Bài giảng Chuẩn trong thiết kế & thi công các công trình điện - Chương 3: Thiết kế và thi công các công trình điện theo tiêu chuẩn IEC - Phần B: Mạng điện hạ áp

B. Mạng điện hạ áp LOGO . 1. Hộ tiêu thụ điện hạ thế . 2. Lưới phân phối hạ thế . 3. Kết lưới khách hàng . 4. Chất lượng điện áp nguồn cung cấp . 5. Giảm chi phí tiêu thụ điện B. Mạng điện hạ áp LOGO 1. Hộ tiêu thụ điện hạ thế . Tiêu chuẩn IEC 60038 khuyến cáo về điện áp cho lưới hạ thế 3 pha 4 dây là 230/400V . Điện áp của lưới hạ thế nội bộ có thể là 120/208V hoặc 240/415V. . Tải đến 250 kVA có thể được cấp từ lưới LV. Nhưng nhà cung cấp thường đề nghị cấp điện trung thế cho tải lớn. . Các hộ tiêu thụ hạ thế: • Khu dân cư, nhà ở • Cửa hàng, tòa nhà thương mại. • Các nhà máy nhỏ, nhà xưởng, trạm xăng. • Nhà hàng, nông trại B. Mạng điện hạ áp LOGO Tần số và Độ lệch điện áp (%) Quốc gia Dân dụng Thương mại Công nghiệp sai lệch % của lưới hạ thế Australia 50 ± 0,1 415/240 415/240 22 kV ± 6 240 440/250 11 kV 440 6,6 kV 415/240 440/250 China 50 ± 0,5 220 380/220 380/220 ± 7 220 220 France 50 ± 1 400/230 400/230 20 kV ± 10 230 690/400 10 kV 590/100 230/400 Japan (East) 50 + 0,1 200/100 200/100 140 kV ± 10 - 0,3 (up to 50 kW) 60 kV 20 kV 6 kV 220/100 United Kingdom 50 ± 0,4 230 400/230 400/230 ± 6 (Including Northern 220 380/220 380/220 Ireland) Vietnam 50 ± 0,1 220 380/220 35 kV ± 10 15 kV 10 kV 6 kV 220/380 Thông số lưới điện một số quốc gia B. Mạng điện hạ áp LOGO a, 3 pha 4 dây, mắc sao, b, 3 pha 3 dây c, 3 pha 3 dây, mắc sao trung tính nối đất mắc sao trung tính nối đất d, 3 pha 4 dây, mắc sao e, 2 pha 3 dây, mắc sao f, 3 pha 3 dây trung tính cách ly trung tính nối đất mắc tam giác LOGO g, 3 pha 4 dây, mắc tam giác h, 3 pha tam giác hở, 4 dây i, 3 pha tam giác hở, 3 dây nối đất điểm giữa của 1 pha nối đất điểm giữa của 1 pha nối đất điểm nối các pha j, 1 pha 3 dây k, 1 pha 2 dây, l, 1 pha 2 dây, nối đất điểm giữa nối đất tại đầu của 1 pha không nối đất m, 1 dây, trở về qua đất n, mạch 1 chiều, 3 dây, không nối đất B. Mạng điện hạ áp LOGO  Chức năng của dây phân phối hạ thế “chính” (các cáp ngầm hoặc dây trên không) là cấp điện cho nhóm hộ tiêu thụ dọc trên đường đi.  Hai thông số giới hạn cho mạng phân phối: . Dòng điện lớn nhất mạng có thể tải trong thời gian vô hạn. . Chiều dài max của dây dẫn mà độ sụt áp cuối nguồn nằm trong giới hạn cho phép. Dòng cho phép lớn nhất Hệ thống kVA cho mỗi hộ tiêu thụ 120 V, 1 pha, 2 dây 60 A 7,2 120/240 V 1 pha, 3 dây 60A 14,4 120/208V 3 pha, 4 dây 60A 22 220/380V 3 pha, 4 dây 120A 80 230/400V 3 pha, 4 dây 120A 83 240/415V 3 pha, 4 dây 120A 86 Tải định mức lớn nhất có thể được kết nối với dây phân phối hạ thế B. Mạng điện hạ áp LOGO  Khi kết lưới một tải mới cần xem xét: . Kích cỡ dây phân phối hiện hữu . Tổng tải đã được nối . Vị trí tải sẽ được kết lưới.  Với các xí nghiệp có công suất vừa và nhỏ, có thể nối vào lưới LV. . Nếu tải vượt quá giá trị cho phép của đường dây phân phối, có thể dùng cáp riêng cấp điện cho tải từ tủ phân phối hạ thế của trạm  Khả năng mang thêm tải của MBA trong trạm: • Tải > 300 kVA yêu cầu cáp lớn, trừ khi tâm phụ tải nằm gần trạm, việc cấp điện bằng cáp hạ thế riêng không có lợi về kinh tế. • Nhà cung cấp thường đề nghị cấp điện trung thế cho tải > 250 kVA B. Mạng điện hạ áp LOGO 2. Lưới phân phối hạ thế  Các thành phố và thị xã trung bình và lớn thường dùng cáp ngầm cho hệ thống phân phối  Các trạm BA trung/ hạ thường trang bị: . Tủ đóng cắt trung thế . Một hoặc 2 MBA trung/ hạ . Một hoặc 2 tủ phân phối hạ thế . Đầu ra của biến thế được nối với thanh góp hạ thế bằng máy cắt phụ tải hoặc dao cách ly. B. Mạng điện hạ áp LOGO  Các liên kết được đặt sao cho mạng phân phối tạo nên các mạch hình tia dạng mở. Khi hộp nối liên kết mạng phân phối từ trạm này với 1 trạm khác thì các liên kết dây pha sẽ được tháo bỏ hoặc thay thế bằng các cầu chì, còn liên kết dây trung tính được giữ nguyên.  Càng cách xa trạm thì tiết diện dây càng bé. B. Mạng điện hạ áp LOGO Cách bố trí hình tia làm hệ thống rất linh hoạt. Nếu 1 trạm dừng hoạt động, phụ tải vẫn có thể nhận nguồn từ trạm khác thông qua hộp nối. -Dễ dàng cô lập đoạn hư hỏng để sửa chữa. -Với vùng có mật độ phụ tải thấp, có thể đặt những cột phân phối tự do ở những điểm “chiến lược” của mạng. Một số lộ lớn của mạng hạ thế hình tia từ tủ phân phối ở trạm sẽ cấp nguồn cho thanh góp của cột phân phối. Sử dụng các dây phân phối nhỏ hơn để cấp điện cho khách hàng nằm quanh cột phân phối này Bố trí lưới hạ thế hình tia B. Mạng điện hạ áp LOGO  Những năm gần đây, dây hạ thế kép bọc cách điện (2 hoặc 4 lõi) được phát triển và sử dụng rộng rãi cho lưới trên không.  Khi nhiều trạm cùng cấp điện cho 1 khu vực, cần bố trí kết lướt hạ thế sao cho các dây hạ thế từ các trạm khác nhau sẽ được nối với nhau và tương thích về pha B. Mạng điện hạ áp LOGO 3. Kết lưới khách hàng . Ranh giới ngành điện/ khách hàng thường ở đầu ra công tơ, hoặc đôi khi ở đầu ra của CB tổng của lưới khách hàng. . Kết lưới được thực hiện bởi nhân viên ngành điện sau khi kiểm tra và thử nghiệm lắp đặt đạt yêu cầu. . Lắp đặt MCCB – máy cắt dạng đúc kết hợp thiết bị bảo vệ dòng rò là yêu cầu bắt buộc tại điểm đầu của bất kỳ lưới hạ thế nào có hệ thống nối đất TT. • Lắp MCCB có thể giới hạn tải đã đăng ký của khách hàng. Khách hàng có thể đóng cắt MCCB B. Mạng điện hạ áp LOGO Bố trí lưới hạ thế cho hộ tiêu thụ dân dụng B. Mạng điện hạ áp LOGO 4. Chất lượng điện áp nguồn cung cấp  Thể hiện ở: . Mức dao động của điện áp và tần số . Tính liên tục cấp điện. . Đảm bảo dạng sóng sin  Hầu hết các quốc gia duy trì điện áp mức ± 5% trị định mức.  IEC khuyến cáo các thiết bị hạ thế cần hoạt động tốt trong khoảng ± 10% Uđm. Đây là giá trị ngưỡng theo các điều kiện tồi tệ nhất.  Một mức điện áp thích hợp tại đầu vào lưới khách hàng là cần thiết để thỏa mãn các điều kiện vận hành của thiết bị. Các giá trị thực tế của dòng, sụt áp trong hệ thống hạ thế tiêu biểu cho thấy tầm quan trọng của việc duy trì hệ số công suất cao như là biện pháp để giảm sụt áp. B. Mạng điện hạ áp LOGO  Với MBA trung/ hạ, điện áp ra không tải có thể chỉnh trong mức ±2% U không tải, nhờ bộ điều áp không tải.  Khi biến áp đầy tải, để đảm bảo điện áp trong giới hạn cho phép, thì điện áp ra không tải càng lớn càng tốt nhưng không quá giới hạn trên là +5% B. Mạng điện hạ áp LOGO  Ví dụ:  Biến áp phân phối có điện kháng ngắn mạch là 5%. Nếu thành phần do điện trở chiếm 1/10 thì sụt áp khi đầy tải và cosφ = 0,8 (tải cảm) là:  V% = R%. cosφ + X%.sinφ = 0,5 . 0,8 + 5 . 0,6 = 3,4 %.  Như vậy nếu dải điện áp đầu ra khi không tải của MBA là 102% đến 106% thì khi đầy tải, điện áp đầu ra là 102 – 3,4 = 98,6% tới 106 – 3,4 = 102,6%. Như vậy để thiết bị điện cuối đường dây hoạt động bình thường (± 10%) thì sụt áp lớn nhất được phép trên đường dây là 98,6 – 95 = 3,6%.  Chú ý: Hệ số công suất 0,8 là đặc trưng cho các tải công nghiệp. Ở những vùng tải hỗn hợp (nửa công nghiệp) thì trị số 0,85 là phổ biến. Giá trị cosφ = 0,9 thường dùng cho các vùng dân cư. B. Mạng điện hạ áp LOGO 5. Giảm chi phí tiêu thụ điện  Hai phương pháp giảm chi phí tiêu thụ điện: Các hệ thống biểu giá thường khuyến khích khách hàng quản lý và tiêu thụ điện sao cho giảm chi phí phát, truyền tải và phân phối điện năng. . Giảm tổn thất trong quá trình phát, truyền tải và phân phối điện năng bằng cách nâng cao hệ số công suất. . Giảm phụ tải đỉnh, tăng tải vào giờ thấp điểm. Điều này giúp giảm đáng kể chi phí sản xuất năng lượng, khai thác vận hành các nhà máy điện được kinh tế, giảm máy phát dự phòng. Có thể khuyến khích sử dụng điện vào giờ thấp điểm nhờ chính sách về giá điện.