8. Cấu trúc nội dung của luận án
1.2 Vai trò của cuộn kháng trong hệ thống điện
Cuộn kháng điện được sử dụng phổ biến và có vai trò quan trọng trong hệ thống truyền tải và phân phối điện năng, được mắc nối tiếp hay mắc song song với lưới điện hoặc nối với thiết bị khác theo từng ứng dụng cụ thể. Các cuộn kháng trên hệ thống điện có thể kể đến như CKBN, cuộn kháng hạn chế dòng ngắn mạch, cuộn kháng hạn chế dòng xả, cuộn kháng lọc sóng hài, cuộn kháng dập hồ quang, cuộn kháng dùng để điều chỉnh phân phối công suất từng nhánh và trong nhiều ứng dụng khác.
- Cuộn kháng bù ngang: là thiết bị điện từ
đóng vai trò cực kỳ quan trọng trong lưới truyền tải điện cao áp và siêu cao áp [2], [6]– [9]. Các CKBN này được mắc song song với lưới điện như Hình 1.1 [10], thường tại thanh cái của các trạm biến áp hoặc tại các trạm bù trên đường dây. Khi hệ thống vận hành ở chế độ quá non tải hoặc không tải, đặc biệt là khi cắt tải đột ngột ở một phía đường dây, sẽ xuất hiện hiện tượng tăng điện áp trên dọc tuyến đường dây. CKBN được sử dụng để cân bằng lượng công suất phản kháng dư thừa sinh ra bởi dung dẫn giữa dây dẫn với đất, giúp duy trì ổn định điện áp ở mức quy định.
Hình 1.1 Sơ đồ kết nối CKBN trong lưới truyền tải điện [10]
- Cuộn kháng hạn chế dòng ngắn mạch: Được mắc nối tiếp trên đường dây truyền tải hoặc phân phối điện năng như mô tả trên Hình 1.2 [11]. Sử dụng cuộn kháng hạn chế dòng ngắn mạch giúp giới hạn dòng điện ngắn mạch ở mức phù hợp với độ bền cơ điện của các thiết bị trên hệ thống và phối hợp lựa chọn máy cắt có dòng cắt ngắn mạch nhỏ hơn với giá thành thấp hơn. Cũng với vai trò giảm
Hình 1.2 Sơ đồ kết nối cuộn kháng hạn chế dòng ngắn mạch
[11]
dòng điện, cuộn kháng nối tiếp còn được sử dụng để giảm dòng điện khởi động khi khởi động động cơ công suất lớn
gọi là cuộn kháng khởi động.
- Cuộn kháng hạn chế dòng xả: Nhằm nâng
cao khả năng truyền tải và tăng tính ổn định của hệ thống, thường sử dụng cùng với các bộ tụ điện bù dọc mắc nối tiếp trên đường dây cao áp. Khi đó, cuộn kháng được sử dụng để hạn chế dòng xả của các bộ tụ này
[12].
- Cuộn kháng lọc sóng hài: dùng với các bộ
tụ để làm giảm, chặn hoặc lọc các thành phần sóng hài bậc cao như bậc 3, 5, 7…gây ra bởi
Hình 1.3 Kết nối cuộn kháng hạn chế dòng xả cùng tụ bù dọc [12]
các thiết bị chuyển mạch điện tử công suất, các phụ tải phi tuyến trong hệ thống điện. Cuộn kháng này thường được mắc nối tiếp với các bộ tụ bù ngang.
- Cuộn kháng dùng để điều chỉnh phân phối công suất: Cuộn kháng được mắc
nối tiếp trên đường dây để tối ưu hóa và điều chỉnh tổng trở của đường dây, đảm bảo cân bằng công suất từng nhánh, tránh quá tải trên các hệ thống được kết nối với nhau.
- Cuộn kháng nối đất trung tính: Là các cuộn kháng một pha được nối giữa
trung tính của MBA hay máy phát điện với đất nhằm hạn chế dòng ngắn mạch ở giá trị mong muốn khi sự cố ngắn mạch pha - đất xảy ra.