Nghiên cứu các vấn đề ảnh hưởng đến việc đánh giá chất lượng điện năng trong lưới phân phối

- BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI.
- Vũ Quang Đăng VŨ QUANG ĐĂNG NGHIÊN CỨU CÁC VẤN ĐỀ ẢNH HƯỞNG ĐẾN VIỆC ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG ĐIỆN NĂNG TRONG LƯỚI PHÂN PHỐI HỆ THỐNG ĐIỆN LUẬN VĂN THẠC SỸ HỆ THỐNG ĐIỆN NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS.
- Vũ Quang Đăng NGHIÊN CỨU CÁC VẤN ĐỀ ẢNH HƯỞNG ĐẾN VIỆC ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG ĐIỆN NĂNG TRONG LƯỚI PHÂN PHỐI Chuyên ngành: Hệ thống điện LUẬN VĂN THẠC SỸ HỆ THỐNG ĐIỆN NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS.
- Bạch Quốc Khánh Hà Nội - 2010 Trường đại học BKHN Nghiên cứu các vấn đề ảnh hưởng đến việc đánh giá chất lượng điện năng trong lưới phân phối Trang 3 MỤC LỤCCHƯƠNG 1 – TỔNG QUAN VỀ CHẤT LƯỢNG ĐIỆN NĂNG - SỤT ÁP .
- Các hiện tượng, biểu hiện liên quan đến chất lượng điện năng .
- Các vấn đề, ảnh hưởng của chất lượng điện năng .
- Các giải pháp nâng cao chất lượng điện năng .
- Bảng nội dung thiết kế có xem xét vấn đề chất lượng điện năng Sụt áp và mất điện .
- Khái niệm chung về sụt áp và mất điện Trong lưới điện 3 pha: i) biên độ sụt áp là biên độ thấp nhất trong 3 pha so với điện áp danh định.
- ii) thời gian sụt áp là khoảng thời gian sụt áp kéo dài nhất trong 3 pha .
- Vùng bị ảnh hưởng .
- Các biện pháp ngăn ngừa và loại trừ sự cố sụt áp và mất điện .
- Bố trí thiết bị tự động đóng lại .
- Lắp đặt thêm các thiết bị tự động đóng lại tại các điểm giữa dọc đường dây 16 1.2.3.7.
- Chỉ ngắt pha bị sự cố thay vì ngắt cả 3 pha .
- Thay đổi đường đặc tính của thiết bị bảo vệ để phù hợp với điều kiện hiện tại của hệ thống điện Kết luận CHƯƠNG 2 – SỤT ÁP VÀ CÁC CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ .
- Các chỉ tiêu đánh giá độ tin cậy cung cấp điện trong lưới phân phối .
- Tần suất mất điện trung bình - SAIFI .
- Thời gian mất điện trung bình- SAIDI .
- Tần suất khách hàng bị mất điện trung bình- CAIFI .
- Thời gian trung bình khách hàng bị mất điện- CAIDI .
- Mức độ sẵn sàng trung bình của hệ thống -ASAI .
- Các chỉ tiêu đánh giá sụt áp trong lưới phân phối .
- SARFI – Tần suất biến thiên điện áp trung bình .
- ASIDI – Thời gian mất điện trung bình Kết luận CHƯƠNG 3 – MÔ HÌNH TÍNH TOÁN SỤT ÁP TRÊN LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI .
- Thông tin về sụt áp trong lưới điện trong quá khứ .
- Mô phỏng phân bố sự cố .
- Sơ đồ khối tính toán sụt áp trong lưới phân phối Kết luận CHƯƠNG 4 – TÍNH TOÁN SỤT ÁP TRÊN LƯỚI PHÂN PHỐI CÓ XÉT ĐẾN TÁC ĐỘNG CỦA THIẾT BỊ BẢO VỆ .
- Lưới điện nghiên cứu .
- Sụt áp và chỉ số SARFIX của trạm E17 lưới trung tính cách đất – đặc tính bảo vệ rất dốc .
- Sụt áp và SARFIx khi xảy ra ngắn mạch tại các MBA phân phối trên lộ .
- Sụt áp khi ngắn mạch tại nút Trường đại học BKHN Nghiên cứu các vấn đề ảnh hưởng đến việc đánh giá chất lượng điện năng trong lưới phân phối Trang .
- Tổng hợp sụt áp và SARFIx tại nút .
- Tổng hợp SARFIx của trạm E17 khi xảy ra NM tại MBA phân phối .
- Sụt áp và chỉ số SARFIx khi xảy ra NM tại các đoạn đường dây trên lộ .
- Sụt áp và chỉ số SARFIx của toàn bộ trạm E .
- Sụt áp và chỉ số SARFIcurve của trạm E17 - lưới trung tính cách đất – đặc tính bảo vệ rất dốc .
- Sụt áp và SARFIcurve của trạm E17 khi NM trên đoạn đường dây .
- Sụt áp và SARFIcurve của trạm E17 khi NM tại MBA phân phối trên đoạn đường dây .
- Sụt áp và chỉ số SARFIcurve của toàn bộ trạm E CHƯƠNG 5 – TÍNH TOÁN SỤT ÁP TRONG TOÀN TRẠM E17 KHI XẢY RA NGẮN MẠCH TRONG LỘ 474 - THAY ĐỔI ĐỘ DỐC ĐƯỜNG ĐẶC TÍNH - THAY ĐỔI PHƯƠNG THỨC NỐI ĐẤT CỦA MBA .
- Sụt áp và chỉ số SARFIcurve toàn trạm E17 khi thay đổi độ dốc đường đặc tính.....73 5.2.
- Sụt áp và chỉ số SARFI curve toàn trạm khi lưới điện nối đất trung tính .
- Trường đại học BKHN Nghiên cứu các vấn đề ảnh hưởng đến việc đánh giá chất lượng điện năng trong lưới phân phối Trang 5  MỞ ĐẦU Trong công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước hiện nay, điện năng chính là một trong các nguồn lực quan trọng để thực hiện nhiệm vụ này: Điện – đường – trường – trạm.
- Xét trên khía cạnh thị trường, điện năng là hàng hóa mà toàn dân đều có nhu cầu sử dụng và đang sử dụng hàng ngày.
- Đã là hàng hóa được mua bán thì cần phải tuân theo và đảm bảo về yêu cầu chất lượng.
- Tuy nhiên hiện nay tồn tại nhiều định nghĩa về chất lượng điện năng mà mỗi định nghĩa này lại được xây dựng theo các tiêu chí khác nhau bởi đối tượng đang quan tâm đến chất lượng điện năng như: các công ty điện lực, các khách hàng sử dụng điện, các nhà sản xuất thiết bị.
- Như vậy chất lượng điện năng là một vấn đề hoàn toàn được xem xét hướng theo người “sử dụng cuối cùng”.
- Trong bản luận văn này, Chất lượng điện năng sẽ được xem xét theo tiêu chí “Các vấn về của chất lượng điện năng”: “Bất cứ một vấn đề về điện năng được biểu thị qua các sai lệch của điện áp, dòng điện hoặc tần số đều dẫn đến thiết bị sử dụng điện của khách hàng sẽ bị hỏng hóc hoặc hoạt động không chính xác” [4].
- Bạch Quốc Khánh và các thầy cô trong bộ môn Hệ thống điện – Khoa Điện – Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội.
- Do thời gian có hạn, vấn đề nghiên cứu còn là mới tại Việt Nam, chắc chắn luận văn còn nhiều thiếu sót, hạn chế.
- Tác giả mong nhận được sự góp ý của các thầy cô, bạn bè để hướng nghiên cứu sau này được tốt hơn.
- Xin trân trọng cảm ơn! Trường đại học BKHN Nghiên cứu các vấn đề ảnh hưởng đến việc đánh giá chất lượng điện năng trong lưới phân phối Trang 6  CHƯƠNG 1 – TỔNG QUAN VỀ CHẤT LƯỢNG ĐIỆN NĂNG - SỤT ÁP 1.1.
- Giới thiệu chung Trong công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước hiện nay, điện năng chính là một trong các nguồn lực quan trọng để thực hiện nhiệm vụ này: Điện – đường – trường – trạm.
- Tại Việt Nam, chất lượng điện năng đã được luật hóa trong Điều 26 của Luật điện lực như sau: “Đơn vị phát điện, truyền tải điện, phân phối điện phải bảo đảm điện áp, tần số dòng điện phù hợp với Tiêu chuẩn Việt Nam, công suất, điện năng và thời gian cung cấp điện theo hợp đồng.
- Trường hợp không bảo đảm tiêu chuẩn điện áp, tần số dòng điện, công suất, điện năng và thời gian cung cấp điện theo hợp đồng đã ký mà gây thiệt hại cho bên mua điện thì bên bán điện phải bồi thường cho bên mua điện theo quy định của pháp luật.
- Bên mua điện có trách nhiệm bảo đảm các trang thiết bị sử dụng điện của mình hoạt động an toàn để không gây ra sự cố cho hệ thống điện, không làm ảnh hưởng đến chất lượng điện áp của lưới điện” [1].
- Quy đinh này có thể được hiểu như sau: “Độ sai lệch cho phép đối với điện áp, tần số dòng điện danh định, sóng hài và thời gian có điện được gọi là chất lượng điện năng”.
- Điện năng sử dụng trong sản xuất, sinh hoạt nói chung đòi hỏi phải đáp ứng độ sai lệch cho phép đối với điện áp, tần số dòng điện.
- Chất lượng điện năng không những phụ thuộc vào công nghệ phát điện (như hệ số công suất và khả năng phát công suất phản kháng, số Trường đại học BKHN Nghiên cứu các vấn đề ảnh hưởng đến việc đánh giá chất lượng điện năng trong lưới phân phối Trang 7 cực và tính năng, kích thích của máy phát điện), truyền tải điện (như tiết diện dây dẫn, chiều dài tải điện, công suất máy biến áp, bù công suất phản kháng) mà còn phụ thuộc vào thiết bị sử dụng điện (như luyện thép bằng lò điện, loại động cơ chạy bằng điện.
- Các hiện tượng, biểu hiện liên quan đến chất lượng điện năng Chất lượng điện năng sẽ được biểu thị bằng các hiện tượng khác nhau.
- ii) Mất điện thời gian ngắn (1 phút).
- iv) Sóng sụt điện áp và sóng tăng điện áp.
- vii) Mất cân bằng điện áp.
- viii) Giá trị/biên độ điện áp (thấp áp và tăng áp lâu dài.
- Trong phần nghiên cứu này sẽ tập trung vào hai biểu hiện chính quan trọng nhất của chất lượng điện năng là sụt áp và mất điện.
- Các vấn đề, ảnh hưởng của chất lượng điện năng Khi chất lượng điện năng không được đảm bảo thì sẽ gây ra các mức độ ảnh hưởng khác nhau đối với các khách hàng sử dụng điện.
- Trong đó có một số loại ảnh hưởng chính sau đây: i) Cắt nhầm máy cắt và thiết bị bảo vệ theo dòng rò.
- iii) Gây hỏng máy tính và các thiết bị điện tử.
- vi) Mất đồng bộ các thiết bị xử lý.
- vii) Gây ra sự cố cho các động cơ và các thiết bị quá trình.
- viii) Hỏng cho các động cơ và các thiết bị quá trình.
- Trường đại học BKHN Nghiên cứu các vấn đề ảnh hưởng đến việc đánh giá chất lượng điện năng trong lưới phân phối Trang 8 1.1.3.
- Các giải pháp nâng cao chất lượng điện năng Để nâng cao chất lượng điện năng có nhiều biện pháp khác nhau.
- Mỗi biện pháp có những ưu nhược điểm khác nhau và cũng phù hợp với từng khách hàng, thiết bị điện.
- Trong một nghiên cứu của Viện Đồng Châu Âu (European Copper Institute) tại 1.400 địa điểm trên 8 quốc gia cho thấy rằng có trên 50% khách hàng sử dụng điện đã áp dụng 3 biện pháp: bảo vệ xung tăng áp, bộ lưu điện (UPS) và đo lường giá trị hiệu dụng.
- Từ đó có thể nhận định rằng đây chính là 3 biện pháp hữu hiệu tại Châu Âu để nâng cao chất lượng điện năng.
- Hình 1.1 – Các biện pháp nhằm nâng cao chất lượng điện áp 1.1.4.
- Bảng nội dung thiết kế có xem xét vấn đề chất lượng điện năng Như đã trình bày ở trên để có được chất lượng điện năng tốt thì chúng ta cần phải xem xét ngay từ khâu thiết kế ban đầu.
- Sau đây là bảng khuyến nghị các khía cạnh mà cán bộ thiết kế cần lưu tâm khi thiết kế hệ thống điện để đảm bảo chất lượng điện năng [6.
- Bảo vệ xung tăng áp Bộ lưu điện (UPS) Giảm số lượng TBĐĐo lường giá trị hiệu dụng Các mạch điện chuyên dụng Mắc lại đường dây điện Hệ thống nối đất dạng mắt lưới Bộ lọc thụ động Bộ lọc điều chỉnh tích cực Dây trung tính và dây nối đất riêng biệtDây trung tính có kích thước bằng dây pha Trường đại học BKHN Nghiên cứu các vấn đề ảnh hưởng đến việc đánh giá chất lượng điện năng trong lưới phân phối Trang 9 Bảng 1.1 – Các nội dung thiết kế xét yếu tố chất lượng điện năng 1.2 Sụt áp và mất điện 1.2.1.
- Khái niệm chung về sụt áp và mất điện Hai hiện tượng điển hình, phổ biến liên quan đến chất lượng điện năng là sụt áp và mất điện, do các sự cố trong hệ thống điện và các hoạt động đóng cắt để cách ly vùng sự cố.
- Biểu hiện của chính của sụt áp và mất điện là biên độ điện áp nằm ngoài dải điện áp làm việc bình thường [4].
- Sụt áp (voltage sag) là hiện tượng có biên độ điện áp hay dòng điện ở tần số định mức giảm về giá trị hiệu dụng (rms) trong khoảng thời gian từ 0,5 chu kì đến 1 phút.
- Hai đặc tính đặc trưng của sụt áp chính là biên độ sụt áp và khoảng thời gian sụt áp.
- Biên độ sụt áp là giá trị hiệu dụng (rms) của điện áp khi xảy ra sụt áp được tính bằng phần trăm của điện áp danh định.
- Ví dụ nói sụt áp 75% tại lưới điện 35 kV tức điện áp khi xảy ra sụt áp còn 26,25 kV.
- Thời gian sụt áp là khoảng thời gian mà biên độ điện áp giảm xuống thấp hơn điện áp ngưỡng bằng 90% điện áp danh định.
- Trường đại học BKHN Nghiên cứu các vấn đề ảnh hưởng đến việc đánh giá chất lượng điện năng trong lưới phân phối Trang 10 Trong lưới điện 3 pha: i) biên độ sụt áp là biên độ thấp nhất trong 3 pha so với điện áp danh định.
- ii) thời gian sụt áp là khoảng thời gian sụt áp kéo dài nhất trong 3 pha.
- Hình 1.2 – Sụt áp của hệ thống điện mạch kép khi một mạch bị ngắn mạch Hình 1.3 – Biểu diễn quá trình sụt áp đến khi loại trừ được sự cố Như thể hiện trên hình minh họa sụt áp của một mạch kép khi một mạch bị sự cố, quá trình sụt áp chỉ diễn ra trong 0,05 giây với điện áp vượt ra ngoài dải làm việc bình thường và biên độ điện áp thấp nhất chỉ bằng 65,8% điện áp định mức.
- Hình 1.3 mô tả quá trình từ khi lưới điện đang hoạt động bình thường đến khi mất điện khi xảy ra ngắn mạch.
- Lưới điện sẽ bị mất điện tạm thời trong khoảng thời gian 4,983 giây và biên độ điện áp thấp nhất chỉ bằng 8,72% điện áp định mức.
- Sau khi sự cố bị loại trừ, điện áp nằm trong dải hoạt động cho phép.
- Như vậy có thể thấy rằng trong cả hai trường hợp biện độ điện áp đều bị thấp hơn nhiều điện áp định mức tức chất lượng điện năng không được đảm bảo và các thiết bị điện hoạt động thiếu chính xác.
- Sụt áp tức thời diễn ra trong thời gian ngắn (0,01-3 giây) do các sự cố hệ thống điện và các phụ tải lớn khởi động.
- Sụt áp chỉ là hiện tượng biên độ điện áp nằm ngoài dải cho phép chứ không phải biên độ điện áp giảm về không (zero).
- Sụt áp thoáng qua diễn ra trong 3-5 giây.
- Sụt áp tạm thời diễn ra trong 5 giây - 1,0 phút do các hoạt động của Công ty điện lực xử lý các sự cố thoảng qua trong Trường đại học BKHN Nghiên cứu các vấn đề ảnh hưởng đến việc đánh giá chất lượng điện năng trong lưới phân phối Trang 11 hệ thống điện.
- Mất điện lâu dài là mất điện kéo dài quá 1 phút và do các sự cố duy trì gây ra.
- Điện áp V V V V V V V V

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt