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

Giáo trình Cung cấp điện hạ áp (Ngành: Điện công nghiệp) - CĐ Công Nghệ Hà Tĩnh

Chia sẻ: Agatha25 Agatha25 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:47

Thêm vào BST
Báo xấu
56
lượt xem 10
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình Cung cấp điện hạ áp gồm 3 chương với những nội dung cơ bản sau: Khái quát về hệ thống cung cấp điện; Tính toán phụ tải; Tính toán mạng và tổn thất; Lựa chọn thiết bị trong cung cấp điện. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Cung cấp điện hạ áp (Ngành: Điện công nghiệp) - CĐ Công Nghệ Hà Tĩnh

  1. KHOA ĐIỆN TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ HÀ TĨNH TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm. GIÁO TRÌNH CUNG CẤP ĐIỆN HẠ ÁP 1
  2. KHOA ĐIỆN TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ HÀ TĨNH LỜI GIỚI THIỆU Đất nước Việt Nam trong công cuộc công nghiệp hóa – hiện đại hóa, nền kinh tế đang trên đà phát triển, việc cung cấp điện năng trong xây lắp các khu công nghiệp, khu chế xuất – liên doanh và khu nhà cao tầng ngày càng nhiều. Vì vậy việc tìm hiểu đặc tính, kết cấu, tính toán lựa chọn sử dụng rất cần thiết cho sinh viên học ngành Điện. Ngoài ra cần phải cập nhật thêm những công nghệ mới đang không ngừng cải tiến và nâng cao chất lượng điện năng cung cấp điện. Với một vai trò quan trọng như vậy và xuất phát từ yêu cầu, kế hoạch đào tạo, chương trình khung do Trương cao đẳng Công Nghệ Hà Tĩnh dạy nghề đưa ra. Từ đó tôi đã biên soạn cuốn giáo trình Cung Cấp Điện Hạ Áp gồm 3 chương với những nội dung cơ bản sau: Bài mở đầu: Khái quát về hệ thống cung cấp điện Chương I: Tính toán phụ tải Chương II: Tính toán mạng và tổn thất Chương III. Lựa chọn thiết bị trong cung cấp điện Giáo trình Cung Cấp Điện Hạ Áp được biên soạn phục vụ cho công tác giảng dạy của giáo viên và là tài liệu học tập của học sinh Hệ Cao đẳng nghề và Trung cấp nghề. Do chuyên môn và thời gian có hạn nên không tránh khỏi những thiếu sót, vậy rất mong nhận được ý kiến đóng góp của đồng nghiệp và bạn đọc để cuốn giáo trình đạt chất lượng cao hơn. Tp. Hà Tĩnh, ngày tháng năm 2020 Tham gia biên soạn Chủ biên Trần Quốc Thương GIÁO TRÌNH CUNG CẤP ĐIỆN HẠ ÁP 2
  3. KHOA ĐIỆN TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ HÀ TĨNH Mục Lục TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN ........................................................................................... 1 LỜI GIỚI THIỆU ......................................................................................................... 2 CHƯƠNG TRÌNH MÔN HỌC .................................................................................... 5 Bài mở đầu: Khái quát về hệ thống cung cấp điện ...................................................... 7 1. Nguồn năng lượng tự nhiên và đặc điểm của năng lượng điện ............................ 7 2. Nhà máy điện ..................................................................................................... 8 3. Mạng lưới điện. .................................................. Error! Bookmark not defined. 4. Hộ tiêu thụ ......................................................... Error! Bookmark not defined. 5. Hệ thống bảo vệ ................................................. Error! Bookmark not defined. CÂU HỎI ÔN TẬP ........................................................... Error! Bookmark not defined. Chương I: Tính toán phụ tải ............................................ Error! Bookmark not defined. 1. Xác định nhu cầu điện. ....................................... Error! Bookmark not defined. 1.1. Khái niệm chung……………………………………..........................................Error! Bookmark not defined. 1.2. Các đại lượng cơ bản trong tính toán…………………………………………..Error! Bookmark not defined. 1.3. Các hệ số tính toán……………………………………………………………..Error! Bookmark not defined. 1.4. Phương pháp xác định phụ tải………………………………………………….Error! Bookmark not defined. 1.5. Xác định công suất tính toán……………………………………………………Error! Bookmark not defined. 2. Chọn phương án cung cấp điện ................................. Error! Bookmark not defined. 2.1. Khái niệm chung ................................................ Error! Bookmark not defined. 2.2. Chọn điện áp định mức của mạng điện. .............. Error! Bookmark not defined. 2.3. Sơ đồ cung cấp điện hạ áp .................................. Error! Bookmark not defined. CÂU HỎI ÔN TẬP ........................................................... Error! Bookmark not defined. Chương II: Tính toán mạng và tổn thất ........................ Error! Bookmark not defined. 1. Tính tổn thất điện áp, tổn thất công suất, tổn thất điện nănError! Bookmark not defined. 1.1. Tổn thất điện áp ................................................. Error! Bookmark not defined. 1.2. Tổn thất công suất ............................................................................................ 10 1.3. Tổn thất điện năng ........................................................................................... 12 2. Trạm biến áp .......................................................................................................... 14 2.1. Khái niệm và phận loại trạm biến áp ................................................................ 14 GIÁO TRÌNH CUNG CẤP ĐIỆN HẠ ÁP 3
  4. KHOA ĐIỆN TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ HÀ TĨNH 2.2. Cấu trúc trạm biến áp phân phối ...................................................................... 14 CÂU HỎI ÔN TẬP..................................................................................................... 18 Chương 3. Lựa chọn thiết bị trong cung cấp điện .................................................... 21 1. Lựa chọn dây dẫn điện. ......................................................................................... 21 2. Lựa chọn thiết bị đóng cắt và bảo vệ ...................................................................... 30 2. Nâng cao hệ số công suất. ...................................................................................... 38 3. Bù cos tự nhiên:................................................................................................... 40 CÂU HỎI ÔN TẬP..................................................................................................... 41 TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................... 47 GIÁO TRÌNH CUNG CẤP ĐIỆN HẠ ÁP 4
  5. KHOA ĐIỆN TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ HÀ TĨNH CHƯƠNG TRÌNH MÔN HỌC Tên môn học: Cung cấp điện hạ áp Mã môn học: MH21 I. Vị trí, tính chất của môn học: - Vị trí: Môn học cung cấp điện hạ áp được học sau khi người học đã học xong các mô học, mô đun cơ sở như đo lường, mạch điện, khí cụ điện, an toàn lao động. - Tính chất: Là môn học cơ sở thuộc các môn học/mô đun chuyên môn nghề. - Ý nghĩa và vai trò của môn học: Trong sự nghiệp công nghiệp hóa - hiện đại hóa đất nước, ngành công nghiệp điện giữ vai trò hết sức quan trọng, bởi điện năng là nguồn năng lượng được sử dụng rộng rãi nhất trong các ngành kinh tế quốc dân. Khi xây dựng nhà máy, khu công nghiệp, khu dân cư, thành phố…trước tiên người ta phải xây dựng hệ thống cung cấp điện để cung cấp điện năng cho các máy móc và phục vụ nhu cầu sinh hoạt của con người. Nội dung môn học này nhằm trang bị cho học viên những kiến thức, kỹ năng cơ bản về kỹ thuật Cung cấp điện. II. Mục tiêu môn học: - Về kiến thức: Trình bày được phương án cấp điện và cách tính chọn dây dẫn điện, các thiết bị đóng cắt, bảo vệ cho hệ thống cung cấp điện hạ áp như phòng học, phân xưởng nhỏ. - Về kỹ năng: Tính chọn được dây dẫn điện, các thiết bị đóng cắt, bảo vệ cho hệ thống cung cấp điện hạ áp như phòng học, phân xưởng nhỏ. - Năng lực tự chủ và trách nhiệm: + Làm việc độc lập hoặc làm việc theo nhóm, giải quyết công việc, vấn đề phức tạp trong điều kiện làm việc thay đổi; + Hướng dẫn, giám sát những người khác thực hiện nhiệm vụ xác định; chịu trách nhiệm cá nhân trách nhiệm đối với nhóm; + Đánh giá chất lượng công việc sau khi hoàn thành và kết quả thực hiện của các thành viên trong nhóm. III. Nội dung môn học: 1. Nội dung tổng quát và phân bổ thời gian: Số Tên chương, mục Thời gian GIÁO TRÌNH CUNG CẤP ĐIỆN HẠ ÁP 5
  6. KHOA ĐIỆN TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ HÀ TĨNH TT Thực hành, thí Lý Kiểm Tổng nghiệm, thuyết tra số thảo luận, bài tập 1 Bài mở đầu: Khái quát 5 5 về hệ thống cung cấp điện 1. Nguồn năng lượng tự nhiên và đặc điểm của năng lượng điện 2. Nhà máy điện. 3. Hộ tiêu thụ. 4. Hệ thống bảo vệ 2 Chương I. Tính toán 10 5 4 1 phụ tải 1.1 Xác định nhu cầu 5 3 2 điện 1.2 Chọn Phương án 5 2 2 1 cung cấp điện 3 Chương II. Tính toán mạng 20 8 11 1 và tổn thất 2.1 Tính tổn thất điện áp, tổn 15 5 9 1 thất công suất, tổn thất điện năng 2.2 Trạm biến áp 5 3 2 4 Chương III. Lựa chọn thiết bị 25 12 11 2 trong cung cấp điện 3.1 Lựa chọn dây dẫn điện 15 7 7 1 3.2. Lựa chọn thiết bị đóng cắt 5 2 3 và bảo vệ 3.3. Nâng cao hệ số công suất 5 3 1 1 Cộng: 60 30 26 4 GIÁO TRÌNH CUNG CẤP ĐIỆN HẠ ÁP 6
  7. KHOA ĐIỆN TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ HÀ TĨNH Bài mở đầu: Khái quát về hệ thống cung cấp điện Giới thiệu: - Trong những năm trở lại đây, nền kinh tế nước ta đang phát triển mạnh mẽ, đời sống nhân dân cũng được nâng cao kéo theo nhu cầu sử dụng điện năng trong các lĩnh vực công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ, sinh hoạt ... phát triển không ngừng. Đối với những người công tác trong ngành điện cần phải có sự hiểu biết nhất định về xã hội, môi trường, các đối tượng cấp điện để có thể tham gia tốt vận hành, thiết kế, lắp đặt các công trình điện. Mục tiêu: - Trình bày được đặc điểm của nguồn năng lượng, nhà máy điện, hộ tiêu thụ điện và hệ thống bảo vệ trong mạng điện hạ áp; - Phân loại được các loại hộ tiêu thụ điện; - Học tập nghiêm túc. Nội dung chương: 1. Nguồn năng lượng tự nhiên và đặc điểm của năng lượng điện Các nguồn năng lượng trong tự nhiên rất phong phú và giàu có và đều có ích cho mọi hoạt động của con người. Năng lượng của gió, năng lượng của nguồn nước ( thế năng , chảy từ nơi cao đến nơi thấp ), nhiệt năng được tạo ra khi đốt nhiên liệu, cơ năng của các loại động cơ đều có thể biến đổi thành năng lượng điện . Năng lượng điện ngày nay được dùng rất phổ biến trong mọi hoạt động của con người vì nó có rất nhiều ưu điểm như dễ dàng chuyển thành các dạng năng lượng khác, dễ chuyển tải đi xa, hiệu suất cao, giá thành thấp . Các đặc điểm cơ bản của ngành công nghiệp điện lực là : - Điện năng sản xuất ra không tích trữ được (trừ một lượng rất nhỏ dưới dạng pin và ắcquy). Tại mọi lúc, mọi nơi luôn đảm bảo cân bằng giữa điện năng sản xuất ra và điện năng tiêu thụ . - Quá trình về điện xảy ra rất nhanh chóng, sóng điện lan truyền trên đường dây với tốc độ xấp xỉ vận tốc ánh sáng. Do đó đòi hỏi phải sử dụng các thiết bị tự động trong vận hành , điều khiển mạng điện . - Công nghiệp điện lực liên quan chặt chẽ đến hầu hết các ngành kinh tế quốc dân . Đố là một động lực thúc đẩy sự phát triển của nền kinh tế, nâng cao năng suất lao động, cải thiện điều kiện lao động cho con người . GIÁO TRÌNH CUNG CẤP ĐIỆN HẠ ÁP 7
  8. KHOA ĐIỆN TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ HÀ TĨNH Hình 1: Sơ đồ cấu trúc của hệ thống điện Có nhiều cách phân loại lưới điện:  Căn cứ vào trị số điện áp, chia ra: - Lưới siêu cao áp: 500kV. - Lưới cao áp: 220kV; 110kV. - Lưới trung áp: 35kV; 22kV; 10kV; 6kV. - Lưới hạ áp: 0,4kV.  Căn cứ vào nhiệm vụ, chia ra: - Lưới cung cấp: 110kV; 220kV; 500kV. - Lưới phân phối: 0,4kV; 6kV; 10kV; 22kV; 35kV.  Căn cứ vào phạm vi cấp điện, chia ra: - Lưới khu vực. - Lưới địa phương.  Căn cứ vào số pha, chia ra: - Lưới một pha. - Lưới hai pha. - Lưới ba pha.  Căn cứ vào đối tượng cấp điện, chia ra: - Lưới công nghiệp. - Lưới nông nghiệp. - Lưới đô thị. 2. Nhà máy điện Điện năng là một sản phẩm được sản xuất được sản xuất ra từ các nhà máy điện. Hiện nay các nhà máy điện lớn đều phát ra năng lượng dòng điện xoay chiều ba pha, rất ít nhà máy phát năng lượng dòng điện một chiều. Trong công nghiệp muốn dùng năng lượng dòng điện một chiều thì người ta dùng chỉnh lưu để biến đổi năng lượng dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều. Nguyên lý chung để sản xuất ra điện ở các nhà máy điện là từ một dạng năng lượng sơ cấp nào đó muốn chuyển thành điện năng đều phải biến đổi qua một cấp trung gian là cơ năng làm quay máy phát điện để phát ra điện năng. Nguồn năng lượng thường dùng trong đa số các nhà máy điện hiện nay vẫn là năng lượng các chất đốt và năng lượng nước. Từ năm 1954, ở một số nước tiên tiến đã bắt đầu xây dựng một số nhà máy điện dùng năng lượng nguyên tử. Dưới đây trình bày sơ lược nguyên lý làm việc của một số loại nhà máy điện tương ứng với các nguồn năng lượng kể trên là nhà máy nhiệt điện, nhà máy thuỷ điện, nhà máy điện GIÁO TRÌNH CUNG CẤP ĐIỆN HẠ ÁP 8
  9. KHOA ĐIỆN TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ HÀ TĨNH nguyên tử, ngoài ra còn kể đến các nhà máy điện như nhà máy điện sức gió, năng lượng mặt trời…  Nhà máy nhiệt điện. Đây là một dạng nguồn điện kinh điển nhưng đến nay vẫn còn được sử dụng rất phổ biến. Hình 2: Sơ đồ nguyên lý công nghệ của quá trình sản xuất điện trong các nhà máy nhiệt điện Đối với các nhà máy nhiệt điện, động cơ sơ cấp của máy phát điện chủ yếu là tuabin hơi, máy hơi nước ... ở các nhà máy nhiệt điện lớn thì động cơ sơ cấp là tuabin hơi. Quá trình biến đổi năng lượng trong nhà máy nhiệt điện được mô tả như sau: Nhiệt năng - cơ năng - điện năng Nhiên liệu được đốt cháy trong buồng đốt 1 nhằm đun sôi nước ở bao hơi 2 với nhiệt độ và áp suất cao (khoảng 5000C và 40 at) được dẫn đến làm quay tuabin 3 với tốc độ rất lớn (khoảng 3000 vòng /phút). Trục của tuabin gắn với trục của máy phát điện 4 làm cho máy phát sản suất ra điện. Nhiên liệu cháy sinh ra nhiệt năng ở buồng đốt trở thành xỉ và khói thải ra ngoài. Hơi nước sau khi sinh công ở tuabin trở thành nước nhờ bình ngưng 5, sau đó lại được bơm trở về tạo thành chu kỳ kín. Tuy nhiên luôn luôn phải có bơm nước bổ sung vào bao hơi. Nhiên liệu dùng cho các lò hơi (buồng đốt) thường là than đá, than cám, than bùn, có khi dùng nhiên liệu là chất lỏng như dầu điêzen hoặc các khí đốt tự nhiên, khí than cốc khí tự nhiên... Nhà máy nhiệt điện dùng nhiên liệu điêzen hoặc khí đốt có hiệu quả kinh tế cao hơn nhà máy nhiệt điện dùng nhiên liệu là than. Ở nước ta, hiện nay các nhà máy nhiệt điện dùng than đá như NĐ Phả Lại (3x200 MW + 2x300MW), NĐ Na Dương, NĐ Uông Bí... Các lò hơi dùng nhiên liệu than có thể là lò ghi -xích hoặc lò than phun. Ở lò ghi - xích than đưa vào lò là than cục và cháy thành một lớp ở trong lò, ở lò than phun than được nghiền nhỏ mịn như bột rồi dùng quạt gió thổi mạnh theo những đường ống phun vào lò. Nhà máy nhiệt điện dùng lò than phun có hiệu suất cao hơn dùng lò ghi - xích. Vì vậy lò ghi - xích chỉ dùng trong những trường hợp công suất lò tương đối nhỏ, các thông số (áp lực, nhiệt độ) của hơi không cao. GIÁO TRÌNH CUNG CẤP ĐIỆN HẠ ÁP 9
