Tài liệu đánh giá hiện trạng và đề xuất một số giải pháp cải thiện chất lượng điện áp trên lưới điện phân phối 35kv tỉnh bắc kạn

.. ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP –––––––––––––––––––––––– NGUYỄN ĐỨC THUẬN ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG VÀ ĐỀ XUẤT MỘT SỐ GIẢI PHÁP CẢI THIỆN CHẤT LƯỢNG ĐIỆN ÁP TRÊN LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI 35kV TỈNH BẮC KẠN Ngành: Kỹ thuật điện Mã ngành: 8520201 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: TS. TRƯƠNG TUẤN ANH THÁI NGUYÊN - 2019 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan, đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, được thực hiện trên cơ sở nghiên cứu về lý thuyết và tổng hợp từ nhiều nguồn tài liệu tham khảo khác nhau: Sách, báo, tạp chí chuyên ngành, internet, thư viện các trường, cơ quan... Dữ liệu nghiên cứu được thu thập thực tế tại Công ty Điện lực Bắc Kạn. Các số liệu và kết quả tính toán trong luận văn là trung thực; các đánh giá, kiến nghị đưa ra xuất phát từ thực tiễn, kinh nghiệm và chưa từng được công bố trong bất kỳ một công trình nào khác. Tác giả luận văn Nguyễn Đức Thuận Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ................................................................................................................... i MỤC LỤC .............................................................................................................................ii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT ........................................................ v DANH MỤC CÁC BẢNG ................................................................................................... vi DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ .............................................................................viii MỞ ĐẦU ............................................................................................................................... 1 1. Lý do chọn đề tài ........................................................................................................... 1 2. Mục tiêu nghiên cứu ...................................................................................................... 2 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ................................................................................. 2 4. Phương pháp nghiên cứu ............................................................................................... 3 5. Tên và bố cục của đề tài................................................................................................. 3 CHƯƠNG 1. LƯỚI ĐIỆN TỈNH BẮC KẠN VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG LƯỚI ĐIỆN 35 KV ĐIỆN LỰC THÀNH PHỐ BẮC KẠN............................................. 4 1.1. Công ty điện lực Bắc Kạn ........................................................................................... 4 1.1.1. Sơ đồ tổ chức của công ty điện lực Bắc Kạn ....................................................... 4 1.1.2. Khối lượng quản lý vận hành của công ty điện lực Bắc Kạn .............................. 4 1.1.3. Chức năng và nhiệm vụ chủ yếu của công ty điện lực Bắc Kạn ......................... 5 1.1.4. Các loại hình dịch vụ của công ty điện lực Bắc Kạn ........................................... 5 1.2. Hiện trạng lưới điện tỉnh Bắc Kạn .............................................................................. 6 1.2.1. Hiện trạng nguồn điện.......................................................................................... 6 1.2.2. Hiện trang lưới điện ............................................................................................. 6 1.3. Giới thiệu về điện lực thành phố Bắc Kạn .................................................................. 8 1.3.1. Chức năng của điện lực thành phố Bắc Kạn ........................................................ 8 1.3.2. Nhiệm vụ của điện lực thành phố Bắc Kạn ......................................................... 9 1.3.3. Chức năng và nhiệm vụ các vị trí trong điện lực thành phố Bắc Kạn ................. 9 1.4. Hiện trạng lưới điện phân phối trung áp thành phố Bắc Kạn ................................... 12 1.4.1. Khối lượng quản lý đường dây và trạm biến áp ................................................ 12 1.4.2. Xuất tuyết đường dây ĐDK 372 ........................................................................ 14 1.4.3. Xuất tuyết đường dây ĐDK 373 ........................................................................ 17 1.4.4. Xuất tuyết đường dây ĐDK 374 ........................................................................ 20 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn Chương 2. MỘT SỐ CHỈ TIÊU CƠ BẢN VÀ PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN CHẤT LƯỢNG ĐIỆN ÁP TRÊN LƯỚI PHÂN PHỐI ................................................. 23 2.1. Một số chỉ tiêu cơ bản về đảm bảo chất lượng điện áp............................................. 23 2.1.1. Dao động điện áp ............................................................................................... 23 2.1.2. Độ lệch điện áp .................................................................................................. 24 2.1.3. Quy định về chất lượng điện áp ......................................................................... 31 2.1.4. Một số quy định khác về chất lượng điện áp ..................................................... 32 2.2. Một số phương pháp đánh giá chất lượng điện......................................................... 33 2.2.1. Đánh giá chất lượng điện theo mô hình xác xuất thống kê................................ 33 2.2.2. Đánh giá chất lượng điện theo độ lệch điện áp .................................................. 35 2.2.3. Đánh giá chất lượng điện theo tiêu chuẩn đối xứng .......................................... 36 2.2.4. Đánh giá chất lượng điện theo tiêu chuẩn tích phân điện áp ............................. 38 2.2.5. Đánh giá chất lượng điện theo tương quan giữa công suất và điện áp .............. 39 2.2.6. Đánh giá chất lượng điện theo độ không sin của điện áp .................................. 40 Chương 3. TỔNG QUAN VỀ BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG TRONG LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI ............................................................................................................ 42 3.1. Khái niệm chung ....................................................................................................... 42 3.1.1. Công suất phản kháng (CSPK) .......................................................................... 42 3.1.2. Ý nghĩa của việc bù CSPK trong lưới phân phối ............................................... 43 3.2. Các thiết bị tiêu thụ và nguồn phát CSPK ................................................................ 44 3.2.1. Các thiết bị tiêu thụ công suất phản kháng ........................................................ 44 3.2.2. Các nguồn phát công suất phản kháng trên lưới điện ........................................ 45 3.3. Các tiêu chí bù công suất phản kháng trên lưới phân phối ....................................... 50 3.3.1. Tiêu chí kỹ thuật ................................................................................................ 50 3.3.2. Tiêu chí kinh tế .................................................................................................. 54 3.3.3. Kết luận .............................................................................................................. 56 3.4. Một số phương pháp tính toán bù công suất phản kháng trên lưới phân phối .......... 56 3.4.1. Xác định dung lượng bù CSPK để nâng cao hệ số công suất cosφ ................... 57 3.4.2. Tính bù CSPK theo điều kiện cực tiểu tổn thất công suất ................................. 57 3.4.3. Bù công suất phản kháng theo điều kiện điều chỉnh điện áp ............................. 60 3.4.4. Lựa chọn dung lượng bù theo quan điểm kinh tế .............................................. 71 3.4.5. Phương pháp tính toán lựa chọn công suất và vị trí bù tối ưu trong mạng điện phân phối .............................................................................................................. 77 3.4.6. Kết luận .............................................................................................................. 85 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn Chương 4. ỨNG DỤNG PHẦN MỀM PSS/ADEPT TÍNH TOÁN BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG CHO LƯỚI ĐIỆN THÀNH PHỐ BẮC KẠN ......................... 86 4.1. Giới thiệu về phần mềm PSS/ADEPT ...................................................................... 86 4.2. Tính toán trào lưu công suất bằng phần mềm PSS/ADEPT ..................................... 