Luận văn Nghiên cứu đánh giá hiện trạng và đề xuất một số giải pháp cải thiện chất lượng điện áp trong lưới điện trung áp tỉnh Thái Nguyên

Chia sẻ: Nguyen Bao Ngoc | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:84

Thêm vào BST

Báo xấu

112
lượt xem 34
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Trong những năm gần đây, do sự phát triển mạnh mẽ của nền kinh tế, tốc độ độ công nghiệp hoá tăng nhanh, nhu cầu về điện năng ngày càng lớn đòi hỏi ngành Điện phải đi trước một bước để tạo cơ sở cho sự phát triển của nền kinh tế. Cùng với sự phát triển của nền kinh tế quốc dân là những yêu cầu ngày càng khắt khe của khách hàng về chất lượng điện năng.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Nghiên cứu đánh giá hiện trạng và đề xuất một số giải pháp cải thiện chất lượng điện áp trong lưới điện trung áp tỉnh Thái Nguyên

Luận văn Nghiên cứu đánh giá hiện trạng và đề xuất một số giải pháp cải thiện chất lượng điện áp trong lưới điện trung áp tỉnh Thái Nguyên
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THẠC SĨ KHOÁ 8 – Đ HCN THÁI NGUYÊN 1 Mở đầu Trong những năm gần đây, do sự phát triển mạnh mẽ của nền kinh tế, tốc độ độ công nghiệp hoá tăng nhanh, nhu cầu về điện năng ngày càng lớn đòi hỏi ngành Điện phải đi trước một bước để tạo cơ sở cho sự phát triển của nền kinh tế. Cùng với sự phát triển của nền kinh tế quốc dân là những yêu cầu ngày càng khắt khe của khách hàng về chất lượng điện năng. Ngành Điện phải thực hiện những kế hoạch phát triển nguồn và lưới phù hợp với nhu cầu của phụ tải và cải tạo nâng cấp những khu vực hiện có, đề ra những biện pháp vận hành hợp lý để nâng cao chất lượng điện năng, tăng công suất truyền dẫn để có thể đáp ứng ngày càng tốt hơn những đòi hỏi ngày càng cao về sản lượng cũng như chất lượng điện năng đồng thời tiết kiệm chi phí, giảm tổn thất và nâng cao hiệu quả kinh tế cung cấp và sử dụng điện. Đó là một nhiệm vụ hết sức khó khăn, trong đó việc nâng cao chất lượng điện năng ở lưới điện phân phối có ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng điện năng và chỉ tiêu kinh tế chung của toàn hệ thống. Với lưới điện phân phối việc đáp ứng những yêu cầu về chất lượng điện năng gặp không ít khó khăn, đặc biệt đối với lưới điện 6kV và 10kV xuất phát từ các trạm trung gian 35/6kV và 35/10kV không có hệ thống điều áp dưới tải. Sự phát triển mạnh mẽ của phụ tải điện ảnh hưởng đến chấ t lượng điện năng trong lưới điện phân phối biểu hiện dễ nhận thấy là chất lượng điện áp. Với đề tài “ Nghiên cứu đánh giá hiện trạng và đề xuất một số giải pháp cải thiện chất lƣợng điện áp trong lƣới điện trung áp tỉnh Thái Nguyên” tác giả mong muốn đóng góp một phần nhỏ những tìm tòi, nghiên cứu của mình vào việc đảm bảo chỉ tiêu chất lượng điện áp trong lưới điện phân phối có nhiều cấp điện áp nhưng không có hệ thống điều áp dưới tải tại các trạm trung gian. Luận văn bao gồm 4 chương, trong đó tại Chương 1 tác giả giới thiệu tổng quát về hiện trạng và triển vọng phát triển cùng với những yêu cầu xuất phát từ thực tế về chất lượng điện năng của lưới điện tỉnh Thái Nguyên,. S ố hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc -tnu.edu.vn
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THẠC SĨ KHOÁ 8 – Đ HCN THÁI NGUYÊN 2 Chương 2 trình bày lý thuyết chung về chất lượng điện năng, các chỉ tiêu chất lượng điện năng tại một số quốc gia và của Việt Nam, chú trọng phân tích chỉ tiêu độ lệch điện áp, diễn biến của điện áp trong lưới điện phân phối và các phương pháp điều chỉnh độ lệch điện áp. Chương 3 tiến hành khảo sát, đánh giá thực trạng chất lượng điệ n áp tại một số nút chính trong lưới điện phân phối tỉnh Thái Nguyên. Trong ch ương này luận văn cũng nghiên cứu các phương pháp tính toán đánh giá chất lượng điện áp (CLĐA) tại các nút phụ tải theo chỉ tiêu tổng quát (CTTQ) cùng với các giải pháp cải thiện chất lượng điên áp phù hợp với đặc điểm của lưới điện phân phối tỉnh Thái Nguyên. Trên cơ sở các phương pháp tính toán tác giả đã thành lập các thuật toán để tính toán kiểm tra CLĐA tại các nút của lưới điện phân phối đơn giản và trình bày những nét cơ bản của chương trình phần mềm Conus sẽ được sử dụng tại Chương 4 khảo sát các sơ đồ lưới điện phân phối phức tạp trong thực tế vận hành. Chương 4 nghiên cứu áp dụng chương trình Conus để tính toán khảo sát CLĐA và đề xuất một số giải pháp cải thiện CLĐA tro ng lưới điện phân phối tỉnh Thái Nguyên. Tác giả chân thành gửi lời cảm ơn tới TS Nguyễn Mạnh Hiến và các thầy cô của Bộ môn Hệ thống điện trường Đại học Bách khoa Hà Nội đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo giúp tác giả hoàn thành luận văn. Cảm ơn các đồng ngh iệp đã giúp đỡ trong công việc để tác giả có thời gian học tập, thu thập số liệu viết luận văn. Do thời gian có hạn và kiến thức còn nhiều hạn chế nên luận văn chắc chắn còn nhiều khiếm khuyết. Tác giả chân thành mong muốn nhận được sự chỉ bảo góp ý của thầy cô và các đồng nghiệp cùng bạn đọc quan tâm đến nội dung luận văn này. S ố hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc -tnu.edu.vn
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THẠC SĨ KHOÁ 8 – Đ HCN THÁI NGUYÊN 3 CHƢƠNG I TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LƢỚI ĐIỆN KHU VỰC THÁI NGUYÊN 1.1-Cấu trúc hiện tại của lưới điện Thái Nguyên và phương hướng phát triển trong tương lai. Thái nguyên là một tỉnh miền núi trung du, nằm trong vùng trung du và miền núi Bắc bộ, diện tích tự nhiên 3.562,82 km2, dân số hiện nay là 1.046.000 người. Thái Nguyên là một tỉnh không lớn, chiếm 1,13% diện tích và 1,41% dân số so với cả nước. Thái Nguyên tiếp giáp với tỉnh Bắc Cạ n ở phía bắc, phía tây giáp Vĩnh Phúc và Tuyên Quang, phía đông giáp các tỉnh Lạng Sơn và Bắc Giang và phía nam giáp Thủ đô Hà Nội. Thái Nguyên có địa hình đa dạng bao gồm các khu vực trung du và các vùng núi. Thái Nguyên là một thành phố công nghiệp, tỷ trọng điện tiêu thụ trong s ản xuất công nghiệp chiếm khoảng 70% so với tổng điện năng tiêu thụ. Lưới điện phân phối hiện nay ở Thái Nguyên là lưới điện có điện áp dưới 110kV, sử dụng các cấp điện áp thông dụng như 35, 22, 10, 6kV có trung tính cách ly, trung tính nối đất trực tiếp hoặc gián tiếp qua máy biến áp tạo trung tính hoặc cuộn dập hồ quang ( cuộn Pertecxen). Lưới điện phân phối vận hành theo chế độ mạng điện hở (hình tia hoặc phân nhánh) hoặc mạch vòng nhưng vận hành hở, độ dài mỗi xuất tuyến thường không đến 100km. Nguồn cấp cho các xuất tuyến phân phối chủ yếu do các trạm 110kV hoặc 220kV và các trạm