Bai giang ccd 2010

Bài giảng môn Cung cấp điện - 1 -
Biên soạn:ThS. Phan Thanh Tú
BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG CAO ĐẲNG KỸ THUẬT CAO THẮNG
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN LẠNH



BÀI GIẢNG
CUNG CẤP ĐIỆN


BIÊN SOẠN:
ThS. PHAN THANH TÚ






Tp. Hồ Chí Minh 09 năm 2010
Bài giảng môn Cung cấp điện - 2 -
Biên soạn:ThS. Phan Thanh Tú
MỤC LỤC
MỤC LỤC 1
Chương 1 6
NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG VỀ CUNG CẤP ĐIỆN 6
1.1. Sản xuất điện năng 6
1. Nhà máy nhiệt điện (NĐ) 6
2. Nhà máy thủy điện 9
3. Nhà máy điện ngun tử 11

4. Nhà máy điện địa nhiệt 12
5. Nhà máy điện mặt trời 13
6. Nhà máy điện dùng sức gió (phong điện) 13
1.2 Tryền tải điện năng 14
1.3. Phân phối điện năng 15
1. Sơ đồ đơn tuyến trạm trung thế /hạ thế 15
2.Phân tích sơ đồ ngun lý 15
1.4. Lưới điện 16
1. Lưới đô thò 16
2. Lưới điện công nghiệp 16
1.5. Những yêu cầu về cung cấp điện 16
1. Độ tin cậy 16
2. Chất lượng điện 16
3. Tính kinh tế 16
1.6. Hộ tiêu thụ điện 16
1. Phân loại theo mức độ tin cậy cung cấp điện: 16
2. Phân loại theo chế độ làm việc 17
Loại hộ tiêu thụ có chế độ làm việc dài hạn, khi đó phụ tải không thay đổi hay
thay đổi rất ít theo thời gian 17

Chương 2 18
XÁC ĐỊNH NHU CẦU ĐIỆN 18
2.1 Khái niệm chung 18
2.2 Đồ thò phụ tải 18
1. Đònh nghóa 18
2. Phân loại 18
3. Các đặc trưng của đồ thò phụ tải 19
2.3 Các đại lượng đònh mức 20
2. 4 Các hệ số tính toán 21
1. hệ số sử dụng k

sd
21
2. Hệ số cực đại K
max
21
3. Hệ số nhu cầu k
nc
21
4. Hệ số đồng thời k
đt
21
5. Hệ số điền kín phụ tải 22
6. Hệ số tổn thất K
tt
22
Bài giảng môn Cung cấp điện - 3 -
Biên soạn:ThS. Phan Thanh Tú
2.5. Số thiết bò dùng điện hiệu quả 22
1. Đònh nghóa: 22
2. Cách xác đònh n
hq
: 22
2.6. Các phương pháp xác đònh công suất tính toán 23
1. Xác đònh công suất tính toán theo hệ số k
nc
và công suất đặt 23
2. Xác đònh công suất tính toán theo suất phụ tải trên đơn vò diện tích sản xuất 23
3. Xác đònh công suất tính toán theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vò sản
phẩm 23

Xác đònh công suất tính toán theo số thiết bò dùng điện hiệu quả 24
2.7 Xác đònh tâm phụ tải 24
Chương 3 29
CHỌN PHƯƠNG ÁN CUNG CẤP ĐIỆN 29
I. Khái quát chung 29
II. Chọn cấp điện áp 29
III. Chọn nguồn điện 30
IV. Chọn sơ đồ mạng điện 30
1. Các kiểu sơ đồ phân phối 30
2. Các kiểu nối mạng hạ áp 31
V. Kết cấu mạng điện 31
VI. Trạm biến áp 32
1. Vò trí đặt trạm 32
2. Các thiết bò chính của trạm 33
Chương 4 34
TÍNH TOÁN MẠNG ĐIỆN XÍ NGHIỆP 34
4.1 Khái quát chung 34
4.2 Các thông số của đường dây và các thiết bò điện khác 34
4.2.1 Điện trở và điện kháng của đường dây 34
4.2.2 Điện trở và điện kháng của máy biến áp 37
4.2.3 Điện trở và điện kháng của các thiết bò điện khác 39
4.3 Tính toán tổn thất công suất của hệ thống 40
4.3.1 Tổn thất công suất trên đường dây 40
4.3.2 Tổn thất công suất trong máy biến áp 41
4.4 Tính toán tổn thất điện năng của hệ thống 42
4.4.1 Tổn thất điện năng trên đường dây 42
4.4.2 Tổn thất điện năng trong máy biến áp 44
4.4.3 Tổn thất điện năng của hệ thống 44
4.5 Tính toán tổn thất điện áp 44
4.5.1 Khái niệm 44

4.5.2 Cách tính toán tổn thất điện áp trên đường dây 45
4.5.3 Cách tính toán tổn thất điện áp đối với đường dây đồng nhất 46


Bài giảng môn Cung cấp điện - 4 -
Biên soạn:ThS. Phan Thanh Tú

Chương 5 47

TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH TRONG HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN 47
5.1 Khái niệm chung 47
5.2 Các phương pháp tính ngắn mạch trong mạng điện áp thấp 1000V 47
5.2.1 Ngắn mạch tại thanh cái hạ áp của máy biến áp phân phối 47
5.2.2 Ngắn mạch 3 ph tại điểm bất kỳ của lưới hạ thế 48
5.3 Xác đònh tổng trở ngắn mạch 48
5.4 Quan hệ giữa các tổng trở ở các mức, các điện áp khác nhau trong mạng điện50
5.4.1 Các trở kháng là một hàm của điện áp 50
Chương 6 52
LỰA CHỌN CÁC PHẦN TỬ TRONG CUNG CẤP ĐIỆN 52
6.1 Khái niệm 52
6.2 Những điều kiện chung để lựa chọn thiết bò 52
6.2.1 Chọn theo điều kiện làm việc lâu dài 52
6.2.2 Các điều kiện kiểm tra khí cụ điện, sứ cách điện và các bộ phận dẫn
điện theo dòng ngắn mạch 53
6.3.1 Các chức năng cơ bản của thiết bò đóng cắt 54
6.4 Lựa chọn thanh dẫn 57
6.4.1 Tiết diện thanh dẫn chọn theo mật độ dòng điện kinh tế: 57
6.4.2 Tiết diện thanh dẫn chọn theo điều kiện phát nóng: 57
6.5 Lựa chọn dây dẫn ,cáp 57
6.5.1 Phương pháp thực tế xác đònh tiết diện nhỏ nhất cho phép của dây dẫn,

cáp 57
6.5.2 Chọn theo điều kiện tổn thất điện áp cho phép 65
Chương 7 68
NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT COSϕ 68
7.1 Cải thiện hệ số công suất 68
7.1.1 Bản chất của năng lượng phản kháng 68
7.1.2 Các máy điện tiêu thu công suất phản kháng 69
7.1.3 Hệ số công suất 69
7.2 Tại sao phải cải thiện hệ số công suất cosϕ 70
7.2.1 Giảm giá thành điện 70
7.2.2 Tối ưu hoá kinh tế – kỹ thuật 71
7.3 Các biện pháp nâng cao hệ số công suất cosϕ 71
7.3.1 Nâng cao hệ số công suất cosϕ tự nhiên 72
7.3.2 Nâng cao hệ số công suất cosϕ nhân tạo 72
7.4 Vò trí lắp đặt tụ bù 72
7.4.1 Bù tập trung 72
7.4.2 Bù nhóm (từng phân đoạn) 73
7.4.3 Bù riêng 73
7.5 Mức độ bù tối ưu 74
Bài giảng môn Cung cấp điện - 5 -
Biên soạn:ThS. Phan Thanh Tú
7.5.1 Phương pháp chung . 74
7.5.2 Phương pháp tính đơn giản 74
CHƯƠNG 8 75
THIẾT KẾ CHIẾU SÁNG 75
8.1. Khái niệm chung về chiếu sáng 75
8.2. Các đại lượng đo ánh sáng Error! Bookmark not defined.
8.2.1 Quang thông Error! Bookmark not defined.
8.2.2 Cường độ sáng Error! Bookmark not defined.
8.2.3 Độ rọi Error! Bookmark not defined.

8.2.4 Độ rọi tiêu chuẩn Error! Bookmark not defined.
8.2.5 Độ chói Error! Bookmark not defined.
Đơn vò của độ chói (cd/m
2
) Error! Bookmark not defined.
8.3 Các dạng nguồn sáng Error! Bookmark not defined.
8.3.1 Đèn nung sáng Error! Bookmark not defined.
8.3.2 Đèn huỳnh quang Error! Bookmark not defined.
8.3. 3 Đèn hơi Natri Error! Bookmark not defined.
8.3.4 Một số loại đèn khác Error! Bookmark not defined.
8.3.5 Các loại chao đèn Error! Bookmark not defined.
8.4 Thiết kế chiếu sáng Error! Bookmark not defined.
8.4.1 Những vấn đề chung Error! Bookmark not defined.
8.4.2 Bố trí đèn Error! Bookmark not defined.
8.4.3 Các phương pháp tính toán chiếu sáng được sử dụng khi tính chiếu sáng
Error! Bookmark not defined.

Chương 9 99
NỐI ĐẤT 99
1 . Khái quát chung: 99
2 . Đinh nghóa về hệ thống nối đất: 99
2.1. Các thuật ngữ về hệ thống nối đất 99
2.2. Đònh nghóa các hệ thống nối đất chuẩn 100
2.2. Đặc tính của các sơ đồ nối đất 102
2.3. Các tiêu chuẩn chọn lựa sơ đồ nối đất 105
2.4. Các lắp đặt sơ đồ nối đất 105
2.5. Đo lường điện trở của các điện cực nối đất 107
Bài giảng môn Cung cấp điện - 6 -
Biên soạn:ThS. Phan Thanh Tú
Chương 1

NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG VỀ CUNG CẤP ĐIỆN
1.1. Sản xuất điện năng
1. Nhà máy nhiệt điện (NĐ)
Trong nhà máy nhiệt điện, hóa năng của các nhiên liệu (than, dầu, khí đốt) được
biến đổi thành năng lượng điện và nhiệt. q trình biến đổi năng lượng trong nhà máy
nhiệt điện được mơ tả như sau (hình 1.1):





Hình 1.1. Sơ đồ biến đổi năng lượng của nhà máy nhiệt điện
a. Nhà máy nhiệt điện ngưng hơi
Nhà máy nhi
ệt điện ngưng hơi là các nhà máy NĐ chỉ làm nhiệm vụ sản xuất
điện năng, nghĩa là tồn bộ năng lượng nhiệt của hơi nước do lò hơi sản xuất ra đều
được dùng để sản xuất điện. NĐN là loại hình chính và phổ biến của NĐ.
Nhiên liệu dùng trong các nhà máy NĐ là các nhiên liệu rắn: than đá, than
bùn…; nhiên liệu lỏng là các loại dầu đốt; nhiên liệ
u khí được dùng nhiều là khí tự
nhiên, khí lò cao từ các nhà máy luyện kim, các lò luyện thanh cốc. trong một số trường
hợp, khí còn được dùng làm nhiên liệu phụ trong các nhà máy dùng nhiện liệu rắn và
lỏng.
Việc sử dụng khí tự nhiên ở các nhà máy NĐ mang lại hiệu quả kinh tế đáng kể
do giảm được khoảng 20% chi phí cho xây dựng nhà máy do hệ thống cung cấp và xử
lý nhiên liệu đơn giản và rẻ tiền hơn; giá thành điện năng c
ũng giảm do giảm chi phí
cho nhiên liệu, giảm chi phí vận hành và khấu hao các thiết bị. hiệu suất cũng cao hơn
so với NĐ chạy bằng than 4 đến 5% do giảm được tổn thất nhiệt; ít gây ơ nhiễm mơi
trường. khi các ống dẫn khí thì việc vận chuyển khí đến các nhà máy điện sẽ rẻ hơn rất

nhiều so với việc vận chuyển than bằng đường thủy hoặc đường sắt. Lượ
ng điện tự
dùng trong các nhà máy nhiện điện chạy bằng khí và dầu cũng nhỏ hơn rất nhiều so với
các nhà máy NĐ chạy bằng than.
Đặc điểm của các nhà máy nhiệt điện ngưng hơi:
- Cơng suất lớn, thường được xây gần nguồn nhiên liệu;
- Phụ tải cung cấp cho khu vực gần nhà máy (phụ tải địa phương) rất nhỏ, phần lớn đ
iện
năng phát ra được đưa lên điện áp cao để cung cấp cho các phụ tải ở xa;
- Có thể làm việc với phụ tải bất kỳ trong giới hạn từ Pmin đến Pmax.
- Hiệu suất thấp, thơng thường khoảng 30 đến 35%; với các nhà máy NĐN hiện đại có
thơng số hơi siêu cao có thể đạt được 40 đến 42%.
- Lượng điện tự dùng lớn, 3 đến 15%. Các nhà máy chạy bằng than có lượng đ
iện từ
dùng lớn hơn.
- Vốn xây dựng nhỏ và thời gian xây dựng nhanh so với TĐ.
- Gây ơ nhiễm mơi trường do khói, bụi ảnh hưởng đến một vùng khá rộng.
Để tăng hiệu suất của NĐN, người ta khơng ngừng tăng tham số của hơi nước và tăng
cơng suất của các tổ máy. Trên thế giới người ta dùng phổ biến các tổ máy 300, 500 và
Lò hơi
Tuabin MF
Hóa năng
Của nhiên liệu
Của
hơi nước
Nhiệt năng
Cơ năng
Điện năng
Bài giảng môn Cung cấp điện - 7 -
Biên soạn:ThS. Phan Thanh Tú

800MW, một số nước còn dụng các tổ máy đến 1000, 1200MW. Ở nước ta hiện nay
nhà máy NĐ có cơng suất lớn và trung bình đều là NĐN, tổ máy cơng suất lớn nhất là
300MW (phả lại 2).
b. Nhà máy nhiệt điện rút hơi
Nhà máy NĐR là các nhà máy điện vừa sản xuất điện năng, vừa sản xuất nhiệt
năng. Hơi nước hay nước nóng từ nhà máy được truyền đến các hộ tiêu thụ nhi
ệt cơng
nghiệp hay sinh hoạt bằng hệ thống ống dẫn với bán kính trung bình 1 đến 2 km đối với
lưới truyền hơi nước và 5 đến 8 km đối với lưới nước nóng.
Sơ đồ ngun lý q trình sản xuất điện và nhiệt của NĐR được biểu diễn ở hình
1.3. Các ký hiệu cũng tương tự như ở hình 1.2. Về ngun lý làm việc cơ bản giống như
NĐN, nhưng m
ột phần hơi nước được trích ra từ tuabin để cung cấp cho các hộ tiêu thụ
nhiệt. trên hình 1.3 một phần hơi nước trích từ các tầng cao áp hoặc trung áp của tuabin
để cung cấp cho các hộ tiêu thụ hơi nước qua lưới hơi nước; một phần hơi nước được
trích từ các tầng sau đến bộ hâm nước 18 để đun nước nóng cung cấp cho lưới nóng.
Nước sau khi được sử dụng tại các hộ tiêu th
ụ nhiệt được đưa trở lại bộ hâm nước 18
qua bơm nước 20. Hơi nước trích từ tuabin, sau khi đi qua bộ hâm nước 18 được đưa
vào bình khử khí qua bơm 19.
Điện năng được phát ra từ máy phát, một phần được cung cấp cho phụ tải địa
phương ở điện áp máy phát, một phần được đưa lên điện áp cao qua máy biến áp 6 để
cung cấp cho các phụ tải ở xa.
Nhà máy N
ĐR có hiệu suất cao hơn so với NĐN khi có sự phù hợp giữa phụ tải
nhiệt và điện. Trong trường hợp này, hiệu suất của nhà máy có thể đạt đến 60-70% do
giảm tổn thất nhiệt trong bình ngưng.
So với nhà máy NĐN, nhà máy NĐR có các đặc điểm chính sau đây:
- Do khơng thể dẫn hơi nước hay nước nóng đi xa nên các nhà máy NĐR được xây
dựng gần các hộ tiêu thụ nhiệt.

- C
ần vận chuyển nhiên liệu từ các nơi khác đến, do vậy cơng suất của các nhà máy
NĐR thường được xác định theo u cầu của phụ tải nhiệt, cơng suất nhà máy khơng
lớn, vào khoảng 300 đến 500MW với các tổ máy 100, 150 hoặc 200MW. Riêng các khu
vực có nhu cầu về nhiệt cao, cơng suất nhà máy có thể đến 1000-1500MW.
- Phần lớn năng lượng phát ra được cung cấp cho phụ tải ở điện áp máy phát, do phụ tải
này lớn nên trong các N
ĐR thường sử dụng thanh góp điện áp máy phát.
- Để nhà máy có hiệu suất cao, việc sản xuất điện năng phải phù hợp với phụ tải nhiệt,
người ta nói nhà máy NĐR làm việc với đồ thị phụ tải điện bắt buộc từng phần.
Hiệu suất của NĐR (60-70%) cao hơn hiệu suất NĐN khá nhiều. Nhưng chỉ có hiệu
suất cao khi có sự kết hợp thích hợp giữa việc sản xuất ra điện và nhiệt năng. Khi làm
việc thuần túy ở chế độ ngưng hơi, hiệu suất của NĐR sẽ thấp hơn NĐN.
- Thời gian khởi động và các đặc tính khác giống như nhà máy NĐN.


Bài giảng môn Cung cấp điện - 8 -
Biên soạn:ThS. Phan Thanh Tú

Hình 1.3. Sơ đồ q trình sản xuất điện và nhiệt năng của nhiệt điện rút hơi

1. kho chứa nhiên liệu; 2. Cơ cấu vận chuyển nhiên liệu; 3. Bộ sấy nhiên liệu;
4. Nồi hơi; 5. Tuabin; 6. Máy phát điện; 7. Bình ngưng tụ; 8. Bơm tuần hồn;
9. Bơm nước ngưng tụ; 10. Bình gia nhiệt hạ áp; 11. Bình khử khí (O2, CO2);
12. Bơm cấp nước; 13. Bình gia nhiệt cao áp; 14. Bộ hâm nước; 15. Bộ sấy khơng khí;
16. Quạ
t khói; 17. Quạt gió.
MF
1
2

3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
Den phu tai
nhiet
Tu phu
tai nhiet
Bài giảng môn Cung cấp điện - 9 -
Biên soạn:ThS. Phan Thanh Tú
2. Nhà máy thủy điện
Nhà máy thủy điện là các nhà máy làm nhiệm vụ biến đổi năng lượng của dòng
nước thành điện năng.
Động cơ sơ cấp dùng để quay các máy phát điện trong nhà máy TD là các tuabin
thủy lực, trong đó động năng và thế năng của nước được biến đổi thành cơ năng để làm
quay máy phát điện. Cơng suất cơ trên trục tuabin thuộc vào lưu lượng n

ước chảy qua
tuabin và chiều cao cột nước hiệu dụng. cơng suất trên trục tuabin P
tuabin
được xác định
bởi cơng thức:

P
tuabin
= 1000.Q.H. .
d tuabin
η
η
(kG.m/s)
ở đây:
Q - lưu lượng nước chảy qua tuabin ( m
3
/s)
H – chiều cao cột nước hiệu dụng (m)
d
η
- hiệu suất của các thiết bị dẫn nước có tính đến tổn thất cột nước trong chúng, như
các ống dẫn nước vào và ra khỏi tuabin;
tuabin
η
- hiệu suất của tuabin thủy lực ( với các tuabin thủy lực cơng suất trung bình và
lớn, =0.8
÷
0.94
Biết rằng 1 kw = 102Kg.m/s, nên từ (1.1) ta xác định đuộc cơng suất điện ở đầu cực
máy phát.

.9,81
102
tuabin
FF
P
P
QH
η
η
== (kW)
VỚI

:
F
η
- hiệu suất của máy phát thủy điện (
F
η
= 0.95 – 0.98)

d tuabin F
η
ηη η
= - hiệu suất của nhà máy thủy điện (0.85 – 0.86)
Từ (1.2) thấy rằng, cơng suất của nhà máy thủy điện được xác định bới lưu lượng
nước Q và chiều cao cột nước hiệu dụng H. Để xây dựng các nhà náy thủy điện
cơng suất lớn,cần tạo ra Q và H lớn bằng cách xây dựng các đập cao ngăn nước và
các hồ chứa có thể tích lớn (hình 1.4).
Mực nước của h
ồ chứa trước đập 3 gọi là mực nước thượng lưu 1 và mực nước phía

dưới đập gọi là mực nước hạ lưu 2. Độ chênh lệch giữa mực nước thượng lưu và mực
nước hạ lưu H gọi là chiều cao cột nước hiệu dụng. Cột nước H càng lớn, cơng suất của
nhà máy sẽ càng lớn. Hồ chứa về phía thượng lưu phục vụ cho vi
ệc tích nước, điều tiết
dòng chảy khi phát điện. Cùng với việc tăng chiều cao của đập thể tích hồ chứa sẽ tăng
lên, tăng cơng suất của nhà máy. Song việc tạo ra các hồ chứa lớn có liện quan đến
nhiều vấn đề kinh tế và xã hội khác phức tạp, như việc di rời dân, dâng nước làm ngập
một vùng rộng lớn, xây dựng nhiều đập, giao thơng vận tả
i…
Nhà máy TĐ được chia làm 2 loại chính: nhà máy thủy điện kiểu đập và nhà máy
thủy điện kiểu kênh dẩn.
Sơ đồ cùa nhà máy thủy điện kiểu đập được cho trên hình 1.4 và mặt cắt gian
máy cho trên hình 1.5. Các nhà máy thủy điện loại này thường được xây dựng trên các
con sơng có độ dốc khơng lớn. Để tạo cột nước cần thiết H, người ta xậy dựng đập ngăn
giữa dòng sơng 3; gian máy được
đặt sau đập. Nước được dẫn vào tuabin 6 (hình 1.4)
qua ống dẫn đầu vào và xả duống hạ lưu qua ống dẫn 8. Để phục vụ giao thơng vận tải,
người ta xây dựng âu thuyền 9 cùng các kênh dẫn 10 và 11.
Máy phát điện được đặt trong gian máy. Do các tuabin thủy lực có tốc độ quay
chậm, nên các máy phát thủy điện chế tạo theo kiểu cực lồi, nhiều cực.
Bài giảng môn Cung cấp điện - 10 -
Biên soạn:ThS. Phan Thanh Tú
Sơ đồ của nhà máy TĐ kiểu ống dẫn cho trên hình 1.6. nhà máy TĐ kiểu ống
dẫn thường được xây dựng trên các sơng miền núi, cột nước hiệu dụng cần thiết được
tạo ra bằng cách sử dụng độ dốc lớn tự nhiên của các con sơng. Trài đầu ống dẫn 2 là
cửa nhận nước 1, qua cửa 1 nước chảy vào ống dẫn 2 để vào bể áp lực 3. Đập chắn
ngang sơng 7 để t
ập trung nước vào ống dẫn 2. Ống dẫn 2 có độ nghiêng lớn so với độ
nghiên của đoạn sơng A-B. Do vậy cột nước H hiệu dụng của nhà máy nhỏ hơn một
chút so với cột nước có độ nghiên tự nhiên Htn của đoạn sơng. Từ bể áp lực 3 nước theo

ống dẫn áp lực 4 đi vào tuabin trong gian máy 5. Từ tuabin thỷ lực nước theo kênh xả 6
để trở lại dòng sơng tại B.
Như vậy, nh
ờ đập 7 có thể tạo ra bể chứa nước nhân tạo để có một độ dự trữ nước nhất
định và nâng cao thêm mức nước, tăng áp lực trong tuabin.
Ngồi hai loại TĐ thường gặp trên, còn có các nhà máy TĐ dạng đặc biệt như
nhà máy thủy điện nhiều cấp và TĐ tích năng.
Để tận dụng năng lượng của dòng nước, trên các con sơng có độ dốc và chiều dài
lớn, người ta xây dựng nhi
ều nhà máy TĐ nối tiếp nhau (hình 1.7), gọi là nhà máy thủy
điện nhiều cấp. Việc sử dụng tổng hợp nguồn nước như vậy làm tăng các chỉ tiêu kinh
tế của TĐ, vì rằng một phần chi phí cho các nhà máy khơng những được bù lại bởi khối
lượng năng lượng phát ra, mà còn bởi các nguồn lợi đa dạng khác như giao thơng vận
tải, tưới tiêu nước, thủy sản, du lịch và mơi trườ
ng….
Qua nhiều năm xây dựng, vận hành các nhà máy TĐ, có thể thấy được các đặc
tính cơ bản của chúng như sau:
- Thời gian xây dựng của TĐ khá lâu so với NĐ, vì xây dựng thủy điện cần tiến hành
hàng loạt các cơng tác thăm dò trên một vùng rộng lớn, xây dựng hồ chứa, đê đập.
Mặc khác do TĐ được xây dựng tại các nguồn nước, xa các hộ tiêu thụ điện nên
đồng th
ời với việc xây dựng nhà máy còn phải xây dựng các đường dây tải điện cao áp
để đưa điện từ nhà máy vào lưới. Cũng chính vì những lý do trên mà vốn đầu tư cho TĐ
thường khá lớn, khơng cần chi phí cho việc xây dựng các cơng trình của bản thân nhà
máy, mà còn cả cho việc di dân đến các vùng khác khi xây dựng hồ chứa, cầu đường để
vận chuyển vật tư, thiết bị; việc nâng cao mức nước trong hồ sẻ
ảnh hưởng đến nơng,
lâm nghiệp. Song phải nhấn mạnh rằng, việc xây dựng thủy điện trong nhiều trường hợp
khơng chỉ đơn thuần phát ra điện, mà còn mang lại nhiều nguồn lợi khác, như tạo điều
kiện thuận lợi cho giao thơng vận tải, ni bắt thủy sản, chống lũ lụt, cải tạo mơi trường

cảnh quan của khu vực, có thể có những nguồ
n lợi về du lịch, thay đổi đời sống về vật
chất, tinh thần của khu vực.
- Vì xây dựng gần nguồn thủy năng, phụ tải địa phương của nhà máy TĐ thường khá
nhỏ, phần lớn điện năng được đưa lên điện áp cao, cung cấp cho các phụ tải ở xa giống
như NĐN xây dựng gần nguồn nhiên liệu.
- Khi có hồ ch
ứa nước, thủy điện có thể làm việc với đồ thị phụ tải bất kỳ. Tùy theo mùa
nước hay mùa khơ, năm nhiều nước hay ít nước, ta có thể cho TĐ điện gánh phụ tải nền
hay phụ tải đỉnh của hệ thống.
- Nhà máy thủy điện có thời gian khởi động nhỏ, khoảng 3-5 phút, thậm chí còn nhỏ
hơn. Đây là ưu điểm đặ
c biệt của TĐ. Người ta thường tận dụng ưu điểm này để phân
cho vài nhà máy TĐ hoặc một vài tổ máy của chúng làm nhiệm vụ điều tần (Gánh phụ
tải đỉnh). Khác với các nhà máy nhiệt điện, các máy phát TĐ có thể khơng làm việc vào
những giờ phụ tải thấp.
- Lượng điện tự dùng của TĐ nhỏ hơn nhiều so với NĐ
vì khơng có khâu xử lý nhiên
liệu và lò hơi, chỉ chiếm khoảng 0.5 -2% cơng suất của nhà máy. Sơ đồ điện tự dùng
Bài giảng môn Cung cấp điện - 11 -
Biên soạn:ThS. Phan Thanh Tú
cũng đơn giản, rất ít động cơ có cơng suất lớn và điện áp cao, chủ yếu là các thiết bị làm
việc ở điện áp 0.4KV.
- Hiệu suất cao, khoảng 85 – 86%.
- Có khả năng tự động hóa cao, nhiều nhà máy có thể làm việc hồn tồn tự động. do
vậy có số người phục vụ trong các nhà máy TĐ rất ít.
- Giá thành điện năng thấp, chỉ bằng 10 -20% so với NĐ.
Ở nước ta, cả 3 miền đều có tiềm năng khá lớn về TĐ. Nhiều nhà máy đã và
đang được xây dựng như: TĐ hòa bình (1920MW); Trị an (400MW); Yaly (720MW)…
Trong tương lai có các nhà máy TĐ lớn đáng kể là Sơn la (3600MW); Mê cơng-Nhơn

trạch (1200 -2400MW); Sê San 3 và 4 (260 và 340MW…)
3. Nhà máy điện ngun tử
Trên hình 1.8 trình bày sơ đồ ngun lý của nhà máy điện NT. Về thực chất nhà
máy điện NT cũng là nhà máy NĐ, ở đây lò hơi nước thơng thường đượ
c thay thế bởi lò
phản ứng hạt nhân 1 và bình trao đổi nhiệt 4 (Còn gọi là máy phát hơi nước). Còn
nguồn phát năng lượng điện vẫn sử dụng các thiết bị thơng thường là tuabin hơi 8 và
máy phát điện tuabin hơi 14.
Nguồn phát ra năng lượng nhiệt ở nhà máy điện ngun tử là lò phản ứng hạt
nhân 1, trong đó xảy ra phản ứng hạt nhân và phát nhiệt để truyền cho nước được đưa
vào lò ph
ẩn ứng. Chu trình nước qua lò phản ứng 1 được thực hiện liên tục bởi bơm 6.
Q trình phản ứng hạt nhân được điều chỉnh bởi các thanh điều chỉnh đặc biệt và do đó
điều chỉnh được cơng suất phát của nhà máy. Việc điều chỉnh cơng suất ở nhà máy điện
NT tương đối nhạy so với các nhà máy điện khác.
Hình 1.8 Thể hiện sơ đồ c
ủa nhà máy điện NT gồm hai chu trình tuần hồn kín
của nước. mạch vòng đầu tiên bao gồm lò phản ứng 1, ống dẫn 5 của bình trao đổi nhiệt
4 và bơm nước 6. Nước sinh hơi trong lò 1 có áp suất và nhiệt độ cao, được đưa vào
bình trao đổi nhiệt 4 để truyền nhiệt cho nước mạch vòng thứ 2. Từ bình trao đổi nhiệt 4
nước được đưa trở lại lò 1 nhờ bơm 6 qua bộ lọc 7. Nước bổ sung
để bù tổn thất nước
trong q trình làm việc được chứa trong bình 13 và đưa vào lò qua bơm 12.
Mạch vòng thứ 2 bao gồm bình trao đổi nhiệt 4, tuabin hơi 8, bình ngưng 9 và
bơm 11. Hơi nước được tạo ra trong bình 4 được đưa vào tuabin 8 qua ống dẫn 11 và
sau đó xuống bình ngưng 9. Tại bình ngưng 9 hơi nước được làm lạnh bởi nước tuần
hồn do bơm 10 cung cấp. Bơm nước cấp 11 cung cấp nước cho bình 4 lấy từ bình
ngưng 9.
Trong q trình làm vi
ệc, lò phản ứng hạt nhân phát ra các tia phóng xạ rất nguy

hiểm đối với cơ thể người, đặc biệt là các tia gamma và nơtron. Để giảm bớt độ nguy
hiểm, lò phản ứng hạt nhân được bao bọc bởi các lớp đặc biệt, bao gồm lớp nước dày
1m, lớp bê tơng dài 3m và lớp gang dày 0.25m.
Nước của mạch vòng đầu tiên chạy qua lò phản ứng hạt nhân nên có nhiễm các
chất phóng xạ, nước củ
a mạch vòng 2 hầu như khơng bị nhiễm phóng xạ. đó cũng là lý
do vì sao người ta phải thực hiện ít nhất là 2 mạch vòng tuần hồn của hơi và nước. Số
mạch vòng càng nhiều, càng đảm bảo an tồn cho người vận hành và thiết bị, xong giá
thành lắp đặt cao và hiệu suất sẽ giảm đi. Tất cả các thiết bị của mạch vòng đầu tiên đều
đặt trong các gian đặc biệt có lớp bảo vệ riêng.
So v
ới các nhà máy nhiệt điện lượng nhiên liệu tiêu thụ trong các nhà máy điện
NT nhỏ hơn rất nhiều, ví dụ như để sản xuất ra 120MW điện chỉ cần khoảng 30g Uran,
trong khi đó, cũng với sản lượng điện như vậy, Ở các nhà máy nhiệt điện cần đến 100 –
110 tấn than tiêu chuẩn. Do vậy, Người ta đã và sẽ xây dựng nhiều nhà máy điện NT
Bài giảng môn Cung cấp điện - 12 -
Biên soạn:ThS. Phan Thanh Tú
cơng suất lớn, nhất là trong các khu vực khơng có nguồn nhiên liệu địa phương hoặc
thủy điện, các vùng rừng núi khó vận chuyển nhiên liệu hoặc các vùng cách xa nguồn
nhiên liệu.
Năng lượng của 1kg Uran tương đương với năng lượng của 2700 tấn than tiêu
chuẩn. Người ta thống cơ được rằng năng lượng của Uran và thori trên tồn thế giới
hiện nay lớn gấp 23 lần năng lượng của tấ
t cả các nguồn năng lượng khác. Đó cũng là lý
do chính giải thích vì sao người ta xây dựng các nhà máy điện NT cơng suất lớn, các tổ
máy đã đạt đến 500; 750 và 1000MW.
Mặc khác, cũng cần nhấn mạnh rằng, việc xây dựng và vận hành các nhà máy
NT ngồi việc đòi hỏi vốn lớn, trình độ kỹ thuật cao, còn có vấn đề về an tồn rất quan
trọng. Tuy nhà máy điện NT khơng tỏa khối vào mơi trường, nhưng để tránh nguy hiểm
do kh

ả năng ơ nhiễm mơi trường bởi các chất phóng xạ, các nhà máy điện NT được xây
dựng ở nơi xa dân cư. Vấn đề xử lý chất thải của các nhà máy điện này cũng gặp những
khó khăn khơng nhỏ.
Nhà máy điện NT có các đặc điểm chính sau đây:
- Nhà máy điện NT có thể xây dựng ở những nơi bất kỳ, xa dân cư. Nghĩa là cũng
như các thủy
điện, gần như tồn bộ cơng suất phát ra được đưa lên điện áp cao,
cung cấp cho các phụ tải ở xa.
- u cầu khối lượng nhiên liệu rất nhỏ, thích hợp với việc xây dựng nhà máy ở
các vùng rừng núi, các vùng cách xa vùng nhiên liệu.
- Có thể làm việc với đồ thị phụ tải bất kỳ, nhanh nhạy trong việc thay đổi chế độ
làm việc.
- Khơng ơ nhiễm mơi trường bằ
ng việc tỏa khói, bùi như ở các nhà máy NĐ, xong
lại dễ gây nguy hiểm cho người vận hành và dân cư vùng xung quanh do ảnh
hưởng của các tia phóng xạ có thể loạt ra ngồi vùng bảo vệ.
- Xây dựng và vận hành cần có kỹ thuật cao, vốn ban đầu lớn.
Các nước đã xây dựng nhà máy điện NT là CHLBN, Đức, Nhật bản, Ý, Pháp, Mỹ,
Canada, Ấn độ, Hàn quốc, CHDCND Triều tiên,….
4. Nhà máy điện địa nhiệt

Bài giảng môn Cung cấp điện - 13 -
Biên soạn:ThS. Phan Thanh Tú
Sơ đồ đơn giản của nhà máy ĐĐ cho trên hình 1.9. Thực chất, nhà máy ĐĐ cũng
là một nhà máy NĐ. Trong nhà máy ĐĐ, hệ thống cấp nhiên liệu được thay bằng hệ
thống ống dẫn 1 để dẫn các khí nóng từ lòng Trái đất vào lò 2. Trong lò 2, nhiệt của
khơng khí được truyền cho nước cấp từ bơm nước 7 đưa lên. Nước trở thành hơi nước
vào tuabin hơi 4 qua ống dẫn 3 để làm quay máy phát điện 5. Sau đó h
ơi nước lại được
đưa xuống bình ngưng 6 để được làm mát bởi nước tuần hồn do bơm 8 cấp lên.

Các nhà máy ĐĐ đươc xây dựng ở những nơi có nhiều núi lửa hoạt động như
Ghine, Canada, Ý…
Người ta tính rằng có thể xây dựng các nhà máy điện ĐĐ cơng suất cỡ 500MW
trên các núi lửa rải rác khắp thế giới. giá thành sẽ rẻ hơn khoảng 2 lần so với NĐ.
5. Nhà máy điện m
ặt trời
Sơ đồ nà máy điện mặt trời cho trên hình 1.10. cũng như các nhà máy điện NT
và ĐĐ, về thực chất nhà máy điện mặt trời cũng là nhà máy N Đ. Chỉ khác N Đ ở chỗ
hệ thống nhiên liệu được thay bằng một hệ thống kính cảm quann 1, phản xạ các tia mặt
trời vào lò hơi 2 biến đổi nước thành hơi nước có nhiệt độ và áp suất cao.
Nhà máy
điện mặt trời được xây dựng ở các nước có nhiều ngày nắng. Song giá
thành đắt, cơng suất khơng lớn, hiệu suất chỉ đạt 7 đến 20%. Cơng suất của nhà máy phụ
thuộc rất nhiều vào thời tiết.
Ngồi các nhà máy điện mặt trời, hiện nay người ta còn dùng các pin mặt trời để
sản xuất điện năng với cơng suất nhỏ, song giá thành đắt và khơng ổn định. Thường chỉ
dùng cho các vùng
ở xa, khơng lấy được điện từ lưới quốc gia, chủ yếu phục vụ cho các
thiết bị thơng tin liên lạc. Để có thể sử dụng điện theo ý muốn, điện năng do các pin sản
xuất ra được tích trữ trong các bình acqui.
6. Nhà máy điện dùng sức gió (phong điện)
Về khối lượng, nguồn năng lượng của gió là rất lớn, nhưng việc sử dụng tồn bộ
n
ăng lượng của gió thực thế lài là điều khơng thể, vì năng lượng gió rất phân tán và khó
có các phương tiện để tập trung sức gió lớn như tập trung năng lượng của dòng nước.
Do vậy, mặc dù con người đã biết sử dụng năng lượng của gió từ ngàn năm, hiện nay
với phương tiện kỹ thuật hiện đại cũng chỉ có thể tạo được cácthie6t1 bị n
ăng lượng gió
với cơng suất trong giới hạn vài chục kilooat.
Bài giảng môn Cung cấp điện - 14 -

Biên soạn:ThS. Phan Thanh Tú
Điểm đặc biệt thứ 2 của năng lượng gió là rất khó sử dụng rộng rãi vì sức gió
ln thay đổi theo thời gian. Cơng suất của các thiết bị năng lượng gió phụ thuộc rất
nhiều vào tốc độ của nó. Tốc độ gió thay đổi liên tục trong phạm vi rộng. Khơng thể
điêu chỉnh khối lượng gió đi vào các động cơ gió giống như việc điều chỉnh lưu lượ
ng
nước vào tuabin thủy lực của các nhà máy TĐ. Cơng suất của các nhà máy sử dụng
năng lượng gió chỉ đạt được 20 đến 30kW ở các vùng ít gió và 100 đến 400kW ở các
vùng nhiều gió. Khó khăn nữa của nhà máy phát điện sử dụng năng lượng gió là vấn đề
điều chỉnh tần số và điện áp.
Các trạm phát điện sử dụng năng lượng gió được xây dựng nhiều ở các vùng
nhiều gió, khơng có lưới điện quốc gia vươn tới, như các vùng hải đảo, đồi núi. Song giá
thành đắt, khó sử dụng năng lượng một cách ổn định.
1.2 Tryền tải điện năng


P =U I cos
ϕ
, U
↑
⇒I
↓
⇒ dây nhỏ.
Máy phát
→6,6kv qua bộ tăng áp→66kv-110kv-220kv-500kv truyền đi trên
dây
→
qua bộ giảm áp còn 110kv-66kv-22kv/380v. Nên giữ 5 cấp 0.4kv-22kv-110kv-
220kv-500kv.
Máy phát điện

Máy biến áp
tăng áp
Đ
ường dây tải
Máy biến áp
giảm áp
Hộ tiêu
thụ
Bài giảng môn Cung cấp điện - 15 -
Biên soạn:ThS. Phan Thanh Tú
1.3. Phân phối điện năng
1. Sơ đồ đơn tuyến trạm trung thế /hạ thế

2. Phân tích nguyên lý
a) phần trung thế
b) phần hạ thế
c) các mạch đo lường
d) các mạch điều khiển
e) các mạch bảo vệ
kw
MCCB
LOAD
FCO
MBA
Bài giảng môn Cung cấp điện - 16 -
Biên soạn:ThS. Phan Thanh Tú
1.4. Lưới điện
1. Lưới đô thò: Lưới trung áp trong đô thò thường là: 15Kv – 22Kv. Để tăng độ tin
cậy cung cấp điện, lưới trung áp đô thò thường có cấu trúc mạch vòng kín vận hành
hở.

Thường điểm K hở, nửa vòng làm việc độc lập cấp điện cho các biến áp. Khi có
sự cố trên một đoạn mạch nào đó thì điểm K đóng lại để lấy nguồn từ nửa vòng
dưới cấp lên cho biến áp.
2. Lưới điện công nghiệp: Lưới điện này thường có tải tập trung, công suất lớn.
Tuỳ cấu trúc, yêu cầu công nghệ và công suất yêu cầu mà thiết kế hệ thống cung cấp
và phân phối thích hợp.
Dựa vào tầm quan trọng trong nền kinh tế và xã hội, hộ tiêu thụ được cung cấp điện
với mức độ tin cậy khác nhau.
1.5. Những yêu cầu về cung cấp điện
1. Độ tin cậy: đảm bảo tính liên tục của nguồn điện
2. Chất lượng điện: thể hiện 2 thông số điện áp và tần số
- Điện áp:
U
δ
=
dmdm
UUU %5≤−

- Tần số:
dmdm
FFFF %3≤−=
δ

- Cần phân biệt độ lệch điện áp và tổn thất điện áp.
21
UUU −=∆
(U
1
: điện áp tại nguồn, U
2

: điện áp tải)
3. Tính kinh tế: - Vốn đầu tư
- Chi phí vận hành
4. Đảm bảo an toàn: An toàn cho hệ thống, thiết bò, công nhân vận hành, người
sử dụng.
1.6. Hộ tiêu thụ điện
1. Phân loại theo mức độ tin cậy cung cấp điện:
Hộ loại 1: là nhựng hộ tiêu thụ mà khi sự cố ngừng cung cấp điện có thể gây
nên nhựng hậu quả nguy hiểm đến tính mạng con người, là thiệt hại lớn vế kinh tế,
dẫn đến hư hỏng thiết bò, gây rối loạn các quá trình công nghệ phức tạp, hoặc làm
hỏng hàng loạt sản phẩm; hoặc có ảnh hưởng không tốt về phương diện chính trò.
Hộ loại 2: là nhưng hộ tiêu thụ mà nếu ngừng cung cấp điện chỉ liên quan đến
hàng loạt sản phẩm không sản xuất được, tứ là dẫn đến thiệt hại về kinh tế do ngừng
cung cấp điện, hư hỏng sản phẩm và lãng phí sức lao động, tạo nên thời gian chất của
nhân viên…các phân xưởng cơ khí, xí nghiệp công nghiệp nhẹ thường là hộ loại 2.
Hộ loại 3: là tất cả nhựng hộ tiêu thụ còn lại ngoài hộ loại 1 và loại 2, tức là
những hộ cho phép cung cấp điện với mức độ tin cậy thấp, cho phép mất điện trong
thới gian sửa chứa, thay thế thiết bò sự cố.
Cách phân loại trên chỉ mang tính chất tạm thới, trong tương lai sẽ đưa tất cả các loại
hộ về loại 1.

Bài giảng môn Cung cấp điện - 17 -
Biên soạn:ThS. Phan Thanh Tú
2. Phân loại theo chế độ làm việc
Loại hộ tiêu thụ có chế độ làm việc dài hạn, khi đó phụ tải không thay đổi hay
thay đổi rất ít theo thời gian.
Loại hộ tiâu thụ có chế độ phụ tải ngắn hạn: thời gian làm việc không đủ dài
để nhiệt độ của thiết bò đạt đến giá trò qui đònh cho phép.
Loại hộ tiêu thụ ngắn hạn lặp lại: thiết bò làm việc ngắn hạn xen kẽ với thời kỳ
nghỉ ngắn hạn.

Bài giảng môn Cung cấp điện - 18 -
Biên soạn:ThS. Phan Thanh Tú
Chương 2
XÁC ĐỊNH NHU CẦU ĐIỆN

2.1 Khái niệm chung
Khi thiết kế cung cấp điện cho một hộ phụ tải nhiệm vụ đầu tiên là xác đònh
nhu cầu điện của hộ phụ tải đó. Tuỳ theo quy mô của hộ phụ tải mà nhu cầu điện phải
được xác đònh theo phụ tải thực tế hoặc phải dự kiến đến khả năng phát triển của
công trình trong tương lai 5 năm, 10 năm hoặc lâu hơn nữa. Như vậy xác đònh nhu cầu
điện là giải bài toán dự báo phụ tải ngắn hạn hoặc dài hạn.
Dự báo phụ tải ngắn hạn tức là xác đònh phụ tải của công trình ngay sau công
trình đi vào hoạt động, đi vào vận hành. Phụ tải đó thường được gọi là phụ tải tính
toán. Phụ tải tính toán được sử dụng để chọn các thiết bò điện như: MBA, dây dẫn, các
thiết bò đóng cắt, bảo vệ,……, để tính các tổn thất công suất , điện áp, để chọn thiết bò
bù…
Như vậy, phụ tải tính toán là một số liệu quan trọng để thiết kế cung cấp điện.
2.2 Đồ thò phụ tải
1. Đònh nghóa: Đồ thò phụ tải là quan hệ của công suất phụ tải theo thời gian và đặc
trưng cho nhu cầu điện của từng thiết bò, phân xưởng hay xí nghiệp.
2. Phân loại
* phân loại theo công suất, đồ thò phụ tải gồm có:
Đồ thò phụ tải công suất tác dụng: P = f(t)
Đồ thò phụ tải công suất phản kháng: Q = g(t)
Đồ thò phụ tải công suất phản kháng: S = h(t)
* Theo hình dạng đồ thò, đồ thò phụ tải gồm có:
Đồ thò phụ tải nấc thang:

gi
ơ

ø
K
w

Bài giảng môn Cung cấp điện - 19 -
Biên soạn:ThS. Phan Thanh Tú

Đồ thò phụ tải thực tế:
* Theo thời gian khảo sát, đồ thò phụ tải gồm có:
Đồ thò phụ tải ngày:
Đồ thò phụ tải tháng:
Đồ thò phụ tải năm:
3. Các đặc trưng của đồ thò phụ tải
Công suất cực đại (P
max
): là giá trò công suất cực đại trong khoảng thời gian
khảo sát.
Công suất trung bình (P
tb.
): là đặc trưng tónh cơ bản của phụ tải trong khoảng
thời gian khảo sát.
T
tP
dttP
T
P
n
i
ii
t

tb
∑
∫
=
==
1
0
*
)(
1

Công suất cực tiểu (P
min
): đây là giá trò công suất cực tiểu trong khoảng thời
gian khảo sát.
Điện năng tiêu thụ: Là lượng điện năng tiêu thụ thể hiện qua phần diện tích
giới hạn bởi đường cong đồ thò phụ tải và hệ trục tọa độ.
K
w

gi
ơ
ø
Thán
g
K
w
Bài giảng môn Cung cấp điện - 20 -
Biên soạn:ThS. Phan Thanh Tú
∑

=
=
n
i
iit
tPA
1
*

Trong đó: P
i
– là công suất tiêu thụ trong đoạn thứ i
t
i
– là giá trò của thời đoạn khảo sát thứ i
Hệ số điền kín phụ tải: là tỉ số giữa công suất trung bình và công suất cực đại.
max
P
P
K
tb
dk
=
trong đó: P
tb
là công suất trung bình của phụ tải theo thời gian khảo sát
P
max
– là công suất cực đại trong khoảng thời gian khảo sát
Thời gian sử dụng công suất cực đại: là khoảng thời gian lý thuyết mà khi sử

dụng công suất cực đại không đổi thì trong thời gian này lượng điện năng A
bằng đúng lượng điện năng tiêu thụ thực tế.
maxmax
max
P
A
P
tP
T
T
ii
==
∑

2.3 Các đại lượng đònh mức
Công suất đònh mức(P
đm
): Là công suất của thiết bò dùng điện được ghi trên
nhãn máy hay trong lý lòch máy, được biểu diễn bằng công suất tác dụng P(đối
với động cơ, lò điện trở, bóng đèn, …) hoặc biểu diễn bằng công suất biểu kiến
S (đối với máy biến áp, lò điện cảm ứng,…). Công suất đònh mức được tính với
thời gian làm việc lâu dài.
Đối với thiết bò dùng điện làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại như cầu trục, thang
máy, máy biến áp hàn,…công suất điện đònh mức được qui về giá trò làm việc lâu
dài:
Đối với động cơ
100
%
,
ε

dm
dm
PP =
Đối với máy biến áp hàn
100
%
,
ε
dm
dm
SS =

Với
% 100%
lv
lv ng
t
tt
ε
=
+
- Hệ số tiếp điện.
Công suất trung bình(P
tb
): là đặc trưng tính của phụ tải trong một khoảng thời
gian khảo sát được xác đònh theo biểu thức:
T
A
T
dtP

P
P
T
tb
==
∫
0
.

Phụ tải trung bình là cơ sở đánh giá mức độ sử dụng thiết bò và là số liệu quan
trọng để xác đònh phụ tải tính toán. Thường phụ tải trung bình được xác đònh ứng
với thời gian khảo sát là một ca làm việc, một tháng làm việc….

Công suất cực đại P
max

Công suất cực đại của thiết bò là trò số lớn nhất trong các trò số trung bình có
được trong một khoảng thời gian khảo sát. Theo thời gian khảo sát, phân biệt hai
loại công suất cực đại.
Bài giảng môn Cung cấp điện - 21 -
Biên soạn:ThS. Phan Thanh Tú
h Công suất cực đại dài hạn: (5, 10, hoặc 30 phút) ứng với ca làm việc có
phụ tải lớn nhất trong ngày.
h Công suất cực đại ngắn hạn hay còn gọi là công suất đỉnh nhọn: đây là
công suất cực đại trong thời gian 1 – 2 giây.
Công suất tính toán (P
tt
): là công suất giả thiết lâu dài không đổi, tương đương
với công suất thực tế biến đổi gây ra cùng một hiệu ứng nhiệt trên cùng thiết bò
điện.

Quan hệ giữa công suất tính toán với các công suất khác được nêu trong bất
đẳng thức sau:
P
tb
< P
tt
<P
max
Tóm lại, phụ tải tính toán theo phát nóng được xác đònh như sau:
Khi đồ thò phụ tải thay đổi: phụ tải tính oán là phụ tải tung bình lớn nhất trong
khoảng thời gian: 0.5, 0.75, 1, 1,5 hay 2 giờ.
Khi đồ thò phụ tải ít thay đổi hoặc không đổi: phụ tải tính toán lấy bằng phụ tải
trung bình.
2. 4 Các hệ số tính toán
1. hệ số sử dụng k
sd

∑
∑
==
i
dmi
i
dmisdi
dm
tb
sd
P
Pk
P

P
k

2. Hệ số cực đại K
max
: là tỉ số của công suất tác dụng tính toán với công suất trung
bình của nhóm thiết bò trong khoảng thời gian khảo sát, thường lấy bằng thời gian tải
lớn nhất.
max
tt
tb
P
K
P
=
3. Hệ số nhu cầu k
nc
: là tỉ số giữa công suất tác dụng tính toán với công suất tác dụng
đònh mức của thiết bò.
dm
tt
nc
P
P
K =

4. Hệ số đồng thời k
đt
: là tỉ số giữa công suất tính toán cực đại tổng của một nút trong
hệ thống cung cấp điện với tổng các công suất tính toán cực đại của các nhóm thiết bò

có nối vào nhóm đó.
∑
=
=
∑
=
n
i
itt
n
dt
Pi
P
K
1
.

Hệ số đồng thời cho phân xưởng có nhiều nhóm thiết bò:
∑
=
=
=
n
i
intt
pxtt
pxdt
Pi
P
K

1
.hom.
.
.

Bài giảng môn Cung cấp điện - 22 -
Biên soạn:ThS. Phan Thanh Tú
5. Hệ số điền kín phụ tải
max
P
P
K
tb
dk
=

6. Hệ số tổn thất K
tt

Hệ số tổn thất K
tt
là tỷ số giữa tổn thất công suất trung bình với tổn thất công suất lúc
phụ tải đỉnh trong một khoảng thời gian đã đònh. Hệ số tổn thất được xác đònh bới
biểu thức
max
P
P
K
tb
tt

∆
∆
=

2.5. Số thiết bò dùng điện hiệu quả
1. Đònh nghóa: Số thiết bò hiệu quả là số thiết bò giả thiết có cùng công suất và chế độ
làm việc tạo nên phụ tải tính toán bằng với phụ tải tính toán của nhóm thiết bò thực tế.
2. Cách xác đònh n
hq
:
* khi n <= 5
Số thiết bò hiệu quả được xác đònh theo công thức:
∑
∑
=
=
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
=
n
i
dmi
n
i
dmi
hq

P
P
n
1
2
2
1

Trong đó: P
đmi
là công suất đònh mức của thiết bò thứ i, n là số thiết bò trong nhóm.
* Khi n >5
Số thiết bò hiệu quả được xác đònh theo phương pháp tra bảng hay đường cong cho
trước.
Trình từ tính toán như sau:
B1: Xác đònh tổng số thiết bò trong nhóm (n) và tổng công suất của n thiết bò này
∑
=
=
∑
n
i
dmi
PP
1

B2: Xác đònh thiết bò công suất lớn nhất trong nhóm (P
max
)
B3: Xác đònh n

1
số thiết bò thoả điều kiện:
2
max
P
P
dm
≥
B4: Xác đònh tổng công suất của n
1
thiết bò
∑
=
=
n
i
dmi
PP
1
1

B5: Xác đònh
n
n
n
1
*
=
và
∑

=
P
P
P
1
*

B6: tra bảng để tìm n
hq*

B7: Xác đònh số thiết bò hiệu quả: n
hq
= n * n
hq*

Bài giảng môn Cung cấp điện - 23 -
Biên soạn:ThS. Phan Thanh Tú
2.6. Các phương pháp xác đònh công suất tính toán
* phương pháp tính toán gần đúng:
1. Xác đònh công suất tính toán theo hệ số k
nc
và công suất đặt
∑
=
=
n
i
dincitt
PkP
1

*
ϕ
tgPQ
tttt
*=
22
tttttt
QPS +=
Trong đó: k
nci
: là hệ số nhu cầu của thiết bò thứ I, P
đmi
: là công suất đònh mức của thiết
bò thứ i, cos
ϕ
là hệ số công suất trung bình của nhóm thiết bò, n là số thiết bò trong
nhóm.
Vì hiệu suất của thiết bò điện tương đối cao nên có thể lấy gần đúng: P
đ
≈ P
đm
Khi đó phụ tải được tính toán là:
∑
=
=
n
i
dminctt
PkP
1

(3-25)
Trong nhóm thiết bò nếu có hệ số cosϕ khác nhau thì phải tính hệ số trung bình:

()
n
nn
n
i
dmi
n
i
idmi
tb
PPP
PPP
P
P
+++
+++
==
∑
∑
=
=

cos coscos
cos
cos
21
2211

1
1
ϕϕϕ
ϕ
ϕ
(3-26)
-Ưu điểm: Đơn giản thuận tiện, sử dụng khá phổ biến.
-Nhược điểm: Kém chính xác vì hệ số k
nc
được tra trong sổ tay là một số liệu
cho trước cố đònh không phụ thuộc vào chế độ vận hành và số thiết bò trong
nhóm.
2. Xác đònh công suất tính toán theo suất phụ tải trên đơn vò diện tích sản xuất
P
tt
= P
o
.F ( F : là diện tích )
Trong đó : P
o
là suất phụ tải chiếu sáng trên đơn vò diện tích
Phương pháp này cho kết quả gần đúng, nên nó được dùng cho thiết kế sơ bộ và
dùng để tính toán cho những xưởng có mật độ máy móc tương đối đều.
3. Xác đònh công suất tính toán theo suất tiêu hao điện năng cho một đơn vò sản
phẩm
max
0
*
T
wM

P
tt
=

Trong đó: M số lương sản phẩm hàng năm (đvsp/năm)
W
0
là suất tiêu hao điện năng cho mỗi sản phẩm
T
max
thời gian sử dụng công suất cực đại (giờ)
-Ưu điểm: Cho kết quả khá chính xác.
-Nhược điểm: Chỉ giới hạn cho một số thiết bò như: Quạt gió, bơm nước, máy
nén khí vv

* phương pháp chính xác
Bài giảng môn Cung cấp điện - 24 -
Biên soạn:ThS. Phan Thanh Tú
Xác đònh công suất tính toán theo số thiết bò dùng điện hiệu quả ( theo hệ số công
suất cực đại và hệ số k
sd
).
∑
=
idmsditt
PkKP
.max
*

Trong đó: K

max
là hệ số cực đại của nhóm thiết bò
K
đmi
hệ số sử dụng của thiết bò thứ i
Chú ý: nếu số thiết bò n < 5 thì:
∑
=
=
n
i
dmitt
PP
1
(3-30)
-Ưu điểm: Cho kết quả khá chính xác cao vì khi xác đònh số thiết bò điện hiệu
quả chúng ta đã xét tới các yếu tố quan trọng nhu: Ảnh hưởng của các thiết bò
trong nhóm về công suất cũng như chế độ làm việc của chúng.
2.7 Xác đònh tâm phụ tải
Tâm phụ tải điện là vò trí mà khi đặt MBA, tủ phân phối điện sẽ đảm bảo tổn
thất công suất và tổn thất điện năng là bé nhất. Do đó, xác đònh tâm phụ tải của nhóm
máy nhằm biết được vò trí đặt các tủ động lực, xác đònh tâm phụ tải của phân xưởng
để biết vò trí đặt trạm biến áp phân xưởng, tủ phân phối chính.
Tuy nhiên, cũng cần phải căn cứ vào mặt bằng thực tế của phân xưởng để dòch
chuyển vò trí đặt MBA và các tủ sao cho hợp lý, thuật tiện trong lắp đặt, vận hành,
quan sát, không gây cản trở lối đi…

Công thức xác đònh tâm phụ tải:
∑
∑

=
=
=
n
i
i
n
i
ii
P
Px
X
1
1
*
và
∑
∑
=
=
=
n
i
i
n
i
ii
P
Py
Y

1
1
*


Các thông số Xác đònh tâm phụ tải của
nhóm máy
Xác đònh tâm phụ tải của
phân xưởng
(X,Y): Toạ độ tâm phụ tải Của nhóm máy Của phân xưởng
P
i
: công suất đònh mức Của thiết bò thứ i Của nhóm thiết bò thứ i
(x
i
,y
i
)): toạ độ Của thiết bò thứ i Của nhóm thiết bò thứ i

Bài giảng môn Cung cấp điện - 25 -
Biên soạn:ThS. Phan Thanh Tú
Bảng 2-1 sẽ cho biết giá trò k
max
theo hệ số sử dụng và n
hq
:

Giá tri k
max
khi k

sd
: k
sd
n
hq

0,1 0,15 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9
4
3,43 3,11 2,64 2,14 1,87 1,65 1,46 1,29 1,14 1,05
5
3,23 2,87 2,42 2,00 1,76 1,57 1,41 1,26 1,12 1,04
6
3,04 2,64 2,24 1,88 1,66 1,51 1,37 1,23 1,10 1,04
7
2,88 2,48 2,10 1,80 1,58 1,45 1,33 1,21 1,09 1,04
8
2,72 2,31 1,99 1,72 1,52 1,40 1,30 1,20 1,08 1,04
9
2,56 2,20 1,90 1,65 1,47 1,37 1,28 1,18 1,08 1,03
10
2,42 2,10 1,84 1,60 1,36 1,34 1,26 1,16 1,07 1,03
12
2,24 1,96 1,75 1,52 1,32 1,28 1,23 1,15 1,07 1,03
14
2,10 1,85 1,67 1,45 1,28 1,25 1,20 1,13 1,07 1,03
16
1,99 1,77 1,61 1,41 1,26 1,23 1,18 1,12 1,07 1,03
18
1,91 1,70 1,55 1,37 1,24 1,21 1,16 1,11 1,06 1,03
20

1,84 1,65 1,50 1,34 1,21 1,20 1,15 1,11 1,06 1,03
25
1,71 1,55 1,40 1,28 1,19 1,17 1,14 1,10 1,06 1,03
30
1,62 1,46 1,34 1,24 1,17 1,16 1,13 1,10 1,05 1,03
35
1,56 1,41 1,30 1,21 1,15 1,15 1,12 1,09 1,05 1,02
40
1,50 1,37 1,27 1,19 1,14 1,13 1,12 1,09 1,05 1,02
45
1,45 1,33 1,25 1,17 1,13 1,12 1,11 1,08 1,04 1,02
50
1,40 1,30 1,23 1,16 1,12 1,11 1,10 1,08 1,04 1,02
60
1,32 1,25 1,19 1,14 1,10 1,11 1,09 1,07 1,03 1,02
70
1,27 1,22 1,17 1,12 1,10 1,10 1,09 1,06 1,03 1,02
80
1,25 1,20 1,15 1,11 1,09 1,10 1,08 1,06 1,03 1,02
90
1,23 1,18 1,13 1,10 1,08 1,09 1,08 1,05 1,02 1,02
100
1,21 1,17 1,12 1,10 1,07 1,08 1,07 1,05 1,02 1,02
120
1,19 1,16 1,12 1,09 1,06 1,07 1,07 1,05 1,02 1,02
140
1,17 1,15 1,11 1,08 1,05 1,06 1,06 1,05 1,02 1,02
160
1,16 1,13 1,10 1,08 1,05 1,05 1,05 1,04 1,02 1,02
180

1,16 1,12 1,10 1,08 1,05 1,05 1,05 1,04 1,01 1,01
200
1,15 1,12 1,09 1,07 1,05 1,05 1,05 1,04 1,01 1,01
220
1,14 1,12 1,08 1,07 1,05 1,05 1,05 1,04 1,01 1,01
240
1,14 1,11 1,08 1,07 1,05 1,05 1,05 1,03 1,01 1,01
260
1,13 1,11 1,08 1,06 1,05 1,05 1,05 1,03 1,01 1,01
280
1,13 1,10 1,08 1,06 1,05 1,05 1,05 1,03 1,01 1,01
300
1,12 1,10 1,07 1,06 1,04 1,04 1,03 1,03 1,01 1,01