Giáo trình Cung cấp điện (Nghề: Điện công nghiệp - Trung cấp) - Trường Cao Đẳng Dầu Khí

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:111

Thêm vào BST

Báo xấu

28
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

(NB) Giáo trình Cung cấp điện (Nghề: Điện công nghiệp - Trung cấp) được biên soạn với mục tiêu nhằm giúp sinh viên tính chọn được dây dẫn, bố trí hệ thống chiếu sáng phù hợp với điều kiện làm việc, mục đích sử dụng theo qui định kỹ thuật; tính chọn được nối đất và chống sét cho đường dây tải điện và các công trình phù hợp điều kiện làm việc, theo Tiêu chuẩn Việt Nam. 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 (Nghề: Điện công nghiệp - Trung cấp) - Trường Cao Đẳng Dầu Khí

TẬP ĐOÀN DẦU KHÍ VIỆT NAM TRƯỜNG CAO ĐẲNG DẦU KHÍ  GIÁO TRÌNH MÔN HỌC: CUNG CẤP ĐIỆN NGHỀ: ĐIỆN CÔNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP (Ban hành kèm theo Quyết định số: 215/QĐ-CĐDK ngày 1 tháng 3 năm 2022 của Trường Cao Đẳng Dầu Khí) Bà Rịa-Vũng Tàu, năm 2022 (Lưu hành nội bộ)
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.
LỜI GIỚI THIỆU Đất nước Việt Nam trong công cuộc công nghiệp hoá - hiện đại hoá, nền kinh tế đang trên đà phát triển. Yêu cầu sử dụng điện và thiết bị điện ngày càngtăng. Việc trang bị kiến thức về hệ thống điện nhằm phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt của con người, cung cấp điện năng cho các thiết bị của khu vực kinh thế, các khu chế xuất, các xí nghiệp là rất cần thiết. Với một vai trò quan trọng như vậy và xuất phát từ yêu cầu, kế hoạch đào tạo, chương trình môn học của Trườ ng Cao Đẳng Dấu Khí. Chúng tôi đã biên soạn cuốn giáo trình Cung cấp điện gồm 6 chương với những nội dung cơ bản sau: - Chương 1: Khái quát về hệ thống cung cấp điện - Chương 2: Tính toán phụ tải điện - Chương 3: Trạm biến áp - Chương 4: Lựa chọn thiết bị trong cung cấp điện - Chương 5: Tính toán chiếu sáng. - Chương 6: Nâng cao hệ số công suất. Giáo trình Cung cấp điện được biên soạn phục vụ cho công tác giảng dạy của giáo viên và là tài liệu học tập của học sinh. Do chuyên môn và thời gian có hạn nên không tránh khỏi những thiết sót,vậy rất mong nhận được ý kiến đóng góp của đồng nghiệp và bạn đọc để cuốn sách đạt chất lượng cao hơn. Bà Rịa - Vũng Tàu, tháng 6 năm 2022 Tham gia biên soạn 1. Chủ biên: Lê Thị Hải Huyền 2. ThS. Ninh Trọng Tuấn 3. ThS. Lê Thị Thu Hường
MỤC LỤC CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN 1 1.1...... NGUỒN NĂNG LƯỢNG TỰ NHIÊN VÀ ĐẶC ĐIỂM CỦA NĂNG LƯỢNG ĐIỆN . 2 1.1.1. Một số ưu điểm của điện năng ................................................................................. 2 1.1.2. Vài nét đặc trưng của năng lượng điện .................................................................... 2 1.2. NHÀ MÁY ĐIỆN 2 1.2.1. Nhà máy nhiệt điện ................................................................................................... 2 1.2.2. Nhà máy điện nguyên tử........................................................................................... 3 1.2.3. Nhà máy thủy điện.................................................................................................... 3 1.2.4. Nhà máy điện dùng sức gió (động cơ gió phát điện) ................................................ 3 1.2.5. Nhà máy điện dùng năng lượng bức xạ mặt trời ..................................................... 3 1.3. MẠNG LƯỚI ĐIỆN 3 1.4. HỘ TIÊU THỤ 5 1.4.1. Theo điện áp và tần số: căn cứ vào Uđm và f ............................................................. 5 1.4.2. Theo chế độ làm việc (của các hộ dùng điện) ........................................................... 6 1.5. HỆ THỐNG BẢO VỆ 6 1.5.1. Bảo vệ đường dây: ...................................................................................................... 6 1.5.2. Bảo vệ máy biến áp .................................................................................................... 7 1.5.3. Bảo vệ động cơ .......................................................................................................... 