 Giáo trình cung cấp điện – Nguyễn Xuân Phú Show Công nghiệp điện lực giữ vai trò rất quan trọng trong công cuộc xây dựng đất nước. Yêu cầu về sử dụng điện và thiết bị điện ngày càng tăng. Việc trang bị những kiến thức về hệ thống cung cấp điện nhằm phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt của con người, cung cấp điện năng cho các thiết bị của khu vực kinh tế, các khu chế xuất, các xí nghiệp là rất cần thiết. Cuốn sách này nhằm đáp ứng phần nào yêu cầu đó. Nó cung cấp cho bạn những kiến thức cơ bản về công tác thiết kế và vận hành hệ thống cung cấp điện. Hệ thống cung cấp điện là hệ thống gồm các khâu sản xuất, truyền tải và phân phối điện năng. Do yêu cầu của cuốn sách, chúng tôi chỉ trình bày hệ thống truyền tải và phân phối điện năng để cung cấp điện cho một khu vực nhất định lấy từ hệ thống điện quốc gia và sử dụng điện áp từ trung bình trở xuống. Toàn bộ giáo trình gồm 13 chương chia làm hai phần: Phần một:
Do đồng chí Nguyễn Xuân Phú- Giảng dạy ở trường Đại học Sư phạm kỹ thuật biên soạn. Phần hai:
Đồng chí Nguyễn Xuân Phú, biên soạn các chương 7, 8, 9, 19 và 13 (phần kỹ thuật chiếu sáng) Đồng chí Nguyễn Công Hiền – giảng dạy ở trường đại học Bách khoa Hà Nội biên soạn các chương 11, 12 và phần chiếu sáng công nghiệp ở chương 13. Đồng chí Nguyễn Bội Khuê – giảng dạy ở trường đại học Bách khoa TP. Hồ Chí Minh tham gia biên soạn chương 11 (Phần chất lượng điện năng đối với hộ tiêu thụ) Phần phụ lục:
………………………. Tải xuống ………………………. Hãy chia sẻ, nếu bạn cảm thấy bài viết có ích cho bạn bè !
Điện năng ngày càng phổ biến vì dễ dàng chuyển thành các dạng năng lượng khác nhau như : cơ hóa, nhiệt năng ….; được sản xuất tại các trung tâm điện và được truyền tải tới hộ tiêu thụ với hiệu suất cao. Trong đó quá trình sản xuất và tiêu thụ điện năng có đặc tính
Mục tiêu chính của thiết kế cung cấp điện là đảm bảo cho hộ tiêu thụ luôn đủ điện năng với chất lượng trong phạm vi cho phép và một phương án cung cấp điện được xem là hợp lý khi thỏa mãn các nhu cầu sau:
Ngoài ra, còn phải chú ý đến các điều kiện khác như: môi trường, sự phát triển của phụ tải, thời gian xây dựng… Một số bước chính để thực hiện một phương án thiết kế cung cấp điện
Cuối cùng là công tác kiểm tra điều chỉnh và thử nghiệm các trang thiết bị, đưa vào vận hành và bàn giao.
≅Nguồn điệnHệ thống truyền tảitrạm tăng áptrạm hạ ápđường dâyPhụ tải(hộ tiêu thụ)Hình 1.1: Hệ thống cung cấp điệnCHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN1.1 GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN Hệ thống năng lượng là tập hợp các nhà máy điện, lưới điện và lưới nhiệt được nối với nhau, có liên hệ mật thiết, liên tục trong quá trình sản xuất, biến đổi và phân phối điện và nhiệt.Hệ thống điện là là hệ thống năng lượng không có lưới nhiệt. Hay nói cách khác, hệ thống điện là hệ thống bao gồm các khâu sản xuất, truyền tải, phân phối và cung cấp điện đến các hộ tiêu thụ.Chúng ta xét một hệ thống điện tổng quát, như hình vẽ dưới đây(1) Nhà máy điện: Nhà máy điện biến đổi các nguồn năng lượng sơ cấp ( nước, nhiệt, gió, … ) thành năng lượng điện để phát lên hệ thống điện. Do điện áp phát ra của các máy phát trong nhà máy điện, thông thường có giá trị thấp ( ví dụ 13.8 kV), không phù hợp cho việc truyền tải điện năng, nên phải sử dụng các máy biến áp tăng áp để nâng điện áp lên các giá trị điện áp truyền tải 110kV, 220kV.