Bài giảng Cung cấp điện - ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật Nam Định

Tập bài giảng này nhằm cung cấp cho sinh viên những kiến thức về tính toán, thiết kế hệ thống cung cấp điện trong các mạng điện xí nghiệp công nghiệp, mạng điện khu đô thị, mạng điện nông thôn. Nội dung gồm các chương sau: Khái quát về cung cấp điện; Tính toán phụ tải điện; Tính toán tổn thất trong hệ thống cung cấp điện; Tính toán ngắn mạch mạng hạ áp; Tính chọn thiết bị điện hạ áp; Chiếu sáng công nghiệp; Nâng cao hệ số công suất trong hệ thống cung cấp điện.

Bộ lao động thương binh xà hội Trường đại học sư phạm kỹ thuật nam định Th.S H Thị Thịnh – Ks Phí Văn Hùng TẬP BÀI GIẢNG CUNG CP IN Mó s: TB2011-03-02 Nam định 2011 LI NÓI ĐẦU Tập giảng cung cấp điện dùng để giảng dạy cho sinh viên Đại học ngành thuộc Khoa Điện - Điện tử Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Nam Định Tập giảng nhằm cung cấp cho sinh viên kiến thức tính toán, thiết kế hệ thống cung cấp điện mạng điện xí nghiệp cơng nghiệp, mạng điện khu thị, mạng điện nông thôn Nội dung gồm chương sau: Chương 1: Khái quát cung cấp điện Chương 2: Tính tốn phụ tải điện Chương 3: Tính tốn tổn thất hệ thống cung cấp điện Chương 4: Tính tốn ngắn mạch mạng hạ áp Chương 5: Tính chọn thiết bị điện hạ áp Chương 6: Chiếu sáng công nghiệp Chương 7: Nâng cao hệ số công suất hệ thống cung cấp điện Tập giảng cố gắng cập nhật kiến thức có liên quan đến môn học, phù hợp với đối tượng sinh viên Những nội dung lý thuyết gắn liền với thực tế, để thiết kế hệ thống cung cấp điện mạng điện xí nghiệp cơng nghiệp, mạng điện khu thị, mạng điện nơng thơn Nhóm biên soạn cố gắng chắn không tránh khỏi thiếu sót Rất mong nhận ý kiến đóng góp bạn đọc NHĨM BIÊN SOẠN Hà Thị Thịnh - Phí Văn Hùng TT Các ký hiệu thường gặp vẽ nhà máy điện Ký hiệu Từ viết tắt Ý nghĩa MCĐ Máy cắt điện DCL Cầu dao cách ly DCL Cầu dao nối đất CCCA Cầu chì cao áp MC Máy cắt hợp CSV Chống sét van BI Biến dòng điện BU Biến điện áp cuộn dây BU Biến điện áp cuộn dây 10 CK Kháng điện MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU Chương 1: KHÁI QUÁT VỀ CUNG CẤP ĐIỆN 1.1 Nguồn lượng tự nhiên đặc điểm lượng điện 1.2 Nhà máy điện .9 1.2.1 Nhà máy nhiệt điện 1.2.2 Nhà máy thuỷ điện 10 1.2.3 Nhà máy điện nguyên tử 12 1.3 Mạng lưới điện 13 1.4 Hộ tiêu thụ 15 1.5 Những yêu cầu nội dung chủ yếu thiết kế hệ thống cung cấp điện .16 1.6 Các tiêu đánh giá chất lượng điện 17 1.6.1 Chất lượng tần số 17 1.6.2 Chất lượng điện áp 17 1.7 Sơ đồ mạng điện áp thấp .19 1.7.1 Sơ đồ mạng điện động lực 19 1.7.2 Sơ đồ mạng điện chiếu sáng 21 1.8 Kết cấu mạng điện 21 1.8.1 Đường dây không 21 1.8.2 Đường dây cáp 25 1.8.3 Kết cấu mạng cáp 28 1.8.4 Kết cấu mạng điện phân xưởng 30 1.9 Phân loại trạm biến áp 32 1.9.1 Khái quát .32 1.9.2 Phân loại trạm biến áp 34 1.10 Chọn vị trí, số lượng dung lượng trạm biến áp 34 1.10.1 Chọn vị trí trạm biến áp 34 1.10.2 Chọn số lượng trạm biến áp 35 1.10.3 Chọn dung lượng máy biến áp: 35 1.11 Sơ đồ nối dây trạm biến áp .38 1.11.1 Sơ đồ nối dây trạm biến áp trung gian 39 1.11.2 Sơ đồ nối dây trạm phân phối 40 1.11.3 Sơ đồ nối dây trạm biến áp phân xưởng 41 1.12 Kết cấu trạm biến áp phân xưởng 44 1.13 Vận hành trạm biến áp 47 1.13.1 Vận hành kinh tế máy biến áp 48 1.13.2 Trình tự thao tác đóng cắt thiết bị điện 50 CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 51 Chương 2: TÍNH TỐN PHỤ TẢI ĐIỆN 52 2.1 Đặt vấn đề 52 2.2 Đồ thị phụ tải điện 52 2.2.1 Đồ thị phụ tải hàng ngày 53 2.2.2 Đồ thị phụ tải hàng tháng 53 2.2.3 Đồ thị phụ tải hàng năm 54 2.3 Các đại lượng 55 2.3.1 Công suất định mức 55 2.3.2 Phụ tải trung bình 56 2.3.3 Phụ tải cực đại 56 2.4 Các hệ số tính tốn 58 2.4.1 Hệ số sử dụng ( ksd) 58 2.4.2 Hệ số phụ tải ( kpt) 59 2.4.3 Hệ số cực đại, kmax 59 2.4.3 Hệ số nhu cầu (knc ) 61 2.4.4 Hệ số đồng thời, kdt 61 2.4.5 Số thiết bị dùng điện có hiệu quả, nhq 61 2.4.6 Thời gian sử dụng công suất cực đại, Tmax 64 2.4.7 Thời gian chịu tổn thất công suất lớn nhất,  65 2.5 Các phương pháp xác định công suất tính tốn 66 2.5.1 Xác định phụ tải tính tốn theo cơng suất đặt hệ số nhu cầu 66 2.5.2 Xác định phụ tải tính tốn theo cơng suất phụ tải đơn vị diện tích sản xuất 67 2.5.3 Xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện cho đơn vị sản phẩm 68 2.5.4 Xác định phụ tải tính tốn theo hệ số cực đại kmax cơng suất trung bình Ptb 68 2.6 Phương pháp tính số phụ tải đặc biệt 72 2.6.1 Xác định phụ tải đỉnh nhọn 72 2.6.2 Xác định công suất tính tốn cấp mạng điện 73 2.7 Xác định tâm phụ tải 75 CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 77 BÀI TẬP CHƯƠNG 77 Chương 3: TÍNH TOÁN TỔN THẤT TRONG HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN 79 3.1 Khái niệm chung 79 3.2 Tính toán tổn thất điện áp đường dây 79 3.2.1 Sơ đồ thay đường dây tải điện 79 3.2.2 Đường dây có phụ tải tập trung .80 3.2.3 Đường dây có nhiều phụ tải tập trung 82 3.2.4 Đường dây có rẽ nhánh 84 3.2.5 Đường dây có phụ tải phân bố 85 3.2.6 Tổn thất điện áp máy biến áp 86 3.3 Tổn thất công suất 86 3.3.1 Tổn thất công suất đường dây 86 3.3.2 Tổn thất công suất máy biến áp 87 3.4 Tổn thất điện 88 3.4.1 Tổn thất điện đường dây 88 3.4.2 Tổn thất điện