trung gian 35/10kV, 35/6kV cung cấp. Do các điều kiện về địa lý, kinh tế, mức độ yêu cầu cung cấp điện của phụ tải... nên lưới phân phối ở các khu vực khác nhau rất khác nhau về mật độ phụ tải, chiều dài đường dây, công suất truyền dẫn cũng như tổn thất điện áp, điện năng và độ tin cậy cung cấp điện. Lưới điện phân phối ở khu vực Thái Nguyên có thể đại diện cho lưới phân phối nói chung vì nó gồm nhiều khu vực có tính chất phụ tải đa dạng: phụ tải công nghiệp tập trung, phụ tải sinh hoạt và sản xuất nhỏ ở đô thị, phụ tải nông thôn, phụ tải sinh hoạt miền núi. Lưới 35kV và 22kV được cấp trực tiếp S ố hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc -tnu.edu.vn
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THẠC SĨ KHOÁ 8 – Đ HCN THÁI NGUYÊN 4 từ các trạm 110kV hoặc 220kV. Với cấp điện áp 10kV và 6kV, một số đường dây được cấp trực tiếp từ các trạm 110kV cho các phụ tải cao áp hoặc khu công nghiệp tập trung, phần còn lại từ các trạm trung gian 35/6kV hoặc 35/10kV. Nguồn cấp điện khu vực Thái Nguyên hiện tại là 7 trạm 110kV, 01 trạm 220kV và nhà máy nhiêt điện Cao Ngạn công suất 100MW (xem H 1.1 - Sơ đồ lưới điện 220- 110kV). Các trạm 110kV và 220kV đều có hệ thống điều áp dưới tải, điện áp đầu nguồn của các xuất tuyến phân phối thường giữ cố định. Ngoài các trạm 110kV và 220kV còn có 10 trạm trung gian 35/6kV hoặc 35/10kV cấp điện cho các phụ tải hỗn hợp và một số trạm trung gian chuyên dùng cấp cho các nhà máy, xí nghiệp công nghiệp (xem H 1.2 - Sơ đồ lưới điện trung áp). Các trạm trung gian đều không có hệ thống điều áp dưới tải, điện áp thanh cái đầu ra của các trạm trung gian phụ thuộc phụ tải và điện áp đầu nguồn cấp từ các trạm 110kV. Phụ tải của các trạm 110kV rất đa dạng, do các đường dây cấp cho các khu vực có tính chất khác nhau như phụ tải sinh hoạt, phụ tải sản xuất ban ngày, phụ tải sản xuất 3 ca nên biểu đồ phụ tải của các đường dây rất khác nhau. Hơn nữa, do quy định tính giá điện vào các giờ cao điểm ngày, cao điểm đêm và thấp điểm chênh lệch nhau lớn nên các xí nghiệp, nhà máy sử dụng công suất lớn thường sản xuất vào giờ thấp điểm để giảm giá thành, vì vậy giá trị Pmax và Pmin của các đường dây chênh lệch lớn song đồ thị phụ tải toàn trạm khu vực hoặc toàn tỉnh tương đối bằng phẳng. Do nhu cầu sản xuất phát triển nên lưới điện tỉnh Thái Nguyên có mức tăng trưởng khá lớn, bình quân trong 5 năm gần đây là 21% mỗi năm. Với mức độ tăng trưởng như vậy và căn cứ nhu cầu sử dụng điện của các dự án đang và s ẽ triển khai, từ nay đến năm 2010 sẽ phải xây dựng thêm 03 trạm biến áp 110kV so với 7 trạm hiện có và tăng thêm công suất của nhà máy điện Thá i Nguyên để đáp ứng yêu cầu của phụ tải. Để đáp ứng yêu cầu ngày càng cao về chất lượng điện năng và độ tin cậy cung cấp điện, ngành điện đang tiến hành hiện đại hoá các trạm khu vực ở cấp điện áp 110, 220kV bằng cách thay thế các S ố hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc -tnu.edu.vn
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THẠC SĨ KHOÁ 8 – Đ HCN THÁI NGUYÊN 5 thiết bị cũ bằng những th iết bị có công nghệ tiên tiến như máy cắt khí SF6, máy cắt chân không và các rơ le bảo vệ kỹ thuật số. Điện áp trung thế cũng có sự thay đổi vê cấp điện áp, sẽ chú trọng phát triển lưới điện trung áp ở cấp điện áp 35kV và 22kV hạn chế xây dựng các đường dây 6kV hoặc 10kV. Cấp điện áp 6kV và 10kV sẽ chỉ dùng để cấp điện cho các phụ tải cao áp như động cơ cao áp, lò điện hồ quang hoặc các nhà máy công nghiệp nặng. 1.2-Các thông số vận hành của lưới điện thành phố Thái Nguyên Bảng 1.1 Thông số phụ tải tỉnh Th ái Nguyên 6 tháng đầu năm 2007: Tổng điện năng tiêu thụ 495.115.034 kWh Điện năng tiêu thụ ngày cao nhất 3.452.630 kWh Điện năng tiêu thụ trung bình ngày 2.728.382 kWh Điện năng tiêu thụ ngày thấp nhất 2.257.530 kWh Pmax 190 MW Pmin 115 MW Tổng cô ng suất tiêu thụ trong toàn tỉnh thay đổi theo mùa và theo các ngày trong tuần do ảnh hưởng của thời tiết và sản xuất. Vào các ngày thứ bảy và chủ nhật, công suất tiêu thụ giảm do các nhà máy, xí nghiệp, công sở giảm công suất. Các ngày làm việc công suất tiêu thụ tăng do ảnh hưởng của sản xuất công nghiệp. Cũng do ảnh hưởng của sản xuất công nghiệp nên cao điểm ngày vào khoảng 10h00 tăng mạnh và lớn hơn cao điểm tối. Do có nhiều cơ sở sản xuất làm 3 ca nên biểu đồ phụ tải ngày toàn tỉnh tương đối bằng phẳn g. Những nhận xét trên được rút ra từ các số liệu thu thập tại trạm 220kV Thái Nguyên (xem H 1.3 - Sơ đồ trạm 220kV Thái Nguyên), trên các đường dây xuất tuyến của trạm và tại các trạm trung gian 35/6kV, trạm hạ áp S ố hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc -tnu.edu.vn
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THẠC SĨ KHOÁ 8 – Đ HCN THÁI NGUYÊN 6 35/0,4kV và 6/0,4kV trên một số đường dây của trạm 220kV Quan Triều. Thông số đo đạc tại trạm 220kV Quan Triều được thể hiện ở các trang sau. Sơ đồ lưới 110kV S ố hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc -tnu.edu.vn
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THẠC SĨ KHOÁ 8 – Đ HCN THÁI NGUYÊN 7 Sơ đồ trạm Quan Triều S ố hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc -tnu.edu.vn
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THẠC SĨ KHOÁ 8 – Đ HCN THÁI NGUYÊN 8 Sơ đồ đz 381 S ố hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc -tnu.edu.vn
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THẠC SĨ KHOÁ 8 – Đ HCN THÁI NGUYÊN 9 Sơ đồ TG Chùa Hang S ố hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc -tnu.edu.vn
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THẠC SĨ KHOÁ 8 – Đ HCN THÁI NGUYÊN 10 Bảng 1.2 Phụ tải trung bình tỉnh Thái Nguyên tháng 6/2007 Giờ Ptb CN và thứ 7 Ptb thứ 2,3,4 Ptb thứ 5,6 1 112.7 114.9 117.4 2 117.6 124.3 148.0 3 114.3 116.7 138.5 4 100.5 129.6 143.0 5 108.9 128.0 118.9 6 117.1 130.4 150.9 7 113.5 151.2 142.3 8 115.0 142.0 136.0 9 115.9 132.7 159.6 10 141.3 157.2 171.5 11 137.3 160.7 162.0 12 110.9 147.7 138.7 13 109.5 143.4 152.3 14 123.1 135.3 143.2 15 113.3 145.8 145.8 16 122.3 148.7 150.6 17 132.2 156.0 159.5 18 161.1 180.8 194.7 19 135.8 177.0 164.0 20 136.9 161.1 143.4 21 121.3 127.0 119.6 22 130.4 121.2 114.9 23 118.4 132.9 149.1 24 126.7 124.0 162.0 S ố hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc -tnu.edu.vn
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THẠC SĨ KHOÁ 8 – Đ HCN THÁI NGUYÊN 11 Ptb CN và thứ 7 Đồ thị phụ tải trung bình tỉnh Thái nguyên tháng 6/2007 Ptb thứ 2,3,4 Ptb thứ 5,6 250 200 150 MW 100 50 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 S ố hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc -tnu.edu.vn
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THẠC SĨ KHOÁ 8 – Đ HCN THÁI NGUYÊN 12 Bảng 1. 3 THÔNG SỐ PHỤ TẢI TRUNG BÌNH CÁC ĐƯỜNG DÂY CỦA TRẠM 220(110)kV QUAN TRIỀU TRONG THÁNG 6/2007 Tổng P 35kV U35 kV Quan giờ I 381 (A) I 372 (A) I 373 (A) Triều Quan Triều (MW) 1 38.00 42.79 140.64 370.56 20.11 2 38.00 42.25 140.75 370.56 20.67 3 38.00 41.32 140.75 370.89 20.00 4 38.00 38.32 130.75 290.44 20.67 5 38.00 45.18 170.75 280.22 20.56 6 38.00 45.86 170.89 280.56 20.67 7 38.00 45.93 170.93 280.22 20.56 8 37.64 42.79 160.04 280.11 20.56 9 37.59 55.68 210.61 300.11 20.00 10 37.61 49.57 210.21 330.67 20.22 11 37.45 56.82 190.79 310.56 20.44 12 37.88 48.79 190.46 280.00 20.67 13 37.91 49.18 190.71 320.56 20.22 14 37.93 44.54 210.07 410.78 20.11 15 37.96 50.29 200.11 290.00 30.56 16 37.96 51.07 200.21 240.67 40.56 17 37.93 56.54 200.50 280.00 40.11 18 37.75 66.46 220.86 250.89 40.67 19 37.71 54.75 200.57 290.56 50.67 20 37.79 52.11 160.04 270.22 50.67 21 38.00 41.54 120.32 200.78 30.44 22 38.00 38.21 140.29 200.11 20.44 23 38.00 38.54 140.04 200.11 20.89 24 38.00 36.29 120.96 220.22 10.22 S ố hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc -tnu.edu.vn
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THẠC SĨ KHOÁ 8 – Đ HCN THÁI NGUYÊN 13 Giờ Th«ng sè trung b×nh c¸c DZ ®o t¹i tr¹m 220(110)KV Quan triÒu th¸ng7/2007 U35KV Quán triều Tổng P 35KV Quán triều 70 450.00 I 381(A) I 372(A) 400.00 I 373(A) 60 350.00 50 300.00 40 250.00 200.00 30 150.00 20 100.00 10 50.00 0 - 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Bảng 1.4 THÔNG SỐ PHỤ TẢI TRUNG BÌNH CÁC ĐƯỜNG DÂY CỦA TRẠM TRUNG GIAN CHÙA HANG TRONG THÁNG 6/2007 U6kV (kV) I 631 (A) I675 (A) I 673 (A) I 677(A) 6.50 115.23 63.00 5.54 45.93 6.50 115.12 63.50 5.54 45.64 6.50 115.08 63.86 5.00 45.68 6.50 115.14 63.25 5.36 45.25 6.30 115.11 150.71 5.64 45.57 6.30 260.46 150.75 20.86 90.96 6.30 260.86 150.36 20.57 90.71 6.30 260.82 150.07 20.68 90.43 6.30 260.50 150.64 20.14 90.75 6.30 260.75 150.32 20.96 90.68 6.30 260.18 150.11 20.75 90.39 6.30 260.86 150.93 20.71 90.18 6.30 260.39 150.04 20.68 90.21 6.30 260.32 150.00 20.61 90.68 6.30 260.61 150.96 20.54 90.11 6.30 260.89 150.86 20.54 90.57 6.30 260.39 150.39 20.29 90.57 6.30 345.07 210.07 25.36 110.75 6.30 345.93 210.93 25.00 110.21 6.30 345.46 210.68 25.79 110.89 6.40 345.36 210.43 25.71 110.68 6.50 345.71 210.43 25.71 110.00 6.50 130.93 70.25 5.68 55.93 6.50 130.18 70.46 5.00 55.61 S ố hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc -tnu.edu.vn
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THẠC SĨ KHOÁ 8 – Đ HCN THÁI NGUYÊN 14 1.3-Đánh giá tình hình vận hành của lưới điện Thái Nguyên Qua các thông số đo đạc ở trên và ở phần phụ lục ta có nhận xét sau: -Độ chênh lệch giữa P max và Pmin trên các đường dây khá lớn. Tỷ số P min/Pmax của các đường dây dao động từ 15% 25% -Chế độ max của các đường dây có tính chất công nghiệp thường trùng với chế độ min của các đường dây có tính chất sinh hoạt, công sở. -Đồ thị phụ tải đầu nguồn các trạm 220(110)kV tương đối bằng phẳng. -Công suất sử dụng cũng như điện năng tiêu thụ vào các ngày nghỉ n hư thứ 7 và chủ nhật có giảm so với các ngày làm việc từ thứ 2 đến thứ sáu nhưng không đáng kể. -Tổn thất điện áp trên đường dây 35kV khá nhỏ. -Chất lượng điện áp tại các điểm cuối đường dây 6kV vào thời điểm max không đạt yêu cầu thể hiện ở đường dây 675 t rạm trung gian Chùa Hang, tổn thất điện áp trên lộ 675 Chùa Hang quá lớn. Các kết quả đo đạc thực tế trên một số đường dây cũng phù hợp với các s ố liệu thống kê thông số vận hành của toàn bộ lưới điện khu vực Thái Nguyên. Ta nhận thấy chất lượng điện năng không đồng đều ở các khu vực khác nhau. Các khu công nghiệp nặng như Gang thép, khu công nghiệp Sông Công, Gò Đầm hầu hết đạt yêu cầu về độ lệch điện áp nhưng có hiện tượng dao động điện áp, sóng hài trên một số đường dây hoặc trạm. Các khu vực phụ tải sinh hoạt đô thị, công sở như thành phố Thái Nguyên, trung tâm các thị xã, thị trấn chất lượng điện năng đạt yêu cầu. Khu vực nông thôn, miền núi, phụ tải chủ yếu là sinh hoạt, chất lượng điện năng không đạt yêu cầu, biểu hiện ở độ lệch điện áp thường vượt r a ngoài tiêu chuẩn. Các khu vực sản xuất công nghiệp nặng do vận hành lò hồ quang, lò trung tần, khởi động những động cơ công suất lớn sinh ra dao động điện áp, s óng hài, độ không sin và biến đổi tần số ở một số đường dây và trạm biến áp. S ố hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc -tnu.edu.vn
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THẠC SĨ KHOÁ 8 – Đ HCN THÁI NGUYÊN 15 Đường dây cấp điện cho các phụ tải này thường ngắn, có sơ đồ hình tia và xuất phát trực tiếp từ các trạm 110kV có điều áp nên độ lệch điện áp đạt yêu cầu. Nhưng cũng do trở kháng đường dây nhỏ, dung lượng máy biến áp không lớn nên dao động điện áp trên các đường dây có phụ tải đặc biệt dễ gây ảnh hưởng đến điện áp của các phụ tải nối chung thanh cái thứ cấp trạm 110kV. Khu vực thành phố Thái Nguyên và trung tâm các thị xã, thị trấn, chất lượng điện năng đạt yêu cầu ở hầu hết các trạm phân phối do đường dây ngắn, phụ tải ít chênh lệch giữa cao điểm và thấp điểm. Các đường dây cấp cho các phụ tải này thường xuất phát trực tiếp từ các trạm 220(110kV). Tuy nhiên trên một số đường dây hạ áp có hiện tượng dao động điện áp do những phụ tải của các xưởng sản xuất nhỏ gây nên khi sử dụng máy hàn hoặc khởi động động cơ. Những đường dây dài, cấp điện cho các phụ tải hỗn hợp gồm những xí nghiệp sản xuất một ca, sinh hoạt, công sở và các đường dây cấp điện cho các khu vực nông thôn, miền núi độ lệch điện áp không đạt yêu cầu. Nguyên nhân do điện áp đầu nguồn các trạm 220(110)kV thường duy trì ở một giá trị cố định nhưng giữa phụ tải chế độ max và phụ tải chế độ min có độ chênh lệch lớn. Đầu phân áp ở các trạm phân phối thường được đặt theo kinh nghiệm nên thường chỉ đạt độ lệch điện áp theo yêu cầu với mức tải trung bình nhưng không đáp ứng được chỉ tiêu độ lệch điện áp trong chế độ max hoặc min. Điều này cũng xảy ra cả với những trạm biến áp cấp điện cho phụ tải đô thị và công nghiệp. Ở các đường dây có sử dụng máy biến áp trung gian khô ng có điều áp dưới tải (33/10kV hoặc 35/6kV) thì độ lệch điện áp hầu hết không đạt yêu cầu. Với những đoạn đường dây vận hành ở cấp điện áp 35kV thì tổn thất điện áp trên đường dây không lớn, độ lệch điện áp không đảm bảo chủ yếu do giá trị điện áp đầu nguồn các trạm có điều áp dưới tải 220(110)kV không phù hợp ở các chế độ max, min, nhưng với cấp điện áp 6kV và 10kV tổn thất điện áp trên đường dây có giá trị đáng kể, đặc biệt với với những đường dây dài. Hơn nữa, S ố hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc -tnu.edu.vn
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THẠC SĨ KHOÁ 8 – Đ HCN THÁI NGUYÊN 16 máy biến áp trung gian tạo thành một trở kháng tương đương khá lớn nối tiếp trên đường dây làm tăng tổng trở tương đương của đường dây dẫn từ trạm khu vực có điều áp (220kV hoặc 110kV) đến phụ tải 0.4kV, vì vậy làm trầm trọng hơn độ chênh lệch điện áp tương đối giữa chế độ max và min. Để đảm bảo c hất lượng điện năng cần phải nghiên cứu chi tiết rất nhiều vấn đề. Trong các tiêu chuẩn về chất lượng điện năng thì độ lệch điện áp ảnh hưởng rất lớn đến các chỉ tiêu kinh tế của lưới điện. Với cấu trúc phức tạp của lưới điện phân phối và những diễn biến đ a dạng của độ lệch điện áp cần phải có s ự nghiên cứu kỹ lưỡng trước khi tiến hành những hiệu chỉnh cần thiết để nâng cao chỉ tiêu chất lượng, tiết kiệm kinh phí đầu tư. Đáp ứng những đòi hỏi xuất phát từ thực tế vận hành lưới điện phân phối, luận văn này s ẽ nghiên cứu các phương pháp đánh giá chất lượng điện năng của lưới điện, xây dựng chương trình tính toán trên máy tính, áp dụng nghiên cứu chất lượng điện áp ở lưới phân phối có nhiều cấp điện áp [110kV 0.4kV] và đề 35kV 6(10)kV xuất các biện pháp cải tạo để nâng cao chất lượng điện áp. S ố hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc -tnu.edu.vn
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THẠC SĨ KHOÁ 8 – Đ HCN THÁI NGUYÊN 17 CHƢƠNG 2 LÝ THUYẾT CHUNG VỀ CHẤT LƢỢNG ĐIỆN NĂNG VÀ ĐIỀU CHỈNH CHẤT LƢỢNG ĐIỆN NĂNG 2.1 Chất lượng điện năng Lưới điện được đánh giá theo 4 tiêu chuẩn chính: 1-An toàn điện. 2-Chất lượng điện năng. 3-Độ tin cậy cung cấp điện. 4-Hiệu quả kinh tế. Chất lượng điện áp là một chỉ tiêu trong tiêu chuẩn chất lượng điện năng, nó được đánh giá bởi các chỉ tiêu sau: 1-Độ lệch điện áp trên cực của thiết bị dùng điện so với điện áp định mức. 2-Độ dao động điện áp . 3-Độ không đối xứng. 4-Độ không sin (sự biến dạng của đường cong điện áp, các thành phần sóng hài bậc cao ...) Chất lượng cung cấp điện bị ảnh hưởng đáng kể bởi chất lượng điện áp cung cấp cho khách hàng, nó bị tác động bởi các thông số trên các đường d ây khác nhau. Có thể có các dạng như: sự biến đổi dài hạn của điện áp so với điện áp định mức, điện áp thay đổi đột ngột, những xung dốc dao động hoặc điện áp ba pha không cân bằng. Hơn nữa tính không đồng đều như tần số thay đổi, sự không tuyến tính của hệ thống hoặc trở kháng phụ tải sẽ làm méo dạng sóng điện áp, các xung nhọn do các thu lôi sinh ra cũng có thể được lan truyền trong hệ thống cung cấp. Các trường hợp này được mô tả trong hình vẽ H 2.1 sau đây: S ố hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc -tnu.edu.vn
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THẠC SĨ KHOÁ 8 – Đ HCN THÁI NGUYÊN 18 H 2.1: Dạng sóng điện áp lý tưởng và các thay đổi của điện áp a Dạng sóng điện áp lý tưởng. b Các dạng thay đổi của sóng điện áp. Các xung nhọn, xung tuần hoàn và nhiễu tần số cao có tính chất khu vực. Nó được sinh ra một số do quá trình phóng điện của các thu lôi, do tác động đóng cắt của các van điện tử công suất, do hồ quang của các điện cực vì vậy chỉ có thể lan truyền trong phạm vi và thời điểm nhất định. Cũng như vậy sự biến đổi tần số thường do các lò trung, cao tần sinh ra và mức độ lan truyền cũng không lớn. Đối với hiện tượng điện áp thấp và điện áp cao thì có thể xảy ra ở mọi nơi và xuất hiện dài hạn. Để ngăn ngừa các hiệu ứng có hại cho thiết bị của hệ thống cung cấp trong một mức độ nhất định, luật và các quy định khác nhau đã tồn tại trong các vùng khác nhau để chắc rằng mức độ của điện áp cung cấp không được ra ngoài dung sai đã quy định. Các đặc tính của điện áp cung cấp được chỉ rõ trong các tiêu chuẩn chất lượng điện áp thường được mô tả bởi tần số, độ lớn, dạng sóng và tính đối xứng của điện áp 3 pha. Trên thế giới có sự dao động tương đối rộng trong việc chấp nhận các dung sai có liên quan đến điện áp. Các tiêu chuẩn luôn luôn được phát triển hợp lý để đáp lại sự phát triển của kỹ thuật, kinh tế và chính trị. S ố hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc -tnu.edu.vn
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THẠC SĨ KHOÁ 8 – Đ HCN THÁI NGUYÊN 19 Bởi vì một vài tình tiết ảnh hưởng đến điện áp cung cấp là ngẫ u nhiên trong thời gian và không gian (vị trí) nên một vài đặc trưng có thể được mô tả trong các tiêu chuẩn với các tham số tĩnh để thay thế cho các giới hạn đặc biệt. Một khía cạnh quan trọng trong việc áp dụng các tiêu chuẩn là để xem xét ở nơi nào và ở đâu trong mạng cung cấp, các đặc tính của điện áp là định mức. Tiêu chuẩn châu Âu EN50160 chỉ rõ các đặc điểm của điện áp ở các đầu cuối cung cấp cho khách hàng dưới các điều kiện vận hành bình thường. Các đầu cuối cung cấp được định nghĩa là điểm kết nối của khách hàng nối vào hệ thống cộng cộng. EN50160 chỉ ra rằng, trong các thành viên của Eropean Communities - Cộng đồng Châu Âu, dải biến đổi giá trị hiệu dụng (RMS) của điện áp cung cấp trong 10 phút (điện áp pha hoặc điện áp dây) là Vn ± 10% với 95% thời gian trong tuần. Với hệ thống 3 pha 4 dây, Vn = 230 V giữa pha và trung tính. Nói đúng ra, điều này có nghĩa là mỗi tuần có hơn 8 giờ không có giới hạn cho giá trị của điện áp cung cấp. Cũng có một số chỉ trích rằng dung sai điện áp V n ± 10% là quá rộng. Đến năm 2006, điện áp danh định và dung sai có thể sẽ khác, các giá trị đã bắt đầu cao hơn phù hợp hơn với HD472S1. Trong thời gian chuyển tiếp, các vùng có hệ thống 220/380V có thể sẽ đưa ra điện áp 230/400 V +6%/-10%, các vùng khác có hệ thống 240/415V sẽ đưa ra điện áp 230/400 V +10%/-6%. Tần số của hệ thống cung cấp phụ thuộc sự tương tác giữa các máy phát và phụ tải, giữa dung lượng các máy phát và nhu cầu của phụ tải. Điều này có nghĩa là sẽ khó khăn hơn cho các hệ thống nhỏ, cô lập, để duy trì chí nh xác tần s ố so với các các hệ thống nối liền đồng bộ với một hệ thống lân cận. Trong Eropean Communities - Cộng đồng Châu Âu tần số danh định (định mức) của điện áp cung cấp được quy định là 50Hz. Theo EN50160 giá trị trung bình của tần số cơ bản đo được trong thời gian hơn 10s với hệ thống phân phối nối liền đồng bộ với một hệ thống lân cận là 50Hz±1% trong suốt 95% thời gian trong S ố hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc -tnu.edu.vn