zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Điện - Điện tử

Bài giảng Hệ thống cung cấp điện: Chương 8 - TS. Nguyễn Đức Tuyên

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:50

Báo xấu

14
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Hệ thống cung cấp điện: Chương 8 - Nâng cao chất lượng điện năng trong cung cấp điện" được biên soạn với các nội dung chính sau: Khái niệm chung; Điều chỉnh độ lệch điện áp tải phụ tải điện; Bù công suất phản kháng nâng cao hệ số công suất tại phụ tải; Khái niệm về độ tin cậy và chất lượng điện năng. Mời thầy cô và các em cùng tham khảo chi tiết bài giảng tại đây!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Hệ thống cung cấp điện: Chương 8 - TS. Nguyễn Đức Tuyên

Chương 8: Nâng cao chất lượng điện năng trong cung cấp điện Bộ môn hệ thống điện Đại học Bách Khoa Hà nội TS.Nguyễn Đức Tuyên tuyen.nguyenduc@hust.edu.vn 1
Chương 8: Nâng cao chất lượng điện năng §8.1. KHÁI NIỆM CHUNG §8.2. ĐIỀU CHỈNH ĐỘ LỆCH ĐIỆN ÁP TẢI PHỤ TẢI ĐIỆN 8.2.1. Xác định độ lệch điện áp 8.2.2. Các biện pháp điều chỉnh điện áp trong hệ thống cung cấp điện §8.3. BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG NÂNG CAO HỆ SỐ CÔNG SUẤT TẠI PHỤ TẢI 8.3.1. Đặt vấn đề 8.3.2. Khái niệm hệ số công suất (cosφ ) của phụ tải 8.3.3. Ý nghĩa của việc bù công suất phản kháng nâng cao hệ số cos φ của phụ tải 8.3.4. Các định nghĩa về hệ số công suất cosφ 8.3.5. Các biện pháp nâng cao hệ số cosφ của phụ tải 8.3.6. Phân phối dung lượng bù công suất phản kháng trong mạng điện công nghiệp 8.3.7. Chọn tụ điện và điều chỉnh dung lượng bù §8.4. KHÁI NIỆM VỀ ĐỘ TIN CẬY VÀ CHẤT LƯỢNG ĐIỆN NĂNG 8.4.1. Độ tin cậy cung cấp điện 8.4.2. Chất lượng điện năng 2
Khái niệm chất lượng điện năng  Yêu cần về chất lượng điện năng (CLĐN) Ngoài cấp điện đủ thì cần đảm bảo chất lượng Cần cung cấp các công cụ, biện pháp đảm bảo CLĐN CLĐN quan hệ nhiều yếu tố Rất khó khăn để đảm bảo Hai tiêu chí chính đánh giá: U, f  Điện áp 3 pha AC 5 đại lượng CLĐN 𝑈−𝑈đ𝑚 Độ lệch điện áp (tốc độ
Khái niệm chất lượng điện năng  Tần số 2 đại lượng CLĐN 𝑓−𝑓đ𝑚 Độ lệch so với định mức (lấy trong 10 phút): 𝑞𝑓 = 100% 𝑓đ𝑚 𝑓𝑚𝑎𝑥 −𝑓𝑚𝑖𝑛 Dao động tần số (
Độ lệch điện áp  Độ lệch điện áp (tốc độ
Các biện pháp điều chỉnh điện áp 1. Chọn sơ đồ hợp lý: dẫn sâu, đặt TBA tại tâm tải 2. Thay đổi tiết diện dây: tăng vốn  áp dụng tải quan trọng 3. Điều chỉnh đồ thị phụ tải bằng phẳng: ko cần vốn 4. Điều chỉnh điện áp máy phát điện: tại các nhà máy 5. Tụ điện: 𝑃𝑅+ 𝑄−𝑄𝑏ù 𝑋  Mắc song song (bù ngang): ∆𝑈% = 𝑈2  Mắc nối tiếp (bù dọc): 𝑍 = 𝑅 + 𝑗 𝑋𝐿 − 𝑋𝐶 6. Dùng máy bù đồng bộ: tác dụng lớn, giá thành cao 7. Máy biến áp bằng tay/tự động điều chỉnh điện áp 𝑈1 𝜔1 𝑈2 = 𝑘= 𝑘 𝜔2 6
Cách chọn đầu phân áp MBA hạ áp  Điều kiện: Đảm bảo phụ tải max, min điện áp hạ áp trong giới hạn cho phép 𝑈1 𝑈𝑝ℎâ𝑛 á𝑝 Tỷ số MBA: 𝑘 = = Máy biến áp hạ áp và sơ đồ thay thế 𝑈2 𝑈20 𝑈20 𝑈20 Tải min:𝑈𝑝ℎâ𝑛 á𝑝(𝑚𝑎𝑥) = 𝑈2′ 𝑚𝑎𝑥 𝑈 = (𝑈1 𝑚𝑎𝑥 − ∆𝑈𝐵(𝑚𝑖𝑛) ) 2 𝑚𝑎𝑥 𝑈2 𝑚𝑎𝑥 𝑈20 𝑈20 Tải max: 𝑈𝑝ℎâ𝑛 á𝑝(𝑚𝑖𝑛) = 𝑈2′ 𝑚𝑖𝑛 𝑈 = (𝑈1 𝑚𝑖𝑛 − ∆𝑈𝐵(𝑚𝑎𝑥) ) 2 𝑚𝑖𝑛 𝑈2 𝑚𝑖𝑛 𝑈1 𝑚𝑎𝑥 : điện áp cao áp ứng với phụ tải nhỏ nhất 𝑈1 𝑚𝑖𝑛 : : điện áp cao áp ứng với phụ tải lớn nhất Giá trị cho trước: 𝑈1 𝑚𝑎𝑥 , 𝑈1 𝑚𝑖𝑛 - Số liệu do hệ thống điện cung cấp; 𝑈2 𝑚𝑎𝑥 = 1.05𝑈2đm ; 𝑈2 𝑚𝑖𝑛 = 0.95𝑈2đm ; 𝑈20 =1.1𝑈2đ𝑚 𝑈𝑝ℎâ𝑛 á𝑝 max +𝑈𝑝ℎâ𝑛 á𝑝(min) Chọn: 𝑈𝑝ℎâ𝑛 á𝑝 = , Kiểm tra: 𝑈2 𝑚𝑎𝑥 , 𝑈2 𝑚𝑖𝑛 2 7
Cách chọn đầu phân áp MBA hạ áp  Ví dụ: Chọn đầu phân áp cho MBA TM-1000/35 𝑈1đ𝑚 35𝑘𝑉 𝑈1 𝑚𝑎𝑥 = 33𝑘𝑉, 𝑈1(𝑚𝑖𝑛) = 32𝑘𝑉; = 𝑈2đ𝑚 10𝑘𝑉 ∆𝑃0 = 5.1𝑘𝑊; ∆𝑃𝑁 = 15𝑘𝑊; 𝑈𝑁 % = 6,5; ∆𝑈𝑐𝑝 % ≤ 5%; 𝑆đ𝑚 = 1000𝑘𝑉𝐴; 𝑆𝑚𝑎𝑥 = 1200 + 𝑗900𝑘𝑉𝐴; 𝑆𝑚𝑖𝑛 = 420 + 𝑗495𝑘𝑉𝐴  Giải 2 ∆𝑃𝑁 𝑈1đ𝑚 15.352 Tham số của MBA: 𝑅𝐵 = 2 103 = 103 = 𝑆đ𝑚 10002 2 𝑈𝑁% 𝑈1đ𝑚 6,5.352 18.375Ω; 𝑋𝐵 = 10 = 10 = 79,625Ω 𝑆đ𝑚 1000 1200.18,375+900.79,625 Tổn thất trong MBA: ∆𝑈𝐵(𝑚𝑎𝑥) = 10−3 = 35 420.18,375+495.79,625 2,678𝑘𝑉; ∆𝑈𝐵(𝑚𝑖𝑛) = 10−3 = 1,347𝑘𝑉 35 8
Cách chọn đầu phân áp MBA hạ áp Tính đầu phân áp 11 Phụ tải nhỏ nhất: 𝑈𝑝ℎâ𝑛 á𝑝(𝑚𝑎𝑥) = 33 − 1,347 = 33,16𝑘𝑉 10,5 11 Phụ tải lớn nhất: 𝑈𝑝ℎâ𝑛 á𝑝(𝑚𝑖𝑛) = 32 − 2,678 = 35,11𝑘𝑉 9,5 33,16+35,11 Đầu phân áp trung bình: 𝑈𝑝ℎâ𝑛 á𝑝 = = 34,135𝑘𝑉 2 MBA TM-1000 có đầu phân áp tiêu chuẩn 33,25kV; 35kV và 36,75kVChọn 𝑈𝑝ℎâ𝑛 á𝑝 = 33,25𝑘𝑉  Kiểm tra điện áp thực tế phía thứ cấp 11 Phụ tải min: 𝑈2(𝑚𝑎𝑥) = 33 − 1,347 33,25 = 10.47𝑘𝑉 → ∆𝑈% = +4,7% 11 Phụ tải max: 𝑈2(𝑚𝑖𝑛) = 32 − 2,678 32,25 = 9.7𝑘𝑉 → ∆𝑈% = −3% Cả hai chế độ làm việc trong giới hạn cho phép: ∆𝑈% ≤ ±5% 9
Vị trí tiến hành điều chỉnh điện áp  Ở thanh cái trạm phát điện hay ở TBATG Thay đổi kích từ của máy phát điện Điện áp thanh cái thay đổi Ảnh hưởng chung đến toàn mạng điện Điện áp gần MF tăng cao phù hợp phụ tải quanh đó TBATG/KV cấp điện cho vùng rộng lớn MBA tự động điều chỉnh dưới tải OLTC MBA thường + máy bù đồng bộ công suất lớn ở hạ áp  Riêng cho từng điểm trong mạng điện Có yêu cầu cao về chỉ số điện áp Đặt ngay tại phụ tải (MBA tự động điều chỉnh điện áp, tụ,…) Cần nhiều thiết bị điều khiển phân tán 10
Khái niệm bù công suất phản kháng nâng cao cos𝝋  Hệ số công suất cos 𝝋 S 𝑃 𝑃 cos𝜑 = = Q 𝑆 𝑃2 + 𝑄2  Đo hệ số cos𝜑 Dùng cos𝜑 mét Với Ppt nhất định, cos𝜑 nhỏ thì Q cấp lớn Tam giác công suất P cos𝜑 được DSO giám sát chặt chẽ vì kinh tế cos φ Quy định ví dụ cos𝜑 > 0.85 Ppt + j.Qpt P + j.Q - j.Q b Đo hệ số cos φ phụ tải 11
Ý nghĩa bù công suất phản kháng nâng cao cos𝝋  Sự cần thiết của công suất phản kháng Không sinh công nhưng tạo từ trường quay nên luôn tồn tại Trong MBA, hiện tượng cảm ứng giúp năng lượng truyền tải  Tỷ lệ tiêu thụ Q trong hệ thống điện Động cơ điện: 60÷65% Máy biến áp: 20÷25% Đường đây tải điện, điện kháng và các thiết bị khác: 5÷10%  Lợi ích cấp Q tại phụ tải Giảm sức ép phát Q từ nguồn 𝑃2 +𝑄2 ↓ Giảm tổn thất công suất và điện năng: ∆𝑃 ↓= .𝑅 𝑈2 𝑃.𝑅+𝑄↓.𝑋 Giảm tổn thất điện áp: ∆𝑈 ↓= 𝑈 𝑃2 +𝑄2 Tăng khả năng truyền tải:𝐼𝑐𝑝 = hay là 𝑃 ↑= 3𝑈. 𝐼𝑐𝑝 − 𝑄 2 ↓ 3.𝑈 12
Các định nghĩa về cos𝝋  Hệ số công suất tức thời (cos𝜑𝑡𝑡 ) : Đo bằng cos𝜑 mét 𝑃 𝑃 Đo từ các giá trị tức thời: cos𝜑𝑡𝑡 = = 𝑆 3𝑈.𝐼  Hệ số công suất trung bình (cos𝜑𝑡𝒃 ) : Là giá trị trung bình của cos𝜑𝑡𝑏 trong một chu kỳ thời gian khảo sát (ví dụ 1 ca tải, 1 ngày đêm, 1 tháng…). Dùng để đánh giá mức độ sử dụng điện tiết kiệm và hợp lý.  Hệ số công suất tự nhiên (cos𝜑𝑡𝑛 ): Là hệ số công suất trung bình (cos𝜑𝑡𝑏 ) trong thời gian một năm khi chưa thực hiện đặt bù. Dùng làm cơ sở để nâng cao cos𝜑 và xác định dung lượng bù công suất phản kháng. 13
Các biện pháp nâng cao cos𝝋: Không thiết bị bù  Thay đổi cải tiến quy trình công nghệ Ví dụ: đúc tiên tiến giảm độ dư phôi Giảm nguyên công cắt gọt; gia công tốc độ cao và dùng nhiều dao rút ngắn time  Thay động cơ không đồng bộ non tải bằng động cơ nhỏ 𝑃 1 𝑐𝑜𝑠𝜑 = = 𝑄0 : CSPK động cơ lúc không tải 𝑆 2 (60-70%)𝑄đ𝑚 𝑄0 + (𝑄đ𝑚 − 𝑄0 )𝑘𝑝𝑡 𝑄đ𝑚 : CSPK định mức 1+ 𝑃đ𝑚 . 𝑘𝑝𝑡 𝑃 𝑘𝑝𝑡 = 𝑃 : hệ số phụ tải (0.45;0.75) đ𝑚  Hạn chế động cơ chạy không tải Hợp lý hóa thao tác để mang tải tối đa Đặt thiết bị ngắt điện sau một thời gian chạy không tải  Động cơ đồng bộ thay động cơ không đồng bộ  Nâng cao chất lượng sửa chữa động cơ  Thay máy biến áp làm việc non tải bằng máy biến áp nhỏ 14
Các biện pháp nâng cao cos𝝋: Bù công suất Q  Đương lượng kinh tế của Q: 𝑘𝑘𝑡 Là lượng P tiết kiệm được khi bù. 𝛿∆𝑃 ∆𝑃1 −∆𝑃2 𝑄𝑅 𝑄𝑏ù 𝑃2 +𝑄2 𝑃2 +(𝑄−𝑄𝑏ù )2 𝑘𝑘𝑡 = = = 2− với ∆𝑃1 = . 𝑅; ∆𝑃2 = .𝑅 𝑄𝑏ù 𝑄𝑏ù 𝑈2 𝑄 𝑈2 𝑈2 𝑄𝑏ù 2𝑄𝑅 Thực tế Qbù
Các biện pháp nâng cao cos𝝋: Bù công suất Q  Xác định dung lượng bù công suất phản kháng Công suất bù yêu cầu: 𝑄𝑏Σ = (𝑡𝑔𝜑𝑡𝑛 − 𝑡𝑔𝜑𝑦𝑐 ). 𝑃𝑡 Công suất bù tối ưu: P Công suất tác dụng tiết kiệm được: ∆𝑃𝑡𝑘 = 𝑘𝑘𝑡 . 𝑄𝑏ù − 𝑘𝑏ù . 𝑄𝑏ù 𝑄𝑅 𝑄𝑏ù = 2 2− . 𝑄𝑏ù − 𝑘𝑏ù . 𝑄𝑏ù 𝑈 𝑄 2 2𝑅𝑄 𝑅𝑄𝑏ù φyc = ( 2 − 𝑘𝑏ù ). 𝑄𝑏ù − 2 φtn 𝑈 𝑈 Qyc Q tn  kbù: suất tổn thất P trong thiết bị bù Bù công suất phản kháng 𝜕∆𝑃𝑡𝑘 2𝑅𝑄 2𝑅𝑄𝑏ù 𝑈2  = − 𝑘𝑏ù − = 0 → 𝑄𝑏ù.𝑡.ư = 𝑄 − . 𝑘𝑏ù 𝜕𝑄𝑏ù 𝑈2 𝑈2 2𝑅 16
Các biện pháp nâng cao cos𝝋: Bù công suất Q  Chọn các thiết bị bù Tụ điện tĩnh Ưu: tổn thất công suất và điện năng thấp; dễ tháo lắp; dễ ghép nối điều chỉnh dung lượng bù; vốn đầu tư thấp. Nhược: nhậy cảm với dao động điện áp (𝑄𝑐 = 𝜛. 𝐶. 𝑈 2 ); quá áp trên 10%, tụ có thể nổ, cháy; kết cấu kém chắc chắn; khi đóng tụ có dòng điện xung kích, khi cắt có tồn tại điện áp dư. Ứng dụng: xí nghiệp nhỏ,
Phân phối dung lượng bù  Chọn vị trí Đặt tập trung Thường là tại phía cao áp các trạm biến áp Ưu:Dễ vận hành, tự động hóa, tận dụng tối đa dung lượng bù Nhược: Không bù Q ở mạng điện áp thấp Đặt phân tán Tại từng thiết bị điện: Giảm được nhiều tổn thất nhưng hiệu suất sử dụng không cao Tại các tủ phân phối: hiệu suất sử dụng cao, giảm được tổn thất cả mạng cao và hạ áp, nhưng phân tán nên khó quản lý Tại thanh cái điện áp thấp TBAPX: khi dung lượng bù lớn, yêu cầu tự điều chỉnh điện áp, công suất MBA giảm do giảm Q. Nhưng, không giảm tổn thất trong mạng phân xưởng 18
Phân phối dung lượng bù Ví dụ bù cho hệ thống cung cấp điện của một nhà máy công nghiệp 19
Phân phối dung lượng bù  Thiết lập bài toán phân phối dung lượng bù trong mạng điện xí nghiệp công nghiệp 𝐶𝑡𝑡 𝑄𝑏1 , 𝑄𝑏2 , … , 𝑄𝑏𝑛 → 𝑚𝑖𝑛 ቊ Bài toán tối ưu hàm chi phí tính toán 𝑄𝑏1 + 𝑄𝑏2 + ⋯ + 𝑄𝑏𝑛 = 𝑄𝑏Σ Tính dung lượng bù phía cao áp và hạ áp MBA Lập bài toán: Đặt phía cao: giảm giá do ít thiết bị điều chỉnh và bù QMBA Đặt phía thấp: giảm tổn thất, lựa chọn MBA nhỏ Xác định 𝑄𝑏C , 𝑄𝑏H với 𝑄𝑏C + 𝑄𝑏H = 𝑄𝑏Σ Q - Qb Q - QbH N N Q Q Rd RB QbC QbH Q bC QbH Phân phối dung lượng bù phía mạng cao áp và hạ áp 20

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí

65 tài liệu

2431 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.