Tài liệu Nghiên cứu bù công suất phản kháng trên lưới điện phân phối, tính toán cho lộ đường dây 375e13.1 đồng mỏ

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP NÔNG THẾ CHUNG NGHIÊN CỨU BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG TRÊN LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI, TÍNH TOÁN CHO LỘ ĐƯỜNG DÂY 375 E13.1 ĐỒNG MỎ LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT ĐIỆN THÁI NGUYÊN - NĂM 2020 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP NÔNG THẾ CHUNG NGHIÊN CỨU BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG TRÊN LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI, TÍNH TOÁN CHO LỘ ĐƯỜNG DÂY 375 E13.1 ĐỒNG MỎ Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã ngành: 8.52.02.01 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. TRƯƠNG TUẤN ANH THÁI NGUYÊN - NĂM 2020 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ và tên tác giả luận văn: Nông Thế Chung Đề tài luận văn: Nghiên cứu bù công suất phản kháng trên lưới điện phân phối, tính toán cho lộ đường dây 375 E13.1 Đồng Mỏ. Chuyên ngành: Kỹ thuật điện. Mã số: : 8.52.02.01 Tác giả, Cán bộ hướng dẫn khoa học và Hội đồng chấm luận văn xác nhận tác giả đã sửa chữa, bổ sung luận văn theo biên bản họp Hội đồng ngày 04/10/2020 với các nội dung sau: - Sửa sai sót về thuật ngữ, lỗi chính tả, format, in ấn. Thái Nguyên,ngày 26 tháng 10 năm 2020 Cán bộ hướng dẫn Tác giả luận văn TS. Trương Tuấn Anh Nông Thế Chung CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG PGS.TS. Võ Quang Lạp i 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 Lạng Sơn. 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 Nông Thế Chung ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .............................................................................................................i MỤC LỤC ..................................................................................................................... iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT .............................................. viii DANH MỤC CÁC BẢNG .............................................................................................ix DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ .........................................................................................x 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. TỔNG QUAN VỀ LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI 35KV ..............................4 TỈNH LẠNG SƠN ..........................................................................................................4 1.1. Công ty điện lực Lạng Sơn ...................................................................................4 1.1.1. Cơ cấu tổ chức của Công ty điện lực Lạng Sơn .........................................4 1.1.2. Khối lượng quản lý vận hành của Công ty Điện lực Lạng Sơn .................5 1.1.3. Hiện trạng lưới điện tỉnh Lạng Sơn ............................................................6 1.2. Đánh giá hiện trạng lưới điện 35kV thuộc trạm biến áp 110kV E13.1 Đồng Mỏ huyện Chi Lăng ..........................................................................................................10 1.2.1. Chức năng, vụ của điện lực Chi Lăng ......................................................10 1.2.2. Đánh giá hiện trạng lưới điện trung áp 35kV thuộc trạm biến áp 110kV E13.1 Đồng Mỏ ..................................................................................................11 1.3. Kết luận chương 1 ...............................................................................................14 Chương 2. BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG TRONG ..............................................16 LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI.............................................................................................16 2.1. Một số chỉ tiêu và phương pháp đánh giá chất lượng điện .................................16 2.1.1. Một số chỉ tiêu cơ bản về đảm bảo chất lượng điện áp ............................16 2.1.1.1. Dao động điện áp ...................................................................................16 2.1.1.2. Độ lệch điện áp ......................................................................................17 iii 2.1.1.3. Quy định về chất lượng điện áp ............................................................25 2.1.1.4. Một số quy định khác về chất lượng điện áp ........................................25 2.1.2. Một số phương pháp đánh giá chất lượng điện ........................................26 2.1.2.1. Đánh giá chất lượng điện theo mô hình xác xuất thống kê ...................27 2.1.2.2. Đánh giá chất lượng điện theo độ lệch điện áp .....................................28 2.1.2.3. Đánh giá chất lượng điện theo tiêu chuẩn đối xứng ..............................29 2.1.2.4. Đánh giá chất lượng điện theo tiêu chuẩn tích phân điện áp ................31 2.1.2.5. Đánh giá chất lượng điện theo tương quan giữa công suất và điện áp ......32 2.1.2.6. Đánh giá chất lượng điện theo độ không sin của điện áp......................34 2.2. Tổng quan về bù công suất phản kháng trong lưới điện phân phối ....................35 2.2.1. Công suất phản kháng và ý nghĩa của việc bù công suất phản kháng trong lưới điện phân phối .............................................................................................35 2.2.1.1. Công suất phản kháng (CSPK) ..............................................................35 2.2.1.2. Ý nghĩa của việc bù CSPK trong lưới phân phối ..................................36 2.2.2. Các thiết bị tiêu thụ và nguồn phát CSPK ................................................37 2.2.2.1. Các thiết bị tiêu thụ công suất phản kháng ............................................37 2.2.2.2. Các nguồn phát công suất phản kháng trên lưới điện ...........................38 2.2.3. Các tiêu chí bù công suất phản kháng trên lưới phân phối ......................43 2.2.3.1. Tiêu chí kỹ thuật ....................................................................................43 2.2.3.2. Tiêu chí kinh tế ......................................................................................48 2.2.3.3. Kết luận .................................................................................................49 2.2.4. Một số phương pháp tính toán bù công suất phản kháng trên lưới phân phối .....................................................................................................................50 2.2.4.1. Xác định dung lượng bù CSPK để nâng cao hệ số công suất cosφ.......50 2.2.4.2. Tính bù CSPK theo điều kiện cực tiểu tổn thất công suất .....................51 2.2.4.3. Bù công suất phản kháng theo điều kiện điều chỉnh điện áp ................54 2.2.4.4. Lựa chọn dung lượng bù theo quan điểm kinh tế ..................................65 2.2.4.5. Phương pháp tính toán lựa chọn công suất và vị trí bù tối ưu trong mạng điện phân phối ..........................................................................................71 2.3. Kết luận chương 2 ...............................................................................................79 iv Chương 3. ỨNG DỤNG PHẦN MỀM PSS/ADEPT TÍNH TOÁN BÙ ......................80 CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG CHO XUẤT TUYẾN .................................................80 ĐƯỜNG DÂY 375 TRẠM