Bài giảng vận hành và điều khiển hệ thống điện chương 7 võ ngọc điền

VẬN HÀNH VÀ ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG ĐIỆN Chương Công Tác Vận Hành Đường Dây I Thiết bị điện đường dây không * Chống sét ống CSO: - Các đường dây khơng dù có bảo vệ chống sét hay khơng thiết bị điện nối với chúng phải chịu tác dụng sóng sét truyền từ đường dây đến - Biên độ q điện áp khí lớn nhiều điện áp cách điện thiết bị sứ cách điện dẫn đến chọc thủng cách điện phá hoại thiết bị CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt I Thiết bị điện đường dây không - Để bảo vệ thiết bị trạm biến áp triệt tiêu giảm bớt sóng điện áp truyền từ đường dây vào phải dùng thiết bị chống sét - Các thiết bị chống sét hạ thấp biên độ sóng điện áp đến trị số an toàn cho cách điện cần bảo vệ I Thiết bị điện đường dây không CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt I Thiết bị điện đường dây không * Dây chống sét: - Dây chống sét làm thép tròn có tiết diện 50mm2 dùng để bảo vệ đường dây điện áp cao từ 110kV trở lên - Vùng có mật độ sét lớn thường dùng dây chống sét tồn tuyến - Thơng thường dây chống sét dùng kết hợp với thiết bị chống sét khác I Thiết bị điện đường dây không CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt I Thiết bị điện đường dây khơng * Mỏ phóng điện đầu sứ: - Mỏ phóng điện thiết bị bảo vệ chống sét đơn giản - Một cực mỏ phóng điện nối trực tiếp vào dây dẫn, cực lại nối xuống đất - Khi làm việc bình thường khe hở cách ly dây dẫn mang điện tích với đất - Khi có sóng điện áp chạy đường dây khe hở phóng điện truyền dịng điện sét xuống đất - Ưu điểm mỏ phóng điện cấu tạo đơn giản rẻ tiền khơng có dập hồ quang nên làm việc mỏ phóng hồ quang sinh lớn dễ làm cho bảo vệ rơle tác động I Thiết bị điện đường dây không * Mỏ phóng điện đầu sứ: - Chính mỏ phóng điện thường đóng vai trị bảo vệ phụ thường lắp đầu sứ đường dây sứ đầu vào máy biến áp có cấp điện áp từ 35kV trở xuống * Cuộn cản tần số 50Hz: - Cuộn cản tần số đặt đường dây sát động điện có cơng suất lớn nhằm mục đích hạn chế dịng điện khởi động dịng điện ngắn mạch xung kích - Về cấu tạo cuộn điện cảm khơng có lõi thép có điện kháng lớn điện trở nhiều Trong hệ thống điện cuộn kháng điện thường bố trí sau máy cắt trước đầu cáp xuất tuyến CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt I Thiết bị điện đường dây không * Cầu dao đường dây: - Cầu dao đường dây thường dùng loại ngồi trời có nhiệm vụ để cách ly phân đoạn đoạn đường dây vận hành cố đường dây - Việc sử dụng cầu dao đường dây phải tuân theo quy định quy trình thao tác phân đoạn cố - Tuyệt đối không thao tác cầu dao đường dây điều kiện đường dây có tải có sóng sét lan truyền đường dây I Thiết bị điện đường dây khơng * Cầu dao phụ tải ngồi trời: - Cầu dao phụ tải ngồi trời đóng vai trị cầu dao đường dây cầu dao phụ tải pha trang bị thêm dập hồ quang lị xo nên đóng cắt điều kiện có tải - Tuy điều kiện làm việc cầu dao trời cịn nhiều hạn chế so với máy cắt dịng điện cắt cầu dao nhỏ không trang bị bảo vệ rơle 10 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt I Thiết bị điện đường dây không 11 I Thiết bị điện đường dây không * Máy cắt đường dây Auto reclosers gọi máy cắt đóng lặp lại - Máy cắt đường dây có cấu tạo nhỏ gọn, thường dùng loại máy cắt SF-6 máy cắt chân không - Mỗi máy cắt trang bị thêm hộp bảo vệ rơle điều khiển PLC lập trình sẵn - Nó có khả làm việc đóng cắt bảo vệ máy cắt khác, ngồi cịn có khả tự động đóng điện lặp lại - Nguồn điện cấp cho máy cắt đường dây Auto reclosers lấy trực tiếp máy biến áp ắc quy 12 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt I Thiết bị điện đường dây không * Máy cắt đường dây Auto reclosers gọi máy cắt đóng lặp lại - Máy cắt đường dây Auto reclosers cho phép làm việc chế độ tự động tay - Máy cắt kết nối với máy tính, làm việc theo chương trình cài đặt sẵn máy tính - Có thể điều khiển thao tác, kiểm tra thông số chỗ từ xa 13 I Thiết bị điện đường dây khơng * Máy biến dịng - Máy biến dịng ngồi trời làm nhiệm vụ chủ yếu để cấp điện cho công tơ điện điểm đo đếm điện ranh giới điện lực - Ngồi vị trí đặt máy cắt đường dây Auto reclosers máy biến dòng làm nhiệm vụ cung cấp dòng điện cho bảo vệ rơle 14 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt I Thiết bị điện đường dây không 15 I Thiết bị điện đường dây không * Máy biến điện áp đường dây - Máy biến điện áp đường dây làm nhiệm vụ chủ yếu để cấp điện áp cho công tơ điện điểm đo đếm điện ranh giới điện lực - Ngồi vị trí đặt máy cắt đường dây Auto reclosers máy biến điện áp làm nhiệm vụ cung cấp nguồn điện áp cho bảo vệ rơle 16 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt I Thiết bị điện đường dây không * Tụ bù - Tụ bù có vai trị tích cực việc giảm tổn thất điện lưới điện - Trong thực tế phụ tải điện động điện khơng đồng có cosϕ thấp, ngồi phụ tải khác máy biến phân xưởng, lò điện kiểu cảm ứng, máy biến hàn, quạt điện, đèn tuýp, loại đèn huỳnh quảng cáo tiêu thụ nhiều công suất phản kháng có cosϕ thấp - Đương nhiên đường dây phải chuyên tải thêm lượng công suất phản kháng Q hạn chế đến khả dẫn điện dây dẫn, làm cho dây dẫn bị phát nóng dẫn đến tổn thất điện tăng lên 17 I Thiết bị điện đường dây không 18 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt I Thiết bị điện đường dây không * Tụ bù - Nếu ta đặt tụ bù nơi có hộ dùng điện, tụ bù đưa vào lưới dịng điện mang tính chất điện dung IC phát công suất phản kháng gọi Qbù Công suất phản kháng đường dây giảm xuống Q – Qbù 19 I Thiết bị điện đường dây không * Tụ bù - Như tụ bù có tác dụng hạn chế công suất vô công phát sinh lưới điện cải thiện cosϕ giảm tổn thất điện - Tụ bù đặt đường dây thường có điện áp trung áp đến 35kV Các tụ điện thường đấu tam giác để tăng dung lượng tụ điện Việc đóng cắt bảo vệ tụ điện đường dây thường dùng cầu chì tự rơi SI- 100 20 10 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt II Vật liệu đường dây không * Dây dẫn điện - Vật liệu thường dùng để chế tạo dây dẫn điện đồng, nhôm, thép 21 II Vật liệu đường dây không 22 11 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt II Vật liệu đường dây không * Dây dẫn điện - Khi điện áp cao 1000V tần số cao 1000Hz, đường dây tải điện xuất hiệu ứng bề mặt, dòng điện qua dây dẫn phân bố mặt dây dẫn - Trong ruột dây dẫn khơng có dịng điện nên lõi thép đóng vai trị tăng cường lực giới đường dây Đấy lý lưới điện cao áp lại cho phép dùng dây nhôm lõi thép để làm dây dẫn điện - Trong lưới điện hạ 0,4kV tần số công nghiệp f= 50Hz hiệu ứng bề mặt nhỏ lõi thép dây nhôm AC dẫn điện 23 II Vật liệu đường dây khơng * Dây dẫn điện - Vì lõi thép có điện trở suất lớn ρ = 0,130Ωmm2/m nên dùng dây nhôm lõi thép làm dây dẫn lưới điện 0,4kV gây tổn thất điện lớn đường dây - Khi xử dụng dây dẫn trần để thi cơng cơng trình điện cần phải kiểm tra dựa quy định sau: 24 12 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt II Vật liệu đường dây không 25 II Vật liệu đường dây không * Cột điện - Nhiệm vụ: Dùng để lắp thiết bị đường dây nâng cao khoảng cách đường dây so với đất + Cột điện làm bê tông cốt thép thép mạ ghép nối với + Độ cao cột quy định theo cấp điện áp khoảng vượt tiêu chuẩn đảm bảo cho người phương tiện giao thông lại bên đường dây an toàn + Ở cấp điện áp trung áp thường hay dùng cột bê tông ly tâm 10m, 16m 26 13 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt II Vật liệu đường dây không * Cột điện - Phân loại theo công dụng: + Cột trung gian dùng phổ biến nhất, chiếm từ 80% đến 90% số lượng cột tuyến dây Trong điều kiện bình thường khơng có lực tác dụng dọc tuyến tác dụng lên cột khoảng cột trung gian Cột chịu tác dụng lực trọng lượng dây, xà, sứ thân cột gây theo chiều thẳng đứng Ngoài cột cịn chịu lực tác dụng gió ngang qua thân cột 27 II Vật liệu đường dây không * Cột điện - Phân loại theo công dụng: + Cột néo dùng để giữ chặt dây dẫn chỗ đặc biệt quan trọng đâù, cuối đường dây điểm giao đường dây với cơng trình giao thơng đường sắt, đường quan trọng Cột néo có cấu tạo bền vững nên thường dùng làm điểm tựa để kéo dây Lực giới tác dụng lên cột néo tương tự cột trung gian Cột néo thường hay dùng sứ đứng sứ chuỗi néo 28 14 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt II Vật liệu đường dây không * Cột điện - Phân loại theo công dụng: Tại vị trí cột néo số lượng sứ thường tăng cường để tăng cường khả lực cho dây dẫn bắt vào sứ Khi dùng chuỗi sứ néo, đường dây liên hệ với dây lèo cho pha + Cột hãm cuối thường đặt cạnh trạm biến áp có tác dụng triệt tiêu lực tác dụng vào trạm biến áp Cột cuối cịn có tác dụng làm việc độc lập đường dây với trạm biến áp, cho phép hoàn thành việc xây dựng đường dây trước xây dựng trạm biến áp 29 II Vật liệu đường dây không * Cột điện - Phân loại theo công dụng: + Cột góc cịn gọi cột chuyển hướng Cường độ lực giới tác dụng vào cột phụ thuộc vào góc chuyển hướng Khi đường dây cột có góc chuyển hướng lớn cần phải làm thêm néo, phương đặt néo phải trùng với phương lực tổng hợp tác dụng vào cột + Cột đặc biệt gồm có Cột hốn vị pha mục đích làm cho tổng trở pha Cột vượt đặt vị trí cần vượt sơng vượt núi cao 30 15 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt II Vật liệu đường dây không * Cột điện - Phân loại cột điện theo vật liệu chế tạo cột: + Cột gỗ đơn giản, rẻ tiền, điện tốt dễ mục, thời gian xử dụng đến năm + Cột bê tông lõi thép dùng phổ biến lưới điện, có độ bền tuổi thọ cao khả chịu lực tốt Nhược điểm cột có trọng lượng lớn nên khó khăn vận chuyển thi công + Cột sắt thường dùng cho đường dây có điện áp ≥ 35kV Tốn kim loại, đắt tiền phải định kỳ bảo dưỡng, sơn chống rỉ 31 II Vật liệu đường dây không * Dây néo - Dây néo làm nhiệm vụ tạo lực ngược chiều cân với lực giới đường dây đảm bảo cho cột điện đứng vững vị trí đặt néo - Thường đặt néo vị trí cột cuối, cột đầu, cột chuyển hướng Dây néo có đầu bắt vào cột đầu bắt vào móng néo, móng néo chơn mặt đât 2m - Mỗi dây néo có lắp nối khớp nối sứ phân cách gọi sứ bàng mục đích để ngăn khơng cho dịng điện rị qua dây néo Dây néo khơng làm thay nhiệm vụ dây tiếp địa 32 16 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt II Vật liệu đường dây không * Móng néo - Móng néo làm nhiệm vụ chịu lực néo thường có cấu tạo hình chơn sâu cách mặt đất 2m có chiều nghiêng 300 so với mặt đất theo chiều néo - Dây néo móc vào móng néo có góc nghiêng 600 so với mặt đất - Khi chơn móng néo xuống đất, đất phải lèn chặt để đảm bảo khả chịu lực néo tối đa - Khơng đặt móng néo vào nơi có mạch nước ngầm lịng ao, hồ, mương, suối nước 33 II Vật liệu đường dây không * Xà đường dây - Xà ngang đường dây làm nhiệm vụ đỡ dây, đỡ sứ, néo sứ Xà đường dây có khả chịu lực kéo căng dây bảo đảm khoảng cách dây dẫn lắp xà - Xà đỡ: Xà đỡ có tác dụng đỡ sứ dây dẫn, chịu lực nhỏ thường dùng cho vị trí cột trung gian - Xà néo: Chịu lực giới tốt khơng bị uốn cong dây bị đứt, có tác dụng néo dây, đỡ sứ Thường dùng cho vị trí cột néo thẳng, néo góc, néo đầu, néo cuối - Xà vượt: Thường có cánh xà rộng chịu lực tốt không bị uốn cong dây bị đứt, dùng cho vị trí cột vượt sơng, vượt đường sắt, vượt đường quốc lộ cơng trình 34 khác 17 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt II Vật liệu đường dây không * Xà đường dây - Xà gỗ: Rẻ tiền, nhẹ nhàng, tăng độ cách điện đường dây tính chịu lực kém, có tuổi thọ kém, Việt nam dùng - Xà sắt: Được dùng phổ biến chịu lực tốt, tuổi thọ cao, vận chuyển dễ dàng, giá thành cao - Xà bê tông cốt thép: Được dùng đường dây cao áp chịu lực tốt, tuổi thọ cao, vận chuyển cồng kềnh, rẻ tiền 35 II Vật liệu đường dây không * Sứ cách điện đường dây - Sứ cách điện đường dây gồm có: Sứ cầu dao đường dây, sứ chuỗi cách điện thuỷ tinh, sứ chống sét, sứ cầu chì tự rơi, sứ kim, Sứ chuỗi polyme Sứ cầu dao cao Sứ thuỷ tinh Sứ chống sét 36 18 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt II Vật liệu đường dây không * Sứ cách điện đường dây Sứ cầu chì tự rơi Sứ đứng Sứ chuỗi polyme - Sứ cứng, giịn, chịu nhiệt độ cao, thấm nước, thấm khí,chịu tác dụng khơng khí dung mơi hố chất Chịu điện áp cao từ 10 ÷ 30V/mm, ρ = 1014 ÷ 1015Ωcm, sứ cách điện polyme có đặc tính cách điện 37 cao II Vật liệu đường dây không * Tiếp địa - Tiếp địa an toàn: Tiếp địa an toàn loại tiếp địa bảo đảm an toàn cho người tiếp xúc với vật mang điện tiếp địa vỏ tủ điện, giá đỡ thiết bị điện, xà đỡ sứ, vỏ cáp điện - Tiếp địa lặp lại: Tiếp địa lặp lại loại tiếp địa làm việc dùng lưới điện hạ có nhiệm vụ ngăn chặn lệch pha điện áp đứt dây trung tính Nhờ có tiếp địa lặp lại mà đường dây hạ giữ cân tương đối điện áp pha đứt dây trung tính, tiếp địa lặp lại tạo liên hệ tạm thời nguồn điện với phụ tải pha qua đất 38 19 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt II Vật liệu đường dây không * Tạ bù - Tại vị trí cột đỡ trung gian tuyến dây khơng thẳng, chuỗi sứ treo dây bị nghiêng làm thay đổi khoảng cách dây pha với dây pha với thân cột điện Tạ bù có vai trò dùng trọng lượng để đẩy chuỗi sứ trở lại cân 39 II Vật liệu đường dây không * Tạ Chống rung: - Đường dây khơng nằm ngồi trời thường xun chịu ảnh hưởng gió bão, dây dẫn thường xuyên bị rung động mà mắt thường ta không nhận biết Những dao động gọi dao động ký sinh lan truyền đường dây tác động lực vào điểm treo dây Về lâu dài không khử bỏ dao động ký sinh nguyên nhân gây đứt dây - Chống rung có vai trò tạo dao động ngược pha với dao động ký sinh, có tác dụng triệt tiêu gần hoàn toàn dao động ký sinh Chống rung lắp hai phía cách điểm treo dây sứ chuỗi 1m 40 20 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt II Vật liệu đường dây không 41 II Vật liệu đường dây khơng * Hốn vị pha đường dây cao : - Mục đích để giảm trở kháng X0 đường dây, giảm tổn thất cho đường dây Thường áp dụng cho đường dây có cấp điện áp ≥ 35kV, chiều dài tuyến dây 100km A B C 1/3L 1/3L 1/3L Hoán vị pha đường dây cao 42 21 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt III Những nguyên nhân gây tổn thất điện áp tổn thất điện * Tổn thất điện áp tổn thất điện sinh trình truyền tải tiêu thụ điện Những nguyên nhân gây tổn thất điện áp tổn thất điện a Trên đường dây dẫn điện có điện trở RΩ điện kháng XΩ b Do máy biến áp có tổn thất cơng suất cuộn dây tổn thất không tải lõi thép c Do tiêu thụ nhiều công suất vô công lưới điện, chủ yếu phụ tải có thành phần điện cảm cuộn dây máy biến áp, cuộn dây động điện, cuộn cảm có lõi thép làm giảm cosϕ lưới điện 43 III Những nguyên nhân gây tổn thất điện áp tổn thất điện * Tổn thất điện áp tổn thất điện sinh trình truyền tải tiêu thụ điện Những nguyên nhân gây tổn thất điện áp tổn thất điện d Do chế độ vận hành lưới điện: - Tổn thất lớn công suất tiêu thụ điện phụ tải lớn - Tổn thất lớn thời gian sử dụng công suất cực đại kéo dài (thời gian sử dụng công suất cực đại ký hiệu TMax) - Do máy biến áp thường xuyên vận hành tình trạng non tải khơng tải - Do tình trạng lệch tải pha, tình trạng thường xảy lưới điện phân phối hạ 44 22 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt IV Các giải pháp làm giảm tổn thất điện áp * Phải làm giảm điện trở R điện kháng X đường dây cách - Có bán kính cung cấp điện hợp lý - Chọn dây dẫn có điện trở suất nhỏ, có tính dẫn điện tốt - Tăng cường tiết diện dây dẫn, có hệ số dự phịng cao - Hạn chế tối đa mối nối, mối nối phải có R tiếp xúc nhỏ * Phải lựa chọn cấp điện áp lưới điện phù hợp với cơng suất chun tải bán kính cung cấp điện, điều chỉnh điện áp đầu nguồn đạt điện áp định mức * Đặt thiết bị bù công suất vô công cho thiết bị điện 45 V Các biện pháp làm giảm tổn thất điện áp tổn thất điện * Nâng cao hệ số công suất cosϕ hộ dùng điện chủ yếu xí nghiệp cụ thể lựa chọn công suất động loại động cho phù hợp, nâng cao hệ số phụ tải kB hạn chế làm việc không tải * Phân phối công suất tác dụng công suất phản kháng mạng điện theo phương thức hợp lý * Giảm công suất phản kháng chuyên tải mạng điện * Bù vô công máy bù đồng tụ điện tĩnh 46 23 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt V Các biện pháp làm giảm tổn thất điện áp tổn thất điện * Bù vô công máy bù đồng tụ điện tĩnh * Máy biến áp vận hành theo phương thức tổn thất điện nhất, vận hành kinh tế trạm biến áp cách hòa đồng máy biến áp * Nâng cao mức điện áp vận hành mạng điện * Nâng cao cấp điện áp định mức mạng điện * Lựa chọn sơ đồ nối dây hợp lý cho mạng điện 47 24 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt ... động điện có cơng suất lớn nhằm mục đích hạn chế dòng điện khởi động dòng điện ngắn mạch xung kích - Về cấu tạo cuộn điện cảm khơng có lõi thép có điện kháng lớn điện trở nhiều Trong hệ thống điện. .. áp tổn thất điện * Tổn thất điện áp tổn thất điện sinh trình truyền tải tiêu thụ điện Những nguyên nhân gây tổn thất điện áp tổn thất điện a Trên đường dây dẫn điện có điện trở RΩ điện kháng XΩ... Tổn thất điện áp tổn thất điện sinh trình truyền tải tiêu thụ điện Những nguyên nhân gây tổn thất điện áp tổn thất điện d Do chế độ vận hành lưới điện: - Tổn thất lớn công suất tiêu thụ điện phụ