Trong những năm gần đây, nền kinh tế nước ta tiếp tục tăng trưởng một cách ấn tượng, đòi hỏi nhu cầu điện phải tăng rất nhanh ở mức 15%, thậm chí cao hơn. Để đáp ứng nhu cầu trên, nước ta cần phải mở rộng rất lớn hệ thống điện trong thập kỷ tới. Vốn cho đầu tư cần được huy động từ tất cả các nguồn, gồm cả vốn tự có của EVN và các khoản đầu tư lớn từ bên ngoài vào các nhà máy điện độc lập. Đồng thời với đáp ứng nhu cầu phát triển, EVN cũng đang tiến hành một chương trình cải cách lớn, nhằm thiết lập một cấu trúc quản lý mới, tái cơ cấu công ty điện lực hiện nay đang thống lĩnh ngành điện và từng bước xây dựng một thị trường điện cạnh tranh. Áp lực phải đáp ứng nhu cầu điện tăng nhanh và cao, sự cấp bách phải huy động các nguồn vốn đầu tư cho các nguồn điện mới và đồng thời bảo đảm những cấu trúc và cơ cấu mới đang được hình thành trong quá trình cải cách và tái cơ cấu đáp ứng được yêu cầu dài hạn. Sự đồng thời diễn ra trên đã tạo ra những thách thức trong thời điểm có thể nói là kịch tính nhất đối với ngành điện ViệtNam. Tăng trưởng của nhu cầu điện ở Việt Nam hiện nay chủ yếu do gia tăng nhu cầu điện của ngành công nghiệp và gia tăng sử dụng điện cho sinh hoạt của người dân. Trong giai đoạn 20112015, nhu cầu điện dự kiến tiếp tục tăng cao ở mức 11%năm. Chương trình cải cách ngành điện dài hạn của Việt Nam đã bắt đầu được triển khai với Luật Điện lực được thông qua vào cuối năm 2004, Cục Điều tiết Điện lực được thành lập hoạt động dưới sự giám sát của Bộ trưởng Bộ Công thương và Lộ trình cải cách đã được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt đầu năm 2006. Những nỗ lực tái cơ cấu ngành điện và phát triển một thị trường điện cạnh tranh là mục tiêu trong dài hạn. Điều quan trọng là cần bảo đảm rằng các quyết định về tái cơ cấu và cổ phần hóa một loạt các đơn vị hiện trực thuộc EVN và các thỏa thuận về phát triển các nhà máy điện độc lập phải là những bước tiến phù hợp trong tương lai và năng lực, uy tín, hiệu lực của Cục Điều tiết Điện lực cần được thiết lập để ban hành khung điều tiết để bảo đảm khả năng dự báo trước cho các chủ đầu tư. Đó là một nhiệm vụ hết sức khó khăn của ngành điện, trong đó việc nâng cao chất lượng điện năng ở lưới điện phân phối có ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng điện năng và chỉ tiêu kinh tế chung của toàn hệ thống.
Luận văn tốt nghiệp thạc sỹ khoá 8 - Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên Mục mở đầu Trong những năm gần đây, nền kinh tế nớc ta tiếp tục tăng trởng một cách ấn tợng, đòi hỏi nhu cầu điện phải tăng rất nhanh ở mức 15%, thậm chí cao hơn. Để đáp ứng nhu cầu trên, nớc ta cần phải mở rộng rất lớn hệ thống điện trong thập kỷ tới. Vốn cho đầu t cần đợc huy động từ tất cả các nguồn, gồm cả vốn tự có của EVN và các khoản đầu t lớn từ bên ngoài vào các nhà máy điện độc lập. Đồng thời với đáp ứng nhu cầu phát triển, EVN cũng đang tiến hành một chơng trình cải cách lớn, nhằm thiết lập một cấu trúc quản lý mới, tái cơ cấu công ty điện lực hiện nay đang thống lĩnh ngành điện và từng bớc xây dựng một thị trờng điện cạnh tranh. áp lực phải đáp ứng nhu cầu điện tăng nhanh và cao, sự cấp bách phải huy động các nguồn vốn đầu t cho các nguồn điện mới và đồng thời bảo đảm những cấu trúc và cơ cấu mới đang đợc hình thành trong quá trình cải cách và tái cơ cấu đáp ứng đợc yêu cầu dài hạn. Sự đồng thời diễn ra trên đã tạo ra những thách thức trong thời điểm có thể nói là kịch tính nhất đối với ngành điện ViệtNam. Tăng tr- ởng của nhu cầu điện ở Việt Nam hiện nay chủ yếu do gia tăng nhu cầu điện của ngành công nghiệp và gia tăng sử dụng điện cho sinh hoạt của ngời dân. Trong giai đoạn 2011-2015, nhu cầu điện dự kiến tiếp tục tăng cao ở mức 11%/năm. Ch- ơng trình cải cách ngành điện dài hạn của Việt Nam đã bắt đầu đợc triển khai với Luật Điện lực đợc thông qua vào cuối năm 2004, Cục Điều tiết Điện lực đợc thành lập hoạt động dới sự giám sát của Bộ trởng Bộ Công thơng và Lộ trình cải cách đã đợc Thủ tớng Chính phủ phê duyệt đầu năm 2006. Những nỗ lực tái cơ cấu ngành điện và phát triển một thị trờng điện cạnh tranh là mục tiêu trong dài hạn. Điều quan trọng là cần bảo đảm rằng các quyết định về tái cơ cấu và cổ phần hóa một loạt các đơn vị hiện trực thuộc EVN và các thỏa thuận về phát triển các nhà máy điện độc lập phải là những bớc tiến phù hợp trong tơng lai và năng lực, uy tín, hiệu lực của Cục Điều tiết Điện lực cần đợc thiết lập để ban hành khung điều tiết để bảo đảm khả năng dự báo trớc cho các chủ đầu t. Đó là một nhiệm vụ hết sức khó khăn của ngành điện, trong đó việc nâng cao chất lợng điện năng ở lới điện phân phối có ảnh hởng đáng kể đến chất lợng điện năng và chỉ tiêu kinh tế chung của toàn hệ thống. Với lới điện phân phối việc đáp ứng những yêu cầu về chất lợng điện năng gặp không ít khó khăn, đặc biệt ở các đờng dây sử dụng các cấp điện áp 6 kV, 10kV, 22kV, lấy qua các trạm trung gian 35/6 kV và 35/10kV không có hệ thống điều áp dới tải. Sự phát triển mạnh mẽ của phụ tải điện ảnh hởng chất lợng điện năng ở lới điện phân phối thể hiện dễ nhận thấy là chất lợng điện áp. 1 Luận văn tốt nghiệp thạc sỹ khoá 8 - Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên Xuất phát từ thực tiễn tác giả mong muốn đóng góp một phần những tìm tòi, nghiên cứu của mình vào việc duy trì chỉ tiêu chất lợng điện áp trong lới điện phân phối có nhiều cấp điện áp nhng không có hệ thống điều áp dới tải tại các trạm trung gian Luận văn bao gồm 4 chơng và hai mục (Mục mở đầu và Mục kết luận), trong đó: Chơng 1 Trình bày lý thuyết chung về chất lợng điện năng, các chỉ tiêu chất lợng điện năng tại một số quốc gia và của Việt Nam, chú trọng phân tích chỉ tiêu độ lệch điện áp, diễn biến của điện áp trong lới điện phân phối và các phơng pháp điều chỉnh độ lệch điện áp. Chơng 2 Giới thiệu tổng quát về lới điện tỉnh Hng Yên, những yêu cầu xuất phát từ thực tế về chất lợng điện năng. Chơng 3 Trình bày cụ thể phơng pháp tính toán và điều chỉnh chất lợng điện áp bao gồm kiểm tra độ lệch điện áp theo các tiêu chuẩn về chất lợng điện áp, tính toán chỉ tiêu tổng quát, điều chỉnh tối u đầu phân áp cố định của các máy biến áp phân phối, áp dụng cụ thể trên một đờng dây thực tế. Trong chơng này cũng trình bày các công thức tính toán các phần tử, phơng pháp tính toán, sơ đồ t- ơng đơng của lới điện có nhiều cấp điện áp, các chế độ tính toán tổn thất điện áp và ví dụ tính toán. Dựa trên những phân tích về phơng pháp tính thành lập những giải thuật cho phép tính toán nhanh và chính xác, tổ hợp thành chơng trình máy tính thuận tiện trong sử dụng, khả năng ứng dụng để tính toán các sơ đồ phức tạp trong thực tế vận hành của lới điện phân phối. Chơng 4: Dựa trên các số liệu thu thập từ thực tế vận hành của lới điện Hng Yên và chơng trình máy tính đó lập, áp dụng để tính toán và đề xuất một số giải pháp cải thiện chất lợng điện áp ở lới phân phối Hng Yên. Mục Kết luận: Đánh giá hiệu quả việc áp dụng phơng pháp tính toán, điều chỉnh điện áp trên lới điện Hng Yên. Tác giả chân thành gửi lời cảm ơn tới PGS.TS Trần Bách và các thầy cô của Bộ môn Hệ thống điện trờng Đại học Bách khoa Hà Nội đã tận tình hớng dẫn, chỉ bảo giúp tác giả hoàn thành luận văn. Cảm ơn các đồng nghiệp đã giúp đỡ trong công việc để tác giả có thời gian học tập, thu thập số liệu viết luận văn. 2 Luận văn tốt nghiệp thạc sỹ khoá 8 - Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên CHƯƠNG 1 Lý THUYếT CHUNG Về CHấT LƯợNG ĐIệN NĂNG Và ĐIềU CHỉNH CHấT LƯợNG ĐIệN NĂNG 1.1 Chất lợng điện năng. Lới điện đợc đánh giá theo 4 tiêu chuẩn chính: 1- An toàn điện. 2- Chất lợng điện năng. 3- Độ tin cậy cung cấp điện. 4- Hiệu quả kinh tế. Chất lợng điện áp là một chỉ tiêu trong tiêu chuẩn chất lợng điện năng, nó đợc đánh giá bởi các chỉ tiêu sau: 1- Độ lệch điện áp trên cực của thiết bị dùng điện so với điện áp định mức. 2- Độ dao động điện áp. 3- Độ không đối xứng. 3 Luận văn tốt nghiệp thạc sỹ khoá 8 - Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên 4- Độ không sin (sự biến dạng của đờng cong điện áp, các thành phần sóng hài bậc cao ) Chất lợng cung cấp điện bị ảnh hởng đáng kể bởi chất lợng điện áp cung cấp cho khách hàng, nó bị tác động bởi các thông số trên các đờng dây khác nhau. Có thể có các dạng nh: sự biến đổi dài hạn của điện áp so với điện áp định mức, điện áp thay đổi đột ngột, những xung dốc dao động hoặc điện áp ba pha không cân bằng. Hơn nữa tính không đồng đều nh tần số thay đổi, sự không tuyến tính của hệ thống hoặc trở kháng phụ tải sẽ làm méo dạng sóng điện áp, các xung nhọn do các thu lôi sinh ra cũng có thể đợc lan truyền trong hệ thống cung cấp. Các trờng hợp này đợc mô tả trong hình sau. Hình 1 - 1: Dạng sóng điện áp lý tởng và các thay đổi của điện áp. a) Dạng sóng điện áp lý tởng. b) Các dạng thay đổi của sóng điện áp. Các xung nhọn, xung tuần hoàn và nhiễu tần số cao có tính chất khu vực. Nó đợc sinh ra một số do quá trình phóng điện của các thu lôi, do tác động đóng cắt của các van điện tử công suất, do hồ quang của các điện cực vì vậy chỉ có thể lan truyền trong phạm vi và thời điểm nhất định. Cũng nh vậy sự biến đổi tần số thờng do các lò trung, cao tần sinh ra và mức độ lan truyền cũng không lớn. Đối với hiện tợng điện áp thấp và điện áp cao thì có thể xảy ra ở mọi nơi và xuất hiện dài hạn. Để ngăn ngừa các hiệu ứng có hại cho thiết bị của hệ thống cung cấp trong một mức độ nhất định, luật và các quy định khác nhau đã tồn tại trong các vùng khác nhau để chắc rằng mức độ của điện áp cung cấp không đợc ra ngoài dung sai đã quy định. Các đặc tính của điện áp cung cấp đợc chỉ rõ trong các tiêu chuẩn chất lợng điện áp thờng đợc mô tả bởi tần số, độ lớn, dạng sóng và tính đối xứng của điện áp 3 pha. Trên thế giới có sự dao động tơng đối rộng trong việc chấp nhận các dung sai có liên quan đến điện áp. Các tiêu chuẩn luôn luôn đợc phát triển hợp lý để đáp lại sự phát triển của kỹ thuật, kinh tế và chính trị. Bởi vì một vài tình tiết ảnh hởng đến điện áp cung cấp là ngẫu nhiên trong thời gian và không gian (vị trí) nên một vài đặc trng có thể đợc mô tả trong các tiêu chuẩn với các tham số tĩnh để thay thế cho các giới hạn đặc biệt. Một khía 4 Luận văn tốt nghiệp thạc sỹ khoá 8 - Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên cạnh quan trọng trong việc áp dụng các tiêu chuẩn là để xem xét ở nơi nào và ở đâu trong mạng cung cấp, các đặc tính của điện áp là định mức. Tiêu chuẩn châu Âu EN50160 chỉ rõ các đặc điểm của điện áp ở các đầu cuối cung cấp cho khách hàng dới các điều kiện vận hành bình thờng. Các đầu cuối cung cấp đợc định nghĩa là điểm kết nối của khách hàng nối vào hệ thống cộng cộng. EN50160 chỉ ra rằng, trong các thành viên của Eropean Communities - Cộng đồng Châu Âu, dải biến đổi giá trị hiệu dụng (RMS) của điện áp cung cấp trong 10 phút (điện áp pha hoặc điện áp dây) là Vn 10% với 95% thời gian trong tuần. Với hệ thống 3 pha 4 dây, Vn = 230 V giữa pha và trung tính. Nói đúng ra, điều này có nghĩa là mỗi tuần có hơn 8 giờ không có giới hạn cho giá trị của điện áp cung cấp. Cũng có một số chỉ trích rằng dung sai điện áp Vn 10% là quá rộng. Đến năm 2003, điện áp danh định và dung sai có thể sẽ khác, các giá trị đã bắt đầu cao hơn phù hợp hơn với HD472S1. Trong thời gian chuyển tiếp, các vùng có hệ thống 220/380V có thể sẽ đa ra điện áp 230/400V + 6%/-10%, các vùng khác có hệ thống 240/415V sẽ đa ra điện áp 230/400 V +10%/-6%. Tần số của hệ thống cung cấp phụ thuộc sự tơng tác giữa các máy phát và phụ tải, giữa dung lợng các máy phát và nhu cầu của phụ tải. Điều này có nghĩa là sẽ khó khăn hơn cho các hệ thống nhỏ, cô lập, để duy trì chính xác tần số so với các các hệ thống nối liền đồng bộ với một hệ thống lân cận. Trong Eropean Communities - Cộng đồng Châu Âu tần số danh định (định mức) của điện áp cung cấp đợc quy định là 50Hz. Theo EN50160 giá trị trung bình của tần số cơ bản đo đợc trong thời gian hơn 10s với hệ thống phân phối nối liền đồng bộ với một hệ thống lân cận là 50Hz 1% trong suốt 95% thời gian trong tuần và 50Hz +4% /- 6% trong 100% thời gian trong tuần. Hệ thống phân phối không nối liền đồng bộ với một hệ thống lân cận có dải dung sai tần số là 2%. Dung sai tần số của EN50160 cũng giống với quy định hiện thời của các nớc thành viên. Trong một series nghiên cứu về sự mức độ thay đổi điện áp ở khách hàng, một công ty điện lực Anh đã ghi lại các giá trị điện áp cực đại và cực tiểu của một số khách hàng mỗi giờ một lần. Từ các thông tin giá trị trung bình của điện áp cực đại và cực tiểu trên khách hàng vẽ đợc đồ thị nh (Hình 1- 2). 5 Luận văn tốt nghiệp thạc sỹ khoá 8 - Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên Hình 1- 2: Sự thay đổi của điện áp trên phụ tải trong ngày. Từ đồ thị biểu diễn trên ta nhận thấy sự phụ thuộc của giá trị điện áp vào các thời điểm trong ngày, hay nói khác hơn là phụ thuộc vào quy luật hoạt động của phụ tải. Tại Việt Nam, chất lợng điện năng đợc quy định tại mục 2, điều 31của nghị định số 45/2001/NĐ- CP ngày 02/8/2001 của Chính phủ nh sau: 1-Về điện áp: Trong điều kiện vận hành bình thờng, điện áp đợc phép dao động trong khoảng (5% so với điện áp danh định và đợc xác định tại phía thứ cấp của máy biến áp cấp điện cho bên mua hoặc tại vị trí khác do hai bên thỏa thuận trong hợp đồng khi bên mua đạt hệ số công suất cos = 0,85 và thực hiện đúng biểu đồ phụ tải đã thỏa thuận trong hợp đồng). Trong trờng hợp lới điện cha ổn định, điện áp đợc dao động từ +5% đến -10%. 2-Về tần số: Trong điều kiện bình thờng, tần số hệ thống điện đợc dao động trong phạm vi (0,2Hz so với tần số định mức là 50Hz). Trờng hợp hệ thống cha ổn định, cho phép độ lệch tần số là (0,5Hz). 3-Trong trờng hợp bên mua cần chất lợng điện năng cao hơn tiêu chuẩn quy định tại các khoản 1 và 2, điều này, các bên phải thỏa thuận trong hợp đồng. Với các quy định trên ta nhận thấy tiêu chuẩn chất lợng điện năng của nớc ta khá cao so với tiêu chuẩn của cộng đồng châu Âu. Lới điện Hng Yên có tất cả những biến động của điện áp nh đã mô tả ở trên. Điện áp thấp thờng thấy ở các khu vực cuối các đờng dây dài cấp điện cho các khu vực nông thôn. Điện áp cao xuất hiện tại các phụ tải gần đầu nguồn do điều áp dới tải không phù hợp, do đặt đầu phân áp không cha hợp lý hoặc do vận hành quá bù ở các trạm phân phối gần đâu nguồn. Dao động điện áp, xung điện áp, sóng hài, thờng xuất hiện tại các khu vực công nghiệp Phố Nối Do quá tải các máy biến áp phân phối, do vận hành các lò hồ quang điện, lò trung tần để sản xuất thép. 1.2. Các phơng pháp điều chỉnh điện áp: 1.2.1 Nguyên nhân gây biến động điện áp và ảnh hởng của nó đến chế độ làm việc của mạng và Thiết bị điện. 6 Luận văn tốt nghiệp thạc sỹ khoá 8 - Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên Nếu điện áp đặt vào phụ tải không đúng với điện áp định mức của phụ tải yêu