BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO
TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI TRẦN THỊ SEN NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG
ðỂ NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG ðIỆN NĂNG CHO LƯỚI
ðIỆN PHÂN PHỐI THỊ XÃ TỪ SƠN – TỈNH BẮC NINH LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Chuyên ngành: ðiện khí hóa sản xuất nông nghiệp và nông thôn
Mã số ngành: 60.52.54
N
gười hướng dẫn khoa học: PGS. TS ðặng Quốc Thống
Hà Nội - 2012
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………… i
LỜI CAM ðOAN
tình giúp đỡ tôi nghiên cứu hoàn thành luận văn này.
Trong quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn, vì thời gian và trình độ
có hạn, nên không tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong nhận được ý kiến đóng góp
chân thành của các Thầy Cô và bạn bè đồng nghiệp.
Tác giả luận văn Trần Thị Sen Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………… iii
MỤC LỤC
PHẦN 1: ĐÁNH GIÁ TÌNH TRẠNG PHÁT TRIỂN KINH TẾ
XÃ HỘI VÀ HIỆN TRẠNG LƯỚI ĐIỆN THỊ XÃ TỪ
SƠN 3
CHƯƠNG 1: ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN XÃ HỘI VÀ PHƯƠNG HƯỚNG
PHÁT TRIỂN KINH TẾ. 3
CHƯƠNG 2: HIỆN TRẠNG LƯỚI ĐIỆN VÀ TÌNH HÌNH CUNG CẤP
ĐIỆN 7
1.5.
CÁC TIÊU CHÍ BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG TRÊN LƯỚI
PHÂN PHỐI 23
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………… iv
1.5.1. Tiêu chí kỹ thuật 23
1.5.2. Tiêu chí kinh tế 27CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN DUNG LƯỢNG - XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ BÙ
CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG TRÊN LƯỚI PHÂN PHỐI 30
2.1. Xác định dung lượng bù CSPK để nâng cao hệ số công suất cosφ 30
2.2. Chọn thiết bị bù 30
2.3. Tính bù CSPK theo điều kiện cực tiểu tổn thất công suất 30
2.4. Bù công suất phản kháng theo điều kiện điều chỉnh điện áp 36
2.5.
Lựa chọn dung lượng bù theo quan điểm kinh tế 48
2.6. Phương pháp tính toán lựa chọn công suất và vị trí bù tối ưu trong mạng điện
v
TĨNH 70
3.3.1. Cơ sở điều khiển 70
3.3.2. Điều chỉnh dung lượng bù 71
3.4.THIẾT BỊ BÙ BÙ NGANG CÓ ĐIỀU KHIỂN (SVC) 74
3.4.1. Cấu tạo cơ bản của SVC 74
3.4.2. Hoạt động của thiết bị bù ngang có điều khiển SVC 75
3.4.3. Mô hình của thiết bụ bù tĩnh có điều khiển băng Thyristor 78
CHƯƠNG 4: ẢNH HƯỞNG CỦA THIẾT BỊ BÙ ĐẾN THỐNG SỐ
THIẾT KẾ VÀ VẬN HÀNH CỦA LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI 85
4.1.
ẢNH HƯỞNG CỦA TB BÙ ĐẾN THÔNG SỐ THIẾT KẾ 85
4.1.1.
