Giáo trình Cung cấp điện

Nội dung text: Giáo trình Cung cấp điện

1. Giáo trình Cung cấp điện
2. Gi¸o tr×nh Cung cÊp ®iÖn LI NÓI U t n c Vi t Nam trong công cu c công nghi p hoá - hi n i hoá, n n kinh t ang trên à phát tri n. Yêu c u s d ng in và thi t b in ngày càng tng. Vi c trang b ki n th c v h th ng in nh m ph c v cho nhu c u sinh ho t c a con ngi, cung c p in n ng cho các thi t b c a kh v c kinh th , các khu ch xu t, các xí nghi p là r t c n thi t. Vi m t vai trò quan tr ng nh v y và xu t phát t yêu c u, k ho ch ào to, ch ơ ng trình môn h c c a Tr ng Cao ng Ngo i ng - Công ngh Vi t Nh t. Chúng tôi ã biên so n cu n giáo trình Cung c p in gm 5 ch ơ ng v i nh ng n i dung c ơ b n sau: - Ch ơ ng 1: Tính toán ph t i in - Ch ơ ng 2: Tính toán t n th t in áp, t n th t công su t. - Ch ơ ng 3: L a ch n các thi t b in trong l i cung c p in. - Ch ơ ng 4: Nâng cao h s công su t. - Ch ơ ng 5: Tính toán chi u sáng. Giáo trình cung c p in c biên so n ph c v cho công tác gi ng d y ca giáo viên và là tài li u h c t p c a h c sinh. Do chuyên môn và th i gian có h n nên không tránh kh i nh ng thi t sót, vy r t mong nh n c ý ki n óng góp c a ng nghi p và b n c cu n sách t ch t l ng cao h ơn. TÁC GI Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng 3
3. Gi¸o tr×nh Cung cÊp ®iÖn GI I THI U CHUNG V CUNG C P IN 1. L I IN VÀ L I CUNG C P IN H th ng in bao g m ba khâu: ngu n in, truy n ti in và tiêu th in Ngu n in là các nhà máy in (thu in, nhi t in, in nguyên t ) và các tr m phát in ( iêzen, in m t tr i ). Tiêu th in bao g m t t c các i t ng s d ng in n ng trong các lnh v c kinh t và i s ng: công nghi p, nông nghi p, lâm nghi p, giao thông vn t i, th ơ ng m i, d ch v , ph c v sinh ho t truy n t i in t ngu n phát n các h tiêu th ng i ta s d ng l i in. L i in bao g m ng dây t i in và tr m bi n áp. L i in n c ta hi n có nhi u c p in áp: 0,4KV, 6KV, 10KV, 22KV, 35KV, 110KV, 220KV và 500KV. M t s chuyên gia cho r ng trong t ơ ng lai l i in Vi t nam ch nên t n t i n m c p in áp: 0,4KV, 22KV, 110KV, 220KV và 500KV. Có nhi u cách phân lo i l i in: Cn c vào tr s c a in áp, chia ra l i in siêu cao áp (500KV), l i in cao áp (220KV, 110KV), l i trung áp (35KV, 22KV, 10KV, 6KV) l i in h áp (0,4KV). Cn c vào nhi m v , chia ra l i cung c p (500KV, 220KV, 110KV), li phân ph i (35KV, 22KV, 10KV, 6KV, 0,4KV). Ngoài ra còn nhi u cách chia khác, Ví d c n c vào ph m vi c p in, chia ra l i khu v c, l i a ph ơ ng: c n c vào s pha, chia ra l i m t pha, hai pha, ba pha; c n c vào i t ng c p in chia ra l i công nghi p, l i nông nghi p, l i ô th 2. NH NG YÊU C U I V I PH Ơ NG ÁN CUNG C P IN Bt k m t ph ơ ng án (ho c d án) cung c p in nào c ng ph i tho mãn 4 yêu c u c ơ b n sau: 2.1. tin c y cung c p in ó là m c m b o liên t c cung c p in tu thu c vào tính ch t c a h dùng in. Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng 4
4. Gi¸o tr×nh Cung cÊp ®iÖn Hộ lo ại 1: là nh ng h r t quan tr ng không c m t in, n u x y ra mt in s gây ra h u qu nghiêm tr ng. - Làm m t an ninh chính tr , m t tr t t xã h i. ó là sân bay, c ng hang hi, khu quân s , khu ngo i giao oàn, các i s quán, nhà ga, b n xe, tr c giao thông chính trong thành ph - Làm thi t h i l n i v i n n kinh t qu c dân. ó là khu công nghi p, khu ch xu t, d u khí, luy n kim, nhà máy c ơ khí l n, tr m b ơm nông nghi p l n Nh ng h này óng vai trò quan tr ng trong n n kinh t quôc dân. - Làm nguy h i n tính m ng con ng i. Hộ lo ại 2: bao g m các xí nghi p ch t o hang tiêu dùng (nh xe p, vòng bi, bánh k o, nh a ) và th ơ ng m i, d ch v (khách s n, siêu th , trung tâm th ơ ng m i l n ). V i nh ng h này n u m t in s b thua thi t v kinh t nh d n công,gây th ph m, ch ph m phá v h p ng cung c p nguyên li u ho c s n ph m cho khách hang, làm gi m sút doanh s và lãi xu t Hộ lo ại 3: là nh n h không quan tr ng cho phép m t in t m th i khi cn thi t. ó là h ánh sang sinh ho t ô th và nông thôn. 2.2. Ch t l ng in Ch t l ng in c th hi n hai ch tiêu: t n s (f) và in áp (U). Mt ph ơ ng án c p in có ch t l ng t t là ph ơ ng án m b o tr s t n s và in áp n m trong gi i h n cho phép. C ơ quan Trung tâm iu Qu c gia ch u trách nhi m iu ch nh t n s chung cho h th ng in. Vi c m b o cho in áp t i m i im nút trên l i trung áp và h áp n m trong ph m vi cho phép là nhi m v c a k s thi t k và v n hành l i cung c p in. m b o cho các thi t b dùng in ( ng c ơ, èn, qu t, t l nh, ti vi ) làm vi c bình th ng yêu c u in áp t vào c c các thi t b dùng in không c chênh l ch quá 5% so v i tr s in áp nh m c. chênh l ch in áp so v i tr s nh m c g i là chênh l ch in áp, ký hi u là δU. δU = U – U m Yêu c u: U ≤ 5%U m 2.3. Kinh t Tính kinh t c a m t ph ơ ng án c p in th hi n qau hai ch tiêu: v n du t và phí t n v n hành. Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng 5
5. Gi¸o tr×nh Cung cÊp ®iÖn Vn u t m t công trình in bao g m ti n mua v t t , thi t b , ti n v n chuy n, ti n thí nghi m, th nghiêm, ti n mua t ai, bù hoa màu, ti n kh o sát thi t k , ti m l p t, nghi m thu. Phí t n v n hành bao g các kho n ti n ph i chi phí trong quá trình v n hành công trình in: Ti n l ơ ng cán b qu n lý, cán b k thu t, công nhân v n hành, ti n b o d ng nh k , ti n s a ch a, trung i tu, ti n th nghi m, thí nghi m, ti n t n th t in n ng trên công trình in. Th ng thì hai kho n kinh phí này luôn mâu thu n nhau, n u v n u t ln thì phí t n v n hành nh và ng c l i. Ví d : n u ch n ti t di n dây d n nh thì ti n mua ít i nh ng ti n t n th t in n ng l i t ng lên do in tr dây l n hơn. Ví d : n u mua thi t b in lo i t t thì t nh ng gi m c phí t n v n hành do ít ph i s a ch a, b o d ng 2.4. An toàn An toàn là v n quan tr ng, th m chí ph i t lên hang u khi thi t k , lp t, v n hành công trình in. An toàn cho cán b v n hành, an toàn cho thi t b , công trình in, an toàn cho ng i dân và các công trình dân d ng lân cn. Ng i thi t k và v n hành công trình in ph i nnghiêm ch nh tuân th tri t các quy nh, n i quy an toàn, ví d kho n cách an toàn gi a công trình in và công trình dân d ng, kho ng cách an toàn t dây d n t i m t t 3. MT S KÝ HI U TRÊN S Ơ C P IN TT Thi t b in Ký hi u trên b n v Máy phát in F, Tr m bi n áp Tr m phân ph i Máy bi n áp 2 cu n dây, 3 cu n dây Máy c t in Dao cách ly, c u dao Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng 6
6. Gi¸o tr×nh Cung cÊp ®iÖn Dao c t ph t i, máy c t ph t i Cu chì Máy bi n dòng in Dây d n Dây d n ghi rõ s dây Áp tô mát Kh i ng t ng c ơ in èn s i t èn tuýp Ni t ng h ampe, vôn A V Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng 7
7. Gi¸o tr×nh Cung cÊp ®iÖn Ch ơ ng 1: TÍNH TOÁN PH T I IN 1.1. KHÁI NI M CHUNG Ph t i in là s li u u tiên và quan tr ng nh t tính toán thi t k h th ng cung c p in. Xác nh ph t i in quá l n so v i th c t s d n n ch n thi t b in quá l n làm t ng v n u t . Xác nh ph t i in quá nh dn t i ch n thi t b in quá nh s b quá t i gây cháy n h h i công trình, làm m t in. Xác nh chính xác ph t i in là vi c làm khó. Công trình in th ng ph i c thi t k , l p t tr c khi có i t ng s d ng in. Ví d : c n thi t k và l p t tr m bi n áp trung gian c p in cho khu ch xu t ngay t giai on xây d ng c ơ s h t ng ( ng giao thông, in, n c), sau ó m i m i các xí nghi p vào mua t xây d ng nhà máy. Khi thi t k l p t ng dây cao áp và tr m bi n áp trung gian c p in cho khu ch xu t ng i thi t k ch bi t thông tin r t ít: di n tích khu ch xu t và tính ch t c a các xí nghi p s xây dng t i ó (công nghi p n ng, nh ). Ph t i c n xác nh trong giai on tính toán thi t k h th ng cung c p in g i là ph t i tính toán. C n l u ý phân bi t ph t i tính toán và ph t i th c t khi các nhà máy ã i voà ho t ng. Ph t i tính toán là ph t i g n úng ch dùng tính toán thi t k h th ng cung c p in còn ph t i th c t là ph t i chính xác có th xác nh c b ng các ng h o in trong quá trình v n hành. Có nhi u ph ơ ng pháp xác nh ph t i in. C n c n c vào l ng thông tin thu nh n c qua t ng gai on thi t k l a ch n ph ơ ng pháp thích h p. Càng có nhi u thông tin v i t ng s d ng càng l a ch n c ph ơ ng pháp chính xác. 2.2. XÁC NH PH T I IN KHU V C NÔNG THÔN Nông thôn có nhi u i th ng s d ng in, ph bi n nh t v n là tr m bơm, tr ng h c và ánh sáng sinh ho t. 2.2.1. Ph t i in tr m b ơm Các máy b ơm nông nghi p th ng có các thang công su t 14KW, 20KW, 33KW, 45KW, 55KW, 75KW, 100KW. V i máy b ơm công su t nh s d ng Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng 8
8. Gi¸o tr×nh Cung cÊp ®iÖn in h áp, máy b ơm công su t l n 100KW tr lên th ng dùng in 6KV ho c 10KV. Tr m b ơm chia làm 2 lo i: tr m b ơm t i và tr m b ơm tiêu. Tr m b ơm ti làm vi c h u nh quanh n m. Tr m b ơm tiêu ch làm vi c ít ngày vào nh ng d p úng l t. Ph t i tr m b ơm c xác nh theo công th c sau: n Ptt = kdt .∑ ktiPdmi i=1 Qtt = Ptt .tgϕ Trong ó: Ptt , Q tt - ph t i tác d ng và ph n kháng tính toán c a tr m bơm kt - h s ng th i, l y theo t c t n k = lv dt n vi n - t ng s máy b ơm t trong tr m nlv - s máy b ơm làm vi c. Vi tr m b ơm t i t nhi u máy b ơm ng i ta th ng cho m t máy b ơm thay phiên nhau ngh b o d ng. Vi tr m b ơm tiêu, do tính c p bách c a vi c ch ng l l t b o v hoa màu, cn cho 100% máy b ơm làm vi c Kt - h s t i vi tr m b ơm t i l y theo th c t . vi tr m b ơm tiêu cho máy t i 100% công su t. Nh v y v i tr m b ơm tiêu trong nh ng ngày làm vi c ph i cho 100% máy b ơm v n hành y t i, ngh a là: Kt = k t = 1 Khi ó ph t i in c a tr m b ơm tiêu s là: n Ptt = ∑ kdmi i=1 Tr s cos ϕ c a tr m b ơm l y nh sau: vi tr m b ơm tiêu cos ϕ = cos ϕ m ≈ 0,8 (k t = 1) vi tr m b ơm t i cos ϕ = 0,6 ÷ 0,7 tu theo k t Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng 9
9. Gi¸o tr×nh Cung cÊp ®iÖn 2.2.2. Ph t i in tr ng h c Hi n nay nông thôn tr ng h c phát tri n m nh m và u kh p, m i xã có tr ng h c ti u h c, tr ng ph thông c ơ s , m i huy n có 1, 2 th m chí 3, 4 tr ng ph thông trung h c. Vi các tr òng ph thông, in ch dùng chi u sang và qu t mát, vì th ph t i in c xác nh theo di n tích. thi t k c p in cho tr ng c n xác nh ph t i in t ng phòng h c, c nhà h c và toàn tr ng. Ph t i in m t phòng h c xác nh theo công th c: Ptt = P o.S Trong ó: S - Di n tích phòng h c (m 2). M t phòng h c c a tr ng ph thông th ng có di n tích S = 8x10 = 80m 2. 2 Po - Su t ph t i trên ơ n v di n tích P o = (15 – 20) (W/m ). Qp = P p.tg ϕ h s công su t cos ϕ c a phòng h c l y nh sau: Nu là èn tuýp + qu t: cos ϕ = 0,8 Nu là èn si t + qu t: cos ϕ = 0,9 Ph t i tính toán m t t ng nhà g m n phòng h c: n PT = k t.∑ Pp i=1 Trong ó: kt - h s ng th i. N u các phòng h c th ng xuyên s dng h t thì k t = 1. Ví d 2.2: Yêu c u xác nh ph t i tính toán c a m t tr ng ph thông c ơ s c a xã bao g m nhà h c 2 t ng, m i t ng 6 phòng h c m i phòng có di n tích 80m 2 và khu nhà th ng tr c, hi u tr ng, phòng h p, giáo viên có t ng din tích 100m 2. GI I 2 Ph t i m t phòng h c v i P o = 15 (W/m ) Pp = P o.S = 15.80 = 1200 (W) = 1,2 (kW) Ph t i t ng g m 6 t ng h c gi ng nhau: PT = 6.P p = 6.1,2 = 7,2 (kW) Ph t i c nhà h c 2 t ng: Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng 10
10. Gi¸o tr×nh Cung cÊp ®iÖn PN = 2.7,2 = 14,4 (KW) Ph t i khu nhà th ng tr c, phòng h p: PH = 20.100 = 2000 (W) = 2 (kW) Tng ph t i in toàn tr ng PΣ = P N + P H = 14,4 + 2 = 16,4 (kW) Gi thi t dùng èn tuýp, cos ϕ = 0,8, xác nh c ph t i toàn ph n P∑ 16 4, S = = = 20 5, (kVA) ∑ cosϕ 8,0 2.2.3. Ph t i ánh sáng sinh ho t ây là ph t i in c a các h gia ình. nông thôn, các gia ình dùng in không chênh l ch nhau l m. Ph t i tính toán c a m t thôn, xóm ho c làng c xác nh nh sau: Ptt = P o.H Qtt = P tt .tg ϕ Trong ó: H - s h dân trong thôn, làng Po - su t ph t i tính toán cho 1 h , th ng l y P o = (0,5 ÷ 0,8) (kW/h ). vi 0,5 dành cho khu v c thu n nông 0,6 ÷ 0,8 dành cho khu v c có ngh ph ho c làng xóm ven ng. ph c v sinh ho t các h th ng dùng nhi u lo i thi t b in gia d ng khác nhau nh : èn, qu t, tivi, radio, bàn là, t l nh v.v trong tính toán cung vp in th ng l y h s công su t chung là cos ϕ = 0,85. Ph t i tính toán toàn xã bao g các thông xóm, tr ng h c, tr m b ơm v.v là: n PX = k t. ∑ P i=1 tti n QX = k t. ∑ Q i=1 tti S = P2 + Q2 x x x kt - h s ng th i vi n = 1, 2 → k t =1 n = 3, 4 → k t =0,9 ÷ 0,95 Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng 11
11. Gi¸o tr×nh Cung cÊp ®iÖn n = 5, 6, 7 → k t =0,8 ÷ 0,85 Ví d ụ 2.3. Yêu c u xác nh ph t i in cho 1 xã nông nghi p bao g m: Thôn 1: 300 h dân, thu n nông Thôn 2: 200 h dân, thu n nông Thôn 3: 120 h dân, bám m t ng liên xã Tr ng PTCS: 12 l p h c + 100m 2 khu hành chính Tr m b ơm: 1x33 (kW) GI I xác nh ph t i in toàn xã c n xác nh ph t a cho t ng khu v c: Ph t i in thôn 1: là thôn thu n nông l y P o = 0,5 (kW/h) P1 = 0,5.300 = 150 (kW) Q1 = 150.0,527 = 79 (kVAr) (cos ϕ = 0,85 → tg ϕ = 0,527) Ph t i thôn 2: P2 = 0,5.200 = 100 (kW) Q2 = 100.0,527 = 52,7 (kVAr) Ph t i thôn 3 v i P o = 0,8 (kW/h ) P3 = 0,8.120 = 96 (kW) Q3 = 96.0,527 = 50,59 (kVAr) Ph t i tr ng h c ã tính ví d 2.2 PT = 16,4 (kW) QT = 16,4.0,75 = 24,75 (kVAr) Ph t i tr m b ơm v i k t = 1 PB = 33 (kW) QB = 33.0,75 = 24,75 (kVAr) Ly h s ng th i k t = 0,8, xác nh c ph t i in toàn xã PX = k t.(P 1 + P 2 + P 3 + P T + P B) PX = 0,8.(150 + 100 + 96 + 16,4 + 33) = 316 (kW) QX = 0,8.(79 + 52,7 + 50,6 + 12,5 + 24,7) = 219 (kVAr) 2 2 SX = 316 + 219 = 385 (kVA) Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng 12
12. Gi¸o tr×nh Cung cÊp ®iÖn 2.3. X ÁC NH PH T I IN KHU V C CÔNG NGHI P 2.3.1. Trong giai on d án kh thi Trong giai oa nnày các nhà máy, ho c khu công nghi p ch a xây d ng. Cn xác nh ph t i in chu n b ngu n in, thi t k và xây d ng ng dây cao áp và tr m bi n áp trung gian. Thông tin thu nh n c giai on d án kh thi r t ít, ch là di n tích ho c s n l ng. Công th c xác nh ph t i in cho khu ch xu t ho c khu công nghi p th ng c n c vào di n tích: Stt = s 0.D Trong ó: s0 - su t ph t i trên m t ơ n v di n tích (ha) D - di n tích khu ch xu t ho c khu công nghi p (ha). Tr s c a s o l y nh sau: - Vi khu công nghi p nh (d t, may, gi y dép, k o bánh ) so = 100 ÷ 200 (kVA/ha) - Vi khu công nghi p n ng (luy n kim, c ơ khí, hoá ch t ) so = 300 ÷ 400 (kVA/ha) Vi m t s xí nghi p, trong giai on d án kh thi th ng bi t s n l ng, công th c xác nh ph t i in nh sau: a.M Ptt = Tmax Trong ó: a - su t in n ng chi phí s n xu t 1 s n ph mm (kWh/1sp) M - s n l ng, ngh a là s s n ph m m t n m Tmax - th i gian s d ng công su t l n nh t Tr s c a a và T max tra b ng. Ví d ụ 2.4. Yêu c u xác nh ph t i in cho m t khu ch xu t trong giai on d án kh thi, d nh s xây d ng sau 5 n m, bi t r ng khu ch xu t c xây d ng trên di n tích 80 (ha) và là khu công nghi p n ng. GI I Vì ch bi t duy nh t thông tin là di n tích, ph t i in ca khu ch xu t xác nh theo công th c S tt = s 0.D. Gi thi t các nhà máy trong khu u c trang b máy móc hi n i, công ngh cao, dây chuy n s n xu t tiên ti n, ch n su t ph t i s 0 = 400 (kVA/ha), ph t i in c a khu ch xu t là: Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng 13
13. Gi¸o tr×nh Cung cÊp ®iÖn Stt = s 0.D = 400.800 = 32000 (kVA). Ví d ụ 2.5. Yêu c u xác nh ph t i in cho xi ngh p s n xu t xe p, s n lng m t v n chi c/n m, d nh xây d ng sau 3 n m. GI I Thông tin v nhà máy t ơ ng lai là s n l ng, ta ph i áp d ng công th c a.M Ptt = Tmax Tra c m nang v i nhà máy s n xu t xe p a o = 200 (kWh/xe) và T max = 5000 (h), xác nh c ph t i in; a.M 200.10 4 Ptt = = = 400 (kW) Tmax 5000 Ti p t c tra c m nang c cos ϕ = 0,6 → tg ϕ = 1,33 Qtt = P tt .tg ϕ = 400.1,33 = 533 (kVAr) P 400 S = tt = = 667 (kVA) cosϕ 6,0 2.3.2. Trong giai on xây d ng nhà x ng giai on này, thông tin mà ng i thi t k in nh n c là công su t t c a t ng phân x ng và di n tích c a các phân x ng. Ph t i in c a t ng phân x ng xác nh theo công th c: Ptt = k nc .P Qtt = P tt .tg ϕ Trong ó: knc - h s nhu c u P – công su t t c a phân x ng (kW) n P = ∑ P mi i=1 vi Pm – công du t nh m c c a t ng máy ( ng c ơ) n - s máy ( ng c ơ) t trong phân x ng. Hai công th c trên xác inh ph ti in c a các máy móc t trong phân xng, còn g i là ph t i ng l c. Ph t i in chi u sáng phân x ng c xác nh theo di n tích Pcs = P o.D Trong ó: D - di n tích phân x ng (m 2) 2 Po – Công su t chi u sang trên ơ n v di n tích (W/m ) Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng 14
14. Gi¸o tr×nh Cung cÊp ®iÖn Tu theo yêu c u,tính ch t làm vi c c a các phân x ng mà l y tr s P 0 thích h p: 2 vi các phân x ng c ơ khí, luy n kim P0 = 12 ÷ 15 (W/m ) 2 vi các phân x ng dt, may, hoá ch t P0 = 15 ÷ 20 (W/m ) 2 vi kho bãi P0 = 5 ÷ 15 (W/m ) 2 vi x ng thi t k P0 = 25 ÷ 30 (W/m ) 2 vi nhà hành chính P0 = 20 ÷ 25 (W/m ) Ph t i chi u sáng ph n kháng c a phân x ng xác nh theo công th c: Qcs = Pcs .tg ϕ Nu dùng èn s i t cos ϕ = 1 → tg ϕ = 0 → Q cs = 0 Nu dùng èn tuýp cos ϕ = 0,8 → tg ϕ = 0,75 Ph t i in toàn phân x ng PPX = P tt + P cs QPX = Qtt + Q cs 2 2 S PX = PPX + Q PX PPX cosϕ PX = Q PX Sau khi l n l t tính toán ph t i in các phân x ng, ta xác nh c ph t i in toán xí nghi p bao g m n phân x ng: n PXN = k t.∑ PPXi i=1 n QXN = k t.∑Q PXi i=1 T ây s tính c ph t i toàn ph n và cos ϕ c a xí nghi p: 2 2 S PX = PPX + Q PX PPX cosϕ PX = Q PX Ví d ụ 2.6. Mt x ng s a ch a ôtô có công su t t 200kW, di n tích xng 20 ×40 = 800m 2. Yêu c u xác nh ph t i in GI I Xng s a ch a ôtô t các máy công c nh phay, ti n, d p, khoan, mài th c ch t là m t x ng c ơ khí. Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng 15
15. Gi¸o tr×nh Cung cÊp ®iÖn Tra PL 2 v i x ng c ơ khí k nc = 0,2 ÷ 0,3. Vì là x ng s a ch a, máy móc làm vi c không liên t c, không t i c nh nh s n xu t dây chuy n l y k nc = 0,3, ph t i tính toán ng l c: Ptt = k nc .P = 0,3.200 = 60 (kW) 2 Ph t i chi u sáng v i P 0 = 12 (W/m ) Pcs = P o.D = 12.800 = 9600 (W) = 9,6 (kW) Ph t i toàn x ng PX = P tt + P cs = 60 + 9,6 = 69,6 (kW) Xng dùng èn s i t Qcs = 0 → Q XN = Q tt = P tt .tg ϕ Tra s tay có cos ϕ = 0,5 ÷ 0,6. Vì là x ng s a ch a l y cos ϕ = 0,5. Xác nh c ph t i in ph n kháng QX = Q tt = 60.1,73 = 103,8 (kVAr) Ph t i in toàn ph n SX = 69,6 + j103,8 (kVA) 2 2 SX = 69,6 + 103,8 = 125 (kVA) P 69 6, cos ϕ = X = ≈ ,0 56 S X 125 2.3.3. Trong giai on thi t k chi ti t ây là công on cu i cùng trong quá trình thiét k c p in cho xí nghi p công nghi p. giai on này ã bi t h t thông tin v i t ng s d ng in: công du t, ch ng lo i ng c ơ, v trí t trong phân x ng và c tính k thuât, công ngh c a chúng. Nhi m v c a ng i thi t k là ph i ra ph ơ ng án cp in h p lý cho các phân x ng và thit k m ng h áp phân xng a in n t ng ng c ơ. xác nh ph t i in phân x ng, ta chia ra thành các nhóm máy cho các ng c ơ t g n nhau, m i nhóm kho ng 8 ÷ 12 máy, sau ó xác nh ph ti in cho t ng nhóm máy và cu i cùng cho c phân x ng. Ph t i tính toán cho m t nhóm n máy xác nh theo công th c c n c vào công su t trung bình P tb và h s c c i k max . n Ptt = k max .P tb = k max .k sd .∑Pmi i=1 Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng 16
16. Gi¸o tr×nh Cung cÊp ®iÖn Qtt = P tt .tg ϕ Trong ó: Ptb – công su t trung bình c a nhóm máy trong th i gian kh o sát, th ng l y là 1 ca ho c 1 ngày êm. Pm – công su t nh m c c a máy ksd - h s s d ng cos ϕ - h s công su t c a nhóm máy công c , tra PL1 v i nhóm máy công c cos ϕ = 0,5 ÷ 0,6. kmax - h s c c i, tra PL5 (theo k sd và n hq ) nhq - s thi t b dùng in hi u qu . N hq là s thi t b gi t ng có công su t b ng nhau, có cùng ch làm vi c và gây ra m t ph t i tính toán úng b ng ph t i tính toán do nhóm thi t b th c t gây ra. Ý ngh a c a n hq là ch : m t nhóm máy bt l bao g m nhi u máy có công su t khác nhau, c tính k thu t khác nhau, ch làm vi c, quá trình công ngh khác nhau r t khí tính chính xác ph t i in Ng i ta a vào i lng trung gian n hq nh m giúp cho vi c xác nh ph t i in c a nhóm máy d dàng ti n l i mà sai s ph m ph i là cho phép. Trình t xác nh n hq nh sau: 1. Xác nh n 1 - s ng c ơ có công su t l n h ơn hay b ng m t n a công su t ng c ơ có công su t l n nh t. n 2. Xác nh P n1 – công su t c a n 1 ng c ơ trên. P =∑ Pmi n1 i=1 n ∑ Pdmi n Pn n = 1 P, = 1 = i=1 3. Xác nh các t s : * * n n P∑ ∑ Pdmi i=1 4. Tra ph l c 4 (theo n * và P *) tìm c n hq* 5. Xác nh n hq theo bi u th c nhq = n.n hq* Ghi chú: 1. Nu trong nhóm máy có thi t b m t pha thì ph i quy i v 3 pha theo các bi u th c: - Dùng in áp pha: * Pq = 3P m - Dùng in áp dây Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng 17
17. Gi¸o tr×nh Cung cÊp ®iÖn Pq = 3 Pm 2. Nu trong nhóm này có ng c ơ làm vi c ch ng n h n l p i l p l i thì ph i quy i vè dài h n: Pq = P m. kd% kd% - h s óng in ph n tr m, l y theo th c t k% = Th i gian làm vi c ( óng máy)/Th i gian kh o sát Các ng c ơ làm vi c ch ng n h n l p l i là c n c u, máy nâng, c u tr c, bi n áp hàn. Riêng bi n áp hàn th ng ch t o m t pha u vào in áp dây, khi xác nh ph t i in ph i quy i. Ví d ụ: Yêu c u xác nh ph t i in c a nhóm máy công c có các s li u cho theo b ng: TT Tên máy Pm(kW) c im S l ng 1. Cu tr c 14 kd% = 36% 1 2. Bi n áp hàn 12 Ud, k d% = 49% 1 3. Máy mài thô 10 2 4. Máy mài tinh 7 2 5. Máy ti n 5,5 3 6. Máy khoan 4,5 3 7. Qu t gió 1,7 Uf 1 GI I Tr c h t ph i quy i các thi t b v 3 pha và dài h n Cu tr c: 36% W Pq = P m. kd% = 14. = 8,4 (k ) Bi n áp hàn 3 3 49% W Pq = Pm. kd% = 12. = 14,57 (k ) Qu t gió Pq = P m = 3.1,7 = 5,1 (kW) Sau khi quy i, c n s p x p l i th t các máy theo l n công su t TT Tên máy S l ng Pm(kW) 1. Bi n áp hàn 1 14,57 Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng 18
18. Gi¸o tr×nh Cung cÊp ®iÖn 2. Máy mài thô 2 10 3. Cu tr c 1 8,4 4. Máy mài tinh 2 7 5. Máy ti n 3 5,5 6. Qu t gió 1 5,1 7. Máy khoan 3 4,5 Xác nh s thi t b dùng in hi u qu : 1. Thi t b có công su t l n nh t là bi n áp hàn 14,57 (kW), mt n a công su t là 7,28 (kW). V y có 4 thi t b có công su t l n h ơn tr s này là bi n áp hàn (1), máy mài thô (2) và c u tr c (1). n1 = 4 2. Tng công su t c a n 1 máy: Pn1 = (14,57 + 2.10 + 8,4) = 42,97 (kW) 3. Xác nh n *, P * n 4 n = 1 = = 0,3 * n 13 42,97 P = = 0,47 * 42,97 + 2,7 + 3.5,5 + 5,1 + 3.4,5 4. Tra s tay v i n * = 0,3 và k sd = 0,88 5. Tính c nhq = n.n hq* = 13.0,88 = 11,44 Ti p theo, tra s tay v i n hq = 11,44 và k sd = 0,2 c k max = 1,8 T ây xác nh c ph t i in c a nhóm n Ptt = k max .P tb = k max .k sd .∑Pmi = 1,8.0,2.92,37= 33,25 (kW) i=1 Tra c m nang có cos ϕ = 0,6 → tg ϕ = 1,33 Qtt = 33,25.1,33 = 44,22 (kVAr) Vy ph t i in c a nhóm máy là: S tt = 33,25 + j44,22 (kVA) BÀI T P CH Ơ NG 1 Bài t p 1. Yêu c u xác nh ph t i in cho m t tr ng d y ngh , bao g m: 1 nhà gi ng ng 3 t ng ×5 l p h c 1 nhà 2 t ng: - t ng d i h i tr ng 200m 2 Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng 19
19. Gi¸o tr×nh Cung cÊp ®iÖn - t ng trên th vi n 200m 2 2 1 x ng th c t p c ơ khí 300m , công su t t P = 150kW 1 ký túc xá 3 t ng × 12 phòng. M i phòng 10 h c sinh. Bài t p 2. Mt khu v n phòng i di n g m: 1 nhà 4 t ng, m i t ng 8 phòng h c × 24m 2 1 nhà 2 t ng, m i t ng 6 phòng h c × 40m 2 Yêu c u xác nh ph t i in c n c p cho khu v n phòng. Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng 20
20. Gi¸o tr×nh Cung cÊp ®iÖn Ch ơ ng 2: TÍNH TOÁN T N TH T IN ÁP, T N TH T CÔNG SU T, T N TH T IN N NG 2.1. S Ơ THAY TH L I CUNG C P IN Th ng dùng 2 lo i s ơ : s ơ nguyên lý và s ơ thay th . Sơ nguyên lý là s ơ ch p n i các ph n t c a l i cung c p in (MBA, ng dây, máy c t, attomat, c u dao, c u chì ) nh m mô t cách th c cp in t ngu n n các ph t i. Sơ thay th là s ơ dùng trong quá trình tính toán l i cung c p in, trên ó ng i ta ã thay th các ph n t c a l i b ng các i l ng c tr ng cho quá trình truy n t i in. 2.1.1. S ơ thay th ng dây t i in Sơ thay th y c a m t on ng dây t i in là s ơ hình 2.1 A l, F 1 S& 1 Z A 1 & G B G B S1 2 2 2 2 Hình 2.1. S ơ đồ nguyên lý và s ơ đồ thay th ế đoạn đường dây t ải điện dài l (km) ti ết di ện F Ba i l ng c tr ng cho quá trình truy n t i in trên ng dây là Z, G và B Trong ó: Z - t ng tr c a on dây, là i l ng ph c: Z = R + jX l vi R - in tr on ng dây: R = F ρ - in tr su t c a v t li u làm dây Có 3 lo i v t li u làm dây: nhôm (A), ng (M) và thép (C), trong ó A, M d n in, C làm t ng b n c ơ. 2 2 ρA = 31,5 ( Ωmm /km), ρM = 18,8 ( Ωmm /km). Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng 21
21. Gi¸o tr×nh Cung cÊp ®iÖn R t ng tr ng cho t n th t công su t tác d ng do phát nóng dây d n. X t ng tr ng cho t n th t công su t ph n kháng do t hoá dây d n. Trong tính toán th c t ng i ta l p s n các b ng tra r o ( Ω/km) và x o (Ω/km) trong Ph l c, khi ó t ng tr on ng dây l (km) là: Z = r ol + jx ol Mu n tra x o, ngoài bi t ti t di n dây c n bi t cách treo dây trên xà xác nh kho ng cách trung bình hình h c D gi a các dây. Trong tính toán s ơ b , có th cho phép l y x o = 0,4 ( Ω/km) Vi cáp, nu không có b ng tra, l y g n úng x o = 0,08 ÷ 0,1 ( Ω/km). G - in d n c a on ng dây, t ng tr ng cho t n th t công su t tác dng do rò in qua s , c t và do v ng quang in. V ng quang in là hi n tng khi là c ng in tr ng trên b m t dây d n l n làm ion hoá l p không khí xung quanh t o nên m t v ng sáng xung quanh dây d n, m t th g có th nhìn th y c vào nh ng êm m t cu i tháng t i tr i, làm t n hao công su t. P G = vq U 2 Tn th t do công su t tác d ng do v ng quang th c t ch x y ra ng dây trên không in áp >220kV. B – Dung d n c a on ng dây. Khi dây d n t i in, gi a các dây t gn nhau và gi a dây v i t hình thành nh ng b n c c, k t qu là t o ra m t công su t ph n kháng Q c phóng lên ng dây. V i ng dây cao áp (110, 220KV) nhi u khi hi n t ng này có l i vì nó bù l i l ng công su t Q t n th t trên in kháng X c a ng dây, nh ng l i r t nguy hi m nh ng ng dây siêu cao c bi t khi không t i và non t i, làm cho in áp cu i ng dây t ng cao v t quá tr s cho phép. B = b o.l v i: b o là dung d n trên 1km ng dây; l là chi u dài ng dây. Lng Qc do ng dây sinh ra t l v i bình ph ơ ng in áp t i in, vơiin áp n dây U ≤ 35 (kV) l ng Q c này nh , có th b qua. Cng vì in áp trung và h áp t n th t v ng quang và rò in r t nh , ng i ta cho phép b qua i l ng G trên s ơ thay th . Y G B Tng d n ng dây = + j 2 2 2 Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng 22
22. Gi¸o tr×nh Cung cÊp ®iÖn Tóm l i, v i l i cung c p in cho phép s d ng s ơ thay th ơ n gi n ch bao g m t ng tr các on ng dây. A lA1 , F A1 1 l12 , F 12 2 & S1 S& 2 ZA1 Z12 A 1 2 & S& S2 1 Hình 2.2. S ơ đồ nguyên lý và s ơ đồ thay th ế đường dây trung áp và h ạ áp 3.1.2. S ơ thay th máy bi n áp Máy bi n áp là thi t b in làm nhi m v bi n i in áp và truy n t i công su t. Zo Z1 Z2 1 1 Z0 S& o a) b) Hình 2.3. S ơ đồ thay th ế máy bi ến áp hai cu ộn dây a) s ơ đồ thay th ế chính xác máy bi ến áp; b) s ơ đồ thay th ế g ần đúng máy bi ến áp Máy bi n áp làm vi c theo nguyên t c c m ng in t , g m 3 b ph n chính là cu n dây 1, cu n dây 2 và lõi thép non có d n t cao. c tr ng cho các i l ng t n th t trên 3 ph n t ó trong quá trình t i in ng i ta dùng s ơ thay th hình T v i 3 ph n i l ng Z 1, Z2, Z o. S ơ này tính toán khó. Ng i ta th ng s d ng s ơ thay th g n úng hình Γ. Tng tr MBA: Z B = R B + jX B Trong ó: RB - in tr hai cu n dây, t ng tr ng cho t n th t công su t tác d ng do phát nóng 2 cu n dây. XB - in kháng hai cu n dây, t ng tr ng cho t n th t công su t ph n kháng do t hoá hai cu n dây. Vi máy bi n áp nhà ch t o cho 4 thông s sau: ∆Po (W, kW) - t n hao không t i Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng 23
23. Gi¸o tr×nh Cung cÊp ®iÖn ∆PN (W, kW) - t n hao ng n m ch, ó chính là t n hao nh m c trong 2 cu n dây. Io(%) – dòng in không t i (%) UN(%) - in áp ng n m ch (%) T 4 thông sô snày ta có th xác nh c các i l ng trên s ơ thay th máy bi n áp: P U 2 U U 2 Z N dmB .10 3 j N dmB .10 B = 2 + ( Ω) SdmB SdmB Trong công th c này: UdmB (kV) - ináp nh m c c a bi n áp. N u tính Z B v phía cao áp thì ly U dmB phía cao, n u tính Z B v phía h thì l y U dmB phía h . SdmB – công su t nh m c c a MBA UN(%) – nhà ch t o ∆So - t n th t công su t trong lõi thép còn g i là t n th t không t i và không ph thu c vào tr s c a công su t t i qua bi n áp. Tr s ∆So không i trong su t t i gian óng máy vào l i in. ∆So = ∆Po + j ∆Qo Trong ó: ∆Po – nhà ch t o cho, t ng tr ng cho t n tht công su t tác dng do phát nóng lõi thép. ∆Qo - t n th t công su t ph n kháng do t hoá lõi thép, xác nh theo công th c: I S Q = o dmB . o 100 Nu hai máy bi n áp làm vi c song song 2 2 PNUdmB 3 U NUdmB ZB = 2 .10 + j .10 ( Ω) 2S dmB 2S dmB Và ∆So = 2 ∆Po + j2 ∆Qo. 2.2. TÍNH TOÁN T N TH T IN ÁP Tn th t i áp là i l ng ph c (véc t ơ ph c) U&= U + jδU . Trong l i cung c p in, ng i ta ch quan tâm n tr s c a t n th t in áp, tr sô snày có l n x p x l n c a thành ph n th c ∆U. Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng 24
24. Gi¸o tr×nh Cung cÊp ®iÖn Nhìn trên hình 2.4 nh n th y tr s ( l n) c a véctơ U&: U&=OA ≈ OB (tr s c a thành ph n th c ∆U). Vì th , ơ n gi n trong tính toán, có th tính tn th t in áp theo tr s c a hành ph n th c. A ∆U& jδU ϕ 0 ∆U B Hình 2.4. Véc t ơ t ổn th ất U& và thành ph ần ∆U Tn th t in áp (thành ph n th c) là do công su t tác d ng gây nên in tr R và công su t ph n kháng gây trên X. PR QX PR + QX U = + = Udm U dm U dm Nu P(kW), Q(kVAr), R, X( Ω), U dm (kV) thì ∆U(V) 2.2.1. ng dây 1 ph t i A l, F 1 & S1 Z A A1 1 & S1 P1 + jQ 1 Hình 2.5: Sơ đồ nguyên lý và s ơ đồ thay th ế đường dây 1 ph ụ t ải Trên s ơ thay th , tính t n th t in áp theo công th c PR QX PR + QX U = + = d ng S ∠cos ϕ v d ng P + jQ Udm U dm U dm Tn th t in áp trên on ng dây A1 là: P1R A1 + Q1XA1 UA1 = Udm Trong ó: ZA1 = R A1 + jX A1 = r olA1 + jx olA1 & & Và SA1 = S1 = S1cos ϕ + jS 1sin ϕ . Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng 25
25. Gi¸o tr×nh Cung cÊp ®iÖn Ví d ụ 2.1: ng dây trên không 10(kV) (Vi t t t là DK – 10 kV) cp in cho xí nghi p có các s li u ghi trên hình v . Yêu c u xác nh t n th t in áp trên ng dây. A AC – 50, 5km 1 1000 ∠ 0,8 Hình 2.6. ĐDK – 10 (kV) c ấp điện cho xí nghi ệp GI I Tr c h t c n v s ơ thay th ng dây. Tra Ph l c 25 v i dây AC – 50 có r o = 0,64 ( Ω/km), x o = 0,4 ( Ω/km) ZA1 = 0,64.5 + j0,4.5 = 3,2 + j2 ( Ω) & & SA1 = S1 =1000 ∠0,8 =1000.0,8 + j1000.0,6 = 800 + j600 (kVA) 3,2 + j2 ( Ω) A 1 800 + j600 (kVA) Hình 2.7. Sơ đồ thay th ế đường dây c ủa ví dụ 2.1 in áp t n th t trên ng dây c p cho xí ngh p: 800.3,2 + 600.2 U = = 376 (V) A1 10 2.2.2. ng dây n ph t i Vi ng dây liên thông c p in cho 3 ph t i, t n th t in áp b ng tng t n th t in áp trên 3 on ng dây ∆UΣ = ∆Umax = ∆UA123 = ∆UA1 + ∆U12 + ∆U23 l , F 1 l , F l , F A A1 A1 12 12 2 23 23 3 & S1 S& S& 2 3 A ZA1 1 Z12 2 Z23 3 S1 S2 S2 S3 S3 P1+ jQ 1 S3 P2+ jQ 2 P3+ jQ 3 Hình 2.8. Sơ đồ nguyên lý và s ơ đồ thay th ế đường dây liên thông c ấp điện cho 3 ph ụ t ải Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng 26
26. Gi¸o tr×nh Cung cÊp ®iÖn Vi l i in trung và h áp, tính toán t n th t in áp cho phép coi ináp t i m i im trên ng dây b ng U m và cho phép coi dòng công su t ch y trên các on ng dây b ng công su t ph t i, ngh a là cho phép b qua tn th t in áp và t n th t công du t trên các on ng sau khi tính t n th t trên on ng dây tr c. Ví d khi tính toán on 12, l ra công su t ch y trên & & on 12 bao g m ph t i 2, 3 ( S2 ,S3 ) và t n th t trên on 2, 3 nh ng cho phép & & & b qua l ng t n th t này, S12 = S2 + S3 in áp t n th t trên các on nh sau: P3R 23 + Q3X 23 U 23 = Udm ()()P2 + P3 R12 + Q2 + Q3 X12 U 23 = U dm ()()P1 + P2 + P3 R A1 + Q1 + Q2 + Q3 X A1 U A1 = U dm T ây xác nh c t n th t in áp trên toàn b tuy n dây (P + P + P )R + (Q + Q + Q )X ∆U = ∆U = 1 2 3 A1 1 2 3 A1 + ∑ A123 U dm ()()P + P R + Q + Q X P R + Q X + 2 3 12 2 3 12 + 3 23 3 23 U dm U dm n n ∑Pij Rij + ∑Qij Xij 1 1 Tng quát U∑ = Udm Trong ó: n - s on ng dây Pij , Q ij – công su t tác d ng và ph n kháng ch y trên on ng dây ij. Ví d : Công su t ch y trên on A1: PA1 = P 1 + P2 + P3 QA1 = Q 1 + Q2 + Q3 Công su t ch y trên on 1, 2: P12 = P 2 + P3 Q12 = Q 2 + Q3 Công su t ch y trên on 2, 3: P23 = P 3 Q23 = Q 3 Ví d ụ 2.2. DK – 10kV c p in cho 2 xí nghi p, toàn b ng dây dùng AC – 50, các s li u khác cho trên hình v . Yêu c u: 1. Ki m tra t n th t in áp 2. Bi t U 1 = 10,250 (kV), c n xác nh U 2, U A Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng 27
27. Gi¸o tr×nh Cung cÊp ®iÖn BÀI GI I Sơ thay th ng dây: A AC – 50, 5km AC – 50, 2km 2 1 1000 ∠ 0,8(kVA) 500 ∠ 0,7(kVA) 1,6 + j1 ( Ω) 1,28 + j0,8( Ω) A 1 2 800 + j600 (kVA) 350 + j350 (kVA) Hính 2.9. S ơ đồ nguyên lý và s ơ đồ thay th ế ĐDK – 10(kV) c ủa ví d ụ 2.2 0,64.5 + j0,4.5 Z = = 1,6 + j1 ( Ω) A1 2 Z12 = 0,64.2 + 0,4.2 = 1,28 + j0,8 ( Ω) & S1 = 1000 ∠ 0,8 = 800 + j600 (kVA) & S2 =500 ∠0,7 = 350 + j350 (kVA) 1. Ki m tra t n th t in áp Cn xác nh ∆U c a ng dây và so sánh v i tr s cho phép xem có tho mãn hay không. Các bi u th c so sánh nh sau: - Khi ng dây làm vi c bình th ng: ∆UΣ ≤ ∆Ucp = 5%U m - Khi ng dây có s c : ∆UΣ ≤ ∆Ucp = 10%U m Vi ng dây trong ví d này, t n th t in áp khi ng dây làm vi c bình th ng là: 800 + 350 1,6 + 600 + 350 1 350.1,28 + 350.0,8 U = ( ) ( ) + = 279 + 72,8 = 351,8 V ∑ 10 10 Khi s c 1 ng dây trên on A1, ng dây l kép ch còn l ơ n, tng tr t ng g p ôi nên ∆U c ng t ng g p ôi. ∆Usc = 2.279 + 72,8 = 630,8 (V) Kt qu ki m tra: ∆UΣ = 351,8 (V) < ∆Ucp = 5%.10 000 = 500 (V) ∆Usc = 630,8 (V) < ∆Ucp = 10%.10 000 = 1000 (V) Vy ng dây m b o yêu c u (ho c tho mãn yêu c u) v t n th t in áp. Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng 28
28. Gi¸o tr×nh Cung cÊp ®iÖn 2. Xác nh in áp các im khi bi t U 1 = 10,250 (kV) U2 = U 1 - ∆U12 = 10,250 - 0,073 = 10,177 (kV) UA = U 1 + ∆UA1 = 10,250 + 0,279 = 10,529 (kV) 2.2.3. ng dây phân nhánh & S2 & S1 l, S& 3 Hình 2.10. Đường dây phân nhánh Trên l i cung c p in nhi u khi g p ng dây phân nhánh, ngh a là n 1 nút nào ó thì ng dây r ra thành 2, 3 tuy n theo h ng khác nhau. ki m tra t n th t in áp trên ng dây phân nhánh c n l u ý r ng: t n th t in áp là t n th t trên t ng tuy n dây t ngu n n iê nút xa nh t c a tuy n. Ví d v i ng dây phân nhánh trên hình 2.10 cn ki m tra ∆U theo 2 tuy n dây: tuy n A12 và tuy n A13, tuy n có tr s ∆U l n ph i nh h ơn ∆Ucp . U A12  U max = MAX   ≤ U cp U A13  2.3. TÍNH TOÁN TN TH T CÔNG SU T 2.3.1. T n th t công su t Tn th t công su t trên ng dây là m t i l ng ph c ∆S&= ∆P + j∆Q Trong ó: ∆P - t n th t công su t tác d ng do phát nóng trên in tr ng dây ∆Q - t n th t công su t ph n kháng do t hoá ng dây. Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng 29
29. Gi¸o tr×nh Cung cÊp ®iÖn Tn th t công su t trên ng dây xác nh theo bi u th c: S2 P 2 + Q2 S& I2 Z Z (R jX) = = 2 = + U dm U dm & Nu S (kVA), P(kW), Q(KVAr), Z, X, Y ( Ω) và U dm (kV) thì ∆S (VA). ơ n v công su t và t n th t công su t th ng dùng l i cung c p in là (kVA) c n ph i nhân v i 10 -3. 1. ng dây 1 ph in A l, F 1 & S1 Z A A1 1 Hình 2.11. Đường dây 1 ph ụ t ải và s ơ đồ thay th ế Vi ng dây 1 ph t i, công su t ch y qua t ng tr Z 12 chính là ph t i S2 S2 S& A1 Z 1 Z P j S1. V y: A1 = 2 A1 = 2 A1 = A1 + A1 Udm U dm Ví d ụ 2.3. DK – 10 (kV) c p in cho xí nghi p c ơ khí có ph t i in 2000 (kV), cos ϕ = 0,6. Dây d n AC – 70, dài 5km. Yêu c u xác nh t n th t công su t trên ng dây. GI I Sơ thay th ng dây A AC – 70, 5km 1 2000 ∠ 0,6 2,3 + j2 ( Ω) A 1 92000 + j80000 (kVA) Hình 2.12. Đường dây 10 (kV)c ấp điện cho xí nghi ệp và s ơ đồ thay th ế Tra b ng có r o = 0,46 ( Ω/km), x o = 0,4 ( Ω/km) ZA1 = 0,46.5 + j0,4.5 = 2,3 + j2 ( Ω) Tn th t công su t trên ng dây: Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng 30
30. Gi¸o tr×nh Cung cÊp ®iÖn 2 & 2000 SA1 = ()()()2,3 + j2 = 92000 + j80000 VA = 92 + j80 kVA 10 2 2. ng dây n ph t i A lA1 , F A1 1 l12 , F 12 2 S& & 1 S2 ZA1 Z A 1 12 2 & & S1 S2 Hình 3.13. S ơ đồ nguyên lý và s ơ đồ thay th ế đường dây c ấp điện cho 2 ph ụ t ải Cng t ơng t nh khi tính toán ∆U, khi tính ∆S& coi in áp các im & & bng U m và coi công su t gây∆S trên các on ch là công su t t i (b qua ∆S ca on sau) & & & & S∑ = SA12 = SA1 + S12 2 2 S2 ()P1 + P2 + ()Q + Q 2 S& = 1 2 Z + Z ∑ 2 A1 12 U U2 dm dm Tng quát v i ng dây n t i n n 2 2 2 ∑Sij Zij ∑ (Pij + Qij )Zij S& 1 1 ∑ = 2 = 2 Udm U dm Trong ó: n - s on ng dây ho c s ph t i Sij , P ij , Q ij - công su t S, P, Q ch y trên on ng dây ij Zij - t ng tr c a on ng dây ij Udm - in áp nh m c c a ng dây. Ví d ụ 2.4. ng dây trên không 10 (kV) c p in cho 3 ph t i, toàn b dùng dây AC – 50. Chi u dài các on ng dây và s li u ph t i cho trên hình v . Yêu c u xác nh t ng t n th t công su t trên ng dây. GI I Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng 31
31. Gi¸o tr×nh Cung cÊp ®iÖn Tr c h t ta c n v s ơ thay th ng dây, dùng công th c tính t ng tr quen thu c và các công th c bi n i công su t S sang P, Q c các thông s c a s ơ thay th . A AC – 50, 5km 1 AC – 50, 2km 2 AC – 50, 3km 500 ∠ 0,8(kVA) 3 400 ∠ 0,8(kVA) 1,6 + j1 ( Ω) 1,28 + j0,8( Ω) A 1 2 320 + j240 (kVA) 1,92+j1,20 (kVA) 400 + j300 (kVA) 3 320 + j240 (kVA) Hình 2.14. Sơ đồ nguyên lý và s ơ đồ thay th ế đường dây Tng t n th t công su t trên ng dây là: 2 2 (P + P + P )2 + (Q + Q + Q )2 S S S& = S& + S& + S& = 1 2 3 1 2 3 Z + 2 Z + 3 Z ∑ A1 12 13 2 A1 12 13 U U2 U2 dm dm dm Thay s vào ta có: 2 ()()700 + 400 + 320 2 + 700 + 300 + 240 2 500 S& = 10 − 3()1,6 + j + 10 − 3()1,28 + j0,8 + ∑ 2 10 10 2 400 2 + 10 − 3()1,92 + j1,2 = 10 2 = ()()()56,86 + j35,54 + 3 + j2 + 3,07 + j1,92 = 63,56 + j39,46 ()kVA 2.3.2. T n th t công su t trong t m bi n áp 1. Tr m 1 bi n áp & S& S1 1 SdmB ∆S& 0 Hình 2.15. S ơ đồ nguyên lý và s ơ đồ thay th ế tr ạm bi ến áp Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng 32
32. Gi¸o tr×nh Cung cÊp ®iÖn Tn th t công su t trong tr m bi n áp ch là t n th t trong các máy bi n áp t tr ng tr m, các thi t b in khác nh máy c t, dao cách ly có t ng tr nh gn nh b ng 0, t n th t công su t trên chúng là không áng k . Tn th t công su t trong máy bi n áp bao g m t n th t trong lõi thép và tn th t trên hai cu n dây. T n th t trong máy bi n áp là m t i l ng ph c: & & & S B = S0 + Scu = P B + jQ B I S & o dmB Trong ó: So = Po + j∆Q = P + j B o 100 & Scu - tn th t trên 2 cu n dây có th xác nh theo 2 cách Theo t ng tr bi n áp: S2 S& = Z cu 2 B U dm Theo ∆PN và U N 2 2   U S   &  S  N dm  S  Scu = Pcu + j∆Qcu = P + j N  S  100  S   dmB   dmB  Trong ó: ∆PN, U N là s li u nhà ch t o cho v i t i nh m c, c n quy i v t i S b t k b ng cách nhân v i bình ph ơ ng h s t i. Nh v y, n u tính toán t n th t công su t trên 2 cu n dây theo t ng tr bi n áp thì:  S 2   I S S 2  ∆S& = ∆P + R  + j o dmB +  B  o 2 B   2   U dm   100 U dmB  & Nu tính Scu theo ∆PN, U N thì  S 2   I S U S S 2  ∆S& = ∆P + ∆P  + j o dmB + N dmB  B  o N 2   2   U dm   100 100 U dmB  Ví d ụ 3.5. Tr m bi n áp c p in cho xí nghi p c ơ khí t 1 bi n áp 1000(kV) – 10/0,4 (kV) có các s li u k thu t ∆Po = 5 (kW), ∆PN = 12 (kW), Io% = 3 (%), U N (%) = 5 (%). Ph t i nhà máy là 800 ∠0,6 (kVA) hình v . Yêu cu xác nh t n th t công su t trong tr m. GI I 10(kV) 0,4(kV) 1,2 + j5 (kVA) 800 ∠0,6 (kVA) 800 ∠0,6 (kVA) 1x1000(kVA) 5 + j30 (kVA) Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng 33
33. Gi¸o tr×nh Cung cÊp ®iÖn Hình 2.16. S ơ đồ nguyên lý và s ơ đồ thay th ế tr ạm bi ến áp c ủa xí nghi ệp c ơ khí I S & o dmB .3 1000 So = P + j = 5 + j = 5 + j30 ()kVA o 100 100 2 2 ∆P U U U 12 .102 5.102 Z = N dmB 10 3 + j N dmB 10 = 10 3 + j 10 = 2,1 + j5()Ω B 2 S 2 1000 SdmB dm 1000 & Xác nh Scu theo Z B: 2 2 & S 800 −3 ∆Scu = Z = ()()2,1 + j5 10 = 7,68 + j32 kVA U 2 10 2 Tr ng h p này t n th t trong tr m bi n áp & Scu = (5 + 7,68) + j(30 + 32) = 12,68 + j62 (kVA) 2. Tr m bi n áp t 2 máy ZB S& S& 1 1 ∆S& 0 2SdmB Hình 2.17. Sơ đồ nguyên lý và s ơ đồ thay th ế tr ạm bi ến áp đặt 2 máy Vi tr m bi n áp t 2 máy, so v i tr m 1 máy, t ng tr gi m i m t n a & còn ∆S0 tng g p ôi. 2I S & o dmB So = 2Po + j2 ∆Q = 2P + j B o 100 ∆P U 2 U U 2 Z N dmB 3 j N dmB B = 10 + 10 2S2 2S dmB dm Tn th t công su t trong tr m 2 máy:  1 S 2   2I S 1 U S S 2  ∆S& = 2∆P + ∆P  + j o dmB + N dmB  B  o N 2   2   2 U dm   100 2 100 U dmB  Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng 34
34. Gi¸o tr×nh Cung cÊp ®iÖn Ví d ụ 2.6. Xí nghi p luy n kim t hai máy bi n áp do Công ty thi t b in ông anh ch t o 2x1000(kVA) – 22/0,4 (kV). Ph t i xí nghi p S = 1500 (kVA), cos ϕ = 0,9. Yêu c u xác nh t n th t trong 2 tr m bi n áp. GI I Tra ph l c 6 v i bi n áp 1000 (kVA) – 22/0,4 (kV) do công ty thi t b in ông Anh ch t o ta có: ∆Po* = 1570 (W), ∆PN = 9500 (W), I o (%) = 1,32 %, U N % = 5% Áp d ng công th c ta có:  1 S2   2I S 1 U S S2  &    o dmB N dmB  SB = 2o + PN 2  + j + 2   2 Udm   100 2 100 UdmB   1 1500 2   2.1,3.1000 1 5.1000 1500 2  S& = 2.1,57 + 9,5  + j +  B  2   2   2 1000   100 2 100 1000  & SB =13,38 + j82,25 ()kVA BÀI T P CH Ơ NG 2 Bài t p 1. ng dây 10kV c p in cho 3 ph t i, toàn b dùng dây AC – 70 các s li u cho trên hình v . Yêu c u: 1. Ki m tra t n th t in áp 2. Cho bi t U 2 = 10.18kV, hãy xác nh tr s in áp U A, U 1, U 3. 4km 3km 2km 3 A 1 2 800 ∠ 0,8(kVA) 500 ∠ 0,7(kVA) 300 ∠ 0,8(kVA) Bài t p 2. ng dây phân nhánh c p in cho 4 ph t i, toàn b dùng dây AC – 50, có s li u cho trên hình v . Yêu c u: 1. Ki m tra t n th t in áp 2. Bi t U 3 = 9,850kV, Yêu c u xác nh U A, U 1, U 3, U 4. Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng 35
35. Gi¸o tr×nh Cung cÊp ®iÖn Ch ơ ng 3: L A CH N CÁC THI T B IN TRONG L I CUNG C P IN H th ng in bao g m các thi t b in c ch p n i v i nhau theo m t nguyên t c ch t ch t o nên m t c ơ c u ng b , hoàn ch nh. M i thi t b in cn c l a ch n úng th c hi n t t ch c n ng trong s ơ c p in và góp ph n làm cho h th ng cung c p in v n hành m b o các ch tiêu k thu t, kinh t và an toàn. 3.1. L A CH N MÁY BI N ÁP Trong s ơ c p in, máy bi n áp có vai trò r t quan tr ng, làm nhi m v bi n i in áp và truy n t i công su t. Ng i ta ch t o ra máy bi n áp r t a d ng, nhi u ki u cách, kích c , nhi u ch ng lo i. Ng i thi t k c n c vào c im c a i t ng dùng in (khách hàng) l a ch n h p lý máy bi n áp. Th ng ký hi u máy bi n áp nh sau: Ki u máy – công su t – U 1/U 2 Ví d : 4JB 5444 – 3LA – 250 – 24/0,4 là máy bi n áp phân ph i do Siemens ch to, ki u 4JB – 4LA, công su t 250 kVA, in áp U 1=24 kV, U 2 = 0,4 kV. Cng có khi ký hi u ơ n gi n h ơn: Ki u – Công su t/in áp Ví d : 8CB8 – 400/35 là bi n áp phân ph i khô, công su t 400 kVA, in áp 35/0,4 kV do ChongQing ch t o. La ch n máy bi n áp bao g m l a ch n s l ng, công su t, ch ng lo i, ki u cách và các tính n ng khác c a bi n áp. S l ng bi n áp t trong m t tr m ph thu c vào tin c y cung c p in cho ph t i c a tr m ó. - Vi ph t i quan tr ng không c phép m t in, ph i t hai bi n áp. - Vi các xí nghi p hàng tiêu dùng, khách s n, siêu th (h lo i 2) th ng t 1 bi n áp c ng v i máy d phòng. - Vi cá h ánh sáng sinh ho t th ng ch t tr m 1 máy. Công su t máy bi n áp c ch n theo các công th c sau: Vi tr m 1 máy: S dmB ≥ S tt S Vi tr m 2 máy: S ≥ tt dmB 1,4 Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng 36
36. Gi¸o tr×nh Cung cÊp ®iÖn Trong ó: SdmB – công su t nh m c c a máy bi n áp, nhà ch t o cho Stt – công su t tính toán, ngh a là công su t yêu c u l n nh t c a ph t i 1,4 - h s quá t i k = 1,4 Cn l u ý r ng h s quá t i ph thu c th i gian quá t i. L y k qt = 1,4 là ng v i iu ki n th i gian nh sau: quá t i không quá 5 ngày êm, m i ngày quá t i không quá 6 gi . N u không tho mãn iu ki n th i gian trên ph i tra th tìm k qt trong s tay cung c p in ho c không cho quá t i. Hai công th trên ch dùng ch n máy bi n áp ch t o trong n c ho c vi máy bi n áp ngo i nh p ã nhi t i hoá. Khi s d ng máy ngo i nh p ch a nhi t i hoá cn ph i a vào công th c h s hi u ch nh nhi t k hc k n s chênh l ch nhi t gi a môi tr ng ch t o và môi tr ng s d ng máy. − k =1− 1 2 hc 100 o Trong ó: θ1 - nhi t môi tr ng s d ng ( C) o θ2 - nhi t môi tr ng ch t o ( C) Ví d : N u d ng máy bi n áp Nga Vi t nam thì 24 − 5 k = 1− = 0,81 hc 100 Vi 24 - nhi t trung bình Hà N i 5 - nhi t trung bình Mátcơva. Khi ó công su t máy bi n áp c tính theo công th c: Stt Stt SdmB ≥ và SdmB ≥ k hc 1,4k hc Cng c n l u ý là máy bi n áp r t ít x y ra s c , n u nh kh o sát th ng kê c trong h lo i 1 có m t s ph n tr m nào ó h lo i 3 có th c t in khi cn thi t v i th i gian k trên thì khi 1 bi n áp s c , bi n áp còn l i ch c n c p in cho h lo i 1. K t qu là s l a ch n c c máy nh h ơn, h p lý h ơn. Công th c ch n công su t máy cho 2 tr m máy s là: S S ≥ 1 dmB 1,4 Ví d ụ 3.1. Yêu c u ch n máy bi n áp cho khu chung c có ph t i in S tt = 300 kVA, in áp trung áp 22 KV. Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng 37
37. Gi¸o tr×nh Cung cÊp ®iÖn GI I Vì c p in cho khu chung c , tr m t 1 máy Ta có: SdmB ≥ 300 kVA Ch n máy 315 kVA do ABB ch t o: 315 – 22/0,4 Ví d ụ 3.2. Yêu c u ch n máy bi n áp cho tr m bi n áp nhà máy luy n kim có ph t i in S B = 1200 (kVA) trong hai tr ng h p: không bi t s % ph t i lo i 3 và bi t ph t i lo i 3 là 20%. GI I Tr m c p in cho nhà máy luy n kim ph i t 2 máy bi n áp. Khi không bi t s ph t i lo i 3 c a nhà máy, khi s c 1 máy bi n áp, máy còn l i ph i c p công su t 1200 (kVA). S 1200 S ≥ tt = = 857 ()kVA dmB 1,4 4,1 Ch n dòng 2 máy bi n áp do Công tu thi t b in ông Anh ch t o, công su t 1000 (kVA), 2x1000 – 22/0,4 Tr ng h p kh o sát th ng kê c tron gnhà máy có 20% ph t i lo i 3 (ví d nhà kho, nhà hành chính, phân x ng s a ch a ) S 80 %. 1200 S ≥ 1 = = 685 ()kVA dmB 1,4 4,1 Ch n dùng 2 máy bi n áp do Công ty thi t b in ông Anh ch t o, công su t 750 (kVA), 2x750 – 11/0,4 So sánh hai ph ơ ng án ch n máy: Ph ơ ng án ch n 2 máy 1000 (kVA) có l i là khi 1 máy s c không ph i ct in ph t i lo i 3 nh ng có h i là v n u t l n, h s t i nh . Stt 1200 K1 = = = 6,0 2SdmB 2000 Ph ơ ng án ch n 2 máy 750 (kVA) có l i là v n u t nh , h só t i cao Stt 1200 K1 = = = 8,0 2SdmB 1500 Tuy nhiên, khi có s c 1 máy, máy còn l i cho phép t i 1,4 s ph i c t 1 lng t i lo i 3 là: 1200 – 1,4.750 = 150 (kVA) S % ph i c t: Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng 38
38. Gi¸o tr×nh Cung cÊp ®iÖn 1200 .100 = 12 5, % 1500 Ngh a là không c n c t h t 20% ph t i lo i 1. 3.2. L A CH N MÁY C T IN Máy c t in, ký hi u là MC là thi t b óng c t m ch in cao áp (trên 1000V). Ngoài nhi m v óng, c t in ph t i ph c v cho công tác v n hành, máy c t còn có ch c n ng c t dòng in ng n m ch b o v các ph n t c a h th ng cung c p in. Máy c t c ng c ch t o nhi u ch ng lo i, nhi u ki u cách, m u mã. Có máy c t ít d u, máy c t nhi u d u, máy c t không khí, máy c t chân không, máy ct khí SF 6. Máy c t h p b (MCHB) là lo i máy c t ch t o thành t , trong ó t s n máy c t và hai dao cách ly, lo i máy dùng r t ti n l i cho các tr m bi n áp ho c tr m phân ph i ki u trong nhà. Máy c t ph t i (MCPT) bao g m dao c t ph t i dùng k t h p v i c u chì, trong ó dao c t ph t i dùng óng c t dòng ph t i còn c u chì (CDPT - CC) c t dòng ng n m ch. Máy c t ph t i r ti n h ơn nh ng làm vi c không ch c ch n, tin c y b ng máy c t. Máy c t in c ch n và ki m tra theo các iu ki n ghi trong b ng Bng 3.1. CÁC IU KI N CH N VÀ KI M TRA MÁY C T Các iu ki n ch n và ki m tra iu ki n in áp nh m c (kV) UdmMC ≥ U dmL Dòng in nh m c (A) IdmMC ≥ I cb Dòng c t nh m c (kA) ICdm ≥ I N” Công su t c t nh m c (MVA) SCdm ≥ S N” Dòng in n nh ng (kA) Iod ≥ i xk Dòng in n nh nhi t (kA) t qd Ionh ≥ I∞ . t nh.dm Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng 39
39. Gi¸o tr×nh Cung cÊp ®iÖn Bng 3.2. IU KI N CH N VÀ KI M TRA MÁY C T PH T I Các iu ki n ch n và ki m tra iu ki n in áp nh m c (kV) UdmMC ≥ U dmL Dòng in nh m c (A) IdmMC ≥ I cb Dòng n nh ng (kA) Iod ≥ i ck Dòng n nh nhi t (kA) t qd Ionh ≥ I . ∞ t nh.dm Dòng in nh m c c a c u chì (A) Imcc ≥ I cb Dòng c t nh m c c a c u chì (kA) Icn ≥ I” Công su t c t nh m c c a c u chì (MVA) Scm ≥ S” Trong 2 b ng trên: UmL - in áp nh m c c a l i in (kV) Icb – dòng in c ng b c, ngh a là dòng in làm vi c l n nh t i qua máy c t, xác nh theo s ơ c th . I∞, I” – dòng ng n m ch vô cùng và siêu quá trong tính toán ng n m ch li cung c p in, coi ng n m ch là xa ngu n, các dòng này b ng nhau và b ng dòng ng n m ch chu k . Ixk – dòng in ng n m ch xung kích, là tr s t c th i l n nh t c a dòng ng n m ch. Ixk = 1,8. 2 IN S” – công su t ng n m ch S” = 3 Utb I” tnh. m – th i gian n nh nhi t nh m c, nhà ch t o cho t ơ ng ng v i Inh. m (I onh ). tq - th i gian quy i, xác nh b ng cách tính toán và tra th . Trong tính toán th c t l i trung áp, ng i ta cho phép l y t q b ng th i gian t n t i ng n m ch, ngh a là b ng th i gian c t ng n m ch. t c Vy: I cm = I nh.dm ≥ t nh.dm Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng 40
40. Gi¸o tr×nh Cung cÊp ®iÖn Các thi t b in có I m > 1000 (A) không c n ki m tra n nh nhi t. Ví d ụ 3.1. Tr m bi n áp phân ph i 1000 (kVA) – 22/0,4 (kV) c p in cho khách s n dùng máy c t ph t i (DCPT - CC) 22 (kV). Bi t dòng ng n m ch sau cu chì trung áp I” = 8 (kA), yêu c u l a ch n máy c t ph t i cho TBAPP. GI I Dòng c ng b c qua máy c t chính là dòng nh m c c a bi n áp v i gi thi t không cho bi n áp quá t i thì I qt = 1,25I dmB (tr m 1 máy), I qt = 1,4I dmB (tr m 2 máy) 1000 Icb = I dmB = = 26 ,27()A 3.22 Ch n dùng dao c t ph t i c a ABB k t h p v i b c u chì ng c a Siemens có các thông s k thu t ghi trong b ng Bng 3.3. THÔNG S K THU T C A DAO C T PH T I DO ABB CH T O Loi dao c t ph Udm (kV) Idm (A) INmax (kA) IN3s (kA) ti NPS 24 B1/A1 24 400 40 10 Bng 3.4. THÔNG S K THU T C A C U CHÌ NG DO SIEMENS CH T O Lo i c u chì ng Udm (kV) Idm (A) INmax (kA) IN3s (kA) 3GD1 406 4B 24 32 31,5 27 Cn c vào dòng ng n m ch ã cho, l p b ng ki m tra b DCTT – CC Bng 3.5. BNG KI M TRA DCTT – CC à CHO Các iu ki n ch n và ki m tra iu ki n in áp nh m c (kV) UdmMC = 24 ≥ U dmL = 22 Dòng in nh m c (A) IdmMC = 400 ≥ I cb = 16,27 Dòng n nh ng (kA) Iod = 40 ≥ i ck = 2 .1,8.8 = 20,3 Dòng n nh nhi t (kA) t qd 8,0 Ionh = 10 ≥ I . = 8 = 4,13 ∞ t 3 nh.dm Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng 41
41. Gi¸o tr×nh Cung cÊp ®iÖn Dòng in nh m c c a c u chì (A) Imcc = 32 ≥ I cb = 26,27 Dòng c t nh m c c a c u chì (kA) Icn = 40 ≥ I” = 8 Công su t c t nh m c c a c u chì Scm = 3 .24.40 ≥ S” = 3 .8.23 (MVA) 3.3. L A CH N C U CHÌ, DAO CÁCH LY Cu chì là ph n t “y u” nh t trong h th ng cung c p in do ng i thi t k t o ra nh m c t t m ch in khi có dòng in l n quá tr s cho phép i qua. Vì th ch c n ng c a c u chì là b o v quá t i và ng n m ch. C n l u ý là dây chì ch t o r t khó ng nh t ti t di n và khó kh h t t p ch t nên làm vi c không c tin c y l m, không c t dòng th t chính xác, vì th ch c n ng ch yu là b o v ng n m ch, c u chì ch làm d phòng b o v quá t i cho áptômát ho c kh i ng t . Dao cách ly (còn g i là c u dao) có nhi m v ch y u là cách ly ph n có in và ph n không có in t o kho ng cách an toàn trông th y ph c v cho công tác s a ch a, ki m tra, b o d ng. S d không cho phép dao cách ly óng ct m ch khi ang mang t i vì không có b ph n d p h quang. Tuy nhiên, có th cho phép dao cách ly óng, c t không t i bi n áp khi công su t máy không ln (th ng nh h ơn 1000 kVA) Cu chì và dao cách ly c ch t o v i m i c p in áp. Trong l i cung c p in, c u chì có th dùng riêng r , nh ng th ng dùng k t h p v i dao cách ly ho c dao c t ph t i. Dao cách ly c ng có th dùng riêng r , nh ng th ng dùng k t h p v i máy c t và c u chì. 3.2.1. L a ch n dao cách ly, c u chì cao áp Trong l i in cao áp, c u chì th ng dùng các v trí sau: - Bo v máy bi n in áp - Kt h p v i dao c t ph t i thành b máy c t ph t i trung áp b o v các ng dây. Cu chì c ch t o nhi u lo i, nhi u ki u, in áp trung ph bi n nh t là c u chì ng. in áp trung ng i ta còn dùng c u chì t r ơi (CCTR) thay cho b c u dao - c u chì (CD - CC). Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng 42
42. Gi¸o tr×nh Cung cÊp ®iÖn Trong l i cung c p in trung và cao áp, dao cách ly ít dùng riêng r , th ng dùng k t h p. - Kt h p v i máy c t trong t máy c t ho c trong b MC – DCL - Kt h p v i c u chì trung áp t t i các tr m BAPP Cu chì và c u dao cách ly trung, cao áp c ch n và ki m tra theo các iu ki n ghi trong b ng 3.6, 3.7. Bng 3.6. CÁC IU KI N CH N VÀ KI M TRA DAO CÁCH LY Các iu ki n ch n và kim tra iu ki n in áp nh m c (kV) UdmDCL ≥ U dmL Dòng in nh m c (A) IdmDCL ≥ I cb Dòng in n nh ng (kA) Id. ≥ i xk Dòng in n nh nhi t (kA) t qd Inh.m ≥ I∞ . t nh.dm Bng 3.7. CÁC IU KI N CH N VÀ KI M TRA C U CHÌ Các iu ki n ch n và ki m tra iu ki n in áp nh m c (kV) UdmCC ≥ U dmL Dòng in nh m c (A) IdmCCL ≥ I cb Dòng c t nh m c (kA) Im ≥ I” Công su t c t nh m c (MVA) Scm ≥ S” Ví d ụ 3.2. Tr m bi n áp c a m t xã nông nghi p t 1 máy bi n áp 320 (kVA) in áp 110/0,4 (kV), Bi t r ng tr m c c p in t TBATG 35/10 (kV) c a huy n cách 3km b ng DK – 10, dây AC – 35. Máy c t d u ng dây là c a Liên xô (c ) ã m t Catalog. Yêu c u ch n DCL – CC 10 (kV) cho tr m. GI I Dòng in l n nh t qua dao cách ly và c u chì chính là dòng quá t i máy bi n áp. các máy bi n áp c p in cho nông thôn, do non t i su t ngày, bu i ti có th cho phép quá t i v i k rt = 1,25. Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng 43
43. Gi¸o tr×nh Cung cÊp ®iÖn Dòng c ng b c qua DCL – CC là: 320 Icb = I qtB = 1,25IdmB = 1,25 = 27,75 (A) 3.10 Cn c vào I cb = 27,75 (A) ch n dao cách lý 3DC in áp 12kV và c u chì ng 3GD do Siemens ch t o có các thông s k thu t ghi trong b ng: BNG CH N DAO CÁCH LY Lo i DCL Udm (kV) Idm (A) INmax (kA) IN3 (kA) 3DC 12 400 40 10 BNG CH N C U CHÌ Lo i CC Udm (kV) Idm (A) INmax (kA) IN3 (kA) 3GD1 - 120 - 2B 12 100 80 40 ki m tra n nh in ng dao cách ly c n tính tr s dòng ng n m ch xung kích: ixk = 1,8 2 IN = 1,8. 2 .1,9 = 4,79 (kA). KT QU KI M TRA DAO CÁCH LY Các iu ki n ch n và ki m tra iu ki n in áp nh m c (kV) UdmDCL =12 ≥ U dmL = 10 Dòng in nh m c (A) IdmDCL = 400 ≥ I cb = 27,75 Dòng in n nh ng (kA) Id. = 40 ≥ i xk = 4,79 Dòng in n nh nhi t (kA) t qd 8,0 Inh. m = 10 ≥ I∞ . = 9,1 t nh.dm 3 BNG K T QU KI M TRA C U CHÌ Các iu ki n ch n và ki m tra iu ki n in áp nh m c (kV) UdmCC = 12 ≥ U dmL = 10 Dòng in nh m c (A) IdmCCL = 100 ≥ I cb = 27,75 Dòng c t nh m c (kA) Im = 80 ≥ I” = 1,9 Công su t c t nh m c (MVA) Scm = 3 .12.80 ≥ S” = 3 .10,5.1,9 Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng 44
44. Gi¸o tr×nh Cung cÊp ®iÖn 3.3.2. L a ch n c u dao, c u chì h áp l i h áp th ng g i dao cách ly là c u dao. Ng i ta ch t o c u dao 1 pha, 2 pha, 3 pha v i s c c khác nhau: 1 c c, 2 c c, 3 cc, 4 c c. V kh nng óng c t, c u dao c ch t o g m hai lo i: - Cầu dao (th ng, không t i) ch làm nhi m cách ly, óng c t không ti ho c dòng nh - Cầu dao ph ụ t ải làm nhi m v cách ly và óng c t dòng ph t i. Cu chì h áp c ng c ch t o g m 3 loi: - Cầu chì thông th ường (không làm nhi m v cách ly, c t t i). - Cầu chì cách ly có m t u c nh, 1 u m ra c nh dao cách ly làm nhi m v cách ly nh c u dao. - Cầu chì c ắt t ải là c u chì cách ly có th óng c t dòng ph t i nh c u dao ph t i. Ng i ta c ng ch t o b c u dao – c u chì theo lo i: - B c u dao – c u chì thông th ng - B c u dao ph t i - c u chì Bng 3.5 ch ra ký hi u, s ơ và ch c n ng c a t ng lo i c u dao, c u chì h áp. Cu chì h áp c c tr ng b i 2 i l ng: Idc - dòng nh m c c a dây ch y c u chì (A) Iv - dòng nh m c c a v c u chì (bao g m c và n p). Khi l a ch n c u chì h áp ph i l a ch n c I dc và I v. Th ng ch n I v ≥ Idc vài c p khi dây ch y t vì quá t i, ng n m ch ho c khi c n t ng t i ta ch cn thay dây ch y ch không c n thay v . Ký hi u y c u chì h áp cho trên hình v . I (A) 30 200 500 vo 15 100 200 I dc ()A Hình 3.1. Ký hi ệu đầy đủ c ầu chì h ạ áp và các ví d ụ Cng c n l u ý là: Khi nói c u chì 100 (A) ph i hi u c u chì có I v = 100 (A) Khi nói b c u dao - c u chì 100 (A) phi hi u là I CD = I vCC = 100 (A) Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng 45
45. Gi¸o tr×nh Cung cÊp ®iÖn Trong l i h áp c u chì và c u dao th ng c t khá xa ngu n (TBAPP) vì th dòng ng n m ch qua chúng dù nh , nên không c n ki m tra các i l ng liên quan n dòng ng n m ch. Bng 3.8. CÁC LO I C U DAO, C U CHÌ H ÁP Lo i Ký hi u Ch c n ng Cu dao (dao cách Cách ly, óng c t dòng ly) CD(DCL) nh Cu dao ph t i Cách ly, óng c t dòng (dao c t t i) CDPT ph t i Cu chì Bo v quá t i và ng n CC mch Cu chì cách ly Bo v quá t i ng n mch, cách ly CCCL Cu chì c t t i Bo v quá t i và ng n mch, óng c t dòng CCCT in ph t i B c u dao - c u Bo v quá t i và ng n chì CD - CC mch, cách ly B c u dao ph t i Bo v quá t i và ng n - c u chì CDPT - CC mch, óng c t dòng in ph t i 1. L ựa ch ọn c ầu dao h ạ áp Cu dao h áp c ch n theo 2 iu ki n: UdmCD ≥ U dmL IdmCD ≥ I tt Trong ó: UdmCD - in áp nh m c c a c u dao, th ng ch t o 220V, 230V, 250V, 380V, 400V, 440V, 500V, 690V. UdmL - in áp nh m c c a l i in h áp, có tr s 220V (in áp pha), ho c 380V ( in áp dây) Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng 46
46. Gi¸o tr×nh Cung cÊp ®iÖn Ngoài ra, còn ph i chú ý n s pha, s c c, kh n ng c t t i, trong nhà, ngoài tr i 2. L ựa ch ọn c ầu chì h ạ áp a) Trong l i in th p sang, sinh ho t Cu chì c ch n theo 2 iu ki n UdmCD ≥ U dmL Idc ≥ I tt Trong ó: UdmCC - in áp nh m c c a c u chì, ch t o các c in áp nh vi c u dao. Idc – dòng in nh m c c a dây ch y (A) nhà ch t o cho Ib – dòng in tính toán, là dòng lâu dài l n nh t ch y qua dây ch y cu chì (A) - Vi ph t i 1 pha (ví d các thi t b gia d ng) Pdm Itt = Idm = Updm cos ϕ Trong ó: Updm - in áp pha nh m c, b ng 220V cos ϕ - h s công su t vi èn s i t, bàn là, b p in, bình nóng l nh, cos ϕ = 1 vi qu t, t l nh, iu hoà, èn tuýp, cos ϕ = 0,8 vi c n h gia ình cos ϕ = 0,83 vi l p h c dùng qu t + èn s i t cos ϕ = 0,9 vi l p h c dùng qu t + èn tuýp cos ϕ = 0,8 - V i ph t i 3 pha: Ptt Itt = 3Udm cos ϕ Trong ó: Udm - in áp dây inh m c, b ng 380V cos ϕ - l y theo ph t i b) Trong l i in công nghi p Ph t i ch y u c a l i công ngh p là các máy móc công c , các ng cơ. S ơ cp in cho các ng c ơ gi i thi u trên hình v . Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng 47
47. Gi¸o tr×nh Cung cÊp ®iÖn 1 CC1 KT 2 CC2 KT 3 CCT CC3 KT 4 KT Hình 3.2. C ầu chì b ảo v ệ 1 động c ơ (CC2, CC3), bảo v ệ 2 động c ơ (CC1) và c ả nhóm động c ơ (CCT) - C u chì b o v 2, 3 ng c ơ Trong th c t , c m 2, 3 ng c ơ nh h ơn ho c 1 ng c ơ l n cùng 1, 2 ng c ơ nh g n có th c c p in chung 1 ng dây và c b o v chúng b ng 1 c u chì (nh 1, 2 trên hình 3.2) Tr ng h p này c u chì c ch n theo 2 iu ki n sau: n Idc ≥ ∑ k ti Idmi i=1 n−1 Immmax + ∑ k ti Idmi I ≥ 1 dc α l y theo tính ch t c a ng c ơ m máy. - C u chì t ng b o v nhóm ng c ơ Cu chì t ng c ch n theo 3 iu ki n Idc ≥ I tt I I ≥ mm dc Hai iu ki n trên là iu ki n ch n l c, ngh a là CTT ch ch y khi có ng n m ch trên thanh cái t in, còn khi x y ra ng n sm ch t i ng c ơ nào ho c dây d n nào thì ch c u chì nhánh ó ch y, m b o cho c nhó không b mt in. Mu n v y, ng i ta quy c ph i ch n I dc c a c u chì t ng l n h ơn ít nh t là 2 c p so v i I dc c a c u chì nhánh l n nh t. Ví d ụ 3.3. Yêu c u la ch n c u chì b o v bóng èn s i t 100 (W) GI I Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng 48
48. Gi¸o tr×nh Cung cÊp ®iÖn Bóng èn s i t dùng in áp 220V và cos ϕ = 1, c u chì ch n theo công th c: Ptt 100 Idc ≥ I tt = = = 0,45A 3U dm cos ϕ 220 Vy ch n c u chì h áp có I dc = 2A, I v = 5A 3.4. L A CH N ÁPTÔMÁT Áptômát là thi t b óng c t h áp có ch c n ng b o v quá t i và ng n mch. Do c ơ u im h ơn h n c u chì là kh n ng làm vi c ch c ch n, tin c y, an toàn, óng c t ng th i 3 pha và có kh n ng t ng hoá cao nên áptômát m c dù có giá t h ơn v n ngày càng c dùng r ng rãi trong l i in h áp công nghi p, d ch v c ng nh l i in sinh ho t. Áptômát c ch o v i in áp khác nhau: 400V, 440V, 500V, 600V, 690V. Ng i ta c ng ch t o các lo i áptômát 1 pha, 2 pha, 3 pha v i s c c khác nhau: 1 c c, 2 c c, 3 c c, 4 c c. Ký hi u áptômát cho b ng d i dây: Ký hi u S c c 1 c c 1 c c +TT 2 c c 3 c c 3 c c + TT 4 c c Ngoài áptômát thông th ng, ng i ta còn ch t o lo i áptômát ch ng rò in. Áptômát ch ng rò t ng c t m ch in n u dòng rò có tr s 30mA, ho c 300mA tu lo i. Áptômát c ch n theo 3 iu ki n: UdmA ≥ U dmL IdmA ≥ I B IcmA ≥ I N Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng 49
49. Gi¸o tr×nh Cung cÊp ®iÖn Ví d ụ 3.4. Yêu c u ch n áptômát t ng cho c n h gia ình có công su t t là 6kW. GI I Ph t i tính táon c n h Ptt = k t.P = 0,8.6 = 4,8 kW Cn h dùng in áp 220V, cosϕ = 0,85 4,8 I = = 25,66A B 0,22.0,85 Có th ch n áptômát 32A, ây d phòng phát tri n ph t i, ch n áptôtmát 1 pha G4CB 1040 do Clipsal ch t o có I dm = 40A, I cm = 6 kA. 3.4. L A CH N DÂY D N VÀ CÁP 3.4.1. Gi i thiêu chung v các ph ơ ng pháp và ph m vi áp dng. Có 3 ph ơ ng pháp l a ch n ti t di n dây d n và cáp. 1. Ch ọn ti ết di ện theo m ật độ kinh t ế c ủa dòng điện 2 Jkt (A/mm2) là s ampe l n nh t trên 1mm ti t di n ch n theo ph ơ ng pháp này s có l i v kinh t . Ph ơ ng pháp ch n ti t di n dây theo J kt áp d ng v i in có in áp U ≥ 110kV, b i vì trên l i ngày không có thi t b s d ng in tr c ti p u vào, vn in áp không c p bách, ngh a là yêu c u không ch t ch . Li trung áp ô th và xí nghi p nói chung kho ng cách t i in ng n, th i gian s d ng công su t l n c ng c ch n theo Jkt. 2. Ch n ti t di n theo in áp cho phép ∆Ucp Ph ơ ng pháp l a ch n ti t di n này l y ch tiêu ch t l ng in làm iu ki n tiên quy t. Chính vì th nó c áp d ng l a ch n ti t di n dây cho l i in nông thôn, th ng ng dây t i in khá dài, ch tiêu in áp r t d b vi ph m. 3. Ch n dây d n theo dòng phát nóng lâu dài cho phép. Ph ơ ng pháp này t n d ng h t kh n ng t i c a dây d n và cáp, áp d ng cho l i h áp ô th , công nghi p và sinh ho t. Bng 3.9. PH M VI ÁP D NG CÁC PH Ơ NG PHÁP L A CH N TI T DI N DÂY D N VÀ CÁP. Li in Jkt ∆Ucp Icp Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng 50
50. Gi¸o tr×nh Cung cÊp ®iÖn Cao áp Mi i t ng - - Trung áp ô th , công nghi p Nông thôn - H áp - Nông thôn ô th , công nghi p Ti t di n dù ch n theo ph ơ ng pháp nào c ng ph i tho mãn các iu ki n k thu t sau ây: ∆Ubt ≤ ∆Ubtcp ∆Usc ≤ ∆Usccp Isc ≤ I cp Trong ó: ∆Ubt , ∆Usc – là t n th t in áp lúc ng dây làm vi c bình th ng và khi ng dây b s c n ng n nh t ( t 1 ng dây trong l kép, t on dây trong m ch kín). ∆Ubtcp , ∆Usccp - tr s ∆U cho phép lúc bình th ng và s c . vi U ≥ 110kV: ∆Ubtcp = 10%U m ∆Usccp = 20%U m Vi U ≤ 35kV: ∆Ubtcp = 5%U m ∆Usccp = 10%U m Isc , I cp – dòng in s c l n nh t qua dây d n và dòng in phát nóng lâu dài cho phép. Ngoài ra, ti t di n dây d n ng dây trên không ph i tho mãn các iu ki n b n c ơ h c và t n th t v ng quang in. Riêng v i cáp m i c p in áp ph i tho mãn iu ki n n nh nhi t dòng ng n m ch. F ≥ .I ∞ . t qd Trong ó: α - h s , v i nhôm α = 11, v i ng α = 6 tq - th i gian quy i, v i ng n m ch trung, h áp cho phép ly t q = t c (th i gian c t ng n m ch), th ng t c = (0,5 ÷ 1)s. 3.4.2. L a ch n ti t di n theo J kt Trình t l a ch n ti t di n theo ph ơ ng pháp này nh sau: Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng 51
51. Gi¸o tr×nh Cung cÊp ®iÖn 1. Cn c vào lo i dây nh dùng (dây d n ho c cáp) và v t li u làm dây (nhôm ho c ng) và tr s T max tra b ng ch n tr s J kt . Bng 3.10. TR S J kt THEO T max VÀ LO I DÂY D N Tmax (h) Lo i dây 5000 Dây ng 2,5 2,1 1,8 Dây A, AC 1,3 1,1 1 Cáp ng 3,5 3,1 2,7 Cáp nhôm 1,6 1,4 1,2 Nu ng dây c p in cho nhi u ph t i có T max khác nhau thì xác nh tr s trung bình c a T max theo bi u th c: n n ∑SiTmaxi ∑PiTmaxi i=1 i=1 Tmaxtb = n ≈ n ∑Si ∑Pi i=1 i=1 Trong ó: Si, P i – là ph t i in (ph t i tính toán) c a h tiêu th 2. Xác nh tr s dòng in l n nh t ch y trên các on dây Sij Pij Iij = = n 3Udm n 3U dm cos ϕ Vi n - s l ng dây (l ơ n n = 1, l kép n = 2) 3. Xác nh ti t di n kinh t t ng on Iij Fktij = Jij Cn c vào tr s F ij tính c, tra s tay tìm ti t di n tiêu chu n nh t nh t bé h ơn. 4. Ki m tra ti t di n ã ch n theo các iu ki n k thu t. N u không tho mãn ph i nâng ti t di n lên 1 c p và th l i. Ví d ụ3.5: Yêu c u l a ch n dây d n cho ng dây t 10kV c p in cho 2 xí nghi p nh hình v. Các s li u ph t i cho trong b ng. Ph t i S (kVA) cos ϕ Tmax (h) Xí nghi p 1 2000 0,8 5200 Xí nghi p 2 1000 0,7 4000 Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng 52
52. Gi¸o tr×nh Cung cÊp ®iÖn A 4km 1 3km 2 Hình 3.3. Đường dây 10kV c ấp điện cho 2 xí nghi ệp GI I Vì ng dây c p in cho xí nghi p (có chi u dài ng n, T max l n) ch n ti t di n theo J kt , dây AC. 2000.5200 +1000.4000 T = = 4800 ()h maxtb 2000 +1000 2 T T max = 4800h và dây AC tra b ng có J kt = 1,1 (A/mm ) Tr s dòng in trên các on: S2 1000 I12 = = = 57,8 ()A 3Udm 3.10 2 2 2 2 ()()P1 + P2 + Q1 + Q2 ()()1600 + 700 + 1200 + 710 IA1 = = = 86,4 ()A 2 3. Udm 2 3. 10 Ti t di n kinh t m i on: 57 8, F = = 52 5, (mm 2 ) 12 1,1 86 4, F = = 78 5, ()mm 2 A1 1,1 Tra b ng ti t di n tiêu chu n chnj dây g n nh t bé h ơn on 12 ch n AC – 50 có x o = 0,65 ( Ω/km); r o = 0,368 ( Ω/km) on A1 ch n 2AC – 70 có x o = 0,46 ( Ω/km); r o = 0,36 ( Ω/km) Tn th t in áp l n nh t lúc bình th ng (không dây nào b t) ∆Umax = ∆UA12 = ∆UA1 + ∆U12 (1600 + 700 )0,46 + (1200 + 710 )0,36 700 .0,64 + 710 ,0. 368 ∆U = + = 561 8, ()V max 2.10 10 ∆Umax = 561,8V > ∆Ubtcp = 5%U dm = 500V 2 Cn t ng ti t di n on A1 lên 95mm có x o = 0,33 ( Ω/km); r o = 0,34 ( Ω/km) (1600 + 700 )0,33 + (1200 + 710 )0,34 700.0,64 + 710.0,368 U = + = 494,5 ()V max 2.10 10 ∆Umax = 494,5V < ∆Ubtcp = 5%U dm = 500V Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng 53
53. Gi¸o tr×nh Cung cÊp ®iÖn Khi s c m t dây trên dây kép A1, dòng in trên ng còn l i t ng g p ôi. Isc = 2I A1 = 2.86,4 =172,8A Isc = 172,8A < I cp = 325A Vy ch n dây d n cho toàn b ng dây nh sau: on A1: 2AC – 95 on 12: AC – 50 3.4.3. Ch n ti t di n dây d n theo ∆∆∆Ucp Xu t phát t nh n xét: khi ti t di n dây d n thay i thì in tr thay i theo còn in kháng r t ít thay i, tra s tay th y x o ( Ω/km) có giá tr x o = 0,33 ÷ 0,45 b t k c dây d n và kho ng cách gi a các pha. Vì th cho m t tr s x o ban u n m trong kho ng giá tr trên thì sai s là không l n. Tn th t in áp c xác nh theo bi u th c ã bi t PR + QX PR QX U = = + = U′ + U ′′ U dm U dm Udm Khi cho giá tr x o tính c: QX Ql U ′′ = = x o U dm U dm T ây xác nh c ∆U’ = ∆Ucp - ∆U” PR P. ρ.l Mt khác U′ = = x o U dm F.U dm P. ρ.l Suy ra: F =o U′.U dm Vy trình t xác nh ti t di n dây theo ph ơ ng pháp này nh sau: 1. Cho m t tr s lân c n 0,4 ( Ω/km), tr ng h p t ng quát ng dây n t i, n x o tính c: U ′′ = ∑Qij .l Udm i=1 2. Xác nh thành ph n ∆U’ : ∆U’ = ∆Ucp - ∆U” 3. Xác nh ti t di n tính toán theo ∆Ucp Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng 54
54. Gi¸o tr×nh Cung cÊp ®iÖn F =o ∑ .P l U′.U dm Ch n ti t di n tiêu chu n g n nh t l n h ơn, 4. Ki m tra l i ti t di n ã ch n theo các tiêu chu n k thu t Trong các công th c trên: Q(kVAr), P(kW), l(km), ∆U’(V), U m(kV) Ví d ụ 3.6. DK – 10 kV c p in cho 2 ph t i (hình v ). Cho bi t t n th t in áp cho phép t im r A n ph t i 2 là 3%Um. Yêu c u xác nh ti t di n dây d n cho ng dây. A 5km 1 3km 2 400 ∠0,8 kVA 200 ∠0,8 kVA Hình 3.4. Đường dây c ấp điện cho 2 ph ụ t ải GI I Dây c ch n theo ∆Ucp , lo i dây AC Ch n x o = 0,35 ( Ω/km), 0,35 U′ = []()400.0,6 + 200.0,65 .5 + 200.0,6.3 = 75,6 ()V 10 ∆U’ = 3%U m - ∆U” = 300 – 75,6 = 224,4 (V) Ti t di n tính toán: 31,5 F = []()400.0,8 + 200.0,8 5 + 200.0,8.3 = 40,43mm 2 10.224,4 Ch n ti t di n tiêu chu n 50mm 2 → AC – 50 Ki m tra l i: Tra s tay v i dây AC – 50, treo trên nh tam giác u cách 2m có xo = 0,393 (Ω/km); r o = 0,64 ( Ω/km). A 3,2 + j1,965( Ω) 1 1,92 + j1, 179 (Ω) 2 320 + j240 (Ω) 160 + j120 (Ω) Hình 3.5. Sơ đồ thay th ế đường dây 10kV ZA1 = 064.5 + j0,393.5 = 3,2 + j1,965 ( Ω) Z12 = 064.3 + j0,393.3 = 1,92 + j1,179 ( Ω) Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng 55
55. Gi¸o tr×nh Cung cÊp ®iÖn (320 +16 0)3,2 + (240 +120 )1,965 160.1,192 +120.1,179 U = + = 269 ,2 ()V A12 10 10 ∆UA12 = 269,2V < ∆Ucp = 300V Vy ch n dây AC – 50 cho toàn tuy n là h p lý. Công th c xác nh ti t di n theo I cp r t ơ n gi n K1K2Icp ≥ I tt (*) Trong ó: K1 - h s hi u ch nh nhi t k n s chênh l ch nhi t môi tr ng ch t o và môi tr ng t dây, tra s tay. K2 - h s hi u ch nh nhi t , k n s l ng cáp t chung m t rãnh, tra s tay. Icp – dòng phát nóng cho phép, nhà ch t o cho ng v i t ng lo i dây, tng ti t di n dây, tra s tay. Itt – dòng in làm vi c l n nh t (dài h n) qua dây. Ti t di n dây sau khi ch n theo (*) ph i th l i m i iu ki n k thu t, ngoài ra còn ph i ki m tra iu ki n k t h p v i các thi t b b o v . Nu bo v b ng c u chì: Idc K1K2Icp ≥ α = 3 vi m ch ng l c (c p in cho các máy) α = 0,8 v i m ch sinh ho t Nu b o v b ng áptômát 1,25I dmA K1K2Icp ≥ 1,5 Vi 1,25I dmA là dòng kh i ng nhi t (I k.nh ) c a áptômát, trong ó 1,25 là h s ct quá t i c a áptômát. Ví d ụ 3.7. Yêu c u la ch n dây d n c p in cho ng c ơ máy mài có s li u k thu t cho theo b ng d i dây, bi t r ng dây d n i chung m t rãnh v i 5 dây o khác, nhi t môi tr ng +30 C, dây c b o v b ng c u chì có I dc = 50A. ng c ơ Pm(kW) cos ϕ kmm η Máy mài 10 0,8 5 0,9 GI I Dòng in lâu dài l n nh t qua máy mài là dòng nh m c: Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng 56
56. Gi¸o tr×nh Cung cÊp ®iÖn 10 I = I = = 21,125A tt dmD 3.0,38.0,8. 0,9 Tra b ng ch n cáp ng 4 lõi PVC (3.2,5 + 1.2,5) có I cp = 36A T nhi t môi tr ng tra s tay có K 1 = 0,94 Vi 6 cáp i chung m t rãnh tra s tay có K 2 = 0,75. K1K2Icp = 0,94.0,75.36 = 25,38A > 21,125A Th l i iu ki n k t h p c u chì b o v : Idc 50 K1K2Icp = 25,38A > = =16 ,67A 3 3 Không c n ki m tra ∆U vì ng dây ng n. Không c n ki m tra n nh nhi t dòng ng n m ch vì xa ngu n. BÀI T P CH Ơ NG 3 Bài t p 1. Yêu c u l a ch n b CD – CCT và các c u chì nhánh t trong t ng l c c p in cho m t nhóm máy công c có các s li u cho trong b ng di ây ng c ơ Pm (kW) cos ϕ Kmm Kt η Máy mài 12 0,8 5 0,8 0,9 Máy khoan 7,5 0,8 5 0,8 0,9 Máy ti n 1 5 0,8 5 0,8 0,9 Máy ti n 2 4 0,8 5 0,8 0,9 Qu t gió 1,7 0,8 5 0,8 0,9 Bài t p 2. Cho m t ng dây 10kV c p in cho ph t i cho trên hình v . Bi t kho ng cách trung bình gi a các pha là 1m. Yêu c u l a ch n ti t di n dây d n theo J kt . 2km A 3km 1 2km 2 3 800 ∠ 0,6(kVA) 500∠ 0,8(kVA) 200 ∠ 0,8(kVA) Bài t p 3. Mt ng dây 10kV câp in cho 3 ph t i (hình v ), bi t kho ng cách trung bình gi a các pha là 0,8.Yêu c u l a ch n ti t di n dây d n theo hao tn in áp cho phép. ∆Ucp = 5%. 6km A 3km 1 4km 2 3 20 ∠ 0,8(kVA) 18 ∠ 0,85(kVA) 15 ∠ 0,8(kVA) Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng 57
57. Gi¸o tr×nh Cung cÊp ®iÖn Ch ơ ng 4. NÂNG CAO H S CÔNG SU T 4.1. H S CÔNG SU T VÀ Ý NGH A C A VI C NÂNG CAO H S CÔNG SU T 4.1.1. Khái ni m chung in n ng là n ng l ng ch y u c a các xí nghi p. Các xí nghi p này tiêu th kho ng 70% l ng in n ng x n xuât ra. Vì th v n s d ng h p lý và ti t ki m in n ng trong các xí nghi p có ý ngh a r t l n. V m t s n xu t in n ng, v n t ra là ph i t n d ng h t kh n ng c a cá nhà máy s n xu t ra c nhi u in n ng, ng th i v m t dùng in ph i h t s c ti t ki m in n ng, gi m t n th t in nng n m c th p nh t, ph n u 1kWh in n ng ngày càng làm ra nhi u s n ph m ho c chi phí in n ng trên m t ơ n v s n ph m ngày càng gi m. Tính toán trong toàn h th ng in, t n th t in n ng trong quá trình truy n t i và phân ph i chi m kho ng 10 ÷ 15%, trong ó t n th t in n ng cho mng 1 ÷ 10kV (m ng in xí nghi p) chi m t i 64,4% t ng t n th t in n ng. Nguyên nhân là m ng in xí nghi p th ng dùng in áp t ơ ng i th p, ng dây tài và phân tán gây ra t n th t l n. Vì th các bi n pháp ti t ki m in nng trong xí ngh p có ý ngh a r t quan tr ng không nh ng có l i cho b n than xí nghi p mà còn có l i cho n n kinh t qu c dân. H s cos ϕ là m t ch tiêu ánh giá xí nghi p dùng in có h p lý và ti t ki m không. Do ó nhà n c ban hành các chính sách khuy n khích các xí nghi p nâng cao h s cos ϕ . H s cos ϕ c a các xí nghi p nói chung là th p kho ng 0,6 ÷ 0,7%, chúng ta ph i ph n u nâng cao h s cos ϕ lên 0,9. Ti t ki m in n ng và nâng cao h s cos ϕ không ph i là bi n pháp t m th i i phó mà là bi n pháp lâu dài v i m c ích phát huy hi u qu cao nh t trong quá trình truy n t i, phân ph i và s d ng in n ng. 4.1.2. Các bi n pháp ti t ki m in n ng - To thói quen t t các thi t b in khi ra kh i phòng - Bo trì t t các thi t b in i v i thi t b in, các ng c ơ in ph i c b o ng theo nh k Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng 58
58. Gi¸o tr×nh Cung cÊp ®iÖn i v i thi t b chi u sáng ph i th ng xuyên lau chùi b i b n bám vào b ngoài t ng hi u qu phát sáng. - Nâng cao h s cos ϕ - S d ng các thi t b in có hi u su t cao: èn compact, ng c ơ in có hi u su t cao. 4.1.3. Ý ngh a c a vi c nâng cao h s cos ϕϕϕ 4.1.3.1 Các nh ngh a c a vi c nâng cao h s cos ϕ * H s cos ϕ t c th i: là h s công su t t i m t th i im nào ó o c nh d ng c o cos ϕ ho c nh d ng c o công su t, in áp. P cos ϕ = .3 U.I Do ph t i luôn bi n i nên cos ϕ t c th i luôn bi n i. Vì th h s cos ϕ th c th i không có giá tr trong tính toán. * H s cos ϕ trung bình: là h s cos ϕ trong m t kho ng th i gian nào ó (m t ca, mt ngày em, m t tháng ) Q cos ϕ = cos artg tb Ptb H s cos ϕ dùng ánh giá m c s d ng in ti t ki m và h p lý c a xí nghi p. * H s cos ϕ t nhiên: là h s cos ϕtb tính cho c n m khi không có thi t b bù. H s cos ϕ t nhiên dùng làm c n c tính toán, nâng cao h s công su t bù và công su t ph n kháng. 4.1.3.2. Ý ngh a c a vi c nâng cao h s cos ϕ Nâng cao h s cos ϕ là m t trong nh ng bi n pháp quan tr ng ti t ki m in n ng. Ph n l n các thi t b in u s d ng công su t ph n kháng Q và công su t tác d ng P. Nh ng thi t b tiêu th nhi u công su t ph n kháng là: - ng c ơ không ng b : chúng tiêu th kho ng 60 ÷ 65% t ng công su t ph n kháng c a m ng. - Máy bi n áp tiêu th kho ng 20 ÷ 25% - ng dây trên không, in kháng và các thi t b khác tiêu th kho ng 10%. Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng 59
59. Gi¸o tr×nh Cung cÊp ®iÖn Công su t tác d ng P là công su t bi n thành c ơ n ng ho c nhi t n ng trong các thi t b bù in. Công su t ph n kháng: là công su t t hoá trong các máy in xoay chi u, nó không sinh ra công. Quá trình trao i công su t ph kháng gi a máy in và h dùng in là m t quá trình dao ng. M i k c a dòng in Q i chi u 4 ln, giá tr trung bình trong m t n a chu k c a dòng in b ng không. Cho nên vi c t o ra công su t ph n kháng không òi h i tiêu t n n ng l ng c a l ng c ơ sơ c p quay máy phát in. M t khác công su t ph n kháng cung c p cho các h tiêu th không nh t thi t ph i l y t ngu n. Vì v y tránh vi c truy n t i m t lng công su t ph n kháng l n trên ng dây, ng i ta t g n các h tiêu th các thi t b sinh ra Q (t bù, máy bù ng b ) cung c p tr c ti p cho ph t i. Làm nh v y g i là bù công su t ph n kháng. Khi bù công su t ph n kháng thì góc l ch pha là: Q ϕ = artg P Khi l ng P không i nh có bù công su t ph n kháng l ng Q truy n ti trên ng dây gi m → ϕ gi m → cos ϕ tng. H s cos ϕ tng s a n hi u qu sau: - Gi m c t n th t công su t trên m ng in 2 2 2 P + Q P 2 Q P = R = R + R = P()()P + ∆Q Q U 2 U 2 U 2 Khi Q gi m s gi m c ∆P(Q) - Gi m c t n th t in áp trong m ng in P + Q PR QX U = ()R + X = + = U + U U U U ()()p Q Khi Q truy n t i trên ng dây gi m thì ∆U(Q) gi m. - Tng kh n ng truy n t i c a ng dây và máy bi n áp. Kh n ng truy n t i c a ng dây và máy bi n áp ph thu c vào iu ki n phát nóng t c là ph thu c vào I CP . Dòng in truy n at i trong dây d n và trong máy bin áp c tính theo công th c: S P 2 + Q 2 I = = 3U 3U Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng 60
60. Gi¸o tr×nh Cung cÊp ®iÖn Bi u th c trên cho ta th y n u cùng m t iu ki n phát nóng c a dây dn và c a máy bi n áp, chúng ta có th t ng kh n ng truy n t i công su t tác dng P c a chúng b ng cách gi m công su t Q. Vì nh ng lý do trên mà vi c nâng cao h s cos ϕ, bù công su t ph n kháng ã tr thành v n quan tr ng c n ph i quan tâm úng m c khi thi t k cng nh v n hành h th ng cung c p in. 4.2. CÁC BI N PHÁP NÂNG CAO H S cos ϕ T NHIÊN Nâng cao h s cos ϕ t nhiên là tìm các bi n pháp các h dùng in gi m b t c l ng công su t ph n kháng Q nh : áp d ng các quá trình công ngh tiên ti n, s d ng h p lý các thi t b in. Nh v y nâng cao h s cos ϕ t nhiên r t có l i vì a l i hi u qu kinh t mà không ph i t thêm các thi t b bù. Vì th ki xét n các v n nâng cao h s cos ϕ bao gi c ng xét n cá bi n pháp nâng cao h s cos ϕ t nhiên tr c sau ó m i xét n bi n pháp bù. 1. Thay đổi và c ải ti ến quy trình công ngh ệ để các thi ết b ị làm vi ệc ở ch ế độ h ợp lý nh ất. Cn c vào iu ki n c th c n s p x p quy trình công ngh m t cách hp lý nh t. Vi c gi m b t các ng tác, nh ng nguyên công th a và áp d ng các bi n pháp gia công tiên ti n u a n hi u qu ti t ki m in n ng gi m b t in n ng tiêu th cho m t ơ n v s n ph m. Trong các xí nghi p, các thi t b công su t l n th ng là n ơi tiêu th nhi u in n ng. Vì th nghiên c u các thi t b v n hành ch kinh t và ti t ki m in nh t. Ví d : các nhà máy c ơ khí, máy nén khí th ng tiêu th kho ng 30 ÷ 40% in n ng cung c p toàn nhà máy. Vì v y vi c nh ch v n hành h p lý cho máy nén khí có nh h ng l n n v n ti t ki m in n ng. Qua kinh nghi m v n hành khi h s c a máy nén khí x p x b ng 1 thì in n ng tiêu hao cho m t ơ n v s n ph m s gi m t i m c th i thi u. Vì v y c n b trí cho các máy nén khí luôn làm vi c ch y t i, lúc ph t i c a xí nghi p nh có th ct b t máy nén khí. 2.Thay th ế động c ơ không đồng b ộ làm vi ệc non t ải b ằng động c ơ có công su ất nh ỏ h ơn Khi làm vi c ng c ơ không ng b tiêu th l ng công su t ph n kháng bng: Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng 61
61. Gi¸o tr×nh Cung cÊp ®iÖn 2 Q = QO + (Qdm − Qo ).k pt Trong ó: Qo – lúc ng c ơ làm vi c không ‘ti Qdm – công su t ph n kháng lúc ng c ơ làm vi c ch nh m c Kpt - h s ph t i Công su t ph n kháng Q o = (60 ÷ 70)% Q dm H s công su t c a ng c ơ c tính theo công th c sau: P P 1 cos ϕ = = = S P 2 + Q 2  Q 2 1+    P  1 ⇒ cos ϕ = ()* 2  Q + ()Q − Q .k 2  1+  0 dm O pt     Pdm  Bi u th c (*) cho ta th y: n u ng c ơ làm vi c non t i thì cos ϕ s th p. Ví d ụ: N u ông c ơ có kpt = 1 thì cos ϕ = 0,8 K pt = 0,3 thì cos ϕ = 0,51 Nh n xét: thay th ng c ơ làm vi c non t i b ng ng c ơ có công su t nh hơn s t ng h s mang t i do ó nâng cao c h s cos ϕ . iu ki n kinh t cho phép thay th ng c ơ ó là vi c thay th ng c ơ ph i gi m c công su t tác d ng trong m ng và trong ng c ơ. N u m b o c iu ki n trên thì vi c thay th ng c ơ m i có l i. - Nu k pt < 0,45 thì vi c thay th bao gi c ng có l i - Nu 0,45 < k pt < 0,7 thì ph i so sánh kinh t k thu t m i xác nh c vi c thay th ng c ơ có l i hay không. iu ki n k thu t cho phép thay th ng c ơ là: vi c thay th ph i m bo nhi t, m b o iu ki n m máy và làm vi c n inh. 3. Gi ảm điện áp c ủa nh ững động c ơ làm vi ệc non t ải. Bi n pháp này c dùng khi không có iu ki n thay th ng c ơ làm vi c non t i b ng ng c ơ có công su t nh h ơn. Trong th c t ng i ta th ng dùng các bi n pháp sau ây gi m in áp t vào ng c ơ làm vi c non t i: - i n i dây qu n Stato t ∆ → Y. Khi thay i dây qu n t tam giác sang sao thì in áp t lên m t pha c a ng c ơ s gi m i 3 l n, do ó cos ϕ Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng 62
62. Gi¸o tr×nh Cung cÊp ®iÖn và hi u su t c a ng c ơ c ng t ng lên. ng th i mômen c c i c a ng c ơ s gi m i 3 l n so v i tr c vì v y ph i ki m tra l i kh n ng m máy và iu ki n làm vi c n nh c a ng c ơ. Bi n pháp này th ng dùng cho các ng c ơ có in áp nh h ơn 1000V và k pt n m trong kho ng 0,35 ÷ 0,4. - Thay cách phân nhóm c a dây qu n stato. Bi n pháp này th ng c dùng v i ng c ơ có công su t l n và có nhi u m ch nhánh song song trong m t pha. Bi n pháp này khó th c hi n vì ph i tháo ng c ơ ra m i thay i c cách u các cu n dây c a stato. - Thay i u phân áp c a máy bi n áp h th p in áp c a m ng in phân x ng. Bi n pháp này ch c th c hi n khi t t c các ng c ơ trong phân x ng u làm vi c ch non t i và phân x ng không có các thi t b yêu c u cao v m c in áp. Trong th c t bi n pháp này ít c s d ng. 4. H ạn ch ế động c ơ ch ạy không t ải Bi n pháp này c th c hi n theo hai h ng: - Vn ng công nhân h p lý hoá các thao tác, h n ch n m c th p nh t th i gian máy ch y không t i. - t b h n ch ch y không t i trong s ơ kh ng ch ng c ơ. Thông th ng n u ng c ơ ch y không t i quá th i gian ch nh nh nào ó thì ng c ơ b ng t ra kh i m ng in. 5. Dùng động c ơ đồng b ộ thay th ế động c ơ không đồng b ộ Vì ng c ơ ng b có m t s u im rõ r t sau ây so v i ng c ơ không ng b . - H s công su t cao, khi c n có th làm vi c ch quá kích thích tr thành máy bù cung c p công su t ph n kháng cho m ng. - Mômen quay t l b c nh t v i in áp, vì v y ít ph thu c vào ph t i do ó n ng su t làm vi c c a máy cao h ơn. Khuy t im: c u t o ph c t p, giá thành cao. Vì v y ng c ơ ng b ch chi m kho ng 20%. 6. Nâng cao ch ất l ượng s ửa ch ữa động c ơ Do ch t l ng s a ch a ng c ơ không t t nên sau khi s a ch a tính n ng ca ng c ơ th ng kém h ơn tr c: t n th t trong ng c ơ t ng lên, h s cos ϕ gi m Vì v y c n chú ý n khâu nâng cao ch t l ng s a ch a ng c ơ góp ph n c i thi n v n h s cos ϕ c a xí ngh p. Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng 63
63. Gi¸o tr×nh Cung cÊp ®iÖn 4.3. CÁC BI N PHÁP NÂNG CAO H S cos ϕ NHÂN T O 4.3.1. Khái quát Bng cách t các thi t b bù g n các h tiêu th cung c p công su t ph n kháng, ta gi m c công su t ph n kháng truy n t i trên ng dây và do ó cos ϕ ca m ng t ng lên. Bi n pháp bù không gi m c công sut ph n kháng c a cá h mà ch gi m c công su t ph n kháng truy n ti. Vì v y sau khi th c hi n các bi n pháp nâng cao h s cos ϕ t nhiên mà v n không t yêu cu thì m i xét n các bi n pháp bù. Cn chú ý thêm bù công su t ph n kháng Q ngoài m c ích là nâng cao h s công su t cos ϕ ti t ki m in, nó còn có tác d ng không kém ph n quan tr ng là iu ch nh và n nh in áp cung c p. Bù công su t ph n kháng a l i hi u qu kinh t nh ng t n kém thêm v mua s m thi t b bù và chi phí v n hành cho chúng. Vì v y quy t nh ph ơ ng án bù ph i d a trên có s tính toán và so sánh kinh t , k thu t. 4.3.2. Ch n các thi t b bù 1. T ụ điện Là lo i thi t b in t nh, làm vi c v i dòng in v t tr c nh áp có th sinh ra công su t ph n kháng cung c p cho m ng. * u im: - Tn th t công su t bé, không có ph n t quay nên l p ráp b o qu n d dàng - T in c ch t o thành t ng ơ n v công su t nh , vì th có th tu theo s phát tri n c a ph t i trong quá trình s n xu t là chúng ta ghép d n t in vào m ng do ó hi u su t s d ng cao và không ph i b nhi u v n u t ngay m t lúc. * Nh c im: 2 -3 - Rt nh y c m v i ináp t lên t : Q c = 3U .ω.C.10 - T in có c u t o kém ch c ch n, d b phá h ng khi b ng n m ch. Khi in áp t ng lên 110%U m thì t in b ch c th ng. - Khi óng t in vào m ng s có dòng in xung, còn khi ng t t ra kh i m ng trên c c c a t in v n còn in áp d có th gây nguy hi m cho ng i v n hành. Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng 64
64. Gi¸o tr×nh Cung cÊp ®iÖn * ng d ng: T in c s d ng r t r ng rãi trong các xí nghip có công su t trung bình và nh . Thông th ng n u dung l ng bù ≤ 5000kVr thì ng i ta dùng t , còn d ng l ng > 5000kVr thì ph i so sánh gi a dùng t và máy bù ng b . 2. Máy bù đồng b ộ Là m t ng c ơ ng b làm vi c ch không t i. Do không có ph ti nên máy bù ng b c ch t o g n nh và r h ơn máy máy bù cùng công su t. ch quá kích thích mày bù ng b s n xu t ra công su t ph n kháng cho m ng. còn ch thi u kích thích máy bù là thi t b r t t t iu ch nh in áp trong m ng. * Nh c im: - Giá thành cao - Máy bù có ph n t quay nên l p ráp, b o qu n, v n hành khó kh n. * ng d ng: - c s d ng nh ng n ơi quan trng ho c nh ng n ơi t p trung v i lng bù l n. 3. Đồng c ơ không đồng b ộ dây qu ấn được đồ ng b ộ hoá Khi cho dòng in m t chi u vào rôto, ng c ơ s làm vi c nh ng c ơ ng b và sinh ra công su t ph n kháng. * Nh c im: Hao t n công su t khá l n, kh n ng quá t i l n vì v y ng c ơ ch làm vi c 75% công su t nh m c. * ng d ng: ng c ơ không ng b dây qun c ng b hoá r t ít c s d ng. Ngoài ra có th t o ra công su t ph n kháng b ng cách: - Dùng ng c ơ ng b làm vi c ch quá kích thích - Dùng máy phát làm vi c ch bù. 4.4. XÁC NH DUNG L NG BÙ Dung l ng bù c xác nh theo công thc: Qbù = P(tg ϕ1 - tg ϕ2). α Trong ó: P – công su t tác d ng c a ph t i tính toán ϕ1 – góc t ơ ng ng v i cos ϕtb1 tr c khi bù. ϕ2 – góc t ơ ng ng v i cos ϕtb2 sau khi bù Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng 65
65. Gi¸o tr×nh Cung cÊp ®iÖn cos ϕtb2 c l y b ng h s công su t do c ơ quan qu n lý h th ng in quy nh, th ng l y b ng 08 ÷ 0,95. α: H s tính n kh n ng nâng cao h s cos ϕ bng ph ơ ng pháp t nhiên, thu c kho ng 0,9 ÷ 1,0. * Th ng ng i ta xác nh theo dung l ng bù t i u Do khi bù có th ti t ki m c dung l ng công su t tác d ng: ∆Ptk = k kt .Q bù – k bù.Q bù = Q bù (k kt – k bù) Trong ó: kkt - ơ ng l ng kinh t c a công su t ph n kháng kW/kVAr Kbù - su t t n th t công su t tác d ng trong thi t b bù, kW/kVAr kkt c xác nh nh sau: Tr c khi bù Q gây ra t n th t công su t tác d ng: Q2 P1 = R U 2 Sau khi bù m t l ng Q gây ra t n th t công su t tác d ng là: 2 (Q - Q bu ) P 2 = R U 2 Vy l ng công sut tác d ng ti t ki m c là: 2 2 Q (Q - Qbu ) P = P1 − P2 = R - R U 2 U 2 Theo nh ngh a ta có: P QR  Q  k = = 2 − bu  kt 2   (Kw/kVAr) Qbu U  Q  Nu dung l ng Q bù nh hơn nhi u so v i công su t ph n kháng truy n t i trên ng dây Q ( iu này th ng x y ra trong th c t ), t c là có th coi Q bu = 0 , lúc này ơ ng l ng kinh t c a công su t ph n kháng c tính theo Q công th c ơ n gi n sau: QR k kt = 2 U 2 Nu Q và R càng l n thì k kt càng l n, ngh a là n u ph t i ph n kháng càng l n và càng xa ngu n thì vi c bù càng có hi u qu kinh t . Dung l ng bù t i u U 2 Qbù t. u = Q - kbù (*) 2R Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng 66
66. Gi¸o tr×nh Cung cÊp ®iÖn Dung l ng bù t i u U 2R Qbù. t. u = Q - ( ) 2R    k  T (*) và ( ) ta có: Q bù t. u = Q 1− bu  k   kt  4.5. PHÂN PH I DUNG L NG BÙ TRONG M NG IN 4.5.1. V trí t thi t b bù 1. t t bù phía cao áp c a xí nghi p: t t i ví trí này có l i là giá t cao áp th ng r h ơn t h áp, tuy nhiên ch làm gi m t n th t in n ng t v trí t t bù tr lên l i in, khoong gi m c t n th t in n ng trong m ng bi n áp và l i h áp xí nghi p. 2. t t bù t i thanh cái h áp c a TBA xí nghi p. T in t t i v trí này làm gi m t n th t in n ng trong tr m bi n áp và c ng không làm gi m t n th t in n ng trên l i h áp xí nghi p. 3. t t bù t i các t ng l c. t t bù t i các im nàu làm gi m c tn th t in n ng trên các ng dây t t phân ph i t i các t ng l c và trong tr m bi n áp xí nghi p. 4. t t bù t i c c c a t t c ng c ơ. t bù t i c c ng c ơ có l i nh t v gim t n th t in n ng, tuy nhiên v n u t s cao và t ng chi phí qu n lý, vn hành, b o d ng t . Trong th c t bù cos ϕ cho xí nghi p, tu theo quy mô c a xí nghi p và kt c u c a l i in xí nghi p, ng i ta ti n hành bù nh sau: 1. V i 1 x ng s n xu t ho c xí nghi p nh nên t t p trung t bù t i thanh cái h áp tr m bi n áp xí nghi p 2. V i xí nghi p lo i v a có 1 tr m bi n áp và m t s phân x ng v i công su t khá l n và khá xa tr m bi n áp, gi m t n th t in n ng trên các ng dây t TBA n các phân x ng có th t phân tán t bù t i các t phân ph i phân x ng và t i c c ng c ơ có công su t l n (50 ÷ 70kW). 3. V i xí nghi p quy mô l n bao g m hàng ch c phân x ng, th ng l i in khá ph c t p gao g m tr m phân ph i trung tâm và nhi u tr m bi n áp phân xng, khi ó xác nh v trí và công su t bù th ng tính theo 2 b c: Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng 67
67. Gi¸o tr×nh Cung cÊp ®iÖn - Bc 1: xác nh công su t bù t t i thanh cái h áp t t c các TBA phân x ng. - Bc 2: phân ph i công su t bù c a t ng tr m ( ã xác nh c t bc 1) cho các phân x ng mà tr m bi n áp ó c p in. 4. C ng có th xét t bù toàn b phía cao áp, ho c 1 ph n bù bên cao, 1 ph n bù bên h áp tu thu c vào chênh l ch giá t cao và h áp. Trong tr ng h p bù t nhi u im (tr ng h p 2 và 3), công su t bù t i u t i im i nào ó xác nh theo bi u th c: Rtd Qbù i = Q i – (Q Σ - Q bù Σ ) Ri Trong ó: Qi – công su t ph n kháng yêu c u t i nút i n QΣ - t ng công su t ph n kháng yêu c u, Q Σ = ∑ Q i=1 i QbùΣ - t ng công su t bù, xác nh theo b c 1 c a tr ng h p 3 Ri - in tr nhánh n v trí nút i Rt - in tr t ơ ng ơ ng c a l i in 1 R = t 1 1 1 + + + R1 R 2 R n Ví d ụ 4.1. Mt x ng cơ khí nông nghi p công su t 100kW, cos ϕ = 0,6. Yêu c u xác nh công su t b t bù nâng cos ϕ = 0,9. GI I Vi cos ϕ = 0,6 → tg ϕ = 1,33 Vi cos ϕ = 0,9 → tg ϕ = 0,48 Tng công su t b t bù là: Qbù = P(tg ϕ1 - tg ϕ2) = 100(1,33 – 0,48) = 85kVAr Ví d ụ 4.2. Xí nghi p c ơ khí g m 3 phân x ng có m t b ng và s li u ph ti cho trên hình v . Yêu c u t t bù bên c nh các t phân ph i c a 3 phân xng cos ϕ = 0,95. PX1 PX2 PX3 S& = 50 + j120kVA S& = 50 + j50kVA & 1 2 S3 = 50 + j70kVA Biªn so¹n: §ç Nh− Tr−ëng 68