truyền tải hệ thống điện 1 chiều

MỤC LỤC  30 tiết lý thuyết, 1- kiểm tra Thi viết, không dùng tài liệu GIỚI THIỆU CHUNG  Lịch sử phát triển htđ  Vấn đề truyền tải công suất tác dụng  Vấn đề truyền tải công suất phản kháng ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIỆN VỚI TỤ BÙ DỌC Chế độ xác lập đường dây với tụ bù doc Các vấn đề cần quan tâm đường dây có tụ bù dọc ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIỆN MỘT CHIỀU Các kết nối đường dây chiều Các biến đổi… ỨNG DỤNG FACTS Các kiến thức FACTS TCSC SVC 3.1 Giới thiệu chung HVDC  Đ/d chiều     Nối Thụy điển đảo Gotland (1954) Sardinia (1967), Những đ/d HVDC dài nối vùng Pacific Intertie US Dùng van đóng mở hồ quang thủy ngân Sự đời thyristor, đ/d HVDC không ngừng phát triển,  Lần dùng năm 1972 nối New Brunkswick quebec- Canada kỹ thuật Back-to-back  Truyền tải HVDC có lợi ích sau:     Cáp ngầm nước có chiều dài 30km, đ/d AC không thực tế k/c dài điện dung cáp lớn Kết nối hai htđ xoay chiều không đồng bộ, liên kết HTĐ lớn với Truyền tải lượng công suất lớn, xa >600km Kết nối htđ tần số khác tần số qua đ/d có chiều dài (kết nối Backto-Back) Một số ví dụ đ/d HVDC Các đ/d chiều siemens xây dựng ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIỆN MỘT CHIỀU SO SÁNH ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIỆN XOAY CHIỀU VÀ MỘT CHIỀU  HVDC  Hành lang tuyến hẹp dùng 1-2 dây dẫn  AC  Hành lang tuyến lớn phải truyền tải ba pha ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIỆN MỘT CHIỀU SO SÁNH ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIỆN XOAY CHIỀU VÀ MỘT CHIỀU  HVDC   Hành lang tuyến hẹp chi dùng 1-2 dây dẫn Chi phí truyền tải điện xa  AC   Hành lang tuyến lớn phải truyền tải ba pha Nếu k/c nhỏ 700km dùng AC HVDC khả mang tải HVDC không phụ thuộc vào khoảng cách Khả truyền tải đường dây cáp ngầm MỤC LỤC  30 tiết lý thuyết, 1- kiểm tra Thi viết, không dùng tài liệu GIỚI THIỆU CHUNG  Lịch sử phát triển htđ  Vấn đề truyền tải công suất tác dụng  Vấn đề truyền tải công suất phản kháng ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIỆN VỚI TỤ BÙ DỌC Chế độ xác lập đường dây với tụ bù doc Các vấn đề cần quan tâm đường dây có tụ bù dọc ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIỆN MỘT CHIỀU Các kết nối đường dây chiều Các biến đổi… ỨNG DỤNG FACTS Các kiến thức FACTS TCSC SVC ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIỆN MỘT CHIỀU SO SÁNH ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIỆN XOAY CHIỀU VÀ MỘT CHIỀU  HVDC  Hành lang tuyến hẹp chi dùng 1-2 dây dẫn  Chi phí truyền tải điện xa  Giới hạn ổn định (không phụ thuộc vào góc lệch pha,)  Mặc dù chỉnh/nghịch lưu cần công suất phản kháng, đ/d HVDC tổn thất công suất phản kháng  Bù đường dây: không cần  Không có dòng điện điện dung hiệu ứng mặt  AC  Hành lang tuyến lớn phải truyền tải ba pha  Nếu k/c nhỏ 700km dùng AC  Phụ thuộc vào độ lệch góc pha hai đầu,(giới hạn truyền tải giảm chiều dài tăng)  Đ/dây dài tổn thất công suất phản kháng lớn, đặc biệt đ/d cáp (đ/d cáp thường công suất tác dụng chạy qua biến đổi Khi góc mở lớn 900 điện áp âm, cực dòng điện chiểu bị đổi dấu Nhưng chiều dòng không thay đổi ( dòng qua thiristor chạy theo chiều ) Khi chiều dòng lượng bị đảo ngược lúc chỉnh lưu lại thành nghịch lưu để cung cấp lượng cho hệ thống AC Giá trị trung bình điện áp DC hàm góc mở tính sau:     Udiα = 1.35 * UL * cos α UL = điện áp thứ cấp α = góc mở γ = góc đóng 3.6 HVDC-VSC     HVDC-VSC loại đường dây biến đổi dùng công nghệ nguồn áp không đổi VSC Bao gồm hai VSC, vận hành chỉnh lưu, vận hành nghịch lưu Hai nối theo kiểu lưng-kề-lưng (Back - to - Back)hoặc nối đường dây cáp chiều tùy theo ứng dụng thực tế Nguyên tắc truyền lượng công suất chiều không đồi từ chỉnh lưu đến nghịch lưu, với khả điều chỉnh cao Sơ đồ nguyên lý HVDC-VSC vẽ hình HVDC-VSC  HVDC-VSC:  VSC đầu truyền c/s đóng vai tròn chỉnh lưu VSC đầu nhận C/s đóng vai trò nghịch lưu HVDC-VSC      Sự phát triển liên tục thiết bị điện tử công suất với khả đóng-mở làm cho công nghệ Voltage Source Converter (VSC) ngày trở nên có nhiều ưu điểm hệ thống truyền tải HVDC Những nhảy vọt mặt công nghệ đem lại lợi ích kỹ thuật kinh tế cho loạt ứng dụng HVDC dùng nguồn áp VSC so với HVDC thông thường dựa công nghệ thyristor Các đường dây HVDC dựa việc dùng nguồn áp VSC gọi HVDC-VSC hay theo tên gọi HVDC Light (ABB product) HVDC Plus (power link universal systems,Siemens product) Với công nghệ van điện tử nay, HVDC-VSC có công suất từ 7-530 MW điện áp DC khoảng10-150 kV Ngược lại đường dây HVDC thông thường (CSC)thì có công suất khoảng 100-3000 MW điện áp DC đến 800kV HVDC-CSC thông thường Lắp đặt HVDC-VSC giới     Các trạm HVDC-VSC sử dụng công nghệ điều khiển vận hành PWMPulse Width modulation) với tần số đóng cắt cao nhiều so với tần số bảnđể có tăng khả điều khiển nhanh công suất tác dụng phản kháng HVDC-VSC công nghệ HVDC, người ta ghi lại vào ngày 10/3/ 1977, công suất truyền tải đường dây HVDC-VSC Hellsjön Grängerg miền trung Sweden MW and ±10 kV Đường dây Gotland HVDC-VSC với công suất 50 MW, nối nhà máy phong điện cực nam đảo Gotland Thuỵ điển đến thành phố Visby cách 70km Điện áp ±80 kV sử dụng đường dây cáp ngầm,và đưa vào vận hành khoảng năm 2000 Một đ/d HVDC-VSC khác biết đến “direct link =Đường nối trực tiếp” đưa vào vận hành năm 2000 Công suất 180 MW, ±80 kV chiều dài 65 km cáp ngầm để nối hệ thống Queensland New South với hệ thống Terranora - Mullumbimby Australia Lắp đặt HVDC-VSC giới     Sau đó, đường dây nối Cross Sound Newyork đường dây HVDC-VSC có công suất lớn nhất, với công suất lên đến 330 MW vận hành với điện áp ±150 kV Nó đưa vào vận hành tháng /2002 Tiếp theo đường dây Murray : 200 MW ±150 kV, đưa vào vận hành 10/2002 Giữa năm 2000 HVDC-VSC back-to-back lắp đặt trạm Eagle Pass bang Texas Nó gồm biến đổi 36 MW nối với đường dây không 138 kV AC để nối với hệ thống Mexico trạm Piedras Negras Ngoài 13 dự án lắp đặt (HVDC-VSC STATCOM) giai đoạn xây dựng HVDC-VSC     Những công ty phát minh công nghệ HVDC-VSC cho cho phép kết nối cách kinh tế lưới nhỏ nhà máy phát điện dùng lượng tái tạo vào lưới xoay chiều Tương tự số vùng cách biệt,hải đảo, mỏ khai khoáng cung cấp điện từ lưới xoay chiều thông qua trạm HVDC-VSC, loại trừ việc lắp đặt mpđ hiệu suất thấp, ô nhiễm môi trường MPĐ diesel Điện áp, tần số, công suất tác dụng phản kháng điều khiển xác độc lập với nhau, đó, có ứng dụng cho hệ thống điện “yếu” Việc đảo chiều công suất đạt vòng vài trăm mili giây,ví dụ 400 ms Ngược lại, với HVDC thông thường dùng thyristors, HVDC-VSC, không yêu cầu nguồn hoán vị phía AC biến đổi   Lựa chọn nội dung làm tiểu luận Trình bày powerpoint 3-5 phút sinh viên   Về HTĐ điện có bù Tìm hiểu HVDC [...]...ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIỆN MỘT CHIỀU SO SÁNH ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIỆN XOAY CHIỀU VÀ MỘT CHIỀU  HVDC  Tiết kiệm đáng kể cách điện Ví dụ: 500kV DC điện áp là: 500kV Dễ dàng đảo chiều công suất Liên kết các hệ thống khác nhau dễ dàng hơn Nhìn chung tổn thất là ít hơn Tổn thất vầng quang ít hơn, và ít nhiễu hơn Có thể vận hành song song đ/d AC-DC  AC  Cách điện lớn hơn       Ví dụ: 500kV, Vmax=500x1. 414 Không... Ví dụ: 500kV, Vmax=500x1. 414 Không Dễ dàng đảo chiều công suất Khó khăn khi có nhiều hệ thống không đồng bộ, tần số khác nhau Có cả tác dụng và phản kháng Tổn thất vầng quang khá lớn với đ/d siêu cao áp      ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIỆN MỘT CHIỀU SO SÁNH ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIỆN XOAY CHIỀU VÀ MỘT CHIỀU  Các vấn đề của HVDC  Bộ biến đổi phức tạp, đòi hỏi công nghệ cực cao, các bộ chỉnh/nghịch lưu rất đắt tiền... vận hành như đơn cực 3.4 Các bộ phận của HVDC 1 2 3 4 5 6 7 Bộ biến đổi Cuộn kháng san phẳng Bộ lọc sóng hài Nguồn cung cấp công suất phản kháng Điện cực Đường dây 1 chiều Máy cắt điện xoay chiều 3.4 Các bộ phận của HVDC Bộ biến đổi Cuộn kháng san phẳng Thanh góp MC MBA Bộ lọc AC DC Cầu chỉnh/nghịch lưu Bộ lọc xoay chiều Điện cực 3.4 Các bộ phận của HVDC  1 Các bộ phận biến đổi    Nhiệm vụ biến đổi... đất được xem như điện cực Là đường dây trên không hoặc cáp ngầm Ngoại trừ số dây pha, nhìn chung cấu tạo giống đường dây AC 7 Máy cắt điện xoay chiều   Để loại trừ sự cố trong MBA cũng như để đưa kết nối DC ra khỏi vận hành, MC được đặt ở phía xoay chiều Dùng để giải trừ sự cố phía một chiều 3.5 Các bộ biến đổi   Một HTĐ HVDC cần có một hệ thống biến đổi để biến đổi năng lượng điện từ AC-DC hoặc... suất tác dụng tải qua Khi quá độ, yêu cầu về công suất phản kháng có thể nhiều hơn Có thể được cung cấp bởi các máy bù đồng bộ, tụ bù tĩnh hoặc các tụ điện trong mạch lọc 3.4 Các bộ phận của HVDC  5 Điện cực     6 Đường dây một chiều    Hầu hết các kết nối DC được thiết kế dùng đất như dây trung tính Việc nối đất đòi hỏi phải có một bề mặt dẫn điện lớn để hạn chế mật độ dòng điện và điện trường... Các bộ phận của HVDC  2 Cuộn kháng san phẳng  Đây là các cuộn kháng lớn có điện cảm đến 1H mắc nối tiếp với các cực của các trạm biến đổi, công dụng:     Giảm sóng hài điện áp và dòng điện trên đ/d DC Tránh sự cố chuyển mạch trong nghịch lưu Tránh việc dòng điện trở nên không liên tục khi mang tải thấp Giới hạn đỉnh dòng điện trong chỉnh lưu khi có ngắn mạch trên đ/d DC Ví dụ về cuộn kháng san phẳng... Current Source Converter) Phía AC Phía DC Bộ biến đổi nguồn áp không đổi (VSC- Voltage Source Converter)     Trong khoảng 19 50 -19 90, chủ yếu dùng CSC Loại truyền thống là dùng van Hồ quang thủy ngân từ khoảng 19 5 019 70 Và sau đó là van thysistor như là thiết bị đóng mở cơ bản Từ 19 90 trở lại đây, một sự lựa chọn khác là VSC, đã trở nên kinh tế hơn vì các thiết bị đóng mở tự hoán vị công suất cao (như... phận của HVDC  3 Bộ lọc sóng hài   Bộ biến đổi sinh ra sóng hài điện áp và dòng điện ở cả hai phía AC và DC Sóng hài gây phát nóng tụ điện và MPĐ gần đó, còn gây nhiễu lên hệ thống thông tin Mạch lọc do đó phải được dùng ở cả hai phía DC và AC 3.4 Các bộ phận của HVDC  4 Nguồn cung cấp công suất phản kháng     Bộ biến đổi một chiều có tiêu thụ công suất phản kháng Trong vận hành bình thường,... dùng khi ngầm dưới đất, dưới biển, Đặc biệt là khi truyền tải c/s dưới biển với khoảng cách lớn 3.3 Các loại đường dây HVDC  Kết nối Back-to-Back (lưng kề lưng)    Thuật ngữ “Back-to-back” chỉ ra rằng hai bộ biến đổi ở hai đầu (bộ phận chỉnh lưu và nghịch lưu) được đặt cùng một trạm Hệ thống HVDC Back-to-back được dùng chủ yếu cho việc truyền tải công suất giữa các htđ AC không đồng bộ liền kề... là một nguồn dòng •Yêu cầu một điện kháng như là một thiết bị để chứa năng lượng •Yêu cầu một bộ lọc DC •Có tính năng hạn chế dòng điện ngắn mạch •Hoạt động như là một nguồn áp •Yêu cầu một tụ điện như là một thiết bị để chứa năng lượng •Tụ điện chứa năng lượng cung cấp khả năng lọc DC mà không cần thêm vốn đầu tư •Có vấn đề đối với dòng sự cố phía DC vì việc nạp cho tụ điện sẽ phóng ra khi có sự cố