Giáo trình Hệ thống cung cấp điện - Trường Minh Tấn
132 trang
2390
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Giáo trình Hệ thống cung cấp điện - Trường Minh Tấn", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Tài liệu đính kèm:
- giao_trinh_he_thong_cung_cap_dien_truong_minh_tan.pdf
Nội dung text: Giáo trình Hệ thống cung cấp điện - Trường Minh Tấn
- TRƯ NG ð I H C QUI NHƠN KHOA K THU T & CƠNG NGH o0o TRƯƠNG MINH T N GIÁO TRÌNH H TH NG CUNG C P ðI N Qui Nhơn , 2009
- M C L C L I NĨI ð U 3 Chương 1: NH NG V N ð CHUNG V H TH NG CUNG C P ðI N 4 1.1. Khái ni m v h th ng đi n 4 1.2. Nh ng yêu c u đ i v i phương án cung c p đi n 5 1.3. M t s ký hi u thư ng dùng 7 Chương 2: PH T I ðI N 9 2.1. Ph t i đi n 9 2.2. ð th ph t i 9 2.3. Các đ i lư ng v t lý cơ b n c a ph t i đi n 13 2.4. Các phương pháp tính ph t i tính tốn 16 2.5. Ph t i tính tốn tồn xí nghi p 20 2.6. Bi u đ ph t i 21 Chương 3: TÍNH TỐN KINH T K THU T TRONG THI T K CUNG C P ðI N 23 3.1. M c đích, yêu c u 23 3.2. Phương pháp tính tốn so sánh kinh t k thu t 23 3.3. Tính tốn kinh t k thu t khi c i t o 25 Chương 4: SƠ ð CUNG C P ðI N VÀ TR M BI N ÁP 27 4.1. C p đi n áp 27 4.2. Ngu n đi n 29 4.3. Sơ đ n i dây c a m ng đi n cao áp 29 4.4. Sơ đ n i dây c a m ng đi n h áp, m ng phân xư ng 31 4.5. Tr m bi n áp 33 Chương 5: TÍNH TỐN ðI N TRONG M NG ðI N ð A PHƯƠNG 47 5.1. T n th t cơng su t và đi n năng trên đư ng dây c a m ng đi n 47 5.1.1. ðư ng dây ch cĩ m t ph t i 47 5.1.2. ðư ng dây cung c p cho nhi u ph t i 47 5.1.3. T n th t cơng su t trên đư ng dây cĩ ph t i phân b đ u 49 5.1.4. T n th t đi n năng trên đư ng dây 49 5.1.5. T n th t đi n năng và cơng su t trong máy bi n áp 50 5.2. T n th t đi n áp trong m ng đi n đ a phương 52 5.2.1 Xác đ nh t n th t đi n áp trên đư ng dây c a m ng đi n đ a phương. 53 5.2.2. Xác đ nh t n th t đi n áp trên đư ng dây cĩ ph t i phân b đ u 55 5.2.3. T n th t đi n áp trên đư ng dây cĩ dây trung tính 57 5.2.4. Xác đ nh t n th t đi n áp trong m ng đi n đ a phương kín 59 5.2.5. ði u ch nh đi n áp trong lư i phân ph i 64 1
- Chương 6: L A CH N TI T DI N DÂY D N TRONG M NG ðI N ð A PHƯƠNG 72 6.1. Khái ni m chung 72 6.2. L a ch n ti t di n dây trên khơng và cáp theo đi u ki n phát nĩng 72 6.3. L a ch n ti t di n dây và cáp theo đi u ki n t n th t đi n áp cho phép 74 6.4. L a ch n ti t di n dây theo đi u ki n phí t n kim lo i màu ít nh t 76 6.5. L a ch n ti t di n dây theo m t đ dịng đi n kinh t 81 6.6. L a ch n ti t di n dây trong m ng kín 84 Chương 7: L A CH N THI T B ðI N 89 7.1. Khái ni m chung 89 7.2.Tính tốn ng n m ch trong h th ng cung c p đi n 89 7.3. L a ch n thi t b và các tham s theo đi u ki n làm vi c lâu dài 93 7.4. Ki m tra các thi t b đi n 94 7.5. L a ch n máy c t đi n 96 7.6. Ch n và ki m tra máy c t ph t i 97 7.7. Ch n và ki m tra dao cách ly 97 7.8. Ch n và ki m tra c u chì 97 7.9. L a ch n và ki m tra s cách đi n 99 7.10. Ch n và ki m tra máy bi n dịng BI 100 7.11. Ch n và ki m tra máy bi n đi n áp BU 101 7.12. L a ch n thanh d n đi n 102 7.12. L a ch n và ki m tra thi t b cĩ đi n áp đ n 1000V 103 Chương 8: TI T KI M ðI N NĂNG 103 8.1. Nh ng v n đ chung 106 8.2. M t s bi n pháp bù 122 Chương 9: N I ð T VÀ CH NG SÉT 122 9.1. Khái ni m v n i đ t 116 9.2. Cách th c hi n và tính tốn trang b n i đ t 118 TÀI LI U THAM KH O 131 2
- L I NĨI ð U Tài li u này là bài gi ng c a tác gi mơn h c “ H th ng cung c p đi n ” cho sinh viên ngành ði n k thu t. Tài li u g m 9 chương: Chương 1: Nh ng v n đ chung v h th ng cung c p đi n Chương 2: Ph t i đi n Chương 3: Tính tốn kinh t k thu t trong thi t k cung c p đi n Chương 4: Sơ đ cung c p đi n và tr m bi n áp Chương 5: Tính tốn đi n trong m ng đi n đ a phương Chương 6: L a ch n ti t di n dây d n trong m ng đi n đ a phương Chương 7: L a ch n thi t b đi n Chương 8: Ti t ki m đi n năng Chương 9: N i đ t và ch ng sét M c đích c a tác gi khi vi t tài li u này ch đơn gi n là mong mu n cung c p cho các b n sinh viên đang theo h c ngành ði n k thu t, thêm m t tài li u b tr cho vi c h c k , hi u bài gi ng cũng như h tr vi c t h c c a sinh viên và cho các b n đ c quan tâm đ n v n đ này. Do h n ch v th i lư ng dành cho mơn h c này, n i dung c a nĩ cĩ th chưa thõa mãn yêu c u c a đ c gi . Tài li u đư c hồn thành nh s c vũ, khuy n khích và t o đi u ki n thu n l i c a các đ ng nghi p trong B mơn K thu t đi n, khoa K thu t & Cơng ngh , Trư ng ð i h c Qui Nhơn, nơi tác gi đang cơng tác. Tác gi xin đư c g i l i c m ơn chân thành. M c dù đã r t n l c, song ch c khơng th khơng cĩ thi u sĩt. Do đĩ tác gi hoan nghênh m i ý ki n gĩp ý s a đ i, b sung thêm c a b n đ c đ hồn thi n tài li u. Thư gĩp ý xin g i v : Trư ng ð i h c Qui Nhơn Khoa K thu t & Cơng ngh , B mơn K thu t đi n tantmqn@gmail.com 3
- Chương 1 NH NG V N ð CHUNG V H TH NG CUNG C P ðI N 1.1. Khái ni m v h th ng đi n H th ng đi n bao g m các nhà máy đi n, tr m bi n áp, các đư ng dây t i đi n và các thi t b khác (như thi t b đi u khi n, t bù, thi t b b o v ) đư c n i li n v i nhau thành h th ng làm nhi m v s n xu t, truy n t i, phân ph i và cung c p đi n năng đ n t n các h dùng đi n, hình 1.1. Hình 1.1 H th ng cung c p đi n ch bao g m các khâu phân ph i; truy n t i và cung c p đi n năng đ n các h tiêu th đi n. ð c đi m c a quá trình s n xu t và phân ph i đi n năng: + Khác v i h u h t các s n ph m, đi n năng đư c s n xu t ra, nĩi chung khơng tích tr đư c (tr vài trư ng h p đ c bi t v i cơng su t nh như pin, ac qui ).T i m i th i đi m luơn luơn ph i đ m b o cân b ng gi a lư ng đi n năng s n xu t ra và tiêu th cĩ k đ n t n th t trong khâu truy n t i. ði u này c n ph i đư c quán tri t trong khâu thi t k , qui ho ch, v n hành và đi u đ h th ng đi n, nh m gi v ng ch t lư ng đi n (u và f). + Các quá trình v đi n x y ra r t nhanh.Ch ng h n sĩng đi n t lan tuy n trong dây d n v i t c đ r t l n x p s t c đ ánh sáng 30.000.000 km/s (quá trình ng n m ch, sĩng sét lan truy n lan truy n). ðĩng c t c a các thi t b b o v vv đ u ph i x y ra trong vịng nh hơn 1/10 giây → c n thi t đ thi t k , hi u ch nh các thi t b b o v . + Cơng nghi p đi n l c cĩ quan h ch t ch đ n nhi u ngành kinh t qu c dân (luy n kim, hố ch t, khai thác m , cơ khí, cơng nghi p d t ). → là m t trong nh ng đ ng l c tăng năng su t lao đ ng t o nên s phát tri n nh p nhàng trong c u trúc kinh t . Quán tri t đ c đi m này s xây d ng nh ng quy t đ nh h p lý trong m c đ đi n khí hố đ i v i các ngành kinh t ; các vùng lãnh th khác nhau; m c đ xây d ng ngu n đi n, m ng lư i truy n t i, phân ph i → nh m đáp ng s phát tri n cân đ i, tránh đư c nh ng thi t h i kinh t qu c dân do ph i h n ch nhu c u c a các h dùng đi n. 4
- ð nghiên c u, qui ho ch phát tri n h th ng đi n cũng như đ qu n lý, v n hành, h th ng đi n đư c phân chia thành các h th ng tương đ i đ c l p v i nhau: + V m t qu n lý: • Các nhà máy đi n do các nhà máy đi n t qu n lý. • Lư i đi n h th ng cao áp và siêu cao áp ( ≥ 220kV) và tr m khu v c do các cơng ty truy n t i qu n lý. • Lư i truy n t i và phân ph i do các cơng ty lư i đi n qu n lý, dư i nĩ là các s đi n. + V m t qui ho ch: • Ngu n đi n, lư i h th ng, các tr m khu v c đư c qui ho ch trong t ng sơ đ . • Lư i truy n t i và phân ph i đư c qui ho ch riêng. + V m t đi u đ : • ði u đ trung ương: G m 2 b ph n → B ph n ch huy v n hành làm nhi m v theo dõi và đi u khi n tr c ti p ho t đ ng c a h th ng đi n, ch huy các đi u đ c p dư i th c hi n chương trình ho t đ ng đã đ nh trư c. Khi x y ra các tình hu ng b t thư ng thì th c hi n các bi n pháp kh c ph c nh m gi v ng ch đ . → B ph n phương th c làm nhi m v chu n b trư c ch đ v n hành th a mãn các yêu c u an tồn, ch t lư ng ph c v và hi u qu kinh t . • ði u đ đ a phương. ði u đ các nhà máy đi n, đi u đ các tr m khu v c, đi u đ các cơng ty đi n. • ði u đ các s đi n: ði u khi n vi c phân ph i đi n nh n t các tr m bi n áp do c p trên qu n lý, t i qua lư i cao th , các tr m bi n áp trung gian, lư i đi n phân ph i trung, h áp đ n các h dùng đi n. + V m t nghiên c u, tính tốn: • Lư i h th ng: bao g m các đư ng dây t i đi n và tr m bi n áp khu v c. • Lư i truy n t i (35, 110, 220 kV). • Lư i phân ph i trung áp (6, 10, 15, 22, 35 kV). • Lư i phân ph i h áp (0,4/0,22 kV). N i dung c a mơn h c: Nghiên c u thi t k , tính tốn, v n hành lư i đi n trung và h áp. 1.2. Nh ng yêu c u đ i v i phương án cung c p đi n ð tin c y cung c p đi n : đ m b o liên t c cung c p đi n tùy thu c vào tính ch t c a h dùng đi n. + H lo i 1: là nh ng h r t quan tr ng khơng đư c đ m t đi n. N u m t đi n s d n đ n m t an ninh chính tr , tr t t xã h i (sân bay, khu quân s , đ i s quán ); làm 5
- thi t h i l n đ n n n kinh t qu c dân (khu cơng nghi p, khu ch xu t ); làm nguy h i đ n tính m ng c a con ngư i. ð i v i h lo i 1, ph i đư c cung c p ít nh t t 2 ngu n đi n đ c l p ho c ph i cĩ ngu n d phịng nĩng. + H lo i 2: bao g m các xí nghi p ch t o hàng tiêu dùng và thương m i d ch v . N u m t đi n gây hư h ng máy mĩc, ph ph m, ng ng tr s n xu t. Cung c p đi n lo i 2 thư ng cĩ thêm ngu n d phịng. Nhưng c n ph i so sánh gi a v n đ u tư cho ngu n d phịng và hi u qu kinh t đưa l i do khơng b ng ng cung c p đi n. + H lo i 3: là nh ng h khơng quan tr ng cho phép m t đi n t m th i khi c n thi t (ánh sáng sinh ho t đơ th , nơng thơn). Nhưng m t đi n khơng quá m t ngày đêm. Thơng thư ng, h lo i 3 đư c cung c p đi n t m t ngu n. Ch t lư ng đi n năng : g m cĩ ch t lư ng đi n áp và ch t lư ng t n s . + Ch t lư ng t n s : đư c đánh giá b ng f − f • ð l ch t n s so v i t n s đ nh m c: f = đm .100 % (1.1) fđm • ð dao đ ng t n s : ð c trưng b i đ l ch gi a giá tr l n nh t và nh nh t c a t n s khi t n s bi n thiên nhanh v i t c đ l n hơn 1%/s. Theo GOCT 13109 87 c a Nga thì đ l ch t n s cho phép là ±0,2 Hz v i xác xu t 95% (22,8h/ngày), đ l ch t i đa cho phép ±0,4 Hz trong m i th i gian và trong m i ch đ s c cho phép đ l ch đ n ±0,5 Hz. ð dao đ ng t n s khơng vư t quá 0,2 Hz. Theo tiêu chu n Singapor: đ l ch t n s cho phép là 1%, t c ±0,5 Hz + Ch t lư ng đi n áp U −U • ð l ch đi n áp so v i đi n áp đ nh m c δU = đm .100 % (1.2) U đm U là đi n áp th c t trên c c c a thi t b dùng đi n. ði u ki n: δU ≤ δU ≤ δU+ δU , δU+ là gi i h n trên và dư i c a đ l ch đi n áp. ð l ch đi n áp cho phép đư c qui đ nh ( ch đ làm vi c bình thư ng). M ng đ ng l c: ± 5% M ng chi u sáng: ± 2,5% Trư ng h p kh i đ ng đ ng cơ ho c m ng đi n đang trong tình tr ng s c thì đ l ch đi n áp cho phép cĩ th t i 10% ÷ 20%. • ð dao đ ng đi n áp: s bi n thiên nhanh c a đi n áp U −U U = max min .100 % (1.3) U đm 6
- T c đ bi n thiên t U max đ n U min khơng nh hơn 1%/s. • ð khơng đ i x ng: Ph t i các pha khơng đ i x ng d n đ n đi n áp các pha khơng đ i x ng, s khơng đ i x ng này đư c đ c trưng b i thành ph n th t ngh ch c a đi n áp. ði n áp khơng đ i x ng làm gi m hi u qu cơng tác và tu i th c a thi t b dùng đi n, gi m kh năng t i c a lư i đi n và tăng t n th t đi n năng. • ð khơng sin: Các thi t b dùng đi n cĩ đ c tính phi tuy n như máy bi n áp khơng t i, b ch nh lưu, tiristor làm bi n d ng đư ng đ th đi n áp, khi n nĩ khơng cịn là hình sin n a. Xu t hi n các sĩng hài b c cao, gĩp ph n làm gi m đi n áp, làm tăng t n th t s t t trong đ ng cơ, t n th t đi n mơi trong cách đi n, tăng t n th t trong lư i đi n và thi t b dùng đi n Ch t lư ng đi n áp đư c đ m b o nh các bi n pháp đi u ch nh đi n áp trong lư i đi n truy n t i và phân ph i. Các bi n pháp này ch n l a trong qui ho ch và thi t k lư i đi n và đư c hồn thi n thư ng xuyên trong v n hành. An tồn H th ng cung c p đi n ph i đư c v n hành an tồn đ i v i ngư i và thi t b . Mu n v y, ngư i thi t k ph i ch n sơ đ cung c p đi n h p lý, các thi t b đi n ph i đư c ch n đúng ch ng lo i, đúng cơng su t. Cơng tác xây d ng, l p đ t ph i đúng qui ph m. Cơng tác v n hành qu n lý cĩ vai trị đ c bi t quan tr ng. Ngư i s d ng ph i tuy t đ i ch p hành nh ng qui đ nh v an tồn s d ng đi n. Kinh t Khi đánh giá so sánh các phương án cung c p đi n, ch tiêu kinh t ch đư c xét đ n khi các ch tiêu k thu t nêu trên đã đư c đ m b o. Ch tiêu kinh t đư c đánh giá qua: t ng s v n đ u tư, chi phí v n hành và th i gian thu h i v n đ u tư. Vi c đánh giá ch tiêu kinh t ph i thơng qua tính tốn và so sánh các phương án đ đưa ra đư c phương án t i ưu. 1.3. M t s ký hi u thư ng dùng 1. Máy phát đi n ho c 2. T đ ng l c nhà máy đi n 3. ð ng cơ đi n 4. Kh i đ ng t 5. Máy bi n áp 2 cu n 6. ðèn s i đ t dây 7. Máy bi n áp 3 cu n 8. ðèn huỳnh quang dây 7
- 9. Máy bi n áp đi u 10. Cơng t c đi n ch nh dư i t i 11. Kháng đi n 12. c m đi n 13. Máy bi n dịng đi n 14. Dây d n đi n 15. Máy c t đi n 16. Dây cáp đi n 17. C u chì 18. Thanh d n (thanh cái) 19. Aptomat 20. Dây d n m ng 2 dây 21. C u dao cách ly 22. Dây d n m ng đ ng l c m t chi u 23. Máy c t ph t i 24. Ch ng sét ng 25. T đi n bù 26. Ch ng sét van 27. T chi u sáng 28. C u chì t rơi 29. T phân ph i 8
- Chương 2 PH T I ðI N 2.1. Ph t i đi n Bao g m t t c các thi t b đi n thu nh n năng lư ng t lư i đ chuy n hĩa thành các d ng năng lư ng khác như cơ năng, nhi t năng, quang năng 2.2. ð th ph t i Quá trình s n xu t và tiêu th đi n năng x y ra đ ng th i, ph t i luơn bi n đ ng theo th i gian. ðư ng bi u di n qui lu t bi n đ i c a ph t i theo th i gian g i là đ th ph t i. Phân lo i: cĩ nhi u cách phân lo i + Theo cơng su t: ð th ph t i cơng su t tác d ng P = f(t). ð th ph t i cơng su t ph n kháng Q = f(t). ð th ph t i cơng su t tồn ph n S = f(t). + Theo th i gian: ð th ph t i hàng ngày. ð th ph t i hàng tháng. ð th ph t i năm. Các lo i đ th ph t i thư ng dùng + ð th ph t i hàng ngày : thư ng đư c xét v i chu kỳ th i gian là m t ngày đêm (24gi ) và cĩ th xác đ nh theo 3 cách: B ng d ng c đo t đ ng ghi l i, hình 2.1a. Do nhân viên tr c ghi l i sau nh ng gi nh t đ nh, hình 2.1b. Bi u di n theo b c thang, ghi l i giá tri trung bình trong nh ng kho ng nh t đ nh, hình 2.1c. Hình 2.1a Hình 2.1b Hình 2.1c ð th ph t i hàng ngày cho ta bi t tình tr ng làm vi c c a thi t b đ t đĩ s p x p l i qui trình v n hành h p lý nh t, nĩ cịn làm căn c đ tính ch n thi t b , tính đi n năng tiêu th . Các thơng s đ c trưng c a đ thi ph t i. Ph t i c c đ i P max ; Q max H sơ cơng su t c c đ i cos ϕmax , tương ng v i tg ϕmax = Q max /P max. 9
- ði n năng tác d ng và ph n kháng ngày đêm: A [kWh], Ar [kVArh]. H s cơng su t trung bình cos ϕtb , tương ng v i tg ϕtb = Ar/A. H s đi n kín đ th ph t i: A Ar kđk = , kđkr = (2.1) 24.Pmax 24.Qmax + ð th ph t i hàng tháng : ðư c xây d ng theo ph t i trung bình hàng tháng Hình 2.2 ð th ph t i hàng tháng cho ta bi t đư c nh p đ làm vi c c a h tiêu th , t đĩ đ nh ra l ch v n hành s a ch a các thi t b đi n m t cách h p lý, đáp ng đư c yêu c u s n xu t. Ví d : Hình 2.2, kho ng tháng 4, 5 ph t i là nh nh t nên ti n hành s a ch a v a và l n các thi t b đi n, cịn nh ng tháng cu i năm ch s a ch a nh và thay các thi t b . + ð th ph t i hàng năm : Căn c vào đ th ph t i đi n hình c a m t ngày mùa hè và m t ngày mùa đơng chúng ta cĩ th v đư c đ th ph t i hàng năm. Hình 2.3 G i n 1 là s ngày mùa đơng trong năm n2 là s ngày mùa hè trong năm Ti = (t 1’+t 1”).n 1 + t 2’.n 2 Các thơng s đ c trưng đ th ph t i năm : 10
- ði n năng tác d ng và ph n kháng tiêu th trong m t năm làm vi c: A[kWh/năm], Ar[kVArh/năm]. A Ar Th i gian s d ng cơng su t c c đ i : Tmax = , Tmax r = (2.2) Pmax Qmax H s cơng su t trung bình cos ϕtb , tương ng v i tg ϕtb = Ar/A. H s đi n kín đ th ph t i: A Tmax Ar Tmax r kđk = = , kđkr = = (2.3) 8760.Pmax 8760 8760.Qmax 8760 Khái ni m v T max và τ Hình 2.4 + Th i gian s d ng cơng su t c c đ i (T max ): N u gi thi t r ng ta luơn luơn s d ng cơng su t c c đ i thì th i gian c n thi t T max đ cho ph t i đĩ tiêu th đư c lư ng đi n năng do ph t i th c t (bi n thiên) tiêu th trong m t năm làm vi c. Tmax ng v i m i xí nghi p khác nhau s cĩ giá tr khác nhau VD. ð i v i xí nghi p 1 ca/ngày: T max = 1500 ÷ 2200h/năm. ð i v i xí nghi p 2 ca/ngày: T max = 3000 ÷ 4000h/năm. ð i v i xí nghi p 3 ca/ngày: T max = 5000 ÷ 7000h/năm. Tmax l n, đ th ph t i càng b ng ph ng Tmax nh , đ th ph t i ít b ng ph ng hơn 8760 ∫ P(t)dt A 0 Th i gian s d ng cơng su t c c đ i năm: Tmax = = Pmax Pmax + Th i gian ch u t n th t cơng su t l n nh t ( τ): Gi thi t ta luơn luơn v n hành v i t n th t cơng su t l n nh t thì th i gian c n thi t τ đ gây ra đư c lư ng đi n năng t n th t b ng lư ng đi n năng t n th t do ph t i th c t gây ra trong m t năm làm vi c. τ và T max thư ng khơng bao gi b ng nhau, tuy nhiên chúng l i cĩ quan h r t g n bĩ, nhưng l i khơng t l tuy n tính vì P khơng ch xu t hi n lúc cĩ t i, mà ngay c lúc khơng t i cũng v n cĩ t n th t → ngư i ta xây d ng quan h τ theo T max và cos ϕ theo đư ng cong ho c cũng cĩ th tính τ b ng cơng th c Kêzovit sau: 11
- −4 2 τ = ,0( 124 + Tmax.10 .) 8760 (2.4) Ch đ làm vi c c a ph t i: 3 ch đ + Ch đ dài h n : Ch đ trong đĩ nhi t đ c a thi t b tăng đ n giá tr xác l p và là h ng s khơng ph thu c vào s bi n đ i c a cơng su t trong kho ng th i gian b ng 3 l n h ng s th i gian phát nĩng c a cu n dây. Ph t i cĩ th làm vi c v i đ th b ng ph ng v i cơng su t khơng đ i trong th i gian làm vi c ho c đ th ph t i khơng thay đ i trong th i gian làm vi c. + Ch đ làm vi c ng n h n : Ch đ trong đĩ nhi t đ c a thi t b tăng đ n giá tr nào đĩ trong th i gian làm vi c, r i l i gi m xu ng b ng nhi t đ mơi trư ng xung quanh trong th i gian ngh . + Ch đ ng n h n l p l i : Ch đ trong đĩ nhi t đ c a thi t b tăng lên trong th i gian làm vi c nhưng chưa đ t giá tr cho phép và l i gi m xu ng trong th i gian ngh , nhưng chưa gi m xu ng nhi t đ c a mơi trư ng xung quanh. Ví d : Các đ ng cơ c u tr c, máy bi n áp hàn t t ð c trưng b ng h s ti p đi n ε % = d .100 = d .100 (2.5) t0 + td Tc td th i gian đĩng đi n c a thi t b t0 th i gian ngh Tc là m t chu kỳ cơng tác và ph i nh hơn 10 phút Qui đ i ph t i: + Thi t b ch đ ng n h n l p l i, khi tính ph t i tính tốn ph i qui đ i v ch đ làm vi c dài h n (t c là qui v ch đ làm vi c cĩ h s ti p đi n tương đ i). ð ng cơ: Pđm ’ = Pđm. ε đm (2.6) Máy bi n áp: P đm ’ = Sđm.cosϕ. ε đm (2.7) Trong đĩ: P đm ’ cơng su t đ nh m c đã qui đ i Pđm , S đm , cos ϕ, εđm – các tham s đ nh m c lý l ch máy c a thi t b . + Qui đ i ph t i m t pha v 3 pha Vì t t c các thi t b cung c p đi n t ngu n đ n các đư ng dây truy n t i đ u là thi t b ba pha, các thi t b dùng đi n l i cĩ c thi t b 1 pha (thư ng cơng su t nh ). Các thi t b này cĩ th đ u vào đi n áp pha ho c đi n áp dây. Khi tính ph t i c n ph i đư c qui đ i v 3 pha. Khi cĩ thi t b n i vào đi n áp pha thì cơng su t tương đương sang 3 pha Pđm tđ = 3.P đm fa (2.8) Pđm tđ – cơng su t đ nh m c tương đương (sang 3 pha) Pđm fa – cơng su t đ nh m c c a ph t i m t pha Khi cĩ thi t b 1 pha n i vào đi n áp dây 12
- Pđm tđ = 3 .P đm fa (2.9) Pđm tđ – cơng su t đ nh m c tương đương (sang 3 pha) Pđm fa – cơng su t đ nh m c c a ph t i m t pha Khi cĩ nhi u ph t i 1 pha n i vào nhi u đi n áp dây và pha khác nhau Pđm tđ = 3 .P đm fa max (2.10) ð tính tốn cho trư ng h p này, trư c tiên ph i qui đ i các thi t b 1 pha đ u vào đi n áp dây v thi t b đ u vào đi n áp pha. Sau đĩ s xác đ nh đư c cơng su t c c đ i c a m t pha nào đĩ. 2.3. Các đ i lư ng v t lý cơ b n c a ph t i đi n Cơng su t đ nh m c (P đm ) : ðư c xem là m t đ i lư ng dùng đ tính ph t i đi n (ghi s n trong lý l ch máy). Hình 2.5 ðơn v c a cơng su t đ nh m c thư ng là kW. V i m t đ ng cơ đi n P đm chính là cơng su t cơ trên tr c cơ c a nĩ, nhưng v thi t k cung c p đi n ta quan tâm đ n cơng Pđm su t đ u vào (cơng su t đ t) : Pđ = (2.11) ηđm ηđm – hi u su t đ nh m c c a đ ng cơ thư ng l y 0,8 ÷ 0,95, nên đ cho tính tốn đư c đơn gi n, ngư i ta cĩ th l y P đ = P đm. Ph t i trung bình (P tb ): là m t đ c trưng tĩnh c a ph t i trong m t kho ng th i gian nào đĩ T T P(t).dt Q(t).dt ∫ P ∫ Q P = 0 = ; Q = 0 = (2.12) tb T T tb T T Trong đĩ P, Q – đi n năng tiêu th trong th i gian kh o sát, kW, kVAr P(t), Q(t) – đ th ph t i th c t T – th i gian kh o sát, h Ph t i trung bình cĩ th dùng đ đánh giá đư c m c đ s d ng thi t b ; xác đ nh ph t i tính tốn; tính t n hao đi n năng. Ph t i c c đ i: chia làm 2 nhĩm + Ph t i c c đ i (P max ): là ph t i trung bình l n nh t tính trong kho ng th i gian tương đ i ng n (5, 10 ho c 30 phút) ng v i ca làm vi c cĩ ph t i l n nh t trong ngày. 13
- Pmax dùng đ tính t n th t cơng su t l n nh t, đ ch n các thi t b đi n, ch n dây d n và dây cáp theo đi u ki n m t đ dịng đi n kinh t + Ph t i đ nh nh n (P đn ): là ph t i c c đ i xu t hi n trong kho ng th i gian r t ng n (1 ÷2s), nĩ thư ng xu t hi n khi kh i đ ng c a đ ng cơ. Pđn dùng đ ki m tra dao đ ng đi n áp, đi u ki n t kh i đ ng c a đ ng cơ, ki m tra đi u ki n làm vi c c a c u chì, tính dịng đi n kh i đ ng c a rơle b o v Ph t i tính tốn (P tt ): là thơng s quan tr ng trong thi t k cung c p đi n. P tt là ph t i gi thi t lâu dài khơng đ i tương đương v i ph t i th c t (bi n đ i) v m t hi u ng nhi t l n nh t. Ptb ≤ P tt ≤ P max H s s d ng (k sd ): là t s gi a ph t i tác d ng trung bình v i cơng su t đ nh m c c a thi t b . ptb ð i v i m t thi t b ksd = (2.13) pđm n ∑ ptbi Ptb 1 ð i v i m t nhĩm thi t b ksd = = n (2.14) Pđm ∑ pđmi 1 ksd nĩi lên m c đ s d ng, m c đ khai thác cơng su t c a thi t b đi n trong m t chu kỳ làm vi c. H s ph t i (k pt ): là t s gi a cơng su t th c t v i cơng su t đ nh m c c a thi t b Pthuc k pt = (2.15) Pđm kpt nĩi lên m c đ s d ng, m c đ khai thác c a thi t b đi n trong th i gian đang xét. H s c c đ i (k max ): là t s gi a ph t i tính tốn và ph t i trung bình trong kho ng th i gian đang xét Ptt kmax = (2.16) Ptb kmax thư ng đư c tính ng v i ca làm vi c cĩ ph t i l n nh t Mu n tìm k max ho c tra b ng ho c d a vào đư ng cong k max = f (n hi uqu , k sd ). 14
