Chương IV Sơ đồ CCĐ và trạm BA

Chia sẻ: Vũ Thanh Hiền | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:11

Thêm vào BST

Báo xấu

121
lượt xem 13
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

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.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Chương IV Sơ đồ CCĐ và trạm BA

Chương IV 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 Sơ đồ CCĐ và trạm BA. một tỷ lệ tuỳ chọn:. 4.1 Các yêu cầu chung với SĐ-CCĐ: 2 Si Si = Π.R i .m → Ri = 1) Đặc điểm: Các XN công nghiệp rất đa dạng được phân theo các loại: π .m y Xí nghiệp lớn: công suất đặt không dưới 75 ÷ 100 MW. Xí nghiệp trung: 5 ÷ 75 MW. Si - [kVA] phụ tải tính toán của PX. Xí nghiệp nhỏ: 5 MW. m - [kVA/cm2 ;mm2] tỷ lệ xích tuỳ chọn. Khi thiết kế cần lưu ý các yếu tố riền của từng XN., như điều kiện khí hậu địa hình, + Mỗi PX có một biểu đồ phụ tải, tâm trùng các thiết bị đặc biệt đòi hỏi độ tin cậy CCĐ cao, đặc điểm của qui trình công ngh ệ với tâm phụ tải PX. Gần đúng có thể lấy → đảm bảo CCĐ an toàn → sơ đồ CCĐ phải có cấu trúc hợp lý. bằng tâm hình học của PX. + Để giảm số mạch vòng và tổn thất → các nguồn CCĐ phải được đặt gần các TB + Các trạm BA-PX phải đặt ở đúng hoặc dùng điện. gần tâm phụ tải → giảm độ dài mạng và + Phần lớn các XN hiện dược CCĐ từ mạng của HTĐ khu vực (quốc gia). giảm tổn thất. + Việc xây dựng các nguồn cung cấp tự dùng cho XN chỉ nên đ ược thực hi ện cho + Biểu đồ phụ tải cho ta biết sự phân bố 0 x của một số trường hợp đăcj biệt như: - Các hộ ở xa hệ thống năng lượng, không có liên hệ với HT hoặc khi HT phụ tải trong XN, cơ cấu phụ tải… không đủ công suất (liên hợp gang thép, hoá chất ….). 4) Xác định tâm qui ước của phụ tải điện: có nhiều phương pháp xác định. Được - Khi đòi hỏi cao về tính liên tục CCĐ, lúc này nguồn t ự dùng đóng vai trò dùng phổ biến nhất hiện nay là: “ phương pháp dựa theo quan điểm cơ học lý của nguồn dự phòng. thuyết”. Theo phương pháp này nếu trong PX có phụ tải phân bố đ ều trên di ện tích - Do quá trình công nghệ cần dùng 1 lượng lớn nhiệt năng, hơi nước nóng nhà xưởng, thì tâm phụ tải có thể lấy trùng với tâm hình hoạc của PX. Trường hợp .v.v… (XN giấy, đường cỡ lớn) lúc này → thường xây dựng NM nhiệt điện phụ tải phân bố không đều tân phụ tải của phân xưởng được xác đ ịnh gi ống nh ư vừa để cung cấp hơi vừa để CCĐ và hỗ trợ HTĐ. trọng tâm của một khối vật thể theo công thức sau. Lúc đó trọng tâm phụ tải là đi ểm - M(x0, y0,z0) có các toạ độ sau: n n n 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: ∑ Si x i ∑ Si y i ∑S z i i x0 = i =1 ; y0 = i =1 ; z0 = i =1 + Độ tin cậy: Sơ đò phải đảm bảo tin cậy CCĐ theo yêu cầu của phu tải → căn cứ n n n vào hộ tiêu thụ → chọn sơ đồ nguồn CCĐ. ∑S i ∑S i ∑S i - Hộ loạiI: phải có 2 nguồn CCĐ. sơ đồ phải đảm bảo cho hộ tiêu thụ i =1 i =1 i =1 không được mất điện, hoặc chỉ được giãn đoạn trong 1 thời gian cắt đ ủ cho cacd TB tự động đóng nguồn dự phòng. Si – phụ tải của phấn xưởng thứ i. xi ; yi ; zi - toạ độ của phụ tải thứ i theo một hệ trục toạ độ tuỳ chọn. - 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. + toạ độ zi chỉ được xét khi phân xưởng là nhà cao tầng. Thực tế có thể bỏ qua nếu: - Hộ loạiIII: chỉ cần 1 nguồn. l ≥ 1,5 h (h – chiều cao nhà; l – khoảng cách từ tâm phụ t ải PX đ ến tâm ph ụ t ải + An toàn: Sơ đồ CCĐ phải đảm bảo an toàn tuyệt đối cho người vận hành trong XN). mọi trạng thái vần 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 bi ện pháp Phương pháp thứ 2: có xét tới thời gian làm việc của các hộ phụ tải. tự động hoá.. n n + 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. ∑ Si x iTi ∑S y T i i i x0 = i =1 n ; y0 = i =1 n 3) Biểu đồ phụ tải: việc phân bố hợp lý các tram 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, ∑S T i =1 i i ∑S T i =1 i i
