cơ cấu tự dùng trong nhà máy điện

Tự dùng dự trữ Để cung cấp cho các thiết bị tự dùng phải xây dựng thiết bị phân phối ở 2 cấpđiện áp 6KV và 0,4 KV, vì vậy cần phải dùng 2 loại máy biến áp : Máy biến áp tự dùng bậc 1: từ

Chương 5

TỰ DÙNG TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN

VÀ TRẠM BIẾN ÁP

Thời gian: 5 tiết

6.1 KHÁI NIỆM CHUNG

• Tự dùng là tất cả các cơ cấu phục vụ cho quá trình vận hành của nhà máy và trạm biến áp.

Các cơ cấu tự dùng chính trong nhà máy nhiệt điện

Các cơ cấu phục vụ cho quá trình chuẩn bị nhiên liệu:

• Các cơ cấu của thiết bị đập than : máy sàn than, đập than

• Các cơ cấu chế biến than bột : Máy nghiền than, máy cấp than nguyên

• Các cơ cấu của kho nhiên liệu và vận chuyển nhiên liệu vào lò: Cần trục, máy xúïc than, băng tải,

• Các cơ cấu của kho nhiên liệu và vận chuyển nhiên liệu vào lò: Cần trục, máy xúïc than, băng tải,

Các cơ cấu của lò hơi: Máy cấp than bột, quạt gió, quạt khói, bơm nước cấp,

Các cơ cấu của tổ máy - tua bin: Bơm ngưng tụ, bơm tuần hoàn, bơm dầu của hệ thống điều chỉnh, làm mát, bôi trơn

Các cơ cấu tự dùng chính

trong nhà máy thủy điện

Các cơ cấu của tuabin nước - máy phát: Bơm dầu của hệ thống điều chỉnh bôi trơn cho các tổ máy, bơm nước của hệ thống làm mát máy phát và làm mát dầu bôi trơn.

Các cơ cấu phục vụ cho đập, các cửa đập, gian máy, v.v Ngoài các cơ cấu để phục vụ cho qúa trình công nghệ

chính trên, còn có các cơ cấu làm nhiệm vụ phụ như:

Bơm cấp nước kỹ thuật, bơm chữa cháy, thiết bị nén khí, máy nạp ắc quy, hệ thống điều khiển, tín hiệu, thắp

sáng,

Phân loại tự dùng

Tự dùng quan trọng và không quan trọng

Các cơ cấu quan trọng là các cơ cấu mà khi ngừng làm việc, dù chỉ trong thời gian rất ngắn cũng làm giảm điện năng hay nhiệt năng phát ra hay ngừng làm việc các tổ máy

Yêu cầu của hệ thống tự dùng

Đảm bảo , tin cậy

Kinh tế

phát ra hay ngừng làm việc các tổ máy

Trong nhà máy nhiệt điện là bơm tuần hoàn, bơm ngưng tụ, bơm dầu làm mát bôi trơn, bơm cấp nước, quạt gió, quạt khói, bộ phận cấp than bột

Trong nhà máy thủy điện là : Bơm dầu áp lực của thiết bị điều tốc cho tổ máy, bơm dầu của hệ thống bôi trơn ổ trục, bơm nước làm mát máy phát

Tự dùng chung và tự dùng riêng

Tự dùng chung : phục vụ cho toàn bộ nhà máy

Tự dùng riêng: phục vụ cho từng tổ máy

Công suất tự dùng

Để truyền động các máy công tác trong nhà máy điện người ta sử dụng chủ yếu các động cơ điện Vì chúng có tính đảm bảo cao, kinh tế và vận hành đơn giản Khi truyền động bằng động cơ điện việc tự động hóa quá trình công nghệ trong nhà máy đơn giản rất nhiều.

Công suất và điện năng tiêu thụ cho tự dùng của nhà máy điện phụ thuộc vào loại nhà máy, công suất nhà máy và đối với nhà máy nhiệt điện còn phụ thuộc vào dạng nhiên liệu, phương pháp đốt nhiên liệu, thông số hơi,

Nhiệt điện: công suất điện tự dùng thường bằng (5 - 8)% công suất nhà máy

Thủy điện: công suất tự dùng rất thấp, chiếm khoảng một vài phần trăm công suất nhà máy

Điện áp tự dùng

Chủ yếu là cấp 6 KV và 0,4 KV (380V/220V)

Cấp 6KV được dùng để cấp cho các động cơ công

suất lớn hơn 200 KW; cấp 0,4 KV cấp cho các động

cơ công suất bé hơn, thắp sáng, tín hiệu,

Cấp điện áp 3 KV không dùng vì giá thành động cơ 3

KV và 6 KV không lệch nhau nhiều nhưng phí tổn

kim loại màu và tổn thất trong mạng 3KV lớn hơn rất nhiều so với cấp 6KV

Hơn nữa dùng cấp 6KV còn có ưu điểm :

- Tăng được công suất đơn vị của các động cơ

- Tăng được công suất của MBA chính nên có thể chọn số lượng MBA ít hơn

- Điều kiện tự mở máy tốt hơn

Nguồn cung cấp điện tự dùng

Nguồn điện tự dùng làm việc trong nhà máy điện thường lấy trực tiếp từbản thân nhà máy

Nếu có thiết bị phân phối cấp điện áp máy phát thì điện tự dùng đượclấy ngay từ thanh góp điện áp máy phát qua máy biến áp tự dùng hoặcqua kháng điện

Trong nhà máy điện sử dụng sơ đồ bộ MF - MBA, thì điện tự dùng cóthể trích từ đầu cực máy phát hoặc lấy từ TBPP điện áp cao

Tự dùng dự trữ

Để cung cấp cho các thiết bị tự dùng phải xây dựng thiết bị phân phối ở 2 cấpđiện áp 6KV và 0,4 KV, vì vậy cần phải dùng 2 loại máy biến áp :

Máy biến áp tự dùng bậc 1: từ cấp điện áp MF xuống cấp 6KV

Máy biến áp tự dùng bậc 2: từ cấp 6KV xuống 0,4KV

Ngoài nguồn tự dùng làm việc, còn phải có nguồn tự dùng dự trữ

Đó có thể là các MBA nối với thanh góp điện áïp cao có liên lạc với hệ thống.Nếu cả NMĐ bị mất điện thì vẫn còn điện tự dùng dự trữ lấy từ hệ thống về

Nhưng trường hợp sự cố NMĐ trùng với sự cố hệ thống thì mất toàn bộ điện tự dùng

Vì vậy trong NMĐ còn phải đặt thêm các nguồn độc lập như ắc quy, máy phát điện, tua bin khí

CHỌN MBA TỰ DÙNG LÀM VIỆC

• Phụ tải của hệ thống tự dùng được phân phối đều cho các phân đoạn

• Mỗi phân đoạn được nốúi với nguồn tự dùng làm việc, các phụ tải tự dùng riêng của từng tổ máy lò hơi - tua bin được lấy từ phân đoạn tự dùng riêng rẻ

• Các phụ tải tự dùng chung như vận chuyển than, chuẩn bị nhiên liệu, có thể được chia đều cho các phân đoạn tự dùng

• Ở các TTNĐ thường có thanh góp tự dùng đặc biệt để cấp điện cho tự dùng chung, nhưng khi đó số lượng MBA sẽ tăng lên

• Công suất định mức của MBA tự dùng làm việc được cung cấp từ

TBPP tự dùng 6KV được xác định gần đúng theo biểu thức sau :

Trong đó:

S1 : công suất định mức của MBA tự dùng làm việc bậc 1

Σ P1 : tổng công suất tính toán trên trục cơ của các máy công tác có động cơ cấp 6KV nối vào phân đoạn đang xét.

1

cấp 6KV nối vào phân đoạn đang xét.

K1 : hệ số đồng thời.

η1, cos ϕ1 : Hiệu suất và hệ số công suất trung bình của các động cơ 6KV.

∑ S2 : Tổng công suất định mức của các máy biến áp bậc 2 nối vào phân đoạn đang xét.

K2 : Hệ số đồng thời của các máy biến áp bậc 2.

Tỷ số K1/ η1 cos ϕ1 thường chọn bằng 0,9

K2 cũng lấy gần bằng 0,9 nên ta có :

S1 ≥ (∑P1 + ∑S 2).0,9

CHỌN MBA TỰ DÙNG LÀM VIỆC BẬC 2

Máy biến áp bậc 2 có nhiệm vụ cung cấp cho các động cơ 380/220V và thắp sáng

Phụ tải tự dùng cấp 0,4KV ở các NMNĐ khoảng (10-30)% tự dùng tổng, còn ở các TTNĐ thì có thể cao hơn

MBA 6/0,4 KV thường đặt ở các tâm phụ tải như

• Công suất định mức của MBA tự dùng làm việc bậc hai được chọn theo biểu thức sau :

2 2

2 2

2

cos

.

ϕ η

K P

S ≥ ∑

Trong đó:

ΣP2 :Tổng công suất tính toán của các máy làm việc với động cơ 380V

và các phụ tải khác nối với máy biến áp đang xét [KW]

K : hệ số đồng thời của các TBĐ cấp 0,4KV

K1 : hệ số đồng thời của các TBĐ cấp 0,4KV

K2 / η2 cosϕ2 = (0,35 - 0,85) tùy thuộc vào điều kiện của các động cơ

η2, cosϕ2 : là hiệu suất và hệ số công suất trung bình của các động cơcấp điện áp 0,4KV

CHỌN MBA TỰ DÙNG DỰ TRỮ

Hai phương pháp dự trữ:

Dự trữ kín (nóng): bình thường các MBAtd làm việc song song Khi có sự cố một MBA thì các máy còn lại với khả năng quá tải sự cố cho phép sẽ cung cấp cho toàn bộ phụ tải tự dùng thay cho BTD bị sự cố.

Dự trữ rõ (nguội): có riêng máy biến áp dự trữ, bình thường không làm việc (nguội) Khi có sự cố BTD làm việc thì BTDdt sẽ được đưa vào làm việc thay cho BTD chính.

Chọn số lượng-công suất MBA tự dùng dự trữ

K Để nâng cao độ tin cậy cung cấp điện cho tự dùng, ngoài tự dùng chính còn phải cóï nguồn điện tự dùng dự trữ

K Trong nhà máy nhiệt điện trích hơi có TBPP cấp UF, máy biến áp tự dùng làm việc được nối với thanh góp cấp UF có liên hệ với hệ thống qua biến áp liên lạc B1.

Chọn số lượng-công suất MBA tự dùng dự trữ

• Trong trường hợp máy phát F1 bị cắt ra thì tự dùng vẫn được cung cấp qua mây biến âp tự dùng chính BTD

• Khi BTD bị sự cố:

Máy cắt MC2 và MC3 cắt ra,

Sau đó thiết bị tự động đóng nguồn dự trữ (TĐD) đưa tín hiệu đóng MC6 và MC4,

BATD dự trữ được đưa vào làm việc để cung cấp điện cho tự dùng

Chú ý: BTDDT được nối văo dưới B1, trước MC7.Nếu sự cố TG10KV thì

TD dự trữ vẫn được cung cấp điện

BTDDT BTD

Chọn số lượng-công suất MBA tự dùng dự trữ

Lưu ý: BTDdt phải được nối

vào hạ áp BA liên lạc, trước máy cắt MC7.

Khi ngắn mạch trên thanh góp cấp UF:

cấp UF:

MC1 và MC7 bị cắt ra TĐD đưa tín hiệu đi cắt MC3, MC2 và sau đó đóng MC6, MC4.

Nguồn cung cấp cho tự dùng dự trữ lấy từ hệ thống qua B1

Chọn số lượng-công suất MBA tự dùng dự trữ

Yêu cầu tổ nối dây của máy biến áp tự dùng làm việc và tự dùng dự trữ phải phối hợp với nhau sao cho điện áp trên thanh góp tự dùng dự trữ và điện áp trên thanh góp tự dùng làm việc phải đồng pha.

Chọn số lượng-công suất MBA tự dùng dự trữ

Ở các TTNĐ có sử dụng thiết bị phân phối cấp UF, khi sốú biến áp tự dùng làm việc nhỏ hơn hoặc bằng 6 thì chỉ cần đặt 1 MBATD dự trữ, còn nếu lớn hơn 6 thì chọn 2 MBATD dự trư.î

hơn 6 thì chọn 2 MBATD dự trư.î

Ở TTNĐ dự trữ cho cấp 0,4 KV cũng được lấy qua MBA 6/0,4KV Số lượng máy biến áp được chọn theo nguyên tắc trên, và chọn công suất MBA ≤

1.000KVA.

CHỌN MBA TỰ DÙNG DỰ TRỮ

Trong các nhà máy nhiệt điện dùng ơ đồ nối bộ, thì

máy biến áp tự dùng dự trữ được nối vào thanh

góp điện áp cao

CHỌN MBA TỰ DÙNG DỰ TRỮ

Ngoài nhiệm vụ dự trữ cho MBA tự dùng làm việc, MBA dự trữ còn phải đảm bảo cấp điện tự dùng khi dừng hay

bảo cấp điện tự dùng khi dừng hay khởi động một tổ máy khác , nên được gọi là máy biến áp tự dùng dự trữ khởi động (BTDdtkđ)

CHỌN MBA TỰ DÙNG DỰ TRỮ

Công suất của máy biến

áp BTDdtkđ phải chọn lớn hơn hoặc bằng 1,5 lần công suất phụ tải cực đại của TD làm việc Cần chú ýï đến khả năng quá tải bình thường của BATD dự trữ vì nó

thường nghỉ hoặc non tải.

Sơ đồ cung cấp điện tự dùng cho nhà máy nhiệt điện khu vực có 4 tổ máy

Các MBA tự dùng B4, B5, B6, B7 là các biến áp tự dùng làm việc bậc 1 cung cấp điện cho các phân đoạn tự dùng

MBA tự dùng dự trữ bậc 1 được nối vào hạ áp máy biến áp liên lạc với hệ thống Bình thường MC cao áp cắt.BTDdt nghỉ

Y/ ∆

Y/ ∆

Y/ ∆

Y Y

Y Y

Y Y

Y Y Y/Y0

Vì tổ nối dây của MBA tự dùng làm việc bậc 1 là sao-tam giác nên MBA tự dùng dự trữ bậc

1 phải có tổ nối dây tam giác để điện áp cung cấp cho các TBĐ tự dùng từ hai mba đều có cùng thứ tự pha và cùng pha

ba pha bốn dây 0,4KV Biến áp B13 là máy biến áp tự dùng dự trữ bậc hai.

Y/ ∆

Y/ ∆

Y/ ∆

Y Y

Y Y

Y Y

Y Y Y/Y0

Sơ đồ cung cấp điện tự dùng ở nhà máy thuỷ điện

Các máy biến áp BTD9, BTD10 cung cấp cho phần tự dùng

chung của nhà máy vì các phụ tải chung ở xa nhà máy nhà máy

Tự dùng riêng của các tổ máy được cung cấp từ BATD5, BATD6, BATD7, BATD8,

Tự dùng dự trữ lấy từ BATD3, BATD4 Nguồn cung cấp tự dùng dự trữ sẽ được lấy từ trạm biến áp ở gần nhà máy, được xây dựng trong quá trình thi công nhà máy.

Ở các nhà máy thủy điện lớn có thể nối các máy biến áp tự dùng riêng từ thanh góp tự dùng 6 KV hay ở đầu cực máy phát

Sơ đồ cung cấp điện tự dùng ở trạm biến áp

Trong trạm BA có công suất bé, điện áp (6 - 10) KV cũng như trạm

BA và trạm phân phối có điện áp cao: dùng MBA có cấp điện áp 0,4 KV hay 0,2 KV

(Để cung cấp cho thắp sáng thông tin liên lạc, tín hiệu điều khiển có thể dùng BU thay cho mây biến âp)

MBA tự dùng được nối vào trước đường dây cung cấp Tự dùng vẫn có thể sử dụng được khi máy cắt ở

của BU

Sơ đồ cung cấp điện tự dùng ở trạm biến áp

Đối với trạm BA có người trựcthường xuyên điện áp sơ cấplơn hơn 110KV và nhữngtrạm BA công suất lớn có điệnáp lớn hơn 35KV, để cung cấpcho tự dùng phải dùng haiMBA nối vào thanh góp củatrạm ở hai phân đoạn khácnhau

Đối với trạm BA giảm áp cóđường dây đi ra được cung cấpqua kháng điện thì BA tự dùngnên nối vào sau khángđiện