Bài giảng Cung cấp điện Đại học FPT

CUNG CẤP ĐIỆN CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN (CCĐ) MỤC TIÊU Sau học xong nội dung này, sinh viên có khả năng: - Phân tích đặc điểm, yêu cầu nguồn lượng, nhà máy điện, mạng lưới điện, hộ tiêu thụ, hệ thống bảo vệ - Vận dụng yêu cầu nội dung chủ yếu thiết kế hệ thống cung cấp điện - Rèn luyện tính cẩn thận, xác nghiêm túc học tập thực công việc INE205 – CUNG CẤP ĐIỆN CHƯƠNG – KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN 1.1 Ý nghĩa hệ thống cung cấp điện • Điện sản xuất không dự trữ nó mang tính đồng thời ( trừ mợt số trường hợp cá biệt với công suất nhỏ pin, ắc quy…) Vì mọi lúc ta phải đảm bảo cân điện sản xuất với điện tiêu thụ kể tổn thất truyền tải • Điện tạo từ nguồn lượng khác ( cơ, hóa, nhiệt ) và ngược lại • Q trình tác đợng tín hiệu điện xảy nhanh Ví dụ: Sóng điện từ lan truyền dây dẫn với tốc độ  3.108 m/s Q trình q đợ xảy nhanh Vì địi hỏi sử dụng thiết bị tự động vận hành và điều khiển một cách có hiệu • Điện nguồn lượng ngành: CN nặng, CN nhẹ điều kiện quan trọng để phát triển đô thị khu dân cư INE205 – CUNG CẤP ĐIỆN CHƯƠNG – KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN Cấu trúc hệ thống điện Vạch p/a CCĐ hợp lý có ý nghĩa lớn: INE205 – CUNG CẤP ĐIỆN CHƯƠNG – KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN • Những yêu cầu thiết kế hệ thống cấp điện Tính kinh tế (vốn đầu tư ban đầu nhỏ, chi phí thấp…) Đợ tin cậy ( xác xuất điện nhỏ…) An toàn tiện lợi cho việc vận hành thiết bị • Đảm bảo chất lượng điện phạm vi cho phép Cần phối kết hợp nhiều yếu tố: + Quan tâm đến đặc điểm công nghệ tải + sở hạ tầng, kiến trúc, cấp thoát nước… + sơ đồ nối dây lưới, tổn thất điện + ví trí, cơng suất nguồn, só lượng TBA… INE205 – CUNG CẤP ĐIỆN CHƯƠNG – KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN 1.2 Các dạng nguồn điện ã in nng la sn phẩm sản suất từ nhà máy điện dạng xoay chiều pha tần số 50(60) Hz đưa lên lưới • Nguyên lý chung sản xuất điện sau: NL sơ cấp NL học NL điện INE205 – CUNG CẤP ĐIỆN CHƯƠNG – KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN 1.2 Các dạng nguồn điện 1.2.1 Nh mỏy nhit in a Cấu tạo chung Lò đốt Hơi nước áp lực cao Bao Tua bin Máy phát điện Buồng ngưng -Than -Dầu -khí đốt M,  ~ A B f=50hz C Nc làm lạnh Bm nc b sung Cht thải Nước bổ sung INE205 – CUNG CẤP ĐIỆN CHƯƠNG – KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN Hi nc ỏp lc cao 1.2 Các dạng nguồn điện 1.2.1 Nhà máy nhiệt điện b Nguyên lý làm việc Nhiệt độ tạo đốt nhiên liệu( than, dầu …) làm -Than -Dầu -khí đốt M,  ~ A B f=50hz C Nc làm lạnh núng hi nc ti thụng s cao: ( áp suất P =130  240 Kg/cm2, Chất thải Nước bổ sung to = 540  5650C) đưa đến tua bin quay máy phát dẫn đến điện INE205 – CUNG CẤP ĐIỆN CHƯƠNG – KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN Hơi nước áp lc cao 1.2 Các dạng nguồn điện 1.2.1 Nh mỏy nhiệt điện - Ưu điểm: + Tận dụng nguồn ngun liệu sẵn có -Than -Dầu -khí đốt M,  + Việc sản xuất tới đâu đưa ~ A B f=50hz C Nước lµm l¹nh lên lưới điện cao áp Chất thải - Nhược điểm: + Tính linh hoạt + Việc khởi động tăng phụ tải cao + Hiệu suất thấp 30%  40% + Khối lượng nguyên liệu lớn, làm ô nhiễm môi trường Nước bổ sung INE205 – CUNG CẤP ĐIỆN CHƯƠNG – KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG CUNG CP IN 1.2 Các dạng nguồn điện 1.2.2 Nh máy thủy điện a Cấu tạo chung -1.Hồ thượng lưu; 2.Hồ hạ lưu ; 3.Đập ngăn -4.Đường ống dẫn nước áp lực; Hợp tua bin – Máy phát -6 Cửa xả nước sau tuốc bin INE205 – CUNG CẤP ĐIỆN CHƯƠNG TÍNH TỐN CHIẾU SÁNG 4.3 Thiết kế chiếu sáng dân dụng Bước Vẽ mặt cấp điện chiếu sáng sơ đồ nguyên lý lưới điện chiếu sáng Bản vẽ mặt Sơ đồ nguyên lý 3 3 Aptomat tổng 3 3 Aptomat nhánh 3 3 3 3 3 2 3 A A A A A Dây điện đôi 2 A T 3 INE205 – CUNG CẤP ĐIỆN CHƯƠNG TÍNH TỐN CHIẾU SÁNG 4.3 Thiết kế chiếu sáng dân dụng Bước Lựa chọn kiểm tra phần tử sơ đồ ▪ Lựa chọn thiết bị bảo vệ: aptomat, cầu chì U dmA  U dmLD I dmA  I tt IcdmA  I N U dmCC  U dmLD I dCC  I tt INE205 – CUNG CẤP ĐIỆN CHƯƠNG TÍNH TỐN CHIẾU SÁNG 4.3 Thiết kế chiếu sáng dân dụng Bước Lựa chọn kiểm tra phần tử sơ đồ ▪ Lựa chọn dây dẫn • Theo điều kiện phát nóng • K1: hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ kể đến chênh lệch nhiệt độ môi trường chế tạo mơi trường đặt dây • K2: hệ số hiệu chỉnh nhiệt độ kể đến số lượng cáp đặt chung rãnh • Sau kiểm tra theo điều kiện kết hợp với thiết bị bảo vệ 1.25I dmA (ATM) 1.5 I K1 K I cp  dc (CC ) 0.8 K1 K I cp  INE205 – CUNG CẤP ĐIỆN CHƯƠNG TÍNH TỐN CHIẾU SÁNG 4.4 Thiết kế chiếu sáng công nghiệp Bước Xác định độ cao treo đèn H = h – h1 - h2 Trong đó: h – độ cao nhà xưởng h1 – khoảng cách từ trần đến bóng đèn h2 – độ cao mặt làm việc h1 h H Mặt phẳng làm việc h2 INE205 – CUNG CẤP ĐIỆN CHƯƠNG TÍNH TỐN CHIẾU SÁNG 4.4 Thiết kế chiếu sáng công nghiệp Bước Xác định khoảng cách đèn kề (L) theo tỉ số hợp lý L/H L/H bố trí nhiều dãy L/H bố trí dãy Loại đèn nơi sử dụng Chiều rộng giới hạn nhà xưởng bố trí dãy Tốt Max cho phép Tốt Max cho phép Chiếu sáng nhà xưởng dùng chao mờ sắt tráng men 2.3 3.2 1.9 2.5 1.3H Chiếu sáng nhà xưởng dùng chao vạn 1.8 2.5 1.8 2.0 1.2H Chiếu sáng quan văn phòng 1.6 1.8 1.5 1.8 1.0H INE205 – CUNG CẤP ĐIỆN CHƯƠNG TÍNH TỐN CHIẾU SÁNG 4.4 Thiết kế chiếu sáng công nghiệp Xác định hệ số phản xạ tường trần: tr = 0.7, tu = 0.5 Xác định trị số phịng (có kích thước a x b) a.b = H ( a + b) từ tr = 0.7, tu = 0.5 ,  tra hệ số sử dụng: Loại đèn trần, % tường, % 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 Chỉ số 1.0 1.1 phòng 1.25 1.5 1.75 2.0 2.25 2.5 3.0 3.5 4.0 5.0 30 10 14 19 23 26 28 30 31 33 35 37 39 40 42 43 44 45 46 Sợi đốt vạn 50 70 30 50 17 21 22 26 26 29 28 32 30 34 32 35 33 36 35 37 36 40 39 41 41 43 42 45 44 46 45 47 46 48 47 49 48 51 30 10 Đèn huỳnh quang 50 70 30 30 50 30 50 28 31 32 37 32 37 37 41 40 45 41 46 43 45 46 49 46 50 47 48 50 53 50 54 50 56 52 57 52 58 56 61 51 59 58 62 60 62 62 64 63 64 65 67 64 66 67 69 65 67 67 68 68 69 70 72 69 71 72 74 INE205 – CUNG CẤP ĐIỆN CHƯƠNG TÍNH TỐN CHIẾU SÁNG 4.4 Thiết kế chiếu sáng công nghiệp Xác định quang thơng đèn KESZ F= n.K sd Tính chất mơi trường Số lần lau bóng tháng Hệ số dự trữ Đèn tuýp Đèn sợi đốt 1.7 Nhiều bụi, khói tro, mồ hóng Mức bụi, khói trung bình 1.8 1.5 Ít bụi, khói, tro 1.5 1.3 Z: hệ số tính tốn, Z = 0.8 – 1.4 K: hệ số dự trữ Chọn bóng có cơng suất F > Ftt Vẽ sơ đồ cấp điện chiếu sáng mặt Vẽ sơ đồ nguyên lý cấp điện chiếu 10 Lựa chọn phần tử sơ đồ Tính chất khu vực làm việc - Phân xưởng yêu cầu độ chiếu sáng cao ( pha hóa chất, khí xác, đồng hồ, điện tử…) - Phịng thí nghiệm - Phịng làm việc yêu cầu độ sáng cao ( phòng thiết kế, can vẽ, văn phịng đại diện) - Nhà xưởng có u cầu chiếu sáng trung bình - Các phịng làm việc yêu cầu độ sáng bình thường Khu vực yêu cầu mức chiếu sáng thấp Đường lại, vận chuyển xí ngiệp Cầu thang, nhà cầu Emin, lx 30 20 10 INE205 – CUNG CẤP ĐIỆN CHƯƠNG TÍNH TỐN CHIẾU SÁNG 4.5 Ví dụ Thiết kế chiếu sáng cho phân xưởng khí có diện tích S = 20 x 50 = 1000 m2, h= 4.5 m; Xác định số lượng, cơng suất bóng Căn vào trần nhà cao 4.5 m, mặt làm việc h2 = 0.8 m, độ cao treo đèn cách trần h1 = 0.7 m Vậy H = 4.5 – 0.7 – 0.8 = m Tra bảng đèn sợi đốt, bóng vạn có L/H = 1.8, xác định khoảng cách bóng đèn: L = 1.8H = 1.8x3 = 5.4 m → Chọn L = 5m Đèn bố trí làm dãy cách 5m, cách tường 2.5m Mỗi dãy 10 bóng cách 5m cách tường 2.5m Tổng cộng 40 bóng INE205 – CUNG CẤP ĐIỆN CHƯƠNG TÍNH TỐN CHIẾU SÁNG 4.5 Ví dụ Xác định số lượng, cơng suất bóng 2.5 m 2.5 m 5m 20 m 5m 50 m INE205 – CUNG CẤP ĐIỆN CHƯƠNG TÍNH TỐN CHIẾU SÁNG 4.5 Ví dụ Xác định số lượng, cơng suất bóng a.b 20.50 Xác định số phòng: = = 5 H (a + b) 3(20 + 50) Lấy hệ số phản xạ tường 50% trần 70% tra sổ tay ta Ksd = 0.51 Lấy hệ số dự trữ K = 1.3, hệ số tính tốn Z = 1.1 xác định quang thơng đèn (tra bảng chọn E = 30 lx) kESZ 1,3.30.1000.1,1 F= = = 2130(lumen) n.ksd 40.0,51 INE205 – CUNG CẤP ĐIỆN CHƯƠNG TÍNH TỐN CHIẾU SÁNG 4.5 Ví dụ Xác định số lượng, cơng suất bóng Tra bảng chọn bóng 200 W có F = 2528 lm Ngồi chiếu sáng phịng sản xuất cịn đặt thêm bóng 100 Wcho phịng thay quần áo, phịng WC Tổng cơng suất tồn xưởng cần: 40 bóng 200 W + bóng 100W = 8,4 KW Quang thông Công suất (W) 10 15 25 40 60 75 100 150 200 300 500 750 1000 12 (V) 100 500 - 30 (V) 200 - Thời gian sử dụng 110 (V) 66 66 222 376 670 904 1327 2217 3100 4926 6715 12375 30500 220 (V) 197 336 506 684 1004 1722 2528 4224 7640 10875 18300 1000 INE205 – CUNG CẤP ĐIỆN CHƯƠNG TÍNH TỐN CHIẾU SÁNG 4.5 Ví dụ Thiết bị lưới điện chiếu sáng Đặt riêng tủ chiếu sáng cạnh cửa vào lấy điện từ tủ phân phối phân xưởng Tủ gồm Tủ PP aptomat tổng pha 11 aptomat nhánh pha, aptomat cấp điện cho bóng đèn Tủ CS INE205 – CUNG CẤP ĐIỆN CHƯƠNG TÍNH TỐN CHIẾU SÁNG 4.5 Ví dụ Thiết bị lưới điện chiếu sáng ✓ Chọn aptomat Chọn aptomat tổng đặt tủ PP AT đặt tủ chiếu sáng I tt = Ptt 8, = = 12.77( A) 3U dm cos 3.0,38.1 → Chọn aptomat pha 20 A Tủ PP Tủ CS Chọn aptomat nhánh: I tt = 4.200 = 3, 64(A) 220.1 → Chọn aptomat pha 10A INE205 – CUNG CẤP ĐIỆN CHƯƠNG TÍNH TỐN CHIẾU SÁNG 4.5 Ví dụ Thiết bị lưới điện chiếu sáng ✓ Chọn cáp từ tủ phân phối đến tủ chiếu sáng I 12, 77 I cp  tt = = 12, 77( A) K1 K 1.1 → Chọn cáp có tiết diện mm2 Tủ PP Tủ CS ✓ Chọn dây dẫn từ aptomat nhánh đến cụm đèn → Chọn dây có tiết diện 1.5 mm2 ✓ Kiểm tra dây dẫn với điều kiện kết hợp aptomat bảo vệ INE205 – CUNG CẤP ĐIỆN TÓM TẮT ❖ Cần phân biệt yêu cầu hệ thống chiếu sáng ❖ Phân biệt đặc điểm hình thức chiếu sáng ❖ Nhớ bước thiết kế hệ thống chiếu sáng dân dụng công nghiệp INE205 – CUNG CẤP ĐIỆN ... thiết kế điện INE205 – CUNG CẤP ĐIỆN CHƯƠNG – KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN 1.5 Những ký hiệu thường dùng vẽ thiết kế điện INE205 – CUNG CẤP ĐIỆN CHƯƠNG – KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN... cao tính liên tục cung cấp điện đến tối đa INE205 – CUNG CẤP ĐIỆN CHƯƠNG – KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN 1.4 Các hộ tiêu thụ • Phân loại: c.Theo yêu cầu liên tục cung cấp điện: c.2 Hộ tiêu... INE205 – CUNG CẤP ĐIỆN CHƯƠNG – KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN 1.3 Mạng lưới điện Điện sau sản xuất từ nguồn phát truyền tải - cung cấp - phân phối tới hộ tiêu thụ điện nhờ mạng lưới điện hộ