Ổn Định Hệ Thống Điện

Chế Độ Của Hệ Thống Điện: Hệ thống điện (HTĐ): Hệ thống điện là tập hợp các phần tử tham gia vào quá trình sản xuất, truyền tải và tiêu thụ năng lượng. Các phần tử của hệ thống điện được chia thành hai nhóm: Các phần tử tự lực làm nhiệm vụ sản xuất, biến đổi, truyền tải, phân phối và sử dụng điện năng như máy phát, đường dây tải điện và các thiết bị dùng điện. Các phần tử điều chỉnh làm nhiệm vụ điều chỉnh và biến đổi trạng thái hệ thống điện như: điều chỉnh kích từ máy phát đồng bộ, điều chỉnh tần số, bảo vệ rơle, máy cắt điện,… Mỗi phần tử của hệ thống điện được đặc trưng bởi các thông số, các thông số này được xác định về lượng bởi tính chất vật lý của các phần tử, sơ đồ liên lạc giữa chúng và nhiểu sự giản ước tính toán khác. Ví dụ: tổng trở, tổng dẫn của đường dây, hệ số biến áp, hệ số khuếch đại của bộ phận tự động điều chỉnh kích thích… Các thông số của các phần tử cũng được gọi là thông số của hệ thống điện. Nhiều thông số của hệ thống điện là các đại lượng phi tuyến, giá trị của chúng phụ thuộc vào dòng công suất, tần số,… như là X, Y, độ từ hóa,… trong phần lớn các bài toán thực tế có thể coi là hằng số và như vậy ta có hệ thống tuyến tính. Nếu tính đến sự biến đổi của các thông số ta có hệ thống phi tuyến, đây là một dạng phi tuyến của hệ thống điện, dạng phi tuyến này chỉ phải xét đến một số ít trường hợp như khi phải tính đến độ bão hòa của máy phát, máy biến áp trong các bài toán ổn định. Chế độ của hệ thống điện: Tập hợp các quá trình xảy ra trong hệ thống điện và xác định trạng thái làm việc của hệ thống điện trong một thời điểm hay một khoảng thời gian nào đó gọi là chế độ của hệ thống điện. Các quá trình nói trên được đặc trưng bởi các thông số U, I, P, Q, f, δ,… tại mọi thời điểm của hệ thống điện. Ta gọi chúng là các thông số chế độ, các thông số này khác với thông số hệ thống ở chỗ nó chỉ tồn tại khi hệ thống điện làm việc. Các thông số chế độ xác định hoàn toàn trạng thái làm việc của hệ thống điện. Các thông số chế độ quan hệ với nhau thông qua các thông số hệ thống điện, nhiều mối quan hệ này có dạng phi tuyến. Ví dụ: P = U2/R. Đó là dạng phi tuyến thứ hai của hệ thống điện, dạng phi tuyến này không thể bỏ qua trong các bài toán điện lực. Các chế độ của hệ thống điện được chia thành hai loại: Chế độ xác lập (CĐXL) là chế độ các thông số của nó dao động rất nhỏ xung quanh giá trị trung bình nào đó, thực tế có thể xem như các thông số này là hằng số. Trong thực tế không tồn tại chế độ nào mà trong đó các thông số của nó bất biến theo thời gian vì hệ thống điện bao gồm một số vô cùng lớn các phần tử, các phần tử này luôn luôn biến đổi khiến cho các thông số của chế độ cũng biến đổi không ngừng. Chế độ xác lập được chia thành: + Chế độ xác lập bình thường là chế độ vận hành bình thường của hệ thống điện. + Chế độ xác lập sau sự cố xảy ra khi đã loại trừ sự cố. + Chế độ sự cố xác lập là chế độ sự cố duy trì sau thời gian quá độ ví dụ như chế độ ngắn mạch duy trì… Chế độ quá độ là chế độ mà các thông số biến đổi rất nhiều. Chế độ quá độ gồm có: + Chế độ quá độ bình thường là các bước chuyển từ chế độ xác lập bình thường này sang chế độ xác lập bình thường khác. + Chế độ quá độ sự cố xảy ra sau sự cố. Yêu cầu đối với các chế độ của hệ thống điện: Chế độ xác lập bình thường: Đảm bảo chất lượng điện năng: điện năng cung cấp cho các phụ tải phải có chất lượng đảm bảo, tức giá trị của các thông số chất lượng (điện áp và tần số) phải nằm trong giới hạn được quy định bởi các tiêu chuẩn. Đảm bảo độ tin cậy: các phụ tải được cung cấp điện liên tục với chất lượng đảm bảo. Mức độ liên tục này phải đáp ứng được yêu cầu của các hộ dùng điện và điều kiện của hệ thống điện. Có hiệu quả kinh tế cao: chế độ thỏa mãn độ tin cậy và đảm bảo chất lượng điện năng được thực hiện với chi phí sản xuất điện, truyền tải và phân phối điện năng nhỏ nhất. Đảm bảo an toàn điện: phải đảm bảo an toàn cho người vận hành, người dùng điện và thiết bị phân phối điện. Chế độ xác lập sau sự cố: Các yêu cầu mục 1.0.3.1 được giảm đi nhưng chỉ cho phép kéo dài trong một thời gian ngắn, sau đó phải có biện pháp hoặc là thay đổi thông số của chế độ hoặc là thay đổi sơ đồ hê thống để đưa chế độ này về chế độ xác lập bình thường. Chế độ quá độ:

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA VŨNG TÀU VIỆN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN - ĐIỆN - ĐIỆN TỬ BÁO CÁO MÔN HỌC: ỔN ĐỊNH HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỀ TÀI: CÁC BIỆN PHÁP VỀ VẬN HÀNH TRONG VIỆC CẢI THIỆN ỔN ĐỊNH HỆ THỐNG ĐIỆN Họ tên GVHD : ThS Biện Văn Khuê Thực : Nhóm Họ tên SVTH : Nguyễn Minh Tân Nguyễn Anh Tuấn Huỳnh Minh Hoàng Chuyên ngành : Kỹ Thuật Điện Lớp : DH14DC Vũng Tàu, Tháng 11 Năm 2017 Báo Cáo Môn Học GVHD: ThS Bi ện Văn Khuê ĐÁNH GIÁ CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN Thái độ tác phong nhận thức trình thực đồ án: Hình thức, thể thức trình bày đồ án: Kiến thức chuyên môn: Đánh giá khác: Đánh giá kết quả: GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN ThS Biện Văn Khuê Page of 32 Báo Cáo Môn Học GVHD: ThS Bi ện Văn Khuê LỜI CÁM ƠN Chúng tơi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy Biện Văn Khuê, cương vị người hướng dẫn đề tài, tận tình giúp đỡ chúng tơi suốt q trình thực báo cáo Chúng xin chân thành cảm ơn thầy cô trường Đại Học Bà Rịa - Vũng Tàu cung cấp cho kiến thức quý báu làm tảng cho nghiên cứu báo cáo Chúng xin chân thành gửi lời cảm ơn đến hệ thống thông tin, nguồn thông tin, tài liệu, nghiên cứu, tiểu luận, viết, sách báo nguồn thơng tin ngồi nước Việt Nam tạo điều kiện để triển khai đề tài suốt thời gian qua Chúng xin gửi lời tri ân sâu sắc tới cha mẹ, người sinh thành, dạy, nuôi dưỡng quan tâm chăm sóc để chúng có ngày hôm Và sau cùng, xin cảm ơn tất bạn bè, đồng nghiệp ln có hỗ trợ, động viên, giúp đỡ năm tháng giảng đường đại học q trình hồn thành báo cáo này./ Vũng Tàu, ngày tháng 10 năm 2017 Thực Hiện Nhóm Page of 32 Báo Cáo Mơn Học GVHD: ThS Bi ện Văn Khuê MỤC LỤC Trang NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU 0.1 Đặt Vấn Đề 0.2 Phương Pháp Nghiên Cứu 0.3 Tính Cần Thiết Của Đề Tài 0.4 Mục Tiêu, Nhiệm Vụ Và Giới Hạn Của Đề Tài CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ỔN ĐỊNH HỆ THỐNG ĐIỆN 1.0 Chế Độ Của Hệ Thống Điện 1.0.1 Hệ thống điện (HTĐ) 1.0.2 Chế độ hệ thống điện 1.0.3 Yêu cầu chế độ hệ thống điện 1.0.3.1 Chế độ xác lập bình thường 1.0.3.2 Chế độ xác lập sau cố 1.0.3.3 Chế độ độ CHƯƠNG II: CÁC BIỆN PHÁP NÂNG CAO TÍNH ỔN ĐỊNH 2.1 Cải Thiện Đặc Tính Của Những Phần Tử Chính Trong Hệ Thống Điện 2.1.1 Máy phát điện 2.1.1.1 Cải tạo tham số máy phát điện 2.1.1.2 Hệ số cosφ máy phát điện 2.1.2 Thiết bị tự động điều chỉnh kích thích 10 2.1.2.1 Nguyên lý cấu tạo 10 2.1.2.2 Tác động thiết bị từ động điều chỉnh kích th ước đến ổn định tĩnh 12 2.1.2.3 Ảnh hưởng đến ổn định động 13 2.1.3 Máy cắt điện 14 2.1.3.1 Cắt nhanh cố 14 Page of 32 Báo Cáo Môn Học GVHD: ThS Bi ện Văn Khuê 2.1.3.2 Tự động đóng lại đường dây tải điện 16 2.1.4 Đường dây tải điện: 18 CHƯƠNG III: CÁC BIỆN PHÁP VẬN HÀNH 21 3.0 Các Biện Pháp Về Vận Hành 21 3.1 Cân Bằng Công Suất 21 3.2 Các Yếu Tố Cơ Bản Gây Mất Ổn Định Trong Hệ Thống Điện 23 3.3 Các Biện Pháp Vận Hành 24 3.3.1 Các biện pháp chung 24 3.3.2 Các biện pháp cụ thể 24 3.3.2.1 Cắt nhanh ngắn mạch 24 3.3.2.2 Điều chỉnh kích từ động sơ cấp 24 3.3.2.3 Điều khiển dung lượng bù dọc bù ngang 25 CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN 28 4.1 Vấn Đề Đạt Được 28 4.2 Hạn Chế 29 TÀI LIỆU THAM KHẢO 30 Page of 32 LỜI MỞ ĐẦU 0.1 Đặt Vấn Đề: Có nhiều cố gây ổn định hệ thống điện, lần gặp cố gây thiệt hại lớn cho bên điều phối lẫn bên tiêu thụ điện nhiều mặt: kinh tế, xã hội, an ninh, trị,… Do việc ổn định vận hành vấn đề quan tâm hàng đầu công dân, quốc gia 0.2 Phương Pháp Nghiên Cứu: Do đặc thù đề tài nên việc tìm hiểu tập trung vào nghiên cứu từ nguồn thông tin Chúng chọn phương án nghiên cứu dựa nguồn tài liệu phong phú kiến thức có kết hợp với kiến thức học mơn học để hồn thiện đề tài Qua việc tìm hiểu sách, báo, internet, bạn bè chia sẻ kiến thức học tơi tìm hiểu vấn đề giao tổng hợp thành báo cáo nhằm phục vụ nhu cầu tìm hiểu Các Biện Pháp Về Vận Hành Trong Việc Cải Thiện Ổn Định Hệ Thống Điện nhằm góp phần phục vụ nhu cầu lên sống 0.3 Tính Cần Thiết Của Đề Tài: Việc nghiên cứu Các Biện Pháp Về Vận Hành Trong Việc Cải Thiện Ổn Định Hệ Thống Điện xưa quan tâm mạnh mẽ bên điều hành hệ thống điện quốc gia cho ngày ưu việt hơn, xác 0.4 Mục Tiêu, Nhiệm Vụ Và Giới Hạn Của Đề Tài: Mục tiêu, nhiệm vụ: Nhằm hỗ trợ việc xử lí biện pháp vận hành cho tối ưu Giới hạn: Đề tài tìm hiểu Các Biện Pháp Về Vận Hành Trong Việc Cải Thiện Ổn Định Hệ Thống Điện Không bao hàm tất đề tài khác không chuyên sâu người nghiên cứu phân tích nhiều năm hay kiến thức uyên thâm Những vấn đề tìm hiểu có giới hạn kiến thức Báo Cáo Mơn Học GVHD: ThS Bi ện Văn Khuê CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ỔN ĐỊNH HỆ THỐNG ĐIỆN 1.0 Chế Độ Của Hệ Thống Điện: 1.0.1 Hệ thống điện (HTĐ): Hệ thống điện tập hợp phần tử tham gia vào trình sản xuất, truyền tải tiêu thụ lượng Các phần tử hệ thống điện chia thành hai nhóm: Các phần tử tự lực làm nhiệm vụ sản xuất, biến đổi, truyền tải, phân phối sử dụng điện máy phát, đường dây tải điện thiết bị dùng điện Các phần tử điều chỉnh làm nhiệm vụ điều chỉnh biến đổi trạng thái hệ thống điện như: điều chỉnh kích từ máy phát đồng bộ, điều chỉnh tần số, bảo vệ rơle, máy cắt điện,… Mỗi phần tử hệ thống điện đặc trưng thông số, thơng số xác định lượng tính chất vật lý phần tử, sơ đồ liên lạc chúng nhiểu giản ước tính tốn khác Ví dụ: tổng trở, tổng dẫn đường dây, hệ số biến áp, hệ số khuếch đại phận tự động điều chỉnh kích thích… Các thơng số phần tử gọi thông số hệ thống điện Nhiều thông số hệ thống điện đại lượng phi tuyến, giá trị chúng phụ thuộc vào dòng cơng suất, tần số,… X, Y, độ từ hóa, … phần lớn tốn thực tế coi số ta có hệ thống tuyến tính Nếu tính đến biến đổi thơng số ta có hệ thống phi tuyến, dạng phi tuyến hệ thống điện, dạng phi tuyến phải xét đến số trường hợp phải tính đến độ bão hòa máy phát, máy biến áp toán ổn định 1.0.2 Chế độ hệ thống điện: Tập hợp trình xảy hệ thống điện xác định trạng thái làm việc hệ thống điện thời điểm hay khoảng thời gian gọi chế độ hệ thống điện Các trình nói đặc trưng thơng số U, I, P, Q, f, , … thời điểm hệ thống điện Ta gọi chúng thông số chế độ, thông số khác với thông số hệ thống chỗ tồn hệ Page of 32 Báo Cáo Môn Học GVHD: ThS Bi ện Văn Khuê thống điện làm việc Các thơng số chế độ xác định hồn tồn trạng thái làm việc hệ thống điện Các thông số chế độ quan hệ với thông qua thông số hệ thống điện, nhiều mối quan hệ có dạng phi tuyến Ví dụ: P = U2/R Đó dạng phi tuyến thứ hai hệ thống điện, dạng phi tuyến khơng thể bỏ qua tốn điện lực Các chế độ hệ thống điện chia thành hai loại: Chế độ xác lập (CĐXL) chế độ thơng số dao động nhỏ xung quanh giá trị trung bình đó, thực tế xem thơng số số Trong thực tế không tồn chế độ mà thơng số bất biến theo thời gian hệ thống điện bao gồm số vô lớn phần tử, phần tử luôn biến đổi khiến cho thông số chế độ biến đổi không ngừng Chế độ xác lập chia thành: + Chế độ xác lập bình thường chế độ vận hành bình thường hệ thống điện + Chế độ xác lập sau cố xảy loại trừ cố + Chế độ cố xác lập chế độ cố trì sau thời gian q độ ví dụ chế độ ngắn mạch trì… - Chế độ độ chế độ mà thông số biến đổi nhiều Chế độ độ gồm có: + Chế độ độ bình thường bước chuyển từ chế độ xác lập bình thường sang chế độ xác lập bình thường khác + Chế độ độ cố xảy sau cố 1.0.3 Yêu cầu chế độ hệ thống điện: 1.0.3.1 Chế độ xác lập bình thường: Đảm bảo chất lượng điện năng: điện cung cấp cho phụ tải phải có chất lượng đảm bảo, tức giá trị thông số chất lượng (điện áp tần số) phải nằm giới hạn quy định tiêu chuẩn Page of 32 Báo Cáo Môn Học GVHD: ThS Bi ện Văn Khuê Đảm bảo độ tin cậy: phụ tải cung cấp điện liên tục với chất lượng đảm bảo Mức độ liên tục phải đáp ứng yêu cầu hộ dùng điện điều kiện hệ thống điện Có hiệu kinh tế cao: chế độ thỏa mãn độ tin cậy đảm bảo chất lượng điện thực với chi phí sản xuất điện, truyền tải phân phối điện nhỏ Đảm bảo an toàn điện: phải đảm bảo an toàn cho người vận hành, người dùng điện thiết bị phân phối điện 1.0.3.2 Chế độ xác lập sau cố: Các yêu cầu mục 1.0.3.1 giảm cho phép kéo dài thời gian ngắn, sau phải có biện pháp thay đổi thơng số chế độ thay đổi sơ đồ thống để đưa chế độ chế độ xác lập bình thường 1.0.3.3 Chế độ độ: Chấm dứt cách nhanh chóng chế độ xác lập bình thường hay chế độ xác lập sau cố Trong thời giá độ thông số biến đổi giới hạn cho phép như: giá trị dòng điện ngắn mạch, điện áp nút phụ tải ngắn mạch… Các yêu cầu hệ thống điện xét đến thiết kế đảm bảo cách điều chỉnh thường xuyên trình vận hành hệ thống điện Page of 32 Báo Cáo Môn Học GVHD: ThS Bi ện Văn Khuê CHƯƠNG II: CÁC BIỆN PHÁP NÂNG CAO TÍNH ỔN ĐỊNH Việc đảm bảo cho hệ thống điện ổn định điều kiện có tầm quan trọng đặc biệt nhằm đảm bảo việc cung cấp điện liên tục cho hộ tiêu thụ Trong thực tế nhiều thân hệ thống điện với thiết bị không đủ để đảm bảo ổn định, không đủ độ dự trữ ổn định cần thiết, người ta phải dùng biện pháp nhằm tăng cường ổn định hệ thống điện Các biện pháp nâng cao ổn định chia làm hai loại:  Cải thiện phần tử hệ thống điện  Thêm vào hệ thống phân tử phụ nhằm nâng cao khả ổn định hệ thống 2.1 Cải Thiện Đặc Tính Của Những Phần Tử Chính Trong Hệ Thống Điện: 2.1.1 Máy phát điện: 2.1.1.1 Cải tạo tham số máy phát điện: Ta thấy trường hợp khơng có thiết bị từ động điều chỉnh kích thước, giảm Xd tăng dự trữ ổn định tĩnh Đối với ổn định động việc giảm Xd có tác dụng tốt Page of 32 Báo Cáo Môn Học GVHD: ThS Bi ện Văn Khuê Nếu cắt ngắn mạch nhanh diện tích gia tốc nhỏ diện tích hãm tốc lớn, máy phát có khả ổn định cao đỡ bị dao động, cơng suất truyền tải P0 nâng cao Ngồi việc cắt nhanh ngắn mạch có tác dụng ngăn chặn biến hố ngắn mạch khơng đối xứng thành ngắn mạch pha Ta xét tác dụng tăng khả truyền tải hệ thống đồ thị hình 4.8 Nếu ngắn mạch với góc cat1 theo điều kiện cân điện tích hãm tốcvà gia tốc tải cơng suất tối đa P 01 lúc đó: Fgt1 = F1234 = Fht = F456’ Bây cắt sớm T cat2 theo điều kiện tăng cơng suất tải lên P02 đó: Fgt2 = F1’2’3’4’ = Fht2 = F4’’5’56’ Sự phụ thuộc công suất tải P vào Tcat ứng với dạng ngắn mạch khác đồ thị 4.9 Qua ta thấy thời gian cắt ngắn mạch có tác dụng lớn đến công suất tải trường hợp mạch pha pha chạm đất Mặt khác mức độ nặng nhẹ ngắn mạch phụ thuộc vào sơ đồ nối dây hệ thống Ta xét sơ đồ A B (hình 4.10) Khi xảy ngắn mạch pha chạm đất, ta thấy: Page 12 of 32 Báo Cáo Môn Học GVHD: ThS Bi ện Văn Khuê - Ngắn mạch với sơ đồ B trầm trọng sơ đồ A - Tình trạng vận hàng sau ngắn mạch sơ đồ B lại tốt Cho nên cắt nhanh ngắn mạch sơ đồ B tốt sơ đồ A, cắt chậm sơ đồ A tốt Trên hình 4.10 quan hệ P Pcat sơ đồ A B Cuối ta hay nói đến khả cắt nhanh máy cắt: thời gian cắt thân máy cắt từ có tín hiệu đến dập xong hồ quang 0,04 – 0,07s thời gian tác động bảo vệ rơle 0,01 – 0,03s thời gian cắt thiết bị bảo vệ cắt 0,05 – 0,1s 2.1.3.2 Tự động đóng lại đường dây tải điện: Phần lớn ngắn mạch xảy đường dây tạm thời, nên sau thời gian định đủ để khử Ion ta đóng lại đường dây làm việc bình thường Page 13 of 32 Báo Cáo Môn Học GVHD: ThS Bi ện Văn Khuê Thời gian khử Ion: 110kV  0,1 - 0,13s; 220kV  0,12 - 0,33s Thường 80- 90% tự động đóng lại có kết Tự động đóng lại thường dùng cho đường dây cụt lộ đến phụ tải để đảm bảo cung cấp điện Nhưng dùng cho máy phát làm việc song song có tác dụng đảm bảo ổn định động với đường dây liên lạc lộ Tác dụng tự động đóng lại đường dây tải điện hình 4.11 Điều kiện để chọn thời gian tự động đóng lại đường dây tải điện là: - TTĐLvà tcat phải đủ nhỏ cho Fgt < Fht max - tTĐL > t khử Ion Điều quan trọng tự động đóng lại đường dây tải điện thực hệ thống cho phép đóng phi đồng Đối với đường dây lộ tự động đóng lại đường dây tải điện có hiệu so với đường dây lộ 2.1.4 Đường dây tải điện: Page 14 of 32 Báo Cáo Môn Học GVHD: ThS Bi ện Văn Khuê Điện đường dây tải điện xa đóng vai trò quan trọng nâng cao ổn định hệ thống điện, làm giảm điện kháng tương đối đường dây tải điện so với phần tử lại Xdd = Xdd0.L.(Scs/U2dd) Rõ ràng Xdd tỷ lệ nghịch với bình phương điện áp đường dây tải điện Do Xdd giảm Pmax tăng lên Trên hình 4.12 biểu diễn quan hệ Pmax điện áp Udd đường dây tải điện dài 200km Đối với đường dây dài điện kháng tuyệt đối Xdd đường dây có tác dụng đáng kể đến độ dự trữ ổn định Để giảm Xdd người ta thực biện pháp: - Bù dọc cách đấu thêm Xc vào đường dây, Xdd = XL - XC giảm - Phân nhánh dây dẫn, làm tăng bán kính tương đương dây dẫn giảm điện kháng - Đặt trạm cắt trung gian để ngắn mạch cần cắt đoạn đường dây bị cố, cải thiện chế độ hệ thống sau cắt ngắn mạch (hình 4.13) Page 15 of 32 Báo Cáo Môn Học GVHD: ThS Bi ện Văn Khuê Đối với đường dây siêu cao áp đặt máy bù động dọc đường dây máy bù tĩnh (SVC) để tăng khả tải hệ thống Page 16 of 32 Báo Cáo Môn Học GVHD: ThS Bi ện Văn Khuê CHƯƠNG III: CÁC BIỆN PHÁP VẬN HÀNH 3.0 Các Biện Pháp Về Vận Hành: Cần có phân chia cơng suất nguồn Q hợp lý đẻ có độ dự trữ tương hợp ổn định điện áp Dự trữ nóng cơng suất phản kháng cần bảo đảm nhờ kích từ tụ bù ngang Nhân viên điều phối cần nhận biết triệu chứng ổn định có biện pháp kịp thời để điều khiển Q, cắt tải,… 3.1 Cân Bằng Công Suất: Điều kiện cần để chế độ xác lập tồn cân công suất tác dụng công suất phản kháng Công suất nguồn sinh phải công suất phụ tải tiêu thụ cộng với tổn thất công suất phần tử hệ thống điện PF = Ppt + ΔP = P (1.1) QF = Qpt + ΔQ = Q (1.2) Giữa cơng suất tác dụng cơng suất phản kháng có mối quan hệ: S = P + Q2 (1.3) Cho nên điều kiện cân công suất (1.1) (1.2) xét cách độc lập mà lúc phải xét đến mối quan hệ chúng Tuy thực tế tính tốn vận hành hệ thống điện cách gần xem biến đổi công suất tác dụng công suất phản kháng tuân theo quy định riêng biệt ảnh hưởng đến nhau, là: - Sự biến đổi công suất phản kháng ảnh hưởng chủ yếu đến điện áp hệ thống điện Như xem điện áp tiêu để đánh giá cân công suất phản kháng Trong vận hành hệ thống điện điều kiện cân công suất (1.1) (1.2) đảm bảo cách tự nhiên Các thông số chế độ giữ giá trị cho điều kiện cân công suất thoả mãn Page 17 of 32 Báo Cáo Môn Học GVHD: ThS Bi ện Văn Khuê Ví dụ: xuất phát từ vị trí cân ta tăng cơng suất tác dụng nguồn lên tần số tăng lên làm cho công suất tiêu thụ phụ tải tăng lên theo cân với công suất nguồn Hay đóng thêm phụ tải cơng suất phản kháng điện áp tồn hệ thống giảm làm cho phụ tải phản kháng khác giảm đạt lại cân công suất phản kháng Tất nhiên điều chỉnh thực phạm vi cho phép Các điều kiện cân công suất (1.1) (1.2) (1.3) sở xuất phát để tính tốn chế độ hệ thống điện Từ điều kiện ta tính thơng số chế độ U, I, P, Q, Để đảm bảo làm việc đắn phụ tải điện hệ thống điện, quy định giá trị cân cho công suất tác dụng công suất phản kháng sau: - Công suất tác dụng cân tần số hệ thống tần số đồng f (50 hay 60 Hz) nằm giới hạn cho phép: fcp ≤ f ≤ fcp max - Công suất phản kháng cân điện áp nút hệ thống điện nằm giới hạn cho phép: Ucp ≤ U ≤ Ucp max Khi điện áp tần số lệch khỏi giá trị cho phép xem cân cơng suất khơng đảm bảo cần có biện pháp để bảo đảm chúng Sự cân công suất tác dụng có tính chất tồn hệ thống, tất điểm hệ thống tần số ln có giá trị chung Việc đảm bảo tần số dễ thực hiện, cần điều chỉnh cơng suất nhà máy Page 18 of 32 Báo Cáo Môn Học GVHD: ThS Bi ện Văn Khuê Trái lại, cân công suất phản kháng mang tính chất cục thừa chỗ thiếu chỗ khác Việc điều chỉnh công suất phản kháng phức tạp khơng thể thực chung cho tồn hệ thống Trong hệ thống điện, máy phát điện (MF) phần tử định làm việc toàn hệ thống, cân cơng suất tác dụng trục rotor MF đóng vai trò quan trọng định tồn chế độ xác lập Đây cân Cơ - Điện, nghĩa cân công suất học tuabin PTB công suất điện PMF máy phát phát ra: PTB = PMF Như nói, cân cơng suất tác dụng có tính chất toàn hệ thống cân xảy đâu tức khắc tác động lên máy phát gây cân điện Đối với công suất phản kháng cân nút phụ tải lớn có ý nghĩa quan trọng Còn phụ tải quay có cân điện công suất điện lưới PPT công suất PC máy công cụ: PC = PPT 3.2 Các Yếu Tố Cơ Bản Gây Mất Ổn Định Trong Hệ Thống Điện: - Hệ thống không đủ khả chuyển tải công suất - Thiếu dự trữ công suất hệ thống - Các biện pháp vận hành điều chỉnh không hợp lý - Hệ thống kích từ khơng đủ khả đáp ứng có biến động mạnh - Ngắn mạch phần tử lưới điện - Đóng cắt phần tử lưới điện - Tăng giảm tải đột ngột 3.3 Các Biện Pháp Vận Hành: 3.3.1 - Các biện pháp chung: Phân chia công suất nguồn Q hợp lý để có dự trữ tương hợp Page 19 of 32 Báo Cáo Môn Học GVHD: ThS Bi ện Văn Khuê ổn định điện áp - Dự trữ nóng cơng suất phản kháng cần đảm bảo nhờ kích từ tụ bù ngang - Nhân viên điều phối cần nhận biết triệu chứng ổn định có biện pháp kịp thời điểu khiển Q, cắt tải, … 3.3.2 Các biện pháp cụ thể: 3.3.2.1 Cắt nhanh ngắn mạch: - Giảm thời gian gia tốc rotor máy phát - Giảm diện tích gia tốc - Tăng diện tích hãm tốc - Tăng khả chuyển tải đường dây 3.3.2.2 Điều chỉnh kích từ động sơ cấp: P I e' e Po a d f' f II b δb c δ δc Điều chỉnh cưỡng công suất tuabin Page 20 of 32 Báo Cáo Môn Học GVHD: ThS Bi ện Văn Khuê Điều chỉnh cưỡng kích từ máy phát 3.3.2.3 Điều khiển dung lượng bù dọc bù ngang: Tụ bù dọc : bù điện cảm đường dây Kháng bù ngang : bù điện kháng đường dây  Nâng cao khả tải  San điện áp dọc đường dây  Tăng giới hạn truyền tải  Tụ bù dọc : o Tăng điện áp cuối đường dây, giảm tổn thất truyền tải (tải nặng) o Giảm X  δ  tăng tính ổn định cho hệ thống (tải cố định) o Giảm dao động công suất, tăng khả ổn định động Page 21 of 32 Báo Cáo Môn Học GVHD: ThS Bi ện Văn Khuê (Tụ bù dọc có điều khiển) Pttai  U 1U sin  XL  XC  Kháng bù ngang : o Chống áp chế độ tải nhẹ hở mạch o Chống áp thao tác o Ổn định điện áp tăng ổn định tĩnh (kháng bù ngang có điều khiển) o ĐD hở mạch o ĐD hở mạch đặt kháng bù cuối o ĐD hở mạch đặt kháng bù  Khi có cố : nối tắt tụ Page 22 of 32 Báo Cáo Môn Học GVHD: ThS Bi ện Văn Khuê  Sau cố : đóng lại tụ  Đóng cắt dung lượng tụ bù phù hợp làm tăng tính ổn định hệ thống  Đóng bù : δđ = δn  Cắt bù : δ0 = δmax Page 23 of 32 Báo Cáo Môn Học GVHD: ThS Bi ện Văn Khuê CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN 4.1 Vấn Đề Đạt Được: Mở rộng miền vận hành  Nâng cao giới hạn truyền tải  Sử dụng thiết bị điều khiển vận hành hệ thống điện ( SCADA/ESM…)  Đặc biệt, yếu tố người  Hệ thống vận hành ổn định Sau khoảng thời gian thực đề tài: Các Biện Pháp Về Vận Hành Trong Việc Cải Thiện Ổn Định Hệ Thống Điện chúng tơi có hiểu biết hữu ích cho học tập làm việc tương lai Đề tài đòi hỏi nghiên cứu nhiều lý thuyết, việc tìm hiểu Các Biện Pháp Về Vận Hành Trong Việc Cải Thiện Ổn Định Hệ Thống Điện cho ta thấy giải pháp ứng dụng chúng tuyệt vời nắm bắt mặt hạn chế Tập báo cáo nhiều hạn chế trình thực đề tài giúp chúng tơi tự đánh giá tìm hiểu kỹ kiến thức chun mơn Đó kết sau nhiều năm học tập với hướng dẫn tận tình thầy Biện Văn Kh tơi xin chân thành cảm ơn 4.2 Hạn Chế: Những hình ảnh thực tế chưa khai thác nhiều để đưa vào báo cáo, nội dung nhiều mặt thiếu sót Page 24 of 32 Báo Cáo Môn Học GVHD: ThS Bi ện Văn Khuê TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] https://books.google.com.vn/books/about/Nghiên_cứu_các_biện_pháp_nâng_ca html?id=s9BDAQAACAAJ&redir_esc=y – Nguyễn Trung Kiên (2012), Nghiên cứu biện pháp nâng cao ổn định điện áp hệ thống điện [2] http://dlib.hust.edu.vn/handle/DHBKHN_123456789/4091 - Nghiên cứu biện pháp nâng cao ổn định điện áp lưới phân phối điện trung áp, Lương Thị Thu Giang (2013) [3] https://toc.123doc.org/document/646497-6-cac-bien-phap-nang-cao-on-dinh.htm Các biện pháp nâng cao ổn định [4] http://luanan.nlv.gov.vn/luanan?a=d&d=TTbFlGuwBweG2002.1.6 - Phân tích nhanh tính ổn định xác định giới hạn truyền tải công suất hệ thống điện hợp có đường dây siêu cao áp, 2002 [5] http://tailieu.vn/doc/chuong-5-cac-bien-phap-nang-cao-tinh-on-dinh-he-thongdien-343069.html , Các biện pháp nâng cao tính ổn định hệ thống điện , Hoàng Phương (2010) [6] imgs.khuyenmai.zing.vn/files/tailieu/ky-thuatcong dien /cndien_179 8924.pdf – nghiên cứu ổn định điện áp hệ thống điện [7] https://nonghoc.com/docs-viewer/3331F448-56A3-4E14-A9BB40C42287785D/chuong-5-cac-bien-phap-nang-cao-tinh-on-dinh-he-thongdien.aspx?AspxAutoDetectCookieSupport=1 - Các biện pháp nâng cao tính ổn định hệ thống điện [8] hpcdongnai.com/uploads/news/2014_12/1.pdf - Tăng cường độ ổn định, tin cậy lưới điện 500 kV [9] https://xemtailieu.com/tai-lieu/danh-gia-tinh-on-dinh-cua-he-thong-dien-vietnam-1117697.html - Tài liệu đánh giá tính ổn định hệ thống điện Việt Nam [10] https://123doc.org/document/1640245-chuong-5-cac-bien-phap-nang-cao-tinhon-dinh-he-thong-dien-pps.htm , Các biện pháp nâng cao tính ổn định hệ thống điện PPS (2014) Page 25 of 32 Báo Cáo Môn Học GVHD: ThS Bi ện Văn Khuê [11] efa.tnut.edu.vn/Article/Download/249 - 310 ứng dụng thiết bị facts để nâng cao khả ổn định hệ thống điện [12] https://www.baomoi.com/thiet-lap-su-ben-vung-cua-he-thong-dien-quocgia/c/14867120.epi – Thiết lập bền vững hệ thống điện quốc gia Page 26 of 32 ... CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ ỔN ĐỊNH HỆ THỐNG ĐIỆN 1.0 Chế Độ Của Hệ Thống Điện 1.0.1 Hệ thống điện (HTĐ) 1.0.2 Chế độ hệ thống điện 1.0.3 Yêu cầu chế độ hệ thống điện ... TỔNG QUAN VỀ ỔN ĐỊNH HỆ THỐNG ĐIỆN 1.0 Chế Độ Của Hệ Thống Điện: 1.0.1 Hệ thống điện (HTĐ): Hệ thống điện tập hợp phần tử tham gia vào trình sản xuất, truyền tải tiêu thụ lượng Các phần tử hệ. .. máy biến áp toán ổn định 1.0.2 Chế độ hệ thống điện: Tập hợp trình xảy hệ thống điện xác định trạng thái làm việc hệ thống điện thời điểm hay khoảng thời gian gọi chế độ hệ thống điện Các q trình