bài giảng trạm biến áp và phân phối điện

BM HTĐ-TBA&PPĐ 2014P Page 1 of 19 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP KHOA ĐIỆN – BỘ MÔN HỆ THỐNG ĐIỆN SÁCH BÀI TẬP HỌC PHẦN TRẠM BIẾN ÁP VÀ PHÂN PHỐI ĐIỆN ELE422 (02TC) Mã số học phần: ELE422 Số tín chỉ: 02 Dạy cho ngành: Kỹ thuật điện-Điện tử Chuyên ngành: Hệ thống điện Lớp: 47 Học kỳ I năm học 2014-2015 Giảng viên: ThS. Lê Tiên Phong THÁI NGUYÊN - NĂM 2014 BM HTĐ-TBA&PPĐ 2014P Page 2 of 19 QUY ĐỊNH CHUNG - Nhiệm vụ về nhà của sinh viên đã được phân chia cụ thể theo tiết học (theo phân phối chương trình). - Sinh viên trả lời các câu hỏi vào vở bài tập. Giảng viên sẽ kiểm tra xác suất vở bài tập và chấm, chữa bài cho SV. Mỗi SV ít nhất được một lần chữa bài tập tương đương với bài kiểm tra thường xuyên. - SV có thể trao đổi với giảng viên tại phòng làm việc các câu hỏi, bài tập chưa nắm được cách làm. BM HTĐ-TBA&PPĐ 2014P Page 3 of 19 PHẦN I. NHIỆM VỤ CHƯƠNG 1, CHƯƠNG 2, CHƯƠNG 3 Tiết Phân bố chương trình Nội dung câu hỏi SL CH 1 Chương 1: KHÁI NIỆM CHUNG 1.1. Đặt vấn đề 1.2. Phân loại trạm điện 1. Vẽ sơ đồ khối của một hệ thống điện và cho biết vai trò của các phần tử trong sơ đồ khối đó? 2. Cho biết vai trò của trạm điện và phương pháp phân loại trạm điện theo cấp điện áp? 3. Cho biết phương pháp phân loại trạm điện theo cấp địa dư và theo nhiệm vụ? 5 2 1.3. Các khí cụ điện chính trong trạm điện 1.4. Quá trình phân phối điện năng trong trạm điện theo đồ thị phụ tải 1. Cho biết tên và tác dụng của các loại khí cụ điện chính thường được sử dụng trong các trạm điện? 2. Cho biết nguyên tắc phân phối tải cho các nhà máy điện khi vận hành hệ thống điện? 2 3 Chương 2: SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN 2.1. Các yêu cầu của sơ đồ nối điện 2.2. Các sơ đồ nối điện cơ bản 1. Cho biết các yêu cầu của sơ đồ nối điện? 2. Khi thành lập sơ đồ nối điện chính của một nhà máy điện, cần chú ý những đặc điểm gì? 3. Khi thành lập sơ đồ nối điện chính của một trạm biến áp, cần chú ý những đặc điểm gì? 4. Cho biết các yếu tố quyết định loại sơ đồ thanh góp? 5. Vẽ và cho biết ưu, nhược điểm của sơ đồ một thanh góp không phân đoạn? 6. Vẽ và cho biết ưu, nhược điểm của sơ đồ một thanh góp có phân đoạn bằng 2 DCL? 6 4 2.2. Các sơ đồ nối điện cơ bản (tiếp) 1. Vẽ và cho biết ưu, nhược điểm của sơ đồ một thanh góp có phân đoạn bằng MC? 2. Cho sơ đồ của một nhà máy điện như hình vẽ a. Đánh tên các thiết bị trên sơ đồ? b. Cho biết các phương án vận hành hệ thống thanh góp 110 kV? 6 BM HTĐ-TBA&PPĐ 2014P Page 4 of 19  T3 110 kV Đường dây 2 T1 Đường dây 1 T2   S td1 S đp1 S td2 S đp2 10 kV F1 F2 F3 10 kV 110 kV 110 kV 3. Cho sơ đồ điện nguyên lý của một nhà máy điện như hình vẽ. a. Vẽ sơ đồ nối điện hoàn chỉnh của nhà máy (đánh số thiết bị theo quy chuẩn) biết: - Phía 110 kV sử dụng sơ đồ 1 thanh góp có phân đoạn và thanh góp vòng. - Phía 35 kV và 10 kV sử dụng sơ đồ 1 thanh góp có phân đoạn. b. Cho biết ưu nhược điểm của hệ thống thanh góp 110kV? c. Cho biết ưu nhược điểm của hệ thống thanh góp 35kV và 10kV? 5 2.2. Các sơ đồ nối điện cơ bản (tiếp) 1. Cho sơ đồ một nhà máy điện sau 6 Hệ thống điện ~ F4 F3 Phụ tải T4 T2 T3 ~ ~ P 1 P 2 F2 ~ F1 T1 110kV 35kV 10kV TC 3 TC 2 BM HTĐ-TBA&PPĐ 2014P Page 5 of 19 a. Đánh tên các thiết bị trên sơ đồ? b. Cho biết các phương án vận hành hệ thống thanh góp 220 kV? 3. Cho sơ đồ nguyên lý của một NMĐ như hình vẽ a. Vẽ sơ đồ nối điện hoàn chỉnh của nhà máy (đánh số thiết bị theo quy chuẩn) biết: - Phía 220 kV sử dụng sơ đồ 2 thanh góp có thanh góp vòng - Phía 110 kV sử dụng sơ đồ 2 thanh góp. - Phía 10 kV sử dụng sơ đồ 1 thanh góp. b. Cho biết ưu nhược điểm của sơ đồ thanh góp phía 220kV? c. Cho biết ưu nhược điểm của sơ đồ thanh góp phía 110kV? d. Cho biết ưu nhược điểm của sơ đồ thanh góp phía 10kV? 6 2.2. Các sơ đồ nối điện cơ bản (tiếp) 1. Vẽ và nêu ưu, nhược điểm của sơ đồ có hai MC trên một mạch? 2. Vẽ và nêu ưu, nhược điểm của sơ đồ có 3 MC trên hai mạch? 3. Vẽ và nêu ưu, nhược điểm của sơ đồ đa giác? 4. Vẽ và nêu ưu, nhược điểm, phạm vi áp dụng của sơ đồ cầu trong? 5. Vẽ và nêu ưu, nhược điểm, phạm vi áp dụng của sơ đồ cầu 6 K 110kV B1 B3 B4 B2 HTĐ S T 220kV F1 F2 F3 F4 S td+đp S td+đp S td S td 10kV ~ ~ ~ ~ T3 T4 220 kV T2 Lộ 2 T1 Lộ 1 Lộ 3 Lộ 4 BM HTĐ-TBA&PPĐ 2014P Page 6 of 19 ngoài? 7 2.3. Sơ đồ nối điện của nhà máy điện Cho sơ đồ nhà máy điện như hình vẽ a. Cho biết vai trò của F1, F2, F3, F4 trong sơ đồ? a. Cho biết vai trò của T1, T2, AT1, AT2? 2 8 2.4. Sơ đồ nối điện của trạm biến áp 1. Phân biệt trạm cụt, trạm rẽ nhánh, trạm xuyên, trạm nút? 2. Cho sơ đồ trạm biến áp như hình vẽ: a. Cho biết vai trò của CL3, CL4 trong sơ đồ? b. Khi CL1, CL2, cho biết vai trò của trạm biến áp trên? 3 9 2.5. Sơ đồ điện tự dùng và phân phối điện hạ áp 1. Cho biết tỷ trọng và vai trò của điện tự dùng trong NMNĐ? 2. Cho biết tỷ trọng và vai trò của điện tự dùng trong NMTĐ? 3. Tại sao điện tự dùng trong NMĐ đều được lấy từ các máy phát chính? 4. Cho biết các cấp điện áp thường được sử dụng cho điện tự dùng trong trạm điện? 5. Phân loại có cấu tự dùng theo mức độ quan trọng? 5 10 2.5. Sơ đồ điện tự dùng và phân phối 1. Cho cấu điện tự dùng 6kV của một NMĐ như hình vẽ 6 K 110kV T1 AT2 T1 AT1 HTĐ S T 220kV F1 F2 F3 F4 S td+đp S td+đp S td S td 10kV ~ ~ ~ ~ CL1 CL2 CL3 CL4 BM HTĐ-TBA&PPĐ 2014P Page 7 of 19 điện hạ áp (tiếp) 2.6. Phương pháp tính toán kinh tế - kỹ thuật a. Cho biết các phương án cấp điện cho phân đoạn I-6kV b. Cho biết các phương án cấp điện cho phân đoạn II-6kV c. Cho biết các phương án cấp điện cho phân đoạn III-6kV d. Cho biết các phương án cấp điện cho phân đoạn I-6kV 2. Cho biết nội dung phương pháp thời gian thu hồi vốn đầu tư chênh lệch để so sánh hai phương án? 3. Cho biết nội dung phương pháp so sánh các phương án dùng hàm chi phí tính toán? 11 Chương 3: CHỌN VÀ KIỂM TRA CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN 3.1. Tác dụng nhiệt và lực điện động 1. Tại sao phải quy định nhiệt độ cho phép với các phần tử dẫn điện? 2. Phân biệt phát nóng lâu dài và phát nóng ngắn hạn? 3. Cho biết cách xác định xung lượng nhiệt tác dụng lên dây dẫn khi có dòng điện ngắn mạch chạy qua? 4. Tại sao phải xác định lực điện động tác dụng tương hỗ giữa các phần tử mang điện? Cho biết cách xác định lực điện động lớn nhất tác động lên hệ thống thanh dẫn 3 pha khi có ngắn mạch? 4 12 3.2. Dòng điện làm việc tính toán Cho sơ đồ nối điện của NMĐ như hình vẽ. 6 ~ 621 610 ~ 622 ~ 623 ~ 624 T60 601 611 F1 601-1 611-1 600-0 600-12 600-34 620 630 640 602-1 612-1 603-1 613-1 604-1 614-1 K1 K2 K3 K4 F3 F4 F2 612 613 604 614 Đoạn I-6 kV Đoạn II-6 kV Đoạn III-6 kV Đoạn IV-6 kV Hệ thống điện ~ B 1 B 2 110kV ~ B 3 35kV Phụ tải 2 Phụ tải 1 F 1 F 2 F 3 (1) (2) (3) ~ S đp1 +S td1 S đp2 +S td2 S td3 (3) (4) (5) BM HTĐ-TBA&PPĐ 2014P Page 8 of 19 Chế độ phát công suất của nhà máy: Các máy phát phát công suất ở chế độ định mức để đáp ứng cho các phụ tải trung áp, phụ tải địa phương và tự dùng, còn thừa công suất sẽ phát về hệ thống điện. - Các máy phát (F 1 F 3 ) giống nhau có S đm = 30MVA, điện tự dùng  = 6%. - Phụ tải phía 35kV: + Phụ tải 1: được cấp bằng đường dây kép (có phụ tải loại 3 chiếm 30%) + Phụ tải 2: được cấp bằng đường dây đơn. Số liệu phụ tải 1, 2 được cho trên mỗi đồ thị phụ tải như hình vẽ. - Phụ tải địa phương: S đp1 = S đp2 = 3 MVA a. Tính dòng điện làm việc bình thường và cưỡng bức tại vị trí (1) b. Tính dòng điện làm việc bình thường và cưỡng bức tại vị trí (2) c. Tính dòng điện làm việc bình thường và cưỡng bức tại vị trí (3) d. Tính dòng điện làm việc bình thường và cưỡng bức tại vị trí (4) e. Tính dòng điện làm việc bình thường và cưỡng bức tại vị trí (5) 13 Cho sơ đồ nối điện của nhà máy điện như hình vẽ. 5 S k , MVA t, h 10 20 14 16 21 24 0 Đồ thị phụ tải đường dây kép (phụ tải 1) S đ , MVA t, h 8 15 11 15 20 24 0 Đồ thị phụ tải đường dây đơn (phụ tải 2) BM HTĐ-TBA&PPĐ 2014P Page 9 of 19 + Các máy phát từ (F 1 F 4 ): S đm = 30MVA, điện tự dùng  = 12%. + Các máy biến áp B 1 và B 2 : S đm = 40,5 MVA, còn B 3 có S đm = 31,5MVA. + Hệ số quá tải của máy biến áp khi sự cố: K qt = 1,4. Phía 35kV có một đường dây kép 20MVA và một đường dây đơn 15MVA. Phụ tải cấp điện áp máy phát gồm 4 đường kép 6MVA và 3 đường đơn 4MVA. a. Tính dòng điện làm việc tại vị trí (8) b. Tính dòng điện tại vị trí (9) c. Tính dòng điện bình thường và cưỡng bức tại vị trí (5) d. Tính dòng điện bình thường và cưỡng bức tại vị trí (4) e. Tính dòng điện bình thường và cưỡng bức tại vị trí (6) 14 Cho sơ đồ nối điện của nhà máy điện như hình vẽ. 4 4 Hệ thống điện ~ ~ ~ 6 6 6 6 4 6 11 10 9 B 1 B 2 2 1 3 110kV 8 7 ~ 6 B 3 5 4 35kV Sơ đồ nối điện của nhà máy điện 15MVA Dây đơn 20MVA Dây kép F 1 F 2 F 3 F 4 4 Hệ thống điện ~ ~ ~ 6 6 6 6 4 6 11 10 9 B 1 B 2 2 1 3 110kV 8 7 ~ 6 B 3 5 4 35kV Sơ đồ nối điện của nhà máy điện 15MVA Dây đơn 20MVA Dây kép F 1 F 2 F 3 F 4 12 BM HTĐ-TBA&PPĐ 2014P Page 10 of 19 Số liệu cho trước: + Các máy phát từ (F 1 F 4 ): S đm = 30MVA, điện tự dùng  = 12%. + Các máy biến áp B 1 và B 2 : S đm = 40,5 MVA, còn B 3 có S đm = 31,5MVA. + Hệ số quá tải của máy biến áp khi sự cố: K qt = 1,4. Nhà máy nối với hệ thống bằng đường dây kép công suất phát về hệ thống cực đại S HT.max = 35MVA. Phía 35kV có một đường dây kép 20MVA và một đường dây đơn 15MVA. Phụ tải cấp điện áp máy phát gồm 4 đường kép 6MVA và 3 đường đơn 4MVA. Công suất cực tiểu S min = 60%S max . a. Tính dòng điện làm việc bình thường tại vị trí (11)? a. Tính dòng điện cưỡng bức tại vị trí (11) c. Tính dòng điện làm việc bình thường tại vị trí (12)? d. Tính dòng điện cưỡng bức tại vị trí (12) Tổng số câu hỏi 66 [...]... kV BA2 BA1 BA3 Phụ tải 35kV - Phụ tải cực đại của các cấp điện áp như sau: Cấp điện áp 220 kV Phụ tải Cực đại 457,5 Quan trọng (loại I và II) 350,3 a Lựa chọn công suất cho các máy biến áp trong trạm? b Kiểm tra khả năng tải cho các MBA đã chọn? 2 Cho sơ đồ nối điện của nhà máy điện như hình vẽ Phụ tải trung áp Hệ thống điện 3.3 Máy biến áp điện lực (tiếp) 110kV B1 35kV B2 B3 10,5kV ~ Std+0,5Sđp ~... các MBA đã chọn? 4 Cho trạm biến áp có sơ đồ như hình vẽ: Nguồn Nguồn 110 kV Phụ tải 35 kV BA1 BA2 Phụ tải 22kV - Phụ tải cực đại của các cấp điện áp như sau: Cấp điện áp 35 kV Phụ tải Cực đại 37,5 Quan trọng (loại I và II) 12,3 a Lựa chọn công suất cho các máy biến áp trong trạm? b Kiểm tra khả năng tải cho các MBA đã chọn? Page 11 of 19 BM HTĐ-TBA&PPĐ 2014P 1 Cho trạm biến áp có sơ đồ như hình vẽ:... cụ điện cao áp 3 2 Cho biết tác dụng và các điều kiện chọn, kiểm tra dao cách ly? 3 Phân biệt máy cắt và dao cách ly? Có thể dùng dao cách ly thay cho máy cắt và ngược lại được không? Giải thích Page 16 of 19 BM HTĐ-TBA&PPĐ 2014P 22 3 1 Cho biết cấu tạo và tác dụng của kháng điện? 3.4 Các khí cụ điện 2 Nêu ưu, nhược điểm của kháng điện đơn và kháng điện cao áp kép? 3 Cho biết các điều kiện chọn và. .. Phân bố chương trình SL CH Nội dung câu hỏi 1 Cho biết ý nghĩa các tham số của máy biến áp dùng trong hệ 6 thống điện? 2 Cho biết nghĩa của tổ nối dây MBA? 3 Cho trạm biến áp như hình vẽ Nguồn Nguồn 110 kV MBA1 MBA2 35 kV Phụ tải Công suất phụ tải cực đại, MVA Phần trăm phụ tải loại 3 trong phụ tải cực đại, %  S pt =40 + 24j 30 3.3 Máy biến áp a Lựa chọn công suất cho các máy biến áp trong trạm? điện. .. khiển để chống đóng cắt máy cắt nhiều lần liên tục? 5 Khóa điều khiển trong nhà máy điện và trạm biến áp dùng để làm gì? Nêu các thao tác đóng cắt bằng khóa điều khiển? 6 Nêu các yêu cầu của sơ đồ điều khiển trong nhà máy điện và trạm biến áp? Tại sao trong sơ đồ phải có tín hiệu chỉ vị trí? 27 Chương 5: THIẾT BỊ PHÂN PHỐI ĐIỆN 1 Cho biết cấu trúc của TBPP trong nhà? Ưu, nhược điểm 3 của dạng TBPP trong... máy biến áp T2 trong các trường hợp sau: a Nhà máy làm việc bình thường Page 14 of 19 BM HTĐ-TBA&PPĐ 2014P b Máy biến áp T3 sự cố? c Máy biến áp T4 sự cố? Cho sơ đồ nối điện của nhà máy như hình vẽ: 19 HTĐ 4 ST 220kV 110kV B3 B2 B1 B4 10kV ~ Std F1 ~ Std+đp F2 ~ Std+đp F3 ~ Std F4 Số liệu các phần tử cho trong bảng: Máy phát Fi (i=14) SđmFi = 118,75 MVA MVA Máy biến áp B1, B4 3.3 Máy biến áp điện. .. bình thường c Máy biến áp B3 sự cố? d Máy biến áp B4 sự cố? Page 15 of 19 BM HTĐ-TBA&PPĐ 2014P Cho sơ đồ nối điện của nhà máy như hình vẽ: 20 HTĐ 4 ST 220kV 110kV B3 B2 B1 B4 10kV ~ Std F1 ~ Std+đp F2 ~ Std+đp F3 ~ Std F4 Số liệu các phần tử cho trong bảng: Máy phát Fi (i=14) SđmFi = 118,75 MVA MVA Máy biến áp B1, B4 3.3 Máy biến áp điện lực (tiếp) StdFimax= 6,25 Sđm= 125 MVA Máy biến áp B2, B3 Sđm=... 3.3 Máy biến áp điện lực (tiếp) Máy biến áp B2, B3 SđmFi = 62,5 StdFimax= 5 Sđm= 60 MVA MVA MVA Tỷ số truyền công suất 100/66,7/100 Đường dây lộ kép Sk = 50 MVA Đường dây đơn Sđ = 12 MVA Phụ tải địa phương Sđp = 10 MVA Hệ số quá tải MBA Kqtsc = 1,4 Kiểm tra khả năng tải cuộn trung áp của máy biến áp B2 tại thời điểm đang xét trong các trường hợp sau: a Nhà máy làm việc bình thường b Máy biến áp B3 sự... trung áp Phụ tải địa phương Hệ số quá tải MBA 140 Sđpmax = 18 MVA Sđpmin = 12 MVA Kqtsc = 1,4 Giả thiết khi phụ tải phía trung áp của nhà máy cực tiểu thì phụ tải địa phương tương ứng cũng cực tiểu Anh (Chị) hãy xác định khả năng tải của các máy biến áp B2 khi: a Cho biết tác dụng của MBA B2 và B3? b Nhà máy làm việc bình thường c Máy biến áp B3 sự cố? d Máy biến áp B4 sự cố? 21 1 Cho biết tác dụng và. .. quá tải MBA Kqtsc = 1,4 1 Cho biết tác dụng của MBA T2 và T3? 2 Khi phụ tải phía trung áp của nhà máy cực đại thì phụ tải địa phương tương ứng cũng cực đại Anh (Chị) hãy kiểm tra khả năng tải của các máy biến áp T2 trong các trường hợp sau: a Nhà máy làm việc bình thường b Máy biến áp T3 sự cố? c Máy biến áp T4 sự cố? 3 Khi phụ tải phía trung áp của nhà máy cực tiểu thì phụ tải địa phương tương ứng . của trạm điện và phương pháp phân loại trạm điện theo cấp điện áp? 3. Cho biết phương pháp phân loại trạm điện theo cấp địa dư và theo nhiệm vụ? 5 2 1.3. Các khí cụ điện chính trong trạm. trò của trạm biến áp trên? 3 9 2.5. Sơ đồ điện tự dùng và phân phối điện hạ áp 1. Cho biết tỷ trọng và vai trò của điện tự dùng trong NMNĐ? 2. Cho biết tỷ trọng và vai trò của điện tự. của T1, T2, AT1, AT2? 2 8 2.4. Sơ đồ nối điện của trạm biến áp 1. Phân biệt trạm cụt, trạm rẽ nhánh, trạm xuyên, trạm nút? 2. Cho sơ đồ trạm biến áp như hình vẽ: a. Cho biết