cầu thì ít hay nhiều tình trạng làm việc của phụ tải đó cũng trở lên không tốt. Nói cách khác, độ lệch điện áp càng lớn thì chỉ tiêu kinh tế của các thiết bị dùng điện càng thấp. Theo định nghĩa độ lệch điện áp bằng: U = U U đm (V, kV). Độ lệch điện áp tính theo phần trăm so với điện áp định mức bằng: Trong đó: U: là điện áp thực tế đặt vào phụ tải (V, kV). U đm : là điện áp định mức của mạng điện (V, kV). Độ lệch điện áp sinh ra ở nơi tiêu thụ điện là do bởi hai nguyên nhân: Nguyên nhân phát sinh ở bản thân các hộ dùng điện và nguyên nhân phát sinh do sự biến đổi về tình trạng vận hành của hệ thống điện. Phụ tải của các hộ dùng điện luôn thay đổi gây nên độ lệch điện áp, vì phụ tải thay đổi khiến công suất chuyên chở trong mạng điện thay đổi, mức tổn thất công suất và tổn thất điện áp trong mạng điện cũng thay đổi, gây ra các độ lệch khác nhau về điện áp. Đây là các biến đổi tự nhiên và chậm. Khi phơng thức vận hành của các nhà máy điện trong hệ thống hoặc một sự thay đổi nào đó trong cấu trúc lới cũng khiến cho sự phân bố công suất trong toàn bộ hệ thống bị thay đổi, do đó mức tổn thất điện áp cũng thay đổi và làm biến đổi luôn cả độ lệch điện áp nơi dùng điện. Đối với động cơ không đồng bộ, khi điện áp trên đầu cực động cơ bị giảm thấp thì mô men quay và tốc độ sẽ giảm, dòng điện tăng lên làm tăng phát nóng trong động cơ, động cơ khó khởi động, thời gian khởi động kéo dài. Đối với thiết bị chiếu sáng thì khi điện áp giảm, quang thông của đèn nung nóng sẽ giảm, điện áp giảm 5% thì quang thông giảm 10%, dẫn đến giảm năng suất và chất lợng lao động, không đảm bảo an toàn lao động. Khi điện áp tăng cao, tuổi thọ của đèn sẽ giảm. Điện áp tăng quá cao gây nguy hiểm cho thiết bị hệ thống điện. Điện áp thấp làm giảm ổn định tĩnh của hệ thống tải điện, giảm khả năng ổn định động và ổn định tổng quát, nếu thấp quá có thể gây mất ổn định phụ tải. Đối với máy biến áp , khi điện áp tăng, làm tăng tổn thất không tải, tăng tự cảm ứng trong lõi thép và có thể đẫn đến nguy hiểm do máy bị phát nóng cục bộ, khi điện áp tăng cao quá sẽ làm hỏng cách điện. Điện áp giảm sẽ làm giảm lợng công suất phản kháng do máy phát điện và các thiết bị bù sinh ra. Mức điện áp trong hệ thống điện ảnh hởng lớn đến tổn thất công suất và tổn thất điện năng trong hệ 7 [ ] %100 dm U dm UU U% = Luận văn tốt nghiệp thạc sỹ khoá 8 - Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên thống điện. Độ lệch điện áp thờng xuất hiện trong lúc sự cố: Dây đứt hoặc máy phát lớn nhất của nhà máy điện bị hỏng phải ngừng hoạt động Trên thực tế không thể nào giữ đợc điện áp ở phụ tải luôn luôn đúng bằng định mức, nhng nếu giữ đợc với một độ lệch điện áp tơng đối nhỏ thì các phụ tải điện vẫn giữ đợc một chỉ tiêu khinh tế tốt. Độ lệch điện áp đợc quy định nh sau: - Đối với các động cơ điện ở các xí nghiệp công nghiệp. - 5% U + 10%. - Đối với thiết bị chiếu sáng trong các xí nghiệp công nghiệp, trong các công sở và chiếu sáng công cộng - 2,5% U + 5%. - Đối với các thiết bị dùng điện khác ở thành phố và xí nghiệp. - 5% U + 5%. - Đối với các thiết bị dùng điện đấu vào mạng điện nông nghiệp. - 10 U + 10%. Trong trạng thái sự cố, cho phép tăng giới hạn thêm + 2,5% và giảm dới hạn dới thêm 5%. 1.2.2.Quan hệ công suất phản kháng với điện áp. Nhu cầu công suất phản kháng thay đổi gây ra sự biến đổi điện áp. Trong l- ới điện trung áp, hạ áp R khá lớn dòng công suất tác dụng cũng ảnh hởng đến điện áp. Nhng không thể dùng cách điều chỉnh dòng công suất tác dụng để điều chỉnh điện áp đợc, vì công suất tác dụng là yêu cầu của phụ tải để sinh ra năng l- ợng, chỉ có thể đợc cung cấp từ các nhà máy điện. Còn công suất phản kháng không sinh công, nó chỉ là dòng công suất gây từ trờng dao động trên lới điện, rất cần thiết nhng có thể cấp tại chỗ cho phụ tải. Do đó trong các lới này. Vẫn phải điều chỉnh điện áp bằng cách điều chỉnh cân bằng công suất phản kháng. Khi điện áp một điểm nào đó của hệ thống điện nằm trong phạm vi cho phép thì có nghĩa là công suất phản kháng của nguồn đủ đáp ứng yêu cầu của phụ tải tại điểm đó. Nếu điện áp cao thì thừa công suất phản kháng, còn khi điện áp thấp thì là thiếu công suất phản kháng. Công suất phản kháng thờng thiếu trong chế độ phụ tải max cần phải có thêm nguồn, còn trong chế độ phụ tải min lại có nguy cơ thừa do điện dung của đờng dây và cáp gây ra, cần phải có thiết bị tiêu thụ. Cân bằng công suất phản kháng vừa có tính chất hệ thống vừa có tính chất địa phơng. Do đó điều chỉnh cân bằng công suất phản kháng phải thực hiện cả ở cấp hệ thống lẫn cấp địa phơng. ở cấp hệ thống điều chỉnh điện áp ở mức trung bình 8 Luận văn tốt nghiệp thạc sỹ khoá 8 - Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên của hệ thống, còn ở cấp địa phơng điều chỉnh nhằm đạt đợc yêu cầu điện áp cụ thể của địa phơng. Cân bằng công suất phản kháng đợc thực hiện bằng hai cách. - Điều chỉnh công suất phản kháng của các nguồn công suất phản kháng nh nhà máy điện, máy bù đồng bộ, các bộ tụ bù. - Điều chỉnh dòng công suất phản kháng hay phân bố lại công suất phản kháng trên mạng điện bằng cách điều chỉnh đầu phân áp ở các máy biến áp, điều chỉnh thực hiện bù dọc Khi tính toán điều chỉnh điện áp chỉ cần xét hai chế độ đặc trng của phụ tải, đó là chế độ phụ tải công suất cực đại (max) và chế độ công suất cực tiểu phụ tải (min). Nếu đảm bảo chất lợng điện áp ở hai chế độ này thì sẽ đảm bảo điện áp ở các chế độ còn lại. Khi tính toán điều chỉnh điện áp cũng không cần phải xét đến mọi điểm trong mạng điện hạ áp, chỉ cần xét đến một số điểm, bảo đảm chất lợng điện áp ở các điểm đó thì các điểm còn lại cũng đợc bảo đảm, đó là những điểm kiểm tra. Những điểm kiểm tra đợc chọn là những điểm gần nguồn nhất và xa nguồn nhất. Trong vận hành phải thờng xuyên theo dõi điện áp ở các điểm kiểm tra, đa ra các biện pháp điều chỉnh điện áp thích hợp để đảm bảo chất lợng điện áp. Khi phụ tải luôn thay đổi theo thời gian, cần phải kịp thời đề ra và thực hiện các biện pháp sao cho chất lợng điện áp luôn đạt tiêu chuẩn quy định. 1.2.3.Các phơng pháp điều chỉnh điện áp. Để điều chỉnh điện áp ta có thể thực hiện các biện pháp sau: 1. Điều chỉnh điện áp máy phát điện bằng cách điều chỉnh dòng điện kích thích. 2. Điều chỉnh điện áp đầu ra của máy biến áp tăng áp và của máy biến áp giảm áp bằng cách đặt đầu phân áp cố định hoặc điều áp dới tải. 3. Điều chỉnh điện áp trên đờng dây tải điện bằng máy biến áp điều chỉnh và máy biến áp bổ trợ. 4. Đặt các thiết bị bù ngang có điều chỉnh để thay đổi tổn thất điện áp trên đờng dây, có thể dùng bộ tụ điện, máy bù đồng bộ hoặc động cơ điện đồng bộ có điều chỉnh kích từ. 5. Đặt thiết bị bù dọc trên đờng dây để thay đổi điện kháng đờng dây nhằm thay đổi tổn thất điện áp. Theo bản chất vật lý, chỉ có hai phơng pháp điều chỉnh điện áp, hoăc thêm nguồn công suất phản kháng hoặc phân bố lại công suất phản kháng trên mạng điện, phơng pháp sau chỉ có hiệu quả khi hệ thống điện có đủ công suất phản kháng. Khi hệ thống điện thiếu công suất phản kháng, phơng pháp duy nhất để điều chỉnh điện áp là tăng thêm các nguồn công suất phản kháng. Do sự phức tạp 9 Luận văn tốt nghiệp thạc sỹ khoá 8 - Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên về cấu trúc hệ thống điện, về chế độ làm việc của phụ tải và sự phân cấp trong khi thiết kế, thi công và quản lý vận hành, mà việc điều chỉnh điện áp một cách thống nhất trong toàn hệ thống điện là không thể thực hiện đợc. Nhiệm vụ điều chỉnh điện áp đợc phân chia cho từng khu vực của hệ thống điện. ở nhà máy điện, ở mạng điện khu vực và mạng điện địa phơng. ở mỗi khu vực điều chỉnh điện áp nhằm đảm các yêu cầu về điện áp ở đầu ra và đợc tiêu chuẩn hoá. ở nhà máy điện điều chỉnh điện áp nhằm nhằm đảm bảo điện áp đầu vào của mạng điện khu vực bằng cách điều chỉnh điện áp máy phát phối hợp với sử dụng đúng đầu phân áp máy biến áp tăng áp. Điều chỉnh điện áp ở mạng điện khu vực phải đảm bảo điện áp đầu ra của trạm biến áp khu vực đã đợc quy định. Còn mạng điện phân phối trực tiếp cung cấp điện năng cho các cho các hộ tiêu thụ, nên việc điều chỉnh điện áp ở đây rất quan trọng và là nhiệm vụ chính để đảm bảo chất lợng điện áp. Để có thể điều chỉnh tốt điện áp quá trình điều chỉnh đợc chia theo thời gian thành ba giai đoạn là điều chỉnh sơ cấp, điều chỉnh thứ cấp và điều chỉnh cấp ba. 1. Điều chỉnh sơ cấp là quá trình đáp ứng nhanh và tức thời các biến đổi nhanh và ngẫu nhiên điện áp của thiết bị điều chỉnh điện áp máy phát điện và các máy bù tĩnh. Điều chỉnh sơ cấp thực hiện tự động trong thời gian vài chục phần trăm giây. Điều chỉnh sơ cấp nhằm mục đích giữ điện áp lới điện ở mức an toàn, tránh nguy cơ sụt áp trong chế độ vận hành bình thờng và nhất là khi sự cố. 2. Điều chỉnh thứ cấp để đối phó với các biến đổi chậm của điện áp. Điều chỉnh thứ cấp hiệu chỉnh lại các giá trị các giá trị điện áp chỉnh định của các thiết bị điều chỉnh sơ cấp trong miền nó phụ trách và điều chỉnh các tụ bù, các kháng điện và các máy biến áp điều áp dới tải trong từng miền. Quá trình này kết thúc trong vòng 3 phút. Mức diện áp trong mỗi miền đợc điều chỉnh bằng một hệ thống điều chỉnh thứ cấp riêng. Hệ thống này tác động nhanh và có phối hợp với các nguồn công suất phản kháng trong miền. Hoạt động của hệ thống dựa trên cơ sở theo dõi và điều chỉnh điện áp tại một điểm đặc biệt của miền gọi là điểm quan sát. Thiết bị điều chỉnh đặt ở điều độ miền nhận giá trị điện áp đo tại điểm quan sát và so sánh với giá trị của điểm này đã đợc tính trớc. Nếu có sự sai khác thì đa ra lệnh điều khiển đến các nguồn công suất phản kháng và các máy biến áp điều áp dới tải ỏ trong miền. Lệnh này có thể tăng thêm công suất phản kháng phát ra, cũng có thể tiêu thụ công suất phản kháng thừa. Sự phân chia miền làm cho qúa trình điều chỉnh điện áp nhanh và đáp ứng đợc yêu cầu cục bộ. Tuy nhiên, chia hệ thống điện thành các miền độc lập không phải dễ, các miền vẫn có ảnh hởng và phụ thuộc lẫn nhau, cho nên hệ thống điều khiển phối hợp với mức độ tự động hoá cao, ngày nay đã đợc phát triển và áp dụng giải quyết vấn đề này. 10 [...]... cần phải giữ điện áp tại thanh cái nhà máy điện và trạm biến áp cao hơn trong thời gian có phụ tải cao nhất và hạ thấp đến điện áp điện áp định mức trong thời gian phụ tải thấp nhất 1.3 Độ lệch điện áp 1.3.1 Độ lệch điện áp tại phụ tải Điện áp thực tế trên cực của các thiết bị điện so với điện áp định mức U% = UU dm 100[ %][ V ] U dm U là điện áp thực tế trên cực thiết bị điện Độ lệch điện áp phải... trầm trọng hơn độ chênh lệch điện áp tơng đối giữa chế độ max và min Để đảm bảo chất lợng điện năng cần phải nghiên cứu chi tiết rất nhiều vấn đề Trong các tiêu chuẩn về chất lợng điện năng thì độ lệch điện áp ảnh hởng rất lớn đến các chỉ tiêu kinh tế của lới điện Với cấu trúc phức tạp của lới điện phân phối và những diễn biến đa dạng của độ lệch điện áp cần phải có sự nghiên cứu kỹ lỡng trớc khi tiến... hành lới điện phân phối, luận văn này sẽ nghiên cứu các phơng pháp đánh giá chất lợng điện năng của lới điện, xây dựng chơng trình tính toán trên máy tính, áp dụng nghiên cứu chất lợng điện áp ở lới phân phối có nhiều cấp điện áp ( 110kV; 35kV 10kV; 0.4kV) và đề xuất các biện pháp cải tạo để nâng cao chất lợng điện áp 33 Luận văn tốt nghiệp thạc sỹ khoá 8 - Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên CHƯƠNG... trung áp ở cấp điện áp 35 kV và 22 kV, hạn chế xây dựng các đờng dây 10 kV Cấp điện áp 10 kV sẽ chỉ dùng để cấp điện cho các phụ tải cao áp nh động cơ cao áp, lò điện hồ quang hoặc các nhà máy công nghiệp nặng 2.2 Các thông số vận hành của lới điện Hng Yên Thông số phụ tải Hng Yên 6 tháng đầu năm 2007 Tổng điện năng tiêu thụ : 383.420.000 kWh Điện năng tiêu thụ ngày cao nhất : 3.110.123 Kwh Điện năng tiêu... Dùng các máy biến áp chuyên dùng để tự động điều chỉnh điện áp Bộ các đại lợng E, Ep và UTACP, UTACP quyết định chất lợng điện áp, chúng đợc xác định đồng bộ với nhau ở mỗi hệ thống điện, theo điều kiện riêng, các đại lợng này có giá trị khác nhau Chơng II Lới điện hng yên 2.1 Cấu trúc hiện tại của lới điện Hng Yên và hớng phát triển trong tơng lai Hng Yên là một tỉnh nhỏ với điện tích tự nhiên 932,09... các điều kiện về địa lý, kinh tế , mức độ yêu cầu cung cấp điện của phụ tải nên lới điện phân phố ở các khu vực cũng khác nhau về mật độ phụ tải, chiều dài đờng dây, công suất truyền dẫn cũng nh tổn thất điện áp, tổn thất điện năng và độ tin cậy cung cấp điện Phụ tải của lới điện Hng Yên có đặc điểm phụ tải công nghiệp tập trung, phụ tải sản sinh hoạt và sản xuất nhỏ, phụ tải nông thôn Lới điện 35 kV,... cao về chất lợng điện năng và độ tin cậy cung cấp điện, ngành điện đang tiến hành hiện đại hoá các trạm khu vực ở cấp điện áp 110 kV, 220kV bằng cách thay thế các thiết bị cũ bàng các thiết bị hiện đại nh máy cắt khí SF6, máy cắt chân không và các rơ le bảo vệ kỹ thuật số, các bộ tụ bù dọc và bù ngang đợc lắp đặt Điện áp trung thế cũng có sự thay đổi về cấp điện áp, sẽ trú trọng phát triển lới điện. .. đến tháng tám Quốc lộ 5 và liên tỉnh lộ 39 nối liền Hng Yên với các tỉnh khác Hng Yên là một tỉnh nông nghiệp nghiệp cơ cấu kinh tế nông nghiệp 15,4 % Công nghiệp, Xây dựng 42,3 %, Dịch vụ 32,3 %, tỷ trọng điện sản xuất trong công nghiệp chiếm vào khoảng 65% so với tổng điện năng tiêu thụ Lới điện phân phối của Hng Yên là lới điện có các cấp điện áp 35 kV, 22 kV và 10 kV có trung tính cách ly, trung... UB2 UH2 Hình 1-5: Diễn biến điện áp dọc theo U- điện lới ở chế độ max, nhờ bộ điều áp dới tải ở các trạm 110kV nên điện áp đầu nguồn đạt độ lệch E1 so với điện áp định mức Khi truyền tải trên đờng dây trung áp, điện áp sụt giảm một lợng là (UTA làm điện áp thanh cái đầu vào máy biến áp phân phối giảm xuống (Đờng 1) nhng tại máy biến áp phân phối có các đầu phân áp cố định nên điện áp có thể tăng lên hoặc... tuỳ theo vị trí đầu phân áp đến điện áp Ep1 ở đầu ra của máy biến áp phân phối điện áp giảm xuống do tổn thất điện áp (UB1 trong máy biến áp phân phối) Đến điểm A ở cuối lới phân phối hạ áp điện áp giảm xuống thấp hơn nữa do tổn thất (UH1 trên lới hạ áp) ở chế độ min cũng tơng tự, ta có đờng biểu diễn điện áp là đờng 2 Nếu đờng điện áp nằm trọn trong miền chất lợng điện áp (miền gạch chéo) thì CLĐA . Nguyên CHƯƠNG 1 Lý THUYếT CHUNG Về CHấT LƯợNG ĐIệN NĂNG Và ĐIềU CHỉNH CHấT LƯợNG ĐIệN NĂNG 1.1 Chất lợng điện năng. Lới điện đợc đánh giá theo 4 tiêu chuẩn chính: 1- An toàn điện. 2- Chất lợng điện. kV). U đm : là điện áp định mức của mạng điện (V, kV). Độ lệch điện áp sinh ra ở nơi tiêu thụ điện là do bởi hai nguyên nhân: Nguyên nhân phát sinh ở bản thân các hộ dùng điện và nguyên nhân phát. điện địa phơng. ở mỗi khu vực điều chỉnh điện áp nhằm đảm các yêu cầu về điện áp ở đầu ra và đợc tiêu chuẩn hoá. ở nhà máy điện điều chỉnh điện áp nhằm nhằm đảm bảo điện áp đầu vào của mạng điện