Đang tải... (xem toàn văn)
Nghiên cứu đánh giá hiện trạng và đề xuất một số giải pháp cải thiện chất lượng điện áp trong lưới điện trung áp tỉnh Thái Nguyên
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THẠC SĨ KHỐ 8 – ĐHCN THÁI NGUN Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Ngun http://www.lrc-tnu.edu.vn 1 Mở đầu Trong những năm gần đây, do sự phát triển mạnh mẽ của nền kinh tế, tốc độ độ cơng nghiệp hố tăng nhanh, nhu cầu về điện năng ngày càng lớn đòi hỏi ngành Điện phải đi trước một bước để tạo cơ sở cho sự phát triển của nền kinh tế. Cùng với sự phát triển của nền kinh tế quốc dân là những u cầu ngày càng khắt khe của khách hàng về chất lượng điện năng. Ngành Điện phải thực hiện những kế hoạch phát triển nguồn và lưới phù hợp với nhu cầu của phụ tải và cải tạo nâng cấp những khu vực hiện có, đề ra những biện pháp vận hành hợp lý để nâng cao chất lượng điện năng, tăng cơng suất truyền dẫn để có thể đáp ứng ngày càng tốt hơn những đòi hỏi ngày càng cao về sản lượng cũng như chất lượng điện năng đồng thời tiết kiệm chi phí, giảm tổn thất và nâng cao hiệu quả kinh tế cung cấp và sử dụng điện. Đó là một nhiệm vụ hết sức khó khăn, trong đó việc nâng cao chất lượng điện năng ở lưới điện phân phối có ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng điện năng và chỉ tiêu kinh tế chung của tồn hệ thống. Với lưới điện phân phối việc đáp ứng những u cầu về chất lượng điện năng gặp khơng ít khó khăn, đặc biệt đối với lưới điện 6kV và 10kV xuất phát từ các trạm trung gian 35/6kV và 35/10kV khơng có hệ thống điều áp dưới tải. Sự phát triển mạnh mẽ của phụ tải điện ảnh hưởng đến chất lượng điện năng trong lưới điện phân phối biểu hiện dễ nhận thấy là chất lượng điện áp. Với đề tài “ Nghiên cứu đánh giá hiện trạng và đề xuất một số giải pháp cải thiện chất lƣợng điện áp trong lƣới điện trung áp tỉnh Thái Ngun” tác giả mong muốn đóng góp một phần nhỏ những tìm tòi, nghiên cứu của mình vào việc đảm bảo chỉ tiêu chất lượng điện áp trong lưới điện phân phối có nhiều cấp điện áp nhưng khơng có hệ thống điều áp dưới tải tại các trạm trung gian. Luận văn bao gồm 4 chương, trong đó tại Chương 1 tác giả giới thiệu tổng qt về hiện trạng và triển vọng phát triển cùng với những u cầu xuất phát từ thực tế về chất lượng điện năng của lưới điện tỉnh Thái Ngun,. LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THẠC SĨ KHỐ 8 – ĐHCN THÁI NGUN Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Ngun http://www.lrc-tnu.edu.vn 2 Chương 2 trình bày lý thuyết chung về chất lượng điện năng, các chỉ tiêu chất lượng điện năng tại một số quốc gia và của Việt Nam, chú trọng phân tích chỉ tiêu độ lệch điện áp, diễn biến của điện áp trong lưới điện phân phối và các phương pháp điều chỉnh độ lệch điện áp. Chương 3 tiến hành khảo sát, đánh giá thực trạng chất lượng điện áp tại một số nút chính trong lưới điện phân phối tỉnh Thái Ngun. Trong chương này luận văn cũng nghiên cứu các phương pháp tính tốn đánh giá chất lượng điện áp (CLĐA) tại các nút phụ tải theo chỉ tiêu tổng qt (CTTQ) cùng với các giải pháp cải thiện chất lượng điên áp phù hợp với đặc điểm của lưới điện phân phối tỉnh Thái Ngun. Trên cơ sở các phương pháp tính tốn tác giả đã thành lập các thuật tốn để tính tốn kiểm tra CLĐA tại các nút của lưới điện phân phối đơn giản và trình bày những nét cơ bản của chương trình phần mềm Conus sẽ được sử dụng tại Chương 4 khảo sát các sơ đồ lưới điện phân phối phức tạp trong thực tế vận hành. Chương 4 nghiên cứu áp dụng chương trình Conus để tính tốn khảo sát CLĐA và đề xuất một số giải pháp cải thiện CLĐA trong lưới điện phân phối tỉnh Thái Ngun. Tác giả chân thành gửi lời cảm ơn tới TS Nguyễn Mạnh Hiến và các thầy cơ của Bộ mơn Hệ thống điện trường Đại học Bách khoa Hà Nội đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo giúp tác giả hồn thành luận văn. Cảm ơn các đồng nghiệp đã giúp đỡ trong cơng việc để tác giả có thời gian học tập, thu thập số liệu viết luận văn. Do thời gian có hạn và kiến thức còn nhiều hạn chế nên luận văn chắc chắn còn nhiều khiếm khuyết. Tác giả chân thành mong muốn nhận được sự chỉ bảo góp ý của thầy cơ và các đồng nghiệp cùng bạn đọc quan tâm đến nội dung luận văn này. LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THẠC SĨ KHOÁ 8 – ĐHCN THÁI NGUYÊN Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 3 CHƢƠNG I TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG LƢỚI ĐIỆN KHU VỰC THÁI NGUYÊN 1.1-Cấu trúc hiện tại của lưới điện Thái Nguyên và phương hướng phát triển trong tương lai. Thái nguyên là một tỉnh miền núi trung du, nằm trong vùng trung du và miền núi Bắc bộ, diện tích tự nhiên 3.562,82 km2, dân số hiện nay là 1.046.000 người. Thái Nguyên là một tỉnh không lớn, chiếm 1,13% diện tích và 1,41% dân số so với cả nước. Thái Nguyên tiếp giáp với tỉnh Bắc Cạn ở phía bắc, phía tây giáp Vĩnh Phúc và Tuyên Quang, phía đông giáp các tỉnh Lạng Sơn và Bắc Giang và phía nam giáp Thủ đô Hà Nội. Thái Nguyên có địa hình đa dạng bao gồm các khu vực trung du và các vùng núi. Thái Nguyên là một thành phố công nghiệp, tỷ trọng điện tiêu thụ trong sản xuất công nghiệp chiếm khoảng 70% so với tổng điện năng tiêu thụ. Lưới điện phân phối hiện nay ở Thái Nguyên là lưới điện có điện áp dưới 110kV, sử dụng các cấp điện áp thông dụng như 35, 22, 10, 6kV có trung tính cách ly, trung tính nối đất trực tiếp hoặc gián tiếp qua máy biến áp tạo trung tính hoặc cuộn dập hồ quang ( cuộn Pertecxen). Lưới điện phân phối vận hành theo chế độ mạng điện hở (hình tia hoặc phân nhánh) hoặc mạch vòng nhưng vận hành hở, độ dài mỗi xuất tuyến thường không đến 100km. Nguồn cấp cho các xuất tuyến phân phối chủ yếu do các trạm 110kV hoặc 220kV và các trạm trung gian 35/10kV, 35/6kV cung cấp. Do các điều kiện về địa lý, kinh tế, mức độ yêu cầu cung cấp điện của phụ tải . nên lưới phân phối ở các khu vực khác nhau rất khác nhau về mật độ phụ tải, chiều dài đường dây, công suất truyền dẫn cũng như tổn thất điện áp, điện năng và độ tin cậy cung cấp điện. Lưới điện phân phối ở khu vực Thái Nguyên có thể đại diện cho lưới phân phối nói chung vì nó gồm nhiều khu vực có tính chất phụ tải đa dạng: phụ tải công nghiệp tập trung, phụ tải sinh hoạt và sản xuất nhỏ ở đô thị, phụ tải nông thôn, phụ tải sinh hoạt miền núi. Lưới 35kV và 22kV được cấp trực tiếp LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THẠC SĨ KHỐ 8 – ĐHCN THÁI NGUN Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Ngun http://www.lrc-tnu.edu.vn 4 từ các trạm 110kV hoặc 220kV. Với cấp điện áp 10kV và 6kV, một số đường dây được cấp trực tiếp từ các trạm 110kV cho các phụ tải cao áp hoặc khu cơng nghiệp tập trung, phần còn lại từ các trạm trung gian 35/6kV hoặc 35/10kV. Nguồn cấp điện khu vực Thái Ngun hiện tại là 7 trạm 110kV, 01 trạm 220kV và nhà máy nhiêt điện Cao Ngạn cơng suất 100MW (xem H 1.1 - Sơ đồ lưới điện 220-110kV). Các trạm 110kV và 220kV đều có hệ thống điều áp dưới tải, điện áp đầu nguồn của các xuất tuyến phân phối thường giữ cố định. Ngồi các trạm 110kV và 220kV còn có 10 trạm trung gian 35/6kV hoặc 35/10kV cấp điện cho các phụ tải hỗn hợp và một số trạm trung gian chun dùng cấp cho các nhà máy, xí nghiệp cơng nghiệp (xem H 1.2 - Sơ đồ lưới điện trung áp). Các trạm trung gian đều khơng có hệ thống điều áp dưới tải, điện áp thanh cái đầu ra của các trạm trung gian phụ thuộc phụ tải và điện áp đầu nguồn cấp từ các trạm 110kV. Phụ tải của các trạm 110kV rất đa dạng, do các đường dây cấp cho các khu vực có tính chất khác nhau như phụ tải sinh hoạt, phụ tải sản xuất ban ngày, phụ tải sản xuất 3 ca nên biểu đồ phụ tải của các đường dây rất khác nhau. Hơn nữa, do quy định tính giá điện vào các giờ cao điểm ngày, cao điểm đêm và thấp điểm chênh lệch nhau lớn nên các xí nghiệp, nhà máy sử dụng cơng suất lớn thường sản xuất vào giờ thấp điểm để giảm giá thành, vì vậy giá trị Pmax và Pmin của các đường dây chênh lệch lớn song đồ thị phụ tải tồn trạm khu vực hoặc tồn tỉnh tương đối bằng phẳng. Do nhu cầu sản xuất phát triển nên lưới điện tỉnh Thái Ngun có mức tăng trưởng khá lớn, bình qn trong 5 năm gần đây là 21% mỗi năm. Với mức độ tăng trưởng như vậy và căn cứ nhu cầu sử dụng điện của các dự án đang và sẽ triển khai, từ nay đến năm 2010 sẽ phải xây dựng thêm 03 trạm biến áp 110kV so với 7 trạm hiện có và tăng thêm cơng suất của nhà máy điện Thái Ngun để đáp ứng u cầu của phụ tải. Để đáp ứng u cầu ngày càng cao về chất lượng điện năng và độ tin cậy cung cấp điện, ngành điện đang tiến hành hiện đại hố các trạm khu vực ở cấp điện áp 110, 220kV bằng cách thay thế các LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THẠC SĨ KHOÁ 8 – ĐHCN THÁI NGUYÊN Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 5 thiết bị cũ bằng những thiết bị có công nghệ tiên tiến như máy cắt khí SF6, máy cắt chân không và các rơ le bảo vệ kỹ thuật số. Điện áp trung thế cũng có sự thay đổi vê cấp điện áp, sẽ chú trọng phát triển lưới điện trung áp ở cấp điện áp 35kV và 22kV hạn chế xây dựng các đường dây 6kV hoặc 10kV. Cấp điện áp 6kV và 10kV sẽ chỉ dùng để cấp điện cho các phụ tải cao áp như động cơ cao áp, lò điện hồ quang hoặc các nhà máy công nghiệp nặng. 1.2-Các thông số vận hành của lưới điện thành phố Thái Nguyên Bảng 1.1 Thông số phụ tải tỉnh Thái Nguyên 6 tháng đầu năm 2007: Tổng điện năng tiêu thụ 495.115.034 kWh Điện năng tiêu thụ ngày cao nhất 3.452.630 kWh Điện năng tiêu thụ trung bình ngày 2.728.382 kWh Điện năng tiêu thụ ngày thấp nhất 2.257.530 kWh Pmax 190 MW Pmin 115 MW Tổng công suất tiêu thụ trong toàn tỉnh thay đổi theo mùa và theo các ngày trong tuần do ảnh hưởng của thời tiết và sản xuất. Vào các ngày thứ bảy và chủ nhật, công suất tiêu thụ giảm do các nhà máy, xí nghiệp, công sở giảm công suất. Các ngày làm việc công suất tiêu thụ tăng do ảnh hưởng của sản xuất công nghiệp. Cũng do ảnh hưởng của sản xuất công nghiệp nên cao điểm ngày vào khoảng 10h00 tăng mạnh và lớn hơn cao điểm tối. Do có nhiều cơ sở sản xuất làm 3 ca nên biểu đồ phụ tải ngày toàn tỉnh tương đối bằng phẳng. Những nhận xét trên được rút ra từ các số liệu thu thập tại trạm 220kV Thái Nguyên (xem H 1.3 - Sơ đồ trạm 220kV Thái Nguyên), trên các đường dây xuất tuyến của trạm và tại các trạm trung gian 35/6kV, trạm hạ áp LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THẠC SĨ KHOÁ 8 – ĐHCN THÁI NGUYÊN Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 6 35/0,4kV và 6/0,4kV trên một số đường dây của trạm 220kV Quan Triều. Thông số đo đạc tại trạm 220kV Quan Triều được thể hiện ở các trang sau. Sơ đồ lưới 110kV LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THẠC SĨ KHOÁ 8 – ĐHCN THÁI NGUYÊN Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 7 Sơ đồ trạm Quan Triều LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THẠC SĨ KHOÁ 8 – ĐHCN THÁI NGUYÊN Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 8 Sơ đồ đz 381 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THẠC SĨ KHOÁ 8 – ĐHCN THÁI NGUYÊN Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 9 Sơ đồ TG Chùa Hang LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP THẠC SĨ KHOÁ 8 – ĐHCN THÁI NGUYÊN Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 10 Bảng 1.2 Phụ tải trung bình tỉnh Thái Nguyên tháng 6/2007 Giờ Ptb CN và thứ 7 Ptb thứ 2,3,4 Ptb thứ 5,6 1 112.7 114.9 117.4 2 117.6 124.3 148.0 3 114.3 116.7 138.5 4 100.5 129.6 143.0 5 108.9 128.0 118.9 6 117.1 130.4 150.9 7 113.5 151.2 142.3 8 115.0 142.0 136.0 9 115.9 132.7 159.6 10 141.3 157.2 171.5 11 137.3 160.7 162.0 12 110.9 147.7 138.7 13 109.5 143.4 152.3 14 123.1 135.3 143.2 15 113.3 145.8 145.8 16 122.3 148.7 150.6 17 132.2 156.0 159.5 18 161.1 180.8 194.7 19 135.8 177.0 164.0 20 136.9 161.1 143.4 21 121.3 127.0 119.6 22 130.4 121.2 114.9 23 118.4 132.9 149.1 24 126.7 124.0 162.0 [...]... lõn cn Trong Eropean Communities - Cng ng Chõu u tn s danh nh (nh mc) ca in ỏp cung cp c quy nh l 50Hz Theo EN50160 giỏ tr trung bỡnh ca tn s c bn o c trong thi gian hn 10s vi h thng phõn phi ni lin ng b vi mt h thng lõn cn l 50Hz1% trong sut 95% thi gian trong S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn LUN VN TT NGHIP THC S KHO 8 HCN THI NGUYấN 20 tun v 50Hz+4% /-6% trong. .. ti v trớ khỏc do hai bờn tha thun trong hp ng khi bờn mua t h s cụng sut (cos ) 0,85 v thc hin ỳng biu ph ti ó tha thun trong hp ng S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn LUN VN TT NGHIP THC S KHO 8 HCN THI NGUYấN 21 Trong trng hp li in cha n nh, in ỏp c dao ng t +5% n -10% 2-V tn s: trong iu kin bỡnh thng, tn s h thng in c dao ng trong phm vi 0,2Hz so vi tn s nh mc... (thng c xỏc nh ti im o m) dao ng 5% so vi in ỏp nh mc trong ch vn hnh bỡnh thng v +5%, -10% so vi in ỏp nh mc vi li cha n nh Vy lch in ỏp trong ch vn hnh bỡnh thng l: U- 5% U 5% 2.2.2 lch in ỏp trong li h ỏp Li phõn phi h ỏp cp in cho hu ht thit b in Trong li phõn phi h ỏp ch no cng cú th u ni tht b s dng in, vỡ vy trong ton b li phõn phi h ỏp v trong mi thi gian, in ỏp phi tho món tiờu chun: U -... H 2.2: H 2.2: S thay i ca in ỏp trờn ph ti trong ngy T th biu din trờn ta nhn thy s ph thuc ca giỏ tr in ỏp vo cỏc thi im trong ngy, hay núi khỏc hn l ph thuc vo quy lut hot ng ca ph ti Ti Vit Nam, cht lng in nng c quy nh trong Lut in lc, Quy phm Trang b in v Tiờu chun k thut in (TCKT) nh sau: 1-V in ỏp: Trong iu kin vn hnh bỡnh thng, in ỏp c phộp dao ng trong khong 5% so vi in ỏp danh nh v c xỏc... lờn trờn v i vo min CLA Trong trng hp ca ng 3 thỡ khụng th thay i u phõn ỏp c nh ci thin CLA c vỡ nu t trong ch max thỡ ch min s quỏ ỏp, nu t trong ch min thỡ ch max in ỏp s thp Trong trng hp ny ta ch cú th dựng bin phỏp xoay ngang ng in ỏp bng cỏc bin phỏp nh iu ỏp di ti cỏc trm bin ỏp, dựng t cú iu chnh, hoc tng tit din dõy dn gim tn tht in ỏp 2.2.3-Din bin ca in ỏp trong li in Xột li in phõn... trờn H 2.5 ĐD trung áp MBA nguồn E UTA EP UTA1 E1 Ep1 Luới hạ áp B UH U B UB A UA U+ UB1 1 E2 0 MBA PP 2 UTA2 UH1 Ep2 UB2 UH2 U- H 2.5: Din bin in ỏp dc theo li in ch max, nh b iu ỏp di ti cỏc trm 110kV nờn in ỏp u ngun t lch E1 so vi in ỏp nh mc Khi truyn ti trờn ng dõy S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn LUN VN TT NGHIP THC S KHO 8 HCN THI NGUYấN 26 trung ỏp, in... chộo ln l min Cht lng in ỏp, ngha l khi lch in ỏp nm trong min ny thỡ cht lng, cú ngha l khi lch in ỏp ti B nm trong min ny thỡ cht lng in ỏp trong ton li h ỏp c m bo v ngc li Tiờu chun ny c v trờn hỡnh H 2.7 vi trc ngang l lch in ỏp UB1 cht lng in ỏp c m bo khi UB1 nm trong min gch chộo gia U- + U1 + v U+ - 2.3 Cỏc phng phỏp iu chnh lch in ỏp Trong cỏc cụng thc (4) ta nhn thy tt c cỏc thnh phn... do h quang ca cỏc in cc vỡ vy ch cú th lan truyn trong phm vi v thi im nht nh Cng nh vy s bin i tn s thng do cỏc lũ trung, cao tn sinh ra v mc lan truyn cng khụng ln i vi hin tng in ỏp thp v in ỏp cao thỡ cú th xy ra mi ni v xut hin di hn ngn nga cỏc hiu ng cú hi cho thit b ca h thng cung cp trong mt mc nht nh, lut v cỏc quy nh khỏc nhau ó tn ti trong cỏc vựng khỏc nhau chc rng mc ca in ỏp cung... TT NGHIP THC S KHO 8 HCN THI NGUYấN 19 Bi vỡ mt vi tỡnh tit nh hng n in ỏp cung cp l ngu nhiờn trong thi gian v khụng gian (v trớ) nờn mt vi c trng cú th c mụ t trong cỏc tiờu chun vi cỏc tham s tnh thay th cho cỏc gii hn c bit Mt khớa cnh quan trng trong vic ỏp dng cỏc tiờu chun l xem xột ni no v õu trong mng cung cp, cỏc c tớnh ca in ỏp l nh mc Tiờu chun chõu u EN50160 ch rừ cỏc c im ca in ỏp... cũn li v trong mi thi gian s m bo t yờu cu v lch in ỏp ú l im u li (im B) v im cui li (im A) trong hai ch max v min ca ph ti S húa bi Trung tõm Hc liu i hc Thỏi Nguyờn http://www.lrc-tnu.edu.vn LUN VN TT NGHIP THC S KHO 8 HCN THI NGUYấN 23 Trm phõn phi Li h ỏp UH B UB Min CLA U A U+ UA U+ 2 Min CLA U- 3 1 P Pmin U- H 2.3 Pmax UH1 UH2 H 2.4 Phi hp cỏc iu kin trờn ta lp thnh 4 tiờu chun, trong ú quy . hiện dễ nhận thấy là chất lượng điện áp. Với đề tài “ Nghiên cứu đánh giá hiện trạng và đề xuất một số giải pháp cải thiện chất lƣợng điện áp trong. và các phương pháp điều chỉnh độ lệch điện áp. Chương 3 tiến hành khảo sát, đánh giá thực trạng chất lượng điện áp tại một số nút chính trong lưới điện
