Đề tài nghiên cứu khoa học: Máy biến áp chọn số đo trăm

Đề tài nghiên cứu khoa học: Máy biến áp chọn số đo trăm được thực hiện nhằm giới thiệu đến người học vấn đề tổng quan về máy biến áp và trạm biện áp, chọn máy biến áp theo phụ tải tính toán, chọn máy biến áp theo đồ thị phụ tải. Mời các bạn cùng tham khảo đề tài để hiểu hơn về vấn đề này.

ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ANH GVHD: TS TRƯƠNG VIỆT Chương 1: TỔNG QUAN VỀ MÁY BIẾN ÁP VÀ TRẠM BIẾN ÁP I Vai trị cơng dụng máy biến áp Môṭ hệ thông ́ cung câṕ điêṇ thông thường bao gôm ̀ cać khâu ban̉ sau: phat́ điên, ̣ truyêǹ tai, ̉ phân phôí và sử dung ̣ điên ̣ Để dẫn điện từ nhà máy phát điện đến hộ tiêu thụ cần phải có đường dây tải điện Thông thường khoảng cách từ n sản xu ất ện đ ến h ộ tiêu th ụ lớn, vấn đề đặt việc truyền tải điện xa ph ải đ ảm b ảo ch ất l ượng điện năng, tôn̉ thât́ it́ kinh tế MBA tăng áp Máy phát điện MBA hạ áp Đường dây tải điện Hộ tiêu thụ điện Sơ đồ cung cấp điện đơn giản Giả sử hộ tiêu thụ có cơng suất P, hệ số công suất cosφ, ện áp c đ ường dây truy ền t ải U, dịng điện truyền tải đường dây là: I P = U cos ϕ Và tổn hao công suất đường dây: ∆ P = R đ I = Rđ P2 U cos ϕ Trong đó: Rđ điện trở đường dây tải điện cos góc lệch pha dịng điện I điện áp U hệ số công suất lưới điện, cịn Từ cơng thức cho ta thấy, công suất truyền tải đ ường dây, n ếu điện áp truyền tải cao dịng điện chạy đưởng dây bé, trọng l ượng SVTH : NGUYỄN HOÀNG VŨ 06102114 : ĐỖ ĐỨC LÂM NGÂN 06102055 Trang ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ANH GVHD: TS TRƯƠNG VIỆT chi phí dây dẫn giảm xuống, tiết kiệm kim lo ại màu, đồng th ời t ổn hao l ượng đường dây giảm xuống Mặt khác để đảm bảo chất lượng điện h ệ th ống điện, với đường dây dài truyền dẫn điện áp thấp Vì thế, muốn truyền t ải cơng suất lớn xa người ta phải dùng điện áp cao, thường 35, 110, 500 kV…trên thực tế máy phát điện phát điện áp từ 21 kV, phải có thiết bị nâng điện áp đầu đường dây Trong đó hộ tiêu thụ thường yêu cầu điện áp thấp, từ 0,4 kV, cuối đường dây phải có thiết bị giảm điện áp xuống Thiết bị dùng để tăng ện áp đ ầu đường dây giảm áp cuối đường dây gọi máy biến áp (MBA) Maý biêń aṕ là môṭ phâǹ quan ̣ cuả hệ thông ́ điên ̣ Nó chuyên̉ lượng với hiêụ quả rât́ cao từ mức điêṇ aṕ naỳ sang mức điêṇ aṕ khac ́ Nêú bỏ qua phâǹ tôn̉ hao maý biêń aṕ thì lượng phiá thứ câp ́ gân ̀ băng ̀ lượng phiá sơ câp ́ Từ đó ta có định nghĩa máy biến áp sau: Máy biến áp thi ết bị ện từ tĩnh, làm vi ệc theo nguyên lý cảm ứng điện từ, dùng để biến đổi hệ thống dòng điện xoay chiều điện áp thành hệ thống dòng xoay chiều cấp điện áp khác, với tần số không thay đổi Các loại máy biến áp chính:  MBA lực dùng để truyền tải phân phối công suất hệ thống điện lực  MBA chuyên dùng cho lò luyện kim, cho thiết bị chỉnh lưu…  MBA tự ngẫu dùng để liên lạc hệ thống điện, mở máy động c không đ ồng b ộ công lớn  MBA đo lường dùng để giảm điện áp dòng điện lớn đưa vào dụng c ụ đo tiêu chuẩn để điều khiển  MBA thí nghiệm dùng để thí nghiệm điện áp cao Trong môṭ hệ thông ́ cung câṕ điên, ̣ maý biêń aṕ câǹ đam ̉ baỏ đung ́ cać yêu câù kỹ thuâṭ đê ̉ vâṇ hanh ̀ hiêụ qua,̉ bên canh ̣ đó may ́ biêń ap ́ coǹ phaỉ thoả man ̃ cać chỉ tiêu về kinh tê.́ Tông ̉ chi phí cuả môṭ phương ań cung câṕ điêṇ bât́ kỳ naò cung ̃ gôm ̀ hai phân: ̀ tông ̉ vôń đâu ̀ tư ban đâù V và chi phí vâṇ hanh ̀ hăng ̀ năm C Trong hai ̀ phâǹ nay, ̀ vôń đâù t ban đâu ̀ được bỏ thời gian ngăń đó chi phi ́ vâṇ hanh ̀ hăng ̀ năm thi ̀ keó daì nhiêù năm SVTH : NGUYỄN HOÀNG VŨ 06102114 : ĐỖ ĐỨC LÂM NGÂN 06102055 Trang ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ANH GVHD: TS TRƯƠNG VIỆT Tông ̉ vôń đâù tư ban đâù V hâù dựa hoaǹ toaǹ vaò cać ước lượng Cać dữ liêụ qua ́ khứ cung ̃ hiêṇ taị chỉ giuṕ tăng cường độ tin cây, ̣ nâng cao đô ̣ chinh ́ xać đêń m ức có thể vì có sự thay đôỉ cuả giá cả và sự tiên ́ bộ cuả công nghê.̣ Tông ̉ vôń đâù tư ban đâu: ̀ V = V1 + V2 + V3 V1: chi phí mua mới thiêt́ bị và chi phí xây dựng trực tiêp ́ V2: chi phí tôǹ kho cho cać thiêt́ bị và vâṭ tư được sử dung ̣ cho xây dựng mới V3: chi phí xây dựng giań tiêṕ Chi phí vâṇ hanh ̀ hang ̀ năm C C = C + C2 + C3 + C4 + C5 C1: chi phí vâṇ hanh ̀ về công baỏ quan ̉ C2: chi phí vâṭ tư dự trữ baỏ quan ̉ C3: chi phí khâú hao C4: tôn̉ thât́ điêṇ C5: chi phí mât́ điêṇ Trong tông ̉ vôń đâù tư ban đâù thì chi phí cho viêc̣ mua mới cać thiêt́ bi ̣ và đăc̣ biêṭ là maý biêń aṕ chiêm ́ phâǹ lớn Đôí với cać dự ań nho,̉ phụ taỉ it, ́ dung lượng maý biêń aṕ không nhiêù thì không đoì hoỉ tinh ́ toań phụ taỉ thâṭ sự chinh ́ xac ́ Sự chênh lêch ̣ gi ữa cać câṕ maý biêń ap ́ nhỏ dâñ đêń số vôń đâù tư ban đâù không bị anh ̉ hưởng nhiêu ̀ Do đó nêú ta choṇ dung lương maý biêń aṕ lớn môṭ it́ thì chi phí đâù tư có nhich ́ lên bu ̀ laị thi ̀ maý biêń aṕ đam ̉ bao ̉ cung câṕ điêṇ đâỳ đủ cho phụ tai, ̉ có thể mở rông ̣ phụ taỉ sau naỳ đông ̀ thời tuôỉ tho ̣ maý biêń aṕ cung ̃ daì Đôí với cać dự ań lớn thì chi phí bỏ cho tram ̣ biêń aṕ la ̀ vô cung ̀ lớn, đoì hoỉ phaỉ tinh ́ thâṭ chinh ́ xać phụ taỉ điêṇ cho chi phí thâṕ nhât́ mà vâñ đam ̉ baỏ câṕ điêṇ cho phụ tai ̉ II Khaí niêm ̣ và phân loaị tram ̣ biên ́ áp SVTH : NGUYỄN HOÀNG VŨ 06102114 : ĐỖ ĐỨC LÂM NGÂN 06102055 Trang ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ANH GVHD: TS TRƯƠNG VIỆT Khaí niêm ̣ Trạm biến áp là nơi biến đổi điện từ cấp điện áp sang c ấp ện áp khác, la ̀ điêm ̉ trung chuyên̉ điêṇ giữa hệ thông ́ truyêǹ taỉ và hệ thơng ́ phân phơi ́ Nó đóng vai trị quan trọng hệ thống cung cấp điện Phân loaị a Phân loaị theo câṕ điêṇ ap: ́  Tram ̣ tăng aṕ : thường đăṭ ở cać nhà maý điêṇ có nhiêm ̣ vụ tăng điêṇ aṕ từ điêṇ aṕ maý phat́ đêń điêṇ ap ́ cao để truyêǹ taỉ đêń cać hộ tiêu thụ ở xa  Tram ̣ hạ aṕ : đăṭ ở cać hộ tiêu thu,̣ để biêń đôỉ điêṇ aṕ từ đaị lượng cao đêń đaị lượng thâṕ thich ́ hợp cho cać hộ tiêu thụ điên ̣ b Phân loaị theo nhiệm vụ:  Trạm biến áp trung gian hay cịn gọi trạm biến áp : Trạm nhận điện từ hệ thống điện có điện áp 35 → 220KV biến đổi thành cấp điện áp 10KV hay 6KV Cá biệt có xuống 0.4KV SVTH : NGUYỄN HOÀNG VŨ 06102114 : ĐỖ ĐỨC LÂM NGÂN 06102055 Trang ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ANH GVHD: TS TRƯƠNG VIỆT  Trạm biến áp phân xưởng: Trạm nhận điện từ trạm biến áp trung gian biến đổi thành cấp điện áp thích hợp phục vụ cho phụ tải phân xưởng Phía sơ c ấp th ường 10KV, 6KV 15KV 35KV, phía thứ cấp có ện áp 220/127V, 380/220V hoăc̣ 660V c Phân loaị phương diện cấu trúc:  Trạm biến áp trời : Ở trạm thiết bị phía cao áp đặt ngồi tr ời, cịn phần phân phối điện áp thấp đặt nhà tủ sắt chế tạo săñ chuyên dùng để phân phối phần phần hạ Xây dựng trạm trời giúp tiết kiệm kinh phí xây dựng so với xây dựng trạm nhà  Trạm biến áp nhà: Ở trạm này, tất thiết bị điện đặt nhà, ngồi điều kiện chiến tranh, người ta xây dựng tr ạm bi ến ngầm Lo ại chi phí xây dựng tốn SVTH : NGUYỄN HOÀNG VŨ 06102114 : ĐỖ ĐỨC LÂM NGÂN 06102055 Trang ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ANH GVHD: TS TRƯƠNG VIỆT Ngoaì hệ thông ́ điêṇ coǹ có cać tram ̣ khac: ́ tram ̣ đong ́ căt, ́ tram ̣ nôi, ́ tram ̣ chinh ̉ lưu, tram ̣ nghich ̣ lưu Câu ́ truć ban ̉ tram ̣ biên ́ aṕ Về măṭ ban̉ môṭ tram ̣ biêń aṕ bao gôm ̀ những thiêt́ bị được nôí với môṭ cach ́ hợp lý và chinh ́ xac ́  Maý biêń ap ́  Cać khí cụ và thiêt́ bị phân phôí điêṇ aṕ cao và hạ aṕ cać thiêt́ bị naỳ co ́ nhiêm ̣ vụ nhâṇ nguôǹ điêṇ từ môṭ số nơi cung câp, ́ và phân phôí cho cać phụ tai, ̉ qua cać đ ường dây taỉ điêṇ bao gôm ̀ cać thiêt́ bị sau:  Thiêt́ bị đong ́ căt́ o Maý căt́ điêṇ o Dao cach ́ ly pha có tiêṕ đât́ ở phiá  Khí cụ đo lường o Maý biêń điêṇ ap ́ o Maý biêń dong ̀  Khí cụ baỏ vệ mach ̣ điêṇ o Role baỏ vệ cać loaị o Aptomat o Câù chì tự rơi  Cać khí cụ điêù khiên̉ SVTH : NGUYỄN HOÀNG VŨ 06102114 : ĐỖ ĐỨC LÂM NGÂN 06102055 Trang ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ANH o o o o GVHD: TS TRƯƠNG VIỆT Tâǹ số Bù công suât́ Điêù chinh ̉ điêṇ aṕ Điêù chinh ̉ dong ̀  Cać goṕ bên cao ap, ́ hạ ap, ́ sứ, tru.̣  Hệ thông ́ tiêṕ đia ̣  Hệ thông ́ chông ́ set ́  Hệ thơng ́ lam ̀ mat ́ III.Quy trình tính toan ́ và thiêt́ kế tram ̣ biên ́ ap ́ (TBA) Trong thiết kế cung cấp điện, chi phí đầu tư cho máy biến áp chi ếm phần không nhỏ tổng chi phí Do việc lựa chọn vị trí, số lượng, dung lựợng máy biến áp nhiệm vụ quan trọng Viêc̣ tinh ́ toań chinh ́ xać đảm bảo tính liên tục cung cấp ện cho phu ̣ taỉ điêù kiêṇ binh ̀ thường và điêù kiêṇ sự cố với cać taỉ quan trong, ̣ đông ̀ th ời gi ảm chi phí lắp đặt, vận hành cung ̃ vơń đâù tư ban đâù cuả mang ̣ điên ̣ Những yêu cầu nội dung thiết kế:  Khi thiết kế trạm biến áp cung cấp điện cho phụ tải phải đảm b ảo cho ph ụ t ải luôn đủ điện với chất lượng nằm phạm vi cho phép  Một phương án hợp lí phải thỏa mãn yêu cầu sau: o Vốn đầu tư nhỏ, ý tiết kiệm ngoại tệ quý đầu tư o Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cao tùy theo tính chất hộ tiêu thụ o Chi phí vận hành hàng năm thấp o Đảm bảo an toàn cho người thiết bị o Thuận lợi cho vận hành sửa chữa Trên thực tế yêu cầu thường mâu thuẩn nên người thi ết kế phải bi ết cân nhắc kết hợp hài hịa cać ú tớ tùy thuộc vào hồn c ảnh cụ th ể Người thi ết k ế đ ưa nhiều phương án khả thi, sau dùng phương pháp so sánh kinh tế kĩ thu ật gi ữa ph ương án, từ rút phương án tối ưu để thi công Thu thâp̣ dữ liêu ̣ ban đâu ̀ SVTH : NGUYỄN HOÀNG VŨ 06102114 : ĐỖ ĐỨC LÂM NGÂN 06102055 Trang ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ANH GVHD: TS TRƯƠNG VIỆT  Xać đinh ̣ nhu câù điêṇ cuả cać hộ tiêu thụ hay phụ taỉ ở thời điểm dự đoán tương lai  Xác định vị trí, mặt để đặt trạm biến áp  Tìm hiểu mơi trường xung quanh để xây dựng trạm biến áp nhà hay trời  Chọn nguồn cung cấp cho trạm Tính tốn chọn thiết bị Dựa vào đồ thị phụ tải hay cać phương phaṕ tính tốn cơng st́ đăṭ để chọn số lượng dung lượng máy biến áp  Đưa nhiếu phương án, sơ đồ khác có tính khả thi  Tính tốn kinh tế kĩ thuật để chọn phương án tối ưu  Tính tốn triệt để tiết kiệm dây dẫn khí cụ điện  Tính tốn ngắn mạch chọn thiết bị bảo vệ  Tính tốn chống sét bảo vệ trạm  Tính tốn hệ thống tiếp địa Chọn vị trí, số lượng và công suất cuả maý biến áp a Xać đinh ̣ vị trí maý biên ́ ap ́ Vị trí đăṭ trạm biến áp phải thoả mãn yêu cầu sau:  Gần tâm phụ tải o Giảm chi phí đầu tư tổn thất điện o Giảm chi phí giải tỏa đền bù o Đảm bảo tính khả thi  Thuận tiện cho việc vận hành thi công trạm biến áp o Đường đường thủy o Xây dựng đường công vụ  Thuận lợi cho việc thiết kế thi công lộ vào o Rất quan trọng với trạm thành phố o Sơ đồ nôí dây đơn gian, ̉ dễ dang ̀  An tồn vận hành  Có khả mở rộng o Phải tính tốn thiết kế o Chuyển từ trạm AIS  trạm GIS SVTH : NGUYỄN HOÀNG VŨ 06102114 : ĐỖ ĐỨC LÂM NGÂN 06102055 Trang ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ANH GVHD: TS TRƯƠNG VIỆT  Không ảnh hưởng đến môi trường xung quanh o Tiếng ồn, nhiễm dầu o Phịng cháy chữa cháy o Nhiễm từ Trong thực tế viêc̣ lăṕ đăṭ thoả mañ tât́ cả cać yêu câù là rât́ khó khăn Do đó tuỳ vaò điêù kiêṇ cụ thể mà ta choṇ vị trí đăt ̣ Vị trí trạm biến áp độc lập bên ngoài, li ền kề với phân xưởng, đặt bên phân xưởng b Xać đinh ̣ số lượng maý biên ́ ap: ́ Số lượng máy biến áp trạm biến áp phụ thuộc nhiều vào yếu tố như: yêu cầu tính liên tục cấp điện hộ tiêu thụ, yêu cầu lựa ch ọn dung l ượng máy bi ến áp hợp lý, yêu cầu vận hành kinh tế trạm biến áp Khi xác định số lượng trạm xí nghiệp, số lượng công su ất máy bi ến áp trạm cần lưu ý đến mức độ tập trung hay phân tán c ph ụ t ải xí nghi ệp tính chất quan trọng phụ tải phương diện cung cấp điện Chúng ta ph ải ti ến hành so sánh kinh tế - kỹ thuật xác định phương án cung cấp điện • Muốn cần nghiên cứu:  Đồ thị phụ tải ngày, xác định cho ngày làm việc bình thường xác định cho ngày nghỉ, mùa nắng mùa mưa, mùa hè mùa động  Đồ thị phụ tải năm xí nghiệp tính theo tổng số l ượng gi m ột năm • Số lượng công suất máy biến áp xác định theo tiêu chuẩn kinh t ế kĩ thu ật sau đây:  An toàn, liên tục cung cấp điện  Vốn đâù tư bé  Chi phí vận hành năm bé • Ngồi cần lưu ý đến việc:  Tiêu tốn kim loại màu bé  Các thiết bị khí cụ điện phải nhập để dàng v.v…  Dung lượng máy biến áp xí nghiệp nên đồng nhất, chủng lo ại đ ể gi ảm s ố lượng dung lượng máy biến áp dự phòng  Sơ đồ nối dây trạm nên đơn giản, ý đến phát triển phụ tải sau SVTH : NGUYỄN HOÀNG VŨ 06102114 : ĐỖ ĐỨC LÂM NGÂN 06102055 Trang ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ANH GVHD: TS TRƯƠNG VIỆT c Dung lượng maý biêń aṕ Choṇ công suât́ maý biêń aṕ phaỉ thoả mañ những điêù kiêṇ sau:  Đam ̉ baỏ tinh ́ liên tuc̣ cung câṕ điên ̣  Độ dự trữ phụ taỉ phat́ triên ̉  Đam ̉ baỏ tuôỉ thọ cuả maý biêń aṕ (hao moǹ cach ́ điêṇ nhiêt) ̣  Đam ̉ baỏ chỉ tiêu về kinh tê.́  Khả quá taỉ cho phep ́ IV Các phương pháp lựa chon ̣ máy biên ́ áp Maý biêń aṕ được choṇ sau đã xać đinh ̣ nhu câù điêṇ tiêu thu.̣ Có nhi ều ph ương pháp lựa chọn maý biêń aṕ phương pháp có hạn chế c nó: nh ững phương pháp tinh ́ toań nhanh, đơn giản cho kết kem ́ xác, sai sơ ́ nhiêù coǹ nh ững phương pháp cho kết gâǹ đung ́ pheṕ tinh ́ phức tạp, tơń nhiêù thời gian xem xet,́ đanh ́ gia.́ Sau vài phương pháp lựa chọn máy biến áp:  Phương pháp dựa vào cơng suất tính tốn  Phương pháp dựa vào đồ thị phụ tải  Phương pháp dựa vào chế độ nhiệt Chương 2: CHỌN MÁY BIẾN ÁP THEO PHỤ TẢI TÍNH TỐN I ĐẶT VẤN ĐỀ SVTH : NGUYỄN HOÀNG VŨ 06102114 : ĐỖ ĐỨC LÂM NGÂN 06102055 Trang 10 ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ANH GVHD: TS TRƯƠNG VIỆT Phụ tính tốn phụ tải giả thiết lâu dài không đổi, tương đ ương v ới ph ụ t ải th ực t ế mặt hiệu phát nhiệt mức độ hủy hoại cách nhiệt Nói cách khác ph ụ t ải tính tốn đốt nóng thiết bị lên tới nhiệt độ mà phụ tải th ực t ế gây Vì v ậy vi ệc l ựa ch ọn thiết bị theo phụ tải tinh toán đảm bảo an tồn cho thiết bị mặt phát nóng Khi thiết kế cung cấp điện hay lắp đặt trạm biến áp cho m ột cơng trình nhi ệm vụ phải xác định nhu cầu điện cơng trình Tùy theo quy mơ cơng trình mà nhu cầu điện xác định theo phụ tải th ực t ế ho ặc tính đ ến s ự phát tri ển v ề sau Do xác định nhu cầu điện giải toán tinh ́ toań phu ̣ taỉ điêṇ va ̀ dự báo phụ tải ngắn hạn dài hạn Phụ tải cần xác định giai đoạn tính tốn thiết kế hệ thống cung cấp điện gọi phụ tải tính tốn Cần lưu ý phân biệt phụ tải tính tốn phụ tải thực tế nhà máy vào hoạt động Phụ tải tính tốn phụ tải gần để tính tốn thiết kế hệ thống cung cấp điện phụ tải thực tế phụ tải xác xác định đồng hồ đo điện trình vận hành Phụ tải tính tốn phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bên canh ̣ đó cơng trình điện thường phải thiết kế, lắp đặt trước có đối tượng sử dụng điện Do xác định xác phụ tải tính tốn việc khó khăn Do tính chất quan trọng nên nhiều cơng trình nghiên cứu có nhiều phương pháp tính tốn phụ tải điện Song phụ tải điện phụ thuộc vào nhiều yếu tố biến động theo thời gian nên chưa có phương pháp hồn tồn xác tiện lợi Trong thực tế thiết kế, đơn giản công thức để xác định phụ tải điện cho phép sai số ±10% II MỤC ĐÍCH VÀ PHẠM VI AP ́ DUNG ̣ Phụ taỉ tinh ́ toań được sử dung ̣ để lựa choṇ và kiêm ̉ tra cać thiêt́ bị hệ thông ́ cung câṕ điêṇ như: maý biêń ap, ́ cać thiêt́ bị đong ́ căt́ baỏ vê,̣ dây dân ̃ tinh ́ toań tôn̉ thât́ công suât, ́ tôn̉ thât́ điêṇ năng, điêṇ ap, ́ lựa choṇ dung lượng tụ bù công suât́ phan̉ khang ́ Sử dung ̣ phụ taỉ tinh ́ toan ́ để choṇ lựa thiêt́ bị sẽ đam ̉ baỏ cać thiêt́ bị lam ̀ viêc̣ theo đung ́ chế độ đã đinh ̣ mà không gây cać tôn̉ haị về điên, ̣ nhiêṭ và Phụ taỉ tinh ́ toan ́ phụ thuôc̣ vao ̀ cać yêu ́ tố như: công suât, ́ số lượng, chế độ lam ̀ viêc ̣ cuả cać thiêt́ bị điên ̣ Do đó viêc̣ xać đinh ̣ phụ taỉ tinh ́ toań là môṭ nhiêm ̣ vụ khó khăn không kem ́ phâǹ quan ̣ Bởi vì nêú phụ taỉ tinh ́ toań xać đinh ̣ được nhỏ phụ taỉ thực tế thì sẽ lam ̀ giam ̉ tuôỉ thọ cać thiêt́ bị điên, ̣ nguy hiêm ̉ là có thể gây chaý nô.̉ Ngược laị nêú phụ taỉ tinh ́ toań lớn thực tế sẽ gây lang ̃ phi,́ thiêṭ haị về kinh tế cać thiêt́ bị điêṇ được choṇ vượt quá yêu câu ̀ SVTH : NGUYỄN HOÀNG VŨ 06102114 : ĐỖ ĐỨC LÂM NGÂN 06102055 Trang 11 ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ANH GVHD: TS TRƯƠNG VIỆT Để xác định phụ tải tính toán người ta đưa cać phương phaṕ tinh ́ dựa những yêú tố điêù kiêṇ lam ̀ viêc, ̣ chu trinh ̀ hoaṭ đông ̣ chủ yêú là dựa kinh nghiêm ̣ lăṕ đăṭ và số liêụ thông ́ kê Chinh ́ vì vâỵ phương pháp thường chỉ aṕ dung ̣ đối v ới nh ững cơng trình nhỏ vừa vì kết cho tương đối xác, đơn giản tính tốn Đối với cơng trình lớn, có tầm quan trọng cần phải tính xác cơng suất phụ tải để lựa chọn biến áp chi phí đầu tư cho máy biến áp r ất l ớn, maý biêń aṕ co ́ công suât́ cang ̀ lớn thì giá ̀ cang ̀ cao Trong những trường hợp đo ́ ta câǹ ph ương phaṕ tinh ́ chinh ́ xać III CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHỤ TAỈ TÍNH TỐN Các phương pháp xác đinh ̣ phụ taỉ tính tốn được chia ̀ nhom ́ sau: Nhóm 1: Đây nhóm phương pháp sử dụng hệ số tính tốn dựa kinh nghiệm thiết kế vận hành Đặc điểm phương pháp tính tốn thu ận ti ện nh ưng cho k ết gần bao gồm:  Phương pháp hệ số nhu cầu  Phương pháp suất tiêu hao điện cho đơn vị sản phẩm  Phương pháp suất phụ tải đơn vị diện tích sản xuất Nhóm 2: Đây nhóm phương pháp dựa sở lý thuyết xác su ất th ống kê Đặc điểm phương pháp có kể đến ảnh hưởng cuả nhiều yếu tố, kết xác bao gồm:  Phương pháp cơng suất trung bình hệ số hình dáng đồ thị phụ tải  Phương pháp công suất trung bình phương sai phụ tải  Phương pháp số thiết bị hiệu Xác định phụ tải tính tốn theo cơng suất đặt hệ số nhu cầu Phụ taỉ tinh ́ toań xác định theo công thức: n Ptt = ∑ knci.Pđmi i =1 Qtt = Ptt.tgφtb S tt = Ptt2 + Qtt2 Trong đó: SVTH : NGUYỄN HOÀNG VŨ 06102114 : ĐỖ ĐỨC LÂM NGÂN 06102055 Trang 12 ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ANH cos ϕ = GVHD: TS TRƯƠNG VIỆT Ptt Stt Knci: Là hệ số nhu cầu thiêt́ bị thứ i Pđmi: Là công suất đặt thiết bị thứ i cos ϕ : hệ số công suất trung bình nhóm thiết bị n : số thiết bị nhóm Hệ sớ nhu câù cuả cać nhom ́ thiêt́ bị khać được xać đinh ̣ theo kinh nghiêm ̣ vâṇ hanh ̀ và thiêt́ kê.́ Ở phương pháp có ưu_ nhược điểm sau: Ưu điểm: phương pháp đơn giản, thuận tiện, tính tốn nhanh, co ́ xem xet́ đêń công suât́ cuả từng thiêt́ bi.̣ Nhược điểm: kết khơng thật xác hệ số nhu cầu số liệu cho trước không phụ thuộc vào chế độ vận hành số thiết bị nhóm Theo sở tay tra cứu, K nc là hăng ̀ sô,́ điêù naỳ chỉ đung ́ số thiêt́ bị nhom ́ lớn va ̀ ̣ sô ́ s ử dung ̣ lớn Trong trường hợp tông ̉ quat, ́ nêú lâý Knc là hăng ̀ số thì tinh ́ toań sẽ găp ̣ sai số lớn Phạm vi áp dụng: Chỉ áp dụng cơng trình nhỏ cơng suất tính tốn nho,̉ khơng c ần xác cao, hệ số Knc chọn dựa kinh nghiệm hoăc̣ xać đinh ̣ được qua những công trinh ̀ tương tự Xác định phụ tải tính tốn theo st́ phụ taỉ mơṭ đơn vị diên ̣ tich ́ s ản xu ất (Ph ụ t ải điện trường học, phân xưởng sản xuất) Với phân xưởng sản xuất có thiết bị phân bố diện tích sản xuất phân xưởng may, phân xưởng dệt, cơng suất tính toán xác định theo biểu thức: Ptt = Po.F Trong đó: F – diện tích sản xuất, phịng học (m2) Po – suất phụ tải đơn vị diện tích P = (15 - 20) (W/m2) Giá trị Po đưa dựa vào kinh nghiệm vận hành thống kê Tuỳ theo từng loaị công trinh, ̀ thiêt́ bi,̣ tiêu chuân̉ nhât́ đinh ̣ ta có thể choṇ giá trị Po thich ́ hợp Ở phương pháp có ưu_ nhược điểm sau: Ưu điểm: phương pháp đơn giản, thuận tiện, tính tốn nhanh Nhược điểm: công suât́ được phân bố đêu, ̀ chế độ lam ̀ viêc̣ cuả từng thiêt́ bi ̣ không được tinh ́ đêń nên kết có sự sai biêt ̣ SVTH : NGUYỄN HOÀNG VŨ 06102114 : ĐỖ ĐỨC LÂM NGÂN 06102055 Trang 13 ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ANH GVHD: TS TRƯƠNG VIỆT Phạm vi áp dụng: Chỉ áp dụng cơng trình nhỏ cơng suất tính tốn khơng l ớn, khơng cần xác cao, hệ số P o chọn dựa kinh nghiệm, thường dùng giai đoạn thiết kế sơ bộ, phụ tải phân xưởng có mật đ ộ máy móc s ản xu ất phân b ố tương đối Theo KVA/ hộ (phụ tải ánh sáng sinh hoạt) Đây phụ tải điện hộ gia đình, phong ̀ hoc, ̣ nơng thơn gia đình dùng ện khơng có sự chênh lệch nhiêu ̀ Phụ tải tính tốn xác định sau: Ptt = Po.H Qtt = Ptt.tgφ Trong đó: H – số hộ sử dung ̣ Po – suất phụ tải tính tốn cho hộ, thường lấy Po = (0,5 – 0,8) (KW/hộ) Với: 0,5: dành cho khu vực nơng 0,6 – 0,8: dành cho khu vực có nghề phụ làng xóm ven đường Để phục vụ sinh hoạt hộ thường dùng nhiều loại thiết bị điện gia dụng khác như: đèn, quạt, tivi, radio, bàn là, tủ lạnh.v.v…Trong tính tốn cung c ấp ện th ường l h ệ số công suất chung cosφ = 0,85 Phụ tải tính tốn tơng ̉ bao gồm thơn xóm, trường học, trạm bơm v.v n Pt = Kdt ∑ Ptti i =1 n Qt = Kdt ∑ Qtti i =1 St = √P2t +Q2t Kđt – hệ số đồng thời Với n = 1, → Kdt = n = 3, → Kdt = 0.85 → 0.9 n = 5, 6, → Kdt = 0.8 → 0.85 Ở phương pháp có ưu_ nhược điểm sau: Ưu điểm: phương pháp đơn giản, thuận tiện, tính tốn nhanh SVTH : NGUYỄN HOÀNG VŨ 06102114 : ĐỖ ĐỨC LÂM NGÂN 06102055 Trang 14 ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ANH GVHD: TS TRƯƠNG VIỆT Nhược điểm: tinh ́ toań theo sự phong ̉ đoań binh ̀ quân mức tiêu thu ̣ điêṇ dâñ đêń k ết chỉ dừng laị ở mức tương đôi ́ Phạm vi ứng dụng: Áp dụng cho những phụ taỉ có cung ̀ tinh ́ chât, ́ phụ taỉ không đôi, ̉ mức tiêu thụ điêṇ không cao, tinh ́ toań binh ̀ diêṇ rông ̣ khu v ực nông thôn, phong ̀ hoc, ̣ hô ̣ gia đinh ̀ Xác định phụ tải tính tốn theo suất tiêu hao điện cho đơn vị sản phẩm Đối với xí nghiệp có đồ thị phụ tải thay đổi cho kết tương đối xác (xí nghiệp hóa chất, xí nghiệp điện phân,xí nghiệp gia cơng,…) cơng suất tính tốn đ ược xác định theo cơng thức : Ptt = M w0 Tmax Trong đó: M: Là số đơn vị sản phẩm sản xuất năm wo: Là suất tiêu hao điện cho đơn vị sản phẩm (kWh/đơn vị sản phẩm) Tmax: Là thời gian sử dụng công suất lớn (h) Ở phương pháp có ưu_ nhược điểm sau: Ưu điểm: phương pháp đơn giản, thuận tiện, tính tốn dựa sớ liêụ có săñ Nhược điểm: tinh ́ toań số liêụ không dựa vaò điêù kiêṇ cụ thê,̉ chế độ hoaṭ đông, ̣ lam ̀ viêc, ̣ từng giai đoan ̣ kết kem ́ chinh ́ xać Phạm vi áp dụng: Chỉ áp dụng cơng trình nhỏ cơng suất tính tốn khơng l ớn, khơng cần xác cao, xí nghiệp có đồ thị phụ tải thay đổi, chê ́ ̣ hoaṭ đông giông ́ nhau, san̉ phâm ̉ tao ̣ liêṇ tuc̣ và đông ̀ đêu ̀ năm Phương pháp xác định phụ tải tính theo hệ số cực đại cơng suất trung bình (phương pháp số thiết bị hiệu quả) Trong phương phaṕ ta biết hết thông tin v ề đ ối t ượng s d ụng ện: công su ất, chủng loại động cơ, vị trí đặt phân xưởng đặc tính kĩ thuật, cơng ngh ệ c chúng Nhiệm vụ người thiết kế là phải đưa phương án cung c ấp ện h ợp lý cho phân xưởng thiết kế mạng hạ áp phân xưởng đưa điện đến động Để xác định phụ tải điện phân xưởng, ta chia thành nhóm máy cho động c đặt gần nhau, nhóm khoảng → 12 máy, sau xác định phụ tải ện cho t ừng nhóm máy cuối cho phân xưởng SVTH : NGUYỄN HOÀNG VŨ 06102114 : ĐỖ ĐỨC LÂM NGÂN 06102055 Trang 15 ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ANH GVHD: TS TRƯƠNG VIỆT Phụ tải tính tốn cho nhóm n máy xác định theo cơng thức c ứ vào cơng su ất trung bình Ptb hệ số cực đại Kmax n i =1 Ptt = Kmax.Ptb = Kmax.Ksd.Pt = ∑ Pđmi Qtt = Ptt.tgφ Trong đó: Ptt – cơng suất trung bình nhóm máy thời gian khảo sát, th ường l ca ngày đêm Pđm – công suất định mức máy Ksd – hệ số sử dụng Cosφ – hệ số công suất máy công cụ, tra PL1 với nhóm máy cơng c ụ Cosφ = 0.5÷0.6 Kmax – hệ số cực đại,tra PL5 (theo ksd, nhq) Số thiết bị dùng điện hiệu n hq số thiết bị giả tưởng có cơng suất nhau, có chế độ làm việc gây phụ tải tính tốn phụ tải tính tốn nhóm thiết bị thực tế gây Ý nghĩa n hq chổ nhóm máy bao gồm nhiều máy có cơng suất khác nhau, đặt tính kĩ thuật khác nhau, chế độ làm việc, q trình cơng nghệ khác để tính xác phụ tải điện người ta dựa vào đại lượng trung gian n hq nhằm giúp cho việc xác định phụ tải điện nhóm máy dễ dàng tiện lợi sai số giới haṇ cho phép Các bước tinh ́ toań và xać đinh ̣ nhq :  Bước 1: Xác định số thiết bị n nhóm  Bước 2: Xác định công suất thiết bị lớn nhóm (Pmax)  Bước 3: Xác định n1 thiết bị thỏa điều kiện Pđmi ≥ P max  Bước 4: Xác định tổn thất công suất n1 thiết bị n1 P = ∑P i =1  Bước : Xác định n* = đmi p1 n1 P* = p n SVTH : NGUYỄN HOÀNG VŨ 06102114 : ĐỖ ĐỨC LÂM NGÂN 06102055 Trang 16 ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ANH GVHD: TS TRƯƠNG VIỆT  Bước 6: Tra bảng 3.3 trang 31 sách “Giáo trình cung cấp ện” c th ầy Quy ền Huy Ánh tìm nhq*  Bước 7: Tìm nhq = nhq* × n  Bước : Tra bảng 3.2 trang 29 sách “Giáo trình cung c ấp ện ”c th ầy Quy ền Huy Ánh tìm Kmax  Bước 9: Ptt = Kmax n ∑P i =1 đmi × Ksdi Ở phương pháp có ưu_ nhược điểm sau: Ưu điểm: cho kết tương đối xác xét đ ến yếu t ố quan tr ọng nh ư: số lượng thiết bị nhóm, số thiết bị có công suất lớn nh ất chế đ ộ làm vi ệc chúng Nhược điểm: tính tốn phức tạp Phạm vi áp dụng: Thường áp dụng tính tốn cho phân xưởng, xí nghiệp có số lượng máy móc nhiều, cơng suất lớn, đã có được nhiêù thơng tin về phụ tai, ̉ co ́ cać bang ̉ tra c ứu cać thơng sơ.́ SVTH : NGUYỄN HỒNG VŨ 06102114 : ĐỖ ĐỨC LÂM NGÂN 06102055 Trang 17 ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ANH GVHD: TS TRƯƠNG VIỆT Chương 3: CHON ̣ MAY ́ BIÊN ́ AP ́ THEO ĐỒ THỊ PHỤ TAỈ I ĐĂT ̣ VÂN ́ ĐỀ Trong hệ thông ́ điên, ̣ maý biêń aṕ là môṭ măt́ xich ́ quan ̣ không chỉ vì vai trò cuả nó hệ thông ́ mà coǹ vì maý biêń aṕ chiêm ́ môṭ phâǹ ́ kể tông ̉ số vôń đâù tư cuả hệ thông ́ điên ̣ Vì vâỵ viêc̣ choṇ lựa vị tri,́ số lượng và công suât́ đinh ̣ mức cuả maý biêń aṕ phaỉ được tinh ́ toań phù hợp cho chi phí đâù tư bé nhât́ mà vân ̃ đam ̉ bao ̉ cać yêu câù về kỹ thuât ̣ Công suât́ maý biêń ap ́ câǹ đam ̉ baỏ cung câṕ điêṇ cho tât́ cả cać hộ tiêu thụ điêù kiêṇ vân ̣ hanh ̀ binh ̀ thường và có xet́ đêń trường hợp quá taỉ sự cô.́ Môṭ những cach ́ xać đinh ̣ công suât́ cuả maý biêń aṕ đó là dựa vao ̀ đồ thị phụ tai ̉ II.MUC ̣ ĐICH ́ Đồ thị phụ taỉ là quan hệ cuả công suât́ phụ taỉ theo thời gian và đăc̣ trưng cho nhu câù điêṇ cuả từng thiêt́ bi,̣ nhom ́ thiêt́ bi,̣ phân xưởng hay xí nghiêp ̣ Qua đồ thị phụ taỉ ta biêt́ được công suât́ thực sự cuả thiêt́ bị từng điêù kiêṇ vâṇ hanh, ̀ chế độ lam ̀ viêc̣ cụ thê.̉ Khi đó viêc̣ choṇ lựa maý biêń aṕ theo đồ thị phụ taỉ sẽ cho kêt́ quả gân ̀ chinh ́ xać nhât́ so với cać phương phap ́ khac ́ Theo đồ thị phụ taỉ ta choṇ maý biêń aṕ theo điêù kiêṇ sau: SVTH : NGUYỄN HOÀNG VŨ 06102114 : ĐỖ ĐỨC LÂM NGÂN 06102055 Trang 18 ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ANH GVHD: TS TRƯƠNG VIỆT  Choṇ theo điêù kiêṇ lam ̀ viêc̣ binh ̀ thường có xet́ đêń quá taỉ cho pheṕ (quá taỉ binh ̀ thường)  Kiêm ̉ tra theo điêù kiêṇ quá taỉ sự cố (hư hong ̉ môṭ những maý biêń aṕ lam ̀ viêc̣ song song) với môṭ thời gian haṇ chế để không giań đoaṇ cung câṕ điên ̣ III.XAC ́ ĐINH ̣ CÔNG SUÂT ́ MAY ́ BIÊN ́ AP ́ Dung lượng cuả MBA được choṇ cho ứng với môṭ môi trường lam ̀ viêc̣ cụ thể và hệ thông ́ lam ̀ mat́ nhât́ đinh, ̣ MBA có thể lam ̀ viêc̣ với công suât́ đinh ̣ mức Sđm suôt́ thời gian phuc̣ vụ cuả nó Tđm Song điêù kiêṇ thực tế vâṇ hanh, ̀ phụ taỉ cuả MBA thay đôỉ và phâǹ lớn thời gian lam ̀ viêc̣ với phụ taỉ bé đinh ̣ mức Khi đó sự hao moǹ về cach ́ điêṇ cuả MBA sẽ nhỏ đinh ̣ mức nhiêṭ độ cuả MBA nhỏ nhiêṭ độ cho pheṕ dâñ đêń tuôỉ thọ MBA tăng lên Và ngược laị những luć phụ taỉ lớn công suât́ đinh ̣ mức giới haṇ cho pheṕ vâñ có thể cho MBA lam ̀ viêc̣ với hao moǹ cach ́ điêṇ vượt qua đinh ̣ mức lam ̀ giam ̉ tuôỉ thọ cuả MBA Từ đó ta thâý ̀ MBA có thể được choṇ theo khả quá taỉ để giam ̉ dung lượng, tiêt́ kiêm ̣ vôń đâù tư ban đâù vâñ đam ̉ baỏ cać yêú tố an toan, ̀ kỹ thuâṭ và tuôỉ thọ chung cuả MBA Quá taỉ binh ̀ thường cuả MBA (Trường hợp tram ̣ chỉ đăṭ môṭ MBA) Quá taỉ binh ̀ thường là quá taỉ thường xuyên cuả MBA, có tinh ́ chât́ chu kỳ (môṭ ngaỳ đêm, môṭ thang, ́ môṭ mua ) ̀ Trong môĩ chu kỳ có môṭ phâǹ thời gian MBA lam ̀ viêc̣ quá taỉ (S > Sđm), phâǹ lớn thời gian coǹ laị cuả chu kỳ MBA lam ̀ viêc̣ non taỉ (S < Sđm) Hệ số quá taỉ thường xuyên có thể xać đinh ̣ từ đồ thị khả quá taỉ cuả MBA Đó là quan hệ giữa hệ số quá taỉ cho pheṕ K2cp, hệ số phụ taỉ bâc̣ (K1) và thời gian quá taỉ t Công suât́ đinh ̣ mức cuả MBA choṇ theo khả quá taỉ cuả MBA Để sử dung ̣ phương phaṕ naỳ cân ̀ phaỉ biên ́ đôỉ đồ thị phụ taỉ nhiêu ̀ bâc̣ cuả MBA ̀ hai bâc̣ đăng ̉ tri.̣ Công suât́ đăng ̉ trị cuả MBA khoang ̉ thời gian xem xet́ được xać đinh ̣ theo biêủ thức: n Sđti= ∑S t S12t1 + S22t2 + + Sn2tn = t1 + t2 + + tn i i i =1 n ∑t i i =1 i i Trong đó S là phụ taỉ cuả MBA ở thời gian t SVTH : NGUYỄN HOÀNG VŨ 06102114 : ĐỖ ĐỨC LÂM NGÂN 06102055 Trang 19 ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ANH GVHD: TS TRƯƠNG VIỆT Đồ thị phụ taỉ cuả MBA có rât́ nhiêù dang, ̣ dưới ta sẽ xem xet́ môṭ số dang ̣ thường găp̣ cuả đồ thị phụ taỉ MBA: Đồ thị phụ taỉ nhiêù băc̣ cuả MBA có môṭ cực đaị vaò buôỉ chiêu ̀ Theo biêủ thức đt2 đt1 S được tinh ́ khoang ̉ thời gian luć quá taỉ là t và S được tinh ́ với thời gian t trước luć quá taỉ 10h (hinh ̀ a) Đồ thị phụ taỉ nhiêù băc̣ cuả MBA có môṭ cực đaị vaò buôỉ sang ́ Tương tự S đt1 đt2 được tinh ́ khoang ̉ thời gian luć quá taỉ là t và S được tinh ́ với thời gian t sau kêt́ thuć quá taỉ 10h (hinh ̀ b) Đồ thị phụ taỉ có hai cực đaị môṭ ngaỳ thì phụ taỉ đăng ̉ trị bâc̣ hai được tinh ́ đôí với cực đaị naò có tông ̉ ∑St đt2 đt1 đaṭ trị số lớn nhât ́ Khi đó sẽ choṇ được S , và S được tinh ́ i i trường hợp (hinh ̀ c, d) S(VA) S(VA) Sđm Sđm t1=10h t2 t2 16 24 t1=10h 10 Hinh ̀ a SVTH : NGUYỄN HOÀNG VŨ 06102114 : ĐỖ ĐỨC LÂM NGÂN 06102055 16 20 24 Hinh ̀ b Trang 20 ... Sau vài phương pháp lựa chọn máy biến áp:  Phương pháp dựa vào công suất tính tốn  Phương pháp dựa vào đồ thị phụ tải  Phương pháp dựa vào chế độ nhiệt Chương 2: CHỌN MÁY BIẾN ÁP THEO PHỤ TẢI... LÂM NGÂN 06102055 Trang ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ANH GVHD: TS TRƯƠNG VIỆT  Trạm biến áp phân xưởng: Trạm nhận điện từ trạm biến áp trung gian biến đổi thành cấp điện áp thích hợp phục vụ cho... ĐỖ ĐỨC LÂM NGÂN 06102055 Trang ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ANH GVHD: TS TRƯƠNG VIỆT Khaí niêm ̣ Trạm biến áp là nơi biến đổi điện từ cấp điện áp sang c ấp ện áp khác, la ̀ điêm ̉ trung chuyên̉