Ti - thời gian làm việc của phụ tải thứ i. + Với các xí nghiệp có nhà máy nhiệt điện tự dùng: 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. HT ~ HT ~ HT ~ 6 ÷ 10 kV 35 ÷ 220 kV 6 ÷ 10 kV 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 TPP TPP 6 ÷ 10 kV 1) Sơ đồ CCĐ bên ngoài XN: + Đối với XN không có nhà máy điện tự dùng: 6 ÷ 10 kV ~ ~ ~ NMĐ NMĐ Hệ thống 35 ÷ 110 kV 35 -220 kV ~ ~ MF MF ~ ~ ~ ~ HV-a2.2 MF MF MF MF T1 HV-b2.2 HV-c2.2 T2 HT ~ 35 ÷ 220 kV 6 ÷ 20 kV T3 6 - 20 kV HV-a2.1 HV-b2.1 HV-c2.1 TPP 6 ÷ 10 kV 10 - 20 kV ~ HV-a2.1 Sơ đồ lấy điện trực tiếp từ HT – 35 -220 kV sử dụng khi mạng điện cung cấp bên ngoài trùnh với cấp điện áp bên trong XN NMĐ (dùng cho các XN nhỏ hoặc ở gần HT.). ~ ~ ~ ~ MF HV-b2.1 Còn gọi là sơ đồ dẫn sâu, không MF HV-e2.2 có trạm PP trung tâm, các trạm biến áp HV-d2.2 PX nhận điện trục tiếp từ đường dây cung cấp (35÷ 110 kV) rồi hạ xuống 0,4 kV. HV-a2.2 – Dùng khi nhà máy nhiệt điện được xây dựng đúng t ại trọng tâm phụ 6 - 10 kV 10 - 20 kV tải của XN. HV-c2.1 Sơ đồ có trạm biến áp trung tân biến đổi điện áp 35 – 220 kV xuống một HV-e2.2 - Với XN chỉ có nhà máy nhiệt điện tự dùng (không liên hệ với HT) HV-d2.1 cấp (6-10 kV) sau đó mới phân phối cho các trạm PX – Dùng cho các XN có phụ 2) Sơ đồ bên trong xí nghiệp: tải tập chung, công suất lớn và ở xa hệ (Từ trạm PP trung tâm đến các trạm biến áo phân xưởng), đặc đi ểm là có tổng HV-d2.1 –Sơ đồ có trạm biến áp trung tân sử dung loại bi ến áp 3 cuộn dây, có 2 độ dài đường dây lớn, số lượng các thiết bị nhiều → cần phải đồng thời giải trạm phân phối – dùng cho các xí nghiệp lớn, xí nghi ệp có nhu cầu 2 cấp đi ện áp quyết các vấn đề về độ tin cây và giá thành. Có 3 kiểu sơ đồ thường dùng. trung áp. + Sơ đồ hình tia.
+ Sơ đồ đường dây chính (liên thông). Sơ đồ hình tia: thường được dùng để cung cấp cho các nhóm động cơ công suất + Sơ đồ hỗn hợp. nhỏ nằm ở vị trí khác nhau của PX, đồng htười cũng để cung cấp cho các thi ết b ị công suất lớn 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 TPP tổng công suất không quá 5000 ÷ 6000 kVA. Để nâng cao độ tin cậy người ta dùng sơ đồ đường dây chính lộ kép. TĐL Sơ đồ hỗn hợp: phối hợp cả 2 hình thức trên. Đ Đ Đ Đ SĐ. cung cấp điện bằng thanh cái đặt dọc nhà xưởng SĐ. hình tia cung hoặc nơi có mật độ cao. SĐ. hình tia cung cấp cho phụ tải cấp cho phụ tải tập trung. phân tán. HV-a2.3 Đ Đ Đ SĐ. liên thông mạng cáp. SĐ. cung cấp điện bằng đường dây trục chính. SĐ. cung cấp điện bằng cáp nổi đặt trên sứ pu-ly dọc nhà xưởng. 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 HV-b2.3 sử dụng sơ đồ đường dây chính bằng thanh dẫn.. 3) Sơ đồ mạng điện phân xưởng: thông thường có Udm < 1000 V Nhận xét: + Sơ đồ CCĐ bằng đường dây chính có độ tin cậy kém hơn., giá thành mạng đường Đặc điểm có số lượng thiết bị lớn, gần nhau, Cần chú ý: dây chính rẻ hơn mạng hình tia. + Sơ đồ đường dây chính cho phép lắp đặt nhanh chóng số hộ dùng điện mới. + Đảm bảo độ tin cậy theo hộ phụ tải + Sơ đồ đường dây chính có dòng ngắn mạch lớn hơn so với sơ đồ hình tia. + Thuận tiện vận hành. + Chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật tối ưu. Mạng chiếu sáng trong phân xưởng: thông thường có hai loại + Cho phép sử dụng phương pháp lắp đặt nhanh. 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- Chi ếu Thường sử dụng sơ đồ hình tia và sơ đồ đường dây chính: (trong phân xưởng thông sáng cục bộ – chiếu sáng hỗn hợp). Nguồn của mạng chiếu sáng làm vi ệc thường thường có hai loại mạng tách biệt:: Mạng động lực và mạng chiếu sáng). 