i
MỤC LỤC
Chương 1. NHỮNG VẤN ĐỂ CHUNG VỀ CUNG CẤP ĐIỆN. Error! Bookmark not
defined.
1.1. Quá trình sản xuất và phân phối điện……………………………………………….1
1.2. Lưới điện và lưới cung cấp điện ...................................................................... 8
1.3. Những yêu cầu chung về lưới cung cấp điện .................................................... 9
Chương 2. CÁC LOẠI LƯỚI ĐIỆN...................................................................... 12
2.1. Lưới điện đô thị: .......................................................................................... 12
2.2. Lưới điện nông thôn: .................................................................................... 12
2.3. Lưới điện công nghiệp: ................................................................................. 12
2.4. Các loại dây và cáp điện: .............................................................................. 14
2.5. Cấu trúc đường dây tải điện: ......................................................................... 15
Chương 3. TÍNH TOÁN PHỤ TẢI ĐIỆN ............................................................. 19
3.1. Các khái niệm chung: ................................................................................... 19
3.2. Xác định phụ tải điện khu vực nông thôn: ...................................................... 26
3.3. Xác định phụ tải điện khu vực công nghiệp: .................................................. 28
3.4. Xác định phụ tải điện khu vực đô thị: ............................................................ 30
Chương 4. TRẠM ĐIỆN ....................................................................................... 45
4.1. Khái quát và phân loại trạm điện: .................................................................. 45
4.2. Trạm phân phối ............................................................................................ 49
4.3. Cấu trúc trạm: .............................................................................................. 52
4.4. Lựa chọn máy biến áp cho trạm: ................................................................... 53
4.5. Nối đất trạm và đường dây tải điện:............................................................... 54
Chương 5. TÍNH TOÁN TỔN THẤT ĐIỆN ......................................................... 55
5.1. Sơ đồ thay thế lưới cung cấp điện:................................................................. 55
5.2. Tính toán tổn thất điện áp: ............................................................................ 63
5.3. Tính toán tổn thất công suất: ......................................................................... 65
5.4. Tính toán tổn thất điện năng:......................................................................... 68
Chương 6. LỰA CHỌN THIẾT BỊ ĐIỆN TRONG LƯỚI CUNG CẤP ĐIỆN ..... 70
6.1. Khái quát: .................................................................................................... 70
6.2. Lựa chọn máy cắt điện:................................................................................. 72
6.3. Lựa chọn cầu chì, dao cách ly: ...................................................................... 72
6.4. Lựa chọn và kiểm tra sứ cách điện: ............................................................... 74
6.5. Lựa chọn thanh dẫn: ..................................................................................... 75
ii
6.6. Lựa chọn dây dẫn và cáp: ............................................................................. 77
6.7. Lựa chọn các thiết bị khác: ........................................................................... 76
Chương 7. NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT ...................................................... 78
7.1. Hệ số công suất và ý nghĩa việc nâng hệ số công suất:.................................... 78
7.2. Các giải pháp bù cosφ: ................................................................................. 79
7.3. Bù công suất cho lưới điện xí nghiệp: ............................................................ 80
1
CHƯƠNG 1
GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CUNG CẤP ĐIỆN
1.1. Quá trình sản xuất và phân phối điện
1.1.1 Đặc điểm
Năng lượng điện hay còn được gọi là điện năng, hiện nay là một dạng năng lượng
rất quan trọng và phổ biến. Sản lượng điện hang năm ngày càng tăng cùng với sự gia tăng
nhanh chóng của các thiết bị sử dụng điện. Sở dĩ điện năng được sử dụng rộng rãi như vậy
là do có những đặc điểm sau:
- Điện năng là một dạng năng lượng dễ chuyển thành các dạng năng lượng khác
như cơ năng, hóa năng, nhiệt năng…
- Điện năng dễ truyền tải đi xa mà hiệu suất lại cao.
- Điện năng là một dạng năng lượng không tích trữ được (trừ một vài trường hợp
đặc biệt như pin hoặc ắc quy nhưng công suất lại nhỏ). Chính vì vậy mà ta phải luôn luôn
cân bằng giữa điện năng sản xuất ra với điện năng tiêu thụ, kể cả những tổn thất do truyền
tải điện.
- Quá trình về điện xảy ra rất nhanh, vì thế đòi hỏi phải sử dụng các thiết bị tự
động hóa trong quá trình vận hành, điều khiển, điều độ, bảo vệ…
- Ngành công nghiệp điện lực có quan hệ chặt chẽ với các ngành kinh tế quốc dân
khác nên việc phát triển công nghiệp điện lực phải được cân đối với các ngành kinh tế
khác trong một quốc gia.
1.1.2. Các dạng nguồn điện
Hiện nay, nhà máy nhiệt điện và nhà máy thủy điện vẫn là những nguồn điện chính
sản xuất ra điện năng trên thế giới cho dù sự phát triển của nhà máy điện nguyên tử ngày
càng gia tăng.
1. Nhà máy nhiệt điện
Nhà máy nhiệt điện chiếm một tỷ lệ rất quan trọng trong các dạng nguồn điện, mặc
dù nó là một dạng nguồn điện kinh điển nhất.
Ở nhà máy nhiệt điện, sự biến đổi năng lượng được thực hiện theo nguyên lý:
- Nhiệt năng (của than) → Cơ năng (tuốc bin)
→
Điện năng (máy phát điện). Đây
là nhà máy nhiệt điện chạy bằng than.
- Nhiệt năng của khí ga) → Cơ năng (tuốc bin khí) → Điện năng (máy phát điện).
Đây là nhà máy nhiệt điện chạy bằng khí.
2
- Nhiệt năng của dầu) →Cơ năng (động cơ điêzen) → Điện năng (máy phát điện).
Đây là nhà máy nhiệt điện điêzen.
Sơ đồ khối thể hiện quá trình sản xuất điện năng trong nhà máy nhiệt điện được
trình bày như sau:
Hình 1.1. Nhà máy nhiệt điện
Trong đó:
1. Buồng đốt
2. Bình tích hơi (Bao hơi)
3. Tuốc bin
4. Máy phát điện
5. Bình ngưng
6. Máy bơm nước tuần hoàn.
Than đá được cho vào máy nghiền than để chuyển các loại than đá, than cục thành
than cám; sau đó đưa vào buồng đốt để đốt cháy, đun sôi nước ở bao hơi. Hơi nước được
tạo ra từ bao hơi có nhiệt độ và áp suất cao (khoảng 5000C và 130-240kG/cm2) được dẫn
đến tuốc bin để làm quay cánh tuốc bin với tốc độ lớn (khoảng 3000v/ph). Do trục của
tuốc bin được nối với trục của máy phát điện nên máy phát điện sẽ làm việc và phát ra
điện.
Sau khi ra khỏi tuốc bin, hơi nước sẽ bị giảm áp suất và nhiệt độ (khoảng 400C và
0,3 – 0,4 kG/cm2) nên được đưa đến bình ngưng (5) để chuyển thành nước nhờ quá trình
3
trao đổi nhiệt. Lượng nước này cùng với nước được bơm vào nhờ máy bơm nước tuần
hoàn được đưa trở lại bao hơi.
Hiện nay, ở nước ta do có trữ lượng than lớn nên đã xây dựng được các nhà máy
nhiệt điện như nhà máy nhiệt điện Phả lại 1 (400MW); nhà máy nhiệt điện Phả lại 2
(600MW); nhà máy nhiệt điện Uông Bí (300MW); Nhà máy nhiệt điện Phú Mỹ 1
(900MW); nhà máy nhiệt điện Phú Mỹ 2 (600MW)…
* Đặc điểm của nhà máy nhiệt điện:
- Thường được xây dựng ở những nơi có trữ lượng than lớn để giảm chi phí vận
chuyển than.
- Tính linh hoạt trong vận hành kém. Quá trình khởi động và tăng phụ tải chậm.
- HIệu suất thấp = 30% - 40%
- Do trữ lượng than sẽ giảm nên công suất điện do các nhà máy nhiệt điện cung cấp
cũng sẽ giảm.
- Gây ô nhiễm môi trường.
2. Nhà máy thủy điện
Quá trình biến đổi năng lượng trong nhà máy thủy điện:
Thủy năng (của cột nước) → Cơ năng (tuốc bin nước) → Điện năng (máy phát
điện).
Sơ đồ khối thể hiện quá trình sản xuất điện năng trong nhà máy thủy điện được
trình bày như sau:
Hình 1.2. Nhà máy thủy điện