ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH AN GIANG TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ AN GIANG GIÁO TRÌNH MÔN HỌC: CUNG CẤP ĐIỆN NGHỀ: ĐIỆN CÔNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ TRUNG CẤP NGHỀ & CAO ĐẲNG NGHỀ Ban hành theo QĐ số: 70/QĐ-CĐN, ngày 11 tháng 01 năm 2019 của Hiệu trưởng trường Cao đẳng nghề An Giang) An Giang – Năm 2019 LỜI NÓI ÐẦU Ðất nước Việt Nam trong công cuộc công nghiệp hoá - hiện đại hoá, nền kinh tế đang trên đà phát triển. Yêu cầu sử dụng điện và thiết bị điện ngày càng tăng. Việc trang bị kiến thức về hệ thống điện nhằm phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt của con người, cung cấp điện năng cho các thiết bị của khu vực kinh thế, các khu chế xuất, các xí nghiệp là rất cần thiết. Với một vai trò quan trọng như vậy và xuất phát từ yêu cầu, kế hoạch đào tạo, chương trình môn học của Truờng Cao Ðẳng Nghề An Giang.
Chúng tôi đã biên soạn cuốn giáo trình Cung cấp điện gồm 9 bài với những nội dung cơ bản sau: - Bài 1: Khái quát về hệ thống cung cấp điện - Bài 2: Xác định nhu cầu điện - Bài 3: Chọn Phương án cung cấp điện - Bài 4: Tính tổn thất điện áp, tổn thất công suất, tổn thất điện năng - Bài 5: Trạm biến áp - Bài 6: Lựa chọn các thiết bị trong lưới cung cấp điện - Bài 7: Chống sét và nối đất - Bài 8: Tính toán chiếu sáng - Bài 9: Nâng cao hệ số công suất Giáo trình cung cấp điện được biên soạn phục vụ cho công tác giảng dạy của giáo viên và là tài liệu học tập của học sinh. Do kiến thức còn hạn hẹp và thời gian thực hiện không nhiều nên không tránh khỏi những thiếu sót nhất định, vì vậy rất mong nhận được ý kiến đóng góp của đồng nghiệp và bạn đọc để cuốn sách đạt chất lượng cao hơn. Tôi xin chân thành cảm ơn! An Giang, ngày 31 tháng 10 năm 2018 Người biên soạn Trần Tấn Tài 1 MỤC LỤC ĐỀ MỤC TRANG LỜI GIỚI THIỆU. 2 CHƯƠNG TRÌNH MÔ ĐUN.
7 BÀI 1: KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN. Nguồn năng lượng tự nhiên và đặc điểm của năng lượng điện. Các dạng nguồn điện. Nhà máy nhiệt điện.
Nhà máy thủy điện. Nhà máy điện nguyên tử. Nhà máy năng lượng mặt trời. Nhà máy năng lượng gió.
Nhà máy năng lượng thủy triều. Nhà máy năng lượng địa nhiệt. Mạng lưới diện. Mạng truyền tải.
Mạng phân phối. Hộ tiêu thụ. Hộ tiêu thụ loại 1. Hộ tiêu thụ loại 2.
Hộ tiêu thụ loại 3. Hệ thống bảo vệ. Trung tâm điều độ hệ thống điện. Những yêu cầu và nội dung chủ yếu khi thiết kế hệ thống cung cấp điện.
Hệ thống điện Việt Nam. 26 BÀI 2: XÁC ĐỊNH NHU CẦU ĐIỆN. Đồ thị phụ tải điện. Các đại lượng cơ bản.
Công suất định mức (Pđm). Phụ tải trung bình (Ptb). Phụ tải cực đại. Phụ tải tính toán (Ptt).
Các hệ số tính toán. Hệ số sử dụng ksd. Hệ số phụ tải kpt (còn gọi là hệ số mang tải). Hệ số cực đại kmax.
Hệ số nhu cầu knc. Hệ số đồng thời kđt. Số thiết bị hiệu quả nhq. Các phương pháp xác định công suất tinh toán.
Mục đích của việc xác định phụ tải tính toán. Các phương pháp tính toán phụ tải. phương pháp tính một số phụ tải đặc biệt. Phương pháp tính phụ tải tính toán cho thiết bị điện một pha.
Tính phụ tải đỉnh nhọn (Pđn). Xác định công suất tính toán ở các cấp trong mạng điện. Xác định tâm phụ tải. 51 BÀI 3: CHỌN PHƯƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN.
Chọn điện áp định mức của mạng điện. Sơ đồ mạng điện áp cao. Sơ đồ nối dây dạng hình tia. Sơ đồ nối dây dạng phân nhánh.
Sơ đồ nối dây dạng kín. Sơ đồ mạng điện áp thấp. Kết cấu của mạng điện. Kết cấu cấu đường dây trên không.
Kết cấu của mạng cáp. 62 BÀI 4: TÍNH TỔN THẤT ĐIỆN ÁP, TỔN THẤT CÔNG SUẤT, TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG. Sơ đồ thay thế lưới điện. Sơ đồ thay thế đường dây tải điện.
Sơ đồ thay thế máy biến áp. Tính toán mạng hở cấp phân phối. Tính tổn thất điện áp trong mạng điện. Tính toán tổn thất công suất.
Tính toán tổn thất điện năng. Tính toán mạng kín đơn giản. Khái niệm chung. Xác định công suất trên các nhánh- Điểm phân công suất.
Tính toán mạng kín đơn giản. 83 BÀI 5: TRẠM BIẾN ÁP. Khái quát và phân loại. Sơ đồ nối dây của trạm biến áp.
Trạm biến áp trung gian. Trạm biến áp phân phối. Nối đất trạm biến áp và đường dây tải điện. Nối đất trạm biến áp.
Nối đất đường dây tải điện. Cấu trúc của trạm.Đối với trạm biến áp phân phối. Đối với trạm biến áp trung gian. Vận hành trạm biến áp.
Trình tự thao tác. 94 BÀI 6: LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ TRONG LƯỚI CUNG CẤP ĐIỆN. Khái quát chung. Nguyên tắc chung để lựa chọn thiết bị điện.
Chọn theo điều kiện làm việc lâu dài. Các điều kiện kiểm tra các thiết bị khi xảy ra ngắn mạch. Lựa chọn máy biến áp. Chọn vị trí trạm biến áp.
Chọn số lượng và chủng loại máy biến áp. Xác định công suất trạm biến áp. Lựa chọn may cắt diện. Lựa chọn cầu chì, dao cach ly.
Lựa chọn cầu chì. Lựa chọn cầu dao hạ áp. Lựa chọn dao cách ly cao áp. Lựa chọn aptomat.
Lựa chọn máy biến dòng BI. Lựa chọn máy biên áp đo lường BU. Lựa chọn thanh góp. Chọn tiết diện dây trong mạng điện phân phối.
Khái niệm chung. Các phương pháp chọn tiết diện dây dẫn. 121 BÀI 7: CHỐNG SÉT VÀ NỐI ĐẤT. Sự hình thành sét và tác hại của sét.
Sự hình thành sét. Tác hại của sét. Bảo vệ chống sét đánh trực tiếp. Khái quát về bảo vệ chống sét.
Các cấp chống sét. Cách thức bảo vệ. Phạm vi bảo vệ. Bảo vệ chống sét đường dây tải diện.
Bảo vệ chống sét từ đường dây truyền vào trạm. Tính toán trang bị nối đất. Giới thiệu một số nét về kỹ thuật chống sét mới xuất hiện gần đây trên thế giới. 160 BÀI 8: TÍNH TOÁN CHIẾU SÁNG .Khái niệm chung về chiếu sáng.
Các yêu cầu cơ bản. Các hình thức chiếu sáng. Một số đại lượng dùng trong tính toán chiếu sáng. Nội dung thiết kế chiếu sáng.
Thiết kế chiếu sáng dân dụng. Trình tự thiết kế chiếu sáng dân dụng. Thiết kế chiếu sáng công nghiệp. Trình tự thiết kế chiếu sáng công nghiệp.
Các thí dụ về thiết kế chiếu sáng. 175 BÀI 9: NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT. Hệ số công suất (cos) và ý nghĩa của việc nâng cao hệ số công suất. Hệ số công suất.
Ý nghĩa của việc nâng cao hệ số công suất. Các biện pháp nâng cao hệ số công suất. Bù cos tự nhiên. Bù nhân tạo.
Phân phối tối ưu công suất bù trên lưới diện xí nghiệp. Xác định tổng công suất phản kháng cần bù. Phân phối tối ưu công suất cần bù trên lưới điện xí nghiệp. 186 Tài liệu tham khảo.
216 6 Bài 1: KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN Giới thiệu Ngày nay, nền kinh tế nước ta đang phát triển mạnh mẽ, đời sống nhân dân cũng nâng cao nhanh chóng nhu cầu điện năng trong các lĩnh vực công nghiệp, nông nghiệp, dịch vụ và sinh hoạt tăng trưởng không ngừng. Một lực lượng đông đảo cán bộ kỹ thuật trong và ngoài ngành điện lực đang tham gia thiết kế, lắp đặt các công trình điện. Người thiết kế phải có sự hiểu biết nhất định về xã hội, môi trường, về các đối tượng cấp điện, về tiếp thị. công trình thiết kế dư thừa sẽ gây lãng phí đất đai, nguyên liệu, làm ứ đọng vốn đầu tư.
Công trình thiết kế sai (hoặc do thiếu hiểu biết, hoặc do lợi nhuận) sẽ gây ra hậu quả khôn lường: gây sự cố mất điện, gây cháy nổ làm thiệt hại đến tính mạng và tài sản của nhân dân. Đối với những người công tác trong ngành điện thì mảng kiến thức về lĩnh vực này là không thể thiếu. Nó là tiền đề cho việc tiếp thu, thực hiện các bài tiếp theo. Mục tiêu Sau khi học xong bài này, người học có khả năng: Nhận thức chính xác về sản xuất, truyền tải và phân phối điện năng từ đó phục vụ cho việc tiếp thu tốt những bài học tiếp theo.
Nguồn năng lượng tự nhiên và đặc điểm của năng lượng điện Sự phát triển mạnh mẽ và liên tục của xã hội ngày nay, đòi hỏi ngày càng nhiều năng lượng (NL) mà chủ yếu lấy từ thiên nhiên. Thiên nhiên xung quanh chúng ta có rất nhiều dạng NL khác nhau, cụ thể như sau: than đá, dầu khí, nguồn nước, mặt trời, gió. đó là những nguồn (NL) rất tốt và quý giá đối với con người. Điện năng (ĐN) là một dạng NL có ưu điểm dễ sản xuất ra từ các dạng NL khác: nhiệt năng, cơ năng, hóa năng và cũng dễ chuyển thành các dạng NL khác như cơ năng, quang năng, hóa năng để phục vụ cho nhu cầu đời sống của con người.
Trong quá trình sản xuất và phân phối, điện năng có những đặc điểm chính sau đây: - Dễ dàng truyền tải đi xa với công suất và hiệu suất lớn; - Điện năng không tích trữ được ngoại trừ các nguồn điện đặc biệt như pin, acquy; - Các quá trình về điện xảy ra rất nhanh: dẫn điện, ngắn mạch. Do đó, phải sử dụng rộng rãi các thiết bị bảo vệ tự động trong công tác vận hành, điều khiển hệ thống cung cấp điện nhằm đảm bảo hệ thống điện làm việc tin cậy, hiệu quả; 12 - Công nghiệp và điện lực có liên quan chặc chẽ dẫn đến nhiều ngành kinh tế quốc dân là một trong những động lực tăng năng suất lao động tạo nên sự phát triển trong kinh tế. Các dạng nguồn điện Hiện nay có nhiều phương pháp biến đổi các dạng năng lượng khác như nhiệt năng, thủy năng, năng lượng hạt nhận…. Vì vậy, có nhiều nguồn phát điện khác nhau: nhà máy nhiệt điện, thủy điện, điện nguyên tử, trạm điện gió, năng lượng mặt trời,….
Nhà máy nhiệt điện Đây là một dạng nguồn điện kinh điển nhưng đến nay vẫn chiếm tỉ lệ quan trọng trong công suất chung.