Nội dung

BÀI GIẢNG ĐIỆN CÔNG NGHIỆP V.1 ĐIỆN CÔNG NGHIỆP I. GIỚI THIỆU MÔN HỌC 1. Tên môn học: Điện Công Nghiệp 2. Mã số môn học: CK367 3. Cấu trúc môn học: a) Tổng số lý thuyết: 45 b) Số lý thuyết: 30 c) Số thực hành: 30 4. Tóm tắt nội dung chính môn học: Trang bị cho sinh viên những kiến thức cơ bản về hệ thống điện, an toàn điện và các khí cụ điện hạ áp dùng trong dân dụng và công nghiệp. Trên cơ sở đó có được những hiểu biết cần thiết về khả năng phân tích, lựa chọ và thiết kế các mạch điện tự động điều khiển trong dây dây chuyền sản xuất. Ngoài ra, môn học này cũng nhằm cung cấp cho sinh viên khả năng thiết kế chiếu sáng, tính chọn dây dẫn, các thiết bị đóng ngắt, bảo vệ cho công trình dân dụng và công nghiệp và kiến thức về lắp đặt điện công nghiệp. 5. Đối tượng sử dụng: cơ khí, công thôn, công nghệ hoá, xây dựng, kỹ thuật điện 6. Hình thức đáng giá: a) Kiểm tra giữa kỳ (40%) (Đánh gia thông qua kết quả thực hành và báo cáo trên lớp ) b) Thi kết thúc học phần (60%) (Trắc nghiệm + tự luận) V.2 ĐIỆN CÔNG NGHIỆP CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN 1.1. NGUỒN NĂNG LƯỢNG TỰ NHIÊN VÀ ĐẶC ĐIỂM CỦA NĂNG LƯỢNG ĐIỆN - Nguồn năng lượng xung quanh chúng ta rất phong phú và dồi dào. - Điện năng trong quá trình sản xuất và phân phối có ba đặc điểm chủ yếu sau đây: ™ Điện năng sản xuất ra không tích trữ được. ™ Quá trình về điện xảy ra rất nhanh. ™ Công nghiệp điện lực có liên quan chặc chẽ đến nhiều ngành kinh tế quốc dân. 1.2. CÁC DẠNG NGUỒN ĐIỆN 1.2.1. Nhà máy nhiệt điện - Ở nhà máy nhiệt điện, sự biến đổi năng lượng được thực hiện theo nguyên lý sau: Nhiệt năng Cơ năng V.3 Điện năng - Nhiên liệu dùng để đốt lò là than đá, than bùn, khí đốt, các loại dầu nặng, tre, v.v… - Hơi nước có nhiệt độ và áp suất cao (khoảng 5500C, 250at/cm2). - Nhà máy nhiệt điện có hai loại là nhà máy nhiệt điện trích hơi và nhà máy nhiệt điện ngưng hơi. - Nhà máy nhiệt điện có những đặc điểm sau: ™ Thường xây dựng gần nguồn nhiên liệu. ™ Việc khởi động và tăng phụ tải chậm. ™ Khối lượng tiêu thụ nhiên liệu lớn. ™ Thải khói làm ô nhiểm môi trường. ™ Hiệu suất khỏang 30% đến 70%. Nguyên lý hoạt động của nhà máy nhiệt điện trích hơi. Hình 1.1. Hình 1.1: Quá trình sản xuất điện năng trong nhà máy nhiệt điện trích hơi V.4 1.2.2. Nhà máy điện nguyên tử - Dùng các lò phản ứng hạt nhân để cung cấp nhiệt cho nhà máy. - Phân hủy 1kg U235 tạo ra nhiệt năng tương đương với đốt 2900 tấn than đá. - Nhà máy điện nguyên tử có những đặc điểm sau: ™ Khối lượng nhiên liệu nhỏ. ™ Không thải khói ra ngoài khí quyển. ™ Vốn đầu tư xây dựng lớn. ™ Hiệu suất cao hơn nhà máy nhiệt điện. - Nguyên lý hoạt động của nhà máy điện nguyên tử. Hình 1.2. Hình 1.2: Lò phản ứng hạt nhân trong nhà máy điện nguyên tử 1.2.3. Nhà máy thủy điện - Ở nhà máy thủy điện, thủy năng được biến thành điện năng. V.5 - Đặc điểm của nhà máy thủy điện: ™ Không gây ô nhiễm môi trường. ™ Thiết bị tương đối đơn giản, gần như hoàn toàn tự động. ™ Số người vận hành rất ít. ™ Giá thành sản xuất 1kWh điện năng rẻ nhất. ™ Thời gian nhận tải của nhà máy thủy điện rất nhanh. - Ngoài kiểu nhà máy thủy điện thông thường còn có nhà máy thủy điện tích năng. - Nguyên lý hoạt động của nhà máy thủy điện. Hình 1.3. Hình 1.3: Quá trình sản xuất điện năng của nhà máy thủy điện - Ngoài ra còn có các nhà máy điện khác như: điện mặt trời, điện gió, V.6 địa nhiệt, từ thủy động, tua bin khí, … 1.3. TRUYỀN TẢI VÀ PHÂN PHỐI - Điện năng sau khi được sản xuất ở các nhà máy điện sẽ được truyền tải, phân phối đến các hộ tiêu thụ điện nhờ mạng lưới điện. - Điện áp ra ở các nhà máy điện thông thường khỏang 6 đến 10,5 kV. - Về mặt nguyên cứu , tính toán, hệ thống điện được phân chia thành: ™ Lưới hệ thống (110kV, 220kV, 500kV). ™ Lưới truyền tải (35kV, 110kV, 220kV). ™ Lưới phân phối trung áp (6, 10, 15, 22, 35kV). ™ Lưới phân phối hạ áp (0,4/0,22kV). Mạng điện Khách hàng Khác hàng lĩnh vực công lĩnh vực công Khách hàng lĩnh nghiệp vừa và vực thương mại, nghiệp lớn đô thị nhỏ Mạng chính 15/5 35/15 34.5 KV 15 KV 5/0.21 5 KV V.7 Khách hàng lĩnh vực dân dụng 120/240 V 4-34.5 kV 138-1100 kV 34.5-161 kV 4-34.5 kV (thường 22 kV) 380/220 V 1.4. HỘ TIÊU THỤ ĐIỆN - Hộ tiêu thụ điện loại 1. - Hộ tiêu thụ điện loại 2. - Hộ tiêu thụ điện loại 3. V.8 stand by MW G# NG Spinning reserve Shut down Peak load stand by MW Shut down stand by G#.. G#3 A A G#2 G#1 0 24 hr MW Thay đổi tải rất nhanh 1.3% of the annual energy ¾ Diesel engines Thay đổi tải nhanh peak load intermediate 40.7% of the annual energy ¾ Thủy điện Tải ổn định ¾ Điện hạt nhân ¾ Nhiệt điện (than) ¾ Gas turbines 58% of the annual energy 0 40 20 V.9 60 80 base load 100 [%] hours 1.5. MỘT VÀI NÉT VỀ TÌNH HÌNH ĐIỆN NĂNG Ở NƯỚC TA - Tình hình sản xuất điện năng ở nước ta hiện nay rất phát triển. - Năm 2020 Việt Nam sẽ có nhà máy điện nguyên tử đầu tiên. - Năm 2015 Việt Nam sẽ có nhà máy thủy điện lớn nhất Đông Nam Á (Sơn La – 2400MW ). Bảng 1. Công suất thiết kế các nhà máy điện tính tới 31/12/2004 Công suất thiết kế (MW) Tên nhà máy Năm 2003 Năm 2004 9896 11340 8375 8822 Nhà máy thuỷ điện 4155 4155 Hoà Bình 1920 1920 Thác Bà 120 120 Trị An 420 420 Đa Nhim - Sông Pha 167 167 Thác Mơ 150 150 Vĩnh Sơn 66 66 Ialy 720 720 Sông Hinh 70 70 Hàm Thuận - Đa Mi 476 476 Thuỷ điện nhỏ 46 46 Tổng công suất phát của toàn bộ hệ thống điện Việt Nam Công suất lắp đặt của các nhà máy điện thuộc EVN V.10