Bµi gi¶ng Cung cÊp ®iƯn BµI 1: kh¸I qu¸t vỊ hƯ thèng cung cÊp ®iƯn 1.1 Ngn n¨ng lỵng tù nhiªn vµ ®Ỉc ®iĨm cđa n¨ng lỵng ®iƯn: 1.1.1 Ngn n¨ng lỵng tù nhiªn: Ngµy nãi ®Õn hƯ thèng n¨ng lỵng, th«ng thêng ngêi ta thêng h×nh dung nã lµ hƯ thèng ®iƯn Lý lµ ë chç n¨ng lỵng ®iƯn ®· cã u thÕ s¶n xt, khai th¸c vµ trun t¶i, cho nªn hÇu nh toµn bé n¨ng lỵng ®ang khai th¸c ®ỵc tù nhiªn ngêi ta ®Ịu chun ®ỉi nã thµnh ®iƯn n¨ng tríc sư dơng nã Tõ ®ã h×nh thµnh mét hƯ thèng ®iƯn nh»m trun t¶i, ph©n phèi vµ cung cÊp ®iƯn n¨ng ®Õn tõng sư dơng ®iƯn Mét sè u ®iĨm cđa ®iƯn n¨ng: + DƠ chun ho¸ thµnh c¸c d¹ng n¨ng lỵng kh¸c (Quang, nhiƯt, ho¸ c¬ n¨ng…) + DƠ chun t¶i vµ trun t¶i víi hiƯu st kh¸ cao + Kh«ng cã s½n tù nhiªn, ®Ịu ®ỵc khai th¸c råi chun ho¸ thµnh ®iƯn n¨ng ë n¬i sư dơng ®iƯn n¨ng l¹i dƠ dµng chun thµnh c¸c d¹ng n¨ng lỵng kh¸c Ngµy phÇn lín n¨ng lỵng tù nhiªn kh¸c ®ỵc khai th¸c t¹i chç råi ®ỵc biÕn ®ỉi thµnh ®iƯn n¨ng (VD: NM nhiƯt ®iƯn thêng ®ỵc x©y dùng t¹i n¬i gÇn ngn than; NM thû ®iƯn gÇn ngn n íc…) §ã còng chÝnh lµ lý xt hiƯn hƯ thèng trn t¶i, ph©n phèi vµ cung cÊp ®iƯn n¨ng mµ chung ta thêng gäi lµ hƯ thèng ®iƯn §Þnh nghÜa: HƯ thèng ®iƯn bao gåm c¸c kh©u s¶n xt ®iƯn n¨ng; kh©u trun t¶i; ph©n phèi vµ cung cÊp ®iƯn n¨ng ®Õn tËn c¸c dïng ®iƯn (xem H×nh vÏ.) §Þnh nghÜa: HƯ thèng cung cÊp ®iƯn chØ bao gåm c¸c kh©u ph©n phèi; Trun t¶i & cung cÊp ®iƯn n¨ng ®Õn c¸c tiªu thơ ®iƯn 1.1.2 §Ỉc ®iĨm cđa n¨ng lỵng ®iƯn: 1- Kh¸c víi hÇu hÕt c¸c s¶n phÈm, ®iƯn n¨ng ®ỵc s¶n xt ra, nãi chung kh«ng tÝch tr÷ ®ỵc (trõ vµi trêng hỵp ®Ỉc biƯt víi c«ng st nhá nh pin, acqui ) T¹i mçi thêi ®iĨm lu«n lu«n ph¶i ®¶m b¶o cÇn b»ng gi÷a lỵng ®iƯn n¨ng s¶n xt vµ tiªu thơ cã kĨ ®Õn tỉn thÊt kh©u trun t¶i 2- C¸c qu¸ tr×nh vỊ ®iƯn xÈy rÊt nhanh Ch¼ng h¹n sãng ®iƯn tõ lan trun d©y dÉn víi tèc ®é rÊt lín xÊp xØ tèc ®é ¸nh s¸ng 300.000 km/s (qu¸ tr×nh ng¾n m¹ch, sãng sÐt lan trun lan tun, qu¸ tr×nh qu¸ ®é x¶y rÊt nhanh…) Do ®ã ®ßi hái ph¶i sư dơng thiÕt bÞ tù ®éng vËn hµnh, ®iỊu ®éng, ®iỊu khiĨn… 3- C«ng nghiƯp ®iƯn lùc cã quan hƯ chỈt chÏ ®Õn nhiỊu ngµnh kinh tÕ qc d©n (lun kim, ho¸ chÊt, khai th¸c má, c¬ khÝ, c«ng nghiƯp dƯt…) lµ mét nh÷ng ®éng lùc Gi¸o viªn: Ph¹m ThÞ Lµnh Trang Bµi gi¶ng Cung cÊp ®iƯn t¨ng n¨ng st lao ®éng t¹o nªn sù ph¸t triĨn nhÞp nhµnh cÊu tróc kinh tÕ Qu¸n triƯt ®Ỉc ®iĨm nµy sÏ x©y dùng nh÷ng qut ®Þnh hỵp lý møc ®é ®iƯn khÝ ho¸ ®èi víi c¸c ngµnh kinh tÕ – C¸c vïng l·nh thỉ kh¸c – Møc ®é x©y dùng ngn ®iƯn, m¹ng líi trun t¶i, ph©n phèi… nh»m ®¸p øng sù ph¸t triĨn c©n ®èi, tr¸nh ®ỵc nh÷ng thiƯt h¹i kinh tÕ qc d©n ph¶i h¹n chÕ nhu cÇu cđa c¸c dïng ®iƯn Néi dung m«n häc: Nh»m gi¶i qut c¸c vÊn ®Ị kü tht viƯc thiÕt kÕ hƯ thèng CC§-XN nãi chung vµ HT§ nãi riªng Mét ph¬ng ¸n CC§ ®ỵc gäi lµ hỵp lý ph¶i kÕt hỵp hµi hoµ mét lo¹t c¸c yªu cÇu nh: • TÝnh kinh tÕ (vèn ®Çu t nhá) • §é tin c©y (x¸c st mÊt ®iƯn nhá) • An toµn vµ tiƯn lỵi cho viƯc vËn hµnh thiÕt bÞ • Ph¶i ®¶m b¶o ®ỵc chÊt lỵng ®iƯn n¨ng ph¹m vi cho phÐp (kü tht u & f) Nh vËy lêi gi¶i tèi u thiÕt kÕ HT§ ph¶i nhËn ®ỵc tõ quan ®iĨm hƯ thèng, kh«ng t¸ch khái kÕ ho¹ch ph¸t triĨn n¨ng lỵng cđa vïng; Ph¶i ®ỵc phèi hỵp nh÷ng vÊn ®Ị thĨ nh: Chän s¬ ®å nèi d©y cđa líi ®iƯn, møc tỉn thÊt ®iƯn ¸p ViƯc lùa chän PA CC§ ph¶i kÕt hỵp víi viƯc lùa chän vÞ trÝ, c«ng st cđa nhµ m¸y ®iƯn hc tr¹m biÕn ¸p khu vùc Ph¶i quan t©m ®Õn ®Ỉc ®iĨm c«ng nghƯ cđa xÝ nghiƯp, xem xÐt sù ph¸t triĨn cđa xÝ nghiƯp kÕ ho¹ch tỉng thĨ (x©y dùng, kiÕn tróc ) V× vËy c¸c dù ¸n vỊ thiÕt kÕ CC§XN, thêng ®ỵc ®a ®ång thêi víi c¸c dù ¸n vỊ x©y dùng, kiÕn tróc, cÊp tho¸t níc v.v…vµ ®ỵc dut bëi mét c¬ quan trung t©m ë ®©y cã sù phèi c¸c mỈt trªn quan ®iĨm hƯ thèng vµ tèi u tỉng thĨ 1.2 Nhµ m¸y ®iƯn: HiƯn nhµ m¸y nhiƯt ®iƯn vµ thđy ®iƯn vÉn lµ nh÷ng ngn ®iƯn chÝnh s¶n xt ®iƯn n¨ng trªn thÕ giíi dï cho sù ph¸t triĨn cđa nhµ m¸y ®iƯn nguyªn tư ngµy cµng t¨ng 1.2.1 Nhµ m¸y nhiƯt ®iƯn: Trong nh mạy nhiãût âiãûn ngỉåìi ta dng nhiãn liãûu l than âạ, dáưu hồûc khê âäút, âọ than âạ âỉåüc sỉí dủng räüng ri nháút Gi¸o viªn: Ph¹m ThÞ Lµnh Trang Bµi gi¶ng Cung cÊp ®iƯn Âãø quay mạy phạt âiãûn, nh mạy nhiãût âiãûn dng tuabin håi nỉåïc, mạy håi nỉåïc, âäüng cå âäút v tua bin khê, tuabin håi nỉåïc cọ kh nàng cho cäng sút cao v váûn hnh kinh tãú nãn âỉåüc sỉí dủng räüng ri nháút Gåm cã lo¹i lµ nhiƯt ®iƯn rót h¬i vµ nhiƯt ®iƯn ngng h¬i Nhµ m¸y nhiƯt ®iƯn ngng h¬n cã nh÷ng ®Ỉc ®iĨm sau: - Thêng x©y dùng gÇn ngn nguyªn liƯu - VËn hµnh kÐm linh ho¹t ViƯc khëi ®éng vµ t¨ng phơ t¶I chËm - HiƯu st thÊp : η = 30 ÷ 40% - Khèi lỵng tiªu thơ nhiªn liƯu lín ViƯc vËn chun nhiª n liƯu kh¸ tèn kÐm vµ khái th¶i lµm « nhiƠm m«i trêng Nhµ m¸y nhiƯt ®iƯn rót h¬i ®ång thêi s¶n xt nhiƯt n¨ng vµ ®iƯn n¨ng VỊ nguyªn lý ho¹t ®éng gièng nhµ m¸y ®iƯn ngng h¬i, song ë ®©y lỵng h¬i rót ®¸ng kĨ tõ mét sè tÇng cđa tc bin ®Ĩ cÊp cho c¸c phơ t¶i nhiƯt c«ng nghiƯp vµ sinh ho¹t Do ®ã hiƯu st chung cđa nhµ m¸y t¨ng lªn Nhµ m¸y nhiƯt ®iƯn rót h¬i cã nh÷ng ®Ỉc ®iĨm sau: - Thêng ®ỵc x©y dùng gÇn phơ t¶i nhiƯt - HiƯu st cao h¬n nhµ m¸y nhiƯt ®iƯn ngng h¬i 1.2.1 Nhµ m¸y thđy ®iƯn: Nh mạy thy âiãûn dng nàng lỉåüng ca dng nỉåïc âãø sn xút âiãûn nàng Âäüng cå så cáúp âãø quay mạy phạt thy âiãûn l cạc tua bin nỉåïc trủc ngang hay trủc âỉïng So våïi nhiãût âiãûn nh mạy thy âiãûn cọ mäüüt säú ỉu âiãøm quan trng sau : - Giạ thnh âiãûn nàng tháúp chè bàòng 1/5 - 1/10 nhiãût âiãûn - Khåíi âäüng nhanh chè cáưn mäüt l cọ thãø khåíi âäüng xong v cho mang cäng sút, âọ âãø khåíi âäüng mäüt täø mạy nhiãût âiãûn (kãø c l v tuabin) phi máút hng ngy - Cọ kh nàng tỉû âäüng họa cao nãn säú ngỉåìi phủc vủ cho mäüt âån vë cäng sút chè bàòng 1/10 ÷ 1/15 ca nhiãût âiãûn - Kãút håüp cạc váún âãư khạc cäng trçnh thy låüi, chäúng l lủt, hản hạn, giao thäng váûn ti, häư th cạ v.v Gi¸o viªn: Ph¹m ThÞ Lµnh Trang Bµi gi¶ng Cung cÊp ®iƯn Tuy nhiãn nh mạy T cng cọ mäüt säú nhỉåüc âiãøm âạng chụ : - Väún âáưu tỉ xáy dỉûng mäüt nh mạy ráút låïn - Thåìi gian xáy dỉûng di - Cäng sút bë hản chãú båíi lỉu lỉåüng v chiãưu cao cäüt nỉåïc - Thỉåìng åí xa häü tiãu thủ nãn phi xáy dỉûng âỉåìng dáy cao ạp ráút täún kẹm 1.2.3 Nh m ạy âiãûn ngun tỉí : Thỉûc cháút nh mạy âiãûn ngun tỉí l mäüt nh mạy nhiãût âiãûn, âọ l âäút than âỉåüc thay bàòng l phn ỉïng ngun tỉí Nh mạy âiãûn ngun tỉí tiãu thủ ngun liãûu (Torium v Uranium) ráút êt, vç nàng lỉåüng 1kg Uranium tỉång âỉång våïi nàng lỉåüng ca 2700 táún than âạ tiãu chøn Vç váûy åí nhỉỵng vng nụi khäng thûn tiãûn cho viãûc váûn chuøn ngun liãûu thç viãûc xáy dỉûng nh mạy âiãûn ngun tỉí cọ nghéa quan trng Nàm 1954, Liãn Xä xáy dỉûng nh mạy âiãûn ngun tỉí âáưu tiãn cọ cäng sút 5.000KW, tiãu thủ ngy âãm khong 30g Uranium, âọ N cọ cng cäng sút tiãu thủ khong (100 ÷ 110) táún than tiãu chøn 1.2.4 Nh m ạy âiãûn dn g sỉïc giọ: Trong nh mạy âiãûn ny, ngỉåìi ta låüi dủng sỉïc giọ âãø quay mäüt hãû thäúng cạnh quảt v truưn âäüng âãø quay mạy phạt âiãûn Khọ khàn ca nh mạy âiãûn ny l täúc âäü v hỉåïng giọ ln ln thay âäøi, nãn âiãưu chènh táưn säú v âiãûn ạp gàûp nhiãưu khọ khàn 1.2.5 Nh m ạy âiãûn dn g nàng lỉåün g m àût tråìi : Thỉûc cháút cng l nh mạy nhiãût âiãûn, âọ l than âỉåüc thay thãú bàòng hãû thäúng kênh thu nháûn nhiãût nàng ca màût tråìi Nh mạy âiãûn dng nàng lỉåüng ca màût tråìi âáưu tiãn trãn thãú giåïi â âỉåüc xáy dỉûng åí Liãn Xä våïi cäng sút 1.200 KW 1.2.6 Cạc loải Nh m ạy âiãûn âàûc biãût khạc : - Nh mạy Diesel ( Xàng ) - Nh mạy âiãûn sỉí dủng nàng lỉåüng thy triãưu Gi¸o viªn: Ph¹m ThÞ Lµnh Trang Bµi gi¶ng Cung cÊp ®iƯn - Thy âiãûn têch nàng - Nh mạy âëa nhiãût - Nh mạy thy âäüng tỉì - Mạy phạt Quang Âiãûn 1.3 M¹ng líi ®iƯn: Để truyền tải điện từ nguồn phát đến hộ tiêu thụ điện 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, 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 (100kV, 220kV), lưới trung áp (35kV, 22kV, 10kV, 6kV), lưới hạ áp (0.4kV) Căn vào nhiệm vụ, chia lưới cung cấp (500kV, 220kV, 100kV) lưới phân phối (35kV, 22kV, 10kV, 6kV, 0.4kV) H×nh 1.1: S¬ ®å hƯ thèng trun t¶i ®iƯn Ngồi có nhiều cách chia khác Ví dụ phạm vi cấp điện, chia lưới khu vực, lưới địa phương; vào số pha, chia lưới pha, 2pha, 3pha; vào đối tượng cấp điện chia lưới cơng nghiệp, lưới nơng nghiệp, lưới thị Nội dung giáo trình cung cấp điện nghiên cứu thiết kế, tính tốn vận hành lưới điện trung hạ áp (từ 0.4kV đến 35kV) cho đảm bảo tiêu kinh tế kỹ thuật an tồn 1.4 Hé dïng ®iƯn: cã nhiỊu c¸ch ph©n lo¹i nh sau: Gi¸o viªn: Ph¹m ThÞ Lµnh Trang Bµi gi¶ng Cung cÊp ®iƯn 1.4.1 Theo ®iƯn ¸p vµ tÇn sè: c¨n cø vµo Udm vµ f - Hé dïng ®iƯn pha U dm < 1000 V ; f dm = 50 Hz - Hé dïng ®iƯn pha U dm > 1000 V ; f dm = 50 Hz - Hé dïng ®iƯn pha U dm < 1000 V ; f dm = 50 Hz - Hé dïng ®iƯn lµm viƯc víi tÇn sè ≠ 50 Hz - Hé dïng dßng ®iƯn mét chiỊu 1.4.2 Theo chÕ ®é lµm viƯc: (cđa c¸c dïng ®iƯn) - Dµi h¹n: phơ t¶i kh«ng thay ®ỉi hc Ýt thay ®ỉi, lµm viƯc dµi h¹n mµ nhiƯt ®é kh«ng vỵt qu¸ gi¸ trÞ cho phÐp (VD: B¬m; qu¹t giã, khÝ nÐn…) - Ng¾n h¹n: thêi gian lµm viƯc kh«ng ®đ dµi ®Ĩ nhiƯt ®é thiÕt bÞ (TB) ®¹t gi¸ trÞ qui ®Þnh (VD: c¸c ®éng c¬ trun ®éng c¬ cÊu phơ cđa m¸y c¾t gät kim lo¹i, ®éng c¬ ®ãng më van cđa thiÕt bÞ thủ lùc) - Ng¾n h¹n lËp l¹i: c¸c thêi kú lµm viƯc ng¾n h¹n cđa TB Xen lÉn víi thêi kü nghØ ng¾n h¹n vµ ®ỵc ®Ỉc trng bëi tû sè gi÷a thêi gian ®ãng ®iƯn vµ thêi gian toµn chu tr×nh s¶n st (V: m¸y n©ng; TB hµn ) 1.4.3 Theo møc ®é tin cËy cung cÊp ®iƯn: t theo tÇm quan träng nỊn kinh tÕ vµ x· héi, c¸c tiªu thơ ®iƯn ®ỵc CC§ víi møc ®é tin cËy kh¸c vµ ph©n thµnh lo¹i: a, Hé lo¹i 1: - Làm an ninh trị, trật tự xã hội Đó sân bay, hải cảng, khu qn sự, khu ngoại giao, đại sứ qn, nhà ga, bến xe, trục giao thơng thành phố… - Làm thiệt hại đến kinh tế quốc dân Đó khu cơng nghiệp, khu chế xuất, dầu khí, luyện kim, nhà máy khí lớn, trạm bơm nơng nghiệp lớn… hộ đóng vai trò quan trọng kinh tế quốc dân có giá trị xuất cao đem lại nhiều ngoại tệ cho đất nước - Làm nguy hại đến tính mạng người (HÇm má, nhµ ga, cÇn trơc ë c¶ng biĨn…) b, Hé lo¹i 2: bao gồm xí nghiệp chế tạo hàng tiêu dùng (xe đạp, vòng bi, sản xuất đồ chơi trẻ em, sản xuất bánh kẹo…) thương mại dịch vụ (khách sạn, siêu thị, trung tâm thương mại lớn…) với hộ điện bị thua thiệt kinh tế dãn cơng, gây thứ phẩm, phế phẩm, phá vỡ hợp đồng cung cấp ngun liệu sản phẩm cho khách hàng, làm giảm sút doanh số lãi suất… c, Hé lo¹i 3: møc ®é tin cËy thÊp h¬n, gåm c¸c kh«ng n»m lo¹i vµ Cho phÐp mÊt ®iƯn thêi gian sưa ch÷a, thay thÕ phÇn tư sù cè nh ng kh«ng qu¸ mét Gi¸o viªn: Ph¹m ThÞ Lµnh Trang Bµi gi¶ng Cung cÊp ®iƯn ngµy ®ªm Hé lo¹i III thêng ®ỵc CC§ b»ng mét ngn Đó hộ ánh sáng sinh hoạt thị nơng thơn 1.5 C¸c chØ tiªu kü tht CC§: ChØ tiªu kü tht cđa hƯ thèng CC§ ®ỵc ®¸nh gi¸ b»ng chÊt lỵng ®iƯn n¨ng cung cÊp, thèng qua chØ tiªu c¬ b¶n U; f; tÝnh liªn tơc CC§ 1.5.1 TÝnh liªn tơc CC§: hƯ thèng CC§ ph¶i ®¶m b¶o ®ỵc viƯc CC§ liªn tơc theo yªu cÇu cđa phơ t¶i (yªu cÇu cđa lo¹i I; II & III) ChØ tiªu nµy thêng ®ỵc thĨ ho¸ b»ng x¸c st lµm viƯc tin cËy Trªn c¬ së nµy ng êi ta ph©n c¸c tiªu thơ thµnh lo¹i mµ thiÕt kÕ cÇn ph¶i qu¸n triƯt ®Ĩ cã ® ỵc PA’ CC§ hỵp lý 1.5.2 TÇn sè: ®é lƯch tÇn sè cho phÐp ®ỵc qui ®Þnh lµ ± 0,5 Hz §Ĩ ®¶m b¶o tÇn sè cđa hƯ thèng ®iƯn ®ỵc ỉn ®Þnh c«ng st tiªu thơ ph¶i nhá h¬n hc b»ng c«ng st cđa HT VËy ë xÝ nghiƯp lín phơ t¶i gia t¨ng thêng ph¶i ®Ỉt thªm TB tù ®éng ®ãng thªm m¸y ph¸t ®iƯn dù tr÷ cđa XN hc TB b¶o vƯ sa th¶i phơ t¶i theo tÇn sè 1.5.3 §iƯn ¸p: §é lƯch ®iƯn ¸p cho phÐp so víi ®iƯn ¸p ®Þnh møc ®ỵc qui ®Þnh nh sau: (ë chÕ ®é lµm viƯc b×nh thêng) + M¹ng ®éng lùc: [∆U%] = ± % + M¹ng chiÕu s¸ng: [∆U%] = ± 2,5 % Udm Udm H×nh 1.1 Minh häa tỉn thÊt ®iƯn ¸p vµ ®é lƯch ®iƯn ¸p Trêng hỵp khëi ®éng ®éng c¬ hc m¹ng ®iƯn ®ang t×nh tr¹ng sù cè th× ®é lƯch ®iƯn ¸p cho phÐp cã thĨ tíi (-10 ÷ 20 %)Udm 1.6 Nh÷ng yªu cÇu vµ néi dung chđ u thiÕt kÕ cÊp ®iƯn: Mét ph¬ng ¸n ®ỵc coi lµ hỵp lý thâa m·n c¸c yªu cÇu sau: Gi¸o viªn: Ph¹m ThÞ Lµnh Trang Bµi gi¶ng Cung cÊp ®iƯn - Vèn ®Çu t nhá, chó ý tiÕt kiƯm chi phÝ vµ vËt t - §¶m b¶o ®é tin cËy cung cÊp ®iƯn cao tïy vµo lo¹i tiªu thơ - Chi phÝ vËn hµnh hµng n¨m thÊp - §¶m b¶o an toµn cho ngêi vµ thiÕt bÞ - Thn tiƯn cho vËn hµnh vµ sưa ch÷a - §¶m b¶o chÊt lỵng ®iƯn n¨ng; chđ u lµ ®¶m b¶o ®é lƯch vµ ®é dao ®éng ®iƯn ¸p bÐ nhÊt vµ n»m ph¹m vi cho phÐp so víi ®Þnh møc Nh÷ng yªu cÇu trªn thêng m©u thn nªn thiÕt kÕ cÇn ph¶I biÕt c©n b»ng vµ kÕt hỵp hµi hßa tïy thc vµo hoµn c¶nh thĨ HiƯn thiÕt kÕ ngêi ta thêng dïng ph¬ng ph¸p so s¸nh kinh tÕ, kü tht c¸c ph¬ng ¸n thĨ lµ so s¸nh qua tÝnh kinh tÕ-kü tht cđa nhiỊu ph¬ng ¸n råi lùa chän ph¬ng ¸n nµo cã chi phÝ tÝnh to¸n hµng n¨m bÐ nhÊt Tính kinh tế phương án cung cấp điện thể qua vốn đầu tư phí tổn vận hành Vốn đầu tư cơng trình điện bao gồm tiền mua vật tư, thiết bị, tiền vận chuyển, tiền thí nghiệm, thử nghiệm, mua đất đai, đền bù hoa màu, tiền khảo sát thiết kế, tiền lắp đặt, nghiệm thu… Phí tổn vận hành bao gồm khoản tiền phí q trình vận hành cơng trình điện: Tiền lương cán quản lý, cán kỹ thuật, cơng nhân vận hành, tiền bảo dưỡng định kỳ, tiền sửa chữa, tiền trung đại tu, tiểu thử nghiệm, thí nghiệm, tiền tổn thất điện cơng trình điện Thơng thường hai khoảng kinh phí ln mâu thuẫn lẫn nhau, vốn đầu tư lớn phí tổn vận hành bé ngược lại Ví dụ: chọn tiết diện dây dẫn nhỏ tiền mua dây dẫn tiền tổn thất điện lại tăng lên điện trở dây dẫn lớn Ví dụ: mua thiết bị điện loại tốt đắt giảm phí tổn vận hành phải sửa chữa, bảo dưỡng… Phương án cung cấp điện tối ưu phương pháp tổng hòa hai đại lượng phương án có chi phí tính tốn hàng năm nhỏ Z = (avh + atc ) K + c.