Các phần tử cơ bản của hệ thống điện

TS. LÊ MINH PHƯƠNG [CHƯƠNG II: CÁC PHẦN TỬ CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN] BÀIGIẢNG MÔN CUNG CẤP ĐIỆNPage1 CÁC THIẾT BỊ CƠ BẢN Các thiết bị cơ bản của nhà máy điện và trạm điện 1. Máy phát điện đồng bộ. (ký hiệu trong bản vẽ) 2. Thanh dẫn 3. Máy biến áp lực và MBA tự ngẫu 4. Máy cắt cao áp 5. Dao cách ly, dao tiếp địa. 6. Máy cắt dưới tải, cầu chì, chống sét van, kháng điện, 7. Máy biến dòng 8. Máy biến điện áp 9. Đường dây trên không 10. Cáp và dây dẫn. TS. LÊ MINH PHƯƠNG [CHƯƠNG II: CÁC PHẦN TỬ CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN] BÀIGIẢNG MÔN CUNG CẤP ĐIỆNPage2 I. MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ 1. Chức năng: Sản xuất ra điện năng và là thiết bị cơ bản của nhà máy điện. Dạng của máy điện quyết định cấu trúc và đặc điểm vận hành của toàn nhà máy. 2. Phân loại: - Máy phát tốc độ nhanh 1000-1500- 3000vòng/phút: ứng dụng trong các nhà máy nhiệt điện và nhà máy điện nguyên tử. - Máy phát tốc độ thấp hơn 1000 vòng/phút thường ứng dụng cho nhà máy thủy điện. - Công suất máy phát thường nhỏ hơn 800MW. Tuy nhiên hiện nay đang thiết kế máy phát có công suất lớn hơn. 3. Đặc điểm vân hành: - Điện áp định mức của máy phát thường cao hơn 5% so với điện áp lưới, để bù cho phần tổn hao điện áp. - Hệ số công suất máy phát phụ thuộc vào đặc tính của tải. Khi hệ số công suất tăng với dòng điện không đổi thì công suất tác dụng tăng có thể làm quá tải máy phát. Khi giảm hệ số công suất sẽ không sử dụng hết công suất của tuabin. Vì vậy phải luôn giữ cho điện áp máy phát ở giá trị định mức và không đổi. - Hệ thống kích từ của máy phát đồng bộ cấp nguồn DC cho cuộn kích từ. Trong thực tế rất hay sử dụng máy phát một chiều, hoặc bộ biến đổi công suất AC-DC. - Hệ thống làm mát máy phát thường sử dụng không khí, ngoài ra có thể sử dụng nước, dầu. - Trong trường hợp sự cố cho phép khoảng thời gian quá tải ứng với dòng quá tải: Iqt/Iđm 1,1 1,15 1,2 1,25 1,3 1,4 1,5 2,0 T(phút) 60 15 6 5 4 3 2 1 TS. LÊ MINH PHƯƠNG [CHƯƠNG II: CÁC PHẦN TỬ CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN] BÀIGIẢNG MÔN CUNG CẤP ĐIỆNPage3 II. SỨ CÁCH ĐIỆN 1. Chức năng: có nhiệm vụ đỡ dây dẫn và cách điện cho đường dây trên không cho các thiết bị phân phối của nhà máy điện và trạm biến áp. 2. Phân loại: theo kết cấu ta chia sứ cao áp ra làm hai loại: sứ đứng và sứ treo - Sứ đứng được dùng cho các đường dây trên không hạ áp và cao áp nhỏ hơn 35 kV. Sứ đứng được cố định trên cột điện hay trên xà của cột điện bằng các trụ xứ bằng kim loại Sứ đỡ kiểu thanh Sứ đỡ kiểu thanh Sứ đỡ kiểu đứng ngoài trời - Sứ treo được dùng phổ biến cho đường dây trên không điện áp từ 35 kV trở lên. Sứ treo được nối lại với nhau thành từng chuỗi. Số lượng đĩa sứ trong một chuỗi sứ phụ thuộc vào cấp điện áp của đường dây. Sứ treo Sứ treo 3. Cấu tạo: Nguyên liệu để chế tạo sứ cách điện là cao lanh (đất sét trắng), thủy tinh hoặc vật liệu composit. 4. Thông số Sứ đỡ Sứ treo Ký hiệu Dòng điện định mức Idm Dòng điện độ bền nhiệt Inh Điện áp định mức Điện áp định mức Uđm Điện áp phóng điện ướt Điện áp phóng điện ướt Updu Điện áp phóng điện khô Điện áp phóng điện khô Updk Lực phá hủy nhỏ nhất Lực phá hủy nhỏ nhất Fmin (N) Khối lượng Khối lượng m TS. LÊ MINH PHƯƠNG [CHƯƠNG II: CÁC PHẦN TỬ CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN] BÀIGIẢNG MÔN CUNG CẤP ĐIỆNPage4 5. Chọn và kiểm tra cách điện: - Sứ đỡ được chọn và kiểm tra theo tác dụng phá hủy của dòng điện ngắn mạch xung kích ixk (kA). Tải trọng xấu nhất đối với sứ là tải trọng gây nên mô men uốn lớn nhất, vì sứ chịu uốn kém hơn chịu lực kéo và và nén. luoiđm UU ≥ min 6.0 FFF cptt =≤ 27 10.76.1 1 xktt iF − ×= ak và h xk i h k ' = Trong đó: Fcp- lực cho phép tác dụng lên đầu sứ (N) Ftt- lực tính toán tác động lên đầu sứ. k- hệ số hiệu chỉnh, hệ số này có thể tính trực tiếp hoặc sử dụng bảng sau. a -Khoảng cách giữa các pha (m) - (A) – dòng điện ngắn mạch xung kích. - Sứ treo được chọn và kiểm tra theo tác dụng lực động điện và tác dụng nhiệt của dòng điện ngắn mạch max,lvđm II ≥ ∞ ≥ II nh TS. LÊ MINH PHƯƠNG [CHƯƠNG II: CÁC PHẦN TỬ CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN] BÀIGIẢNG MÔN CUNG CẤP ĐIỆNPage5 max ∞ I ,lv I - dòng làm việc lớn nhất - dòng ngắn mạch duy trì TS. LÊ MINH PHƯƠNG [CHƯƠNG II: CÁC PHẦN TỬ CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN] BÀIGIẢNG MÔN CUNG CẤP ĐIỆNPage6 III. THANH DẪN 1. Chức năng: có nhiệm vụ chuyển dòng điện từ nguồn đến thiết bị phân phối. Qua đó dòng được chuyển qua hệ thống thanh cái và chuyển vào lưới điện. 2. Phân loại: Trong mạng điện phân phối điện áp lớn hơn 1000V thường sử dụng thanh góp làm bằng đồng, nhôm, thép dạng tròn hay hình chữ nhật. 3. Thông số cơ bản - Kích thước thanh dẫn ( mmmm × ) - Dòng điện cho phép của thanh dẫn cptd I (A). 4. Lựa chọn: a. Lựa chọn thanh dẫn theo dòng điện lâu dài cho phép: 321 max, kkk I I lv cptd ≥ Trong đó: k1 - hệ số hiệu chỉnh khi thanh dẫn đặt nằm ngang: 95.0 1 =k k2 – hệ số hiệu chỉnh xét tới trường hợp nhiều thanh ghép k3 – hệ số hiệu chỉnh theo nhiệt độ môi trường TS. LÊ MINH PHƯƠNG [CHƯƠNG II: CÁC PHẦN TỬ CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN] BÀIGIẢNG MÔN CUNG CẤP ĐIỆNPage7 b. Kiểm tra thanh dẫn theo điều kiện tác dụng của dòng điện ngắn mạch: để đảm bảo độ bền cơ khí có dòng điện ngắn mạch đi qua, ứng suất tính toán của thanh dẫn không được lớn hơn ứng suất cho phép của nó: ttcp σ σ ≥ Lực cho phép uốn cong thanh dẫn: l W F cp cp σ 10 = Lực tính toán do tác động học của dòng điện ngắn mạch: 22 10.76.1 − = xktt i l F a l ttcp Trong đó: W - mô men cản, cm 3 - chiều dài khoảng cách giữa hai sứ, cm a- Khoảng cách giữa các pha, cm FF ≥ TS. LÊ MINH PHƯƠNG [CHƯƠNG II: CÁC PHẦN TỬ CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN] BÀIGIẢNG MÔN CUNG CẤP ĐIỆNPage8 - Đối với thanh dẫn đơn: W10 lF tt tt = σ - Đối với thanh dẫn ghép hb W 2 10 2 lflF đRtt tt 2 += σ W10 lF tt - là thành phần tương hỗ giữa các pha hb 2 2 lf đR 2 - là thành phần tương hỗ giữa các thanh trong một pha 2 2 10. − = i f xk R δ b - lực tác dụng riêng giữa các thanh trong một pha kg/cm đ l - khoảng cách giữa các miếng đệm δ - hệ số được xác định từ đường cong TS. LÊ MINH PHƯƠNG [CHƯƠNG II: CÁC PHẦN TỬ CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN] BÀIGIẢNG MÔN CUNG CẤP ĐIỆNPage9 c. Kiểm tra độ bền nhiệt của thanh dẫn: để đảm bảo độ bền nhiệt của thanh dẫn cần sao cho dòng điện ngắn mạch qua chúng không làm tăng nhiệt độ vượt quá giới hạn cho phép. nmqdnh ∞ tIs = . α 4 R đ f h bl λ ≥ Trong đó: nh s - tiết diện độ bền nhiệt, (mm 2 ) α - hệ số nhiệt. nmqd t - thời gian ngắn mạch quy đổi (s) ∞ I - dòng điện ngắn mạch duy trì (kA) TS. LÊ MINH PHƯƠNG [CHƯƠNG II: CÁC PHẦN TỬ CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN] BÀIGIẢNG MÔN CUNG CẤP ĐIỆNPage10 IV. MÁY BIẾN ÁP LỰC 1. Chức năng: là thiết bị điện chính của trạm biến áp, có nhiệm vụ chuyển đổi điện áp từ cấp điện áp từ 6,3-10,5 kV lên 110-750 kV cho chuyển tải, hay chuyển từ cấp điện áp cao xuống cấp điện áp 6-10kV và 0,4 kV cho các hộ tiêu thụ. 2. Phân loại a. Theo điều kiện làm việc: MBA thông thường và MBA đặc biệt b. Theo dạng làm mát: MBA dầu (M), MBA khô (C), MBA chất liệu các điện không cháy (Д). MBA dầu dùng cho nơi có khả năng cháy nổ thấp. Nơi có khả năng cháy nổ cao sử dụng hai loại cuối c. Theo số pha: MBA 1 pha, 3 pha d. Theo khả năng điều khiển điện áp: MBA có và không có khả năng điều khiển điện áp dưới tải. e. Theo số cuộn dây: hai cuộn dây, ba cuộn dây. f. Theo chức năng: MBA tăng, hạ điện áp. 3. Cấu tạo và thông số kỹ thuật - Thông số cơ bản của MBA:  Công suất định mức Sđm (kVA)  Điện áp định mức của các cuộn dây chính Uđmcao, Uđm_ha (kV)  Sơ đồ kết nối của các cuộn dây (Y, Δ),  Dòng điện định mức ở cuộn cao áp Iđm(A)  Dòng điện ngắn không tải Io (A) hoặc %Iđm  Điện áp ngắn mạch Unm (%).  Tổn hao công suất không tải Po(kW)  Tổn hao công suất ngắn mạch Pnm (kW).  cosϕ2 – hệ số công suất mạch thứ cấp  Hệ số mang tải β=S/Sđm. - Thang công suất định mức chuẩn của MBA và máy biến áp tự ngẫu. - Cấu tạo [...]... II: CÁC PHẦN TỬ CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN] BÀI GIẢNG MƠN CUNG CẤP ĐIỆN  Page 19  TS LÊ MINH PHƯƠNG [CHƯƠNG II: CÁC PHẦN TỬ CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN] BÀI GIẢNG MƠN CUNG CẤP ĐIỆN  Page 20  TS LÊ MINH PHƯƠNG [CHƯƠNG II: CÁC PHẦN TỬ CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN] BÀI GIẢNG MƠN CUNG CẤP ĐIỆN  Page 21  TS LÊ MINH PHƯƠNG [CHƯƠNG II: CÁC PHẦN TỬ CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN] VI DAO CÁCH LY 1 Chức năng: là thiết bị điện. .. LÊ MINH PHƯƠNG [CHƯƠNG II: CÁC PHẦN TỬ CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN] BÀI GIẢNG MƠN CUNG CẤP ĐIỆN  Page 23  TS LÊ MINH PHƯƠNG [CHƯƠNG II: CÁC PHẦN TỬ CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN] BÀI GIẢNG MƠN CUNG CẤP ĐIỆN  Page 24  TS LÊ MINH PHƯƠNG [CHƯƠNG II: CÁC PHẦN TỬ CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN] BÀI GIẢNG MƠN CUNG CẤP ĐIỆN  Page 25  TS LÊ MINH PHƯƠNG [CHƯƠNG II: CÁC PHẦN TỬ CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN] VII DAO TIẾP ĐỊA 1 Chức... [CHƯƠNG II: CÁC PHẦN TỬ CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN] Máy biến áp dầu BÀI GIẢNG MƠN CUNG CẤP ĐIỆN  Page 11  TS LÊ MINH PHƯƠNG [CHƯƠNG II: CÁC PHẦN TỬ CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN] 4 Một số đặc điểm khi vận hành MBA - Để bù tổn hao điện áp đối với MBA tăng áp phía cao áp thường có điện áp cao hơn điện áp lưới 10%, đối với MBA hạ áp phía hạ áp có điện áp cao hơn 5-10% điện áp định mức lưới - Tại các trạm biến điện. .. - Dòng điện đònh mức sơ cấp của máy biến dòng ,kA; a- khoảng cách giữa các trục pha ,cm; l- khoảng cách từ máy biến dòng đến sứ gần nhất từ phía cuối L2 , cm BÀI GIẢNG MƠN CUNG CẤP ĐIỆN  Page 34  TS LÊ MINH PHƯƠNG [CHƯƠNG II: CÁC PHẦN TỬ CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN] BÀI GIẢNG MƠN CUNG CẤP ĐIỆN  Page 35  TS LÊ MINH PHƯƠNG [CHƯƠNG II: CÁC PHẦN TỬ CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN] BÀI GIẢNG MƠN CUNG CẤP ĐIỆN  Page 36 ... II: CÁC PHẦN TỬ CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN] BÀI GIẢNG MƠN CUNG CẤP ĐIỆN  Page 30  TS LÊ MINH PHƯƠNG [CHƯƠNG II: CÁC PHẦN TỬ CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN] X CHỐNG SÉT VAN 1 Chống sét van: có nhiệm vụ bảo vệ sóng điện từ q điện áp chạy từ đường dây truyền tải đến Cấu trúc cơ bản bao gồm 2 cực làm việc trên ngun lý đặt đấu nhau Một cực nối vào thiết bị còn cực thứ 2 nối đất Bình thường hai cực ở trạng thái cách... thì phải chọn MBA lớn hơn Ví dụ: Cho các MBA sau đây: 25MVA,40MVA, 60MVA - BÀI GIẢNG MƠN CUNG CẤP ĐIỆN  Page 15  TS LÊ MINH PHƯƠNG [CHƯƠNG II: CÁC PHẦN TỬ CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN] BÀI GIẢNG MƠN CUNG CẤP ĐIỆN  Page 16  TS LÊ MINH PHƯƠNG [CHƯƠNG II: CÁC PHẦN TỬ CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN] V MÁY CẮT 1 Chức năng: Dùng để đóng ngắt lưới điện trên 1000V khi có tải và dòng điện ngắn mạch Máy cắt cao thế có thể... cuốn bởi các dây cuốn cách điện và được gắn vào tấm bê tơng hoặc vật cách điện BÀI GIẢNG MƠN CUNG CẤP ĐIỆN  Page 32  TS LÊ MINH PHƯƠNG [CHƯƠNG II: CÁC PHẦN TỬ CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN] XII MÁY BIẾN DỊNG ĐIỆN 1 Máy biến dòng điện (BI): - BI trong lưới dưới 1000V giảm dòng điện đến giá trị phù hợp với cuộn dây của các thiết bị đo và thiết bị bảo vệ - BI trong lưới trên 1000V ngồi nhiệm vụ giảm dòng điện. .. NM S NM = 3U HT I ∞ Page 27  TS LÊ MINH PHƯƠNG [CHƯƠNG II: CÁC PHẦN TỬ CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN] BÀI GIẢNG MƠN CUNG CẤP ĐIỆN  Page 28  TS LÊ MINH PHƯƠNG [CHƯƠNG II: CÁC PHẦN TỬ CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN] IX CẦU CHÌ 1 Cầu chì: - Là thiết bị bảo vệ tự động ngắt mạch khi có sự cố q tải và ngắn mạch Mạch bị ngắt khi chì bị chảy ra, vì thế tất cả các thiết bị được bảo vệ - Dây chảy cầu chì làm bằng chì, hợp... không - MC khí SF6 …hoặc các loại máy cắt điện khác phù hợp với điều kiện cho phép BÀI GIẢNG MƠN CUNG CẤP ĐIỆN  Page 17  TS LÊ MINH PHƯƠNG [CHƯƠNG II: CÁC PHẦN TỬ CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN] Lựa chọn máy cắt có cơ cấu tự đóng lại hay không tự đóng lại: nếu máy cắt có đặt thêm cơ cấu tự động đóng lại thì khả năng cắt của nó giảm xuống bằng cách thêm hệ số k TDL < 1 Giá trò của hệ số k TDL cho trong (6-2)... CẤP ĐIỆN  Page 33  TS LÊ MINH PHƯƠNG [CHƯƠNG II: CÁC PHẦN TỬ CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN] 3 Kiểm tra máy biến dòng: a Theo độ bền điện động của máy biến dòng: độ bền điện động của BI được đặc trưng bằng tỷ số giữa trò hiệu dụng dòng điện xung kích đònh mức I xk ,dm và dòng điện sơ cấp gọi là hệ số độ bền k d kd = I xk ,dm I 1dm, BI Hệ số k d do nhà chế tạo quy đònh Vì vậy điều kiện kiểm tra độ bền điện . II: CÁC PHẦN TỬ CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN] BÀIGIẢNG MÔN CUNG CẤP ĐIỆNPage1 CÁC THIẾT BỊ CƠ BẢN Các thiết bị cơ bản của nhà máy điện và trạm điện. II: CÁC PHẦN TỬ CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN] BÀIGIẢNG MÔN CUNG CẤP ĐIỆNPage19 TS. LÊ MINH PHƯƠNG [CHƯƠNG II: CÁC PHẦN TỬ CƠ BẢN CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN]