Nội dung

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 CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CÔNG NGHỆ Độc lập - Tự do - Hạnh phúc BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN ------------- 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): .................¼. 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 CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CÔNG NGHỆ Độc lập - Tự do - Hạnh phúc BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN ------------- 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 CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CÔNG NGHỆ Độc lập - Tự do - Hạnh phúc BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN ----------- NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ CHẤM PHẢN BIỆN 1 1. 2. 3. Cán bộ chấm phản biện: ThS. Đào Minh Trung Đề tài: BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG BẰNG PHẦN MỀM PSS/ADEPT 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 CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CÔNG NGHỆ Độc lập - Tự do - Hạnh phúc BỘ MÔN KỸ THUẬT ĐIỆN ----------- 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 Trang 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 Trang 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 Trang 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 sau: - 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 quan 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 viện¼). 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 phòng¼nhằm 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 động¼( ví dụ như phân xưỡng cơ khí, xí nghiệp công nghiệp nhẹ¼). 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 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI dự phòng và giá trị thiệt hại kinh tế do ngừng cấp điện. Hộ loại hai cho phép ngừng cấp điện trong thời gian đóng nguồn dự trữ bằng tay. - Hộ tiêu thụ loại 3: là tất cả hộ tiêu thụ còn lại ngoài hộ loại 1 và loại 2, tức là những hộ cho phép cấp điện với mức độ tin cậy thấp, cho phép mất điện trong thời gian sửa chữa, thay thế thiết bị sự cố, nhưng thường không cho phép quá một ngày đêm (24 giờ) như các khu nhà ở, các kho , các trường học, hoặc lưới cấp điện cho nông nghiệp. Đối với hộ tiêu thụ loại này có thể dùng một nguồn điện, hoặc đường dây một lộ. 1.3.2 Chất lượng điện Chất lượng điện được đánh giá qua hai chỉ tiêu là tần số và điện áp. Phải đảm bảo điện áp và tần số ở trị số định mức. Điện áp đặt vào thiết bị dùng điện chỉ được phép dao động 5% so với điện áp định mức, có những thiết bị chỉ cho phép điện áp dao động 2,5% ( thiết bị chính xác, đèn thắp sáng trong xí nghiệp¼). 1.3.3 An toàn điện Khi quyết định chọn sơ đồ nối dây và trang thiết bị của mạng điện, cần phải đảm bảo an toàn tuyệt đối cho công nhân, nhân viên thao tác vận hành; không những thế phải đảm bảo an toàn cho cả nhân dân ở vùng có đường dây đi qua. Thực hiện nghiêm chỉnh "Quy trình quy phạm về điện" trong thiết kế, trong xây dựng, trong quản lý vận hành mạng điện là điều bắt buộc. 1.3.4 Hiệu quả kinh tế Tiêu chuẩn về kinh tể thuộc về ngành điện bao gồm: - Tránh được nguy cơ làm hại thiết bị (quá tải, quá áp). - Chi phí vận hành ít nhất (chi phí tổn thất điện năng, chi phí vận hành) - Thất thu ít nhất (do mất trộm điện năng). 1.4 Các bài toán điển hình trong quản lý vận hành lưới điện phân phối. 1.4.1 Tối ưu hoá cấu trúc lưới điện phân phối Các hệ thống điện phân phối thường được hình thành và phát triển nhanh chóng tại các địa phương bắt đầu từ một thời kỳ khởi tạo nào đó. Cấu trúc tự nhiên được hình thành sau nhiều năm thường không hợp lý: sơ đồ chắp vá, công suất trạm không phù hợp và không nằm tại những vị trí tối ưu so với nơi tập trung phụ tải. Bài toán được đặt ra là cần phải xác định một cấu trúc hợp lý liên kết các đường dây và trạm sao cho hệ thống lưới điện phân phối phải đảm bảo nhu cầu điện năng trong một thời gian tương đối dài. Việc giải bài toán này thường là xây dựng và chọn lựa các tiêu chuẩn thiết kế như: tiêu chuẩn giới hạn lựa chọn tiết diện và 8 SVTH: Huỳnh Bá Tân MSSV: 1091214 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI khoảng cách dây dẫn đường trục, chọn gam công suất máy biến áp, chiều dài đường dây phân nhánh , số lộ xuất tuyến từ các trạm biến áp trung gian ¼ 1.4.2 Điều khiển phương thức vận hành Đối với một tải tiêu thụ cho trước mà mạng điện cần phải truyền tải để cung cấp thì tiêu thụ công suất trong mạng, chất lượng điện áp hay độ tin cậy cung cấp điện là cao hay thấp sẽ phụ thuộc vào chính cấu trúc của mạng và luôn luôn tồn tại một cấu trúc mà trong đó tổn thất là nhỏ nhất hoặc tin cậy cung cấp điện là cao nhất. Chính vì vậy mà với một lưới phân điện phối có khả năng điều khiển như: đóng cắt thiết bị bù chuyển đổi đầu phân áp (dưới tải) các trạm biến áp, đóng cắt các thiết bị phân đoạn để thay đổi cấu hình hệ thống, thay đổi các phần tử làm việc song song¼ thì ở một trạng thái phụ tải đã biết cần phải xác định phương thức vận hành tối ưu nhằm đạt được hiệu quả vận hành kinh tế cao nhất. Phương thức vận hành cần đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật, chất lượng điện năng và tin cậy cung cấp điện. 1.4.3 Bù kinh tế công suất phản kháng lưới điện phân phối Bài toán được phân ra là tính toán dung lượng bù và lựa chọn vị trí lắp đặt hợp lý để nhận được hiệu quả kinh tế tối đa đối với hệ thống phân phối. Vấn đề cần được giải quyết là phải làm sao cho số tiền tiết kiệm được từ việc đặt tụ bù lớn hơn số tiền chi phí vào việc lắp đặt tụ bù. Trong tình hình hiện nay, khi mà lưới phân điện phối tại các tỉnh, thành phố đã và đang được nâng cấp cải tạo theo tiêu chuẩn 22kV, kết cấu lưới đang dần được hợp lý hóa để nâng cao khả năng cung cấp điện, các thiết bị đóng cắt, bảo vệ được trang bị những thiết bị có công nghệ tiên tiến thì vấn đề được quan tâm hàng đầu tại các Công ty Điện Lực là làm sao lựa chọn một phương thức vận hành hợp lý để đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật đã đề ra. 1.4.4 Lựa chọn phương án vận hành lưới điện phân phối Như đã phân tích ở trên, lưới phân phối là lưới điện dùng để truyền tải điện năng trực tiếp đến các khách hàng , chính vì thế việc đảm bảo vận hành lưới điện sao cho an toàn, tin cậy và kinh tế là một việc làm hết sức quan trọng. Lưới điện phân phối trong khu vực thành thị có mức độ phức tạp cao hơn nhiều so với lưới điện truyền tải nên để tăng tin cậy cung cấp điện, thông thường chúng được thiết kế mạch vòng nhưng được vận hành với cấu trúc hình tia hay còn gọi là vận hành hở. Để đảm bảo tin cậy cung cấp điện và đảm bảo tính kinh tế trong vận hành hệ thống, các khóa điện( bao gồm máy cắt, recloser, dao cắt có tải hay dao cách ly) thường được thay đổi trạng thái trong các điều kiện vận hành khác nhau. Việc thay đổi trạng thái các loại khóa điện sẽ dẫn đến cấu hình lưới điện thay đổi theo. Trong lưới điện phân phối, sự thay dổi này nói chung phải thõa mãn một số hàm mục tiêu sau: 9 SVTH: Huỳnh Bá Tân MSSV: 1091214 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI - Tổng tổn thất công suất là nhỏ nhất: Min S∆P - Tổng tổn thất điện năng là nhỏ nhất: Min S∆A - Điện áp vận hành tại các nút phân phối phải nằm trong một phạm vi cho phép. - Nâng cao độ tin cậy cung cấp điện. Đối với lưới phân phối, chỉ tiêu độ tin cậy được xét đến là một trong các chỉ tiêu sau: + Tần suất trung bình ngừng cung cấp điện. + Thời gian ngừng cung cấp điện trung bình của hệ thống. 10 SVTH: Huỳnh Bá Tân MSSV: 1091214 CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM PSS/ADEPT CHƯƠNG II TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM PSS/ADEPT 2.1 Giới thiệu phần mềm PSS/ADEPT Phần mềm tính toán lưới điện PSS/ADEPT(Power System Simulator/Advanced Distribution Engineering Productivity Tool) của hãng Shaw Power Technoogies là phần mềm tiện ích mô phỏng hệ thống điện và là công cụ phân tích lưới điện phân phối rất mạnh, phạm vi áp dụng từ lưới điện cao thế cho đến hạ thế với quy mô số lượng nút không hạn chế và hoàn toàn cho phép chúng ta thiết kế, chỉnh sửa và phân tích sơ đồ lưới và các mô hình lưới điện một cách trực quan theo giao diện đồ hoạ thân thiện dễ nhìn. Phần mềm PSS/ADEPT được áp dụng rộng rãi trong các công ty điện lực. Nó được phát triển dành cho các kỹ sư và nhân viên kỹ thuật trong ngành điện. PSS/ADEPT được sử dụng như một công cụ thiết kế và phân tích lưới điện phân phối. 2.2 Thiết lập các thông số chương trình PSS/ADEPT 2.2.1 Thiết lập thông số lưới điện của chương trình PSS/ADEPT Chúng ta phải thiết đặt các thông số trước khi thực hiện vẽ sơ đồ, phân tích hay tính toán. PSS/ADEPT cho phép chúng ta thiết lập thông số một cách độc lập với từng người sử dụng (user profile). Thư viện dây dẫn Contruction dictionary (PTI.CON) trong PSS/ADEPT là file định dạng dưới mã ASCCI cung cấp các dữ liệu cho hệ thống như trở kháng, thông số dây, máy biến áp¼ 11 SVTH: Huỳnh Bá Tân MSSV: 1091214 CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM PSS/ADEPT Ta mở hộp thoại program Settings: Hình 2.1: Chọn thư viện cho thông số chương trình - Để thiết lập thông số cho PSS/ADEPT, ta làm như sau: Chọn File > Program Setting từ main menu Chọn các Option trong PSS/ADEPT muốn thực hiện Working Directories: chọn đường dẫn cho các file đầu vào (Import), Image File và Report File. Đường dẫn mặc định là: C:\Program File\PTI\PSS-ADEPT5\Example (Input File) và C:\Program File\PTI\PSS-ADEPT5\Rpt (report file). PSS/U Raw Data: đường dẫn mặc định là C:\Profram File\PTI\PSSADEPT5\Example\pti.con Chú ý: Cũng có thể tạo ra những file thư viện dây dẫn, máy biến áp,¼ phù hợp với lưới điện của Việt Nam, các file đó với phần mở rộng là .con. Chúng ta soạn thảo trong bất kỳ một ứng dụng soạn thảo nào như Work, Notepad, WorkdPad¼ 2.2.2 Thiết lập thông số cho cửa sổ Diagram View Chọn Diagram > properties từ Main Menu hoặc right-click trên pop-up trong cửa sổ Diagram View và chọn Properties. 12 SVTH: Huỳnh Bá Tân MSSV: 1091214 CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM PSS/ADEPT Hình 2.2: Hộp thoại thông số sơ đồ lưới điện Click vào thẻ General để thiết đặt các thông số cho cửa sổ Diagram View. Tất cả những lụa chọn này sẻ được thực hiện khi nhấn nút Apply trước khi đóng cửa sổ hộp thoại. Grid (spacing and snap distance): điều chỉnh khoảng cách các ô trong lưới Colors (Symbol, Text, Background, Grid, Flow Arrow) Item Labels: click chọn vào từng Item nếu muốn hiển thị trên Diagram View Click chọn thẻ Color Coding: chúng ta có thể định dạng màu sắc cho từng định như điện áp ngưỡng, những nhánh quá tải, những node và nhánh có tải không cân bằng, những nhánh có hệ số công suất thấp¼ 2.3 Lưu đồ thuật toán tối ưu hoá vị trí việc lắp đặt tụ bù Tối ưu hoá vị trí lắp đặt tụ bù trên lưới là tính toán vị trí lắp đặt tụ bù trên lưới sao cho kinh tế nhất (nghĩa là sao cho số tiền tiết kiệm được từ việc đặt tụ bù lớn hơn số tiền bỏ ra để lắp đặt tụ bù). 13 SVTH: Huỳnh Bá Tân MSSV: 1091214 CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM PSS/ADEPT Hình 2.3: Lưu đồ thuật toán tối ưu hoá vị trí lắp đặt tụ bù Đầu tiên PSS/ADEPT tính phân bố công suất cho mỗi đồ thị phụ tải để biết nấc điều chỉnh máy biến áp và nấc điều chỉnh của tụ bù ứng động đang có trên lưới. Các nấc này được lưu lại cho từng trường hợp. Các máy biến áp và tụ bù sẽ không được điều chỉnh nữa khi CAPO chạy. Trước hết CAPO xem xét các tụ bù cố định, theo định nghĩa thì các tụ bù này luôn được đóng vào lưới trong tất cả các trường hợp phụ tải. Tất cả các nút hợp lệ trên lưới sẽ được kiểm tra xem tại nút nào thì số tiền tiết kiệm được là lớn nhất. Tụ bù sẻ không được đặt tại nút đang xét trong những trường hơp sau: - Tiền tiết kiệm được không bù đắp được chi phí bỏ ra. - Không còn tụ bù cố định thích hợp để đóng trên lưới. 14 SVTH: Huỳnh Bá Tân MSSV: 1091214 CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM PSS/ADEPT - Vượt quá giới hạn trên của điện áp cho phép trong một trường hợp tải nào đó (giới hạn điện áp này được thiết lập trong thẻ General của bảng Analysis Options Proerty). - Các tụ bù cố định được đặt lên lưới cho đến khi một trong các trường hợp trên xảy ra; khi đó việc đặt tụ bù cố định kết thúc và chương trình chuyển qua đặt tụ bù ứng động. Quá trình này diễn ra phức tạp hơn, nếu chỉ có một trường hợp phụ tải được xem xét thì có thể sẻ không phải đặt bù ứng động sau khi đặt xong tụ bù cố định. Điều này là không đúng trong ít nhất 4 trường hợp sau: - Chỉ còn một vài tụ bù cố định và vẫn có thể tiết kiệm được khi cắt hết các tụ bù cố định này ra. - Những nút nào phù hợp cho việc đặt tụ bù ứng động lại khác với các nút phù hợp với tụ bù cố định - Thiết lập giá tiền của tụ bù ứng động rẻ hơn tụ bù cố định, khi đó sau khi tụ bù cố định được đặt lên lưới thì vẫn có thể tiết kiệm chi phí nếu đặt tụ bù ứng động. - Thiết lập độ lớn của tụ bù ứng động nhở hơn tụ bù cố định. Những nút phù hợp (cho tụ bù ứng động) trên lưới được xem xét để tìm nút cho ra số tiền tiết kiệm lớn nhất trong tất cả các trường hợp. Có 2 sự tinh tế trong quá trình tính toán này. Một là, nếu đặt tụ bù ứng động gây ra quá điện áp trong một trường hợp tải nào đó thì tụ bù này sẽ được cắt ra trong suốt quá trình tính toán. Hai là, nếu tụ bù gây ra chi phí quá cao cho một trường hợp tải nào đó thì nó cũng được cắt ra khỏi lưới trong trường hợp tải đó. Chỉ thực hiện việc tính tiền tiết kiệm được trong các trường hợp tải mà tụ bù được đóng lên lưới. Việc tính toán được thực hiện đến khi: - Tiền tiết kiệm không bù đắp được chi phí cho tụ bù ứng động. - Không còn tụ bù ứng động để đóng lên lưới. Để tham khảo, tất cả các phương trình có trong quá trình tính toán CAPO sẽ được liệt kê bên dưới. Chi phí của tụ bù, bao gồm tiền lắp đặt và bảo trì, được liệt kê cho loại tụ bù cố định trước. Công thức là tương tự cho tụ bù ứng động. CostF = sF.(cF + Ne.mF) (2.1) Tiền tiết kiệm cho mỗi tụ bù cố định (luôn được đóng vào lưới là tổng tiền tiết kiệm của tất cả các trường hợp tải. SavingsF 8760 Ne  cP xQk    å xP  cQ å k K K k 1 k 1   (2.2) Tiền tiết kiệm cho tụ bù ứng động cũng liên quan đến lịch đóng cắt của tụ SavingsF 8760 Ne cP xQk    å switch  xP  cQ å switch  k k K K k 1 k 1 Để hoàn tất ta xét đến phương trình tính Ne: Ne  k å    (2.3) n 1 i N n 1 1 r    (2.4) 15 SVTH: Huỳnh Bá Tân MSSV: 1091214 CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM PSS/ADEPT Trong đó: - i: là sự gia tăng giá điện năng và tiền bảo trì hằng năm, tính bằng đơn vị pu thường thì nằm trong khoảng 0.02 đến 0.08 cho 1 năm. - N: là khoảng thời gian mà tiền tiết kiệm được từ việc lắp đặt tụ bù với tiền bảo trì tụ bù (nghĩa là thời gian hoàn vốn), đơn vị là năm. - cF: là giá lắp đặt tụ bù cố định, đơn vị là đồng/kVAr. - cQ: là giá lắp đặt tụ bù ứng động, đơn vị là đồng/kVAr. mF: là chi phí bảo trì 1kVAr tụ bù cố định/năm. - mS: là tỷ giá bảo trì 1kVAr tụ bù ứng động/năm. - xP: là công suất tác dụng tiết kiệm được, đơn vị là kW. - xQ: là công suất phản kháng tiết kiệm được, đơn vị là kVAr. Tất cả giá trị trên sẽ được cài đặt trong thẻ Economics (bằng cách vào: Network > Economics) của PSS/ADEPT. Tóm lại, CAPO đặt tụ bù cố định lên lưới cho đến khi xảy ra điều kiện dừng. Sau đó tụ bù ứng động được đặt lên lưới cho đến khi xảy ra điều kiện dừng tương ứng của tụ bù ứng động. Tổng chi phí của quá trình tối ưu là chi phí lắp đặt và bảo trì của tất cả các tụ đã được đóng lên lưới. Chi phí tiết kiệm tổng là tổng của các chi phí tiết kiệm thu lại được của từng tụ bù. CAPO có thể đặt nhiều tụ bù cố định và/hoặc nhiều tụ bù ứng động tại mỗi nút. PSS/ADEPT sẽ gộp các tụ bù này thành một tụ bù cố định và/hoặc một tụ bù ứng động. Tụ bù ứng động đơn sẽ có nất điều chỉnh tương ứng và lịch đóng cắt tụ sẽ biểu diễn các bước đóng cắt của từng tụ bù đơn. 2.4 Các bước thực hiện khi ứng dụng phần mềm PSS/ADEPT Bước 1: Thu thập, xử lý và nhập số liệu lưới điện cần tính toán trên PSS/ADEPT. - Thu thập các thông số của lưới điện như: dây dẫn, máy biến áp,¼ - Thu thập, xử lý số liệu để xác định các thông số P, Q của các nút tải vào các thời điểm khảo sát. - Thu thập sơ đồ lưới điện vận hành của các đường dây cần tính toán. Bước 2: Thể hiện lưới điện trên giao diện đồ hoạ của PSS/ADEPT. - Phân tích sơ đồ lưới điện, xác định toạ độ các nút. - Bổ sung thông số thiết bị vào thư viện của phần mềm PSS/ADEPT. Nhập số liệu vào các bảng số liệu của phần mềm PSS/ADEPT. - Tách gộp các sơ đồ. Bước 3: Thực hiện các chức năng tính toán lưới điện trên PSS/ADEPT. - Tính toán về phân bố công suất. - Tính toán điểm mở tối ưu (TOPO). - Tính toán ngắn mạch. - Tối ưu hoá về việc lắp đặt tụ bù (CAPO). - Phân tích bài toán khởi động động cơ. - Phân tích sóng hài. 16 SVTH: Huỳnh Bá Tân MSSV: 1091214 CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM PSS/ADEPT 2.5 Những đặcđiểm của phần mềm PSS/ADEPT 2.5.1 Các chức năng ứng dụng Phần mềm PSS/ADEPT cung cấp đầy đủ các công cụ cho chúng ta thiết kế và phân tích lưới điện dễ dàng và nhanh chóng như: - Vẽ sơ đồ và cập nhật lưới điện trên giao diện đồ hoạ. - Việc phân tích mạng điện sử dụng nhiều loại nguồn và không hạn chế số nút. - Nhập thông số và cập nhật số liệu dễ dàng thông qua data sheet (grid) của mỗi thiết bị trên sơ đồ. 2.5.2 Các phân hệ của PSS/ADEPT Nhiều module tính toán trong hệ thống điện không được đóng gói sẵn trong phần mềm PSS/ADEPT nhưng chúng ta có thể mua từ nhà sản xuất từng module sau khi cài đặt chương trình. Các module bao gồm: 1. Bài toán tính phân bố công suất (Load Flow- module có sẵn): phân tích và tính toán cài đặt điện áp, dòng điện, công suất trên từng nhánh và trên từng phụ tải cụ thể. 2. Bài toán tính ngắn mạch (All Fault- module có sẵn): tính toán ngắn mạch tại tất cả các nút có trên lưới, bao gồm các loại ngắn mạch như ngắn mạch 1 pha, 2 pha và 3 p h a. 3. Bài toán TOPO (Tie Open Point Optimization), phân tích điểm dừng tối ưu: tìm ra những điểm có tổn hao công suất nhỏ nhất trên lưới và chính là điểm dừng lưới trong mạng vòng 3 pha 4. Bài toán CAPO (Optimal Capacitor Placement), đặt tụ bù tối ưu: tìm ra những điểm tối ưu để đặt tụ bù cố định và tụ bù ứng động sao cho tổn thất công suất trên lưới là nhỏ nhất 5. Bài toán tính khởi động động cơ 6. Bài toán phối hợp bảo vệ (Protection and Coordination) 7. Bài toán phân tích sóng hài (Hamornics): phân tích các thông số ảnh hưởng của các thành phần sóng hài trên lưới. 8. Bài toán phân tích độ tin cậy trên lưới điện (DRA- Distribution Reliability Analysis): tính toán các thông số độ tin cậy trên lưới điện như: SAFI, SAIDI, CAIFI, CAI. 17 SVTH: Huỳnh Bá Tân MSSV: 1091214 CHƯƠNG III: XÂY DỰNG MÔ HÌNH LƯỚI ĐIỆN TRÊN PSS/ADEPT CHƯƠNG III XÂY DỰNG MÔ HÌNH LƯỚI ĐIỆN TRÊN PSS/ADEPT 3.1 Các bước tiến hành Chu trình triển khai PSS/ADEPT gồm 4 bước như sau: Thiết lập thông số mạng lưới Program, network settings Tạo sơ đồ Creating diagram Chạy các bài toán phân tích Power System Analysis B áo cá o Reports, diagrams Hình 3.1: Chu trình triển khai PSS/ADEPT 3.2 Thiết lập thông số mạng lưới Trong bước này, ta thực hiện các khai báo thông số lưới điện cần tính toán để mô phỏng trong PSS/ADEPT gồm các nội dung: Xác định thư viện dây dẫn Xác định thông số thuộc tính của lưới điện Xác định hằng số kinh tế của lưới điện 3.2.1 Xác định thư viện dây dẫn Bước này, nhằm khai báo cho phần mềm PSS/ADEPT biết thư viện thông số các tuyến dây của lưới điện áp dụng. 18 SVTH: Huỳnh Bá Tân MSSV: 1091214 CHƯƠNG III: XÂY DỰNG MÔ HÌNH LƯỚI ĐIỆN TRÊN PSS/ADEPT Cách thao tác: Vào File\ Program Settings (hộp thoại Program Settings). Hình 3.2: Thiết lập thông số mạng lưới 3.2.2 Xác định thông số thuộc tính của lưới điện Bước này, nhằm khai báo cho phần mềm PSS/ADEPT thiết lập ngay từ đầu các thuộc tính của lưới điện như: Điện áp qui ước là điện áp pha hay điện áp dây, tần số, công suất biểu kiến cơ bản¼ Vào menu Network > Properties, hộp thoại hiển thị như sau: 19 SVTH: Huỳnh Bá Tân MSSV: 1091214 CHƯƠNG III: XÂY DỰNG MÔ HÌNH LƯỚI ĐIỆN TRÊN PSS/ADEPT Hình 3.3: Hộp thoại network properties Bảng 3.1 Kiểu dữ liệu của hệ thống (Network Property) Thuộc tính Định nghĩa Kiễu dữ Giới hạn Giá trị mặc liệu định Circuit ID (số Số hiệu riêng Kí tự Tố đa 8 kí tự, Trống hiệu của từng mạch không có khoảng mạch) để phân biệt trắng Dòng điện đỉnh Số thực Không sử dụng 0.0 P eak cu r r en t lớn nhất tại (dòng trạm trung gian điện đỉnh) Input voltage Kiểu điện áp Kí tự Lựa chọn giữa 2 Pha-trung type giá trị: pha-pha tính hoặc pha-trung tính Rood node Nút bắt đầu của Character Phải là một nút Nút đầu tiên ( n ú t g ố c) mạng lưới thực có trong mạng lưới System 3 Công suất Số thực Tu ỳ ý 1000kVA phase base tương đối kVA dùng để tính tổng trở nguồn System Điện áp tương Số thực Tu ỳ ý 7.2kV (pha standard base đối mặc định trung tính) 20 SVTH: Huỳnh Bá Tân MSSV: 1091214 CHƯƠNG III: XÂY DỰNG MÔ HÌNH LƯỚI ĐIỆN TRÊN PSS/ADEPT voltage System frequency Substation name của nút kV T ần s ố H z Số thực Tu ỳ ý 60Hz Tên của trạm Kí tự Tối đa 8 kí tự Trống trung gian đang không dùng được tính độ tin khoảng trắng cậy Overhead Tần số hư hỏng Số thực Tu ỳ ý 0.0 failure rate của đường dây trên không (sự cố/đơn vị chiều dài dây/năm) Overhead Thời gian sửa Số thực Tu ỳ ý 0.0 repair time chửa đường dây trên không (giờ) Underground Tần số hư hỏng Số thực Tuỳ thuộc vào 0.0 failure rate của đường dây tính chất của cáp cáp n g ầm ( s ự trong tập tin cố/đơn vị chiều *.con dài cáp/năm) Underground Thời gian sửa Số thực Tuỳ thuộc vào 0.0 repair time chửa cáp ngầm tính chất của cáp (giờ) trong tập tin *.co n Switch time Thời gian thao Số thực Tuỳ thuộc vào 0.0 tác đóng cắt tính chất của cáp (giờ) trong tập tin *.co n Comments Ghi chú Character Tu ỳ ý Trống 3.2.3 Xác định hằng số kinh tế của lưới điện Bước này, nhằm khai báo cho phần mềm PSS/ADEPT thiết lập các giá trị hằng số kinh tế ngay từ đầu cho lưới điện như: - Giá trị điện năng tiêu thụ (kWh) - Giá trị điện năng phản kháng tiêu thụ (kVarh) - Giá công suất thực lắp đặt (kW) - Giá công suất phản kháng lắp đặt (kVarh) - Tỷ số trược giá, lạm phát (pu/year) Giá lắp đặt tụ bù cố định, ứng động¼ Cách thao tác: Vào menu File > Network > Economics, hộp thoại xuất hiện như sau: 21 SVTH: Huỳnh Bá Tân MSSV: 1091214 CHƯƠNG III: XÂY DỰNG MÔ HÌNH LƯỚI ĐIỆN TRÊN PSS/ADEPT Hình 3.4: Hộp thoại Network Economic 3.3 Tạo sơ đồ PSS/ADEPT cung cấp đầy đủ các mô hình hoá của phần tử lưới điện. Từ thanh công cụ Diagram, ta thấy các phần tử sau: Select Synchonous Text Show Transformer Machine Filter Annotation Source Show Grid Show Results Line Load Gird Sna /Hide Switch Standard Fault p Rotate Rotate -90 Rotate +90 Horizontal Node Knee Piont Point node Capacitor MWh Load Vertical Series Node Capacitor/ Reactor Harmonic Induction Ịnection Mschine Protection Equipment Hình 3.5: Tạo sơ đồ 22 SVTH: Huỳnh Bá Tân MSSV: 1091214 CHƯƠNG III: XÂY DỰNG MÔ HÌNH LƯỚI ĐIỆN TRÊN PSS/ADEPT 3.3.1 Tạo và nhập các giá trị vào nút, thanh cái (Node) Nhấp chuột vào icon Node trên thanh công cụ Diagram rồi chèn ra màn hình. Hình 3.6: Hộp thoại thuộc tính và mô hình nút (thanh cái) Bảng 3.2 Thuộc tính nút Thuộc tính Định nghĩa Kiểu dữ Giới