Đánh giá nhu cầu thiết bị bù điều chỉnh điện áp trên đường dây dài

Đề tài luận văn “Đánh giá nhu cầu thiết bị bù điều chỉnh điện áp đường dây dài” - LỜI CẢM ƠN Tôi xin trân trọng cảm ơn TS Đỗ Xuân Khôi, người trực tiếp hướng dẫn giúp đỡ tơi suốt q trình học tập, nghiên cứu hồn thành luận văn Tơi xin trân trọng cảm ơn Thầy giáo, Cô giáo Bộ môn Hệ Thống Điện trường Đại học Bách Khoa Hà Nội nhiệt tình giúp đỡ tơi suốt khóa học thời gian thực đề tài tốt nghiệp cao học khóa 2012- 2015 Nhân tơi xin bày tỏ tình cảm lịng biết ơn sâu sắc đến gia đình, bạn bè người thân đồng nghiệp, người động viên giúp đỡ thời gian qua Tôi xin chân thành cảm ơn tất giúp đỡ quý báu Hà nội, tháng 09 năm 2015 Học viên Vũ Thế Vinh i - Học viên: Vũ Thế Vinh – Lớp 12B HTĐ-PC – Khóa 2012B Đề tài luận văn “Đánh giá nhu cầu thiết bị bù điều chỉnh điện áp đường dây dài” LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn tổng hợp thực Các kết phân tích tính tốn hồn tồn trung thực, nội dung thuyết minh chưa công bố Luận văn có sử dụng tài liệu tham khảo nêu phần tài liệu tham khảo Hà Nội, tháng 09 năm 2015 Tác giả luận văn Vũ Thế Vinh ii - Học viên: Vũ Thế Vinh – Lớp 12B HTĐ-PC – Khóa 2012B Đề tài luận văn “Đánh giá nhu cầu thiết bị bù điều chỉnh điện áp đường dây dài” MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC BẢN VẼ DANH MỤC BẢNG BIỂU LỜI NÓI ĐẦU CHƢƠNG 1…………………………………………………… .4 MỘT SỐ CHỈ TIÊU CHẤT LƢỢNG LÀM VIỆC CỦA ĐƢỜNG DÂY DÀI VÀ PHƢƠNG PHÁP TÍNH TỐN 1.1 Phân bố áp dòng đường dây .4 1.1.1 Tính tốn thơng số chế độ hai đầu đường dây ………… …… 1.1.2 Xác định áp dòng điểm đường dây: .7 1.2 Giới hạn làm việc: 1.2.1 Giới hạn tĩnh ổn định góc (góc δ) 1.2.2 Giới hạn tĩnh ổn định điện áp: 1.3 Tổn thất điện năng……………………………………………………………11 1.4 Tính tốn áp dụng………………………………………………………… 11 1.4.1 Tính chê độ khơng tải: 12 1.4.2 Tính chế độ nặng tải 14 1.4.3 Tính giới hạn truyền tải: 20 CHƢƠNG 2…………………………………………………………………………………………………….20 SỬ DỤNG THIẾT BỊ BÙ CHO ĐƢỜNG DÂY TẢI ĐIỆN……………………24 2.1 Hiệu thiết bị bù……………………………………………………….24 iii - Học viên: Vũ Thế Vinh – Lớp 12B HTĐ-PC – Khóa 2012B Đề tài luận văn “Đánh giá nhu cầu thiết bị bù điều chỉnh điện áp đường dây dài” 2.1.1 Nguyên lý chung……………………………………………………………24 2.1.2 Lợi ích thiết bị bù………………………………………………………25 2.1.3 Phân tích ảnh hưởng thiết bị bù cách sử dụng Thông số truyền 26 2.2 Giới thiệu TBB dùng đường dây dài…………………………………….32 2.2.1 Lưới điện 500kV Việt Nam……………………………………………… 32 2.2.2 Giới thiệu lưới điện 500kV khu vực từ Nho Quan đến Đà Nẵng …………35 2.2.3 Tụ bù dọc……………………………………………………………………37 2.2.4 Kháng bù ngang:……………………………………………………………48 2.2.5 Giới thiệu nhu cầu công suất truyền tải đoạn đường dây Hà Tĩnh – Đà Nẵng từ năm 2010 – 2015…………………………………………………………48 2.3 Đánh giá nhu cầu TBB điều chỉnh điện áp………………………………….53 2.3.1 BNK điều chỉnh chế độ không tải…………………………………………53 2.3.2 BDT điều chỉnh chế độ nặng tải……………………………………………54 CHƢƠNG 3……………………………………………………………………….55 ĐÁNH GIÁ SƠ BỘ NHU CẦU THIẾT BỊ BÙ CHO ĐƢỜNG DÂY DÀI CĨ PHỤ TẢI RẼ NHÁNH……………………………………………………………55 3.1 Đặt tốn thủ tục tính tốn…………………………………………… 55 3.1.1 Đánh giá nhu cầu BNK………………………………………………………56 3.1.2 Đánh giá nhu cầu BDT……………………………………………………….58 3.1.3 Đánh giá ảnh hưởng BDT chế độ non tải BNK chế độ nặng tải…………………………………………………………………………… 58 3.2 Áp dụng tính tốn…………………………………………………………… 58 3.2.1 Xác định vị trí đặt BNK…………………………………………………… 59 3.2.2 Xác định cơng suất BNK……………………………………………………64 3.2.3 Tính lại chế độ xác đường dây có BNK…………………………… 71 3.2.4 Đánh giá nhu cầu BDT………………………………………………………77 iv - Học viên: Vũ Thế Vinh – Lớp 12B HTĐ-PC – Khóa 2012B Đề tài luận văn “Đánh giá nhu cầu thiết bị bù điều chỉnh điện áp đường dây dài” 3.2.5 Tính lại chế độ nặng tải khơng loại bỏ kháng bù…………………………91 3.2.6 Tính lại chế độ nhẹ tải, khơng tải không loại bỏ tụ bù……………………94 KẾT LUẬN………………………………………………………………………102 TÀI LIỆU THAM KHẢO………………………………………………………103 v - Học viên: Vũ Thế Vinh – Lớp 12B HTĐ-PC – Khóa 2012B Đề tài luận văn “Đánh giá nhu cầu thiết bị bù điều chỉnh điện áp đường dây dài” DANH MỤC CÁC BẢN VẼ TT Hình 1-1 Hình 1-2 Hình 1-3 Hình 1-4 Tên nội dung Đồ thị điện áp trường hợp không tải hở mạch cuối đường dây Đồ thị điện áp trường hợp không tải giữ điện áp hai đầu đường dây Sơ đồ Nút – Nhánh Đoạn đường dây 500kV Nho Quan – Đà Nẵng Kết phân bố dòng – áp đường dây Nho Quan – Đà Nẵng Trang 12 13 15 17 chế độ nặng tải điều chỉnh điện áp đầu đường dây Hình 1-5 Kết phân bố dịng – áp đường dây chế độ nặng tải giữ điện áp đầu đường dây Nho Quan – Đà Nẵng khơng đổi 18 Hình 2-1 Sơ đồ lưới điện 500kV Việt Nam 33 Hình 2-2 Sơ đồ lưới điện 500kV khu vực từ Nho Quan đến Đà Nẵng 36 Hình 2-3 Sơ đồ nguyên lý tổ hợp tụ bù dọc (1 pha) 40 Hình 2-4 Số truyền tải công suất đường dây 500 kV năm 2010 49 Hình 2-5 Số truyền tải cơng suất đường dây 500 kV năm 2011 49 Hình 2-6 Số truyền tải công suất đường dây 500 kV năm 2012 50 Hình 2-7 Số truyền tải công suất đường dây 500 kV năm 2013 51 Hình 2-8 Số truyền tải cơng suất đường dây 500 kV năm 2014 52 Hình 2-9 Số truyền tải công suất đường dây 500 kV năm 2015 52 Hình 3-1 Thơng số mạch đoạn đường dây Hà Tĩnh – Đà Nẵng trường hợp tải nhẹ vi 59 - Học viên: Vũ Thế Vinh – Lớp 12B HTĐ-PC – Khóa 2012B Đề tài luận văn “Đánh giá nhu cầu thiết bị bù điều chỉnh điện áp đường dây dài” Hình 3-2 Hình 3-3 Hình 3-4 Hình 3-5 Kết phân bố dịng áp trường hợp tải nhẹ giữ điện áp hai đầu đường dây đoạn Hà Tĩnh – Đà Nẵng Đồ thị điện áp trường hợp tải nhẹ hở mạch cuối đường dây đoạn Hà Tĩnh – Vũng Áng Đồ thị điện áp trường hợp tải nhẹ giữ điện áp hai đầu đoạn đường dây đoạn Vũng Áng – Đà Nẵng Đồ thị điện áp trường hợp không tải giữ điện áp hai đầu đoạn Hình 3-7 Hình 3-8 Hình 3-9 62 63 64 đường dây đoạn Hà Tĩnh – Đà Nẵng Thông số mạch đoạn đường dây Nho Quan – Đà Nẵng trường Hình 3-6 60 hợp tải nhẹ có kháng bù ngang Kết phân bố dòng – áp đường dây Nho Quan – Đà Nẵng 71 73 trường hợp nhẹ tải có đặt kháng bù ngang Đồ thị điện áp đoạn đường dây Nho Quan – Đà Nẵng trường 76 hợp khơng tải có kháng bù ngang Kết phân bố dòng, áp đoạn đường dây Nho Quan – Đà 78 Nẵng trường hợp phụ tải cực đại không đặt thiết bị bù Sơ đồ Nút – Nhánh đoạn đường dây 500kV Nho Quan – Đà Nẵng Hình 3-10 có đặt BDT hai đầu đoạn Nho Quan –Hà Tĩnh Hà Tĩnh –Đà 79 Nẵng Hình 3-11 Kết phân bố dòng – áp đường dây đặt BDT 50% 82 Hình 3-12 Kết phân bố dịng – áp đường dây đặt BDT 80% 84 Hình 3-13 Kết phân bố dịng – áp đường dây đặt BDT 60% 89 Hình 3-14 Kết phân bố dòng – áp đường dây chế độ nặng tải 92 đặt BDT 80% giữ nguyên BNK vii - Học viên: Vũ Thế Vinh – Lớp 12B HTĐ-PC – Khóa 2012B Đề tài luận văn “Đánh giá nhu cầu thiết bị bù điều chỉnh điện áp đường dây dài” Hình 3-15 Hình 3-16 Hình 3-17 Hình 3-18 Kết phân bố dịng – áp đường dây chế độ tải nhẹ 95 đặt BDT 80% Kết phân bố dòng – áp đường dây chế độ không tải đặt BDT 80% Đồ thị điện áp đoạn đường dây Nho Quan – Hà Tĩnh chế độ 98 99 không tải đặt BDT 80% Đồ thị điện áp đoạn đường dây Hà Tĩnh – Đà Nẵng chế độ 100 không tải đặt BDT 80% viii Học viên: Vũ Thế Vinh – Lớp 12B HTĐ-PC – Khóa 2012B Đề tài luận văn “Đánh giá nhu cầu thiết bị bù điều chỉnh điện áp đường dây dài” LỜI NÓI ĐẦU Lý chọn đề tài Truyền tải điện vấn đề quan trọng việc đưa điện từ khâu sản xuất đến hộ tiêu thụ điện Hệ thống điện Việt Nam năm gần có bước phát triển mạnh mẽ, hệ thống truyền tải nguồn điện Những phát triển làm cải thiện đáng kể khả cung cấp điện, chất lượng truyền tải điện Đặc biệt từ xuất lưới truyền tải 500 kV giải nhu cầu cấp bách trao đổi công suất khu vực hệ thống điện Việt Nam từ năm 90 kỷ trước trở lại Tạo điều kiện xây dựng nguồn công suất lớn đa dạng hệ thống Đường dây 500 kV Bắc – Nam mạch công trình truyền tải điện 500 kV Việt Nam, có tổng chiều dài 1.462,5 km, khởi đầu từ Nhà máy Thủy điện Hịa Bình kết thúc thành phố Hồ Chí Minh Ngay từ bắt đầu vào vận hành (ngày 27/5/1994), đường dây 500 kV Bắc Nam nhanh chóng phát huy hiệu Những năm 1994 - 1997, đường dây truyền tải công suất sản lượng điện lớn từ phía Bắc vào cung cấp cho nhu cầu phát triển kinh tế - xã hội miền Nam miền Trung, chấm dứt tình trạng cắt điện triền miên trước đó, nâng cao đáng kể độ tin cậy hệ thống đảm bảo chất lượng điện áp Từ năm 1998 đến nay, đường dây 500 kV thực đóng vai trị “xa lộ” truyền tải điện từ Bắc vào Nam từ Nam Bắc, qua khai thác tối ưu nguồn điện hệ thống, tạo lợi ích kinh tế lớn cho đất nước Những năm qua, với đường dây 500 kV mạch (được đưa vào vận hành năm 2005), dòng điện qua mạch đường dây 500 kV Bắc Nam ln thơng suốt, góp phần quan trọng đảm bảo cung cấp đủ điện cho phát triển kinh tế xã hội đất nước Hiện lưới điện 500kV Việt Nam phát triển toàn - Học viên: Vũ Thế Vinh – Lớp 12B HTĐ-PC – Khóa 2012B Đề tài luận văn “Đánh giá nhu cầu thiết bị bù điều chỉnh điện áp đường dây dài” quốc khép kín mạch vịng 500 kV khu kinh tế trọng điểm miền Bắc, miền Trung miền Nam Trong kĩ thuật tải điện xoay chiều xa tốn sử dụng TBB vấn đề bản, bảo đảm khả tải điện điều kiện kĩ thuật khác Bài tốn tính tốn đặt TBB cổ điển (BNK BDT) đường dây dài toán kinh tế- kĩ thuật phức tạp, yếu tố kĩ thuật tổng hợp vấn đề điều chỉnh điện áp, nâng cao khả tải, giảm tổn thất điện năng… Tuy nhiên có nhu cầu đánh giá sơ bước đầu mức độ cần thiết trang bị thiết bị đường dây tải điện Luận văn nghiên cứu bước đầu việc đánh giá sơ nhu cầu sử dụng TBB để điều chỉnh điện áp, với đối tượng xem xét đường dây dài có phụ tải rẽ nhánh, tác giả chọn làm luận án thạc sĩ kỹ thuật với tên đề tài “Đánh giá nhu cầu thiết bị bù điều chỉnh điện áp đường dây dài ” Mục đích nghiên cứu Mục đích nghiên cứu tìm hiểu sơ toán kĩ thuật tải điện xoay chiều xa toán sử dụng TBB nhằm bảo đảm điều kiện kĩ thuật cần thiết cho việc vận hành đường dây dài Nội dung phƣơng pháp nghiên cứu - Nghiên cứu phương pháp tính tốn đặc tính làm việc đường dây tải điện xoay chiều - Nghiên cứu ảnh hưởng định tính định lượng TBB đến chế độ làm việc xác lập đường dây dài - Từ lí thuyết trên, tìm cách rút phương pháp đánh giá sơ nhu cầu sử dụng TBB điều chỉnh điện áp - Học viên: Vũ Thế Vinh – Lớp 12B HTĐ-PC – Khóa 2012B Đề tài luận văn “Đánh giá nhu cầu thiết bị bù điều chỉnh điện áp đường dây dài” Kết tính tốn phân bố điện áp nút trường hợp điện kháng BDT chọn 60% giá trị điện kháng đường dây nâng điện áp đầu đường dây lên 510kV, ta hình 3.13: Hình 3-13 Kết phân bố dịng – áp đường dây đặt BDT 60% Kết tính toán điện áp nút đặt BDT 60% nâng điện áp đầu đường dây lên 510kV bảng 3.16 Bus Name U (kV) Angle (degree) Pgen (MW) Qgen (MVAr) Pload (MW) Qload (MVAr) Type Nho Quan 510 1396,34 41,86 0 Ha Tinh 494,72 -4,91 0 300 130 3 Vung Ang 493,63 -3,15 0 300 130 Da Nang 480,48 -8,16 0 750 325 B1 512,1 3,75 0 0 B2 490,23 -8,86 0 0 B3 499,3 -0,82 0 0 B4 470,00 -11,31 0 0 Bảng 3.16 – Bảng kết nút đoạn đường dây Nho Quan –Đà Nẵng đặt BDT BDT 60% nâng điện áp đầu đường dây lên 510kV 89 - Học viên: Vũ Thế Vinh – Lớp 12B HTĐ-PC – Khóa 2012B Đề tài luận văn “Đánh giá nhu cầu thiết bị bù điều chỉnh điện áp đường dây dài” Kết tính toán cho thấy: Với giá trị kháng bù tụ chọn 60% giá trị điện kháng đường dây nâng điện áp đầu đường dây lên 510kV điện áp điểm nút là: trạm Hà Tĩnh U2 = 494,72 kV , trạm Vũng Áng U3 = 493,63kV trạm Đà Nẵng U4 = 480,48 kV, giá trị điện áp đảm bảo theo u cầu Kết tính tốn phân bố dịng nhánh đặt BDT 60% nâng điện áp đầu đường dây lên 510kV bảng 3.17 Bus Bus Name P(MW) Q(MVAr) P Loss Q Loss Qc Nho Quan - B1 1396,34 41,86 -91.6855 B1 - B2 1396,34 133,55 30,32 311,19 310,77 B2 - Ha Tinh 1366,02 133,13 -95,78 Ha Tinh - B3 1066,02 98,91 -77,43 B3 - Vung Ang 1066,02 176,34 4,46 45,38 71,16 Vung Ang - B4 761,56 72,12 11,56 116,71 321,75 B4 - Da Nang 750 277,15 -47,85 Bảng 3.17: Bảng kết nhánh đường dây 500kV Nho Quan – Đà Nẵng có đặt BDT 60% nâng điện áp đầu đường dây lên 510kV Nhận xét với độ bù 60% nâng điện áp đầu đường dây lên 510kV tổng tổn thất công suất tác dụng 46,33 MW (3,43%), tổn thất công suất phản kháng 160,5MVAr (27,4%), tổng cơng suất phản kháng dịng Qc gây 703,68 MVAr , tụ bù sinh nhiều Q, bảng ta thấy nhánh có tụ tổn thất cơng 90 - Học viên: Vũ Thế Vinh – Lớp 12B HTĐ-PC – Khóa 2012B Đề tài luận văn “Đánh giá nhu cầu thiết bị bù điều chỉnh điện áp đường dây dài” suất Qloss có giá trị âm, tức sinh khơng phải Kết nguồn phải cấp lượng công suất phản kháng 41,86MVAr, với thông số chấp nhận Như trường hợp độ bù dọc giảm từ mức 80% xuống 60% tiết kiệm chi phí 3.2.5 Tính lại chế độ nặng tải khơng loại bỏ kháng bù Chế độ nặng tải giữ nguyên tụ bù mức 80% giá trị điện kháng đường dây BNK giữ ngun thơng số: BK1 = -592 (µS), BK2 = - 1369 (µS); BK3= - 625(µS) Dữ liệu nút tổng hợp bảng 3.18: Bus Name U (kV) Pgen Qgen (MW) (MVAr) Pload (MW) Qload (MVAr) B Type K -592 1 -1369 3 (microS) Nho Quan 500 Ha Tinh 0 300 130 Vung Ang 0 300 130 Da Nang 0 750 325 B1 0 0 B2 0 0 B3 0 0 B4 0 0 -625 Bảng 3.18: Bảng liệu nút đường dây 500kV Nho Quan – Đà Nẵng có đặt BDT 80% trường hợp nặng tải giữ nguyên BNK Và liệu nhánh tổng hợp bảng 3.11 91 - Học viên: Vũ Thế Vinh – Lớp 12B HTĐ-PC – Khóa 2012B Đề tài luận văn “Đánh giá nhu cầu thiết bị bù điều chỉnh điện áp đường dây dài” Kết tính tốn phân bố dịng cơng suất điện áp nút ta hình 3-14: Hình 3-14 Kết phân bố dịng – áp đường dây chế độ nặng tải đặt BDT 80% giữ nguyên BNK Kết tính toán điện áp nút đặt BDT 80% giữ nguyên BNK bảng 3.19 U (kV) Angle (degree) Pgen (MW) Qload (MVAr) Type Nho Quan 500 1405,79 593,39 0 Ha Tinh 479,69 -2,11 0 300 130 3 Vung Ang 483,46 1,24 0 300 130 Da Nang 466,69 -2,85 0 750 325 B1 516,55 5,09 0 0 B2 459,45 -7,92 0 0 B3 492,26 3,62 0 0 B4 446,31 -7,40 0 0 Bus Name Qgen Pload (MVAr) (MW) Bảng 3.19 – Bảng kết nút đoạn đường dây Nho Quan –Đà Nẵng chế độ nặng tải đặt BDT 80% giữ nguyên BNK 92 - Học viên: Vũ Thế Vinh – Lớp 12B HTĐ-PC – Khóa 2012B Đề tài luận văn “Đánh giá nhu cầu thiết bị bù điều chỉnh điện áp đường dây dài” Kết tính tốn cho thấy chế độ nặng tải để nguyên tụ bù mức 80% giá trị điện kháng đường dây điện áp điểm nút là: trạm Hà Tĩnh U2 = 479,69kV (giảm 4,2 %), trạm Vũng Áng U3 = 483,46 kV (giảm 3,4%) trạm Đà Nẵng U4 = 466,69 kV (giảm 7,14%) So với trường hợp nặng tải loại bỏ BNK điện áp nút giảm thấp Kết tính tốn dịng nhánh đặt BDT 80% giữ nguyên BNK bảng 3.20 Bus Bus Name P(MW) Q(MVAr) P Loss Q Loss Qc Nho Quan - B1 1405,79 445,39 -141,73 B1 - B2 1405,79 587,12 37,11 381,63 295,54 B2 - Ha Tinh 1368,68 501,02 -163,96 Ha Tinh - B3 1068,68 219,97 -114,05 B3 - Vung Ang 1068,68 334,01 4,96 50,51 68,72 Vung Ang - B4 763,72 222,22 13,717 139,38 299,83 B4 - Da Nang 750 382,67 -78,45 Bảng 3.20 – Bảng kết nhánh đoạn đường dây Nho Quan –Đà Nẵng chế độ nặng tải đặt BDT 80% giữ nguyên BNK Tổng tổn thất công suất tác dụng 55,79MW (4,1%), tổn thất công suất phản kháng 73,34 MVAr (12,5%) Kết tính tốn cho thấy so với trường hợp nặng tải loại bỏ BNK tổn thất công suất tác dụng tăng từ 3,52% lên 4,1%, tổn thất công suất phản kháng tăng từ 9,4% lên 12,5% Như chế độ nặng tải ảnh hưởng BNK làm tăng thêm dịng tính cảm đường dây gây sụt áp làm cho tổn thất công suất tăng cao, chế độ nặng tải nên cắt loại bỏ kháng bù hợp lý phương án vận hành tối ưu 93 - Học viên: Vũ Thế Vinh – Lớp 12B HTĐ-PC – Khóa 2012B Đề tài luận văn “Đánh giá nhu cầu thiết bị bù điều chỉnh điện áp đường dây dài” 3.2.6 Tính lại chế độ nhẹ tải, khơng tải không loại bỏ tụ bù: Chế độ tải nhẹ 10%: Chế độ tải nhẹ (giả sử khoảng 10% chế độ tải max), phụ tải Hà Tĩnh (S2=30 + 13i MVA); Vũng Áng (S3 = 30 + 13i MVA); Đà Nẵng (S4=95+41iMVA), giữ nguyên tụ bù mức 80% giá trị điện kháng đường dây BNK giữ nguyên thông số: BK1 = - 592 (µS), BK2 = - 1369 (µS); BK3= - 625(µS) Dữ liệu nút tổng hợp bảng 3.21: Pgen (MW) Qgen (MVAr) Pload (MW) B Qload (MVAr) (microS) Bus Name U (kV) Nho Quan 500 Ha Tinh 0 30 13 Vung Ang 0 30 13 Da Nang 0 95 41 B1 0 B2 0 B3 B4 Type K -592 1 -1369 3 3 0 0 0 -625 Bảng 3.21: Bảng liệu nút đường dây 500kV Nho Quan – Đà Nẵng có đặt BDT 80% trường hợp tải nhẹ Và liệu nhánh tổng hợp bảng 3.11 Kết tính tốn phân bố dịng cơng suất điện áp nút ta hình 3-15: 94 - Học viên: Vũ Thế Vinh – Lớp 12B HTĐ-PC – Khóa 2012B Đề tài luận văn “Đánh giá nhu cầu thiết bị bù điều chỉnh điện áp đường dây dài” Hình 3-15 Kết phân bố dòng – áp đường dây chế độ tải nhẹ đặt BDT 80% Kết tính tốn điện áp nút đặt BDT 80% bảng 3.19 Bus Name U (kV) Angle (degree) Pgen (MW) Qgen Pload (MVAr) (MW) Qload (MVAr) Type Nho Quan 500 69,16 -225,85 0 Ha Tinh 502,98 -0,32 30 13 3 Vung Ang 492,69 -0,24 30 13 Da Nang 504,96 -0,57 95 41 B1 487,82 0,26 0 0 B2 505,17 -0,57 0 0 B3 486,16 -0,04 0 0 B4 502,15 -0,78 0 0 Bảng 3.22 – Bảng kết nút đoạn đường dây Nho Quan –Đà Nẵng chế độ tải nhẹ đặt BDT 80% Kết tính tốn cho thấy chế độ tải nhẹ để nguyên tụ bù mức 80% giá trị điện kháng đường dây điện áp điểm nút là: trạm Hà Tĩnh U2 = 502,98kV (tăng 0,6 %), trạm Vũng Áng U3 = 492,69 kV (giảm 1,46%) trạm Đà Nẵng U4 = 504,96 kV (tăng 0,99%) Kết tính tốn dịng nhánh đặt BDT 80% bảng 3.23 95 - Học viên: Vũ Thế Vinh – Lớp 12B HTĐ-PC – Khóa 2012B Đề tài luận văn “Đánh giá nhu cầu thiết bị bù điều chỉnh điện áp đường dây dài” Bus Bus Name P(MW) Q(MVAr) P Loss Q Loss Qc Nho Quan - B1 69,16 -373,85 -9,42 B1 - B2 69,16 -364,43 1,10 8,75 304,96 B2 - Ha Tinh 68,06 -68,22 -0,59 Ha Tinh - B3 55,06 -383,97 -13,11 B3 - Vung Ang 55,06 -370,86 0,47 4,72 69.16 Vung Ang - B4 41,59 -276,42 0,59 2,47 342,75 B4 - Da Nang 41 63,86 -0,50 Bảng 3.23 – Bảng kết nhánh đoạn đường dây Nho Quan –Đà Nẵng chế độ tải nhẹ đặt BDT 80% Tổng tổn thất công suất tác dụng 2,16MW (3,2%), tổn thất công suất phản kháng -7,69 MVAr (-3,4%), tổng công suất phản kháng dòng Qc gây 716,87MVAr (cụ thể đoạn:QNQ-HT=304,96 MVAr; QHT-VA= 69,16MVAr ; QVA-ĐN = 342,75MVAr) cịn có lượng cơng suất phản kháng nguồn – 225,85 MVAr Kết tính tốn cho thấy so với trường hợp nhẹ tải có đặt BNK khơng có BDT điện áp nút tăng giảm khơng đều, trạm Hà Tĩnh điện áp U2 tăng từ 499,15 kV lên 502,98 kV (tăng 0,6%), trạm Vũng Áng U3 giảm từ 502,19 kV xuống 492,69 kV (gảm 1,9%), trạm Đà Nẵng U4 tăng từ 499,14 kV lên 504,96 kV (tăng 1,1%), tổn thất công suất tác dụng tăng từ 0,86% lên 3,2%, tổn thất công suất phản kháng giảm từ 9,6% xuống – 3,4%, lượng công suất phản kháng dư thừa tương đối lớn chảy nguồn - 225,85MVAr , loại bỏ tụ nguồn phải tải lượng cơng suất phản khảng Q = 9,08 MVAr Dịng cơng suất phản kháng chayy nguồn lớn gây tải đường dây hay thiết bị khác Như chế độ tải nhẹ cần đặt BNK cắt tụ hợp lý phương án vận hành tối ưu 96 - Học viên: Vũ Thế Vinh – Lớp 12B HTĐ-PC – Khóa 2012B Đề tài luận văn “Đánh giá nhu cầu thiết bị bù điều chỉnh điện áp đường dây dài” Chế độ khơng tải: Theo tính tốn Hà Tĩnh có tụ khác nhau, tụ phía đoạn đầu giống tụ Nho Quan, cịn tụ phía đoạn sau giống tụ Đà Nẵng, để tính tốn chế độ khơng tải ta dùng chương trình phân bố dịng LFE để tính tốn phân bố dịng nhánh điện áp tác nút cho phần Sau dùng phần mềm CTL để vẽ phân bố áp tính cho đoạn tồn đường dây Thông số thiết bị bù liệu nút tổng hợp bảng 3.24 B U Pgen Qgen Pload Qload Type (kV) (MW) (MVAr) (MW) (MVAr) (microS) K 500 Bus Name Nho Quan Ha Tinh 0 0 Vung Ang 0 0 Da Nang 0 0 B1 0 B2 0 B3 B4 -592 1 -1369 3 3 0 0 0 -625 Bảng 3.24 Bảng liệu nút đường dây 500kV Nho Quan – Đà Nẵng có đặt BDT 80% trường hợp không tải Dữ liệu nhánh bảng 3.11 Kết tính tốn phân bố dịng cơng suất điện áp nút ta hình 3-15: 97 - Học viên: Vũ Thế Vinh – Lớp 12B HTĐ-PC – Khóa 2012B Đề tài luận văn “Đánh giá nhu cầu thiết bị bù điều chỉnh điện áp đường dây dài” Hình 3-16 Kết phân bố dòng – áp đường dây chế độ khơng tải đặt BDT 80% Kết tính tốn điện áp nút đặt BDT 80% bảng 3.25 U (kV) Angle (degree) Pgen (MW) Qgen (MVAr) Pload (MW) Nho Quan 500 0,86 -72,08 0 Ha Tinh 501,06 -0,06 0 0 3 Vung Ang 493,98 -0,11 0 0 Da Nang 502,20 -0,12 0 0 B1 492,83 0,00 0 0 B2 498,25 -0,06 0 0 B3 489,75 -0,06 0 0 B4 495,28 -0,12 0 0 Bus Name Qload Type (MVAr) Bảng 3.25 – Bảng kết nút đoạn đường dây Nho Quan –Đà Nẵng chế độ không tải đặt BDT 80% Kết tính tốn cho thấy chế độ khơng tải để nguyên tụ bù mức 80% giá trị điện kháng đường dây điện áp điểm nút là: trạm Hà Tĩnh U2 = 501,06kV, trạm Đà Nẵng U4 = 502,2 kV So với áp khơng có tụ điện áp nút , trạm Hà Tĩnh điện áp U2 tăng từ 500,61 kV lên 501,06 kV (tăng 98 - Học viên: Vũ Thế Vinh – Lớp 12B HTĐ-PC – Khóa 2012B Đề tài luận văn “Đánh giá nhu cầu thiết bị bù điều chỉnh điện áp đường dây dài” 0,08%), trạm Đà Nẵng U4 tăng từ 500,73 kV lên 502,2 kV (tăng 0,3 %) Như nhiều tụ bù dọc lại gây bước nhảy lên áp, BNK tạo dịng tính cảm qua tụ bù, chế độ không tải Tính tốn khơng tải với đoạn Nho Quan – Hà Tĩnh: nhập thông số thiết bị bù thông số chế độ nút tính trên, V0 = 500 (tại NQ), V5= 501,06 kV P5= 0,80 MW Ta có kết tính tốn hình 3.17 Hình 3-17 Đồ thị điện áp đoạn đường dây Nho Quan – Hà Tĩnh chế độ không tải đặt BDT 80% Kết tính tốn cho thấy: Tại trạm Nho Quan giá trị điện áp trước tụ 500kV, giá trị điện áp sau tụ 487,97kV (giảm 2,4%) Tại trạm Hà Tĩnh giá trị điện áp phía 493,35kV, giá trị điện áp sau tụ 501,06 kV (tăng 1,6%) Điện áp phân 99 - Học viên: Vũ Thế Vinh – Lớp 12B HTĐ-PC – Khóa 2012B Đề tài luận văn “Đánh giá nhu cầu thiết bị bù điều chỉnh điện áp đường dây dài” bố đường dây luôn mức thấp điện áp định mức dao động mức từ 487,97kV đến 497,15kV So với loại bỏ tụ điện áp dao động từ 500kV đến 506kV (mục 3.2.3) Với giá trị an tồn cách điện cho thiết bị Do chế độ không tải theo quan điểm mức điện áp khơng cần loại bỏ tụ Tính tốn khơng tải với đoạn Hà Tĩnh – Đà Nẵng: nhập thông số thiết bị bù thông số chế độ nút tính trên, V0 = 501,06 (tại NQ), V5= 502,2 kV P5= 0,36 MW ta có kết tính tốn hình 3.18 Hình 3-18 Đồ thị điện áp đoạn đường dây Hà Tĩnh – Đà Nẵng chế độ không tải đặt BDT 80% So sánh kết tính tốn tổng hợp chế độ khơng tải điện áp phân bố dọc đường dây ln mức thấp (dao động từ 481kV đến 497kV) điện áp 100 - Học viên: Vũ Thế Vinh – Lớp 12B HTĐ-PC – Khóa 2012B Đề tài luận văn “Đánh giá nhu cầu thiết bị bù điều chỉnh điện áp đường dây dài” trạm giữ tương đối ổn định (Nho Quan U=500kV; Hà Tĩnh U=501,1kV; Đà Nẵng U=502,2kV) chênh lệch so với yêu cầu khơng nhiều So với loại bỏ tụ điện áp dao động từ 500kV đến 512kV (mục 3.2.3) Với giá trị náy an tồn cách điện cho thiết bị Do chế độ không tải theo quan điểm mức điện áp khơng cần loại bỏ tụ Như qua tính tốn chế độ làm việc đường dây Nho Quan – Đà Nẵng ta thấy ảnh hưởng thiết bị bù đến điện áp tổn thất công suất đường dây 101 - Học viên: Vũ Thế Vinh – Lớp 12B HTĐ-PC – Khóa 2012B Đề tài luận văn “Đánh giá nhu cầu thiết bị bù điều chỉnh điện áp đường dây dài” Kết luận chung Đường dây dài có chức truyền tải điện xa, Khi tải điện xoay chiều, thông số gây nhiều ảnh hưởng tới chế độ làm việc hệ thống điện, cần phải tính đến biện pháp giữ điện áp chế độ chuẩn Trong chế độ làm việc đường dây khác mức độ ảnh hưởng thông số khác làm cho điện áp điểm đường dây thay đổi, để giữ cho việc truyền tải điện hiệu cần phải sử dụng thiết bị bù thơng số đường dây Qua q trình phân tích tính tốn luận văn rút hiệu điều chỉnh điện áp thiết bị bù: Đánh giá hiệu thiết bị bù đơn lẻ đặt đoạn đường dây khái quát rõ thực chương Tuy nhiên đặt đồng thời nhiều thiết bị bù tốn trở nên phức tạp, thiết bị làm thay đổi hiệu thiết bị khác Hiệu thiết bị bù thay đổi theo tính chất phụ tải, mức phụ tải phân bố phụ tải dọc đường dây Nếu lưới điện chứa mạch vịng kín cịn phức tạp Thực tế đường dây cần đặt hai loại thiết bị bù BNK BDT; thiết bị loại chế độ làm việc Việc lựa chọn thiết bị bù toán kinh tế - kĩ thuật đa mục tiêu phức tạp Tuy nhiên sơ ước lượng nhu cầu sử dụng chúng, cách kết hợp phân tích định tính với thực nhiều tính tốn mơ dùng phần mềm phân bố dịng để kiểm tra ảnh hưởng phương án đặt thiết bị bù khác Hai chế độ max cần mô 102 - Học viên: Vũ Thế Vinh – Lớp 12B HTĐ-PC – Khóa 2012B Đề tài luận văn “Đánh giá nhu cầu thiết bị bù điều chỉnh điện áp đường dây dài” TÀI LIỆU THAM KHẢO [ ] Đỗ Xn Khơi: Phân tích chế độ xác lập đường dây tải điện lưới điện, Khoa học kỹ thuật 2012, 2013 [ ] Đỗ Xuân Khôi, Phần mềm lưới điện – giới thiệu tải chương trình trang web https://sites.google.com/site/phanmemluoidien/ [ ] Đỗ Xuân Khôi, Phần mềm mô đường dây tải điện xoay chiều trợ giúp đào tạo, tạp chí khoa học Cơng nghệ trường đại học kỹ thuật, No55, 2006 [ ] Trần Bách, Lưới điện hệ thống điện tập III, khoa học kỹ thuật 2008 [ ] Dorf R.C., Introducation to Electric Circuit, John Wiley & Sons lnc., 2nd ed [ ] Saadat H., Power System Analysis, WCB –Mc Graww-Hill, 1999 [ ] El – Hawary M.E., Electrical Energy Systems, CRC Press, 2000 [ ] Venikov V.A., Dalnie Electroperedachi, 1960 [ ] Grainger J.J, Stevenson JR W.D., Power System Analysis, Mc GrawwHill, 1994 [ 10 ] Đề án nâng khả tải tụ bù dọc đường dây 500kV Nho Quan - Hà Tĩnh – Đà Nẵng [ 11 ] Tài liệu kỹ thuật – Tổng công ty truyền tải điện quốc gia 103 - Học viên: Vũ Thế Vinh – Lớp 12B HTĐ-PC – Khóa 2012B ... văn ? ?Đánh giá nhu cầu thiết bị bù điều chỉnh điện áp đường dây dài? ?? Thiết bị bù (TBB) đặt đường dây chứa phần tử điện cảm... văn ? ?Đánh giá nhu cầu thiết bị bù điều chỉnh điện áp đường dây dài? ?? Nhận xét: Trong trường hợp điện áp cuối đường dây tăng... luận văn ? ?Đánh giá nhu cầu thiết bị bù điều chỉnh điện áp đường dây dài? ?? Nhận xét: Trong trường hợp điện áp đường dây tăng