Tải bản đầy đủ

GIÁO TRÌNH VÀ TÀI LIỆU MÔN CUNG CẤP ĐIỆN

Trường Cao Đẳng–Khoa Điện Điện Tử

LỜI NÓI ĐẦU
Tài liệu và giáo trình trong chuyên ngành Cung Cấp Điện là một nguồn tư
liệu vô giá trong việc học tập của các bạn Sinh viên. Tuy nhiên, việc trang bị
cho các bạn những kiến thức chuẩn nhất, mới nhất,cô đọng nhất về Cung Cấp
Điện là rất khó khăn. Với tiêu chí đó, chúng tôi đã trình bày một cách ngắn gọn,
xúc tích và dễ hiểu nhất.
Nội dung của giáo trình bao gồm 9 bài với các nội dung chính như sau:
Bài 1:Khái quát về hệ thống cung cấp điện.
Trong bài chủ yếu nói đến sản xuất, truyền tải và phân phối điện
Bài 2: Xác định nhu cầu điện.
Phân tích các thông số kỹ thuật cần thiết trong một hệ thống điện.
Vận dụng phù hợp các phương pháp tính toán phụ tải, vẽ được đồ thị phụ
tải, tâm phụ tải.
Chọn phương án cung cấp điện hợp lý đảm bảo các tiêu chuẩn kỹ thuật
Bài 3: Chọn Phương án cung cấp điện
Chọn được phương án cung cấp điện phù hợp với tình hình thực tế.
Phân tích được các dạng sơ đồ nối dây hệ thống điện.
Bài 4: Tính tổn thất điện áp, tổn thất công suất, tổn thất điện năng
Phân tích được tầm quan trong của các loại tổn thất trong phân phối điện

năng.
Tính toán được tổn thất điện áp, tổn thất công suất, tổn thất điện năng
trong mạng phân phối.
Bài 5: Trạm biến áp
Chọn vị trí đặt trạm phù hợp theo tiêu chuẩn kỹ thuật điện.
Đấu và vận hành trạm biến áp theo tiêu chuẩn kỹ thuật.
Bài 6: Lựa chọn các thiết bị trong lưới cung cấp điện
Phân tích được công dụng,vai trò của các thiết bị đóng cắt, bảo vệ trong
lưới điện
Lựa chọn được các thiết bị trong lưới cung cấp điện đảm bảo các thiết bị
làm việc
lâu dài theo yêu cầu kỹ thuật điện.
Bài 7: Chống sét và nối đất
Phân tích tác hại của sét và các biện pháp đề phòng.
Tính toán nối đất và thiết bị chống sét cho trạm biến áp, cho công trình,
nhà ở và cho đường dây tải điện, phù hợp với điều kiện làm việc, mục đích sử
dụng, theo tiêu chuẩn điện (TCVN).
Bài 8: Tính toán chiếu sáng
Phân tích các yêu cầu của chiếu sáng nhân tạo.
Tính chọn công suất chiếu sáng, dây dẫn, bố trí hệ thống chiếu sáng phù
hợp với điều kiện làm việc, mục đích sử dụng, và yêu cầu kỹ thuật.
1
Giáo trình môn Cung Cấp Điện dành cho sinh viên Cao Đẳng Nghề và Trung Cấp Nghề


Trường Cao Đẳng–Khoa Điện Điện Tử

Bài 9: Nâng cao hệ số công suất
Chọn được giải pháp nâng cao hệ số công suất phù hợp tình hình thực tế,
theo tiêu chuẩn Việt Nam.
Tính chọn được tụ bù thích hợp để nâng cao được hệ số công suất.
Toàn bộ giáo trình được biên soạn theo chương trình của Bộ Lao động
Thương binh và Xã hội dùng cho sinh viên trình độ Cao đẳng và Trung cấp nghề
điện công nghiệp.Ngoài ra , giáo trình Cung Cấp Điện còn là tài liệu tham khảo
cho các kỹ sư học nghành điện.
Trong quá trình biên soạn giáo trình chúng tôi đã tham khảo nhiều tài liệu,
tạp chí chuyên ngành. Tuy nhiên, không tránh khỏi những thiếu sót, chúng tôi
rất mong được sự đóng góp ý kiến để giáo trình hoàn thiệt hơn.
TRƯỜNG CAO ĐẲNG


Biên Soạn :

2
Giáo trình môn Cung Cấp Điện dành cho sinh viên Cao Đẳng Nghề và Trung Cấp Nghề


Trường Cao Đẳng–Khoa Điện Điện Tử

GIÀO TRÌNH
Dùng cho các lớp cao đẳng nghề điện
Tài liệu lưu hành nội bộ
BÀI 1: KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN
1.1.

NGUỒN NĂNG LƯỢNG TỰ NHIÊN VÀ ĐẶC ĐIỂM CỦA NĂNG
LƯỢNG ĐIỆN.
1.1.1. Nguồn năng lượng thiên nhiên.

Trong tự nhiên năng lượng tồn tại dưới nhiều dạng khác nhau như: Than
đá, nước, dầu khí …Do sự phát triển của nền sản xuất và nhu cầu hoạt động của
con người với mục đích khác nhau. Do đó con người đòi hỏi phải khai thác và
biến đổi các nguồn năng lượng đó thành các dạng năng lượng khác phù hợp với
mục đích yêu cầu sản xuất, sinh hoạt. Một trong những sản phẩm có vị trí quan
trọng từ các nguồn năng lượng đó năng lượng điện.
Năng lượng điện hay còn gọi là điện năng: là sự biến đổi các dạng năng
lượng khác nhau thành năng lượng điện.
Ưu điểm của năng lượng điện:
Dễ truyền tải đi xa,hiệu quả sản xuất cao.
Sử dụng thuận tiện.
3
Giáo trình môn Cung Cấp Điện dành cho sinh viên Cao Đẳng Nghề và Trung Cấp Nghề


Trường Cao Đẳng–Khoa Điện Điện Tử

Dễ chuyển hoá thành các dạng năng lượng khác (nhiệt, cơ..)
1.1.2. Đặc điểm năng lượng điện.
Đặc điểm 1: Năng lượng điện không tích trữ được( Trừ một vài trường
hợp cá biệt với công suất rất nhỏ như pin,ắcqui ) vì vậy sản xuất và truyền tải
điện năng phải đảm bảo cân bằng
Đặc điểm 2: Quá trình về điện xảy ra nhanh (Quá trình sản xuất điện năng
là quá trình điện từ.) Chẳng hạn sóng điện từ lan truyền trong dây dẫn với tốc độ
lớn, xấp xỉ tốc độ ánh sáng, quá trình ngắn mạch, đóng cắt thiết bị điện, tác động
của thiết bị bảo vệ…xảy ra nhỏ hơn 1/10s. Đặc điểm này đòi hỏi phải dự kiến
hết khả năng xảy ra, tính toán đầy đủ để sử dụng rộng rãi thiết bị tự động trong
công tác vận hành điều độ hệ thống điện gồm các khâu : Bảo vệ, điều chỉnh và
điều khiển tự động sự cố đảm bảo HTĐ vận hành kinh tế, tin cậy.
Đặc điểm 3: Công nghiệp điện lực giữ vai trò quan trong trong nền sản
xuất hiện đại, liên quan chặt chẽ đến nhiều ngành kinh tế quốc dân, là một trong
những động lực tăng năng suất lao động.Gần 70% tổng số điện năng sản xuất ra
sử dụng trong sản xuất công nghiệp.
1.2. NHÀ MÁY ĐIỆN.
Hiện nay có nhiều phương pháp biến đổi các dạng nămg lượng khác như
nhiệt năng, thủy năng, năng lượng hạt nhân…, thành điện năng. Vì vậy có nhiều
kiểu nguồn phát điện khác nhau: nhà máy nhiệt điện, thủy điện, điện nguyên tử,
trạm điện gió, điện mặt trời, điện điêzel… nhưng ở nước ta nguồn điện được
sản xuất chủ yếu từ nhà máy nhiệt điện và nhà máy thuỷ điện. Sau đây trình
bày một vài nét về nguyên lý làm việc của một số dạng nguồn điện.
1.2.1. Nhà máy nhiệt điện (NĐ)
Chiếm tỷ lệ quan trọng trong tổng công suất của chung. Đây là một dạng
của nguồn điện kinh điển.
Theo con số thông kê vào năm 1998 sản lượng điện do nhà máy nhiệt điện
sản xuất thì:
Thế giới chiếm 79,5%
Việt Nam chiếm 17,5%
Quá trình biến đổi năng lượng:
Nhiệt năng → Cơ năng → Điện năng
Nguyên lý làm việc của nhà máy nhiệt điện là dùng nhiệt lượng thu được
từ than, dầu, khí đốt…làm nước bốc hơi trong nồi đáy với nhiệt độ khoảng
500oC và áp suất cao, hơi nước được truyền tới tuabin với vận tốc lớn và mang
theo năng lượng khổng lồ làm quay cánh quạt của tubin mà được gắn đồng trục
với máy phát, máy này làm quay vận tốc 3000 vòng/ phút nếu là loại máy có
một cặp cực và sinh ra suất điện động có tần số 50 hz.Để tận dụng hết năng
4
Giáo trình môn Cung Cấp Điện dành cho sinh viên Cao Đẳng Nghề và Trung Cấp Nghề


Trường Cao Đẳng–Khoa Điện Điện Tử

lượng người ta chế tạo tuabin hơi nước có nhiều tầng và nhiều bánh xe phát
động. Trên cơ sở làm việc của nhà máy nhiệt điện người ta đã xây dựng các nhà
máy nhiệt điện chạy bằng than dầu, khí đốt, địa nhiệt. Căn cứ vào dặc tính làm
việc của nhà máy nhiệt điện người ta chia ra hai loại: nhà máy nhiệt điện ngưng
hơi và nhà máy nhiệt điện rút hơi.

1.2.2.1. Nhà máy nhiệt điện ngưng hơi (NMNĐN)
Sơ đồ nhà máy nhiệt điện ngưng hơi được trình bày như hình vẽ. Từ kho
nhiên liệu (than, dầu) của hệ thống nhiên liệu (1) qua hệ thống phân phối (2),
nhiên liệu được đưa vào lò (4). Nhiên liệu này được sấy khô bằng không khí
nóng từ quạt gió (16) , qua bộ lọc không khí (15). Nước được xử lý qua bộ hâm
nước (14) đưa vào nồi hơi của lò. Trong quá trình xảy ra phản ứng cháy: Hóa
năng biến thành nhiệt năng.Khói, sau khi qua bộ hâm nước và bộ sấy không khí
(15) để tận dụng nhiệt, thoát ra ngoài ống khói nhờ máy quạt (17). Nước trong
nồi hơi nhận nhiệt năng , biến thành hơi với áp suất khoảng 130 ÷ 240 kg/cm2
và nhiệt độ 540 ÷ 565o C được dẫn đến tubin.Tại đây, áp suất và nhiệt độ hơi
nước được giảm xuống bởi quá trình biến đổi nhiệt năng thành cơ năng, làm
quay tubin và kéo theo máy phát.Như vậy cơ nang đã biến đổi thành điên năng
hòa vào hệ thống điện. Hơi nước sau khi ra khỏi tubin có thông số thấp ( áp
suất P = 0,03 ÷ 0,04 Kg/ cm2 và nhiệt độ t = 40 o C) đi vào bình ngưng (7).
Trong bình ngưng, hơi nước được đọng thành nước nhờ hệ thống tuần hoàn.
Nước làm lạnh ỏ (20 ÷ 25oC) có thể lấy từ sông, hồ bằng sự trợ giúp của bơm
tuần hoàn (8). Để loại trừ không khí lọt vào bình ngưng, bơm được chọn là loại
chân không. Từ bình ngưng (7), nước ngưng tụ được đưa qua bình gia nhiệt hạ
áp(10) và đưa đến bộ khử khí (12) nhờ bơm ngưng tụ (9). Để bù lượng nước
5
Giáo trình môn Cung Cấp Điện dành cho sinh viên Cao Đẳng Nghề và Trung Cấp Nghề


Trường Cao Đẳng–Khoa Điện Điện Tử

thiếu hụt trong quá trình làm việc một lượng nước bổ xung thường xuyên được
đưa qua bộ bộ khử khí (12).
Để ngăn ngừa sự ăn mòn đường ống và các thiết bị làm việc ở nhiệt độ
cao, trước khi dưa vào lò, nước phải được xử lý (chủ yếu là khử O 2 CO2) tại bộ
khử (12). Nước ngưng tụ và nước bổ xung sau khi được xử lý, nhờ bơm nước
(11) được đưa qua bình gia nhiết cao áp (13), bộ hâm nước (14 ) rồi được trở
về nồi hơi của lò. Người ta cũng trích một phần hơi nước ở một tầng của tubin
để cung cấp cho các bình gia nhiệt hạ áp (10), cao áp (13) và bộ khử khí (12).
Nhà máy NĐN có một số đặc điểm sau:
Thường được xây dựng gần nguồn nguyên liệu.
Hầu hết điện năng sản xuất được phát lên lưới điện cao áp.
Làm việc với phụ tải tự do
Tính linh hoạt trong vận hành kém, khởi động và tăng phụ tải chậm
Hiệu suất thấp (η= 30÷ 40 %).
Khối lượng nhiên liệu tiêu thụ lớn, khói thải làm ô nhiễm môi
trường.
1.2.1.2. Nhà máy nhiệt điện rút hơi (NMNĐR).
Nhà máy nhiệt điện rút hơi là nhà máy đồng thời sản xuất ra điện năng và
nhiệt năng. Về nguyên lý hoạt động của tubin để cung cấp cho các phụ tải nhiệt
công nghiệp và sinh hoạt. Vì vậy hiệu suất chung của nhà máy tăng lên. Do có
sự rút nhiệt phục vụ cho công nghiệp, nên NMNĐR có đặc điểm sau:
Thường được xây dựng gần phụ tải nhiệt
Điện năng sản xuất chủ yếu cung cấp điện áp ở cấp điện áp máy
phát
Đảm bảo hiệu suất cao, đồ thị phụ tải điện phụ thuộc vào đồ thị phụ
tải nhiệt
Tính linh hoạt trong vận hành kem
Hiệu suất cao hơn NMNĐN (60÷ 70%)
Công suất của một số nhà máy nhiệt điện:
Nhà máy nhiệt điện Thủ Đức có công suất 200Mw
Nhà máy nhiệt điện Bà Rịa có công suất 200Mw
Nhà máy nhiệt điện Phú Mỹ có công suất 2000Mw
Nhà náy nhiệt điện Phả Lại 1 có công suất 400MW
Nhà náy nhiệt điện Phả Lại 2 có công suất 600MW
Nhà náy nhiệt điện Uông Bí có công suất 400MW
1.3. Nhà Máy Thủy Điện (TĐ)
Đây là một loại công trình thuỷ lợi nhằm sử dụng năng lượng nguồn nước
làm quay trục tuốc bin để phát ra điện. như vậy nhà máy thuỷ điện quá trình biến
đổi năng lượng là:
6
Giáo trình môn Cung Cấp Điện dành cho sinh viên Cao Đẳng Nghề và Trung Cấp Nghề


