Cú hai cỏch để nõng cao điện ỏp vận hành của đường dõy là: - Sử dụng đầu phõn ỏp của cỏc mỏy biến ỏp. - Nõng cao điện ỏp của mạng. 7.3.4. Thay đổi cấu trỳc của mạng điện: Lựa chọn phương thức vận hành hợp lý và tăng tiết diện dõy dẫn ở cỏc đoạn bị quỏ tải để làm giảm cỏc tổn thất trờn lưới. 7.3.5. Vận hành kinh tế trạm biến ỏp:
Tựy theo phụ tải mà thay đổi số mỏy biến ỏp hoạt động trong trạm sao cho tổn thất điện năng là thấp nhất.
7.3.6. San bằng đồ thị phụ tải.
7.3.7. Sử dụng biện phỏp quản lý nhu cầu DSM:
Khỏi niệm: DSM là tổng hợp cỏc giải phỏp kỹ thuật – cụng nghệ - kinh tế - xó hội nhằm sử dụng điện năng tiết kiệm, hiệu quảđược xõy dụng dựa trờn cơ sở
hai chiến lược chủ yếu:
- Chiến lược 1: Nõng cao hiệu quả sử dụng năng lượng ở cỏc hộ tiờu thụ. - Chiến lược 2: Điều khiển nhu cầu sử dụng năng lượng cho phự hợp với khả
năng sản xuất, cung cấp năng lượng một cỏch hợp lý nhất.
DSM thường được thực hiện đồng thời với chương trỡnh SSM ( Supply – side Management) để thành một chương trỡnh tổng thể sử dụng và tiết kiệm năng lượng.
1. Chiến lược 1: Nõng cao hiệu quả sử dụng năng lượng ở cỏc hộ tiờu thụ: Thực chất là đỏp ứng đầy đủ mọi yờu cầu sử dụng năng lượng của cỏc hộ
tiờu thụ một cỏch hợp lý nhất. Nhờ vậy hệ thống vẫn cú thể đỏp ứng được đầy
đủ nhu cầu sử dụng của cỏc hộ tiờu thụ mà tổng điện năng tiờu thụ vẫn giảm dẫn
đến giảm được sự khai thỏc và sử dụng khụng hợp lý cỏc năng lượng sơ cấp ( than, dầu, khớ), giảm thiểu được ụ nhiễm mụi trường. Về phớa ngành năng
113 lượng: Giảm được vốn đầu tư để phỏt triển nguồn và lưới. Từ đú cú điều kiện nõng cấp cải tạo lưới điện nhằm làm giảm tổn thất trờn lưới và nõng cao chất lượng điện năng. Về phớa khỏch hàng: Được sử dụng điện năng với chất lượng cao hơn, giỏ rẻ hơn.
- Cỏc biện phỏp:
+ Thay thế cỏc thiết bị cú hiệu năng thấp bằng cỏc thiết bị cú hiệu năng cao hơn. Biện phỏp này đũi hỏi vốn đầu tư nhưng nờu tớnh toỏn khộo thỡ vẫn đạt
được hiệu quả kinh tế.
. Trong cụng nghiệp: thay thế cỏc dõy chuyền sản xuất cũ bằng cỏc dõy chuyền mới cú năng suất, chất lượng cao hơn. Khi đú vừa giảm được lượng
điện tiờu thụ, vừa nõng cao được sức cạnh tranh của sản phẩm.
. Trong khối dõn dụng: Thay loại búng đốn sợi đốt bằng cỏc loại búng
đốn cú hiệu suất cao hơn nhưđốn huỳnh quang, đốn compact… + Giảm thiểu tiờu hao năng lượng vụ ớch tại cỏc hộ tiờu thụ:
. Trong cụng nghiệp: Giảm thời gian chạy khụng tải động cơ, tiết kiệm chiếu sỏng trong cụng nghiệp
. Trong sinh hoạt: tắt bớt thiết bị khụng cần thiết trong nhà, khụng bật
điều hũa quỏ thấp
2. Chiến lược 2: Điều khiển nhu cầu sử dụng năng lượng cho phự hợp với
điều kiện cung cấp năng lượng một cỏch kinh tế nhất. Cú 4 biện phỏp:
a. Điều khiển trực tiếp dũng điện:
Mục đớch là san bằng đồ thị phụ tải một cỏch trực tiếp.
+ Cắt giảm đỉnh: giảm phụ tải đỉnh trong cỏc giờ cao điểm. Cú thể điều khiển dũng điện của khỏch hàng để giảm đỉnh bằng tớn hiệu điều khiển từ xa hoặc trực tiếp tại hộ tiờu thụ. Cũng cú thể dựng chớnh sỏch giỏ để đạt mục tiờu này. Ở ta hiện nay biện phỏp giảm đỉnh là cắt tải, phõn đến từng Điện lực.
+ Lấp thấp điểm: tạo thờm cỏc phụ tải vào thời gian thấp điểm, thường ỏp dụng biện phỏp này khi cụng suất thừa được sản xuất bằng nhiờn liệu rẻ tiền. Cú thể lấp thấp điểm bằng cỏc kho nhiệt, xõy dựng thủy điện tớch năng, nạp điện cho ắc quy, ụtụ điện… Biện phỏp này chỉ làm gia tăng tổng điện năng thương phẩm mà khụng làm tăng cụng suất đỉnh.
+ Chuyển dịch phụ tải: chuyển bớt phụ tải từ cao điểm sang thấp điểm. Để
thực hiện biện phỏp này ta phải phối hợp cả hai biện phỏp trờn.
+ Biện phỏp bảo tồn: đõy là biện phỏp giảm toàn bộ đồ thị phụ tải (cả cao
điểm lẫn thấp điểm) dẫn tới giảm điện năng tiờu thụ tổng. Thực hiện việc này chỉ cú thể là nõng cao hiệu năng cỏc thiết bịđiện và giảm lóng phớ tiờu thụđiện.
115 + Tăng trưởng dũng điện: là biện phỏp tăng toàn bộ đồ thị phụ tải dẫn tới tăng điện năng tiờu thụ tổng bằng cỏch tăng thờm khỏch hàng mới (vớ dụ chương trỡnh điện khớ hoỏ nụng thụn).
+ Biểu đồ phụ tải linh hoạt: là sự kết hợp việc ỏp dụng tất cả cỏc biện phỏp nờu trờn nhằm mang đến lợi ớch lớn nhất cho từng thời điểm.
b. Lưu trữ nhiệt:
Đõy là một giải phỏp nhằm nõng cao phụ tải trong giai đoạn thấp điểm. Nú thường được ỏp dụng với cỏc thiết bị cú khả năng thay đổi thởi điểm cung cấp
điện năng đầu vào mà vẫn đảm bảo lịch trỡnh cung cấp năng lượng ở đầu ra. Đun nước núng và điều hoà là hai đối tượng chủ yếu của giải phỏp này.
