HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN - Lớp 14DDC02 - Trang Chủ14ddc02.weebly.com/uploads/5/5/9/9/55990165/giao_trinh_cung_cap... · phụ tải đễ làm cơ sở cho việc thiết

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP.HCM

HỆ THỐNG CUNG CẤP

ĐIỆN

Biên soạn:

ThS. Nguyễn Quý

www.hutech.edu.vn

HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN

Ấn bản 2014

MỤC LỤC I

MỤC LỤC

MỤC LỤC .................................................................................................................. 1

HƢỚNG DẪN ............................................................................................................. 4

BÀI 1: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN ........................................................... 1

1.1 NHỮNG ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT ĐIỆN NĂNG ..................... 1

1.2 CÁC DẠNG NGUỒN ĐIỆN ..................................................................................... 2

1.2.1 Nhà máy nhiệt điện(NĐ) .................................................................................. 2

1.2.2 Nhà máy thủy điện:(TĐ) .................................................................................. 5

1.2.3 Nhà máy điện gió: ........................................................................................... 6

1.2.4 Nhà máy điện nguyên tử: ................................................................................. 7

1.2.5 Nhà máy điện mặt trời: .................................................................................... 8

1.2.6 Nhà máy điện địa nhiệt: ................................................................................... 9

1.2.7 Nhà máy điện đại dương: ................................................................................. 9

1.2.8 Các loại nhà máy điện khác: .......................................................................... 10

1.3 CÁC KHÁI NIỆM CHUNG VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN ...................................................... 10

1.3.1 Ưu điểm của hệ thống điện: ........................................................................... 13

1.3.2 Nhược điểm của hệ thống điện: ....................................................................... 14

1.4 CÁC YÊU CẦU VỀ CUNG CẤP ĐIỆN ...................................................................... 14

1.5 PHÂN LOẠI TRẠM BIẾN ÁP:............................................................................... 16

1.6 CÂU HỎI : ........................................................................................................... 16

BÀI 2: PHỤ TẢI ĐIỆN ................................................................................................ 17

2.1 PHỤ TẢI ĐIỆN................................................................................................... 17

2.1.1 Khái niệm ..................................................................................................... 17

2.1.2 Phân loại ...................................................................................................... 18

2.2 ĐỒ THỊ PHỤ TẢI ............................................................................................... 19

2.2.1 Đồ thị phụ tải hàng ngày ................................................................................ 19

2.2.2 Đồ thị phụ tải hàng tháng: ............................................................................. 20

2.2.3 Đồ thị phụ tải năm: ....................................................................................... 21

2.3 CÁC HỆ SỐ ĐẶC TRƢNG ..................................................................................... 24

2.4 CÁCH XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN. .............................................................. 28

2.4.1 Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt và hệ số knc ........ 29

2.4.2 Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo suất tiêu hao điện năng trên một đơn vị

sản phẩm. ................................................................................................................. 30

2.4.3 Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo suất phụ tải trên một đơn vị diện tích

sản xuất. ................................................................................................................... 30

2.4.4 Phương pháp xác định phụ tải tính toán theo kmax và Ptb (còn gọi là phương pháp

số thiết bị hiệu quả nhq). ........................................................................................... 31

2.4.5 Xác định phụ tải chiếu sáng ........................................................................... 33

2.4.6 Xác định phụ tải tính toán của một số phụ tải đặc biệt ................................... 33

II MỤC LỤC

2.5 CÂU HỎI ........................................................................................................... 35

BÀI 3: TÍNH TOÁN THAM SỐ CỦA MẠNG ĐIỆN ........................................................... 37

3.1 THÔNG SỐ VÀ SƠ ĐỒ THAY THẾ CỦA ĐƢỜNG DÂY TẢI ĐIỆN .............................. 37

3.1.1 Sơ đồ tính toán của đường dây điện.................................................................. 37

3.1.2 Thông số và sơ đồ thay thế của đường dây. ....................................................... 38

3.1.3 Sơ Đồ Thay Thế ............................................................................................. 41

3.2 THÔNG SỐ MÁY BIẾN ÁP ................................................................................... 41

3.2.1 Máy biến áp 2 cuộn dây .................................................................................. 41

3.2.2 Máy biến áp 3 cuộn dây .................................................................................. 44

3.2.3 Máy biến áp tự ngẫu. ...................................................................................... 45

3.3 CÂU HỎI ........................................................................................................... 47

BÀI 4: TÍNH TOÁN TỔN THẤT CÔNG SUẤT VÀ ĐIỆN NĂNG TRONG MẠNG ĐIỆN ......... 48

4.1 TỔN THẤT CÔNG SUẤT VÀ ĐIỆN NĂNG TRÊN ĐƢỜNG DÂY ................................. 48

4.1.1 Đường dây chỉ có một phụ tải .......................................................................... 48

4.1.2 Đường dây cung cấp cho nhiều phụ tải ............................................................. 50

4.1.3 Tổn thất công suất trên đường dây có phụ tải phân bố đều ................................. 52

4.1.4 Tổn thất điện năng trên đường dây ................................................................... 53

4.2 TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG VÀ CÔNG SUẤT TRONG MÁY BIẾN ÁP .......................................... 55

4.2.1 Tổn thất công suất trong máy biến áp 2 dây quấn: ........................................... 55

4.2.2 Tổn thất công suất trong máy biến áp 3 cuộn dây : .......................................... 56

4.2.3 Tổn thất công suất trong máy biến áp tự ngẫu ................................................. 57

4.2.4 Tổn thất điện năng trong máy biến áp ............................................................. 58

4.3 CÂU HỎI ........................................................................................................... 58

BÀI 5: TỔN THẤT ĐIỆN ÁP TRONG MẠNG ĐIỆN ......................................................... 60

5.1 KHÁI NIỆM ....................................................................................................... 60

5.2 TỔN THẤT ĐIỆN ÁP TRÊN ĐƢỜNG DÂY MẠNG ĐIỆN ĐỊA PHƢƠNG ...................... 60

5.3 XÁC ĐỊNH TỔN THẤT ĐIỆN ÁP TRÊN ĐƢỜNG DÂY CÓ PHỤ TẢI PHÂN BỐ ĐỀU ..................... 64

5.4 TỔN THẤT ĐIỆN ÁP TRÊN ĐƢỜNG DÂY CÓ DÂY TRUNG TÍNH ............................. 66

5.5 CÂU HỎI ........................................................................................................... 69

BÀI 6: CHỌN TIẾT DIỆN DÂY DẪN VÀ CÁP ĐIỆN........................................................ 71

6.1 KHÁI NIỆM CHUNG ........................................................................................... 71

6.2 LỰA CHỌN TIẾT DIỆN DÂY TRÊN KHÔNG VÀ CÁP THEO ĐIỀU KIỆN PHÁT NÓNG. .............. 72

6.2.1 Sự phát nóng khi có dòng điện chạy qua ....................................................... 72

6.2.2 Chọn dây dẫn theo điều kiện phát nóng ......................................................... 73

6.3 LỰA CHỌN TIẾT DIỆN DÂY VÀ CÁP THEO ĐIỀU KIỆN TỔN THẤT ĐIỆN ÁP CHO PHÉP ......... 75

6.4 LỰA CHỌN TIẾT DIỆN DÂY THEO ĐIỀU KIỆN PHÍ TỔN KIM LOẠI MÀU ÍT NHẤT ................ 79

6.5 LỰA CHỌN TIẾT DIỆN DÂY THEO MẬT ĐỘ DÒNG ĐIỆN KINH TẾ..................................... 84

6.5.1 Mật độ dòng điện kinh tế ............................................................................... 84

6.5.2 Chọn tiết diện dây theo mật độ dòng điện kinh tế ............................................ 86

6.6 LỰA CHỌN TIẾT DIỆN DÂY TRONG MẠNG KÍN ................................................... 89

6.7 CÂU HỎI ........................................................................................................... 92

MỤC LỤC III

BÀI 7: TÍNH TOÁN MẠNG ĐIỆN KÍN ĐƠN GIẢN ......................................................... 94

7.1 KHÁI NIỆM ....................................................................................................... 94

7.2 XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT TRÊN CÁC NHÁNH. ........................................................ 94

7.3 XÁC ĐỊNH TỔN THẤT ĐIỆN ÁP TRONG MẠNG KÍN .............................................. 99

7.4 CÂU HỎI ......................................................................................................... 102

BÀI 8: GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG VÀ ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP TRONG MẠNG ĐIỆN . 103

8.1 KHÁI NIỆM CHUNG ......................................................................................... 103

8.2 MỘT SỐ BIỆN PHÁP BÙ ................................................................................. 109

8.2.1 Bù theo điều kiện kinh tế: ............................................................................. 109

8.2.2 Bù trong lưới điện xí nghiệp ......................................................................... 113

8.3 CÂU HỎI ......................................................................................................... 119

TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................... 130

IV HƢỚNG DẪN

HƢỚNG DẪN

MÔ TẢ MÔN HỌC

Hệ thống cung cấp điện là một trong những môn học tiên quyết của chuyên ngành

nhằm cung cấp kiến thức cơ bản cho những ai muốn nghiên cứu,thiết kế về các hệ

thống cung cấp điện. Môn học trang bị những kiến thức cung cấp điện cơ sở trong các

nhà máy,xí nghiệp,tòa nhà... Từ đó giúp sinh viên có thể thiết kế,vận hành và bảo

dưỡng các hệ thống điện trong các nhà máy công nghiệp.

NỘI DUNG MÔN HỌC

Bài 1. Tổng quan hệ thống cung cấp điện: Bài này cung cấp cho học viên khái

niệm về nguồn điện, các phần dẫn điện và phụ tải tiêu thụ.Ngoài ra còn nêu ra các

ưu và nhược điểm trong các yêu cầu của cung cấp điện.

Bài 2: Phụ tải điện: Bài này trình bày khái niệm về phụ tải điện và phân loại. Trình

bày các đồ thị phụ tải và các hệ số đặc trưng của phụ tải cũng như cách tính toán

phụ tải đễ làm cơ sở cho việc thiết kế hệ thống cung cấp điện.

Bài 3: Tính toán tham số mạng điện: Bài này trình bày mô hình thay thế các đối

tượng trong hệ thống cung cấp điện như máy biến áp,đường dây,tụ,...

Bài 4: Tính toán tổn thất điện năng và công suất trong mạng điện: Trong bài này

trình bày cách tính toán tổn thất điện năng trên các đường dây trong mạng điện

hở,kín đơn giản. Trình bày cách tính toán tổn thất công suất,điện năng trong máy

biến áp thường,máy biến áp tự ngẫu.

Bài 5: Tổn thất điện áp trong mạng điện: Bài này giúp học viên xác định được tổn

thất điện áp trong mạng điện địa phương cung như mạng kín đơn giản. Ngoài ra

cũng trình bày phương pháp tính tổn thất điện áp trong mạng có đường dây trung

tính.

Bài 6: Lựa chọn tiết diện dây dẫn: Bài trình bày các phương pháp lựa chọn tiết

diện dây dẫn trong mạng điện địa phương cũng như mạng kín đơn giản. qua đó

giúp sinh viên khi ra trường có nhận định về các phương pháp trong chọn tiết diện

dây trong thực tế.

HƢỚNG DẪN V

Bài 7: Tính toán mạng điện kín đơn giản: Bài này trình bày các vấn đề tính toán

liên quan trong mạng điện kín đơn giản như: tổn thất điện áp,tổn thất công suất

và phân bố công suất.

Bài 8: Giảm tổn thất điện năng và điều chỉnh điện áp trong mạng điện: Bài này

trình bày một số ý nghĩa trong việc giảm tổn thất điện năng trong mạng điện. Đưa

ra một số phương pháp để giảm tổn thất điện năng cũng như điều chỉnh điện áp.

KIẾN THỨC TIỀN ĐỀ

Môn học hệ thống cung cấp điện đòi hỏi sinh viên có nền tảng cơ bản về mạch

điện,máy điện,kỹ thuật chiếu sáng và an toàn điện.

YÊU CẦU MÔN HỌC

Người học phải dự học đầy đủ các buổi lên lớp và làm bài tập đầy đủ ở nhà.

CÁCH TIẾP NHẬN NỘI DUNG MÔN HỌC

Để học tốt môn này, người học cần ôn tập các bài đã học, trả lời các câu hỏi và

làm đầy đủ bài tập; đọc trước bài mới và tìm thêm các thông tin liên quan đến bài

học.

Đối với mỗi bài học, người học đọc trước mục tiêu và tóm tắt bài học, sau đó đọc

nội dung bài học. Kết thúc mỗi ý của bài học, người đọc trả lời câu hỏi ôn tập và kết

thúc toàn bộ bài học, người đọc làm các bài tập.

PHƢƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ MÔN HỌC

Môn học được đánh giá gồm:

Điểm quá trình: 30%. Hình thức và nội dung do GV quyết định, phù hợp với quy

chế đào tạo và tình hình thực tế tại nơi tổ chức học tập.

Điểm thi: 70%. Hình thức bài thi tự luận trong 90 phút. Nội dung gồm các bài tập

thuộc bài thứ 1 đến bài thứ 8.

BÀI 1: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN 1

BÀI 1: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ HỆ

THỐNG ĐIỆN

Mục tiêu của bài:

- Nắm vững khái niệm vế hệ thống điện, nhà máy điện, trạm biến áp, các dạng

nguồn năng lượng.

- Biết phân loại được các hệ thống, nhà máy điện, trạm biến áp.

- Nắm bắt được các yêu cầu trong hệ thống cung cấp điện.

1.1 NHỮNG ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT ĐIỆN NĂNG

- Sản xuất và tiêu thụ điện năng phải đồng thời, các sự cố của bất cứ bộ phận

nàolàm mất sự cân bằng giữa sản xuất và tiêu thụ đều có thể dẫn đến ngừng làm

việcmột phần hay toàn bộ hệ thống.

- Các quá trình quá độ trong hệ thống điện xãy ra rất nhanh, nênngười ta phải sử

dụng các thiết bị rơle tự động để loại trừ sự cố nhanh chóng.

- Sự phát triển của hệ thống điện phụ thuộc vào sự phát triển củanền kinh tế quốc

dân và phải được phát triển trước một bước.

Hệ thống điện là một bộ phận của hệ thống năng lượng gồm có các máyphát điện,

thiết bị phân phối điện, mạng điện và các hộ tiêu thụ điện.Người ta chia hệ thống điện

thành 3 bộ phận chính:

1. Nguồn điện:Nhà máy sản xuất điện

2. Bộ phận truyền tải: Mạng điện.

3. Các hộ tiêu thụ: Biến đổi điện năng thành các dạngnăng lượng khác.

2 BÀI 1: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN

Hình 1.1: HỆ THỐNG ĐIỆN CƠ BẢN

1.2 CÁC DẠNG NGUỒN ĐIỆN

Phân loại các dạng nguồn điện:

Nguồn điện hay còn gọi nhà máy điện là một loại nhà máy sản xuất đăc biêt có nhiệm

vụ biến đổi các dạng năng lượng khác nhau như: năng lượng của nhiên liệu (than, dầu, khí

đốt, nguyên tử v.v. . . ) năng lượng của nước, gió, mặt trời v.v ... thành điện năng để

cung cấp cho các hộ tiêu thụ.

Căn cứ vào các loại nhiên liệu sử dụng cho nhà máy điện người ta chia ra: Nhà

máy nhiệt điện , thủy điện , phong điện , nhà máy điện nguyên tử , nhà máy điện

dùng năng lượng mặt trời,nhà máy điện địa nhiệt,nhà máy điện đại dương v.v...

1.2.1 Nhà máy nhiệt điện(NĐ)

Trong nhà máy nhiệt điện người ta dùng nhiên liệu là than đá , dầu hoặc khí đốt.v.v…

trong đó than đá và khí đốt được sử dụng rộng rãi nhất.

Để quay máy phát điện, trong nhà máy nhiệt điện dùng tuabin hơi nước, máy hơi nước,

động cơ đốt trong và tuabin khí, tuabin hơi nươc có khả năng cho công suất cao và vận

hành kinh tế nên được sử dụng rộng rãi nhất.

Nhà máy nhiệt điện còn được chia làm 3 loại: Nhiệt điện tuabin khí ,nhiệt điện ngưng

hơi và nhiệt điện trích hơi:


- Nhà máy nhiệt điện ngưng hơi toàn bộ hơi dùng sản xuất điện năng.

- Nhà máy nhiệt điện trích hơi một phần năng lượng của hơi được sử dụng vào

mục đích công nghiệp và sinh hoạt của nhân dân vùng lân cận như hình 1.3.


