Bài giảng Lưới điện - Chương 1: Khái quát chung về lưới điện - Lễ Minh Khánh

Nội dung text: Bài giảng Lưới điện - Chương 1: Khái quát chung về lưới điện - Lễ Minh Khánh

1. 3/2020 LƯỚI ĐIỆN Chương 1. Khái quát chung về lưới điện EE4010 Department of Power Systems 1 Các nội dung thảo luận • Một số định nghĩa thuật ngữ • Phân loại lưới điện • Các phần tử chính của lưới điện • Thông số và mô tả phụ tải điện • Yêu cầu đối với lưới điện • Chế độ làm việc của lưới điện EE4010 Department of Power Systems 2 1
2. 3/2020 1. MỘT SỐ ĐỊNH NGHĨA VÀ THUẬT NGỮ • Hệ thống điện và phần tử • Cấu trúc của hệ thống điện • Đặc điểm cấu trúc • Nguồn điện • Các loại nguồn điện • Các thiết bị điều chỉnh • Lưới điện • Đường dây • Trạm biến áp • Thiết bị phụ trợ • Phụ tải điện • Tính chất phụ tải điện • Biểu diễn phụ tải điện EE4010 Department of Power Systems 3 Hệ thống điện • HTĐ bao gồm các nhà máy điện, các đường dây và trạm biến áp, các hộ tiêu thụ; nối với nhau thành một hệ thống có sự quản lý thống nhất trong vận hành và phát triển; làm nhiệm vụ sản xuất, truyền tải và phân phối điện năng. EE4010 Department of Power Systems 4 2
3. 3/2020 Hệ thống điện (2) EE4010 Department of Power Systems 5 Nguồn: www.kennisinbeeld.nl Cấu trúc của hệ thống điện • Phần tử: một bộ phận độc lập của HTĐ, được đặc trưng bởi thông số của phần tử. • Thông số: đại lượng phản ánh tính chất vật lý và trạng thái làm việc của phần tử. • Ví dụ: điện trở điện kháng điện dẫn tác dụng điện dẫn phản kháng của máy phát điện, máy biến áp, đường dây điện, hệ số biến áp của máy biến áp, trạng thái đóng mở của máy cắt v.v • Cấu trúc của hệ thống điện: • Số lượng và chất lượng của các phần tử: thuộc nhiều chủng loại; • Sơ đồ nối các phần tử: phức tạp và trải rộng trong không gian; • Đặc điểm: cấu trúc tổng thể là cấu trúc thừa; EE4010 Department of Power Systems 6 3
4. 3/2020 Nguồn điện • Là Nhà máy điện các loại (Thủy điện, Nhiệt điện, khác) • Nguồn điện tính toán • Đặc điểm của nguồn điện khi vận hành và mô phỏng • Thủy điện • Nhiệt điện • Điện gió và mặt trời • Thông số và các thiết bị điều chỉnh: • Công suất và hệ số công suất định mức • Bộ điều tốc • Thiết bị điều chỉnh kích từ EE4010 Department of Power Systems 7 Cấu trúc của hệ thống điện Nguồn điện: nhà máy điện Lưới điện: • Lưới hệ thống • Lưới truyền tải • Lưới phân phối Phụ tải điện: hộ tiêu thụ EE4010 Department of Power Systems 8 4
5. 3/2020 2. Lưới điện • Bao gồm đường dây và trạm biến áp, là phần nối liền giữa nguồn điện và hộ tiêu thụ • Biểu diễn lưới điện: sơ đồ một sợi, nút, nhánh • Đường dây tải điện • Trạm biến áp • Các thành phần khác • HT thông tin • HT đo lường và bảo vệ • HT chống sét và nối đất • Thiết bị bù • Thiết bị điều chỉnh EE4010 Department of Power Systems 9 Phân loại lưới điện • Theo loại dòng điện: AC, DC • Theo cấp điện áp: hạ áp, trung áp, cao áp, siêu cao áp, cực cao áp • Theo hình dáng: • Lưới hở: hình tia, liên thông, có trục chính • Lưới kín: mạch vòng đơn giản, phức tạp, nhiều nguồn cấp • Theo phụ tải: đô thị, nông thôn, công nghiệp, hỗn hợp, chiếu sáng, giao thông • Theo chức năng: lưới truyền tải và lưới phân phối EE4010 Department of Power Systems 10 5
6. 3/2020 Biểu diễn lưới điện • Lưới điện 3 pha đối xứng • Sơ đồ 1 sợi • Các sơ đồ lưới điện • Lưới điện hở • Sơ đồ hình tia • Sơ đồ liên thông • Sơ đồ có trục chính • Lưới điện kín • Mạch vòng đơn giản • Mạch vòng phức tạp • Lưới điện được cấp điện từ nhiều phía • Đường dây nhiều mạch có dự phòng • Lưới điện kín vận hành hở EE4010 Department of Power Systems 11 2 1 EE4010 Department of Power Systems 12 6
7. 3/2020 Cáp dự phòng Trạm phân phối EE4010 Department of Power Systems 13 Cấp điện áp của lưới điện • Khái niệm điện áp danh định, định mức và vận hành • Tại sao cần có nhiều cấp điện áp? • Các cấp điện áp tiêu chuẩn • Hạ áp (low voltage): 220/380V • Trung áp (Medium Voltage): 1, 6 , 10, 15, 22, 35kV • Cao áp (High Voltage): 110, 220kV • Siêu cao áp (Super-High Voltage): 500kV • Cực cao áp (Ultra-High Voltge): 1000kV • Nước ngoài: 100, 120V, 66, 150, 380, 400, 750, 1200, 1250kV EE4010 Department of Power Systems 14 7
8. 3/2020 Phân loại lưới điện theo chức năng • Lưới hệ thống: liên lạc công suất giữa các khu vực • Lưới truyền tải: nối tới tâm của cụm phụ tải địa phương (trạm biến áp trung gian) • Lưới phân phối: trực tiếp cấp điện cho các hộ tiêu thụ • Lưới cung cấp: lưới điện nội bộ của khách hàng • Trạm biến áp trung gian • Nằm giữa LTT và LPP, • Là phụ tải của LTT và nguồn điện của LPP EE4010 Department of Power Systems 15 Phân loại lưới điện theo chức năng • Hệ thống truyền tải điện (transmission system): thông tư 25/2016 Bộ CT • Lưới hệ thống; • Lưới truyền tải; • Hệ thống phân phối điện (distribution system): thông tư 39/2015 Bộ CT • Lưới trung áp; • Lưới hạ áp; Transmission (500/220kV) Sub-transmission (220/110kV) Distribution (Uđm≤35kV) Lưới Trung áp (1÷35kV) Lưới Hạ áp (380V) TBA khu vực Thiết bị dùng điện TBA trung gian MBA phân phối TCT Truyền Tải TCT Điện lực EE4010 Department of Power Systems 16 8
9. 3/2020 Lưới hệ thống Nối liền các nhà máy điện với các nút phụ tải hệ thống và nối các nút phụ tải hệ thống với nhau. • Nút phụ tải hệ thống là các trạm biến áp khu vực, có tầm quan trọng cao và thường có từ 2 máy biến áp vận hành song song. • Các thiết bị điều chỉnh thường gặp trong lưới hệ thống bao gồm: máy biến áp điều chỉnh điện áp và điều chỉnh pha dưới tải, các tụ và kháng điều chỉnh dưới tải, tụ bù tĩnh. • Cấp điện áp: 220/500kV. • Lưới điện linh hoạt: sử dụng các thiết bị điện tử công suất để thay đổi các thông số hệ thống cho phép hoàn thiện cấu trúc lưới trong các tình huống vận hành khác nhau. Vì thế lưới điện linh hoạt sẽ tin cây hơn, dễ điều khiển hơn và hiệu quả hơn so với lưới điện kiểu cũ. Các điểu chỉnh thuộc lưới điện linh hoạt có thể điều khiển liên tục, bao gồm: thay đổi tổng trở của đường dây, công suất bù, góc pha của điện áp EE4010 Department of Power Systems 17 Lưới truyền tải Tải điện từ các trạm khu vực, các nhà máy điện công suất nhỏ đến các trạm trung gian ở tâm các cụm phụ tải địa phương. • Các trạm