Nghiên ứu đánh giá hiệu quả kinh tế của việc thay thế máy biến áp ba pha bằng máy biến áp một pha trong lưới điện phân phối trung hạ áp khu vực kiến an, hải phòng

Sự khác nhau giữa cấu trúc lƣới phân phối ở Mỹ/Nhật và một số nƣớc châu Âu 30 Trang 5 2 CHƢƠNG 2: PHƢƠNG PHÁP TÍNH TỐN VÀ ĐÁNH GIÁ CÁC CHỈ TIÊU CỦA LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI KHƠNG ĐỐI XỨNG 3

LỜI CAM ĐOAN

T gi lu n ác ả ận vă

Nguyễn Ngọc Đức

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 7

4 Phương pháp nghiên cứu 7

5 Nội dung nghiên cứu 8

CHƯƠNG 1 VẤN ĐỀ TỐI ƯU HÓA CẤU TRÖC LƯỚI ĐIỆN

1.1 Các yêu cầu đối với lưới điện phân phối 9 1.1.1 Đặc điểm của lưới điện phân phối 9 1.1.2 Các yêu cầu về kỹ thuật của lưới điện phân phối 12 1.2 Bài toán giảm tổn thất điện năng, tổn thất điện áp trong lưới phân

1.2.1 Tổn thất công suất trong lưới phân phối 17 1.2.2 Tổn thất điện áp trong lưới phân phối 19 1.3 Giải pháp thay thế máy biến áp ba pha bằng máy biến áp một pha 21 1.3.1 Nguyên lý hoạt động của máy biến áp 21 1.3.2 So sánh máy biến áp một pha và máy biến áp ba pha 28 1.4 Sự khác nhau giữa cấu trúc lưới phân phối ở Mỹ/Nhật và một số

1.5 Kết luận chương I 34

2

CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN VÀ ĐÁNH GIÁ CÁC

2.1 Phương pháp tính toán lưới điện phân phối 35 2.1.1 Mô hình lưới điện phân phối có cấu trúc bất kỳ 35 2.1.2 Phương pháp khử Gauss 36 2.1.3 Phương pháp lặp Gauss – Siedel 37 2.1.4 Phương pháp lặp Newton – Raphson 39 2.2 Tính toán lưới điện phân phối không đối xứng 46 2.2.1 Giả thiết tính toán đối với các thông số lưới điện 46 2.2.2 Ví dụ tính toán lưới điện không đối xứng 49 2.2.3 Chương trình tính toán PSS/Adept 51 2.3 Kết luận chương 2 58

CHƯƠNG 3 ÁP DỤNG TÍNH TOÁN MÔ PHỎNG CHO LƯỚI

3.1 Xây dựng bài toán và kịch bản mô phỏng 59 3.1.1 Sơ đồ và hiện trạng vận hành của lưới điện tính toán 59 3.1.2 Xác định kịch bản tái cấu trúc lưới 62 3.2 Kết quả tính toán mô phỏng cho từng phương án tái cấu trúc LĐPP 65 3.3 Các nhận xét và đánh giá so sánh kết quả 68 3.4 Kết luận chương 3 69

3

DANH MỤ C CÁC KÝ HI U VÀ CH ẾT TẮT Ệ Ữ VI

CCĐ : Cung cấp điện CLĐN : Chất lượng điện năngCSPK : Công suất ph n kháng ảDNTN : Doanh nghiệp tư nhân ĐTC : Độ tin c y ậ

HTĐ : H ệthống điện LĐPP : Lưới điện phân ph i ốLĐTT : Lưới điện truy n t i ề ảMBA : Máy bi n áp ế

TBA : Trạm bi n áp ếTTCS : T n th công su t ổ ất ấTTĐA : T n thổ ất điện áp TTĐN : T n thổ ất điện năng

B ng 3.2 ả : Chi phí đầu tư phương án 1

B ng 3.3 ả : Chi phí đầu tư phương án 2

B ng 3.4 ả : Chi phí đầu tư phương án 3

5

DANH MỤC CÁC HÌNH V Ẽ VÀ ĐỒ TH Ị

Hình 1.1 : Mô hình lưới 3 pha 5 dây

Hình 1.2 : Sơ đồ thay th ế đường dây

Hình 1.3 : Giản đồ Vecto điện áp

Hình 1.4 : Sơ đồ thay th máy bi n áp hai cu n dây ế ế ộ

Hình 1.5 : Hình dạng lõi thép máy bi n áp ế

Hình 1.6 : Sơ đồ đặc trưng máy biến áp

Hình 1.7 : Mạch điện mô t ả phía sơ cấp

Hình 1.8 : Mạch điện mô t phía th c p ả ứ ấ

Hình 1.9 : Mạch điện tương đương máy biến áp

Hình 1.10 : Mạch điện đơn giản hóa máy bi n áp ế

Hình 1.11 : Sơ đồ quy v ề phía sơ cấp máy bi n áp ế

Hình 1.12 : Máy bi n áp ba pha ế

Hình 1.13 : Máy bi n áp m t pha ế ộ

Hình 1.14 : So sánh lưới phân ph i c a M và châu Âu ố ủ ỹHình 2.1 : Mô tả phương pháp tuyến tính hóa

Hình 2.2 : Sơ đồ đường dây ba pha không đố ứi x ng

Hình 2.3 : Ví dụ bài toán ba pha không đối xứng

Hình 2.4 : Ví dụ bài toán ba pha không đối xứng

Hình 2.5 : Giao diện chính ph n m m PSS/Adept ầ ề

Hình 2.6 : Cài đặt thông s ph n m m PSS/Adept ố ầ ề

Hình 2.15 : Chạy bài toán Load Flow

Hình 2.16 : Kết quả ủ c a bài toán Load Flow

Hình 3.1 : Sơ đồ ấ su t tuy n trế ạm Hai Bà Trưng 1

Hình 3.2 : Mô phỏng lưới phân phố hi n tr ng i ệ ạ

Hình 3.4 : Mô phỏng phương án thay thế 2

Hình 3 5 : Mô phỏng phương án thay thế 3

6

LỜ I MỞ ĐẦU

1 Lý do chọ n đ ề tài

H i Phòng là thành ph c ng quan tr ng, trung tâm công nghi p,c ng bi n l n ả ố ả ọ ệ ả ể ớ

nhất phía Bắc Việt Nam, đồng thời cũng là trung tâm kinh tế, văn hóa, y tế, giáo

dục, khoa học, thương mại và công ngh c a vùng duyên hệ ủ ải Bắc Bộ Đây là thành

ph l n th 3 cố ớ ứ ủa Việt Nam và là m t trong 5 thành ph ộ ốtrực thuộc trung ương Thành phố có 15 đơn vị hành chính g m 7 qu n, 6 huy n và 2 huyồ ậ ệ ện đảo v i diện ớtích tự nhiên 1.561,7 km2 và dân s trên 1 triố ệu 997 ngàn người

