intTypePromotion=1

Bài giảng Cung cấp điện - CĐ Phương Đông

Chia sẻ: Minh Minh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:0

0
236
lượt xem
86
download

Bài giảng Cung cấp điện - CĐ Phương Đông

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Cung cấp điện được biên soạn theo đề cương môn học Vật liệu điện, cung cấp những kiến thức cơ bản về cung cấp điện như: xác định phụ tải, chọn phương án cung cấp, chọn thiết bị, cũng như các biện pháp bảo vệ cho lưới...cho sinh viên ngành điện.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Cung cấp điện - CĐ Phương Đông

  1. BÀI GIẢNG: CUNG CẤP ĐIỆN LỜI NÓI ĐẦU Bài giảng được biên soạn theo đề cương môn học Vật liệu điện cung cấp những kiến thức cơ bản về cung cấp điện như: xác định phụ tải, chọn phương án cung cấp, chọn thiết bị, cũng như các biện pháp bảo vệ cho lưới… cho sinh viên ngành điện. Bài giảng gồm mười chương lần lượt trình bày các vấn đề:  Khái quát cung cấp điện được trình bày ở Chương 1.  Chương 2 và 3 trình bày về lưới điện và tính toán phụ tải điện.  Trạm điện được đề cập ở chương 4.  Tính toán về lưới điện và lựa chọn thiết bị điện lần lượt trình bày ở chương 5, 6, và 7.  Chương 8 đề cập các vấn đề bảo vệ hệ thống điện và việc nâng cao hệ số công suất được trình bày ở chương 9.  Chương 10 trình bày về kỹ thuật chiếu sáng. ge Để dễ dàng tiếp cận các vấn đề trong bài giảng: các chương cần được đọc tuần tự từ 1 đến 10. Bài giảng được biên soạn nhằm phục vụ cho sinh viên cao đẳng và trung học le chuyên nghiệp… đồng thời còn phục vụ cho những người quan tâm đến kiến thức cơ bản trong cung cấp điện. ol Do thời gian và trình độ người biên soạn có hạn nên không tránh khỏi những thiếu sót. Tác giả rất mong những nhận xét, đánh giá và góp ý của bạn đọc và đồng C nghiệp. PD Tam Kỳ, tháng7 năm 2011 C i
  2. BÀI GIẢNG: CUNG CẤP ĐIỆN MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU......................................................................................................i MỤC LỤC .......................................................................................................... ii Chương 1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CUNG CẤP ĐIỆN......................................1 1.1. Lưới điện và lưới cung cấp điện:................................................................2 1.2. Những yêu cầu chung về lưới cung cấp điện:.............................................2 Chương 2. CÁC LOẠI LƯỚI ĐIỆN .......................................................................5 2.1. Lưới điện đô thị: ........................................................................................5 2.2. Lưới điện nông thôn:..................................................................................5 2.3. Lưới điện xí nghiệp:...................................................................................5 2.4. Các loại dây và cáp điện: ...........................................................................6 2.5. Cấu trúc đường dây tải điện: ......................................................................7 Chương 3. TÍNH TOÁN PHỤ TẢI ĐIỆN .............................................................11 ge 3.1. Các khái niệm chung:...............................................................................11 3.2. Xác định phụ tải điện khu vực nông thôn:................................................12 3.3. Xác định phụ tải điện khu vực công nghiệp: ............................................13 le 3.4. Xác định phụ tải điện khu vực đô thị:.......................................................15 Chương 4. TRẠM ĐIỆN .......................................................................................17 4.1. Khái quát và phân loại trạm điện:.............................................................17 ol 4.2. Sơ đồ nối dây trạm biến áp:......................................................................17 4.3. Cấu trúc trạm: ..........................................................................................19 C 4.4. Lựa chọn máy biến áp cho trạm: ..............................................................20 4.5. Nối đất trạm và đường dây tải điện: .........................................................21 PD Chương 5. TÍNH TOÁN TỔN THẤT ĐIỆN.........................................................22 5.1. Sơ đồ thay thế lưới cung cấp điện: ...........................................................22 5.2. Tính toán tổn thất điện áp: .......................................................................26 5.3. Tính toán tổn thất công suất: ....................................................................28 C 5.4. Tính toán tổn thất điện năng:....................................................................30 Chương 6. TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN .................32 6.1. Khái niệm chung:.....................................................................................32 6.2. Các phương tính toán gần đúng dòng điện ngắn mạch: ............................35 6.3. Khái quát về sử dụng máy tính trong tính toán ngắn mạch:......................40 6.4. Phương pháp tính ngắn mạch trong mạng điện áp thấp đến 1000V: .........41 Chương 7. LỰA CHỌN THIẾT BỊ ĐIỆN TRONG LƯỚI CUNG CẤP ĐIỆN .....43 7.1. Khái quát: ................................................................................................43 7.2. Lựa chọn máy cắt điện: ............................................................................44 7.3. Lựa chọn cầu chì, dao cách ly: .................................................................45 7.4. Lựa chọn và kiểm tra sứ cách điện: ..........................................................45 7.5. Lựa chọn thanh dẫn:.................................................................................46 7.6. Lựa chọn dây dẫn và cáp:.........................................................................46 7.7. Lựa chọn các thiết bị khác: ......................................................................47 ii
  3. BÀI GIẢNG: CUNG CẤP ĐIỆN Chương 8. BẢO VỆ HỆ THỐNG ĐIỆN ...............................................................48 8.1. Khái quát: ................................................................................................48 8.2. Bảo vệ relay:............................................................................................48 8.3. Chống sét và nối đất:................................................................................50 Chương 9. NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT.....................................................52 9.1. Hệ số công suất và ý nghĩa việc nâng hệ số công suất:.............................52 9.2. Các giải pháp bù cosφ:.............................................................................52 9.3. Bù công suất cho lưới điện xí nghiệp: ......................................................53 Chương 10. TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG .............................................................54 10.1. Khái niệm chung: .................................................................................54 10.2. Nội dung thiết kế chiếu sáng:................................................................55 10.3. Thiết kế chiếu sáng dân dụng:...............................................................55 10.4. Thiết kế chiếu sáng công nghiệp:..........................................................56 ge le ol C PD C iii
  4. BÀI GIẢNG: CUNG CẤP ĐIỆN Chương 1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CUNG CẤP ĐIỆN Điện năng ngày càng phổ biến vì dễ dàng chuyển thành các dạng năng lượng khác như: cơ, hóa, nhiệt năng… ; được sản xuất tại các trung tâm điện và được truyền tải đến hộ tiêu thụ với hiệu suất cao. Trong quá trình sản xuất và tiêu thụ điện năng có một số đặc tính:  Điện năng sản xuất ra thường không tích trữ được, do đó phải có sự cân bằng giữa sản xuất và tiêu thụ điện.  Các quá trình về điện xảy ra rất nhanh và nguy hiểm nếu có sự cố xảy ra, vì vậy thiết bị điện có tính tự động và đòi hỏi độ an toàn và tin cậy cao. ge le ol C Hình 1.1. Hệ thống điện Những yêu cầu và nội dung chủ yếu khi thiết kế hệ thống cung cấp điện: PD Muc tiêu chính của thiết kế cung cấp điện là đảm bảo cho hộ tiêu thụ luôn đủ điện năng với chất lượng trong phạm vi cho phép. Một phương án cung cấp điện (cho xí nghiệp) được xem là hợp lý khi thỏa mãn C các nhu cầu sau:  Vốn đầu tư nhỏ, chú ý tiết kiệm ngoại tệ và vật tư hiếm.  Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện tùy theo tính chất hộ tiệu thụ.  Chi phí vận hành hàng năm thấp.  Đảm bảo an toàn cho người và thiết bị.  Thuận tiện cho vận hành và sửa chữa…  Đảm bảo chất lượng điện năng.  Ngoài ra, còn phải chú ý đến các điều kiện khác như: môi trường, sự phát triển của phụ tải, thời gian xây dựng… Một số bước chính để thực hiện một phương án thiết kế cung cấp điện:  Xác định phụ tải tính toán để đánh giá nhu cầu và chọn phương thức cung cấp điện.  Xác định phương án về nguồn điện. 1
  5. BÀI GIẢNG: CUNG CẤP ĐIỆN  Xác định cấu trúc mạng.  Chọn thiết bị.  Tính toán chống sét, nối đất chống sét và nối đất an toàn cho người và thiệt bị.  Tính toán các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật.  Tiếp theo thiết kế kỹ thuật là bước thiết kế thi công như các bản vẽ lắp đặt, những nguyên vật liệu cần thiết… Cuối cùng là công tác kiểm tra điều chỉnh và thử nghiệm các trang thiết bị, đưa vào vận hành và bàn giao. 1.1. Lưới điện và lưới cung cấp điện: 1.1.1. Khái niệm: Hệ thống điện gồm 3 khâu: sản xuất, truyền tải và tiêu thụ điện. Nguồn điện là các nhà máy điện (nhiệt điện, thủy điện, điện nguyên tử…) và các trạm phát điện (diesel, mặt trời, gió…) Tiêu thụ điện gồm tất cả các đối tượng sử dụng điện trong công, nông nghiệp và ge đời sống… Lưới điện để truyền tải điện từ nguồn đến hộ tiêu thụ, lưới gồm đường dây truyền tải và các trạm biến áp. Lưới điện Việt nam hiện có các cấp điện áp: 0,4; 6; 10; 22; 35; 110; 220 và le 500kV. Tương lai sẽ chỉ còn các cấp: 0,4; 22; 110; 220 và 500kV. 1.1.2. Phân loại: ol Có nhiều cách phân loại lưới điện: C  Theo điện áp: siêu cao áp (500kV), cao áp (220, 110kV), trung áp (35, 22, 10, 6kV) và hạ áp (0,4kV).  Theo nhiệm vụ: lưới cung cấp (500, 220, 110kV) và lưới phân phối (35, 22, 10, PD 6 và 0,4kV).  Ngoài ra, có thể chia theo khu vực, số pha, công nghiệp, nông nghiệp… 1.2. Những yêu cầu chung về lưới cung cấp điện: 1.2.1. Độ tin cậy cung cấp điện: C Tùy theo tính chất của hộ dùng điện có thể chia thành 3 loại:  Hộ loại 1: là những hộ rất quan trọng, không được để mất điện như sân bay, hải cảng, khu quân sự, ngoại giao, các khu công nghiệp, bệnh viện…  Hộ loại 2: là các khu vực sản xuất, nếu mất điện có thể ảnh hưởng nhiều đến kinh tế…  Hộ loại 3: là những hộ không quan trọng cho phép mất điện tạm thời. Cách chia hộ như vậy chỉ là tạm thời trong giai đoạn nền kinh tế còn thấp kém, đang hướng đến mục tiêu các hộ phải đều là hộ loại 1 và được cấp điện liên tục. 1.2.2. Chất lượng điện: Chất lượng điện được thể hiện qua hai thông số: tần số (f) và điện áp (U). Các trị số này phải nằm trong phạm vi cho phép. 2
  6. BÀI GIẢNG: CUNG CẤP ĐIỆN Trung tâm điều độ quốc gia và các trạm điện có nhiệm vụ giữ ổn định các thông số này.  Tần số f được giữ 50 ± 0,5Hz.  Điện áp yêu cầu độ lệch |δU|= U – Uđm≤5%Uđm. Lưu ý độ lệch điện áp khác với tổn thất điện áp (hiệu số điện áp giữa đầu và cuối nguồn của cùng cấp điện áp). ge le Hình 1.2: Độ lệch và tổn thất điện áp 1.2.3. Tính kinh tế: ol Tính kinh tế của một phương án cung cấp điện thể hiện qua hai chỉ tiêu: vốn đầu tư và chi phí vận hành. C  Vốn đầu tư một công trình điện bao gồm tiền mua vật tư, thiết bị, tiền vận chuyển, thí nghiệm, thử nghiệm, mua đất đai, đền bù hoa màu, tiền khảo sát thiết kế, lắp đặt và nghiệm thu. PD  Phí tổn vận hành: bao gồm các khoản tiền phải chi phí trong quá trình vận hành công trình điện: lương cho cán bộ quản lý, kỹ thuật, vận hành, chi phí bảo dưỡng và sửa chữa, chi phí cho thí nghiệm thử nghiệm, do tổn thất điện năng trên công trình điện. C Thông thường hai loại chi phí này mâu thuẫn nhau. Phương án cấp điện tối ưu là phương án dung hòa hai chi phí trên, đó là phương án có chi phí tính toán hàng năm nhỏ nhất. Z   avh  atc  .K  c.A  min Trong đó: - avh : hệ số vận hành, với đường dây trên không lấy 0,04; cáp và trạm biến áp lấy 0,1. - atc : hệ số thu hồi vốn đầu tư tiêu chuẩn  1T , với lưới cung cấp điện tc Ttc  5 năm. - K: vốn đầu tư. - A : tổn thất điện 1 năm. - c: giá tiền tổn thất điện năng (đ/kWh). 3
  7. BÀI GIẢNG: CUNG CẤP ĐIỆN 1.2.4. Tính an toàn: An toàn thường được đặt lên hàng đầu khi thiết kế, lắp đặt và vận hành công trình điện. An toàn cho cán bộ vận hành, cho thiết bị, công trình, cho người dân và các công trình xung quanh. Người thiết kế và vận hành công trình điện phải tuyệt đối tuân thủ các quy định an toàn điện. 1.2.5. Một số ký hiệu thường dùng: Thiết bị Ký hiệu Thiết bị Ký hiệu Máy phát điện hoặc nhà Động cơ điện máy điện Máy biến áp 2 cuộn dây Khởi động từ Máy biến áp điều Máy biến áp 3 cuộn dây ge chỉnh dưới tải Máy cắt điện Cầu chì. le ol Cầu dao cách ly Aptômát C Máy cắt phụ tải Cầu chì tự rơi PD Tủ điều khiển Tụ điện bù Tủ chiếu sáng làm Tủ chiếu sáng cục bộ C việc Tủ phân phối động Tủ phân phối lực Đèn sợi đốt Đèn huỳnh quang Ổ cắm điện Công tắc điện Máy biến dòng Kháng điện điện Dây cáp điện Dây dẫn điện Dây dẫn tần số ≠ Thanh dẫn (thanh cái) 50Hz Dây dẫn mạng hai dây Dây dẫn mạng 4 4
  8. BÀI GIẢNG: CUNG CẤP ĐIỆN dây. Đường dây điện áp Đường dây mạng U ≤36V. động lực 1 chiều Chống sét ống Chống sét van ge le ol C PD C 5
  9. BÀI GIẢNG: CUNG CẤP ĐIỆN Chương 2. CÁC LOẠI LƯỚI ĐIỆN 2.1. Lưới điện đô thị: Thường sử dụng cấp điện áp trung áp là 22 và 10kV. Để tăng độ tin cậy cung cấp điện, lưới trung áp thành phố thường có cấu trúc mạch vòng kín vận hành hở. Để đảm bảo an toàn và mỹ quan đô thị, thường sử dụng cáp ngầm cho mạng trung và hạ áp. Thường dùng trạm biến áp kiểu xây. Tuy nhiên chi phí đầu tư và vận hành sẽ cao hơn nhiều. Để thuận lợi cho phân phối và ít ảnh hưởng đến giao thông các trạm biến áp thường chỉ cung cấp điện cho một bên đường và được đặt ở góc hay giữa đoạn đường. ge le ol Hình 2.1. Trạm biến áp đặt ở góc phố. 2.2. Lưới điện nông thôn: C Ở nông thôn, mỗi huyện thường được cấp điện từ 1 hay 2 trạm biến áp trung gian, hiện nay thường sử dụng cấp 10 và 35kV. Lưới phân phối có cấu trúc dạng cây. PD Tất cả các tuyến dây đều là đường dây trên không. Các trạm biến áp thường dùng kiểu cột. Để dễ quản lý và vận hành trạm biến áp phân phối thường được đặt ở giữa thôn (làng). C 2.3. Lưới điện xí nghiệp: Các xí nghiệp công nghiệp là những hộ tiêu thụ điện tập trung, công suất lớn, điện năng cung cấp cho các xí nghiệp được lấy từ các trạm biến áp trung gian bằng các đường dây trung áp. Sơ đồ cung cấp điện cho xí nghiệp có thể phân thành 2 phần: bên trong và bên ngoài.  Sơ đồ cung cấp điện bên ngoài: là phần cung cấp điện từ hệ thống đến trạm biến áp chính hay trạm phân phối trung tâm của xí nghiệp. Bên dưới là một số dạng sơ đồ phổ biến: sơ đồ a): khi cấp điện áp sử dụng của nhà máy trùng với điện áp cung cấp từ hệ thống; sơ đồ b): các trạm biến áp phân xưởng nhận điện trực tiếp từ hệ thốnh và hạ xuống 0,4kV để sử dụng; sơ đồ c): có trạm biến áp trung tâm trước khi phân phối đến các trạm biến áp phân xưởng; và sơ đồ d): khi xí nghiệp có máy phát điện dự phòng. 6
  10. BÀI GIẢNG: CUNG CẤP ĐIỆN Lưới trung áp điện xí nghiệp có cấu trúc khác nhau tùy vào quy mô xí nghiệp. Đối với những xí nghiệp có tải vài trăm kVA, chỉ cần đặt 1 trạm biến áp. Đối với những xí nghiệp lớn cần đặt nhiều trạm biến áp, mỗi trạm cung cấp cho một hoặc vài phân xưởng. ge le Hình 2.2: Sơ đồ cung cấp điện bên ngoài xí nghiệp  Sơ đồ cung cấp điện bên trong: từ trạm phân phối trung tâm đến các trạm biến ol áp phân xưởng. Có 3 kiểu sơ đồ thường dùng: sơ đồ hình tia, liên thông và sơ đồ hỗn hợp. C PD C Hình 2.3. Sơ đồ cấp điện bên trong Lưới hạ áp xí nghiệp chính là lưới điện bên trong mỗi phân xưởng. Để cấp điện cho phân xưởng người ta đặt các tủ phân phối nhân điện hạ áp từ các máy biến áp về cấp cho các tủ động lực, từ tủ này cung cấp điện cho các thiết bị. 2.4. Các loại dây và cáp điện: Để tải điện người ta dùng dây dẫn và cáp. So với dây dẫn tải điện bằng cáp đắt tiền hơn nhưng mỹ quan hơn, vì thế cáp trung và hạ áp thích hợp cho lưới điện đô thị và xí nghiệp. Tải điện bằng dây dẫn rẽ tiền, dễ sửa chữa và thay thế thường được dùng trên lưới trung áp và khu vực nông thôn. 2.4.1. Các loại dây dẫn: 7
  11. BÀI GIẢNG: CUNG CẤP ĐIỆN Dây dẫn gồm hai loại: dây bọc cách điện và dây trần. Dây bọc cách điện: thường dùng trên lưới hạ áp. Dây bọc có nhiều loại: một sợi, nhiều sợi, dây cứng, mềm, đơn, đôi… Vật liệu thông dụng là đồng và nhôm. ge Hình 2.4: Cáp và dây trần le Ký hiệu: M(n, F), trong đó: M là dây đồng; n là số dây; F là tiết diện dây. Ví dụ: 2M(1x4): 2 dây bọc đơn lõi đồng tiết diện 4mm2 ol M(2x2,5): dây bọc kép lõi đồngtiết diện 1,5 mm2 Dây trần: dùng cho mọi cấp điện áp. Có các loại như: nhôm, thép, đồng và C nhôm lõi thép. Trong đó dây nhôm và nhôm lõi thép được dùng phổ biến cho đường dây trên không, trong đó phần nhôm làm nhiệm vụ dẫn điện và phần thép tăng độ bền cơ học. PD Ký hiệu: Đối với đường dây không( ĐDK) cao áp và trung áp: Loại dây(A, AC) - F, trong đó: A là dây nhôm; AC dây nhôm lõi thép; F là tiết C diện. Ví dụ: AC-50 Đường dây trên không tải điện xoay chiều 3 pha tiết diện 50 mm2 Đối với mạng hạ áp: Loại dây (n.F +1.Fo) với n là số dây pha, F tiết diện dây pha (mm2) và Fo tiết điện dây trung tính( mm2). Ví dụ: A(3.35+1.25): đường dây trên không dây nhôm 3 pha tiết diện mỗi pha 35mm2, dây trung tính tiết diện 25mm2 Theo quy phạm, với đường dây 3 pha 4 dây ta có: 1 F0  F 2 Với đường dây 2 pha 3 dây hoặc 1 pha 2 dây ta có: F0  F 2.4.2. Các loại cáp: 8
  12. BÀI GIẢNG: CUNG CẤP ĐIỆN a) Cấu tạo cáp: Cáp lực gồm các phần tử chính sau: lõi, cách điện và lớp vỏ bảo vệ. Lõi (ruột dẫn điện): Vật liệu cơ bản dùng làm ruột dẫn điện của cáp là đồng hay nhôm kỹ thuật điện. Ruột cáp có các hình dạng tròn, quạt, hình mảnh. Ruột có thể gồm một hay nhiều sợi. Lớp cách điện: Lớp vật liệu cách điện cách ly các ruột dẫn điện với nhau và cách ly với lớp bảo vệ. Hiện nay cách điện của cáp thường dùng là nhựa tổng hợp, các loại cao su, giấy cách điện, các loại dầu và khí cách điện. Lớp vỏ bảo vệ: ge Lớp vỏ bảo vệ để bảo vệ cách điện của cáp tránh ẩm ướt, tránh tác động của hóa chất do dầu tẩm thoát ra do hư hỏng cơ học cũng như tránh ăn mòn, han gỉ khi đặt trong đất. le Lớp vỏ bảo vệ dây dẫn là đai hay lưới bằng thép, nhôm hay chì. Ngoài cùng là lớp vỏ cao su hoặc nhựa tổng hợp. ol b) Phân loại cáp: Cáp có thể phân loại theo nhiều cách: C  Theo số lõi: một, hai, ba hay bốn lõi. Thông thường cáp cao áp chỉ có một lõi.  Theo vật liệu cách điện: giấy cách điện (có tẩm hay không tẩm), cách điện cao PD su hay nhựa tổng hợp và cách điện tổ hợp.  Theo mục đích sử dụng: hạ, trung và cao áp, ngoài ra còn có cáp rado và cáp thông tin. Cáp trung áp, cao áp kí hiệu là: n.chất cách điện (m x F) C Trong đó: n là số cáp, nếu n = 1 thì không ghi, chất cách điện là PVC hoặc XLPE, m là số lõi cáp, F là tiết diện cáp (mm2) Ví dụ: 3PVC(3 X 50)-3 cáp PVC 3 lõi mỗi lõi tiết diện 50mm2 Cáp hạ áp: n.chất cách điện(m x F+1.Fo) Ví dụ: 2XLPE(3 x 120+1 x 35)- 2 cáp XLPE 4 lõi, tiết diện pha 120mm2, trung tính 70mm2  Theo lĩnh vực sử dụng: cáp dùng cho hàng hải, hàng không, dầu mỏ, hầm mỏ, trong nước hay cho các thiết bị di chuyển (cần cẩu, cần trục…) 2.5. Cấu trúc đường dây tải điện: Đường dây tải điện trên không ký hiệu là ĐDK. Đường dây tải điện trên không bao gồm các phần tử: 9
  13. BÀI GIẢNG: CUNG CẤP ĐIỆN dây dẫn, sứ, xà, cột, móng, còn có thể có dây chống sét, dây néo và bộ chống rung. 2.5.1. Một số định nghĩa liên quan: a) Đường dây truyền tải điện trên không: công trình xây dựng mang tính chất kỹ thuật dùng để truyền tải điện năng theo dây dẫn, được lắp đặt ngoài trời. Dây dẫn được kẹp chặt nhờ sứ, xà cột và các chi tiết kết cấu xây dựng. Đường dây hạ áp cần có thêm một dây trung tính để lấy cả điện áp pha và điện áp dây. Nếu phụ tải 3 pha đối xứng thì lấy dây trung tính bằng ½ dây pha còn khi phụ tải pha không cân bằng thì tiết diện dây trung tính lấy bằng tiết diện dây pha. b) Khoảng cách tiêu chuẩn: gồm các khoảng cách ngắn nhất giữa dây dẫn được căng và đất, giữa dây dẫn được căng và công trình xây dựng, giữa dây dẫn và cột, giữa các dây dẫn với nhau. c) Độ võng trên dây: là khoảng cách theo chiều thẳng đứng từ đường thẳng nối 2 điểm treo dây trên cột tới điểm thấp nhất của dây dẫn do tác dụng của khối lượng ge dây. d) Lực căng dây: là lực căng kéo dây và kẹp chặt cố định dây dẫn trên cột. e) Chế độ làm việc bình thường: là chế độ làm việc mà dây dẫn không bị đứt. le f) Chế độ sự cố: là chế độ mà dây dẫn bị đứt dù chỉ một dây. g) Khoảng vượt trung gian của đường dây: khoảng cách theo mặt phẳng ngang ol giữa 2 cột. h) Khoảng néo chặt: là khoảng cách theo mặt phẳng nằm ngang giữa 2 cột chịu lực C gần nhau. Các cột chịu lực bao gồm các cột đầu tuyến, các cột cuối tuyến và các cột góc dây dẫn chuyển hướng đi. 2.5.2. Cấu trúc đường dây trên không PD a) Cột: lưới cung cấp điện trung áp dùng 2 loại cột: cột vuông và cột ly tâm, ký hiệu H và LT.  Cột vuông (cột chữ H): thường chế tạo cỡ 7,5 và 8,5m. Cột H7,5 dùng cho lưới hạ áp và H8,5 dùng cho lưới hạ áp và lưới 10kV. C  Cột ly tâm (cột tròn): các cột được đúc dài 10 và 12m, các đế cột dài 6, 8 và 10m. Cột và đế được nối với nhau nhờ các măng xông hay mặt bích, từ đó có thể có các cột 10, 12, 16, 20, 22m. Các cột còn được phân loại thành A, B, C, D theo khả năng chịu lực (được tra ở các bảng). b) Xà: dùng để đỡ dây dẫn và cố định khoảng cách giữa các dây, được làm bằng sắt hoặc bê tông kích thước tùy vào cấp điện áp. Trên xà có khoan sẵn các lổ để bắt sứ, khoảng cách giữa hai lỗ khoan (cũng là khoảng cách giữa hai dây) từ 0,3÷0,4m đối với đường dây hạ áp, từ 0,8÷1,2m với đường dây 10kV, từ 1,5÷2m với đường dây 35kV. c) Sứ: sứ có tác dụng vừa làm giá đỡ cho các bộ phận mang điện vừa làm vật cách điện giữa các bộ phận đó với đất. Vì vậy sứ phải đủ độ bền, chịu được dòng ngắn mạch đồng thời phải chịu được điện áp của mạng kể cả lúc quá điện áp. 10
  14. BÀI GIẢNG: CUNG CẤP ĐIỆN Sứ cách điện thường được thiết kế và sản xuất cho cấp điện áp nhất định và được chia thành hai dạng chính: sứ đỡ hay sứ treo dùng để đỡ hay treo thanh cái, dây dẫn và các bộ phận mang điện; sứ xuyên dùng để dẫn nhánh hay dẫn xuyên qua tường hoặc nhà.  Sứ đỡ: thường dùng cho đường dây có điện áp từ 35kV trở xuống, khi đường dây vượt sông hay đường giao thông thì có thể dùng sứ treo.  Sứ treo: có thể phân thành sứ thanh và sứ đĩa. Sứ thanh được chế tạo có chiều dài và chịu được một điện áp xác định trước. Chuỗi sứ được kết lại từ các đĩa và số lượng được ghép với nhau tùy thuộc điện áp đường dây. Ưu điểm của việc dùng chuỗi sứ cho đường dây cao thế là điện áp làm việc có thể tăng bằng cách thêm các đĩa sứ với chi phí nhỏ. ge le ol C Hình 2.5. Một số dạng sứ Khi cần tăng cường về lực người ta dùng các chuỗi sứ ghép song song, khi tăng PD cường cách điện người ta tăng thêm số đĩa. Việc kẹp dây dẫn vào sứ đứng được thực hiện bằng cách quấn dây hoặc bằng ghíp kẹp dây chuyên dụng. Việc kẹp dây vào sứ treo được thực hiện bằng khóa kẹp dây chuyên dụng. Sứ đứng Hoàng liên sơn có ký hiệu VHD-35. Đường dây có điện áp 110kV trở C lên dùng sứ treo. Chuỗi sứ treo gồm các đĩa sứ tuỳ theo cấp điện áp mà chuỗi sứ có số đĩa khác nhau. Điện áp (kV) Số đĩa sứ 3-10 01 35 03 110 07 220 13 Ti sứ là chi tiết được gắn vào sứ đứng bằng cách vặn ren và chèn ximăng, cát được dùng làm trụ để kẹp chặt sứ với xà trên cột điện. Ti sứ được làm bằng thép, được sơn phủ hay mạ để chống gỉ. d) Móng cột: có nhiệm vụ chống lật cột. Trong vận hành cột điện chịu lực kéo của dây và lực của gió bão. 11
  15. BÀI GIẢNG: CUNG CẤP ĐIỆN e) Dây néo: tại các cột néo (cột đầu, cuối và góc đường dây), để tăng cường chịu lực kéo cho các cột này các dây néo được đặt ngược hướng lực kéo dây. f) Bộ chống rung: chống rung cho dây dẫn do tác dụng của gió. Bộ chống rung gồm 2 quả tạ bằng gang nối với nhau bằng cáp thép, đoạn cáp được kết vào đường dây nhờ kẹp. ge le Hình 2.6: Bộ chống rung và móng cột ol Ngoài ra, trên cột và các xà đỡ còn được lắp đặt các tiết bị điện để phục vụ cho việc vận hành và bảo vệ hoạt động của lưới điện như: các cầu chì tự rơi, máy cắt phụ tải, dao cách ly, thiết bị tự đóng lại… C PD C 12
  16. BÀI GIẢNG: CUNG CẤP ĐIỆN Chương 3. TÍNH TOÁN PHỤ TẢI ĐIỆN 3.1. Các khái niệm chung: Nhiệm vụ đầu tiên khi thiết kế cung cấp điện là xác định nhu cầu điện của công trình (gọi là phụ tải tính toán). Nếu phụ tải tính toán nhỏ hơn phụ tải thực tế sẽ làm giảm tuổi thọ thiết bị đôi khi có thể gây cháy nổ do quá tải thiết bị, ngược lại thì thiết bị được chọn sẽ quá lớn gây lãng phí vốn đầu tư. 3.1.1 Phụ tải điện: Thông thường công suất vận hành khác với công suất thực tế do nhiều yếu tố khác nhau và là một hàm theo thời gian. Nhưng cần phải xác định phụ tải điện cho việc tính toán cung cấp điện. Công suất tính toán được gọi là công suất tính toán (Ptt).  Nếu Ptt < Pthực tế: thiết bị mau giảm tuổi thọ, có thể cháy nổ. ge  Nếu Ptt > Pthực tế: lãng phí vốn đầu tư. Có nhiều phương pháp xác định phụ tải điện, càng có nhiều thông tin càng lựa chọn được phương pháp chính xác. Thông thường có hai nhóm phương pháp là le phương pháp kinh nghiệm và phương pháp dựa trên xác xuất thống kê. 3.1.2 Các đặc tính chung của phụ tải điện: ol Mỗi phụ tải có đặc trưng riêng, có 3 đặc trưng mà các phương án cung cấp phải xét đến: C a) Công suất định mức: thường được ghi trên nhãn của thiết bị. Đối với động cơ, công suất định mức là công suất trên trục của động cơ, công suất điện Pđ =Pđm/ηđm. Thường ηđm =0,8 ÷ 0,85; trường hợp động cơ nhỏ có thể xem Pđ =Pđm. PD b) Điện áp định mức: điện áp làm việc của thiết bị phải phù hợp với lưới điện nơi đặt thiết bị. c) Tần số: tần số làm việc của thiết bị khác nhau nhiều từ 0Hz (điện DC) đến hàng triệu Hz ở thiết bị cao tần. C 3.1.3 Đồ thị phụ tải: Đồ thị phụ tải: “Đặc trưng cho sự tiêu dùng năng lượng điện của các thiết bị riêng lẻ, của nhóm thiết bị, của phân xưởng hoặc của toàn bộ xí nghiệp”. a) Phân loại: có nhiều cách phân loại  Theo đại lượng đo: đồ thị phụ tải tác dụng P(t), phản kháng Q(t) và điện năng A(t).  Theo thời gian khảo sát: đồ thị phụ tải hàng ngày, hàng tháng và hàng năm. b) Các loại đồ thị phụ tải thường dùng:  Đồ thị phụ tải ngày: như hình a) được ghi bằng máy; b) được ghi và vẽ lại bởi các vận hành viên và c) thể hiện dạng bậc thang thông số trung bình trong một khoảng thời gian. 13
  17. BÀI GIẢNG: CUNG CẤP ĐIỆN Hình 3.1: Đồ thị phụ tải ngày Đồ thị phụ tải hàng ngày cho ta biết tình trạng làm việc của thiết bị để từ đó sắp xếp lại qui trình vận hành hợp lý nhất, nó cũng làm căn cứ để tính chọn thiết bị, tính điện năng tiêu thụ… ge Đồ thị phụ tải ngày có 5 thông số đặc trưng sau: phụ tải cực đại, hệ số công suất cực đại, điện năng tác dụng và phản kháng ngày đêm, hệ số công suất tương ứng và hệ số điền kin của đồ thị phụ tải. le  Đồ thị phụ tải hàng tháng: được xây dựng theo phụ tải trung bình của từng tháng của xí nghiệp trong một năm làm việc. ol Đồ thị phụ tải hàng tháng cho ta biết nhịp độ sản xuất của xí nghiệp. Từ đó có thể đề ra lịch vận hành sửa chữa các thiết bị điện một cách hợp lý nhất, nhằm đáp C ứng các yêu cầu của sản xuất (VD: vào tháng 3,4 → sửa chữa vừa và lớn, còn ở những tháng cuối năm chỉ sửa chữa nhỏ và thay các thiết bị). PD C Hình 3.2: Đồ thị phụ tải tháng  Đồ thị phụ tải năm: thường được xây dựng dạng bậc thang, xây dựng trên cơ sở của đồ thị phụ tải ngày đêm điển hình (thường chọn 1 ngày điển hình vào mùa đông và vào mùa hạ). 14
  18. BÀI GIẢNG: CUNG CẤP ĐIỆN Hình 3.3: Đồ thị phụ tải năm Đồ thị phụ tải năm có các thông số đặc trưng như: điện năng tác dụng và phản kháng tiêu thụ trong năm, thời gian sử dụng công suất cực đại Tmax, hệ số công suất trung bình và hê số điền kín phụ tải. 3.2. Xác định phụ tải điện khu vực nông thôn: Đối tượng sử sụng điện phổ biến ở nông thôn là: trạm bơm, trường học và sinh ge hoạt. 3.2.1. Phụ tải điện trạm bơm: le Các máy bơm nông nghiệp thường có các thang công suất: 14, 20, 33, 45, 55, 75,100, 200kW. Với máy bơm công suất nhỏ (< 100kW) sử dụng điện hạ áp, máy ol bơm công suất lớn trở lên thường sử dụng điện 6 kV hay 10kV. Trạm bơm thường chia thành hai loại: trạm bơm tưới và trạm bơm tiêu. Phụ tải trạm bơm tính theo công thức sau: C n Ptt  K đt . K ti Pdmi 1 PD Qtt  Ptt . tan  (3-1) Trong đó: Ptt , Qtt : công suất tác dụng và phản kháng tính toán của trạm bơm. K dt : hệ số đồng thời, lấy theo thực tế K dt  nlv =số máy làm việc/tổng C n số máy. K t : hệ số tải của máy bơm, riêng đối với trạm bơm tiêu lấy bằng 1. Ví dụ: Yêu cầu xác định phụ tải điện một trạm bơm cấp huyện đặt 4 máy bơm mỗi máy có công suất 55kW trong 2 trường hợp: - Trạm bơm tưới.(Kt = 0,8) giả sử cho 1 máy nghỉ bảo dưỡng. - Trạm bơm tiêu. Cho cos φ = 0,7 3.2.2. Phụ tải trường học: Để thiết kế cấp điện cho trường học cần xác định phụ tải từng phòng học, từng tầng, từng dãy nhà học và toàn trường học. Phụ tải cho từng phòng học xác định theo công thức: Pp  P0 .S và Q p  Pp . tan  (3-2) 15
  19. BÀI GIẢNG: CUNG CẤP ĐIỆN Hệ số công suất cho: đèn ống + quạt cos= 0,8; đèn sợi đốt + quạt cos= 0,9. n Phụ tải tính toán một tầng nhà gồm n phòng: PT  K dt  Ppi (3-3) 1 Với: K dt là hệ số đồng thời. m Phụ tải tính toán cho một tòa nhà gồm m tầng: PN  K dt  PTi (3-4) 1 Ví dụ: Hãy tính toán phụ tải của một trường học gồm 1 nhà học 3 tầng , mỗi tầng 6 phòng mỗi phòng 80m2, phòng hiệu trưởng 24m2, phòng giáo viên 30m2, phòng công tác học sinh 30m2. 3.2.3.Phụ tải chiếu sáng sinh hoạt a) Phụ tải tính toán cho một thôn, xóm hoặc làng được xác định: Ptt  P0 .H và Qtt  Ptt . tan  (3-5) Trong đó H: số hộ dân trong làng, thôn. ge P0: suất phụ tải tính toán cho một hộ. Với hộ thuần nông lấy P0 = 0,5kW, với hộ có nghề phụ hoặc nhà ven đường lấy P0 = (0,6 ÷ 0,8)kW le b) Phụ tải tính toán cho xã bao gồm các thôn xóm được xác định. n n PX  K dt  Ptti ; QX  K dt  Qtti và S X  PX2  QX2 (3-6) ol 1 1 Ví dụ: Yêu cầu xác định phụ tải điện cho một xã nông nghiệp bao gồm: C Thôn 1: 200 hộ dân, thuần nông. Thôn 2: 150 hộ dân, thuần nông. Thôn 3: 250 hộ dân nhà ven đường. PD 3.3. Xác định phụ tải điện khu vực công nghiệp: 3.3.1. Trong giai đoạn dự án khả thi: Thông tin thu nhận trong giai đoạn này thường không chính xác. C Để xác định phụ tải điện cho việc thiêt kế, xây dựng đường dây cao áp và trạm biến áp trung gian người ta dựa vào diện tích hoặc sản lượng. a) Xác định phụ tải điện cho khu CN, chế xuất căn cứ vào diện tích: Stt  S0 * D (3-7) Trong đó: S0 suất phụ tải trên đơn vị diện tích, tùy ngành CN mà S0 chọn 100÷400(kVA/ha). D: diện tích khu CN, chế xuất (ha). b) Đối với xí nghiệp, nếu biết sản lượng sẽ sản xuất, công thức xác định phụ tải điện như sau: Ptt  a.M (3-8) T max Trong đó: a suất điện năng chi phí để sản xuất ra một đơn vị sản phẩm (kWh/sp). M: sản lượng. 16
  20. BÀI GIẢNG: CUNG CẤP ĐIỆN Tmax: thời gian sử dụng công suất cực đại. Tmax và a thường được tra bảng. 3.3.2. Trong giai đoạn xây dựng nhà xưởng: Thông tin nhận được trong giai đoạn này là công suất đặt của từng phân xưởng, diện tích của từng xưởng. a) Phụ tải điện động lực của từng phân xưởng được xác định theo công thức: Ptt  K nc .Pđ và Qtt  Ptt . tan  (3-9) Trong đó: K nc : hệ số nhu cầu (tra bảng). Pd : công suất đặt của phân xưởng. Với Pd  Pdm .n Pdm và n: công suất định mức của động cơ và số động cơ. b) Phụ tải điện chiếu sáng trong phân xưởng được xác định theo diện tích: Pcs  P0 .D và Qcs  Pcs . tan  (3-10) ge Trong đó: D : diện tích xưởng. 2 P0 : suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích (W/m ). Tùy theo vị trí, mục đích sử dụng chọn P0 = 5÷30 W/m2. d) Phụ tải điện cho toàn xí nghiệp có n phân xưởng: le c) Phụ tải điện cho toàn phân xưởng: PPX  Ptt  Pcs và QPX  Qtt  Qcs (3-11) ol n n PNX PNX  K đt  PPXi , Q NX  K đt  Q PXi và S NX  P 2 NX  Q 2 NX , cos   (3-12) 1 1 S NX C Ví dụ: Xí nghiệp cơ khí địa phương bao gồm các phân xưởng và các khu vực sau: Phân xưởng lò, diện tích 160m2 Pđ = 90kW Phân xưởng gia công, diện tích 600m2 Pđ = 150kW PD Nhà hành chính 2 tầng tổng diện tích 200m2 Xác định phụ tải tính toán toàn xí nghiệp. 3.3.3. Trong giai đoạn thiết kế chi tiết: C Đây là công đoạn cuối cùng trong quá trình thiết kế cấp điện cho xí nghiệp công nghiệp. Ở giai đoạn này đã biết hầu hết các thông tin về đối tượng sử dụng điện. Phụ tải tính toán xác định cho một nhóm máy, được xác định theo công thức sau: n Ptt  K max .Ptb  K max .K sd . Pđmi , Qtt  Ptt . tan  (3-13) 1 (3-13) Trong đó: Ptb : công suất trung bình trong thời gian khảo sát. K max , K sd : tra bảng. 17
ADSENSE
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2