F. Nguồn và tải đặc biệt

 1. Máy phát điện hạ thế
 2. Bộ cấp nguồn liên tục (UPS)
 3. Biến áp hạ/hạ
 4. Động cơ không đồng bộ

LOGO


LOGO

F. Nguồn và tải đặc biệt
1. Máy phát điện
 Trong các mạng điện công
nghiệp hoặc thương mại thường
có các tải quan trọng đòi hỏi yêu
cầu cấp điện liên tục như:
 Hệ thống an ninh, báo cháy,
chiếu sáng sự cố, báo động
…
 Các tải ưu tiên mà việc dừng
hoạt động gây thiệt hại về
kinh tế, mất an toàn …
 Một trong những biện pháp duy
trì cấp điện cho tải ưu tiên là sử
dụng máy phát dự phòng.

Sơ đồ khối máy phát
Pn - Công suất động cơ sơ cấp
Un, In - Áp và dòng định mức của MF

khoảng (6-12)In
• Giai đoạn quá độ: Dòng
NM bằng khoảng (1,5-2)In.
• Giai đoạn xác lập: Với máy
kích từ nối tiếp dòng NM
khoảng 0,5In; với máy kích
từ hỗn hợp, dòng NM
khoảng (2-3)In.

Sự biến thiên của dòng NM qua 3 giai đoạn
Dòng NM ở giai đoạn quá độ

Isc3  I n 1
X d 3
Với X d ( ) là điện kháng quá độ


F. Nguồn và tải đặc biệt

LOGO

1.3. Bảo vệ phía tải mạng hạ áp
 Bảo vệ mạch ưu tiên:
 Chỉnh định thời gian trễ:
• Mạch phân phối thứ cấp: Trị dòng định mức của các TB bảo vệ
trong mạch phân phối thứ cấp và mạch phân phối cuối luôn nhỏ
hơn In của MF hoặc MBA
• Mạch phân phối chính:
– Với thanh cái chính: Trị định mức của TB bảo vệ tương đương với TB bảo vệ MF
– Tính chọn lọc của TB bảo vệ trên thanh cái mạch ưu tiên phải được đảm bảo.


 Khởi động động cơ KĐB được cấp điện bởi MF:
 MF chỉ có thể cung cấp tối đa, trong thời gian quá độ, dòng điện
khoảng (3-5)In.
 Động cơ KĐB khi khởi động Ikđ có thể lên tới 6In
 Nếu tổng công suất các động cơ nối với MF lớn, việc khởi động
đồng thời cần dòng khởi động tổng cao. Sụt áp trên MF lớn do
điện kháng quá độ và cận quá độ của MF có giá trị khá cao. Khi
đó có thể gây ra:
• Động cơ không thể khởi động.
• Thời gian khởi động kéo dài vì sụt áp lớn  nhiệt độ tăng
cao
• Các thiết bị bảo vệ nhiệt có thể tác động cắt mạch


F. Nguồn và tải đặc biệt
Ví dụ: Máy phát Pn = 130 kVA,
điện áp ra 380V, cosφ = 0,8; In
= 150A
Điện kháng quá độ phần trăm
của máy phát: x’d = 20%
Tổng công suất các động cơ
ΣP = 45 kW, khởi động trực
tiếp Ki = 5.65
Dòng Isc = (150/20).100 = 750 A
Dòng định mức của các động cơ khi khởi động đồng thời:
Inđc = 45000/( 3 . 380 . 0,8) = 85 A
Dòng khởi động: Id = Ki.Inđc = 480 A
Sụt áp trên thanh cái khi tất cả các động cơ khởi động đồng thời là:
U  I d  I n 

 Tải của MF là tải phi tuyến:
• Mạch từ bão hòa
• Đèn phóng điện, đèn huỳnh quang
• Bộ biến đổi điện từ
• Thiết bị tin học: PC, máy tính …
 Tải phi tuyến phát sinh sóng hài dòng, các sóng hài này có
thể gây ra mức độ méo dạng điện áp do MF thường có
công suất NM thấp.


LOGO

F. Nguồn và tải đặc biệt
 Kết hợp giữa MF và UPS:
 Là giải pháp tốt nhất đảm
bảo chất lượng cấp
nguồn cho tải nhạy cảm.
 Bộ UPS cũng là 1 loại tải
phi tuyến.
 Công suất UPS cần đủ
cung cấp cho tải đầu ra
có tính đến khả năng chịu
quá tải (VD: 1,5In trong 1’
và 1,25In trong 10’)
 Công suất cần thiết nạp
cho ắc quy của UPS tỷ lệ
với Pn của UPS: Sr =
1,17Pn.

Tổ hợp MF- UPS

80

158

121

100

198

151

120

240

182

160

317

243

200

395

304


800

1648

1215


LOGO

F. Nguồn và tải đặc biệt
 Do UPS là tải phi
tuyến  Vậy khi
khởi động UPS với
nguồn cấp là MF,
thì cần tăng dần
dòng nạp, tránh
dòng nạp ban đầu
quá lớn
Tăng dần dòng nạp khi khởi động UPS


F. Nguồn và tải đặc biệt

LOGO

 Máy phát điện làm việc song song:
• Điện áp ra phải có cùng trị hiệu dụng
• Điện áp ra các MF phải có cùng tần số
• Thứ tự pha của các MF phải giống nhau
• Điện áp ra của các MF phải trùng pha nhau

F. Nguồn và tải đặc biệt

LOGO

2. Bộ cấp nguồn liên tục UPS
 UPS - Uninterruptible Power Supply đáp ứng yêu cầu về
tính liên tục và chất lượng nguồn cấp:
• Điện áp ra thỏa mãn yêu cầu chất lượng bằng cách
dùng bộ nghịch lưu (inverter).
• Là nguồn dự phòng độc lập.
• Thời gian chuyển mạch để thay thế nguồn lưới gần
như không có  Không bị gián đoạn cung cấp điện

  Phù hợp với các tải nhạy cảm do đảm bảo tính liên
tục và chất lượng nguồn cấp.


F. Nguồn và tải đặc biệt
 Cấu tạo: Gồm các thành
phần:
 Bộ chỉnh lưu / nạp: Biến đổi
AC  DC nạp cho ắc quy.
 Bộ nghịch lưu: Chuyển điện
áp DC  AC cấp cho tải.
 Bộ ắc quy: Tích trữ điện
năng, đảm bảo thời gian cần
thiết chạy nguồn dự phòng
(từ 8’ đến 1h hoặc lâu hơn).
 Khóa chuyển mạch bằng bán
dẫn: Chuyển từ nguồn lưới

F. Nguồn và tải đặc biệt

LOGO

b, UPS off-line công nghệ Line-interactive
(tương tác với lưới)
Normal mode: Đấu song song ngõ vào AC
với bộ nghịch lưu. Ắc quy được nạp qua bộ
nghịch lưu.
Battery backup mode: Khi nguồn lưới mất,
ắc quy và bộ nghịch lưu sẽ cấp điện cho tải.
Chuyển mạch bán dẫn cắt lưới khỏi tải,
ngăn không cho công suất từ UPS chảy
ngược về lưới.
Khi nguồn lưới hồi phục, tải được chuyển về
lưới (normal mode)
b, UPS off-line công
nghệ Line-interactive
(tương tác với lưới)

Bypass mode: Nếu UPS có sự cố, tải
chuyển sang nguồn Bypass AC (nguồn dự
phòng) thông qua đường Bypass
Ứng dụng: Dùng cho tải công suất nhỏ


F. Nguồn và tải đặc biệt

LOGO


Điện áp và tần số đầu ra không phụ thuộc đầu vào  UPS có thể hoạt
động với tần số khác.
Thường dùng cho tải có công suất trung bình hoặc cao (từ 10 kVA trở lên)
 Ắc quy: Gồm 2 loại chính: - Ắc quy Nickel-cadmium
- Ắc quy chì-acid
Ắc quy chì-acid loại kín chiếm khoảng 95% do dễ bảo trì và không cần vị trí lắp
đặt đặc biệt.
Ắc quy kín được ưa chuộng do: -Không cần bảo dưỡng
-Dễ lắp đặt
-Không yêu cầu vị trí lắp đặt đặc biệt.
Ắc quy acid thông thường (loại hở) dùng cho các ứng dụng yêu cầu:
-Tuổi thọ cao
-Thời gian lưu điện dài
-Công suất lớn
Nhưng đòi hỏi lắp đặt trong phòng đặc biệt, với quy trình chính xác và yêu
cầu bảo trì thường xuyên.


LOGO

F. Nguồn và tải đặc biệt
Tuổi thọ

Độ thu gọn

Nhiệt độ Tần suất
Vị trí lắp đặt
Giá
cho phép bảo dưỡng đặc biệt


Không

Trung bình thấp

Chọn thời gian lưu điện: Tùy thuộc vào:
-Khoảng thời gian trung bình xảy ra sự cố mất nguồn.
-Thời gian cần thiết để cấp điện từ nguồn dự phòng.
Các quy tắc lựa chọn:
-Với máy tính: Thời gian lưu điện cần đủ để lưu dữ liệu và tắt hệ thống
máy tính theo đúng quy trình.
-Các quá trình công nghiệp: Phụ thuộc vào mức độ tổn thất kinh tế khi
dừng sản xuất và thời gian cần thiết để khởi động lại quá trình


LOGO

F. Nguồn và tải đặc biệt
Phương pháp lắp đặt ắc quy

a, Đặt trên kệ

b, Đặt trên bệ
dạng bậc thang

c, Đặt trong tủ

- Với ắc quy loại kín, có thể đặt cùng vỏ với UPS, lắp trong tủ riêng hoặc
giá đỡ
- Với ắc quy loại hở có thể đặt trên kệ hoặc bệ dạng bậc thang.


thị, cung cấp nguồn cho mạch chiếu sáng (VD tạo điện áp 230V
khi nguồn cấp là 400V, 3 pha, 3 dây).
 Thay đổi kiểu nối đất đối với 1 số loại tải.
 Bảo vệ mạch cấp điện cho biến áp hạ/hạ:
 Tại thời điểm đóng điện cho BA, dòng quá độ ban đầu có giá trị
cao nhưng suy giảm nhanh  thiết bị bảo vệ cho mạch cấp điện
MBA không được tác động cắt với dòng từ hóa ban đầu.
 Dùng CB có đặc tính cắt chọn lọc (trễ 1 khoảng thời gian
ngắn) hoặc CB có dòng cắt từ rất cao.