BIẾN ÁP 110 KV E13.1 ĐỒNG MỎ ..............................80 3.1. Cơ sở phương pháp tính toán vị trí và dung lượng bù ........................................80 3.1.1. Giới thiệu về phần mềm PSS/ADEPT .....................................................80 3.1.2. Tính toán trào lưu công suất bằng phần mềm PSS/ADEPT ....................81 3.1.2.1. Cài đặt đặt các thông số cơ bản của lưới điện .......................................82 3.1.2.2. Lập sơ đồ và nhập các thông số của các phần tử trên sơ đồ..................82 3.1.2.3. Tính toán trào lưu công suất ..................................................................83 3.1.3. Tính toán tối ưu hóa vị trí và dung lượng bù bằng chương trình PSS/ADEPT .......................................................................................................83 3.1.3.1. Cơ sở lý thuyết tính toán bù tối ưu theo phương pháp phân tích động theo dòng tiền tệ .................................................................................................83 3.1.3.2. Thiết lập thông số tính toán trên phần mềm PSS/ADEPT ....................86 3.2. Khảo sát điện áp và công suất xuất tuyến 375 trạm biến áp 110kV E13.1 Đồng Mỏ, huyện Chi Lăng, thành phố Lạng Sơn ................................................................ 91 3.3. Tính toán vị trí và dung lượng bù kinh tế xuất tuyến 375 trạm biến áp 110kV E13.1 Đồng Mỏ, huyện Chi Lăng, thành phố Lạng Sơn ...........................................97 3.3.1. Tính toán vị trí, dung lượng, tổn thất công suất bù cố định và bù đóng cắt xuất tuyết 375 trạm biến áp 110kV Đồng Mỏ ....................................................98 3.3.1.1. Tính toán bù cố định và bù đóng cắt phía trung áp 35kV .....................98 3.3.1.2. Tính toán bù cố định và bù đóng cắt phía hạ áp trạm biến áp phân phối 35/0,4 kV ............................................................................................................99 3.3.1.3. Tổn thất công suất sau khi bù cố định và bù đóng cắt xuất tuyết 375 trạm 110kV Đồng Mỏ ......................................................................................100 3.3.2. Tính toán kinh tế các phương án bù của các lộ đường dây 375 trạm biến áp 110kV E13.1 Đổng Mỏ ...............................................................................101 3.3.2.1. Tính toán bù kinh tế phía trung áp xuất tuyến đường dây 375 trạm biến áp 110 kV E13.1 Đồng Mỏ ..............................................................................101 v 3.3.2.2. Tính toán bù kinh tế phía hạ áp xuất tuyến đường dây 375 trạm biến áp 110 kV E13.1 Đồng Mỏ ...................................................................................102 3.3.2.3. Đánh giá hiệu quả việc bù phía trung áp và bù phía hạ áp ..................103 3.4. Một số giải pháp nâng cao chất lượng điện áp xuất tuyến 375 - E13.1 Đồng Mỏ, huyện Chi Lăng, thành phố Lạng Sơn ......................................................103 3.4.1. Các giải pháp về tổ chức quản lý vận hành ............................................103 3.4.1.1. Phân bố phụ tải hợp lý .........................................................................104 3.4.1.2. Chọn sơ đồ cấp điện hợp lý .................................................................104 3.4.1.3. Chọn điện áp ở đầu vào hộ tiêu thụ điện thích hợp .............................104 3.4.1.4. Điều chỉnh chế độ làm việc của phụ tải điện một cách hợp lý ............104 3.4.1.5. Lựa chọn tiết diện dây trung tính hợp lý .............................................104 3.4.1.6. Phân bố đều phụ tải giữa các pha ........................................................104 3.4.1.7. Không vận hành thiết bị non tải ..........................................................105 3.4.1.8. Với lưới điện có nhiều phụ tải một pha nên chọn máy biến áp có tổ nối dây sao-ziczăc ...................................................................................................105 3.4.2. Các giải pháp về kỹ thuật .......................................................................105 3.5. Kết luận Chương 3 ............................................................................................105 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .....................................................................................107 1. Kết luận ................................................................................................................107 2. Kiến nghị ..............................................................................................................108 PHỤ LỤC ....................................................................................................................110 Phụ lục 1. Thông số phụ tải cực đại xuất tuyến 375 - E13.1 Đồng Mỏ...................110 Phụ lục 2. Số liệu đo tải 7 ngày mùa hè tháng 6/2018 tại xuất tuyến 375 TBA 110 kV E13.1 Đồng Mỏ ..................................................................................................115 Phụ lục 3. Điện áp các nút xuất tuyến 375 - E13.1 không nằm trong giới hạn cho phép khi phụ tải cực đại và cực tiểu ........................................................................116 Phụ lục 4. Phân bố công suất trước khi bù xuất tuyến 375 – E13.1 Đồng Mỏ khi phụ tải cực đại và cực tiểu ..............................................................................................119 Phụ lục 5. Điện áp và công suất xuất tuyến 375 - E13.1 khi điện áp lưới điện vận hành với điện áp 37kV (bù tự nhiên) .......................................................................121 vi Phụ lục 6. Dung lượng, vị trí bù và công suất sau khi bù phía trung áp xuất tuyến đường dây 375 – E13.1 ............................................................................................125 Phụ lục 7. Dung lượng, vị trí bù và công suất sau khi bù phía hạ áp xuất tuyến đường dây 375 – E13.1 ............................................................................................129 vii 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 SXKD Sản xuất kinh doanh TBA Trạm biến áp CBCNV Cán bộ công nhân viên CSTD Công suất tác dụng CSPK Công suất phản kháng PSS/ADEPT Power System Simulator/Advanced Distribution Engineering Productivity Tool viii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1. Khối lượng quản lý vận hành lưới điện trung, hạ áp..............................6 Bảng 1.2. Hiện trạng nguồn điện. ...........................................................................7 Bảng 2.1. Mức nhấp nháy điện áp ........................................................................26 Bảng 2.2. Điện trở của máy biến áp được quy về phía U = 380 V .......................71 Bảng 3.1. Các thông số thiết đặt để tính toán bù kinh tế trong PSS/ADEPT .......90 Bảng 3.2. Các nút phía 35kV có điện áp nằm dưới giới hạn cho phép khi tải cực đại trên đường dây 375- E13.1 .............................................................................92 Bảng 3.3. 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 375- E13.1 .....................................93 Bảng 3.4. Các nút thanh cái hạ áp của trạm 35/0,4kV có điện áp nằm dưới giới hạn cho phép khi tải cực tiểu trên đường dây 375- E13.1 ....................................94 Bảng 3.5. Kết quả tính toán phân bố công suất trên đường dây 375 khi điện áp thanh cái lưới trung áp đặt 35kV- E13.1 trước khi bù ..........................................95 Bảng 3.6. Các nút có điện áp vượt quá giới hạn cho phép khi phụ tải cực đại trên đường dây 375- E13.1...........................................................................................95 Bảng 3.7. Các nút có điện áp vượt quá giới hạn cho phép khi phụ tải cực tiểu trên đường dây 375- E13.1...........................................................................................96 Bảng 3.8. Kết quả tính toán phân bố công suất trên đường dây 375 khi điện áp thanh cái lưới trung áp đặt 37kV (Bù tự nhiên)- E13.1 ........................................96 Bảng 3.9. Vị trí, dung lượng bù cố định và bù đóng cắt lưới điện trung áp .........98 Bảng 3.10. Vị trí, dung lượng bù cố định và bù đóng cắt phía hạ áp trạm biến áp phân phối 35/0,4 kV..............................................................................................99 Bảng 3.11. Kết quả tính toán tổn thất công suất trên đường dây 375- E13.1 trước và sau khi bù phía trung áp và hạ áp ...................................................................100 Bảng 3.12. Kết quả bù kinh tế phía trung áp khi phụ tải cực đại và cực tiểu xuất tuyến đường dây 375 – E13.1 Đồng Mỏ ............................................................102 Bảng 3.13. Kết quả bù kinh tế phía hạ áp khi phụ tải cực đại và cực tiểu xuất tuyến đường dây 375 – E13.1 Đồng Mỏ ............................................................102 ix DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 2.1. Miền chất lượng điện áp .......................................................................18 Hình 2.2. Diễn biến của điện áp trong lưới phân phối..........................................21 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 .......................................................................................22 Hình 2.4. Đặc tính của đèn sợi đốt. ......................................................................23 Hình 2.5. Sự phụ thuộc của P, Q vào điện áp. ......................................................24 Hình 2.6. Sơ đồ phân tích các thành phần đối xứng. ............................................29 Hình 2.7. Mạch điện gồm điện trở và điện kháng ................................................35 Hình 2.8. Quan hệ giữa công suất P và Q .............................................................35 Hình 2.9. Phân phối dung lượng bù trong mạng hình tia .....................................51 Hình 2.10. Phân phối dung lượng bù trong mạng phân nhánh. .............................53 Hình 2.11. Sơ đồ mạng điện dùng máy bù đồng bộ để điều chỉnh điện áp ..........54 Hình 2.12. Sơ đồ mạng điện có phân nhánh .........................................................57 Hình 2.13. Sơ đồ mạng điện kín. ..........................................................................58 Hình 2.14. Mạng điện có đặt bù tụ điện tại hai trạm biến áp Tb và Tc .................59 Hình 2.15. Điều chỉnh điện áp trong mạng điện kín bằng tụ điện ........................60 Hình 2.16. Sơ đồ mạng điện 1 phụ tải ..................................................................61 Hình 2.17. Sơ đồ mạch tải điện có đặt thiết bị tù. ................................................65 Hình 2.18. Đồ thi phụ tải phản kháng năm ...........................................................67 Hình 2.19. Sơ đồ tính toán dung lượng bù tại nhiều điểm. ..................................68 Hình 2.20. Đường dây chính có phụ tải phân bố đều và tập trung .......................72 Hình 2.21. Đường dây phụ tải tập trung và phân bố đều có một bộ tụ ................73 Hình 2.22. Đường dây phụ tải tập trung và phân bố đều có bù 2 bộ tụ ................75 Hình 2.23. Đường dây phụ tải tập trung và phân bố đều có bù 3 bộ tụ ................76 Hình 2.24. Đường dây phụ tải tập trung và phân bố đều có bù 4 bộ tụ ................77 Hình 3.1. Giao diện phần mềm PSS/ADEPT 5.0 .................................................81 Hình 3.2. Thẻ thiết lập thông số lưới điện ............................................................82 Hình 3.3. Thanh công cụ Diagram........................................................................82 Hình 3.4. Giao diện hiển thị tính trào lưu công suất.............................................83 x Hình 3.5. Thư viện thiết lập thông số đường dây .................................................87 Hình 3.6. Thẻ thiết lập thông số đường dây .........................................................87 Hình 3.7. Thẻ thiết lập thông số máy biến áp .......................................................87 Hình 3.8. Đồ thị phụ tải ngày điển hình năm 2020 lộ 375 - E13.1.......................88 Hình 3.9. Thẻ phân loại phụ tải ............................................................................89 Hình 3.10. Thẻ xây dựng đồ thị phụ tải ................................................................ 89 Hình 3.11. Hộp thoại tùy chọn cho bài toán CAPO .............................................89 Hình 3.12. Hộp thoại thông số thiết đặt để tính toán bù kinh tế tại thời điểm phụ tải cực đại và cực tiểu cho bù cố định phía trung áp. ...........................................90 Hình 3.13. Phương pháp xuất kết quả tính toán phân bố công suất .....................91 Hình 3.14. Phương pháp xuất kết quả các nút có điện áp không nằm trong giới hạn cho phép .........................................................................................................92 xi MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Lưới điện phân phối trung áp thường phân bố rộng trong không gian, có nhiều cấp điện áp, chiều dài đường dây lớn, nhiều rẽ nhánh và dây dẫn gồm nhiều chủng loại. Phụ tải công nghiệp, nông nghiệp, sinh hoạt, ... của lưới phân phối thường có hệ số công suất thấp. Để đáp ứng yêu cầu của các phụ tải điện, lưới phân phối trung áp ngoài việc truyền tải công suất tác dụng còn phải truyền tải một lượng khá lớn công suất phản kháng. Việc truyền tải này làm tăng tổn thất điện năng trên các phần tử của lưới điện như máy biến áp, động cơ không đồng bộ, đường dây, ... Điều đó làm xấu các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật vận hành lưới điện và làm xấu chất lượng điện áp ở các hộ tiêu thụ điện. Bài toán giảm lượng công suất phản kháng truyền tải trong lưới điện luôn được quan tâm khi thiết kế và vận hành. Một trong những biện pháp giảm công suất phản kháng truyền tải trên lưới điện nâng cao chất lượng điện năng là bù công suất phản kháng. Tuy nhiên, việc tính toán dung lượng bù, vị trí lắp đặt, phương pháp điều khiển dung lượng bù như thế nào để cân bằng tải, giảm dao động công suất, duy trì điện áp định mức và đem lại hiệu quả kinh tế cao nhất là những bài toán chưa có lời giải chính xác. Mặt khác hệ thống bù công suất phản kháng chủ yếu là bù tĩnh, trạng thái làm việc trong quá trình đóng cắt thường dẫn tới phá hỏng tụ do các xung quá điện áp và dòng điện. Đặc biệt hầu hết các thiết bị bù không có cơ cấu tự động điều chỉnh nên làm giảm hiệu quả bù, thậm chí có thể gây thiệt hại do quá bù. Vị trí đặt thiết bị bù không được tính toán lựa chọn hợp lý mà thuờng đuợc chọn sao cho dễ vận hành chứ không xét đến hiệu quả kinh tế của thiết bị, vì vậy chưa tận dụng đuợc hiệu quả làm việc của thiết bị, dẫn đến sự lãng phí. Hiện nay với sự phát triển nhanh chóng của nền kinh tế và khoa học kỹ thuật, nguồn điện cũng phải đáp ứng đuợc những đòi hỏi ngày càng cao về công suất và chất luợng điện. Vấn đề công suất phát ra phải đuợc truyền tải và tận dụng một cách hiệu quả nhất, không để hao phí quá nhiều gây ảnh huởng đến các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của đơn vị. Việc suy giảm chất lượng điện làm cho thiết bị vận hành với hiệu suất 1 thấp, tuổi thọ giảm ảnh hưởng trực tiếp đến kinh tế, tài chính không những của những hộ dùng điện mà còn ảnh hưởng trực tiếp tới các Công ty sản xuất, quản lý và truyền tải điện năng. Với các lý do trên, đề tài “Nghiên cứu bù công suất phản kháng trên lưới điện phân phối, tính toán cho lộ đường dây 375 E13.1 Đồng Mỏ” 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 thị trấn Đồng Mỏ, huyện Chi Lăng, thành phố Lạng Sơn. 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 thị trấn Đồng Mỏ, huyện Chi Lăng, thành phố Lạng Sơn. - Nghiên cứu các phương pháp nâng cao chất lượng điện áp của lưới điện phân phối 35kV thị trấn Đồng Mỏ. - Ứng dụng phần mềm PSS/ADEPT mô phỏng lưới điện phân phối 35kV thị trấn Đồng Mỏ 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 thị trấn Đồng Mỏ. 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 Đồng Mỏ E13.1 do điện lực huyện Chi Lăng, thành phố Lạng Sơn quản lý. 2 - Phần mềm sử dụng trong đề tài: PSS/ADEPT. 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 13.1 Đồng Mỏ thuộc điện lực huyện Chi Lăng thành phố Lạng Sơn quản lý. 5. Tên và bố cục của đề tài Tên đề tài: "Nghiên cứu bù công suất phản kháng trên lưới điện phân phối, tính toán cho lộ đường dây 375 E13.1 Đồng Mỏ" Chương 1: Trình bày tổng quan về lưới điện phân phối tỉnh Lạng Sơn, đánh giá thực trạng các xuất tuyến 35kV trạm biến áp 110kV E13.1 Đồng Mỏ. Chương 2: Trình bày các cơ sở nghiên cứu và tính toán bù công suất phản kháng trong lưới điện phân phối. Ảnh hưởng của thiết bị bù đến thông số thiết kế và vận hành của lưới điện phân phối. Một số phương pháp tính toán bù công suất phản kháng trên lưới phân phối Chương 3: Ứng dụng phần mềm PSS/ADEPT tính toán bù công suất phản kháng và áp dụng tính toán bù công suất phản kháng cho xuất tuyến đường dây 375 E13.1 Đồng Mỏ Phần kết thúc của luận văn là kết luận và hướng nghiên cứu trong tương lai. 3 CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI 35KV TỈNH LẠNG SƠN 1.1. Công ty điện lực Lạng Sơn 1.1.1. Cơ cấu tổ chức của Công ty điện lực Lạng Sơn Công ty Điện Lực Lạng Sơn là đơn vị sản xuất kinh doanh điện năng, hạch toán phụ thuộc Tổng Công ty Điện Lực Miền Bắc trực thuộc Tập đoàn Điện Lực Việt Nam. Công ty tiền thân là Nhà máy phát điện Lạng Sơn được thành lập theo Quyết định số 1240/BCNN-KB2 ngày 03 tháng 12 năm 1966 của Bộ Công nghiệp nặng. Qua nhiều lần đổi tên, đến ngày 01 tháng 4 năm 2010 Điện lực Lạng Sơn được đổi tên thành Công ty Điện lực Lạng Sơn theo quyết định số 223/QĐ-EVN ngày 14 tháng 4 năm 2010 của Tập đoàn Điện lực Việt Nam. Cơ cấu tổ chức: có 23 đơn vị trực thuộc gồm 13 phòng, ban, 9 Điện lực, 01 Đội quản lý vận hành lưới điện cao thế, cụ thể: Các phòng, ban bao gồm: 1. Văn Phòng. 2. Phòng Kế hoạch vật tư. 3. Phòng Tổ chức&Nhân sự. 4. Phòng Kỹ thuật. 5. Phòng Tài chính kế toán. 6. Phòng Thanh tra bảo vệ&Pháp chế. 7. Phòng An toàn. 8. Phòng Quản lý đầu tư. 9. Phòng Kinh doanh. 10. Phòng Công nghệ thông tin. 11. Phòng Điều độ. 12. Phòng Kiểm tra Giám sát mua bán điện. 13. Ban Quản lý dự án. Các đơn vị trực thuộc bao gồm: 1. Điện lực Thành Phố: Số 187, đường Nhị Thanh, p. Tam Thanh, TP. Lạng Sơn. ( quản lý cả huyện Cao Lộc). 4 2. Điện lực Lộc Bình: Số 81, đường Cách Mạng Tháng Tám, Thị trấn Lộc Bình, Huyện Lộc Bình. ( quản lý 2 huyện Lộc Bình + Đình Lập). 3. Điện lực Văn Quan: Số 491, phố Tân Thanh 2, huyện Văn Quan. 4. Điện lực Bình Gia: Thôn Ngọc Quyến, thị trấn Bình Gia. 5. Điện lực Bắc Sơn: Số 688, Khối phố Trần Phú, TT Bắc Sơn, huyện Bắc Sơn. 6. Điện Lực Văn Lãng: Khu 1, Thị trấn Na Sầm, huyện Văn Lãng. 7. Điện lực Tràng Định: Số 3, đường 10/10, Khu 2, TT. Thất Khê, huyện. Tràng Định. 8. Điện lực Chi Lăng: Khu Hòa Bình 1, thị trấn Chi Lăng. 9. Điện lực Hữu Lũng: Số 14, đường Chi Lăng, khu An Ninh, Thị trấn Hữu Lũng, Huyện Hữu Lũng. 10. Đội QLVH lưới điện cao thế: Số 108, đường Nhị Thanh, phường Tam Thanh, thành phố Lạng Sơn. Quá trình sản xuất và kinh doanh của Công ty Điện lực Lạng Sơn là chủ yếu nhận điện từ Tổng Công ty Điện lực Miền Bắc giao sau đó phân phối đến khách hàng sử dụng điện. Cơ cấu tổ chức bộ máy quản lý SXKD của PC Lạng Sơn có quan hệ chặt chẽ với nhau giữa các Điện lực Huyện, phân xưởng với các phòng ban. 1.1.2. Khối lượng quản lý vận hành của Công ty Điện lực Lạng Sơn 1. Khối lượng quản lý đường dây và trạm biến áp, khách hàng - Hệ thống lưới 110kV tổng chiều dài 209,59 km; 05 TBA tổng công suất 275MVA; - Lưới trung áp với tổng chiều dài 2813,9 km; 1944 TBA phân phối, tổng công suất 485921 kVA; Trạm cắt phân đoạn gồm 95 trạm. - Lưới hạ áp gồm tổng chiều dài 5268,36 km; 5 2. Khối lượng quản lý vận hành lưới điện trung, hạ áp Bảng 1.1. Khối lượng quản lý vận hành lưới điện trung, hạ áp. STT Nội dung Đơn vị 1 Đường dây 110kV 2 TBA 110kV Khối lượng Tài sản ĐL Tài sản KH Tổng km 206,27 3,32 209,59 Trạm/kVA 4/250 1/25 5/275 km 2.708,33 105,57 2.813,90 + Lưới 35kV km 2.328,304 78,456 2.406,76 + Lưới 22kV km 137,690 9,250 146,94 + Lưới 10kV km 242,336 17,863 260,20 4 Đường dây hạ áp km 5.266,32 2,04 5.268,36 5 Trạm biến áp TG Trạm/kVA 06/28.000 06/20.950 12/48.950 6 Trạm biến áp PP Trạm/kVA 1.409/287.143 535/198.778 1.944/485.921 Đường dây trung áp 3 Tụ bù 7 + Trung áp + Hạ áp Điểm đặt/ kVAr Điểm đặt/ kVAr Điểm đặt/ kVAr 1.235/50.600 136/25.665 1.371/76.265 41/15.000 04/6.645 45/21.465 1.194/35.600 132/19.020 1.326/54.620 1.1.3. Hiện trạng lưới điện tỉnh Lạng Sơn 1. Hiện trạng nguồn điện Lạng Sơn có 05 nhà máy điện nội tỉnh tổng công suất 137,9MW, trong đó 2 NM NĐ Na Dương (110MW) và TĐ Thác Xăng (20MW) là nối lưới 110kV. Do chưa có trạm 220kV nên trong vận hành chủ yếu phụ thuộc NMNĐ Na Dương và hỗ trợ từ các PC khác, các nguồn thủy điện tính ổn định không cao. 6 Bảng 1.2. Hiện trạng nguồn điện. CS đặt Pmax Mang tải (MVA) (MW) (%) Đồng Mỏ (E13.1) 50 28,3 56,6 2 Lạng Sơn (E13.2) 80 76,2 95,25 3 Đồng Đăng (E13.6) 80 35,5 44,38 4 Hữu Lũng (E13.7) 40 27 67,5 TT Tên TBA 1 Ghi chú Các nhà máy thủy điện nhỏ: Cấm Sơn (4,5MW), Bản Quyền (1MW), Bắc Khê (2,4MW) kết nối lưới trung áp. Các nhà máy thủy điện hoạt động ổn định sẽ giúp bổ sung nguồn cung cấp điện cho lưới điện Công ty Điện lực Lạng Sơn, tăng độ tin cậy cung cấp điện và giảm tổn thất điện năng. - Hiện nay Tỉnh Lạng Sơn được cấp điện từ các đường dây 110 kV sau: + 01 nguồn từ trạm 220 kV Bắc Giang cấp điện đến trạm 110 kV Hữu Lũng, thông qua ĐZ 178 E7.6 Bắc giang - ĐZ172 E13.7 Hữu Lũng. + Từ trạm 110 kV Hữu Lũng đến trạm 110 kV Đồng Bành thông qua ĐZ 172 E13.4 Đồng Bành- ĐZ171 E13.7 Hữu Lũng. + Từ trạm 110 kV Đồng Bành đến trạm 110 kV Đồng Mỏ thông qua ĐZ 171 E13.4 Đồng Bành- ĐZ172 E13.1 Đồng Mỏ. + Từ trạm 110 kV Đồng Mỏ đến trạm 110 kV Lạng Sơn được nối vòng qua ĐZ 171 E13.1 Đồng Mỏ-173 E13.2 Lạng Sơn. + 01 nguồn 110 kV từ Nhiệt điện Na dương cấp đến trạm 110 kV Lạng Sơn qua đường dây 171 A13.0, 172 A13.0 Na dương – 171 E13.2, 172 E13.2 Lạng Sơn, khép mạch vòng với Quảng Ninh qua ĐZ 173A13.0 – 173E5.6 Tiên Yên. + 01 nguồn từ NM Thủy điện Thác xăng đến Trạm 110kV Đồng Đăng qua ĐZ 171A13.5 NMTĐ Thác Xăng - ĐZ 172 E13.6 Đồng Đăng, khép mạch vòng với Cao Bằng qua ĐZ 173A13.3 Thác Xăng – 172A16.15 TĐ Hòa Thuận – 171A16.15 TĐ Hòa Thuận – 171E16.3 Quảng Uyên. + Từ trạm 110 kV Đồng Đăng đến trạm 110 kV Lạng Sơn được nối vòng qua ĐZ 171 E13.6 Đồng Đăng - 174 E13.2 Lạng Sơn. 7