Trong lưới điện phân phối, sự lưu thông của dòng công suất phản kháng gây ra tổn thất công suất và tổn thất điện năng, một trong những biện pháp giảm tổn thất này là phân bố lại dòng công suất phản kháng bằng cách bù công suất phản kháng, bù cho mục đích này gọi là bù kinh tế. Bù kinh tế chỉ được thực hiện khi nó thực sự mang lại lợi ích, nghĩa là lợi ích kinh tế mà nó mang lại phải lớn hơn chi phí lắp đặt và vận hành của trạm bù.
61
CHƯƠNG V
KHẢO SÁT ĐƯỜNG DÂY PHÂN PHỐI THÀNH PHỐ SÓC TRĂNG 5.1. Khái quát đường dây phân phối tại Thành phố SÓC TRĂNG
Lưới điện trung, hạ áp thuộc Điện lực Thành phố Sóc Trăng trong 10 năm qua (2009–2019) đã phát triển vượt bậc. Năm 2009 phụ tải của Điện lực Thành phố Sóc Trăng chỉ được cấp nguồn bởi TBA truyền tải 110kV – 2x25MVA (TBA 110kV Sóc Trăng), đến nay TBA truyền tải 110kV này đã được nâng lên 2x40MVA và đang đầy tải. Song song với sự phát triển của phụ tải thì khối lượng đường dây trung, hạ áp và TBA cũng phát triển theo để đáp ứng yêu cầu cung cấp và phân phối điện. Đường dây trung áp: Các đường dây trung áp thuộc Điện lực TP Sóc Trăng quản lý đều lấy nguồn từ TBA 110kV Sóc Trăng, gồm có 10 phát tuyến, trong đó có 8 phát tuyến đang vận hành và 2 phát tuyến dự phòng [8], cụ thể như sau:
+ Tuyến 471: Đây là tuyến đi trong nội ô TP Sóc Trăng cấp điện cho các phụ tải ưu tiên như: Tỉnh ủy, UBND Tỉnh, Bệnh viện, Đài truyền hình… có tiết diện dây là 3xAsXV 185+A185, với chiều dài 9,14 km.
+ Tuyến 473: Dự phòng.
+ Tuyến 475: Đi trong nội ô TP Sóc Trăng cấp điện cho phường 2 và một phần phường 1. Đường dây có tiết diện dây là 3xAC240+AC240, với chiều dài 5,64 km.
+ Tuyến 477: Dự phòng.
+ Tuyến 479: Đi ven TP Sóc Trăng cấp điện cho phường 3, một phần phường 4, phường 5 và xã Phú Tâm huyện Châu Thành. Đường dây có nhiều tiết diện dây khác nhau là 3xAC240+AC240 (2,59km); 3xA240+336MCM (2,4km); cáp ngầm CXV240
(0,171km); 3xAC240+AC120 (3,2km); 3xA185+AC95 (2,08km), với tổng chiều dài 10,44km.
+ Tuyến 472: Đi trong nội ô TP Sóc Trăng cấp điện cho phường 2, phường 5 và một phần phường 1. Đường dây có nhiều tiết diện khác nhau trên đường trục, cụ thể là
3xAC240+AC240 (1,4km); 3xAC240+336MCM (1,11km); 3xAC185+AC120 (2,71km); cáp ngầm EXV 240 (0,36km); 3xAC185+AC120 (1,45km), với tổng chiều dài 7,03km.
+ Tuyến 474: Đi vùng ngoại ô TP Sóc Trăng cấp điện cho phường 8, các xã
Phú Tâm, Mỹ Xuyên. Đường dây có nhiều tiết diện khác nhau trên đường trục, cụ thể là 3xAC240+AC185 (1,86km); 3xAC240+AC120 (2,08km); 3xAC185+AC120 (4,16km), với tổng chiều dài 8,1km.
+ Tuyến 476: Đi bên phải Quốc lộ 1A hướng về Châu Thành, đồng thời cấp điện cho Khu công nghiệp An Nghiệp. Đường dây có tiết diện dây là 3xAC240+AC120, với chiều dài 12,06 km.
+ Tuyến 478: Đi bên trái Quốc lộ 1A hướng về Châu Thành, đồng thời cấp điện cho Khu công nghiệp An Nghiệp, có tiết diện dây là 3xAC185+AC95, với chiều dài 11,63km.
+ Tuyến 480 : Đi trong nội ô và ngoại ô TP Sóc Trăng cấp điện cho phường 2,
phường 9 và các xã Phú Tâm, Mỹ Xuyên, Mỹ Tú. Đường dây có nhiều tiết diện dây khác nhau là 3xAsXV185+336MCM (3,34km); 3xAC185+AC120 (1,35km); 3xAC185+2xAC120 (2,46km); 3xAC185+2xAC120 (2,71); 3xAC120+2xAC120 (3,39km), với tổng chiều dài 13,25km
61 HƯƠNG V: KHẢO SÁT ĐƯỜNG DÂY PHÂN PHỐI THÀNH PHỐ SÓC TRĂNG
-
5.1.1. Sơ đồ thay thế đơn tuyến đường dây 471ST
CHƯƠNG V: KHẢO SÁT ĐƯỜNG DÂY PHÂN PHỐI THÀNH PHỐ SÓC TRĂNG
-
SVTH: Lưu Văn Hậu Em MSSV:
1582010022 62
5.1.2. Sơ đồ đơn tuyến chi tiết đường dây 471ST
(Bản vẽ được kèm theo tài liệu này)
5.1.3. Thông số hệ thống
Cấp điện áp 3 pha: 22 kV Cấp điện áp 1 pha: 12,7 kV Hệ số công suất: cosϕ= 0.84 Tần số: 50 Hz
5.1.4. Thông số dây dẫn và thông số phụ tải trên tuyến 471ST Thông số dây dẫn 471ST Thông số dây dẫn (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Dây AC-240 sử dụng cho tuyến chính và dây AC-120 làm dây trung tính. Dây AC-185 sử dụng cho tuyến nhánh
Bảng 5.1 Thông số dây dẫn tuyến 471ST
3
m
3
5.2. Tính toán đường dây phân phối tuyến 471ST 5.3. Tính cảm kháng đường dây
Đường dây 3 pha sữ dụng là loại 3 pha 4 dây, các dây pha bố trí trên cùng một mặt phẳng ngang khoảng cách giữa các pha là:
Dab= 1m , Dbc= 1,4m , Dac= 2,4.
Khoảng cách trung bình hình học giữa các pha là:
Dm =Dab . Dbc . Dac = 3 1.1,4.2,4=1,498m - Dây AC - 185 (3 pha)
Ds= 0,768.R (tra theo 37 sợi)
⇒ Ds= 0,768.19= 7,296 (mm) 2 ⇒ L= 2.104.ln D = 2.104.ln 1,498 1,0653(H/km) m 3 ⇒ X= 2. f .L= 2.50.1,065.10 = 0,335/ km - Dây AC - 240 (3 pha)
Ds= 0,768.R (tra theo 37 sợi)
⇒ Ds= 0,768. 21,9= 8,41 (mm)
⇒ L= 2.104.ln D = 2.104.ln 1,498= 1,036.103(H/km)
2 6 2 6
Bảng 5.3 Tổng hợp tổn thất trên toàn bộ tuyến 471ST
Vậy tổng tổn thất trên tuyến 471ST là:
∆P= 107,71 (kW)
i i1
∆Q Q = 294,17 (kVAr)
5.2.2. Tính toán bù công suất phản kháng
Tuyến 471ST cung cấp cho một số phụ tải tại trung tâm Thành phố SÓC TRĂNG nên độ tin cậy và chất lượng điện cần được duy trì ở mức tốt nhất có thể. Hệ số
công suất hiện tại của tuyến là cosϕ1=0,84 và hệ số công suất cần đạt là cosϕ2= 0,95. Ta có thể đặt thêm tụ bù để nâng cao hệ số công suất. Ta có:
•
- Công suất tải toàn tuyến: S= 6079,383+ j3948,351 (kVA) cosϕ1= 0,84 ⇒ tgϕ1= 0,65
cosϕ2= 0,95 ⇒ tgϕ2= 0,33
- Lượng công suất phản kháng cần bù để nâng lên hệ số công suất cosϕ 0,95 là:
Qbù= P(tgϕ1tgϕ2 )= 6079,383.(0,65 0,33)= 1945,4 (kVAr) Vậy ta chọn bộ tù có dung lượng 2100 kVAr.
CHƯƠNG VI: TÍNH TOÁN BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG BẰNG PSS/ADEPT (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
66
CHƯƠNG VI
TÍNH TOÁN BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG BẰNG PSS/ADEPT
6.1. Mô phỏng lưới điện phân phối trên PSS/ADEPT
6.1.1. Sơ đồ đơn tuyến chi tiết tuyến 471ST mô phỏng trên PSS/ADEPT
6.1.2. Nhập các thông số sử dụng trong tuyến 471ST
Mở Menu Network > Properties và nhập các giá trị vào hình như sau:
Hình 6.2: Hộp thoại Network Properties
Đồ thị phụ tải sử dụng trong sơ đồ mô phỏng
(Số liệu từ Công ty Điện lực Thành phố SÓC TRĂNG)
Xây dựng hằng số kinh tế
(Các số liệu sau đây thu thập từ công ty điện lực Thành phố SÓC TRĂNG) Hệ thống sử dụng đơn vị không tên, nên ta nhập các giá trị theo tính nhất quán giữa các con số là được. ( ví dụ ta nhập 1369 nghĩa là 1369 đồng).