∆A → Trong đó: avh : hệ số vận hành, với ĐDK (đường dây khơng) cấp điện áp lấy a vh = 0,04 với cáp trạm biến áp lấy a vh = 0,1; Gi¸o viªn: Ph¹m ThÞ Lµnh Trang Bµi gi¶ng Cung cÊp ®iƯn atc : hệ số thu hồi vốn đầu tư tiêu chuẩn atc = Ttc với lưới cung cấp điện T tc = năm → atc = 0,2 K: vốn đầu tư; ∆A: Tổn thất điện năm; c: giá tiển tổn thất điện (đ/kWh) Gi¸o viªn: Ph¹m ThÞ Lµnh Trang Bµi gi¶ng Cung cÊp ®iƯn Mét sè ký hiƯu thêng dïng Tªn thiÕt bÞ STT ~ § 10 11 12 13 ST Tªn thiÕt bÞ KÝ hiƯu T KÝ hiƯu M¸y ph¸t ®iƯn hc nhµ m¸y ®iƯn §éng c¬ ®iƯn M¸y biÕn ¸p cn d©y M¸y biÕn ¸p cn d©y M¸y biÕn ¸p ®iỊu chØnh díi t¶i Kh¸ng ®iƯn M¸y biÕn dßng ®iƯn M¸y c¾t ®iƯn CÇu ch× Apt«m¸t CÇu dao c¸ch ly M¸y c¾t phơ t¶i Thanh dÉn (thanh c¸i) CÇu ch× tù r¬i 14 18 19 20 21 22 23 Tơ ®iƯn bï Tđ ®iỊu khiĨn Tđ ph©n phèi Tđ ph©n phèi ®éng lùc Tđ chiÕu s¸ng lµm viƯc Tđ chiÕu s¸ng cơc bé 24 Khëi ®éng tõ 25 §Ìn sỵi ®èt 26 §Ìn hnh quang 27 C«ng t¾c ®iƯn 28 §êng d©y m¹ng ®éng lùc chiỊu 29 D©y dÉn ®iƯn 30 D©y c¸p ®iƯn 31 Chèng sÐt van Chèng sÐt èng 15 ỉ c¾m ®iƯn 32 16 D©y dÉn m¹ng hai d©y 33 17 D©y dÉn m¹ng d©y 34 Gi¸o viªn: Ph¹m ThÞ Lµnh D©y dÉn tÇn sè ≠ 50 Hz §êng d©y ®iƯn ¸p U ≤ 36 V Trang 10 Bµi gi¶ng Cung cÊp ®iƯn Nõu S (kVA), P(kW), Q(kVAr), Z,R,X (Ω) vµ U®m(kV) th× ∆ S (VA) §¬n vÞ c«ng st vµ tỉn thÊt c«ng st thêng dïng ë líi ®iƯn lµ (kVA) VËy mn cã kÕt qu¶ lµ (kVA) cÇn ph¶i nh©n biĨu thøc víi 10-3 Víi ®êng d©y cã mét phơ t¶i: Víi ®êng d©y cã mét phơ t¶i, c«ng st ch¹y qua tỉng trë Z12, chÝnh lµ phơ t¶i S1 VËy : ∆ S A1 = S A21 S12 Z = Z A1 = ∆PA1 + j∆QA1 A1 2 U dm U dm VÝ dơ: §DK-10kV cÊp ®iƯn cho xÝ nghiƯp c¬ khÝ cã phơ t¶I ®iƯn 2000(kVA), cosϕ=0,6 D©y dÉn dïng AC-70, dµi 5km Yªu cÇu x¸c ®Þnh tỉn thÊt c«ng st trªn ®êng d©y Gi¶i: Tra b¶ng ta cã r0 = 0,46 (Ω/km) ; x0 = 0,4 (Ω/km) Z A1 = 0,46.5 + j 0,4.5 = 2,3 + j 2(Ω) Tỉn thÊt c«ng st trªn ®êng d©y : ∆ S A1 = 2000 ( 2,3 + j 2) = 92000 + j80000(VA) = 92 + j80kVA 10 2 §êng d©y cã nhiỊu phơ t¶i: Khi tÝnh tỉn thÊt c«ng st ∆ S coi c¸c ®iƯn ¸p c¸c ®iĨm b»ng U®m vµ coi c«ng st g©y ∆ S trªn c¸c ®o¹n chØ lµ c«ng st t¶i (bá qua ∆ S cđa ®o¹n sau) ∆ S Σ = ∆ S A12 = ∆ S A1 + ∆ S 12 ( P1 + P2 ) + (Q1 + Q2 ) S 22 ∆SΣ = Z A1 + Z12 U dm U dm Tỉng qu¸t víi ®êng d©y n phơ t¶i : n ∆ SΣ = ∑ (P ij 2 + Qij ) Z ij U dm Trong ®ã : n : Sè ®o¹n ®êng d©y hc sè phơ t¶i Pij, Qij : C«ng st P,Q ch¹y trªn ®o¹n ®êng d©y ij Gi¸o viªn: Ph¹m ThÞ Lµnh Trang 64 Bµi gi¶ng Cung cÊp ®iƯn Zij : Tỉng trë cđa ®o¹n ®êng d©y ij U®m : §iƯn ¸p ®Þnh møc cđa ®êng d©y VÝ dơ : VÝ dơ: §DK-10kV cÊp ®iƯn cho phơ t¶i ®iƯn 2000(kVA), cosϕ=0,6 Toµn bé dïng d©y dÉn dïng AC-50, chiỊu dµi c¸c ®o¹n d©y vµ sè liƯu phơ t¶i cho trªn h×nh vÏ Yªu cÇu x¸c ®Þnh tỉng tỉn thÊt c«ng st trªn ®êng d©y Gi¶i: VÏ s¬ ®å thay thÕ cho ®êng d©y, tÝnh to¸n biÕn ®ỉi c«ng st S sang P, Q ®ỵc c¸c th«ng sè cđa s¬ ®å thay thÕ Víi ®êng d©y AC-50, Tra b¶ng ta cã r0 = 0,64 (Ω/km) ; x0 = 0,4 (Ω/km) Z A1 = (0,64 + j 0,4).5 = 1,6 + j1(Ω) Z12 = (0,64 + j 0,4).2 = 1,28 + j 0,8(Ω) Z13 = (0,64 + j 0,4).3 = 1,92 + j1,2(Ω) Tỉng tỉn thÊt c«ng st trªn ®êng d©y : ∆ S Σ = ∆ S A1 + ∆ S 12 + ∆ S 13 = ( P1 + P2 + P3 ) + (Q1 + Q2 + Q3 ) S 32 S 22 Z + Z + Z13 A1 12 2 U dm U dm U dm Thay sè vµo ta cã : (700 + 400 + 320) + (700 + 300 + 240) 400 500 ∆ SΣ = ( , + j ) + ( , 28 + j , ) + (1,92 + j1,2) .10 −3 2 10 10 10 = (56,86 + j 35,54) + (3 + j 2) + (3,07 + j1,92) = (63,56 + j 39,46)(kVA) 4.2.2 Tỉn thÊt c«ng st m¸y biÕn ¸p: Khi tr¹m biÕn ¸p ®Ỉt m¸y : Kh¸c víi ®êng d©y, m¸y biÕn ¸p lµm viƯc, ngoµi tỉn thÊt c«ng st trªn cn d©y s¬ vµ thø cÊp, cßn mét lỵng tỉn thÊt n÷a lâi thÐp cđa m¸y biÕn ¸p §Ĩ tÝnh to¸n th«ng thêng ngêi ta thêng sư dơng s¬ ®å thay thÕ: Tỉn thÊt c«ng st m¸y biÕn ¸p : Gi¸o viªn: Ph¹m ThÞ Lµnh Trang 65 Bµi gi¶ng Cung cÊp ®iƯn ∆S B = ∆S + ∆S Cu = ∆PB + j∆QB Trong ®ã: ∆ S = ∆P0 + j∆Q0 = ∆P0 + j I S dmB (kVA) 100 ∆S Cu : Tỉn thÊt trªn hai cn d©y cã thĨ x¸c ®Þnh theo hai c¸ch: - 2 ∆PCu U dm u N %.U dm S2 10 + j 10(Ω) Theo tỉng trë m¸y biÕn ¸p: ∆S Cu = Z B ; Z B = U dm S dm S dm - Theo ∆PN vµ UN: S U S + j N dmB ∆S cu = ∆Pcu + j∆Qcu = ∆PN 100 S dmB S S dmB Trong ®ã: ∆PN vµ UN lµ sè liƯu nhµ chÕ t¹o cho víi t¶i ®Þnh møc S: C«ng st phơ t¶i [kVA] S®mB : C«ng st ®Þnh møc cđa m¸y biÕn ¸p k= S S dmB : HƯ sè t¶i Toµn bé tỉn thÊt c«ng st m¸y biÕn ¸p sÏ lµ: I S dmB S2 S2 ∆S B = (∆P0 + RB ) + j ( + XB) U dm 100 U dm NÕu tÝnh theo ∆PN vµ UN: S I S U S ) + j ( dmB + N dmB ∆S B = (∆P0 + ∆PN 100 100 S dmB S ) S dmB Lu ý: Dï tÝnh theo c«ng thøc nµo th× ∆S B phai cho cïng mét kÕt qu¶ Chó ý: Trong c«ng thøc trªn tỉng trë vµ ®iƯn ¸p ph¶i ®ỵc qui vỊ cïng mét cÊp ®iƯn ¸p Trong nhiỊu trêng hỵp cha biÕt U2 ngêi ta vÉn cã thĨ lÊy U2 = Udm VÝ dơ: Tr¹m biÕn ¸p cÊp ®iƯn cho xÝ nghiƯp c¬ khÝ ®Ỉt biÕn ¸p 1000(kVA)-10/0,4(kV) cã c¸c sè liƯu kü tht: ∆P0 = 5(kW), ∆PN = 12 (kW), I0(%)= 3(%), vµ UN(%)= 5(%) Phơ t¶i nhµ m¸y lµ 800∠0,6 (kVA) Yªu cÇu x¸c ®Þnh tỉn thÊt tr¹m Gi¶i : S¬ ®å nguyªn lý vµ s¬ ®å thay thÕ tr¹m biÕn ¸p cđa xÝ nghiƯp c¬ khÝ : Gi¸o viªn: Ph¹m ThÞ Lµnh Trang 66 Bµi gi¶ng Cung cÊp ®iƯn ∆ S = ∆P0 + j I S dmB 3.1000 = 5+ j = + j 30(kVA) 100 100 ∆P U u %.U dm 12.10 5.10 Z B = Cu2 dm 103 + j N 10 = 10 + j 10 = 1,2 + j 5(Ω) S dm S dm (1000) 1000 X¸c ®Þnh ∆S cu theo ZB: S2 800 ∆S cu = Z B = (1,2 + j 5).10 −3 = 7,68 + j 32(kVA) U 10 Trêng hỵp nµy tỉn thÊt tỉng tr¹m biÕn ¸p lµ: ∆S B = (5 + j 30) + (7,68 + j 32) = (12,68 + j 62)(kVA) X¸c ®Þnh ∆S cu theo ∆PN vµ UN: 800 ∆S B = + 12. + 1000 3.1000 5.1000 800 j + = (12,68 + j 62)(kVA) 100 100 1000 TÝnh tỉn thÊt tr¹m ®Ỉt m¸y: Víi tr¹m biÕn ¸p ®Ỉt hai m¸y, so víi tr¹m mét m¸y, tỉng trë gi¶m ®i mét nưa cßn tỉn thÊt kh«ng t¶i t¨ng gÊp ®«i ∆ S = 2.∆P0 + j 2.I S dmB 100 ∆P U u %.U dm Z B = Cu dm 103 + j N 10 2.S dm 2.S dm Tỉn thÊt c«ng st tr¹m hai m¸y: S + ∆S B = 2.∆P0 + ∆PN S dmB 2.I S U N S dmB j dmB + 100 100 S S dmB VÝ dơ: XÝ nghiƯp lun kim ®Ỉt hai m¸y biÕn ¸p c«ng ty thiÕt bÞ ®iƯn §«ng Anh chÕ t¹o 2x1000(kVA) - 22/0,4(kV) Phơ t¶i xÝ nghiƯp S = 1500∠0,9 (kVA) Yªu cÇu x¸c ®Þnh ∆S B Gi¶i : Tra phơ lơc víi biÕn ¸p 1000(kVA) - 22/0,4(kV) c«ng ty thiÕt bÞ ®iƯn §«ng Anh chÕ t¹o, ta cã c¸c sè liƯu kü tht: ∆P0 = 1,57(kW), ∆PN = 9,5 (kW), I0(%)= 1,32(%), vµ UN(%)= 5(%) ¸p dơng c«ng thøc tÝnh ®ỵc: Gi¸o viªn: Ph¹m ThÞ Lµnh Trang 67 Bµi gi¶ng Cung cÊp ®iƯn 1500 ∆S B = 2.1,57 + 9,5 + 1000 2.1,32.1000 5.1000 1500 j + = 13,83 + j82,25(kVA) 100 100 1000 4.3 Tỉn thÊt ®iƯn n¨ng m¹ng ®iƯn: §iƯn n¨ng lµ lỵng c«ng st t¸c dơng s¶n xt hc trun tait hc tiªu thơ mét kho¶ng thêi gian Trong tÝnh to¸n thiÕt kÕ hƯ thèng cung cÊp ®iƯn thêng lÊy thêi gian lµ mét n¨m (8760h) NÕu c«ng st t¸c dơng kh«ng thay ®ỉi thêi gian kh¶o s¸t T th× ®iƯn n¨ng ®ỵc tÝnh theo biĨu thøc: A = P.T Khi ®ã tỉn thÊt c«ng st t¸c dơng ∆P còng kh«ng thay ®ỉi thêi gian T, lỵng tỉn thÊt ®iƯn n¨ng sÏ lµ: ∆A = ∆P.T NÕu ∆P thay ®ỉi nhng cã thĨ biĨu diƠn b»ng hµm ∆P(t) th× tỉn thÊt ®iƯn n¨ng kho¶ng thêi gian T cã thĨ x¸c ®Þnh: T ∆A = ∫ ∆P.dt Trong thùc tÕ, rÊt Ýt biĨu diƠn ®ỵc ∆P b»ng mét h¶m theo thêi gian, chØ cã thĨ x¸c ®Þnh ®ỵc tỉn thÊt ®iƯn n¨ng b»ng ph¬ng ph¸p gÇn ®óng §Ĩ tÝnh gÇn ®óng ∆A ngêi ta dùa vµo hai ®¹i lỵng sau Tmax vµ τ Thêi gian sư dơng c«ng st lín nhÊt: Tmax Tmax : lµ thêi gian nÕu hƯ thèng cung cÊp ®iƯn trun t¶i c«ng st lín nhÊt th×a sÏ trun t¶i ®ỵc mét lỵng ®iƯn n¨ng ®óng b»ng lỵng ®iƯn n¨ng trun t¶i thùc tÕ n¨m A=∫ 8760 P (t ).dt = Pmax Tmax Hc: Tmax = A Pmax Lu ý: Trong thêi gian tÝnh to¸n thiÕt kÕ hƯ thèng ®iƯn cha biÕt ®ỵc trÞ sè ®iƯn n¨ng A, thêng lÊy sè Tmax nh sau: - Víi xÝ nghiƯp c«ng nghiƯp tra sỉ tay Gi¸o viªn: Ph¹m ThÞ Lµnh Trang 68 Bµi gi¶ng Cung cÊp ®iƯn - Víi phơ t¶i lµ ®iƯn sinh ho¹t cđa c¸c ®« thÞ : Tmax = 4000 ÷ 4500(h) - Víi phơ t¶i lµ ®iƯn sinh ho¹t cđa c¸c n«ng th«n : Tmax = 2500 ÷ 3000(h) Thêi gian tỉn thÊt c«ng st lín nhÊt τ: τ : lµ thêi gian nÕu hƯ thèng cung cÊp ®iƯn chØ trun t¶i c«ng st lín nhÊt th× sÏ g©y mét lỵng tỉn thÊt ®iƯn n¨ng ®óng b»ng lỵng tỉn thÊt ®iƯn n¨ng g©y thùc tÕ n¨m V× chØ trun t¶i c«ng st lín nhÊt, sÏ cã tỉn thÊt c«ng st lín nhÊt, tõ ®Þnh nghÜa τ cã thĨ viÕt: ∆Pmax τ = ∆A τ ®ỵc x¸c ®Þnh gÇn ®óng theo Tmax theo biĨu thøc: τ = ( 0,124 + 10 −4.Tmax ) 8760 Tãm l¹i, nguyªn t¾c tÝnh to¸n tỉn thÊt ®iƯn n¨ng nh sau: - NÕu phơ t¶i kh«ng ®ỉi kho¶ng thêi gian T th× tỉn thÊt ®iƯn n¨ng ®ỵc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc (4…) - NÕu phơ t¶I thay ®ỉi th× tỉn thÊt ®iƯn n¨ng ®ỵc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc (4…), ®ã τ ®ỵc tÝnh theo Tmax vµ Tmax ®ỵc tra sỉ tay cung cÊp ®iƯn 4.3.1 X¸c ®Þnh tỉn thÊt ®iƯn n¨ng trªn ®êng d©y: §êng d©y cã phơ t¶i: §Ĩ tÝnh ∆Pmax , cÇn lu ý r»ng phơ t¶i x¸c ®Þnh theo c¸c ph¬ng ph¸p ë ch¬ng chÝnh lµ phơ t¶i cùc ®¹i, cã nghÜa lµ phơ t¶i tÝnh to¸n chÝnh lµ phơ t¶i cùc ®¹i, tỉn thÊt c«ng st tÝnh theo phơ t¶i tÝnh to¸n lµ tỉn thÊt c«ng st cùc ®¹i V× thÕ trªn s¬ ®å kh«ng nhÊt thiÕt ph¶i ghi c¸c chØ sè max vµo c¸c ®¹i lỵng S, P, Q vµ ∆P Víi mơc ®Ýnh x¸c ®Þnh tỉn thÊt ®iƯn n¨ng, ®êng d©y chØ cÇn thay thĨ b»ng ®iƯn trë R Tõ trÞ sè Tmax1 cđa phơ t¶I S1 tÝnh ®ỵc trÞ sè τ theo biĨu thøc kinh nghiƯm Tỉn thÊt c«ng st t¸c dơng lín nhÊt trªn ®êng d©y A1 : ∆PA1 = S12 R A1 U dm Tỉn thÊt ®iƯn n¨ng trªn ®êng d©y A1 : ∆AA1 = ∆PA1.τ Gi¸o viªn: Ph¹m ThÞ Lµnh Trang 69 Bµi gi¶ng Cung cÊp ®iƯn Gia tiỊn tỉn thÊt ®iƯn n¨ng n¨m trªn ®êng d©y A1 : Y = ∆AA1.c Trong ®ã : c- gi¸ tiỊn 1kWh tỉn thÊt ®iƯn n¨ng VÝ dơ : §DK - 10(kV) cÊp ®iƯn cho xÝ nghiƯp dµi 5km dïng d©y AC-50 Phơ t¶i xÝ nghiƯp 1000∠0,6 (kVA) Tmax = 5000h Yªu cÇu x¸c ®Þnh gi¸ tiỊn tỉn thÊt ®iƯn n¨ng n¨m trªn ®êng d©y, biÕt c = 1000 (®/kWh) Gi¶i : S¬ ®å thay thÕ: R A1 = r0 l = 0,64.5 = 3,2(Ω) Tõ Tmax = 5000h, ta tÝnh ®ỵc trÞ sè τ theo biĨu thøc kinh nghiƯm: τ = ( 0,124 + 10 −4.5000) 8760 = 3411(h) Tỉn thÊt c«ng st lín nhÊt trªn ®êng d©y: ∆PA1 = S12 1000 R A1 = 3,2.10 −3 = 32(kW ) 2 U dm 10 Tỉn thÊt ®iƯn n¨ng trªn ®êng d©y A1 : ∆AA1 = ∆PA1 τ = 32 3411 = 109152(kWh) Gi¸ tiỊn tỉn thÊt ®iƯn n¨ng n¨m trªn ®êng d©y A1 : Y = ∆AA1.c = 109152.1000 = 109.152.000(đ ) Víi ®êng d©y cã n phơ t¶i : Víi ®êng d©y cã n phơ t¶i, ∆PΣ vÉn tÝnh theo (4…) víi s¬ ®å thay thÕ lµ ®iƯn trë c¸c ®o¹n ®êng d©y, cßn τ vÉn tÝnh theo (4…) víi Tmax lµ Tmax trung b×nh cđa c¸c phơ t¶i : n Tmax tb = n ∑ S T i max i n ∑S hc c«ng thøc: Tmax tb = ∑P i cos ϕ tb = Tmax i n ∑P max i Vµ max i 1 ∑ S cosϕ ∑S i i i Trong ®ã: Si, Pmaxi lµ phơ t¶I thø I; Tmaxi lµ Tmax cđa phơ t¶i thø I; Gi¸o viªn: Ph¹m ThÞ Lµnh Trang 70 Bµi gi¶ng Cung cÊp ®iƯn N lµ sè phơ t¶I trªn ®êng d©y; VÝ dơ : §DK - 10(kV) cÊp ®iƯn cho phơ t¶i víi c¸c sè liƯu ghi trªn h×nh vÏ Yªu cÇu x¸c ®Þnh gi¸ tiỊn tỉn thÊt ®iƯn n¨ng n¨m, cho biÕt c = 500(®/kWh) §iƯn trë c¸c ®o¹n d©y trªn s¬ ®å thay thÕ : l R A1 = r0 = 0,64 = 1,6(Ω) 2 R12 = r0 l = 0,64.3 = 1,92(Ω) S1 = S1 cos ϕ + jS1 sin ϕ = 1000(0,7 + j 0,7) = 700 + j 700(kVA) S = S cos ϕ + jS sin ϕ = 500(0,8 + j 0,6) = 400 + j 300(kVA) Tỉng tỉn thÊt c«ng st lín nhÊt trªn ®êng d©y: (700 + 400) + (700 + 300) 500 ∆P∑ = ∆PA1 + ∆P12 = , + 1,92 .10 −3 = 40,16(kW ) 2 10 10 Thêi gian sư dơng c«ng st lín nhÊt trung b×nh cđa phơ t¶i: Tmax tb = 1000.5000 + 500.4000 = 4667(h) 1000 + 500 τ = ( 0,124 + 10 −4.4667 ) 8760 = 3056(h) Tỉn thÊt ®iƯn n¨ng trªn ®êng d©y : ∆A∑ = ∆P∑ τ tb = 40,16.3056 = 122728(kWh) Gi¸ tiỊn tỉn thÊt ®iƯn n¨ng n¨m : Y = ∆A∑ c = 122728.500 = 63.864.000( đ ) 4.3.2 X¸c ®Þnh tỉn thÊt ®iƯn n¨ng trªn tr¹m biÕn ¸p: Tr¹m ®Ỉt biÕn ¸p C«ng thøc tÝnh tỉn thÊt tr¹m biÕn ¸p : S ∆PB = ∆P0 + ∆PN S dmB Ta biÕt ∆P0 lµ tỉn thÊt lãi thÐp, kh«ng thay ®ỉi st thêi gian biÕn ¸p lµm viƯc, kh«ng phơ thc vµo sù thay ®ỉi cđa phơ t¶i, nªn thêi gian ®Ĩ tÝnh tỉn thÊt ®iƯn n¨ng ∆P0 g©y lµ thêi gian kh¶o s¸t n¨m (8760h) Gi¸o viªn: Ph¹m ThÞ Lµnh Trang 71 Bµi gi¶ng Cung cÊp ®iƯn Thµnh phÇn thø cđa ∆PB phơ thc vµo t¶I S Trong vËn hµnh tr¹m cã thĨ x¶y trêng hỵp: a, Khi kh«ng biÕt ®å thÞ phơ t¶i : Trêng hỵp tÝnh gÇn ®óng tỉn thÊt ®iƯn n¨ng trªn hai cn d©y theo τ Tỉn thÊt ®iƯn n¨ng tr¹m m¸y sÏ lµ : S τ ∆A = ∆P0 8760 + ∆PN S đmB b, Khi biÕt ®å thÞ phơ t¶i : Trêng hỵp nµy cã thĨ tÝnh chÝnh x¸c tỉn thÊt ®iƯn n¨ng trªn cn d©y theo c¸c kho¶ng thêi gian bËt thang cđa c«ng st t¶i H×nh 4…Tr¹m biÕn ¸p mét m¸y vµ ®å thÞ phơ t¶i Tỉn thÊt ®iƯn n¨ng trªn tr¹m biÕn ¸p: 2 S S S ∆A = ∆P0 8760 + ∆PN t1 + ∆PN (t − t1 ) + ∆PN (8760 − t ) S đmB S đmB S đmB Tỉng qu¸t víi ®å thÞ n bËt bÊt kú: S ∆A = ∆P0 8760 + ∆PN ∑ i ti S đmB n Trong ®ã Si lµ phơ t¶I kho¶ng thêi gian ti VÝ dơ: Tr¹m biÕn ¸p xÝ nghiƯp ®Ỉt m¸y 500 (kVA) - 10/0,4 (kV) cđa c«ng ty thiÕt bÞ ®iƯn §«ng Anh §å thÞ phơ t¶I cđa xÝ nghiƯp cho nh h×nh vÏ Yªu cÇu x¸c ®Þnh gi¸ tiỊn tỉn thÊt ®iƯn n¨ng n¨m, biÕt c = 1000 (®/kWh) Tra phơ lơc víi biÕn ¸p 500(kVA) - 10/0,4(kV) c«ng ty thiÕt bÞ ®iƯn §«ng Anh chÕ t¹o, ta cã c¸c sè liƯu kü tht: ∆P0 = 0,94 (kW), ∆PN = 5,21 (kW) ¸p dơng c«ng thøc tÝnh ®ỵc: Gi¸o viªn: Ph¹m ThÞ Lµnh Trang 72 Bµi gi¶ng Cung cÊp ®iƯn 400 300 ∆A = 0,94.8760 + 5,21. 4000 + (8760 − 4000) = 30501(kWh) 500 500 Y = ∆A.c = 30501.1000 = 30.501.000(đ ) Víi tr¹m ®Ỉt m¸y biÕn ¸p : a, Khi kh«ng biÕt ®å thÞ phơ t¶i : Trêng hỵp nµy kh«ng biÕt diƠn tiÕn cđa phơ t¶I n¨m, ph¶I vËn hµnh c¶ m¸y quanh n¨m Thêi gian tÝnh tỉn thÊt ®iƯn n¨ng lâi thÐp lµ 8760h, thêi gian tÝnh tỉn thÊt ®iƯn n¨ng trªn hai cn d©y lµ τ S τ ∆A = 2.∆P0 8760 + ∆PN S đmB b, Khi biÕt ®å thÞ phơ t¶i : Khi biÕt ®å thÞ phơ t¶I, c¸n bé ký tht vËn hµnh tr¹m ph¶I x¸c ®Þnh chÕ ®é vËn hµnh kinh tÕ cho tr¹m, nghÜa lµ xÐt xem ë kho¶ng thêi gian nµo, c«ng st t¶I nµo nªn vËn hµnh m¸y, m¸y ®Ĩ cho tỉng c«ng st (còng cã nghÜa lµ tỉn thÊt ®iƯn n¨ng) tr¹m lµ nhá nhÊt X¸c ®Þnh S gh lµ c«ng st giíi h¹n ®Ĩ chun ®ỉi chÕ ®é vËn hµnh tr¹m tõ m¸y sang m¸y vµ ngỵc l¹i: 2∆P0 ∆PN S gh = S đmB Sau x¸c ®Þnh S gh , lÇn lỵt so s¸nh trÞ sè cđa phơ t¶I trªn ®å thÞ víi S gh : Víi S > S gh : VËn hµnh m¸y Víi S < S gh : VËn hµnh m¸y C«ng thøc chung ®Ĩ x¸c ®Þnh tỉn thÊt ®iƯn n¨ng tr¹m m¸y biÕt ®å thÞ phơ t¶i: S ti ∆A = ∆P0 ∑ ni ti + ∆PN ∑ 1 S đmB ni n n Trong ®ã : ni : sè m¸y biÕn ¸p vËn hµnh kho¶ng thêi gian ti ; Si : c«ng st t¶i kho¶ng thêi gian ti ; Gi¸o viªn: Ph¹m ThÞ Lµnh Trang 73 Bµi gi¶ng Cung cÊp ®iƯn n : sè bËt thang c«ng st cđa ®å thÞ phơ t¶i VÝ dơ: Mét siªu thÞ lín ®Ỉt m¸y biÕn ¸p 800 (kVA) - 22/0,4 (kV) §å thÞ phơ t¶I cđa siªu thÞ cho nh h×nh vÏ Yªu cÇu x¸c ®Þnh gi¸ tiỊn tỉn thÊt ®iƯn n¨ng n¨m, biÕt r»ng c = 1000(®/kWh) Tra phơ lơc víi biÕn ¸p 800(kVA) - 22/0,4(kV), ta cã c¸c sè liƯu kü tht: ∆P0 = 1,4 (kW), ∆PN = 10,5 (kW) TrÞ sè c«ng st giíi h¹n: S gh = 800 2.1,4 = 413(kVA) 10,5 So s¸nh c¸c trÞ sè trªn ®å thÞ phơ t¶I nhËn thÊy ®Ĩ ®¶m b¶o kinh tÕ cÇn cho c¶ m¸y biÕn ¸p vËn hµnh quanh n¨m 1500 5000 600 3760 = 127.921(kWh) ∆A = 2.1,4.8760 + 10,5. + 800 800 Gi¸ tiỊn tỉn thÊt ®iƯn n¨ng: Y = ∆A.c = 127.921x1000 = 127.921.000(đ ) 4.4 TÝnh tỉn thÊt ®iƯn ¸p : Tỉn thÊt ®iƯn ¸p lµ ®¹i lỵng phøc ∆ U = ∆U + jδU , líi cung cÊp ®iƯn ngêi ta chØ quan t©m ®Õn trÞ sè cđa tỉn thÊt ®iƯn ¸p, trÞ sè nµy cã ®é lín xÊp xØ thµnh phÇn thùc ∆U Tỉn thÊt ®iƯn ¸p(phÇn thùc ) lµ c«ng st t¸c dơng g©y nªn trªn ®iƯn trë R vµ c«ng st ph¶n kh¸ng g©y nªn trªn X ∆U = PR QX PR + QX + = U đm U đm U đm NÕu P (kW), Q (kVAr), R, X (Ω), U®m (kV) th× ∆U (V) 4.4.1 §êng d©y cã phơ t¶i: BiÕn ®ỉi c«ng st t¸c dơng vỊ d¹ng ∆ S = P + jQ Tỉn thÊt ®iƯn ¸p trªn ®o¹n day A1 lµ : ∆U A1 = P1 R A1 + Q1 X A1 U đm Trong ®ã: Z A1 = RA1 + jX A1 = r0 l A1 + r0 x A1 Gi¸o viªn: Ph¹m ThÞ Lµnh Trang 74 Bµi gi¶ng Cung cÊp ®iƯn VÝ dơ: §DK- 10kV cÊp ®iƯn cho xÝ nghiƯp cã c¸c sè liƯu nh trªn h×nh vÏ Yªu cÇu x¸c ®Þnh tỉn thÊt ®iƯn ¸p trªn ®êng d©y Gi¶i: VÏ s¬ ®å thay thÕ ®êng d©y: Z A1 = (0,64 + j 0,4).5 = 3,2 + j 2(Ω) S A1 = S1 cos ϕ + jS1 sin ϕ = 1000(0,8 + j 0,6) = 800 + j 600( kVA) ¸p dơng c«ng thøc tÝnh tỉn thÊt ®iƯn ¸p trªn ®êng d©y cÊp ®iƯn cđa xÝ nghiƯp: ∆U A1 = 800.3,2 + 600.2 = 376V 10 4.4.2 §êng d©y cã nhiỊu phơ t¶i : Víi ®êng d©y liªn th«ng cã nhiỊu phơ t¶I, tỉn thÊt ®iƯn ¸p lµ tỉn thÊt ®iƯn ¸p trªn c¸c ®o¹n ®êng d©y Víi líi ®iƯn trung vµ h¹ ¸p, ®Ĩ tÝnh to¸n tỉn thÊt ®iƯn ¸p cho phÐp coi ®iƯn ¸p t¹i mäi ®iĨm trªn ®êng d©y b»ng U®m vµ cho phÐp coi dßng c«ng st ch¹y trªn c¸c ®o¹n ®êng d©y b»ng c«ng st phơ t¶i, nghÜa lµ cho phÐp bá qua tỉn thÊt ®iƯn ¸p vµ tỉn thÊt c«ng st trªn c¸c ®o¹n ®êng sau tÝnh tỉn thÊt trªn ®o¹n d©y tríc n C«ng thøc tỉn qu¸t: ∆U = Σ n ∑ Pij Rij + ∑ Qij X ij 1 U đm Trong ®ã : n – sè ®o¹n ®êng d©y : Pij , Qij c«ng st t¸c dơng vµ c«ng st ph¶n kh¸ng ch¹y trªn ®êng d©y ij VÝ dơ : víi ®êng d©y cã phơ t¶i C«ng st ch¹y trªn ®o¹n A1 : PA1 = (P1 + P2 + P3) ; QA1 = (Q1 + Q2 + Q3) ; C«ng st ch¹y trªn ®o¹n 12 : P12 = (P2 + P3) ; Q12 = (Q2 + Q3) ; C«ng st ch¹y trªn ®o¹n 23 : P23 = P3 ; Q23 = Q3 ; VÝ dơ: §DK- 10kV cÊp ®iƯn cho xÝ nghiƯp, toµn bé ®êng d©y dïng d©y AC-50, cã c¸c sè liƯu nh trªn h×nh vÏ Yªu cÇu : KiĨm tra tỉn thÊt ®iƯn ¸p trªn ®êng d©y BiÕt U1 = 10,25kV, x¸c ®Þnh U2 , UA Gi¶i: Gi¸o viªn: Ph¹m ThÞ Lµnh Trang 75 Bµi gi¶ng Cung cÊp ®iƯn VÏ s¬ ®å thay thÕ ®êng d©y: Z A1 = (0,64 + j 0,4).5 = 1,6 + j1(Ω) Z12 = (0,64 + j 0,4).2 = 1,28 + j 0,8(Ω) S A1 = S1 cos ϕ + jS1 sin ϕ = 1000(0,8 + j 0,6) = 800 + j 600( kVA) S12 = 500(0,7 + j 0,7) = 350 + j 350(kVA) KiĨm tra tỉn thÊt ®iƯn ¸p trªn ®êng d©y CÇn x¸c ®Þnh ∆U cđa ®êng d©y vµ so s¸nh víi c¸c trÞ sè cho phÐp xem cã thâa m·n hay kh«ng C¸c biĨu thøc so s¸nh nh sau: - Khi ®êng d©y lµm viƯc b×nh thêng: ∆U Σ ≤ ∆U cp = 5%U đm - Khi ®êng d©y sù cè: ∆U Σ ≤ ∆U cp = 10%U đm Tỉn thÊt ®iƯn ¸p trªn ®êng d©y lµm viƯc b×nh thêng: ∆U Σ = (800 + 350).1,6 + (600 + 350).1 350.1,28 + 350.0,8 + = 279 + 72,8 = 351,8V 10 10 Khi cã sù cè ®êng d©y trªn ®o¹n A1, ®êng d©y lé kÐp chØ cßn lé ®¬n, tỉng trë ®o¹n nµy t¨ng gÊp ®«i nªn ∆U còng t¨ng gÊp ®«i : ∆U sc = 2.279 + 72,8 = 630,8V KÕt qu¶ kiĨm tra : ∆U Σ = 351,8(V ) < ∆U cp = 5%10.000 = 500(V ) ∆U sc = 630,8(V ) < ∆U cp = 10%10.000 = 10.00(V ) VËy ®êng d©y ®¶m b¶o yªu cÇu vỊ tỉn thÊt ®iƯn ¸p BiÕt U1 = 10,25kV, x¸c ®Þnh U2 , UA U = U1 − ∆U12 = 10,250 − 0,073 = 10,177(kV ) U A = U + ∆U A1 = 10,250 + 0,279 = 10,529(kV ) 4.4.3 §êng d©y ph©n nh¸nh : Gi¸o viªn: Ph¹m ThÞ Lµnh Trang 76 Bµi gi¶ng Cung cÊp ®iƯn 4.5 TÝnh to¸n m¹ng ®iƯn kÝn: §Ĩ n©ng cao ®é tin cËy cung cÊp ®iƯn ngêi ta thêng sư dơng m¹ng ®iƯn kÝn Lµ m¹ng ®iƯn mµ mçi dïng ®iƯn ®ỵc cung cÊp Ýt nhÊt tõ phÝa M¹ng ®iƯn kÝn ®¬n gi¶n nhÊt lµ ®êng d©y kÐp CC§ cho phơ t¶i Ngoµi m¹ng ®iƯn kÝn cã thĨ lµ m¹ng vßng mét ngn cung cÊp hc m¹ch ®êng d©y chÝnh cã ngn cung cÊp A B S1 A A B S1 S S3 S2 m¹ng ®iƯn kÝn gån ®êng d©y m¹ch kÐp S2 S3 m¹ng ®iƯn kÝn kiĨu m¹ch vßng (1 ngn) m¹ng ®iƯn kÝn gåm ngn cung cÊp ¦u ®iĨm: - T¨ng cêng tÝnh liªn tơc cung cÊp ®iƯn (v× mçi ®ỵc ngn cung cÊp), thêng dïng cho c¸c phơ t¶i lo¹i - Trong vËn hµnh b×nh thêng tỉn thÊt ®iƯn ¸p vµ c«ng st nhá h¬n m¹ng hë Nhỵc ®iĨm: - Khi sù cè, ch¼ng h¹n ®øt mét nh¸nh ë ®Çu ngn → m¹ng trë thµnh hë, tỉn thÊt c«ng st vµ ®iƯn ¸p ®Ịu lín, cã thĨ vỵt qu¸ gi¸ trÞ cho phÐp - Thùc hiƯn b¶o vƯ cho m¹ng kÝn cã phÇn phøc t¹p h¬n so víi m¹ng hë, thêng ph¶i dïng b¶o vƯ cã híng hc b¶o vƯ cã kho¶ng c¸ch - TÝnh to¸n m¹ng ®iƯn kÝn t¹p h¬n m¹ng hë Bµi tËp ci ch¬ng BT 4.1 : §êng d©y liªn th«ng 10 (kV) cÊp ®iƯn cho phơ t¶I, toµn bé dïng d©y AC – 70 c¸c sè liƯu cho trªn h×nh BT 4.1 Yªu cÇu: KiĨm tra tỉn thÊt ®iƯn ¸p Cho biÕt U2 = 10,180(kV), h·y x¸c ®Þnh trÞ sè ®iƯn ¸p UA, U1, U3 BT 4.2 : §êng ph©n nh¸nh cÊp ®iƯn cho phơ t¶i 10 (kV), toµn bé dïng d©y AC – 50 c¸c sè liƯu cho trªn h×nh BT 4.2 Yªu cÇu: KiĨm tra tỉn thÊt ®iƯn ¸p Gi¸o viªn: Ph¹m ThÞ Lµnh Trang 77 Bµi gi¶ng Cung cÊp ®iƯn Cho biÕt U3 = 9,850(kV), h·y x¸c ®Þnh trÞ sè ®iƯn ¸p UA, U1, U2, U4 BT 4.3 : §êng liªn th«ng cÊp ®iƯn cho phơ t¶i 10 (kV), toµn bé dïng d©y AC – 50 c¸c sè liƯu cho trªn h×nh BT 4.3 Yªu cÇu: X¸c ®Þnh tỉn thÊt c«ng st X¸c ®Þnh tỉn thÊt ®iƯn n¨ng biÕt c = 103 (®/kWh) BT 4.4 : Yªu cÇu x¸c ®Þnh tỉn thÊt ®iƯn n¨ng mét n¨m trªn §DK - 22 (kV) cÊp ®iƯn cho xÝ nghiƯp H×nh BT 4.4 BiÕt c = 800 (®/kWh) BT 4.5 : Yªu cÇu x¸c ®Þnh tỉn thÊt c«ng st vµ tỉn thÊt ®iƯn n¨ng mét n¨m trªn §DK - 10 (kV) vµ tr¹m biÕn ¸p 10/0,4(kV) cÊp ®iƯn cho xÝ nghiƯp H×nh BT 4.5 BiÕt c = 900 (®/kWh) M¸y biÕn ¸p C«ng ty TB§ §«ng Anh chÕ t¹o BT 4.6 : Yªu cÇu x¸c ®Þnh gi¸ tiỊn tỉn thÊt ®iƯn n¨ng mét n¨m trªn hƯ thèng §DK - 22 (kV) kÐp vµ tr¹m biÕn ¸p m¸y 22/0,4(kV) cÊp ®iƯn cho xÝ nghiƯp H×nh BT 4.6 BiÕt c = 0,07 (USD/kWh) M¸y biÕn ¸p ABB chÕ t¹o BT 4.7 : Yªu cÇu x¸c ®Þnh gi¸ tiỊn tỉn thÊt ®iƯn n¨ng mét n¨m trªn tr¹m biÕn ¸p m¸y 1000(kVA) - 22/0,4(kV) cÊp ®iƯn cho xÝ nghiƯp §å thÞ phơ t¶I cho h×nh BT 4.7 BiÕt c = 0,09 (USD/kWh) M¸y biÕn ¸p ABB chÕ t¹o Gi¸o viªn: Ph¹m ThÞ Lµnh Trang 78 ... yªu cÇu sau: Gi¸o viªn: Ph¹m ThÞ Lµnh Trang Bµi gi¶ng Cung cÊp ®iƯn - Vèn ®Çu t nhá, chó ý tiÕt kiƯm chi phÝ vµ vËt t - §¶m b¶o ®é tin cËy cung cÊp ®iƯn cao tïy vµo lo¹i tiªu thơ - Chi phÝ vËn... áp lấy a vh = 0,1; Gi¸o viªn: Ph¹m ThÞ Lµnh Trang Bµi gi¶ng Cung cÊp ®iƯn atc : hệ số thu hồi vốn đầu tư tiêu chuẩn atc = Ttc với lưới cung cấp điện T tc = năm → atc = 0,2 K: vốn đầu tư; ∆A: Tổn... 2010 Híng dÉn ®å ¸n Cung cÊp ®iƯn, Lª §×nh B×nh, Ngun Hång V©n, TrÇn ThÞ BÝch Liªn, NXB Hµ Néi, 2007 C¸c s¸ch b¸o vµ t¹p chÝ vỊ ®iƯn Gi¸o viªn: Ph¹m ThÞ Lµnh Trang 11 Bµi gi¶ng Cung cÊp ®iƯn Bµi