Giáo trình Phần điện trong nhà máy điện và trạm biến áp: Phần 1

a) Âiãûn aïp cuía pha chaûm âáút bàòng khäng, coìn hai pha kia tàng lãn bàòng âiãûn aïp dáy. b) Doìng âiãûn âiãûn dung trong pha chaûm âáút tàng lãn 3 láön, coìn hai pha kia tàng Ö [r]

(1)

Môn học: Phần điện nhà máy điện trạm biến áp

Chæång 1

KHÁI NIỆM CHUNG VỀ NHAÌ MÁY ĐIỆN TRẠM BIẾN ÁP & HỆ THỐNG NĂNG LƯỢNG

1.1 KHÁI NIỆM PHÂN LOẠI NHAÌ MÁY ĐIỆN VAÌ TRẠM BIẾN ÁP

1.1.1- Phân loại nhà máy điện ( NMĐ )

Nhà máy điện Xí nghiệp đặc biệt có nhiệm vụ biến đổi dạng lượng khác lượng nhiên liệu (than, dầu, khí đốt, nguyên tử v.v ) lượng dịng nước, gió, mặt trời v.v thành điện để cung cấp cho hộ tiêu thụ

Căn vào loại nhiên liệu sử dụng cho nhà máy điện người ta chia ra: Nhà máy nhiệt điện , thủy điện , phong điện , nhà máy điện nguyên tử , nhà máy điện dùng lượng mặt trời v.v

a- Nhà máy nhiệt điện (NĐ)

Trong nhà máy nhiệt điện người ta dùng nhiên liệu than đá , dầu khí đốt , than đá sử dụng rộng rãi

Để quay máy phát điện, nhà máy nhiệt điện dùng tuabin nước , máy nước ( lô cô mô bin ), động đốt tua bin khí, tuabin nước có khả cho cơng suất cao vận hành kinh tế nên sử dụng rộng rãi

Nhà máy nhiệt điện chia làm loại: Nhiệt điện ngưng nhiệt điện trích hơi:

+ Nhà máy nhiệt điện ngưng toàn dùng sản xuất điện + Nhà máy nhiệt điện trích phần lượng sử dụng vào mục đích công nghiệp sinh hoạt nhân dân vùng lân cận

b Nhà máy thủy điện : ( TĐ )

Nhà máy thủy điện dùng lượng dòng nước để sản xuất điện Động sơ cấp để quay máy phát thủy điện tua bin nước trục ngang hay trục đứng

So với nhiệt điện nhà máy thủy điện có mộüt số ưu điểm quan trọng sau : * Giá thành điện thấp 1/5 - 1/10 nhiệt điện

*Khởi động nhanh cần phút khởi động xong cho mang cơng suất , để khởi động tổ máy nhiệt điện ( kể lò tuabin ) phải hàng ngày

* Có khả tự động hóa cao nên số người phục vụ tính cho đơn vị cơng suất 1/10 ÷ 1/15 nhiệt điện

* Kết hợp vấn đề khác cơng trình thủy lợi, chống lũ lụt, hạn hán, giao thông vận tải, hồ thả cá v.v

(2)

Chæång 1

KHÁI NIỆM CHUNG VỀ NHAÌ MÁY ĐIỆN TRẠM BIẾN ÁP & HỆ THỐNG NĂNG LƯỢNG

1.1 KHÁI NIỆM PHÂN LOẠI NHAÌ MÁY ĐIỆN VAÌ TRẠM BIẾN ÁP

1.1.1- Phân loại nhà máy điện ( NMĐ )

Nhà máy điện Xí nghiệp đặc biệt có nhiệm vụ biến đổi dạng lượng khác lượng nhiên liệu (than, dầu, khí đốt, nguyên tử v.v ) lượng dòng nước, gió, mặt trời v.v thành điện để cung cấp cho hộ tiêu thụ

Căn vào loại nhiên liệu sử dụng cho nhà máy điện người ta chia ra: Nhà máy nhiệt điện , thủy điện , phong điện , nhà máy điện nguyên tử , nhà máy điện dùng lượng mặt trời v.v

a- Nhà máy nhiệt điện (NĐ)

Trong nhà máy nhiệt điện người ta dùng nhiên liệu than đá , dầu khí đốt , than đá sử dụng rộng rãi

Để quay máy phát điện, nhà máy nhiệt điện dùng tuabin nước , máy nước ( lô cô mô bin ), động đốt tua bin khí, tuabin nước có khả cho công suất cao vận hành kinh tế nên sử dụng rộng rãi

Nhà máy nhiệt điện chia làm loại: Nhiệt điện ngưng nhiệt điện trích hơi:

+ Nhà máy nhiệt điện ngưng toàn dùng sản xuất điện + Nhà máy nhiệt điện trích phần lượng sử dụng vào mục đích cơng nghiệp sinh hoạt nhân dân vùng lân cận

b Nhà máy thủy điện : ( TĐ )

Nhà máy thủy điện dùng lượng dòng nước để sản xuất điện Động sơ cấp để quay máy phát thủy điện tua bin nước trục ngang hay trục đứng

So với nhiệt điện nhà máy thủy điện có mộüt số ưu điểm quan trọng sau : * Giá thành điện thấp 1/5 - 1/10 nhiệt điện

*Khởi động nhanh cần phút khởi động xong cho mang công suất , để khởi động tổ máy nhiệt điện ( kể lò tuabin ) phải hàng ngày

* Có khả tự động hóa cao nên số người phục vụ tính cho đơn vị cơng suất 1/10 ÷ 1/15 nhiệt điện

* Kết hợp vấn đề khác cơng trình thủy lợi, chống lũ lụt, hạn hán, giao thông vận tải, hồ thả cá v.v

(3)

* Vốn đầu tư xây dựng nhà máy lớn * Thời gian xây dựng dài

* Công suất bị hạn chế lưu lượng chiều cao cột nước

* Thường xa hộ tiêu thụ nên phải xây dựng đường dây cao áp tốn

c - Nhà máy điện nguyên tử :

Thực chất nhà máy điện nguyên tử nhà máy nhiệt điện, lị đốt than thay lị phản ứng nguyên tử

Nhà máy điện nguyên tử tiêu thụ nguyên liệu ( Torium Uranium ) ít, lượng 1kg Uranium tương đương với lượng 2700 than đá tiêu chuẩn Vì vùng núi không thuận tiện cho việc vận chuyển nguyên liệu việc xây dựng nhà máy điện nguyên tử có ý nghĩa quan trọng

Năm 1954, Liên Xô xây dựng nhà máy điện nguyên tử có cơng suất 5.000KW, tiêu thụ ngày đêm khoảng 30g Uranium, NĐ có cơng suất tiêu thụ khoảng (100 ÷ 110) than xấu

d- Nhà máy điện dùng sức gió :

Trong nhà máy điện này, người ta lợi dụng sức gió để quay hệ thống cánh quạt truyền động để quay máy phát điện Khó khăn nhà máy điện tốc độ hướng gió luôn thay đổi, nên điều chỉnh tần số điện áp gặp nhiều khó khăn

e- Nhà máy điện dùng lượng mặt trời :

Thực chất nhà máy nhiệt điện, lị than thay hệ thống kính thu nhận nhiệt mặt trời Nhà máy điện dùng lượng mặt trời giới xây dựng Liên Xô với công suất 1.200 KW Ngồi cịn có nhà máy điện dùng sức nước thủy triều nhà máy thủy điện sử dụng lượng thủy triều

1.1.2/ Phân loại trạm biến áp a- Trạm tăng áp :

Trạm tăng áp thường đặt nhà máy điện có nhiệm vụ tăng điện áp từ điện áp máy phát đến điện áp cao để truyền tải đến hộ tiêu thụ xa b- Trạm hạ áp :

Trạm hạ áp đặt hộ tiêu thụ, để biến đổi điện áp từ đại lượng cao đến đại lượng thấp thích hợp cho hộ tiêu thụ điện

c.Trạm biến đổi điện xoay chiều thành chiều ngược lại d- Trạm phân phối điện:

(4)

1.2 HỆ THỐNG NĂNG LƯỢNG

Hệ thống lượng tập hợp nhà máy điện, trạm biến áp, hộ tiêu thụ điện nhiệt năng, chúng nối lại với mạng điện nhiệt

Hệ thống điện phận hệ thống lượng gồm có máy phát điện, thiết bị phân phối điện, mạng điện hội tiêu thụ điện

Người ta chia hệ thống lượng thành phận chính:

1- Nguồn phát lượng: Nhà máy điện sản xuất nhiệt điện

2- Bộ phận truyền tải: Mạng điện mạng nhiệt

3- Các hộ tiêu thụ: Biến đổi điện nhiệt thành dạng lượng khác

Đặc điểm hệ thống lượng:

a- Sản xuất tiêu thụ phải đồng thời , cố phận làm cân sản xuất tiêu thụ dẫn đến ngừng làm việc phần hay toàn hệ thống

b- Các trình độ hệ thống lượng xãy nhanh, nên người ta phải sử dụng thiết bị rơle tự động để loại trừ cố nhanh chóng c- Sự phát triển hệ thống lượng phụ thuộc vào phát triển kinh tế quốc dân phải phát triển trước bước

Ưu điểm hệ thống lượng:

a- Đảm bảo phân phối công suất hợp lý kinh tế , tận dụng thiết bị nguyên liệu địa phương hợp lý, giảm giá thành điện

b- Nâng cao tính chất đảm bảo cung cấp điện liên tục cho hộ tiêu thụ c- Giảm phần trăm công suất dự trữ tăng công suất đơn vị tổ máy

Nhược điểm hệ thống lượng:

Xây dựng hệ thống lượng đòi hỏi phải tốn thêm vốn đầu tư xây dựng trạm biến áp đường dây liên lạc Tuy nhiên bù lại nhanh chóng việc hạ giá thành điện tăng độ tin cậy cung cấp điện nhiệt

1.3 ĐỒ THỊ PHỤ TẢI :

1.3.1/ Âënh nghéa vaì phán loải :

(5)

đảm bảo, cần phải biết quy luật biến thiên phụ tải, để chuẩn bị chạy thêm tổ máy phụ tải giảm Qui luật biến thiên phụ tải biến diễn hình vẽ, gọi đồ thị phụ tải Trên trục tung đồ thị, biểu diễn công suất tác dụng, phản kháng hay cơng suất tồn phần đơn vị có tên hay đơn vị tương lượng công suất cực đại, trục hoành đồ thị biểu diễn thời gian hay ngày

Có thể phân loại đồ thị phụ tải theo nhiều cách:

+ Theo công suất : Đồ thị phụ tải tác dụng, phản kháng, toàn phần + Theo thời gian : Hàng ngày, hàng năm, mùa

+ Theo vị trí hệ thống : Đồ thị phụ tải hệ thống, nhà máy điện, trạm biến áp, hộ tiêu thụ v.v

1.3.2/ Cách vẽ đồ thị phụ tải : a- Đồ thị phụ tải hàng ngày :

Để vẽ đồ thị phụ tải hàng ngày dùng watt mét tự ghi xác

Cũng vẽ theo phương pháp điểm, nghĩa sau khoảng thời gian định ghi lại trị số phụ tải biểu diễn điểm hệ trục toọa độ Nối điểm lại đường gãy khúc biểu diễn phụ tải

cách gần ( H.1.1)

Hỗnh 1.1

Phng phỏp vẽ khơng xác, thục tế lại dùng phổ biến Để cho việc tính tổn thất điện thuận tiện, thực tế người ta biến đường gãy khúc thành đường bậc thang Khi biến đổi phải đảm bảo hai điều kiện :

1- Diện tích giới hạn đường đường cũ với trục tọa độ phải

2- Các điểm cực đại cực tiểu đường cũ phải nằm đường Để vẽ đồ thị phụ tải Nhà máy điện, người ta dùng phương pháp cộng đồ thị Đồ thị phụ tải hàng ngày nhà máy điện tổng đồ thị phụ tải hộ tiêu thụ, cộng với tổn thất qua máy biến áp tự dùng

Tổn thất máy biến áp gồm hai phần :

1- Tổn thất thép, không phụ thuộc vào biến thiên phụ tải 1-3% phụ tải cực đại

2- Tổn thất đồng, phụ thuộc vào biến thiên phụ tải 6-15% phụ tải qua máy biến áp

(6)

1- Phần cố định không phụ thuộc vào phụ tải nhà máy 40% phụ tải tự dùng tổng (max)

2- Phần thay đổi theo đồ thị phụ tải theo nhà máy khoảng 60% phụ tải tự dùng (phụ thuộc vào công suất phát)

⎟⎟ ⎠ ⎞ ⎜⎜

⎝ ⎛

+ =

Fdm t td

td

S S S

S max 0,4 0,6

Trong âọ : Stdmax: Phủ ti tỉû dng cỉûc âải

St : Cơng suất phát nhà máy thời điểm t

SFđm : Công suất định mức nhà máy

b Đồ thị phụ tải hàng năm:

Để vẽ đồ thị phụ tải hàng năm phải vào đồ thị phụ tải hàng ngày, thường người ta lấy số ngày điển hình đại diện cho ngy nm

Hỗnh 1.2

Giả thiết năm có mùa, ta chọn đồ thị phụ tải hàng ngày điển hình cho 180 ngày mùa hè ( hình a) đồ thị điển hình cho 180 ngày mùa đơng (hình b)

Trên đồ thị phụ tải hàng năm ( hình c ) ta có: T1 = 180t1 + 185t'1

T2 = 180t2 + 185t'2

T3 = 180t3 + 185t'3 = 180 x 24 + 185 x 24 = 8760 h Cần ý đồ thị phụ tải hàng năm vẽ không cho biết biến thiên phụ tải theo thứ tự năm mà cho biết tổng số năm có phụ tải định Đồ thị dùng để xác định chi phí nhiên liệu hàng năm, hiệu suất nhà máy, mức độ sử dụng máy phát v.v

Người ta vẽ đồ thị phụ tải hàng năm theo phụ tải cực đại hàng tháng Căn vào đồ thị phụ tải lập kế hoạch tu sửa thiết bị cho thích hợp Ví dụ theo đồ thị bên ta tiến hành tu sửa thiết bị vào tháng 4, 5, 6,

hợp lý

(7)

1.3.3/ Các đại lượng đặc trưng đồ thị phụ tải:

a) Cơng suất trung bình : Gọi A điện sản xuất thời gian T, cơng suất trung bình Ptb thời gian T xác định sau:

T A Ptb =

b) Hệ số điền kín phụ tải tỷ số: max max max A A T P T P P P

K tb tb

dk =α = = =

Ở : Pmax công suất cực đại thời gian T

α biểu thị mức độ không đồng đồ thị phụ tải Khi : Ptb = Pmax α =

Thực tế α < 1, α lớn tốt c) Hệ số sử dụng công suất đặt tỉ số:

d tb sd P P n

K = =

Ở đây: Pđ Tổng công suất đặt tất tổ máy kể dự phòng, n nói lên mức độ sử dụng cơng suất đặt, n lớn chứng tỏ tận dụng công suất đặt nhiều tốt

Do Pmax < Pâ ⇒ n < α

d) Thời gian sử dụng công suất cực đại

T P T P P A T tb max max

max = = =α

Như vậy, lúc phụ tải Pmax, sau thời gian Tmax, phụ

tải tiêu thụ điện điện tiêu thụ thực tế với công suất thay đổi Đứng quan điểm kinh tế Tmax lớn tốt

đ) Thời gian sử dụng công suất đặt xác định sau:

T n P T P P A T d tb d d = = =

Cũng Tmax, Tđ lớn tốt

1.3.4/ Phân phối phụ tải hàng ngày cho NMĐ hệ thống:

(8)

a) Trước hết ưu tiên phân phối phụ tải cho nhà máy có đồ thị phụ tải bắt buộc toàn phần hay bắt buộc phần đảm nhận phần phụ tải gốc

Nhà máy có đồ thị phụ tải bắt buộc tồn phần nhà máy thủy điện khơng có hồ chứa làm việc mùa mưa lũ

Nhà máy có đồ thị phụ tải bắt buộc phần nhà máy nhiệt điện trích Đối với nhà máy hiệu suất cao ứng với phụ tải nhiệt định địi hỏi phải có phụ tải điện định

Hỗnh 1.4

Gi thit vi ph ti nhiệt cho để có hiệu suất cao nhất, phần đồ thị phụ tải điện phần NĐR hình 1.4

b) Phần lại đồ thị phụ tải, giao cho nhà máy nhiệt điện ngưng hơi, trước hết ưu tiên cho nhà máy ngưng gần nguồn nhiên liệu có đặc tính suất hao kinh tế

c) Phần mũi nhọn đồ thị phụ tải giao cho nhà máy thủy điện có hồ chứa nước, mở ngừng máy nhanh chóng, tốn Trong hệ thống điện khơng có nhà máy thủy điện phần mũi nhọn giao cho nhà máy nhiệt điện ngưng củ kinh tế

1.3.5/ Điều chỉnh đồ thị phụ tải :

Để nâng cao tính kinh tế nhà máy điện phải tiến hành điều chỉnh đồ thị phụ tải nhằm tăng thời gian sử dụng công suất đặt Tđ, thời gian sử

dụng công suất cực đại Tmax làm cho đồ thị phụ tải phẳng cho điện

năng nhà máy phát lớn Người ta dùng biện pháp điều chỉnh đồ thị phụ tải chủ yếu sau đây:

a) Phát triển hộ dùng điện theo mùa, mùa có nhiệm vụ khác nhằm tiêu thụ điện năm

b) Những hộ dùng điện vài ngày cho phép làm việc thấp điểm

c) Tăng số ca làm việc xí nghiệp

(9)

Mơn học: Phần điện nhà máy điện trạm biến áp

Chỉång

CÁC CHẾ ĐỘ LM VIỆC CỦA ĐIỂM TRUNG TÍNH

Trong hệ thống điện ba pha, điểm trung tính điểm chung ba cuộn dây nối hình máy phát điện hay máy biến áp có hệ thống Điểm trung tính hệ thống điện cách điện đất, nối đất qua cuộn dập hồ quang hay nối đất trực tiếp Tình trạng làm việc điểm trung tính có ảnh hưởng đến việc chọn thơng số bảo vệ rơ le, chọn mức cách điện cho máy điện khí cụ điện , chọn biện pháp nối đất v.v

2.1/ Mạng điện ba pha trung tính cách điện đất:

2.1.1/ Tình trang làm việc bình thường:

a/

b/

Hỗnh 2.1

Hỡnh 2.1a : Sơ đồ mạng điện đơn giản gồm máy phát điện, đường dây phụ tải

Hình 2.1b : Đồ thị véctơ điện áp dòng điện:

(10)

Trong tình trạng làm việc bình thường, điện áp pha đất Ua, Ub, Uc đối xứng điện áp pha thiết bị Do dịng điện dung pha IC0A, IC0B, IC0C đối xứng với tổng chúng không, dịng chạy đất

C U I I I I I I f C C B C A C C C B C A C 0 0 * * * ϖ = = = = + +

Dòng điện pha máy phát điện IFA, IFB, IFC bằng:

C C ptC FC B C ptB FB A C ptA FA I I I I I I I I I * * * * * * * * * + = + = + =

Từ đồ thị Véctơ thấy dịng điện dung có ảnh hưởng làm giảm góc lệch pha dịng điện máy phát, tức có khả làm tăng hệ sơ cơng suất

2.1.2/ Khi có pha chạm đất:

Giả thiết pha C mạng điện chạm đất trực tiếp, điện áp đất pha C không Điện áp pha C khơng coi chổ chạm đất, đặt thêm vào điện áp thứ tự không -Uc Như vậy, điện áp pha đất U'A , U'B , U'C tổng hình học điện áp pha đất trước chạm đất điện áp thứ tự khụng

Hỗnh 2.2 a/

(11)

Môn học: Phần điện nhà máy điện trạm biến áp * * , * * * , * * * , * = − = − = − = C C C C B B C A A U U U U U U U U U

Từ đồ thị véctơ hình b dễ dàng tính được:

0 3 , * * , * * , * = = = C B B A A U U U U U

Tức điện áp pha bị chạm đất khơng, cịn pha tăng lên lần ( điện áp dây ) Do đó, dịng điện dung qua điện dung pha bị chạm đất khơng, cịn dịng điện dung qua điện dung hai pha tăng lên lần so với dịng điện dung lúc bình thường

0 0;

3

;

0 CA C CB C

CC I I I I

I = = =

Chúng ta quy ước chiều dịng điện tính từ dây dẫn vào đất, từ hình vẽ tính dòng điện chạy đất (cũng dòng điện chạy pha bị chạm đất sau)

C C CA CB

CA

C I I I I I

I = + = = 0 =

* * *

3

Tức dòng điện dung pha bị chạm đất tăng lên gấp lần dịng điện dung bình thường Đại lượng tuyệt đối IC xác định sau:

U C X U I I f C f C

C ϖ

3

3 0 = =

= Trong Uf điện áp thiết bị

Từ ta thấy dịng điện điện dung phụ thuộc vào điện áp , tần số điện dung pha đất Điện dung pha đất lại phụ thuộc vào cấu tạo chiều dài đường dây Với tần số công nghiệp , dịng điện dung Ic xác định theo cơng thức kinh nghiệm sau :

Đối với đường dây không : I Ud L [ ]A

C

350 Σ

=

Đối với đường dây cáp: I Ud L [ ]A

C

10 Σ

=

Ở đây: Ud : Điện áp dây thiết bị [ KV]

LΣ : Chiều dài tổng cộng đường dây có nối điện với [Km ]

(12)

Môn học: Phần điện nhà máy điện trạm biến áp CA A C CA BC C B BC AB B A AB U U U U U U U U U U U U * , * , * , * * , * , * , * * , * , * , * = − = = − = = − =

Như điện áp dây trước sau chạm đất pha không thay đổi Tóm lại chạm đất trực tiếp pha, tình hình mạng điện có thay đổi sau:

a) Điện áp pha chạm đất khơng, cịn hai pha tăng lên điện áp dây

b) Dòng điện điện dung pha chạm đất tăng lên lần, hai pha tăng Ö3 lần

c) Điện áp dây thiết bị trước sau chạm đất không thay đổi d) Điện áp điểm trung tính tăng từ không đến điện áp pha

Do dòng điện dung sau chạm đất nhỏ so với dịng phụ tải điện áp dây khơng thay đổi, nên phụ tải làm việc bình thường Tuy vậy, mạng điện người ta không cho phép làm việc lâu dài với điểm chạm đất, nguyên nhân sau đây:

a) Sau chạm đất, điện áp pha lại tăng lên lần so với điện áp pha, chỗ cách điện yếu bị chọc thủng gây ngắn mạch pha Để khắc phục phải thiết kế cách điện chịu điển áp dây dẫn tới tăng giá thành thiết bị

b) Dịng điện dung sinh hồ quang, đốt cháy cách điện chổ chạm đất dẫn đến ngắn mạch pha Với trị số định dòng điện dung, hồ quang cháy chậüp chờn nghĩa cháy tắc lại cách chu kỳ Vì mạng điện mạch vịng dao động nên tượng dẫn đến qua điện áp, làm cho điện áp pha tăng lên đến (2,5 - 3)lần điện áp pha định mức Do cách điện pha khơng bị chạm đất dễ dàng bị chọc thủng dẫn đến ngắn mạch pha, thiết kế cách điện điện áp dây

Quy trình kỹ thuật vận hành quy định mạng điện làm việc với trung tính cách điện đất - dòng điện chạm đất pha là:

- Khơng lớn 20 ÷ 30A Đối với mạng ÷ 10KV - Khơng lớn 15A Đối với mạng 15 ÷ 20KV

- Khơng lớn 10A Đối với mạng 35KV

Với mạng lớn 110KV nói chung khơng làm việc với trung tính cách điện với đất mạng nầy dự trữ cách điện bé

(13)

Cuối cùng, cần nói thêm chạm đất pha qua tổng trở trung gian đó, điện áp pha bị chạm đất lớn nhỏ Uf , điện áp pha lớn Uf nhỏ Ud điện áp trung tính lớn nhỏ Uf

2.2 /Mạng điện ba pha trung tính nối đất qua cuộn dập hồ quang :

Như nói trên, mạng điện 35KV trở lại, chạm đất pha cho làm việc với dịng điện điện dung định Vì vậy, mạng điện dòng điện dung lớn hơn, trung tính mạng điện phải nối qua cuộn dập hồ quang, để giảm dòng điện điện dung chổ chạm đất Cuộn dây dập tắt hồ quang cuộn dây điện cảm có lõi thép đặt thùng chứa đầy dầu máy biến áp Trông bề giống máy biến áp điện lực pha Điện kháng cuộn dây dập tắt hồ quang lớn, cịn điện trở khơng đáng kể Điện kháng thay đổi cách thay đổi số vòng dây khe hở lõi thép

Hỗnh -

Trong điều kiện làm việc bình thường, điện áp đặt lên cuộn dập hồ quang coi 0, điện áp điểm trung tính gần 0, cuộn dây dập tắt hồ quang khơng có dịng điện.Khi pha chạm đất trực tiếp, điện áp điểm trung tính tăng lên điện áp pha, cuộn dây dập tắt hồ quang đặt điện áp pha có dịng điện điện cảm IL chậm pha so với điện áp điểm trung tính góc 90o Kết chổ chạm đất, có dịng điện IL Ic ngược pha Nếu điều chỉnh IL thích hợp dòng điện chổ chạm đất 0, hồ quang xuất

(14)

chữa nên người ta thường điều chỉnh IL > Ic tức ∆I = IL - Ic > Mạng điện điều chỉnh gọi mạng bù

Cần ý mạng điện trung tính nối đất qua cuộn dây dập tắt hồ quang, cách điện pha phải thiết kế cách điện dây Mạng điện pha trung tính cách điện hay nối đất qua cuộn dập hồ quang, gọi mạng có dịng điện chạm đất bé cần phải có thiết bị kiểm tra tình trạng cách điện

2.3/ Mạng điện ba pha trung tính trực tiếp nối đất :

a/ Nối đất trực tiếp b/ Nối đất qua điện kháng nhỏ Hình 2.4

Các mạng 110KV cao hơn, có trung tính trực tiếp nối đất ngun nhân sau

- Dòng điện dung mạng lớn điện áp cao chiều dài đường dây lớn

- Dù có dùng cuộn dập hồ quang không giải nhược điểm mạng điện có dịng chạm đất bé chạm đất pha điện áp pha lại tăng lên điện áp dây, dự trữ cách điện mạng điện áp lớn 110KV bé, nên cách điện để dễ dàng bị chọc thủng dẫn đến ngắn mạch pha, tăng cường dự trữ cách điện mạng tốn

Ưu điểm mạng điện trung tính trực tiếp nối đất làm cho giá thành khí cụ điện cách điện đường dây rẻ cần chế tạo với điện áp pha Tuy mạng điện trung tính nối đất có nhược điểm sau :

(15)

mạng thường dùng thiết bị tự động đóng lại để giảm thời gian điện hộ tiêu thụ đến mức thấp

- Do dòng điện chạm đất pha lớn nên thiết bị nối đất phức tạp đắt tiền

- Dịng điện ngắn mạch pha lớn dòng điện ngắn mạch pha Để hạn chế dòng điện ngắn mạch pha phải tăng điện kháng thứ tự không cách giảm bớt số điểm nối đất trung tính hệ thống điện nối đất trung tính qua điện kháng nhỏ

Lưới điện trung tính trực tiếp nối đất hay nối đất qua điện kháng nhỏ (có điện áp lớn 1000V ) gọi lưới điện có dịng điện chạm đất lớn (> 500A )

(16)

Nhóm Nhà máy điện - Bộ môn Hệ thống điện - ĐHBK Đà Nẵng 15

Chỉång

SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN CỦA NH MÁY ĐIỆN VAÌ TRẠM BIẾN ÁP 3 Các yêu cầu sơ đồ nối điện Nhà máy điện trạm biến áp

1 Khái niệm chung:

Sơ đồ nối điện tập hợp tất thiết bị điện máy phát, máy biến áp, đường dây, máy cắt, góp, thiết bị thao tác, v.v nối với theo thứ tự định

Sơ đồ nối điện đa dạng thiết kế cần thỏa mãn yêu cầu sau: a Vai trị, vị trí nhà máy điện hay trạm biến áp:

Các nhà máy điện trạm biến áp hệ thống điện có vai trị, vị trí khác hồn tồn, ví dụ số nhà máy làm việc đỉnh phụ tải, số nhà máy làm việc phụ thuộc đồ thị phụ tải nhiệt, nên sơ đồ nối điện nhà máy khác Đối với trạm biến áp vậy: Có trạm có phụ tải, có trạm cung cấp cho số hộ tiêu thụ riêng lẻ, hay cụm phụ tải vùng rộng lớn có dùng để liên lạc với hệ thống sơ đồ nối điện khác

b Độ tin cậy cung cấp điện:

Yêu cầu đảm bảo cung cấp điện tùy thuộcmức độ quan trọng hộ tiêu thụ định

- Hộ loại I: Là tất hộ mà ngừng cung cấp điện gây nguy hiểm cho tính mạng người, ảnh hưởng lớn đến an ninh, trật tự, trị làm hỏng thiết bị - sản phẩm hàng loạt gây thiệt hại lớn cho kinh tế quốc dân

Vì hộ yêu cầu cung cấp điện liên tục cố, thời gian điện tối đa cho phép thời gian tự động đóng nguồn dự phịng khoảng (0,5 ÷ 0,7) giây hộ loại I phải cung cấp điện hai đường dây từ hai nguồn độc lập

- Hộü loại II: Là hộ tiêu thụ mà ngừng cung cấp điện làm ngưng trệ sản xuất, làm cản trở giao thông vận tải, ảnh hưởng sinh hoạt khu dân cư lớn, thành phố Thời gian cho phép điện dài hộ loại I để nhân viên vận hành thực thao tác (sửa chữa hay) đóng nguồn dự phịng tay Hộ loại cung cấp điện đường dây phải có nguồn dự phịng

- Hộ loại III : Là tất hộ lại, hộ quan trọng vi thời gian điện cho phép dài không ngày đêm

Các sơ đồ nối điện phải đảm bảo tính tin cậy hư hỏng phận sơ đồ phận cịn lại đảm bảo cung cấp điện theo mức đô yêu cầu

(17)

Sơ đồ nối điện đơn giản, rõ ràng tính đảm bảo làm việc tốt an toàn cho người phục vụ Sơ đồ linh hoạt phải cho phép vận hành nhiều tình trạng khác nhau, sơ đồ phải có nhiều thiết bị, xác xuất cố tăng lên nghĩa tính đơn giản tính linh hoạt thường mâu thuẩn Vì cần xét xác trường hợp cụ thể Tính an tồn định chủ yếu cách bố trí thiết bị sơ đồ

- Tính kinh tế sơ đồ :

Quyết định chủ yếu tồn thiết bị hình thức góp u cầu chi phí vận hành hàng năm bé : Zmin

2 Phân loại sơ đồ nối điện : a.Theo số pha:

- Sơ đồ sợi (tức pha)

- Sơ đồ sợi

- Sơ đồ sợi (ba pha)

Sơ đồ sợi rườm rà biểu diễn cho pha, sơ đồ sợi đơn giản dùng sợi đại diện cho pha sử dụng rộng rãi Tại nơi đối xứng ta dùng sơ đồ sợi, chỗ bất đối xứng ta phải dùng sơ đồ sợi

b Theo phương pháp sử dụng máy cắt, dao cách ly: Người ta chia thành nhóm :

- Mỗi mạch bảo vệ máy cắt (Sơ đồ hệ thống góp)

- Mỗi mạch bảo vệ máy cắt (Sơ đồ tam giác) Số lượng máy cắt (1÷ 2) lần số mạch

Cả hai loại sơ đồ thuộc nhóm thứ I thứ II có khơng có hệ thống góp

~

MF

MBA

~

MF

MBA

(18)

3 2.Sơ đồ cấu trúc

1.Nhà máy có cấp điện áp cao:

2 Nhà máy có hai cấp điện áp cao:

Sơ đồ xây dựng TBPP UF Sơ đồ MF-MBA F1

TBPP UC

TBPP UH

∼ ∼

HT

Std + SUF

TBPP UT

∼ ∼

F2 F3 F4

Std

TBPP UC

F1 ∼

HT

Std+ SUF TBPP UT

∼ ∼

F2 F3

Std+ SUF Std + SUF

B1 B2

B3 B3

B2 B1

F2 F1

TBPP UC

TBPP UH

∼ ∼

HT

Std + SUF

TBPP UC HT

∼ F2 ∼

F1

Std+ SUF Std + SUF

Sơ đồ xây dựng TBPP UF Sơ đồ MF-MBA

B1 B2

(19)

Nhóm Nhà máy điện - Bộ mơn Hệ thống điện - ĐHBK Đà Nẵng 18

3.3 Sơ đồ Hệ thống góp

1. Sơ đồ Hệ thống góp khơng phân đoạn :

a Mô tả sơ đồ: Trong sơ đồ nguồn cung cấp đường dây nối vào góp qua máy cắt hai dao cách ly

(Trên mạch cần phải đặt máy cắt điện để cắt mạch điện chế độ làm việc bình thường cố.)

- Dao cách ly CL11, CL21, CL31, CL41, CL51 máy cắt góp gọi dao cách ly góp

- Dao cách ly CL12, CL22, CL32, CL42, CL52 phía đường dây gọi dao cách ly đường dây

(Các dao cách ly dùng để tạo khoảng cách an tồn trơng thấy sửa chữa phần tử mạch)

Nguồn N1(N2) máy phát điện, máy biến áp đường dây tải điện Nếu nguồn cung cấp máy phát điện (hoặc máy biến áp) khơng cần đặt dao cách ly máy phát (máy biến áp) máy cắt sửa chữa máy cắt máy phát nghỉ Bình thường tất máy cắt dao cách ly vị trí đóng, hai nguồn N1 N2 cung cấp điện cho phụ tải

b Thao tác sơ đồ:

• Sửa chữa máy cắt: Ví dụ sửa chữa MC1 - Cắt máy cắt MC1

- Cắt dao cách ly CL12, CL11

- Thực biện pháp an toàn để đưa máy cắt MC1 sửa chữa (Nối đất an toàn, đặt biển báo, rào chắn, )

MC1

N1 N2

CL12

CL11

MC2 MC3

D1 D2 D3

CL22

CL21

CL32

CL31

MC4

CL41

CL42

CL51

CL52

MC5

(20)

Nhóm Nhà máy điện - Bộ mơn Hệ thống điện - ĐHBK Đà Nẵng 19

Khi sửa chữa xong MC1 ta tiến hành đóng điện lại cho đường dây D1 sau: - Mở nối đất an tồn

- Đóng dao cách ly CL11, CL12 - Đóng máy cắt MC1

Ư Như đường dây D1 bị điện suốt trình sửa chữa MC1 • Khi cần sửa chữa, kiểm tra đường dây: Ví dụ sửa chữa đường dây D2

- Cắt máy cắt MC2 (Thao tác tay) - Cắt dao cách ly CL22

- Thực biện pháp an toàn để tiến hành sửa chữa đường dây D2 Sau sửa chữa xong đóng điện lại cho đường dây D2 theo trình tự ngược lại

• Khi có ngắn mạch xảy đường dây: Ví dụ ngắn mạch đường dây D2

- Bảo vệ rơle đưa tín hiệu đến cắt máy cắt MC2

- Cắt dao cách ly CL22

- Thực biện pháp an toàn để tiến hành sửa chữa đường dây D2 • Thao tác sửa chữa góp:

- Cắt tất máy cắt mạch đường dây nối vào góp theo thứ tự đường dây quan trọng cắt trước: MC1, MC2, MC3

- Cắt tất máy cắt nguồn nối vào góp: MC4, MC5

- Cắt tất dao cách ly góp: CL11, CL21, CL31, CL41, CL51

- Thực biện pháp an toàn để sửa chữa góp: Nối đất an tồn

Ư Khi sửa chữa góp tồn sơ đồ bị điện • Khi có ngắn mạch góp:

- Bảo vệ rơle đưa tín hiệu cắt máy cắt nguồn (MC4, MC5) máy cắt đường dây có nguồn cung cấp từ hai phía có nguồn dự trữ (MC2, MC3)

Ư Toàn sơ đồ bị điện

- Cắt tất máy cắt mà bảo vệ rơle chưa đưa tín hiệu cắt (MC1)

- Cắt tất dao cách ly góp: CL11, CL21, CL31, CL41, CL51

- Thực biện pháp an tồn để sửa chữa góp: Nối đất an tồn Sau sửa chữa TG xong ta khôi phục lại làm việc sơ đồ sau: - Mở nối đất an tồn

-Đóng tất dao cách ly góp: CL11, CL21, CL31, CL41, CL51 - Đóng tất máy cắt nguồn nối vào góp: MC4, MC5

- Đóng máy cắt mạch đường dây nối vào góp theo thứ tự đường dây quan trọng đóng trước : MC3, MC2, MC1

Giáo trình Phần điện trong nhà máy điện và trạm biến áp: Phần 1

Thông tin tài liệu

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

Tài liệu liên quan