Các phương pháp phân tích hệ thống điện ứng dụng lập chương trình hỗ trợ các phương pháp giảng dạy phân tích lưới

PHAN THị LAN giáo dục đào tạo trường đại học bách khoa hà nội - luận văn thạc sĩ khoa học MạNG Và Hệ ThốNG ĐIệN NGNH: MNG V H THNG IN Các phương pháp phân tích hệ thống điện ứng dụng lập chương trình hỗ trợ phương pháp giảng dạy phân tích lưới PHAN TH LAN 2006 - 2008 Hà Nội 2008 Hµ Néi 2008 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - LUN VN THC S KHOA HC Các phương pháp phân tích hệ thống điện ứng dụng lập chương trình hỗ trợ phương pháp giảng dạy phân tích lưới NGÀNH: MẠNG VÀ HỆ THỐNG ĐIỆN MÃ SỐ: PHAN THỊ LAN Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS TRẦN BÁCH À Luận văn cao học Chương I: tổng quan hƯ thèng ®iƯn I Tổng quan hệ thống điện I.1 Khái niệm hệ thống điện Là hệ thống bao gồm tất phần tử tham gia vào việc sản xuất, truyền tải, phân phối tiêu thụ điện Bao gồm nhà máy điện , trạm biến áp , đường dây truyển tải điện thiết bị khác tụ bù, thiết bị điều khiển, thiết bị bảo vệ nối với thành hệ thống hợp 35 kV 220 kV 10 kV 16 kV 220 kV 500 kV 220 kV 220 kV 220 kV 35 kV 16 kV 110 kV 110 kV 110 kV 0,4 kV 22 kV HỆ THỐNG IN Học viên: Phan Thị Lan Lớp CH 06 - 08 HTĐ - ĐHBKHN Luận văn cao học Hệ thống điện phần hệ thống lượng, nhằm thực nhiệm vụ cung cấp điện cho sinh hoạt hoạt động sản xuất, xã hội, dịch vụ người, dạng lượng dễ sử dụng có tính phù hợp cao với nhiều mục đích khác Vì mà lượng điện ngày chiếm thị phần lớn hệ thống lượng tiêu thụ trở thành dạng lượng chủ lực cho tất hot ng ca ngi Các trình vật lý xảy đường dây truyền tải từ máy phát qua máy biến áp tới tải công nghiệp hay hộ tiêu thụ vừa nhỏ liên quan tới trình điện từ đường dây tải điện Các thông số đường dây không phụ thuộc vào chất vật lý thiết bị điện mà phụ thuộc vào thông số động công suất truyền tải đường dây, điện áp dòng điện - Khâu sản xuất điện nhiệm vụ nhà máy điện Các nguồn lượng cung cấp lên đường dây cung cấp cho phụ tải vả hộ tiêu thụ nhà máy điện cung cấp Ta phân số loại nhà máy điện dựa vào nguồn lượng mà sử dụng để biến đổi thành điện sau: + Nhà máy thuỷ điện-biến đổi thuỷ dòng nước thành điện Đây loại lượng khai thác tập trung nguồn lượng sơ cấp không tiền mua ,chỉ tốn công xây dựng nhà máy đường dây truyền tải công suất trung tâm công nghiệp thường cách xa nhà máy + Nhà máy nhiệt điện - bíên đổi nhiệt thành điện năng, nguồn nhiệt lấy từ chất đốt có sẵn tự nhiên than đá, dầu mỏ, khí đốt lấy từ ngành công nghịêp khai thác nguyên liệu chất đốt Các nhà máy phải xây dựng nơi có đường giao thông thuận lợi, giao thông đường thuỷ + Nhà máy điện nguyên tử - loại nhà máy điện đại tình chất nguy hiểm trình sản xuất điện Nhà máy sản xuất điện nhờ lượng hạt nhân giải phóng phản ứng hạt nhân Sử dụng hai loại phản ứng hạt nhân để sản xuất lượng phản ứng phân hạch phản ứng nhịêt hạch Trong nhà máy này, đảm bảo an toàn cho người vận hành cho kiểm soát tộc độ phản ứng quy định kĩ ngặt ngèo - Khâu truyền tải phân phối điện nhiệm vụ hệ thống đường dây trạm biến áp có tham gia thiết bị điều khiển, bảo vệ Phần sâu chi tiết chương hai nói phần tử hệ thống điện Học viên: Phan Thị Lan – Líp CH 06 - 08 HT§ - §HBKHN Luận văn cao học - Khâu cuối hệ thống điện vấn đề tiêu thụ điện nói đến phụ tải điện sử dụng điện để biến đổi thành dạng lượng khác,phục vụ cho nhu cầu sử dụng điện sinh hoạt sản xuất Có nhiều loại phụ tải điện ,nó thông số quan trọng để xây dựng lưới điện cấu trúc hệ thống điện Ta phân biệt nhiệu loại hệ thống điện: - Hệ thống điện tập trung ,trong nguồn điện nút phụ tải lớn tập trung phạm vi vừa nhỏ, cần dùng đường dây ngắn để tạo thành hệ thống - Hệ thống điện hợp ,trong hệ thông điện độc lập cách xa nối liền thành hệ thống đường dây tải điện siêu cao áp - Hệ thống điện địa phương hay cô lập hệ thống điện riêng, hệ thống điện tự dùng xí nghiệp công nghiệp lớn, hay hệ thống điện vùng xa nối vào hệ thống điện quốc gia Trong quản lý, hệ thống điện phân thành: - Các nhà máy điện nhà máy điện tự quản lý - Lưới hệ thống siêu cao áp (>=220kV)và trạm khu vực công ty truyền tải quản lý - Lưới truyền tải phân phối công ty lưới điện quản lý, sở điện Về mặt quy hoạch ,hệ thống điện chia thành cấp: -Nguồn điện, lưới hệ thống ,các trạm khu vực quy hoạch tổng sơ đồ -Lưới truyền tải phân phối quy hoạch riêng Về mặt điều độ, hệ thống điện chia cấp: - Điều độ trung ương Ao - Điều độ địa phương :điều độ nhà máy điện ,điều độ trạm khu vực, điều độ công ty điện - Điều độ sở điện Về mặt nghiên cứu tính toán,hệ thống điện chia thành : - L­íi hƯ thèng - L­íi trun t¶i(35-220 kV) - Lưới phân phối trung áp (6-35 kV) - Lưới phân phối hạ áp Học viên: Phan Thị Lan Lớp CH 06 - 08 HTĐ - ĐHBKHN Luận văn cao học Mỗi loại lưới có quy luật hoạt động tích chất vật lý khác ,do phương pháp tính sử dụng khác nhau,các toán đặt để nghiên cứu khác I.2 Khái niệm mạng điện Mạng điện phần hệ thống điện, tập hợp gồm có trạm biến áp, trạm đóng cắt, đường dây không đường dây cáp Mạng điện dùng để truyền tải phân phối điện từ nhà máy điện đến hộ tiêu thụ Đường dây truyền tải điện có điện áp lớn kV đường dây điện áp cao Đường dây có điện áp nhỏ kV đường dây điện áp thấp Truyền tải điện từ nhà máy điện thực đường dây truyền tải điện áp từ 100 kV trở lên Các trạm sử dụng để biến đổi điện áp phân phối điện Trong trạm có máy biến áp, góp, thiết bị đóng cắt thiết bị phụ để bảo vệ, đo lường, điều khiển tự động hoá Các trạm điện dùng để liên kết máy phát điện hộ tiêu thụ điện với đường dây truyền tải điện, để liên kết phần riêng biệt hệ thống điện Như hai phẩn tử hệ thống điện hộ tiêu thụ điện hay gọi phụ tải nguồn điện (các nhà máy điện) Hộ tiêu thụ điện bao gồm thiết bị sử dụng điện riêng biệt tập hợp tất thiết bị điện Thiết bị sử dụng điện động điện đồng bộ, động khơng đồng bộ, lị điện cảm, máy hàn điện, thiết bị chiếu sáng Dựa vào yêu cầu liên tục cấp điện, hộ tiêu thụ phân thành ba loại: Hộ loại : hộ tiêu thụ điện quan trong, ngừng cung cấp điện gây nguy hiển đến tính mạng sức khỏe người, gây thiệt hại nhiều kinh tế, hư hỏng thiết bị, làm hỏng hàng loạt sản phẩm, rối loạn q trình cơng nghệ phức tạp ( lò luyện gang, thép hay mạ, sản xuất hoá chất độc hại) Hộ loại II : hộ tiêu thụ ngừng cung cấp điện gây thiệt hại kinh tế trình sản xuất bị gián đoạn ( nhà máy công cụ, dệt, sản xuất dây chuyền ) Hộ loại III : tất hộ tiêu thụ không thuộc hai loại ( sinh hoạt dân dụng, chiếu sỏng trng hc ) I.3 Phân loại mạng điện Học viên: Phan Thị Lan Lớp CH 06 - 08 HTĐ - ĐHBKHN Luận văn cao học Mng in tiến hành phân loại theo dịng điện, điện áp, chức thực hiện, tính chất hộ tiêu thụ, hình dáng sơ đồ - Theo loại dòng điện, mạng điện chia thành mạng xoạy chiều, mạng chiều Đa số nước tiêu thụ điện giới sử dụng mạng điện xoạy chiều ba pha tần số 50 hz, 60 hz Các mạng điện chiều dùng để truyền tải công suất hay để liên kết hệ thống điện với Ngồi điện chiều cịn sử dụng số lĩnh vực, ví dụ cơng nghiệp hố chất, điện khí hố giao thơng, truyền động điện - Theo điện áp, mạng điện chia theo loại điện áp siêu cao áp( ≥330 kV), điện áp cao áp(3-330 kV) điện áp hạ áp (