Bài giảng Thiết kế hệ thống điện potx

Baøi giaûng

Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -
2
Trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp.HCM
Bài giảng Thiết kế hệ thống điện
B
B
-
-
Mu
Mu
ï
ï
c
c
tiêu
tiêu
môn
môn
ho
ho
ï
ï
c
c
:
:
Giáo trình Thiết kế hệ thống điện
được biên soạn cho SV khối
ngành Công nghệ và kỹ thuât

nhằm:
Trang bò các kiến thức cơ bản
về thiết kế mạng phân phối điện.
Thiết kế được mạng phân phối
điện cho các khu công nghiệp.
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -
3
Trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp.HCM
Bài giảng Thiết kế hệ thống điện
B
B
-
-
Mu
Mu
ï
ï
c
c
tiêu
tiêu
:
:
 Tính toán thiết kế được
mạng phân phối sơ cấp.
 Cung cấp những kiến thức
cơ bản về thiết kế hệ thống
phân phối thứ cấp.
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -
4

Trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp.HCM
Bài giảng Thiết kế hệ thống điện
B
B
-
-
No
No
ä
ä
i
i
dung
dung
ba
ba
ø
ø
i
i
ho
ho
ï
ï
c
c
:
:
1.
1.

Đư
Đư
ơ
ơ
ø
ø
ng
ng
dây
dây
truye
truye
à
à
n
n
ta
ta
û
û
i
i
trung
trung
gian
gian
2.
2.
Ma
Ma

ï
ï
ng
ng
phân
phân
pho
pho
á
á
i
i
sơ
sơ
ca
ca
á
á
p
p
3.
3.
Ca
Ca
ù
ù
c
c
v
v

í
í
du
du
ï
ï
t
t
í
í
nh
nh
toa
toa
ù
ù
n
n
thie
thie
á
á
t
t
ke
ke
á
á
ma
ma

ï
ï
ng
ng
phân
phân
pho
pho
á
á
i
i
sơ
sơ
ca
ca
á
á
p
p
4.
4.
Thie
Thie
á
á
t
t
ke
ke

á
á
he
he
ä
ä
tho
tho
á
á
ng
ng
phân
phân
pho
pho
á
á
i
i
sơ
sơ
ca
ca
á
á
p
p
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -
5

Trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp.HCM
Bài giảng Thiết kế hệ thống điện
.
Giới thiệu hệ thống phân phối (HTPP)
500 kV Transmission
Power Plant
Generation
Transmission
System
Distribution
System
(12kV)
Underground
Distribution Transfomer
Residential
Customer
Commercial/
Industrial
Customer
Residential
Customer
Overhead
Distribution
Transformer
Urban
Customers
69 kV Sub-transmission
230 kV
Transmission
Distribution Substation

(69/12 kV)
High-Voltage Substation
(230/69 kV)
Extra-High-Voltage Substation
(500/230 kV)
Distribution Line
Underground Cable
To Other
High-Voltage
Substations
Hệ thống
phân phối
MBA
phân phối
Trạm
phân phối
Đường dây truyền
tải trung gian
(10 kV)
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -
6
Trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp.HCM
Bài giảng Thiết kế hệ thống điện
.
Giới thiệu hệ thống phân phối (HTPP)
HTPP gồm:
1. Hệ thống truyền tải
trung gian
2. Các trạm phân phối
3. Mạng phân phối sơ

cấp
4. Các MBA phân phối
5. Mạng phân phối thứ
cấp
6. Các thiết bò phụ trợ
Phụ tải
MBA phân phối
Mạng phân
phối sơ cấp
Trạm phân phối
Trạm trung gian
Mạng phân phối
thứ cấp
Đường dây truyền
tải trung gian
Hình 1.1. Sơ đồ đơn
tuyến HTPP điện.
0,4 kV
15/22 kV
15/22 kV
110/220 kV
110/220 kV
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -
7
Trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp.HCM
Bài giảng Thiết kế hệ thống điện
1.2. Đường dây truyền tải trung gian
 Hệ thống truyền tải trung gian là phần của mạng điện
phân phối, truyền tải năng lượng từ trạm trung gian đến
trạm phân phối bằng dây dẫn trên không hay cáp ngầm.

 Mạng truyền tải trung gian gồm :
 Mạng hình tia
 Mạng mạch vòng
 Mạng lưới
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -
8
Trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp.HCM
Bài giảng Thiết kế hệ thống điện
1.1. Đường dây truyền tải trung gian
a. Mạng hình tia
 Ưu điểm
 Đơn giản
 Chi phí thấp
 Nhược điểm
 Tính cấp điện liên tục
không cao
Hình 1.2. Mạng truyền tải
trung gian hình tia.
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -
9
Trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp.HCM
Bài giảng Thiết kế hệ thống điện
1.1 Đường dây truyền tải trung gian
N . O
N . O
MC
Đóng cắt
liên động
b. Mạng hình tia cải tiến
 Cho phép phục hồi sự

cố nhanh
Hình 1.3. Sơ đồ mạng
truyền tải trung gian hình
tia cải tiến.
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -
10
Trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp.HCM
Bài giảng Thiết kế hệ thống điện
1.1 Đường dây truyền tải trung gian
c. Mạng mạch vòng
 Ưu điểm
 Tính cấp điện liên tục
cao
 Độ tin cậy cao
 Nhược điểm
 Chi phí cao
Hình 1.4. Sơ đồ mạng
truyền tải trung gian mạch
vòng.
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -
11
Trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp.HCM
Bài giảng Thiết kế hệ thống điện
d. Mạng dạng lưới
1.1 Đường dây truyền tải trung gian
Hình 1.5. Sơ đồ mạng
truyền tải trung gian dạng
lưới.
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -
12

Trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp.HCM
Bài giảng Thiết kế hệ thống điện
1.2. Mạng phân phối sơ cấp
1.2.1 Các dạng sơ đồ cung cấp điện
.
a.Sơ đồ hình tia
Ưu điểm
 Đơn giản
 Chi phí thấp
Nhược điểm
 Độ tin cậy thấp
 Cung cấp điện
không liên tục
Trạm phân phối
Tuyến trung thế
CC
MBA
phân phối
Nhánh
CC nhánh
Nhánh
phụ
Hình 1.6. Sơ đồ mạng
phân phối sơ cấp hình
tia.
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -
13
Trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp.HCM
Bài giảng Thiết kế hệ thống điện
1.2.1 Các dạng sơ đồ cung cấp điện

.
a.Sơ đồ hình tia
Tuyến sơ cấp hình
tia và hệ thống dao
cách ly
 Tái cung cấp điện
nhanh
Vùng tải tuyến 1
Vùng tải tuyến 2
DCL liên lạc(NO)
DCL phân đoạn
DCL liên lạc(NO)
Vùng tải tuyến 3
Hình 1.7. Tuyến sơ cấp
hình tia và hệ thống dao
cách ly.
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -
14
Trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp.HCM
Bài giảng Thiết kế hệ thống điện
1.2.1 Các dạng sơ đồ cung cấp điện
.
a.Sơ đồ hình tia
Sơ đồ hình tia
với một tuyến dây
chính và một tuyến
dây ngược
Trung
tâm
tải

Tuyến
ngược
Tuyến
chính
MBA
phân phối
Hình 1.8. Sơ đồ mạch
hình tia với một tuyến
dây chính và một tuyến
dây ngược.
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -
15
Trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp.HCM
Bài giảng Thiết kế hệ thống điện
1.2.1 Các dạng sơ đồ cung cấp điện
.
a.Sơ đồ hình tia
Sơ đồ phân bố
phụ tải từng pha
cho từng khu vực
từ tuyến 3 pha
Trạm phân phối
Tuyến 1
pha
Tuyến
3 pha
Nhánh
1 pha
Khu vực
tải

pha A
Khu vực
tải
pha B
Khu vực
tải
pha C
Hình 1.9. Tuyến dây
cung cấp hình tia tải
khu vực.
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -
16
Trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp.HCM
Bài giảng Thiết kế hệ thống điện
.
Trạm phân phối
Nhánh
DCL
phân đoạn
DCL liên kết
Vò trí MBA phân phối
b.Sơ đồ mạch vòng
 Ưu điểm
 Độ tin cậy cao
 Cấp điện liên tục
 Nhược điểm
 Mạch phức tạp
1.2.1 Các dạng sơ đồ cung cấp điện
Hình 1.10. Sơ đồ tuyến
dây trung thế mạch vòng

Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -
17
Trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp.HCM
Bài giảng Thiết kế hệ thống điện
.
Trạm A Trạm B
Trạm D
Trạm C
Trạm E
c.Sơ đồ dạng lưới
Ưu điểm
 Độ tin cậy cao
 Cấp điện liên tục
 Tổn thất thấp
Nhược điểm
 Khó thiết kế
 Khó vận hành
1.2.1 Các dạng sơ đồ cung cấp điện
Hình 1.11. Mạng phân phối sơ cấp dạng lưới
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -
18
Trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp.HCM
Bài giảng Thiết kế hệ thống điện
.
1.2.2. Các cấp điện áp của HTPP sơ cấp
Các yếu tố ảnh hưởng đến mức điện áp
 Chiều dài tuyến dây sơ cấp
 Tải của tuyến dây sơ cấp
 Số lượng trạm phân phối
 Đònh mức của trạm phân phối

 Số đường dây truyền tải trung gian
 Số lượng phụ tải đặc biệt
 Hệ thống bảo trì
 Sự mở rộng sơ đồ hình cây
 Các điểm nối của trụ
 Các loại dây và cấu trúc
 Hình dáng của dây trụ
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -
19
Trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp.HCM
Bài giảng Thiết kế hệ thống điện
Chọn cấp
điện áp
Chính sách
công ty ĐL
Chiều dài
đường dây
Giá trò
thiết bò
Tổn thất
điện áp
Dự án phát
Triển tải
Tổn thất
công suất
Điện áp trạm
lân cận
Điện áp trạm
trung gian
1.2.2. Các cấp điện áp của HTPP sơ cấp

Các yếu tố khác ảnh hưởng đến mức điện áp
Hình 1.12. Các yếu tố ảnh hưởng đến cấp điện áp tuyến dây
sơ cấp.
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -
20
Trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp.HCM
Bài giảng Thiết kế hệ thống điện
.
1.2.2. Các cấp điện áp của HTPP sơ cấp
 Tổng quát với độ sụt áp cho trước, chiều dài dây tuyến
và tải là hàm cấp điện thế.
2
cũN,-L
mớiN,-L
V
V








Khoảng cách mới
Khoảng cách cũ
Tải tuyến dây mới
Tải tuyến dây cũ
 Hệ số bình phương điện áp =
 Tỉ số khoảng cách =

 Tỉ số tải =
 Tỉ số khoảng cách x tỉ số tải = hệ số bình phương
điện áp
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -
21
Trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp.HCM
Bài giảng Thiết kế hệ thống điện
.
1.2.3. Chọn cỡ dây trung thế
Các yếu tố ảnh hưởng đến sự thiết kế tuyến dây:
 Mật độ phụ tải trên nhánh.
 Đặc tính phụ tải
 Mức gia tăng của phụ tải.
 Công suất dự trữ trong trường hợp khẩn cấp.
 Cấp điện liên tục cho phụ tải.
 Độ tin cậy điện năng.
 Chất lượng cung cấp điện.
 Cấp điện áp của mạng trung the.á
 Phân loại và chi phí của việc xây dựng mạng điện.
 Vò trí và công suất của trạm phân phối.
 Các yêu cầu về cấp điện áp qui đònh.
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -
22
Trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp.HCM
Bài giảng Thiết kế hệ thống điện
.
Tuyến dây
Nhánh
Mô hình
Phát triển

Giới hạn
Vật lý
Độ sụt áp
Mật độ
tải
Phát triển
tải
Tổng chi phí
1.2.3. Chọn cỡ dây trung thế
Hình 1.13. Các yếu tố ảnh hưởng đến sự chọn lựa tuyến dây
trung thế.
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -
23
Trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp.HCM
Bài giảng Thiết kế hệ thống điện
.
Số lượng
tuyến dây
Độ sụt áp
Giới hạn
nhánh
Mật độ tải
Chiều dài
nhánh
Cấp điện áp
Công suất
trạm
Cỡ dây dẫn
1.2.3. Chọn cỡ dây trung thế
Các yếu tố khác ảnh hưởng đến số lượng tuyến dây

Hình 1.14. Các yếu tố ảnh hưởng đến số lượng tuyến dây.
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -
24
Trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp.HCM
Bài giảng Thiết kế hệ thống điện
.
Cỡ dây dẫn
Tổn thất
công suất
Đònh mức
dây dẫn
Độ sụt áp
Công suất
MBA
Mức tăng tải
Dự báo
phụ tải
Tổng chi phí
1.2.3. Chọn cỡ dây trung thế
* Các yếu tố khác ảnh hưởng đến chọn lựa cỡ dây dẫn.
Hình 1.15. Các yếu tố ảnh hưởng đến chọn lựa cỡ dây dẫn.
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -
25
Trường ĐH Sư phạm Kỹ thuật Tp.HCM
Bài giảng Thiết kế hệ thống điện
.
a. Sự lựa chọn cỡ đường dây cung cấp điện cho tải
tập trung
Hệ số
tổn thất

(%)
0
20
40
60
80
100
0 20 40 60 80 100
Hệ số phụ tải dòng điện
đường dây (%)
Hình 1.16 – Sự quan hệ giữa hệ
số phụ tải và hệ số tổn thất.
 Thiết kế tuyến dây thỏa
mãn dòng yêu cầu cho
phép.
 Các tính chất về nhiệt
của cáp được chọn phù hợp.
 Độ sụt áp có thể được
tính và kiểm tra.
 Kích thước dây dẫn được
lựa chọn theo đònh luật
Kelvin.
Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version -