Nghiên cứu đề xuất một số giải pháp nhằm đảm bảo chỉ tiêu độ lệch điện áp cho lưới điện trung áp huyện hoài đức, thành phố hà nội

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT NGUYỄN ĐÌNH BẢO NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT MỘT SỐ GIẢI PHÁP NHẰM ĐẢM BẢO CHỈ TIÊU ĐỘ LỆCH ĐIỆN ÁP CHO LƯỚI ĐIỆN TRUNG ÁP HUYỆN HOÀI ĐỨC, THÀNH PHỐ HÀ NỘI Ngành: Kỹ thuật điện Mã số: 60520202 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS Bùi Đình Thanh HÀ NỘI – 2014 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn cao học cơng trình nghiên cứu riêng cá nhân Các tài liệu, số liệu nêu luận văn trung thực Các luận điểm kết nghiên cứu chưa công bố cơng trình khác Hà nội, ngày tháng năm 2014 Tác giả luận văn Nguyễn Đình Bảo i  MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG ĐÁNH GIÁ VỀ HIỆN TRẠNG LƯỚI ĐIỆN TRUNG ÁP CỦA HUYỆN HOÀI ĐỨC, THÀNH PHỐ HÀ NỘI 1.1 Đặc điểm tự nhiên - kinh tế - xã hội của huyện Hoài Đức   5  1.1.1 Giới thiệu sơ lược huyện Hoài Đức.   5  1.1.2 Vị trí địa lý :  . 6  1.1.3 Điều kiện tự nhiên.   8  1.1.5 Giao thơng vận tải, an ninh quốc phịng.  . 11  1.2 Hiện trạng nguồn và lưới điện.  . 12  1.2.1 Nguồn điện.   12  1.2.2 Lưới điện trung thế.  . 13  1.2.3.Trạm biến áp phân phối mạng lưới điện hạ áp   1  1.2.4 Nhu cầu sử dụng điện tại.   28  1.3. Đánh giá một số chỉ tiêu kỹ thuật chính của mạng lưới điện trung áp huyện  Hồi Đức.   29  1.3.1 Kiểm tra độ lệch điện áp, tổn hao công suất đường dây trung áp   32  1.3.2 Khả mang tải đường dây.  . 33  1.4  Nhận xét  35  CHƯƠNG CÁC GIẢI PHÁP ĐẢM BẢO CHỈ TIÊU ĐỘ LỆCH ĐIỆN ÁP TRONG MẠNG LƯỚI ĐIỆN TRUNG ÁP 37 2.1. Khái niệm chung  . 37  2.1.1 Nguyên nhân gây biến động điện áp ảnh hưởng đến chế độ làm việc mạng thiết bị điện.   37  2.1.2 Quan hệ công suất phản kháng - điện áp - phương thức điều chỉnh điện áp 38  2.1.3 Độ lệch điện áp.  . 41  2.2. Các phương pháp đảm bảo chỉ tiêu độ lệch điện áp trong lưới trung áp   46  2.2.1 Đặt vấn đề.  . 46  ii  2.2.2 Thay đổi cấu trúc lưới điện cách thay đổi vị trí đóng cắt thiết bị phân đoạn.  . 47  2.2.3 Lựa chọn đầu phân áp máy biến áp.   53  CHƯƠNG NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT MỘT SỐ GIẢI PHÁP NHẰM ĐẢM BẢO CHỈ TIÊU ĐỘ LỆCH ĐIỆN ÁP CHO LƯỚI ĐIỆN TRUNG ÁP HUYỆN HOÀI ĐỨC, THÀNH PHỐ HÀ NỘI 57 3.1. Đặt vấn đề.  . 57  3.2. Giới thiệu chung về phần mềm PSS/ADEPT 5.0.  . 57  3.3 Lựa chọn điểm phân đoạn hợp lý trong các mạng điện mạch vịng huyện Hồi  Đức.   60  3.3.1 Chế độ phụ tải cực đại:   62  3.4. Lựa chọn đầu phân áp máy biến áp hợp lý.   71  3.4.1 Lựa chọn đầu phân áp cho trạm biến áp 220kV Chèm (E1.6)   71  3.4.2 Lựa chọn đầu phân áp cho trạm biến áp 220kV Ba La (E1.4)   72  3.4.3 Lựa chọn đầu phân áp cho trạm biến áp 110kV Trôi (E1.31)   74  3.4.4 Lựa chọn đầu phân áp cho trạm biến áp trung gian 35/10kV Trôi  . 76  KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 78                                     iii  DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT   CS:  Công suất   CN:  Công nghiệp  CCN:  Cụm công nghiệp  EVN:  Tập đoàn Điện lực Việt Nam  GDP:  Tổng sản phẩm quốc nội (Glossory Domenstic Products)  GTSX:  Giá trị sản xuất  HĐND:  Hội đồng nhân dân   KT - XH:  Kinh tế xã hội   KCN:  Khu công nghiệp   NMĐ:  Nhà máy điện   QĐ - UBND:  Quyết định - Ủy ban nhân dân   QĐ - BCN:  Quyết định -  Bộ công nghiệp   QĐ – TTg:  Quyết định - Thủ tướng  TBA:  Trạm biến áp   TBXH:  Thương binh xã hội   TD:  Tiêu dùng   TD – DC:  Tiêu dùng dân cư  TTCN:  Tiểu thủ công nghiệp   TG:  Trung gian   TM – DV:  Thương mại -  dịch vụ   T.P:  Thành phố   TP:  Thương phẩm   TT:  Thị trấn   XD:  Xây dựng   iv  DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ  Hình 1.1 Bản đồ hành huyện Hồi Đức, Hà Nội Hình 1.2 Sơ đồ sợi lưới điện trung áp huyện Hồi Đức Hình 1.3 Sơ đồ sợi lộ đường dây 371E1.6 lưới điện trung áp huyện Hồi Đức Hình 1.4 Sơ đồ sợi lộ đường dây 381E1.4 lưới điện trung áp huyện Hồi Đức Hình 1.5 Sơ đồ sợi lộ đường dây 375E1.4 lưới điện trung áp huyện Hồi Đức Hình 1.6 Sơ đồ sợi lộ đường dây 371E1.31 lưới điện trung áp huyện Hồi Đức Hình 1.7 Sơ đồ sợi lộ đường dây 373 E1.31 lưới điện trung áp huyện Hồi Đức Hình 1.8 Sơ đồ sợi lộ đường dây 471E1.31 lưới điện trung áp huyện Hoài Đức Hình 1.9 Sơ đồ sợi lộ đường dây 477E1.31 lưới điện trung áp huyện Hồi Đức Hình 1.10 Sơ đồ sợi lộ đường dây 933 lưới điện trung áp huyện Hồi Đức Hình 1.11 Sơ đồ sợi lộ đường dây 973 lưới điện trung áp huyện Hồi Đức Hình 1.12 Sơ đồ sợi lộ đường dây 974 lưới điện trung áp huyện Hồi Đức Hình 2.1 Mền chất lượng điện áp Hình 2.2 Đồ thị biểu diễn miền chất lượng điện áp Hình 2.3: Diễn biến điện áp lưới điện Hình 2.4 Quan hệ với cơng suất phụ tải, Hình 2.5 Miền đảm bảo chất lượng điện áp Hình 2.6 Lưu đồ giải thuật tái cấu hình lưới giảm P Hình 2.7 Điều chỉnh điện áp tải máy biến áp trung gian Hình 2.8 Luật điều chỉnh ổn áp Hình 2.9 Luật điều chỉnh ngược hình 2.10 Sơ đồ đầu phân áp cố định máy biến áp phân phối chuyển đổi Hình 3.1 Giao diện chương trình PSS/ADEPT 5.0 Hình 3.2 Các nút thiết bị vẽ sơ đồ lưới điện Hình 3.3 Chu trình triển khai chương trình PSS/ADEPT Hình 3.4 Sơ đồ nối điện lộ đường dây 35kV huyện Hoài Đức       v  DANH MỤC CÁC BẢNG  Bảng 1.1 Thống kê chiều dài, mã hiệu dây, công suất lộ đường dây.  Bảng 1.2 Các thông số công suất máy biến áp sử dụng Bảng 1.3 Thông số kỹ thuật số loại dây dẫn sử dụng Bảng 1.4 Tổn thất công suất, điện năng, điện áp lưới trung Hoài Đức Bảng 2.1 Ep máy biến áp có đầu phân áp với e0= 5% MBA có ĐPA với e0 = 2,5% bảng 3.1.Các mạch vịng trạng lưới 35 kV Hồi Đức Bảng 3.2 Luồng cơng suất mạch vịng lộ 35 kV 373E1.31 qua lộ 381 E1.4 lộ 371E1.31 chế độ phụ tải cực đại Bảng 3.3 Luồng cơng suất mạch vịng xuất tuyến 35kV lộ 375 lộ 381 TBA 220kV E1.4 chế độ phụ tải cực đại Bảng 3.4 Luồng công suất mạch vòng lộ 371 E1.31 lộ 371 E1.6 chế độ phụ tải cực đại Bảng 3.5 Luồng cơng suất mạch vịng lộ 373 E1.31 lộ 381 E1.4 chế độ phụ tải cực đại Bảng 3.6 Luồng cơng suất mạch vịng lộ 35 kV 373E1.31 qua lộ 381 E1.4 lộ 371E1.31 chế độ phụ tải cực tiểu Bảng 3.7 Luồng cơng suất mạch vịng xuất tuyến 35kV lộ 375 lộ 381 TBA 220kV E1.4 chế độ phụ tải cực tiểu Bảng 3.8 Luồng cơng suất mạch vịng lộ 371 E1.31 lộ 371 E1.6 chế độ phụ tải cực tiểu Bảng 3.9 Luồng cơng suất mạch vịng lộ 373 E1.31 lộ 381 E1.4 chế độ phụ tải cực tiểu Bảng 3.10 Các tiêu kỹ thuật mạng lưới điện 35kV sau tối ưu hóa vị trí đóng mở chế độ phụ tải cực đại Bảng 3.11 Kết tính tốn chế độ phụ tải Bảng 3.12 Thơng số tính tốn nấc điện áp Trạm biến áp 220 kV E 1.6 Chèm Bảng 3.13 Kết tính tốn nấc phân áp +1 Trạm biến áp 220 kV E 1.6 Chèm Bảng 3.14 Thơng số tính tốn nấc phân áp Trạm biến áp 220 kV E 1.4 Ba La vi  Bảng 3.15 Kết tính tốn nấc phân áp +1 Trạm biến áp 220 kV E 1.4 Ba La Bảng 3.16 Kết tính tốn nấc phân áp +2 Trạm biến áp 220 kV E 1.4 Ba La Bảng 3.17 Thơng số tính tốn nấc phân áp Trạm biến áp 110 kV E1.31 Trôi Bảng 3.18 Thơng số tính tốn nấc phân áp +1 Trạm biến áp 110 kV E1.31 Trôi Bảng 3.19 Thông số tính tốn nấc phân áp +2 Trạm biến áp 110 kV E1.31 Trơi Bảng 3.20 Thơng số tính toán nấc phân áp+ Trạm biến áp 110 kV E1.31 Trơi Bảng 3.21 Thơng số tính tốn nấc phân áp Trạm biến áp 35/10 kV Trôi Bảng 3.22 Kết tính tốn nấc phân áp +1 Trạm biến áp 35/10 kV Trôi Bảng 3.23 Kết tính tốn nấc phân áp +2 Trạm biến áp 35/10 kV Trôi                                 1    MỞ ĐẦU TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI   Huyện Hồi Đức là một huyện ngoại thành nằm ở phía Tây thủ đơ Hà Nội,  gồm  có  19  xã  và  1  thị  trấn.  