Luận văn thạc sĩ kỹ thuật: Nghiên cứu thiết kế hệ thống cung cấp điện, đề xuất giải pháp tiết kiệm điện năng và nâng cao chất lượng cung cấp điện cho nhà máy xử lý nước thải

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

PHẠM THỊ NHUNG

NGHIÊN CỨU THIẾT KE HE THONG CUNG CAP ĐIỆN, DE XUẤT GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM ĐIỆN NĂNG VÀ NÂNG CAO

CHAT LƯỢNG CUNG CAP ĐIỆN CHO NHÀ MAY XỬ LÝ

NƯỚC THÁI

LUẬN VĂN THẠC SĨ

HÀ NỘI, NĂM 2017

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

PHẠM THỊ NHUNG

NGHIÊN CỨU THIẾT KE HE THONG CUNG CAP ĐIỆN, DE XUẤT GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM ĐIỆN NANG VÀ NÂNG CAO

CHÁT LƯỢNG CUNG CÁP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY XỬ LÝ

NƯỚC THÁI

Chuyên ngành: Kỹ thuật điện

Mã số: 60520202

LUẬN VĂN THAC SY

Người hướng dẫn khoa học:

TS Lê Quang Cường

NINH THUẬN, NĂM 2017

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân tôi Các kết quả nghiên cứu và các kết luận trong luận văn là trung thực, không sao chép từ bất kỳ một nguồn nào và đưới bất kỳ hình thức nào Việc tham khảo các nguồn tài liệu đã được thực hiện trích dẫn và ghi nguồn tai liệu tham khảo đúng quy định.

Ninh thuận, ngày tháng năm 2017

Học viên

Phạm Thị Nhung

LỜI CẢM ƠN

Đề hoàn thành luận văn thạc sỹ một cách hoàn chỉnh, bên cạnh sự nỗ lực cố gắng của bản thân còn có sự hướng dẫn nhiệt tình của quý Thây, cũng như sự động viên ủng hộ của gia đình, bạn bè và đồng nghiệp trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu.

Xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn đến thầy TS Lê Quang Cường, người đã hết lòng

giúp đỡ, cung cấp tài liệu khoa học và tạo mọi điều kiện tốt nhất cho tôi hoàn thành

luận văn này Xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn đến các thay, cô tại phòng Đào tao

Đại học và Sau đại học Bộ môn Kỹ thuật điện - điện tử, Khoa năng lượng, Trường ĐH

Thủy Lợi đã tận tình truyền đạt những kiến thức quý báu cũng như tạo mọi điều kiện thuận lựoi nhất cho tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và cho đến khi thực

hiện đê tải.

Cuôi cùng tôi xin chân thành cảm ơn đông nghiệp, đơn vị công tác đã tạo điêu kiện về

mặt thời g1an, cỗ vũ tinh thần trong quá trình nghiên cứu va thực hiện luận văn.

Học viên

Phạm Thị Nhung

il

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC HINH ẢNH 2- 52 2 S2SE‡EE2EEEEEEEEEEEEEE2E171212211 1121 V

DANH MỤC CÁC TỪ VIET TẮTT - ¿22 £+SE+EE£EE££EE£EE£EEEEEEEEEEtrkrrkerrkerkers vii

CUNG CAP DIEN, oocsecsssssessssssssessesssessesssssussusssecsessussussssesessussussssesessessussssesessessssseeseesess 1 1.1 Giới thiệu về nhà MAY eccecccsessecsessesssessessesscssessessesssessessessecsessuessessessessseeseeses 1

1.2 Khái quát về hệ thống cung cấp Gi6ne eceeceeccescessessessessessessessessessessesssesseeseeaes 2

1.2.1 Đặc điểm của nguồn năng lượng điện: - 2 2 + +Ee+xezxerxerxreez 2

1.2.3 Những yêu cầu và nội dung chủ yếu khi thiết kế cung cấp điện 4 1.3 Xác định nhu cầu cung cấp điện ¿- 2 2+ +EeEEeEEEEEEEE2EE2EE2E 11x eExrek 4 1.3.1 Đặt vấn đề tt HT T212 12211 1122101 reo4

1.3.2 Đồ thị phụ tải điện :-©2¿ 222k ke E2E211271221211211211 11.11.2111 EExcye.4 1.3.3 Các đại lượng cơ bản - - - c1 3191113911 19 11 91111811 1H HH ng 7

1.3.4 Các đại lượng co bản và hệ số tính toán thường gặp - 9

2.1 Phương pháp thiết kẾ - 25s ©x+E+EE£EE£EEE2E2E127171711211271 2121 ecrx.e 12

2.2 _ Tiêu chuẩn thiết kẾ 22 +¿©S+++E£EESEE2EEEEEEE212271122121121.221 21 ree 15

2.2.1 Cấp điện apeeccccccccccccscsscssesscssessessssesessessessessesssssescsssessessessssscssessesecaveaes 15

2.2.3 Giới hạn dòng ngăn mạch - +: 2 2 ++S£+E£+E£EEeEESEEEEESEkrErrerrerree 16 2.2.4 Hệ số công suất -¿- Set 211211211211 1111 1111011111111 11 xe 16 2.2.5 Máy biến apa ciccccccccccssccscsscssessessessessssssessessessessssseseesucsssessessessesuesscsseaeaveees 16

2.3 Phương pháp tính toán phụ tai cece eccccscceseesceeneeeseeeeeeseceseeeeeeseeeaeeneeeseeeaes 16 2.3.1 Các phương pháp xác định phụ tải tính toán - -s- s55 ssscsscxssss 17

2.3.2 Tinh chọn máy biến áp -2¿- + ©2++2+++Ext2EEEEEESEESEEEEEEErkerkrrrkrrrree 21 2.3.3 Chọn điểm tính ngăn MACH 2522221332223 181 2231 E22 ve ee 23 2.3.4 Tính chọn tiết diện day cáp -:- + + +22 2EEEEEEEEEEEEEEEEEErrrrerkee 26 CHƯƠNG3 THIẾT KE HỆ THONG CUNG CAP ĐIỆN -: : 31

3.1 Thiết kế so bộ so đồ một sợ hệ thống cung cấp điện wees 31

1H

3.2 Danh sách tải - - << << xxx x1 ng g1 ket 33

3.3 Tính toán công suất cho máy biến áp -¿- 2 2 2+ 2+Ee£EeEEeEE+EzErrerrree 35 3.4 Tính toán công suất cho máy phát điện -¿- 5¿+¿2++2x++cx++zxerseee 41

3.4.1 Máy phat ditn eeecssessessesseesecnececsececeeseessesseessesseesesseeaessesaeeaeeees 41

3.5 Tính toán dong ngắn mach wu cececceccsssssesssessessessessessessessessesssessessessessesseaesvees 47 3.5.1 Tinh toán ngắn mạch trên lưới điện - - + «+ +22 ss++++see+zeeees 51

3.7 Tính toán lựa chọn thiết Dic c.ccccsceccsccccscesssscssecsescsesecseceesucsesucseseesesersucarsecaeeeceee 64

3.7.1 Lựa chọn may cắt GIG oo ceecccecsececscsececsesececsesucecsescecsesveucarsueneesseeeaserseeees 64

3.7.2 Lựa chon thanh Cái - 5 kh nh ng ngàn rệt 64

3.7.3 Lựa chọn may biến dòng ổiỆn - s1 ng ng re 64 3.7.4 Lựa chọn máy biến áp đo lường ¿-++©++x++cxt2xxerxesrxezrxrrsree 64 CHƯƠNG 4 CÁC GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM VÀ NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG

080)/620.)59)00) 000010577 .a 71

4.1 Bù công suất phản kháng 2:22 ©5+22++2EE2EEE2EEE2EEE2EE223E221221 22.2 xe 71

4.1.2 Chọn các thiết bị bù .cc2c tt ren 7I

4.1.4 Xác định vị trí và công suất tụ DU 2 2+cc+cckeEkerxersrkrrrrerrees 75 4.2 Điều chỉnh chế độ làm việc của h0: 76 KẾT LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ VE NHỮNG NGHIÊN CỨU TIEP THEO: 81

iv

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH

Hình 1 Các bước thiết kế hệ thống ¿- - ®SESE+EE2EE2EEEEEEEEEEEEEEEEEEEEErEerkervee 13 Hình 2 Mặt bằng và định vị các công trình trong nhà máy 2-2 2 2+2 30

Hình 4 Tính toán ngắn mach 2-2 ¿+ £+EE+EE+EE£EEE2EE2EEE7E21122122171 71222 Ecre 53Hình 5 Tính toán sụt áp và trào lưu công Suất -¿- 2 2 x+E2E++EEeExerxerresrerred 63Hình 6 Mặt bang tong thé tuyến cáp ngầm 24KV 2: 5© e+E22EvEEeEErrrrrkrred 68Hình 7 Tổng mặt bang cáp trung thé OKV - ¿+ ++++++E++£x++Exzrxrrxrersree 69Hình 8 Sơ đồ nguyên lý ¿2-26 ©5++Ex2Ek22EE223E22121122112711211211211211211 21 1e 70?0)858:11210109::108 00000: N 71Hình 10 Sơ đồ mặt bang trạm bơm như Saul ccc cccsccecsseceessecceesseceesssecessseseesaeees 78Hình 11 Biểu đồ đóng cắt DOM ceeeceeccecesscssesssssssessecsessessessessesussucsessessessessssssasesecseeses 79Hình 12 Quy trình điều khiển bơm - 2 SE SE+EE£EE+E£E££E£EEeEEEEEEEkrrerrerrerree 80

DANH MỤC BANG BIEU

Bang 2.1 Quy định về cấp điện áp ¿- ¿5S t+SE‡EE9EEE 2121211111111 te 15 Bang 2.2 Giá trị tiêu biểu của điện áp ngắn mạch 2-2 2 ¿+ +x+Ex+E++EzEzxezxez 25

Bang 3.1 Bảng công suất tải ¿52-5221 9E E2 12E157121121121171111211211 1111 1.E.cre 33

Bảng 3.2 Bảng kết quả tính toán chọn máy biến áp - 2 2 + x+£x£+xzzz++red 39

Bang 3.4 Đánh giá ngăn mach trở kháng máy biến áp - 2 2 2 ++s£+sz+ze+zxd 50 Bảng 3.5 Công suất MBA theo tình trạng quá tải hoạt động - 5:5 50 Bảng 3.6 Bảng Kết của tính toán ngắn mạch 2- 22 +¿++2x++£x++zxvzxxsrxeees 51 Bảng 3.7 Bảng thống kê tính toán ngắn mach bang phan mềm ETAP 52 Bảng 3.8 Kết qua tính toair ccecccccccsssessssssessssssssssessecssecsssssesssecsseesecssesssecssecseesseesseesees 56 Bang 3.9 Kết qua tính toan cecceccscessessessessessesscsscsecsessessessessessssussecsessessessesussssasessseeaes 61 Bang 3.10 Kết qua tính toán ngắn mạch bang phần mềm ETAP 2- 25¿ 61 Bang 3.11 Lựa chọn thiẾt bị, - -: 5256522 2E2EEEEEE1911211211211217171 111111111 ty 65 Bang 4.1 Lưu lượng nước thải đầu vào - ¿2 +5£+S£+E£2E£EEeEEEEEEEEEEkrrrrrrrerree 76 Bang 4.2 Phân bồ điện tiêu thụ 2-52 SS£2E£2EE9EE£EEEEE2EEEEEE21211211221 2121 tre 77

vi

DANH MỤC CÁC TU VIET TAT

AC Dòng điện xoay chiều DC Dòng điện một chiều

IEC International Electrotechnical Commission

MBA May bién ap

vii

MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết của đề tài:

Một hệ thống điện hoạt động hiệu quả là phải kết hợp một cách hài hòa yêu cầu về kinh tế, độ tin cậy cung cấp điện, độ an toàn cao, đảm bảo tính liên tục và nhất là đảm

bảo được các tiêu chí kỹ thuật dé giúp cho nha may hoạt hoạt động an toàn, hiệu qua

và tuôi thọ cao.

Trong nhà máy xử lý nước thải cỡ lớn, số lượng các phụ tải cỡ vài nghìn, và phân chia thành nhiều loại, tổng công suất tiêu thụ trong nhà máy khoảng vài chục mêga wát, các

thiết bị phải hoạt động theo một qui trình công nghệ nghiêm ngặt Thông thường, hệ

thống cấp điện gồm có 2 cấp điện áp là trung áp và hạ áp Các động cơ cho máy bơm và máy thổi khí rất lớn, cỡ từ 200 đến 800 kW, hoạt động ở nhiều chế độ khác nhau Hệ thống cung cấp điện cho nhà máy phải đảm bảo các tiêu chí kỹ thuật, độ tin cậy cung cấp điện cao, chất lượng điện năng tốt và tiết kiệm được năng lượng trong quá

trình vận hành Vi vậy em xin chon dé tai: NGHIÊN CỨU THIET KE HE THONG

CUNG CÁP ĐIỆN, ĐÈ XUẤT GIẢI PHÁP TIẾT KIỆM ĐIỆN NĂNG VÀ

NÂNG CAO CHÁT LƯỢNG CUNG CÁP ĐIỆN CHO NHÀ MÁY XỬ LÝ

NƯỚC THÁI.

2 Mục đích của Đề tài:

- Đề tài nghiên cứu phương pháp thiết kế, đưa ra hệ thống cung cấp điện và sử dụng

điện năng hợp lý cho nhà máy xử lý nước thải cỡ lớn, trong đó có tính toán lựa chọn

các thiết bị, các chỉ tiêu và khảo sát các chế độ làm việc của lưới theo tiêu chuân quốc tế IEC.

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Nhà máy xử lý nước thải công suất 10 MVA

4 Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu:

- Thu thập số liệu từ nhà máy, phân tích và tính toán thiết kế ra một hệ thống cung cấp

điện cho nhà máy đạt các tiêu chuẩn IEC, tin cậy và tiết kiệm năng lượng.

Vili

5 Câu trúc của luận văn

Luận văn gồm 4 chương, 14 bảng và hình vẽ với các nội dung về: Giới thiệu nhà máy xử lý nước thải, tính toán phụ tải toàn nhà máy Nghiên cứu giải pháp tiết kiệm

điện năng Dé xuât kiên nghị cho toàn bộ luận van

1X

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU NHÀ MAY VÀ YÊU CÂU

CUNG CAP ĐIỆN 1.1 Giới thiệu về nhà máy.

Tốc độ đô thị hóa của các đô thị không ngừng tăng trong những năm qua Tuy nhiên,

việc phát triển cơ sở hạ tầng, bao gồm hệ thống thoát nước đô thị, không theo kịp tốc

độ đô thị hóa.

Hiện nay, nước thải của Thành phố được thu gom bởi hệ thống cống và kênh mương rồi xả ra các kênh, hồ và các con sông Tình trạng này gây ô nhiễm nặng cho các kênh

mương, sông hồ và tác động xấu tới điều kiện vệ sinh và điều kiện sông của người dân,

đặc biệt vào mùa khô khi chỉ có nước thải chảy trong hệ thống kênh mương và sông ngòi này Do tinh trạng thâm thấu nước thai mà nguy cơ nhiễm ban nguồn nước ngầm tương đối cao Thêm vào đó, vì phải tiếp nhận nguồn nước thải chưa qua xử lý của thành phố, nên các con sông trong thành phố cũng đang trong tình trang ô nhiễm nặng Hầu hết các hộ gia đình và tòa nhà cao tầng đều đã được trang bị bề tự hoại, tuy nhiên, hoạt động của nhiều bề tự hoại trong số này không đáp ứng yêu cầu và chỉ giúp

giảm phân nào tình trạng ô nhiễm.

Trước tình hình đó, việc triển khai lập Dự án xây dựng hệ thống xử lý nước thải là rất cấp bách và cần thiết để tiếp tục phát triển và giữ gìn môi trường tự nhiên và môi trường sống của Thành phố Với mục đích cải thiện môi trường nước, việc xây dựng hệ thống thoát nước cùng với nhà máy xử lý nước thải tập trung đã được đề xuất

Tên dựán | Dự án Nhà máy xử lý nước thải

Xây dựng hệ thống thoát nước dé thu gom và xử lý nước thải từ các

hoạt động của con người trong các khu đô thị trung tâm

Mục đích hướng đến là:

Mục đích ˆ | 1) Cải thiện môi trường sống

2) Cải thiện hệ sinh thái tự nhiên

3) Cải thiện điều kiện vệ sinh và sức khoẻ cộng đồng, giảm nguy cơ

mặc bệnh

1.2 Khái quát về hệ thống cung cấp điện 1.2.1 Đặc điểm của nguồn năng lượng điện:

Ngày nay thế giới đã tạo ra rất nhiều nguồn năng lượng Năng lượng điện hay còn gọi là năng lượng điện năng hiện nay là một dang năng lượng rat phố biến, sản lượng hàng năm trên thế giới càng tăng và chiếm hàng ngàn tỉ kWh Sở đĩ điện năng được sử dụng

nhiều như vậy là do có những ưu điểm: dễ chuyển hóa thành các dạng năng lượng khác, dê chuyên đi xa và hiệu suât cao.

Trong quá trình sản xuât và phân phôi có các đặc điêm sau:

a Điện năng sản xuât ra không tích lũy ngoại trừ các trường hợp đặc biệt như pin.

b Các quá trình về điện xảy ra rất nhanh Do vậy phải sử dụng rộng rải các thiết bị bảo vệ tự động trong công tác vận hành, điều độ hệ thống cung cấp điện nhằm đảm bảo hệ thông điện làm việc tin cậy và hiệu quả.

c Công nghiệp điện lực có liên quan chặt chẽ đến nhiều ngành kinh tế quốc dân, là

một trong những động lực tăng năng suất lao động tạo nên sự phát triển trong kinh tế.Hệ thống điện bao gồm các khâu phát điện, truyền tải, phân phối, cung cấp tới các hộ

1.2.2 Hộ tiêu thụ:

Ở đây chúng ta chỉ xét đến hộ tiêu thụ xí nghiệp, nhà máy Tùy theo nè kinh tế và xã

hội, hộ tiêu thụ điện được cung cấp điện với những mức độ khác nhautheer hiện ở mức độ yêu cầu liên tục cung cấp điện khác nhau và phân thành 3 loại:

Hộ tiêu thụ điện loại 1: là những hộ tiêu thụ mà nếu ngừng cung cấp điện có thể gây nên những hậu quả nghiêm trọng nguy hiểm đến tính mạng con người, làm thiệt hại lớn về kinh tế, dẫn đến hư hỏng thiết bị, gây rối loạn các quá trình công nghệ phức tạp, hoặc làm hỏng hàng loạt sản phẩm, hoặc có ảnh hưởng không tốt về phương diện

chính tri.

Hộ tiêu thụ điện loại 2: là những hộ tiêu thụ mà nếu ngừng cung cấp điện thì chỉ liên quan đến hàng loạt sản phâm không sản xuất được, tức là dẫn đến thiệt hại về kinh tế do ngừng trệ quá trình sản xuất, hư hỏng thiết bị và lãng phí sức lao động, tạo nên thời

gian chết của nhân viên Các nhà máy công nghiệp nhẹ, xưởng cơ khí thường thuộc

hộ tiêu thụ loại 2.

Hộ tiêu thụ điện loại 3: là tất cả những hộ tiêu thụ còn lại trừ hộ tiêu thụ loại 1 và loại

2, tức là những hộ cho phép cung cấp điện với mức độ tin cậy thấp, cho phép mat điện

trong thời gian sửa chữa, thay thé thiết bi sự có nhưng thường không cho phép quá một

ngày đêm.

Ngoài ra các hộ tiêu thụ điện nhà máy, xí nghiệp cũng được phân loại theo chế độ làm

việc như sau:

1 Loại hộ tiêu thụ điện có chế độ làm việc dài hạn: khi đó phụ tải không thay đôi hay thay đổi rất ít Các thiết bị có thể làm việc lâu dài mà nhiệt độ không vượt quá giá trị

cho phép.

2 Loại tiêu thụ điện có phụ tải ngắn hạn: Thời gian làm việc không đủ dai dé nhiệt độ

của thiết bị đạt đến giá trị quy định cho phép.

3 Loại hộ tiêu thụ điện có chế độ phụ tài ngắn hạn lặp lại: thiết bị làm việc ngắn hạnxen kẽ với thời gian nghỉ ngắn hạn.

12.3 Những yêu cau và nội dung chủ yếu khi thiết kế cung cấp điện.

Mục tiêu chính của thiết kế cung cấp điện là đảm bảo cho hộ tiêu thụ luôn luôn đủ điện

năng với chất lượng nằm trong phạm vi cho phép.

Một phương án cung cấp điện cho nhà máy, xí nghiệp được xem là hợp lý khi thỏa

mãn những yêu cầu sau:

Vốn đầu tư nhỏ, chú ý đến tiết kiệm vật tư hiếm.

Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cao tùy theo tính chất hộ tiêu thụ Chi phí vận hành hàng năm thấp.

Thuận tiện cho vận hành và sửa chữa.

Đảm bảo chất lượng điện năng, chủ yếu là đảm bảo độ lệch và độ dao động điện áp bé

nhất và nằm trong phạm vi cho phép so với định mức.

Những yêu cầu trên đây thường mâu thuẫn nhau nên người thiết kế phải biết cân nhắc và kết hợp hài hòa tùy thuộc vào hoàn cảnh cụ thê.

Ngoài ra khi thiệt kê cung câp điện phải chú ý đên những yêu câu khác như: có điêu kiện thuận lợi nêu có yêu câu cân phát triên phụ tải sau này, rút ngăn thời gian xây dựng

1.3 Xác định nhu cầu cung cấp điện 1.3.1 Đặt vấn đề.

Khi thiết kế cung cấp điện cho một công trình thì nhiệm vụ đầu tiên là phải định nhu

cầu điện của công trình đó Tùy theo quy mô của công trình mà nhu cầu điện xác định

theo phụ tải thực tế hoặc phải tính đến sự phát triển về sau này Do đó xác định nhu cầu điện là giải bài toán dự báo phụ tải ngắn hạn hoặc dài hạn.

13.2 Dé thị phụ tải điện.

Phụ tải điện là một hàm theo thời gian, nó phụ thuộc vào rất nhiều yếu tổ như đặc

điêm của quá trình công nghệ, chê độ vận hành Tuy vậy đôi với môi loại hộ tiêu

thụ cũng có thể đưa ra một dạng phụ tải điển hình.

Khi thiết kế nếu biết đồ thị phụ tải điển hình thì sẽ có căn cứ dé chọn các thiết bị điện, tính điện năng tiêu thụ Lúc vận hành nếu biết đồ thị phụ tải điển hình thì có thé định

hướng phương thức vận hành các thiết bị sao cho kinh tế và hợp lý nhất Các nhà máy

điện cần nắm được đồ thị phụ tải của các hộ tiêu thụ để định hướng phương thức vận hành của các máy phát điện cho phù hợp Vì vậy đồ thị phụ tải là một tài liệu quan

trọng trong thiết kế cũng như vận hành hệ thống cung cấp điện.

Tùy theo yêu cầu sử dụng mà người ta xây dựng các loại đồ thị phụ tải khác nhau: Đồ

thị phụ tải hàng ngày, đồ thị phụ tải hàng tháng và phụ tải hang năm a D6 thị phụ tải hàng ngày:

Là đồ thị một ngày đêm (24 giò) 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 dé thuận tiện cho việc tính

Đồ thị phụ tải hàng ngày cho biết nhịp độ tiêu thụ điện năng hàng ngày của hộ tiêu thụ qua đó có thé 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 phang 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.

t (gid)

Đô Thi phụ tải Ngày

b Đồ thị phụ tải hàng tháng

Đồ thị phu tải hang tháng được tính theo phụ tải trung bình cua 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 có dé đáp

ứng yêu câu cung câp điện năng cho hộ tiêu thụ.

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 có thé

định được công suất của máy biến áp, chọn được các thiết bị điện, đánh giá mức độ sử

dụng và tiêu hao điện năng.

P (kw) P (w) P (kw)

TT '

1630g 3602

Dé thi phụ tai ngày làm Dé thị phụ tải ngày nghỉ a _

việc ( 300 ngày) (65 ngay) Đôthi phy tai nam

1.3.3 Các đại lượng cơ bản

- Công suất định mức Pan

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 biêu thức:

Pan = Prout Nec

Pđặt : La công suất đặt của động cơ.

Nac : Là hiệu suất của động cơ

Đối với Rotor lồng sóc thì 0.8< <0.95 Vì hiệu suất động cơ điện tương đối cao

nên dé cho tính toán được đơn giản, người ta thường cho phép bỏ qua hiệu suất, lúc

này lay

Pa ~ Pam

Đối với các thiết bị điện làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại như : cần trục, máy han, khi tính toán phụ tải chúng ta quy đổi về công suất định mức ở chế độ làm việc dai hạn, tức là quy đổi về chế độ làm việc có hệ số tiếp điện e% = 100% Công thức quy đổi như sau:

Đối với động cơ

Pin = Pin VE im

Déi voi may dang bién ap (may han)

Pin = S.ay-©08 Pin VE am

- Phụ tải trung bình Py,

Phụ tải trung bình là một đặc trưng của phụ tải trong một khoảng thời gian nào,d6.Téng của phụ tải trung bình của các thiết bị sẽ được đánh giá giới hạn của phụ tảitính toán:

Với Ap, Ag là điện năng tiêu thụ trong khoảng thời gian khảo sát (Kw, Kvar) Đối vớimột nhóm thiết bị

“Từ các gi tricia phụ tai trung bình ta có thé xắc định được phụ tai tỉnh toán, tinh tổn

thất điện năng Phụ tải rung bình được xác định ứng với một ca làm việc, một tháng

hoặc một năm

~ Phụ tải cực đại Pu.

Phụ tải cực đại chiara làm 2 nhóm:+ Phụ tai eực đại Pay

Là phụ tải trung bình lớn nhất th trong khỏang thời gian tương đối ngắn, thời gian.

duge tính khoảng 5-10 đến 20 phút tương ứng vmột ca làm việc có phụ tải lớn nhấttrong ngày Phụ ti cực đại đôi khi cũng được dùng như phụ tả tính toán Phụ tải cực

dai dig để tính tổnthất công suất lớn nhất, d chọn thết bị điện, chọn dây dẫn

+ Phụ tải định nhọn Pas

Là phụ tải cực đại xuất tit I:2s Phụ tải dinh nhọn được dùng để kiểm tra điều

kiện tự khỏi động của động cơ, dũng để kiém tra cầu chỉ Phụ tải định nhọn thườngxây ra khi động cơ khởi động.

~ Phụ tải tính toán Py

Là thành phần chủ yếu để chọn thiết bị trong cung cấp điện

Phụ ti tinh toán là phụ ti gid thiết không đổi và được xem như là tương đương với

phụ tải thực tế Khi chọn phụ tải tính toán phải dam bảo an toàn.

Sự phát nhiệt củ các tiết bị thường dao động rong khoảng 30 phốt vì vay thường lấy

tr số trung bình của phụ ải lớn nhất trong khoảng thi gian 30phút để làm phụ tả tínhtoán ( còn gọi là phụ tải nữa giờ).

13⁄4 Các dại lượng cơ bản và hệ số nh toén thường gập.

- Hệ số K sử dụng Key

Hệ số Ky 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:a = Pe

Đổi với 1 nhóm có hi bị

vn Pm êm,

Khi vẽ được đồ thị phụ tải th hệ số sử dụng có thé được tính

Bội cụ, bane ot,

OT Pally Hh Foo hy)

Ngoài ra ta có thé tra bảng 2-1 trang 616 sách cung cắp điện tác giá Nguyễn Xuân Phú tim ky Hệ số sử dụng nói lên mức độ sử dụng, mức độ khai thác công suất của thiết

bị điện tong một chu kỳ làm việc, Hệ số sử dụng là một số liệu dùng đ nh phụ tải

tính toán.

- Hệ số phụ tải ky.

Hệ số phụ tải là hệ số giữa công suất thực tế với công suất định mức Thường ta phảixéthệ số phụ tải trong một khoảng thời gian nào đó.

“Trong trường hợp có đồ thị phụ tai thi chúng ta có thé tính hệ phụ tai theo công thứ &trên Hệ số phụ tải nói lên mức độ sử dụng, mức độ khai thác thiết bị điện trong thời

gian đang xét

-Hệcực đại k

Là tỉ số giữa phụ tải tinh toán và phụ tải trung bình trong khoảng thời gian xét, Hệ số

‘exc đại tỉnh với một ca kim việc có phụ tải lớn nhất kmax thường được khảo sắt theođường cong kyu € (ky và nụ) được tra bởi đồ thi ở hình 3-5 trang 32 sách cung cấpđiện

PPy~ Hệ số nhu cầu kee

số giữa phụ tải tính toán và công suất định mức Thường hệ số Hệ số nhu cầu là ti

keax và kne được ding tinh cho phụ tai tác dụng Thực tế kn, thưởng do kinh nghiệm"vận hành được tổng kết lại

kat oye?Fo GG I bea

Cũng như hệ số cực đại, hệ số nhu cầu thường tính cho phy tai tác dụng Cũng như có hi kne được tinh cho phụ tải phản kháng, nhưng số liệu này ít ding hơn Trong thực

tế hệ số nhu cầu thường do kinh nghiệm vận hành mà tổng kết lại có thể ta bảng 2-1

trang 616 sách cung cấp điện tác giả Nguyễn Xuân Phú tìm ky.- Hệ số thitbị hiệu quả mạ

Số thiết bị hiệu quả là số thết bị có cũng công suất va chế độ lim việc Đôi hồi phụ ti

bằng phụ ải nh toán của nhóm phụ ải thực tế (gồm có các thiết bị có các chế độ làm

việc và công suất Khác nhau).

| Sr

Khi số thibị trong nhóm >5 tính nụ, theo (*) khả pl phức, vi vậy trong thực tế

người ta tìm nhạ theo bảng hoặc đường cong cho trước.

“Trước hết đưa ra các gia thuyết sau:

số thiết bị có trong phan xưởng,

nny: số thiết bị có công suất > 1/2 công suất của thiết bị có công suất lớn nhất có trong.

phân xưởng

P, : tổng công suất ứng với số thiết bị n P, tổng công suất ứng với số

Ta tính

‘Tir đó tra bảng 3-1 trang 36 sách cung cấp điện tác giả Nguyễn Xuân Phú.tìm nh

Voi: n là số thiết bị có trong nhóm

mị là số thibị ó công suất không nhỏ hơn 1/2 thiết bị có công suất lớn nhất Py „P

là tổng công suất ứng với ny và n Từ P* và n* tra đồ thị tim được nạ * Có được tg

ta tim được nụ, tị

nạ, là số thiết bị hiệu quả để xác định phụ tải tính toán

‘CHUONG 2 PHƯƠNG PHÁP THIẾT KE HE THONG

2.1 Phương pháp thiết kế

Nội dung chương 2 sẽ đưa ra phương pháp thiết kế, Đầu tiên thiết kế dự vào các tiêu

à liệt kẽchuẩn IEC ( International Electrotechnical Commission) Tiếp theo

định phương pháp tinh toán phụ tải Những công việc này phải được xây dựng trước

Khỉ tính toán đến công suất củ túi

Phương pháp luận

“Trong dự án này, hệ thông cung cắp điện của nhà máy nước thai được mô phỏng bằng ét kế đạt các tiêu chuẩn là tiêu chí của thiết kế Đề có phần mềm ETAP Ngoài rat

một sự hiểu biết tổng thể tốt hơn về phương pháp thiết kế hệ thông cung cắp điện rong

nhà máy chúng ta sẽ biểu thị nó đưới dạng sơ đồ san

1 Phân tích tả

Định nghĩa điện năng hip thụ bởi tả vàvịtríc liên quan.Xác định vị tí của ti

Định nghĩa đường dẫn và tinh chiều dai của các phn tir kết nổi

“Xác định tổng công suất thu nhận, có tính đến các yếu tổ sử dụng và nhu cầu.

2 Xác định công suất máy biển áp và máy phát diện.

Tính đến khả năng phát triển tải trong tương lai 15 đến 30 phan trăm

3 Chọn dây dẫn, cáp

Xác định đông điện di qua day dẫn

Xée định loại đây dẫn và vật liệu đây dẫn

4 Tính tiết diện đây

“Tính toán sự sụt áp ở chế độ làm việc bình thường và quá trình khởi đông động cơ:

5 Kiểm tra tần thất điện áp

Nếu điện dp giảm không nằm trong giới hạn, giai đoạn 3 cần được tính toán lại 6.Tính toán đồng ngắn mạch.

“Tính toán dong ngắn mạch để chọn các thiết bị nao vệ.

T Lựa chọn các bộ phận đóng ngất mạch và bảo vệ.

Giới hạn vượt quả đông điện ngắn mạch lớn nhất

Đông điện định mức không thấp hơn đồng điện tải8 Kiểm tra dayan

XXác minh sự bảo vệ chống Iai tải trong: Dòng định mức hoặc dòng điện định mức

của bộ ngất mạch sẽ cao hơn tải trọng hiện tại nhưng thấp hơn công su hiện tỉ

của dây dẫn.

“rong trường hợp có kết quả không thỏa mãn, tt cả các giai đoạn rên phải được lặp

lại từ giai đoạn 3

2.2 Tiêu chuẩn thiết kế.

Dé dim bảo thiết kể đạt được các chỉ iêu về kỹ thuật, quy ti thiết kế kỹ thuật phải được thực hiện theo các tiêu chuẩn và thông số kỹ thuật Dưới đây tôi xin trình bày một số iều chí quan trọng

2.2.1 Cấp điện áp.

'Các mức điện áp sau đã được lựa chọn cho hệ thống điện ở tin số 50 HZ, Thiết bị sẽ

dam bảo hoạt động liên tục với sự thay đổi điện áp trong phạm vi 5% giá tri định mức.Bảng 2.1 Quy định về cấp điện áp

Làm việc Điện áp (V)_ | Giai đoạn

Thể hệ 11,000 3

Phân phối chính 132,000 3

Phân phối trung gian 20,000 3 Công suất khan cap( Đền bắt dau) 6,000 3

Hệ thông cung cấp điện 230 1

Điều khiến điện áp cho bộ tiếp xúc 230

Điều khien điện áp cho thiết bị chuyên mạch.

2.2.2 Giới hạn giảm diện áp

Điện áp được quá tai trong phạm vi cho phép.

Ở đây là 5%

“Trong quá tình khỏi động động cơ, điện áp được phép quá tải 15%

2.23 Gidi han ding ngẫn mạch.

CCác hệ thing điện có điện áp vượt quả 1000V phải được thiết kế bằng cách nào độ mi

thỏa mãn giátrị RMS AC điêu chuẩn đo lường) Các thành phần của dng điện ngắn

mạch không vượt quá 25 KA theo TEC 60056 Đối với các hệ thông điện có điện áp cưới 1000 V, gi trị RMS của ding xoat chiều AC Thành phần của ding điện ngắn

mạch của mạng điện được thiết kế theo tiêu chuẩn IEC 600947-2 và không vượt quá.

2.24 Hệ sốcông suit

Hệ số công suất của hệ thống bao gdm tổn hao công suất phản khing trong máy biến áp và thiết bị hệ thống phân phối sẽ không được thấp hơn 0.8 so với thiết kế được dinh

giá trong suốt quá tinh, Hệ số công suất được xác định ti các đầu cuỗi của máy phát

3⁄25 Máy biến áp

Trong trường hợp xây ra sự cổ rên một máy biển áp, một máy biến áp khác có thể

chiu được toàn bộ ti, Ngoài ra một máy biến áp t nhất phải có 20% tiết kiệm trong

chế độ hoạt động bình thường.

Điện áp ngắn mạch phần tăm VK% theo IEC 60076.cho 2.5 MVA và 12.5 MVA

nên Lin lượt là 6% và 8%.

2.3 Phương pháp tính toán phụ tsKhái niệm về phụ ti tính toán

Phy tải tính toán là một số liệu rit cơ bản dùng dé thiết kế thống cung cắp điện Phụ tải tính toán là phụ tải giá thiết lâu đi không đổi, tương đương với phụ ải thực tế (biến đối ) về mặt hiệu ứng nhiệt lớn nhất Nói một cách khác, phụ tải tính toán cũng lim nóng vật din lê tối nhiệt độ bằng nhiệt ộ lớn nhất do phụ ải thực tẾ gây ra, Như

vậy nếu chọn các thiết bị điện theo phy tải tinh toán thi có thé đảm bảo an toàn về mặt

phát nồng cho các thiết bị đó trong mọi trạng thái vận hành.

Khi thiết kế cung cắp điện cho một công trình (cự thể là nhà máy ta đang thiết kể ) thì

nhiệm vụ đầu tiên của người thiết kế là phải xác định được nhu cầu điện phụ tải của

công trình đồ (công suất đặt của nhà máy )

‘Tay theo quy mô của nhà máy mà phụ tải điện phải được xác định theo phụ tải thực tế"hoặc còn phải kể đến khả năng phát triển trong tương lai

hụ ti tính toán là một số iệu quan trong để thết kế cung cấp điện Phụ tải điện phụ

thuộc vào nhiều yêu tổ như: công suất và số lượng các thiết bị điện, chế độ vận hành

của chúng, qui trình công nghệ của mínhà máy, xí nghiệp, trình độ vận hành của

công nhân Vi vậy xác định phụ tải tính toán là một nhiệm vụ rắt quan trọng, nếu phụ

tải tính toán được xác định nhỏ hơn phụ tải thực tế thì sẽ làm giảm tuổi thọ của các.

thiết bị đi có khả năng dẫn ới cấy nỗ ắt nguy hiểm, ngược li nỗ phụ tải nh toán

lớn hơn phụ ải thực tế ẽ gây lăng phí và không kinh tổ Như vậy việc ác định phụ áitính toán sẽ dm bảo cho các thiết bị điện hoạt động và không gay lãng phí điện.

23.1 Các phương phip xúc định phụ tải tính toán

3.8.1.1 Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số nhu cau

Phụ tải tính toán được tính theo công thức sau:

nhu cầu (tra số tay)

Pa Cong suất đặt công suất định mức của thiết bị thứ (kW)

tính toán của nhóm thiết Pru Qus Sa? Công suất tác dụng, phân kháng và biểu kid

(QW, KVAR, kVA).

Phương pháp này có ưu điểm là đơn giản, thuận tiện Nhược điểm của phương pháp.

này là kém chính xác, bởi hệ số nhu cầu tra số tay là một số lnh cho trước, không phụ thuộc vào chế độ vận hành và số thiết bị trong nhóm.

2.3.1.2 Xác định theo suất phụ tai tính toán

‘Ta có công thức tinh như sau:Pa=poF“Trong đó;

o: Suit phụ tải trên một điện tích sản xuất (W/m2) Giá tri pp được tra trong số tayhoặc các bảng phy lục t liệu tham khảo.

E: Diện ích sản xuất tức là điệ tch ding để đặt máy sản xuất (m) Phuong pháp này chi cho kết quả gin đúng khi có phụ tải phân bổ.

tích sin xuất nên nó được dũng trong giai đoạn thiết kế sơ ộ, thiết kế chiều sing.

24.13 Xúc định theo công suất mung bình và hệ số cực đại

Số liệu đầu tiên cần xác định là công suất tính toán của từng động cơ và của từng.

nhóm động cơ trong phân xưởngVới một động co: PyPow

Voi một nhóm động co: P, = Pay

Với n >4, phụ tải tinh toán của nhóm động cơ được xác định theo công thức:

wha DP

Trong đó:

n: Số thiết bi điện trong nhóm.

Pani? Công suất định mức thiết bị thứ i trong nhóm (kW) k¿z HỆ số sử dụng của nhỏm thiết bị, tra sổ tay

Knox: Hệ số cực đại tra đồ thị hoặc tra bang theo đại lượng kyy và nụ, nạ; Số thiết bị ding điện hiệu quả.

“Công thức tính nạ, nhữ sau:

Khi n lớn thi việc xác định ny theo phương pháp trên kha phức tạp Do đó, có thé xác,định nạ, một cách gần đúng theo cách nhu

Khi thoả mãn điều kiện:

Trong 46: Pạ Pạ„ : Công suất định mức bé nhất và lớn nhất của các thết bị

trong nhóm (kW).

Khi m> 3 và Ky > 0,2 thì nhg có thể xác định theo công thức sau:

Khim > 3 và ky < 0.2 thì nạ, được xác định theo trình tự như sau

‘Tinh my: số thiết bị cổ công suất lớn hơn hoặc bing một nữa công suất của tht bị có

công suất lớn nhất

Tính Py: Công suất cia my tit bk trêm PSP

Ta cốc n="

Trong đồ: Ry ~ Tổng công uất của nhóm:

= Sách *Thiết ké cắp điện ~ Ngô Hồng Quang,

Từ n*, PY ta bảng PLS — Trang 25

Va Văn Tâm” ta được ni, = f(n',P’) Vậy ta xác định nhạ theo công thức sau:

“Thiết kế cắp điện — Ngô Hồng Quang, Vũ Văn.

“Theo bảng PL I.6 — Trang 256 - Sác|

Tim’, kmax chỉ bắt đầu từ nụ, = 4 nên khi nạ, <4, phụ ải tính toán được xá định

theo công thức như sau:

P= Dh Po

Trong đó: ky ~ Hệ số ải Nếu không biết chính xác có thé lay trị số gần đúng như sau:

k,= 0,9 với thiết bị làm việc ở chế độ dài hạn.

k,— 0,75 với hit bị âm vệc ở chế độ ngắn hạn lặp lại

Can lưu ý néu trong nhóm có thiết bị tiêu thụ điện làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại Š chế độ dai hạn trước khi xác định nhg theo công thức;

thì phải quy đ

Với ky: Hệ số đồng điện trong dối phần trim,

Quy đổi về công suất 3 pha đối với các thiết bị dùng điện I pha:

“Thiết bị 1 pha đầu vào điện áp pha: Pqu = 3P»

“Thiết bị 1 pha đấu vào điện áp pha: P,,

‘Cui củng, phụ tải nh tốn tộn phân xưởng với a nhém:

ky = 0,9 + 0,95 khi số phân xưởng n

ka =1.8 + 0,85 khi số phân xưởng n

2.32 Tính chon máy biển dp

Đặt vấn đề

‘Tram biển áp là một trong những phản tử quan trọng nhất của hệ thống cung cắp điện ‘Tram biển áp dùng để biến đổi điện áp này sang cấp điện áp khác, các trạm biển áp

trạm phân phối, đường day tải điện cùng với các nhà máy điện làm thành một hệ thơng

pit và ruyễn ti điện năng thống nhất

Dung lượng của c;máy biển áp, vi trí, số lượng và phương thức vận hành của các

trạm biển áp cĩ ảnh hưởng rit lớn đến các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của hệ thống cung sắp điện Vi vậy, việc lựa chọn máy biển áp bao giờ cũng gắn liền vớ việc lựa chọn

phương án cung cấp điện Dung lượng máy biển áp và các thơng số khác của trạm biến

ấp phụ thuộc vào phụ tả của điện ấp và phương thức vận hành của máy

2.3.2.1 Chon sé lượng và cơng su tram biển áp“Chọn vị t đặt ram biến áp

Vị tí tram bi4p phải dim bảo các yêu cầu sau:+ An toàn và liên tục cung cấp điện,

+ Phòng cháy nỗ, bụi bản, khí ăn môn tốt+ Khả năng phat triển phụ tải sau

+ Tiêu tốn kim loại màu ít nhất.

+ Gần tâm phụ tai thuận tiện cho nguồn cung cắp đi tới.

+ Thao tác vận hành quản lý dé dàng và phòng cháy nỗ bụi và khí ăn mòn.

+Tiết lêm vốn đầu tư và chỉ phí vn hành,

Vị tí trạm biển áp trung gian nên cho gin trung tâm phụ tải tuy nhiên không nên đưa

vào quá sâu trong xí nghiệp vì anh hưởng đến giao thông vả các công trình xây dựng

Can cứ vào các yêu cầu trên và đựa vào sơ đồ vị trí trạm Ta chọn vị tí lắp đặt trạm

biển áp như sau: Trạm biễn áp ngoài trời, cách tủ phân phối và gin lưới điện quốc gia2.3.22 Lựa chọn máy biển dp

Lựa chọn máy biến áp bao gồm lựa chọn số lượng, công suất chủng loại, kiểu cách và

tinh năng khác của may biển ấp

a Chọn số lượng và chủng loại máy biển áp

Số lượng trạm biến ấp trong một xí nghiệp phụ thuộc vio mức độ tập trung hay phân

tấn của phụ tải trong xí nghiệp, ngoài ra còn phụ thuộc vào tính chất quan trọng của

phụ tải về mặt cung cấp điện.

C6 nhiều phương pháp để xác định số lượng và chủng loại máy biến áp nhưng thường

cdựa vào những yêu tổ chính sau.

+ Chủng loại máy biến ấp trong cùng một trạm nên đồng nhất nhau Đ giảm máy biển

ấp dự phòng trong kho và thuận tiện trong lắp đặt và vận hành.

+ Số lượng máy biến áp trong tram biến áp: đối với hộ tiêu thụ loại 1 throng chọn 2

máy biến áp trở lên Đối với hộ iêu thụ loại hai số lượng máy biển áp được chọn phụ

thuộc vào việc so sánh các hiệu quả kinh tế - kỹ thub Xác định công suất máy biến áp

Hiện nay có rất nhiều phương án để xác định công suất của máy biển áp nhưng vi

cdựa trên nội dung các nguyên tắc sau

+ Chọn theo điều kiện làm việc bình thưởng, có xét đến quá tải cho phép Mute độ quá

tải được.h sao cho hao môn cách điện trong thời gian Xét cho phép.

+ Kiểm tra theo điều kiện quá tải sự cổ với thời gian hạn chế không gián đoạn cung.

cấp điện,

Với trạm 1 máy: Sđạg > Sự

Với trạm 2 máy: Say Se

Chi ý: Công thức đảm bảo cho trạm bién áp cấp điện 100% ngay cả khi sự cổ một máy, nhưng quả trình vận hành bình thường hai máy thường quá non tải Nếu khảo sát phụ tải thấy rằng có thể cất bớt một phần phụ tải không quan trong trong thời gian vài

ngày thì có thé chọn được máy biến áp cỡ nhỏ hơn Khi đó, máy biển áp trạm hai máy

duge chọn theo công thức:

Sy là công sult phải cắp khi sự cố một máy bin dp

23.3 Chon điễn tính ngẫn mạch

Dé chọn khí cụ điện cho cấp 22 KV ta cần tính cho điểm ngắn mạch N; tại thanh cái

trạm biến áp trung tâm 22/6,3 kV để kiểm tra niy cắt và thanh góp ở đây ta lấysấy >5,„ của máy cất đầu nguồn.

"Để chọn khí cụ điện cho cấp 6,3kV.

+ Phía cao áp của tram biến áp 6,3kV, cin tính điểm ngắn mạch No tại thanh cái 6,3kV

của trạm để kiểm tra máy cắt, thanh góp.

+ Phía 6.3 kV cần tính cho điểm ngắn mạch Ny dé chọn và kiểm tra cáp, từ cao áp các

+ Cần tính điểm Ng tên thanh cái 0# kV để kiểm tra i hạấp tổng của trạm

Xác định dòng ngắn mạch 3 pha đối xing 1„ tại điểm khác nhau của mạng la điều cần

thiết cho việc thiết kế mạng.

Tính toán dòng ngắn mạch 3 pha đối xứng ti những điểm đặc trưng là điều cần thie , thi nhằm lựa chọn thiết bj đóng cắt (theo dòng sự cổ), cáp (theo ổn định nhiệt bị

"bảo vệ, ngưỡng bảo vệ

Ngắn mạch 3 pha có tổng trở bằng 0 (hay còn gợi là ngắn mạch kim loại) ca mang

được nuôi từ máy biển áp phân phối trung/hạ áp sẽ được khảo sắt sau đây Loại trừ

hất và

một số trường hợp rit đặc bit, còn thi ngắn mach 3 pha kim loại sẽ là nặng

don giản để tinh toán hơn cả.

Ngắn mạch xây ra trong lưới có máy phát hoặc lưới điện một chiều Các tính toán đơn giản và quy tắc thực tế sẽ cho một vài kết quả chấp nhận được, tương đối chính xác cho hầu hết các trường hop thiết kế lắp đặt điện

Ngắn mạch tại thanh cái hạ áp của máy biến áp phân phối “Trưởng hợp một may biển áp

Môi cách sơ bộ có thé tính toán dòng ngắn mach bỏ qua tổng trở của hệ thống lưới

trung thế:

Trong đó

P, -Công suất dinh mức của máy biến áp (kVA) Usp - Điện áp dãy phía thứ cấp khi không tải (V)

1, - Đông định mức (A)1 - Dong ngắn mạch (A)

Ue Điện ấp ngắn mạch (V)

Gi tiêu biểu của U, máy biến ấp phân phối được cho trong bing

Đảng 22 Gi tị tiêu biểu của điện áp ngắn mach

“Trưởng hợp nhiễu máy biển áp mắc song song

Dong ngắn mạch trên đầu đường dây ra có thể được coi như là tổng của các đồng ngắn mạch từ mỗi may biển áp riêng biệt

Gia sử là các máy đêu được nuôi từ cùng một hệ thống và các giá tr lạ của chúng

được cho bằng 22 Khi lấy tổng, giá tr 1„ sẽ lớn hơn gi trị thực xảy ra

“Các yếu tổ khác không được kể tới là tổng trở của thanh cái và của các mấy cit.

Ngắn mạch 3 pha tại điểm bắt kỳ của lưới hạ thể

Dong Iti điểm bắt kỳ là

234 Tĩnh chọn tt điện dây cáp

2.3441 Khái niém

“Chọn đây dẫn cũng là một công việc khá quan trọng, vì dây dẫn chọn không phù hợp,

tức không thỏa mãn các yêu cầu vẻ khỉ thuật tì có thể dẫn đến các sự cố như chập mạch do dây dẫn bị phat nóng quá mức din đến hư hỏng cách điện Từ đó làm giảm độ tin cậy cung cấp điện và có thể gây ra nhiều hậu quả nghiêm trọng Bên cạnh việc thỏa mãn các yêu cầu về kỹ thuật thì việc chọn lựa dây dẫn cũng cần thỏa mãn các yêu

cầu kinh tế

“Cấp dùng mạng điện cao áp và thấp áp có nhiề loại, thường gặp là cấp đồng, cáp

nhôm, cấp một li hai lõi ba lõi, cách điện bằng du, cao su, hoặc nhựa tổng hợp Ở cấp điện áp từ 110 kV đến 220 kV cáp thương dùng cách điện bằng diw hay khí.

Cấp cổ điện dp dưới 10 KV thường được chế tạ theo kiể 3 pha bọ chung một v ch,

cáp có điện trên 10 kV thường được bọc riêng lẻ từng pha

Cp cổ điện áp từ 1000 V trở xuống thường được cách điện bằng gidy tim dẫu cao xu

hoặc nhựa tổng hop

Dây din ngoài tri thường là đây trần 1 soi hoặc nhiễu soi Dây dẫn đặt tong nhà thường được bọc cách điện bằng cao su hoặc nhụa Một trường hợp ở trong nhà có

thể dùng dây trần hoặ thanh dẫn nhưng phải tro rên sứ cách điện

Diy dẫn và diy cáp trong mạng điện được lựa chọn theo các điều kiện sau đầy: ~ Lựa chọn theo điều kiện phát nóng.

Phương pháp này tận dụng hết khả năng tải của dây dẫn và áp, áp dụng cho hi hạ Ấp

46 thị, công nghiệp và sinh hoạt.

Tiết điện dit chọn theo phương pháp nào cũng phái thoả min các kỹ thuậtsau đây:

AUw SAU,`

Le Sey

“Trong đó: Us, AU, — làtổnthất điện áp lúc đường day làm việc bình thug và khí

6 đường day bị sự cỗ nmạch kín.

ng né nhất (đứt 1 đường đây trong lộ kép, đứt đoạn dây tong

AU ops AU gop = trị số AU cho phép lúc bình thường và sự cố,

~ Lựa chọn theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép.

Phương pháp lựa chọn tiết diện này lấy chí tiêu chất lượng điện làm điều kiện tiên

thường đường day tải điện khá dai, chỉ tiêu điện áp rất đễ bị vi phạm

Chính vì thể nó được áp dung dé lựa chọn tiết diện dây cho lưới điện nông thôn,

~ Chọn it diện theo mật độ kinh tế của dòng điện

Jas (A/mm?) là số ampe lớn nhất tên Imm? tết điện chọn theo phương pháp này sẽ

6 lợi về kinh

£6 điện áp U> 110 kV, bởi v

Phuong pháp chọn tiết điện đây theo Jy, được áp dụng với mạng điện

én lưới ngày không có tiết bị sử dụng điện trực tiếp đấu vào, vấn đề điện áp không cấp bách, nghĩa à yêu cầu không chặt ch2 Lưới trung

áp đô thị và xf nghiệp nói chung khoảng cách tôi diện ngắn, thờ gian sử dụng công

suất lớn cũng được chọn theo Jy,

Những cách xác định tiết diện dây dẫn

+ Xác định tiết đây theo độ sụt ấp,

+ Xác định tiết diện day theo điều kiện phát nóng và độ bén cơ học.

iễu kiến tính toán của phụ tảip,

nn: Hiệu suất của động cơ (7 = 049).Pa: Công suất tác dụng của phụ tải

cose: Hệ số công suất (cosy = 0,8)

Dang điện định mức làm việc chạy trong dây dẫn:

“Trong đó;

Uạ„: Điện áp định mức mạng điện (kV).

Sx: Công suất biêu kiến tính toán của phụ tải (kVA),

2.44.2 Lựa chọn sds diện day din và cáp theo điều kiện phát nóng

Khi có dong điện chạy qua dây dẫn và cáp, vật dẫn bị nóng lên Nếu nhiệt độ dây dẫn

và cấp quá cao có thé làm cho chúng bị hư hỏng, hoặc giảm tuổi thọ.

Mặt khác độ bền cơ học của kim loại dẫn điện cũng bị giảm xuối 1g Do đó nhà chế tạo

cquy định nhiệt độ cho phép đối với mỗi loại day di p

Vi dụ: dây tein có nhiệt độ cho pháp là 75°C, đây bọc cao su có nhiệt độ cho pháp làsstC

Hãy xết trường hop đơn giản nhất, đó là sự phát nóng của dây trần đồng nhất, Dây dẫn trần đồng nhất là day dẫn có tiết điện không thay theo chiều đài và làm bằng một

vật liệu duy nhất Khí không có dòng chạy trong dây dẫn tì nhiệt độ cin nó bằng

nhiệt độ môi trường xung quanh Khi có đồng chạy qua đo hiệu ứng ju dây dẫn bị

nóng lên, Một phần nhiệt lượng sẽ đốt nóng dây dẫn, phn nhiệt còn lạ sẽ toa ra môi

trường xung quanh.

Nếu nhiệt độ của môi trường nơi lắp đặt đây dẫn và cáp khác với nhiệt độ tiêu chuẩn.

thi dòng điện cho phép phải được hiệu chỉnh K (tra số tay cẩm nang): Do đó

tiết diện dây dẫn và cáp phải được thỏa mãn điều kiện sau:

Kiểm tra phát nóng:

Vi cấp không chôn trong đất, ta có công thức thỏa mãn điều kiện

Mạch dây không chôn dưới đắt

Hệ số K thể hiện điều kiện lắp đặt K= Ky Ky

Đối với cáp không chôn trong dit, hệ số K đặc trưng cho điều kiện lắp đặt Nó là tích của 3 hệ số Kị.K;.K›,

K,: Thể hiện ảnh hướng của cách thức lắp đặt.

Ky: Thể hiện ảnh hưởng tương hỗ của hai mạch đặt kể nhau.

Ks: Thể hiện ảnh hưởng của nhiệt độ wrong ứng với dang cách điện.