Bài giảng Vận hành hệ thống điện - ThS. Võ Phúc Lập

Chia sẻ: Lavie Lavie | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:151

Thêm vào BST

Báo xấu

376
lượt xem 125
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Vận hành hệ thống điện do ThS. Võ Phúc Lập biên soạn cung cấp cho các bạn những kiến thức về đại cương vận hành hệ thống điện; chế độ nhiệt của thiết bị; kết cấu của các phần tử hệ thống điện; chế độ làm việc kinh tế của hệ thống điện; chất lượng điện năng; nâng cao độ tin cậy của hệ thống điện; vận hành nhà máy điện.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Vận hành hệ thống điện - ThS. Võ Phúc Lập

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC NGÀNH HỆ THỐNG ĐIỆN VẬN HÀNH HỆ THỐNG ĐIỆN Giảng viên: ThS Võ Phúc Lập 1 1
NỘI DUNG TRÌNH BÀY Chương 1: ĐẠI CƯƠNG VỀ VẬN HÀNH HỆ THỐNG ĐIỆN Chương 2: CHẾ ĐỘ NHIỆT CỦA THIẾT BỊ Chương 3: KẾT CẤU CỦA CÁC PHẦN TỬ HỆ THỐNG ĐiỆN Chương 4: CHẾ ĐỘ LÀM ViỆC KINH TẾ CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN Chương 5: CHẤT LƯỢNG ĐIỆN NĂNG Chương 6: NÂNG CAO ĐỘ TIN CẬY CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN Chương 7: VẬN HÀNH NHÀ MÁY ĐIỆN 2
Chương 1: ĐẠI CƯƠNG VỀ VẬN HÀNH HỆ THỐNG ĐIỆN 1.1 Khái niệm chung: - Vận hành hệ thống điện là tập hợp các thao tác nhằm duy trì chế độ làm việc bình thường của HTĐ, đáp ứng yêu cầu chất lượng, tin cậy và kinh tế. - Hệ thống điện bao gồm các phân tử có mối liên hệ chặt chẽ với nhau. - Sự làm việc tin cậy và kinh tế của hệ thống xuất phát tù sự tin cậy và chế độ làm việc kinh tế của từng phần tử. - Sự ra đời của các thiết bị công nghệ mới, những yêu cầu về vận hành các thiết bị điện nói riêng và hệ thống điện nói chung ngày càng trở nên nghiêm ngặt, khắc khe hơn nhiều. 3
- Đối với tất cả các thiết bị điện, vấn đề vận hành hệ thống điện cần phải thực hiện theo đúng các qui trình, qui phạm của ngành, của quốc gia và của các nhà cung cấp. - Qui trình vận hành các phân tử hệ thống điện được xây dựng dựa trên cơ sở các qui trình, qui phạm, các hướng dẫn vận hành, bảo trì bảo dưỡng của thiết bị, có xét đến những đặc điểm công nghệ của hệ thống. Một số đặt điểm nổi bật như: + Qui trình sản xuất và tiêu thụ điện năng diễn ra hầu như đồng thời: Điện năng không thể lưu trữ, do đó, cần phải duy trì sao cho tổng công suất phát của tất cả các nhà máy điện phải luôn luôn phù hợp với nhu cầu tiêu thụ của tất cả các phụ tải sử dụng điện. 4 4
+ Hệ thống điện là một hệ thống nhất: giữa các phần tử của hệ thống điện luôn luôn có những mối liên hệ hết sức mật thiết với nhau, sự thay đổi bất kỳ của một thành phần nào trong hệ thống điện đều làm thay đổi chế độ làm việc của các phần tử khác trong hệ thống, có thể chúng cách xa nhau hàng trăm km. Do đó, cần phải có sự thống nhất trong quá trình điều khiển, vận hành hệ thống để đảm bảo duy trì chất lượng lưới điện ở mức độ hợp lý. + Các quá trình diễn ra trong hệ thống điện rất nhanh: do đó yêu cầu hệ thống điện cần phải được trang bị hệ thống điều khiển, bảo vệ có tính tự động hoá cao nhằm duy trì chất lượng điện năng và độ tin cậy cung cấp điện cho khách hàng. + Hệ thống điện liên quan mật thiết đến đời sống, an sinh xã hội: Để đáp ứng nhu cầu không ngừng gia tăng của xã hội thì hệ thống điện cũng không ngừng mở rộng và phát triển. 5 5
- Các yêu cầu cơ bản của hệ thống: + Đảm bảo hiệu quả kinh tế cao + Đảm bảo chất lượng điện năng + Độ tin cậy, ổn định cung cấp điện + Tính linh hoạt và khả năng đáp ứng đồ thị phụ tải 1.2 Các chế độ vận hành hệ thống điện và tính kinh tế của chế độ vận hành: - Các chế độ vận hành của hệ thống điện: + Chế độ xác lập: là chế độ làm việc bình thường của hệ thống điện, các tham số biến thiên rất nhỏ xung quanh giá trị trung bình (cho phép). 6 6
+ Chế độ quá độ bình thường: hiện tượng này xảy ra thường xuyên khi hệ thống điện chuyển từ chế độ xác lập này sang chế độ xác lập khác và nằm trong phạm vi cho phép của hệ thống. + Chế độ quá độ sự cố: xảy ra khi xuất hiện hiện tượng sự cố trên hệ thống điện, các tham số hệ thống thay đổi lớn so với trạng thái bình thường, hậu quả của chế độ quá độ sự cố còn phụ thuộc vào qui mô, tính chất của sự cố. + Chế độ xác lập sau sự cố: là trạng thái hệ thống sau khi các phần tử bị sự cố được loại ra khỏi hệ thống. Nếu quá trình xảy ra sự cố trong thời gian ngắn và các tham số hệ thống biến đổi trong giới hạn cho phép thì chế độ sau sự cố đã được xử lý tốt. 7 7
- Tính kinh tế và sự điều chỉnh chế độ của hệ thống điện: + Tính kinh tế của hệ thống điện được đặc trưng bởi cực tiểu chi phí để sản xuất, truyền tải và phân phối điện năng. Chi phí này phụ thuộc vào mức độ yêu cầu điện năng nên chỉ tiêu kinh tế của chế độ hệ thống điện đặc trưng cho suất chi phí, tức là chi phí tính 1kWh. + Tính kinh tế của hệ thống điện cũng có thể được thể hiện ở mức thu lợi nhuận cao nhất và đáp ứng được đầy đủ nhu cầu của các hộ sử dụng điện. Chỉ tiêu kinh tế có thể được xem xét dưới góc độ giá thành 1kWh điện năng tiêu thụ. Chỉ tiêu này phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: giá nhiên liệu, giá thành thiết bị, yêu cầu và đặc điểm sử dụng điện, các điều kiện thời tiết,… và đặc biệt là phương thức vận hành hệ thống điện.. 8 8
+ Tính kinh tế của hệ thống điện trước hết phải đảm bảo được sự tăng trưởng kinh tế của từng khâu trong hệ thống như tăng hiệu suất các nhà máy điện, hiệu suất truyền tải, … Để đảm bảo tính kinh tế của hệ thống điện cần phải: + Xác định được sự phân bố công suất tối ưu giữa các phần tử trong hệ thống. + Lựa chọn tốt nhất tổ hợp các phần tử trong hệ thống, nhằm giảm tối đa thành phần tổn hao của các phần tử hệ thống (tổn hao cố định - tổn hao không tải và tổn hao thay đổi - tổn hao phụ thuộc hệ số mang tải). + Xác định qui luật vận hành tối ưu của từng phần tử, của hệ thống như: qui luật điều chỉnh điện; qui luật điều chỉnh dung lượng bù công suất phản kháng,… 9 9
1.3 Nhiệm vụ vận hành hệ thống điện: - Nhiệm vụ chung: Các phần tử trong hệ thống điện làm việc tốt, ổn định và đảm bảo độ tin cậy hay không phần lớn là do quá trình vận hành quyết định. Khi vận hành, các phần tử cần phải đảm bảo các yêu cầu sau: + Đảm bảo cung cấp điện liên tục, tin cậy cho các hộ tiêu thụ và chế độ vận hành liên tục của thiết bị. + Đảm bảo chất lượng điện năng cung cấp: tần số, điện áp của hệ thống, các thông số vận hành của nhà máy phải luôn được giữ trong giới hạn cho phép. + Đáp ứng được đồ thị phụ tải một cách linh hoạt, cung cấp đầy đủ điện năng đảm bảo chất lượng cho khách hàng. + Đảm bảo được tính kinh tế cao của các phần tử hệ thống, đồ thị phụ tải phải được san bằng tốt nhất đến mức 10 có thể. 10
+ Đảm bảo giá thành sản xuất, truyền tải và phân phối thấp nhất đến mức có thể. - Thử nghiệm: Việc thử nghiệm các phần tử hệ thống được tiến hành để kiểm tra và đánh giá tình trạng của các thiết bị, khối lượng công việc thử nghiệm tuỳ thuộc vào từng loại thiết bị và mục đích thử nghiệm. Việc thử nghiện có thể tiến hành tại hiện trường hoặc tại phòng thí nghiệm, các công việc được tiến hành khi: + Sau mỗi lần đại tu, thay đổi cấu trúc, kết cấu thiết bị hoặc chuyển sang sử dụng loại nguyên liệu khác. + Khi có sự sai lệch thông số so với giá trị chuẩn một cách có hệ thống mà cần phải xác định rõ nguyên nhân của sự sai lệch này. 11 11
+ Định kỳ sau một thời gian nhất định, tính từ khi thiết bị bắt đầu được đưa vào vận hành nhằm kiểm tra tình trạng và khả năng làm việc của thiết bị. - Phân tích đánh giá kết quả thử nghiệm: Sau khi đã tiến hành thử nghiệm, các kết quả sẽ được phân tích cụ thể như sau: + Xác định hiệu quả của việc thay đổi cấu trúc thiết bị. + Xác định các chỉ tiêu vận hành liên quan đến công tác hiệu chỉnh. + Thiết lập các đặc tính, chế độ công nghệ khác nhau. + Giải thích nguyên nhân của sự sai lệch thông số của thiết bị, xác định được các đặc tính của các phần tử cần thiết, đưa ra các giải pháp khắc phục hậu quả. 12 12
- Sửa chữa định kỳ: Sự làm việc lâu dài, liên tục và ổn định của các thiết bị trong hệ thống điện được đảm bảo bởi chế độ sửa chữa, bảo dưỡng phòng ngừa theo kế hoạch trước khi thiết bị có thể bị dừng lam việc do hao mon, hư hỏng. Quá trình sửa chữa định kỳ được chia ra các loại gồm: + Đại tu: khi sửa chữa người ta tiến hành xem xét thật kỹ, thật chi tiết các thiết bị và phân tích tình trạng của thiết bị, khắc phục những hư hỏng của các bộ phận, các chi tiết bằng cách sửa chữa phục hồi hoặc thay thế. + Bảo dưỡng định kỳ: trong quá trình bảo dưỡng định kỳ người ta thường xuyên kiểm tra, tu bổ các thiết bị để đảm bảo thiết bị luôn vận hành liên tục, hiệu suất cao và mang lại hiệu quả kinh tế. 13 13
1.4 Điều độ và tổ chức vận hành hệ thống điện: - Tuỳ thuộc vào qui mô của hệ thống điện mà người ta có những sơ đồ tổ chức đơn giản hay phức tạp khác nhau, trong đó đảm bảo điều hành các hoạt động trong hệ thống điện một cách mạch lạc, cơ động và hiệu quả. - Đối với các hệ thống điện lớn, với lượng thông tin đến vô cùng lớn, dễ dẫn đến tình trạng quá tải bởi lượng thông tin sẽ đi qua nhiều cấp. Do đó, ở những hệ thống phức tạp sơ đồ phân tán từng phần sẽ có hiệu quả hơn rất nhiều. - Hệ thống điều độ được phân chia thành nhiều cấp: điều độ Quốc gia (A0); điều độ khu vực (A1; A2;…) và điều độ địa phương (điều độ Điện lực). 14 14
- Mỗi cấp thực hiện những nhiệm vụ riêng của minh, tuy nhiên, việc phân cấp chỉ mang tính chất tương đối do giữa các cấp luôn luôn có sự liên kết chật chẻ, gắn bó hỗ trợ cho nhau trong quá trinh vận hành hệ thống điện chung. 1.4.1 Điều độ Quốc gia: - Nhiệm vụ: + Thoả mãn nhu cầu của phụ tải về điện năng va công suất đỉnh. + Đảm bảo toàn bộ hệ thống điện vận hành an toàn và tin cậy. + Đảm bảo chất lượng điện năng (tần số, điện áp của các nút trong hệ thống điện). + Nhanh chóng loại trừ các sự cố trong hệ thống điện. 15 15
- Điều độ Quốc gia được chia lam hai bộ phận: chỉ huy và thường trực + Bộ phận chỉ huy: theo dõi các hoạt động và chỉ huy trực tiếp cấp dưới thực hiện theo nhiệm vụ được giao. + Bộ phận thường trực: •Lập kế hoạch bảo dưỡng các tổ máy, đương dây và trạm biến áp nhằm đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cao nhất. •Cân bằng năng lượng hằng năm, quí, tháng. •Xác định đồ thị phụ tải ngày đêm. •Lập sơ đồ vận hành lưới điện chính. •Tính toán phân bố tối ưu công suất tác dụng, công suất phản kháng, tính mức điện áp tại các nút chính. 16 16
•Tính toán độ ổn định, lựa chọn và chỉnh định cấu trúc hệ thống bảo vệ relay đảm bảo loại trừ các sự cố trên hệ thống. •Lập trình tự điều chỉnh tần số và điện áp. •Xây dựng các tình huống giả lập sự cố và các giải pháp loại trừ. •Lập sơ đồ sử dụng tối ưu các dạng nguồn năng lượng (nước, nhiệt, dầu, gas,…) huy động phát lên trên hệ thống điện Quốc gia. •Chỉ định biểu đồ phụ tải cho các nhà máy điện và điều chỉnh nó trong suốt quá trình vận hành hệ thống. •Đưa ra các yêu câu tối cần thiết đối với việc lập qui hoạch phát triển và thiết kế hệ thống điện Quốc gia.. 17 17
- Sơ đồ tổ chức: 18 18
1.4.2 Điều độ địa phương: - Có nhiệm vụ điều khiển việc tiếp nhận và phân phối nguồn điện năng từ các trạm biến áp trung gian cho mạng điện phân phối trung - hạ áp. Điều độ địa phương phải đảm bảo cung cấp điện tin cậy và chất lượng cho khách hàng với tổn thất ở mức thấp nhất. - Ở chế độ vận hành bình thường: •Thực hiện các thao tác đóng cắt và điều chỉnh trên lưới điện nhằm tối ưu hoá chế độ của mạng điện. •Thao tác bảo dưỡng định kỳ. •Đưa các thiết bị mới vào vận hành trên lưới. •Điều chỉnh đóng cắt các trạm biến áp phân phối sao cho phù hợp với công suất nguồn cấp.- 19 19
•Kiểm tra hoạt động của các phụ tải. •Duy trì hành lang an toàn điện của lưới điện. - Ở chế độ sự cố: •Đánh giá nhận định tính chất, mức độ của tinh trạng sự cố. •Loại trừ hậu quả của các sự cố. •Cô lập các phân tử bị sự cố ra khỏi lưới điện, đóng chuyển các nguồn dự phòng để đảm bảo duy trì sự hoạt động bình thường của các thiết bị còn lại. •Khắc phục hậu quả sự cố. - Nhiệm vụ của các ban phương thức vận hành địa phương: 20 20