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 → l [m] - độ dài đường dây chính. nó phải đảm bảo được cho nhân viên vận hành an toàn, thao tác khi sự cố và rút γ [m/mm2Ω ] - điện dẫn xuất của vật liệu làm dây. khỏi nơi nguy hiểm khi nguồn chính bị mất điện. Nguồn của mạng chi ếu sáng sự ∆ U = ∆ Ucf [V]. cố thường được cung cấp độc lập. trường hợp thất đặc biệt (khi mất ánh sáng có Mạng phân phối 2 dây: thể nguy hiểm do cháy, nổ….) phải được cung cấp từ các nguồn độc lập: 0 I1 2 I2 3 I3 n In + Bộ ác qui Ii - dòng điện trên các đoạn. + Máy biến áp cung cấp từ hệ thống độc lập. l1 l2 l3 l4 ln n + Các máy phát riêng. i1 i2 i3 In −1 = ∑ ik in k =1 + Phân xưởng không được phép ngừng chiếu sáng thì có thể sử dụng sơ đồ chiêud li - khoảng cách giữa các phụ tải. sáng được CC từ 2 máy biến áp chuyên dụng và bố trí đèn xen kẽ nhau các đường 2 dây lấy từ 2 máy biện áp. Hoặc dùng sơ đồ có chuyển nguồn tự động. F = ∑ Ii l i ∆Uγ + 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: Để đơn giản tính toán có thể dùng công thức tổng quát. Đặt ∑Il hoặc P.t = M M – gọi là moment phụ tải. M F= C .∆U M – [kWm]. C – Hệ số tính đến điện áp của mạng và vật liệu làm dây ∆ U [%] ≤ 2,5 %. Trường hợp cần tính mạng chiếu sáng phân nhánh, để đảm bảo cho l ượng chi phí kim loại mầu là nhỏ nhất, tiết diện được tính theo công thức: F= ∑ M +α∑ m 0 A B C C .∆U F [mm2] - Tiết diện dây dẫn phần mạng đã cho. ∑M - Tổng moment của phần mạng đang nghiên cứu và phần mạng tiếp sau (theo hướng đi của dòng điện) có số lượng dây dẫn trên mạch bằng số dây trên đoạn tính toán [kWm]. - + ∑m - Tổng moment của tất cả các nhánh được cung cấp qua phần mạng kh ảo sát [kWm] . α - Hệ số qui đổi moment phụ tải của mạch nhánh có số dây dẫn khác số dây Tính toán mạng chiếu sáng: phụ tải chiếu sáng thông thương là thuần trở (trừ phần mạng khảo sát, hệ số phụ thuộc vào số dây trên mạch chính và mạch nhánh đèn huỳnh quang) cosϕ = 1. Đường dây chính mạng chiếu sáng là loại 4 dây, ít gập (tra bảng). loại 3 dây. Đường dây mạng phân phối chiếu sáng thường là 2 dây. Đi ện áp c ủa + Phương pháp tính toán mạng đèn huỳnh quang giông hệt phương pháp tính toán mạng chiếu sáng là 127/220 V. mạng động lực (có P và cả Q). Tiết diện dây dẫn mạng chiếu sáng thường được tính theo điều ki ện t ổn thất đi ện + Khi chiếu sáng ngoài trời cần chú ý cách bố trí đèn vào các pha sao cho t ổn th ất áp cho phép sau đó kiểm tra lại theo phát nóng cho phép. điện áp ở các pha bằng nhau. Ví dụ có 2 cách bố trí đèn như HV. A U1 U2 Ptt P l P 1 ∆U = .R = tt .ρ = tt . B l Udm Udm F Udm γF PAI C ∆ U = U1 – U2 0 Ptt .l F= (vì Ptt = 3 .Itt .Udm ) l l l l γ∆U .Udm 3 Itt .l → F= γ ∆ Ucf A B PAII C Ptt ; Itt [kW]; [A] – Công suất và dòng điện tính toán. 0 l l l l
+ Với các XN lớn, phụ tải tập chung thành những vùng rõ dệt thì phải xác định tâm phụ tải của từng vùng riêng biệt → XN sẽ có nhiều trạm BA chính Phương án 1 với 12 đèn, mỗi đèn có công suất P → Vậy tổn thất của các phương đặt tại các tâm đó. án như sau: 2) Lựa chọn số lượng, dung lượng máy biến áp cho tram: PAI: ∑MA = P.l + P.4l + P.7l + P.10l = 22.Pl ∑MB = P.2l + P.5l + P.8l + P.11l = 26.Pl a) Số lượng máy biến áp: kinh nghiệm thiết kế vận hành cho thấy mỗi trạm chỉ ∑MC = P.3l + P.6l + P.9l + P.12l = 22.Pl nên đặt 1 máy BA là tốt nhất. Khi cần thiết có thể đ ặt 2 máy, không nên đ ặt nhiều hơn 2 máy. Nếu gọi ∆ UA (tổn thất điện áp trên pha A) → ∆ UB = 1,18∆ UA + Trạm 1 máy: Tiết kiêm đất, vận hành đơn giản, Ctt nhỏ nhất. Nhưng không ∆ UC = 1,36∆ UA đảm bảo được độ tin cậy cung cấp điện như trạm 2 máy. + Trạm 2 máy: Thường có lợi về kinh tế hơn trạm 3 máy. + Trạm 3 máy: chỉ được dùng vào trường hợp đặc biệt. Việc quyết định chọn số lượng máy BA, thường được dựa vào yêu cầu của phụ PAII: ∑MA = P.l + P.6l + P.7l + P.12l = 26.Pl tải: ∑MB = P.2l + P.5l + P.8l + P.11l = 26.Pl Hộ Loại I: được cấp từ 2 nguồn độc lập (có thể lấy nguồn từ 2 trạm gần nhất ∑MC = P.3l + P.4l + P.9l + P.10l = 26.Pl mỗi trạm đó chỉ cần 1 máy). Nếu hộ loại 1 nhận điện từ 1 trạm BA, thì trạm đó cần phải có 2 máy và mỗi máy đấu vào 1 phân đoạn riêng, giữa các phân đoạn 4.3 Trạm biến áp: phải có TB đóng tự động. 1) Phân loại và vị trí đặt tram: Hộ loai II: cũng cần có nguồn dự phòng có thể đóng tự động hoặc bằng tay. Hộ loại II nhận điện từ 1 trạm thì trạm đó cũng cần phải có 2 máy BA hoặc trạm đó a) Phân loại: chỉ có một máy đamg vận hành và một máy khác để dự phong nguội. + Theo nhiệm vụ: Hộ loại II: trạm chỉ cần 1 máy BA. - Trạm BA: Biến đổi điện áp, thường từ cao → thấp + Trạm TG (trạm biến áp trung tâm) 35 ÷ 220 kV Tuy nhiện cũng có thể đặt 2 máy BA với các lý do khác nhau nh ư: Công su ất + Trạm PX biến 6 ÷ 10(35) kV → 0,6; 0,4 kV. máy bị hạn chế, điều kiện vận chuyển và lắp đặt khó (không đủ không gian đ ể đặt máy lớn). Hoặc đồ thị phụ tải quá chênh lệch (K đk ≤ 0,45 lý do vận hành), hoặc để hạn chế dòng ngắn mạch. Trạm 3 máy chỉ được dùng vào những - Tram PP: Chỉ phân phối điện năng trong cùng cấp điện áp. trường hợp đặc biệt. - Trạm đổi điện: Tram chỉnh lưu hoặc biến đổi fdm = 50 Hz → tần số khác. b) Chọn dung lượng máy BA: + Theo nhiệm vụ: Về lý thuyết nên chọn theo chi phí vận hành nhỏ nhất là hợp lý nhất. tuy nhiên còn khá nhiều yếu tố khác ảnh hưởng đến chọn dung lượng máy BA như: trị số - Trạm BA ngoài PX: (cách PX 10 – 30 m) dung cho PX dễ cháy, nổ; phụ tải phụ tải, cosϕ; mức bằng phẳng của đồ thị phụ tải. Một số điểm cần lưu ý khi phân tán. chọn dung lượng máy BA. + Dấy công suất BA. + Hiệu chỉnh nhiệt độ. - Trạm kề phân xưởng: thuận tiện và kinh tế. + Khả năng quá tải BA. + Phụ tải tính toán. - Trạm trong PX: dùng khi phụ tải lớn, tập chung → gần tâm phụ tải, giảm + Tham khảo số liệu dung lượng BA theo ĐK tổn thất kim loại mầu tổn thất. Nhược điểm phòng cháy, nỏ, thông gió kém. ít nhất. Ngoài ra còn có các loại trạm khác như: trạm treo, trạm ki ốt, trạm bệt ….. • Dẫy công suất BA: BA chỉ được sản xuất theo những cỡ tiêu chuẩn. Việc chọn đúng công suất BA không chi đảm bảo an toàn CCĐ, đảm bảo tuổi thọ b) Vị tri trạm: nguyên tắc chung: mà còn ảnh hưởng đến chỉ tiêu kinh tế ký thuật của sơ đồ CCĐ. + Gần tâm phụ tải. 50; 100; 180; 320; 560; 750; 1000; 1800; 3200; 5600 kVA … +Không ảnh hưởng đi lại và sản xuất. +ĐK thông gió, phòng cháy, nổ tốt, chánh bụi, hơi hoá chất.
Chú ý: Trong cùng một xí nghiệp nên chọn cùng một cỡ công suất vì P tt khác nhau (cố gắng không nên vượt quá 2-3 chủng loại) điều này thuận ti ện cho thay thế, sửa chữa, dự trữ trong kho. Máy BA phân xưởng nên chọn có công suất từ 1000 kVA đổ lại → (làm chiêudài mạng hạ áp ngắn lại → giảm tổn thất…). • Hiệu chỉnh nhiệt độ: Sdm của BA là công suất mà nó có thể tải liên tục trong suốt thời gian phục vụ (khoảng 20 năm) với điều kiện nhi ệt đ ộ môi trường là định mức. Các máy BA nước ngoài (châu âu) được chế tạo với t 0 Qui tắc 1 %: “ Nếu so sánh phụtải bình thường một ngày đêm của máy BA với khác môi trường ở ta. Ví dụ máy BA Liên Xô cũ qui định: dung lượng định mức của nó. Thì ứng với mỗi phần trăm non t ải trong những Nhiệt độ trung bình hàng năm là θtb = + 50C tháng mùa hạ, thì máy BA được phép quá tải 1% trong nhưngc tháng mùa đông. Nhiệt độ cực đại trong năm là θcd = +3 50C nhưng tổng cộng không được quá 15 %”. → dung lượng máy biến áp cần được hiệu chỉnh theo môi trường lắp đặt thực tế: Qui tắc 3 %: “Trong điều kiện nhiệt độ không khí xung quanh không vượt quá θ −5 +350C. Cứ hệ số phụ tải của máy BA giảm đi 10 % so với 100% thì máy BA S ' dm = Sdm (1 − tb ) được phép quá tải 3 %” 100 θtb – nhiệt độ trung bình nơi lắp đặt. Có thể áp dụng đồng thời cả 2 qui tắc để tính quá tải nhưng cần phải đ ảm bảo Sdm - Dung lượng định mức BA theo thiết kế. giới hạn sau: ' S dm - Dung lượng định mức đã hiệu chỉnh. + Với may BA ngoài trời không vượt quá 30 %. Ngoài ra còn phải hiệu chỉnh theo nhiệt dộ cực đại của môi trường xung quanh. + Với máy BA đặt trong nhà không vượt quá 20 %. Khi θcd > 350C → công suất của BA phải giảm đi cứ mỗi độ tăng thêm, dung lượng phải giảm đi 1% cho đến khi θcd = 450C. Nếu θcd > 450C phải được làm + Khả năng quá tải sự cố: quá tải sự cố máy biến áp không phụ thuộc vào điều mát nhât tạo. kiện nhiệt độ xung quanh và trị số phụ tải trước khi quá tải. Thông số này đ ược nhà máy chế tạo qui định, có thể tra trong cách bảng. • Quá tải máy BA: trong vận hành thực tế vì phụ tải luôn thay đổi nên phụ Khi không có số liệu tra, có thể áp dụng nguyên tắc sau để tính quá t ải sự tải của BA thường không bằng phụ tải định mức của nó, Mà mức đ ộ già cố cho bất kỳ máy BA nào. hoá cách điện được bù trừ nhau ở máy BA theo phụ tải. Vì vậy trong vận hành có thể xét tới khả năng cho phép máy BA làm việc lớn hơn phụ tải “ Trong trường hợp trước lúc sự cố máy BA tải không quá 93 % công suất đ ịnh định mức của nó (một lượng nào đó). Nghĩa là cho phép nó làm vviệc quá mức của nó, thì có thể cho phép quá tải 40 % trong vòng 5 ngày đêm v ới đi ều tải nhưng sao cho thời hạn phục vụ của nó không nhỏ hơn 20 ÷ 25 năm → kiện thời gian quá tải trong mỗi ngày không quá 6 giờ” xây dựng qui tắc tính quá tải: + Quá tải bình thường của BA (dài hạn). • Chọn dung lượng máy BA theo phụ tải tính toán: + Quá tải sự cố của BA (ngắn hạn). Vì phụ tải tính toán là phụ tải lớn nhất mà thực tế không phải lúc nào cũng như vậy → Cho nên dung lượng chọn theo Stt không nên chọn quá dư. Ngoài ra còn +Khả năng quá tải BA lúc bình thường: phải chú ý đến công suất dự trữ khi xẩy ra sự cố 1 máy (dành cho trạm có 2 máy). Những máy còn lại phải đảm bảo CC được 1 lượng công suất cần thi ết Qui tắc đườn cong: theo yêu cầu của phụ tải. “ Mức độ quá tải bình thường cho phép tuỳ thuộc vào hệ số đi ền kín của phụ tải hàng ngày” Kqt = f(kdk , t) + Trong điều kiện bình thường: S I K dk = tb = tb - Trạm 1 máy Sdm ≥ Stt Scd I cd - Trạm n máy n.Sdm ≥ Stt Đường cong quá tải BA theo phương pháp này được xây dựng theo quan hệ giKqta hệ số quá tải Kqt và thời gian quá tải hàng ngày (xem HV) ữ I cd Sdm – dung lượng định mức đã hiệu chỉnh nhiệt độ của BA. Hệ số quá tải K qt = Stt - Công suất tính toán của trạm. 0,5 I dm Trường hợp cần thiết có thể xét thêm quá tải lúc bình thường, như vậy có thể 0,6 Kdk cho phép chọn được máy BA có dung lượng giảm đi → tiết kiêm vốn đầu tư. 0,7 Từ đó xác định được phụ tải cực đại cho phép. 0,8 Icd = Kqt.Idm Scd = Kqt.Sdm 0 1 2 24 t (giờ)