hạn Giá trị mặc liệu định Name Tên của nút, Kí tự Tối đa 12 kí tự, Gán tự động không có 2 không có khoảng nút trùng tên trắng Base Voltage Điện áp định Số thực Tu ỳ 7.2 mức tương ý đối (pha-pha hay pha-trung tính được quy định theo tính chất của mạng) Description Ghi chú thêm Tu ỳ ý Trống X postion Toạ độ ngang Số thực Tu ỳ ý Theo vị trí vẽ của nút trên củ a n ú t mạng lưới Y postion Toạ độ dọc Số thực Tu ỳ ý Theo vị trí vẽ của nút trên củ a n ú t 23 SVTH: Huỳnh Bá Tân MSSV: 1091214 CHƯƠNG III: XÂY DỰNG MÔ HÌNH LƯỚI ĐIỆN TRÊN PSS/ADEPT Type mạng lưới Lo ại n ú t Thanh cái, điểm Chọn từ thanh cô n g cụ 0 Độ nghiêng Số thực Chỉ áp dụng với của thanh cái thanh cái, không dùng cho điểm Label Vị trí đặt L ự a ch ọ n Không áp dụng 1 configuration nhãn ghi chú trong danh đối với thanh cái, của điểm nút s ách chỉ áp dụng đối với điểm nút Visibility Hiển thị hay Yes/No Lựa chọn một Yes flag không hiển trong hai giá trị thị Result Hiển thị hay Yes/No Lựa chọn một Yes visibility flag không hiển trong hai giá trị thị Rotation 3.3.2 Tạo và nhập các giá trị vào dây dẫn (Line) Trên thanh công cụ Diagram, ta nhấn vào icon Line, sau đó tạo ra màn hình Diagram View. Thuộc tính bao gồm: tên đoạn, số pha, chiều dài¼ Hình 3.7: Hộp thoại thuộc tính dây dẫn 24 SVTH: Huỳnh Bá Tân MSSV: 1091214 CHƯƠNG III: XÂY DỰNG MÔ HÌNH LƯỚI ĐIỆN TRÊN PSS/ADEPT Bảng 3.3 Kiểu dữ liệu dây dẫn (Line) Thuộc tính Định nghĩa Kiễu dữ Giới hạn Giá trị mặc Liệu định Name T ên củ a Kí tự Tối đa 12 kí tự, Gán tự động đường dây không có khoảng trắng F ro m N o d e Nút bắt đầu Nút hiện hữu Gán tự động trong mạng lưới, khi vẽ dây không thể chỉnh sữa To N o d e Nút kết thúc Nút hiện hữu Gán tự động trong mạng lưới, khi vẽ dây không thể chỉnh sữa Phasing S ố p h a củ a Kí tự Có 6 giá trị ABC ABC dây (3pha); A,B,C (1pha) Line length chiều dài dây Số thực tuỳ ý 1.0 theo đơn vị đã được chọn Construction kiểu xây dựng Kí tự tối đa 10 kí trống type theo trong thư tự,không có viện khoảng trắng Positive Điện trở thứ Số thực tuỳ ý 0.05 s eq u en ce tự thuận của resistance một đơn vị chiều dài Positive kháng trở thứ Số thực tuỳ ý 0.65 s eq u en ce tự thuận của reactance một đơn vị chiều dài Z er o s eq u en ce Điện trở thứ Số thực tuỳ ý 0.1 resistance tự không của một đơn vị chiều dài Z er o s eq u en ce kháng trở thứ Số thực tuỳ ý 1.55 reactance tự không của một đơn vị chiều dài Positive Điện dẫn thứ Số thực tuỳ ý 6.5 s eq u en ce tự thuận của charging một đơn vị admittance chiều dài 25 SVTH: Huỳnh Bá Tân MSSV: 1091214 CHƯƠNG III: XÂY DỰNG MÔ HÌNH LƯỚI ĐIỆN TRÊN PSS/ADEPT Z er o s eq u en ce Điện dẫn thứ Số thực tuỳ ý 4.0 admittance tự không của một đơn vị chiều dài Rating định mức quá Số thực Có thể xác định 4 Theo thư viện tải dây dẫn giá trị khác nhau xây dựng In service flag Xác định thiết Yes/No lựa chọn một Yes bị đang hoạt trong hai giá trị động hay đã được ngắt ra Visibility flag Hiển thị, Yes/No Lựa chọn một Yes không hiển trong hai giá trị thị Result visibility Hiển thị, hay Yes/No Lựa chọn một Yes flag không hiển trong hai giá trị thị Type(Harmonic) Kiểu mô hình lựa chọn IEEE line:theo IEEE dây dẫn từ danh chuẩn dây IEEE. line. để tính sá ch IEEE cable:theo toán hạ chuẩn cáp IEEE. tần Custom:người dùng tự định nghĩa Sustained T ần s u ất s ự Số thực Áp dụng khi tính 999 failure ate cố k éo d ài ( s ự toán độ tin cậy cố/đơn vị chiều dài/năm) Momentary T ần s u ất s ự Số thực Áp dụng khi tính 999 failure rate cố thoáng qua toán độ tin cậy (sự cố/đơn vị chiều dài/năm) Mean time to Thời gian Số thực Áp dụng khi tính 999 repair khắc phục sự toán độ tin cậy cố trung bình (giờ) 26 SVTH: Huỳnh Bá Tân MSSV: 1091214 CHƯƠNG III: XÂY DỰNG MÔ HÌNH LƯỚI ĐIỆN TRÊN PSS/ADEPT 3.3.3 Tạo và nhập các giá trị vào máy biến áp (Tranformers) Trên thanh công cụ, ta nhấn vào icon Transformers rồi tạo ra màn hình Diagram Hình 3.8: Thuộc tính và mô hình máy biến áp Bảng 3.4 Kiểu dữ liệu Máy biến áp (Transformer) Thuộc tính Định nghĩa Kiểu dữ Giới hạn Giá trị mặc liệu định Name T ên củ a Kí tự tối đa 12 kí Gán tự MBA tự ,không có động khoảng trắng From Node Nút bắt đầu Nút thực hiện Gán tự hữu trong mạng động lưới,không thể khi vẽ chỉnh sữa MBA To Node Nút kết thúc Nút thực hiện Gán tự hữu trong mạng động lưới,không thể khi vẽ 27 SVTH: Huỳnh Bá Tân MSSV: 1091214 CHƯƠNG III: XÂY DỰNG MÔ HÌNH LƯỚI ĐIỆN TRÊN PSS/ADEPT chỉnh sữa MBA Số pha của Kí tự Có 6 giá trị ABC MBA(tương ABC (3 tự như dây pha),AB,BC,CA dẫn) (2pha) ;A,B,C ( 1 p h a) Type Kiểu MBA Kí tự Lựa chọn một Sao/sao trong 12 kiểu (mô tả chi tiết sau ) Nameplate rating Công suất Số thực tuỳ ý 1000.0 địn mức mỗi kVA pha Phase shift độ dịch pha Số thực tuỳ ý 0.0 (o), sao/sao có dịch pha chỉ dùng trong trường hợp MBA kiểu Construction type kiểu xây Kí tự tối đa 10 kí trống dựng theo tự ,không có tập tin *.con khoảng hoặc người trắng dùng tự định nghĩa Tapped node Nút gắn với Kí tự tối đa 12 kí N ú t k ết bên có thể tự ,không có thúc điều chỉnh khoảng trắng của MBA Leakage điện trở rò Số thực >= 0 0. 008 resistance (điện trở toàn cuộn dây) trong Đơn vị tương đối Leakage kháng trở rò Số thực >= 0 0. 08 reactance (kháng trở toàn cuộn dây) trong đơn vị tương đối Haft-winding điện trở nửa Số thực >= 0 0. 008 resistance cuộn dây Phasing 28 SVTH: Huỳnh Bá Tân MSSV: 1091214 CHƯƠNG III: XÂY DỰNG MÔ HÌNH LƯỚI ĐIỆN TRÊN PSS/ADEPT trong đơn vị tương đối Haft-winding kháng trở Số thực >= 0; đối với 0. 08 reactance nửa cuộn MBA kiểu dẩy trong Center-tapped đơn vị tương (sao hoặc tam đối giác) thì >kháng trở rò (xác định ở trên) From điện trở nối Số thực tuỳ ý 0.0 grounding đất phía nút resistance bắt đầu (sơ cấp ) From Grounding điện trở nối Số thực tuỳ ý 0.0 reactance đất phía nút bắt đầu (sơ cấp ) To grounding điện trở nối Số thực tuỳ ý 0.0 resistance đất phía nút bắt đầu (sơ cấp ) To grounding điện trở nối Số thực tuỳ ý 0.0 reactance đất phía nút bắt đầu (sơ cấp ) Rating định mức Số thực Có thể xác định Gán theo dòng điện 4 định mức tập tin tính toán quá k h ác n h au *.con hoặc tải MBA giá trị mặc định In service flag Xác định Yes/No lựa chọn một Yes thiết bị đang trong hai giá trị hoạt động hay đã được ngắt ra Visibility flag Hiển thị hay Yes/No lựa chọn một Yes không hiển trong hai giá trị thị Result visibility Hiển thị hay Yes/No Lựa chọn một Yes flag không hiển trong hai giá trị thị kết quả tính toán Tap adjustment kiểu điều Nút chọn • chọn đầu phân giữ nguyên 29 SVTH: Huỳnh Bá Tân MSSV: 1091214 CHƯƠNG III: XÂY DỰNG MÔ HÌNH LƯỚI ĐIỆN TRÊN PSS/ADEPT chỉnh điện (chọn một áp riêng độc lập có áp trong ba từng pha s ẳn giá trị có • chọn đầu phân s ẳn) áp 3 pha như nhau. • không điều chỉnh,giữ nguyên vị trí hiện tại mức phân áp Số thực nằm giữa mức Tap Setting in 1.0 p h as eA pha A theo phân áp lớn đơn vị tương nhất và nhỏ đối nh ất Tap Setting in mức phân áp Số thực nằm giữa mức 1.0 p h as e B pha B theo phân áp lớn đơn vị tương nhất và nhỏ đối nh ất Tap Setting in mức phân áp Số thực nằm giữa mức 1.0 p h as e C pha C theo phân áp lớn đơn vị tương nhất và nhỏ đối nh ất Maximum Tap Mức phân áp Số thực tuỳ ý 1.1 Setting lớn nhất cho phép theo đơn vị tương đối Minimum Tap Mức phân áp Số thực nhỏ hơn mức 0.9 Setting nhỏ nhất cho phân áp lớn phép theo nhất (ở trên) đơn vị tương đối Tap step bước phân Số thực Không lớn hơn 0.00625 áp theo đơn hiệu giữa mức vị tương đối điều chỉnh lớn nhất và nhỏ nhất Load tap side Xác định Nút chọn • FROM side Th ứ điều chỉnh (chọn một (phía sơ cấp) cấp bên thứ cấp trong hai • TOside (phía hay sơ cấp giá trị cho thứ cấp) s ẳn) Time delay thời gian Số thực >0 0.0 điều chỉnh Max voltage Điến áp lớn Số thực lớn hơn điện áp 1. 