Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu chuẩn hoá các thiết bị bảo vệ và tự động hoá lưới phân phối

Chia sẻ: Sơ Dương | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:150

Thêm vào BST

Báo xấu

17
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu của đề tài "Nghiên cứu chuẩn hoá các thiết bị bảo vệ và tự động hoá lưới phân phối" là nghiên cứu các dạng điện hình của lưới phân phối, nghiên cứu các phương thức bảo vệ cho các phân tử của lưới phân phối, cài đặt và phối hợp làm việc của các bảo vệ; nghiên cứu tự động hóa áp dụng cho lưới phân phối, phân tích phương thức bảo vệ của một lưới phân phối cụ thể, đề xuất chuẩn hóa và áp dụng tự động hóa cho nó.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu chuẩn hoá các thiết bị bảo vệ và tự động hoá lưới phân phối

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN THỊ ANH --------------------------------------- NGUYỄN THỊ ANH NGHIÊN CỨU CHUẨN HOÁ CÁC THIẾT BỊ BẢO VỆ VÀ TỰ ĐỘNG HOÁ LƯỚI PHÂN PHỐI MẠNG VÀ HỆ THỐNG ĐIỆN LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGÀNH: MẠNG VÀ HỆ THỐNG ĐIỆN 2007-2009 Hà nội 2010 HÀ NỘI 2010
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI --------------------------------------- NGUYỄN THỊ ANH NGHIÊN CỨU CHUẨN HOÁ CÁC THIẾT BỊ BẢO VỆ VÀ TỰ ĐỘNG HOÁ LƯỚI PHÂN PHỐI LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGÀNH: MẠNG VÀ HỆ THỐNG ĐIỆN Người hướng dẫn khoa học: GS.VS.TSKH. TRẦN ĐÌNH LONG HÀ NỘI 2010
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình của riêng tôi. Các số liệu, kết quả trong luận văn là trung thực. Tác giả Nguyễn Thị Anh
MỤC LỤC Lời cảm ơn Danh mục các thuật ngữ, từ viết tắt Danh mục các bảng biểu Danh mục các hình vẽ Phần mở đầu CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ LƯỚI PHÂN PHỐI ...... ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED. 1.1 VAI TRÒ CỦA LƯỚI PHÂN PHỐI TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN VIỆT NAM ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED. 1.1.1 Giới thiệu chung.........................................Error! Bookmark not defined. 1.1.2 Vai trò của lưới phân phối .........................Error! Bookmark not defined. 1.2 CÁC CẤU HÌNH PHỔ BIẾN CỦA LƯỚI PHÂN PHỐI.....ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED . 1.2.1 Lưới trung áp .............................................Error! Bookmark not defined. 1.2.2 Lưới hạ áp ..................................................Error! Bookmark not defined. 1.3 HIỆN TRẠNG BẢO VỆ VÀ TỰ ĐỘNG HÓA LƯỚI PHÂN PHỐI VIỆT NAM 1.4 ĐẶT VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ....................ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED. CHƯƠNG 2 CÁC PHƯƠNG THỨC BẢO VỆ CHO LƯỚI PHÂN PHỐI ................................................................... ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED. 2.1 CÁC THIẾT BỊ ĐÓNG CẮT VÀ BẢO VỆ SỬ DỤNG TRONG LƯỚI PHÂN PHỐI...................................................................ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED. 2.1.1 Thiết bị đóng cắt và bảo vệ lưới trung áp..Error! Bookmark not defined. 2.1.2 Thiết bị bảo vệ lưới hạ áp ..........................Error! Bookmark not defined. 2.2 PHỐI HỢP LÀM VIỆC CỦA CÁC THIẾT BỊ TRONG LƯỚI PHÂN PHỐI ............................................................................ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED. 2.2.1 Phối hợp các thiết bị bảo vệ trung áp ........Error! Bookmark not defined.