- Nhà máy nhiệt điện tuabin khí dùng khí sản xuất điện năng như hình 1.4.


1.2.2 Nhà máy thủy điện:(TĐ)

Nhà máy thủy điện dùng năng lượng của dòng nước để sản xuất ra điện năng. Gồm có

02 loại: kiểu đập chắn hoặc kiểu ống dẫn.


1.2.3 Nhà máy điện gió:

Trong nhà máy điện này, người ta lợi dụng sức gió để quay một hệ thống cánh

quạt và truyền động để quay máy phát điện. Khó khăn của nhà máy điện này là do

tốc độ và hướng gió luôn luôn thay đổi, nên điều chỉnh tần số và điện áp gặp nhiều

khó khăn.

Hình 1.7: Cánh đồng gió.


1.2.4 Nhà máy điện nguyên tử:


1.2.5 Nhà máy điện mặt trời:


1.2.6 Nhà máy điện địa nhiệt:

1.2.7 Nhà máy điện đại dƣơng:


1.2.8 Các loại nhà máy điện khác:

1.3 CÁC KHÁI NIỆM CHUNG VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN

- - Để nghiên cứu, qui hoạch phát triển hệ thống điện cũng như để

quản lý, vận hành, hệ thống điện được phân chia thành các hệ thống

tương đối độc lập với nhau.

+ Về mặt quản lý:

- Các nhà máy điện do các nhà máy điện tự quản lý.

- Lưới điện hệ thống cao áp và siêu cao áp (≥ 220kV) và trạm khu

vực do các công ty truyền tải quản lý.

- Lưới truyền tải (≤110kV) và phân phối do các công ty điện lực.

+ Về mặt qui hoạch:

- Nguồn điện, lưới hệ thống, các trạm khu vực được qui hoạch trong

tổng sơ đồ.

- Lưới truyền tải(≤110kV) và phân phối được qui hoạch riêng.

+ Về mặt điều độ:


- Điều độ trung ương: Gồm 2 bộ phận

→ Bộ phận chỉ huy vận hành làm nhiệm vụ theo dõi và điều khiển

trực tiếp hoạt động của hệ thống điện, chỉ huy các điều độ cấp dưới thực

hiện chương trình hoạt động đã định trước. Khi xảy ra các tình huống bất

thường thì thực hiện các biện pháp khắc phục nhằm giữ vững chế độ.

→ Bộ phận phương thức làm nhiệm vụ chuẩn bị trước chế độ vận

hành thỏa mãn các yêu cầu an toàn, chất lượng phục vụ và hiệu quả kinh

tế.

- Điều độ địa phương: điều độ các nhà máy điện, điều độ các trạm khu

vực, điều độ các công ty điện lực.

- Điều độ các công ty điện lực: điều khiển việc phân phối điện nhận từ các

trạm biến áp do cấp trên quản lý, tải qua lưới cao thế, các trạm biến áp

trung gian, lưới điện phân phối trung, hạ áp đến các hộ dùng điện.

+ Về mặt nghiên cứu, tính toán:

Lưới hệ thống: bao gồm các đường dây tải điện và trạm biến áp khu vực(

110,220,500KV)


Hình 1.13: Lƣới hệ thống.

- Lưới phân phối trung áp (6, 10, 15, 22, 35 kV).

Có 06 dạng chính:

Hình 1.14a: lƣới hình tia

Hình 1.14b: lƣới hình tia phân đoạn

Hình 1.14c: lƣới kín vận hành hở


Hình 1.14d: lƣới kín vận hành hở có 02 nguồn

Hình 1.14e: lƣới điện kiểu đƣờng trục

Hình 1.14f: lƣới điện có đƣờng dây dự phòng

- Lưới phân phối hạ áp (220/380V).

Gồm có 02 loại chính:

Hình 1.15a: lƣới 3 pha 4 dây.

Hình 1.15b: lƣới 3 pha 5 dây.

1.3.1 Ƣu điểm của hệ thống điện:

a. Đảm bảo phân phối công suất hợp lý và kinh tế nhất , tận dụng các thiết bị

và nguyên liệu địa phương một các hợp lý, do đó giảm giá thành điện năng.

b. Nâng cao tính chất đảm bảo cung cấp điện liên tục cho các hộ tiêu thụ.

c. Giảm được phần trăm công suất dự trữ và tăng được công suất đơnvị các tổ

máy.


1.3.2 Nhƣợc điểm của hệ thống điện:

Xây dựng hệ thống điện đòi hỏi phải tốn thêm vốn đầu tư xây dựngcác

trạm biến áp và đường dây liên lạc. Tuy nhiên, nó sẽ được bù lại nhanh

chóngbằng việc hạ giá thành điện năng và tăng độ tin cậy cung cấp điện.

1.4 CÁC YÊU CẦU VỀ CUNG CẤP ĐIỆN

- Độ tin cậy cung cấp điện: đảm bảo liên tục cung cấp điện tùy thuộc vào tính

chất của hộ dùng điện.

- Chất lượng điện năng: gồm có chất lượng điện áp và chất lượng tần số.

+ Chất lượng tần số: được đánh giá bằng:

- Độ lệch tần số so với tần số định mức:

-

(1.1)

- Độ dao động tần số: đặc trưng bởi độ lệch giữa giá trị lớn nhất và nhỏ nhất

của tần số khi tần số biến thiên nhanh với tốc độ lớn hơn 1%/s.

Theo GOCT 13109-87 của Nga thì độ lệch tần số cho phép là ±0,2 Hz với xác

xuất 95% (22,8h/ngày), độ lệch tối đa cho phép ±0,4 Hz trong mọi thời gian và

trong mọi chế độ sự cố cho phép độ lệch đến ±0,5 Hz. độ dao động tần số

không vượt quá 0,2 Hz. Theo tiêu chuẩn Singapor: độ lệch tần số cho phép là

±1%, tức ±0,5 Hz.

Chất lượng điện áp:

Độ lệch điện áp so với điện áp định mức:

(1.2)

U là điện áp thực tế trên cực của thiết bị dùng điện.

Điều kiện:


U-, U+làgiớihạntrênvàdướicủađộlệchđiệnáp.

Độ lệch điện áp cho phép được qui định (ở chế độ làm việc bình thường).

Mạng động lực: ± 5%.

Mạng chiếu sáng: ± 2,5%

Trường hợp khởi động động cơ hoặc mạng điện đang trong tình trạng sự cố

thì độ lệch điện áp cho phép có thể tới –(10% ÷ 20%).

Độ dao động điện áp: sự biến thiên nhanh của điện áp:

Tốc độ biến thiên từ Umax đến Umin không nhỏ hơn 1%/s.

- Độ không đối xứng: Phụ tải các pha không đối xứng dẫn đến điện áp các

pha không đối xứng, sự không đối xứng này được đặc trưng bởi thành phần thứ

tự nghịch(U2) của điện áp. Điện áp không đối xứng làm giảm hiệu quả công

tác và tuổi thọ của thiết bị dùng điện, giảm khả năng tải của lưới điện và tăng

tổn thất điện năng.

- Độ không sin: Các thiết bị dùng điện có đặc tính phi tuyến như máy biến áp

không tải, bộ chỉnh lưu, tiristor…làm biến dạng đường đồ thị điện áp,

khiến nó không còn là hình sin nữa. Xuất hiện các sóng hài bậc cao, góp

phần làm méo dạng điện áp, làm tăng tổn thất sắt từ trong động cơ, tổn thất

điện môi trong cách điện, tăng tổn thất trong lưới điện và thiết bị dùng điện …

Chất lượng điện áp được đảm bảo nhờ các biện pháp điều chỉnh điện áp trong

lưới điện truyền tải và phân phối. Các biện pháp này chọn lựa trong qui hoạch và

thiết kế lưới điện và được hoàn thiện thường xuyên trong vận hành.

- An toàn : Hệ thống cung cấp điện phải được vận hành an toàn đối với người và thiết bị. Muốn vậy, người thiết kế phải chọn sơ đồ cung cấp điện hợp

lý, các thiết bị điện phải được chọn đúng chủng loại, đúng công suất. Công tác xây dựng, lắp đặt phải đúng qui phạm. Công tác vận hành quản lý có vai trò

đặc biệt quan trọng. Người sử dụng phải tuyệt đối chấp hành những qui định về an toàn sử dụng điện.

- Kinh tế : Khi đánh giá so sánh các phương án cung cấp điện, chỉ tiêu kinh tế chỉ được xét đến khi các chỉ tiêu kỹ thuật nêu trên đã được đảm bảo. Chỉ tiêu

kinh tế được đánh giá qua: tổng số vốn đầu tư, chi phí vận hành và thời gian thu hồi vốn đầu tư. Việc đánh giá chỉ tiêu kinh tế phải thông qua tính toán và so


sánh các phương án để đưa ra được phương án tối ưu.

-

1.5 PHÂN LOẠI TRẠM BIẾN ÁP:

Nhiệm vụ chính của trạm biến áp là truyền công suất và thay đổi điện áp

để điện được truyền từ nhà máy điện đến phụ tải. Trạm biến áp được phân ra

làm:

- Theo điện áp: gồm trạm tăng áp và trạm giảm áp.

- Theo chức năng: gồm trạm trung gian và trạm phân phối.

Hình 1.16:Trạm biến áp

1.6 Câu hỏi :

1. Nêu các thành phần chính trong một hệ thống cung cấp điện ?.

2. Chất lượng điện năng được quyết định bởi những yếu tố nào ?.

BÀI 2: PHỤ TẢI ĐIỆN 17

BÀI 2: PHỤ TẢI ĐIỆN

Mục tiêu của bài học:

- Hiểu được khái niệm về phụ tải điện.

- Nắm được các loại đồ thị phụ tải và cách tổng hợp.

- Tính toán được công suất Ptt,Qtt,Stt,Tmax,A, .

2.1 PHỤ TẢI ĐIỆN

2.1.1 Khái niệm

Phụ tải điện là các thiết bị hay là tập hợp các khu vực gồm nhiều thiết bị sử

dụng điện năng để biến đổi thành các dạng năng lượng khác như quang năng,

nhiệt năng, cơ năng, hóa năng,..

Phụ tải điện có thể biểu diễn dưới dạng tổng quát:

S = P + jQ (2.1)

Trong đó:

Plà Công suất tác dụng, đơn vị đo lường:

Oát: W

Kilô Oát: KW = 103W

Mega Oát: MW = 103 KW = 106W

Q là Công suất phản kháng, đơn vị đo lường: VAR ; KVAR ;

MVAR

S là Công suất biểu kiến, đơn vị đo lường: VA ; KVA ; MVA

18 BÀI 2: PHỤ TẢI ĐIỆN

Về trị số:

sin

cos

22

SQ

SP

QPS

(2.2)

(2.3)

(2.4)

Điện năng (A) là công suất điện tiêu thụ trong thời gian T.

(2.5)

Đơn vị đo lường là Oát_giờ (Wh) ; KWh ; MWh.

2.1.2 Phân loại

Phụ thuộc vào mục đích nghiên cứu, phụ tải có thể phân loại theo tínhchất:

- Phụ tải động lực: cung cấp cho các động cơ điện.

- Phụ tải chiếu sáng.

Phân loại theo khu vực sử dụng:

- Phụ tải công nghiệp: cung cấp cho khu công nghiệp.

- Phụ tải nông nghiệp: cung cấp cho khu vực nông nghiêp.

- Phụ tải sinh hoạt: cung cấp cho vùng dân cư.

Phân loại theo mức độ quan trọng:

- Phụ tải loại 1: khi mất điện ảnh hưởng đến tính mạng con người, thiệt hại

lớn cho nền kinh tế quốc dân hoặc ảnh hưởng lớn đến chính trị.

- Phụ tải loại 2: khi mất điện có ảnh hưởng đến nền kinh tế, sản xuất nhưng

không nghiêm trọng như loại 1.

- Phụ tải loại 3: về nguyên tắc có thể mất điện thời gian ngắn không ảnh

hưởng nhiều đến các hộ tiêu thụ.

Khi thiết kế cung cấp điện cho các phụ tải điện cần chú ý:

- Đối với phụ tải loại 1: khu công nghiệp quan trọng, các thành phố lớn,

các khu vực ngoại giao, công sở quan trọng, các hầm mỏ, bệnh viện, hầm

T

i i T P dt t P A 0

) (


giao thông dài v.v… cần phải đảm bảo điện liên tục (24/24 giờ trong ngày)

do đó phải có ít nhất 2 nguồn độc lập hoặc phải có nguồn dự phòng thường

trực. Nói cách khác là nặng về kỹ thuật, tính đảm bảo, yếu tố kinh tế (vốn

đầu tư) có thể cao.

- Đối với phụ tải loại 2: khu công nghiệp nhỏ, địa phương, khu vực sinh

hoạt đông dân phức tạp v.v… nói chung cũng quan trọng nhưng không

bằng loại 1, khi thiết kế có thể cân nhắc giữa yếu tố kỹ thuật với vốn đầu

tư. Nếu không làm tăng vốn đầu tư nhiều hoặc không phức tạp khó khăn

lắm nên thiết kế 2 nguồn cung cấp có thể chuyển đổi khi có sự cố 1 nguồn.

- Đối với phụ tải loại 3: chú yếu là các khu vực dân cư khi thiết kế có thể

chỉ 1 nguồn cung cấp.

2.2 ĐỒ THỊ PHỤ TẢI

- Quá trình sản xuất và tiêu thụ điện năng xảy ra đồng thời, phụ tải luôn

biến động theo thời gian. đường biểu diễn qui luật biến đổi của phụ tải

theo thời gian gọi là đồ thị phụ tải.

- Phân loại: có nhiều cách phân loại

+ Theo công suất:

- Đồ thị phụ tải công suất tác dụng P = f(t).

- Đồ thị phụ tải công suất phản kháng Q = f(t).

- Đồ thị phụ tải công suất toàn phần(biểu kiến) S = f(t).

+ Theo thời gian: - Đồ thị phụ tải hàng ngày.

- Đồ thị phụ tải hàng tháng.

- Đồ thị phụ tải năm.

- - Các loại đồ thị phụ tải thường dùng:

2.2.1 Đồ thị phụ tải hàng ngày

Thường được xét với chu kỳ thời gian là một ngày đêm (24giờ) và có thể

xác định theo 3 cách:

- Bằng dụng cụ đo tự động ghi lại, hình 2.1a.


- Do nhân viên trực ghi lại sau những giờ nhất định, hình 2.1b.

- Biểu diễn theo bậc thang, ghi lại giá tri trung bình trong những khoảng

nhất định, hình 2.1c.

Hình 2.1: Đồ thị phụ tải ngày

Đồ thị phụ tải hàng ngày cho ta biết tình trạng làm việc của thiết bị để

từ đó sắp xếp lại qui trình vận hành hợp lý nhất, nó còn làm căn cứ để

tính chọn thiết bị, tính điện năng tiêu thụ.

Các thông số đặc trưng của đồ thi phụ tải:

- Phụ tải cực đại Pmax; Qmax

- Hệ sô công suất cực đại cosφmax, tương ứng với tgφmax = Qmax/Pmax.

- Điện năng tác dụng và phản kháng ngày đêm: A [kWh], Ar [kVArh].

- Hệ số công suất trung bình cos tb, tương ứng với tg tb = Ar/A.

- Hệ số điền kín đồ thị phụ tải::

(2.6)

2.2.2 Đồ thị phụ tải hàng tháng:

được xây dựng theo phụ tải trung bình hàng tháng..


Hình 2.2: đồ thị phụ tải hàng tháng

Đồ thị phụ tải hàng tháng cho ta biết được thời gian sử dụng công suất bé

để đưa ra lịch vận hành cũng như sữa chữa một cách hợp lí nhất.

2.2.3 Đồ thị phụ tải năm:

Hình 2.3:Đồ thị phụ tải năm

Điệnnăng tác dụng và phản kháng tiêu thụ trong một năm làm việc:

A[kWh/năm],Ar[kVArh/năm].


Thời gian sử dụng công suất cực đại :

(2.7)

Hệ số công suất trung bình cos tb, tương ứng với tg tb =

Ar/A.

