Truyền tải và Phân phối - Hệ thống điện (Phần 1)

Chia sẻ: Hoa La Hoa | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:274

Thêm vào BST

Báo xấu

650
lượt xem 217
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Phần 1 Tài liệu Hệ thống điện: Truyền tải và Phân phối gồm 6 chương đầu tiên của Tài liệu, bao gồm: Cấu trúc cơ bản của hệ thống điện, thông số đường dây và cáp, mô hình đường dây tải điện và khảo sát vận hành, biểu diễn các phần tử của mạng điện, phân bố công suất trong hệ thống điện, áp dụng Matlab vào hộp công cụ hệ thống điện (Power System Toolbox).

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Truyền tải và Phân phối - Hệ thống điện (Phần 1)

ÑAÏI HOÏC QUOÁC GIA THAØNH PHOÁ HOÀ CHÍ MINH TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC BAÙCH KHOA HOÀ VAÊN HIEÁN HEÄ THOÁNG ÑIEÄN TRUYEÀN TAÛI vaø PHAÂN PHOÁI (Taùi baûn laàn thöù nhaát coù söûa chöõa, boå sung) NHAØ XUAÁT BAÛN ÑAÏI HOÏC QUOÁC GIA THAØNH PHOÁ HOÀ CHÍ MINH - 2005
3 MUÏC LUÏC Lôøi noùi ñaàu 13 Chöông 1 CAÁU TRUÙC CÔ BAÛN CUÛA HEÄ THOÁNG ÑIEÄN 15 1.1 Môû ñaàu .............................................................................................................. 15 1.2 Caáp phaân phoái cuûa heä thoáng ñieän ...................................................................... 16 1.3 Heä thoáng phaân phoái hình tia ............................................................................... 17 1.4 Heä thoáng maïch voøng thöù caáp ............................................................................. 19 1.5 Maïch voøng sô caáp .............................................................................................. 20 1.6 Heä thoáng maïng ñieän phaân phoái thöù caáp ............................................................. 21 1.7 Heä thoáng maïng ñieän sô caáp................................................................................ 23 1.8 Caáùp truyeàn taûi phuï cuûa heä thoáng ñieän ................................................................ 24 1.9 Traïm bieán aùp phaân phoái ..................................................................................... 26 1.10 Caáp truyeàn taûi cuûa heä thoáng ñieän ..................................................................... 29 1.11 Caáp lieân hôïp heä thoáng ...................................................................................... 32 1.12 Caùc baøi toaùn chính cuûa heä thoáng ñieän ............................................................... 33 1.13 Giôùi thieäu heä thoáng ñieän Vieät Nam .................................................................. 34 Chöông 2 THOÂNG SOÁ ÑÖÔØNG DAÂY VAØ CAÙP 38 2.1 Caùc ñaëc tính cuûa daây daãn ................................................................................... 38 A. ÑIEÄN CAÛM CUÛA DAÂY TRUYEÀN TAÛI ÑIEÄN 45 2.2 Caùc heä thöùc cô baûn cuûa ñieän caûm....................................................................... 45 2.3 Ñieän caûm vaø baùn kính trung bình nhaân cuûa daây daãn........................................... 48 2.4 Ñieän caûm cuûa ñöôøng daây moät pha ...................................................................... 50 2.5 Ñieän caûm cuûa ñöôøng daây ba pha ........................................................................ 51 2.6 Ñöôøng daây ñôn ba pha ñoái xöùng ......................................................................... 52 2.7 Ñöôøng daây ñôn ba pha hoaùn vò ........................................................................... 53 2.8 Ñöôøng daây ba pha loä keùp ................................................................................... 54 2.9 Duøng baûng ñeå tra caûm khaùng cuûa daây daãn ......................................................... 55 B. ÑIEÄN DUNG CUÛA ÑÖÔØNG DAÂY TAÛI ÑIEÄN 60 2.10 Ñieän tröôøng ñoái vôùi baûn cöïc song song, ñieän tích ñieåm vaø daây daãn hình truï ..... 60 2.11 Ñieän dung cuûa ñöôøng daây moät pha ................................................................... 62 2.12 Ñieän dung cuûa ñöôøng daây ba pha ñoái xöùng ...................................................... 63
4 2.13 Ñieän dung cuûa ñöôøng daây loä keùp...................................................................... 65 C. TOÅN HAO VAÀNG QUANG CUÛA ÑÖÔØNG DAÂY TAÛI ÑIEÄN - ÑIEÄN DAÃN TAÙC DUÏNG CUÛA ÑÖÔØNG DAÂY 67 2.14 Hieän töôïng vaàng quang vaø toån hao do vaàng quang ........................................... 67 D. ÑIEÄN TRÔÛ CUÛA ÑÖÔØNG DAÂY TAÛI ÑIEÄN 70 2.15 Ñieän trôû daây daãn .............................................................................................. 70 2.16 Khaû naêng mang taûi cuûa daây daãn treân khoâng ...................................................... 71 E. CAÙC THOÂNG SOÁ CUÛA ÑÖÔØNG DAÂY CAÙP NGAÀM 72 2.17 Ñieän trôû vaø caûm khaùng cuûa caùp ngaàm .............................................................. 73 2.18 Ñieän dung cuûa ñöôøng daây caùp .......................................................................... 77 BAØI TAÄP CHÖÔNG 2 ............................................................................................... 81 Chöông 3 MOÂ HÌNH ÑÖÔØNG DAÂY TAÛI ÑIEÄN VAØ KHAÛO SAÙT VAÄN HAØNH 84 3.1 Môû ñaàu .............................................................................................................. 84 3.2 Truyeàn taûi ñieän ba pha ........................................................................................ 84 3.3 Ñöôøng daây truyeàn taûi ngaén................................................................................. 85 3.4 Ñöôøng daây coù chieàu daøi trung bình .................................................................... 86 3.5 Ñöôøng daây taûi ñieän daøi ...................................................................................... 88 3.6 Maïch töông ñöông cuûa ñöôøng daây daøi ................................................................ 94 3.7 Caùch tính haèng soá maïch A, B, C, D, cuûa ñöôøng daây taûi ñieän ............................ 96 3.8 Moâ hình maïch ñieän moät ñöôøng daây daøi ............................................................ 101 3.9 Tính toaùn vaän haønh ñöôøng daây taûi ñieän ngaén ................................................... 102 3.10 Tính toaùn ñöôøng daây bieåu dieãn theo sô ñoà hình π ........................................... 110 3.11 Phöông trình coâng suaát cuûa ñöôøng daây ........................................................... 114 BAØI TAÄP CHÖÔNG 3 ............................................................................................. 118 Chöông 4 BIEÅU DIEÃN CAÙC PHAÀN TÖÛ CUÛA MAÏNG ÑIEÄN 122 4.1 Bieåu dieãn maùy phaùt ñieän ñoàng boä .................................................................... 122 4.2 Thanh caùi voâ haïn ............................................................................................. 125 4.3 Bieåu dieãn maùy bieán aùp ..................................................................................... 125 4.4 Sô ñoà moät sôïi (ñôn tuyeán) ................................................................................ 136 4.5 Bieåu dieãn caùc phaàn töû cuûa maïng ñieän trong heä ñôn vò coù teân ........................... 137 4.6 Bieåu dieãn caùc phaàn töû cuûa maïng ñieän trong heä ñôn vò töông ñoái ...................... 139
5 4.7 So saùnh ñôn vò coù teân vaø ñôn vò töông ñoái ........................................................ 145 BAØI TAÄP CHÖÔNG 4 ............................................................................................. 146 Chöông 5 PHAÂN BOÁ COÂNG SUAÁT TRONG HEÄ THOÁNG ÑIEÄN 151 5.1 Môû ñaàu ............................................................................................................. 151 5.2 Ma traän toång daãn thanh caùi (YBUS hay YTC) vaø ma traän toång trôû thanh caùi (ZBUS hay ZTC)................................................................................................. 151 5.3 Caùc pheùp bieán ñoåi ma traän trong maïng ñieän .................................................... 153 5.4 Caùc phöông phaùp toaùn soá choïn loïc ................................................................... 168 5.5 Ñònh nghóa baøi toaùn phaân boá coâng suaát ............................................................ 179 5.6 Phaân bieät caùc loaïi ñieåm nuùt trong heä thoáng ñieän .............................................. 180 5.7 Caùc phöông trình cô baûn ................................................................................... 180 5.8 Khaûo saùt phaân boá coâng suaát duøng ma traän YTC baèng pheùp laëp Gauss – Seidel ................................................................................................ 185 5.9 Phaân boá coâng suaát duøng ma traän ZBUS baèng pheùp laëp Gauss–Zeidel ................ 189 5.10 Phaân boá coâng suaát vaø phöông phaùp Newton– Raphson .................................. 190 5.11 Phöông phaùp phaân laäp Jacobi ......................................................................... 199 BAØI TAÄP CHÖÔNG 5 ............................................................................................. 204 Chöông 6 AÙP DUÏNG MATLAB VAØO HOÄP COÂNG CUÏ HEÄ THOÁNG ÑIEÄN (POWER SYSTEM TOOLBOX) 210 6.1 Giôùi thieäu ......................................................................................................... 210 6.2 Tính toaùn thoâng soá ñöôøng daây .......................................................................... 212 6.3 Moâ hình ñöôøng daây .......................................................................................... 215 6.4 Toùm taét caùc ñaëc tröng cuûa ñöôøng daây taûi ñieän ................................................. 218 6.5 Buø ñöôøng daây ................................................................................................... 224 6.6 Caùc chöông trình vaän haønh ñöôøng daây ............................................................. 228 6.7 Caùc chöông trình phaân boá coâng suaát................................................................. 237 6.8 Chöông trình thaønh laäp ma traän toång trôû thanh caùi ........................................... 250 6.9 Chöông trình tính toaùn ngaén maïch khoâng ñoái xöùng .......................................... 256 BAØI TAÄP CHÖÔNG 6 ............................................................................................. 266 Chöông 7 TÍNH TOAÙN MAÏNG PHAÂN PHOÁI 275 7.1 Môû ñaàu ............................................................................................................ 275
6 7.2 Tính toaùn maïng ñieän hôû vaø maïng ñieän kín ñôn giaûn ........................................ 275 7.3 Ñöôøng daây coù phuï taûi phaân boá ñeàu .................................................................. 294 7.4 Ñöôøng daây coù phuï taûi phaân boá taêng daàn........................................................... 301 7.5 Caùc ñaëc tröng cuûa ñoà thò phuï taûi ...................................................................... 302 7.6 Toån thaát coâng suaát trong maùy bieán aùp .............................................................. 308 7.7 Toån thaát ñieän naêng trong traïm bieán aùp ............................................................. 310 7.8 Choïn tieát dieän daây trong maïng phaân phoái ........................................................ 314 BAØI TAÄP CHÖÔNG 7 ............................................................................................. 321 Chöông 8 TÍNH TOAÙN KINH TEÁ HEÄ THOÁNG ÑIEÄN 327 8.1 Söï phaùt trieån kinh teá cuûa Heä thoáng ñieän .......................................................... 327 8.2 Suaát chi phí coá ñònh haøng naêm ......................................................................... 331 8.3 Chi phí ñaàu tö ................................................................................................... 332 8.4 Chi phí vaän haønh haøng naêm ............................................................................. 332 8.5 Haøm muïc tieâu trong so saùnh phöông aùn ........................................................... 337 8.6 AÙp duïng tính tieát dieän kinh teá cuûa ñöôøng daây treân khoâng vaø daây caùp .............. 338 8.7 Löïa choïn tieát dieän daây daãn ñöôøng daây truyeàn taûi treân khoâng theo phaïm vi kinh teá ............................................................................................................. 340 BAØI TAÄP CHÖÔNG 8 ............................................................................................. 343 Chöông 9 GIAÛM TOÅN THAÁT ÑIEÄN NAÊNG TRONG HEÄ THOÁNG ÑIEÄN 345 9.1 Môû ñaàu ............................................................................................................ 345 9.2 Toån thaát heä thoáng tieâu bieåu.............................................................................. 346 9.3 Nguyeân taéc phaân tích toån thaát .......................................................................... 347 9.4 Söï phaân taùn, coâng suaát döï tröõ vaø toån thaát treân toån thaát .................................... 348 9.5 Tính kinh teá cuûa vieäc giaûm toån thaát, lôïi ích cho coâng ty ................................... 349 9.6 Caùc bieän phaùp giaûm toån thaát ñieän naêng ........................................................... 350 9.7 Naâng cao cosϕ ñöôøng daây ................................................................................ 352 9.8 Heä soá coâng suaát kinh teá .................................................................................... 359 9.9 Vaän haønh kinh teá traïm bieán aùp......................................................................... 361 9.10 Buø kinh teá trong maïng ñieän ............................................................................ 362 9.11 Tính toaùn buø kinh teá baèng phöông phaùp ma traän ............................................ 366 9.12 Buø coâng suaát khaùng treân ñöôøng daây phaân phoái .............................................. 372