87 4.2.1. Cài đặt đặt các thông số cơ bản của lưới điện.................................................... 88 4.2.2. Lập sơ đồ và nhập các thông số của các phần tử trên sơ đồ .............................. 88 4.2.3. Tính toán trào lưu công suất .............................................................................. 89 4.3. Tính toán tối ưu hóa vị trị bù bằng chương trình PSS/ADEPT ................................ 89 4.3.1. Cơ sở lý thuyết tính toán bù tối ưu theo phương pháp phân tích động theo dòng tiền tệ................................................................................................................... 89 4.3.2. Thiết kế sơ đồ tính toán trên phần mềm PSS/ADEPT ....................................... 92 4.4. Xác định dung lượng và vị trí bù lưới điện thành phố Bắc Kạn .............................. 94 4.4.1. Xây dựng đồ thị phụ tải lưới điện thành phố Bắc Kạn ...................................... 94 4.4.2. Tính toán bù tối ưu thanh cái hạ áp của các máy biến áp 35/0,4kV thành phố Bắc Kạn................................................................................................................. 96 4.4.3. Tính toán bù tối ưu lưới trung áp 35kV thành phố Bắc Kạn ........................... 106 4.5. Một số giải pháp nâng cao chất lượng điện áp trong lưới phân phối trung áp thành phố Bắc Kạn ......................................................................................................... 109 4.5.1. Các giải pháp về tổ chức quản lý vận hành ..................................................... 109 4.5.2. Các giải pháp về kỹ thuật ................................................................................. 111 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ......................................................................................... 112 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................... 114 PHỤ LỤC.......................................................................................................................... 115 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT LĐPP Lưới điện phân phối CLĐA Chất lượng điện áp CCĐ Cung cấp điện CSPK Công suất phản kháng CSTD Công suất tác dụng TTĐN Tổn thất điện năng MBA Máy biến áp PSS/ADEPT Power System Simulator/Advanced Distribution Engineering Productivity Tool Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1. Trạm phân phối xuất tuyến đường dây ĐDK 372. .............................................. 14 Bảng 1.2. Đường dây 35kV xuất tuyến ĐDK 372. .............................................................. 15 Bảng 1.3. Bảng kê tụ bù vận hàng đường dây ĐDK 372. ................................................... 16 Bảng 1.4. Trạm phân phối xuất tuyến đường dây ĐDK 373. .............................................. 17 Bảng 1.5. Đường dây 35kV xuất tuyến ĐDK 373. .............................................................. 18 Bảng 1.6. Bảng kê tụ bù vận hàng đường dây ĐDK 373. ................................................... 19 Bảng 1.7. Trạm phân phối xuất tuyến đường dây ĐDK 374. .............................................. 20 Bảng 1.8. Đường dây 35kV xuất tuyến ĐDK 374. .............................................................. 21 Bảng 2.1. Mức nhấp nháy điện áp ....................................................................................... 32 Bảng 3.1. Điện trở của máy biến áp được quy về phía U = 380 V ...................................... 77 Bảng 4.1. Các thông số thiết đặt để tính toán bù kinh tế trong PSS/ADEPT ...................... 98 Bảng 4.2. Các nút thanh cái hạ áp của trạm 35/0,4kV có điện áp nằm dưới giới hạn cho phép khi tải cực đại trên đường dây 372- E26.1 ...................................... 99 Bảng 4.3. Các nút thanh cái hạ áp của trạm 35/0,4kV có điện áp nằm dưới giới hạn cho phép khi tải cực đại trên đường dây 373- E26.1 .................................... 100 Bảng 4.4. Các nút thanh cái hạ áp của trạm 35/0,4kV có điện áp nằm dưới giới hạn cho phép khi tải cực đại trên đường dây 374- E26.1 .................................... 100 Bảng 4.5. Kết quả tính toán phân bố công suất trên đường dây 372, 373, 374- E26.1 trước khi bù ................................................................................................... 101 Bảng 4.6. Vị trí và dung lượng bù cố định ở phía thanh cái hạ áp .................................... 102 Bảng 4.7. Vị trí và dung lượng bù đóng cắt ở phía thanh cái hạ áp .................................. 102 Bảng 4.8. Kết quả tính toán phân bố công suất trên đường dây 372, 373, 374- E26.1 sau khi bù ...................................................................................................... 103 Bảng 4.9. Kết quả bù kinh tế khi phụ tải cực đại lộ đường dây 372 - E26.1 ..................... 104 Bảng 4.10. Kết quả bù kinh tế khi phụ tải cực đại lộ đường dây 373 - E26.1 ................... 105 Bảng 4.11. Kết quả bù kinh tế khi phụ tải cực đại lộ đường dây 374 - E26.1 ................... 105 Bảng 4.12. Vị trí, dung lượng bù cố định và bù đóng cắt ở lưới trung áp 35kV lộ đường dây 372 - E26.1 .................................................................................. 106 Bảng 4.13. Vị trí, dung lượng bù cố định và bù đóng cắt ở lưới trung áp 35kV lộ đường dây 373 - E26.1 .................................................................................. 106 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn Bảng 4.14. Vị trí, dung lượng bù cố định và bù đóng cắt ở lưới trung áp 35kV lộ đường dây 374 - E26.1 .................................................................................. 107 Bảng 4.15. Kết quả bù kinh tế lưới 35kV lộ đường dây 372 - E26.1 ................................ 107 Bảng 4.16. Kết quả bù kinh tế lưới 35kV lộ đường dây 373 - E26.1 ................................ 108 Bảng 4.17. Kết quả bù kinh tế lưới 35kV lộ đường dây 374 - E26.1 ................................ 108 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1. Sơ đồ tổ chức công ty điện lực Bắc Kạn................................................................ 4 Hình 1.2. Mô hình quản lý Điện lực thành phố Bắc Kạn. ..................................................... 9 Hình 2.1. Miền chất lượng điện áp ...................................................................................... 25 Hình 2.2. Diễn biến của điện áp trong lưới phân phối ......................................................... 28 Hình 2.3. Quan hệ độ lệch điện áp với công suất phụ tải có xét thêm độ không nhạy của thiết bị điều áp .......................................................................................... 29 Hình 2.4. Đặc tính của đèn sợi đốt....................................................................................... 30 Hình 2.5. Sự phụ thuộc của P, Q vào điện áp. ..................................................................... 31 Hình 2.6. Sơ đồ phân tích các thành phần đối xứng. ........................................................... 36 Hình 3.1. Mạch điện gồm điện trở và điện kháng ............................................................... 42 Hình 3.2. Quan hệ giữa công suất P và Q ............................................................................ 42 Hình 3.3. Phân phối dung lượng bù trong mạng hình tia .................................................... 57 Hình 3.4. Phân phối dung lượng bù trong mạng phân nhánh. .............................................. 59 Hình 3.5. Sơ đồ mạng điện dùng máy bù đồng bộ để điều chỉnh điện áp ........................... 60 Hình 3.6. Sơ đồ mạng điện có phân nhánh .......................................................................... 63 Hình 3.7. Sơ đồ mạng điện kín. ........................................................................................... 64 Hình 3.8. Mạng điện có đặt bù tụ điện tại hai trạm biến áp Tb và Tc .................................. 65 Hình 3.9. Điều chỉnh điện áp trong mạng điện kín bằng tụ điện ......................................... 66 Hình 3.10. Sơ đồ mạng điện 1 phụ tải ................................................................................. 67 Hình 3.11. Sơ đồ mạch tải điện có đặt thiết bị tù................................................................. 71 Hình 3.12. Đồ thi phụ tải phản kháng năm .......................................................................... 73 Hình 3.13. Sơ đồ tính toán dung lượng bù tại nhiều điểm. .................................................. 74 Hình 3.14. Đường dây chính có phụ tải phân bố đều và tập trung ...................................... 78 Hình 3.15. Đường dây phụ tải tập trung và phân bố đều có một bộ tụ ................................ 79 Hình 3.16. Đường dây phụ tải tập trung và phân bố đều có bù 2 bộ tụ ............................... 81 Hình 3.17. Đường dây phụ tải tập trung và phân bố đều có bù 3 bộ tụ ............................... 82 Hình 3.18. Đường dây phụ tải tập trung và phân bố đều có bù 4 bộ tụ ............................... 83 Hình 4.1. Giao diện phần mềm PSS/ADEPT 5.0 ................................................................ 87 Hình 4.2. Thẻ thiết lập thông lưới điện ................................................................................ 88 Hình 4.3. Thanh công cụ Diagram ....................................................................................... 88 Hình 4.4. Dao diện hiển thị tính trào lưu công suất ............................................................. 89 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn Hình 4.5. Thư viện thiết lập thông số đường dây ................................................................ 93 Hình 4.6. Thẻ thiết lập thông số đường dây......................................................................... 93 Hình 4.7. Thẻ thiết lập thông số máy biến áp ...................................................................... 93 Hình 4.8. Đồ thị phụ tải ngày điển hình năm 2018 lộ 372 - E26.1 ...................................... 94 Hình 4.9. Đồ thị phụ tải ngày điển hình năm 2018 lộ 373 - E26.1 ...................................... 95 Hình 4.10. Đồ thị phụ tải ngày điển hình năm 2018 lộ 374 - E26.1 .................................... 95 Hình 4.11. Thẻ phân loại phụ tải ......................................................................................... 96 Hình 4.12. Thẻ xây dựng đồ thị phụ tải ............................................................................... 96 Hình 4.13. Hộp thoại tùy chọn cho bài toán CAPO ............................................................ 97 Hình 4.14. Hộp thoại thông số thiết đặt để tính toán bù kinh tế .......................................... 97 Hình 4.15. Phương pháp xuất kết quả tính toán phân bố công suất .................................... 98 Hình 4.16. Phương pháp xuất kết quả các nút có điện áp không nằm trong giới hạn cho phép .......................................................................................................... 99 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Sự phát triển của phụ tải điện ngày càng tăng cả về quy mô và chất lượng điện, ngành điện lực vì vậy không những chỉ quan tâm đến phát triển về nguồn điện, xây dựng hệ thống truyền tải và phân phối điện năng đến các hộ phụ tải mà còn phải đảm bảo đủ công suất và đảm bảo chất lượng theo yêu cầu của khách hàng. Để giảm tổn thất điện năng và đảm bảo chất lượng điện áp đến các hộ phụ tải trong quá trình truyền tải và phân phối điện năng được nhiều tác giả nghiên cứu và thực hiện. Một trong các nghiên cứu phổ biến là áp dụng biện pháp bù công suất phản kháng cho lưới điện. Lưới phân phối trung áp với đặc thù phân bố rộng trong không gian, nhiều cấp điện áp, chiều dài đường dây lớn, nhiều rẽ nhánh, nhiều chủng loại dây dẫn khác nhau và tổn thất trên đường dây lớn. Tỉnh Bắc Kạn và hầu hết các tỉnh thành trong cả nước đều đã quan tâm và áp dụng các biện pháp để giảm tổn thất, trang bị các hệ thống bù công suất phản kháng nhưng hiệu quả chưa được cao. Do đó hệ số công suất cosφ có giá trị nhỏ điều này ảnh hưởng rất lớn đến các tham số kinh tế kỹ thuật của mạng điện như: giảm chất lượng điện áp; tăng tổn thất công suất và tổn thất điện năng; tăng đốt nóng dây dẫn, tăng tiết diện dây dẫn; hạn chế khả năng truyền tải công suất tác dụng, không sử dụng hết khả năng của động cơ sơ cấp, giảm chất lượng điện và tăng giá thành điện năng. Hiện tại lưới điện trung áp tỉnh Bắc Kạn đã được trang bị hệ thống bù công suất phản kháng là các tụ bù tĩnh, thiết bị bù không có cơ cấu tự động điều chỉnh mang lại hệ số công suất cosφ lớn cỡ trên 0,9, điều này cũng dẫn đến những ảnh hưởng đáng kể như vào giờ thấp điểm có hiện tượng dòng công suất phản kháng chạy ngược, làm tăng tổn thất và quá áp cục bộ điều này gây hậu quả nghiêm trọng đến các thiết bị điện. Mặt khác vị trí đặt thiết bị bù thường được chọn sao cho dễ vận hành chứ không xét đến hiệu quả kinh tế của thiết bị, vì vậy chưa tận dụng được hiệu quả làm việc của thiết bị, dẫn đến sự lãng phí. Mặt khác các phụ tải nhạy cảm với chất lượng điện như máy tính, các thiết bị đo lường, bảo vệ rơle, hệ thống thông tin liên lạc... chất lượng điện năng không đảm bảo làm cho các thiết bị vận hành với hiệu suất thấp, tuổi thọ suy giảm, tổn thất cao, Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn ảnh hưởng về kinh tế đối với các hộ sử dụng điện và toàn xã hội. Có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng điện năng như: tần số, điện áp, sóng hài dòng và áp, nhấp nháy điện áp, cân bằng pha... Với các lý do trên, đề tài “Đánh giá hiện trạng và đề xuất một số giải pháp cải thiện chất lượng điện áp trên lưới điện phân phối 35kV tỉnh Bắc Kạn” là thiết thực và có ý nghĩa thực tế cao. Nội dung chủ yếu của luận văn là nghiên cứu các phương pháp bù công suất phản kháng, xác định dung lượng và vị trí bù tối ưu cho lưới phân phối. Đồng thời luận văn đề xuất sử dụng phần mềm PSS/ADEPT để tính toán dung lượng và vị trí bù cho lưới điện 35kV thành phố Bắc Kạn. 2. Mục tiêu nghiên cứu Mục tiêu chung: Mục tiêu chung của luận văn là nghiên cứu cơ sở lý thuyết về các giải pháp nâng cao chất lượng điện năng và tập trung chủ yếu và chỉ tiêu chất lượng điện áp trong khai thác và vận hành kinh tế lưới điện phân phối 35kV. Mục tiêu cụ thể: - Nghiên cứu các phương pháp bù công suất phản kháng trong lưới điện phân phối trung áp 35kV. - Nghiên cứu hiện trạng lưới điện phân phối 35kV tỉnh Bắc Kạn. - Nghiên cứu các phương pháp nâng cao chất lượng điện áp của lưới điện phân phối 35kV thành phố Bắc Kạn. - Ứng dụng phần mềm PSS/ADEPT mô phỏng lưới điện phân phối 35kV thành phố Bắc Kạn và tính toán các số liệu phục vụ nghiên cứu của đề tài. - Phân tích hiệu quả của việc trước và sau khi áp dụng các biện pháp cải thiện chất lượng điện áp trong lưới điện phân phối 35kV thành phố Bắc Kạn. 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu của luận văn tập trung chủ yếu ở lưới phân phối là các lộ xuất tuyến đường dây trung áp 35kV của trạm biến áp 110 kV Bắc Kạn E62.1 do điện lực thành phố Bắc Kạn quản lý. - Phần mềm sử dụng trong đề tài: PSS/ADEPT. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 4. Phương pháp nghiên cứu - Nghiên cứu lý thuyết: Phân tích đánh giá và hệ thống hóa các công trình nghiên cứu được công bố thuộc lĩnh vực liên quan: Bài báo, sách tham khảo, tài liệu hướng dẫn… - Nghiên cứu thực tiễn: Nghiên cứu thực tế thiết bị, các số liệu kỹ thuật cần thiết của các lộ đường dây 35kV trạm 110kV E26.1 Bắc Kạn thuộc điện lực thành phố Bắc Kạn quản lý. 5. Tên và bố cục của đề tài Tên đề tài: "Đánh giá hiện trạng và đề xuất một số giải pháp cải thiện chất lượng điện áp trên lưới điện phân phối 35kV tỉnh Bắc Kạn" Chương 1. Lưới điện tỉnh Bắc Kạn và đánh giá hiện trạng lưới điện 35kV điện lực thành phố Bắc Kạn. Chương 2. Một số chỉ tiêu cơ bản và phương pháp tính toán chất lượng điện áp trên lưới điện phân phối. Chương 3. Tổng quan về bù công suất phản kháng trong lưới điện phân phối. Chương 4. Ứng dụng phần mềm PSS/ADEPT tính toán bù công suất phản kháng cho lưới điện phân phối thành phố Bắc Kạn. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn CHƯƠNG 1. LƯỚI ĐIỆN TỈNH BẮC KẠN VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG LƯỚI ĐIỆN 35 KV ĐIỆN LỰC THÀNH PHỐ BẮC KẠN 1.1. Công ty điện lực Bắc Kạn 1.1.1. Sơ đồ tổ chức của công ty điện lực Bắc Kạn Công ty điện lực Bắc Kạn là đơn vị thành viên của tổng công ty điện lực miền Bắc, tập đoàn điện lực Việt Nam. Tổng số cán bộ công nhân viên 528 người. Sơ đồ đồ tổ chức công ty điện lực Bắc Kạn như hình 1.1: Hình 1.1. Sơ đồ tổ chức công ty điện lực Bắc Kạn. 1.1.2. Khối lượng quản lý vận hành của công ty điện lực Bắc Kạn - Tổng số đường dây các loại: 3.661 km, trong đó: + Đường dây trung thế: 1.664 km. + Đường dây hạ thế: 1.997 km. + Trạm biến áp phân phối: 803 trạm. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn - Tổng số công tơ: 90.897 chiếc. - 122/122 xã, phường, thị trấn có lưới điện quốc gia, 96,72 % hộ dân được sử dụng điện. 1.1.3. Chức năng và nhiệm vụ chủ yếu của công ty điện lực Bắc Kạn - Quản lý vận hành, kinh doanh bán điện năng trên địa bàn tỉnh Bắc Kạn. - Đầu tư, thiết kế xây dựng và cải tạo, sửa chữa đường dây và trạm biến áp đến cấp điện áp 35 kV. - Tư vấn giám sát thi công các công trình đường dây và trạm biến áp đến cấp điện áp 110 kV. - Quản lý vận hành lưới điện đến cấp điện áp 35 kV. - Sửa chữa, thí nghiệm, hiệu chỉnh các thiết bị điện. 1.1.4. Các loại hình dịch vụ của công ty điện lực Bắc Kạn - Dịch vụ cấp điện mới: + Dịch vụ cấp điện mới từ lưới hạ áp. + Dịch vụ cấp điện mới từ lưới trung áp. - Dịch vụ trong quá trình thực hiện hợp đồng mua bán điện: + Dịch vụ thay đổi công suất sử dụng điện/ thay đổi loại công tơ một pha và ba pha. + Dịch vụ thay đổi vị trí thiết bị đo đếm. + Dịch vụ thay đổi mục đích sử dụng điện. + Dịch vụ thay đổi định mức sử dụng điện. + Dịch vụ thay đổi chủ thể hợp đồng mua bán điện. + Dịch vụ kiểm tra công tơ, thiết bị đo đếm khác. + Dịch vụ chấm dứt hợp đồng mua bán điện. + Dịch vụ gia hạn hợp đồng mua bán điện. + Dịch vụ cấp điện trở lại khi khách hàng đã tạm ngừng sử dụng điện. + Dịch vụ thay đổi thông tin đã đăng ký. + Dịch vụ thay đổi hình thức thanh toán tiền điện. + Dịch vụ báo mất điện. - Các dịch vụ hỗ trợ: Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn + Dịch vụ tra cứu thông tin. + Dịch vụ tư vấn sử dụng điện. + Dịch vụ tư vấn xây dựng, bảo trì, bảo dưỡng vận hành. + Dịch vụ giải đáp kiến nghị khách hàng. 1.2. Hiện trạng lưới điện tỉnh Bắc Kạn 1.2.1. Hiện trạng nguồn điện Hiện tại, tỉnh Bắc kạn được cấp điện từ các nguồn: - Nguồn điện 110kV cấp từ trạm biến áp 220kV Cao Bằng qua đường dây 171-E26.1 Bắc Kạn - 171 E16.2 Cao Bằng. - Nguồn điện 110kV cấp từ trạm biến áp 220kV Phú Lương Thái Nguyên qua đường dây 173E26.1 Bắc Kạn - 172E6.6 Phú lương. - Nguồn điện 35kV cấp từ Thái Nguyên qua mạch vòng đường dây 373 Thái Nguyên - Bắc Kạn (Điểm đo đếm 104 tại huyện Chợ Mới tỉnh Bắc Kạn) - Nguồn điện 35kV cấp từ Lạng Sơn qua mạch vòng đường dây 373 Lạng Sơn - Bắc Kạn (Điểm đo đếm mạch vòng Lạng Sơn - Bắc Kạn tại huyện Na Rì) - Ngoài ra trên đại bàn tỉnh còn có nhà máy thuỷ điện: Thuỷ điện Tà Làng, Thuỷ điện Thượng Ân, Thuỷ điện Nặm Cắt các nhà máy phát lên lưới 35kV. 1.2.2. Hiện trang lưới điện 1.2.2.1. Lưới điện 110kV - Lộ đường dây 171-E26.1 Bắc Kạn - 171 E16.2 Cao Bằng - sử dụng dây dẫn AC 185/29 có tổng chiều dài 34,7km. - Lộ đường dây 172 E26.1 Bắc Kạn - 171E26.2 Chợ Đồn sử dụng dây dẫn AC 185/29 có tổng chiều dài 38,75km - Lộ đường dây 173E26.1 Bắc Kạn - 172E6.6 Phú Lương - sử dụng dây dẫn AC 185/29 có tổng chiều dài 61,233km 1.2.2.2. Lưới điện trung thế 1. Trạm biến áp 110kV-E26.1 Bắc Kạn Trạm biến áp 110kV Bắc Kạn đặt tại Thành phố Bắc Kạn với công suất 1x25MVA -110/35/10kV và 1x25MVA-110/35/22kV với các xuất tuyến ngăn lộ đường dây: Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn - Lộ đường dây 371 cấp điện cho phụ tải toàn huyện Pác Nặm, huyện Ngân Sơn, phần lớn phụ tải các xã của huyện Ba Bể và một số xã của huyện Bạch Thông . Lộ liên kết cấp điện với lộ 371 trạm 110 kV Chợ Đồn, liên hệ mạch vòng với lộ 373, 376, 378 trạm 110 kV Bắc Kạn với tổng chiều dài đường dây 712,5 km gồm 484TBA với tổng công suất đặt là 43197kVA - Lộ đường dây 372 cấp điện cho phụ tải một phần cho khu vực thành phố Bắc Kạn và một phần cho huyện Bạch Thông. Lộ liên kết cấp điện với lộ 371 trạm 110 kV Chợ Đồn và liên kết với lưới điện thuỷ điện Nặm Cắt với tổng chiều dài đường dây 50,8km gồm 27TBA với tổng công suất đặt là 2680kVA - Lộ đường dây 373 cấp điện cho phụ tải một phần phần cho khu vực thành phố Bắc Kạn và cho toàn huyện Chợ Mới, huyện Na Rì với tổng chiều dài đường dây 520km gồm 301TBA với tổng công suất đặt là 34068kVA - Lộ đường dây 374 cấp điện cho phụ tải một phần phần cho khu vực thành phố Bắc Kạn và cho toàn huyện Chợ Mới với tổng chiều dài đường dây 49,28km gồm 22TBA với tổng công suất đặt là 10090 kVA - Lộ đường dây 376 cấp điện cho phụ tải một phần phần cho khu vực huyện Bạch Thông với tổng chiều dài đường dây 8,8km. - Lộ đường dây 378 cấp điện cho phụ tải một phần huyện Bạch Thông với tổng chiều dài đường dây 4km với tổng công suất đặt là 250kVA - Lộ đường dây 471 cấp điện cho khu vực thành phố Bắc Kạn với tổng chiều dài đường dây 10,51km gồm 22TBA với tổng công suất đặt là 10040kVA - Lộ đường dây 472 cấp điện cho phụ tải khu vực thành phố Bắc Kạn với tổng chiều dài đường dây 20,4km gồm 57TBA với tổng công suất đặt là 13447kVA - Lộ đường dây 474 cấp điện cho phụ tải khu vực thành phố Bắc Kạn với tổng chiều dài đường dây 24,33km gồm 59TBA với tổng công suất đặt là 12905kVA 2. Trạm biến áp 110kV - E26.2 Chợ Đồn Trạm biến áp 110kV Chợ Đồn đặt tại huyện Chợ Đồn với công suất 1x25MVA -110/35/22kV với các xuất tuyến ngăn lộ đường dây: - Lộ đường dây 371 cấp điện cho phụ tải khu vực huyện Chợ Đồn với tổng chiều dài đường dây 125km gồm 79TBA với tổng công suất đặt là 9809kVA Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn - Lộ đường dây 373 cấp điện cho phụ tải khu vực Nam Cường, huyện Chợ Đồn với tổng chiều dài đường dây 96,266km gồm 46TBA với tổng công suất đặt là 10282kVA - Lộ đường dây 375 cấp điện cho phụ tải khu vực Nghĩa Tá, huyện Chợ Đồn với tổng chiều dài đường dây 57,266km gồm 42TBA với tổng công suất đặt là 19267,5kVA - Lộ đường dây 377 cấp điện cho phụ tải khu vực Bản Thi, huyện Chợ Đồn với tổng chiều dài đường dây 41,734km gồm 17TBA với tổng công suất đặt là 1451,5kVA - Lộ đường dây 379 cấp điện cho phụ tải khu công nghiệp Bản Thi, huyện Chợ Đồn với tổng chiều dài đường dây 30,491km gồm 6TBA với tổng công suất đặt là 3031,5kVA. Với khối lượng đường dây 35kV và các trạm biến áp hạ áp 35kV/0,4kV toàn điện lực tỉnh Bắc Kạn nhiều. Do thời gian nghiên cứu có hạn, trong khuôn khổ nội dung nghiên cứu của luận văn, tác giả chủ yếú nghiên cứu cụ thể vào lưới điện 35kV thành phố Bắc Kạn như: đánh giá hiện trạng của lưới điện, đề xuất phương pháp tính toán và một số giải pháp nâng cao chất lượng điện áp 35kV thành phố Bắc Kạn. 1.3. Giới thiệu về điện lực thành phố Bắc Kạn Điện lực thành phố Bắc Kạn trực thuộc sự quản lý của Công ty điện lực Bắc Kạn. Tổng số cán bộ công nhân viên gồm 99 người. Mô hình quản lý Điện lực thành phố Bắc Kạn như hình 1.2. 1.3.1. Chức năng của điện lực thành phố Bắc Kạn - Tham mưu cho ban giám đốc Công ty và chính quyền địa phương trong công tác quy hoạch, phát triển lưới điện, an toàn hành lang lưới điện, chăm sóc, dịch vụ và phát triển khách hàng trên địa bàn quản lý. - Thực hiện nhiệm vụ sản xuất kinh doanh, chăm sóc, dịch vụ và phát triển khách hàng trên địa bàn quản lý. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn 1.3.2. Nhiệm vụ của điện lực thành phố Bắc Kạn - Kinh doanh bán điện trên địa bàn được giao quản lý theo quy định của pháp luật và các quy chế quản lý nội bộ của EVN, EVNNPC, Công ty và Điện lực; - Quản lý vận hành, sửa chữa, thí nghiệm hệ thống lưới điện phân phố tại địa bàn được giao quản lý theo quy định của pháp luật và các quy chế quản lý nội bộ của EVN, EVNNPC, Công ty và Điện lực; - Tổ chức tuyên truyền, hướng dẫn khách hàng về tiết kiệm điện, an toàn sử dụng điện, hành lang lưới điện và các loại hình dịch vụ, chăm sóc khách hàng; GIÁM ĐỐC PHÓ GIÁM ĐỐC KỸ THUẬT PHÒNG KẾ HOẠCH KỸ THUẬT AN TOÀN PHÓ GIÁM ĐỐC KINH DOANH TỔ TRỰC VẬN HÀNH ĐỘI QUẢN LÝ ĐƯỜNG DÂY VÀ TBA ĐỘI QUẢN LÝ TỔNG HỢP 1 ĐỘI QUẢN LÝ TỔNG HỢP 2 TỔ QUẢN LÝ TRUNG THẾ 01 TỔ QUẢN LÝ TRUNG THẾ 02 TỔ QUẢN LÝ HẠ THẾ 01 TỔ QUẢN LÝ HẠ THẾ 02 TỔ KIỂM TRA GIÁM SÁT MBĐ PHÒNG KINH DOANH BỘ PHẬN NGHIỆP VỤ PHÒNG TỔNG HỢP TỔ GIAO DỊCH KHÁCH HÀNG Hình 1.2. Mô hình quản lý Điện lực thành phố Bắc Kạn. 1.3.3. Chức năng và nhiệm vụ các vị trí trong điện lực thành phố Bắc Kạn 1.3.3.1. Giám đốc Điện lực 1. Chức năng - Tham mưu với Giám đốc Công ty về công tác xây dựng kế hoạch đầu tư phát triển, sửa chữa lớn, sửa chữa thường xuyên lưới điện trên địa bàn được giao quản lý. - Tổ chức và quản lý, điều hành bộ máy Điện lực phù hợp với thực tế và có hiệu quả, đảm bảo thực hiện tốt mọi nhiệm vụ được giao. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn - Phối hợp tốt với các phòng ban chức năng của Công ty trong quá trình thực hiện công việc. 2. Nhiệm vụ - Tổ chức và sắp xếp lao động trong Điện lực, quản lý và điều hành Điện lực hoạt động sản xuất kinh doanh có hiệu quả. Chịu trách nhiệm trước Giám đốc Công ty về mọi vấn đề trong Điện lực. - Chấp hành nghiêm chỉnh mọi mệnh lệnh sản xuất, phương thức vận hành của Công ty; chỉ đạo của các phòng ban chức năng Điện lực trong việc thực hiện nhiệm vụ Giám đốc Công ty giao. 1.3.3.2. Phó Giám đốc kỹ thuật - Giúp việc cho Giám đốc trong công tác vận hành lưới điện, kỹ thuật, an toàn bảo hộ lao động, kế hoạch vật tư. - Trực tiếp phụ trách phòng Kế hoạch-Kỹ thuật-An toàn và Tổ Trực vận hành của Điện lực. - Tổ chức triển khai, quản lý việc thực hiện kế hoạch trong toàn Điện lực. - Theo dõi tình hình hoạt động sản xuất hàng ngày để đề xuất các biện pháp kỹ thuật cần thiết trong vận hành và sửa chữa. - Chỉ đạo xây dựng các chương trình giảm tổn thất cho các đường dây, các TBA thuộc địa bàn Điện lực quản lý. 1.3.3.3. Phó Giám đốc kinh doanh - Giúp việc cho Giám đốc trong công tác kinh doanh điện năng, dịch vụ khách hàng trên địa bàn quản lý, công tác văn hoá doanh nghiệp, 5S. - Trực tiếp phụ trách phòng Kinh doanh và Tổ Kiểm tra giám sát MBĐ của Điện lực. - Theo dõi các mặt hoạt động trong công tác kinh doanh điện năng, đề xuất các biện pháp phù hợp để hoàn thành các chỉ tiêu sản xuất kinh doanh được giao. - Chỉ đạo xây dựng các chương trình giảm tổn thất cho các đường dây, các TBA thuộc địa bàn Điện lực quản lý thuộc lĩnh vực kinh doanh. 1.3.3.4. Phòng Kế hoạch - Kỹ thuật - An toàn Thực hiện công tác lập kế hoạch sản xuất kinh doanh, quản lý kỹ thuật, an toàn-vệ sinh lao động, quản lý vật tư, lập phương án kỹ thuật và dự toán các công Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn