Bài thuyết trình: Tìm hiểu các phương pháp bù trong lưới điện

Bài thuyết trình Tìm hiểu các phương pháp bù trong lưới điện có kết cấu nội dung gồm 5 chương, giới thiệu đến các bạn những nội dung tổng quan về công suất phản kháng, tụ bù công suất phản kháng, máy bù công suất phản kháng, phân phối dung lượng bù trong mạng điện. Mời các bạn cùng tham khảo để nắm bắt nội dung chi tiết.

 TRƯỜNG ĐẠI HỌC TRÀ VINH  KHOA KỸ THUẬT VÀ CƠNG  NGHỆ BỘ MƠN ĐIỆN – ĐIỆN LẠNH   ĐỒ ÁN MƠN HỌC  MỘT ĐỀ TÀI:  TÌM HIỂU CÁC PHƯƠNG PHÁP BÙ TRONG LƯỚI ĐIỆN Giáo viên hướng dẫn: Ths. Nguyễn Thanh  Hiền  Sinh viên thực hiện: Trần Hoài Đẳng MSSV: 212113002 Mã lớp: CA13KD NỘI DUNG CHƯƠNG  I:  TỔNG  QUAN  VỀ  CÔNG  SUẤT  PHẢN KHÁNG CHƯƠNG  II:  TỤ  BÙ  CÔNG  SUẤT  PHẢN  KHÁNG CHƯƠNG  III:  MÁY  BÙ  CÔNG  SUẤT  PHẢN  KHÁNG CHƯƠNG  IV:  PHÂN  PHỐI  DUNG  LƯỢNG  BÙ TRONG MẠNG ĐIỆN CHƯƠNG V: KẾT LUẬN CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CƠNG SUẤT  PHẢN KHÁNG 1.1. Cơ sở lý thuyết về cơng suất phản  kháng Cơng  suất  phản  kháng  Q  là  một  khái  niệm  trong ngành kỹ thuật điện dùng để chỉ phần công  suất điện được chuyển ngược về nguồn cung cấp  năng  lượng  trong  mỗi  chu  kỳ  do  sự  tích  lũy  năng  lượng  trong  cá  thành  phần  cảm  kháng  và  dung  kháng, được tạo ra bởi sự lệch pha giữa hiệu điện  thế u và dòng điện i Q = U.I.sinφ CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CƠNG SUẤT  PHẢN KHÁNG 1.2. Sự tiêu thụ cơng suất phản kháng a) Động cơ khơng đồng bộ Động cơ khơng đồng bộ là thiết bị tiêu thụ  CSPK chính trong lưới điện, chiếm khoảng 60% ÷  65% b) Máy biến áp MBA tiêu thụ khoảng 22% ÷ 25% nhu cầu  CSPK tổng của lưới điện c) Đèn huỳnh quang CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CƠNG SUẤT PHẢN KHÁNG 1.3. Các nguồn phát cơng suất phản kháng Các nhà máy điện tụ điện, động cơ đồng bộ và máy bù 1.4. Bù cơng suất phản kháng     1.4.1.Tiêu chí kỹ thuật a) u cầu về cosφ Dung lượng của động cơ càng lớn thì hệ số cơng  suất càng cao, suất tiêu thụ CSPK càng nhỏ Hệ số cơng suất của động cơ phụ thuộc vào tốc  độ quay của động cơ, nhất là đối với các động cơ nhỏ.  Hệ số cơng suất của động cơ khơng đồng bộ phụ  CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CƠNG SUẤT  PHẢN KHÁNG 1.4. Bù cơng suất phản kháng     1.4.1.Tiêu chí kỹ thuật b) Đảm bảo mức điện áp cho phép Có  thể  thay  đổi  sự  phân  bố  CSPK  trên  lưới, bằng cách đặt các máy bù đồng bộ hay tụ  điện  tĩnh,  và  cũng  có  thể  thực  hiện  được  bằng  cách phân bố lại CSPK phát ra giữa các nhà máy  điện trong hệ thống CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CƠNG SUẤT PHẢN KHÁNG 1.4. Bù cơng suất phản kháng     1.4.1.Tiêu chí kỹ thuật phép c) Giảm tổn thất cơng suất đến giới hạn cho  Muốn  nâng  cao  điện  áp  vận  hành  có  nhiều  phương pháp: Thay đổi đầu phân áp của MBA Nâng cao điện áp của máy phát điện Làm giảm hao tổn điện áp bằng các thiết bị bù CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CƠNG SUẤT PHẢN KHÁNG 1.4. Bù cơng suất phản kháng 1.4.2. Tiêu chí kinh tế a) Lợi ích khi đặt bù Giảm được cơng suất tác dụng  Giảm nhẹ tải của MBA Giảm được tổn thất điện năng Cải  thiện  được  chất  lượng  điện  áp  trong  lưới phân phối b) Chi phí khi đặt bù CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CƠNG SUẤT PHẢN KHÁNG Kết luận  Khi tiến hành bù CSPK có thể phân chia thành  2 chỉ tiêu bù:  Bù theo kỹ thuật tức là nhằm nâng cao điện áp  nằm trong giới hạn cho phép.  Bù kinh tế nhằm giảm hao tổn  điện năng trên  đường dây từ đó sẽ đưa đến lợi ích kinh tế.  Tuy  nhiên  trong  q  trình  thực  hiện  bù,  khơng  thể  tách  biệt  2  phương  pháp  này  mà  nó  hỗ  trợ  lẫn  CHƯƠNG II: TỤ BÙ CÔNG SUẤT PHẢN  KHÁNG 2.1. Tụ bù ngang 2.1.1.  Chức  năng,  ứng  dụng Với  các  đường  dây  truyền  tải  có  điện  dung  pha  ­  đất  nhỏ  thì  việc  nối  rẽ  nhánh  tụ  công  suất  (bù  ngang)  tại  đầu  vào  tải  hoặc  trạm  phân  phối  sẽ  giảm  được  sự  sụt  áp  và giữ  ổn định điện áp tại các  nút phụ tải Hình 2.1. Sơ đồ  thay thế CHƯƠNG II: TỤ BÙ CƠNG SUẤT PHẢN  KHÁNG 2.3. Tụ bù dọc 2.3.3. Giới thiệu về tụ bù dọc tại trạm 500 kV Hà  Tĩnh       Thơng số của cả dàn tụ: Điện áp hệ thống: 500 kV Số nhánh song song: 2 Tần số: 50 Hz Điện dung sai lệch cho phép ở 20º: ± 3% Cơng suất: 91,5 MVAr Số bình tụ song song trong 1 pha: 5 + 5 CHƯƠNG II: TỤ BÙ CƠNG SUẤT PHẢN  KHÁNG 2.4. SVC – Tụ bù tĩnh 2.4.1. Cấu tạo     SVC gồm 3 bộ phận chính: TCR  (Thyristor  Controlled  Reactor):  Đây  là  quận  kháng có điều khiển, cho phép điều khiển lượng CSPK  tiêu thụ trên XK bằng cách dùng thyristor để điều khiển  dòng điện chạy qua  XK TSR  (Thyristor  Switched  Reactor):  Đây  là  quận  kháng được đóng mở trực tiếp bằng thyristor TSC  (Thyristor  Switched  Capacitor):  Đây  là  tụ  điện được đóng mở trực tiếp bằng thyrstor CHƯƠNG II: TỤ BÙ CƠNG SUẤT PHẢN  KHÁNG 2.4. SVC – Tụ bù tĩnh 2.4.2. Ngun tắc hoạt động Một  SVC  điển  hình  gồm  các  tụ  bù  ngang  được  đóng cắt riêng biệt, được kết nối với cuộn dây điện  cảm (có hoặc khơng có lõi sắt) được điều chỉnh bằng  thyristor Các thiết bị SVC thường được đặt ở những nơi có  u  cầu  điều  chỉnh  điện  áp  chính  xác.  Việc  điều  chỉnh điện áp thường dùng các bộ điều khiển có phản  hồi (closed­loop). Việc điều chỉnh điện áp được tiến  hành từ xa bằng hệ thống SCADA hoặc bằng tay theo  CHƯƠNG II: TỤ BÙ CƠNG SUẤT PHẢN KHÁNG 2.4. SVC – Tụ bù tĩnh 2.4.3. Kết nối SVC khơng làm việc  ở điện áp của đường dây,  nó thường được nối qua máy biến áp tăng áp, với điện  áp đường dây phía cao xuống điện áp thấp hơn 2.4.4. Lợi ích Lợi ích chính của việc sử dụng SVC so với các  tụ bù được đóng cắt cơ khí là chũng phản ứng gần như  tức thời với sự thay đổi điện áp của hệ thống.  CHƯƠNG II: TỤ BÙ CƠNG SUẤT PHẢN  KHÁNG 2.5. STATCOM STATCOM là một thiết bị chuyển đổi nguồn áp  một  chiều  thành  điện  áp  xoay  chiều  để  bù  CSPK  cho  hệ thống STATCOM  là  một  thiết  bị  bù  ngang,  nó  điều  khiển  điện  áp  tại  vị  trí  nó  lắp  đặt  đến  giá  trị  cài  đặt  (Vref) thơng qua việc điều  chỉnh điện áp và góc pha từ  STATCOM CHƯƠNG III: MÁY BÙ CƠNG SUẤT  PHẢN KHÁNG 3.1. Máy bù đồng bộ 3.1.1. Cấu tạo     a) Stato Stator gồm hai bộ phận chính là lõi thép và dây  quấn, ngồi ra còn vỏ máy và nắp máy         b) Rơto Với  các  máy  nhỏ  và  vừa  rơto  được  làm  bằng  thép đúc, gia cơng thành khối lăng trụ trên có các cực  từ Với  các  máy  cơng  suất  lớn  rơto  được  ghép  từ  CHƯƠNG III: MÁY BÙ CƠNG SUẤT  PHẢN KHÁNG 3.1. Máy bù đồng bộ 3.1.2. Ngun lý làm việc cơ bản Khi  ta  đưa  dòng  điện  kích  thích  một  chiều  it  vào  dây quấn kích thích đặt trên cực từ, dòng điện it sẽ tạo  nên một từ thơng  Φt. Nếu ta quay rơto lên đến tốc độ  n(vg/ph), thì từ trường kích thích sẽ qt qua dây quấn  phần ứng và cảm ứng nên trong dây quấn đó suất điện  động và dòng điện phần ứng biến thiên với tần số  f1 = p.n/60 CHƯƠNG III: MÁY BÙ CƠNG SUẤT  PHẢN KHÁNG 3.1. Máy bù đồng bộ 3.1.3. Đặc tính góc cơng suất phản kháng tính: Cơng suất phản kháng của máy điện đồng bộ được  3.1.4. Chế độ làm việc của máy bù đồng bộ    * Chế độ q kích thích   Máy bù đồng bộ có tác dụng như một bộ tụ điện  làm tăng cos  và bù điện áp rơi trên lưới điện, được gọi là  máy phát cơng suất phản kháng CHƯƠNG III: MÁY BÙ CƠNG SUẤT PHẢN KHÁNG 3.1. Máy bù đồng bộ    3.1.4. Chế độ làm việc của máy bù đồng bộ.     * Chế độ thiếu kích thích Khi tải của các hộ dùng điện giảm điện áp của  lưới  tăng  thì  cho  máy  bù  đồng  bộ  làm  việc  ở  chế  độ  thiếu kích thích tiêu thụ cơng suất phản kháng của lưới  điện và gây thêm điện áp rơi trên đường dây để duy trì  điện áp khỏi tăng q mức quy định.  CHƯƠNG III: MÁY BÙ CƠNG SUẤT  PHẢN KHÁNG 3.1. Máy bù đồng bộ      3.1.5.  Cơng  suất  và  khả  năng  bù  của  máy  bù  đồng bộ Thơng thường đối với máy bù đồng bộ Xd = 1,5  ÷ 2,2;  S’/Sđm= 0,45 ÷ 0,67 và các trị số này có thể đáp  ứng  yêu  cầu  về  vận  hành.  Trong  một  số  trường  hợp  cần tăng trị số của S’ thì phải giảm xd bằng cách tăng  khe  hở  và  điều  này  khiến  cho  giá  thành  của  máy  cao  hơn.  Để  được  kinh  tế  hơn,  có  thể  thực  hiện  chế  độ  kích thích âm, khi đó E