05 nhất theo n h ỏ n h ất giá trị 30 SVTH: Huỳnh Bá Tân MSSV: 1091214 CHƯƠNG III: XÂY DỰNG MÔ HÌNH LƯỚI ĐIỆN TRÊN PSS/ADEPT đơn vị tương đối Min Voltage Điến áp nhỏ Số thực nhỏ hơn điện áp 0. 95 nhất theo lớn nhất đơn vị tương đối Regulated Node Xác định nút Kí tự tối đa 12 kí TO node điều chỉnh tự ,không có điện áp khoảng trắng Tapped/Untapped Xác định Nút chọn Chỉ cần thiết khi Phía có side phía bên nào (chọn một nút điều chỉnh đầu phân đặt nút điều trong hai điện áp áp chỉnh điện giá trị có khác với nút bắt áp s ẳn) đầu và nút kết thúc của MBA (đã xác định ở trên) Compensation Điện trở bù Số thực Tu ỳ ý 0.0 resistance theo đơn vị tương đối Compensation Kháng trở bù Số thực Tu ỳ ý 0.0 reactance theo đơn vị tương đối PT ratio tỉ số PT Số thực Tu ỳ ý 1 MBA CT ratio tỉ số CT Số thực Tu ỳ ý 1 MBA Load center Node Xác định nút Kí tự Phải là một nút Không đặt tải thực trong mạng có mặc trung lưới hiện định tâm hữu TO side Nút chọn Transformer side Xác định (chọn Tu ỳ ý tính toán một tổng trở bù ở trong hai phía nào của giá trị có MBA s ẳn) 3.3.4 Tạo và nhập các giá trị cho nút tải (Static Load, MWh Load) Tải bao gồm tải tĩnh và tải MWh. Từ thanh công cụ ta nhấn vào icon Static Load hay MWh Load rồi tạo ra màn hình Diagram View Ta có hộp thoại nút tải tỉnh sau: 31 SVTH: Huỳnh Bá Tân MSSV: 1091214 CHƯƠNG III: XÂY DỰNG MÔ HÌNH LƯỚI ĐIỆN TRÊN PSS/ADEPT Hình 3.9: Thuộc tính và hộp thoại của nút tải tỉnh Đối với tải MHh Load xuất hiện hộp thoại sau: Hình 3.10: Hộp thoại và thuộc tính nút tải MHh 32 SVTH: Huỳnh Bá Tân MSSV: 1091214 CHƯƠNG III: XÂY DỰNG MÔ HÌNH LƯỚI ĐIỆN TRÊN PSS/ADEPT Bảng 3.5 Kiểu dữ liệu nút tải tĩnh (Static Load) Thuộc tính Định nghĩa Kiểu dữ liệu Giới hạn Giá trị mặc định Tên để phân Kí tự Tối đa 12 kí Gán tự biệt tải tự ,không có động khoảng trắng Type Loại tải Kí tự (3 giá • C ô n g s u ất Công suất trị) hằng hằng • Dòng điện hằng • Tổng trở hằng Balance/unba Xác định tải N ú t ch ọ n • C ân b ằn g Cân bằng l an ce cân b ằn g h ay (chọn một • Không cân không cân bằng trong hai giá bằng trị) GroundKiểu đấu nối N ú t ch ọ n • S ao có Sao có nối wye/delta tải (sao có nối (chọn một nối đất đất đất hay tam trong hai giá • Tam giác giác không nối trị đất) Ph as eA Công suất thực Số thực Tuỳ ý kW=200; (kW) và công kVAR=100 suất phản kháng (kVAR) pha A Ph as e B Công suất thực Số thực Tuỳ ý kW=200; (kW) và công kVAR=100 suất phản kháng (kVAR) pha B Ph as e C Công suất thực Số thực Tuỳ ý kW=200; (kW) và công kVAR=100 suất phản kháng (kVAR) phan C Total Công suất thực Số thực Tuỳ ý kW=600; (kW) và công kVAR=300 suất phản kháng (kVAR) tổng cộng (trong trường hợp tải cân bằng). Name Grounding Điện trở nối đất Số thực Tuỳ ý 0.0 33 SVTH: Huỳnh Bá Tân MSSV: 1091214 CHƯƠNG III: XÂY DỰNG MÔ HÌNH LƯỚI ĐIỆN TRÊN PSS/ADEPT resistance Grounding kháng trở nối Số thực Tuỳ ý 0.0 reactance đất In service Xác định thiết Yes/No Lựa chọn Yes flag bị đang hoạt một trong hai động hay đã giá trị được ngắt ra Visibility Hiển thị hay Yes/No Yes/No Lựa Yes flag không hiển thị chọn một trong hai giá trị Result Hiển thị hay Yes/No Yes/No Lựa Yes visibility không hiển thị chọn một flag kết quả tính trong hai giá toán trị Bảng 3.6 Kiểu dữ liệu nút tải điện năng (MHh Load) Thuộc tính Định nghĩa Kiểu dữ liệu Giới hạn Name T ên củ a t ải Kí tự Tối đa 12 kí Giá trị mặc định Gán tự động tự, không có khoảng trắng 1 Xác định tải Số nguyên 1-4 thuộc phân nhóm tải nào Balance/unbal Xác định tải cân Nút chọn • C ân b ằn g C ân b ằn g ance bằng hay không (chọn một • K h ô n g cân cân b ằn g trong 2 giá b ằng trị có sẳn) GroundXác định kiểu Nút chọn • Sao nối đất Sao nối đất Wye/delta đấu nối tải (chọn một • Tam giác trong 2 giá trị có sẳn) Result display Xác định kiểu Nút chọn • Điện năng Điện năng hiển thị kết quả (chọn một không đổi không đổi trong 2 giá • Tổng trở trị có sẳn) ko đổi S eas o n al Xác định tải có Hộp lựa • Chọn: có Không chọn theo mùa hay chọn (chọn theo mùa không hoặc không • K hông chọn) chọn: không theo mùa Category 34 SVTH: Huỳnh Bá Tân MSSV: 1091214 CHƯƠNG III: XÂY DỰNG MÔ HÌNH LƯỚI ĐIỆN TRÊN PSS/ADEPT Concentrated Xác định tải có Hộp lựa • Chọn :tải trung at the node tập trung ở nút chọn (chọn tập trung hay không hoặc không • K hông chọn) chọn ngược lại Per cen t Xác định tỉ lệ Số thực Tuỳ ý (lớn 0% constant phần trăm tải có hơn 0% và impedance tổng trở không nhỏ hơn đổi 100%) Ph as eA điện năng tiêu Số thực Tu ỳ ý 100 MWh/t (MWh/month) thụ ở pha A háng trong một tháng Ph as e B điện năng tiêu Số thực Tu ỳ ý 100 MWh/t (MWh/month) thụ ở pha B háng trong một tháng Ph as e C điện năng tiêu Số thực Tu ỳ ý 100 MWh/t (MWh/month) thụ ở pha C háng trong một tháng Ph as eA S ố k h ách h àn g ở Số thực Tu ỳ ý 10 number of pha A consumers Ph as e B Số khách hàng ở Số thực Tu ỳ 10 number of pha B ý consumers Ph as e C Số khách hàng ở Số thực 10 number of pha C Tu ỳ consumers ý Ph as eAp f hệ số công suất Số thực Tu ỳ ý 1.0 pha A Phase B pf hệ số công suất Số thực Tu ỳ ý 1.0 pha B Phase C pf hệ số công suất Số thực Tu ỳ ý 1.0 pha C Resultant kW Công suất tổng Số thực Tu ỳ ý 0.0 p h as eA pha A Resultant kWCông suất tổng Số thực Tu ỳ ý 0.0 p h as e B pha B Resultant kWCông suất tổng Số thực Tu ỳ ý 0.0 p h as e C pha C Result Hiển thị hay Yes/No L ự a ch ọ n Yes visibility flag không hiển thị một trong hai giá trị Tập 35 SVTH: Huỳnh Bá Tân MSSV: 1091214 CHƯƠNG III: XÂY DỰNG MÔ HÌNH LƯỚI ĐIỆN TRÊN PSS/ADEPT 3.3.5 Tạo và nhập các giá trị vào nút nguồn (Source) Ta nhấn vào icon Source trên thanh công cụ Diagram, rồi chèn ra màn hình Diagram View như sau: Hình 3.11: Hộp thoại thuộc tính và mô hình nút nguồn Bảng 3.7 Kiểu dữ liệu của nút nguồn (Source) Thuộc tính Định nghĩa Kiểu dữ Giới hạn Giá trị mặc định liệu Name Tên nguồn để Kí tự T ối đa 1 2 k í Gán tự động phân biệt với tự, không có các nguồn khác khoảng trắng Scheduled Điện áp hở Số thực tuỳ ý Điện áp của nút voltage mạch của nguồn gắn nguồn theo % điện áp định mức tương đối Base ating Công suất định Số thực tuỳ ý điện áp cơ bản mức cơ bản của của hệ thống nguồn (trong bảng 36 SVTH: Huỳnh Bá Tân MSSV: 1091214 CHƯƠNG III: XÂY DỰNG MÔ HÌNH LƯỚI ĐIỆN TRÊN PSS/ADEPT Source angle Positive sequence esistance Positive sequence reactance Zero sequence Zero sequence reactance Grounding resistance Grounding reactance G ó c p h a củ a nguồn Điện trở Thevenin thứ tự thuận của nguồn theo đơn vị tương đối. Kháng trở Thevenin thứ tự thuận của nguồn theo đơn vị tương đối trên công suất cơ bản của hệ thống Điện trở Thevenin thứ tự không của nguồn theo đv tương đối trên công suất cơ b ản củ a h ệ thống Kháng trở Thevenin thứ tự không của nguồn theo đơn vị tương đối trên công suất cơ bản của hệ thống Điện trở nối đất Số thực Số thực >=180 và 0 <= 3600 tuỳ ý tuỳ ý Network) 0.0 0.0 0.001 Số thực tuỳ ý 0.0 Số thực tuỳ ý 0.001 Số thực tuỳ ý tuỳ ý Số thực Số thực Kháng trở nối đất In service Xác định thiết bị Yes/No flag có đang hoạt trong hai giá trị động hay không Visibility Yes/No Lựa chọn một Yes flag trong hai giá trị Result Yes/No Lựa chọn một visibility trong hai giá trị Lựa chọn một Yes Yes 0.0 0.0 flag 3.3.6 Tạo và nhập các giá trị vào thiết bị đóng cắt (Switch) 37 SVTH: Huỳnh Bá Tân MSSV: 1091214 CHƯƠNG III: XÂY DỰNG MÔ HÌNH LƯỚI ĐIỆN TRÊN PSS/ADEPT Ta nhấn vào icon Switch trên thanh công cụ rồi chèn ra Diagram. Hình 3.12: Thuộc tính và mô hình thiết bị đóng cắt Bảng 3.8 Kiểu dữ liệu thiết bị đóng cắt (Switch) Thuộc tính Định nghĩa Kiểu dữ Giới hạn Giá trị mặc liệu định Name Tên phân biệt Kí tự Tối đa 12 kí tự, Gán tự của thiết bị không có động khoảng trắng Phasing Số lượng pha Kí tự Một trong 6 giá ABC trị ABC (3 pha);AB,BC,CA (2 pha);A,B,C ( 1 p h a) Switch ID Xác định thiết Kí tự T ối đa 3 k í Tr ống bị (chỉ dùng tự ,không có cho tập tin dữ khoảng trắng liệu thô) Construction Kiểu xây dựng Kí tự Tối đa 10 kí Tr ống type (chỉ dùng cho tự ,không có tập tin dữ liệu khoảng trắng 38 SVTH: Huỳnh Bá Tân MSSV: 1091214 CHƯƠNG III: XÂY DỰNG MÔ HÌNH LƯỚI ĐIỆN TRÊN PSS/ADEPT Rating thô PSS/U) Định mức dòng Số thực Có thể xác định điện để tính 4 mức khác trị trong toán quá tải nhau tập tin Theo giá *.con Tie switch Xác định thiết Hộp lựa • Chọn:có Bình flag bị đóng cắt có chọn (chọn • K hông thường liên kết với h o ặc k o chọn :bình mạch điện khác ch ọ n) thường hay không (chỉ sử dụng với tập tin dữ liệu thô) Connection mạch điện liên Kí tự T ối đa 8 k í circuit kết với tie tự ,không có switch(chỉ sử khoảng trắng dụng với tập tin dữ liệu thô) Status Tình trạng của Nút chọn • Đóng (Close) Đóng thiết bị (chọn một • Mở (Open) trong hai giá trị có s ẳn) TOPO status Xác định thiết Nút chọn K hông s ử Không được bị có được điều (chọn một dụng ,chỉ sử điều khiển đóng mở trong hai dụng đối với tập khiển khi phân tích giá trị có tin dứ liêu thô TOPO hay s ẳn) không Visibility Hiển thị hay Yes/No Lựa chọn một Yes flag không hiển thị trong hai giá trị Result Hiển thị hay Yes/No Lựa chọn một Yes visibility không hiển thị trong hai giá trị flag kết quả tính toán 3.3.7 Tạo và nhập các giá trị vào tụ bù (Capacitor) Ta nhấn vào icon Capacitor để tạo tụ bù trên Diagram View Nhập các giá trị tụ bù như: Tên vị trí đặt, điện áp, dung lượng, kiểu đấu dây¼ 39 SVTH: Huỳnh Bá Tân MSSV: 1091214 CHƯƠNG III: XÂY DỰNG MÔ HÌNH LƯỚI ĐIỆN TRÊN PSS/ADEPT Hình 3.13: Hộp thoại và thuộc tính tù bù 3.3.8 Tạo và nhập các giá trị vào máy điện (Machine) Ta nhấn vào icon Induction Machine hay Synchronous Machine rồi tạo trên Diagram View Dữ liệu giá trị bao gồm: Tên, giá trị điện áp, công suất, thông số máy điện¼ 40 SVTH: Huỳnh Bá Tân MSSV: 1091214 CHƯƠNG III: XÂY DỰNG MÔ HÌNH LƯỚI ĐIỆN TRÊN PSS/ADEPT Hình 3.14: Thông số và mô hình máy điện 3.4 Chạy các bài toán phân tích Phần mềm PSS/ADEPT 5.0 thực hiện các chức năng tính toán sau: - Load Flow Calculation: Tính toán phân bố công suất khi ở trạng thái ổn định. - Short circuit: Thực hiện các chức năng tính toán ngắn mạch - Motor Starting: Tính toán bài toán khởi động động cơ - Coordination: Tính toán phối hợp các thiết bị bảo vệ - CAPO Analysis: Tính toán bài toán đặt tụ bù tối ưu - TOPO Analysis: Tính toán điểm dừng tối ưu DRA Analysis: Tính toán độ tin cậy lưới điện - Harmonics Calculation: Tính toán phân tích sóng hài. Trong luận văn này chỉ đề cập đến tính toán đặt tụ bù tối ưu trong thẻ CAPO Analysis 41 SVTH: Huỳnh Bá Tân MSSV: 1091214 CHƯƠNG III: XÂY DỰNG MÔ HÌNH LƯỚI ĐIỆN TRÊN PSS/ADEPT Trước khi thực hiện giải các bài toán ta cần thiết lập các tuỳ chọn bằng cách vào Menu File > Analysis > Option. Hộp thoại xuất hiện như sau: Hình 3.15: Hộp thoại Analysis Option-thẻ General: Các lựa chọn tổng quát cho các bài toán phân tích Loading: Giá trị tải hoạt động 100% Voltage Thresholds: Khoảng giá trị quá áp, sụt áp theo đơn vị không tên 42 SVTH: Huỳnh Bá Tân MSSV: 1091214 CHƯƠNG III: XÂY DỰNG MÔ HÌNH LƯỚI ĐIỆN TRÊN PSS/ADEPT Hình 3.16: Thẻ Load Flow: Các lựa chọn cho bài toán phân bố công suất Hình 3.17: Thẻ CAPO: Các lựa chọn cho bài toán xác định vị trí bù tối ưu 43 SVTH: Huỳnh Bá Tân MSSV: 1091214 CHƯƠNG III: XÂY DỰNG MÔ HÌNH LƯỚI ĐIỆN TRÊN PSS/ADEPT Trong đó - Conection type: Kểu đấu dây - Load snapshots to consider: Chọn loại đồ thị phụ tải (Cao điểm, bình thường¼) - Number of banks available: Số lượng bộ tụ bù có sẵn trong kho - 3 phase banks size: Dung lượng của bộ tụ bù Sau khi thiết lập xong các tuỳ chọn, ta chạy các bài toán phân tích như sau: Nhấn chuộc vào những icon cần thực hiện tính toán từ thanh Menu Analysis như hình sau: Analysis Toolbar Hình 3.18: Công cụ Analysis Toolbar Ngoài ra, ta có thể thực hiện các bài toán bằng cách vào Menu File > Chọn Analysis rồi chọn những phần cần tính toán như sau: Hình 3.19: Chọn chức năng tính toán trong thẻ Analysis 44 SVTH: Huỳnh Bá Tân MSSV: 1091214 CHƯƠNG III: XÂY DỰNG MÔ HÌNH LƯỚI ĐIỆN TRÊN PSS/ADEPT 3.5 Báo cáo kết quả Sau khi chạy xong một trong các chức năng tính toán trên, ta có thể xem kết quả tính toán của phần mềm tại các vị trí sau: - Xem hiển thị kết quả phân tích ngay trên sơ đồ - Xem kết quả tính toán trên cửa sổ progress view - Xem kết quả tính toán chi tiết từ phần report của phần mềm PSS/ADEPT 3.5.1 Xem kết quả phân tích ngay trên sơ đồ Hình 3.20: Xem kết quả phân tích ngay trên sơ đồ 3.5.2 Xem kết quả tính toán chi tiết từ phần Report Hình 3.21: Xem kết quả ngay trên Progress View 45 SVTH: Huỳnh Bá Tân MSSV: 1091214 CHƯƠNG III: XÂY DỰNG MÔ HÌNH LƯỚI ĐIỆN TRÊN PSS/ADEPT 3.5.3 Xem kết quả tính toán chi tiết từ phần report của phần mềm PSS/ADEPT Để xem kết quả tính toán chi tiết ta vào Menu File > Report > Chọn phần Report mình muốn xem (Khi thực hiện một phân tích nào đó thì phần Report mới xuất hiện). Hình 3.22: Danh sách của menu report - Branch Current: Hiển thị các kết quả dòng điện - Branch Power Losses: Tổn thất công suất tác dụng, phản kháng - Input List: Danh sách dữ liệu đầu vào Node Voltage:L Báo cáo điện áp nút - Power Flow Summary: Báo cáo phân bố công suất chi tiết Power Flow Details: Thống kê kết quả phân bố công suất 46 SVTH: Huỳnh Bá Tân MSSV: 1091214 CHƯƠNG III: XÂY DỰNG MÔ HÌNH LƯỚI ĐIỆN TRÊN PSS/ADEPT Ngoài ra giao diện Report Review còn được trình bày trên một menu riêng như sau: Hình 3.23: Giao diện Report Review được trình bày trên một menu riêng Ngoài ra ta có thể in ấn, xuất ra file Word, PDF¼trên Menu File 47 SVTH: Huỳnh Bá Tân MSSV: 1091214 CHƯƠNG IV: CƠ SỞ LÝ THUYẾT BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG CHƯƠNG IV CƠ SỞ LÝ THUYẾT BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG 4.1 Khái quát chung 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. Về cơ bản có 2 phương pháp để giảm tổn thất trong mạng điện như sau: - Phương pháp đòi hỏi vốn đầu tư: + Bù kinh tế trong lưới phân phối trung áp bằng tụ điện + Tăng tiết diện dây dẫn đường dây hiện có hoặc tăng thêm đường dây mới + Chọn dây dẫn phù hợp để giảm tổn thất vầng quang + Nâng cao điện áp vận hành của lưới điện + Hoàn thiện cấu trúc lưới điện để vận hành với tổn thất nhỏ nhất. - Phương pháp không đòi hỏi vốn đầu tư + Phân bố tối ưu công suất phản kháng trong hệ thống điện + Vận hành kinh tế trạm biến áp có nhiều máy biến áp + Vận hành kinh tế lưới điện trung, hạ áp nếu cấu trúc của chúng cho phép + Chọn công suất máy biến áp phù hợp với từng phụ tải + Giảm độ không đối xứng trong lưới điện hạ áp + Điều chỉnh đúng điện áp trong lưới điện + Bảo quản tốt lưới điện để hạn chế rò điện 4.2 Tổng quan bù công suất phản kháng lưới điện phân phối 4.2.1 Giới thiệu chung Trong quá trình cung cấp điện năng, một số phụ tải có nhu cầu được cung cấp công suất phản kháng, mặc dù không sinh ra công, nhưng cần thiết để tạo ra từ trường, một yếu tố trung gian trong quá trình chuyển hóa điện năng. Sự truyền tải công suất phản kháng trên đường dây cũng như trong máy biến áp sẽ làm xấu đi các chỉ số kinh tế - kỹ thuật của mạng điện. Do đó vấn đề đặt ra là giảm sự truyền tải CSPK trên đường dây và các phẩn tử có dòng điện chạy qua. Để giảm truyền tải công suất phản kháng trong mạng điện, có thể đặt các thiết bị bù một chiều (dùng tụ điện tĩnh bù ngang) hoặc thiết bị bù hai chiều (máy bù tĩnh - 48 SVTH: Huỳnh Bá Tân MSSV: 1091214 CHƯƠNG IV: CƠ SỞ LÝ THUYẾT BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG SVC hay máy bù đồng bộ) nhằm cung cấp thêm công suất phản kháng cho mạng điện tại các vị trí gần phụ tải gọi là bù công suất phản kháng. 4.2.2 Sự điều chỉnh hệ số công suất ϕ ϕ2 • S2 Q2 Q1 1 • S1 Qb ù Hình 4.1: Đồ thị vectơ công suất trước và sau khi bù Theo đồ thị ta có: S1 P jQ1 và cosϕ1 P• S1 P (4.1) P Q12 2 Khi bù tại phụ tải một lượng Qbù thì hệ số công suất trên đường dây được nâng cao từ cosϕ1 lên cosϕ2 và bằng: c osϕ 2 P S2 P PQ 2 2 P = (4.2) [P (Q1 Qbù ) ] 2 2 2 • • Ta thấy công suất toàn phần và công suất phản kháng đã giảm từ S1 xuống S2 và từ Q1 xuống Q2 (vì được cung cấp một lượng Qbù cho phụ tải). Tất nhiên dòng công suất phản kháng chạy trên đường dây sẽ giảm và giảm được tổn thất công suất trên các phần tử của mạng điện từ chổ đặt thiết bị bù cho tới nguồn (bao gồm đường dây phân phối, trạm giảm áp, đường dây truyền tải). 4.2.3 Xác định vị trí đặt bù tối ưu Trường hợp đặt 1 vị trí: Phương trình độ giảm tổn thất khi đặt một tụ bù trên phát tuyến ∆P 3.c..x1.[(2 x1 ).x1 c] (4.3) Đạo hàm∆P theo x1và cho bằng không: ∆P 3.c..[(2 x x . c) ( 1)] 0 x1 ⇒ x1 2 c 2(1) 1 1 (4.4) Để đơn giản trong việc tính toán, ta áp dụng công thức tỷ số bù tối ưu ở trường hợp tổng quát: 2 c 2n  1 49 SVTH: Huỳnh Bá Tân MSSV: 1091214 CHƯƠNG IV: CƠ SỞ LÝ THUYẾT BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG Khi đặt một tụ bù trên phát tuyến, thì tỷ số bù tối ưu sẽ là: c=2/3 Đối với phụ tải phân bố đều, dòng phản kháng ở cuối đường dây bằng không:  0, 1 Vậy vị trí đặt bù tối ưu sẽ là: x1 2 chiều dài phát tuyến. 3 Trường hợp đặt hai vị trí Phương trình độ giảm tổn thất khi đặt một tụ bù trên phát tuyến ∆P 3.c..{[x1 (2 x1 )x1 3c] x2[(2 x2 ) x2. c]} (4.5) Đạo hàm∆P theo x1, x2 và cho bằng không: ∆P 3.c.[(2 x.x 3c) x (1)] 0 1 x 1 1 x1 2 3c  2(1) 1   3.c.[(2 x2 ).x2 c x2 ( 1)] 0  (4.6) ⇒   x2 2 c ∆ P x   2 2(1) Khi đặt một tụ bù trên phát tuyến, thì tỷ số bù tối ưu sẽ là: c=2/5 Đối với phụ tải phân bố đều, dòng phản kháng cuối đường dây bằng không:  0, 1. Vậy vị trí bù tối ưu là: x1 2 và x2 4 chiều dài phát tuyến. 55 4.3 Các phương pháp bù công suất phản kháng lưới điện phân phối 4.3.1 Bù bằng tụ điện tĩnh Tụ điện tĩnh vận hành tương đối đơn giản, ít sinh sự cố. Nếu trong lúc vận hành một tụ điện nào đó bị hư hỏng thì toàn bộ số tụ điện còn lại vẫn tham gia vận hành như bình thường. Tụ điện có điện áp dưới 1000V được sản xuất loại một pha và ba pha công suất từ 4,5 kVAr đến 50kVAr. Tụ điện có điện áp trên 1000V được sản xuất một pha công suất từ 13 đến 75kVAr. Tụ điện áp thấp có ưu điểm lớn là nó được đặt sâu trong các mạng điện hạ áp xí nghiệp, gần ngay các động cơ nên làm giảm được tổn thất công suất và tổn thất điện áp rất nhiều. Nhưng nhược điểm của tụ điện hạ áp là giá tiền 1 kVAr đắt hơn tụ cao áp. 4.3.2 Bù ngang Đối với lưới điện phân phối, để bù công suất phản kháng người ta thường dùng tụ điện tĩnh mắc song song với đường dây. Đây chính là phương pháp bù ngang, làm thay đổi đặc tính của một tải cảm vì nó phát ra dòng điện sớm pha chống lại thành phần chậm pha của dòng tải phản kháng tại điểm đặt tụ bù. Khi thực hiện bù ngang trên đường dây thì độ lớn của dòng điện nguồn có thể giảm đi, hệ số công suất được cải thiện và do đó sụt áp giữa nơi phát và nơi nhận cũng giảm theo. 50 SVTH: Huỳnh Bá Tân MSSV: 1091214 CHƯƠNG IV: CƠ SỞ LÝ THUYẾT BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG Vì vậy đối với lưới điện phân phối người ta sử dụng phương thức bù ngang bằng tụ điện tĩnh để bù công suất phản kháng trực tiếp cho phụ tải. 4.3.3 Bù cố định và bù điều chỉnh theo chế độ làm việc Bù cố định là bù chung cho mọi chế độ, nghĩa là các thiết bị bù đấu cứng vào lưới phân phối và được tính toán sao cho thỏa mãn mọi chế độ vận hành, trong vận hành các thiết bị bù này không điều chỉnh được. Bù điều chỉnh là đặt bù cho từng chế độ vận hành, nghĩa là các thiết bị bù có thể thay đổi khả năng làm việc theo yêu cầu của từng chế độ, trong vận hành các thiết bị này có thể điều chỉnh công suất được. Bù cố định có suất đầu tư rất thấp, ít sự cố, nhưng chỉ tính toán công suất bù ở chế độ cực tiểu để tránh hiện tượng quá bù. Vì vậy không đáp ứng được công suất phản kháng ở các chế độ khác. Bù điều chỉnh thì đáp ứng được nhu cầu công suất phản kháng ở mọi chế độ nhưng có suất đầu tư rất cao và dễ xảy ra sự cố. 4.4 Bù tự nhiên lưới điện phân phối Cấu trúc lưới điện phân phối và phương thức vận hành hệ thống không hợp lý, phụ tải các pha bất đối xứng sẽ làm tăng tổn thất và tiêu thụ công suất phản kháng lớn hơn thực tế. Chính vì vậy cần nghiên cứu bù tự nhiên trước khi bù nhân tạo để khắc phục các thiếu sót trong quản lý, vận hành, phân phối¼nhằm hạn chế tiêu thụ công suất phản kháng quá mức, biện pháp này không đòi hỏi vốn đầu tư mà phụ thuộc tính toán và quản lý vận hành lưới điện phân phối. Tuỳ theo tình hình cụ thể mà ta lựa chọn và phối hợp các biện pháp sau đây: 4.4.1 Điều chỉnh điện áp Điều chỉnh điện áp ta có thể thực hiện các biện pháp sau: - Điều chỉnh điện áp máy phát điện bằng cách điều chỉnh dòng điện kích từ - Điều chỉnh điện áp đầu ra của máy biến áp tăng áp và của máy biến áp giảm áp bằng các đặt đầu phân áp cố định hoặc điều áp dưới tải. - Điều chỉnh điện áp trên đường dây tải điện bằng máy biến áp điều chỉnh và máy biến áp bổ trợ. - Đặt các thiết bị bù ngang có thể điều chỉnh để thay đổi tổn thất điện áp trên đường dây, có thể dùng bộ tụ điện, máy bù đồng bộ hoặc động cơ điện đồng bộ có điều chỉnh kích từ. - Đặt thiết bị bù dọc trên đường dây để thay đổi điện kháng đường dây nhằm thay đổi tổn thất điện áp. - Đối với mạng điện phân phối trực tiếp cung cấp điện năng cho các hộ tiêu thụ, nên quá trình điều chỉnh điện áp được chia theo thời gian thành ba giai đoạn là điều chỉnh sơ cấp, điều chỉnh thứ cấp và điều chỉnh cấp ba. + Điều chỉnh sơ cấp là quá trình đáp ứng nhanh và tức thời các biến đổi nhanh và ngẫu nhiên điện áp của thiết bị điều chỉnh điện áp máy phát điện và các máy bù tĩnh. 51 SVTH: Huỳnh Bá Tân MSSV: 1091214 CHƯƠNG IV: CƠ SỞ LÝ THUYẾT BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG Điều chỉnh sơ cấp thực hiện tự động trong thời gian và chục phần trăm giây. Điều chỉnh sơ cấp nhằm mục đích giữ điện áp lưới điện ở mức an toàn, tránh nguy cơ sụt áp trong chế độ vận hành bình thường và nhất là khi có sự cố. + Điều chỉnh thứ cấp để đối phó với các biến đổi chậm của điện áp. Điều chỉnh thứ cấp hiệu chỉnh lại các giá trị điện áp chỉnh định của các thiết bị điều chỉnh sơ cấp trong miền nó phụ trách và điều chỉnh các tụ bù, các kháng điện và các máy biến áp điều áp dưới tải trong từng miền. Quá trình này kết thúc trong vòng 3 phút. Mức điện áp trong mổi miền được điều chỉnh bằng một hệ thống điều chỉnh thứ cấp riêng. Hệ thống này tác động nhanh và có phối hợp với các nguồn công suất phản kháng trong miền. + Điều chỉnh cấp 3 để điều hoà mức điện áp giữa các miền điều chỉnh thứ cấp, với mục đích tối ưu hoá mức điện áp của hệ thống điện theo tiêu chuẩn kinh tế và an toàn. Quá trình này có thể thực hiện bằng tay hay tự động. Thực hiện nhiệm vụ này do hệ thống điều độ trung tâm đảm nhiệm. Điều chỉnh điện áp miền có thể là điều chỉnh tập chung tại các trung tâm cấp điện và củng có thể điều chỉnh cục bộ trực tiếp tại các hộ tiêu thụ. 4.4.2 Lựa chọn các phương án vận hành tối ưu Lựa chọn cấu trúc sơ đồ cung cấp điện hợp lý, đưa các trạm biến áp phân phối vào sâu phụ tải để giảm bán kính cung cấp điện của lưới điện hạ áp. Biện pháp này chủ yếu sử dụng trong giai đoạn quy hoạch, thiết kế và có ảnh hưởng lớn đến toàn bộ hệ thống cung cấp điện. Khi các trạm biến áp quá tải cần cấy thêm trạm sẽ kinh tế hơn là nâng công suất các trạm biến áp. Cân bằng phụ tải: Đa số hệ thống điện phân phối là 3 pha, được thiết kế để vận hành ở chế độ cân bằng. Khi phụ tải các pha không cân bằng làm tăng các thành phần thứ tự nghịch và thứ tự không của dòng điện. Các thành phần này gây tác động xấu như: làm tăng các loại tổn thất trong động cơ và máy