Hệ số điền kín đồ thị phụ tải::

(2.8)

- Khái niệm về Tmax và

Hình 2.4: Đồ thị biểu diễn Tmax,


- (0,124 Tmax.10 4 )2 .8760 (2.9)

- Chế độ làm việc của phụ tải: 3 chế độ

+ Chế độ dài hạn: Chế độ trong đó nhiệt độ của thiết bị tăng đến

giá trị xác lập và là hằng số không phụ thuộc vào sự biến đổi của công

suất trong khoảng thời gian bằng 3 lần hằng số thời gian phát nóng của

cuộn dây. Phụ tải có thể làm việc với đồ thị bằng phẳng với công suất

không đổi trong thời gian làm việc hoặc đồ thị phụ tải không thay đổi

trong thời gian làm việc.

+ Chế độ làm việc ngắn hạn: Chế độ trong đó nhiệt độ của thiết bị

tăng đến giá trị nào đó trong thời gian làm việc, rồi lại giảm xuống bằng

nhiệt độ môi trường xung quanh trong thời gian nghỉ.

+ Chế độ ngắn hạn lặp lại: Chế độ trong đó nhiệt độ của thiết bị

tăng lên trong thời gian làm việc nhưng chưa đạt giá trị cho phép và

lại giảm xuống trong thời gian nghỉ, nhưng chưa giảm xuống nhiệt độ

của môi trường xung quanh. Ví dụ: Các động cơ cầu trục, máy biến áp

hàn…


+ Qui đổi phụ tải một pha về 3 pha:

Vì tất cả các thiết bị cung cấp điện từ nguồn đến các đường dây truyền

tải đều là thiết bị ba pha, các thiết bị dùng điện lại có cả thiết bị 1 pha

(thường công suất nhỏ). Các thiết bị này có thể đấu vào điện áp pha

hoặc điện áp dây. Khi tính phụ tải cần phải được qui đổi về 3 pha.

Khi có thiết bị nối vào điện áp pha thì công suất tương đương sang 3

pha:

Pđmtđ=3.Pđm fa (2.10)

Pđm tđ: công suất định mức tương đương (sang 3 pha)

Pđmfa: công suất định mức của phụ tải một pha

Khi có thiết bị 1 pha nối vào điện áp dây:

Pđm tđ = 3 .Pđm fa (2.11)

Pđm tđ: công suất định mức tương đương (sang 3 pha)

Pđm fa: công suất định mức của phụ tải một pha.

Khi có nhiều phụ tải 1 pha nối vào nhiều điện áp dây và pha khác nhau:

Pđm tđ = 3 . Pđm fa max (2.12)

Để tính toán cho trường hợp này, trước tiên phải qui đổi các thiết bị 1 pha

đấu vào điện áp dây về thiết bị đấu vào điện áp pha. Sau đó sẽ xác định

được công suất cực đại của một pha nào đó.

2.3 CÁC HỆ SỐ ĐẶC TRƢNG

- Công suất định mức (Pđm) : được xem là một đại lượng dùng để tính phụ

tải điện (ghi sẵn trong lý lịch máy).


Hình 2.5: biểu diễn Pđ với Pđm

Đơn vị của công suất định mức thường là kW. Với một động cơ điện Pđm chính là công suất cơ trên trục cơ của nó,nhưng về thiết kế cung cấp điện ta

quan tâm đến công suất đầu vào (công suất đặt) :

(2.13)

đm – hiệu suất định mức của động cơ thường lấy 0,8 ÷ 0,95, nên

để cho tính toán được đơn giản, người ta có thể lấy Pđ = Pđm.

- - Phụ tải trung bình (Ptb): là một đặc trưng tĩnh của phụ tải trong một

khoảng thời gian nào đó..

(2.14)

Trong đó P, Q – điện năng tiêu thụ trong thời gian khảo sát, kW, kVAr.

P(t), Q(t) – đồ thị phụ tải thực tế

T – thời gian khảo sát, h

.

Phụ tải trung bình có thể dùng để đánh giá được mức độ sử dụng thiết bị;

xác định phụ tải tính toán; tính tổn hao điện năng.

- Phụ tải cực đại: chia làm 2 nhóm

+ Phụ tải cực đại (Pmax): là phụ tải trung bình lớn nhất tính trong

khoảng thời gian tương đối ngắn (5, 10 hoặc 30 phút) ứng với ca làm việc

có phụ tải lớn nhất trong ngày.


Pmax dùng để tính tổn thất công suất lớn nhất, để chọn các thiết

bị điện, chọn dây dẫn và dây cáp theo điều kiện mật độ dòng điện kinh

tế…

+ Phụ tải đỉnh nhọn (Pđn): là phụ tải cực đại xuất hiện trong khoảng

thời gian rất ngắn (1 ÷2s), nó thường xuất hiện khi khởi động của động

cơ.

Pđn dùng để kiểm tra dao động điện áp, điều kiện tự khởi động của động

cơ, kiểm tra điều kiện làm việc của cầu chì, tính dòng điện khởi động của rơle

bảo vệ …

- Phụ tải tính toán (Ptt): là thông số quan trọng trong thiết kế cung

cấp điện. Ptt là phụ tải giả thiết lâu dài không đổi tương đương với phụ tải

thực tế (biến đổi) về mặt hiệu ứng nhiệt lớn nhất.

Ptb ≤ Ptt ≤ Pmax

- Hệ số sử dụng (ksd): là tỷ số giữa phụ tải tác dụng trung bình với

công suất định mức của thiết bị.

Đối với một thiết bị:

(2.15)

Đối với một nhóm thiết bị:

(2.16)

ksd nói lên mức độ sử dụng, mức độ khai thác công suất của thiết bị

điện trong một chu kỳ làm việc.

- - Hệ số phụ tải (kpt): là tỷ số giữa công suất thực tế với công suất định

mức của thiết bị:

(2.17)

kpt nói lên mức độ sử dụng, mức độ khai thác của thiết bị điện

trong thời gian đang xét.


- - Hệ số cực đại (kmax): là tỷ số giữa phụ tải tính toán và phụ tải trung

bình trong khoảng thời gian đang xét:

(2.18)

- - kmax thường được tính ứng với ca làm việc có phụ tải lớn nhất. Muốn

tìm kmax hoặc tra bảng hoặc dựa vào đường cong kmax=f(nhiệuquả,

ksd).

Hình 2.6: đƣờng cong kmax.

- Hệ số nhu cầu (knc): là tỷ số giữa phụ tải tính toán và công suất định

mức

(2.19)

Trong thực tế knc thường do kinh nghiệm vận hành mà tổng kết lại.

- - Số thiết bị hiệu quả (nhq): là số thiết bị giả thiết có cùng công suất và

chế độ làm việc:


(2.20)

Khi số thiết bị dùng điện trong nhóm n > 5, tìm nhq theo bảng

hoặc đường cong cho trước.

Trình tự tính như sau:

Trong đó: n - số thiết bị trong nhóm

n1 - số thiết bị có công suất không nhỏ hơn một nửa

công suất của thiết bị có công suất lớn nhất.

P và P1 - tổng công suất ứng với n và n1 thiết bị

Từ n* và P* tra đường cong hình 2.7, tìm nhq* và tìm được nhq =

nhq*.n.

Hình2.7:đƣờng cong nhq

2.4 CÁCH XÁC ĐỊNH PHỤ TẢI TÍNH TOÁN.

Có nhiều phương pháp để xác định phụ tải tính toán (PTTT) nhưng chưa có

phương pháp nào là vừa cho kết quả chính xác lại vừa có cách tính đơn giản.


Vì vậy tuỳ theo giai đoạn thiết kế, tuỳ theo yêu cầu cụ thể mà chọn phương

phap thiết kế cho thích hợp..

2.4.1 Phƣơng pháp xác định phụ tải tính toán theo công suất đặt

và hệ số knc

(2.21)

Trong đó:

knc là hệ số nhu cầu của thiết bị, tra trong sổ tay kỹ thuật

Pđi, Pđmi - công suất đặt và công suất định mức của thiết bị thứ i, kW

n – số thiết bị trong nhóm

Nếu hệ số công suất của các thiết bị trong nhóm không giống nhau thì

phải tính cosφtb

(2.22)

Ưu điểm của phương pháp này là đơn giản, tiện lợi nên được ứng dụng

rộng rãi

Nhược điểm của phương pháp này là kém chính xác, bởi vì knc được tra

trong tài liệu kỹ thuật, nó không phụ thuộc vào chế độ vận hành và số

thiết bị trong nhóm máy. Do đó nếu chế độ vận hành và số thiết bị trong

nhóm thay đổi nhiều thì kết quả tính theo hệ số nhu cầu sẽ kém chính xác.


2.4.2 Phƣơng pháp xác định phụ tải tính toán theo

suất tiêu hao điện năng trên một đơn vị sản

phẩm.

(2.23)

Trong đó :

a0- suất tiêu hao điện năng cho một đơn vị sản phẩm,

kWh/đvsp.

M - số sản phẩm sản xuất ra trong một năm.

Tmax - thời gian sử dụng công suất cực đại.

Nếu M là số sản phẩm sản xuất ra trong ca mang tải lớn nhất thì Tmax =

8h

Đây là phương pháp hay được dùng để xác định phụ tải tính toán của các

nhà máy xí nghiệp có chủng loại sản phẩm ít, sản xuất tương đối ổn định. Ví

dụ như các nhà máy dệt, nhà máy sợi, các trạm bơm, trạm nén khí…

2.4.3 Phƣơng pháp xác định phụ tải tính toán theo

suất phụ tải trên một đơn vị diện tích sản xuất.

Ptt=P0.F (2.24)

Trong đó:

P0 - suất phụ tải cho một đơn vị diện tích sản xuất, kW/m2.

F - diện tích sản xuất, m2.

Phương pháp hay dùng để xác định phụ tải tính toán của các nhà máy xí

nghiệp có phân bố phụ tải tương đối đều như là các nhà máy sợi, may,

dệt…xác định phụ tải tính toán của các công trình dân dụng như trường học,

nhà ở, công sở, bệnh viện rất hay được dùng để xác định phụ tải tính toán

chiếu sáng.


2.4.4 Phƣơng pháp xác định phụ tải tính toán theo kmax và Ptb (còn

gọi là phƣơng pháp số thiết bị hiệu quả nhq).

Ptt=kmaxPtb=kmax.ksd.Pdm (2.25)

Trong đó: Pđm - công suất định mức.

ksd, kmax – hệ số sử dụng và hệ số cực đại.

Chú ý:

kpt – hệ số mang tải của thiết bị

Gần đúng: kpt = 0,9 đối với thiết bị làm việc ở chế độ dài hạn

kpt = 0,75 đối với thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại.

Đường cong hình 2.6 chỉ cho đến giá trị nhq = 300. Nếu nhq > 300 và

ksd < 0,5 thì hệ số kmax được lấy ứng với nhq = 300. Còn khi nhq > 300

và ksd ≥ 0,5 thì:

Ptt=1,05.ksd.Pđm (2.26)

đối với các thiết bị có đồ thị phụ tải bằng phẳng (máy bơm, quạt nén

khí …):

Ptt=Ptb=ksd.Pđm (2.27)

Đây là phương pháp hay được dùng trong thực tế để xác định phụ tải tính

toán cho các xí nghiệp công nghiệp bởi nó không quá phức tạp mà lại tính

đến cả công suất, chế độ làm việc (thông qua hệ số kmax) của các thiết bị

có trong nhóm, do vậy kết quả tính toán khá tin cậy.

Ví dụ 2.1: Xác định phụ tải tính toán của phân xưởng cơ khí với các thông

số sau:


Tên máy Số lượng Pđm(kW)/1máy cosφ

Máy tiệnT630 4 10 0,7

Máy tiệnC620 5 7 0,6

Máy tiệnC616 4 4,5 0,65

Máy khoan đứng 5 2,8 0,5

Máy khoan bàn 20 1 0,5

Hệ số sử dụng của các máy trong phân xưởng ksd = 0,1

Giải:

n=4+5+4+5+20=38

P=4.10+5.7+4.4,5+5.2,8+20.1=127kW

n1=4+5=9

P1=4.10+5.7=75kW

n*=n1/n=9/38=0,23

P*=P1/P=75/127=0,59

Từ n* và P* tra đường cong → nhq* = 0,56

Số thiết bị hiệu quả n = nhq*.n = 0,56.38 = 21,2

Từ nhq và ksd tra đường cong → kmax = 1,82


2.4.5 Xác định phụ tải chiếu sáng

Phụ tải chiếu sáng của phân xưởng được xác định theo công suất chiếu

sáng trên một đơn vị diện tích.

Pcs=Po.Fpx (2.28)

Qcs=Pcs.tg (2.29)

Trong đó :

Po- suất chiếu sáng trên đơn vị diện tích, W/m2.

Fpx - diện tích phân xưởng, m2.

Công suất phản kháng chiếu sáng Qcs phụ thuộc vào loại đèn ta chọn:

Nếu đèn sợi đốt thì cos =1 và tg = 0.

Nếu đèn huỳnh quang thì cos < 1 và tg 0.

2.4.6 Xác định phụ tải tính toán của một số phụ tải đặc biệt

- Tính phụ tải tính toán cho thiết bị điện một pha:

Khi có thiết bị điện một pha trước hết phải phân bố các thiết bị đó lên

3 pha sao cho đều nhau.

Nếu tại điểm cung cấp phần công suất không cân bằng nhỏ hơn 15%

tổng công suất tại điểm đó thì các thiết bị một pha được xem như là

thiết bị 3 pha có công suất tương đương.

Nếu lớn hơn 15% thì phải qui đổi thiết bị một pha về ba pha

+ Với thiết bị 1 pha nối vào điện áp pha thì Ptt(3 pha) = 3 P1p(max)

P1p(max) - tổng công suất các thiết bị một pha của pha có phụ tải lớn

nhất

+ Với thiết bị 1 pha nối vào điện áp dây thì Ptt(3 pha) = √3 P1p


+ Vừa có thiết bị 1 pha nối vào điện áp pha vừa có thiết bị 1 pha nối

vào điện áp dây thì ta phải qui đổi các thiết bị nối vào điện áp dây

thành thiết bị nối vào điện áp pha, các hệ số qui đổi cho trong tài liệu

kỹ thuật.

- Xác định phụ tải đỉnh nhọn

+ đối với một thiết bị:

Iđn=Imm=kmm.Iđmđộngcơ (2.30)

kmm - hệ số mở máy của động cơ

+ đối với một nhóm thiết bị

Iđn = Imm(max) + Itt - ksd.Iđm(max)

(2.31) Imm(max) - dòng điện mở máy lớn

nhất trong các động cơ

Itt - dòng điện tính toán cho cả nhóm động cơ

Iđm(max) -dòng điện định mức của động cơ nào có Imm(max)

Ví dụ 2.2: Tính dòng điện đỉnh nhọn của đường dây cung cấp cho cầu trục

như sau:

Bảng 2.1: bảng ví dụ 2.2

động cơ Pđm(kW) ε% cosφ Iđm (A) kmm

Nâng hàng 12 15 0,76 27,5 5,5

Xe con 4 15 0,70

Xe lớn 8 15 0,75

Điện áp U = 380/220 V, ksd = 0,1

Giải:

Imm(max) = kmm.Iđm = 5,5.27,5 = 151 A

Vì cầu trục làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại nên ta phải qui đổi sang chế độ dài hạn


2.5 CÂU HỎI

Bài 1. Cho một phân xưởng có các thiết bị sau:

stt Tên máy Công suất

P(kw)/1 máy

Số lượng cos Hệ số sử

dụng (ksd)

1 Máy cán 80 1 0,65 0,3

2 Máy nén 45 1 0,65 0,3

3 Máy nguội 40 1 0,65 0,3

4 Máy nâng 40 1 0,65 0,3

Trong đó: kmax=1+11,5 sd

sdhq

k

kn.

Xác định công suất tác dụng tính toán, công suất phản kháng tính toán và công suất

biểu kiến tính toán.

Bài 2. Tính dòng điện đỉnh nhọn của đường dây cung cấp cho cầu trục như

sau:

động cơ Pđm(kW) ε% cosφ Iđm (A) kmm

Nâng hàng 20 15 0,7 27,5 6


Xe con 5 15 0,76

Xe lớn 10 15 0,75

Điện áp U = 380/220 V, ksd = 0,1

BÀI 3: TÍNH TOÁN THAM SỐ CỦA MẠNG ĐIỆN 37

BÀI 3: TÍNH TOÁN THAM SỐ

CỦA MẠNG ĐIỆN


- Nắm được khái niệm sơ đồ thay thế của đường dây tải điện và tính toán các

thông số.

- Nắm được khái niệm sơ đồ thay thế của máy biến áp và tính toán các

thông số.

- Nắm được khái niệm sơ đồ thay thế của động cơ,máy phát,… và tính toán

các thông số.

3.1 THÔNG SỐ VÀ SƠ ĐỒ THAY THẾ CỦA ĐƢỜNG DÂY TẢI ĐIỆN

3.1.1 Sơ đồ tính toán của đƣờng dây điện

Xét đường dây dẫn điện có 3 dây pha và dây trung tính như hình 3.1.

Hình 3.1: mạng 3 pha 4 dây.

Trong chế độ đối xứng, công suất thực dùng các pha bằng nhau, do đó chỉ

cần tính toán điện áp cho một pha,công suất,tổn thất công suất và tổn thất

điện năng cũng chỉ cần cho một pha là đủ,công suất toàn đường dây sẽ là 3

lần công suất 1 pha.

38 BÀI 3: TÍNH TOÁN THAM SỐ CỦA MẠNG ĐIỆN

Do dòng điện các pha đối xứng và có modul bằng nhau nên:

Dòng điện trong dây trung tính Itt=0, nên không cần vẽ dây trung tính trên

sơ đồ, từ đây ta có sơ đồ 1 sợi để tính lưới điện như hình 3.2

Dây trung tính được nối với đất và mang điện áp=0, tuy không vẽ nữa song

nó vẫn hiện diện trên sơ đồ. Tổng dẫn một đầu nối vào đường dây điện,một

đầu nối vào trung tính,phụ tải thay bằng tổng trở có định một đầu nối vào dây

pha, một đầu nối vào trung tính, đối với các phần tử tiêu thụ công suất khác

cũng làm như vậy.

Sơ đồ này đúng với cả lưới điện 3 pha 3 dây, trong lưới điện này không có

dây trung tính, cho nên trung tính trên sơ đồ là điểm qui ước có U=0.

Trên sơ đồ một sợi không cần vẽ sơ đồ đấu dây của phụ tải và nguồn(đấu

sao hay tam giác).

Nếu phụ tải là không đối xứng thì sơ đồ tính toán phải là sơ đồ đầy đủ 3

dây hoặc 4 dây tùy loại lưới điện.

Các kết luận trên là tổng quát cho mọi lưới điện.

3.1.2 Thông số và sơ đồ thay thế của đƣờng dây.

1. Các loại thông số

Thông số của dây dẫn đặc trưng cho quá trình vật lý xảy ra trong dây dẫn

khi có điện áp xoay chiều đặt trên dây dẫn hoặc khi có dòng xoay chiều đi

qua.

Khi có điện áp hoặc dòng điện xoay chiều đi qua dây dẫn có 4 quá trình vật lý

xảy ra:

a. Dây dẫn bị phát nóng do hiệu ứng Joule: một phần công suất tải qua lưới bị

mất để làm nóng dây dẫn và một phần điện áp cũng bị tổn hao do hiện

tượng này. Quá trình này được đặc trưng bởi điện trở đơn vị của dây dẫn

R0(Ω/km).


b. Dòng điện xoay chiều gây ra từ trường tự cảm của từng dây dẫn và hỗ cảm

giữa các dây dẫn với nhau. Từ trường gây ra tổn thất công suất phản

kháng và tổn thất điện áp và được đặc trưng bởi cảm kháng đơn vị

X0(Ω/km).

c. Điện áp xoay chiều gây ra điện trường giữa các dây dẫn và giữa các dây

dẫn với đất vì giữa các dây dẫn với nhau và giữa các dây dẫn với đất như

các bản của 1 tụ điện. điện trường này gây ra dòng điện dung các tác dụng

làm triệt tiêu một phần dòng điện cảm(của phụ tải) chạy trong dây dẫn.

quá trình này được đặc trưng bởi dung dẫn đơn vị B0(1/Ωkm) hoặc công

suất phản kháng dung tính đơn vị Qc0(kvar/km) của đường dây, công suất

này có giá trị đáng kể ở các đường dây có điện áp từ 110 kv trở lên.

d. Điện áp cao gây trên bề mặt dây dẫn cường độ điện trường. nếu cường độ

này lớn hơn một mức nào đó sẽ gây ra ion hóa không khí quanh dây dẫn,

gọi là hiện tượng vầng quang. Vầng quang điện làm tổn thất một phần điện

năng gọi là tổn thất vầng quang.

Điện áp cao cũng gây nên dòng điện rò trong cách điện của cáp và trên bề

mặt cách điện khác làm tổn thất một phần điện năng.

Các loại tổn thất này được đặc trưng bởi điện dẫn đơn vị G0(1/Ωkm). Điện

dẫn này thông thường chỉ xét đến với đường dây có cấp điện áp từ 220kv trở

lên.

2. Tính toán các thông số của dây dẫn

a. Tính toán điện trở của dây dẫn

khi dòng điện một chiều đi qua dây dẫn, thì dòng điện được phân bố đều

trên toàn tiết diện dây. Do đó, điện trở tác dụng đối với dòng điện 1 chiều của

1km dây dẫn ở nhiệt độ tiêu chuẩn 200c được xác định theo biểu thức:

(3.1).


Điện trở đối với dòng điện xoay chiều:

(3.2)

- Hiệu ứng bề mặt.

- Ảnh hưởng qua lại giữa các sợi dây trong một dây dẫn.

- Tổn thất trong lõi dây.

Điện trở thay đổi theo nhiệt độ, khi nhiệt độ môi trường khác 200c thì:

(3.3)

Trong đó:

b. Tính toán cảm kháng của dây dẫn.

c. Tính toán dung dẫn của dây dẫn.


Hay

(3.4)

Khi có điện áp thì điện dung này sinh công suất phản kháng là:

d. Tính toán điện dẫn tác dụng G của dây dẫn.

điện dẫn tác dụng 1 pha:

(3.5)

Trong đó ΔPk là tổn thất công suất tác dụng do vầng quang và do rò điện

qua điện môi trên 1km đường dây.

3.1.3 Sơ Đồ Thay Thế

Hình 3.2: sơ đồ thay thế đƣờng dây

3.2 THÔNG SỐ MÁY BIẾN ÁP

3.2.1 Máy biến áp 2 cuộn dây

Máy biến áp 3 pha 2 cuộn dây(sơ cấp và thứ cấp), nối giữa 2 cấp điện áp

khác nhau của lưới điện. Phía cuộn cao áp có nhiều đầu phân áp có thể điều

chỉnh ngoài tải hay dưới tải. Ngoài công suất định mức, điện áp nhà chế tạo


còn cho biết các tham số sau: tổn thất công suất tác dụng khi không tải ΔP0 ,

tổn thất công suất tác dụng khi ngắn mạch ΔPN,dòng điện không tải,điện áp

ngắn mạch UN.

Máy biến áp được thay thế bằng sơ đồ hình Ѓ với các tham số: Rb,Xb,Gb,Bb

như hình.

Hỉnh 3.3: sơ đồ thay thế máy biến áp 2 cuộn dây.

(3.6)

1. Điện trở tác dụng Rb

Tổn thất công suất tác dụng trong các cuộn dây của MBA được xác định từ

thí nghiệm ngắn mạch:

Trong đó: Rb là tổng trở tác dụng của các cuộn dây khi qui về phía cao của

MBA.

Công suất định mức của MBA:

Do đó:


Suy ra:

(3.7)

2. Cảm kháng Xb

Trong đó: Zb là tổng trở của bên sơ cấp và thứ cấp đã qui đổi về phía điện

áp cao.

Từ đó:

(3.8)

Đối với một số máy biến áp có công suất lớn thì có thể bỏ qua Rb nên:

(3.9)

3. Điện dẫn tác dụng Gb

Bởi vì công suất tác dụng khi không tải:

Do đó điện dẫn tác dụng của máy biến áp:

(3.10)

4. Điện dẫn phản kháng Bb


Vì điện dẫn tác dụng Gb rất nhỏ so với điện dẫn phản kháng Bb nên có thể

xem như dòng không tải chỉ chạy qua điện dẫn phản kháng Bb.

Trong đó I0 là dòng điện không tải phần trăm so với dòng điện định mức.

Mặt khác:

Suy ra:

(3.11)

3.2.2 Máy biến áp 3 cuộn dây

Trong số liệu kỹ thuật máy biến áp ba cuộn dây nhà chế tạo cho biết các

tham số:

- ΔPN: tổn thất ngắn mạch.

- ΔUN điện áp ngắn mạch.


Hình 3.4: Sơ đồ thay thế máy biến áp 3 cuộn dây.

1. Điện trở tác dụng RBc,RbT,RBh

Công suất định mức của các cuộn dây máy biến áp bằng nhau, do đó tổn thất

công suất ngắn mạch trên các cuộn dây cũng bằng nhau, nghĩa là:

Điện trở của các cuộn:

(3.12)

2. Điện kháng XbC,XbT,xbH

Điện kháng mỗi cuộn dây là:

(3.13)

3. điện dẫn tác dụng Gb và điện dẫn phản kháng Bb.

Được tính tương tự như MBA 2 cuộn dây.

3.2.3 Máy biến áp tự ngẫu.

Máy biến áp tự ngẫu được sử dụng rộng rãi ở các lưới điện từ 110kv trở lên.

Trong các máy biến áp tự ngẫu công suất của cuộn cao bằng cuộn trung, còn

công suất cuộn hả bé hơn. Máy biến áp tự ngẫu có hai đại lượng công suất đặc

trưng là công suất định mức Sđm(là công suất lớn nhất cho phép đi qua cuộn

cao áp), và công suất mẫu Sm(là công suất dùng để thiết kế cả 3 cuộn dây),

giữa chúng có quan hệ như sau:


(3.14)

Trong đó:

(3.15)

Hình 3.5: sơ đồ thay thế máy biến áp tự ngẫu.

1. Điện trở tác dụng RbC,RbT,RbH

(3.16)

2. Cảm kháng,điện dẫn tác dụng và điện dẫn phản kháng.

Cảm kháng,điện dẫn tác dụng và điện dẫn phản kháng trong máy biến áp

tự ngẫu được xác định tương tự như trong máy biến áp 2 cuộn dây.

Ví dụ 3.1: tính thông số của máy biến áp 230/121/11kv;Sđm=25MVA.

Giải:


3.3 CÂU HỎI

Bài 1. Tính thông số của máy biến áp tự ngẫu 230/121/11kv;Sđm=125MVA.

Bài 2. Tính thông số của máy biến áp tự ngẫu 500/220/35kv;Sđm=450MVA.

48 BÀI 4: TÍNH TOÁN TỔN THẤT CÔNG SUẤT VÀ ĐIỆN NĂNG TRONG MẠNG ĐIỆN

BÀI 4: TÍNH TOÁN TỔN THẤT

CÔNG SUẤT VÀ ĐIỆN

NĂNG TRONG MẠNG

ĐIỆN


- Hiểu và tính được tổn thất công suất,điện năng trong MBA 3 pha hai cuộn

dây.

- Hiểu và tính được tổn thất công suất,điện năng trong MBA 3 pha ba cuộn

dây.

- Hiểu và tính được tổn thất công suất,điện năng trong MBA tự ngẫu.

- Hiểu và tính được tổn thất công suất,điện năng trên đường dây.

4.1 TỔN THẤT CÔNG SUẤT VÀ ĐIỆN NĂNG TRÊN ĐƢỜNG DÂY

4.1.1 Đƣờng dây chỉ có một phụ tải

Tổn thất công suất tác dụng đối với mạch xoay chiều 3 pha:

P=3.R.I2

BÀI 4: TÍNH TOÁN TỔN THẤT CÔNG SUẤT VÀ ĐIỆN NĂNG TRONG MẠNG ĐIỆN 49

Trong đó :

R, X - điện trở và điện kháng của đường dây, Ω

I - dòng điện chạy trên dây dẫn, A

P, Q - công suất tác dụng và phản kháng, kW, kVAr

Nếu U(kV) ; R, X (Ω) ; P(kW) ; Q(kVAr); thì ΔP(W); ΔQ(VAr).

Ví dụ 4.1 : Đường dây trên không 10kV, cấp điện cho xí nghiệp cơ khí có

phụ tải 2000 kVA, cosφ = 0,6,chiều dài đường dây l=5km. Xác định tổn thất

công suất trên đường dây.

Hình 4.1: ví dụ 4.1

Giải :

Tra bảng AC-70 : r0 = 0,46 /km, x0 = 0,4 /km

Tổng trở đường dây ZAb = 0,46.5 + j0,4.5 = 2,3 + j2

Tổn thất công suất trên đường dây


4.1.2 Đƣờng dây cung cấp cho nhiều phụ tải

Suy ra S2 = P2 + j Q2

- Tính S1 (tổn thất công suất trên đoạn dây 1)

Công suất ở đầu đoạn dây 2:

S2’ = S2” + S2

= P2” + jQ2” + P2 + j Q2

= (P2” + P2) + j(Q2” + Q2) = P2’ + jQ2’

Công suất ở cuối đoạn dây 1:

S1” = S2’ + Sb

= P2’ + jQ2’+ pb + jqb

= (P2’ + pb) + j(Q2’ + qb) = P1” + jQ1”

Suy ra S1 = P1 + j Q1

- Kết luận :

+ Tổn thất công suất toàn phần trên đường dây: S = S1 + S2.

+ Khi tính tổn thất công suất trên đường dây ta tính từ cuối đường


dây và tính ngược lên.

- Chú ý : Nếu không đòi hỏi chính xác cao, trong lúc tính tỏn thất công

suất trên đường dây ta xem điện áp tại các nút phụ tải bằng nhau và bằng

điện áp định mức của mạng điện : Ub = Uc = Uđm

Đối với mạng điện địa phương (U 35 kV):

(4.1)

Ví dụ 4.2 : đường dây trên không 10kV cấp điện cho 3 phụ tải, toàn bộ

dùng dây AC-50. Chiều dài các đoạn dây và số liệu phụ tải cho trên hình

vẽ. Yêu cầu tính tổn thất công suất trên đường dây.


Giải :

Tra bảng AC – 50 : r0 = 0,64 /km ; x0 = 0,4 /km

Tổng tổn thất công suất trên đường dây:

:

S = SA1+ S12+ S13


S =63,56+j39,46kVA

4.1.3 Tổn thất công suất trên đƣờng dây có phụ tải

phân bố đều

Hình 4.3:Tải phân bố đều.

Xét một đường dây có phụ tải phân bố đều tức là các phụ tải bằng

nhau, đặt gần nhau và cách đều nhau. Sự biến thiên của dòng điện sẽ dọc

theo chiều dài đường dây.

Xét một vi phân có chiều dài dl tại điểm B ứng với nó có dòng điện IB

(4.2)

Tổn thất công suất trên đoạn dl là : d P = 3.I B .dr 3.I

B .r

0 .dl

Với dr = r0.dl ; r0 – điện trở trên một đơn vị chiều dài.


2 2

(4.3)

Tổn thất công suất trên đường dây có phụ tải phân bố đều:

(4.4)

Nhận xét : Nếu toàn bộ đường dây có phụ tải phân bố đều thay bằng

đoạn dây có phụ tải tập trung.

Ptậptrung=3 Pphânbốđều (4.5)

4.1.4 Tổn thất điện năng trên đƣờng dây

Nếu phụ tải của mạng điện không thay đổi sau một thời gian t, tổn thất

điện năng sẽ là: A = P.t

Nhưng phụ tải luôn luôn iến động nên tổn thất điện năng :

Thời gian tổn thất công suất lớn nhất ( ): là thời gian mà trong đó nếu

mạng điện liên tục chuyên chở bằng công suất lớn nhất Pmax (hay Imax) thì

sẽ gây ra một tổn thất điện năng trong mạng điện vừa đúng bằng tổn thất

điện năng trên thực tế của mạng điện sau một năm vận hành.

(4.6)

Tổn thất điện năng khi đường dây có nhiều phụ tải :


Hình 4.4: Đƣờng dây nhiều phụ tải

- Xét mạng điện có 3 phụ tải b, c, d như hình vẽ.

- - Nếu cos và Tmax của các phụ tải như nhau → như nhau

-

(4.7)

- Nếu cos và Tmax của các phụ tải khác nhau nhiều → khác nhau

(4.8)

- Nếu cos và Tmax của các phụ tải khác nhau ít → ta phải tính giá trị trung

bình của cos tb và Tmaxtb → tb

(4.9)

(4.10)

(4.11)

Trong đó :


S1, S2, S3 - công suất trên các đoạn đường dây 1, 2, 3

r1, r2, r3 - điện trở các đoạn đường dây 1, 2, 3

Ub, Uc, Ud- điện áp tại các nút b, c, d.

4.2 Tổn thất điện năng và công suất trong máy biến áp

4.2.1 Tổn thất công suất trong máy biến áp 2 dây

quấn:

Gồm 2 thành phần:

- Tổn thất công suất không phụ thuộc vào phụ tải (gọi là tổn thất

công suất sắt từ máy biến áp).

- + Tổn thất công suất tác dụng trong lõi thép chính bằng tổn hao không

tải máy biến áp.

PFe PSt (4.12)

+ Tổn thất công suất phản kháng trong lõi thép

(4.13)

SđmB - công suất định mức của máy biến áp

- Tốn thất công suất phụ thuộc vào phụ tải, tổn thất đồng trong các

cuộn dây máy biến áp: SCu

+ Tổn thất công suất tác dụng: PCu

+ Tổn thất công suất phản kháng: QCu

Khi phụ tải MBA định mức: PCuđm = PN (4.14)


(4.15)

Khi phụ tải khác định mức:

(4.16)

(4.17)

Với rB, xB - là điện trở và điện kháng của máy biến áp

P= PFe+ Pcuđm

4.2.2 Tổn thất công suất trong máy biến áp 3 cuộn

dây :

Tương tự: Khi phụ tải máy biến áp định mức:

- - Nếu công suất của máy biến áp không phải là định mức

Hình 4.5: sơ đồ thay thế

- + Tổn thất công suất tác dụng:


- + Tổn thất công suất phản kháng:

-

QCu = QCu1+ QCu2+ QCu3

4.2.3 Tổn thất công suất trong máy biến áp tự ngẫu

Ta biết được: PNC-T ; PNC-H ; PNT-H

Tính :

(4.18)

Với U

C U

T - hệ số có lợi.

UC

Tổn thất trong máy biến áp tự ngẫu:


(4.19)

4.2.4 Tổn thất điện năng trong máy biến áp

- Với MBA 2 dây quấn:

-

(4.20)

Trong đó:

n - số máy biến áp vận hành song song (thường là 2 máy)

T - thời gian 1 năm (8760h)

Si - công suất đi qua máy biến áp

ti - thời gian tương ứng với công suất Si

Nếu Si= const trong 1năm thì ti = T = 8760 h.

- -Với máy biến áp 3 dây quấn:

(4.21)

Trong đó :

Sđm - công suất định mức của máy biến áp

SiC , SiT , SiH - công suất tải qua cuộn cao, trung, hạ của n máy biến

áp vận hành song song.

4.3 CÂU HỎI

BÀI 1.


BÀI 2.

60 BÀI 5: TỔN THẤT ĐIỆN ÁP TRONG MẠNG ĐIỆN

BÀI 5: TỔN THẤT ĐIỆN ÁP

TRONG MẠNG ĐIỆN


- Hiểu và tính được tổn thất điện áp trong mạng điện có một phụ tải.

- Hiểu và tính được tổn thất điện áp trong mạng điện có nhiều phụ tải.

5.1 KHÁI NIỆM

Tổn thất điện áp là một trong những yếu tố chính trong việc đánh giá vế

chất lượng điện năng. Đồng thời, nó cũng là một trong những điều kiện để

kiểm tra thỏa mãn yêu cầu trong thiết kế cung cấp điện. Thông thường thì tổn

thất điện áp được tính trong quá trình thiết kế hay chế độ xác lập. Tuy nhiên,

có một số trường hợp tổn thất điện áp là yếu tố để đánh tính ổn định trong hệ

thống,làm việc của bảo vệ,…

5.2 TỔN THẤT ĐIỆN ÁP TRÊN ĐƢỜNG DÂY MẠNG ĐIỆN ĐỊA PHƢƠNG

Xét một mạng điện địa phương có 3 phụ tải. Với P, Q là công suất truyền

tải trên đường dây và p, q là công suất tiêu thụ của từng hộ tiêu thụ.

Nếu bỏ qua tổn thất công suất trên đường dây

P3+jQ3=pd+jqd

P2+jQ2=(pd+pc)+j(qd+qc)

P1+jQ1=(pd+pc+pb)+j(qd+qc+qb)

BÀI 5: TỔN THẤT ĐIỆN ÁP TRONG MẠNG ĐIỆN 61

Hình 5.1: mạng có 3 tải

Tổn thất điện áp trên đoạn đường dây từ A đến d sẽ là tổng tổn thất trên 3

đoạn đó.

Tổng quát:

(5.1)

Trong đó:

Pm,Qm là công suất tác dụng, phản kháng trên đoạn dây thứ m.

rm,xm là điện trở, điện kháng trên đoạn dây thứ m.

CókhidùngdòngđiệnIđểtínhtổnthấtđiệnáp:

Biết rằng P = 3.U.I.cos vàQ= √3.U.I.sin

Biểu thức (5.1) có thể viết lại:

(5.2)

Hay áp dụng cho các hộ tiêu thụ:


m

(5.3)

Trong đó:

Im,cos m –là dòng điện vàhệ số công suất trên đoạn đường dây thứ

m.

im,cos m –là dòng điện và hệ số công suất của phụ tải thứ m.

Ví dụ 5.1: Tính tổn thất điện áp lớn nhất đối với mạng điện sau:

Hình 5.2: ví dụ 5.1.

Giải:

ĐoạnAb:A-95cór0=0,34 /km;x0=0,35 /km

Đoạnbc:A-70cór0=0,45 /km:x0=0,36 /km

Tại nút b có:pb=1000kW

qb=pb.tg b=1000.0,88=880kVAr

Tại nút c có:pc=2000kW

qc=pc.tag b=2000.0,75=1500kVAr

Ta có:


=940(V).

Hoặc

=940(V).

Chú ý:

- Đối với đường dây đồng nhất thì r0, x0 sẽ không thay đổi:

(5.4)

Hoặc

(5.5)

Trong đó : lm - chiều dài của từng đoạn dây.

Lm - chiều dài tính từ nguồn đến hộ tiêu thụ thứ m.

- Trường hợp cos của các phụ tải bằng nhau ta có::

(5.6)

Nếu cos =1(ở các phụ tải) Q=0.

(5.7)


5.3 Xác định tổn thất điện áp trên đƣờng dây có phụ tải phân bố đều

Xét đường dây có phụ tải phân bố đều từ b c và cos

Hình 5.3: phụ tải phân bố đều.

Gọi p0 là công suất phân bố trên một đơn vị chiều dài đường dây. Vậy khi

ta xét một vi phân chiều dài dl cách A một khoảng Lx.

Vi phân công suất dp=p0.dl

Gây nên một vi phân tổn thất điện áp:

Vậy tổn thất điện áp trên toàn bộ đường dây là:


d: là điểm giữa đoạn bc.

Ta có: p0(Lb-Lc)=p0.Lbc=P công suất của đoạn phân bố đều.

(5.8)

Rd là điện trở từ nguồn đến d.

Ví dụ 5.2: xét một mạng xoay chiều 3 pha 380v,dây nhôm đặt trên các

đỉnh của tam giác đều có cạnh 600mm, chiều dài dây(m),phụ tải(kw). Tính

tổn thất điện áp lớn nhất trong mạng.

Biết đoạn Ae dùng dây A-50,bf dây A-16,dg dây A-25.

Hịnh 5.4: ví dụ 5.2.

Giải:

Tra bảng: DâyA-50có:r0=0,63 /km;x0=0,325 /km

DâyA-25có:r0=1,27 /km;x0=0,345 /km

DâyA-16có:r0=1,96 /km;x0=0,358 /km

Thành phần công suất tác dụng và phản kháng của phụ tải bằng:

Sf=15 +j15.0,75MVA=15 +j11,25kVA Sc=25kVA

Sg=0,15.100=15kVA

Se=25 +j25.0,75=25 +j18,75kVA


Tổn thất điện áp trên đường dây chính Ae bằng

Tổn thất điện áp tới điểm f:

Để xác định tổn thất điện áp tới điểm g ta thay phụ tải phân bố đều bằng

1 phụ tải tập trung 15 kW đặt ở giữa đoạn có phụ tải phân bố đều.

Vậy tổn thất điện áp lớn nhất trong mạng điện bằng

Umax= UAf=24,3Vhay6,4%

5.4 TỔN THẤT ĐIỆN ÁP TRÊN ĐƢỜNG DÂY CÓ DÂY TRUNG TÍNH

Đối với lưới có U < 1000 V phụ tải của các pha không đối xứng nên

dòng không cân bằng ( Ikcb ) chạy trong dây trung tính xuất hiện.

Giả thiết phụ tải của các pha PA , PB , PC

Tổn thất điện áp trên từng pha::


(5.9)

(5.10)

(5.11)

L - chiều dài đường dây

F - tiết diện dây pha, mm2

F0 - tiết diện dây trung tính, mm2

Xét phụ tải bất kì

(5.12)

(5.13)

(5.14)

Ví dụ 5.3: Xác định tổn thất điện áp trong tất cả ba pha của mạng điện

thắp sáng như hình 5.5. Các dụng cụ thắp sáng có công suất 240 W đấu

cách nhau 100 m, dây dẫn bằng đồng, dây pha tiết diện là 10 mm2 và dây

trung tính là 6mm2. Điện áp định mức của mạng l220/127 V..



Giải:

Tổn thất điện áp toàn phần trong pha A

UA%=0,7%

Tổn thất điện áp toàn phần trong pha B

UB%=2,2%

Tổn thất điện áp toàn phần trong pha C

UC%=3,94%

Qua kết quả tính toán thấy rằng đấu phụ tải giữa các pha như hình vẽ

thì tổn thất điện áp của pha C sẽ lớn nhất.

Muốn tổn thất điện áp của các pha bằng nhau thì phải có sự cân bằng

momen phụ tải đối với các pha đó. Kết luận này rất quan trọng để giải

quyết vấn đề trình tự nối phụ tải vào mạng. Ví dụ trong mạng hình a) hộ

dùng điện trong mạng này tốt hơn trong mạng hình b)


Hình 5.6: phân bố tải trên các pha

5.5 CÂU HỎI

BÀI 1.

BÀI 2.


BÀI 6: CHỌN TIẾT DIỆN DÂY DẪN VÀ CÁP ĐIỆN 71

BÀI 6: CHỌN TIẾT DIỆN DÂY

DẪN VÀ CÁP ĐIỆN


- Nắm được sự phát nóng trong quá trình dẫn điện.

- Biết tính toán để lựa chọn dây dẫn điện.

- Biết tính toán để lựa chọn dây cáp điện.

6.1 KHÁI NIỆM CHUNG

Tiết diện dây dẫn và lõi cáp phải được lựa chọn nhằm đảm bảo sự làm

việc an toàn, đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật và kinh tế của mạng. Các yêu

cầu kỹ thuật ảnh hưởng đến việc chọn tiết diện dây là:

1- Phát nóng do dòng điện làm việc lâu dài (dài hạn).

2- Phát nóng do dòng ngắn mạch (ngắn hạn).

3- Tổn thất điện áp trong dây dẫn và cáp trong trạng thái làm

việc bình thường và sự cố.

4- Độ bền cơ học của dây dẫn và an toàn.

5- Vầng quang điện.

- Với 5 điều kiện trên ta xác định được 5 tiết diện, tiết diện dây dẫn nào

bé nhất trong chúng sẽ là tiết diện cần lựa chọn thoả mãn điều kiện kỹ

thuật. Tuy nhiên có những điều kiện kỹ thuật thuộc phạm vi an toàn do

đó dây dẫn sau khi đã được lựa chọn theo các điều kiện khác vẫn cần

phải chú ý đến điều kiện riêng của từng loại dây dẫn, vị trí và môi trường

nơi sử dụng để có thể lựa chọn được dơn giản và chính xác hơn.

- Ví dụ:

-

72 BÀI 6: CHỌN TIẾT DIỆN DÂY DẪN VÀ CÁP ĐIỆN

- + Yếu tố vầng quang điện và độ bền cơ học chỉ được chú ý khi chọn tiết

diện dây dẫn trên không .

- + Điều kiện phát nóng do dòng ngắn mạch chỉ được chú ý khi chọn cáp.

- + Để đảm bảo độ bền cơ học người ta qui định tiết diện dây tối thiểu cho

từng loại dây ứng với cấp đường dây (vật liệu làm dây, loại hộ dùng

điện, địa hình mà dây đi qua…).

+ Yếu tố vầng quang điện chỉ được đề cập tới khi điện áp đường dây từ 110 kV trở lên. để ngăn ngừa hoặc làm giảm tổn thất vầng quang điện người

ta cũng qui định đường kính dây dẫn tối thiểu ứng với cấp điện áp khác nhau.

Ví dụ: với cấp 110 kV thì d > 9,9 mm → tương ứng 70 mm2.

với cấp 220 kV thì d > 21,5 mm → tương ứng 120 mm2.

- + Ngoài yếu tố kỹ thuật và an toàn tiết diện dây dẫn còn được lựa chọn

theo các điều kiện kinh tế để sao cho hàm chi phí tính toán Ztt → min.

Phần dưới sẽ trình bày một số phương pháp chính..

6.2 Lựa chọn tiết diện dây trên không và

cáp theo điều kiện phát nóng.

6.2.1 Sự phát nóng khi có dòng điện chạy qua

Khi có dòng điện chạy qua, do hiệu ứng Jun vật dẫn sẽ nóng lên. Nếu

nóng quá sẽ giảm độ bền cơ học, sẽ làm giảm tuổi thọ hoặc phá hỏng các

đặc tính cách điện của các chất cách điện xung quanh dây bọc (lõi cáp).

Vì vậy để hạn chế phát nóng quá mức người ta qui định nhiệt độ phát

nóng lâu dài cho phép tương ứng với từng loại dây là:

700C với thanh và dây dẫn trên không; 55

0C với cáp bọc cao su; 80

0C với

cáp điện có điện áp đến 3 kV và 650C với cáp 6 kV, 60

0C với cáp 10 kV…

Từ đây có thể xác định được dòng điện làm việc lâu dài cho phép. Qúa

trình phát nóng vật dẫn như sau:

Năng lượng dùng để phát nóng tính bằng: Q = P.t = I2R.t. Như vậy lúc đầu

nhiệt độ của thiết bị sẽ nóng lên không ngừng. Tuy nhiên ngoài quá trình đốt

nóng còn có quá trình tỏa nhiệt (phụ thuộc vào mức chênh nhiệt độ của

dây). Sự chênh nhiệt độ của vật dẫn càng lớn thì quá trình toả nhiệt càng

mạnh. Vì vậy nếu I = conts. nhiệt độ của dây dẫn sẽ dừng lại ở một mức

nào đó (sau thời gian ổn định nhiệt) khi đó Qcc = Qtoa → cân bằng nhiệt.


Như vậy sự phát nóng do dòng điện làm việc dài hạn gây ra, được tính khi

đã cân bằng nhiệt. Nhiệt lượng sản ra trong một đơn vị thời gian do dòng

điện trong dây có điện trở tác dụng R bằng lượng nhiệt toả ra môi trường

xung quanh trong thời gian đó: (lúc này không xét tới yếu tố thời gian nữa).

Q=I2.R=K.S.( - 0) (6.1)

Trong đó:

K - hệ số toả nhiệt (phụ thuộc môi trường

xung quanh).

S - diện tích mặt ngoài dây dẫn (diện tích

toả nhiệt).

; cp - Nhiệt độ dây dẫn và nhiệt độ môi trường xung quanh.

t:thời gian

Nếu khống chế để = cp, qui định ứng với từng loại dây cụ thể ( R =

.l/F) và nếu qui định cụ thể về 0, về điều kiện làm mát cụ thể thì:

(6.2)

Ta thấy rằng có thể tính sẵn được Icp với từng loại dây cụ thể nếu ta

qui định chi tiết về S; R(F); cp ; K; 0 ứng với các điều kiện cụ thể này ta

tính được Icp→ Lập bảng Icp = f (F; loại dây; các điều kiện tiêu chuẩn), cần

chú ý rằng nhiệt độ không khí xung quanh (tính thiết bị) thường lấy bằng

+250C; trong đất thường lấy là +15

0C.

.

6.2.2 Chọn dây dẫn theo điều kiện phát nóng

Thực chất là chúng ta sẽ chọn một loại dây có sẵn với Ftc và Icp sao cho

khi lắp đặt vào với dòng thực tế thì nhiệt độ của nó sẽ không vượt quá nhiệt

độ cho phép (thực tế ít biết được cp mà thường chỉ biết được Icp) → vậy để

chọn dây ta có:

Ilvmax≤Icp.K1.K2 (6.3)


Trong đó:

Ilvmax - dòng điện cực đại lâu dài đi trong dây dẫn.

Icp - dòng cho phép tra bảng (theo điều kiện tiêu chuẩn).

K1 - hệ số hiệu chỉnh kể đến nhiệt độ môi trường xung quanh khác tiêu

chuẩn.

K2 - hệ số hiệu chỉnh xét tới điều kiện làm mát (toả nhiệt) khác tiêu

chuẩn (phụ thuộc vào số lượng các đường cáp cạnh nhau).

Riêng với đường cáp và dây dẫn Udm ≤ 1 kV được bảo vệ bằng cầu chì

hoặc Aptomát. Cần chú ý hiện tượng sau, khi quá tải không lớn lắm (kqt < 2)

thì sau một thời gian khá lâu thiết bị bảo vệ chưa cắt, dây dẫn bị phát nóng

mạnh → làm cách điện già cỗi mau chóng, điều đó không cho phép. Vì vậy để

thoả mãn điều kiện phát nóng, dây dẫn và cáp chọn không những chỉ cần

đảm bảo về dòng mà còn phải phối hợp với thiết bị bảo vệ theo những điều

kiện sau:

- + Khi mạng được bảo vệ bằng cầu chì:

(6.4)

- Trong đó:

- Idc - dòng điện định mức của dây chảy cầu chì.

- - hệ số phụ thuộc điều kiện đặt và quản lý mạng điện.

-

- = 3 qui định với mạng điện động lực.

-

- = 0,8 với mạng sinh hoạt (chiếu sáng).

-

- + Khi mạng được bảo vệ bằng Aptômát:

(6.5)


1,25IđmA : Dòng khởi động nhiệt của aptomat

6.3 Lựa chọn tiết diện dây và cáp theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép

Ở mạng 35 kV trở xuống, tiết diện dây dẫn và cáp thường bé, điện trở

lớn, vì vậy tiết diện dây dẫn ở mạng này ảnh hưởng rõ dệt đến tổn thất điện

áp.

Mạng phân phối yêu cầu chất lượng điện áp cao mà khả năng điều chỉnh

điện áp lại hạn chế. Vì vậy cần chọn tiết diện dây dẫn sao cho tổn thất

điện áp không vượt quá mức cho phép. Nghĩa là căn cứ vào Ucp để chọn dây

dẫn.

Chọn tiết diện dây dẫn khi đƣờng dây chỉ có một tiết diện

Xét mạng điện xoay chiều 3 pha mà toàn bộ đường dây cùng chung một tiết diện.

(6.6)

Hay

(6.7)

- U ': Tổn thất trên đường dây do công suất tác dụng và điện trở của

đường dây gây ra.

- U " : Tổn thất trên đường dây do công suất phản kháng và điện kháng

của đường dây gây ra.

- xo : ít thay đổi, xo = 0,3 0,42 /km ( đối với tất cả các tiết diện ).

- - Chọn xo một giá trị nào đó.


Mà

Mặt khác:

Tiết diện của dây dẫn là:

Tra bảng để chọn tiết diện chuẩn: Ftc tra bảng xo, ro. Kiểm tra lại tổn

thất điện áp.

Chú ý: Trong trường hợp đặc biệt có các phụ tải cos 1 thì U " 0 và do

đó tiết diện dây dẫn được chọn theo điều điện sau:

(6.8)

Ví dụ 6.1: Cho mạng điện xoay chiều 3 pha điện áp 10kV như hình 6.1. Dùng dây nhôm bố trí trên các đỉnh của một tam đều có cạnh là 1m Ucp 5% , toàn bộ đường dây dùng một tiết diện, phụ tải tính bằng kW, kVAr. điện trở suất của Al là 31,5 mm2 / km. Chọn tiết diện của dây dẫn.


o o

.


Giải:

Tuỳ ý chọnxo=0,38 /km

Tra bảng chọn Ftc = 120mm2

Kiểm tra tổn thất điện áp:


Ví dụ 6.2: Cho mạng điện xoay chiều 35 kV. Dùng dây đồng bố trí trên

mặt phẳng nằm ngang mỗi pha cách 3 m. Tổn thất điện áp cho phép Ucp

6% . Toàn bộ đường dây cùng một tiết diện, phụ tải tính bằng (A);

điện trở suất của đồng: Cu 18,8 mm2

/ km . Chọn tiết diện của dây dẫn.

Hình 6.2 : ví dụ 6.2

Giải:

Tuỳ ý chọn:xo=0,4 /km.

Tính :

Ta có:


U'= Ucp– U"=2100–1520=580V

Suy ra:

Chọn tiết diện chuẩn Ftc = 150mm2 : M – 150

Tra bảng: ro = 0,123 /km; xo = 0,4 /km

Kiểm tra:

6.4 Lựa chọn tiết diện dây theo điều kiện

phí tổn kim loại màu ít nhất

Việc chọn cùng một tiết diện như nhau của toàn bộ đường dây không

hợp lý về kinh tế. Nên chọn mỗi đoạn dây một tiết diện khác nhau nhưng

trên cơ sở phải đảm bảo về mặt kỹ thuật, tức là tổn thất điện áp nhỏ hơn

tổn thất điện áp cho phép.

Giả thiết ta xét đường dây có 3 phụ tải b, c, d.

Ta biết:

U = U'+ U"


- Tuỳ ý chọn xo 1 giá trị

- Tính U"

- Tính U' = Ucp – U"

= U'1 + U'2 + U'3 U'3 = U' – U'1 – U'2

Nếu biết được U'1 ; U'2 ; U'3 ta tính được F1, F2, F3

Phương pháp này áp dụng cho mạng điện có thời gian sử dụng phụ tải

nhỏ: mạng nông nghiệp; chiếu sáng thì dây dẫn được chọn sao cho vốn

đầu tư cơ bản nhỏ.

Tính khối lượng kim loại màu ( thể tích kim loại màu ): V

V=3.F1.l1 +3.F2.l2 +3.F3.l3

Thay U'3= U'– U'1– U'2 vào


Thay

Ta có :

là điều kiện tối ưu thỏa mãn kim loại màu bé

nhất.

Tacó: U'= U'1+ U'2+ U'3

Thay

Suy ra :

Vậy Tiết diện của đoạn 3:


Tương tự :

Tổng quát :

(6.9)

Từ đó tra bảng để chọn tiết diện chuẩn và kiểm tra lại độ sụt áp.

Ví dụ 6.3: Cho 2 nhà máy đặt tại b và c được cung cấp bằng đường

dây 35 kV, bằng dây nhôm lõi thép (AC), bố trí trên mặt phẳng nằm

ngang khoảng cách trung bình hình học giữa các pha là 3,5m, phụ tải max

của các trạm biến áp cho bằng kW, kVAr. Tổn thất điện áp cho phép : Ucp

5% . Tìm tiết diện dây dẫn theo điều kiện chi phí kim loại màu bé nhất. Biết:

AC 0,0317 km/ mm2



Giải :

Tuỳ ý chọnxo=0,4 /km

Tính :

Ucp =5%.35=1,75kV=1750V

U'= Ucp– U"=1750–820=930V

Suy ra :

Tra bảng chọn :

Tra bảng chọn :


Kiểm tra độ sụt áp :

6.5 Lựa chọn tiết diện dây theo mật độ dòng điện kinh tế

6.5.1 Mật độ dòng điện kinh tế

Đối với đường dây truyền tải ở mạng điện khu vực, do công suất lớn,

điện áp cao, đường dây dài nên chi phí vận hành khá lớn. Mặt khác các thiết

bị điều chỉnh điện áp khá tốt nên ít phải chú ý đến tổn thất điện áp. Vì vậy

tiết diện dây dẫn và cáp được chọn theo điều kiện kinh tế. Tức là chọn F sao

cho chi phí tính toán nhỏ nhất. Hàm chi phí tính toán có giá trị.

(6.9)

Vốn đầu tư cơ bản cho đường dây phụ thuộc vào tiết diện.

K = K0 + n(a + b.F)

Ko- giá thành 1km đường dây phần không phụ thuộc vào tiết diện

(đ/km).

n - số mạch đường dây đi song song.

a - hệ số phụ thuộc điện áp đường dây (đ/km).

b - hệ số phản ảnh sự phụ thuộc vào giá thành đường dây vào tiết diện


dây dẫn (đ/km.mm2).

suy ra :

(6.10)

=ZK+Z A

ZK - phần liên quan đến giá thành dây dẫn

Z A - phần liên quan đến tổn thất điện năng

Tiết diện tối ưu của dây dẫn: (Fkt) xác định :

Hay :

(6.11)

Hình 6.4 : hàm mục tiêu


Tiết diện dây dẫn chọn theo (6.11) gọi là tiết diện ứng với hàm chi phí Zmin

Suy ra Tiết diện ứng với Zmin gọi là Fkt, mật độ dòng điện ứng với Fkt

gọi là mật độ dòng điện kinh tế: jkt

(6.12)

6.5.2 Chọn tiết diện dây theo mật độ dòng điện kinh

tế

Nếu thời gian sử dụng công suất cực đại là lớn thì hợp lý hơn cả nên chọn

tiết diện dây dẫn theo mật độ dòng điện không đổi với mạng điện địa

phương. Bởi vì tổn thất công suất và tổn thất điện năng bé nhất.

Giả thiết xét mạng điện xoay chiều 3 pha có các phụ tải như sau :

- Tùy ý chọn x0.

- Tính :

Tính :

Thay


Với cos1 ; cos

2 ; cos

3 là hệ số công suất trên đoạn 1, 2, 3.

Mật độ dòng điện:

(6.13)

Suy ra :

(6.14)

Tính tiết diện :

(6.15)

Từ đó chọn tiết diện chuẩn, tra r0,x0 và kiểm tra độ sụt áp.

Ví dụ 6.4: Có 2 phụ tải b và c được cung cấp bằng đường dây trên

không dùng dây nhôm(A). Bố trí trên 3 đỉnh tam giác đều có cạnh 1,1m,

điện áp của mạng 10 kV, công suất toàn phần tính bằng kVA, cos của

phụ tải ghi trên hình 6.5, tổn thất điện áp cho phép 5%. Thời gian sử dụng

công suất cực đại Tmax= 3500 h/năm. Chọn tiết diện dây dẫn.



Giải :

Tại nút b:

pb = Sb. cosb = 1000.0,7 = 700 kW

qb = Sb. sin b =1000.0,71 =710 kVAr

Tại nút c:

pc = Sc. cosc= 600.0,9 = 540 kW

qc = 262 kVAr

Tuỳ ý chọn giá trị xo = 0,4 /km

Tính :

Trong đó:

Công suất trên đoạn Ab: P1 + jQ1 = 1240 + j972.


Từ Tmax = 3500h/1năm, dây nhôm ta tra được mật độ dòng điện kinh

tế: jktế=1,1A/mm2. Vì Jtính toán =1,35 > Jkt = 1,1. Do đó ta chọn jkt

để tính toán.

Tính tiết diện đoạn dây Ab:

Tra bảng tiết diện tiêu chuẩn FAb = 95 mm2 (A – 95) .

Tính tiết diện đoạn bc:

Chọn Fbc = 35mm2

(A – 35).

( Ở đây không cần kiểm tra tổn thất điện áp vì ta đã chọn jkt nên nó

đảm bảo; chỉ khi nào jtt < jktế )..

6.6 LỰA CHỌN TIẾT DIỆN DÂY TRONG MẠNG

KÍN

* Phương pháp gần đúng:

- Phân bố công suất theo chiều dài các đoạn trong mạng bằng công thức.

Xác định được điểm phân công suất


Căn cứ vào tính chất của mạng để lựa chọn.

+ Nếu là mạng địa phương các phụ tải gần nhau, chọn cùng tiết diện

cho mọi đoạn và lúc ấy lấy U từ nguồn đến điểm phân công suất bằng U

cp .

+ Nếu mạng địa phương nông nghiệp có Tmax nhỏ (2000 3000h/1năm)

thì chọn tiết diện ở các đoạn khác nhau theo điều kiện tổng kim loại trong

mạng nhỏ nhất.

+ Nếu mạng địa phương công nghiệp có Tmax lớn (4500 6000h/1năm)

thì chọn tiết diện ở các đoạn khác nhau theo điều kiện tổn thất điện năng

trong mạng nhỏ nhất.

Sau cùng thử lại xem ở điều kiện làm việc bình thường và sự cố

nghiêm trọng nhất dây dẫn có đảm bảo hay không.

Ví dụ 6.5: Có mạng kín 35kV cung cấp điện cho 2 phụ tải 1 và 2. mức

tổn thất điện áp cho phép lúc bình thường U cp

= 4%; lúc sự cố U cp

= 12%.

Toàn mạng cùng tiết diện, dùng dây nhôm lõi thép AC. Xác định tiết diện

dây dẫn trong mạng


Giải:


Tương tự PA2 = 7,47 MW; QA2 = 6,88 MVAr

S12 = SA1 – S1 = ( 4,53 + j4,12 ) – ( 5 +j4 ) = – 0,47 + j0,12 MVA

→ điểm 1 là điểm phân công suất tác dụng và điểm 2 phân công suất

phản kháng.

→ Không biết được điểm 1 hay điểm 2 có điện áp thấp hơn.

Nhưng do công suất đi trên đoạn 1-2 rất bé và chiều dài đoạn 1-2 cũng

ngắn, nên có thể xem điện áp 2 điểm đó gần như nhau.

Lấy điểm 2 để tính: U cp

= U ' + U "

U cp lúc bình thường: 0,04.35 = 1,4 kV

Thành phần:

(giá trị lấy sơ bộ xo = 0,4 /km)

→ U ' = 1,4 – 0,473 = 0,92 kV

Tiết diện đoạn A-2 xác định:

Suy ra:

Tra bảng chọn tiết diện chuẩn: AC – 50 có ro = 0,65 /km; xo = 0,43 /km.

Thử lại:

Lúc bình thường:


Umax< Ucp

Trên đoạn 1-2 tải công suất rất bé nhưng cũng phải chọn tiết diện AC –

50 vì khi sự cố trên đó tải công suất lớn.

Khi sự cố đứt đoạn A2 lúc phụ tải lớn nhất:

.

6.7 CÂU HỎI

BÀI 1.

BÀI 2.

BÀI 3.


94 BÀI 7: TÍNH TOÁN MẠNG ĐIỆN KÍN ĐƠN GIẢN

BÀI 7: TÍNH TOÁN MẠNG ĐIỆN

KÍN ĐƠN GIẢN


- Nắm được khái niệm mạng điện kín.

- Tính toán được công suất phân bố trong mạng kín đơn giản.

- Xác định được điểm phân công suất, tổn thất điện áp trong mạng điện kín

đơn giản.

7.1 KHÁI NIỆM

Mạng điện kín có tính cung cấp điện rất cao, tuy nhiên yêu cầu cao về kinh

tế khi thiết kế cũng như vận hành. Do vậy, hiện nay ở Việt nam thì khái niệm

về mạng điện kín thường chỉ xét trong các bài toán liên quan đến hệ thống

truyền tải điện.

7.2 XÁC ĐỊNH CÔNG SUẤT TRÊN CÁC NHÁNH.

Xét mạng kín đơn giản:

Hình 7.1: mạng kín đơn giản.

BÀI 7: TÍNH TOÁN MẠNG ĐIỆN KÍN ĐƠN GIẢN 95

Xác định công suất SA1,S12,SB2.

Chiều công suất SA1,SB2 đã biết, giả thiết chiều S12 như hình vẽ.

Độ sụt áp từ A đến B là:

(7.1)

Có thể thay dòng điện nhánh I12,IB2 bằng các dòng như :

Thay vào (7.1) ta có :

Nhận xét :

Dòng IA1 gồm 2 thành phần :

- Thành phần phụ thuộc chủ yếu vào phụ tải 1,2 và tổng trở trong mạng.

- Thành phần dòng điện cân bằng chỉ phụ thuộc vào độ lệch điện áp giữa UA

, UB và tổng trở của mạng mà không phụ thuộc vào trị số phụ tải.

Trong mạng điện địa phương thường xem UA=UB.


(7.2)

Dể xác định các dòng điện đi từ nguồn ra như sau : lấy tổng các tích dòng

điện phụ tải với cánh tay đòn(tính bằng tổng trở ZIb) từ phụ tải tương ứng đến

nguồn kia chia cho tổng trở giữa 2 nguồn.

Tương tự :

(7.3)

VớiZ1A=Z1 vàZ2A=Z12+Z1

Trong thực tế phụ tải thường cho ở dạng công suất S1=P1 + jQ1 và S2=P2 + jQ2

(7.4)

Tổng quát nếu có mạng kín cung cấp cho n phụ tải từ 2 nguồn thì SA1 xác

định :

(7.5)

Sau khi có công suất đi ra từ 2 nguồn A, B là SA1, SA2 tìm được S12

Theo chiều giả thiết: S12 = SA1 – S1

Nếu S12 tính ra có giá trị dương chiều ta đã chọn là đúng và ngược lại.

Sau khi xác định được chiều và trị số của S12 ta sẽ xác định được

điểm mà tại đó phụ tải nhận công suất từ 2 phía gọi là điểm phân công suất.


Do trị số các phụ tải bao gồm P và Q nên điểm phân công suất trong

mạng kín có thể là duy nhất cũng có thể riêng rẽ có nghĩa là điểm phân bố

công suất tác dụng và điểm phân bố công suất phản kháng (ký hiệu ).

Chẳng hạn điểm 2 là điểm phân bố công suất chung ta có thể tách

thành 2 mạch hở và việc tính toán tiến hành thuận tiện hơn.

Hình 7.2: chiều công suất

Nếu mạng điện đồng nhất: là mạng mà ở các nhánh đều có tỷ số

Ta có:

Hay

(7.6)

- Mạng điện cùng tiết diện:

Thường ở mạng kín nếu thiết kế các đoạn cùng tiết diện dây dẫn

(r0=const) thì cảm kháng đơn vị chiều dài của các đoạn như nhau x0 =

const.


(7.7)

Ví dụ 7.1: Nguồn A cung cấp điện cho 2 phụ tải S1, S2 theo mạng kín

35kV.Toàn bộ các đoạn đường dây cùng tiết diện AC-120. Dây dẫn bố trí

toàn mặt phẳng ngang Dtb= 3,5 m. Xác định điểm phân bố công suất của

mạng.

.


Giải

Đây là mạng đồng nhất. Xác định PA1 và QA1

QA1=7,6(MVAR)

Tương tự:

QA2=7,4(MVAR)


Kiểm tra lại:

Công suất đi trên đoạn 1-2 là:

Như vậy P12 có chiều từ 1 2 còn Q12 có chiều từ 2 1.

Nói cách khác điểm 1 phân bố công suất phản kháng và điểm 2 phân bố

công suất tác dụng.

7.3 XÁC ĐỊNH TỔN THẤT ĐIỆN ÁP TRONG

MẠNG KÍN

Đối với mạng kín cần xác định tổn thất điện áp trong trường hợp bình

thường và sự cố.

Hình 7.4: xét mạng kín điểm 2 phân bố công suất

- Trong trường hợp vận hành bình thường cần xác định tổn thất điện áp lớn

nhất từ nguồn A đến điểm xa nhất(tức điểm có điện áp thấp nhất).

Các bước thực hiện:

Xác định công suất đi trên các nhánh SA1,S12,SA2.

Xác định điểm phân công suất.

Nếu điện áp ở 2 nguồn bằng nhau UA=UB thì bằng tổn thất điện

áp từ A đến điểm phân công suất.


Ví dụ 7.2: tính tổn thất điện áp lớn nhất trong mạng hình 7.4.

Giải:

Lưu ý:

Trong trường hợp điểm phân công suất tác dụng và phản kháng không

trùng nhau thì chưa rõ điểm nào điện áp thấp hơn. Lúc đó phải tính tổn thất

điện áp đến cả 2 điểm rồi so sánh lấy tổn thất lớn nhất.

Ví dụ 7.3: tính tổn thất điện áp trong mạng trên hình 7.4.

Tra số liệu có:

Vậy điểm 1 có điện áp thấp nhất trong mạng.

Trong trường hợp sự cố(đứt dây trong mạng) có thể lúc này trở thành

mạng hở. Phụ tải lớn nhất phải cung cấp từ một nguồn. Lúc đó phải xét sự cố

trên đoạn nào nguy hiểm nhất để cho tổn thất điện áp trong mạng kin lớn

nhất. Chẳng hạn như ví dụ trên khi đứt đoạn A-1 hoặc đứt đoạn A-2.


Ví dụ 7.4:Xác định Umaxtrong trường hợp sự cố ở mạng ví dụ trên.

Khi đứt đoạn A-1:

Hình 7.5a. ví dụ 7.4

Khi đứt đoạn A-2:

Hình 7.5b. ví dụ 7.4.

Từ đó ta thấy đứt đoạn A-1 nguy hiểm hơn.


7.4 CÂU HỎI

BÀI 1.

BÀI 2.

BÀI 8: GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG VÀ ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP TRONG MẠNG ĐIỆN 103

BÀI 8: GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN

NĂNG VÀ ĐIỀU CHỈNH

ĐIỆN ÁP TRONG MẠNG

ĐIỆN


- Nắm được khái niệm điều chỉnh điện áp.

- Nắm được một số phương pháp giảm tổn thất điện năng trong mạng điện.

- Nắm được một số phương pháp điều chỉnh điện áp,bù,...

8.1 KHÁI NIỆM CHUNG

* Phân tích tổn thất điện năng trong hệ thống điện.

.

Bảng 8.1: tổn thất công suất trong mạng

Mạngcóđiệnáp Tổnthấtđiệnnăng%của

đườngdây Máybiếnáp Tổng

U≥110kV 13,3 12,4 25,7

U=35kV 6,9 3,0 9,9

U=0,1÷10kV 47,8 16,6 64,4

- * Phân loại tổn thất: Tổn thất gồm 2 loại:

-

- - Tổn thất kỹ thuật: là tổn thất sinh ra do tính chất vật lý của quá trình tải

điện, tổn thất này phụ thuộc tính chất của dây dẫn và vật liệu cách điện

điều kiện môi trường, dòng điện và điện áp.

104 BÀI 8: GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG VÀ ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP TRONG MẠNG ĐIỆN

- +. Tổn thất phụ thuộc vào dòng điện (phụ thuộc I2): Tổn thất do phát

nóng trên điện trở của máy phát; máy biến áp; dây dẫn đây là thành

phần tổn thất chính.

- +. Tổn thất phụ thuộc vào điện áp (U hoặc U2): Tổn thất trong lõi máy

biến áp; cuộn áp của công tơ điện; rò điện; vầng quang.

- → Tổn thất kỹ thuật không thể triệt tiêu được mà chỉ có thể hạn chế ở

mức độ hợp lý hoặc cho phép.

- - Tổn thất kinh doanh: (Tổn thất phi kỹ thuật)

-

- điện năng tiêu dùng nhưng không đo được.

-

- + điện năng được đo nhưng không vào hoá đơn.

-

- + điện năng được vào hoá đơn nhưng không được trả tiền hoặc trả tiền

chậm.

- + vận hành sai kỹ thuật

- * Các biện pháp giảm tổn thất công suất và điện năng.

-

- - Biện pháp đòi hỏi vốn đầu tư:

-

- + Nâng cao điện áp vận hành của lưới điện.

-

- + Bù kinh tế trong lưới phân phối trung áp bằng tụ điện.

-

- + Tăng tiết diện dây hiện có hoặc tăng thêm đường dây mới.

-

- + Hoàn thiện cấu trúc lưới để có thể vận hành với tổn thất nhỏ nhất.


-

- + Chọn đúng dây dẫn để giảm tổn thất vầng quang.

-

- + Cải tiến cấu trúc và vật liệu để sản xuất các thiết bị điện có tổn thất

nhỏ (vật liệu siêu dẫn; cách điện chất lượng cao).

- + Áp dụng lưới điện sinh hoạt cho lưới hệ thống và hệ thống phân phối

điện có điều kiện tự động cho lưới phân phối trung áp.

- - Biện pháp không đòi hỏi vốn đầu tư:

-

- + Phân bố tối ưu công suất phản kháng trong hệ thống điện.

-

- + Vận hành kinh tế trạm biến áp có nhiều máy biến áp.

-

- + Vận hành kinh tế lưới trung; hạ áp nếu cấu trúc của chúng cho phép.

-

- + Chọn đúng công suất máy biến áp phù hợp với yêu cầu phụ tải.

-

- + điều chỉnh đúng điện áp trong lưới điện; bảo quản tốt, tránh rò điện

(sứ cách điện).

- + Giảm độ không đối xứng trong lưới điện hạ áp.

-

- Việc thực hiện các biện pháp tiết kiệm điện trong xí nghiệp công

nghiệp có ý nghĩa rất quan trọng, không những có lợi cho bản thân các xí

nghiệp mà còn có lợi chung cho nền kinh tế quốc dân.

- * Cos là một chỉ tiêu để đánh giá xí nghiệp dùng điện có hợp lý và tiết

kiệm hay không.

-


- Ở nước ta, hệ số cos ở các xí nghiệp nói chung còn thấp (khoảng 0,6

0,7) nên phấn đấu (trên 0,9).

-

- * Ý nghĩa của việc nâng cao cos

-

- - Những thiết bị tiêu thụ nhiều công suất phản kháng là:

-

- + Động cơ không đồng bộ tiêu thụ khoảng 60 65% tổng công suất

phản kháng của mạng.

- + Máy biến áp tiêu thụ khoảng 20 25%.

-

- + Đường dây trên không, điện kháng và các thiết bị điện khác khoảng

10%.

-

- - Công suất phản kháng cung cấp cho hộ dùng điện từ nguồn (máy phát

điện) hoặc đặt gần hộ dùng điện các máy sinh ra Q (tụ điện, máy bù đồng

bộ). để tránh truyền tải một lượng Q khá lớn trên đường dây, người ta

dùng phương pháp 2, gọi là bù công suất phản kháng.

- .

(8.1)

- Khi P = const; lượng Q truyền trên đường dây giảm xuống → Góc lệch

pha

-

- ( ) giữa dòng điện và điện áp trong mạch giảm cos tăng.

- - Khi cos tăng những hiệu quả sau:


(8.2)

Q truyền tải trên đường dây giảm giảm P(Q giảm tổn thất

công suất trong mạng điện..

(8.3)

Q truyền tải trên đường dây giảm U(Q giảm tổn thất điện áp

trong mạng điện.

+ Tăng khả năng truyền tải của đường dây và máy biến áp.

Vì khả năng truyền tải của đường dây và máy biến áp phụ thuộc vào

điều kiện phát nóng tức là phụ thuộc vào dòng điện cho phép của chúng:

(8.4)

Khi I = const; Q giảm tăng khả năng truyền tải P.

Ngoài ra, khi cos tăng giảm được chi phí kim loại màu, góp phần

làm ổn định điện áp, tăng khả năng phát điện của máy phát điện….

* Các biện pháp nâng cao hệ số công suất cos :

- Nâng cao cos tự nhiên.

+ Thay đổi và cải tiến qui trình công nghệ để các thiết bị điện làm việc

ở chế độ hợp lý nhất.

+ Thay thế động cơ không đồng bộ làm việc non tải bằng động cơ có

công suất nhỏ hơn.

+ Hạn chế động cơ chạy không tải.

+ Dùng động cơ đồng bộ thay cho động cơ không đồng bộ.

+ Nâng cao chất lượng sửa chữa động cơ.


+ Thay thế những máy biến áp làm việc non tải bằng những máy biến áp

có dung lượng nhỏ hơn.

- Nâng cao cos bằng phương pháp bù.

+ Tụ điện tĩnh:

Ưu điểm: Có thể chia thành các bộ nhỏ đặt ở vị trí cần thiết; tổn thất P trong tụ điện tĩnh nhỏ hơn nhiều máy đồng bộ:

:

Nhược điểm: Công suất phản kháng phát ra Qtđ phụ thuộc vào điện áp

của mạng ở điểm đặt tụ điện:

(8.5)

xc- trị số điện kháng của bộ tụ điện.

Vì 1 lý do nào đó U giảm. Lúc đó Qtđ phải tăng lên để giữ U = const.

Nhưng ngược lại Qtđ U2, nên điện áp U càng giảm thấp. Tình trạng này kéo

dài mãi có thể gây nên mất ổn định của phụ tải do hình thành “ thác” sụt

điện áp.

Khắc phục: Khi U giảm một số tụ điện được đấu tắt để xc giảm và Qtđ tăng lên. Chú ý lúc đó các tụ điện vận hành bị quá tải về dòng điện; Ngoài ra có thể dùng máy bù đồng bộ để khắc phục.

Tụ điện tĩnh không tiêu thụ được công suất phản kháng, mà điều này cần thiết trong một số tình trạng vận hành với phụ tải nhỏ nhất. Trong tình trạng đó:ΔU trên đường dây có thể rất bé, điện áp cuối đường dây tăng cao có thể vượt quá giới hạn, muốn giảm phải dùng thiết bị tiêu thụ công suất phản kháng.


+ Máy bù đồng bộ là loại động cơ đồng bộ chạy không tải tiêu thụ công suất

tác dụng từ mạng điện và phát ra hoặc tiêu thụ công suất phản kháng tuỳ

theo dòng điện kích từ đi vào rotor của nó.

8.2 MỘT SỐ BIỆN PHÁP BÙ

8.2.1 Bù theo điều kiện kinh tế:

để giảm tổn thất công suất và tổn thất điện năng. Bù kinh tế là để lấy lợi, nếu

lợi thu được do bù lớn hơn chi phí đặt bù thì sẽ được thực hiện..

Hình 8.1: bù kinh tế

P1=P2+ Pm

Q1=Q2+ Qm

Pm; Qm-tổn thất công suất tron gmạng.

(8.6).

Pm; Qm - công suất đi trong mạng.

Để giảm tổn thất điện năng: giảm dung lượng công suất phảng kháng đi

trên đường dây và trạm biến áp: có 2 cách.

- Giảm Q2 (P2 = const) tức là nâng cao cos của phụ tải.


- - Q2 = const (tức là cos = const) nhưng 1 phần công suất phản kháng Qb được

nhận từ thiết bị mà không nhận từ nguồn. Lúc đó công suất phản kháng đi trên

đường dây và trạm biến áp là: Q m = Q 2 - Qb.

(8.7)

Giảm tổn thất điện năng trong mạng ; cos của phụ tải không đổi ; cos của

thanh cái và trên đường dây tăng.

Giá trị Qb bằng bao nhiêu là tốt nhất.

* Phương pháp tính toán:

- - Vốn đầu tư cho thiết bị bù:

(8.8)

- Kb giá tiền 1 đơn vị dung lượng thiết bị bù. (đồng / kVAr)

- - Tổn thất điện năng trong thiết bị bù được viết dưới dạng chi phí:

-

(8.9)

- P0: suất tổn thất trong thiết bị bù tính theo phần trăm

- t: thời gian thiết bị bù đấu vào mạng.

- C: giá tiền 1 kWh tổn thất điện năng.

- - Khi có Qb , chi phí tổn thất điện năng trong mạng (do Q sinh ra).

-


(8.10)

r: điện trở của đường dây và trạm biến áp.

: thời gian tổn thất công suất lớn nhất

Hàm chi phí tính toán tổng:

Z=Z1+Z2+Z3

(8.11)

Hay

→Qbcần tìm.

Hình 8.2: Qb kinh tế

Đối với mạng nhiều phụ tải:


Nếu Qb nào đó bằng 0 hoặc âm thì chứng tỏ điều kiện kinh tế tại phụ tải đó

không cần đặt thiết bị bù. Lúc đó thay trị số Qb = 0 vào hệ phương trình để tính các

ẩn còn lại.

Ví dụ 8.1: Một đường dây 10kV cung cấp điện cho 2 phụ tải 1 và 2 trên đó cho

công suất phản kháng tính toán và điện trở các đoạn:

Hình 8.3: ví dụ 8.1.

Xác định công suất các bộ tụ bù hợp lí tại các vị trí 1 và 2. Các số liệu như sau:


x

Giải:

Thời gian đặt thiết bị bù rất khó xác định vì khi phụ tải nhỏ nhất thường cắt tụ

điện khỏi mạng, vì vậy lấy gần đúng t = Tmax .

Hàm chi phí tính toán tổng:

Giải hệ:

Tìm được:Qb1=3000kVAr

Qb2=-200kVAr<0; Thay Qb2=0vào phương trình

Như vậy, phải bù ở phụ tải 1 với dung lượng gần bằng công suất phản

kháng lớn nhất của phụ tải..

8.2.2 Bù trong lƣới điện xí nghiệp

- - Vị trí đặt thiết bị bù trong xí nghiệp:


Hình 8.4: các vị trí thƣờng đặt tụ bù

+ Đặt tập trung: đặt ở thanh cái hạ áp trạm biến áp phân xưởng (0,4 kV)

hoặc thanh cái trạm biến áp trung tâm (6 -10 kV), ưu điểm dễ quản lý vận hành,

giảm vốn đầu tư.

+ Đặt phân tán: thiết bị bù được phân nhỏ thành từng nhóm đặt tại các tủ động

lực trong phân xưởng. Trường hợp động cơ công suất lớn, tiêu thụ nhiều Q có thể

đặt ngay tại các động cơ đó.

Khi đặt thiết bị bù tại điểm nào đó thì sẽ giảm được lượng tổn thất P và A

do đó phải truyền tải Q. Tuy nhiên việc đặt thiết bị bù ở phía hạ áp không phải

lúc nào cũng có lợi, bởi giá tiền 1 kVAr tụ hạ áp thường đắt gấp 2 lần 1 kVAr tụ ở

6-10 kV. Ngay cả việc phân nhỏ dung lượng bù để đặt theo nhóm riêng lẻ

cũng không phải luôn luôn có lợi, bởi vì lúc đó có làm giảm thêm được A nhiều

hơn, xong lại làm tăng chi phí lắp đặt, quản lý và vận hành.

- Phân phối dung lượng bù trong mạng hình tia. đây là bài toán bù cưỡng bức:

phải bù từ cos 1 để cos 2 tại đầu vào xí nghiệp trong chế độ phụ tải cực dại. Nếu

biết P ta tính được công suất bù Qb


2

(8.12)

Qb này được phân phối xuống các trạm phân phối để tranh thủ giảm ΔA

trong xí nghiệp.

Bài toán: xác định Qbi tại các điểm dặt bù sao cho P là min,Pmin không có

nghĩa là Amin, tuy nhiên làm bài toán dễ đi nhiều.

Hàm mục tiêu:

(8.13)

Hình 8.5: mạng có 3 vị trí bù

Điều kiện: Qb = Qb1 + Qb2 + Qb3 (là tổng công suất cần bù)

(8.14)

Điều kiện tối ưu là:

Ta nhận thấy : (Q1 – Qb1).R1 = (Q2 – Qb2).R2 = H (hằng số).


Cộng 3 đẳng thức trên

Hay

Suy ra:

Thiết bị bù được đóng cắt theo bậc và theo thời gian để không xảy ra quá bù.

Ví dụ 8.2: Một mạng hình tia có 4 nhánh, điện áp 6 kV, điện trở và phụ tải phản

kháng của từng nhánh:

R1 = 0,1 ; Q1 = 400 kVAr

R2 = 0,05 ; Q2 = 600 kVAr

R3 = 0,06 ; Q3 = 500 kVAr

R4 = 0,2 ; Q4 = 200 kVAr

Dung lượng bù của mạng Qbù = 1200 kVAr. Hãy tính dung lượng bù của

từng nhánh.

Giải:

Tổng phụ tải phản kháng của mạng:

Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 = 1700 kVAr

Điện trở tương đương


Dung lượng bù tối ưu của từng nhánh:

Tương tự Qbù 3 = 339 kVAr; Qbù 4 = 153 kVAr

Ví dụ 8.3: Một siêu thị đặt trạm biến áp 250 kVA; điện áp 22/0,4 kV yêu cầu tính

toán đặt bộ tụ bù tại thanh cái hạ áp để nâng cos lên 0,9.

Giải:

Siêu thị thường dùng các phụ tải là bóng đèn tuýp; điều hòa; hầm lạnh → có

cos

Với cos suy ra: tg1

= 0,75

Với cos suy ra: tg2

= 0,48

Công suất tác dụng cần cấp cho siêu thị:

Công suất bộ tụ cần đặt để nâng cao cos :

Chọn bộ tụ 75 kVAr, điện áp 400 V do DAEYEONG chế tạo.


* Điều chỉnh dung lượng bù :

- Điều chỉnh lượng bù của tụ điện theo điện áp.

Căn cứ vào điện áp của thanh cái của trạm biến áp để tiến hành điều chỉnh tự

động dung lượng bù.

+ Nếu U < Uđm - mạng thiếu công suất phản kháng → đóng thêm tụ vào làm

việc.

+ Nếu U > Uđm - mạng thừa công suất phản kháng → cắt bớt tụ điện.

Lợi: giải quyết được yêu cầu bù công suất phản kháng; nâng cao cos ; ổn định

điện áp → thường dùng.

- Điều chỉnh tự động dung lượng bù theo nguyên tắc thời gian

Căn cứ vào sự biến đổi của phụ tải phản kháng trong 1 ngày đêm mà người ta

đóng hoặc cắt tụ điện. phương pháp này thường dùng khi đồ thị phụ tải phản

kháng hàng ngày biến đổi theo một qui luật tương đối ổn định. Người vận hành

nắm vững đồ thị đó.

- Điều chỉnh tự động dung lượng bù theo dòng điện phụ tải dùng trong

trường hợp phụ tải thường biến đổi đột ngột.

Khi dòng điện tăng → đóng thêm tụ điện và ngược lại.

- Điều chỉnh dung lượng bù theo hướng đi của công suất phản kháng

thường được dùng khi trạm biến áp ở cuối đường dây và xa nguồn.

Nếu công suất phản kháng chạy từ nguồn → phụ tải, chứng tỏ phụ tải cần

công suất phản kháng của nguồn, đóng thêm tụ điện vào làm việc, nếu ngược lại

thì cắt bớt tụ điện.

Người ta thường dùng bóng đèn dây tóc công suất 15 40 W để làm điện trở

phóng điện cho tụ điện.

Ưu điểm của bóng đèn: khi điện áp dư của tụ điện phóng hết thì đèn tắt, dễ theo dõi nhưng chú ý khi đèn hỏng không chỉ thị được.

Điện trở phóng điện::

Q: dung lượng của tụ điện, kVAr.


8.3 CÂU HỎI

BÀI 1.

BÀI 2.

BÀI 3.






I.1.2/ Cáp chôn trực tiếp trong đất : Thông số lắp đặt : Nhiệt trở suất của đất : 1,2 0Cm/W Nhiệt độ đất : 150C Độ sâu chôn cáp : 0,5m Nhiệt độ làm việc tối đa của ruột dẫn là 700C Hệ số hiệu chỉnh Dòng điện định mức của cáp chôn trực tiếp trong đất phụ thuộc vào nhiệt độ đất và nhiệt trở suất của đất., hệ số ghép nhóm, hệ số điều chỉnh theo độ sâu đặt cáp… Dòng điện định mức và độ sụt áp của cáp CVV/DTA , CVV/WA ruột đồng , cách điện PVC, vỏ PVC có giáp bảo vệ, chôn trong đất Bảng 2

Tiết diện ruột dẫn Nominal area of

conductor

1 lõi (Single core) 2 lõi

Two core

3 và 4 lõi

Three and four core

2 cáp đặt cách khoảng

Two cables spaced

3 cáp tiếp xúc nhau theo hình 3 lá

Trefoil touching

Dòng điện định mức

Current ratings

Độ sụt áp

Approximate volt drop per

amp per metre


Current ratings

Độ sụt áp


amp per metre


Current ratings

Độ sụt áp


amp per metre


Current ratings

Độ sụt áp


amp per metre

mm2 A mV A mV A mV A mV

1,5 33 32 29 25 32 29 27 25

2,5 44 20 38 15 41 17 35 15

4 59 11 53 9,5 55 11 47 9,5

6 75 9 66 6,4 69 7,4 59 6,4

10 101 4,8 86 3,8 92 4,4 78 3,8

16 128 3,2 110 2,4 119 2,8 101 2,4

25 168 1,9 142 1,5 158 1,7 132 1,5

35 201 1,4 170 1,1 190 1,3 159 1,1

50 238 0,97 203 0,82 225 0,94 188 0,82

70 292 0,67 248 0,58 277 0,66 233 0,57

95 349 0,50 297 0,44 332 0,49 279 0,42

120 396 0,42 337 0,36 377 0,40 317 0,35

150 443 0,36 376 0,31 422 0,34 355 0,29

185 497 0,31 423 0,27 478 0,29 401 0,25

240 571 0,26 485 0,23 561 0,24 462 0,21

300 640 0,23 542 0,20 616 0,21 517 0,18

400 708 0,22 600 0,19 693 0,19 580 0,17

500 780 0,20 660 0,18 - - - -

630 856 0,19 721 0,16 - - - -

800 895 0,18 756 0,16 - - - -

1000 939 0,18 797 0,15 - - - -


I.1.3/ Cáp đi trong ống đơn tuyến chôn trong đất:

Thông số lắp đặt Nhiệt trở suất của đất: 1,20Cm/W Nhiệt độ đất : 150C Độ sâu chôn cáp : 0,5m . Nhiệt độ làm việc tối đa của ruột dẫn là 700C

Dòng điện định mức và độ sụt áp của cáp CVV/DTA , CVV/WA ruột đồng , cách điện PVC, vỏ PVC, có giáp bảo vệ, đi trong ống đơn tuyến chôn trong đất Bảng 3

Tiết diện ruột dẫn Nominal area of

conductor

1 lõi (Single core) 2 lõi

Two core

3 và 4 lõi

Three and four core

2 cáp : ống tiếp xúc nhau

Two cables : ducts touching

3 cáp: ống xếp theo hình ba lá tiếp xúc nhau

Three cables: ducts trefoil

touching


Current ratings

Độ sụt áp


amp per metre


Current ratings

Độ sụt áp


amp per metre


Current ratings

Độ sụt áp


amp per metre


Current ratings

Độ sụt áp


amp per metre


1,5 30 34 28 27 26 29 22 25

2,5 41 22 35 16 34 17 29 15

4 59 12 48 10.5 45 11 38 9,5

6 69 10 60 7.0 57 7,4 48 6,4

10 90 5.0 84 4.0 76 4,4 64 3,8

16 114 3.4 107 2.6 98 2,8 83 2,4

25 150 2.0 139 1.6 129 1,7 107 1,5

35 175 1.4 168 1.2 154 1,3 129 1,1

50 216 1,0 199 0,88 183 0,94 153 0,82

70 262 0,76 241 0,66 225 0,66 190 0,57

95 308 0,61 282 0,53 271 0,49 228 0,42

120 341 0,54 311 0,47 309 0,40 260 0,35

150 375 0,48 342 0,42 346 0,34 292 0,29

185 414 0,44 375 0,38 393 0,29 331 0,25

240 463 0,40 419 0,34 455 0,24 382 0,21

300 509 0,37 459 0,32 510 0,21 428 0,18

400 545 0,34 489 0,30 574 0,19 490 0,17

500 585 0,32 523 0,28 - - - -

630 632 0,30 563 0,26 - - - -


800 662 0,28 587 0,25 - - - -

1000 703 0,27 621 0,23 - - - -

I.2 Cáp điện lực cách điện XLPE

I.2.1/ Cáp trên không:

Dòng điện định mức và độ sụt áp của cáp CXVruột đồng, cách điện XLPE, vỏ PVC, không giáp bảo vệ, lắp trên không Bảng 4

Nhiệt độ không khí 300c (Ambient temperature 300C)

Nhiệt độ ruột dẫn tối đa 900c ( Maximum Conductor temperature 900C)


I.2.2/ Cáp chôn trong đất :

Dòng điện định mức và độ sụt áp của cáp CXV/DTA , CXV/WA ruột đồng, cách điện XLPE, vỏ PVC có giáp bảo vệ, chôn trong đất Bảng 5

Ti

ết

diện

ruột

dẫn

Nom.

area

of

cond.

Cáp 1 lõi , giáp sợi nhôm

(Single core cable, Aluminium wire armoured

)

Cáp nhiều lõi, giáp sợi thép

( Multicore cable, Steel wire armoured )

2 cáp đặt tiếp xúc trong lưới điện xoay

chiều 1 pha

Two cables touching, single-phase (ac)

3 cáp tiếp xúc nhau theo hình 3 lá , 3 pha

Three cables trefoil touching, 3-phase

Cáp 2 lõi , lưới điện xoay chiều 1 pha

Two core cable ,

single-phase (ac)

8.3.1.1 Cáp 3 hay 4 lõi

Three or four core

Cable

Dòn

g điện

định

mức

Current

ratings

Độ sụt áp

Approximate

volt drop per

amp per

metre

Dòn

g điện

định

mức

Current

ratings

Độ sụt áp

Approximate

volt drop per

amp per

metre

Dòn

g điện

định

mức

Current

ratings

Độ sụt áp

Approximate

volt drop per

amp per

metre

Dòn

g điện

định

mức

Current

ratings

Độ sụt áp

Approximate

volt drop per

amp per

metre

m

m2

A mV A mV A mV A mV

16 142 2.9 135 2.57 140 2.90 115 2.60

25 185 1.88 172 1.55 180 1.90 150 1.60

35 226 1.27 208 1.17 215 1.30 180 1.20

50 275 0.99 235 0.86 255 1.00 215 0.87

70 340 0.70 290 0.61 315 0.70 265 0.61

95 405 0.53 345 0.46 380 0.52 315 0.45


12

0

460 0.43 390 0.37 430 0.42 360 0.36

15

0

510 0.37 435 0.32 480 0.35 405 0.30

18

5

580 0.31 490 0.27 540 0.29 460 0.25

24

0

670 0.26 560 0.23 630 0.24 530 0.21

30

0

750 0.24 630 0.21 700 0.21 590 0.19

40

0

830 0.21 700 0.19 - - - -

50

0

910 0.20 770 0.18 - - - -

63

0

100

0

0.19 840 0.17 - - - -

80

0

111

7

0.18 931 0.16 - - - -

10

00

125

4

0.17 103

8

0.15 - - - -

I.2.3/ Cáp đi trong ống đơn tuyến chôn trong đất Dòng điện định mức và độ sụt áp của cáp ruột đồng, cách điện XLPE, vỏ PVC có giáp bảo vệ, đi trong ống chôn trong đất Bảng 6

Tiết diện ruột dẫn

Nom.

Cáp 1 lõi , giáp sợi nhôm (Single core cable, Aluminium wire armoured

)

Cáp nhiều lõi, giáp sợi thép ( Multicore cable, Steel wire armoured )

2 cáp : ống đặt tiếp xúc

3 cáp : ống đặt tiếp xúc theo hình 3 lá

Cáp 2 lõi

Cáp 3 hay 4 lõi

Three or four core


area of

cond.

Two cables: ducts touching

Three cables : ducts touching, trefoil

Two core cable

Cable


Current ratings

Độ sụt áp


amp per metre


Current ratings

Độ sụt áp


amp per metre


Current ratings

Độ sụt áp


amp per metre


Current ratings

Độ sụt áp


amp per metre


16 140 3.0 130 2.70 115 2.90 94 2.60

25 180 2.0 170 1.80 145 1.90 125 1.60

35 215 1.4 205 1.25 175 1.30 150 1.20

50 255 1.10 235 0.93 210 1.00 175 0.87

70 310 0.80 280 0.70 260 0.70 215 0.61

95 365 0.65 330 0.56 310 0.52 260 0.45

120 410 0.55 370 0.48 355 0.42 300 0.36

150 445 0.50 405 0.43 400 0.35 335 0.30

185 485 0.45 440 0.39 455 0.29 380 0.25

240 550 0.40 500 0.35 520 0.24 440 0.21

300 610 0.37 550 0.32 590 0.21 495 0.19

400 640 0.35 580 0.30 - - - -

500 690 0.33 620 0.28 - - - -

630 750 0.30 670 0.26 - - - -

800 828 0.28 735 0.24 - - - -

1000 919 0.26 811 0.22 - - - -


TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Trần Tấn Lợi(2008). Cung cấp điện. ĐH Bách Khoa Hà Nội.

2. Nguyễn Xuân Phú (2006). Giáo trình cung cấp điện. NXB khoa học kỹ thuật.

3. Nguyễn Văn Chung (2005). Giáo trình cung cấp điện. Tổng cục dạy nghề.

4. Trương Minh Tấn (2009). Giáo trình hệ thống cung cấp điện. ĐH Qui Nhơn.

5. Công ty Cadivi (2014). Hướng dẫn chọn cáp hạ áp.

Documents

HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN - Lớp 14DDC02 - Trang Chủ14ddc02.weebly.com/uploads/5/5/9/9/55990165/giao_trinh_cung_cap... · phụ tải đễ làm cơ sở cho việc thiết