GIÁO TRÌNH HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN

GIÁO TRÌNH HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN

TRƯ NG ð I H C QUI NHƠN KHOA K THU T & CÔNG NGH o0o TRƯƠNG MINH T N GIÁO TRÌNH H TH NG CUNG C P ðI N Qui Nhơn, 2009 M#C L#C L I NÓI ð U Chương 1: NH NG V N ð CHUNG V H TH NG CUNG C P ðI N 1.1 Khái ni"m v% h" th'ng ñi"n 4 1.2 Nh*ng yêu c/u ñ'i v0i phương án cung c2p ñi"n 1.3 M5t s' ký hi"u thư9ng dùng Chương 2: PH= T>I ðI N 2.1 Ph@ tAi ñi"n 9 2.2 ðB thC ph@ tAi 2.3 Các ñDi lưFng vGt lý bAn cIa ph@ tAi ñi"n 2.4 Các phương pháp tính ph@ tAi tính tốn 2.5 Ph@ tAi tính tốn tồn xí nghi"p 2.6 BiRu đB ph@ tAi Chương 3: TÍNH TỐN KINH TV W KX THUYT TRONG THIVT KV CUNG C P ðI N 3.1 M@c đích, u c/u 3.2 Phương pháp tính tốn so sánh kinh t\ W k] thuGt 13 16 20 21 23 23 23 3.3 Tính tốn kinh t\ W k] thuGt cAi tDo Chương 4: SƠ ð` CUNG C P ðI N VÀ TRbM BIVN ÁP 25 27 4.1 C2p ñi"n áp 4.2 NguBn ñi"n 4.3 Sơ ñB n'i dây cIa mDng ñi"n cao áp 4.4 Sơ ñB n'i dây cIa mDng ñi"n hD áp, mDng phân xưdng 27 29 29 31 4.5 TrDm bi\n áp Chương 5: TÍNH TỐN ðI N TRONG MbNG ðI N ðfA PHƯƠNG 5.1 Tin th2t công su2t ñi"n ñư9ng dây cIa mDng ñi"n 33 47 47 5.1.1 ðư9ng dây chl có m5t ph@ tAi 5.1.2 ðư9ng dây cung c2p cho nhi%u ph@ tAi 5.1.3 Tin th2t cơng su2t đư9ng dây có ph@ tAi phân b' ñ%u 5.1.4 Tin th2t ñi"n ñư9ng dây 47 47 49 49 5.1.5 Tin th2t ñi"n công su2t máy bi\n áp 5.2 Tin th2t ñi"n áp mDng ñi"n ñCa phương 5.2.1 Xác ñCnh tin th2t ñi"n áp ñư9ng dây cIa mDng ñi"n ñCa phương 50 52 53 5.2.2 Xác ñCnh tin th2t đi"n áp đư9ng dây có ph@ tAi phân b' ñ%u 5.2.3 Tin th2t ñi"n áp ñư9ng dây có dây trung tính 5.2.4 Xác đCnh tin th2t đi"n áp mDng đi"n đCa phương kín 5.2.5 ði%u chlnh ñi"n áp lư0i phân ph'i 55 57 59 64 Chương 6: LoA CHpN TIVT DI N DÂY DtN TRONG MbNG ðI N ðfA PHƯƠNG 6.1 Khái ni"m chung 6.2 Lua chvn ti\t di"n dây không cáp theo ñi%u ki"n phát nóng 6.3 Lua chvn ti\t di"n dây cáp theo ñi%u ki"n tin th2t ñi"n áp cho phép 6.4 Lua chvn ti\t di"n dây theo ñi%u ki"n phí tin kim loDi màu nh2t 6.5 Lua chvn ti\t di"n dây theo mGt đ5 dịng đi"n kinh t\ 6.6 Lua chvn ti\t di"n dây mDng kín Chương 7: LoA CHpN THIVT Bf ðI N 7.1 Khái ni"m chung 72 72 72 74 76 81 84 89 89 7.2.Tính tốn ng{n mDch h" th'ng cung c2p đi"n 7.3 Lua chvn thi\t bC tham s' theo ñi%u ki"n làm vi"c lâu dài 7.4 KiRm tra thi\t bC ñi"n 89 93 94 7.5 Lua chvn máy c{t ñi"n 7.6 Chvn kiRm tra máy c{t ph@ tAi 7.7 Chvn kiRm tra dao cách ly 7.8 Chvn kiRm tra c/u chì 96 97 97 97 7.9 Lua chvn kiRm tra s} cách ñi"n 7.10 Chvn kiRm tra máy bi\n dòng BI 7.11 Chvn kiRm tra máy bi\n ñi"n áp BU 7.12 Lua chvn d~n ñi"n 99 100 101 102 7.12 Lua chvn kiRm tra thi\t bC có đi"n áp đ\n 1000V Chương 8: TIVT KI M ðI N NĂNG 8.1 Nh*ng v2n ñ% chung 103 103 106 8.2 M5t s' bi"n pháp bù Chương 9: N I ð T VÀ CH NG SÉT 9.1 Khái ni"m v% n'i ñ2t 9.2 Cách thuc hi"n tính tốn trang bC n'i đ2t 122 122 116 118 TÀI LI U THAM KH>O 131 L I NÓI ð&U Tài li"u giAng cIa tác giA môn hvc “H th ng cung c p ñi n” cho sinh viên ngành ði"n k] thuGt Tài li"u gBm chương: Chương 1: Nh*ng v2n ñ% chung v% h" th'ng