Hoài  Đức  là  một  cửa  ngõ  quan  trọng  của  thủ  đô  với  nhiều huyết  mạch giao thông quan trọng như Đại lộ  Thăng  Long,  quốc lộ 32, các  trục tỉnh lộ 422, 423 và nhiều dự án như đường vành đai 4 và các khu đô thị, cụm  công nghiệp…    Hiện  tại  trên  địa  bàn  huyện  đang  hoạt  động  8  cụm  cơng  nghiệp  làng  nghề  (trong đó có 4 cụm cơng nghiệp và 4 cụm làng nghề). Có 955 doanh nghiệp; số hộ  sản xuất kinh doanh có đăng ký là 4.650 hộ thu hút khoảng 44.000 lao động    Tồn  huyện  hiện  có  51/53  làng  có  nghề,  trong  đó  12  làng  nghề  được  công  nhận. Các ngành nghề chủ yếu là chế biến nông sản chiếm 37,1%; dệt may chiếm  28,3%;  công  nghiệp  khác  chiếm  34,6%  giá  trị  sản  xuất  cơng  nghiệp  Trong  những  năm vừa qua, với những thuận lợi khó khăn đan xen tốc độ đơ thi hóa nhanh theo  quy hoạch kinh tế - xã hội của thủ đơ Hà Nội đến năm 2020 q nửa huyện Hồi  Đức trở thành đơ thị  đất canh tác bị thu hồi  các khu đơ thị mới và cụm cơng nghiệp  mọc lên sự thay đổi này có những măt thuận lợi song cũng có những mặt khó khăn  vì nó tác động trực tiếp đến tât cả các lĩnh vực kinh tế - xã hội và tập qn của nhân  dân.    Hiện  nay  trên  địa  bàn  huyện  có  rất  nhiều  dự  án  khu  đơ  thị  và  cụm  cơng  nghiệp đã và đang được triển khai xây lắp, trong khi đó lưới điện hiện tại của huyện  khơng đủ khả năng đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế của Thủ đơ.     Hiện tại trên lưới điện trung áp của huyện Hồi Đức đang tồn tại nhiều cấp  điện  áp  khác  nhau,  đó  là  các  cấp  điện  áp  10  kV,  22,  35  kV.  Trong  q  trình  vận  hành mạng điện, phụ tải thay đổi liên tục, điện áp tại các nút trong lưới điện cũng  thay đổi theo làm cho giá trị độ lệch điện áp ở các hộ tiêu thụ và thiết bị điện riêng  rẽ thay đổi. Trước tốc độ phát triển nhanh của phụ tải, lưới điện hiện trạng cịn tồn  tại rất nhiều bất cập, chưa đáp ứng được một cách tốt nhất u cầu chất lượng điện  2  năng cho các phụ tải, các vấn đề nêu trên lại càng trở nên cấp thiết hơn bao giờ hết.  Cụ thể là:    - Cấu trúc lưới điện phức tạp, tồn tại nhiều cấp điện áp trung áp, nhiều gam  máy biến áp khác nhau, chiều dài đường trục lớn, gây khó khăn cho cơng tác quản  lý, vận hành.    -  Phương  thức  vận  hành  chưa  hiệu  quả.  Thiết  bị  trên  lưới  còn  lạc  hậu,  cũ  nát     Trước  yêu  cầu  ngày  càng  cao  về  chất  lượng  cung  cấp  điện  cho  các  khách  hàng, cần phải tìm ra các giải pháp kỹ thuật hợp lý để đáp ứng được nhu cầu này.  Chính vì thế vấn đề nghiên cứu ứng dụng một số biện pháp kỹ thuật hiệu quả trong  vận hành lưới điện khu vực vẫn đang là vấn đề có tính chất cấp thiết. Vì vậy đề tài  nghiên cứu mang tính cấp thiết và có tính khoa học.  ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI    - Đối tượng nghiên cứu: lưới điện và các phụ tải điện của huyện Hoài Đức –  thành phố Hà Nội.            - Phạm vi nghiên cứu: mạng lưới điện trung áp huyện Hồi Đức – thành phố  Hà Nội MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI Nghiên cứu đề xuất một số giải pháp nhằm đảm bảo chỉ tiêu độ lệch điện áp  cho lưới điện trung áp huyện Hồi Đức - thành phố Hà Nội NỘI DUNG CỦA ĐỀ TÀI - Tìm hiểu hiện trạng lưới điện trung áp của huyện Hồi Đức – thành phố Hà  Nội.              - Nghiên cứu đề xuất các giải pháp chủ yếu nhằm đảm bảo chỉ tiêu độ lệch  điện áp cho mạng điện phân phối      -  Lựa  chọn  và  đề  xuất  giải  pháp  phù  hợp  nhằm  đảm  bảo  chỉ  tiêu  độ  lệch  điện áp cho lưới điện trung áp huyện Hoài Đức, thành phố Hà Nội.  66  vị trí đặt dao cách ly này. Lúc này tất cả các lộ đường dây sẽ được mở ra khỏi mạch  vịng, vận hành ở chế độ mạng hình tia.  3.3.2 Chế độ phụ tải cực tiểu Tính tốn tương tự như chế độ phụ tải cực đại. Trình tự tính tốn được tiến  hành theo các bước:  Bước 1: Đầu tiên đóng hết tất cả các dao cách ly trên lưới điện, lúc này mạng  lưới  điện  vận  hành  theo  chế  độ  mạng  kín  có  nhiều  nguồn  cung  cấp.  Cho  chạy  chương trình sử dụng phần mềm PSS/ADEPT, luồng cơng suất truyền tải trên các lộ  đường dây được thống kê trong bảng 3.6.   Bảng 3.6 Bước thực Dao cách ly Cơng suất (kW) Ghi B1. Đóng tất cả  DCL lại  DCL 373 E1,31  4311,7    DCL CDPT Đức giang  3536,7    DCL CD Đào nguyên  3536,7    DCL B119  3478,2    DCL B118  3419,7    DCL B116  3020,5    DCL B108  2763,3    DCL B101  2239,4    DCL B93  143,1  Nhỏ nhất  DCL B96  290,7    DCL B99  348,4    DCL B115  1132,5    DCL B130  1301,6    DCL B137  1347,5    DCL B141  1420,0    DCL B189  1484,6    DCL B190  958,3    DCL CD 63 Đức giang  2443,3    DCL 371 E1,31  2136,8    67  Nhận xét: Từ kết quả tính tốn, ta nhận thấy rằng tại vị trí đặt dao cách ly  B93 nằm trên lộ đường dây 381 E1.4 (trạm 220kV Ba La) có luồng cơng suất chạy  qua nhỏ nhất. Vì vậy áp dụng thuật tốn cắt vịng kín, ta tiến hành mở mạch vịng tại  vị trí đặt dao cách ly này. Lúc này các lộ đường dây vẫn được liên kết mạch vịng  với nhau.  Bước 2: Với mạch vịng của 5 lộ, tiếp tục cho chạy chương trình đã được lập  trình trên phần mềm PSS/ADEPT. Kết quả phân bố cơng suất trên các lộ đường dây  trong mạch vịng này được thể hiện trên bảng 3.7 Bảng 3.7 Bước thực B2. Đóng tất cả  DCL lại  Dao cách ly DCL 375 E1,4  DCL 2  DCL 24  DCL 30  DCL 34  DCL 36  DCL 41C  DCL 43  DCL 44C  DCL B57  DCL B51  DCL B48  DCL B46  DCL B44  DCL B37,B2  DCL 381E1,4  Công suất (kW) 2778,9  2778,5  2715,0  2668,5  2554,2  2496,3  556,3  455,4  228,6  632,1  821,3  1169,0  1327,5  1423,5  2006,7  2887,5  Ghi                 Nhỏ nhất                Nhận xét: Từ kết quả tính tốn, ta nhận thấy rằng tại vị trí đặt dao cách ly  44C nằm trên lộ đường dây 375 E1.4 (trạm 220kV Ba La) có luồng cơng suất chạy  qua nhỏ nhất. Vì vậy áp dụng thuật tốn cắt vịng kín, ta tiến hành mở mạch vịng tại  vị trí đặt dao cách ly này. Lúc này lộ đường dây 375 E1.4 sẽ được mở ra khỏi mạch  vịng, vận hành ở chế độ mạng hình tia và mạch vịng sẽ cịn lại 4 lộ đường dây: 381  E1.4; 371 E1.6; 371, 373 (E1.31).  68  Bước 3: Với mạch vịng của 3 lộ cịn lại, tiếp tục cho chạy chương trình đã  được lập trình trên phần mềm PSS/ADEPT. Kết quả phân bố cơng suất trên các lộ  đường dây trong mạch vịng này được thể hiện trên bảng 3.8.  Bảng 3.8 Bước thực B3. Đóng tất cả  DCL lại (loại bỏ lộ  375 E1.4 ra khỏi  chương trình tính  tốn)  Dao cách ly Công suất (kW) Ghi DCL 371E1,31  1968,7    DCL CD2Trôi  325,4  Nhỏ nhất  DCL A63  2215,6    DCL A60  2248,5    DCL A59  2352,9    DCL A50  2589,6    DCL A48  2724,8    DCL A18  2774,2    DCL 371E1,6  3613,0    Nhận xét: Từ kết quả tính tốn, ta nhận thấy rằng tại vị trí đặt dao cách ly  CD2 Trơi nằm trên lộ đường dây 371 E1.6 (trạm 220kV Chèm) có luồng cơng suất  chạy qua nhỏ nhất. Vì vậy áp dụng thuật tốn cắt vịng kín, ta tiến hành mở mạch  vịng tại vị trí đặt dao cách ly này. Lúc này lộ đường dây 371 E1.6 và 371 E1.31 sẽ  được mở ra khỏi mạch vịng, vận hành ở chế độ mạng hình tia và mạch vịng sẽ cịn  lại 2 lộ đường dây: 381 E1.4; và 373 E1.31.  Bước 4: Với mạch vịng của 2 lộ cịn lại, tiếp tục cho chạy chương trình đã  được lập trình trên phần mềm PSS/ADEPT. Kết quả phân bố cơng suất trên các lộ  đường dây trong mạch vịng này được thể hiện trên bảng 3.9.  Bảng 3.9 Bước thực B4. Đóng tất cả  DCL lại (loại bỏ lộ  375 E1.4, 371 E1.6  và 371 E1.31 ra  khỏi chương trình  Dao cách ly Công suất (kW) DCL 373 E1,31  4496,5  DCL CDPT Đức giang  3758,3  DCL CD Đào nguyên  3758,3  DCL B119  3699,4  DCL B118  3640,4  Ghi 69  tính tốn)  DCL B116  3240,5  DCL 108  2980,5  DCL 101  2454,3  DCL B93,2  2373,9  DCL B91  2373,2  DCL B81  396,9  DCL B37  544,6  Nhỏ nhất  DCL 381 E1,4  3073,3  Nhận xét: Từ kết quả tính tốn, ta nhận thấy rằng tại vị trí đặt dao cách ly  B81 nằm trên lộ đường dây 381 E1.4 (trạm 220kV Chèm) có luồng cơng suất chạy  qua nhỏ nhất. Vì vậy áp dụng thuật tốn cắt vịng kín, ta tiến hành mở mạch vịng tại  vị trí đặt dao cách ly này. Lúc này tất cả các lộ đường dây sẽ được mở ra khỏi mạch  vịng, vận hành ở chế độ mạng hình tia.  + Qua kết quả tính tốn cho cả 2 chế độ phụ tải cực đại và phụ tải cực tiểu  nhận thấy rằng: cả 2 chế độ tính tốn đều cho cùng một kết quả (thứ tự mở và vị trí  mở các dao cách ly trùng hợp nhau). Vì vậy để giảm thiểu tổn thất cơng suất và tăng  cao  chỉ  tiêu  độ  lệch  điện  áp,  các  vị  trí  mở  dao  cách  ly  được  lựa  chọn  theo  các  phương án trên.  Các chỉ tiêu kỹ thuật của mạng lưới điện sau khi tối ưu hóa vị trí đóng mở  các dao cách ly được thống kê trong bảng 3.10 (ở chế độ phụ tải cực đại).  Bảng 3.10 TT  Tên trạm/tên lộ  Điện áp  (kV)  Pmax  (kW)  Tổn thất công  suất (kVA)  Độ lệch  điện áp (%)  I  Trạm 220kV Chèm  (E1.6)          1  Lộ 371E1.6.  35  16462  84,73+j134,21  -0,86  II  Trạm 220kV Bala  (E1.4)          1  Lộ 381 E1.4  35  13390  45,02+j74,43  -0,7  2  Lộ 375 E1.4  35  12773  84,88+j99,26  -1,03  70  III  Trạm 110kV Trôi  (E1.31)          1  Lộ 371 E1.31  35  11483  43,55+j54,24  -0,83  2  Lộ 373 E1.31  35  24693  518,95+j776,2  -3,48  3  Lộ 471 E1.31  22  21603  263,7+j525,5  -2,82  4  Lộ 477 E1.31  22  37027  1402+j2400  -8,8  IV  Trạm trung gian  Trôi          1  Lộ 933  10  9463  350,3+j421,3  -6,8  2  Lộ 973  10  1861  7,33+ j 4,12  -0,4  3  Lộ 974  10  6085  100+72,7  -2,5    Tổng tổn hao cơng suất tác dụng trong tồn mạng: P=2900,5(kW).    Kết quả tính tốn tổn  thất điện năng cho các chế độ phụ tải được thống kê  trong bảng 3.11.  Bảng 3.11 Kết tính toán chế độ phụ tải ΣPphát  Pphụtải   ΔP  ΔA  ΔP  c.ΔA  (MW)  (MW)  (MW)  (MWh)  (%)  (Tỷ đồng)  Phiện trạng  146,6  142,58  4,02  7907,75  2,74  11,86  Pmax  145,5  142,58  2,90  5708,57  2,0  8,56  Chế độ phụ tải  Nhận xét:   + Nhìn vào bảng 3.11 nhận thấy kết quả tính tốn lựa chọn điểm phân đoạn  hợp lý đã có sự thay đổi.  ΣPphát ở chế độ hiện trạng là 146,6 (MW ) nhưng khi đã  lựa chọn điểm phân đoạn tối ưu ΣPphát ở chế độ Pmax cịn 145,5 (MW).  ΔP% hiện  trạng  là  2,74%  nhưng  khi  đã  lựa  chọn  điểm  phân  đoạn  ΔP%  đã  giảm  cịn  2,0%  ở  chế độ Pmax.    + Cũng nhìn vào bảng 3.11 nhận thấy ΔP ở chế độ hiện trạng là 4,02(MW)  chi phí về tổn thất điện năng với giá điện bình qn năm 2013 là 1500đ/kWh như  vậy 1 năm Điện lực huyện Hồi Đức phải chi phí cho tổn thất lưới 35kV: 11,86 tỷ  71  đồng. Sau khi đã lựa chọn điểm phân đoạn lưới 35kV chi phí tổn thất giảm cịn 8,56  tỷ đồng tiết kiệm được 3,3 tỷ đồng trên 1 năm.    + Ở chế độ hiện trạng độ lệch điện áp trong mạng lưới điện 35kV tương đối  lớn (lộ 381 là -6,17%). Sau khi tính tốn lựa chọn điểm phân đoạn trên các  mạch  vịng lưới 35kV của điện lực Hồi Đức bằng phần mềm PSS ADEPT 5.0  nhận thấy  độ lệch điện áp đã được giảm xuống ( lộ có độ lệch điện áp lớn nhất: lộ 373 E1.31  là – 3,48%).  3.4 Lựa chọn đầu phân áp máy biến áp hợp lý 3.4.1 Lựa chọn đầu phân áp cho trạm biến áp 220kV Chèm (E1.6)   Máy  biến  áp  2208.1,25%/110/35kV  Chèm  (E1.6)  có  tất  cả  17  đầu  điều  chỉnh  điện  áp,  các  đầu  điều  chỉnh  điện  áp  này  được  bố  trí  ở  phía  điện  áp  220kV,  mỗi nấc điều chỉnh có độ lớn là 1,25%. Đây là loại máy biến áp có điều chỉnh điện  áp dưới tải.    Trạm 220kV Chèm (E1.6) cung cấp điện cho huyện Hồi Đức thơng qua duy  nhất lộ đường dây 371 E1.6. Ứng với điện áp định mức mạng điện (đầu phân áp đặt  ở  nấc  0)  qua  tính  tốn  bằng  phần  mềm  PSS/ADEPT,  các  kết  quả  tính  tốn  được  thống kê trong bảng 3.12.  Bảng 3.12 Thơng số tính tốn nấc điện áp Chế độ tính Độ lệch điện áp Độ lệch điện áp Tổn hao cơng suất tốn dương (%) âm (%) (kW) Cực đại  0  -0,86  84,73  Cực tiểu  0  -0,51  30,11  +  Thay  đổi  đầu  phân  áp  của  máy  biến  áp  lên  nấc  +1,  lúc  này  điện  áp  phía  nguồn 220kV sẽ là 220.(1+0,0125)=222,75kV. Sử dụng phần mềm PSS/ADEPT 5.0  tính tốn thơng số chế độ trong 2 trường hợp: chế độ phụ tải cực đại và cực tiểu. Kết  quả tính tốn được thống kê trong bảng 3.13.  72  Bảng 3.13 Kết tính tốn nấc phân áp +1   Chế độ tính Độ lệch điện áp Độ lệch điện áp Tổn hao cơng suất tốn dương (%) âm (%) (kW) Cực đại  +1,25  >0  82,58  Cực tiểu  +1,25  >0  29,34  Nhận xét: + Khi dịch chuyển đầu phân áp lên các nấc cao hơn nữa thì điện áp tại tất cả  các nút của lưới điện sẽ càng bị lệch xa ra khỏi giá trị Uđm.   + So sánh kết quả tính tốn cho 2 trường hợp trên nhận thấy rằng: khi đặt đầu phân  áp tại nấc +1, tất cả các nút phụ tải trong lưới điện lộ 371 E1.6 đều có điện áp cao  hơn so với giá trị định mức (độ lệch điện áp dương). Cịn với đầu phân áp số 0 thì  giá trị độ lệch điện áp của các nút phụ tải rất nhỏ (lớn nhất là 0,86%). Vì vậy với  trạm biến áp này lựa chọn đầu phân áp 0 cho cả 2 chế độ phụ tải cực đại và cực tiểu.  3.4.2 Lựa chọn đầu phân áp cho trạm biến áp 220kV Ba La (E1.4)   Máy  biến  áp  2208.1,25%/110/35kV  Ba  La  (E1.4)  có  tất  cả  17  đầu  điều  chỉnh  điện  áp,  các  đầu  điều  chỉnh  điện  áp  này  được  bố  trí  ở  phía  điện  áp  220kV,  mỗi nấc điều chỉnh có độ lớn là 1,25%. Đây là loại máy biến áp có điều chỉnh điện  áp dưới tải.    Trạm 220kV Ba La (E1.4) cung cấp điện cho huyện Hồi Đức thơng qua 02  lộ đường dây 375 và 381 E1.4. Ứng với điện áp định mức mạng điện (đầu phân áp  đặt ở nấc 0) qua tính tốn bằng phần mềm PSS/ADEPT, các kết quả tính tốn được  thống kê trong bảng 3.14.  Bảng 3.14 Thơng số tính tốn nấc phân áp Chế độ tính tốn Độ lệch điện áp dương (%) Độ lệch điện áp âm (%) Tổn hao công suất (kW) Cực đại  0  -1,03  134,9  Cực tiểu  0  -0,66  49,31  73  +  Thay  đổi  đầu  phân  áp  của  máy  biến  áp  lên  nấc  +1,  lúc  này  điện  áp  phía  nguồn 220kV sẽ là 220.(1+0,0125)=222,75kV. Sử dụng phần mềm PSS/ADEPT 5.0  tính tốn thơng số chế độ trong 2 trường hợp: chế độ phụ tải cực đại và cực tiểu. Kết  quả tính tốn được thống kê trong bảng 3.15.  Bảng 3.15 Kết tính tốn nấc phân áp +1 Chế độ tính tốn Độ lệch điện áp dương (%) Độ lệch điện áp âm (%) Tổn hao công suất (kW) Cực đại  +1,23  >0  130,2  Cực tiểu  +1,25  >0  48,14  +  Thay  đổi  đầu  phân  áp  của  máy  biến  áp  lên  nấc  +2,  lúc  này  điện  áp  phía  nguồn  220kV  sẽ  là  220.(1+2.0,0125)=225,5kV.  Sử  dụng  phần  mềm  PSS/ADEPT  5.0 tính tốn thơng số chế độ trong 2 trường hợp: chế độ phụ tải cực đại và cực tiểu.  Kết quả tính tốn được thống kê trong bảng 3.16.  Bảng 3.16 Kết tính tốn nấc phân áp +2   Chế độ tính tốn Độ lệch điện áp dương (%) Độ lệch điện áp âm (%) Tổn hao công suất (kW) Cực đại  +2,54  >0  127,8  Cực tiểu  +2,54  >0  47,04  Nhận xét: + Khi dịch chuyển đầu phân áp lên các nấc cao hơn nữa thì điện  áp tại tất cả các nút của lưới điện sẽ càng bị lệch xa ra khỏi giá trị Uđm.     + So sánh kết quả tính tốn cho 3 trường hợp trên nhận thấy rằng: khi đặt đầu  phân áp tại nấc +2 thì tổn thất cơng suất nhỏ nhất, tuy nhiên độ lệch điện áp lại cao  nhất (điện áp lớn hơn Uđm), điều này trong một số trường hợp khơng tốt cho các phụ  tải. Vì vậy với trạm biến áp này chọn đầu phân áp +1, đây là đầu phân áp cho độ  lệch điện áp nhỏ và tổn hao cơng suất bé hơn so với khi đặt đầu phân áp số 0.  74  3.4.3 Lựa chọn đầu phân áp cho trạm biến áp 110kV Trôi (E1.31)   Máy biến áp 1109.1,78%/35/22kV Trơi (E1.31) có tất cả 19 đầu điều phân  áp, các đầu phân áp này được bố trí ở phía điện áp 110kV, mỗi nấc điều chỉnh có độ  lớn là 1,78%. Đây là loại máy biến áp có điều chỉnh điện áp dưới tải.  Trạm 110kV Trơi (E1.31) cung cấp điện cho huyện Hồi Đức thơng qua 02  lộ  đường  dây  35kV:  lộ  371,  373  E1.4;  và  02  lộ  đường  dây  22kV:  lộ  471,  lộ  477.  Ứng với điện áp định mức mạng điện (đầu phân áp đặt ở nấc 0) qua tính tốn bằng  phần mềm PSS/ADEPT, các kết quả tính tốn được thống kê trong bảng 3.17.  Bảng 3.17 Thơng số tính tốn nấc phân áp Chế độ tính Độ lệch điện áp Độ lệch điện áp âm Tổn hao cơng tốn dương (%) (%) suất (kW) Lộ 35kV  0  Lộ 35kV  -3,48  574,5  Lộ 22kV  0  Lộ 22kV  -8,8  1709  Lộ 35kV  0  Lộ 35kV  -2,77  347,04  Lộ 22kV  0  Lộ 22kV  -5,1  581,7  Cực đại  Cực tiểu  +  Thay  đổi  đầu  phân  áp  của  máy  biến  áp  lên  nấc  +1,  lúc  này  điện  áp  phía  nguồn 220kV sẽ là 220.(1+0,0125)=222,75kV. Sử dụng phần mềm PSS/ADEPT 5.0  tính tốn thơng số chế độ trong 2 trường hợp: chế độ phụ tải cực đại và cực tiểu, các  kết quả tính tốn được thống kê trong bảng 3.18 Bảng 3.18 Thơng số tính tốn nấc phân áp Chế độ tính tốn Cực đại  Cực tiểu  Độ lệch điện áp dương (%) Độ lệch điện áp âm (%) Tổn hao công suất (kW) Lộ 35kV  +1,83  Lộ 35kV  -1,6  570,9  Lộ 22kV  +1,82  Lộ 22kV  -6,77  1637  Lộ 35kV  +1,86  Lộ 35kV  -0,88  349,8  Lộ 22kV  +1,86  Lộ 22kV  -3,01  558,4  +  Thay  đổi  đầu  phân  áp  của  máy  biến  áp  lên  nấc  +2,  lúc  này  điện  áp  phía  nguồn  220kV  sẽ  là  220.(1+2.0,0125)=222,5kV.  Sử  dụng  phần  mềm  PSS/ADEPT  75  5.0 tính tốn thơng số chế độ trong 2 trường hợp: chế độ phụ tải cực đại và cực tiểu,  các kết quả tính tốn được thống kê trong bảng 3.19.  Bảng 3.19 Thơng số tính tốn nấc phân áp Chế độ tính tốn Độ lệch điện áp Độ lệch điện áp Tổn hao công dương (%) âm (%) suất (kW) Lộ 35kV  +3,83  Lộ 35kV  >0  567,8  Cực đại  Lộ 22kV  +3,82  Lộ 22kV  -4,5  1566,7  Lộ 35kV  +3,8  Lộ 35kV  >0  353,2  Cực tiểu  Lộ 22kV  +3,86  Lộ 22kV  -0,55  535,8  +  Thay  đổi  đầu  phân  áp  của  máy  biến  áp  lên  nấc  +3,  lúc  này  điện  áp  phía  nguồn 220kV sẽ là 220.(1+3.0,0125)=228,25kV. Sử dụng phần  mềm PSS/ADEPT  5.0 tính tốn thơng số chế độ trong 2 trường hợp: chế độ phụ tải cực đại và cực tiểu,  các kết quả tính tốn được thống kê trong bảng 3.20.  Bảng 3.20 Thơng số tính tốn nấc phân áp Chế độ tính Độ lệch điện áp Độ lệch điện áp âm Tổn hao cơng tốn dương (%) (%) suất (kW) Cực đại  Cực tiểu    Lộ 35kV  +4,51  Lộ 35kV  >0  567  Lộ 22kV  +4,5  Lộ 22kV  -3,8  1543,7  Lộ 35kV  +4,5  Lộ 35kV  >0  354,4  Lộ 22kV  +4,5  Lộ 22kV  -0,32  528,33  Nhận xét: + Khi dịch chuyển đầu phân áp lên các nấc cao hơn nữa thì điện áp tại tất cả  các nút của lưới điện sẽ càng bị lệch xa ra khỏi giá trị Uđm.   + Khi đặt đầu phân áp tại nấc +3 thì tổn thất cơng suất nhỏ nhất, tuy nhiên độ  lệch điện áp lại cao nhất (điện áp lớn hơn Uđm), đặc biệt các lộ đường dây 35kV đều  có điện áp lớn hơn giá trị định mức +4,5%, điều này trong một số trường hợp khơng  tốt cho các phụ tải.   + Khi đặt đầu phân áp số 0 và số 1 thì độ lệch điện áp của các lộ 22kV lớn  hơn giá trị cho phép (-5%). Vì vậy với trạm biến áp này chọn đầu phân áp số +2,  đây là đầu phân áp cho độ lệch điện áp nhỏ và tổn hao cơng suất bé.  76  3.4.4 Lựa chọn đầu phân áp cho trạm biến áp trung gian 35/10kV Trôi   Máy biến áp 352.2,5%/10kV Trơi có tất cả 5 đầu phân áp, các đầu phân áp  này được bố trí ở phía điện áp 35kV, mỗi nấc điều chỉnh có độ lớn là 2,5%. Đây là  loại máy biến áp có điều chỉnh điện áp dưới tải.  Trạm trung gian 35/10kV Trơi cung cấp điện cho huyện Hồi Đức thơng qua  03 lộ đường dây 933, 973 và 974. Ứng với điện áp định mức mạng điện (đầu phân  áp  đặt  ở  nấc  0)  qua  tính  tốn  bằng  phần  mềm  PSS/ADEPT,  các  kết  quả  tính  tốn  được thống kê trong bảng 3.21.  Bảng 3.21 Thơng số tính tốn nấc phân áp Chế độ tính tốn Độ lệch điện áp dương (%) Độ lệch điện áp âm (%) Tổn hao công suất (kW) Cực đại  0  -6,8  496,3  Cực tiểu  0  -4,1  175,3  +  Thay  đổi  đầu  phân  áp  của  máy  biến  áp  lên  nấc  +1,  lúc  này  điện  áp  phía  nguồn  35kV  sẽ  là  35.(1+0,025)=35,875kV.  Sử  dụng  phần  mềm  PSS/ADEPT  5.0  tính tốn thơng số chế độ trong 2 trường hợp: chế độ phụ tải cực đại và cực tiểu. Kết  quả tính tốn được thống kê trong bảng 3.22 Bảng 3.22 Kết tính tốn nấc phân áp +1 Chế độ tính Độ lệch điện áp Độ lệch điện áp Tổn hao cơng suất tốn dương (%) âm (%) (kW) Cực đại  +2,5  -4,1  470,2  Cực tiểu  +2,5  -1,4  166,6  +  Thay  đổi  đầu  phân  áp  của  máy  biến  áp  lên  nấc  +2,  lúc  này  điện  áp  phía  nguồn  35kV  sẽ  là  35.(1+2.0,025)=36,75kV.  Sử  dụng  phần  mềm  PSS/ADEPT  5.0  tính tốn thơng số chế độ trong 2 trường hợp: chế độ phụ tải cực đại và cực tiểu. Kết  quả tính tốn được thống kê trong bảng 3.23.  77  Bảng 3.23 Kết tính tốn nấc phân áp +2 Chế độ tính Độ lệch điện áp Độ lệch điện áp Tổn hao cơng suất tốn dương (%) âm (%) (kW) Cực đại  +4,5  -2  451,23  Cực tiểu  +4,5  0  160,23    Nhận xét: + Khi đặt đầu phân áp tại nấc 0 thì độ lệch điện áp trong lưới điện vượt q  giá trị cho phép (>5%).  + Khi đặt đầu phân áp tại nấc +2 thì tổn hao cơng suất trong lưới là nhỏ nhất,  tuy nhiên trong chế độ phụ tải cực tiểu thì điện áp tại tất cả các nút của lưới đều lớn  hơn điện áp định mức, điều này trong một số trường hợp khơng tốt cho các phụ tải.  + Khi đặt đầu phân áp ở nấc +1 ở chế độ phụ tải cực đại và cực tiểu độ lệch  điện áp đều nằm trong giới hạn cho phép, tổn thất cơng suất nhỏ. Vì vậy với trạm  biến áp này chọn đầu phân áp +1.  78  KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ   Mục  tiêu  chính  của  đề  tài  là  nghiên  cứu  đề  xuất  đề  xuất  một  số  giải  pháp  nhằm đảm bảo chỉ tiêu độ lệch điện áp cho lưới điện trung áp huyện Hoài Đức.    Để giải quyết được mục tiêu trên, đề tài đã tập trung giải quyết được các nội  dung chính sau:    *  Nghiên  cứu  và  đánh  giá  tổng  quan  về  hiện  trạng  lưới  điện  trung  áp  của  huyện Hoài Đức, thành phố Hà nội .    * Nghiên cứu các phương pháp nhằm nâng cao chỉ tiêu độ lệch điện áp cho  mạng lưới điện trung áp.    * Tính tốn lựa chọn điểm mở hợp lý trong các mạng lưới điện mạch vịng  của lưới điện trung áp huyện Hồi Đức, thành phố Hà nội.    *  Tính  tốn  lựa  chọn  đầu  phân  áp  hợp  lý  cho  các  trạm  biến  áp  cung  cấp  nguồn điện cho lưới trung áp huyện Hoài Đức, thành phố Hà nội .  * Kiến nghị:   + Cần phải đặt lại các đầu phân áp hợp lý cho các trạm biến áp khu vực cấp  điện  cho  huyện  Hoài  Đức,  đặc  biệt  là  trạm  biến  áp  110kV  Trôi  và  trạm  biến  áp  trung gian 35/10kV.    +  Cần  phải  nhanh  chóng  thay  đổi  các  điểm  phân  đoạn  trên  các  mạch  vịng  của mạng lưới điện 35kV của huyện nhằm giảm tổn thất cơng suất và nâng cao chỉ  tiêu độ lệch điện áp cho tồn lưới.    + Song song với việc cải tạo lưới điện trung áp cần phải có phương hướng,  kế hoạch cải tạo hệ thống lưới điện hạ thế.     + Để nâng cao độ tin cậy cung cấp điện hơn nữa cần phải nghiên cứu và tiến  hành việc liên kết mạch vòng các lộ đường dây trung áp cấp điện cho huyện với các  lộ  đường  dây  trung  áp  thuộc  các  trạm  biến  áp  khác  (đặc  biệt  là  các  lộ  đường  dây  22kV).     TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Anh Nghĩa, Trần Bá Đề, Giáo trình điện khí hóa mỏ, NXB Giao thông vận tải, Hà Nội (1997) [2] Đặng Quốc Thống (2001); Một số vấn đề quy hoạch, thiết kế vận hành hệ thống cung cấp điện cho đô thị; Bài giảng cho hệ Cao học ngành Hệ thống điện; Đại học Bách Khoa Hà Nội, 2001 [3] Lã Văn Út; Nguyễn Đức Hạnh (2010); Đảm bảo độ tin cậy lưới điện trung áp giai đoan quy hoạch, thiết kế; Tạp chí KHCN trường ĐH kỹ thuật; số 80/2010 [4] Trương Việt Anh, Nguyễn Bội Khuê (2003); Giải thuật lai heuristic gien giảm tổn thất cơng suất lưới điện phân phối; Tạp chí KH CN; số 44+45/2003 [5] Trịnh Trọng Chưởng; Vận hành trực tuyến lưới điện phân phối có xét đến nguồn điện phân tán; Tạp chí Khoa học Cơng nghệ VN; số 4/2013 (647) [6] Công ty Điện lực Hoài Đức; Số liệu vận hành lưới điện năm 2012 tháng đầu năm 2013; Hà Nội 2013 [7] Ngô Hồng Quang; Sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện từ 0,4 đến 500 kV; NXB Khoa học Kỹ thuật; Hà Nội 2002 TÀI LIỆU TIẾNG ANH [8] A Merlin and H Back (1975); Search for a minimum loss operating spanning reconfiguration for urban power distribution system; Proc 5th Power Syst Computation Conf (PSCC), Cambridge, U.K., 1975, Paper 1-6 [9] S Civanlar, J J Grainger, and S S H Lee (1988); Distribution feeder reconfiguration for loss reduction; IEEE Trans Power Del., vol 3, no 3, pp 1217– 1223, July PHỤ LỤC ...           - Phạm vi? ?nghiên? ?cứu:  mạng? ?lưới? ?điện? ?trung? ?áp? ?huyện? ?Hoài? ?Đức –? ?thành? ?phố? ? Hà? ?Nội MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI Nghiên? ?cứu? ?đề? ?xuất? ?một? ?số? ?giải? ?pháp? ?nhằm? ?đảm? ?bảo? ?chỉ? ?tiêu? ?độ? ?lệch? ?điện? ?áp? ? cho? ?lưới? ?điện? ?trung? ?áp? ?huyện? ?Hồi Đức -? ?thành? ?phố? ?Hà? ?Nội NỘI DUNG CỦA ĐỀ TÀI... +? ?Nghiên? ?cứu? ?ứng dụng? ?một? ?số? ?phương? ?pháp? ?nhằm? ?giảm thiểu? ?độ? ?lệch? ?điện? ? áp? ?trong mạng? ?lưới? ?điện? ?phân phối.    +? ?Đề? ?xuất? ?các? ?giải? ?pháp? ?hợp lý? ?nhằm? ?đảm? ?bảo? ?chỉ? ?tiêu? ?độ? ?lệch? ?điện? ?áp? ?cho? ? mạng? ?lưới? ?điện? ?trung? ?áp? ?huyện? ?Hoài? ?Đức,? ?thành? ?phố? ?Hà? ?nội.  ... Lựa chọn đầu phân áp máy biến áp.    53  CHƯƠNG NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT MỘT SỐ GIẢI PHÁP NHẰM ĐẢM BẢO CHỈ TIÊU ĐỘ LỆCH ĐIỆN ÁP CHO LƯỚI ĐIỆN TRUNG ÁP HUYỆN HOÀI ĐỨC, THÀNH PHỐ HÀ NỘI 57