TTĐN là vÃn đÅ kinh tÃ. Viác quyÃt đánh thāc hián mát giÁi pháp giÁm TTĐN dāa trờn viỏc cõn nhÃc giÿa lÿi ớch thu đ°ÿc nhồ giÁm TTĐN và chi phớ cho giÁi pháp đó. Cũng cÅn l°u ý rằng các giÁi pháp giÁm TTĐN trên HTĐ nhìn chung cũng đòng thồi nõng cao cỏc chò tiờu kỹ thuÁt của HTĐ (nh° khÁ nng tÁi, chÃt l°ÿng đián áp). Do đó, cũng cÅn cân nhÃc thêm các lÿi ích này khi phân tích kinh tà - kỹ thuÁt mát giÁi pháp giÁm TTĐN. Tùy theo các nguyên nhân gây ra TTĐN mà có thể thāc hián các giÁi pháp giÁm TTĐN t°¢ng ứng. Các giÁi pháp giÁm TTĐN cú thểđ°ÿc chia thành hai nhúm bao gòm giÁi phỏp liờn quan đÃn thiÃt kà và chà t¿o từng thiÃt báđián và giÁi pháp vÅ quÁn lý HTĐ.
1.4.1 Các giÁi pháp giÁm TTĐN liên quan đ¿n thi¿t k¿ và ch¿ t¿o thi¿t bá đián
- Hai phÅn tử tÁi điỏn chớnh gõy TTĐN trờn HTĐ là đ°ồng dõy và MBA. Sau đây là các giÁi pháp liên quan đÃn thiÃt kà và chà t¿o của các phÅn tử này.
1.4.1.1Giảm TTĐN trên đường dây
- Trờn đ°ồng dõy tÁi điỏn cú thể tòn t¿i cÁ TTĐN phā thuỏc dũng điỏn (do điỏn trỗ dõy d¿n) và phā thuỏc điỏn ỏp (tỏn thÃt vÅng quang điỏn).
11
Giảm điện trởđơn vị của dõy dẫn: Để giÁm điỏn trỗ dõy d¿n, cú thể cú cỏc cách sau liên quan đÃn viác chà t¿o dây d¿n:
Sử dāng vÁt liỏu làm dõy d¿n cú điỏn trỗ đÂn vỏ nhò.
Tng tiÃt dián dây d¿n.
- Nhÿng giÁi pháp này nhìn chung có chi phí cao. Ngoài viác tng ván đÅu t° dây d¿n, tng tiÃt dián dây d¿n còn kéo theo tng chi phí cho lÃp đặt, vÁn hành.
Thay lo¿i dõy cú điỏn trỗ thÃp nhỡn chung cũng làm tng vỏn đÅu t°. HÂn nÿa, nhiỏm vā chớnh của đ°ồng dõy là đÁm bÁo khÁ nng tÁi điỏn mà khÁ nng tÁi l¿i cũng phā thuỏc vào tiÃt diỏn dõy d¿n và vÁt liỏu làm dõy d¿n. Bỗi vÁy, ỏp lāc tng
tiÃt diỏn dõy d¿n hoặc thay dõy d¿n làm bỗi vÁt liỏu khỏc chủ yÃu là để đỏp ứng yờu cÅu khÁ nng tÁi. GiÁm TTĐN chò là yờu cÅu kinh tà kÃt hÿp vói yờu cÅu kỹ thuÁt trên đây.
Giảm tổn hao do vầng quang điện: Các giÁi pháp giÁm tán hao do vẩng quang điỏn trờn cỏc đ°ồng dõy trờn khụng chủ yÃu nhằm vào viỏc tng ng°ỡng đián áp bÃt đÅu gây phóng đián vÅng quang. Mát sá giÁi pháp chính nh° sau:
Tng khoÁng cách giÿa các pha dây d¿n.
Tng đ°ồng kớnh dõy d¿n. Khi đú c°ồng đỏ điỏn tr°ồng trờn bÅ mặt dõy d¿n sÁ giÁm và do đó giÁm khÁ nng xuÃt hián vÅng quang. Để giÁm trọng l°ÿng cựa dõy d¿n, dõy d¿n ròng đ°ÿc sử dāng để giÁm phúng điỏn vÅng quang đỏi vói đ°ồng dõy siờu cao ỏp.
Ngoài ra, phân pha dây d¿n trên từng pha cũng làm tng bán kính trung bình hình học (GMR) của pha dây d¿n và do đó cũng có tác dāng giÁm tỏn thÃt vÅng quang t°Âng tā tng đ°ồng kớnh dõy d¿n.
1.4.1.2 Giảm TTĐN trong máy biến áp
Vói cỏc lo¿i tỏn thÃt chớnh trong MBA nh° đó nờu ỗ trờn, cỏc giÁi phỏp giÁm tỏn thÃt đỏi vói từng lo¿i tỏn thÃt liờn quan đÃn chà t¿o MBA đ°ÿc túm tÃt ỗ bÁng d°ãi đây.
Có thể thÃy rằng giÿa tán thÃt không tÁi, tán thÃt có tÁi và chi phí cho giÁi pháp có mái quan há qua l¿i. Các giÁi pháp giÁm tán thÃt có tÁi l¿i có xu h°ãng khiÃn cho tán thÃt không tÁi tng và ng°ÿc l¿i. Tng tiÃt dián lõi thép sÁ giÁm tán hao không tÁi, nh°ng sÁlàm tng chiÅu dài của các cuán dây MBA d¿n đÃn tng
12 tỏn thÃt đòng. Do đú, trong thiÃt kà cÅn chọn mỏt giÁi phỏp tỏi °u để giÁm thiểu tán thÃt trong MBA nói chung.
Bảng 1-1: Các giải pháp giảm tổn thất trong máy biến áp
Giảm tổn thất không tải (TTKT) Sử dāng lõi thép làm bằng vÁt liáu tán hao thÃp
GiÁm Không đái Tng
GiÁm từ cÁm B bằng cách:
- Tng tiÃt dián lõi thép
- GiÁm sá vôn/vòng GiÁm Tng Tng
GiÁm chiÅu dài m¿ch từ bằng cách giÁm tiÃt
dián dây d¿n GiÁm Tng GiÁm
Giảm tổn thất có tải (TTCT)
Sử dāng dây d¿n làm bằng vÁt liáu tán hao thÃp Không đái GiÁm Tng
Tng tiÃt dián dây quÃn MBA Tng GiÁm Tng
GiÁm chiÅu dài m¿ch d¿n đián bằng cách:
- GiÁm tiÃt dián lõi thép
- Tng sá vôn/vòng
Tng GiÁm GiÁm
(a)Lòi thộp vÁt liỏu vụ đỏnh hỡnh làm tng tỏn hao cú tÁi
- Để giÁm tán thÃt trong lõi thép MBA, giÁi pháp công nghá gÅn đây là thay lõi thép làm bằng vÁt liáu tôn silic bằng lõi thép vÁt liáu vô đánh hình. VÁt liáu này đ°ÿc chà t¿o bằng ph°Âng phỏp làm đụng đặc nhanh hòn hÿp cỏc kim lo¿i đang núng chÁy bao gòm sÃt, Bo, Silic, vói tỏc đỏ làm l¿nh (106 K/s) và thu đ°ÿc mát kim lo¿i rÃn có cÃu trúc vô đánh hình vãi các nguyên tử phân bá ng¿u nhiên, không theo mát nguyên tÃc nào cÁ. Khi đ°ÿc làm đông đặc nhanh, thép sÁ đ°ÿc kộo vói tỏc đỏ 100 km/h và cỏn mòng 0,02-0,04mm. Đõy chớnh là lo¿i vÁt liỏu tỏi
°u húa tớnh nng từ, giỳp giÁm từ trò, giÁm dũng điỏn xoỏy nhồ giÁm bÅ dày của vÁt liáu. TTĐN của MBA dā kiÃn sÁ giÁm trên 75%.
1.4.2 Các giÁi pháp giÁm TTĐN trong quÁn lý vÁn hành
1.4.2.1 Các giải pháp trong quy hoạch và thiết kế HTĐ
Māc tiêu chính của quy ho¿ch HTĐ là đáp ứng nhu cÅu phát triển của phā tÁi mỏt cỏch tin cÁy, an toàn và kinh tÃ. Trong māc tiờu chung đú, TTĐN th°ồng đóng vai trò là mát thành phÅn trong chi phí vÁn hành HTĐ trong hàm māc tiêu.
Trong thiÃt kÃHTĐ, vai trò của TTĐN cũng thuác vào chi phí vÁn hành, liên quan trāc tiÃp đÃn thụng sỏ cỏc phẩn tử trờn HTĐ (đ°ồng dõy và MBA). Mặc dự
13 ph°¢ng án quy ho¿ch ứng vãi cāc trá hàm māc tiêu không hoàn toàn t°¢ng ứng vói cāc tiểu húa TTĐN, nh°ng nÃu xột trờn vũng đồi vÁn hành dài của cụng trỡnh điỏn thỡ ph°Âng ỏn cú TTĐN thÃp th°ồng trựng vói ph°Âng ỏn tỏi °u. Do đú, ph°¢ng án tái °u trong quy ho¿ch và thiÃt kà cũng đ°ÿc xem là mát giÁi pháp giÁm TTĐN.
Cỏc giÁi phỏp giÁm TTĐN từ khõu quy ho¿ch bao gòm:
- Dā báo chính xác phātÁi (vá trí, công suÃt).
- KhoÁng cỏch cÃp điỏn hÿp lý, phā tÁi đ°ÿc cÃp điỏn gÅn nguòn cÃp.
- Chọn đián áp vÁn hành phù hÿp vãi công suÃt tÁi.
1.4.2.2 Bù công suất phản kháng trong vận hành HTĐ
Nhu cÅu CSPK trong HTĐ rÃt lãn mặc dù nó không sinh công. Đó là do tác dāng của viác tÁi và tiêu thāđián nng xoay chiÅu. Các phā tÁi CSPK chính trong HTĐ gòm đỏng c điỏn (70-75%), MBA (20-25%) và cỏc đ°ồng dõy (khoÁng 5%) trong đó nhu cÅu CSPK chủ yÃu (đáng c¢ đián và các MBA của phā tÁi) nằm ỗ phā tÁi của HTĐ nh° cỏc phā tÁi cụng nghiỏp, phā tÁi t°ói tiờu trong nụng nghiáp, phā tÁi dách vā th°¢ng m¿i (điÅu hoà nhiát đá), phā tÁi giao thông đián.
Nhu cÅu CSPK liờn tāc thay đỏi theo thồi gian. Đểđỏp ứng nhu cÅu này, cú thể cÃp CSPK từ phía phā tÁi hoặc từphía HTĐ (phía cung cÃp đián).
1.4.2.3 Tối ưu hóa cấu trúc lưới điện
Phā tÁi liên tāc thay đái là đáng lāc chính của các bài toán kinh tà - kỹ thuÁt trong vÁn hành HTĐ. Khi phā tÁi thay đái, trào l°u công suÃt trên l°ãi đián cũng sÁthay đái. Do đó, ngoài nhÿng điÅu kián vÅ kỹ thuÁt phÁi đÁm bÁo nh° cân bằng
công suÃt, đÁm bÁo khÁnng tÁi và án đánh đián áp, mát yêu cẩu đặt ra là phÁi lāa chọn mỏt ph°Âng thức vÁn hành l°ói điỏn (t°Âng ứng mỏt d¿ng s đò l°ói điỏn) sao cho tỏi °u húa cỏc chò tiờu vÅ kinh tÃ. Đỏi vói l°ói phõn phỏi điỏn, chò tiờu tỏi
°u húa cÃu trỳc l°ói điỏn th°ồng là cāc tiểu húa tỏn thÃt cụng suÃt trờn HTĐ.
1.4.2.4Nâng cao chất lượng điện năng
Nh° đó nờu ỗ māc 1.2, hai hiỏn t°ÿng CLĐN gõy tng TTĐN là mÃt đối xứng và biÃn d¿ng sóng. Sau đây là các giÁi pháp khÃc phāc cÁ hai hián t°ÿng này:
Các giải pháp giảm mất đối xứng trong HTĐ: Đái vãi vÃn đÅ mÃt đái xứng, cỏc giÁi phỏp th°ồng đ°ÿc ỏp dāng để đỏi xứng húa l°ói điỏn bao gòm:
Sử dāng đ°ồng dõy hoỏn vỏ pha.
14
Phân bá phā tÁi đánh mức đÅu trên cÁ ba pha ngay từ khâu thiÃt kÃ. Nhồđú cú thể giÁm xỏc suÃt mÃt cõn bằng pha trong vÁn hành.
Khi mÃt đỏi xứng là khụng trỏnh khòi thỡ buỏc phÁi sử dāng thiÃt bỏ đái xứng hóa;
Các giải pháp giảm biến dạng sóng:
Các giÁi pháp giÁm biÃn d¿ng sóng sÁ làm giÁm mức sóng hài dòng đián và điỏn ỏp trờn HTĐ và nhồ đú sÁ giÁm TTĐN do biÃn d¿ng súng gõy ra. Từ khớa c¿nh CLĐN, cỏc giÁi phỏp này tỏc đỏng đÃn cỏc giai đo¿n gòm hỡnh thành súng hài, lan truyÅn sóng hài và t¿i các phā tÁi nh¿y cÁm vãi sóng hài. Tuy nhiên, nhìn
từ quan điểm TTĐN trên l°ãi đián thì các giÁi pháp đái vãi khâu hình thành và lan truyÅn sóng hài sÁ có tác dāng giÁm TTĐN trên l°ãi đián.
Các giải pháp giảm phát sinh sóng hài:
Sóng hài dòng đián sinh ra từ phā tÁi phi tuyÃn trên HTĐ nh° các quá trình hò quang (lũ hòquang, hàn điỏn), từ cỏc thiÃt bỏ biÃn tẩn (converter) sử dāng cỏc
linh kián đián tử công suÃt. Các giÁi pháp đái vãi các phā tÁi phi tuyÃn phÁi tác đỏng vào cụng nghỏ chà t¿o thiÃt bỏvà th°ồng chi phớ rÃt cao hoặc khú thāc hiỏn.
Mỏt sỏ giÁi phỏp cā thể bao gòm:
Các giải pháp ngăn chặn sóng hài lan truyền:
NÃu khụng thể giÁm đ°ÿc l°ÿng súng hài sinh ra từ cỏc nguòn súng hài thỡ
có thể áp dāng các giÁi pháp ngn chặn sóng hài lan truyÅn từngay n¢i phát sinh.
Cỏc giÁi phỏp chớnh bao gòm:
Dùng MBA có táđÃu dây vãi góc dách pha hÿp lý hoặc MBA có tá đÃu dây zig-zag;
Sử dāng các thiÃt bá lọc sóng hài đặt trāc tiÃp t¿i m¿ch kÃt nái giÿa l°ói điỏn và cỏc nguòn sinh súng hài. ThiÃt bỏ lọc súng hài đ°ÿc phõn làm hai lo¿i là bá lọc thāđáng và bá lọc chủđáng (hay là lọc tích cāc).
Với bộ lọc thụđộng: Cú kÃt cÃu đÂn giÁn chò gòm mỏt m¿ch cỏng h°ỗng nỏi tiÃp điỏn dung và điỏn cÁm. Tỏng trỗ m¿ch lọc sÁ rÃt nhò ứng vói tÅn sỏ súng hài đ°ÿc lọc h (khi XL(h)=Xc(h)). Có thể ghép song song nhiÅu m¿ch lọc thāđáng để lọc trāc tiÃp cỏc thành phÅn súng hài cú biờn đỏ lón sinh ra bỗi nguòn súng hài.
15
Với bộ lọc tích cực: Là các thiÃt báđiÅu hòa công suÃt sử dāng các m¿ch đián tử cụng suÃt để t¿o cỏc biÃn tÅn nguòn dũng điỏn (Current Source Converter) và biÃn tÁn nguòn điỏn ỏp (Voltage Source Converter) nh° thiÃt bỏ bự đòng bỏtĩnh (STATCOM) và thiÃt báđiÅu áp đáng (DVR). ThiÃt bá sÁ bù biÃn d¿ng sóng bằng cách chủđáng lọc các thành phÅn sóng hài xuÃt hián từ phía phā tÁi phi tuyÃn.
- Mỏt cỏch lý t°ỗng, đỏi vói bỏ lọc song song, bỏ nghỏch l°u đ°ÿc điÅu khiển để t¿o ra dòng đián bằng táng các dòng đián sóng hài do tÁi phi tuyÃn t¿o ra, nh°ng ng°ÿc pha và do đó sÁ có tác dāng khử các sóng hài. Đái vãi bá lọc nái tiÃp, sÁ t¿o thành mỏt m¿ch cú tỏng trỗ lón đỏi vói cỏc thành phÅn súng hài để chặn súng hài lan truyÅn vào l°ãi. Mát m¿ch lọc thāđáng ghép song song vãi tÁi sÁ có tác dāng tiêu tán sóng hài dòng đián.