06. Dieu Chinh Dien Ap.pdf

ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN

MỤC LỤC

01. ĐIỆN ÁP VÀ ẢNH HƢỞNG CỦA ĐIỆN ÁP 02. ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP 03. ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN VIỆT NAM

01 ĐIỆN ÁP VÀ ẢNH HƢỞNG CỦA ĐIỆN ÁP

MỤC TIÊU ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP o Đảm bảo chất lƣợng điện năng cung cấp cho khách hàng

o Đảm bảo tiêu chuẩn điện áp vận hành trong HTĐ o Đảm bảo sự ổn định hệ thống điện o Hiệu quả kinh tế trong vận hành

Trung Tâm Điều Độ Hệ Thống Điện Quốc Gia

4

MỤC TIÊU ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP Đảm bảo chất lƣợng điện năng cung cấp cho khách hàng

o Trong chế độ vận hành bình thƣờng ± 5% o Trong chế độ sự cố đơn lẻ, hoặc trong quá trình khôi phục sau sự cố, cho phép dao động từ - 10% đến +5% o Trong trƣờng hợp HTĐ bị sự cố nhiều phần tử, sự cố nghiêm trọng, cho phép mức dao động điện áp ±10% so với điện áp định mức

(Thông tƣ 32/2010/BCT – Quy định lƣới điện phân phối)

Trung Tâm Điều Độ Hệ Thống Điện Quốc Gia

5

ẢNH HƢỞNG CỦA ĐIỆN ÁP TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN o Điện áp cao gây hƣ hỏng cách điện, phóng điện cục bộ, nhảy các bảo vệ quá áp → mở rộng sự cố. o Điện áp thấp gây ảnh hƣởng tới phụ tải tiêu thụ, khả năng làm việc của các thiết bị điện, nhảy các bảo vệ kém áp → sụp đổ điện áp. o Điện áp dao động có thể gây ra hỏng hóc các thiết bị điện, gây mất ổn định HTĐ.

Trung Tâm Điều Độ Hệ Thống Điện Quốc Gia

6

TIÊU ĐỀ CỦA BẠN o Ổn định hệ thống điện:

EU P sin  X

EU U2 Q cos  X X

o Tổn thất điện năng:

P2  Q2 A  R 2 U

o Tổn thất điện áp:

U 

PR  QX U

o Tổn thất vầng quang (U ≥ 220kV): ~ U2 Trung Tâm Điều Độ Hệ Thống Điện Quốc Gia

7

02 ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP

ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP Công thức tính tổn thất điện áp:

RP  QX PX  QR U  j U U Do X >> R nên:

U 

QX PX j U U

Vì trên thực tế góc  (góc lệch điện áp giữa 2 đầu) rất nhỏ (3-5o) nên biên độ độ

lệch điện áp phụ thuộc chủ yếu vào thành phần:

QX U

và góc lệch pha điện áp giữa 2 điểm phụ thuộc chủ yếu vào thành phần: Trung Tâm Điều Độ Hệ Thống Điện Quốc Gia

PX U 9

SƠ ĐỒ VECTƠ ĐIỆN ÁP U1

QPX

∆U 

IX

U2

U

 I

PX U

IR

=> Điều chỉnh điện áp chính là điều chỉnh trào lƣu công suất phản kháng trong hệ thống Trung Tâm Điều Độ Hệ Thống Điện Quốc Gia

10

CÁC PHƢƠNG TIỆN ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP 1.

Thay đổi lƣợng công suất phản kháng: máy phát, tụ bù ngang, kháng bù ngang, máy bù đồng bộ và thiết bị bù tĩnh.

2.

Thay đổi thông số sơ đồ: bù điện kháng đƣờng dây bằng tụ bù dọc.

3.

Thay đổi trào lƣu công suất phản kháng: điều chỉnh nấc phân áp máy biến áp, thay đổi kết dây...

Trung Tâm Điều Độ Hệ Thống Điện Quốc Gia

11

CÁC PHƢƠNG TIỆN ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP o Máy phát điện  Có thể thay đổi lƣợng công suất phản kháng phát ra hoặc tiêu thụ bằng cách thay đổi giá trị dòng điện kích từ.  Linh hoạt trong việc điều chỉnh điện áp. o Máy bù đồng bộ  Tƣơng tự nhƣ máy phát điện: Có thể thay đổi lƣợng công suất phản kháng phát ra hoặc tiêu thụ bằng cách thay đổi giá trị dòng điện kích từ.  Linh hoạt trong việc điều chỉnh điện áp.

Trung Tâm Điều Độ Hệ Thống Điện Quốc Gia

12

CÁC PHƢƠNG TIỆN ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP Kháng bù ngang o Có tác dụng chống quá áp trên đƣờng dây trong chế độ tải nhẹ hoặc hở mạch. o Thƣờng dùng cho đƣờng dây dài siêu cao áp trên không. Chú thích: (1): không có kháng (2) : Kháng cuối đƣờng dây (3) : Kháng giữa đƣờng dây

kV 1

2

3

Profile điện áp dọc đƣờng dây

Trung Tâm Điều Độ Hệ Thống Điện Quốc Gia

km 13

CÁC PHƢƠNG TIỆN ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP Tụ bù o o o o

ngang Điều chỉnh điện áp cục bộ. Tăng cosφ phụ tải, giảm tổn thất truyền tải Giá thành thấp, linh hoạt trong lắp đặt và vận hành Công suất phản kháng phụ thuộc điện áp

U2 QC  Xc

Trung Tâm Điều Độ Hệ Thống Điện Quốc Gia

14

CÁC PHƢƠNG TIỆN ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP Tụ bù dọc P’max o Tăng khả năng truyền tải và giảm tổn thất truyền tải. o Phân bố tải trên các mạch vòng

P’tải Pmax Ptải

P

EU sin  X

Trung Tâm Điều Độ Hệ Thống Điện Quốc Gia

15

CÁC PHƢƠNG TIỆN ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP Tụ bù dọc o Cải thiện phân bố điện áp trên đƣờng dây dài siêu cao áp U1

XL

Xc

U2

U1

I

a) Đƣờng dây có TBD

U2’

tải

U1 I(XL-XC)

I(XL-XC) I

U2

U2’ I

Tải dung

U2 Trung Tâm Điều Độ Hệ Thống Điện Quốc Gia

Tải cảm 16

CÁC PHƢƠNG TIỆN ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP Hệ thống bù tĩnh o Thiết bị bù tĩnh (SVC - Static Var Compensator): gồm các kháng và tụ bù

ngang có thể điều chỉnh để phát hoặc tiêu thụ công suất phản kháng. o Hệ thống bù tĩnh (SVS - Static Var System) là kết hợp của các SVC và các tụ hoặc kháng đóng cắt.

o Đối với lƣới truyền tải, SVS có một số ƣu điểm sau: • • • •

Điều khiển tránh quá áp tạm thời Ngăn ngừa sụp đổ điện áp trong một số trƣờng hợp Tăng độ ổn định động Hạn chế dao động trong hệ thống

o Đối với lƣới phân phối, SVS có tác dụng giảm dao động điện áp do các phụ tải nhƣ máy cán kim loại, máy khai thác mỏ, lò luyện kim,... gây nên Trung Tâm Điều Độ Hệ Thống Điện Quốc Gia

17

CÁC PHƢƠNG TIỆN ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP Điều chỉnh nấc phân áp máy biến áp o Thay đổi trào lƣu công suất vô công qua MBA o Có hoặc không có bộ điều áp dƣới tải (OLTC - Onload Tap Changer)

Trung Tâm Điều Độ Hệ Thống Điện Quốc Gia

18

CÁC PHƢƠNG TIỆN ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP Điều chỉnh trơn

Phát Q

Tiêu thụ Q

Có, hạn chế Có, hạn chế

Mức độ linh hoạt

Tự động điều chỉnh

Có

Có

Ghi chú

Máy phát

Có

Máy bù đồng bộ

Có

Có

Có

Có

Có

SVS

Có

Có

Có

Có

Có

Tụ bù ngang

Không

Có

Không

Có

Có

Tụ bù dọc

Không

Có

Không

Không

Không

Có nhiều tác dụng

Kháng bù ngang

Không

Không

Có

Không

Không

Phụ thuộc chế độ

Thay đổi kết lưới

Không

Không

Có

Không

Không

Thay đổi nấc biến áp

Không

Không

Không

Có

Có

Trung Tâm Điều Độ Hệ Thống Điện Quốc Gia

Điều chỉnh trào lưu Q 19

CÁC PHƢƠNG TIỆN ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP 1. Điều khiển tập trung: o Các thiết bị điều khiển đƣợc thực hiện dựa trên thông tin chung về vận hành của toàn hệ thống. 2. Điều khiển nhiều cấp: o Các thiết bị điều khiển đƣợc quy định trƣớc luật điều khiển ở trạng thái vận hành ổn định dựa trên các thông tin vận hành cục bộ tại chỗ và các khu vực lân cận. o Đƣợc ƣa chuộng ở nhiều nƣớc trên thế giới.

Trung Tâm Điều Độ Hệ Thống Điện Quốc Gia

20

03 ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN VIỆT NAM

CƠ SỞ PHÁP LÝ o

Tiêu chuẩn điện áp (TT12 – Quy định lưới truyền tải) Cấp điện áp

Chế độ vận hành của HTĐ Vận hành bình thường

Sự cố một phần tử

500kV

475÷525

450÷550

220kV

209÷242

198÷242

110kV

104÷121

99÷121

o

Trong trường hợp HTĐ bị sự cố nhiều phần tử, sự cố nghiêm trọng, trong trạng thái khẩn cấp hoặc trong quá trình khôi phục hệ thống cho phép mức dao động điện áp trên lưới tạm thời lớn hơn ±10% so với điện áp định mức nhưng không được vượt quá ±20% điện áp đm.

o

Trong thời gian sự cố, điện áp tại nơi xảy ra sự cố và vùng lân cận có thể giảm quá độ đến giá trị bằng 0 ở pha bị sự cố hoặc tăng quá 110% điện áp danh định ở các pha không bị sự cố. Trung Tâm Điều Độ Hệ Thống Điện Quốc Gia

22

CƠ SỞ PHÁP LÝ Tiêu chuẩn dao động điện áp (TT12 – Quy định lƣới truyền tải) o Dao động điện áp tại điểm đấu nối trên lƣới điện truyền tải do phụ tải dao động gây ra không đƣợc vƣợt quá 2,5% điện áp danh định. o Trong trƣờng hợp chuyển nấc phân áp dƣới tải bằng tay, dao động điện áp tại điểm đấu nối với phụ tải không đƣợc vƣợt quá giá trị điều chỉnh điện áp của nấc phân áp MBA điều áp dƣới tải. o Cho phép mức điều chinh điện áp mỗi lần tối đa lên đến 5% giá trị điện áp danh định, với điều kiện không gây hỏng hóc thiết bị trên HTĐ truyền tải và thiết bị của khách hàng.

Trung Tâm Điều Độ Hệ Thống Điện Quốc Gia

23

ĐẶC ĐIỂM CỦA HỆ THỐNG ẢNH HƢỞNG ĐẾN CÔNG TÁC ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP

• Nguồn điện: o Một số NMTĐ có thể chạy bù (Thác Bà, Ialy, Sơn La, Trị An…) o Các NM NĐ có khả năng hút Q hạn chế • Lƣới điện: o Hệ thống điện cao áp 500/220kV sinh ra nhiều Q ở chế độ non tải o Hệ thống bù Q thiếu • Phụ tải: o Phụ tải Q không đƣợc thống kê o Chênh lệch cao/ thấp điểm lớn (2:1)

Trung Tâm Điều Độ Hệ Thống Điện Quốc Gia

24

QUY ĐỊNH VỀ ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP Xác định giới hạn điều chỉnh điện áp: o Giá trị điện áp lớn nhất cho phép thiết bị vận hành lâu dài theo qui định của nhà chế tạo; o Giá trị điện áp nhỏ nhất cho phép vận hành lâu dài phải đảm bảo an toàn cho hệ thống tự dùng của nhà máy điện, đảm bảo mức dự phòng ổn định tĩnh của HT điện hoặc đƣờng dây có liên quan o Giá trị điện áp đảm bảo cung cấp điện cho khách hàng (Trong chế độ vận hành bình thƣờng ± 5%, chế độ sự cố đơn lẻ từ -10% đến +5% , trường hợp HTĐ bị sự cố nhiều phần tử ±10% so với điện áp định mức – theo Thông tư 32/2010/BCT – Quy định lưới điện phân phối) Trung Tâm Điều Độ Hệ Thống Điện Quốc Gia

25

QUY ĐỊNH VỀ ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP Quy định về giới hạn điều chỉnh điện áp cho thiết bị:

o Máy phát điện, máy bù đồng bộ: 5% U đầu cực khi làm việc với công suất và cosΦ định mức. o Máy biến áp: + 5% U đầu phân áp tƣơng ứng khi tải định mức. o Điện áp tại các điểm đo đếm cấp cho khách hàng: • Lƣới ổn định: 5% so với U danh định với điệu kiện khách hàng phải đảm bảo cosΦ ≈0,85. • Lƣới chƣa ổn định: +5% đến -10% so với U danh định

Trung Tâm Điều Độ Hệ Thống Điện Quốc Gia

26

QUY ĐỊNH VỀ ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP Quy định về trách nhiệm chỉnh điện áp :

o ĐĐQG chịu trách nhiệm điều chỉnh điện áp các nút trên lƣới điện 500kV, các nút 220kV chính, tính toán và qui định điện áp tại các điểm nút thuộc quyền kiểm tra. o Điều độ miền căn cứ vào mức điện áp đã đƣợc ĐĐQG qui định, tính toán, qui định và điều chỉnh điện áp hệ thống điện thuộc quyền điều khiển cho phù hợp với giới hạn quy định. o Điều độ lƣới điện phân phối căn cứ vào mức điện áp đã đƣợc ĐĐM qui định, tính toán, qui định và điều chỉnh điện áp của lƣới phân phối phù hợp với giới hạn quy định Trung Tâm Điều Độ Hệ Thống Điện Quốc Gia

27

CÁC BIỆN PHÁP ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP 1. Thay đổi nguồn công suất phản kháng o Máy phát điện: • Nhiều tổ máy không có khả năng hoặc tiêu thụ Q kém: Phả Lại, Uông Bí, Đa Mi, ... • Chỉ có một số nhà máy có khả năng chuyển đƣợc sang chạy bù nhƣ: Hòa Bình, Sơn La, Yaly, Thác Bà, Trị An, Buôn Kuop... o Máy bù đồng bộ • Cần Thơ (2x9.5 MVAr), Thủ Đức 2x(-9+18) MVAr. (Hiện tại không vận hành vì lý do kinh tế). o Các thiết bị bù tĩnh: đã lắp SVC tại T220kV Việt Trì, Thái Nguyên.

Trung Tâm Điều Độ Hệ Thống Điện Quốc Gia

28

CÁC BIỆN PHÁP ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP 1. Thay đổi nguồn công suất phản kháng o Tụ bù ngang • Phần lớn là loại không điều chỉnh • Các bộ tụ lớn đặt ở cấp điện áp cao. Các bộ tụ nhỏ phân bố rải gần phụ tải o Kháng bù ngang • Chỉ trang bị trên lƣới 500kV • Một số có đóng cắt, một số cố định

Trung Tâm Điều Độ Hệ Thống Điện Quốc Gia

29

CÁC BIỆN PHÁP ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP 2. Điều chỉnh nấc phân áp: o Hầu hết các MBA truyền tải trong hệ thống điện đều có trang bị bộ điều chỉnh

nấc phân áp dƣới tải o Một số MBA trong hệ thống có trang bị bộ tự động thay đổi nấc phân áp nhằm giữ điện áp ở giá trị đặt trƣớc nhƣ các MBA 500/220kV ở các trạm 500kV. o Thực tế các bộ tự động điều chỉnh điện áp của các MBA thƣờng tách ra do điện áp vận hành chƣa ổn định.

Trung Tâm Điều Độ Hệ Thống Điện Quốc Gia

30

CÁC BIỆN PHÁP ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP 3. Thay đổi kết dây hoặc phân bổ lại trào lưu công suất HTĐ o Kháng bù ngang và tụ bù dọc trên lƣới điện 500 kV – Phối hợp vận hành các KBN và TBD đảm bảo: • Điện áp trên lƣới 500 kV nằm trong giới hạn cho phép • Nâng cao ổn định hệ thống điện qua việc tăng giới hạn truyền tải • Giảm tổn thất trên hệ thống 500 kV. • Cải thiện phân bố điện áp dọc theo đƣờng dây. o Phân bố điện áp trên đƣờng dây tuỳ thuộc vào chế độ vận hành. Đối với đƣờng dây 500 kV cần chú ý các chế độ vận hành non tải, phóng điện hoặc vận hành thiếu thiết bị bù do công suất phản kháng của đƣờng dây sinh rất lớn.

Trung Tâm Điều Độ Hệ Thống Điện Quốc Gia

31

CÁC BIỆN PHÁP ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP 4. Sa thải phụ tải 5. Các biện pháp khác o Đảm bảo các công trình về nguồn và lƣới đúng tiến độ. o Nâng cao cosφ các hộ tiêu thụ điện o Phân cấp điều chỉnh điện áp hợp lý, phối hợp chặt chẽ giữa các cấp điều độ về điều chỉnh điện áp o Đầu tƣ đủ lƣợng bù cần thiết theo tính toán tối ƣu • Tăng cƣờng đầu tƣ các thiết bị bù có điều chỉnh trơn hoặc nhiều cấp. • Tăng cƣờng tự động hóa trong điều chỉnh điện áp.

• Cải thiện chất lƣợng hệ thống kênh truyền

Trung Tâm Điều Độ Hệ Thống Điện Quốc Gia

32

BIỂU ĐỒ ĐIỆN ÁP 00h00

07h00

11h00

13h00

16h30

22h00

- 07h00

- 11h00

- 13h00

- 16h30

- 22h00

- 24h00

NMĐ Sơn La

509±1kV

513±1kV

509±1kV

513±1kV

519±1kV

509±1kV

Quảng Ninh

510±1kV

513±1kV

510±1kV

513±1kV

515±1kV

510±1kV

03

Hà Tĩnh

232±3kV

234±3kV

232±3kV

234±3kV

231±3kV

232±3kV

04

Hiệp Hòa

229±3kV

228±3kV

229±3kV

228±3kV

230±3kV

229±3kV

05

Hòa Bình

229±1kV

230±1kV

229±1kV

230±1kV

233±1kV

229±1kV

Sơn La

231±3kV

230±3kV

231±3kV

230±3kV

229±3kV

231±3kV

230±2kV

231±2kV

230±2kV

231±2kV

231±2kV

230±2kV

237±2kV

236±2kV

237±2kV

236±2kV

236±2kV

237±2kV

Stt Miền

01

Các nút 500kV

Miền Bắc

02

06

T500/NMĐ

08

Các nút 220kV thuộc trạm Bản Chát 500kV Bản Vẽ

09

Cẩm Phả

228±2kV

231±2kV

228±2kV

231±2kV

229±2kV

228±2kV

10

Hải Phòng

232±2kV

231±2kV

232±2kV

231±2kV

227±2kV

232±2kV

11

Hòa Bình

229±2kV

230±2kV

229±2kV

230±2kV

233±2kV

229±2kV

07

Trung Tâm Điều Độ Hệ Thống Điện Quốc Gia

33

CÂU HỎI VÀ THẢO LUẬN

Người trình bày : Kim Ngọc Phòng Điều Độ Trung tâm điều độ hệ thống điện Quốc gia Mobile: 0982 151 309 Email: [email protected] Trung Tâm Điều Độ Hệ Thống Điện Quốc Gia

34

CẢM ƠN!