intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Bài giảng Hệ thống cung cấp điện: Chương 1 - Nguyễn Đức Hưng

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:42

Thêm vào BST
Báo xấu
8
lượt xem 2
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Hệ thống cung cấp điện: Chương 1 Tổng quan về Hệ thống cung cấp điện, cung cấp những kiến thức như các khái niệm cơ bản; Đặc điểm của quá trình sản xuất và phân phối điện năng; Yêu cầu đối với hệ thống cung cấp điện; Đặc điểm của phụ tải điện; Các thiết bị tiêu thụ điện. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Hệ thống cung cấp điện: Chương 1 - Nguyễn Đức Hưng

  1. 8/20/2019 Môn học HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN 20/08/2019 1 Chương 1 Tổng quan về Hệ thống Cung Cấp Điện 1.1 Các khái niệm cơ bản  Hệ thống cung cấp điện: Tổ hợp các thiết bị và khí cụ điện liên kết với nhau với chức năng cung cấp năng lượng điện cho các hộ tiêu thụ điện.  Hộ tiêu thụ điện: Là nhà máy công nghiệp, các tổ chức, các xưởng sản xuất, khu vực xây dựng, tòa nhà, căn hộ, mà ở đó các thiết bị tiêu thụ điện kết nối với lưới điện và sử dụng năng lượng điện.  Thiết bị tiêu thụ điện: Là phần điện của thiết bị công nghệ, có chức năng biến đổi năng lượng điện thành các dạng năng lượng khác cơ năng, nhiệt năng, quang năng, hóa năng 20/08/2019 2 1
  2. 8/20/2019 Các thành phần của HT CCĐ 3 20/08/2019 Chương 1 Tổng quan về Hệ thống Cung Cấp Điện 1.1 Các khái niệm cơ bản  Trạm biến áp: Tổ hợp các thiết bị điện có nhiệm vụ biến đổi năng lượng điện cấp điện áp này thành năng lượng điện cấp điện áp khác từ máy biến áp, Bao gồm trạm tăng áp, trạm giảm áp..  Đường dây dẫn điện: Hệ thống dây dẫn hay cáp có nhiệm vụ truyền tải năng lượng điện.  Trạm phân phối: Có chức năng tiếp nhận và phân phối năng lượng điện.  Thiết bị bù công suất phản kháng: cung cấp công suất phản kháng có tính dung cho lưới điện 20/08/2019 4 2
  3. 8/20/2019 Chương 1 Tổng quan về Hệ thống Cung Cấp Điện 1.2 Đặc điểm của quá trình sản xuất và phân phối điện năng 1. Quá trình sản xuất, truyền tải, phân phối và tiêu thụ năng lượng điện xảy ra cùng một thời điểm Vì vậy luôn phải đảm bảo đẳng thức: Pp  Ptai  Ptd  P Q p  Qtai  Qtd  Q 2. Quá trình quá độ xảy ra rất nhanh (vài mili giây) như ngắn mạch, đóng, ngắt, nguồn, thay đổi tải hay mất ổn định hệ thống 3. Công nghiệp điện lực liên quan chặt chẽ đến nhiều ngành kinh tế khác , là một trong những động lực làm tăng năng suất lao động , tạo nên sự phát triển nhịp nhàng trong các thành phần cơ cấu kinh tế xã hội 20/08/2019 5 Chương 1 Tổng quan về Hệ thống Cung Cấp Điện 1.3 Yêu cầu đối với hệ thống cung cấp điện 1. Liên tục cung cấp điện 2. Đảm bảo chất lượng điện năng 3. Đảm bảo chỉ tiêu kinh tế cao 4. An toàn đối với con người Điện năng là một phần trong giá thành của sản phẩm. (ví dụ ngành chế tạo máy 2-3%, ngành luyện kim 20-35%) Giảm mức tiêu thụ điện năng ở giai đoạn thiết kế là rất quan trọng nhằm giảm đáng kể chi phí sản xuất . 20/08/2019 6 3
  4. 8/20/2019 Chương 1 Tổng quan về Hệ thống Cung Cấp Điện 1.3 Yêu cầu đối với hệ thống cung cấp điện  Do quá trình quá độ xảy ra rất nhanh nên hệ thống CCD phải trang bị những thiết bị tự động với chức năng đảm bảo truyền tải đầy đủ năng lượng từ nguồn đến tải.  Mỗi ngành công nghiệp là khác nhau nên giải pháp thiết kế hệ thống cung cấp điện là khác nhau  Công nghệ hiện đại phát triển liên tục → thiết bị công nghệ luôn thay đổi → hệ thống CCD phải linh hoạt. 20/08/2019 7 Chương 1 Tổng quan về Hệ thống Cung Cấp Điện Hệ thống cung cấp điện hiện đại phải đảm bảo  Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện phù hợp với loại hộ tiêu thụ điện  Đảm bảo chất lượng điện năng theo tiêu chuẩn ngành điện  Đảm bảo an toàn cho kỹ thuật viên điện cũng như công nhân vận hành trong nhà máy  Linh hoạt trong việc thay đổi sơ đồ cung cấp điện khi cần thiết thay đổi quá trình sản xuất.  Không gây tổn hại đến môi trường xung quanh 20/08/2019 8 4
  5. 8/20/2019 Chương 1 Tổng quan về Hệ thống Cung Cấp Điện 1.4 Đặc điểm của phụ tải điện  Hộ tiêu thụ điện được hệ thống theo đặc tính kỹ thuật như chức năng sản xuất, chế độ làm việc, dạng dòng điện, công suất, điện áp, yêu cầu về độ tin cậy, độ ổn định vị trí các thiết bị tiêu thụ điện  Khi thiết kế hệ thống CCD thường hệ thống hóa theo yêu cầu về độ tin cậy, công suất, điện áp, dạng dòng điện và chế độ làm việc 20/08/2019 9 Chương 1 Tổng quan về Hệ thống Cung Cấp Điện 1.4.1 Phân loại phụ tải theo độ tin cậy cấp điện Hộ tiêu thụ điện loại I Không cho phép mất điện, nếu mất điện sẽ ảnh hưởng đến tính mạng của con người, gây tác hại lớn về chính trị, kinh tế, làm rối loạn quá trình công nghệ phức tạp, hư hỏng thiết bị sản xuất trong yếu, hư hỏng sản phẩm hàng loạt. Ví dụ: bệnh viện, các hệ thống rada, trung tâm truyền hình, nhà máy luyện gang thép, hệ thống thông gió cho khu hầm lò, nồi hơi xử lý, máy bơm hệ thống cung cấp nước, hệ thống nước thải. Yêu cầu về cung cấp điện cho hộ loại 1  Phải được cung cấp điện với độ tin cậy cao, sử dụng đường dây kép dẫn điện, từ hai nguồn khác nhau trở lên, hoặc đặt máy phát điện dự phòng ,hoặc mỗi thanh cái được cấp nguồn riêng biệt hoặc thanh cái liên kết với nhau qua máy cắt phân đoạn …..  Thời gian mất điện yêu cầu rất nhỏ nên cần sử dụng hệ thống tự động đóng nguồn dự phòng 10 20/08/2019 5
  6. 8/20/2019 Chương 1 Tổng quan về Hệ thống Cung Cấp Điện Hộ tiêu thụ điện loại II Là các hộ tiêu thụ khi mất điện gây thiệt hại về kinh tế như ảnh hưởng lớn đến sản lượng hoặc gây ra phế phẩm, ảnh hưởng đến kế hoạch sản xuất, giao thông trở ngại, lãng phí sức lao động… Ví dụ: Hệ thống đèn giao thông, nhà máy sợi, nhà máy dệt, nhà máy nhựa. Yêu cầu về cung cấp điện  Việc quyết định sử dụng đường dây kép dẫn điện, hay hai nguồn khác nhau trở lên, hoặc đặt máy phát điện dự phòng phụ thuộc vào so sánh về mặt kinh tế.  Thời gian mất điện có thể là thời gian đóng nguồn dự trữ bằng tay do người trực thực hiện 20/08/2019 11 Chương 1 Tổng quan về Hệ thống Cung Cấp Điện Phụ tải điện loại III  Là những phụ tải còn lại, hộ tiêu thụ này cho phép cung cấp điện với độ tin cậy thấp hơn.  Ví dụ: các xưởng phụ trợ, các xưởng sản xuất không phải dây chuyền , các khu dân cư … Yêu cầu về cung cấp điện  Chỉ cần một nguồn cung cấp điện . Tuy nhiên, khi mất điện phải đảm bảo cung cấp điện lại chậm nhất là sau 1 ngày đêm.  Chỉ cần sử dụng một nguồn, đường dây một lộ 20/08/2019 12 6
  7. 8/20/2019 Chương 1 Tổng quan về Hệ thống Cung Cấp Điện 1.4.2 Phân loại theo chế độ làm việc Chế độ làm việc dài hạn: phụ tải làm việc trong khoảng thời dài khi nhiệt độ các phần tử của thiết bị không vượt quá mức độ cho phép Ví dụ: hệ truyền động của các máy công nghệ chính máy bơm, máy nén khí, thiết bị vận tải băng chuyền, phụ tải chiếu sáng. 20/08/2019 13 Chương 1 Tổng quan về Hệ thống Cung Cấp Điện Chế độ làm việc ngắn hạn: thời gian làm việc không đủ để cho nhiệt độ các phần tử của thiết bị đạt giá trị ổn định. Thời gian nghỉ khá lớn đủ để nhiệt độ các phần tử giảm về nhiệt độ môi trường Ví dụ: Chế đô khởi động động cơ của hệ truyền động của các thiết bị phụ trợ, thiết bị gia công cơ khí, van thủy lực… 20/08/2019 14 7
  8. 8/20/2019 Chương 1 Tổng quan về Hệ thống Cung Cấp Điện Chế độ làm việc ngắn hạn lặp lại: Thời gian làm việc xen kẽ thời gian nghỉ và tổng thời gian làm việc không quá 10 phút .Khi đó nhiệt độ dây dẫn không tăng quá mức cho phép và cũng không giảm đến nhiệt độ môi trường. Ví dụ: thiết bị nâng hạ, thang máy, cần cẩu, thiết bị hàn. Gọi a là hệ số đóng điện lặp lại . Giá trị a tiêu chuẩn 0,15; 0,25;0,4;0,6 cho các thiết bị nâng hạ ton t a  on ton  toff T 20/08/2019 15 Chương 1 Tổng quan về Hệ thống Cung Cấp Điện 1.4.4 Phân loại theo dòng điện  Hộ tiêu thụ lưới AC 50Hz: phần lớn  Hộ tiêu thụ lưới AC khác 50Hz: • Tần số cao hơn 50Hz dùng trong các hệ thống nhiệt rèn và dập kim loại cũng như động cơ trong nhà máy gỗ, may mặc. • Tần số dưới 50Hz dùng trong vận tải, lò cảm ứng, thiết bị trộn chất lỏng  Hộ tiêu thụ lưới DC • Dùng trong hệ thống mạ và điện phân kim loại 20/08/2019 16 8
  9. 8/20/2019 Chương 1 Tổng quan về Hệ thống Cung Cấp Điện 1.5 Các thiết bị tiêu thụ điện  Động cơ không đồng bộ  Động cơ đồng bộ  Các bộ biến đổi công suất (AC/DC,AC/AC)  Các thiết bị điện công nghệ  Hệ thống chiếu sáng 20/08/2019 17 Chương 1 Tổng quan về Hệ thống Cung Cấp Điện a. Động cơ không đồng bộ - Khi khởi động : Imm = Kmm Iđm, cosmm = 0.2- 0.4 Động cơ tiêu thụ nhiều công suất phản kháng từ lưới Kmm = 5-7 khi mở máy trực tiếp Kmm = 2-3 khi mở máy Y- Kmm = 1 khi mở máy bằng bộ khởi động mềm hoặc dùng biến tần 20/08/2019 18 9
  10. 8/20/2019 Chương 1 Tổng quan về Hệ thống Cung Cấp Điện E.U E.U P= sin δ Q1 = cos δ b. Động cơ đồng bộ X X E.U U2 U2 Q = cos δ - Q2 = X X X E – sức điện động cảm ứng của ĐC U – điện áp lưới ; X – điện kháng cuộn dây stator  - góc lệch từ thông rotor và stator Q 1>Q2 : chế độ quá kích từ ,động cơ phát Q trở thành máy bù đồng bộ Q 1
  11. 8/20/2019 1.6 CÁC CẤP ĐIỆN ÁP TRONG LƯỚI ĐIỆN  Máy phát điện : 1kV-35 kV  Mạng truyền tải siêu cao áp : 500kV  Mạng truyền tải cao áp : 220kV  Hệ thống truyền tải phụ : 110kV  Mạng phân phối : 380V- 15 kV , 22kV , 35kV 20/08/2019 21 1.7 CÁC NHÀ MÁY ĐIỆN 1. Nhà máy nhiệt điện Than đá, khí, dầu, uranium Nhiệt năng Cơ năng  Điện năng 2. Nhà máy thủy điện Thủy năng  Cơ năng  Điện năng 3. Các dạng năng lượng khác như mặt trời, năng lượng gió, năng lượng sóng biển…  cơ năng  điện năng Hiện nay các nhà máy nhiệt điện đốt dầu và than , khí đang có xu thế giảm do nhiên liệu đốt cháy ngày càng khan hiếm , đắt và gây ô nhiễm . 20/08/2019 22 11
  12. 8/20/2019 1.7 CÁC NHÀ MÁY ĐIỆN NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN Trên thế giới : ~18% năng lượng điện được sản xuất từ nhà máy thủy điện. Ở Việt Nam : thủy điện chiếm 60%-70% nguồn phát Cấu trúc nhà máy thủy điện : Đập nước, đường hầm dẫn nước, tuabin, máy phát điện, và trạm tăng áp. 20/08/2019 23 1.7 CÁC NHÀ MÁY ĐIỆN NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN 20/08/2019 24 12
  13. 8/20/2019 1.7 CÁC NHÀ MÁY ĐIỆN NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN Ưu điểm: Giá thành 1kWh thấp do chi phí vận hành thấp Máy phát có thể dễ dàng đóng, ngắt phụ thuộc vào yêu cầu của tải Nguồn năng lượng tự nhiên vô tận Không ô nhiễm môi trường. Thiết bị đơn giản Nhược điểm: Vốn đầu tư ban đầu lớn Thời gian xây dựng lâu Chiếm nhiều diện tích Có thể ảnh hưởng đến các ngành nông nghiệp khi xả lũ 25 20/08/2019 1.7 CÁC NHÀ MÁY ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN Nguyên lý vận hành Chất đốt được đốt trong nồi hơi lên đến nhiệt độ 1200o- 1600o. Trong lò hơi có ống dẫn nước chúng hấp thụ nhiệt độ và nước bốc thành hơi ở nhiệt độ 540o-560o và áp suất 130- 250 at/cm2. Hơi nước sau đó được dẫn đến tuabin làm quay trục tuabin kéo máy phát 20/08/2019 26 13
  14. 8/20/2019 1.7 CÁC NHÀ MÁY ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN 20/08/2019 27 1.7 CÁC NHÀ MÁY ĐIỆN NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN Ưu điểm: Tận dụng được nguồn năng lượng thiên nhiên. Không chiếm nhiều diện tích xây dựng. Có thể tăng hiệu suất nhờ thay đổi công nghệ. Có thể tăng công suất của nhà máy. Nhược điểm: Hiệu suất thấp do năng lượng chuyển qua nhiều giai đoạn (30-45%) Chi phí vận hành cao. Gây ô nhiễm môi trường. 20/08/2019 28 14
  15. 8/20/2019 1.7 CÁC NHÀ MÁY ĐIỆN NHÀ MÁY ĐIỆN NGUYÊN TỬ Phản ứng dây chuyền trong lò phản ứng nguyên tử phân hủy hạt nhân với nguyên liệu ban đầu là đồng vị Uran 235 và sản phẩm thu được sau phản ứng thường là Pluton, các neutron và năng lượng nhiệt rất lớn. Nhiệt lượng theo hệ thống mát khép kín qua các máy trao đổi nhiệt, đun sôi nước, tạo ra hơi nước ở áp suất cao làm quay các turbine hơi nước, và do đó quay máy phát điện, sinh ra điện năng Nhà máy điện hạt nhân bao gồm: 1- Lò phản ứng hạt nhân. 2 – Thiết bị trao đổi nhiệt. 3 - Tuabin, 4- Nguồn nước lạnh, 5- Bơm ngưng tụ. 20/08/2019 29 1.7 CÁC NHÀ MÁY ĐIỆN NHÀ MÁY ĐIỆN NGUYÊN TỬ 20/08/2019 30 15
  16. 8/20/2019 1.7 CÁC NHÀ MÁY ĐIỆN NHÀ MÁY ĐIỆN NGUYÊN TỬ Ưu điểm: Chất thải sau sử dụng nhỏ hơn rất nhiều so với nhà máy nhiệt điện dùng than có cùng công suất.Chất thải hàng năm của một tổ máy là 2m3 Chất phóng xạ có khả năng sử dụng lại sau quá trình làm giàu Uranium Công suất cho một tổ máy lớn 1000-1600MW. Giá thành 1kW thấp hơn so với nhiệt điện. Có thể xây dựng ở những vùng cách xa nguồn nước, xa nơi có chứa nhiều khoáng sản. xây dựng ở những vùng không thể phát triển năng lượng gió và năng lượng mặt trời. Ít gây ô nhiễm môi trường hơn so với nhà máy nhiệt điện. Nhược điểm: Chất phóng xạ rất nguy hiểm đòi hỏi những công nghệ làm giàu cũng như lưu giữ rất phức tạp. Nguy hiểm khi làm việc ở chế độ công suất thay đổi. Hậu quả của sự cố rất nặng nề. Đầu tư ban đầu rất lớn 20/08/2019 31 1.7 CÁC NHÀ MÁY ĐIỆN NHÀ MÁY ĐIỆN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI 1. Sử dụng pin mặt trời thu trực tiếp năng lượng mặt trời và chuyển thành năng lượng điện. 2. Sử dụng vật liệu thu nhiệt từ mặt trời sau đó đốt nóng nước chuyển thành hơi nước để chạy tuabin 3. Sử dụng “Ô mặt trời” dưới dạng chiếu gương (dùng trong vũ trụ) 20/08/2019 32 16
  17. 8/20/2019 1.7 CÁC NHÀ MÁY ĐIỆN 20/08/2019 ĐIỆN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI 33 1.7 CÁC NHÀ MÁY ĐIỆN NHÀ MÁY ĐIỆN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI Ưu điểm: Là nguồn năng lượng vô tận Về lý thuyết không ảnh hưởng đến môi trường Nhược điểm: Không làm việc vào ban đêm, sáng sớm và chiều năng lượng không nhiều Năng lượng mặt trời phụ thuộc vào thời tiết. Pin mặt trời giá thành rất cao. Hiệu suất thấp. Phải liên tục làm sạch bề mặt của pin. Giá thành 1W =1,8-2$ Nguyên liệu làm pin mặt trời có chứa chất độc hại cho sức khỏe con người 20/08/2019 34 17
  18. 8/20/2019 1.7 CÁC NHÀ MÁY ĐIỆN NHÀ MÁY ĐIỆN NĂNG LƯỢNG GIÓ Tốc độ gió để hệ thống có thể làm việc là 20-72km/h Công suất của máy phát điện gió phụ thuộc diện tích của cánh quạt. Máy phát có công suất đến 6MW, với đường kính quạt là 126m. Chiều cao là 120m Thông thường cấu trúc của máy phát điện gió có 3 cánh quạt. Vị trí lắp đặt tối ưu nhất là cách bờ biển 10-12km hoặc đặt ngay trên biển. 20/08/2019 35 1.7 CÁC NHÀ MÁY ĐIỆN NHÀ MÁY ĐIỆN NĂNG LƯỢNG GIÓ Ưu điểm: Là nguồn năng lượng vô tận Về lý thuyết không ảnh hưởng đến môi trường Giá thành của năng lượng gió phụ thuộc vào tốc độ của gió: 7,16m/s -4,8cent/kWh 8,08m/s -3,6cent/kWh 9,32m/s -2,6cent/kWh Nhược điểm: Không điều khiển được do tốc độ của gió thay đổi. Rất khó khăn khi phải bảo trì sửa chữa do độ cao quá lớn. Độ ồn cao do quạt và tuabin (hai quá trình biến đổi năng lượng) 20/08/2019 36 18
  19. 8/20/2019 1.7 CÁC NHÀ MÁY ĐIỆN NHÀ MÁY NĂNG LƯỢNG ĐỊA NHIỆT Địa nhiệt năng là loại năng lượng lấy từ nguồn nhiệt tự nhiên trong lòng quả đất bằng cách khoan sâu xuống lòng đất Độ biến thiên địa nhiệt trong lỗ khoan vào khoảng 1oC/36 mét. Theo tính toán, nhiệt độ ở tâm trái đất vào khoảng 6.6500 C 20/08/2019 37 1.7 CÁC NHÀ MÁY ĐIỆN TUABIN KHÍ Thường sử dụng tuabin dầu Diezel hoặc ở những nơi có nguồn Gas dồi dào thì dùng tuabin gas Trong một số trường hợp dùng làm nguồn dự phòng. Máy phát điện thông thường dạng xoay chiều 3 pha, được kéo bởi động cơ đốt trong và có tủ điều khiển quá trình phát điện 20/08/2019 38 19
  20. 8/20/2019 1.7 CÁC NHÀ MÁY ĐIỆN 20/08/2019 39 1.8 CÁC THIẾT BỊ VÀ KHÍ CỤ ĐIỆN DÂY DẪN ĐIỆN 1. Chức năng: kết nối nguồn điện đến phụ tải và liên kết các phần tử trong lưới điện 2. Phân loại Có thể bọc cách điện hoặc để trần. Có thể làm bằng đồng Cu, Nhôm Al, hoặc thép. Dây cáp điện – là dây dẫn điện một hay nhiều lõi cuốn lại với nhau và có vở bọc cách điện. Cáp điện có thể lắp đặt ngoài trời, trong nhà, trong đất, trong nước. Dây trần – chỉ lắp đặt trong những nơi không thể chạm với người. Dây trần được lắp đặt trên không bằng cột điện, sứ cách điện. Thanh dẫn (Busbar và Busway)– là thanh dẫn điện, thường sử dụng trong xưởng sản xuất, trong các trạm biến áp tổng, tủ điện… 20/08/2019 40 20
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí
65 tài liệu
2431 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2