Hệ thống truyền tải là khõu trung gian truyền tải điện năng từ cỏc nhà mỏy điện đến hệ thống phõn phối điện. Theo quy mụ cụng suất và chiều dài truyền tải hệ thống truyền tải gồm cỏc trạm biến ỏp và đường dõy cú điện ỏp định mức 500, 220,110, 35 kV. Hỡnh 2.3 là sơ đồ hệ thống truyền tải và phõn phối điện.
Hỡnh 2.3 Hệ thống truyền tải và phõn phối điện
II.1. Đồ thị phụ tải của hệ thống
Đặc điểm của phụ tải điện là biến thiờn liờn tục phụ thuộc vào nhiều yếu tố tự nhiờn (thời gian trong ngày, mựa..) cũng như yếu tố tổ chức, lao động đối với cỏc mỏy múc, thiết bị. Đồ thị phụ tải rất cần thiết cho việc thiết kế và vận hành hệ thống điện:
Nhà mỏy điện
HT truyền tải
HT phõn phối
Tải
Đường dõy phõn phối MBA phõn phối
• Đối với cụng tỏc thiết kế cần xỏc định đồ thị phụ tải điển hỡnh để lựa chọn cỏc thiết bị điện, tớnh toỏn điện năng tiờu thụ.
• Đối với cụng tỏc vận hành nếu biết đồ thị phụ tải cú thể xỏc định phương thức vận hành cỏc thiết bị, phần tử trong hệ thống điện một cỏch tối ưu.
• Cỏc nhà mỏy phỏt điện cần biết đồ thị phụ tải của cỏc hộ tiờu thụ điện để xỏc định phương thức vận hành của cỏc mỏy phỏt điện cho phự hợp với nhu cầu của phụ tải; lập kế hoạch sản xuất nhằm cõn bằng giữa cụng suất phỏt với cụng suất tiờu thụ; cú kế hoạch dự trữ nhiờn liệu, sửa chữa, bảo dưỡng định kỳ mà khụng gõy thiếu hụt cụng suất và san bằng phụ tải đỉnh do đú sẽ tiết kiệm được nhiờn liệu, nõng cao hiệu suất làm việc của cỏc nhà mỏy gúp phần hạ giỏ thành điện năng.
Biểu diễn sự thay đổi phụ tải theo thời gian được gọi là đồ thị phụ tải. Tựy theo yờu cầu sử dụng mà người ta xõy dựng cỏc loại đồ thị phụ tải khỏc nhau. Phõn theo đại lượng đo cú: đồ thị phụ tải tỏc dụng P(t), đồ thị phụ tải phản khỏng Q(t), đồ thị điện năng tiờu thụ A(t). Phõn theo thời thời gian khảo sỏt cú đồ thị phụ tải hàng ngày, đồ thị phụ tải hàng thỏng, đồ thị phụ tải hàng năm. Ngoài ra cũn cú khỏi niệm phụ tải kộo dài trong năm.
Hỡnh 2.4 biểu diễn đồ thị phụ tải ngày (a) và đồ thị phụ tải kộo dài trong năm (b).
Hỡnh 2.4 a) Đồ thị phụ tải ngày b) Đồ thị phụ tải kộo dài trong năm Sự chờnh lệch giữa phụ tải lớn nhất và nhỏ nhất của đồ thị phụ tải cú thể rất lớn làm cho việc vận hành hệ thống khú khăn, gõy quỏ tải cho nguồn và
thiết bị ở giờ cao điểm và ngược lại gõy tỡnh trạng vận hành khụng kinh tế. Đồ thị phụ tải cũn cú thể được biểu diễn dưới dạng bậc thang như hỡnh 2.5.
Hỡnh 2.5 Đồ thị phụ tải ngày (a) và phụ tải năm (b) vẽ theo bậc thang Ở nước ta, vào mựa khụ khụng đủ nước cho cỏc nhà mỏy thủy điện phải cắt bớt một số tổ mỏy do đú một mặt phải huy động những loại nguồn cú chi phớ cao như: trạm phỏt điện điờzel, nhà mỏy chạy dầu…, đồng thời phải cắt bớt tải, trong khi vào giờ thấp điểm của mựa mưa thỡ mặc dự đó giảm tải tối đa của cỏc nhà mỏy nhiệt điện, cỏc nhà mỏy thủy điện vẫn phải xả nước.
Lợi ớch của việc nghiờn cứu đồ thị phụ tải:
+ Đồ thị phụ tải hàng ngày: ta cú thể biết được tỡnh trạng làm việc của
cỏc thiết bị. Từ đú cú thể định qui trỡnh vận hành hợp lý nhất nhằm đạt được đồ thị phụ tải tương đối bằng phẳng. Như vậy sẽ đạt được mục đớch vận hành kinh tế cỏc thiết bị điện, giảm được tổn thất trong mạng điện. Đồ thị phụ tải hàng ngày cũng là tài liệu làm căn cứ để chọn thiết bị điện, tớnh điện năng tiờu thụ.
+ Đồ thị phụ tải hàng thỏng: ta cú thể biết được nhịp độ làm việc của hộ tiờu thụ, từ đú định ra lịch vận hành sửa chữa cỏc thiết bị điện một cỏch hợp lý, đỏp ứng yờu cầu sản xuất.
+ Đồ thị phụ tải hàng năm: ta biết được điện năng tiờu thụ hàng năm, thời gian sử dụng cụng suất lớn nhất Tmax. Những số liệu đú được dựng làm căn cứ để chọn mỏy biến ỏp, chọn thiết bị điện, đỏnh giỏ mức độ sử dụng điện năng và tiờu hao điện năng.
+ Đồ thị phụ tải kộo dài trong năm là dữ liệu quan trọng trong tớnh toỏn quy hoạch hệ thống điện. Trờn đồ thị, Tmax là thời gian sử dụng liờn tục cụng suất cực đại Pmax, sao cho năng lượng được sử dụng vừa đỳng bằng năng lượng sử dụng thực tế trong năm.
Trong cỏc sổ tay tra cứu người ta thường cho cỏc đồ thị phụ tải hàng ngày và hằng năm điển hỡnh ứng với cỏc loại hộ tiờu thụ khỏc nhau.
II.2. Điều độ hệ thống điện
Nhiệm vụ của điều độ HTĐ là đảm bảo hệ thống vận hành an toàn liờn tục và tin cậy với tổng chi phớ thấp nhất.
Điều độ phụ trỏch cụng việc trực tiếp điều khiển vận hành HTĐ. Hỡnh 2.6 là sơ đồ phõn cấp hệ thống điều độ.
Hỡnh 2.6 Sơ đồ phõn cấp điều độ HTĐ Điều độ quốc gia (cũn gọi là A0) cú nhiệm vụ cơ bản:
• Đảm bảo hoạt động an toàn và tin cậy cho toàn hệ thống.
• Đảm bảo hiệu quả kinh tế cao nhất cho toàn hệ thống, sử dụng hợp lý cỏc nguồn năng lượng sơ cấp.
• Điều hành chung hoạt động của toàn bộ lưới điện quốc gia, trực tiếp điều hành cỏc nhà mỏy điện lớn (lớn hơn 50 MW), đường dõy và trạm 500 kV và 220 kV.
• Giỏm sỏt điều hành cỏc cấp điều độ thấp hơn.
Điều độ khu vực gồm cú điều độ khu vực A1 (HTĐ miền Bắc), A2 (HTĐ miền Bắc Trung Bộ), A3 (HTĐ miền Nam Trung Bộ), A4 (HTĐ Nam Bộ). Cú nhiệm vụ cơ bản:
• Điều hành hoạt động của lưới điện khu vực (Bắc – Trung – Nam).
• Trực tiếp điều khiển cỏc nhà mỏy điện cú cụng suất trung bỡnh được phõn cụng (lưới 110 kV – 220 kV).
• Giỏm sỏt điều hành cấp điều độ địa phương.
Điều độ địa phương gồm tỉnh, thành phố, khu cụng nghiệp ( B1, B2...): điều hành hoạt động lưới phõn phối, cỏc nguồn điện nhỏ ở địa phương.
III.
Hệ thống cung cấp điện
III.1. Chất lượng điện năng
Đặc điểm của điện năng là cỏc chất lượng của nú phụ thuộc đồng thời vào việc sản xuất, truyền tải, phõn phối điện, vào cỏc nhà chế tạo thiết bị lẫn người vận hành sử dụng.
Chất lượng điện năng là chủ đề cú ý nghĩa chiến lược đối với toàn xó hội, tới cỏc nhà chế tạo, lắp đặt, vận hành sử dụng, khai thỏc, bảo dưỡng, quản lý vỡ cỏc lý do sau đõy:
• Vai trũ quan trọng của điện năng đối với sản xuất và đời sống.
• Việc sử dụng ngày càng rộng rói cỏc phụ tải nhạy cảm với nhiễu do sự suy giảm chất lượng điện năng như cụng nghệ thụng tin, thiết bị đo lường, điều khiển, tự động húa, điện tử viễn thụng đũi hỏi điện năng phải được cung cấp liờn tục ổn định với chất lượng tốt.
• Chất lượng điện suy giảm làm hiệu suất sử dụng của thiết bị thấp, tiờu tốn năng lượng, giảm tuổi thọ.
Theo IEC chất lượng điện năng là chỉ tiờu xỏc định đặc tớnh của nguồn khi cung cấp liờn tục cho người sử dụng với điện ỏp đối xứng cú độ lớn, tần số và dạng súng quy định. Trước đõy với cụng nghệ tương tự ta chỉ quan tõm đến điện ỏp, tần số. Sai số cho phộp về độ lớn điện ỏp∆U< 5%, ∆f <±0,5Hz,
Ngày nay với cỏc thiết bị kỹ thuật số ngoài cỏc chỉ tiờu trờn cũn đũi hỏi cao về dạng súng điện ỏp với độ mộo điều hũa nhỏ hơn 5%.
III.2. Tổn hao trong HTĐ và cỏc biện phỏp giảm tổn hao cụng suất và tổn hao điện ỏp
Theo thống kờ cỏc xớ nghiệp cụng nghiệp sử dụng 70% lượng điện năng được sản xuất ra, vỡ vậy sử dụng hợp lý và tiết kiệm năng lượng trong cỏc xớ nghiệp cụng nghiệp cú ý nghĩa rất lớn, vừa mang lại lợi ớch cho xớ nghiệp, vừa mang lại lợi chung cho toàn bộ nền kinh tế quốc dõn.
Việc tiết kiệm điện năng cú thể thực hiện qua cỏc khõu: