BÀI 4. HỆ THỐNG ĐIỆN QUỐC GIA

PHẦN I. CÁC CÂU HỎI TRONG SGK

KHỞI ĐỘNG

CH: Quan sát Hình 4.1 và cho biết vai trò của các thành phần, thiết bị trong hệ thống điện

I. CẤU TRÚC CHUNG CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN QUỐC GIA

CH: Quan sát hình 4.2 và tìm sự tương đồng với hình 4.1

II. VAI TRÒ CỦA CÁC THÀNH PHẦN TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN QUỐC GIA

LUYỆN TẬP

CH1: Mạng điện trong các nhà máy, xí nghiệp, khu dân cư thuộc lưới điện phân phối hay lưới điện truyền tải? Tại sao?

CH2: Quan sát sơ đồ lưới điện trong Hình 4.5 và cho biết đây là lưới điện truyền tải hay phân phối? Nó gồm các cấp điện áp nào? Hãy cho biết các thành phần chính và thông số kĩ thuật chủ yếu của sơ đồ.

CH3: Hãy vẽ sơ đồ một hệ thống điện gồm cả lưới điện truyền tải và lưới điện phân phối.

KẾT NỐI NĂNG LỰC

CH: Sử dụng internet hoặc sách, báo,... em hãy tìm hiểu vai trò của Trung tâm Điều độ hệ thống điện quốc gia trong chỉ huy, điều khiển, vận hành hệ thống điện.

VẬN DỤNG

CH: Tìm hiểu và giới thiệu một nhà máy điện mà em biết.

PHẦN II. 5 PHÚT GIẢI BÀI

KHỞI ĐỘNG

CH: Quan sát Hình 4.1, ta có thể thấy hệ thống điện bao gồm các thành phần, thiết bị sau:

1. Nhà máy điện:

- Vai trò: Chuyển đổi các dạng năng lượng khác như năng lượng hóa thạch, năng lượng tái tạo thành điện năng.

- Đặc điểm: Có thể là nhà máy thủy điện, nhà máy nhiệt điện, nhà máy điện gió, nhà máy điện mặt trời, v.v.

+ Có quy mô lớn, công suất cao.

+ Được trang bị các thiết bị hiện đại để đảm bảo hiệu quả hoạt động và an toàn.

2. Trạm biến áp:

- Vai trò: Nâng cao hoặc hạ thấp điện áp để phù hợp với nhu cầu sử dụng.

+ Phân phối điện năng đến các khu vực khác nhau.

- Đặc điểm: Gồm máy biến áp, thiết bị đóng cắt, hệ thống điều khiển, bảo vệ. Có thể là trạm biến áp cao thế, trung thế hoặc hạ thế.

3. Đường dây truyền tải điện:

- Vai trò: Truyền tải điện năng từ nhà máy điện đến trạm biến áp và từ trạm biến áp đến các khu vực tiêu thụ.

- Đặc điểm: Gồm dây dẫn điện, cột điện, phụ kiện.

+ Có thể là đường dây điện cao thế, trung thế hoặc hạ thế.

+ Được thiết kế để đảm bảo an toàn và hiệu quả truyền tải điện năng.

4. Trạm biến áp phân phối:

- Vai trò: Hạ điện áp xuống mức phù hợp với nhu cầu sử dụng của các hộ gia đình, doanh nghiệp.

- Đặc điểm: 

+ Gồm máy biến áp, thiết bị đóng cắt, hệ thống điều khiển, bảo vệ.

+ Có quy mô nhỏ hơn trạm biến áp cao thế và trung thế.

5. Mạng lưới phân phối điện:

- Vai trò: Phân phối điện năng đến từng hộ gia đình, doanh nghiệp.

- Đặc điểm: Gồm dây dẫn điện, cột điện, tủ điện, công tơ điện, v.v. Được thiết kế để đảm bảo an toàn và hiệu quả phân phối điện năng.

6. Thiết bị sử dụng điện:

- Vai trò: Chuyển đổi điện năng thành các dạng năng lượng khác như ánh sáng, nhiệt, cơ năng, v.v.

- Đặc điểm: Có nhiều loại khác nhau như bóng đèn, quạt, máy lạnh, tủ lạnh, máy giặt, v.v. Hoạt động dựa trên nguyên tắc chuyển đổi điện năng thành các dạng năng lượng khác.

7. Hệ thống điều khiển và bảo vệ:

 - Vai trò: Điều khiển hoạt động của hệ thống điện, bảo vệ hệ thống điện khỏi các sự cố.

- Đặc điểm: Gồm các thiết bị như rơ le, cầu dao, hệ thống SCADA, v.v. Giúp đảm bảo an toàn và hiệu quả vận hành hệ thống điện.

I. CẤU TRÚC CHUNG CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN QUỐC GIA

CH: Cả hai hình ảnh đều mô tả hệ thống điện quốc gia, bao gồm các thành phần chính sau:

- Nguồn điện: Là nơi sản xuất điện năng, có thể là nhà máy thủy điện, nhà máy nhiệt điện, nhà máy điện gió, nhà máy điện mặt trời, v.v.

- Lưới điện: Hệ thống đường dây dẫn điện và trạm biến áp để truyền tải và phân phối điện năng đến các khu vực tiêu thụ.

- Tải tiêu thụ: Các thiết bị sử dụng điện năng như bóng đèn, quạt, máy lạnh, tủ lạnh, máy giặt, v.v.

