CHƯƠNG 2 NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG ĐIỆN NĂNG CỦA HỆ THỐNG CUNG CẤP ĐIỆN CHO QUẬN ĐỐNG ĐA
2.2 ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP THEO ĐỘ LỆCH
Chất lượng điện năng của hệ thống điện chủ yếu là tần số và điện áp.
Khi đảm bảo sự cân bằng giữa công suất phát từ các nguồn điện và nhu cầu phụ tải, chế độ làm việc ổn định của hệ thống điện được xác lập. Điều đó được thể hiện bởi các giá trị duy trì của tần số trong hệ thống và điện áp tại các nút chủ yếu của mạng điện cao áp và đây cũng là hai trong tập thông số trọng thái của hệ thống điện.
Tần số là một thông số có tính chất hệ thống. Ngược lại việc quản lý chất lượng điện áp về nguyên tắc phải được thực hiện phân tán và theo nhiều cấp khác nhau trong mạng điện nhằm đạt các chỉ tiêu về độ lệch tuyệt đối so với giá trị điện áp yêu cầu, về khoảng thời gian xảy ra độ lệch, về hậu quả của độ lệch. Nghĩa là đây cần đánh giá sự kiện sai lệch về chất lượng điện áp trong không gian 3 chiều: chiều rộng của cường độ, chiều dài của thời gian
(còn gọi là đánh giá tích phân) và chiều sâu của hiệu quả (thiệt hại kinh tế).
Tuy nhiên những chỉ tiêu trên đây được thực hiện trong những ràng buộc cụ thể về cấu trúc hệ thống, khả năng thiết bị, vốn đầu tư...
Điều chỉnh điện áp theo độ lệch là nhằm đảm bảo sao cho độ lệch điện áp so với điện áp định mức ở tất cả các thiết bị dùng điện nằm trong phạm vi cho phép.
Chất lượng điện áp phải được đảm bảo ở mạng điện hạ áp phía sau TPP, và phải được đảm bảo ở trên cực các thiết bị dùng điện sử dụng điện áp cao hơn nếu có.
Để điều chỉnh điện áp ta có thể sử dụng các phương pháp sau:
1. Điều chỉnh điện áp máy phát điện bằng cách điều chỉnh dòng điện kích thích.
2. Điều chỉnh điện áp ra của máy biến áp tăng áp và hạ áp bằng cách đặt đầu phân áp cố định hoặc điều áp dưới tải.
3. Điều chỉnh điện áp trên đường dây tải điện bằng máy biến áp điều chỉnh và biến áp bổ trợ.
4. Đặt các thiết bị bù ngang có điều chỉnh để thay đổi tổn thất điện áp trên đường dây có thể dùng bộ tụ điện, máy bù đồng bộ hoặc động cơ điện đồng bộ có điều chỉnh kích từ.
5. Đặt thiết bị bù dọc trên đường dây để thay đổi điện kháng đường dây nhằm thay đổi tổn thất điện áp.
6. Thay đổi cấu trúc lưới và phương thức vận hành...
Về địa điểm thực hiện điều chỉnh điện áp có thể ở nhà máy điện, trên mạng điện khu vực và ở mạng điện địa phương hoặc đặt tại thiết bị dùng điện.
Theo bản chất vật lý, chỉ có hai phương pháp điều chỉnh điện áp, hoặc tăng thêm nguồn công suất phản kháng (các phương pháp 1 và 4) hoặc phân bổ lại công suất phản kháng trong mạch điện (các phương pháp còn lại) phương pháp này chỉ có hiệu quả khi hệ thống điện có đủ công suất phản kháng. Khi hệ thống điện thiếu công suất phản kháng phương pháp duy nhất để điều chỉnh điện áp là tăng thêm các nguồn công suất phản kháng.
Do sự phức tạp về cấu trúc của hệ thống điện về chế độ làm việc của phụ tải và sự phân cấp trong thiết kế, thi công và quản lý vận hành, việc điều chỉnh điện áp một cách thống nhất trong toàn hệ thống điện là không thể thực hiện được. Nhiệm vụ điều chỉnh điện áp được phân chia cho từng khu vực của hệ thống điện: ở nhà máy điện, mạng điện khu vực và mạng điện địa phương.
Ở mỗi khu vực việc điều chỉnh điện áp nhằm đảm bảo các yêu cầu về điện áp ở đầu ra được tiêu chuẩn hoá. Ở nhà máy điện điều chỉnh điện áp nhằm đảm bảo điện áp vào của mạng điện khu vực, khi điều chỉnh phải chú ý đến chất lượng điện áp các phụ tải tự dùng. mạng điện khu vực phải đảm bảo điện áp Ở ra của các trạm khu vực đã được quy định. Mạng điện địa phương trực tiếp cung cấp điện năng cho phụ tải, nên việc điều chỉnh điện áp ở đây rất quan trọng và là nhiệm vụ chính để đảm bảo chất lượng điện áp nói chung. Việc tối ưu hoá chế độ điện áp chủ yếu tiến hành ở khu vực này.
Có 2 phương thức điều chỉnh điện áp là điều chỉnh tập trung và điều chỉnh cục bộ. Điều chỉnh tập trung nhằm thay đổi mức điện của toàn khu vực, còn điều chỉnh cục bộ chỉ thay đổi mức điện áp của một bộ phận nào đó của mạng điện. Trong thực tế để đảm bảo chất lượng điện áp thường kết hợp cả hai phương thức này.
Khi tính toán điều chỉnh điện áp chỉ cần xét hai chế độ đặc trưng của phụ tải, đó là chế độ công suất cực đại (max) và chế độ công suất cực tiểu
(min). Nếu đảm bảo chất lượng điện áp ở hai chế độ này thì sẽ đảm bảo chất lượng điện áp các chế độ còn lại.
Khi tính toán điều chỉnh điện áp cũng không cần phải xét đến mọi điểm trong mạng điện hạ áp mà chỉ cần xét đến một số điểm, mà việc đảm bảo chất lượng điện áp ở các điểm đó sẽ dẫn tới đảm bảo ở các điểm còn lại, ta gọi đó là các điểm kiểm tra.
Vấn đề đảm bảo chất lượng điện áp phải được quán triệt từ quá trình thiết kế đến vận hành mạng điện. Khi thiết kế phải căn cứ vào các đặc điểm vận hành trong tương lai, lựa chọn đúng các phần tử của mạng điện theo điều kiện điện áp, lựa chọn đúng và đặt đúng chỗ các thiết bị điều chỉnh điện áp.
Trong vận hành phải thường xuyên theo dõi điện áp ở các điểm kiểm tra, đề ra các phương thức điều chỉnh thích hợp để đảm bảo chất lượng điện áp, khi phụ tải luôn thay đổi theo thời gian, cần phải kịp thời đề ra và thực hiện các biện pháp sao cho chất lượng điện áp luôn luôn đạt tiêu chuẩn quy định.