Kiến An là m t trong các qu n n i thành c a H i Phòng, trong nhộ ậ ộ ủ ả ững năm gần đây, quận Kiến An đã tạo được bước phát tri n nhanh, toàn di n t t c các lĩnh ể ệ ở ấ ả

vực với cơ cấu kinh t ế được xác định: công nghi p ti u th công nghiệ ể ủ ệp, thương

m i, du l ch dạ ị ịch vụ và nông nghi p ệ

Cùng với sự phát triển kinh tế của đất nước, lưới điện phân phối cũng không ngừng được nâng cấp mở rộng hoặc xây dựng mới, đi kèm theo là việc phát triển nguồn và lưới để đáp ứng nhu cầu công suất của phụ tải Vấn đề bảo đảm các chỉ tiêu chất lượng hoạt động của lưới điện phân phối trung và hạ áp luôn được quan tâm tại các đơn vị điện lực Thực tế vận hành cho thấy, sơ đồ kết lưới hiện nay còn khá nhiều khía cạnh chưa thực sự tối ưu Đồng thời hiện nay các chỉ số về giảm tổn thất điện năng, tổn thất công suất và tối ưu hóa chế độ vận hành cho lưới trung hạ

áp ngày càng được quan tâm và đưa vào chỉ tiêu thi đua của các Điện lực Luận văn lựa chọn hướng nghiên cứu nhằm nâng cao chất lượng vận hành của lưới điện phân phối trung và hạ áp của Điện lực Kiến An

2 M ục đích nghiên cứu

Để nâng cao chất lượng hoạt động của lưới điện phân ph i, c th là vố ụ ể ấn đề

gi m t n thả ổ ất và nâng cao độ tin c y cung cậ ấp điện của lưới phân phối, ộm t trong

nh ng y u t cữ ế ố ần được quan tâm là chiến lược quy hoạch ệ thống điệ h n v i các giớ ải pháp thiế ế ối ưu Đảt k t m bảo điện áp v n hành t i các tr m ngu n, tr m phân phậ ạ ạ ồ ạ ối đúng qui định trong gi i h n cho phép và có nh ng k t cớ ạ ữ ế ấu lưới phù hợp, đồng th i ờ

k t h p v i vi c thay th , v n hành các máy bi n áp ba pha b ng máy bi n áp mế ợ ớ ệ ế ậ ế ằ ế ột

7

pha, nâng c p, kéo m i và chuyấ ớ ển đấu n i m t s ố ộ ố đường dây trung h áp phù h p ạ ợViệc thay th máy bi n áp phân ph i 3 pha b ng các máy bi n áp 1 pha tr c ti p ế ế ố ằ ế ự ếcung cấp điện cho các nhóm h tiêu th t i các v trí tộ ụ ạ ị ối ưu có thể làm gi m chiả ều dài lưới phân ph i h áp, dố ạ ẫn đến gi m t n thả ổ ất điện năng, nâng cao độ tin c y cung ậ

cấp điện Tuy nhiên cũng sẽ làm tăng mức độ ph c t p vứ ạ ận hành, đặc bi t có th ệ ểlàm thay đổi mức độ không đố ứi x ng của điện áp trong lưới trung áp, tăng chi phí đầu tư và chi phí vận hành tương ứng

Do ó, kh p c n ng t n t v a nêu, t i s vào nghiên c u đ để ắc hụ hữ ồ ại ừ đề ài đ âu ứảnh hưởng của việc thay thế máy biến áp ba pha bằng máy biến áp một pha tới các chỉ tiêu kỹ thuật của lưới điện phân phối trung hạ áp khu vực quận Kiến An và đề

xu ất các gi pháp nhải ằm nâng cao hi qu v hành nâng ệu ả ận để cao chất lượng

điện n ng, giảm n th t, nâng ă tổ ấ cao độ tin c y cung ậ cấp đ ệ i n T ó lừ đ àm cơ ở s áp

d ng cho ụ các khu vực có lưới điện ph p i t ng t ân hố ươ ự

+ Tính toán đánh giá ảnh hưởng của việc thay thế máy biến áp ba pha bằng máy biến áp một pha trong lưới phân phối trung hạ áp tới các thông số kỹ thuật

4. Phương pháp nghiên cứu

Đề tài th c hi n nghiên c u, tính toán các thông s , ch tiêu kinh t , k thu t ự ệ ứ ố ỉ ế ỹ ậcho một suất tuy n 0,4kV cế ủa lưới phân ph i khu vố ực Kiến An, Hải Phòng, sau đó

đề xuất các phương án thay thế máy bi n áp bap ha b ng máy bi n áp m t pha, thay ế ằ ế ộ

thế đường dây 0,4kV b ng ằ đường dây 22kV t v ừ ịtrí trạm 22/0,4kV, máy bi n áp ế

một pha đặt tại gần các c m ph tụ ụ ải tiêu thụ ới công suất nhỏ ấp điệ v , c n cho các

c m ph t ụ ụ ải

8

Nghiên cứu sử dụng chức năng tính toán lưới điện không đối xứng trong chương trình phân tích lưới điện PSS/ADEPT để mô phỏng và tính toán sơ đồ lưới điện Điện lực Kiến An Đánh giá kết quả phân tích các thông số tổn thất điện năng tại các nút phụ tải dân sinh và công suất truyền tải trên đường dây

5 N i dung nghiên c u ộ ứ

Căn cứ vào mục đích, đối tượng, phạm vi và phương pháp nghiên cứu, đ ề t àiđượ đặc t t nhên ư sau: “Nghiên cứu, đánh giá hiệu quả kinh tế của việc thay thế máy biến áp ba pha bằng máy biến áp một pha trong lưới điện phân phối trung hạ áp khu vực Kiến An, Hải Phòng”

Ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo và phụ lục trong luận văn gồm

9

CHƯƠNG 1 VẤ N Đ Ề ỐI ƯU HÓA ẤU TRÖC LƯỚI ĐIỆ T C N PHÂN PH I Ố

TRUNG – Ạ H ÁP1.1 Các yêu cầ u đ ối với lướ i đi ện phân ph i ố

1.1.1. Đặc điểm của lưới điện phân ph i ố

Lưới điện là b ph n c a h thộ ậ ủ ệ ống điện làm nhi m v tệ ụ ải điện t các ngu n ừ ồđiện đến các ph tụ ải dùng điện (theo [5]) Theo chức năng của m i loỗ ại lưới, lưới điện được phân lo i thành: ạ

- Lướ ệ thối h ng: N i liố ền các nhà máy điện và các tr m trung gian khu vạ ực

t o thành h ạ ệ thống điện, lưới điện này có yêu cầu độ tin c y r t cao nên có ậ ấnhi u m ch vòng kín và về ạ ận hành kín Lướ ệi h thống có điện áp cao áp và siêu cao áp

- Lưới truy n t i: Tề ả ải điệ ừ nhà máy điện t n ho c các tr m khu vặ ạ ực đến các trạm trung gian địa phương, lưới điện này có mạch vòng kín đơn giản và có thể ậ v n hành kín ho c hặ ở Lưới điện này có điện áp 35, 110, 220 kV

- Lưới phân phối: Đưa điện năng từ các nguồn điện hay các tr m trung gian ạ(địa phương hay khu vực) đến ph tụ ải Lưới phân phối được chia thành lưới phân phối trung áp và lưới phân phố ạ áp.i h

Đối tượng nghiên c u c a luứ ủ ận văn là lưới điện phân phối (LĐPP) trung và hạ

áp T i các ạ đơn vị Điệ ự ạn l c t i Vi t nam t n t i 2 kiệ ồ ạ ểu LĐPP, gồm lưới phân phối

ba pha ba dây và ba pha b n dây ố

a Lưới ba pha ba dây (3p3): Lưới ch có 3 dây pha, các máy bi n áp phân ỉ ế

phối được cấp điện bằng điện áp dây V m t k thu t, khi m t pha chề ặ ỹ ậ ộ ạm đất, nếu dòng điện chạm đất do điện dung của các pha đố ớ ấi v i đ t l n s x y ra h quang lớ ẽ ả ồ ặp

l p, hiạ ện tượng này gây ra quá điện áp khá l n (3,5 l n Uớ ầ pha đm), gây nguy hi m cho ểcách điện của đường dây ho c máy biặ ến áp Để kh c phắ ục, người ta ph i nả ối đất trung tính của các cuộn dây trung áp Đây là nối đấ ỹt k thuật (cùng v i nớ ối đất lưới cao áp, được gọi chung là n i đ t làm vi c) ố ấ ệ

Trung tính của phía trung áp được nố ấi đ t theo m t trong ba cách sau: ộ

10

- N i tr c ti p xu ố ự ế ống đất: Lo i tr h quang l p l i b ng cách cạ ừ ồ ặ ạ ằ ắt ngay đường dây vì lúc này dòng ng n mắ ạch rất lớn

- N ối đất qua t ng tr : Nổ ở ối đất qua điện tr hoở ặc điện kháng nh m gi m dòng ằ ả

ng n m ch xu ng m c cho phép ắ ạ ố ứ

- N ối đất qua cu n d p h quang (cuộ ậ ồ ộn Petersen): Điện kháng c a cuủ ộn dập h ồquang tạo ra dòng điện có tính c m ả triệt tiêu dòng điện điện dung khi chạm đất làm cho dòng điệ ổng đi qua điển t m chạm đất nh n m c không sinh ra h quang l p ỏ đế ứ ồ ặ

lại Khi đó, trong trường h p s c ợ ự ố chạm đất một pha, lưới điện v n có th p tẫ ểtiế ục

v n hành ậ

b Lưới ba pha b n dây (3p4): Ngoài 3 dây pha còn có dây trung tính, các máy ố

bi n áp phân phế ối được cấp điện bằng điện áp dây (máy biến áp 3 pha) và điện áp pha (máy bi n áp 1 pha) Trung tính c a các cuế ủ ộn dây trung áp được nối đất trực tiếp V i loớ ại lưới điện này khi x y ra chả ạm đấ ẽ ẫ ớt s d n t i ng n mắ ạch, đoạn dây s ẽđược c t ra kh i lư i ngay khi x y ra ch m đ t 1 pha ắ ỏ ớ ả ạ ấ

Có 6 loại sơ đồ cơ sở ớ lư i phân phối trung áp:

- Lưới phân ph i hình tia: Chi phí xây d ng thố ự ấp, đồng thờ ội đ tin c y rậ ất thấp Khi xảy ra s c ự ố trên đường dây, bu c phộ ải c t toắ àn bộ ạ m ch

- Lưới phân phối hình tia có phân đoạn: Độ tin cậy cao hơn Phân đoạn lưới phía nguồn có độ tin c y cao do s c hay dậ ự ố ừng điện công tác trên đoạn lưới phía sau máy phân đoạn ít ảnh hưởng tới phân đoạn trước N u thi t b ế ế ị phân đoạn là máy

c t thì không có ắ ảnh hưởng, n u là dao cách ly thì có ế ảnh hưởng trong kho ng thả ời gian thao tác dao cách ly

- Lưới phân ph i kín v n hành h , do 1 ngu n cung cố ậ ở ồ ấp: Độ tin cậy cao hơn

n a do mữ ỗi phân đoạn được cấp điệ ừ 2 phía Lưới điện t n này có th v n hành kín ể ậcho tin cđộ ậy cao nhưng phải trang b máy c t và thi t b b o v ị ắ ế ị ả ệ có hướng đắ ềt ti n

V n hành h ậ ở có độ tin c y thậ ấp hơn một chút do ph i thao tác khi s c ả ự ố nhưng chi phí thấp hơn, có thể dùng dao cách ly t ự động hay điều khi n t xa ể ừ

11

- Lưới phân ph i kín v n hành h , do 2 nguố ậ ở ồn độ ậc l p cấp điện: Lưới này bắt

bu c ph i v n hành h ộ ả ậ ở vì không đảm bảo điều ki n vệ ận hành song song lưới điệ ởn các điểm phân đoạn, khi thao tác có th x y ra ng n m ch ể ả ắ ạ

- Lưới điện kiểu đường tr c, cụ ấp điện cho m t tr m c t hay tr m bi n áp, t ộ ạ ắ ạ ế ừ đó

có các đường dây cấp điện cho các tr m bi n áp ph tạ ế ụ ải Trên các đường dây c p ấđiện không có nhãnh r , loẽ ại này có độ tin cậy cao, thường được s dử ụng để ấ c p điện cho các xí nghi p hay các nhóm ph t i n m xa tr m ngu n và có yêu c u công ệ ụ ả ằ ạ ồ ầsuất lớn

- Lưới điện có đường dây d phòng chung: có nhiự ều đường dây phân phối được d phòng chung b i mự ở ột đường dây d ự phòng Lưới điện này độ tin c y cao ậhơn và giá thành thấp hơn so với ki u mể ột đường dây d phòng cho mự ột đường dây như ở trên Loại này thường được áp dụng cho lưới cáp

Trong th c tự ế, lưới điện là t h p c a 5 loổ ợ ủ ại lướ ể trên, đượi k c áp d ng c ụ ụ thểcho lưới trên không hay lưới cáp ng m và m i h th ng có kiầ ở ỗ ệ ố ểu sơ đồ riêng Lưới điện có th ể điều khi n t xa nh h thể ừ ờ ệ ống SCADA và cũng có thể được điều khi n ể

b ng tay Các thi t b ằ ế ị phân đoạn ph i là loả ại không đòi hỏi bảo dưỡng định k ỳ và xác suất sự ố ất nhỏ, đế c r n mức có thể coi như tuyệ ốt đ i tin c ậy

- Loại lưới phân ph i th 6: h ố ứ ệthống phân phối điện, đây là dạng cao c p nhấ ất

và hoàn h o nh t cả ấ ủa lưới phân ph i trung áp v i nhi u nguố ớ ề ồn điện, nhiều đường dây t o thành m ch kín, có nhiạ ạ ều điểm đặt các thi t b ế ị phân đoạn Lưới điện bắt

bu c phộ ải điều khi n t xa v i s ể ừ ớ ự trợ giúp c a các máy tính và h ủ ệ thống SCADA Các điểm cắt được chọn theo điều ki n t n thệ ổ ất điện năng nhỏ nh t cho ch bình ấ ế độthường, ch n lọ ại theo mùa trong năm và chọn theo điều ki n an toàn cao nh t khi s ệ ấ ự

dạng khác nhau, làm chung cho toàn lướ ại h áp c a mủ ột trạm phân phối, cũng có thểlàm riêng cho từng h ộ dùng điện, nhà , công s ở ở

Hình 1.1

Đố ới lưới điện 3 pha 4 dây, để đải v m bảo an toàn, người ta nối đấ ỏt v thi t b ế ịchung v i dây trung tính Khi x y ra ch m mát v ớ ả ạ ỏthiế ị ẽt b , s có dòng ng n mắ ạch 1 pha làm nh y thi t b b o v Tuy nhiên, c n dòng ng n mả ế ị ả ệ ầ ắ ạch đủ ớn để l thiế ịt b đóng cắt tác động Do đó, loại này không an toàn b ng lo i 5 dây ằ ạ

1.1.2 Các yêu cầ u về ỹ k thuậ t của lưới điện phân ph i ố

Các yêu c u v k ầ ề ỹ thuật đố ới LĐPP trong quy hoại v ch và vận hành được quy định trong thông tư 39/2015/TT-BCT c a B ủ ộ Công thương ([ ]) Trong đó y3 êu c u ầ

tổng quát đối với lưới điện là cung cấp điện năng cho phụ ải đáp ứ t ng các tiêu chuẩn chất lượng ho t đ ng v i chạ ộ ớ ất lượng điện năng đảm bảo, độ tin c y cao, an toàn cho ậngườ ử ụng, người s d i v n hành ậ và đem lại cho doanh nghiệp điện l i nhu n cao ợ ậ

nh t trong toàn b ấ ộ thời gian vận hành Đối với lưới điện tĩnh, đó là thời gian tuổi

thọ ỹ k thuật, sau thời gian này, đường dây hay máy biến áp được thay mới Đố ới v i lưới điện phát tri n là thể ời gian quy ướ 15 năm ợc: L i nhu n tậ ối đa có thể được th ể

hi n qua giá thành tệ ải điện trung bình trong th i gian v n hành cờ ậ ủa lưới điện là tối

13

thiểu Chất lượng điện năng, độ tin c y cung cậ ấp điện và an toàn cho thi t b phân ế ị

phối điện, cho ngườ ận hành và ngườ ử ụi v i s d ng điện được xem là các điều ki n k ệ ỹthu t bậ ắt bu c phộ ải đảm bảo Các điều ki n v ệ ềan toàn và chất lượng điện năng được

thể ện dướ hi i các tiêu chu n k ẩ ỹ thuậ ắt b t bu c trong các tiêu chuộ ẩn nhà nước ho c ặquy ph m trang b và vạ ị ận hành lưới điện Các ch tiêu chỉ ất lượng điện năng bao

c ố

Thông tư số 39 c a b ủ ộ công thương quy định: “Trong chế độ ậ v n hành bình thường, điện áp v n hành cho phép tậ ại điểm đấu nối được phép dao động so v i ớđiện áp danh định như sau: Tại điểm đấu n i v i khách hàng s dố ớ ử ụng điện là ±5%;

tại điểm đấu n i vố ới nhà máy điện là +10% và -5%; trường hợp nhà máy điện và khách hàng s dử ụng đ ện đấi u n i vào cùng mố ột thanh cái trên lưới phân ph i thì ốđiện áp tại điểm đấu nối do đơn vị phân phối điện qu n lý vả ận hành lưới điện khu

v c quyự ết định đảm b o phù h p v i yêu c u k thu t vả ợ ớ ầ ỹ ậ ận hành lưới điện phân phối

và đảm b o ch t lưả ấ ợng điện áp cho khách hàng s dử ụng điện.”

Tiêu chu n v ẩ ề dao động điện áp: “Trong chế độ ự ố đơn lẻ s c ho c trong quá ặtrình khôi ph c v n hành ụ ậ ổn định sau s c , cho phép mự ố ức dao động điện áp tại điểm đấu n i v i khách hàng s dố ớ ử ụng điện b ị ảnh hưởng tr c ti p do s c trong ự ế ự ốkho ng +05% và -10% so vả ới điện áp danh định Trong ch s c nghiêm trế độ ự ố ọng

h ệ thống điện truy n t i ho c khôi ph c s c ,cho phép dề ả ặ ụ ự ố ạo động điện áp trong kho ng ±10% so vả ới điện áp danh định.” (Theo [2,4])

Chất lượng v t n s : T n s cề ầ ố ầ ố ủa dòng điện được truy n t i ph t i ph i thề ớ ụ ả ả ỏa mãn các tiêu chu n v lẩ ề độ ệch và dao động Ch tiêu này là ch s chung c a c h ỉ ỉ ố ủ ả ệthống nên thường không xét đến trong các bài toán tính toán riêng của lưới điện

áp nội bộ gây h ng thiỏ ết bị phân ph i và (ho c) gây m t đi n ố ặ ấ ệ

Yêu c u v ầ ề an toàn cho ngườ ậi v n hành, s d ng, tiêu th ử ụ ụ điện: nguy cơ người

b ị điện gi t thậ ấp hơn ngưỡng cho phép, điều này th hi n qua các tiêu chu n v ể ệ ẩ ềkhoảng cách đường dây với đất và xung quanh, tiêu chu n cẩ ủa ệ thốh ng nối đất an toàn…

V t n thề ổ ất điện năng:

Chỉ tiêu t n thổ ất điện năng vầng quang: t n thổ ất điện năng do vầng quang trên lưới điện khi điện trường trên b m t dây d n quá cao T n thề ặ ẫ ổ ất này thường r t l n, ấ ớnên để ạ h n ch t n th t vế ổ ấ ầng quang người ta quy định ti t di n t i thiế ệ ố ểu cho lưới điện 110kV là 70mm2, lưới điện 220kV là 240mm2, đây là điều ki n b t bu c khi ệ ắ ộthi t kế ế ới điệ lư n

“ ổT n thất điện năng kỹ thu t là t n thậ ổ ất điện năng gây ra do bản ch t v t lý c a ấ ậ ủđường dây dẫn điện, trang thi t b ế ị điệ trên lướn i điện phân ph i ố

T n thổ ất điện năng phi kỹthuật là t n thổ ất điện năng do ảnh hưởng c a các yủ ếu

t trong quá trình quố ản lý kinh doanh điện mà không ph i do b n ch t v t lý cả ả ấ ậ ủa đường dây dẫn điện, trang thi t b ế ị điện trên lưới điện phân ph i gây ra ố

Trước ngày 15 tháng 11 hàng năm, tập đoàn Điện l c Vi t Nam có trách ự ệnhi m xây d ng k ho ch v tin c y cung cệ ự ế ạ ề độ ậ ấp điện và t n thổ ất điện năng cho năm tiếp theo của các đơn vị phân phối để trình Cục Điều tiết điệ ựn l c xem xét, phê duy ệt

15

Trước ngày 15 tháng 12 hàng năm, Cục Điều tiết điện l c phê duy t ch tiêu ự ệ ỉ

độ tin c y cung cậ ấp điện và t n thổ ất điện năng củ ừng đơn vịa t phân phối điện làm

cơ sở tính toán chi phí phân phối điện cho đơn vị phân ph i đi n.ố ệ ” (theo [4])

Chỉ tiêu độ tin cậy cũng cấp điện được xem xét ch n m c tin c y h p lý v ọ ứ ậ ợ ềkinh t , vi c này có th ế ệ ể được thực hi n khi chệ ọn phương án lưới điện hoặc được quy định như một tiêu chu n k thu t b t bu c M c tin c y hẩ ỹ ậ ắ ộ ứ ậ ợp lý được ch n sao cho ọ

t ng chi phí do mổ ất điện và tổng chi phí nâng cao độ c y là nh tin ậ ỏnhất

Mục tiêu này được th c hi n trong quy ho ch thi t k và v n hành Trong quy ự ệ ạ ế ế ậ

hoạch, đó là việc ch n k t cọ ế ấu lưới điệ ối ưu cho khoản t ng th i gian nhờ ất định Ch ỉtiêu giá thành tải điện nh nh t không th ỏ ấ ể xác định tr c ti p mà th ự ế ểhiện qua các ch ỉtiêu kinh t ế khác được dùng trong quy ho ch Trong thi t k , vi c ch n thi t b ạ ế ế ệ ọ ế ịchính, thi t b ế ị điều khi n, b o v và gi i pháp th c hi n tể ả ệ ả ự ệ ối ưu Trong vận hành, tiêu chuẩn đó được th hiể ện trong điều khi n vậể n hành sao cho các ch tiêu k thuỉ ỹ ật đảm

b o, ch tiêu kinh t t giá tr t t nhả ỉ ế đạ ị ố ất, đó là tổn thất điện năng nhỏ nh t, t n thấ ổ ất công suất trong ch max là nh nh t ế độ ỏ ấ

Ngoài ra m t yêu c u quan trộ ầ ọng đối với lưới điện là kh ả năng tả ủa lưới c i Khả năng tả ủa lưới c i điện là dòng điện ho c công suặ ất mà đường dây hay máy bi n ế

áp có th tể ải được mà không b vi ph m các tiêu chu n k ị ạ ẩ ỹ thuật, không gây ra các nguy hại cho chính đường dây, máy bi n áp, cho h ế ệthống điện và ph tụ ải điện

Đối với lưới h thệ ống và lưới truy n t i, kh ề ả ả năng tải là gi i h n nhi t c a ớ ạ ệ ủđường dây và máy biến áp và điều ki n ệ ổn định tĩnh của h thệ ống điện Kh ả năng tải được đặc trưng bằng công su t t nhiên cấ ự ủa đường dây, đó là công suất thu n l i ậ ợ

nh t cho hoấ ạt động của đường dây, đường dây được thi t k theo công su t này ế ế ấĐiều ki n ệ ổn định được tính riêng cho các trường h p c th ợ ụ ể

Khả năng tả ủa đười c ng dây cao áp t 110kV tr lên theo công su t t nhiên ừ ở ấ ựđược tính theo công su t t ấ ự nhiên như sau:

Khả năng tải của lưới phân ph i tính theo công su t và đ dài tố ấ ộ ải điện:

10 Cáp có ti t di n f = 240 ế ệ

mm2, đường dây trên

không ti t di n 120 mm2 ế ệ

6,15 8 8,35 13,9 6,5 6,5 2,25 3,75

17

Với độ dài l n nhớ ất tính theo Smax và ΔUcp = 6%, cosφ = 0,9, một ph t i thì ụ ả

đặ ởt cuối đường dây, còn trường h p 5 ph t i thì phân b u dợ ụ ả ố đề ọc theo đường dây

Đố ới lưới trung áp có trung tính cách điện, đội v dài t ng cổ ủa các đường dây thuộc m t tr m trung gian b h n ch bộ ạ ị ạ ế ởi điều ki n h n ch ệ ạ ế dòng điện chạm đất Icđ,

do điện dung c a ủ đường dây gây ra Với lưới 6kV, Icđ phải nh ỏ hơn 30A, lưới 10kV ph i nh ả ỏ hơn 20A, lưới 20kV nh ỏ hơn 15A, lưới 35kV nh ỏ hơn 10A

Đố ới lưới cáp và trên không đội v dài gi i h n [km] cớ ạ ủa đường dây được cho trong bảng:

B ng 1.3: ả

Tiết di n dây ệ –mm2

1.2.1 T n th t công ổ ấ suất trong lưới phân ph i ố

Do đường dây cũng như máy biến áp đều có th mô t bể ả ằng sơ đồ ạch tương mđương, trong đó xuất hi n thành phệ ần điện tr ở và điện kháng M t ph n công su t ộ ầ ấtruy n tề ải bị tiêu thụ trên nh ng thành ph n này, gây ra t n th t công su ữ ầ ổ ấ ất

T n th t công suổ ấ ất trên đường dây bao g m t n th t công su t tác d ng và tồ ổ ấ ấ ụ ổn

th t công su t phấ ấ ản kháng xảy ra trên đường dây

T n th t công su t tác d ng trên mổ ấ ấ ụ ột pha được tính bằng công thức:

N u tính trên ba pha ta có công thế ức:

T n th t công su t trên máy bi n áp ổ ấ ấ ế

T n th t công su t trong máy biổ ấ ấ ến áp đƣợc chia làm hai ph n: ph n ph ầ ầ ụ thuộc vào ph t i (t n thụ ả ổ ấ ồt đ ng) và ph n không ph ầ ụthuộc vào tải (tổn th t s ấ ắt)

Phần không ph thu c vào t i là t n th t trong lõi thép c a máy bi n áp, t n ụ ộ ả ổ ấ ủ ế ổthất này không ph thu c vào công su t qua máy mà ch ụ ộ ấ ỉ phụ thuộc vào c u t o cấ ạ ủa máy bi n áp T n thế ổ ất này đƣợc xác định theo các s u k ốliệ ỹthuậ ủt c a máy:

Trong đó: ΔP0 là tổn th t công su t tác d ng không t i c a máy biấ ấ ụ ả ủ ến áp; ΔQ0 là

t n th t công su t ph n kháng không tổ ấ ấ ả ải của máy biến áp, đƣợc tính b ng công thằ ức:

Phần còn l i phạ ụ thu c vào công suộ ất tải đi qua máy, đƣợc xác định nhƣ sau:

19

Trong đó, S, P, Q là công suất truy n qua máy biến áp, Sđm là công suất định ề

m c c a máy biứ ủ ến áp, ΔPN là t n th t công su t khi ng n m ch Chú ý, khi dùng Rổ ấ ấ ắ ạ b

và Xbtính theo điện áp phía nào thì điện áp Uđmb l y cấ ủa phía đó

Trong trường h p có n máy bi n áp gi ng nhau làm vi c song song, t n thợ ế ố ệ ổ ất công suất sẽ được tính b ng: ằ

1.2.2 T n th ổ ất điện áp trong lưới phân ph i ố

Xét một đường dây tổng quát, có nút đầu là 1 và nút cu i là 2 Thông s ố ố đường dây được tính: điện tr Rở 12; c m kháng Xả 12 và dung d n Bẫ 12 Đường dây cung c p ấđiện cho m t ph t i công su t Pộ ụ ả ấ 2 + jQ2, công suất bơm vào nút 1 là P1 + jQ1 Công suấ ả ừ đường dây vào nút 2 là P”t t i t 12 + jQ”12; công su t t ấ ừ nút 1 đi vào đường dây

là P’12 + jQ’12

Hình 1.2

T n thổ ất điện áp pha trên đường dây được tính b ng: ằ

T n thổ ất điện áp dây b ng ằ l n t n thầ ổ ất điện áp pha:

Ta cũng có thể tính toán t n thổ ất điện áp theo công su t: ấ

T ừcông thức:

21

N u tính theo ế thì cầ ấn l y công suất tại nút 1: S’12 = P’12 + jQ’12

Sơ đồ thay th c a máy bi n áp hai cuế ủ ế ộn dây đƣợc mô t ả nhƣ sau:

Hình 1.4

N u có th b qua t n thế ể ỏ ổ ất công suất không tải ΔS0 thì:

1.3. Giải pháp thay th máy biế ế n áp ba pha bằng máy bi n áp m t pha ế ộ

1.3.1 Nguyên lý hoạt động c a máy biủ ến áp

Máy bi n áp là m t loế ộ ại máy điện tĩnh, làm việc theo nguyên lý cảm ứng điện

t ừ dùng để ến đổi điệ bi n áp t giá tr này sang giá tr ừ ị ị khác mà không làm thay đổi

t n s cầ ố ủa dòng điện

C u t o c a máy bi n áp g m có 2 b ph n chính là lõi thép và dây qu n Lõi ấ ạ ủ ế ồ ộ ậ ấthép làm t v t liừ ậ ệu dẫ ừ ốt Để ạn t t h n ch ế dòng điện Fuco, lõi thép c a máy bi n áp ủ ếđƣợ ạc t o thành t các lá thép k thuừ ỹ ật điện ghép l i vạ ới nhau sau khi đƣợc sơn cách điện Lõi thép c a máy bi n áp có th có m t s hình dủ ế ể ộ ố ạng nhƣ sau:

22

Hình 1.5

Dây qu n máy biấ ến áp thường được làm t ng, nhôm, có ti t di n hình tròn ừ đồ ế ệ

ho c hình ch nh t Dây quặ ữ ậ ấn được qu n quanh lõi thép làm nhiấ ều vòng sau khi đã được cách điện v i nhau và v i lõi thép Tùy theo công d ng, công su t truy n t i ớ ớ ụ ấ ề ảqua máy, người ta s d ng máy bi n áp 3 pha, 1 pha ử ụ ế

Ngoài ra còn có các b ph n ph ộ ậ ụ khác như vỏ máy để ả b o v ph n lõi máy và ệ ầcuộn dây, h thệ ống làm mát và cách điện, s ứ xuyên để đưa đầu dây qu n ra ngoài ấ

B ph n chuy n mộ ậ ể ạch, rơ le bảo v , bình dãn d u, thi t b ệ ầ ế ị chống m V h ẩ ề ệthống làm mát có hai lo i: Lo i làm mát khô là làm mát b ng không khí, có loạ ạ ằ ại cưỡng

b c và loứ ại không cưỡng b c, loứ ại làm mát ướt, ở loại này c lõi thép và dây quả ấn được đặt trong m t thùng ch a d u bi n áp v a có tác d ng làm mát v a t o l p ộ ứ ầ ế ừ ụ ừ ạ ớcách điện ngăn cách lõi máy và vỏ máy

Khi c p nguấ ồn điện áp xoay chi u Uề 1 vào cuộn dây sơ cấp c a máy bi n áp, ủ ếtrong cuộn dây sơ cấp s ẽ hình thành dòng điện sơ cấp I1, dòng điện I1 sinh ra t ừthông biến thiên Φ:

Nhờ có lõi thép k thuỹ ật điện, ph n l n t ầ ớ ừ thông này được định hướng ch y ạtrong lõi thép, móc vòng đồng th i qua hai cuờ ộn dây sơ cấp và th cứ ấp Theo định

lu t cậ ảm ứng điệ ừn t , trên 2 cu n dây sinh ra su t điộ ấ ện động cảm ứng:

Với tầ ốn s công nghi p f = 50 Hz ta có: ệ

Giá trị ệ hi u d ng c a su t điụ ủ ấ ện động sơ cấp:

23

Suất điện động sinh ra trên cu n dây th c p: ộ ứ ấ

Giá trị ệ hi u d ng: ụ

Trong trường h p máy biợ ến áp lý tưởng, có th b qua t n th t trên các dây ể ỏ ổ ấ

24

T thông t n th c p móc vòng qua cu n dây th cừ ả ứ ấ ộ ứ ấp và được đặc trưng bởi điện c m t n th c p Lả ả ứ ấ 2:

V i chiớ ều dòng điện, điện áp được chọn như hình vẽ phương trình Kirchoff 2 ,

mô t mả ạch điện phía sơ cấp có dạng như sau:

=>

D ng phạ ức:

Với Z1là tổng tr phở ức sơ cấp:

Do điệ áp rơi trên dây quấn sơ cấn p Z1 thường rất nhỏ nên có th coi gể ần đúng:

U1=E1 Nếu điện áp đặt vào sơ cấp bi n áp Uế 1 không đổi thì E1 = 4,44f.w1.Φmax cũng không đổi Vậy Φmax cũng không đổ Ởi ch không t i, dòng th c p b ng ế độ ả ứ ấ ằkhông, t thông chính do sừ ức từ động sơ cấp i0.w1sinh ra

Khi máy bi n áp mang t i, t thông chính do s c t ng t ng h p iế ả ừ ứ ừ độ ổ ợ 1w1 - i2w2sinh ra Do từ thông chính Φmax không đổi nên ta có:

26

=>

Đặt i2’ = i2/k là dòng điện th cứ ấp quy đổi về sơ ấp ta thu đƣợ c c:

Chuy n sang mi n phể ề ức:

Do phía sơ cấp và phía th c p liên h v i nhau qua m ch t nên ph i th c ứ ấ ệ ớ ạ ừ ả ự

hiện phép quy đổ ừi t phía th c p v ứ ấ ề phía sơ cấp để có liên h ệtrực tiếp v ề điện:

Các đại lƣợng đƣợc quy đổi nhƣ sau:

27

Hình 1.9

T ng tr t hóa Zổ ở ừ th r t l n so v i các t ng tr dây quấ ớ ớ ổ ở ấn sơ cấp Z1 và th cứ ấp

Z2, nên có th ể đơn giản hóa như sau:

Hình 1.10

Các t ng tr dây quổ ở ấn sơ cấp Z1 và th cứ ấp qui đổ ề phía sơ cấp Z’i v 2 n i ti p ố ếnhau, có th biể ến đổi tương đương:

Hình 1.11

1.3.2. So sánh máy biến áp m t pha và máy bi n áp ba pha ộ ế

Theo c u t o và s pha s d ng, có th phân lo i máy bi n áp thành máy bi n ấ ạ ố ử ụ ể ạ ế ế

áp m t pha và máy bi n áp ba pha S ộ ế ự khác nhau cơ bản gi a hai lo i máy này là s ữ ạ ốlượng cu n dây s d ng trong m i lo i T ộ ử ụ ỗ ạ ừ đó dẫn t i nhớ ững ưu nhược điểm c a ủ

mỗi loại máy bi n áp ế

Máy bi n áp ba pha có sáu cuế ộn dây, ba cho phía sơ cấp và ba cho phía th ứ

c p, trong quá trình làm vi c, thông qua t thông trong các tr lõi thép, máy bi n áp ấ ệ ừ ụ ế

ba pha s ng th i biẽ đồ ờ ến đổi điện áp ba pha sơ cấp thành điện áp ba pha phía th ứ

cấp Trong khi đó, máy biến áp m t pha ch có hai cuộ ỉ ộn dây sơ cấp và th cứ ấp Như

v y, máy bi n áp m t pha có hai c c, c n phậ ế ộ ự ầ ải kế ối vớt n i hai dây pha ho c m t dây ặ ộpha, m t dây trung tính còn máy bi n áp ba pha có 6 c c, có th m c các c c này ộ ế ự ể ắ ự

với nhau để ạ t o nên t u dây hình sao hay tam giác, s dổ đấ ử ụng điện áp pha và điện

áp dây S khác bi t v s ự ệ ề ố cuộn dây d n t i s khác nhau v lõi thép c a hai loẫ ớ ự ề ủ ại máy biến áp, thông thường, lõi thép c a máy bi n áp ba pha ch c ch n lủ ế ắ ắ ớn hơn lõi thép của máy bi n áp mế ột pha cùng công suất

Hình 1.12

Máy bi n áp mế ột pha thường dùng cho nh ng ph t i sinh ho t v i công su t ữ ụ ả ạ ớ ấ

nh Máy biỏ ến áp ba pha thường dùng cho t i công nghi p, có công su t l n, máy ả ệ ấ ớ

29

biến áp ba pha cũng được s d ng ch yử ụ ủ ếu trong lưới truy n tề ải và lưới phân phối trung áp

Máy bi n ế áp ba pha có ưu điểm là cuộn dây được k t n i sế ố ẵn từ trong máy, khi

lắp đặt vào lưới ch c n k t nỉ ầ ế ối các đầu dây tới sơ cấp và th c p vào các cứ ấ ực được

b trí trên nố ắp máy Trong khi đó nếu s d ng ba máy bi n áp m t pha thì s c n ử ụ ế ộ ẽ ầ

ph i k t n i các máy bi n áp m t pha vả ế ố ế ộ ới nhau dướ ại d ng hình sao ho c tam giác ặViệc vận hành đồng thời cũng đảm bảo điều kiện đối x ng cứ ủa lướ ử ụi s d ng máy

biến áp ba pha cao hơn so với máy m t pha ộ

N u so sánh v i ba máy bi n áp m t pha có t ng công suế ớ ế ộ ổ ất tương đương thì

m t máy bi n áp m t pha s ộ ế ộ ẽ có kích thước nh ỏ hơn, các thiế ị đi kèm như thanh t b cái, máy c t, dao cách ly, c u chì t ắ ầ ự rơi, hệ thống đo lường và b o v s d dàng l p ả ệ ẽ ễ ắ

đặt và k t nế ối hơn so với trường h p s d ng ba máy bi n áp mợ ử ụ ế ột pha đặ ạt t i cùng

v ị trí Hơn nữa, t n th t không t i trong lõi thép máy biổ ấ ả ến áp ba pha cũng sẽ ít hơn

so v i ba máy bi n áp m t pha có cùng công su t T ớ ế ộ ấ ừ đó dẫ ớn t i hi u su t làm việ ấ ệc cao hơn và chi phí lắp đặt cũng như vận hành thấp hơn so với ba máy bi n áp mế ột pha

Nhược điểm c a máy bi n áp ba pha: ủ ế

Máy biến áp ba pha trong trường h p m t pha b s c s bu c ph i ngợ ộ ị ự ố ẽ ộ ả ừng máy hoàn toàn Lí do là b i vì máy bi n áp ba pha s d ng chung m t lõi thép cho ở ế ử ụ ộ

c ba pha N u m t pha b m t pha lõi thép s b bão hòa m ch t do không có t ả ế ộ ị ấ ẽ ị ạ ừ ừtrường cân bằng Điều này dẫn đến một lượng l n t thông s thoát ra ngoài v máy ớ ừ ẽ ỏ

và gây phát nóng với nguy cơ cháy nổ cao

Máy bi n áp ba pha có chi phí d phòng, s a ch a và bế ự ử ữ ảo dưỡng cao hơn so

v i máy bi n áp m t pha ớ ế ộ

Ưu điểm c a máy bi n áp m t pha: ủ ế ộ

M c dù v i cùng công su t thì máy bi n áp m t pha có quá nhiặ ớ ấ ế ộ ều nhược điểm

so v i máy biớ ến áp ba pha Tuy nhiên, trong trường h p ph t i nh , máy bi n áp ợ ụ ả ỏ ế

một pha có những ưu thế rõ rệt

30

Hình 1.13

Trước h t, máy biế ến áp ba pha thường không được chế ạ t o với những gam máy công su t nh do vấ ỏ ấn đề cân đố ềi v chi phí và hi u qu làm việ ả ệc Trong khi đó, máy

bi n áp m t pha có th ế ộ ể chế ạ t o nh ng gam máy có công su t nhữ ấ ỏ, kích thước nh ỏ

g n, phù họ ợp để ẫ d n sâu tới từng ph t ụ ải

31

S khác bi t gi a hai h ự ệ ữ ệ thống nằm ở cách lắp đặt, c u hình, và v trí lấ ị ắp đặt thi t bế ị ự S khác biệt được thể ện qua hình dưới đây: hi

Hình 1.14

Trong hình trên, có th ể thấy, h ệ thống phân ph i c a châu Âu s d ng máy ố ủ ử ụ

bi n áp phân ph i có công su lế ố ất ớn hơn và cấp điện cho m t nhóm g m nhi u h ộ ồ ề ộtiêu th ụ hơn với m t máy bi n áp t i v trí tâm ph t i Máy bi n áp h ộ ế ạ ị ụ ả ế ạ áp được s ử

d ng là máy bi n áp ba pha, h ụ ế ạ điện áp t trung áp xu ng h áp v d công suừ ố ạ ới ải ất kéo dài t 100 t i 10000 kVA, lừ ớ ớn hơn nhiều so với trong lưới phân ph t Bối ại ắc

M và Nh t B n Sau khi h áp, h ỹ ậ ả ạ ệ thống 3 pha s ẽ được kéo t i h tiêu th cớ ộ ụ ở ấp điện áp 220/380V lư i phân ph i khu v c B c MỞ ớ ố ự ắ ỹ, lưới trung áp s dử ụng lưới 3 pha 4 dây, h ệ thống kéo t i h tiêu th là h ớ ộ ụ ệ thống m t pha v i cộ ớ ấp điện áp 12,47

kV, sau khi t i g n h tiêu th m i s d ng máy bi n áp h ớ ầ ộ ụ ớ ử ụ ế ạ áp để ấp điệ c n cho một

ho c m t nhóm các ph t i n m gặ ộ ụ ả ằ ần nhau Lưới phân phối ở ắ B c M s d ng máy ỹ ử ụ

bi n áp m t pha v i công su nh h áp xuế ộ ớ ất ỏ để ạ ống điện áp 120V trước khi đưa vào

h ộtiêu thụ

M i h ỗ ệthống đều có ưu nhược điểm riêng, có th so sánh m t s ể ộ ố đặc điểm như sau:

T ng chi u dài c a toàn b ổ ề ủ ộ lưới điện phân ph i h áp vố ạ ới sơ đồ ử ụ s d ng các máy bi n áp 1 pha (B c M và Nh t B n) s ngế ắ ỹ ậ ả ẽ ắn hơn khá nhiều C u trúc này cho ấphép gi m các ch s t n th t công su t và t n thả ỉ ố ổ ấ ấ ổ ất điện năng trên lướ ại h áp so với

vi c s d ng m t máy bi n áp 3 pha Bên cệ ử ụ ộ ế ạnh đó tổn thất điện áp th p cấ ủa lướ ại h

áp cũng cho phép giảm cấp điện áp v n hành cậ ủa lưới điện (100/120V), dẫn đến cho phí cách điện cho các thi t b h áp giế ị ạ ảm đáng kể Tuy nhiên chi phí đầu tư cho lưới điện phân phối cũng tăng lên nhiều khi s d ng s lư ng nhi u máy bi n áp 1 pha ử ụ ố ợ ề ế

cấp điện cho các h tiêu th ộ ụ

V linh ho t, h ề độ ạ ệ thống phân phối ở ắ B c M có thi t k ỹ ế ế phần sơ cấp linh

hoạt hơn, lưới phân ph i c a châu Âu l i linh hoố ủ ạ ạt hơn ở ph n th c p Vầ ứ ấ ới lưới đô

thị, do ch c n m t máy bi n áp, v trí có th l a ch n linh hoỉ ầ ộ ế ị ể ự ọ ạt Ở khu v c nông ựthôn hay những vùng dân cư rải rác, không t p trung, h ậ ệthống c a M t ủ ỹ ỏ ra ưu thếhơn khi có thể ễ d dàng k t n i thêm ph t i ho c m r ng, nâng c p m ch ế ố ụ ả ặ ở ộ ấ ạ

V an toàn, h ề độ ệthống phân ph i c a Bố ủ ắc Mỹ nhờ có h ệthống nối đấ ặ ạt l p l i, giúp thi t b b o v nh n bi t d ế ị ả ệ ậ ế ễ dàng hơn các sợ ố c và giúp h n ch nguy hi m cạ ế ể ủa điện áp rò trên b m t thi t b khi x y ra s c Tuy nhiên, v th m m , h th ng ề ặ ế ị ả ự ố ề ẩ ỹ ệ ố

33

của châu Âu có ưu thế hơn Hệthống th c p d dàng xây d ng ng m, v i s ứ ấ ễ ự ầ ớ ố lượng trạm biến áp ít hơn, tiết ki m không gian và diệ ện tích hơn

V tin c y và chề độ ậ ất lượng điện năng, nhìn chung h thi t k c a B c M dệ ế ế ủ ắ ỹ ẫn

tới ít sự ệc gián đoạ ấp điện hơn Bằ vi n c ng mô hình mô ph ng hai h ỏ ệthống trên một khu v c gi ự ảthiế ầt, t n suất gián đoạ ở lưới châu Âu cao hơn 35% Nguyên nhân có n thể ải thích là do, lướ gi i phân phối sơ cấ ở ấp điệp c n áp trung áp lại là nơi sự ố ả c x y

ra nhiều hơn Mỗi khi phần lưới trung áp b s c , toàn b h ph t i g n vị ự ố ộ ộ ụ ả ắ ới lưới

đó sẽ ị ất điệ b m n Tuy nhiên v s c ề ự ố gián đoạn thì lưới B c M do ph n h th ng ắ ỹ ầ ệ ố

sơ cấp là đường dây trên không dài hơn nên sự ố gián đoạ c n diễn ra thường xuyên hơn Do hệ ố th ng phân ph i ch yế ở ấố ủ u c p trung áp, t n th t công suổ ấ ất trên đường dây phân phối ở ỹ ẽ M s nh ỏ hơn so vớ ệi h thống châu Âu ở

V tính kh thi cề ả ủa mô hình lưới phân ph i hiố ện đang áp dụng t i B c M ạ ắ ỹ và Nhật Bản đố ới lưới đ ệi v i n Vi t Nam, luệ ận văn cho rằng hoàn toàn có th áp d ng ể ụcho nh ng khu vữ ực nông thôn, nơi có diện tích r ng, mộ ật độ phân b ph t i th p, ố ụ ả ấđường dây h áp hiạ ện nay đang phải ch y trên mạ ột quãng đường dài ho c áp d ng ặ ụcho những khu đô thị ớ m i chu n b xây d ng trong th i gian s p t i V i bi n pháp ẩ ị ự ờ ắ ớ ớ ệquy hoạch đồng thời đô thị và lưới điện, phương án sử ụng lướ d i phân ph i không ố

đố ứi x ng v i máy bi n áp m t pha s phát huy tác d ng làm gi m t n th t và thông ớ ế ộ ẽ ụ ả ổ ấqua đó giảm chi phí v n hành ậ

34

1.5 K ết luận chương I

Vấn đề ối ưu hóa các t thông s hoố ạt động của LĐPP là yêu c u quan trầ ọng đối

v i công tác quy ho ch và vớ ạ ận hành lưới điện t i các tạ ổng công ty Điệ ựn l c trong giai đoạn hi n nay Các yêu c u tệ ầ ối ưu hóa đặt ra trong công tác quy ho ch và v n ạ ậhành lưới điện nhằm hướng t i m c tiêu nâng cao chớ ụ ất lượng điện năng và độ tin

c y cung cậ ấp điện đồng th i gi m các chi phí trong quá trình qu n lý v n hành Mờ ả ả ậ ột trong những bài toán đặt ra hiện nay đối v i c u trúc hi n có cớ ấ ệ ủa lưới điện phân

ph i là s d ng máy bi n áp phân phố ử ụ ế ối 1 pha trên lưới điện trung áp, đây cũng là

m t trong nh ng giộ ữ ải pháp được s d ng t i m t s ử ụ ạ ộ ố nước trên th ếgiới để ối ưu hóa ttrong vận hành lưới điện

Trong nội dung chương 1, luận văn đã tìm hiểu v nh ng yêu c u c a lư i đi n ề ữ ầ ủ ớ ệphân ph i, các thông s ố ố chất lượng điện năng như tổn thất điện áp, t n th t công ổ ấsuấ ổt, t n thất điện năng, mức độ liên t c cụ ấp điện Đồng th i, luờ ận văn cũng đã trình bày nh ng hi u bi t v c u t o, nguyên lý hoữ ể ế ề ấ ạ ạt động c a các lo i máy bi n áp ủ ạ ế

ba pha và một pha

Luận văn đã tìm hiểu v cề ấu trúc, sơ đồ ới điệ lư n phân ph i c a khu v c B c ố ủ ự ắ

M và Nh t B n và so sánh vỹ ậ ả ới các lưới điệ ởn Việt Nam và khu v c châu Âu ựLuận văn đã so sánh các tính chất, ưu nhược điểm của 2 mô hình lưới phân ph i và ố

t ừ đó nghiên cứu kh ả năng áp dụng mô hình của Mỹ vào lưới điện ởViệt Nam Yêu cầu đặt ra là đánh giá được hi u qu ệ ả cũng như sự thay đổ ủi c a các thông

s ố lưới điện khi áp d ng s ụ ự thay đổi này Bài toán cũng đòi hỏi phương pháp luận phù hợp, như phương pháp tính toán lưới điện không đố ứi x ng trong các ph n mầ ềm máy tính tương ứng, phân tích hi n tr ng cung cệ ạ ấp điện của lưới phân phối và đặt ra các phương án hoặc k ch b n thay th máy bi n áp 3 pha thành các máy ị ả ế ế 1 pha tương ứng, đánh giá các vị trí lắp đạt và k t n i máy bi n áp khác nhau, tìm hi u quy trình ế ố ế ểđánh giá và so sánh kinh tế các phương án… Trong nội dung các chương ế ti p theo, luận văn sẽ nghiên c u ứ các vấn đề này trong bài toán và tính toán mô ph ng cho ỏ

một đường dây c a ủ lư i điớ ện phân phối thực tế thuộc Công ty Điệ ực Hải Phòngn l