2.2.2 Phối hợp các thiết bị bảo vệ hạ áp.............Error! Bookmark not defined. 2.3 PHƯƠNG THỨC BẢO VỆ LƯỚI TRUNG ÁP...........ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED . 2.3.1 Ảnh hưởng của sơ đồ kết dây đến phương thức bảo vệ của lưới trung áp .............................................................................Error! Bookmark not defined. 2.3.2 Phương thức bảo vệ các trạm nguồn .........Error! Bookmark not defined. 2.3.3 Phương thức bảo vệ tại các trạm phân phối (trạm cắt trung áp) .....Error! Bookmark not defined. 2.3.4 Phương thức bảo vệ đường dây trung áp ..Error! Bookmark not defined. 2.4 PHƯƠNG THỨC BẢO VỆ LƯỚI HẠ ÁP...ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED. 2.4.1 Bảo vệ trạm hạ áp ......................................Error! Bookmark not defined. 2.3.2 Bảo vệ đường dây hạ áp.............................Error! Bookmark not defined. CHƯƠNG 3 TỰ ĐỘNG HÓA CHO LƯỚI PHÂN PHỐI .......................ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED. 3.1 TỔNG QUAN VỀ TỰ ĐỘNG HÓA LƯỚI PHÂN PHỐI....ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED . 3.1.1 Khái niệm và sự cần thiết phải áp dụng tự động hóa lưới phân phối .............................................................................Error! Bookmark not defined. 3.1.2 Tiện ích của việc áp dụng tự động hóa lưới phân phối . Error! Bookmark not defined. 3.1.3 Các lĩnh vực áp dụng tự động hóa trong lưới phân phối..................Error! Bookmark not defined. 3.2 TỰ ĐỘNG HÓA CHO LƯỚI TRUNG ÁP ..ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED. 3.3.1 Tự động hóa trạm SAS (Substation Automation System).................Error! Bookmark not defined. 3.3.2 Áp dụng DAS (Distribution Automation System) để phân đoạn sự cố trên đường dây phân phối...........................................Error! Bookmark not defined. 3.3 TỰ ĐỘNG HÓA CHO LƯỚI HẠ ÁP ..........ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED.
CHƯƠNG 4 MỘT SỐ ÁP DỤNG CHUẨN HÓA CÁC THIẾT BỊ BẢO VỆ VÀ TỰ ĐỘNG HÓA LƯỚI PHÂN PHỐI HÀ NỘI ...... ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED. 4.1 HIỆN TRẠNG LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI HÀ NỘI .... ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED . 4.1.1 Cấu trúc của lưới điện phân phối Hà Nội..Error! Bookmark not defined. 4.1.2 Thiết bị bảo vệ và tự động hóa lưới phân phối Hà Nội đang sử dụng .............................................................................Error! Bookmark not defined. 4.1.3 Tình hình sự cố của lưới điện trung áp Hà Nội .......Error! Bookmark not defined. 4.2 ĐỀ XUẤT CHUẨN HÓA THIẾT BỊ BẢO VỆ VÀ ÁP DỤNG TỰ ĐỘNG HÓA VÀO LƯỚI PHÂN PHỐI HÀ NỘI ....................ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED. 4.2.1 Thực trạng bảo vệ đang sử dụng................Error! Bookmark not defined. 4.2.2 Tính toán ngắn mạch kiểm tra thông số cài đặt và phối hợp bảo vệ Error! Bookmark not defined. 4.2.3 Phân tích phương thức bảo vệ đang sử dụng ..........Error! Bookmark not defined. 4.2.4 Đề xuất chuẩn hóa thiết bị bảo vệ và áp dụng tự động hóa .............Error! Bookmark not defined.
LỜI CẢM ƠN Luận văn này được hoàn thành với sự nỗ lực của bản thân và sự giúp đỡ nhiệt tình của thầy cô, bạn bè và đồng nghiệp. Tôi xin được gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy giáo hướng dẫn GS. VS. TSKH Trần Đình Long, Bộ môn Hệ thống điện, trường Đại học Bách Khoa Hà Nội đã tận tình hướng dẫn tôi hoàn thành quyển luận văn này. Xin được cảm ơn các bạn đồng nghiệp tạo điều kiện cung cấp số liệu cho luận văn. Xin được cảm ơn Bộ môn Hệ thống điện, Trung tâm Đào tạo Sau đại học vì sự giúp đỡ và tạo điều kiện trong suốt khóa học này. Hà Nội 10/2010 Nguyễn Thị Anh
DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ, TỪ VIẾT TẮT CT CP ĐL Công ty cổ phần Điện lực CT MTV ĐL Công ty một thành viên Điện lực DAS Distribution Automation Hệ thống phân phối tự động System ĐTC Độ tin cậy cung cấp điện EVN Tập đoàn Điện lực Việt Nam FCO Fuse cut out Cầu chì tự rơi FDR Fault Detecting Relay Rơ le phát hiện sự cố HMI Human Machine Interface Giao diện người máy HTĐ Hệ thống điện IED Intelligent Electronic Devices Thiết bị điện tử thông minh LAN Local Area Network Mạng nội bộ LBFCO Loaded Break Fuse Cut Out Cầu chì tự rơi cắt có tải LPP Lưới phân phối MBA Máy biến áp MC Máy cắt PTBV Phương thức bảo vệ PVS Pole – mounted Vacuum Switch Cầu dao chân không lắp trên cột RTU Remote Terminal Unit Thiết bị đầu cuối SAS Substation Automation System Hệ thống tự động hóa trạm SCADA Supervisory Control And Data Hệ thống điều khiển giám sát và thu Acquisition thập dữ liệu SEC Sectionalizer Thiết bị tự động phân đoạn SPS Switch Power Suply Cầu dao cấp nguồn TBA Trạm biến áp TBBV Thiết bị bảo vệ TCM Tele- Control Master unit Máy chủ điều khiển từ xa TCR Tele-Control Receiver Thiết bị nhận tín hiệu điều khiển từ xa
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1-1: Chiều dài đường dây và dung lượng MBA truyền tải năm 2009..... Error! Bookmark not defined. Bảng 1-2: Các công trình lưới điện trung áp giai đoạn 2004-2008 ................. Error! Bookmark not defined. Bảng 1-3: Kết quả thống kê TTĐN của các đơn vị trong EVN giai đoạn 2004-2009 ...................................................................................Error! Bookmark not defined. Bảng 1- 4: Ảnh hưởng của tiếp nhận lưới điện hạ áp nông thôn đến TTĐN chung của EVN giai đoạn 2009-2012 .................................Error! Bookmark not defined. Bảng 2-1: Hệ số k cho bởi hãng Cooper ...................Error! Bookmark not defined. Bảng 2-3: Lựa chọn đặc tính aptomat với các dạng phụ tải đặc trưng ............. Error! Bookmark not defined. Bảng 3-1: So sánh giữa hai phương pháp tìm điểm sự cốError! Bookmark not defined. Bảng 3-2: Đặc tính của FDR.....................................Error! Bookmark not defined. Bảng 3-3: So sánh đặc tính giữa các phương thức truyền tinError! Bookmark not defined. Bảng 4- 1: Thống kê trạm 110kV do EVN Hà Nội quản lý (2009).................. Error! Bookmark not defined. Bảng 4-2: Thống kê khối lượng đường dây trung áp do EVN Hà Nội quản lý (2009) ...................................................................................Error! Bookmark not defined. Bảng 4-3: Số lượng Recloser đang vận hành (2009) Error! Bookmark not defined. Bảng 4-4: Số lượng SI đang vận hành (2009)...........Error! Bookmark not defined. Bảng 4-5: Thống kê số lượng máy cắt đang vận hành (2009)Error! Bookmark not defined. Bảng 4-6: Số lượng dao cách ly đang vận hành (2009)Error! Bookmark not defined.
Bảng 4-7: Số lượng dao cắt phụ tải đang vận hành (2009)Error! Bookmark not defined. Bảng 4-8: Số lượng tủ RMU đang vận hành (2009).Error! Bookmark not defined. Bảng 4-9: Thông số kỹ thuật máy biến áp trạm E25 Mỹ ĐìnhError! Bookmark not defined. Bảng 4-10: Trị số chỉnh định rơ le của máy biến áp T1Error! Bookmark not defined. Bảng 4-11: Trị số chỉnh định rơ le của lộ cáp E25-479Error! Bookmark not defined. Bảng 4-12: Điện kháng thay thế của hệ thống đến thanh cái 110kV trạm E25 Error! Bookmark not defined. Bảng 4-13: Thông số đầu vào tính ngắn mạch bảo vệ máy biến áp ................. Error! Bookmark not defined. Bảng 4-14: Bảng tính toán ngắn mạch ứng với chế độ maxError! Bookmark not defined. Bảng 4-15: Bảng tính toán ngắn mạch ứng với chế độ minError! Bookmark not defined. Bảng 4-17: Kết quả tính ngắn mạch cuối lộ E25- 479 ở chế độ max ............... Error! Bookmark not defined. Bảng 4-18: Kết quả tính ngắn mạch cuối lộ E25- 479 ở chế độ min................ Error! Bookmark not defined. Bảng 4-19 Chuẩn hóa cài đặt bảo vệ……………………………………………...Error! Bookmark not defined.
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1-1: Các khâu của hệ thống điện......................Error! Bookmark not defined. Hình 1-2: Cơ cấu điện năng Việt Nam năm 2009.....Error! Bookmark not defined. Hình 1-3: Sơ đồ kết nối trạm hạ áp “cắt trục chính”.Error! Bookmark not defined. Hình 1-4: Cấu trúc phân phối trung áp dạng “hình thoi”Error! Bookmark not defined. Hình 1-5: Cấu trúc phân phối trung áp dạng “Cánh hoa”Error! Bookmark not defined. Hình 1-6: Cấu trúc phân phối trung áp dạng “Chấn song”Error! Bookmark not defined. Hình 1-7: Cấu trúc phân phối trung áp dạng “Búi bông”Error! Bookmark not defined. Hình 1-8: Cấu trúc phân phối trung áp dạng “Mắt lưới”Error! Bookmark not defined. Hình 1-9: Sơ đồ đấu nối trạm hạ áp vào hệ thống képError! Bookmark not defined. Hình 1-10 Cấu trúc lưới cáp ban đầu ........................Error! Bookmark not defined. Hình 1-11: Cấu trúc cáp với điểm phân đoạn ...........Error! Bookmark not defined. Hình 1-12: Cấu trúc phân tải.....................................Error! Bookmark not defined. Hình 1-13 Cấu trúc giao hoán ...................................Error! Bookmark not defined. Hình 1-14 Cấu trúc lưới điện nông thôn ...................Error! Bookmark not defined. Hình 1-15: Trung áp trung tính nối đất trực tiếp.......Error! Bookmark not defined. Hình 1-16: Trung áp trung tính cách điện.................Error! Bookmark not defined. Hình 1-17: Lưới phân phối dạng hình tia..................Error! Bookmark not defined. Hình 1-18: Lưới phân phối dạng phân nhánh ...........Error! Bookmark not defined. Hình 1-19 ..................................................................Error! Bookmark not defined.
Hình 1-20 ..................................................................Error! Bookmark not defined. Hình 1-21 ..................................................................Error! Bookmark not defined. Hình 1-22 ..................................................................Error! Bookmark not defined. Hình 2-1: Cầu chì tự rơi ............................................Error! Bookmark not defined. Hình 2-2: Đặc tính i(t) của dây chảy cầu chì ............Error! Bookmark not defined. Hình 2-3: Cấu tạo máy cắt trong Recloser................Error! Bookmark not defined. Hình 2-4: Đặc tính I(t) của Recloser.........................Error! Bookmark not defined. Hình 2-5: Cấu tạo của aptomat..................................Error! Bookmark not defined. Hình 2-6: Công tắc tơ................................................Error! Bookmark not defined. Hình 2-7: Phối hợp thời gian giữa Fuse – Fuse ........Error! Bookmark not defined. Hình 2-8: Vị trí tương quan phối hợp giữa Recloser - FuseError! Bookmark not defined. Hình 2-9: Phối hợp đặc tính của recloser và cầu chì.Error! Bookmark not defined. Hình 2-10: Phối hợp aptomat với cầu chì làm dự phòngError! Bookmark not defined. Hình 2-11: Phối hợp bảo vệ công tắc tơ, rơle quá tải và cầu chìError! Bookmark not defined. Hình 2-12: Phối hợp bảo vệ aptomat ........................Error! Bookmark not defined. Hình 2-13: Sơ đồ thay thế và đồ thị véc tơ lưới trung tính cách đất................. Error! Bookmark not defined. Hình 2-15: Lưới trung tính nối đất trực tiếp .............Error! Bookmark not defined. Hình 2-16: PTBV MBA 2 cuộn dây, phía trung áp trung tính cách ly ............. Error! Bookmark not defined. Hình 2-17: PTBV MBA 2 cuộn dây, phía trung áp trung tính nối đất trực tiếpError! Bookmark not defined. Hình 2-18: Phương thức bảo vệ MBA 3 cuộn dây ...Error! Bookmark not defined.
Hình 2-19: Vị trí tính ngắn mạch bảo vệ MBA 3 cuộn dâyError! Bookmark not defined. Hình 2-20: Hệ thống thanh góp đơn .........................Error! Bookmark not defined. Hình 2-21: Hệ thống thanh góp đơn có phân đoạn ...Error! Bookmark not defined. Hình 2-22: PTBV thanh góp đơn trung áp trung tính cách lyError! Bookmark not defined. Hình 2-23: PTBV thanh góp đơn trung áp trung tính nối đất trực tiếp............. Error! Bookmark not defined. Hình 2-24: PTBV đường dây cấp điện lộ đơn ..........Error! Bookmark not defined. Hình 2-25: PTBV đường dây cấp điện lộ kép...........Error! Bookmark not defined. Hình 2-26: PTBV đường dây phân phối đô thị.........Error! Bookmark not defined. Hình 2-27: PTBV cho trạm hạ áp .............................Error! Bookmark not defined. Hình 2-28: Phối hợp bảo vệ giữa aptomat phía hạ với cầu chì phía cao .......... Error! Bookmark not defined. Hình 2-29: PTBV đường dây hạ áp ..........................Error! Bookmark not defined. Hình 2-30: Phối hợp chọn lọc aptomat theo mức dòng điệnError! Bookmark not defined. Hình 2-31: Phối hợp chọn lọc aptomat theo thời gianError! Bookmark not defined. Hình 3-1: Minh hoạ một trạm được tự động hoá hiện đại điển hình ................ Error! Bookmark not defined. Hình 3-2: Cấu hình của hệ thống DAS .....................Error! Bookmark not defined. Hình 3-3: Các giai đoạn phát triển của DAS ............Error! Bookmark not defined. Hình 3-4: Chu trình cách ly phân đoạn sự cố ĐDK 1 nguồn cung cấp ............ Error! Bookmark not defined. Hình 3-5: Chu trình tìm điểm sự cố ĐDK 2 nguồn cung cấpError! Bookmark not defined.
Hình 3-6: Cấu trúc hệ thống DAS áp dụng cho cáp ngầmError! Bookmark not defined. Hình 4-1: Phương thức bảo vệ trạm E25 đang sử dụngError! Bookmark not defined. Hình: 4-2: Phương thức vận hành cơ bản lộ E25-479, 480Error! Bookmark not defined. Hình 4- 3: Phương thức bảo vệ cho đường dây E25- 479 đang sử dụng.......... Error! Bookmark not defined. Hình 4-4: Tính toán ngắn mạch bảo vệ trạm ............Error! Bookmark not defined. Hình 4-5: Tính ngắn mạch bảo vệ đường dây...........Error! Bookmark not defined. Hình 4-6: Đặc tính vùng tác động của bảo vệ 87T ...Error! Bookmark not defined. Hình 4-7: Phối hợp thời gian của bảo vệ quá dòng pha cấp 1Error! Bookmark not defined. Hình 4-8: Phối hợp thời gian của bảo vệ quá dòng pha cấp 2Error! Bookmark not defined. Hình 4-9: Phối hợp thời gian của bảo vệ quá dòng thứ tự không cấp 1 ........... Error! Bookmark not defined. Hình 4-10: Phương thức chuẩn hóa bảo vệ trạm E25 Mỹ ĐìnhError! Bookmark not defined. Hình 4-11: Sơ đồ nguyên lý áp dụng DAS cho lộ E25- 479………………...........Error! Bookmark not defined.
PHẦN MỞ ĐẦU Công nghiệp điện giữ vai trò rất quan trọng trong sự tăng trưởng kinh tế của mỗi quốc gia. Hệ thống điện Việt Nam đang phát triển với tốc độ rất nhanh nhằm phục vụ đắc lực cho sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước. Trong sự phát triển của các hệ thống điện lực, các thiết bị và hệ thống bảo vệ đóng một vai trò cực kỳ quan trọng, nó đảm bảo cho các thiết bị điện chủ yếu như máy phát điện, máy biến áp, đường dây dẫn điện trên không và cáp ngầm, thanh góp và các động cơ cỡ lớn… và toàn bộ hệ thống điện làm việc an toàn, phát triển liên tục và bền vững. Trong sự phát triển đó, một nhu cầu đặt ra là phải đưa ra một hệ thống bảo vệ chuẩn hóa để tiện cho việc thiết kế và vận hành, đảm bảo chất lượng tốt, đồng bộ dễ áp dụng tự động hóa. 1. Lý do chọn đề tài HTĐ gồm 3 khâu: Sản xuất, truyền tải và phân phối. Ba khâu này có mối quan hệ chặt chẽ với nhau trong việc đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện, chất lượng điện năng và vận hành kinh tế, chỉ cần một khâu không tốt sẽ ảnh hưởng xấu đến hoạt động của toàn hệ thống. Tuy nhiên hiện nay do nhiều nguyên nhân khách quan và chủ quan nên vấn đề bảo vệ và tự động hóa lưới phân phối còn chưa được quan tâm đúng mức, sơ đồ bảo vệ rất không đồng bộ và chưa có một chuẩn thống nhất nào. Điều đó dẫn tới hiệu quả cung cấp điện của lưới phân phối còn thấp. Với lý do đó, mục đích của đề tài nghiên cứu chuẩn hóa các thiết bị bảo vệ và tự động hóa cho lưới phân phối sẽ bao gồm hai nội dung. Nội dung thứ nhất là nghiên cứu các cấu trúc điển hình của lưới phân phối nhằm đưa ra các phương thức bảo vệ hợp lý, đồng thời phân tích sự phối hợp làm việc của các thiết bị bảo vệ trên sơ đồ. Nội dung thứ hai là nghiên cứu tự động hóa áp dụng cho lưới phân phối, những hiệu quả mà tự động hóa có thể mang lại. Cuối cùng là đưa ra một số ví dụ thực tiễn để đánh giá phương thức bảo vệ và đề xuất chuẩn hóa và áp dụng tự động hóa cho một lưới phân phối cụ thể.
2. Đối tượng nghiên cứu - Các cấu trúc phổ biến của lưới phân phối - Các phương thức bảo vệ lưới điện phân phối - Tự động hóa cho lưới phân phối - Phương thức bảo vệ và tự động hóa của lưới phân phối Hà Nội. 3. Mục tiêu và nhiệm vụ của luận văn - Nghiên cứu các dạng điện hình của lưới phân phối - Nghiên cứu các phương thức bảo vệ cho các phân tử của lưới phân phối, cài đặt và phối hợp làm việc của các bảo vệ - Nghiên cứu tự động hóa áp dụng cho lưới phân phối - Phân tích phương thức bảo vệ của một lưới phân phối cụ thể, đề xuất chuẩn hóa và áp dụng tự động hóa cho nó 4. Bố cục luận văn Bản luận văn được trình bày trong 4 chương chính, phần mở đầu và phần kết luận, nội dung cụ thể: Chương 1: Phân tích vai trò của lưới phân phối trong hệ thống điện Việt Nam. Nghiên cứu các cấu trúc điển hình và dạng nối đất trung tính của lưới phân phối. Nêu thực trạng bảo vệ của lưới phân phối và đặt vấn đề nghiên cứu. Chương 2: Giới thiệu một số thiết bị đóng cắt và bảo vệ sử dụng trong lưới phân phối, phối hợp bảo vệ giữa chúng. Nghiên cứu phương thức bảo vệ của các phần tử trên lưới phân phối. Chương 3: Nghiên cứu tự động hóa áp dụng cho lưới phân phối và lợi ích của việc áp dụng tự động hóa vào lưới phân phối Chương 4: Phân tích đánh giá phương thức bảo vệ đang sử dụng của lưới phân phối trung áp cụ thể của Hà Nội và đề xuất chuẩn hóa và áp dụng tự động hóa vào lưới.
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ LƯỚI PHÂN PHỐI 1.1 VAI TRÒ CỦA LƯỚI PHÂN PHỐI TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN VIỆT NAM 1.1.1 Giới thiệu chung Hệ thống điện (HTĐ) gồm 3 khâu: Sản xuất, truyền tải và phân phối điện năng đến hộ tiêu thụ. Hình 1-1: Các khâu của hệ thống điện Sản xuất. Đến tháng 12/2009, HTĐ toàn quốc có tổng công suất đặt nguồn điện là 17.521MW, công suất khả dụng là 16813 MW, trong đó nguồn thuộc Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN) chiếm 53% và các nguồn ngoài EVN chiếm 47% thuộc các Tập đoàn Công nghiệp Than và khoáng sản, Tập đoàn Dầu khí Việt Nam, Tổng công ty Sông Đà và các nhà đầu tư độc lập trong và ngoài nước… Hình 1-2: Cơ cấu điện năng Việt Nam năm 2009 Truyền tải. Thông qua hệ thống các máy biến áp (MBA) tăng áp, điện áp đầu cực máy phát được nâng lên cấp điện áp truyền tải từ 110kV đến 500kV gồm các 1
cấp điện áp chuẩn sau: 110kV, 220kV, 500kV. Tính đến cuối năm 2009 chiều dài đường dây và dung lượng MBA ở các cấp điện áp truyền tải được thống kê trong bảng 1-1 Bảng 1-1: Chiều dài đường dây và dung lượng MBA truyền tải năm 2009 Cấp điện áp 500 kV 220 kV 110 kV Đường dây [km] 3438 8497 12145 MBA [MVA] 7500 19094 25862 Các công trình lưới điện truyền tải 110 kV-500 kV nhìn chung đã đáp ứng việc truyền tải từ các Nhà máy điện đến các trung tâm phụ tải. Phân phối. Để phân phối điện năng đến các khách hàng, điện áp truyền tải được hạ xuống cấp điện áp của lưới phân phối. Lưới phân phối gồm 2 phần: Lưới trung áp và lưới hạ áp. Lưới trung áp của Việt Nam gồm nhiều cấp điện áp: 10kV, 22kV, 35kV. Lưới hạ áp có điện áp 380/220V. Số liệu chính của lưới trung áp cho trong bảng 1-2. Ba khâu trên có mối liên hệ chặt chẽ với nhau trong việc đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện, chất lượng điện năng, kinh tế và an toàn, mỗi khâu đều có ảnh hưởng quyết định đến các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật của hệ thống. 1.1.2 Vai trò của l ưới phân phối Lưới phân phối (LPP) là khâu cuối cùng liên hệ giữa hệ thống điện với khách hàng nên nó đóng vai trò rất quyết định đến chỉ tiêu chung của hệ thống. Theo số liệu thống kê của EVN, tính đến cuối năm 2008, tổng chiều dài đường dây trung áp bằng khoảng 133 nghìn km, tổng chiều dài đường dây hạ áp gần 192 nghìn km, tổng dung lượng các trạm biến áp hạ áp gần 45 nghìn MVA. Lưới điện phân phối do 3 công ty điện lực miền, 2 công ty điện lực thành phố và 3 công ty điện lực tỉnh quản lý. Đến tháng 12 năm 2009, lưới điện phân phối đã cung cấp điện cho 536 huyện trong tổng số 547 huyện trên 63 tỉnh thành phố. Nếu tính theo số xã, 2
có 8931 xã trong tổng số 9120 xã trên cả nước có điện. Các xã, huyện còn lại chưa có điện lưới Quốc gia hiện đang sử dụng nguồn điện tại chỗ là thủy điện nhỏ hoặc máy phát điện diesel [11]. Hiện nay LPP Việt Nam trình độ tự động hóa còn chưa cao và vẫn đang tăng rất nhanh về số lượng những năm gần đây. Bảng 1-2: Các công trình lưới điện trung áp giai đoạn 2004-2008 [5] Lưới điện trung áp Đường dây Đơn vị quản lý hạ áp Đường dây Số MBA Tổng CS (Công ty Điện lực) (km) (km) (cái) (MVA) Năm 2003 Miền Bắc 24508 25478 7069 23521,1 Miền Nam 52056 67609 5154 31581,7 Miền Trung 14414 14937 3469 11909,0 Hà Nội 4893 5348 2273 8400,2 Hồ Chí Minh 16180 28801 4968 6671,7 Hải Phòng 2355 2454 962 1175,3 Đồng Nai 4177 6518 1072 2445,2 958 1052 363 276,2 EVN 119541 152197 25329 85980,4 Năm 2008 Miền Bắc 43669,00 31894 9279 40133,00 Miền Nam 45852,00 107735 10281 174490,00 Miền Trung 21567,00 17593 4128 16989,00 Hà Nội 5923,00 11162 5278 11440,00 3
Hồ Chí Minh 4879,00 36606 9458 9345,00 Hải Phòng 1833,00 3125 1478 2285,90 Đồng Nai 3731,00 11816 2097 19305,00 CT MTV ĐL NBình 1378,60 1332 397 1638,5 CT MTV ĐL Hải Dương 1686,00 2247 773 1102 CT MTV ĐL Đà Nẵng 716,1 1941 797 1104,70 CT CP ĐL Khánh Hòa 1642 2423 576 0 EVN 132876,70 227874,00 44542,00 277833,10 Tăng thêm trong giai đoạn 2004-2008 EVN 13335,70 75677,00 19213,00 191852,70 Nằm trong mục tiêu chung là thỏa mãn các tiêu chuẩn chất lượng phục vụ (bao gồm chất lượng điện năng và độ tin cậy cung cấp điện) với chi phí sản xuất, truyền tải và phân phối nhỏ nhất, LPP có vai trò là một trong ba mắt xích có tính chất quyết định trực tiếp. Mặt khác, LPP có số lượng phần tử nhiều, phạm vi bao phủ rộng về lãnh thổ nên nó càng có vai trò quan trọng và mức độ ảnh hưởng lớn trong việc thực hiện các mục tiêu chung đó. 1. Chỉ tiêu kỹ thuật Do điều kiện lịch sử để lại, hiện nay LPP Việt Nam bao gồm nhiều cấp điện áp khác nhau, cả thành thị và nông thôn. Lưới điện phân phối với các cấp điện áp 0,4, 6, 10, 22, 35kV được xây dựng chắp vá và đã sử dụng qua nhiều thời kỳ, lại ít được duy tu bảo dưỡng, sự phân bố vị trí của các trạm biến áp (TBA) phụ tải theo quá trình phát triển tự nhiên của dân cư dẫn đến bán kính cấp điện của đường dây hạ áp quá dài (khoảng 2-3 km hoặc hơn). Công tác thiết kế có nhiều bất cập nên không an toàn trong vận hành, khó khăn trong quản lý, dễ bị sự cố, không đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật. 4