cung c2p ñi"n Chương 2: Ph@ tAi đi"n Chương 3: Tính tốn kinh t\ k] thuGt thi\t k\ cung c2p ñi"n Chương 4: Sơ ñB cung c2p đi"n trDm bi\n áp Chương 5: Tính tốn đi"n mDng đi"n đCa phương Chương 6: Lua chvn ti\t di"n dây d~n mDng ñi"n ñCa phương Chương 7: Lua chvn thi\t bC ñi"n Chương 8: Ti\t ki"m ñi"n Chương 9: N'i ñ2t ch'ng sét M@c đích cIa tác giA vi\t tài li"u chl ñơn giAn mong mu'n cung c2p cho bDn sinh viên ñang theo hvc ngành ði"n k] thuGt, thêm m5t tài li"u bi trF cho vi"c hvc k], hiRu giAng h„ trF vi"c tu hvc cIa sinh viên cho bDn ñvc quan tâm ñ\n v2n ñ% Do hDn ch\ v% th9i lưFng dành cho mơn hvc này, n5i dung cIa có thR chưa thõa mãn yêu c/u cIa ñ5c giA Tài li"u đưFc hồn thành nh9 su ci vũ, khuy\n khích tDo ñi%u ki"n thuGn lFi cIa ñBng nghi"p B5 mơn K] thuGt đi"n, khoa K] thuGt & Công ngh", Trư9ng ðDi hvc Qui Nhơn, nơi tác giA ñang công tác Tác giA xin ñưFc gŠi l9i cAm ơn chân thành M‹c dù ñã r2t ni luc, song ch{c khơng thR khơng có thi\u sót Do tác giA hoan nghênh mvi ý ki\n góp ý sŠa đii, bi sung thêm cIa bDn đvc đR hồn thi"n tài li"u Thư góp ý xin gŠi v%: Trư9ng ðDi hvc Qui Nhơn Khoa K] thuGt & Công ngh", B5 môn K] thuGt ñi"n tantmqn@gmail.com Chương NH-NG V N ð/ CHUNG V/ H TH NG CUNG C P ðI N 1.1 Khái ni3m v6 h3 th8ng ñi3n W H" th'ng ñi"n bao gBm nhà máy ñi"n, trDm bi\n áp, ñư9ng dây tAi ñi"n thi\t bC khác (như thi\t bC ñi%u khiRn, t@ bù, thi\t bC bAo v"…) ñưFc n'i li%n v0i thành h" th'ng làm nhi"m v@ sAn xu2t, truy%n tAi, phân ph'i cung c2p đi"n đ\n tGn h5 dùng đi"n, hình 1.1 Hình 1.1 W H" th'ng cung c2p đi"n chl bao gBm khâu phân ph'i; truy%n tAi cung c2p ñi"n ñ\n h5 tiêu th@ ñi"n W ð‹c điRm cIa q trình sAn xu2t phân ph'i ñi"n năng: + Khác v0i h/u h\t sAn ph’m, đi"n đưFc sAn xu2t ra, nói chung khơng tích tr* đưFc (tr“ vài trư9ng hFp đ‹c bi"t v0i cơng su2t nh” pin, ac qui ).TDi m„i th9i ñiRm ln ln phAi đAm bAo cân b•ng gi*a lưFng đi"n sAn xu2t tiêu th@ có kR đ\n tin th2t khâu truy%n tAi ði%u c/n phAi ñưFc quán tri"t khâu thi\t k\, qui hoDch, vGn hành đi%u đ5 h" th'ng đi"n, nh•m gi* v*ng ch2t lưFng đi"n (u f) + Các q trình v% đi"n xAy r2t nhanh.Ch—ng hDn sóng đi"n t“ lan tuy%n dây d~n v0i t'c ñ5 r2t l0n x2p sl t'c đ5 ánh sáng 30.000.000 km/s (q trình ng{n mDch, sóng sét lan truy%n lan truy%n) ðóng c{t cIa thi\t bC bAo v" vv…ñ%u phAi xAy vịng nh” 1/10 giây → c/n thi\t đR thi\t k\, hi"u chlnh thi\t bC bAo v" + Cơng nghi"p đi"n luc có quan h" ch‹t chš đ\n nhi%u ngành kinh t\ qu'c dân (luy"n kim, hoá ch2t, khai thác m”, khí, cơng nghi"p d"t…) → m5t nh*ng ñ5ng luc tăng su2t lao ñ5ng tDo nên su phát triRn nhCp nhàng c2u trúc kinh t\ Quán tri"t ñ‹c ñiRm sš xây dung nh*ng quy\t đCnh hFp lý m}c đ5 đi"n khí hố đ'i v0i ngành kinh t\; vùng lãnh thi khác nhau; m}c ñ5 xây dung nguBn ñi"n, mDng lư0i truy%n tAi, phân ph'i → nh•m đáp }ng su phát triRn cân ñ'i, tránh ñưFc nh*ng thi"t hDi kinh t\ qu'c dân phAi hDn ch\ nhu c/u cIa h5 dùng ñi"n W ðR nghiên c}u, qui hoDch phát triRn h" th'ng ñi"n ñR quAn lý, vGn hành, h" th'ng ñi"n ñưFc phân chia thành h" th'ng tương ñ'i ñ5c lGp v0i nhau: + V% m‹t quAn lý: • Các nhà máy đi"n nhà máy đi"n tu quAn lý • Lư0i đi"n h" th'ng cao áp siêu cao áp (≥ 220kV) trDm khu vuc công ty truy%n tAi quAn lý • Lư0i truy%n tAi phân ph'i cơng ty lư0i đi"n quAn lý, dư0i sd đi"n + V% m‹t qui hoDch: • NguBn ñi"n, lư0i h" th'ng, trDm khu vuc ñưFc qui hoDch ting sơ đB • Lư0i truy%n tAi phân ph'i ñưFc qui hoDch riêng + V% m‹t ñi%u ñ5: • ði%u ñ5 trung ương: GBm b5 phGn → B5 phGn chl huy vGn hành làm nhi"m v@ theo dõi ñi%u khiRn truc ti\p hoDt ñ5ng cIa h" th'ng ñi"n, chl huy ñi%u ñ5 c2p dư0i thuc hi"n chương trình hoDt đ5ng đCnh trư0c Khi xAy tình hu'ng b2t thư9ng thuc hi"n bi"n pháp kh{c ph@c nh•m gi* v*ng ch\ đ5 → B5 phGn phương th}c làm nhi"m v@ chu’n bC trư0c ch\ ñ5 vGn hành th”a mãn yêu c/u an toàn, ch2t lưFng ph@c v@ hi"u quA kinh t\ • ði%u đ5 đCa phương ði%u đ5 nhà máy ñi"n, ñi%u ñ5 trDm khu vuc, ñi%u ñ5 cơng ty đi"n • ði%u đ5 sd đi"n: ði%u khiRn vi"c phân ph'i ñi"n nhGn t“ trDm bi\n áp c2p quAn lý, tAi qua lư0i cao th\, trDm bi\n áp trung gian, lư0i ñi"n phân ph'i trung, hD áp ñ\n h5 dùng ñi"n + V% m‹t nghiên c}u, tính tốn: • Lư0i h" th'ng: bao gBm ñư9ng dây tAi ñi"n trDm bi\n áp khu vuc • Lư0i truy%n tAi (35, 110, 220 kV) • Lư0i phân ph'i trung áp (6, 10, 15, 22, 35 kV) • Lư0i phân ph'i hD áp (0,4/0,22 kV) N i dung c a môn h c: Nghiên c u thi t k , tính tốn, v$n hành lư(i ñi n trung h* áp 1.2 Nh;ng yêu c@u ñ8i vAi phương án cung cCp ñi3n + ð tin c$y cung c p ñi n: ñAm bAo liên t@c cung c2p đi"n tùy thu5c vào tính ch2t cIa h5 dùng ñi"n + H5 loDi 1: nh*ng h5 r2t quan trvng khơng đưFc đR m2t đi"n N\u m2t đi"n sš d~n đ\n m2t an ninh trC, trGt tu xã h5i (sân bay, khu quân su, ñDi s} quán ); làm thi"t hDi l0n ñ\n n%n kinh t\ qu'c dân (khu công nghi"p, khu ch\ xu2t…); làm nguy hDi đ\n tính mDng cIa ngư9i ð'i v0i h5 loDi 1, phAi đưFc cung c2p nh2t t“ nguBn đi"n đ5c lGp ho‹c phAi có nguBn du phịng nóng + H5 loDi 2: bao gBm xí nghi"p ch\ tDo hàng tiêu dùng thương mDi dCch v@ N\u m2t đi"n gây hư h”ng máy móc, ph\ ph’m, ng“ng tr" sAn xu2t Cung c2p ñi"n loDi thư9ng có thêm nguBn du phịng Nhưng c/n phAi so sánh gi*a v'n đ/u tư cho nguBn du phịng hi"u quA kinh t\ đưa lDi khơng bC ng“ng cung c2p ñi"n + H5 loDi 3: nh*ng h5 khơng quan trvng cho phép m2t đi"n tDm th9i c/n thi\t (ánh sáng sinh hoDt thC, nơng thơn) Nhưng m2t đi"n khơng q m5t ngày đêm Thơng thư9ng, h5 loDi ñưFc cung c2p ñi"n t“ m5t nguBn + Ch t lư/ng n năng: gBm có ch2t lưFng ñi"n áp ch2t lưFng t/n s' + Ch2t lưFng t/n s': đưFc đánh giá b•ng • ð5 l"ch t/n s' so v0i t/n s' ñCnh m}c: f = f − f đm 100 % f đm (1.1) • ð5 dao ñ5ng t/n s': ð‹c trưng bdi ñ5 l"ch gi*a giá trC l0n nh2t nh” nh2t cIa t/n s' t/n s' bi\n thiên nhanh v0i t'c ñ5 l0n 1%/s Theo GOCT 13109W87 cIa Nga đ5 l"ch t/n s' cho phép ±0,2 Hz v0i xác xu2t 95% (22,8h/ngày), ñ5 l"ch t'i ña cho phép ±0,4 Hz mvi th9i gian mvi ch\ ñ5 su c' cho phép ñ5 l"ch ñ\n ±0,5 Hz ð5 dao đ5ng t/n s' khơng vưFt q 0,2 Hz Theo tiêu chu’n Singapor: ñ5 l"ch t/n s' cho phép 1%, t}c ±0,5 Hz + Ch2t lưFng đi"n áp • ð5 l"ch ñi"n áp so v0i ñi"n áp ñCnh m}c δU = U − U ñm 100 % (1.2) U ñm U ñi"n áp thuc t\ cuc cIa thi\t bC dùng ñi"n ði%u ki"n: δUW ≤ δU ≤ δU+ δUW , δU+ gi0i hDn dư0i cIa ñ5 l"ch ñi"n áp ð5 l"ch ñi"n áp cho phép đưFc qui đCnh (d ch\ đ5 làm vi"c bình thư9ng) MDng ñ5ng luc: ± 5% MDng chi\u sáng: ± 2,5% Trư9ng hFp khdi ñ5ng ñ5ng ho‹c mDng ñi"n ñang tình trDng su c' ñ5 l"ch ñi"n ỏp cho phộp cú thR t0i W10% ữ 20% ã ð5 dao ñ5ng ñi"n áp: su bi\n thiên nhanh cIa ñi"n áp U= U max − U 100 % U ñm (1.3) T'c ñ5 bi\n thiên t“ Umax ñ\n Umin khơng nh” 1%/s • ð5 khơng đ'i x}ng: Ph@ tAi pha khơng đ'i x}ng d~n đ\n đi"n áp pha khơng đ'i x}ng, su khơng đ'i x}ng ñưFc ñ‹c trưng bdi thành ph/n th} tu nghCch cIa đi"n áp ði"n áp khơng đ'i x}ng làm giAm hi"u quA công tác tuii thv cIa thi\t bC dùng ñi"n, giAm khA tAi cIa lư0i ñi"n tăng tin th2t đi"n • ð5 khơng sin: Các thi\t bC dùng đi"n có đ‹c tính phi tuy\n máy bi\n áp không tAi, b5 chlnh lưu, tiristor…làm bi\n dDng đư9ng đB thC đi"n áp, khi\n khơng cịn hình sin n*a Xu2t hi"n sóng hài bGc cao, góp ph/n làm giAm đi"n áp, làm tăng tin th2t s{t t“ đ5ng cơ, tin th2t đi"n mơi cách ñi"n, tăng tin th2t lư0i ñi"n thi\t bC dùng ñi"n … Ch2t lưFng ñi"n áp ñưFc ñAm bAo nh9 bi"n pháp ñi%u chlnh ñi"n áp lư0i ñi"n truy%n tAi phân ph'i Các bi"n pháp chvn lua qui hoDch thi\t k\ lư0i đi"n đưFc hồn thi"n thư9ng xun vGn hành + An tồn H" th'ng cung c2p đi"n phAi ñưFc vGn hành an toàn ñ'i v0i ngư9i thi\t bC Mu'n vGy, ngư9i thi\t k\ phAi chvn sơ ñB cung c2p ñi"n hFp lý, thi\t bC ñi"n phAi ñưFc chvn ñúng chIng loDi, ñúng công su2t Công tác xây dung, l{p đ‹t phAi qui phDm Cơng tác vGn hành quAn lý có vai trị đ‹c bi"t quan trvng Ngư9i sŠ d@ng phAi tuy"t ñ'i ch2p hành nh*ng qui đCnh v% an tồn sŠ d@ng đi"n + Kinh t Khi ñánh giá so sánh phương án cung c2p ñi"n, chl tiêu kinh t\ chl ñưFc xét ñ\n chl tiêu k] thuGt nêu ñã ñưFc ñAm bAo Chl tiêu kinh t\ ñưFc ñánh giá qua: ting s' v'n đ/u tư, chi phí vGn hành th9i gian thu hBi v'n ñ/u tư Vi"c ñánh giá chl tiêu kinh t\ phAi thơng qua tính tốn so sánh phương án ñR ñưa ñưFc phương án t'i ưu 1.3 MEt s8 ký hi3u thưIng dùng Máy phát ñi"n ho‹c nhà máy ñi"n TI ñ5ng luc ð5ng ñi"n Khdi ñ5ng t“ Máy bi\n áp cu5n dây ðèn sFi ñ't Máy bi\n áp cu5n dây ðèn huỳnh quang Máy bi\n áp ñi%u chlnh dư0i tAi 10 Cơng t{c đi"n 11 Kháng đi"n 12 13 Máy bi\n dịng đi"n 14 Dây d~n đi"n 15 Máy c{t ñi"n 16 Dây cáp ñi"n 17 C/u chì 18 Thanh d~n (thanh cái) 19 Aptomat 20 Dây d~n mDng dây 21 C/u dao cách ly 22 Dây d~n mDng ñ5ng luc m5t chi%u 23 Máy c{t ph@ tAi 24 Ch'ng sét 'ng 25 T@ ñi"n bù 26 Ch'ng sét van 27 TI chi\u sáng 28 C/u chì tu rơi 29 TI phân ph'i c{m ñi"n Chương PH# TLI ðI N 2.1 PhM tNi ñi3n Bao gBm t2t cA thi\t bC ñi"n thu nhGn lưFng t“ lư0i ñR chuyRn hóa thành dDng lưFng khác năng, nhi"t năng, quang năng… 2.2 ðO thP phM tNi W Q trình sAn xu2t tiêu th@ đi"n xAy đBng th9i, ph@ tAi ln bi\n đ5ng theo th9i gian ðư9ng biRu di¡n qui luGt bi\n ñii cIa ph@ tAi theo th9i gian gvi ñB thC ph@ tAi W Phân loDi: có nhi%u cách phân loDi + Theo công su2t: ðB thC ph@ tAi công su2t tác d@ng P = f(t) ðB thC ph@ tAi công su2t phAn kháng Q = f(t) ðB thC ph@ tAi cơng su2t tồn ph/n S = f(t) + Theo th9i gian: ðB thC ph@ tAi hàng ngày ðB thC ph@ tAi hàng tháng ðB thC ph@ tAi năm W Các loDi ñB thC ph@ tAi thư9ng dùng + ð5 th6 ph7 t8i hàng ngày: thư9ng ñưFc xét v0i chu kỳ th9i gian m5t ngày đêm (24gi9) có thR xác đCnh theo cách: B•ng d@ng c@ đo tu ñ5ng ghi lDi, hình 2.1a Do nhân viên truc ghi lDi sau nh*ng gi9 nh2t đCnh, hình 2.1b BiRu di¡n theo bGc thang, ghi lDi giá tri trung bình nh*ng khoAng nh2t đCnh, hình 2.1c Hình 2.1a Hình 2.1b Hình 2.1c ðB thC ph@ tAi hàng ngày cho ta bi\t tình trDng làm vi"c cIa thi\t bC đR t“ s{p x\p lDi qui trình vGn hành hFp lý nh2t, cịn làm c} đR tính chvn thi\t bC, tính đi"n tiêu th@ Các thơng s' đ‹c trưng cIa ñB thi ph@ tAi Ph@ tAi cuc ñDi Pmax; Qmax H" sơ cơng su2t cuc đDi cosϕmax, tương }ng v0i tgϕmax = Qmax/Pmax V = ( ath2p – acao ) Qbù th2p (8.41) ath2p; acao giá thành kVAr t@ ñi"n áp th2p cao, ñBng/kVAr S' ti%n ti\t ki"m ñưFc m„i năm ñ‹t t@ ñi"n d phía đi"n áp th2p là: [Q V= ] − (Q − Qbù thap ) (RB + Rtñ ).K C.t U 103 (ñBng/năm) (8.42) QW ph@ tAi phAn kháng cIa máy bi\n áp phân xưdng, kVAr RB W ñi"n trd cIa máy bi\n áp ñưFc qui ñii v% phía đi"n áp th2p: PN U đmBA 10 ( ) RB = S ñmBA (8.43) PN tin th2t ng{n mDch máy bi\n áp, kW Uñm (kV); SñmBA (kVA) Rtñ ñi"n trd tương ñương cIa lư0i ñi"n hD áp Thư9ng chưa bi\t rõ ñiRm ñ‹t t@ bù d ñiRm lư0i hD áp SŠ d@ng cơng th}c g/n : Rtđ = λ RB (8.44) λ W h" s', có thR sau: V0i trDm phân xưdng: λ = 0,8 V0i trDm k% phân xưdng: W mDng dây d~n ho‹c cáp : λ = 0,4 W mDng cái: λ = 0,6 K h" s' xét ñ\n s' ca làm vi"c ngày: ca: K = 0,3 ; ca: K = 0,55; ca: K = 0,75 CW giá ti%n tin th2t đi"n năng, đBng/kWh tW th9i gian đóng b5 t@ bù vào lư0i, h + N\u đóng cA năm : t = 8760h + Chl đóng ph@ tAi cuc ñDi: t = Tmax (h) U W ñi"n áp ñCnh m}c cIa mDng ñi"n áp th2p, kV Gvi n th9i gian thu hBi v'n ñ/u tư (năm) Sau th9i gian s' ti%n ti\t ki"m là: nV Hi"u quA kinh t\ cIa vi"c phân ph'i dung lưFng bù th2p ( Qbù th2p ) F = nV W = [Q V ] − (Q − Qbù thap ) (RB + Rtñ ).K C.t.n U 103 = f (Qbù th2p ) → max ∂F =0 ∂Qbùthap − (athâp − acao )Qbùthâp (8.45) Qbù th2p t'i ưu = Q − ð‹t M = (athâp − acao ).U 10 2.n.K C.t ( RB + Rtñ ) (kVAr) (8.46) (athâp − acao ).U 103 (8.47) 2.n.K C.t ⇒ Qbù th2p t'i ưu = Q − M RB + Rtđ (8.48) Cơng su2t bù t'i ưu phía cao áp cIa trDm Qbù cao = Qbù W Qbù th2p t'i ưu (8.49) Ví d7: M5t nhà máy khí ñ‹t trDm bi\n áp máy 500 kVA – 10/0,4 kV cIa ABB, cơng su2t tính tốn cIa nhà máy: Stt = 300 + j400 kVA Yêu c/u xác ñCnh dung lưFng bù t'i ưu ñ‹t tDi cao hD áp cIa trDm ñR nâng cos ϕ lên 0,95 cho bi\t nhà máy làm vi"c ca, Tmax = 4000h, C = 500ñ/kWh, acao = 50.000ñ/kVAr, ath2p = 100.000ñ/kVAr TrC s' tgϕ1 cIa ph@ tAi nhà máy trư0c bù: tgϕ1 = Q 400 = = 1,33 P 300 sin ϕ − 0,952 tgϕ2 = = = 0,33 cos ϕ2 0,95 Ting công su2t c/n bù tDi trDm ñR nâng cosϕ lên 0,95 Qb = P(tgϕ1 − tgϕ ) = 300(1,33 − 0,33) = 300 kVAr Máy bi\n áp 500 kVA – 10/0,4 kV ABB ch\ tDo có PN = kW ði"n trd MBA qui ñii v% hD áp: PN U ñm 7.0,4 10 = 0,00448 10 = RB = 2 S đm 500 Vì đ‹t bù tGp trung phía hD áp tDi hD áp cIa trDm bi\n áp nên đi"n trd Rtđ = Cơng su2t bù t'i ưu tDi hD áp: Qbù th2p = Q − M= M RB (athâp − acao ).U 103 2.n.K C.t (100000 − 50000).0,42.103 = = 1,2 2.3.0,55.500.4000 Trong đó: n = năm; K = 0,55 v0i xí nghi"p làm ca Qbù th2p = 400 − 1,2 = 400 − 268 = 132 kVAr 0,00448 Cơng su2t bù t'i ưu phía cao áp cIa trDm: Qbù cao = Qbù W Qbù th2p t'i ưu = 300 – 132 = 168 kVAr Chvn dùng b5 t@ 10 kV; 200KVAr Cooper ch\ tDo Chvn dùng b5 t@ 0,4 kV; 150KVAr DAEYEONG ch\ tDo Trong ví d@ này, n\u thuc hi"n phương án ñ‹t t@ bù hD áp tDi xưdng, lúc 2y phAi kR ñ\n Rtñ = 0,8; RB = 0,00358 Qbù th2p t'i ưu = Q − M = 251,2 kVAr RB + Rtñ Qbù cao = 300 – 251,2 = 48,8 kVAr V0i lưFng bù phân ph'i cho cA phía cao; hD áp → t't nh2t đ‹t bù cho tồn b5 hD áp: 300 kVAr Công su2t 300 kVAr sš ñưFc phân ph'i cho phân xưdng theo công th}c ph/n phân ph'i dung lưFng bù mDng hình tia * ðixu chFnh dung lư/ng bù : W ði%u chlnh lưFng bù cIa t@ ñi"n theo ñi"n áp Căn c} vào ñi"n áp cIa cIa trDm bi\n áp ñR ti\n hành ñi%u chlnh tu ñ5ng dung lưFng bù + N\u U < m W mDng thi\u cơng su2t phAn kháng → đóng thêm t@ vào làm vi"c + N\u U > m W mDng th“a cơng su2t phAn kháng → c{t b0t t@ ñi"n LFi: giAi quy\t ñưFc yêu c/u bù công su2t phAn kháng; nâng cao cosϕ; in ñCnh ñi"n áp → thư9ng dùng W ði%u chlnh tu ñ5ng dung lưFng bù theo nguyên t{c th9i gian Căn c} vào su bi\n ñii cIa ph@ tAi phAn kháng ngày đêm mà ngư9i ta đóng ho‹c c{t t@ ñi"n phương pháp thư9ng dùng ñB thC ph@ tAi phAn kháng hàng ngày bi\n ñii theo m5t qui luGt tương ñ'i in ñCnh Ngư9i vGn hành n{m v*ng đB thC W ði%u chlnh tu đ5ng dung lưFng bù theo dịng đi"n ph@ tAi dùng trư9ng hFp ph@ tAi thư9ng bi\n ñii ñ5t ng5t Khi dịng đi"n tăng → đóng thêm t@ đi"n ngưFc lDi W ði%u chlnh dung lưFng bù theo hư0ng ñi cIa cơng su2t phAn kháng thư9ng đưFc dùng trDm bi\n áp d cu'i ñư9ng dây xa nguBn N\u công su2t phAn kháng chDy t“ nguBn → ph@ tAi, ch}ng t” ph@ tAi c/n công su2t phAn kháng cIa nguBn, đóng thêm t@ đi"n vào làm vi"c, n\u ngưFc lDi c{t b0t t@ đi"n Ngư9i ta thư9ng dùng bóng đèn dây tóc cơng su2t 15 ÷ 40 W ñR làm ñi"n trd phóng ñi"n cho t@ ñi"n Ưu ñiRm cIa bóng ñèn: ñi"n áp dư cIa t@ đi"n phóng h\t đèn t{t, d¡ theo dõi ý đèn h”ng khơng chl thC đưFc ði"n trd phóng đi"n: R pđ = 15.10 Q: dung lưFng cIa t@ ñi"n, kVAr U pha Q , Bài tTp M5t mDch ñi"n 35kV cung c2p ñi"n cho hai ph@ tAi, hình vš, ñi"n trd cIa đoDn đư9ng dây , cơng su2t cIa ph@ tAi MVA cho hình vš, th9i gian sŠ d@ng cơng su2t l0n nh2t cIa ph@ tAi 4500h/năm Xác ñCnh cơng su2t t'i ưu cIa t@ đi"n đ‹t tDi ph@ tAi ñR giAm tin th2t ñi"n mDng ñi"n A 8Â 6Â 4Â 6+j4 10+j8 M5t ñư9ng dây tAi ñi"n 110kV cung c2p ñi"n cho trDm bi\n áp hD áp, hình vš Cơng su2t cuc ñDi cIa ph@ tAi MVA, chi%u dài ñư9ng dây km ti\t di"n dây d~n cho hình vš, th9i gian sŠ d@ng công su2t l0n nh2t cIa ph@ tAi 4500h/năm Hãy xác đCnh cơng su2t bù kinh t\ cIa t@ đi"n đ‹t phía góp hD áp cIa trDm 38km 2xACW70 32km 2xACW70 S2 = 10+j15 2x10MVA 2x20MVA S1 = 16 +j12 M5t mDng ñi"n 110kV cung c2p cho trDm bi\n áp 1, 2, hình vš Cơng su2t cIa ph@ tAi (MVA), chi%u dài ti\t di"n dây d~n cho hình vš Cơng su2t cIa MBA 15, 10, 10 MVA Th9i gian sŠ d@ng công su2t l0n nh2t cIa ph@ tAi 5500h/năm Hãy xác đCnh cơng su2t t'i ưu cIa thi\t bC bù ñ‹t tDi trDm, bi\t r•ng giá 1kWh tin th2t đi"n 0,1đ; giá 1kVAR cơng su2t đ‹t cIa thi\t bC bù (bù tĩnh) 70đ Tin th2t cơng su2t tác d@ng t@ ñi"n Pk = 0,005; τ = 3800h S1 =15+j15,3 2x15MVA 90,8km 2ACW70 2ACW120 44km 2ACW70 45,4km 2x10MVA S2 =12+j7,4 S3 =10+j7,5 2x10MVA Chương N I ð T VÀ CH NG SÉT 9.1 Khái ni3m v6 n8i đCt Dịng đi"n qua thR ngư9i gây nên nh*ng tác hDi nguy hiRm: gây b”ng; giGt; trư9ng hFp n‹ng có thR gây ch\t ngư9i V% trC s', dịng đi"n t“ 10 mA trd lên nguy hiRm t“ 50 mA trd lên thư9ng d~n ñ\n tai nDn ch\t ngư9i ði"n trd thR ngư9i thay ñii gi0i hDn r2t r5ng, ph@ thu5c vào tình trDng cIa da, di"n tích ti\p xúc v0i đi"n cuc, vC trí đi"n cuc đ‹t vào ngư9i, th9i gian dịng đi"n chDy qua, đi"n áp gi*a ñi"n cuc nhi%u y\u t' khác Khi ñi"n trd cIa ngư9i nh” (khoAng 800 ÷ 1000 ) chl c/n đi"n áp 40 ÷ 50 V đI gây nguy hiRm cho tính mDng ngư9i Ngư9i bC tai nDn v% ñi"n trư0c h\t chDm phAi nh*ng ph/n tŠ mang đi"n, bình thư9ng có đi"n áp ðR ngăn ng“a hi"n tưFng này, c/n ñ‹t nh*ng rào ñ‹c bi"t ngăn cách ngư9i v0i b5 phGn mang đi"n Xong ngư9i bC tai nDn v% đi"n có thR chDm phAi b5 phGn cIa thi\t bC đi"n bình thư9ng khơng mang đi"n lDi có đi"n áp cách đi"n bC h”ng (như s} cách ñi"n, v” ñ5ng ñi"n, giá thép ñ‹t thi\t bC ñi"n …) Trong trư9ng hFp này, ñR đAm bAo an tồn, có thR thuc hi"n b•ng cách n'i đ2t t2t cA nh*ng b5 phGn bình thư9ng khơng mang đi"n, cách đi"n h”ng có thR có ñi"n áp Khi có n'i ñ2t, qua ch„ cách ñi"n chvc thIng thi\t bC n'i đ2t sš có dịng ñi"n ng{n mDch m5t pha v0i ñ2t ñi"n áp ñ'i v0i ñ2t cIa v” thi\t bC b•ng: Ud = Id.Rd (9.1) Trong đó: Id W dịng đi"n pha chDm ñ2t Rd W ñi"n trd n'i ñ2t cIa trang thi\t bC n'i ñ2t Trư9ng hFp ngư9i chDm phAi thi\t bC có đi"n áp, dịng đi"n qua ngư9i xác đCnh theo biRu th}c: I ng Iñ = Rd Rng (9.2) Bdi Rd Rd phAi xác đình đi"n trd cIa n'i đ2t nhân tDo theo cơng th}c sau: T“ hình vš ta có: 1 R R = + → Rd = nt tn Rd Rnt Rtn Rnt + Rtn Rd.Rnt +Rd.Rtn = Rnt.Rtn → Rnt (Rd W Rtn) = Rd.Rnt Rnt = Rd Rtn Rtn − Rd (9.13) Bư0c 4: T“ trC s' Rnt ta sš tính s' đi"n cuc c/n thi\t, c/n b' trí ñi"n cuc ñR cho giAm Utx Ub ðR tính đưFc s' đi"n cuc c/n thi\t trư0c tiên ta chvn m5t loDi ñi"n cuc thư9ng dùng (thép góc ho‹c thép trịn) Tra bAng ho‹c tính Rcvc theo công th}c cho bAng Trong khâu c/n có ρtt; kích thư0c b' trí, đ5 sâu chơn cvc …Nh*ng đi%u ph@ thu5c cA vAo khơng gian có thR đưFc phép sŠ d@ng, ho‹c có thR cho phép thi cơng dš dàng Bư0c 5: Sơ b5 xác đCnh s' ñi"n cuc c/n thi\t cIa h" th'ng n= Rcoc Rnt k sdc (9.14) Chú ý: s' cvc h" th'ng n'i đ2t khơng đưFc phép nh” (đR giAm ñi"n áp bư0c) ksdc W h" s' sŠ d@ng cvc, tham s' ph@ thu5c vào s' lưFng cvc, khoAng cách cvc, loDi h" th'ng (mDch vòng hay tia) → có thR sơ b5 tra bAng theo kích thư0c du ki\n, ksdc = f ( n, khoAng cách, loDi h" th'ng) → tDm xác ñCnh Bư0c 6: Khi c/n xét ñ\n ñi"n trd n'i ñ2t cIa n'i n•m ngang Sơ b5 ư0c lưFng chi%u dài (chu vi mDh vịng có thR cho phép l{p đ‹t h" th'ng n'i đ2t) Vi"c tính Rt (đi"n trd cIa n'i) theo cơng th}c (tra bAng); Sau đi"n trd cIa tồn b5 n'i sš đưFc tính theo cơng th}c sau: Rt ' = Rt (9.15) ηt Trong đó: Rt W tính theo cơng th}c tra bAng ηt W h" s' sŠ d@ng n'i ngang Bư0c 7: Tính xác đi"n trd c/n thi\t cIa cvc (đi"n cuc) th—ng đ}ng có xét t0i đi"n trd cIa n'i n•m ngang Rnt = R coc ∑ + R R' → R coc = nt t ∑ Rt ' Rt '− Rnt (9.16) Bư0c 8: Tính xác s' cvc th—ng đ}ng có xét t0i Anh hưdng cIa n•m ngang h" s' sŠ d@ng cvc n= Rcoc k sdc R ∑ (9.17) Ví d7: Tính tốn trang bC n'i đ2t trDm phân ph'i 10 kV Dịng đi"n đi"n dung chDm đ2t pha cIa mDng 10 kV b•ng 25 A BAo v" ch'ng chDm đ2t pha cIa mDng 10 kV tác đ5ng phát tín hi"u Trong trDm có đ‹t máy bi\n áp giAm áp 10/0,38; 0,22 kV phía hD áp có trung tính truc ti\p n'i đ2t W ð2t thu5c loDi đ2t sét, có ρ = 0,6.104 cm W GiA thi\t xây dung n'i đ2t hình mDch vịng b•ng thép góc, chu vi mDch vịng 80 m Khơng có n'i đ2t tu nhiên Gi8i: ði"n trd trang bC n'i ñ2t xác ñCnh theo cơng th}c: Rd = 125 =5 25 ðR n'i đ2t ñiRm trung tính cIa máy bi\n áp d phía 380/220 V phAi có trang bC n'i đ2t v0i đi"n trd R = Như vGy ñi"n trd n'i ñ2t chung cIa trDm không ñưFc l0n N'i đ2t đưFc làm b•ng thép góc L50x50x5 dài 2,5 m v0i đ5 chơn sâu 0,7 m Các thép góc đưFc n'i v0i b•ng thép d·t 20x4 mm, Khơng tính đ\n đi"n trd n'i đ2t cIa n'i GiA thi\t h" s' tăng ñi"n trd su2t cIa đ2t thuc hi"n n'i đ2t b•ng thép góc l2y Kmax = + Tính đi"n trd su2t tính tốn cIa đ2t: ρtt = Kmax ρ = 2.0,6.104 = 1,2.104 cm + ði"n trd cIa m5t thép góc theo cơng th}c Rcvc = 0,00318 ρtt = 38,16 + S' cvc (thép góc) c/n thi\t cho n'i ñ2t n= 38,16 Rcoc = ≈ 15 Rd η 4.0,65 H" s' sŠ d@ng η = 0,65 tìm ủFc theo ủ9ng cong cho sân (l2y v0i tĐ s' a/l = T§ s' gi*a khoAng cách gi*a cvc chi%u dài cvc) T}c ta giA thi\t khoAng cách gi*a cvc a = m KhoAng cách gi*a cvc a = 80/15 = 5,3 m → g/n ñúng v0i ñi%u ñã giA thi\t B8ng cơng th c xác đ6nh n tra t8n dịng c a n cEc khác KiRu n'i đ2t Chơn th—ng đ}ng, làm b•ng thép trịn, ñ/u ti\p xúc v0i m‹t ñ2t Chôn th—ng ñ}ng, làm b•ng thép trịn, đ/u n•m sâu cách m‹t đ2t m5t khoAng Chơn n•m ngang, làm b•ng thép d·t, dài, n•m sâu cách m‹t đ2t m5t khoAng b Wchi%u r5ng cIa d·t, Cách đ‹t đi"n cuc Cơng th}c Chú thích l>d l>d l/2t ≥ 0,5 n\u đi"n cuc trịn có đư9ng kính d b = 2d T2m th—ng ñ}ng, sâu cách m‹t ñ2t m5t khoAng a, b kích thư0c cIa t2m Vành xuy\n, làm t“ thép d·t, ñ‹t n•m ngang, sâu cách m‹t ñ2t m5t khoAng b W chi%u r5ng cIa cuc t < D/2 n\u ñi"n cuc trịn có đư9ng kính d b=2d TÀI LI U THAM KHLO ð‹ng Ngvc Dinh, Nguy¡n H*u Khái, Tr/n Bách; H th ng ñi n; Nxb ðDi hvc trung hvc chuyên nghi"p, 1981 Nguy¡n Công Hi%n, Nguy¡n MDnh HoDch; H th ng cung c p ñi n c a xí nghi p cơng nghi p th6 nhà cao tSng, Nxb KH&KT, 2001 Nguy¡n Xuân Phú, Nguy¡n Công Hi%n, Nguy¡n B5i Khuê; Cung c p ñi n, Nxb KH&KT, 1998 Tr/n Bách; Lư(i ñi n h th ng ñi n, tGp 1và 2, Nxb KH&KT, 2000 Ngô HBng Quang; So tay lEa ch n tra c u thi t b6 ñi n tf 0,4 ñ n 500kV, Nxb KH&KT, 2002 Nguyvn Xn Phú; K{ thu$t an tồn n; Nxb KH&KT, 2001 X.Wang, J.R.McDonald; Modern power system planin, London, 1994 John J.Graigner, William D.Stevenson; Power system Analysis, Newyork, 1994