Báo cáo môn học Thiết bị bù: Thiết bị điều khiển góc pha bằng Thyristor có nội dung trình bày tổng quan công suất phản kháng, công thức tính công suất phản kháng, ý nghĩa việc bù công suất phản kháng,... Mời các bạn cùng tham khảo!
AMBIENT/
Chủ đề:
Nội dung Text: Báo cáo môn học Thiết bị bù: Thiết bị điều khiển góc pha bằng Thyristor
- BÁO CÁO MÔN HỌC : THIẾT BỊ BÙ
THIẾT BỊ ĐIỀU KHIỂN GÓC PHA BẰNG THYRISTOR
(Thyristor Controlled Phase Angle Regulator)
NHÓM 7
Ngô Hồng Thịnh
Nguyễn Mậu Trí
GVHD: PGS.TS Lê Thành Bắc Đỗ Quốc Trung
Trần Quốc Trung
Nguyễn Mạnh Tuấn
Trần Nhật Vân
Trần Viết Quốc Vinh
Nguyễn Văn Thuần
Khuất Nguyễn Quang Hiền
1
- 2
- I. TỔNG QUAN CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG
1.1 Tổng quan công suất phản kháng
v
Công suất phản kháng ( Reactive
power ) là một phần công suất được
tạo ra bởi từ trường trong tuabin máy
phát điện , nó rất quan trọng đặc biệt
với các tải cảm.
v
Công suất phản kháng góp phần quan
trọng tạo nên từ trường trong quá trình
khởi động , nếu như không có nó đồng
nghĩa với việc không khởi động được
các phụ tải có tính cảm .
v
Công suất phản kháng có thể được Hình 1 : Trực quan công suất phản kháng
hiểu là năng lượng vô công, được sinh
ra bởi các thành phần phản kháng
trong trong hệ thống điện xoay chiều .
- I. TỔNG QUAN CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG
1.2 Công thức tính công suất phản kháng
v
Q = S.sinφ=U.I.sinφ
v
Trong đó
P : công suất tác dụng (W)
S : công suất biểu kiến (VA)
φ : pha lệch giữa S và P
Đơn vị tính công suất phản kháng là VAR
(volt amperes reactive), 1 kvar = 1000 var. Hình 2 : Giản đồ vecto bù công suất
phản kháng
- I. TỔNG QUAN CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG
1.3 Khái niệm hệ số công suất
v
Hệ số công suất là tỷ lệ giữa công suất thực và công suất biểu kiến
tính bằng voltampe
v
Là tỷ lệ giữa điện trở và trở kháng trong mạch điện xoay chiều. Hay
là cosin của góc giữa dòng điện và điện áp
v
Công thức tính hệ số công suất: Cosφ = P/S
Trong đó:
P: công suất hiệu dụng (W)
S: công suất biểu kiến (VA)
- I. TỔNG QUAN CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG
1.4 Ý nghĩa của hệ số công suất
v
Đối với bên bán điện : Nếu cos phi thấp đồng nghĩ với việc phải truyền tải
một lượng S cao hơn mới có thể cung cấp được lượng P yêu cầu từ phụ tải,
dẫn tới việc tăng công suất của máy biến áp, các đường dây tải điện (Vì I
lớn), và tổn thất điện áp trên đường dây lớn, gây tốn kém và lãng phí, giảm
chất lượng điện năng
v
Đối với bên mua điện: Cos phi thấp dẫn tới việc không sử dụng hiệu quả
lượng tiền điện phải trả (Trả cho công suât S được truyền tới nhưng chỉ
dùng được phần công suất P trong S đó), lãng phí kinh tế.
v
Xét ở phương diện nguồn cung cấp :Nếu xét trên phương diện nguồn cung
cấp (máy biến áp hoặc máy phát điện). Rõ ràng cùng một dung lượng máy
biến áp hoặc công suất của máy phát điện (tính bằng KVA). Hệ số công
suất càng cao thì thành phần công suất tác dụng càng cao và máy sẽ sinh ra
được nhiều công hữu ích.
v
Xét ở phương diện đường dây truyền tải: Nếu xét ở phương diện đường
dây truyền tải ta cần quan tâm đến dòng điện truyền trên đường dây . Dòng
điện này sẽ làm nóng dây và tạo ra một lượng sụt áp trên đường dây truyền
tải
- I. TỔNG QUAN CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG
1.5 Nâng cao hệ số công suất
- II. TỔNG QUAN VỀ BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG
2.1 Ý nghĩa việc bù công suất phản kháng
Tổn thất điện áp của lưới điện phụ thuộc rất nhiều vào công suất truyền
tải và thông số đường dây. Khi vận hành phải đảm bảo sao cho sự thay đổi
điện áp tại từng vị trí trên lưới so với định mức nằm trong phạm vi điện áp
cho phép. Trong lưới truyền tải điện, chúng ta sử dụng các thiết bị bù (tụ
bù ngang, tụ bù dọc) nhằm mục đích cải thiện điện áp các nút, ngoài ra
việc bù công suất phản kháng còn có thêm ý nghĩa:
Tăng khả năng tải của đường dây
Cải thiện tính ổn định của điện áp các nút
Phân bố lại công suất phản kháng trong hệ thống dẫn đến giảm tổn thất
hệ thống
Tăng độ dự trữ ổn định của hệ thống
8
- II. TỔNG QUAN VỀ BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG
2.2 Bù dọc
Tụ bù mắc nối tiếp với phụ tải: có tác dụng giảm điện áp giáng trên
đường dây (giảm tổn thất điện áp và công suất trên đường dây), dàn
đều điện áp trên đường dây bằng với điện áp cho phép và tăng khả
năng truyền tải đối với đường dây.
Tụ bù dọc
Hình 3 : Tụ bù dọc trên đường dây
9
- II. TỔNG QUAN VỀ BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG
2.3 Bù ngang
Bù ngang là biện pháp nối rẽ các thiết bị bù (bộ kháng điện, hoặc máy
bù đồng bộ ) vào trên lưới truyền tải điện: nhằm tiêu thụ công suất phản
kháng, nâng cao hệ số công suất Cosφ, tăng khả năng tải công suất,giảm
tổn thất và góp phần điều chỉnh và ổn định điện áp của lưới điện.
Tụ bù ngang
Kháng bù ngang
Hình 4 : Tụ bù ngang và kháng bù ngang trên đường dây
10
- II.GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC CÁC THIẾT BỊ BÙ
2.4 Thiết bị bù bao gồm máy bù đồng bộ và tụ
điện tĩnh
Máy bù đồng bộ Tụ điện tĩnh
-
Có khả năng điều chỉnh phát và -
Chỉ phát công suất phản kháng và
tiêu thụ công suất phản kháng không có khả năng điều chỉnh
-
Công suất phản kháng phát ra -
Công suất phản kháng phát ra phụ
không phụ thuộc vào điện áp thuộc vào điện áp đặt vào tụ
đặt, chủ yếu là phụ thuộc vào
dòng kích từ (có thể điều chỉnh
dễ dàng) -
Tiêu thụ rất ít công suất tác dụng
-
Máy bù đồng bộ tiêu thụ công khoảng 0,003 – 0,005 kW/kVAr
suất tác dụng khá lớn khoảng
0,015÷0,02 kW/kVAr. -
Giá tiền cho một đơn vi ̣ công suất
-
Giá tiền đơn vi công su
̣ ất phản phản kháng phát ra hầu như không
kháng thay đổi theo dung lượng. thay đổi theo dung lượng → thuận
tiện cho chia nhỏ ra nhiều nhóm nhỏ
đặt sâu về phía phụ tải
11
- II.GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC CÁC THIẾT BỊ BÙ
2.5 Một số thiết bị điều khiển công suất phản
kháng trong hệ thống điện
-
Thiết bị bù tĩnh điều khiển bằng thyristor (SVC Static Var
Compensator)
-
Thiết bị bù dọc điều khiển bằng thyristor (TCSC Thyristor Controlled
Series Capacitor)
-
Thiết bị bù tĩnh (STATCOM Static Synchronous Compensator)
-
Thiết bị điều khiển dòng công suất (UPFC Unified Power Flow
Controller)
-
Thiết bị điều khiển góc pha bằng thyristor (TCPAR Thyristor
Controlled Phase Angle Regulator)
12
- Cấu tạo : Gồm 3 thành phần chỉnh là
máy biến áp kích thích, bộ chuyển
đổi và máy biến áp nối tiếp
MBA kích thích có 3 cuộn dây sơ
cấp nối hình sao, đặt ngang với
đường dây. Phía thứ cấp gồm 3
cuộn dây, mỗi cuộn nối với các
bộ điều khiển thysistor
truyền tải trên đường dây.
Các bộ điều khiển thysistor nối
nối tiếp với nhau và với cuộn sơ
cấp của máy biến áp nối tiếp.
13
Máy biến áp nối tiếp có cuộn thứ
cấp đặt nối tiếp với đường dây
3.1 Khái niệm, Cấu tạo TCPAR
Hình 5 : Cấu tạo của TCPAR
III.CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ CỦA TCPAR
Khái niệm : Thiết bị TCPAR là 1 khái niệm mới ứng dụng thyristor để điều chỉnh
góc lệch pha của điện áp pha của đường dây. Nó có tác dụng điều khiển công suất
- III.CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ CỦA TCPAR
3.2 Nguyên lý hoạt động
Ø
Với cách bố trí như trên, sẽ có một thành phần điện áp UC vuông góc với
điện áp pha.
Ø
Và bằng cách thay đổi biên độ của điện áp UC này, ta có thể thay đổi được
độ lệch pha của điện áp đầu và cuối đường dây, từ đó thay đổi được công
suất truyền tải trên đường dây
Hình 6 : Giản đồ vecto nguyên lý bù của
TCPAR
14
- IV.MÔ HÌNH TOÁN CỦA TCPAR
4.1 Mô hình toán của TCPAR
Hình 7 : Mô hình đơn giản của TCPAR
15
- IV.MÔ HÌNH TOÁN CỦA TCPAR
4.1 Mô hình toán của TCPAR
Ta có phương trình công suất tác dụng và công suất phản kháng của
TCPAR được kết nối giữa pha k và pha m có thể thu được bằng cách đơn
giản hóa đại số và được cho bởi công thức:
16
- IV.MÔ HÌNH TOÁN CỦA TCPAR
4.1 Mô hình toán của TCPAR
Hoặc giả sử TCPAR lắp đặt giữa hai nút i và j, sơ đồ thay thế TCPAR
như sau
Hình 8 : Sơ đồ thay thế của TCPAR đối với đường
dây
i jT ( g ij sin δ ij − bij cos δ ij )
Pis = −Vi 2T 2 g ij − VV
Với Pi, Qi là công suất tác
dụng và công suất phản Qis = −Vi 2Tbij + VVT ( gij cos δ ij + bij sin δ ij )
kháng thêm vào tại cái nút i
và j i jT ( g ij sin δ ij + bij cos δ ij )
Pjs = −VV
i jT ( g ij cos δ ij − bij sin δ ij )
Q js = −VV
17
- Các tính năng của TCPAR
Các tính năng của TCPAR bao gồm:
Ø
Điều khiển trào lưu công suất trên đường dây.
Ø
Tăng cường tính ổn định tĩnh của hệ thống điện.
Ø
Tăng thêm tính ổn định động của hệ thống.
Ø
Giảm sự dao động công suất khi xảy ra sự cố trong hệ
thống điện.
Ø
Có khả năng vận hành liên tục trên hệ thống
18
- 5. Mô phỏng
V.MÔ PHỎNG
19
Hình 9 : Mô hình đơn giản của khối UPFC
chỉnh góc pha tương đương như TCPAR
Cấu tạo : Mô hình gần giống với
TCPAR, nhưng tương tác trực tiếp
với đường dây, gồm 2 khối được
đơn giản hóa gồm
Ø
Khối STATCOM : lấy công
suất tác dụng từ đường dây
truyền qua mạch DC tới khối
SSSC. Ngoài ra còn có thể hoạt
động độc lập như một khối bù
ngang, điều chỉnh điện áp tại
nút bù.
Ø
Khối SSSC : Nhiệm vụ thêm
Ở đây ta sử dụng một mô hình thiết bị bù UPFC có một chức năng điều
vec tơ điện áp nối tiếp với
đường dây và có thể điều
chỉnh được góc pha của vecto
này.
- V.MÔ PHỎNG
5. Mô phỏng
UPFC có thể điều khiển truyền tải công suất thông qua điều chỉnh điện áp
tại nút bù ngang và góc lệch pha giữa điện áp đầu và cuối đường dây
như được thể hiện ở hình bên dưới, qua đó điều chỉnh linh hoạt công suất
truyền tải
Hình 10 : Mô hình đơn giản và giản đồ vecto nguyên lý của khối UPFC
20
Thêm vào BST
Báo xấu
Download
Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ
