Bài giảng Cung cấp điện cho xí nghiệp công nghiệp & dân dụng - Chương 1: Tổng quan về hệ thống cung cấp điện - Đại học Bách Khoa HCM

Nội dung text: Bài giảng Cung cấp điện cho xí nghiệp công nghiệp & dân dụng - Chương 1: Tổng quan về hệ thống cung cấp điện - Đại học Bách Khoa HCM

1. Chương 1 Tổng quan về Hệ thống Cung Cấp Điện 1.1 Các khái niệm cơ bản  Hệ thống cung cấp điện: Tổ hợp các thiết bị và khí cụ điện liên kết với nhau với chức năng cung cấp năng lượng điện cho các hộ tiêu thụ điện.  Hộ tiêu thụ điện: Là nhà máy công nghiệp, tổ chức, các xưởng sản xuất, khu vực xây dựng, tòa nhà, căn hộ, mà ở đó các thiết bị tiêu thụ điện kết nối với lưới điện và sử dụng năng lượng điện.  Thiết bị tiêu thụ điện: Là phần điện của thiết bị công nghệ, có chức năng biến đổi năng lượng điện thành các dạng năng lượng khác cơ năng, nhiệt năng, quang năng, hóa năng 2
2. Chương 1 Tổng quan về Hệ thống Cung Cấp Điện 1.2 Đặc điểm của quá trình sản xuất và phân phối điện năng 1. Quá trình sản xuất, truyền tải, phân phối và tiêu thụ năng lượng điện xảy ra cùng một thời điểm. Vì vậy luôn phải đảm bảo đẳng thức: Pp Ptai Ptd P Qp Qtai Qtd Q 2. Quá trình quá độ xảy ra rất nhanh (vài mili giây) như ngắn mạch, đóng, ngắt nguồn, thay đổi tải hay mất ổn định hệ thống. 4
3. Chương 1 Tổng quan về Hệ thống Cung Cấp Điện 1.3 Yêu cầu đối với hệ thống cung cấp điện 1. Liên tục cung cấp điện 2. Đảm bảo chất lượng điện năng 3. Đảm bảo chỉ tiêu kinh tế cao 4. An toàn đối với con người Điện năng là một phần trong giá thành của sản phẩm, ví dụ trong ngành chế tạo máy 2-3%, trong ngành luyện kim 20-35%, nên giảm mức tiêu thụ điện năng ở giai đoạn thiết kế là rất quan trọng và cho phép giảm đáng kể chi phí sản xuất 6
4. Chương 1 Tổng quan về Hệ thống Cung Cấp Điện Hệ thống cung cấp điện hiện đại phải đảm bảo  Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện phù hợp với loại hộ tiêu thụ điện  Đảm bảo chất lượng điện năng theo tiêu chuẩn ngành điện  Đảm bảo an toàn cho kỹ thuật viên điện cũng như công nhân vận hành trong nhà máy  Linh hoạt trong việc thay đổi sơ đồ cung cấp điện khi cần thiết thay đổi quá trình sản xuất.  Không gây tổn hại đến môi trường xung quanh 8
5. Chương 1 Tổng quan về Hệ thống Cung Cấp Điện 1.4.1 Phân loại phụ tải theo độ tin cậy cấp điện Hộ tiêu thụ điện loại I Không cho phép mất điện, nếu mất điện sẽ ảnh hưởng đến tính mạng của con người, gây tác hại lớn về chính trị, kinh tế, làm rối loạn quá trình công nghệ phức tạp, hư hỏng thiết bị sản xuất trong yếu, hư hỏng sản phẩm hàng loạt. Ví dụ: bệnh viện, các hệ thống rada, trung tâm truyền hình, nhà máy luyện gang thép, hệ thống thông gió cho khu hầm lò, nồi hơi xử lý, máy bơm hệ thống cung cấp nước, hệ thống nước thải. Trong nhóm này phân ra nhóm phụ tải đặc biệt, ví dụ trong luyện kim màu – động cơ bơm nước làm mát lò nấu kim loại, hệ thống khử khí trong trạm đốt nóng không khí 10
6. Chương 1 Tổng quan về Hệ thống Cung Cấp Điện Hộ tiêu thụ điện loại II Là các hộ tiêu thụ khi mất điện gây thiệt hại về kinh tế như ảnh hưởng lớn đến sản lượng hoặc gây ra phế phẩm, ảnh hưởng đến kế hoạch sản xuất, giao thông trở ngại, lãng phí sức lao động Ví dụ: Hệ thống đèn giao thông, nhà máy sợi, nhà máy dệt, nhà máy nhựa. Yêu cầu về cung cấp điện  Việc quyết định sử dụng đường dây kép dẫn điện, hay hai nguồn khác nhau trở lên, hoặc đặt máy phát điện dự phòng phụ thuộc vào so sánh về mặt kinh tế.  Thời gian mất điện có thể là thời gian đóng nguồn 12 dự trữ bằng tay do người trực thực hiện
7. Chương 1 Tổng quan về Hệ thống Cung Cấp Điện 1.4.2 Phân loại theo chế độ làm việc Chế độ làm việc dài hạn: phụ tải làm việc trong khoảng thời dài khi nhiệt độ các phần tử của thiết bị không vượt quá mức độ cho phép Ví dụ: hệ truyền động của các máy công nghệ chính máy bơm, máy nén khí, thiết bị vận tải băng truyền, phụ tải chiếu sáng. 14
8. Chương 1 Tổng quan về Hệ thống Cung Cấp Điện Chế độ làm việc ngắn hạn lặp lại: Thời gian làm việc xen kẽ thời gian nghỉ và tổng thời gian đó không quá 10 phút. Trong đó nhiệt độ không tăng quá mức cho phép và cũng không giảm đến nhiệt độ môi trường. Ví dụ: thiết bị nâng hạ, thang máy, cần cẩu, thiết bị hàn Giá trị a tiêu chuẩn 0,15; 0,25;0,4;0,6 cho các thiết bị nâng hạ tt a on on ton toff T 16
9. Chương 1 Tổng quan về Hệ thống Cung Cấp Điện 1.4.4 Phân loại theo dòng điện  Hộ tiêu thụ lưới AC 50Hz: phần lớn  Hộ tiêu thụ lưới AC khác 50Hz: • Tần số cao hơn 50Hz dùng trong các hệ thống nhiệt rèn và dập kim loại cũng như động cơ trong nhà máy gỗ, may mặc. • Tần số dưới 50Hz dùng trong vận tải, lò cảm ứng, thiết bị trộn chất lỏng  Hộ tiêu thụ lưới DC • Dùng trong hệ thống mạ và điện phân kim loại 18
10. Chương 1 Tổng quan về Hệ thống Cung Cấp Điện Động cơ không đồng bộ - Khi khởi động : Imm = Kmm Iđm, cos mm = 0.2- 0.4 Động cơ tiêu thụ nhiều công suất phản kháng từ lưới Kmm = 5-7 khi mở máy trực tiếp Kmm = 2-3 khi mở máy Y- Kmm = 1 khi mở máy bằng bộ khởi động mềm hoặc dùng biến tần 20
11. Chương 1 Tổng quan về Hệ thống Cung Cấp Điện Các thiết bị công nghệ  Thiết bị nhiệt, hàn, mạ và chiếu sáng chiếm 1/3 tổng phụ tải toàn nhà máy.  Thiết bị nhiệt điện của nhà máy theo nguyên lý đốt nóng được chia ra những nhóm sau: lò hồ quang dùng để luyện kim loại thường và kim loại màu. Lò cảm ứng dùng để luyện và gia công nhiệt kim loại cũng như hợp kim. Lò điện trở và thiết bị hàn 22
12. Chương 1 Tổng quan về Hệ thống Cung Cấp Điện  Thiết bị tạo tĩnh điện trường: nguồn của các thiết bị này là AC điện áp 380V. Công suất đến 100kW  Các bộ biến đổi công suất: dùng để biến đổi điện AC tần số công nghiệp thành DC hay AC tần số khác. Hệ số công suất của chúng trong khoảng 0,7-0,8.  Thiết bị cầm tay: máy khoan, máy vặn ốc, máy cắt, cưa Công suất 0,27-1,6kW. 24