Untitled 1 UBND HUYỆN CỦ CHI TRƯỜNG TRUNG CẤP NGHỀ CỦ CHI GIÁO TRÌNH MÔN HỌC/MÔ ĐUN CUNG CẤP ĐIỆN NGÀNH/NGHỀ ĐIỆN CÔNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ TRUNG CẤP NGHỀ Ban hành kèm theo Quyết định số /QĐ ngày tháng năm[.]
UBND HUYỆN CỦ CHI TRƯỜNG TRUNG CẤP NGHỀ CỦ CHI GIÁO TRÌNH MƠN HỌC/MƠ ĐUN: CUNG CẤP ĐIỆN NGÀNH/NGHỀ: ĐIỆN CƠNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP NGHỀ Ban hành kèm theo Quyết định số: /QĐ-… ngày…….tháng….năm ………… của……………………………… , năm 2018 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng nguyên trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm LỜI GIỚI THIỆU Hiện điện nguồn động lực chủ yếu sản xuất đời sống lí sau: Điện dể dàng biến đổi sang dạng lượng khác như: năng, nhiệt năng, quang Điện sản xuất tập trung nhà máy điện truyền tải xa với hiệu suất cao Quá trình sàn xuất truyền tải, phân phối sử dụng điện dể dàng tự động hóa điều khiển từ xa Có nhiều loại nguồn điện khác ưu điểm kinh tế kỹ thuật, điện sản xuất nhà máy phát điện Trong máy phát điện có q trình đổi từ thành điện Nếu nguồn lượng làm quay máy phát điện tua bin nước nhà máy thủy điện, cịn dùng than, dầu, khí đốt tạo nên nước làm quay máy phát điện có nhà máy nhiệt điện, ngồi cịn có nhà máy điện ngun tử, điện sử dụng sức gió,…Điện từ máy phát điện qua hệ thống truyền tải phân phối điện truyền đến hộ tiêu thụ Giáo trình Cung cấp điện trang bị cho người học cách nhìn tổng quát hệ thống điện Việt Nam Nếu vận dụng đầy đủ kiến thức tài liệu này, người học trở thành người cơng nhân chun ngành điện cơng nghiệp có tay nghề đáp ứng nhu cầu công nghiệp hóa đại hóa nước nhà Củ Chi, ngày 10 tháng 10 năm 2018 Biên soạn Lê Thành Trí MỤC LỤC BÀI MỞ ĐẦU: KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN Nguồn lượng tự nhiên đặc điểm lượng điện Nhà máy điện 2.1 Nhà máy nhiệt điện (NMNĐ) 2.2 Nhà máy thủy điện (NMTĐ): 2.3.Nhà máy điện nguyên tử (NMĐNT) 10 2.4 Nhà máy điện dùng sức gió (động gió phát điện) 11 2.5 Nhà máy điện dùng lượng xạ mặt trời 12 2.6 Nhà máy lượng địa nhiệt: 13 Mạng lưới điện 13 3.1 Mạng truyền tải 13 3.2 Mạng phân phối 14 Hộ tiêu thụ điện (Hộ dùng điện) 14 4.1 Theo ngành nghề: 14 4.2 Theo chế độ làm việc: 14 4.3 Theo yêu cầu liên tục cung cấp điện: 14 Hệ thống bảo vệ 15 Trung tâm điều độ hệ thống điện 15 Những yêu cầu nội dung chủ yếu thiết kế hệ thống cung cấp điện 15 Các tiêu kỹ thuật phương án cung cấp điện: 15 Các tiêu kinh tế phương án cung cấp điện: 16 BÀI 1: TÍNH TỐN PHỤ TẢI 18 1.1 Xác định nhu cầu điện 18 1.1.1 Đặt vấn đề 18 1.1.2 Đồ thị phụ tải 19 1.1.3 Các đại lượng 20 1.1.4 Các hệ số tính tốn 21 1.1.5 Các phương pháp xác định cơng suất tính tốn: 21 1.1.6 Phương pháp tính số phụ tải đặc biệt 22 1.1.7 Xác định cơng suất tính tốn cấp mạng điện 23 1.1.8 Xác định tâm phụ tải 25 1.2 Chọn phương án cung cấp điện 26 1.2.1 Khái quát 26 1.2.2 Chọn cấp điện áp định mức mạng điện 26 1.2.3 Sơ đồ nối dây mạng điện áp cao 26 1.2.4 Sơ đồ nối dây mạng điện áp thấp 28 1.2.5 Đường dây cáp 29 BÀI 2: TÍNH TỐN MẠNG VÀ TỔN THẤT 31 2.1.1 Tính tổn thất điện áp, tổn thất công suất, tổn thất điện 31 Sơ đồ thay lưới điện 31 2.1.2 Tính tổn thất mạng hở cấp phân phối 32 2.1.3 Tính tốn mạng điện kín đơn giản 32 2.2Trạm biến áp 32 2.2.1 Khái quát phân loại 32 2.2.2 Sơ đồ nối dây trạm biến áp 33 2.2.3 Đo lường kiểm tra trạm biến áp 34 2.2.4 Nối đất trạm biến áp đường dây tải điện 34 2.2.5 Cấu trúc trạm 34 2.2.6.Vận hành trạm biến áp 35 BÀI 3: LỰA CHỌN THIẾT BỊ TRONG CUNG CẤP ĐIỆN 36 3.1.1 Lựa chọn máy biến áp 36 1.1.1 Chọn vị trí trạm biến áp 36 1.1.2 Chọn số lượng chủng loại máy biến áp 36 1.1.3 Xác định công suất trạm biến áp: 37 3.1.2 Lựa chọn máy cắt điện 37 3.1.3 Lựa chọn cầu chì, dao cách ly 37 1.3.1 Lựa chọn dao cách ly, cầu chì cao áp: 37 1.3.2 Lựa chọn dao cách ly, cầu chì hạ áp: 38 3.1.4 Lựa chọn áptômát 40 3.1.5 Lựa chọn góp 40 3.1.6 Lựa chọn dây dẫn cáp 40 1.6.1 Chọn dây dẫn/cáp mạng phân phối cao áp 40 1.6.2 Chủng loại cáp dây dẫn 44 GIÁO TRÌNH MƠN HỌC/MƠ ĐUN Tên mơn học/mơ đun: Cung cấp điện Mã mơn học/mơ đun: Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trị mơn học/mơ đun: - Vị trí: Mơ đun phải học sau hồn thành mơn học An tồn điện, Mạch điện, Đo lường điện, Vẽ điện, Khí cụ điện, Vật liệu điện - Tính chất: Là mơ đun chun mơn nghề, thuộc mô đun đào tạo nghề bắt buộc - Ý nghĩa vai trị mơn học/mơ đun: Mục tiêu môn học/mô đun: - Về kiến thức: + Chọn phương án phù hợp cho đường dây cung cấp điện cho phân xưởng phù hợp yêu cầu cung cấp điện theo Tiêu chuẩn Việt Nam - Về kỹ năng: + Tính chọn dây dẫn, bố trí hệ thống chiếu sáng phù hợp với điều kiện làm việc, mục đích sử dụng theo qui định kỹ thuật +Lựa chọn thiết bị phù hợp cung cấp điện - Về lực tự chủ trách nhiệm: + Rèn luyện tính cẩn thận, tỉ mỉ, xác, tư khoa học sáng tạo Nội dung môn học/mô đun: BÀI MỞ ĐẦU: KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN Giới thiệu: Hệ thống cung cấp điện tập hợp nhà máy điện, lưới điện nối với nhau, có liên hệ mật thiết, liên tục trình sản xuất, biến đổi phân phối điện Mục tiêu: Phân tích đặc điểm, yêu cầu nguồn lượng, nhà máy điện, mạng lưới điện, hộ tiêu thụ, hệ thống bảo vệ trung tâm điều độ Vận dụng yêu cầu nội dung chủ yếu thiết kế hệ thống cung cấp điện Rèn luyện tính cẩn thận, xá nghiêm túc học tập thực cơng việc Nội dung chính: Nguồn lượng tự nhiên đặc điểm lượng điện Ngày nay, nhân dân giới tạo ngày nhiều cải vật chất cho xã hội Trong số cải vật chất có nhiều dạng lượng tạo Năng lượng bắp người vật nguồn nặng lượng có từ xa xưa xã hội loài người Sự phát triển mạnh mẽ liên tục hoạt động người đất đòi hỏi ngày nhiều lượng lấy từ nguồn thiên nhiên Thiên nhiên xung quanh người phong phú, nguồn lượng điện dồi Than đá, dầu khí, nguồn nước dịng sơng biển cả, nguồn phát nhiệt lượng vô phong phú mặt trời lịng đất, luồng khí chuyển động, gió v.v nguồn lượng tốt quí giá người Năng lượng điện hay gọi điện dạng lượng phổ biến, sản lượng hàng năm giới ngày tăng chiếm hàng nghìn tỷ kWh Sở dĩ điện thơng dụng có nhiều ưu điểm như: dễ dàng chuyển thành lượng khác (cơ, hoá, nhiệt v.v ) dễ chuyển tải xa, hiệu suất lại cao Trong trình sản xuất phân phối, điện có số đặc điểm sau: Khác với hầu hết loại sản phẩm, điện sản xuất nói chung khơng tích trữ (Trừ vài trường hợp cá biệt với công suất nhỏ người ta dùng pin ắc quy làm phận tích trữ) Tại thời điểm, phải đảm bảo cân điện sản xuất với điện tiêu thụ kể tổn thất truyền tải Đặc điểm cần quán triệt nhiệm vụ quy hoạch, thiết kế hệ thống cung cấp điện, nhằm giữ vững chất lượng điện thể giá trị điện áp tần số Các q trình điện xảy nhanh, ví dụ sóng điện từ lan truyền dây dẫn với tốc độ lớn xấp xỉ tốc độ ánh sáng 300.000 km/giây, q trình sóng sét lan truyền, q trình độ, ngắn mạch xảy nhanh (trong vòng nhỏ 1/10 giây) Đặc điểm đòi hỏi phải sử dụng thiết bị tự động vận hành, điều độ hệ thống cung cấp điện Bao gồm khâu bảo vệ, điều chỉnh điều khiển, tác động trạng thái bình thường cố, nhằm đảm bảo hệ thống cung cấp điện làm việc tin cậy kinh tế Đặc điểm thứ ba là: công nghiệp điện lực có liên quan chặt chẽ đến hầu hết ngành kinh tế quốc dân (khai thác mỏ, khí, dân dụng, cơng nghiệp nhẹ ) Đó động lực tăng suất lao động, tạo nên phát triển nhịp nhàng cấu trúc kinh tế Quán triệt đặc điểm xây dựng định hợp lý mức độ điện khí hóa ngành kinh tế vùng lãnh thổ khác nhau; mức độ xây dựng nguồn điện, mạng lưới truyền tải phân phối, nhằm đáp ứng phát triển cân đối, tránh thiệt hại kinh tế quốc dân phải hạn chế nhu cầu hộ dùng điện Điện sản xuất chủ yếu dạng điện xoay chiều với tần số 60Hz (tại Mỹ Canada) hay 50Hz (tại Châu âu nước khác) Hệ thống điện bao gồm ba khâu: nguồn điện, tuyền tải điện tiêu thụ điện Nguồn điện nhà máy điện (nhiệt điện, thủy điện, điện nguyên tử v.v…) trạm phát điện (điêzen, điện gió, điện mặt trời v.v…) Tiêu thụ điện bao gồm tất đối tượng sử dụng điện lĩnh vực kinh tế đời sống: công nghiệp, nông nghiệp, lâm nghiệp, giao thông vận tải, thương mại, dịch vụ, phục vụ sinh hoạt Để truyền tải điện từ nguồn phát đến hộ tiêu thụ người ta sử dụng lưới điện Lưới điện bao gồm đường dây tải điện trạm biến áp Lưới điện nước ta có nhiều cấp điện áp: 0,4kV; 6kV; 10kV; 15kV; 22kV; 35kV; 110kV; 220kV 500kV Một số chuyên gia cho rằng, tương lại lưới điện Việt nam chỉ nên tồn năm cấp điện áp: 0,4kV; 22kV; 110kV; 220kV 500kV Có nhiều cách phân loại lưới điện: • Căn vào trị số điện áp, chia ra: - Lưới siêu cao áp: 500kV - Lưới cao áp: 220kV; 110kV Lưới trung áp: 35kV; 22kV; 10kV; 6kV - Lưới hạ áp: 0,4kV • Căn vào nhiệm vụ, chia ra: - Lưới cung cấp: 110kV; 220kV; 500kV - Lưới phân phối: 0,4kV; 6kV; 10kV; 15kV; 22kV; 35kv Căn vào phạm vi cấp điện, chia ra: Lưới khu vực, Lưới địa phương Căn vào số pha, chia ra: Lưới pha, Lưới hai pha, Lưới ba pha Căn vào đối tượng cấp điện, chia ra: Lưới công nghiệp, Lưới nông nghiệp, Lưới đô thị * Hệ thống điện đại: Hệ thống điện ngày mạng lưới liên kết phức tạp (hình 1.1) chia làm phần: Nhà máy điện Mạng truyền tải – truyền tải phụ Mạng phân phối Phụ tải điện Nhà máy điện Có nhiều phương pháp biến đổi điện từ dạng lượng khác nhiệt năng, thuỷ năng, lượng hạt nhân có nhiều kiểu nguồn phát điện khác nhau: nhà máy nhiệt điện, thuỷ điện, điện nguyên tử, trạm điện gió, điện Diezen Hiện nay, nhà máy nhiệt điện thuỷ điện nguồn điện sản xuất điện giới phát triển nhà máy điện nguyên tử ngày tăng 2.1 Nhà máy nhiệt điện (NMNĐ) Bao gồm: Nhà máy nhiệt điện ngưng hơi: Là nhà máy nhiệt điện mà việc thải nhiệt môi chất làm việc (hơi nước) thực qua bình ngưng Nhà máy nhiệt điện rút hơi: đồng thời sản xuất điện nhiệt điện Về nguyên lý hoạt động giống nhà máy nhiệt điện ngưng hơi, song lượng rút đáng kể từ số tầng tuốc bin để cấp cho phụ tải nhiệt cơng nghiệp sinh hoạt Do hiệu suất chung nhà máy tăng lên Nhà máy nhiệt điện biến đổi lượng thực theo nguyên lý: Nhiệt → Cơ → Điện Nhà máy nhiệt điện có đặc điểm sau: - Thường xây dựng gần nguồn nhiên liệu nguồn nước - Tính linh hoạt vận hành kém, khởi động tăng phụ tải chậm - Hiệu suất thấp ( = 30 40%) - Khối lượng nhiên liệu sử dụng lớn, khói thải nhiễm mơi trường Hình 1: Hệ thống nhà máy nhiệt điện 2.2 Nhà máy thủy điện (NMTĐ): Nguyên lý nhà máy thủy điện sử dụng lượng dòng nước để làm quay trục tuốc bin thủy lực để chạy máy phát điện đây, trình biến đổi lượng là: Thủy → Cơ → Điện Công suất nhà máy thủy điện phụ thuộc vào hai yếu tố lưu lượng dịng nước Q qua tuốc bin chiều cao cột nước H, là: P = 9,81QH MW Chính xác hơn: P = 9,81 QH MW Trong đó: Q: lưu lượng nước (m3/sec) H:chiều cao cột nước (m) : hiệu suất tuốc bin Hình 2: Hệ thống nhà máy thủy điện Nhà máy thủy điện có đặc điểm sau: - Xây dựng gần nguồn nước nên thường xa phụ tải - Vốn đầu tư xây lắp ban đầu lớn, chủ yếu thuộc cơng trình đập chắn, hồ chứa - Thời gian xây dựng kéo dài - Chi phí sản xuất điện thấp - Thời gian khởi động máy ngắn - Hiệu suất cao (h = 80 ¸ 90%) - Tuổi thọ cao 2.3.Nhà máy điện nguyên tử (NMĐNT) 10 ... án cung cấp điện: Các chỉ tiêu kỹ thuật phương án cung cấp điện bao gồm: Độ tin cậy cung cấp điện: Đó mức đảm bảo liên tục cung cấp điện tùy thuộc vào tính chất hộ dùng điện nêu Độ liên tục cung. .. lượng cung cấp cho hộ tiêu thụ điển hình cung cấp từ máy biến áp, giảm điện áp cung cấp xuống 400/240V sử dụng ba pha dây Hộ tiêu thụ điện (Hộ dùng điện) Hộ tiêu thụ điện hay gọi hộ dùng điện, ... cấp thường cấp điện áp từ (4 34,5)kV cung cấp điện cho vùng địa lý xác định trước Một vàI phụ tải công nghiệp nhỏ cung cấp trực tiếp đường dây cáp sơ cấp Mạng phân phối thứ cấp giảm điện áp để