BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
--------------------------------------LÊ TRÍ HOÀN
Lê Trí Hoàn
HỆ THỐNG ĐIỆN
ỨNG DỤNG CÁC THIẾT BỊ FACTS NHẰM ĐIỀU KHIỂN DUNG
LƯỢNG BÙ ĐỂ GIẢM TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRONG LƯỚI
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
HỆ THỐNG ĐIỆN
KHÓA 2009
Hà Nội – Năm 2012
LỜI CÁM ƠN
Để hoàn thành được luận văn, ngoài sự nỗ lực phấn đấu của bản thân, tác giả
đã nhận được rất nhiều sự quan tâm giúp đỡ của nhiều thầy giáo, cô giáo, bạn bè,
đồng nghiệp và gia đình.
Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn trân trọng nhất tới thầy giáo TS. Phan Đăng
Khải, người đã tận tình chỉ bảo, hướng dẫn tác giả trong suốt quá trình học tập cũng
như làm luận văn. Tác giả cũng xin chân thành cám ơn các thầy giáo, cô giáo trong
bộ môn Hệ thống điện – Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội đã giúp đỡ tác giả
trong quá trình học tập và làm luận văn. Đồng thời tác giả cũng xin gửi lời cảm ơn
sâu sắc tới bạn bè, đồng nghiệp và gia đình đã động viên, trao đổi, giúp đỡ tác giả
rất nhiều trong quá trình nghiên cứu hoàn thành khoá học!
Do với kiến thức bản thân còn rất hạn chế nên bản luận văn này chắc chắn
còn nhiều thiếu sót, tác giả rất mong nhận được sự chỉ bảo, góp ý của các thầy giáo,
DANH MỤC CÁC BẢNG ........................................................................................7
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ ............................................................8
PHẦN MỞ ĐẦU ......................................................................................................11
1. Lý do chọn đề tài ........................................................................................................ 11
2. Mục đích nghiên cứu của đề tài: ............................................................................... 12
3. Đối tượng nghiên cứu: ............................................................................................... 12
4. Nhiệm vụ nghiên cứu: ................................................................................................ 12
5. Phương pháp nghiên cứu: ......................................................................................... 12
6. Bố cục luận văn: ......................................................................................................... 13
CHƯƠNG I: KHÁI QUÁT VỀ VẤN ĐỀ BÙ CSPK VÀ TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRONG
HỆ THỐNG ĐIỆN ..................................................................................................14
1.1. Công suất phản kháng (CSPK) trong hệ thống điện ........................................... 14
1.1.1 Khái niệm CSPK ................................................................................................ 14
1.1.2 Sự tiêu thụ CSPK ............................................................................................... 15
1.1.2.1 Sự tiêu thụ CSPK trong động cơ không đồng bộ ......................................... 15
1.1.2.2 Sự tiêu thụ CSPK trong Máy biến áp (MBA) .............................................. 17
1.1.2.3 Sự tiêu thụ CSPK ở đèn huỳnh quang ......................................................... 18
1.1.3 Các nguồn phát CSPK trên lưới điện................................................................ 19
1.1.3.1 Máy điện đồng bộ ........................................................................................ 19
1.1.3.2 Đường dây tải điện ....................................................................................... 20
1.1.3.3 Tụ điện tĩnh .................................................................................................. 20
1.2. Khái quát về bù CSPK trong hệ thống điện ......................................................... 21
1.2.1 Chế độ làm việc và cân băng CSPK của HTĐ .................................................. 21
1.2.2 Quan hệ CSPK - Điện áp ................................................................................... 22
1.2.3 Tại sao phải bù CSPK ........................................................................................ 23
1.3 Các dạng bù trong HTĐ .......................................................................................... 26
1.3.1. Bù ngang ........................................................................................................... 26
1.3.2. Bù dọc ................................................................................................................ 27
2.1 Tổn thất điện năng trong HTĐ ............................................................................... 29
b. Khối điều chỉnh điện áp ................................................................................... 56
c. Khối đồng bộ hóa ............................................................................................. 61
d. Khối phát xung ................................................................................................ 61
2.1.3. Phân tích hiệu quả điều khiển của SVC. ......................................................... 63
2.1.3.1 Mô hình truyền tải đơn giản 2 máy (2 nút) .................................................. 63
2.1.3.2 Sơ đồ hình tia ............................................................................................... 65
2.2 STATCOM ............................................................................................................... 67
2.2.1 Tổng quan về STATCOM .................................................................................. 67
2.2.2 Nguyên lý hoạt động của STATCOM ............................................................... 70
2.2.2.1 Tính toán dòng năng lượng .......................................................................... 70
2.2.2.1.1 Nguyên lý .............................................................................................. 70
2.2.2.1.2 Các loại thanh cái (Buses) .................................................................... 70
2.2.2.1.3 Công thức Newton-Raphson tính toán dòng công suất trong hệ tọa độ cực
71
CHƯƠNG III: XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ, DUNG LƯỢNG VÀ PHƯƠNG THỨC ĐIỀU KHIỂN
CỦA THIẾT BỊ BÙ.................................................................................................88
Họcviên:LêTríHoàn
Số hiệu: CB090237
4
Luận văn thạc sĩ khoa học: Ứng dụng các thiết bị FACTS nhằm điều chỉnh dung lượng bù để giảm tổn thất điện
năng trong lưới
1. Tính toán dung lượng bù CSPK theo các tiêu chí khác nhau ................................ 88
1.1 Lựa chọn dung lượng tụ điện tĩnh hợp lý theo quan điểm kinh tế ..................... 88
1.1.1 Xác định dung lượng bù kinh tế...................................................................... 88
Luận văn thạc sĩ khoa học: Ứng dụng các thiết bị FACTS nhằm điều chỉnh dung lượng bù để giảm tổn thất điện
năng trong lưới
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
STT Chữ viết tắt
1
HTĐ
2
STATCOM
3
SVC
4
TCSC
7
FACTS
9
IEEE
Institute of Electrical and
Viện kỹ thuật
Electronics Engineers
Điện - điện tử (Mỹ)
10
VSC
Voltage Source Converter
Bộ biến đổi nguồn áp
11
DC
Direct current
Điện một chiều
12
AC
Alternate Current
Trang
58
Bảng 2.1: Các ví dụ về mối liên hệ giữa các thông số khác nhau
Bảng 2.2: Kết quả đa điều khiển của STATCOM trên hệ thống IEEE 30 nút
84
Bảng 2.3: Kết quả của trường hợp 5 và 6 trong hệ thống IEEE 30 nút
84
Bảng 2.4: Dòng công suất trên đường dây truyền tải trong trường hợp 1, 9 và 10 trong hệ
thống IEEE 30 nút
85
Bảng 2.5: Chế độ giới hạn của STATCOM trong hệ thống IEEE 30 nút
86
Bảng 4.1: Tổng hợp khối lượng đường dây và trạm 500kV
117
Bảng 4.2: Tổn thất truyền tải điện năng năm 2009
119
Bảng 4.3: Tổn thất truyền tải điện năng 2001-2009
Hình 1-2: Quan hệ giữa công suất P&Q
15
Hình 1-3: Mạch điện thay thế hình Γ đơn giản hoá của động cơ không đồng bộ
16
Hình 1-4: Đặc tính tĩnh CSPK của động cơ không đồng bộ
17
Hình 1-5: Bù cho đèn huỳnh quang bằng cách nối tụ điện song song
18
Hình 1-6: Bù cho đèn huỳnh quang bằng cách nối tụ điện nối tiếp (chấn lưu điện dung)
19
Hình 1-7: Bù nhóm với tụ điện đơn pha
19
Hình 1-8: Sơ đồ một hệ thống điện
22
Hình 1-9. Đồ thị vectơ điện áp khi có tự bù ngang
Hình 1-15b: Đồ thị xác định dòng điện trung bình bình phương Itb
32
Hình 1-16: Xác định thời gian sử dụng công suất cực đại Tmax
34
Hình 1-17: Xác định thời gian tổn thất công suất cực đại τmax
34
Hình 2-1. Bộ điều khiển nối tiếp
38
Hình 2-2. Bộ điều khiển song song
38
Hình 2-3. Bộ điều khiển nối tiếp – nối tiếp
39
Hình 2-4. Bộ điều khiển nối tiếp – song song kết hợp
39
Hình 2-5. Bộ điều khiển nối tiếp – song song hợp nhất
44
Hình 2-11. Đặc tính V-I của TCR
45
Hình 2-12. Biên bộ các thành phần bậc cáo của TCR so với góc α
46
Hình 2-13 Dạng sóng minh họa cho các phương pháp điều khiển tuần tự để giảm sóng hài
47
bằng hệ thống 4TCR
Hình 2-14. Cách sắp xếp 12 xung 2 bộ TCR và dạng sóng dòng điện
48
Hình 2-15. Cấu tạo TSC và dạng sóng vận hành
49
Hình 2-16. Dạng sóng minh họa qúa trình đóng cắt không có quá trình quá độ của TSC
50
Hình 2-17. Đặc tính V-I của TSC
51
60
bộ điều chỉnh điện áp (b)
Hình 2-26. Mô hình PLL nói chung cho hệ thống điều khiển số.
61
Hình 2-27. Sơ đồ khối điều khiển góc đảnh lửa của TCR
62
Hình 2-28. Hệ thống điện 2 máy phát và bù CSPK ở điểm giữa đường dây
a) Sơ đồ vector điện áp tương ứng
64
b) Đặc tính CSTD truyền tải – góc lệch khi không bù và khi có bù
c) Đặc tính CSPK tại nút bù – góc lệch
Hình 2-29. Đồ thị biến thiên giới hạn ổn định điện áp khi tải và hệ số công suất tải thay
66
đổi, khi chưa bù (a) và khi có bù (b)
Hình 2-30. Cấu tạo của STATCOM
67
Hình 2-31. STATCOM và ESS
69
91
Hình 3-4. Sơ đồ ví dụ
92
Hình 3-5. Bù CSPK trong mạng hình tia
97
Hình 3-6. Sơ đồ phân bố dung lượng bù theo mạng phân nhánh
99
Hình 3-7. Tính phân phối dung lượng bù trong mạng điện phân xưởng
100
Hình 3-8: Thông số ví dụ
100
Hình 3-9. Sơ đồ mạng điện có dùng máy bù đồng bộ để điều chỉnh điện áp
101
Hình 3-10. Sơ đồ mạng điện có phân nhánh
104
Hình 3-18: Dạng sóng điện áp khi sử dụng ĐKPTBS
113
Hình 3-19. Sơ đồ lưới điện đơn giản
114
Hình 3-20. Vị trí thay đổi nấc bù tối ưu
115
Hình 4-1 Thống kê sự cố trên lưới 500kV giai đoạn 1994 – 20091
118
Họcviên:LêTríHoàn
Số hiệu: CB090237
10
Luận văn thạc sĩ khoa học: Ứng dụng các thiết bị FACTS nhằm điều chỉnh dung lượng bù để giảm tổn thất điện
năng trong lưới
PHẦN MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Cùng với sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước trong những năm gần đây, Hệ
thống điện Việt Nam có tốc độ phát triển nhảy vọt cả về quy mô lưới truyền tải lẫn công suất phát.
Luận văn thạc sĩ khoa học: Ứng dụng các thiết bị FACTS nhằm điều chỉnh dung lượng bù để giảm tổn thất điện
năng trong lưới
Việc bù CSPK trước đây thường được thực hiện đơn giản: thay đổi từng nấc hoặc thay đổi
kích từ, chúng chỉ cho phép thay đổi thô hoặc theo tốc độ chậm, lưới điện là một cơ cấu thụ động.
Gần đây, nhờ sự phát triển mạnh mẽ của các ngành công nghệ như điện tử công suất, vi xử lý, vi
điện tử và thông tin liên lạc đã cho phép hoàn thiện cấu trúc lưới điện và tạo ra Hệ thống truyền
tải điện xoay chiều linh hoạt (Flexible Alternating Current Transmission System – FACTS).
Chính vì vậy việc nghiên cứu ứng dụng các thiết bị trong hệ thống truyền tải điện xoay
chiều linh hoạt ( FACST ) để điều chỉnh dung lượng bù nhằm giảm tổn thất điện năng trong lưới
là cần thiết.
2. Mục đích nghiên cứu của đề tài:
Luận văn lựa chọn đề tài nghiên cứu là Ứng dụng các thiết bị FACTS để điều chỉnh dung
lượng bù nhằm giảm tổn thất điện năng trong lưới.
Luận văn sẽ tập trung nghiên cứu tìm hiểu đặc tính của các thiết bị bù điều chỉnh nhanh, áp
dụng các thiết bị bù CSPK có chất lượng cao (thực hiện bằng Thyristor) đó là các thiết bị bù tĩnh
điều chỉnh nhanh công suất lớn như SVC – Static Var Compensator, TCSC – Thyristor Controled
Serie Capacitor, STATCOM – Static Synchronous Compensator…thực chất đó là các kháng điện
và tụ điện có khả năng phát hoặc tiêu thụ CSPK với trị số công suất thay đổi trơn, tốc độ nhanh
trong phạm vi rộng.
3. Đối tượng nghiên cứu:
Đối tượng nghiên cứu của luận văn là các thiết bị FACTS dùng để điều chỉnh dung lượng
bù nhằm giảm tổn thất điện năng trong lưới.
4. Nhiệm vụ nghiên cứu:
- Giới thiệu tổng quan về vấn đề bù CSPK trong HTĐ, các thiết bị bù và khả năng điều
chỉnh công suất.
- Giới thiệu tổng quan về vấn đề tổn thất công suất điện năng liên quan tới CSPK.
- Nghiên cứu các thiết bị FACTS như SVC, STATCOM
5. Phương pháp nghiên cứu:
Phương pháp nghiên cứu áp dụng trong luận văn bao gồm nghiên cứu, tìm hiểu lý thuyết,
Chương IV: Ứng dụng phần mềm PSS/E tính toán cho lưới điện 500kV Việt Nam khi đặt SVC vào
các vị trí khác nhau
1. Hiện trạng lưới điện 500kV Việt Nam
2. Định hướng phát triển lưới điện siêu cao áp
3. Ứng dụng phần mềm PSS/E tính toán cho lưới điện 500kV Việt Nam
Chương V: Kết luận và kiến nghị
1. Kết luận
2. Kiến nghị
Họcviên:LêTríHoàn
Số hiệu: CB090237
13
Luận văn thạc sĩ khoa học: Ứng dụng các thiết bị FACTS nhằm điều chỉnh dung lượng bù để giảm tổn thất điện
năng trong lưới
CHƯƠNG I
KHÁI QUÁT VỀ VẤN ĐỀ BÙ CSPK VÀ
TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN
1.1. Công suất phản kháng (CSPK) trong hệ thống điện:
1.1.1 Khái niệm CSPK:
CSPK là một thành phần của điện xoay chiều trong hệ thống điện, thường được thể hiện
bằng véctơ toán học hoặc dạng sóng hình sin.
Xét sự tiêu thụ năng lượng trọng một mạch điện có tải là điện trở và điện kháng (hình 1.1):
R
I
1.1.2.1 Sự tiêu thụ CSPK trong động cơ không đồng bộ
Động cơ không đồng bộ là thiết bị tiêu thụ CSPK chính trong lưới điện, chế độ làm việc
của nó ảnh hưởng đến giá trị tiêu thụ CSPK, có lúc giá trị nhu cầu CSPK còn lớn hơn cả (CSTD)
của nó.
CSPK của động cơ không đồng bộ gồm 2 thành phần:
a. Một phần nhỏ CSPK được sử dụng để sinh ra từ trường tản trong mạch điện sơ cấp Q1 =
m1 .I 12 . X 1 và trong mạch điện thứ cấp Q2 = m1 .I12 . X 2 với m1 là số pha. Hoặc có thể tính theo
catalog của thiết bị:
Qtt Q1 Q2
Họcviên:LêTríHoàn
Số hiệu: CB090237
I
1
P
(tg dm
. 0 )
cos dm I dm
Pdm . dm
15
Luận văn thạc sĩ khoa học: Ứng dụng các thiết bị FACTS nhằm điều chỉnh dung lượng bù để giảm tổn thất điện
năng trong lưới
Trong đó:
P
:
Dòng điện không tải
r' 1 / S
X1
I 1*
X' 2
r1
-I 0*'
X1
U1
r1
Xm
I0
rm
Hình 1-3: Mạch điện thay thế hình Γ đơn giản hoá của động cơ không đồng bộ
b. Phần lớn CSPK còn lại dùng để sinh ra từ trường khe hở
Q m1 .I 02 . X m
Hay tính theo catalog của thiết bị:
16
Luận văn thạc sĩ khoa học: Ứng dụng các thiết bị FACTS nhằm điều chỉnh dung lượng bù để giảm tổn thất điện
năng trong lưới
Q*
1
1
U*
Hình 1-4: Đặc tính tĩnh CSPK của động cơ không đồng bộ
Đối với động cơ không đồng bộ thì:
- Khi điện áp tăng, sự tiêu thụ CSPK tăng do mức độ từ hoá tăng và tản từ tăng, do vậy
việc tăng điện áp vận hành chưa đảm bảo tổn thất giảm.
- Đối với những động cơ công suất nhỏ, do tăng một cách tương đối khe hở không khí giữa
roto và stato làm tăng lượng tản từ, do vậy CSPK tăng.
- Động cơ có tốc độ thấp, hiệu suất kém thì mức độ tiêu thụ CSPK tăng.
1.1.2.2 Sự tiêu thụ CSPK trong Máy biến áp (MBA)
Máy biến áp tiêu thụ khoảng 20÷25% nhu cầu CSPK tổng của lưới điện, nhỏ hơn nhu cầu
của các động cơ không đồng bộ, vì không có khe hở không khí, nhưng do số thiết bị và dung
lượng lớn, nên nhu cầu tổng CSPK của MBA cũng rất đáng kể.
CSPK tiêu thụ bởi máy biến áp bao gồm 2 thành phần:
a. CSPK dùng để từ hoá lõi thép:
Công suất này phụ thuộc vào tải:
Q0
Là hệ số mang tải MBA
UN% :
Là điện áp ngắn mạch %
Họcviên:LêTríHoàn
Số hiệu: CB090237
17
Luận văn thạc sĩ khoa học: Ứng dụng các thiết bị FACTS nhằm điều chỉnh dung lượng bù để giảm tổn thất điện
năng trong lưới
1.1.2.3 Sự tiêu thụ CSPK ở đèn huỳnh quang
Thông thường đèn huỳnh quang vận hành có 1 chấn lưu để hạn chế dòng điện, tuỳ theo
điện cảm của chấn lưu, hệ số công suất chưa được hiệu chỉnh cosφ1 nằm trong khoảng 0,3 đến
0,5. Các bộ đèn huỳnh quang hiện đại có bộ khởi động điện tử, hệ số công suất chưa được hiệu
chỉnh cosφ1 thường gần bằng 1 do vậy không cần hiệu chỉnh hệ số công suất của các thiết bị này,
tuy nhiên khi các thiết bị này khởi động thì sinh ra các sóng hài.
Hệ số công suất của đèn:
cos1
PL PV
Udm.I L
Trong đó:
IL
QC
2
2.. f dm.Udm
Việc bù đèn huỳnh quang bằng ghép tụ điện song song như hình I.5 không thích hợp cho hệ thống
có các bộ điều khiển sóng AF (Ripple controller) Trong trường hợp này người ta dùng chấn lưu
điện dung (Tụ điện mắc nối tiếp) như hình 1-6 dưới đây.
Họcviên:LêTríHoàn
Số hiệu: CB090237
18
Luận văn thạc sĩ khoa học: Ứng dụng các thiết bị FACTS nhằm điều chỉnh dung lượng bù để giảm tổn thất điện
năng trong lưới
L
N
Tô ®iÖn
ChÊn l- u
ST
Hình 1-6: Bù cho đèn huỳnh quang bằng cách nối tụ điện nối tiếp
(chấn lưu điện dung)
Để bù cho một nhóm đèn huỳnh quang có 2 cách: bù nhóm 3 pha và bù 1 pha
- Trường hợp bù 1 pha điện dung của tụ điện bằng với tổng của từng điện dung mỗi đèn được lắp
như hình 1-7 dưới đây:
1.1.3.3 Tụ điện tĩnh
Tụ điện tĩnh là một đơn vị hay một dãy đơn vị nối với nhau và nối song song với phụ tải
theo sơ đồ hình sao (Y) hoặc tam giác (∆) với mục đích sản xuất ra CSPK cung cấp trực tiếp phụ
tải, điều này làm giảm CSPK phải truyền tải trên đường dây, làm như vậy được gọi là bù CSPK.
CSPK do tụ điện phát ra được tính theo biểu thức:
QC = U2.ω.C Trong đó U(V) là điện áp pha, C(F), Q(VAr)
Ưu điểm:
- Chi phí tính theo một đơn vị CSPK (kVAr) ở tụ điện rẻ hơn máy bù đồng bộ, ưu điểm này
càng rõ nét khi lượng CSPK phải cung cấp càng lớn.
- Tổn thất CSTD trong tụ điện rất nhỏ, chỉ 2÷4W/1kVAr, trong khi đó trong máy điện đồng
bộ tương đối lớn khoảng 10÷15W/1kVAr tuỳ theo công suất định mức máy.
- Tụ điện vận hành đơn giản, độ tin cậy cao hơn máy điện đồng bộ.
- Tụ điện lắp đặt đơn giản, có thể phân ra nhiều cụm để lắp rải trên lưới phân phối, hiệu
quả là cải thiện tốt hơn đường cong phân bổ điện áp. Không cần người trông nom, vận hành, bảo
dưỡng đơn giản.
Nhược điểm:
- Tụ điện không cho phép điều chỉnh dung lượng bù một cách liên tục như máy bù đồng bộ
mà dung lượng bù được điều chỉnh theo từng cấp.
- Tụ điện chỉ có khả năng phát ra CSPK, mà không có khả năng thu nhận CSPK như máy
bù đồng bộ.
- CSPK do tụ điện phát ra phụ thuộc vào điện áp vận hành. Tuổi thọ không cao, độ bền
thấp, dễ hư hỏng (khi bị ngắn mạch, quá áp).
Tuy nhiên, với sự phát triển vượt bậc của khoa học công nghệ, của kỹ thuật điều khiển,
công nghệ chế tạo vật liệu bán dẫn cùng các thiết bị bù tĩnh có khả năng khắc phục các nhược
Họcviên:LêTríHoàn
Số hiệu: CB090237
20
Họcviên:LêTríHoàn
Số hiệu: CB090237
21
Luận văn thạc sĩ khoa học: Ứng dụng các thiết bị FACTS nhằm điều chỉnh dung lượng bù để giảm tổn thất điện
năng trong lưới
Ngoài ra CSPK còn ảnh hưởng đến tổn thất công suất, tổn thất điện năng trong hệ thống
U11
U22
Z
HT
P2 + jQ2
P1 + jQ1
Hình 1-8: Sơ đồ một hệ thống điện
Xét tổn thất công suất trên 1 pha đường dây có tổng trở Zd = Rd + jXd như hình 1-8, ta có
S
P2 Q2
P2 Q2
.
R
j
i 1
trong đó: τp là thời gian tổn thất công suất lớn nhất do CSTD gây ra, τQ là thời gian tổn thất
công suất lớn nhất do CSPK gây ra, chúng được xác định theo đồ thị CSTD và CSPK của phụ tải
CSPK được đáp ứng một phần bởi các nhà máy điện phần còn lại được cấp bởi các tụ bù,
kháng điện… đặt một cách hợp lý trong hệ thống điện (HTĐ). HTĐ cần một lượng CSPK dự trữ
chung để điều chỉnh điện áp hệ thống khi nhu cầu biến đổi hoặc sự cố nhà máy điện.
CSPK Qb xác định từ điều kiện cân bằng CSPK trong HTĐ chế độ max năm của HTĐ:
Q Q
b
pt
Q Q Q Q Q Q
l
B
td
dt
C
F
ΣQF: Tổng CSPK định mức của các nhà máy điện. ΣQF = ΣPF.tgφF
ΣQpt: Tổng CSPK cực đại của các phụ tải.
ΣQpt = ΣPpti.tgφpti
nhiều điện kháng X, do đó có thể bỏ qua thành phần R trong công thức:
U
P.R
Q.R
j
U jU
U
U
Ta thấy thành phần ΔU hoàn toàn phụ thuộc vào CSPK Q tải trên lưới điện, còn sự biến đổi
CSTD chỉ làm thay đổi góc pha của điện áp, thành phần này ảnh hưởng ít đến modul của điện áp.
Do đó để điều chỉnh điện áp phải điều chỉnh dòng CSPK trong HTĐ.
Trong lưới cao thế nhất là trung - hạ thế, R khá lớn, có thể so sánh với X, trong lưới cáp
còn lớn hơn X rất nhiều, do đó dòng CSTD cũng ảnh hưởng tới điện áp. Nhưng không thể dùng
cách điều chỉnh dòng CSTD để điều chỉnh điện áp được, vì CSTD là yêu cầu của phụ tải để sinh
ra năng lượng, chỉ có thể đưa đến từ các nhà máy điện. Còn CSPK không sinh công nó chỉ là dòng
công suất gây từ trường dao động trên lưới điện, rất cần thiết nhưng có thể cấp tại chỗ cho phụ tải.
Do đó trong các lưới này vẫn phải điều chỉnh điện áp bằng cách điều chỉnh cân bằng CSPK.
Điều chỉnh điện áp hay cân bằng CSPK thực hiện theo 2 cách:
1. Điều chỉnh CSPK của các nguồn CSPK (Nhà máy điện, máy bù đồng bộ, các bộ tụ bù,
và kháng điện có điều khiển …) tăng hoặc giảm theo yêu cầu, đối với nhà máy điện và máy bù
đồng bộ CSPK được điều chỉnh bằng cách điều chỉnh dòng kích từ, đối với tụ bù và kháng điện
bằng cách thay đổi điện dung của tụ điện và điện kháng của kháng điện.
2. Điều chỉnh dòng CSPK hay là phân bố lại CSPK trên lưới theo yêu cầu bằng cách điều
chỉnh đầu phân áp ở các MBA, thiết bị bù dọc…
1.2.3 Tại sao phải bù CSPK
CSPK có tác động đến điện áp tại các nút phụ tải, tổn thất công suất và tổn thất điện năng.
Người ta thấy rằng CSPK của các nhà máy điện chỉ có thể đáp ứng được một phần yêu cầu CSPK
của phụ tải, nhưng là phần quan trọng có thể đáp ứng tức thời các biến đổi nhanh chóng CSPK
Phần bù CSPK của các xí nghiệp phụ thuộc vào cosφ của phụ tải công nghiệp đó (tính chất
của tải)
2. Phần còn lại do hệ thống điện phải bù – bù kỹ thuật là:
0,547 – 0,3845 = 0,1928 kVAr
Như vậy ứng với 1kW công suất phụ tải, hệ thống điện phải bù khoảng 0,2 kVAr. Ta thấy
công suất của hệ thống là để bù vào tổn thất CSPK trong MBA và lưới điện.
Cả hai cách được sử dụng đồng thời trong đó cách thứ hai do HTĐ thực hiện có tầm quan
trọng rất lớn. Lượng công suất bù kĩ thuật khá lớn và được đặt tập trung ở các nút hệ thống mà ở
đó thiếu CSPK (biểu hiện ở điện áp vận hành thấp) hoặc ở các vị trí thuận lợi cho việc điều chỉnh
điện áp (các nút kiểm tra điện áp).
Họcviên:LêTríHoàn
Số hiệu: CB090237
24
Copyright: Tài liệu đại học ©