+ Trường hợp sự cố 1 máy BA: (xét cho trạm từ 2 máy trở lên). hoặc đứt một HV-a Sơ đồ đơn gian nhất. Phía cao áp chi có cầu dao cách ly và cầu chì. Cầu đường dây: dao cách ly chỉ cho phép cắt dòng không tải máy BA đến 750 kVA (ở cấp 10 kV). - Với trạm 2 máy kqt.Sdm ≥ Ssc HV-b Tương tự a) dao cách ly được thay thế bằng máy cát phụ tải (cho phép - Tram n máy (n-1).kqt.Sdm ≥ Ssc đong cắt ngay cả khi máy biến áp đang mang tải). Sdm – dung lượng định mức của máy BA đã hiệu chỉnh nhiệt độ. HV-c Để tăng cường đảm bảo CCĐ, dùng cho các trạm có công suất lớn, hoặc Ssc - Phụ tải mà trạm vẫn cần phải được cung cấp khi có sự cố. những trạm có nhu cầu đóng cắt máy biến áp thường xuyên. kqt - hệ số quá tải sự cố của máy BA. Khi không có số liệu tra có thể l ấy k qt = 1,4 với điều kiện hệ số taie trước lúc sự cố không quá 93 % và không tải quá 3 HV-d Dùng cho các phân xưởng thuộc hộ loại 2 hoặc 1. Hai máy bi ến áp đ ược ngày, mỗi ngày không quá 6 giờ. cung cấp từ đường dây trục chính lộ kép, hoặc từ hai đường dây khác nhau tới. 3) Sơ đồ trạm biến áp: Chú ý: + Khi dùng sơ đồ dẫn sâu (35-110 kV) người ta thường thay thế các máy cắt của sơ đồ e) bằng hệ thống dao cách ly, dao nối đất tự động để giam vốn a) Sơ đồ trạm biến áp chính: việc lựa chọn phụ thuộc vào đường dây cung đầu tư. cấp từ nguồn và số đường dây ra, số lượng và công suất BA, loại thiết bị đóng + Phía hạ áp của các trạm PX các sơ đồ đều dung aptomat hoặc cầu chi hạ áp. cắt. Với trạm 2 máy BA. phân đoạn hạ áp thường được thiết kế để làm việc riêng rẽ. Khi có sự cố aptomát liên lạc sẽ tự động đóng phân đoạn của máy sự cố sang 35÷ 220 kV 35÷ 220 kV máy bên kia. MCLL 4.3 Vận hành kinh tế trạm biến áp: Công việc vận hành trạm BA nhằm phát huy được các ưu điểm của PA thi ết kế và tận dụng hết khả năng của TB → vì vậy trước hết phải nắm được tinh thần của bản thiết kế và các chỉ dẫn cần thiết. + Căn cư vào qui trình qui phạm để đề ra những qui địng thích hợp như: Thao 6÷ 20 kV 6÷ 20 kV tác thường xuyên và định kỳ. Sửa chữa kịp thời, ngăn ngừa sự cố phát triển. + Ngoài ra còn vấn đề nưa đáng quan tâm trong vận hành đó là cho máy BA t ải bao nhiêu? thì đạt hiệu quả kinh tế cao nhất → “Vấn đề vận hành kinh tế trạm HV-b BA” → chỉ thực hiện với các trạm có từ 2 máy BA trở lên. Xuất phát t ừ phương HV-a trình tổn thất trong tram và phần mạng sau nó. a) Độ tin cậy cao dùng cho hộ yêu cầu cao về CCĐ. Máy cắt liên lạc chỉ dùng khi 2 trạm được cung cấp từ đường dây trục chính song song.  S  b) ở phía cao áp chỉ đặt hệ thống dao cách ly, dao ngắt mạch tự động – ưu điểm ∆P = ∆P + ∆P  ' B ' 0S ' N   rẻ tiền  dmB  Trong đó: b) Sơ đồ trạm biến áp phân xưởng: ' ∆ P 0 = ∆ P0 + K.∆ Q0 - Tổn thất không tải qui dẫn của trạm ∆ P0 – Tổn thất không tải của may BA trong trạm K.∆ Q0 - Tổn thất không tải của các phần tử khác của hệ thống (phu thuộc vào lượng công suất phản kháng). K – Hệ số qui đổi (hệ số tổn thất công suất tác dụng do phải truyền t ải công suất phản kháng gây ra). ' ∆ P N = ∆ PN + K.∆ QN - Tổn thất ngắn mạch qui dẫn của trạm. HV-a HV-b HV-c HV-d HV-e ∆ PN - Tổn thất ngắn mạch hay tổn thất trong dây cuốn của máy biến áp. ∆ QN – Tổn thất ngắn mạch của các phần tử khác trong hệ thống. S - Công suất của phụ tải (công suất truyền tải thực tế của trạm).
SdmB – Dung lượng định mức của máy biến áp. Trạm có n máy: 2 1 '  S  ∆P = n.∆P + .∆PN . ' B S 0 '   n  dm  Tram có n+1 máy: 2 + Trong trường hợp đó cần xắp xếp lại, bố trí các máy làm vi ệc sao cho đ ồ thị phụ 1 '  S  tải bằng phẳng hơn và chi sau khi đã tiến hành điều chỉnh phụ t ải mới có thể vận ∆P = ( n + 1 ).∆P + ' B .∆PN . 0 ' S   hành được. ( n +1)  dm  + Phương thức vận hành như trên là đơn giản, tuy nhiên lại chưa hoàn toàn chính ' ' Ta thấy quan hệ ∆ P N và S có dạng ∆ P N = a + b.S2 xem HV. xác, vì yêu cầu là vận hành sao cho tổn thất điện năng trong tram BA là ít nhất (vì ∆ A không chỉ phụ thuộc vào ∆ P mà còn phụ thuộc vào thời gian và chế độ vận hành của ∆ PB máy). ∆ A hàng năm tính bằng biểu thức. 1 máy 2 máy 3 máy 2 '  S  ∆A = ∆P0' t + ∆PN  tt S  .