Chương IV
Sơ đồ CCĐ và trạm BA.
4.1 Các yêu cầu chung với SĐ-CCĐ:
1) Đặc điểm: Các XN công nghiệp rất đa dạng được phân theo các loại:
Xí nghiệp lớn: công suất đặt không dưới 75
100 MW.
Xí nghiệp trung: 5
75 MW.
Xí nghiệp nhỏ: 5 MW.
Khi thiết kế cần lưu ý các yếu tố riền của từng XN., như điều kiện khí hậu địa hình, các thiết bị đặc biệt đòi hỏi độ tin cậy CCĐ
cao, đặc điểm của qui trình công nghệ
đảm bảo CCĐ an toàn
sơ đồ CCĐ phải có cấu trúc hợp lý.
+ Để giảm số mạch vòng và tổn thất
các nguồn CCĐ phải được đặt gần các TB dùng điện.
+ Phần lớn các XN hiện dược CCĐ từ mạng của HTĐ khu vực (quốc gia).
+ Việc xây dựng các nguồn cung cấp tự dùng cho XN chỉ nên được thực hiện cho một số trường hợp đặc biệt như:
- Các hộ ở xa hệ thống năng lượng, không có liên hệ với HT hoặc khi HT không đủ công suất (liên hợp gang thép, hoá
chất ….).
- Khi đòi hỏi cao về tính liên tục CCĐ, lúc này nguồn tự dùng đóng vai trò của nguồn dự phòng.
- Do quá trình công nghệ cần dùng 1 lượng lớn nhiệt năng, hơi nước nóng .v.v… (XN giấy, đường cỡ lớn) lúc này
thường xây dựng NM nhiệt điện vừa để cung cấp hơi vừa để CCĐ và hỗ trợ HTĐ.
-
2) Yêu câu vơi sơ đồ CCĐ: việc lựa chọn sơ đồ phải dựa vào 3 yêu cầu: Độ tin cây ; Tính kinh tế ; An toàn:
+ Độ tin cậy: Sơ đò phải đảm bảo tin cậy CCĐ theo yêu cầu của phu tải
căn cứ vào hộ tiêu thụ
chọn sơ đồ nguồn CCĐ.
- Hộ loại I: phải có 2 nguồn CCĐ. sơ đồ phải đảm bảo cho hộ tiêu thụ không được mất điện, hoặc chỉ được giãn đoạn
trong 1 thời gian cắt đủ cho các TB tự động đóng nguồn dự phòng.
- Hộ loại II: được CCĐ bằng 1 hoặc 2 nguồn. Việc lựa chọn số nguồn CCĐ phải dựa trên sự thiệt hại kinh tế do ngừng
CCĐ.
- Hộ loại III: chỉ cần 1 nguồn.
+ An toàn: Sơ đồ CCĐ phải đảm bảo an toàn tuyệt đối cho người vận hành trong mọi trạng thái vận hành. Ngoài ra còn phải
đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật như đơn giản, thuật tiện vận hành, có tính linh hoạt cao trong việc sử lý sự cố, có biện pháp tự
động hoá..
+ Kinh tế: Sơ đồ phải có chỉ tiêu kinh tế hợp lý nhất về vốn đầu tư và chi phí vận hành
phải được lựa chọn tối ưu.
3) Biểu đồ phụ tải: Việc phân bố hợp lý các trạm BA. trong XN rất cần thiết cho việc xây dựng 1 sơ đồ CCĐ, nhằm đạt được
các chỉ tiêu kinh tế – kỹ thuật cao, đảm bảo chi phí hàng năm là nhỏ nhất. Để xác định được vị trí hợp lý của trạm BA; trạm PP
trên tổng mặt bằng
người ta xây dựng biểu đồ phụ tải:
Biểu đồ phụ tải: “ là một vòng tròn có diện tích bằng phụ tải tính toán của PX theo một tỷ lệ tuỳ chọn:.
Si =
.R 2
i.m
m.
S
Ri
i
4) Xác định tâm qui ước của phụ tải điện: có nhiều phương pháp xác định. Được dùng phổ biến nhất hiện nay là: “ phương
pháp dựa theo quan điểm cơ học lý thuyết”. Theo phương pháp này nếu trong PX. có phụ tải phân bố đều trên diện tích nhà
y
x
0
S
i
-
[kVA] ph
ụ tải tính toán của PX.
m - [kVA/cm2 ;mm2] tỷ lệ xích tuỳ chọn.
+ Mỗi PX có một biểu đồ phụ tải, tâm trùng v
ới tâm phụ
tải PX. Gần đúng có thể lấy bằng tâm hình học của PX.
+ Các trạm BA-PX ph
ải đặt ở đúng hoặc gần tâm phụ tải
giảm độ dài mạng và giảm tổn thất.
+ Biểu đồ phụ tải cho ta biết sự phân bố của
ph
ụ tải trong XN, cơ cấu phụ tải…
xưởng, thì tâm phụ tải có thể lấy trùng với tâm hình hoặc của PX. Trường hợp phụ tải phân bố không đều, tân phụ tải của phân
xưởng được xác định giống như trọng tâm của một khối vật thể theo công thức sau. Lúc đó trọng tâm phụ tải là điểm M(x0, y0,z0)
có các toạ độ sau:
n
1i
i
n
1i
ii
0
S
xS
x ;
n
1i
i
n
1i
ii
0
S
yS
y ;
n
1i
i
n
1i
ii
0
S
zS
z
Si – Phụ tải của phân xưởng thứ i.
xi ; yi ; zi - Toạ độ của phụ tải thứ i theo một hệ trục toạ độ tuỳ chọn.
+ toạ độ zi chỉ được xét khi phân xưởng là nhà cao tầng. Thực tế có thể bỏ qua nếu:
l
1,5 h (h – chiều cao nhà; l – khoảng cách từ tâm phụ tải PX đến tâm phụ tải XN).
Phương pháp thứ 2: có xét tới thời gian làm việc của các hộ phụ tải.
n
1i
ii
n
1i
iii
0
TS
TxS
x ;
n
1i
ii
n
1i
iii
0
TS
TyS
y
Ti - thời gian làm việc của phụ tải thứ i.
4.2 Sơ đồ cung cấp điện của xí nghiệp: chia làm 2 loại: Sơ đồ cung cấp điện bên ngoài, sơ đồ cung cấp điện bên
trong.
SĐ-CCĐ bên ngoài: là 1 phần của HT-CCĐ từ trạm khu vực (đường dây 35
220 kV) đến trạn BA chính hoặc trạm PP trung
tâm của XN.
SĐ-CCĐ bên trong: là từ trạm BA chính đến trạm BA-PX
1) Sơ đồ CCĐ bên ngoài XN:
+ Đối với XN không có nhà máy điện tự dùng:
~
Hệ thống
6 20 kV
HV-a2.1
~
35
110 kV
T1
T2
T3
HV-b2.1
~
HV-c2.1
35 -220 kV
6 - 20 kV
~
35 -220 kV
6 - 10 kV 10 - 20 kV
HV
-
a2.1
Sơ đ
ồ lấy điện trực tiếp từ HT
s
ử dụng khi mạng điện
cung cấp bên ngoài trùng với cấp điện áp b
ên trong XN (dùng cho
các XN nhỏ hoặc ở gần HT.).
HV
-b2.1 Còn gọi là sơ đồ dẫn sâu, không có tr
ạm PP. trung tâm,
các trạm biến áp PX nhận điện trục tiếp từ đư
ờng dây cung cấp
(35
110 kV) rồi hạ xuống 0,4 kV.
HV
-c2.1 Sơ đồ có trạm biến áp trung tân biến đổi điện áp 35 –
220
kV xuống một cấp (6-10 kV) sau đó m
ới phân phối cho các trạm PX
Dùng cho các XN có phụ tải tập chung, công suất lớn và
ở xa hệ
th
ống.
HV-d2.1 –Sơ đồ có trạm biến áp trung tân sử dụng loại biến áp 3 cuộn dây, có 2 trạm phân phối – dùng cho các xí nghiệp lớn, xí
nghiệp có nhu cầu 2 cấp điện áp trung áp.
+ Với các xí nghiệp có nhà máy nhiệt điện tự dùng:
HV-a2.2 – Dùng khi nhà máy nhiệt điện được xây dựng đúng tại trọng tâm phụ tải của XN.
HV-e2.2 - Với XN chỉ có nhà máy nhiệt điện tự dùng (không liên hệ với HT)
2) Sơ đồ bên trong xí nghiệp:
6
10 kV
~
HT
HV-a2.2
6
10 kV
~
~
MF
MF
~
~
~
6
10 kV
TPP
NMĐ
HT
MF
MF
HV-b2.2
~
~
~
35
220 kV
TPP
NMĐ
HT
MF
MF
6
10 kV
HV-c2.2
10 - 20 kV
~
~
~
35
220 kV
TPP
NMĐ
HT
MF
MF
6
10 kV
HV-d2.2
HV-e2.2
~
~
(Từ trạm PP trung tâm đến các trạm biến áo phân xưởng), đặc điểm là có tổng độ dài đường dây lớn, số lượng các thiết bị
nhiều
cần phải đồng thời giải quyết các vấn đề về độ tin cậy và giá thành. Có 3 kiểu sơ đồ thường dùng.
+ Sơ đồ hình tia.
+ Sơ đồ đường dây chính (liên thông).
+ Sơ đồ hỗn hợp.
Sơ đồ hình tia: là sơ đồ mà điện năng được cung cấp trực tiếp đến thẳng các trạm biến áp PX. (nguồn là từ các TPP. hoặc
các trạm BATT).
Sơ đồ đường dây chính: (sơ đồ liên thông) - được dùng khi số hộ tiêu thụ quá nhiều, phân bố dải rác. Mỗi đường dây trục
chính có thể nối vào 5
6 trạm, có tổng công suất không quá 5000
6000 kVA. Để nâng cao độ tin cậy người ta dùng sơ đồ
đường dây chính lộ kép HV-b2.3.
Sơ đồ hỗn hợp: phối hợp cả 2 hình thức trên.
3) Sơ đồ mạng điện phân xưởng: thông thường có Udm < 1000 V
Đặc điểm có số lượng thiết bị lớn, gần nhau, Cần chú ý:
+ Đảm bảo độ tin cậy theo hộ phụ tải
+ Thuận tiện vận hành.
+ Chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật tối ưu.
+ Cho phép sử dụng phương pháp lắp đặt nhanh.
Thường sử dụng sơ đồ hình tia và sơ đồ đường dây chính: (trong phân xưởng thông thường có hai loại mạng tách biệt:: Mạng
động lực và mạng chiếu sáng).
Sơ đồ hình tia: thường được dùng để cung cấp cho các nhóm động cơ công suất nhỏ nằm ở vị trí khác nhau của PX, đồng htười
cũng để cung cấp cho các thiết bị công suất lớn
HV-a2.3
HV-b2.3
TPP
TĐL
SĐ. h
ình tia cung c
ấp
SĐ. h
ình tia cung c
ấp
Đ
Đ
Đ
Đ
SĐ
. cung c
ấp điện bằng thanh cái
đặt dọc nhà xưởng hoặc n
ơi có
ật độ cao.
Sơ đồ đường dây chính: khác với sơ đồ hình tia là từ mỗi mạch của SĐ. cung cấp cho một số thiết bị nằm trên đường đi của nó
tiết kiệm dây. Ngoài ra người ta còn sử dụng sơ đồ đường dây chính bằng thanh dẫn..
Nhận xét:
+ Sơ đồ CCĐ bằng đường dây chính có độ tin cậy kém hơn., giá thành mạng đường dây chính rẻ hơn mạng hình tia.
+ Sơ đồ đường dây chính cho phép lắp đặt nhanh chóng số hộ dùng điện mới.
+ Sơ đồ đường dây chính có dòng ngắn mạch lớn hơn so với sơ đồ hình tia.
Mạng chiếu sáng trong phân xưởng: thông thường có hai loại
Chiếu sáng làm việc: Đảm bảo độ sáng cần thiết ở nơi làm việc và trên phạm vi toàn PX. Bản thân mạng chiếu sáng làm việc
lại có 3 loại (Chiếu sáng chung- Chiếu sáng cục bộ – chiếu sáng hỗn hợp). Nguồn của mạng chiếu sáng làm việc thường được
lấy chung từ trạm biến áp động lực hoặc có thể được cung cấp từ máy biến áp chuyên dụng chiếu sáng riêng
Chiếu sáng sự cố: Đảm bảo đủ độ sáng tối thiểu, khi nguồn chính bị mất, hỏng
nó phải đảm bảo được cho nhân viên vận
hành an toàn, thao tác khi sự cố và rút khỏi nơi nguy hiểm khi nguồn chính bị mất điện. Nguồn của mạng chiếu sáng sự cố
thường được cung cấp độc lập. trường hợp thất đặc biệt (khi mất ánh sáng có thể nguy hiểm do cháy, nổ….) phải được cung cấp
từ các nguồn độc lập:
+ Bộ ác qui
+ Máy biến áp cung cấp từ hệ thống độc lập.
+ Các máy phát riêng.
+ Phân xưởng không được phép ngừng chiếu sáng thì có thể sử dụng sơ đồ chiếu sáng được CC từ 2 máy biến áp chuyên dụng
và bố trí đèn xen kẽ nhau các đường dây lấy từ 2 máy biện áp. Hoặc dùng sơ đồ có chuyển nguồn tự động.
+ Trường hợp yêu cầu cao (đề phòng mất điện phía cao áp) người ta sử dụng bộ chuyển đổi đặc biệt để đóng mạch chiếu sáng
vào nguồn 1 chiều (lấy từ bộ ac-qui) xem HV dưới:
Đ
Đ
Đ
SĐ. liên thông mạng cáp.
SĐ. cung cấp điện bằng đường dây trục chính.
SĐ. cung c
ấp điện bằng cáp nổi đặt tr
ên s
ứ pu
-
ly
dọc nhà xưởng.