  10. KHOA ĐIỆN TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ HÀ TĨNH Nhà máy nhiệt điện có công suất càng lớn thì hiệu suất càng cao. Trên thế giới hiện nay có những nhà máy nhiệt điện hàng triệu kW có tổ tuabin - máy phát công suất tới 600MW. - Ví dụ Xác định tổn hao điện áp trên đường dây 22kV làm bằng dây dẫn AC-70 dài 47km, công suất truyền tải trên đường dây là S = 340 + j225 (kVA). Lời giải Dây dẫn AC-70 có r0 = 0,46 Ω/km, x0 = 0,395 Ω/km Xác định tổn thất điện áp theo công thức P1 R01  Q1 X 01 340.0,46.47  225.0,395.47 U 01  =  552,09V U đm 22 Tính theo phần trăm giá trị định mức U 100 552,09.10 3 2  U %  .100  . ( P r ij ij  Qij ij = x ) 100  2,51% U dm 1000.U dm 22 1.1. Tổn thất công suất a) Tổn thất công suất trên đường dây cung cấp Trong tính toán đường dây tải điện, người ta sử dụng sơ đồ thay thế hình  (đối với mạng 110 kV, đôi khi ngay cả với mạng 220 kV người ta thường bỏ qua phần điện dẫn tác dụng của đường dây. Tức là trên sơ đồ chỉ còn lại thành phần điện dẫn phản kháng Y = jB do dung dẫn của đường dây và thường được thay thế bằng phụ tải phản kháng -jQc. Hình 2.7 Sơ đồ thay thế hình  S Chú ý: S = 3.I2dm.Z (mà I  ) 3U S2  S  .Z U2 Công suất cuối đường dây: . Qc 2 Q S 2"  S 2  j  P2  j (Q2  c 2 ) (2-6) 2 2 Tổn thất công suất có thể xác định theo công suất ở cuối đường dây: 2 .  S"  S "2 S "2  S  P  jQ   2  .Z  22 .R  j. 22 . X (2-7)  U2  U2 U2 Công suất ở đầu đường dây: S '1  S"2 S (2-8) GIÁO TRÌNH CUNG CẤP ĐIỆN HẠ ÁP 10
  11. KHOA ĐIỆN TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ HÀ TĨNH Tổn thất công suất có thể xác định theo công suất chạy ở đầu đường dây: 2 .  S1'  S1'2 S1'2    S  P  jQ    .Z  2 .R  j. 2 . X (2-9)  U1  U1 U1 Khi đó công suất chạy ở cuối đường dây sẽ là: . . . S "2  S '1  S (2-10) Công suất đi vào đường dây sẽ là: . . Qc1 S 1  S '1  j (2-11) 2 Trong đó phụ tải phản kháng của đường dây có thể tính theo điện dẫn phản kháng theo công thức sau: Qc1 B Qc 2 B  U 12 .  U 22 . 2 2 2 2 b) Tổn thất công suất trên đường dây phân phối Đối với đường dây mạng phân phối ( 6; 10 kV) có thể bỏ qua Y trên sơ đồ. Hơn nữa trong tính toán tổn thất công suất lại có thể bỏ qua sự chênh lệch điện áp giữa các điểm đầu và cuối đường dây, nghĩa là coi U2 = U1 = Udm. Đồng thời bỏ qua sự chênh lệch dòng công suất giữa điểm đầu và điểm cuối đường dây. Có nghĩa là coi S' = S" = S1 = S2  Điều này cho phép xác định dễ dàng luồng công suất chạy trên các đoạn dây của mạng phân phối. + Công suất chạy trên đoạn 01: n S 01   S i i 1 S23 = S3 + S10 + S11 Như vậy để tính tổn thất công suất trong một phần tử nào đó của mạng phân phối nằm giữa nút i và j ta có thể tính: 2  S  Sij  Pij  Qij   ij  .( Rij  jX ij ) (2-12)  U dm  - Ví dụ Xác định tổn thất công suất trên đường dây 10kV làm bằng dây dẫn AC-70 dài 9,5 km, cung cấp cho một nhà máy có phụ tải tính toán là S = 550 kVA, hệ số công suất cosφ = 0,8. Lời giải Dây dẫn AC-70 có r0 = 0,46 Ω/km, x0 = 0,395 Ω/km Tổn thất công suất được xác định theo công thức 2  S  Sij  Pij  Qij   ij  .( Rij  jX ij )  U dm  550 2 = 0,46.9,5  j 0,395.9,5  13,22  j11,35(kVA) 10 2 GIÁO TRÌNH CUNG CẤP ĐIỆN HẠ ÁP 11
  12. KHOA ĐIỆN TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ HÀ TĨNH - Ví dụ Một xí nghiệp luyện kim đặt hai máy biến áp do Công ty Thiết bị điện Đông Anh chế tạo 2x1000 (kVA) – 22/0,4 (kV). Phụ tải xí nghiệp S = 1500 (kVA), cosφ = 0,9. Yêu cầu xác định tổn thất trong hai máy biến áp. Lời giải Tra phụ lục với máy biến áp 1000 (kVA) – 22/0,4 k(V) do Đông Anh chế tạo có: ΔP0 = 1570 W, ΔPN = 9500 W, I0(%) = 1,32 % , UN (%)= 5%. Áp dụng công thức ta có:   S "   2  1 U N %S đm  S "   2  1 S B  2P0  PN     j 2Q0     2  S đmB    2 100  S đmB        1  1500   2  1000 1 5.1000  1500   2   2.1,57  9,5.   j 2.1,32     2  100    100 2 100  1000      = 13,38 + j.82,25 (kVA). 1.2. Tổn thất điện năng Điện năng là lượng công suất tác dụng sản xuất hoặc truyền tải trong một khoảng thời gian. Trong tính toán, thiết kế hệ thống cung cấp điện thường lấy thời gian là 1 năm (8760h) Nếu trong thời gian t phụ tải điện không thay đổi, thì công suất là hằng số và tổn thất điện năng sẽ được tính như sau: A = P.t (2-13) Thực tế phụ tải lại biến thiên liên tục theo thời gian nên A phải lấy tích phân hàm P trong suốt thời gian khảo sát. t t A   P.dt  3.R. I 2 (t ).dt 0 0 Vì I(t) không tuân theo một dạng hàm nào  không thể xác định được tổn thất điện năng theo công thức trên. Để tính tổn thất điện năng người ta đưa ra khái niệm Tmax và . Hình 2.8 Sơ đồ thể hiện tổn thất điện năng theo thời gian Tmax: - Thời gian trong đó nếu giả thiết là tất cả các hộ dùng điện đều sử dụng công suất lớn nhất Pmax để năng lượng điện chuyên chở trong mạng điện bằng với lượng điện năng thực tế mà mạng chuyên chở trong thời gian t”. GIÁO TRÌNH CUNG CẤP ĐIỆN HẠ ÁP 12
  13. KHOA ĐIỆN TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ HÀ TĨNH (t = 8760 giờ = thời gian làm việc 1 năm). A Tmax  (2-14) Pmax 8760 A P(t ).dt  Pmax .Tmax 0 Khái niệm về  Để tính điện năng ngưới ta cũng đưa ra một khải niệm tương tự như Tmax. : là thời gian mà trong đó nếu mạng luôn chuyên chở với mức tổn thất công suất lớn nhất thì sau một thời gian  lượng tổn thất đó bằng lượng tổn thất thực tế trong mạng sau 1 năm vận hành + Tổn thất điện năng trên đường dây - Cơ sở lý thuyết 8760 A  3.R. I 2 (t ).dt  3.R.I max 2 . 0 8760   0 I 2 (t ).dt 2 I max Thực tế thì đường cong phụ tải (tiêu thụ) và đường cong tổn thất không bao giờ lại hoàn toàn trùng nhau, tuy nhiên giữa Tmax và  lại có quan hệ khá khăng khít với nhau  = f(Tmax ;cos). Quan hệ giữa Tmax và  thường cho dưới dạng bảng tra hoặc đường cong. Trong trường hợp không có bảng tra hoặc đường cong chúng ta có thể sử dụng công thức gần đúng để tính được  theo Tmax như sa   0,124  10 4 .Tmax  2 .8760 (2-15) Với đường dây có nhiều phụ tải với cos và Tmax khá khác nhau. n A   Pmax i i (2-16) i 1 Khi cos và Tmax của phụ tải khác nhau ít có thể tính A từ Pmax và tb  từ costb và Tmaxtb. cos  tb   S cos  i i S (2-17) i GIÁO TRÌNH CUNG CẤP ĐIỆN HẠ ÁP 13
  14. KHOA ĐIỆN TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ HÀ TĨNH Tmax tb   P .Tmax i max i (2-18) P max i - Ví dụ Hãy xác định tổn thất cồn suất và điện năng trên đường dây 10kV làm bằng dây AC-70 dài 5km, cung cấp cho một nhà máy có phụ tải tính toán là S = 630 kVA, hệ số công suất cosφ = 0,8. Thời gian sử dụng công suất cực đại TM =5200 h. Lời giải Dây dẫn AC-70 có r0 = 0,46 Ω/km, x0 = 0,395 Ω/km Tổn thất công suất được xác định theo công thức 2  S  Sij  Pij  Qij   ij  .( Rij  jX ij )  U dm  640 2 = 0,46.5  j 0,395.5  9,42  j 7,99(kVA) 10 2 Thời gian tổn thất công suất lớn nhất   0,124  10 4 .Tmax  .8760 = 0,124  10 4.5200 .8760  3633(h) 2 2 Tổn thất điện năng ΔA = ΔP.τ = 9,42. 3633 = 34222,86 (KWh). 2. Trạm biến áp 2.1. Khái niệm và phận loại trạm biến áp a) Khái niệm Máy biến áp (MBA) là một trong những phần tử quan trọng trong hệ thống cung cấp điện. Máy biến áp là một máy điện tĩnh làm việc dựa trên nguyên lý cảm ứng điện từ dùng để biến đổi điện áp từ cấp này sang cấp khác. b) Phân loại  Trạm biến áp trung gian : hay còn gọi lầ trạm biến áp chính : Trạm này nhận điện từ hệ thống điện có điện áp 35 – 220 kV , biến đổi thành cấp điện áp 10 kV hay 6 kV, cá biệt có thể xuống điện áp 0,4 kV  Trạm biến áp phân xưởng : Trạm này nhận điện từ trạm biến áp trung gian biến đổi thành cấp điện áp phù hợp phục vụ cho phụ tải phân xưởng . Phía sơ cấp thường là 10 kV , 6 kV , 15 kV hoặc 35 kV , phía thứ cấp có điện áp 220 / 127 ; 380 / 220 ; hoặc 660 V Theo cấu trúc có thể chia :  Trạm ngoài trời : ở trạm này các thiết bị phía điện áp cao đều đặt ngoài trời, phần phân phối hạ áp đặt trong nhà hoặc trong tủ sắt chế tạo sẵn chuyên dùng để phân phối phần hạ thế . Xây dựng trạm ngoài trời tiết kiệm được kinh phí nhưng chiếm khá lớn diện tích đất đai . GIÁO TRÌNH CUNG CẤP ĐIỆN HẠ ÁP 14
  15. KHOA ĐIỆN TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ HÀ TĨNH  Trạm trong nhà : Tất cả các thiết bị điện đều đặt trong nhà 2.2. Cấu trúc trạm biến áp phân phối a) Trạm biến áp phân phối Hình 2.10: Trạm biến áp phân phối lưới điện trung áp Gồm có ba kiểu, mỗi kiểu có ưu nhược điểm riêng. Người thiết kế cần căn cứ vào đặc điểm, điều kiện của khách hàng mà lựa chọn cho họ kiểu xây dựng thích hợp. + Trạm treo Hình 2.11: Trạm biến áp treo Là kiểu trạm mà tất cả các thiết bị điện cao áp, hạ áp và cả máy biến áp đầu được đặt trên cột. * Ưu điểm: đơn giản, rẻ tiền, xây lắp nhanh, ít tốn đất. * Nhược điểm: kém mỹ quan và không an toàn. Kiểu trạm này được sử dụng ở những nơi quĩ đất hạn hẹp và điều kiện mỹ quan cho phép. Ở các thành phố, thị trấn, kiểu trạm này đang được dùng phổ biến. Tuy nhiên các đường dây trên không trung áp và hạ áp cùng với hàng trăm ngàn trạm biến áp phân phối kiểu treo cũng làm mất mỹ quan đô thị cần phải được dần dần thay thế bằng đường cáp và trạm xây. + Trạm bệt GIÁO TRÌNH CUNG CẤP ĐIỆN HẠ ÁP 15
  16. KHOA ĐIỆN TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ HÀ TĨNH Hình 2.12: Trạm biến áp bệt Với kiểu trạm này, thiết bị cao áp đặt trên cột, máy biến áp đặt dưới đất và tủ phân phối hạ áp đặt trong nhà xây mái bằng, xung quanh trạm có tường xây, trạm có cổng sắt bảo vệ. Kiểu trạm bệt rất tiện lợi cho điều kiện nông thôn, ở đây quĩ đất đai không hạn hẹp lắm, lại rất an toàn cho người và gia súc, chính vì thế hiện nay các trạm biến áp phân phối nông thôn hầu hết dùng kiểu trạm bệt. + Trạm xây (hoặc trạm kín): Hình 2.13: Trạm biếp áp kín Trạm xây là kiểu trạm mà toàn bộ các thiết bị điện cao áp, hạ áp và máy biến áp đều được đặt trong nhà mái bằng. Nhà xây được phân ra thành nhiều ngăn để tiện thao tác, vận hành cũng như tránh sự cố lan tràn từ phần này sang phần khác. Các ngăn của trạm phải được thông hơi, thoáng khí nhưng phải đặt lưới mắt cáo, cửa sắt phải kín đề phòng chim, chuột, rắn chui qua các lỗ thông hơi, khe cửa gây mất điện. Mái phải đổ dốc (3  5)o để thoát nước. Dưới gầm bệ máy biến áp phải xây hố dầu sự cố để chứa dầu máy biến áp khi sự cố, tránh cháy nổ lan tràn. GIÁO TRÌNH CUNG CẤP ĐIỆN HẠ ÁP 16
  17. KHOA ĐIỆN TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ HÀ TĨNH b) Trạm biến áp trung gian Hình 2.14: Trạm biếp áp trung gian Với trạm biến áp trung gian 110/35, 22, 10 (kV) thường phía cao áp và biến áp đặt hở ngoài trời, còn phần trung áp đặt trong nhà phân phối giống như kết cấu xây dựng trạm phân phối. Chức năng của trạm biến áp trung gian Trạm biến áp trung gian là gì? Là trạm biến áp có công suất lớn, làm nhiệm vụ biến đổi cho một hoặc nhiều trạm biến áp cấp điện. Đồng thời, phân phối điện lện lưới quốc gia hoặc từ lưới quốc gia xuống. Trạm biến áp trung gian có thể là trạm tăng áp hoặc trạm hạ áp. Thông thường, trạm biến áp trung gian được sử dụng nhiều ở trong các khu dân cư, khu chung cư và tái định cư, các trạm cấp nguồn cho doanh nghiệp, những xưởng sản xuất với quy mô nhỏ và còn đóng vai trò là các trạm cấp nguồn thi công lưu động rất thuận lợi, hiệu quả cao. Bên cạnh đó, trạm biến áp trung gian đảm bảo vận hành một cách liên tục và an toàn cung cấp điện cho toàn bộ hệ thống. Tuy nhiên, muốn thỏa mãn được yêu cầu này, nếu xí nghiệp có 2 trạm biến áp trở lên thì nên sử dụng cầu giao liên lạc giữa hai thanh cái thứ cấp của các trạm đó lại với nhau. Trong trường hợp chỉ có 1 trạm thì phải bố trí thêm một máy biến áp dự trữ để có thể thay thế cho máy biến áp chính khi cần thiết. Hình 2.15: Trạm biến áp đảm bảo an toàn cung cấp điện cho toàn hệ thống Qua các trạm trung gian, điện năng sẽ được truyền đến các hộ tiêu thụ điện một cách nhanh chóng và ổn định. Độ tin cậy cung cấp điện của các hộ tiêu thụ được đảm bảo bằng lưới điện thích hợp và có đường dây để dự trữ. Nguồn cung cấp sẽ được nối từ các phân đoạn khác nhau của trạm biến áp hoặc từ hai nguồn điện độc lập như nhà máy điện, trạm biến áp… Về phương diện công suất, trạm biến áp trung gian cung cấp nguồn điện cho phụ tải loại 1 nên thường dùng hai máy biến áp. Chẳng hạn, khi trạm biến áp cung cấp điện cho một phân xưởng, có phụ tải loại 1 bé hơn 50% công suất của phân xưởng đó thì phải có ít nhất một máy chứa dung lượng bằng 50% công suất của phân xưởng đó. Hoặc khi phụ tải loại 1 lớn hơn 50% tổng công suất trong phân xưởng thì phải có một máy chứa dung lượng bằng 100% công suất tại phân xưởng. Trong điều kiện bình thường, cả 2 máy biến áp sẽ làm việc, còn khi một máy có sự cố thì phụ tải sẽ được chuyển toàn bộ về máy không sự cố. Khi đó, chúng ta cần sử dụng đến khả năng quá tải của máy biến áp hoặc tiến hàng ngắt điện của các hộ tiêu thụ không quan trọng. Nếu chỉ có hộ tiêu thụ loại 2 hoặc loại 3 thì có thể trang bị thêm cho trạm một máy biến áp và sử dụng đường dây phụ nối hạ áp được lấy từ trạm điện khác trong xí nghiệp. GIÁO TRÌNH CUNG CẤP ĐIỆN HẠ ÁP 17
  18. KHOA ĐIỆN TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ HÀ TĨNH Như vậy, có thể thấy rằng, để đảm bảo cho việc cung cấp điện được tốt, cần xây dựng một hệ thống điện gồm các khâu sản xuất, truyền tải và phân phối điện năng có sự thống nhất với nhau trong mọi hoạt động. Trong đó, trạm biến áp trung gian có vai trò vô cùng quan trọng. Bởi muốn truyền tải điện năng đi xa hoặc giảm điện áp xuống thấp cho phù hợp với địa điểm tiêu thụ thì dùng biến áp là giải pháp tiết kiệm và thuận lợi nhất. CÂU HỎI ÔN TẬP Câu 1: Cho mạng điện có sơ đồ như hình vẽ : Cho : AC 50 có : ż0 = 0,64+ j0,4 (Ω/Km) Uđm = 22kV a. Xác định điện trở, điện kháng của mạng điện. b. Xác định tổn thất công suất của mạng. c. Xác định tổn thất điện áp của mạng. Bài tập mẫu: a. Xác điện trở, điện kháng của mạng điên. + Ta có : Tổng trở trên các đoạn đường dây tải điện: AC 50 là: ŻAB = żAB.lAB = ………………………………………… AC 50 là: ŻBC = ż0BC.lBC = ………………………………………… Điện trở điện kháng của mạng là: ŻAC = ŻBC + ŻAB = ………………………………………… Sơ đồ thay thế : A B C 600 + j 400 KVA 800 + j 500 KVA b. Xác định tổn thất công suất của mạng. PC 2  QC 2 S BC  2 . BC =........................................................................................... U dm GIÁO TRÌNH CUNG CẤP ĐIỆN HẠ ÁP 18
  19. KHOA ĐIỆN TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ HÀ TĨNH Suy ra : ṠAB = ṠB + ṠC = …………………………………………………. PAB 2  QAB 2 S AB  2 .C  ................................................................................... U dm ΔṠAC = ΔṠAB + ΔṠBC = ……………………………………………………. c. Xác định tổn thất điện áp của mạng : + U AB  PAB .RAB  QAB . X AB  .................................................................. U dm + U BC  PC .RBC  QC . X BC  .............................................................................. U dm + ΔUAC = ΔUAC+ ΔUAC = ……………………………………………. Câu 2: Đường dây trên không ĐDK – 10kV cấp điện cho 2 xí nghiệp (phụ tải có dạng . S  S cos  ) có sơ đồ như hình vẽ: 2A A C2-35 AC –;2 35;K m 1 2 Km A2 C AC-25 – 25; ;3K 3 Km m 22 A  1000 0 ,7 kV A 600 0 ,8 kVA r0  0,85 / km r0  1,38 / km Cho thông số đường dây: AC - 35  ; AC - 25   x0  0,403 / km  x0  0,27 / km Tính giá thành tổn thất điện năng 1 năm đường dây trên với C =1700đ/kWh. Tmax = 5000h ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ GIÁO TRÌNH CUNG CẤP ĐIỆN HẠ ÁP 19
  20. KHOA ĐIỆN TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHỆ HÀ TĨNH ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ ........................................................................................................................................... ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ ............................................................................................................................................ GIÁO TRÌNH CUNG CẤP ĐIỆN HẠ ÁP 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
4=>1