7 1.5.4. Bảo vệ tụ bù ................................................................................................................ 7 1.6. TRUNG TÂM ĐIỀU ĐỘ HỆ THỐNG ĐIỆN 7 1.7. NHỮNG YÊU CẦU VÀ NỘI DUNG CHỦ YẾU KHI THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN 8 1.8. HỆ THỐNG ĐIỆN VÀ LƯỚI ĐIỆN VIỆT NAM 9 1.8.1. Hệ thống điện Việt Nam 9 1.8.2. Lưới điện Việt Nam 10 CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN PHỤ TẢI 15 1.1. XÁC ĐỊNH NHU CẦU ĐIỆN 16 1.1.1. Đặt vấn đề ................................................................................................................. 16 1.1.2. Đồ thị phụ tải điện .................................................................................................... 16 1.1.3. Các đại lượng cơ bản ................................................................................................ 17 1.1.4. Các hệ số tính toán ................................................................................................... 18 1.1.5. Các phương pháp xác định công suất tính toán ...................................................... 20
1.1.6. Phương pháp tính một số phụ tải đặc biệt............................................................... 22 1.1.7. Xác định tâm phụ tải điện. ....................................................................................... 23 CHƯƠNG 3: TRẠM BIẾN ÁP 25 1.1. KHÁI QUÁT VÀ PHÂN LOẠI 26 1.2. SƠ ĐỒ NỐI DÂY CỦA TRẠM BIẾN ÁP 26 1.2.2. Trạm phân phối chính.............................................................................................. 28 1.2.1. Trạm phân phối trung gian (còn gọi là điểm phân phối) ...................................... 28 1.2.3. Trạm hạ áp phân xưởng ......................................................................................... 29 1.3. ĐO LƯỜNG VÀ KIỂM TRA TRẠM BIẾN ÁP 32 1.4. NỐI ĐẤT TRẠM BIẾN ÁP VÀ ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIỆN 33 1.4.1. Nối đất trạm biến áp ............................................................................................... 33 1.4.2. Nối đất đường dây tải điện ....................................................................................... 34 1.5. CẤU TRÚC CỦA TRẠM 35 1.5.1. Trạm hạ áp phân xưởng loại ngoài trời ................................................................. 36 1.5.2. Trạm hạ áp phân xưởng loại trong nhà ................................................................. 37 1.5.3. Trạm biến áp phân xưởng loại được chế tạo sẵn thành tủ ................................... 38 1.5.4. Vận hành trạm biến áp ........................................................................................... 39 1.5.5. Phiếu thao tác: ........................................................................................................ 44 1.5.6. Kiểm tra. ................................................................................................................... 45 CHƯƠNG 4: LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ TRONG CUNG CẤP ĐIỆN 47 1. 1. LỰA CHỌN DÂY DẪN, THIẾT BỊ ĐÓNG CẮT VÀ BẢO VỆ 48 1.1.1. Lựa chọn máy biến áp .............................................................................................. 48 1.1.2. Lựa chọn và kiểm tra máy cắt điện điện áp cao hơn 1000V ................................... 49 1.1.3. Lựa chọn và kiểm tra dao cách ly, cầu chì .............................................................. 50 1.1.4. Lựa chọn và kiểm tra thanh dẫn.............................................................................. 51 1.1.5. Lựa chọn và kiểm tra tiết diện cáp và dây cáp ........................................................ 55 1.2. CHỐNG SÉT 59 1.2.1. Sự hình thành sét và tác hại của sét ....................................................................... 59 1.2.2. Bảo vệ chống sét đánh trực tiếp ............................................................................. 60 1.2.3. Bảo vệ chống sét đường dây tải điện ...................................................................... 62 1.2.4. Bảo vệ chống sét từ đường dây truyền vào trạm ................................................... 63 1.2.5. Một số ví dụ về bảo vệ chống sét cho các công trình ............................................. 64 CHƯƠNG 5: CHIẾU SÁNG CÔNG NGHIỆP 67 1.1. KHÁI NIỆM CHUNG VỀ CHIẾU SÁNG 68 1.1.1. Khái niệm ................................................................................................................. 68
1.1.2. Các yêu cầu cơ bản ................................................................................................... 68 1.1.3. Các hình thức chiếu sáng ........................................................................................ 69 1.2. MỘT SỐ ĐẠI LƯỢNG DÙNG TRONG CHIẾU SÁNG 70 1.2.1. Quang thông -  , đơn vị lumen, viết tắt (lm) ......................................................... 70 1.2.2. Cường độ ánh sáng I – đơn vị candela (cd) ........................................................... 71 1.2.3. Độ rọi – E; đơn vị lux, viết tắt lx ............................................................................ 72 1.2.4. Độ chói L, đơn vị [cd/m2] ....................................................................................... 73 1.2.5. Độ trưng R ................................................................................................................ 73 1.3. LỰA CHỌN DÂY DẪN, ĐÈN VÀ BỐ TRÍ CHIẾU SÁNG 74 1.3.1. Lựa chọn loại đèn, công suất, số lượng bóng đèn:................................................... 74 CHƯƠNG 6: NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT 88 1.1. HỆ SỐ CÔNG SUẤT ( COS ) VÀ Ý NGHĨA CỦA VIỆC NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT 89 1.1.1 . Hệ số công suất (cos ): ........................................................................................ 89 1.1.2 . Ý nghĩa của việc nâng cao hệ số cos: ................................................................. 90 1.2. GIÀI PHÁP BÙ COS TỰ NHIÊN 92 1.2.1. Thay những động cơ không đồng bộ làm việc non tải bằng những động cơ có công suất nhỏ hơn: .......................................................................................................... 92 1.2.2. Dùng động cơ đồng bộ thay cho động cơ không đồng bộ: .................................... 93 1.2.3. Hạn chế động cơ chạy không tải ............................................................................ 93 1.2.4. Nâng cao chất lượng sửa chữa động cơ.................................................................. 94 1.2.5. Thay máy biến áp làm việc non tải bằng những máy biến áp có dung lượng nhỏ hơn........................................................................................................................... 94 1.3. CÁC THIẾT BỊ BÙ COS 94 1.3.1. Máy bù đồng bộ ...................................................................................................... 94 1.3.2. Tụ điện tĩnh: ........................................................................................................... 94 1.3.3. Vị trí đặt thiết bị bù trong xí nghiệp ...................................................................... 95 TÀI LIỆU THAM KHẢO 97
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT U Hiệu điện thế I Cường độ dòng điện S Công suất biểu kiến Q Công suất phản kháng P Công suất tác dụng Pđ Công suất đặt Pmax Công suất cực đại A Điện năng Ktb Hệ số trung bình Kđn Hệ số đồng thời Ktbbp Hệ số trung bình bình phương Ksd Hệ số sử dụng Kcn Hệ số nhu cầu Kđ Hệ số đóng điện Kđk Hệ số điền kín Khd Hệ số hình dáng B Dung dẫn G Điện dẫn R Điện trở MBA Máy biến áp
DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1. 1: Sơ đồ phân phối mạng điện theo từng hộ tiêu thụ 4 Hình 1. 2: Sơ đồ phân phối mạng điện Việt Nam 5 Hình 1. 3: Sơ đồ tổ chức Trung tâm điều độ hệ thống điện 8 Hình 1. 4: Sơ đồ đơn tuyến đường dây 500 kV Việt Nam năm 2000 11 Hình 1. 5: Sơ đồ dự kiến hệ thống điện 500 kV Việt Nam năm 2010 12 Hình 3. 1 Sơ đồ trạm có nhiều máy biến áp 27 Hình 3. 2: Sơ đồ trạm biến áp với ba máy biến áp 28 Hình 3. 3: Sơ đồ hai trạm phân phối chính với thanh cái đơn và thanh cái kép 28 Hình 3. 4: Sơ đồ nối của hai trạm trung gian 29 Hình 3. 5: Máy biến áp nối với đường dây cung cấp qua dao cách ly và máy cắt điện 29 Hình 3. 6: Sơ đồ trạm hạ áp với nhiều máy biến áp 30 Hình 3. 7: sơ đồ có thanh cái đơn và có phân đoạn 31 Hình 3. 8 sơ đồ có thanh cái kép và có phân đoạn 31 Hình 3. 9 Sơ đồ đặt cuộn kháng điện để giới hạn trị số dòng điện ngắn mạch sinh ra trong thời gian nóng chảy kim loại 32 Hình 3. 11 Trạm biến áp phân xưởng loại được chế tạo sẵn thành tủ 38 Hình 3. 12 Sơ đồ trạm biến áp nhìn tổng quát 39 Hình 3. 13 trạng thái mở của dao cách ly thanh cái của hệ thống thanh cái dự trữ 41 Hình 3. 14 Đưa máy biến áp đang làm việc song song ra khỏi lưới điện để sửa chữa 42 Hình 3. 15 Đưa vào sửa chữa hệ thống thanh cái 1 43 Hình 3. 16 Sơ đồmáy biến áp ba dây quấn 110/35/10 KV vào làm việc 44 Hình 4. 1 Đặt các miếng đệm 54 Hình 4. 2: Cáp 3 pha lõi hìn quạt U ≤ 10 kV 55 Hình 4. 3 Cáp 3 pha lõiU ≥ 10 kV 55 Hình 4. 4 Cáp cách điện cao su U ≤ 1000V 55 Hình 4. 5: Sơ đồ mạch điện đơn giản 56 Hình 4. 6: Sơ đồ đường dây có hai phụ tải 57 Hình 4. 7Sơ đồ đường dây có hai phụ tải a& b 58 Hình 4. 8 Cột thu sét (thu lôi) 60 Hình 4. 9 Vùng bảo vệ của hai cột thu lôi 61 Hình 4. 10 Đường cong để xác định bx của hai cột thu lôi 61 Hình 4. 11 Đường cong để xác định bx của hai cột thu lôi 62 Hình 4. 12 Chống sét ống (1. Vỏ ; 2. Điện cực; 3. Nắp 63 Hình 4. 13 Chống sét van CSV (a. hình dạng chung ; b. Sơ đồ nguyên lý tác động) 64 Hình 4. 14 Sơ đồ bảo vệ trạm 35 ÷ 110 kV 64 Hình 4. 15 Cơ cấu gắn cột thu lôi loại CM lên tường của tòa nhà hay công trình 65 Hình 4. 16 Bảo vệ chống sét cho trạm điện phân bằng thu lôi anten 65
Hình 4. 17 Bảo vệ chống sét cho ống khói 65 Hình 5. 1 Quang phổ của một sự phóng điện trong hơi thủy ngân ở áp suất và cường độ dòng điện khác nhau 71 Hình 5. 2 Sơ đồ cường độ ánh sáng I 71 Hình 5. 3 Sơ đồ độ rọi 72 Hình 5. 4 Sơ đồ độ chói 73 Hình 5. 8 Bảng độ rọi theo tiêu chuẩn 10W/m2 80 Hình 6. 1: Biểu đồ công suất 90 Hình 6. 2: Sơ đồ cung cấp điện có đặt thiết bị bù 91 Hình 6. 3 Vị trí đặt thiết bị bù trong xí nghiệp 95
GIÁO TRÌNH MÔN HỌC: CUNG CẤP ĐIỆN 1. Tên môn học: Cung cấp điện 2. Mã môn học: ELEI6509 Thời gian thực hiện môn học: 90 giờ; (Lý thuyết: 56. giờ; Thực hành: 29 giờ; kiểm tra: 5 giờ). Số tín chỉ: 5 3. Vị trí, tính chất của môn học - Vị trí: Là môn học thuộc chuyên môn nghề trong danh mục các môn học/mô đun đào tạo bắt buộc của chương trình đào tạo. Môn học này được học song hành An toàn điện, khí cụ điện và sau các môn học, mô đun như: thí nghiệm điện, kỹ thuật lắp đặt điện, sửa chữa bảo dưỡng thiết bị điện. - Tính chất: Môn học này trang bị những kiến thức hệ thống điện các phương án cung cấp điện cho nhà máy xí nghiệp, kỹ năng tính toán lựa chọn công suất cho các phần tử trong hệ thống điện của phụ tải điện xí nghiệp. 4. Mục tiêu môn học: - Về kiến thức: + Chọn được phương án phù hợp cho đường dây cung cấp điện cho một phân xưởng phù hợp yêu cầu cung cấp điện theo Tiêu chuẩn Việt Nam. - Về kỹ năng: + Tính chọn được dây dẫn, bố trí hệ thống chiếu sáng phù hợp với điều kiện làm việc, mục đích sử dụng theo qui định kỹ thuật. + Tính chọn được nối đất và chống sét cho đường dây tải điện và các công trình phù hợp điều kiện làm việc, theo Tiêu chuẩn Việt Nam. - Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: + Rèn luyê ̣n tính cẩ n thâ ̣n, tỉ mỉ, chính xác, tư duy khoa ho ̣c và sáng ta ̣o. 5. Nội dung môn học: 5.1. Chương trình khung: Thời gian đào tạo (giờ) Thực Mã MH, Tên môn học, mô Tín hành, Kiểm tra MĐ đun chỉ Tổng Lý thí nghiệm, số thuyết thảo luận, bài tập LT TH I. Các môn học chung/đại cương 14 285 117 153 10 5 1. COMP52001 Giáo dục chính trị 2 30 15 13 2 0 2. COMP51003 Pháp luật 1 15 9 5 1 0 3. COMP51007 Giáo dục thể chất 1 30 4 24 0 2 Giáo dục quốc 4. COMP52009 2 45 21 21 1 2 phòng và nn ninh
Thời gian đào tạo (giờ) Thực Mã MH, Tên môn học, mô Tín hành, Kiểm tra MĐ đun chỉ Tổng Lý thí nghiệm, số thuyết thảo luận, bài tập LT TH 5. COMP52005 Tin học 2 45 15 29 0 1 6. FORL54002 Tiếng Anh 4 90 30 56 4 0 An toàn vệ sinh lao 7. SAEN52001 2 30 23 5 2 0 động I. Các môn học, mô đun chuyên môn 48 1185 309 822 21 33 ngành, nghề II.1. Môn học, mô đun cơ sở 9 195 70 116 5 4 8. ELEI52033 Mạch điện cơ bản 2 30 28 0 2 0 9. ELEI53132 Mạch điện 3 60 28 29 2 1 10. ELET51165 Vẽ điện 1 30 0 29 0 1 11. ELEI53117 Khí cụ điện 3 75 14 58 1 2 II.2. Môn học, mô đun chuyên môn 41 990 239 706 16 29 ngành, nghề 12. ELEI53115 Đo lường điện 3 75 14 58 1 2 13. ELEI56135 Máy điện 6 150 28 116 2 4 14. ELEI6509 Cung cấp điện 5 90 56 29 4 1 15. ELET55157 Trang bị điện 1 5 120 28 87 2 3 16. ELEI55138 Thí nghiệm điện 1 3 75 14 58 1 2 17. Kỹ thuật lắp đặt ELEI55124 5 120 28 87 2 3 điện 18. ELEI54123 Kỹ thuật lạnh 4 90 28 58 2 2 19. Thiết bị điện gia ELEI54148 4 90 28 58 2 2 dụng 20. ELEI54152 Thực tập sản xuất 4 180 15 155 0 10 Tổng cộng 62 1470 426 975 31 38 5.2. Chương trình chi tiết môn học:
Thời gian (giờ) Thực hành, Kiểm tra Số Nội dung tổng quát Tổng Lý thí nghiệm, TT số thuyết thảo luận, LT TH bài tập Chương 1: Khái quát về hệ thống 1 5 5 0 0 0 cung cấp điện 2 Chương 2. Tính toán phụ tải 18 10 7 1 0 3 Chương 3. Trạm biến áp 16 11 4 1 0 Chương 4. Lựa chọn thiết bị trong 4 17 10 6 1 0 cung cấp điện 5 Chương 5. Chiếu sáng công nghiệp 16 12 7 0 1 6 Chương 6. Nâng cao hệ số công suất 18 12 5 1 0 Cộng: 90 60 29 4 1 6. Điều kiện thực hiện môn học 6.1. Phòng học chuyên môn hóa/nhà xưởng: - Phòng học lý thuyết - Phòng thực hành/nhà xưởng/mô hình: Tham quan trạm điện biến áp 6.2. Trang thiết bị máy móc: - Máy tính, máy chiếu - Các thiết bị, máy móc: mô hình hệ thống chiếu sáng - Mô hình mô phỏng: mô hình trạm biến áp 6.3. Học liệu, dụng cụ, nguyên vật liệu: - Giáo trình, giáo án 6.4. Các điều kiện khác: 7. Nội dung và phương pháp đánh giá 7.1. Nội dung - Về kiến thức: Chương 1, 2, 3, 4, 5, 6 - Về kỹ năng: Chương 3, chương 5 - Về năng lực tự chủ và trách nhiệm:  Nghiêm túc trong học tập.  Tuân thủ nghiêm ngặt các quy định về an toàn, bảo hộ lao động  Rèn luyện tính kiên nhẫn, chính xác tỉ mỉ trong công việc . 7.2. Phương pháp đánh giá kết thúc mô đun theo một trong các hình thức sau: - Kiểm tra thường xuyên:  Số lượng bài: 02
Cách thức thực hiện: Do giáo viên giảng dạy môn học/mô đun thực hiện tại thời điểm bất kỳ trong quá trình học thông qua việc kiểm tra vấn đáp trong giờ học, kiểm tra viết với thời gian làm bài bằng hoặc dưới 30 phút, kiểm tra một số nội dung thực hành, thực tập, chấm điểm bài tập. - Kiểm tra định kỳ: Thiết kế nội dung các bài kiểm tra dạng lý thuyết đánh giá bằng hình thức trắc nghiệm  Số lượng bài: 05  Cách thức thực hiện: Do giáo viên giảng dạy môn học/mô đun thực hiện theo theo số giờ kiểm tra được quy định trong chương trình môn học ở mục III có thể bằng hình thức kiểm tra viết từ 45 đến 60 phút, chấm điểm bài tập lớn, tiểu luận, làm bài thực hành, thực tập. Giáo viên biên soạn đề kiểm tra lý thuyết kèm đáp án và đề kiểm tra thực hành kèm biểu mẫu đánh giá thực hành theo đúng biểu mẫu qui định, trong đó: Stt Bài kiểm tra Hình thức kiểm tra Nội dung Thời gian 1. Bài kiểm tra số 1 Lý thuyết Chương 1, Chương 2 45÷60 phút 2. Bài kiểm tra số 2 Lý thuyết Chương 3 45÷60 phút 3. Bài kiểm tra số 3 Lý thuyết Chương 4 45÷60 phút 4. Bài kiểm tra số 4 Thực hành Chương 5 45÷60 phút 5. Bài kiểm tra số 5 Lý thuyết Chương 6 45÷60 phút - Thi kết thúc môn học: Thi lý thuyết, dạng trắc nghiệm  Hình thức thi: Trắc nghiệm  Thời gian thi: 45÷60 phút 8. Hướng dẫn thực hiện môn học 8.1. Phạm vi áp dụng môn học - Chương trình mô đun này được áp dụng cho nghề điện công nghiệp, hệ Cao đẳng/ Trung cấp 8.2. Hướng dẫn về phương pháp giảng dạy, học tập môn học: - Đối với giáo viên, giảng viên:  Thiết kế giáo án theo thể loại lý thuyết với bài học. Giáo án được soạn theo bài hoặc buổi dạy.  Tổ chức giảng dạy: cả lớp  Thiết kế các phiếu học tập - Đối với người học:  Tài liệu, dụng cụ học tập, vở ghi đầy đủ  Tổ chức làm việc nhóm, làm việc độc lập.  Hoàn thành các bài tập  Tuân thủ qui định an toàn, giờ giấc.
8.3. Những trọng tâm chương trình cần chú ý: 8.4. Tài liệu tham khảo: [1]- Vũ Quang Hồi, Trang bị điện - điện tử cho máy công nghiệp dùng chung, NXB Giáo dục 1996. [2]- Trịnh Đình Đề, Điều khiển tự động truyền động điện, NXB Đại học và trung học chuyên nghiệp 1983. [3]- Ngô Hồng Quang- Sổ tay lựa chọn và tra cứu các thiết bị điện, NXB Khoa học và Kỹ thuật. [4]- Bùi Đình Tiếu, Đặng Duy Nhi, Truyền động điện tự động, NXB Khoa học và Kỹ thuật 1982. [5]- Võ Hồng Căn, Phạm Thế Hựu, Phân tích mạch điện máy cắt gọt kim loại, NXB Công nhân kỹ thuật 1982. [6]- Nguyễn Đức Lợi, Giáo trình chuyên ngành điện tập 1,2,3,4, NXB Thống kê 2001
CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN  GIỚI THIỆU CHƯƠNG 1: Chương 1 là chương giới thiệu nguồn năng lượng trong cung cấp điện, các nhà máy điện; mạng lưới điện Việt Nam, Hệ thống điện; Hệ thống bảo vệ, Yêu cầu thiết kế trong cung cấp điện  MỤC TIÊU CHƯƠNG 1:  Phân tích đươc̣ đă ̣c điể m, các yêu cầ u đố i với nguồ n năng lươṇ g, nhà máy điê ̣n, ma ̣ng lưới điê ̣n, hô ̣ tiêu thu ̣, hê ̣ thố ng bảo vê ̣ và trung tâm điề u đô ̣.  Vâ ̣n du ̣ng đúng các yêu cầu và nội dung chủ yếu khi thiết kế hệ thống cung cấp điện.  Rèn luyện tính cẩ n thâ ̣n, chính xác và nghiêm túc trong học tập và trong thực hiện công việc.  PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY VÀ HỌC TẬP CHƯƠNG 1 - Đối với người dạy: sử dụng phương pháp giảng giảng dạy tích cực (diễn giảng, vấn đáp, dạy học theo vấn đề); yêu cầu người học thực hiện câu hỏi thảo luận và bài tập chương 1 (cá nhân hoặc nhóm). - Đối với người học: chủ động đọc trước giáo trình (chương 1) trước buổi học; hoàn thành đầy đủ câu hỏi thảo luận và bài tập tình huống chương 1 theo cá nhân hoặc nhóm và nộp lại cho người dạy đúng thời gian quy định.  ĐIỀU KIỆN THỰC HIỆN CHƯƠNG 1 - Phòng học chuyên môn hóa/nhà xưởng: Không - Trang thiết bị máy móc: Máy chiếu và các thiết bị dạy học khác - Học liệu, dụng cụ, nguyên vật liệu: Chương trình môn học, giáo trình, tài liệu tham khảo, giáo án, phim ảnh, và các tài liệu liên quan. - Các điều kiện khác: Không có  KIỂM TRA VÀ ĐÁNH GIÁ CHƯƠNG 1 - Nội dung:  Kiến thức: Kiểm tra và đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kiến thức  Kỹ năng: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kĩ năng.  Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Trong quá trình học tập, người học cần: + Nghiên cứu bài trước khi đến lớp Chương 1: Khái quát về hệ thống cung cấp điện Trang 1
+ Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập. + Tham gia đầy đủ thời lượng môn học. + Nghiêm túc trong quá trình học tập. - Phương pháp:  Điểm kiểm tra thường xuyên: 1 điểm kiểm tra (hình thức: hỏi miệng)  Kiểm tra định kỳ lý thuyết: không có  NỘI DUNG CHƯƠNG 1 1.1. NGUỒN NĂNG LƯỢNG TỰ NHIÊN VÀ ĐẶC ĐIỂM CỦA NĂNG LƯỢNG ĐIỆN 1.1.1. Một số ưu điểm của điện năng - Dễ chuyển hoá thành các dạng năng lượng khác (Quang, nhiệt, hoá cơ năng). - Dễ truyền tải và truyền tải với hiệu suất khá cao. - Không có sắn trong tự nhiên, đều được khai thác rồi chuyển hoá thành điện năng. Ở nơi sử dụng điện năng lại dễ dàng chuyển thành các dạng năng lượng khác. Định nghĩa: Hệ thống điện bao gồm các khâu sản xuất ra điện năng; khâu truyền tải; phân phối và cung cấp điện năng đến tận các hộ tiêu thụ và sử dụng điện năng. 1.1.2. Vài nét đặc trưng của năng lượng điện - Khác với hầu hết các sản phẩm, điện năng được sản xuất ra, nói chung không tích trữ được (trừ vài trường hợp đặc biệt với công suất nhỏ như pin, acqui..). Các quá trình về điện xẩy ra rất nhanh. Chẳng hạn sóng điện từ lan tuyền trong dây dẫn với tốc độ rất lớn xấp xỉ tốc độ ánh sáng. - Công nghiệp điện lực có quan hệ chặt chẽ đến nhiều ngành kinh tế quốc dân (luyện kim, hoá chất, khai thác mỏ, cơ khí, công nghiệp dệt). 1.2. NHÀ MÁY ĐIỆN Hiện nay nhà máy nhiệt điện và thủy điện vẫn là những nguồn điện chính sản xuất ra điện trên thế giới dù cho nhà máy điện nguyên tử ngày càng tăng. 1.2.1. Nhà máy nhiệt điện Ở nhà máy nhiệt điện, sự biến đổi năng lượng được thực hiện theo nguyên lý sau: - Nhiệt năng -> Cơ năng -> Điện năng - Nhiên liệu dùng để đốt lò là than đá, than bùn, khí đốt, các loại dầu nặng, tre, v.v… - Hơi nước có nhiệt độ và áp suất cao (khoảng 5500C, 250at/cm2). - Nhà máy nhiệt điện có hai loại là nhà máy nhiệt điện trích hơi và nhà máy nhiệt điện ngưng hơi. - Nhà máy nhiệt điện ngưng hơi có những đặc điểm sau: + Thường xây dựng gần nguồn nhiên liệu. + Việc khởi động và tăng phụ tải chậm. Chương 1: Khái quát về hệ thống cung cấp điện Trang 2
+ Khối lượng tiêu thụ nhiên liệu lớn. + Thải khói làm ô nhiểm môi trường. + Hiệu suất khỏang 30% đến 40%. - Nhà máy nhiệt điện trích hơi có những đặc điểm sau: + Xây dựng gần phụ tải nhiệt. + Hiệu suất cao hơn nhà máy nhiệt điện ngưng hơi. 1.2.2. Nhà máy điện nguyên tử - Dùng các lò phản ứng hạt nhân để cung cấp nhiệt cho nhà máy. - Phân hủy 1kg U235 tạo ra nhiệt năng tương đương với đốt 2900 tấn than đá. - Nhà máy điện nguyên tử có những đặc điểm sau: + Khối lượng nhiên liệu nhỏ. + Không thải khói ra ngoài khí quyển. + Vốn đầu tư xây dựng lớn. + Hiệu suất cao hơn nhà máy nhiệt điện. 1.2.3. Nhà máy thủy điện - Ở nhà máy thủy điện, thủy năng được biến thành điện năng. - Đặc điểm của nhà máy thủy điện: + Không gây ô nhiễm môi trường. + Thiết bị tương đối đơn giản, gần như hoàn toàn tự động. + Số người vận hành rất ít. + Giá thành điện năng rẻ hơn nhiều so với nhiệt năng + Thời gian nhận tải của nhà máy thủy điện rất nhanh. + Hiệu suất của nhà máy thuỷ điện cao có thể đạt đến trên 80%. 1.2.4. Nhà máy điện dùng sức gió (động cơ gió phát điện) Người ta lợi dụng sức gió để quay hệ thống cánh quạt đặt đối diện với chiều gió. Hệ thống quạt được truyền qua bộ biến đổi tốc độ để làm quay máy phát điện, sản xuất ra điện năng. Điện năng sản xuất ra được tích trữ dưới các bình acquy. 1.2.5. Nhà máy điện dùng năng lượng bức xạ mặt trời Thường có dạng như nhà máy nhiệt điện, ở đây lò hơi được thay thế bằng hệ thống kính hồi tụ để thu nhận nhiệt lượng bức xạ mặt trời để tạo hơi nước quay tuabin. 1.3. MẠNG LƯỚI ĐIỆN Điện năng sau khi được sản xuất tại nhà máy điện sẽ được tryền tải, phân phối đến các hộ tiêu thụ nhờ mạng lưới điện. Hệ thống điện gồm có các khâu: phát điện, truyền tải phân phối và sử dụng. Hình dưới cho ta thấy các nhà máy điện đã liên hệ với nhau và liên hệ đến các hộ tiêu thụ như thế nào để tạo thành hệ thống điện. Ở đây chúng ta thấy, các nhà máy điện B,C, D liên kết với nhau qua đường dây 220 kV. Công suất điện được truyền tải và phân phối ở điện áp cao 500 kV, 220 kV… trong khi các hộ tiêu thụ sử dụng với điện áp 0,4 và 0,23 kV. Ở hệ thống cung cấp còn có đường dây liên hệ qua lại dùng làm đường dây dự trữ cho nhau ở tất cả các cấp điện áp nhằm tạo cho hệ thống được linh hoạt và đảm bảo được sự liên tục cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ, đề Chương 1: Khái quát về hệ thống cung cấp điện Trang 3
phòng được sự cố có thể xảy ra trên lưới điện và trong các trạm điện có thể làm ảnh hưởng đến tính liên tục cung cấp điện cho hộ tiêu thụ hoặc đảm bảo được việc cung cấp điện khi một số trạm và lưới điện được tách ra khỏi hệ thống để thực hiện công tác duy tu, bảo dưỡng và sửa chữa. Năng lượng điện được nhà máy điện phát ra thông thường ở điện áp 6 hay 10,5 kV sẽ đưa đến thanh cái chính của nhà máy. Sau đó điện áp được nâng cao nhờ trạm tăng áp. Trạm tăng áp gồm có các máy biến áp hai hay ba cuộn dây để nâng điện áp đến 35, 66, 110, 220 kV hoặc hơn thế nữa. Đường dây cao áp truyền tải điện năng đi xa và sẽ đưa đến các trạm hạ áp. Các đường dây truyền tải từ các nhà máy điện lân cận sẽ được đưa đến các thanh cái của trạm hạ áp này. Các trạm hạ áp sẽ hạ điện áp truyền tải đến 10 hoặc 6 kV công suất điện này sẽ cung cấp cho các trạm phân phối trung tâm và cho các trạm hạ áp nơi tiêu thụ. Điện áp ở phía hạ áp của các trạm nơi tiêu thụ thông thường là 0,4 /0,23 kV. Hình 1. 1: Sơ đồ phân phối mạng điện theo từng hộ tiêu thụ Chương 1: Khái quát về hệ thống cung cấp điện Trang 4
Hình 1. 2: Hình 1. 1: Sơ đồ phân phối mạng điện Việt Nam 1.4. HỘ TIÊU THỤ Các hộ dùng điện trong xí nghiệp gồm nhiều loại tuỳ theo cách phân chia khác nhau  (nhằm mục đích đảm bảo cung cấp điện theo nhu cầu của từng loại hộ phụ tải). 1.4.1. Theo điện áp và tần số: căn cứ vào Uđm và f - Hộ dùng điện 3 pha Uđm < 1000 V ; fđm = 50 Hz. Chương 1: Khái quát về hệ thống cung cấp điện Trang 5
- Hộ dùng điện 3 pha Uđm > 1000 V ; fđm = 50 Hz. - Hộ dùng điện 1 pha Uđm < 1000 V ; fđm = 50 Hz. - Hộ dùng điện làm việc với tần số  50 Hz. - Hộ dùng dòng điện một chiều. 1.4.2. Theo chế độ làm việc (của các hộ dùng điện) - Dài hạn: phụ tải không thay đổi hoặc ít thay đổi, làm việc dài hạn mà nhiệt độ không vượt quá giá trị cho phép (VD: Bơm; quạt gió, khí nén…). - Ngắn hạn: thời gian làm việc không đủ dài để nhiệt độ thiết bị đạt giá trị qui định (VD các động cơ truyền động cơ cấu phụ của máy cắt gọt kim loại, động cơ đóng mở van của thiết bị thuỷ lực). - Ngắn hạn lập lại: các thời kỳ làm việc ngắn hạn của thiết bị xen lẫn với thời kỹ nghỉ ngắn hạn  được đặc trưng bởi tỷ số giữa thời gian đóng điện và thời gian toàn chu trình sản suất (VD: máy nâng; thiết bị hàn). 1.4.3. Theo mức độ tin cây cung cấp điện: tuỳ theo tầm quan trọng trong nền kinh tế và xã hội, các hộ tiêu thụ điện được cung cấp điện với mức độ tin cậy khác nhau và phân thành 3 loại. - Hộ loại I: Là hộ mà khi sự cố ngừng cung cấp điện sẽ gây ra những thiệt hại lớn về kinh tế, đe doạ đến tính mạng con người, hoặc ảnh hưởng có hại lớn về chính trị – gây những thiệt hại do đối loạn qui trình công nghệ. Hộ loại I phải được cung cấp điện từ 2 nguồn độc lập trở lên. Xác suất ngừng cung cấp điện rất nhỏ, thời gian ngừng cung cấp điện thường chỉ được phép bằng thời gian tự động đóng thiết bị dự trữ (VD: xí nghiệp luyện kim, hoá chất lớn…). - Hộ loại II: Là hộ tuy có tầm quan trọng lớn nhưng khi ngừng cung cấp điện chỉ dẫn đến thiệt hại về kinh tế do hư hỏng sản phẩm, ngừng trệ sản xuất, lãng phí lao động v.v… Hộ loại II được cung cấp điện từ 1 hoặc 2 nguồn – thời gian ngừng cung cấp điện cho phép bằng thời gian để đóng thiết bị dự trữ bằng tay (XN cơ khí, dệt, công nghiệp nhẹ, công nghiệp địa phương…). - Hộ loại III: mức độ tin cậy thấp hơn, gồm các hộ không nằm trong hộ loại 1 và 2. Cho phép mất điện trong thời gian sửa chữa, thay thế phần tử sự cố nhưng không quá một ngày đêm. Hộ loại III thường được cung cấp điện bằng một nguồn. 1.5. HỆ THỐNG BẢO VỆ 1.5.1. Bảo vệ đường dây: - Mạng U < 1000 V + Cầu chì để bảo vệ ngắn mạch + Aptômát để bảo vệ ngm và quá tải. Chú ý: để đảm bảo tính chọn lọc thì cầu chì cấp trên phải đảm bảo lơn hơn cầu chì cấp dưới ít nhất là 1 cấp. - Mạng 6 ÷ 10 kV + Bảo vệ quá tải dùng BV dòng cực đại có thời gian duy trì độc lập. + Bảo vệ ngắn mạch dùng bảo vệ cắt nhanh. + Để tránh chạm đất 1 pha dùng thiết bị kiểm tra cách điện để báo tín hiệu (BA 3 pha năm trụ) hoặc dùng bảo vệ dòng thứ tự không. Chương 1: Khái quát về hệ thống cung cấp điện Trang 6