II. Các phƣơng pháp nâng cao chất lƣợng điện áp
3. Phƣơng pháp nâng cao chất lƣợng điện áp bằng cách thay đổi tổng trở của
3.2. Trình tự tiến hành
- Xác định U2ttế tại chế độ tải cực đại và chế độ tải cực tiểu. Và kiểm tra lại xem độ lệch điện áp có nằm trong giới hạn cho phép ?
- Xác định U2đm. - Xác định U2CF
- Xác định công suất tác dụng và công suất phản kháng truyền tải trên đoạn đường dây P12, Q12.
- Xác định điện trở và điện kháng đoạn đường dây R12, X12 (Bằng cách xác định mã hiệu dây, tiết diện dây và chiều dài đoạn dây hoặc xem trong hồ sơ thiết kế).
- Dựa vào công thức (2.8) tính Xk - Xác định dòng điện đi qua bộ tụ
√
Học viên: Nguyễn Trung Kiên 34
Uk= I12.xk Lựa chọn tụ theo tình hình thực tế:
Chú ý mấy tham số cần chọn: + Điện áp định mức của tụ: Uc + Công suất của một tụ Qc + Số pha của tụ
Dòng điện định mức của một tụ điện bằng:
Nếu điện áp định mức của một tụ điện là Uc bé hơn Uk, trong một pha ta phải đặt nối tiếp một số tụ điện. Số tụ điện đặt nối tiếp trong một pha:
Nếu Ic Ik thì ta phải mắc song song m nhánh tụ điện. Vậy:
Ta cũng có thể tính số nhánh song song m bằng cách khác:
Trong đó:
C là điện dung của 1 tụ.
Tỷ số tính theo phần trăm giữa dung kháng của bộ tụ điện với điện kháng của đường dây gọi là độ bù:
Thực tế, người ta chỉ bù một phần hoặc không toàn phần (b 100%) điện kháng của đường dây. Người ta không bù hoàn toàn hoặc quá bù (b 100%) trong mạng điện phân phối trực tiếp cung cấp điện cho phụ tải, việc làm này sẽ dẫn đến hậu quả là điện áp trong mạng điện cao quá giá trị cho phép.
Học viên: Nguyễn Trung Kiên 35
Đặc biệt nguy hiểm khi dòng điện phụ tải đột ngột tăng cao (khi mở máy động cơ lớn) và cũng vì hiện tượng cộng hưởng nên gây ra hiện tượng quá điện áp rất lớn. Để khắc phục hiện tượng này, khi đó người ta đóng điện trở song song với tụ hoặc nối tắt tụ điện lại.
Dùng thiết bị bù dọc cải thiện tốt tình trạng điện áp của mạng điện.
Tuy nhiên, dùng tụ bù dọc để nâng cao điện áp lại phụ thuộc vào trị số và góc pha của dòng điện chạy qua thiết bị bù dọc, do đó khả năng điều chỉnh liên tục tụ điện bị hạn chế nếu không muốn nói là không thực hiện. Việc bù dọc chỉ được sử dụng chủ yếu tại các đường dây hình tia bị quá tải. Với mục đích điều áp, bù dọc chỉ có lợi khi hệ số công suất cos của phụ tải tương đối thấp (0.60.9).
Việc chọn vị trí đặt tụ điện cũng cần phải phân tích và cân nhắc kỹ. Nên đặt ở đâu, ở giữa hay ở cuối đường dây tùy thuộc vào vị trí của các phụ tải trên đường dây và yêu cầu điện áp của từng phụ tải. Nếu công suất của tụ điện không lớn và điện áp của mạng điện không cao, những bộ tụ điện này có thể đặt ngay trên trụ điện của đường dây. Bộ tụ điện có công suất lớn và điện áp của đường dây từ 35- 500 kV, thì được đặt ở trong trạm. Với đường dây điện áp từ 220kV đến 500kV bù dọc bằng tụ điện tĩnh, mục đích chủ yếu để tăng khả năng tải của mạng mà không phải là điều chỉnh điện áp.
Với sự phát triển của công nghiệp hoá hiện đại hoá, nhất là công nghệ điện tử nên các bộ tụ tĩnh được kết hợp với các bộ điện cảm theo các sơ đồ tổ hợp khác nhau không những có thể điều chỉnh trơn được mà còn có thể tự động tiêu thụ hay phát công suất phản kháng lên lưới một cách linh hoạt. Nếu kết hợp thêm các bộ lọc thì những thiết bị này còn có thể loại trừ được các thành phần dòng điện bậc cao đảm bảo độ không sin của lưới điện nằm trong phạm vi cho phép. Các thiết bị này gọi là công nghệ FACTS, các thiết bị này bao gồm: thiết bị bù tĩnh SVC, bộ lọc bù công suất phản kháng Statcom, hệ thống bù hỗn hợp UPSC, …
Công nghệ FACTS (Flexible AC Transmission Systems)
FACTS là một công nghệ sử dụng thiết bị điện tử công suất hoạt động ở chế độ tự động với dòng điện và điện áp cao, cho phép điều khiển bù công suất phản
Học viên: Nguyễn Trung Kiên 36
kháng gần như tức thời, ngăn cản dao động để ổn định điện áp, hệ số công suất của hệ thống một cách nhanh chóng.
Việc sử dụng thiết bị FACTS sẽ góp phần giải quyết việc vận hành hệ thống điện một cách khoa học, nâng cao hiệu quả đường dây tải điện hiện có, đáp ứng yêu cầu thực tế đặt ra. Đặc biệt ở những nơi yêu cầu về cung cấp điện an toàn và tin cậy. Sử dụng thiết bị FACTS cho phép:
+ Nâng cao khả năng giữ ổn định điện áp, giảm dao động công suất làm cho việc vận hành HTĐ linh hoạt và hiệu quả hơn.
+ Điều khiển trào lưu công suất phản kháng theo yêu cầu. + Tăng khả năng tải của đường dây gần tới giới hạn nhiệt. + Tăng độ tin cậy, giảm tổn thất hệ thống
Tuy nhiên giá thành các thiết bị FACTS là khá cao so với khả năng tài chính nước ta hiện nay. Do đó, khi nghiên cứu áp dụng thiết bị FACTS cần phải phân tích các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật để lựa chọn giải pháp phù hợp.
Các thiết bị FACTS có thể phân ra làm bốn loại:
Thiết bị điều khiển nối tiếp (Series Controllers):
Loại thiết bị này cho phép thay đổi tổng trở đường dây bằng tụ điện, điện kháng, hoặc biến đổi nguồn có tần số bằng tần số lưới nhờ thiết bị bán dẫn công suất. Về nguyên lý, tất cả các thiết bị điều khiển nối tiếp chỉ cung cấp hoặc tiêu thụ công suất phản kháng biến đổi.
Thiết bị điều khiển song song (Shunt Controllers):
Loại thiết bị này cho phép thay đổi tổng trở, thay đổi nguồn hoặc kết hợp cả hai. Tất cả các thiết bị điều khiển song song bù dòng điện vào hệ thống tại điểm nút.
Thiết bị điều khiển kết hợp nối tiếp với nối tiếp (Combined series - series Controllers):
Đây là sự kết hợp các thiết bị điều khiển nối tiếp riêng rẽ, có cùng cách thức điều khiển được sử dụng trong hệ thống nhiều dây dẫn hoặc có thể là thiết bị điều khiển hợp nhất. Trong những thiết bị điều khiển nối tiếp công suất phản kháng được bù độc lập cho mỗi đường dây, tuy nhiên công suất tác dụng giữa các đường dây
Học viên: Nguyễn Trung Kiên 37
được trao đổi qua nguồn liên kết. Khả năng chuyển công suất tác dụng của thiết bị điều khiển nối tiếp – nối tiếp hợp nhất tạo ra sự cân bằng cả dòng công suất tác