Đánh giá, phân tích và tính toán nâng cao chất lượng điện năng và giảm tổn thất điện năng cho lộ đường dây 371E2.24 tại đảo Cát Bà huyện Cát Hải, thành phố Hải Phòng

- Chất lượng điện áp.
- Chọn điện áp ở đầu vào thiết bị điện thích hợp.
- Điều chỉnh điện áp.
- Bù công suất phản kháng.
- Quan hệ giữa công suất phản kháng và điện áp.
- Phương pháp bù công suất phản kháng.
- TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG.
- Phân loại tổn thất điện năng.
- Ý nghĩa của việc giảm tổn thất điện năng.
- CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG.
- Tính toán tổn thất điện năng theo phương pháp đo lường.
- Tính toán tổn thất điện năng theo đồ thị phụ tải điển hình.
- Tính toán tổn thất điện năng theo thời gian tổn thất công suất lớn nhất.
- Bài toán bù công suất phản kháng.
- 46 CHƯƠNG III: ỨNG DỤNG TÍNH TOÁN CHẤT LƯỢNG ĐIỆN ÁP VÀ TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG BẰNG PHẦN MỀM PSS/ADEPT 5.0 TRÊN ĐƯỜNG DÂY LỘ 371E2.24 LƯỚI ĐIỆN ĐẢO CÁT BÀ HUYỆN CÁT HẢI THÀNH PHỐ HẢI PHÒNG.
- 18 Hình 1.3: Sự ảnh hưởng của điện áp đối với công suất.
- 27 Hình 2.3: Xác định TTĐN bằng cách đo dòng điện hoặc công suất và điện áp.
- 50 Bảng 2: Kết quả tính toán công suất và tổn thất công suất, điện áp và tổn thất điện áp với phụ tải tháng 1 năm 2017.
- 63 Bảng 3: Kết quả tính toán công suất và tổn thất công suất, điện áp và tổn thất điện áp với phụ tải tháng 1 năm 2017.
- 73 Bảng 14: Tổn thất công suất và tổn thất điện áp giảm được so với chế độ vận hành hiện tại.
- Mục tiêu và nhiệm vụ của luận văn Do tầm quan trọng của việc đảm bảo chất lượng điện năng, trong phạm vi của đề tài này để nghiên cứu các chỉ tiêu đặc trưng cho chất lượng điện năng trong lưới điện phân phối như: điện áp ở nút phụ tải, tổn thất công suất và điện năng trên lưới điện, độ tin cậy cung cấp điện đối với hộ tiêu thụ.
- Chất lượng điện áp ở một số nút trong lưới điện không đáp ứng tiêu chuẩn, độ tin cậy cung cấp điện rất thấp.
- Đảm bảo chất lượng điện năng là phải đảm bảo ổn định về điện áp và tần số.
- Trong cùng một cấp điện áp, điện áp ở xa nguồn thường có giá trị nhỏ hơn ở những điểm gần nguồn do tồn tại tổn thất điện áp trong mạng điện.
- Nếu thiết bị dùng điện được cung cấp ở tần số định mức của hệ thống điện và với điện áp định mức của thiết bị đó thì chất lượng điện năng sẽ được đảm bảo.
- Khi các giá trị thực tế của điện áp và tần số vượt ra ngoài độ lệch cho phép phải tiến hành các biện pháp điều chỉnh.
- 11 Việc điều chỉnh điện áp trong mạng điện rất phức tạp.
- Mỗi mức cân bằng P và Q trong hệ thống điện xác định một giá trị của tần số và điện áp.
- Điều kiện cần thiết để có điều kiện điều chỉnh được tần số và điện áp là trong hệ thống điện phải có đủ công suất tác dụng P và công suất phản kháng Q để đáp ứng nhu cầu luôn biến đổi của phụ tải và bù vào tổn thất trong quá trình sản xuất và truyền tải điện năng.
- Điều chỉnh tần số có thể thực hiện tập trung ở bất kỳ nhà máy điện nào, ngược lại điều chỉnh điện áp không thể tiến hành tập trung mà phải thực hiện ở chỗ thiếu công suất phản kháng Q.
- Điều chỉnh điện áp có thể thay đổi cân bằng công suất tác dụng P và cân bằng công suất phản kháng Q nhưng chủ yếu được thực hiện bằng cách thay đổi cân bằng công suất phản kháng Q.
- Chất lượng điện áp 1.2.2.1 Tiêu chuẩn điện áp.
- Duy trì điện áp định mức là một trong những yêu cầu cơ bản để đảm bảo chất 13 lượng điện năng của hệ thống điện.
- Chất lượng điện năng được đặc trưng bằng các giá trị quy định của điện áp và tần số trong hệ thống điện.
- Điều chỉnh điện áp theo độ lệch Chất lượng điện năng của hệ thống điện chủ yếu là tần số và điện áp.
- Độ không đối xứng K2 Xuất hiện khi có điện áp thứ tự nghịch (TTN).
- Khi điện áp TTN lớn thì độ không đối xứng cao.
- Độ không đối xứng K2 với U2: điện áp TTN ở tần số cơ bản.
- Ảnh hưởng điện áp đến sự làm việc của phụ tải Hệ thống điện cần phải đảm bảo cung cấp cho các hộ tiêu thụ điện năng có chất lượng.
- Sau đây ta xét ảnh hưởng của điện áp đến sự làm việc của các phụ tải thông dụng trong thực tế như sau: a.
- (1.10) Trong đó: Up: điện áp pha R: điện trở Như vậy công suất tiêu thụ trong các phụ tải loại này sẽ tỉ lệ với bình phương của điện áp đặt vào.
- Khi điện áp giảm, hiệu quả của các phần tử đốt nóng sẽ giảm xuống rõ rệt.
- Khi điện áp ở lò luyện kim giảm từ 10.
- Từ (hình 1.3) ta thấy công suất tác dụng ít chịu ảnh hưởng của điện áp so với công suất phản kháng.
- Khi điện áp giảm thì công suất tác dụng và công suất phản kháng đều giảm.
- 80% so với điện áp định mức ở nút phụ tải).
- quang thông của đèn Φi T, Φi% U% 18 Hình 1.3: Sự ảnh hưởng của điện áp đối với công suất e.
- Điện áp giảm sẽ làm giảm công suất phản kháng do máy phát điện và các thiết bị bù sinh ra.
- Đối với đường dây, điện áp tăng cao làm tăng công suất vầng quang ở các đường dây siêu cao áp.
- Như vậy sẽ làm giảm khoảng giới hạn của độ lệch điện áp và nâng cao hiệu suất sử dụng của lưới điện.
- Chọn điện áp ở đầu vào thiết bị điện thích hợp Thông thường máy biến áp và đường dây được tính toán lựa chọn theo chế độ tải cực đại và cực tiểu.
- Do đó làm giảm tổn thất công suất và hao tổn điện áp của lưới điện tại các thời điểm khác nhau.
- Không vận hành thiết bị non tải Các thiết bị vận hành non tải làm cho hệ số công suất thấp, tăng cường công suất phản kháng làm tăng hao tổn dẫn đến tăng độ lệch điện áp.
- Vì thế biện pháp này được phối hợp với các biện pháp khác nữa mới đảm bảo được chất lượng điện áp trong toàn mạng.
- Đồng thời ngoài việc dùng các thiết bị điều chỉnh điện áp chúng ta phải áp dụng các biện pháp tổng hợp khác để đảm bảo chất lượng điện áp của hệ thống cung cấp điện.
- Để điều chỉnh điện áp ta có thể sử dụng các phương pháp sau đây.
- Điều chỉnh điện áp trên đường dây tải điện bằng máy biến áp điều chỉnh và máy biến áp bổ trợ.
- Sử dụng các thiết bị bù công suất phản kháng.
- Trong khi đó phương pháp điều chỉnh điện áp bằng cách bù công suất phản kháng có thể điều chỉnh rộng và linh hoạt hơn, vì thế nó đang được tập trung nghiên cứu để áp dụng những công nghệ bù CSPK mới vào trong lưới điện.
- Bù công suất phản kháng 1.3.3.1.
- Quan hệ giữa công suất phản kháng và điện áp Nhu cầu công suất phản kháng thay đổi gây ra sự biến đổi điện áp.
- Trong lưới điện trung áp, hạ áp thì R khá lớn, dòng công suất tác dụng cũng ảnh hưởng đến điện áp.
- Do đó trong các lưới điện này vẫn phải điều chỉnh điện áp bằng cách điều chỉnh cân bằng công suất phản kháng.
- Khi tính toán điều chỉnh điện áp chỉ cần xét hai chế độ đặc trưng của phụ tải, đó là chế độ phụ tải công suất cực đại (max) và chế độ công suất phụ tải cực tiểu (min).
- Nếu đảm bảo chất lượng điện áp ở hai chế độ này thì sẽ đảm bảo điện áp ở 22 các chế độ còn lại.
- Phương pháp bù công suất phản kháng 1.3.3.2.1 Tụ bù dọc: Khi chưa có thiết bị bù tổn thất điện áp trong mạng là: ∆U.
- (1.11) Với U điện áp nguồn, P và Q là công suất của phụ tải, X và R là thông số mạng.
- Khi tụ được mắc ở cuối đường dây thì hao tổn điện áp được xác định: ∆U.
- Khi tụ được mắc ở đầu đường dây thì hao tổn điện áp được xác định: ∆U.
- (1.13) Như vậy là tổn thất điện áp giảm đi khi có thiết bị bù.
- Tụ bù dọc có tác dụng cải thiện phân bố điện áp trên đường dây dài.
- Tùy theo tính chất dòng đường dây (cảm hay dung) mà điện áp qua tụ tăng hay giảm.
- Trong chế độ tải nặng, tụ bù dọc có tác dụng rất tốt trong việc tăng điện áp cuối đường dây.
- Khi mắc tụ bù ngang hao tổn điện áp được xác định.
- (1.14) 23 Như vậy điện áp sẽ tăng thêm một lượng là: V.
- TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG 2.1.1.
- Phân loại tổn thất điện năng a.
- CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG 2.2.1.
- Việc đo các thông số bao gồm đo dòng điện hoặc công suất trên tất cả các phần tử trên lưới điện đang xét và điện áp tại các điểm đo dòng điện tương ứng.
- Trị số dòng điện hoặc công suất và điện áp đo được là các hàm theo thời gian I(t), S(t) và U(t).
- Hình 2.3: Xác định TTĐN bằng cách đo dòng điện hoặc công suất và điện áp Từ đó, thành phần TTĐN phụ thuộc dòng điện trên từng phần tử được xác định A=P(t)dt.
- (2.5) Trong đó: ∆PUi: Thành phần tổn thất công suất phụ thuộc điện áp của phần tử i.
- Ti: Thời gian có điện áp của phần tử i.
- Tính TTĐN dựa trên trị số hiệu dụng của dòng điện và điện áp cho phép xét cả tổn thất do sóng hài.
- Tính toán tổn thất điện năng theo thời gian tổn thất công suất lớn nhất 2.2.5.1.
- Trong luận văn này, tác giả tập trung nghiên cứu đánh giá hai phương án cải tạo lưới điện kết hợp bù công suất phản kháng nhằm giảm tổn thất điện năng và nâng cao chất lượng điện năng là: 46  Nâng cao tiết diện dây dẫn cấp nguồn trực tiếp về tâm phụ tải kết hợp bù công suất phản kháng đánh giá tổn thất công suất, tổn thất điện áp trước và sau khi cải tạo.
- Cải tạo rút ngắn bán kính cấp điện, đưa các TBA 110kV vào sâu tâm phụ tải kết hợp bù công suất phản kháng, đánh giá tổn thất công suất và tổn thất điện áp trước và sau khi cải tạo.
- Xác định thư viện dây dẫn: Bước này, nhằm khai báo cho phần mềm PSS/ADEPT biết thư viện thông số các tuyến dây của lưới điện áp dụng.
- Giá công suất phản kháng lắp đặt(/kvar.
- Bảng 2: Kết quả tính toán công suất và tổn thất công suất, điện áp và tổn thất điện áp với phụ tải tháng 1 năm 2017 Lộ đường dây Công suất Tổn thất công suất Điện áp Điện áp cuối nguồn Tổn thất điện áp P (kW) Q (kVAr) ∆P (kW) ∆Q (kVAr) U (V) U (V) ∆U (V) Lộ 371E Kết quả tính toán của tháng 7 năm 2017 là tháng sản lượng điện đạt cao nhất trong năm 2017 lộ 371E2.24.
- Bảng 4: Kết quả tính toán với diện phụ tải tháng 1 năm 2017 Lộ đường dây Công suất Tổn thất công suất Điện áp Điện áp cuối nguồn Tổn thất điện áp P (kW) Q (kVAr) ∆P (kW) ∆Q (kVAr) U (V) U (V) ∆U (V) Lộ 371E Bảng 5: Kết quả tính toán với phụ tải tháng 7 năm 2017 Lộ đường dây Công suất Tổn thất công suất Điện áp Điện áp cuối nguồn Tổn thất điện áp P (kW) Q (kVAr) ∆P (kW) ∆Q (kVAr) U (V) U (V) ∆U (V) Lộ 371E Đánh giá hiệu quả: Về tổn thất tại tháng có phụ tải thấp là tháng 1/2017 tổn thất 65 công suất đạt 1,96% điện áp cuối nguồn là 35.576V đảm bảo vận hành.
- Đối với tháng có phụ tải cao là tháng 7/2017 tổn thất công suất đạt 5,77 điện áp cuối nguồn là 33.139V so với điện áp danh định là 35.000V thì thấp hơn 5,32% bắt đầu ngưỡng vi phạm nghị định 137/2013/NĐ-CP về chất lượng điện áp.
- Như vậy việc cấp bách là nâng điện áp cuối nguồn.
- Lộ đường dây Công suất Tổn thất công suất Điện áp Điện áp cuối nguồn Tổn thất điện áp P (kW) Q (kVAr) ∆P (kW) ∆Q (kVAr) U (V) U (V) ∆U (V) Lộ 371E Bảng 10: Kết quả tính với phụ tải tháng 7 năm 2017 khi chưa tính toán lắp đặt tụ bù.
- Lộ đường dây Công suất Tổn thất công suất Điện áp Điện áp cuối nguồn Tổn thất điện áp P (kW) Q (kVAr) ∆P (kW) ∆Q (kVAr) U (V) U (V) ∆U (V) Lộ 371E Nhận thấy kết quả tính toán đối với phụ tải điển hình tháng 1/2017 tổn thất công suất là 0.5%, tổn thất điện áp là 0.4% trong kết quả tính toán đối với phụ tải điển hình 70 tháng 7/2017 tổn thất công suất là 1,57.
- tổn thất điện áp là 1,45% các chỉ số tính toán nêu trên đều đáp ứng thông số vận hành và cũng như hiệu quả trong các chỉ số kinh tế kỹ thuật.
- Từ hai kết quả tính toán của việc lắp đặt tụ bù công suất phản kháng cho thấy việc lắp đặt tụ là hoàn toàn hợp lý nâng cao được điện áp cuối nguồn và giảm tổn thất công suất trong lưới điện.
- Việc áp dụng phần mềm phân tích, tính toán lưới điện phân phối PSS/ADEPT giúp cho người sử dụng có thể giải quyết được các bài toán phân bố công suất trên lưới phân phối, điện áp tại các nút, kiểm tra quá tải của máy biến áp, quá tải tại các nút.
- Tính toán lựa chọn phương thức kết dây tối ưu, lựa chọn dung lượng và vị trí lắp đặt tụ bù hợp lý để đảm bảo điện áp và giảm tổn thất điện năng.
- Đảm bảo điện áp các xuất tuyến ở mức cao cho phép

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