trung gian thường được cấp điện từ hai nguồn, gồm 2 máy biến áp vận hành song song. Phía cao áp và hạ áp được vận hành hở để giảm dòng ngắn mạch, do đó có thể chọn thiết bị đóng cắt rẻ hơn và nâng cao tuổi thọ các thiết bị. Tuy nhiên trong một số điều kiện cụ thể do yêu cầu nâng cao độ tin cậy có thể vận hành song song hai đường dây. • Máy biến áp trung gian thường có điều áp dưới tải để điều chỉnh điện áp cho luới trung áp và tụ bụ để đảm bảo cân bằng công suất phản kháng. • Để tối ưu về tổn thất công suất có thể vận hành kinh tế trạm biến áp nếu điều kiện kỹ thuật cho phép. • Lưới truyền tải thường dùng đường dây trên không, cấp điện áp 110/220kV, trong các thành phố sử dụng đường dây cáp. • Với sự phát triển của hệ thống điện, độ phức tạp tăng lên, nhiều mạch vòng kín, yêu cầu vận hành tối ưu và linh hoạt, do đó trong lưới này cũng dần áp dụng nhiều thiết bị tự động. EE4010 Department of Power Systems 18 9
10. 3/2020 Lưới phân phối Phân phối điện từ các trạm trung gian đến các trạm phân phối hạ áp và trung áp. Lưới phân phối hạ áp cấp điện trực tiếp cho các hộ tiêu thụ. • Đặc điểm: lưới phân phối bảo đảm chất lượng điện áp và độ tin cậy trực tiếp cho các hộ dùng điện. • Trên lưới phân phối có thể có các thiết bị bù công suất phản kháng để giảm tổn thất điện năng. EE4010 Department of Power Systems 19 EE4010 Department of Power Systems 20 10
11. 3/2020 C42 E83 472 C41 E28.2 -76 Cu (3x240)/0,12 XT 471 472-7 127 -7 B.NghÜa ChÕ 180 47 9.687/AC120 (tõ XT- 96) XT- (tõ 9.687/AC120 A C70/0.02 Kho K82-CK92 27 30 22 CD481-7/12 CQT A C50/0.7 L§ 2 TÝnh Linh-TN 11 180 A C50/0.12 CQT § Çu cÇu -TN CD100 8 180 §§ A n T¶o 2 CDPT 132 100 3 BU.A n T¶o h¹ 481 -7 1 A n T¶o h¹ 100 C41 180 E28.7 479-7/1 1 a c50/0.425 TBA -7 160 k VA §iÖn l ùc 479 A C50/0.17 An D- ¬ng T.giam b¶o khª A C35/0.635 3 a c 50/0.003 A C50/0.435 5 2 1 250 100 L§ 2 2A a c 35/0.1 100 § i Bé CHQS t Ønh 371 E28.7 BU.An T¶o th- î ng AC120/3.848 A C50/0.08 Mót xèp 8 9 400 N guyÔn V. Linh A C50/0.05 Nhùa HY A C70/0.17 9 8 (Tr.ChÝnh Tr Þ) 560 250 An T¶o Th- î ng A C 50/0.03 10 PCCC LÌo 3 180 CDPT479-7/12 A C50/0.03 7 C«ng an tØnh Tr- ng Tr¾c 180 180 A C50/0.023 K ü nghÖ TP-HY CDPT479-7/13 TØnh uû B- u § iÖn tØnh 2 AC50/0.51 Kho b¹ c 320 Cty GunYong AC70/0.01 A C50/0.075 XN bao b× ViÖt Anh A C50/0.32 250 180 5 Nh©n Dôc 2 100 Së CN 180 15 180 320 C¸p 3x50 250 Chï a Chu«ng 2 (UB tØnh mí i) AC50/0.223 250 Tr.CN Kü thuËt A C50/0.07 3 1 3 L§ 1 400 AC50/0.015 Cao x¸ 1 a c 50/0.65 KDDV 1 Cty M ay H Y 17 180 CÇu Yª n L Önh AC50/0.2 630 AC50/0.29 (tAC50/0.29 õ198-l Ì o 3) 100 39 41 45 AC35/0.48 AC50/0.196 479-7/62 60 62 67 77 78 81 84 22 AC120/4.024 (t õ c é t 122 ®Õn CD175) 46 54 56 57 479-7/60 479-7/61 100 CD2 320 AC50/0.015 320 AC50/0.007 AC50/0.026 AC70/ Ph¹ m B¹ ch Hæ AC50/0.03 V.Th«ng HY AC50/0.07 AC50/0.05 BÕn X e AC35/0.02 180 a c 35/0.12 100 1 C¸p A l 3x240/0.797 250 560 P.§ ×nh Phï ng BV Lao Phæi Thu PhÝ AC70/ 250 AC70/0.045 250 Lª Lai 320 Cty CP (t Kh õ198-C AC50/0.223 Èu ) 180 CÇu Yª n L Önh 3 Cty c¬ khÝ Cty M ay H Y Cöa K hÈu Cao x¸ 2 75 Chï a chu«ng Cty c¬ khÝ Nhùa HY 87 M25/0.25 dÖt may HY 180 A C50/1.2 1 CD1 (Th¨ ng Long) § »ng Ch©u-Xãm B· i 4 dÖt may HY 3 180 X Ých § »ng AC70/0.496 1500 A C50/0.95 Nam D- ¬ng 250 92 50 100 Cty CÇu Yª n LÖnh AC35/0.899 560 AC50/0.775 Cty c¬ khÝ 97 dÖt may HY * Ghi chó: 100 160 XÝch § »ng-Xãm B·i B¾c L ª Hång Phong : TBA cã tñ ®ãng c¾t trung thÕ X§ : Th«n XÝch § »ng-P.Lam S¬n-TXHY C«ng t y ®iÖn l ùc 1 § C: Th«n § »ng Ch©u- P.Lam S¬n-TXHY S¬ ®å l - í i ®iÖn t Ønh h- ng yªn TN: X· Trung NghÜa-TXHY §iÖn Lùc H- ng y ªn Sè tr¹ m/sè m¸ y = 43/43. P.Gi¸ m ®èc Ng« § ×nh C«i C«ng suÊt ®Æt S= 8.835 kVA § ¦ ê ng d ©y 479,481E28.7 Ch÷ ®øng: TBA § iÖn lùc. Ch÷ nghiªng : TBA kh¸ ch hµng K iÓm tra TrÇn Hång S¬n : TuyÕn c¸ p quang E8.3 - TX H- ng Yª n Ng- êi vÏ Ph¹m M¹nh Hï ng Th¸ ng 9/09 No : 37 EE4010 Department of Power Systems 21 EE4010 Department of Power Systems 22 11
12. 3/2020 Ví dụ sơ đồ 1 sợi của lưới phân phối IEEE-69 nút EE4010 Department of Power Systems 23 Đường dây tải điện • Đường dây mạch đơn và mạch kép • Đường dây trên không và dây cáp • Cấu trúc đường dây trên không • Thành phần: dây dẫn, cột, xà, cách điện, dây chống sét, hệ thống thông tin • Phân bố các pha trên cột • Dây dẫn • Dây nhôm, nhôm lõi thép, đồng, thép • Cách điện • Tiết diện dây dẫn: F, mm2 • Các tiết diện tiêu chuẩn thường sử dụng • 1, 1.5, 2.5, 4, 8, 10, 16, 25, 35, 50, 70, 95, 120, 150, 185, 240, 300, 400 • Hạ áp • Trung áp • Cao áp • Siêu cao áp 2x,3x,4x EE4010 Department of Power Systems 24 12
13. 3/2020 ĐD mạch kép ĐD mạch đơn  Khoảng cách và phân bố các pha trên cột điện ảnh hưởng tới thông số của đường dây (điện cảm, điện dung) EE4010 Department of Power Systems 25 Dây nhôm lõi thép AC/ACSR  Tiết diện dây dẫn (tính theo mm2) là tiết diện dẫn điện (hiệu dụng), chủ yếu của phần nhôm EE4010 Department of Power Systems 26 13
14. 3/2020 Trạm biến áp • Trạm biến áp và trạm phân phối • Máy biến áp • 2 cuộn dây • 3 cuộn dây • Tự ngẫu • Thiết bị điều chỉnh điện áp • Dưới tải • Ngoài tải • Các thiết bị khác • Tụ điện, kháng điện EE4010 Department of Power Systems 27 + = EE4010 Department of Power Systems 28 14
15. 3/2020 Các phần tử khác • Tụ điện tĩnh: mang tính điện dung, sinh ra công suất phản kháng, nâng cao điện áp • Bù ngang: thay đổi dòng công suất phản kháng • Bù dọc: thay đổi thông số đường dây • Cuộn kháng: mang tính điện cảm, tiêu thụ công suất phản kháng, hạn chế dòng ngắn mạch • Bù ngang: trung hòa điện dung của đường dây • Bù dọc: thay đổi thông số đường dây Kháng bù ngang Tụ bù dọc EE4010 Department of Power Systems 29 3. Phụ tải điện • Là nhu cầu sử dụng điện năng của các hộ tiêu thụ, • Hầu như mang tính điện cảm • Biểu diễn phụ tải điện • Công suất: S = P + jQ • Dòng điện: I = I’ – jI” • Tổng trở: Z = R + jX • Tổng dẫn: Y = G – jB • Phụ tải tính toán: • Công suất quy đổi tại một vị trí bất kỳ của lưới điện Nút nguồn Nút phụ tải ĐD Phụ tải EE4010 Department of Power Systems 30 15
16. 3/2020 Hệ số công suất Cosϕ = 1 Cosϕ = 0,9 Cosϕ = 0,85 • Characteristic of an electrical device • Describe the relationship between P, Q and S: cosϕ = P/S cosϕ ≤ 1 Q = P × tanϕ • Compensators change the power factor Q = 0 Q = 48,4% Q = 62% Cosϕ = 0,5 Cosϕ = 0 Cosϕ < 0 Q = < 0 power power line load compensator Q Q = 117% P = 0 EE4010 Department of Power Systems 31 Các tính chất của phụ tải 1. Phụ tải biến thiên theo một quy luật có thể dự đoán được, tạo thành đồ thị phụ tải 2. Tại mỗi thời điểm, phụ tải có giá trị ngẫu nhiên xung quanh một giá trị trung bình 3. Phụ tải phụ thuộc vào thời tiết, đặc biệt là nhiệt độ môi trường 4. Phụ tải có tính chất mùa, được thống kê theo từng tháng 5. Công suất tiêu thụ thực tế của phụ tải phụ thuộc điện áp và tần số của hệ thống điện EE4010 Department of Power Systems 32 16
17. 3/2020 Đặc tính tĩnh của phụ tải • Quan là hệ giữa công suất tiêu thụ thực tế của phụ tải với tần số f và điện áp U, khi các thông số biến đổi chậm (chế độ làm việc bình thường) • Có 4 quan hệ P(U), Q(U), P(f), Q(f) • Trong bài toán quy hoạch và thiết kế có thể coi U, f bằng giá trị định mức • Trong vận hành, khi tính toán điều chỉnh cần bổ sung phạm vi biến đổi của phụ tải do đặc tính tĩnh EE4010 Department of Power Systems 33 Đồ thị phụ tải • Phụ tải biến đổi theo nhu cầu của sinh hoạt và sản xuất, tạo thành quan hệ với thời gian có thể dự đoán được • Các loại đồ thị phụ tải: • Đồ thị phụ tải ngày đêm: diễn tả sự biến đổi thực của phụ tải trong 24g. • Đồ thị phụ tải kéo dài: được xây dựng trong một khoảng thời gian, thường là 1 năm. Trong đó phụ tải xắp xếp từ cao xuống thấp, kéo dài trong một khoảng thời gian bằng tổng thời gian thực tế trong năm. • Đồ thị phụ tải tháng: mô tả công suất max tháng, ứng dụng trong bài toán quy hoạch. • Đồ thị phụ tải phản kháng Q EE4010 Department of Power Systems 34 17
18. 3/2020 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 DD TM CC CN NN Đồ thị ngày làm việc điển hình của các thành phần phụ tải NN – Nông nghiệp; CN – Công nghiệp; CC – Công cộng; TM – Thương mại dịch vụ; DD – Dân dụng. EE4010 Department of Power Systems 35 Đồ thị phụ tải ngày của lưới điện phân phối 22kV Hưng Yên Số liệu điện năng tiêu thụ của Điện lực Hưng Yên, năm 2009 EE4010 Department of Power Systems 36 18
19. 3/2020 Đồ thị phụ tải (load curves) cho biết điều gì? • Cho phép quan sát trực quan sự biến đổi của phụ tải trong những giờ khác nhau • Hỗ trợ lựa chọn các thiết bị trong bài toán vận hành và quy hoạch • Điểm cao nhất của đồ thị là phụ tải cực đại trong thời gian khảo sát • Diện tích tạo bởi đồ thị là điện năng tiêu thụ của phụ tải • Diện tích của đồ thị chia cho thời gian khảo sát là công suất trung bình trong thời gian khảo sát EE4010 Department of Power Systems 37 Đồ thị phụ tải ngày đêm Daily load curves • Mô tả sự thay đổi của CS tiêu thụ (P) tại một khu vực từ 0 giờ -24 giờ • Có đồ thị ngày điển hình, ngày max thay đổi theo mùa • Dựa theo thiết bị đo lường tại các trạm biến áp • Tính toán từ các thành phần phụ tải • Nguyên tắc xây dựng đồ thị phụ tải • Bảo toàn điện năng tiêu thụ trong thời gian khảo sát • Xác định công suất trung bình từ điện năng tiêu thụ • Tạo 1 đồ thị điển hình từ nhiều đồ thị ngày đêm • Thông số của đồ thị phụ tải ngày đêm • Công suất max (1pu) • Điện năng tiêu thụ ngày (kWh) • Công suất trung bình • Hệ số tải (Load Factor) EE4010 Department of Power Systems 38 19
20. 3/2020 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 ngày thường 0,581 0,556 0,545 0,537 0,540 0,579 0,651 0,689 0,794 0,858 0,895 0,878 0,762 0,761 0,817 0,862 0,925 0,978 1,000 0,988 0,914 0,844 0,739 0,659 Nam Định cuối tuần 0,589 0,559 0,545 0,538 0,538 0,570 0,625 0,659 0,729 0,781 0,829 0,817 0,703 0,704 0,738 0,784 0,848 0,909 0,941 0,944 0,874 0,811 0,719 0,639 ngày thường 0,532 0,501 0,491 0,485 0,492 0,536 0,602 0,642 0,741 0,805 0,838 0,828 0,705 0,700 0,760 0,817 0,900 0,967 1,000 0,984 0,909 0,824 0,703 0,612 Cần Giờ cuối tuần 0,563 0,528 0,510 0,506 0,511 0,551 0,606 0,639 0,708 0,766 0,810 0,806 0,681 0,676 0,714 0,774 0,866 0,953 1,000 0,998 0,917 0,836 0,718 0,623 ngày thường 0,572 0,541 0,530 0,520 0,525 0,561 0,632 0,682 0,793 0,856 0,894 0,878 0,758 0,762 0,822 0,866 0,928 0,977 1,000 0,983 0,905 0,834 0,728 0,648 Sơn La cuối tuần 0,617 0,579 0,564 0,554 0,556 0,587 0,646 0,687 0,765 0,819 0,870 0,857 0,734 0,738 0,776 0,824 0,897 0,963 1,000 0,999 0,922 0,855 0,756 0,670 ngày thường 0,570 0,533 0,514 0,501 0,515 0,560 0,616 0,670 0,798 0,860 0,909 0,915 0,745 0,762 0,838 0,883 0,946 0,977 1,000 0,981 0,911 0,850 0,739 0,656 Tân Bình cuối tuần 0,611 0,568 0,544 0,529 0,540 0,583 0,626 0,652 0,732 0,787 0,843 0,852 0,710 0,709 0,750 0,800 0,874 0,949 1,000 0,997 0,929 0,870 0,762 0,674 Đồng ngày thường 0,692 0,663 0,646 0,641 0,637 0,656 0,715 0,752 0,874 0,934 0,981 0,974 0,854 0,857 0,909 0,941 0,976 0,989 1,000 0,993 0,947 0,914 0,839 0,774 Tháp cuối tuần 0,749 0,711 0,694 0,687 0,681 0,691 0,732 0,760 0,844 0,893 0,954 0,948 0,828 0,832 0,861 0,892 0,936 0,964 0,989 1,000 0,958 0,927 0,866 0,799 Quảng ngày thường 0,714 0,688 0,668 0,659 0,654 0,664 0,719 0,758 0,890 0,946 1,000 0,994 0,871 0,885 0,936 0,951 0,957 0,940 0,938 0,933 0,896 0,890 0,839 0,791 Ninh cuối tuần 0,812 0,773 0,755 0,743 0,734 0,734 0,769 0,796 0,887 0,929 1,000 0,993 0,874 0,885 0,912 0,926 0,938 0,936 0,950 0,965 0,940 0,937 0,905 0,854 ngày thường 0,609 0,584 0,571 0,563 0,565 0,600 0,671 0,708 0,817 0,880 0,920 0,904 0,788 0,788 0,843 0,883 0,938 0,982 1,000 0,989 0,921 0,860 0,762 0,687 Thái Bình cuối tuần 0,656 0,624 0,609 0,601 0,599 0,628 0,684 0,719 0,796 0,849 0,903 0,891 0,770 0,773 0,807 0,851 0,910 0,965 0,995 1,000 0,933 0,875 0,788 0,708 EE4010 Department of Power Systems 39 Thông số của đồ thị phụ tải ngày đêm = 푃 푡 . 푡 퐾ả = 퐿퐹 ≤1 ∫ 푃 푡 . 푡 푃 = = = 푃. = 푃. 퐿퐹.24 24 푃 퐾ả = 퐿퐹 = 푃 EE4010 Department of Power Systems 40 20
21. 3/2020 Đồ thị phụ tải kéo dài Cummulative load curves • Xây dựng cho một khoảng thời gian khảo sát kéo dài nhiều ngày, thường là 1 năm (8760 giờ) • Công suất được xếp từ lớn đến bé • Mỗi giá trị công suất Pi kéo dài một khoảng thời gian tương ứng Ti • Ti là tổng thời gian diễn ra Pi trong một năm • Nguyên tắc xây dựng đồ thị phụ tải kéo dài • Bảo toàn điện năng tiêu thụ trong thời gian khảo sát • Xây dựng từ thống kê công suất phụ tải trên các đồ thị ngày đêm • Thông số của đồ thị phụ tải năm • Công suất max (1pu) • Điện năng tiêu thụ năm A (kWh) • Thời gian sử dụng công suất lớn nhất (Tmax) • Hệ số tải năm (Annual Load Factor) EE4010 Department of Power Systems 41 L,MW 180 150 130 100 48 t,h 1000 2000 4000 7000 8760 EE4010 Department of Power Systems 42 21
22. 3/2020 Thông số của đồ thị phụ tải năm 0 < ≤ 8760 = 푃 푡 . 푡 퐾ả = 퐿퐹 = 8760 ∫ 푃 푡 . 푡 = = 푃 푃 = 푃. Ví dụ: • Phụ tải của lưới truyền tải: • 220kV có Tmax = 6300h • 110kV có Tmax = 4800h • Phụ tải của lưới phân phối: • Hải Dương: Tmax = 3500h • Sơn La: Tmax = 2500h EE4010 Department of Power Systems 43 4. Các yêu cầu và chế độ làm việc của lưới điện • Khả năng tải của lưới điện • Các yêu cầu đối với lưới điện • An toàn • Chất lượng điện năng • Độ tin cậy cung cấp điện • Tính kinh tế • Bộ Công thương quy định như thế nào? • Lưới truyền tải (thông tư 25) • Lưới phân phối (thông tư 39) • Các chế độ làm việc của lưới điện • Chế độ xác lập • Chế độ quá độ EE4010 Department of Power Systems 44 22
23. 3/2020 Khả năng tải của lưới điện • Khi nào lưới điện được hiểu là quá tải? • Khả năng tải của lưới điện: công suất max đi qua lưới điện mà không vi phạm các yêu cầu kỹ thuật. • Ví dụ về khả năng tải của lưới điện truyền tải EE4010 Department of Power Systems 45 Các yêu cầu đối với lưới điện • An toàn điện: • Cho người vận hành và sử dụng • Cho bản thân các thiết vị trên lưới điện và phụ tải • Cho môi trường • Chất lượng điện năng • Chất lượng tần số • Chất lượng điện áp • Độ tin cậy cung cấp điện • Mức độ liên tục cung cấp điện của lưới điện • Tính kinh tế • Đạt được giá trị tối ưu sau khi bảo đảm các yêu cầu kỹ thuật EE4010 Department of Power Systems 46 23
24. 3/2020 Yêu cầu về an toàn điện • An toàn cho người sử dụng • Tiêu chuẩn cách điện • Khoảng cách an toàn • Tiêu chuẩn nối đất • Đối với người vận hành • Quy trình vận hành • An toàn cho hệ thống điện: • Điều kiện phát nóng lâu dài • Điều kiện về điện áp • Yêu cầu chống sét • Yêu cầu về dòng ngắn mạch • Yêu cầu về ổn định khi làm việc bình thường và sự cố • Yêu cầu về tổn thất vầng quang • An toàn cho môi trường • Tiêu chuẩn phòng chống cháy nổ • Tiêu chuẩn về ô nhiễm • Yêu cầu về mỹ quan đô thị EE4010 Department of Power Systems 47 Chất lượng điện năng • Chất lượng tần số • Độ lệch tần số • Tốc độ dao động của tần số • Chất lượng điện áp • Độ lệch điện áp • Độ dao động của điện áp • Độ không đối xứng của điện áp • Độ không sin của điện áp (sóng hài) • Sụt giảm điện áp ngắn hạn (nhấp nháy điện áp) EE4010 Department of Power Systems 48 24
25. 3/2020 Độ tin cậy cung cấp điện • Độ tin cậy là gì? • Khái niệm độ tin cậy cung cấp điện: • Khả năng cung cấp điện liên tục cho hộ tiêu thụ • Yêu cầu về độ tin cậy cung cấp điện đối với lưới điện: • Độ tin cậy hợp lý • Tối ưu về kinh tế Chi phí Chi phí tổng Chi phí do mất điện Chi phí đầu tư Chỉ tiêu độ tin cậy EE4010 Department of Power Systems 49 Phân loại hộ tiêu thụ theo độ tin cậy • Lưới điện có độ tin cậy thấp: • thường xuyên mất điện • thiệt hại kinh tế • Nâng cao độ tin cậy: đòi hỏi vốn đầu tư • Để thuận tiện cho thiết kế lưới điện, các hộ phụ tải được phân loại theo hậu quả khi mất điện và yêu cầu về độ tin cậy cung cấp điện • loại 1: mất điện gây hậu quả xã hội, cần được cấp điện từ 2 nguồn • loại 2: mất điện gây hậu quả kinh tế, cần so sánh để ra quyết định cấp điện từ 1 hoặc 2 nguồn • loại 3: mất điện không gây hậu quả kinh tế hoặc xã hội nặng nề, được cấp điện từ 1 nguồn. • Tiêu chuẩn độ tin cậy N-m: • khả năng vận hành khi thiếu m phần tử EE4010 Department of Power Systems 50 25
26. 3/2020 MC1MBA MC2 ĐZ Phụ tải Lộ 1 Phụ tải Lộ 2 Phụ tải EE4010 Department of Power Systems 51 Nguồn Kiểm tra với các sự cố nhánh N-1, 1- 2, 2-3, 1-3: Tiêu chuẩn N-1 • Phát nóng: Dòng điện từng nhánh so với dòng phát nóng cho phép. • Tổn thất điện áp lớn nhất trong hệ thống so với khả năng điều chỉnh theo yêu cầu nút phụ tải. 3 2 1 Tiêu chuẩn N-2 Kiểm tra với các sự cố 2 nhánh bất Nguồn 1 kỳ N-1, N-2, 1-2: • Phát nóng: Dòng điện từng nhánh so với dòng phát nóng cho phép. • Tổn thất điện áp lớn nhất trong hệ thống so với khả năng điều chỉnh theo yêu cầu nút phụ tải. 2 EE4010 Department of Power Systems 52 26
27. 3/2020 Yêu cầu về tính kinh tế trong bài toán quy hoạch và thiết kế lưới điện • Có giá thành truyền tải điện năng thấp nhất: chi phí vận hành/lượng điện năng tải hàng năm. • Yêu cầu lập bài toán tối ưu nhằm lựa chọn phương án quy hoạch và thiết kế tốt nhất cho mỗi giai đoạn, trong khi bảo đảm các yêu cầu về kỹ thuật. • Các bài toán yêu cầu lựa chọn phương án tối ưu về kinh tế: • Lựa chọn tiết diện dây dẫn • Lựa chọn sơ đồ phân phối điện • Bù kinh tế công suất phản kháng • Lựa chọn phương án thiết kế lưới điện • Luận chứng kinh tế lưới điện • Đánh giá thời điểm đưa công trình điện vào vận hành EE4010 Department of Power Systems 53 Bộ Công thương quy định như thế nào? • Thông tư 25/2016/TT-BCT: Quy định hệ thống điện truyền tải. • Thông tư 39/2015/TT-BCT: Quy định hệ thống điện phân phối. • Nội dung: • Các định nghĩa và thuật ngữ • Yêu cầu về chất lượng điện năng • Yêu cầu về độ tin cậy và tổn thất điện năng • Các quy định về vận hành và điều chỉnh • Các quy định về quản lý và lập kế hoạch EE4010 Department of Power Systems 54 27
28. 3/2020 Các chế độ làm việc của lưới điện • Khái niệm chế độ làm việc • Thông số của chế độ • Phân loại các chế độ làm việc • Chế độ xác lập • CĐXL bình thường • CĐXL sau sự cố • Chế độ sự cố xác lập • Chế độ quá độ • CĐQĐ bình thường • CĐQĐ khi sự cố EE4010 Department of Power Systems 55 Điều kiện tồn tại của chế độ xác lập • Điều kiện cần • Hệ thống có cân bằng công suất tác dụng và công suất phản kháng • CSTD: PF = PYC = ΣPPT + ΔP • CSPK: QF = QYC = ΣQPT + ΔQ • Điều kiện đủ: • để HT làm việc lâu dài, khả năng cân bằng công suất phải là cân bằng bền, với một kích động bất kỳ EE4010 Department of Power Systems 56 28