Cung cấp và phân phối điện: Lý thuyết và thực hành

MỤC LỤC

Dự báo phụ tải

Nh− vậy theo ph−ơng pháp hàm tương quan, người ta phải dự báo một đại lượng khác, rồi từ đó qui ra phụ tải điện căn cứ vào quan hệ t−ng quan giữa 2 đại lu2o2ngj này với phụ tải điện. Vì thế đòi hỏi người làm công tác dự báo phụ tải điện phải nắm đ−ợc qui luật phát triển của phụ tải, phải biết đánh giá và sử dụng các giá trị phụ tải đã dự báo được bằng phương pháp ngoại suy.

Cơ sở tính toán kinh tế – kỹ thuật trong cc®-xn

    + Phương pháp tính toán mạng đèn huỳnh quang giông hệt phương pháp tính toán mạng động lực (có P và cả Q). + Khi chiếu sáng ngoài trời cần chú ý cách bố trí đèn vào các pha sao cho tổn thất. điện áp ở các pha bằng nhau. - Tram PP: Chỉ phân phối điện năng trong cùng cấp điện áp. - Trạm kề phân x−ởng: thuận tiện và kinh tế. - Trạm trong PX: dùng khi phụ tải lớn, tập chung → gần tâm phụ tải, giảm tổn thất. Nh−ợc điểm phòng cháy, nỏ, thông gió kém. Ngoài ra còn có các loại trạm khác nh−: trạm treo, trạm ki ốt, trạm bệt …. b) Vị tri trạm: nguyên tắc chung:. + Gần tâm phụ tải. +Không ảnh h−ởng đi lại và sản xuất. +ĐK thông gió, phòng cháy, nổ tốt, chánh bụi, hơi hoá chất. + Với các XN lớn, phụ tải tập chung thành những vùng rõ dệt thì phải xác. định tâm phụ tải của từng vùng riêng biệt → XN sẽ có nhiều trạm BA chính. đặt tại các tâm đó. a) Số l−ợng máy biến áp: kinh nghiệm thiết kế vận hành cho thấy mỗi trạm chỉ nên đặt 1 máy BA là tốt nhất. Ngoài ra còn phải chú ý đến công suất dự trữ khi xẩy ra sự cố 1 máy (dành cho trạm có 2 máy). Những máy còn lại phải đảm bảo CC đ−ợc 1 l−ợng công suất cần thiết theo yêu cầu của phụ tải. + Trong điều kiện bình th−ờng:. Sdm – dung l−ợng định mức đã hiệu chỉnh nhiệt độ của BA. Stt - Công suất tính toán của trạm. Tr−ờng hợp cần thiết có thể xét thêm quá tải lúc bình th−ờng, nh− vậy có thể cho phép chọn đ−ợc máy BA có dung l−ợng giảm đi → tiết kiêm vốn đầu t−. hoặc đứt một. Sdm – dung l−ợng định mức của máy BA đã hiệu chỉnh nhiệt độ. Ssc - Phụ tải mà trạm vẫn cần phải đ−ợc cung cấp khi có sự cố. Hệ số quá tải. Từ đó xác định đ−ợc phụ tải cực đại cho phép. a) Sơ đồ trạm biến áp chính: việc lựa chọn phụ thuộc vào đường dây cung cấp từ nguồn và số đường dây ra, số lượng và công suất BA, loại thiết bị đóng cắt. a) Độ tin cậy cao dùng cho hộ yêu cầu cao về CCĐ. Máy cắt liên lạc chỉ dùng khi trạm đ−ợc cung cấp từ đ−ờng dây trục chính song song. b) ở phía cao áp chỉ đặt hệ thống dao cách ly, dao ngắt mạch tự động – −u điểm rẻ tiền. b) Sơ đồ trạm biến áp phân xưởng:. HV-a Sơ đồ đơn gian nhất. Phía cao áp chi có cầu dao cách ly và cầu chì. HV-b T−ơng tự a) dao cách ly đ−ợc thay thế bằng máy cát phụ tải (cho phép. đong cắt ngay cả khi máy biến áp đang mang tải).

    Sơ đồ CCĐ và trạm BA.
    Sơ đồ CCĐ và trạm BA.

    Tính toán điện trong mạng điện

      Tổn thất công suất trên 2 cuộn dây (tức trên tổng trở ZB). Toàn bộ tổn thất công suất trong máy biến áp sẽ là:. + Từ đấy ta thấy rằng công suất đầu vào máy biến áp là:. + Trong thực tế người ta có thể xác định tổn thất công suất trên cuộn dây của máy BA bằng những thông số cho tr−ớc của máy BA. Xuất phát từ công thức tính RB và XB ta cã:. Chú ý: Trong công thức trên tổng trở và điện áp phải đ−ợc qui về cùng một cấp điện. b) Với máy biến áp 3 cuộn dây: việc tính toán hoàn toàn t−ơng tự nh− ở máy biến áp 2 cuộn dây (phần tổn thất trong dây cuốn cuả từng cuộn dây). Hãy xác định tổn thất điện năng trong một năm của mạng phân phối 10 kV (HV). + Để tính đ−ợc tổn thất điện năng của l−ới. Tr−ớc tiên ta phải xác định được ∆Pmaxcủa lưới. Cần chú ý rằng ∆A chỉ liên quan đến ∆P mà thôi. 5.3 Tính tổn thất điện áp trong mạng điện:. 1) Tổn thất điện áp trên đường dây cung cấp: có thể dùng phương pháp đồ thị hoặc phương pháp giải tích để tính. a) Phương pháp đồ thị: Trình tự các bước xây dụng đồ thị vectơ.

      Sơ đồ thay thế của đường dây trên không lúc này sẽ như HV. sau:
      Sơ đồ thay thế của đường dây trên không lúc này sẽ như HV. sau:

      Xác định tiết diện dây dẫn trong mạng điện

        Trường hợp này nếu là mạng công nghiệp đặc trưng bởi số giờ sử dụng công suất cực đại lớn (Tmax lớn) thì kinh tế nhất tiết diện dây phải được chọn theo phương pháp mật độ dòng điện không đổi (các giáo trình tryuền môn đã chứng minh đ−ợc rằng, cùng một chi phí kim loại mầu đã cho, điều kiện mật độ dòng điện không đổi sẽ tương ứng với tổn thất công suất và điện năng là bé nhất). Từ (6.13) ta nhận thây rằng jkt không phụ thuộc vào điện áp của mạng điện nh−ng nó phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố (nh− giá nguyeen vật liệu, giá điện năng, chi phí về thi công, loại dây, tính chất công việc của phụ tải .v.v…).

        Bù công suất phản kháng

        Khái niệm chung và ý nghĩa của việc nâng cao hệ số công suất

        + Vì các phụtải là các đại l−ợng biến đổi liên tục theo thời gian nên trị số của cosϕ cũng biến động theo thời gian.

        PartgQ

          Trên thực tế kích cỡ của bài toán này sẽ có kích thước khá lớn, đặc biệt là các xí nghiệp cỡ trung và lớn, vì trong các xí nghiệp này sẽ cùng một lúc tồn tại nhiều cấp điện áp khác nhau, mà giá trung bình 1 kVAr tụ bù ở các cấp điện áp khác nhau lại khác nhau khá nhiều. Bài toán phân phối này có đặc điển là thành phần Z1 & Z2 (chi phí liên quan đến vốn đầu t− & tổn thất bên trong các bộ tụ) có thể đ−ợc bỏ qua vì chỉ phân phối với l−ợng Q tổng cố định, và lại trong cùng một cấp điện áp nêu Z2 cũng sẽ không đổi trong mọi trường hợp.

          Tính toán dòng ngắn ngạch

          Khái niệm chung

          Nguyên nhân: chủ yếu là do cách điện bị h− hỏng, ngoài ra còn một số nguyên nhân khác nh−;. +Các nguyên nhân cơ học trực tiếp nh− đào đất chạm phải dây cáp, thả diều, chim đậu, cây đổ.

          Phân loại các dạng ngăn mach

          Để có lời giải chính xác, sau khi nghiên cứu riêng rẽ cần phải tổng hợp lại và nhiều lúc theo quan điểm nghiên cứu riêng rẽ mà yêu cầu của các vấn đề lại mâu thẫn nhau. Thành phần chu kỳ và thành phần không chu kỳ (tắt dần). Thành phần ick là giống nhau trong cả ba pha, còn thành phần tắt dần itd lại khác nhau trên mỗi pha và biến đổi theo thời điểm bắt đầu ng.m. Thông thường thành phần chu kỳ đ−ợc xác định theo trị số lớn nhất có thể. Khi tính toán ng.m. ng−ời ta th−ờng coi nguồn cung cấp cho điểm ng.m. + Các máy phát thuỷ điện và nhiệt điện. + Các động cơ và máy bù đồng bộ. + Các động cơ không đồng bộ chỉ đ−ợc xét tới ở thời điểm ban. đầu và chỉ tính đến trong các trường hợp khi chúng ở gần hoặc được mắc trực tiếp tại điểm ng.m. đúng vào lúc dòng điện đi qua điểm 0).

          Hệ đơn vị tương đối

          Đối với máy biến áp ba cuộn dây, nhà máy sản xuất th−ờng cho điện áp ng.m. Đặt u ↑ vào cuộn cao áp và nâng dần áp cho đến khi dòng điện trong cuộn T và H đạt giá trị định mức.

          Xác định trở kháng của các phần tử của HT-CCĐ

          Từ uN% có thể đẽ dàng tính đ−ợc điện kháng của máy biến áp trong hệ.

          Hằng số tích phân xác định theo điều kiện ban đầu (khi t=0 thời điểm bắt

          • Các giá trị thực của dòng ngắn mạch toàn phần và các thành phần

            Cần chú ý là nếu điện kháng có điện áp cao hơn cấp điện áp tại nơi đặt nó, thì lúc tính vẫn phải dùng điện áp của nó để tính (Ví dụ đặt kháng điện 10 kV vào cấp điện áp 6 kV Lúc tính toán ta vẫn phải dùng Udm =10 kV vì. Trong hệ đơn vị có tên điện kháng của cuộn kháng điện là:. d) Đ−ờng dây trên không và cáp:. e) Các thành phần khác: ngoài các thành phần kể trên khi tính toán ng.m. +Do các dòng ick0 ; i0 là hình chiếu của các vectơ Ickm & Im trên trục thời gian nên dòng ikck0 cũng có thể coi nh− là hình chiếu của (Im – Ickm) trên trục đó (HV.) → Giá trị ban đầu của thành phần tự do (tắt dần) có thể thay đổi từ giá trị lớn nhất có thể khi vectơ (Im – Ickm) song song với trục thời gian tt.

            1) Sơ đồ thay thế tính toán:    trong sơ đồ đó tất cả các mạch điên có  liên hệ từ đ−ợc thay thế bằng mạch liên hệ điện
            1) Sơ đồ thay thế tính toán: trong sơ đồ đó tất cả các mạch điên có liên hệ từ đ−ợc thay thế bằng mạch liên hệ điện

            Lựa chọn thiết bị điện

              Nên chỉ đ−ợc sử dụng ở nơi không quan trọng (Trạm BA-PX) và mới chỉ đ−ợc chế tạo ở cấp điện. áp trung áp. 1) Nhiệm vụ: Cách ly các bộ phận hoặc thiết bị cần sửa chữa ra khổi mạng. đang có điện áp để tiến hành sửa chữa, bảo d−ỡng. Cầu dao cách ly có thể tạo ra một khoảng cách trông thấy, khiến cho công nhân sửa chữa an tâm khi làm việc. Vì vậy ở nơi cần sửa chữa luôn nên đặt cầu dao cách ly ngoài các thiết bị. đóng cắt khác. Cầu dao cách ly không có bộ phận dập hồ quang nên nó không cắt đ−ợc dòng. điện phụ tải, vì vậy chỉ đ−ợc phép cắt dòng điện không tải của các máy BA với. điều kiện là công suất của các máy đó không v−ợt quá những giới hạn qui định tuỳ theo cấp điện áp định mức của máy VD. Cấp 35 kV có thể cắt dòng không. Cầu dao cách ly đ−ợc chế tạo ở tất cả các cấp điện áp. • Theo vị trí đặt có thể chia ra: loại trong nhà, loại ngoài trời. • Theo cách thao tác: loại thao tác bằng tay, loại thao tác bằng điện. cấu tạo đơn gian rẻ tiền, kích thước nhỏ, được dùng phổ biến. Do đặc tính làm việc không ổn định nên chọn không đúng thì làm việc không chính xác. Trong vỏ có các bộ phận dập hồ quang đ−ợc chế tạo theo nhiều kiểu loại, trong nhà, ngoài trời.). Thì can cứ vào kích thước vừa tra được và cosϕ để tiếp tục ta sẽ tìm đ−ợc K2 và I” (và kích th−ớc mới). 3) Kiểm tra thanh dẫn theo điều kiện ổn định động do dòng ngm.:. Khi xẩy ra ngm. trong thanh dẫn đặt gần nhau sẽ xuất hiện hiệu ứng lực làm cho thanh dẫn bị uốn. → Yêu cầu ứng lực đó phải nhỏ hơn hay bằng lực uốn cho phép của thanh dẫn. [kg] - ứng lực cho phép khi thanh dẫn chịu uốn Trong đó:. σcf – ứng lực cho phép của vật liệu làm thanh dẫn [kG/cm2]. 4) Kiểm tra thanh dẫn theo ổn định nhiệt:: tương tự như lói cáp.

              Bảo vệ rơ-le và tự động hoá

                Sau một thời gian bằng thời gian chỉnh định → Tiếp điểm thường mở đóng chậm của nó cung cấp nguồn cho rơle trung gian RG → tiếp điểm của nó đóng mạch cuộn hút CC → máy cắt đ−ợc cắt ra, đồng thời lúc đó Rơle tín hiệu RTh cũng báo tín hiệu là máy cắt đã tác động. Vì vậy người ta thường đặt thêm các loại bảo vệ khác (BV dòng cực đại có thời gian duy trì). để làm bảo vệ dự trữ cho BV cắt nhanh. Thời gian tác động của bảo vệ cắt nhanh hầu nh− chỉ phụ thuộc vào thời gian tác động của bàn thân rơle dòng điện và rơle trung gian. Khi có nhiều cấp bảo vệ thì thời gian tác động của chống sét ống có thể đạt tới 0,04 – 0,06 s → gây ra ngm tạm thời có thể dẫn tới tác động nhầm đối với các loại bảo vệ cắt nhanh, Trong tr−ờng hợp nh− vậy, ng−ời ta dùng loại role trung gian tác. 4) Bảo vệ so lệch dọc: “cũng là loại bảo vệ cắt nhanh, dựa trên sự chênh lệch về cường độ và pha của dòng điện ở đầu và cuối (đường dây) vùng bảo vệ”.

                Sơ đồ b) – sao không hoàn toàn:  ở chế độ đối xứng và ngắn mạch 3 pha
                Sơ đồ b) – sao không hoàn toàn: ở chế độ đối xứng và ngắn mạch 3 pha

                Chiếu sáng công nghiệp

                • Chiếu sáng trong nhà, chiếu sáng ngoài trời
                  • Chao đèn
                    • Độ rọi tiêu chuẩn: E tc
                      • Tính toán chiếu sáng

                        Căn cứ vào tính chất công việc, vào điều kiện đảm bảo sức khoẻ của công nhân, vào khả năng cung cấp điện của mỗi n−ớc → Ban bố những tiêu chuẩn về độ rọi tiêu chuẩn cho các loại hình công việc khác nhau (Bảng 10-3; 10-4) là tiêu chuẩn độ rọi của nước ta. + Đặc điểm của qui trình công nghệ (mức chính xác của các loại hình công việc đang có trong PX,XN. Độ lớn của vật cần quan sát, mức độ cần phân biệt mầu sắc .v.v…) → Xác định các tiêu chuẩn về độ rọi cần thiết cho các khu vực thiết kế. Cách bố trí và lắp đặt đèn là công việc tiếp theo trong phần thiết kế chiếu sáng, nó phụ thuộc vào nhiếu yếu tố khác nhau của khu vực sản xuất, nh−. độ cao của nhà xưởng, nhà xưởng có trần hoặc không có trần, nhà xưởng có cầu trục hay không có cầu trục.v.v… Phần dưới đây chỉ đề cập đến việc bố trí đèn cho hình thức chiếu sáng chung vì hình thức này sử dụng nhiều đèn. Vấn đề là phải xác định được một cách hợp lý nhất vị trí tương. đối giữa các đèn với nhau, giữa các đèn với trần nhà, giữa các dẫy đèn với tường. Vì các yếu tố này ảnh hưởng trực tiếp đến độ rọi của mặt được chiếu sáng. Bố trí đèn:. Người ta đã chứng minh được rằng nếu bố trí đèn như sơ đồ a) thì hiệu quả. cao nhất nếu La = Lb. Trong thực tế việc bố trí đèn còn phụ thuộc vào hệ thống xà ngang của nhà x−ởng nên các khoảng cách trên cố gắng tuânthủ đ−ợc là tốt nhất. Khoảng cách từ cách đẫy đèn đến tường bao quanh nên được giứ trong phạm vi:. a) Bố trí đèn theo hình chữ nhật b) Bố trí đèn theo hình thoi.

                        I RdS

                        Nối đất và chống sét

                        Khái niệm về nối đất

                        Để tăng an toàn, tránh Utx và Ub lớn nguy hiểm đến con người, người ta sẽ dùng các hình thức nối đất phức tạp với sự bố trí thích hợp các điện cực trên diện tích đặt thiết bị điện và mạch vòng xung quanh TB. Khi yêu cầu cao về an toàn người ta sử dụng hệ thông nối đất riêng cho các TB, hoặc hệ thống nối đất lập lại (tức là dây trung tính ngoài việc nối đất ở trạm rồi lại cần phải nối đất thêm cả ở phân x−ởng hoặc tại thiết bị).

                        Cách thực hiện và tính toán trang bị nối đất

                        Hệ số này sẽ giảm đi khi số cọc trong cùng một không gian tăng lên (tức khi khoảng cách giữa các cọc giảm), ngoài ra còn phụ thuộc hình dạng các loại nối đất (kiểu nối mạch vòng, kiểu nối thẳng). Trị số η th−ờng đ−ợc cho tr−ớc, hoặc tra theo đ−ờng cong theo số cọc, khoảng cách giữa các cọc, loại mạch nối đất .v.v…. c) Điện trở suất của đất:: phụ thuộc vào thành phần, mật độ, độ ẩm và nhiệt độ của đất. Trong khấu này cần có ρtt ; kích thước bố trí, độ sâu chôn cọc .v.v… Những điều này phụ thuộc cả vảo không gian có thể đ−ợc phép sử dụng, hoặc có thể cho phép thi công dẽ dàng.

                        Bảng công thức xác định điện trở tản dòng của các điện cực khác nhau                                                                                                      Bảng 12-1
                        Bảng công thức xác định điện trở tản dòng của các điện cực khác nhau Bảng 12-1

                        K . RnR

                        Quá điện áp thiến nhiên và đặc tính của sét

                        Bước 7: Tính chính xác điện trở cần thiết của các cọc (điện cực) thẳng đứng có xét tới điện trở của thanh nối nằm ngang. Bước 8: Tính chính xác số cọc thẳng đứng có xét tới ảnh hưởng của thanh nằm ngang và hệ số sử dụng cọc.