MỞ ĐẦU
Nhờ các thành tựu Công nghiệp hóa và Hiện đại hóa đất nước,đời sống
của người dân từng bước được cải thiện,cỏc hoạt động sản xuất, kinh
doanh,dịch vụ…ngày càng phát triển.Theo đó là những đòi hỏi đối với ngành
Điện Lực đảm bảo cung cấp tin cậy đủ nhu cầu và chất lượng điện năng phục
vụ các hoạt động trờn.Để đảm bảo nhu cầu cung cấp điện cần kết hợp nhiều
biện pháp, thực hiện ngay từ thiết kế, thi công đến quản lý, vận hành.
Lưới điện Việt Nam nói chung và lưới điện Từ Sơn nói riêng phần lớn
đã được xây dựng từ lõu.Do nhu cầu sử dụng điện năng tăng và tác động của
nhiều yếu tố làm tăng hao tổn điện năng, chất lượng điện năng một số tuyến
dây không còn được đảm bảo.Vỡ vậy việc đánh giá, khảo sát lưới điện là
công việc cần thiết, là cơ sở để tính toán và đưa ra các biện pháp cải tạo và
nâng cao chất lượng điện hợp lý, hiệu quả và kinh tế nhất.
Từ thực tiễn đó và sự phân công của bộ môn Cung cấp và Sử dụng điện
– Khoa cơ điện –Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội, cùng sự hướng dẫn
của thầy cô giáo trong bộ môn, các cán bộ Điện Lực Từ Sơn, đặc biệt là sự
hướng dẫn của thầy giáo Vũ Hải Thuận, em tiến hành thực hiện đề tài:
“Nghiờn cứu chất lượng điện và độ tin cậy cung cấp điện cho lưới
điện trung áp lộ 371-E74 Từ Sơn-Bắc Ninh”
Nội dung đề tài gồm 4 phần:
Phần I. Tình hình lưới điện hiện tại
Phần II. Các chỉ tiêu, phương pháp đánh giá chất lượng điện áp
và giải pháp nâng cao chất lượng điện áp
Phần III. Các chỉ tiêu, phương pháp đánh giá độ tin cậy cung cấp
điện và giải pháp nâng cao độ tin cậy cung cấp điện
Phần IV. Kết luận, đề nghị
1
Chương 1: Đặc điểm tự nhiên, kinh tế xã hội huyện Từ Sơn
1. Đặc điểm tự nhiên
• Vị trí địa lý
Từ Sơn chịu ảnh hưởng của khí hậu nhiệt đới gió mùa, nóng ẩ Từ Sơn
kinh tế trong và ngoài tỉnh thuận lợi cho việc đi lại, buôn bán và phát triển
kinh tế
3
Chương 2: Tình hình phụ tải lưới điện của lộ 371-E74
1. Tổng hợp phụ tải của lộ 371-E74
Lộ 371-E74 được cấp nguồn từ MBA 40MVA -110/35 qua máy cắt
371, có tổng chiều dài 13,578km, 28 TBA tiêu thụ 35/0,4 kV.
Các MBA tiêu thụ 35/0,4 kV có 5 nấc điều chỉnh ±5%, ±2,5%, 0.
Thông số MBA tiêu thụ 35/0,4 của lộ 371 – E74
STT Tên trạm Số
lượn
g
Sđm
(kVA
)
Loại
trạm
Loại phụ tải
1 Bệnh viện Đa Khoa Từ Sơn 1 250 Treo Công nghiệp
2 KĐT Đ.Nguyờn 1 250 Kín Dân sinh
3 Khu nhà ở Bắc Từ Sơn 1 1 250 Treo Dân sinh
4 Khu nhà ở Bắc Từ Sơn 2 1 250 Treo Dân sinh
5 Khu nhà ở Bắc Từ Sơn 3 1 250 Treo Dân sinh
6 Khu nhà ở Bắc Từ Sơn 4 1 250 Treo Dân sinh
7 Chiếu sáng đường 295 1 50 Kín Dân sinh
8 C. ty CPTM Anh Đức 1 250 Treo Dân sinh
9 Thụn Lã 1 320 Treo Dân sinh
10 Xóm thượng 1 250 Treo Dân sinh
11 Đền Đô 1 180 Treo Dân sinh
12 Phù Lưu 3 1 250 Treo Dân sinh
của mạng điện.
Có nhiều cách phân loại đồ thị phụ tải, theo thời gian đồ thị phụ tải chia
làm 3 loạị: Đồ thị phụ tải ngày, đồ thị phụ tải tháng, đồ thị phụ tải hàng năm.
Đồ thị phụ tải ngày là đường cong trên hệ tọa độ đề các, biểu diễn sự
thay đổi của phụ tải trong thời gian một ngày đờm.Cỏc bước tiến hành xây
dựng đồ thị phụ tải như sau:
+ Thu thập thông tin
Để xây dưng đồ thị phụ tải ngày điển hình trước hết ta chọn cỏc thỏng
tiêu thụ điện năng điển hình là mùa đông và mùa hè. Sau đó thu thập thông tin
về đồ thị phụ tải chủ yếu là xác định các thông số của phụ tải (P, Q, S, I).Cú
thể thu thập thông tin từ phương pháp thu thập từ xa, đo đếm trực tiếp hoặc đo
đếm gián tiếp.Thực tế tại địa điểm thực tập thu thõp số liệu bằng cách tiến
hành đo đếm trực trực tiếp giá trị P từ 0 ữ 24h, khoảng cách đo giữa 2 lần liên
tiếp là 1 giờ. Tiến hành đo đạt trong 7 ngày liên tiếp vì đó là thời gian 1 tuần
làm việc phản ánh tương đối chính xác quy luật thay đổi tuần hoàn của phụ tải
5
điện. Thời gian đo trong một tuần vào tháng tiêu thụ điển hình mùa hè (mựa
đụng).Nếu đo đếm phụ tải bằng công tơ thì công suất tiêu thụ trung bình tại
giờ thứ i có thể xác định theo biểu thức sau:
P
tb
=
t
A
(kW) (2.1)
Trong đó:
A: Điện năng tiêu thụ trong khoảng thời gian t, KWh.
P
tb
: Công suất đo được tại thời điểm t, KW.
(kW)
(2.3)
∑
=
Ρ=Ρ
n
i
ii
n
1
1
(kW) (2.4)
( )
n
n
i
ii
i
∑
=
Ρ−Ρ
=
1
2
δ
(2.5)
n
i
hè và đồ thị phụ tải điển hình ngày mùa đông
+ Xây dựng đồ thị phụ tải ngày mùa hè của lộ 371-E74
Bảng 1.2.Bảng công suất đo đếm ngày mùa hè lộ 371 – E74
Giờ 21/6 22/6 23/6 24/6 25/6 26/6 27/6 P
tb
Δ P
tti
1 1175 1160 1152 1141 1124 1136 1147 1148 15 1158
2 1417 1423 1468 1436 1478 1464 1452 1448 22 1460
3 1942 1914 1936 1954 1947 1981 1976 1950 23 1965
4 2231 2243 2210 2252 2268 2292 2259 2251 24 2267
5 2615 2634 2622 2643 2657 2671 2685 2647 24 2662
6 2903 2918 2924 2963 2958 2991 2977 2948 31 2968
7 3134 3115 3147 3168 3156 3110 3174 3143 23 3158
8 3538 3513 3542 3459 3571 3583 3649 3551 21 3565
9 3810 3827 3945 3819 3858 3872 3865 3842 22 3856
10 5026 5198 5007 5013 5062 5153 5047 5072 41 5098
11 5316 5425 5349 5362 5354 5312 5392 5359 30 5378
12 5521 5517 5393 5542 5561 5497 5536 5510 51 5543
13 4536 4513 4624 4568 4552 4541 4529 4536 17 4555
14 4875 4858 4821 4809 4734 4879 4861 4848 25 4864
15 4123 4112 4258 4137 4192 4081 4163 4138 31 4158
16 4792 4781 4760 4731 4752 4768 4724 4758 27 4776
17 4903 4918 4936 4926 4957 4964 4976 4940 25 4956
18 5915 5931 5847 5968 5910 5957 5982 5930 42 5957
19 6110 6242 6151 6174 6049 6156 6183 6152 56 6188
20 6321 6359 6374 6328 6308 6354 6347 6342 22 6356
7
21 3654 3621 3607 3682 3679 3632 3648 3646 26 3663
22 2857 2834 2846 2876 2884 2865 2851 2859 16 2869
1
1
=
−+−++−+−
=
Ρ−Ρ
=
∑
=
n
i
i
δ
* Giá trị hiệu chỉnh đến sai số phép đo:
89.9
7
39.15
7,1
1
1
===
n
P
δ
βδ
* Công suất tính toán:
i
P
itti
PP
max
1
2
h
P
tP
tt
n
i
itti
=
+++
==
∑
=
τ
* Hệ số điền kín:
6,0
6356*24
1858 14601158
max
=
+++
==
P
P
k
tb
đk
23 2456 2410 2437 2485 2471 2493 2424 2453 29 2472
24 2045 2064 2024 2008 2075 2057 2096 2053 28 2071
10
11
+ Xây dựng đồ thị phụ tải năm của lộ 371-E74
Đồ thị phụ tải năm là đường cong trên hệ trục tọa độ đề các, biểu diễn
sự thay đổi của phụ tải trong một năm, được xây dựng trên cơ sở đồ thị phụ
tải ngày mùa hè và ngày mùa đụng.Tựy theo đặc điểm từng vùng mà chọn số
ngày mùa hè, ngày mùa đông thích hợp. Đối với vùng đồng bằng bắc bộ, lấy
số ngày mùa hè là 190, số ngày mùa đông là 175.Khi cộng đồ thị phụ tải ngày
mùa hè và đồ thị phụ tải ngày mùa đông sẽ được đồ thị phụ tải năm.Cộng theo
giá trị công suất của hai đồ thị theo thứ tự công suất giảm dần. Nếu P
ihố
= P
iđụng
thì thời gian xuất hiện giá trị công suất này là: t = t
hè
+ t
đông
.
12
Bảng 1.4.Phụ tải năm lộ 371-E74
STT Giờ P (kW) STT Giờ P (kW)
1
190
6356
25
175
3558
2
175
5268
31
190
2869
8
190
5098
32
190
2662
9
190
4956
33
175
2661
10
175
4869
34
175
2560
11
190
4864
35
175
2472
12
190
4158
41
175
2054
18
175
4065
42
190
1965
19
175
3960
43
175
1962
20
190
3856
44
175
1873
21
175
3761
45
190
1858
22
i
ii
∑
=
=
(2.7)
* Thời gian hao tổn công suất cực đại:
)(
2
max
1
2
h
P
tP
n
i
ii
∑
=
=
τ
(2.8)
* Hệ số điền kín:
max
P
P
k
: Công suất tác dụng đo được vào thời gian phụ tải cực đại, kW.
S
max
: Công suất biểu kiến vào thời gian phụ tải cực đại, kVA.
IUS *
max
=
(kVA) (2.12)
Từ đồ thị phụ tải thấy phụ tải cực đại vào 20h ngày mùa hè
Xác định hệ số công suất cực đại tính toán Cosφ
max
, ta đo đếm các giá trị công
suất và dòng điện, điện áp vào thời gian này để tinhd toán hệ số công suất
theo công thức (2.10)
Bảng 1.5.Giá trị Cosφ
max
của lộ 371 – E74 và các giá trị P, U, I đo đếm
được khi tải cực đại (tại 20h)
Giá trị 21/6 22/6 23/6 24/6 25/6 26/6 27/6 Giá trị
trung
bình
δ Giá trị
tính
toán
Cosφ
max
P(kW) 6321 6359 6374 6328 6308 6354 6347 6342 22 6356
U(KV) 35.02 35.05 35.04 35.06 35.01 35.09 35.07 35.05 0.03 35.07 0.83
I(A) 217.46 218.59 219.16 217.46 217.08 218.17218.05 217.99 0.74 218.46
15
Ngày mùa hè 10.04 14.42 0.6 6356 3818 5.49
NGày mùa đông 8.74 13.68 0.57 5764 3286 3.46
Năm 46254 4910 0.56 6356 3552 5.48
Nhận xét:
Đồ thị phụ tải rất lồi lõm, đồ thị ngày mùa hè nhấp nhô hơn so với đồ
thị ngày mùa đụng.Cao điểm buổi chiều ngày mùa hè và ngày mùa đông đều
cao hơn cao điểm buổi sỏng.Cao điểm buổi sáng ngày mùa hè và ngày mùa
đông vào khoảng 10h ữ 12h, Cao điểm buổi chiều ngày mùa đông sớm hơn
ngày mùa hè, tương ứng vào 17h ữ 19h và 18h ữ 20h.Thấp điểm vào khoảng
từ 0h ữ 5h và 22h ữ 24h. Thời gian hao tổn công suất ngày mùa hè lớn hơn
ngày mùa đụng.Độ chênh lệch phụ tải cực đại và cực tiểu ngày mùa đông lớn
hơn ngày mùa hố.Chờnh lệch phụ tải cả năm lớn P
min
= 0,18P
max
.Hệ số điền
kớn khụng cao.
Phần II. CÁC CHỈ TIÊU, PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG
ĐIỆN ÁP VÀ CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG ĐIỆN ÁP
16
Chương 1: Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng điện áp
Lưới điện đảm bảo yêu cầu khi thỏa mãn hai chỉ tiêu về chất lượng điện
và độ tin cậy cung cấp điện .Chất lượng điện được đánh giá qua hai chỉ tiêu
chính là chỉ tiêu tần số và chỉ tiêu điện áp.Trong đó, điện áp mang tính chất
cục bộ còn tần số mang tính hệ thống.Tần số đạt giá trị định mức khi co sự cân
bằng công suất tác dụng phát ra với công suất tác dụng của phụ tải.Điện áp đạt
giá trị định mức khi có sự cân bằng công suất phản kháng phát ra với công suất
phản kháng của phụ tải.Trong phạm vi đề tài chỉ tập trung đánh giá về chỉ tiêu
chất lượng điện ỏp.Chất lượng điện áp được đánh giá qua 4 chỉ tiêu sau:
1. Độ lệch điện áp.
pt
dẫn đến
17
thay đổi điện áp rơi và hao tổn điện áp trên đường dây và máy biến áp. Hậu
quả là điện áp của thụ điện cũng thay đổi theo.
+ Đặc điểm: sự thay đổi chậm của điện áp thể hiện bởi độ lệch điện áp V.
Chỉ tiêu độ lệch điện áp thỏa mãn khi nằm trong giới hạn cho phộp.Mỗi
khu vực, mỗi quốc gia đưa ra tiêu chuẩn khác nhau về giá trị độ lệch điện áp
cho phộp.Theo tiêu chuẩn Việt Nam, tiêu chuẩn độ lệch điện áp cho phép với
từng loại thụ điện khác nhau là khác nhau, ở chế độ làm việc bình thường
được quy định như sau:
Bảng 2.1.Độ lệch điện áp cho phép ở chế độ làm việc bình thường
STT Thụ điện Giới hạn dưới V
-
cp
Giới hạn trên V
+
cp
1 Động cơ điện -5 +10
2 Chiếu sang -2,5 +5
3 Thiết bị điện Công nghiệp -5 +5
4 Thiết bị điện Nông nghiệp -7,5 +10
2. Dao động điện áp.
+ Định nghĩa: là sự biến thiên của điện áp xảy ra trong thời gian tương
đối ngắn, tốc độ không quá 1%/s (sự thay đổi nhanh của điện áp >1%/s)
Dao động điện áp được xác định
V% = U
max
% - U
(Δt = phút)
+Nguyên nhân dao động điện áp:
Do hoạt động của các phụ tải công suất lớn (lò điện, máy hàn, máy cán
thộp…), sự đột biến về tiêu thụ công suất tác dụng và phản kháng như khi
khởi động động cơ có công suất gần công suất MBA tiêu thụ, các lò điện, cỏc
mỏy hàn…khi đó sẽ kèm theo hiện tượng giảm quang thông của cỏc đốn phát
sáng.
+Để đánh giá đầy đủ ảnh hưởng dao động điện áp cần tính đến điều
kiện khởi động của động cơ, quan hệ với thông số (R, X) của đường dây và
MBA và đặc điểm phụ tải nằm trong lưới điện xem xét.
- Độ sụt áp không được vượt quá (30ữ40)%U
đm
khi khởi động động cơ
có hệ số mở máy trung bình.
- Điện ỏp trờn cỏc động cơ đang làm việc không được sụt ỏp quỏ
20%U
đm
khi khởi
động động cơ lân cận.
- Dao động điện áp còn ảnh hưởng đến cơ cấu tự động điều khiển, tự
điều khiển điện áp, dẫn đến điều chỉnh điện áp sẽ kém.
3.Độ hình sin
Điện áp và dũng điờn 3 pha thay đổi theo chu kỳ hình sin tần số 50Hz,
nhưng thực tế không bao giờ nhận được đường cong hình sin trọn vẹn và bao
giờ cũng có độ méo mó của đường cong nhất định gọi là độ khụng hỡnh sin.
+ Nguyên nhân:
- Tớnh không tuyến tính đặc tính Von – Ampe của các phụ tải trong lưới
dẫn đến xuất hiện cỏc súng hài bậc cao trong thành phần của điện áp và dòng
điện.
hdkhdks
UUU
(V) (3.6)
Đối với điện áp dây lấy theo sóng hài bậc lẻ
Đối với điện áp pha lấy theo sóng hài là bội số của 3
+ Giá trị cho phép độ khụng hỡnh sin đói với các thết bị lấy theo sự
chênh lệch giữa giá trị thực của cỏc súng hài so với sóng cơ bản U
1
.
k
ks
=
100.
1
1
U
UU
hdks
−
(%)
(3.7)
Hệ số k
ks
gọi là hệ số khụng hỡnh sin
+ Ảnh hưởng của độ không sin:
- Đèn phóng điện trong chất khí có hiện tượng nhấp nháy do cỏc súng
hài.
- Đốt nóng thêm động cơ khi làm việc.
4. Độ không đối xứng
Do sử dụng nhiều thiết bị 1pha, tải phân bố không đều dẫn đến sự
I
I
=
; k
kđxI0
100.
1
0
I
I
=
(3.8)
Theo điện áp:
k
kđxU2
100.
1
2
U
U
=
; k
kđxU0
100.
1
0
U
U
=
(3.9)
100.
n
U
U
∆
(3.10)
Độ lệch điện áp tại đầu vào hộ dùng điện thường được xác định tại thời
điểm phụ tải cực đại và phụ tải cực tiểu, giá trị của độ lệch điờn ỏp tại một
điểm có thể đánh giá theo biểu thức:
∑∑
==
+∆−=
n
j
j
m
i
ing
EUVV
1
)2(
1
)2()2()2(
(3.11)
∑∑
==
+∆−=
n
: độ lệch cho phép ứng với từng loại phụ tải
b. Đánh giá chất lượng điện áp theo tiêu chuẩn tích phân điện áp
Do số lượng phụ tải lớn nên không thể hạn chế độ lệch điện áp và tiêu
chuẩn hóa V
cf
cho mỗi loại phụ tải mà phải đặt ra chỉ têu trung bình đối với
toàn bộ nhóm thụ điện do đó chọn V
cf
trung bình cho một chu kỳ T, vì vậy để
đánh giá chất lượng điện cần phải xem hàm V = f(t).Với hàm này ta có thể
22
xác định được điện áp trung bình sau một chu kỳ xét T nào đó và độ lệch
trung bình bình phương của nó.
Giá trị độ lệch trung bình của điện áp so với định mức ở điểm bất kỳ
so với lưới điện xác định theo biểu thức :
V
i
=
[ ]
dttV
T
T
∫
0
)(
1
V (t) sự thay đổi theo thời gian của độ lệch điện áp (%)
T chu kỳ khảo sát
Đặc trưng đầy đủ hơn của chất lương điện áp là độ lệch trung bình bình
phương của nó hay gọi là độ bất định của điện áp, nó được xác định theo biểu
i
ii
P
PV
V
1
1
.∑
∑
=
=
=
n
i
i
n
i
ii
P
PH
H
1
1
.
P
i
CPmin
ữ U
CPmax
thì xác suất p biểu thị xác suất điện năng có chất lượng:
Tương tự có thể viết biểu thức xác định lượng điện năng đảm bảo chất
lượng:
Với tổng điện năng tiêu thụ:
Điện năng không đảm bảo chất lượng: A
KCL
= A
∑
-A
CL
Việc tính toán A
CL
theo phương pháp trờn khỏ phức tạp, để đơn giản ta
có thể sử dụng phương pháp quy hồi thực nghiệm để xác định gần đúng A
CL
24
Copyright: Tài liệu đại học ©