Đánh giá hiện trạng và đề xuất một số giải pháp cải thiện chất lượng điện áp trên lưới điện phân phối 35kv tỉnh bắc kạn

Trang 1

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

NGUYỄN ĐỨC THUẬN

ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG VÀ ĐỀ XUẤT

MỘT SỐ GIẢI PHÁP CẢI THIỆN CHẤT LƯỢNG ĐIỆN ÁPTRÊN LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI 35kV TỈNH BẮC KẠN

Ngành: Kỹ thuật điệnMã ngành: 8520201

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌCNGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: TS TRƯƠNG TUẤN ANH

THÁI NGUYÊN - 2019

Trang 2

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin –

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan, đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, được thực hiệntrên cơ sở nghiên cứu về lý thuyết và tổng hợp từ nhiều nguồn tài liệu tham khảokhác nhau: Sách, báo, tạp chí chuyên ngành, internet, thư viện các trường, cơ quan Dữ liệu nghiên cứu được thu thập thực tế tại Công ty Điện lực Bắc Kạn Cácsố liệu và kết quả tính toán trong luận văn là trung thực; các đánh giá, kiến nghị đưara xuất phát từ thực tiễn, kinh nghiệm và chưa từng được công bố trong bất kỳ mộtcông trình nào khác.

Tác giả luận văn

Nguyễn Đức Thuận

Trang 3

2 Mục tiêu nghiên cứu 2

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2

4 Phương pháp nghiên cứu 3

5 Tên và bố cục của đề tài 3

CHƯƠNG 1 LƯỚI ĐIỆN TỈNH BẮC KẠN VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNGLƯỚI ĐIỆN 35 KV ĐIỆN LỰC THÀNH PHỐ BẮC KẠN 4

1.1 Công ty điện lực Bắc Kạn 4

1.1.1 Sơ đồ tổ chức của công ty điện lực Bắc Kạn 4

1.1.2 Khối lượng quản lý vận hành của công ty điện lực Bắc Kạn 4

1.1.3 Chức năng và nhiệm vụ chủ yếu của công ty điện lực Bắc Kạn 5

1.1.4 Các loại hình dịch vụ của công ty điện lực Bắc Kạn 5

1.2 Hiện trạng lưới điện tỉnh Bắc Kạn 6

1.2.1 Hiện trạng nguồn điện 6

1.2.2 Hiện trang lưới điện 6

1.3 Giới thiệu về điện lực thành phố Bắc Kạn 8

1.3.1 Chức năng của điện lực thành phố Bắc Kạn 8

1.3.2 Nhiệm vụ của điện lực thành phố Bắc Kạn 9

1.3.3 Chức năng và nhiệm vụ các vị trí trong điện lực thành phố Bắc Kạn 9

1.4 Hiện trạng lưới điện phân phối trung áp thành phố Bắc Kạn 12

1.4.1 Khối lượng quản lý đường dây và trạm biến áp 12

1.4.2 Xuất tuyết đường dây ĐDK 372 14

Trang 4

Chương 2 MỘT SỐ CHỈ TIÊU CƠ BẢN VÀ PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN

CHẤT LƯỢNG ĐIỆN ÁP TRÊN LƯỚI PHÂN PHỐI 23

2.1 Một số chỉ tiêu cơ bản về đảm bảo chất lượng điện áp 23

2.1.1 Dao động điện áp 23

2.1.2 Độ lệch điện áp 24

2.1.3 Quy định về chất lượng điện áp 31

2.1.4 Một số quy định khác về chất lượng điện áp 32

2.2 Một số phương pháp đánh giá chất lượng điện 33

2.2.1 Đánh giá chất lượng điện theo mô hình xác xuất thống kê 33

2.2.2 Đánh giá chất lượng điện theo độ lệch điện áp 35

2.2.3 Đánh giá chất lượng điện theo tiêu chuẩn đối xứng 36

2.2.4 Đánh giá chất lượng điện theo tiêu chuẩn tích phân điện áp 38

2.2.5 Đánh giá chất lượng điện theo tương quan giữa công suất và điện áp 39

2.2.6 Đánh giá chất lượng điện theo độ không sin của điện áp 40

Chương 3 TỔNG QUAN VỀ BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG TRONG LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI 42

3.1 Khái niệm chung 42

3.1.1 Công suất phản kháng (CSPK) 42

3.1.2 Ý nghĩa của việc bù CSPK trong lưới phân phối 43

3.2 Các thiết bị tiêu thụ và nguồn phát CSPK 44

3.2.1 Các thiết bị tiêu thụ công suất phản kháng 44

3.2.2 Các nguồn phát công suất phản kháng trên lưới điện 45

3.3 Các tiêu chí bù công suất phản kháng trên lưới phân phối 50

3.3.1 Tiêu chí kỹ thuật 50

3.3.2 Tiêu chí kinh tế 54

3.3.3 Kết luận 56

3.4 Một số phương pháp tính toán bù công suất phản kháng trên lưới phân phối 56

3.4.1 Xác định dung lượng bù CSPK để nâng cao hệ số công suất cosφ 57

3.4.2 Tính bù CSPK theo điều kiện cực tiểu tổn thất công suất 57

3.4.3 Bù công suất phản kháng theo điều kiện điều chỉnh điện áp 60

3.4.4 Lựa chọn dung lượng bù theo quan điểm kinh tế 71

3.4.5 Phương pháp tính toán lựa chọn công suất và vị trí bù tối ưu trong mạngđiện phân phối 77

3.4.6 Kết luận 85

Trang 5

Chương 4 ỨNG DỤNG PHẦN MỀM PSS/ADEPT TÍNH TOÁN BÙ CÔNG

SUẤT PHẢN KHÁNG CHO LƯỚI ĐIỆN THÀNH PHỐ BẮC KẠN 86

4.1 Giới thiệu về phần mềm PSS/ADEPT 86

4.2 Tính toán trào lưu công suất bằng phần mềm PSS/ADEPT 87

4.2.1 Cài đặt đặt các thông số cơ bản của lưới điện 88

4.2.2 Lập sơ đồ và nhập các thông số của các phần tử trên sơ đồ 88

4.2.3 Tính toán trào lưu công suất 89

4.3 Tính toán tối ưu hóa vị trị bù bằng chương trình PSS/ADEPT 89

4.3.1 Cơ sở lý thuyết tính toán bù tối ưu theo phương pháp phân tích động theodòng tiền tệ 89

4.3.2 Thiết kế sơ đồ tính toán trên phần mềm PSS/ADEPT 92

4.4 Xác định dung lượng và vị trí bù lưới điện thành phố Bắc Kạn 94

4.4.1 Xây dựng đồ thị phụ tải lưới điện thành phố Bắc Kạn 94

4.4.2 Tính toán bù tối ưu thanh cái hạ áp của các máy biến áp 35/0,4kV thànhphố Bắc Kạn 96

4.4.3 Tính toán bù tối ưu lưới trung áp 35kV thành phố Bắc Kạn 106

4.5 Một số giải pháp nâng cao chất lượng điện áp trong lưới phân phối trung áp thành phố Bắc Kạn 109

Trang 6

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

LĐPP Lưới điện phân phốiCLĐA Chất lượng điện áp

CSPK Công suất phản khángCSTD Công suất tác dụngTTĐN Tổn thất điện năng

PSS/ADEPT Power System Simulator/Advanced DistributionEngineering Productivity Tool

Trang 7

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Trạm phân phối xuất tuyến đường dây ĐDK 372 14

Bảng 1.2 Đường dây 35kV xuất tuyến ĐDK 372 15

Bảng 1.3 Bảng kê tụ bù vận hàng đường dây ĐDK 372 16

Bảng 1.6 Bảng kê tụ bù vận hàng đường dây ĐDK 373 19

Bảng 2.1 Mức nhấp nháy điện áp 32

Bảng 3.1 Điện trở của máy biến áp được quy về phía U = 380 V 77

Bảng 4.1 Các thông số thiết đặt để tính toán bù kinh tế trong PSS/ADEPT 98

Bảng 4.2 Các nút thanh cái hạ áp của trạm 35/0,4kV có điện áp nằm dưới giới hạncho phép khi tải cực đại trên đường dây 372- E26.1 99

Bảng 4.5 Kết quả tính toán phân bố công suất trên đường dây 372, 373, 374- E26.1trước khi bù 101

Bảng 4.6 Vị trí và dung lượng bù cố định ở phía thanh cái hạ áp 102

Bảng 4.7 Vị trí và dung lượng bù đóng cắt ở phía thanh cái hạ áp 102

Bảng 4.8 Kết quả tính toán phân bố công suất trên đường dây 372, 373, 374- E26.1sau khi bù 103

Bảng 4.9 Kết quả bù kinh tế khi phụ tải cực đại lộ đường dây 372 - E26.1 104

Bảng 4.12 Vị trí, dung lượng bù cố định và bù đóng cắt ở lưới trung áp 35kV lộ đường dây 372 - E26.1 106

Bảng 4.13 Vị trí, dung lượng bù cố định và bù đóng cắt ở lưới trung áp 35kV lộ đường dây 373 - E26.1 106

Trang 8

Bảng 4.14 Vị trí, dung lượng bù cố định và bù đóng cắt ở lưới trung áp 35kV lộ

đường dây 374 - E26.1 107

Bảng 4.15 Kết quả bù kinh tế lưới 35kV lộ đường dây 372 - E26.1 107

Trang 9

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Hình 1.1 Sơ đồ tổ chức công ty điện lực Bắc Kạn 4

Hình 1.2 Mô hình quản lý Điện lực thành phố Bắc Kạn 9

Hình 2.1 Miền chất lượng điện áp 25

Hình 2.2 Diễn biến của điện áp trong lưới phân phối 28

Hình 2.3 Quan hệ độ lệch điện áp với công suất phụ tải có xét thêm độ không nhạycủa thiết bị điều áp 29

Hình 2.4 Đặc tính của đèn sợi đốt 30

Hình 2.5 Sự phụ thuộc của P, Q vào điện áp 31

Hình 2.6 Sơ đồ phân tích các thành phần đối xứng 36

Hình 3.1 Mạch điện gồm điện trở và điện kháng 42

Hình 3.2 Quan hệ giữa công suất P và Q 42

Hình 3.3 Phân phối dung lượng bù trong mạng hình tia 57

Hình 3.4 Phân phối dung lượng bù trong mạng phân nhánh 59

Hình 3.5 Sơ đồ mạng điện dùng máy bù đồng bộ để điều chỉnh điện áp 60

Hình 3.6 Sơ đồ mạng điện có phân nhánh 63

Hình 3.7 Sơ đồ mạng điện kín 64

Hình 3.8 Mạng điện có đặt bù tụ điện tại hai trạm biến áp Tb và Tc 65

Hình 3.9 Điều chỉnh điện áp trong mạng điện kín bằng tụ điện 66

Hình 3.10 Sơ đồ mạng điện 1 phụ tải 67

Hình 3.11 Sơ đồ mạch tải điện có đặt thiết bị tù 71

Hình 3.12 Đồ thi phụ tải phản kháng năm 73

Hình 3.13 Sơ đồ tính toán dung lượng bù tại nhiều điểm 74

Hình 3.14 Đường dây chính có phụ tải phân bố đều và tập trung 78

Hình 3.15 Đường dây phụ tải tập trung và phân bố đều có một bộ tụ 79

Hình 3.16 Đường dây phụ tải tập trung và phân bố đều có bù 2 bộ tụ 81

Hình 4.1 Giao diện phần mềm PSS/ADEPT 5.0 87

Hình 4.2 Thẻ thiết lập thông lưới điện 88

Hình 4.3 Thanh công cụ Diagram 88

Hình 4.4 Dao diện hiển thị tính trào lưu công suất 89

Trang 10

Hình 4.5 Thư viện thiết lập thông số đường dây 93

Hình 4.6 Thẻ thiết lập thông số đường dây 93

Hình 4.7 Thẻ thiết lập thông số máy biến áp 93

Hình 4.8 Đồ thị phụ tải ngày điển hình năm 2018 lộ 372 - E26.1 94

Hình 4.11 Thẻ phân loại phụ tải 96

Hình 4.12 Thẻ xây dựng đồ thị phụ tải 96

Hình 4.13 Hộp thoại tùy chọn cho bài toán CAPO 97

Hình 4.14 Hộp thoại thông số thiết đặt để tính toán bù kinh tế 97

Hình 4.15 Phương pháp xuất kết quả tính toán phân bố công suất 98

Hình 4.16 Phương pháp xuất kết quả các nút có điện áp không nằm trong giới hạncho phép 99

Trang 11

Lưới phân phối trung áp với đặc thù phân bố rộng trong không gian, nhiều cấpđiện áp, chiều dài đường dây lớn, nhiều rẽ nhánh, nhiều chủng loại dây dẫn khácnhau và tổn thất trên đường dây lớn Tỉnh Bắc Kạn và hầu hết các tỉnh thành trongcả nước đều đã quan tâm và áp dụng các biện pháp để giảm tổn thất, trang bị các hệthống bù công suất phản kháng nhưng hiệu quả chưa được cao Do đó hệ số côngsuất cosφ có giá trị nhỏ điều này ảnh hưởng rất lớn đến các tham số kinh tế kỹ thuậtcủa mạng điện như: giảm chất lượng điện áp; tăng tổn thất công suất và tổn thấtđiện năng; tăng đốt nóng dây dẫn, tăng tiết diện dây dẫn; hạn chế khả năng truyềntải công suất tác dụng, không sử dụng hết khả năng của động cơ sơ cấp, giảm chấtlượng điện và tăng giá thành điện năng.

Hiện tại lưới điện trung áp tỉnh Bắc Kạn đã được trang bị hệ thống bù côngsuất phản kháng là các tụ bù tĩnh, thiết bị bù không có cơ cấu tự động điều chỉnhmang lại hệ số công suất cosφ lớn cỡ trên 0,9, điều này cũng dẫn đến những ảnhhưởng đáng kể như vào giờ thấp điểm có hiện tượng dòng công suất phản khángchạy ngược, làm tăng tổn thất và quá áp cục bộ điều này gây hậu quả nghiêm trọngđến các thiết bị điện Mặt khác vị trí đặt thiết bị bù thường được chọn sao cho dễvận hành chứ không xét đến hiệu quả kinh tế của thiết bị, vì vậy chưa tận dụng đượchiệu quả làm việc của thiết bị, dẫn đến sự lãng phí.

Mặt khác các phụ tải nhạy cảm với chất lượng điện như máy tính, các thiết bịđo lường, bảo vệ rơle, hệ thống thông tin liên lạc chất lượng điện năng không đảmbảo làm cho các thiết bị vận hành với hiệu suất thấp, tuổi thọ suy giảm, tổn thất cao,

Trang 12

ảnh hưởng về kinh tế đối với các hộ sử dụng điện và toàn xã hội Có rất nhiều yếutố ảnh hưởng đến chất lượng điện năng như: tần số, điện áp, sóng hài dòng và áp,nhấp nháy điện áp, cân bằng pha

Với các lý do trên, đề tài “Đánh giá hiện trạng và đề xuất một số giải phápcải thiện chất lượng điện áp trên lưới điện phân phối 35kV tỉnh Bắc Kạn” là thiết

thực và có ý nghĩa thực tế cao Nội dung chủ yếu của luận văn là nghiên cứu cácphương pháp bù công suất phản kháng, xác định dung lượng và vị trí bù tối ưu cholưới phân phối Đồng thời luận văn đề xuất sử dụng phần mềm PSS/ADEPT để tínhtoán dung lượng và vị trí bù cho lưới điện 35kV thành phố Bắc Kạn.

2 Mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu chung:

Mục tiêu chung của luận văn là nghiên cứu cơ sở lý thuyết về các giải phápnâng cao chất lượng điện năng và tập trung chủ yếu và chỉ tiêu chất lượng điện áptrong khai thác và vận hành kinh tế lưới điện phân phối 35kV.

Mục tiêu cụ thể:

- Nghiên cứu các phương pháp bù công suất phản kháng trong lưới điện phânphối trung áp 35kV.

- Nghiên cứu hiện trạng lưới điện phân phối 35kV tỉnh Bắc Kạn.

- Nghiên cứu các phương pháp nâng cao chất lượng điện áp của lưới điện phânphối 35kV thành phố Bắc Kạn.

- Ứng dụng phần mềm PSS/ADEPT mô phỏng lưới điện phân phối 35kVthành phố Bắc Kạn và tính toán các số liệu phục vụ nghiên cứu của đề tài.

- Phân tích hiệu quả của việc trước và sau khi áp dụng các biện pháp cải thiệnchất lượng điện áp trong lưới điện phân phối 35kV thành phố Bắc Kạn.

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu của luận văn tập trung chủ yếu ở lưới phân phối là cáclộ xuất tuyến đường dây trung áp 35kV của trạm biến áp 110 kV Bắc Kạn E62.1 dođiện lực thành phố Bắc Kạn quản lý.

- Phần mềm sử dụng trong đề tài: PSS/ADEPT.

Trang 13

4 Phương pháp nghiên cứu

- Nghiên cứu lý thuyết: Phân tích đánh giá và hệ thống hóa các công trình

nghiên cứu được công bố thuộc lĩnh vực liên quan: Bài báo, sách tham khảo, tài liệuhướng dẫn…

- Nghiên cứu thực tiễn: Nghiên cứu thực tế thiết bị, các số liệu kỹ thuật cần

thiết của các lộ đường dây 35kV trạm 110kV E26.1 Bắc Kạn thuộc điện lực thànhphố Bắc Kạn quản lý.

5 Tên và bố cục của đề tài

Tên đề tài: "Đánh giá hiện trạng và đề xuất một số giải pháp cải thiện chấtlượng điện áp trên lưới điện phân phối 35kV tỉnh Bắc Kạn"

Chương 1 Lưới điện tỉnh Bắc Kạn và đánh giá hiện trạng lưới điện 35kV điệnlực thành phố Bắc Kạn.

Chương 2 Một số chỉ tiêu cơ bản và phương pháp tính toán chất lượng điện áptrên lưới điện phân phối.

Chương 3 Tổng quan về bù công suất phản kháng trong lưới điện phân phối.Chương 4 Ứng dụng phần mềm PSS/ADEPT tính toán bù công suất phảnkháng cho lưới điện phân phối thành phố Bắc Kạn.

Trang 14

CHƯƠNG 1 LƯỚI ĐIỆN TỈNH BẮC KẠN VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆNTRẠNG LƯỚI ĐIỆN 35 KV ĐIỆN LỰC THÀNH PHỐ BẮC KẠN

1.1 Công ty điện lực Bắc Kạn

1.1.1 Sơ đồ tổ chức của công ty điện lực Bắc Kạn

Công ty điện lực Bắc Kạn là đơn vị thành viên của tổng công ty điện lực miềnBắc, tập đoàn điện lực Việt Nam Tổng số cán bộ công nhân viên 528 người Sơ đồđồ tổ chức công ty điện lực Bắc Kạn như hình 1.1:

Hình 1.1 Sơ đồ tổ chức công ty điện lực Bắc Kạn.

1.1.2 Khối lượng quản lý vận hành của công ty điện lực Bắc Kạn

- Tổng số đường dây các loại: 3.661 km, trong đó:+ Đường dây trung thế: 1.664 km.

+ Đường dây hạ thế: 1.997 km.+ Trạm biến áp phân phối: 803 trạm.

Trang 15

- Tổng số công tơ: 90.897 chiếc.

- 122/122 xã, phường, thị trấn có lưới điện quốc gia, 96,72 % hộ dân được sử dụng điện.

1.1.3 Chức năng và nhiệm vụ chủ yếu của công ty điện lực Bắc Kạn

- Quản lý vận hành, kinh doanh bán điện năng trên địa bàn tỉnh Bắc Kạn.- Đầu tư, thiết kế xây dựng và cải tạo, sửa chữa đường dây và trạm biến áp đếncấp điện áp 35 kV.

- Tư vấn giám sát thi công các công trình đường dây và trạm biến áp đến cấp điện áp 110 kV.

- Quản lý vận hành lưới điện đến cấp điện áp 35 kV.- Sửa chữa, thí nghiệm, hiệu chỉnh các thiết bị điện.

1.1.4 Các loại hình dịch vụ của công ty điện lực Bắc Kạn

- Dịch vụ cấp điện mới:

+ Dịch vụ cấp điện mới từ lưới hạ áp.+ Dịch vụ cấp điện mới từ lưới trung áp.

- Dịch vụ trong quá trình thực hiện hợp đồng mua bán điện:

+ Dịch vụ thay đổi công suất sử dụng điện/ thay đổi loại công tơ một pha vàba pha.

+ Dịch vụ thay đổi vị trí thiết bị đo đếm.+ Dịch vụ thay đổi mục đích sử dụng điện.+ Dịch vụ thay đổi định mức sử dụng điện.

+ Dịch vụ thay đổi chủ thể hợp đồng mua bán điện.+ Dịch vụ kiểm tra công tơ, thiết bị đo đếm khác.+ Dịch vụ chấm dứt hợp đồng mua bán điện.+ Dịch vụ gia hạn hợp đồng mua bán điện.

+ Dịch vụ cấp điện trở lại khi khách hàng đã tạm ngừng sử dụng điện.+ Dịch vụ thay đổi thông tin đã đăng ký.

+ Dịch vụ thay đổi hình thức thanh toán tiền điện.+ Dịch vụ báo mất điện.

- Các dịch vụ hỗ trợ:

Trang 16

Hiện tại, tỉnh Bắc kạn được cấp điện từ các nguồn:

- Nguồn điện 110kV cấp từ trạm biến áp 220kV Cao Bằng qua đường dây171-E26.1 Bắc Kạn - 171 E16.2 Cao Bằng.

- Nguồn điện 110kV cấp từ trạm biến áp 220kV Phú Lương Thái Nguyên qua đường dây 173E26.1 Bắc Kạn - 172E6.6 Phú lương.

- Nguồn điện 35kV cấp từ Thái Nguyên qua mạch vòng đường dây 373 TháiNguyên - Bắc Kạn (Điểm đo đếm 104 tại huyện Chợ Mới tỉnh Bắc Kạn)

- Nguồn điện 35kV cấp từ Lạng Sơn qua mạch vòng đường dây 373 Lạng Sơn- Bắc Kạn (Điểm đo đếm mạch vòng Lạng Sơn - Bắc Kạn tại huyện Na Rì)

- Ngoài ra trên đại bàn tỉnh còn có nhà máy thuỷ điện: Thuỷ điện Tà Làng, Thuỷ điện Thượng Ân, Thuỷ điện Nặm Cắt các nhà máy phát lên lưới 35kV.

1.2.2 Hiện trang lưới điện1.2.2.1 Lưới điện 110kV

- Lộ đường dây 171-E26.1 Bắc Kạn - 171 E16.2 Cao Bằng - sử dụng dây dẫnAC 185/29 có tổng chiều dài 34,7km.

- Lộ đường dây 172 E26.1 Bắc Kạn - 171E26.2 Chợ Đồn sử dụng dây dẫn AC185/29 có tổng chiều dài 38,75km

- Lộ đường dây 173E26.1 Bắc Kạn - 172E6.6 Phú Lương - sử dụng dây dẫnAC 185/29 có tổng chiều dài 61,233km

1.2.2.2 Lưới điện trung thế

1 Trạm biến áp 110kV-E26.1 Bắc Kạn

Trạm biến áp 110kV Bắc Kạn đặt tại Thành phố Bắc Kạn với công suất1x25MVA -110/35/10kV và 1x25MVA-110/35/22kV với các xuất tuyến ngăn lộ đường dây:

Trang 17

- Lộ đường dây 371 cấp điện cho phụ tải toàn huyện Pác Nặm, huyện NgânSơn, phần lớn phụ tải các xã của huyện Ba Bể và một số xã của huyện Bạch Thông Lộ liên kết cấp điện với lộ 371 trạm 110 kV Chợ Đồn, liên hệ mạch vòng với lộ373, 376, 378 trạm 110 kV Bắc Kạn với tổng chiều dài đường dây 712,5 km gồm484TBA với tổng công suất đặt là 43197kVA

- Lộ đường dây 372 cấp điện cho phụ tải một phần cho khu vực thành phố BắcKạn và một phần cho huyện Bạch Thông Lộ liên kết cấp điện với lộ 371 trạm 110kV Chợ Đồn và liên kết với lưới điện thuỷ điện Nặm Cắt với tổng chiều dài đườngdây 50,8km gồm 27TBA với tổng công suất đặt là 2680kVA

- Lộ đường dây 373 cấp điện cho phụ tải một phần phần cho khu vực thànhphố Bắc Kạn và cho toàn huyện Chợ Mới, huyện Na Rì với tổng chiều dài đườngdây 520km gồm 301TBA với tổng công suất đặt là 34068kVA

- Lộ đường dây 374 cấp điện cho phụ tải một phần phần cho khu vực thànhphố Bắc Kạn và cho toàn huyện Chợ Mới với tổng chiều dài đường dây 49,28kmgồm 22TBA với tổng công suất đặt là 10090 kVA

- Lộ đường dây 376 cấp điện cho phụ tải một phần phần cho khu vực huyệnBạch Thông với tổng chiều dài đường dây 8,8km.

- Lộ đường dây 378 cấp điện cho phụ tải một phần huyện Bạch Thông vớitổng chiều dài đường dây 4km với tổng công suất đặt là 250kVA

- Lộ đường dây 471 cấp điện cho khu vực thành phố Bắc Kạn với tổng chiềudài đường dây 10,51km gồm 22TBA với tổng công suất đặt là 10040kVA

- Lộ đường dây 472 cấp điện cho phụ tải khu vực thành phố Bắc Kạn với tổngchiều dài đường dây 20,4km gồm 57TBA với tổng công suất đặt là 13447kVA

- Lộ đường dây 474 cấp điện cho phụ tải khu vực thành phố Bắc Kạn với tổngchiều dài đường dây 24,33km gồm 59TBA với tổng công suất đặt là 12905kVA

Trang 18

- Lộ đường dây 373 cấp điện cho phụ tải khu vực Nam Cường, huyện ChợĐồn với tổng chiều dài đường dây 96,266km gồm 46TBA với tổng công suất đặt là10282kVA

- Lộ đường dây 375 cấp điện cho phụ tải khu vực Nghĩa Tá, huyện Chợ Đồnvới tổng chiều dài đường dây 57,266km gồm 42TBA với tổng công suất đặt là19267,5kVA

- Lộ đường dây 377 cấp điện cho phụ tải khu vực Bản Thi, huyện Chợ Đồnvới tổng chiều dài đường dây 41,734km gồm 17TBA với tổng công suất đặt là1451,5kVA

- Lộ đường dây 379 cấp điện cho phụ tải khu công nghiệp Bản Thi, huyện ChợĐồn với tổng chiều dài đường dây 30,491km gồm 6TBA với tổng công suất đặt là3031,5kVA.

Với khối lượng đường dây 35kV và các trạm biến áp hạ áp 35kV/0,4kV toànđiện lực tỉnh Bắc Kạn nhiều Do thời gian nghiên cứu có hạn, trong khuôn khổ nộidung nghiên cứu của luận văn, tác giả chủ yếú nghiên cứu cụ thể vào lưới điện35kV thành phố Bắc Kạn như: đánh giá hiện trạng của lưới điện, đề xuất phươngpháp tính toán và một số giải pháp nâng cao chất lượng điện áp 35kV thành phốBắc Kạn.

1.3 Giới thiệu về điện lực thành phố Bắc Kạn

Điện lực thành phố Bắc Kạn trực thuộc sự quản lý của Công ty điện lực BắcKạn Tổng số cán bộ công nhân viên gồm 99 người Mô hình quản lý Điện lựcthành phố Bắc Kạn như hình 1.2.

1.3.1 Chức năng của điện lực thành phố Bắc Kạn

- Tham mưu cho ban giám đốc Công ty và chính quyền địa phương trong côngtác quy hoạch, phát triển lưới điện, an toàn hành lang lưới điện, chăm sóc, dịch vụvà phát triển khách hàng trên địa bàn quản lý.

- Thực hiện nhiệm vụ sản xuất kinh doanh, chăm sóc, dịch vụ và phát triểnkhách hàng trên địa bàn quản lý.

Trang 19

1.3.2 Nhiệm vụ của điện lực thành phố Bắc Kạn

- Kinh doanh bán điện trên địa bàn được giao quản lý theo quy định của phápluật và các quy chế quản lý nội bộ của EVN, EVNNPC, Công ty và Điện lực;

- Quản lý vận hành, sửa chữa, thí nghiệm hệ thống lưới điện phân phố tại địabàn được giao quản lý theo quy định của pháp luật và các quy chế quản lý nội bộcủa EVN, EVNNPC, Công ty và Điện lực;

- Tổ chức tuyên truyền, hướng dẫn khách hàng về tiết kiệm điện, an toàn sửdụng điện, hành lang lưới điện và các loại hình dịch vụ, chăm sóc khách hàng;

GIÁM ĐỐCPHÓ GIÁM ĐỐC

DÂYVÀ TBA

Hình 1.2 Mô hình quản lý Điện lực thành phố Bắc Kạn.

1.3.3 Chức năng và nhiệm vụ các vị trí trong điện lực thành phố Bắc Kạn1.3.3.1 Giám đốc Điện lực

1 Chức năng

- Tham mưu với Giám đốc Công ty về công tác xây dựng kế hoạch đầu tư phát triển, sửa chữa lớn, sửa chữa thường xuyên lưới điện trên địa bàn được giao quản lý.

- Tổ chức và quản lý, điều hành bộ máy Điện lực phù hợp với thực tế và có hiệu quả, đảm bảo thực hiện tốt mọi nhiệm vụ được giao.

Trang 20

- Phối hợp tốt với các phòng ban chức năng của Công ty trong quá trình thựchiện công việc.

2 Nhiệm vụ

- Tổ chức và sắp xếp lao động trong Điện lực, quản lý và điều hành Điện lựchoạt động sản xuất kinh doanh có hiệu quả Chịu trách nhiệm trước Giám đốc Côngty về mọi vấn đề trong Điện lực.

- Chấp hành nghiêm chỉnh mọi mệnh lệnh sản xuất, phương thức vận hành củaCông ty; chỉ đạo của các phòng ban chức năng Điện lực trong việc thực hiện nhiệmvụ Giám đốc Công ty giao.

- Chỉ đạo xây dựng các chương trình giảm tổn thất cho các đường dây, cácTBA thuộc địa bàn Điện lực quản lý.

1.3.3.3 Phó Giám đốc kinh doanh

- Giúp việc cho Giám đốc trong công tác kinh doanh điện năng, dịch vụ kháchhàng trên địa bàn quản lý, công tác văn hoá doanh nghiệp, 5S.

- Trực tiếp phụ trách phòng Kinh doanh và Tổ Kiểm tra giám sát MBĐ củaĐiện lực.

- Theo dõi các mặt hoạt động trong công tác kinh doanh điện năng, đề xuất cácbiện pháp phù hợp để hoàn thành các chỉ tiêu sản xuất kinh doanh được giao.

- Chỉ đạo xây dựng các chương trình giảm tổn thất cho các đường dây, cácTBA thuộc địa bàn Điện lực quản lý thuộc lĩnh vực kinh doanh.

1.3.3.4 Phòng Kế hoạch - Kỹ thuật - An toàn

Thực hiện công tác lập kế hoạch sản xuất kinh doanh, quản lý kỹ thuật, antoàn-vệ sinh lao động, quản lý vật tư, lập phương án kỹ thuật và dự toán các công

Trang 21

trình xử lý sự cố do thiên tai, SCL, SCTX, các phương án giảm tổn thất Quý, năm của Điện lực …

1.3.3.5 Tổ trực vận hành1 Chức năng

- Tham mưu cho Ban giám đốc trong việc điều hành, vận hành lưới điện antoàn, ổn định, kinh tế và khoa học.

- Thực hiện nhiệm vụ trực ca vận hành các thiết bị điện thuộc phạm vi quản lýcủa Điện lực theo lệnh của Công ty, theo quy trình điều độ, quy trình vận hành vàquy định phân cấp của Công ty.

1.3.3.7 Phòng Kinh doanh

Tham mưu cho Giám đốc và thực hiện công tác kinh doanh điện năng, dịch vụkhách hàng của Điện lực theo đúng quy trình kinh doanh của EVN đã ban hành.

Trang 22

1.3.3.8 Phòng Tổng hợp

Tham mưu giúp việc cho Giám đốc và thực hiện quản lý, chỉ đạo, điều hànhvà thực hiện các lĩnh vực công tác: tổ chức cán bộ, lao động tiền lương, đào tạo tạichỗ, thi đua khen thưởng, thanh tra, bảo vệ, công tác y tế, văn hoá doanh nghiệp.

1.3.3.9 Đội quản lý đường dây và TBA

Chức năng, nhiệm vụ: Thực hiện nhiệm vụ quản lý vận hành, sửa chữa đườngdây trung thế và TBA, quản lý khách hàng chuyên dùng; trực sửa chữa và thao tácđóng cắt trên lưới điện thuộc địa bàn thành phố Bắc Kạn.

1.3.3.10 Đội quản lý tổng hợp 1

Thực hiện công tác quản lý vận hành, kinh doanh bán điện lưới điện hạ thếtrên địa bàn quản lý (địa bàn Thành phố Bắc Kạn, 04 xã thuộc huyện Bạch Thông:Mỹ Thanh, Đôn Phong, Quang Thuận, Dương Phong và 01 xã thuộc huyện ChợMới: Tân Sơn).

Trang 23

- Tổng số trạm biến áp vận hành quá tải (>100%): 46 trạm với tổng dunglượng các trạm biến áp vận hành quá tải: 7.540 kVA;

1.4.1.3 Nhận xét

- Tổng số chiều dài đường dây cấp 22kV và 35kV thành phố Bắc Kạnquản lý vận hành: 320,9 km (trong đó: đường dây 35kV: 264,2km; đường dây22kV: 56,7km).

- Phân bố phụ tải tập trung không đồng đều, chưa hợp lý, đường dây trungáp dài, chủng loại và tiết diện khác nhau, một số trạm biến áp vận hành non tải(<50% là 30 trạm), nhiều trạm biến áp vận hành quá tải lớn hơn 100% là 46trạm Chất lượng điện áp cho các phụ tải chưa đảm bảo, do đó để đảm bảo chấtlượng điện áp tại các hộ phụ tải còn gặp nhiều khó khăn trong công tác quản lýkỹ thuật và vận hành.

Với khối lượng quản lý vận hành lưới điện và các trạm biến áp của điện lựcthành phố Bắc Kạn nhiều, hai cấp điện áp là 22kV và 35kV Nên trong nội dung đềtải chỉ tập chung nghiên cứu, đánh giá hiện trạng lưới điện 35kV với các xuất tuyển372, 373 và 374 lấy điện từ trạm biến áp 110kV E26.1 thành phố Bắc Kạn Chi tiết các lộ đường dây và các trạm biến áp 35kV được trình bày trong các mục sau.

Trang 24

TT TBA Sđm(kVA)

1.4.2 Xuất tuyết đường dây ĐDK 372

1.4.2.1 Trạm phân phối xuất tuyến đường dây ĐDK 372

Bảng 1.1 Trạm phân phối xuất tuyến đường dây ĐDK 372.

Tổ nốidây

Uđm (kV)

Cao/hạ UN %P0(W)

Trang 25

1.4.2.2 Đường dây 35kV xuất tuyến ĐDK 372

Bảng 1.2 Đường dây 35kV xuất tuyến ĐDK 372.

1 Đường trục Bắc Kạn - Đo đếm 102A-3 22,97 AC-120

15 Nhánh rẽ TBA Nà Pịt VT 81đoạn B Kạn - B Lũng

16 Nhánh rẽ TBA Sông cầu 10 VT 27R2 nội trú + 3 0,228 AC - 50

Trang 26

1.4.2.3 Đánh giá hiện trạng đường dây ĐDK 372

- Tổng số trạm biến áp hạ áp 35/0,4 kV là 28 trạm, công suất định mức cácmáy biến trong dải từ 50kVA đến 400kVA với tổng công suất 2880 kVA Trong đócó 23 trạm biến áp điện lực quản lý và 5 trạm thuộc tài sản của khách hàng và huyện.Có một trạm biến áp vận hành non tải là Cty Cổ phần Đóng tàu Phương Đông.

- Tổng chiều dài đường dây trung áp 35kV là 50,87 km, đường trục chính sửdụng dây dẫn AC-120, các nhánh rẽ sử dụng các loại dây AC50 và AC-70.

- Chiều dài đường dây trung áp dài, phân bố rộng trong không gian, sử dụngcác loại dây dẫn khác nhau, phụ tải phân bố không đều, tổn thất trên công suất vàđiện áp trên đường dây còn cao, một số điểm nút không đảm bảo về chất lượng điệnáp.

Để đảm bảo nâng cao chất lượng điện áp, hiện tại đường dây 372 đã đưa vàosử dụng các bộ tụ bù phía hạ áp 0,4kV với tổng dung lượng 200kVAr như bảng 1.3:

Bảng 1.3 Bảng kê tụ bù vận hàng đường dây ĐDK 372.

Stt Trạm biến áp Công suất(kVA) Dung lượngtụ (kVAR) Số bộtụ Năm vậnhành

Trang 27

TT TBA Sđm

(kVA) Tổ nối dây

Uđm (kV)Cao/hạ UN %

(W) i0 %

6 Nông Thượng 2 160 YD/Yn-12-11 35/0,4 5,7 400 1450 3,2

10 TBA Khuổi Cuồng 180 Y/Yo - 12 35/0,4 4,66 295 1937 0,211 TBA Xuất Hoá 2 100 Y/Yo - 12 35/0,4 5,1 248 1415 1,8512 TBA Nông Thượng 4 75 Y/Yo - 12 35/0,4 5,18 266 1380 2,0313 TBA Nông Thượng 5 75 Y/Yo - 12 35/0,4 5,18 265 1390 2,02

21 TBA Nam Đội Thân 75 Y/Yo - 12 35/0,4 5,18 265 1390 2,02

Trang 28

6 Nhánh rẽ TBA N Thượng 1 VT 22 nhánh N Thượng 3 CDt 0,15 AC - 507 Nhánh rẽ TBA N Thượng 2 VT 35 nhánh N Thượng 3 CDt 0,158 AC - 508 Nhánh rẽ TBA Nông Thượng 3 VT 38R49 CDt 6,435 AC - 50

10 Nhánh rẽ TBA Thôn Thác Giềng VT trạm cắt TG 0,03 AC - 7011 Nhánh rẽ TBA Xuất Hoá 1 VT 02 nhánh Xuất Hoá 2,238 AC - 5012 Nhánh rẽ TBA Nà Cà VT đầu TBA Mỹ Thanh 2,97 AC - 5013 Nhánh rẽ TBA Khuổi Cuồng VT 54 ĐDK Bắc Kạn - Cao Kỳ 0,75 AC - 5014 Nhánh rẽ TBA Xuất Hoá 2 VT 85 Lộ 373 Bắc Kạn - Cao Kỳ 0,02 AC - 5015 Nhánh rẽ TBA Nông Thượng 4 VT 25 nhánh rẽ nông thượng 0,065 AC - 50

17 Nhánh rẽ TBA Huyền Tụng 4 VT 8 đi Mỹ Thanh 0,450 AC - 5018 Nhánh rẽ TBA Mỹ Thanh 2 VT 3 di Nà Cà 1,450 AC - 5019 Nhánh rẽ TBA Nông Thượng 5 VT 8 Nhánh rẽ NôngThượng - Thanh Vận 0,04 AC - 5020 Nhánh rẽ Huyền Tụng 6 VT 6 Đường trục 0,13 AC - 5021 Từ CDP 373-7/1A NM Nước đến CDP373-7/1B ĐT1 1,657 AC - 9522 Từ CDP 373-7/2 Đồi Thụng 1 đến CDP373-7/1A ĐT 1

23 Từ CDP 373-7/2 NM Nước đến CDP373-7/1B NMN

24 Đoạn từ MC Thác Giềng đến vị trí 40 đI NaRì 7,611 AC - 9525 Nhánh rẽ TBA Tân Sơn 1(vị trí 5B đoạn TG-NR) 3,6 AC - 5026 Nhánh rẽ Tân Sơn 2 (vị trí 39 đoạn TG-NR) 0,046 AC - 5027 Nhánh rẽ Nà Khu (vị trí 38 đoạn TG-NR)(Tõn Sơn 4) 2,523 AC - 50

35 Nhánh rẽ TBA Khai thác nước VT27R4 0,285 AC - 50

37 Nhánh rẽ TBA Xưởng SXBT VT 53 BK - CK 0,151 AC - 3538 Nhánh rẽ TT điều dưỡng người có công VT5 N.Thượng 0,02 AC - 5039 Nhánh rẽ TBA khu TT NM Xi Măng VT 90 BK - CK 0,02 AC - 5040 Nhánh rẽ TBA Tinh bột sắn (VT 5A TG-NR) 0,15 AC - 5041 Nhánh rẽ TBA Cầu thác Giềng (VT 5A TG-NR) 0,015 AC - 5042 Nhánh rẽ TBA Xưởng CB Gừng (VT 9NR Tân Sơn 1) 0,167 AC - 5043 NR TBA Nhà máy thủy điện Thác Giềng 1 ( VT 16 ) 0,08 AC - 50

Trang 29

- Tổng số trạm biến áp hạ áp 35/0,4 kV là 30 trạm, công suất định mức cácmáy biến trong dải từ 31,5kVA đến 400kVA với tổng công suất 4116,5 kVA Trongđó có 26 trạm biến áp điện lực quản lý và 4 trạm thuộc tài sản của khách hàng vàhuyện Có một trạm biến áp vận hành non tải là nhà máy Ô tô Tralas.

- Chiều dài đường dây trung áp dài, phân bố rộng trong không gian, sử dụngcác loại dây dẫn khác nhau, phụ tải phân bố không đều, tổn thất trên công suất vàđiện áp trên đường dây còn cao, một số điểm nút không đảm bảo về chất lượng điệnáp.

Để đảm bảo nâng cao chất lượng điện áp, hiện tại đường dây 373 đã đưa vàosử dụng các ba bộ tụ bù cố định phía 35kV với tổng dung lượng 900kVAr và các bộtụ bù phía hạ áp 0,4kV như bảng 1.6:

Bảng 1.6 Bảng kê tụ bù vận hàng đường dây ĐDK 373.

Stt Trạm biến áp Công suất(kVA) Dung lượngtụ (kVAR) Số bộtụ Năm vậnhành

Trang 30

(kVA) Tổ nối dâyUđm

(kV) UN %P0(W)

(W) i0 %1 TBA Xử lý nước thải 75 Y/Yo - 12 35/0,4 5,18 265 1390 2,022 TTrộn BT Phúc Lộc 250 Y/Yo-12 35/0,4 5,48 705 3894 1,86

16 NM Xi Măng 3 1000 Y/D- 11 35/6 6,7 2500 14435 1,5

20 Xưởng chế biến gừng 100 Y/Yo - 12 35/0,4 5,1 248 1415 1,85

22 Cầu thác giềng 160 Y/Yo - 12 35/0,4 4,36 395 1537 0,523 NM TĐ Thác giềng 1 320 Y-Yo-12 35/0,4 4,01 900 5460 0,5824 Tân Sơn 4 (Nà khu) 31,5 Y/Yo-12 35/0,4 4,6 178 890 1,7

26 Trại lợn giống 100 Y/Yo - 12 35/0,4 5,1 248 1415 1,8527 NM Miến dong Tân Sơn 560 Y-Yo-12 35/0,4 5,6 1030 5660 1,95

Trang 31

1 Xuất tuyến 35kV khu công nghiệp Xuất Hoá 18,114 AC - 1202 Nhánh rẽ TBA NM Ôtô TRALAS VT 78A BK - CK 0,055 AC - 703 Nhánh rẽ TBA cấp điện cho NMSX đá vôi trắng và đá kiềm 0,14 AC - 504 Nhánh rẽ TBA ôtô TraLas VT 111-ĐDK-374 1,25 AC - 705 Nhánh rẽ nhà máy xi măng( Từ CD 90-31ữVT 13) 2,545 AC - 706 Nhánh cấp điện cho khu CN Thanh Bình 0,93 AC - 120

11 Nhánh rẽ TBA NM Xi Măng VT13 nhánh Xi Măng 0,02 AC - 5012 Nhánh Trạm trộn bê tông phúc Lộc VT 64 0,115 AC - 50

17 Nhánh rẽ nhà máy miến dong Tân Sơn 0,068 AC - 50

- Tổng số trạm biến áp hạ áp 35/0,4 kV là 27 trạm, công suất định mức cácmáy biến trong dải từ 31,5kVA đến 1000kVA với tổng công suất 6613 kVA Trongđó có 8 trạm biến áp điện lực quản lý và 19 trạm thuộc tài sản của khách hàng vàhuyện Có bẩy trạm biến áp vận hành non tải là: TTrộn BT Phúc Lộc; Mỏ đá SuốiViền; Bảo trợ xã hội; Mỏ đá Cốc Ngần; Tinh Bột sắn; Xưởng chế biến gừng và NMMiến dong Tân Sơn.

- Chiều dài đường dây trung áp dài, sử dụng các loại dây dẫn khác nhau, phụtải phân bố không đều, tổn thất trên công suất và điện áp trên đường dây còn cao,một số điểm nút không đảm bảo về chất lượng điện áp.

Trang 32

Để đảm bảo nâng cao chất lượng điện áp, hiện tại đường dây 374 đã đưa vàosử dụng các bộ tụ bù cố định phía 35kV với ba bộ tụ, tổng dung lượng 300kVAr.

- Các đường dây trung áp 35kV sử dụng nhiều loại dây dẫn khác nhau, từAC50 đến AC120, với tổng chiều dài 142,351km.

- Tổng dung lượng bù cố định lưới điện trung áp 35kV là 1200kVAr, bù tạithanh cái hạ áp 0,4kV của trạm biến áp là 740kVAr.

Với cấu trúc phức tạp của lưới điện phân phối và những diễn biến đa dạng củađộ lệch điện áp cần phải có sự nghiên cứu kỹ lưỡng trước khi tiến hành những hiệuchỉnh cần thiết để nâng cao chỉ tiêu chất lượng điện áp, tiết kiệm kinh phí đầu tư.Đáp ứng từ những đòi hỏi xuất phát từ thực tế vận hành lưới điện phân phối thànhphố Bắc Kạn, luận văn sẽ nghiên cứu các phương pháp cải thiện chất lượng điện ápcủa lưới điện thành phố Bắc Kạn và ứng dụng phần mềm PSS/ADEPT trong tínhtoán xác định vị trí và dung lượng bù, đề xuất các biện pháp cải tạo để nâng caochất lượng điện áp Các nội dung sẽ được trình bày trong các chương tiếp theo củaluận văn.

Trang 33

Dao động điện áp được đặc trưng bởi hai thông số là biên độ và tần số daođộng Trong đó, biên độ dao động điện áp có thể xác định theo biểu thức:

vk = k Q 100

1 - kQ (%) (2.2)Trong đó:

+ Q: Lượng phụ tải phản kháng thay đổi đột biến, MVAr.

+ SBA: Công suất định mức của máy biến áp cấp cho điểm tải, MVA.

Biên độ dao động điện áp sẽ phụ thuộc vào giá trị hệ số kQ Với cùng một sựbiến đổi phụ tải Q như nhau, nếu công suất máy biến áp lớn hơn thì mức độ daođộng điện áp giảm, điều đó có nghĩa là máy biến áp có công suất càng lớn thì mứcđộ dao động điện áp càng giảm, chất lượng điện năng của hệ thống càng được đảmbảo Tuy nhiên công suất của máy biến áp càng lớn thì dẫn tới nhiều yếu tố bất lợikhác như tổn thất điện năng, dòng ngắn mạch cũng lớn hơn… Vì vậy việc giảm

Trang 34

biên độ dao động là bài toán rất phức tạp đòi hỏi chúng ta phải phân tích kỹ lưỡng để làm dung hòa các yếu tố trên.

Khi cần đánh giá sơ bộ dao động điện áp khi thiết kế cấp điện, ta có thể tínhtoán gần đúng như sau:

+ Q: Lượng công suất phản kháng biến đổi của phụ tải.+ SB: Công suất của máy biến áp lò điện hồ quang.+ SN: Công suất ngắn mạch tại điểm có phụ tải làm việc.

Độ dao động điện áp được hạn chế trong miền cho phép, theo TCVN quy định dao động điện áp trên cực các thiết bị chiếu sáng như sau:

ΔU = 1 + 6 = 1 + Δtcp (%); (2.5)Trong đó:

n 10+ N: số dao động trong một giờ.

+ ∆t: Thời gian trung bình giữa hai dao động (phút).

Nếu trong một giờ có một dao động thì biên độ được phép là 7% Đối với cácthiết bị có sự biến đổi đột ngột công suất trong vận hành chỉ cho phép ∆U đến 1,5%.Còn đối với các phụ tải khác không được chuẩn hóa, nhưng nếu ∆U lớn hơn 15%thì sẽ dẫn đến hoạt động sai của khởi động từ và các thiết bị điều khiển.

2.1.2 Độ lệch điện áp

2.1.2.1 Độ lệch điện áp tại phụ tải

Độ lệch điện áp tại các phụ tải là giá trị sai lệch giữa điện áp thực tế U trên cựccủa các thiết bị điện so với điện áp định mức Un của mạng điện và được tính theo công thức:

 = U - U U n 100 (%); (2.6)n

Trang 35

Độ lệch điện áp  phải thỏa mãn điều kiện: - ≤  ≤ + trong đó: -, + làgiới hạn dưới và giới hạn trên của độ lệch điện áp.

Độ lệch điện áp được tiêu chuẩn hóa theo mỗi nước Việt Nam quy định, độ

≤ +5% Độ lệch cho động cơ -5,5 % ≤ cp ≤ +10 % Các phụ tải còn lại -5 % ≤ cp

≤ +5 %.

Với các sự cố xảy ra trên đường dây truyền tải mặc dù không gây ra mất điệncho khách hàng do đã được bảo vệ bởi các thiết bị bảo vệ như rơle, máy cắt… Tuynhiên hiện tượng sụt áp vẫn xảy ra Do đó phải đảm bảo không được tăng quá 110%điện áp danh định ở các pha không bị sự cố đến khi sự cố bị loại trừ… Ngoài ra bêncung cấp và khách hàng cũng có thể thoả thuận trị số điện áp đấu nối, trị số này cóthể cao hơn hoặc thấp hơn các giá trị được ban hành.

2.1.2.2 Độ lệch điện áp trong lưới hạ áp

Lưới phân phối hạ áp cấp điện trực tiếp cho hầu hết các thiết bị điện Tronglưới phân phối hạ áp các thiết bị điện đều có thể được nối với nó cả về không gianvà thời gian (tại bất kỳ vị trí nào, bất kỳ thời gian nào) Vì vậy trong toàn bộ lướiphân phối hạ áp điện áp phải thỏa mãn tiêu chuẩn: - ≤ - ≤ +.

B Lưới hạ áp A UH

Miền CLĐATrạm

phân phối B A 

+ 2 P

Miền CLĐA Pmin Pmax

- -

a) b)

Hình 2.1 Miền chất lượng điện áp

Từ hình 2.1a ta thấy có hai vị trí và hai thời điểm mà ở đó chất lượng điện áp đáp ứng yêu cầu thì tất cả các vị trí còn lại và trong mọi thời gian sẽ đạt yêu cầu về

Trang 36

BH1

H2 

Giả thiết tổn thất điện áp trên lưới hạ áp được cho trước, ta chỉ đánh giá tổnthất điện áp trên lưới trung áp Vì vậy ta có thể quy đổi về đánh giá chất lượng điệnáp chỉ ở điểm B là điểm đầu của lưới phân phối hạ áp hay điện áp trên thanh cái0,4kV của trạm phân phối.

Ta có:

A1 B1  UH1

A2 B2 H2

(2.8)Trong đó UH là tổn thất trên lưới hạ áp trong chế độ max và min.Thay vào (2.7) và biến đổi ta được:

   U   

   U  

 

      

 UH1 UH2

Nếu hai bất phương trình đầu thỏa mãn vế trái thì hai bất phương trình sau cũng thỏa mãn vế trái và nếu hai bất phương trình sau thỏa mãn vế phải thì hai bấtphương trình đầu cũng thỏa mãn vế phải hệ trên tương đương với:

   U

Trang 37

(2.10)    UH2 B2  

Trang 38

Ta có thể vẽ được đồ thị biểu diễn theo tiêu chuẩn (2.10) trên hình 2.1b ứng với hai chế độ công suất max và min của phụ tải.

Tiêu chuẩn này được áp dụng như sau:

- Cho biết H H ví dụ 5% theo tiêu chuẩn tổn thất điện áp trên lưới hạ áp BiếtPmax, Pmin ta sẽ tính được HH 2 = (Pmin/Pmax)/ HH1 , sau đó lập đồ thị đánh giá chấtlượng điện áp như trên hình 2.1b.

- Đo điện áp trên thanh cái trạm phân phối trong chế độ max và min, tính UB1

và UB2 Đặt 2 điểm này vào đồ thị rồi nối chúng bằng một đường thẳng, đó là đườngđiện áp thực tế:

+ Nếu đường thẳng nằm gọn trong miền chất lượng điện áp thì (CLĐA) thìCLĐA của lưới phân phối đạt yêu cầu (đường 1).

+ Nếu đường thẳng có phần nằm bên ngoài miền CLĐA (đường 2 và 3 thìCLĐA không đạt yêu cầu.

- Tuỳ theo vị trí của đường điện áp mà có cách thức cải thiện điện áp:

+ Đường 2: điện áp không đạt yêu cầu, có thể cải thiện bằng cách thay đổi đầuphân áp cố định của máy biến áp phân phối, cụ thể là dùng nấc điện áp ra cao hơn,đường điện áp sẽ tịnh tiến lên trên và đi vào miền CLĐA.

+ Đường 3: thì không thể thay đổi đầu phân áp cố định để cải thiện CLĐAđược vì nếu đạt trong chế độ max thì chế độ min sẽ quá áp, nếu đạt trong chế độmin thì chế độ max điện áp sẽ thấp Trong trường hợp này chỉ có thể dùng biệnpháp xoay ngang đường điện áp bằng các biện pháp như điều áp dưới tải ở các trạmbiến áp, dùng tụ có điều chỉnh, hoặc tăng tiết diện dây dẫn để giảm tổn thất điện áp.

2.1.2.3 Diễn biến của điện áp trong lưới phân phối

Phân tích lưới phân phối với cấu trúc như hình 2.2.- Ở chế độ max:

+ Các trạm biến áp 110kV có bộ điều áp dưới tải nên điện áp đầu nguồn đạt độlệch E1 so với điện áp định mức Khi truyền tải trên đường dây trung áp, điện áp sụtgiảm một lượng là UTA làm điện áp thanh cái đầu vào máy biến áp phân phối giảmxuống (đường 1).

+ Tại máy biến áp phân phối có các đầu phân áp cố định nên điện áp có thểtăng lên hoặc giảm, tuỳ theo vị trí đầu phân áp đến điện áp Ep1.

Trang 39

 U  U

 E  U +E  U

§D trung ¸pUTA

UTA11 p

UB1 

Hình 2.2 Diễn biến của điện áp trong lưới phân phối

+ 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 lưới phân phối hạ áp điện áp giảm xuống thấp hơn nữa do tổn thất UH1 trên lưới hạ áp.

- Ở chế độ min: cũng tương tự, ta có đường biểu diễn điện áp (đường 2) Nếuđường điện áp nằm trọn trong miền chất lượng điện áp (miền gạch chéo) thì chấtlượng điện áp đạt yêu cầu, ngược lại là không đạt, khi đó cần phải có các biện phápđiều chỉnh.

Áp dụng tiêu chuẩn (2.7), có thể đánh giá được chất lượng điện áp tại các nútcung cấp điện cho phụ tải và có thể chọn được đầu phân áp thích hợp với cấu trúclưới phân phối và các thông số vận hành cho trước Song với tiêu chuẩn này, khôngso sánh được hiệu quả của các biện pháp điều chỉnh điện áp và không thể lập môhình tính toán để giải trên máy tính điện tử Để khắc phục, đưa ra tiêu chuẩn tổngquát sau:

Từ sơ đồ trên ta lập được biểu thức tính toán:B1  E1  UTA1 +EP 

B2 2 TA2 P

A1 B1 H1A2  UB2  UH2

Xét thêm độ không nhạy  của thiết bị điều áp ta rút ra hai tiêu chuẩn:

Trang 40

U1 B1

U2 B2

  U +ε     ε

Tiêu chuẩn (2.12) cho phép đánh giá chất lượng điện áp của toàn lưới hạ áp tạiđiểm B là thanh cái của máy biến áp hạ áp khi đã biết tổn thất điện áp trong lưới hạáp ở chế độ max UH1 và chế độ min UH2.

Hình 2.3 Quan hệ độ lệch điện áp với công suất phụ tảicó xét thêm độ không nhạy của thiết bị điều áp

Tiêu chuẩn (2.12) được vẽ trên hình 2.3 theo quan hệ với công suất phụ tải, giảthiết quan hệ này là tuyến tính Miền gạch chéo là miền chất lượng điện áp, nghĩa làkhi độ lệch điện áp nằm trong miền này thì chất lượng Khi độ lệch điện áp tại Bnằm trong miền này thì chất lượng điện áp trong toàn lưới hạ áp được đảm bảo vàngược lại.

Tiêu chuẩn này được vẽ với trục ngang là độ lệch điện áp B1, chất lượng điệnáp được đảm bảo khi B1 nằm trong miền giữa - + U1+ và + - .

2.1.2.4 Ảnh hưởng của điện áp đến sự làm việc của phụ tải

Trong thực tế ta thấy khi làm việc với các thiết bị điện sử dụng chất lượngđiện kém và điện áp thường xuyên dao động nó sẽ gây ra những tác động không tốtđến sức khỏe người lao động, giảm hiệu suất làm việc và tuổi thọ của thiết bị điện.Ta có thể nhận thấy sự ảnh hưởng này đối với các thiết bị cụ thể như sau:

1 Đối với động cơ

Định dạng
Số trang	145
Dung lượng	5,81 MB