Tổng quan về hệ thống cung cấp điện

LêLê ViếtViết TiếnTiến
BộBộ mônmôn HệHệ thốngthống điệnđiện, C1, C1 118, 118,
ViệnViện ĐiệnĐiện, ,
TrườngTrường đạiđại họchọc BáchBách KhoaKhoa HàHà NộiNội (HUST(HUST))
TênTên mônmôn
: : CungCung cấpcấp điệnđiện
TómTóm tắttắt
: :
GiớiGiới thiệuthiệu vềvề HệHệ thốngthống điệnđiện, , cungcung cấpcấp điệnđiện, , phụphụ tảitải
điệnđiện, , đánhđánh giágiá kinhkinh tếtế, , kếtkết cấucấu lướilưới điệnđiện, , sơsơ đồđồ thaythay
thếthế
lướilưới
, ,
tínhtính
toántoán
ngắnngắn
mạchmạch
, ,
lựalựa
chọnchọn
thiếtthiết
bịbị
điệnđiện
, ,
GiớiGiới thiệuthiệu mônmôn họchọc
thếthế
lướilưới
, ,
tínhtính
toántoán
ngắnngắn

mạchmạch
, ,
lựalựa
chọnchọn
thiếtthiết
bịbị
điệnđiện
, ,
đánhđánh giágiá điệnđiện ápáp, , bùbù côngcông suấtsuất phảnphản khángkháng vàvà tínhtính
toántoán chiếuchiếu sángsáng
SáchSách thamtham khảokhảo
::
Phan ĐPhan Đăăngng KhảiKhải, , HệHệ thốngthống cungcung cấpcấp đđiệniện, NXB , NXB GiáoGiáo dụcdục, 2007., 2007.
NgôNgô HồngHồng QuangQuang: : SổSổ taytay tratra cứucứu
LêLê ViệtViệt TiếnTiến
EPSDEPSD, SEE, , SEE, HUSTHUST
1.1. GiớiGiới thiệuthiệu chungchung vềvề hệhệ thốngthống điệnđiện
2.2. TổngTổng quanquan côngcông nghệnghệ sảnsản xuấtxuất điệnđiện năngnăng
NộiNội dungdung
3.3. KháiKhái niệmniệm vềvề lướilưới điệnđiện
4.4. KháiKhái niệmniệm vềvề hệhệ thốngthống cungcung cấpcấp điệnđiện
5.5. CácCác kýký hiệuhiệu thôngthông dụngdụng trongtrong thiếtthiết kếkế hệhệ thốngthống điệnđiện
HệHệ thốngthống cungcung cấpcấp điệnđiện
TổngTổng quanquan chungchung
•• MạchMạch điệnđiện xoayxoay chiềuchiều đơnđơn giảngiản
−− NguồnNguồn ((máymáy phátphát đồngđồng bộbộ đơnđơn))
−− ĐườngĐường dâydây ((dâydây dẫndẫn), ), PhụPhụ tảitải ((bóngbóng đènđèn))
−− ĐiềuĐiều khiểnkhiển ((côngcông tắctắc, , đồngđồng hồhồ đođo))
Đ
ồ

ng
h
ồ
Công
tắc
Đ
ồ
ng
h
ồ
T
TT
Tải
ii
i
Đường
dây
Nguồn
•
Nhà máy điện
− Các nhà máy sản xuất điện năng từ các nguồn
năng lượng khác (Dầu, hạt nhân, hoặc nhiệt
năng …)
− Trạm biến áp: máy phát (s/s) nối nhà máy điện
với hệ thống truyền tải qua các máy biến áp
tăng áp.
•
Lưới truyền tải
− Lưới truyền tải chuyển điện năng đi xa từ nhà
máy điện tới lưới phân phối. Điện áp khoảng

230 – 1100 kV.
−
Hệ
thống
truyền
tải
giảm
điện
áp
xuống
khoảng
−
Hệ
thống
truyền
tải
giảm
điện
áp
xuống
khoảng
36-230 kV.
− Các hệ thống truyền tải chuyển điện năng từ
lưới truyền tải đến lưới phân phối.
•
Lưới phân phối
− Giảm điện áp xuống điện áp cơ bản của lưới phân phối.
− Hệ thống phân phối nhận điện năng từ lưới phân phối qua các máy biến áp phân phối.
Điện áp khoảng từ 4.16-34.5 kV
− Máy biến áp phân phối chuyển đổi xuống điện áp sử dụng và chuyển tới khách hàng sử

dụng điện.
HệHệ thốngthống cungcung cấpcấp điệnđiện
TổngTổng quanquan chungchung
••
CácCác đặcđặc điểmđiểm côngcông nghệnghệ củacủa hệhệ thốngthống điệnđiện
−− ĐiệnĐiện năngnăng nhìnnhìn chungchung khôngkhông tíchtích trữtrữ đượcđược
−− ĐiệnĐiện năngnăng đượcđược tạotạo rara từtừ cáccác nguồnnguồn năngnăng lượnglượng kháckhác
−− CácCác quáquá trìnhtrình điệnđiện xảyxảy rara rấtrất nhanhnhanh. .
−− CácCác chếchế độđộ củacủa hệhệ thốngthống điệnđiện làlà cáccác quáquá trìnhtrình độngđộng, ,
liênliên tụctục thaythay đổiđổi theotheo thờithời giangian nhưnhư cáccác thôngthông sốsố vậnvận
hànhhành, , nhunhu cầucầu phụphụ tảitải
−− QuanQuan hệhệ chặtchặt chẽchẽ vớivới tấttất cảcả cáccác ngànhngành củacủa nềnnền kinhkinh tếtế
HệHệ thốngthống cungcung cấpcấp điệnđiện
TổngTổng quanquan chungchung
•• CácCác yêuyêu cầucầu cơcơ bảnbản đốiđối vớivới hệhệ thốngthống điệnđiện::
−− ĐápĐáp ứngứng đượcđược tốitối đađa nhunhu cầucầu phụphụ tảitải cựccực đạiđại ở ở bấtbất cứcứ
thờithời điểmđiểm nàonào. .
−− ĐảmĐảm bảobảo cungcung cấpcấp điệnđiện tin tin cậycậy vàvà an an toàntoàn
−− ĐảmĐảm bảobảo chấtchất lượnglượng điệnđiện năngnăng theotheo yêuyêu cầucầu
−− CóCó tínhtính kinhkinh tếtế caocao
HệHệ thốngthống cungcung cấpcấp điệnđiện
TổngTổng quanquan chungchung
•• HệHệ thốngthống điệnđiện tươngtương lailai
−− SửSử dụngdụng cáccác nhànhà máymáy vừavừa vàvà
nhỏnhỏ
−− SửSử dụngdụng năngnăng lượnglượng táitái tạotạo
−−
HệHệ
thốngthống
điệnđiện

thôngthông
minhminh
−−
HệHệ
thốngthống
điệnđiện
thôngthông
minhminh
NhàNhà máymáy điệnđiện
NguyênNguyên lýlý chungchung
•• PhươngPhương pháppháp truyềntruyền thốngthống
−−
NhàNhà máymáy thủythủy điệnđiện
, , làlà cáccác nhànhà máymáy biếnbiến đổiđổi
năngnăng lượnglượng củacủa dòngdòng nướcnước thànhthành điệnđiện năngnăng
−−
NhàNhà
máymáy
nhiệtnhiệt
điệnđiện
, ,
nhiệtnhiệt
năngnăng
thuthu
đượcđược
khikhi
đốtđốt
−−
NhàNhà
máymáy

nhiệtnhiệt
điệnđiện
, ,
nhiệtnhiệt
năngnăng
thuthu
đượcđược
khikhi
đốtđốt
cáccác nhiênnhiên liệuliệu (than, (than, dầudầu, , khíkhí đốtđốt ) ) đượcđược chuyểnchuyển
hóahóa thànhthành điệnđiện năngnăng
•• PhươngPhương pháppháp kháckhác
−− NăngNăng lượnglượng táitái tạotạo
 NăngNăng lượnglượng giógió
 Pin Pin mặtmặt trờitrời
NhàNhà máymáy điệnđiện
NguyênNguyên lýlý chungchung
−− NăngNăng lượnglượng hạthạt nhânnhân
 CácCác phảnphản ứngứng hạthạt nhânnhân
•• NguyênNguyên lýlý hoạthoạt độngđộng
NhàNhà máymáy điệnđiện
NhàNhà máymáy nhiệtnhiệt điệnđiện
NhiệtNhiệt do do đốtđốt nhiênnhiên
liệuliệu biếnbiến nướcnước
thànhthành hơihơi (2) (2) trongtrong
buồngbuồng
đốtđốt
thànhthành
buồngbuồng
đốtđốt

thànhthành
hơihơi ápáp suấtsuất caocao (3) (3)
làmlàm quay turbine quay turbine
(4), (4), trụctrục (5) (5) nốinối
turbine turbine vớivới máymáy
phátphát (6) (6) vàvà sảnsản
xuấtxuất điệnđiện năngnăng. .
•• CácCác dạngdạng nhànhà máymáy nhiệtnhiệt điệnđiện sausau
−− DạngDạng nhiênnhiên liệuliệu: Than : Than hoặchoặc dầudầu –– TuaTua bin bin khíkhí, , TuaTua
bin bin khíkhí gas, gas, năngnăng lượnglượng mặtmặt trờitrời hoặchoặc năngnăng lượnglượng
sinhsinh khốikhối. .
NhàNhà máymáy điệnđiện
NhàNhà máymáy nhiệtnhiệt điệnđiện
−− Theo Theo phụphụ tảitải nhiệtnhiệt: : NhiệtNhiệt điệnđiện ngưngngưng hơihơi, , nhiệtnhiệt
điệnđiện tríchtrích hơihơi. .
•• ƯuƯu nhượcnhược điểmđiểm
++ VốnVốn đầuđầu tưtư thấpthấp, , hiệuhiệu quảquả thuthu hồihồi vốnvốn nhanhnhanh
–– GiáGiá thànhthành điệnđiện năngnăng đắtđắt do do hiệuhiệu suấtsuất thấpthấp ((nhànhà máymáy nhiệtnhiệt điệnđiện
ngưngngưng hơihơi cócó hiệuhiệu suấtsuất 30 30 ÷÷ 40% ; 40% ; nhànhà máymáy nhiệtnhiệt điệnđiện tríchtrích
hơihơi cócó hiệuhiệu suấtsuất caocao hơnhơn vớivới hiệuhiệu suấtsuất làlà 60 60 ÷÷ 70%).70%).
NhàNhà máymáy điệnđiện
NhàNhà máymáy nhiệtnhiệt điệnđiện
–– NhiênNhiên liệuliệu đầuđầu vàovào làlà loạiloại nhiênnhiên liệuliệu khôngkhông táitái tạotạo đượcđược
–– GâyGây ô ô nhiễmnhiễm môimôi trườngtrường do do khóikhói, , bụibụi ảnhảnh hưởnghưởng tớitới mộtmột vùngvùng
khákhá rộngrộng
–– TỉTỉ lệlệ điệnđiện tựtự dùngdùng caocao: 8: 8÷÷10%10%
–– KhảKhả năngnăng huyhuy độngđộng côngcông suấtsuất chậmchậm, , từtừ 4h 4h đếnđến 8h.8h.
–– DảiDải điềuđiều chỉnhchỉnh côngcông suấtsuất bịbị giớigiới hạnhạn bởibởi PPminmin do do kỹkỹ thuậtthuật
••
KếtKết luậnluận::

–– NhàNhà máymáy nhiệtnhiệt điệnđiện thườngthường đượcđược xâyxây dựngdựng ở ở gầngần
nguồnnguồn nhiênnhiên liệuliệu. .
––
NhàNhà
máymáy
nhiệtnhiệt
điệnđiện
thườngthường
làmlàm
việcviệc
vớivới
đồđồ
thịthị
phụphụ
NhàNhà máymáy điệnđiện
NhàNhà máymáy nhiệtnhiệt điệnđiện
––
NhàNhà
máymáy
nhiệtnhiệt
điệnđiện
thườngthường
làmlàm
việcviệc
vớivới
đồđồ
thịthị
phụphụ
tảitải ítít thaythay đổiđổi
–– ĐốiĐối vớivới nhiệtnhiệt điệnđiện rútrút hơihơi thìthì phảiphải xâyxây dựngdựng gầngần phụphụ

tảitải nhiệtnhiệt
–– NhàNhà máymáy nhiệtnhiệt điệnđiện phùphù hợphợp vớivới điềuđiều kiệnkiện khôngkhông cócó
nhiềunhiều vốnvốn vàvà cầncần phátphát điệnđiện nhanhnhanh
–– YêuYêu cầucầu an an toàntoàn vớivới cáccác nhànhà máymáy điệnđiện hạthạt nhânnhân
NhàNhà máymáy điệnđiện
NhàNhà máymáy thủythủy điệnđiện
••
NguyênNguyên lýlý hoạthoạt độngđộng::
ThếThế năngnăng nướcnước
Quay Quay tuatua binbin
MáyMáy phátphát điệnđiện
NhàNhà máymáy điệnđiện
NhàNhà máymáy thủythủy điệnđiện
•• CôngCông suấtsuất củacủa nhànhà máymáy thủythủy điệnđiện
P = 9.81 η Q H
P: Công suất (kW)
η: hiệu suất của nhà máy
Q: Lưu lượng nước chảy (m
3
/s)
H:
Chiều
cao
cột
nước
(m)
•• PhânPhân loạiloại
–– NhàNhà máymáy thủythủy điệnđiện kiểukiểu đậpđập
–– NhàNhà máymáy thủythủy điệnđiện tíchtích năngnăng. .
–– NhàNhà máymáy thuỷthuỷ điệnđiện kiểukiểu ốngống dẫndẫn. .

H:
Chiều
cao
cột
nước
(m)
NhàNhà
máymáy
thủythủy
điệnđiện
kiểukiểu
đậpđập
: :
tạo
ra
NhàNhà
máymáy
thủythủy
điệnđiện
kiểukiểu
đậpđập
: :
tạo
ra
cột nước H bằng cách xây đập ngăn
dòng nước. Nước được dẫn qua tua bin
bằng ống dẫn.
NhàNhà máymáy thủythủy điệnđiện kiểukiểu kênhkênh dẫndẫn::
dùng kênh dẫn để tạo ra cột nước. Kênh
dẫn gồm hai phần: phần đầu là kênh

dẫn hở (hoặc hầm dẫn nước) dùng để
đưa nước từ nơi có mức nước cao đến
nơi có mức nước thấp; phần cuối là ống
dẫn kín đưa nước từ trên cao xuống
thấp để chạy tua bin.
NhàNhà máymáy điệnđiện
NhàNhà máymáy thủythủy điệnđiện
••
ƯuƯu nhượcnhược điểmđiểm::
++ Chi Chi phíphí vậnvận hànhhành thấpthấp, , vậnvận hànhhành đơnđơn giảngiản, , khảkhả năngnăng tựtự độngđộng
hóahóa caocao, , khôngkhông cầncần nhiềunhiều nhânnhân côngcông nênnên giágiá thànhthành điệnđiện năngnăng
thấpthấp
++ KhảKhả năngnăng huyhuy độngđộng côngcông suấtsuất nhanhnhanh (1 (1 ÷÷ 2ph) => 2ph) => cócó thểthể
phânphân
chocho
vàivài
nhànhà
máymáy
thủythủy
điệnđiện
hoặchoặc
vàivài
tổtổ
máymáy
củacủa
chúngchúng
phânphân
chocho
vàivài
nhànhà

máymáy
thủythủy
điệnđiện
hoặchoặc
vàivài
tổtổ
máymáy
củacủa
chúngchúng
làmlàm nhiệmnhiệm vụvụ điềuđiều tầntần ((gánhgánh phụphụ tảitải đỉnhđỉnh). ). HiệuHiệu suấtsuất caocao
8585÷÷90%90%
++ LượngLượng điệnđiện tựtự dùngdùng thấpthấp do do khôngkhông cócó lòlò hơihơi vàvà khâukhâu xửxử lýlý
nhiênnhiên liệuliệu
++ KhôngKhông gâygây ô ô nhiễmnhiễm
++ NhàNhà máymáy thủythủy điệnđiện kiểukiểu đậpđập còncòn mangmang đếnđến nhiềunhiều nguồnnguồn lợilợi
kháckhác nhưnhư điềuđiều tiếttiết nướcnước phụcphục vụvụ thủythủy lợilợi, , nuôinuôi bắtbắt thủythủy sảnsản, , cảicải
tạotạo cảnhcảnh quanquan môimôi trườngtrường, du , du lịchlịch
NhàNhà máymáy điệnđiện
NhàNhà máymáy thủythủy điệnđiện
••
ƯuƯu nhượcnhược điểmđiểm::
GiáGiá thànhthành xâyxây dựngdựng đắtđắt do do ngoàingoài chi chi phíphí xâyxây dựngdựng
nhànhà máymáy còncòn cócó chi chi phíphí xâyxây dựngdựng cáccác đườngđường dâydây caocao
ápáp đưađưa điệnđiện từtừ nhànhà máymáy vàovào lướilưới, chi , chi phíphí đểđể didi dândân

ThờiThời
giangian
xâyxây
dựngdựng
lâulâu

(10(10

20 20
nămnăm
).).

ThờiThời
giangian
xâyxây
dựngdựng
lâulâu
(10(10

20 20
nămnăm
).).
ThườngThường phảiphải xâyxây dựngdựng xaxa vùngvùng phụphụ tảitải nênnên tổntổn
thấtthất trêntrên hệhệ thốngthống truyềntruyền tảitải lớnlớn
NguồnNguồn nướcnước cungcung cấpcấp chocho cáccác nhànhà máymáy thủythủy điệnđiện
((từtừ cáccác dòngdòng chảychảy tựtự nhiênnhiên) ) thaythay đổiđổi theotheo thờithời giangian
((phụphụ thuộcthuộc khíkhí hậuhậu, , thờithời tiếttiết) => ) => gặpgặp khókhó khănkhăn
trongtrong việcviệc xâyxây dựngdựng phươngphương ánán điềuđiều tiếttiết tốitối ưuưu
GâyGây ảnhảnh hưởnghưởng bấtbất lợilợi đếnđến môimôi trườngtrường sinhsinh tháithái
••
KếtKết luậnluận::
–– XâyXây dựngdựng trêntrên cáccác dòngdòng sôngsông cócó độđộ lớnlớn caocao vàvà chảychảy
mạnhmạnh. .
–– ĐồĐồ thịthị phụphụ tảitải tựtự do, do, phầnphần đỉnhđỉnh vàvà đáyđáy đồđồ thịthị ((tầntần sốsố
vàvà
thủythủy

lợilợi
).).
NhàNhà máymáy điệnđiện
NhàNhà máymáy thủythủy điệnđiện
vàvà
thủythủy
lợilợi
).).
–– ĐiềuĐiều tiếttiết thủythủy lợilợi, , lũlũ lụtlụt khikhi thiếtthiết kếkế nhànhà máymáy
•• NhàNhà máymáy điệnđiện dùngdùng sứcsức giógió
–– NăngNăng lượnglượng táitái tạotạo, , khôngkhông ô ô nhiễmnhiễm
–– VốnVốn đầuđầu tưtư lớnlớn (~2USD/W)(~2USD/W)
NhàNhà máymáy điệnđiện
CácCác nhànhà máymáy dạngdạng kháckhác
–– KếtKết nốinối vớivới lướilưới khókhó
•• Pin Pin mặtmặt trờitrời
–– NăngNăng lượnglượng táitái taotao
–– CấuCấu trúctrúc cốcố địnhđịnh vàvà ítít sửasửa chữachữa. .
–– CôngCông suấtsuất phátphát phụphụ thuộcthuộc vàvà
thờithời
tiếttiết
. .
NhàNhà máymáy điệnđiện
CácCác nhànhà máymáy dạngdạng kháckhác
thờithời
tiếttiết
. .
–– ĐầuĐầu tưtư caocao chocho dựdự ánán nhỏnhỏ (2(2
3USD/W), 3USD/W), nhưngnhưng sẽsẽ tiếttiết kiệmkiệm
chocho hệhệ thốngthống lớnlớn

Photons of light excites electrons Photons of light excites electrons
in the junction into a higher state in the junction into a higher state
of energy, allowing them to act as of energy, allowing them to act as
charge carriers for a currentcharge carriers for a current
•• ĐiệnĐiện ápáp củacủa lướilưới điệnđiện::
––
TiêuTiêu chuẩnchuẩn
: : ANSI 84.1ANSI 84.1 1995, IEC1995, IEC 3838 19831983
––
ĐiệnĐiện ápáp địnhđịnh mứcmức ((danhdanh địnhđịnh))
LàLà điệnđiện ápáp chuẩnchuẩn mựcmực đểđể thiếtthiết kếkế
NhàNhà máymáy điệnđiện
LướiLưới điệnđiện
––
CácCác cấpcấp điệnđiện ápáp địnhđịnh mứcmức
(ANSI C84.1):(ANSI C84.1):
 HạHạ ápáp: : NhỏNhỏ hơnhơn 1kV1kV
 TrungTrung ápáp: : 11 100kV100kV
 Cao Cao ápáp: : 100100 230kV 230kV
 SiêuSiêu caocao ápáp: >220kV: >220kV