c. Điện khớ hoỏ:
Đõy là một giải phỏp nhằm nõng cao toàn bộ phụ tải với việc mở rộng điện khớ hoỏ nụng thụn, điện khớ hoỏ cỏc hệ thống giao thụng hoặc dựng điện thay thế
xăng dầu…
d. Đổi mới giỏ:
Giỏ bỏn điện được sử dụng rất hiệu quảđểđiều hoà nhu cầu dựng điện. Sở dĩ
phải điều hoà nhu cầu dựng điện bởi nhu cầu này thường phõn bố khụng đều, luụn xuất hiện cỏc cao điểm và thấp điểm. Sự chờnh lệch giữa cao điểm và thấp
điểm càng lớn thỡ cụng tỏc đầu tư cũng như vận hành nguồn điện để đỏp ứng nhu cầu điện càng khú khăn. Ở Việt Nam, hiện nay cụng suất cao điểm gấp 1,4
đến 1,5 lần cụng suất thấp điểm, điều này cú nghĩa là nếu đầu tư xõy dựng nhà mỏy điện đểđỏp ứng đủ cho nhu cầu điện lỳc cao điểm thỡ đến giờ thấp điểm chỉ
cần 70% nguồn thụi, cũn lại 30% khụng sử dụng đến, đặc biệt là giờ cao điểm chỉ xuất hiện trong khoảng nửa giờ. Như vậy nếu ta chuyển bớt phụ tải vào giờ
cao điểm sang giờ thấp điểm thỡ vốn đầu tư vào nguồn sẽ giảm bớt mà hiệu quả
sử dụng nguồn phỏt lại tăng lờn. Một trong những biện phỏp hữu hiệu nhằm điều hoà nhu cầu phụ tải chớnh là giỏ bỏn điện. Cú thể đưa ra một vài biểu giỏ thụng dụng nhất hiện nay:
Giỏ tớnh theo thời điểm sử dụng (TOU):
lỳc thấp điểm, TOU phụ thuộc rất nhiều yếu tố: - Thời điểm dựng điện.
- Khoảng thời gian dựng điện liờn tục. - Độ lớn và sự biến động cụng suất. - Mựa và cỏc thời điểm trong một mựa. - Vựng.
- Loại khỏch hàng.
- Định hướng phỏt triển kinh tế và ngành điện.
Ở Việt Nam mới ỏp dụng cụng tơ 3 giỏ tức là chỉ dừng lại ở việc chỳ ý đến yếu tố thời điểm dựng điện.
Giỏ cho phộp cắt điện khi cần thiết:
Nhằm khuyến khớch cỏc khỏch hàng cho phộp cắt điện trong cỏc trường cần thiết phự hợp với khả năng cung cấp điện kinh tế của ngành điện và khỏch hàng chấp nhận. Ngoài ra khỏch hàng cũn nhận được thờm tiền từ dịch vụ này.
Giỏ dành cho cỏc mục tiờu đặc biệt:
Nhằm khuyến khớch khỏch hàng thực hiện DSM. Vấn đề đặt ra là phải cõn
đối giữa việc trả cho khỏch hàng cú thực hiện DSM hoặc khỏch hàng cho phộp cắt điện với những lợi ớch do DSM mang lại. Muốn thực hiện DSM cú hiệu quả, phải cú những hoạt động đồng bộ như:
+ Phải cú cỏc tổ chức cấp chớnh phủ chuyờn nghiờn cứu, soạn thảo luật liờn quan đến việc sử dụng và tiết kiệm năng lượng, hoạch định cỏc chớnh sỏch, kế
hoạch hợp lý và tổ chức thực hiện, giỏm định, kiểm tra đỏnh giỏ hiệu quả
chương trỡnh.
+ Cỏc biện phỏp mang tớnh thể chế: luật tiết kiệm năng lượng, cỏc tiờu chuẩn
đỏnh giỏ điện năng, chỉ định cỏc nhà mỏy, trung tõm, cụng trỡnh kiến trỳc… phải thực hiện DSM, chỉ định cỏc loại thiết bị dựng điện tiờu thụ nhiều năng lượng thường được dựng phổ biến …
+ Cỏc biện phỏp trợ giỳp kinh tế: trợ giỳp phỏt triển cụng nghệ chế tạo cỏc thiết bị cú hiệu suất cao, ưu tiờn thuế cho đầu tư phỏt triển cụng nghệ, cho vay vốn với lói suất
117 thấp, bảo lónh vốn vay, khen thưởng cỏc nhà chế tạo cú những sản phẩm đạt hiệu quả
cao và giới thiệu rộng rói trờn cỏc phương tiện thụng tin, tạp chớ kỹ thuật… + Cỏc biện phỏp thụng tin tuyờn truyền, phổ cập giỏo dục, đào tạo về chớnh sỏch và cỏc giải phỏp tiết kiệm năng lượng.
CHƯƠNG VIII:
BẢO VỆ TRONG HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN 8.1: Khỏi niệm chung.
