Giáo Trình Cung Cấp Điện Nghề Điện Công Nghiệp Trung Cấp Tại Trường Cao Đẳng Dầu Khí

Giáo trình cung cấp điện nghề điện công nghiệp trung cấp trường cao đẳng dầu khí giúp sinh viên nắm vững kiến thức và kỹ năng cần thiết.

• Tác giả: Lê Thị Hải Huyền
• Trường học: Trường Cao Đẳng Dầu Khí
• Chuyên ngành: Điện Công Nghiệp
• Đề tài: Giáo Trình Cung Cấp Điện
• Loại tài liệu: Giáo Trình
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Bà Rịa - Vũng Tàu

Mục lục chi tiết

• LỜI GIỚI THIỆU
• 1. CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN
• 1.1. NGUỒN NĂNG LƯỢNG TỰ NHIÊN VÀ ĐẶC ĐIỂM CỦA NĂNG LƯỢNG ĐIỆN
• 1.2. MẠNG LƯỚI ĐIỆN
• 1.3. HỘ TIÊU THỤ
• 1.4. HỆ THỐNG BẢO VỆ
• 1.5. TRUNG TÂM ĐIỀU ĐỘ HỆ THỐNG ĐIỆN
• 1.6. NHỮNG YÊU CẦU VÀ NỘI DUNG CHỦ YẾU KHI THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN
• 1.7. HỆ THỐNG ĐIỆN VÀ LƯỚI ĐIỆN VIỆT NAM
• 2. CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN PHỤ TẢI
• 2.1. XÁC ĐỊNH NHU CẦU ĐIỆN
• 3. CHƯƠNG 3: TRẠM BIẾN ÁP
• 3.1. KHÁI QUÁT VÀ PHÂN LOẠI
• 3.2. SƠ ĐỒ NỐI DÂY CỦA TRẠM BIẾN ÁP
• 3.3. ĐO LƯỜNG VÀ KIỂM TRA TRẠM BIẾN ÁP
• 3.4. NỐI ĐẤT TRẠM BIẾN ÁP VÀ ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIỆN
• 3.5. CẤU TRÚC CỦA TRẠM
• 4. CHƯƠNG 4: LỰA CHỌN CÁC THIẾT BỊ TRONG CUNG CẤP ĐIỆN
• 4.1. LỰA CHỌN DÂY DẪN, THIẾT BỊ ĐÓNG CẮT VÀ BẢO VỆ
• 5. CHƯƠNG 5: CHIẾU SÁNG CÔNG NGHIỆP
• 5.1. KHÁI NIỆM CHUNG VỀ CHIẾU SÁNG
• 5.2. MỘT SỐ ĐẠI LƯỢNG DÙNG TRONG CHIẾU SÁNG
• 5.3. LỰA CHỌN DÂY DẪN, ĐÈN VÀ BỐ TRÍ CHIẾU SÁNG
• 6. CHƯƠNG 6: NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT
• 6.1. HỆ SỐ CÔNG SUẤT (COS φ) VÀ Ý NGHĨA CỦA VIỆC NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT
• 6.2. GIẢI PHÁP BÙ COS φ TỰ NHIÊN
• 6.3. CÁC THIẾT BỊ BÙ COS φ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về Giáo Trình Cung Cấp Điện Nghề Điện Công Nghiệp

Giáo trình Cung cấp điện nghề điện công nghiệp trung cấp là tài liệu quan trọng trong việc đào tạo kỹ thuật viên điện. Tài liệu này không chỉ cung cấp kiến thức lý thuyết mà còn hướng dẫn thực hành, giúp học viên nắm vững các khái niệm cơ bản về hệ thống điện. Nội dung giáo trình được biên soạn dựa trên nhu cầu thực tế của ngành điện công nghiệp, nhằm đáp ứng yêu cầu ngày càng cao trong công cuộc công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước.

1.1. Mục tiêu và nội dung chính của giáo trình

Giáo trình bao gồm 6 chương, từ khái quát về hệ thống cung cấp điện đến tính toán phụ tải, trạm biến áp, lựa chọn thiết bị, chiếu sáng công nghiệp và nâng cao hệ số công suất. Mỗi chương đều có mục tiêu rõ ràng, giúp học viên dễ dàng tiếp cận và áp dụng kiến thức vào thực tiễn.

1.2. Đối tượng và phương pháp học tập

Đối tượng chính của giáo trình là sinh viên ngành điện công nghiệp. Phương pháp học tập bao gồm lý thuyết kết hợp thực hành, giúp học viên có cái nhìn tổng quan và thực tiễn về hệ thống điện.

II. Thách thức trong việc cung cấp điện cho ngành công nghiệp

Ngành điện công nghiệp đang đối mặt với nhiều thách thức, từ việc đảm bảo nguồn cung điện ổn định đến việc nâng cao hiệu suất sử dụng điện. Sự gia tăng nhu cầu sử dụng điện trong các khu công nghiệp đòi hỏi các kỹ thuật viên phải có kiến thức vững vàng về hệ thống điện và các thiết bị liên quan.

2.1. Nhu cầu sử dụng điện ngày càng tăng

Sự phát triển của các ngành công nghiệp như chế biến, sản xuất và dịch vụ đã làm tăng nhu cầu sử dụng điện. Điều này đặt ra yêu cầu cao về khả năng cung cấp điện và quản lý hệ thống điện.

2.2. Vấn đề về an toàn và bảo trì hệ thống điện

An toàn trong cung cấp điện là một yếu tố quan trọng. Các kỹ thuật viên cần phải nắm vững các quy định về an toàn điện và bảo trì thiết bị để đảm bảo hệ thống hoạt động hiệu quả và an toàn.

III. Phương pháp tính toán phụ tải điện hiệu quả

Tính toán phụ tải điện là một trong những nội dung quan trọng trong giáo trình Cung cấp điện. Việc xác định chính xác nhu cầu điện năng giúp tối ưu hóa thiết kế hệ thống điện và giảm thiểu chi phí.

3.1. Các phương pháp xác định công suất tính toán

Có nhiều phương pháp để xác định công suất tính toán, bao gồm phương pháp đồ thị phụ tải và các hệ số tính toán. Mỗi phương pháp có ưu điểm và nhược điểm riêng, phù hợp với từng loại phụ tải.

3.2. Tính toán phụ tải đặc biệt

Một số phụ tải đặc biệt như máy móc công nghiệp yêu cầu tính toán riêng biệt để đảm bảo cung cấp điện ổn định và hiệu quả. Việc này đòi hỏi kỹ thuật viên phải có kiến thức chuyên sâu về thiết bị và quy trình sản xuất.

IV. Lựa chọn thiết bị trong cung cấp điện công nghiệp

Lựa chọn thiết bị phù hợp là một yếu tố quyết định đến hiệu quả của hệ thống cung cấp điện. Giáo trình cung cấp hướng dẫn chi tiết về cách lựa chọn thiết bị, từ máy biến áp đến các thiết bị bảo vệ.

4.1. Tiêu chí lựa chọn máy biến áp

Máy biến áp là thiết bị quan trọng trong hệ thống điện. Việc lựa chọn máy biến áp cần dựa trên các tiêu chí như công suất, điện áp và hiệu suất làm việc để đảm bảo cung cấp điện ổn định.

4.2. Các thiết bị bảo vệ trong hệ thống điện

Thiết bị bảo vệ giúp bảo đảm an toàn cho hệ thống điện. Việc lựa chọn và lắp đặt thiết bị bảo vệ đúng cách sẽ giúp giảm thiểu rủi ro và thiệt hại do sự cố điện.

V. Ứng dụng thực tiễn của giáo trình trong ngành điện công nghiệp

Giáo trình Cung cấp điện không chỉ là tài liệu học tập mà còn là nguồn tham khảo quý giá cho các kỹ thuật viên trong ngành điện công nghiệp. Việc áp dụng kiến thức từ giáo trình vào thực tiễn sẽ giúp nâng cao hiệu quả công việc.

5.1. Các dự án thực tế áp dụng kiến thức từ giáo trình

Nhiều dự án trong ngành điện công nghiệp đã áp dụng kiến thức từ giáo trình, từ việc thiết kế hệ thống điện đến bảo trì và vận hành thiết bị. Điều này chứng tỏ tính ứng dụng cao của giáo trình trong thực tiễn.

5.2. Kết quả nghiên cứu và phát triển trong ngành điện

Nghiên cứu và phát triển trong ngành điện công nghiệp đang diễn ra mạnh mẽ. Các kỹ thuật viên cần cập nhật kiến thức mới để đáp ứng yêu cầu ngày càng cao của ngành.

VI. Kết luận và tương lai của giáo trình Cung cấp điện

Giáo trình Cung cấp điện nghề điện công nghiệp trung cấp là tài liệu thiết yếu cho việc đào tạo kỹ thuật viên. Tương lai của giáo trình sẽ tiếp tục được cải tiến để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của ngành điện công nghiệp.

6.1. Định hướng phát triển giáo trình trong tương lai

Giáo trình sẽ được cập nhật thường xuyên để phản ánh những thay đổi trong công nghệ và nhu cầu của ngành điện công nghiệp. Việc này sẽ giúp học viên luôn được trang bị kiến thức mới nhất.

6.2. Vai trò của giáo trình trong việc nâng cao chất lượng đào tạo

Giáo trình Cung cấp điện đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao chất lượng đào tạo kỹ thuật viên. Việc áp dụng giáo trình vào giảng dạy sẽ giúp học viên nắm vững kiến thức và kỹ năng cần thiết cho công việc.

Nội dung chính

Tổng quan về giáo trình

Giáo trình Cung cấp điện (Mã môn học: ELEI6509) do nhóm tác giả gồm Lê Thị Hải Huyền (Chủ biên), Ninh Trọng Tuấn và Lê Thị Thu Hường biên soạn, được ban hành chính thức theo Quyết định số 215/QĐ-CĐDK ngày 01 tháng 3 năm 2022 của Trường Cao đẳng Dầu khí. Trong cấu trúc chương trình đào tạo nghề Điện công nghiệp, môn học chiếm 5 tín chỉ với tổng thời lượng 90 giờ (bao gồm 56 giờ lý thuyết, 29 giờ thực hành/thảo luận và 5 giờ kiểm tra), nằm trong khối kiến thức chuyên môn nghề bắt buộc gồm 41 tín chỉ. Môn học được tổ chức giảng dạy song hành với học phần An toàn điện, Khí cụ điện (ELEI53117) và học sau các môn học nền tảng như Mạch điện cơ bản (ELEI52033), Mạch điện (ELEI53132), Vẽ điện (ELET51165), Đo lường điện (ELEI53115) và Kỹ thuật lắp đặt điện (ELEI55124).

Mục tiêu đào tạo của giáo trình hướng đến việc trang bị cho người học năng lực lựa chọn phương án kỹ thuật cho đường dây cung cấp điện phân xưởng phù hợp Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN); tính toán, lựa chọn thông số dây dẫn và thiết bị đóng cắt; thiết kế bố trí hệ thống chiếu sáng công nghiệp; đồng thời tính toán hệ thống nối đất và chống sét cho đường dây tải điện cùng các công trình công nghiệp.

Giáo trình được cấu trúc thành 6 chương chuyên đề, tiếp cận theo tiến trình kỹ thuật từ tổng quan hệ thống nguồn, xác định phụ tải tính toán, thiết kế trạm biến áp, lựa chọn khí cụ bảo vệ, chiếu sáng phân xưởng cho đến giải pháp nâng cao hệ số công suất $\cos\varphi$. Điểm đặc thù của tài liệu là sự chuẩn hóa các phương pháp tính toán công suất, quy đổi phụ tải điện và tích hợp số liệu thực tế của hệ thống điện lưới Việt Nam.

---

Nội dung kiến thức cốt lõi

Các chương/chủ đề chính

Cấu trúc nội dung của giáo trình được triển khai qua 6 chương trọng tâm:

• Chương 1: Khái quát về hệ thống cung cấp điện (5 giờ lý thuyết): Trình bày đặc điểm các dạng nguồn năng lượng (nhiệt điện ngưng hơi và trích hơi, thủy điện, điện hạt nhân, năng lượng gió và bức xạ mặt trời); cấu trúc lưới điện và định nghĩa hệ thống điện; phân loại 3 nhóm hộ tiêu thụ theo độ tin cậy cung cấp điện (Hộ loại I, II, III); các yêu cầu bảo vệ đường dây, máy biến áp, động cơ, tụ bù; cơ cấu tổ chức Trung tâm điều độ hệ thống điện; hiện trạng các cấp điện áp lưới điện Việt Nam (0,4 kV; 6 kV; 10 kV; 22 kV; 35 kV; 110 kV; 220 kV và 500 kV) cùng thông số các nhà máy điện như Hòa Bình, Phả Lại, Phú Mỹ, Yaly.
• Chương 2: Tính toán phụ tải (18 giờ: 10 LT, 7 TH/BT, 1 KT): Phân tích các dạng đồ thị phụ tải ngày, tháng, năm; định nghĩa các đại lượng đo lường ($P_{đm}, P_đ, P_{tb}, P_{tbbp}, P_{max}, P_{đnh}, P_{tt}$); hệ thống hệ số tính toán ($k_{sd}, k_{đóng}, k_{pt}, k_{max}, k_{nc}, k_{hd}, k_{đk}, k_{đt}, n_{hq}$); các phương pháp xác định phụ tải tính toán (theo suất tiêu hao điện năng $W_0$, theo suất phụ tải trên diện tích $P_0$, theo hệ số nhu cầu $k_{nc}$, theo phương pháp số thiết bị hiệu quả $n_{hq}$); phương pháp tính toán phụ tải 1 pha quy đổi về 3 pha và xác định tọa độ tâm phụ tải $(x_0, y_0, z_0)$ để tối ưu vị trí đặt trạm.
• Chương 3: Trạm biến áp (16 giờ: 11 LT, 4 TH/BT, 1 KT): Khái quát và phân loại trạm trung gian, trạm phân xưởng, trạm ngoài trời, trong nhà; phân tích các sơ đồ nối dây (khối đường dây – máy biến áp, sơ đồ hình chữ H, sơ đồ thanh cái đơn/kép có phân đoạn, sơ đồ trạm lò điện hồ quang dùng cuộn kháng giới hạn dòng ngắn mạch); cấu hình đo lường, kiểm tra trạm; tiêu chuẩn nối đất trạm biến áp và đường dây tải điện ($R_d \le 0,5,\Omega$ cho mạng $\ge 110\text{ kV}$, $R_d \le 4,\Omega$ cho mạng hạ áp $< 1000\text{ V}$, $R_d \le 10,\Omega$ khi nối đất chung); quy chuẩn kết cấu trạm ngoài trời trên cột (treo máy $< 240\text{ kVA}$, độ cao tối thiểu $4,5\text{ m}$) và trạm trên nền có rào chắn.
• Chương 4: Lựa chọn thiết bị trong cung cấp điện (17 giờ: 10 LT, 6 TH/BT, 1 KT): Quy trình tính chọn và kiểm tra máy biến áp, máy cắt cao áp ($U > 1000\text{ V}$), dao cách ly, cầu chì, thanh dẫn, cáp và dây dẫn (cáp 3 pha lõi hình quạt $U \le 10\text{ kV}$, cáp cao su $U \le 1000\text{ V}$); nguyên lý hình thành sét, tính toán phạm vi bảo vệ của cột thu lôi đơn và hai cột thu lôi, thiết bị chống sét ống, chống sét van (CSV), giải pháp chống sét cho trạm $35 \div 110\text{ kV}$, công trình, trạm điện phân và ống khói.
• Chương 5: Chiếu sáng công nghiệp (16 giờ: 12 LT, 0 TH, 3 BT, 1 KT): Khái niệm và tiêu chuẩn chiếu sáng; các đại lượng kỹ thuật quang học gồm quang thông ($\Phi$ - lm), cường độ ánh sáng ($I$ - cd), độ rọi ($E$ - lx); phương pháp lựa chọn chủng loại đèn, tính toán công suất và số lượng bóng đèn theo bảng suất phụ tải độ rọi tiêu chuẩn ($10\text{ W/m}^2$), thiết kế mạng dây dẫn chiếu sáng.
• Chương 6: Nâng cao hệ số công suất (18 giờ: 12 LT, 5 TH/BT, 1 KT): Ý nghĩa kỹ thuật - kinh tế của hệ số công suất $\cos\varphi$; các giải pháp bù tự nhiên (thay động cơ không đồng bộ non tải, dùng động cơ đồng bộ, hạn chế chạy không tải, thay máy biến áp non tải); các thiết bị bù nhân tạo (máy bù đồng bộ, tụ điện tĩnh); sơ đồ và vị trí lắp đặt thiết bị bù trong xí nghiệp công nghiệp; nguyên tắc bảo vệ nhóm tụ bù ($Q_b > 400\text{ kVAr}$).

Progression logic của giáo trình đi từ việc hiểu bức tranh toàn cảnh của hệ thống điện $\to$ xác định nhu cầu phụ tải tại nút $\to$ thiết kế nút nguồn biến đổi điện áp (trạm biến áp) $\to$ chọn khí cụ đóng cắt/truyền tải $\to$ thiết kế phụ tải tiêu thụ trực tiếp (chiếu sáng) $\to$ giải pháp tối ưu hóa năng lượng và chất lượng lưới điện.

Kiến thức nền tảng được xây dựng

• Lý thuyết hệ thống điện: Khái niệm chu trình phát điện, truyền tải, phân phối và tiêu thụ; nguyên lý vận hành các nguồn điện và trạm biến áp hạ áp.
• Nguyên lý mô hình hóa và tính toán phụ tải: Xây dựng phương pháp thống kê qua đồ thị phụ tải, xác định công suất cực đại $P_{max}$, phụ tải đỉnh nhọn $I_{đn}$, phụ tải tính toán $P_{tt}$ dựa trên điều kiện phát nóng cho phép lâu dài.
• Cơ sở cân bằng tải và an toàn điện môi trường công nghiệp: Quy tắc quy đổi tải 1 pha nối giữa pha - trung tính hoặc pha - pha sang tương đương 3 pha; lý thuyết tính toán trường điện từ sét đánh, điện áp tiếp xúc và điện áp bước trong hệ thống nối đất.

Kỹ năng phát triển

• Kỹ năng kỹ thuật (Technical skills): Tính toán phụ tải phân xưởng bằng các phương pháp giải tích và tra cứu bảng hệ số; tính chọn tiết diện dây dẫn, thanh dẫn, aptomat, cầu chì, máy cắt điện; tính dung lượng tụ bù cần thiết để nâng cao $\cos\varphi$.
• Kỹ năng phân tích (Analytical skills): Đọc, phân tích và vẽ các sơ đồ đơn tuyến trạm biến áp (thanh cái đơn, kép, phân đoạn); đánh giá mức độ tin cậy cấp điện cho các hộ phụ tải Loại I, II, III để đề xuất sơ đồ nguồn dự phòng thích hợp.
• Kỹ năng thực hành nghề nghiệp (Practical competencies): Bố trí mặt bằng chiếu sáng công nghiệp đúng tiêu chuẩn độ rọi; xác định phạm vi bảo vệ của cột thu sét; kiểm tra điều kiện an toàn nối đất hệ thống điện; vận hành và lập phương án đưa máy biến áp, thanh cái ra bảo dưỡng, sửa chữa.

---

Phương pháp giảng dạy và học tập

Giáo trình quy định cụ thể phương pháp tổ chức dạy học tích cực cho giảng viên và hoạt động học tập của học sinh/sinh viên:

• Phương pháp tiếp cận sư phạm (Pedagogical approach): Giảng viên kết hợp phương pháp diễn giảng với vấn đáp gợi mở và dạy học nêu vấn đề. Giờ học lý thuyết được tổ chức tập trung toàn lớp, đi kèm hệ thống phiếu học tập định hướng.
• Bài tập và nghiên cứu tình huống (Case studies): Xử lý các bài toán kỹ thuật thực tế được cài cắm trực tiếp trong chương trình, bao gồm:
  • Quy đổi phụ tải mất cân bằng khi thiết bị 1 pha có công suất lệch trên $15%$ so với tổng công suất pha (Chương 2).
  • Tối ưu hóa vị trí đặt trạm phân phối chính dựa trên thuật toán tìm tọa độ tâm phụ tải $\sum P_i \cdot l_i \to \min$ (Chương 2).
  • Thiết kế mạch bảo vệ và chọn cuộn kháng điện cho trạm biến áp cấp nguồn lò điện hồ quang luyện kim có chu kỳ chuyển đổi đấu dây sao - tam giác ($Y/\Delta$) (Chương 3).
  • Tính toán vẽ đường cong xác định bán kính bảo vệ $b_x$ của hệ thống hai cột thu lôi chống sét đánh trực tiếp vào công trình xí nghiệp (Chương 4).
• Thực hành và mô phỏng:
  • Sử dụng phòng học chuyên môn hóa và trang thiết bị trực quan: máy chiếu, mô hình hệ thống chiếu sáng công nghiệp, mô hình mô phỏng trạm biến áp.
  • Tổ chức hoạt động tham quan trực tiếp tại các trạm biến áp thực tế để quan sát kết cấu giá đỡ trên cột ly tâm, rào chắn mắt cáo $20 \times 20\text{ mm}$, bố trí dao cách ly, máy cắt và hệ thống thanh cái.
• Phương pháp kiểm tra và đánh giá:
  • Kiểm tra thường xuyên: Thực hiện tối thiểu 02 bài đánh giá (hỏi miệng vấn đáp đầu giờ hoặc bài viết $\le 30$ phút, chấm điểm bài tập tình huống).
  • Kiểm tra định kỳ: Thiết kế 05 bài kiểm tra (thời lượng $45 \div 60$ phút/bài):
    • Bài 1 (Lý thuyết): Nội dung Chương 1 và Chương 2.
    • Bài 2 (Lý thuyết): Nội dung Chương 3 (Trạm biến áp).
    • Bài 3 (Lý thuyết): Nội dung Chương 4 (Lựa chọn thiết bị và chống sét).
    • Bài 4 (Thực hành): Nội dung Chương 5 (Tính toán, bố trí chiếu sáng công nghiệp).
    • Bài 5 (Lý thuyết): Nội dung Chương 6 (Nâng cao hệ số công suất).
  • Thi kết thúc môn học: Hình thức trắc nghiệm khách quan, thời gian làm bài $45 \div 60$ phút.
• Hướng dẫn tự học đối với người học: Đọc trước nội dung từng chương trong giáo trình trước khi lên lớp; chuẩn bị tài liệu, vở ghi và bảng tra cứu sổ tay kỹ thuật; hoàn thành đầy đủ bài tập cá nhân và thảo luận nhóm đúng thời hạn quy định; tuân thủ các quy tắc an toàn điện trong phòng thực hành và tại hiện trường tham quan.

---

Điểm nổi bật và cập nhật

• Tích hợp dữ liệu hiện trạng lưới điện Việt Nam: Giáo trình cập nhật thông số hệ thống lưới điện truyền tải quốc gia với 8 cấp điện áp tiêu chuẩn từ $0,4\text{ kV}$ đến $500\text{ kV}$; tích hợp sơ đồ phân phối 3 miền Bắc - Trung - Nam; sơ đồ đơn tuyến đường dây 500 kV Bắc - Nam qua các giai đoạn; số liệu công suất đặt của các trung tâm nhiệt điện, thủy điện và tuabin khí lớn (Hòa Bình $1920\text{ MW}$, Phả Lại $440\text{ MW}$, Phú Mỹ 2.1, 2.2, 3 đạt công suất tới $720\text{ MW/tổ}$, Yaly $540\text{ MW}$).
• Chuẩn hóa quy phạm phân loại hộ phụ tải: Phân định rõ ràng 3 cấp độ hộ tiêu thụ điện gắn liền với yêu cầu nguồn cấp (Hộ loại I bắt buộc có từ 2 nguồn độc lập và tự động đóng nguồn dự trữ; Hộ loại II cho phép đóng dự trữ bằng tay; Hộ loại III cho phép mất điện để sửa chữa nhưng không quá 1 ngày đêm).
• Chi tiết hóa các sơ đồ vận hành công nghiệp đặc thù: Cung cấp giải pháp kỹ thuật cụ thể cho các loại phụ tải có chế độ làm việc phức tạp như trạm hạ áp phân xưởng phục vụ lò luyện kim (bố trí máy biến áp 3 dây quấn $110/35/10\text{ kV}$, điều chỉnh điện áp dưới tải, sử dụng máy cắt khí nén để chống hiện tượng quá nhiệt tiếp điểm và cacbon hóa dầu).
• Tuân thủ hệ thống Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN) và Quy phạm trang bị điện: Các tiêu chuẩn về trị số điện trở nối đất an toàn ($R_d \le 0,5,\Omega$ cho cao áp, $R_d \le 4,\Omega$ cho hạ áp, $R_d \le 10,\Omega$ cho nối đất lặp lại dây trung tính), khoảng cách an toàn tĩnh và chiều cao treo thiết bị ngoài trời ($\ge 4,5\text{ m}$) được quy định rõ ràng bằng số liệu định lượng.

---

Đối tượng sử dụng giáo trình

• Sinh viên, học sinh chuyên ngành: Tài liệu học tập chính khóa cho học sinh, sinh viên nghề Điện công nghiệp hệ Trung cấp và Cao đẳng thuộc các cơ sở giáo dục nghề nghiệp.
• Yêu cầu kiến thức tiên quyết (Prerequisites): Người học cần hoàn thành các học phần cơ sở trong khung chương trình: Mạch điện cơ bản (ELEI52033), Mạch điện (ELEI53132), Vẽ điện (ELET51165), Khí cụ điện (ELEI53117), Đo lường điện (ELEI53115), Thí nghiệm điện 1 (ELEI55138) và Kỹ thuật lắp đặt điện (ELEI55124).
• Giảng viên chuyên ngành: Sử dụng làm căn cứ chuẩn để biên soạn đề cương bài giảng, giáo án lý thuyết, phiếu học tập, ngân hàng đề kiểm tra trắc nghiệm và kế hoạch hướng dẫn thực hành/thực tập môn học.
• Kỹ thuật viên và cán bộ kỹ thuật xí nghiệp: Dùng làm tài liệu tham khảo phục vụ công tác tính toán, kiểm tra phụ tải phân xưởng, vận hành trạm biến áp hạ áp và lập phương án nâng cao hệ số công suất $\cos\varphi$ tại các cơ sở sản xuất công nghiệp.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Giáo trình này phù hợp với đối tượng đào tạo nào?

Giáo trình được thiết kế chuyên biệt cho học sinh, sinh viên theo học nghề Điện công nghiệp ở trình độ Trung cấp và Cao đẳng theo khung chương trình đào tạo của Trường Cao đẳng Dầu khí và các trường đào tạo nghề kỹ thuật điện.

2. Người học cần chuẩn bị kiến thức nền tảng nào trước khi tiếp cận môn học?

Người học cần nắm vững kiến thức về giải tích mạch điện 1 pha và 3 pha, nguyên lý đo lường các đại lượng điện ($U, I, P, Q, \cos\varphi$), cấu tạo và nguyên lý tác động của khí cụ điện đóng cắt - bảo vệ (cầu chì, dao cách ly, aptomat, máy cắt), cũng như kỹ thuật an toàn điện cơ bản.

3. Giáo trình có điểm gì khác biệt so với các tài liệu lý thuyết truyền thống?

Tài liệu tập trung trực tiếp vào kỹ năng tính toán thực tế cho mạng lưới điện phân xưởng, xử lý chi tiết các trường hợp phụ tải 1 pha phân bố không đều, hướng dẫn chi tiết quy trình tính toán chống sét và nối đất công trình theo TCVN, đồng thời cung cấp sơ đồ trạm biến áp lò điện chuyên dụng.

4. Phương pháp tự học giáo trình như thế nào để đạt hiệu quả cao?

Người học nên bám sát tiến trình 6 chương: đọc trước phần lý thuyết, làm đầy đủ các câu hỏi trắc nghiệm củng cố cuối chương, tự giải các bài tập xác định phụ tải tính toán $P_{tt}$, tra cứu sổ tay kỹ thuật để chọn thiết bị và đối chiếu các thông số đo lường với sơ đồ thực tế trạm biến áp.

5. Những tài liệu bổ trợ nào được khuyến nghị tham khảo cùng giáo trình?

Giáo trình dẫn xuất các tài liệu tham khảo chuyên ngành tiêu biểu gồm:

• Ngô Hồng Quang, Sổ tay lựa chọn và tra cứu các thiết bị điện, NXB Khoa học và Kỹ thuật.
• Vũ Quang Hồi (1996), Trang bị điện - điện tử cho máy công nghiệp dùng chung, NXB Giáo dục.
• Nguyễn Đức Lợi (2001), Giáo trình chuyên ngành điện (Tập 1, 2, 3, 4), NXB Thống kê.
• Trịnh Đình Đề (1983), Điều khiển tự động truyền động điện, NXB Đại học và Trung học chuyên nghiệp.
• Bùi Đình Tiếu, Đặng Duy Nhi (1982), Truyền động điện tự động, NXB Khoa học và Kỹ thuật.
• Võ Hồng Căn, Phạm Thế Hựu (1982), Phân tích mạch điện máy cắt gọt kim loại, NXB Công nhân kỹ thuật.

---

Kết luận

Giáo trình Cung cấp điện (ELEI6509) của Trường Cao đẳng Dầu khí là tài liệu đào tạo nghề chuẩn hóa, cung cấp hệ thống kiến thức toàn diện về tính toán nhu cầu phụ tải, thiết kế trạm biến áp, lựa chọn khí cụ bảo vệ, bố trí chiếu sáng công nghiệp và tối ưu hóa hệ số công suất xí nghiệp.

Lộ trình học tập đề xuất: Bắt đầu từ nghiên cứu cấu trúc hệ thống điện và phân loại hộ tiêu thụ (Chương 1) $\to$ rèn luyện kỹ thuật tính toán phụ tải và xác định tâm phụ tải (Chương 2) $\to$ phân tích sơ đồ nối dây, kết cấu và nối đất trạm biến áp (Chương 3) $\to$ thực hành tính chọn thiết bị đóng cắt và bảo vệ chống sét (Chương 4) $\to$ tính toán chiếu sáng phân xưởng (Chương 5) $\to$ tối ưu hóa hệ thống bằng giải pháp bù công suất phản kháng (Chương 6). Để hoàn thiện năng lực chuyên môn, người học nên kết hợp tra cứu các tiêu chuẩn kỹ thuật điện quốc gia và thực hành trên các mô hình mô phỏng trạm biến áp.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: Khái quát về hệ thống cung cấp điện Trang 9 Đường dây trung thế: 50464 km với dung lượng máy biến áp: 10395 MVA. Công suất đặt (MW) của các nhà máy điện hiện có theo bảng 1.1: Công suất đặt của các nhà máy điện Nhà máy Công suất Nhà máy Công suất Nhà máy Công suất điện (MW) điện (MW) điện (MW) Thủy điện Nhiệt điện Tuabin khí Hoà Bình 1920 Phả Lại 440 Bà Rịa 271 Thác Bà 108 Uông Bí 110 Phú Mỹ 2.1 280 Đa Nhim 160 Ninh Bình 100 Phú Mỹ 2.2 720 Trị An 400 Thủ Đức 165 Phú Mỹ 3 720 Thác Mơ 150 Cần Thơ 33 Thủ Đức 128 Vĩnh Sơn 66 Hiệp Phước 375 Cần Thơ 75 Yaly 540 Ô Môn Diesel Hàm Thuận 300 (2006) 600 Tổng công 447 Đa Mi 177 suất Thủy điện 50 nhỏ Đại Ninh 300 (2003) Hệ thống đường dây tải điện Bắc Nam là hệ thống nối liền hệ thống điện các miền, hình thành hệ thống điện thống nhất trong cả nước đồng thời là trục xương sống của hệ thống điện Việt Nam. Từ khi đưa vào vận hành, hệ thống đã truyền từ Bắc vào Nam khoảng 13 tỷ kWh và từ Nam ra Bắc khoảng 1,5 tỷ kWh. Hệ thống truyền tải 500 kV Bắc Nam thực sự là đường dây liên kết hệ thống hiện nay, truyền tải điện theo cả hai chiều, nâng cao độ tin cậy, an toàn hệ thống đồng thời tạo điều kiện khai thác tối ưu các nguồn của hệ thống.

Lưới điện Việt Nam Lưới điện là một tập hợp bao gồm đường dây tải điện và trạm biến áp làm nhiệm vụ truyền tải và phân phối năng lượng điện từ các nhà máy điện đến các hộ tiêu thụ điện. Lưới điện Việt Nam hiện có 8 cấp điện áp: 0,4 kV, 6kV, 10kV, 22kV, 35kV, 110kV, 220kV và 500kV. Phân loại lưới Lưới điện Việt Nam (kV) điện 0,4 6 10 22 35 110 220 500 Phân loại theo trị Siêu cao số điện áp Hạ áp Trung áp Cao áp áp Phân loại theo Lưới cung cấp điện Lưới truyền tải chức năng Chương 1: Khái quát về hệ thống cung cấp điện Trang 10 Hình 1. 3: Sơ đồ đơn tuyến đường dây 500 kV Việt Nam năm 2000 Chương 1: Khái quát về hệ thống cung cấp điện Trang 11 Hình 1.

4: Sơ đồ dự kiến hệ thống điện 500 kV Việt Nam năm 2010 Chương 1: Khái quát về hệ thống cung cấp điện Trang 12  TÓM TẮT NỘI DUNG CHƯƠNG 1 1. Nguồn năng lượng tự nhiên và đặc điểm của năng lượng điện 1. Mạng lưới điện 1. Hộ tiêu thụ 1.

Hệ thống bảo vệ 1. Trung tâm điều độ hệ thống điện 1. Những yêu cầu và nội dung chủ yếu khi thiết kế hệ thống cung cấp điện 1. Hệ thống điện Việt Nam  CÂU HỎI CỦNG CỐ CHƯƠNG 1 Trong quá trình sản xuất và phân phối điện năng có một số đặc Câu 1 điểm chính như sau: A) Điện năng sản xuất nói chung không tích trữ được B) Quá trình về điện xảy ra rất nhanh C) Mang tính công nghiệp điện lực D) Các đáp án còn lại đều đúng Câu 2 Có mấy loại hộ tiêu thụ điện? A) 2 B) 3 C) 4 D) 5 Những hộ tiêu thụ mà nếu ngưng cung cấp điện chỉ liên quan đến hàng loạt sản phẩm không sản xuất được, tức là dẫn đến thiệt hại Câu 3 về kinh tế do ngừng trệ sản xuất hư hỏng sản phẩm và lãng phí sức lao động thuộc loại nào? A) Hộ loại 1 B) Hộ loại 2 C) Hộ loại 3 D) Hộ loại 4 Câu 4 Các dạng nguồn điện hiện nay là A) Nhiệt điện ,Thủy điện, Nguyên tử B) Nguyên tử ,Sức gió, Nhiệt điện ,Thủy điện, C) Bức xạ mặt trời, Nhiệt điện ,Thủy điện, Nguyên tử, Sức gió Chương 1: Khái quát về hệ thống cung cấp điện Trang 13 D) Sức gió, Nhiệt điện ,Thủy điện Câu 5 Cấp điện áp nào cung cấp cho các hộ tiêu thụ? A) 500/220kV B) 220/110kV C) 110/35kV D) 22/0,4kV Chương 1: Khái quát về hệ thống cung cấp điện Trang 14 CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN PHỤ TẢI  GIỚI THIỆU CHƯƠNG 2: Chương 2 là giới thiệu các loại phụ tải điện, đặc điểm của từng phụ tải; đồ thị phụ tải; các đại lượng cơ bản để tính toán phụ tải điện; các phương pháp tính toán phụ tải điện.

 MỤC TIÊU CHƯƠNG 2: - Định nghịa được phụ tải điện, nắm được các loại phụ tải điện và đặc điểm của từng loại phụ tải điện. - Trình bày được ý nghĩa của đồ thị phụ tải và xây dựng được đồ thị phụ tải. - Trình bày được các đại lượng cơ bản ứng dụng để tính toán phụ tải điện - Tính toán được phụ tải điện theo các phương pháp đơn giản.  PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY VÀ HỌC TẬP CHƯƠNG 2 - Đối với người dạy: sử dụng phương pháp giảng giảng dạy tích cực (diễn giảng, vấn đáp, dạy học theo vấn đề); yêu cầu người học thực hiện câu hỏi thảo luận và bài tập chương 1 (cá nhân hoặc nhóm).

- Đối với người học: chủ động đọc trước giáo trình (chương 1) trước buổi học; hoàn thành đầy đủ câu hỏi thảo luận và bài tập tình huống chương 1 theo cá nhân hoặc nhóm và nộp lại cho người dạy đúng thời gian quy định.  ĐIỀU KIỆN THỰC HIỆN CHƯƠNG 2 - Phòng học chuyên môn hóa/nhà xưởng: Không - Trang thiết bị máy móc: Máy chiếu và các thiết bị dạy học khác - Học liệu, dụng cụ, nguyên vật liệu: Chương trình môn học, giáo trình, tài liệu tham khảo, giáo án, phim ảnh, và các tài liệu liên quan. - Các điều kiện khác: Không có  KIỂM TRA VÀ ĐÁNH GIÁ CHƯƠNG 2 - Nội dung:  Kiến thức: Kiểm tra và đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kiến thức  Kỹ năng: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kĩ năng.  Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Trong quá trình học tập, người học cần: + Nghiên cứu bài trước khi đến lớp Chương 2: Tính toán phụ tải Trang 15 + Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập.

+ Tham gia đầy đủ thời lượng môn học. + Nghiêm túc trong quá trình học tập. - Phương pháp:  Điểm kiểm tra thường xuyên: 1 điểm kiểm tra (hình thức: hỏi miệng)  Kiểm tra định kỳ lý thuyết: 1 bài  NỘI DUNG CHƯƠNG 2 1. XÁC ĐỊNH NHU CẦU ĐIỆN 1.

Đặt vấn đề Khi thiết kế cung cấp điện cho một công trình thì nhiệm vụ đầu tiên là phải xác định được nhu cầu điện của công trình đó. Tuỳ theo qui mô của công trình mà nhu cầu điện xác định theo phụ tải thực tế hoặc phải tính đến sự phát triển về sau này. Phụ tải điện phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố, do vậy xác định chính xác phụ tải tính toán là một việc rất khó khăn và cũng rất quan trọng. Vì vậy, phụ tải tính toán được xác định nhỏ hơn phụ tải thực tế thì sẽ giảm tuổi thọ của các thiết bị, có khi đưa đến nổ cháy và nguy hiểm.

Nếu phụ tải tính toán lớn hơn phụ tải thực tế nhiều thì các thiết bị được chọn sẽ quá lớn và sẽ gây lãng phí. Các phương pháp xác định phụ tải tính toán được chia làm 2 nhóm chính: - Nhóm thứ nhất: Là nhóm dựa vào kinh nghiệm thiết kế và vận hành để tổng kết và đưa ra các hệ số tính toán. Đặc điểm của phương pháp là thuận tiện nhưng chỉ cho kết quả gần đúng. - Nhóm thứ hai: Là nhóm các phương pháp dựa trên cơ sở của lý thuyết xác xuất và thống kê.

Đặc điểm của phương pháp này là có kể đến ảnh hưởng của nhiều yếu tố. Do vậy nên kết quả tính toán có chính xác hơn song việc tính toán khá phức tạp. Trong thực tế, tuỳ yêu cầu cụ thể mà chọn phương pháp tính toán phụ tải điện thích hợp. Đồ thị phụ tải điện a) Đồ thị phụ tải hàng ngày Là đồ thị phụ tải trong một ngày ngày đêm 24 giờ.

Trong thực tế vận hành có thể dùng dụng cụ đo điện tự ghi để vẽ đồ thị phụ tải, hay do nhân viên vận hành ghi lại giá trị của phụ tải sau từng khoảng thời gian nhất định. Để thuận lợi khi tính toán, đồ thị phụ tải được vẽ theo hình bậc thang. b) Đồ thị phụ tải hàng tháng: được xây dựng theo phụ tải trung bình hàng tháng Nghiên cứu đồ thị này ta có thể biết được nhịp độ làm việc của hộ tiêu thụ và từ đây có thể định ra lịch vận hành sửa chữa thiết bị điện hợp lý, đáp ứng được yêu cầu sản xuất. c) Đồ thị phụ tải hàng năm Chương 2: Tính toán phụ tải Trang 16 Căn cứ vào đồ thị phụ tải điển hình của một ngày hoặc căn cứ vào đồ thị điển hình của một ngày của mỗi mùa ta có thể vẽ được đồ thị phụ tải hàng năm.

Nghiên cứu đồ thị phụ tải hàng năm, ta biết được điện năng tiêu thụ hàng năm và thời gian sử dụng công suất lớn nhất Tmax Những số liệu này được dùng để chọn dung lượng máy biến áp, chọn thiết bị điện và đánh giá mức độ sử dụng điện và tiêu hao điện năng. Các đại lượng cơ bản a) Công suất định mức Pđm của một thiết bị tiêu thụ điện là công suất ghi trên nhãn hiệu máy hoặc ghi trong lý lịch máy. Đối với động cơ, công suất định mức ghi trên nhãn hiệu máy chính là công suất cơ trên trục cơ. b) Công suất đặt Pđ Đối với thiết bị chiếu sáng, công suất đặt là công suất tương ứng với số ghi trên đế hay ở bầu đèn, công suất này bằng với công suất được tiêu thụ bởi đèn khi điện áp mạng điện là định mức.

Đối với động cơ điện: Làm việc ở chế độ ngắn hạn lập lại như cần trục, công suất định mức được tính toán phải quy đổi về công suất định mức ở chế độ làm việc dài hạn, tức là qui đổi về chế độ làm việc có hệ số tiếp điện  %=100%. c) Phụ tải trung bình (công suất, dòng điện) Phụ tải trung bình là một đặc trưng tĩnh của phụ tải trong một khoảng thời gian nào đó. Phụ tải trung bình của các nhóm hộ tiêu thụ điện năng cho ta căn cứ để đánh giá gần đúng giới hạn dưới của phụ tải tính toán. Nói chung, phụ tải trung bình sau một khoảng thời gian t bất kỳ được xác định từ biểu thức sau: t t  P.dt Ptb  0 ; Qtb  0 (2.1) t t Phụ tải trung bình là một số liệu quan trọng để xác định phụ tải tính toán và tính tổn hao điện năng.