Ta mở Menu Network > Ecomonics và nhập các giá trị như sau:
Hình 6.3: Hộp thoại Ecomonics
Trong đó:
Giá mua 1kWh là 1116 đồng, Giá bán 1kVar là 1369 đồng, tỉ lệ gia tăng giá điện là 0,06, tỷ số trược giá là 0,12, thời gian hoàn vốn là 10 năm, giá lắp đặt tụ cố định là 68000 đồng/kVar, giá lắp đặt tụ ứng động là 200000 đồng/kVar, chi phí bảo trì 1kVar tụ cố định là 5000 đồng/năm, chi phí bảo trì 1kVar tụ ứng động là 7000 đồng/năm.
Nút nguồn (Source)
Ta Double Click vào nút nguồn thì hộp thoại xuất hiện và ta nhập các giá trị công suất cơ bản, điện trở thứ tự thuận, điện trở thứ tự không, điện kháng thứ tự thuận, điện kháng thứ tự không như sau:
CHƯƠNG VI: TÍNH TOÁN BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG BẰNG PSS/ADEPT
69
Hình 6.4: Thông số nút nguồn
Trong đó:
( Scb= 1000kVA, X TTT= 0,00448 (Ohm/km), X TTK= 0,000758 (Ohm/km)) (Các số liệu thu thập từ công ty điện lực Thành phố SÓC TRĂNG).
Dây dẫn (Line)
Dây dẫn sử dụng trong tuyến 471ST như sau:
- Dây AC-240 sử dụng cho tuyến chính 3 pha (dây AC-120 làm dây trung tính). - Dây AC-185 sử dụng cho tuyến nhánh 3 pha
Bảng 6.2 Kết quả tính toán thông số dây dẫn tính từ tiện ích Line Constants.
Thông số các dây trên đây đã được lưu trong file "pti.con" của PSS/ADEPT. Để bổ sung dây dẫn vào lưới điện ta làm như sau: Menu File > Program setting cửa sổ xuất
hiện như sau:
Chọn đường dẫn đến thư viện (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Hình 6.5 Đường dẫn đến thư viện
Ta chọn đường dẫn đến file thư viện ở mục "PSS/U Raw Data" sau đó nhấn OK. Bây giờ ta Double click vào đường dây cần thiết lập thì hộp thoại Line properties
Chọn dây dẫn phù hợp:
Hình 6.6: Chọn loại dây từ danh sách có trong file "pti.con"
Máy biến áp (Transformer)
Bảng số liệu máy biến áp sử dụng trong tuyến 471ST (số liệu từ Công ty Điện lực Thành phố SÓC TRĂNG).
Bảng 6.3 Thông số máy biến áp tuyến 471ST
Các thông số máy biến áp trên được lưu sẵn trong file "pti.con" nên ta chỉ việc Double click vào máy biến áp và chọn loại máy biến áp thích hợp như sau:
Chọn loại máy biến áp cần mô phỏng
Hình 6.7: Hộp thoại thông số máy biến áp
Nếu như loại máy biến áp không có trong thư viện file "pti.con" ta phải cập nhật các thông số máy biến áp như giá trị R, X bằng chương trình notepad rồi save lại. Bằng cách vào C:\Program Files\PTI\PSS-ADEPT5\Example\pti.con và làm như sau:
CHƯƠNG VI: TÍNH TOÁN BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG BẰNG PSS/ADEPT
73 Cập nhật thông số máy biến áp trong file pti.con
Hình 6.8: Cấu trúc file "pti.con"
Tải (Load)
Ta nhấp Double click vào tải rồi nhập các giá trị p, Q, tên, loại tải như sau:
CHƯƠNG VI: TÍNH TOÁN BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG BẰNG PSS/ADEPT
74
6.2. Tính toán phân bố công suất trên PSS/ADEPT
Trước khi chạy các bài toán phân tích ta cần thiết lập các tuỳ chọn tính toán trong thẻ Analysis Option, ta vào Menu Analysis > Option trong thẻ General chọn giới hạn điện áp trên là 1.05 và giới hạn điện áp dưới là 0.95 theo đơn vị tương đối. Mục đích phân bố công suất để PSS/ADEPT biết nấc điều chỉnh điện áp của máy biến áp và các tụ ứng động hiện có trên lưới.
Thiết lập tuỳ các chọn tính toán
Hình 6.10: Thiết lập các tuỳ chọn tính toán
Sau khi thiết lập xong các tuỳ chọn tính toán ta nhấn OK để tiến hành tính toán. Để tính toán phân bố công suất đầu tiên ta vào Network > Load Snapshots rồi chọn đồ thị phụ tải cần tính toán cho phù hợp với từng thời điểm như: Cao điểm, bình thường, thấp điểm.
Chọn đồ thị phụ tải cần tính toán
Chọn đồ thị phụ tải theo bảng 7.1 Thông số đồ thị phụ tải trang 91 của luận văn này.
Hình 6.11: Chọn đồ thị phụ tải
6.3. Tính toán bù công suất phản kháng
Sau khi đã xác định được dung lượng bù PSS/ADEPT sẽ chọn vị trí bù và phân bố dung lượng bù sao cho phù hợp và kinh tế nhất, tức là không gây ra hiện tượng quá áp sau khi bù và số tiền tiết kiệm được từ việc lắp đặt lớn hơn số tiền bỏ ra lắp đặt tụ bù.
Để bắt đầu tính toán ta vào Analysis > CAPO
76 CHƯƠNG VI: TÍNH TOÁN BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG BẰNG PSS/ADEPT (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
CHƯƠNG VI: TÍNH TOÁN BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG BẰNG PSS/ADEPT
CHƯƠNG VI: TÍNH TOÁN BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG BẰNG PSS/ADEPT
77 So sánh kết quả tính toán tổn thất công suất trước khi bù trên xuất tuyến 471ST so với PSS/ADEPT.
Bảng 6.4: So sánh kết quả tổn thất công suất trước khi bù tuyến 471ST giữa tính toán và PSS/ADEPT
Nhận xét :
Kết quả tính toán và PSS/ADEPT có sự chênh lệch nguyên nhân là do quá trình tính toán chọn loại dây chỉ mang tính tương đối, có sự chênh lệch về các thông số dây như đường kính, giá trị điện trở, số lượng dây so với giá trị thực tế dẫn đến kết quả tính toán có sự chênh lệch và do sai số trong quá trình tính toán.
Kiểm tra điện áp tại các nút trước và sau khi đặt tụ bù từ
PSS/ADEPT. (Kết quả chi tiết kèm theo từ trang 82 - 85 của luận văn này)
đ
Nhận xét:
Giá trị sụt áp cao nhất là 12,585 kV tại nút 20 nhưng sao khi đặt tụ bù thì giá trị này được nâng lên 12,599 kV. Mặc dù chưa bằng giá trị định mức là 12,7 kV nhưng củng nằm trong giới hạn cho phép là 5%U .
m
Bảng tổng kết kết quả tính toán tổn thất trên các xuất tuyến bằng PSS/ADEPT thuộc trạm phân phối Thành phố SÓC TRĂNG:
Kết quả bù ứng động bằng PSS/ADEPT.
(Kết quả chi tiết kèm theo từ trang 100 - 113 của luận văn này)
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Khi bù công suất phản kháng ta có thể giảm được tổn thất điện áp, giảm tổn thất công suất, nâng cao hệ số công suất, từ đó nâng cao được khả năng truyền tải và chất lượng điện sẽ được nâng cao.
Kết quả tính toán thu được ở luận văn này cho kết quả tương đối chính xác vì còn phụ thuộc rất nhiều vào các thông số đầu vào như thông số đường dây, máy biến áp, hằng số kinh tế Để được chính xác thì việc thu thập số liệu cần phải chính xác. Khả năng phân tích số nút của PSS/ADEPT trong hệ thống điện không hạn chế nên ta có thể thiết lập được các loại sơ đồ đa dạng không bị giới hạn. Kết quả tính toán từ PSS /ADEPT ta có thể xuất ra dưới nhiều loại file khác nhau phục vụ cho việc in ấn và báo cáo.
Kiến nghị
Kết quả bù chỉ mang lại chính xác khi phụ tải không thay đổi trong thời gian lắp đặt tụ bù. Vì thế cần phải liên tục cập nhập thông số phụ tải, khi có thay đổi cần điều chỉnh lại dung lượng và vị trí của tụ bù để phù hợp với nhu cầu của phụ tải ngày càng tăng.
Cần có sự kết hợp giữa bù cố định và bù ứng động để việc bù công suất phản kháng được chủ động và hiệu quả bù sẽ được nâng cao hơn.
Ngoài ra ta có thể đặt các tụ điện áp thấp vào sâu trong các mạng điện hạ áp gần ngay các động cơ nó sẽ làm giảm tổn thất công suất và tổn thất điện áp rất nhiều.
PHỤ LỤC
80
PHỤ LỤC
Trang Report kết quả tính toán từ phần mềm PSS/ADEPT
Bao gồm :
1. Report tổn thất điện áp tại nút trên tuyến 471ST
PHỤ LỤC
82 Voltage: Volts LN (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
PHỤ LỤC
83 Chú thích:
- Node name: tên nút
- Base kV LN: giá trị điện áp
- [Va]: điện áp pha A - [Vb]: điện áp pha B - [Vc]: điện áp pha C
Voltage: Volts LN Angle: Degrees (0 to 360)
11 4