- Hình 2.6 H s nhu c u (k nc ): là t s gi a ph t i tính tốn và cơng su t đ nh m c Ptt Ptt .Ptb knc = = = kmax.ksd (2.17) Pđm Pđm.Ptb Trong th c t k nc thư ng do kinh nghi m v n hành mà t ng k t l i S thi t b hi u qu (n hq ): là s thi t b gi thi t cĩ cùng cơng su t và ch đ làm vi c 2 n ∑ Pđmi 1 nhq = n (2.18) 2 ∑(Pđmi ) 1 Khi s thi t b dùng đi n trong nhĩm n > 5, tìm n hq theo b ng ho c đư ng cong cho trư c. Trình t tính như sau: n P n = 1 , P = 1 * n * P Trong đĩ: n s thi t b trong nhĩm n1 s thi t b cĩ cơng su t khơng nh hơn m t n a cơng su t c a thi t b cĩ cơng su t l n nh t. P và P 1 t ng cơng su t ng v i n và n 1 thi t b T n * và P * tra đư ng cong hình 2.7, tìm n hq* và tìm đư c n hq = n hq* .n 15
- Hình 2.7 2.4. Các phương pháp tính ph t i tính tốn Cĩ nhi u phương pháp đ xác đ nh ph t i tính tốn (PTTT) nhưng chưa cĩ phương pháp nào là v a cho k t qu chính xác l i v a cĩ cách tính đơn gi n. Vì v y tuỳ theo giai đo n thi t k , tuỳ theo yêu c u c th mà ch n phương phap thi t k cho thích h p. 2.4.1 . Phương pháp xác đ nh ph t i tính tốn theo cơng su t đ t và h s k nc n n P tt = k nc . ∑ Pđi ≈knc .∑ Pđmi (2.19) 1 1 Trong đĩ: k nc là h s nhu c u c a thi t b , tra trong s tay k thu t P đi , P đmi cơng su t đ t và cơng su t đ nh m c c a thi t b th i, kW n – s thi t b trong nhúm Q tt = P tt .tg ϕ P S = P 2 + Q 2 = tt tt tt tt cosϕ N u h s cơng su t c a các thi t b trong nhĩm khơng gi ng nhau thì ph i tính n ∑ Pi cosϕi 1 cos ϕtb : cos ϕtb = n (2.20) ∑ Pi 1 Ưu đi m c a phương pháp này là đơn gi n, ti n l i nên đư c ng d ng r ng rãi Như c đi m c a phương pháp này là kém chính xác, b i vì k nc đư c tra trong tài li u k thu t, nĩ khơng ph thu c vào ch đ v n hành và s thi t b trong nhĩm máy. Do đĩ n u ch đ v n hành và s thi t b trong nhĩm thay đ i nhi u thì k t qu tính theo h s nhu c u s kém chính xác. 2.4.2. Phương pháp xác đ nh ph t i tính tốn theo su t tiêu hao đi n năng cho m t đơn v s n ph m a0 M Ptt = (2.21) Tmax Trong đĩ : 16
- a0 su t tiêu hao đi n năng cho m t đơn v s n ph m, kWh/đvsp. M s s n ph m s n xu t ra trong m t năm. Tmax th i gian s d ng cơng su t c c đ i. N u M là s s n ph m s n xu t ra trong ca mang t i l n nh t thì T max = 8h ðây là phương pháp hay đư c dùng đ xác đ nh ph t i tính tốn c a các nhà máy xí nghi p cĩ ch ng lo i s n ph m ít, s n xu t tương đ i n đ nh. Ví d như các nhà máy d t, nhà máy s i, các tr m bơm, tr m nén khí 2.4.3 . Phương pháp xác đ nh ph t i tính tốn theo su t ph t i trên m t đơn v di n tích s n xu t P tt = P 0 .F (2.22) 2 Trong đĩ: P 0 su t ph t i cho m t đơn v di n tích s n xu t, kW/m . F di n tích s n xu t, m 2. Phương pháp hay dùng đ xác đ nh ph t i tính tốn c a các nhà máy xí nghi p cĩ phân b ph t i tương đ i đ u như là các nhà máy s i, may, d t xác đ nh ph t i tính tốn c a các cơng trình dân d ng như trư ng h c, nhà , cơng s , b nh vi n r t hay đư c dùng đ xác đ nh ph t i tính tốn chi u sáng. 2.4.4 . Phương pháp xác đ nh ph t i tính tốn theo h s c c đ i k max và cơng su t trung bình P tb (cịn g i là phương pháp s thi t b hi u qu n hq ) Ptt = k max Ptb = k max .k sd .P dm (2.23) Trong đĩ: P đm cơng su t đ nh m c. k sd , k max – h s s d ng và h s c c đ i. Chú ý: n N u n ≤ 3 và n hq 3 và n hq 300 và k sd 300 và k sd ≥ 0,5 thì Ptt = 1,05.k sd .P đm (2.25) ð i v i các thi t b cĩ đ th ph t i b ng ph ng (máy bơm, qu t nén khí ): Ptt = P tb = k sd .P đm (2.26) ðây là phương pháp hay đư c dùng trong th c t đ xác đ nh ph t i tính tốn cho các xí nghi p cơng nghi p b i nĩ khơng quá ph c t p mà l i tính đ n c cơng su t, ch 17
- đ làm vi c (thơng qua h s k max ) c a các thi t b cĩ trong nhĩm, do v y k t qu tính tốn khá tin c y. Ví d : Xác đ nh ph t i tính tốn c a phân xư ng cơ khí v i các thơng s sau: Tên máy S lư ng Pđm (kW)/1 máy cos ϕ Máy ti n T630 4 10 0,7 Máy ti n C620 5 7 0,6 Máy ti n C616 4 4,5 0,65 Máy khoan đ ng 5 2,8 0,5 Máy khoan bàn 20 1 0,5 H s s d ng c a các máy trong phân xư ng k sd = 0,1 Gi i: n = 4 + 5 + 4 + 5 + 20 = 38 P = 4.10 + 5.7 + 4.4,5 + 5.2,8 + 20.1 = 127 kW n1 = 4 + 5 = 9 P1 = 4.10 + 5.7 = 75 kW n* = n 1/n = 9/38 = 0,23 P* = P 1/P = 75/127 = 0,59 T n * và P * tra đư ng cong → n hq* = 0,56 S thi t b hi u qu n = n hq* .n = 0,56.38 = 21,2 T n hq và k sd tra đư ng cong → k max = 1,82 38 Ptt = k max .k sd . ∑ Pđmi = 1,82.0,1.127 = 23,1 kW 1 38 ∑ Pi cosϕi 1 cos ϕtb = 38 = 0,61 → tg ϕtb = 1,299 ∑ Pi 1 Qtt = P tt .tg ϕtb = 23,1.1,299 = 30 kVAr 2 2 Stt = Ptt + Qtt = 37,86 kVA 2.4.5 . Xác đ nh ph t i chi u sáng Ph t i chi u sáng c a phân xư ng đư c xác đ nh theo cơng su t chi u sáng trên m t đơn v di n tích. P cs = P o .F px (2.27) Q cs = P cs .tg ϕ (2.28) 2 Trong đĩ : P o su t chi u sáng trên đơn v di n tích, W/m . 2 Fpx di n tích phân xư ng, m . 18
- Cơng su t ph n kháng chi u sáng Q cs ph thu c vào lo i đèn ta ch n: N u đèn s i đ t thì cos ϕ =1 và tg ϕ = 0. N u đèn huỳnh quang thì cos ϕ < 1 và tg ϕ ≠ 0. 2.4.6 . Xác đ nh ph t i tính tốn c a m t s ph t i đ c bi t Tính ph t i tính tốn cho thi t b đi n m t pha: Khi cĩ thi t b đi n m t pha trư c h t ph i phân b các thi t b đĩ lên 3 pha sao cho đ u nhau. N u t i đi m cung c p ph n cơng su t khơng cân b ng nh hơn 15% t ng cơng su t t i đi m đĩ thì các thi t b m t pha đư c xem như là thi t b 3 pha cĩ cơng su t tương đương. N u l n hơn 15% thì ph i qui đ i thi t b m t pha v ba pha + V i thi t b 1 pha n i vào đi n áp pha thì P tt(3 pha) = 3 P 1p(max) P1p(max) t ng cơng su t các thi t b m t pha c a pha cĩ ph t i l n nh t + V i thi t b 1 pha n i vào đi n áp dây thì P tt(3 pha) = 3 P1p + V a cĩ thi t b 1 pha n i vào đi n áp pha v a cĩ thi t b 1 pha n i vào đi n áp dây thì ta ph i qui đ i các thi t b n i vào đi n áp dây thành thi t b n i vào đi n áp pha, các h s qui đ i cho trong tài li u k thu t. Xác đ nh ph t i đ nh nh n + ð i v i m t thi t b : Iđn = I mm = k mm .I đm đ ng cơ (2.29) kmm h s m máy c a đ ng cơ + ð i v i m t nhĩm thi t b Iđn = I mm(max) + I tt k sd .I đm(max) (2.30) Imm(max) dịng đi n m máy l n nh t trong các đ ng cơ Itt dịng đi n tính tốn cho c nhĩm đ ng cơ Iđm(max) dịng đi n đ nh m c c a đ ng cơ nào cĩ I mm(max) Ví d : Tính dịng đi n đ nh nh n c a đư ng dây cung c p cho c u tr c như sau: ð ng cơ Pđm (kW) ε % cos ϕ Iđm (A) kmm Nâng hàng 12 15 0,76 27,5 5,5 Xe con 4 15 0,70 Xe l n 8 15 0,75 ði n áp U = 380/220 V, k sd = 0,1 Gi i: Imm(max) = k mm .I đm = 5,5.27,5 = 151 A Vì c u tr c làm vi c ch đ ng n h n l p l i nên ta ph i qui đ i sang ch đ dài h n 19
- 3 Ptt = ∑ Pđmi. ε đmi = (12 + 4 + 8). ,0 15 = 3,9 kW 1 3 Qtt = ∑ Pđmi.tgϕi ε đmi = (12 ,0. 85 + 1.4 + ,0.8 88). ,0 15 = 8,2 kVAr 1 2 2 Stt = Ptt + Qtt = 12 4, kVA S 12 4, I = tt = = 18 8, A tt .3 U ,0.3 38 Iđm(max) = I đm . ε đm = 27 .5, ,0 15 =10,6 A Iđn = I mm(max) + I tt – k sd .I đm(max) = 168,8 A 2.5. Ph t i tính tốn tồn xí nghi p Nguyên t c: P tt xí nghi p ph i đư c tính t các thi t b đi n ngu c tr v phía ngu n. Ph i k đ n t n th t trên đư ng dây và trong máy bi n áp. Ph t i tính tốn xí nghi p c n ph i k đ n d ki n phát tri n c a xí nghi p trong 5 ÷ 10 năm t i. ði m 1: đi m tr c ti p c p đi n đ n các thi t b dùng đi n, t i đây c n xác đ nh ch đ làm vi c c a t ng thi t b (các h s tính tốn k pt , ε%; k sd ; cos ϕ ). ði m 2: v i nhĩm thi t b làm vi c ch đ khác nhau ; Xác đ nh P tt b ng phuơng pháp s thi t b hi u qu . đi m này ta cĩ S 2 = P 2 + jQ 2. ði m 3: s b ng ph t i đi m 2 c ng thêm ph n t n th t đu ng dây h áp. S3 = S 2 + Sdd ði m 4: đi m t ng h áp c a các tr m bi n áp phân xu ng. T i đây ph t i tính tốn cĩ th tính b ng phuơng pháp h s nhu c u ho c t ng h p các ph t i t i các đi m 4. n n S4 = k dt ( ∑P3i + j ∑Q3i ) 1 1 kdt h s đ ng th i (xét t i s đ ng th i đ t giá tr c c đ i) cho th ch n trong kho ng t 0,85 đ n 1. ði m 5: S 5 = S 4 + SB2 ði m 6: S6 = S 5 + Sdd n n ði m 7: S 7 = k dt ( ∑P6i + j ∑Q6i ) 1 1 ði m 8: S 8 = S 7 + SB1 Chú ý: S 8 chưa ph i là ph t i c a xí nghi p. Vì khi tính ph t i xí nghi p cịn ph i k đ n s phát tri n c a xí nghi p (5 ÷ 10 năm) sau. SXN = S 8 + SXN 20
- ð xác đ nh đu c SXN ph i d báo tăng tru ng ph t i Hình 2.8 2.6. Bi u đ ph t i Vi c phân b h p lý các tr m bi n áp trong xí nghi p r t c n thi t cho vi c xây d ng 1 sơ đ cung c p đi n, nh m đ t đư c các ch tiêu kinh t – k thu t cao, đ m b o chi phí hàng năm là nh nh t. ð xác đ nh đư c v trí h p lý c a tr m bi n áp; tr m phân ph i trên t ng m t b ng, ngư i ta xây d ng bi u đ ph t i: Bi u đ ph t i: “là m t vịng trịn cĩ di n tích b ng ph t i tính tốn c a phân xư ng (PX) theo m t t l tuỳ ch n: S S = π.R2.m → R = i (2.31) i i i π.m Si ph t i tính tốn c a phân xư ng, kVA. m t l xích tuỳ ch n, kVA/cm 2 (mm 2) + M i phân xư ng cĩ m t bi u đ ph t i, tâm trùng v i tâm ph t i phân xư ng. G n đúng cĩ th l y b ng tâm hình h c c a phân xư ng . + Các tr m bi n áp phân xư ng ph i đ t đúng ho c g n tâm ph t i → gi m đ dài m ng và gi m t n th t. 21
- + Bi u đ ph t i cho ta bi t s phân b c a ph t i trong xí nghi p, cơ c u ph t i Hình 2.9 22
- Chương 3 PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN KINH T K THU T TRONG THI T K CUNG C P ðI N Các ch tiêu k thu t: Ch t lư ng đi n, đ tin c y, s thu n ti n trong v n hành, đ b n v ng c a cơng trình, kh i lư ng s a ch a đ nh kỳ và đ i tu, m c đ t đ ng hĩa, an tồn. Các ch tiêu kinh t cơ b n: V n đ u tư ban đ u và chi phí v n hành hàng năm. Ngồi ra cịn xét thêm: ðư ng l i phát tri n kinh t nĩi chung và phát tri n cơng nghi p, t c đ và qui mơ phát tri n, t ng s v n mà nhà nư c cĩ th đ u tư, tình hình cung c p v t tư và thi t b , trình đ thi cơng và v n hành, chính tr , qu c phịng 3.1. M c đích, yêu c u M c đích: ch n đư c phương án (PA) t t nh t v a đ m b o yêu c u k thu t l i h p lý v m t kinh t . Yêu c u: các phương án so sánh ph i đ m b o các yêu c u k thu t cơ b n (ch c n đ t đư c m t s yêu c u k thu t cơ b n mà thơi, vì ch ng th cĩ các phương án cùng hồn tồn gi ng nhau v k thu t) → sau đĩ ti n hành so sánh v kinh t . 3.2. Phương pháp tính tốn so sánh kinh t k thu t (trong ph n này khơng đ c p đ n v n đ k thu t c a các phương án n a) So sánh các phương án v m t kinh t là so sánh v hai m t ch y u như sau: 1. V n đ u tư K : bao g m v n đ u tư xây d ng đư ng dây t i đi n, tr m bi n áp (TBA), tr m đi u khi n 2. Chi phí v n hành hàng nămY A: bao g m kh u hao, tu s a, b o qu n, thay th thiét b , tr lương cho ngư i v n hành bao và phí t n v t n th t đi n năng. Thư ng t n t i mâu thu n sau: m t phương án cĩ K l n thư ng l i cĩ Y A nh và ngư c l i. Vì v y phương án t i ưu ph i là phương án cĩ chi phí tính tốn hàng năm Z bé nh t. Z = (a vh + a tc )K + Y A , đ ng/năm (3.1) avh h s v n hành (đư ng dây trên khơng a vh = 0,04 ; v i đư ng dây cáp và tr m bi n áp a vh = 0,1) atc h s thu h i v n tiêu chu n atc = 1/T tc ; T tc th i gian thu h i v n Tùy theo t ng nư c, t ng giai đo n phát tri n kinh t mà cĩ th l y T tc l n hay bé. N u v n càng ít thì th i gian này nên ch n ng n đ thu h i v n nhanh. Tiêu chu n c a Nga hi n nay là 8 năm, cịn nư c ta th i gian nay nên l y ng n hơn. Như v y, phương pháp tính theo th i h n thu h i v n đ u tư là so sánh s khác nhau v v n đ u tư (K 2 – K 1) v i s ti t ki m v phí t n v n hành hàng năm (Y 1 Y 2) bi u th c. 23
- K − K T = 2 1 (3.2) Y1 − Y2 Trong đĩ : K 1 và Y 1 là v n đ u tư và phí t n v n hành c a phương án 1 K2 và Y 2 là v n đ u tư và phí t n v n hành c a phương án 2 Th i gian thu h i v n đ u tư T (tính hàng năm) đư c so sánh v i T tc N u T = T tc thì các phương án v m t kinh t cĩ giá tr như nhau. N u T T tc thì phương án cĩ v n đ u tư nh và phí t n v n hành l n s là phương án kinh t . N u thay T b ng T tc thì bi u th c trên đư c vi t l i K2 − K1 (≥;=≤)Ttc Y1 − Y2 1 1 Hay Y1 + K1(≥;=;≤)Y2 + K2 (3.3) Ttc Ttc 1 G i Y + K là Z. Như v y phương án nào cĩ Z bé hơn là phương án kinh t hơn. Ttc Z g i là hàm chi phí tính tốn hàng năm. Chi phí v t n th t đi n năng hàng năm Y A = A.C C giá ti n 1 kWh đi n năng t n th t A đi n năng t n th t trong m t năm P2 + Q2 A = P.τ = .R.τ (3.4) ∑ U 2 τ th i gian t n th t cơng su t l n nh t (tra theo T max và cos ϕ) Như v y theo s li u tính tốn c a hàm Z, cĩ th so sánh đư c nhi u phương án v i nhau. N u các phương án cĩ Z chênh l ch nhau khơng quá 5% thì xem các phương án tương đương nhau v m t kinh t . Các trư ng h p riêng khi s d ng hàm Z: • Khi cĩ xét đ n đ tin c y cung c p đi n c a phương án thì hàm Z s cĩ d ng: Z = (a vh + a tc )K + Y A + H (3.5) Trong đĩ: H giá tr trung bình c a thi t h i kinh t hàng năm do m t đi n gây nên. Giá tr này bao g m các kho n sau: + Ti n hao h t s n ph m do m t đi n. 24
- + Ti n hư h ng s n ph m do m t đi n. + Ti n hư h ng thi t b s n xu t do m t đi n. + Thi t h i do m t đi n làm r i lo n quá trình cơng ngh . + Ti n tr lương cho cơng nhân khơng làm vi c trong th i gian m t đi n. • Khi cĩ xét t i y u t th i gian : Các phương án đư c đ u tư trong nhi u năm, mà khơng ph i trong vịng 1 năm. Khi đĩ chi phí tính tốn Z cĩ th vi t qui đ i v năm đ u tiên như sau: T −1 T T −t t −1 Z = atc ∑ Kt 1( + atc ) + ∑(Yt − Yt −1)(1+ atc ) (3.6) t =0 t =1 Trong đĩ: a tc cịn đư c g i là h s qui đ i đ nh m c chi phí các th i đi m khác nhau cĩ tính đ n đ ng v n trong cơng trình chưa hồn thành. T tồn b th i gian tính tốn [năm]. Kt v n đ u tư đ t vào năm th (t+1). Yt phí t n v n hành trong năm th t. V i gi thi t r ng Y 0 (năm th nh t chưa v n hành nên Y 0=0). 3.3. Tính tốn kinh t k thu t khi c i t o Bài tốn khi c i t o thu ng đ t ra là chúng ta đang đ ng gi a vi c quy t đ nh ch n xem cĩ nên đ i tu c i t o thi t b (thi t b l n như máy phát, đ ng cơ ), ho c thay th chúng b ng m t thi t b m i cĩ tính năng g n tương đương. ð gi i quy t v n đ trư c tiên chúng ta c n xét các y u t kinh t liên quan: + V n đ u tư cho thi t b m i, ho c s a ch a ph c h i thi t b cũ. + Ti n bán thi t b cũ khơng dùng đ n n a. + Phí t n v n hành c a c hai phương án. V i PA s d ng thi t b cũ: Zc = a tc . Kc + Y c (3.7) Trong đĩ: Kc chi phí đ u tư thi t b cũ. Y c phí t n v n hành hàng năm khi s d ng thi t b cũ (sau ph c h i). V i phương án thay thi t b m i: Zm = a tc .(K m –Kth ) + Y m (3.8) Km v n đ u tư mua thi t b m i đ thay th . Kth ti n thu h i do s d ng thi t b cũ vào vi c khác. Ym phí t n v n hành hàng năm đ i v i phương án dùng thi t b m i. T hai cơng th c trên ta cũng cĩ th tính đu c th i gian thu h i v n đ u tư khi dùng phương án thay m i thi t b . K − K − K T = m th c (3.9) Yc − Ym 25
- N u T T tc vi c quy t đ nh ch n phương án m i cịn ph thu c vào m c đ khác nhau gi a Z và vào nh ng ưu th k thu t c a thi t b m i. 26
- Chương 4 SƠ ð CUNG C P ðI N VÀ TR M BI N ÁP * Phương án cung c p đi n (CCð) đư c coi là h p lý n u : + ð m b o ch t lư ng đi n t c đ m b o t n s và đi n áp n m trong ph m vi cho phép. + ð m b o đ tin c y, tính liên t c CCð phù h p v i yêu c u c a ph t i. + Thu n ti n trong v n hành, l p ráp và s a ch a. + Cĩ ch tiêu kinh t , k thu t h p lý. * Phương án cung c p đi n bao g m nh ng v n đ chính như sau: 4.1. C p đi n áp Ch n c p đi n áp là nhi m v quan tr ng trong thi t k cung c p đi n, vì tr s đi n áp nh hư ng đ n các ch tiêu kinh t và k thu t như : V n đ u tư, t n th t đi n năng, phí t n kim lo i màu, chi phí v n hành N u tr s đi n áp đ nh m c cao, tăng kh năng truy n t i c a đư ng dây, làm gi m t n th t đi n áp và đi n năng, gi m phí t n kim lo i màu, song làm tăng giá thành cơng trình đư ng dây và các thi t b khác. L a ch n đi n áp t i ưu cho h th ng cung c p đi n (lư i phân ph i). Vi c l a ch n đi n áp cho m t xí nghi p cĩ ý nghĩa kinh t r t l n → ph i so sánh kinh t k thu t nhi u phương án. Trư c tiên đưa ra các phương án v đi n áp xí nghi p. Sau đĩ tính hàm chi phí tính tốn c a chúng. Ztt = (a vh + a tc ).K + C. A (4.1) Trong đĩ : K v n cho đư ng dây, thi t b đĩng c t, đo lu ng b o v , thi t b bù So sánh và tính ra Z min → phương án đư c ch n. V i cách làm như v y ta tìm đư c ngay c p đi n áp t i ưu n m trong d y đi n áp tiêu chu n. + Ngồi ra trong th c t nhi u khi c n bi t đư c đi n áp t i ưu ngồi d y qui chu n (trư ng h p làm qui ho ch đ nh hư ng phát tri n). + ði n áp này cĩ th xác đ nh đư c b ng cách xây d ng hàm liên t c c a chi phí tính tốn theo đi n áp. Ztt = f(U) ∂Ztt T đĩ = 0 → U t iưu (Z min ) ∂U Trong th c t khơng th thi t l p Z tt m t cách tr c ti p đư c b i vì d y đi n áp tiêu chu n là r i r c, hơn n a ch nh ng c p đi n áp đĩ m i tìm đư c hàm Z (vì nĩ liên quan đ n giá thi t b ). Như v y ch cĩ m t s đi m r i r c c a hàm Z tt = f(U). Trên cơ s đĩ ta dùng phương pháp g n đúng xây d ng hàm chi phí tính tốn theo đi n áp Z tt = P n(U) sao cho hàm này g n đúng nh t v i Z tt = f(U). Sau đĩ m i bài tốn 27
- đ u th c hi n trên Z tt = P n(U) mà ta coi chính là Z tt = f(U) v i m t sai s nào đĩ. Vi c tìm ra Z tt = P n(U) thư ng s d ng phương pháp n i suy. Dùng phương pháp n i suy xây d ng đi n áp t i ưu ngồi tiêu chu n: N i dung c a phương pháp : Trong m t kho ng xác đ nh nào đĩ c a hàm Z=f(U) đư c thay th b ng hàm P n(U) sao cho t i m i đi m nh t đ nh c a U i thì P n(U i) = f(U i). Các đi m đĩ đư c g i là các nút n i suy. Hàm P n(U) cĩ th cho tuỳ ý, xong đ đơn gi n và d th c hi n các phép tính. Ngư i ta thư ng ch n hàm P n(U) là m t đa th c b c cao. Sau đĩ đ tìm đư c U t iưu ngư i ta gi i hàm Z n(U) đ tìm ra Z min . Hình 4.1 + ð xây d ng đư ng cong P n(U) thư ng ngư i ta s d ng tiêu chu n g n đúng: đư ng cong Z tt = P n(U) đi qua nh ng đi m đã cho trư c. S đi m đã bi t trư c càng nhi u thì P n(U) càng g n f(U). Nhưng đi n áp tiêu chu n khơng nhi u và các nghiên c u v phuơng pháp n i suy trong tính ch n đi n áp đã đi đ n k t lu n là trong trư ng h p s d ng 3 đi m đã cho hay 4 đi m thì k t qu v n g n gi ng nhau. T t nhiên v m t tính tốn thì dùng 3 đi m s đơn gi n đi nhi u. M t s cơng th c kinh nghi m đ tính đi n áp t i ưu theo quan h ( P →I, U). * C ng hịa dân ch ð c: U = 3. S + 5,0 l (4.2) U đi n áp truy n t i, kV S cơng su t truy n t i, MVA l kho ng cách c n truy n t i, km * M Still: U = ,4 34 l +16P (4.3) Nicogoca: U =16. 4 P.l (4.4) U đi n áp truy n t i, kV P cơng su t truy n t i, MW l kho ng cách c n truy n t i, km 28
- * Th y ði n: l U = 17 + P (4.5) 16 U đi n áp truy n t i, kV P cơng su t truy n t i, MW l kho ng cách c n truy n t i, km 4.2. Ngu n đi n Ngu n đi n cĩ quan h m t thi t v i ph t i, c p đi n áp, sơ đ cung c p đi n, b o v , t đ ng hĩa và ch đ v n hành. Ngu n đi n cĩ th là: Nhà máy nhi t đi n, th y đi n; tr m bi n áp khu v c; tr m bi n áp trung gian; tr m phân ph i; tr m bi n áp phân xư ng. Khi xác đ nh ngu n c n ph i tính tốn và so sánh kinh t k thu t. 4.3. Sơ đ n i dây c a m ng đi n cao áp Khi ch n sơ đ n i dây c a m ng đi n, ta ph i căn c vào: Yêu c u cơ b n c a m ng đi n. Tính ch t h dùng đi n. Trình đ v n hành thao tác c a cơng nhân. V n đ u tư Sơ đ n i dây cĩ 3 d ng cơ b n sau: Sơ đ hình tia (d ng cây), hình 4.1a Sơ đ phân nhánh (liên thơng), hình 4.1b Sơ đ m ch vịng kín, hình 4.1c Hình 4.1 29
- 1 thanh cái tr m phân ph i; 2 đư ng dây đi n cao áp 3 bi n áp phân xư ng; 4 đư ng dây tr c chính Sơ đ hình tia cĩ ưu đi m là n i dây rõ ràng, m i h dùng đi n đư c cung c p t m t đư ng dây, do đĩ chúng ít nh hư ng l n nhau, đ tin c y cung c p đi n tương đ i cao, d th c hi n bi n pháp b o v và t đ ng hĩa, d v n hành b o qu n. Khuy t đi m c a nĩ là cĩ v n đ u tư l n. Vì v y sơ đ n i dây hình tia thư ng đư c dùng khi cung c p đi n cho các h tiêu th đi n lo i 1 và 2. Sơ đ phân nhánh cĩ ưu và khuy t đi m ngư c l i so v i sơ đ hình tia. Vì v y sơ đ n i dây phân nhánh thư ng đư c dùng khi cung c p đi n cho các h tiêu th đi n lo i 2 và 3 ho c cung c p đi n cho 1 s ph t i g n nhau. Sơ đ m ch vịng kín : ð tin c y cung c p đi n cao, vì m t h thư ng cĩ hai ngu n cung c p, do đĩ đ i v i h tiêu th đi n lo i 1 thư ng đư c thi t k cung c p đi n b ng m ng kín; Trong trư ng h p v n hành bình thư ng t n th t đi n áp, t n th t cơng su t cĩ th nh hơn m ng đi n h ; Khi s c (ch ng h n đ t m t nhánh phía đ u ngu n), m ng tr thành h , t n th t cơng su t và đi n áp đ u l n, cĩ th vư t quá gi i h n cho phép; Th c hi n b o v rơle ph c t p (thư ng dùng b o v cĩ hư ng ho c b o v kho ng cách); Tính tốn ph c t p. Trong th c t , ngư i ta thư ng k t h p sơ đ hình tia và phân nhánh ho c c 3 sơ đ trên thành nh ng sơ đ h n h p. ð nâng cao đ tin c y và tính linh ho t c a sơ đ ngư i ta thư ng đ t các m ch d phịng chung ho c riêng. 6,10kV Tr m 1 Tr m 2 Hình 4.2 Hình 4.3 Hình 4.2, sơ đ hình tia cĩ đư ng dây d phịng chung, các tr m bi n áp đư c cung c p t nh ng đư ng dây hình tia d n t tr m phân ph i t i. Hình 4.3, sơ đ hình tia đư c cung c p b ng 2 đư ng dây đ tăng đ tin c y, phía đi n áp cao, ta thư ng đ t máy c t phân đo n và thi t b t đ ng đĩng d tr , như v y đ tin c y c a sơ đ tăng lên rõ r t. Hình 4.4, sơ đ phân nhánh đư c cung c p b ng hai đư ng dây đ nâng cao đ tin c y, phía đi n áp cao c a tr m bi n áp cĩ th đ t máy c t phân đo n và thi t b t đ ng d tr như hình 4.3 30
- Hình 4.5, sơ đ d n sâu, đư ng dây trung áp đư c đưa vào sâu trong xí nhi p, đ n t n các tr m bi n áp phân xư ng. ð i v i sơ đ này, do tr c ti p đưa đi n áp cao vào tr m bi n áp phân xư ng nên gi m đư c tr m phân ph i → gi m đư c s lư ng thi t b đi n và sơ đ n i dây s r t đơn gi n; gi m đư c t n th t đi n áp và đi n năng, tăng kh năng truy n t i đi n năng c a m ng. Tuy nhiên, đ tin c y khơng cao. ð kh c ph c v n đ này, ngư i ta thư ng dùng 2 đư ng dây d n sâu song song và qui đ nh m i m t đư ng dây d n sâu khơng nên quá 5 tr m bi n áp và dung lư ng m i đư ng dây khơng quá 5000 kVA. Khi đư ng dây d n sâu cĩ c p đi n áp 110, 220kV thì di n tích đ t c a xí nghi p b đư ng dây chi m s r t l n, vì th khơng th đưa đư ng dây vào trung tâm ph t i đư c. 35kV Hình 4.4 Hình 4.5 4.4. Sơ đ n i dây c a m ng đi n h áp, m ng phân xư ng:(thư ng U < 1000V) Yêu c u: + ð m b o đ tin c y theo h ph t i. + Thu n ti n v n hành. + Ch tiêu kinh t k thu t t i ưu. + Cho phép s d ng phương pháp l p đ t nhanh. Thư ng s d ng sơ đ hình tia và sơ đ đư ng dây chính: (trong phân xư ng thơng thư ng cĩ hai lo i m ng tách bi t: M ng đ ng l c và m ng chi u sáng). Sơ đ hình tia : thư ng đư c dùng đ cung c p cho các nhĩm đ ng cơ cơng su t nh n m v trí khác nhau c a phân xư ng, đ ng th i cũng đ cung c p cho các thi t b cơng su t l n. Sơ đ đư ng dây chính: khác v i sơ đ hình tia là t m i m ch c a sơ đ cung c p cho m t s thi t b n m trên đư ng đi c a nĩ → ti t ki m dây. Ngồi ra ngư i ta cịn s d ng sơ đ đư ng dây chính b ng thanh d n 31
- Hình 4.6 Hình 4.7 Nh n xét: + Sơ đ cung c p đi n b ng đư ng dây chính cĩ đ tin c y kém hơn, giá thành m ng đư ng dây chính r hơn m ng hình tia. + Sơ đ đư ng dây chính cho phép l p đ t nhanh chĩng s h dùng đi n m i. + Sơ đ đư ng dây chính cĩ dịng ng n m ch l n hơn so v i sơ đ hình tia. M ng chi u sáng trong phân xư ng : thơng thư ng cĩ hai lo i + Chi u sáng làm vi c: ð m b o đ sáng c n thi t nơi làm vi c và trên ph m vi tồn phân xư ng. B n thân m ng chi u sáng làm vi c l i cĩ 3 lo i (chi u sáng chung, chi u sáng c c b , chi u sáng h n h p). Ngu n c a m ng chi u sáng làm vi c thư ng đư c l y chung t tr m bi n áp đ ng l c ho c cĩ th đư c cung c p t máy bi n áp (MBA) chuyên d ng chi u sáng riêng. + Chi u sáng s c : ð m b o đ đ sáng t i thi u, khi ngu n chính b m t, h ng → nĩ ph i đ m b o đư c cho nhân viên v n hành an tồn, thao tác khi s c và rút kh i nơi nguy hi m khi ngu n chính b m t đi n. Ngu n c a m ng chi u sáng s c thư ng đư c cung c p đ c l p. Trư ng h p đ c bi t (khi m t ánh sáng cĩ th nguy hi m do cháy, n ) ph i đư c cung c p t các ngu n đ c l p: B c qui Máy bi n áp cung c p t h th ng đ c l p. Các máy phát riêng. 32
- Phân xư ng khơng đư c phép ng ng chi u sáng thì cĩ th s d ng sơ đ chi u sáng đư c cung c p t 2 máy bi n áp chuyên d ng và b trí đèn xen k nhau các đư ng dây l y t 2 máy bi n áp. Ho c dùng sơ đ cĩ chuy n ngu n t đ ng. Hình 4.8 Trư ng h p yêu c u cao (đ phịng m t đi n phía cao áp) ngư i ta s d ng b chuy n đ i đ c bi t đ đĩng m ch chi u sáng vào ngu n 1 chi u (l y t b ac qui) xem hình v 4.8 4.5. Tr m bi n áp Tr m bi n áp dùng đ bi n đ i đi n năng t c p đi n áp này sang c p đi n áp khác. 4.5.1 . Phân lo i Theo nhi m v : + Tr m bi n áp trung gian: nh n đi n c a h th ng đi n c o cao áp (U = 110; 220kV) đ bi n đ i thành c p trung áp (U = 22; 35kV). + Tr m bi n áp phân xư ng: nh n đi n t tr m bi n áp trung gian bi n đ i xu ng các lo i đi n áp thích h p đ ph c v cho các ph t i phân xư ng. Theo hình th c và c u trúc c a tr m: + Tr m bi n áp ngồi tr i: các thi t b đi n như dao cách ly, máy c t, máy bi n áp .đ t ngồi tr i; các thi t b phân ph i phía đi n áp th p thì đ t trong nhà ho c đ t trong t s t ch t o s n chuyên dùng. + Tr m bi n áp trong nhà: t t c các thi t b đ u đ t trong nhà. 4.5.2. Ch n v trí, s lư ng và cơng su t c a tr m bi n áp * V trí và s lư ng tr m bi n áp trong xí nghi p. V trí các tr m bi n áp ph i th a mãn yêu c u: + An tồn và liên t c cung c p đi n. + G n trung tâm ph t i, thu n ti n cho ngu n cung c p đi t i. + Thao tác, v n hành, qu n lý d dàng. + Phịng n , cháy, b i b m, khí ăn mịn. + Ti t ki m v n đ u tư và chi phí v n hành. 33
- V trí tr m bi n áp trung gian nên ch n g n trung tâm ph t i. Nhưng dây d n đ n tr m thư ng cĩ c p đi n áp 110; 220kV→ chi m di n tích đ t r t l n, vì th khơng th đưa tr m bi n áp trung gian vào quá sâu trong xí nghi p.V trí c a tr m bi n áp phân xư ng cĩ th bên ngồi, li n k ho c bên trong phân xư ng. V m t lý thuy t c n ch n v trí đ t tr m t i tâm ph t i. Các t a đ X và Y c a v trí đ t tr m cĩ th xác đ nh theo các phương pháp như sau: • Xác đ nh X và Y theo tâm ph t i x S y S X = ∑ i i ; Y = ∑ i i (4.6) ∑ Si ∑ Si Trong đĩ: x i, y i t a đ c a ph t i i P i cơng su t c a ph t i i • Xác đ nh X và Y khi cĩ xét đ n c th i gian làm vi c T i c a ph t i th i trong c th i kỳ tính tốn. x S T y S T X = ∑ i i i ; Y = ∑ i i i (4.7) ∑ SiTi ∑SiTi • Xác đ nh X và Y theo năng lư ng truy n t i. 2 2 Hàm m c tiêu: M = ∑ Ai (xi − X ) + (yi − Y ) (4.8) Ai đi n năng tiêu th c a ph t i th i ∂M ∂M Xác đ nh X và Y b ng cách gi i h phương trình: = ;0 = 0 ∂X ∂Y S lư ng tr m bi n áp trong m t xí nghi p ph thu c vào: + M c đ t p trung hay phân tán c a ph t i trong xí nghi p. + Tính ch t quan tr ng c a ph t i v m t liên t c cung c p đi n. + Cơng su t c a tồn xí nghi p. Ch ng h n: ð i v i xí nghi p nh ch cĩ vài ba phân xư ng, cơng su t vài răm kVA → ch c n đ t 1 tr m bi n áp, hình 4.9. ð i v i xí nghi p qui mơ l n như xí nghi p cơ khí, luy n kim t ng cơng su t t i vài ngàn th m chí hàng v n kVA → đ t nhi u tr m bi n áp, hình 4.10. M i phân xư ng l n đ t m t tr m, phân xư ng nh g n nhau đ t chung m t tr m. ð c p đi n cho các tr m bi n áp phân xư ng c n đ t t i trung tâm xí nghi p m t tr m phân ph i, g i là tr m phân ph i trung tâm (nh n đi n t tr m bi n áp trung gian và phân ph i cho các tr m bi n áp phân xư ng). Cũng cĩ th th c hi n phương áp đ t tr m bi n áp trung tâm t i xí nhi p nh ng xí nghi p r t l n, c p đi n áp cĩ th 35/10 22 kV ho c 110/10 22 kV. 34
- Hình 4.9 Hình 4.10 (1) các đư ng cáp ng m h áp (1 ) ðư ng dây trung áp t TBA trung gian ; (2) Lư i cáp ng m trung áp c a xí nghi p; (3) Cáp ng m h áp L a ch n s lư ng, dung lư ng máy bi n áp cho tr m: nên đ t 1 máy bi n áp là t t nh t. Khi c n thi t cĩ th đ t 2 máy, khơng nên đ t nhi u hơn 2 máy. + Tr m 1 máy: Ti t kiêm đ t, v n hành đơn gi n. Nhưng khơng đ m b o đư c đ tin c y cung c p đi n như tr m 2 máy. + Tr m 2 máy: Thư ng cĩ l i v kinh t hơn tr m 3 máy. + Tr m 3 máy: Ch đư c dùng vào trư ng h p đ c bi t. Vi c quy t đ nh ch n s lư ng MBA, thư ng đư c d a vào yêu c u c a ph t i: H lo i 1: ðư c c p đi n t 2 ngu n đ c l p (cĩ th l y ngu n t 2 tr m g n nh t m i tr m đĩ ch c n 1 máy). N u h lo i 1 nh n đi n t 1 tr m bi n áp, thì tr m đĩ c n ph i cĩ 2 máy và m i máy đ u vào 1 phân đo n riêng, gi a các phân đo n ph i cĩ thi t b đĩng t đ ng. H lo i 2: Cũng c n cĩ ngu n d phịng cĩ th đĩng t đ ng ho c b ng tay. H lo i 2 nh n đi n t 1 tr m thì tr m đĩ cũng c n ph i cĩ 2 máy bi n áp ho c tr m đĩ ch cĩ m t máy đamg v n hành và m t máy khác đ d phịng ngu i. H lo i 3: Tr m ch c n 1 máy bi n áp. Tuy nhiên cũng cĩ th đ t 2 máy bi n áp v i các lý do khác nhau như: Cơng su t máy b h n ch , đi u ki n v n chuy n và l p đ t khĩ (khơng đ khơng gian đ đ t máy l n). Ho c đ th ph t i quá chênh l ch (k đk ≤ 0,45 lý do v n hành), ho c đ h n ch dịng ng n m ch. * Ch n dung lư ng máy bi n áp: V lý thuy t nên ch n theo chi phí v n hành nh nh t là h p lý nh t. Tuy nhiên cịn khá nhi u y u t khác nh hư ng đ n ch n dung lư ng máy bi n áp như: tr s ph t i, cos ϕ; m c b ng ph ng c a đ th ph t i. M t s đi m c n lưu ý khi ch n dung lư ng máy bi n áp. + Dãy cơng su t bi n áp. + Hi u ch nh nhi t đ . 35
- + Kh năng quá t i bi n áp. + Ph t i tính tốn. + Tham kh o s li u dung lư ng MBA theo đi u ki n t n th t kim lo i màu ít nh t. Dãy cơng su t máy bi n áp : máy bi n áp ch đư c s n xu t theo nh ng c tiêu chu n. Vi c ch n đúng cơng su t máy bi n áp khơng ch đ m b o an tồn CCð, đ m b o tu i th mà cịn nh hư ng đ n ch tiêu kinh t k thu t c a sơ đ cung c p đi n. 50; 100; 180; 320; 560; 750; 1000; 1800; 3200; 5600 kVA Chú ý : Trong cùng m t xí nghi p nên ch n cùng m t c cơng su t vì P tt khác nhau (c g ng khơng nên vư t quá 2 3 ch ng lo i) đi u này thu n ti n cho thay th , s a ch a, d tr trong kho. Hi u ch nh nhi t đ : S đm c a máy bi n áp là cơng su t mà nĩ cĩ th t i liên t c trong su t th i gian ph c v (kho ng 20 năm) v i đi u ki n nhi t đ mơi trư ng là đ nh m c. Các máy bi n áp nư c ngồi (châu Âu) đư c ch t o v i t 0 khác mơi trư ng ta. Ví d máy bi n áp Liên Xơ cũ qui đ nh: 0 Nhi t đ trung bình hàng năm là θtb = + 5 C. 0 Nhi t đ c c đ i trong năm là θcđ = +35 C. → Dung lư ng máy bi n áp c n đư c hi u ch nh theo mơi trư ng l p đ t th c t : θtb − 5 Sđm '= Sđm 1− (4.9) 100 θtb nhi t đ trung bình nơi l p đ t. Sđm dung lư ng đ nh m c máy bi n áp theo thi t k . S' đm dung lư ng đ nh m c đã hi u ch nh. Ngồi ra cịn ph i hi u ch nh theo nhi t đ c c đ i c a mơi trư ng xung quanh. 0 Khi θcd > 35 C → cơng su t c a MBA ph i gi m đi c m i đ tăng thêm, dung lư ng 0 0 ph i gi m đi 1% cho đ n khi θcd = 45 C. N u θcd > 45 C ph i đư c làm mát nhân t o. Quá t i máy bi n áp : trong v n hành th c t vì ph t i luơn thay đ i nên ph t i c a máy bi n áp thư ng khơng b ng ph t i đ nh m c c a nĩ, mà m c đ già hố cách đi n đư c bù tr nhau máy bi n áp theo ph t i. Vì v y trong v n hành cĩ th xét t i kh năng cho phép máy bi n áp làm vi c l n hơn ph t i đ nh m c c a nĩ (m t lư ng nào đĩ). Nghĩa là cho phép nĩ làm vi c quá t i nhưng sao cho th i h n ph c v c a nĩ khơng nh hơn 20 ÷ 25 năm → xây d ng qui t c tính quá t i: Quá t i bình thư ng c a máy bi n áp (dài h n). Quá t i s c c a máy bi n áp (ng n h n). + Kh năng quá t i máy bi n áp lúc bình thư ng: Qui t c đư ng cong : “M c đ quá t i bình thư ng cho phép tuỳ thu c vào h s đi n kín c a ph t i hàng ngày”, k qt = f(k dk , t). 36
- Stb Itb kdk = = (4.10) Scd Icd kqt 0,5 0,6 kdk 0,7 0,8 t(h) 0 2 4 . . . . . 24 Hình 4.11 ðư ng cong quá t i máy bi n áp theo phương pháp này đư c xây d ng theo quan h gi a h s quá t i k qt và th i gian quá t i hàng ngày, hình 4.11 Icd H s quá t i : k qt = (4.11) Iđm T đĩ xác đ nh đư c ph t i c c đ i cho phép. Icd = kqt .Iđm ; Scd = kqt .Sđm (4.12) Qui t c 1 %: “ N u so sánh ph t i bình thư ng m t ngày đêm c a máy bi n áp v i dung lư ng đ nh m c c a nĩ. Thì ng v i m i ph n trăm non t i trong nh ng tháng mùa h , thì máy bi n áp đư c phép quá t i 1% trong nh ng tháng mùa đơng, nhưng t ng c ng khơng đư c quá 15 %”. Qui t c 3 %: “Trong đi u ki n nhi t đ khơng khí xung quanh khơng vư t quá 350C. C h s ph t i c a máy bi n áp gi m đi 10 % so v i 100% thì máy bi n áp đư c phép quá t i 3 %”. Cĩ th áp d ng đ ng th i c 2 qui t c đ tính quá t i nhưng c n ph i đ m b o gi i h n sau: V i máy bi n áp ngồi tr i khơng vư t quá 30 %. V i máy bi n áp đ t trong nhà khơng vư t quá 20 %. + Kh năng quá t i s c : quá t i s c máy bi n áp khơng ph thu c vào đi u ki n nhi t đ xung quanh và tr s ph t i trư c khi quá t i. Thơng s này đư c nhà máy ch t o qui đ nh, cĩ th tra trong các b ng. Khi khơng cĩ s li u tra, cĩ th áp d ng nguyên t c sau đ tính quá t i s c cho b t kỳ máy bi n áp nào. “ Trong trư ng h p trư c lúc s c máy bi n áp t i khơng quá 93 % cơng su t đ nh m c c a nĩ, thì cĩ th cho phép quá t i 40 % trong vịng 5 ngày đêm v i đi u ki n th i gian quá t i trong m i ngày khơng quá 6 gi ” Ch n dung lư ng máy bi n áp theo ph t i tính tốn : Vì ph t i tính tốn là ph t i l n nh t mà th c t khơng ph i lúc nào cũng như 37
- v y. Cho nên dung lư ng ch n theo S tt khơng nên ch n quá dư. Ngồi ra cịn ph i chú ý đ n cơng su t d tr khi x y ra s c 1 máy (dành cho tr m cĩ 2 máy). Nh ng máy cịn l i ph i đ m b o cung c p đư c m t lư ng cơng su t c n thi t theo yêu c u c a ph t i. + Trong đi u ki n bình thư ng: Tr m 1 máy S đm ≥ Stt (4.13) Tr m n máy n.S đm ≥ Stt (4.14) Sđm dung lư ng đ nh m c đã hi u ch nh nhi t đ c a máy bi n áp. Stt cơng su t tính tốn c a tr m. Trư ng h p c n thi t cĩ th xét thêm quá t i lúc bình thư ng, như v y cĩ th cho phép ch n đư c máy bi n áp cĩ dung lư ng gi m đi → ti t ki m v n đ u tư. Trư ng h p s c 1 máy bi n áp (xét cho tr m t 2 máy tr lên) ho c đ t m t đư ng dây: V i tr m 2 máy: kqt .S đm ≥ Ssc (4.15) Tram n máy: (n 1).k qt .S đm ≥ Ssc (4.16) Sđm dung lư ng đ nh m c c a máy bi n áp đã hi u ch nh nhi t đ . Ssc ph t i mà tr m v n c n ph i đư c cung c p khi cĩ s c . kqt h s quá t i s c c a máy bi n áp. Khi khơng cĩ s li u tra cĩ th l y k qt = 1,4 v i đi u ki n h s t i trư c lúc s c khơng quá 93 % và khơng t i quá 3 ngày, m i ngày khơng quá 6 gi . 4.5.3 . V n hành kinh t tr m bi n áp Cơng vi c v n hành tr m bi n áp nh m phát huy đư c các ưu đi m c a phương án thi t k và t n d ng h t kh năng c a thi t b . Vì v y trư c h t ph i n m đư c tinh th n c a b n thi t k và các ch d n c n thi t. Căn c vào qui trình qui ph m đ đ ra nh ng qui đ nh thích h p như: Thao tác thư ng xuyên và đ nh kỳ. S a ch a k p th i, ngăn ng a s c phát tri n. Ngồi ra cịn v n đ n a đáng quan tâm trong v n hành đĩ là cho máy bi n áp t i bao nhiêu thì đ t hi u qu kinh t cao nh t → “V n đ v n hành kinh t tr m bi n áp” ch th c hi n v i các tr m cĩ t 2 máy bi n áp tr lên. Xu t phát t phương trình t n th t trong tr m và ph n m ng sau nĩ. 2 S P'B = P'0 + P'N (4.17) SđmB Trong đĩ: P'0 = P0 + K. Q0 t n th t khơng t i c a tr m. P0 t n th t khơng t i c a máy bi n áp trong tr m. Q0 t n th t khơng t i c a các ph n t khác c a h th ng (ph thu c vào lư ng cơng su t ph n kháng). K h s qui đ i (h s t n th t cơng su t tác d ng do ph i truy n t i cơng su t ph n kháng gây ra). 38
- P'N = PN + K. QN t n th t ng n m ch c a tr m. PN t n th t ng n m ch hay t n th t trong dây cu n c a máy bi n áp. QN t n th t ng n m ch c a các ph n t khác trong h th ng. S cơng su t c a ph t i (cơng su t truy n t i th c t c a tr m). S đmB dung lư ng đ nh m c c a máy bi n áp. Tr m cĩ n máy: 2 1 S P'B = n. P'0 + . P'N (4.18) n SđmB Tr m cĩ n + 1 máy 2 1 S P'B = (n +1). P'0 + . P'N (4.19) n +1 SđmB 2 Ta th y quan h P'N và S cĩ d ng P'N = a + b.S xem hình 4.12. Hình 4.12 Hình 4.13 Khi S S 2 v n hành 3 máy s kinh t . V y ta cĩ th tính đư c cơng su t cĩ l i đ chuy n t vi c v n hành n sang (n+1) máy b ng cách cân b ng 2 phương trình, rút ra đư c cơng su t gi i h n. P'0 S'= Sđm n.(n + )1 (4.20) P'N Khi tính sơ b cĩ th xác đ nh tr s g n đúng theo t n th t cơng su t trong tr m khơng k đ n các ph n t khác trên m ng. P0 S = Sđm n.(n + )1 (4.21) PN Trong th c t S(t) thay đ i khá nhi u trong 1 ngày, ví d hình 4.13 T 0 ÷ t1 v n hành 1 máy. T t 1 ÷ t2 v n hành 2 máy. 39
- T t 2 ÷ t3 v n hành 1 máy. Phương th c v n hành như v y khơng cho phép vì vi c đĩng c t luơn luơn s gi m tu i th máy bi n áp. Trong trư ng h p đĩ c n x p x p l i, b trí các máy làm vi c sao cho đ th ph t i b ng ph ng hơn và chi sau khi đã ti n hành đi u ch nh ph t i m i cĩ th v n hành đư c. Phương th c v n hành như trên là đơn gi n, tuy nhiên l i chưa hồn tồn chính xác, vì yêu c u là v n hành sao cho t n th t đi n năng trong tr m bi n áp là ít nh t (vì A khơng ch ph thu c vào P mà cịn ph thu c vào th i gian và ch đ v n hành c a máy). A hàng năm tính b ng bi u th c. 2 S tt A = P 0.' t + P'N .τ (4.22) SđmB t th i gian đĩng máy vào lư i. τ th i gian ch u t n th t cơng su t l n nh t. τ = f( T max ; cos ϕtb ) Như v y ng v i m i ch đ làm vi c c a máy bi n áp (làm vi c 1 ca, 2 ca, 3 ca) ta s cĩ tr s t và τ coi như khơng đ i → l y đ o hàm c a hàm A = f(S). ∂ A = 0 → S ( A → min) ∂S tu 4.5.4 . Sơ đ n i dây c a tr m bi n áp Sơ đ n i dây c a tr m ph i th a mãn các đi u ki n: + ð m b o liên t c cung c p đi n theo yêu c u c a ph t i. + Sơ đ n i dây rõ ràng, thu n ti n trong v n hành và x lý s c . + An tồn lúc v n hành và lúc s a ch a. + Chú ý đ n yêu c u phát tri n. + H p lý v m t kinh t , trên cơ s các yêu c u v k thu t. Tr m bi n áp phân ph i: Tùy theo tính ch t quan tr ng c a h tiêu th , tr m bi n áp phân ph i đ t 1 máy bi n áp, hình 4.14 ho c 2 máy bi n áp, hình 4.15. 40
- Sơ đ nguyên lý tr m bi n áp 160 kVA – 22/0,4 kV Hình 4.14 41
- Sơ đ nguyên lý tr m bi n áp 2x100kVA 22/0,4kV Hình 4.15 1.ðư ng dây trên khơng 22 kV; 2.Ch ng sét van; 3.C u dao cách ly ; 4.C u chì ng cao áp ; 5.Máy bi n áp 100 kVA 22/0,4 kV; 6.Cáp t m t máy vào t h áp; 7.Dây n i đ t; 8.Các đ ng h Volmét và Ampemét; 9.Các đ ng h đo cơng su t h u cơng và cơng su t vơ cơng; 10.Khố chuy n m ch; 11. Bi n dịng đi n; 12.áptơmát t ng; 13.Thanh cái h áp; 14.áptơmát nhánh; 15.Ch ng sét van h th ; 16.Cáp xu t tuy n;17.áptơmát liên l c. Xây d ng tr m bi n áp phân ph i: + Tr m treo : T t c các thi t b đi n cao h áp và máy bi n áp đ u d t trên c t Ưu đi m: đơn gi n, r ti n, xây l p nhanh, ít t n đ t Như c đi m: kém m quan ðư c s d ng: nơi qu đ t h p và đi u ki n m quan cho phép. 42
- Hình 4 16, 1 máy bi n áp; 2 c u chì t rơi; 3 s cách đi n; 4 ch ng sét van; 5 t đi n h áp; 6 h p ch p máy bi n áp; 7 ng lu n cáp vào t h áp; 8 thanh d n đ ng; 9 dây ti p đ a. Hình 4 16 + Tr m b t (cịn g i là tr m c t): Thi t b cao áp đ t trên c t, máy bi n áp đ t dư i đ t, tr m phân ph i h áp đ t trong nhà xây mái b ng, xung quanh tr m cĩ tư ng xây, tr m cĩ c ng s t b o v , thu n ti n cho đi u ki n nơng thơn, đây qu đ t khơng h n h p l m, l i r t an tồn cho ngư i và gia súc. Hình 4.17, 1 b máy bi n áp; 2 t phân ph i h áp; 3 gh cách đi n; 4 ch ng sét van; 5 c u chì t rơi; 6 s đ ; 7 thanh đ ng c ng;8 tư ng rào tr m; 9 c a thơng giĩ cĩ lư i ch n; 10 h th ng ti p đ a. + Tr m xây (tr m kín): Thi t b đi n cao h áp và máy bi n áp đư c đ t trong nhà xây mái b ng. Nhà xây đư c phân ra thành nhi u ngăn đ ti n thao tác, v n hành cngx như tránh s c lan tràn t ph n này sang ph n khác. 43
- Yêu c u: thơng hơi, thống khí, đ t lư i m t cáo Hình 4.18, 1 máy bi n áp; 2 t cao áp; 3 t h áp; 4 đ u cao áp; 5 thanh cái cao áp; 6 cáp ra t máy bi n áp đ n t 0,4kV; 7 rãnh cáp; 8 thơng giĩ; 9 h d u Hình 4.17 Hình 4.18 44
- Hình nh th c t : Tr m treo, tr m b t và tr m kín Tr m phân ph i: (cịn g i là tr m c t) Trong đĩ khơng đ t máy bi n áp mà ch đ t các thi t b đĩng c t (máy c t, dao c t ph t i, c u dao, c u chì ). Nhi m v : nh n đi n t TBA trung gian v và phân ph i cho các TBA phân ph i trong khu v c. ð i v i tr m cĩ 2 phân đo n thanh gĩp, thì máy c t liên l c (MCLL) thư ng m đ tr s dịng đi n ng n m ch trên thanh gĩp gi m đi m t n a nh m ch n máy c t và các thi t b đi n khác r ti n hơn. N u ph t i 2 phân đo n thanh gĩp khơng đ u thì ph i v n hành MCLL thư ng đĩng, đ m b o t n th t đi n năng gi m Xây d ng tr m phân ph i cĩ th theo ki u tr m h ho c tr m kín. Hình 4.20 Tr m bi n áp trung gian : 45
- TBA trung gian đ t 1 MBA TBA trung gian đ t 2 MBA n i theo sơ đ c u ngồi và sơ đ c u trong Hình 4.9 C p đi n áp thư ng: 110/10;22;35 kV ho c 35/22;10 kV. Tùy theo tính ch t quan tr ng c a lư i cung c p đi n mà tr m bi n áp trung gian đ t 1 ho c 2 máy bi n áp. ð i v i tr m m t máy: phía 110 kV dùng DCL MC 110 kV; phía h áp (35; 22; 10 kV), sơ đ 1 h th ng thanh gĩp và các máy c t h p b . ð i v i tr m 2 máy: Phía 110 kV dùng sơ đ c u. N u các máy bi n áp thư ng xuyên ph i đĩng c t → s d ng sơ đ c u ngồi nghĩa là đ t máy c t v phía máy bi n áp. Ngư c l i n u đư ng dây 110 kV dài, s c nhi u mà máy bi n áp l i ít ph i đĩng c t → dùng sơ đ c u trong, đ t máy c t ra ngồi đư ng dây. Xây d ng: Phía cao áp và máy bi n áp đ t h ngồi tr i, ph n trung áp đ t trong nhà phân ph i gi ng như k t c u xây tr m phân ph i. 46
- Chương 5 TÍNH TỐN ðI N TRONG M NG ðI N ð A PHƯƠNG 5.1. T n th t cơng su t và đi n năng trên đư ng dây c a m ng đi n 5.1.1. ðư ng dây ch cĩ m t ph t i T n th t cơng su t tác d ng đ i v i m ch xoay chi u 3 pha 2 P = 3.R.I R+jX S I Ta bi t : S = .3U.I → I = 3U P+jQ 2 S 2 S P2 + Q2 P = .3 R. = .R = .R (5.1) .3U 2 U U 2 P2 + Q2 Tương t Q = .X (5.2) U 2 Trong đĩ : R, X đi n tr và đi n kháng c a đư ng dây, I dịng đi n ch y trên dây d n, A P, Q cơng su t tác d ng và ph n kháng, kW, kVAr N u U(kV) ; R, X ( ) ; P(kW) ; Q(kVAr); thì P(W); Q(VAr) Ví d : ðư ng dây trên khơng 10kV, c p đi n cho xí nghi p cơ khí cĩ ph t i 2000 kVA, cos ϕ = 0,6. Xác đ nh t n th t cơng su t trên đư ng dây. Gi i : A AC 70 b Tra b ng AC 70 : r 0 = 0,46 /km, x 0 = 0,4 /km 2000 ∠0,6 kVA T ng tr đư ng dây Z Ab = 0,46.5 + j0,4.5 = 2,3 + j2 T n th t cơng su t trên đư ng dây 2 2000 S Ab = .( 3,2 + j )2 = 92000 + j80000 VA = 92 +j80 kVA 10 5.1.2. ðư ng dây cung c p cho nhi u ph t i Qui ư c: A S1 b S2 c P, Q ch cơng su t truy n t i tên đư ng dây. (1) (2) pb+jq b p +jq p, q ch cơng su t tiêu th t ng h tiêu dùng. c c G i S 2” là cơng su t cu i đo n dây 2. A S1’ S1” b S2’ S2” c S 1” là cơng su t cu i đo n dây 1 r1+jx 1 r2+jx 2 S2’ là cơng su t đ u đo n dây 2 S1’ là cơng su t đ u đo n dây 1 Tính S2 (t n th t cơng su t trên đo n dây 2) 2 2 2 2 P2 '' +Q2 '' pc + qc P2 = 2 .r2 = 2 .r2 Uc Uc 47
- 2 2 2 2 P2 '' +Q2 '' pc + qc Q2 = 2 .x2 = 2 .x2 U c U c Suy ra S2 = P2 + j Q2 Tính S1 (t n th t cơng su t trên đo n dây 1) Cơng su t đ u đo n dây 2: S2’ = S 2” + S2 = P 2” + jQ 2” + P2 + j Q2 = (P 2” + P2) + j(Q 2” + Q2) = P 2’ + jQ 2’ Cơng su t cu i đo n dây 1: S1” = S 2’ + Sb = P 2’ + jQ 2’+ p b + jq b = (P 2’ + p b) + j(Q 2’ + q b) = P 1” + jQ 1” 2 2 P1 '' +Q1 '' P1 = 2 .r1 Ub 2 2 P1 '' +Q1 '' Q1 = 2 .x1 Ub Suy ra S1 = P1 + j Q1 K t lu n : + T n th t cơng su t tồn ph n trên đư ng dây: SΣ = S1 + S2. + Khi tính t n th t cơng su t trên đư ng dây ta tính t cu i đư ng dây và tính ngư c lên. Chú ý : N u khơng địi h i chính xác cao, trong lúc tính t n th t cơng su t trên đư ng dây ta xem đi n áp t i các nút ph t i b ng nhau và b ng đi n áp đ nh m c c a m ng đi n : U b = U c = U đm ð i v i m ng đi n đ a phương (U ≤ 35 kV) 2 2 Sc Sb + Sc P2 = .r2 , P1 = .r1 (5.3) U U Ví d : ðư ng dây trên khơng 10kV c p đi n cho 3 ph t i, tồn b dùng dây AC 50. Chi u dài các đo n dây và s li u ph t i cho trên hình v . Yêu c u t n th t cơng su t trên đư ng dây. 1 2 A 5km 3km 1000 0,7 kVA 600 0,8 kVA 2km 3 500 0,8 kVA 48
- Gi i : Tra b ng AC – 50 : r 0 = 0,64 /km ; x 0 = 0,4 /km T ng t n th t cơng su t trên đư ng dây SΣ = SA 1 + S12 + S13 2 2 2 S + S + S S S 1 2 3 2 3 SΣ = .Z A1 + .Z21 + .Z13 U đm U đm U đm SΣ = 2 2 2 1000 + 600 + 500 ,0 64 5. + j 5.4,0 600 500 . + .( ,0 64 3. + j )3.4,0 + .( ,0 64 2. + j )2.4,0 10 2 10 10 SΣ = 63,56 + j39,46 kVA 5.1.3. T n th t cơng su t trên đư ng dây cĩ ph t i phân b đ u dl B I IB l L Xét m t đư ng dây cĩ ph t i phân b đ u t c là các ph t i b ng nhau, đ t g n nhau và cách đ u nhau. S bi n thiên c a dịng đi n s d c theo chi u dài đư ng dây. Xét m t vi phân cĩ chi u dài dl t i đi m B ng v i nĩ cĩ dịng đi n I B l I = I (5.4) B L 2 2 T n th t cơng su t trên đo n dl là : d P = .3 IB .dr = .3 IB .r0.dl V i dr = r 0.dl ; r 0 – đi n tr trên m t đơn v chi u dài 2 2 .lI .3 I .r0 2 d P = .3 .r0.dl = .l .dl (5.5) L L2 T n th t cơng su t trên đư ng dây cĩ ph t i phân b đ u L L .3 I 2.r P = d P = 0 .l 2.dl = I 2.r .L = R.I 2 = P (5.6) ∫ ∫ 2 0 phân b đ u 0 0 L Nh n xét : N u tồn b đư ng dây cĩ ph t i phân b đ u thay b ng đo n dây cĩ ph t i t p trung. Pt p trung = 3 Pphân b đ u (5.7) 5.1.4. T n th t đi n năng trên đư ng dây 49
- N u ph t i c a m ng đi n khơng thay đ i sau m t th i gian t, t n th t đi n năng s là: A = P.t t Nhưng ph t i luơn luơn i n đ ng nên t n th t đi n năng : A = ∫ P.dt 0 Th i gian t n th t cơng su t l n nh t ( τ): là th i gian mà trong đĩ n u m ng đi n liên t c chuyên ch b ng cơng su t l n nh t P max (hay I max ) thì s gây ra m t t n th t đi n năng trong m ng đi n v a đúng b ng t n th t đi n năng trên th c t c a m ng đi n sau m t năm v n hành t A = .3 R.I 2dt = .3 R.I 2 .τ ∫ max (5.8) 0 T n th t đi n năng khi đư ng dây cĩ nhi u ph t i : A S1 b S2 c S3 d r1 r2 r3 Sb, cos ϕb Sc, cos ϕc Sd, cos ϕd Xét m ng đi n cĩ 3 ph t i b, c, d như hình v . N u cos ϕ và T max c a các ph t i như nhau → τ như nhau 2 2 2 S S S A = τ 1 .r + 2 .r + 3 .r (5.9) U 1 U 2 U 3 b c d N u cos ϕ và T max c a các ph t i khác nhau nhi u → τ khác nhau 2 2 2 S S S 1 2 3 A = .r1.τ1 + .r2.τ 2 + .r3.τ 3 (5.10) Ub U c U d N u cos ϕ và T max c a các ph t i khác nhau ít → ta ph i tính giá tr trung bình c a cos ϕtb và T maxtb → τtb Sb.cosϕb + Sc.cosϕc + Sd .cosϕd cosϕtb = (5.11) Sb + Sc + Sd Pb.Tb max + Pc.Tc max + Pd .Td max Tmax tb = (5.12) Pb + Pc + Pd 2 2 2 S S S A = τ . 1 .r + 2 .r + 3 .r (5.13) tb U 1 U 2 U 3 b c d Trong đĩ : S 1, S 2, S 3 cơng su t trên các đo n đư ng dây 1, 2, 3 r 1, r 2, r 3 đi n tr các đo n đư ng dây 1, 2, 3 U b, U c, U d đi n áp t i các nút b, c, d 5.1.5. T n th t đi n năng và cơng su t trong máy bi n áp 5.1.5.1 . T n th t cơng su t trong máy bi n áp 2 dây qu n G m 2 thành ph n: 50
- T n th t cơng su t khơng ph thu c vào ph t i (g i là t n th t cơng su t s t t máy bi n áp). + T n th t cơng su t tác d ng trong lõi thép chính b ng t n hao khơng t i máy bi n áp. PFe = PSt (5.14) + T n th t cơng su t ph n kháng trong lõi thép i %.S Q = 0 đmB (5.15) 100 SđmB cơng su t đ nh m c c a máy bi n áp T n th t cơng su t ph thu c vào ph t i, t n th t đ ng trong các cu n dây máy bi n áp: SCu + T n th t cơng su t tác d ng: PCu + T n th t cơng su t ph n kháng: QCu Khi ph t i MBA đ nh m c: PCuđm = PN (5.16) U N % QCuđm = .S (5.17) 100 đmB Khi ph t i khác đ nh m c: 2 2 S S PCu = PCuđm . hay PCu = .rB (5.18) SđmB U 2 S S 2 QCu = QCuđm . hay QCu = .xB (5.18) SđmB U V i r B, x B là đi n tr và đi n kháng c a máy bi n áp P = PFe + PCuđm 5.1.5.2 .T n th t cơng su t trong máy bi n áp 3 dây qu n Tương t : Khi ph t i máy bi n áp đ nh m c i0 %.SđmB SFe : P = P ; Q = Fe Kt Fe 100 U N % SCu : PCuđm = PN ; QCuđm = .S 100 đmB N u cơng su t c a máy bi n áp khơng ph i là đ nh m c + T n th t cơng su t tác d ng trong đ ng: PCu ∑ = PCu1 + PCu2 + PCu3 51
- 2 2 2 S2 + S3 S2 S3 Trong đĩ: PCu1 = .r1 ; PCu2 = .r2 ; PCu3 = .r3 U U U + T n th t cơng su t ph n kháng: QCu ∑ = QCu1 + QCu2 + QCu3 2 2 2 S2 + S3 S2 S3 Trong đĩ: QCu1 = .x1 ; QCu2 = .x2 ; QCu3 = .x3 U U U 5.1.5.3. T n th t cơng su t trong máy bi n áp t ng u Ta bi t đư c: PNC T ; PNC H ; PNT H PNC −H PNT −H Tính : PNC = .5,0 PNC −T + − (5.19) α 2 α 2 PNT −H PNC −H PNT = .5,0 PNC −T + − (5.20) α 2 α 2 PNC −H PNT −H PNH = .5,0 + − PNC −T (5.21) α 2 α 2 U −U V i α = C T h s cĩ l i UC T n th t trong máy bi n áp t ng u: 2 2 2 S S S C T H P = PKt + PNC + PNT . + PNH . (5.22) Sđm Sđm Sđm 5.1.5.4 . T n th t đi n năng trong máy bi n áp V i MBA 2 dây qu n: 2 1 S i A = n. PKt .T + ∑ PN . .ti (5.23) n Sđm n s máy bi n áp v n hành song song (thư ng là 2 máy) T th i gian 1 năm (8760h) Si cơng su t đi qua máy bi n áp ti th i gian tương ng v i cơng su t S i N u S i= const trong 1năm thì t i = T = 8760 h V i máy bi n áp 3 dây qu n: 2 2 2 1 S S S A = n. P .T + P iC + P iT + P iH .t (5.24) Kt n ∑ NC S NT S NH S i đm đm đm Sđm cơng su t đ nh m c c a máy bi n áp SiC , S iT , S iH cơng su t t i qua cu n cao, trung, h c a n máy bi n áp v n hành song song. 5.2. T n th t đi n áp trong m ng đi n đ a phương 52
- M ng đi n đ a phương cĩ U ≤ 35 kV (hay cịn g i là m ng đi n phân ph i) t ng s chi u dài đư ng dây r t l n, kh i lư ng kim lo i màu l n. 5.2.1. Xác đ nh t n th t đi n áp trên đư ng dây c a m ng đi n đ a phương Xét m t m ng đi n đ a phương cĩ 3 ph t i. V i P, Q là cơng su t truy n t i trên đư ng dây và p, q là cơng su t tiêu th c a t ng h tiêu th . N u b qua t n th t cơng su t trên đư ng dây P3 + jQ 3 = p d + jq d P2 + jQ 2 = (p d +p c)+ j( q d +q c) P1 + jQ 1 = (p d +p c+p b)+ j( q d +q c+q b) T n th t đi n áp trên tồn b đư ng dây t A →d thì s b ng t n th t trên các đo n đư ng dây đĩ: U = U1 + U2 + U3 P .r + Q .x P .r + Q .x P .r + Q .x U = 1 1 1 1 + 2 2 2 2 + 3 3 3 3 U đm U đm U đm n n ∑ Pm.rm + ∑ Qm.xm T ng quát U = m=1 m=1 (5.25) U đm Trong đĩ : P m , Q m cơng su t tác d ng và cơng su t ph n kháng trên đo n dây th m. r m , x m đi n tr và đi n kháng c a đo n dây th m. Cơng th c 5.25 dùng đ tính t n th t đi n áp trên tồn đư ng dây theo cơng su t tác d ng và ph n kháng truy n t i c a đư ng dây và theo đi n tr và đi n kháng c a t ng đo n đư ng dây. 53
- Ta cĩ th vi t l i U (p + p + p ).r + (p + p ).r + p .r (q + q + q ).x + (q + q ).x + q .x U= d c b 1 d c 2 d 3 + d c b 1 d c 2 d 3 U đm U đm p .r + p (r + r )+ p (r + r + r ) q .x + q (x + x )+ q (x + x + x ) U= b 1 c 1 2 d 1 2 3 + b 1 c 1 2 d 1 2 3 U đm U đm ð t R d = r 1 + r 2 + r 3 và X d =x 1 + x 2 + x 3 Rc = r 1 + r 2 và X c = x 1 + x 2 Rb = r 1 và X b = x 1 n n ∑pm.Rm + ∑qm.X m ⇒ U = m=1m = 1 (5.26) U đm Trong đĩ: p m , q m cơng su t tác d ng và cơng su t ph n kháng c a h tiêu th th m. R m , X m đi n tr và đi n kháng tính t ngu n cho đ n h tiêu th th m. Cơng th c 5.26 cho phép tính t n th t đi n áp trên đư ng dây theo cơng su t tác d ng và ph n kháng c a t ng h tiêu th m t và theo đi n tr và đi n kháng tính t ngu n cho đ n h tiêu th th m. Chú ý: R, X ( ) ; U ( kV); P ( kW); Q ( kVAr); U ( V) * Cĩ khi dùng dịng đi n I đ tính t n th t đi n áp: Bi t r ng P = 3 .U.I.cos ϕ và Q = 3 .U.I.sin ϕ Bi u th c 5.25 vi t l i : n n ' ' U = .3 ∑ Im.cosϕm.rm + ∑ Im.sinϕm.xm (5.27) 1 1 Bi u th c 5.26 vi t l i: n n U = .3 ∑im.cosϕm.Rm + ∑im.sinϕm.X m (5.28) 1 1 Trong đĩ: ' Im , cos ϕm là dịng đi n và h s cơng su t trên đo n đư ng dây th m. im , cos ϕm là dịng đi n và h s cơng su t c a ph t i th m. Ví d : Tính t n th t đi n áp l n nh t đ i v i m ng đi n sau: A AC 95 b AC 70 c 2km 4km 1000 ∠0,75 kW 2000 ∠0,8 kW ðo n Ab : A 95 cĩ r 0 = 0,34 /km ; x 0 = 0,35 /km 54
- ðo n bc : A 70 cĩ r 0 = 0,45 /km : x 0 = 0,36 /km T i nút b cĩ : p b = 1000 kW q b = p b.tg ϕb = 1000 . 0,88 = 880 kVAr T i nút c cĩ : p c = 2000 kW qc = p c.tag ϕb = 2000 . 0,75 = 1500 kVAr ∑ P.r + ∑ Q.x Ta cĩ: UAc = U (1000 + 2000) ,0. 34 2. + 2000 ,0. 45 4. (880 +1500) ,0. 35 2. +1500 ,0. 36 4. U = + Ac 10 10 UAc = 940 V ∑p.R + ∑q.X Ho c U = Ac U 1000 ,0. 34 2. + 2000 ,0( 34 2. + ,0 45 )4. 880 ,0. 35 2. + 2000.( ,0 35 2. + ,0 36 4. ) U = + Ac 10 10 UAc = 940 V Chú ý : ð i v i đư ng dây đ ng nh t thì r 0, x 0 s khơng thay đ i r P .l + x Q .l U = 0 ∑ m m 0 ∑ m m (5.29) U đm r p .L + x q .L Ho c U= 0 ∑ m m 0 ∑ m m (5.30) U đm Trong đĩ : l m chi u dài c a t ng đo n dây. L m chi u dài tính t ngu n đ n h tiêu th th m. Trư ng h p cos ϕ c a các ph t i b ng nhau ta cĩ: (r + x tgϕ) P .l (r + x tgϕ) p .L U = 0 0 ∑ m m = 0 0 ∑ m m (5.31) U đm U đm N u cos ϕ = 1 ( các ph t i) ⇒ Q = 0 P .r p .R U = ∑ m m = ∑ m m (5.32) U đm U đm 5.2.2. Xác đ nh t n th t đi n áp trên đư ng dây cĩ ph t i phân b đ u Xét đư ng dây cĩ ph t i phân b đ u t b →c và cos ϕ =1 55
- G i p 0 là cơng su t phân b trên m t đơn v chi u dài c a đư ng dây.V y khi ta xét m t vi phân chi u dài dl cách A m t kho ng L x. Vi phân cơng su t: dp = p 0.dl r .dp.L r .p dl.L Gây nên 1 vi phân t n th t đi n áp : d U = 0 x = 0 0 x U đm U đm V y t n th t đi n áp trên tồn b đư ng dây là: L c r .p .dl.L U = d U = 0 0 x ∫ ∫ U Lb đm L c r0.p0 r0.p0 2 2 U = Lx.dl = []()()Lc − Lb U ∫ .2U đm Lb đm r0.p0 Lc + Lb = . .()Lc − Lb U đm 2 r0.p0 = .Ld .()Lc − Lb (v i d là đi m gi a c a đo n bc) U đm Ta cĩ: p 0(L c Lb) = p 0.L bc = P cơng su t c a đo n phân b đ u. r .L .P R .P U = 0 d = d (5.33) U đm U đm Rd đi n tr t ngu n đ n d. N u ph t i phân b đ u t A →c ta v n dùng cơng th c 5.33 đ tính.trư ng h p r0.P Lc này L b= 0 nên ta cĩ U = . . U đm 2 Ví d : M t m ng đi n xoay chi u ba pha 380V, dây nhơm đ t trên các đ nh c a tam giác đ u c nh 600 mm, chi u dài đư ng dây (m), ph t i (kW) và h s cơng su t c a nĩ cho trên hình 2 10. Xác đ nh t n th t đi n áp l n nh t trong m ng đi n. Bi t đo n Ae dây A 50; bf dây A 16; dg dây A 25 c A 50 b 50 50 d 50 e 50 200 25kW;0,8 25kW;1 100 15kW;0,8 f g 0,15kW/m;1 56
- Gi i: Tra b ng: Dây A 50 cĩ: r 0 = 0,63 /km; x 0 = 0, 325 /km Dây A 25 cĩ: r 0 = 1,27 /km; x 0 = 0,345 /km Dây A 16 cĩ: r 0 = 1,96 /km; x 0 = 0,358 /km Thành ph n cơng su t tác d ng và ph n kháng c a ph t i b ng: Sf = 15 + j15.0,75 MVA = 15 + j11,25 kVA Sc = 25 kVA Sg = 0,15.100 = 15 kVA Se = 25 + j25.0,75 = 25 + j18,75 kVA T n th t đi n áp trên đư ng dây chính Ae b ng (80 + 65 + 40 + 25).50 ,0. 63 + (30 +18,75 +18,75 +18,75)50 ,0. 325 U = = 1,2 V Ae 380 T n th t đi n áp t i đi m f: 15.200 ,1. 96 + 80.50 ,0. 63 +11,25.200 ,0. 358 + 30.50 ,0. 325 U = = 24 3, V Af 380 ð xác đ nh t n th t đi n áp t i đi m g ta thay ph t i phân b đ u b ng 1 ph t i t p trung 15 kW đ t gi a đo n cĩ ph t i phân b đ u. c A 50 b 50 50 d 50 e 200 25+j0 100 25+j18,75 15+j0 15+j11,25 f g (80 + 65 + 40)50 ,0. 63 + (15.100 ,1. 27 + 30.50 ,0. 325 + .2 18,75.50 ,0. 325) U = = 23V Ag 380 V y t n th t đi n áp l n nh t trong m ng đi n b ng Umax = UAf = 24,3V hay 6,4% 5.2.3. T n th t đi n áp trên đư ng dây cĩ dây trung tính ð i v i lư i cĩ U < 1000 V ph t i c a các pha khơng đ i x ng → dịng khơng cân b ng ( I kcb ) ch y trong dây trung tính. Gi thi t ph t i c a các pha P A , P B , P C T n th t đi n áp trên t ng pha: P .L 1 1 L A U A = + − ()PB + PC (5.34) γ .U đm F F0 2γ .U đmF0 P .L 1 1 L B U B = + − ()PA + PC (5.35) γ .U đm F F0 2γ .U đmF0 57
- P .L 1 1 L A UC = + − ()PA + PB (5.36) γ .U đm F F0 2γ .U đmF0 1 Trong đĩ : γ là đi n d n su t, γ = ρ L chi u dài đư ng dây F ti t di n dây pha, mm 2 2 F0 ti t di n dây trung tính, mm Xét ph t i b t kì p .L 1 1 1 ∑ Am m U A = + − ()∑pBm.Lm + ∑ pCm.Lm (5.37) γ .U đm F F0 γ 2 U đm.F0 p .L 1 1 1 ∑ Bm m U B = + − ()∑pAm.Lm + ∑ pCm.Lm (5.38) γ .U đm F F0 γ 2 U đm.F0 p .L 1 1 1 ∑ Cm m UC = + − ()∑pAm.Lm + ∑ pBm.Lm (5.39) γ .U đm F F0 γ 2 U đm.F0 Ví d : Xác đ nh t n th t đi n áp trong t t c ba pha c a m ng đi n th p sáng, hình v . Các d ng c th p sáng cĩ cơng su t 240 W đ u cách nhau 100 m, dây d n b ng đ ng, dây pha ti t di n là 10 mm 2 và dây trung tính là 6mm 2. ði n áp đ nh m c c a m ng là 220/127 V. 100 100 100 100 100 100 A B C O 240 240 240 240 240 240 A B C O Gi i: T n th t đi n áp tồn ph n trong pha A 240.100 + 240.400 1 1 1 U A = ( + ) − (240.200 + 240.500 + 240.300 + 240.600) = ,0 89V 53.127 10 6 2.53.6.127 UA% = 0,7% T n th t đi n áp tồn ph n trong pha B 240.200 + 240.500 1 1 1 U = ( + ) − (240.100 + 240.400 + 240.300 + 240.600) = 8,2 V B 53.127 10 6 2.53.6.127 UB% = 2,2% T n th t đi n áp tồn ph n trong pha C 58
- 240.300 + 240.600 1 1 1 U = ( + ) − (240.100 + 240.400 + 240.200 + 240.500) = 5V C 53.127 10 6 2.53.6.127 UC% =3,94% Qua k t qu tính tốn th y r ng đ u ph t i gi a các pha như hình v thì t n th t đi n áp c a pha C s l n nh t. Mu n t n th t đi n áp c a các pha b ng nhau thì ph i cĩ s cân b ng momen ph t i đ i v i các pha đĩ. K t lu n này r t quan tr ng đ gi i quy t v n đ trình t n i ph t i vào m ng. Ví d trong m ng hình a) h dùng đi n trong m ng này t t hơn trong m ng hình b) A B C a) O A B C b) O 5.2.4. Xác đ nh t n th t đi n áp trong m ng đi n đ a phương kín 5.2.4.1 . Khái ni m chung M ng đi n kín là m ng đi n mà m i h tiêu th đi n đư c cung c p ít nh t t 2 phía: Ưu đi m: + Tăng cư ng tính liên t c cung c p đi n. + Trong trư ng h p v n hành bình thư ng t n th t đi n áp và t n th t cơng su t cĩ th nh hơn m ng đi n h . Như c đi m: + Khi cĩ s c ch ng h n như đ t 1 phía đ u ngu n → m ng h t n th t cơng su t và t n th t đi n áp đ u l n cĩ th vư t quá giá tr cho phép. + Th c hi n b o v rơle ph c t p,thư ng dùng b o v cĩ hư ng và b o v kho ng cách. + Tính tốn ph c t p. 59
- 5.2.4.2 . Xác đ nh cơng su t trên các nhánh. * ði m phân b cơng su t . Xét m ng kín: ðã bi t ph t i l n nh t S 1, S2 (ph t i tính tốn nghĩa là đã k đ n t n th t cơng su t trong MBA h áp ) và Z 1, Z 2, Z 12 ; U A,U B (trư ng h p xét chung U A≠UB). Xác đ nh S A1 , S 12 , S B2 Chi u S A1 , S B2 rõ ràng đã bi t, gi thi t chi u S 12 như hình v ði n áp giáng t ngu n A →B UA – U B = 3 .( I A1 .Z 1 + I 12 .Z 12 –IB2 .Z 2) Cĩ th thay dịng đi n nhánh I 12 và I B2 b ng các dịng đi n ph t i I 1 và I 2 I12 = I A1 – I 1 IB2 = I 1 + I 2 – I A1 UA–UB = 3 ( I A1 .Z 1 + IA1 .Z 12 –I1.Z 12 – I 1.Z 2 – I 2.Z 2 + I A1 .Z 2) ð t Z1 + Z 12 + Z 2 = Z Σ Z12 + Z 2 = Z 1B Z2 = Z 2B → U A – U B = 3 ( I A1 .Z ∑ – I 1.Z 1B – I 2.Z 2B ) I1.Z1B + I2.Z2B U A −U B →IA1 = + (5.40) ZΣ .3 ZΣ → Dịng đi n đi trên đo n A 1 g m 2 thành ph n: Thành ph n ch y u ph thu c vào ph t i 1, 2 và t ng tr trong m ng. Thành ph n dịng đi n cân b ng ch ph thu c vào đ l ch đi n áp gi a U A, U B và t ng tr c a m ng mà khơng ph thu c vào tr s c a ph t i. Trong m ng đ a phương thư ng xem U A = U B I1.Z1B + I2.Z2B → I A1 = (5.41) ZΣ → X ác đ nh các dịng đi n đi t ngu n ra như sau:l y t ng c a các tích dịng đi n ph t i v i cánh tay địn( tính b ng t ng tr c a Z iB ) t ph t i tương ng đ n ngu n kia chia cho t ng tr gi a 2 ngu n. 60
- I1.Z1A + I2.Z2 A Tương t : I B2 = (5.42) ZΣ V i Z 1A = Z 1 và Z 2A = Z 12 + Z 1 Trong th c t ph t i thư ng cho d ng cơng su t S1=P 1 + jQ 1 và S 2=P 2 + jQ 2 S1.Z1B + S2.Z2B → SA1 = (5.43) ZΣ T ng quát n u cĩ m ng kín cung c p cho n ph t i t 2 ngu n thì S A1 xác đ nh n ∑ Si .ZiB i=1 S A1 = (5.44) ZΣ Sau khi cĩ cơng su t đi ra t 2 ngu n A, B là S A1 , S A2 → tìm đư c S 12 Theo chi u gi thi t: S 12 = S A1 – S 1 N u S 12 tính ra cĩ giá tr dương → chi u ta đã ch n là đúng và ngư c l i. ⇒ Sau khi xác đ nh đư c chi u và tr s c a S 12 ta s xác đ nh đư c đi m mà t i đĩ ph t i nh n cơng su t t 2 phía g i là đi m phân cơng su t. Do tr s các ph t i bao g m P và Q nên đi m phân cơng su t trong m ng kín cĩ th là duy nh t cũng cĩ th riêng r cĩ nghĩa là đi m phân b cơng su t tác d ng (ký hi u ) và đi m phân b cơng su t ph n kháng (ký hi u ∇). Ch ng h n đi m 2 là đi m phân b cơng su t chung ta cĩ th tách thành 2 m ch h và vi c tính tốn ti n hành thu n ti n hơn. Các trư ng h p riêng : M ng đi n ch k đ n đi n tr tác d ng ( x 0 ≈ 0 ). ðĩ là nh ng m ng ti t di n nh , đi n áp th p và c p dư i 10kV (P1 + jQ1 )R1B + (P2 + jQ2 )R2B Cơng th c (5.43) →SA1 = P A1 +jQ A1 = (5.45) RΣ P1.R1B + P2.R2B Q1.R1B + Q2.R2B Ho c vi t P A1 = và Q A1 = (5.46) RΣ RΣ x M ng đi n đ ng nh t: là m ng mà các nhánh đ u cĩ t s 0 =const. r0 61
- n n x S 1+ j 0 .r .L ∑ Si.ZiB ∑ i 0 iB 1 1 r0 Cơng th c (5.44) → S A1 = = Z x Σ 0 1+ j .r0 .LΣ r0 n ∑ Si .RiB 1 Ho c S A1 = (5.47) RΣ M ng đi n cùng ti t di n: Thư ng m ng kín n u thi t k các đo n cùng ti t di n dây d n (r 0=const) thì c m kháng đơn v chi u dài c a các đo n như nhau x 0 = const n n ∑Si ()r0 + jx0 .LiB ∑ Si .LiB 1 1 Cơng th c (5.44) → SA1 = = (5.48) ()r0 + jx0 .LΣ LΣ Ví d : Ngu n A cung c p đi n cho 2 ph t i S 1, S 2 theo m ng kín 35kV.Tồn b các đo n đư ng dây cùng ti t di n AC 120. Dây d n b trí tồn m t ph ng ngang D tb = 3,5 m. Xác đ nh đi m phân b cơng su t c a m ng. Gi i: ðây là m ng đ ng nh t. Xác đ nh P A1 và Q A1 P.L + P .L 10(4 + 8)+11 8. P = 1 12 A 2 2 A = = 10 4, MW A1 L 4 + 8 + 8 ∑ 10 8. + .4 12 Q = = 4,6 MW A1 20 P1.L1A + P2.L21A 10 8. +11.12 Tương t PA2 = = = 10 6, MW LΣ 4 + 8 + 8 10 8. + .4 12 Q = = 4,6 MW A2 20 Th l i: P A1 + P A2 = 10,4 + 10,6 = 21 = P 1 + P 2 Q A1 + Q A2 = 7,6 + 6,4 =14 = Q 1 + Q 2 Cơng su t đi trên đo n 1 2 là: S12 = S A1 S 1 = (10,4 + j7,6) – (10+ j10) = 0,4 – j 2,4 MVA 62
- Như v y P 12 cĩ chi u t 1 → 2 cịn Q 12 cĩ chi u t 2 → 1 Nĩi cách khác đi m 1 phân b cơng su t ph n kháng và đi m 2 phân b cơng su t tác d ng. 5.2.4.3 . Xác đ nh t n th t đi n áp trong m ng kín ð i v i m ng kín c n xác đ nh t n th t đi n trong trư ng h p bình thư ng và s c . Trong trư ng h p v n hành bình thư ng c n xác đ nh t n th t đi n áp l n nh t Umax t ngu n A đ n đi m xa nh t ( t c là đi m cĩ đi n áp th p nh t). Các bư c th c hi n: + Xác đ nh cơng su t đi trên các nhánh S A1 , S A2 ,S 12 . + Xác đ nh đi m phân cơng su t. + N u đi n áp 2 ngu n b ng nhau U A = U B thì Umax b ng t n th t đi n áp t A đ n đi m phân cơng su t. Ví d : T hình v , đi m 2 là đi m phân cơng su t chung Umax = UA12 = UA2 PA2.RA2 + QA2.X A2 PA1.RA1 + P12.R12 + QA1.X A1 + Q12.X12 = = U đm U đm Trư ng h p đi m phân cơng su t tác d ng và ph n kháng khơng trùng nhau thì chưa rõ đi m nào đi n áp th p hơn. Lúc đĩ ph i tính U t ngu n đ n c 2 đi m, so sánh l y U l n hơn. Ví d : Theo ví d trư c : Tra s li u: AC 120 cĩ r 0 = 0,27 /km và x 0 = 0,4 /km.Tính UA1 ; UA2 10 ,0.4, 27 8. + 8.4,0.6,7 U = = ,1 345 kV A1 35 10 ,0.6, 27 8. + 8.4,0.4,6 U = = ,1 245 kV A2 35 Umax = UA1 = 1,345 kV và đi m 1 cĩ đi n áp th p nh t trong m ng. Trong trư ng h p s c ( đ t dây trong m ng kín) → m ng h . Ph t i l n nh t ph i cung c p t 1 ngu n. Lúc đĩ ph i xét s c trên đo n nào nguy hi m nh t đ cho U trong m ng kín l n nh t. Ch ng h n như bài tốn trên khi đ t đo n A 1 ho c đ t đo n A 2. 63
- Ví d : Xác đ nh Umax trong trư ng h p s c m ng ví d trên Khi đ t đo n A 1 10 ,0. 27 4. + 21 ,0. 27 8. 10 4.4,0. +14 8.4,0. U = + = ,3 35 kV A1 35 35 Khi đ t đo n A 2 1 U = .(11 ,0. 27 4. + 21 ,0. 27 8. + 4.4,0.4 +14 8.4,0. ) = 1,3 kV A2 35 ⇒ Umaxsưc = 3,35 kV. Nghĩa là đ t đo n A 1 nguy hi m hơn. * Trư ng h p m ng kín cĩ nhánh r mu n xác đ nh Umax ph i ti n hành như sau: Xác đ nh phân b cơng su t lúc bình thư ng → đi m phân cơng su t. Chú ý khi tính phân b cơng su t ph t i S 3 ph i t p trung v nút 2. Sau khi xác đ nh đư c đi m phân cơng su t ho c 1 ho c 2 ho c c 1và 2, c n xác đ nh Umax lúc bình thư ng. + N u 2 là đi m phân cơng su t thì Umax tính t A đ n 2 r i đ n 3 UA23 = Umax + N u 1 là đi m phân cơng su t thì tính U1 và UA23 r i so sánh l y tr s l n hơn. Trư ng h p s c đây thư ng đ t đo n A 2 Lúc đĩ UmaxSC = UA23 N u đ t đo n A 1 thì ph i tính UA21 và UA23 . So sánh l y giá tr l n hơn. 5.2.5. ði u ch nh đi n áp trong lư i phân ph i Nhi m v c a đi u ch nh đi n áp: 64
- ð m b o ch t lư ng đi n năng cho thi t b dùng đi n. ð m b o ho t đ ng c a h th ng trong ch đ bình thư ng cũng như s c . (N u đi n cao quá gi i h n cho phép thì thi t b h ng ho c già hĩa; th p quá d n đ n quá t i đư ng dây, máy bi n áp, nh hư ng đ n t dùng, đ n n đ nh c a nhà maý đi n và ph t i). ð t hi u qu kinh t , gi m A và P. 5.2.5.1 . ð l ch đi n áp trên c c thi t b dùng đi n U −U δU = đm .100% (5.49) U đm U: là đi n áp th c t trên thi t b dùng đi n. U −U ð dao đ ng đi n áp: U = max min .100% (5.50) U max Tiêu chu n ch t lư ng đi n áp: δU − ≤ δU ≤ δU + (5.51) Theo tiêu chu n Nga: 2,5% ÷ +5% cho chi u sáng cơng nghi p và cơng s 5% ÷ +10% cho đ ng cơ. ± 5% cho các thi t b cịn l i. Theo tiêu chu n Pháp: ± 5% cho lư i trung và h áp. ± 7% cho lư i trung áp trên khơng. ± 10% cho lư i h áp trên khơng. Tiêu chu n Singapor: ±6%. δU là tiêu chu n chính c a đi u ch nh ch t lư ng đi n áp nĩ nh hư ng r t l n đ n c u trúc c a lư i đi n. 5.2.5.2 .ðánh giá ch t lư ng đi n áp trong lư i h áp Trong m i th i gian đi n áp ph i th a mãn: − + δU ≤ δU xt ≤ δU (5.52) x là đ a đi m ; t là th i gian. Tuy nhiên cĩ 2 v trí và th i đi m mà đĩ ch t lư ng đi n áp đư c đ m b o thì cũng s đư c đ m b o trong m i th i đi m và th i gian cịn l i. ðĩ là đi m đ u B và đi m cu i lư i h áp A trong 2 ch đ ph t i min và max. Lư i h áp Tr m phân B A ph i U H δU B δU A δU + Mi n CLðA − δU 65
- ⇒ 4 tiêu chu n: (qui ư c 1 ch đ max , 2 ch đ min) − + − + δU ≤ δU A1 ≤ δU δU ≤ δU B1 ≤ δU − + − + δU ≤ δU A2 ≤ δU δU ≤ δU B2 ≤ δU Mà δU A1 = δU B1 − U H1 δU A2 = δU B2 − U H 2 − + δU ≤ δU B1 − U H1 ≤ δU − + − + δU ≤ δU B2 − U H 2 ≤ δU δU + U H1 ≤ δU B1 ≤ δU ⇒ → (5.53) − + − + δU ≤ δU B1 ≤ δU δU + U H 2 ≤ δU B2 ≤ δU − + δU ≤ δU B2 ≤ δU Tiêu chu n này đư c áp d ng như sau: Cho bi t UH1 ( ví d 5%) theo tiêu chu n t n th t đi n áp trong lư i phân ph i h áp bi t P max và P min ta tính đư c: P min U H 2 = . U H1 → l p đ th đánh giá ch t lư ng đi n áp như hình v . Pmax Sau đĩ đo đi n áp trên thanh cái tr m phân ph i trong ch đ max, min → δUB1 và δUB2 ð t 2 đi m này vào đ th r i n i chúng b ng 1 đư ng th ng đĩ là đư ng đi n áp th c. ðư ng (1) t t , đư ng (2) và (3) khơng đ t yêu c u. ðư ng (2) cĩ th c i thi n: Thay đ i đ u phân áp c đ nh c a máy bi n áp phân ph i. C th dùng đ u phân áp cao hơn, đư ng đi n áp s t nh ti n lên phía trên và đi vào mi n ch t lư ng đi n áp. ðư ng (3) khơng th thay đ i đ u phân áp c đ nh mà c i thi n đư c vì ch đ max đư c c i thi n thì ch đ min s b h ng.Trư ng h p này dùng phương pháp xoay ngang đư ng đi n áp b ng cách đi u áp dư i t i tr m trung gian ho c dùng t bù cĩ đi u ch nh. δU + U H1 U H 2 δU − 5.2.5.3. Di n bi n đi n áp trong lư i đi n 66
- UTA δU U H δU U B B A + U B1 δU UTA 1 U B2 U H1 UTA 2 U H 2 − δU ch đ max: đư ng 1. ch đ min: đư ng 2 Ta cĩ : δU B1 = E1 − UTA1 + EP − U B1 δU B2 = E2 − UTA2 + EP − U B2 (5.54) δU A1 = δU B1 − U H1 ; δU A2 = δU B2 − U H 2 5.2.5.4 . Phương th c đi u ch nh đi n áp trong lư i phân ph i Trong cơng th c 5.54 ch cĩ UB khơng thay đ i đư c cịn các thành ph n khác cĩ th thay đ i đư c. Các bi n pháp: ði u ch nh đi n áp đ u ngu n E 1 và E 2 b ng cách đi u áp dư i t i t đ ng ho c b ng tay máy bi n áp trung gian ( thơng thư ng là đi u áp dư i t i). ð t đúng đ u phân áp c đ nh c a máy bi n áp phân ph i đ đ t đư c đ tăng thêm đi n áp E P. L a ch n đúng dây d n đ đi u ch nh t n th t đi n áp : UTA và UH Ngồi ra n u 1 s trư ng h p mà các bi n pháp trên v n khơng đ hi u qu thì cĩ th dùng các bi n pháp ph thêm: Bù cơng su t ph n kháng ph t i. Bù d c trên đư ng dây trung áp. Dùng các máy bi n áp chuyên dùng đ đi u ch nh đi n áp trên đư ng dây. ⇒ 4 đ i lư ng E, E P, UTACP , UHACP quy t đ nh ch t lư ng đi n áp. Chúng đư c xác đ nh đ ng b v i nhau. m i h th ng đi n theo đi u ki n riêng các đ i lư ng này cĩ giá tr khác nhau. Ví d : Ch n đ u phân áp cho máy bi n áp phân ph i cĩ các đi u ki n như sau: E1 = 7%, E 2 = 0%, UTA1 =8%, UTA2 = 4%, UH1 = 5%, UH2 = 2%, UB1 =4%, + − UB2 = 2%, δU = 5%, δU = 5% MBA cĩ 5 đ u phân áp v i e 0 = 2,5 67