Trường Cao Đẳng–Khoa Điện Điện Tử

Thuỷ năng → Cơ năng→ Điện năng

Hồ chứa
nước

H
Tuốc-bin Cơ khí

Máy phát

Điện
năng

Nguồn
xoay
chiều ba
pha

Sơ đồ nguyên lý nhà máy thuỷ điện

Công suất nhà máy thuỷ điện được xác định bởi công thức :
P = 9,81.η.Q.H (Mw).
Trong đó
Q : là lưu lượng nước(m3/s) ,
H : là độ cao cột nước (m).
η : hiệu suất tuốc bin
Động cơ sơ cấp là tuốc-bin nước, nối dọc trục với máy phát. Tuốc-bin
nước là loại động cơ biến động .
Nhà máy thủy điện có hai loại là lọai có đập ngăn nước và loại dùng máng dẫn
nước:
Loại đập ngăn: thường xây dựng ở những con sông có lưu lượng nước lớn
nhưng độ dốc ít. Đập xây chắn ngang sông để tạo độ chênh lệch mực nước hai bên đập.
Gian máy và trạm phân phối xây ngay bên cạnh, trên đập. Để bảo đảm nước dùng cho cả
năm, các bể chứa được xây dựng rất lớn. Ví dụ như: nhà máy thủy điện Sông Đà, Trị
An…
Loại có máng dẫn: thường xây dựng ở những con sông có lưu
lượng nước ít nhưng độ dốc lớn. Nước từ mựcnước cao, qua máng dẫn làm quay
tuốc-bin của máy phát. Người ta cũng ngăn đập để dự trữ nước cho cả năm.
So với nhà máy nhiệt điện, nhà máy thủy điện rẻ từ (3 ÷ 5 )lần. Thời gian
khởi động rất nhanh ( 5 ÷ 15 ) phút, việc điều chỉnh phụ tải điện nhanh chóng và
rộng.

7
Giáo trình môn Cung Cấp Điện dành cho sinh viên Cao Đẳng Nghề và Trung Cấp Nghề


Trường Cao Đẳng–Khoa Điện Điện Tử

Tuy nhiên vốn đầu tư rất lớn, thời gian xây dựng lâu. Vì vậy song song với
việc xây dựng các nhà máy thủy điện, ta phải xây dựng các nhà máy nhiệt điện
có công suất lớn nhằm thúc đẩy tốc độ điện khí hóa trong cả nước.
Nhà máy thủy điện có đặc điểm sau:
Nhược điểm:
Phải có địa hình phù hợp và lượng mưa dồi giàu
Vốn đầu tư xây dựng lớn, thời gian xây dựng kéo dài.
Xa trung tâm phụ tải, chi phí truyền tải phân phối cao.
Phụ thuộc vào tự nhiên.
Ưu điểm:
Không ô nhiễm môi trường.
Vận hành linh hoạt: thời gian khởi động và mang tải chỉ mất từ 3 đến 5
phút. Trong khi đó đối với nhiệt điện, để khởi động một tổ máy phải mất 6 ÷ 8
giờ.
Số người vận hành nhà máy ít.
Ít xảy ra sự cố.
Tự động hoá dễ thực hiện.
Không cần tác nhân bảo quản nhiên liệu.
Hiệu suất cao 85 ÷ 90%.
Giá thành điện năng thấp.
Thoáng mát, có thể kết hợp với hệ thống thuỷ lợi giao thông đường
thuỷ và nuôi trồng thuỷ hải sản.
Công suất của một số nhà máy thủy điện ở nước ta:
Nhà máy Thuỷ điện Đa Nhim có 4t x 40Mw
Nhà máy Thuỷ điện Trị An 2t x 100Mw
Nhà máy Thuỷ điện Thác Mơ 2t x 60Mw
Nhà máy Thuỷ điện Yaly 4t x 180Mw
Nhà máy Thuỷ điện Hoà Bình 8t x 240Mw.
Nước ta có trên 2200 sông suối lớn nhỏ với tổng tiềm năng theo lý thuyết
khoảng 300 tỷ kwh mỗi năm và tiềm năng kinh tế kỹ thuật khoảng 80÷ 100tyr
kwh, hiện nay mới
khai thác được 22,5%.
1.4. Nhà máy điện nguyên tử (ĐNT)

8
Giáo trình môn Cung Cấp Điện dành cho sinh viên Cao Đẳng Nghề và Trung Cấp Nghề


Trường Cao Đẳng–Khoa Điện Điện Tử

2

8

4

3

1

5

9

7
6

14

11
12

10
13

Sơ đồ sản xuất điện năng của nhà máy điện nguyên tử

Năng lượng nguyên tử được sử dụng qua nhiệt năng ta thu được khi phá
vỡ liên kết hạt nhân nguyên tử của một số chất ở trong lò phản ứng hạt nhân.
Nhà máy điện nguyên tử biến nhiệt năng trong lò phản ứng hạt nhân thành điện
năng. Thực chất nhà máy điện nguyên tử là một nhà máy nhiệt điện, nhưng lò hơi
được thay bằng lò hơi được thay bằng lò phản ứng hạt nhân.Theo tính toán, mỗi kg
Uran có thể sinh ra nhiệt lượng tương đương 2700 tấn than tiêu chuẩn.
Để tránh tác hại của các tia phóng xạ đến công nhân làm việc ở gian máy,
nhà máy điện nguyên tử có hai đường vòng khép kín:
Đường vòng 1: gồm lò phản ứng hạt nhân 1 và các ống dẫn 5 đặt trong ộ
trao nhiệt 4. Nhờ bơm 6 nên có áp suất 100at sẽ tuần hoàn chạy qua các ống của
lò phản ứng và được đốt nóng đến 270o C. Bộ lọc 7 dùng để lọc các hạt rắn có
trong nước trước khi đi vào lò.
Đường vòng 2: gồm bộ trao nhiệt 4, tuốc-bin 8, bình ngưng 9. Nước lạnh
qua bộ trao đổi nhiệt 4 sẽ hấp thụ nhiệt và biến thành hơi có áp suất 12,5at, nhiệt
độ 260o C. Hơi nước này làm quay tuốc-bin 8 và máy phát 14, sau đó ngưng
đọng lại thành nước ở bình ngưng 9, được bơm 11 đưa trở về bộ trao đổi nhiệt.
Hiệu suất của các nhà máy điện nguyên tử hiện nay khoảng ( 20 ÷ 30 )% ,
công suất đạt đến 600 000KW.
Nhà máy điện nguyên tử có đặc điểm
Khả năng làm việc độc lập.
Khối lượng nhiên liệu nhỏ.
Vận hành linh hoạt, sử dụng đồ thị phụ tải tự do.
Không thải khói ra ngoài khí quyển.
Vốn xây dựng lớn, hiệu suất cao hơn nhà máy nhiệt điện.
Nước ta có trữ lượng Uran khá lớn. Dự kiến đến năm 2017 nước ta đưa
vào vận hành nhà máy điện nguyên tử đầu tiên với công suất 1000MW và đến
năm 2020 tổng công suất đạt 4000MW.
9
Giáo trình môn Cung Cấp Điện dành cho sinh viên Cao Đẳng Nghề và Trung Cấp Nghề


