Đánh giá tá động ủa sóng hài đến hất lượng điện năng trong lưới phân phối

Để đáp ứng ngành điện đã có đầu t lớn về nguồn và lới, bên cạnh việc đầu t phát triển nguồn và lới nhằm nâng cao độ tin cậy cung cấp điện thì việc đảm bảo chất lợng điện năng cung c

bộ giáo dục đào tạo trờng đại học bách khoa hµ néi oOo - ngun ®øc toàn đánh giá tác động sóng hài đến chất lợng điện lới phân phối luận văn thạc sĩ ngành hệ thống điện Ngi hng dn khoa hc: Ts bạch quốc khánh Hà NI - 2007 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17061131808631000000 - - mục lục danh mục bảng .3 danh mơc c¸c h×nh vÏ .4 Mở đầu Ch¬ng I: Tỉng quan chất lợng điện .7 1.1 Khái niệm chất lợng điện 1.2 Các quan điểm chất lợng điện 1.2.1 Chất lợng điện theo quan điểm độ tin cậy hệ thèng ®iƯn 1.2.2 Chất lợng điện theo tiêu chuẩn IEEE-1159 11 Chơng II: tợng sóng hài líi ph©n phèi .16 2.1 Nguyên nhân sinh sãng hµi .16 2.1.1 Bé chØnh lu c«ng suÊt ba pha 16 2.1.2 Động điện chiỊu 18 2.1.3 §éng điện xoay chiều 19 2.1.4 ảnh hởng điều kiện vận hành 21 2.1.5 HiƯu øng cđa cn c¶m đờng dây xoay chiều sóng hài 22 2.2 Tác động sóng hài 23 2.2.1 Trë kh¸ng cđa hƯ thèng 24 2.2.2 Dung kh¸ng cđa tơ ®iƯn 27 2.2.3 C«ng hëng song song 28 2.2.4 ảnh hởng điện trở tải trở kháng 30 2.3 Chỉ tiêu đánh giá tác động sóng hài 32 Chơng III: xây dựng Mô hình đánh giá tác động sóng hài lới phân phối 35 3.1 Đặt vấn đề .35 3.2 Mô hình lới đánh giá tác động sóng hài .35 Học viên: Nguyễn Đức Toàn Lớp CH KTĐ 2005-2007 - - 3.2.1 Xác định thông số cấu trúc kênh truyền tÝn hiƯu sãng hµi 35 3.2.2 Tính toán thông số cấu trúc lới điện tần số 50Hz 36 3.2.3 Các chế độ làm việc đờng dây trung áp 39 3.3 Xây dựng quan hệ điện áp nút với tần số tín hiệu sóng hài 40 Chơng IV: áp dụng mô hình đánh giá tác động sóng hài đến điện áp nút lộ 471 472 E2.5 42 4.1 Mô hình lộ 471 472 E2.5 chơng trình tính toán 42 4.2 LËp file d÷ liƯu 45 4.2.1 File d÷ liƯu lé 471 E2.5 45 4.2.2 File d÷ liƯu lé 472 E2.5 50 4.3 Kết tính toán 61 4.3.1 Kết tính toán lộ 471 E2.5 61 4.3.2 Kết tính toán lộ 472 E2.5 65 KÕt luËn 71 Tài liệu tham khảo .73 Phô lôc 74 tãm t¾t .86 Học viên: Nguyễn Đức Toàn Lớp CH KTĐ 2005-2007 - - danh mục bảng Bảng 1.1: Phân nhóm đặc tính tợng điện từ trờng hệ thèng ®iƯn 13 Bảng 4.1: Tóm tắt thông số cấu trúc lộ cáp ngầm 24kV thuộc trạm biến áp 110kV E2.5 Cöa CÊm 42 Bảng 4.2: Các thông số lới điện trung áp tần số 50Hz 44 Bảng 4.3: Điện áp nút phụ tải lộ 471 E2.5 chế độ không tải (kt = 0%) 61 Bảng 4.4: Điện áp nút phụ tải lộ 471 E2.5 chế độ non tải (kt = 10%) 62 Bảng 4.5: Điện áp nút phụ tải lộ 471 E2.5 chế ®é b×nh thêng (k t = 90%) 64 B¶ng 4.6: Điện áp nút phụ tải lộ 472 E2.5 chế độ không tải (kt = 0%) 65 Bảng 4.7: Điện áp nút phụ tải lộ 472 E2.5 chế độ non tải (kt = 10%) 67 Bảng 4.8: Điện áp nút phụ tải lộ 472 E2.5 chế độ b×nh thêng (k t = 90%) 69 Häc viªn: Ngun §øc Toµn – Líp CH KT§ 2005-2007 - - Danh mục hình vẽ Hình 2.1: Phổ dòng điện sóng hài động CSI loại ASD 16 Hình 2.2: Phổ dòng điện sóng hài động PWM loại ASD 17 H×nh 2.3: ASD xoay chiÒu, xung 18 H×nh 2.4: PWM ASD 20 Hình 2.5: Động xoay chiều công suất lớn loại ASD .21 Hình 2.6: Tác động tốc độ động PWM ASD lên dòng điện xoay chiều 22 Hình vẽ 2.7: Tác động đờng dây xoay chiều ASD dòng điện hài 23 H×nh 2.8: Quan hệ trở kháng tần số hệ thống có tính cảm kháng 27 H×nh 2.9: Tác động tụ điện lên tần số céng hëng song song .30 Hình 2.10: Tác động tải trở kháng cộng hởng song song .31 Hình 3.1: Mô hình đờng dây thông số tập trung .37 Hình 3.2: Mô hình đẳng trị điểm cuối đờng dây máy biến áp phân phối 39 Hình 4.1: Sơ đồ nguyên lý lộ 471 472 E2.5 Cửa Cấm .43 Học viên: Nguyễn Đức Toàn Lớp CH KTĐ 2005-2007 - - Mở đầu Trong năm gần đây, với phát triển mạnh mẽ kinh tế, nhu cầu sử dụng điện nớc gia tăng nhanh chóng Để đáp ứng ngành điện đà có đầu t lớn nguồn lới, bên cạnh việc đầu t phát triển nguồn lới nhằm nâng cao độ tin cậy cung cấp điện việc đảm bảo chất lợng điện cung cấp vấn đề đợc quan tâm Hiện nay, trình công nghiệp hoá - đại hoá nớc ta diễn mạnh mẽ tất lĩnh vực Với tiến khoa học-kỹ thuật, việc đa vào ứng dụng thiết bị điện - điện tử có hiệu cao, thiết bị vi điều khiển, thiết bị điện tử công suất ngày nhiều, thiết bị nhạy cảm với nhiễu loạn hệ thống điện Với nhiễu loạn không mong muốn xuất hệ thống làm ảnh hởng đến tuổi thọ hiệu làm việc thiết bị điện Một vấn đề chất lợng điện đợc nhiều nhà nghiên cứu xem xét đánh giá tợng xuất sóng hài số thiết bị điện sinh nh thiết bị chỉnh lu, lò hồ quang, động , gặp lới điện thích hợp gây tợng cộng hởng sóng hài làm nhiễu loạn hệ thống ảnh hởng tới điện áp lới điện phân phối Vấn đề đối tợng nghiên cứu phạm vi luận văn Để có đánh giá tơng đối tác động sóng hài đến chất lợng điện lới phân phối, luận văn áp dụng để đánh giá lới phân phối cụ thể lộ 471 472 E2.5 Thành phố Hải Phòng Để hoàn thành luận văn này, tác giả xin chân thành biết ơn tận tình hớng dẫn TS Bạch Quốc Khánh thầy cô môn Hệ thống điện Khoa Điện Trờng Đại học Bách khoa Hà Nội Do thời gian có hạn, vấn đề nghiên cứu Việt Nam, chắn luận văn nhiều thiếu sót hạn chế Tác giả mong nhận đợc Học viên: Nguyễn Đức Toàn Lớp CH KTĐ 2005-2007 - - góp ý thầy cô đồng nghiệp để hớng nghiên cứu sau đợc tốt Xin trân trọng cảm ơn! Học viên: Nguyễn Đức Toàn Lớp CH KTĐ 2005-2007 - - chơng i tổng quan chất lợng điện 1.1 KháI niệm chất lợng điện năng: Thuật ngữ chất lợng điện đợc sử dụng phổ biến ngành công nghiệp điện kể từ sau năm 1980 Chất lợng điện tập hợp tiêu chuẩn điện độ tin cậy cung cấp điện hệ thống Cả quan điện lực ngời sử dụng điện ngày quan tâm đến chất lợng điện Có bốn lý cho quan tâm này: ã Ngày thiết bị điện nhạy cảm với thay đổi chất lợng điện so với thiệt bị trớc đây, nhiều thiết bị đợc cấu tạo từ vi xử lý thiết bị điện tử công suất, thiết bị nhạy cảm với nhiễu loạn hệ thống ã Sự quan tâm ngày lớn vào hiệu suất làm việc toàn hệ thống điện dẫn đến việc ngày ứng dụng nhiều thiết bị điện nh động điều chỉnh tốc độ hiệu suất cao, thiết bị điện tử công suất, lò hồ quang Điều dẫn đến mức độ sóng hài ngày tăng hệ thống điện ã Nhận thức vấn đề liên quan đến chất lợng điện ngày tăng khách hàng sử dụng điện Họ ngày nhận đợc nhiều thông tin vấn đề nh ngắt điện, độ đóng cắt điện, sụt áp ngắn mạch, sóng hài Và thách thức lớn ngành điện để cải thiện chất lợng điện phân phối tới khách hàng Học viên: Nguyễn Đức Toàn Lớp CH KTĐ 2005-2007 - - ã Hệ thống điện ngày phát triển rộng lớn, số lợng thiết bị kết nối hệ thống ngày nhiều Vì phận bị cố gây nên hậu nghiêm trọng Trên bốn lý chính, bên cạnh nguyên nhân sâu xa đằng sau nguyên nhân là: nhà sản xuất mong muốn hiệu suất làm việc tăng lên, máy móc vận hành tối u Nhìn chung quan điện lực cổ vũ cho nỗ lực này, giúp khách hàng họ tăng lợi nhuận nh giúp cho ngành điện giảm chi phí đầu t vào trạm biến áp máy phát cách sử dụng hiệu thiết bị điện Nhng thiết bị lại nguyên nhân gây vấn đề ảnh hởng đến chất lợng điện Định nghĩa chất lợng điện năng: Có nhiều định nghĩa khác chất lợng điện dựa quan điểm bên liên quan, ví dụ: ã Phía nhà cung cấp điện định nghĩa chất lợng điện nh độ tin cậy thống kê độ tin cậy hệ thống ã Các nhà sản xuất thiết bị dùng điện lại định nghĩa chất lợng điện nh đặc tính nguồn điện cung cấp cho thiết bị điện làm việc cách tối u Điều khác cho thiết bị khác nhà sản xuất khác Tuy nhiên suy cho quan điểm chất lợng điện phải đợc xem xét quan điểm ngời sử dụng Chính phạm vi luận văn sử dụng định nghĩa chất lợng điện quan điểm sau đây: Bất kỳ vấn đề điện liên quan đến sai lệch dòng điện, điện áp, tần số mà sai lệch dẫn đến cố vận hành sai cho thiết bị khách hàng sử dụng điện Học viên: Nguyễn Đức Toàn Lớp CH KTĐ 2005-2007 - - 1.2 Các quan điểm chất lợng điện năng: 1.2.1 Chất lợng điện theo quan ®iĨm ®é tin cËy cđa hƯ thèng ®iƯn: a §é tin cËy cđa hƯ thèng: “§é tin cËy xác suất để hệ thống (hoặc phần tử) hoàn thành triệt để nhiệm vụ yêu cầu khoảng thời gian định điều kiện vận hành định Đối với hệ thống (hay phần tử) phục hồi, khái niệm khoảng thời gian xác định ý nghĩa bắt buộc, hệ thống làm việc liên tục Do độ tin cậy đợc đo đại lợng thích hợp hơn, độ sẵn sàng: Độ sẵn sàng xác suất để hệ thống (hay phần tử) hoàn thành hay sẵn sàng hoàn thành nhiệm vụ thời điểm Các tiêu đánh giá độ tin cậy hệ thống điện bao gồm: ã Xác suất thiếu điện cho phụ tải, xác suất công suất phụ tải lớn công suất nguồn điện ã Điện thiếu (điện mất) cho phụ tải, kỳ vọng điện phụ tải bị cắt hỏng hóc hệ thống năm ã Thiệt hại kinh tế tính tiền điện ã Thời gian điện trung bình cho phụ tải năm ã Số lần điện trung bình cho phụ tải năm b Chất lợng tần số: Chất lợng tần số đợc đánh giá bằng: ã Độ lệch tần số so với tần số cố định: ∆f = f − f dm 100 f dm Häc viên: Nguyễn Đức Toàn Lớp CH KTĐ 2005-2007