Đặt vấn đề 85
4.1.2. Các ảnh hưởng của thiết bị bù đến thông số thiết kế của mạng điện 86
4.2. ẢNH HƯỞNG CỦA THIẾT BỊ BÙ ĐẾN TỔN THẤT CÔNG
BẰNG PHẦN MỀM PSS/ADEPT 117
2.1. Sơ đồ nguyên lý xuất tuyến 471-E74 117
2.2. Cơ sở tính toán bù CSPK bằng chương trình PSS/ADEPT 118
2.3 Xác định vị trí đặt tụ bù tối ưu (CAPO) 120
2.4. Xây dựng sơ đồ tính toán 126
3.4. Xác định dung lượng, vị trí bù tối ưu kinh tế trên lộ 471E74 132
PHẦN 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 138
4.1. KẾT LUẬN 138
4.2. KIẾN NGHỊ 139
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………… vii
DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình số Tên hình
Hình 1 Bản đồ hành chính Từ Sơn
Hình 2 Phường Đông Kỵ
Hình 25 Tụ đấu tam giác
Hình 26 Tụ đấu sao
Hình 27 Sơ đồ nối dây của tụ điện điện áp cao
Hình 28 Sơ đồ đấu dây của tụ điện điện áp cao bù riêng cho động cơ
Hình 29 Sơ đồ đấu dây tụ điện điện áp thấp
Hình 30 Bù nhóm
Hình 31 Bù tập trung
Hình 32 Sự phân bố CSPK theo thời gian
Hình 33 Ví dụ về điều chỉnh dung lượng bù
Hình 34 Sơ đồ điều chỉnh tự động dung lượng bù theo điện áp
Hình 35 Sơ đồ điều chỉnh tự động dung lượng bù theo nguyên tắc thời gian
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………… viii
Hình 36 Nguyên lý cấu tạo SVC
Hình 37 Sơ đồ giải thích nguyên lý làm việc của SVC
Hình 38 Sơ đồ và nguyên lý hoạt động của Thyristor
Hình 39 Sơ đồ biểu diễn đặc tính làm việc của SVC
Hình 40 Đặc tính điều chỉnh của SVC
Hình 41 Sơ đồ tính toán chế độ xác lập
Hình 42 Đặc tính của CSTD
Hình 43 Đặc tính CSPK của máy phát
Hình 44 Mô hình SVC
Hình 45 Các dạng đặc tính của SVC
Hình 46 a. Sơ đồ nguyên lý b. sơ đồ tính toán
Hình 47 Sơ đồ mạch tải điện
Hình 48 Phân tính các dung lượng bù
Hình 66 Thẻ thiết lập thông số MBA
Hình 67 Thẻ nhập thông số kinh tế
Hình 68 Thông số kinh tế cho bù hạ áp giờ thấp điểm
Hình 69 Thông số kinh tế cho bù trung áp giờ thấp điểm
Hình 70 Đồ thị phụ tải những ngày điển hình năm 2010 của lộ 479 E28.4
Hình 71 Thẻ phân loại phụ tải
Hình 72 Thẻ xây dụng đồ thị phụ tải
Hình 73 Cách xác định hao tổn của lộ
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………… ix
Hình 74 Thẻ tính toán dung lượng bù
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………… x
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU
CĐXL: Chế độ xác lập
CSPK: Công suất phản kháng
CSTD: Công suất tác dụng
GTO: Các cửa đóng mở - Gate Turn Off
HTĐ: Hệ thống điện
MBA: Máy biến áp
LPP: Lưới phân phối
SVC: (Static Var Compensator) Thiết bị bù ngang dùng để tiêu thụ CSPK
Bảng 16 Vị trí và dung lượng bù đóng cắt ở phía thanh cái hạ áp
Bảng 17 Kết quả tính toán trên lưới sau khi bù trung áp
Bảng 18 Kết quả tính toán trên lưới sau khi bù hạ áp
Bảng 19 Kết quả lượng tổn thất công suất giảm được so với bù tự nhiên
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………
1
LỜI NÓI ðẦU
Với sự phát triển chung của hệ thống điện Việt Nam, lưới điện Thị xã Từ
Sơn – Tỉnh Bắc Ninh cũng đã phát triển không ngừng, phụ tải luôn luôn tăng trưởng
rất cao, lưới điện càng ngày càng được mở rộng và hiện đại hoá với tổng sản lượng
chiếm tới hơn 1/3 cả tỉnh, Chi nhánh Điện Từ Sơn có 318 trạm biến áp, tổng công
suất 325 nghìn KVA, 151.145km đường dây trung thế và 235km đường dây hạ thế,
44.400 khách hàng, công suất tiêu thụ 31 triệu Kwh/tháng (theo báo điện tử Bắc
Ninh – 30/10/2011). Do vậy, việc đảm bảo cung cấp điện một cách tin cậy và chất
lượng song song với việc nâng cao hiệu quả kinh tế trong việc sử dụng điện năng là
một yêu cầu bức xúc đối với lưới điện phân phối (LĐPP) Thị xã Từ Sơn – Tỉnh Bắc
Ninh hiện nay.
Với sự phát triển nhanh chóng của nền kinh tế và khoa học kỹ thuật, nguồn điện
cũng phải đáp ứng được những đòi hỏi về công suất và chất lượng. Vấn đề công
suất phát ra phải được đưa đến và tận dụng một cách hiệu quả nhất, không để lảng
phí quá nhiều ảnh hưởng đến kinh tế là một bài toán được rất nhiều đề tài nghiên
cứu. Tổn hao công suất là vấn đề ảnh hưởng đến chất lượng nguồn điện và kinh tế,
để giảm nó một trong những biện pháp khá hiệu quả là bù công suất phản khảng
cho lưới điện.
Một số các hệ thống lưới điện trên các tỉnh thành của nước ta không có hệ thống
bù công suất phản kháng thậm chí còn không quan tâm đến vấn đề này. Do đó hệ số
công suất cosφ có giá trị nhỏ điều này ảnh hưởng rất lớn đến các tham số kinh tế kỹ
thuật của mạng điện như: Giảm chất lượng điện áp, tăng tổn thất công suất và tăng
Chương 2. Tính toán dung lượng - xác định vị trí bù công suất phản kháng
trên lưới phân phối.
Chương 3: Sơ đồ nối tụ và phương thức điều khiển tụ bù trong lưới điện
phân phối.
Chương 4: Ảnh hưởng của thiết bị bù đến thông số thiết kế và vận hành của
lưới điện phân phối.
PHẦN 3: SỬ DỤNG PHẦN MỀM PSS/ADEPT ðỂ TÍNH TOÁN BÙ CÔNG
SUẤT PHẢN KHÁNG CHO LðPP THỊ XÃ TỪ SƠN.
Chương 1: Giới thiệu về phần mềm PSS/ADEPT.
Chương 2: Tính toán bù công suất phản kháng cho XT 491-E74 bằng phần
mềm PSS/ADEPT
PHẦN 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………
3
PHẦN 1: ðÁNH GIÁ TÌNH TRẠNG PHÁT TRIỂN KINH TẾ
XÃ HỘI VÀ HIỆN TRẠNG LƯỚI ðIỆN THỊ XÃ TỪ SƠN.
CHƯƠNG 1: ðẶC ðIỂM TỰ NHIÊN XÃ HỘI
VÀ PHƯƠNG HƯỚNG PHÁT TRIỂN KINH TẾ.
1.1. ðẶC ðIỂM TỰ NHIÊN VÀ XÃ HỘI CỦA TỪ SƠN.
Từ Sơn là một thị xã cửa ngõ phía nam của tỉnh Bắc Ninh cửa ngõ phía bắc
của thành phố Hà Nội được Thủ tướng Chính phủ ký quyết định thành lập ngày 24
tháng 9 năm 2008 trên cơ sở toàn bộ diện tích tự nhiên và dân số của huyện Từ Sơn
cũ.
Vị trí: Từ Sơn, phía Bắc tiếp giáp với các huyện Yên Phong (Bắc Ninh),
phía Đông Bắc và Đông tiếp giáp với huyện Tiên Du (Bắc Ninh), phía Nam và Tây
Nam tiếp giáp với huyện Gia Lâm (Hà Nội), phía Tây giáp với huyện Đông Anh
điểm của tỉnh, nơi tập trung nhiều cơ quan, đơn vị, trường học của Trung ương và
địa phương. Với vị trí địa lý và hệ thống giao thông thuận tiện, có nhiều khu, cụm
công nghiệp và làng nghề truyền thống sau hơn 10 năm tái lập thị xã Từ Sơn đã và
đang phát triển mạnh mẽ với vóc dáng văn minh, hiện đại.
