Nghiên ứu á quá trình đặ trưng ủa đồ thị phụ tải từ đó xây dựng phương pháp xá định thời gian sử dụng ông suất lớn nhất và thời gian tổn thất ông suất lớn nhất ủa từng loại hình phụ tải khá nhau

Bộ giáo dục đào tạo trờng đại học bách khoa hµ néi - luận văn thạc sĩ khoa học nghiên cứu trình đặc trng đồ thị phụ tải từ xây dựng phơng pháp xác định thời gian sử dụng công suất lớn thời gian tổn thất công suất lớn loại hình phụ tải khác Ngành: mạng Hệ thống ®iƯn vị linh Ngêi híng dÉn khoa häc: TS phan đăng khải hà nội 2006 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17061131625021000000 Luận văn thạc sỹ khoa học danh mục hình vẽ Hình 1-1 Ví dụ vị trí thực nghiệm khoảng trợt (t, t+) đờng trung bình đồ thị phụ tải Hình 1-2 Đồ thị phụ tải đờng dây lới điện công nghiệp Hình 1-3 Giản đồ trình tự đồ thị 1-2 Hình 1-4 Đồ thị phụ thuộc giá trị tơng đối chuẩn phụ tải P Hình 1-5 Giản đồ xắp xếp thực nghiệm tiêu chế độ làm việc thiết bị điện Hình 1-6 Đồ thị dạng hình thang dạng tam giác Hình 1-7 Các đờng cong hệ số cực đại K max hƯ sè sư dơng K sd kh¸c phơ thc vào số hộ tiêu thụ hiệu n hq Hình 1-8 Mô hình kích thớc bậc giản đồ xếp với giá trị cho trớc công suất lớn P max công suất nhỏ P phụ tải Hình 2-1 Sự phụ thuộc hệ số thống kê vào xác suất E x phân bố khác Hình 2-2 Các đồ thị tính toán xác suất E m giá trị tơng đối thời gian trung bình t m* tần suất trung bình m* đợc xếp chồng m xung n=10 Hình 2-3 Xác suất E m tần suất trung bình m xung nhóm đồ thị phụ tải lò điện trở đợc tính toán với sai số đợc gia công thống kê Hình 2-4 Đồ thị bậc P (t) trình đợc lý tởng hoá trình P(t) Hình 2-5 Giản đồ hiệu chỉnh dần theo bớc P đặt nhóm phụ tải n máy cán tìm đợc phơng pháp tổ hợp Hình 2-6 Đờng cong phụ thuộc vào đỉnh lồi P lồi hq đỉnh lõm Plõm hq thiết bị hiệu theo đỉnh lồi P lồi lõm P lâmθ Vị Linh - Líp cao häc HT§ 2004 - 2006 Luận văn thạc sỹ khoa học Hình 2-7 Các đồ thị tính toán để xác định mlồi hq trình xung riêng lẻ Hình 3-1 Xác suất mức tần xuất trung bình mức số lợng n y đỉnh đột biến mức IIy trình chuẩn Hình 3.2 Các dao động P đồ thị phụ tải P(t) Hình 3-3 Ví dụ đồ thị có giản đồ xếp cực đại cực tiểu nh nhau, nhng có giản đồ xếp dao động khác Hình 3-4 Sự phụ thuộc trị số biên độ dao động dòng điện I vào tần suất K Hình 3-5 Đồ thị tính toán để xác định giá trị tơng đối biên độ P * dao động trình chuẩn theo hàm tần suất tơng đối tăng K* theo độ vợt trội chúng Hình 3-6 Phơng sai đồ thị bậc phụ tải lò hồ quang nấu thép Hình 4.1 Sơ đồ kết dây lộ đờng dây 691E5 Hình 4.2 Đồ thị phụ tải đặc trng lộ 691 E5 Hình 4.3 Sơ đồ kết dây lộ 479E14 Hình 4.4 Đồ thị phụ tải đặc trng lộ 479 E14 Hình 4.5 Sơ đồ kết dây lộ 980E13 Hình 4.6 Đồ thị phụ tải đặc trng lộ 980 E13 Hình 4.7 Đồ thị phụ tải đặc trng trạm Bệnh Viện Bạch Mai Hình 4.8 Đồ thị phụ tải đặc trng trạm biến áp Khách Sạn Kim liên Hình 4.9 Đồ thị phụ tải đặc trng trạm biến áp Đại học Y Hình 4.10 Đồ thị phụ tải đặc trng trạm biÕn ¸p 27 Hnh Thóc Kh¸ng Vị Linh - Líp cao học HTĐ 2004 - 2006 Luận văn thạc sỹ khoa học -1- lời nói đầu Tính cấp thiết đề tài Trong năm gần việc đánh giá, quy hoạch phát triển hệ thông điện đà đợc coi trọng, hệ thống điện Việt nam đà có bớc phát triển vợt bậc Cùng với việc phát triển phần nguồn, hệ thống điện việt nam đà đợc đầu t xây dựng thành hệ thống điện hợp nớc với lới điện từ 500kV trở xuống Bên cạnh đó, lới điện truyền tải phân phối đà phát triển bao phủ khắp miền đất nớc, thiết bị dần đợc đa vào thay Tuy nhiên với phát triển kinh tế theo mục tiêu Công nghiệp hoá, đại hoá đất nớc, nhu cầu điện cho sinh hoạt sản xuất đà tăng trởng mạnh mẽ, vợt dự kiến Xà hội ngày phát triển, yêu cầu chất lợng điện năng, cấu trúc lới điện cung cấp đến hộ phụ tải cần phải đợc coi trọng Việc sâu nghiên cứu phụ tải điện, xác định đợc thời gian sử dơng c«ng st lín nhÊt, thêi gian tỉn thÊt c«ng suất lớn phụ tải giúp ta đánh giá đợc xác hoạt động vận hành thiết bị điện nh lộ đờng dây Hiện nay, việc tính toán tổn thất điện thiết bị điện, trạm biến áp lộ đờng dây Công ty Điện lực gặp nhiều khó khăn cha đa đợc phơng pháp cụ thể để tính toán giá trị thời gian sư dơng c«ng st lín nhÊt (T max ) thời gian tổn thất công suất lớn ( max ) Việc lựa chọn thông số T max max chủ yếu dựa nhận định thực tế vận hành phụ tải để ớc tính số thời gian vận hành tơng đối thiết bị tra theo bảng có sẵn phụ tải tơng tự nên kết tính toán cha thể đợc tình trạng thiết bị, trạm biến áp nh lộ đờng dây (từ trung áp đến siêu cao áp) Vũ Linh - Lớp cao học HTĐ 2004 - 2006 Luận văn thạc sỹ khoa học -2- Vấn đề đợc đặt phải nghiên cứu chi tiết loại hình phụ tải khác từ sử dụng phơng pháp toán học để xác định trị số T max max loại hình phụ tải biết thông số tiêu thụ điện phụ tải dới dạng rời rạc Từ ta tính đợc tơng đối xác tổn thất điện phụ tải, đánh giá đợc xác tính trạng vận hành phụ tải nhằm giảm tối đa chi phí cho lới điện thiết bị điện nguồn vốn đầu t cho việc phát triển phần nguồn bị hạn chế ý nghĩa thực tiễn đề tài Việc sâu nghiên cứu đồ thị phụ tải loại hình phụ tải khác quan trọng giúp đa toán quy hoạch hiệu quả, tính toán chi tiết đợc tổn thất phụ tải từ đa đợc giải pháp hợp lý cho việc thiết kế vận hành lới điện nhng vấn đề cha đợc quan tâm Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu trình đồ thị phụ tải giúp ta đa đợc phơng pháp xác định tơng đối xác T max max loại hình phụ tải khác nhau, việc quan trọng, giúp ta đánh giá đợc xác phụ tải ®ang sư dơng nh thÕ nµo ®Ĩ cã thĨ ®a đợc giải pháp tối u cho thiết bị nh cho lới điện, đa đợc chế độ vận hành tối u Nội dung đề tài Luận văn tốt nghiệp thạc sỹ Nghiên cứu trình đặc trng đồ thị phụ tải từ đa phơng pháp xác định T max max phụ tải bao gồm 05 chơng, cụ thể: Chơng 1: Khái quát chung phụ tải điện loại đồ thị phụ tải Chơng 2: Các trình đặc trng đồ thị phụ tải Chơng 3: Sự đột biến dao động trình Vị Linh - Líp cao häc HT§ 2004 - 2006 Luận văn thạc sỹ khoa học -3- Chơng 4: Xây dựng phơng pháp xác định T max max , tính toán áp dụng cho lới điện Quận Đống Đa Chơng 5: Nhận xét kết luận Bản luận văn nghiên cứu chi tiết đồ thị phụ tải trình dao động chúng áp dụng phơng pháp tính toán xấp xỉ để xây dựng đồ thị phụ tải dới dạng hàm số bậc trở lên từ xác định đợc T max max theo hàm Bản luận văn đợc hoàn thành dới hớng dẫn trực tiếp, tận tình thầy giáo TS Phan Đăng Khải Qua đây, xin gửi lời biết ơn chân thành, sâu sắc nhÊt tíi c¸c ViƯn sü, Gi¸o s, Phã gi¸o s thầy cô Bộ môn Hệ thống điện đà giảng dạy hớng dẫn nghiên cứu, đặc biệt TS Phan Đăng Khải, ngời đà trực tiếp hớng dẫn hoàn thành luận văn Thạc sĩ Hà nội, ngày tháng 11 năm 2006 Vũ Linh - Lớp cao học HTĐ 2004 - 2006 Luận văn thạc sỹ khoa học -4- Chơng khái quát chung phụ tải điện loại hình đồ thị phụ tải 1.1 Khái quát chung Đồ thị phụ tải điện mét hµm theo thêi gian, nã phơ thc vµo nhiỊu yếu tố nh đặc điểm trình công nghệ, chế độ vận hành Đờng biểu diễn thay đổi phụ tải tác dụng P, phụ tải phản kháng Q dòng điện I theo thời gian gọi đồ thị phụ tải tác dụng, phản kháng đồ thị phụ tải theo dòng điện Đối với loại hộ tiêu thụ ngành công nghiệp đa dạng đồ thị phụ tải điểm hình khác 1.2 Đồ thị xác định phụ tải 1.2.1 Khái niệm đồ thị phụ tải tính toán Nh đà biết số liệu sổ tay kỹ thuật cho điều kiện làm việc chuẩn ứng với dòng phụ tải lâu dài cho phép không thay đổi theo thời gian Vì để chọn tiết diện dây dẫn biết trớc đồ thị phụ tải xoay chiều I(t), trớc hết cần thay đồ thị đồ thị đẳng trị đơn giản theo ®iỊu kiƯn ®èt nãng I = const = I tt Trong Itt - dòng điện tính toán cần phân biệt giá trị theo ý nghĩa vật lý hai dòng điện khác theo hai hiệu ứng đốt nóng 1, I ttI - Theo nhiệt độ đốt nóng cực đại 2, I ttII - Theo phá huỷ cách điện nhiệt Khi ®ã ®å thÞ quy íc I = const = I ttI dùng để tính toán lựa chọn thiết bị theo đốt nóng Còn đồ thị I = const = I ttII dùng để tính toán lựa chọn thiết bị theo mức độ huỷ hoại cách điện nhiệt Ta coi I tt giá trị lớn giá trị I ttI I ttII làm phụ tải tính toán, làm sở Để xác định I tt theo đồ thị I(t) lựa chọn tiết diện dây dẫn cần phải hiểu đợc lý thuyết đốt nóng dây dẫn Theo phơng pháp trớc hết cần xác định dạng đồ thị I(t), Vũ Linh - Lớp cao học HTĐ 2004 - 2006 Luận văn thạc sỹ khoa học -5- sau xác định đồ thị ngẫu nhiên đồ thị phụ tải tổng Nói chung đồ thị không cho trớc Đối với dây dẫn bọc cách điện dây dẫn đợc xÐt gièng nh mét vËt thĨ ®ång nhÊt víi tỉng trở nhiệt bên không coi tất điểm bị nhiệt (t) nh môi trờng xung quanh Giả thiết coi bề dày cách điện nhỏ không đáng kể thay đổi dòng điện phụ tải I tt không lớn so với số thời gian đốt nóng dây dẫn T Điều đợc dùng làm giới hạn độ xác số liệu cho trớc dây dẫn có điện áp tới 6-10kV không xét tới đỉnh nhọn phụ tải Kết tính toán đà giả thiết chấp nhận đợc mức độ định bắt buộc phải xét tới thành lập toán xác định giá trị I tt dùng xác định tiết diện cáp chi tiÕt cÊu tróc xÐt tíi sù ph¸t nãng 1.2.2 Sự đốt nóng dây dẫn Theo giả thiết trên, điều kiện cân nhiệt cáp pha đặt nhà đợc tính theo: 3I2R (1+αϑ )dt = Cdϑ + Aϑ dt (1-1) BiÕn ®ỉi phơng trình theo độ nhiệt (t) môi trờng xung quanh ta đợc R C d 3R + (1 − I )ϑ = I (t ) A dt A A (1-2) ë : I = I(t) đồ thị đợc giả thiết đà biết tất định C=C kgk : nhiệt dung cáp R : điện trở ruột dẫn điện cáp nhiệt độ 200C (để đơn giản ta lấy gần 20 C , tơng ứng với nhiệt độ chuẩn 25 0C nhµ α = 0,0039 - hƯ sè nhiƯt cđa điện trở dây nhôm đồng A - hệ số tản nhiệt hoàn toàn môi trờng xung quanh Vị Linh - Líp cao häc HT§ 2004 - 2006 Luận văn thạc sỹ khoa học -6- Giá trị A tăng theo , thực tế có xét bổ xung tăng điện trở thêi gian R = R 0(1+αϑ) (1-2) cã thÓ giả thiết với sai số cho phép I tt, cã thÓ coi α = 0, A = const = A Để làm đơn giản tích phân phơng trình (1-2) ta ký hiệu thành hàm (t) thay đổi biến số đợc 0(t) = N z (t) I2N (1-3) ta đa phơng trình (1-1) dạng đơn giản hơn: T0 dz + z0 = I 2(t) dt (1-4) Trong ®ã: I N - dòng điện lâu dài cho phép dây dẫn tơng ứng với điều kiện đốt nóng cho phép ϑ N = θN - θ Nmt θ N - nhiệt độ lâu dài cho phép cách điện Nmt - nhiệt độ chuẩn môi trờng xung quanh Ntb - nhiệt độ trung bình cách điện T = C/A0 - lµ h»ng sè thêi gian đốt nóng dây dẫn Giá trị A dễ dàng nhận đợc từ công thức (1-4), đặt I(t) = const = I N vµ ϑ=const = ϑ N từ đó: I2N A0 = R0 N (1-5) tất giá trị bên vế phải đà biết từ sổ tay kỹ thuật Khi thay đồ thị I2(t) giá trị gần với bậc I(t) = const = Ik , với độ dài thời gian t k không lớn T 0, dễ dàng tìm đợc từ (1-4) điểm z (t) đầu cuối bậc nhờ công thức: (k) z =z e (k) − ∆t k T0 + I (1 − e Vị Linh - Líp cao häc HT§ 2004 - 2006 k − ∆t k T0 ) LuËn văn thạc sỹ khoa học -7- Phơng trình (1-4) đợc đặc trng chỗ khác với phơng trình (1-2) giá trị có liên quan đến tiết diện dây dẫn số thời gian đốt nóng T Song giá trị T nhóm tiết diện gần thang chuẩn gần nh nhau, giá trị T chọn tiết diện dây dẫn, ví dụ xuất phát từ phụ tải trung bình I tb đồ thị I(t) Độ chuẩn xác đợc xác định từ giá trị I(ttI0 ) giá trị cần tìm I ttI đợc lấy làm sở phơng pháp nghiên cứu phơng trình đốt nóng gần khác tơng tự nh (1-4) nhng nhận đợc cách thay giả thiết (1-2) giá trị sau: = 0,0039; A = const = A0 (1-6) Việc đơn giản hoá có xét tới tăng R nhng không xét tới tăng A theo việc tăng đốt nóng cáp dẫn tới phụ tải tính toán tăng cao thêm chút I(1)ttI IttI Điều chứng tỏ thùc tÕ I(1) ttI ≈ I ttI, v× vËy để tìm I ttI dùng tích phân z (t) phơng trình (1-4) Nếu đặt vào biểu thức I = const = I(0) ttI theo ý nghĩa vật lý đại lợng tung độ lớn z 0max tích phân nêu [I(0)ttI ]2 Tuy nhiên cần phải đa thêm vào giá trị hiệu chỉnh I = ϑ N max ϑN (1-7) HƯ sè nµy cã xÐt tới khả cho phép đốt nóng ngắn hạn Nmax > ϑ N víi I(t) = const Do vËy ta nhận đợc: IttI = I(0)ttI = z max I (1-8) Đáng tiếc giá trị Nmax nhà máy chế tạo cáp không thờng lấy I 1,5 Bất đẳng thức đủ để lựa chọn giá trị I = max = 1,5 Vũ Linh - Lớp cao học HTĐ 2004 - 2006