Bài giảng Cung cấp điện - Chương 4: Chọn phương án cung cấp điện - Phùng Đức Bảo Châu

Chương 4:CHỌN PHƯƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆNKHOA ĐiỆN-ĐIỆN TỬ ViỄN THÔNGBM. ĐIỆN CÔNG NGHIỆPGiảng viên: ThS. Phùng Đức Bảo ChâuNội dung1. Khái quát2. Chọn điện áp định mức của mạng điện3. Chọn nguồn điện4. Sơ đồ mạng điện cao áp5. Sơ đồ mạng điện hạ áp6. Kết cấu của mạng điện 1. Khái quát- Chọn phương án cung cấp điện bao gồm:􀂃 Chọn cấp điện áp.􀂃 Nguồn điện.􀂃 Sơ đồ hình thức đi dây􀂃 Phương thức vận hành- Phương án được lựa chọn phải đảm bảo các yêu cầu về kỹ thuật và hợp lý về kinh tế:􀂃 Phải tính toán đến khả năng, hậu quả của việc ngừng cung cấp điện của cả nhà máy cũng như của từng thiết bị công nghệ.􀂃 Đối với những nhà máy lớn xây dựng dần dần cần phải xác định được khả năng tăng công suất theo từng năm.􀂃 Đảm bảo chất lượng điện năng: tần số, điện áp􀂃 Đảm bảo độ tin cậy, tính liên tục cung cấp điện phù hợp với tải.􀂃 Thuận tiện trong vận hành, lắp ráp sửa chữa.􀂃 An toàn cho người vận hành.2. Chọn điện áp định mức của mạng điện : - Lựa chọn hợp lý cấp điện áp định mức là một trong những nhiệm vụ quan trọng khi thiết kế cung cấp điện vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật như vốn đầu tư, tổn thất điện năng, phí tổn kim loại màu, chi phí vận hành - Nếu trị số điện áp cao, tăng khả năng truyền tải của đường dây, làm giảm tổn thất điện áp và điện năng, giảm phí tổn kim loại màu, song làm tăng giá thành công trình đường dây và các thiết bị khác - Một số công thức kinh nghiệm để tính điện áp tối ưu theo quan hệ (P  I,U)Cấp điện áp có sẵn của hệ thống hoặc của những hộ tiêu thụ gần, chọn sao cho ta dễ tìm được nguồn dự phòng.Trong một khu vực không nên sử dụng nhiều cấp điện áp vì sẽ làm sơ đồ phức tạp.Điện áp của mạng cần chọn phù hợp với điện áp của thiết bị sẵn có trong nước hoặc có thể dễ dàng mua.Trong điều kiện có thể, nên sử dụng cấp điện áp càng cao càng tốt.Trong thực tế khi chọn cấp điện áp cần lưu ý một số điểm sau:Để nâng cao hiệu quả hệ thống cung cấp điện và giảm tổn thất điện năng, khi thiết kế cần giảm thiểu các nấc, bậc biến áp.Lựa chọn điện áp lưới cung cấp được tiến hành trên cơ sở so sánh các phương án kinh tế kỹ thuật.Phương án được coi là tốt hơn nếu chi phí đầu tư và chi phí vận hành thấp tuy nhiên khi điện áp cao hơn mặc dù về mặt lợi ích kinh tế thấp hơn 10% ta vẫn chọ phương án có điện áp cao hơn.Thông thường người ta sử dụng điện áp 22,110,220 cấp cho khu công nghiệp. Tuy nhiên điện áp 35kV được sử dụng cho lưới điện phân phối trong cho nhà máy trong trường hợp: 􀂃 Có thiết bị tiêu thụ điện điện áp 35kV 􀂃 Tải ở vị trí xa và trong điều kiện đòi hỏi cung cấp cho họ tiêu thu điện cao Lựu chọn cấp điện áp 10 kV nếu 􀂃 Khi công suất nhà máy lớn và trong nhà máy có nhiều động cơ điện áp 10kV 􀂃 Khi nguồn cấp là nhà máy điện điện áp 10kV 􀂃 Khi công suất nhà máy lớn và số động cơ có điện áp 6kV không nhiều.Lựa chọn cấp điện áp 6 kV nếu 􀂃 Nhà máy có nhiều thiết bị tiêu thụ điện cấp điện áp này. 􀂃 Nếu mạng phân phối của nhà máy đã có cấp điện áp này. 􀂃 Khi cấp điện áp lưới phân phối xí nghiệp là 10kV và có một số ít động cơ công suất trung bình 350-800kW cần phải sử dụng cấp điện áp 6kV và dùng sơ đồ máy biến áp - động cơ.- Không nên sử dụng cấp điện áp 3 kV trong mạng phân phối của xí nghiệp.- Cấp điện áp 380V dùng để cấp nguồn cho hầu hết các phụ tải công nghiệp.Cấp điện áp 660V được sử dụng trong các trường hợp xí nghiệp có nhiều thiết bị điện áp này.Hoặc khi dòng ngắn mạch ở mạng hạ áp quá cao không phù hợp với thiết bị điện áp 380V.Khi lựa chọn cấp điện áp 660V phải tiến hành so sánh các phương án kinh tế kỹ thuật với trường hợp sử dụng cấp điện áp 380/220V. Có tính đến tương lai phát triển của nhà máy, giá thành hạ của động cơ 660V, tổn hao công suất và điện áp giảm khi sử dụng cấp điện áp 660V. Tuy nhiên vẫn phải giữ cấp điện áp 380 V cho những thiết bị công suất nhỏ và hệ thống chiếu sáng, thiết bị bảo vệ, nguồn cho các cuộn dây.3. Chọn nguồn điện: 4. Sơ đồ mạng điện cao áp : 1. Bộ phận nối nguồn cung cấpa. Nguồn cung cấp là hệ thống năng lượngĐiện áp 6,10,22kV: chỉ thực hiện khi khoảng cách từ trạm điện đến xí nghiệp không quá 5-8km.Sơ đồ 1, 2 cho phụ tải hạng 3 khi xí nghiệp có và không có trạm phân phối chính. Sơ đồ 3 cho phụ tải hạng 1,2Nếu xí nghiệp có tổ máy phát điện riêng thì nên đặt tại tâm phụ tảiĐiện áp 35,110 kV với hệ thống năng lượng điện không có nguồn phát riêngSơ đồ 1, cho phụ tải hạng 3. Sơ đồ 2,3 cho phụ tải hạng 1,2(a)(b)Trong một số trường hợp trạm hạ áp của xí nghiệp có thể làm trạm trung gianSơ đồ a: Các XN sử dụng điện của hệ thống qua thanh cái cao áp Sơ đồ b: Các XN có điện áp khác với điện áp của hệ thống năng lượng, ở đây XN được quá giang có điện áp 35KV khác hệ thống 110KVb. Nguồn cung cấp là các máy phát điện riêng:1: Nhà máy A2: Trạm phân phối 3: Nhà máy B2. Sơ đồ lưới điện phân phối của xí nghiệpa. Sơ đồ phân phối dạng hình tia:Cho hộ tiêu thụ loại 3: khi có sự cố ngắn mạch thì cả trạm 3 mất nguồn.Cho hộ tiêu thụ hạng 2:Cho hộ tiêu thụ hạng 1:Ưu điểm:􀂃 Đơn giản,􀂃 Nối dây rõ ràng,􀂃 Độ tin cậy cung cấp điện cao.􀂃 Dễ thực hiện các biện pháp bảo vệ,tự động hóa.􀂃 Dễ vận hành, sửa chữa bảo trì. Nhược điểm:􀂃 Vốn đầu tư lớnb. Sơ đồ hình trục chính:Từ trục chính này sẽ có các nhánh rẽ đến các trạm điện của phân xưởng, nếu có sự cố ở đường trục chính sẽ mất nguồn các trạm phân xưởng. Không nên nối quá nhiều trạm vào đường trục chínhSơ đồ hình trục chính đơn giảnSơ đồ hình trục chính cải tiến: Để tăng độ tin cậy cung cấp điện, ta dùng hai lộ cung cấp chính xuất phát từ một hoặc hai nguồnSử dụng đường dây dự phòng.Sử dụng sơ đồ phân phối dạng vòng, mạch kín vận hành hởSử dụng đường dây kép: mỗi trạm được trang bị tối thiểu hai MBA và thanh cái phân đoạn ở hai cấp điện áp và được cung cấp từ hai đường dây chính. Ở chế độ bình thường các phân đoạn làm việc độc lậpc. Sơ đồ dẫn sâu:Điện áp cao 22kV, 35kV có thể đưa trực tiếp đến trạm phân xưởng,dùng cho phụ tải loại 2 và 3.Ưu điểm:􀂃 Giảm trạm biến áp phân xưởng.􀂃 Giảm thiết bị􀂃 Sơ đồ nối dây đơn giản.􀂃 Giảm tổn hao công suất, điện ápNhược điểm:􀂃 Độ tin cậy không cao.􀂃 Chiếm nhiều diện tích5. Sơ đồ mạng điện hạ áp : Lưới cung cấp có nhiệm vụ cấp điện từ nguồn đến các điểm phân phối. Lưới phân phối có nhiệm vụ nối điểm phân phối với các thiết bị và hộ tiêu thụ điện.a. Sơ đồ hình tia: mỗi hộ tiêu thụ hay điểm phân phối được cung cấp bằng một lộ riêng biệt từ một điểm chungb. Sơ đồ hình trục chính: các hộ tiêu thụ hay điểm phân phối được cung cấp từ các vị trí khác nhau của đường trục chínhc. Sơ đồ cải tiến: để tăng độ tin cậy cung cấp điện