Đề tài Phân tích sơ đồ cung cấp điện cho một doanh nghiệp biểu diễn trên phần mềm PMS

Nội dung text: Đề tài Phân tích sơ đồ cung cấp điện cho một doanh nghiệp biểu diễn trên phần mềm PMS

1. TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN  BÁO CÁO MÔN HỌC HỆ THỐNG BMS CHO TÒA NHÀ ĐỀ TÀI: PHÂN TÍCH SƠ ĐỒ CUNG CẤP ĐIỆN CHO MỘT DOANH NGHIỆP BIỂU DIỄN TRÊN PHẦN MỀM PMS GVHD: GVC. TS. Nguyễn Thế Công Sinh viên thực hiện: Phùng Hải Nhật MSSV: 20181239 Mã lớp: 124664 Hà Nội, 06/2021
2. MỤC LỤC 1. Giới thiệu tổng quan hệ thống cung cấp điện 4 2. Chức năng của các phần tử đóng cắt, bảo vệ trong hệ thống 4 2.1 Tủ chuyển đổi nguồn điện tự động ATS 4 2.2 Máy cắt không khí (ACB) 6 2.3 Máy cắt liên lạc (Coupling) 7 2.4 Moulded Case Circuit Breaker (MCCB) 7 3. Tìm hiểu về bộ bù tụ (Capacitor) 7 4. Đề xuất các phần tử sử dụng trong thiết bị đo lường và vận hành hợp lý, tiết kiệm 10 4.1 Các phần tử sử dụng trong thiết bị đo lường 10 4.2 Vận hành 12
3. 1. Giới thiệu tổng quan hệ thống cung cấp điện: Hệ thống cung cấp điện là tổ hợp các thiết bị điện và khí cụ điện liên kết với nhau với chức năng cung cấp năng lượng điện cho các hộ tiêu thụ điện (phụ tải). Ở sơ đồ một sợi trên, chúng ta có thể thấy bao gồm các phần tử, thiết bị điện: - Máy biến áp T1, T2: Đây là những máy biến áp ở cuối đường dây truyền tải, có chức năng biến điện áp làm giảm điện áp từ phía sơ cấp 22kV thành 0.4kV ở bên thứ cấp để cung cấp điện cho các phụ tải. - Máy phát điện G1, G2: Đây là những máy phát dự phòng được dùng để phát điện cho phụ tải khi máy biến áp gặp các sự cố phải ngắt khỏi lưới điện. - Tủ điện tổng MSB (Main Distribution Switchboard) là loại tủ điện được lắp đặt ngay sau các trạm hạ thế, chức năng chính của tủ MSB là đóng cắt, bảo vệ an toàn cho hệ thống điện phụ tải, trong đó bao gồm các thiết bị điện: + Các tủ ATS-01, ATS-02 chuyển nguồn giữa máy biến áp và máy phát điện + ACB (Air Circuit Breaker) là các máy cắt không khí + MCCB (Moulded Case Circuit Breaker) hay còn gọi là át khối, aptomat + Coupling: Máy cắt liên lạc + Capacitor: Bộ bù tụ 2. Chức năng của các phần tử đóng cắt, bảo vệ trong hệ thống: 2.1. Tủ ATS: - Tủ điện ATS hay còn gọi là tủ chuyển nguồn điện tự động ATS (Automatic Transfer Switches), là một hệ thống thiết bị điện đảm bảo cho toàn bộ hệ thống điện được hoạt động liên tục, ổn định ngay cả khi có sự cố mất điện xảy ra. Mỗi doanh nghiệp, nhà máy sản xuất, chung cư, bệnh viện, đều được trang bị loại tủ điện này nhằm đảm bảo luôn có đủ nguồn điện phục vụ cho sản xuất và sinh hoạt.
4. Tủ chuyển đổi nguồn điện tự động ATS của MBT - Chức năng chính của tủ ATS là đảm bảo tính liên tục cung cấp điện cho phụ tải, khi có sự cố phía nguồn lưới thường dùng nguồn dự phòng là máy phát điện. - Tủ điện ATS có nhiệm vụ tự động chuyển đổi nguồn cung cấp từ lưới sang nguồn dự phòng để cấp điện trở cho nguồn tải hoạt động. Khi điện lưới có trở lại, tủ điện ATS có nhiệm vụ kế nối phụ tải với nguồn điện chính và ngắt máy phát điện dự phòng. - Ngoài ra, tủ ATS thường có chức năng bảo vệ khi điện lưới và điện máy phát bị sự cố như: mất pha, mất trung tính, quá áp, sụt áp, Như vậy trên sơ đồ, tủ ATS đóng nguồn biến áp cho tải khi điện lưới (nguồn phát điện chính) và máy biến áp hoạt động ổn định. Khi MBA hay nguồn điện lưới gặp các sự cố, ATS sẽ tự động chuyển nguồn sang máy phát điện dự phòng G1, G2 để đảm bảo cung cấp điện liên tục cho tải, bảo vệ phụ tải khỏi các sự cố.
5. Mô hình hoạt động của tủ điện ATS 2.2. Máy cắt không khí (ACB): Máy cắt không khí ACB là một khí cụ điện dùng để đóng cắt và bảo vệ các thiết bị điện trước những sự cố như: quá tải, ngắn mạch.
6. ACB được dùng để cắt điện tổng phía hạ áp của trạm biến áp phân phối điện. Đồng thời ACB có thể dùng làm máy cắt chủ cho đường dây ra ngoài. Sơ đồ ở đề bài, ta có thể thấy ACB được dùng làm máy cắt điện tổng phía hạ áp của máy biến áp, ở đây là các ACB 3P (3 pha). 2.3. Máy cắt liên lạc (Coupling): Giống như một khớp nối ngăn cách giữa 2 bên phụ tải, bên trái là các phụ tải được cấp điện từ máy biến áp T1 và máy phát dự phòng G1, bên phải là các phụ tải được cấp điện từ MBA T2 và máy phát dự phòng G2. Trong vận hành, coupling dùng để cách ly 2 bên nguồn phát T1, G1 và T2, G2, khi có sự cổ xảy ra ở một trong hai bên sẽ không ảnh hưởng đến cung cấp điện của bên còn lại. 2.4. Moulded Case Circuit Breaker (MCCB): Cũng giống như ACB, chức năng chính của MCCB là một khí cụ điện dùng để đóng cắt và bảo vệ mạch điện khỏi dòng điện quá mức, có thể gây quá tải hoặc ngắn mạch. Chúng đặc biệt được sử dụng ở các mạng điện hạ thế với dòng và áp nhỏ. Ở sơ đồ đề bài, ta có thể thấy các MCCB là loại 3P (3 pha), dùng để đóng ngắt bảo vệ cho riêng mỗi phụ tải. 3. Tìm hiểu về bộ bù tụ (Capacitor): - Tụ bù là một thiết bị điện gồm 2 vật dẫn đặt gần nhau và cách nhau bởi điện môi, nhiệm vụ của nó trong mạch là tích trữ điện năng và phóng điện. Để hiểu được tụ bù, ta có khái niệm điện dung. Điện dung( ký hiệu: C ) là một đơn vị đại lượng đặc trưng cho khả năng tích trữ điện năng. Được tính bằng điện tích của chia cho hiệu điện thế của 2 đầu vật dẫn của nó. - Để đảm bảo lưới điện hoạt động một cách hiệu quả, tụ bù được lắp đặt để bù đắp công suất phản kháng và nâng công suất cos-phi bên trong lưới điện. Lắp đặt tụ bù sẽ giúp chúng ta giảm lượng điện năng tiêu thụ hàng tháng xuống mức tối thiểu, lên đến 20-30%. Trong tủ điện bù ngoài tụ bù ra còn có bộ điều khiển, công tắc, cuộn kháng, dụng cụ đo, màn hình hiển thị để đảm bảo cho lưới điện ổn định và hệ thống bù hoạt động ổn định thì không thể thiếu các thành phần này. Ngoài ra, các tên gọi như tụ cosphi, cục bù công suất, bù công suất phải kháng đều là tên gọi khác của tụ bù.
7. Hình ảnh: Tụ bù hạ thế 3 pha, tụ bù công suất, tụ bù điện Tụ bù được sử dụng như thế nào? Có hai phương pháp bù công suất phản kháng bằng tụ bù: bù tĩnh và bù động. a. Bù tĩnh (bù cố định): bố trí bù gồm một hoặc nhiều tụ bù tạo nên lượng bù không đổi. Việc điều khiển có thể thực hiện bằng các cách sau: + Bằng tay: dùng CB hoặc LBS (load – break switch). + Bán tự động: dùng contactor. + Mắc trực tiếp vào tải đóng điện cho mạch bù đồng thời khi đóng tải. - Ưu điểm: đơn giản và giá thành không cao. - Nhược điểm: khi tải dao động có khả năng dẫn đến việc bù thừa. Việc này khá nguy hiểm đối với hệ thống sử dụng máy phát. Vì vậy, phương pháp này áp dụng đối với những tải ít thay đổi.
8. b. Bù theo cấp: - Là bộ điều khiển tự động đo và tính toán lượng công suất cần bù để quyết định đóng ngắt bao nhiêu cấp tụ bù cho phù hợp. Ngoài ra bộ điều khiển có chế độ đóng ngắt luân phiên các cấp tụ bù ưu tiên đóng các tụ bù ít sử dụng để cân bằng thời gian sử dụng của tụ bù và thiết bị đóng cắt sẽ kéo dài tuổi thọ thiết bị. - Tủ bù tự động được điều khiển bằng bộ điều khiển tụ bù thông qua Contactor để đóng cắt các cấp tụ. - Bộ điều khiển tự động có nhiều loại từ 4 cấp đến 14 cấp. Đối với các hệ thống trung bình thường chia từ 4 cấp tới 10 cấp. - Ưu điểm: không gây ra hiện tượng bù thừa và đảm bảo được hệ số công suất mong muốn. - Nhược điểm: chi phí lớn hơn so với bù tĩnh. Vì vậy, phương pháp này áp dụng tại các vị trí mà công suất tác dụng và công suất phản kháng thay đổi trong phạm vi rất rộng. Hình ảnh: Tủ tụ bù tự động 4 cấp tụ khô và Tủ tụ bù tự động 12 cấp tụ dầu *Với sơ đồ ở đề bài, chúng ta thấy có hai tụ bù CAPACITOR 01 và CAPACITOR 02 được bố trí lặp đặt ở mỗi đầu thanh cái phía hạ áp, được đấu nối trực tiếp vào hệ thống điện song song với tải để bù công suất phản kháng. Cách bù này còn gọi là cách bù tĩnh (bù cố định).
9. 4. Đề xuất các phần tử sử dụng trong thiết bị đo lường và vận hành hợp lý, tiết kiệm: 4.1. Các phần tử sử dụng trong thiết bị đo lường: a. Đồng hồ Ampe: Với sơ đồ ở đề bài, ta có thể thấy dòng điện khá nhỏ nên ta có thể sử dụng đồng hồ Ampe loại DE72-10A của hãng Omega với thông số kĩ thuật như sau: Loại Đồng hồ Analogue Dòng sản phẩm DE72 Chức năng Đồng hồ Ampe AC Thang đo 10A Kiểu đo Trực tiếp Class 1.5 Kích thước mặt (WxH) 72x72 mm
10. Kích thước lỗ khoét (Waxy) 68x68 mm Nhiệt độ làm việc -10~55oC Tiêu chuẩn IEC, VDE, DIN, IS, UL 94 V-0 b. Đồng hồ đo điện áp (Volt kế): Với điện áp đều ≥ 400V, ta có thể sử dụng Đồng hồ Volt 500V loại DE72-500V của hãng Omega, với các thông số kĩ thuật như sau: Loại Đồng hồ Analogue Dòng sản phẩm DE72 Chức năng Đồng hồ Volt AC Thang đo 500V AC Class 1.5 Kích thước mặt (WxH) 72x72 mm Kích thước lỗ khoét (WxH) 68x68 mm Nhiệt độ làm việc -10~55oC Tiêu chuẩn IEC, VDE, DIN, IS, UL 94 V-0
11. c. Đồng hồ đo hệ số công suất cosphi: Ta có thể sử dụng loại đồng hồ đo hệ số công suất gắn tủ AC/ 3 pha SEW ST-96 COS (±5%, external transmitter) của hãng SEW xuất xứ tại Đài Loan với các thông số kỹ thuật: Độ chính xác: ±5% độ Kích thước ngoài: 96 x 96 x 61 mm Kích thước lỗ: Ø89 Khoảng đo: Nhanh 0.5 – 1.0 – 0.5 Trễ Điện áp: 110V, 220V, 380V, 440V Tần số: 45-65 Hz *Với mỗi phụ tải ta đều trang bị một hệ đồng hồ để đo điện áp, dòng điện, công suất đầu ra. d. Rơ le bảo vệ quá tải, quá dòng, quá áp: Khi có sự cố về quá tải, quá dòng, quá áp vượt ngưỡng cài đặt thì rơ-le sẽ tác động, ngắt nguồn điện ra khỏi tải. 4.2. Vận hành: Ta có thể đóng coupling, 2 máy biến áp T1 và T2 sẽ làm việc song song cung cấp điện cho toàn bộ phụ tải, giúp giảm công suất tiêu thụ của phụ tải. Trong quá trình
12. làm việc, nếu một máy biến áp hỏng cần bảo dưỡng, sữa chữa máy biến áp thì ta sẽ ngắt ACB của bên máy đó và máy còn lại vẫn có thể hoạt động cấp điện cho toàn bộ phụ tải đảm bảo sự liên tục cung cấp điện. Nếu một bên phụ tải hoặc biến áp gặp vấn đề sự cố, ta có thể mở coupling để cách ly giữa hai bên, nhằm đảm bảo an toàn cho bên còn lại.