BÀI 4: PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY THỦY ĐIỆN VÀ TRẠM BIẾN ÁP
3. Lựa chọn ắc quy
3.1. Phụ tải điện một chiều và dung lượng tính toán 3.1.1. Phụ tải điện một chiều
Phụ tải thường xuyên (ITX): bao gòm các đèn tín hiệu, đèn kiểm tra trên bảng … và một phần các khí cụ bảo vệ rơ le và tự động hóa.
Phụ tải sự cố (ISC): là dòng sự cố kéo dài trong thời gian sự cố bao gồm các bóng đè báo sự cố và các động cơ điện một chiều dự phòng.
Phụ tải sự cố ngắn hạn (I’SC): là dòng sự cố chỉ kéo dài trong một khoảng thời gian sự cố của một số hộ tiêu thụ (bơm dầu dự phòng thiết bị).
Phụ tải ngắn hạn (IMC): là dòng điện cắt máy cắt.
3.1.2. Dung lượng phóng của ắc quy và dòng điện phóng tính toán
Dung lượng tính toán được xác định theo tổng các dòng phụ tải của hệ thống điện một chiều trừ phụ tải ngắn hạn (IMC).
= ( + + ).
Ở đây là thời gian sự cố phụ thuộc vào nhà máy thủy điện và trạm biến áp + Nhà máy thủy điện và trạm biến áp làm việc trong hệ thống thì = 1 giờ + Nhà máy thủy điện và trạm biến áp làm việc đọc lập thì = 2 giờ
Dòng điện phóng tính toán được xac định theo chế độ ngắn hạn:
. ắ ạ = + + +
IMC là dòng điện tổng để đóng tất cả các loại máy cắt
= ∑ đ cuộn đóng máy cắt 3.2. Chọn số lượng bình ắc quy
3.2.1. Chọn số lượng bình ắc quy chính
Số lượng bình ắc quy chính được lựa chọn theo điện áp trên hệ thống thanh góp và điện áp nạp của loại ắc quy đang sử dụng:
= Ne – Số lượng bình ắc quy
UTG – Điện áp trên thanh góp chính của tổ bình ắc quy, UTG = 1,05 UTG đm
(với UTGđm = 110, 220V)
Un – Điện áp của ắc quy ở chế độ nạp Un = 2,15V.
3.2.2. Chọn số bình ắc quy phụ
Được xác định bằng tối đa bình ắc quy ở điều kiện kiện điện áp phóng điện tối thiểu so với số bình ắc quy chính.
= 1
− 1
UPmin – Điện áp phóng tối thiểu của ắc quy chính UPmin = 1,75V
3.3. Kiểm tra dòng điện phóng tính toán ngắn mạch
Dòng điện phóng tính toán ngắn mạch không được lớn hơn dòng điện phóng cho phép ở chế độ ngắn hạn ắc quy
ắ ạ ≤ ắ ạ CP
Ở đây ắ ạ CP là dòng điện phóng ngắn hạn cho phép của bộ ắc quy được xác định theo chế độ làm việc ngắn hạn (τ ≥ 5 giây)
ắ ạ CP = 2.5Ip (τ = 1 giờ) Do đó điều kiện kiểm tra trực tiếp là
ắ ạ CP = 2.5Ip (τ = 1 giờ) 3.4. Chọn máy nạp
Để nạp và phụ nạp cho bình ắc quy có thể dùng các tổ động cơ – máy phát điện một chiều, các chỉnh lưu bán dẫn. Đối với các tổ ắc quy làm việc theo chế độ nạp thường xuyên người ta đặt thêm một máy phụ nạp và một máy nạp định kỳ (máy nạp)
Công thức của máy phat phụ nạp được tính theo công thức:
> + Với If - dòng điện phụ nạp cho ắc quy (A)
Đối với ắc quy axit dòng phụ nạp If cần đáp ứng điều kiện:
≥ , đ = 0,03
Trong đó: Qđm là dung lượng định mức của ắc quy
N – số hiệu N của ắc quy khi tính đến sự giảm dung lượng sau một thời gian vận hành được tính bằng biểu thức:
≥1,1.
Ở đây: 1,1 - hệ số kể đến sự sụt giảm năng lượng của ắc quy
QN = 1 - dung lượng của ắc quy CK – 1(khi phóng một giờ bằng 18,5A.h, hai giờ bằng 22A.h)
Khi có kể đến các quá trình phóng điện ngắn hạn có thể trong chu kỳ nạp người ta
có thể lấy: = 0,15
Công suất của máy nạp chính có thể được xác định như sau:
≥ +
Un max - điện áp lớn nhất của máy phát khi nạp cho ắc quy In - dòng điện nạp
Ipt - dòng phụ tải trong thời gian nạp.
Quá trình nạp ắc quy axit gồm hai giai đoạn, trong giai đoạn đầu τ1 (kể từ khi bắt đầu cho đến lúc có khí bốc lên) dòng điện nạp là In1, lớn hơn dòng điện In2 trong giai đoạn
thứ hai τ2 (từ khi khí bốc lên đến giai đoạn nạp xong (chúng lien hệ với nhau theo biểu thức:
I = Q − 0,85I .τ
0,85τ Qttn - dung lượng nạp tính toán
Q = η . Q
η hiệu suất điện lượng của ắc quy, bằng khoảng 85 -:- 90%
Vậy dòng điện định mức của máy phát nạp cần thỏa mãn điều kiện
đ ≥ +
Cuối cùng có thể nói thêm rằng trong các nhà máy thủy điện để nạp điện cho tổ ắc quy người ta có thể dùng các máy kích từ dự phòng
3.5. Phân phối dòng thao tác một chiều
Trong các nhà máy thủy điện và trạm biến áp dòng thao tác một chiều được phân phối theo từng cụm thiết bị. Các bảng điện một chiều được đặt ở gần nhà chứa ắc quy, mối tổ ắc quy, mỗi máy nạp, phụ nạp đều có một tủ riêng. Trên các tủ có dụng cụ đo lường kiểm tra và điều khiển dòng một chiều, các thanh góp để nối các nguồn và cung cấp cho các phần tử của lưới điện một chiều.
Vì lưới điện một chiều có rất nhiều nhánh và phức tạp, nên để nâng cao độ tin cậy cung cấp điện người ta phân chúng thành các lưới nhỏ độc lập, có bảo vệ riêng bằng cầu chì hoặc áp tô mát. Việc phân chia thành các lưới nhỏ dựa trên nguyên tắc cùng chức năng làm việc: các khí cụ điều khiển, bảo vệ, tự động hóa, tín hiệu …
Phương pháp khác để nâng cao độ tin cậy cung cấp điện cho các thiết bị thứ cấp là phân đoạn thanh góp tại các bảng điện một chiều, cung cấp cho mỗi phần tử của lưới từ hai phía, dùng hai cáp để cung cấp cho mỗi phần, tách riêng một tổ ắc quy để cung cấp cho các cuộn dây đóng của máy cắt và phân đoạn lưới cung cấp này đối với từng máy cắt của mỗi loại thiết bị phân phối điện cao áp.