máy biến áp 90 BÀI TẬP CHƯƠNG 92 Chương 4: TÍNH TỐN NGẮN MẠCH MẠNG HẠ ÁP 96 4.1 Khái niệm chung 96 4.2 Các dạng ngắn mạch 96 4.2.1 Ngắn mạch ba pha: kí hiệu N(3) 96 4.2.2 Ngắn mạch hai pha: kí hiệu N(2) 96 4.2.3 Ngắn mạch pha: kí hiệu N(1) 96 4.2.4 Ngắn mach hai pha chạm đất: kí hiệu N(1,1) .97 4.3 Nguyên nhân hậu ngắn mạch: 98 4.3.1 Nguyên nhân .98 4.3.2 Hậu .99 4.3.3 Biện pháp hạn chế 99 4.4 Mục đích tính tốn ngắn mạch 99 4.5 Tính tốn điện trở, điện kháng phần tử sơ đồ 99 4.5.1.Tính tốn điện trở, điện kháng máy biến áp 100 4.5.2 Tính tốn điện trở, điện kháng đường dây hạ áp 100 4.5.3 Tính tốn điện trở, điện kháng áptơmát .100 4.5.4 Tính tốn điện trở, điện kháng 100 4.6 Biến đổi sơ đồ tính tốn dịng ngắn mạch hạ áp 101 4.7 Ví dụ tính tốn ngắn mạch mạng hạ áp (Utg1 = 1,33 Cos2 = 0,95 => tg2 = 0,33 Tổng dung lượng cần bù: Qb = P.(tg1 - tg2) = 300(KVAR) b Điện trở phóng điện: R fd 15.10 0,22 2420() 300 Chọn loại đèn sợi đốt 100(W)- 220(V): Rđ = 484() => Số bóng ®Ìn = 5,12 bãng Chän ®Ìn nèi tam gi¸c c Sơ đồ đấu dây mạch đấu tụ bù nèi ®iƯn trë phãng ®iƯn Hình 7.2.Sơ đồ nối điện trở phóng điện 7.7 Xác định vị trí lắp đặt tụ bù Tụ điện đặt mạng điện áp cao mạng điện áp thấp Tụ điện điện áp cao đặt tập trung trạm biến áp trung gian trạm phân phối Nhờ đặt tập trung nên việc theo dõi vận hành tụ điện dễ dàng có khả thực tự động hóa điều chỉnh dung lượng bù Bù tập trung mạng điện áp cao cịn có ưu điểm tận dụng hết khả tụ điện, nói chung tụ điện vận hành liên tục nên chúng phát công suất bù tối đa Nhược điểm phương án không giảm tổn thất điện áp mạng điện áp thấp 201 Tụ điện áp thấp đặt theo ba cách: đặt tập trung tủ phân phối hạ trạm biến áp phân xưởng, đặt thành nhóm tủ động lực đặt phân tán thiết bị dùng điện Trường hợp đặt tập trung tủ phân phối hạ trạm biến áp phân xưởng thuận tiện cho việc quản lý vận hành hay tự động điều chỉnh dung lượng bù có nhược điểm không giảm tổn thất điện áp mạng điện phân xưởng Phương án đặt tụ điện thành nhóm tủ động lực đường dây phân xưởng có hiệu suất sử dụng cao, giảm tổn thất mạng điện áp thấp điện áp cao Nhược điểm phương án nhóm tụ nằm phân tán khiến cho việc theo dõi quản lý khơng thuận tiện khó thực tự động hóa điều chình dung lượng bù Đứng mặt giảm tổn thất cơng suất phương án đặt thiết bị dùng điện có lợi thiết bị khơng làm việc tụ bị cắt khỏi mạng nên hiệu suất sử dụng không cao, chi phí quản lý lớn Phương án dùng với động không đồng công suất lớn Trong thực tế để bù hệ số công suất cho xí nghiệp mạng điện xí nghiệp, người ta tiến hành bù sau: Với xưởng sản xuất xí nghiệp nhỏ nên đặt tập trung tụ bù hạ áp trạm biến áp xí nghiệp Với xí nghiệp loại vừa có trạm biên áp số phân xưởng với công suất lớn xa trạm biến áp để giảm tổn thất điện đường dây từ trạm biên áp đến phân xưởng đặt tụ bù tủ phân phối phân xưởng cực động có cơng suất lớn (vài chục KW) Với xí nghiệp quy mơ lớn hàng vài chục phân xưởng bao gồm trạm phân phối trung tâm nhiều trạm biến áp phân xưởng , để xác định vị trí cơng suất bù thường tính theo bước: B1: Xác định công suất bù hạ áp tất trạm biến áp phân xưởng B2: Phân phối công suất bù trạm cho phân xưởng mà trạm biến áp cấp điện 202 Hình vẽ mơ tả phương án đặt tụ bù mạng điện xí nghiệp TPP TĐL TĐL Đ Đ Đ Đ TĐL Đ Đ Hình 7.3 Vị trí đặt tụ bù mạng điện xí nghiệp 7.8 Phân phối thiết bị bù mạng điện xí nghiệp: Thường xí nghiệp cần phải bù để đạt hệ số cos qui định ngành điện (0,85  0,9) Vấn đề đặt nên phân phối đặt tổng dung lượng bù vừa tính đâu để có lợi cho xí nghiệp Về nguyên tắc đặt số điểm thông thường trạm phân phối trung tâm, hạ áp trạm biến phân xưởng, tủ động lực số động công suất lớn thiết lập hàm Z(Qb1; Qb2 ; …Qbn) tiến hành tìm cực trị hàm Z với ràng buộc: Q n i 1 bi  Qb  Qb - Tổng dung lượng bù xác định theo công thức Trên thực tế kích cỡ tốn có kích thước lớn, đặc biệt xí nghiệp cỡ trung lớn, xí nghiệp lúc tồn nhiều cấp điện áp khác nhau, mà giá trung bình kVAr tụ bù cấp điện áp khác lại khác nhiều Vì người ta thường chi nhỏ làm bước: trước hết tìm dung lượng bù đặt phía cao hạ áp, sau đem phân phối dung lượng bù tìm 203 cho mạng cao hạ áp Xác định dung lượng bù hợp lý phía cao hạ áp trạm biến áp phân xưởng: Xét mạng điện hình vẽ (hình 7.4).: N P +jQ Qbc Rd N Qbh RB (Q - Qbh) Qbc Hình 7.4 Tụ bù đặt phía cao áp, hạ áp Qbc ; Qbh : dung lượng bù đặt cao hạ áp trạm BA Rd ; RB : Điện trở tương đương mạng hạ áp máy biến áp qui cấp điện áp Bài toán đặt giá kVAr tụ bù phía hạ áp (0,4 kV) thường đắt kVAr tụ phía 6÷10 kV từ đến 2,5 lần Với lượng Qb biết trước chung ta phải phân bổ hợp lý phía cao, hạ áp (tức xác định dung lượng bù kinh tế) Chênh lệch vốn đầu tư đặt Qbh phía điện áp thấp so với đặt dung lượng bù phía điện áp cao là: V = (ah – ac)Qbh (2) Trong ac; ah giá thành 1KVAR tụ điện áp cao hạ (đồng/KVAR) Số tiền tiết kiệm năm đặt tụ phía điện áp thấp là: VTK Q =   (Q  Qbu thap ) R B  Rtd .k a.t U 10 (đ/năm) - RB l in trở máy biến áp quy đổi phía điện áp thấp,  - K hệ số kể đến số ca làm việc ngày ca: k = 0,30 ; ca: k = 0,55 ; - a gi¸ tiỊn kWh, VND/kWh ca: k = 0,75 - t số làm việc năm, t = 8760 giê (t = Tmax) ; - T thời gian thu hồi vốn đầu tư tính năm (1 nm, nm v nm) - U điện áp định mức phía điện áp thấp máy biến áp, kV 204 Gäi T lµ thêi gian thu håi vèn đầu tư chênh lệch tính năm Sau thời gian số tiền tiết kiệm T.V, số tiền bù đắp chênh lệch vốn đầu tư mà lớn V lương F, F hiệu việc phân phối dung lượng bù (Qbù thấp) phía điện áp thấp F = TVtk - V Thay F vµo (1) vµ (2) ta cã: F  T Q  (Q  Qbuthap ) U 10 .( R B (2)  Rtd ).k a.t  (athap  a cao ).Qbuthap f (Qbuthap ) Bằng cách lấy đạo hàm, dễ dàng tìm Qbù thấp tối ưu để hàm F đạt cực trị Giá trị Qbù thấp tối ưu xác định theo biểu thức: Qbù thÊp tèi ­u = Q  (a thap  a cao ).U 10 2T K a.t.( R B  Rtd ) ( kVAr ) (3 ) Th«ng th­êng chưa biết tụ điện đặt mạng điện áp thấp nào, nên người ta thiết kế số liệu xác để tính Rtđ Một cách gần ®óng cã thĨ tÝnh Rt® qua ®iƯn trë cđa m¸y biến áp biểu thức: - Rtđ = .RB Đối với trạm kề phân xưởng: Mạng dây dẫn dây cáp: = 0,4 = 0,6 Mạng cái: - Đối với trạm phân x­ëng:  = 0,8 (athap  acao ).U 10 Đặt : 2T k a.t Biểu thức (3) viết gän l¹i: Qbï thÊp tèi ­u = Q  Hay Do ®ã: M M R B  .R B Qbï thÊp tèi ­u = Q  M , kVAr R B (1  .) Qbï cao tèi ­u = Qbï - Qbï thÊp tèi ­u (4) Chọn tụ bù hạ áp, chọn tụ bù cao áp (chó ý ®iỊu kiƯn chän tơ) 205 Nếu đặt tụ bù hạ áp ngồi FX: Rt® = .RB Qbï thÊp tèi ­u = Q  M , kVAr R B  Rtđ ) Điện áp máy biến áp quy đổi điện áp thấp lấy theo bảng sau: SB, kVA RB () 100 0,034 180 0,018 320 0,0088 560 0,0034 750 0,0031 b Phân phối dung lượng bù mạng cấp điện áp: 1000 0,0021 1800 0,00106 * Mạng hình tia: Xét mạng điện hình tia gồm n nhánh hình vẽ (hình 7.5) Hình 7.5 Mạng phân phối dung lượng bù Giả sử dung lượng bù phân phối nhánh Qb1; Qb2; Qbn Phụ tải phản kháng điện trở nhánh Q1; Q2 ;Qn r1; r2 ; rn Tổn thất công suất tác dụng công suất phản kháng gây tính theo biểu thức: (Q1  Qb1 ) (Q2  Qb ) (Qn  Qbn ) P  r1  r2   rn  f (Qb1 , Qb , Qbn ) U2 U2 U2 Với điều kiện ràng buộc cân công suất bù (Qb1, Qb2, ,Qbn) = Qb1 + Qb2 + + Qbn - Qb = Dùng phương pháp Lagrangiơ để tìm cực tiểu hàm nhiều biến P = f(Qbi) Chọn nhân tử   2L U2 (Với L số xác định sau) Điều kiện để có cực tiểu đạo hàm riêng hàm triệt tiêu F = f(Qb1, Qb2, Qbn) + (Qb1, Qb2, , Qbn) Do ta có hệ phương trình: 206 2(Q1  Qb1 ) 2L  F   r1   Q U U  b1  F 2(Q2  Qb ) 2L  r2    U U  Qb   2(Qn  Qbn ) 2L  F rn   Q   U U  bn Giải hệ phương trình ta có: Đặt Q n Q n i 1 i 1 bi i 1 L  [(Q1 Q  Qn )  (Qb1  Qb  Qbn )].(    ) 1 r1 r2 rn  Q - Tổng phụ tải phản kháng mạng  Qb - Tổng dung lượng bù mạng Điện trở tương đương nhánh có đặt thiết bị bù mạng Rtd  ( 1    ) 1 r1 r2 rn Vậy viết L = (Q – Q’b).Rtd Thay L vào hệ phương trình ta tìm dung lượng bù tối ưu nhánh: (Q  Qb )  Rtd Qb1  Q1  r1   (Q  Qb ) Rtd Qb  Q2  r2    (Q  Qb )  Rtd Qbn  Qn  rn  Ví dụ 2: Hãy phân phối dung lượng bù Qb = 300 kVAr cho mạng điện hạ áp U=380V, số liệu cho hình vẽ (hình 7.6) 0,1  0,2  0,1  0,2  200 –Qb1 150 –Qb2 150 –Qb3 100 –Qb4 Hình 7.6 Phân phối dung lượng bù theo mạng hình tia 207 Điện trở tương đương nhánh: Rtd  Bài giải: 1 1    0,2 0,1 0,2 0,1  30 Q = 200 + 150 + 150 + 100 = 600 Ta có dung lượng bù tủ động lực Qb1  Q1  (Q  Qb  ) Dung lượng bù tủ động lực lại: Rtd R1 (kVAr) Qb2 = 150 – (600 – 300) 1/ 30.0,2 = 100 kVAr Qb3 = 150 – (600 – 300) 1/30 0,1 = 50 kVAr Qb4 = 100 – (600 – 300) 1/30.0,2 = 50 kVAr Ví dụ 3: Một xí nghiệp có 02 phân xưởng cấp điện mạng hình tia, cơng suất tính tốn phân xưởng sau: Phân xưởng 1: S1 = 360 + j450 (KVA) Phân xưởng 2: S2 = 240 + j350 (KVA) Yêu cầu: - Xác định dung lượng bù để nâng hệ số cơng suất xí nghiệp lên 0,95 Phân phối tối ưu dung lượng bù cho phân xưởng Biết điện trở đường dây đến phân xưởng R1 = 0,008(Ω); R2 = 0,004(Ω) Cách giải: Tổng cơng suất tính tốn xí nghiệp: S = S1 + S2 = 600 + j800 (KVA) Ta có: tg1  Q 800   1,33 P 600 Do yêu cầu nâng hệ số công suất lên cos2 = 0,95 nên tg2 = 1,33 Tổng dung lượng cần bù là: Qb = P(tg1 - tg2) = 600(1,33 – 0,33) = 600(KVAR) Điện trở tương đương Rtd  0,008.0,004  0,0027() 0,008  0,004 208 Dung lượng cần bù phân xưởng Qb1  450  (800  600) Qb1  383( KVAR ) Dung lượng cần bù phân xưởng Qb  350  (800  600) Qb  217( KVAR ) * Mạng phân nhánh 0,0027 0,008 0,0027 0,004 Một mạng phân nhánh coi nhiều mạng hình tia ghép lại Như ta áp dụng cơng thức tính mạng hình tia cho mạng phân nhánh, nhiên cách tính điện trở tương đương có khác, tuỳ thuộc vào số lượng nhánh mà ta có cách tính điện trở tương đương riêng, thơng thường ta tính từ cuối nguồn đầu nguồn Dung lượng bù nhánh thứ i tính sau: Qbi  Qi  (Q( i 1) i  Qbi ) Trong đó: Qi: phụ tải phản kháng nhánh thứ i Rtd ri Q(i-1)i: phụ tải phản kháng chạy đoạn từ điểm (i-1) đến điểm i Qbi: dung lượng bù đặt điểm i Rtd: điện trở tương đương mạng kể từ điểm i trở sau Ví dụ 4: Hãy phân phối dung lượng bù Qb = 300 kVAr cho mạng điện hạ áp hình 7.6 với R1 = R2 = 0,04 ; R12 = 0,02 ; Q1 = 200 kVAr; Q2 = 100 kVAr; Q3 = 200 kVAr Q1 – Qb1 Q2 – Qb2 R2 R1 N RN1 R12 R3 Q3 – Qb3 Hình 7.6 Phân phối dung lượng bù mạng rẽ nhánh Bài giải: Trước tiên tính điện trở tương đương: Rtd2 = R2 song song R3  Rtd2 = 0,04.0,04/(0,04+0,04)= 0,04/2 = 0,02  209 Rtd1 mạch R1 với R12+Rtd2 Rtd1 = R1 (R12+Rtd2) / (R1 + R12 + Rtd2) = 0,04.(0,02+0,02)/(0,04 + 0,02 + 0,02) = 0,02  Áp dụng công thức: Qb1 = Q1 – [(Q1 + Q2 + Q3) - Qb] Rtd1/R1 = 200 – [ 500 – 300 ] 0,02/0,04 = 100 kVAr Qb2 = Q2 – [(Q2 + Q3) – (QB - Qb1)] Rtd2 /R2 = 100 – [ 300 – (300-100)] 0,02 /0,04 = 50 kVAr Qb3 = Q3 – [(Q2 + Q3) – (Qb - Qb1)].Rtd2/R3 = = 200 – [300 – (300-100)] 0,02/0,04 = 150 kVAr Hoặc ta suy Qb3 = Qb - (Qb1 + Qb2) Qb3 = 300 – (100 + 50) = 150 kVAr CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 7.1 Ý nghĩa việc nâng cao hệ số công suất mạng điện 7.2 Các biện pháp nâng cao hệ số công suất mạng điện 7.3 Các thiết bị bù để nâng cao hệ số công suất 7.4 Cách xác định dung lượng bù mạng điện 7.5 Cách xác định vị trí lắp đặt tụ bù mạng điện 7.6 Phân phối thiết bị bù mạng điện BÀI TẬP CHƯƠNG Bài 7.1: Một trạm phân phối trung tâm cấp điện cho 03 trạm biến áp phân xưởng A, B C theo sơ đồ mạng điện hình tia Biết cơng suất trạm biến áp phân xưởng A, B C là: SA=300+j400; SB=250+j350; SC=120+ j240(KVA) Chiều dài dây dẫn từ trạm phân phối trung tâm đến trạm biến áp phân xưởng là: lA = 150(m); lB =120(m); lC = 80(m).Tồn dây dẫn dùng dây cáp có r0 = 0,92(/km) Bỏ qua điện kháng dây dẫn Hãy: a Tính tổng dung lượng bù để nâng hệ số cơng suất cos lên 0,9 b Tính tốn phân phối tối ưu dung lượng bù cho trạm biến áp phân xưởng 210 Bài 7.2: Cho mạng điện phân xưởng hình vẽ 7.7 Tổng dung lượng bù Qb = 400(kVAR) Điện trở phụ tải phản kháng nhánh sau: r1 = 0,009() r23 = 0,005() r3 = 0,014() Q1 = 200 (kVAr) r2 = 0,006() r4 = 0,02() r12 = 0,006() ; ; Q3 = 150 (kVAr) Q4 = 80 (kVAr) Q2 = 100 (kVAr) Hãy phân phối dung lượng bù tối ưu cho nhánh Hình 7.7 Mạng điện phân xưởng Bài 7.3: Nhà máy gồm phân xưởng có sơ đồ cấp điện hình vẽ 7.8 10kV 0,4kV PVC(3x16), 80m 400+j300 kVA PVC(3x25), 50m 500+j720 kVA PVC(3x16), 65m 340+j420 kVA Hình 7.8 Sơ đồ mạng phân xưởng Xác định công suất phản kháng cần thiết bù cho Nhà máy để nâng hệ số cơng suất lên 0,95 Tính tốn phân phối dung lượng bù đặt hạ áp Trạm biến áp phân xưởng Cho biết cáp PVC(3x16) có r0 = 1,15 Ω/km; cáp PVC(3x25) có r0 = 0,74 Ω/km Bài 7.4: Một nhà máy gồm 02 phân xưởng cấp điện mạng hình tia, cơng suất tiêu thụ phân xưởng sau: Phân xưởng 1: S1 = 400 + j500kVA 211 Phân xưởng 2: S2 = 200 + j300kVA Hãy xác định tổng dung lượng bù để nâng hệ số công suất nhà máy lên 0,95 Phân phối tối ưu dung lượng bù cho phân xưởng biết điện trở dây dẫn đến phân xưởng R1 = 0,05; R2 = 0,09 Sử dụng bóng đèn sợi đốt làm điện trở phóng điện cho tụ bù Hãy tính tốn số lượng bóng đèn vẽ sơ đồ nối dây điện trở phóng điện Bài 7.5: Một xí nghiệp có cơng suất tính tốn: Stt = 300 + j400(kVA); điện áp định mức Up = 220V; Ud = 380V Tính dung lượng để nâng hệ số cơng suất xí nghiệp lên 0,95 Tính điện trở phóng điện Hãy vẽ sơ đồ nối dây tụ bù điện trở phóng điện Bài 7.6: Một xí nghiệp gồm phân xưởng cấp điện mạng hình tia, cơng suất tiêu thụ phân xưởng: S1 = 400 + j500(KVA); S2 = 200 + j300(KVA); S3 = 730 + j250(KVA); Điện trở dây dẫn từ trạm biến áp đến phân xưởng R1 = 0,01(); R2 = 0,02(); R3 = 0,07() Hãy xác định tổng dung lượng bù để nâng hệ số cơng suất xí nghiệp lên 0,95 Phân phối tối ưu dung lượng bù cho phân xưởng Bài 7.7: Mạng điện hình tia gồm nhánh, điện áp U = 380V Điện trở nhánh phụ tải hộ cho hình 7.9 Tổng dung lượng bù Qb = 300 kVAr Hãy tính dung lượng bù tối ưu cho nhánh Qb = 300kVAr r1= 0,2  r2= 0,3  r3= 0,2  0,1  Q1= 250 kVAr Q2= 200 kVAr Q3= 200 kVAr r4= 0,3  0,2  Q4= 150 kVAr H×nh 7.9 Sơ đồ mạng điện hình tia 212 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Công Hiền, Nguyễn Mạnh Hoạch Hệ thống cung cấp điện cho xí nghiệp cơng nghiệp, thị nhà cao tầng Nhà xuất : Khoa học Kỹ thuật năm 2001 [2] Nguyễn Xuân Phú, Nguyễn Công Hiền, Nguyễn Bội Khuê Cung cấp điện Nhà xuất bản: Khoa học Kỹ thuật năm 1998 [3] Phan Thanh Bình tác giả khác Hướng dẫn thiết kế lắp điện theo tiêu chuẩn quốc tế IEC Nhà xuất bản: Khoa học kỹ thuật năm 2001 [4] Lê Văn Doanh Cẩm nang thiết bị đóng cắt ABB Nhà xuất bản: Khoa học kỹ thuật năm 2001 [5] Lê văn Doanh, Đặng Văn Đào, Kỹ thuật chiếu sáng Nhà xuất Khoa học kỹ thuật năm 1996 [6] Nguyễn Cơng Hiền Cung cấp điện cho xí nghiệp công nghiệp Nhà xuất bản: Đại học trung học chuyên nghiệp năm 1996 [7] Ngô Hồng Quang, Vũ Văn Tẩm Thiết kế cấp điện - NXB : Khoa Học Kỹ Thuật năm 2000 [8] Ngô Hồng Quang Sổ tay chọn tra cứu thiết bị điện từ 0,4 KV đến 500KV Nhà xuất Khoa học kỹ thuật năm 2002 [9] RICHARD ROEPER Người dịch :T.S Đào Kim Hoa, Nguyễn Hồng Thái Ngắn mạch hệ thống điện [10] Cooper Lighting and Lighting Technologies, Inc Luxicon; Dialux (phần mềm tính tốn thiết kế chiếu sáng) [11] Schneider Electric Ecodial; DocWin (phần mềm tính tốn thiết kế cung cấp điện) 213 ...LỜI NÓI ĐẦU Tập giảng cung cấp điện dùng để giảng dạy cho sinh viên Đại học ngành thuộc Khoa Điện - Điện tử Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Nam Định Tập giảng nhằm cung cấp cho sinh viên kiến... truyền tải cung cấp điện thực theo kế hoạch chung toàn hệ thống điện Hệ thống điện bao gồm khâu: Phát điện, truyền tải, phân phối, cung cấp điện tới hộ tiêu thụ sử dụng điện, thực nhà máy điện, trạm... loại Mạng điện hở: Là mạng điện mà hộ tiêu thụ cung cấp điện từ phía (hình 1.5) Mạng điện vận hành đơn giản, dễ tính tốn mức bảo đảm cung cấp điện thấp Hình 1.5 Sơ đồ mạng điện hở Mạng điện kín: