Đang tải... (xem toàn văn)
Giáo trình Vận hành hệ thống điện: Phần 1 trình bày các nội dung chính sau: Đại cương về hệ thống điện; Chế độ nhiệt của thiết bị điện; Đặc điểm kết cấu của các phần tử chính của hệ thống điện;... Mời các bạn cùng tham khảo để nắm nội dung chi tiết.
TS TRẦN QUANG KHÁNH í.", ỊTỊĨỊỊT NHÀ XUÂT BÁN KHOA HỌC VÀ KỶ THUẶT \~T~7 TS TRẦN QUANG KHÁNH VẠ* IIÀ.VII HỆ THỐNG DIỆN ■ ■ — _■■■■„.«* ĨHỮ VỉỊÍ - — — _J NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT HÀ NỘI Mơ ĐẦU Vận hành hợp lỵ thiết bị nói riêng hệ thống diện nói chung, khơng nâng cao khả nâng sử dụng kéo dài tuổi thọ chúng mà cho phép nâng cao hiệu kinh tế toàn hệ thống Vi vậỵ kiến thức bân vận hành hệ thống điện cẩn thiết dối với kỵ sư, cán ngành điện, đặc biệt cán làm việc lĩnh vực phân phối truỵền tải điện Tuỵ nhiên, tài liệu học tập tham kháo vấn dề nàỵ hẩu chí dừng lại Ở văn bân hướng dẫn, quỵ trình sử dụng thiết bị v.v Cuốn giáo trình “Vận hành hệ thống điện” biên soạn với mong muốn tạo điều kiện thuận lợi cho trình giảng dạỵ, nghiên cứu học tập trường đợi học cao đẳng củng dơn vị sán xuất có liên quan Giáo trình biên soạn theo modul nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho việc giảng dọỵ học tập liên thông hệ đại học, cao dâng trung học Tuỵ theo diều kiện ỵêu cầu có thề lựa chọn modul phù hợp với trình độ cấp học khác Nội dung cúa sách trình bàỵ chín chương với ba modul Modul I gồm ba chương đẩu, giới thiệu vấn dề chung dặc diểm kết cấu phần tứ hệ thống điện; Modul II gồm ba chương tiếp theo, giới thiệu vấn đề quan trọng chế độ hệ thống điện, chất lượng điện, độ tin cậỵ cung cấp diện chế độ làm việc kinh tế hệ thống diện Modul III gồm ba chương cuối, giới thiệu thao tác vận hành cụ thể nhà máỵ điện, trạm biến áp, dường dâỵ truỵền tài phân phối điện Phần lỵ thuỵết chương dược trình bàỵ cách đọng, dễ hiểu Phần lớn vấn đề minh hoạ ví dụ cụ thể Trong q trình biên soạn giáo trình chúng tơi tham khảo quỵ trình vận hành thiết bị cúa nhiều sở sân xuất công tỵ diện ỉực với mong muốn cập nhật kịp thời thông tin lĩnh vực vận hành thiết bị điện Tuỵ nhiên, khn khơ' chương trình chúng tơi chưa thể đáp ứng dược dầỵ đủ trọn vẹn điều cần thiết Do trình độ có hạn, chắn khơng thê' tránh thiếu sót, chúng tơi mong dược bọn dọc lượng thứ dóng góp ỷ kiến nhận xét dê' giáo trình ngày dược hồn thiện Tác giả Modul I (Tiem ehiMijg OỈL (UUI kùnk liị tlurng cTiệẪi Chương1 ĐỢI CƯƠNG VỀ V0N HÀNH HỆ THỐNG ĐIỆN 1.1 Khái niệm chung Vận hành hệ thống điện tập hợp thao tác nhằm trì chế độ làm việc bình thường hệ thống điện đáp ứng yêu cầu chất lượng, tin cậy kinh tế Như biết, hệ thống điện bao gồm phần tử có mối liên hệ chặt chẽ với Sự làm việc tin cậy kinh tế hệ thống xuất phát từ tin cậy chế độ làm việc kinh tế phần tử Cùng với đời thiết bị công nghệ mới, yêu cầu vận hành thiết bị điện nói riêng hệ thống điện nói chung ngày trở nên nghiêm ngặt Cũng tất thiết bị, vấn đề vận hành hệ thống điện trước hết cần phải đứợc thực theo quy trình quy phạm Các quy trình sử dụng thiết bị nhà chế tạo cung cấp hướng dẫn Quy trình vận hành phần tử hệ thống xây dựng sở quy trình sử dụng thiết bị có xét đến đặc điểm công nghệ hệ thống Một số đặc điểm bật là: 1.1.1 Các đặc điêm công nghệ hệ thống điện Hệ thống điện có hàng loạt đặc điểm khác biệt, mà số đặc điểm bật có liên quan trực tiếp đến trình vận hành hệ thống điện: Quá trình sản xuất uà tiêu thụ điện náng diễn đồng thời Đặc điểm cho thấy điện cất giữ dạng dự trừ Điều dẫn đến cần thiết phải trì cho tổng công suất phát tất nhà máy điện phải luôn phù hợp với nhu cầu tiêu thụ tất hộ dùng điện Sự cân đối sỗ làm giảm chất lượng điện, mà số trường hợp dẫn đến cố ổn định hệ thống Do phụ tẳi luôn thay đổi từ giá trị cực tiểu đến giá trị cực đại, cần phải có biện pháp điều chỉnh chế độ làm việc hợp lý nhà máy điện Hệ thống điện hệ thống thống nhất, phần tử hệ thống điện ln ln có mối liên hệ mật thiết với Sự thay đổi phụ tải nhà máy điện bất kỳ, đóng cắt phần tử mạng điện trạm biến áp, đường dây truyền tải, v.v dẫn đến thay đổi chế độ làm việc nhà máy điện khác, đoạn dây khác, mà cách xa đến hàng trăm kilơmét Nhân viên vận hành nhà máy điện mạng điện độc lập biết đánh giá tất diễn hệ thống điện, cần phải thống hành động họ có thay đổi chế độ làm việc hệ thống điện Sự thống cần thiết để trì chất lượng điện mức cho hợp lý Các trình diễn hệ thống điện nhanh, điều địi hỏi hệ thống điện phải trang bị phương tiện tự động để trì chất lượng điện độ tin cậy cung cấp điện Hệ thống diện có liên quan mật thiết đến tất ngành lĩnh vực sản xuất sinh hoạt nhân dân Đặc điểm đòi hỏi phải nâng cao yêu cầu hệ thống điện nhằm giảm đến mức tối thiểu thiệt hại kinh tế chất lượng điện độ tin cậy giảm Thêm vào việc phát triển hệ thống điện phải luôn trước để đảm bảo cho phát triển chắn ngành kinh tế khác Hệ thống điện phát triển liên tục không gian uà thời gian Đê’ đáp ứng nhu cầu không ngừng gia tăng ngành kinh tế, hệ thống điện không ngừng mở rộng phát triển Sự mở rộng hệ thống điện thực sở quy hoạch phát triển kinh tế quốc dãn Việc mở rộng phát triển hệ thống điện phải thực dựa sở phát triển ngành sản xuất để mang lại hiệu kinh tế cao Quá trình vận hành hệ thống điện thực với quán triệt chặt chẽ đặc điểm nhằm đáp ứng yêu cầu bẳn hệ thống điện 1.1.2 Yêu cầu hệ thống điện a Đảm bảo hiệu kinh tế cao b Đảm bảo chất lượng điện c Độ tin cậy cung cấp điện liên tục d Tính linh hoạt đáp ứng đồ thị phụ tải Thứ tự ưu tiên yêu cầu phụ thuộc vào điều kiện cụ thể Giữa u cầu ln ln có mối liên hệ mà mâu thuẫn nhau, ưu tiên yêu cầu đòi hỏi nhượng định yêu cầu Việc thiết lập hài hoà mối quan hệ là lời giải toán tối ưu đa mục tiêu Để đảm bảo yêu cầu chặt chẽ đó, hệ thống điện phải giám sát, vận hành hợp lý Độ tin cậy liên tục cung cấp điện đảrrì bảo trước hết dự phịng cơng suất, phân phối hợp lý nhà máy điện, để sử dụng kịp thời cách nhanh có yêu cầu Các biện pháp bảo dưỡng, sửa chữa tiên tiến cần áp dụng triệt để Việc lựa chọn sơ đồ hợp lý, thao tác chuyển đổi sơ đồ biện pháp hữu hiệu để nâng cao độ tin cậy hệ thống Yêu cầu chất lượng điện đảm bảo trước hết cân công suất tác dụng cơng suất phản kháng hệ thống Đó điều kiện tối cần thiết để điều chỉnh tần số điện áp giới hạn cho phép Để điều chỉnh điện áp hợp lý, điều độ hệ thống cần phải có biện pháp phân bố sử dụng tối ưu nguồn công suất phản kháng, đảm bảo cho dịng cơng suất phản kháng đoạn dây có giá trị thấp đến mức Tính kinh tế hệ thống điện đảm bảo phân bố tối ưu công suất nhà máy điện với điều kiện thoả mãn đầy đủ nhu cầu phụ tải hệ thống Một giải pháp quan trọng để nâng cao hiệu kinh tế hệ thống điện áp dụng biện pháp giảm tổn thất phần tử hệ thống điện tận dụng tối đa nguồn lượng rẻ có hiệu cao 1.2 Các chế độ hệ thống điện tính kinh tế 1.2.1 Các chế độ hệ thống điện Chế độ hệ thống điện trạng thái định mà thiết lập tham số điện áp, tần số, dịng điện, cơng suất v.v Các tham số gọi tham số chế độ Khi tham số chế độ không thay đổi thay đổi với tốc độ chậm chế độ gọi xác lập, tham số chế độ thay đổi nhanh theo thời gian chế độ coi độ Có thể phân biệt số chế độ đặc trưng sau: a Chế độ xác lập bình thường: chế độ làm việc bình thường, tham số biến thiên nhỏ quanh giá trị trung bình Thực khó có chế độ bình thường thực tế phụ tải ln ln biến đổi, chế độ bình thường tương đối b Chê' độ độ bình thường: xảy thường xuyên hệ thống chuyển từ chế độ xác lập sang chế độ xác lập khác Trong trường hợp thao tác sai chế độ độ bình thường chuyển sang chế độ cố c Chê' độ độ cố: xảy xuất cố hệ thống điện, tham số thay đổi cố Hậu chế độ độ cố phụ thuộc vào tính chất xảy cố d Chê' độ xác lập sau cố: trạng thái hệ thống sau phần tử bị cố loại khỏi mạng điện, chế độ tính đêh trước cố tránh khỏi trình vận hành hệ thống Nếu trình xảy ngắn mà tham số chế độ nằm phạm vi cho phép chế độ sau cố coi xử lý tốt Nếu tham số số nút không nằm phạm vi cho phép cố mang tính cục bộ, điều tồn đa số nút cố mang tính hệ thống 1.2.2 Tính kinh tế điêu chỉnh chế độ hệ thông điện Tính kinh tế hệ thống điện đặc trưng chi phí cực tiểu để sản xuất, truyền tải phân phối điện Bởi chi phí phụ thuộc vào mức độ yêu cầu điện nên tiêu kinh tế chế độ hệ thống điện đặc trưng cho suất chi phí, tức chi phí kWh, khơng phải lượng chị phí tuyệt đối Tính kinh tế hệ thống điện thể mức thu lợi nhuận cao đáp ứng đầy đủ nhu cầu hộ dùng điện Chỉ tiêu kinh tế xem xét góc độ giá thành kWh điện hữu ích Chỉ tiêu phụ thuộc vào nhiều yếu tố: giá nhiên liệu, giá thành thiết bị, yêu cầu đặc điểm dùng điện, điều kiện thiên văn, thuỷ văn v.v đặc biệt phương thức vận hành hệ thống điện Tính kinh tế hệ thống điện trước hết đảm bảo tăng cường tính kinh tế khâu hệ thống tăng hiệu suất lò hơi, tăng độ chân không tuabin hơi, tăng cột nước hữu ích cho tuabin nước v.v Tính kinh tế phần tử riêng biệt tương ítng với phụ tải định Để đảm bảo tính kinh tế hệ thống điện cần: - Xác định phân bố công suất tối ưu phần tử hệ thống máy phát với máy bù đồng bộ, lò v.v - Lựa chọn tốt tổ hợp phần tử hệ thống Hao tổn phần tử bao gồm hai thành phần hao tổn không tải, tức hao tổn cố định hao tổn thay đổi phụ thuộc vào hệ số mang tải Vì tăng số lượng phần tử thi thành phần hao tổn cố định tăng, thành phần hao tổn thay đổi giảm, tức có tổ hợp phần tử mà tổng hao tổn nhổ Ngồi phí tổn mở máy phần tử cần xét tới việc lựa chọn tổ hợp tối ưu - Xác định quy luật vận hành tối ưu phần tử hệ thống, quy luật điều chỉnh điện, quy luật điều chỉnh dung lượng bù 10 6.4.2 Xác định xác suất thiếu hụt công suất nguồn Xác suất thiếu hụt công suất nguồn xác suất công suất phát nhà máy điện nhỏ yêu cầu phụ tải P(PF