sản xuất truyền tải và phân phối điện năng

Lưới Điện Người soạn: Thành Doanh LÊ C1: Khái niệm chung LĐ 1.1: Khái quát chung SX, truyền tải phân phối điện 1.1.1 Nhà máy điện, lưới điện phụ tải điện - NMĐ: Nơi sx điện năng: dựa vào nguồn NL sơ cấp để sx điện Các NMĐ phân thành: Thuỷ điện, nhiệt điện, điện nguyên tử Ngoài có: mặt trời, điện gió, địa nhiệt, thuỷ chiều - Lưới điện: tập hợp phận đường dây tải điện trạm biến áp - Phụ tải điện: công suất tác dụng phản kháng yêu cầu điểm lưới điện Udm + Đặc điểm phụ tải: Biến thiên theo quy luật ngày đêm, ngẫu nhiên, có tính chất mùa, biến thiên theo thời tiết, theo f điện áp điểm nối vào lưới điện C1: Khái niệm chung LĐ + Phân loại: phụ tải đô thị, nông thông, công nghiệp (dùng quy hoạch, thiết kế) Trong tính toán phụ tải, hộ dùng điện có quy luât giống tạo thành phụ tải : sinh hoạt, thương mại, dịch vụ, công nghiệp, nông nghiệp, giao thông 1.1.2 Cấp điện truyền tải - Tuỳ theo công suất yêu cầu phụ tải kc nguồn tải điện áp chọn cấp thích hợp - Các cấp điện áp truyền tải VN: 500kV, 220, 110, 35, 22, 10, 0.4kV 1.1.3 Cấu trúc đường dây tải điện - Đường dây tải điện: không, dây cấp ngầm, dây dẫn điện nhà - Đương dây không: + Dây dẫn, dcs, cột (cột thép, cột gỗ, cột bê tông cốt thép), cach điện phụ kiện đường dây C1: Khái niệm chung LĐ + Đương dây không: mạch mạch - Dây cáp: + có lõi hay số lõi cách điện với cách điện với đất + Lõi cáp: đồng nhôm + Vỏ: chì, nhôm hay pôliclovinin - Dây dẫn nhà: dây dẫn cách điện, dây cáp dẫn Dây dẫn bọc cách điện cao su chất dẻo 1.1.4 Phân loại lưới điện a Lưới hệ thống: Bao gồm đường dây tải điện TBA khu vực, nối liền NMĐ tạo thành HTĐ + Có nhiều mạch vòng kín nhằm đảm bảo sư liên lạc hệ thống có cố hoạc bảo dưỡng đường dây C1: Khái niệm chung LĐ + Vận hành kín để đảm bảo liên lạc thường xuyên chắn nhà máy điện phụ tải + Điện áp từ 110 500kV + Thực chủ yếu đường dây không + Phải bảo dưỡng định kì hàng năm b Lưới truyền tải: Làm nhiệm vụ tải diện từ trạm khu vực đến trạm trung gian - Sơ đồ kín có dự phòng - Điện áp: 35, 110, 220kV - Đường dây: không - Phải bảo dưỡng định kì hàng năm - Lưới 110kV trở lên trung tính MBA nối đất trực tiếp C1: Khái niệm chung LĐ c Lưới phân phối: làm nhiệm vụ phân phối điện từ trạm trung gian gian cho phụ tải điện - Lưới phân phối trung áp có điện áp: 6,10,22,35kV - Lưới phân phối hạ áp: 0.4kV - LPP có nhiệm vụ việc đảm bảo chất lượng phục vụ phụ tải ( chất lượng điện áp độ tin cậy) - LPP có cấu trúc kín vận hành hở - Phụ tải PP có độ đồng thời thấp - Các phương pháp phân phối trung áp: dây fa, dây (3 fa trung tính 1.2 Hệ thống điện - Bao gồm NMĐ, TBA, DD tải điện thiết bị khác (tbi bảo vệ, tụ bù, tbi điều khiển…) nối liền với thành hệ thống làm nhiệm vụ SX, TT PP điện C1: Khái niệm chung LĐ - Điện truyền tải đền HTT phải thảo mãn tiêu chuẩn chất lượng phục vụ (cl điện năng, đtc cung cấp điện) chi phí sx truyền tải phân phối nhỏ - Phân loại HTĐ: + HTĐ tập trung: nguồn điện nút phụ tải lớn tập trung phạm vi không lớn, càn dùng dd ngắn để tạo thành hệ thống + HTĐ hợp nhất: htđ độc lập cách xa nối liến thành hệ thống đường dây tải điện siêu cao áp + HTĐ địa phương: htđ riêng htđ tự dùng xí nghiệp công nghiệp lớn - Vế mặt quản lý vận hành htđ phân thành: + Các NMĐ NMĐ tự quản lý + Lưới HTSCA (>220kV) trạm khu vực công ty truyền tải quản lý C1: Khái niệm chung LĐ + Nguồn điện, lưới hệ thống, trạm khu vực quy hoạch tổng sơ đồ + Lưới truyền tải phân phối quy hoạch riêng - Về mặt điều độ, httđ phân thành cấp: + Điều độ trung ương (A0) + Điều độ điạ phương: điều độ nhà máy điện, điều độ trạm khu vực, điều độ công ty điện + Điều đô sở điện - Vế mặt nghiên cứu tính toán, htđ phân thành: + Lưới HT + Lưới truyền tải: 66,110,220kV + Lưới phân phối trung áp: 6,10,22,35kV + Lưới phân phối hạ áp: 380/220V C1: Khái niệm chung LĐ LHT: 110-220-500kV LTT: 110-220-66kV LPPTA: LPPHA: 6-10 0.4kV -15-22-35kV TKV TKV C2: Sơ đồ thay lưới điện 2.1 Sơ đồ thay đường dây - Các thông số bản: + Điện trở dây dẫn R0(Ω/km): đặc trưng cho lượng phát nóng dây dẫn hiệu ứng Joule + Điện cảm L0(H/km) hay điện kháng X0(Ω/km): dòng điện xoay chiều gây từ trường tự cảm đường dây vs hỗ cảm dây Từ trường gây tt delta Q vs U + Dung dẫn B0(S/km): điện dung giưã dây dẫn dây dẫn đất diện trường E + Điện dẫn tác dụng G0(S/km): tổn thất vầng quang (U xoay chiều gây E lớn, E đủ lớn đến mức không khí xung quanh dây dẫn bị ion hoá gây tổn thất vầng quang Ngoài U cao gây dòng điện rò cách điện cáp bề C4: Nâng cao chất lượng điện - Sau chọn đầu ĐCTC ta cần xác định giá trị thực U TGHA trạm Các giá trị ĐA thực TGHA tính sau: U 'i U Hdm U it = U dctc - U’i: giá trị quy đổi phía ĐA cao điện áp TGHA Độ lệch điện áp TGHA trạm dU i % = U it − U dmm 100 U dmm C4: Nâng cao chất lượng điện VD1: Cho TBA máy: TMH-630/110 có UCđm=115kV, UHdm=11kV Biết U’ln=105,5kV, U’nn=107,5kV.Chọn đầu ĐC U cho trạm với YCĐC thường Điện áp định mức mạng 10kV + Tra bảng ta có Ucdm=115kV, Uhdm=11kV, pvi điều chỉnh ±2x2,5%Udm + Điện áp yc TGHA CĐPT max Uycln= Uđmm + 2.5%Uđmm=10+0,025*10=10,25kV Uycnn= Uđmm + 7.5%Uđmm= 10+0.075*10=10,75kV + Điện áp đầu điều chỉnh MBA CĐPT max theo công thức: 105, *11 = 113, 22kV 10, 25 107, *11 = = 110kV 10, 75 U dc ln = U dcn n + Điện áp đầu ĐC chung cho hai chế độ max min: U DC = 1 (U dcnn + U dc ln ) = (113, 22 +110) = 111, 61kV 2 * 2, 5.115 = 120, 75kV 100 1* 2, 5.115 Nac 1: U dctc1 = 115 + = 117, 88kV 100 * 2, 5.115 Nac : U dctc = 115 + = 115kV 100 1* 2, 5.115 Nac 3: U dctc3 = 115 − = 112,12kV 100 * 2, 5.115 Nac 4: U dctc = 115 − = 109, 25kV Nac : U dctc = 115 + + Điện áp đầu điều chỉnh tiêu chuẩn: U dctc = U Cdm ± nE U Cdm 100 C4: Nâng cao chất lượng điện + Chọn đầu điều chỉnh có Udctc=112,12kV + Điện áp thực TGHA CĐPT max min: U ln t U 'ln U Hdm 105, *11 = = = 10, 35kV U dctc 112,12 Un n t U 'n n U Hdm 107, *11 = = = 10, 55kV U dctc 112,12 + Độ lệch điện áp TGHA trạm CĐPT max min: dU ln % = U ln t − U dmm 10, 35 −10 100 = 100 = 3, 5% > 2, 5% U dmm 10 dU n n % = U n n t − U dmm 10, 55 −10 100 = 100 = 5, 5% < 7, 5% U dmm 10 C4: Nâng cao chất lượng điện MBA điều chỉnh tải - MBA có nhiều đầu điều chỉnh điện áp mức điều chỉnh khác U2h Pvi điều chỉnh rộng VD: mba có Ucdd=115kV có phạm vi điều chỉnh: ±9X1.78%Udm Đầu cuộn CA điểm Cuộn CA có hai phần: Phần ko điều chỉnh U1c CA A A điều chỉnh B - Trong cuộn đc có nhiều đầu ĐC với tiếp điểm cố định 1,2,3 Khi nối đầu 1,2 tỉ số biến áp tăng tỉ số biến áp giảm - Các cuộn dây 3,4 nối ngược với cuộn dây Vì sử dụng đầu 3,4 B Cuộn ĐC có thiết bị chuyển mạch, tbi gồm tiếp điểm động t t2, công tắc K1 K2, cuộn t2 kháng P - Điểm cuộn kháng nối với cuộn dây KĐC A BT dòng phụ tải phân bố HA nửa cuộn Vì từ thông nhỏ tt điện áp kháng nhỏ K1 t1 P K2 Uhđm C4: Nâng cao chất lượng điện - Khi chuyển từ đầu sang đầu 1: trc hết cắt K1, chuyển tiếp điểm t1 sang vị trí đóng K1 Như đoạn 1,2 cday nối với P Điện cảm lớn P hạn chế dòng cân xuất có điện áp đoạn 1,2 cday Sau cắt K 2, chuyển t2 sang đóng K2 - Nhờ có TBĐCDT nên đc U MBA vận hành, chất lượng điện áp hộ tiêu thụ đảm bảo suốt ngày đêm QT điều chỉnh U MBA ĐCDT tiến hành tự động nhân viên vận hành - Để chọn đầu ĐC U MBA TGA, trước hết cần tính TSCĐ mạng với CĐ phụ tải max, sau cố Ta chọn U’ ln, U’nn U’sc : Điện áp TGHA quy đổi phía cao CĐ phụ tải khác - Theo YCĐC thường, giá trị U yêu cầu TGHA trạm CĐ phụ tải max, sau cố: Uycln, Uycnn, Uycsc + Uycln= Uđmm + 5%Uđmm + Uycnn= Uđmm + 0%Uđmm + Uycsc= Uđmm +( 0-5)%Uđmm - Trong chế độ phụ tải max: + Điện áp đầu điều chỉnh MBA CĐPT max theo công thức: U dc ln U 'ln U Hdm = U yc ln C4: Nâng cao chất lượng điện + Chọn đầu ĐCTC gần với ĐĐC tính + Để xác định U đầu ĐC tiêu chuẩn ta dùng công thức U dcltc = U Cdm ± nE U Cdm 100 + Điện áp thực TGHA CĐPT max: U ln t U 'ln U Hdm = U dcltc + Độ lệch điện áp TGHA trạm CĐPT max: dU ln % = - U ln t − U dmm 100 U dmm Trong chế độ phụ tải cố làm hoàn toàn tương tự chọn đầu điều chỉnh tiêu chuẩn C4: Nâng cao chất lượng điện VD2: TBA máy HA kiểu TDH-10000/110 U’ln=111kV, U’nn=105kV Chọn đầu phân áp TBA có ycdc khác thường + Tra bảng ta có Ucdm=115kV, Uhdm=11kV, pvi điều chỉnh ±9x1.78%Udm + Điện áp yc TGHA CĐPT max Uycln= Uđmm + 5%Uđmm=10+0,05*10=10,5kV Uycnn= Uđmm + 0%Uđmm= 10+0*10=10kV + Điện áp đầu điều chỉnh MBA CĐPT max theo công thức: U dc ln = 111.11 = 116, 28kV 10, 05 + Chọn đầu ĐCTC Điện áp đầu đc U dcltc = 115 + 1*1, 78 *115 = 117kV 100 + Điện áp thực TGHA U ln t U 'ln U Hdm 111*11 = = = 10, 43kV U dcltc 117 + Độ lệch điện áp TGHA trạm CĐPT max: dU ln % = 10, 43 −10 100 = 4, 3% 10 C4: Nâng cao chất lượng điện + Điện áp đầu điều chỉnh MBA CĐPT theo công thức: U dcn n = 105.11 = 115, 5kV 10 + Chọn đầu ĐCTC Điện áp đầu đc U dcltc = 115 + *1, 78 *115 = 115kV 100 + Điện áp thực TGHA U ln t U 'ln U Hdm 105 *11 = = = 10kV U dcntc 115 + Độ lệch điện áp TGHA trạm CĐPT max: dU ln % = 10 −10 100 = 0% 10 C4: Nâng cao chất lượng điện 4.5 Các biện pháp giảm tổn thất công suất lưới điện - Có hai loại tổn thất: + Tổn thất kỹ thuật: tính chất vật lí trình truyền tải điện, phụ thuộc vào tính chất dây dẫn vật liệu cách điện, điều kiện môi trường, dòng điện U chia thành hai thành phần: * TT phụ thuộc vào dòng điện: chiếm chủ yếu HTĐ * TT phụ thuộc vào điện áp: tt lõi thép MBA, cday điện áp công tơ, tt rò điện, vầng quang điện TTKT ko thể triệt tiêu được, hạn chế mức độ + TTKD (TTTM, TT phi kĩ thuật) HT tính toán ko hoàn chỉnh, sai số thiết bị đo lường, điện đo ko tính vào hoá đơn, ko thu tiền… - Trong TT có thành phần chiếm tỉ trọng lớn: TT lưới trung áp, phân phối HA, MBA phân phối C4: Nâng cao chất lượng điện 4.5 Các biện pháp giảm tổn thất công suất lưới điện - Các biện pháp giảm TTCS TT điện chia thành nhóm + Các biện pháp đòi hỏi vốn đầu tư ( cần làm luận chứng kinh tế-KT) • • • • Nâng cao Udm lưới, tải tăng trưởng mạnh giá trị khoảng cách Bù kinh tế mạng điện PP tụ điện Hoàn thiện cấu trúc lưới để vận hành với TT nhỏ Cải thiện kết cấu dùng vật liệu chất lượng cao để sản xuất tbđ có tổn thất nhỏ + Các biện pháp ko đòi hỏi vốn đầu tư • • • • Phân bố tối ưu CSPK HTĐ Vận hành kinh tế TBA Vận hành kinh tế mạng điện trung, hạ áp cấu trúc lưới cho phép Chọn CS MBA phù hợp với yêu cầu phụ tải, tránh tượng MBA non tải C4: Nâng cao chất lượng điện • • • • 4.5 Các biện pháp giảm tổn thất công suất lưới điện Giảm độ KĐX pha mạng ĐCĐA vận hành mức cao NC hệ số cosfi phụ tải KT bảo dưỡng thường xuyên mạng điện Bù nâng cao hệ số cosφ - Thay ĐC có P lớn ĐC có P nhỏ, phù hợp với P kéo máy Nếu phụ tải 70% ko nên thay Nằm khoảng 45%-70% phải SS kinh tế dùng ĐC P nhỏ tổn thất ko tải nhỏ TT đồng lớn - Đổi cách đấu dây quấn ĐC từ tam giác  CSPK ko tải ĐC tỉ lệ với U  Q0 giảm giảm U Khi chuyển U đăt lên cday giảm lần, momen ĐC giảm lần, dòng điện tăng Do phải xét Đkien để chuyển đầu dây, ĐC ko bị tải Thực nghiệm ĐC tải 40% PđmĐC việc chuyển đầu tam giác sao hoàn toàn có lợi C4: Nâng cao chất lượng điện 4.5 Các biện pháp giảm tổn thất công suất lưới điện - Hạn chế ĐC làm việc ko tải: chạy ko tải cosfi cuả ĐC thấp (0,15-0,25), nên cho dừng ĐC ko tải Do có TT mở máy nên đóng cắt ĐC tgian chạy ko tải ĐC vượt 10s - Đảm bảo chất lượng sửa chữa ĐC Thay ĐC điện KĐB ĐCĐ đồng + kích thích, ĐCĐB phát Q nâng cao cosφ + Momen quay ĐCĐB tỉ lệ với U mạng, ĐCKĐB tỉ lệ với U + Chế tạo ĐCĐB có tốc độ thấp kinh tế ĐCKĐB Vận hành kinh tế TBA - TBA giảm áp có nhiều MBA lv song song Điều kiện lv song song: + Sđm ko khác lần + Un% ko sai khác 10% + Điện áp đầu phân áp ko khác 0,5% + Các cuộn dây có tổ đấu dây - Phụ tải TBA ngày đêm thay đổi Để tránh MBA vận hành song song non tải, ta cắt bớt MBA Xây dựng điều kiện cắt: C4: Nâng cao chất lượng điện 4.5 Các biện pháp giảm tổn thất công suất lưới điện - Xây dựng điều kiện cắt: + TT MBA + Trong trạm có n máy làm việc song song + TT có n-1 MBA s2 ∆P = ∆P0 + ∆PCu = ∆P0 + ∆Pn s dm ∆Pn s ∆PT = n∆P0 + n sdm ∆Pn s2 ' ∆PT = (n −1)∆P0 + n −1 sdm + Điều kiện chuyển từ n máy sang n-1 máy ∆PT > ∆P ' T ∆Pn s ∆Pn s ⇒ n.∆P0 + > (n −1)∆P0 + n sdm n −1 sdm s2 ∆P0 = ∆Pn ⇒ S < Sdm n(n −1) sdm + Vậy phụ tải S < Sgh  cắt bớt MBA ∆P0 n(n −1) = Sgh ∆Pn C4: Nâng cao chất lượng điện 4.5 Các biện pháp giảm tổn thất công suất lưới điện Bù công suất phản kháng S2 = P2 + jQ - TT công suất tác dụng chưa bù ∆P = P22 + Q 22 U R - Khi có bù dung lượng Qb ∆P = ∆U = - P22 + (Q − Q b )2 U R ⇒ P2 R + (Q − Q b ).X ⇒ U jQ b Giảm TTCS Giảm TT điện áp Khi bù phải quan tâm đến đảm bảo CLĐA Theo thông tư 07/2006/TT-BCN bên mua điện có CS sử dụng max từ 80kW MBA có dung lượng 100kVA trở lên vs có cosφ