biến trong mọi hoạt động của con người

vì nó có rất nhiều ưu điểm như dễ dàng chuyển thành các dạng năng lượng khác, dễ chuyển tải đi xa, hiệu suất cao, giá thành thấp

Các đặc điểm cơ bản của ngành công nghiệp điện lực là :

- Điện năng sản xuất ra không tích trữ được (trừ một lượng rất nhỏ dưới dạng pin và ắcquy) Tại mọi lúc, mọi nơi luôn đảm bảo cân bằng giữa điện năng sản xuất ra và điện năng tiêu thụ

- Quá trình về điện xảy ra rất nhanh chóng, sóng điện lan truyền trên đường dây với tốc

độ xấp xỉ vận tốc ánh sáng Do đó đòi hỏi phải sử dụng các thiết bị tự động trong vận hành , điều khiển mạng điện

- Công nghiệp điện lực liên quan chặt chẽ đến hầu hết các ngành kinh tế quốc dân Đố

là một động lực thúc đẩy sự phát triển của nền kinh tế, nâng cao năng suất lao động, cải thiện điều kiện lao động cho con người

Hình 1: Sơ đồ cấu trúc của hệ thống điện

Có nhiều cách phân loại lưới điện:

 Căn cứ vào trị số điện áp, chia ra:

- Lưới siêu cao áp: 500kV

- Lưới phân phối: 0,4kV; 6kV; 10kV; 22kV; 35kV

 Căn cứ vào phạm vi cấp điện, chia ra:

- Lưới khu vực

- Lưới địa phương

 Căn cứ vào số pha, chia ra:

- Lưới một pha

- Lưới hai pha

- Lưới ba pha

 Căn cứ vào đối tượng cấp điện, chia ra:

- Lưới công nghiệp

- Lưới nông nghiệp

- Lưới đô thị

2 Nhà máy điện

Điện năng là một sản phẩm được sản xuất được sản xuất ra từ các nhà máy điện Hiện nay các nhà máy điện lớn đều phát ra năng lượng dòng điện xoay chiều ba pha, rất ít nhà máy phát năng lượng dòng điện một chiều Trong công nghiệp muốn dùng năng lượng dòng điện một chiều thì người ta dùng chỉnh lưu để biến đổi năng lượng dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều

Nguyên lý chung để sản xuất ra điện ở các nhà máy điện là từ một dạng năng lượng sơ cấp nào đó muốn chuyển thành điện năng đều phải biến đổi qua một cấp trung gian là cơ năng làm quay máy phát điện để phát ra điện năng Nguồn năng lượng thường dùng trong đa số các nhà máy điện hiện nay vẫn là năng lượng các chất đốt và năng lượng nước Từ năm 1954, ở một số nước tiên tiến đã bắt đầu xây dựng một số nhà máy điện dùng năng lượng nguyên tử Dưới đây trình bày sơ lược nguyên lý làm việc của một số loại nhà máy điện tương ứng với các nguồn năng lượng kể trên là nhà máy nhiệt điện, nhà máy thuỷ điện, nhà máy điện

nguyên tử, ngoài ra còn kể đến các nhà máy điện như nhà máy điện sức gió, năng lượng mặt trời…

 Nhà máy nhiệt điện

Đây là một dạng nguồn điện kinh điển nhưng đến nay vẫn còn được sử dụng rất phổ biến

Hình 2: Sơ đồ nguyên lý công nghệ của quá trình sản xuất điện trong các nhà máy nhiệt

điện

Đối với các nhà máy nhiệt điện, động cơ sơ cấp của máy phát điện chủ yếu là tuabin hơi, máy hơi nước ở các nhà máy nhiệt điện lớn thì động cơ sơ cấp là tuabin hơi

Quá trình biến đổi năng lượng trong nhà máy nhiệt điện được mô tả như sau:

Nhiệt năng - cơ năng - điện năng

Nhiên liệu được đốt cháy trong buồng đốt 1 nhằm đun sôi nước ở bao hơi 2 với nhiệt độ và

áp suất cao (khoảng 5000C và 40 at) được dẫn đến làm quay tuabin 3 với tốc độ rất lớn (khoảng

3000 vòng /phút) Trục của tuabin gắn với trục của máy phát điện 4 làm cho máy phát sản suất ra điện Nhiên liệu cháy sinh ra nhiệt năng ở buồng đốt trở thành xỉ và khói thải ra ngoài Hơi nước sau khi sinh công ở tuabin trở thành nước nhờ bình ngưng 5, sau đó lại được bơm trở về tạo thành chu kỳ kín Tuy nhiên luôn luôn phải có bơm nước bổ sung vào bao hơi

Nhiên liệu dùng cho các lò hơi (buồng đốt) thường là than đá, than cám, than bùn, có khi dùng nhiên liệu là chất lỏng như dầu điêzen hoặc các khí đốt tự nhiên, khí than cốc khí tự nhiên Nhà máy nhiệt điện dùng nhiên liệu điêzen hoặc khí đốt có hiệu quả kinh tế cao hơn nhà máy nhiệt điện dùng nhiên liệu là than Ở nước ta, hiện nay các nhà máy nhiệt điện dùng than đá như

NĐ Phả Lại (3x200 MW + 2x300MW), NĐ Na Dương, NĐ Uông Bí

Các lò hơi dùng nhiên liệu than có thể là lò ghi xích hoặc lò than phun Ở lò ghi xích than đưa vào lò là than cục và cháy thành một lớp ở trong lò, ở lò than phun than được nghiền nhỏ mịn như bột rồi dùng quạt gió thổi mạnh theo những đường ống phun vào lò Nhà máy nhiệt điện dùng lò than phun có hiệu suất cao hơn dùng lò ghi - xích Vì vậy lò ghi - xích chỉ dùng trong những trường hợp công suất lò tương đối nhỏ, các thông số (áp lực, nhiệt độ) của hơi không cao

-Nhà máy nhiệt điện có công suất càng lớn thì hiệu suất càng cao Trên thế giới hiện nay có những nhà máy nhiệt điện hàng triệu kW có tổ tuabin - máy phát công suất tới 600MW

1.1 Tổn thất công suất

a) Tổn thất công suất trên đường dây cung cấp

Trong tính toán đường dây tải điện, người ta sử dụng sơ đồ thay thế hình  (đối với mạng

110 kV, đôi khi ngay cả với mạng 220 kV người ta thường bỏ qua phần điện dẫn tác dụng của đường dây Tức là trên sơ đồ chỉ còn lại thành phần điện dẫn phản kháng Y = jB do dung dẫn của đường dây và thường được thay thế bằng phụ tải phản kháng -jQc

Hình 2.7 Sơ đồ thay thế hình Chú ý: S = 3.I2 dm.Z (mà )

100 100

.

dm dm

x Q r P U

U

U U

U

S I

3



Z U

(2

2 2 2

2 2

Q j S

X U

S j R U

S Z U

S Q j P

2

2

"

2 2

2

"

2

S'1 "2

Tổn thất công suất có thể xác định theo công suất chạy ở đầu đường dây:

Khi đó công suất chạy ở cuối đường dây sẽ là:

(2-10) Công suất đi vào đường dây sẽ là:

Trong đó phụ tải phản kháng của đường dây có thể tính theo điện dẫn phản kháng theo công thức sau:

b) Tổn thất công suất trên đường dây phân phối

Đối với đường dây mạng phân phối ( 6; 10 kV) có thể bỏ qua Y trên sơ đồ Hơn nữa trong tính toán tổn thất công suất lại có thể bỏ qua sự chênh lệch điện áp giữa các điểm đầu

và cuối đường dây, nghĩa là coi U2 = U1 = Udm Đồng thời bỏ qua sự chênh lệch dòng công suất giữa điểm đầu và điểm cuối đường dây Có nghĩa là coi S' = S" = S1 = S2  Điều này cho phép xác định dễ dàng luồng công suất chạy trên các đoạn dây của mạng phân phối + Công suất chạy trên đoạn 01:



X U

S j R U

S Z U

S Q j P

1

2 ' 1 2

1

2 ' 1 2

1

' 1

.'

.

c Q j S

2

.2

2 1

2 2

1

01

) (

2

ij ij dm

ij ij

ij

U

S Q P

2

ij ij dm

ij ij

ij

U

S Q P

- Ví dụ

Một xí nghiệp luyện kim đặt hai máy biến áp do Công ty Thiết bị điện Đông Anh chế tạo 2x1000 (kVA) – 22/0,4 (kV) Phụ tải xí nghiệp S = 1500 (kVA), cosφ = 0,9 Yêu cầu xác định tổn thất trong hai máy biến áp

1000

1500 100

1000 5 2

1 100

1000 32 , 1 2 100

1500 5 , 9 2

1 57 , 1

Vì I(t) không tuân theo một dạng hàm nào  không thể xác định được tổn thất điện năng theo công thức trên Để tính tổn thất điện năng người ta đưa ra khái niệm Tmax và 

Hình 2.8 Sơ đồ thể hiện tổn thất điện năng theo thời gian

Tmax: - Thời gian trong đó nếu giả thiết là tất cả các hộ dùng điện đều sử dụng công suất lớn nhất Pmax để năng lượng điện chuyên chở trong mạng điện bằng với lượng điện năng thực

tế mà mạng chuyên chở trong thời gian t”

2 0

"

100

%2

12

"

2

12

đmB

đm N đmB

N B

S

S S U Q

j S

S P P

0 2

0 3 ( )

(t = 8760 giờ = thời gian làm việc 1 năm)

+ Tổn thất điện năng trên đường dây

- Cơ sở lý thuyết

Thực tế thì đường cong phụ tải (tiêu thụ) và đường cong tổn thất không bao giờ lại hoàn toàn trùng nhau, tuy nhiên giữa Tmax và  lại có quan hệ khá khăng khít với nhau  = f(Tmax ;cos) Quan hệ giữa Tmax và  thường cho dưới dạng bảng tra hoặc đường cong

P

A

 3)

(

2 max

8760 0

2)

(

I

dt t I

P A

1 max 

0,124104.Tmax 2.8760



Thời gian tổn thất công suất lớn nhất

Theo cấu trúc có thể chia :

 Trạm ngoài trời : ở trạm này các thiết bị phía điện áp cao đều đặt ngoài trời, phần phân phối hạ áp đặt trong nhà hoặc trong tủ sắt chế tạo sẵn chuyên dùng để phân phối phần

hạ thế Xây dựng trạm ngoài trời tiết kiệm được kinh phí nhưng chiếm khá lớn diện tích đất đai

P

T P T

max

max max max

) (

2

ij ij dm

ij ij

ij

U

S Q P

 Trạm trong nhà : Tất cả các thiết bị điện đều đặt trong nhà

2.2 Cấu trúc trạm biến áp phân phối

a) Trạm biến áp phân phối

Hình 2.10: Trạm biến áp phân phối lưới điện trung áp

Gồm có ba kiểu, mỗi kiểu có ưu nhược điểm riêng Người thiết kế cần căn cứ vào đặc

điểm, điều kiện của khách hàng mà lựa chọn cho họ kiểu xây dựng thích hợp

+ Trạm treo

Hình 2.11: Trạm biến áp treo

Là kiểu trạm mà tất cả các thiết bị điện cao áp, hạ áp và cả máy biến áp đầu được đặt trên cột

* Ưu điểm: đơn giản, rẻ tiền, xây lắp nhanh, ít tốn đất

* Nhược điểm: kém mỹ quan và không an toàn

Kiểu trạm này được sử dụng ở những nơi quĩ đất hạn hẹp và điều kiện mỹ quan cho phép

Ở các thành phố, thị trấn, kiểu trạm này đang được dùng phổ biến Tuy nhiên các đường dây trên không trung áp và hạ áp cùng với hàng trăm ngàn trạm biến áp phân phối kiểu treo cũng làm mất mỹ quan đô thị cần phải được dần dần thay thế bằng đường cáp và trạm xây

+ Trạm bệt

Hình 2.12: Trạm biến áp bệt

Với kiểu trạm này, thiết bị cao áp đặt trên cột, máy biến áp đặt dưới đất và tủ phân phối

hạ áp đặt trong nhà xây mái bằng, xung quanh trạm có tường xây, trạm có cổng sắt bảo vệ Kiểu trạm bệt rất tiện lợi cho điều kiện nông thôn, ở đây quĩ đất đai không hạn hẹp lắm, lại rất an toàn cho người và gia súc, chính vì thế hiện nay các trạm biến áp phân phối nông thôn hầu hết dùng kiểu trạm bệt

+ Trạm xây (hoặc trạm kín):

Hình 2.13: Trạm biếp áp kín

Trạm xây là kiểu trạm mà toàn bộ các thiết bị điện cao áp, hạ áp và máy biến áp đều được đặt trong nhà mái bằng Nhà xây được phân ra thành nhiều ngăn để tiện thao tác, vận hành cũng như tránh sự cố lan tràn từ phần này sang phần khác Các ngăn của trạm phải được thông hơi, thoáng khí nhưng phải đặt lưới mắt cáo, cửa sắt phải kín đề phòng chim, chuột, rắn chui qua các lỗ thông hơi, khe cửa gây mất điện Mái phải đổ dốc (3  5)o để thoát nước Dưới gầm bệ máy biến áp phải xây hố dầu sự cố để chứa dầu máy biến áp khi sự cố, tránh cháy nổ lan tràn

b) Trạm biến áp trung gian

Hình 2.14: Trạm biếp áp trung gian

Với trạm biến áp trung gian 110/35, 22, 10 (kV) thường phía cao áp và biến áp đặt hở ngoài trời, còn phần trung áp đặt trong nhà phân phối giống như kết cấu xây dựng trạm phân phối

Chức năng của trạm biến áp trung gian

Trạm biến áp trung gian là gì? Là trạm biến áp có công suất lớn, làm nhiệm vụ biến đổi cho một hoặc nhiều trạm biến áp cấp điện Đồng thời, phân phối điện lện lưới quốc gia hoặc

từ lưới quốc gia xuống Trạm biến áp trung gian có thể là trạm tăng áp hoặc trạm hạ áp Thông thường, trạm biến áp trung gian được sử dụng nhiều ở trong các khu dân cư, khu chung cư và tái định cư, các trạm cấp nguồn cho doanh nghiệp, những xưởng sản xuất với quy

mô nhỏ và còn đóng vai trò là các trạm cấp nguồn thi công lưu động rất thuận lợi, hiệu quả cao

Bên cạnh đó, trạm biến áp trung gian đảm bảo vận hành một cách liên tục và an toàn cung cấp điện cho toàn bộ hệ thống Tuy nhiên, muốn thỏa mãn được yêu cầu này, nếu xí nghiệp có 2 trạm biến áp trở lên thì nên sử dụng cầu giao liên lạc giữa hai thanh cái thứ cấp của các trạm đó lại với nhau Trong trường hợp chỉ có 1 trạm thì phải bố trí thêm một máy biến áp dự trữ để có thể thay thế cho máy biến áp chính khi cần thiết

Hình 2.15: Trạm biến áp đảm bảo an toàn cung cấp điện cho toàn hệ thống

Qua các trạm trung gian, điện năng sẽ được truyền đến các hộ tiêu thụ điện một cách nhanh chóng và ổn định Độ tin cậy cung cấp điện của các hộ tiêu thụ được đảm bảo bằng lưới điện thích hợp và có đường dây để dự trữ Nguồn cung cấp sẽ được nối từ các phân đoạn khác nhau của trạm biến áp hoặc từ hai nguồn điện độc lập như nhà máy điện, trạm biến áp…

Về phương diện công suất, trạm biến áp trung gian cung cấp nguồn điện cho phụ tải loại 1 nên thường dùng hai máy biến áp Chẳng hạn, khi trạm biến áp cung cấp điện cho một phân xưởng, có phụ tải loại 1 bé hơn 50% công suất của phân xưởng đó thì phải có ít nhất một máy chứa dung lượng bằng 50% công suất của phân xưởng đó

Hoặc khi phụ tải loại 1 lớn hơn 50% tổng công suất trong phân xưởng thì phải có một máy chứa dung lượng bằng 100% công suất tại phân xưởng

Trong điều kiện bình thường, cả 2 máy biến áp sẽ làm việc, còn khi một máy có sự cố thì phụ tải sẽ được chuyển toàn bộ về máy không sự cố Khi đó, chúng ta cần sử dụng đến khả năng quá tải của máy biến áp hoặc tiến hàng ngắt điện của các hộ tiêu thụ không quan trọng Nếu chỉ có hộ tiêu thụ loại 2 hoặc loại 3 thì có thể trang bị thêm cho trạm một máy biến áp và

sử dụng đường dây phụ nối hạ áp được lấy từ trạm điện khác trong xí nghiệp

Như vậy, có thể thấy rằng, để đảm bảo cho việc cung cấp điện được tốt, cần xây dựng một hệ thống điện gồm các khâu sản xuất, truyền tải và phân phối điện năng có sự thống nhất với nhau trong mọi hoạt động Trong đó, trạm biến áp trung gian có vai trò vô cùng quan trọng Bởi muốn truyền tải điện năng đi xa hoặc giảm điện áp xuống thấp cho phù hợp với địa điểm tiêu thụ thì dùng biến áp là giải pháp tiết kiệm và thuận lợi nhất.

CÂU HỎI ÔN TẬP

Câu 1: Cho mạng điện có sơ đồ như hình vẽ :

Cho : AC 50 có : ż0 = 0,64+ j0,4 (Ω/Km)

Uđm = 22kV

a Xác định điện trở, điện kháng của mạng điện

b Xác định tổn thất công suất của mạng

c Xác định tổn thất điện áp của mạng

Bài tập mẫu:

a Xác điện trở, điện kháng của mạng điên

+ Ta có : Tổng trở trên các đoạn đường dây tải điện:

U



  

600 + j 400 KVA 800 + j 500 KVA

Suy ra : ṠAB = ṠB + ṠC = ……….

2 2 2

AB AB AB C dm P Q S U       ΔṠAC = ΔṠAB + ΔṠBC = ………

c Xác định tổn thất điện áp của mạng :

+ AB. AB AB. AB

AB dm P R Q X U U     + C. BC C. BC

BC dm P R Q X U U     + ΔUAC = ΔUAC+ ΔUAC = ………

Câu 2: Đường dây trên không ĐDK – 10kV cấp điện cho 2 xí nghiệp (phụ tải có dạng  cos .  S S ) có sơ đồ như hình vẽ: A 2A C -35 ;2 K m 1 A C -25 ;3K m 2 kV A 600 0 ,7 0 ,8 1000 kV A 2 2 AC – 35; 2 Km A 2 AC – 25; 3 Km Cho thông số đường dây: AC - 35            km x km r / 403 , 0 / 85 , 0 0 0 ; AC - 25            km x km r / 27 , 0 / 38 , 1 0 0 Tính giá thành tổn thất điện năng 1 năm đường dây trên với C =1700đ/kWh Tmax = 5000h

Chương III Lựa chọn thiết bị trong cung cấp điện Giới thiệu:

Trong điều kiện vận hành các khí cụ điện và các bộ phận dẫn điện khác có thể ở một trong ba chế độ cơ bản sau: chế độ làm việc lâu dài, chế độ quá tải, chế độ ngắn mạch Trong chế độ làm việc lâu dài, các thiết bị điện sẽ làm việc tin cậy nếu chúng được chọn theo đúng điện áp và dòng điện định mức Trong chế độ quá tải, dòng điện qua các thiết bị điện lớn hơn

so với dòng điện định mức, nếu mức quá tải không vượt quá giới hạn cho phép thì các thiết

bị điện vẫn làm việc tin cậy Việc lựa chọn đúng các thiết bị điện có ý nghĩa quan trọng là đảm bảo cho hệ thống cung cấp điện vận hành an toàn, tin cậy và kinh tế

Mục tiêu:

- Phân tích được công dụng, vai trò của các thiết bị đóng cắt, bảo vệ trong lưới điện

- Lựa chọn được các thiết bị trong lưới cung cấp điện đảm bảo các thiết bị làm việc lâu dài theo yêu cầu kỹ thuật điện

- Rèn luyện đức tính cẩn thận, tỉ mỉ, tư duy sáng tạo và khoa học

- Giải thích được ý nghĩa việc nâng cao hệ số công suất;

- Học tập nghiêm túc, an toàn

Nội dung chương:

1 Lựa chọn dây dẫn điện

a) Khái niện dây dẫn điện

Dây dẫn và cáp là một trong các thành phần chính của mạng cung cấp điện Vì vậy, việc lựa chọn dây dẫn và cáp đúng tiêu chuẩn kỹ thuật và thỏa mãn chỉ tiêu kinh tế sẽ góp phần đảm bảo chất lượng điện, cung cấp điện an toàn và liên tục, đồng thời góp phần không nhỏ vào việc hạ thấp giá thành truyền tải và phân phối điện năng, mang lại lợi ích lớn không chỉ cho ngành điện mà còn cho cả ngành kinh tế quốc dân

Tùy theo loại mạng điện và cấp điện áp mà điều kiện kinh tế đóng vai trò quyết định và điều kiện kỹ thuật đóng vai trò quan trọng hay ngược lại Do đó, cần phải nắm vững bản chất của mỗi phương pháp lựa chọn dây dẫn và cáp để sử dụng đúng chỗ và có hiệu quả

b) Lựa chọn dây dẫn và cáp trong mạng hạ áp

Cáp trong mạng hạ áp thường là cáp đồng hoặc nhôm được bọc cách điện bằng giấy tẩm dầu hoặc cao su

Để tải điện xoay chiều một pha, điện một chiều thường sử dụng cáp 1, 2 lõi, thường dùng nhất là cáp 2 lõi Cáp 3 lõi dùng để tải điện xoay chiều 3 pha, cấp cho các động cơ hoặc phụ tải biến áp pha đối xứng Cáp 4 lõi là cáp thường được dùng nhiều nhất để tải điện xoay chiều biến áp pha đến 1kV, cấp cho các phụ tải ba pha không đối xứng hoặc các tải động cơ cần dây trung tính Lõi thứ tư của cáp này dùng làm dây trung tính và có tiết diện nhỏ hơn Dây dẫn hạ áp thường dùng là dây dùng trong nhà, được bọc cao su cách điện hoặc nhựa cách điện PVC Một số trường hợp dùng trong nhà là dây trần hoặc thanh dẫn nhưng phải được đặt trên sứ cách điện

Chủng loại cáp và dây dẫn:

- Phương pháp chọn lựa:

Do mạng phân phối hạ áp tải công suất nhỏ và cự ly truyền tải ngắn nên chỉ tiêu kinh tế chỉ đóng vai trò quan trọng mà không đóng vai trò quyết định như chỉ tiêu kỹ thuật Chỉ tiêu

kỹ thuật cần quan tâm khi chọn dây/cáp bao gồm:

o Nhiệt độ dây/cáp không được vượt quá nhiệt độ cho phép qui định bởi nhà chế tạo trong chế độ vận hành bình thường cũng như trong chế độ vận hành sự cố khi xuất hiện ngắn mạch

o Độ sụt áp không được vượt quá độ sụt áp cho phép

- Lựa chọn tiết diện theo điều kiện phát nóng:

Dây dẫn được chọn theo điều kiện phát nóng lâu dài cho phép sẽ đảm bảo cho cách điện của dây dẫn không bị phá hỏng do nhiệt độ dây dẫn đạt đến trị số nguy hiểm cho cách điện của dây Điều này được thực hiện khi dòng điện phát nóng cho phép của dây/cáp phải lớn hơn dòng điện làm việc lâu dài cực đại chạy trong dây dẫn

Kích cỡ của dây pha có liên hệ trực tiếp tới mã chữ cái (thể hiện cách lắp đặt) và hệ số

k

+ Xác định mã chữ cái :

Các chữ cái (B tới F) phụ thuộc vào dạng của dây và cách lắp đặt Có nhiều cách lắp đặt, song những cách giống nhau sẽ được gom nhóm lại và được chia làm 4 loại theo các điều kiện môi trường xung quanh

Bảng 3-1: Mã chữ cái phụ thuộc vào dạng dây và cách lắp đặt

Dạng của

Chữ cái

Dây 1 lõi và

nhiều lõi

- Dưới lớp nắp đúc, có thể lấy ra được hoặc không,

bề mặt đổ lớp vữa hoặc nắp bằng

- Dưới sàn nhà hoặc sau trần giả

- Trong rãnh hoặc ván lát chân tường

B

- Khung treo có bề mặt tiếp xúc với tường hoặc trần

- Trên những khay cáp không đục lỗ C

Cáp có nhiều

lõi

- Thang cáp, khay có đục lỗ hoặc trên congxon đỡ

- Treo trên tấm nêm

- Có móc xích nối tiếp nhau

E

+ Xác định tiết diện dây/cáp không chôn ở dưới đất:

Theo điều kiện lắp đặt thực tế, dòng phát nóng cho phép của dây/cáp không chôn ngầm dưới đất phải hiệu chỉnh theo hệ số k bao gồm các hệ số thành phần:

- Hệ số k1 xét đến ảnh hưởng của cách lắp đặt (bảng 3-2)

- Hệ số k2 xét đến số mạch dây/cáp trong một hàng đơn (bảng 3-3)

- Hệ số k3 xét đến nhiệt độ môI trường khác 300C (bảng 3-4)