Các sóng hài bậc cao này góp phần làm giảm điện áp trên đèn điện và thiết bị sinh nhiệt, làm tăng thêm tổn thất sắt từ trong động cơ, tổn thất điện môi trong cách điện, tăng tổn thất trê
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Nguyễn Tiến Thành NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG ĐIỆN NĂNG LƯỚI ĐIỆN 110 KV KHU VỰC MIỀN BẮC LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HỆ THỐNG ĐIỆN Hà Nội, 2006 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17061131564181000000 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Nguyễn Tiến Thành NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG ĐIỆN NĂNG LƯỚI ĐIỆN 110 KV KHU VỰC MIỀN BẮC Chuyên ngành: Hệ thống điện NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: Phm Vn Hũa H Ni, 2006 Luận văn thạc sỹ khoa học Mục lục Mở đầu Chơng I : Các vấn đề chất lợng điện 1.1 Tiêu chuẩn chất lỵng phơc vơ 1.1.1 Chất lợng điện 1.1.2 §é tin cËy cung cÊp ®iƯn 1.2 C©n công suất phản kháng Điều chỉnh điện áp HTĐ 1.2.1 Khái quát chung 1.2.2 Bù công suất phản kháng hệ thống ®iÖn 1.2.3 Điều chỉnh điện áp lới hệ thống 28 Ch¬ng II : Lới điện 110 - 220 kV khu vực miền Bắc 35 2.1 Khái quát chung tình hình kinh tế - xà hội tỉnh phía Bắc 35 2.2 Hiện trạng hệ thống điện miền bắc .39 2.2.1 T×nh hình tiêu thụ điện khu vực miền Bắc 39 2.2.2 HiƯn tr¹ng nguồn điện miền Bắc 44 2.2.3 Hiện trạng lới điện 110 - 220 kV miỊn B¾c 49 2.3 Đánh giá chất lợng lới 110-220kV khu vùc MB 54 2.3.1 VÒ sù cè 54 2.3.2 VÒ tổn thất công suất, tổn thất điện độ lệch điện áp 55 2.3.3 Về tải 55 Chơng III : Đề xuất giảI pháp nâng cao chất lợng điện lới điện 110 kV khu vực miền Bắc 56 3.1 C¸c biƯn ph¸p tỉng thĨ 56 3.1.1 Tr¹m 110kV 56 3.1.2 Đờng dây 110kV 57 3.2 Các giải pháp nâng cao chất lợng điện lới 110 kV cho tỉnh Nam Định 57 3.2.1 Sơ đồ trạng lới điện 110 - 220 kV Nam Định 57 3.2.2 Chất lợng điện lới 110-220 kV khu vực Nam định 63 3.2.3 Kết dự báo nhu cầu điện tỉnh Nam Định giai đoạn 2010-2015 67 3.2.4 Cải tạo phát triển lới điện tỉnh Nam Định giai đoạn 2006-2010 82 Chơng IV : KÕt luËn chung 99 Tài liệu tham khảo 101 C¸c Phơ lơc Tóm tắt luận văn 103 Ngời thực : Nguyễn Tiến Thành -1- Luận văn thạc sỹ khoa học Mở đầu Trong kinh tế quốc dân, điện đóng vai trò quan trọng, đợc coi hàng hoá, t liệu sản xuất đặc biệt vấn đề nâng cao chất lợng điện đợc trọng mối quan tâm tất quốc gia giới Nhận thức rõ tầm quan trọng chất lợng điện năng, cán Xí nghiệp Điện cao miền Bắc, Tôi nhận đề tài Nghiên cứu giải pháp nâng cao chất lợng điện lới điện 110 kV khu vực miền Bắc Mục đích đề tài đa đánh giá trạng chất lợng điện lới điện 110 kV khu vực miền Bắc, từ đề giải pháp, đề xuất để nâng cao chất lợng điện lới điện Xí nghiệp Điện cao miền Bắc quản lý vận hành Đối tợng nghiên cứu đề tài trạng lới điện 110 kV Xí nghiệp Điện cao miền Bắc quản lý vận hành Phạm vi nghiên cứu đề tài lới điện 110 kV khu vực miền Bắc Vì đề tài mang tính chất nghiên cứu tính phơng pháp luận để đa giải pháp, đề xuất để nâng cao chất lợng điện Do đề tài tập trung nghiên cứu tính toán đa giải pháp cho tỉnh (trong đề tài chọn tỉnh Nam Định) từ theo phơng pháp tơng tự tính toán đa giải pháp với toàn lới điện ý nghĩa khoa học sở khoa học tính toán, kiểm chứng lại thực tế từ đa giải pháp để hoàn thiện thực tế ý nghĩa thực tiễn đề tài đa giải pháp, đề xuất giải pháp đề xuất đợc quan tâm, đầu t chất lợng điện đợc nâng cao, tổn thất điện giảm, góp phần thúc đẩy phát triển kinh tế Vì điều kiện thực tế, đề tài tránh khỏi thiếu sót, Tôi mong nhận đợc đóng góp, giúp đỡ thầy giáo Ban giám khảo Ngời thực : Nguyễn Tiến Thành -2- Luận văn thạc sỹ khoa học đồng nghiệp để Tôi hoàn thiện đề tài đa ý tởng đề tài áp dụng vào thực tế Ngời thực : Nguyễn Tiến Thành -3- Luận văn thạc sü khoa häc Chương I Các vấn đề chhất l ng in nng 1.1 Tiêu chuẩn chất lợng phơc vơ ChÊt lỵng phơc vơ tèt nhÊt bao gåm chất lợng điện độ tin cậy Các yêu cầu chất lợng điện đợc định lợng cụ thể có tính chất pháp định mà hệ thống điện phải thỏa mÃn, độ tin cậy cung cấp điện có tính thỏa hiệp quan quản lý hệ thống điện ngời dùng điện 1.1.1 Chất lợng điện Chất lợng điện hệ thống điện gồm có chất lợng tần số chất lợng điện áp 1.1.1.1 Chất lợng tần số Chất lợng tần số đợc đánh giá - Độ lệch tần số so với tần số định mức: f = f f dm 100 f dm Độ lệch tần số phải nằm giíi h¹n cho phÐp : ∆f ≤ ∆f ≤ f max Cũng có nghĩa tần số phải n»m giíi h¹n cho phÐp: fmin ≤ f ≤ f max ®ã: f = f ®m - ∆f f max = f®m + ∆f max - Độ dao động tần số đợc đặc trng độ lệch giá trị lớn nhỏ tần số tần số biến thiên nhanh với tốc độ lớn 0,1% Độ dao động tần số không đợc lớn giá trị cho phép 1.1.1.2 Chất lợng điện áp Ngời thực : Nguyễn Tiến Thành -4- Luận văn thạc sỹ khoa học Chất lợng điện áp gồm tiêu sau: - Độ lệch điện áp so với điện áp định mức lới điện U = U − U dm 100 U dm U lµ điện áp thực tế cực thiết bị dùng ®iƯn δU ph¶i tháa m·n ®iỊu kiƯn: δU- ≤ δU U + U- U+ giới hạn giới hạn dới độ lệch điện áp Tiêu chuẩn độ lệch điện áp nớc khác nhau, ví du: Tiêu chuẩn Nga, độ lệch điện áp 5%; Tiêu chuẩn Pháp, độ lệch điện áp 5,5%; Tiêu chuẩn Singapore, độ lệch điện áp 6% Khi điện áp cao làm tuổi thọ thiết bị dùng điện giảm, thiết bị chiếu sáng Còn điện áp thấp làm cho thiết bị dùng điện giảm công suất, đèn điện Điện áp cao thấp gây phát nóng phụ cho thiết bị dùng điện, làm giảm tuổi thọ suất công tác, làm hỏng sản phẩmnếu điện áp thấp nhiều thiết bị dùng điện không làm việc đợc Độ lệch điện áp tiêu chuẩn điện áp quan trọng ảnh hởng lớn đến giá thành hệ thống điện - Độ dao động điện áp Sự biến thiên nhanh điện áp đợc tính theo công thức: U = U max U 100 , % Tốc độ biến thiên từ U đến U max không nhỏ 1%/s Dao động điện áp gây dao động ánh sáng, làm hại mắt ngời lao động, gây nhiễu máy thu thanh, máy thu hình thiết bị điện tử Độ dao động điện áp đợc hạn chế miền cho phÐp Ngêi thùc hiƯn : Ngun TiÕn Thµnh -5- Ln văn thạc sỹ khoa học - Độ không đối xứng Phụ tải pha không đối xứng dẫn đến điện áp pha không đối xứng Sự không đối xứng đợc đặc trng thành phần thứ tự nghịch U điện áp Điện áp không đối xứng làm giảm hiệu công tác tuổi thọ thiết bị dùng điện, giảm khả tải lới điện tăng tổn thất điện - Độ không sin Các thiết bị dùng điện có đặc tính phi tuyến nh máy biến áp không tải, chỉnh lu, thyristor làm biến dạng đờng đồ thị điện áp, khiến không hình sin xuất sóng hài bậc cao U j , I j Các sóng hài bậc cao góp phần làm giảm điện áp đèn điện thiết bị sinh nhiệt, làm tăng thêm tổn thất sắt từ động cơ, tổn thất điện môi cách điện, tăng tổn thất lới điện thiết bị dùng điện, giảm chØ tiªu kinh tÕ - kü tht cđa hƯ thèng cung cấp điện, gây nhiễu máy thu thanh, máy thu hình thiết bị điện tử, thiết bị điều khiển khác Tiêu chuẩn Nga quy định: U j = ∑ U 2j ≤ 5%.U1 , víi j = 3, 5, 7… U - trÞ hiƯu dơng cđa sang hài bậc điện áp Tần số đợc đảm bảo cách điều khiển cân công suất tác dụng chung toàn hệ thống điện đợc thực nhà máy điện Chất lợng điện áp đợc đảm bảo nhờ biện pháp điều chỉnh điện áp lới truyền tải phân phối Các biện pháp điều chỉnh điện áp thiết bị để thực đợc chọn lựa quy hoạch thiết kế lới điện, đợc hoàn thiện thờng xuyên vận hành Các tác động điều khiển đợc thực vận hành gồm có tác động dới tải tải 1.1.2 Độ tin cậy cung cấp điện Ngời thực : Nguyễn Tiến Thành -6- Luận văn thạc sỹ khoa học - Độ liên tục cung cấp điện tính thời gian điện trung bình năm cho hộ dùng điện tiêu khác đạt giá trị hợp lý chấp nhận đợc cho phía ngời dùng điện hệ thống điện - Độ tin cậy cung cấp điện đợc đảm bảo nhờ kết cấu hệ thống điện lới điện đợc lựa chọn quy hoạch thiết kế Thông thờng hệ thống điện đảm bảo độ tin cậy mức trung bình chấp nhận đợc, độ tin cậy cao nút hệ thống (có liên lạc với nhiều nguồn) nút địa phơng (cã Ýt nhÊt hai ngn) ë líi ph©n phèi møc tin cËy thÊp h¬n Theo thêi gian, cïng víi sù phát triển kinh tế đời sống, mức tin cậy trung bình ngày đợc nâng cao - Các phụ tải có tính chất trị, xà hội cao đợc đảm bảo độ tin cậy đặc biệt cao sơ đồ riêng Các phụ tải công nghiệp phụ tải thơng mại có yêu cầu cao độ tin cậy (hơn mức lới điện chung) đợc cấp điện với sơ đồ có độ tin cậy cao hơn, sử dụng biện pháp phụ thêm, riêng biệt để đảm bảo độ tin cậy cao - Do mức độ điện khí hóa ngày cao sản xuất nh sinh họat, yêu cầu phụ tải điện độ tin cậy ngày cao, hệ thống điện phải hoàn thiện không ngừng cấu trúc nh phơng thức vận hành để đáp ứng 1.2 Cân công suất phản kháng Điều chỉnh điện áp hệ thống điện 1.2.1 Khái quát chung Vì lý kinh tế, công suất phản kháng nhà máy điện đảm đơng phần yêu cầu công suất phản kháng phụ tải, nhng phần quan trọng đáp ứng tức thời biến đổi nhanh công suất phản Ngời thực : Nguyễn Tiến Thành -7- Luận văn thạc sỹ khoa học kháng phụ tải chế độ làm việc bình thờng nh cố Phần lại phải dùng thiết bị bù để cung cấp cho phụ tải Bù công suất phản kháng để phục vụ điều chỉnh điện áp, điện áp chế độ vận hành tiêu chuẩn kỹ thuật để chọn công suất bù, vị trí luật điều khiển tụ bù Điều chỉnh điện áp vận hành thao tác tụ bù với điều chỉnh kích từ máy phát điện điều chỉnh đầu phân áp biến áp có trang bị điều áp dới tải Phơng thức điều chỉnh điện áp lựa chọn ảnh hởng nhiều đến toán bù, định mục tiêu nh cách thức đặt bù Ngợc lại, cách thức đặt bù ảnh hởng đến chất lợng điều chỉnh điện áp, hai toán liên hệ chặt chẽ với 1.2.2 Bù công suất phản kháng hệ thống điện 1.2.2.1 Đặt vấn đề Vấn đề đặt toán bù công suất phản kháng hệ thống điện cần xác định vị trí đặt bù, công suất bù, luật điều chỉnh tụ bù vị trí cho điện áp nút hƯ thèng n»m ph¹m vi cho phÐp mäi chế độ vận hành bình thờng cố * Ta xét hàm mục tiêu: Chi phí cho bù nhỏ nhất, nhng đảm bảo: - Điện áp mäi nót lín nhÊt giíi h¹n cho phÐp; - Điều kiện ổn định tĩnh ổn định điện áp hệ thống đợc đảm bảo coa chế độ vận hành bình thờng cố * Các biến điều khiển: - Điện áp máy phát; - Vị trí đầu phân áp máy biến áp điều áp dới tải; Ngời thực : Nguyễn Tiến Thành -8-