Hình 2: Phường ðồng Kỵ-Một trong những ñịa phương có kinh tế phát triển mạnh
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật ………………………… 5
Là một trong những trung tâm kinh tế tác động trực tiếp đến quá trình đô thị
hóa, công nghiệp hóa của tỉnh nói riêng và cả vùng nói chung, thị xã Từ Sơn luôn
giữ được tốc độ tăng trưởng kinh tế cao bình quân 5 năm (2006-2010) đạt 16,2%,
vượt Nghị quyết Đại hội Đảng bộ thị xã đề ra. Trong đó, CN-TTCN từng bước phát
triển nhanh theo hướng hiện đại và bền vững với tốc độ tăng bình quân là 21,7%,
được xác định là ngành kinh tế chủ lực trong phát triển kinh tế-xã hội của địa
phương. Đến nay thị xã Từ Sơn có 12 khu, cụm công nghiệp (tăng 5 khu, cụm công
nghiệp so với năm 2005) và 30 làng nghề.
Trong đó, 7 cụm công nghiệp đang hoạt động hiệu quả, điển hình như: Cụm
công nghiệp sản xuất (CNSX) sắt thép Châu Khê 1, cụm CNSX đồ gỗ mỹ nghệ
Đồng Quang, cụm CN đa nghề Đình Bảng; cụm CN-TTCN trung tâm thị xã Hiện
thị xã có 545 doanh nghiệp và hợp tác xã cùng 4.640 hộ đăng ký sản xuất CN-
TTCN. Trong đó, 531 doanh nghiệp và hộ cá thể thuê đất trong các khu, cụm công
nghiệp và đã có 482 cơ sở đi vào hoạt động sản xuất kinh doanh, thu hút 11.000-
13.000 lao động. Giá trị sản xuất CN-TTCN năm 2010 của thị xã ước đạt 4.603 tỷ
đồng, tăng 22,7% so với năm 2009.
Công nghiệp phát triển kéo theo các hoạt động thương mại, dịch vụ sôi động
và phong phú với tổng mức bán lẻ hàng hoá và dịch vụ năm 2010 ước đạt 3.283 tỷ
đồng, tăng 26,6% so năm 2009. Kim ngạch xuất, nhập khẩu tăng cao: Giá trị xuất
Khê… Khu lưu niệm đồng chí Ngô Gia Tự, công viên Lý Thái Tổ và hạ tầng các
khu đô thị… từ đó tạo điều kiện thuận lợi cho các đô thị được mở rộng, phát triển
làm cho vóc dáng thị xã trẻ ngày càng hiện rõ.
Cùng với phát triển kinh tế, thị xã Từ Sơn luôn quan tâm phát triển văn hoá-
xã hội, nhất là phát triển con người và đã đạt được những tiến bộ đáng kể. Giáo
dục-Đào tạo phát triển cả về quy mô và chất lượng, cơ sở vật chất tiếp tục đựơc tăng
cường. Đời sống văn hóa, tinh thần của nhân dân ngày càng được cải thiện. Ước
hết năm 2010 thị xã có 55/81 làng, khu phố và 83% số hộ gia đình đạt danh hiệu
văn hoá; 57/81 thôn, làng, khu phố có nhà văn hoá thôn, khu phố riêng… GDP bình
quân đầu người ước đạt 2.824 USD, vượt xa so với mục tiêu Đại hội. Tỷ lệ hộ
nghèo giảm còn 1,78% theo tiêu chí cũ, đời sống vật chất và tinh thần của nhân dân
được nâng lên rõ rệt.
Những thành tựu này đã và đang tạo cho thị xã Từ Sơn thế và lực mới để
từng bước xây dựng thị xã trẻ ngày càng giàu đẹp, văn minh, xứng đáng là vùng
kinh tế trọng điểm của tỉnh.
1.2. ðỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN
Từ Sơn đang ra sức phấn đấu trở thành một đô thị công nghiệp - văn hoá -
giáo dục - y tế quan trọng của tỉnh Bắc Ninh cũng như trở thành một đô thị vệ tinh
quan trọng của vùng Thủ đô Hà Nội. Hy vọng Từ Sơn sẽ trở thành đô thị vệ tinh
của Hà Nội trong tương lai không xa và mong rằng Từ Sơn sẽ mời thêm được nhiều
trường đại học, cao đẳng mới cũng như mời thêm được một số bệnh viện lớn. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………
7
CHƯƠNG 2: HIỆN TRẠNG LƯỚI ðIỆN
VÀ TÌNH HÌNH CUNG CẤP ðIỆN.
Hình 3: Sơ ñồ phân bố ñiện năng của Từ Sơn a. Khối lượng ñường dây trung thế.
Khối lượng đường dây trung thế đang đựơc quản lý vận hành là:
Tổng khối lượng đường dây ĐDK: 151.145Km chủ yếu là đường dây AC-
120 đến AC-35.
Tổng khối lượng cáp ngầm: 9.507Km; Cáp loại Cu(3x120), Cu(3x95),
Cu(3x70), Cu(3x50).
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………
9
Bảng : Khối lượng đường dây trung thế thị xã Từ Sơn
ðường dây 35
kV (km)
ðường dây 22
kV (km)
ðường dây 10
kV (km)
ðường dây 6
kV (km)
ðDK
Cáp
ngầm
tuyến (kW)
1 Trục 371-E27.3 3.53 AC-185
25320
22126
2 Trục 372-E27.3 8.373 AC-240
42550
28491
3 Trục 373-E27.3 3.53 AC-185
15000
11518
4 Trục 374-E27.3 7.460 AC-240
40250
32735
5 Trục 376-E27.3 2.705 AC-120
33040
16367
tuyến (kW)
1 Trục 471-E74 11.769 AC-120
32640
20914
2 Trục 484-E74 3.53 AC-185
15000
11518
Tổng số TBA vận hành ở lưới điện 22kV là 93TBA/95MBA với tổng công
suất đặt là 47.640 kVA.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………
10
d. Lưới 10 kV
Lưới 10KV có chiều dài 23.789Km nhận điện từ trạm trung gian Tri Phương
(TGTP) và trung gian Lim (TGL).
* Lưới 10 kV có các lộ sau:
TT
Tên ðZ
Chiều dài
TT
Tên ðZ
Chiều dài
(Km)
Tiết diện
Tổng CS
ñặt các
TBA thuộc
tuyến ðZ
(kVA)
Công
suất
Pmax cả
tuyến
(kW)
1 Đường dây 679-TG Trịnh Xá
1.96
AC-35.50
320 208
Tổng số TBA vận hành ở lưới điện 6 kV là 2TBA/2MBA với tổng công suất
đặt là 320 kVA.
2.3. Hiện trạng tải của các máy biến áp.
Tổng số trạm biến áp (TBA): 318 trạm /358 máy/ 325.320kVA.
Với các trạm biến áp cung cấp điện sinh hoạt: đã được thực hiện bù công
suất phản kháng khoảng 10%S
đmMBA
, cosϕ ≈0.85÷0.9.
Kiots 0 6 6
Treo trên trụ 0 1 1
Ngoài trời 1 0 1
2.4. Sơ ñồ lưới ñiện trung thế thị xã Từ Sơn.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ khoa học kỹ thuật …………………………
12Hình 4: Sơ ñồ 1 sợi lưới ñiện trung áp TX Từ Sơn
Copyright: Tài liệu đại học ©