Phương thức điều chỉnh điện áp trong lưới phân phối

55 2.4.1.Phương thức chung

Trong công thức (2.18) ta nhận thấy chỉ có tổn thất điện áp trong máy biến áp phân phối là không thể thay đổi được, còn tất cả các thành phần khác đều có thể thay đổi để điều chỉnh chất lượng điện áp. Các biện pháp điều chỉnh điện áp là:

- Điều chỉnh điện áp đầu nguồn E1 và E2 bằng cách điều áp dưới tải tự động hoặc bằng tay ở Máy biến áp trung gian. Trong một số trường hợp cũng có thể đặt đầu phân áp cố định ở các trạm này nhưng nói chung là phải dùng máy biến áp có điều áp dưới tải.

- Đặt đúng đầu phân áp cố định của máy biến áp phân phối để đạt được độ tăng thêm điện áp EP.

- Lựa chọn đúng dây dẫn để điều chỉnh tổn thất điện áp trên lưới phân phối trung và hạ áp. ∆U trên lưới trung áp và hạ áp phải nhỏ hơn tổn thất điện áp cho phép tương ứng ∆UTACP, ∆UHACP.

Trên đây là ba biện pháp chính được sử dụng phối hợp để điều chỉnh điện áp. Trong một vài trường hợp riêng mà các biện pháp này vẫn không đủ hiệu quả thì có thể dùng các biện pháp phụ thêm là:

- Bù công suất phản kháng phụ tải.

- Bù dọc trên đường dây trung áp.

- Dùng các máy điều chỉnh điện áp.

2.4.2.Tiêu chuẩn điều chỉnh điện áp

Đối với độ tăng điện áp E1, E2 có hai loại điều chỉnh:

- Điều chỉnh khác thường: giữ điện áp ở đầu nguồn lưới phân phối trung áp(thanh cái hạ áp của trạm trung gian…) ở các chế độ max: E1=5%, ở chế độ min E2=0%. Trong tính toán, chọn giá trị gần nhất có thể theo đầu phân áp thực của máy biến áp.

56

Điều chỉnh này dùng cho phụ tải sinh hoạt, phụ tải đô thị, nông thôn có độ chênh lệch phụ tải max/phụ tải min cao. Thời gian của các chế độ xác định theo điều kiện cụ thể của lưới điện.

- Điều chỉnh thường : giữ điện áp ở đầu ra trạm trung gian trong chế độ max và min bằng nhau, giá trị cụ thể tùy thuộc kết cấu lưới điện và đồ thị phụ tải, trong các khoảng thời gian khác nhau giá trị này có thể khác nhau. Điều chỉnh này dùng cho lưới điện công nghiệp cấp điện cho phụ tải có đồ thị gần bằng phẳng.

2.4.3.Điều chỉnh điện áp ở máy biến áp trung gian

Tất cả các máy biến áp điện lực đều có bộ phận điều chỉnh điện áp, có hai loại điều chỉnh điện áp là: điều chỉnh ngoài tải, khi điều chỉnh phải cắt tải và điều chỉnh dưới tải bằng tay hoặc tự động.

a) Máy biến áp điều áp ngoài tải

Các đầu phân áp được bố trí phía cao áp, đầu phân áp 0 là đầu giữa cho hệ số biến áp K0=UCđm/UHđm trong chế độ không tải.

Khi dùng đầu phân áp n hệ số biến áp Kn tăng n.e/100 còn khi dùng đầu phân áp – n hệ số biến áp giảm n.e0/100 so với K0.e0 là độ tăng, giảm điện áp với máy biến áp có đầu phân áp cố định thường e0=2,5%.

( ) d 0 (1 .2,5 / 100) (1 .2,5 / 100) C m pa n n Hdm Hdm U U n K K n U U        (2.20) ( ) (1 .2,5 / 100) pa n Cdm U  U n (2.21) ( ) pa n

U  là điện áp của đầu phân áp n, ý nghĩa của nó là: trong chế độ không tải của máy biến áp nếu muốn có điện áp phía hạ là UHdm khi dùng đầu phân áp n thì phải đặt vào phía cao điện áp Upa(n).

57

Giá trị của UCdm và UHdm phụ thuộc vào máy tăng hay giảm áp và nhà chế tạo. Máy biến áp giảm áp có UCdm=Udđ của lưới điện phía cao còn UHđm=1,05 hoặc 1,1 lần Udđ của lưới điện phía hạ. Ta có thể tính được một cách đơn giản điện áp của đầu phân áp Upa(n)của máy biến áp 16000kVA-110/11 với UCđm=110kV,

UHđm=11kV cho trong bảng sau:

Đầu phân áp Upa(n) UCdm(1n.2,5 / 100) +2 +1 0 -1 -2 115,5 112,75 110 107,25 104,5

b) Máy biến áp điều áp dưới tải

Các máy biến áp nguồn thường được trang bị điều áp dưới tải (ĐADT) cho phép thay đổi đầu phân áp trong vận hành để đạt điện áp ra cần thiết. Thay đổi đầu phân áp tức là tăng hoặc giảm số vòng dây nhất định của cuộn cao áp do đó làm thay đổi hệ số biến áp. Có hai loại điều áp dưới tải:

- Điều chỉnh dọc: điều chỉnh modul của điện áp.

- Điều chỉnh ngang: điều chỉnh góc pha giữa các điện áp trong lưới điện kín.

Máy biến áp điều chỉnh ngang dùng để điều chỉnh dòng công suất tác dụng trong lưới điện kín, còn máy biến áp điều chỉnh dọc điều chỉnh dòng công suất phản kháng và modul điện áp. Điều chỉnh điện áp dọc và ngang có thể thực hiện nhờ máy biến áp bổ trợ đấu vào máy biến áp chính để điều chỉnh điện áp. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

58

Một bước thô Nhiều bước thô

a) Tuyến tính b) Cộng/Trừ c) Chỉnh tinh/thô

Hình 2.7: Sơ đồ bố trí cơ bản của cuộn dây có điều áp

Hình 2.8: Bộ điều áp của các cuộn dây đấu hình sao

a) Đặt ở cuối ba cuộn dây b) Hai đầu đầu, một đầu cuối c) Đặt ở giữa Hình 2.9: Bố trí bộ điều áp trong cuộn dây tam giác

59

Hình 2.10: Bộ điều áp trong máy biến áp tự ngẫu c) Cấu tạo của bộ điều chỉnh điện áp dưới tải

a) b) c)

60

Các bộ điều áp dưới tải bao giờ cũng được chế tạo đặt ở phía cuôn cao của máy biến áp do dòng điện phía cao của máy biến áp nhỏ và dễ dập được hồ quang khi chuyển nấc. Hiện nay trên lưới điện Việt Nam đang sử dung hai loại ĐADT có cấu tạo như hình vẽ: hạn chế dòng điện bằng cuộn kháng X (hình 2.12b) và hạn chế dòng điện bằng điện trở R (hình 2.12c).

Bộ ĐADT sử dụng hạn chế dòng điện bằng cuộn kháng X với : P1,P2 là các kháng điện; L1, L2 là các tiếp điểm động còn gọi là tiếp điểm lựa chọn; K1,K2 là các tiếp điểm dập lửa; 1-9 là các tiếp điểm tĩnh nối với các đầu phân áp. Quá trình chuyển nấc của bộ ĐADT từ nấc 9 về nấc 8 được thực hiện như sau:

- K2 cắt : Dòng điện chạy qua các điểm : A  9 L1 P1 K1  X

Trong nhánh L2 , P2 , K2 không có dòng điện

- L2 tách khỏi điểm 9 : Dòng điện chạy qua các điểm : A  9 L1 P1 K1  X

Trong nhánh L2 , P2 , K2 không có dòng điện

- L2 nối với điểm 8 : Dòng điện chạy qua các điểm : A  9 L1 P1 K1  X. Trong nhánh L2 , P2 , K2 không có dòng điện

- K2 đóng lại :

Dòng điện chạy qua các điểm : A  9 L1 P1 K1  X  8  L2  P2  K2 

- Lúc này do giữa 2 điểm 8 và 9 có điện áp nên tồn tại dòng ngắn mạch chảy qua các điểm : 9 L1 P1 K1  X  K2  P2  L2  8  9

- K1 mở

Dòng điện chạy qua các điểm : A  8  L2  P2  K2  X Trong mạch : 9 L1 P1 K1  X không có dòng điện

- L1 tách khỏi 9 và chuyển đến nối vào 8

61

Trong mạch : 8 L1 P1 K1  X không có dòng điện - K1 đóng

Dòng điện chạy qua các điểm : A 8 L1 P1 K1  X  L2  P2  K2 

- Quá trình chuyển nấc kết thúc.

Bộ ĐADT sử dụng hạn chế dòng điện bằng điện trở R với : R1,R2 là các điện trở hạn chế dòng; L1, L2 là các tiếp điểm động còn gọi là tiếp điểm lựa chọn; K1,K2

là các tiếp điểm dập lửa; L3 là dao đảo chiều; 1 , 2 là các tiếp điểm chính; 1-9 là các tiếp điểm tĩnh nối với các đầu phân áp. Khi đang ở một nấc thì các tiếp điểm dập lửa, tiếp điểm chính tiếp điểm lựa chọn tương ứng đóng, các tiếp điểm dập lửa tiếp điểm chính tiếp điểm lựa chọn còn lại mở. Quá trình chuyển nấc của bộ ĐADT từ nấc 2 sang nấc 3 được thực hiện như sau:

- L1 chuyển tách khỏi vị trí số 1 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

- L1 tiếp vào vị trí số 3

- Tiếp điểm 2 mở

- Tiếp điểm K1 đóng

- Tiếp điểm K2 mở

- Tiếp điểm 1 đóng, dòng điện chạy qua cuộn dây chính  L3  +  3  L1 1  X

- Quá trình chuyển nấc kết thúc.

d) Tính chọn đầu phân áp ở máy biến áp

Ta có thể tính được đầu phân áp cần đặt cho từng chế độ vận hành khi biết điện áp đầu vào trạm trung gian UC và điện áp yêu cầu ở phía trung áp Uyc một cách gần đúng như sau:

62

U’C = Uyc.kB + ∆UB (2.22)

kB là hệ số biến áp, kB = Upa/UTđm

Upa là điện áp của đầu phân áp cần lựa chọn

UT là điện áp định mức phía trung và thường bằng 1,1 hay 1,05.Uđm của lưới phân phối trung áp( ở đay dùng ký hiệu T thay cho H vì tính cụ thể cho lưới trung áp).

Giả thiết rằng điện áp này phải bằng điện áp hiện có UC:

U’C = Uyc. Upa/UTđm + ∆UB = UC

Ta rút ra được : Upa = (UC - ∆UB). Tdm

yc

U

U (2.23)

Sau khi tính được Upa ta chọn đầu phân áp gần nhất. Với Upa đã chọn theo công thức (2.23) và với UC cho trước thì điện áp phía trung áp gần bằng điện áp yêu cầu Uyc (lớn hơn hoặc nhỏ hơn một chút).

3.3.4.Điều chỉnh điện áp bằng bù ngang và bù dọc

Trong một số trường hợp ∆U trên đường dây trung áp quá lớn thì có thể giảm bằng cách đặt tụ bù ngang hoặc bù dọc bằng tụ điện.

a) Bù ngang Trước khi bù : 1 2 ( . . ) 10. dm i i i i U P R Q X U     (2.24)

Với ( .P Ri i Q Xi. i)lấy cho toàn đường dây. Sau khi bù tổn thất điện áp giảm đi một lượng là: 1 2 . . 10. b b i dm U Q X U

   với Xi lấy đến điểm đặt bù.

63

Bản chất vấn đề sẽ không thay đổi nếu ta coi ∆U của lưới vẫn giữ nguyên nhưng đưa thêm vào đầu nguồn độ tăng thêm điện áp ∆Ek:

2 1 ( . ). . 10 k b dm b i E U U Q X      (2.25) Nếu đường dây cùng tiết diện và ta cũng biết được ∆Ek ta sẽ tính được Qb:

  2 10. . k , , W b dm E Q U kVAr kV X   (2.26)

Với X là cảm kháng từ đầu đường dây đến điểm đặt bù. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

Nếu công suất phản kháng cần bù quá lớn thì có thể chia ra nhiều điểm bù như trên hình vẽ:

Hình 2.12: Bù công suất phản kháng với nhiều điểm bù

Ta có phương trình vô định:

2

1. 1 2. 2 10. . /

b b dm k

Q X Q X  U E X (2.27)

Ta nhận thấy rằng bù công suất phản kháng chỉ có hiệu quả khi X của lưới điện lớn(thường với đường dây trên không) và khi Coscủa lưới hoặc nút phụ tải thấp.

b) Bù dọc

Bù dọc là đặt tụ bù nối tiếp với đường dây, làm giảm cảm kháng của của đường dây và do đó làm giảm ∆U:

  2

. ( C) / (10. dm)

U P R Q X X U

64

Nếu biết độ tăng điện áp cần thiết ∆Ek và Q của phụ tải ta tính được Xc:

 

2

10. . / , ,

C dm k

X  U E Q  kV kVAr (2.29)

Biết một tụ điện có điện áp định mức là Uo kV, công suất Qo kVAr, ta tính được cảm kháng: 2  

.1000 / , ,

Co o o

X U Q  kV kVAr (2.30)

Biết bộ tụ gồm m hàng, mỗi hàng gồm n tụ bù và biết được XC ta sẽ tính được m và n. Ta nhận thấy n phải thảo mãn về điều kiện điện áp:

n.UoUt (2.31)

Với Ut là điện áp thực trên tụ điện,  

dd . , , , 1000. 3. C t X U S kV kVA kV U   Từ đây ta rút ra được: dd . 1000. 3. . C o X n S U U  (2.32)

m phải thỏa mãn điều kiện về dòng điện : m I. o I

mà dd ; 3. o o o Q S I I U U   nên ta có: dd . . . 3. . o Co o o o C S U n X I m I U Q Q X    (2.33) (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

65

CHƯƠNG 3

ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG ĐIỆN ÁP LƯỚI PHÂN PHỐI ĐIỆN TRUNG ÁP VÀ CHỌN GIẢI PHÁP KHẮC PHỤC.