bé gi¸o dôc vµ ®µo t¹o tr êng ®¹i häc b¸ch khoa hµ néi LÊ NGỌC HUY ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG ĐIỆN NĂNG TRONG LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI luËn v¨n th¹c sÜ KỸ THUẬT chuyªn ngµnh hÖ thè[.]
bộ giáo dục đào tạo tr-ờng đại học bách khoa hµ néi - LÊ NGỌC HUY ĐỀ TÀI : NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG ĐIỆN NĂNG TRONG LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHI luận văn thạc sĩ K THUT chuyên ngành : hƯ thèng ®iƯn ng-êi h-íng dÉn khoa häc: pgs.TS ĐẶNG QUỐC THỐNG hµ néi - 2014 17066749485144679778d-4a45-43b6-9aef-b61d7bf8db10 17066749485149a7544e6-119f-4e67-82e7-da123b6618c5 1706674948514edfe85fc-5986-49ed-ae5d-ae9db994882c LUẬN VN TT NGHIP Lời cam đoan Kính th-a thầy cô giáo, đồng nghiệp bạn đọc! Sau thời gian dài tìm hiểu, nghiên cứu đ-ợc giúp đỡ thầy giáo h-ớng dẫn trực tiếp giúp đỡ thầy cô giáo, với bạn đồng nghiệp đà hoàn thành Luận văn nghiên cứu Tôi cam đoan luận văn thực Các số liệu thống kê, báo cáo, tài liệu khoa học Luận văn đ-ợc sử dụng công trình khác đà nghiên cứu, đ-ợc thích đầy đủ, quy định Tác giả luận văn Lờ Ngc Huy Lấ NGC HUY - 2012B LUN VĂN TỐT NGHIỆP MỤC LỤC Trang Trang phơ b×a Lêi cam đoan Mục lục Danh mục chữ viết tắt Danh mục bảng Danh mục hình vẽ, đồ thị Mở đầu CHNG 1.TNG QUAN V CHT LNG IN NĂNG 1 1.1 Sự cần thiết quan tâm đến chất lượng điện 1.2 Định nghĩa chất lượng điện 1.3 Các tiêu chuẩn đánh giá chất lượng điện 1.3.1 Tần số 1.3.1.1 Độ lệch tần số 1.3.1.2 Ảnh hưởng thay đổi tần số 1.3.2 Điện áp nút phụ tải 1.3.3.1 Độ lệch điện áp 1.3.2.2 Dao động điện áp 1.3.2.3 Diễn biến điện áp lưới phân phối 1.3.2.4 Ảnh hưởng điện áp đến làm việc phụ tải 10 1.3.3 Độ khơng sin 1.3.3.1 Sóng hài 13 1.3.3.2 Các nguồn tạo sóng hài 14 1.3.3.3 Ảnh hưởng sóng hài 16 LÊ NGỌC HUY - 2012B 13 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 1.3.4 Độ không đối xứng 23 1.3.4.1 Nguyên nhân 23 1.3.4.2 Ảnh hưởng không đối xứng lưới điện 25 CHƯƠNG 2.CÁC BIỆN PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG ĐIỆN 29 NĂNG 2.1 Tổng quan lưới phân phối 29 2.1.1 Khái niệm chung 29 2.1.2 Cấu trúc lưới phân phối 29 2.2 Nhóm biện pháp tổ chức quản lý vận hành 31 2.3 Nhóm biện pháp kỹ thuật 32 2.3.1 Điều chỉnh điện áp lưới phân phối 33 2.3.2 Bù công suất phản kháng 35 2.3.2.1 Quan hệ công suất phản kháng điện áp 35 2.3.2.2 Nguyên tắc bù công suất phản kháng 36 2.3.2.3 Phương pháp bù công suất phản kháng 37 2.3.3.Nâng cao chất lượng điện cách khử sóng hài 40 2.3.2.1.Dùng cuộn kháng triệt sóng hài 40 2.3.2.2.Dùng mạch lọc 43 2.3.4 Đối xứng hóa lưới điện 44 2.3.4.1 Đối xứng hóa phần tử tĩnh 44 2.3.4.2 Đối xứng hóa máy điện quay 55 CHƯƠNG3 ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN, KINH TẾ Xà HỘI VÀ HIỆN TRẠNG LƯỚI ĐIỆN HUYỆN KIM ĐỘNG 57 3.1.Giới thiệu hoàn cảnh trị, địa lý, kinh tế xã hội 57 3.1.1.Điều kiện tự nhiên – Vị trí địa lý 57 3.1.2 Dân số 57 LÊ NGỌC HUY - 2012B LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 3.1.3 Tình hình phát triển kinh tế xã hội 57 3.1.3.1 Tình hình phát triển kinh tế năm 2012 57 3.1.3.2 Kết cụ thể ngành lĩnh vực kinh tế 58 3.1.3.3 Lĩnh vực văn hóa xã hội 59 3.1.3.4.Định hướng phát triển kinh tế giai đoạn 2010 – 2015 59 3.2 Hiện trạng cung cấp điện huyện Kim Động 60 3.2.1 Nguồn điện 60 3.2.1.1 Các trạm 110kV 60 3.2.1.2 Các trạm biến áp trung gian 60 3.2.2 Lưới trung áp 61 CHƯƠNG SỬ DỤNG PHẦN MỀM PSS/ADEPT TÍNH PHÂN BỐ 64 CÔNG SUẤT VÀ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG ĐIỆN ÁP LƯỚI ĐIỆN TRUNG ÁP HUYỆN KIM ĐỘNG 4.1 Tỉng quan vỊ phần mềm PSS/ADEPT 64 4.1.1 Các chức phần mềm 64 4.1.2 Các cửa sổ ứng dụng cđa PSS/ADEPT 65 4.2 Sư dơng phÇn mỊm PSS/ADEPT tÝnh phân b công suất l-ới 67 điện trung ỏp huyện Kim Động 4.2.1 Tính phân b công suất đ-ờng dây trung áp huyện 67 Kim Động 4.2.1.1 Dữ liƯu phơc vơ tÝnh to¸n 67 4.2.1.2 Khai b¸o, nhËp liệu tính toán phền mềm 67 PSS/ADEPT 5.0 4.2.2 Tổng hợp kết tính toán l-ới điện trung áp huyện 81 Kim Động 4.3.ỏnh giỏ cht lượng điện áp giải pháp nâng cao chất lượng điện áp lưới trung áp huyện Kim Động LÊ NGỌC HUY - 2012B 83 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 4.4 Xác định vị trí dung lượng bù để nâng cao chất lượng điện 85 áp lộ 971TG Kim Động 4.4.1 Bù công suất phản kháng theo yêu cầu kỹ thuật 85 4.4.2 Đánh giá tiêu kỹ thuật cho phương án 87 4.4.3 Đánh giá tiêu kinh tế cho cỏc phng ỏn 93 Kết luận kiến nghị 97 Tài liệu tham khảo 99 Ph Lc Lấ NGC HUY - 2012B LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Danh mơc c¸c chữ viết tắt GDP Tổng sản phẩm quốc nội CNXD Công nghiệp xây dựng TMDV Thương mại dịch vụ TTCN Tiu th cụng nghip TG Trạm biến áp trung gian GD-ĐT Giáo dục đào tạo TSVM Trong vững mạnh BAPP Biến áp phân phối MBA Máy biến áp ĐZ Đ-ờng dây PSS/ADEPT NPV Phần mềm tính toán phân tÝch l-íi ®iƯn Giá trị LÊ NGỌC HUY - 2012B LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Danh mơc c¸c b¶ng Bảng 2.1 Cơng suất bù ứng với bậc cộng hưởng Bảng 3.1 Tình trạng vận hành trạm biến áp 110 kV huyện Kim Động B¶ng 3.2 Tình trạng mang tải trạm biến áp trung gian Bảng 3.3 Thông kê đ-ờng dây trung áp huyn Kim ng Bảng 3.4 Thống kê cụng sut t v chiu di đ-ờng dây trung ¸p Bảng 3.5 Hiện trạng tải trạm biến áp lộ 971TG Kim Động B¶ng 4.1Kết phân tích đường dây 10kV lộ 971TG Kim Động phụ tải cực đại B¶ng 4.2Thống kê nút có độ lệch điện áp không nằm giới hạn cho php lộ 971TG Kim Động lộ 375E28.7 phụ tải cực đại B¶ng 4.3 Kết phân tích đường dây 10kV lộ 971TG Kim Động phụ tải cực tiểu B¶ng 4.4 Thống kê độ lệch điện áp nút lưới trung áp huyện Kim Động phụ tải cực tiểu Bảng 4.5 Tổng hợp kết tính tốn lưới trung áp huyện Kim Động B¶ng 4.6 Thống kê độ lệch điện áp nút lộ 375E28.7 sử dụng điều áp tải phụ tải cực đại Bảng 4.7 Vị trí, dung lượng bù 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 Bảng 4.8 Thống kê nút có độ lệch điện áp không nằm giới hạn cho php 971TG Kim Động theo phương án bù Bảng 4.9 Thống kê đoạn dây cần nâng tiết diện lộ 971TG Kim Động Bảng 4.10 Kết phân tích đường dây sau bù công suất phản kháng nâng tiết diện lộ 971TG Kim Động Bảng 4.11 Thống kê độ lệch điện áp nút lộ 971TG Kim Động kết hợp bù công suất phản kháng nâng tiết diện dây Bảng 4.12 Vị trí dung lượng bù theo phương án Bảng 4.13 Thống kê độ lệch điện áp nút lộ 971TG Kim Động bù 100% cơng suất phản kháng vị trí bù Bảng 4.14 Các số liệu dùng tiến hành phân tích kinh tÕ Bảng 4.15 Kết phân tích NPV kết hợp bù nâng tiết diện dây Bảng 4.16 Kết phân tích NPV bù 100% cơng suất phản kháng vị trí bù LÊ NGỌC HUY - 2012B LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 DANH MỤC HÌNH VẼ ĐỒ THỊ Hình 1.1 Miền chất lượng điện áp Hình 1.2 Miền chất lượng điện áp ứng chế độ max phụ tải Hình 1.3 Diễn biến điện áp lưới phân phối Hình 1.4 Tiêu chuẩn điện áp theo 1.8.5 Hình 1.5 Tiêu chuẩn điện áp theo 1.8.5 trục ngang Hình 1.6 Đặc tính đèn sợi đốt Hình 1.7 Sự phụ thuộc P, Q vào điện áp Hình 1.8 Các bậc sóng hài Hình 1.9 Hiện tượng từ trễ bão hịa mạch từ làm mo dạng sóng dịng điện Hình 1.10 Sự phụ thuộc tổn thất công suất ∆Pd giá trị hiệu dụng dòng điện Ie vào độ mo Hình 1.11 Sự suy giảm cơng suất máy biến áp phụ thuộc vào tỷ phần phụ tải phi tuyến mạng Hình 1.12 Sự phụ thuộc tổn thất điện vào hệ số KĐX Hình 2.1 Lưới phân phối hình tia khơng phân đoạn Hình 2.2 Lưới phân phối hình tia có phân đoạn Hình 2.3 Lưới điện kín vận hành hở Hình 2.5 Sơ đồ đơn tuyến sơ đồ tương đương LC Hình 2.6 Tổng trở mạng điện lắp cuộn cảm triệt hài Hình 2.7 Sơ đồ nguyên lý lọc tích cực Hình 2.8 Trường hợp tải ba pha khơng đối xứng nối tam giác H×nh 2.9 Trường hợp tải ba pha khơng đối xứng nối H×nh 2.10 Mơ hình hóa phụ tải pha khơng đối xứng bất k H×nh 2.11 Sơ đồ đối xứng hóa phần tử H×nh 2.12 Sơ đồ đối xứng hai phần tử H×nh 2.13 Sơ đồ đối xứng hóa ba phần tử H×nh 3.1 Sơ đồ sợi lộ 471E28.2 26 H×nh 4.1 Màn hình giao diện ch-ơng trình PSS/ADEPT 29 Hình 4.2 Hiển thị kết phân tích đường dây 10kV lộ 971TG Kim Động phụ tải cực đại LÊ NGC HUY - 2012B LUN VN TT NGHIP Mở đầu Lý chọn đề tài Sau 20 năm mở cửa, đổi Việt Nam đà thu đ-ợc nhiều thành tựu to lớn công xây dựng bảo vệ tổ quốc, đặc bit phát triển kinh tế, xà hội trị Cùng với phát triĨn cđa nỊn kinh tÕ - x· héi, nhu cÇu sử dụng điện n-ớc ta ngày tăng nhanh, việc đảm bảo cung cấp điện an toàn, liên tục, ổn định đảm bảo chất l-ợng điện cao tiêu chí quan trọng hàng đầu ngành điện n-íc ta Sau ViƯt Nam nhËp WTO, c¸c nhà đầu t- n-ớc đà đầu tvào Việt Nam nhiều lĩnh vực, chủ yếu lĩnh vực công nghiệp nên nhu cầu cung cấp điện với chất l-ợng cao Do việc nâng cao chất lượng điện đặc biệt lưới điện phân phối mang ý nghĩa chiến lược Từ lý luận văn chọn đề tài “ Nghiên cứu giải pháp nâng cao chất lượng điện lưới điện phõn phi Mục đích nghiên cứu luận văn Cơ sở lý thuyết lưới phân phối, vấn đề chất lượng điện lưới phân phối Trong phạm vi luận văn chủ yếu nghiên cứu chất lượng điện áp, phương pháp đánh giá biện pháp nâng cao chất lượng điện áp Áp dụng tính tốn chất lượng điện áp máy tính cho mt li in c th Đối t-ợng phạm vi nghiên cứu đề tài i tng nghiờn cứu chung đề tài tập trung chủ yếu lưới phân phối lộ xuất tuyến đường dây trung áp TBA 110 kV Trong điều kiện thời gian có hạn luận văn chủ yếu nghiên cứu vấn đề chất lượng điện lưới trung áp, lưới điện phân phối hình tia hay lưới điện kín vận hành hở áp dụng đánh giá thực tế cho lưới điện trung thÕ §iƯn lc Kim ng Sử dụng phần mềm PSS/ADEPT tính toán trào l-u công suất v ỏnh Lấ NGC HUY - 2012B