Bài giảng Cung cấp điện: Phần 1 - Trường Đại học Thái Bình

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:69

Thêm vào BST

Báo xấu

11
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Cung cấp điện: Phần 1 được biên soạn gồm các nội dung chính sau: Khái quát về hệ thống cung cấp điện; Tính toán phụ tải điện; Sơ đồ điện; Trạm biến áp phân phối; Tính toán tổn thất. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Cung cấp điện: Phần 1 - Trường Đại học Thái Bình

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THÁI BÌNH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BIÊN SOẠN: TỔ BỘ MÔN ĐIỆN LƯU HÀNH NỘI BỘ, 2021
LỜI NÓI ĐẦU Trong công cuộc “Công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước” thì công nghiệp điện lực giữ vai trò rất quan trọng. Yêu cầu về việc sử dụng điện và thiết bị điện ngày cáng tăng. Việc trang bị những kiến thức về hệ thống cung cấp điện nhằm phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt của con người, ngoài cung cấp điện năng cho các thiết bị của khu vực kinh tế, các khu chế xuất, các xí nghiệp là rất cần thiết. Bài giảng cung cấp điện cung cấp cho người học những kiến thức cơ bản về công tác thiết kế và vận hành hệ thống cung cấp điện. Hệ thống cung cấp điện là hệ thống gồm các khâu sản xuất, truyền tải và phân phối điện năng. Trong bài giảng cung cấp điện này, chỉ trình bày hệ thống truyền tải và phân phối điện năng cung cấp điện cho một khu vực nhất định từ hệ thống điện quốc gia và sử dụng điện áp từ trung áp trở xuống. Toàn bộ bài giảng cung cấp điện gồm 10 chương: Chương 1: Khái quát về hệ thống cung cấp điện; Chương 2: Tính toán phụ tải điện; Chương 3: Sơ đồ điện; Chương 4: Trạm biến áp phân phối; Chương 5: Tính toán tổn thất; Chương 6: Tính toán ngắn mạch; Chương 7: Lựa chọn các thiết bị cung cấp điện; Chương 8: Chất lượng điện năng; Chương 9: Chiếu sáng công nghiệp; Chương 10: Độ tin cậy cung cấp điện. Trong phạm vi bài giảng này, với khả năng và tài liệu thông tin có hạn, thời gian biên soạn không nhiều nên không tránh khỏi những thiếu sót, chân thành mong đồng nghiệp và độc giả góp ý để chỉnh sửa. Xin trân trọng cảm ơn!
CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN 1.1 GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN Hệ thống năng lượng là tập hợp các nhà máy điện, lưới điện và lưới nhiệt được nối với nhau, có liên hệ mật thiết, liên tục trong quá trình sản xuất, biến đổi và phân phối điện và nhiệt. Hệ thống điện là hệ thống năng lượng không có lưới nhiệt. Hay nói cách khác, hệ thống điện là hệ thống bao gồm các khâu sản xuất, truyền tải, phân phối và cung cấp điện đến các hộ tiêu thụ. Chúng ta xét một hệ thống điện tổng quát, như hình vẽ dưới đây  trạm đường trạm tăng áp dây hạ áp Nguồn Hệ thống truyền Phụ tải điện tải (hộ tiêu thụ) Hình 1.1: Hệ thống cung cấp điện (1) Nhà máy điện: Nhà máy điện biến đổi các nguồn năng lượng sơ cấp ( nước, nhiệt, gió, … ) thành năng lượng điện để phát lên hệ thống điện. Do điện áp phát ra của các máy phát trong nhà máy điện, thông thường có giá trị thấp ( ví dụ 13.8 kV), không phù hợp cho việc truyền tải điện năng, nên phải sử dụng các máy biến áp tăng áp để nâng điện áp lên các giá trị điện áp truyền tải 110kV, 220kV. (2) Hệ thống truyền tải: Là hệ thống bao gồm các đường dây cao áp và các trạm trung gian, liên kết tất cả các nguồn điện với nhau. Điện áp truyển tải có giá trị lớn, ví dụ ở Việt Nam là 110, 220, 500kV, nhằm mục đích tăng khả năng truyển tải và giảm tổn thất điện năng trong hệ thống. Giữa hệ thống truyền tải và phân phối được liên kết với nhau thông qua các MBA giảm áp tại các trạm trung gian. (3) Hệ thống phân phối: là hệ thống bao gồm các các đường dây phân phối, có cấp điện áp 15, 22, 35kV; các trạm biến áp phân phối có tỉ số biến áp tương ứng là 15, 22, 35 / 0.4 kV( hoặc điện áp thứ cấp nhỏ hơn 1000V); và các đường dây hạ áp có cấp điện áp 0.4 kV. Hệ thống cung cấp điện, được giới hạn trong giáo trình, chỉ bao gồm khâu cuối cùng trong hệ thống điện, đó là khâu phân phối và cung cấp điện đến hộ tiêu thụ. -1-
1.2. NGUỒN ĐIỆN Hiện nay có nhiều phương pháp biến đổi các dạng năng lượng khác như: nhiệt năng, thủy năng, năng lượng hạt nhân…, thành điện năng. Vì vậy có nhiều kiểu nguồn phát điện khác nhau: nhà máy nhiệt điện, thủy điện, điện nguyên tử, trạm điện gió, điện mặt trời, điện điêzel… nhưng ở nước ta nguồn điện được sản xuất chủ yếu từ nhà máy nhiệt điện và nhà máy thuỷ điện. Tên nhà máy Công suất đặt (MW) Tổng công suất phát của toàn bộ hệ thống điện Việt Nam 11340 Công suất lắp đặt của các nhà máy điện thuộc EVN 8822 Nhà máy thuỷ điện 4155 Hoà Bình 1920 Thác Bà 120 Trị An 420 Đa Nhim - Sông Pha 167 Thác Mơ 150 Vĩnh Sơn 66 Ialy 720 Sông Hinh 70 Hàm Thuận - Đa Mi 476 Thuỷ điện nhỏ 46 Nhà máy nhiệt điện than 1245 Phả Lại 1 440 Phả Lại 2 600 Uông Bí 105 Ninh Bình 100 Nhà máy nhiệt điện dầu (FO) 198 Thủ Đức 165 Cần Thơ 33 Tua bin khí (khí + dầu) 2939 Bà Rịa 389 Phú Mỹ 2-1 732 Phú Mỹ 1 1090 Phú Mỹ 4 450 Thủ Đức 128 Cần Thơ 150 Diezen 285 Công suất lắp đặt của các IPP 2518 Bảng 1.1: Công suất thiết kế các nhà máy điện tính tới 31/12/2005 Số liệu của Tập đoàn Điện lực Việt Nam – 2005 Phân loại các nhà máy điện đang sử dụng ở Việt Nam, chúng ta có các loại nhà máy sau Thủy điện: Thủy điện cột nước thấp: Hòa Bình, Thác Bà, Trị An. -2-
Thuỷ điên cột nước cao: Thác Mơ, Ða Nhim, Vĩnh Sơn. Nhiệt điện: Nhiệt điện than: lò phun than, tuabin cao áp. Riêng nhà máy Ninh Bình là tuabin trung áp. Nhiệt điện dầu: công suất nhỏ, lò hơi trung áp. Tuabin khí: Các tổ máy chủ yếu từ thế hệ F5-F9. Nhà máy điện Phú Mỹ mới xây dựng có mức độ công nghệ cao của thế giới. 1.2.1. Nhà máy nhiệt điện (NĐ) Hình 1.2: Nhà máy điện Bà Rịa . Ảnh của tập đoàn Điện Lực Việt Nam Trong nhà máy nhiệt điện, động cơ sơ cấp của máy phát có thể là tuốc-bin hơi, máy hơi nước hoặc động cơ diezen. Trong các nhà máy lớn thường dùng tuốc-bin hơi. Hôi Nöôùc Buoàng Tuoác ñoát Bin nhieân phaùt ra naêng lieäu ñoát löôïng ñieän naêng Hình 1.3: Sô ñoà nguyeân lyù nhaø maùy nhieät ñieän Nhiên liệu dùng cho các lò hơi thường là than đá xấu, than bùn, dầu mazút hoặc các khí đốt tự nhiên …. Các lò hơi dùng nhiên liệu than đá là lò ghi -xích hoặc lò than phun. Đầu tiên, than được đưa vào hệ thống ghi xích qua phễu, trong lò có các dàn ống chứa đầy nước đã được lọc và xử lý hóa học để ống không bị ăn mòn. Nhờ nhiệt độ cao trong lò, nước trong giàn ống bốc hơi bay lên bình chứa (balon ). Hơi bão hòa trong balon đi qua dàn ống quá nhiệt và được sấy khô thành hơi quá nhiệt theo đường ống dẫn vào tuốc -bin. Hơi quá nhiệt đập vào các cánh tuốc -bin kéo rôto máy phát -3-
điện quay. Máy phát biến cơ năng thành điện năng. Sau khi qua tuốc -bin, hơi quá nhiệt sẽ xuống bình ngưng dược làm lạnh và ngưng tụ lại. Sau đó, nhờ bơm 1 đưa qua bể lắng lọc và được xử lý lại. Qua bơm 2, nước được đưa qua dàn ống sấy để gia nhiệt thành nước nóng đưa vào lò, hình thành chu trình khép kín. Tóm lại: nhà máy nhiệt điện có 2 gian chính:  Gian lò: biến đổi năng lượng chất đốt thành năng lượng hơi quá nhiệt.  Gian máy: biến đổi năng lượng hơi quá nhiệt vào tuốc -bin thành cơ năng truyền qua máy phát để biến thành điện năng. Vì hơi đưa vào tuốc-bin đều ngưng tụ ở bình ngưng nên gọi là nhà máy điện kiểu ngưng hơi. Hiệu suất khoảng từ 30% đến 40%. Nhà máy nhiệt điện có công suất lớn thì hiệu suất càng cao. Hiện nay có tổ tuốc-bin máy phát công suất đến 600 000KW. Ngoài ra còn có nhà máy nhiệt điện, động cơ sơ cấp là máy hơi nước, gọi là nhà máy điện locô gồm lò hơi và máy hơi nước. Nhiên liệu dùng là than đá xấu, củi … hiệu suất khoảng 11% và 22%,phạm vi truyền tải điện năng trong bán kính vài cây số. Điện áp thường là 220V/ 380V. Nhà máy điện diezen có động cơ sơ cấp là động cơ diezen. Hiệu suất khoảng 38% và thời gian khởi động rất nhanh. Công suất từ vài trăm đến 1000KW. Dùng các chất đốt quý như dầu hỏa, mazút … nên không được sử dụng rộng rãi, chủ yếu dùng làm nguồn dự phòng. Nhà máy nhiệt điện có những đặc điểm sau: - Thường được xây dựng gần nguồn nhiên liệu. - Tính linh hoạt trong vận hành kém, khởi động và tăng phụ tải chậm - Thường xảy ra sự cố. - Điều chỉnh tự động hoá khó thực hiện. - Hiệu suất kém khoảng từ 30% đến 40%. - Khối lượng nhiên liệu tiêu thụ lớn, khói thải làm ô nhiễm môi trường. 1.2.2. Nhà Máy Thủy Điện (TĐ) Đây là một loại công trình thuỷ lợi nhằm sử dụng năng lượng nguồn nước làm quay trục tuốc bin để phát ra điện. Như vậy nhà máy thuỷ điện quá trình biến đổi năng lượng là: Thuỷ năng  Cơ năng  Điện năng Hồ chứa nước H Nguồn xoay Tuốc-bin Cơ khí Máy phát Điện chiều ba năng pha Hình 1.4: Sơ đồ nguyên lý nhà máy thuỷ điện -4-
Công suất nhà máy thuỷ điện được xác định bởi công thức: P = 9,81..Q.H (MW) Trong đó Q: lưu lượng nước (m3/s) , H: là độ cao cột nước (m). : hiệu suất tuốc bin Động cơ sơ cấp là tuốc-bin nước, nối dọc trục với máy phát. Tuốc -bin nước là loại động cơ biến động. Nhà máy thủy điện có hai loại là lọai có đập ngăn nước và loại dùng máng dẫn nước: Loại đập ngăn: thường xây dựng ở những con sông có lưu lượng nước lớn nhưng độ dốc ít. Đập xây chắn ngang sông để tạo độ chênh lệch mực nước hai