Việc thực hiện điều chỉnh điện áp mang tính chất cục bộ, không thể thực hiện một cách thống nhất trong toàn hệ thống. Trong hệ thống lưới điện phân phối, việc điều chỉnh điện áp thường được thực hiện tại các trạm biến áp trung gian, các trung tâm phân phối điện bằng một số biện pháp như:
- Thay đổi đầu phân áp máy biến áp trung gian (hoặc khu vực);
- Sử dụng máy biến áp điều chỉnh hay máy biến áp bổ trợđiều chỉnh điện áp trên đường dây;
- Sử dụng thiết bị bù để giảm hao tổn điện áp trên đường dây: Tụ điện bù, máy bù đồng bộ, động cơđồng bộ có điều chỉnh kích từ;
- Khử sóng hài;
- Đối xứng hóa lưới điện; - Thay đổi tiết diện dây dẫn;
- Nâng cao điện áp vận hành của lưới điện.
1. Điều chỉnh điện áp đầu ra của máy biến áp tăng áp và của máy biến áp giảm áp bằng cách đặt đầu phân áp cốđịnh hoặc điều áp dưới tải
Biện pháp này thực hiện đơn giản và có ảnh hưởng chung trong toàn mạng điện. Tuy nhiên, khi thực hiện điều chỉnh đầu phân áp của máy biến áp, nếu tốt cho phụ tải ở
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 38
gần đầu nguồn thì lại không tốt cho phụ tải ở xa nguồn và ngược lại. Hơn nữa, do sự biến thiên phụ tải trong ngày nhiều lần nên làm cho vị trí các nấc phân áp thay đổi nhiều lần trong ngày, nhanh làm hư hỏng bộ điều áp dưới tải (việc đầu tư một máy biến áp có bộ điều áp dưới tải sẽ cao hơn một máy biến áp thường từ 70% - 80% chi phí[v]). Do đó, biện pháp này cần kết hợp với các biện pháp điều chỉnh điện áp khác để đảm bảo chất lượng điện áp cho toàn mạng.
2. Điều chỉnh điện áp trên đường dây tải điện bằng máy biến áp điều chỉnh và máy biến áp bổ trợ
Các máy biến áp bổ trợ và máy biến áp điều chỉnh được sử dụng rộng rãi trong mạng điện để kết hợp với máy biến áp động lực điều chỉnh điện áp của mạng điện. Đa số các máy biến áp lực trong mạng điện phân phối đều không có thiết bịđiều áp dưới tải, muốn điều chỉnh đầu phân áp thì phải cắt điện gây ảnh hưởng đến việc cung cấp điện, không đảm bảo chất lượng điện áp cung cấp. Tuy nhiên, đối với lưới điện nghiên cứu đang có cấp điện áp là 10kV và đã có phê duyệt đầu tư nâng cấp lên cấp điện áp 22kV thì biện pháp này không hợp lý.
3. Điều chỉnh điện áp bằng biện pháp khử sóng hài
Sóng hài tồn tại và gây nên những tác hại nghiêm trọng đến lưới điện và các thiết bị sử dụng điện. Chúng ta không thể khửđược hoàn toàn sóng hài nhưng chúng ta có thể có những biện pháp để giảm ảnh hưởng của sóng hài đến giá trị cho phép.
Để thực hiện khử sóng hài trong lưới điện, có thể thực hiện một số biện pháp như dùng cuộn kháng để triệt sóng hài, dùng các mạch lọc sóng hài... nhằm loại bỏ, hạn chế ảnh hưởng của các sóng hài không mong muốn, nâng cao chất lượng điện, giảm hao tổn trong các thiết bịđiện, cải thiện được hệ số công suất của đường dây.
Để áp dụng biện pháp này cần tiến hành khảo sát, kiểm tra mức độ biến dạng sóng hài trong lưới điện có vượt quá mức độ cho phép không rồi mới bắt đầu tính toán và thiết kế các bộ lọc sóng hài... so sánh với các biện pháp điều chỉnh điện áp khác nhằm đảm bảo tính kinh tế.
4. Điều chỉnh điện áp bằng biện pháp đối xứng hóa lưới điện
Trong quá trình vận hành lưới điện, khi các phụ tải một pha có công suất khác nhau, được nối vào lưới điện trong các thời điểm khác nhau hay do phụ tải ba pha không đối xứng... sẽ dẫn đến sự chênh lệch công suất trên các pha làm các pha bị mất đối xứng, dẫn đến xuất hiện các thành phần thứ tự nghịch, thứ tự không. Các thành phần này là nguyên nhân gây ra sự chênh lệch điện áp trên các pha, làm tăng tổn thất trên lưới điện...
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 39
Khi đó, cần tiến hành biện pháp để triệt tiêu các thành phần thứ tự nghịch, thứ tự không này thì trước hết cần phải tiến hành cân bằng phụ tải trên các pha. Nếu việc cân bằng phụ tải trên các pha không làm giảm được các thành phần dòng điện, điện áp thức tự nghịch và thứ tự không này thì cần tiến hành nghiên cứu, đánh giá về các thành phần này trên lưới điện và thực hiện các biện pháp đối xứng hóa lưới điện bằng các giải pháp kỹ thuật như: Mắc thêm các bộ tổng trở, điện kháng, điện dung có độ lớn bằng với độ lớn các thành phần đó trên lưới nhưng có chiều ngược lại.
5. Điều chỉnh điện áp bằng nâng cao tiết diện dây dẫn
Dây dẫn có tiết diện nhỏ thì điện trở, điện kháng đường dây lớn, khi công suất phụ tải tăng thì luồng công suất phản kháng lớn, làm tăng tổn thất điện áp, tổn thất điện năng, giảm khả năng mang tải của đường dây.
Khi nâng cao tiết diện dây dẫn sẽ giảm được tổng trởđường dây, giảm hao tổn công suất, giảm tổn thất điện năng, nâng cao khả năng mang tải của đường dây...
Ta có:
- Tổn hao điện áp trên đường dây được xác định theo công thức: P r.0 Q x. 0. ( )
U l V
U
+
∆ = (2.53)
- Tổn hao công suất trên đường dây được xác định theo công thức: P P2 2Q2 r l V0. ( ) (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
U
+
∆ = (2.54)
Đây là biện pháp kỹ thuật cần được tiến hành, phù hợp với lưới điện nghiên cứu hiện tại với tiết diện dây dẫn tương đối nhỏ, chiều dài đường dây lớn...
6. Điều chỉnh điện áp bằng nâng cao cấp điện áp vận hành
Hiện nay, ngành Điện đã và đang triển khai việc chuyển đổi các lưới điện có cấp điện áp dưới 22kV lên vận hành ở cấp điện áp 22kV nhằm nâng cao khả năng truyền tải của đường dây, giảm tổn thất điện áp, giảm tổn thất điện năng...
Từ các công thức (2.53) và (2.54) ở trên ta thấy:
- Thành phần điện áp ở trong công thức là số bị chia, khi thành phần điện áp này càng lớn thì các giá trị hao tổn điện áp, hao tổn công suất càng nhỏ...
- Khi điện áp truyền tải trên đường dây càng cao thì sẽ giảm được tiết diện dây dẫn, giảm chi phí đầu tư...
Tuy nhiên, đối với lưới điện đã và đang vận hành, khi nâng cao điện áp vận hành của lưới điện sẽ dẫn tới phải thay đổi tất cả các thiết bị phân phối điện đang vận hành
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 40
trên lưới điện. Đây là một công việc khó khăn và đòi hỏi nhiều vốn đầu tư và thời gian thực hiện...
Do đó, cần phải nghiên cứu kỹ lưỡng về lưới điện, sự biến động của phụ tải... Nếu phụ tải gia tăng nhanh cả về giá trị và khoảng cách mà với cấp điện áp cũ cùng với các biện pháp kỹ thuật khác không thể đáp ứng được thì mới nghiên cứu, tính toán đến biện pháp này.
7. Sử dụng các thiết bị bù công suất phản kháng
Đây là biện pháp kỹ thuật rất có hiệu quả, mang lại nhiều lợi ích kinh tế và kỹ thuật tốt cho lưới điện và là phương pháp điều chỉnh điện áp phối hợp hiệu quả với các phương pháp điều chỉnh điện áp trên đểđảm bảo chất lượng điện trên toàn mạng điện, vì thếđây là biện pháp điều chỉnh điện áp thường được ưu tiên sử dụng nhằm nâng cao chất lượng điện. Hiện nay, công nghệ bù FACTS là công nghệ bù hiện đại, có khả năng tự động cao: Tựđộng điều chỉnh trơn dung lượng bù, giữổn định điện áp, giảm dao động điện áp... , là biện pháp kỹ thuật được sử dụng nhiều trên các lưới điện để nâng cao chất lượng điện.
Nhận xét:
Các biện pháp điều chỉnh điện áp bằng thay đổi đầu phân áp máy biến áp, sử dụng máy biến áp bổ trợđường dây đã được áp dụng từ lâu và thường có tính toán đến trong khâu thiết kế lưới điện và thường được áp dụng trong quá trình quản lý, vận hành lưới điện. Các biện pháp khử sóng hài, đối xứng hóa lưới điện là những biện pháp phụ trong điều chỉnh điện áp, trong nội dung của đề tài chỉđề cập đến và không nghiên cứu sâu.
Trong thực tế phải phối hợp giữa điều chỉnh ở trung tâm và cục bộ mạng điện. Đồng thời ngoài việc dùngcác thiết bị điều chỉnh điện áp chúng ta phải áp dụng các biện pháp tổng hợp khác đểđảm bảo chất lượng điện áp của hệ thống cung cấp điện.
Điện áp tại các điểm nút trong hệ thống được duy trì ở một giá trịđịnh mức, nhờ có những phương thức vận hành hợp lý, chẳng hạn như tận dụng công suất phản kháng của các máy phát hoặc máy bù đồng bộ, ngăn ngừa quá tải tại các phần tử của hệ thống điện, tăng và giảm tải hợp lý của những đường dây truyền tải, chọn tỷ số biến đổi thích hợp ở các máy biến áp hay sử dụng các thiết bị bù truyền thống và hiện đại để bù lượng công suất phản kháng nhằm nâng cao chất lượng điện.
Để phù hợp với điều kiện hiện tại của lưới điện nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu của đề tài, tác giả sẽ tập trung nghiên cứu điều chỉnh điện áp bằng một số biện pháp sau:
Học viện Nông nghiệp Việt Nam – Luận văn Thạc sỹ Khoa học Kỹ thuật Page 41
- Bù công suất phản kháng; - Nâng cao tiết diện dây dẫn;