Nghiên ứu biện pháp giảm tổn thất điện năng trên lưới truyền tải 220kv bằng áh táh nối đất trên dây hống sét

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - NGÔ MINH THÀNH NGHIÊN CỨU BIỆN PHÁP GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRÊN LƢỚI TRUYỀN TẢI 220KV BẰNG CÁCH TÁCH NỐI ĐẤT TRÊN DÂY CHỐNG SÉT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT ĐIỆN - HỆ THỐNG ĐIỆN Hà Nội - 2018 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17057208484371000000 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - NGÔ MINH THÀNH NGHIÊN CỨU BIỆN PHÁP GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRÊN LƢỚI TRUYỀN TẢI 220KV BẰNG CÁCH TÁCH NỐI ĐẤT TRÊN DÂY CHỐNG SÉT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT ĐIỆN - HỆ THỐNG ĐIỆN NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC PGS-TS NGUYỄN ĐÌNH THẮNG Hà Nội - 2018 MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ PHẦN MỞ ĐẦU 11 CHƢƠNG DÂY CHỐNG SÉT, DÂY CÁP QUANG TRÊN ĐƢỜNG DÂY 14 I DÂY CHỐNG SÉT 14 1.1 Tác dụng dây chống sét 14 1.2 Nối đất dây chống sét 14 II DÂY CHỐNG SÉT KẾT HỢP CÁP QUANG 15 2.1 Tác dụng dây cáp quang 15 2.2 Nối đất dây cáp quang 17 CHƢƠNG TÍNH TỐN ĐIỆN TRƢỜNG TRÊN ĐƢỜNG DÂY 18 I ĐẶT VẤN ĐỀ 18 II LÝ THUYẾT TÍNH TỐN ĐIỆN DUNG CỦA ĐƢỜNG DÂY CAO ÁP 19 2.1 Điện dung hệ “3 dây-đất” có dây pha bố trí 20 2.2 Điện dung hệ “3 dây-đất” có pha bố trí nằm ngang 23 2.3 Điện dung hệ “3 dây-đất” có pha bố trí thẳng đứng 24 2.4 Điện dung đƣờng dây pha dùng dây dẫn phân pha 25 III ẢNH HƢỞNG CỦA DÂY CHỐNG SÉT ĐẾN ĐIỆN DUNG CỦA ĐƢỜNG DÂY 28 CHƢƠNG MÔ PHỎNG BẰNG PHẦN MỀM EMTP 32 I PHƢƠNG PHÁP LUẬN 32 1.1 Tình hình nghiên cứu nƣớc 32 1.2 Tình hình nghiên cứu ngồi nƣớc 33 1.3 Phƣơng pháp giải tích 35 II ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU 40 1.1 Đƣờng dây 220kV mạch kép 40 1.2 Đƣờng dây 500kV 40 III PHƢƠNG PHÁP MƠ PHỎNG MÁY TÍNH 41 IV TÍNH TỐN MƠ PHỎNG MÁY TÍNH 54 1.1 Đặc điểm đƣờng dây nghiên cứu tính tốn 54 1.2 Thông số đầu vào 55 1.3 Kết mô máy tính cho đƣờng dây 220kV 60 V ĐO ĐẠC, THÍ NGHIỆM TẠI HIỆN TRƢỜNG 66 VI GIẢI PHÁP THIẾT KẾ TÁCH NỐI ĐẤT 67 1.1 Giải pháp 67 1.2 Phân tích kinh tế 67 VII ĐÁNH GIÁ ẢNH HƢỞNG CỦA TÁCH NỐI ĐẤT DÂY CHỐNG SÉT, DÂY CÁP QUANG 68 1.1 Dây chống sét thƣờng 69 1.2 Dây cáp quang 70 1.3 Tính tốn suất cắt đƣờng dây 220kV 70 CHƢƠNG KẾT LUẬN 71 PHỤ LỤC TÍNH TỐN 72 TÀI LIỆU THAM KHẢO 81 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan, luận văn “Nghiên cứu biện pháp giảm tổn thất điện lƣới truyền tải 220kV cách tách nối đất dây chống sét” nghiên cứu, tính tốn riêng cá nhân tơi, luận văn có tham khảo số giáo trình, tài liệu báo tác giả nƣớc đƣợc xuất Tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm có sử dụng kết ngƣời khác Hà Nội, tháng năm 2018 Tác giả luận văn Ngô Minh Thành LỜI CẢM ƠN Em xin trân trọng cảm ơn PGS TS Nguyễn Đình Thắng tận tình hƣớng dẫn, giúp đỡ em suốt trình thực luận văn Em xin chân thành cảm ơn Thầy, Cô giáo thuộc Viện Điện-Trƣờng đại học bách khoa Hà Nội góp ý nội dung nhƣ bố cục luận văn Xin trân trọng cảm ơn đồng nghiệp cơng tác tập đồn Điện lực Việt Nam, Viện Năng lƣợng, … hỗ trợ thông tin, thông số liệu vấn đề liên quan để em hoàn thiện luận văn Trong trình thực đề tài thời gian có hạn lực cịn hạn chế nên luận văn có thiếu sót định, em xin kính mong nhận đƣợc bảo Thầy, Cô giáo Bộ môn Hệ thống điện trƣờng đại học bách khoa Hà Nội bạn đồng nghiệp Hà Nội, ngày 27 tháng năm 2018 Tác giả Ngô Minh Thành DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT EMTP : Electro Magnetic Transients Program – Chƣơng trình độ điện từ SCADA : Supervisory Control And Data Acquisition – Hệ thống giám sát, điều khiển thu thập liệu OPGW : Optical Ground Wire – Dây chống sét kết hợp cáp quang CGW : Common Ground Wire – Dây chống sét truyền thống TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam TCN : Tiêu chuẩn Ngành ACCC : Aluminum Conductor Composite Core – Dây dẫn nhôm lõi composite (Dây siêu nhiệt) HTĐ : Hệ thống điện TBA : Trạm biến áp PT : Pooctich trạm biến áp DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 3.1 Bảng 3.2 Bảng kết đo lƣờng kết tính tốn mô [12] So sánh phƣơng pháp nối đất dây chống sét mô Jianguo Wang [12] Bảng 3.3 Thống kê dòng tải ứng với % dòng tải định mức Bảng 3.4 Các đặc điểm kỹ thuật dây dẫn ACCC 477 Bảng 3.5 Các đặc điểm kỹ thuật dây dẫn ACKΠ 400/51 Bảng 3.6 Các đặc điểm kỹ thuật dây chống sét Bảng 3.7 Độ võng dây dẫn dây chống sét đƣờng dây 220kV (m) Bảng 3.8 Tổng hợp kết tổn thất toàn đƣờng dây 220kV trƣờng hợp trạng nối đất dây chống sét Bảng 3.9 Tổng hợp kết tổn thất toàn đƣờng dây 220kV trƣờng hợp tách nối đất dây chống sét Bảng 3.10 Thống kê dòng điện cảm ứng dây chống sét số khoảng cột đƣờng dây 220kV T500 Thƣờng Tín – Hải Dƣơng Bảng 3.11 So sánh kết đo đạc trƣờng mơ máy tính đƣờng dây 220kV T500 Thƣờng Tín – Hải Dƣơng Bảng 4.1 So sánh chi phí tổn thất điện trƣớc sau tách nối đất dây chống sét, dây cáp quang Bảng 5.1 So sánh suất cắt đƣờng dây trƣớc sau tách nối đất dây chống sét, dây cáp quang Phụ lục Kết tổng hợp phân bố dòng ngắn mạch đƣờng dây 220kV T500 Thƣờng Tín – Hải Dƣơng trƣờng hợp trạng Phụ lục Kết tổng hợp phân bố dòng ngắn mạch đƣờng dây 220kV T500 Thƣờng Tín – Hải Dƣơng trƣờng hợp tách nối đất DCS Phụ lục Kết tính suất cắt trƣờng hợp không tách nối đất dây chống 42 45 55 55 56 56 57 62 64 65 65 67 69 71 72 74 sét đƣờng dây 220kV Thƣờng Tín – Hải Dƣơng Phụ lục Kết tính suất cắt trƣờng hợp tách nối đất dây chống sét đƣờng dây 220kV Thƣờng Tín – Hải Dƣơng 77 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 2.1 Hình 2.2 Hình 2.3 Hình 2.4 Hình 2.5 Hình 2.6 Hình 2.7 Hình 3.1 Bố trí dây chống sét, dây cáp quang đƣờng dây truyền tải Sự xuất dòng điện cảm ứng dây chống sét Điện dung hệ “3 dây-đất” có dây pha bố trí Điện dung hệ “3 dây-đất” có pha bố trí nằm ngang Điện dung hệ “dây-đất” có pha bố trí thẳng đứng Kết cấu dây dẫn phân pha Phân bố từ trƣờng cột hai mạch Kỹ thuật giảm tổn thất dây chống sét; a) Hốn vị, b) Phân đoạn, c) Vịng mở [6] Mơ hình tính tốn tổn thất dây chống sét Keri [8] Mơ hình tính tốn dịng điện dây chống sét Keri [8] Mơ hình tính tốn mô EMTP Phân bố điện áp cảm ứng dây OPGW CGW vị trí cột dây chống sét đƣợc nối đất điểm đƣờng dây (các dây chống sét đƣợc cách điện hai đầu) [10] (a) Hoán vị dây chống sét điểm nối đất đầu, cách điện đầu lại (b) Nối đất dây chống sét điểm nửa chiều dài đƣờng dây, hoán vị điểm cách điện hai đầu đƣờng dây Phân bố điện áp cảm ứng dây OPGW CGW vị trí cột dây đƣợc nối đất đầu hốn vị điểm giữa, đầu cịn lại cách điện Phân bố điện áp cảm ứng dây OPGW CGW vị trí cột dây đƣợc nối đất điểm nửa chiều dài đƣờng dây, hoán vị điểm giữa, hai đầu cách điện (a) Hốn vị dây chống sét hai vị trí 1/3 2/3 chiều dài đƣờng dây, nối đất đầu (b) Hoán vị dây chống sét hai vị trí 1/3 2/3 chiều dài đƣờng dây, nối đất điểm 1/3 chiều dài đƣờng dây 17 18 19 22 23 25 30 33 Hình 3.10 Phân bố điện áp cảm ứng dây OPGW CGW vị trí cột dây đƣợc nối đất đầu hoán vị hai điểm vị trí 1/3 2/3 chiều dài đƣờng dây 51 Hình 3.2 Hình 3.3 Hình 3.4 Hình 3.5 Hình 3.6 Hình 3.7 Hình 3.8 Hình 3.9 36 37 41 46 47 48 49 50 Hình 3.11 Phân bố điện áp cảm ứng dây OPGW CGW vị trí cột dây đƣợc nối đất điểm 1/3 chiều dài đƣờng dây hốn vị hai điểm vị trí 1/3 2/3 chiều dài đƣờng dây Hình 3.12 Mơ hình thơng số dây dẫn dây chống sét Hình 3.13 Mơ hình trạng nối đất chống sét đƣờng dây 220kV Hình 3.14 Mơ hình tách nối đất dây chống sét đƣờng dây 220kV Hình 3.15 Dịng điện cảm ứng dây chống sét thƣờng Phlox116 Hình 3.16 Dịng điện cảm ứng dây cáp quang OPGW70 Hình 3.17 Dịng điện cảm ứng chạy vào đất Hình 3.18 Tổn thất cơng suất tồn tuyến đƣờng dây 220kV Hình 3.19 Dòng điện cảm ứng chống sét thƣờng Phlox116 Hình 3.20 Dịng điện cảm ứng dây cáp quang OPGW70 Hình 3.21 Tổng thất tồn tuyến đƣờng dây 220kV Hình 3.22 Sơ đồ tính tốn kiểm tra dịng ngắn mạch dây chống sét Hình 3.23 Dịng điện ngắn mạch dây chống thƣờng Phlox116 Hình 3.24 Dòng điện ngắn mạch dây OPGW70 10 51 57 58 59 60 60 61 62 63 63 64 68 68 69