1.3.1. Những nghiên cứu về chất lượng điện áp trong cơng nghiệp chung
Trong lĩnh vực cơng nghiệp nói chung, những năm gần đây một số phụ tải đặc thù như các nhà máy xi măng, các nhà máy cán thép được đặc biệt chú trọng nhằm hạn chế các ảnh hưởng của sóng hài dịng điện. Các nghiên cứu của các tác giả cũng tập trung vào hai khía cạnh chính của chất lượng điện áp đó là: độ lệch điện áp và các biện pháp giảm thiểu sóng hài.
Đối với tổn hao điện áp và độ lệch điện áp, các nghiên cứu của tác giả Lã Văn Út [11], cho thấy các giải pháp chính để giảm thiểu tổn hao điện áp, ổn
định điện áp và duy trì độ lệch điện áp trên các cực phụ tải của lưới trung áp gồm:
- Lựa chọn điểm phân đoạn hợp lý của cấu trúc lưới kín;
- Sử dụng các thuật toán phù hợp nhằm lựa chọn điểm bù công suất phản kháng hợp lý trên lưới phân phối;
- Tính tốn lựa chọn cấu trúc lưới tối ưu trong giai đoạn thiết kế ban đầu. Hoặc sử dụng các phần mềm sẵn có để tính tốn các đại lượng điện áp nút tương ứng với các cấu trúc khác nhau của một lưới điện có sẵn.
Bên cạnh đó những đề xuất về các thiết bị truyền tải điện linh hoạt như STATCOM, DSTATCOM cũng đã được đề xuất để khắc phục những vi phạm điện áp tức thời đối với các phụ tải quan trọng.
Đối với sóng hài dịng điện: Các tác giả Võ Như Tiến [9], Bùi Quốc Khánh [5], Châu Minh Thuyên [8] và Lê Thị Thu Uyên [12] đều có những điểm tương đồng khi thiết kế các bộ lọc tích cực để loại bỏ sóng hài. Thuyết p-q như hình 1.15 được hầu hết các tác giả sử dụng nhằm chuyển hệ đơn vị ba pha a, b, c về hệ trục dq0 hoặc α, β, 0. Bộ điều khiển ứng dụng trong các bộ lọc đều được mã hóa tùy theo tính chất của tải. Các nghiên cứu đều cho thấy việc sử dụng điều khiển mờ trong tính tốn thiết kế các bộ lọc tích cực là phù hợp, đồng thời giảm được độ méo sóng hài dịng điện về ngưỡng yêu cầu theo các quy định, thơng tư của EVN và Chính phủ.
Hình 1.15 Cấu trúc chuyển đổi aba-dq0 [5]
1.3.2. Những nghiên cứu về chất lượng điện áp trong khai thác khoáng sản
Đối với ngành công nghiệp khai thác mỏ, trong những năm gần đây, được sự quan tâm đúng mức của Tập đồn than khống sản Việt Nam, phịng nghiên cứu sử dụng năng lượng tiết kiệm hiệu quả của Viện khoa học Công nghệ Mỏ đã tiến hành một loạt các nghiên cứu, đánh giá và kiểm tốn năng lượng nói chung cũng như về chất lượng điện năng nói riêng của lưới điện 6kV các mỏ vùng Đông Bắc Quảng Ninh. Các tác giả trong các cơng trình nghiên cứu [13], [7], [4] đã đề cập tới các chỉ tiêu chất lượng điện áp: Dao động điện áp theo thời gian dài, nhiễu sóng hài. Các cơng trình nghiên cứu cũng đã xây dựng được một số phân bố về tần xuất xuất hiện các giá trị độ lệch chuẩn của điện áp và tần số ở các mỏ hầm lị như Vàng Danh, Mạo Khê (hình 1.16a,b).
a) b)
Hình 1.16 Đường cong phân bố tần suất về điện áp (a) và tần số (b) mỏ hầm lị Cơng ty than Mạo Khê (a) [4]
Trong nghiên cứu của mình, Hồ Việt Bun [2] đã chỉ ra đường cong thể hiện bội số quá điện quá điện áp và đồ thị thể hiện sự quá áp trên các pha không sự cố khi một pha chạm đất trong mạng điện trung áp 6kV của mỏ than Thống nhất như hình 1.17 và 1.18.
Hình 1.17 Bội số quá điện áp trên các pha không sự cố khi pha A chạm đất ứng với các góc φ ban đầu ở mỏ than Thống Nhất [2]
Hình 1.18 Quá điện áp trên các pha không sự cố khi pha A chạm đất tại thời điểm t = 0,0061s (φ=1100) [2]
Về sóng hài, các nghiên cứu mơ phỏng của Lê Xuân Thành [7] chỉ ra sự quá điện áp do cộng hưởng song song khi đóng cắt các bộ tụ bù trong mạng điện trung áp 6kV mỏ lộ thiên vơ tình sinh ra các nguồn hài quá áp phía 35kV và gây q áp phía 6kV có thể lên đến 2 lần (hình 1.19). Hậu quả gây ra phá huỷ tức thì các bộ tụ bù được lắp đặt phía 6kV.
Hình 1.19 Cộng hưởng điện áp phía 35kV và điện áp nút phía 6kV khi xảy ra cộng hưởng song song khi đóng cắt các bộ tụ bù 6kV trong mạng điện mỏ lộ thiên [7]
Các nghiên cứu trên cho thấy, những đánh giá về chất lượng điện áp chưa được đầy đủ, mới chỉ dừng lại ở thống kê các số liệu về sóng hài và dao động điện áp mà chưa có những phân tích về ảnh hưởng của những vi phạm tới những trang bị điện đặc biệt trong lưới như các bộ tụ bù công suất phản kháng, khả năng vi phạm giới hạn công suất truyền tải của các máy biến áp do các hiện tượng cộng hưởng song song khi có sóng hài. Do vậy, trong luận văn này, tác giả sẽ đi nghiên cứu, tìm hiểu về một số ảnh hưởng của độ lệch điện áp và sóng hài dịng điện tới một số trang bị điện chính trong mỏ hầm lị Cơng ty than Mạo Khê, từ đó đưa ra một số giải pháp nhằm hạn chế những vi phạm đó.
Chương 2
KHẢO SÁT ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG ĐIỆN ÁP MẠNG ĐIỆN 6KV CỦA CÔNG TY THAN MẠO KHÊ