Tinh toán đề xuất phương thức vận hành tối ưu lưới điện phân phối điện lực trung tâm nha trang đáp ứng tiêu chí của EVNCPC

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CAO THÀNH TUẤN TÍNH TOÁN ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN VẬN HÀNH TỐI ƯU LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ĐIỆN LỰC TRUNG TÂM NHA TRANG ĐÁP ỨNG TIÊU CHÍ CỦA EVN CPC LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ TH

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

CAO THÀNH TUẤN

TÍNH TOÁN ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN VẬN HÀNH TỐI ƯU LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ĐIỆN LỰC TRUNG TÂM NHA TRANG ĐÁP ỨNG TIÊU CHÍ CỦA EVN CPC

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Đà Nẵng - Năm 2017

Trang 2

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

TÍNH TOÁN ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN VẬN HÀNH TỐI ƯU LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ĐIỆN LỰC TRUNG TÂM NHA TRANG ĐÁP ỨNG TIÊU CHÍ CỦA EVN CPC

Chuyên ngành: Kỹ thuật điện

Mã số: 60 52 02 02

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Người hướng dẫn khoa học: GS.TS NGUYỄN HỒNG ANH

Đà Nẵng - Năm 2017

Trang 3

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi

Các số liệu, kết quả trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công

bố trong bất kỳ công trình nào khác

Tác giả luận văn

Trang 4

TÍNH TOÁN ĐỀ XUẤT PHƯƠNG THỨC VẬN HÀNH TỐI ƯU LƯỚI ĐIỆN PHÂN

PHỐI ĐIỆN LỰC TRUNG TÂM NHA TRANG ĐÁP ỨNG TIÊU CHÍ CỦA EVNCPC

Học viên: Cao Thành Tuấn Chuyên ngành: Kỹ thuật điện

Mã số: 60.52.02.02 Khóa: 33 Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN

Tóm tắt - Lưới điện phân phối giữ một vai trò quan trọng trong khâu phân phối điện năng

Để đảm bảo lưới điện phân phối vận hành tin cậy, chất lượng và đạt hiệu quả cao là một vấn đề luôn được quan tâm bởi các tổ chức, cá nhân làm công tác quản lý và vận hành lưới điện phân phối Thực tế vận hành cho thấy, sơ đồ kết lưới hiện nay chưa được tối ưu, một số vị trí tụ bù trung

áp không còn phù hợp do phụ tải thay đổi Đồng thời hiện nay các chỉ số về độ tin cậy cung cấp điện ngày càng được quan tâm và đưa vào chỉ tiêu thi đua của các Điện lực Đề tài “Tinh toán đề xuất

phương thức vận hành tối ưu lưới điện phân phối Điện lực Trung tâm đáp ứng tiêu chí của EVNCPC”

nhằm mục đích nghiên cứu, tính toán, lựa chọn các phương án và đề xuất giải pháp vận hành tối ưu lưới điện phân phối Điện lực Trung tâm

Đề tài đã nghiên cứu tổng quan về các vấn đề vận hành lưới điện phân phối để làm cơ sở cho việc tính toán vận hành tối ưu Nghiên cứu và sử dụng được phần mềm PSS/ADEPT dùng trong tính toán lưới điện phân phối Điện lực Trung tâm Nha Trang.Tính toán được phân bố công suất, dung lượng bù trên các nhánh cũng như điện áp tại các nút của lưới điện phân phối Điện lực Trung tâm Nha Trang và xác định được tổn thất công suất trên lưới với các phương thức vận hành Trên cơ sở đó

có hướng đề xuất giải pháp vận hành để tổn thất công suất trên lưới là cực tiểu

CALCULATING AND SUGGESTING THE OPTIMAL OPERATION METHOD FOR CENTRAL POWER DIVISION’S DISTRIBUTION NETWORK COMPLY TO EVNCPC’S

REQUIREMENT CRITERIA Abstract – Distribution networks hold a very important role in power distribution To ensure

reliable, quality and efficient distribution networks is always an issue interested by organizations and individuals involved in the management and operation of distribution networks

In realized of operation distribution networks, the network is not optimized, some positions of medium voltage compensating capacitor are no longer suitable due to change in load At the same time, the indicators of power supply reliability are increasingly being interested and included in the Emulation Index of power companies The research: “Calculating and suggesting the optimal

operation method for Central Power Division’s distribution network comply to EVNCPC’s

requirement criteria” aims to study, calculate and selection the solutions and propose the optimal operation method for Central Power Division’s distribution network

The research covered an overview of the issues of distribution network’s operation as a basis for optimal performance calculations Research and use of PSS / ADEPT software used in calculation

of Nha Trang central power division’s distribution network Calculated power distribution, capacity

of capacitor on the branches as well as voltage at the nodes of the Nha Trang Central Power Division’s distribution networks, and identifies power losses on the network with each operationmethods Based on that results, suggesting operation solutions to minimize power losses on the network

Key words – optimal, operation method, power distribution, capacity of capacitor, power

distribution network

Trang 5

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

TRANG TÓM TẮT TIẾNG ANH ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT v

DANH MỤC CÁC BẢNG vi

DANH MỤC CÁC HÌNH vii

DANH MỤC BIỂU ĐỒ viii

MỞ ĐẦU 1

1 Lý do chọn đề tài 1

2 Mục đích nghiên cứu 2

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2

4 Phương pháp nghiên cứu 3

5 Bố cục của luận văn 3

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ĐIỆN LỰC TRUNG TÂM NHA TRANG 4

1.1 Đặc điểm của lưới điện phân phối 22kV Điện lực Trung tâm Nha Trang 4

1.1.1 Khối lượng đường dây và TBA 4

1.1.2 Sơ đồ kết dây hiện tại 4

1.1.3 Các vị trí liên lạc trên xuất tuyến 22 kV: 4

1.1.4 Các vị trí phân đoạn giữa xuất tuyến 22 kV: 5

1.1.5 Các vị trí lắp đặt tụ bù trên xuất tuyến 22 kV: 6

1.2 Phụ tải điện 19

1.2.1 Đặc điểm phụ tải 19

1.2.2 Yêu cầu của phụ tải 26

1.2.2.1 Chất lượng điện năng 26

1.2.2.2 Độ tin cậy 26

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 27

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG TRÊN LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI VÀ PHẦN MÊM TÍNH TOÁN PHÂN BỐ CÔNG SUẤT TRÊN LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI 28

2.1 Sự tiêu thụ công suất phản kháng 28

2.1.1 Sự tiêu thụ Công suất phản kháng 28

2.1.2 Các nguồn phát công suất phản kháng trên lưới điện 29

2.1.3 Ý nghĩa của việc bù cspk trong lưới phân phối 32

2.1.3.1 Giảm được tổn thất công suất trong mạng điện 32

2.1.3.2 Giảm được tổn thất điện áp trong mạng điện 32

2.1.3.3 Tăng khả năng truyền tải của đường dây và máy biến áp 32

Trang 6

2.1.4 Các tiêu chí bù công suất phản kháng trên lưới phân phối 33

2.1.4.1 Tiêu chí kỹ thuật 33

2.1.4.2 Tiêu chí kinh tế 36

2.1.5 Ứng dụng phần mềm pss/adept để tính toán phân bố công suất 38

2.1.5.1 Giới thiệu chung 38

2.1.5.2 Các modul 38

2.1.5.3 Modul Load Flow 39

2.1.5.4 Modul CAPO 39

2.1.5.5 Modul TOPO 40

CHƯƠNG 3 PHÂN TÍCH TÌNH HÌNH TRUYỀN TẢI CÔNG SUẤT HIỆN NAY CỦA LƯỚI ĐIỆN ĐIỆN LỰC TRUNG TÂM NHA TRANG 42

3.1 Các số liệu đầu vào phục vụ cho việc tính toán lưới điện 42

3.2 Dung lượng, vị trí, trạng thái đóng cắt của các bộ tụ bù ở phương thức vận hành hiện tại với các khoảng thời gian 42

3.3 Tình hình vận hành của các xuất tuyến hiện tại 43

3.4 Tính toán cho phương thức vận hành hiện tại bằng modul Load Flow trong PSS/ADEPT 45

CHƯƠNG 4 GIẢI PHÁP VẬN HÀNH TỐI ƯU LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI 22KV ĐIỆN LỰC TRUNG TÂM NHA TRANG 47

4.1 Các tiêu chí để lựa chọn phương thức vận hành tối ưu cho lưới điện phân phối Điện lực Trung tâm Nha Trang 47

4.2 Tính toán, lựa chọn phương thức vận hành cơ bản tối ưu cho lưới điện phân phối Điện lực Trung tâm Nha Trang 48

4.2.1 Tính toán vị trí bù tối ưu công suất phản kháng dùng modul CAPO của PSS/DAEPT 48

4.2.1.1 Thiết lập thông số cho tụ bù trung áp 300 (KVAr) 48

4.2.1.2 Tính toán lưa chọn vị trí bù tối ưu 50

4.2.1.3 Sử dụng, di chuyển các vụ trí tụ bù có sẵn 54

4.2.2 Tính toán điểm mở tối ưu bằng modul TOPO của PSS/ADEPT cho lưới phân phối Điện lực Trung tâm Nha Trang 55

4.2.3 Kết luận 55

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 57

TÀI LIỆU THAM KHẢO 59

PHỤ LỤC 60 QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN THẠC SĨ (BẢN SAO)

CÁC BIÊN BẢN QUYẾT ĐỊNH THÀNH LẬP HỘI ĐỒNG CHẤM LUẬN VĂN (BẢN SAO)

Trang 7

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

CAPO: Optimal Capacitor Placement - Đặt tụ bù tối ưu

CDCL: Cầu dao cách ly

CDLL: Cầu dao liên lạc

CMIS : Hệ thống thông tin quản lý khách hàng

CPC: Tổng Công ty Điện lực Miền Trung

KHPC: Công ty Cổ phần Điện lực Khánh Hòa

LBS: Load Break Switch - Dao cắt có tải

LĐPP: Lưới điện phân phối

LTDLL: Dao cách ly liên lạc

MBA: Máy biến áp

MDMS: Meter Data Management System – Hệ thống quản lý dữ liệu đo đếm

PSS/ADEPT: The Power System Simulator/Advanced Distribution Engineering Productivity Tool - Phần mềm phân tích và tính toán lưới điện

TBN: Tụ bù ngang

TOPO: Tie Open Point Optimization - Phân tích điểm dừng tối ưu

BTS: Khoảng thời gian bình thường sáng từ 4 h 00 đến 9 h 30

CDS: Khoảng thời gian cao điểm sáng từ 09 giờ 30 đến 11 giờ 30

BTC: Khoảng thời gian bình thường chiều từ 11 h 30 đến 17 h 00

CDT: Khoảng thời gian cao điểm chiều từ 17 giờ 00 đến 20 giờ 00

BTT: Khoảng thời gian bình thường tối từ 20 giờ 00 đến 22 giờ 00

TDT: Khoảng thời gian thấp điểm tối từ 22 giờ 00 đến 04 giờ 00 sáng ngày hôm sau

Trang 8

DANH MỤC CÁC BẢNG

Số

1.1 Các vị trí đặt tụ bù trên lưới điện phân phối 6

3.1 Trạng thái các vị trí đặt bù trên lưới điện phân phối 42 3.2 Tình hình vận hành trên các xuất tuyến 44 3.3 Điện áp thấp nhất trên các xuất tuyến 45 3.4 Tổn thất công suất trên các xuất tuyến 46 4.1 Dung lượng và vị trí tối ưu các bộ tụ bù cố định và điều chỉnh

4.2 Công suất tiết kiệm được trên các xuất tuyến khi thực hiện

4.3 Điện áp thấp nhất trên các xuất tuyến ở phương thức vận hành

4.4 Điện áp thấp nhất trên các xuất tuyến ở phương thức vận hành

4.6 Vị trí điểm mở tối ưu khi thực hiện phân tích TOPO 55

Trang 9

DANH MỤC CÁC HÌNH

Số

4.1 Hộp thoại thiết đặt các thông số kinh tế trung áp trong CAPO 49

Trang 10

DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ

Số

1.1 Biểu đồ các thành phần phụ tải năm 2016 20

1.2 Biểu đồ phụ tải P, Q 24h đặc trưng của xuất tuyến 471- E27

Trang 11

1 Lý do chọn đề tài

Địa bàn quản lý của Điện lực Trung tâm Nha Trang bao gồm 15 phường xã trung tâm thành phố Nha Trang Đường dây trung áp: 63,513 km (xuất tuyến 22KV), 9,81 km (xuất tuyến 35KV) , đường dây hạ áp: 255,98 km trong đó cáp ngầm là 1,508 km, trạm biến áp phân phối: 626 TBA, tổng dung lượng 255.065 KVA Trong đó tài sản khách hàng 339 TBA, dung lượng 164.432 KVA

Lưới điện Điện lực Trung tâm Nha Trang quản lý gồm có 12 xuất tuyến 22kV

và 03 xuất tuyến 35kV

+ Xuất tuyến 22kV:

Đường dây trên không mạch đơn: 63, 513km

Đường dây trên không mạch kép: 9,884 km

Cáp ngầm: 41,213 km

Trạm biến áp: 590 trạm; Công suất đặt: 217.180 kVA Trong đó:

- TBA công cộng: 263 trạm – 90.792,5 kVA

- TBA khách hàng: 339 trạm – 126.387,5 kVA

+ Xuất tuyến 35kV:

Đường dây trên không mạch đơn: 9,810 km

Đường dây trên không 35kV & 22kV chung cột: 3,191 km

Cáp ngầm: 4,2819 km

Trạm biến áp: 22 trạm; Công suất đặt: 41.650 kVA Trong đó

- TBA công cộng: 04 trạm – 480 kVA

Vì vậy để nâng cao hiệu quả vận hành lưới điện phân phối nhằm giảm tổn thất

điện năng, nâng cao độ tin cậy, tôi chọn đề tài “ Tinh toán đề xuất phương thức

Trang 12

vận hành tối ưu lưới điện phân phối Điện lực Trung tâm Nha Trang đáp ứng tiêu chí của EVNCPC”

