Tài liệu Luận văn tốt nghiệp đại học bù công suất phản kháng bằng phần mềm pssadept

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG BẰNG PHẦN MỀM PSS/ADEPT (CÁC TUYẾN DÂY PHÂN PHỐI THUỘC TRẠM CẦN THƠ) CÁN BỘ HƯỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN ThS. Đỗ Nguyễn Duy Phương Huỳnh Bá Tân (MSSV: 1091214) Ngành: Kỹ Thuật Điện - Khoá: 35 Tháng 05/2013 TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc ------------- PHIẾU ĐỀ NGHỊ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP NĂM HỌC: 2012 - 2013 Họ và tên cán bộ hướng dẫn: ThS. Đỗ Nguyễn Duy Phương Tên đề tài: BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG BẰNG PHẦN MỀM PSS/ADEPT Địa điểm thực hiện: BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN - ĐẠI HỌC CẦN THƠ Sinh viên thực hiện: Huỳnh Bá Tân Họ và tên sinh viên đăng ký thực hiện (nếu có): .................................................. Mục đích đề tài: - Xác định dung lượng bù và vị trí bù tối ưu bằng phần mềm PSS/ADEPT - Kiểm trai lại những kiến thức đã học trên lớp, so sánh giữa lý thuyết và thực tế khác nhau như thế nào. 7. Các nội dung chính và giới hạn của đề tài: Chương 1: Tổng quan về lưới điện phân phối. Chương 2: Tổng quan về phần mềm PSS/ADEPT. Chương 3: Xây dựng mô hình lưới điện trên PSS/ADEPT Chương 4: Cơ sở lý thuyết bù công suất phản kháng Chương 5: Khảo sát đường dây phân phối Thành phố Cần Thơ Chương 6: Tính toán bù công suất phản kháng bằng phần mềm PSS/ADEPT 8. Các yêu cầu hỗ trợ: ............................................................................................... 9. Kinh phí dự trù cho việc thực hiện đề tài (dự trù chi tiết đính kèm): .................. 1. 2. 3. 4. 5. 6. DUYỆT CỦA BỘ MÔN Đ Ề N GHỊ DUYỆT CỦA HỘI ĐỒNG THI & XÉT TỐT NGHIỆP TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc ------------- NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN 1. Cán bộ hướng dẫn: ThS. Đỗ Nguyễn Duy Phương 2. Đề tài: BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG BẰNG PHẦN MỀM PSS/ADEPT 3. Sinh viên thực hiện: Huỳnh Bá Tân MSSV: 1091214 4. Lớp: Kỹ thuật điện 2 Khoá: 35 5. Nội dung nhận xét: a. Nhận xét về hình thức của tập thuyết minh: .. ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... ... .... .. ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... ... .... b. Nhận xét về bản vẽ: ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... .... c. Nhận xét về nội dung của luận văn (đề nghị ghi chi tiết và đầy đủ): * Các nội dung và công việc đã đạt được .. ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... ... .... .. ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... ... .... * Những vấn đề còn hạn chế: . ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... .... ... . ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... .... ... d. Nhận xét đối với từng sinh viên tham gia thực hiện đề tài: .. ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... ... .... .. ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... ... .... e. Kết luận, đề nghị: .. ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... ... .... .. ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... ... .... 6. Điểm đánh giá: ... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... .... ... Cần thơ, ngày 12 tháng 5 năm 2013 Cán bộ hướng dẫn TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc ----------- NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ CHẤM PHẢN BIỆN 1 1. Cán bộ chấm phản biện: ThS. Đào Minh Trung 2. Đề tài: BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG BẰNG PHẦN MỀM PSS/ADEPT 3. Sinh viên thực hiện: Huỳnh Bá Tân MSSV: 1091214 4. Lớp: Kỹ thuật điện 2 Khoá: 35 5. Nội dung nhận xét: a. Nhận xét về hình thức của tập thuyết minh: .. ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... ... .... .. ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... ... .... b. Nhận xét về bản vẽ: ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... .... c. Nhận xét về nội dung của luận văn (đề nghị ghi chi tiết và đầy đủ): * Các nội dung và công việc đã đạt được .. ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... ... .... .. ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... ... .... * Những vấn đề còn hạn chế: . ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... .... ... . ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... .... ... d. Nhận xét đối với từng sinh viên tham gia thực hiện đề tài: .. ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... ... .... .. ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... ... .... e. Kết luận, đề nghị: .. ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... ... .... .. ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... ... .... 6. Điểm đánh giá: .. ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... .... ... Cần thơ, ngày 12 tháng 5 năm 2013 Cán bộ chấm phản biện TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA CÔNG NGHỆ BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc ----------- NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ CHẤM PHẢN BIỆN 2 1. Cán bộ chấm phản biện: ThS. Nguyễn Đăng Khoa 2. Đề tài: BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG BẰNG PHẦN MỀM PSS/ADEPT 3. Sinh viên thực hiện: Huỳnh Bá Tân MSSV: 1091214 4. Lớp: Kỹ thuật điện 2 Khoá: 35 5. Nội dung nhận xét: a. Nhận xét về hình thức của tập thuyết minh: .. ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... ... .... .. ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... ... .... b. Nhận xét về bản vẽ: ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... .... c. Nhận xét về nội dung của luận văn (đề nghị ghi chi tiết và đầy đủ): * Các nội dung và công việc đã đạt được .. ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... ... .... .. ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... ... .... * Những vấn đề còn hạn chế: . ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... .... ... . ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... .... ... d. Nhận xét đối với từng sinh viên tham gia thực hiện đề tài: .. ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... ... .... .. ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... ... .... e. Kết luận, đề nghị: .. ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... ... .... .. ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... ... .... 6. Điểm đánh giá: .. ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... .... ... Cần thơ, ngày 12 tháng 5 năm 2013 Cán bộ chấm phản biện LỜI CẢM ƠN Trong quá trình thực hiện luận văn, em đã nhận được sự giúp đỡ và chỉ bảo tận tình của ThS. Đỗ Nguyễn Duy Phương. Em xin cảm ơn thầy giáo hướng dẫn cũng như các thầy cô trong bộ môn và các bạn trong lớp đã giúp đỡ em. Em cũng cảm ơn sự động viên của người thân trong gia đình trong suốt quá trình làm luận văn. Em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của các cán bộ trong Công ty Điện Lực Thành phố Cần Thơ, đã giúp em khão sát và lấy những số liệu phục vụ cho quá trình làm luận văn. Sinh viên thực hiện Huỳnh Bá Tân LỜI NÓI ĐẦU Lưới phân phối thường phân bố trên diện rộng gồm nhiều nhánh nút phụ tải, vì vậy khi truyền năng lượng trên đường dây đến các hộ tiêu thụ sẽ gây nên tổn thất công suất, tổn thất điện năng, làm giảm chất lượng điện năng. Trong khi đó nhu cầu tiêu thụ điện năng ngày càng cao, đòi hỏi đáp ứng đầy đủ kịp thời không chỉ về số lượng mà cả về chất lượng. Có rất nhiều phương pháp để hạn chế những tổn thất nêu trên trong đó có phương pháp bù công suất phản kháng hiện đang được sữ dụng khá phổ biến ở nhiều nơi. Đề tài: " BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG BẰNG PHẦN MỀM PSS/ADEPT" được thực hiện tính toán đối với các tuyến thuộc trạm phân phối Thành phố Cần Thơ, với các n ộ i d u n g s au : Chương 1: Tổng quan về lưới điện phân phối. Chương 2: Tổng quan về phần mềm PSS/ADEPT. Chương 3: Xây dựng mô hình lưới điện trên PSS/ADEPT Chương 4: Cơ sở lý thuyết bù công suất phản kháng Chương 5: Khảo sát đường dây phân phối Thành phố Cần Thơ Chương 6: Tính toán bù công suất phản kháng bằng phần mềm PSS/ADEPT Em thực hiện đề tài này để thống kê lại những kiến thức trong suốt quá trình học, đồng thời cũng để kiểm tra giữa lý thuyết và thực tiễn có sự khác nhau như thế nào. Do thời gian thực hiện luận văn và tài liệu tham khảo có hạn đồng thời kiến thức của em còn nhiều hạn chế nên không thể tránh khỏi những sai sót trong luận văn. Em rất mong nhận được sự thông cảm và chỉ dẫn của quý thầy cô để luận văn của em được hoàn thiện hơn Em xin chân thành cảm ơn! Cần thơ, ngày 2 tháng 5 năm 2013 BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG BẰNG PSS/ADEPT MỤC LỤC T ran g CHƯƠNG I TỔNG QUAN LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI 1.1 Vai trò của lưới điện phân phối trong hệ thống điện.......................................1 1.1.1 Tổng quát..............................................................................................1 1.1.2 Lưới điện phân phối hiện tại của Việt Nam ...........................................2 1.2 Đặc điểm lưới điện phân phối ........................................................................2 1.2.1 Các loại sơ đồ trong hệ thống lưới điện phân phối .................................3 1.2.1.1 Sơ đồ hình tia ..............................................................................3 1.2.1.2 Sơ đồ hình vòng phía cao áp - hình tia phía hạ áp .......................4 1.2.2 Các vấn đề thường xãy ra trong lưới điện phân phối..............................6 1.2.2.1 Tổn thất điện áp...........................................................................6 1.2.2.2 Tổn thất công suất .......................................................................7 1.3 Những yêu cầu đối với lưới điện phân phối ...................................................7 1.3.1 Độ tin cậy cung cấp điện .......................................................................7 1.3.2 Chất lượng điện .....................................................................................8 1.3.3 An toàn điện ..........................................................................................8 1.3.4 Hiệu quả kinh tế ....................................................................................8 1.4 Các bài toán điển hình trong quản lý vận hành lưới điện phân phối ...............8 1.4.1 Tối ưu hoá cấu trúc lưới điện phân phối ................................................8 1.4.2 Điều khiển phương thức vận hành .........................................................9 1.4.3 Bù kinh tế công suất phản kháng lưới điện phân phối ............................9 1.4.4 Lựa chọn phương án vận hành lưới điện phân phối................................9 CHƯƠNG II TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM PSS/ADEPT 2.1 Giới thiệu phần mềm PSS/ADEPT ..............................................................11 2.2 Thiết lập các thông số chương trình PSS/DEPT...........................................11 2.2.1 Thiết lập thông số lưới điện của chương trình PSS/ADEPT.................11 2.2.2 Thiết lập thông số cho cửa sổ Diagram View.......................................12 2.3 Lưu đồ thuật toán tối ưu hoá vị trí việc lắp đặt tụ bù ....................................13 2.4 Các bước thực hiện khi ứng dụng phần mềm PSS/ADEPT ..........................16 BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG BẰNG PSS/ADEPT 2.5 Những đặc điểm của phần mềm PSS/ADEPT ..............................................17 2.5.1 Các chức năng ứng dụng .....................................................................17 2.5.2 Các phân hệ của PSS/ADEPT .............................................................17 CHƯƠNG III XÂY DỰNG MÔ HÌNH LƯỚI ĐIỆN TRÊN PSS/ADEPT 3.1 Các bước tiến hành ......................................................................................18 3.2 Thiết lập thông số mạng lưới .......................................................................18 3.2.1 Xác định thư viện dây dẫn ...................................................................18 3.2.2 Xác định thông số thuộc tính của lưới điện..........................................19 3.2.3 Xác định hằng số kinh tế của lưới điện ................................................21 3.3 Tạo sơ đồ.....................................................................................................22 3.3.1 Tạo và nhập các giá trị vào nút, thanh cái (Nod)..................................23 3.3.2 Tạo và nhập các giá trị vào dây dẫn (Line) ..........................................24 3.3.3 Tạo và nhập các giá trị vào máy biến áp (Tranformers) .......................27 3.3.4 Tạo và nhập các giá trị cho nút tải (Static Load, MWh Load) ..............31 3.3.5 Tạo và nhập các giá trị vào nút nguồn (Source) ...................................36 3.3.6 Tạo và nhập các giá trị vào thiết bị đóng cắt (Switch)..........................38 3.3.7 Tạo và nhập các giá trị vào tụ bù (Capacitor).......................................39 3.3.8 Tạo và nhập các giá trị vào máy điện (Machine)..................................40 3.4 Chạy các bài toán phân tích .........................................................................41 3.5 Báo cáo kết quả ...........................................................................................45 3.5.1 Xem kết quả phân tích ngay trên sơ đồ ................................................45 3.5.2 Xem kết quả tính toán chi tiết từ phần Report......................................45 3.5.3 Xem kết quả tính toán chi tiết từ report của phần mềm PSS/ADEPT ...46 CHƯƠNG IV CƠ SỞ LÝ THUYẾT BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG 4.1 Khái quát chung...........................................................................................48 4.2 Tổng quan bù công suất phản kháng lưới điện phân phối.............................48 4.2.1 Giới thiệu chung..................................................................................48 4.2.2 Sự điều chỉnh hệ số công suất..............................................................49 4.2.3 Xác định vị trí bù tối ưu.......................................................................49 4.3 Các phương pháp bù công suất phản kháng lưới điện phân phối ..................50 4.3.1 Bù bằng tụ điện tĩnh ............................................................................50 BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG BẰNG PSS/ADEPT 4.3.2 Bù ngang .............................................................................................50 4.3.3 Bù cố định và bù điều chỉnh theo chế độ làm việc ...............................51 4.4 Bù tự nhiên lưới điện phân phối...................................................................51 4.4.1 Điều chỉnh điện áp...............................................................................51 4.4.2 Lựa chọn các phương án vận hành tối ưu.............................................52 4.5 Bù kinh tế lưới điện phân phối.....................................................................53 4.5.1 Cơ sở phương pháp bù tối ưu theo phương pháp phân tích động theo dòng tiền tệ ..................................................................................................53 4.5.2 Phương pháp tính toán bù tối ưu..........................................................53 CHƯƠNG V KHẢO SÁT ĐƯỜNG DÂY PHÂN PHỐI THÀNH PHỐ CẦN THƠ 5.1 Khái quát đường dây phân phối tại Thành phố Cần Thơ ..............................55 5.1.1 Sơ đồ thay thế đơn tuyến đường dây 477CT ........................................56 5.1.2 Sơ đồ đơn tuyến chi tiết đường dây 477CT..........................................57 5.1.3 Thông số hệ thống ...............................................................................57 5.1.4 Thông số dây dẫn và thông số phụ tải trên tuyến 477CT......................57 5.2 Tính toán đường dây phân phối tuyến 477CT tại Thành phố Cần Thơ .........58 5.2.1 Tính tổn thất công suất trên đường dây................................................59 5.2.2 Tính toán bù công suất phản kháng......................................................64 CHƯƠNG VI TÍNH TOÁN BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG BẰNG PHẦN MỀM PSS/ADEPT 6.1 Mô phỏng lưới điện phân phối trên PSS/ADEPT .........................................65 6.1.1 Sơ đồ đơn tuyến chi tiết tuyến 477CT mô phỏng trên PSS/ADEPT .....65 6.1.2 Nhập các thông số sử dụng trong tuyến 477CT....................................66 6.2 Tính toán phân bố công suất trên PSS/ADEPT ............................................73 6.3 Tính toán bù công suất phản kháng..............................................................74 TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................80 PHỤ LỤC Trang Report kết quả tính toán từ phần mềm PSS/ADEPT...............81 BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG BẰNG PSS/ADEPT MỤC LỤC BẢNG T ran g Bảng 3.1 Kiểu dữ liệu của hệ thống (Network Property) ...................................20 Bảng 3.2 Thuộc tính nút ....................................................................................23 Bảng 3.3 Kiểu dữ liệu dây dẫn (Line)................................................................25 Bảng 3.4 Kiểu dữ liệu Máy biến áp (Transformer) ............................................27 Bảng 3.5 Kiểu dữ liệu nút tải tĩnh (Static Load).................................................33 Bảng 3.6 Kiểu dữ liệu nút tải điện năng (MHh Load) ........................................34 Bảng 3.7 Kiểu dữ liệu của nút nguồn (Source) ..................................................36 Bảng 3.8 Kiểu dữ liệu thiết bị đóng cắt (Switch) ...............................................38 Bảng 5.1 Thông số dây dẫn tuyến 471CT ..........................................................57 Bảng 5.2 Thông số phụ tải tuyến 471CT............................................................57 Bảng 5.3 Tổng hợp tổn thất trên toàn bộ tuyến 471CT ......................................63 Bảng 6.1 Thông số đồ thị phụ tải sữ dụng trong PSS/ADEPT............................66 Bảng 6.2 Kết quả tính toán thông số dây dẫn tính từ tiện ích Line Constants. ....69 Bảng 6.3 Thông số máy biến áp tuyến 471CT ...................................................70 Bảng 6.4: So sánh kết quả tổn thất công suất tuyến 471CT giữa tính toán và PSS/ADEPT ...........................................................................76 Bảng 6.5 Sụt áp trước và sau khi bù tuyến 471CT từ PSS/ADEPT ....................76 Bảng 6.6 Tổn thất công suất trước và sau khi bù của các tuyến thuộc trạm Cần Thơ...........................................................................................77 Bảng 6.9 Kết quả bù cố định từ PSS/ADEPT ....................................................78 Bảng 6.10 Kết quả bù ứng động ........................................................................78 BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG BẰNG PSS/ADEPT MỤC LỤC HÌNH T ran g Hình 1.1: Sơ đồ hình tia cải tiến ..........................................................................4 Hình 1.2: Sơ đồ hình vòng phía cao áp - hình tia phía hạ áp................................5 Hình 1.3: Sơ đồ độ lệch điện áp...........................................................................6 Hình 2.1: Chọn thư viện cho thông số chương trình...........................................12 Hình 2.2: Hộp thoại thông số sơ đồ lưới điện.....................................................13 Hình 2.3: Lưu đồ thuật toán tối ưu hoá vị trí lắp đặt tụ bù..................................14 Hình 3.1: Chu trình triển khai PSS/ADEPT .......................................................18 Hình 3.2: Thiết lập thông số mạng lưới..............................................................19 Hình 3.3: Hộp thoại network properties .............................................................20 Hình 3.4: Hộp thoại Network Economic............................................................22 Hình 3.5: Tạo sơ đồ ...........................................................................................22 Hình 3.6: Hộp thoại thuộc tính và mô hình nút (thanh cái).................................23 Hình 3.7: Hộp thoại thuộc tính dây dẫn .............................................................24 Hình 3.8: Thuộc tính và mô hình máy biến áp ...................................................27 Hình 3.9: Thuộc tính và hộp thoại của nút tải tỉnh .............................................32 Hình 3.10: Hộp thoại và thuộc tính nút tải MHh ................................................32 Hình 3.11: Hộp thoại thuộc tính và mô hình nút nguồn......................................36 Hình 3.12: Thuộc tính và mô hình thiết bị đóng cắt ...........................................38 Hình 3.13: Hộp thoại và thuộc tính tù bù ...........................................................40 Hình 3.14: Thông số và mô hình máy điện ........................................................41 Hình 3.15: Hộp thoại Analysis Option-thẻ General............................................42 Hình 3.16: Thẻ Load Flow: Các lựa chọn cho bài toán phân bố công suất .........43 Hình 3.17: Thẻ CAPO: Các lựa chọn cho bài toán xác định vị trí bù tối ưu .......43 Hình 3.18: Công cụ Analysis Toolbar................................................................44 Hình 3.19: Chọn chức năng tính toán trong thẻ Analysis ...................................44 Hình 3.20: Xem kết quả phân tích ngay trên sơ đồ.............................................45 Hình 3.21: Xem kết quả ngay trên Progress View..............................................45 Hình 3.22: Danh sách của menu report ..............................................................46 Hình 3.23: Giao diện Report Review được trình bày trên một menu riêng .........47 Hình 4.1: Đồ thị vectơ công suất trước và sau khi bù.........................................49 Hình 5.1: Sơ đồ thay thế đơn tuyến 471CT........................................................56 Hình 6.1: Sơ đồ đơn tuyến chi tiết tuyến 471CT trên PSS/ADEPT ....................65 Hình 6.2: Hộp thoại Network Properties............................................................66 Hình 6.3: Hộp thoại Ecomonics.........................................................................67 Hình 6.4: Thông số nút nguồn ...........................................................................68 BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG BẰNG PSS/ADEPT Hình 6.5 Đường dẫn đến thư viện......................................................................69 Hình 6.6: Chọn loại dây từ danh sách có trong file "pti.con" .............................70 Hình 6.7: Hộp thoại thông số máy biến áp .........................................................71 Hình 6.8: Cấu trúc file "pti.con" ........................................................................72 Hình 6.9: Hộp thoại thông số tải ........................................................................72 Hình 6.10: Thiết lập các tuỳ chọn tính toán .......................................................73 Hình 6.11: Chọn đồ thị phụ tải...........................................................................74 ình 6.12: Kết quả bù bằng CAPO tuyến 471CT .................................................75 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI CHƯƠNG I TỔNG QUAN LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI 1.1 Vai trò của lưới điện phân phối trong hệ thống điện 1.1.1 Tổng quát Hệ thống điện bao gồm các nhà máy điện, trạm biến áp, các đường dây truyền tải và phân phối được nối với nhau thành hệ thống làm nhiệm vụ sản xuất, truyền tải và phân phối điện năng. Tuỳ theo mục đích nghiên cứu, hệ thống điện được phân chia thành các phần hệ thống tương đối độc lập nhau. Về mặt quản lý, vận hành, hệ thống điện được phân thành: - Các nhà máy điện - Lưới điện siêu cao áp ( 220 KV) và trạm khu vực do các công ty truyền tải điện quản lý. - Lưới truyền tải 110kV và phân phối do các công ty điện lực quản lý, dưới nó là các điện lực. Về mặt quy hoạch, lưới điện được phân thành hai cấp: - Lưới hệ thống bao gồm: + Các nguồn điện và lưới hệ thống (500, 220, 110 kV). + Các trạm khu vực (500, 220, 110 kV) được quy hoạch trong tổng sơ đồ. - Lưới phân phối (U 35 kV) được quy hoạch riêng. Về mặt điều độ chia thành hai cấp. - Điều độ trung ương. - Điều độ địa phương. Công tác điều độ bao gồm: + Điều độ các nhà máy điện. + Điều độ các miền. + Điều độ các điện lực. Về mặt nghiên cứu, tính toán, HTĐ được phân chia thành: - Lưới hệ thống 500kV. - Lưới truyền tải (35, 110, 220 kV). - Lưới phân phối trung áp (6, 10, 15, 22, 35 kV). - Lưới phân phối hạ áp (0,4 và 0,22 kV) Trong đó lưới 35kV có thể dùng cho cả lưới phân phối và lưới truyền tải. Lưới phân phối thực hiện nhiệm vụ phân phối điện cho một địa phương (một thành phố, quận, huyện...) có bán kính cung cấp điện nhỏ, dưới 50km. 1 SVTH: Huỳnh Bá Tân MSSV: 1091214 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI 1.1.2 Lưới điện phân phối hiện tại của Việt Nam Ở Việt Nam lưới điện phân phối tồn tại nhiều cấp điện áp khác nhau như 6, 10, 15, 22, 35 kV. Lưới phân phối miền Bắc hiện nay tồn tại các cấp điện áp: 6, 10, 35 kV. Lưới điện miền Trung tồn tại các cấp điện áp: 6, 10, 15, 35 kV. Lưới điện phân phối miền Nam tồn tại cấp điện áp: 6, 10, 15, 35 kV. Từ năm 1993, Bộ Năng Lượng có quyết định số: 149 NL/KHKT ngày 24/03/1993 chuyển đổi các cấp điện áp trung áp về 22kV, do vậy cả ba miền còn có thêm cấp 22kV . Nói chung lưới điện phân phối hiện nay của Việt Nam có nhiều cấp điện áp phân phối, việc phát triển lưới điện còn khó khăn về vốn, phụ tải phát triển nhanh và chưa có quy hoạch tổng thể. Các đường dây quá dài nhưng lại mang tải lớn vượt khả năng của cấp điện áp đang sử dụng. Do vậy việc nghiên cứu tổng thể về lưới phân phối hiện nay là rất cần thiết, trong đó nghiên cứu bù công suất phản kháng để giảm tổn thất công suất, giảm tổn thất điện năng, cải thiện điện áp, cải thiện hệ số công suất, hạn chế các dao động điện áp lớn do các phụ tải tiêu thụ công suất phản kháng thay đổi nhiều. Nhằm cải thiện chất lượng cung cấp điện và tăng hiệu quả kinh tế là công việc đang được ngành điện quan tâm. 1.2 Đặc điểm lưới điện phân phối Nguồn cấp điện chính cho lưới phân phối là từ thanh cái phía trung áp của các trạm 110kV. Lưới điện phân phối gồm 2 phần: Lưới phân phối trung áp và lưới phân phối hạ áp. Lưới phân phối trung áp có cấp điện áp 6, 10, 15, 22kV phân phối điện cho các trạm phân phối trung áp / hạ áp và các phụ tải tiêu thụ. Lưới phân phối hạ áp cấp điện cho các phụ tải hạ áp 380/220V. Lưới phân phối phân bố trên diện rộng, thường vận hành không đối xứng và có tổn thất khá lớn. Lưới điện phân phối thường có cấu trúc kính nhưng vận hành hở, hình tia hoặc mạch vòng kín. Khi sự cố phần lưới phân phối sau máy cắt gần điểm sự cố nhất về phía nguồn bị cắt điện, sau khi cô lập đoạn lưới sự cố, phần còn lại sẽ được đóng điện tiếp tục vận hành. Phụ tải đặc biệt cần độ tin cậy cao được dự phòng riêng bằng đường dây trung áp hay hạ áp. Lưới phân phối có nhiệm vụ chính trong việc đảm bảo chất lượng phục vụ phụ tải, vì vậy việc nghiên cứu thiết kế, vận hành hệ thống LĐPP là hết sức quan trọng. Khi thiết kế xây dựng lưới phân phối phải đảm bảo các chỉ tiêu: - An toàn cho lưới điện và cho con người. - Chi phí xây dựng lưới điện là kinh tế nhất. - Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện tốt nhất, bằng các biện pháp như có nhiều nguồn cung cấp, có đường dây dự phòng, có nguồn thay thế như máy phát, cấu trúc mạng kín vận hành hở. - Vận hành dễ dàng, linh hoạt và phù hợp với việc phát triển lưới điện trong tương lai. 2 SVTH: Huỳnh Bá Tân MSSV: 1091214 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI - Đảm bảo chất lượng điện năng cao nhất về ổn định tần số và ổn định điện áp. Đảm bảo chi phí vận hành, bảo dưỡng là nhỏ nhất. 1.2.1 Các loại sơ đồ trong hệ thống lưới điện phân phối Khi thiết kế xây dựng lưới phân phối có thể chọn một trong các hệ thống điện chính s au : - Hệ thống hình tia đơn giản. - Hệ thống hình vòng phía cao áp - hình tia phía hạ áp. - Hệ thống chọn lọc phía cao áp - hệ thống chọn lọc phía hạ áp. - Hai nguồn phía cao áp - hệ thống chọn lọc phía hạ áp. - Hệ thống hai nút. 1.2.1.1 Sơ đồ hình tia Đây là loại sơ đồ đơn giản và thông dụng nhất. Từ trạm nguồn có nhiều xuất tuyến đi ra cấp điện cho từng nhóm trạm phân phối. Trục chính của xuất tuyến này được phân đoạn để tăng độ tin cậy cung cấp điện. thiết bị phân đoạn có thể là cầu chì, dao cách ly, máy cắt hoạc các Recloser có thể tự động đóng lặp lại. Giữa các trục chính của một trạm nguồn hoặc giũa các trạm nguồn khác nhau có thể được nối liên thông với nhau để dự phòng sự cố, cắt điện công tác đột ngột trên đường trục hay các trạm biến áp nguồn. Máy cắt hoặc dao cách ly liên lạc được mở trong khi làm việc để vận hành hở. Các phụ tải điện sinh hoạt 0,4kV được cung cấp từ các trạm biến áp phân phối. Mỗi trạm biến áp phân phối là sự kết hợp giữa cầu chì, máy biến áp và tủ điện phân phối hạ áp. Đường dây hạ áp 0,4kV của trạm biến áp phân phối thường có cấu trúc hình tia. Khi có sự cố ở thanh cái thứ nhất hay trong các máy biến áp nguồn thì sẽ cắt toàn bộ tải. Không thể phục vụ cấp điện cho đến khi việc sửa chữa kết thúc. Sự cố ở đường dây hạ áp sẽ cắt toàn bộ tải trên đường dây đó. Một sơ đồ hình tia cải tiến để có thể cung cấp điện tốt hơn cho hộ tiêu thụ được trình bày trong sơ đồ sau: 3 SVTH: Huỳnh Bá Tân MSSV: 1091214 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI Hình 1.1: Sơ đồ hình tia cải tiến Trong sơ đồ hình tia cải tiến, từ máy biến áp chính các đường dây được nối đến các trạm hạ áp thông qua những máy cắt phân phối. Mổi vùng phụ tải sẽ nhận được điện năng từ trạm hạ áp đơn vị. Điện áp cao từng bước được hạ xuống ở cấp điện áp thấp hơn phù hợp với từng phụ tải. Máy biến áp được nối đến các thanh cái phụ tải thông qua máy cắt. Mỗi trạm hạ áp đơn vị là sự kết hợp giữa máy biến áp ba pha, cầu chì bên cao áp và tủ phân phối bên hạ áp. Tất cả được nối với máy cắt hoặc cầu chì. Những mạch này được kết nối với tải qua những thiết bị bảo vệ. Mỗi máy biến áp xác định rõ một vùng phị tải và có khả năng đáp ứng trong trường hợp tải lớn nhất. Nếu có sự thay đổi bất kỳ nào giữa các vùng phụ tải, đòi hỏi các máy biến áp phải có công suất lớn hơn so với trong trường hợp hình tia đơn giản. Tuy nhiên do công suất được phân phối đến tải ở điện áp cao nên tổn thất điện năng, chi phí lắp đặt giảm xuống, độ ổn định điện áp được cải thiện. So với sơ đồ hình tia chưa cải tiến, sơ đồ này sẻ giảm được chi phí đầu tư khi công suất yêu cầu lớn hơn 1000kVA. Một sự cố ở phía thứ cấp hoặc ở máy biến áp phân phối chỉ làm mất điện trong một phạm vi phụ tải mà máy biến áp đó đảm trách. 1.2.1.2 Sơ đồ hình vòng phía cao áp - hình tia phía hạ áp Hệ thống này bao gồm một vòng hay nhiều vòng ở phía cao áp với hai hay nhiều máy biến áp nối trên một vòng. Hệ thống này là loại có hiệu quả nhất. Khi có hai vòng phục vụ không ảnh hưởng đến nhau. 4 SVTH: Huỳnh Bá Tân MSSV: 1091214 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI Hình 1.2: Sơ đồ hình vòng phía cao áp - hình tia phía hạ áp Mỗi vòng phía cao áp được vận hành khi có một cầu dao phân đoạn ở vị trí mở để ngăn sự hoạt động song song của những nguồn. Khi trạm đợn vị bên phía hạ áp được dùng, mỗi máy biến áp có hai dao cách ly phân đoạn và cầu chì của tải bên cao áp. Bằng cách đóng cầu dao phân đoạn thích hợp, nó có thể không nối với một vài phần còn lại của hệ thống. Bằng cách mở cơ cấu đóng ngắt máy biến áp, nó có thể không nối một vài máy biến áp của vùng. Cơ cấu khoá thường được dùng để ngăn ngừa sự hoạt động song song của hai đường dây nguồn. Một cơ cấu tự động có thể được điều khiển giữa hai máy cắt chính và máy cắt liên kết. Sơ đồ này rất đảm bảo và phục hồi nhanh chóng khi có sự cố: - Việc cách ly thiết bị cơ bản xảy ra trên một đường dây đến, máy cắt chính liên quan được mở ra và sau đó máy cắt liên kết được đóng lại có thể bằng tay hay bằng cơ cấu chuyển đổi tự động. - Khi một đường dây phía cao áp bị sự cố, máy cắt vòng liên lạc được mở ra và thiết bị cắt toàn bộ tải tính đến dao cách ly vòng thường mở. Xác định chính các phần cáp bị sự cố, sau đó dao cách ly phân đoạn vòng khác đóng lại và việc cấp điện cho trạm đơn vị hạ áp được phục hồi trong khi đường dây bị sự cố được thay thế. - Nếu sự cố xảy ra trên đường dây dẫn đến phía tải của một máy cắt đường dây vòng, máy cắt vòng sẻ được giữu vị trí mở sau khi nó cắt và dao cách ly phân đoạn được thao tác mở ra vì thế đường dây sự cố có thể được phân ra và thay thế. 5 SVTH: Huỳnh Bá Tân MSSV: 1091214 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI - Dưới tình trạng này tất cả các trạm đơn vị hạ áp được cung cấp thông qua một máy cắt đường dây vòng khác. Vì thế tất cả đường dây nối của vòng phải được chọn đủ cung cấp cho toàn bộ tải của vòng ấy. - Khi máy biến áp bị sự cố hay quá tải, cầu chì cao áp của máy biến áp sẽ chảy ra, sau đó cơ cấu đóng ngắt được thao tác mở ra, không nối máy biến áp với vòng nữa và việc tách ra với tất cả các tải của những trạm đơn vị khác không bị ảnh hưởng. 1.2.2 Các vấn đề thường xảy ra trong lưới điện phân phối Điện năng chuyển đến các hộ tiêu thụ, ta cần phải dùng dây dẫn và máy biến áp. Khi có dòng điện chạy qua dây dẫn và máy biến áp, do chúng có điện trở và điện kháng nên bao giờ củng có tổn thất nhất định về công suất tác dụng∆P và công suất phản kháng∆Q . Điện năng mất mát∆A đó biến thành nhiệt làm nóng dây dẫn và máy biến áp. 1.2.2.1 Tổn thất điện áp Tổn thất điện áp thể hiện ở sự chênh lệch điện áp giữa nguồn và phụ tải, biểu • hiện qua độ sụt áp nó là hiệu giữa độ lớn điện áp U1 và U 2 : • ∆U S U1 - U 2 • • (1.1) Đó chính là sự mất đi trên đường dây truyền tải điện. Theo lý thuyết ∆US >∆U tuy nhiên trong thực tế góc rất nhỏ ( cỡ 3- 50 ) cho nên sự sai khác giữa hai đại lượng này là rất nhỏ. Ta có thể lấy thành phần tổn thất điện áp dọc trục∆U để đo độ sụt áp. Độ lệch điện áp so với điện áp định mức như sau: Hình 1.3: Sơ đồ độ lệch điện áp ∆U= U1-Udm 100% U dm (1.2) Trong đó U là điện áp thực tế mà tải tiêu thụ. Theo quy định thì độ lệch điện áp không vượt quá5% so với điện áp định mức và trong trường hợp sự cố độ lệch điện áp nằm trong phạm vi 0.95%Udm U 1.05%Udm . 6 SVTH: Huỳnh Bá Tân MSSV: 1091214 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI 1.2.2.2 Tổn thất công suất Tổn thất công suất trên lưới được chia thành 2 loại cơ bản: - Tổn thất kỹ thuật: Là tổn thất sinh ra do tính chất vật lý của quá trình tải điện. Tổn thất này phụ thuộc tính chất của dây dẫn và vật liệu cách điện, điều kiện môi trường , dòng điện và điện áp. Tổn thất kỹ thuật chia làm 2 loại: + Tổn thất phụ thuộc dòng điện (phụ thuộc I 2 ) : Đó là tổn thất do phát nóng trên điện trở của máy phát, máy biến áp và dây dẫn. Thành phần này gây nên tổn thất chính trong hệ thống điện. + Tổn thất phụ thuộc điện áp (U hoặc U 2 ) gồm có: Tổn thất trong lõi thép của máy biến áp, tổn thất trong cuộn áp của công tơ điện, tổn thất do rò điện, tổn thất vần q u an g. Tổn thất kỹ thuật không thể triệt tiêu được mà chỉ có thể hạn chế ở mức độ hợp lý hoặc cho phép. - Tổn thất kinh doanh (tổn thất phi kỹ thuật): Là tổn thất trong khâu kinh doanh điện gồm điện năng tiêu thụ nhưng không đo được, điện năng đo được nhưng không được vào hóa đơn, điện năng được vào hoá đơn nhưng không được trả tiền hoặc trả tiền chậm. 1.3 Những yêu cầu đối với lưới điện phân phối Yêu cầu chính của lưới phân phối là đảm bảo cấp điện liên tục cho hộ tiêu thụ với chất lượng điện năng nằm trong phạm vi cho phép. 1.3.1 Độ tin cậy cung cấp điện Mức độ tin cậy cấp điện phụ thuộc vào từng loại hộ tiêu thụ.  Hộ tiêu thụ loại 1: là những hộ tiêu thụ mà khi có sự cố ngừng cấp điện có thể gây nên những hậu quả nguy hiểm đến mạng con người, làm thiệt hại lớn về kinh tế, dẫn đến hư hỏng thiết bị, gây rối loạn quá trình công nghệ phức tạp hoặc làm hỏng hàng loạt sản phẩm; hoặc có ảnh hưởng không tốt về phương diện chính trị. ( ví dụ như hội trường quốc hội, nhà khách chính phủ, sân bay, bệnh viện). Đối với hộ tiêu thụ loại 1 phải được cấp điện với độ tin cậy cao, thường dùng hai nguồn đi đến, đường dây hai lộ đến, có nguồn dự phòngnhằm hạn chế mức thấp nhất về sự cố mất điện. Thời gian mất điện thường được xem bằng thời gian tự động đóng nguồn dự trữ.  Hộ tiêu thụ loại 2: là những hộ tiêu thụ mà nếu ngừng cung cấp điện chỉ liên quang đến hàng loạt sản phẩm không sản xuất được, tức là dẫn đến thiệt hại về kinh tế do ngừng trệ sản xuất, hư hỏng sản phẩm và lãng phí sức lao động( ví dụ như phân xưỡng cơ khí, xí nghiệp công nghiệp nhẹ). Hộ tiêu thụ loại này có thể dùng phương án có hoặc không có nguồn dự phòng, đường dây một lộ hay lộ kép. Việc chọn phương án cần dựa vào kết quả so sánh giữa vốn đầu tư phải tăng thêm nguồn 7 SVTH: Huỳnh Bá Tân MSSV: 1091214