7 9.13 Phaân boá dung löôïng buø trong maïng ñieän xí nghieäp ........................................ 379 9.14 Phaân boá kinh teá coâng suaát trong maïng ñieän kín .............................................. 383 BAØI TAÄP CHÖÔNG 9 ............................................................................................. 388 Chöông 10 ÑIEÀU CHÆNH ÑIEÄN AÙP TRONG HEÄ THOÁNG ÑIEÄN 391 10.1 Khaùi nieäm chung veà ñieàu chænh ñieän aùp ......................................................... 391 10.2 Ñieän aùp söû duïng ............................................................................................ 391 10.3 Ñoä traûi ñieän aùp ............................................................................................... 392 10.4 Nhöõng phöông tieän ñeå ñieàu chænh ñieän aùp trong heä thoáng .............................. 393 10.5 Buø ngang treân maïng ñieän hình tia .................................................................. 394 10.6 AÛnh höôûng chính cuûa tuï ñieän tónh buø ngang ................................................... 497 10.7 Giaûm ñieän khaùng cuûa ñöôøng daây - Buø doïc baèng tuï ñieän tónh .......................... 403 10.8 Ñieàu chænh ñieän aùp heä thoáng phöùc taïp baèng caùch ñöa coâng suaát khaùng vaøo thanh caùi ......................................................................................................... 409 10.9 Ñaàu phaân aùp cuûa maùy bieán aùp........................................................................ 414 10.10 Choïn ñaàu phaân aùp cuûa maùy bieán aùp ............................................................. 416 10.11 Maùy bieán aùp ñieàu khieån ñieän aùp vaø goùc pha ................................................ 421 10.12 Caùc loaïi ñieàu chænh ñieän aùp.......................................................................... 423 10.13 Baûo veä quaù kích thích boä maùy phaùt - maùy bieán aùp ....................................... 435 BAØI TAÄP CHÖÔNG 10 ........................................................................................... 436 Chöông 11 CAÂN BAÈNG COÂNG SUAÁT TAÙC DUÏNG VAØ PHAÛN KHAÙNG TRONG HEÄ THOÁNG ÑIEÄN 438 11.1 Söï phuï thuoäc cuûa taàn soá vaø ñieän aùp vaøo caân baèng coâng suaát .......................... 438 11.2 Söï caân baèng vaø döï tröõ coâng suaát taùc duïng trong heä thoáng ñieän ...................... 442 11.3 Söï caân baèng vaø döï tröõ coâng suaát phaûn khaùng trong heä thoáng ........................ 443 11.4 Phaân boá thieát bò buø cöôõng böùc trong maïng ñieän ............................................ 443 11.5 Tính toaùn thöïc duïng buø cöôõng böùc baèng phöông phaùp ma traän ....................... 445 Chöông 12 VAÄN HAØNH KINH TEÁ MAÙY PHAÙT 453 12.1 Môû ñaàu........................................................................................................... 453 12.2 Caùc raøng buoäc veà vaän haønh ............................................................................ 453 12.3 Döï baùo taûi ngaén haïn ....................................................................................... 454
8 12.4 Söï phaân boá kinh teá taûi giöõa caùc maùy phaùt beân trong nhaø maùy ........................ 455 12.5 Kyõ thuaät thöøa soá phaït coù xeùt toån thaát ñöôøng daây ............................................ 459 12.6 Xaùc ñònh phöông trình toån thaát ...................................................................... 460 12.7 Quaù trình giaûi baøi toaùn vaän haønh kinh teá ........................................................ 465 12.8 Bieán ñoåi moät heä thoáng coù m phuï taûi thaønh moät heä thoáng coù moät phuï taûi toång hôïp .................................................................................................................. 473 12.9 Ñònh thôøi bieåu huy ñoäng cuûa caùc toå maùy phaùt ................................................ 475 BAØI TAÄP CHÖÔNG 12 ........................................................................................... 478 Chöông 13 XAÙC ÑÒNH NHU CAÀU ÑIEÄN 479 13.1 Môû ñaàu........................................................................................................... 479 13.2 Ñoà thò phuï taûi ñieän ......................................................................................... 480 13.3 Caùc ñònh nghóa vaø kyù hieäu caùc ñaïi löôïng cô baûn ............................................ 480 13.4 Caùc heä soá ñaëc tröng cho caùc thieát bò tieâu thuï ñieän vaø ñoà thò phuï taûi ............... 483 13.5 Soá thieát bò hieäu quaû vaø caùch xaùc ñònh ............................................................ 497 13.6 Caùc phöông phaùp xaùc ñònh phuï taûi tính toaùn ................................................... 501 13.7 Xaùc ñònh phuï taûi ñænh nhoïn ............................................................................ 505 13.8 Trình töï tính toaùn phuï taûi ñieän ôû caùc caáp trong heä thoáng ................................ 507 13.9 Söï phaùt trieån cuûa phuï taûi ñieän ......................................................................... 509 BAØI TAÄP CHÖÔNG 13 ........................................................................................... 509 Chöông 14 TRUYEÀN TAÛI ÑIEÄN MOÄT CHIEÀU CAO AÙP (HVDC) 510 14.1 Giôùi thieäu ....................................................................................................... 510 14.2 Caáu hình heä thoáng HVDC vaø caùc phaàn töû ...................................................... 511 14.3 Caùc phaàn töû cuûa heä thoáng truyeàn taûi HVDC ................................................... 512 14.4 Thuaän lôïi vaø khoâng thuaän lôïi cuûa heä thoáng HVDC ........................................ 514 14.5 Boä bieán ñoåi vaø caùc phöông trình .................................................................... 515 14.5 Boä bieán ñoåi nhieàu caàu .................................................................................... 525 14.7 Ñieàu khieån heä thoáng HVDC ........................................................................... 528 14.8 Ngaén maïch treân ñöôøng daây DC ...................................................................... 533 14.9 Moâ hình heä thoáng HVDC ............................................................................... 534 14.10 So saùnh veà kinh teá cuûa hai ñöôøng AC vaø DC ................................................ 543 14.11 Caùc döï kieán trong töông lai .......................................................................... 545
9 PHAÀN PHUÏ LUÏC PHUÏ LUÏC 1 Baûng PL1.1. Ñaëc tính cô lyù cuûa daây daãn ................................................................. 546 Baûng PL1.2. Caùc soá lieäu tính toaùn cuûa daây ñoàng vaø daây nhoâm ............................... 547 Baûng PL1.3. Soá lieäu tính toaùn cuûa daây nhoâm loõi theùp ............................................. 548 Ω.10−3 Baûng PL1.4. Caûm khaùng cuûa ñöôøng daây treân khoâng .................................. 549 km 1 Baûng PL1.5. Dung daãn cuûa ñöôøng daây treân khoâng .10−6 ................................ 550 Ωkm Baûng PL1.6. Ñieän trôû vaø ñieän khaùng cuûa thanh caùi phaúng ...................................... 550 Baûng PL1.7. Thoâng soá kyõ thuaät cuûa daây nhoâm do haõng LENS (Phaùp) cheá taïo ........ 551 Baûng PL1.8. Thoâng soá kyõ thuaät daây nhoâm loõi theùp do haõng LENS (Phaùp) cheá taïo . 552 Baûng PL1.9. Daây caùp nhoâm loõi theùp ....................................................................... 553 Baûng PL1.10. Caùp hôïp kim cuûa nhoâm loõi theùp........................................................ 554 Baûng PL1.11. Caùp ñoàng chaát baèng nhoâm hôïp kim .................................................. 555 Baûng PL1.12. Caûm khaùng ñöôøng daây treân khoâng .................................................... 556 Baûng PL1.13. Dung daãn ñöôøng daây treân khoâng ...................................................... 558 PHUÏ LUÏC 2 Baûng PL 2.1. Caùp 6 – 10 kV caùch ñieän XLPE coù ñai theùp voû PVC do haõng ALCATEL (Phaùp) cheá taïo ............................................................................... 560 Baûng PL2.2. Caùp 12 – 24 kV caùch ñieän XLPE coù ñai theùp, voû PVC do haõng Alcatel cheá taïo .......................................................................................... 561 Baûng PL2.3. Caùp nhoâm haï aùp caùch ñieän PVC do haõng LENS cheá taïo .................... 562 Baûng PL 2.4. Caùp ñoàng haï aùp 1, 2, 3 loõi caùch ñieän PVC do LENS cheá taïo ............. 563 Baûng PL 2.5. Caùp ñoàng haï aùp 3, 4 loõi caùch ñieän PVC do LENS cheá taïo ................. 564 Baûng PL 2.6. Caùp ñoàng 3 loõi 1,8 – 3 kV caùch ñieän XLPE, ñai theùp, voû PVC do haõng FURUKAWA (Nhaät) cheá taïo .................................................................. 565 Baûng PL 2.7. Caùp ñoàng 3 loõi 3,6 – 6 kV caùch ñieän XLPE, ñai theùp, voû PVC do haõng FURUKAWA cheá taïo ............................................................................. 566 Baûng PL 2.8. Caùp ñoàng 6 – 10 kV, 3 loõi caùch ñieän XLPE, ñai theùp, voû PVC do haõng FURUKAWA cheá taïo ............................................................................. 567 Baûng PL 2.9. Caùp ñoàng 8,7 – 1,5 kV, 3 loõi, caùch ñieän XLPE, ñai theùp, voû PVC do haõng FURUKAWA cheá taïo ............................................................................. 568
10 Baûng PL 2.10. Caùp ñoàng 3 loõi 12 – 24 kV caùch ñieän XLPE, ñai theùp, voû PVC do haõng FURUKAWA cheá taïo ............................................................................. 569 Baûng PL 2.11. Caùp ñoàng 3 loõi, 18 – 36 kV, caùch ñieän XLPE, ñai theùp, voû PVC do haõng FURUKAWA cheá taïo ............................................................................. 570 PHUÏ LUÏC 3 Baûng PL 3.1. Doøng ñieän cho pheùp cuûa daây khoâng boïc (daây traàn), A....................... 571 Baûng PL 3.2. Doøng ñieän phuï taûi cho pheùp cuûa daây daãn vaø daây chuøm ruoät ñoàng coù caùch ñieän baèng cao su vaø policlovinin, A ........................................................ 571 Baûng PL 3.3. Doøng ñieän phuï taûi cho pheùp cuûa daây daãn ruoät nhoâm coù caùch ñieän baèng cao su vaø policlovinin, A ........................................................................ 572 Baûng PL 3.4. Doøng ñieän phuï taûi cho pheùp cuûa caùp ruoät ñoàng coù caùch ñieän baèng giaáy taåm nhöïa thoâng vaø nhöïa khoâng chaûy coù voû chì hay nhoâm ñaët trong ñaát, A ..................................................................................................................... 572 Baûng PL 3.5. Doøng ñieän phuï taûi cho pheùp cuûa caùp ruoät ñoàng coù caùch ñieän baèng giaáy taåm nhöïa thoâng vaø nhöïa khoâng chaûy, voû chì hay nhoâm ñaët trong khoâng khí, A .... 573 Baûng Pl 3.6. Doøng ñieän phuï taûi cho pheùp cuûa caùp ruoät nhoâm coù caùch ñieän baèng giaáy taåm nhöïa thoâng vaø nhöïa khoâng chaûy, voû chì hay nhoâm ñaët trong ñaát, A.. 573 Baûng PL 3.7. Doøng ñieän phuï taûi cho pheùp cuûa caùp ruoät nhoâm coù caùch ñieän baèng giaáy taåm nhöïa thoâng vaø nhöïa khoâng chaûy, voû chì hay nhoâm ñaët trong khoâng khí, A .... 574 Baûng PL 3.8. Doøng ñieän phuï taûi cho pheùp cuûa caùp coù caùch ñieän baèng giaáy taåm nhöïa caùch ñieän, voû baèng chaát policlovinin (maõ hieäu BM, BM, ABM, ABM) ñaët trong ñaát, A ............................................................................................... 574 Baûng PL 3.9. Doøng ñieän phuï taûi laâu daøi cho pheùp cuûa thanh caùi baèng ñoàng vaø baèng nhoâm (nhieät ñoä tieâu chuaån cuûa moâi tröôøng xung quanh laø +25o C ) ........ 575 Baûng PL 3.10. Heä soá hieäu chænh k1 veà nhieät ñoä cuûa moâi tröôøng xung quanh ñoái vôùi phuï taûi cuûa caùp, daây daãn caùch ñieän vaø khoâng caùch ñieän ........................... 576 Baûng PL 3.11. Heä soá hieäu chænh k 2 veà soá daây caùp cuøng ñaët trong moät haàm caùp hoaëc moät raõnh döôùi ñaát ................................................................................... 576 PHUÏ LUÏC 4 Baûng PL 4.1. Daây ñoàng cöùng - AWG theo ñôn vò MKS - Ñoä daãn ñieän 100% .......... 577 Baûng PL 4.2. Caùp ñoàng quaán ñoàng taâm - CM vaø AWG theo ñôn vò MKS - Ñoä daãn ñieän 100% ....................................................................................................... 578 Baûng PL 4.3. Daây nhoâm cöùng - AWG theo ñôn vò MKS - Ñoä daãn ñieän 61% ........... 579 Baûng PL 4.4. Ñaëc tính cuûa daây ñoàng keùo cöùng, ñoä daãn ñieän 97,3% ........................ 580 Baûng PL 4.5. Daây nhoâm loõi theùp (ACSR) ............................................................... 582 Baûng PL 4.6. Ñaëc tính cuûa daây caùp nhoâm loõi theùp (ASCR) ..................................... 584
11 Baûng PL4.7. Thaønh phaàn caûm khaùng phaân caùch ( x ik = 0,00466f log Dik Ω/mile vôùi Dik , feet, ôû 60 Hz) .................................................................................... 587 4, 1 Baûng PL4.8. Thaønh phaàn dung khaùng phaân caùch ( x′ik = log Dik MΩ mile vôùi f Dik , feet, ôû 60 Hz) .......................................................................................... 589 Baûng PL 4.9. Ñaëc tính cuûa caùp ba loõi, coù ñai caùch ñieän, caùch ñieän baèng giaáy, ôû 60 Hz ............................................................................................................ 591 Baûng PL 4.10. Ñaëc tính cuûa caùp 3 loõi, coù maøn chaén, caùch ñieän baèng giaáy, ôû 60 Hz............................................................................................................ 593 Baûng PL 4.11. Ñaëc tính cuûa caùp moät loõi, sôïi quaán ñoàng taâm, caùch ñieän baèng giaáy, ôû 60 Hz............................................................................................................ 594 Baûng PL 4.12. Doøng ñieän cho pheùp cuûa caùp ba loõi, ñai caùch ñieän, caùch ñieän baèng giaáy ................................................................................................................. 597 Baûng PL 4.13. Doøng ñieän cho pheùp cuûa caùp ba loõi, coù maøn chaén, caùch ñieän baèng giaáy ................................................................................................................. 600 Baûng PL 4.14. Doøng ñieän cho pheùp cuûa caùp moät loõi, caùch ñieän baèng giaáy.............. 603 PHUÏ LUÏC 5 Baûng PL 5.1. Maùy bieán aùp ba pha hai cuoän daây do Nga cheá taïo ............................. 610 Baûng PL 5.2. Thoâng soá kyõ thuaät maùy bieán aùp phaân phoái do ABB cheá taïo .............. 611 Baûng PL 5.3. Traïm bieán aùp troïn boä do SIEMENS cheá taïo ...................................... 612 Baûng PL 5.4. Maùy bieán aùp ba pha hai cuoän daây do Vieät Nam cheá taïo .................... 612 Baûng PL 5.5. Maùy bieán aùp ba pha hai cuoän daây ñaët ngoaøi trôøi................................ 613 Baûng PL 5.6. Maùy bieán aùp ba pha ba cuoän daây coù ÑDT ñaët ngoaøi trôøi ................... 614 Baûng PL 5.7. Maùy bieán aùp ba pha loaïi hai cuoän daây ñaët trong nhaø ......................... 615 Baûng PL 5.8. Maùy bieán aùp hai cuoän daây Thoâng soá kyõ thuaät cuûa maùy bieán aùp daàu hai cuoän daây .................................................................................................... 617 Baûng PL 5.9. Maùy bieán aùp ba cuoän daây Thoâng soá kyõ thuaät cuûa maùy bieán aùp ba cuoän daây ......................................................................................................... 624 Baûng PL 5.10. Thoâng soá kyõ thuaät cuûa maùy bieán aùp moät pha ................................... 629 Baûng PL 5.11. Maùy bieán aùp töï ngaãu Thoâng soá kyõ thuaät cuûa maùy bieán aùp töï ngaãu . 630 Baûng PL 5.12. Ñieän khaùng maùy bieán aùp vaø toång trôû (phaàn traêm treân cô baûn coâng suaát ñònh möùc) ................................................................................................. 635 PHUÏ LUÏC 6 BAÛNG PL 6.1. MAÙY PHAÙT ÑIEÄN ÑOÀNG BOÄ 636
12 Baûng PL 6.2. Moät vaøi soá lieäu kyõ thuaät cuûa caùc maùy phaùt ñieän tuoác bin nöôùc kieåu BΓC ................................................................................................................ 640 Baûng PL 6.3. Moät vaøi soá lieäu kyõ thuaät cuûa caùc maùy phaùt ñieän tuoác bin nöôùc kieåu CB ................................................................................................................... 641 Baûng PL 6.4. Moät vaøi soá lieäu kyõ thuaät cuûa caùc maùy phaùt ñieän tuoác bin hôi hai cöïc kieåu T2 vaø TB ................................................................................................. 462 Baûng PL 6.5. Caùc thoâng soá tieâu bieåu cuûa maùy phaùt ñieän ñoàng boä 3 pha ................. 643 PHUÏ LUÏC 7 Baûng PL 7.1. Thoâng soá kyõ thuaät cuûa tuï ñieän buø cosϕ do Nga cheá taïo ..................... 644 PHUÏ LUÏC 8 Baûng PL 8.1. Tính toaùn caùc haèng soá A, B, C, D ñoái vôùi nhieàu caùch boá trí maïng ñieän ................................................................................................................. 646 TAØI LIEÄU THAM KHAÛO 649
13 Lôøi noùi ñaàu HEÄ THOÁNG ÑIEÄN TRUYEÀN TAÛI VAØ PHAÂN PHOÁI trình baøy caùc vaán ñeà chính cuûa heä thoáng ñieän trong cheá ñoä xaùc laäp bao goàm: 1- Thoâng soá ñöôøng daây, moâ hình vaø tính toaùn vaän haønh ñöôøng daây 2- Khaûo saùt phaân boá coâng suaát 3- Tính toaùn maïng phaân phoái 4- Toån thaát ñieän naêng vaø giaûm toån thaát ñieän naêng 5- Ñieàu chænh ñieän aùp trong heä thoáng ñieän 6- Vaän haønh kinh teá trong heä thoáng 7- Xaùc ñònh phuï taûi ñieän 8- Truyeàn taûi ñieän moät chieàu cao aùp (HVDC). Moät trong nhöõng khoù khaên cuûa vieäc daïy vaø hoïc giaûi tích heä thoáng laø khoâng coù ñöôïc moät heä thoáng thöïc ñeå khaûo saùt trong phoøng thí nghieäm, vì vaäy quyeån saùch naøy ñöôïc bieân soaïn theâm phaàn öùng duïng MATLAB vaøo heä thoáng ñieän trong ñoù moät soá chöông trình ñöôïc höôùng daãn ñeå tính toaùn thoâng soá ñöôøng daây, khaûo saùt vaän haønh ñöôøng daây, tính toaùn phaân boá coâng suaát, thaønh laäp ma traän toång trôû thanh caùi duøng trong tính toaùn ngaén maïch, ñieàu chænh ñieän aùp, ñieàu ñoä kinh teá heä thoáng. HEÄ THOÁNG ÑIEÄN TRUYEÀN TAÛI VAØ PHAÂN PHOÁI ñöôïc bieân soaïn theo ñeà cöông moân hoïc “Heä thoáng ñieän” - Khoa Ñieän - Ñieän töû, Tröôøng Ñaïi hoïc Baùch khoa - Ñaïi hoïc Quoác gia TP.HCM, ñeå cho sinh vieân ngaønh kyõ thuaät ñieän, chuyeân ngaønh heä thoáng ñieän vaø cung caáp ñieän, coù theå duøng taøi lieäu tham khaûo cho caùc chuyeân vieân, kyõ sö, hoïc vieân cao hoïc ngaønh ñieän. Quyeån saùch naøy mong muoán cung caáp cho ngöôøi ñoïc caùc kieán thöùc caàn thieát veà heä thoáng ñieän trong cheá ñoä xaùc laäp vaø coù ñöôïc keát quaû toát trong hoïc taäp vaø nghieân cöùu. Noäi dung cuoán saùch goàm coù 9 chöông. Trong laàn taùi baûn naøy, taùc giaû coù söûa chöõa vaø boå sung nhieàu nhieàu trang, raát mong tieáp tuïc nhaän ñöôïc söï ñoùng goùp yù kieán cuûa caùc ñoàng nghieäp vaø quyù ñoäc giaû ñeå quyeån saùch ñöôïc hoaøn chænh hôn. Moïi ñoùng goùp yù kieán xin göûi veà Boä moân Heä thoáng Ñieän, Khoa ñieän - Ñieän töû, Tröôøng Ñaïi hoïc Baùch khoa - Ñaïi hoïc Quoác gia TP.HCM 268 Lyù Thöôøng Kieät, Q.10. Taùc giaû TS. Hoà Vaên Hieán
14 Chöông 1 CAÁU TRUÙC CÔ BAÛN CUÛA HEÄ THOÁNG ÑIEÄN 1.1 MÔÛ ÑAÀU Taát caû caùc coâng ty ñieän löïc ñeàu hoaït ñoäng gaàn nhö theo hôïp ñoàng vôùi khaùch haøng. Noùi chung, nhöõng hôïp ñoàng naøy qui ñònh soá löôïng vaø chaát löôïng cuûa ñieän naêng ñöôïc cung caáp. Chaát löôïng ñieän naêng bao goàm: a) Taàn soá vaø caùc giôùi haïn trong ñoù taàn soá ñöôïc giöõ khoâng ñoåi; b) Ñieän aùp vaø caùc giôùi haïn trong ñoù ñieän aùp coù theå giöõ khoâng ñoåi. c) Lieân tuïc cung caáp ñieän. Caùc yeâu caàu ngaøy caøng taêng moät beân laø ñeå caûi thieän vieäc cung caáp ñieän coøn beân kia laø vieäc vaän haønh kinh teá, caû hai ñeàu khuyeán khích vieäc lieân keát caùc nhaø maùy ñieän vaøo trong moät heä thoáng lieân keát vaø hôn theá nöõa laø lieân keát nhieàu heä thoáng thaønh heä thoáng hôïp nhaát. Ñaõ coù nhieàu heä thoáng hôïp nhaát bao phuû nhieàu vuøng cuûa nhieàu nöôùc thaønh heä thoáng ñieän lieân quoác gia. ÔÛ Vieät Nam, löôùi ñieän quoác gia ñaõ ñöôïc lieân keát hai löôùi ñieän mieàn Baéc vaø mieàn Nam qua ñöôøng daây sieâu cao aùp 500 kV cuõng nhaèm muïc ñích thoûa maõn caùc yeâu caàu noùi treân. Baát kyø cô caáu roäng lôùn naøo cuõng ñeàu coù tính phöùc taïp. Tuy vaäy, vieäc vaän haønh heä thoáng ñieän khoâng phaûi laø khoâng theå ñieàu haønh ñöôïc. Caáu truùc coù theå thay ñoåi töø heä thoáng naøy sang heä thoáng khaùc, nhöng söï bieán ñoåi khoâng ñeán noãi quaù lôùn ñeán noãi laøm trôû ngaïi cho vieäc nghieân cöùu xeùt veà cô baûn. Caáu truùc cuûa heä thoáng ñieän ñieàu haønh ñöôïc ñaët treân cô sôû cuûa söï phaân chia theo haøng doïc vaø theo haøng ngang nhö ñöôïc minh hoïa trong H.1.1. Theo chieàu doïc, heä thoáng lieân hôïp ñöôïc chia laøm boán caáp: a) Caáp phaân phoái; b) Caáp truyeàn taûi phuï; c) Caáp truyeàn taûi (cuøng vôùi caáp truyeàn taûi phuï vaø caáp phaân phoái coù lieân keát vôùi noù taïo ra moät heä thoáng ñieän); d) Heä thoáng ñöôøng daây noái (lieân keát nhieàu heä thoáng ñieän vôùi nhau vaøo trong moät heä thoáng ñieän lieân hôïp). Theo chieàu ngang, moãi caáp laïi ñöôïc chia thaønh moät soá caùc heä thoáng (soá heä thoáng truyeàn taûi phuï trong moãi heä thoáng truyeàn taûi hay soá heä thoáng phaân phoái trong moãi heä thoáng truyeàn taûi phuï thöïc teá coù theå nhieàu hôn con soá treân hình veõ). Caùc heä thoáng con naøy caùch ly vôùi nhau veà maët ñieän (vaø cuõng thöôøng laø veà maët ñòa lyù) vôùi caùc heä thoáng laân caän trong cuøng moät caáp nhöng chæ ñöôïc noái keát veà ñieän vôùi nhau qua caùc heä thoáng ôû caáp cao hôn.
15 Hình 1.1: Sô ñoà khoái caáu truùc cô baûn cuûa heä thoáng ñieän Caáp ñieän aùp vaø löôïng coâng suaát duy trì trong moãi heä thoáng rieâng leû taêng daàn töø caáp naøy ñeán caáp cao hôn vaø moät phuï taûi tieâu thuï coù theå ñöôïc cung caáp töø baát cöù caáâp naøo cuûa heä thoáng tuøy theo qui moâ vaø tính chaát cuûa phuï taûi. Caùc muõi teân trong H.1.1. chæ chieàu coâng suaát vaø vì taát caû caùc nhaø maùy ñieän ñeàu ñöôïc gaén vaøo ôû heä thoáng truyeàn taûi neân moïi heä thoáng ôû caáp thaáp hôn ñeàu phuï thuoäc vaøo caáp cao hôn (vaø cuoái cuøng laø phuï thuoäc vaøo caáp truyeàn taûi) ñeå cung caáp ñieän naêng cho chuùng. Theo ñoù, chieàu cung caáp coâng suaát giöõa caáp truyeàn taûi vaø caáp phaân phoái laø ñi töø caáp treân xuoáng caáp döôùi. Muïc ñích cuûa vieäc lieân keát nhieàu heä thoáng ñieän vôùi nhau baèng caùc ñöôøng daây noái laø ñeå taäp trung khaû naêng saün coù cuûa caùc heä thoáng nhaèm hoã trôï cho nhau vaø haäu quaû laø coâng suaát treân ñöôøng daây noái coù tính hai chieàu. Coù khuynh höôùng laø taäp trung doøng ñieän naêng ñi vaøo baát kyø heä thoáng naøo chæ ôû moät ñieåm duy nhaát (nhö ñaõ thaáy ôû caáp truyeàn taûi vaø phaân phoái) nghóa laø ôû moät traïm trung chuyeån hay traïm phaân phoái, nhöng ñeå cho vieäc cung caáp tin caäy hôn thöôøng nhöõng traïm ñoù coù theå ñöôïc cung caáp töø hai nguoàn ñi ñeán. Söï phaân caáp theo haøng doïc vaø haøng ngang cuûa moät heä thoáng ñieän laøm cho vieäc vaän haønh vaø ñieàu chænh trong heä thoáng laø coù hieäu quaû. 1.2 CAÁP PHAÂN PHOÁI CUÛA HEÄ THOÁNG ÑIEÄN Caáp phaân phoái bieåu dieãn cho caáp caáu truùc thaáp nhaát cuûa heä thoáng ñieän, thöôøng goàm coù hai caáp ñieän aùp. a) Ñieän aùp sô caáp hay ñieän aùp phaùt tuyeán töông ñoái cao (chaúng haïn 15 kV, 22 kV); b) Ñieän aùp thöù caáp hay ñieän aùp tieâu thuï laø ñieän aùp thaáp (chaúng haïn 110 V, 220 V, 380 V). Nhieäm vuï cuûa caáp phaân phoái laø phaân phoái ñieän naêng cho caùc phuï taûi nhoû (sinh hoaït) vaø caùc
16 phuï taûi töông ñoái nhoû (thöông maïi vaø coâng nghieäp nhoû), caùc phuï taûi lôùn thöôøng ñöôïc cung caáp tröïc tieáp töø caáp cao hôn (nhö caáp truyeàn taûi vaø caáp truyeàn taûi phuï). Maëc duø phaàn lôùn ñieän naêng saûn xuaát ñöôïc thöôøng ñöôïc baùn cho caáp phaân phoái nhöng caáp naøy laïi ñöôïc chia thaønh moät soá lôùn caùc maûng ñoäc laäp vaø moãi phaàn nhoû naøy chæ tieáp nhaän moät löôïng coâng suaát vöøa phaûi vaø chæ lieân keát veà ñieän vôùi nhau thoâng qua caáp truyeàn taûi phuï. Moät phaàn phaân chia cuûa caáp phaân phoái ñöôïc goïi laø maïch phaân phoái. Thöôøng thì caùc maïch phaân phoái ñöôïc caùch bieät nhau veà ñòa lyù nghóa laø moãi maïch phaân phoái cung caáp rieâng bieät cho moät khu vöïc. Tuy vaäy, trong moät soá tröôøng hôïp vaãn coù söï ñan xen nhau giöõa caùc vuøng cuûa maïch phaân phoái, chaúng haïn maïng ñieän moät chieàu vaø maïng ñieän xoay chieàu coù theå phuïc vuï cho cuøng moät khu vöïc. Hieän taïi, maïch phaân phoái ñôn giaûn ñöôïc cung caáp töø moät nguoàn rieâng goïi laø traïm phaân phoái (traïm bieán aùp), phuï taûi cuûa nhöõng maïch naøy ñöôïc giöõ ñuû nhoû sau cho moät maïch nhö vaäy coù theå bò caét ñieän, chaúng haïn do söï coá, coù theå ñöôïc taùi laäp laïi sau ñoù maø khoâng gaây bieán ñoäng trong caùc phaàn maïch coøn laïi. Ñieàu naøy laøm giôùi haïn khoái coâng suaát coù theå ñöôïc duy trì bôûi töøng maïch phaân phoái ñeán möùc töông ñoái nhoû so vôùi khoái coâng suaát duy trì trong caáp truyeàn taûi. Heä thoáng phaân phoái thoâng duïng coù theå ñöôïc phaân loaïi nhö sau: 1) Heä thoáng hình tia 2) Heä thoáng voøng kín: a) Voøng kín sô caáp hay voøng kín caùc phaùt tuyeán; b) Voøng kín thöù caáp. 3) Heä thoáng maïng ñieän: a) Maïng ñieän sô caáp vaø thöù caáp hình tia; b) Maïng ñieän thöù caáp vôùi daây phaùt tuyeán hình tia. Nhöõng heä thoáng naøy theo thöù töï taêng daàn theo chi phí, tính linh hoaït vaø ñoä tin caäy trong vaän haønh. Do vaäy, chuùng ñöôïc duøng trong nhöõng vuøng maø maät ñoä phuï taûi taêng daàn theo thöù töï neâu treân. Quan troïng hôn heát coù leõ laø heä thoáng hình tia (duøng trong vuøng noâng thoân, thaønh phoá hay ngoaïi oâ) vaø heä thoáng maïng thöù caáp (duøng cho caùc khu vöïc thöông maïi ôû nhöõng thaønh phoá lôùn). 1.3 HEÄ THOÁNG PHAÂN PHOÁI HÌNH TIA Kieåu heä thoáng phaân phoái naøy chuû yeáu ñöôïc duøng trong nhöõng vuøng coù maät ñoä phuï taûi thaáp nhö ôû noâng thoân hay thò traán nhoû vaø coøn ñöôïc duøng roäng raõi ôû nhöõng vuøng coù maät ñoä phuï taûi trung bình nhö ôû ngoaïi oâ vaø ñoâ thò (khu daân cö ôû ñoâ thò vaø thò traán lôùn). Noù coù chi phí xaây döïng thaáp nhaát nhöng tính linh hoaït vaø lieân tuïc cung caáp ñieän bò haïn cheá. Hình 1.2 minh hoïa moät heä thoáng phaân phoái hình tia goàm coù moät maïch ñöôøng daây nhaùnh vaø caùc maïch thöù caáp lieân keát vôùi noù. Ñieän naêng ñöôïc cung caáp vaøo ñöôøng daây nhaùnh taïi ñieåm noái vôùi thanh caùi cuûa traïm bieán aùp phaân phoái. Ñoaïn thöù nhaát cuûa maïch sô caáp giöõa thanh goùp cuûa traïm vaø ñieåm noái ñaàu tieân vôùi maùy bieán aùp phaân phoái goïi laø ñieåm cung caáp ñöôïc goïi laø maïch nhaùnh coøn goïi laø phaùt tuyeán hay laø phaàn “toác haønh” cuûa maïch sô caáp. Caùc nhaùnh reõ cuûa ñöôøng daây nhaùnh laø daây nhaùnh phuï hay nhaùnh reõ. Teân goïi ñöôøng daây sô caáp ñöôïc duøng ñeå goïi chung cho daây nhaùnh vaø daây nhaùnh phuï.
17 Hình 1.2: Heä thoáng phaân phoái hình tia Traïm phaân phoái thöôøng thuoäc loaïi ba pha boán daây. Do vaäy, ñöôøng nhaùnh vaø moät soá ñöôøng nhaùnh phuï laø loaïi ba pha boán daây trong khi ñoù vaãn coù moät soá ít caùc ñöôøng nhaùnh phuï laø moät pha hai daây. Ñieän aùp cuûa ñöôøng daây nhaùnh sô caáp ñöôïc xaùc ñònh chuû yeáu bôûi khaûo saùt kinh teá, thöôøng yeâu caàu ñieän aùp cao hôn khi maät ñoä phuï taûi taêng hay chieàu daøi ñöôøng daây taêng. Trong caùc khu vöïc ñoâ thò hay ngoaïi oâ, ôû ñoù ñöôøng daây ngaén (khoaûng vaøi km) nhöng maät ñoä phuï taûi laïi lôùn caùc caáp ñieän aùp thöôøng duøng laø 4160 V ba pha boán daây, 2400 V moät pha hai daây hay ba pha 22000/12700 V, 15000/8860 V, 10 kV, 6 kV. Caùc maïch ñöôøng daây nhaùnh noâng thoân (ñöôøng daây treân khoâng) coù chieàu daøi toång khoaûng vaøi chuïc km neân maëc duø maät ñoä phuï taûi laø thaáp nhöng caáp ñieän aùp töông ñoái cao, caùc caáp ñieän aùp tieâu chuaån laø 15 kV, 20 kV,… (Ghi chuù: caáp ñieän aùp ñònh möùc cuûa ñöôøng daây ñöôïc qui ñònh laø ñieän aùp daây). Phaàn lôùn caùc ñöôøng daây nhaùnh phaân phoái laø ñöôøng daây treân khoâng nhaát laø ôû nhöõng vuøng coù maät ñoä phuï taûi thaáp thò traán hay ven ñoâ. Trong thaønh phoá, khuynh höôùng ôû caùc nöôùc tieân tieán laø söû duïng caùp ngaàm treân ñöôøng nhaùnh vaø moät soá lôùn caùc ñöôøng nhaùnh phuï. Thöôøng trung tính cuûa maïch nhaùnh ñöôïc noái ñaát taïi traïm phaân phoái, nhöng coù theå coù noái ñaát trung tính laëp laïi. Ñieàu naøy laøm giaûm chi phí xaây döïng ñöôøng daây vì giaûm ñöôïc phí toån veà caùch ñieän cuûa maùy bieán aùp vaø caùc thieát bò khaùc. Maùy caét chính ñöôøng daây nhaùnh duøng ñeå caét ñöôøng daây khi söûa chöõa vaø coøn ñeå baûo veä ngaén maïch. Maùy caét naøy coù trang bò rôle doøng ñieän ñeå caét ñöôøng daây ngay laäp töùc khi coù ngaén maïch xaûy ra ôû baát cöù ñieåm naøo treân ñöôøng daây nhaùnh. Khi maùy caét môû ra, söï coá ñöôïc giaûi tröø nhöng vieäc cung caáp ñieän cho phuï taûi bò giaùn ñoaïn. Vieäc caét ñieän nhö vaäy roõ raøng laø ñieàu khoâng mong muoán neáu noù cöù keùo daøi trong moät khoaûng thôøi gian sau khi moãi taùc ñoäng cuûa maùy caét vaø vì nhöõng taùc ñoäng nhö vaäy coù theå xaûy ra
18 thöôøng xuyeân khi coù saám seùt hay gioâng baõo. Do vaäy maø khi coù thieát keá maùy caét ñöôøng daây nhaùnh thöôøng phaûi xeùt ñeán vieäc phaàn lôùn söï coá cuûa ñöôøng daây treân khoâng (80 – 90%) laø söï coá thoaùng qua vaø chuùng seõ bieán maát (do taùc duïng khöû ion hoùa cuûa hoà quang) trong khoaûng 10 chu kyø sau khi doøng ñieän hoà quang bò daäp taét. Theo ñoù, maùy caét ñöôøng daây nhaùnh coøn ñöôïc trang bò 1 3 theâm thieát bò töï ñoùng laïi ñeán giaây sau khi maùy caét môû ra vaø moät phaàn lôùn caùc tröôøng hôïp 4 4 vieäc töï ñoùng laïi ñeå taùi laäp laø thaønh coâng. Phaàn lôùn caùc maùy caét cho pheùp töï ñoùng laïi töø 2 ñeán 3 laàn tröôùc khi caét döùt khoaùt trong tröôøng hôïp söï coá tieáp tuïc duy trì. Moät khi maùy caét bò khoùa laïi ôû vò trí môû do söï coá coù duy trì, ñoäi söõa chöõa ñöôøng daây seõ xaùc ñònh nôi söï coá baèng caùch quan saùt hoaëc laø môû caùc dao caùch ly treân töøng phaân ñoaïn moät vaø thöû ñoùng laïi ñöôøng daây. Vì phaûi maát thôøi gian di chuyeån töø dao caùch ly naøy ñeán dao caùch ly khaùc neân moät soá coâng ty ñieän ôû nöôùc ngoaøi thao taùc ñoùng caét dao caùch ly baèng ñieàu khieån töø xa töø vaên phoøng trung taâm. Tuy vaäy, vieäc caùch ly ñöôøng daây coù theå thöïc hieän moät caùch töï ñoäng baèng caùch duøng caàu chì töï rôi thay cho dao caùch ly vaø deã daøng tìm ñöôïc nôi xaûy ra söï coá. Vieäc söûa chöõa caùc phaân ñoaïn ñöôøng daây bò söï coá coù theå keùo daøi, do ñoù ñeå caûi thieän ñieàu kieän cung caáp ñieän, caàn xaây döïng theâm caùc ñöôøng döï tröõ coøn goïi laø ñöôøng noái khaån caáp. Ñoù laø nhöõng ñoaïn ñöôøng daây sô caáp coù theå chuyeån heä thoáng hình tia thaønh ra moät maïng ñieän kín ngoaïi tröø khi caùc maïch voøng cuûa maïng ñieän ñöôïc giöõ nhö moät maïng hôû baèng caùch môû dao caùch ly luùc bình thöôøng vaø chæ ñoùng laïi luùc khaån caáp. Ñöôøng daây khaån caáp thöôøng ñöôïc duøng trong maïng ñieän cung caáp trong thaønh phoá ñaëc bieät laø neáu heä thoáng cung caáp ñöôïc xaây döïng moät phaàn hay toaøn phaàn baèng caùp ngaàm. Maùy bieán aùp phaân phoái treân heä thoáng ñieän hình tia thöôøng laø loaïi treo treân truï hay ñaët treân giaøn vaø moät soá caùc maùy bieán aùp phaân phoái hieän ñaïi khi xuaát xöôûng ñeàu coù trang bò theâm caùc phuï kieän caàn cho vaän haønh vaø baûo veä, ñieàu naøy cuõng coù yù nghóa laø maùy bieán aùp coù töï trang bò caùc baûo veä töông ñöông vôùi moät traïm bieán aùp hoaøn chænh. Toång quaùt, maùy bieán theá phaân phoái thuoäc loaïi moät pha hay ba pha. Phía sô caáp thöôøng coù ñaàu phaân aùp duøng ñeå ñieàu chænh ñieän aùp cho phía thöù caáp. Nhöõng ñaàu naøy chæ coù theå ñöôïc thay ñoåi neáu maùy bieán aùp ñöôïc caét ñieän vaø naép maùy ñöôïc môû ra. Maùy bieán aùp phaân phoái thöôøng trang bò theâm caàu chì ôû phía sô caáp ñeå baûo veä ngaén maïch. 1.4 HEÄ THOÁNG MAÏCH VOØNG THÖÙ CAÁP Khi caøng coù nhieàu phuï taûi ñieän söû duïng ñoäng cô ñieän thì phaùt sinh vaán ñeà nhaáp nhaùy aùnh saùng daãn ñeán vieäc caàn thieát phaûi söûa ñoåi heä thoáng phaân phoái hình tia trong ñoù moãi ñöôøng daây caùi thöù caáp ñöôïc cung caáp töø moät maùy bieán aùp rieâng vaø khoâng coù quan heä veà ñieän vôùi caùc ñöôøng daây caùi thöù caáp khaùc. Trong moät heä thoáng nhö vaäy, doøng ñieän khôûi ñoäng cuûa ñoäng cô laø lôùn so vôùi doøng phuï taûi bình thöôøng cuûa maùy bieán aùp seõ gaây suït aùp ñoät ngoät vaø gaây chôùp ñeøn. Tuy vaäy, neáu caùc daây caùi thöù caáp ñöôïc noái voøng nhö trong H.1.3.a,b,c thì doøng khôûi ñoäng töø moät trong ba daây caùi thöù caáp seõ ñöôïc phaân chia treân ba maùy bieán aùp vaø giaûm bôùt ñöôïc ñoä suït aùp.
19 Hình 1.3: Maïch voøng thöù caáp 1.5 MAÏCH VOØNG SÔ CAÁP Maïch voøng sô caáp ñöôïc duøng ôû caùc khu vöïc coù maät ñoä phuï taûi trung bình vaø lôùn. Coù hai daïng cuûa maïch voøng caùc ñöôøng daây nhaùnh. Daïng thöù nhaát laø ñoùng thöôøng xuyeân moät nhaùnh noái khaån caáp treân hình tia vôùi moät maùy caét b ñoùng thöôøng xuyeân vaø taùc ñoäng khi quaù doøng. Caùc ñöôøng nhaùnh phuï vaø ñöôøng reõ vaãn giöõ nguyeân nhö trong maïch hình tia (H.1.4). Muïc ñích cuûa vieäc boá trí naøy laø ñeå caân baèng phuï taûi treân hai ñöôøng nhaùnh nhôø vaøo ñöôøng daây noái thöôøng tröïc vaø do ñoù laøm baèng phaúng quan heä ñieän aùp theo thôøi gian ñaëc bieät laø khi coù söï khaùc bieät veà thôøi gian giöõa caùc phuï taûi ñænh cuûa caùc phuï taûi. Trong tröôøng hôïp coù söï coá, maùy caét ñöôøng daây môû töùc thôøi vaø taùch rôøi hai ñöôøng daây nhaùnh.
20 Hình 1.4: Phaùt tuyeán noái voøng baèng maùy caét thöôøng ñoùng treân ñöôøng noái khaån caáp Moät daïng khaùc cuûa maïch voøng ñöôøng daây nhaùnh ñöôïc veõ trong H.1.5 duøng chuû yeáu cho moät soá phaân ñoaïn coù phuï taûi coâng nghieäp. Muïc ñích laø ñeå caûi thieän ñoä suït aùp vaø ñoä tin caäy cung caáp ñieän. Ñeå ñaït ñöôïc ñieàu naøy, moät soá maùy caét coù trang bò baûo veä quaù doøng coù höôùng, trong tröôøng hôïp söï coá xaûy ra ôû baát kyø phaân ñoaïn naøo, hai maùy ôû hai ñaàu phaân ñoaïn môû ra vaø loaïi tröø ñöôïc söï coá maø khoâng bò maát ñieän ôû baát cöù phuï taûi naøo. Hình 1.5: Phaùt tuyeán noái maïch voøng 1.6 HEÄ THOÁNG MAÏNG ÑIEÄN PHAÂN PHOÁI THÖÙ CAÁP Heä thoáng maïng ñieän thöù caáp laø heä thoáng tin caäy nhaát cuûa heä thoáng phaân phoái vaø coù ñaëc tính ñieän aùp cuõng nhö choáng nhaáp nhaùy aùnh saùng toát nhaát. Maïng ñieän naøy coù giaù thaønh xaây döïng cao vaø do ñoù chuû yeáu laø duøng cho caùc khu vöïc coù maät ñoä phuï taûi lôùn nhö caùc khu daân cö vaø thöông maïi trong thaønh phoá. Noù coøn ñöôïc aùp duïng roäng raõi cho caùc khu coâng nghieäp maø yeâu caàu veà ñieän aùp, söï linh hoaït vaø lieân tuïc cung caáp ñieän laø öu tieân haøng ñaàu (H.1.6).
21 Ñieän aùp cuûa maïng phaân phoái thöù caáp laø 380/220 V hay 220/127 V ba pha boán daây vaø caùc ñöôøng daây caùi thöù caáp noái vôùi nhau thaønh maét löôùi gaàn nhö ñi theo ñöôøng phoá. Moãi phaân ñoaïn cuûa löôùi laø moät ñöôøng 3 pha boán daây ñi doïc theo ñöôøng phoá goïi laø daây caùi thöù caáp coù theå laø ñöôøng treân khoâng hay ñöôøng caùp. Hình 1.6: Nhöõng neùt chính cuûa heä thoáng maïng phaân phoái thöù caáp Caùc ñoaïn daây vaøo nhaø duøng ñieän ñöôïc laáy doïc treân ñöôøng daây caùi vaø chuùng ñöôïc trang bò caàu dao, baûo veä vaø thieát bò ño. Caùc ñöôøng daây caùi töï noù khoâng ñöôïc gaén caàu chì baûo veä vì theo kinh nghieäm thì baát kyø söï coá ngaén maïch treân maïng löôùi ñieän aùp thaáp ñeàu “chaùy giaûi tröø” vaø vaãn ñeå cho ñöôøng daây laøm vieäc lieân tuïc bình thöôøng neáu nhö doøng ngaén maïch ñuû lôùn. Trong moät soá maïng ñieän hay treân moät soá phaân ñoaïn cuûa maïng ñieän doøng ngaén maïch coù theå khoâng ñuû lôùn ñeå chaùy giaûi tröø söï coá, trong nhöõng tröôøng hôïp nhö vaäy, ngaén maïch duy trì coù theå laøm hö hoûng daây daãn cuûa caùc phaân ñoaïn ñoù. Ñeå khaéc phuïc tình traïng naøy, ngöôøi ta duøng caùc boä “haïn cheá” maéc chen vaøo ñöôøng daây caùi ôû nhöõng ñieåm noái. Boä haïn cheá laø moät loaïi caàu chì ñaëc bieät coù ñaëc tính thôøi gian trì hoaõn vaø chæ ñöùt neáu ngaén maïch duy trì.