2 Mục đích nghiên cứu

- Sử dụng phần mềm PSS/ADEPT 5.0 thực hiện các bài toán phân tích sau: + Load Flow Culculation: Tính toán phân bố công suất khi lưới điện ở trạng thái

ổn định vào quý 2 năm 2017

+ CAPO Analysis: Tính toán bài toán xác định vị trí đặt tụ bù tối ưu

+ TOPO Analysis: Tính toán điểm mở tối ưu Từ đó phân tích, đề xuất các giải pháp để giảm tổn thất điện năng cho lưới điện phân phối 22 kV Điện lực Trung tâm Nha Trang

- Trên cơ sở tổng hợp các số liệu sự cố mất điện của lưới điện phân phối Điện lực Trung tâm Nha Trang trong 6 tháng đầu năm 2017 Luận văn sẽ đánh giá các chỉ tiêu độ tin cậy của lưới điện phân phối Điện lực Trung tâm Nha Trang theo thông tư số: 39/2015/TT-BCT của Bộ Công thương và tiêu chí đánh giá của EVNCPC: so với sản lượng điện đầu xuất tuyến, sản lượng phản kháng nhận không vượt quá 20%, sản lượng phản kháng phát ngược không vượt quá 2% Từ đó đề xuất các giải pháp để nâng cao độ tin cung cấp điện cho lưới điện phân phối Trung tâmThành phố Nha Trang

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu:

+ Lưới điện phân phối 22kV Điện lực Trung tâm Nha Trang

- Phạm vi nghiên cứu:

Theo thông tư số: 39/2015/TT-BCT của Bộ Công thương về các yêu cầu trong vận hành hệ thống điện phân phối gồm có:

+ Yêu cầu kỹ thuật (f, U, cân bằng pha, sóng hài );

+ Độ tin cậy cung cấp điện và tổn thất điện năng;

+ Yêu cầu chất lượng dịch vụ khách hàng

Theo tiêu chí đánh giá của EVNCPC:

+ So với sản lượng điện đầu xuất tuyến, sản lượng phản kháng nhận không vượt quá 20%,

+ So với sản lượng điện đầu xuất tuyến, sản lượng phản kháng phát ngược không vượt quá 2%

Đề tài đi sâu vào nghiên cứu, phân tích phân bố công suất, chỉ tiêu tổn thất điện năng của lưới điện phân phối 22 kV Điện lực Trung tâm Nha Trang, cụ thể luận văn

sẽ nghiên cứu vấn đề phân bố công suất, điện áp các nút trên lưới điện, thay đổi các

Trang 13

năng

4 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp nghiên cứu được sử dụng trong luận văn là phương pháp phân tích và tổng hợp lý thuyết, phương pháp mô hình hóa để phân tích và tính toán Dùng phần mềm để tính toán phân bố công suất, đặt tụ bù, điểm mở tối ưu Từ đó

đề xuất các giải pháp giảm tổn thất điện năng trên lưới

5 Bố cục của luận văn

Ngoài phần mở đầu, kết luận và kiến nghị, danh mục tài liệu tham khảo, nội dung chính của luận văn được chia thành 4 chương như sau:

Chương 1: Tổng quan về tình hình cung cấp điện hiện tại của Điện lực Trung

tâm Nha Trang

Chương 2: Nghiên cứu bù công suất phản kháng và phần mềm tính toán phân

bố công suất trên lưới điện phân phối

Chương 3: Phân tích tình hình truyền tải công suất hiện nay của lưới điện Điện

lực Trung tâm Nha Trang

Chương 4: Giải pháp vận hành tối ưu lưới điện phân phối 22kV Điện lực Trung

tâm Nha Trang

Trang 14

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ĐIỆN LỰC

TRUNG TÂM NHA TRANG

1.1 Đặc điểm của lưới điện phân phối 22kV Điện lực Trung tâm Nha Trang

1.1.1 Khối lượng đường dây và TBA

Địa bàn quản lý của Điện lực Trung tâm Nha Trang bao gồm 15 phường xã trung tâm thành phố Nha Trang Đường dây trung áp 22 KV: 63,513 km, đường dây hạ áp: 255,98 km trong đó cáp ngầm là 1,508 km, trạm biến áp phân phối: 626 TBA, tổng dung lượng 255.065 KVA Trong đó tài sản khách hàng 339 TBA, dung lượng 164.432 KVA, với tổng số 64.500 khách hàng, chiếm 18,3% tổng số khách hàng của Công ty Cổ phần Điện lực Khánh Hòa

1.1.2 Sơ đồ kết dây hiện tại

Trạm nguồn truyền tải cấp cho hệ thống lưới điện Điện lực Trung tâm Nha Trang từ trạm biến áp 110kV E27 với công suất 2x63MVA gồm 3 xuất tuyến 35 kV: 371-E27, 372-E27, 374-E27 và 12 xuất tuyến 22 kV: 471-E27, 472-E27, 473-E27, 474-E27, 475-E27, 476-E27, 477-E27, 478-E27, 479-E27, 480-E27, 484-E27, 485-E27

Nguồn điện dự phòng cấp cho hệ thống lưới điện Điện lực Trung tâm Nha Trang được lấy từ trạm biến áp 220kV-E29 Vĩnh Phương, 220kV-E31 Diên Khánh, 220kV-EBT Bình Tân

Điện lực Trung tâm Nha Trang có đường dây liên kết thành mạng vòng kín nhưng vận hành hở, các xuất tuyến kết với nhau bằng dao cách ly liên lạc Vì có lắp đặt mạch vòng nên độ tin cậy cung cấp điện tốt hơn nhưng lại gây khó khăn về vấn

đề bảo vệ rơle và việc quản lý vận hành

1.1.3 Các vị trí liên lạc trên xuất tuyến 22 kV:

- Xuất tuyến 471-E27 liên lạc với xuất tuyến 479-E27 thông qua CDLL tại vị trí 471-479 /27-1

- Xuất tuyến 471-E27 liên lạc với xuất tuyến 472-E27 thông qua CDLL tại các

Trang 15

1.1.4 Các vị trí phân đoạn giữa xuất tuyến 22 kV:

- Phân đoạn xuất tuyến 471-E27 tại các vị trí: 29, 45, 63

- Phân đoạn xuất tuyến 472-E27 tại các vị trí: 41-1, 41-11

- Phân đoạn xuất tuyến 473-E27 tại các vị trí: 25-10, 35, 52

- Phân đoạn xuất tuyến 474-E27 tại các vị trí: 27-1, 31, 27-3-1, 62

- Phân đoạn xuất tuyến 475-E27 tại các vị trí: 24, 47, 78

- Phân đoạn xuất tuyến 476-E27 tại các vị trí: 29, 49

- Phân đoạn xuất tuyến 477-E27 tại các vị trí: 24-1, 27-1

- Phân đoạn xuất tuyến 478-E27 tại các vị trí: 2, 32

- Phân đoạn xuất tuyến 479-E27 tại các vị trí: 1-1, 03, 26

- Phân đoạn xuất tuyến 484-E27 tại các vị trí: 2, 27-1, 34, 49

- Phân đoạn xuất tuyến 485-E27 tại các vị trí: 34, 47

Trang 16

1.1.5 Các vị trí lắp đặt tụ bù trên xuất tuyến 22 kV:

Bảng 1.1 Các vị trí đặt tụ bù trên lưới điện phân phối

Stt Tên xuất tuyến/

Vị trí lắp đặt

Cấp điện

áp (kV)

Tụ bù

TBĐC trung áp

trạng

VH

Số cụm

D.lượng (kVAr)

Trang 17

Hình 1.1 Sơ đồ nguyên lý tuyến 471 – E27

Trang 18

Cá

p n m q ua c?

u Tr

?n Ph ú

Ra nh g

i ÐL Vin

h H

?i Qu

?n lý

Trang 19

CDL

L t uy?n 4 71 -E 27 và tuy?n 473 -E 27

Tuy?

n 47 1-E2 7

Trang 20

RMU-Hình 1.4 Sơ đồ nguyên lý tuyến 474 – E27

n 4 -E 27 và tu y?n 47 4-E 27

Trang 21

LBS h?

Trang 22

T.4 05 :2 x6 kVA

Trang 23

MG 3

LB

?

MG 2

D?

p hò T.

49

D?

p hò t?

MU - MG 4

Trang 24

THANH CẠI 22kV TRẢM E27

LBS kín

VINH NGUYÊN

CDLL gi?a ÐLTT và Vinh Nguyên

Tuy?n 485-E27

Trang 25

KWH

RMU-C HA

M OA SIS- T.3 77

CD LL

y?n 479 -E 27 và y?n 472 -E 31

T?

E31 d?n

C4 1

(Ð á

? i)

LB

S k ín

RM

U 4 79 -0 1

TH AN

H C ẠI 22k

V T RA

ÛM E 27

y?n 471 -E 27 và y?n 479 -E 27

Trang 26

T.405:2x630kV A

Trang 27

LT

D l iên c

và t uy?

Trang 28

và tuy

?n 4 85-E 27

Trang 29

Các thành phần phụ tải thống kê theo mục đích sử dụng của chương trình CMIS (Hệ thống thông tin quản lý khách hàng ) gồm 5 thành phần chính: (1) nông, lâm nghiệp; (2) công nghiệp, xây dựng; (3) thương mại, dịch vụ; (4) quản lý tiêu dùng, dân cư; (5) hoạt động khác Với tỷ trọng cao đối với phụ tải thương mại, dịch vụ và quản lý tiêu dùng, dân cư

kWh

Tỷ trọng (%)

kWh

Tỷ trọng (%)

Trang 30

Biểu đồ 1.1 Biểu đồ các thành phần phụ tải năm 2016

Xuất tuyến 471-E27 có công suất lúc cao điểm: 6,7 MW, cosφ=0,99; Công suất lúc thấp điểm: 3,2 MW, cosφ = 0,99 Tổn thất điện năng của xuất tuyến là 1,7% Biểu đồ phụ tải đặc trưng được trình bày ở Hình 1.2

Biểu đồ 1.2 Biểu đồ phụ tải P, Q 24h đặc trưng của xuất tuyến 471- E27 (ĐVT:

kW, kVAr)

Xuất tuyến 472- E27 có công suất lúc cao điểm: 7,0 MW, cosφ=0,99; Công suất lúc thấp điểm: 3,1 MW, cosφ = 0,99 Tổn thất điện năng của xuất tuyến là 1,14% Biểu đồ phụ tải đặc trưng được trình bày ở Hình 1.3

Trang 31

kW, kVAr)

Xuất tuyến 474-E27 có công suất lúc cao điểm: 7,2 MW, cosφ=0,99; Công suất lúc thấp điểm: 4,1 MW, cosφ = 0,95 Tổn thất điện năng của xuất tuyến là 4,35% Biểu đồ phụ tải đặc trưng được trình bày ở Hình 1.5

Trang 32

kW, kVAr)

Xuất tuyến 475- E27 có công suất lúc cao điểm: 4,6 MW, cosφ=0,99; Công suất lúc thấp điểm: 3,1 MW, cosφ = 1,00 Tổn thất điện năng của xuất tuyến là 8,98% Biểu

đồ phụ tải đặc trưng được trình bày ở Hình 1.6

kW, kVAr)

Trang 33

kW, kVAr)

Trang 34

kW, kVAr)

Biểu đồ 1.10 Biểu đồ phụ tải P, Q 24h đặc trưng của xuất tuyến 479- E27

(ĐVT: kW, kVAr)

Trang 35

Trang 36

1.2.2 Yêu cầu của phụ tải

1.2.2.1 Chất lượng điện năng

Các phụ tải hiện nay yêu cầu chất lượng điện năng ngày càng cao để đáp ứng các dây chuyền công nghệ hiện đại và chất lượng sản phẩm làm ra Việc sụt áp và dao động điện áp, sóng hài sẽ gây ảnh hưởng đến các phụ tải

1.2.2.2 Độ tin cậy

Hiện nay các phụ tải ngày càng yêu cầu cao về độ tin cậy để ổn định sản xuất, sắp xếp sinh hoạt… Việc gián đoạn cung cấp điện lâu hoặc mất điện bất ngờ do sự

cố sẽ gây thiệt hại lớn đến sản xuất kinh doanh của các doanh nghiệp và nhà máy

Độ tin cậy cung cấp điện đang được đưa vào chỉ tiêu thi đua của các đơn vị Vì vậy

độ tin cậy cung cấp điện là một vấn đề ngày càng được quan tâm từ phía các khách hàng và ngành điện

Trang 37

Phụ tải điện của Điện lực Trung tâm Nha Trang có mật độ tập trung cao, các xuất tuyến có nhiều điểm để liên lạc với nhau Do phụ tải của các thành phần thương mại, dịch vụ; quản lý tiêu dùng, dân cư chiếm tỷ trọng lớn nên tình trạng mang tải lớn của mạng điện diễn ra hầu như suốt thời gian trong ngày Việc vận hành liên lạc giữa các xuất tuyến diễn ra thường xuyên, để đáp ứng nhu cầu bảo trì bảo dưỡng cũng như cấp điện đảm bảo chất lượng, độ tin cậy cung cấp điện Qua kết quả tính toán cũng cho thấy điện áp tại các nút lưới điện Điện lực Trung tâm Nha Trang đảm bảo điều kiện vận hành Các xuất tuyến có thể bị quá tải nếu đóng mạch vòng liên lạc trong trường hợp sự cố Do đặc thù lịch sử và quá trình phát triển phụ tải, các xuất tuyến được vận hành với phương thức kết dây cơ bản như vậy

để đảm bảo cung cấp điện cho khách hàng Các xuất tuyến cũng đã được lắp đặt tụ

bù trung áp nhưng do phụ tải thay đổi, các vị trí tụ bù hiện tại có thể đã không còn tối ưu nữa

Vì vậy để giảm tổn thất lưới trung áp ta phải tìm ra phương thức vận hành tốt hơn, mà cụ thể ở đây là thay đổi vị trí lắp đặt tụ bù, sao cho phát huy hiệu quả kinh

tế nhất đồng thời tìm điểm mở tối ưu giữa các xuất tuyến có vị trí liên lạc với nhau

để giảm tổn thất

Trang 38

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG TRÊN LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI VÀ PHẦN MÊM TÍNH TOÁN PHÂN BỐ CÔNG SUẤT TRÊN LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI

2.1 Sự tiêu thụ công suất phản kháng

2.1.1 Sự tiêu thụ Công suất phản kháng

Trên lưới điện, CSPK được tiêu thụ ở động cơ không đồng bộ, máy biến áp, kháng điện trên đường dây tải điện và ở các phần tử, thiết bị có liên quan đến từ trường

Yêu cầu về CSPK chỉ có thể giảm đến mức tối thiểu chứ không thể triệt tiêu được vì nó cần thiết để tạo ra từ trường, yếu tố trung gian cần thiết trong quá trình chuyển hóa điện năng

a Động cơ không đồng bộ

Động cơ không đồng bộ là thiết bị tiêu thụ CSPK chính trong lưới điện, chiếm khoảng 60 – 65%;

CSPK của động cơ không đồng bộ gồm hai thành phần:

- Một phần nhỏ CSPK được sử dụng để sinh ra từ trường tản trong mạch điện sơ cấp

- Phần lớn CSPK còn lại dùng để sinh ra từ trường khe hở

b Máy biến áp

MBA tiêu thụ khoảng 22 đến 25% nhu cầu CSPK tổng của lưới điện, nhỏ hơn nhu cầu của các động cơ không đồng bộ do CSPK dùng để từ hóa lõi thép máy biến

áp không lớn so với động cơ không đồng bộ, vì không có khe hở không khí Nhưng

do số thiết bị và tổng dung lượng lớn, nên nhu cầu tổng CSPK của MBA cũng rất đáng kể

CSPK tiêu thụ bởi MBA gồm hai thành phần:

- Công suất phản kháng được dùng để từ hóa lõi thép

- Công suất phản kháng tản từ máy biến áp

c Đèn huỳnh quang

Thông thường các đèn huỳnh quang vận hành có một chấn lưu để hạn chế dòng điện Tùy theo điện cảm của chấn lưu, hệ số công suất chưa được hiệu chỉnh cosφ của chấn lưu nằm trong khoảng 0,3 đến 0,5

Các đèn huỳnh quang hiện đại có bộ khởi động điện từ, hệ số công suất chưa

Trang 39

suất của thiết bị này Tuy nhiên, khi các thiết bị điện tử này khởi động thì sinh ra các sóng hài

Phụ tải công nghiệp, nông nghiệp, kinh doanh dịch vụ, sinh hoạt, … của lưới phân phối thường có hệ số công suất thấp Vì vậy, ngoài công suất tác dụng lưới điện còn phải truyền tải một lượng khá lớn công suất phản kháng Việc truyền tải này làm tăng tổn thất điện năng trên các phần tử của chúng như máy biến áp, động

cơ không đồng bộ, đường dây, … điều đó làm xấu các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật vận hành lưới điện và làm xấu chất lượng điện áp ở các hộ tiêu thụ điện Vì thế bài toán giảm lượng công suất phản kháng truyền tải trong lưới điện nói chung và lưới điện các công ty, xí nghiệp nói riêng luôn luôn được quan tâm khi thiết kế và vận hành Một trong những biện pháp giảm công suất phản kháng truyền tải trên lưới điện nâng cao chất lượng điện năng là bù công suất phản kháng Tuy nhiên, việc tính toán dung lượng bù, vị trí lắp đặt, phương pháp điều khiển dung lượng bù như thế nào để cân bằng tải, cản dịu dao động công suất, duy trì điện áp định mức và đem lại hiệu quả kinh tế cao nhất là những bài toán chưa có lời giải chính xác

Trong khi đó vấn đề bù công suất phản kháng trong mạng điện phân phối ở các địa phương trong cả nước hiện nay chưa được quan tâm một cách đúng mức.Việc lắp đặt thiết bị bù thường chỉ là giải pháp tình thế, không có sự tính toán hợp lý Trạng thái làm việc trong quá trình đóng cắt – quá trình thường dẫn tới phá hỏng tụ

do các xung quá điện áp và dòng điện Đặc biệt hầu hết các thiết bị bù không có cơ cấu tự động điều chỉnh nên làm giảm hiệu quả bù, thậm chí có thể gây thiệt hại do quá bù

2.1.2 Các nguồn phát công suất phản kháng trên lưới điện

Khả năng phát CSPK của các nhà máy điện là rất hạn chế, do cosφ của nhà máy

từ 0,8 – 0,9 hoặc cao hơn nữa Vì lý do kinh tế người ta không chế tạo các máy phát

có khả năng phát nhiều CSPK cho phụ tải Các máy phát chỉ đảm đương một phần nhu cầu CSPK của phụ tải, phần còn lại do các thiết bị bù đảm trách (Máy bù đồng

bộ, tụ điện)

Ngoài ra trong hệ thống điện nói chung, phải kể đến một nguồn phát CSPK nữa,

đó là các đường dây tải điện, đặc biệt là các đường cáp và đường dây siêu cao áp Tuy nhiên ở đây ta chỉ xét đến lưới phân phối, do vậy chỉ lưu ý đến các trường hợp đường dây 35 kV dài và các đường cáp ngầm Tuy nhiên CSPK phát ra từ các phần

tử này cũng không đáng kể nên nguồn phát CSPK chính trong lưới phân phối vẫn là

tụ điện, động cơ đồng bộ và máy bù

* Các nguồn phát công suất phản kháng trên lưới

a Máy bù đồng bộ

Trang 40

Máy bù đồng bộ là loại máy điện đồng bộ chạy không tải dùng để phát hoặc tiêu thụ CSPK Máy bù đồng bộ là phương pháp cổ điển để điều chỉnh liên tục CSPK Các máy bù đồng bộ thường được dùng trong hệ thống truyền tải, chẳng hạn ở đầu vào các đường dây tải điện dài, trong các trạm biến áp quan trọng và trong các trạm biến đổi dòng điện một chiều cao áp

Nếu ta tăng dòng điện kích từ ikt lên (quá kích thích, dòng điện của máy bù đồng bộ sẽ vượt trước điện áp trên cực của nó một góc 900) thì máy phát ra CSPK

Qb phát lên mạng điện Ngược lại, nếu ta giảm dòng kích từ ikt (kích thích non, E <

U, dòng điện chậm sau điện áp 900) thì máy bù sẽ biến thành phụ tải tiêu thụ CSPK Vậy máy bù đồng bộ có thể tiêu thụ hoặc phát ra CSPK

Các máy bù đồng bộ ngày nay thường được trang bị hệ thống kích thích từ nhanh có bộ kích từ chỉnh lưu Có nhiều phương pháp khởi động khác nhau, một phương pháp hay dùng là khởi động đảo chiều

b Tụ điện tĩnh

Tụ điện tĩnh là một đơn vị hoặc một dãy đơn vị tụ nối với nhau và nối song song với phụ tải theo sơ đồ hình sao hoặc tam giác, với mục đích sản xuất ra CSPK cung cấp trực tiếp cho phụ tải, điều này làm giảm CSPK phải truyền tải trên đường dây

Tụ bù tĩnh cũng thường được chế tạo không đổi (nhằm giảm giá thành) Khi cần điều chỉnh điện áp có thể dùng tụ điện bù tĩnh đóng cắt được theo cấp, đó là biện pháp kinh tế nhất cho việc sản xuất ra CSPK

Tụ điện tĩnh cũng như máy bù đồng bộ làm việc ở chế độ quá kích CSPK trực tiếp cấp cho hộ tiêu thụ, giảm được lượng CSPK truyền tải trong mạng, do đó giảm được tổn thất điện áp

CSPK do tụ điện phát ra được tính theo biểu thức sau:

QC = U2.2πf.C.10-9 kVAr (2.1) Trong đó: - U có đơn vị là kV

- f tần số có đơn vị là Hz

- C là điện dung có đơn vị là μF Khi sử dụng tụ điện cần chú ý phải đảm bảo an toàn vận hành, cụ thể khi cắt tụ

ra khỏi lưới phải có điện trở phóng điện để dập điện áp

Các tụ điện bù tĩnh được dùng rộng rãi để hiệu chỉnh hệ số công suất trong các

hệ thống phân phối điện như: hệ thống phân phối điện công nghiệp, thành phố, khu đông dân cư và nông thôn Một số các tụ bù tĩnh cũng được đặt ở các trạm truyền tải

Tụ điện là loại thiết bị điện tĩnh, làm việc với dòng điện vượt trước điện áp Do

đó có thể sinh ra công suất phản kháng Q cung cấp cho mạng Tụ điện tĩnh có những ưu điểm sau:

- Suất tổn thất công suất tác dụng bé, khoảng (0,003 – 0,005) kW/kVAr

Định dạng
Số trang	93
Dung lượng	6,89 MB