phát, gây dao động mômen quay ở các máy điện xoay chiều, gia tăng độ gợn sóng trong các bộ chỉnh lưu, làm cho các thiết bị điện hoạt động không đúng chức năng, làm tăng bão hòa từ cho các máy biến áp và dòng trung tính vượt quá mức cho phép. Một số thiết bị (bao gồm nhiều loại thiết bị bù) làm việc phụ thuộc vào việc vận hành cân bằng để hạn chế các sóng hài. Tất cả các vấn đề trên sẽ gây nên sự tiêu thụ công suất phản kháng không hợp lý ở các phụ tải. Vì vậy cần phải thường xuyên cân bằng phụ tải trên các pha để khắc phục các vấn đề trên nhằm giảm bớt sự tiêu thụ công suất phản kháng. Hoán chuyển các máy biến áp non tải với máy biến áp quá tải để đảm bảo các máy biến áp vận hành không bị non tải, không tải hay quá tải, giúp cho sự tiêu thụ công suất phản kháng của máy biến áp hợp lý hơn, bởi vì thành phần công suất phản kháng tiêu thụ để tản từ trong máy biến áp phụ thuộc vào tải. 52 SVTH: Huỳnh Bá Tân MSSV: 1091214 CHƯƠNG IV: CƠ SỞ LÝ THUYẾT BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG 4.5 Bù kinh tế lưới điện phân phối Trong lưới điện phân phối, sự lưu thông của dòng công suất phản kháng gây ra tổn thất công suất và tổn thất điện năng, một trong những biện pháp giảm tổn thất này là phân bố lại dòng công suất phản kháng bằng cách bù công suất phản kháng, bù cho mục đích này gọi là bù kinh tế. Bù kinh tế chỉ được thực hiện khi nó thực sự mang lại lợi ích, nghĩa là lợi ích kinh tế mà nó mang lại phải lớn hơn chi phí lắp đặt và vận hành của trạm bù. 4.5.1 Cơ sở phương pháp bù tối ưu theo phương pháp phân tích động theo dòng tiền tệ Trong đầu tư và vận hành lưới điện phân phối đều có những khoản chi phí và những khoản thu nhập xảy ra ở những thời điểm khác nhau trong một khoản thời gian dài, các khoản chi, thu đó được gọi là dòng tiền tệ. Gọi N là số thời gian trong kỳ phân tích, r% là chiết khấu tính toán, i% là chỉ số lạm phát, P là tổng số tiền ở mốc thời gian quy ước nào đó được gọi là hiện tại, F là tổng số tiền ở mốc thời gian quy ước nào đó được gọi là tương lai. Ta có công thức quan hệ giữa F và P:  F P.å 1 r  ⇒ N n1 n    1 i  P F.å 1 i N  n1 n  (4.7)  1 r   N n1  1 r  Trong ngành điện, tổn thất công suất, tổn thất điện năng tiết kiệm được cũng như quá trình bảo trì vật tư thiết bị điện diễn ra trong thời gian dài, vì vậy ta có thể sử dụng đại lượng thời gian tương đương Ne quy đổi các lợi ích hoặc chi phí đó về giá trị hiện tại để so sánh, đánh giá các phương án. 4.5.2 Phương pháp tính toán bù tối ưu Để xác định dung lượng bù tối ưu, cần phải xây dựng hàm mục tiêu Z, đó là hàm lợi ích thu được khi đặt bù, bao gồm các lợi ích thu được trừ đi các chi phí do đặt bù, hàm Z phải đạt giá trị cực đại. Đối với lưới điện phân phối, hàm Z có thành phần lợi ích Z1 do giảm tổn thất điện năng so với trước khi bù, thành phần chi phí Z2 do lắp đặt,vận hành thiết bị bù và thành phần chi phí Z3 do tổn thất điện năng bên trong thiết bị bù Z Z1 Z 2 Z 3 (4.8) 53 SVTH: Huỳnh Bá Tân MSSV: 1091214 CHƯƠNG IV: CƠ SỞ LÝ THUYẾT BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG - Thành phần: Z1 T.Ne .g p .∆P gq .∆Q  T.Ne .g p .å  R i 2 . 2.Qi .Qbj Qb2j gq .å   iD Ui X  . 2.Qi .Qbj Q2j  i U i D i 2 b   (4.9)   Trong đó: T là thời gian làm việc của tụ bù [giờ/năm]. g p , gq là giá điện năng tác dụng và phản kháng bình quân tại khu vực tính bù [đ/kWh]. Qi ,U i là phụ tải phản kháng và điện áp cuối nhánh i [kVAr], [kV]. Ri , X i là điện trở và điện kháng của nhánh i [ ]. Qbj là công suất phản kháng bù tại nút j, [kVAr]. D là đường đi của dòng điện từ nguồn đến nút j. - Thành phần: Z2q0 Ne.Cbt.Qbj (4.10) Trong đó: q0 là suất đầu tư cụm tụ bù [đ/kVAr]. Cbt là suất chi phí bảo trì hàng năm của cụm tụ bù tại nút j [đ/kVAr.năm], chi phí này mổi tháng bằng 3% nguyên giá tài sản cố định của trạm bù tại nút j. vậy :Cbt 3%.q0 ⇒ Z2q0 Ne.3%.q0.Qbj1 0,03.Ne.q0.Qbj (4. 11) - Thành phần Z3 T.∆Pb.g p .Ne.Qbj (4.12) Trong đó:∆Pb là suất tổn thất công suất tác dụng trong thiết bị bù [kW/KVAr]. Nếu bù bằng tụ thì∆Pb = 0,003 - 0,005 ( theo bài giảng Cung cấp Điện) Vậy: Z Z1 Z2 Z3T.Ne . g p .å Ri2 gq .å X i2 .Qb2j        U iD   2.T.Ne. g p .å R i .Qi gq .å X i  iD i   .Qi  1 0,03.Ne.q0 T.∆Pb.g p .Ne 2  U i .Qbj    (4.13)  iD Ui2 i D Ui   Xét trong khoảng thời gian tính toán N năm với hệ số chiết khấu r% và lạm phát i% mà NPV > 0 tức là Z Z1 Z2 Z3 0 thì phương án khả thi về mặt tài chính. 54 SVTH: Huỳnh Bá Tân MSSV: 1091214 CHƯƠNG V: KHẢO SÁT ĐƯỜNG DÂY PHÂN PHỐI THÀNH PHỐ CẦN THƠ 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 Thành phố Cần Thơ nằm ở trung tâm Đồng Bằng Sông Cửu Long, là Thành phố đầu mối giao thông, giao thương của các tỉnh trong vùng với hệ thống đường bộ, đường sông, đường biển và đường hàng không thuận lợi, nối liền cả nước. Trạm 110/15-22kV Cần Thơ gồm trạm trung gian 25MVA và trạm 40 MVA phân bố phần lớn trong Thành phố Cần Thơ gồm các xuất tuyến 471, 472, 473, 474, 475, 476, 477, 483 là các tuyến chính và 2 tuyến dự phòng là 481 và 485. Tổng chiều dài các xuất tuyến là 204,674 km. Phụ tải có cả phụ tải một pha và phụ tải ba pha. Tuyến 471 thuộc trạm 40 MVA sẽ được tính toán làm đại diện sau đây, tổng chiều dài tuyến 471 là 7,301km. Các trạm biến áp trên tuyến 471 bao gồm: - 12 trạm 1 pha công suất 630 KVA - 2 trạm 1 pha công suất 560 KVA - 5 trạm 1 pha công suất 400 KVA - 1 trạm 1 pha công suất 320 KVA - 1 trạm 1 pha công suất 250 KVA - 1 trạm 3 pha công suất 37,5 KVA 55 SVTH: Huỳnh Bá Tân MSSV: 1091214 CHƯƠNG V: KHẢO SÁT ĐƯỜNG DÂY PHÂN PHỐI THÀNH PHỐ CẦN THƠ 5.1.1 Sơ đồ thay thế đơn tuyến đường dây 471CT Hình 5.1:7 ơ đồ t2h6ay thế đơn tuyến 477CT 25 2S 23 24 22 N 21 1 2 3 18 4 5 19 7 8 6 Nguồn 14 15 16 9 20 11 12 13 10 17 Hình 5.1 Sơ đồ thay thế tuyến 471CT 56 SVTH: Huỳnh Bá Tân MSSV: 1091214 CHƯƠNG V: KHẢO SÁT ĐƯỜNG DÂY PHÂN PHỐI THÀNH PHỐ CẦN THƠ 5.1.2 Sơ đồ đơn tuyến chi tiết đường dây 471CT (Bản vẽ được kèm theo tài liệu này) 5.1.3 Thông số hệ thống Cấp điện áp 3 pha: 22 kV Cấp điện áp 1 pha: 12,7 kV Hệ số công suất: cosϕ 0.84 Tần số: 50 Hz 5.1.4 Thông số dây dẫn và thông số phụ tải trên tuyến 477CT Thông số dây dẫn Dây AC-240 sử dụng cho tuyến chính và dây AC-120 làm dây trung tính. Dây AC-185 sử dụng cho tuyến nhánh Bảng 5.1 Thông số dây dẫn tuyến 471CT Tiết diện Tiết diện Đường kính Số sợi Điện trở ở Trọng 0 định tính toán dây dẫn nhôm/thép 20 C lượng mứ ( / km ) (Kg/km) mm mm c   2 mm 2 120 185 141, 4 15, 5 213, 6 19 0,119 987 26/7 26/7 0,237 494 0,157 746 240 282, 5 21, 9 Bảng thông số phụ tải tại các nút trên tuyến 471CT Bảng 5.2 Thông số phụ tải tuyến 471CT Tên nút P (kW) Q (kVAr) 1 400.41 247.723 2 328.328 364.164 241. 1 3 132.33 98. 127.13 4 36 262.767 5 168.83 222.744 6 96.223 232.766 7 159.83 212.001 8 193. 6 355.271 9 266.778 482.806 304.842 10 155.911 76.8 11 206.124 12 121.839 153.805 13 46.142 26/7 57 SVTH: Huỳnh Bá Tân MSSV: 1091214 CHƯƠNG V: KHẢO SÁT ĐƯỜNG DÂY PHÂN PHỐI THÀNH PHỐ CẦN THƠ 14 15 16 17 19 20 21 22 23 24 26 27 Tổng 459.15 182.124 106.887 415.664 159.129 213.376 207.16 241.003 186.72 248.213 75.138 203.656 6079.383 267.745 84.637 62.066 314.699 60 194.013 152.148 162.301 95.016 134.626 52.542 91.097 3948.351 5.2 Tính toán đường dây phân phối tuyến 471CT Tính cảm kháng đường dây Đường dây 3 pha sữ dụng là loại 3 pha 4 dây, các dây pha bố trí trên cùng một mặt phẳng ngang khoảng cách giữa các pha là: Dab 1m , Dbc 1,4m , Dac 2,4m . Khoảng cách trung bình hình học giữa các pha là: Dm 3 Dab .Dbc .Dac 3 1.1,4.2,4 1,498m - Dây AC - 185 (3 pha) Ds 0,768.R (tra theo 37 sợi) ⇒ Ds 0,768.19 7,296 (mm) 2 4 4 3 ⇒ L 2.10 .ln Dm 2.10 .ln 1,4983 1,065 (H/km) Ds 7,296.10 ⇒ X 2 . f .L 2 .50.1,065.103 0,335 / km - Dây AC - 240 (3 pha) Ds 0,768.R (tra theo 37 sợi)...