Hệ thống cung cấp điện thường trải trờn một diện tớch rộng, rất nhiều thiết bị
làm việc ở cỏc chếđộ khỏc nhau và do vậy để giỳp cho người quản lý vận hành cú thể phỏt hiện ra những hỏng húc, sự cố, duy trỡ sự làm việc an toàn và tin cậy của hệ thống thỡ phải luụn cú một hệ thống bảo vệ.
Cỏc chếđộ làm việc của hệ thống:
- Chếđộ làm việc bỡnh thường: Cỏc thụng số chếđộ và thụng số hành vi của cỏc thiết bị nằm trong phạm vi cho phộp và cỏc thiết bị cú thể làm việc dài trong chếđộ này.
Trong chếđộ này cỏc thiết bị bảo vệ khụng được phộp tỏc động.
- Chếđộ làm việc khụng bỡnh thường: Khi này đó cú một số thụng số chếđộ
và thụng số hành vi của thiết bị hoặc của hệ thống nằm ngoài giới hạn cho phộp nhưng vẫn được phộp tồn tại trong một khoảng thời gian. Ở chếđộ này cỏc thiết bị bảo vệ cú thể cảnh bỏo xong khụng được phộp tỏc động khi thời gian cho phộp chưa hết ( vớ dụ: quỏ trỡnh khởi động động cơ).
- Chế độ sự cố: là chế độ mà một số thụng số chế độ hoặc thụng số hành vi
đó vượt xa chếđộ cho phộp ảnh hưởng đến cỏc thiết bị lõn cận. Hệ thống khụng cho phộp làm việc trong chế độ này vỡ vậy cần loại trừ thiết bị hoặc phần bị sự
cố của hệ thống ra khỏi lưới càng nhanh càng tốt để hạn chế tối đa tỏc hại của nú.
8.2: Bảo vệ rơ le và tựđộng húa trong hệ thống cung cấp điện. 8.2.1. Đặt vấn đề: 8.2.1. Đặt vấn đề:
Khi xảy ra sự cố trong hệ thống điện, để nhanh chúng loại trừ phần tử bị sự
cố ra khỏi lưới, người ta sử dụng cỏc thiết bị bảo vệ rơle. 1. Nhiệm vụ của bảo vệ rơle:
119
được an toàn.
- Bỏo cho nhõn viờn vận hành biết tỡnh trạng làm việc khụng bỡnh thường của hệ thống để kịp thời xử lý như: hiện tượng quỏ tải, sụt ỏp…
- Phối hợp với cỏc thiết bị tự động húa để thực hiện cỏc phương thức vận hành như: tựđộng đúng lặp lại, tựđộng đúng dự trữ, tựđộng sa thải phụ tải theo tần số…
2. Cỏc yờu cầu cơ bản đối với thiết bị bảo vệ:
- Tỏc động nhanh: Thiết bị cần phải tỏc động đủ nhanh để sớm thu hẹp phạm vi sự cố, rỳt ngắn thời gian xảy ra sự cố.
- Chọn lọc: là khả năng của thiết bị bảo vệ cú thể phỏt hiện và loại trừđỳng phần tử bị sự cố ra khỏi lưới và giảm thiểu ảnh hưởng tới cỏc phần tử đang vận hành bỡnh thường khỏc.
- Độ nhạy: Độ nhạy đặc trưng cho khả năng cảm nhận sự cố của thiết bị bảo vệ, nú được biểu diễn bằng hệ sốđộ nhạy được tớnh bằng tỉ số giữa trị số của đại lượng vật lý đặt vào rơle khi cú sự cố với ngưỡng tỏc động đó được cài đặt của nú. Hệ sốđộ nhạy càng lớn thỡ rơle càng nhạy.
- Độ tin cậy: là tớnh năng đảm bảo cho thiết bị làm việc đỳng, chắc chắn. Thiết bị bảo vệ phải tỏc động khi cú sự cố xảy ra trong phạm vi bảo vệ của nú và khụng được tỏc động khi khụng cú sự cố xảy ra trong phạm vi bảo vệ của nú.
3. Cỏc loại bảo vệ rơle trong hệ thống cung cấp điện: a. Bảo vệ quỏ dũng:
Quỏ dũng điện là hiện tượng khi dũng điện chạy qua phần tử của hệ thống
điện vượt quỏ giỏ trị dũng điện lõu dài cho phộp. Hiện tượng quỏ dũng xảy ra khi ngắn mạch hoặc do quỏ tải.
- Nguyờn lý làm việc: Bảo vệ quỏ dũng hoạt động theo nguyờn lý: Khi dũng
điện đi qua thiết bị bảo vệ lớn hơn dũng điện khởi động đó được cài đặt sẵn thỡ thiết bị bảo vệ sẽ tỏc động.
Cú hai loại bảo vệ quỏ dũng: Bảo vệ quỏ dũng cú thời gian và bảo vệ quỏ dũng cắt nhanh.
+ Dũng khởi động: at mm kd lvmax tv k .k I = .I k (8.1) Trong đú:
Ilvmax: Dũng điện làm việc lớn nhất đi qua phần tửđược bảo vệ.
kat : Hệ số an toàn. Thường lấy kat = 1,1 đối với rơle tĩnh và rơle số, kat = 1,2 đối với rơle điện cơ. kmm : Hệ số mở mỏy của cỏc phụ tải động cơ cú dũng điện chạy qua chỗ đặt bảo vệ. ktv : Hệ số trở về. Đối với rơle số và rơle tĩnh thỡ ktv = 0,95 ữ 0,98; đối với rơle điện cơ thỡ ktv = 0,85 ữ 0,9.
+ Thời gian tỏc động: Bảo vệ quỏ dũng cú thời gian cú thể làm việc với
đặc tớnh thời gian độc lập hoặc với đặc tớnh thời gian phụ thuộc.
. Đặc tớnh thời gian độc lập: Thời gian tỏc động khụng phụ thuộc vào giỏ trị dũng điện chạy qua bảo vệ
Hỡnh 8.1
. Đặc tớnh thời gian phụ thuộc: Thời gian tỏc động phụ thuộc vào trị
số dũng điện chạy qua bảo vệ. Dũng điện càng lớn thỡ thời gian tỏc động càng ngắn. HTĐ I> N IN t IN ttđ
121 Hỡnh 8.2
Thường sử dụng cỏc dạng đặc tớnh thời gian phụ thuộc sau: Dốc thường: 0,02 N kd 0,14 t = I - 1 I (8.2) Rất dốc 1 N kd 13,5 t = I - 1 I (8.3) Cực dốc: 2 N kd 80 t = I - 1 I (8.4) - Bảo vệ quỏ dũng cắt nhanh: + Dũng khởi động: Ikđ = kat. INng max (8.5) Trong đú: kat : Hệ số an toàn, thường lấy kat = 1,2 ữ 1,3. INng max : Dũng ngắn mạch ngoài lớn nhất đi qua bảo vệ.
HTĐ I> N IN t IN
Hỡnh 8.3
+ Thời gian tỏc động: Bảo vệ quỏ dũng cắt nhanh tỏc động với thời gian rất ngắn, xấp xỉ bằng 0.
b. Bảo vệ so lệch dũng điện:
- Nguyờn lý làm việc: Bảo vệ so lệch là loại bảo vệ cắt nhanh trong đú biờn
độ dũng điện đi vào và đi ra khỏi phần tửđược bảo vệ sẽđược so sỏnh với nhau. Nếu sự sai lệch này vượt quỏ trị số cho trước thỡ bảo vệ sẽ tỏc động.
Vựng bảo vệđược giới hạn bởi vị trớ của cỏc mỏy biến dũng ở cỏc phớa của phần tửđược bảo vệ mà tớn hiệu dũng điện được lấy từđú ra để so sỏnh. Sơ đồ bảo vệ: