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

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - Nguyễn Ngọc Đức NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ KINH TẾ CỦA VIỆC THAY THẾ MÁY BIẾN ÁP BA PHA BẰNG MÁY BIẾN ÁP MỘT PHA TRONG LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI TRUNG HẠ ÁP KHU VỰC KIẾN AN HẢI PHÒNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HỆ THỐNG ĐIỆN Hà Nội - 2018 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17057205064241000000 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - Nguyễn Ngọc Đức NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ KINH TẾ CỦA VIỆC THAY THẾ MÁY BIẾN ÁP BA PHA BẰNG MÁY BIẾN ÁP MỘT PHA TRONG LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI TRUNG HẠ ÁP KHU VỰC KIẾN AN HẢI PHÒNG Chuyên ngành : Hệ thống điện LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC : TS LÃ MINH KHÁNH Hà Nội - 2018 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Tác giả luận văn Nguyễn Ngọc Đức MỤC LỤC Trang Mục lục Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt Danh mục bảng Danh mục hình vẽ, đồ thị LỜI MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu Phƣơng pháp nghiên cứu Nội dung nghiên cứu CHƢƠNG VẤN ĐỀ TỐI ƢU HĨA CẤU TRƯC LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI TRUNG HẠ ÁP 1.1 Các yêu cầu lƣới điện phân phối 1.1.1 Đặc điểm lƣới điện phân phối 1.1.2 Các yêu cầu kỹ thuật lƣới điện phân phối 12 1.2 Bài toán giảm tổn thất điện năng, tổn thất điện áp lƣới phân phối 17 1.2.1 Tổn thất công suất lƣới phân phối 17 1.2.2 Tổn thất điện áp lƣới phân phối 19 1.3 Giải pháp thay máy biến áp ba pha máy biến áp pha 1.3.1 Nguyên lý hoạt động máy biến áp 1.3.2 So sánh máy biến áp pha máy biến áp ba pha 1.4 Sự khác cấu trúc lƣới phân phối Mỹ/Nhật số nƣớc châu Âu 21 21 28 30 34 1.5 Kết luận chƣơng I CHƢƠNG 2: PHƢƠNG PHÁP TÍNH TOÁN VÀ ĐÁNH GIÁ CÁC CHỈ TIÊU CỦA LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI KHƠNG ĐỐI XỨNG 2.1 Phƣơng pháp tính tốn lƣới điện phân phối 35 35 2.1.1 Mơ hình lƣới điện phân phối có cấu trúc 35 2.1.2 Phƣơng pháp khử Gauss 36 2.1.3 Phƣơng pháp lặp Gauss – Siedel 37 2.1.4 Phƣơng pháp lặp Newton – Raphson 39 2.2 Tính tốn lƣới điện phân phối khơng đối xứng 46 2.2.1 Giả thiết tính tốn thơng số lƣới điện 46 2.2.2 Ví dụ tính tốn lƣới điện khơng đối xứng 49 2.2.3 Chƣơng trình tính toán PSS/Adept 51 2.3 Kết luận chƣơng 58 CHƢƠNG ÁP DỤNG TÍNH TỐN MƠ PHỎNG CHO LƢỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI 22 KV KIẾN AN, HẢI PHÕNG 3.1 Xây dựng tốn kịch mơ 59 59 3.1.1 Sơ đồ trạng vận hành lƣới điện tính tốn 59 3.1.2 Xác định kịch tái cấu trúc lƣới 62 3.2 Kết tính tốn mơ cho phƣơng án tái cấu trúc LĐPP 65 3.3 Các nhận xét đánh giá so sánh kết 68 3.4 Kết luận chƣơng 69 KẾT LUẬN CHUNG 70 TÀI LIỆU THAM KHẢO 71 PHỤ LỤC 72 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT CCĐ : Cung cấp điện CLĐN : Chất lƣợng điện CSPK : Công suất phản kháng DNTN : Doanh nghiệp tƣ nhân ĐTC : Độ tin cậy HTĐ : Hệ thống điện LĐPP : Lƣới điện phân phối LĐTT : Lƣới điện truyền tải MBA : Máy biến áp TBA : Trạm biến áp TTCS : Tổn thất công suất TTĐA : Tổn thất điện áp TTĐN : Tổn thất điện DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Bảng 1.2 Bảng 1.3 Bảng 3.1 Bảng 3.2 Bảng 3.3 Bảng 3.4 Bảng 3.5 Phụ lục Phụ lục Phụ lục Phụ lục Phụ lục Phụ lục Phụ lục Phụ lục Phụ lục Phụ lục 10 Phụ lục 11 Phụ lục 12 Phụ lục 13 Phụ lục 14 Phụ lục 15 Phụ lục 16 Phụ lục 17 : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : Khả tải đƣờng dây cao áp Khả tải lƣới phân phối Độ dài giới hạn đƣờng dây trung áp Chi phí đầu tƣ trạng Chi phí đầu tƣ phƣơng án Chi phí đầu tƣ phƣơng án Chi phí đầu tƣ phƣơng án So sánh phƣơng án Thông số đƣờng dây trạng Công suất nhánh trạng Điện áp nút trạng Dịng nhánh trạng Tổn thất cơng suất trạng Công suất nhánh phƣơng án Điện áp nút phƣơng án Dòng nhánh phƣơng án Tổn thất công suất phƣơng án Công suất nhánh phƣơng án Điện áp nút phƣơng án Dòng nhánh phƣơng án Tổn thất công suất phƣơng án Công suất nhánh phƣơng án Điện áp nút phƣơng án Dịng nhánh phƣơng án Tổn thất cơng suất phƣơng án DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Hình 1.1 Hình 1.2 Hình 1.3 Hình 1.4 Hình 1.5 Hình 1.6 Hình 1.7 Hình 1.8 Hình 1.9 Hình 1.10 Hình 1.11 Hình 1.12 Hình 1.13 Hình 1.14 Hình 2.1 Hình 2.2 Hình 2.3 Hình 2.4 Hình 2.5 Hình 2.6 Hình 2.7 Hình 2.8 Hình 2.9 Hình 2.10 Hình 2.11 Hình 2.12 Hình 2.13 Hình 2.14 Hình 2.15 Hình 2.16 Hình 3.1 Hình 3.2 : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : : Mơ hình lƣới pha dây Sơ đồ thay đƣờng dây Giản đồ Vecto điện áp Sơ đồ thay máy biến áp hai cuộn dây Hình dạng lõi thép máy biến áp Sơ đồ đặc trƣng máy biến áp Mạch điện mơ tả phía sơ cấp Mạch điện mơ tả phía thứ cấp Mạch điện tƣơng đƣơng máy biến áp Mạch điện đơn giản hóa máy biến áp Sơ đồ quy phía sơ cấp máy biến áp Máy biến áp ba pha Máy biến áp pha So sánh lƣới phân phối Mỹ châu Âu Mô tả phƣơng pháp tuyến tính hóa Sơ đồ đƣờng dây ba pha khơng đối xứng Ví dụ tốn ba pha khơng đối xứng Ví dụ tốn ba pha khơng đối xứng Giao diện phần mềm PSS/Adept Cài đặt thông số phần mềm PSS/Adept Thanh công cụ Mô lƣới điện phần mềm PSS/Adept Nhập thông số nút Nhập thông số nguồn Nhập thông số thiết bị đóng cắt Nhập thơng số đƣờng dây Nhập thơng số máy biến áp Nhập thông số phụ tải Chạy toán Load Flow Kết toán Load Flow Sơ đồ suất tuyến trạm Hai Bà Trƣng Mô lƣới phân phối trạng Hình 3.4 : Mơ phƣơng án thay Hình : Mô phƣơng án thay LỜI MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Hải Phòng thành phố cảng quan trọng, trung tâm công nghiệp,cảng biển lớn phía Bắc Việt Nam, đồng thời trung tâm kinh tế, văn hóa, y tế, giáo dục, khoa học, thƣơng mại công nghệ vùng duyên hải Bắc Bộ Đây thành phố lớn thứ Việt Nam thành phố trực thuộc trung ƣơng Thành phố có 15 đơn vị hành gồm quận, huyện huyện đảo với diện tích tự nhiên 1.561,7 km2 dân số triệu 997 ngàn ngƣời Kiến An quận nội thành Hải Phòng, năm gần đây, quận Kiến An tạo đƣợc bƣớc phát triển nhanh, toàn diện tất lĩnh vực với cấu kinh tế đƣợc xác định: công nghiệp tiểu thủ công nghiệp, thƣơng mại, du lịch dịch vụ nông nghiệp Cùng với phát triển kinh tế đất nƣớc, lƣới điện phân phối không ngừng đƣợc nâng cấp mở rộng xây dựng mới, kèm theo việc phát triển nguồn lƣới để đáp ứng nhu cầu công suất phụ tải Vấn đề bảo đảm tiêu chất lƣợng hoạt động lƣới điện phân phối trung hạ áp đƣợc quan tâm đơn vị điện lực Thực tế vận hành cho thấy, sơ đồ kết lƣới cịn nhiều khía cạnh chƣa thực tối ƣu Đồng thời số giảm tổn thất điện năng, tổn thất công suất tối ƣu hóa chế độ vận hành cho lƣới trung hạ áp ngày đƣợc quan tâm đƣa vào tiêu thi đua Điện lực Luận văn lựa chọn hƣớng nghiên cứu nhằm nâng cao chất lƣợng vận hành lƣới điện phân phối trung hạ áp Điện lực Kiến An Mục đích nghiên cứu Để nâng cao chất lƣợng hoạt động lƣới điện phân phối, cụ thể vấn đề giảm tổn thất nâng cao độ tin cậy cung cấp điện lƣới phân phối, yếu tố cần đƣợc quan tâm chiến lƣợc quy hoạch hệ thống điện với giải pháp thiết kế tối ƣu Đảm bảo điện áp vận hành trạm nguồn, trạm phân phối qui định giới hạn cho phép có kết cấu lƣới phù hợp, đồng thời kết hợp với việc thay thế, vận hành máy biến áp ba pha máy biến áp pha, nâng cấp, kéo chuyển đấu nối số đƣờng dây trung hạ áp phù hợp Việc thay máy biến áp phân phối pha máy biến áp pha trực tiếp cung cấp điện cho nhóm hộ tiêu thụ vị trí tối ƣu làm giảm chiều dài lƣới phân phối hạ áp, dẫn đến giảm tổn thất điện năng, nâng cao độ tin cậy cung cấp điện Tuy nhiên làm tăng mức độ phức tạp vận hành, đặc biệt làm thay đổi mức độ không đối xứng điện áp lƣới trung áp, tăng chi phí đầu tƣ chi phí vận hành tƣơng ứng Do đó, để khắc phục tồn vừa nêu, đề tài sâu vào nghiên cứu ảnh hƣởng việc thay máy biến áp ba pha máy biến áp pha tới tiêu kỹ thuật lƣới điện phân phối trung hạ áp khu vực quận Kiến An đề xuất giải pháp nhằm nâng cao hiệu vận hành để nâng cao chất lƣợng điện năng, giảm tổn thất, nâng cao độ tin cậy cung cấp điện Từ làm sở áp dụng cho khu vực có lƣới điện phân phối tƣơng tự Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu: Trạm biến áp Hai Bà Trƣng thuộc điện lực Kiến An - Phạm vi nghiên cứu: + Luận văn nghiên cứu khả đề xuất đề xuất phƣơng án thay máy biến áp ba pha máy biến áp pha lƣới điện phân phối trung hạ áp khu vực quận Kiến An + Tính tốn đánh giá ảnh hƣởng việc thay máy biến áp ba pha máy biến áp pha lƣới phân phối trung hạ áp tới thông số kỹ thuật Phƣơng pháp nghiên cứu Đề tài thực nghiên cứu, tính tốn thơng số, tiêu kinh tế, kỹ thuật cho suất tuyến 0,4kV lƣới phân phối khu vực Kiến An, Hải Phịng, sau đề xuất phƣơng án thay máy biến áp bap máy biến áp pha, thay đƣờng dây 0,4kV đƣờng dây 22kV từ vị trí trạm 22/0,4kV, máy biến áp pha đặt gần cụm phụ tải tiêu thụ với công suất nhỏ, cấp điện cho cụm phụ tải