Việc cung cấp điện năng ở điện áp cao của các xí nghiệp công nghiệp thực hiện qua hai bộ phận sau:

  • bộ phận được nối đến nguồn cung cấp
  • bộ phận phân phối điện năng đến các trạm tiêu thụ ở trên mảnh đất của xí nghiệp.

Bộ phận nối nguồn cung cấp

Nếu nguồn cung cấp là hệ thống năng lượng

Việc này có thể thực hiện ở điện áp 6 -7- 110 KV :

+ Ở điện áp 6 ÷ 10 KV : sự cung cấp điện từ hệ thống năng lượng đưa đến chỉ có thể thực hiện khi khoảng cách từ xí nghiệp đến trạm điện của hệ thống không quá 5 ÷ 8 km.

Đối với trường hợp không có tổ máy phát điện riêng, ta có sơ đồ hình dưới

Bộ phận nối nguồn cung cấp

Sơ đồ nối dây của trạm điện xí nghiệp với hệ thống năng lượng điện khi điện áp 6÷10 KV; a, Với một đường dây cung cấp và xí nghiệp có trạm phân phối chính b, Với một đường dây cung cấp và xí nghiệp không có trạm phân phối chính c, VỚi hai đường dây cung cấp đưa đến xí nghiệp

Khi cung cấp cho một 50 hộ tiêu thụ ít quan trọng (hộ loại 3) ta chỉ cần một lộ đến (hình a và b), còn khi cung cấp cho hộ quan trọng (loại 1) thi cán phải có hai lộ đưa đến (hình c).

Nếu xí nghiệp cần đặt các tổ máy phát điện riêng thì có thể đặt các tờ này ở gần trung tâm phụ tải (hình d)  hoặc đặt ở xa trung tâm phụ tải (hình e).

Sơ đồ nối dây của trạm điện xí nghiệp với hệ thống năng lượng điện khi điện áp 6÷10 KV

Ở điện áp 35 ÷ 110 KV, khi không có tổ máy phát điện riêng, có thể có những giải pháp sau đây: 

Sơ đồ nối dây của trạm điện xí nghiệp với hệ thống năng lượng điện khi điện áp 6÷10 KV

–   nếu hộ tiêu thụ không quan trọng, hộ loại 3, sơ đồ có hình như hình b.

–   nếu hộ tiêu thụ ít quan trọng, hộ loại 2 và một phần loại 3, sơ đồ hình f.

–   nếu hộ tiêu thụ quan trọng – hộ loại 1 và một phần hộ loại 2 – ta dùng sơ đồ hình H (hình g).

Ở phương án b mà ta thường gặp, có ưu điểm là khi chế độ vận hành với phụ tải thay đổi ta có thể đóng và mở thường xuyên máy biến áp được.

–   Nếu cần thiết, trạm hạ áp của xí nghiệp có thể làm nhiệm vụ cho quá cảnh để các xí nghiệp khác có thể sử dụng điện năng của hệ thống qua thanh cái cao áp của mình (hình h); hoặc có thể dùng sơ đồ máy biến áp ba cuộn dây khi các xí nghiệp khác có điện áp khác với điện áp của hệ thống năng lượng (hình dưới : ở đây, xí nghiệp được quá giang có điện áp 35 KV khác với điện áp của hệ thống 110 KV);

Nối đến tổ máy phát điện riêng

Nối đến tổ máy phát điện riêng:

Nếu xí nghiệp được cung cấp từ một nhóm tổ máy phát điện riêng hoặc từ nhiều nhóm tổ máy phát điện riêng, điều này có thể xảy ra ở một số giai đoạn phát triển của xí nghiệp khi mà hệ thống điện ở khu vực đó không có, thì lúc ấy sẽ hình thành một trạm phân phối chính có điện áp bằng điện áp của các tổ máy phát điện. Sơ đồ có thể như hình dưới.

Nối đến tổ máy phát điện riêng 2

Bộ phận phân phối điện năng đến các thiết bị của xí nghiệp (còn được gọi tắt là hệ thống phân phối của xí nghiệp)

Hệ thống phân phối điện áp cao của xí nghiệp công nghiệp thông thường làm việc có điện áp 6KV (hiếm có trường hợp 10KV).

Nếu nhìn về sơ đồ phân phối điện áp cao, ta thường gặp hai dạng sau :

  • Dạng hình tia (còn gọi là dạng cây)
  • Dạng phân nhánh (còn gọi là dạng trục chính)

Sơ đồ phân phối dạng hình tia (hay còn gọi là dạng cây)

Sơ đồ phân phối dạng hình tia

Dạng cổ điển của sơ đồ hình tia có hình như trên. Nhược điểm của sơ đồ này là :
khi sự cố đường dây ớ vùng K, thì nó sẽ cắt điện ở trạm 3, đồng thời các trạm hộ tiêu thụ 3a, 3b, 3c cũng bị cắt vì các hộ tiêu thụ này đều lấy điện từ đường dây 3. Do đó, hiện người ta rất ít dùng sơ đồ này và sơ đồ này chỉ dành cho các hộ tiêu thụ loại 3 và một phần hộ loại 2. Trong một số trường hợp nhất định, người ta thích dùng sơ đồ hình dưới là sơ đồ có cải tiến một ít: ( Người ta gọi sơ đồ này có dạng cây loại hình tia)

dạng cây loại hình tia

– Đối với các hộ tiêu thụ loại 2 mà nó cho phép ngừng cung cấp điện đến 15 ÷ 30 phút thì người ta sử dụng sơ đồ dạng cây loại tia có cải tiến theo phương án có đường dây dự trữ

sơ đồ dạng cây loại tia có cải tiến

– Đối với hộ tiêu thụ loại 1, dạng hình tia (hình dưới) có thể được sử dụng. Nếu xuất hiện sự cố ở một trong những đường dây cung cấp (ví dụ điểm K) thì dưới sự hoạt động của bảo vệ bằng rơle, máy cắt điện 1 sẽ được cắt. Khi mất điện áp trên thanh cái của phân đoạn 1 thì máy cắt điện 2 sẽ được cắt và do có bố trí tự đóng dự trữ TĐDT nên máy cắt điện 3 sẽ dòng vào và do vậy nên việc cung cấp cho phân đoạn 1 vẫn tiếp tục được duy trì (qua máy cắt điện 3).

dạng hình tia

Kết  quả là việc ngắt nguồn cung cấp cho phân đoạn 1 không vượt quá từ 2 ÷ 3 giây nên các động cơ quan trọng có thể làm việc ớ chế độ tự khởi động.

Sơ đồ hình tia nói chung có ưu điểm là nối dây rõ ràng, mỗi hộ dùng điện được cung cấp từ một đường dây do đó chúng ít ảnh hưởng lẫn nhau, độ tin cậy cung cấp điện tương đối cao, dễ thực hiện các biện pháp bảo vệ, tự động hóa, dễ vận hành và bảo quản. Nhược điểm của nó là vốn đầu tư lớn. Do vậy nó được dùng để cung cấp điện cho hộ loại 1 và loại 2.

Sơ đồ phân phối dạng phân nhánh (hay còn gọi là dạng trục chính)

Sơ đồ này tạo bởi một lộ phân phối chính (còn gọi đường trục chính). Từ trục chính này sẽ có các nhánh rẽ đến các trạm điện của phân xưởng. Nếu có một sự cố nào đó ớ bất kỳ trạm phân xưởng nào thì các thiết bị ngắt của phân xưởng đó sẽ ngắt trạm ra khỏi đường trục chính, do đó không hề ảnh hưởng đến các trạm phân xưởng bên cạnh, song nếu có sự cố trên bất kỳ đoạn nào đó của đường trục chính thì sẽ sinh ra cắt điện trên toàn bộ các trạm phân xưởng.

Khuynh hướng hiện nay là cố gắng đưa đường trục rất gần các trung tâm tiêu thụ điện năng và đưa điện áp của đường dây này lên đến 35kV.

Dạng đơn giản được trình bình ở 2 hình dưới. Cần lưu ý trong bất kỳ trường hợp nào cũng cố gắng tránh không nối quá nhiều trạm phân xưởng đến trục chính, thông thường giới hạn tối đa là 5 ÷ 6 trạm và chỉ dùng sơ đồ này để cung cấp cho hộ tiêu thụ loại 3.

Dạng đơn giản

Để tăng cường độ tin cậy, người ta dùng hai lộ cung cấp chính. Hai lộ này đều xuất phát từ một nguồn hay từ hai nguồn khác nhau. Một trong những phương án này như sau :

Với đường dây dự trữ (còn gọi là đường dự phòng)

Với đường dây dự trữ

Thông thường đường dây này chỉ nối đến thanh cái của trạm cung cấp điện và không có điện áp. Để có thể cung cấp điện nhanh chóng (khi sự cố một phần hay toàn bộ) cho phụ tải của tuyến đường dây chính bị sự cố, thì thời gian ngừng cung cấp chỉ phụ thuộc vào thời gian cần thiết để ngắt đoạn đường bị sự cố. Thông thường thời gian này nằm trong phạm vi 30 ÷ 40 phút, tức là thích hợp cho một số hộ tiêu thụ loại 2.

Với cách phân phối hình vòng

Với cách phân phối hình vòng

Trong chế độ vận hành bình thường thì vòng sẽ được hở ra tại ruột trạm nào đó (phía cao áp), một cách tốt nhất là vòng sẽ hở ở trạm có điểm điện thế thấp nhất. Việc vận hành với yêu cầu vòng hở trong điều kiện bình thường (khi không có sự cố) là nhằm đảm bảo điều kiện an toàn cung cấp điện cho hộ tiêu thụ; thật vậy, nếu vòng được khép kín khi vận hành bình thường thì nếu có sự cố đột nhiên xảy ra trên đường dây trục chính thì sẽ tạo nên động tác mở máy cắt điện ở cả hai đầu của vòng kín này và do đó tất cả các hộ tiêu thụ sẽ không được cung cấp điện, thay vì nếu vòng hở thì chỉ cắt một máy cắt điện ở một đầu, còn máy cắt điện kia vẫn tiếp tục cung cấp cho phần nhánh mà nó đảm nhận.

Sơ đồ này có thể dùng để cung cấp cho hộ tiêu thụ loại 3 và một phần loại 2. Nó cho phép ngừng cung cấp điện khoảng thời gian 0,5 giờ đến 1 giờ.

Với đường dây kép

Với đường dây kép

Mỗi trạm được trang bị tối thiểu hai máy biến áp và thanh cái phân đoạn ở cả hai cấp điện áp, đồng thời được cung cấp từ hai đường dây chính

Ở chế độ làm việc bình thường, các phân đoạn làm việc riêng lẻ, như vậy sẽ tăng tính an toàn cho việc cung cấp điện và khi trang bị máy cũng sẽ tiết kiệm được vì ta giảm được dòng điện ngắn mạch. Khi một trong những đường dây trục chính bị sự cố không làm việc được, thì sự cung cấp điện cho phân đoạn của trạm được phục hồi trở lại tương đối nhanh (trong khoảng 10 phút) . Sơ đồ này cũng có thể được sử dụng đối với các trạm biến áp phân xưởng không có thanh cái ở phần điện áp cao khi đó ta có hình dưới.

trạm phân phối chính

Nhằm mục đích giảm vốn đầu tư xây dựng lưới phân phối, chúng ta sẽ tìm cách giới hạn
công suất ngắn mạch, thông thường công suất này dưới 100 MVA đối với điện áp 6 ÷10 kV. Trong một số trường hợp, công suất này có thể lấy dưới 200 MVA. Giải pháp tốt nhất là phải so sánh kinh tế – kỹ thuật. Muốn giảm được công suất ngắn mạch, ta dùng một trong các biện pháp sau: chọn cuộn kháng điện trên đường dây hay thanh cái hoặc ngắt phân đoạn thanh cái riêng lẻ khi vận hành v.v…

Sơ đồ dẫn sâu

Trong những năm sau này, do chế tạo được những thiết bị điện có chất lượng tốt nên trong nhiều trường hợp ta có thể đưa điện áp cao 35kV và sâu trong xí nghiệp, đến tận các trạm biến áp phân xưởng. Sơ đồ cung cấp điện này thường được gọi là sơ đồ dẫn sâu.

sơ đồ dẫn sâu

Sơ đồ này có ưu khuyết điểm sau:

Ưu điểm:

  • Do trực tiếp đưa điện áp cao vào trạm biến áp phân xưởng nên giảm bớt được trạm phân phối điện, giảm được thiết bị và sơ đồ nối dây sẽ rất đơn giản.
  • Do đưa điện áp cao vào gần phụ tải nên giảm được tổn thất điện áp, nâng cao năng lực truyền tải điện năng của mạng.

Khuyết điểm

  • Vì một đường dây dẫn sâu rẽ vào nhiều trạm biến áp nên độ tin cậy cung cấp điện của sơ đồ không cao. Để khắc phục khuyết điểm này, người ta thường dùng hai đường dây dẫn sâu song song và quy định mỗi đường dây dẫn sâu không nên mang quá 5 trạm biến áp và dung lượng của một đường dây không nên quá 5000 KVA
  • Khi đường dây có cấp điện áp 110 ÷ 220 kV thì diện tích đất của xí nghiệp bị đường dây chiến sẽ rất lớn vì vậy không thể đưa đường dây vào gần trung tâm phụ tải được

Hiện phương pháp dẫn sâu được dùng ở cấp điện áp 15 và 35 kV để cung cấp cho phụ tải loại 2 và 3.

Như vậy, về thực chất, sơ đồ dẫn sâu là sơ đồ có dạng phân nhánh hay dạng trực tiếp

Bạn muốn nâng cao kiến thức cơ điện? => Tham khảo ngay tại đây
Hãy chia sẻ, nếu bạn cảm thấy bài viết có ích cho bạn bè !