ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP MÃ MINH TÚ NGHIÊN CỨU NÂNG CAO HIỆU QUẢ VẬN HÀNH LƢỚI ĐIỆN 22KV LỘ 472 THÀNH PHỐ LẠNG SƠN LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC KỸ THUẬT ĐIỆN Thái Nguyên –[.]
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP MÃ MINH TÚ NGHIÊN CỨU NÂNG CAO HIỆU QUẢ VẬN HÀNH LƢỚI ĐIỆN 22KV LỘ 472 THÀNH PHỐ LẠNG SƠN LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC KỸ THUẬT ĐIỆN Thái Nguyên – Năm 2020 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP Mã Minh Tú NGHIÊN CỨU NÂNG CAO HIỆU QUẢ VẬN HÀNH LƢỚI ĐIỆN 22KV LỘ 472 THÀNH PHỐ LẠNG SƠN Ngành: Kỹ thuật điện Mã số: 8.52.02.01 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC KỸ THUẬT ĐIỆN NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS Ngô Đức Minh Thái Nguyên – Năm 2020 LỜI CAM ĐOAN Tôi Mã Minh Tú, học viên lớp cao học K21 ngành Kỹ thuật điện, sau hai năm học tập nghiên cứu, đƣợc giúp đỡ thầy cô giáo đặc biệt thầy giáo hƣớng dẫn tốt nghiệp PGS.TS Ngơ Đức Minh, tơi hồn thành chƣơng trình học tập đề tài luận văn tốt nghiệp “Nghiên cứu nâng cao hiệu vận hành lƣới điện 22 kV lộ 472 thành phố Lạng Sơn” Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu cá nhân dƣới hƣớng dẫn Thầy giáo PGS.TS Ngô Đức Minh Nội dung luận văn tham khảo trích dẫn tài liệu đƣợc ghi danh mục tài liệu tham khảo, liệu thực tế Điện lực Lạng Sơn cung cấp không chép hay sử dụng tài liệu khác Thái Nguyên, ngày 12 tháng 07 năm 2020 Học viên Mã Minh Tú i MỤC LỤC MỤC LỤC ii DANH MỤC HÌNH ẢNH iv DANH MỤC BẢNG BIỂU vi MỞ ĐẦU CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN VÀ LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI 22 kV THÀNH PHỐ LẠNG SƠN 1.1 Cấu trúc tổng quát hệ thống điện quốc gia 1.2 Một số yêu cầu hệ thống điện phân phối 11 1.3 Giới thiệu lƣới điện phân phối 22 kV lộ 472 thành phố Lạng Sơn 18 1.3 Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu đề tài 24 Kết luận chƣơng 24 CHƢƠNG 25 CƠNG CỤ TỐN HỌC VÀ PHẦN MỀM ỨNG DỤNG 25 2.1 Giới thiệu chung 25 2.2 Cơng cụ tốn học phần mềm ứng dụng 25 2.2.1 Giải tích lƣới điện thuật tốn áp dụng 25 2.2.2 Giải tích lƣới phần mềm ETAP 26 2.3 Áp dụng ETAP mơ hình hóa mơ lộ 472 TP Lạng Sơn 26 2.3.1 Giới thiệu chung Etap [10] 26 2.3.2 Mơ hình hố lộ 472 thành phố Lạng Sơn 30 2.3.3 Khai báo thông số phần tử sơ đồ mô 32 2.4 Nguồn phân tán máy phát điện turbine gió 35 2.4.1 Đặc diểm chung máy phát điện turbine gió 35 2.4.2 Máy phát điện turbine gió tích hợp phần mềm ETAP 48 Kết luận chƣơng 51 CHƢƠNG 52 MƠ PHỎNG GIẢI TÍCH LƢỚI VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP GIẢI PHÁP NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY VÀ CHẤT LƢỢNG ĐIỆN ÁP LỘ 472 52 3.1 Đặt vấn đề 52 3.2 Giải pháp điều chỉnh điện áp nguồn 53 ii 3.2.1 Chế độ vận hành 1a: 105%Uđm, Smax 54 3.2.2 Chế độ vận hành 1b: 105%Uđm, 90%Sđm 65 3.3 Giải pháp tái cấu trúc lƣới 74 3.3.1 Chế độ vận hành 2a: 105%Uđm ; 90%Sđm ; nâng cấp dây dẫn 74 3.3.2 Chế độ vận hành 2b: 105%Uđm, Smax, liên lạc kết nối mạch vòng 77 Nhận xét chế độ vận hành 2: 83 3.4 Giải pháp áp dụng nguồn phân tán máy phát turbine gió WTG 84 3.4.1 Chế độ vận hành 3a: Nguồn WTG đơn 85 3.4.2 Chế độ vận hành 3b: Vận hành nguồn WTG nhóm (Wind Farm) 88 Nhận xét chế độ vận hành 3: 91 Kết luận chƣơng 91 KẾT LUẬN CHUNG 92 TÀI LIỆU THAM KHẢO 93 iii DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1 Mơ hình cấu trúc hệ thống điện hoàn chỉnh Hình Cấu trúc hệ thống điện Hình Sơ đồ nguyên lý sợi hệ thống điện phân phối Hình Sơ đồ sợi lộ 472 lƣới điện 22 kV thành phố Lạng Sơn 18 Hình Các cửa 27 Hình 2 Các chức tính tốn 28 Hình Các phần tử AC 28 Hình Một số chức tính tốn thơng dụng 29 Hình Các thiết bị đo lƣờng, bảo vệ 29 Hình Sơ đồ mơ lộ 472 lƣới điện 22 kV TP.Lạng Sơn 31 Hình Khai báo thơng số nguồn .32 Hình khai báo thơng số tải 33 Hình Khai báo thơng số đƣờng dây 34 Hình 10 Đặc tính phát cơng suất tác dụng phụ thuộc tốc độ gió WTG 35 Hình 11 Mơ hình WTG có biến đổi nối tiếp 36 Hình 12 Mơ hình WTG có biến đổi song song - DFIG 37 Hình 13 Phân bố công suất DFIG 37 Hình 14 DFIG đƣợc chế tạo áp dụng điều kiện khác 38 Hình 15 Cấu trúc mô Matlab Simulink DFIG 40 Hình 16 Kết mơ thơng số hính vi DFIG .41 Hình 17 Hình ảnh phóng to khoảng thời gian (0,47 ÷ 0,79)s 42 Hình 18 Kết mơ tốc độ rotor 42 Hình 19 Kết mơ điện áp chiều trung gian Udc 43 Hình 20 Mơ dịng điện pha pha Iabc converter2 – rotor 43 Hình 21 Mơ dịng rotor qua điểm đồng t = 2.5s 44 Hình 22 Mơ dịng rotor qua điểm đồng t = 7,2s 44 Hình 23 Mơ dịng điện Converter1 .45 Hình 24 Converter1 đổi chiều dịng điện t = 2.5s 45 Hình 25 Converter1 đổi chiều dịng điện t = 7,2s 45 Hình 26 Mơ tả điện áp pha nghịch lƣu converter1 đƣợc điều chế kiểu dạng sung SVPWM tốc độ gió 14m/s .46 iv Hình 27 Mô tả điện áp pha nghịch lƣu converter1 đƣợc điều chế kiểu dạng sung SVPWM tốc độ gió 8m/s 46 Hình 28 Mơ điện áp mạch rotor – converter2 tốc độ rotor thay đổi, .47 Hình 29 Mơ điện áp mạch rotor – converter2 tốc độ rotor thay đổi, .47 Hình 30 Profile WTG ETAP 49 Hình 31 Cài đặt thông số vận hành cho WTG .50 Hình 32 Chọn tốc độ cho turbine 51 Hình Lƣu đồ bƣớc nâng cao chất lƣợng điện áp độ tin cậy lƣới điện 53 Hình Mơ phân bố công suất điện áp bus chế độ vận hành 1a 56 Hình 3 Kết mô (Zoom) điện áp - Chế độ vận hành 1a .57 Hình Kết mô điện áp bus khu vực kết nối liên lạc với lộ 474 58 Hình Kết mô điện áp bus khu vực kết nối liên lạc với lộ 473 59 Hình Kết mơ (Zoom) điện áp bus cuối lộ 472 60 Hình Mơ phân bố cơng suất điện áp bus chế độ vận hành 1a 66 Hình Một số đoạn đƣờng dây trục phía đầu nguồn cảnh báo tải 67 Hình Kết mơ điện áp bus khu vực kết nối liên lạc với lộ 472 68 Hình 10 Kết mơ điện áp bus khu vực kết nối liên lạc với lộ 474 75 Hình 11 Kết mơ điện áp bus khu vực kết nối liên lạc với lộ 473 .76 Hình 12 Kết mơ điện áp bus khu vực cuối dƣờng dây lộ 472 76 Hình 13 a,b Cấu trúc nguồn kết nối giải lập (quy đổi) 78 Hình 14 Kết mơ điện áp bus xa nguồn đƣờng dây 22 kV lộ 472 .83 Hình 15 Nguồn phân tán WTG lƣới phân phối .84 Hình 16 Mơ vị trí thiết lập WTG đơn lộ 472 86 Hình 17 Mơ chất lƣợng điện áp trạng thái thứ .87 Hình 18 Mô chất lƣợng điện áp trạng thái thứ hai 88 Hình 19 Vị trí thiết lập nguồn WTG nhóm 89 Hình 20 Mơ WTG nhóm phát cơng suất với trạng thái gió ngẫu nhiên 90 v DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1 Tổng độ méo biên độ sóng hài 13 Bảng Độ nhấp nháy điện áp 14 Bảng Thông số phụ tải lộ 472 TP Lạng Sơn 19 Bảng Thông số đƣờng dây lộ 472 thành phố Lạng Sơn 21 Bảng Thông số máy biến áp lộ 472 thành phố Lạng Sơn 23 Bảng Kiểu loại WTG ETAP 50 Bảng Dữ liệu phụ tải cực đại Smax lộ 472 54 Bảng Dữ liệu kết mô phân bố công suất đƣờng dây .61 Bảng 3 Dữ liệu kết mơ tính điện áp bus-tải .63 Bảng Kết mô cân công suất thổn thất công suất .64 Bảng Dữ liệu kết mô phân bố công suất đƣờng dây .69 Bảng Dữ liệu kết mơ tính điện áp bus-tải .71 Bảng Kết mô cân công suất thổn thất công suất .73 Bảng liệu kết giải tích phân bố dịng điện lộ 472 chế độ vận hành 2a .75 Bảng Dữ liệu kết phân bố cơng suất/dịng điện đƣờng dây lộ 472 79 Bảng 10 Dữ liệu kết phân bố công suất điện áp bus-tải lộ 472 .81 vi DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, VIẾT TẮT Viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt OTI Operation Technology, Inc EHV & HV Extra High Voltage/ High Voltage Siêu cao áp/cao áp FACTS Flexible AC Transmission Truyền tải điện xoay chiều linh hoạt HVDC High Voltage Direct Current Truyền tải điện cao áp Transmission chiều CSTD (P) Active Power Công suất tác dụng CSPK (Q) Reaction Power Công suất phản kháng AC Alternating Current Điện xoay chiều DC Direct Current Điện chiều SW Switching Chuyển mạch (cầu dao) G-PVA Gred-PhotoVotage Array Nguồn lai Lƣới – Pin quang điện PVA PhotoVotage Array Nguồn pin quang điện SHP Small Hydro Power station Trạm thủy điện nhỏ WTG Wind Turbine Genertor Máy phát điện turbine gió DFIG Doubly Fed Induction Renerator Máy phát điện nguồn kép vii MỞ ĐẦU Giới thiệu chung: Hệ thống điện Việt Nam nói chung lƣới điện tỉnh miền núi nói riêng đƣợc xây dựng phát triển bƣớc qua nhiều giai đoạn nên tồn nhiều bất cập Trong đó, có nhiều đƣờng dây 22 kV cung cấp cho trạm biến biến áp phân bố rải rác trải dài phạm vi lớn hàng trăm km, đặc điểm phụ tải có tính chất khơng ổn định Trong q trình cải tạo phát triển, nguồn phân tán sử dụng lƣợng tái tạo đƣợc bổ sung lƣới điện phân phối làm cho cấu trúc lƣới ban đầu trở nên lỗi thời, phát sinh nhiều bất cập, ví dụ: - Cấu trúc lƣới, chủng loại, tiết diện dây dẫn vài đoạn bất hợp lý - Hạn chế tính làm việc, bảo vệ thiết bị điện - Khó khăn lựa chọn phƣơng thức vận hành lƣới điện - Chất lƣợng điện thấp điện áp thay đổi tăng, giảm phụ thuộc vào thuỷ điện nhỏ kết nối lƣới - Tổn thất điện lƣới điện lớn Trong bối cảnh này, lƣới điện trung thuộc địa bàn miền núi nói chung cụ thể lƣới điện 22 kV Lộ 472 thành phố Lạng Sơn cần thiết phải đƣợc kiểm soát phần mềm chuyên dụng, ví dụ nhƣ POWERWORLD, PSS-ADEPT, hay ETAP Thơng qua để đề xuất đƣợc giải pháp tốt cho phƣơng án vận hành, khảo sát nhiều ứng dụng khác cho hoạt động chuyên môn lý thuyết thực tiễn Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu thực trạng vận hành lƣới điện 22 kV Lộ 472 thành phố Lạng Sơn; khảo sát phƣơng án vận hành khác nhau, trạng thái vận hành khác thông số nguồn (TBA trung gian), thông số phụ tải, cấu trúc mạch vòng, vận hành phân cấp tụ bù, nguồn phân tán Trên sở phát ƣu nhƣợc điểm, tồn tại, bất cập lƣới điện Từ đề xuất giải pháp khắc phục Mục tiêu nghiên cứu đề tài: Về lý thuyết: - Học viên sử dụng đƣợc phần mềm chuyên dụng ETAP cho học tập, nghiên cứu ứng dụng công tác chuyên môn, nghiệp vụ - Mơ hình hóa mơ đƣợc đối tƣợng nghiên cứu lƣới điện 22 kV Lộ 472 thành phố Lạng Sơn làm sở cho nghiên cứu chuyên môn chuyên ngành Về thực tiễn: - Đề xuất đƣợc giải pháp nâng cao chất lƣợng điện áp độ tin cậy cho Lộ 472 lƣới điện 22 kV thành phố Lạng Sơn Đặc biệt nguồn phân tán (DG) kết nối lƣới - Cung cấp liệu cho quy hoạch phát triển lƣới tƣơng lai, đồng thời có áp dụng nguồn phân tán khác Phƣơng pháp nghiên cứu: - Khảo sát, thu thập số liệu thực tế - Sử dụng phần mềm mơ đại (ETAP) - Phân tích sở lý thuyết áp dụng cho đối tƣợng thực tế - Cơng cụ nghiên cứu, tính tốn, mơ có độ tin cậy cao - Đánh giá nêu bật đƣợc đóng góp đề tài, giá trị khoa học thực tiễn đạt đƣợc Kết cấu luận văn: Tổng thể luận văn gồm chƣơng sau: Chƣơng Tổng quan hệ thống điện lƣới điện 22 kV Lạng Sơn Chƣơng Cơng cụ tốn học phần mềm ứng dụng Chƣơng Mơ giải tích lƣới giải pháp nâng cao độ tin cậy chất lƣợng điện áp Lộ 472 Mặc dù cố gắng nhiều nhƣng điều kiện thời gian giới hạn phạm vi nghiên cứu luận văn cao học, nên kết đạt đƣợc trình bày cịn hạn chế Kính mong nhận đƣợc đóng góp ngƣời quan tâm, đặc biệt Hội đồng bảo vệ luận văn tốt nghiệp thạc sỹ Để hoàn thành đƣợc luận văn này, Học viên ngƣời hƣớng dẫn xin cám ơn giúp đỡ đặc biệt thầy khoa Điện, phịng Đào tạo trƣờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp, Công ty điện lực Lạng Sơn Điện lực Lạng Sơn, cám ơn tác giả tài liệu tham khảo cám ơn OTI cung cấp công cụ đắc hiệu phần mềm ETAP cho áp dụng trong luận văn CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN VÀ LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI 22 kV THÀNH PHỐ LẠNG SƠN 1.1 Cấu trúc tổng quát hệ thống điện quốc gia Điện dạng lƣợng đặc biệt phổ biến nay, điện có nhiều ƣu điểm hẳn so với dạng lƣợng khác nhƣ: dễ dàng chuyển hóa thành dạng lƣợng khác với hiệu suất cao (cơ năng, nhiệt năng, hoá năng, quang ) Điện đƣợc sản xuất từ nhà máy điện hay trạm phát điện theo nhiều công nghệ khác Quá trình sản xuất sử dụng điện quốc gia giới đề đƣợc thực hệ thống điện Tham khảo Hình 1 Mơ hình cấu trúc hệ thống điện hoàn chỉnh đƣợc áp dụng nhiều nƣớc phát triển giới Hình 1 Mơ hình cấu trúc hệ thống điện hồn chỉnh Trong bao gồm hạng mục : sản xuất, truyển tải đến phân phối tiêu thụ điện, [1] [2] [3] Hoạt động hệ thống điện có số đặc điểm sau đây: - Điện sản xuất nói chung, thời điểm ln phải bảo đảm cân lƣợng điện sản xuất với lƣợng điện tiêu thụ, tích trữ điện tổn thất thiết bị truyền tải phân phối điện - Các trình điện xảy nhanh Ví dụ: sóng điện từ hay sóng sét lan truyền đƣờng dây với tốc độ lớn xấp xỉ tốc độ ánh sáng 300.000 km /s), thời gian đóng cắt mạch điện, thời gian tác động bảo vệ thƣờng xẩy dƣới 0,5s - Hoạt động điện lực có liên quan chặt chẽ đến nhiều kĩnh vực xã hội kinh tế quốc dân khác nhƣ: Luyện kim, hoá chất, khai thác mỏ, khí, cơng nghiệp nhẹ, thị dân dụng, Một hệ thống điện quốc gia bao gồm nhiều phần tử đƣợc kết nối với theo nguyên lý mạch điện dựa sở đảm bảo tính kỹ thuật kinh tế Tƣơng ứng sơ đồ cấu trúc khối hình 1.1 [4] [2], Để tiện lợi cho việc quản trị hoạt động điện lực, cấu trúc hệ thống điện thƣờng đƣợc chia thành 03 khối nhƣ mơ tả Hình Hình Cấu trúc hệ thống điện 1.1.1 Khối - Các nhà máy điện Khối nhà máy điện đƣợc phân biệt thành hai loại Thứ nhà máy điện công suất lớn bao gồm trung tâm sản xuất điện lớn, nhà máy nhiệt điện, nhà máy điện hạt nhân, trạm thủy điện công suất lớn (Pđm ≥ 30 MW) Thứ hai nguồn điện phân tán công suất nhỏ (Pđm 30 MW) 1.1.2 Khối - Hệ thống truyền tải Hệ thống truyền tải (Transmission, Subtransmisstion), hệ thống trạm biến áp đƣờng dây tải điện có nhiệm vụ truyền tải cơng suất trạm biến áp, không trực tiếp kết nối với phụ tải tiêu thụ điện Trong khối lại đƣợc chia thành hai khối con, [5], [1]: - Khối truyền tải siêu cao áp (EHV transmission): bao gồm hệ thống trạm biến áp đƣờng dây có điện áp xoay chiều định mức Uđm ≥ 220 kV Một số nƣớc tân tiến có sử dụng đƣờng dây truyền tải siêu cao áp chiều HVDC - Khối truyền tải cao áp (HV transmission): bao gồm hệ thống trạm biến áp đƣờng dây có điện áp xoay chiều định mức 22 kV ≤ Uđm ≤ 110 kV 1.1.3 Khối - Hệ thống điện phân phối (Electric distribution system): 1.1.3.1 Cấu trúc hệ thống điện phân phối: Trƣớc Việt Nam, phạm vi hệ thống phân phối điện bao gồm trạm biến áp đƣờng dây đƣợc tính từ phía thứ cấp trạm biến áp 110 kV trở đến phụ tải tiêu thụ điện Ngày nay, kể từ 01/11/2018, EVN có quy định mới: hệ thống phân phối điện đƣợc mở rộng thêm phía cao áp đến thứ cấp trạm biến áp 220 kV Đây bƣớc tiến có tính Hội nhập quốc tế Trên sở mơ hình tổng qt hệ thống điện quốc gia hình 1.1 hình 1.2, cấu trúc hệ thống phân phối điện đƣợc biểu diễn dƣới dạng sơ đồ sợi nhƣ hình 1.4 Hình Sơ đồ nguyên lý sợi hệ thống điện phân phối Theo cấu trúc này, hệ thống phân phối điện đƣợc phân chia thành hệ thống phân phối dựa điện áp định mức làm cứ: - Hệ thống phân phối điện cao 110 kV (High Voltage): bao gồm toàn đƣờng dây trạm biến áp 110 kV đóng vai trò trung gian (Sup transmision line) hay (Transmision line) để cung cấp điện cho trạm biến áp khu vực (Zone Suptation) Đối với phụ tải lớn nhƣ nhà máy lớn hay khu cơng nghiệp có sức tiêu thụ điện cao, đƣợc kết nối trực tiếp với hệ thống truyền tải 110 kV - Hệ thống phân phối điện trung (Middle Voltage): bao gồm hệ thống đƣờng dây trung (22 kV, 22 kV) trạm biến áp phân phối hạ áp cung cấp điện cho lƣới điện phân phối hạ (Low voltage) - Hệ thống phân phối điện hạ thế (Low Voltage): bao gồm hệ thống trạm biến áp phân phối đƣờng dây hạ (0,4 kV) cung cấp cho phụ tải điểm cuối hệ thống điện 1.2.3.2 Các dạng nguồn điện công suất nhỏ hệ thống điện phân phối: Hiện nay, lƣới điện phân phối khơng có loại nguồn cung cấp từ phía lƣới điện quốc gia mà cịn có thêm nguồn phân tán Chính cấu trúc lƣới đƣợc thay đổi bản, phân bố công suất không theo hƣớng (one way) nhƣ trƣớc mà nhiều hƣớng, chí thay đổi độ lớn hƣớng công suất Nguồn điện chính: nguồn điện cung cấp điện cho lƣới cho lƣới điện phân phối đƣợc định từ lƣới điện quốc gia đƣợc quy đổi cấp điện áp trung cao lƣới điện Trên sơ đồ nguyên lý sợi (one line diagram) nguồn đƣợc biểu diễn (Bus) Các thông số nguồn bao gồm: - Cấp điện áp định mức Uđm (kV): 110 kV, 35 kV hay 22 kV - Công suất ngắn mạch SNM (MVA): 400 MVA - Tỷ số X/R Một hệ thống điện phân phối bao gồm hai nguồn tùy theo cấp độ tin cậy cần thiết Trong thực tế trạm biến áp trung gian biến đổi từ cấp điện áp 110 kV 220 kV xuống cấp điện áp phân phối Nguồn điện phân tán (DG): lƣới điện phân phối cịn có nguồn phân tán khác, điển hình là: 1- Nguồn máy phát turbine gió (PVA): tổ hợp máy phát turbine gió kết hợp với Inverter DC/AC máy biến áp tạo nguồn cung cấp điện kết nối với lƣới điện phân phối 2- Nguồn thủy điện nhỏ (SHP): SHP địa phƣơng kết nối trực tiếp với lƣới điện phân phối 3- Nguồn máy phát điện gió (WTG): turbine gió cơng suất nhỏ, đơn hay tổ hợp nhiều (Wind Farm) kết nối với lƣới điện phân phối 4- Nguồn máy phát diesel: loại nguồn chủ yếu đóng vai trị dự phịng khơng thể thiếu đƣợc hộ dùng điện đòi hỏi cao chất lƣợng điện cung cấp nhƣ: nhà máy hay phân xƣởng sản xuất áp dụng công nghệ đại, khách sạn, bệnh viện , nhà cao tầng,VV 5- Nguồn kho điện (battery) kết hợp với biến tần DC/AC/DC: Loại nguồn đƣợc khuyến khích phát triển với vai trị nguồn dự phịng ứng dụng cho giải pháp điều phối lƣợng hữu ích 1.1.3.2 Phân loại thiết bị dùng điện hệ thống phân phối điện: Điện động lực hoạt động sản xuất đời sống sinh hoạt ngƣời nên thiết bị dùng điện đa dạng, phong phú, chúng phân loại theo nhiều cách nhƣ sau: Phân loại theo điện áp định mức thiết bị: - Các thiết bị hạ áp thiết bị điện có điện áp định mức Uđm < 1000V - Các thiết bị điện cao áp thiết bị điện có điện áp định mức Uđm > 1000V Các thiết bị có cơng suất lớn, Pđm > 100kW thƣờng đƣợc chế tạo với cấp điện áp cao Uđm > 1000V Phân loại theo theo tần số: - Thiết bị điện có tần số cơng nghiệp (50Hz) - Thiết bị điện có tần số khác tần số cơng nghiệp Hiện ta nguồn điện pha sử dụng tần số công nghiệp 50Hz Đối với thiết bị có tần số khác tần số cơng nghiệp thƣờng có thiết bị biến đổi kèm theo Vì vậy, cung cấp điện ta coi biến đổi nhƣ thiết bị dùng điện xoay chiều tần số cơng nghiệp bình thƣờng việc tính tốn cung cấp điện cho thiết bị tần số khác tần số cơng nghiệp đƣợc quy việc tính tốn cung cấp điện cho thiết bị biến đổi Phân loại theo nguồn cung cấp: - Thiết bị điện xoay chiều ba pha pha - Thiết bị điện chiều Phân loại theo chế độ làm việc: - Thiết bị điện làm việc theo chế độ dài hạn - Thiết bị điện làm việc theo chế độ ngắn hạn - Thiết bị điện làm việc theo chế độ ngắn hạn lặp lại Phân loại theo vị trí lắp đặt: - Thiết bị điện lắp đặt cố định, di động - Thiết bị điện lắp đặt nhà, trời - Thiết bị điện lắp đặt điều kiện đặc biệt nhƣ nóng, ẩm, bụi, có khí ăn mịn, có khí bụi nổ 1.2.3.4 Những hộ phụ tải điện điển hình yêu cầu cung cấp điện : Tùy theo công nghệ hay mục đích sử dụng, loại thiết bị dùng điện phải có tính đảm bảo đáp ứng đƣợc u cầu đặt Vì chúng địi hỏi phải đƣợc cung cấp điện cách phù hợp, thỏa mãn tiêu chuẩn quy định chung quy định riêng cho trƣờng hợp đặc biệt Sơ bộ, thiết bị dùng điện đƣợc phân loại nhƣ sau : Các thiết bị dùng điện gọi chung phụ tải điện hay hộ phụ tải Khái niệm hộ phụ tải có tính chất tƣơng đối, hộ phụ tải máy, nhóm máy hay phân xƣởng, nhà máy xí nghiệp, hộ, dẫy phố hay nhà cao tầng,VV Đôi khi, thiết bị đƣợc coi nhƣ hộ phụ tải Trong thực tế, hộ phụ tải thƣờng đƣợc nhóm (grouping) theo đặc điểm thiết bị dùng điện hay nhóm theo vị trí, khu vực,VV Hộ phụ tải dạng nhà máy xí nghiệp cơng nghiệp: Đối với nhà máy, xí nghiệp cơng nghiệp có quy mơ nhỏ thiết lập trạm biến áp phân phối Trong xí nghiệp cơng nghiệp lớn, có nhiều phân xƣởng sản xuất, phân xƣởng đƣợc cung cấp điện hay nhiều trạm biến áp phân phối Trong phân xƣởng bao gồm nhiều máy sản xuất thƣờng đƣợc chia thành nhiều nhóm máy Mỗi nhóm máy đƣợc cung cấp điện tủ điện (tủ động lực), tủ động lực đƣợc cung cấp điện tủ điện tổng (tủ phân phối trung gian) Các máy sản xuất (thiết bị điện) phân xƣởng gồm loại sau: Máy sản xuất dùng động điện : Động điện thiết bị chiếm 70% tổng thiết bị sử dụng điện cơng nghiệp, chúng có nhiều kiểu loại khác : - Động công suất lớn : động xoay chiều pha làm việc dài hạn - Động công suất vừa nhỏ : bao gồm động xoay chiều pha động chiều Lò điện loại thiết bị gia công nhiệt khác : Trong cơng nghiệp thƣờng dùng loại lị điện sau đây: Lò điện trở, lò cảm ứng, lò hồ quang, lò hỗn hợp (hồ quang - điện trở) - Lị điện trở: Lị điện trở có hai loại: đốt nóng trực tiếp gián tiếp Cơng suất lị từ hàng trăm đến hàng ngàn kW, điện áp định mức thƣờng nhỏ 1000V, tần số 50 Hz dùng điện pha pha Hệ số cơng suất loại lị đốt nóng gián tiếp phần lớn - Lò cảm ứng: Lò cảm ứng có loại: Loại lị có lõi thép thƣờng dùng dòng điện xoay chiều tần số 50Hz, điện áp (220380) V Cơng suất đạt tới 2000kVA, hệ số công suất khoảng (0,20,8), thƣờng đƣợc dùng để luyện kim loại màu Loại lị khơng có lõi thép dùng nguồn điện nhƣ dùng nguồn điện có tần số cao khoảng (5001000) Hz Cơng suất đạt tới 4500kVA, hệ số công suất thấp khoảng (0,050,25), thƣờng dùng để luyện thép đặc biệt kim loại màu - Lị hồ quang: Lị hồ quang có hai loại: Đốt nóng trực tiếp gián tiếp Đƣợc cung cấp từ nguồn điện cao áp qua máy biến áp hạ áp Lị hồ quang ba pha cơng suất đạt tới 4500kVA, hệ số cơng suất khoảng (0,80,9) Trong trình vận hành thƣờng xẩy tình trạng ngắn mạch làm việc nguyên liệu chạm vào điện cực Dịng điện ngắn mạch làm việc lên tới (2,53,5) lần dòng điện định mức lò Đây đặc điểm lƣu ý cho thiết kế trạm biến áp phân xƣởng trạm biến áp trung gian - Máy hàn điện: Có nhiều cách phân loại máy hàn điện Theo nguồn cung cấp thƣờng chia loại máy hàn dùng dòng điện xoay chiều loại máy hàn dùng dòng điện chiều Theo nguyên lý hàn chia loại hàn hồ quang loại hàn tiếp xúc Theo cách làm việc chia loại máy hàn tay máy hàn tự động Máy hàn điện chiều thƣờng tổ máy gồm động ba pha xoay chiều quay máy phát điện chiều Hệ số công suất lúc làm việc định mức (0,70,8), lúc không tải khoảng 0,4 Máy hàn điện xoay chiều thƣờng máy biến áp hàn pha, tần số 50 Hz, làm việc chế độ ngắn hạn lặp lại Hệ số công suất máy hàn hồ quang (0,330,45), máy hàn tiếp xúc (0,40,7) Điện áp cung cấp cho chúng thƣờng 380/220V Đặc biệt, có máy hàn cao tần dây truyền sản xuất ống thép có cơng suất lớn lớn hàng trăm kW đến hàng nghìn kW tổ hớp thiết bị gồm máy biến áp chỉnh lƣu, biến đổi AC/DC, tạo dao động tần số cao (150 – 600)MHz máy biến áp xung Phụ tải đô thị, dân sinh: Phụ tải đô thị đƣợc kể đến thiết bị dùng điện văn phịng cơng sở, 10 hộ dân sinh nhƣ máy điều hịa khơng khí, tủ lạnh, bình gia nhiệt, bếp điện, máy tính, máy in, đèn chiếu sáng,VV Các thiết bị có cơng suất nhỏ từ vài chục W đến KW Cá biệt có thiết bị cơng suất lớn đến vài chục kW Mặc dù vậy, nhà cao tầng tổng phụ tải tịa nhà lớn, đến hàng MW, hay dãy phố Việc thiết kế cung cấp điện cho phụ tải dạng phải đƣợc nghiên cứu cụ thể, đáp ứng đƣợc yêu cầu theo trƣờng hợp thực tế Kho lƣu trữ điện : Ngày nay, xu hƣớng thơng minh hóa thị lƣới điện phân phối, kho lƣu trữ điện đƣợc phát triển mạnh Đó trạm biến đổi AC/DC/AC phục vụ cho nhiều mục đích khác nhƣ: Nạp điện cho kho Batteries nhằm cải thiện đồ thị phụ tải ngày, nạp điện cho tụ điện thƣơng mại phân phối cho hộ dân cƣ dùng điện máy phát turbine gió, trạm cấp lƣợng phƣơng tiện giao thông dùng điện chiều Các phụ tải dạng có cơng suất từ vài kW đến hàng MW Năm 2018, hãng Tesla xây dựng trạm nạp điện cho Ơtơ có cơng suất đến 3MW Califonia - Hoa Kỳ Thƣợng Hải - Trung Quốc 1.2 Một số yêu cầu hệ thống điện phân phối Để đánh giá chất lƣợng điện cung cấp cho hộ tiêu thụ, cấp quản lý ngành điện áp dụng tiêu dựa tiêu chuẩn IEC TCVN quy định, [6] Cụ thể, phạm vi đề tài quan tâm đến đến số tiêu sau đây: Một số quy định hành : Đơn vị truyền tải điện: đơn vị điện lực đƣợc cấp phép hoạt động điện lực lĩnh vực truyền tải điện, có trách nhiệm quản lý vận hành lƣới điện truyền tải quốc gia Hệ thống điện phân phối: hệ thống điện bao gồm lƣới điện phân phối nhà máy điện đấu nối vào lƣới điện phân phối Lƣới điện phân phối: phần lƣới điện bao gồm đƣờng dây trạm điện có cấp điện áp đến 110 kV Lƣới điện truyền tải: phần lƣới điện bao gồm đƣờng dây trạm điện có cấp điện áp 110 kV Ngày điển hình: ngày đƣợc chọn có chế độ tiêu thụ điện điển hình phụ tải điện theo Quy định nội dung, phƣơng pháp, trình tự thủ tục nghiên cứu phụ tải 11 ... HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP Mã Minh Tú NGHIÊN CỨU NÂNG CAO HIỆU QUẢ VẬN HÀNH LƢỚI ĐIỆN 2 2KV LỘ 472 THÀNH PHỐ LẠNG SƠN Ngành: Kỹ thuật điện Mã số: 8.52.02.01 LUẬN VĂN THẠC... nhấp nháy điện áp 14 Bảng Thông số phụ tải lộ 472 TP Lạng Sơn 19 Bảng Thông số đƣờng dây lộ 472 thành phố Lạng Sơn 21 Bảng Thông số máy biến áp lộ 472 thành phố Lạng Sơn ... tƣợng nghiên cứu lƣới điện 22 kV Lộ 472 thành phố Lạng Sơn làm sở cho nghiên cứu chuyên môn chuyên ngành Về thực tiễn: - Đề xuất đƣợc giải pháp nâng cao chất lƣợng điện áp độ tin cậy cho Lộ 472