Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http //lrc tnu edu vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP LƢƠNG TRUNG HIẾU NGHIÊN CỨU BỘ LỌC TÍCH CỰC ĐỂ CẢI THIỆN CHẤT[.]
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP LƢƠNG TRUNG HIẾU NGHIÊN CỨU BỘ LỌC TÍCH CỰC ĐỂ CẢI THIỆN CHẤT LƢỢNG ĐIỆN NĂNG CHO LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN THÁI NGUYÊN - 2019 Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CƠNG NGHIỆP LƢƠNG TRUNG HIẾU NGHIÊN CỨU BỘ LỌC TÍCH CỰC ĐỂ CẢI THIỆN CHẤT LƢỢNG ĐIỆN NĂNG CHO LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI Ngành: Kỹ thuật điện Mã ngành: 8520201 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KHOA CHUYÊN MÔN NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS TRẦN XUÂN MINH PHÒNG ĐÀO TẠO THÁI NGUYÊN - 2019 Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn i LỜI CAM ĐOAN Họ tên: Lƣơng Trung Hiếu Học viên: Lớp cao học K20, Trƣờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Đại học Thái Nguyên Nơi công tác: Công ty Điện lực Thái Nguyên Tên đề tài luận văn thạc sĩ: “Nghiên cứu lọc tích cực để cải thiện chất lượng điện cho luới điện phân phối” Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Tôi xin cam đoan vấn đề đƣợc trình bày luận văn nghiên cứu riêng cá nhân tôi, dƣới hƣớng dẫn PGS.TS Trần Xuân Minh giúp đỡ cán Khoa Điện, Trƣờng Đại học Kỹ thuật Công Nghiệp - Đại học Thái Ngun Mọi thơng tin trích dẫn luận văn đƣợc ghi rõ nguồn gốc Tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm số liệu luận văn Thái Nguyên, ngày tháng năm 2019 Học viên thực Lƣơng Trung Hiếu Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn ii LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian nghiên cứu thực luận văn nhận đƣợc hƣớng dẫn, bảo tận tình PGS.TS Trần Xuân Minh, ngƣời trực tiếp hƣớng dẫn luận văn cho Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn chân thành sâu sắc tới thầy Tôi xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo, cán bộ, kỹ thuật viên trƣờng Đại học Kỹ thuật Công nghiệp - Đại học Thái Nguyên tạo điều kiện giúp đỡ tốt để tơi hồn thành đề tài nghiên cứu Tơi xin chân thành cảm ơn đóng góp quý báu bạn cung lớp động viên giúp đỡ tơi q trình thực đề tài Xin gửi lời chân thành cảm ơn đến quan xí nghiệp giúp tơi khảo sát tìm hiểu thực tế lấy số liệu phục vụ cho luận văn Cuối cùng, tơi xin đƣợc bày tỏ lịng biết ơn chân thành tới gia đình, đồng nghiệp bạn bè ln động viên, khích lệ, chia sẻ khó khăn tơi suốt q trình học tập nghiên cứu hoàn thiện luận văn Thái Nguyên, ngày tháng năm 2019 Học viên Lƣơng Trung Hiếu Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thơng tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC VIẾT TẮT vi DANH MỤC CÁC BẢNG vii DANH MỤC CÁC HÌNH, SƠ ĐỒ, BIỂU ĐỒ viii MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Nội dung nghiên cứu đề tài Kết dự kiến Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu Công cụ, thiết bị nghiên cứu Bố cục đề tài Kế hoạch thực Chƣơng TỔNG QUAN LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI - LƢỚI ĐIỆN TRUNG ÁP 1.1 Tổng quan chung 1.1.1 Định nghĩa lƣới điện trung áp 1.1.2 Phân loại lƣới điện trung áp 1.1.3 Vai trò lƣới điện trung áp 1.1.4 Các phần tử lƣới điện trung áp 1.1.5 Cấu trúc lƣới điện trung áp 1.1.6 Đặc điểm lƣới điện trung áp 10 1.2 Hiện trạng lƣới điện trung áp Việt Nam 11 1.2.1 Tình hình phát triển lƣới điện trung áp 11 1.2.2 Tình hình phát triển phụ tải điện 11 Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thơng tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn iv 1.3 Kết luận chƣơng 12 Chƣơng SÓNG HÀI BẬC CAO VÀ PHƢƠNG PHÁP KHỬ SÓNG HÀI 15 2.1 Đặt vấn đề 15 2.2 Tổng quan sóng điều hịa bậc cao 15 2.2.1 Ảnh hƣởng sóng điều hịa bậc cao quy định giới hạn thành phần sóng điều hịa bậc cao lƣới điện 20 2.2.2 Một số nguồn tạo sóng điều hịa bậc cao cơng nghiệp 22 2.3 Phƣơng pháp khử sóng hài bậc cao 27 2.3.1 Bộ lọc sóng điều hịa bậc cao 27 2.3.2 Phân loại nguyên lý làm việc lọc tích cực 2.3.3 Bộ lọc hỗn hợp 39 2.3.4 Các thiết bị bù công suất phản kháng 40 2.4 Kết luận chƣơng 48 Chƣơng THIẾT KẾ BỘ LỌC TÍCH CỰC TRONG LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI CHO PHỤ TẢI PHI TUYẾN 49 3.1 Đặt vấn đề 49 3.2 Lý thuyết phƣơng pháp lọc tích cực 49 3.2.1 Các phƣơng pháp lọc tích cực dựa miền tần số 49 3.2.2 Các phƣơng pháp lọc tích cực dựa miền thời gian 50 3.3 Mơ hình bể điện phân 56 3.4 Cấu trúc lọc tích cực 60 3.5 Kết luận chƣơng 72 Chƣơng MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG HỆ THỐNG 74 4.1 Xây dựng mơ hình lọc phần mềm Matlab/Simulink [4] 74 4.1.1 Nguồn xoay chiều pha 74 4.1.2 Khối mạch lực 74 4.1.3 Khối điều khiển dòng 76 4.1.6 Khâu lấy tín hiệu đo dịng điện điện áp ba pha 81 Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn v 4.1.7 Khâu đo dòng điện, điện áp 82 4.2 Sơ đồ kết mô 82 4.2.1 Mô trƣờng hợp chƣa có lọc tích cực 83 4.2.2 Mơ trƣờng hợp có lọc tích cực 87 4.4 Kết luận chƣơng 93 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 94 TÀI LIỆU THAM KHẢO 95 Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn vi DANH MỤC CÁC VIẾT TẮT Thuật ngữ đầy đủ Chữ viết tắt Chú thích CSPK Cơng suất phản kháng CSTD Cơng suất tác dụng DSVC Dynamic - Static Var Compensation FACTS Flexible alternating current transmission systems FC Fixed Capacitor FC-TCR Fixed Capacitor - Thyristor controller Reactor PF Power factor SSSC Static Synchronous Series Controllers SVC Static Var Compensation STATCOM Static Synchronous Compensator TCR Thyristor controller Reactor TCSC Thyristor Controlled Series Compensation TSC Thyristor Switched Capacitor Hệ số công suất Bù công suất kiểu tĩnh Đơn vị Var Volt-ampere reactive công suất phản kháng Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn vii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1: Tiêu chuẩn IEEE std 519 giới hạn nhiễu điện áp 21 Bảng 2.2 Tiêu chuẩn IEEE std 519 giới hạn nhiễu dòng điện 21 Bảng 2.3: IEC 1000-3-4 22 Bảng 3.1: Modul vector biên trái, biên phải thành phần điện áp us, us 70 Bảng 3.2: Thuật toán điều chế vector không gian 71 Bảng 4.1 Tỷ lệ thành phần dòng điều hòa dòng điện nguồn 85 Bảng 4.2: Giá trị thành phần sóng điều hịa dịng điện nguồn 90 Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn viii DANH MỤC CÁC HÌNH, SƠ ĐỒ, BIỂU ĐỒ Hình 1.1: Sơ đồ lƣới phân phối hình tia Hình 1.2: Sơ đồ lƣới phân phối hình tia có phân đoạn Hình 1.3: Sơ đồ lƣới kín vận hành hở nguồn cung cấp Hình 1.4: Sơ đồ lƣới kín vận hành hở nguồn cung cấp độc lập Hình 1.5 Sơ đồ lƣới điện kiểu đƣờng trục Hình 1.6: Sơ đồ lƣới điện có đƣờng dây dự phịng chung Hình 1.7: Sơ đồ hệ thống phân phối điện 10 Hình 2.1: a) Dạng sóng sin, b) Dạng sóng sin bị méo (sóng chu kỳ khơng sin) 16 Hình 2.2: Các thành phần sóng điều hịa 17 Hình 2.3: Phân tích Fn thành an bn 18 Hình 2.4: Phổ thành phần điều hịa 19 Hình 2.5: Mơ hình chỉnh lƣu cầu Đi ốt pha 23 Hình 2.6: Dịng điện nguồn sinh chỉnh lƣu cầu Đi ốt pha 23 Hình 2.7: Chỉnh lƣu cầu Đi ốt pha, dạng dòng điện phổ 23 Hình 2.8: Mơ hình chỉnh lƣu cầu Đi ốt pha 24 Hình 2.9: Dòng điện nguồn sinh chỉnh lƣu cầu Đi ốt pha 24 Hình 2.10: Chỉnh lƣu cầu Đi ốt pha, dạng dòng điện phổ 25 Hình 2.11: Chỉnh lƣu Thyristor cầu pha 25 Hình 2.12: Dịng điện pha A 26 Hình 2.13: Dạng dịng điện iA phổ 26 Hình 2.14: Bộ lọc RC 28 Hình 2.15: Bộ lọc LC 29 Hình 2.16: Sơ đồ mơ hệ thống chƣa có lọc thụ động 29 Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thơng tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn ix Hình 2.17: Đáp ứng dịng, áp vị trí B1 B2 chƣa có lọc thụ động 30 Hình 2.18: Phổ điện áp B1 B2 30 Hình 2.19: Sơ đồ mơ hệ thống có lọc thụ động 31 Hình 2.20: Phổ điện áp B1 31 Hình 2.21: Bộ lọc tích cực song song 34 Hình 2.22: Cấu trúc lọc song song 35 Hình 2.23: Bộ lọc tích cực nối tiếp 36 Hình 2.24: Sơ đồ nguyên lý AFS 36 Hình 2.25: Bộ lọc tích cực dây 37 Hình 2.26: Bộ lọc tích cực dây có điểm 37 Hình 2.27: Bộ lọc tích cực dây 38 Hình 2.28: Cấu trúc VSI 38 Hình 2.30: Cấu trúc lọc hỗn hợp với lọc tích cực có loại: a) song song b) nối tiếp 39 Hình 2.31: Cấu trúc UPQC 40 Hình 2.32: Cấu trúc SSSC 42 Hình 2.33: Cấu trúc TCSC 43 Hình 2.34: Cấu trúc SVC 44 Hình 2.35: Cấu trúc Stacom 45 Hình 2.36: Sơ đồ nguyên lý hoạt động Statcom 46 Hình 2.37: Nguyên lý bù bù tích cực 46 Hình 2.38: Trạng thái hấp thụ cơng suất bù 47 Hình 2.39: Trạng thái phát công suất phản kháng bù 48 Hình 3.1: Phƣơng pháp FFT 51 Hình 3.2: Thuật tốn xác định dịng bù hệ dq 52 Hình 3.3: Thuật tốn lựa chọn sóng điều hịa cần bù hệ dq 53 Hình 3.4: Mơ hình lọc tích cực theo lý thuyết pq 54 Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thơng tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn x Hình 3.5: Sơ đồ hệ thống bể mạ 57 Hình 3.6: Giải pháp lọc sử dụng bù tổng 58 Hình 3.7: Giải pháp bù sát nút phụ tải 59 Hình 3.8: Mơ hình bể mạ 60 Hình 3.9: Đặc tính biến thiên sức điện động bể mạ 60 Hình 3.10: Sơ đồ nguyên lý mạch lực sử dụng lọc tích cực 61 Hình 3.11: Sơ đồ nguyên lý điều khiển lọc 61 Hình 3.12: Sơ đồ mạch lực lọc 62 Hình 3.13: Sơ đồ thay mạch lực lọc 62 Hình 3.14: Lƣu đồ thuật tốn tính dịng bù theo lý thuyết p-q 66 Hình 3.15: Thực véc tơ us vector điện áp chuẩn 67 Hình 3.16: Biểu đồ xung vector điện áp thuộc góc phần tƣ thứ S1 .68 Hình 3.17: Biểu đồ xung vector điện áp thuộc góc phần tƣ thứ S2 .69 Hình 3.18: Biểu đồ xung vector điện áp thuộc góc phần tƣ thứ S3 .69 Hình 3.19: Biểu đồ xung vector điện áp thuộc góc phần tƣ thứ S4 .69 Hình 3.20: Biểu đồ xung vector điện áp thuộc góc phần tƣ thứ S5 .70 Hình 3.21: Biểu đồ xung vector điện áp thuộc góc phần tƣ thứ S6 .70 Hình 4.1: Khối nguồn ba pha 74 Hình 4.2: Khối mạch lực bể mạ 74 Hình 4.3: Khối điều áp xoay chiều pha 75 Hình 4.4: Khối chỉnh lƣu cầu pha dùng Đi ốt 75 Hình 4.5: Khối điều chỉnh dòng điện tải 76 Hình 4.6: Bộ biến đổi tham số 76 Hình 4.7: Mạch điều khiển lọc 77 Hình 4.8: Chuyển hệ toạ độ từ abc -> αβ 78 Hình 4.9: Khâu tính cơng suất pq 78 Hình 4.10: Khối tính tốn công suất ổn định điện áp tụ 79 Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thơng tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn xi Hình 4.11: Khối tính tốn cơng suất bù 79 Hình 4.12: Khâu tính tốn dịng bù pq 80 Hình 4.13: Khâu chuyển tọa độ αβ sang abc 80 Hình 4.14: Khâu tính tốn độ méo dạng 81 Hình 4.15: Khâu lấy tín hiệu 82 Hình 4.16: Khâu đo dịng điện, điện áp 82 Hình 4.17: Sơ đồ mơ hình mơ hệ thống cho tải bể điện phân chƣa có lọc tích cực 83 Hình 4.18: Dạng dòng điện nguồn 84 Hình 4.19: Dạng dịng điện nguồn pha A 84 Hình 4.20 Phân tích sóng điều hịa dịng điện nguồn pha A E = (V) 84 Hình 4.21 Phân tích sóng điều hịa dịng điện nguồn pha A E = 16 (V) 85 Hình 4.22 Phân tích sóng điều hịa dịng điện nguồn pha A E = 22 (V) 85 Hình 4.23 Hệ số cơng suất chƣa có lọc 86 Hình 4.24: Sơ đồ mơ hình mơ hệ thống cho tải bể mạ có tham gia lọc tích cực 87 Hình 4.25: Điện áp nguồn cấp cho bể mạ 88 Hình 4.26: Dịng điện nguồn sau lọc tác động 88 Hình 4.27: Dịng điện nguồn pha A sau lọc tác động 88 Hình 4.28: Phổ sóng điều hịa dịng điện pha A E=8 (V) lọc tác động 89 Hình 4.29: Phổ sóng điều hịa dịng điện pha A E=16 (V) lọc tác động 89 Hình 4.30: Phổ sóng điều hịa dịng điện pha A E=22 (V) lọc tác động 90 Hình 4.31: Công suất Q nguồn tải sau có lọc tác động 92 Hình 4.32: Hệ số công suất sau lọc tác động 93 Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Với phát triển không ngừng đất nƣớc Điện cung cấp cho phụ tải đảm bảo yêu cầu số lƣợng mà chất lƣợng điện phải đƣợc đảm bảo Trong điều kiện vận hành, truyền tải điện năng, phụ tải có nhiều phần tử phi tuyến dẫn tới làm xuất thành phần sóng điều hịa bậc cao Các thành phần sóng điều hịa bậc cao gây nhiều tác hại nghiêm trọng nhƣ làm tăng tổn hao, làm giảm hệ số công suất, ảnh hƣởng tới thiết bị tiêu dùng điện, làm giảm chất lƣợng điện Do đó, thành phần dịng điều hịa bậc cao lƣới phải đảm bảo số tiêu chuẩn giới hạn thành phần điều hòa bậc cao Giải pháp để hạn chế sóng điều hịa bậc cao lƣới có nhiều giải pháp khác nhau, số sử dụng lọc tích cực dựa thiết bị điện tử công suất điều khiển để thực nhiều chức khác Từ đánh giá quan trọng cần phải tiến hành nghiên cứu phƣơng pháp sử dụng lọc tích cực để cải thiện chất lƣợng lƣới điện cung cấp cho phụ tải Vì tơi chọn đề tài: “Nghiên cứu lọc tích cực để cải thiện chất lượng điện cho luới điện phân phối” Nội dung nghiên cứu đề tài - Tổng quan lƣới điện phân phối (lƣới điện trung áp) - Phân tích sóng hài bậc cao - Thiết kế lọc tích cực để khử sóng hài bậc cao cho lƣới điện phân phối - Mô phỏng, hiệu chỉnh thông số, đánh giá chất lƣợng hệ thống Kết dự kiến - Bộ lọc tích cực - Mơ phỏng, hiệu chỉnh thông số, đánh giá chất lƣợng hệ thống Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thơng tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu - Lƣới điện phân phối (lƣới điện trung áp); - Bộ lọc tích cực; - Mơ phỏng, hiệu chỉnh thông số, đánh giá chất lƣợng hệ thống Matlab/Simulink Công cụ, thiết bị nghiên cứu Xây dựng mô phỏng, hiệu chỉnh thông số, đánh giá chất lƣợng hệ thống Matlab/Simulink Bố cục đề tài Ngoài phần Mở đầu, Kết luận hƣớng phát triển, Tài liệu tham khảo, Phụ lục, luận văn bao gồm chƣơng sau: Chƣơng 1: Tổng quan lƣới điện phân phối Chƣơng 2: Sóng hài bậc cao phƣơng pháp lọc sóng hài bậc cao Chƣơng 3: Thiết kế lọc tích cực cho lƣới điện phân phối cung cấp cho phụ tải phi tuyến Chƣơng 4: Mô đánh giá chất lƣợng hệ thống Kế hoạch thực Toàn nội dung luận văn đƣợc thực tháng kể từ ngày có định Kế hoạch thực đƣợc cụ thể nhƣ sau: STT Nội dung nghiêncứu Thời gian Ghi thực Nghiên cứu tổng quan lƣới điện phân phối tháng Nghiên cứu sóng hài bậc cao tháng Phƣơng pháp khử sóng hài bậc cao tháng Xây dựng mơ hình toán đối tƣợng điều khiển; tháng Thiết kế điều khiển lọc tích cực, mơ phỏng, hiệu chỉnh thông số, đánh giá chất lƣợng hệ thống; Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thơng tin – ĐHTN tháng http://lrc.tnu.edu.vn Hồn thiện luận văn tháng Chƣơng TỔNG QUAN LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI - LƢỚI ĐIỆN TRUNG ÁP 1.1 Tổng quan chung 1.1.1 Định nghĩa lưới điện trung áp Lƣới điện trung áp (LĐTA) phần hệ thống điện, làm nhiệm vụ phân phối điện từ trạm trung gian, trạm khu vực hay nhà máy điện cấp điện cho phụ tải LĐTA khâu cuối hệ thống điện đƣa điện trực tiếp đến ngƣời tiêu dùng [1] Tính đến lƣới điện trung áp trải khắp xã đất nƣớc, nhiên cịn số thơn, chƣa đƣợc dùng điện lƣới quốc gia mà họ phải dùng điện từ thuỷ điện nhỏ máy phát điện diesel 1.1.2 Phân loại lưới điện trung áp Lƣới điện trung áp chủ yếu cấp điện áp 6kV, 10kV, 22kV, 35kV phân phối điện cho trạm biến áp trung áp/hạ áp phụ tải cấp điện áp trung áp [1] [[11]] Phân loại LĐTA trung áp theo dạng: - Theo đối tƣợng địa bàn phục vụ, có loại: + Lƣới phân phối thành phố; + Lƣới phân phối nông thôn; + Lƣới phân phối xí nghiệp - Theo thiết bị dẫn điện: + Lƣới phân phối không; + Lƣới phân phối cáp ngầm - Theo cấu trúc hình dáng: + Lƣới hở (hình tia) có phân đoạn khơng phân đoạn + Lƣới kín vận hành hở; Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn + Sơ đồ hình lƣới; 1.1.3 Vai trò lưới điện trung áp Lƣới điện trung áp làm nhiệm vụ phân phối điện từ trạm trung gian, trạm khu vực hay nhà máy điện cho phụ tải điện Lƣới điện trung áp đƣợc xây dựng, lắp đặt phải đảm bảo nhận điện từ hay nhiều nguồn cung cấp phân phối đến hộ tiêu thụ điện Đảm bảo cung cấp điện tiêu thụ cho gây điện nhất, đảm bảo cho nhu cầu phát triển phụ tải Đảm bảo chất lƣợng điện cao ổn định tần số ổn định điện áp giới hạn cho phép Lƣới điện trung áp trung áp có tầm quan trọng đặc biệt hệ thống điện: - Trực tiếp đảm bảo chất lƣợng điện áp cho phụ tải - Giữ vai trò quan trọng đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cho phụ tải Có đến 98% điện bị cố ngừng điện kế hoạch lƣới phân phối Mỗi cố lƣới điện trung áp có ảnh hƣởng lớn đến sinh hoạt nhân dân hoạt động kinh tế, xã hội - Sử dụng tỷ lệ vốn lớn: khoảng 50% vốn cho hệ thống điện (35% cho nguồn điện, 15% cho lƣới hệ thống lƣới truyền tải) - Tỷ lệ tổn thất điện lớn: khoảng 40-50% tổn thất điện xảy lƣới điện trung áp Và tổn thất kinh doanh xảy - Lƣới điện trung áp gần với ngƣời dùng điện, vấn đề an tồn điện quan trọng 1.1.4 Các phần tử lưới điện trung áp Các phần tử chủ yếu LĐTA bao gồm [11], - Máy biến áp trung gian máy biến áp phân phối - Thiết bị dẫn điện: Đƣờng dây tải điện Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn - Thiết bị đóng cắt bảo vệ: Máy cắt, dao cách ly, cầu chì, chống sét van, áp tô mát, hệ thống bảo vệ rơ le, giảm dòng ngắn mạch - Thiết bị điều chỉnh điện áp: Thiết bị điều áp dƣới tải, thiết bị thay đổi đầu phân áp tải, tụ bù ngang, tụ bù dọc, thiết bị đối xứng hóa, thiết bị lọc sóng hài bậc cao - Thiết bị đo lƣờng: Công tơ đo điện tác dụng, điện phản kháng, đồng hồ đo điện áp dòng điện, thiết bị truyền thông tin đo lƣờng - Thiết bị giảm tổn thất điện năng: Tụ bù - Thiết bị nâng cao độ tin cậy: Thiết bị tự động đóng lại, thiết bị tự đóng nguồn dự trữ, máy cắt dao cách ly phân đoạn, khớp nối dễ tháo đƣờng dây, kháng điện hạn chế ngắn mạch, - Thiết bị điều khiển từ xa tự động: Máy tính điện tử, thiết bị đo xa, thiết bị truyền, thu xử lý thông tin, thiết bị điều khiển xa, thiết bị thực hiện, Mỗi phần tử lƣới điện có thơng số đặc trƣng (cơng suất, điện áp định mức, tiết diện dây dẫn, điện kháng, điện dung, dòng điện cho phép, tần số định mức, khả đóng cắt ) đƣợc chọn sở tính tốn kỹ thuật Những phần tử có dịng công suất qua (máy biến áp, dây dẫn, thiết bị đóng cắt, máy biến dịng, tụ bù ) thông số chúng ảnh hƣởng trực tiếp đến thông số chế độ (điện áp, dịng điện, cơng suất) nên đƣợc dùng để tính tốn chế độ làm việc lƣới điện trung áp Nói chung, phần tử có trạng thái: Làm việc khơng làm việc Một số phần tử có nhiều trạng thái nhƣ: Hệ thống điều áp, tụ bù có điều khiển, trạng thái ứng với khả làm việc Một số phần tử thay đổi trạng thái mang điện (dƣới tải) nhƣ: Máy cắt, áp tô mát, thiết bị điều chỉnh dƣới tải Một số khác Số hóa Trung tâm Học liệu Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn thay đổi cắt điện nhƣ: Dao cách ly, đầu phân áp cố định Máy biến áp đƣờng dây nhờ máy cắt thay đổi trạng thái dƣới tải Nhờ thiết bị phân đoạn, đƣờng dây tải điện đƣợc chia thành nhiều phần tử hệ thống điện Không phải lúc phần tử lƣới phân phối tham gia vận hành, số phần tử nghỉ lý cố lý kỹ thuật, kinh tế khác Ví dụ tụ bù bị cắt lúc phụ tải thấp để giữ điện áp, số phần tử lƣới không làm việc để lƣới điện trung áp vận hành hở theo điều kiện tổn thất công suất nhỏ 1.1.5 Cấu trúc lưới điện trung áp Cấu trúc LĐTA bao gồm cấu trúc tổng thể cấu trúc vận hành [11], - Cấu trúc tổng thể: Là cấu trúc bao gồm tất phần tử sơ đồ lƣới đầy đủ Muốn lƣới điện có độ tin cậy cung cấp điện cao cấu trúc tổng thể phải cấu trúc thừa Thừa số phần tử, khả tải phần tử, thừa khả lập sơ đồ Ngoài vận hành phải dự trữ thiết bị thay vật liệu để sửa chữa Trong chế độ vận hành định cần phần cấu trúc tổng thể đủ đáp ứng nhu cầu, đa phần cấu trúc vận hành - Cấu trúc vận hành: Là phần cấu trúc tổng thể, hay vài phần tử cấu trúc tổng thể gọi trạng thái lƣới điện Cấu trúc vận hành bình thƣờng gồm phần tử sơ đồ vận hành ngƣời vận hành lựa chọn Có thể có nhiều cấu trúc vận hành thỏa mãn điều kiện kỹ thuật, ngƣời ta phải chọn cấu trúc vận hành tối ƣu theo điều kiện kinh tế (tổn thất nhỏ nhất) Khi xảy cố, phần tử tham gia vận hành bị hỏng cấu trúc vận hành bị rối loạn, ngƣời ta phải nhanh chóng chuyển qua cấu trúc vận hành cố cách thay đổi trạng thái phần tử cần thiết Cấu trúc vận hành cố có chất lƣợng vận hành thấp so với cấu trúc vận hành bình thƣờng Trong chế độ vận hành sau cố xảy Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn điện phụ tải Cấu trúc vận hành cố chọn theo độ an toàn cao khả thao tác thuận lợi Ngoài ra, cấu trúc LĐTA cịn có dạng nhƣ: - Cấu trúc tĩnh: Với cấu trúc LĐTA thay đổi sơ đồ vận hành Khi cần bảo dƣỡng hay cố tồn phần LĐTA phải ngừng cung cấp điện Cấu trúc dạng LĐTA hình tia khơng phân đoạn hình tia phân đoạn dao cách ly máy cắt - Cấu trúc động khơng hồn tồn: Trong cấu trúc này, LĐTA thay đổi sơ đồ vận hành ngồi tải, tức LĐTA đƣợc cắt điện để thao tác Đó lƣới điện trung áp có cấu trúc kín vận hành hở - Cấu trúc động hồn tồn: Đối với cấu trúc dạng này, LĐTA thay đổi sơ đồ vận hành lƣới trạng thái làm việc Cấu trúc động đƣợc áp dụng nhu cầu ngày cao độ tin cậy cung cấp điện Ngoài cấu trúc động cho phép vận hành kinh tế LĐTA, cấu trúc động khơng hồn tồn cấu trúc động hoàn toàn mức thấp cho phép vận hành kinh tế lƣới điện theo mùa, đồ thị phụ tải thay đổi đáng kể Cấu trúc động mức cao cho phép vận hành lƣới điện thời gian thực LĐTA cấu trúc phải đƣợc thiết kế cho vận hành kín thời gian ngắn để thao tác sơ đồ Một số dạng sơ đồ cấu trúc LĐTA: - Lưới hình tia (Hình 1.1): Lƣới có ƣu điểm rẻ tiền nhƣng độ tin cậy thấp MC ĐD Nguồn P1 P2 P3 P4 Số hóa Trung tâm Học liệu Cơng nghệ thông tin – ĐHTN P… Pn http://lrc.tnu.edu.vn ... HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP LƢƠNG TRUNG HIẾU NGHIÊN CỨU BỘ LỌC TÍCH CỰC ĐỂ CẢI THIỆN CHẤT LƢỢNG ĐIỆN NĂNG CHO LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI Ngành: Kỹ thuật điện Mã ngành: 8520201 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT... điện cung cấp cho phụ tải Vì tơi chọn đề tài: ? ?Nghiên cứu lọc tích cực để cải thiện chất lượng điện cho luới điện phân phối? ?? Nội dung nghiên cứu đề tài - Tổng quan lƣới điện phân phối (lƣới điện. .. học Kỹ thuật Công nghiệp Đại học Thái Nguyên Nơi công tác: Công ty Điện lực Thái Nguyên Tên đề tài luận văn thạc sĩ: ? ?Nghiên cứu lọc tích cực để cải thiện chất lượng điện cho luới điện phân phối? ??