Bài giảng Thiết kế đường dây và trạm biến áp - Chương 5: Sơ đồ nối điện, tổn thất
Sơ đồ cấu trúc 5
Khi chọn sơ đồ cấu trúc cần chú ý
o Tính khả thi: chọn CS MBA, thi công, xây lắp,.
o Đảm bảo liên hệ chặt chẽ giữa các cấp điện áp đặc
biệt với hệ thống điện khi bình thường cũng như
cưỡng bức.
o Có khả năng phát triển trong tương lai gần, không
cần thay cấu trúc đã chọn
o Tổn hao MBA bé, tránh trường hợp cung cấp cho phụ
tải qua 2 lần MBA
o Vốn đầu tư hợp lý, chiếm diện tích càng bé càng tốt
Sơ đồ nối điện
o Sơ đồ nối điện là một hình vẽ biểu diễn quan hệ giữa các thiết bị và
khí cụ điện có nhiệm vụ nhận điện từ các nguồn để cung cấp phân
phối cho các phụ tải.
o Sơ đồ nối điện có nhiều dạng khác nhau phụ thuộc vào cấp điện áp,
số phần tử nguồn và tải, công suất tổng, tính chất quan trọng của
các phụ tải.
o Các yêu cầu của sơ đồ nối điện:
• Tính đảm bảo cung cấp điện theo yêu cầu
• Tính linh hoạt: thích ứng với các chế độ làm việc khác nhau
• Tính phát triển: tăng thêm nguồn hay phụ tải
• Tính kinh tế: vốn đầu tư và chi phí hằng năm
Tóm tắt nội dung tài liệu: Bài giảng Thiết kế đường dây và trạm biến áp - Chương 5: Sơ đồ nối điện, tổn thất
![Bài giảng Thiết kế đường dây và trạm biến áp - Chương 5: Sơ đồ nối điện, tổn thất Bài giảng Thiết kế đường dây và trạm biến áp - Chương 5: Sơ đồ nối điện, tổn thất](https://s1.tailieubachkhoa.net/rl6k7x3q9zfh00j8/thumb/2021/11/25/bai-giang-thiet-ke-duong-day-va-tram-bien-ap-chuong-5-so-do_2HRojkNqIm.jpg)
Chapter 5 SƠ ĐỒ NỐI ĐIỆN, TỔN THẤT 5.1 Sơ đồ cấu trúc 5.2 Sơ đồ nối điện trạm biến áp 5.3 Tổn thất điện năng CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 25.1 Sơ đồ cấu trúc Hệ thống Tải Nguồn TBA Liên hệ Nguồn cung cấp cho TBA Máy phát dự phòngLà CS mà cần cung cấp Sơ đồ cấu trúc là sơ đồ diễn tả sự liên quan giữa nguồn, tải và HTĐ CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 35.1 Sơ đồ cấu trúc SH ST SC UH HT UC UT UT SH ST SCHT UC UH a) Giảm dần từ điện áp cao xuống b) Cung cấp cho từng cấp điện áp CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 45.1 Sơ đồ cấu trúc UC UTUH HT SH ST SC HT UC UTUH SH ST SC c) Dùng MBA 3 cuộn dây d) Dùng MBA tự ngẫu CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 55.1 Sơ đồ cấu trúc Khi chọn sơ đồ cấu trúc cần chú ý o Tính khả thi: chọn CS MBA, thi công, xây lắp,... o Đảm bảo liên hệ chặt chẽ giữa các cấp điện áp đặc biệt với hệ thống điện khi bình thường cũng như cưỡng bức. o Có khả năng phát triển trong tương lai gần, không cần thay cấu trúc đã chọn o Tổn hao MBA bé, tránh trường hợp cung cấp cho phụ tải qua 2 lần MBA o Vốn đầu tư hợp lý, chiếm diện tích càng bé càng tốt CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 65.1 Sơ đồ cấu trúc Có thể có nhiều cấu trúc khác nhau, để chọn phương án nào cần cân nhắc các khía cạnh sau : Số lượng MBA Tổng công suất MBA Tổng vốn đầu tư MBA Tổn hao điện năng qua MBA CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 75.1 Sơ đồ cấu trúc Kém tin cậy Thường dùng Ít dùng 1 MBA 2 MBA 3 MBA • Phụ tải ko quan trọng • Giai đoạn đầu của trạm 2 MBA • Có 2 đường dây cung cấp từ HT • Ko có CS MBA lớn phù hợp với phụ tải • Ko có khả năng chuyên chở MBA lớn • Khi ko có 2 MBA phù hợp • Phát triển phụ tải cho trạm 2 MBA CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 85.2 Sơ đồ nối điện o Sơ đồ nối điện là một hình vẽ biểu diễn quan hệ giữa các thiết bị và khí cụ điện có nhiệm vụ nhận điện từ các nguồn để cung cấp phân phối cho các phụ tải. o Sơ đồ nối điện có nhiều dạng khác nhau phụ thuộc vào cấp điện áp, số phần tử nguồn và tải, công suất tổng, tính chất quan trọng của các phụ tải. o Các yêu cầu của sơ đồ nối điện: • Tính đảm bảo cung cấp điện theo yêu cầu • Tính linh hoạt: thích ứng với các chế độ làm việc khác nhau • Tính phát triển: tăng thêm nguồn hay phụ tải • Tính kinh tế: vốn đầu tư và chi phí hằng năm CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 95.2 Sơ đồ nối điện o Căn cứ vào số thanh góp, vào số máy cắt điện cung cấp cho các phần tử, sơ đồ nối điện chia thành 3 nhóm sau đây: • Nhóm thứ nhất: mỗi phần tử (mạch) chỉ đi qua một máy cắt (MC) • Nhóm thứ hai: mỗi phần tử (mạch) được cung cấp điện từ hai phía qua hai MC • Nhóm thứ ba: có một hay hai phần tử ko có đặt MC mà chỉ đặt dao cách ly (DCL) CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 105.2 Sơ đồ nối điện Nhóm thứ nhất không phân đoạn có phân đoạn dùng thanh góp vòng Sơ đồ hệ thống 1 thanh góp Sơ đồ hệ thống 2 thanh góp CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 115.2.1 Nhóm thứ 1 D1 TG CL12 CL11 MC1 N1 N2 D2 D4D3 a. Sơ đồ một hệ thống thanh góp o Thứ tự khi đóng một mạch bất kỳ (D1): • Đóng DCL CL11 • Đóng DCL CL12 • Đóng MC MC1 o Thứ tự khi cắt một mạch bất kỳ (D1): • Cắt MC MC1 • Cắt DCL CL12 • Cắt DCL CL11 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 12 D1 TG CL12 CL11 MC1 N1 N2 D2 D4D3 a. Sơ đồ một hệ thống thanh góp • Đơn giản, rõ ràng • Sữa chữa MC nào, mạch đó mất điện • NM trên thanh góp hay sửa chữa DCL phía thanh góp, cắt điện toàn bộ các mạch 5.2.1 Nhóm thứ 1 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 13 Có MC phân đoạn (có thể dùng DCL) MC phân đoạn (có thể đóng hoặc cắt khi vận hành) • Chỉ phân đoạn khi TG có 2 mạch nguồn trở lên • Khi sửa chữa chỉ tiến hành cho từng phân đoạn, phân đoạn còn lại vẫn làm việc bình thường • Khi dùng MC phân đoạn, và vận hành ở chế độ cắt thì có đặt thêm bộ tự đóng nguồn. 5.2.1 Nhóm thứ 1 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 14 Sử dụng thanh góp vòng TG N2 TGV N1 D1 CL11 CL12 MC1 D2 D3 D4 CLV1 CLV2 MCV MC vòng để thay lần lượt cho MC của bất kỳ mạch nào khi sửa chữa bằng cách đi vòng qua MCv, TGV, và CL13 CL13 CL13 Ví dụ: thao tác sửa MC1: • Đóng MCV, CLv1, CLv2, CL13 • Cắt MC1, CL12, CL11 5.2.1 Nhóm thứ 1 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 15 b. Sơ đồ hai hệ thống thanh góp TG 1 TG 2 MCN CLN1CLN2 D1 CL12 CL11 MC1 CL13 D2 D3 D4 MC liên lạc 5.2.1 Nhóm thứ 1 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 16 TG 1 TG 2 MCN CLN1CLN2 CL12 CL11 MC1 CL13 D1 D2 D3 D4 \ MC liên lạc đòng Vận hành song song 2 TG (chế độ làm việc chính) 5.2.1 Nhóm thứ 1 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 17 TG 1 TG 2 MCN CLN1CLN2 CL12 CL11 MC1 CL13 D1 D2 D3 D4 \ MC liên lạc mở Vận hành 1 TG, dự trữ 1 TG. Sử dụng khi cần sửa chữa TG hay MC. Khi sửa MC, dùng MCN thay thế, và nối tắt tại vị trí MC sửa (mạch có MC sửa mất điện trong thời gian thao tác). 5.2.1 Nhóm thứ 1 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 18 Thao tác sửa chữa MC1: sử dụng MCN thay thế TG 1 TG 2 MCN CLN1CLN2 D1 CL12 CL11 MC1 CL13 D2 D3 D4 • Cắt MC1, CL11, CL12, CL13 • Nối tắt MC1 • Đóng CL12, CL13, CLN1, CLN2, MCN 5.2.1 Nhóm thứ 1 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 19 Thao tác sửa chữa MC1: sử dụng MCN thay thế TG 1 TG 2 MCN CLN1CLN2 D1 CL12 CL11 MC1 CL13 D2 D3 D4 • Cắt MC1, CL11, CL12, CL13 • Nối tắt MC1 • Đóng CL12, CL13, CLN1, CLN2, MCN 5.2.1 Nhóm thứ 1 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 20 TG 1 TG 2 MCN CLN1CLN2 D1 CL12 CL11 MC1 CL13 D2 D3 * Söû duïng TG voøng TGV 5.2.1 Nhóm thứ 1 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 21 Nhóm thứ 2 2 MC / mạch Đa giácMột rưỡi 5.2.2 Nhóm thứ 2 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 22 a. Hai hệ thống TG có hai MC trên một mạch * Đảm bảo cung cấp điện liên tục, khi sự cố hay chữa trên TG và MC 5.2.2 Nhóm thứ 2 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 23 b. Hai hệ thống TG có ba MC trên hai mạch • Số MC/số mạch = 1.5 • Kém linh hoạt hơn sơ đồ 2 MC/mạch do phải chỉnh định lại rơle bảo vệ khi thay đổi chế độ hoạt động (cắt một MC nào đó) 5.2.2 Nhóm thứ 2 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 24 c. Đa giác • Số MC/số mạch = 1 • Khi một MC sửa chữa, đa giác trở thành hở, dòng điện qua các MC còn lại ko đối xứng, và có thể tăng 2, 3 lần so với bình thường 5.2.2 Nhóm thứ 2 Sô ñoà tam giaùc Sô ñoà lục giaùcCuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 255.2.3 Nhóm thứ 3 a. Sơ đồ cầu D1 D2 B1 B2 B1 B2 D1 D2 MC ñaët phía nguoàn MC ñaët phía taûi • Đường dây ngắn, sự cố ít • Thường xuyên đóng cắt MBA trong vận hành • Đường dây dài sự cố nhiều • 2 MBA vận hành song song do y/c phụ tải CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 26 b. Bảo vệ bằng cầu chì kết hợp với MC đầu đường dây 5.2.3 Nhóm thứ 3 Cầu chì • Giảm giá thành đầu tư MC • Yêu cầu cung cấp điện ko cao • CS trạm BA ko lớn, điện áp ko lớn (≤ 22 kV) CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 275.3 Tổn thất điện năng Khi máy biến áp vận hành, nó sẽ tiêu thụ một lượng công suất gọi là tổn thất 1 Máy biến áp 2 cuộn dây 2 Máy biến áp 3 cuộn dây 3 Máy biến áp tự ngẫu 2 0 pt N B S P P P S CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 285.3 Tổn thất điện năng Không có đtpt (thời gian tổn thất công suất cực đại) n: số máy biến áp trong trạm Có đtpt 2 ,max 0 max2 1 pt N B S A n PT P n S 20 2 1 1 N i i B A n PT P S T n S 2 max 2 ,max i i pt P T P 5.3.1. MBA 2 cuộn dây CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 295.3 Tổn thất điện năng 5.3.2. MBA 3 cuộn dây Máy biến áp ba cuộn dây có tỷ lệ CS cao – trung – hạ: 100/100/100 100/100/66.7100/66.7/66.7 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 305.3 Tổn thất điện năng N CHP N THP N CTP Các thông số: Tổn thất ngắn mạch cuộn cao – cuộn trung Tổn thất ngắn mạch cuộn cao – cuộn hạ Tổn thất ngắn mạch cuộn trung – cuộn hạ N CT N CH N THP P P Lưu ý: Một số máy biến áp nhà sản xuất chỉ cho thông số ΔPN-CH nên ta có thể xem như sau: CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 315.3 Tổn thất điện năng 100/100/66.7 2 2 2 2 2 2 1 2 (0.67) (0.67) 1 2 (0.67) (0.67) 1 2 (0.67) (0.67) N CH N TH N C N CT N TH N CH N T N CT N CH N TH N H N CT P P P P P P P P P P P P 1 2 1 2 1 2 N C N CT N CH N TH N T N CT N TH N CH N H N CH N TH N CT P P P P P P P P P P P P 100/100/100 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 325.3 Tổn thất điện năng 100/100/100 2 2 20 ,max ,max ,max2 1 C N C C T N T T H N H H B A n PT P S P S P S nS 2 ,max2 2 0 ,max ,max 22 1 0.67 H C N C C T N T T H N H B S A n PT P S P S P nS Ko có đtpt 100/100/66.7 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 335.3 Tổn thất điện năng 2 2 20 , , , , , ,2 1 N C C i C i N T T i T i N H H i H i B A n PT P S T P S T P S T nS 2 , ,2 2 0 , , , , 22 1 0.67 H i H i N C C i C i N T T i T i N H B S T A n PT P S T P S T P nS Có đtpt 100/100/100 100/100/66.7 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 345.3 Tổn thất điện năng 5.3.3. MBA tự ngẫu Do cuộn hạ và cuộn chung của máy biến áp tự ngẫu chỉ có công suất bằng α lần công suất định mức nên ta có tỷ lệ CS các cuộn: 100/100/ α 2 2 2 2 2 2 1 2 1 2 1 2 N CH N TH N C N CT N TH N CH N T N CT N CH N TH N H N CT P P P P P P P P P P P P * Tính toán tương tự như MBA 3 cuộn dây CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 355.3 Tổn thất điện năng Ko có đtpt Có đtpt 2 2 20 ,max ,max ,max2 1 C N C C T N T T H N H H B A n PT P S P S P S nS 2 2 20 , , , , , ,2 1 N C C i C i N T T i T i N H H i H i B A n PT P S T P S T P S T nS CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 365.3 Tổn thất điện năng Có thể tính theo các cuộn nối tiếp, cuộn chung và cuộn hạ 2 2 20 , , , , , ,2 1 .n n i n i ch ch i ch i N H h i h i B A n PT P S T P S T P S T nS 2 2 3 3 1 2 2 1 2 1 2 1 2 n N CT N CH N TH ch N CT N TH N CH N C N CH N TH N CT P P P P P P P P P P P P CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 375.3 Tổn thất điện năng Ví dụ 5.1: 0 5 8 11 13 18 21 24 15 20 63 30 46 20 15 MVA Giờ Trạm 110/22 kV có 2 MBA vận hành song song cho phụ tải có đồ thị bên dưới. Hãy chọn công suất MBA (tra sách)? Sau đó tính tổn thất trong một năm của trạm ? CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt
File đính kèm:
bai_giang_thiet_ke_duong_day_va_tram_bien_ap_chuong_5_so_do.pdf