Xem mẫu
- --------
Luận văn
Đề tài: Phân tích chế độ
trung tính của lưới điện
trung áp và ảnh hưởng của
nó tới việc bảo vệ an toàn
trong lưới trung áp
- ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. Hồ Quang Thịnh
-1-
MỤC LỤC
Trang
MỤ C LỤ C ............................................................................................................. 1
CÁC CHỮ VIẾT TẮT .......................................................................................... 4
DANH MỤC CÁC BẢNG .................................................................................... 5
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ ............................................................... 6
MỞ ĐẦU ............................................................................................................... 9
A. Lý do chọn đề tài .............................................................................................. 9
B. Đố i tượng và phạm vi nguyên cứu ................................................................. 10
C. Mục tiêu .......................................................................................................... 10
D. Bố cục đề tài ................................................................................................... 10
Chương I: TỔNG QUAN VỀ LƯỚI TRUNG ÁP .............................................. 11
1.1. Hệ thống điện và lưới điện .......................................................................... 11
1.1.1. Khái niệm ........................................................................................... 11
1.1.2. Lưới hệ thống ..................................................................................... 11
1.1.3. Lưới điện truyền tải ............................................................................ 11
1.1.4. Lưới điện trung áp phân phối ............................................................. 12
1.2. Tổng quan về lưới điện p hân phối .............................................................. 13
1.2.1. Khái quát về lưới điệ n phân phối trong hệ thống điện ....................... 13
1.2.2. Đặc điểm của lưới điện phân phối ...................................................... 14
1.2.3. Các loạ i sơ đồ lưới trung áp phân phối ............................................... 15
Thực tế lưới điện trung áp phân phối hiện nay ..................................... 22
1.3.
1.3.1. Sơ đồ lưới phân phối trung áp nông thôn ........................................... 22
1.3.2. Sơ đồ lưới phân p hối trung áp thành phố, xí nghiệp .......................... 23
Khả năng mang tải của lưới điện trung áp phân phối ........................... 24
1.4.
Chương II: CÁC GIẢI PHÁP NỐI ĐẤT TRONG HỆ THỐNG
ĐIỆN VÀ ĐẶC ĐIỂM CỦACHÚNG ................................................................ 28
SVTH: Nguyễn Quang Tào. ĐH Quy Nhơn
- ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. Hồ Quang Thịnh
-2-
2.1. Khái niệm chung ...................................................................................... 28
2.1.1. Khái niệm điểm trung tín h .................................................................. 28
2.1.2. Sơ lược về lị ch sử phát triển các chế độ trung tính ............................ 29
2.1.3. Tạo điểm trung tính ............................................................................. 29
Tình trạng làm việc của từng phương thức ............................................... 31
2.2.
Mạng 3 pha trung tính cách điện đối với đất .................................... 31
2.2.1.
Mạng điện 3 pha trung tính nối đất qua cuộn dập
2.2.2.
hồ quang .......................................................................................... 36
Mạng điện 3 pha trung tính nối đất trực tiếp .................................... 42
2.2.3.
Hệ thống nối đất hiệu quả ................................................................. 43
2.2.4.
Chương III: PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN CÁC PHƯƠNG
THỨC NỐI ĐẤT LƯỚI TRUNG ÁP ................................................................ 48
3.1. Những vấn đề về nối đất điểm trung tính của HT ....................................... 48
3.1.1. Ngắn mạch 1 pha tron g HT trung tính trục tiếp nối đất ..................... 48
3.1.2. Chạm đất 1 pha trong HT điểm trung tính không nối đất ................... 50
3.2. So sánh chế độ làm việc của trung tính mạng điện
trong lưới điện trung áp phân phối ................................................................ 51
3.2.1. Kết cấu mạch điện ............................................................................... 51
3.2.2. Chế độ vận hành .................................................................................. 52
3.2.3. Hậu quả của từng loại ......................................................................... 52
3.3. Các chỉ tiêu cơ bản để lựa chọn phương thức nối đất
lưới trung áp ............................................................................................. 53
3.3.1. Các chỉ tiêu kỹ thuật ............................................................................ 53
3.3.1.1. Chỉ tiêu cách điện ........................................................................ 53
3.3.1.2. Chỉ tiêu về chế độ làm việc ......................................................... 53
3.3.2. Chỉ tiêu về chế độ quản lý vận hành ................................................... 55
3.3.2.1. Đối với mạng trung tính không nối đất trực tiếp ......................... 55
3.3.2.2. Đối với mạng trung tính nối đất qua cuộn
dập hồ quang ...................................................................................................... 56
SVTH: Nguyễn Quang Tào. ĐH Quy Nhơn
- ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. Hồ Quang Thịnh
-3-
3.3.2.3. Đối với mạng trung tính nối đất trực tiếp ................................. 56
3.3.3. Chỉ tiêu về kinh tế .............................................................................. 57
Mạng trung tính không nối đ ất trực tiếp .................................. 57
3.3.3.1.
Mạng trung tính nối đất trực tiếp ............................................. 57
3.3.3.2.
Tổng kết về các chế độ nối đất trung tính lưới điện
3.3.4.
trung áp phân phối .............................................................................................. 58
Chương IV: ẢNH HƯỞNG CỦA NỐI ĐẤT TRUNG TÍNH
ĐẾN BẢO VỆ AN TOÀN TRONG LƯỚI TRUNG ÁP .................................... 61
Đối với mạng có trung tính cách đất hoặc trung tính
4.1.
không nối đất trực tiếp .............................................................................. 61
Đối với mạng trung tính nối đất qua cuộn dập hồ quang .......................... 64
4.2.
Mạng có trung tính nối đất trực tiếp .......................................................... 64
4.3.
Chương V: ÁP DỤNG TÍNH TOÁN BẢO VỆ AN TOÀN CHO
LƯỚI TRUNG ÁP PHÂN PHỐI BÌNH ĐỊNH ................................................. 65
5.1. Tính toán dòng điện chạm đất 1 pha trong lưới
trung áp phân phối 35kV tỉnh Bình Định .................................................... 65
Phương thức vận hành 1: Phương thức vận hành cơ bản ................ 67
5.1.1.
Phương thức vận hành 2: Nguồn 35kV E 21 cấp đến
5.1.2.
E Phù Cát (nguồn 35kV E An Nhơn không vận hành) ...................... 74
5.1.3. Phương thức vận hành 3: Nguồn 35kV E An Nhơn
cấp đến E19 (nguồn 35kV E 19 không vận hành) ............................ 76
Phương thức vận hành 4: Nguồn 35kV E Phù Cát
5.1.4.
cấp đến E 18 (nguồn 35kV E Phù Mỹ không vận hành) .................... 78
Phương thức vận hành 5: Nguồn 35kV E An Nhơn
5.1.5.
cấp đến E Phù Mỹ (nguồn 35kV E Phù Cát không vận hành) ................ 80
5.2. Bảo vệ con người khỏi bị điện giật trong trường hợp
đứt dây ở mạng điện 35Kv ......................................................................... 83
Chương VI: MỘT SỐ GIẢI PHÁP TĂNG CƯỜNG BẢO VỆ AN TOÀN
CHO LƯỚI TRUNG ÁP PHÂN PHỐI CÓ TRUNG TÍNH CÁCH ĐẤT
SVTH: Nguyễn Quang Tào. ĐH Quy Nhơn
- ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. Hồ Quang Thịnh
-4-
KHU VỰC TỈNH BÌNH ĐỊNH. ........................................................................... 88
Các nguyên lý của bảo vệ chạm đất .......................................................... 88
6.1.
6.1.1. Bảo vệ chạm đất phản ứng theo dòng điện NM ................................ 88
6.1.2. Bảo vệ chạm đất phản ứng theo điện áp ............................................ 88
6.1.3. Bảo vệ chạm đất phản ứng theo dòng điện TTK ............................... 89
6.1.4. Bảo vệ chạm đất theo nguyên lý dòng điện T TK
có hướng ........................................................................................ 90
Bảo vệ chạm đất 1 pha, phản ứng theo dòng NM
6.1.5.
2 pha chạm đất ................................................................................... 90
Đặt bảo vệ theo dòng và áp TTK ..................................................... 92
6.1.6.
Thiết kế và lắp đặt rơle công suất có hướng (RCĐ)
6.1.7.
bảo vệ cắt chọn lọc khi có chạm đất 1 pha ..................................... 94
6.2. Chỉnh định bảo vệ chạm đất 1 pha .............................................................. 96
Dòng điện tác động của rơle .......................................................... 96
6.2.1.
Độ nhạy của bảo vệ ........................................................................ 97
6.2.2.
Chọn thời gian của bảo vệ .............................................................. 97
6.2.3.
KẾT LUẬN ......................................................................................................... 99
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................. 101
CÁC CHỮ VIẾT TẮT:
CA : Cao áp.
: Cung cấp điện.
CCĐ
: Chống sét van.
CSV
DCL : Dao cách ly.
: Đường dây.
DZ
: Hạ áp.
HA
: Hệ thống.
HT
: Hệ thống điện.
HTĐ
: Lưới điện phân phối.
LĐPP
SVTH: Nguyễn Quang Tào. ĐH Quy Nhơn
- ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. Hồ Quang Thịnh
-5-
PĐ : Phân đoạn.
: Phương thức vận hành.
PTVH
PTVHCB: Phương thức vận hành cơ bản.
: Máy biến áp.
MBA
: Máy cắt.
MC
: Mạng điện.
MĐ
: Ngắn mạch.
NM
: rơle công suất có hướng.
RCĐ
TA : Trung áp.
: Tự động đóng nguồn dự trữ.
TĐD
: Tự động đóng l ặp lại.
TĐL
TG : Thanh góp.
TTG : Trạm trung gian.
: Thứ tự không.
TTK
: Thứ tự nghịch.
TTN
: Thứ tự thuận.
TTT
: Xuất tuyến.
XT
DANH MỤC CÁC BẢNG:
Số hiệu
bảng Tên bảng Trang
1.1 Khả năng tải của đường dây trên không 35kV the o tổn thất
25
điện áp.
Khả năng tải của đường dây cáp 35kV theo tổn thất điện
1.2
áp. 25
Khả năng tải theo phát nóng (MW) của các đường dây.
1.3 26
5.1 Giá trị dòng điện dung theo quy phạm Quản lý kỹ thuật. 65
Kết lưới 35kV k hu vực trạm E21 theo PTVHCB.
5.2 67
Kết lưới 35kV k hu vực trạm E An Nhơn theo PTVHCB.
5.3 68
SVTH: Nguyễn Quang Tào. ĐH Quy Nhơn
- ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. Hồ Quang Thịnh
-6-
Kết lưới 35kV k hu vực trạm E Phù Cát theo PTVHCB.
5.4 69
5.5 Kết lưới 35kV k hu vực trạm E Phù Mỹ theo PTVHCB. 70
Kết lưới 35kV k hu vực trạm E18 theo PTVHCB.
5.6 71
Kết lưới 35kV khu vực trạm E19 theo PTVHCB.
5.7 71
Phương thức vận hành 2.
5.8 774
Phương thức vận hành 3.
5.9 76
Phương thức vận hành 4.
5.10 78
Phương thức vận hành 5.
5.11 80
So sánh dòng chạm đất trong các PTVH.
5.12 82
Mối quan hệ dòng điện chạm đất, điện áp bước, điện áp
5.13 86
dịch chuyển trung tính.
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ.
Số
hiệu Tên hình vẽ Trang
hình
vẽ
Ba thành phần của hệ thống điện.
1.1 13
Sơ đồ hình tia.
1.2 15
Sơ đồ phân nhánh.
1.3 15
Sơ đồ cung cấp điện kiểu phân nhánh có DZ dự ph òng chung.
1.4 17
1.5 Sơ đồ CCĐ kiểu phân nhánh có DZ dự phòng riêng cho từng 18
trạm biến áp.
Sơ đồ CCĐ kiểu phân nhánh nối hình vòng.
1.6 19
Sơ đồ CCĐ kiểu hình tia cung cấp bởi hai đường dây.
1.7 20
Sơ đồ CCĐ kiểu phân nhánh được cung cấp hai đường dây.
1.8 21
SVTH: Nguyễn Quang Tào. ĐH Quy Nhơn
- ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. Hồ Quang Thịnh
-7-
Sơ đồ CCĐ kiểu dẫn sâu.
1.9 22
Tạo trung tính với dòng NM điều chỉnh được.
2.1 30
Mạng 3 pha trung tính cách điện.
2.2 31
Sơ đồ mạng điện đơn giản gồm một máy phát điện, đường
2.3 32
dây, phụ tải.
Chạm đất 1 pha ở mạng trung tính cách đất.
2.4 33
Biểu diễn vectơ c hạm đất 1 pha ở mạng trung tính cách đất .
2.5 34
Độ dịch chuyển trung tính.
2.6 35
Mạng điện 3 pha trung tính nối qua cuộn dập hồ quang.
2.7 38-39
Phân tích hệ thống nối đất qua cuộn dập hồ quang.
2.8 39-40
Hoán vị đường dây t rong các ứng dụng cuộn dập hồ quang.
2.9 42
Mạng điện 3 pha trung tính nối đất trực tiếp.
2.10 42
2.11 Hệ thống nối đất qua điện trở. 43
Ví dụ mạng điện nối đất hiệu quả.
2.12 44
HT nối đất qua điện kháng.
2.13 45
Phương thức vận hành cơ bản lưới điện 35kV HT điện Bình
5.1 73
Định.
Phương thức vận hành 2 (khi nguồn 35kV E An Nhơn không
5.2 75
vận hành).
Phương thức vận hành 3 (khi nguồn 35kV E19 không vận
5.3 77
hành).
Phương thức vận hành 4 (khi nguồn 35kV E Phù Mỹ không
5.4 79
vận hành).
Phương thức vận hành 5 (khi nguồn 35kV E Phù Cát không
5.5 81
vận hành).
Đường biểu diễn điện thế và điện áp bước.
5.6 84
Sơ đồ thay thế mạng điện khi có 1 pha chạm đất.
5.7 85
Sơ đồ mạch đóng cắt máy cắt gây chạm đất.
6.1 91
SVTH: Nguyễn Quang Tào. ĐH Quy Nhơn
- ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. Hồ Quang Thịnh
-8-
Bảo vệ theo dòng và áp TTK.
6.2 92-93
Sơ đồ nguyên lý RCĐ.
6.3 94
Biểu đồ xung RCĐ.
6.4 95
Sơ đồ lắp ráp mạch nhị thứ của bảo vệ.
6.5 96
Sơ đồ bảo vệ.
6.6 98
Bảo vệ chạm đất với rơle cảm ứng, nguồn thao tác xoay chiều
6.7 98
lấy điện từ máy biến dòng bão hòa nhanh.
Bảo vệ chạm đất được kết hợp với bảo vệ NM nhiều pha.
6.8 99
SVTH: Nguyễn Quang Tào. ĐH Quy Nhơn
- ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. Hồ Quang Thịnh
-9-
MỞ ĐẦU .
A. Lý do chọn đề tài:
Chế độ nối đất trung tính của hệ thống điện trong đó có lưới điện trung áp
phân phối là một vấn đề có ý nghĩa lớn trong thiết kế, vận hành hệ thống, bở i nó có
ảnh hưởng tới chế độ làm việc , các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật, và công tác quản lý,
vận hành hệ thống. Chế độ nối đất t rung tính của lưới điện trung áp phân phối được
phân làm hai nhóm cơ bản là trung tính cách đất và trung tính nối đất. Hiện nay,
lưới điện trung áp phân phối sử dụng cả hai chế độ nối đất trung tính:
- Lưới điện trung áp phân phối cấp điện áp 6kV, 10kV, 35kV có chế độ trung tính
cách đất.
- Lưới điện trung áp phân phối cấp điện áp 15kV, 22kV có chế độ trung tính nối
đất trực tiếp.
Ưu điểm của hệ thống trung tính cách đất là khi có sự cố ngắn mạch một pha
nối đất, do dòng ngắn mạch nhỏ nên lưới điện vẫn có thể làm việc tạm thời trong
khoảng thời gian đủ để phát hiện ra điểm sự cố, điều này làm nâng cao độ tin cậy
cung cấp điện cho phụ tải tiêu thụ điện. Tuy nhiên, do tốc độ phát triển nhanh chóng
của phụ tải, nên lưới điện trung áp phân phối 6-35kV trở nên rất dài, phức tạp; do đó
việc t ìm và phát hiện điểm xảy ra sự cố ngắn mạch nối đất ngày càng khó khăn, đòi
hỏi chi phí nhiề u thời gian và công sức . Ngoài ra, đối với lưới điện hệ thống trung
tính cách đất, khi có sự cố ngắn mạch một pha nối đất, thì sẽ gây hiện tượng quá
điện áp nội b ộ ở hai pha còn lại và hiện tượng quá áp này sẽ gây hư hỏng cách điện
các thiết bị như: sứ, cá p, máy biến áp, các thiết bị đo lường… ; đồng thời gây nguy
hiểm cho người, súc vật khi đi vào vùng đất tản dòng chạm đất phải chịu điện thế
bước rất nguy hiểm . Vì vậy tập trung nghiên cứu, đề xuất các chế độ nối đất của
lưới điện trung áp phân phối sẽ man g hiệu quả cao trong công tác thiết kế, quy
hoạch, quản lý, vận hành và góp phần đảm bảo an toàn cho người và thiết bị . Chính
vì các lý do trên, nên em đã chọn đề tài Phân tích chế độ tr ung tính của lưới điện
trung áp và ảnh hưởng của nó tới việc bảo vệ an toàn trong lưới trung áp, và áp
dụng vào để tính toán cho lưới điện trung áp phân phối khu vực tỉnh Bình Định
SVTH: Nguyễn Quang Tào. ĐH Quy Nhơn
- ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. Hồ Quang Thịnh
- 10 -
hiện nay, để có những đề xuất biện pháp phù hợp nhằm đảm bảo cho công tác quản
lý vận hành đi đôi với an toàn cho con người và thiết bị.
B. Đối tượng và phạm vi ng hiên cứu:
Đối tượng nghiên cứu: Lưới điện trung áp phân phối có cấp điện áp từ 35k V
trở xuống.
Phạm vi nghiên cứu: Phân tích và đề xuất các biện pháp thích hợp để vận hành
lưới điện trung áp phân phối khu vực tỉnh Bình Định nhằm đảm bảo cho công tác
quản lý vận hành đi đôi với an toàn cho con người và thiết bị.
C. Mục tiêu:
Mục tiêu của đề tài là t hấy được ý nghĩa của các chế độ nối đất trung tính lưới
trung áp phân phối trong thiết kế, vận hành hệ thống điện . Ảnh hưởng của chế độ
nối đất trung tính đến bảo vệ an toàn cho con người và thiết bị.
D. Bố cục đề tài:
Ngoài phần mở đầu, đề tài được phân thành 6 chương với các nội dung như
sau:
Chương 1. Tổng quan về lưới trung áp.
Chương 2. Các giải pháp nối đất trong hệ thống điện và đặc điểm của chúng .
Chương 3. Phân tích và lựa chọn các phương thức nối đất của lưới trung áp .
Chương 4. Ảnh hưởng của các chế độ nối đất trung tính đến bảo vệ an toàn
trong lưới trung áp.
Chương 5. Áp dụng tính toán bảo vệ an toàn cho lư ới trung áp phân phối
Bình Định.
Chương 6. Một số giải pháp để tăng cường bảo vệ an toàn cho lưới trung áp
phân phối có trung tính cách đất khu vực tỉnh Bình Định .
SVTH: Nguyễn Quang Tào. ĐH Quy Nhơn
- ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. Hồ Quang Thịnh
- 11 -
Chương I:
TỔNG QUAN VỀ LƯỚI TRUNG ÁP .
1.1. Hệ thống điện và lưới điện :
1.1.1. Khái niệm:
Hệ thống điện bao gồm các nhà máy điện, các trạm biến áp , các đường dây tải
điện và các thiết bị khác (thiết bị điều khiển, thiết bị bảo vệ, tụ bù …) được nối liền
với nhau tạo thành hệ thống làm nhiệm vụ sản suất, truyền tải, phân phối và tiêu thụ
điện năng.
Tập hợp các bộ phận của hệ thống điện gồm các đường dây tải điện và các trạm
biến áp gọi là lưới điện. Lưới điện dùng để truyền tải và phân phối điện năng từ các
nhà máy điện đến các hộ tiêu thụ.
Trong thực tế vận hành hệ thống điện Việt Nam, lướ i điện được chia làm hai phần:
- Lưới hệ thống;
- Lưới truyền tải (500kV, 220kV, 110kV);
- Lưới phân phố i trung áp (6kV, 10kV, 15kV, 22kV, 35kV, 110kV) và phân phối
hạ áp ( 0,4kV, 0,22kV).
1.1.2. Lưới hệ thống :
Lưới hệ thống bao gồm phần lưới điện nối gi ữa các nhà máy điện với các trạm
biến áp khu vực và giữa các trạm biến áp khu vực với nhau, trong đó trạm biến áp
khu vực là trạm biến áp biến đổi cấp điện áp của hệ thống ( thường là từ 110kV –
500kV) xuống các cấp điện áp thấp hơn ( 35kV – 220kV) để cung c ấp cho lưới
truyền tải.
1.1.3. Lưới điện truyền tải :
Lưới điện truyền tải bao gồm các đường dây tải điện nối liền các nhà máy điện với
các trạm biến áp khu vực. Lưới điện truyề n tải có các đặc điểm chính sau :
SVTH: Nguyễn Quang Tào. ĐH Quy Nhơn
- ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. Hồ Quang Thịnh
- 12 -
-Lưới điện truyền tải có cấu trúc dạng hình ti a hoặc có thể có nhiều mạch vòng
kín. Trong thực tế vận hành, để thực hiện các công tác bảo dưỡng, giải quyết sự cố
trên đường dây, các mạch vòng có thể bị cắt hở ra nhưng phải đảm bảo cung cấp
điện cho hệ thống mà không làm quá tải các đường dây tải điện .
-Lưới điện truyền tải trong hệ thống điện quan trọng thường vận hành kín để đảm
bảo cho các nhà máy phát hết công suất đồng thời đảm bảo việc cung cấp điện an
toàn, liên tục và tin cậy cho phụ tải các khu vực.
-Tuỳ theo tiêu chuẩn và độ lớn của các hệ t hống điện trên thế giới, các cấp điện áp
của lưới điện truyền tải thường từ được chọn từ cấp 110kV trở lên.
-Lưới điện truyền tải chủ yếu được thực hiện bằng các đường dây trên không, một
số trường hợp đặc biệt sử dụng đường dây cáp ngầm cao áp. Hằ ng năm lưới điện
truyền tải đều phải thực hiện các công việc bảo dưỡng và sửa chữa định kỳ.
Sơ đồ sử dụng trong lưới điện truyền tải thường có độ tin cậy cao như sơ đồ 2
thanh cái hoặc hai thanh cái có thanh cái vòng, đường dây mạch kép hay sơ đồ cấp
điện từ hai nguồn khác nhau.
Lưới điện truyền tải thường có trung tính nối đất trực tiếp.
1.1.4. Lưới điện trung áp phân phối:
Lưới điện phân phối làm nhiệm vụ phân phối điện năng từ các trạm khu vực hoặc
từ các thanh cái trung áp của nhà máy điện đến các phụ tải. Lướ i điện phân phối
gồm hai phần :
-Lưới phân phối trung áp có điện áp : 6kV, 10kV, 15kV, 22kV, 35, 110kV phân
phối điện cho các trạm biến áp phân phối trung áp/ hạ áp và các phụ tải trung áp.
-Lưới phân phối hạ áp cấp điện cho các phụ tải hạ áp.
Thông thường, phần lớn các phụ tải sử dụng điện áp 0,4kV, tuy nhiên một số phụ
tải như: các động cơ công suất lớn , các lò hồ quang tiêu thụ điện lớn sử dụng điện
áp từ 6kV đến 110kV.
SVTH: Nguyễn Quang Tào. ĐH Quy Nhơn
- ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. Hồ Quang Thịnh
- 13 -
Lưới phân phối có nhiệm vụ cung cấp điện năng với chất lượng đảm bảo cho các
phụ tải tiêu thụ điện. Đôi khi việc thực hiện nhiệm vụ chính này bị gián đoạn do các
nguyên nhân như sự cố gây mất điện trên lưới phân phối, các yêu cầu ngừng cung
cấp để đảm bảo các công tác cải tạo, xây dựng và bảo dưỡng các thiết bị điện trên
lưới.
Cũng như lưới điện truyền tải, lưới phân phối phần lớn được xây dựng với kết cấu
có dạng hình tia hoặc cấu trúc kín. Nhưng trong thực tế vận hành, lưới phân phối
thường vận hành hở.
Lưới điện trung áp có trung tính không nối đất, hoặc nối đất trực tiếp.
1.2. Tổng quan về lưới điện phân phối:
1.2.1. Khái quát về lưới điện phân phối trong hệ thống điện:
Hệ thống điện là một tập hợp gồm ba phần chính:
Phát điện Truyền tải điện Tiêu thụ
và phân phối
Hình 1.1. Ba thành phần của hệ thống điện .
Để điện năng có thể được truyền từ nơi sản xuất (nhà máy điện) đến nơi tiêu thụ,
cần có một hệ thống lưới điện gồm các thành phần nh ư trạm biến áp, đường dây trên
không, cáp ngầm, thiết bị đóng cắt trên dọc đường dây…
Lưới điện phân phối được dùng để truyền tải điện năng từ các thanh góp hạ áp của
các trạm biến áp khu vực đến các phụ tải tiêu thụ với khoảng cách truyền tải không
lớn, thường vận hành hở.
Một lưới phân phối tốt phải là lưới được đầu tư có hiệu quả, an toàn, cung cấp
đầy đủ điện năng ở cả hiện tại và tương lai. Để thực hiện được như vậy lưới điện
cần phải được lựa chọn, thiết kế, lắp đặt một cách hoàn chỉnh.
Lưới điện phân phối được xây dựng và lắp đặt phải đảm bảo chức năng là nhận
điện từ một hay nhiều nguồn cung cấp và cung cấp đến từng bộ phận tiêu thụ như hệ
SVTH: Nguyễn Quang Tào. ĐH Quy Nhơn
- ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. Hồ Quang Thịnh
- 14 -
thống chiếu sáng, động cơ và các thiết bị điện khác.
1.2.2. Đặc điểm của lưới điện phân phối:
Đặc điểm chính của hệ thống lưới phân phối là cung cấp điện trực tiếp đến người
sử dụng. Để đảm bảo chất lượng điện năng cho phụ tải thì việc nghiên cứu, thiết kế
hệ thống l ưới điện phân phối là hết sức quan trọng.
Lưới phân phối trung áp có điện áp 6 kV, 10kV, 15kV, 22kV, 35kV, 110kV phân
phối điện cho các trạm phân phối trung/ hạ áp, l ưới điện 220/380V cấp điện cho các
phụ tải hạ áp.
Khi thiết kế lắp đặt lưới điện phân phối phải đảm bảo các chỉ tiêu:
- An toàn cho lưới điện và cho con người.
- Chi phí xây dựng lưới điện là kinh tế nhất.
- Đảm bảo ít gây ra mất điện nhất, bằng các biện pháp cụ thể nh ư có thể có nhiều
nguồn cung cấp, có đường dây dự phòng, có nguồn thay thế như máy phát …
- Lưới điện phân phối vận hành dễ dàng, linh hoạt và phù hợp với việc phát triển
lưới điện trong t ương lai.
- Đảm bảo chất lượng điện năng cao nhất về ổn định tần số và ổn định điện áp.
Độ biến thiên điện áp cho phép là 5% Uđm.
- Đảm bảo chi phí duy tu, bảo dưỡng là nhỏ nhất.
Khi phát triển lưới điện phân phối, mà đặc biệt là ở Thành phố, có mật độ phụ tải
cao, đò i hỏi độ tin cậy cao; ngoài các đường dây trên không, người ta còn xây dựng
nhiều tuyến cáp ngầm được lắp đặt chôn dưới đất để đảm bảo mỹ quan, an toàn. Tùy
theo yêu cầu, hệ thống lưới phân phối được thiết kế sao cho đảm bảo được các chỉ
tiêu ở mức thích hợp. Khi sự cố xảy ra, các thiết bị bảo vệ phải có khả n ăng giải trừ
sự cố nhanh, tin cậy để tránh thiệt hại và tránh sự cố lan rộng. Đồng thời cũng phải
có các thiết bị tự đóng lại đường dây đã cắt do sự cố nhằm khôi phục hoạt động của
SVTH: Nguyễn Quang Tào. ĐH Quy Nhơn
- ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. Hồ Quang Thịnh
- 15 -
hệ thống khi chỉ có sự cố thoáng qua. Do đó người thiết kế phải chọn ra giải pháp
hợp lý nhất để đáp ứng được các yêu cầu chính của lưới điện phân phối.
1.2.3. Các loại sơ đồ lưới trung áp phân phối :
Tùy theo các yêu cầu của lưới điện trung áp phân phối, các tính chất của hộ
dùng điện, dựa vào trình độ vận hành thao tác của công nhân, vào vốn đầu tư , căn cứ
vào kết quả tính toán so sánh kinh tế kỹ thuật. Nói chu ng sơ đồ nối dây có 2 dạng
cơ bản :
Sơ đồ hình tia (Hình 1.2).
-
Sơ đồ phân nhánh (Hình 1.3).
-
Hình 1.2 Hình 1.3
Sơ đồ cung cấp điện .
SVTH: Nguyễn Quang Tào. ĐH Quy Nhơn
- ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. Hồ Quang Thịnh
- 16 -
Hình 1.2: Sơ đồ hình tia .
Hình 1.3: Sơ đồ phân nhánh .
1: Thanh cái trạm phân phối.
2: Đường dây điện áp cao.
3: MBA.
4: DZ trục chính.
Sơ đồ hình tia có ưu điểm là nối dây rõ ràng, mỗi hộ dùng điện được cung cấp
từ một đường dây, do đó chúng ít ảnh hưởng lẫn nhau, độ tin cậy cung cấp điện
tương đối cao, dễ thực hiện các biện pháp bảo vệ và tự động hóa, dễ vận hành bảo
quản.
Khuyết điểm của nó là vốn đầu tư lớn . Vì vậy sơ đồ nối dây hình tia thường được
dùng khi cung cấp điện khi cung cấp điện cho h ộ loại I và II.
Sơ đồ phân nhánh có ưu, nhược điểm ngược lại so với sơ đồ hình tia. Vì vậy loại
sơ đồ này thường được dùng khi cung cấp điện cho các hộ tiêu thụ loại II và III.
SVTH: Nguyễn Quang Tào. ĐH Quy Nhơn
- ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. Hồ Quang Thịnh
- 17 -
Hình 1.4. Sơ đồ cung cấp điện kiểu phân nhánh có DZ dự phòng chung.
SVTH: Nguyễn Quang Tào. ĐH Quy Nhơn
- ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. Hồ Quang Thịnh
- 18 -
Hình 1.5. Sơ đồ CCĐ kiểu phân nhánh có DZ dự phòng riêng cho từng trạm biến
áp.
Khi máy biến áp hoặc đường dây bị hư hỏng ta đóng đường dây dự phòng vào l àm
việc.
Sơ đồ phân nhánh nối hình vòng để tăng độ tin cậy:
a.
SVTH: Nguyễn Quang Tào. ĐH Quy Nhơn
- ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP GVHD: ThS. Hồ Quang Thịnh
- 19 -
Hình 1.6. Sơ đồ CCĐ kiểu phân nhánh nối hình vòng .
Ở sơ đồ này Hình 1.6 với mục đích tạo điều kiện vận hành đơn giản, thông
thường người ta cắt đôi mạch vòng thành hai nhánh riêng rẽ (ví dụ tại điểm N). Khi
xảy ra sự cố, sau khi cắt bỏ phần tử bị sự cố ra khỏi mạng, người ta nối điểm N lại
để tiếp tục cung cấp điện .
Loại sơ đồ này thường được dùng cho mạng điện thành phố hoặc các xí nghiệp
có nhiều phân xưởn g được bố trí trên phạm vi rộng.
Sơ đồ hình tia được cung cấp bằng hai đường dây để tăng độ tin cậy:
b.
SVTH: Nguyễn Quang Tào. ĐH Quy Nhơn
nguon tai.lieu . vn
