Bài giảng Cung cấp điện - CĐ Phương Đông

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. 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 chuyên nghiệp… đồng thời còn phục vụ cho những người quan tâm đến kiến thức cơ bản trong cung cấp điện.

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 nghiệp.

Tam Kỳ, tháng7 năm 2011

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 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 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 4.2. Sơ đồ nối dây trạm biến áp:......................................................................17 4.3. Cấu trúc trạm: ..........................................................................................19 4.4. Lựa chọn máy biến áp cho trạm: ..............................................................20 4.5. Nối đất trạm và đường dây tải điện: .........................................................21 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 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

BÀI GIẢNG: CUNG CẤP ĐIỆN

iii

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

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.

Hình 1.1. Hệ thống điện

Những yêu cầu và nội dung chủ yếu khi thiết kế hệ thống cung cấp điện: 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

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.

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

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

500kV. Tương lai sẽ chỉ còn các cấp: 0,4; 22; 110; 220 và 500kV. 1.1.2. Phân loại:

Có nhiều cách phân loại lưới điện:

 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, 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:

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.

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). Hình 1.2: Độ lệch và tổn thất điện áp 1.2.3. Tính kinh tế:

Tính kinh tế của một phương án cung cấp điện thể hiện qua hai chỉ tiêu: vốn đầu

tư và chi phí vận hành.  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.  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.





  

min



.

a K c A tc

vha : hệ số vận hành, với đường dây trên không lấy 0,04; cáp và trạm biến áp



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.

tca : hệ số thu hồi vốn đầu tư tiêu chuẩn

1 tcT

A : tổn thất điện 1 năm.

tcT  năm. 5 - K: vốn đầu tư. - - c: giá tiền tổn thất điện năng (đ/kWh).

Trong đó: - lấy 0,1. - , với lưới cung cấp điện

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

Động cơ điện

Máy phát điện hoặc nhà máy điện Máy biến áp 2 cuộn dây Khởi động từ

Máy biến áp 3 cuộn dây Máy biến áp điều chỉnh dưới tải

Máy cắt điện Cầu chì.

Cầu dao cách ly Aptômát

Máy cắt phụ tải Cầu chì tự rơi

Tủ điều khiển Tụ điện bù

Tủ chiếu sáng cục bộ

Tủ phân phối Tủ chiếu sáng làm việc Tủ phân phối động lực

Đèn sợi đốt Đèn huỳnh quang

Ổ cắm điện Công tắc điện

Kháng điện Máy biến dòng điện

Dây cáp điện Dây dẫn điện

Thanh dẫn (thanh cái) Dây dẫn tần số ≠ 50Hz

Dây dẫn mạng hai dây Dây dẫn mạng 4

BÀI GIẢNG: CUNG CẤP ĐIỆN

Đường dây điện áp U ≤36V. dây. Đường dây mạng động lực 1 chiều

Chống sét ống Chống sét van

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.

Hình 2.1. Trạm biến áp đặt ở góc phố.

2.2. Lưới điện nông thôn:

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.

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). 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.

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.

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 áp phân xưởng. Có 3 kiểu sơ đồ thường dùng: sơ đồ hình tia, liên thông và sơ đồ hỗn hợp.

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:

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.

Hình 2.4: Cáp và dây trần

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 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 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.

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

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

0  F

1 2

Theo quy phạm, với đường dây 3 pha 4 dây ta có:

F 0

Với đường dây 2 pha 3 dây hoặc 1 pha 2 dây ta có:

2.4.2. Các loại cáp:

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: 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.

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. b) Phân loại cáp:

Cáp có thể phân loại theo nhiều cách:

 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 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) 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:

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 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. 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 giữa 2 cột. h) Khoảng néo chặt: là khoảng cách theo mặt phẳng nằm ngang giữa 2 cột chịu lực 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 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.  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.

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.

Hình 2.5. Một số dạng sứ

Khi cần tăng cường về lực người ta dùng các chuỗi sứ ghép song song, khi tăng 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 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) 3-10 35 110 220 Số đĩa sứ 01 03 07 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.

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.

Hình 2.6: Bộ chống rung và móng cột

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…

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.  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 phương pháp kinh nghiệm và phương pháp dựa trên xác xuất thống kê. 3.1.2 Các đặc tính chung của phụ tải điện:

Mỗi phụ tải có đặc trưng riêng, có 3 đặc trưng mà các phương án cung cấp phải

xét đến: 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.

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. 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.

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…

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.  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.

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 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).

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).

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

hoạt. 3.2.1. Phụ tải điện trạm bơm:

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 bơm công suất lớn trở lên thường sử dụng điện 6 kV hay 10kV.

P tt

đt

PK ti

dmi

 . K

Q  tt

Trạm bơm thường chia thành hai loại: trạm bơm tưới và trạm bơm tiêu. Phụ tải trạm bơm tính theo công thức sau: n

nlv



Trong đó: (3-1) tan.tt P ttQ : công suất tác dụng và phản kháng tính toán của trạm ttP ,

dtK : hệ số đồng thời, lấy theo thực tế

tK : hệ số tải của máy bơm, riêng đối với trạm bơm tiêu lấy bằng 1.

bơm. =số máy làm việc/tổng

số máy. 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

.0 SP

P tan.p

Q  p

tầng, từng dãy nhà học và toàn trường học. Phụ tải cho từng phòng học xác định theo công thức: và (3-2)

BÀI GIẢNG: CUNG CẤP ĐIỆN

Hệ số công suất cho: đèn ống + quạt cos= 0,8; đèn sợi đốt + quạt cos= 0,9.

P T

P pi

 

Phụ tải tính toán một tầng nhà gồm n phòng: (3-3)

dtK là hệ số đồng thời.

Với:

P N

P Ti

  (3-4)

Phụ tải tính toán cho một tòa nhà gồm m tầng:

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:

Q  tt

P tan.tt

Ptt

.0

(3-5) và

P0: suất phụ tải tính toán cho một hộ.

Trong đó H: số hộ dân trong làng, thôn. Với hộ thuần nông lấy P0 = 0,5kW, với hộ có nghề phụ hoặc nhà ven đường lấy P0 = (0,6 ÷ 0,8)kW

b) Phụ tải tính toán cho xã bao gồm các thôn xóm được xác định.



và



 P Q

P X

P Q ; tti X

Q tti

2 X



(3-6)

Ví dụ: Yêu cầu xác định phụ tải điện cho một xã nông nghiệp bao gồm: Thôn 1: 200 hộ dân, thuần nông. Thôn 2: 150 hộ dân, thuần nông. Thôn 3: 250 hộ dân nhà ven đường. 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. Để xác định phụ tải điện cho việc thiêt kế, xây dựng đường dây cao áp và trạm

S D 0 *

ttS

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:

(3-7) Trong đó: S0 suất phụ tải trên đơn vị diện tích, tùy ngành CN mà S0 chọn

100÷400(kVA/ha).

a M .



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:

P tt

T max Trong đó: a suất điện năng chi phí để sản xuất ra một đơn vị sản phẩm

(3-8)

(kWh/sp).

M: sản lượng.

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,

Q  tt

P tan.tt

. PK nc đ

P tt

ncK : hệ số nhu cầu (tra bảng).



P n . dm

P d

(3-9) diện tích của từng xưởng. a) Phụ tải điện động lực của từng phân xưởng được xác định theo công thức: và

dP : công suất đặt của phân xưởng. Với dmP và n: công suất định mức của động cơ và số động cơ.

Trong đó:

(3-10)

b) Phụ tải điện chiếu sáng trong phân xưởng được xác định theo diện tích: và

Q  cs

P tan.cs

Pcs

.0 Trong đó: D : diện tích xưởng.

0P : suất chiếu sáng trên một đơn vị diện tích (W/m2). Tùy theo vị trí,



0P = 5÷30 W/m2. P PX

 P P tt cs

 Q Q cs

(3-11)

cos





mục đích sử dụng chọn c) Phụ tải điện cho toàn phân xưởng: và d) Phụ tải điện cho toàn xí nghiệp có n phân xưởng:

đt

P PXi

đt

PXi

 K

P S

, và , (3-12)

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 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:

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.



K .



tan.

Phụ tải tính toán xác định cho một nhóm máy, sau: công định thức theo xác được

P tt

P . tb

max

QP , tt đmi

P tt

 .

(3-13)

tbP : công suất trung bình trong thời gian

Trong đó:

K : tra bảng.

max ,

khảo sát.

BÀI GIẢNG: CUNG CẤP ĐIỆN

Nguyên tắc tính toán:

 PttXN: phải được tính từ các TB điện ngược trở về phía nguồn.  Phải kể đến tổn thất trên đường dây và trong MBA.  Phụ tải tính toán XN cần phải kể đến dự kiến phát triển của XN trong 5 - 10 năm tới.

Các bước tính toán được thực hiện như sau:

 Điểm 1: điểm trực tiếp cấp điện đến các thiết bị dùng điện, tại đây cần xác định

chế độ làm việc của từng thiết bị (xác định Kt; ksd; cosφ…).

 Điếm 2: Với nhóm thiết bị làm việc ở chế độ khác nhau → Xác định Ptt bằng

phương pháp số thiết bị hiệu quả. Ptt = KM.Ptb và S2 =P2 + j.Q2

 Điểm 3: sẽ bằng phụ tải điểm 2 công thêm phần tổn thất đường dây hạ áp: S3

=S2 + ΔSdd



+ j

 Điểm 4: điểm tổng hạ áp của các trạm biến áp phân xưởng. Tai đây phụ tải tính toán có thể tính bằng phương pháp hệ số nhu cầu hoặc tổng hợp các phụ tải tại

P 3



  

  Q  3 

các điểm 4.



+ j

 Điểm 5: S5 = S4 + ∆SB2  Điểm 6: S6 = S5 + ∆Sdd

P 6



  

  Q  6 

 Điểm 7:

 Điểm 8: S8 = S7 + ∆SB1

Chú ý: S8 chưa phải là phụ tải của xí nghiệp. Vì khi tính phụ tải xí nghiệp còn phải kể đến sự phát triển của xí nghiệp (5 - 10 năm) sau. SXN = S8 + ∆SXN. Để xác định được ∆SXN phải dự báo tăng trưởng phụ tải. 3.4. Xác định phụ tải điện khu vực đô thị: 3.4.1 Phụ tải điện các hộ gia đình:

Các hộ gia đình là đối tượng sử dụng điện lớn nhất ở đô thị.

a) Trong giai đoạn xây dựng cơ sở hạ tầng:

Thông tin nhận được là mặt bằng quy hoạch đường phố, công thức xác định phụ

Ptt

.0 LP

P tan.tt

Q  tt L: chiều dài đoạn phố.

0P : công suất phụ tải trên một mét chiều dài.

tải như sau: (3-14)

Trong đó: Với mức sống trung bình P0 = 200 ÷ 400 (W/m) Với mức sống cao P0 = 500 ÷ 700 (W/m) Lấy cosφ = 0,85

b) Trong giai đoạn thiết kế chi tiết:

Thông tin nhận được tương đối chính xác, để xác định phụ tải điện có hai

phương pháp tính toán:

BÀI GIẢNG: CUNG CẤP ĐIỆN



 Phương pháp 1: Tính phụ tải từ căn hộ rồi đến khu vực.  Phương pháp 2: Tính ngược lại từ khu vực rồi đến căn hộ. 3.4.2 Phụ tải điện các trường đại học, trung học chuyên nghiệp:

Đối với khu vực giảng đường, hành chính văn phòng, phòng thí nghiệm phụ tải 0P = 10÷30 W/m2. Sau đó được cộng với

được xác định theo công thức: P S 0 * với phụ tải của xưởng điện, cơ khí, ký túc xá…ta được phụ tải cho trường học. 3.4.3 Các loại phụ tải khác:

Các phụ tải điện khác như: khu văn phòng, khách sạn siêu thị, nhà hàng công viên được tính toán tương tự bằng cách chọn công suất phụ tải đơn vị ( 0P ) phù hợp.

BÀI GIẢNG: CUNG CẤP ĐIỆN

Chương 4. TRẠM ĐIỆN

4.1. Khái quát và phân loại trạm điện:

Trạm biến áp dùng để biến đổi điện năng từ cấp điện áp này sang cấp điện áp

khác.

Theo nhiệm vụ, có thể phân trạm thành hai loại:

 Trạm biến áp trung gian hay còn gọi là trạm biến áp chính: trạm này nhận điện 35÷220kV từ hệ thống biến đổi thành cấp điện áp 10, 6 hay 0,4kV.  Trạm biến áp phân xưởng: nhận điện từ trạm biến áp trung gian biến đổi thành các cấp điện áp thích hợp phục vụ cho phụ tải phân xưởng. Phía sơ cấp thường là 35, 22, 15, 10, 6kV; còn phía hạ áp có thể là 660, 380/220 hay 220/127V.

Theo cấu trúc, cũng có thể chia thành hai loại:

 Trạm biến áp ngoài trời: ở trạm này, các thiết bị cao áp đều được đặt ngoài trời, còn phần phân phối điện áp thấp được đặt trong nhà hoặc trong các tủ chuyên dùng chế tạo sẵn.  Trạm biến áp trong nhà: ở trạm này tất cả các thiết bị đều được đặt trong nhà. Chi phí xây dựng trạm trong nhà thường cao hơn trạm ngoài trời nhiều. 4.2. Sơ đồ nối dây trạm biến áp:

Sơ đồ nối dây của trạm phải thỏa mãn các điều kiện sau:

 Đảm bảo liên tục cung cấp điện theo yêu cầu phụ tải.  Sơ đồ nối dây rõ ràng, thuận tiện trong vận hành và lúc xử lý sự cố.  An toàn lúc vận hành và sửa chữa.  Cân bằng giữa các chỉ tiêu về kinh tế và kỹ thuật.

Hình 4.1: Sơ đồ trạm hạ áp trung gian và trạm phân phối chính

BÀI GIẢNG: CUNG CẤP ĐIỆN

4.2.1. Sơ đồ nối dây trạm hạ áp trung gian:

Sơ đồ nối dây phía sơ cấp của trạm loại này phụ thuộc các thông số: điện áp cung cấp, số lượng và công suất máy biến áp, chế độ làm việc, độ tin cậy yêu cầu, sự phát triển trong tương lai… Do vậy có rất nhiều phương án để giải quyết vấn đề, tuy nhiên rất ít hoặc không có phương án nào thỏa hết các yêu cầu.

Sau đây là một số sơ đồ nối dây trạm biến áp thông dụng. Các trạm này thường

được thực hiện theo dạng sau:  Nối đến hệ thống bằng một hoặc hai lộ. Hai lộ đến thường không có thanh cái.  Phía điện áp thứ cấp (điện áp phân phối) người ta dùng sơ đồ với thanh cái đơn hay thanh cái kép. 4.2.2. Trạm phân phối chính:

Trạm nằm trong phạm vi xí nghiệp, thanh cái cao áp ngoài nối với hệ thống còn nối với nhà máy điện địa phương hay tổ máy phát điện riêng. Thanh cái có thể là đơn hay kép với máy cắt phân đoạn. Do được nối vào nguồn lớn nên các phụ tải có thể lắp các cuộn kháng để giảm dòng ngắn mạch nếu có. 4.2.3. Trạm phân phối trung gian:

Đối với các xí nghiệp có nhiều phân xưởng nằm rải rác và phân tán, thì cần có các trạm biến áp trung gian để phân phối điện năng từ các trạm chính đến các phân xưởng.

Việc kết nối giữa trạm trung gian và trạm phân phối chính nhờ các lộ chính.

4.2.4. Trạm hạ áp phân xưởng:

Trạm hạ áp phân xưởng thường có một hay hai máy biến áp, khi trạm có nhiều

(> 3) máy biến áp thì có thể có thanh cái phân đoạn. a) Trạm hạ áp với một máy biến áp: trạm này thường phục vụ cho hộ loại 2, loại 3, trừ trường hợp làm nguồn dự phòng cho hộ loại 1 có công suất nhỏ nhờ sử dụng tự động đóng.

Đặc điểm của sơ đồ trạm hạ áp – một máy biến áp phân xưởng là cách nối của

máy biến áp đến đường dây cao áp, thông thường có 3 cách nối sau:  Thông qua dao cách ly và máy cắt điện: cách này ít sử dụng do máy cắt đắt tiền, phải tính toán ổn định động và ổn định nhiệt khi có ngắn mạch.  Nối qua dao cách ly và cầu chì: thường sử dụng, dao cách ly có nhiệm vụ cắt dòng không tải. Nhược điểm là do bảo vệ quá tải và ngắn mạch nhờ cầu chì nên có độ nhạy thấp.  Nối qua dao cách ly và cầu chì và máy cắt phụ tải: sơ đồ này có dùng máy cắt phụ tải do chỉ thiết kế để cắt dòng phụ tải nên bộ phận dập tắt hồ quang có cấu tạo đơn giản, chi phí không cao.

BÀI GIẢNG: CUNG CẤP ĐIỆN

Hình 4.2: Trạm có một và trạm nhiều máy biến áp

b) Trạm hạ áp với nhiều máy biến áp: phục vụ cho tất cả các loại hộ dùng điện. Tùy theo số máy biến áp, số lộ cung cấp, loại hộ được cung cấp mà có một số dạng sơ đồ phổ biến như hình. c) Trạm hạ áp dùng các tủ chế tạo sẵn:

Các tủ chế tạo sẵn thường được chế tạo thành nhiều ngăn. Mỗi ngăn bao gồm: máy cắt, dao cách ly, thiết bị đo lường và bảo vệ. Tùy theo dòng phụ tải mà máy cắt có thể là máy cắt dầu, không khí và đôi khi là máy cắt chân không.

Hình 4.3: Trạm với tủ chế tạo sẵn

4.3. Cấu trúc trạm:

Khi thiết kế xây dựng trạm phải tiết kiệm chi phí tuy nhiên một số chỉ tiêu sau

phải được đảm bảo:  Chọn đúng trang thiết bị điện, lắp rắp đúng quy phạm và thỏa các điều kiện vận hành.  Tôn trọng khoảng cách giữa các phần dẫn điện với nhau và với xung quanh.  Khả năng loại nhanh hỏa hoạn và các sự cố khác.

BÀI GIẢNG: CUNG CẤP ĐIỆN

 Thuận tiện trong thao tác và các hành lang thi công, sửa chữa.  Phải thực hiện nối đất bảo vệ.  Phải sử dụng các tín hiệu cần thiết. 4.3.1. Trạm hạ áp phân xưởng ngoài trời:

Thường áp dụng cho xí nghiệp bé, lưới điện cung cấp từ đường dây trên không. Có hai dạng phổ biến là máy biến áp được treo trên cột và đặt ngay dưới chân cột.  Dạng treo cột: khi các máy biến áp ba pha hay một pha (từ 25÷240kVA) và các trang bị cùng khí cụ điện có tổng trọng lượng nhỏ (khoảng 300÷1800kg). Toàn bộ trang bị của trạm được treo trên các giá đỡ mắc vào một, hai hay bốn cột bằng gỗ hay xi măng cốt thép.  Dạng đặt dưới chân cột; đối với các máy biến áp quá lớn hay không đảm bảo được cân bàng trọng lượng khi treo trên cột thì máy biến áp được đặt trên một nền gỗ hay xi măng ngay dưới chân cột, xung quanh có rào lưới cao 2,5m để ngăn người hay vật đến gần trạm. 4.3.2. Trạm hạ áp phân xưởng trong nhà:

Đối với trạm công suất lớn (hơn 320MVA), khi có các yêu cầu trong vận hành, hoặc trong điều kiện đặc biệt như không khí độc hại trong quá trình sản xuất, không gian bố trí trạm quá ít… thì trạm trong nhà được chọn để xây dựng; ở trạm dạng này tất cả các thiết bị được đặt trong nhà.

Trạm này thường có sơ đồ nối dây đơn giản, chỉ sử dụng thanh cái khi có phụ tải điện áp cao. Các khi cụ ở phần cao áp là cầu chì ống, máy cắt phụ tải với cầu chì, máy cắt dầu hay khí nén.

Trạm có thể có một hay nhiều buồng tùy theo số lượng máy biến áp. Các buồng

phải có hệ thống thông gió với chiều cao phù hợp.

Đối với các thiết bị có chứa dầu như máy biến áp, mát cắt có chứa dầu phải có

hệ thống góp dầu và bể chứa dầu phòng khi có sự cố hay hỏa hoạn.

Việc nối dây giữa các máy biến áp và buồng phân phối điện áp cao (nếu có), cũng như việc nối dây đến bảng điện áp thấp có thể thực hiện bằng các thanh dẫn hay cáp. 4.3.3. Trạm hạ áp phân xưởng chế tạo sẵn thành tủ:

Loại này gồm có: một hay hai máy biến áp hạ áp được đặt trong buồng con bằng kim loại hoặc để hở nếu máy biến áp có dầu. Hệ thống phân phối điện áp cao (6 – 10kV) gồm một hay nhiều tủ con được gia công và lắp đặt sẵn theo một sơ đồ nối nào đó. Hệ thống phân phối điện áp thấp cũng gồm các tủ cấu kiện gia công sẵn. Đường dây nối giữa các máy biến áp và trang bị điện là các thanh trần đặt bên trong các khung bằng kim loại của tủ này.

BÀI GIẢNG: CUNG CẤP ĐIỆN

Hình 4.4: Tủ chế tạo sẵn 4.4. Lựa chọn máy biến áp cho trạm:

Lựa chọn máy biến áp bao gồm chọn số lượng và công suất của máy biến áp. Việc lựa chọn phù hợp với loại hộ tiêu thụ, phù hợp với chỉ tiêu kỹ thuật và kinh tế (phí đầu tư và vận hành). 4.5. Nối đất trạm và đường dây tải điện:

Trong lưới cung cấp người ta thực hiện nối đất với nhiều mục đích khác nhau:

nối đất làm việc, an toàn và chống sét.

Trang bị nối đất bao gồm các điện cực và dây dẫn nối đất. Các điện cực nối đất bao gồm: điện cực thẳng được đóng sâu vào trong đất và điện cực ngang được chôn ngầm ở một độ sâu nhất định. Các dây nối đất dùng để nối liền các bộ phận được nối đất với các điện cực. 4.5.1. Nối đất trạm biến áp:

Hệ thống nối đất trong trạm biến áp thực hiện cả ba chức năng: làm việc, an toàn và chống sét. Theo quy phạm điện trở nối đất (Rđ) của hệ thống nối đất phải đạt như sau:  Với trạm biến áp phân phối: Rđ ≤ 4Ω.  Với trạm biến áp trung gian có Uđm ≤ 35kV: Rđ ≤ 1Ω.  Với trạm biến áp trung gian có Uđm ≥ 110kV: Rđ ≤ 0,5Ω.

Kết cấu hệ thống nối đất của trạm thường ở dạng mạch vòng gồm các cọc dài 2,5m đóng ngập sâu 0,7m, các cọc cách nhau ≥ 2,5m và được hàn nối với nhau bằng các thanh thép tạo thành mạch vòng.

Đối với các trạm đặt ở hè phố thì phương án nối đất hình tia được thực hiện.

4.5.2. Nối đất đường dây tải điện:

Có hai loại nối đất đường dây tải điện:

BÀI GIẢNG: CUNG CẤP ĐIỆN

a) Nối đất chống sét và an toàn: các ĐDK trung áp trở lên tất cả các cột đều phải nối đất, với ĐDK 0,4 kV phải nối đất các cột đi qua khu vực đông dân.

Quy phạm quy định Rđ của một cột như sau:

 Vùng đồng bằng: Rđ ≤ 10Ω.  Vùng trung du: Rđ ≤ 15Ω.  Vùng núi: Rđ ≤ 20Ω.

Thường với vùng đồng bằng, điện trở suất của đất nhỏ, mỗi cột chỉ cần nối đất 1 cọc là đạt trị cố cho phép, vùng trung du và vùng núi phải tăng số cọc theo hình tia đến khi đạt trị số cho phép. b) Nối đất trung tính lặp lại: là hình thức nối đất riêng cho ĐDK 0,4kV dề phòng mất trung tính tại trạm biến áp làm cháy các thiết bị dùng điện.

Theo quy phạm, cứ khoảng 4 hay 5 cột phải thực hiện nối đất trung tính lặp lại. Lưu ý: cần phân biệt nối đất trung tính là nối từ đường dây trung tính xuống cọc

nối đất; nối đất chống sét và an toàn là nối từ xà đỡ dây xuống cọc nối đất.

BÀI GIẢNG: CUNG CẤP ĐIỆN

Chương 5. TÍNH TOÁN TỔN THẤT ĐIỆN

Tính toán về điện là xác định thông số chế độ của lưới điện. Tính toán về điện bao gồm tính các loại tổn thất trong hệ thống như tổn thất điện áp, tổn thất công suất, tổn thất điện năng cũng như các tính toán về phân bố công suất, lựa chọn tiết diện dây dẫn và cáp, các chế độ vận hành…

Tính toán điện phục vụ cho công tác đánh giá các chỉ tiêu kỹ thuật của hệ thống cung cấp điện, xác định tổng phụ tải, chọn các phần tử của mạng điện, xác định phương án bù công suất phản kháng…

Tùy mục đích sử dụng mà độ chính xác của các tính toán đòi hỏi khác nhau. Để khối lượng tính toán giảm bớt có thể sử dụng các biểu đồ, bảng tính có sẵn trong các sách tra cứu.

Các bước thực hiện lần lượt: xử lý các dữ kiện ban đầu (cấp điện áp, loại dây dẫn,

sơ đồ mạng…), xây dựng sơ đồ thay thế, thực hiện tính toán và xử lý kết quả. 5.1. Sơ đồ thay thế lưới cung cấp điện: 5.1.1. Khái niệm:

Thành lập sơ đồ thay thế cho một lưới điện bất kỳ gồm có: lựa chọn sơ đồ tính toán cho mỗi phần tử của lưới và tính toán các thông số của chúng, sau đó lắp các sơ đồ thay thế theo đúng trình tự trong lưới, cuối cùng là quy đổi các thông số trên sơ đồ về cùng cấp điện áp.

Sơ đồ thay thế của đường dây và máy biến áp sẽ được lần lượt trình bày, đây là hai

thành phần chính của lưới truyền tải và phân phối. 5.1.2. Sơ đồ thay thế đường dây: a) Các thông số của đường dây:  Điện dẫn G: là thông số phản ánh hiện tượng tổn thất công suất tác dụng trong sứ và điện môi. Phần công suất tổn hao trong sứ của đường dây trên không ở mọi cấp điện áp rất bé và có thể bỏ qua. Một phần tổn thất công suất nữa là tổn thất do vầng quang, thường chỉ xảy ra ở cấp điện áp ≥ 110kV trong một số điều kiện nhất định. Đối với dây cáp có thể bỏ qua điện dẫn.  Dung dẫn B: dung dẫn đường dây thể hiện điện dung giữa các dây dẫn. Dung dẫn này tỷ lệ với dòng điện chuyển dịch (hay là dòng điện nạp của đường dây), sinh ra công suất phản kháng trên đường dây. Dòng điện điện dung của cáp thường lớn hơn đường dây trên không, do vậy đối với cáp từ 20kV trở lên phải xét đến dung dẫn khi lập sơ đồ thay thế.  Điện trở R: điện trở đường dây, phụ thuộc chiều dài và thường được cho bởi nhà chế tạo.  Điện kháng X: thể hiện hiện tượng tản từ. Khi tải dòng điện xoay chiều ba pha sẽ xuất hiện xung quanh các dây dân một từ trường, tạo ra lực điện động trong mỗi dây dẫn và phụ thuộc khoảng cách tương hỗ giữa các dây dẫn. Đối với các đường dây từ 330kV trở lên, để giảm điện kháng người ta thường áp dụng kỹ thuật phân pha. b) Sơ đồ thay thế:

BÀI GIẢNG: CUNG CẤP ĐIỆN

  Z R j X



l .



x o

r o

; ro và xo điện trở và điện cảm kháng trên đơn vị chiều dài Các thông số của đường dây: điện trở, điện kháng, điện dẫn và dung dẫn hầu như phân bố dọc theo đường dây. Để dễ dàng trong tính toán, tùy theo loại đường dây một số thông số có thể xem là tập trung hay bỏ qua. Các sơ đồ thay thế và trường hợp áp dụng được tóm tắt trong bảng bên dưới. c) Tính thông số đường dây:  

Y G j B







l .





b . o



(km).  ; go và bo điện dẫn và dung dẫn trên đơn vị chiều dài (km).

 vqP 2U

 Điện dẫn G: được xác định theo tổn thất công suất tác dụng (5-1)

vqP là tổn thất vầng quang xác định theo công thức kinh nghiệm.

Trong đó

Bảng 5-1. Các sơ đồ thay thế đường dây

Sơ đồ Trường hợp áp dụng

Sơ đồ đường dây.

Gn 2

Bn 2

Sơ đồ thay thế hình π áp dụng cho đường dây trên không ≤300km hay cáp ≤50km.





Z= R + j.X Bj .

Sơ đồ hình π bỏ qua điện dẫn, do:  Điện dẫn gây bởi tổn thất trong sứ

Bn 2

và điện môi rất bé.

 Tổn thất vầng quang thường chỉ xảy ra ở đường dây trên không > 200kV. Sơ đồ thay thế mạng địa phương bỏ

qua tổng dẫn.

Sơ đồ thay thế cho cáp 6÷10kV bỏ

  6

.10



qua tổng dẫn

b o

1 .  km

 

log . 10

7, 58 D tb R trung bình hình học giữa các dây dẫn,

(5-2)  Dung dẫn bo:

tbD khoảng cách 



tbD

. D D D mm R là bán kính dây dẫn, [mm].



 Nếu đường dây có dây dẫn phân nhỏ, thì trị số R được thay thế bằng

R dt

R a  1 . n tb

Trong đó:

BÀI GIẢNG: CUNG CẤP ĐIỆN

Rđt: bán kính đẳng trị của các dây dẫn trong một pha.







 t



 r 20 1 

 (5-3) 

Trong đó: n: số dây dẫn trong một pha. atb: khoảng cách trung bình hình học giữa các dây dẫn trong một pha. R: bán kính thực của mỗi dây phân nhỏ.

 Điện trở ro: thường được cho bởi nhà chế tạo hay tính theo rt: điện trở ở nhiệt độ t.

Trong đó:





0, 0157,

r20: điện trở ở nhiệt độ 20oC, được tra ở các bảng cho sẵn. α: hệ số nhiệt điện trở, được tra ở các bảng cho sẵn, đối với đồng, nhôm, nhôm lõi thép α= 0,004.

x o

0,1445.log . 10

 

 

D tb R

(5-4)  Điện kháng xo:





0,1445.log . 10

x o

 

 

0, 0157 n

D tb R dt





R T



 Y G T T

Nếu đường dây có dây dẫn phân nhỏ, khi đó:

TB là cảm dẫn.

5.1.3. Sơ đồ thay thế máy biến áp: a) Các thông số của máy biến áp:  Tổng trở của máy biến áp: là phản ánh hiện tượng tổn thất công suất j X . Z tác dụng do hiệu ứng Joule và hiện tượng tổn thất công suất phản kháng do tản từ TX là điện cảm kháng. TR là điện trở, trong các cuộn dây. Trong đó:  Tổng dẫn của máy biến áp: phản ánh hiện tượng tổn thất công suất j B . T trong lõi thép máy biến áp: tổn hao do dòng Foucault và tổn hao từ. Tổn thất trong lõi thép hầu như không phụ thuộc vào tải của máy biến áp và bằng lúc không tải. Với: TG là điện dẫn,

oP , điện áp ngắn mạch %kU

kP , tổn thất không tải

Các thông số của máy biến áp có thể tính theo các số liệu của máy biến áp như: tổn , dòng điện không

. Các số liệu là kết quả của thí nghiệm ngắn mạch và thí nghiệm không tải.

thất ngắn mạch tải %oI b) Sơ đồ thay thế và tính các thông số cho máy biến áp hai cuộn dây:

Máy biến áp ba pha hai cuộn dây là loại được dùng phổ biến trong hệ thống cung



    P T

j Q T

cấp điện. Khi tính toán dùng sơ đồ hình Γ như hình vẽ.

Hình 5.1. Sơ đồ thay thế máy biến áp 2 cuộn dây

BÀI GIẢNG: CUNG CẤP ĐIỆN





' 2

'  R R 2

' R 2

' 2

oP , %kU

( và Ở đây:

TG và

TX ,

kP ,



2 dm



 Tính

và %oI

TR : ta có

2 I R . dm T

  P k

R . T

R T

S U

X là điện trở và cảm kháng của cuộn dây và thứ cấp 2 đã quy đổi về cuộn dây sơ cấp 1. Sau đây sẽ nêu các công thức tính thông số TB ) thông qua các số liệu ( ) của nó: máy biến áp ( TR , P U .k 2 S dm

2 dm 2 dm





P KW U k

2 dm

 



3 .10 ,



, do đó (5-5)





R T

2 dm

  KVA 

  2   %.

 



.100



.10,

 Tính

Tính với đơn vị thường dùng:



 

TX : ta có

I X . dm U

2   dm KVA

U 

KV 



 Tính

, do đó (5-6)

TG : một cách gần đúng

G T



 Tính

(5-7)

TB : một cách gần đúng

B T

 U  U

P 0 2 dm Q 0 2 dm





KVA

(5-8)





Q 0

S %. 100

Trong đó:

c) Sơ đồ thay thế và tính các thông số cho máy biến áp ba cuộn dây và tự ngẫu:



HdmU hay

TdmU ,

3dmU : điện áp định mức các cuộn cao, trung và hạ.

2dmU ,

1dmU ,

Đối với máy biến áp ba cuộn dây và tự ngẫu, nhà chế tạo cho những số liệu sau: dmS : công suất định mức máy biến áp. CdmU ,

  %oI 

23P : tổn thất ngắn mạch ứng với ba trạng thái thí nghiệm ngắn mạch. ,

: dòng điện không tải tính theo phần trăm so với dòng điện định mức.

13P , 12P , , 13%U 12 %U

23%U

 mạch.

I’2

R 2

U’2

X 2

0S

3 I’3

U’3

: điện áp ngắn mạch ứng với ba trạng thái thí nghiệm ngắn

BÀI GIẢNG: CUNG CẤP ĐIỆN

 

Hình 5.2. a) Máy biến áp ba cuộn dây; b) MBA tự ngẫu; c) Sơ đồ thay thế hình sao

P Fe

   0

  j Q . (5-9)

Sơ đồ thay thế hình sao có đặt lượng tổn hao trong thép:

Tổn thất công suất tác dụng khi ngắn mạch và điện áp ngắn mạch của máy biến áp

12 %U

12P và



2P là tổn thất công suất tác dụng trong cuộn 1 và 2.





P 12 %

    trong đó P 2 U

P 1 U 1



P 13

P 1





, với:



P 23

P 2

P 3





% Giải hệ các phương trình trên ta tính được tổn thất ngắn mạch và điện áp ngắn

ba cuộn dây và tự ngẫu được tính theo các dạng ngắn mạch sau: 1) Khi cuộn 2 bị ngắn mạch, cuộn 3 hở mạch, cuộn 1 được đặt vào một điện áp sao cho trong cuộn 1 và 2 có dòng định mức. Người ta đo được  1P và  2) Cho hở mạch cuộn 2, ngắn mạch cuộn 3 và cuộn 1 được đặt vào một điện áp sao     và cho trong cuộn 1 và 3 có dòng định mức ta thu được: P 3 U 3) Tương tự khi cho cuộn 1 hở mạch, cuộn 3 ngắn mạch và đặt điện áp vào cuộn 2 sao cho trong cuộn 2 và 3 có dòng định mức ta có:     và U .





P 12

    P 13

P 23

  P 1

 

mạch đối với từng cuộn dây theo số liệu đã cho:

    

 2    P P 12 2 P P 13 3

P 1 P 1

1% 





     %



 U %

2 U





(5-10)

U 1





% 1

    

(5-11)

Sau đó áp dụng công thức (5-5) và (5-6) để tính các thông số của máy biến áp.

5.2. Tính toán tổn thất điện áp:

Khi truyền tải điện năng từ nguồn đến hộ tiêu thụ thì mỗi phần tử mạng điện do có

tổng trở nên đều gây tổn thất công suất và điện áp.

Tổn thất công suất gây tình trạng thiếu hụt điện năng tại nơi tiêu thụ, làm tăng giá

thành truyền tải điện và làm cho hiệu quả kinh tế kém.

Tổn thất điện áp làm cho điện áp tại các hộ tiêu thụ bị giảm thấp, ảnh hưởng chất

lượng điện.

Sau đây lần lượt giới thiệu sơ lược phương pháp tính toán tổn thất điện áp, công

 U

.  XQRP đmU

suất và điện năng trên mạng phân phối điện.

Nếu P (kW), Q (kVAr), R, X (Ω), Uđm (kV) thì ΔU có đơn vị là V

5.2.1. Tổn thất điện áp trên đường dây có 1 phụ tải

BÀI GIẢNG: CUNG CẤP ĐIỆN

A

l,F

S

Z A1

A

S



jQ 1

 P 1 Tổn thất điện áp trên đoạn đường dây A1 là.

. RP 1

. XQ 1

1 A





1 A

 1 A U







đm jX

(5-12)

lr . Ao 1

A 1

l . Ao 1 Ví dụ: Đường dây trên không 10kV cấp điện cho xí nghiệp có các số liệu ghi trên hình vẽ:

AC-50, 5km

0,8

1000

Trong đó (5-13)

1 12

l A1

S 2

. RP 3





5.2.1. Tổn thất điện áp trên đường dây có n phụ tải. Ví dụ đường dây liên thông cấp điện cho 3 phụ tải như hình vẽ

S 1  . XQ 23 3 đmU

(



P 2

). RP 3





 ( XQQ đmU

(



 PP 1 2

). RP 3

 ( XQQQ 2

1 A





1 A

 U

đm





  U

123

A 1

kVA

700





kVA

350





600 kVA  3 km

800 

 l

 S 1 l 12

Ta có

1 

Tổn thất điện áp trên toàn bộ tuyến dây 23 Ví dụ: ĐDK-10kV cấp điện cho 3 xí nghiệp toàn bộ đường dây dùng AC-50 như hình vẽ trên với 350 l A km

5.2.2. Tổn thất điện áp trong máy biến áp:

BÀI GIẢNG: CUNG CẤP ĐIỆN





100 1000

 P R Q X 2 U dm

, P Q công suất do máy biến áp truyền tải, đơn vị [kW], kVAR]. , R X điện trở và điện kháng của MBA đã quy đổi về cấp điện áp tương

Tương tự như tính tổn thất điện áp trên đường dây có phụ tải tập trung, tổn thất . (5-14) điện áp trong máy biến áp là:

dmU điện áp định mức, [kV].

Trong đó: ứng, [Ω]

 S

     , trong đó:

5.3. Tính toán tổn thất công suất: 5.3.1. Tổn thất công suất trên đường dây:

Tổn thất công suất trên đường dây là một đại lượng phức: . P j Q P : tổn thất công suất tác dụng do phát nóng trên điện trở đường dây.

(

)



.  S

2 . ZI



 2

đm

S 2 U

S (VA)

  Q : tổn thất công suất phản kháng do từ hóa đường dây. 2 Q (5-15)

Nếu Nếu P (kW), Q (kVAr), Z, R, X (Ω), Uđm (kV), S(kVA) thì

5.3.2. Tổn thất công suất trên đường dây có 1 phụ tải.

A

l,F

S

Z A1

A

S

A 1











2 ZI .

(

)

A 1

P A 1

A 1

 2

đm

S U

1 U

1 12

l A1

đm Ví dụ: ĐDK-10kV cấp điện cho xí nghiệp cơ khí có phụ tải điện 2000 (kVA), cosφ = 0,6. Dây dùng AC-70 dài 5km.Xác định tổn thất công suất trên đường dây. 5.3.3. Tổn thất công suất trên đường dây có n phụ tải. 1

S 1

S 

S 2 S 

(

12 QQ  (

)

A 1 PP  ) 2 1





A 1

đm

 2 U

S U

Giả sử có 2 phụ tải:

5.3.4. Tổn thất công suất trong máy biến áp:

BÀI GIẢNG: CUNG CẤP ĐIỆN

Tổn thất công suất trong máy biến áp bao gồm tổn thất không tải (tổn thất trong lõi

thép hay tổn thất sắt) và tổn thất có tải (tổn thất trong dây quấn hay tổn thất đồng). a) Thành phần tổn thất không tải:

Thành phần tổn thất trong lõi thép không đổi khi phụ tải thay đổi và bằng tổn thất

     P 0 I



   

(5-14) không tải:

Q 0

P 0

S %. 100

. j Q 0 S %. 100

Với: ta có:

b) Tổn thất có tải đối với máy biến áp hai cuộn dây:

Đối với máy biến áp hai cuộn dây, tổn thất công suất tác dụng trong các cuộn dây

khi tải định mức bằng tổn thất công suất ngắn mạch: ΔPcuộn dây định mức = ΔPK.

Tổn thất công suất phản kháng trong các cuộn dây, nếu xem RT<



 

định như sau:

S %. K 100

ΔQcuộn dây định mức



k t

j k .

Vì máy biến áp làm việc với Spt khác với tải định mức nên khi xác định tổn thất S trong máy biến áp phải xét đến hệ số tải:

2    k P t K

S 2 %. U K t 100

     S



   

Khi đó tổn thất trong các cuộn dây: ΔScuộn dây

cuonday

2 k U t

. % K

j Q . T

P T

(5-15) Tổng tổn thất công suất trong máy biến áp:  2     P k P 0 t K

 I . % 0



S dm 100

c) Tổn thất có tải đối với máy biến áp ba cuộn dây và tự ngẫu:

Các bước tính toán được tuần tự thực



' 2

' R 2

  S 2

2  P Q 2 2 U

hiện:

' 2



' R . 3

' 3

2  P Q 3 3 U

' 3 ,

      S  Ở đây

' 2

' 3

' 2

    







' 2 2  P Q 3 3 ' U 3 U U R R X X là các điện , , áp và tổng trở tương ứng đã quy đổi về điện áp cuộn 1. Công suất: "  S S 1

j Q 1.

" P 1

' 3

' 2

Trước hết, tính tổn thất công suất trong cuộn dây 2 và 3 theo phụ tải tương ứng trung và hạ áp: 2  P Q 2 2 U (5-16)

Hình 5.3. Tổn thất công suất trong máy biến áp ba cuộn dây

BÀI GIẢNG: CUNG CẤP ĐIỆN



" P 1

" Q 1

" P 1

" Q 1



















S   1

R 1

2 1

Tổn thất công suất trong cuộn 1: (5-17)





 j Q k U . 0

2   k P t 2 K

2   k P t 3 K

. % K 2

. % K 1

2 k U t 2

S T

2 t 1

2 k U t 3

. % K 3

Ngoài ra, có thể tính tổn thất công suất trong máy biến áp ba cuộn dây và máy biến

 2     P k P 0 t 1 K

S dm 1 100

S dm 2 100

S dm 3 100

  

  

áp tự ngẫu một cách trực tiếp theo các lượng định mức và hệ số tải: 

5.4. Tính toán tổn thất điện năng: 5.4.1. Điện năng và tổn thất điện năng:

Điện năng là lượng công suất tác dụng sản xuất, truyền tải hay tiêu thụ trong một

  

. A P T P T .

(5-18)

khoảng thời gian. Trong thiết kế hệ thống thường lấy thời gian là một năm. Nếu công suất P không đổi trong thời gian khảo sát T thì điện năng: Khi đó tổn thất công suất cũng không đổi và tổn thất điện năng: Trường hợp công suất thay đổi và có thể biễu diễn thành hàm theo thời gian, ta có:

  P t dt

 

   A

và (5-19)



Trong thực tế, rất ít khi có thể biểu diễn được công suất cũng như tổn thất công suất theo thời gian, chỉ có thể xác định tổn thất điện năng bằng phương pháp gần đúng và cần tìm  , Tmax. a) Tmax: là thời gian nếu hệ thống cung cấp điện chỉ truyền tải công suất lớn nhất Pmax, thì sẽ truyền tải được lượng điện năng đúng bằng lượng điện năng truyền tải trong thực tế 1 năm.

.P T max max

A hay max

A P max

Ta có: (5-20)



Tuy nhiên trong giai đoạn thiết kế do chưa biết A, nên giá trị Tmax thường được





0,124 10

.8760





chọn:  Tra sổ tay đối với phụ tải công nghiệp.  Chọn 4000 – 5000h đối với hộ tiêu thụ đô thị.  Chọn 2500 – 3000h đối với hộ tiêu thụ nông thôn. b)  : là thời gian nếu hệ thống cung cấp điện chỉ truyền tải công suất lớn nhất thì sẽ gây ra lượng tổn thất điện năng đúng bằng lượng tổn thất điện năng gây ra trong thực tế một năm. Ta có: (5-21)

max .P   được xác định gần đúng theo Tmax:

  h

max

  A 

(5-22)





 

 .

KWh

5.4.2. Tổn thất điện năng trên đường dây:





P dd

Tổn thất điện năng trên đường dây được xác định như sau:

ddP

tổn thất công suất lớn nhất trên đường dây với phụ tải tính (5-23) Trong đó:

toán [kW].

BÀI GIẢNG: CUNG CẤP ĐIỆN

 thời gian chịu tổn thất công suất lớn nhất, [h]

max

 .

KWh

5.4.3. Tổn thất điện năng trong máy biến áp:





   A T

P t 0.

pt S

    P K 

  

(5-24) Tổn thất điện năng trong máy biến áp là:

max

  

n P t . .

 .

KWh

Nếu máy biến áp làm việc suốt năm t= 8760h.





A T

P K

1 n

pt S

    . 

  

Khi có n máy biến áp làm việc song song:

(5-25)

5.4.4. Các giải pháp giảm tổn thất điện năng:

  P

R .

Muốn giảm tổn thất điện năng cần phải giảm tổn thất công suất tác dụng:

 P Q 2 U

Các giải pháp thực hiện đều nhằm vào mục đích tác động vào các đại lượng P, Q,

R và U dẫn tới làm giảm P . a) Tăng điện áp truyền tải: có thể sử dụng đầu phân áp của máy biến áp nhằm nâng cao điện áp cung cấp (không cao quá 5%Udm). Nếu có thể cải tạo nâng cấp điện áp cho đường dây truyền tải. b) Giảm P: để cắt giảm P có thể dùng các giải pháp như thay đổi dây chuyền công nghệ hiện đại tiêu tốn điện năng ít hơn, sử dụng các thiết bị điện công nghệ mới hiệu suất cao. c) Bù công suất phản kháng: giải pháp này nhằm giảm lượng Q truyền tải trên lưới điện. Cụ thể là: dùng biện pháp hành chính và khuyến khích các xí nghiệp đặt tụ bù để giảm Q và tiến hành bù kinh tế trên lưới cung cấp điện. d) Giảm trị số R: để giảm R có thể dùng các giải pháp:  Dùng cáp đồng thay cho cáp nhôm. Tăng tiết diện dây dẫn.  Chọn tiết diện dây theo Jkt (dây sẽ lớn hơn và R nhỏ hơn khi chọn theo các phương pháp khác).

Ngoài ra, có thể dùng các biện pháp như: đặt trạm đúng trong tâm phụ tải, lựa

chọn đúng dung lượng máy biến áp (khi thiết kế); vận hành kinh tế trạm biến áp…

BÀI GIẢNG: CUNG CẤP ĐIỆN

Chương 6. TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN

6.1. Khái niệm chung: 6.1.1 Khái niệm về ngắn mạch:

Ngắn mạch là hiện tượng mạch điện bị chập lại ở một điểm nào đó làm cho tổng trở mạch nhỏ đi, dòng điện trong mạch sẽ tăng cao đột ngột và điện áp giảm xuống. Việc dòng điện tăng cao quá mức sẽ gây các hậu quả nghiêm trọng:  Xuất hiện lực điện động lớn có khả năng phá hủy kết cấu của các thiết bị điện, tiếp tục gây chạm chập cháy nổ.  Làm nhiệt độ tăng cao phá hủy các đặc tính cách điện, việc này lại tiếp tục gây ra các ngắn mạch khác. Hình 6.1. Đồ thị biến thiên dòng điện trong quá trình quá độ.

Nếu không nhanh chóng cô lập vùng ngắn mạch thì hệ thống chuyển sang chế





độ ngắn mạch duy trì.

  t

i kck

i ck

và không chu kỳ.





Dòng điện ngắn mạch theo thời gian có thể phân tích thành 2 thành phần: chu kỳ (6-1) Trong đó, thành phần không chu kỳ sẽ tắt sau một thời gian chỉ còn lại thành phần chu kỳ.

E * x *



i”: dòng điện siêu quá độ ban đầu,

*E  : sức điện động siêu quá độ tương đương trong đơn vị tương

Trong đó:



"2. i

đối.

*x  : điện kháng tổng hợp trong đơn vị tương đối. ckmI



0,01







e .

. 2. "

Ickm: biên độ của thành phần chu kỳ,

ckm



0,01

  1



ixk: là dòng ngắn mạch tại t=T/2, do đó:

xkk

w r .

Trong đó: gọi là hệ số xung kích, với là hằng số thời

r của mạch,

gian. Thông thường hệ số xung kích được tra từ các bảng theo tỷ số x

vị trí ngắn mạch và các đặc trưng của mạch điện.

Trung bình có thể lấy giá trị như sau:

 Ngắn mạch tại thanh góp điện áp máy phát hoặc đầu cao áp của máy biến áp tăng: kxk = 1,9.  Ngắn mạch ở các thiết bị cao áp xa máy phát: kxk = 1,8.

BÀI GIẢNG: CUNG CẤP ĐIỆN

 Ngắn mạch phía thứ cấp của các trạm hạ áp (S<1000kVA): kxk = 1,3.

Đối với động cơ không đồng bộ, độ suy giảm của các thành phần dòng chu kỳ

kxkĐ = 1,8.

và tự do do nó cung cấp cho điểm ngắn mạch là gần như nhau, có thể lấy:  Động cơ cở lớn :  Động cơ cở 100÷200kW: kxkĐ = 1,5÷1,6.  Động cơ cở bé và phụ tải tổng hợp: kxkĐ = 1. 6.1.2 Phân loại ngắn mạch:

Có nhiều dạng ngắn mạch: ngắn mạch 3 pha, ngắn mạch 2 pha, ngắn mạch 2 pha chạm đất, ngắn mạch 1 pha chạm đất…trong đó ngắn mạch 3 pha là nguy hiểm nhất.

Bảng 6-1. Tóm tắt các loại ngắn mạch

Thông tường các dạng ngắn mạch phải được cô lập khỏi hệ thống. Riêng trong lưới trung áp 35, 10, 6kV là lưới có trung tính cách điện thì dòng ngắn mạch 1 pha nhỏ và người ta cho phép tiếp tục vận hành 2 giờ kể từ khi ngắn mạch, nếu sau 2 giờ nếu không phát hiện và khắc phục được sự cố thì mới cắt điện. Sự cố này được phát hiện nhờ máy biến áp ba pha tam giác hở. 6.1.3 Mục đích và yêu cầu của tính toán ngắn mạch:

Khi thiết kế và vận hành các hệ thống điện, nhằm giải quyết nhiều vấn đề kỹ thuật yêu cầu tiến hành hàng loạt các tính toán sơ bộ, trong đó có tính toán ngắn mạch.

Tính toán ngắn mạch thường là những tính toán dòng, áp lúc xảy ra ngắn mạch tại một số điểm hay một số nhánh của sơ đồ đang xét. Tùy thuộc mục đích tính toán mà các đại lượng trên có thể được tính ở một thời điểm nào đó hay diễn biến của chúng trong suốt cả quá trình quá độ. Những tính toán như vậy cần thiết để giải quyết các vấn đề sau:  So sánh, đánh giá, chọn lựa sơ đồ nối điện.  Chọn các khí cụ, dây dẫn, thiết bị điện.  Thiết kế và chỉnh định các loại bảo vệ.

BÀI GIẢNG: CUNG CẤP ĐIỆN

 Nghiên cứu phụ tải, phân tích sự cố, xác định phân bố dòng...

Trong hệ thống điện phức tạp, việc tính toán ngắn mạch một cách chính xác rất khó khăn. Do vậy tùy thuộc yêu cầu tính toán mà trong thực tế thường dùng các phương pháp thực nghiệm, gần đúng với các điều kiện đầu khác nhau để tính toán ngắn mạch.

Chẳng hạn để tính chọn máy cắt điện, theo điều kiện làm việc của nó khi ngắn mạch cần phải xác định dòng ngắn mạch lớn nhất có thể có. Muốn vậy, người ta giả thiết rằng ngắn mạch xảy ra lúc hệ thống điện có số lượng máy phát làm việc nhiều nhất, dạng ngắn mạch gây nên dòng lớn nhất, ngắn mạch là trực tiếp, ngắn mạch xảy ra ngay tại đầu cực máy cắt… Để giải quyết các vấn đề liên quan đến việc chọn lựa và chỉnh định thiết bị bảo vệ rơle thường phải tìm dòng ngắn mạch nhỏ nhất, lúc ấy tất nhiên cần phải sử dụng những điều kiện tính toán hoàn toàn khác với những điều kiện nêu trên. 6.1.4 Tính toán ngắn mạch



Trong tính toán ngắn mạch, kết quả thu được là gần đúng, mức độ chính xác phụ thuộc vào cách thức thiết lập sơ đồ thay thế (để tính toán) và độ chính xác của phương tiện tính toán. Ví dụ:  Nếu không kể đến phụ tải và các phần tử khác thì giá trị dòng ngắn mạch tính toán sẽ lớn hơn 2-7% so với giá trị chính xác.  Nếu không kể đến điện trở và phụ tải (khi tính toán chính xác sức điện động), thì dòng ngắn mạch ba pha sẽ lớn hơn giá trị thực khoảng 20%.  Nếu chỉ không lưu ý đến sự khác nhau về module và argument của sức điện động (xem các máy phát điện là như nhau và có sức điện động bằng 1,05E) thì giá trị tính toán dòng điện ngắn mạch ba pha sẽ nhỏ hơn khoảng 10% so với giá trị chính xác.  Nếu không kể đến sự khác nhau về module và argument của sức điện động (sức điện động bằng 1,05E), đồng thời không kể đến sự khác nhau của phụ tải, thì dẫn đến kết quả dòng điện ngắn mạch ba pha nhỏ hơn so với giá trị chính xác khoảng 5- 8%.  Nếu dùng định lý máy phát điện tương đương (Thevenin) để tính toán thì dòng

U 

k Z

sun

ngắn mạch sẽ là:

Trong đó:

 Uk: điện áp của thanh góp sự cố ở chế độ làm việc trước khi phát sinh ngắn mạch.  Zk: tổng trở tương đương của sơ đồ thứ tự thuận được nhìn từ chỗ sự cố.  Zsun: tổng trở mạch sun tương đương của chỗ sự cố.

Sự sai lệch của dòng điện ngắn mạch tính toán so với giá trị thực tế nằm trong phạm vi trên có thể chấp nhận được khi nghiên cứu một số phạm trù tính toán như việc xác định công suất dòng điện ngắn mạch của máy cắt điện.

BÀI GIẢNG: CUNG CẤP ĐIỆN

Tuy nhiên trong việc tính toán, lựa chọn đặc tính cho các bảo vệ khoảng cách,

so lệch…cần phải tính toán dòng ngắn mạch một cách chính xác. 6.1.5 Các phương pháp tính toán

Để tính toán dòng ngắn mạch có thể áp dụng các phương pháp thực dụng gần đúng như phưong giải tích và phương pháp đường cong tính toán, khi cần độ chính xác cao phương pháp dùng ma trận và máy tính được dùng.  Phương pháp giải tích.  Phương pháp đường cong tính toán.  Phương pháp dùng ma trận và máy tính để tính toán. 6.2. Các phương tính toán gần đúng dòng điện ngắn mạch:

Các phương pháp tính thông thường đều phải tuần tự thực hiện các bước sau: a) Xây dựng các giả thiết, các giả thiết phù hợp với phương pháp tính, mục đích

tính ngắn mạch, phù hợp với từng trường hợp cụ thể…

b) Chọn hệ đơn vị tương đối. c) Thành lập sơ đồ thay thế và thực hiện các phép biến đổi để có thể tính được điện

kháng từ nguồn đến điểm ngắn mạch.

d) Tính các thành phần của dòng ngắn mạch cần thiết.

Sau đây sẽ giới thiệu khái quát hai phương pháp tính gần đúng dòng ngắn mạch

là phương pháp giải tích và phương pháp đường cong tính toán. 6.2.1 Phương pháp giải tích: a) Bước 1 - Xây dựng các giả thiết: Khi xảy ra ngắn mạch sự cân bằng công suất từ điện, cơ điện bị phá hoại, trong hệ thống điện đồng thời xảy ra nhiều yếu tố làm các thông số biến thiên mạnh và ảnh hưởng tương hổ nhau. Nếu kể đến tất cả những yếu tố ảnh hưởng, thì việc tính toán ngắn mạch sẽ rất khó khăn. Do đó, trong thực tế người ta đưa ra những giả thiết nhằm đơn giản hóa vấn đề để có thể tính toán. Mỗi phương pháp tính toán ngắn mạch đều có những giả thiết riêng của nó. Ở đây ta chỉ nêu ra các giả thiết cơ bản chung cho việc tính toán ngắn mạch.

1. Mạch từ không bão hòa: giả thiết này sẽ làm cho phương pháp phân tích và tính toán ngắn mạch đơn giản rất nhiều, vì mạch điện trở thành tuyến tính và có thể dùng nguyên lý xếp chồng để phân tích quá trình. 2. Bỏ qua dòng điện từ hóa của máy biến áp. 3. Hệ thống điện 3 pha là đối xứng. 4. Bỏ qua dung dẫn của đường dây: giả thiết này không gây sai số lớn, ngoại trừ trường hợp tính toán đường dây cao áp tải điện đi cực xa thì mới xét đến dung dẫn của đường dây.

5. Bỏ qua điện trở tác dụng: nghĩa là sơ đồ tính toán có tính chất thuần kháng. Giả thiết này dùng được khi ngắn mạch xảy ra ở các bộ phận điện áp cao, ngoại trừ khi bắt buộc phải xét đến điện trở của hồ quang điện tại chỗ ngắn mạch hoặc khi tính toán ngắn mạch trên đường dây cáp dài hay đường dây trên không tiết diện bé.

BÀI GIẢNG: CUNG CẤP ĐIỆN

Ngoài ra lúc tính hằng số thời gian tắt dần của dòng điện không chu kỳ cũng cần phải tính đến điện trở tác dụng.

6. Xét đến phụ tải một cách gần đúng: tùy thuộc giai đoạn cần xét trong quá trình quá độ có thể xem gần đúng tất cả phụ tải như là một tổng trở không đổi tập trung tại một nút chung.

7. Các máy phát điện đồng bộ không có dao động công suất: nghĩa là góc lệch pha giữa sức điện động của các máy phát điện giữ nguyên không đổi trong quá trình ngắn mạch. Nếu góc lệch pha giữa sức điện động của các máy phát điện tăng lên thì dòng trong nhánh sự cố giảm xuống, sử dụng giả thiết này sẽ làm cho việc tính toán đơn giản hơn và trị số dòng điện tại chỗ ngắn mạch là lớn nhất. Giả thiết này không gây sai số lớn, nhất là khi tính toán trong giai đoạn đầu của quá trình quá độ (0,1 ÷ 0,2 sec). b) Bước 2 - Chọn đơn vị tương đối:

Bất kỳ một đại lượng vật lý nào cũng có thể biểu diễn trong hệ đơn vị có tên

hoặc trong hệ đơn vị tương đối.

Trị số trong đơn vị tương đối của một đại lượng vật lý nào đó là tỷ số giữa nó

với một đại lượng vật lý khác cùng thứ nguyên được chọn làm đơn vị đo lường.

Đại lượng vật lý chọn làm đơn vị đo lường được gọi đại lượng cơ bản. Như vậy, muốn biểu diễn các đại lượng trong đơn vị tương đối trước hết cần chọn các đại lượng cơ bản. Khi tính toán đối với hệ thống điện 3 pha người ta dùng các đại lượng cơ bản sau:

Zcb: tổng trở pha cơ bản. tcb: thời gian cơ bản. ωcb: tốc độ góc cơ bản.



U I .



Scb: công suất cơ bản 3 pha. Ucb: điện áp dây cơ bản. Icb: dòng điện cơ bản. Các đại lượng này liên hệ với nhau qua các biểu thức sau:

t và



1 

U 3.

Do đó thông thường chọn ba đại lượng cơ bản là Scb, Ucb, ωcb các đại lượng còn

lại được tính từ các biểu thức trên.

Scb: thường được chọn bằng 100MVA, 1000MVA hay có thể chọn bằng công

suất định mức của một trong các nguồn cung cấp.

Ucb: lấy theo thang điện áp trung bình định mức: 500; 330; 230; 115; 37; 22;

18; 15,75; 13,8; 6,3; 3,15 và 0,4kV.

Sau khi đã có các đại lượng cơ bản, có thể tính các đại lượng tương đối từ các



;

I ;



)

E *(

S *(

)

3. U

Z Z

S U

E U

S S

I I

cb 2 cb

U U Một số tính chất của hệ đơn vị tương đối: 1. Các đại lượng cơ bản dùng làm đơn vị đo lường cho các đại lượng toàn phần

đại lượng thực theo các công thức sau:

cũng đồng thời dùng cho các thành phần của chúng.

Ví dụ: Scb dùng làm đơn vị đo lường chung cho S, P, Q; Zcb - cho Z, R, X.

BÀI GIẢNG: CUNG CẤP ĐIỆN

2. Trong đơn vị tương đối điện áp pha và điện áp dây bằng nhau, công suất 3

pha và công suất 1 pha cũng bằng nhau.

3. Một đại lượng thực có thể có giá trị trong đơn vị tương đối khác nhau tùy thuộc vào lượng cơ bản và ngược lại cùng một giá trị trong đơn vị tương đối có thể tương ứng với nhiều đại lượng thực khác nhau.



)

4. Thường tham số của các thiết bị được cho trong đơn vị tương đối với lượng

I 3. U

Z Z

dm 2 dm

cơ bản là định mức của chúng (Sđm, Uđm, Iđm). Lúc đó: S U

5. Đại lượng trong đơn vị tương đối có thể được biểu diễn theo phần trăm, ví dụ

 % 100.



.100

)

3. U



.100



3. I U

như ở kháng điện, máy biến áp...

c) Bước 3 - Thành lập sơ đồ thay thế và biến đổi sơ đồ: Sơ đồ thay thế là sơ đồ cho phép thế các mạch liên hệ nhau bởi từ trường bằng một mạch điện tương đương bằng cách qui đổi tham số của các phần tử ở các cấp điện áp khác nhau về một cấp được chọn làm cơ sở. Các tham số của sơ đồ thay thế có thể xác định trong hệ đơn vị có tên hoặc hệ đơn vị tương đối, đồng thời có thể tính gần đúng hoặc tính chính xác.

Trình tự qui đổi như sau:

 Chọn công suất cơ bản Scb chung cho tất cả các đoạn trên sơ đồ.  Trên mỗi đoạn lấy Uđm = Utb của cấp điện áp tương ứng.  Tính đổi tham số của các phần tử ở mỗi đoạn sang đơn vị tương đối theo các biểu thức gần đúng. Dưới dây là bảng tóm tắt công thức tính quy đổi cho các phần tử.

BÀI GIẢNG: CUNG CẤP ĐIỆN

Sau khi đã quy đổi, thực hiện các phép biến đổi để có thể tính toán điện kháng

từ nguồn đến vị trí ngắn mạch.

Các phép biến đổi: Các phép biến đổi sơ đồ thay thế được sử dụng trong tính toán ngắn mạch nhằm mục đích biến đổi những sơ đồ thay thế phức tạp của hệ thống điện thành một sơ đồ đơn giản nhất tiện lợi cho việc tính toán, còn gọi là sơ đồ tối giản. Sơ đồ tối giản có thể bao gồm một hoặc một số nhánh nối trực tiếp từ nguồn sức điện động đẳng trị E∑ đến điểm ngắn mạch thông qua một điện kháng đẳng trị (tổng hợp) X∑.

E? .

1. Nhánh đẳng trị: Phép biến đổi này được dùng để ghép song song các nhánh

có nguồn hoặc không nguồn thành một nhánh tương đương.

E Y . k k





;



 1 n

Y k



 1



Trong đó:

Y k

1 X

k. Với là điện dẫn nhánh

2. Biến đổi Y - Δ: Biến đổi sơ đồ thay thế có dạng hình sao gồm 3 nhánh (hình a) thành tam giác (hình b) theo các biểu thức sau:

Ngược lại, biến đổi sơ đồ có dạng hình tam giác sao thành hình sao dùng các biểu thức sau:

3. Tách riêng các nhánh tại điểm ngắn mạch: Nếu ngắn mạch trực tiếp 3 pha tại điểm nút có nối một số nhánh, thì có thể tách riêng các nhánh này ra khi vẫn giữ ở đầu mỗi nhánh cũng ngắn mạch như vậy. Sơ đồ nhận được lúc này không có mạch vòng sẽ dễ dàng biến đổi. Tính dòng trong mỗi nhánh khi cho ngắn mạch chỉ trên một nhánh, các nhánh ngắn mạch khác xem như phụ tải có sức điện động bằng không. Dòng qua điểm ngắn mạch là tổng các dòng đã tính ở các nhánh ngắn mạch riêng rẽ. Phương pháp này thường dùng khi cần tính dòng trong một nhánh ngắn mạch nào đó.

BÀI GIẢNG: CUNG CẤP ĐIỆN

4. Lợi dụng tính chất đối xứng của sơ đồ: Lợi dụng tính chất đối xứng của sơ đồ ta có thể ghép chung các nhánh một cách

đơn giản hơn hoặc có thể bỏ bớt một số nhánh mà dòng ngắn mạch không đi qua.

d) Bước 4 - Tính toán ngắn mạch:

Sau khi đã tính được điện kháng tổng hợp và sức điện động siêu quá độ, lần lượt





tính:

E * x *



i . "



 Dòng điện ngắn mạch siêu quá độ tương đối:



 I . 2.

 Dòng điện ngắn mạch:

 Dòng điện xung kích:

 kA   kA 6.2.2 Phương pháp đường cong tính toán:





Phương pháp này dựa trên cơ sở sử dụng một số đường cong đặc biệt, có thể xác định giá trị chu kỳ của dòng điện tại bất kỳ thời điểm nào tùy theo điện kháng tính toán của sơ đồ.

 f x



ckt

x *

* ,

" x d

Đường cong tính toán là đường cong biểu diễn trị số tương đối của thành phần chu kỳ trong dòng ngắn mạch tại những thời điểm tùy ý của quá trình quá độ phụ thuộc vào một điện kháng - điện kháng tính toán và



0.6 1 36 8o 

0,8



Cấu trúc của đường cong được vẽ dựa trên sơ đồ đơn giản (hình vẽ) và các giả

ptZ

thiết:  Trước lúc ngắn mạch, máy phát điện mang tải định mức với cosφ= 0,8 và điện áp ở định mức, tương ứng với giả thiết là phụ tải không đổi .

BÀI GIẢNG: CUNG CẤP ĐIỆN



 f x



ckt

* ,

 Nhánh bị ngắn mạch 3 pha tại điểm N có điện kháng xN không mang tải trước khi xảy ra ngắn mạch.

Cho xN các giá trị khác nhau, theo các biểu thức đã biết hoặc bằng mô hình tính Ick tại điểm ngắn mạch ở các thời điểm khác nhau. Từ kết quả tính được, xây dựng . Các tham số đều tính trong đơn vị tương đối với họ đường cong lượng cơ bản là định mức của máy phát: Ucb = Utb và Scb = SđmF. Đường cong tính toán được xây dựng riêng cho các máy phát nhiệt điện và thủy điện

Các bước tính toán ngắn mạch theo phương pháp đường cong tính toán: Tính toán theo một biến đổi còn gọi là tính toán theo biến đổi chung. Phương pháp này sử dụng khi khoảng cách giữa các máy phát đến điểm ngắn mạch gần như nhau, lúc đó sự tắt dần của thành phần chu kỳ trong dòng ngắn mạch của các máy phát là gần như nhau, cho nên có thể nhập chung tất cả các máy phát thành một máy phát đẳng trị có công suất tổng để tính toán. Trình tự tính toán như sau:  Lập sơ đồ thay thế trong đơn vị tương đối theo phép qui đổi gần đúng (với các lượng cơ bản Scb, Ucb = Utb):

- Điện kháng của máy phát lấy bằng x”d. - Không cần đặt bất kỳ sức điện động nào trong sơ đồ. - Phụ tải có thể bỏ đi, trừ trường hợp những động cơ cỡ lớn nối trực tiếp vào





điểm ngắn mạch thì tính toán như máy phát có cùng công suất.  Biến đổi sơ đồ thay thế, đưa nó về dạng đơn giản nhất để tính điện kháng đẳng trị x*Σ của sơ đồ đối với điểm ngắn mạch.

x *

S dm S

 Tính đổi về điện kháng tính toán:



ckt



dm  U 3.

Trong đó: SđmΣ - tổng công suất định mức của các máy phát. Từ điện kháng tính toán x*tt và thời điểm t cần xét, tra đường cong tính toán sẽ tìm được I*ckt. Tính đổi về đơn vị có tên (nếu cần) với lượng cơ bản lúc này là SđmΣ và Utb:

6.3. Khái quát về sử dụng máy tính trong tính toán ngắn mạch:

Máy vi tính đã được sử dụng ngày càng nhiều trong việc nghiên cứu các chế độ của hệ thống điện. Nếu máy tính đủ mạnh nó có thể tính toán các bài toán với số lượng vài chục nút chỉ trong vài phút.

Để tính toán các bài toán của hệ thống điện bằng máy tính, đầu tiên phải xây dựng các ma tổng dẫn (Y) hay tổng trở (Z), sau đó giải bài toán (I)= (Y)(U) hay (U)= (Z)(I) bằng phương pháp lặp Seidel Gauss. 6.4. Phương pháp tính ngắn mạch trong mạng điện áp thấp đến 1000V:

Tính ngắn mạch trong mạng điện dưới 1000V thường là để lựa chọn các khí cụ điện và các bộ phận có dòng điện đi qua. Đối với mạng này không thể bỏ qua thành

BÀI GIẢNG: CUNG CẤP ĐIỆN

phần điện trở khi tính toán ngắn mạch vì nếu bỏ qua sai số sẽ rất lớn. Điện trở của các phần tử trong mạch như máy biến áp, dây dẫn, thanh dẫn, biến dòng điện, biến điện áp đo lường… đều phải được kể đến.

.10



Tính toán ngắn mạch trong mạng hạ áp có thể giả thiết điện áp phía sơ cấp máy biến áp là không đổi khi xảy ra ngắn mạch và nên dùng đơn vị có tên để đơn giản vì chỉ có một cấp điện áp: Z (R, X) [mΩ]; U [kV, V]; I [kA, A]; S [kVA]. a) Tính điện kháng:



 

2 U tb S

3 .10 U tb I 3.

cat

 Tính điện kháng hệ thống:

tbU là điện áp trung bình (0,23; 0,4; 0,525; 0,69 kV). dmI

dmS

cat

: dòng điện và công suất định mức cắt của máy cắt điện đặt ở phía ,

Trong đó: - - cao áp máy biến áp, tính bằng kA và kVA. Nếu không biết số liệu của hệ thống thì có thể bỏ qua Xht, nghĩa là coi điện áp



2 dm

.10,



3 .10 ,



R T



 



 

2%. U U dm x S

P U . k 2 S dm

bên cao áp là hằng số như giả thiết.  Điện trở và điện kháng máy biến áp:

kP tổn thất ngắn mạch của máy biến áp (W). dmU , %xU





Trong đó: - - - : điện áp và công suất định mức máy biến áp (kV, kVA) dmS thành phần phản kháng của điện áp ngắn mạch, tính theo

2 k

2 r

% U U của nó:



.100

 P k 10. S

 P k 3 10 . S

là % điện áp ngắn mạch và thành phần tác dụng , với: %kU

 Điện trở và điện kháng đường dây hạ áp:

Đối với đường dây hạ áp, một cách gần đúng có thể lấy xo= 0,3[Ω/km] cho

 .



]

đường dây trên không và xo= 0,07[Ω/km] cho cáp.

1 F

. Điện trở 0 r

1000.

A ]



 Điện trở và điện kháng các thành phần khác: như cuộn dòng điện của áp-tô-mát, cuộn sơ cấp của máy biến dòng, điện trở tiếp xúc của các tiếp điểm…có thể tra ở các cẩm nang. b) Dòng điện ngắn mạch: sau khi đã xác định được điện kháng và điện trở tổng hợp của mạch điện ngắn mạch, tính được:

(3) ck

2 r 

tb 2 x  

 Thành phần chu kỳ của dòng điện ngắn mạch:

BÀI GIẢNG: CUNG CẤP ĐIỆN



0,01



  1

;



k I . xk

T a

x  r . 

với .  Dòng điện xung kích:

BÀI GIẢNG: CUNG CẤP ĐIỆN

Chương 7. LỰA CHỌN THIẾT BỊ ĐIỆN TRONG LƯỚI CUNG CẤP ĐIỆN

7.1. Khái quát:

Trong điều kiện vận hành các khí cụ điện, sứ cách điện và các bộ phân dẫn điện

khác có thể ở một trong ba chế độ:  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.  Chế độ quá tải: dòng điện qua các thiết bị cao hơn bình thường, thiết bị còn tin cậy nếu giá trị và thời gian điện áp hay dòng tăng cao còn nhỏ hơn giá trị cho phép.  Chế độ ngắn mạch: các thiết bị còn tin cậy nếu trong quá trình lựa chọn thiết bị có xét đến điều kiện ổn định động và ổn định nhiệt. Riêng đối với máy cắt điện còn phải lựa chọn thêm khả năng cắt của nó.

Việc lựa chọn các thiết bị và bộ phận dẫn điện còn phải thỏa mãn yêu cầu hợp lý về kinh tế - kỹ thuật. Sau đây là một số điều kiện chung để chọn thiết bị điện có dòng điện chạy qua: 7.1.1. Chọn theo điều kiện làm việc lâu dài: a) Chọn theo điện áp định mức:

Điện áp định mức thiết bị điện thường được ghi trên nhãn thiết bị, ngoài ra thiết bị thường được chế tạo để có thể chịu được một quá điện áp nhất định. Do đó thiết bị được chọn thỏa:

UđmKCĐ + ΔUđmKCĐ ≥ Uđm mạng + ΔUđm mạng

UđmKCĐ là điện áp định mức khí cụ điện. ΔUđmKCĐ: độ tăng điện áp cho phépcu3a khí cụ điện. Uđm mạng: điện áp định mức mạng điện nơi thiết bị làm việc. ΔUđm mạng: độ lệch điện áp so với điện áp định mức.

Trong đó: Bảng sau ghi trị số độ lệch điện áp cho phép tương đối của một số thiết bị.

Máy biến dòng điện:

1,1Uđm

Máy biến điện áp:

1,1Uđm Cáp điện lực: 1,1Uđm Chống sét: 1,25Uđm Sứ cách điện: 1,15Uđm Dao cách ly: 1,1Uđm Máy cắt điện: 1,25Uđm Kháng điện: 1,15Uđm Cầu chì:

1,1Uđm

Riêng trường hợp khi các thiết bị đặt ở độ cao hơn 1000m so với thì điện áp cho

phép chỉ được lấy bằng điện áp định mức. b) Chọn theo dòng điện định mức:

Dòng điện định mức khí cụ điện IđmKCĐ do nhà chế tạo cho sẵn. Chọn dòng điện định mức sẽ đảm bảo cho các bộ phận của nó không bị đốt nóng nguy hiểm khi làm việc lâu dài định mức.

BÀI GIẢNG: CUNG CẤP ĐIỆN

Như vậy, chọn thiết bị có IđmKCĐ ≥ Ilv max (dòng làm việc cực đại). Dòng định mức các khí cụ điện được giả thiết khi vận hành ở nhiệt độ môi

trường xung quanh là 35oC. Trường hợp nhiệt độ khác thì phải hiệu chỉnh:

  - cp xq  -35 cp

 Nếu θxq > 35oC thì.

 Nếu θxq < 35oC thì I’cp có thể tăng lên 0,005. cho mỗi độ (không quá 0,2 IđmKCĐ). 7.1.2. Các điều kiện kiểm tra thiết bị khi xảy ra ngắn mạch: a) Kiểm tra ổn định lực điện động:

Khi xảy ra ngắn mạch thiết bị có dòng ngắn mạch đi qua sẽ chịu một lực điện động lớn hơn bình thường nhiều. Mỗi khí cụ điện có dòng điện cực đại cho phép, chọn Imax ≥ Ixk, dòng ngắn mạch xung kích. b) Kiểm tra ổn định nhiệt:

Dây dẫn và khí cụ điện sẽ bị nóng lên vì có các tổn thất công suất. Các tổn thất này phụ thuộc vào nhiều yếu tố nhưng chủ yếu phụ thuộc vào bình phương dòng điện, do đó khi ngắn mạch dòng điện tăng cao làm cho thiết bị phát nóng rất nhanh. Khi nhiệt độ khí cụ điện và dây dẫn quá cao sẽ làm cho chúng bị hư hỏng hay giảm thời gian phục vụ. Do đó, các thiết bị được quy định nhiệt độ làm việc cho phép khi làm việc bình thường cũng như khi xảy ra ngắn mạch. 7.2. Lựa chọn máy cắt điện: 7.2.1. Lựa chọn và kiểm tra máy cắt điện điện áp cao hơn 1000V:

Máy cắt điện là thiết bị dùng trong mạng điện áp cao để đóng, cắt dòng điện phụ

tải và cắt dòng điện ngắn mạch.

Các điều kiện chọn và kiểm tra máy cắt được tóm tắt ở bảng sau:

Đại lượng lựa chọn và kiểm tra Ký hiệu

Thứ tự 1 Điện áp định mức (kV) 2 Dòng điện định mức (A) Công thức để chọn và kiểm tra UđmMCĐ ≥ Uđm mạng IđmMCĐ ≥ Ilv max UđmMCĐ IđmMCĐ

3 Imax Imax ≥ Ixk Dòng điện ổn định lực điện động (kA)



gtt t

ôdn

Iôđn ≥ 4 Dòng điện ổn định nhiệt (A) Iôđn

5 Công suất cắt định mức (MVA) Sđmcắt Sđmcắt ≥ SN(tN)

Chú thích:

 Dòng ổn định nhiệt của máy cắt trong lý lịch máy thường cho ứng với thời gian 1; 5 và 10s.  Công suất ngắn mạch tại thời điểm cắt SN(tN) có thể xem là công suất tại thời điểm máy cắt hoạt động.

BÀI GIẢNG: CUNG CẤP ĐIỆN

7.2.2. Lựa chọn và kiểm tra máy cắt phụ tải:

Máy cắt phụ tải là thiết bị đóng cắt đơn giản và rẽ tiền hơn máy cắt. Nó gồm bộ phận đóng cắt điều khiển bằng tay và cầu chì, trong đó cầu chì đóng vai trò cắt dòng ngắn mạch.

Các điều kiện chọn và kiểm tra máy cắt phụ tải được tóm tắt ở bảng sau:

Đại lượng lựa chọn và kiểm tra Ký hiệu

Thứ tự 1 Điện áp định mức (kV) 2 Dòng điện định mức (A) Công thức để chọn và kiểm tra UđmMCPT ≥ Uđm mạng IđmMCPT ≥ Ilv max UđmMCPT IđmMCPT

3 Imax Imax ≥ Ixk Dòng điện ổn định lực điện động (kA)



gtt t

ôdn

Iôđn ≥ 4 Dòng điện ổn định nhiệt (A) Iôđn

IđmCC IđmCC ≥ Ilv max

6 Sđmcắt CC Sđmcắt ≥ S” 5 Dòng điện định mức cầu chì(A) Công suất cắt định mức cầu chì (MVA)

Chú thích: S”= 3 .I”. Uđm mạng, với I” là giá trị hiệu dụng ban đầu của thành

phần chu kỳ dòng điện ngắn mạch.

7.3. Lựa chọn cầu chì, dao cách ly: 7.3.1 Lựa chọn dao cách ly:

Nhiệm vụ chủ yếu của dao cách ly là tạo ra khoảng hở cách điện trông thấy được giữa bộ phận đang mang điện và bộ phận cắt điện. Dao cách ly chỉ để đóng cắt khi không có dòng điện.

Dao cách ly được chế tạo với nhiều cấp điện áp khác nhau, một pha hay ba pha,

lắp đặt trong nhà và ngoài trời.

Dao cách ly được chọn các điều kiện định mức: dòng và áp cùng điều kiện ổn

định động và ổn định nhiệt. 7.3.2 Lựa chọn cầu chì:

Cầu chì là khí cụ điện để bảo vệ mạch điện khi ngắn mạch. Thời gian cắt của cầu chì phụ thuộc vào vật liệu làm dây chảy. Cầu chi là thiết bị bảo vệ đơn giản, rẽ tiền nhưng độ nhạy kém nó chỉ tác động khi dòng lớn hơn định mức nhiều lần (chủ yếu là dòng ngắn mạch).

Các điều kiện chọn và kiểm tra cầu chì được tóm tắt ở bảng sau:

Đại lượng lựa chọn và kiểm tra Ký hiệu

Thứ tự 1 Điện áp định mức (kV) UđmCC Công thức để chọn và kiểm tra UđmCC ≥ Uđm mạng

BÀI GIẢNG: CUNG CẤP ĐIỆN

2 Dòng điện định mức (A) IđmCC IđmCC ≥ Ilv max

3 Sđmcắt CC Sđmcắt ≥ S” Công suất cắt định mức cầu chì (MVA)

Lưu ý khi chọn cầu chì dùng để bảo vệ động cơ điện thì dòng định mức phải

thỏa hại điểu kiện là dòng làm việc bình thường và dòng mở máy. 7.4. Lựa chọn và kiểm tra sứ cách điện:

Sứ có tác dụng vừa làm giá đỡ cho các bộ phận mang điện vừa cách điện chúng

với đất. Do đó sứ cách điện phải có độ bền cả về cơ và điện.

Sứ được phân thành sứ đỡ, sứ treo các thanh cái, dây dẫn và các bộ phận mang điện. Ngoài ra còn có xứ xuyên dùng để dẫn thanh cái hay dây dẫn xuyên qua tường nhà hay vỏ thiết bị.

Các điều kiện chọn và kiểm tra sứ được tóm tắt ở bảng sau:

Đại lượng lựa chọn và kiểm tra Ký hiệu

Thứ tự 1 Điện áp định mức (kV) Uđm sứ Công thức để chọn và kiểm tra Uđm sứ ≥ Uđm mạng

2 Iđm sứ Iđm sứ ≥ Ilv max

3 Fcp Fcp ≥ F’tt= k.Ftt

4 Iôđn Iôđn ≥ I∞ Dòng điện định mức đối với sứ xuyên và sứ đầu ra (A) Lực cho phép tác dụng lên đầu sứ Dòng điện ổn định nhiệt cho phép đối với sứ xuyên và sứ đầu ra

Trong đó:

 Fcp: lực cho phép tác dụng lên đầu sứ, Fcp= 0,6.Fph, với Fph là lực phá hỏng sứ.  F’tt= lực tác dụng lên đầu sứ.  k: hệ số hiệu chỉnh. 7.5. Lựa chọn thanh dẫn:

Thanh dẫn có thể bằng đồng, nhôm hay thép tùy theo cường độ cũng như môi

trường làm việc sẽ được chọn thích hợp.

Tiết diện S của các thanh dẫn thường được chọn theo mật độ dòng kinh tế (tra

bảng), đồng thời phải kiểm tra các điều kiện phát nóng và ổn định động. 7.6. Lựa chọn dây dẫn và cáp:

Có nhiều loại cáp dùng cho các cấp điện áp khác nhau. Lõi cáp thường bằng đồng hoặc nhôm gồm một, hai, ba hay bốn lõi. Ở cấp 110 – 220kV cách điện cáp thường là dầu hay khí. Cáp trên 10kV thường được chế tạo từng sợi riêng lẽ trong khi cáp dưới 10kV có thể gồm ba pha bọc chung một vỏ chì. Cáp dưới 1000V thường có cách điện bằng giấy tảm dầu hoặc bằng nhựa.

Dây dẫn trên không thường là dây trần một hay nhiềi sợi, đặc hay rỗng ruột. Trong mạng điện xí nghiệp dây dẫn và cáp thường được chọn theo hai điều

kiện:

BÀI GIẢNG: CUNG CẤP ĐIỆN

 Chọn theo điều kiện phát nóng.  Chọn theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép.

Khi chọn tiết diện dây dẫn theo điều kiện này thì kiểm tra lại bằng điều kiện kia. Ngoài ra còn có thể chọn tiết điện dây dẫn theo mật độ dòng kinh tế. Sau đây giới thiệu phương pháp chọn tiết diện dây theo điều kiện phát nóng.

Lựa chọn dây dẫn theo điều kiện phát nóng: Nhiệt độ cho phép của dây dẫn và cáp thường trong khoảng 55 – 80oC, tùy

thuộc vào nhiệt độ môi trường và điều kiện làm việc.

k: hệ số điều chỉnh khi nhiệt độ môi trường khác 25oC (tra trong

Do đó, tiết diện dây dẫn và cáp được chọn thỏa điều kiện: k.Icp ≥ Ilv max Trong đó: sổ tay kỹ thuật).

Icp: dòng điện cho phép ứng với dây dẫn được chọn.

7.7. Lựa chọn các thiết bị khác: 7.7.1. Lựa chọn và kiểm tra kháng điện:

Kháng điện là cuộn dây điện cảm không lõi thép có điện kháng lớn hơn điện trở rất nhiều. Điện kháng dùng để hạn chế dòng điện ngắn mạch hay hạn chế dòng điện mở máy của các động cơ điện.

Kháng điện được chọn theo điện áp định mức, dòng điện định mức và giá trị

điện kháng xk%, cuối cùng được kiểm tra ổn định động và ổn định nhiệt. 7.7.2. Lựa chọn và kiểm tra biến dòng điện:

Máy biến dòng điện có nhiệm vụ biến đổi dòng điện có trị số lớn xuống trị số

nhỏ để cung cấp cho các dụng cụ đo lường, bảo vệ rơle và tự động hóa.

Cuộn sơ cấp của BI được mắc nối tiếp với mạng điện và có số vòng dây rất nhỏ

(thường chỉ vài vòng), cuộn dây thứ cấp có nhiều vòng hơn.

Dòng điện định mức thứ cấp của máy biến dòng là 5A, trường hợp đặc biệt là 1

hay 10A.

Máy biến dòng được chọn theo điện áp định mức, dòng điện sơ cấp định mức, phụ tải định mức. Ngoài ra, người ta còn kiểm tra lực ổn định động và ổn định nhiệt khi có dòng ngắn mạch chạy qua. 7.7.3. Lựa chọn và kiểm tra biến điện áp:

Máy biến điện áp có nhiệm vụ biến đổi điện áp từ trị số cao xuống trị số thấp phục vụ cho đo lường, bảo vệ rơle và tự động hóa. Điện áp thứ cấp của máy biến điện áp chỉ khoảng 100V không kể điện áp sơ cấp định mức là bao nhiêu.

Nguyên lý làm việc tương tự như máy biến áp thông thường chỉ khác là công suất của nó rất nhỏ chỉ hàng chục hay vài trăm VA. Tổng trở mạch ngoài của máy biến điện áp rất lớn.

Máy biến điện áp thường được chế tạo thành loại một pha, ba pha hoặc ba pha năm trụ ở nhiều cấp điện áp. Máy được chọn theo loại, điện áp, cấp chính xác và công suất thứ cấp.

BÀI GIẢNG: CUNG CẤP ĐIỆN

Chương 8. BẢO VỆ HỆ THỐNG ĐIỆN

8.1. Khái quát:

Trong quá trình vận hành hệ thống điện có thể xuất hiện tình trạng sự cố và chế

độ làm việc không bình thường của các phần tử.

Các sự cố thường kéo theo hiện tượng dòng điện tăng cao và điện áp giảm thấp. Điều này làm rối loạn hoạt động bình thường của hệ thống. Muốn duy trì hoạt động bình thường của hệ thống và hộ tiêu thụ cần nhanh chóng phát hiện sự cố và cách ly nó ra khỏi hệ thống.

Thiết bị bảo vệ rơle là loại thiết bị tự động bảo vệ có chức năng thực hiện nhiệm

vụ trên.

Ngoài ra hệ thống điện còn có thể bị hư hại nghiêm trọng khi bị sét đánh, hệ thống chống sét có nhiệm vụ giảm thiểu các hư hỏng khi có sét đánh vào các phần tử điện.

Chương này sẽ giới thiệu một cách khái quát hai loại bảo vệ trên.

8.2. Bảo vệ relay: 8.2.1. Các yêu cầu đối với hệ thống bảo vệ rơle:

Các bảo vệ rơle cần phải thỏa mãn một số chỉ tiêu kỹ thuật nhất định:

 Tính nhanh chóng: nhằm cắt nhanh vùng sự cố khỏi hệ thống, giảm thiểu các hư hỏng.  Tính lựa chọn: cắt đúng vùng sự cố khỏi hệ thống.  Tính đảm bảo: bảo vệ phải tác động khi cần, không tác động sai hoặc tác động không đúng lúc.  Độ nhạy: tác động gần với trị số được chỉnh định sẽ hoạt động, trị số tác động càng sát chỉnh định thì độ nhạy càng cao.  Độc lập với các điều kiện vận hành: bảo vệ phải hoạt động đúng trong các điều kiện vận hành khác nhau.

Ngoài ra, hệ thống bảo vệ phải đạt yêu cầu về kinh tế, gọn nhẹ, linh hoạt trong

việc thay đổi tính năng…

Theo lịch sử phát triển từ các rơle điện cơ đến rơle điện tử và ngày nay là sự kết hợp với sự điều khiển của máy tính các hệ thống bảo vệ ngày càng được hoàn thiện. 8.2.2. Những bảo vệ chính bằng rơle: a) Bảo vệ dòng điện: tác động trong trường hợp dòng điện của mạch bảo vệ tăng lên do quá tải hay ngắn mạch.



Rơle sẽ tác động khi dòng điện trong mạch tăng quá một giá trị được xác định, gọi là dòng điện khởi động – ký hiệu IkđBv, dòng này phải lớn hơn dòng định mức cũng như dòng phụ tải cực đại của mạch.

kdR

I kdBv n CT

Như vậy dòng khởi động rơle với nCT là tỷ số biến dòng điện.

BÀI GIẢNG: CUNG CẤP ĐIỆN



b) Bảo vệ điện áp: bảo vệ điện áp cực tiểu và cực đại là hai loại rơle bảo vệ điện áp.  Bảo vệ điện áp cực tiểu: là bảo vệ sẽ tác động trong trường hợp điện áp giảm đi do xuất hiện dòng ngắn mạch hay có sự cố. Bảo vệ sẽ tác động khi điện áp của mạch nhỏ hơn điện áp khởi động bảo vệ UkđBv, điện áp này nhỏ hơn điện áp định

kdR

U kdBv n PT

mức và điện áp nhỏ nhất của mạng. Điện áp khởi động rơle với nPT là tỷ

số biến điện áp.  Bảo vệ điện áp cực đại: là bảo vệ sẽ tác động trong trường hợp điện áp tăng quá điện áp khởi động của bảo vệ, ít sử dụng chủ yếu ở các nhà máy thủy điện và các đường dây điện áp rất cao. c) Bảo vệ có hướng: kết hợp với các bảo vệ khác nhằm tăng tính chọn lọc cho các bảo vệ. Hoạt động nhờ xác định độ lệch pha giữa vectơ dòng điện và điện áp. d) Bảo vệ so lệch: bảo vệ này tác động khi xuất hiện sự sai lệch giữa những giá trị của dòng điện từ hai đầu của vùng được bảo vệ. Ở trạng thái làm việc bình thường, hiệu dòng điện qua hai biến dòng bằng 0, nếu ngắn mạch xảy ra trong vùng bảo vệ thì hiệu này sẽ khác 0 và rơle sẽ tác động bảo vệ. e) Bảo vệ khoảng cách: bảo vệ này thực hiện bằng rơle tổng trở, rơle tác động khi tổng trở của mạch bảo vệ được bảo vệ bị giảm. Bình thường tổng trở mạch cao, khi có ngắn mạch thì điện thế giảm trongkhi dòng điện lại tăng do đó tỷ lệ Z= U/I giảm một cách đáng kể, khi đó rơle tổng trở sẽ tác động. f) Bảo vệ bằng rơle nhiệt: khi nhiệt độ tăng cao thường khi có ngắn mạch hay quá tải đối với các phần tử điện, rơle nhiệt sẽ tác động, thường được dùng cho các động cơ điện. g) Bảo vệ bằng rơle hơi: là rơle thường được trang bị cho các máy biến áp dầu công suất lớn. Rơle này lắp trên đường ống nối giữa máy biến áp và thùng dầu phụ. Khi có sự cố trong máy biến áp thì tốc độ hơi dầu đi qua trong ống nối tăng có thể làm nghiên rơle có thể gây đóng các tiếp điểm đặt trên rơle, nếu nhẹ thì đóng tiếp điểm báo động trường hợp nặng đi tác động cắt máy biến áp.

BÀI GIẢNG: CUNG CẤP ĐIỆN

Sau đây là bảng giới thiệu mã số của một số rơle thông dụng:

Mã số Rơle Mã số

Rơle Bảo vệ quá dòng có thời 21 Bảo vệ khoảng cách 51 gian

27 67

Bảo vệ điện áp giảm Rơle định hướng công Bảo vệ quá dòng có hướng Tự động đóng trở lại 32 79 suất (TĐL)

40 49 Rơle tần số Bảo vệ so lệch 81 87

Rơle bảo vệ mất từ trường Bảo vệ quá nhiệt Bảo vệ quá dòng cắt 50 96B Rơle khí Buchholz nhanh

8.3. Chống sét và nối đất: 8.3.1. Quá điện áp thiên nhiên và đặc tính của sét:

Sét là sự phóng điện trong khí quyển giữa các đám mây và đất, hay giữa các

đám mây mang điện tích trái dấu.

Hai tham số quan trọng của dòng điện sét là biên độ Is và độ dốc đầu sóng a. Biên độ Is thường không quá 200 – 300kA và thường gặp < 100kA. Trong tính toán thiết kế thường chọn mức độ 50 – 100kA và độ dốc chọn a= 30kA/µs.

Quá điện áp khí quyển phát sinh khi sét đánh trực tiếp vào các vật đặt ngoài trời (đường dây tải điện, thiết bị phân phối…) cũng như khi sét đánh gần các công trình. Quá điện áp khí1 quyển xảy ra trong thời gian ngắn với điện áp tăng cao làm phá hủy cách điện của thiết bị điện, do đó cần phải thực hiện chống sét cho các công trình nói chung và công trình điện nói riêng.

Để thực hiện chống sét cho một công trình phải thực hiện 6 điểm sau: 1. Đầu thu sét (dây thu sét): đặt trên cao tại những vị trí mong muốn. 2. Dây dẫn dòng sét từ đầu thu sét xuống đất. 3. Tiêu tán năng lượng dòng sét vào đất nhờ hệ thống nối đất. 4. Thực hiện lưới nối đất đẳng thế để loại trừ các chênh lệch điện thế. 5. Bảo vệ thiết bị khỏi sét lan truyền theo đường dây tải điện. 6. Bảo vệ thiết bị khỏi sét lan truyền theo các đường dây tín hiệu. Sau đây giới thiệu công tác phòng chống sét cho trạm và đường dây tải điện:

8.3.2. Bảo vệ sét đánh trực tiếp đối với trạm biến áp:

BÀI GIẢNG: CUNG CẤP ĐIỆN

Để bảo vệ sét đánh thẳng vào trạm người ta dùng các cột thu lôi cao có đỉnh nhọn bằng kim loại (đôi khi kết hợp với cả dây chống sét) và được nối đến hệ thống nối đất.

Phạm vi bảo vệ được phụ thuộc vào chiều cao cột thu sét, số cột thu sét. Sau khi bố trí một số cột thu và chiều cao nhất định, người ta tính toán kiểm tra phạm vi bảo vệ có thể đã bảo vệ hết các thiết bị cần bảo vệ chưa? Nếu chưa, thì có thể đặt them các cột bổ sung hoặc nâng cao cột thu sét và tính toán kiểm tra lại.

Tuy nhiên sét đánh theo xác xuất và chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố, do vậy rất

khó để đảm bảo đã bảo vệ hoàn toàn trạm. 8.3.3. Bảo vệ chống sét đường dây tải điện:

Trong vận hành, sự cố cắt điện do sét đánh vào đường dây tải điện trên không là

khá lớn. Do đó cần thiết phải bảo vệ sét đánh vào đường dây trên không.

Để bảo vệ chống sét cho đường dây, có thể treo dây chống sét trên toàn tuyến (khá tốn kém) và thường chỉ dùng cho đường dây 110 – 220kV cột sắt và cột bê tông cốt sắt.

Đường dây 35kV thường ít được bảo vệ toàn tuyến, thường dùng kết hợp các biện pháp như: nối đất cột, đặt chống sét ống tại một số cột, tăng thêm bát sứ ở những nơi cách điện yếu ở những cốt vượt cao.

Tùy theo cách bố trí dây dẫn trên cột có thể treo một hay hai dây chống sét. Các dây chống sét được treo bên trên đường dây tải điện sao cho dây dẫn của cả ba pha đều nằm trong phạm vi bảo vệ của dây chống sét. 8.3.4. Bảo vệ chống sét lan truyền theo đường dây vào trạm:

Để bảo vệ các thiết bị trong trạm biến áp tránh sóng quá điện áp truyền từ đường dây vào phải dùng các thiết bị chống sét. Các thiết bị chống sét này sẽ hạ thấp biên độ sóng quá điện áp đến trị số an toàn cho cách điện cần được bảo vệ.

Thiết bị chống sét lan truyền cho trạm chủ yếu là chống sét van (CSV), chống

sét ống (CSO) và khe hở phóng điện.

Khe hở phóng điện: là thiết bị chống sét đơn giản nhất, gồm có hai điện cực:

một điện cực nối với mạch điện, còn điện cực kia nối đất.

Chống sét ống: khe hở phóng điện được đặt trong ống làm bằng vật liệu sinh khí, khi xảy ra phóng điện hồ quang sinh ra làm nóng ống, ống sinh ra nhiều khí làm tăng áp suất trong ống và thổi tắt hồ quang.

Chống sét van: gồm có hay không khe hở phóng điện và điện trở phi tuyến. Khi có quá điện áp chọc thủng các khe hở không khí và đi qua điện trở phi tuyến xuống đất.

Để bảo vệ sét lan theo đường dây thường kết hợp đặt chống sét ống cho đoạn

dây gần vào trạm và chống sét van ngay trước máy biến áp. 8.3.5. Nối đất cho trạm và đường dây:

Để chống sét đạt hiệu quả cao thì hệ thống nối đất cho trạm và đường dây phải

đạt một số điều kiện nhất định (xem thêm mục 4.5) như:

BÀI GIẢNG: CUNG CẤP ĐIỆN

 Đối với trạm có trung tính nối đất trực tiếp điện áp từ 110kV trở lên thì Rđ ≤0,5Ω.  Đối với trạm có trung tính cách điện, điện áp dưới 110kV thì Rđ ≤4Ω.  Đối với trạm có bé thì Rđ ≤10Ω.

BÀI GIẢNG: CUNG CẤP ĐIỆN

Chương 9. NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT

Hiện nay chất lượng điện năng ngày càng được quan tâm. Chất lượng điện năng

được đánh giá trên hai chỉ tiêu là chất lượng điện áp và chất lượng tần số.  Chất lượng điện áp: đánh giá chất lương điện áp thông qua 5 đại lượng: độ lệch điện áp, độ dao động điện áp, độ không hình sin của sóng điện áp, dộ không đối xứng của điện áp và độ lệch trung tính.  Chất lượng tần số: được đánh giá qua hai đại lượng là độ lệch tần số và độ dao động tần số. 9.1. Hệ số công suất và ý nghĩa việc nâng hệ số công suất: 9.1.1. Hệ số công suất:

Các đại lượng biểu diễn công suất có liên quan mật thiết với nhau qua tam giác

công suất:

S là công suất toàn phần.

P: công suất tác dụng. Q: công suất phản kháng. φ: góc giữa S và P.

Trong đó: Trong thực tế tính toán khái niệm hệ số công suất cosφ được dùng. Khi cosφ càng nhỏ thì lượng công suất phản kháng tiêu thụ hoặc truyền tải càng lớn và công suất tác dụng càng nhỏ và ngược lại. 9.1.2. Ý nghĩa của việc nâng cao hệ số công suất:

  P

R .

Nâng cao hệ số công suất là mốt trong những biện pháp quan trọng để tiết kiệm điện năng. Do động cơ không đồng bộ, máy biến áp cùng với đường dây trên không là những thiết bị chủ yếu tiêu thụ công suất phản kháng Q của hệ thống điện. Để tránh truyền tải một lượng Q lớn trên đường dây, các thiết bị bù được đặt ở gần phụ tải để cung cấp Q trực tiếp cho phụ tải và được gọi là bù công suất phản kháng, làm nâng cao hệ số công suất cosφ. Việc nâng cao hệ số công suất đưa đến các hiệu quả:

  U

.  Giảm được tổn thất công suất trong mạng điện, do

 P Q 2 U  P R Q X U

.  Giảm được tổn thất điện áp trong mạng điện, do

 P Q



 Tăng khả năng truyền tải của đường dây và máy biến áp, do khả năng truyền tải phụ thuộc vào tình trạng phát nóng và tỷ lệ với bình phương dòng điện,

 Ngoài ra, nó còn dẫn đến giảm được chi phí kim loại màu, góp phần ổn định điện áp, tăng khả năng phát điện của máy phát… 9.2. Các giải pháp bù cosφ:

BÀI GIẢNG: CUNG CẤP ĐIỆN

Có hai giải pháp chính bù là cosφ tự nhiên và dùng các thiết bị bù.

Z R j X

 







9.2.1. Các giải pháp bù cosφ tự nhiên: a) Thay động cơ thường xuyên non tải bằng động cơ có công suất bé hơn. b) Giảm điện áp cho những động cơ làm việc non tải. c) Hạn chế động cơ chạy không tải. d) Dùng dộng cơ đồng bộ thay thế động cơ không đồng bộ. e) Nâng cao chất lượng sửa chữa động cơ. f) Thay thế những máy biến áp làm việc non tải bằng những máy biến áp dung lượng nhỏ hơn. 9.2.2. Các thiết bị bù:





bù

  U

Thiết bị để phát Q thường dùng trên lưới điện là máy bù và tụ bù. Máy bù hay còn gọi là máy bù đồng bộ và tụ bù. Máy bù thường chỉ dùng ở các trung tâm điện để duy trì ổn định cho hệ thống điện. Tụ bù dùng cho lưới điện xí nghiệp, dịch vụ và dân dụng. Mục đích bù cosφ cho xí nghiệp sao cho cosφ lớn hơn 0,85. Tụ có thế nối tiếp hay song song vào mạng điện.  Bù dọc: mắc nối tiếp tụ vào đường dây, biện pháp này nhằm cải thiện thông số đường dây, giảm tổn hao điện áp. Lúc này thông số đường dây:  Bù ngang: mắc song song tụ vào đường dây, có nhiệm vụ cung cấp Q vào hệ thống, làm nâng cao điện áp cũng như cosφ.

 P R Q Q X U

Dễ thấy lúc này tổn thất điện áp giảm xuống: .

 ày lớp hơi ẩm, độ ẩm môi trường xung quanh, bề mặt vật liệu và bản chất vật liệu. 9.3. Bù công suất cho lưới điện xí nghiệp:



Công suất cần bù cho xí nghiệp để nâng hệ số công suất từ cosφ1 lên hệ số công

 P tg

bù

 tg  2

 Các vị trí có thể đặt tụ bù trong mạng điện xí nghiệp: 1. Đặt tụ bù phía cao áp xí nghiệp: tuy giá tụ cao áp rẽ nhưng chỉ giảm tổn thất

suất cosφ2:

điện năng từ phía cao áp ra lưới.

2. Đặt tụ bù tại thanh cái hạ áp của trạm biến áp xí nghiệp giúp giảm điện năng

trong trạm biến áp.

3. Đặt tụ bù tại các tủ động lực: làm giảm được tổn thất điện áp trên đường dây

từ tủ đến trạm phân phối và trong trạm.

4. Đặt tụ bù cho tất cà các động cơ: phương pháp này có lợi nhất về giảm tổn

thất điện năng nhưng tăng chi phí đầu tư, vận hành và bảo dưỡng tụ.

Trong thực tế việc tính toán phân bố bù tối ưu cho xí nghiệp là phức tạp và tùy theo quy mô và kết cấu lưới điện xí nghiệp có thể được thực hiện theo kinh nghiệm như sau:

BÀI GIẢNG: CUNG CẤP ĐIỆN

1. Với một xưởng sản xuất hoặc xí nghiệp nhỏ nên tập trung tụ bù tại thanh cái

hạ áp của trạm biến áp xí nghiệp.

2. Với xí nghiệp loại vừa có 1 trạm biến áp và một số phân xưởng công suất khá lớn cách xa trạm nên đặt tụ bù tại các tủ phân phối phân xưởng và tại cực các động cơ có công suất lớn (vài chục kW).

3. Đối với xí nghiệp có quy mô lớn gồm nhiều phân xưởng lớn, có trạm phân phối chính và các trạm phân xưởng. Việc bù thường thực hiện tại tất cả các thanh cái hạ áp của trạm phân xưởng.

4. Đôi khi có thể thực hiện bù cho cả cao và hạ áp tùy vào giá thành của tụ.

BÀI GIẢNG: CUNG CẤP ĐIỆN

Chương 10. TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG

10.1. Khái niệm chung: 10.1.1. Khái niệm:

Chiếu sáng đóng vai trò hết sức quan trọng trong đời sống. Có nhiều cách phân

loại các hình thức chiếu sáng:  Căn cứ vào đối tượng cần chiếu sáng: chiếu sáng dân dụng và chiếu sáng công nghiệp.  Căn cứ vào mục đích chiếu sáng: chiếu sáng chung, chiếu sáng cục bộ và chiếu sáng sự cố.  Ngoài ra còn có thể phân thành chiếu sáng trong nhà, chiếu sáng ngoài trời, chiếu sáng trang trí, chiếu sáng bảo vệ…

Mỗi hình thức chiếu sáng có yêu cầu riêng, đặc điểm riêng dẫn đến phương



pháp tính toán cách sử dụng các loại đèn và bố trí khác nhau. 10.1.2. Một số đại lượng dùng trong tính toán: a) Quang thông: là năng lượng của ngồn sáng phát ra qua một đơn vị diện tích

V e d . .   

 

. Đơn vị của quang thông là Lumen (lm). trong một đơn vị thời gian.

: bước sóng. V: độ rõ của bước sóng. e: hàm phân bố năng lượng.

Trong đó:



b) Cường độ ánh sáng: nếu có một nguồn sáng S bức xạ theo mọi phương, trong góc dω (steradian) nó truyền đi một lượng quang thông dF thì cường độ ánh sáng

dF d

của nguồn sáng , (cd). Sau đây là chường độ sáng của một số nguồn sáng

thông dụng:

Ghi chú Nguồn sáng Cường độ sáng (cd)

Ngọn nến Đèn sợi đốt 40W/220V Đèn sợi đốt 300W/220V có bộ phản xạ

Đèn iot kim loại 2kW

Theo mọi hướng Theo mọi hướng Theo mọi hướng Ở giữa chùm tia Theo mọi hướng Ở giữa chùm tia có bộ phản xạ



0,8 35 400 1500 14800 250000 c) Độ rọi: người ta định nghĩa mật độ quang thông rơi trên bề mặt là độ rọi, có đơn

dF dS

vị là lux: (1 lux=1 lm/m2).

Quy định về độ rọi cho một số khu vực (t/c Pháp):

BÀI GIẢNG: CUNG CẤP ĐIỆN

Đối tượng chiếu sáng Độ rọi (lx) Đối tượng chiếu sáng Độ rọi

Phòng làm việc 400 ÷ 600 Phòng học, thí nghiệm 300 ÷ 500

Nhà ở 150 ÷ 300 Phòng vẽ, siêu thị 750

Đường phố 20 ÷ 50 Công nghiệp màu 1000

Cửa hàng, kho tàng 100 >1000 Công việc với các chi tiết rất nhỏ Phòng ăn 200 ÷ 300

10.1.3. Các loại đèn: a) Đèn sợi đốt: còn gọi là đèn dây tóc được dùng rộng rải do cấu tạo đơn giản, dễ lắp đặt.  Ưu điểm: nối trực tiếp vào lưới, kích thước nhỏ, rẽ tiền, cosφ cao, sáng nhanh…  Khuyết điểm: tốn điện, phát nóng, tuổi thọ phụ thuộc điện áp. b) Đèn huỳnh quang:  Ưu điểm: hiệu suất quang học lớn, diện tíach phát quang, tuổi thọ cao, quang thông ít bị ảnh hưởng khi điện áp dao động trong phạm vi cho phép.  Khuyết điểm: chế tạo phức tạp, giá thành cao, cosφ thấp, khi đóng điện đèn không sáng ngay.

Ngoài ra còn có các loại đèn khác như đèn khí Natri áp suất cao, áp suất thấp,

đèn halogen kim loại… c) Các loại chao đèn:

Chao đèn bao bọc ngoài bóng đèn, dùng để phân phối lại quang thông của của

bóng đèn một cách hợp lý và theo các nhu cầu nhất định.

Có thể phân thành: chao đèn trực tiếp, phản xạ và khuếch tán.

10.2. Nội dung thiết kế chiếu sáng:

Nội dung thiết kế chiếu sáng bao gồm ba bước chính sau: 1. Lựa chọn loại đèn, công suất, số lượng bóng đèn. 2. Bố trí đèn trong không gian cần chiếu sáng. 3. Thiết kế lưới điện chiếu sáng (sơ đồ nguyên lý lưới chiếu sáng, chọn dây

dẫn, CB, cầu chì…)

Việc chọn dây dẫn sẽ theo điều kiện phát nóng cho phép của dây dẫn, K1.K2.Icp

≥ Itt.

Trong đó: K1: hệ số điều chỉnh nhiệt độ (so với môi trường chế tạo và sử

K2: hệ số điều chỉnh khi kể đến số dây đi trong một ống. Icp: dòng cho phép của dây dẫn được chọn.

dụng). CB và cầu chì được lực chọn theo các điều kiện: điện áp, dòng định mức làm

việc và định mức cắt (chương 7).

BÀI GIẢNG: CUNG CẤP ĐIỆN

10.3. Thiết kế chiếu sáng dân dụng:

Chiếu sáng dân dụng là chiếu sáng cho các khu vực như: nhà ở, hội trường, trường học, cơ quan, văn phòng, siêu thị, bệnh viện… Các khu vực này không yêu cầu thật chính xác về độ rọi cũng như các thông số kỹ thuật khác.

Tùy theo kinh phí mà thiết kế có thể đạt yêu cầu mỹ quan cũng như đa dạng các

loại đèn được sử dụng.

Trình tự thiết kế chiếu sáng như sau: 1. Chọn suất phụ tải chiếu sáng Po (W/m2) phù hợp đối tượng cần chiếu sáng,

n 

tính được tổng công suất chiếu sáng cho khu vực thiết kế: Pcs= Po.S.

P cs P d

. 2. Chọn loại đèn, công suất đèn Pđ, xác định lượng đèn cần:

3. Bố trí vị trí đèn theo mặt bằng cần chiếu sáng. 4. Vẽ sơ đấu dây và sơ dồ nguyên lý cho thiết kế. 5. Lựa chọn và kiểm tra các phần tử trên sơ đồ (CB, cầu chì, thanh cái, dây

dẫn).

10.4. Thiết kế chiếu sáng công nghiệp:

Đối với các nhà xưởng thường đã thiết kế chung kèm với chiếu sáng tăng cường tại điểm cần chiếu sáng cục bộ. Thiết kế có yêu cầu khá chính xác về độ rọi tại mặt bằng công tác. Phương pháp hệ số sử dụng thường được dùng, trình tự tính toán như sau:

1. Xác định độ treo cao đèn: H= h – h1 – h2 Trong đó: h là độ cao của nhà xưởng. h1: khoảng cách từ trần đến bóng đèn. h2: độ cao mặt bằng làm việc.

2. Xác định khoảng cách L giữa hai đèn kề nhau theo tỷ số L/H (cho ở bảng):

L/H bố trí một dãy L/H bố trí nhiều dãy

Loại đèn và nơi sử dụng Chiều rộng giới hạn của nhà xưởng khi bố trí một dãy Tốt nhất Tốt nhất Max cho phép Max cho phép

2,3 3,2 1,9 2,5 1,3H

1,8 2,5 1,8 2,0 1,2H

1,6 1,8 1,5 1,8 1,0H Nhà xường dùng chao mờ hoặc sắt tráng men Nhà xưởng dùng chao vạn năng Chiếu sáng cơ quan văn phòng

3. Căn cứ vào sự bố trí đèn, xác định hệ số phản xạ của trần và tường ρtr, ρtư

(%).

BÀI GIẢNG: CUNG CẤP ĐIỆN



a.b  H. a+b



4. Xác định chỉ số của phòng (có kích thước a.b):

5. Từ ρtr, ρtư và  tra bảng tìm hệ số sử dụng Ksd.

ttF 

K.E.S.Z n.K

6. Xác định quanh thông của đèn,

ttF

Trong đó: K: hệ số dự trữ, tra bảng. E: độ rọi theo yêu cầu của nhà xưởng (lx). S: diện tích nhà xưởng (m2). Z: hệ số tính toán (chọn 0,8 – 1,4). n: số bóng đèn.

7. Tra sổ tay tìm công suất bóng có F 8. Vẽ sơ đồ cấp điện chiếu sáng trên mặt bằng. 9. Vẽ sơ đồ nguyên lý chiếu sáng. 10. Lựa chọn các phần tử trên sơ đồ nguyên lý.

Tính chất môi trường Số lần vệ sinh đèn định kỳ/tháng Hệ số dự trữ Đèn tuýp Đèn sợi đốt

2 1,7 4

Nhiều khói, bụi, tro, bồ hóng Mức khói bụi trung bình Ít khói, tro, bồ hóng 1,8 1,5 1,5 1,3 3 2

BÀI GIẢNG: CUNG CẤP ĐIỆN

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Ngô Hồng Quang (2007). Giáo trình cung cấp điện. Nhà xuất bản giáo dục.

2. Nguyễn Xuân Phú (2006). Cung cấp điện. Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật.

3. Patrick Vandeplanque (2000). Kỹ thuật chiếu sáng. Nhà xuất bản khoa học kỹ

thuật.

4. Dương Vũ Văn - Trần Hoàng Lĩnh – Lê Thanh Hoa (2006). Hướng dẫn thiết kế chống sét và thiết kế phần điện cho Nhà máy điện. Nhà xuất bản Đại học Quốc gia.

5. Lê Kim Hùng - Đoàn Ngọc Minh Tú (2007). Ngắn mạch trong hệ thống điện.

ĐH Bách Khoa Đà Nẵng.

6. Lê Kim Hùng (2007). Bảo vệ các phần tử trong hệ thống điện. ĐH Bách Khoa

Đà Nẵng.