Bài giảng Chương 7: Tối ưu hóa chế độ làm việc của mạng điện

Bài giảng Chương 7: Tối ưu hóa chế độ làm việc của mạng điện trình bày khái niệm, nâng cao hệ số công suất cosφ của phụ tải; phân phối công suất phản kháng trong HTĐ một cách hợp lý nhất; nâng cao điện áp của mạng điện; vận hành kinh tế các trạm biến áp; tối ưu hóa chế độ mạng điện không đồng nhất...

LOGO CHƯƠNG TỐI ƯU HÓA CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA MẠNG ĐIỆN NHẮC LẠI KIẾN THỨC CŨ Các phương pháp điều chỉnh điện áp mạng điện Điều chỉnh điện áp máy phát Chọn tỷ số biến đổi máy biến áp MBA thích hợp Đặt thiết bị bù ngang có điều chỉnh cơng suất phản kháng Đặt thiết bị bù dọc đường dây Các biện pháp điều chỉnh điện áp hộ tiêu thụ Các thiết bị bổ trợ điện áp NỘI DUNG 7.1 Khái niệm 7.2 Nâng cao hệ số công suất cosφ phụ tải 7.3 Phân phối công suất phản kháng HTĐ cách hợp lý (bù kinh tế) 7.4 Nâng cao điện áp mạng điện ( chương 6) 7.5 Vận hành kinh tế trạm biến áp 7.6 Tối ưu hóa chế độ mạng điện khơng đồng 7.7 Lựa chọn sơ đồ nối dây hợp lý 7.8 Các biện pháp quản lý, tổ chức 7.1 KHÁI NIỆM Mạng điện phải thiết kế vận hành cách kinh tế nhất: Giảm tổn thất công suất Giảm tổn thất điện 7.1 KHÁI NIỆM Các biện pháp giảm tổn thất công suất điện Nâng cao hệ số công suất cosφ phụ tải Phân phối công suất phản kháng HTĐ cách hợp lý (bù kinh tế) Nâng cao điện áp mạng điện ( chương 6) Vận hành kinh tế trạm biến áp Tối ưu hóa chế độ mạng điện khơng đồng Lựa chọn sơ đồ nối dây hợp lý Các biện pháp quản lý, tổ chức 7.1 NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT CỦA PHỤ TẢI  P  S P    R   R  U   U cos   2  P  S Q    X   X  U   U sin    Các biện pháp để nâng cao phụ tải là: Thay động công suất phù hợp với công suất thực tế Đổi cách đấu dây quấn động từ ∆ sang Y Ngoài biện pháp khác nâng cao chất lượng sửa chữa động cơ, thay động điện không đồng động điện đồng bộ, loại bỏ ĐC không tải… 7.2 BÙ KINH TẾ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG TRONG MẠNG ĐIỆN Phân phối công suất tác dụng phản kháng HTĐ cách hợp lý Giảm công suất phản kháng truyền tải đường dây biện pháp đặt thiết bị bù (bù kinh tế) Biện pháp đặt thiết bị bù (bù kinh tế) Khi lập biểu thức phí tổn tính tốn, ta qui ước sau:  Không xét đến lượng công suất bù sơ  Không xét đến tổn thất công suất sắt ΔPFe máy biến áp ảnh hưởng đến trị số bù Qb cần tìm  Không xét đến thành phần tổn thất ΔP mạch truyền tải P gây  Không xét đến ΔQFe máy biến áp ΔQCdo dung dẫn đường dây sinh  Ngoài điện trở đường dây phải xét đến điện trở RB máy biến áp Chỉ cần viết giải phương trình cho nhánh độc lập mạng điện  Nếu Qb < khơng cần bù  Nếu giải phương trình có Qb = Q cần bù tới cos=0.95, bù tới cos=1 khơng kinh tế Biện pháp đặt thiết bị bù (bù kinh tế) Xét cho trạm cung cấp cho phụ tải: Biểu thức phí tổn tính tốn mạng điện việc lắp đặt thiết bị bù sau: Z = Z1 + Z2 + Z3 Trong đó: Z : Là tổng chi phí đặt thiết bị bù Z1 : Phí tổn năm đặt thiết bị bù Z2 : Phí tổn tổn thất điện mạng lắp đặt thiết bị bù Z3 : Phí tổn tổn thất điện mạng sau bù Biện pháp đặt thiết bị bù (bù Xét cho sơ đồ trạm cung cấp cho phụ tải: kinh tế) N S1 Qb1 10 Biện pháp đặt thiết bị bù (bù kinh tế) 3/ Chi phí tổn thất điện mạng điện bù (Z3): Z  A.C0  P. C0   Với (Q  Qb ) U 2 R. C0 Q: công suất phản kháng cực đại hộ tiêu thụ lúc chưa có bù QB: cơng suất phản kháng bù hộ tiêu thụ U: điện áp định mức đường dây R: điện trở đường dây MBA qui phía cao áp 13 Biện pháp đặt thiết bị bù (bù kinh tế) Vậy phí tổn tính tốn tổng mạng điện sau đặt thiết bị bù là: Z   * (avh  atc ).kb Qb (Q  Qb ) U 2 R. C0 14 *  Pb Qb T C0 Biện pháp đặt thiết bị bù (bù kinh tế) Để thu hàm chi phí tính tốn nhỏ nhất: Lấy đạo hàm riêng phí tổn tính tốn theo công suất bù trạm cho đạo hàm riêng khơng Z 0 Qb  (avh  atc ).kb*  Pb* T C0 15  2.(Q  Qb ) U2 R. C0  Biện pháp đặt thiết bị bù (bù kinh tế) Giải phương trình đạo hàm riêng ta có Qb cần tìm Qb  Q  U  * (avh  atc ).kb *  Pb T C0 2.R. C0 16  Biện pháp đặt thiết bị bù (bù kinh tế) Xét Qb  Qb ≤ cho Qb = nghĩa mặt kinh tế hộ khơng cần bù Qb > tính lại cos:  Nếu cos 0.95: Lấy theo Qb vừa tính tốn  Nếu cos > 0.95: Lấy cos =0.95 => Tính lại Qb theo cos =0.95 cơng thức sau: cos  P P  (Q  Qb ) 17 Biện pháp đặt thiết bị bù (bù kinh tế) Xét trạm cung cấp cho hai phụ tải trở lên: Biểu thức Z = Z1 + Z2 + Z3 có Z1 Z2 giống ( Q  Q )  b Z  C  P   R. C0 Riêng U Tìm cơng suất phản kháng phân bố đoạn đường dây Sau lấy đạo hàm riêng Z theo Qb1, Qb2, … Qbn cho đạo hàm Từ ta phương trình tìm giá trị Qbi cần tìm xét Qbi 18 Giải tập Bài toán: Z  (avh  atc ).kb*  Pb* T C0 Qb1  [(Q2  Q1  Qb1  Qb ).R1  (Q1  Qb1 ).Rb1 U  C0  Z  (a vh  a tc ).k *b  ΔPb* T.C  Q b2 (Q  Q b2 ).(R b2  R )  (Q  Q1  Q b1  Q b2 ).R  τ  C0  U 19 7.3 VẬN HÀNH KINH TẾ CÁC TRẠM BIẾN ÁP Nhiều máy biến áp làm việc song song Phụ tải trạm biến áp lại luôn thay đổi Phải vận hành (đóng cắt) MBA trạm cho kinh tế Tổn thất công suất bé 20 7.3 VẬN HÀNH KINH TẾ CÁC TRẠM BIẾN ÁP Để vận hành MBA hoàn tồn giống làm việc song song: Cơng suất toàn trạm P0 S  S gh  n  n  1 Sdm PN Công suất định mức MBA Khi công suất trạm S>Sgh nên cho n máy biến áp làm việc song song Khi công suất trạm S=Sgh cho n hay n-1 máy làm việc Khi công suất trạm S