Trường Cao Đẳng–Khoa Điện Điện Tử

Hiện có 5 quốc gia dẫn đầu về sản lượng điện hạt nhân, đó là: Mỹ: 780 tỉ
kWh; Pháp: 415 tỉ kWh; Nhật: 313 tỉ kWh; Đức: 162 tỉ kWh và Nga: 130 tỉ
kWh, và một số quốc gia có tỉ trọng điện hạt nhân đặc biệt cao như Lithunia:
80%; Pháp: 78%; Slovakia: 65% và Bỉ: 57%. Theo dự báo, công suất điện hạt
nhân sẽ tăng từ 363.000 MW vào năm 2004 lên tới 392.000 MW vào năm 2010
và lên tới 407.000MW vào năm 2015. Lượng gia tăng công suất này có tới 95%
thuộc khu vực châu Á, trong đó, Trung Quốc: 19.000 MW, Hàn Quốc: 15.000
MW, Nhật Bản: 11.000 MW và Ấn Độ: 6.000
Ngày nay còn có các trạm phát điện dùng năng lượng gió, năng lương mặt
trời …sử dụng ở những nơi không có mạng điện quốc gia truyền tải tới.
1.5. MẠNG LƯỚI ĐIỆN.
1.5.1. Khái quát
Điện năng dược sản xuất tại nhà máy điện sẽ được truyền tải, phân phối
tới các hộ tiêu thụ nhờ mạng lưới điện.
Mạng điện là tập hợp gồm có các trạm biến áp, trạm đóng cắt, các đường
dây trên không và dây cáp.
1.5.2. Phân loại.
Phân loại theo dòng điện, điện áp danh định, chức năng thực hiện, tính
chất của hộ tiêu thụ,hình dáng của sơ đồ…
1.5.2.1. Theo dòng điện.
AC : thường sử dụng mạng xoay chiều 3 pha tân số 50 Hz, một số nước
sử dụng tần số 60 Hz.
DC : để truyền tải công suất hay liên kết các hệ thống điện với nhau,
ngoài ra còn sử dụng một số lĩnh vực như hó chất, điện khí hóa giao thông,
truyền động điện..
1.5.2.2.Theo điện áp
Mạng siêu cao áp Uđm ≥ 220Kv
Mạng cao áp
Uđm =35 ÷220KV
Mạng trung thế
Uđm = 11÷ 22KV
Mạng hạ áp
U< 1000V
1.5.2.3.Theo hình dáng sơ đồ
Mạng kín : các hộ tiêu thụ nhậ điện năng ít nhất từ hai phía, mạng này
tính toán khó khăn, vận hành phức tạp nhưng mức đảm bảo cung cấp điện cao.
10
Giáo trình môn Cung Cấp Điện dành cho sinh viên Cao Đẳng Nghề và Trung Cấp Nghề


Trường Cao Đẳng–Khoa Điện Điện Tử

Mạng hở: Các hộ tiêu thụ được cấp điện từ một phía.Vân. hành đơn giản,
dễ tính,mức bảo đảm cung cấp thấp.
.
1.5.2.4.Theo nhiệm vụ, chức năng.
Mạng chuyển tải hệ thống: có cấp điện áp từ 330 đến 1150 Kv, có nhiệm
vụ tạo thành hệ thống hợp nhất giữa các nhà máy có công suất lớn, đảm bảo
chúng vận hành như một hệ thống nhất và đồng thời đảm bảo chuyển tải hết
công suất phát ra từ các nhà máy điện đó.mạng chuyển tải hệ thống được thực
hiện việc nối kết hệ thống, nghĩa là nối kết trên một khoảng cách rất lớn giữa các
hệ thống điện.Mạng chuyển tải HT được điều khiển vận hành từ một trung tâm
điều độ hợp nhất quốc gia.
Mạng cung cấp: Hay còn gọi là mạng khu vực,nhiệm vụ truyền tải điện
năng từ các trạm biến áp chuyển tải của HT và đoi khi nhận điện từ thanh cái
110Kv-220KV của tram tăng áp của các nhà máy điện để cung cấp cho các trạm
nguồn của mạng phân phối, nghĩa là đưa đến trạm biến áp khu vực.Mạng cung
cấp thường là mạng kín
Mạng phân phối:Hay còn gọi là mạng điện địa phương, truyền tải điện
năng với khoảng cách không lớn từ thanh cái thứ cấp của TBA khu vực đến các
hộ tiêu thụ công nghiệp, nông nghiệp, thành phố.Thường là mạng kín làm việc
theo chế độ mạng hở.
1.6. HỘ TIÊU THỤ
Những đặc điểm của hộ tiêu thụ:
Hộ tiêu thụ điện là một bộ phận quan trọng của hệ thống cung cấp điện,
nhằm biến đổi điện năng thành các dạng năng lượng khác để sử dụng trong sản
xuất hoặc dân dụng.
1.6.1.Hộ loại 1
Là những hộ tiêu thụ điện năng mà khi hệ thống cung cấp điện bị sự cố sẽ
gây ra thiệt hại về tính mạng con người hoặc ảnh hưởng về chính trị. Thời gian
cho phép mất điện đối với hộ loại 1 bằng thời gian tự động cấp nguồn dự phòng
trở lại. Đối với hộ loại 1 thường phải sử dụng hai nguồn cung cấp, đường dây
hai lộ, trạm có hai máy biến áp hoặc có nguồn dự phòng… nhằm giảm xác xuất
mất điện xuống rất nhỏ.
VD: nhà máy hóa chất, sân bay, bến cảng, văn phòng chính phủ, phòng
mổ bệnh viện..
1.6.2. Hộ loại 2

11
Giáo trình môn Cung Cấp Điện dành cho sinh viên Cao Đẳng Nghề và Trung Cấp Nghề


Trường Cao Đẳng–Khoa Điện Điện Tử

Là những hộ tiêu thụ mà khi bị ngừng cung cấp điện chỉ dẫn đến những
thiệt hại về kinh tế do ngừng trệ sản xuất, hư hỏng sản phẩm, lãng phí lao
động… Thời gian cho phép mất điện đối với hộ loại 2 bằng thời gian cấp nguồn
dự phòng trở lại, được thao tác bằng tay. Phương án cung cấp cho hộ loại 2, có
hoặc không có nguồn dự phòng, đường dây đơn hoặc kép…
VD : Nhà máy cơ khí, nhà máy thực phẩm, trạm bơm.
1.6.3. Hộ loại 3
Là những hộ cho phép cung cấp điện với mức độ tin cậy thấp, nghĩa là
cho phép mất điện trong thời gian sữa chữa, thay thế thiết bị sự cố, nhưng
thường không quá 24 giờ. Đó thường là những hộ thuộc phân xưởng phụ, nhà
kho, hoặc một bộ phận của mạng cung cấp nông nghiệp. Phương án cung cấp
cho hộ loại 3 có thể dùng một nguồn, đường dây một lộ.
VD: Khu dân cư, trường học, …
1.7.HỆ THỐNG BẢO VỆ.
Ngoài các máy phát điện, các đường dây tải và các máy biến áp, cần có
các thiết bị khác để vân hành và bảo vệ hệ thống điện. Một vài thiết bị bảo vệ
được mắc trực tiếp vào mạch và được gọi là cơ cấu chuyển mạch. Chúng bao
gồm máy cắt, cầu dao ngắt mạch, cầu chì và thiết bị chống sét. Các thiết bị này
cần thiết để ngưng cấp năng lượng cho vận hành bình thường hay vận hành sự
cố. Các thiết bị điều khiển và các rơle bảo vệ được lắp đặt trên bảng điều khiển
tại các trạm điều khiển.
1.8. TRUNG TÂM ĐIỀU ĐỘ HỆ THỐNG ĐIỆN
Trung tâm điều độ hệ thống hiện đại ngày nay được trang bị máy tính trực
tuyến đảm bảo sử lý tất cả các hệ thống thông qua hệ thống thu nhận tín hiệu từ
xa. Các máy tính vận hành theo cấu trúc phân cấp nhằm phối hợp một cách thích
hợp các yêu cầu về chức năng khác nhau trong vận hành bình thường cũng như
trong điều kiện vận hành khẩn cấp. Mỗi trung tâm điều độ hệ thống có một bảng
điều khiển. Bảng này bao gồm phần tử hiển thị, bàn phím, đèn báo. Các máy
tính có thể đưa ra các cảnh báo cho hệ thống cho các điều độ viên tiến hành điều
chỉnh và ra quyết định thực hiện chúng với sự giúp đỡ của máy tính.
1.9. NHỮNG YÊU CẦU VÀ NỘI DUNG CHỦ YẾU KHI THIẾT KẾ HỆ
THỐNG
CUNG CẤP ĐIỆN.
1.9.1. Những yêu cầu
Khi xây dựng hệ thống điện cần đảm bảo các yêu cầu sau:
12
Giáo trình môn Cung Cấp Điện dành cho sinh viên Cao Đẳng Nghề và Trung Cấp Nghề


Trường Cao Đẳng–Khoa Điện Điện Tử

1.9.1.1.Độ tin cậy cung cấp điện
Độ tin cậy cung cấp điện thể hiện qua khả năng liên tục cung cấp điện. Độ
liên tục cung cấp điện tính bằng thời gian mất điện trung bình năm cho một hộ
tiêu thụ.
Độ tin cậy cung cấp điện càng cao thì khả năng mất điện càng thấp và
ngược lại
Tùy thuộc vào hộ tiêu thụ loại nào, trong điều kiện cho phép người ta cố
gắng chọn phương án cung cấp điện có độ tin cậy càng cao càng tốt.
1.9.1.2.Chất lượng điện
Chất điện được đánh giá bằng chỉ tiêu đảm bảo độ lệch, độ dao động điện
áp và tần số cơ bản nằm trong phạm vi cho phép so với định mức
Chỉ tiêu về tần số
Độ lệch tần số: là hiệu giữa giá trị thực tế của tần số cơ bản với giá trị
danh định của nó:
∆ f = f – fđm (Hz)
Hoặc:

∆f=

f − f đm
.100(%)
f đm

Độ lệch tần số cho phép theo tiêu chuẩn Việt Nam là ± 0,5Hz
Độ dao động tần số: là hiệu giữa giá trị lớn nhất và nhỏ nhất của tần số
Chỉ tiêu điện áp :
Độ lệch điện áp:là hiệu giữa giá trị thực tế của điện áp với giá trị danh
định phát sinh khi thay đổi chế độ làm việc tương đối chậm (dưới 1%):
∆ U = U – Uđm
V
Hoặc:

∆U=

U − U đm
.100(%)
U đm

Độ lệch điện ápcho phép theo tiêu chuẩn Việt Nam là -10 % và ± 5%
Độ dao động điện áp: là hiệu giữa giá trị lớn nhất và nhỏ nhất của điện áp
∆V=

U max − U min
.100(%)
U đm

∆ V cho phép là 10%
1.9.1.3. An toàn cung cấp điện.
Hệ thống vận hành phải được an toàn đối với người và thiết bị. Vì vậy
phải chọn sơ đồ cung cấp điện hợp lý rõ ràng, mạch lạc để tránh nhầm lẫn trong
13
Giáo trình môn Cung Cấp Điện dành cho sinh viên Cao Đẳng Nghề và Trung Cấp Nghề


Trường Cao Đẳng–Khoa Điện Điện Tử

vận hành, thiết bị chọn đúng chủng loại. Người vận hành phải phải chấp hành
tuyệt đối những qui định về an toàn sử dụng điện.
1.9.1.4 Kinh tế.
Chi phí vốn đầu tư thấp nhất.
Ngoài những chỉ tiêu trên khi thiết kế một hệ thống cung cấp điện ta cần
quan tâm các vấn đề như: điều kiện để thu hồi vốn nhanh, thời gian xây dựng hệ
thống cung cấp, và sự thuận lợi của việc mở rộng hệ thống cung cấp khi yêu cầu
của phụ tải tăng.
1.9.2. Các bước khi thiết kế cung cấp điện.
Tùy quy mô công trình lớn hay nhỏ mà các bước thiết kế có thể phân ra tỷ
mỷ hoặc gộp lại với nhau. Nhìn chung có thể phân ra các bước như sau:
Bước 1: Thu thập dữ liệu ban đầu.
Nhiệm vụ mục đích thiết kế cung cấp điện.
Đặc điểm quá trình công nghệ của công trình sẽ được cung cấp điện.
Dữ liệu về nguồn điện: công suất,hướng cấp điệnkhoảng cách đến hộ tiêu
thụ
Dữ liệu về nguồn điện: Công suất, hướng cấp điện, khoảng cách đến hộ
tiêu thụ.
Dữ liệu phụ tải : công suất, phân bố,phân loại hộ tiêu thụ.
Bước 2: Tính phụ tải tính toán
Danh mục thiết bị điện.
Tính phụ tải động lực.
Tính phụ tải chiếu sáng.
Bước 3 : Chọn TBA,TPP.
Chọn dung lượng, số lượng, vị trí của TBA,TPP.
Chọn số lượng, vị trí của tủ phân phối, tủ động lực ở mạng hạ áp .
Bước 4: Xác định phương án cung cấp điện.
Mạng cao áp
Mạng hạ áp.
Sơ đồ nối dây của TBA,TPP.
Bước 5: tính tóa ngắn mạch.
Tính toán ngắn mạch trong mạng cao áp.
Tính toán ngắn mạhc trong mạng hạ áp.
Bước 6 : Lựa chọn các thiết bị điện
Lựa chọn MBA
Lựa chọn tiết diện dây dẫn.
Lựa chọn thiết bị cao áp
Lựa chọn thiết bị điện hạ áp.
Bước 7: Tính toán chống sét và nối đất
Tính toán chống sét cho trạm biến áp
Tính toán chống sét cho đường dây cao áp.
14
Giáo trình môn Cung Cấp Điện dành cho sinh viên Cao Đẳng Nghề và Trung Cấp Nghề


Trường Cao Đẳng–Khoa Điện Điện Tử

Tính toán nối đất trung tính cho MBA hạ áp.
Bước 8 : Tính toán tiết kiệm điện và nâng cao hệ số cosϕ .
Các phương pháp tiết kiệm điện và năng cao hệ số cosϕ tự nhiên.
Phương pháp bù bằng tụ điện bù : Xác định dung lượng bù, phân phối tụ
điện bù trong mạng cao áp và hạ áp.
Bước 9 : Bảo vệ Rơle và tự động hóa
Bảo vệ Rơle cho MBA, đường dây cao áp, các thiết bị điện có công suất
lớn,quan trọng
Các biện pháp tự động hóa
Các biện pháp thông tin điều khiển.
Bước 10 : Hồ sơ thiết cung cấp điện
Bảng thống kê các dữ liệu ban đầu.
Bản vẽ mặt bằng công trình và phân bố phụ tải.
Bản vẽ sơ đồ nguyên lý cung cấp điện mạng cao áp ,mạng hạ áp, mạng
chiếu sáng .
Bản vẽ chi tiết các bộ phận như bảo vệ Rơle,đo lường, tự động hóa, nối
đất,thiết bị chống sét..
Các chỉ dẫn về vận hành và quản lý hệ thống cung cáp điện.
Tóm lại cần đảm bảo :
1.Xác định phụ tải tính toán của từng phân xưởng và của toàn xí nghiệp
để đánh giá nhu cầu và chọn phương thức cung cấp điện.
2. Xác định phương án về nguồn điện.
3. Xác định cấu trúc mạng
4. Chọn thiết bị.
5. Tính toán chống sét, nối đất chống sét và nối đất an toàn cho người vận
hành và thiết bị
6. Tính toán chỉ tiêu kinh tế – kỹ thuật cụ thể đối với mạng lưới điện sẽ
thiết kế.(các tổn thất, hệ số cosϕ, dung lượng bù. )
Tiếp theo các bước kỹ thuật là các bước thiết kế thủ công gồm các bản vẽ
kỹ thuật,những nguyên liệu cần thiết…và sơ đồ tổ chức thực hiệncông việc lắp
đặt các thiết bị điện, cuối cùng các công tác kiểm tra, điều chỉnh và thử nghiệm
các trang thiết bị,đưa vào vận hành thử và bàn giao nhà máy.
1.10. HỆ THỐNG ĐIỆN VIỆT NAM
1.10.1. Thực trạng
Theo số liệu thông tin nguồn điện vào 01/2000, tổng công suất lắp đặt
điện các nhà máy điện nước ta là 5710MW, công suất khả dụng hơn là
5382MW, trong đó thuỷ điện chiếm 54%, nhiệt điện chiếm 22%, diesel và tuốc
bin khí 24%.
Hiện nay ngành đã cung cấp điện cho 100% số huyện, 81,8% số xã,
73,5% số hộ nông dân. Mức độ phủ điện tới các hộ vùng sâu vùng xa đã cao hơn
15
Giáo trình môn Cung Cấp Điện dành cho sinh viên Cao Đẳng Nghề và Trung Cấp Nghề


Trường Cao Đẳng–Khoa Điện Điện Tử

so với các nước khu vực. Tuy nhiên, tổn hao điện năng còn cao (năm 1999 tổn
hao là 15,5%).
Hệ thống điện 500kV bắt đầu vận hành từ năm 1994, với việc dưa vào
vận hành đường dây 500kV Bắc –Nam dài gần 1500km và các trạm 500kV Hòa
Bình, Pleiku và Phú lâm công suất mỗi trạm 900 MVA. Hiện nay tổng chiều dài
các đường dây 500kV đã là 1534 km
1.10.2. Định hướng phát triển ngành điện lực Việt Nam.
- Đầu tư chiều sâu, cải tạo nẩn cấp, hiện đại hóa đối với các cơ sở nguồn
và lưới hiện có, đồng thời phát triển nguồn và lưới mới mốt cách đồng bộ.
Phát triển các công trình thủy điện để tận dụng khai thác nguồn thủy năng
của đất nước.
Phối hợp với các nước trong khu vực nghiên cứu và phát triển dự án liên
kết lưới điện khu vực để trao đổi và nhập khẩu điện.
Điện khí hóa nông thôn và mô hình quản lý lưới điện nông thôn hợp lý ,
có hiệu quả.
Thu hút vốn đầu tư trực tiếp của nước ngoài và các thành phần trong nước
tham gia vào phát triển nguồn lưới điện.

Câu hỏi ôn tập:
1. Trình bày sơ đồ và nguyên lý làm việc của nhà máy nhiệt điện.
2. Trình bày sơ đồ và nguyên lý làm việc của nhà máy thủy điên điện
3. Trình bày sơ đồ và nguyên lý làm việc của nhà máy điện nguyên tử.
4. Nêu ưu khuyết điểm của từng nhà máy điện
5. Những yêu cầu cơ bản của hệ thống điện là gì? Các bước tiến hành khi
thiết kế cấp điện.

16
Giáo trình môn Cung Cấp Điện dành cho sinh viên Cao Đẳng Nghề và Trung Cấp Nghề


Trường Cao Đẳng–Khoa Điện Điện Tử

BÀI 2: XÁC ĐỊNH NHU CẦU ĐIỆN
2.1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Nhu cầu tiêu thụ điện năng là vấn đề cần được xác định khi cung cấp điện
cho các phân xưởng , cho xí nghiệp. Việc xác định nhu cầu về điện là vấn đề
giải bài toán dự báo phụ tải ngắn hạn hoặc dài hạn.
Dự báo ngắn hạn là xác định phụ tải của công trình ngay sau khi đưa công trình
vào hoạt động, Lúc đấy ta gọi là phụ tải tính toán.
Dự báo dài hạn là dự báo phụ tải sẽ phát triển trong vài năm sau khi đưa
công trình vào hoạt động.
Phụ tải điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố công suất và số lượng của các
thiết bị. Chế độ vận hành của các thiết bị, quy trình công nghệ sản xuất...
Qua những nhận xét trên ta thấy phụ tải tính toán là việc cần xác định
chính xác và là nhiệm vụ rất quan trọng. Do đó điều đầu tiên là phải xác định
phụ tải tính toán. Nếu ta xác định phụ tải tính toán nhỏ hơn phụ tải thực sẽ làm
giảm tuổi thọ của các thiết bị, ngược lại sẽ gây lãng phí. Để xác định phụ tải tính
toán ta có thể chia ra làm những nhóm sau đây:
2.1.1. Nhóm 1:
17
Giáo trình môn Cung Cấp Điện dành cho sinh viên Cao Đẳng Nghề và Trung Cấp Nghề


Trường Cao Đẳng–Khoa Điện Điện Tử

Là nhóm các phương pháp tính toán được dựa trên kinh nghiệm thiết kế
và sự vận hành mà người ta tổng kết lại để đưa ra các hệ số tính toán. Phương
pháp này thuận tiện trong tính toán nhưng chỉ đưa ra được chỉ số gần đúng. Khi
sử dụng phương pháp tính toán của nhóm một có thể sử dụng các phương pháp
sau:
Phương pháp tính toán theo hệ số yêu cầu
Phương pháp tính theo xuất tiêu thụ điện năng cho một đơn vị sản
xuất
Phương pháp tính toán theo xuất tiêu thụ của phụ tải trên đơn vị
diện tích sản xuất.
2.1.2. Nhóm 2
Là nhóm tính toán dựa trên cơ sở lý thuyết. Phương pháp này có kể đến
nhiều yếu tố do đó kết quả tính toán chính xác hơn nhưng tính toán phức tạp.
Trong quá trình sử dụng phương pháp cơ sở lý thuyết thì có các phương pháp sử
dụng sau:
Phương pháp tính theo công suất trung bình và hệ số hình dạng của
đồ thị phụ tải
Phương pháp tính theo công suất trung bình và phương sai phụ
tải(phương pháp thống kê)
Phương pháp tính theo công suất trung bình và hệ số cực
đại(phương pháp số thiết bị hiệu quả)
2.2. ĐỒ THỊ PHỤ TẢI ĐIỆN
Đồ thị phụ tải là một hàm được biểu diễn sự thay đổi của phụ tải theo
thời gian, nó phụ thuộc vào các yếu tố như: đặc điểm quá trình công nghệ, chế
độ vận hành... Tuy nhiên mỗi loại hộ tiêu thụ cũng có thể đưa ra một dạng đồ thị
phụ tải điển hình
Khi thiết kế nếu biết đồ thị phụ tải điển hình thì có thể chọn các thiết bị
điện tính được năng tiêu thụ. Lúc vận hành nếu biết đồ thị phụ tải thì có thể định
được phương thức vận hành các thiết bị sao cho hợp lý. Các nhà máy phát điện
cần phải biết đồ thị phụ tải của các hộ tiêu thụ để định phươmg thức vận hành
của máy phát để phù hợp với yêu cầu của phụ tải
P
(kw)
Pma
x

Pmi
n

0

5

7

11 1

1
18

2

2

2

t (giờ)

8 viên
0 2Cao4 Đẳng Nghề và Trung Cấp Nghề
Giáo trình môn Cung Cấp Điện dành cho4 sinh

Đồ Thị phụ tải


Trường Cao Đẳng–Khoa Điện Điện Tử

Qua các vấn đề trên ta thấy đồ thị phụ tải là thông số rất quan trọng cần
phải có trong quá trình thiết kế cung cấp và vận hành máy điện . Tùy theo yêu
cầu sử dụng mà ta có các loại đồ thị phụ tải khác nhau: đồ thị phụ tải tác dụng
P(t), đồ thị công suất phản kháng Q(t), đồ thị điện năng tiêu thụ A(t). Nếu phân
theo thời gian để khảo sát thì ta có đồ thị phụ tải hằng ngày, hàng tháng, hàng
năm.
2.2.1. Đồ thị phụ tải hàng ngày
Là đồ thị một ngày đêm (24 giờ). Đồ thị phụ tải hàng ngày có thể vẽ được
là do máy tự ghi hay ghi nhận theo từng khoảng thời gian nhất định. Đồ thị phụ
tải hàng ngày thường được vẽ theo hình bậc thang để thuận tiện cho việc tính
toán.
Đồ thị phụ tải hàng ngày cho biết nhịp độ tiêu thụ điện năng hàng ngày
của hộ tiêu thụ qua đó có thể định được quy trình vận hành hợp lý (điều chỉnh
dung lượng máy biến áp, dung lượng bù......), nhằm đạt được đồ thị phụ tải
tương đối hợp lý bằng phẳng mà như vậy thì giảm được tổn hao trong mạng và
đạt được vận hành kinh tế của những thiết bị. Đồ thị phụ tải hằng ngày cũng là
tài liệu làm căn cứ để chọn thiết bị điện, tính điện năng tiêu thụ.

P (kw)
Pma
x

Pmi
n

0

5

7

11 14 18 20 22 24

19

t (giờ)

Giáo trình môn Cung Cấp Điện dành cho sinh viên Cao Đẳng Nghề và Trung Cấp Nghề

Đồ Thị phụ tải Ngày


Trường Cao Đẳng–Khoa Điện Điện Tử

2.2.2. Đồ thị phụ tải hàng tháng
Đồ thị phụ tải hàng tháng được tính theo phụ tải trung bình của tháng. Đồ thị
phụ tải hàng tháng cho biết mức độ tiêu thụ điện năng của hộ tiêu thụ xãy ra
từng tháng trên nhiều năm, tương tự nhau. Qua đó có thể định ra lịch sữa chửa
bảo trì bảo dưỡng thiết bị điện một cách hợp lý kịp thời phát hiện ra các hư hỏng
trước khi xãy ra sự cố để đáp ứng yêu cầu cung cấp điện năng cho hộ tiêu thụ.
P (kw)
Pmax

Pmin

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1
0

1
1

1
2

t
(hàng tháng)

H2-3: Đồ Thị Phụ tải Hàng Tháng

2.2.3. Đồ thị phụ tải hàng năm
Đồ thị phụ tải hàng năm cho biết thời gian sử dụng công suất lớn nhất, nhỏ
nhất hoặc trung bình của hộ tiêu thụ, chiếm hết bao nhiêu thời gian trong năm,
Qua đó Pcó
thể định được công suất
của máy biến áp, chọn được
(kw)
P (kw)
P (kw) các thiết bị điện,
đánh giá mức độ sử dụng và tiêu hao điện năng.
P6
P5
P4
P3
P2
P1

03

7

11 1
4

18 20 22

24

t0
(giờ)

Đồ thị phụ tải ngày làm
việc ( 300 ngày)

7

18 20 24

t
(giờ
Đồ thị phụ tải ngày nghỉ
)
(6520
ngày)

0
600g

2400g

1630g

1915g
1355g
860g

Đồ thị phụ tải năm

Giáo trình môn Cung Cấp Điện dành cho sinh viên Cao Đẳng Nghề và Trung Cấp Nghề

H2-4: Đồ thị phụ tải năm

t
(nă
m)


Trường Cao Đẳng–Khoa Điện Điện Tử

2.3.CÁC ĐẠI LƯỢNG CƠ BẢN.
2.3.1. Công suất định mức : Pđm
Công suất định mức của thiết bị thường được nhà chế tạo ghi sẵn trong lý
lịch hoặc trên thẻ máy. Đối với động cơ, công suất định mức ghi trên thẻ máy
chính là công suất cơ ghi trên trục của động cơ. Mối liên hệ giữa công suất định
mức và công suất đầu ra của động cơ được liên hệ với nhau qua biểu thức:
Pđm = Pđặt . ηđc
Pđặt : Là công suất đặt của động cơ.(Pđ)
ηđc : Là hiệu suất của động cơ
Đối với Rotor lồng sóc thì 0.8< ηđc <0.95.V ì hiệu suất động cơ điện
tương đối cao nên để cho tính toán được đơn giản, người ta thường cho phép
bỏ qua hiệu suất, lúc này lấy
Pđ ≈ Pđm
Đối với các thiết bị điện làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại như : cần trục,
máy hàn, khi tính toán phụ tải chúng ta quy đổi về công suất định mức ở chế độ
làm việc dài hạn, tức là quy đổi về chế độ làm việc có hệ số tiếp điện ε% =
100%. Công thức quy đổi như sau:
Đối với động cơ
Pđ ∼ P’đm = Pđm ε ñm
P’đm công suất định mức đã qui đổi về chế độ làm việc dài hạn,
Pđm ,εđm các tham số định mức có trong lý lịch máy.
Đối với MBA của lò điện, công suất đặt là:
Pđ = Sđm cosϕđm
Sdm công suất biểu kiến định mức của MBA ghi trong lý lịch máy.
Đối với máy dạng biến áp (máy hàn)
21
Giáo trình môn Cung Cấp Điện dành cho sinh viên Cao Đẳng Nghề và Trung Cấp Nghề


Trường Cao Đẳng–Khoa Điện Điện Tử

P’đm=Sđm . cos ϕđm . ε ñm
2.3.2. Công suất trung bìnhPtb
Phụ tải trung bình là một đặc trưng của phụ tải trong một khoảng thời gian
nào đó. Tổng của phụ tải trung bình của các thiết bị sẽ được đánh giá giới hạn
của phụ tải tính toán
Phụ tải tính tóan trung bình sau một khoảng thời gian t bất kỳ được xác định như
sau:
t

Ptb = ∫0

t

Qtb = ∫0

P.dt
t

Q.dt
t

Phụ tải trung bình thực tế được tính theo công thức :
Đối với 1 thiết bị
p tb =

AP
t

q tb =

AQ
t

Với AP, AQ là điện năng tiêu thụ trong khỏang thời gian khảo sát (Kw,
Kvar)
Đối với một nhóm thiết bị
n

n

Ptb = ∑ pi

Q tb = ∑ qi

i=1

i=1

Phụ tải trung bình sau một ca tải lớn nhất hay sau một năm được ký hiệu
như trên nhưng thêm hệ số phụ:
Ptbmax ; Qtbmax ; hay Ptbnăm ; Qtbnăm.
Phụ tải trung bình tính theo dòng điện.
Đối với lưới điện 3 pha,ta tìm được bằng biểu thức:
Itb =

Ptb2 + Qtb2
U ñm 3

Từ các giá trị của phụ tải trung bình ta có thể xác định được phụ tải tính
toán, tính tổn thất điện năng. Phụ tải trung bình được xác định ứng với một ca
làm việc, một tháng hoặc một năm.
2.3.3. Phụ tải cực đại Pmax
Phụ tải cực đại chia ra làm 2 nhóm:
2.3.3.1. Phụ tải cực đại Pmax
Là phụ tải trung bình lớn nhất tính trong khỏang thời gian tương đối ngắn,
thời gian được tính khoảng 5-10 đến 20 phút tương ứng với một ca làm việc có
phụ tải lớn nhất trong ngày. Phụ tải cực đại đôi khi cũng được dùng như phụ tải
tính toán
22
Giáo trình môn Cung Cấp Điện dành cho sinh viên Cao Đẳng Nghề và Trung Cấp Nghề


Trường Cao Đẳng–Khoa Điện Điện Tử

Phụ tải cực đại dùng để kiểm tra tính chịu nhiệt của thiết bị, như dây dẫn
………
2.3.3.2.Phụ tải đỉnh nhọn Pđn
Là phụ tải cực đại xuất hiện từ 1-2s. Phụ tải đỉnh nhọn được dùng để kiểm
tra điều kiện tự khởi động của động cơ, thiết bị bảo vệ. Phụ tải đỉnh nhọn thường
xảy ra khi động cơ khởi động
2.3.3.3. Phụ tải tính toán Ptt
Là thành phần chủ yếu để chọn thiết bị trong cung cấp điện
Phụ tải tính toán là phụ tải giả thiết không đổi và được xem như là tương
đương với phụ tải thực tế. Khi chọn phụ tải tính toán phải đảm bảo an toàn
Sự phát nhiệt của các thiết bị thường dao động trong khoảng 30phút vì
vậy thường lấy trị số trung bình của phụ tải lớn nhất trong khoảng thời gian
30phút để làm phụ tải tính toán ( còn gọi là phụ tải nữa giờ)
2.4. CÁC HỆ SỐ TÍNH TOÁN
2.4.1. Hệ số K sử dụng: Ksd
Hệ số Ksd là hệ số giữa phụ tải tác dụng trung bình và công suất định mức
của thiết bị
Thiết bị sử dụng được sử dụng theo công thức sau:
Đối với một thiết bị:
Ptb

ksd = P
dm
Đối với một nhóm có n thiết bị:
n

Ptb
ksd = P =
dm

∑P
i =1
n

tbi

∑P
i =1

dm

Khi vẽ được đồ thị phụ tải thì hệ số sử dụng có thể được tính nếu
k sd =

P1 t 1 + P2 t 2 + ... + P1 t 1
Pñm ( t 1 + t 2 + ... + t n )

(1)

Ngoài ra ta có thể tra bảng 2-1 trang 616 sách cung cấp điện tác giả
Nguyễn Xuân Phú tìm ksd
Hoặc bảng 2-2 sách cung cấp điện tác giả Nguyễn Xuân Phú tìm ksd của
hộ tiêu thụ
Giá trị trung bình ksd và cosϕ của các hộ tiêu thụ điện
23
Giáo trình môn Cung Cấp Điện dành cho sinh viên Cao Đẳng Nghề và Trung Cấp Nghề


Trường Cao Đẳng–Khoa Điện Điện Tử

Hộ tiêu thụ

Thiết bị

Các động cơ mang tải Quạt gió, máy bơm, máy nén
đầy làm việc liên tục khí, động cơ máy phát…
Các động cơ điện của Máy vạn năng (tiện, phay bào,
các máy gia công kim
khoan, xọc…)
loại
Các máy chuyên dùng, máy tự
động, máy tổ hợp
Các dây chuyền tự động
Các máy của phân xưởng trên
Các động cơ rèn
(máy dập trục khuỷu máy rèn,
máy rèn khuôn nóng…)
Phân xưởng đúc (các tang trống
Các động cơ máy quay mài, máy nghiền bi…)
đúc
Băng tải băng nâng, truyền và
Các động cơ điện của các máy ghép bộ với chúng
các máy vận chuyển Cần trục, cầu trục, palăng điện
liên tục
trong các phân xưởng cơ khí,
Các động cơ làm
phân xưởng lắp ráp và các máy
việc ở chế độ ngắn của phân xương cơ khí, phân
hạn lặp lại liên tục xưởng lắp ráp và các phân
xưởng tương tự
Trong các phân xưởng đúc, rèn
Cũng tương tự
và các phân xưởng tương tự
Các lò điện trở thiết bị nung
Các lò điện tôi bề nóng, tủ làm việc chu kì, thùng
mặt vànung cao
nung nóng
tầng
Lò điện trở làm việc liên tục có
băn tải máy đẩy
Lò cảm ứng tần số thấp
Lò cao tần có động cơ máy phát
Lò có máy phát bằng đèn
Lò nấu chảy bằng hồ quang
Các máy biến áp hồ quang
Máy hàn điện
Các thiết bị hàn nối, hàn đường,
hàn điểm,thiết bị nung tán đinh
Các động cơ máy phát hàn một mỏ
hàn
Các động cơ máy phát hàn nhiều mỏ
Chiếu sáng điện
hàn
Đèn sợi đốt
Đèn huỳnh quang

ksd

cosϕ

0,65

0,8

0,14

0,6

0,22 –
0,25
0,6

0,65
0,7
0,66

0,25 –
0,35

0.6 –
0,65

0,3
0,7
0,6

0,45
0,06
0,45
0,09

0.7
0.75
0.6
0.75
0.88
0.3
0.35
0.35
0.7
0.8 – 0.85
0.85 – 0.9

0,95
0,35
0,7
0,87
0,87
0,35
0.55
0.65
0.7
1.0
0.95

24
Giáo trình môn Cung Cấp Điện dành cho sinh viên Cao Đẳng Nghề và Trung Cấp Nghề


Trường Cao Đẳng–Khoa Điện Điện Tử

Hệ số sử dụng nói lên mức độ sử dụng, mức độ khai thác công suất của
thiết bị điện trong một chu kỳ làm việc. Hệ số sử dụng là một số liệu dùng để
tính phụ tải tính toán.
2.4.2. Hệ số phụ tải kpt
Hệ số phụ tải hay còn gọi là hệ số mang tải la tỷ số giữa hệ số giữa công
suất thực tế với công suất định mức. Thường ta phải xét hệ số phụ tải trong một
khoảng thời gian nào đó,
Vì vậy
kpt = Pthựctế / Pđm= Ptb / Pđm
Trong trường hợp có đồ thị phụ tải thì chúng ta có thể tính hệ phụ tải theo công
thức (1) ở trên.
Hệ số phụ tải nói lên mức độ sử dụng, mức độ khai thác thiết bị điện trong
thời gian đang xét.
2.4.3. Hệ số nhu cầu knc
Hệ số nhu cầu là tỉ số giữa phụ tải tính toán và công suất định mức.
Thường hệ số kmax và knc được dùng tính cho phụ tải tác dụng. Thực tế knc thường
do kinh nghiệm vận hành được tổng kết lại
knc=Ptt /Pđm =(Ptt /Ptb).( Ptb /Pđm)=kmax.ksd
Trong thực tế hệ số nhu cầu thường do kinh nghiệm vận hành mà tổng kết lại
có thể tra bảng 2-1 trang 616 sách cung cấp điện tác giả Nguyễn Xuân Phú tìm
knc
Đối với một nhóm tiêu thụ bất kỳ, hệ số nhu cầu cũng xác định :
Knc = ksd +

1 − k sdΣ
nhq

2.4.4. Hệ số thiết bị hiệu quả nhq
Số thiết bị hiệu quả là số thiết bị có cùng công suất và chế độ làm việc.
Đòi hỏi phụ tải bằng phụ tải tính toán của nhóm phụ tải thực tế (gồm có các thiết
bị có các chế độ làm việc và công suất khác nhau)
Nếu số thiết bị nhỏ n< 4 thì nhq được tính:
2

n hq

n
 n

2
=  ∑ Pñmi  / ∑ Pñmi
 i =1
 i =1

Gọi k là tỷ số giữa công suất của thụ điện lớn nhất và thụ điện nhỏ nhất trong
nhóm:
P max

K= p
min

25
Giáo trình môn Cung Cấp Điện dành cho sinh viên Cao Đẳng Nghề và Trung Cấp Nghề


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×