Giáo án Điện công nghiệp - Chương 1: Khái quát về hệ thống cung cấp điện

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 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 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. - 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, 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). 34.5 KV 15 KV 120/240 V Mạng chính 15/5 5/0.21 Mạng điện 5 KV Khác hàng lĩnh vực công nghiệp vừa và nhỏ Khách hàng lĩnh vực dân dụng Khách hàng lĩnh vực thương mại, đô thị Khách hàng lĩnh vực công nghiệp lớn 35/15 Lưới phân phối hạ áp (0,4/0,22kV). 34.5-161 kV 4-34.5 kV 138-1100 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. Tải ổn định Điện hạt nhân Nhiệt điện (than) Gas turbines Thay đổi tải nhanh Thủy điện Thay đổi tải rất nhanh Diesel engines 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 Tên nhà máy Công suất thiết kế (MW) Năm 2003 Năm 2004 Tổng công suất phát của toàn bộ hệ thống điện Việt Nam 9896 11340 Công suất lắp đặt của các nhà máy điện thuộc EVN 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 Nhà máy nhiệt điện than 1245 1245 Phả Lại 1 440 440 Phả Lại 2 600 600 Uông Bí 105 105 Ninh Bình 100 100 Nhà máy nhiệt điện dầu (FO) 198 198 Thủ Đức 165 165 Cần Thơ 33 33 Tua bin khí (khí + dầu) 2489 2939 Bà Rịa 389 389 Phú Mỹ 2-1 732 732 Phú Mỹ 1 1090 1090 Phú Mỹ 4 450 Thủ Đức 128 128 Cần Thơ 150 150 Diezen 288 285 Công suất lắp đặt của các IPP 1521 2518 - Hiện nay, hệ thống truyền tải Việt Nam bao gồm ba cấp điện áp: 500kV, 220kV và 110kV. - Hệ thống phân phối trung áp 35kV, 22kV và 15kV. Bảng 3: Sự phát triển của hệ thống truyền tải năm 2004  TT Khối lượng 2002 2003 2004 1 Tổng chiều dài đường dây 500 kV (km) 1.530 1.530 2.469 2 Tổng chiều dài đường dây 220 kV (km) 4.188 4.649 4.794 3 Tổng chiều dài đường dây 110 kV (km) 8.411 8.965 9.820 5 Tổng dung lượng lắp đặt TBA 500 kV (MVA) 2.250 3.150 4.050 6 Tổng dung lượng lắp đặt TBA 220 kV (MVA) 8.949 9.077 11.190 7 Tổng dung lượng lắp đặt TBA 110 kV (MVA) 10.806 11.369 14.998 - Đồ thị phụ tải ngày 1 tháng 6 năm 2004 của Việt Nam. - Đồ thị phụ tải tuần thứ nhất tháng 6 năm 2004 của Việt Nam.