Giáo trình Thực hành cung cấp điện - ĐH Sư Phạm Kỹ Thuật Nam Định

LỜI NĨI ĐẦU
Giáo trình Thực hành cung cấp điện là tài liệu chính của mơn học “Thực hành
cung cấp điện”.
Mơn học Thực hành cung cấp điện sẽ trang bị cho sinh viên những kiến thức
căn bản, trang bị và trau dồi những kỹ năng cần thiết về lắp đặt điện cơng nghiệp. Học
tốt mơn học, sinh viên có thể tự mình giải quyết các vấn đề thực tiễn ln gắn với một
công nhân hoặc cán bộ kỹ thuật ngành điện, đó là sửa chữa, lắp đặt hệ thống cung cấp
điện cho nhà máy, xí nghiệp hay một khu dân cƣ…..Sinh viên sẽ hoàn toàn tự tin khi
tiếp cận với thực tiễn.
Với mục tiêu là cung cấp một cách đầy đủ nhất các kiến thức cần thiết cho các
sinh viên khi thực hành, giáo trình đƣợc trình bày một cách cơ đọng, dễ hiểu, cố gắng
chắt lọc các kiến thức cần thiết. Sinh viên muốn tìm hiểu thêm có thể tìm đọc trong
các tài liệu liên quan.
Với mong muốn các sinh viên phải cố gắng, nghiêm túc trong khi thực hành,
các bài thực hành có những yêu cầu rất cao. Để thực hiện và hoàn thành tốt trong thời
gian giới hạn, ngoài những nỗ lực cá nhân, các sinh viên phải có tinh thần làm việc tập
thể, phân cơng cơng việc từng cá nhân trong nhóm hợp lý. Đó chính là tác phong cơng
nghiệp của những sinh viên ngành điện.
Giáo trình có thể đƣợc chỉnh sửa bổ sung cho phù hợp với thực tế và cập nhật
các kiến thức mới phù hợp với sự phát triển của khoa học kỹ thuật và cơng nghệ.
Giáo trình đƣợc biên soạn và hồn thành trong thời gian ngắn, vì vậy khơng thể
tránh đƣợc những thiếu sót. Mọi góp ý xin vui lịng gửi về khoa Điện- Điện tử/Bộ môn
Kỹ thuật điều khiển.
Các tác giả:

Hà Thị Thịnh - Phí Văn Hùng



MỤC LỤC
LỜI NĨI ĐẦU

BÀI 01: MƠ HÌNH NHÀ MÁY ĐIỆN ...........................................................................1
BÀI 02: MƠ HÌNH ĐƢỜNG DÂY VÀ TRẠM BIẾN ÁP ..........................................11
BÀI 03: MƠ HÌNH HỘ TIÊU THỤ..............................................................................26
BÀI 04: MƠ HÌNH RƠLE BẢO VỆ TRONG HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN ........32
BÀI 05: MƠ HÌNH CÁC THIẾT BỊ TRONG HỆ THỐNG TRUNG ÁP ....................47
BÀI 06: MƠ HÌNH CÁC THIẾT BỊ ĐIỆN HẠ ÁP .....................................................64
BÀI 07: TỔ CHỨC THĂM QUAN THỰC TẾ ............................................................88
TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................92



THỰC HÀNH CUNG CẤP ĐIỆN
Bài 01: Mơ hình nhà máy điện

NUTE

Trang
-1-

BÀI 01: MƠ HÌNH NHÀ MÁY ĐIỆN
Mục tiêu:
Học xong bài học này sinh viên có khả năng phân tích sơ đồ nối dây chính của
nhà máy điện (thuỷ điện, nhiệt điện). Từ sơ đồ nối dây chính biết đƣợc ƣu nhƣợc điểm
của hệ thống điện nhà máy. Nắm bắt đƣợc các kiến thức nền tảng cho việc đi thăm
quan thực tế ở bài số 7.
PHẦN 1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
1.1. Nhà máy điện
in nng l mt sn phm c sn xuất ra từ các nhà máy điện. Hiện nay các
nhà máy điện lớn đều phát ra năng lƣợng dòng điện xoay chiều ba pha, rất ít nhà máy
phát năng lƣợng dịng điện một chiều. Trong cơng nghiệp muốn dùng năng lƣợng dịng

điện một chiều thì ngƣời ta dùng chỉnh lƣu để biến đổi năng lƣợng dòng điện xoay
chiều thành dòng điện một chiều.
Nguyên lý chung để sản xuất ra điện ở các nhà máy điện là từ một dạng năng
lƣợng sơ cấp nào đó muốn chuyển thành điện năng đều phải biến đổi qua một cấp
trung gian là cơ năng làm quay máy phát điện để phát ra điện năng. Nguồn năng lƣợng
thƣờng dùng trong đa số các nhà máy điện hiện nay vẫn là năng lƣợng các chất đốt và
năng lƣợng nƣớc. Từ năm 1954, ở một số nƣớc tiên tiến đã bắt đầu xây dựng một số
nhà máy điện dùng năng lƣợng nguyên tử.
1.1.1. Nhà máy nhiệt điện.
Đây là một dạng nguồn điện kinh điển nhƣng đến nay vẫn cịn đƣợc sử dụng rất phổ biến.
Q trình biến đổi năng lƣợng trong nhà máy nhiệt điện đƣợc mô tả nhƣ sau:
Nhiệt năng - cơ năng - điện năng

Hơi
4
~

nƣớc

2

3
Than
nn

6

1
Xỉ

5

Điện

Nƣớc
làm lạnh

Nƣớc

Hình 1.1. Sơ đồ ngun lý cơng nghệ của q trình sản xuất điện
trong các nhà máy nhiệt điện

*Ưu điểm của nhà máy nhiệt điện:
- Có thể xây dựng ở nhiều nơi trong lãnh thổ đất nƣớc.


NUTE

THỰC HÀNH CUNG CẤP ĐIỆN
Bài 01: Mơ hình nhà máy điện

Trang
-2-

- Phát điện không phụ thuộc vào thời tiết, chỉ cần đủ nhiên liệu.
- Thời gian xây dựng ngắn.
- Diện tích cho xây dựng nhà máy khơng lớn .
*Nhược điểm của nhà máy nhiệt điện:
- Phải phải khai thác và vận chuyển nhiên liệu.
- Hiệu suất thấp (0,30,6).

- Thời gian khởi động nhà máy lâu (45) h và thời gian dừng máy kéo dài (612)h.
- Thiết bị phức tạp nên khó tự động hố, kém an tồn, số nhân cơng lao động trong
quản lý vận hành nhiều (cao hơn thuỷ điện gấp khoảng 13 lần).
1.1.2. Nhà máy thuỷ điện.
Nhà máy thuỷ điện sử dụng năng lƣợng của dòng nƣớc làm quay tuabin thuỷ
lực dẫn đến quay máy phát điện.
Đối với nhà máy thuỷ điện, quá trình biến đổi năng lƣợng đƣợc thực hiện nhƣ sau:
Thuỷ năng - Cơ năng - Điện năng
Động cơ sơ cấp của máy phát là tuabin nƣớc, nối dọc trục với máy phát.
Công suất nguồn nƣớc của nhà máy thuỷ điện phụ thuộc chủ yếu vào hai yếu tố sau:
Lƣu lƣợng dòng nƣớc Q và chiều cao cột nƣớc h, thể hiện qua biểu thức:
(kW)
(1-1)
P  9,81. Q. h
- Q: là lƣu lƣợng của dòng nƣớc: (m3/s).
- h :là chiều cao cột nƣớc: (m).
Công suất của nhà máy thuỷ điện đƣợc xác định theo biểu thức:
(1-2)
PF  9,81. Q. h.TB .MF .BT

Trong đó:

- TB : là hiệu suất của tuabin.
- MF : là hiệu suất của máy phát.
- BT : là hiệu suất của bộ truyền.
Từ biểu thức (1-1) và (1-2) ta thấy rằng để tăng cơng suất của thuỷ điện, có thể
xây dựng loại đập chắn trên những đoạn tƣơng đối bằng phẳng của dòng nƣớc để tạo
ra lƣu lƣợng Q lớn, hoặc xây dựng ở những đoạn có độ chênh lệch lớn giữa hai mức
nƣớc để tạo độ cao h lớn.
Trong đó:

Hình 1.2. Mơ hình sản xuất điện của các nhà máy thuỷ điện


NUTE

THỰC HÀNH CUNG CẤP ĐIỆN
Bài 01: Mơ hình nhà máy điện

Trang
-3-

*Ưu điểm của nhà máy thuỷ điện:
- Dùng năng lƣợng nƣớc để chạy máy phát điện nên không phải vận chuyển nhiên liệu
nhƣ nhiệt điện, nguồn nƣớc thiên nhiên rất phong phú.
- Hiệu suất cao (0,80,9).
- Thời gian mở máy nhỏ (<2 phút), thời gian dừng máy nhỏ (<1 phút).
- Dễ tự động hố, an tồn, số cơng nhân quản lý vận hành không nhiều.
- Công suất tự dùng của nhà máy nhỏ (khoảng (0,51)%).
- Giá thành điện năng thấp hơn so với nhiệt điện.
*Nhược điểm của nhà máy thuỷ điện:
- Chỉ xây dựng đƣợc ở nơi có nguồn nƣớc.
- Sản lƣợng điện năng phụ thuộc vào lƣợng nƣớc của nguồn nƣớc.
- Thời gian xây dựng dài, vốn đầu tƣ xây dựng lớn.
- Trƣờng hợp phải xây dựng hồ chứa nƣớc có thể làm ngập một diện tích đất đai
lớn.
Do những ƣu khuyết điểm nói trên, nhiệt điện và thuỷ điện phải hỗ trợ cho nhau.
Nơi nào khơng có nguồn nƣớc hoặc cần thiết phải xây dựng nhanh chóng thì xây dựng
nhà máy nhiệt điện. Ở những nơi có nguồn nƣớc và kết hợp với mục đích thuỷ lợi khác
phải chú ý đến khả năng xây dựng nhà máy thuỷ điện.

Thực tế việc xây dựng các nhà máy thuỷ điện có tác dụng tích cực cho phịng
chống lũ lụt, thủy lợi, giao thông...Tuy nhiên cũng làm thay đổi căn bản hệ sinh thái
của cả một vùng rộng lớn.
1.1.3. Nhà máy điện nguyên tử.
Với tốc độ phát triển của đời sống xã hội và các ngành công nghiệp nhƣ hiện
nay dẫn đến nhu cầu sử dung điện ngày một tăng, các nhà máy nhiệt điện phải chạy
hết công suất sẽ làm cho nguồn dự trữ các chất đốt đã tìm thấy trên trái đất sẽ hao cạn
dần, công việc khai thác ngày càng trở nên khó khăn hơn, giá thành sẽ cao hơn. Mặt
khác các chất đốt đặc biệt là dầu lửa đƣợc sử dụng cho các mục đích khác. Vì vậy từ
nửa đầu thế kỷ XX, một số nƣớc tiên tiến trên thế giới đã bắt đầu nghiên cứu sử dụng
một nguồn năng lƣợng mới là năng lƣợng nguyên tử. Năm 1954, Liên Xô là nƣớc đầu
tiên trên thế giới đã xây dựng thí nghiệm thành cơng nhà máy điện ngun tử có cơng
suất 5000 kW. Hiện nay các nƣớc phát triển trên thế giới nhƣ: Nga, Pháp, Anh, Đức,
Thuỵ Điển, Nhật Bản... đã xây dựng những nhà máy điện nguyên tử lớn và ở nƣớc ta
sẽ xây dựng nhà máy điện nguyên tử vào những năm 2010.
Năng lƣợng nguyên tử đƣợc sử dụng từ nhiệt năng thu đƣợc khi phá vỡ liên kết
hạt nhân nguyên tử của một số chất ở trong lị phản ứng hạt nhân. Vì vậy đối với nhà


THỰC HÀNH CUNG CẤP ĐIỆN
Bài 01: Mơ hình nhà máy điện

NUTE

Trang
-4-

máy điện nguyên tử, quá trình biến đổi năng lƣợng cũng đƣợc thực hiện nhƣ ở nhà
máy nhiệt điện:
Nhiệt năng - Cơ năng - Điện năng

Thực chất nhà máy điện nguyên tử là một nhà máy nhiệt điện, nhƣng lò đốt
đƣợc thay bằng lò phản ứng hạt nhân.
Hơi nƣớc

Hơi nƣớc

4

10
~

8
11

5
7

6

11

Nƣớc

Nƣớc

Nƣớc làm lạnh

9

Hình 1.3. Sơ đồ ngun lý cơng nghệ nhà máy điện nguyên tử

1.2. Các ký hiệu thƣờng gặp trong bản vẽ nhà máy điện

TT

Ký hiệu

Ý nghĩa

1

Máy cắt điện

2

Cầu dao cách ly

3

Cầu dao nối đất

4

Cầu chì

5

Máy cắt hợp bộ

6

Chống sét van

Điện


NUTE

THỰC HÀNH CUNG CẤP ĐIỆN
Bài 01: Mơ hình nhà máy điện

7

Biến dòng điện

8

Biến điện áp 2 cuộn dây

9

Biến điện áp 3 cuộn dây

10

Kháng điện

Trang
-5-

1.3. Một số sơ đồ một hệ thống thanh góp thƣờng dùng trong nhà máy điện
 Sơ đồ một hệ thống thanh góp khơng phân đoạn (hình 1.4a)
 Sơ đồ một hệ thống thanh góp phân đoạn bằng dao cách ly (hình 1.4b)
 Sơ đồ một hệ thống thanh góp phân đoạn bằng máy cắt (hình 1.4c)

CL1

(Hình 1.4a)

CL2

(Hình 1.4b)


NUTE

THỰC HÀNH CUNG CẤP ĐIỆN
Bài 01: Mơ hình nhà máy điện

Trang
-6-

MC

-

(Hình 1.4cb)
Ƣu điểm của sơ đồ một hệ thống thanh góp khơng phân đoạn là đơn giản, giá
thành thấp. Nhƣợc điểm là khi sửa chữa, thay thế thanh góp hoặc dao cách ly
thanh góp của một mạch bất kỳ thì phải cắt điện tất cả các phụ tải khác trong

thời gian sửa chữa. Để sửa chữa máy cắt của đƣờng dây bất kỳ thì phụ tải
đƣờng dây đó mất điện trong toàn bộ thời gian sửa chữa. Khi ngắn mạch trên
thanh góp sẽ tự động cắt tất cả các nguồn cung cấp, do đó các thiết bị phải
ngừng làm việc trong thời gian loại trừ sự cố

-

Để tăng cƣờng độ tin cậy cung cấp điện có thể thực hiện bằng cách phân đoạn
thanh góp bằng dao cách ly hoặc máy cắt. Sơ đồ này đƣợc dùng rộng rãi trong
các nhà máy điện. Nhƣợc điểm của sơ đồ là khi sửa chữa thanh góp hoặc dao
cách ly thanh góp phân đoạn nào thì phân đoạn đó mất điện trong thời gian sửa
chữa, còn khi sửa chữa máy cắt của đƣờng dây nào thì hộ tiêu thụ nối với
đƣờng dây đó tạm thời mất điện


NUTE

THỰC HÀNH CUNG CẤP ĐIỆN
Bài 01: Mơ hình nhà máy điện

Trang
-7-

 Sơ đồ một hệ thống thanh góp có thanh góp đƣờng vịng (hình 1.4d), hệ thống
thanh góp làm việc phân đoạn bằng máy cắt. Sơ đồ này khắc phục đƣợc nhƣợc
điểm của các sơ đồ trên là sửa chữa máy cắt nào thì phụ tải đƣờng dây máy cắt
đó bị mất điện. Hiện nay sơ đồ này đƣợc sử dụng rộng rãi trong các nhà máy
điện có điện áp từ 110kV trở lên

MCV

(hình 1.4d)


THỰC HÀNH CUNG CẤP ĐIỆN
Bài 01: Mơ hình nhà máy điện

NUTE

Trang
-8-

PHẦN 2: THỰC HÀNH
PHÂN TÍCH BẢN VẼ PHẦN ĐIỆN NHÀ MÁY ĐIỆN
1. CHUẨN BỊ DỤNG CỤ, THIẾT BỊ, VẬT TƢ
Sinh viên thực hiện lập bảng kê thiết bị cho 1 nhóm thực tập theo bảng dƣới
TT

Tên thiết bị, thơng số kỹ thuật

1

Bản vẽ nhà máy điện (photo)

2

Phiếu lập bảng kê thiết bị

3

Tài liệu tham khảo

4

......

Đơn

Số

vị

lƣợng

Ghi chú

5
6
7

2. QUI TRÌNH THỰC HIỆN
TT

Tên các bƣớc

Công việc phải làm

Kết quả đạt đƣợc

1

Nhận biết các
cấp điện áp

Xem sơ đồ nối điện chỉnh Ghi lại các cấp điện áp
của nhà máy nhận biết các của nhà máy
cấp điện áp (đầu cực máy
phát, cấp cao áp, cấp trung
áp)

2

Nhận biết sơ
đồ hệ thống
thanh góp

Xem sơ đồ bản vẽ nhà máy
điện, đối chiếu với tài liệu

Nhận biết đúng sơ đồ hệ
thống thanh góp của nhà
máy

3

Phân tích ƣu
nhƣợc điểm
của sơ đồ

Ƣu nhƣợc điểm của hệ thống

thanh góp nhà máy đang sử
dụng

Ghi lại vào phiếu

4

Công suất của
nhà máy

Thống kê số lƣợng tổ máy,
công suất mỗi tổ máy

Nhận biết đƣợc tổng
công suất của nhà máy

Ghi chú


NUTE

THỰC HÀNH CUNG CẤP ĐIỆN
Bài 01: Mơ hình nhà máy điện

Trang
-9-

Nhận biết số

Đọc bản vẽ, căn cứ vào các

lƣợng lộ ra
cao áp, trung
áp

ký hiệu để nhận biết số lƣợng trọng, vị trí của nhà máy
lộ ra mà nhà máy điện sẽ
trong hệ thống điện quốc
cung cấp.
gia

6

Nhận biết hệ
thống điện tự
dùng của nhà
máy

Đọc bản vẽ, đối chiếu tài liệu

Phân tích đƣợc hệ thống
điện tự dùng của nhà
máy

7

Lập bảng
thống kê thiết
bị

Tiến hành lập bảng thống kê
thiết bị theo mẫu

Lập bản kê thiết bị đúng
chủng loại và số lƣợng

5

Từ đó nhận xét tầm quan

3. MẪU LẬP BẢNG KÊ THIẾT BỊ
TT
I
1
2
3
4

Tên thiết bị
Thiết bị cao thế
Máy cắt 110kV
Dao cách ly 110kV
Dao nối đất 110kV
Chống sét 110kV
........
II Thiết bị trung thế
1 Máy cắt
2 ....
III Thiết bị hạ thế
...

IV Thiết bị khác
1 Biến dòng điện
2 Biến điện áp
3 Kháng điện
..........

Đơn vị

Số lƣợng

Cái
Cái
Cái

04
...
...

Bộ

09

...

....

...

....

Ghi chú

loại hợp bộ


NUTE

THỰC HÀNH CUNG CẤP ĐIỆN
Bài 01: Mơ hình nhà máy điện

Trang
- 10 -

4. MÔ TẢ VẮN TẮT CHỨC NĂNG CÁC THIẾT BỊ
TT
Tên thiết bị
1 Máy cắt
2 Dao cách ly
3

............

Chức năng, nhiệm vụ
Đóng cắt dịng phụ tải và cắt dịng ngắn mạch
Cách ly phần mang điện và không mang điện
phục vụ sửa chữa
.............


THỰC HÀNH CUNG CẤP ĐIỆN

Bài 02: Mơ hình đuờng dây và trạm biến áp

NUTE

Trang
- 11 -

BÀI 02: MƠ HÌNH ĐƢỜNG DÂY VÀ TRẠM BIẾN ÁP
Mục tiêu:
Sau bài học này sinh viên có khả năng:
 Về đƣờng dây tải điện:
-

Nắm đƣợc nguyên lý hoạt động của tự đóng lại đƣờng dây và tự động
đóng dự phịng đƣờng dây.

-

Lắp đặt vận hành thành thạo mạch tự động đóng nguồn dự phịng đƣờng
dây.

 Về trạm biến áp:
-

Nắm đƣợc công tác vận hành trạm biến áp của nhân viên vận hành

-

Thực hành việc ghi thơng số và tính tốn các đại lƣợng, vẽ đồ thị phụ tải.

PHẦN 1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.1. Tự động đóng lại (TĐL) và tự động đóng dự phịng (TĐD) đƣờng dây.
2.1.1. Tự động đóng lại đƣờng dây.
Theo kinh nghiệm thực tế có đến 80% sự cố trên đƣờng dây thuộc loại sự cố thoáng
qua. Sau khi đƣợc cắt ra khỏi mạng điện, cách điện của phần tử bị sự cố lại nhanh
chóng đƣợc phục hồi và có thể sẵn sàng làm việc bình thƣờng. Phƣơng pháp tự động
đón lại đƣờng dây cho phép giảm đi đáng kể thiệt hại do sự cố gây nên.
a) Tự đóng lại tốc độ cao
Tự đóng lại tốc độ cao, đƣợc sử dụng kết hợp với bảo vệ loại trừ sự cố tốc độ
cao, đƣợc sử dụng trong hệ thống truyền tải và phân phối để nâng cao độ ổn định. Cần
lƣu ý các yếu tố sau khi ứng dụng tự đóng lại tốc độ cao:
- Thời gian lớn nhất có thể để cắt và đóng lại hệ thống mà vẫn đảm bảo khơng
mất đồng bộ (thời gian chết lớn nhất). Thời gian này phụ thuộc cấu hình hệ thống và
cơng suất truyền tải.
- Thời gian cần thiết khử ion để đảm bảo hồ quang sẽ khơng xuất hiện trở lại
khi đóng máy cắt. Việc xác định thời gian này dựa vào công thức đƣợc phát triển từ
kinh nghiệm.
- Đặc tính bảo vệ.
- Đặc tính và giới hạn của máy cắt.
- Sự lựa chọn thời gian phục hồi.
- Số lần đóng lại.


NUTE

THỰC HÀNH CUNG CẤP ĐIỆN
Bài 02: Mơ hình đuờng dây và trạm biến áp

Trang
- 12 -

b) Tự đóng lại tốc độ chậm
Trong hệ thống truyền tải có kết nối chặt chẽ, việc sự cố 1 đƣờng dây không
gây nên mất đồng bộ giữa hai đầu đƣờng dây, TĐL tốc độ chậm đƣợc sử dụng. Trong
trƣờng hợp này, thời gian chết đủ lớn để dao động công suất trong hệ thống suy giảm
trƣớc khi TĐL. Do đó thời gian vận hành máy cắt và thời gian khử ion khơng cịn là
vấn đề phải quan tâm.
Phối hợp với TĐL tốc độ chậm cịn có thêm rơle kiểm tra đồng bộ. Mặc dù việc
cắt một đƣờng dây sự cố không gây nên mất đồng bộ, nhƣng có thể gây nên sự lệch
pha và lệch điện áp giữa hai đầu đƣờng dây bị cắt, dẫn đến việc đóng lại lệch pha.
Rơle kiểm tra đồng bộ sẽ kiểm tra độ lệch của góc pha, của điện áp và của tần số.
Thƣờng thì sau khi cắt đƣờng dây hai phía, ngƣời ta cho TĐL một phía tác động
trƣớc, quá trình này gọi là "live bus/dead line charging". TĐL phía kia đƣợc đặc tác
động sau khi đã kiểm tra đồng bộ, quá trình này gọi là "live bus/live line reclosing".
c) Tự đóng lại một pha
Trong các lƣới điện cao áp và siêu cao áp có trung điểm trực tiếp nối đất thƣờng
sử dụng thiết bị tự động đóng trở lại một pha vì trong các lƣới điện này ngắn mạch một
pha là chủ yếu. Để loại trừ các sự cố một pha thoáng qua chỉ cần cắt pha bị ngắn mạch
sau đó đóng nó trở lại. Hai pha không bị hƣ hỏng vẫn tiếp tục làm việc.
So với tự đóng lại ba pha, TĐL 1 pha có các ƣu điểm chính sau: đối với các
đƣờng dây nối giữa hai hệ thống khi cắt một pha sự cố trong chu trình tự đóng lại 1
pha, hai pha cịn lại vẫn giữ đƣợc liên hệ giữa hai hệ thống, không làm mất ổn định
của mạch truyền tải, đặc biệt đối với những dây đơn có chiều dài lớn. Ngồi ra, trong
chu trình TĐL 1 pha, chế độ đồng bộ vẫn đƣợc duy trì nên khi đóng trở lại pha vừa bị
cắt sẽ gây ra ít chấn động về dịng, áp và công suất trong hệ thống điện. Đối với các
đƣờng dây có một nguồn cung cấp TĐL 1 pha đảm bảo việc cung cấp điện liên tục cho
phụ tải quan trọng khi có sự cố. Nếu chế độ làm việc khơng tồn pha của đƣờng dây có
thể chấp nhận đƣợc thì khi ngắn mạch một pha duy trì trên đƣờng dây có thể chuyển
sang chế độ „hai pha-đất‟. Khi sử dụng TĐL 1 pha, số lần thao tác của máy cắt nói
chung sẽ giảm rất đáng kể.

Tuy nhiên TĐL1 pha cũng có nhƣợc điểm :
- Sơ đồ điều khiển máy cắt, bảo vệ và TĐL phức tạp hơn vì phải thêm bộ phận
lựa chọn pha sự cố và điều khiển máy cắt riêng từng pha.


NUTE

THỰC HÀNH CUNG CẤP ĐIỆN
Bài 02: Mơ hình đuờng dây và trạm biến áp

Trang
- 13 -

- Muốn chuyển dây sang làm việc ở chế độ „hai pha-đất‟ cần phải giải quyết
hàng loạt vấn đề phức tạp liên quan đến chế độ không đối xứng làm cho thiết bị bảo
vệ và tự động phức tạp thêm.
Ngoài chức năng phát hiện, cắt và đóng trở lại pha sự cố khi có ngắn mạch một
pha, TĐL1 pha còn phải thực hiện các nhiệm vụ sau:
- Trong trƣờng hợp TĐL 1 pha không thành cơng thì hoặc phải tác động cả ba
pha và cấm đóng trở lại, hoặc là chuyển sang chế độ „ hai pha-đất‟ nếu cho phép.
- Tác động cắt ba pha và cấm đóng trở lại khi có ngắn mạch nhiều pha trong
chế độ vận hành khơng tồn pha hoặc khi bộ phận lựa chọn pha sự cố bị trục trặc.
- Đƣa các loại bảo vệ có thể làm việc sai trong chế độ khơng tồn pha ra khỏi sơ
đồ bảo vệ trong quá trình TĐL 1 pha. Các bảo vệ này có thể phản ứng khi suất hiện
các thành phần đối xứng của dòng và áp.
- Khi TĐL 1 pha thời gian khử ion có thể kéo dài hơn khi TĐL 3 pha do ảnh
hƣởng của điện dung và hỗ cảm giữa pha bị cắt điện với các pha còn lại đang mang
điện.
2.1.2. Tự động đóng dự phịng đƣờng dây.
TĐD là một trong những biện pháp hữu hiệu nâng cao độ tin cậy cung cấp điện của

hệ thống. Sơ đồ tự động đóng dự phịng rất đa dạng, tuy nhiên với bất cứ loại sơ đồ
nào cũng phải đảm bảo yêu cầu là tác động nhanh và tin cậy.
a) Sơ đồ tự động đóng dự phịng đƣờng dây cao thế (hình 2.1)

(Hình 2.1)


NUTE

THỰC HÀNH CUNG CẤP ĐIỆN
Bài 02: Mơ hình đuờng dây và trạm biến áp

Trang
- 14 -

Sơ đồ gồm 02 máy biến điện áp BU trong đó một biến điện áp đƣợc mắc vào thanh cái
trạm phân phối, một biến điện áp mắc vào đƣờng dây dự phòng. Biến điện áp thứ nhất
cấp điện cho rơle điện áp RU< để kiểm tra điện áp trên thanh cái. Trong sơ đồ đƣợc bố
trí 2 rơle điện áp RU< để tránh sự tác động nhầm của cơ cấu tự động đóng dự phịng
trong trƣờng hợp cầu chảy bị cháy.
Khi điện áp trên thanh cái bị mất, rơle RU sẽ tác động đƣa rơle thời gian vào mạch của
biến điện áp 2BU. Rơle thời gian tác động tiếp điểm chính cấp điện cho cuộn cắt KC
của máy cắt 2MC thực hiện cắt máy cắt 2MC. Tiếp điểm 1 của khoá liên động mở ra,
tiếp điểm 3 đóng vào. Khi tiếp điểm 3 đóng thì nguồn đƣợc cấp cho cuộn đóng của
máy cắt 4MC thực hiện đóng máy cắt đƣa nguồn dự phịng vào.
b) Sơ đồ tự động đóng dự phịng đƣờng dây hạ thế (hình 2.2)
- Sơ đồ nguyên lý (hình 2.2a)
A1

- Sơ đồ mạch điều khiển (hình 2.2b)

B1

C1

Giới thiệu các thiết bị trên sơ đồ :
- Aptomat (CB1) đóng cắt và bảo vệ
mạch điện khi tải hoạt động với
nguồn chính
- Aptomat (CB2) đóng cắt và bảo vệ
mạch điện khi tải hoạt động với

N

N

A2

B2

C2

CB1
A1

RU

B1

CB2

C1

A2

B2

C2

K

K

nguồn dự phịng
- Cơng tắc tơ K1 điều khiển đóng
cắt mạch điện nguồn chính
- Cơng tắc tơ K2 điều khiển đóng
cắt mạch điện nguồn dự phòng
- Rơle điện áp RU kiểm tra điện áp
nguồn điện chính

LOAD

Hình 2.2a. Sơ đồ ngun lý

Thuyết minh hoạt động của sơ đồ
- UPS đƣợc viết tắt của cụm từ tiếng Anh: Uninterruptible Power System
đƣợc hiểu nhƣ là hệ thống nguồn cung cấp liên tục hay đơn giản hơn là bộ lƣu trữ điện
dự phòng nhằm làm tăng độ tin cậy cung cấp điện cho hệ thống. UPS có tác động duy
trì hoạt động của mạch điều khiển khi mà nguồn điện chính mất điện.

- Hai cầu chì đặt trƣớc và sau UPS có tác dụng bảo vệ cho UPS và bảo vệ mạch
điều khiển.
- Hai công tắc tơ 3 pha có khóa liên động, đảm bảo chỉ 1 trong hai đƣợc hoạt
động.


NUTE

THỰC HÀNH CUNG CẤP ĐIỆN
Bài 02: Mơ hình đuờng dây và trạm biến áp

Trang
- 15 -

- Ở chế độ Manual (điều khiển bằng tay) : Muốn nối tải với nguồn điện chính ta
ấn M1 cấp nguồn cho cuộn dây cơng tắc tơ K1. K1 có điện đóng tiếp điểm mạch động
lực nối tải với nguồn điện chính. Tiếp điểm thƣờng mở K1 có vai trị duy trì cấp điện
cho cuộn dây cơng tắc tơ K1. Khi nguồn điện chính mất điện, lúc này nguồn dự phịng
đang có điện. Muốn tải hoạt động với nguồn dự phòng ta ấn M2 cấp nguồn cho cuộn
dây công tắc tơ K2 nối mạch động lực nguồn dự phòng cấp điện cho tải hoạt động. Khi
lƣới có điện trở lại thì ấn nút D2 để cắt nguồn phụ, ấn M1 để đóng lại lƣới điện vào tải.
Lúc đó đèn Đ2 tắt và đèn Đ1 sáng báo hiệu mạch điện đang hoạt động với nguồn
chính.
- Ở chế độ Auto (tự động): Khi nguồn điện chính có điện, rơle điện áp RU đƣợc
cấp nguồn, tiếp điểm 95- 98 đóng lại cấp nguồn cho cuộn dây cơng tắc tơ K1 ; tiếp
điểm 95- 96 mở ra ngăn không cho công tắc tơ K2 làm việc. Cuộn dây K1 có điện
đóng tiếp điểm mạch động lực cho tải hoạt động với nguồn mạch chính. Khi nguồn
chính mất điện, rơle điện áp trả về đóng tiếp điểm 95- 96 nối nguồn cho cuộn dây K2.
K2 có điện nối cấp nguồn cho mạch tải hoạt động với nguồn dự phòng.
- Khi nguồn

chính có điện trở lại,
tiếp điểm thƣờng đóng
95- 96 mở ra cắt nguồn
điện cuộn dây công tắc

UPS

tơ K2 loại tải ra khỏi
nguồn dự phòng, đồng
thời tiếp điểm thƣờng
mở 95- 98 đóng lại cấp
điện cho cuộn dây cơng
tắc tơ K1 đóng tiếp
điểm động lực nối tải
với nguồn chính.

MANUAL
AUTO

D1
M1

K1

95

D2

98

M2

K2

K2

K1

95
96

K1

Ð1

K2

Ð2

N

Hình 2.2b. Sơ đồ mạch điều khiển
2.2. Trạm biến áp phân xƣởng.
2.2.1. Khái quát
Trạm biến áp phân xƣởng làm nhiệm vụ biến đổi điện áp (622)kV của mạng phân
phối thành điện áp  1000 V cung cấp trực tiếp cho phụ tải.
Việc chọn vị trí của trạm đƣợc tiến hành dựa trên một số nguyên tắc sau:
- Gần trung tâm phụ tải.
- Không ảnh hƣởng tới sản xuất.

THỰC HÀNH CUNG CẤP ĐIỆN
Bài 02: Mơ hình đuờng dây và trạm biến áp

NUTE
-

Trang
- 16 -

Có thể thơng gió, phịng cháy, phịng nổ tốt, trạm phân xƣởng có thể xây
dựng bên ngoài, liền kề hoặc bên trong phân xƣởng.

Trạm biến áp phân xƣởng thƣờng dùng máy biến áp cỡ nhỏ (1000 kVA), vì vậy để
thơng gió cho trạm ngƣời ta thƣờng dùng phƣơng pháp thơng gió tự nhiên. Khi đặt
trạm bên trong phân xƣởng cần chú ý tránh ảnh hƣởng tới các máy sản xuất khác, và
cần tính đầy đủ các biện pháp phòng cháy, phòng nổ.
Dung lƣợng và số lƣợng máy biến áp phải đƣợc chọn căn cứ vào phụ tải của phân xƣởng
và các điều kiện khác. Theo kinh nghiệm thiết kế và vận hành lúc chọn số lƣợng và dung
lƣợng trạm biến áp phân xƣởng cần chú ý những điểm sau:
 Trong cùng một xí nghiệp nên chọn ít loại máy biến áp (về kiểu và dung
lƣợng) nhằm mục đích thuận tiện trong vận hành, dễ thay thế lẫn nhau và
không phải dự trữ nhiều loại phụ tùng thay thế khác.
 Để tạo điều kiện đƣa máy biến áp vào gần phụ tải đồng thời xét đến khả
năng hạn chế dịng điện ngắn mạch, ngƣời ta có xu thế phân nhỏ dung
lƣợng của các trạm biến áp phân xƣởng. Thông thƣờng trong mỗi trạm biến
áp nên đặt máy biến áp có cơng suất 1000 kVA.
 Trong những trƣờng hợp sau đây ta phải xét đến việc đặt nhiều máy trong
trạm biến áp phân xƣởng:
-

Do điều kiện vận chuyển khó khăn phải dùng nhiều máy có cơng suất nhỏ

thay cho một máy có cơng suất lớn hơn.
- Phụ tải của phân xƣởng thuộc loại I và loại II yêu cầu phải nâng cao độ tin
cậy cung cấp điện.
- Đồ thị phụ tải của phân xƣởng không bằng phẳng, cần đặt nhiều máy biến
áp để khi non tải có thể cắt bớt máy biến áp, nhằm mục đích giảm tổn thất
công suất. Theo kinh nghiệm thiết kế và vận hành thì mỗi trạm đặt hai máy
biến áp là hợp lý, không nên đặt nhiều hơn (trừ trƣờng hợp đặc biệt).
Trong những phân xƣởng và xí nghiệp có quy mơ nhỏ và trung bình, có phụ tải loại
II và loại III. Khi cần nâng cao độ tin cậy cung cấp điện không nhất thiết phải đặt hai
máy biến áp cho trạm phân xƣởng mà có thể dùng đƣờng dây liên lạc phía hạ áp. Khi
máy biến áp bị sự cố, ta dùng đƣờng dây liên lạc phía hạ áp lấy điện từ trạm bên cạnh
để cung cấp cho những phụ tải quan trọng của phân xƣởng. Thông thƣờng đƣờng dây
liên lạc nên chọn để có thể cung cấp từ (2530)% phụ tải của phân xƣởng.
Để chú ý đến khả năng phát triển của phụ tải, thơng thƣờng kích thƣớc và nền móng
của trạm biến áp phân xƣởng đƣợc xây dựng sao cho có thể đặt đƣợc các máy biến áp
có cơng suất liền kề nhau. Ví dụ trạm đặt máy 560 kVA cũng có thể đặt máy 750 kVA.


NUTE

THỰC HÀNH CUNG CẤP ĐIỆN
Bài 02: Mơ hình đuờng dây và trạm biến áp

Trang
- 17 -

Nhƣ vậy sau này khi phụ tải tăng thêm ta chỉ cần thay máy biến áp, chứ không cần xây

dựng lại trạm.
2.2.2. Tủ phân phối hạ thế trạm biến áp phân xƣởng
Tủ phân phối hạ thế trạm biến áp phân
xƣởng làm nhiệm vụ nhận điện từ thứ
cấp máy biến áp và phân phối đi các
phụ tải. Trong tủ có đặt các thiết bị đo
đếm để theo dõi dịng điện, điện áp, tần
số, hệ số cơng suất, điện năng tiêu thụ
và công suất phản kháng của hộ tiêu
thụ.
Sơ đồ nguyên lý tủ phân phối hạ thế
(hình 2.3).
Chức năng các thiết bị:
- Cáp tổng: nhận điện từ máy biến áp và
cấp điện cho aptomat tổng
- Đồng hồ Volt: đo điện áp dây, điện áp
pha
- Đồng hồ Ampe: đo dịng điện các pha
- Đồng hồ hữu cơng: đo điện năng tiêu thụ

Hình 2.3

- Đồng hồ vơ cơng: đo điện năng phản kháng
- Biến dòng điện: cung cấp nguồn dòng điện cho các đồng hồ đo (đồng hồ đo dòng và
đồng hồ đo đếm điện năng tác dụng, phản kháng).
- Thanh cái: nhận điện từ Aptomat tổng và phân phối điện cho các aptomat nhánh
- Aptomat tổng: đóng cắt, bảo vệ tồn mạng điện
- Aptomat nhánh: đóng cắt bảo vệ từng phụ tải.

THỰC HÀNH CUNG CẤP ĐIỆN
Bài 02: Mơ hình đuờng dây và trạm biến áp

NUTE

Trang
- 18 -

PHẦN 2. THỰC HÀNH
BÀI THỰC HÀNH 1: LẮP RÁP, SỬA CHỮA, VẬN HÀNH MẠCH TỰ ĐỘNG
ĐÓNG DỰ PHÕNG ĐƢỜNG DÂY HẠ THẾ
1. CHUẨN BỊ DỤNG CỤ, THIẾT BỊ, VẬT TƢ
Sinh viên thực hiện lập bảng kê thiết bị cho 1 nhóm thực tập theo bảng dƣới
TT

Tên thiết bị, thơng số kỹ thuật

Đơn

Số

vị

lƣợng

1

Aptomat 3 pha

cái

3

2

Cầu chì

cái

1

3

Đèn báo

....

....

4

Bộ lƣu điện

...

....

5

Công tắc tơ

6

Rơle điện áp

7

Tải động cơ

Ghi chú

.......

2. QUY TRÌNH THỰC HIỆN LẮP ĐẶT

TT

Tên các
bƣớc

Cơng việc phải làm

Kết quả đạt đƣợc

1

Lựa chọn
Cấp nguồn thử tác động
kiểm tra thiết các công tắc tơ, khởi động
bị

từ, rơle các loại

Hút không kêu, đo các
tiếp điểm liền mạch

2

Gá lắp bố trí

Lắp thiết bị trên bo đúng vị

Thiết bị chắc chắn

thiết bị

trí bằng vít

3

Lắp mạch
điều khiển

Gia cơng đầu cốt, bắt vào
thiết bị

Đi dây theo máng
nhựa, tránh chồng chéo

4

Thử mạch
điều khiển

Cấp nguồn điều khiển và
tắc động đóng , mở máy
bằng các nút điều khiển

Mạch tác động theo
đúng yêu cầu điều
khiển

Ghi chú

Hình 2.4


NUTE
5

Lắp mạch
động lực

THỰC HÀNH CUNG CẤP ĐIỆN
Bài 02: Mơ hình đuờng dây và trạm biến áp
Gia công đầu cốt lắp dây
động lực. Đấu dây vào tải

Trang
- 19 -

Dây động lực phải
đúng chủng loại, đi
dây theo máng nhựa
tránh chồng chéo

Hình 2.4. Sơ đồ gá lắp thiết bị thực tập
3. KIỂM TRA, VẬN HÀNH
- Trƣớc khi vận hành mạch điện phải đƣợc kiểm tra, trƣớc hết kiểm tra ngoại quan
bằng mắt một cách tổng quát nhằm phát hiện những sai sót, chạm chập bên ngồi. Sau
đó kiểm tra thơng mạch bằng đồng hồ vạn năng. Tiếp theo là phải kiểm tra thứ tự pha
để đảm bảo tránh ngắn mạch hoặc tránh trƣờng hợp động cơ quay ngƣợc lại khi đóng
nguồn phụ vào (kiểm tra thứ tự pha có thể dùng đèn).
- Vận hành chế độ bằng tay:
+ Quay khóa chuyển mạch về vị trí vận hành bằng tay
+ Lần lƣợt cấp nguồn CB1 ; CB2
+ Bấm nút D1 cắt nguồn chính sau đó bấm M2
+ Quan sát hiện tƣợng và ghi lại


THỰC HÀNH CUNG CẤP ĐIỆN
Bài 02: Mơ hình đuờng dây và trạm biến áp

NUTE

Trang
- 20 -

- Vận hành chế độ tự động
+ Quay khóa chuyển mạch về vị trí vận hành tự động
+ Cắt tải ra khỏi mạch điện

+ Cắt nguồn chính và quan sát hiện tƣợng
+ Nếu nguồn phụ hoạt động tốt, đóng tải chạy thử
4. CÁC SAI HỎNG THƢỜNG GẶP VÀ BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC
TT

Hiện tƣợng

Nguyên nhân dự đốn

Kiểm tra, sửa chữa

1

Ấn M2, K2 khơng Chƣa có nguồn tới
đóng nguồn dự
cuộn hút cơng tắc tơ
phịng
K2

Kiểm tra lại dây cấp
nguồn cho mạch điều
khiển

2

Ấn M2, khi bỏ
tay thì mất nguồn
phụ

Mất duy trì

Kiểm tra tiếp điểm
duy trì của cơng tắc
tơ K2

3

Chế độ tự động
khơng hoạt động

Chƣa có nguồn cho tiếp Kiểm tra tiếp điểm
điểm của khóa chuyển
khóa chuyển mạch
mạch

4

Khi tải nối nguồn
phụ, động cơ
quay ngƣợc

Sai thứ tự pha

Kiểm tra thứ tự pha

5

Cắt nguồn chính,
nguồn phụ khơng
tự động đóng

Hoạt động của rơle

Kiểm tra hoạt động
của rơle

Kết quả
(sinh viên ghi)

5. ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ
Sinh viên ghi câu trả lời vào phiếu đánh giá
- Vai trị của UPS trong mạch điều khiển
- Nếu khơng sử dụng UPS thì hoạt động của mạch điều khiển nhƣ thế nào ? Vẽ sơ đồ
mạch điều khiển khi không sử dụng UPS
- Để tránh trƣờng hợp sự cố thoáng qua trên đƣờng dây cần đặt thời gian trễ cho việc
đóng nguồn phụ, vẽ sơ đồ mạch điều khiển có dùng rơle thời gian
- Tại sao phải kiểm tra thứ tự pha ?
- Mô tả hoạt động của các đèn khi kiểm tra thứ tự pha và giải thích.


THỰC HÀNH CUNG CẤP ĐIỆN
Bài 02: Mơ hình đuờng dây và trạm biến áp

NUTE

Trang
- 21 -

BÀI THỰC HÀNH 2: LẮP RÁP, VẬN HÀNH TỦ PHÂN PHỐI HẠ THẾ
1. CHUẨN BỊ DỤNG CỤ, THIẾT BỊ, VẬT TƢ

Sinh viên thực hiện lập bảng kê thiết bị cho 1 nhóm thực tập theo bảng dƣới
TT

Tên thiết bị, thông số kỹ thuật

Đơn

Số

vị

lƣợng

Ghi chú

1

Aptomat 3 pha/50A

cái

1

Aptomat tổng

2

Aptomat 3 pha/30A

cái

4

Aptomat nhánh

3

....

...

..

4
5
6
7

2. QUY TRÌNH THỰC HIỆN LẮP ĐẶT

TT

Tên các bƣớc

Công việc phải làm

Kết quả đạt đƣợc

1

Lựa chọn kiểm tra
thiết bị

Dùng đồng hồ vạn năng đo
kiểm thiết bị hoặc cấp nguồn
thử trực tiếp tuỳ theo thiết bị

Thiết bị đảm bảo
hoạt động tốt

2

Gá lắp Aptomat
tổng và các
Aptomat nhánh

Lắp thiết bị trên tủ đúng vị trí
bằng vít

Thiết bị chắc chắn

3

Gá lắp biến
dịng, đồng hồ

Lấy dấu, khoa lỗ, bắt vít, lắp
đặt đúng vị trí trên gối đỡ

Đảm bảo chắc

chắn, mỹ thuật

Hình 2.5

Lấy dấu, khoa lỗ, bắt vít, lắp
đặt đúng vị trí lên mặt ngồi tủ

Đảm bảo chắc
chắn, mỹ thuật

Hình 2.5

Ghi chú

Hình 2.5

vơ cơng, hữu
cơng
4

Gá lắp đồng hồ
đo dịng điện,
đồng hồ đo điện
áp, chuyển mạch