(2) Hệ thống truyền tải: Là hệ thống bao gồm các đường dây cao áp và các trạm trung gian, liên kết tất cả các nguồn điện với nhau. Điện áp truyển tải có giá trị lớn, ví dụ ở Việt Nam là 110, 220, 500kV, nhằm mục đích tăng khả năng truyển tải và giảm tổn thất điện năng trong hệ thống. Giữa hệ thống truyền tải và phân phối được liên kết với nhau thông qua các MBA giảm áp tại các trạm trung gian. (3) Hệ thống phân phối: là hệ thống bao gồm các các đường dây phân phối, có cấp điện áp 15, 22, 35kV; các trạm biến áp phân phối có tỉ số biến áp tương ứng là 15, 22, 35 / 0.4 kV( hoặc điện áp thứ cấp nhỏ hơn 1000V); và các đường dây hạ áp có cấp điện áp 0.4 kV. Hệ thống cung cấp điện, được giới hạn trong giáo trình, chỉ bao gồm khâu cuối cùng trong hệ thống điện, đó là khâu phân phối và cung cấp điện đến hộ tiêu thụ.-1-1.2. NGUỒN ĐIỆNHiện nay có nhiều phương pháp biến đổi các dạng năng lượng khác như nhiệt năng, thủy năng, năng lượng hạt nhân…, thành điện năng. Vì vậy có nhiều kiểu nguồn phát điện khác nhau: nhà máy nhiệt điện, thủy điện, điện nguyên tử, trạm điện gió, điện mặt trời, điện điêzel… nhưng ở nước ta nguồn điện được sản xuất chủ yếu từ nhà máy nhiệt điện và nhà máy thuỷ điện. Tên nhà máy Công suất đặt (MW) Tổng công suất phát của toàn bộ hệ thống điện Việt Nam11340Công suất lắp đặt của các nhà máy điện thuộc EVN8822Nhà máy thuỷ điện 4155Hoà Bình 1920Thác Bà 120Trị An 420Đa Nhim - Sông Pha 167Thác Mơ 150Vĩnh Sơn 66Ialy 720Sông Hinh 70Hàm Thuận - Đa Mi 476Thuỷ điện nhỏ 46Nhà máy nhiệt điện than 1245Phả Lại 1 440Phả Lại 2 600Uông Bí 105Ninh Bình 100Nhà máy nhiệt điện dầu (FO) 198Thủ Đức 165Cần Thơ 33Tua bin khí (khí + dầu) 2939Bà Rịa 389Phú Mỹ 2-1 732Phú Mỹ 1 1090Phú Mỹ 4 450Thủ Đức 128Cần Thơ 150Diezen 285Công suất lắp đặt của các IPP2518Bảng 1.1 Công suất thiết kế các nhà máy điện tính tới 31/12/2005– Số liệu của Tập đoàn Điện lực Việt Nam – 2005Phân loại các nhà máy điện đang sử dụng ở Việt Nam, chúng ta có các loại nhà máy sau Thủy điện:Thủy điện cột nước thấp: Hòa Bình, Thác Bà, Trị An.-2-Thuỷ điên cột nước cao: Thác Mơ, Ða Nhim, Vĩnh Sơn.Nhiệt điện:Nhiệt điện than: lò phun than, tuabin cao áp. Riêng nhà máy Ninh Bình là tuabin trung áp.Nhiệt điện dầu: cơng suất nhỏ, lò hơi trung áp. Tuabin khí:Các tổ máy chủ yếu từ thế hệ F5-F9. Nhà máy điện Phú Mỹ mới xây dựng có mức độ cơng nghệ cao của thế giới. 1.2.1. Nhà máy nhiệt điện (NĐ) Hình 1.2 Nhà máy điện Bà Rịa . Ảnh của tập đoàn Điện Lực Việt NamTrong nhà máy nhiệt điện, động cơ sơ cấp của máy phát có thể là tuốc -bin hơi, máy hơi nước hoặc động cơ diezen. Trong các nhà máy lớn thường dùng tuốc -bin hơi.Nhiên liệu dùng cho các lò hơi thường là than đá xấu, than bùn, dầu mazút hoặc các khí đốt tự nhiên …. Các lò hơi dùng nhiên liệu than đá là lò ghi -xích hoặc lò than phun.Đầu tiên, than được đưa vào hệ thống ghi xích qua phễu, trong lò có các dàn ống chứa đầy nước đã được lọc và xử lý hóa học để ống khơng bị ăn mòn. Nhờ nhiệt độ cao trong lò, nước trong giàn ống bốc hơi bay lên bình chứa (balon ). Hơi bão hòa trong balon đi qua dàn ống q nhiệt và được sấy khơ thành hơi q nhiệt theo đường ống dẫn vào tuốc -bin. Hơi q nhiệt đập vào các cánh tuốc -bin kéo rơto máy phát điện -3-Hơi Nước Buồng đốtTuốc Binnhiên liệu đốtphát ra năng lượng điện năngHình 1.3: Sơ đồ nguyên lý nhà máy nhiệt điệnquay. Máy phát biến cơ năng thành điện năng. Sau khi qua tuốc -bin, hơi q nhiệt sẽ xuống bình ngưng dược làm lạnh và ngưng tụ lại. Sau đó, nhờ bơm 1 đưa qua bể lắng lọc và được xử lý lại.Qua bơm 2, nước được đưa qua dàn ống sấy để gia hiệt thành nước nóng đưa vào lò, hình thành chu trình khép kín.Tóm lại: nhà máy nhiệt điện có 2 gian chính:• Gian lò: biến đổi năng lượng chất đốt thành năng lượng hơi q nhiệt.• Gian máy: biến đổi năng lượng hơi q nhiệt vào tuốc -bin thành cơ năng truyền qua máy phát để biến thành điện năng.Vì hơi đưa vào tuốc -bin đều ngưng tụ ở bình ngưng nên gọi là nhà máy điện kiểu ngưng hơi. Hiệu suất khoảng từ 30% đến 40%.Nhà máy nhiệt điện có cơng suất lớn thì hiệu suất càng cao. Hiện nay có tổ tuốc -bin máy phát cơng suất đến 600 000KW.Ngồi ra còn có nhà máy nhiệt điện, động cơ sơ cấp là máy hơi nước, gọi là nhà máy điện locơ gồm lò hơi và máy hơi nước. Nhiên liệu dùng là than đá xấu, củi … hiệu suất khoảng 11% và 22%,phạm vi truyền tải điện năng trong bán kính vài cây số. Điện áp thường là 220V/ 380V.Nhà máy điện diezen có động cơ sơ cấp là động cơ diezen. Hiệu suất khoảng 38% và thời gian khởi động rất nhanh. Cơng suất từ vài trăm đến 1000KW. Dùng các chất đốt q như dầu hỏa, mazút … nên khơng được sử dụng rộng rãi, chủ yếu dùng làm nguồn dự phòng.Nhà máy nhiệt điện có những đặc điểm sau:- Thường được xây dựng gần nguồn nhiên liệu.- Tính linh hoạt trong vận hành kém, khởi động và tăng phụ tải chậm- Thường xãy ra sự cố.- Điều chỉnh tự động hố khó thực hiện.- Hiệu suất kém khoảng từ 30% đến 40%.- Khối lượng nhiên liệu tiêu thụ lớn, khói thải làm ơ nhiễm mơi trường. 1.2.2. Nhà Máy Thủy Điện (TĐ) Đây là một loại cơng trình thuỷ lợi nhằm sử dụng năng lượng nguồn nước làm quay trục tuốc bin để phát ra điện. Như vậy nhà máy thuỷ điện q trình biến đổi năng lượng là: Thuỷ năng → Cơ năng → Điện năngCơng suất nhà máy thuỷ điện được xác định bởi cơng thức:-4-Máy phátNguồn xoay chiều ba phaHồ chứa nướcCơ khí Điện năngHình 1.4: Sơ đồ ngun lý nhà máy thuỷ điệnHTuốc-binP = 9,81.η.Q.H (Mw).Trong đóQ : lưu lượng nước (m3/s) , H : là độ cao cột nước (m).η : hiệu suất tuốc binĐộng cơ sơ cấp là tuốc -bin nước, nối dọc trục với máy phát. Tuốc -bin nước là loại động cơ biến động .Nhà máy thủy điện có hai loại là lọai có đập ngăn nước và loại dùng máng dẫn nước:Loại đập ngăn: thường xây dựng ở những con sông có lưu lượng nước lớn nhưng độ dốc ít. Đập xây chắn ngang sông để tạo độ chênh lệch mực nước hai bên đập. Gian máy và trạm phân phối xây ngay bên cạnh, trên đập. Để bảo đảm nước dùng cho cả năm, các bể chứa được xây dựng rất lớn. Ví dụ như: nhà máy thủy điện Sông Đà, Trị An…Loại có máng dẫn: thường xây dựng ở những con sông có lưu lượng nước ít nhưng độ dốc lớn. Nước từ mực nước cao, qua máng dẫn làm quay tuốc -bin của máy phát. Người ta cũng ngăn đập để dự trữ nước cho cả năm.So với nhà máy nhiệt điện, nhà máy thủy điện rẻ từ (3 ÷ 5 ) lần. Thời gian khởi động rất nhanh ( 5 ÷ 15 ) phút, việc điều chỉnh phụ tải điện nhanh chóng và rộng.Tuy nhiên vốn đầu tư rất lớn, thời gian xây dựng lâu. Vì vậy song song với việc xây dựng các nhà máy thủy điện, ta phải xây dựng các nhà máy nhiệt điện có công suất lớn nhằm thúc đẩy tốc độ điện khí hóa trong cả nước.Nhà máy thủy điện có đặc điểm sau: Phải có địa hình phù hợp và lượng mưa dồi dào Vốn đầu tư xây dựng lớn, thời gian xây dựng kéo dài. Vận hành linh hoạt: thời gian khởi động và mang tải chỉ mất từ 3 đến 5 phút. Trong khi đó đối với nhiệt điện, để khởi động một tổ máy phải mất 6 ÷ 8 giờ. Ít xảy ra sự cố. Tự động hoá dễ thực hiện. Không cần tác nhân bảo quản nhiên liệu. Hiệu suất cao 85 ÷ 90%. Giá thành điện năng thấp.Nhà máy thủy điện Trị An ( theo Tập Đoàn Điện Lực Việt Nam)Công trình Thủy điện Trị An có ý nghĩa kinh tế tổng hợp với hai nhiệm vụ chính :-5-Hình 1.5 Toàn cảnh nhà máyThủy điện Trị An1/ Sản xuất điện với sản lượng trung bình : 1,7 tỉ kWh/năm2/ Phục vụ công tác thủy nông cho TP.Hồ Chí Minh và các tỉnh miền Đông Nam bộ :• Duy trì lượng nước xả tối thiểu ( trung bình 200 m3/giây) phục vụ công tác đẩy mặn và tưới tiêu trong mùa khô ở vùng hạ lưu. • Cắt được đỉnh lũ để đảm bảo an toàn cho hạ lưu trong mùa lũ . Thông số kỹ thuậtMực nước dâng bình thường: 62m Mực nước gia cường: 63,9m Mực nước chết: 50m Lưu lượng xả tràn ở mực nước gia cường: 18.450,00m3/s Dung tích hồ chứa, km3 Toàn phần 2.765,00 Hữu ích 2.547,00 Diện tích mặt thoáng hồ chứa, km3 Ở độ cao mực nước dâng bình thường 323 Ở độ cao mực nước gia cường 350 Đập tràn nhìn từ phía thượng lưuĐập tràn nhìn từ phía hạ lưuHình 1.6 Đặp tràn nhà máy thủy điện Trị AnSơ đồ điện chínhĐấu nối điện được thực hiện bằng sơ đồ khối :Máy phát - Máy biến thế.-6-1234576 121311981014Hình 1.8: Sơ đồ sản xuất điện năng của nhà máy điện nguyên tửHình 1.7 Trạm phân phối ngồi trời 220kVTrạm phân phối ngồi trời 220kV được bố trí ở bờ phải kênh dẫn ra, được thực hiện theo sơ đồ : hai thanh cái làm việc và một thanh cái vòng, có 3 phát tuyến: 2 tuyến Trị An - Hóc Mơn và 1 tuyến Trị An - Long Bình.Hệ thống tự dùng của nhà máy gồm 3 biến thế kiểu TMH-4000/35-TI, cơng suất mỗi máy 4000kVA, điện áp 13,8/6,3 kV. từ KPY-6kV, các trạm biến thế 6,3/0,4kV cấp nguồn cho phụ tải tồn nhà máy.Hệ thống điện một chiều 220 kV gồm 2 trạm ắc quy, dung lượng mỗi trạm 630Ah, dùng cho các mạch điều khiển, bảo vệ, tín hiệu và ánh sáng sự cố.Ngồi ra còn có trạm phân phối ngồi trời 110kV liên kết với trạm 220kV qua máy biến áp tự ngẫu 63MVA - 220/110/6kV, cung cấp điện cho địa phương và nối kết với Thuỷ điện Thác Mơ bằng đường dây 110kV Trị An - Đồng Xồi. Ngồi ra còn 2 đường dây 110kV Trị An - Định Qn và Trị An - Tân Hồ.Các thiết bị tự động đảm bảo khởi động tổ máy và hồ điện vào lưới trong khoảng 40-60 giây.Các tổ máy làm việc ở chế độ tự động điều chỉnh cơng suất hữu cơng và vơ cơng.Ngồi chế độ máy phát, Thuỷ điện Trị An được thiết kế để có thể chạy chế độ bù đồng bộ.Máy phát được cung cấp dòng kích từ bằng các bộ chỉnh lưu Thyristor, theo ngun lý tự kích song song. Dòng kích từ định mức của máy phát là 1200 A.1.2.3. Nhà máy điện ngun tử (ĐNT) -7-Năng lượng nguyên tử được sử dụng qua nhiệt năng ta thu được khi phá vỡ liên kết hạt nhân nguyên tử của một số chất ở trong lò phản ứng hạt nhân.Nhà máy điện nguyên tử biến nhiệt năng trong lò phản ứng hạt nhân thành điện năng. Thực chất nhà máy điện nguyên tử là một nhà máy nhiệt điện, nhưng lò hơi được thay bằng lò hơi được thay bằng lò phản ứng hạt nhân.Để tránh tác hại của các tia phóng xạ đến công nhân làm việc ở gian máy, nhà máy điện nguyên tử có hai đường vòng khép kín:Đường vòng 1: gồm lò phản ứng hạt nhân 1 và các ống dẫn 5 đặt trong ộ trao nhiệt 4. Nhờ bơm 6 nên có áp suất 100at sẽ tuần hoàn chạy qua các ống của lò phản ứng và được đốt nóng đến 270o C. Bộ lọc 7 dùng để lọc các hạt rắn có trong nước trước khi đi vào lò.Đường vòng 2: gồm bộ trao nhiệt 4, tuốc-bin 8, bình ngưng 9. Nước lạnh qua bộ trao đổi nhiệt 4 sẽ hấp thụ nhiệt và biến thành hơi có áp suất 12,5at, nhiệt độ 260o C. Hơi nước này làm quay tuốc -bin 8 và máy phát 14, sau đó ngưng đọng lại thành nước ở bình ngưng 9, được bơm 11 đưa trở về bộ trao đổi nhiệt.Hiệu suất của các nhà máy điện nguyên tử hiện nay khoảng ( 20 ÷ 30 )% , công suất đạt đến 600 000KW.Nhà máy điện nguyên tử có đặc điểm:- Khả năng làm việc độc lập.- Khối lượng nhiên liệu nhỏ.- Vận hành linh hoạt, sử dụng đồ thị phụ tải tự do.- Không thải khói ra ngoài khí quyển.- Vốn xây dựng lớn, hiệu suất cao hơn nhà máy nhiệt điện.1.3. HỆ THỐNG TRUYỀN TẢI Như đã trình bày ở phân trên, hệ thống truyền tải là hệ thống gồm các đường dây cao áp và các trạm trung gian có nhiệm vụ nhận năng lượng điện từ các nhà máy điện và truyền tải đến hệ thống phân phối. Để tìm hiểu chi tiết về hệ thống truyền tải, sinh viên có thể tham khảo các tài liệu về hệ thống điện. Ở đây, ta chỉ đề cập đến một số khía cạnh sau.-8-Hình 1.9 Trạm 500kV Phú LâmNguồn : Tập đoàn Điện Lực Việt NamĐường dây 500kV Bắc – Nam: Một sự kiện có ý nghĩa cực kỳ quan trọng đánh đấu một bước phát triển của hệ thống truyền tải Việt Nam, đó là vào tháng 4/1992 Đảng và Nhà Nước quyết định xây dựng hệ thống tải điện 500kV Bắc – Nam đi qua 15 tỉnh - thành phố, hình thành lưới điện quốc gia liên kết hệ thống điện ba miền Bắc-Trung-Nam và Tây Nguyên, thống nhất lưới điện quốc gia, tạo ra bước đột phá trong việc cung cấp điện phục vụ sự nghiệp công nghiệp hóa - hiện đại hóa, tạo ra ý nghĩa kinh tế - chính trị lớn cho việc phát triển kinh tế của cả nước.3.1. Đặc điểm hệ thống truyền tải hệ thống điện Việt namSơ đồ phân cấp điều độ hệ thống điệnPHÂN CẤP ĐIỀU ĐỘ SƠ ĐỒ TỔ CHỨC QUYỀN ĐIỀU KHIỂN QUYỀN KIỂM TRAĐIỀU ĐỘ QUỐC GIA- Các NMĐ lớn- Hệ thống điện 500kV- Tần số hệ thống Điện áp các nút chính - Các NMĐ không thuộc quyền điều khiển- Lưới điện 220kV- Trạm phân phối NMĐ lớn -Ðường dây nối NMĐ với HTĐ ĐIỀU ĐỘ MIỀN - Các NMĐ đã ðược phân cấp theo quy định riêng- Lưới điện truyền tải 220-110-66kV- Công suất vô công NMĐ - Các nhà máy điện nhỏ, các trạm Diezel, bù trong miền- Các trạm, ĐD phân phối 110-66kV phân cấp cho điều độ lưới điện phân phối điều khiển- Các hộ sử dụng điện quan trọng trong lưới điện phân phốiĐIỀU ĐỘ LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI - Các trạm, ĐD phân phối 110-66kV phân cấp cho điều độ lưới điện phân phối điều khiển- Lưới điện phân phối - Các trạm thuỷ điện nhỏ, các trạm điezel, trạm bù trong lưới điện phân phối.Hình 1.11 Sơ đồ phân cấp điều độ hệ thống điệnNguồn : Tập đoàn Điện Lực Việt Nam-9-Hình 1.10 Cột và đường dây truyền tảiNguồn : Tập đoàn Điện Lực Việt NamGiáo trình cung cấp điệnSơ đồ HTĐ truyền tải của Việt Nam:Hình 1.12 Sơ đồ hệ thống truyền tải Việt NamNguồn : Tập đoàn Điện Lực Việt Nam-10-Giáo trình cung cấp điệnThông số của HTĐ truyền tải Việt Nam, tính đến năm 2005, được cho trong bảng sau.TT Khối lượng 20051 Tổng chiều dài đường dây 500 kV (km) 32322 Tổng chiều dài đường dây 220 kV (km) 52033 Tổng chiều dài đường dây 110 kV (km) 109614 Tổng số trạm BA 500 kV 115 Tổng dung lượng lắp đặt TBA 500 kV (MVA) 70146 Tổng số trạm BA 220 kV 457 Tổng dung lượng lắp đặt TBA 220 kV (MVA) 135028 Tổng số trạm biến áp 110 kV 3169 Tổng dung lượng lắp đặt TBA 110 kV (MVA) 16219Bảng 1.2 Thông số hệ thống truyền tải– Số liệu của Tập đoàn Điện lực Việt Nam – 20051.3.2. Một số đặc tính kỹ thuật trên hệ thống truyền tải.a. Chuỗi sứSố bát cách điện của một chuỗi sứ, được xác định theo công thức sau đây:DUdnmax.=Trong đó:n: số bát sứ trong một chuỗi sứ.d: tiêu chuẩn đường rò lựa chọn, lấy bằng 16mm/kV đối với môi trường bình thường, 20mm/kV đối với môi trường ô nhiễm nhẹ, 25mm/kV đối với môi trường ô nhiễm , 31mm/kV đối với môi trường ô nhiểm năng hay gần biển.Umax: Điện áp dây làm việc lớn nhất của đường dây, kV.D: Chiều dài đường rò của một bát cách điện, lấy theo số liệu của một nhà chế tạo.b. Hành lang bảo vệ an toàn đường dây dẫn điện trên không Nghị định 106 của chính phủ về bảo vệ an toàn lưới điện cao áp quy định như sau: Điều 4. Hành lang bảo vệ an toàn đường dây dẫn điện trên không 1. Hành lang bảo vệ an toàn của đường dây dẫn điện trên không là khoảng không gian dọc theo đường dây và được giới hạn như sau:-11-Hình H1.13 Một chuỗi sứ gồm nhiều bátNguồn : Tập đoàn Điện Lực Việt NamGiáo trình cung cấp điện a) Chiều dài hành lang được tính từ vị trí đường dây ra khỏi ranh giới bảo vệ của trạm này đến vị trí đường dây đi vào ranh giới bảo vệ của trạm kế tiếp. b) Chiều rộng hành lang được giới hạn bởi hai mặt thẳng đứng về hai phía của đường dây, song song với đường dây, có khoảng cách từ dây ngoài cùng về mỗi phía khi dây ở trạng thái tĩnh theo quy định trong bảng sau: Điện áp Đến 22 kV 35 kV66 – 110 kV 220 kV 500 kV Dây bọc Dây trần Dây bọc Dây trần Dây trầnKhoảng cách 1,0 m 2,0 m 1,5 m 3,0 m 4,0 m 6,0 m 7,0 m Bảng 1.3 Chiều rộng an toàn hành langc) Chiều cao hành lang được tính từ đáy móng cột đến điểm cao nhất của công trình cộng thêm khoảng cách an toàn theo chiều thẳng đứng quy định trong bảng sau: Điện áp Đến 35 kV 66 đến 110 kV 220 kV 500 kVKhoảng cách 2,0 m 3,0 m 4,0 m 6,0 m Bảng 1.4 Chiều cao an toàn hành lang2. Hành lang bảo vệ an toàn các loại cáp điện đi trên mặt đất hoặc treo trên không là khoảng không gian dọc theo đường cáp điện và được giới hạn về các phía là 0,5 m tính từ mặt ngoài của sợi cáp ngoài cùng.c. Bảo vệ quá điện áp, nối đấtĐường dây truyền tải ( điện áp 110kV trở lên) phải được bảo vệ khỏi sét đánh trực tiếp suốt chiều dài đường dây, trừ một số đoạn tuyến đặc biệt không bố trí được dây chống sét. Đoạn tuyến này phải có biện pháp chống sét khác bổ sung.Phải thực hiện nối đất tại tất cả các cột thép và cột bê tông cốt thép của đường dây truyền tải.Điện trở nối đất của hệ thống nối đất đường dây truyền tải phải nhỏ hơn giá trị cho trong bảng sau:Bảng 1.5 Giá trị điện trở nối đất(Bảng II.5.5 Quy phạm trang bị điện)-12-Giáo trình cung cấp điện1.4. HỆ THỐNG PHÂN PHỐIHệ thống phân phối là hệ thống điện có cấp điện áp tới 35kV. Bao gồm các đường dây trung áp, các trạm biến áp phân phối, các lưới hạ thế.1.4.1. Đường dây trung ápĐường dây trung áp thông thường có điện áp 15kV ( khu vực TP.Hồ Chí Minh ) và 22, 35 kV ( Các khu vực khác ).Đường dây trung áp nhận điện từ các trạm trung gian và phân phối điện năng cho các trạm biến áp phân phối.Hình 1.14 Đường dây trung thếa. Sứ cách điện : Có 2 loại sứ: sứ đứng và sứ treo Sứ treo : Dừng để căng dây, dừng dây. Sử dụng tại các vị trí dừng, góc.Sứ đứng : Dùng để đở dây. Hình 1.15 Sứ đứng trung thế-13-Giáo trình cung cấp điệnSứ treo: Dùng để dừng dây, dùng tại các điểm gócHình 1.16 Sứ treo trung thếb. Trụ điện : Trong thục tế, tồn tại 3 loại trụ điện bê tông :Bê tông cốt thép : Là loại trụ thông thường, cũ, hiện giờ không còn sản xuất.Bê tông ly tâm (BTLT) : Được quay li tâm trong công đoạn trộn bê tôngBê tông ly tâm dị ứng lực: Căng thép, tạo ứng suất trước ( tiền áp) trước khi quay li tâm. Là loại có chất lượng tốt nhất.Các công đoạn sản xuất của một trụ điện BTLT dị ứng lực như sau(Công Ty Cổ Phần Bê Tông Ly Tâm Thủ Đức 2)Tạo khung thép, lắp vào khuôn-14-Giáo trình cung cấp điệnNạp bê tôngCăng thép : Quay li tâm, sau đó đem vào hầm hấp Tháo khuôn, và có một sản phẩm.Hình 1.16 Các công đoạn sản xuất BTLT-15-Giáo trình cung cấp điệnBảng so sánh kết quả thử nghiệm giữa hai loại trụ điện BTLT và BTLT dị ứng lực: TT LỰC KÉO ĐẦU TRỤ TRỤ BTLT KHÔNG ỨNG LỰC TRỤ BTLT ỨNG LỰC1Khi chưa tác dụng lựcCó vài vết nứt khi vận chuyển Không có vết nứt2 Lực tác dụng = 75%F 50 vết nứt rộng 0,10mm Không có vết nứt3 Lực tác dụng=100%F 100 vết nứt rộng 0,25mm 2 vết nứt rộng 0,05mm4 Lực tác dụng=100%F > 100 vết nứt rộng 0,30mm 55 vết nứt rộng 0,15mm5 Trả lực tác dụng về 0 2 vết nứt rộng 0,05mm Không có vết nứt Như vậy , xét về khả năng chịu lực trụ điện ứng lực trước hơn hẳn trụ không ứng lực trước . Hơn nữa xét về mặt kinh tế cọc ứng lực trước giá thành thấp hơn vì sử dụng được loại thép cường độ cao (thép cường độ cao : R = 14200 kg/cm² ; thép thường R = 2800 kg/cm² ) nên làm giảm trọng lượng thép đáng kể so với sử dụng thép thường đồng nghĩa với việc giảm giá thành của trụ . c. Dây dẫn : Gồm có rất nhiều loại dây dẫn, tùy theo từng trường hợp cụ thể, chúng ta sẽ chọn loại dây dẫn tương ứng.DÂY ĐỒNG TRẦN XOẮNKý hiệu : Theo TCVN là C.Hình 1.17 Cấu tạo dây đồng trần xoắn - CadiviDÂY NHÔM TRẦN XOẮNKý hiệu : Theo TCVN là A; theo IEC & ASTM là AAC. Tại các vùng ven biển hay các miền không khí có tính ăn mòn kim loại, dây nhôm trần sẽ được điền đầy mỡ trung tính chịu nhiệt có nhiệt độ chảy giọt không dưới 1200C .Tùy mức độ che phủ của mỡ , dây có các loại sau: A; A/Hz; A/Mz; AKP và được minh họa theo hình sau: Hình 1.18 Cấu tạo dây nhôm trần xoắn - Cadivi-16-Giáo trình cung cấp điệnDÂY NHÔM LÕI THÉPKý hiệu : Theo TCVN là As; theo IEC & ASTM là ACSR; theo GOCT là AC Tại các vùng ven biển hay các miền không khí có tính ăn mòn kim loại, dây nhôm lõi thép trần sẽ được điền đầy mỡ trung tính chịu nhiệt có nhiệt độ chảy giọt không dưới 1200C .Tùy mức độ che phủ của mỡ , dây có các loại sau: ACSR/Lz; ACSR/Mz; ACSR/Hz; ACKP và được minh họa theo hình sau: Hình 1.19 Cấu tạo dây nhôm lõi thép - CadiviDÂY NHÔM LÕI THÉP BỌC PVC ASV Dây nhôm lõi thép , cách điện bằng nhựa PVC, dùng để truyền tải, phân phối điện, điện áp 1,8/3(3,6) KV , điều kiện lắp đặt cố định. Nhiệt độ làm việc dài hạn cho phép đối với dây là 70OC Hình 1.20 Cấu tạo dây nhôm lõi thép bọc PVC- CadiviCÁP TRUNG THẾ Cáp trung thế treo dùng để truyền tải, phân phối điện, cấp điện áp 12/20(24)KV, tần số 50Hz , lắp đặt trên cộtNhiệt độ làm việc dài hạn cho phép đối với cáp là 90OC. Cấu tạo cáp : 1 Ruột dẫn : sợi đồng cứng (hoặc sợi nhôm cứng) , xoắn đồng tâm, không cán ép chặt.2 Màn chắn ruột : là một lớp bọc bằng XLPE bán dẫn .3 Lớp cách điện : bằng XLPE .4 Màn chắn cách điện là một lớp bọc bằng XLPE bán dẫn .5 Vỏ bằng PVC hoặc HDPE-17-Giáo trình cung cấp điện Hình 1.21 Cáp trung thế- Cadivi1.4.2. Các trạm biến áp phân phối TBA phân phối là trạm có MBA lực biến đổi điện áp sơ cấp từ 1kV đến 35kV sang điện áp thứ cấp có điện áp ≤ 35kVTBA phân phối được trình bày chi tiết trong chương 4.1.4.3. Lưới hạ thế a. Lưới điện hạ thế phân phối nông thônĐối với các vùng nông thôn, vùng sâu, vùng xa, lưới hạ thế sử dụng dây A ( dây nhôm), AV (dây nhôm bọc ), M ( dây đồng), CV ( dây đồng bọc ). Cột sử dụng loại cột bê tông, sắt, gỗ, … Dây đồng bọc CV Hình 1.22 Dây đồng bọc CV- Cadivi- Dây điện lực ruột đồng cách điện bằng nhựa PVC, dùng để truyền tải, phân phối điện , điều kiện lắp đặt cố định- Ký hiệu : Dây điện lực ruột đồng ký hiệu là CV - Nhiệt độ làm việc dài hạn cho phép đối với dây là 70OC Công tơ điện được lắp tại từng nhà dân hoặc lắp đặt trực tiếp trên trụ hạ thế . Hộ tiêu thụ được bảo vệ chủ yếu bằng cầu chì. Đặc điểm : không an toàn, không đảm bảo kỹ thuật, không có mỹ quan.-18-Giáo trình cung cấp điện N C B A d©y dÉn vµo hép c«ngt¬ Hép c«ng t¬ hé gia ®×nh ®Æt c¸ch mÆt ®Êt >1,7m Hình 1.23 Sơ đồ lưới điện nông thôn.b. Lưới điện hạ thế phân phối thành phốĐối với các thành phố lớn, thị xã, thị trấn, lưới hạ thế sử dụng cáp ABC lắp trên trụ bê tông ly tâm, sử dụng hộp Đôminiô có lắp CB tép bảo vệ cho từng hộ. Hình 1.24 Sơ đồ lưới điện thành phốCáp ABC được lắp trên trụ hạ thế bằng các loại kẹp chuyên dụng : kẹp treo cáp, kẹp dừng cáp, …Cái nối IPC chuyên dụng dùng dùng để nối cáp ABC có đặc điểm kín nước, thao tác được khi vẫn có điện.-19-Giáo trình cung cấp điệnĐặc điểm của cáp nhôm hạ thế ABC :- Cáp vặn xoắn hạ thế ruột nhôm, cách điện bằng XLPE, dùng để truyền tải, phân phối điện, cấp điện áp 0,6/1kV, treo trên không - Nhiệt độ làm việc dài hạn cho phép đối với cáp là 80OC. Cấu tạo cáp nhôm ABC :1. Kiểu : Toàn bộ cáp chịu lực căng đỡ, các pha và trung tính có kích thước bằng nhau.2. Cách điện : XLPE với ứng suất kéo tối đa để có thể truyền qua phần cách điện XLPE tại kẹp căng là 40 MPa.3. Dạng ruột dẫn: sợi nhôm xoắn đồng tâm và cán ép chặt.4. Vật liệu của ruột dẫn : Nhôm với sức kéo đứt tối thiểu là 140 Mpa.5. Đánh dấu mét trên cáp : Lõi trung tính được đánh số theo chiều dài cáp , cách khoảng 1 mét. Việc đánh dấu mét được giới hạn trong 6 chữ số và chiều dài cáp trên turê có thể bắt đầu tại số bất kỳ. Cáp được cuộn lên turê với số thấp nhất tại đầu cuối trong turê.6. Nhận dạng lõi a. Bằng gân : các gân liên tục dọc b. Bằng số : các số màu trắng in dọc cáp , cách khoảng dưới 100mm c. Bằng 3 sọc màu : Hình 1.25 Cáp hạ thế ABC1.5. Hộ tiêu thụ-20-Giáo trình cung cấp điệnTùy theo độ tin cậy cung cấp điện, các hộ tiêu thụ được chia thành 3 loại sau đây1.5.1. Hộ tiêu thụ loại INhững hộ tiêu thụ điện mà khi cung cấp điện bị gián đoạn sẽ ảnh hương đến an ninh Quốc gia, ảnh hưởng đến các cơ quan trọng yếu của Nhà nước, gây nguy hiểm chết người, tổn thất nghiêm trọng về kinh tế hoặc theo nhu cầu cấp điện đặc biệt của khách hàng.Ví dụ các hộ tiêu thụ loại I : bệnh viện, các đại sứ quán, các văn phòng ủy ban nhân dân các thành phố lớn, … Hộ tiêu thụ điện loại I phải được cung cấp điện bằng ít nhất 2 nguồn cung cấp điện độc lập và một nguồn dự phòng tại chỗ. Chỉ được phép ngừng cung cấp điện trong thời gian tự động đóng nguồn dự phòng.Nguồn điện dự phòng tại chỗ có thể là trạm cố định hoặc lưu động có máy phát điện hoặc bộ lưu điện UPS.1.5.2. Hộ tiêu thụ loại II Là những hộ mà khi cung cấp điện bị gián đoạn sẽ gây tổn thất lớn về kinh tế, rối loạn các quá trình công nghệ phức tạp, rối loạn hoạt động bình thường của thành phố.Ví dụ các hộ tiêu thụ loại II : xưởng nhuộm, lò luyện thép, hầm ủ bia, Hộ tiêu thụ điện loại II phải được cung cấp điện bằng ít nhất một nguồn cung cấp điện chính và một nguồn dự phòng, được phép ngừng cung cấp điện trong thời gian cần thiết để đóng nguồn dự phòng.1.5.3. Hộ tiêu thụ loại IIITheo quy phạm trang bị điện, hộ tiêu thụ loại III : Không thuộc loại I và II.Ví dụ các hộ tiêu thụ loại III : khu dân cư, trường học, Hộ tiêu thụ điện loại III được phép ngừng cung cấp điện trong thời gian sữa chữa hoặc xử lý sự cố.-21- |