II. VAI TRÒ CỦA CÁC THÀNH PHẦN TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN QUỐC GIA

LUYỆN TẬP

CH1: Lý do:

- Điện áp: Lưới điện truyền tải có điện áp cao (từ 110kV đến 500kV) để truyền tải điện năng trên quãng đường dài một cách hiệu quả. Lưới điện phân phối có điện áp thấp (từ 0,4kV đến 35kV) để phân phối điện năng đến các hộ gia đình, doanh nghiệp và các phụ tải khác. Mạng điện trong các nhà máy, xí nghiệp, khu dân cư sử dụng điện áp thấp để phù hợp với nhu cầu sử dụng của các thiết bị điện.

- Phạm vi: Lưới điện truyền tải bao phủ phạm vi rộng lớn, liên kết các nhà máy điện, trạm biến áp và các điểm tiêu thụ điện trên khắp đất nước. Lưới điện phân phối bao phủ phạm vi nhỏ hơn, phân phối điện năng đến các khu vực cụ thể như nhà máy, xí nghiệp, khu dân cư. Mạng điện trong các nhà máy, xí nghiệp, khu dân cư thuộc phần cuối của hệ thống điện, nơi điện năng được phân phối đến từng hộ gia đình, doanh nghiệp.

- Chức năng: Lưới điện truyền tải có chức năng chính là truyền tải điện năng trên quãng đường dài. Lưới điện phân phối có chức năng chính là phân phối điện năng đến các phụ tải. Mạng điện trong các nhà máy, xí nghiệp, khu dân cư sử dụng điện năng được phân phối từ lưới điện phân phối để vận hành các thiết bị điện.

CH2: Sơ đồ lưới điện trong Hình 4.5 là lưới điện truyền tải.

Đặc điểm của lưới điện truyền tải:

- Sử dụng điện áp cao (từ 110kV đến 500kV) để truyền tải điện năng trên quãng đường dài một cách hiệu quả.

- Bao gồm các đường dây dẫn điện cao áp, trạm biến áp cao thế và các thiết bị phụ trợ khác.

- Có chức năng chính là truyền tải điện năng từ nhà máy điện đến các trạm biến áp phân phối.

Cấp điện áp:

Sơ đồ lưới điện trong Hình 4.5 bao gồm ba cấp điện áp:

- 110/220kV: Đây là cấp điện áp cao nhất trong sơ đồ, được sử dụng để truyền tải điện năng từ nhà máy điện đến các trạm biến áp 220/240kV.

- 220/240kV: Đây là cấp điện áp trung bình trong sơ đồ, được sử dụng để truyền tải điện năng từ trạm biến áp 110/220kV đến các trạm biến áp 110/220kV và 22/0,4kV.

- 110/220kV: Đây là cấp điện áp thấp nhất trong sơ đồ, được sử dụng để truyền tải điện năng từ trạm biến áp 220/240kV đến các trạm biến áp phân phối 22/0,4kV.

Thành phần chính và thông số kỹ thuật chủ yếu:

- Đường dây dẫn điện cao áp: Điện áp: 110kV, 220kV, 240kV.

+ Chiều dài: Tùy thuộc vào vị trí và nhu cầu truyền tải điện.

+ Chất liệu: Dây dẫn nhôm hoặc đồng.

- Trạm biến áp cao thế: Công suất: Tùy thuộc vào nhu cầu truyền tải điện.

+ Điện áp vào: 110kV, 220kV.

+ Điện áp ra: 110kV, 220kV, 240kV.

- Thiết bị phụ trợ:

+ Máy biến áp tự động: Đảm bảo cung cấp điện liên tục khi có sự cố xảy ra trên đường dây dẫn điện.

+ Thiết bị chống sét: Bảo vệ hệ thống điện khỏi các tác động của sét.

+ Hệ thống SCADA: Giám sát và điều khiển hệ thống điện từ xa.

CH3:

KẾT NỐI NĂNG LỰC

CH: Trung tâm Điều độ hệ thống điện quốc gia (A0) đóng vai trò trung tâm trong việc chỉ huy, điều khiển, vận hành hệ thống điện quốc gia. A0 thực hiện các chức năng chính sau:

- Chỉ huy điều hành hệ thống điện quốc gia: Lập kế hoạch vận hành, điều khiển hệ thống điện theo thời gian thực, giải quyết các tình huống khẩn cấp.

- Quản lý và điều phối thị trường điện: Lập và ban hành quy tắc, quản lý hoạt động mua bán điện, giám sát giá điện trên thị trường.

- Nghiên cứu khoa học và ứng dụng công nghệ: Nghiên cứu giải pháp nâng cao hiệu quả vận hành hệ thống điện, ứng dụng công nghệ tiên tiến, hợp tác quốc tế về lĩnh vực điều độ hệ thống điện.

VẬN DỤNG

CH: Nhà máy thủy điện Hòa Bình là nhà máy thủy điện lớn nhất Việt Nam, đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp điện năng, điều tiết lũ lụt và phát triển du lịch.

Quy mô: Công suất: 1.920 MW

+ Sản lượng điện: 10,3 tỷ kWh/năm

+ Đập: cao 91,5 m, dài 1.272 m, thể tích 15,8 triệu m3

+ Hồ chứa: diện tích 199 km2, thể tích hữu ích 9,215 tỷ m3

Ý nghĩa: Biểu tượng ý chí, nghị lực của nhân dân Việt Nam

+ Thúc đẩy phát triển kinh tế - xã hội khu vực và cả nước

+ Di tích lịch sử - văn hóa quốc gia, Giải thưởng Hồ Chí Minh về khoa học và công nghệ

+ Kỷ lục “Nhà máy thủy điện lớn nhất Đông Nam Á”