Ch.6. Ccd Cn

Chương 6

Cung cấp điện cho các xí nghiệp công nghiệp Trong vài thập niên trở lại đây với việc áp dụng các thành tựu khoa học kỹ thuật, rất nhiều ngành sản xuất công nghiệp đã có những thay đổi rất đáng kể. Các xí nghiệp công nghiệp lớn luôn có xu hướng phát triển nâng cao khối lượng sản phẩm, nhưng sự phát triển này phụ thuộc nhiều vào tính cạnh tranh của sản phẩm trên thị trường trong nước cũng như ở nước ngoài. Rất nhiều quy trình công nghệ, thiết bị lạc hậu, lỗi thời, được thay thế bằng các công nghệ, thiết bị tiên tiến, hiện đại. Các thiết bị công nghệ mới được áp dụng đòi hỏi yêu cầu về chất lượng và độ tin cậy cung cấp điện hết sức nghiêm ngặt. Điều đó đòi hỏi quá trình tính toán thiết kế hệ thống cung cấp điện cũng phải có những thay đổi phù hợp. Nội dung của chương này sẽ giới thiệu những nét đặc trưng nhất của hệ thống cung cấp điện công nghiệp. 6.1. Phụ tải điện công nghiệp 6.1.1. Các thiết bị tiêu thụ điện trong công nghiệp 6.1.1.1 Phân loại các thiết bị điện công nghiệp Tất cả các thiết bị điện công nghiệp được phân loại theo các đặc điểm vận hành – kỹ thuật cơ bản sau: thiết bị sản xuất; điều khiển sản xuất; chế độ dùng điện; công suất và điện áp; loại dòng điện; mức độ tin cậy cung cấp điện v.v. a) Theo cấp điện áp tất cả các thiết bị điện được phân thành hai loại: thiết bị hạ áp (có U ≤ 1000 V) và thiết bị cao áp (U > 1000 V). b) Theo loại dòng điện các thiết bị được phân thành: - Thiết bị làm việc ở mạng điện xoay chiều tần số công nghiệp (50 Hz); - Thiết bị làm việc ở mạng điện tần số cao hoặc thấp; - Thiết bị làm việc ở mạng điện một chiều. c) Theo chế độ làm việc các thiết bị được phân thành: - Thiết bị làm việc với chế độ dài hạn: Các thiết bị này có phụ tải không thay đổi hoặc ít thay đổi trong suốt thời gian làm việc như động cơ các máy bơm, máy quạt v.v. - Thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn: Các thiết bị chỉ làm việc trong khoảng thời gian ngắn chưa đủ để nhiệt độ tăng lên đến giá trị xác lập, ví dụ như máy cắt kim loại, máy trộn v.v. - Thiết bị làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại: trong trường hợp này các thiết bị làm việc theo chế độ luân phiên: đóng, cắt thời gian gian của toàn bộ chu trình không vượt quá 10 phút, ví dụ máy nâng hạ, máy hàn, thang máy v.v. d) Theo dạng năng lượng biến đổi các thiết bị công nghiệp được phân thành các nhóm: động lực, chiếu sáng, tạo nhiệt v.v.

Ch.6. CCĐCN

161

6.1.1.2 Đặc điểm kỹ thuật của các thiết bị điện công nghiệp a) Thiết bị động lực Thiết bị động lực trong công nghiệp chiếm tỷ lệ rất lớn. Phụ thuộc vào đặc điểm của các quá trình công nghệ các động cơ điện có thể là động cơ điện xoay chiều (không đồng bộ, hoặc động cơ đồng bộ), động cơ điện một chiều với các gam công suất khác nhau. Điện áp định mức của các động cơ xoay chiều ba pha chủ yếu là 0,38; 0,66; 3; 6 hoặc 10 kV. Gam công suất phổ biến là 0,1÷ 350; 1÷600; 100÷1000; 20÷1000 và trên 1000 kW. Các động cơ điện một chiều thường sử dụng điện áp 220 hoặc 440 V công suất từ 0,3÷329 kW. b) Thiết bị tạo nhiệt Thiết bị tạo nhiệt chủ yếu là các lò điện và các cơ cấu chuyển đổi điện năng thành nhiệt năng thường làm việc theo các nguyên lý: điện trở, cảm ứng, hồ quang và nguyên lý hổn hợp. Các lò nhiệt điện trở thường được cung cấp bởi mạng điện 380/220V tần số công nghiệp 50Hz. Tồn tại loại lò điện một pha hoặc ba pha công suất từ vài chục đến hàng ngàn kW. Hệ số công suất của các thiết bị này khá cao (sấp sỉ 1, đối với lò gián tiếp và 0,7 ÷ 0,9 đối với lò trực tiếp). Các lò điện cảm ứng được chế tạo có hoặc không có lõi thép. Loại lò cảm ứng có lõi thép làm việc với tần số công nghiệp , điện áp 380/220 V hoặc cao hơn, phụ thuộc vào công suất. Chúng có thể là thiết bị một, hai hoặc ba pha công suất đến 2000 kVA. Hệ số công suất của các loại thiết bị này dao động trong phạm vi rộng: cosϕ = 0,2 ÷ 0,8. Các lò điện cảm ứng không lõi thép được chế tạo để làm việc với tần số công nghiệp hoặc với tần số cao từ 500 Hz đến 40 Mz. Các thiết bị này được cung cấp bởi mạng điện xoay chiều tần số công nghiệp. Hệ số công suất của thiết bị tương đối thấp (0,06 ÷ 0,25). Các lò điện hồ quang, theo nguyên lý đốt nóng được phân thành các thiết bị đốt nóng trực tiếp, gián tiếp hoặc hỗn hợp. Ở lò hồ quang đốt nóng trực tiếp, kim loại được làm chảy bởi nhiệt năng tao ra giữa điện cực với chính kim loại xử lý. Loại lò này được cung cấp bởi mạng điện xoay chiều 6÷ 110 kV qua máy hạ áp. Hệ số công suất có giá trị trong khoảng 0,8 ÷ 0,6. Ở loại lò hồ quang đốt nóng gián tiếp, kim loại được làm chảy bởi nhiệt năng sinh ra giữa các điện cực của thiết bị. Công suất của loại lò này không lớn lắm. Lò được cung cấp bởi mạng điện tần số công nghiệp qua máy biến áp đặc biệt. Ở loại lò hổn hợp, kim loại được làm nóng bởi nhiệt năng sinh ra do dòng điện đi qua chất liệu và cả do hồ quang. Lò hổn hợp được cung cấp bởi mạng điện xoay chiều tần số công nghiệp qua máy hạ áp. Công suất lò cỡ vài tăm kW, hệ số công suất 0,85 ÷ 0,92. Thiết bị hàn điện làm việc với dòng điện xoay chiều hoặc dòng một chiều. Thiết bị hàn điện xoay chiều được cung cấp bởi máy biến áp 380/220 V hoặc cao hơn. Công suất của máy biến áp hàn dao động từ vài chục đến vài trăm kVA. Hệ số công suất của các thiết bị này tương đối thấp (0,3 ÷ 0,35 đối với máy hàn hồ quang và 0,4 ÷ 0,7 đối với máy hàn điểm). Các thiết bị hàn điện một chiều

Ch.6. CCĐCN

162

được cung cấp bởi cơ cấu chỉnh lưu biến đổi dòng điện xoay chiều thành dòng một chiều. Hệ số công suất của thiết bị này ở chế độ làm việc khoảng 0,7 ÷ 0,8 và ở chế độ không tải là 0,4. Các thiết bị chiếu sáng dùng trong công nghiệp chủ yếu là đèn sợi đốt và đèn phóng điện. Các loại đèn công nghiệp đều là thiết bị một pha công suất 100 ÷ 1000 W với điện áp 127 ÷ 220 V. Hệ số công suất của đèn sợi đốt là 1 và của các đèn phóng điện là 0,6 ÷ 0,7, tuy nhiên hầu hết các đèn phóng điện đều được mắc kèm theo các tụ bù nên hệ số công suất của mạng điện chiếu sáng thường đạt đến giá trị 0,9 ÷ 0,96. 6.1.2. Xác định phụ tải diện công nghiệp Các phương pháp tính toán phụ tải điện công nghiệp được trình bày ở chương 2. Để xác định phụ tải tổng hợp của xí nghiệp trước hết cần thu thập số liệu về các thiết bị. Bước đầu tiên của bài toán xác định phụ tải là tiến hành phân nhóm theo các đặc tính tiêu thụ điện của các thiết bị. Trước khi tính toán chi tiết có thể áp dụng thử một vài phương pháp để lựa chọn phương pháp phù hợp nhất. Thực tế cho thấy đối với phụ tải điện công nghiệp, bài toán xác định phụ tải hiệu quả nhất là áp dụng phương pháp hệ số nhu cầu. Phụ tải tính toán của nhóm thiết bị có cùng chế độ làm việc được tính theo biểu thức : n

Ptt = k nc ∑Pni ;

(6.1)

Trong đó: knc- hệ số nhu cầu xác định theo biểu thức (2.35): ksd∑ - hệ số sử dụng tổng hợp của nhóm tải, được xác định theo biểu thức (2.31): Bài toán tổng hợp phụ tải giữa các nhóm có thể được thực hiện theo 2 phương pháp, tuỳ thuộc vào đặc điểm của các nhóm: a, Phương pháp số gia: Phương pháp này được áp dụng khi các nhóm phụ tải có các tính chất khác nhau. Bảng số gia được xây dựng trên cơ sở phân tích, tính toán của hệ số đồng thời và hệ số sử dụng (cho sẵn trong các sổ tay thiết kế). Phụ tải tổng hợp của 2 nhóm xác định theo phương pháp số gia rất đơn giản và cho kết quả khá chính xác (xem mục 2.3 chương 2). Cần lưu ý là phụ tải tổng hợp của hai nhóm phải được xác định ở cùng một thời điểm. b, Phương pháp tổng hợp tải theo hệ số nhu cầu Nếu các nhóm thụ điện có cùng tính chất, thì có thể coi mỗi nhóm là một hộ dùng điện với hệ số sử dụng tổng hợp của nhóm, lúc đó công suất tổng hợp của các nhóm được xác định theo hệ số nhu cầu: N

PΣ = k nc.ch ∑ Pi

(6.5)

i =1

Trong đó hệ số nhu cầu tổng hợp được xác định tương tự như biểu thức :

knc.nh = ksdΣ.ch +

Ch.6. CCĐCN

1 − ksdΣ.ch ; N

163

Với N là số nhóm và ksd∑.ch là hệ số sử dụng tổng hợp chung, xác định tương tự như biểu thức (2.31). 6.2. Sơ đồ mạng điện phân phối cung cấp cho các xí nghiệp công nghiệp 6.2.1. Sơ đồ hình tia Trong sơ đồ hình tia (hình 6.1) các trạm biến áp được cung cấp bởi các đường dây độc lập. Các trạm phân phối (TPP) có thể được bố trí phụ thuộc vào vị trí, số lượng và công suất của các trạm biến áp. Đôi khi các trạm phân phối được xây dựng chung trong trạm biến áp phân xưởng. Các trạm biến áp phân xưởng được cung cấp điện từ thanh cái chính (TCC), được xây dựng với hai phân đoạn (TCC1 và TCC2). Ở chế độ làm việc bình thường mỗi trạm biến áp phân xưởng được cung cấp từ một phân đoạn TCC, khi xẩy ra sự cố mất điện hoặc sửa chữa, thì các máy cắt liên lạc (MCL) sẽ đóng mạch để cấp điện từ phân đoạn thanh cái kia. Như vậy ở chế độ bình thường các máy cắt liên lạc sẽ luôn ở trạng thái mở và chúng chỉ được đưa vào hoạt động khi có tín hiệu đóng dự phòng. Các phụ tải loại 3 được cung cấp điện từ trạm phân phối 3, nơi không có nguồn dự phòng. Sơ đồ hình tia có độ tin cậy cung cấp điện khá cao, nhưng đòi hỏi vốn đầu tư lơn cho các thiết bị phân phối cao áp, các đường dây và trạm phân phối.

DCL

DCL MC1 TCC1

TPP1

MC2 MCL

TCC2

MCL

TBA1

TBA2 TPP2

MCL

TBA4

TPP3

TBA8

Hình 6.1. Sơ đồ hình tia 6.2.2. Sơ đồ hình tia với nguồn dự phòng từ đường cáp đi qua Sơ đồ hình tia dự phòng bằng đường dây cáp đi qua thường được áp dụng đối với phụ tải loại hai. Tiết diện dây cáp được chọn ứng với công suất lớn nhất trong số các trạm biến áp phân xưởng. Khi có sự cố mất điện ở một trong các trạm biến áp, thì người vận hành sẽ đóng cầu dao dự phòng nối với đường cáp (đường chấm chấm trên sơ đồ hình 6.2 ). Sơ đồ này thường áp dụng đối với phụ tải loại I, khi yêu cầu về độ tin cậy cung cấp điện cao.

Ch.6. CCĐCN

164

DCL

DCL MC1 TCC1

MC2

MCL

TCC2

ĐDDP

TBA1

TBA2

TBA4

TBA3

TBA5

Hình 6.2. Sơ đồ hình tia có đường dây dự phòng 6.2.3. Sơ đồ đường trục phân nhánh Khác với sơ đồ hình tia, sơ đồ đường trục phân nhánh cung cấp điện cho các trạm biến áp phân xưởng bằng các nhánh rẽ (hình 6.3). Điện năng truyền tải theo đường trục lấy từ thanh cái của trạm biến áp trung gian và phân phối cho các trạm biến áp. Như vậy sơ đồ cho phép tiết kiệm được các thiết bị và đường dây phân phối, tuy nhiên độ tin cậy cung cấp điện bị giảm. Để nâng cao độ tin cậy cung cấp điện người ta bố trí dự phòng từ phía hạ áp của các trạm biến áp được cung cấp điện bởi các đường trục khác nhau (hình 6.4).

6.2.4. Sơ đồ cung cấp điện bởi các đường trục đơn với đường trục dự phòng chung Trên hình 6.4 biểu thị sơ đồ cung cấp điện bởi các đường trục đơn với đường trục dự phòng chung. Ở chế độ bình thường nhóm các máy biến áp phân xưởng được cung cấp từ các đường trục làm việc, khi có sự cố xẩy ra đối với một trong các đường trục, thì đoạn dây sự cố sẽ bị cắt ra và sự cung cấp điện cho phụ tải được thực hiện bởi đường trục dự phòng.

Ch.6. CCĐCN

165

TBA1

TBA2

TBA3

TBA4

Hình 6.3. Sơ đồ đường trục phân nhánh không có đường dây dự phòng

TBA1

TBA2

TBA3

TBA4

Hình 6.4. Sơ đồ cung cấp điện bởi các đường trục đơn với đường dây dự phòng phía hạ áp

TBA5

TCC1

TBA7

TBA8

DCL

DCL MC1

TBA6

MC2 MCL

TCC2

ĐDDP

Hình 6.5 Sơ đồ cung cấp điện bởi các đường trục đơn với đường trục dự phòng

Ch.6. CCĐCN

166

Nhược điểm cơ bản của sơ đồ này là đường dây dự phòng không được sử dụng cho việc truyền tải điện năng ở chế độ bình thường, do đó gây lãng phí. 6.2.5. Sơ đồ cung cấp điện bởi đường trục mạch vòng Sơ đồ mạch vòng (hình 6.6) thường được áp dụng cung cấp điện cho các hộ phụ tải loại 2. Các máy biến áp phân xưởng được cung cấp điện bởi đường trục khép kin. Mỗi đầu đường trục được cấp điện từ các phân đoạn độc lập. Trong thực tế thường sơ đồ mạch vòng làm việc theo chế độ vận hành hở, tức là máy cắt liên lạc luôn ở trạng thái mở và chỉ đóng khi có sự cố trên các đường trục.

DCL

DCL MC1 TCC1

MC2 MCL

TCC2

MCL

Hình 6.6. Sơ đồ cung cấp điện bởi đường trục mạch vòng

Ch.6. CCĐCN

167

6.3. Mạng điện phân xưởng Trong các xí nghiệp công nghiệp đại đa số các thiết bị tiêu thụ điện được cấp điện từ mạng hạ áp. Mạng điện ngoại trời ở đây thường được áp dụng rất hạn chế, chủ yếu là mạng chiếu sáng bên ngoài và một số ít các thiết bị nằm rải rác trên lãnh thổ. Phần lớn mạng điện hạ áp của các xí nghiệp công nghiệp được xây dựng trong các nhà xưởng vì vậy thường các mạng điện này được gọi là mạng điện phân xưởng. Cung cấp điện cho mạng điện phân xưởng được thực hiện từ các trạm biến áp với cấp điện áp thứ cấp là 380 hoặc 660 V. Cấu trúc chủ yếu của mạng điện phân xưởng là hệ thống ba pha bốn dây với trung tính nối đất. Phần lớn các thiết bị điện xí nghiệp được cung cấp bởi lưới 380 V. Ở các xí nghiệp có các thiết bị công suất lớn, công suất đến 500 kW, thay cho cấp điện áp 380V người ta thường áp dụng cấp điện áp 660 V. Các thiết bị chiếu sáng được cấp điện từ lưới 380/220V. 6.3.1. Sơ đồ động lực của mạng điện phân xưởng Có rất nhiều nhân tố ảnh hưởng đến bài toán lựa chọn sơ đồ động lực của mạng điện phân xưởng như: công suất đặt của các thiết bị, sự phân bố của phụ tải trên diện tích mặt bằng phân xưởng, quy trình công nghệ sản xuất, v.v. Các yêu cầu cơ bản của mạng điện phân xưởng là: - Đảm bảo cung cấp điện tin cậy và chất lượng cho các phụ tải; - Thuận tiện và an toàn trong vận hành và sửa chữa; - Đáp ứng được các yêu cầu về đặc điểm môi trường; - Có khả năng phát triển mở rộng; - Áp dụng các thiết bị và công nghệ tiên tiến; - Chi phí tối thiểu, v.v. Sơ đồ mạng điện phân xưởng có thể được thực hiện theo kiểu hình tia, kiểu đường trục hoặc kết hợp. 6.3.1.1. Sơ đồ hình tia Sơ đồ hình tia là loại sơ đồ mà mỗi thiết bị hoặc nhóm thiết bị được cung cấp bởi đường dây độc lập. Sơ đồ hình tia có thể được xây dựng kiểu một cấp (hình 6.7a) khi các thiết bị được cấp điện trực tiếp từ thanh cái trạm biến áp, hoặc kiểu nhiều cấp, khi các thiết bị được cung cấp gián tiếp qua các tủ phân phối (hình 6.7b). Ưu điểm cơ bản của sơ đồ hình tia là: - Độ tin cậy cung cấp điện cao (sự cố xẩy ra ở một đường dây không làm ảnh hưởng đến sự cung cấp điện của các thiết bị được cung cấp từ các đường dây khác); - Dễ dàng áp dụng các phương tiện tự động điều khiển và bảo vệ. Nhược điểm của sơ đồ hình tia là: - Chi phí cao do phải sử dụng khối lượng dây dẫn lớn, cần nhiều thiết bị bảo vệ; - Chiếm nhiều diện tích; - Độ cơ động không cao khi có sự thay đổi công nghệ sản xuất. Sơ đồ hình tia được áp dụng trong các trường hợp: a) Các phụ tải tập trung công suất lớn (trạm bơm, trạm khí nén, lò nung v.v.);

Ch.6. CCĐCN

168

b) Các phụ tải quan trọng đòi hỏi độ tin cậy cung cấp điện cao (thiết bị lò luyện thép, hóa chất, chế biến dầu v.v.); c) Các động cơ công suất thấp lấy điện từ tủ phân phối; d) Các thiết bị thuộc các phân xưởng có nguy cơ cháy nổ và môi trường nguy hiểm cao (sản xuất dầu khí, than kốc, phân xưởng nấu chảy v.v.). 1

1

2

M M

3

2

M

M

3

3 M

3

M

3

3 a)

2 b)

M

3

M

3

M

Hình 6.7. Sơ đồ hình tia cung cấp điện cho các thiết bị hạ áp: a) Sơ đồ một cấp; b) Sơ đồ hai cấp; 1 – tủ phân phối TBA; 2 – tủ phân phối động lực; 3 – thiết bị tiêu thụ điện 6.3.1.2. Sơ đồ đường trục Sơ đồ đường trục (hình 6.8) là loại sơ đồ mà tại điểm bất kỳ dọc tuyến có thể đấu nối đến các thiết bị tiêu thụ. Mạng điện đường trục cho phép rút ngắn khoảng cách từ nguồn đến các hộ dùng điện, vì vậy giảm tổn thất và chi phí tính toán.

Hình 6.8. Sơ đồ đường trục cung cấp điện cho các thiết bị phân xưởng Ưu điểm cơ bản của sư đường trục là: - Đơn giản hóa kết cấu của trạm biến áp; - Tính linh động và đa năng của mạng điện, cho phép thay đổi vị trí của các thiết bị dễ dàng khi công nghệ sản xuất thay đổi. Nhược điểm cơ bản là: - Độ tin cậy cung cấp điện không cao, vì khi xẩy ra sự cố ở bất kỳ thiết bị nào cũng có thể dẫn đến sự ngừng điện của các thiết bị khác mắc chung trên đường trục;

Ch.6. CCĐCN

169

- Có thể dẫn đến sự lãng phí kim loại trong trường hợp chọn tiết diện không đổi của đường trục. Sơ đồ đường trục thường được áp dụng trong các trường hợp: - Phụ tải phân bố đều trên mặt bằng phân xưởng (chế tạo máy, chết ạo khí cụ v.v.); - Có sự liện hệ công nghệ giữa các thiết bị, khi một trong các thiết bị tắt máy đòi hỏi các thiết bị khác cũng ngừng theo (phân xưởng cán thép, phân xưởng lắp ráp v.v.); - Sự phân bố đối xứng của các cơ cấu thiết bị dọc theo chiều dài phân xưởng. 6.3.1.3. Sơ đồ hổn hợp Để tận dụng các ưu điểm và hạn chế nhược điểm của cả hai loại sơ đồ trên, mạng điện phân xưởng thường được xây dựng theo sơ đồ hổn hợp (hình 6.9) bao gồm một phần sơ đồ hình tia và một phần đường trục. Tùy theo quy trình công nghệ mà tỷ lệ của các mạng điện được phân bố phù hợp. Sơ đồ đường trục được xây dựng với nhiều cấu trúc khác nhau phụ thuộc vào sự phân bố của phụ tải. Hình 6.9a áp dụng đối với phân xưởng có phụ tải phân bố phân tán; hình 6.9b áp dụng cho phân xưởng có phụ tải tập trung theo từng nhóm. Trong một số trường hợp đối với các phụ tải kém quan trọng hoặc phụ tải ở xa tủ phân phối, thì có thể áp dụng sơ đồ dạng chuỗi (hình 6.9d). Ở sơ đồ này chỉ nên áp dụng không quá 3÷4 thiết bị cho mỗi chuỗi.

1

4

4 3 3

4 4

2

3

3 4

3

2

3

5 4

c) 1

2

a) b) d) M M 3 M M Hình 6.9. Sơ đồ hổn hợp: a) cho phụ tải phân tán; b) cho phụ tải tập trung; c) khối máy biến áp – đường trục; d) sơ đồ chuỗi; 1 – tủ phân phối trạm biến áp; 2 – tủ phân phối động lực; 3 – hộ dùng điện; 4 – đường trục; 5 – điểm kết nối. 6.3.2. Mạng điện chiếu sáng Mạng điện chiếu sáng xí nghiệp có dặc điểm là chiều dài lớn. Mạng điện chiếu sáng được xây dựng độc lập với mạng điện động lực, thêm vào đó, mạng điện chiếu sáng ngoài trời và mạng điện chiếu sáng trong nhà cũng độc lập với nhau. Nguyên nhân cơ bản của yêu cầu độc lập giữa mạng điện chiếu sáng và mạng điện động lực là để loại trừ sự ảnh hưởng của sự dao động điện áp

Ch.6. CCĐCN

170

khi mở máy của mạng điện động lực. Đặc điểm của mạng điện chiếu sáng là sự hiện diện của chiếu sáng làm việc và chiếu sáng sự cố. Sơ đồ nguyên lý của mạng điện chiếu sáng làm việc được thể hiện trên hình 6.10. Mỗi đường dây cung cấp cho một hoặc vài nhóm thiết bị chiếu sáng. Nếu phân xưởng được cung cấp điện từ trạm biến áp trong nhà theo sơ đồ khối máy biến áp – đường trục, thì mạch chiếu sáng sẽ được lấy điện từ đường trục chính (hình 6.10b).

3

4 4

1

3 2

a)

5

b)

Hình 6.10. Sơ đồ cung cấp cho mạch chiếu sáng làm việc: a) Từ tủ phân phối trạm biến áp; b) Từ đường trục cung cấp; 1 – Tủ phân phối; 2 – Xuất tuyến đường dây động lực; 3 – Tủ phân phối chiếu sáng; 4 – Bảng điện của nhóm chiếu sáng; 5 – Đường trục cung cấp.

Cung cấp điện cho mạch chiếu sáng sự cố cũng được thực hiện tương tự như mạch chiếu sáng làm việc. Để giảm chiều dài của mạng điện chiếu sáng sự có, cho phép lấy điện từ mạng động lực (hình 6.11). Nếu trong phân xưởng có nhiều hơn một trạm biến áp thì mạch chiếu sáng sự cố được cung cấp theo sơ đồ chéo (hình 6.11b). 2

6

1 a) Hình 6.11. Sơ đồ cung cấp cho mạch chiếu sáng sự cố: a) Từ tủ phân phối động lực; b) Từ trạm biến áp không có tủ phân phối; 1 – Tủ phân phối động lực; 2 – Cầu chảy; 3 – Bảng phân phối chiếu sáng; 4 – Bảng điện của nhóm chiếu sáng; 5 – Đường trục; 6 – Bảng chiếu sáng sự cố.

Ch.6. CCĐCN

3

3 6

4 4

171

5

b)

5

6

4

Mạng điện chiếu sáng có thể được thực hiện theo phương án một, hai hoặc ba pha tùy thuộc vào số lượng bóng đèn và chiều dài của mạch chiếu sáng, tuy nhiên, mỗi mạch không nên quá 20 bóng đèn. Mạch chiếu sáng được điều khiển bởi aptomat hoặc cầu dao chiếu sáng. 6.3.3. Lắp đặt mạng điện phân xưởng Các phương án lắp đặt mạng điện phân xưởng thường được áp dụng là đi dây trong máng, hộp hoặc ống dẫn treo hoặc gá trên tường, trần, hãn hữu cũng gặp trường hợp đi dây trên puly (sứ). Dưới đây sẽ giới thiệu một số sơ đồ lắp ráp đường dây của mạng điện phân xưởng. a. Phương án lắp đặt dây hở Phương pháp lắp đặt dây hở áp dụng trong các phân xưởng có thể thực hiện trong ống dẫn, máng tạo thành giữa các cấu kiện xây dựng nhà xưởng. Một trong những thành phần quan trọng nhất ở đây là cách điện làm bằng cao xu hoặc nhựa polychlovinyle. Trên hình 6.12 biểu thị sơ đồ đi dây hở: Dây dẫn được lắp đặt trong máng, gắn theo cột (hình 6.12a), dọc theo tường (hình 6.12b), hoặc treo trên các sợi cáp bằng thép (hình 6.12c).

b)

c)

Hình 6.12. Các phương án đi dây trong máng: a) theo cột; b) dọc theo tường; c) treo trên cáp thép; 1 – máng dẫn; 2 – dây cáp điện lực

Ch.6. CCĐCN

172

b. Phương án lắp đặt dây kín Một trong các phương pháp lắp đặt dây dẫn của mạng điện phân xưởng được áp dụng khá phổ biến là đi dây trong các ống dẫn, trong hộp. Hộp dẫn được làm bằng nhựa tổng hợp polychlovinyle treo bằng các sợi cáp bằng thep (hình 6.13a) hoặc gá trên tường bằng bu lông (hình 6.13b). Các dây dẫn được đặt cách ly với nhau trong hộp bởi các chất độn cách điện.

2

b)

Hình 6.13. Sơ đồ đi dây trong hộp: a) Treo trên cáp thép; b) Gá trên tường; 1 – Hộp; 2 – Dây dẫn.

Hình 6.14. Phương pháp lắp đặt cáp Hình 6.15. Đường dây modul của mạng điện phân xưởng: 1 – Thiết bị điều khiển đóng cắt; 2 – Hộp nối; 3 – Đơn trong rãnh: 1 – Giá đỡ; nguyên ống; 4 – Hộp phân phối; 5 – Nút giữ. 2 – Cáp điện; 3 – Nắp tháo được.

Ch.6. CCĐCN

173

Cáp điện cũng có thể được lắp đặt trong hào hoặc rãnh (hình 6.14). Các sợi cáp được đặt trên các giá đỡ theo hàng dọc hoặc hàng ngang. Rãnh cáp được xây dựng với nắp đậy có thể thao ra dễ dàng để đảm bảo thiuaanj tiện cho quá trình vận hành và sửa chữa đường dây. Trong mọi trường hợp rãnh cáp cần có một độ thông thoáng nhất định. Một trong các phương án được áp dụng khá phổ biến là áp dụng mạng module. Đó là cách đi dây dưới trần trong ống dẫn với các hộp phân phối (hình 6.15). Sở dĩ nó được gọi là mạng modul vì các hộp nối được thiết kế sẵn với bước (module) xác định khoảng 1,5÷6 m phụ thuộc vào đặc điểm công nghệ của dây chuyền sản xuất và kích thước của các thiết bị. Đường trục modul được thiết kế với dòng cực đại là 100 A. Mạng modul thường được áp dụng cho các phân xưởng chế tạo máy, chế tạo khí cụ điện, thiết bị điện tử và các ngành tương tự. Ưu điểm cơ bản của mạng module là độc lập đối với sự phân bố thiết bị công nghệ. 6.4. Trạm biến áp phân xưởng Trạm biến áp phân xưởng có nhiệm vụ tiếp nhận và biến đổi điện năng từ mạng điện phân phối sang cấp điện áp phù hợp. Trạm biến áp phân xưởng thường được xây dựng theo kiểu hợp bộ (hình 6.16a) hoặc trong nhà (6.16b).

Gió nóng

H

Gió lạnh

MB A Hố dầu

a)

b) Hình 6.16. Trạm biến áp phân xưởng a) Trạm biến áp hợp bộ; b) Sơ đồ thông thoáng trạm biến áp:

6.4.1. Điều kiện làm việc của trạm biến áp Để đảm bảo máy biến áp làm việc ổn định, nhiệt độ môi trường phải luôn được duy trì ở mức thích hợp. Để giảm nhiệt độ trong buồng máy biến áp cần phải tạo sự thông thoáng tự nhiên cho nhà trạm, muốn vậy cần phải xây dựng các cửa sổ dưới và cửa sổ trên. Kích thước của các cửa sổ được xác định phụ thuộc vào công suất của máy biến áp, chính xác hơn là phụ thuộc vào lượng

Ch.6. CCĐCN

174

tổn thất trong máy biến áp. Diện tích cửa sổ trên thường lớn hơn diện tích cửa sổ dưới khoảng 10÷ 20%, tức là: Ftr = (1,1÷1,2).Fduoi. Diện tích của sổ dưới có thể xác định theo biểu thức: 0,18.∆PB 2 Fduoi = ,m H Trong đó: ∆PB – tổng tổn thất công suất trong máy biến áp, kW; ∆PB= ∆P0+ ∆Pk

(6.6)

(6.7)

∆P0 và ∆Pk - tổn thất không tải và tổn thất ngắn mạch của máy biến áp, kW; H – chiều cao từ tâm cửa sổ dưới đến tâm cửa sổ trên, m. Biểu thức (6.6) áp dụng đối với các khu vực có nhiệt độ trung bình của môi trường là 200C. Khi nhiệt độ môi trường xung quanh quá 20 0C, thì cần phải tăng cường sự thông thoáng bằng quạt cưỡng bức. Sơ đồ thông thoáng tự nhiên trạm biến áp phân xưởng được thể hiện trên hình 6.16. 6.4.2. Lựa chọn vị trí đăt trạm biến áp phân xưởng Vị trí trạm biến áp phân phối quyết định bởi chi phí đầu tư trạm biến áp phân phối, các đường trục hạ áp. Ngoài ra nó còn bị giới hạn bởi nhiều yếu tố khác không phải là kỹ thuật. Tuy nhiên, để lựa chọn được một vị trí tối ưu cho trạm, cần phải thỏa mãn các quy tắc sau: - Vị trí của trạm càng gần tâm phụ tải của khu vực được cung cấp điện càng tốt. - Vị trí trạm phải bảo đảm đủ chỗ và thuận tiện cho các tuyến dây đưa điện đến trạm cũng như các phát tuyến từ trạm đi ra, đồng thời phải đáp ứng được cho sự phát triển tương lai . - Vị trí trạm được chọn phải phù hợp với quy hoạch của xí nghiệp và các vùng lân cận. - Vị trí của trạm phải bảo đảm các điều kiện khác như cảnh quan môi trường, có khả năng điều chỉnh cải tạo thích hợp, đáp ứng được khi khẩn cấp v.v. - Vị trí của trạm biến áp được lựa chọn sao cho tổng tổn thất trên các đường dây là nhỏ nhất. Thường để thuận tiện cho việc lựa chọn vị trí đặt trạm biểu đồ phụ tải dưới dạng các hình tròn trên mặt bằng xí nghiệp được thiết lập (hình 6.17). Trên biểu đồ này công suất tính toán của các điểm tải tỷ lệ với diện tích hình tròn bán kính r, được xác định theo biểu thức:

ri =

Pi π .m

(6.8)

trong đó: ri – bán kính hình tròn; Pi – công suất tính toán của điểm tải thứ i; m – tỷ lệ xích, có thể lấy giá trị bất kỳ, sao cho các hình vẽ tương xứng, dễ quan sát. Biểu đồ phụ tải trên mặt bằng xí nghiệp gồm 5 phân xưởng được thể hiện trên hình 6.17, các đường chấm chấm biểu thị các phân xưởng sẽ được phát triển mở rộng trong tương lai. Dựa trên một số cơ sở của cơ học lý thuyết cho phép ta xác định tâm phụ tải khu dân cư

Ch.6. CCĐCN

175

với độ chính xác cao hay thấp tùy thuộc vào yêu cầu cụ thể. Nếu coi phụ tải phân bố đều trên diện tích khu vực, thì tâm phụ tải khu vực có thể coi như trùng với trọng tâm hình học của hình, biểu thị khu vực đó trên mặt bằng. Nếu căn cứ vào phân bố thực tế của phụ tải sẽ không trùng với trọng tâm hình học của khu vực và việc tìm tâm phụ tải là xác định trọng tâm của khối. Vị trí của trạm biến áp được xác định theo các phương pháp như đã trình bày ở chương 3. Y

3 2

x2,y2 S2

x1,y1

x3,y3 4

S3

x4,y4 S4

6 x6,y6 S6 7 x ,y S7 5 5 5 S5

X,Y

r1

1 S1

x7,y7

X

Hình 6.17. Biểu đồ phụ tải trên mặt bằng xí nghiệp * Phương thức lắp đặt trạm biến áp Tùy thuộc vào điều kiện cụ thể, các trạm biến áp phân xưởng có thể lắp đặt theo các phương thức khác nhau (hình 6.18) như: lắp đặt bên trong nhà xưởng (1), gắn vào tường phía trong (2), gắn vào tường phía ngoài (3), đặt độc lập bên ngoài (4), đặt trên mái, hoặc dưới tầng hầm.

(4) (2) Hình 6.18 Các phương thức lắp đặt trạm biến áp phân xưởng

(1) (3)

1.

Trạm biến áp đặt bên trong nhà xưởng cho phép tiết kiệm được dây dẫn của mạng điện hạ áp, tuy nhiên trạm biến áp sẽ chiếm diện tích và có thể gây cản trở cho việc lắp đặt các thiết bị của các công đoạn sản xuất. Phương thức này thường áp dụng cho các phân xưởng rộng với nhiều gian.

Ch.6. CCĐCN

176

2.

3. 4.

5. 6.

Phương thức lắp đặt trạm biến áp kín hoặc hở ngay sát tường bên trong nhà thường được áp dụng cho các phân xưởng có chiều rộng không lớn (một, hai hoặc ba gian), hoặc khi không thể tìm được vị trí bên trong phù hợp. Phương thức lắp đặt bên ngoài nhà ngay sát tường thường được áp dụng nhiều, tuy nhiên trong trường hợp này cần xét đến tính mỹ quan và điều kiện kiến trúc. Trạm biến áp lắp đặt độc lập bên ngoài được áp dụng trong các trường hợp không thể tìm được vị trí thích hợp bên trong hoặc cạnh phân xưởng. Sơ đồ lắp đặt này sẽ làm tăng chi phí dây dẫn của mạng hạ áp. Trong trường hợp điều kiện kiến trúc và an toàn cho phép, các trạm biến áp có thể lắp đặt trên mái nhà xưởng. Hiện nay cùng với việc áp dụng các trạm biến áp hợp bộ, nhiều xí nghiệp áp dụng phương thức đặt trạm biến áp dưới tầng hầm. Điều đó cho phép tiết kiệm diện tích nhà xưởng và đảm bảo mỹ quan, an toàn.

6.5. Độ tin cậy của hệ thống cung cấp điện công nghiệp Cùng với sự phát triển không ngừng của phụ tải điện và sự áp dụng các thiết bị công nghệ tiên tiến, yêu cầu về độ tin cậy cung cấp điện cho các lĩnh vực nói chung và đặc biệt cho các xí nghiệp công nghiệp ngày càng nghiêm ngặt. Sự đình trệ cung cấp điện có thể dẫn đến những thiệt hại kinh tế rất lớn. Điều đó cần phải được quán triệt ngay từ khâu thiết kế, xây lắp đến khâu vận hành hệ thống điện. Độ tin cậy của hệ thống điện phụ thuộc vào độ tin cậy của các phần tử cấu thành. Về phần mình, độ tin cậy của các phần tử hệ thống điện lại phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố, trong đó có cả các yếu tố mang tính khách quan và các yếu tố mang tính chủ quan. Sự tác động của các nhân tố khác nhau đến chế độ làm việc của hệ thống mang tính ngẫu nhiên, vì vậy việc phân tích, tính toán độ tin cậy của hệ thống điện cần phải dựa trên cơ sở lý thuyết xác suất thống kê. 6.5.1. Một số khái niệm cơ bản về độ tin cậy Hỏng hóc là sự kiện phá vỡ khả năng làm việc bình thường của các thiết bị. Trong quá trình làm việc, do nhiều nguyên nhân khác nhau, các thiết bị có thể sẽ không đảm bảo được chức năng mà chúng đảm nhận và sẽ dẫn đến sự ngừng làm việc, thậm chí có thể dẫn đến sự đào thải. Sự cố là những hỏng hóc ngẫu nhiên của thiết bị, gây gián đoạn cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ. Sự cố gây ảnh hưởng đến một bộ phận nhỏ của hệ thống điện gọi là sự cố cục bộ, còn sự cố gây ảnh hưởng trầm trọng đến nhiều phần tử của hệ thống điện gọi là sự cố hệ thống. Thời gian làm việc an toàn của thiết bị là một đại lượng ngẫu nhiên (T), đặc trưng cho khoảng thời gian từ khi thiết bị làm việc đến khi xuất hiện sự cố đầu tiên. Độ tin cậy cung cấp điện là khả năng hệ thống đảm bảo cung cấp điện liên tục và chất lượng cho các hộ dùng điện dưới tác động của các nhân tố khác nhau. Để đánh giá độ tin cậy người ta dựa trên các chỉ tiêu cơ bản sau:

Ch.6. CCĐCN

177

1. Xác suất làm việc tin cậy và xác suất không tin cậy Gọi T là đại lượng ngẫu nhiên đặc trưng cho khoảng thời gian từ khi bắt đầu vận hành đến khi xẩy ra sự cố đầu tiên. Xác suất để trong khoảng thời gian quan sát t (ví dụ trong một năm) không xảy ra sự cố, tức là p(T ≥ t) gọi là xác suất làm việc tin cậy, hay gọi tắt là xác suất tin cậy p(t). Xác suất tin cậy là hàm đơn điệu giảm dần theo thời gian, khi t = 0 thì p = 1 (hình 6.19). Xác suất không tin cậy là xác suất sự kiện hỏng hóc xảy ra sớm hơn khoảng thời gian xét. q(t) = p(T
p, q

1

q(t) p(t)

t

0

t

q (t ) = ∫ f (t )dt ;

(6.13)

0

Trong đó: f(t) – hàm mật độ xác suất sự cố. Xác suất tin cậy được xác định theo biểu thức: t

p (t ) = 1 − q (t ) = e

∫

− λ ( t ) dt 0

;

(6.14)

Trong đó: λ(t) – cường độ sự cố hay thông lượng hỏng hóc. Nếu λ(t) là hằng số thì: p(t) = e-λt;

(6.15)

2. Cường độ sự cố Cường độ sự cố là kỳ vọng toán của các hỏng hóc trên một đơn vị thiết bị, trong một đơn vị thời gian, xác định theo biểu thức:

λ (t ) =

n(t ) ; N .t

(6.16)

n(t) - Số lần hỏng hóc trong khoảng thời gian quan sát t; N - Số lượng thiết bị. 3. Thời gian làm việc an toàn trung bình tp và thời gian phục hồi trung bình tf Trong quá trình vận hành thiết bị trải qua hai trạng thái (hình 6.20): Trạng thái làm việc bình thường (tlv) và trạng thái sự cố (tsc). Thời gian làm việc bình thường của thiết bị giữa hai lần sự cố gọi là thời gian làm việc an toàn.

Ch.6. CCĐCN

178

Hình 6.20. Quá trình vận hành của thiết bị

tlv1

tsc1

tlv2

tsc2

tlvn

* Thời gian làm việc an toàn trung bình là kỳ vọng toán hay giá trị trung bình thời gian làm việc tin cậy của thiết bị, được xác định bởi biểu thức: ∞

t p = ∫ p (t )dt = 0

1 ; λ

(6.17)

Trong đó: f(t) – hàm mật độ xác suất làm việc an toàn. * Thời gian phục hồi trung bình là kỳ vọng toán thời gian chi phí để tìm và sửa chữa thiết bị hư hỏng, có thể xác định theo biểu thức:

1 n 1 t f = ∑ t fi = ; n i=1 µ

(6.18)

Trong đó: tfi - Thời gian phục hồi sự cố thứ i; n - Số lần xảy ra sự cố; µ - cường độ phục hồi. Trong thực tế thời gian phục hồi chính là thời gian mất điện. Số liệu thống kê về cường độ hỏng hóc và thời gian phục hồi trung bình của một số phần tử hệ thống điện được thể hiện trong bảng 6.1. 4. Hệ số dừng và hệ số sẵn sàng * Hệ sô dừng còn gọi là hệ số không sẵn sàng là xác suất các phần tử ngừng làm việc trong khoảng thời gian khảo sát, có thể xác định theo biểu thức:

kd =

tf t f + tp

=

λ ; λ+µ

(6.19)

Hệ số dừng cũng có thể được xác định theo biểu thức: kd= λ.p(t) = λe-λt * Hệ số sẵn sàng là xác suất phần tử ở trạng thái sẵn sàng làm việc, tức là xác suất làm việc an toàn, được xác định theo biểu thức:

k s = 1 − kd =

tf t f + tp

=

µ ; λ+µ

(6.20)

5. Hàm tin cậy của hệ thống Gọi R(t) là hàm tin cậy của hệ thống, tức là xác suất trong khoảng thời gian t hệ thống làm việc an toàn với điều kiện ở thời điểm ban đầu t = 0 các phần tử cũng ở trạng thái sẵn sàng. Tức là

Ch.6. CCĐCN

179

hàm tin cậy phải có 2 điều kiện: ở thời gian t = 0 hệ thống phải ở trạng thái sẵn sàng với k s và ở thời điểm t > 0 có xác suất tin cậy p(t). Ta có thể biểu thị sự kiện này như sau: R(t) = kS. p(t) = kS.e-λt ; (6.21) Bảng 6.1. Thông số về độ tin cậy của các phần tử mạng điện (ứng với thời gian xét 1 năm) Phần tử

Đ.Dây điện áp (cho 1km) 110 35 0,4 10÷

Cáp (cho 1km) 35 0,4 10÷

22 λ , 10

-3

tf , h

7,5 12

6 ,45 24

TBATG:U1/U2 110 35

TBATT U/0,4 35 22 10

T.bị PP T .cái MC

4,5 200

9 ,75 8

22

4,5 24

5 2,5 8

3 50

4,5 40

12 24

12 330

7,5 300

6 70

7,5 50

1,05 16

6.5.2. Đánh giá thiệt hại do ngừng cung cấp điện và thời gian mất điện đẳng trị 6.5.2.1. Thiệt hại do mất điện Ngoài các chỉ tiêu cơ bản mà ta đã xét ở phần trên, cần phải kể đến hai chỉ tiêu quan trọng khác là thiệt hại do ngừng cung cấp điện và thời gian mất điện đẳng trị. Thiệt hại do mất điện là những chỉ tiêu trong độ tin cậy hơn nữa nó là một phần rất quan trọng. Cho đến nay vẫn chưa có lý thuyết hoàn hảo để xác định thiệt hại về kinh tế do mất điện vì nó phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố. Ta chỉ xét một số phương pháp đánh giá thiệt hại gần đúng. Nhìn chung thiệt hại do mất điện gồm 3 thành phần: Thiệt hại chính do sản xuất bị đình trệ, không sử dụng được tài sản hiện có, thiệt hại phụ do sản phẩm bị hư hỏng và thiệt hại hệ thống do mạng điện không được sử dụng. 1). Thiệt hại do bị ứ đọng vốn đầu tư cố định được xác định theo biểu thức:

Y1 =

χt Z t f 1χ f ; 8760

(6.22)

Z - Chi phí quy đổi của xí nghiệp sản xuất; tf1 - Thời gian mất điện; χt- Hệ số trùng hợp, tính đến sự phân bố không đều của thời gian mất điện ứng với quy trình công nghệ sản xuất. Đối với các xí nghiệp sản xuất ba ca thì χt = 1, hai ca χt = 0,667. χf - Hệ số tính đến sự phân bố không đều của sự cố theo thời gian. 2). Thiệt hại kinh tế do sản phẩm không được sản xuất khi mất điện: Lượng tổn thất này bao gồm giá trị sản phẩm không được sản xuất ra trong thời gian mất điện mà vẫn phải trả lương công nhân và chi phí thiệt hại do thiết bị máy móc bị hỏng hóc do mất điện. Y2 = ( g0.N0.ttb - C).n. χt + α .n.Z1 đồng/năm ; (6.23) Trong đó: g0 - Giá thành một sản phẩm. N0 - Số sản phẩm sản xuất ra trong một đơn vị thời gian. T - Thời gian mất điện trong một năm (giờ). C - Chi phí nguyên vật liệu cho lượng sản phẩm sản xuất ra tương ứng với thời gian mất điện.

Ch.6. CCĐCN

180

Z1 - Chi phí qui đổi của các thiết bị hỏng hóc khi xẩy ra mất điện. ttb - Thời gian trung bình tính trong một lần sự cố. n - Số lần mất điện trong năm. α - Hệ số tính tới sự thay đổi hỏng hóc của các thiết bị máy móc ở mỗi lần mất điện (0< α

≤ 1 ). Như vậy các hệ số n và χt có ảnh hưởng rất lớn đến mức độ thiệt hại do mất điện. Nếu số lần mất điện n càng nhiều thì thiệt hại càng lớn. Bên cạnh đó hệ số χt cũng ảnh hưởng khá lớn đến mức độ thiệt hại, chẳng hạn như xí nghiệp sản xuất ba ca (χt =1) nghĩa là mất điện vào thời gian nào cũng dẫn đến thiệt hại. 3). Thiệt hại do chất lượng sản phẩm bị giảm là thiệt hại do chất lượng sản xuất không đảm bảo và phải sử dụng nhân lực hỗ trợ khi mất điện. Thiệt hại này là do lượng sản phẩm là phế phẩm do mất điện và chi phí cho sử dụng nhân lực để sản xuất trong thời gian mất điện. Lượng thiệt hại này tính trong một năm xác định theo công thức: Y3 = N0.(g0 – gph).n.tthiết bị, đ/năm; (6.24) Trong đó: N0 - Số sản phẩm sản xuất ra trong một đơn vị thời gian ; gph - Giá thành phế phẩm; n - Số lần mất điện trong năm. 4). Thiệt hại hệ thống Khi mất điện một số thụ điện bị ngừng cung cấp nên trong hệ thống có hiện tượng thừa công suất. Các thiết bị không được sử dụng hết khả năng làm giảm hiệu suất chung và gây một thiệt hại nhất định cho nền kinh tế quốc dân. Suất thiệt hại hệ thống có thể xác định: Y4 =

Z ht Ath; TM Ptt

(6.25)

Trong đó:

Zht - Chi phí quy đổi của hệ thống điện; TM - Thời gian sử dụng cực đại; Ptt - Công suất tính toán của hệ thống điện; Ath - Điện năng thiếu hụt do mất điện. Tổng thiệt hại do mất điện: YΣ =Y1+Y2+Y3+Y4; Trong tính toán người ta thường dùng suất thiệt hại y0 để đánh giá mức thiệt hại do mất điện ở các mạng điện khác nhau. Chẳng hạn như ở Australia sử dụng bảng giá mất điện như sau : Bảng 6.2. Suất thiệt hại do mất điện ở Australia, $/kWh (Đô Australia) Loại ngừng điện Điện sinh hoạt Điện sản xuất Ngừng điện kế hoạch 0,5 2,5 Ngừng điện sự cố 1,5 7,5

Ch.6. CCĐCN

181

Ở Canada giá mất điện được quy định phụ thuộc vào thời gian mất điện cụ thể hơn: Bảng 6.3. Suất thiệt hại do mất điện ở Canada, $/kWh (USD) T, mất điện Công nghiệp Thương mại Nông nghiệp Dân dụng 1Phút 0,460 0,129 0,027 0,0004 20Phút 1,332 1,014 0,155 0,044 1Giờ 2,990 2,951 0,245 0,143 4Giờ 8,899 10,922 1,027 2,235 8Giờ 18,156 28,020 2,134 6,778 Ở nước ta chưa có quy định cụ thể về giá trị của y 0, tuy nhiên với sự tham khảo suất thiệt hại ở một số nước có thể lấy giá trị y0 trung bình khoảng 0,5÷1,2 USD/kWh đối với phụ tải công nghiệp quan trọng, còn đối với các lĩnh vực khác có thể áp dụng đơn giá như sau: Bảng 6.4. Suất thiệt hại do mất điện ở Việt Nam, 103đ/kWh Loại ngừng điện Điện sinh hoạt Điện sản xuất Ngừng điện kế hoạch 0,85÷1,2 2,5÷5 Ngừng điện sự cố 1,2÷2,5 5÷ 20 6.5.2.2. Xác định thời gian mất điện đẳng trị Trong tính toán độ tin cậy của hệ thống điện thì thời gian mất điện đóng một vai trò rất quan trọng. Ngoài thời gian phục hồi tf còn có thành phần nữa là γtđk tính đến thời gian mất điện biết trước do sửa chữa định kỳ, tổng lượng thời gian này gọi là thời gian mất điện đẳng trị. Tđt = tf + γđk.tđk ; (6.26) γđk - hệ số tính đến sự giảm thiệt hại do mất điện được báo trước. Trong một năm thời gian mất điện đẳng trị Tđt phải nhỏ hơn thời gian mất điện quy định. Thời gian mất điện T được xác định cho toàn mạng điện ltheo biểu thức: Tđt=αCLC+αBATG+αfLf- αfβ∆lCL- αf∆lMC+αTT+αHLH; (6.27) αC, αf, αH - suất mất điện trên 1 đơn vị chiều dài của các đường dây cung cấp, phân phối, hạ áp; αBATG, αTT - suất mất điện của máy biến áp ở trạm trung gian và tiêu thụ; ∆lCL, ∆lMC - Là đoạn đường dây được trang bị dao cách ly và máy cắt để loại trừ sự cố ở lưới phân phối. β - hệ số tính đến ảnh hưởng của việc đặt dao cách ly để phân đoạn đường dây. Theo quy định tạm thời của EVN, thời gian ngừng cung cấp điện của toàn bộ hệ thống không được vượt quá 3,65 ngày/năm, tức là thời gian mất điện đẳng trị quy định là 87,6 h/năm. Các giá trị về suất thời gian mất điện α có thể được tham khảo trong bảng 6.4. Bảng 6.4: Suất thời gian mất điện đẳng trị của các phần tử mạng điện . Đường dây, h/km.năm Trạm biến áp, h/năm

Ch.6. CCĐCN

182

110 kV 0,5

35 kV 0,55

0,4 kV 2,5

10÷22 kV 0,6

T.G 12

TT 24

6.5.3. Đánh giá độ tin cậy của các mạch điện đơn giản 6.5.3.1. Mạch nối tiếp Mạch nối tiếp gồm n phần tử (hình 6.21), biết các tham số cường độ hoảng hóc λ và thời gian phục hồi t f của các phần tử, ta có thể xác định độ tin cậy của mạch theo phương pháp phân tích đơn giản. λ1, tfi

Hình 6.21. Sơ đồ mạch nối tiếp

λ2, tf2

λn , tfn

Đối với mạch nối tiếp, tín hiệu sẽ đi qua khi tất cả các phần tử đều tin cậy, tức là xác suất tin cạy của mạch nối tiếp được xác định theo phép logic “VÀ”: n

n

p (t ) = ∏ pi (t ) = ∏ e i =1

−λit

=e

−

n

∑ λit

(6.28)

i =1

1

n

∑

∧nt =

Cường độ sự cố của mạch nối tiếp

t

Thời gian phục hồi trung bình:

=∧

f

(6.29)

n

1

nt

λi ;

i =1

nt

∑λ t

i fi

i =1

;

(6.30)

n

nt

k =

Hệ số dừng của mạch nối tiếp

d

t

Thời gian làm việc an toàn.

nt p

=

Hệ số sẵn sàng

ksnt =

Hàm tin cậy sẽ là

Rnt =

∑

kdi ;

(6.31)

;

(6.32)

i =1

1

∧

nt

t ntp t +t nt f

nt p

;

(6.33)

k snt e-∧t ;

(6.34)

6.5.3.2. Mạch song song Đối với mạch song song (hình 6.22), tiện nhất là xác định xác suất sự cố q. Tín hiệu không thể đi qua khi tất cả các phần tử đều bị hỏng, như vậy xác suất không tin cậy của mạch được xác định theo phép logic “VÀ”: n

n

n

i =1

i =1

i =1

q(t ) = ∏ qi (t ) = ∏ [1 − pi (t )] = ∏ (1 − e − ) λi t

λ1, tfi

λ2, tf2 λn, tfn

Ch.6. CCĐCN

183

n

Xác suất tin cậy:

p(t ) = 1 − q(t ) = 1 − ∏ (1 − e −λit ) (6.35) i =1

Cường độ sự cố của mạch song song dq d n Λ ss = = ∏ (1 − e −λ t ) ; dt dt i=1 i

Hình 6.22. Sơ đồ mạch song song (6.36)

Nếu đã biết xác suất tin cậy p, thì cường độ sự cố mạch song song cũng có thể xác định theo biểu thức : Λss= - ln(p) (6.37) Thời gian phục hồi trung bình: 1 t ssf = 1 1 ; (6.38) + tt1 t t 2 Thời gian làm việc an toàn:

t pss =

1 ; Λ ss

(6.39)

Khi đã biết λi và tfi có thể xác định: qi =

λi t fi

; (6.40) 8760 6.6. Nâng cao hệ số công suất trong mạng điện công nghiệp 6.6.1. Bản chất của công suất phản kháng Đối với mạng điện xoay chiều khi có sự hiện diện của thành phần cảm kháng, sự biến đổi của điện áp và dòng điện theo thời gian được thể hiện theo biểu thức: u(t)=Umsin (ωt - θ); (6.41) i(t) =Imsin((ωt)

(6.42)

Trong đó: u và i là điện áp và dòng điện xoay chiều; θ - góc lệch pha thay đổi do sự hiện diện của thành phần phản kháng của phụ tải. Um, Im- biên độ của điện áp và dòng điện; ω = 2.π.f; f – tần số. Công suất phản kháng được hiểu là tích của điện áp và dòng điện khi sự lệch pha giữa hai đại lượng này là 900, tức là:

i ' (t ) = I m sin(ωt +

π ) 2

(6.43)

q(t)= u(t).i’(t) Như vậy công suất phản kháng có giá trị:

Ch.6. CCĐCN

184

q (t ) = U m sin(ωt + θ ).I m sin(ωt +

π ) = U.I.sin(θ) + U.I.cos(2ωt-θ). 2

(6.44)

Biểu đồ biến đổi của các đại lượng u, i và q theo thời gian được thể hiện trên hình 6.23. Giá trị trung bình của công suất phản kháng trong n chu kỳ T được xác định: 1 nT

Q=

nT

∫ q(t )dt = U .I . sin(θ ) ;

(6.45)

0

T – chu kỳ.

(+)

(+)

(+)

(-)

(-)

(+)

(-)

(-)

Hình 6.23. Biểu đồ biến đổi của điện áp, dòng điện và công suất phản kháng theo thời gian

(+)

(+)

(+)

(+) (-) (-)

(+)

(+)

(+)

(+)

(-)

(-)

(-)

(-)

(-)

Hình 6.24. Biểu đồ biến đổi của điện áp, dòng điện và công suất phản kháng theo thời gian khi phụ tải không có thành phần cảm kháng (góc θ = 0).

Ch.6. CCĐCN

185

Điện năng phản kháng được xác định theo biểu thức:

Aq = ∫ q (t )dt

(6.46)

Nếu ở phụ tải không có thành phần cảm kháng, thì góc θ = 0, khi đó biểu đồ biến đổi của công suất phản kháng trong trường hợp này được thể hiện trên hình 6.24. Phân tích biểu đồ công suất phản kháng ta thấy ở nửa chu kỳ đầu công suất phản kháng mang dấu (+), còn ở nửa chu kỳ sau nó lại mang dấu (-). Như vậy giá trị trung bình trong một chu kỳ biến đổi sẽ bằng 0, tức là mặc dù vẫn có sự hiện diện của công suất phản kháng nhưng không có sự tiêu thụ điện năng phản kháng (Aq=0). 6.6.2. Sự tiêu thụ công suất phản kháng của các thiết bị điện Lượng công suất phản kháng mà các thiết bị điện tiêu thụ phụ thuộc vào đặc tính của chúng, các động cơ không đồng bộ, máy biến áp vv… là những thiết bị tiêu thụ nhiều công suất phản kháng. Công suất phản kháng mà động cơ không đồng bộ tiêu thụ từ lưới điện xác định như sau: xp % 2 U U I % Q = S n  0 [0,7 + 0,3.( ) 5 ] + k mt } (6.47) Un Un 100  100 trong đó: I0% - dòng điện không tải khi điện áp định mức; xρ% - điện trở kháng của stato và roto quy về công suất toàn phần; kmt - hệ số mang tải; Sn - công suất định mức của động cơ; Un- điện áp định mức của động cơ. Lượng công suất phản kháng tiêu thụ bởi thiết bị điện cũng có thể xác định theo biểu thức: Q = Q0 + (Qn- Q0) k2mt ; (6.48) trong đó: Q0 - công suất phản kháng lúc động cơ làm việc không tải; Qn - công suất phản kháng lúc động cơ làm việc với tải định mức; kmt – hệ số mang tải của thiết bị điện. Thông thường thành phấn công suất phản kháng Q0 chiếm tới gần 70% tổng công suất phản kháng mà thiết bị tiêu thụ: Q0 = (60 ÷70)% Qn. Biểu thị hệ số công suất cosϕ của động cơ dưới dạng hàm của hệ số mang tải:

cos ϕ =

P = S

1  Q + (Qn − Q0 )k mt2  1+  0  Pn k mt  

2

(6.49)

Từ biểu thức trên ta thấy, nếu động cơ làm việc non tải (kmt bé) thì cosϕ sẽ thấp. Phân tích biểu thức (6.48) ta thấy chế độ làm việc của động cơ có ảnh hưởng rất lớn đến sự tiêu thụ công suất phản kháng và cũng có nghĩa là ảnh hưởng đến giá trị của hệ số cosϕ. Chế độ làm việc tốt nhất là khi hệ số mang tải bằng 1, lúc đó sự tiêu thụ công suất phản kháng sẽ có giá trị nhỏ nhất. Các kết quả nghiên cứu thực nghiệm cho thấy đặc tính tiêu thụ công suất phản kháng của các thiết bị điện phụ thuộc vào giá trị điện áp, mà có thể biểu thị dưới dạng tổng quát sau:

Ch.6. CCĐCN

186

Q* = A + BU* + C(U*)2 Trong đó: A, B, C là các hệ số hồi quy. Dấu (*) biểu thị đại lượng tính trong hệ đơn vị tương đối. Tốc độ biến thiên của các đặc tính được biểu thị bởi giá trị:

q=

∂Q * = B + 2CU * ∂U *

(6.50)

và được gọi là hiệu ứng điều chỉnh phụ tải phản kháng theo điện áp. Khi điện áp trong lưới tăng thì hiệu ứng điều chỉnh q cũng sẽ tăng. Ví dụ đối với động cơ lớn hơn 20 kW với hệ số mang tải kmt=0,75 và U* = 0,9 thì q = 1,15; khi U* = 1 thì q = 2,25 và khi U* = 1,1 thì q=4,31. Trong tính toán thực tế, với những dao động nhỏ của điện áp thì q=2÷3 (giới hạn dưới ứng với động cơ công suất lớn). Độ tăng công suất phản kháng có thể tính gần đúng như sau: ∆Q = 0,01.q.vd.Q (6.51) Trong đó: vd – biên độ thay đổi của điện áp, % Q – giá trị công suất phản kháng khi điện áp bằng giá trị định mức: U = Un. Công suất phản kháng mà động cơ không đồng bộ tiêu thụ có thể được xác định theo biểu thức:

Q=K

U2 f .V . µt

Trong đó: K – hằng số; U – điện áp; µt – hệ số dẫn từ của mạch từ; f – tần số của dòng điện; V – thể tích mạch từ. Từ biểu thức trên ta thấy rằng, công suất phản kháng Q tỷ lệ với bình phương điện áp U, vì vậy nếu giảm U thì Q giảm đi rõ rệt và do đó cosϕ của động cơ tăng lên. 6.6.3. Ảnh hưởng của hệ số công suất cosϕ đối với các tham số kinh tế-kỹ thuật của mạng điện Mức độ tiêu thụ công suất phản kháng được đánh giá bởi hệ số công suất, xác định bởi tỷ số giữa công suất tác dụng (P) và công suất biểu kiến (S): cosϕ=P/S.

cos ϕ =

P P = S 3UI

;

(6.52)

Để thuận tiện cho việc phân tích và tính toán, đôi khi người ta thường dùng khái niệm hệ số công suất phản kháng (tgϕ) thay cho hệ số công suất (cosϕ), đó là tỷ lệ giữa công suất phản kháng và công suất tác dụng: tgϕ = Q/P. Tuy nhiên hệ số tgϕ chỉ áp dụng trong các bước tính trung gian, kết quả cuối cùng lại được trả về hệ số cosϕ tương ứng.

Ch.6. CCĐCN

187

Khi cosϕ của thiết bị điện càng lớn, tức là mức độ tiêu thụ công suất phản kháng càng bé, vì vậy làm cho mức độ yêu cầu về Q từ lưới ít, nó góp phần cải tiện chế độ làm việc của lưới. Hệ số cosϕ của các hộ tiêu thụ lại phụ thuộc vào chế độ làm việc của các phụ tải điện. Khi hệ số cosϕ thấp sẽ dẫn đến sự tăng công suất phản kháng, sự truyền tải công suất phản kháng trong mạng điện làm giảm sút các chỉ tiêu kinh tế – kỹ thuật của mạng điện như: a) Làm tăng tổn thất công suất và tăng đốt nóng dây dẫn Tổn thất công suất trong mạng điện được xác định theo biểu thức: P2 + Q2 (6.53) R =∆Pr +∆ Px U2 Khi truyền tải điện năng trong mạng điện cao áp do điện trở phản kháng lớn nên thành phần tổn hao công suất phản kháng thường lớn hơn thành phần tổn thất công suất tác dụng. Đặc biệt đối với máy biến áp thành phần tổn thất công suất phản kháng chiếm tỷ lệ rất lớn. Chẳng hạn đối với máy ∆P = 3 I 2 R =

320 kVA 10/0,4 thì ∆P%= 2,4 còn ∆Q% = 3,2 . b) Tăng tiết diện dây dẫn Khả năng truyền tải của đường dây và máy biến áp phụ thuộc vào điều kiện phát nóng cho phép, tức là phụ thuộc vào dòng điện cho phép của chúng. Dòng điện chạy qua dây dẫn và máy biến áp được xác định : I=

2 S P 2 +Q = 3⋅U 3U

(6.54)

Từ biểu thức trên chúng ta nhận thấy: Với cùng một điều kiện phát nóng nhất định của đường dây và máy biến áp với P = const, nếu tăng lượng công suất phản kháng Q buộc phải tăng tiết diện dây dẫn, do đó sẽ làm tăng chi phí của mạng điện. Theo số liệu tính toán, khi hệ số công suất giảm 20% (từ 1 xuống 0,8) thì lượng tổn thất công suất tăng lên khoảng 1,56 lần và khối lượng dây dẫn tăng lên 25%. Ví dụ minh hoạ dưới đây cho thấy ảnh hưởng của hệ số cosϕ đối với sự thay đổi của công suất toàn phần. P

P

P

100 kW 75 kVAr

100 kW

Ch.6. CCĐCN

100 kW 100 kVAr

b)

a)

cosϕ = 1 P = 100 kW Q=0 S = 100 kVA

Q

Q

cosϕ = 0,8 P = 100 kW Q = 75 kVAr S = 125 kVA

188

c)

cosϕ = 0,7 P = 100 kW Q=100kVAr S = 141 kVA

Kết quả tính toán ở ví dụ trên cho thấy khi hệ số cosϕ giảm từ 1 xuống 0,7 thì giá trị công suất toàn phần tăng lên 1,41 lần. c) Làm hạn chế khả năng truyền tải công suất tác dụng Cũng từ biểu thức (6.54) trên ta thấy, nếu vẫn giữ dòng I=const thì khi Q tăng buộc phải giảm P để đảm bảo điều kiện đốt nóng cho phép của các phần tử hệ thống điện. Còn nếu vẫn giưa nguyên giá trị P = const thì nếu công suất phản kháng quá lớn sẽ có thể gây quá tải cho các thiết bị điện vì công suất toàn phần S phải tăng lên. Điều đó sẽ làm giảm tuổi thọ thậm chí có thể phá huỷ thiết bị. Việc giảm công suất tác dụng sẽ làm giảm hiệu suất truyền tải của mạng điện. d) Không sử dụng hết khả năng của động cơ sơ cấp Khi tăng công suất phản kháng truyền tải sẽ dẫn tới hiện tượng không sử dụng hết khả năng của động cơ sơ cấp và máy phát vì để đảm bảo giá trị định mức của cosϕ thì công suất tác dụng phải giảm xuống. Nếu công suất phản kháng vượt quá giá trị định mức mà được xác định bởi cosϕn, thì tại nhà máy điện người ta buộc phải giảm công suất tác dụng của các máy phát để tránh sự đốt nóng quá mức của máy. e) Giảm chất lượng điện Tăng công suất phản kháng sẽ làm giảm chất lượng điện do tổn thất điện áp tăng và do dao động điện áp khi công suất phản kháng thay đổi. Như đã biết, tổn thất điện áp được xác định bởi biểu thức PR + QX ∆U = = ∆U r + ∆U x (6.55) U Thành phần tổn thất phản kháng ∆Ux tỷ lệ thuận với công suất phản kháng. Việc tăng công suất Q sẽ làm tăng đáng kể tổn thất điện áp, do đó làm giảm chất lượng điện. Điều đó làm tăng thêm chi phí do phải trang bị các cơ cấu điều chỉnh điện áp trong hệ thống. Khi chất lượng điện giảm quá mức cho phép sẽ dẫn đến sự thay đổi chế độ làm việc của các phần tử hệ thống điện. Sự thay đổi này có thể làm giảm năng suất của các thiết bị gây thiệt hại về kinh tế cho các ngành sản xuất. f) Tăng giá thành điện năng Sự truyền tải công suất phản kháng trong mạng điện đòi hỏi những chi phí gia tăng do đó là tăng giá thành điện năng. Sau đây chúng ta sẽ phân tích một cách chi tiết một số ảnh hưởng lớn của sự truyền tải công suất phản kháng đối với các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của mạng điện. 6.6.4. Phương pháp nâng cao hệ số cosϕ Tất cả các giải pháp nâng cao hệ số công suất có thể phân thành các nhóm sau: 6.6.4.1. Các giải pháp tổ chức-kỹ thuật * Sắp xếp hợp lý các quy trình công nghệ: Việc Sắp xếp hợp lý các quy trình công nghệ sản xuất nhằm cải thiện chế độ sử dụng năng lượng của các thiết bị, như hạn chế đến mức tối đa công đoạn chạy không tải. * Thiết lập chế độ làm việc bình thường cho các động cơ không đồng bộ bằng cách thay các động cơ thường xuyên làm việc non tải bằng các động cơ công suất thấp hơn. Khi k mt< 0,45 thì việc thay thế

Ch.6. CCĐCN

189

bao giờ cũng có lợi, còn khi 0,45
Ch.6. CCĐCN

190

- Nâng cao chất lượng sửa chữa động cơ. Nếu chất lượng sửa chữa động cơ không tốt thì sau khi sửa chữa các tính năng của động cơ thường kém trước như: tổn thất trong động cơ tăng lên, cos ϕ giảm,... Vì vậy cần chú trọng đến việc sủa chữa động cơ. - Thay thế máy biến áp làm việc non tải bằng những máy có dung lượng nhỏ hơn. Đứng về phía vận hành mà xét thì trong thời gian phụ tải nhỏ (ca ba) nên cắt bớt các máy biến áp non tải. 6.6.4.3. Các giải pháp kỹ thuật Các giải pháp kỹ thuật thường được áp dụng để nâng cao hệ số cosϕ là áp dụng các cơ cấu bù (còn gọi là điều hoà) công suất phản kháng. Do phụ tải trong thực tế chủ yếu mang tính điện cảm nên vec tơ dòng điện chậm hơn so với vec tơ điện áp, nếu bù được toàn bộ lượng công suất phản kháng thì chỉ còn lại thành phần tác dụng nên vec tơ dong và áp sẽ trung nhau. Có thể dùng tụ bù hoặc máy bù đồng bộ. Biện pháp này được gọi chung là bù cosϕ. Biểu đồ vec tơ công suất trước và sau khi đặt thiết bị bù cosϕ biểu thị trên hình 6.25. Phân tích biểu đồ vec tơ công suất ta thấy công suất biểu kiến sau khi bù S 2 có giá trị nhỏ hơn công suất trước khi bù S1, điều đó cho phép giảm dòng điện chạy trong mạch và từ đó có thể giảm được chi phí đầu tư cho đường dây, giảm tổn thất điện năng, cuối cùng là giảm giá thành điện năng. Tuy nhiên việc đặt các cơ cấu bù công suất phản kháng đòi hỏi những chi phí nhất định, vì vậy cần phải tính toán lựa chọn dung lượng bù cũng như vị trí đặt hợp lý. Theo tính toán thì khi hệ số cosϕ > 0,95 hiệu quả kinh tế của việc đặt bù hầu như không đáng kể. Để tìm lời giải cho câu hỏi nếu xẩy ra hiện tượng quá bù chúng ta phân tích biểu thức xác định tổn thất tổn thất công suất và điện áp khi đặt bù :

∆P =

P 2 + (Q − Qb ) 2 R U2

(6.56)

∼ ~ S1

a)

QC

S2

Hình 6.25. Sơ đồ bù công suất phản kháng a) Sơ đồ mạng điện ; b) Sơ đồ vec tơ công suất trước và sau khi bù cosϕ. .

∆U =

Ch.6. CCĐCN

Q

S=P+jQ

Q-Qb

ϕ1 ϕ2

b)

PR (Q − Qb ) X + = ∆U r + ∆U x ; U U .

191

Qb

.

P

(6.57)

Nếu chọn dung lượng bù Qb bằng giá trị phụ tải phản kháng Q thì có thể loại trừ được hoàn toàn thành phần tổn thất do công suất phản kháng gây nên và như vậy sẽ cải thiện được các tham số chế độ của mạng điện. Việc bù công suất phản kháng đồng thời nâng cao hệ số công suất của mạng điện và tạo nên sự dự trữ công suất phản kháng cho quá trình điều chỉnh điện áp. Từ biểu thức (6.56) ta dễ dàng thấy rằng tổn thất công suất sẽ có giá trị nhỏ nhất khi công suất phản kháng của phụ tải bằng công suất của các cụm bù, tức Q= Q b và nó sẽ tăng trong cả hai trường hợp Q > Qb và Q < Qb. Như vậy nếu như hiện tượng quá bù xẩy ra thì vẫn có dòng công suất phản kháng chạy trên đường dây (theo chiều ngược lại) và vẫn có sự tổn thất điện năng. Thế còn đối với đại lượng tổn thất điện áp thì sao? Xét biểu thức (6.57) ta thấy nếu Q < Qb thì thành phần ∆Ux sẽ mang dấu (-), có nghĩa là sự có mặt của các thiết bị bù sẽ sinh ra một suất điện động (sđđ) mà có thể gây quá áp khi phụ tải cực tiểu. Như vậy, nếu dung lượng bù lớn hơn công suất phản kháng của phụ tải thì, như con dao hai lưỡi, các cụm bù này sẽ gây tổn thất cho mạng điện cả về kinh tế và kỹ thuật. Từ những phân tích trên chúng ta thấy các tính năng ưu việt của bù vô công chỉ có thể có được khi chúng được sử dụng hợp lý. Nếu chọn dung lượng và vị trí bù không hợp lý thì không những không cải thiện được các tham số mạng điện mà ngược lại có thể làm tăng tổn thất và giảm chất lượng điện, gây thiệt hại không chỉ về kinh tế mà còn làm giảm các chỉ tiêu kỹ thuật của mạng điện. 6.6.4.4. Xác định công suất của các thiết bị bù Công suất của thiết bị bù cần thiết để nâng hệ số công suất từ cosϕ1 lên cosϕ2 được xác định theo biểu thức: Qb = P(tgϕ1 - tgϕ2) = P.kq, kVAr ; (6.58) Với P là công suất tác dụng của phụ tải, kW. Giá trị hệ số kq được tính sẵn và cho trong phụ lục. Khi đã biết tổng công suất bù của toàn xí nghiệp thì có thể phân bố tối ưu công suất bù giữa các phân xưởng. Giả sử dung lượng bù tối ưu tại điểm nút A (hình 6.26) đã được xác định, nếu cần phải đặt các cơ cấu bù tại các nhánh khác nhau thì bài toán lại tiếp tục được giải với hàm mục tiêu là cực tiểu hóa giá trị hao tổn công suất ∆P ∆P =

Σ(Qi − Qbi ) 2 Ri → min ; U2

(6.59)

Trong đó: Qi, Qbi - phụ tải phản kháng và công suất cần bù tại điểm i, kVAr; Ri – điện trở tác dụng của nhánh thứ i, Ω; U – điện áp của mạng, kV. Q = ∑Qi ; Qb = ∑Qbi. Hình 6.26. Sơ đồ bù trong mạng điện hình tia

Qb

S=P+jQ

A

P1+jQ1 Qb1

Pi+jQi Qbi Pm+jQm Qbm

Ch.6. CCĐCN

192

Lấy đạo hàm:

∂∆P =0; ∂Qbi Giải hệ phương trình theo Qbi ta được các giá trị bù tối ưu:

Qbi = Qi − (Q − Qb )

Rtd ; Ri

(6.60)

Rtd - Điện trở tương đương của mạng điện song song: 1 1 =∑ ; Rtd Ri

(6.61)

6.6.4.5. Đánh giá hiệu quả bù công suất phản kháng Hiệu quả bù công suất phản kháng có thể đánh giá trên cơ sở so sánh lượng điện năng tiết kiệm được do việc lắp đặt các thiết bị bù. Thành phần tổn thất công suất tác dụng do dòng điện phản kháng gây ra: -

∆P1 = (

Trước khi bù:

Q 2 ) R.10−3 , kW ; U

(6.62) -

∆P2 = (

Sau khi bù:

Q − Qb 2 ) R.10 −3 ; U

(6.63)

Lượng công suất tiết kiệm được do bù là:

δP = ∆P1 − ∆P2 =

QQb R Q (2 − b ) 2 U Q

(6.64)

Giá trị công suất tiết kiệm được trên một đơn vị công suất bù:

k dl = do

Q δP QR = 2 (2 − b ) , kW/kVAr; Qb U Q

(6.65)

Qb ≤ 1 nên ta có thể viết: Q

(1 ÷ 2)QR ; (6.66) U2 Từ biểu thức trên ta nhận thấy là hiệu quả bù sẽ cao khi: - Phụ tải phản kháng trong mạng điện lớn, (Q lớn); - Vị trí của cơ cấu bù cách xa nguồn, ( R lớn); Điện áp của mạng điện thấp. Những nhận xét trên cho phép ta lựa chọn vị trí đặt bù hợp lý và hiệu quả nhất, tuy nhiên để có thể xác định được vị trí và dung lượng bù tối ưu cần tiến hành giải bài toán kinh tế – kỹ thuật. k dl =

Ch.6. CCĐCN

193

6.7. Ví dụ và bài tập Ví dụ 6.1. Hãy xác định phụ tải tính toán của phân xưởng, biết các tham số của các thiết bị như sau : Tên thiết bị Số lượng Pn, kW ksd cosϕ Máy phay vạn năng 1 3,4 0,45 0,78 Máy mài 1 2,2 0,34 0,8 Máy khoan vạn năng 1 4,5 0,46 0,77 Máy khoan bàn 2 2,8 0,45 0,76 Máy mài phá 1 3,0 0,52 0,80 Máy doa ngang 1 4,5 0,55 0,82 Giải : Xác định hệ số sử dụng tổng hợp của nhóm thiết bị: n

k sdΣ =

∑P k ni

i =1

sdi

n

∑P i =1

=

3,4.0,45 + 2,2.0,34 + 4,5.0,46 + 2.2,8.0,45 + 3.0,52 + 4,5.0,55 = 0,47 23,2

ni

Tỷ số giữa công suất của thiết bị lớn nhất và bé nhất là k=

4,5 = 2,05 < 4,5 (theo điều kiện bảng 2.4) 2,2

và vì n>4 nên số lượng hiệu dụng nhd=n=7. Vậy hệ số nhu cầu là: k nc = k sdΣ +

1 − k sdΣ 1 − 0,47 = 0,47 + = 0,67 nhd 7

Công suất tính toán Ptt = knc∑Pni = 0,67.23,2 = 15,55 kW; Hệ số công suất trung bình được xác định tương tự như hệ số sử dụng tổng hợp: n

cos ϕ =

∑P i =1

ni

cos ϕi

n

∑P i =1

=

18,22 = 0,79 23,2

ni

Công suất biểu kiến: S = P/cosϕ = 15,55/0,79 = 19,8 kVA; Công suất phản kháng: Qtt = Ptt .tgϕ = 15,55.0,79 = 12,25 kVAr . Ví dụ 6.2. Hãy xác định phụ tải tính toán của nhà máy gồm 6 phân xưởng, biết công suất tính toán của các phân xưởng như sau: P.xưởng 1 2 3 4 5 6 Ptt, kW 15,55 28,45 57,48 36,54 67,42 82,13 0,47 0,53 0,61 0,52 0,48 0,60 ksdΣ 0,79 0,81 0,78 0,83 0,68 0,76 cosϕ

Ch.6. CCĐCN

194

Giải: Bài toán sẽ được giải theo hai phương pháp: a) Phương pháp số gia: Phụ tải tính toán được xác định bằng cách công từng cặp phân xưởng, bắt đầu từ các phân xưởng có công suất thấp nhất và kết thúc với phân xưởng có công suất cao nhất. Phụ tải tính toán của phân xưởng 1 và phân xưởng 2: P 0, 04 15,55 0, 04 ) − 0,41].15,55 = 38,35 kW Pa=P2+k1P1 = P2 + [( 1 ) − 0,41]P1 = 28,45 + [( 5 5 Tính toán tương tự, kết quả ghi trong bảng VD 6.2 sau: Bảng VD 6.2. Kết quả tính toán phụ tải nhà máy theo phương pháp số gia PX 1 2 3 4 5 6 P, kW 15,55 28,45 57,48 36,54 67,42 82,13 ki 0,64 0,66 0,69 0,67 0,70 PP.số gia Pa= P1+P2 Pb =Pa+P4 Pc=Pb+P3 Pd=Pc+P5 Ptt=Pd+P6 Ptti, kW 38,35 62,93 102,74 149,91 208,10 b) Phương pháp hệ số nhu cầu Tính toán tương tự như bài VD 6.1 ta xác định được các hệ số n

k sdΣ =

∑P k ni

i =1

sdi

n

∑P i =1

k nc = k sdΣ +

=

158,9 = 0,55 287,57

ni

1 − k sdΣ 1 − 0,55 = 0,55 + = 0,73 nhd 6

Ptt = knc∑Pni = 0,73.287,57 = 210,95 kW. Đánh giá sai số giữa hai phương pháp:

ss =

Ptt 2 − Ptt1 100 = 1,35% Ptt 2

Có thể nhận thấy sai số giưa hai phương pháp là không đáng kể. Ví dụ 6.3. Hãy xây dựng biểu đồ phụ tải của các phân xưởng ví xưởng trên sơ đồ mặt bằng nhà máy: Bảng VD 6.3. Các dữ kiện và kết quả tính toán ví dụ 6.3 P.xưởng 1 2 3 4 Ptt, kW 15,55 28,45 57,48 36,54 30 187 135 180 X 30 105 150 45 Y r 2,23 3,01 4,28 3,41

dụ 6.2 biết tọa độ của các phân

5 67,42 60 105 4,63

Giải: Chọn tỷ lệ xích m=1, ta xác định bán kính biểu đồ phụ tải theo biểu thức:

Ch.6. CCĐCN

195

6 82,13 105 15 5,11

TBA 210,95 114,03 76,61

P1 15,55 = = 2,23 π .m π .1 Tính toán tương tự cho các phân xưởng khác, kết quả ghi trong bảng VD 6.3. r1 =

Tọa độ của trạm biến áp xác định theo biểu thức:

X=

∑x P ∑P i

i

i

=

32792,5 = 114,03 ; Y = 287,57

∑y P ∑P

i i

=

i

22031,1 = 76,61 287,57

Trên cơ sở các kết quả tính toán ta tiến hành xây dựng biểu đồ phụ tải trên mặt bằng nhà máy (hình 6.27). 180

PX3

160 140

PX2

120

PX5

100

TBA

80 60

PX4

PX1

PX6

40 20 0 -50

-20

0

50

100

150

200

250

Hình 6.27. Biểu đồ phụ tải nhà máy ví dụ 6.3 Ví dụ 6.4. Hãy xác định kích thước tối thiểu của các cửa sổ nhà trạm biến áp 22/0,4 kV, công suất 400 kVA, biết chiều cao từ tâm cửa sổ dưới đến tâm cửa sổ trên là: H = 3 m. Giải: Căn cứ vào công suất của máy biến áp ta tìm được các tham số ∆P0 = 0,84 kW và ∆Pk = 5,75 kW (bảng 21.pl). Tổng tổn thất công suất của máy biến áp là: ∆PB = ∆P0+ ∆Pk = 0,84 + 5,75 = 6,59 kW; Diện tích của sổ dưới có thể xác định theo biểu thức: 0,18.∆PB 0,18.6,59 Fduoi = = = 0,68, m 2 H 3 Diện tích cửa sổ trên là: Ftr = 1,1.Fduoi= 1,1. 0,68 = 0,75 m2. Ví dụ 6.5. Xác định các chỉ tiêu độ tin cậy cung cấp điện của sơ đồ mạng điện phân phối từ thanh cái trạm biến áp trung gian đến đầu vào của hộ dùng điện theo sơ đồ hình 6.28 gồm: thanh cái trạm trung gian, máy cắt lộ ra, 17,8 km đường dây 22 kV, máy biến áp tiêu thụ, thanh cái trạm tiêu thụ và 0,47 km đường cáp hạ áp. Công suất tính toán của hộ dùng điện là P = 652 kW. Thiệt hại do mất điện y0= 10,5.103đ/kWh.

Ch.6. CCĐCN

196

MC

Tc10

BA 22/0,4 Cáp 0,4 kV

ĐD 22kV

Mc

Đd22

BA

Tc 0,4

cáp

Hình 6.28. Sơ đồ mạng điện ví dụ 6.5 Giải: Để đơn giản, bài toán được giải dưới dạng bảng biểu, các dữ kiện đầu vào và kết quả tính toán được thể hiện trong bảng VD 6.5. Thông lượng hỏng hóc và thời gian phục hồi tra theo bảng 28.pl. Tổng thông lượng hỏng hóc của mạng điện: λ∑ = ∑λi = 122,04.10-3; Tổng thời gian phục hồi của mạng điện: tfΣ = ∑λΣi.tfi = 2,73 h; Bảng VD 6.5. Tham số về ĐTC của các phần tử trong ví dụ 6.5. Phần tử TC MC ĐD 22kV BA 22/0,4 TC Cáp 0,4kV ∑ -3 9,75 1,05 4,5 6 9,75 12 43,05 λ, 10 Số lượng 1 1 17,8 1 2 0,47 23,27 -3 9,75 1,05 80,1 6 19,5 5,64 122,04 λΣi, 10 tfi, h 8 16 24 70 8 24 150 0,078 0,017 1,922 0,42 0,156 0,135 2,73 λΣi.tfi, h (Tiếp bảng VD 6.5) kd kss kd kss Ath, kWh Y, 106đ. 0,108 0,892 0,108 0,892 217,112 2,28 Độ tin cậy trong thời gian một năm vận hành ( t=1) p(t) = e-λt = e-0,122.1 = 0,885 q(t) = 1- p(t) = 1 - 0,885 = 0,115 Thời gian làm việc an toàn tp =

1 = 1/0,122 = 8,194 năm. λΣ

Hệ số dừng: kd = λ∑ p(t) = 0,122. 0,885 = 0,0,108 Hệ số sẵn sàng: kss = 1- kd = 1-0, 081 = 0,892; Năng lượng thiếu hụt: Ath = P .tf = 652.2,73= 217,112 kWh. Thiệt hại do mất điện: Y = y0Ath = 10,5.103.217,112 = 2,28.106đ.

Ch.6. CCĐCN

197

Ví dụ 6.6. Hãy đánh giá độ tin cậy của sơ đồ mạng điện hình tia (hình 6.29) gồm thanh cái trạm biến áp trung gian, hai máy cắt, đường dây 22 kV dài 12,6 km và trạm biến áp phân phối 22/0,4 kV, với hai trường hợp: a) Không có đường dây dự phòng; b) Có đường dây dự phòng, (bỏ qua độ tin cậy của cơ cấu đóng dự phòng). Giải: a) Trường hợp không có đường dây dự phòng Khi không có dự phòng đường dây thì các mạch hoạt động độc lập, do đó độ tin cậy của mỗi mạch được xác định tương tự như ví dụ 6.5. Kết quả được thê hiện trong bảng VD 6.6a sau: Bảng VD 6.6a. Kết quả tính toán ví dụ 6.6 Phần tử

TC

MC

λ, 10-3 Số lượng λΣι, 10-3 tfi, h λΣιtfi , h p 0,919

9,75 2 19,5 8 0,156 q 0,081

1,05 2 2,1 16 0,034 tp, năm 11,862

ĐD 22kV 4,5 12,6 56,7 24 1,361 kd 0,077

BA 22/0,4 6 1 6 70 0,42 kss 0,923

TCC

∑

MC 84,30 118,00 1,97 tf, h 1,970

DCLL ĐDDP

MC TCC

TBA b) Trường hợp có đường dây dự phòng Trong trường hợp có dự phòng đường dây, nếu có sự cố xẩy ra ở một mạch bất kỳ thì toàn bộ phụ tải của mạch này sẽ được cung cấp bởi mạch còn lại qua đường dây Hình 6.29. Sơ đồ mạng điện ví dụ 6.6 dự phòng. Như vậy sơ đồ cung cấp điện được coi như là gồm hai phần tử mắc song song: Xác suất hỏng hóc của sơ đồ được xác định theo biểu thức: n

q (t ) = ∏ qi (t ) = q1.q2= 0,0,081.0,081 = 0,007 ; i =1

Xác suất tin cậy : p(t) = 1- q(t) = 1- 0,007 = 0,993 ; Cường độ sự cố của mạch song song : ∧ss = - ln(p) = - ln(0,993) = 6,56.10-3 Thời gian làm việc an toàn: 1 t pss = = 103/6,56 = 152,5 năm; Λ ss Hệ số dừng:

kd = λ∑ p(t) = 6,56.10-3. 0,993 = 0,01

Ch.6. CCĐCN

198

q1

q2

Hệ số sẵn sàng: kss = 1- kd = 1- 0,01 = 0,99. thời gian phục hồi trung bình:

tf =

1 1 = = 0,99 h 2 2 t ss 1,97

Kết quả tính toán của cả hai trường hợp được biểu thị trong bảng VD 6.6b sau: Bảng VD 6.6b. Kết quả tính toán độ tin cậy các phương án ví dụ 6.6. Mạch λΣ p q kd kss Độc lập 0,919 0,081 84,30 0,077 0,923 Song song 0,993 0,007 6,56 0,01 0,99 Phân tích kết quả tính toán ta thấy độ tin cậy của sơ đồ có dự phòng đường dây được cải thiện rất nhiều. Ví dụ 6.7. Mạng điện hạ áp U=0,38 kV của của nhà máy cơ khí với công suất tính toán là P = 1260kW, hệ số công suất cosϕ1= 0,74 (tgϕ1=0,91). Hãy xác định dung lượng thiết bị bù cần thiết để nâng hệ số công suất lên giá trị cosϕ2= 0,9 (tgϕ2=0,484); Đánh giá hiệu quả bù, biết điện trở của mạng điện từ nguồn đến điểm đặt thiết bị bù là R = 1,22 Ω. Giải: Công suất phản kháng của nhà máy: Q = P.tgϕ1 = 1260.0,91 = 1145,25 kVAr; Công suất cần thiết của thiết bị bù để nâng hệ số công suất lên giá trị cosϕ2 = 0,9: Qb= P (tgϕ1-tgϕ2) = 1260.(0,91 – 0,484) = 535 kVAr; Thành phần tổn thất công suất tác dụng do dòng điện phản kháng gây ra: Q 2 1145,25 2 −3 ) .1,22.10 −3 = 11081,36 kW ; Trước khi bù: ∆P1 = ( ) R.10 = ( U 0,38 Sau khi bù:

∆P2 = (

1145,25 − 535 2 Q − Qb 2 ) 1,22.10 − 3 = 3146,32 kW ; ) R.10− 3 = ( 0,38 U

Lượng công suất tiết kiệm được do bù là: δP = ∆P1 − ∆P2 = 11081,36 − 3146,32 = 7935,04 kW Giá trị công suất tiết kiệm được trên một đơn vị công suất bù: δP 7935,04 k dl = = = 14,83 kW / kVAr. Qb 535 Ví dụ 6.8. Dữ kiện đầu vào như bài ví dụ 6.7. Hãy xây dựng biểu đồ hiệu quả bù k dl=f(cosϕ2) và cho nhận xét: 0,75 0,83ứng với 0,85sự thay đổi của hệ số cosϕ cosϕBài 2 Giải: toán giải0,77 tương 0,79 tựng như0,81 ví dụ 6.7 2 kđl 19,0 18,5 17,9 17,3 16,8 16,27 6 0 4 8 3 cosϕ2 0,87 0,89 0,91 0,93 0,95 0,97 kđl 15,7 15,1 14,5 13,8 13,1 12,34 1 3 3 8 7 Biểu đồ hiệu quả bù công suất phản kháng phụ thuộc vào hệ số cosϕ2 được xây dựng trên cơ sở số liệu tính toán (hình 6.30). Phân tích biểu đồ thay đổi hiệu quả quả bù công suất phản kháng ta thấy khi hệ số cosϕ yêu cầu199 càng thấp Ch.6. CCĐCN thì hiệu quả bù càng cao và ngược lại, khi hệ số cosϕ càng cao thì hiệu quả bù sẽ càng giảm. Bởi vậy trong

Hình 6.30. Biểu đồ hiệu quả bù công suất phản kháng ví dụ 6.8. Ví dụ 6.9. Một xí nghiệp công nghiệp có tổng công suất P = 192,6 kW, hệ số công suất cosϕ1=0,76. Hãy xác định tổng dung lượng bù công suất phản kháng để nâng hệ số công suất lên giá trị cosϕ 2=0,9 và phân bố tối ưu dung lượng bù giữa các phân xưởng, biết tham số của các phân xưởng cho trong bảng VD 6.8 Bảng VD 6.8. Số liệu về phụ tải của các phân xưởng Phân xưởng 1 2 3

Σ

P, kW

Q, kVAr

56,4 72,5 63,7

48,23 58,17 59,64

192,6

166,03

R, Ω

Qb1

0,67 0,72 0,55

P1+jQ1

R1 R2

A

S=P+jQ R3

Qb2

Giải: Qb3 Xác định tổng công suất phản kháng cần thiết để nâng hệ số cosϕ lên giá trị 0,9:

P2+jQ2 P3+jQ3

Qb=P.(tgϕ1-tgϕ2) = 192,9.(0,862 – 0,484) = 72,65 kVAr Xác định điện trở tương đương của mạng điện xí nghiệp: 1 1 1 1 1 =∑ = + + = 4,7 → Rtđ= 0,21 Ω; Rtd Ri 0,67 0,58,17 0,55 Xác định công suất bù của các phân xưởng: R 0,21 Qb1 = Q1 − (Q − Qb ) td = 48,23 − (166 − 72,65) = 18,57 kVAr; R1 0,67 Tính tương tự cho các phân xưởng khác, kết quả ghi trong bảng sau: Phân xưởng 1 2 3 Tổng Qbi, kVAr 18,57 30,57 23,51 72,56 Bài tập tự làm Bài tập 6.1. Hãy xác định phụ tải tính toán của phân xưởng, biết các tham số của các thiết bị như sau :

Ch.6. CCĐCN

200

Tên thiết bị Máy tiện ren Máy phay răng Máy bào ngang Máy mài tròn Máy mài phá Máy xọc Máy phay vạn năng

Số lượng 1 1 1 2 1 1 2

Pn, kW 4,5 2,8 7,6 7,0 3,2 4,5 2,8

ksd 0,57 0,42 0,41 0,35 0,37 0,63 0,46

Bài tập 6.2. Hãy xác định phụ tải tính toán của nhà máy theo hai phương pháp: a) Phương pháp số gia; b) Phương pháp hệ số nhu cầu; Biết số liệu về phụ tải của các phân xưởng như sau: P.xưởng 1 2 3 4 5 Ptt, kW 28,6 37,45 66,73 47,85 72,49 0,42 0,63 0,66 0,55 0,58 ksdΣ 0,75 0,78 0,8 0,8 0,78 cosϕ

cosϕ 0,80 0,76 0,76 0,72 0,75 0,84 0,78

6 82,43 0,67 0,83

Bài tập 6.3. Hãy xây dựng biểu đồ phụ tải của các phân xưởng, biết công suất tính toán và tọa độ của các phân xưởng trên sơ đồ mặt bằng nhà máy: Bảng BT 6.3. Các dữ kiện bài tập 6.3 P.xưởng 1 2 3 4 5 6 Ptt, kW 36,18 44,35 63,27 28,47 78,45 35,68 X 3,39 3,76 4,49 3,01 5,00 3,37 Y 12 47 160 102 135 67 Bài tập 6.4. Hãy xác định kích thước tối thiểu của các cửa sổ nhà trạm biến áp 35/0,4 kV, công suất 630 kVA, biết chiều cao từ tâm cửa sổ dưới đến tâm cửa sổ trên là: H = 3 m. Bài tập 6.5. Xác định các chỉ tiêu độ tin cậy cung cấp điện của sơ đồ mạng điện phân phối từ thanh cái trạm biến áp trung gian đến đầu vào của hộ dùng điện theo sơ đồ hình 6.31 gồm: thanh cái trạm trung gian, máy cắt lộ ra, 24,7 km đường dây 35 kV, máy biến áp tiêu thụ 35/0,4 kV, thanh cái trạm tiêu thụ và 0,38 km đường cáp hạ áp. Công suất tính toán của hộ dùng điện là P = 1075 kW. Thiệt hại do mất điện y0= 8,5.103đ/kWh. MC

BA 35/0,4 ĐD 35kV

Cáp 0,4 kV

Hình 6.31. Sơ đồ mạng điện bài tập 6.5

Ch.6. CCĐCN

201

Bài tập 6.6. Hãy đánh giá độ tin cậy của sơ đồ mạng điện hình tia (hình 6.29) gồm thanh cái trạm biến áp trung gian, hai máy cắt, đường dây 10 kV dài 13,35 km và trạm biến áp phân phối 10/0,4 kV, với hai trường hợp: a) Không có đường dây dự phòng; b) Có đường dây dự phòng, (bỏ qua độ tin cậy của cơ cấu đóng dự phòng). Bài tập 6.7. Công suất tính toán của nhà máy chế biến thực phẩm là P = 850 kW, hệ số công suất cosϕ1= 0,78. Hãy xác định dung lượng thiết bị bù cần thiết để nâng hệ số công suất lên giá trị cosϕ 2= 0,92; Đánh giá hiệu quả bù, biết điện trở của mạng điện từ nguồn đến điểm đặt thiết bị bù là R = 0,82 Ω. Bài tập 6.8. Một xí nghiệp công nghiệp có tổng công suất P=331,47 kW, hệ số công suất cosϕ 1=0,73. Hãy xác định tổng dung lượng bù công suất phản kháng để nâng hệ số công suất lên giá trị cosϕ2=0,9 và phân bố tối ưu dung lượng bù giữa các phân xưởng, biết tham số của các phân xưởng cho trong bảng BT 6.8 Bảng BT 6.8. Số liệu về phụ tải của các phân xưởng Phân xưởng 1 2 3

P, kW

Σ

Q, kVAr

R, Ω

126,55 107,47 97,45

136,45 94,78 80,75

0,54 0,68 0,49

331,47

311,98

1,71

Câu hỏi ôn tập chương 6

1. 2. 3. 4. 5.

Hãy trình bày các đặc điểm kỹ thuật và phân loại thiết bị tiêu thụ điện công nghiệp. Hãy trình bày phương pháp xác định phụ tải điện công nghiệp. Hày trình bày khái quát về sơ đồ mạng điện phân phối cho các xí nghiệp công nghiệp. Hày trình bày khái quát về sơ đồ mạng điện phân xưởng. Hày trình bày khái quát về trạm biến áp phân xưởng.

6.

Hãy trình bày những khái niệm cơ bản về độ tin cậy của hệ thống điện công nghiệp.

7. 8. 9. 10. 11.

Hãy trình bày phương pháp đánh giá thiệt hại do ngừng cung cấp điện. Hãy trình bày phương pháp đánh giá độ tin cậy của các mạch điện đơn giản. Hãy trình bày bản chất của công suất phản kháng. Sự tiêu thụ công suất phản kháng của các thiết bị điện công nghiệp. Cho biết ảnh hưởng của hệ số công suất đối với các tham số kinh tế-kỹ thuật của mạng điện. 12. Hãy trình bày các phương pháp nâng cao hệ số công suất. 13. Trình bày phương pháp xác định dung lượng bù công suất phản kháng và đánh giá hiệu quả bù công suất phản kháng.

Ch.6. CCĐCN

202