bên đập. Gian máy và trạm phân phối xây ngay bên cạnh, trên đập. Để bảo đảm nước dùng cho cả năm, các bể chứa được xây dựng rất lớn. Ví dụ như: nhà máy thủy điện Sông Đà, Trị An… Loại có máng dẫn: thường xây dựng ở những con sông có lưu lượng nước ít nhưng độ dốc lớn. Nước từ mực nước cao, qua máng dẫn làm quay tuốc -bin của máy phát. Người ta cũng ngăn đập để dự trữ nước cho cả năm. So với nhà máy nhiệt điện, nhà máy thủy điện rẻ từ (3  5) lần. Thời gian khởi động rất nhanh (5  15) phút, việc điều chỉnh phụ tải điện nhanh chóng và rộng. Tuy nhiên vốn đầu tư rất lớn, thời gian xây dựng lâu. Vì vậy song song với việc xây dựng các nhà máy thủy điện, ta phải xây dựng các nhà máy nhiệt điện có công suất lớn nhằm thúc đẩy tốc độ điện khí hóa trong cả nước. Nhà máy thủy điện có đặc điểm sau:  Phải có địa hình phù hợp và lượng mưa dồi dào  Vốn đầu tư xây dựng lớn, thời gian xây dựng kéo dài.  Vận hành linh hoạt: thời gian khởi động và mang tải chỉ mất từ 3 đến 5 phút. Trong khi đó đối với nhiệt điện, để khởi động một tổ máy phải mất 6  8 giờ.  Ít xảy ra sự cố.  Tự động hoá dễ thực hiện.  Không cần tác nhân bảo quản nhiên liệu.  Hiệu suất cao 85  90%.  Giá thành điện năng thấp. Nhà máy thủy điện Trị An (theo Tập Đoàn Điện Lực Việt Nam) Công trình Thủy điện Trị An có ý nghĩa kinh tế tổng hợp với hai nhiệm vụ chính : -5-
Hình 1.5: Toàn cảnh nhà máyThủy điện Trị An 1/ Sản xuất điện với sản lượng trung bình : 1,7 tỉ kWh/năm 2/ Phục vụ công tác thủy nông cho TP.Hồ Chí Minh và các tỉnh miền Đông Nam bộ : Duy trì lượng nước xả tối thiểu ( trung bình 200 m3/giây) phục vụ công tác đẩy mặn và tưới tiêu trong mùa khô ở vùng hạ lưu.  Cắt được đỉnh lũ để đảm bảo an toàn cho hạ lưu trong mùa lũ . Thông số kỹ thuật Mực nước dâng bình thường: 62m Mực nước gia cường: 63,9m Mực nước chết: 50m Lưu lượng xả tràn ở mực nước gia cường: 18.450,00m3/s Dung tích hồ chứa, km3 Toàn phần 2.765,00 Đập tràn nhìn từ phía thượng lưu Hữu ích 2.547,00 Diện tích mặt thoáng hồ chứa, km3 Ở độ cao mực nước dâng bình thường 323 Ở độ cao mực nước gia cường 350 Đập tràn nhìn từ phía hạ lưu Hình 1.6: Đập tràn nhà máy thủy điện Trị An Sơ đồ điện chính Đấu nối điện được thực hiện bằng sơ đồ khối: Máy phát - Máy biến thế. -6-
Trạm phân phối ngoài trời 220kV được bố trí ở bờ phải kênh dẫn ra, được thực hiện theo sơ đồ: hai thanh cái làm việc và một thanh cái vòng, có 3 phát tuyến: 2 tuyến Trị An - Hóc Môn và 1 tuyến Trị An - Long Bình. Hệ thống tự dùng của nhà máy gồm 3 biến thế kiểu TMH-4000/35-TI, công suất mỗi máy 4000kVA, điện áp 13,8/6,3 kV. Từ KPY-6kV, các trạm biến thế 6,3/0,4kV cấp nguồn cho phụ tải toàn nhà máy. Hệ thống điện một chiều 220 kV gồm 2 trạm ắc quy, dung lượng mỗi trạm 630Ah, dùng cho các mạch điều khiển, bảo vệ, tín hiệu và ánh sáng sự cố. Ngoài ra còn có trạm phân phối ngoài trời 110kV liên kết với trạm 220kV qua máy biến áp tự ngẫu 63MVA - 220/110/6kV, cung cấp điện cho địa phương và nối kết với Thuỷ điện Thác Mơ bằng đường dây 110kV Trị An - Đồng Xoài. Ngoài ra còn 2 đường dây 110kV Trị An - Định Quán và Trị An - Tân Hoà. Các thiết bị tự động đảm Hình 1.7: Trạm phân phối ngoài trời bảo khởi động tổ máy và hoà điện 220kV vào lưới trong khoảng 40-60 giây. Các tổ máy làm việc ở chế độ tự động điều chỉnh công suất hữu công và vô công. Ngoài chế độ máy phát, Thuỷ điện Trị An được thiết kế để có thể chạy chế độ bù đồng bộ. Máy phát được cung cấp dòng kích từ bằng các bộ chỉnh lưu Thyristor, theo nguyên lý tự kích song song. Dòng kích từ định mức của máy phát là 1200 A. 1.2.3. Nhà máy điện nguyên tử (ĐNT) 2 14 4 8 3 1 5 9 7 11 10 6 12 13 Hình 1.8: Sơ đồ sản xuất điện năng của nhà máy điện nguyên tử -7-
Năng lượng nguyên tử được sử dụng qua nhiệt năng ta thu được khi phá vỡ liên kết hạt nhân nguyên tử của một số chất ở trong lò phản ứng hạt nhân. Nhà máy điện nguyên tử biến nhiệt năng trong lò phản ứng hạt nhân thành điện năng. Thực chất nhà máy điện nguyên tử là một nhà máy nhiệt điện, nhưng lò hơi được thay bằng lò hơi được thay bằng lò phản ứng hạt nhân. Để tránh tác hại của các tia phóng xạ đến công nhân làm việc ở gian máy, nhà máy điện nguyên tử có hai đường vòng khép kín: Đường vòng 1: gồm lò phản ứng hạt nhân 1 và các ống dẫn 5 đặt trong bộ trao nhiệt 4. Nhờ bơm 6 nên có áp suất 100at sẽ tuần hoàn chạy qua các ống của lò phản ứng và được đốt nóng đến 270 o C. Bộ lọc 7 dùng để lọc các hạt rắn có trong nước trước khi đi vào lò. Đường vòng 2: gồm bộ trao nhiệt 4, tuốc-bin 8, bình ngưng 9. Nước lạnh qua bộ trao đổi nhiệt 4 sẽ hấp thụ nhiệt và biến thành hơi có áp suất 12,5at; nhiệt độ 260o C. Hơi nước này làm quay tuốc-bin 8 và máy phát 14, sau đó ngưng đọng lại thành nước ở bình ngưng 9, được bơm 11 đưa trở về bộ trao đổi nhiệt. Hiệu suất của các nhà máy điện nguyên tử hiện nay khoảng (20  30)%, công suất đạt đến 600 000KW. Nhà máy điện nguyên tử có đặc điểm: - Khả năng làm việc độc lập. - Khối lượng nhiên liệu nhỏ. - Vận hành linh hoạt, sử dụng đồ thị phụ tải tự do. - Không thải khói ra ngoài khí quyển. - Vốn xây dựng lớn, hiệu suất cao hơn nhà máy nhiệt điện. 1.3. HỆ THỐNG TRUYỀN TẢI Như đã trình bày ở phân trên, hệ thống truyền tải là hệ thống gồm các đường dây cao áp và các trạm trung gian có nhiệm vụ nhận năng lượng điện từ các nhà máy điện và truyền tải đến hệ thống phân phối. Để tìm hiểu chi tiết về hệ thống truyền tải, sinh viên có thể tham khảo các tài liệu về hệ thống điện. Ở đây, ta chỉ đề cập đến một số khía cạnh sau. Hình 1.9: Trạm 500kV Phú Lâm Nguồn: Tập đoàn Điện Lực Việt Nam -8-
Đường dây 500kV Bắc – Nam: Một sự kiện có ý nghĩa cực kỳ quan trọng đánh đấu một bước phát triển của hệ thống truyền tải Việt Nam, đó là vào tháng 4/1992 Đảng và Nhà Nước quyết định xây dựng hệ thống tải điện 500kV Bắc – Nam đi qua 15 tỉnh - thành phố, hình thành lưới điện quốc gia liên kết hệ thống điện ba miền Bắc-Trung-Nam và Tây Nguyên, thống nhất lưới điện quốc gia, tạo ra bước đột phá trong việc cung cấp điện phục vụ sự nghiệp công nghiệp hóa - hiện đại hóa, tạo ra ý nghĩa kinh tế - chính trị lớn cho việc phát triển kinh tế của cả nước. Hình 1.10: Cột và đường dây truyền tải Nguồn: Tập đoàn Điện Lực Việt Nam 1.3.1. Đặc điểm hệ thống truyền tải hệ thống điện Việt nam Sơ đồ phân cấp điều độ hệ thống điện: PHÂN CẤP QUYỀN QUYỀN SƠ ĐỒ TỔ CHỨC ĐIỀU ĐỘ ĐIỀU KHIỂN KIỂM TRA - Các NMĐ không - Các NMĐ lớn thuộc quyền điều - Hệ thống điện 500kV khiển ĐIỀU ĐỘ - Tần số hệ thống - Lưới điện 220kV QUỐC GIA Điện áp các nút chính - Trạm phân phối NMĐ lớn -Ðường dây nối NMĐ với HTĐ - Các trạm, ĐD phân - Các NMĐ đã ðược phân phối 110-66kV phân cấp theo quy định riêng cấp cho điều độ lưới - Lưới điện truyền tải 220- điện phân phối điều ĐIỀU ĐỘ 110-66kV khiển MIỀN - Công suất vô công NMĐ - Các hộ sử dụng - Các nhà máy điện nhỏ, điện quan trọng các trạm Diezel, bù trong trong lưới điện phân miền phối - Các trạm, ĐD phân phối 110-66kV phân cấp cho điều độ lưới điện phân ĐIỀU ĐỘ phối điều khiển LƯỚI ĐIỆN - Lưới điện phân phối PHÂN PHỐI - Các trạm thuỷ điện nhỏ, các trạm điezel, trạm bù trong lưới điện phân phối. Hình 1.11: Sơ đồ phân cấp điều độ hệ thống điện Nguồn: Tập đoàn Điện Lực Việt Nam -9-
Sơ đồ HTĐ truyền tải của Việt Nam: Hình 1.12: Sơ đồ hệ thống truyền tải Việt Nam Nguồn: Tập đoàn Điện Lực Việt Nam -10-
Thông số của HTĐ truyền tải Việt Nam, tính đến năm 2005, được cho trong bảng sau. TT Khối lượng 2005 1 Tổng chiều dài đường dây 500 kV (km) 3232 2 Tổng chiều dài đường dây 220 kV (km) 5203 3 Tổng chiều dài đường dây 110 kV (km) 10961 4 Tổng số trạm BA 500 kV 11 5 Tổng dung lượng lắp đặt TBA 500 kV (MVA) 7014 6 Tổng số trạm BA 220 kV 45 7 Tổng dung lượng lắp đặt TBA 220 kV (MVA) 13502 8 Tổng số trạm biến áp 110 kV 316 9 Tổng dung lượng lắp đặt TBA 110 kV (MVA) 16219 Bảng 1.2: Thông số hệ thống truyền tải – Số liệu của Tập đoàn Điện lực Việt Nam – 2005 1.3.2. Một số đặc tính kỹ thuật trên hệ thống truyền tải. a. Chuỗi sứ Số bát cách điện của một chuỗi sứ, được xác định theo công thức sau đây: d .U max n D Trong đó: n: số bát sứ trong một chuỗi sứ. d: tiêu chuẩn đường rò lựa chọn, lấy bằng 16mm/kV đối với môi trường bình thường, 20mm/kV đối với môi trường ô nhiễm nhẹ, 25mm/kV đối với môi trường ô nhiễm, 31mm/kV đối với môi trường ô nhiểm năng hay gần biển. Umax: Điện áp dây làm việc lớn nhất của đường dây, kV. D: Chiều dài đường rò của một bát cách điện, lấy theo số liệu của một nhà chế tạo. Hình 1.13: Một chuỗi sứ gồm nhiều bát Nguồn: Tập đoàn Điện Lực Việt Nam b. Hành lang bảo vệ an toàn đường dây dẫn điện trên không Nghị định 106 của chính phủ về bảo vệ an toàn lưới điện cao áp quy định như sau: Điều 4. Hành lang bảo vệ an toàn đường dây dẫn điện trên không -11-
1. Hành lang bảo vệ an toàn của đường dây dẫn điện trên không là khoảng không gian dọc theo đường dây và được giới hạn như sau: a) Chiều dài hành lang được tính từ vị trí đường dây ra khỏi ranh giới bảo vệ của trạm này đến vị trí đường dây đi vào ranh giới bảo vệ của trạm kế tiếp. b) Chiều rộng hành lang được giới hạn bởi hai mặt thẳng đứng về hai phía của đường dây, song song với đường dây, có khoảng cách từ dây ngoài cùng về mỗi phía khi dây ở trạng thái tĩnh theo quy định trong bảng sau: 66 – 110 Điện áp Đến 22 kV 35 kV 220 kV 500 kV kV Dây bọc Dây trần Dây bọc Dây trần Dây trần Khoảng 1,0 m 2,0 m 1,5 m 3,0 m 4,0 m 6,0 m 7,0 m cách Bảng 1.3: Chiều rộng an toàn hành lang c) Chiều cao hành lang được tính từ đáy móng cột đến điểm cao nhất của công trình cộng thêm khoảng cách an toàn theo chiều thẳng đứng quy định trong bảng sau: Điện áp Đến 35 kV 66 đến 110 kV 220 kV 500 kV Khoảng cách 2,0 m 3,0 m 4,0 m 6,0 m Bảng 1.4: Chiều cao an toàn hành lang 2. Hành lang bảo vệ an toàn các loại cáp điện đi trên mặt đất hoặc treo trên không là khoảng không gian dọc theo đường cáp điện và được giới hạn về các phía là 0,5 m tính từ mặt ngoài của sợi cáp ngoài cùng. c. Bảo vệ quá điện áp, nối đất Đường dây truyền tải (điện áp 110kV trở lên) phải được bảo vệ khỏi sét đánh trực tiếp suốt chiều dài đường dây, trừ một số đoạn tuyến đặc biệt không bố trí được dây chống sét. Đoạn tuyến này phải có biện pháp chống sét khác bổ sung. Phải thực hiện nối đất tại tất cả các cột thép và cột bê tông cốt thép của đường dây truyền tải. Điện trở nối đất của hệ thống nối đất đường dây truyền tải phải nhỏ hơn giá trị cho trong bảng sau: Bảng 1.5: Giá trị điện trở nối đất (Bảng II.5.5 Quy phạm trang bị điện) -12-
1.4. HỆ THỐNG PHÂN PHỐI Hệ thống phân phối là hệ thống điện có cấp điện áp tới 35kV. Bao gồm các đường dây trung áp, các trạm biến áp phân phối, các lưới hạ thế. 1.4.1. Đường dây trung áp Đường dây trung áp thông thường có điện áp 15kV (khu vực TP.Hồ Chí Minh) và 22, 35 kV (Các khu vực khác). Đường dây trung áp nhận điện từ các trạm trung gian và phân phối điện năng cho các trạm biến áp phân phối. Hình 1.14: Đường dây trung thế a. Sứ cách điện: Có 2 loại sứ: sứ đứng và sứ treo Sứ treo: Dừng để căng dây, dừng dây. Sử dụng tại các vị trí dừng, góc. Sứ đứng: Dùng để đỡ dây. Hình 1.15: Sứ đứng trung thế -13-
Sứ treo: Dùng để dừng dây, dùng tại các điểm góc Hình 1.16: Sứ treo trung thế b. Trụ điện: Trong thục tế, tồn tại 3 loại trụ điện bê tông: Bê tông cốt thép: Là loại trụ thông thường, cũ, hiện giờ không còn sản xuất. Bê tông ly tâm (BTLT): Được quay li tâm trong công đoạn trộn bê tông Bê tông ly tâm dị ứng lực: Căng thép, tạo ứng suất trước (tiền áp) trước khi quay li tâm. Là loại có chất lượng tốt nhất. Các công đoạn sản xuất của một trụ điện BTLT dị ứng lực như sau (Công Ty Cổ Phần Bê Tông Ly Tâm Thủ Đức 2) Tạo khung thép, lắp vào khuôn: -14-
Nạp bê tông: Căng thép: Quay li tâm, sau đó đem vào hầm hấp: Tháo khuôn, và có một sản phẩm: Hình 1.16: Các công đoạn sản xuất BTLT -15-
Bảng so sánh kết quả thử nghiệm giữa hai loại trụ điện BTLT và BTLT dị ứng lực: TT LỰC KÉO ĐẦU TRỤ TRỤ BTLT KHÔNG ỨNG LỰC TRỤ BTLT ỨNG LỰC 1 Khi chưa tác dụng lực Có vài vết nứt khi vận chuyển Không có vết nứt 2 Lực tác dụng = 75%F 50 vết nứt rộng 0,10mm Không có vết nứt 3 Lực tác dụng=100%F 100 vết nứt rộng 0,25mm 2 vết nứt rộng 0,05mm 4 Lực tác dụng=100%F > 100 vết nứt rộng 0,30mm 55 vết nứt rộng 0,15mm 5 Trả lực tác dụng về 0 2 vết nứt rộng 0,05mm Không có vết nứt Như vậy, xét về khả năng chịu lực trụ điện ứng lực trước hơn hẳn trụ không ứng lực trước. Hơn nữa xét về mặt kinh tế cọc ứng lực trước giá thành thấp hơn vì sử dụng được loại thép cường độ cao (thép cường độ cao: R = 14200 kg/cm²; thép thường R = 2800 kg/cm² ) nên làm giảm trọng lượng thép đáng kể so với sử dụng thép thường đồng nghĩa với việc giảm giá thành của trụ . c. Dây dẫn: Gồm có rất nhiều loại dây dẫn, tùy theo từng trường hợp cụ thể, chúng ta sẽ chọn loại dây dẫn tương ứng. DÂY ĐỒNG TRẦN XOẮN Ký hiệu: Theo TCVN là C. Hình 1.17: Cấu tạo dây đồng trần xoắn - Cadivi DÂY NHÔM TRẦN XOẮN Ký hiệu: Theo TCVN là A; theo IEC & ASTM là AAC. Tại các vùng ven biển hay các miền không khí có tính ăn mòn kim loại, dây nhôm trần sẽ được điền đầy mỡ trung tính chịu nhiệt có nhiệt độ chảy giọt không dưới 120 0C. Tùy mức độ che phủ của mỡ, dây có các loại sau: A; A/Hz; A/Mz; AKP và được minh họa theo hình sau: Hình 1.18: Cấu tạo dây nhôm trần xoắn - Cadivi -16-
DÂY NHÔM LÕI THÉP Ký hiệu : Theo TCVN là As; theo IEC & ASTM là ACSR; theo GOCT là AC Tại các vùng ven biển hay các miền không khí có tính ăn mòn kim loại, dây nhôm lõi thép trần sẽ được điền đầy mỡ trung tính chịu nhiệt có nhiệt độ chảy giọt không dưới 1200C . Tùy mức độ che phủ của mỡ , dây có các loại sau: ACSR/Lz; ACSR/Mz; ACSR/Hz; ACKP và được minh họa theo hình sau: Hình 1.19: Cấu tạo dây nhôm lõi thép - Cadivi DÂY NHÔM LÕI THÉP BỌC PVC ASV Dây nhôm lõi thép , cách điện bằng nhựa PVC, dùng để truyền tải, phân phối điện, điện áp 1,8/3(3,6) KV , điều kiện lắp đặt cố định. Nhiệt độ làm việc dài hạn cho phép đối với dây là 70OC Hình 1.20: Cấu tạo dây nhôm lõi thép bọc PVC- Cadivi CÁP TRUNG THẾ Cáp trung thế treo dùng để truyền tải, phân phối điện, cấp điện áp 12/20(24) KV, tần số 50Hz, lắp đặt trên cột. Nhiệt độ làm việc dài hạn cho phép đối với cáp là 90OC. Cấu tạo cáp: 1. Ruột dẫn: sợi đồng cứng (hoặc sợi nhôm cứng) , xoắn đồng tâm, không cán ép chặt. 2. Màn chắn ruột: là một lớp bọc bằng XLPE bán dẫn . 3. Lớp cách điện: bằng XLPE. 4. Màn chắn cách điện là một lớp bọc bằng XLPE bán dẫn . 5. Vỏ bằng PVC hoặc HDPE. -17-
Hình 1.21: Cáp trung thế- Cadivi 1.4.2. Các trạm biến áp phân phối TBA phân phối là trạm có MBA lực biến đổi điện áp sơ cấp từ 1kV đến 35kV sang điện áp thứ cấp có điện áp ≤ 35kV TBA phân phối được trình bày chi tiết trong chương 4. 1.4.3. Lưới hạ thế a. Lưới điện hạ thế phân phối nông thôn Đối với các vùng nông thôn, vùng sâu, vùng xa, lưới hạ thế sử dụng dây A ( dây nhôm), AV (dây nhôm bọc ), M ( dây đồng), CV ( dây đồng bọc ). Cột sử dụng loại cột bê tông, sắt, gỗ, … Dây đồng bọc CV Hình 1.22: Dây đồng bọc CV- Cadivi - Dây điện lực ruột đồng cách điện bằng nhựa PVC, dùng để truyền tải, phân phối điện, điều kiện lắp đặt cố định. - Ký hiệu: Dây điện lực ruột đồng ký hiệu là CV - Nhiệt độ làm việc dài hạn cho phép đối với dây là 70OC. Công tơ điện được lắp tại từng nhà dân hoặc lắp đặt trực tiếp trên trụ hạ thế. Hộ tiêu thụ được bảo vệ chủ yếu bằng cầu chì. Đặc điểm: không an toàn, không đảm bảo kỹ thuật, không có mỹ quan. -18-