τ   dm  vận hành kinh tế t - thời gian đóng máy vào lưới. τ - thời gian chịu tổn thất công suất lớn nhất. τ = f( Tmax ; cosϕtb) Như vậy ứng với mỗi chế độ làm việc của máy BA (làm việc 1 ca, 2 ca, 3 ca) ta sẽ có trị số t và τ coi như không đổi → lấy đạo hàm cảu ham ∆ A = f(S). ∆ P0’ ∂∆A 0 S2 S =0 → Stu (∆ A → min). S1 ∂S 4.4 Đo lường và kiểm tra trạm biến áp: Khi S < S1 → vận hành 1 máy sẽ kinh tế. S1 < S < S2 → vận hành 2 máy sẽ kinh tế. Các dụng cụ đo lường và kiểm tra trong các trạmBA và trạm phân phối S > S2 → vận hành 3 máy sẽ kinh tế. trung tâm của xí nghiệp công nghiệp được đặt ra đ ể theo dõi các ch ế đ ộ làm vi ệc của các trang thiết bị điện và xác định trạng thái của nó. Vậy ta có thể tính được công suất có lợi để chuyển từ việc vận hành n sang (n+1) Các thiết bị đo lường và kiểm tra phải đặt sao cho các nhân viên vận hành, máy bằng cách cân bằng 2 phương trình, → rút ra được công suất giới hạn. trực có thể theo dõi các chỉ số của chúng một cách dẽ dàng. Các dụng cụ đo l ường và kiểm tra đường dây và trạm được đặt theo 1 số mẫu như sau: ∆P0' Với đường dây: S ' = S dm .n( n +1 ) ∆PN' 3÷ 35 kV 3÷ 20 kV 3÷ 10 kV 3÷ 20 kV A kWh A kWh A kWh A kWh Khi tính sơ bộ có thể xác định trị số gần đúng theo tổn thất công suất trong tr ạm kVArh kVArh kVArh kVArh không kể đến các phần tử khác trên mạng. A A ∆P0 S = Sdm ' .n( n +1 ) ∆PN A A A kWh kWh A kWh kWh kWh + trong thực tế S(t) thay đổi khá nhiều trong 1 ngày VD (xem HV) S 35÷ 220 kV 6÷ 20 kV 3÷ 20 kV Với các trạm: A S2 Từ 0 → t1 vận hành 1 máy. W t1 → t2 cosϕ vận hành 2 máy. VAr t2 → t3 vận hành 1 máy. S1 A + Phương thức vận hành như vậy A A A kWh A không cho phép vì việc đóng cắt luôn kVArh kWh kVArh kWh luôn máy BA sẽ giảm tuổi tho BA. 0 t1 t2 t3 t (giờ) 3÷ 20 kV 0,6; 0,4 kV 0,4 kV
Trong thực tế không thể thiết lập (4.2) một cách trực tiếp được bởi vì dẫy điện áp tiêu chuẩn là rời rạc, hơn nữa chỉ ở những cấp điện áp đó mới tìm được hàm Z (vì nó liên quan đến giá thiết bị). Như vậy chỉ có một số điểm rời rạc của hàm Ztt = f(U). Trên cơ sở đó ta dùng phương pháp gần đúng xây dựng hàm chi phí tính toán theo điện áp Z tt = Pn(U) sao cho hàm này gần đúng nhất với z tt = f(U). Sau đó mọi bài toán đều thực hiện trên Ztt = Pn(U) mà ta coi chính là Ztt = f(U) voí một sai số nào đó. Việc tìm ra Ztt = 4.5 Lựa chọn cấp điện áp cho HT-CCĐ-XN: Pn (U) thường sử dụng phương pháp nội suy. 1) Các cấp điện áp dùng trong hệ thống CCĐ-XN: 2) Dùng phương páp nội suy xây dựng điện áp tối ưu ngoài tiêu chuấn: * Nội dung cua phương pháp: “ Trong một khoảng xác định nào đó của hàm Z=f(U) • Theo chức năng chia 2 loại: được thay thế bằng hàm Pn(U) sao cho tại mọi điểm nhất định của Ui thì Pn(Ui) = f(Ui). Các điểm đó được gọi là các nút nội suy. Hàm P n(U) có thể cho tuỳ ý, xong để + Điện áp CC trực tiếp cho thiết bị. đơn giản và dễ thực hiện các phép tính. Người ta thường chọn hàm P n(U) là một đa + Điện áp chuyền tải điện năng đến xí nghiệp và các PX. thức bậc cao. Sau đó để tìm được Utư người ta giải hàm Zn(U) để tìm ra Zmin. • Điện áp cấp đến thiết bị: Ztt + Để xây dựng đường cong Pn (U) thường + Thiết bị động lực: 127/220; 220/380; 380/660 V. Z = Pn (U) người ta sử dụng tiêu chuẩn gần đúng: - Các động cơ công suất lớn 6 ÷ 10 kV. Z = f (U) Đường cong Ztt = Pn(U) đi qua những điểm đã Z1 Z4 cho trước. Số điểm đã biết trước càng nhiều thì Pn(U) càng gần f(U). Nhưng điện áp tiêu + Thiết bị công nghệ khác: lò điện trở… 10 MVA CC qua máy BA. 6 ÷ 20 kV. Z2 chuẩn không nhiều và các nghiên cứu về + 15 ÷ 45 MVA CC qua máy BA. 35 ÷ 110 kV. Z3 phương pháp nội suy trong tính chọn điẹen + Thiết bị chiếu sáng 220; 110; 30; 12 V. áp đã đi đến kết luận là trong trường hợp sử dụng 3 điểm đã cho hay 4 điểm thì kết quả • Điẹn áp truyền tải phân phối: Từ nguồn (HT) → đến XN (trạm BA trung tâm; U1 U2 U3 U4 vẫn gần giống nhau. Tất nhiên về mặt tính TPP.) toán thì dùng 3 điểm sẽ đơn giản đi nhiều. Dưới đây giới thiệu 2 phương pháp nội suy. + Miền Bắc: (220); 110; 35; 22; 10; 6; 0,4; 0,2 kV. + Miến Nam: (220), 66; 31,5; 13,2; 6,6; 0,2 kV. Phương pháp nội suy La-grang: cho trước 3 điểm Ztt1 ; U1 Ztt2; U2 và Ztt3; U3 gọi là nút nội suy. Đường Pn (U) có dạng thức nội suy gọi là đa giác nội suy Lagrang 2) Lựa chọn điên áp tối ưu cho HTCCĐ: (lưới phân phối). Ztt (U) = Pn (U) = C1.U2 + C2.U + C3 (4.4) Việc lựa chọn điện áp cho 1 xí nghiệp có 1 ý nghĩa kinh t ấ rất lớn → phải so sánh kinh tế – kỹ thuật nhiều phương áp. Trước tiên đưa ra các PA về đi ện áp XN. Sau Từ điều kiện để Z(U) = Pn (U) đi qua các điểm đã cho ta có hệ phương trình. đó tính hàm chi phí tính toán của chúng. C1U12 + C 2U1 + C3 = Z tt1 Ztt = (avh + atc).K + C∆ A (4.1) C1U 2 + C2 U 2 + C3 = Z tt 2 2 (4.5) K – Vốn cho đường dây, thiết bị đóng cắt, đo lường bảo vệ, thiết bị bù… So sánh C1U + C2U 3 + C3 = Z tt1 2 3 và tím ra Zmin → PA được chọn. Với cách làm như vậy ta tìm được ngay cấp điện áp tối ưu nằm trong dẫy điện áp tiêu chuẩn. U1; U2; U3; Ztt1; Ztt2; Ztt3 - các điểm cho trước. + Ngoài ra trong thực tế nhiều khi cần biết được điện áp tối ưu ngoài dẫy qui chuẩn Giải (4.5) sẽ tìm được các hệ số của Pn (U). Nhưng để tìm trực tiếp nghiệm tổng quát (trường hợp làm qui hoạch định hướng phát triển). người ta đưa thêm 1 phương trình: + Điện áp này có thể xác định dược bằng cách xây dựng hàm liên t ục của chi phí tính toán theo điện áp. C1.U2 + C2U + C3 = Z(U) (4.6) Ztt = f(U) (4.2) C1U12 + C2 U1 + C3 = Z tt1 dZ tt C1U 2 + C2 U 2 + C3 = Z tt 2 2 (4.7) Từ đó =0 → Utư (Zmin) dU C1U + C2 U 3 + C3 = Z tt1 2 3
C1.U2 + C2U + C3 = Z(U) Tron đó Z1, Z2, Z3 ; U1 U2 U3 - các điểm nội suy đã cho. Lấy đạo hàm (4.13) theo U và cho bằng không: Hệ (4.7) là đồng nhất để có nghiệm duy nhất đòi hỏi định thức của nó phải bằng không. dZ ( U ) = A1 + 2 B1U − B1 ( U1 + U 2 ) = 0 U12 U1 1 Z1 dU 2 U2 U2 1 Z2 2 =0 (4.8) U1 + U2 A U U3 1 Z3 3 Ut - = + 1 U 2 U 1 Z 2 2 B1 ở đây coi 1 cũng là ẩn số cùng với C1, C2, C3 . Khai triển (4.8) theo Z(U) ta được: Một số công thức kinh nghiêm để tính điện áp tôiư ưu theo quan hệ ( P → l, U) Z(U) = F1(U).Z1 + F2(U).Z2 + F3(U).Z3 (4.9) Cộng hoad dân chủ Đức: Trong đó: F1(U) = 1 (U-U2)(U-U3) A=(U1-U2)(U1-U3) U = 3. S + 0 ,5 l A 1 F2(U) = (U-U1)(U-U3) B=(U2-U1)(U2-U3) U - [kV] - điện áp truyền tải. B 1 S – [MVA] - công suất tuyền tải F3(U) = (U-U1)(U-U2) C=(U3-U1)(U3-U2) l - [km] - khoảng cách cần truyền tải C Mỹ: Để tim Utư → Z(U) → min biến đổi (4.9) về dạng Stila: U =4 ,34 l + P 16 Z(U)=Z1/A(U2-U(U2+U3)+U2.U3)+Z2/B(U2-U(U1+U3)+U1U3)+Z3/C(U2–U(U1+U2)+U1U2) Lấy đạo hàm theo U và cho = 0 Nicogoca U = 16 4 P .l dZ ( U ) Z1 Z Z = ( 2U − ( U 2 + U 3 )) + 2 ( 2U − ( U1 + U 3 )) + 3 ( 2U − ( U1 + U 2 )) U - [kV] - điện áp truyền tải. dU A B C P – [MW] - công suất tuyền tải l - [km] - khoảng cách cần truyền tải Giải PT trên ta được: Thuỵ Điển: Z1 Z Z ( U1 + U 2 ) + 2 ( U1 + U 2 ) + 3 ( U1 + U 2 ) Ut - = A B C l  Z1 Z 2 Z 3  U = 17 +P 2 + + 16 A B C  U - [kV] - điện áp truyền tải. Phương pháp nội suy Niu-Tơn: Đa thức nội suy có dạng. P – [MW] - công suất tuyền tải l - [km] - khoảng cách cần truyền tải Z(U) = Z1 + A1(U –U1) + B1 (U-U1)(U-U2) = Z1 + A1(U-U1) + B1 (U2 – U(U1 +U2) + U1U2) (4.13) A1 và B1 được tính theo điều kiện Z(U) đi qua các điểm đã cho ta sẽ tìm được Z 2 − Z1 ( Z 3 − Z 2 )( U 2 − U1 ) − ( Z 2 − Z1 )( U 3 − U ) A1 = ; B1 = U 2 − U1 ( U 2 − U1 )( U 3 − U 2 )( U 3 − U1 )