Bài giảng Thực hành cung cấp điện và giải tích mạng

LỜI NÓI ĐẦU Tập giảng Thực hành Cung cấp điện giải tích mạng tài liệu mơn học “Thực hành Cung cấp điện giải tích mạng” Mơn học hành Cung cấp điện giải tích mạng trang bị cho sinh viên kiến thức trau dồi kỹ cần thiết lắp đặt, kiểm tra sửa chữa, vận hành tính tốn, thiết kế mơ hệ thống cung cấp mạng điện Học tốt mơn học, sinh viên tự giải vấn đề thực tiễn ln gắn với công nhân cán kỹ thuật điều khiển – tự động hóa, việc tính tốn, thiết kế mơ lắp đặt hệ thống cung cấp mạng điện Sinh viên hoàn toàn tự tin tiếp cận với thực tiễn Với mục tiêu cung cấp cách đầy đủ kiến thức cần thiết cho sinh viên thực hành, tâ ̣p bài giảng trình bày cách đọng, dễ hiểu, cố gắng chắt lọc kiến thức cần thiết Sinh viên muốn tìm hiểu thêm tìm đọc tài liệu liên quan Với mong muốn sinh viên phải cố gắng, nghiêm túc thực hành, thực hành có yêu cầu cao Để thực hoàn thành tốt thời gian giới hạn, nỗ lực cá nhân, sinh viên phải có tinh thần làm việc tập thể, phân công công việc cá nhân nhóm hợp lý Đó tác phong cơng nghiệp sinh viên ngành điện Tập giảng chỉnh sửa bổ sung cho phù hợp với thực tế cập nhật kiến thức phù hợp với phát triển khoa học kỹ thuật cơng nghệ Mặc dù có nhiều cố gắng song với thời lượng biên soạn ngắn nên khó thể tránh thiếu sót Mọi góp ý xin vui lịng gửi Bộ mơn Kỹ thuật Điều khiển-khoa Điện- Điện tử, trường Đại học SPKT Nam Định Các tác giả i Mục lục LỜI NÓI ĐẦU I BÀI 1: TRẠM BIẾN ÁP PHÂN XƯỞNG BÀI 2: LẮP ĐẶT TỦ PHÂN PHỐI, TỦ ĐỘNG LỰC, TỦ ĐO LƯỜNG 29 BÀI 3: LẮP ĐẶT HỆ THỐNG BÙ VÀ ĐIỀU CHỈNH DUNG LƯỢNG BÙ 43 BÀI 4: LẮP ĐẶT HỆ THỐNG ĐIỆN PHÂN XƯỞNG 60 BÀI 5: KHẢO SÁT MẠCH ĐIỆN BẰNG PHẦN MỀM MATLAB 73 BÀI 6: KHẢO SÁT MẠCH ĐIỆN BẰNG PHẦN MỀM POWERWORLD 99 BÀI 7: KHẢO SÁT MẠCH ĐIỆN BẰNG PHẦN MỀM KHÁC 125 BÀI 8: THAM QUAN THỰC TẾ ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED ii BÀI 1: TRẠM BIẾN ÁP PHÂN XƯỞNG I Mục tiêu học tập 1.Kiến thức - Phân tích sơ đồ nối dây mạng điện trạm biến áp phân xưởng - Hiểu quy trình lắp ráp phần tử thuộc tủ hạ trạm biến áp phân xưởng Kỹ - Thao tác lắp ráp, hiê ̣u chỉnh và vâ ̣n hành phần tử thuộc tụ hạ trạm biến áp phân xưởng trình tự đạt yêu cầu kỹ thuật, mỹ thuật, kinh tế, thời gian Thái độ - Nghiêm túc học tập, tích cực luyện tập - Đảm bảo an toàn cho người thiết bị II Lý thuyết liên quan Đặc điểm trạm biến áp phân xưởng Trong lưới điện quốc gia có nhiều cấp điện áp khác để truyền tải điện xa từ nhà máy điện đến nơi tiêu thụ phải thơng qua trạm biến áp Trạm biến áp cơng trình để chuyển đổi điện áp từ cấp sang cấp điện áp khác, trạm biến áp phân loại theo điện áp, theo địa dư Theo điện áp, trạm biến áp trạm tăng áp, trạm hạ áp trạm trung gian Trạm tăng áp thường đặt nhà máy điện, làm nhiệm vụ tăng điện áp từ máy phát lên điện áp cao để truyền tải điện xa Trạm hạ áp thường đặt hộ tiêu thụ, để biến đổi điện áp cao xuống điện áp thấp thích hợp với hộ tiêu thụ, để biến đổi điện áp cao xuống điện áp thấp thích hợp với hộ tiêu thụ điện Trạm biến áp trung gian làm nhiệm vụ liên lạc hai lưới điện có cấp điện áp khác - Trạm biến áp trung gian: Làm nhiệm vụ biến đổi điện áp (35÷220) kV hệ thống điện thành điện áp phân phối (6÷10) kV mạng điện xí nghiệp Thơng thường xí nghiệp lớn có trạm biến áp trung gian riêng cịn xí nghiệp trung bình lấy điện từ mạng điện thành phố (6÷10) kV từ trạm biến áp khu vực từ trạm điện áp khu vực trạm biến áp khu vực làm nhiệm vụ trạm trung gian tức biến đổi điện áp (35÷220) kV thành điện áp (6÷10) kV để cung cấp cho khu vực kinh tế - Trạm biến áp phân xưởng làm nhiệm vụ biến đổi điện áp (6÷10) kV mạng phân phối xí nghiệp thành điện áp 380/220 V 220/127 V mạng phân xưởng Trạm phân phối: Trạm phân phối không làm nhiệm vụ biến đổi điện áp mà làm nhiệm vụ phân phối điện cấp điện áp (thường 6÷35 kV) Trạm ngồi phân xưởng đặt cách phân xưởng (10÷30) m Kiểu trạm thường dùng trường hợp phân xưởng có chất dễ nổ, dễ cháy, diện tích phân xưởng bé, phụ tải phân tán nhiều phân xưởng dùng chung trạm biến áp.Trạm kề phân xưởng trạm có hai mặt tường chung với tường phân xưởng loại trạm thuận tiện kinh tế nên sử dụng rộng rãi Trạm phân xưởng trạm biến áp nằm hẳn phân xưởng Loại trạm dùng phụ tải phân xưởng lớn, cần đưa MBA vào gần trung tâm phụ tải cho kinh tế Nhược điểm việc phịng nổ, phịng cháy gặp khó khăn Ngồi cịn có hình thức xây dựng khác trạm treo cột dùng cho MBA có cơng suất nhỏ, trạm trời Sơ đồ nối dây trạm biến áp phân xưởng Sơ đồ nối dây trạm hợp lý hay khơng có ảnh hưởng trực tiếp đến độ tin cậy cung cấp điện Sơ đồ nối dây cần phải đảm bảo yêu cầu sau: - Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện theo loại phụ tải - Nối dây rõ ràng, thuận tiện vận hành sử lý cố - Đảm bảo an toàn cho nhân viên vận hành - Đảm bảo điều kiện an tồn sửa chữa - Có khả phát triển - Hợp lý mặt kinh tế, sở đảm bảo yêu cầu đƯờng dây 10kv(TC 22) 3AC - 50 chống sét van 10kv r  r  4 kwh bi1 a bi2 a chuyển mạch đo điện áp at a1 a tủ phân phối điện hạ tđ-0,4kv/100a v a2 gz-0,6kv Lộ No1 chống sét hạ (Đóng mở dàn van) r Lộ No2 (Cấp điện nhà quản lý) r  4 Hình 1.1: Sơ đồ nối dây trạm biến áp phân xưởng Giới thiệu thiết bị sơ đồ Phía cao áp có đặt: dao cách ly, cầu chì tự rơi chống sét van (lưu ý vị trí đặt chống sét van) Phía hạ áp đặt tủ phân phối hạ tổng Chức nhiệm vụ thiết bị: Dao cách ly: làm nhiệm vụ cách ly đường dây trung áp trạm biến áp phục vụ cho việc kiểm tra, bảo dưỡng, sửa chữa thay thiết bị trạm biến áp máy biến áp, chống sét van, cầu chì, cáp tổng, hệ thống tiếp địa Tủ hạ có nhiệm vụ điều phối, giám sát cung cấp điện cho hộ tiêu thụ * Bắt đầu cung cấp điện - Đóng dao cách ly thiết bị chống sét - Đóng cắt dao cách ly đường dây vào trạm phía cao áp tùy theo phương thức vận hành trạm lấy điện từ nguồn nguồn Đóng dao cách ly phía máy cắt liên lạc phía cao áp hạ MBA Đóng cắt dao cách ly, nối với hệ thống kép phía hạ MBA tùy theo phương thức vận hành -Đóng khơng đóng cadcs máy cắt liên lạc phía cao thế, phía hạ MBA, tùy theo phương thức vận hành -Đóng dao cách ly, máy cắt cao MBA -Đóng máy cắt hạ MBA (Trong trường hợp đóng đồng thời hai máy cắt cao hạ MBA ) -Đóng máy cắt đường dây qua * Khi ngừng cung cấp điện -Cắt máy cắt đường dây dẫn điện đến phụ tải phía thứ cấp MBA -Cắt máy cắt hạ thế, máy cắt cao (hoặc cắt đòng thời ) MBA -Cắt dao cách ly đường dây vào trạm * Đóng MBA vào vận hành Việc đóng MBA vào vận hành tiến hành sau: Đầu tiên phải đóng dao cách ly phía đầu vào đầu MBA đóng máy cắt * Cắt máy biến áp Cắt MBA trình tự thao tác ngược lại so với trường hợp đóng MBA vào làm việc, trường hợp phải lưu ý Vì trạm cung cấp điện cho hộ tiêu thụ điện loại I loại II, có yêu cầu cung cấp điện liên tục nên trước máy chế độ dự phịng nguội (Khơng đóng điện) phải kiểm tra đóng máy vào trước cắt MBA làm việc Nếu hai MBA trước mang tải cần phải xem xét, thao tác cho cắt máy máy cịn lại khơng bị q tải mức cho phép Nếu cắt MBA để tiến hành bảo dưỡng, sửa chữa phải tháo điện áp tàn dư cuộn dây MBA trước tiến hành bảo dưỡng sửa chữa Chống sét van: làm nhiệm vụ chống sét đánh từ ngồi đường dây khơng truyền vào trạm Cầu chì tự rơi: bảo vệ ngắn mạch cho mạng điện Cáp tổng: Làm nhiệm vụ dẫn điện từ máy biến áp vào tủ phân phối hạ áp (cũng dùng thay cho cáp tổng) Tủ phân phối hạ lấy điện từ trạm biến áp cấp điện trực tiếp cho phụ tải hạ áp Hệ thống nối đất: làm chức nối đất an toàn, nối đất làm việc, nối đất chống sét Các phần tử cao áp 3.1 Cầu chì tự rơi Cầu chì tự rơi có hai chức vừa làm nhiệm vụ bảo vệ vừa làm nhiệm vụ cách ly (khi dây chảy đứt cầu chì tự bật làm nhiệm vụ dao cách ly) Thao tác đóng cắt cầu chì tự rơi thực theo pha sào cách điện thao tác tay Việc lắp đặt cầu chì tự rơi thực tương tự lắp đặt dao cách ly với kích thước lắp đặt cho bảng thơng số hình vẽ Hình 1.2 : Ký hiệu hình dáng cầu chì tự rơi 3.2 Máy cắt Máy cắt điện loại khí cụ điện cao áp, dùng để đóng cắt mạch điện cao áp chỗ từ xa, lưới điện vận hành bình thường, khơng bình thường, bị cố ngắn mạch hệ thống điện Hình 1.3 : Ký hiệu hình dáng máy cắt * Phân loại máy cắt điện: + Phân loại theo cấu tạo: Máy cắt buồng dập hồ quang máy cắt nhiều buồng dập hồ quang pha Máy cắt có lị xo tích máy cắt khơng có lị xo tích + Phân loại theo vị trí lắp đặt: Máy cắt lắp đặt nhà Máy cắt lắp đặt trời, phải chịu khí hậu khắc nghiệt, chống ăn mịn hố học + Phân loại theo phương pháp dập tắt hồ quang: - Máy cắt điện nhiều dầu buồng dập tắt hồ quang Máy cắt điện nhiều dầu có buồng dập tắt hồ quang - Máy cắt điện dầu - Máy cắt điện khơng khí - Máy cắt điện khí SF6 - Máy cắt điện tự sinh khí - Máy cắt điện chân khơng - Máy cắt điện từ (dập tắt hồ quang từ trường) * Các yêu cầu kỹ thuật máy cắt điện: Máy cắt điện phải có khả cắt lớn, thời gian cắt bé (cắt nhanh) tránh hồ quang cháy phục hồi Độ tin cậy cao: đóng cắt không gây cháy nổ hư hỏng khác Tuổi thọ cao, số lần đóng cắt nhiều Kích thước gọn, trọng lượng nhẹ, kết cấu đơn giản, dễ lắp đặt, dễ vận hành, giá thành hợp 3.3 Dao cách ly * Công dụng : Dao cách ly loại khí cụ điện cao áp, sử dụng để đóng cắt mạch điện cao áp khơng có điện, tạo khoảng cắt an tồn trơng thấy phận mang điện phận cắt điện Khi cần kiểm tra sữa chữa, bảo dưỡng phận không mang điện Trong điều kiện định dùng dao cách ly đóng cắt đường dây máy biến áp không mang tải công suất nhỏ, đóng cắt mạch điện đẳng để đổi nối phương thức kết dây sơ đồ Vì dao cách ly khơng có phận dập tắt hồ quang nghiêm cấm dùng dao cách ly đóng cắt mạch điện mang tải DCL Hình 1.4 : Ký hiệu hình dáng daao cách ly * Yêu cầu kỹ thuật dao cách ly: Dao cách ly phải làm việc tin cậy, tiếp xúc phải đảm bảo chắn Phải đảm bảo ổn định động ổn định nhiệt có dịng điện ngắn mạch cực đại chạy qua Kết cấu dao cách ly phải gọn nhẹ, đơn giản, dễ lắp đặt, dễ thao tác, phải liên động với máy cắt để dao cách ly cắt điện đóng cách ly trước đóng điện cho máy cắt Khoảng cách lưỡi dao sau cắt hết hành trình phải đủ lớn, để đảm bảo khơng bị phóng điện có xung điện áp * Phân loại: Phân loại theo vị trí lắp đặt có dao cách ly lắp đặt nhà dao cách ly lắp đặt trời cấp điện áp vận hành yêu cầu kỹ thuật dao cách ly ngồi trời cao hơn, dao cách ly ngồi trời phải chịu tác động mơi trường khắc nghiệt mưa, nắng, xạ, tác nhân hoá học, bụi bẩn Phân loại theo cấu tạo: - Loại dao cách ly có lưỡi dao tiếp đất dao cách ly khơng có lưỡi dao tiếp đất - Loại dao cách ly có lưỡi dao động quay mặt phẳng ngang loại dao cách ly có lưỡĩ dao động quay mặt phẳng thẳng đứng - Loại dao cách ly có liên động lắp kèm với máy cắt cách ly khơng có liên động (cách ly phân đoạn) 3.3 Chống sét van Chống sét van loại thiết bị điện cao áp sử dụng để bảo vệ chống sét xâm nhập từ đường dây vào trạm biến áp nhà máy điện, chống điện áp cho trạm biến áp nhà máy điện Hình 1.5 : Ký hiệu hình dáng chống xét van Cấu tạo loại chống sét van điện trở vilit khe dập hồ quang Hai phận đặt nối tiếp nhau, dòng sét qua khe dập tia lửa qua điện trở vilit xuống đất Khi đặt điện áp vào điện trở điện áp lới (Uvh ≈ Uđm) điện trở vilit có điện trở lớn (Rvl ≈ ∞ ) ngăn khơng cho dịng tải đường dây tháo xuống đất Khi đặt lên điện trở điện áp sét, có trị số lớn điện trở vilit tự động giảm gần không Mỗi khe hở dập hồ quang gồm hai đĩa đồng mỏng dập định hình ép vào mica dày từ (0.5-1)mm dạng hình vàng khăn nh hình vẽ, mica tạo nên khe dập tia lửa hồ quang Tủ phân phối hạ 4.1 Sơ đồ nguyên lý tủ phân phối hạ Tủ phân phối hạ trạm biến áp phân xưởng làm nhiệm vụ nhận điện từ thứ cấp máy biến áp phân phối phụ tải Trong tủ có đặt thiết bị đo đếm để theo dõi dòng điện, điện áp, tần số, hệ số công suất, điện tiêu thụ công suất phản kháng hộ tiêu thụ 10 ... điện áp (35÷220) kV hệ thống điện thành điện áp phân phối (6÷10) kV mạng điện xí nghiệp Thơng thường xí nghiệp lớn có trạm biến áp trung gian riêng cịn xí nghiệp trung bình lấy điện từ mạng điện. .. sát cung cấp điện cho hộ tiêu thụ * Bắt đầu cung cấp điện - Đóng dao cách ly thiết bị chống sét - Đóng cắt dao cách ly đường dây vào trạm phía cao áp tùy theo phương thức vận hành trạm lấy điện. .. lưu ý Vì trạm cung cấp điện cho hộ tiêu thụ điện loại I loại II, có yêu cầu cung cấp điện liên tục nên trước máy chế độ dự phịng nguội (Khơng đóng điện) phải kiểm tra đóng máy vào trước cắt MBA