Giáo trình mô đun: cung cấp điện nghề sửa chữa thiết bị điện công nghiệp trình độ lành nghề

tr×nh ®é ®µo t¹o

cc

bé lao ®éng - th­¬ng binh vµ x· héi

Tæng côc d¹y nghÒ

Dù ¸n gi¸o dôc kü thuËt vµ d¹y nghÒ (VTEP)

Gi¸o tr×nh

Hµ Néi - 2005

M« ®un: cung cÊp ®iÖn

M· sè: CIE 01 19 00

NghÒ söa ch÷a thiÕt bÞ

®iÖn c«ng nghiÖp

Tr×nh ®é Lµnh nghÒ

(ChÌn mét h×nh minh ho¹ biÓu t­îng cho m« ®un/ m«n häc)

Logo

(MÆt sau trang b×a)

M· tµI liÖu:

M· quèc tÕ ISBN:…...

Tuyªn bè b¶n quyÒn:

Tµi liÖu nµy thuéc lo¹i s¸ch gi¸o tr×nh

Cho nªn c¸c nguån th«ng tin cã thÓ ®­îc

phÐp dïng nguyªn b¶n hoÆc trÝch dïng

cho c¸c môc ®Ých vÒ ®µo t¹o vµ tham

kh¶o.

Mäi môc ®Ých kh¸c cã ý ®å lÖch l¹c hoÆc

sö dông víi môc ®Ých kinh doanh thiÕu lµnh

m¹nh sÏ bÞ nghiªm cÊm.

Tæng Côc D¹y nghÒ sÏ lµm mäi c¸ch ®Ó

b¶o vÖ b¶n quyÒn cña m×nh.

Tæng Côc D¹y NghÒ c¸m ¬n vµ hoan

nghªnh c¸c th«ng tin gióp cho viÖc tu söa

vµ hoµn thiÖn tèt h¬n tµi liÖu nµy.

§Þa chØ liªn hÖ:

Dù ¸n gi¸o dôc kü thuËt vµ nghÒ nghiÖp

TiÓu Ban Ph¸t triÓn Ch­¬ng tr×nh Häc liÖu

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

Lêi tùa

(Vµi nÐt giíi thiÖu xuÊt xø cña ch­¬ng tr×nh vµ tµi liÖu)

Tµi liÖu nµy lµ mét trong c¸c kÕt qu¶ cña Dù ¸n GDKT-DN ...

(Tãm t¾t néi dung cña Dù ¸n)

(Vµi nÐt giíi thiÖu qu¸ tr×nh H×nh thµnh tµi liÖu vµ c¸c thµnh phÇn tham gia)

(Lêi c¶m ¬n c¸c c¬ quan liªn quan, c¸c ®¬n vÞ vµ c¸ nh©n ®· tham gia …)

(Giíi thiÖu tµi liÖu vµ thùc tr¹ng)

TµI liÖu nµy ®­îc thiÕt kÕ theo tõng m« ®un/ m«n häc thuéc hÖ thèng m« ®un/m«n häc cña

mét ch­¬ng tr×nh, ®Ó ®µo t¹o hoµn chØnh

nghÒ ……………………………..ë cÊp tr×nh ®é …..

vµ ®­îc dïng lµm Gi¸o tr×nh cho häc viªn trong c¸c kho¸ ®µo t¹o, còng cã thÓ ®­îc sö dông cho ®µo

t¹o ng¾n h¹n hoÆc cho c¸c c«ng nh©n kü thuËt, c¸c nhµ qu¶n lý vµ ng­êi sö dông nh©n lùc tham

kh¶o.

§©y lµ tµi liÖu thö nghiÖm sÏ ®­îc hoµn chØnh ®Ó trë thµnh gi¸o tr×nh chÝnh thøc trong hÖ thèng

d¹y nghÒ.

Hµ Néi, ngµy ... th¸ng…. n¨m.....

Gi¸m ®èc Dù ¸n quèc gia

Môc lôc

Trang

1 Lêi Tùa ............................................................................................................... 3

2 Môc lôc ........................................................................................................ ...... 4

3 Giíi thiÖu m«n häc ....................................................................................... ...... 5

4 S¬ ®å quan hÖ theo tr×nh tù häc nghÒ .......................................................... ...... 7

5 C¸c H×nh thøc häc tËp chÝnh trong m«n häc.................................................. ...... 8

6 Yªu cÇu vÒ ®¸nh gi¸ hoµn thµnh m«n häc................................................ .... ..... 8

7 Bµi 1: Kh¸i qu¸t vÒ hÖ thèng cung cÊp ®iÖn .................................................. 10

8 Bµi 2: X¸c ®Þnh nhu cÇu ®iÖn...................................... ......................................... 31

9 Bµi 3: Chän ph­¬ng ¸n cung cÊp ®iÖn ..................................... . ....................... 53

10 Bµi 4: Tr¹m biÕn ¸p ................................................................................... ....... 69

11 Bµi 5: Chèng sÐt vµ nèi ®Êt ................................................................................ 113

12 Bµi 6: ChiÕu s¸ng c«ng nghiÖp ................................................................ .......... 161

13 Bµi 7: N©ng cao hÖ sè c«ng suÊt cos ϕ ............................................................ 180

13 Bµi tËp n©ng cao................................................................................... ....... ..... 205

14 Phô lôc ..................................................................... . .......................... ....... ..... 191

15 Tµi liÖu tham kh¶o ..................................................................................... . ...... 206

16 C¸c ch÷ viÕt t¾t

Giíi thiÖu m«n häc

VÞ trÝ, ý nghÜa, vai trß m«n häc :

Trong c«ng cuéc x©y dùng chñ nghÜa x· héi ë n­íc ta, c«ng nghiÖp ®iÖn lùc gi÷ vai trß

rÊt quan träng. Khi x©y dùng mét nhµ m¸y, mét khu vùc kinh tÕ, mét thµnh phè v.v…tr­íc

tiªn chóng ta ph¶i x©y dùng hÖ thèng cung cÊp ®iÖn ®Ó cÊp ®iÖn n¨ng cho c¸c m¸y mãc, c¸c

nhµ m¸y, xÝ nghiÖp vµ cho nhu cÇu sinh ho¹t cña con ng­êi.

HÖ thèng cung cÊp ®iÖn hiÓu theo nghÜa réng lµ mét hÖ thèng bao gåm c¸c kh©u s¶n

xuÊt, truyÒn t¶i vµ ph©n phèi ®iÖn n¨ng. Nh­ vËy, hÖ thèng ®iÖn bao gåm c¸c nhµ m¸y ph¸t

®iÖn cã thÓ ®­îc coi lµ hÖ thèng cung cÊp ®iÖn cña quèc gia. Nh÷ng hÖ thèng nh­ vËy ®­îc

nghiªn cøu ë c¸c gi¸o tr×nh ″Nhµ m¸y ®iÖn", ″HÖ thèng ®iÖn",v .v… HÖ thèng cung cÊp ®iÖn

®­îc tr×nh bµy trong gi¸o tr×nh nµy ®­îc hiÓu theo nghÜa hÑp h¬n. §ã lµ hÖ thèng truyÒn t¶i

vµ ph©n phèi ®iÖn n¨ng, lµm nhiÖm vô cung cÊp ®iÖn n¨ng cho mét khu vùc nhÊt ®Þnh, nguån

cña nã th­êng lÊy tõ hÖ thèng ®iÖn quèc gia vµ th­êng sö dông cÊp ®iÖn ¸p tõ trung b×nh trë

xuèng.

Gi¸o tr×nh nµy bao gåm 7 bµi.

Ngoµi néi dung ®Ò cËp trong c¸c bµi cßn cã thªm phÇn phô lôc. Phô lôc nµy bao gåm

c¸c sè liÖu tra cøu. Chóng ta biÕt r»ng ®Ó tiÕn hµnh thiÕt kÕ, cung cÊp ®iÖn cÇn ph¶i tra cøu

rÊt nhiÒu sè liÖu. Nh­ng v× khu«n khæ cã h¹n cña cuèn s¸ch, phÇn nµy chØ tr×nh bµy nh÷ng sè

liÖu tra cøu cÇn thiÕt nhÊt, ®ñ dïng ®Ó thiÕt kÕ nh÷ng hÖ thèng cung cÊp ®iÖn th«ng th­êng,

phÇn nµy sÏ rÊt cã Ých vµ thuËn tiÖn cho ng­êi sö dông gi¸o tr×nh nµy.

M« ®un nµy ®­îc häc sau khi häc viªn ®· häc xong c¸c m«n häc An toµn lao ®éng, Kü

thuËt ®iÖn, §o l­êng ®iÖn, VÏ ®iÖn, KhÝ cô ®iÖn, VËt liÖu ®iÖn, ThiÕt bÞ ®iÖn gia dông.

Môc tiªu cña m«n häc:

Sau khi hoµn tÊt m«-®un nµy, häc viªn cã n¨ng lùc:

• Chän ®­îc ph­¬ng ¸n cung cÊp ®iÖn cho mét ph©n x­ëng

• TÝnh chän d©y dÉn, bè trÝ hÖ thèng chiÕu s¸ng phï hîp víi ®iÒu kiÖn lµm viÖc, môc

®Ých sö dông.

• TÝnh chän ®­îc chèng sÐt vµ nèi ®Êt.

Môc tiªu thùc hiÖn cña m«n häc:

Häc xong m«n häc nµy, häc viªn cã n¨ng lùc:

• Chän ph­¬ng ¸n, l¾p ®Æt ®­îc ®­êng d©y cung cÊp ®iÖn cho mét ph©n x­ëng phï

hîp yªu cÇu cung cÊp ®iÖn theo Tiªu chuÈn ViÖt Nam.

• TÝnh chän ®­îc d©y dÉn, bè trÝ hÖ thèng chiÕu s¸ng phï hîp víi ®iÒu kiÖn lµm viÖc,

môc ®Ých sö dông theo qui ®Þnh kü thuËt ®iÖn.

• TÝnh chän ®­îc nèi ®Êt vµ chèng sÐt cho ®­êng d©y t¶i ®iÖn vµ c¸c c«ng tr×nh phï

hîp ®iÒu kiÖn lµm viÖc, theo Tiªu chuÈn ViÖt Nam.

Néi dung chÝnh cña m«n häc:

§Ó thùc hiÖn môc tiªu m«-®un, néi dung bao gåm:

• Tr×nh bµy c¸c kh¸i niÖm chung vÒ c¸c nhµ m¸y ®iÖn, c¸c ph­¬ng ph¸p s¶n xuÊt ®iÖn

n¨ng.

• Kh¸i qu¸t vÒ m¹ng ®iÖn ¸p, tr¹m biÕn ¸p, c¸c ®­êng d©y truyÒn t¶i vµ ph©n phèi

®iÖn n¨ng.

• Chän sè l­îng, c«ng suÊt vµ ®Êu d©y vËn hµnh tr¹m biÕn ¸p.

• Ph­¬ng ph¸p thiÕt kÕ hÖ thèng chiÕu s¸ng ®¹t yªu cÇu, chÊt l­îng.

• BiÖn ph¸p n©ng cao hÖ sè c«ng suÊt cosϕ.

• TÝnh chän chèng sÐt vµ nèi ®Êt.

M« ®un nµy bao gåm 7 bµi häc sau:

Bµi 1: Kh¸i qu¸t vÒ hÖ thèng cung cÊp ®iÖn

Bµi 2: X¸c ®Þnh nhu cÇu ®iÖn

Bµi 3: Chän Ph­¬ng ¸n cung cÊp ®iÖn

Bµi 4: Tr¹m biÕn ¸p

Bµi 5: Chèng sÐt vµ nèi ®Êt

Bµi 6: ChiÕu s¸ng c«ng nghiÖp

Bµi 7: N©ng cao hÖ sè c«ng suÊt cos ϕ

S¬ ®å quan hÖ theo tr×nh tù häc nghÒ

Ghi chó

M«-®un cung cÊp ®iÖn ph¶i häc sau khi ®· hoµn thµnh c¸c m«n häc An toµn lao ®éng, Kü thuËt ®iÖn, §o l­êng ®iÖn, VÏ ®iÖn, KhÝ cô ®iÖn, VËt liÖu ®iÖn, ThiÕt bÞ ®iÖn gia dông.

:

M«-®un cung cÊp ®iÖn lµ mét m« ®un chuyªn ngµnh c¬ b¶n vµ b¾t buéc. Mäi häc viªn ph¶i häc vµ ®¹t kÕt qu¶ chÊp nhËn ®­îc ®èi víi c¸c bµi kiÓm tra ®¸nh gi¸ vµ thi kÕt thóc nh­ ®· ®Æt ra

trong ch­¬ng tr×nh ®µo t¹o.

Nh÷ng häc viªn qua kiÓm tra vµ thi mµ kh«ng ®¹t ph¶i thu xÕp cho häc l¹i nh÷ng phÇn ch­a ®¹t ngay vµ ph¶i ®¹t ®iÓm chuÈn míi ®­îc phÐp häc tiÕp c¸c m« ®un tiÕp theo.

Häc viªn, khi chuyÓn tr­êng, chuyÓn ngµnh.nÕu ®· häc ë mét c¬ së ®µo t¹o kh¸c råi th× ph¶i xuÊt tr×nh giÊy chøng nhËn; Trong mét sè tr­êng hîp cã thÓ vÉn ph¶i qua s¸t h¹ch l¹i.

Mét m«-®un bæ trî

ChÝnh trÞ - 01

PH¸P LUËT - 02

THÓ CHÊT - 03

Q. phßNG - 04

TIN HäC - 05

ANH V¡N - 06

khÝ cô ®IÖn - 14

vËt liÖu ®IÖn -13

kü thuËt ®IÖn - 08

kü thuËt nguéi - 12

vÏ kt c¬ khÝ- 10

t-h trang bÞ ®IÖn 1 - 22

®IÖn tö øng dông - 23

k-thuËt c¶m biÕn - 24

kü thuËt sè - 25

trang bÞ ®IÖn 1 - 21

q -d©y m¸y ®IÖn -18

cung cÊp ®IÖn 1 - 19

m¸y ®IÖn -17

trang bÞ ®Ön 2 - 26

Plc c¬ b¶n -27

Thùc tËp s¶n suÊt

§ÇU VµO

C¸c m«n häc chung

®o lêng ®IÖn 1 - 16

vÏ ®IÖn - 11

thiÕt bÞ ®IÖn gd - 15

®IÖn tö c¬ b¶n - 09

kt l¾p ®Æt ®IÖn - 20

C¸c H×nh thøc häc tËp chÝnh trong m«n häc

Ho¹t ®éng häc trªn líp:

• C¸c kh¸i niÖm chung vÒ c¸c nhµ m¸y ®iÖn, c¸c ph­¬ng ph¸p s¶n xuÊt ®iÖn

n¨ng.

• Kh¸i qu¸t vÒ m¹ng ®iÖn ¸p, tr¹m biÕn ¸p, c¸c ®­êng d©y truyÒn t¶i vµ ph©n

phèi ®iÖn n¨ng.

• Chän sè l­îng, c«ng suÊt vµ ®Êu d©y vËn hµnh tr¹m biÕn ¸p.

• Ph­¬ng ph¸p thiÕt kÕ hÖ thèng chiÕu s¸ng ®¹t yªu cÇu, chÊt l­îng.

• BiÖn ph¸p n©ng cao hÖ sè c«ng suÊt cosϕ.

• TÝnh chän chèng sÐt vµ nèi ®Êt.

Ho¹t ®éng thùc hµnh t¹i x­ëng ®iÖn:

- §Êu m¸y biÕn ¸p ®Ó H×nh thµnh c¸c tæ nèi d©y m¸y biÕn ¸p nh­: Y/Y-12, Y/∇-11.

§o kiÓm c¸c th«ng sè c¬ b¶n cña m¸y biÕn ¸p.

- §Êu d©y vËn hµnh song song m¸y biÕn ¸p. §o kiÓm c¸c th«ng sè c¬ b¶n cña

m¸y biÕn ¸p.

- Thùc hµnh trªn m« H×nh viÖc l¾p ®Æt ®­êng d©y truyÒn t¶i, ph©n phèi ngÇm, ph©n

phèi trªn kh«ng.

- §o ®iÖn trë tiÕp ®Êt, ®iÖn trë c¸ch ®iÖn cña thiÕt bÞ.

- TÝnh to¸n chèng sÐt cho mét tr¹m biÕn ¸p cô thÓ, mét c«ng tr×nh cô thÓ, nhµ ë cô

thÓ mµ gi¸o viªn yªu cÇu.

- TÝnh chän d©y dÉn, bè trÝ hÖ thèng chiÕu s¸ng phï hîp víi ®iÒu kiÖn lµm viÖc,

môc ®Ých sö dông theo qui ®Þnh kü thuËt ®iÖn.

- L¾p r¸p m¹ch, kh¶o s¸t vµ ®o kiÓm c¸c th«ng sè theo yªu cÇu.

Ho¹t ®éng tham quan thùc tÕ:

Tham quan vÒ c¸c hÖ thèng cung cÊp ®iÖn t¹i tr­êng, t¹i mét doanh nghiÖp ë ®Þa

ph­¬ng.

Yªu cÇu vÒ ®¸nh gi¸ hoµn thµnh m«n häc

• BµI kiÓm tra 1: 45 phót: KiÓm tra träng t©m ë c¸c néi dung sau:

- Kh¶ n¨ng s¶n xuÊt, truyÒn t¶I, ph©n phèi n¨ng l­îng ®IÖn ë n­íc ta.

- X¸c ®Þnh ®­îc phô t¶I tÝnh to¸n

- TÝnh to¸n ®­îc mét sè phô t¶I ®Æc biÖt.

• BµI kiÓm tra 2: 45 phót: KiÓm tra träng t©m ë c¸c néi dung sau:

- Chän ph­¬ng ¸n cung cÊp ®iÖn.

- Chän vÞ trÝ, sè l­îng vµ c«ng suÊt tr¹m.

• BµI kiÓm tra 3: 45 phót: KiÓm tra träng t©m ë néi dung:

- C«ng dông cña chèng sÐt vµ nèi ®Êt.

- TÝnh to¸n ®­îc chèng sÐt vµ nèi ®Êt.

• BµI kiÓm tra 4: 45 phót: KiÓm tra träng t©m ë c¸c néi dung

- TÝnh to¸n chiÕu s¸ng c«ng nghiÖp.

- Chän c¸c thiÕt bÞ, khÝ cô ®iÖn trong m¹ng chiÕu s¸ng.

- C¸c biÖn ph¸p n©ng cao hÖ sè c«ng suÊt.

• BµI kiÓm tra 5 (Thùc hµnh): 90 phót. TiÕn hµnh th­êng xuyªn trong c¸c buæi

thùc hµnh. Néi dung träng t©m ®¸nh gi¸ lµ:

- §Êu m¸y biÕn ¸p ®Ó H×nh thµnh c¸c tæ nèi d©y m¸y biÕn ¸p nh­: Y/Y-12,

Y/∇-11. §o kiÓm c¸c th«ng sè c¬ b¶n cña m¸y biÕn ¸p.

- §Êu d©y vËn hµnh song song m¸y biÕn ¸p. §o kiÓm c¸c th«ng sè c¬ b¶n cña

m¸y biÕn ¸p.

- Thùc hµnh trªn m« H×nh viÖc l¾p ®Æt ®­êng d©y truyÒn t¶i, ph©n phèi ngÇm,

ph©n phèi trªn kh«ng.

- §o ®iÖn trë tiÕp ®Êt, ®iÖn trë c¸ch ®iÖn cña thiÕt bÞ.

- TÝnh to¸n chèng sÐt cho mét tr¹m biÕn ¸p cô thÓ, mét c«ng tr×nh cô thÓ, nhµ

ë cô thÓ mµ gi¸o viªn yªu cÇu.

- TÝnh chän d©y dÉn, bè trÝ hÖ thèng chiÕu s¸ng phï hîp víi ®iÒu kiÖn lµm

viÖc, môc ®Ých sö dông theo qui ®Þnh kü thuËt ®iÖn.

- L¾p r¸p m¹ch, kh¶o s¸t vµ ®o kiÓm c¸c th«ng sè theo yªu cÇu.

• BµI KiÓm tra 6 (kÕt thóc m«-®un): (90 - 120) phót. Gåm 2 phÇn:

- Lý thuyÕt: Néi dung tæng hîp c¸c ý träng t©m cña tõng bµi häc. TiÕn hµnh

b»ng H×nh thøc kiÓm tra viÕt hoÆc tr¾c nghiÖm.

- Thùc hµnh: Cã thÓ tiÕn hµnh 1 trong 2 kiÓu sau ®©y:

 Gi¸o viªn ®­a ra mét m¹ch ®iÖn tæng hîp vÒ hÖ thèng cung cÊp

®iÖn ®ang cã sai lçi. Häc viªn kh¶o s¸t vµ thùc hiÖn:

o Nªu hiÖn tr¹ng cña m« h×nh, chØ ra c¸c chç sai lçi.

o Söa ch÷a, l¾p r¸p, ®o kiÓm l¹i c¸c th«ng sè cña m¹ch.

o ViÕt b¸o c¸o vÒ quy tr×nh thùc hiÖn.

 Gi¸o viªn ®­a ra mét s¬ ®å m¹ch ®iÖn cã nh÷ng yªu cÇu cô thÓ.

Häc viªn thùc hiÖn:

o L¾p r¸p m¹ch, kh¶o s¸t, ®o kiÓm c¸c th«ng sè theo yªu cÇu.

o ViÕt b¸o c¸o vÒ quy tr×nh thùc hiÖn.

Bµi 1

Kh¸i qu¸t vÒ hÖ thèng cung cÊp ®iÖn

M· bµi : CIE 01 19 01

Giíi thiÖu bµi häc.

Ngµy nay, nÒn kinh tÕ n­íc ta ®ang ph¸t triÓn m¹nh mÏ, ®êi sèng nh©n d©n còng

®­îc n©ng cao nhanh chãng, nhu cÇu ®iÖn n¨ng trong c¸c lÜnh vùc c«ng nghiÖp, n«ng

nghiÖp, dÞch vô vµ sinh ho¹t t¨ng tr­ëng kh«ng ngõng. Mét lùc l­îng ®«ng ®¶o c¸n bé

kü thuËt trong vµ ngoµi ngµnh ®iÖn lùc ®ang tham gia thiÕt kÕ, l¾p ®Æt c¸c c«ng tr×nh

®iÖn.

Ng­êi thiÕt kÕ ph¶i cã sù hiÓu biÕt nhÊt ®Þnh vÒ x· héi, m«i tr­êng, vÒ c¸c ®èi t­îng

cÊp ®iÖn, vÒ tiÕp thÞ. C«ng tr×nh thiÕt kÕ d­ thõa sÏ g©y l·ng phÝ ®Êt ®ai, nguyªn liÖu, lµm

ø ®äng vèn ®Çu t­. C«ng tr×nh thiÕt kÕ sai (hoÆc do thiÕu hiÓu biÕt, hoÆc do lîi nhuËn) sÏ

g©y ra hËu qu¶ kh«n l­êng: g©y sù cè mÊt ®iÖn, g©y ch¸y næ lµm thiÖt h¹i ®Õn tÝnh m¹ng

vµ tµi s¶n cña nh©n d©n.

§èi víi nh÷ng ng­êi c«ng t¸c trong ngµnh ®iÖn th× m¶ng kiÕn thøc vÒ lÜnh vùc nµy

lµ kh«ng thÓ thiÕu. Nã lµ tiÒn ®Ò cho viÖc tiÕp thu, thùc hiÖn c¸c bµi tiÕp theo.

Môc tiªu thùc hiÖn:

Häc xong bµi nµy, häc viªn cã n¨ng lùc:

NhËn thøc chÝnh x¸c vÒ s¶n xuÊt, truyÒn t¶i vµ ph©n phèi ®iÖn n¨ng tõ ®ã phôc vô

cho viÖc tiÕp thu tèt nh÷ng bµi häc tiÕp theo.

Néi dung chÝnh:

§Ó thùc hiÖn môc tiªu bµi häc, néi dung bao gåm:

1.1 Nguån n¨ng l­îng tù nhiªn vµ ®Æc ®iÓm cña n¨ng l­îng ®iÖn.

1.2 C¸c d¹ng nguån ®iÖn.

1.3 M¹ng l­íi ®iÖn.

1.4 Hé tiªu thô.

1.5 Nh÷ng yªu cÇu vµ néi dung chñ yÕu khi thiÕt kÕ hÖ thèng cung cÊp ®iÖn.

1.6 Mét vµi nÐt vÒ t×nh H×nh n¨ng l­îng ë ViÖt Nam trong giai ®o¹n hiÖn nay vµ

triÓn väng,

C¸c H×nh thøc häc tËp:

H×nh thøc nghe gi¶ng trªn líp cã th¶o luËn

H×nh thøc tù häc vµ «n tËp

H×nh thøc thùc hµnh t¹i x­ëng tr­êng

Ho¹t ®éng I: nghe gi¶ng trªn líp cã th¶o luËn

Kh¸i qu¸t vÒ hÖ thèng cung cÊp ®iÖn

1.1. Nguån n¨ng l­îng tù nhiªn vµ ®Æc ®iÓm cña n¨ng l­îng ®iÖn.

Ngµy nay, ng­êi ta ®· t¹o ra ngµy cµng nhiÒu cña c¶i vËt chÊt cho x· héi. Trong sè

cña c¶i vËt chÊt Êy cã nhiÒu d¹ng n¨ng l­îng ®­îc t¹o ra.

N¨ng l­îng c¬ b¾p cña ng­êi vµ vËt còng lµ mét nguån nÆng l­îng ®· cã tõ xa x­a

cña x· héi loµi ng­êi. Sù ph¸t triÓn m¹nh mÏ vµ liªn tôc nh÷ng ho¹t ®éng cña con ng­êi

trªn qu¶ ®Êt ®ßi hái ngµy cµng nhiÒu n¨ng l­îng lÊy tõ c¸c nguån trong thiªn nhiªn.

Thiªn nhiªn xung quanh ta rÊt giµu, nguån n¨ng l­îng ®iÖn còng rÊt dåi dµo. Than

®¸, dÇu khÝ, nguån n­íc cña c¸c dßng s«ng vµ biÓn c¶, nguån ph¸t nhiÖt l­îng v« cïng

phong phó cña mÆt trêi vµ ë trong lßng ®Êt, c¸c luång khÝ chuyÓn ®éng, giã v.v... ®· lµ

nh÷ng nguån n¨ng l­îng rÊt tèt vµ quÝ gi¸ ®èi víi con ng­êi.

N¨ng l­îng ®iÖn (®iÖn n¨ng) hiÖn nay ®· lµ mét d¹ng n¨ng l­îng rÊt phæ biÕn, s¶n

l­îng h»ng n¨m trªn thÕ giíi ngµy cµng t¨ng vµ chiÕm h»ng ngh×n tû kWh. Së dÜ ®iÖn

n¨ng ®­îc th«ng dông nh­ vËy v× nã cã nhiÒu ­u ®iÓm nh­: dÔ dµng chuyÓn thµnh c¸c

n¨ng l­îng kh¸c (c¬, ho¸, nhiÖt v.v...), dÔ chuyÓn t¶i ®i xa, hiÖu suÊt l¹i cao.

Trong qu¸ tr×nh s¶n xuÊt vµ ph©n phèi, ®iÖn n¨ng cã mét sè ®Æc ®iÓm chÝnh nh￾sau:

- Kh¸c víi hÇu hÕt c¸c lo¹i s¶n phÈm, ®iÖn n¨ng s¶n xuÊt ra nãi chung kh«ng tÝch

tr÷ ®­îc

§Æc ®iÓm nµy cÇn qu¸n triÖt kh«ng nh÷ng trong nhiÖm vô quy ho¹ch, thiÕt kÕ hÖ

thèng cung cÊp ®iÖn, nh»m gi÷ v÷ng chÊt l­îng ®iÖn n¨ng thÓ hiÖn ë gi¸ trÞ ®iÖn ¸p vµ

tÇn sè.

(trõ mét vµi tr­êng hîp c¸ biÖt víi c«ng suÊt rÊt nhá ng­êi ta dïng pin vµ ¾c quy

lµm bé phËn tÝch tr÷). T¹i mäi thêi ®iÓm, ta ph¶i ®¶m b¶o c©n b»ng gi÷a ®iÖn n¨ng ®­îc

s¶n xuÊt ra víi ®iÖn n¨ng tiªu thô kÓ c¶ nh÷ng tæn thÊt do truyÒn t¶i.

- C¸c qu¸ tr×nh vÒ ®iÖn x¶y ra rÊt nhanh

§Æc ®iÓm nµy ®ßi hái ph¶i sö dông thiÕt bÞ tù ®éng trong vËn hµnh, trong ®iÒu ®é hÖ

thèng cung cÊp ®iÖn. Bao gåm c¸c kh©u b¶o vÖ, ®iÒu chØnh vµ ®iÒu khiÓn, t¸c ®éng

trong tr¹ng th¸i b×nh th­êng vµ sù cè, nh»m ®¶m b¶o hÖ thèng cung cÊp ®iÖn lµm viÖc

tin cËy vµ kinh tÕ.

, vÝ dô sãng ®iÖn tõ lan truyÒn trong d©y

dÉn víi tèc ®é rÊt lín xÊp xØ tèc ®é ¸nh s¸ng 300.000 km/sec, qu¸ tr×nh sãng sÐt lan

truyÒn, qu¸ tr×nh qu¸ ®é, ng¾n m¹ch x¶y ra rÊt nhanh (trong vßng nhá h¬n 1/10 gi©y).

- §Æc ®iÓm thø ba lµ: c«ng nghiÖp ®iÖn lùc cã liªn quan chçt chÏ ®Õn hÇu hÕt c¸c

ngµnh kinh tÕ quèc d©n (khai th¸c má, c¬ khÝ, d©n dông, c«ng nghiÖp nhÑ...). §ã lµ mét

trong nh÷ng ®éng lùc t¨ng n¨ng suÊt lao ®éng, t¹o nªn sù ph¸t triÓn nhÞp nh»ng trong

cÊu tróc kinh tÕ.

Qu¸n triÖt ®Æc ®iÓm nµy sÏ x©y dùng ®­îc nh÷ng quyÕt ®Þnh hîp lý trong møc ®é

®iÖn khÝ hãa ®èi víi c¸c ngµnh kinh tÕ c¸c vïng l·nh thæ kh¸c nhau; møc ®é x©y dùng

nguån ®iÖn, m¹ng l­íi truyÒn t¶i ph©n phèi, nh»m ®¸p øng sù ph¸t triÓn c©n ®èi, tr¸nh

®­îc nh÷ng thiÖt h¹i kinh tÕ quèc d©n do ph¶i h¹n chÕ nhu cÇu cña hé dïng ®iÖn.

§iÖn n¨ng ®­îc s¶n xuÊt chñ yÕu d­íi d¹ng ®iÖn xoay chiÒu víi tÇn sè 60Hz (t¹i

Mü vµ Canada) hay 50Hz (t¹i ViÖt Nam vµ c¸c n­íc kh¸c).

HÖ thèng ®iÖn bao gåm ba kh©u: nguån ®iÖn, truyÒn t¶i ®iÖn vµ tiªu thô ®iÖn.

♦ Nguån ®iÖn lµ c¸c nhµ m¸y ®iÖn (nhiÖt ®iÖn, thñy ®iÖn, ®iÖn nguyªn tö v.v…) vµ

c¸c tr¹m ph¸t ®iÖn (®iªzen, ®iÖn giã, ®iÖn mÆt trêi v.v…)

♦ Tiªu thô ®iÖn bao gåm tÊt c¶ c¸c ®èi t­îng sö dông ®iÖn n¨ng trong c¸c lÜnh

vùc kinh tÕ vµ ®êi sèng: c«ng nghiÖp, n«ng nghiÖp, l©m nghiÖp, giao th«ng vËn t¶i,

th­¬ng m¹i, dÞch vô, phôc vô sinh ho¹t...

♦ §Ó truyÒn t¶i ®iÖn tõ nguån ph¸t ®Õn c¸c hé tiªu thô ng­êi ta sö dông l­íi ®iÖn.

L­íi ®iÖn bao gåm ®­êng d©y t¶i ®iÖn vµ tr¹m biÕn ¸p.

L­íi ®iÖn n­íc ta hiÖn cã nhiÒu cÊp ®iÖn ¸p: 0,4kV; 6kV; 10kV; 22kV; 35kV; 110kV;

220kV vµ 500kV. Mét sè chuyªn gia cho r»ng, trong t­¬ng l¹i l­íi ®iÖn ViÖt Nam chØ nªn

tån t¹i n¨m cÊp ®iÖn ¸p: 0,4kV; 22kV; 110kV; 220kV vµ 500kV.

Cã nhiÒu c¸ch ph©n lo¹i l­íi ®iÖn:

• C¨n cø vµo trÞ sè ®iÖn ¸p, chia ra:

- L­íi siªu cao ¸p: 500kV.

- L­íi cao ¸p: 220kV; 110kV.

- L­íi trung ¸p: 35kV; 22kV; 10kV; 6kV.

- L­íi h¹ ¸p: 0,4kV.

• C¨n cø vµo nhiÖm vô, chia ra:

- L­íi cung cÊp: 110kV; 220kV; 500kV.

- L­íi ph©n phèi: 0,4kV; 6kV; 10kV; 22kV; 35kV.

• C¨n cø vµo ph¹m vi cÊp ®iÖn, chia ra:

- L­íi khu vùc.

- L­íi ®Þa ph­¬ng.

• C¨n cø vµo sè pha, chia ra:

- L­íi mét pha.

- L­íi hai pha.

- L­íi ba pha.

• C¨n cø vµo ®èi t­îng cÊp ®iÖn, chia ra:

- L­íi c«ng nghiÖp.

- L­íi n«ng nghiÖp.

- L­íi ®« thÞ.

* HÖ thèng ®iÖn hiÖn ®¹i:

HÖ thèng ®iÖn ngµy nay lµ mét m¹ng l­íi liªn kÕt phøc t¹p (H×nh 1.1) vµ cã thÓ

chia ra lµm 4 phÇn:

• Nhµ m¸y ®iÖn.

• M¹ng truyÒn t¶I – truyÒn t¶I phô.

• M¹ng ph©n phèi.

• Phô t¶i ®iÖn.

1.2. C¸c d¹ng nguån ®iÖn:

Cã rÊt nhiÒu ph­¬ng ph¸p biÕn ®æi ®iÖn n¨ng tõ c¸c d¹ng n¨ng l­îng kh¸c nh￾nhiÖt n¨ng, thuû n¨ng, n¨ng l­îng h¹t nh©n... v× vËy cã nhiÒu kiÓu nguån ph¸t ®iÖn kh¸c

nhau: nhµ m¸y nhiÖt ®iÖn, thuû ®iÖn, ®iÖn nguyªn tö, tr¹m ®iÖn giã, ®iÖn ®iªzen...

HiÖn nay, nhµ m¸y nhiÖt ®iÖn vµ thuû ®iÖn vÉn lµ nh÷ng nguån ®iÖn chÝnh s¶n xuÊt

ra ®iÖn trªn thÕ giíi dï cho sù ph¸t triÓn cña nhµ m¸y ®iÖn nguyªn tö ngµy cµng t¨ng.

H×nh 1.1: S¬ ®å nguyªn lý c¸c thµnh phÇn cña hÖ thèng

1.2.1. Nhµ m¸y nhiÖt ®iÖn (NMN§):

Bao gåm:

- Nhµ m¸y nhiÖt ®iÖn ng­ng h¬i: Lµ nhµ m¸y nhiÖt ®iÖn mµ viÖc th¶i nhiÖt cña m«i

chÊt lµm viÖc (h¬i n­íc) ®­îc thùc hiÖn qua b×nh ng­ng.

- Nhµ m¸y nhiÖt ®iÖn rót h¬i: ®ång thêi s¶n xuÊt ®iÖn n¨ng vµ nhiÖt ®iÖn. VÒ

nguyªn lý ho¹t ®éng gièng nh­ nhµ m¸y nhiÖt ®iÖn ng­ng h¬i, song ë ®©y l­îng h¬i rót

ra ®¸ng kÓ tõ mét sè tÇng cña tuèc bin ®Ó cÊp cho c¸c phô t¶i nhiÖt c«ng nghiÖp vµ sinh

ho¹t. Do ®ã hiÖu suÊt chung cña nhµ m¸y t¨ng lªn.

ë nhµ m¸y nhiÖt ®iÖn sù biÕn ®æi n¨ng l­îng ®­îc thùc hiÖn theo nguyªn lý:

NhiÖt n¨ng → C¬ n¨ng → §iÖn n¨ng.

Nhµ m¸y nhiÖt ®iÖn cã nh÷ng ®Æc ®iÓm sau:

• Th­êng ®­îc x©y dùng gÇn nguån nhiªn liÖu vµ nguån n­íc.

• TÝnh linh ho¹t trong vËn hµnh kÐm, khëi ®éng vµ t¨ng phô t¶i chËm.

• HiÖu suÊt thÊp (η = 30 ÷ 40%)

• Khèi l­îng nhiªn liÖu sö dông lín, khãi th¶i vµ « nhiÔm m«i tr­êng.

1.2.2. Nhµ m¸y thñy ®iÖn (NMT§):

Nguyªn lý cña nhµ m¸y thñy ®iÖn lµ sö dông n¨ng l­îng dßng n­íc ®Ó lµm quay

trôc tuèc bin thñy lùc ®Ó ch¹y m¸y ph¸t ®iÖn. ë ®©y, qu¸ tr×nh biÕn ®æi n¨ng l­îng lµ:

Thñy n¨ng → C¬ n¨ng → §iÖn n¨ng.

C«ng suÊt cña nhµ m¸y thñy ®iÖn phô thuéc vµo hai yÕu tè chÝnh lµ l­u l­îng dßng

n­íc Q qua c¸c tuèc bin vµ chiÒu cao cét n­íc H, ®ã lµ:

P = 9,81QH MW

hay chÝnh x¸c h¬n: P = 9,81 QHη.

Trong ®ã: Q: l­u l­îng n­íc (m3

/sec)

H: chiÒu cao cét n­íc (m)

η: hiÖu suÊt tuèc bin

Nhµ m¸y thñy ®iÖn cã nh÷ng ®Æc ®iÓm sau:

• X©y dùng gÇn nguån n­íc nªn th­êng xa phô t¶i.

• Vèn ®Çu t­ x©y l¾p ban ®Çu lín, chñ yÕu thuéc vÒ c¸c c«ng tr×nh nh­ ®Ëp

ch¾n, hå chøa . . .

• Thêi gian x©y dùng kÐo dµi.

• Chi phÝ s¶n xuÊt ®iÖn n¨ng thÊp.

• Thêi gian khëi ®éng m¸y ng¾n.

• HiÖu suÊt cao (η = 80 ÷ 90%).

• Tuæi thä cao.

1.2.3. Nhµ m¸y ®iÖn nguyªn tö (NM§NT)

Nhµ m¸y ®iÖn nguyªn tö còng t­¬ng tù nh­ nhµ m¸y nhiÖt ®iÖn vÒ ph­¬ng diÖn

biÕn ®æi n¨ng l­îng: Tøc lµ nhiÖt n¨ng do ph©n hñy h¹t nh©n sÏ biÕn thµnh c¬ n¨ng vµ

tõ c¬ n¨ng sÏ biÕn thµnh ®iÖn n¨ng.

ë nhµ m¸y ®iÖn nguyªn tö, nhiÖt n¨ng thu ®­îc kh«ng ph¶i b»ng c¸ch ®èt ch¸y

c¸c nhiªn liÖu h÷u c¬ mµ thu ®­îc trong qu¸ tr×nh ph¸ vì liªn kÕt h¹t nh©n nguyªn tö

cña c¸c chÊt Urani-235 hay Plutoni-239... trong lß ph¶n øng. Do ®ã nÕu nh­ NMN§

dïng lß h¬i th× NM§NT dïng lß ph¶n øng vµ nh÷ng m¸y sinh h¬i ®Æc biÖt.

H×nh 1.3: S¬ ®å nguyªn lý nhµ m¸y ®iÖn nguyªn tö lo¹i

lß ph¶n øng n­íc s«I

1. Buång ph¶n øng. 5. §Õ. 9. B×nh ng­ng.

2. Vá b¶o vÖ. 6. èng dÉn h¬i chÝnh 10. §Õn tr¹m ®iÖn.

3. Lâi ph¶n øng. 7. B¬m cÊp n­íc.

4. Thanh ®iÒu khiÓn. 8. Tuèc bin m¸y ph¸t.

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

(8)

(9)

(10)

H×nh 1.2: S¬ ®å nguyªn lý nhµ m¸y ®iÖn nguyªn tö

lo¹i lß ph¶n øng n­íc ¸p lùc

1. CÊu tróc b¶o vÖ. 5. M¸y b¬m. 9. B¬m cÊp.

2. B×nh ph¶n øng. 6. Nåi h¬i. 10. N­íc ng­ng.

3. Lß ph¶n øng. 7. èng h¬i. 11. M¸y ph¸t ®iÖn.

4. Thanh ®iÒu khiÓn. 8. Tuèc bin. 12. Th¸p ng­ng.

(1)

(2)

(4)

(7)

(11)

(12)

(10)

(8)

(6)

(5)

(9)

(3)