zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Luận Văn - Báo Cáo

» Báo cáo khoa học

Báo cáo nghiên cứu khoa học: " NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN CHẾ ĐỘ KHÔNG ĐỐI XỨNG CỦA LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI 22KV KHU VỰC MIỀN TRUNG"

Chia sẻ: Nguyễn Phương Hà Linh Linh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:7

Báo xấu

71
lượt xem 9
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Lưới điện phân phối (LĐPP) 22kV khu vực miền Trung hiện đang sử dụng dạng cấu trúc 3 pha 3 dây, phụ tải trên lưới điện gồm các phụ tải 3 pha, 2 pha và 1 pha nên với phụ tải thì luôn tồn tại sự mất đối xứng trong chế độ làm việc bình thường. Ngoài ra, khi có sự cố 1 pha thì cả 3 pha phải ngừng cung cấp điện tất cả các phụ tải do thiết bị đóng cắt đầu tuyến tác động cho cả 3 pha. ...

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Báo cáo nghiên cứu khoa học: " NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN CHẾ ĐỘ KHÔNG ĐỐI XỨNG CỦA LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI 22KV KHU VỰC MIỀN TRUNG"

TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 6(35).2009 NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN CHẾ ĐỘ KHÔNG ĐỐI XỨNG CỦA LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI 22KV KHU VỰC MIỀN TRUNG A STUDY ON THE CALCULATION OF ASYMMETRY OF THE 22KV DISTRIBUTION POWER GRID IN CENTRAL VIETNAM Lê Kim Hùng, Trần Vinh Tịnh Võ Như Quốc Đại học Đà Nẵng Công ty Điện lực 3 TÓM T ẮT Lưới điện phân phối (LĐPP) 22kV khu vực miền Trung hiện đang sử dụng dạng cấu trúc 3 pha 3 dây, phụ tải trên lưới điện gồm các phụ tải 3 pha, 2 pha và 1 pha nên với phụ tải thì luôn tồn tại sự mất đối xứng trong chế độ làm việc bình thường. Ngoài ra, khi có sự cố 1 pha thì cả 3 pha phải ngừng cung cấp điện tất cả các phụ tải do thiết bị đóng cắt đầu tuyến tác động cho cả 3 pha. Theo [1] thì LĐPP có hai dạng cấu trúc 3 pha 3 dây và 3 pha 4 dây, với cấu trúc lưới khác nhau này dẫn đến sự khác nhau về mức độ mất đối xứng của tải 1 pha khi làm việc bình thường, và khi sự cố mất 1 pha thì với cấu trúc lưới nào sẽ tiếp tục cho phép vận hành để cấp điện cho các phụ tải trên 2 pha không bị sự cố. Bài báo trình bày việc tính toán chế độ vận hành không đối xứng đối với hai dạng cấu trúc 3 pha 3 dây và 3 pha 4 dây nhằm đề xuất biện pháp nâng cao độ tin cậy cung cấp điện cho các phụ tải 1 pha. ABSTRACT The Central Region 22KV distribution power grid is structured on a 3-phase and 3-wire system and it consists of 3-phase, 2-phase and single-phase loads so that asymmetry always happens in any normal operation. In case there are single-phase faults, a 3-phase system shall cease supplying all loads because the circuit breaker at the beginning of the feeder operates on the 3-phase system. According to [1] the distribution grid has 2 kinds of structures: 3-phase and 3-wire and 3-phase and 4-wire systems, which lead to asymmetry of single-phase loads in the normal operation, and in case of single-phase faults, which structure will allow operation to supply loads on a 2-phase system without any faults? This article presents a method for calculating asymmetric operation of the structures of both 3-phase and 3-wire system as well as 3-phase and 4-wire system to ensure the reliability of power supply for single-phase loads. 1. Đặt vấn đề LĐPP là lư không đối xứng (KĐX) do phụ tải phần lớn là 1 pha trong tính ới toán thông thư ờng, chỉ xét KĐX do phụ tải gây ra vì đây là chế độ làm việc thường xuyên của lưới điện (chế độ xác lập). Tính toán KĐX ở chế độ xác lập nhằm xác định mức độ mất đối xứng của tải để phân bố hợp lý phụ tải 1 pha trên các pha của lưới điện. Ngoài ra, các máy bi n áp (MBA) phụ tải trên LĐPP 22kV gồm MBA 3 pha, MBA 1 ế pha sử d ụ n đ iện áp dây và MBA 1 p ha sử d ụn g đ iện áp p ha. Các máy cắt đ ầu xu ất g tuyến của LĐPP là thiết bị đóng cắt cả 3 pha, nên khi có sự cố 1 pha thì các phụ tải trên cả 3 pha đều phải mất điện. Theo số liệu thống kê thì số lần sự cố ngắn mạch 1 pha là rất lớn (70÷75%) nên suất cắt đường dây cao làm cho độ tin cậy cung cấp điện thấp. Để nâng cao độ t in cậy cung cấp điện của LĐPP, tác giả đề xuất phương án: bố trí thiết bị 48
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 6(35).2009 đóng cắt trên từng pha tại đầu xuất tuyến, khi có sự cố pha nào thì thiết bị đóng cắt của pha đó tác động, 2 pha còn lại vẫn tiếp tục duy trì cấp điện - nghĩa là lưới điện vận hành ở chế độ không toàn pha (KĐX), trường hợp hệ thống không toàn pha tương tự trường hợp đứt dây [3]. Vì vậy, việc nghiên cứu chế độ vận hành (CĐVH) KĐX ở chế độ xác lập và ở chế độ mất 1 pha đối với từng cấu trúc LĐPP là cần thiết. 2. Đánh giá mức độ KĐX trong hệ thống điện Nguyên nhân gây mất đối xứng trong hệ thống điện (HTĐ) là do phụ tải trên các pha không giống nhau (không thể bố trí đều trên cả 3 pha), hoặc đường dây 3 pha chỉ vận hành truyền tải điện trên một pha hoặc hai pha (CĐVH không toàn pha). Các thông số về dòng điện và điện áp trên các pha của lưới điện được mô tả • • • • • • bằng các dạng vectơ phẳng hay số phức: U a , U b , U c , I a , I b , I c . Lưới điện được gọi là đối xứng nếu thoả mãn các điều kiện sau: • • • • • • Về module: U a = U b = U c = const, I a = I b = I c = const (1) 2π Về góc pha: ϕ = = 120 0 (2) 3 Trong đó, φ là góc lệch pha giữa hai vect ơ liên tiếp của các vect ơ điện áp hay các vectơ dòng điện. KĐX là hiện tượng điện áp và dòng điện trên các pha có module khác nhau hoặc góc giữa hai vectơ cạnh nhau khác 1200. Trong tính toán, để thuận lợi ta phân tích các vectơ điện áp và dòng điện trong trường hợp KĐX thành ba h thống thành phần đối xứng thứ tự thuận (TTT), thứ tự ệ nghịch (TTN) và thứ tự không (TTK). Sự KĐX của các pha làm xuất hiện dòng điện TTN và TTK. Các dòng điện này chạy qua các phần tử của lưới điện gây nên điện áp giáng TTN và TTK tương ứng, các điện áp này cộng với điện áp TTT tần số công nghiệp làm xuất hiện sự KĐX về điện áp tại các nút và dòng điện trên các nhánh. 49
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 6(35).2009 - Để đánh giá mức độ mất đối xứng của lưới • • • • • • Trong đó: U 1 , U 2 , U 0 , I 1 , I 2 , I 0 điện, thường đưa ra các hệ số K ĐX về dòng điện và lần lượt là các thành phần đối điện áp [2]: xứng TTT, TTN và TTK của điện • • áp và dòng điện. • • I2 U2 K i 2 = • = K i 2 .e jϕi 2 , K u 2 = • = K u 2 .e jϕu 2 I1 U1 • • • • U0 I0 = K i 0 .e jϕi 0 , K u 0 = = K u 0 .e jϕu 0 K i0 = (3) • • I1 U1 - HTĐ có thể làm việc bình thường khi: + Các hệ số KĐX về dòng điện và điện áp nằm trong phạm vi cho phép như sau: K u2 ≤ 2%, K i2 ≤ 5% (4) K u0 ≤ 2%, K i0 ≤ 5% + Độ lệch điện áp so với điện áp định mức U đm tại tải [4]: U P − U Pdm ∆U% = ∗100 ≤ ± 5% (5) U Pdm với U P là điện áp pha 3. Ứng dụng phần mềm PSS/ADEPT tính toán các hệ số KĐX của LĐPP 3.1. KĐX ở CĐVH bình thường CĐVH LĐPP 22KV ch yếu theo s ơ đồ hình tia, nên để tính toán các hệ số ủ KĐX ta xét đường dây 22KV (có trung tính nối đất trực tiếp) từ nguồn A cấp điện cho một phụ tải B như hình 1. Giả sử các phần tử của lưới điện là đối xứng nhưng phụ tải tại B là KĐX. Tính toán các h số K ĐX khi đường dây có cùng loại dây dẫn nhưng khác ệ nhau về cấu trúc (3 pha- 3 dây và 3 pha- 4 dây). Giới hạn phụ tải tính toán lớn nhất cho phép (S max ) khi cosϕ = 0,9 ứng với tổn thất điện áp ∆U ≤ 5% cho loại dây dẫn AC-95 là 3MVA với chiều dài đường dây là 33,3km [5]. 22kV 22kV 3 pha 3 dây hoặc 3 pha 4 dây B A SA, SA, SA Hình 1. Sơ đồ tính toán hệ số KĐX Kết quả tính toán các hệ số KĐX bằng phần mềm PSS/ADEPT với 2 dạng cấu trúc lưới 3 pha- 3 dây (3AC-95) và 3 pha- 4 dây (3AC-95 + 1AC-70) như bảng 1 và 2: 50
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 6(35).2009 Bảng 1. Độ mất đối xứng cho phép của tải, khi tải thay đổi từ (50% - 100%) S max : Độ mất đối xứng cho phép của tải theo các giới hạn (%) Mức tải K u0 ≤ 2% K i2 ≤ 5% ∆U ≤ ± 5% 3 pha 3 3 pha 4 3 pha 3 3 pha 4 3 pha 3 3 pha 4 dây dây dây dây dây dây 25%.S max 42 74 15 16 44 74 50%.S max 19 38 13 14 50 86 75%.S max 12 23 12 14 15 28 100%.S max 7 14 9 10
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 6(35).2009 pha) và có tổ nối dây Y 0 /Y 0 khi sử dụng điện áp pha (pha-đất). - Tính toán đối với cấu trúc LĐPP 3 pha 3 dây: Với cấu trúc 3 pha 3 dây, các MBA phụ tải 3 pha có tổ nối dây ∆/Y 0 , MBA phụ tải 1 pha có tổ nối dây ∆/Y 0 khi sử dụng điện áp dây (pha-pha) và có tổ nối dây Y/Y 0 khi sử dụng điện áp pha (pha-đất). - Tính toán đối với cấu trúc LĐPP 3 pha 4 dây: Với cấu trúc 3 pha 4 dây thì sơ đồ lưới tính toán tương tự như cấu trúc 3 pha 3 dây kết hợp có kéo dây trung tính đi theo lưới điện, các MBA phụ tải 3 pha có tổ nối dây Y 0 /Y 0 , MBA phụ tải 1 pha sử dụng điện áp pha (pha-trung tính) có tổ nối dây Y 0 /Y 0 . Kết quả tính toán CĐVH không toàn pha (mất pha C) được thực hiện trên chương trình tính toán PSS/ADEPT [5] như sau: (do khuôn khổ bài báo nên chỉ thể hiện kết quả tính toán ở một số nút điển hình để so sánh) Điện áp pha (V) - Chế độ mất pha C - Mạng 3 pha 3 dây ΔVa ΔVb ΔVc Uđm φa φb φc Tên nút |Va| |Vb| |Vc| (%) (%) (%) C41 22.000 13.375 359.865 13.285 239.896 13.350 120.239 5.302 4.593 5.107 NODE4 22.000 13.375 359.865 13.285 239.896 4.358 308.443 5.302 4.593 65.693 NODE13 0.230 0.073 218.969 0.067 197.397 44.855 49.441 NODE16 0.400 0.239 29.152 0.127 219.743 0.115 196.769 3.574 44.868 50.012 NODE20 0.230 0.135 238.083 1.481 Điện áp pha (V) - Chế độ mất pha C - Mạng 3 pha 4 dây ΔVa ΔVb ΔVc Uđm φa φb φc Tên nút |Va| |Vb| |Vc| (%) (%) (%) C41 22.000 13.375 359.874 13.286 239.886 13.349 120.240 5.303 4.604 5.094 NODE4 22.000 13.375 359.874 13.286 239.886 3.977 310.674 5.303 4.604 68.689 NODE13 0.230 0.137 238.866 3.031 NODE16 0.400 0.239 29.138 0.129 221.432 0.115 194.652 3.592 44.084 50.013 NODE20 0.230 0.134 238.443 1.210 Điện áp thứ tự (V) - Chế độ mất pha C - Mạng 3 pha 3 dây KU 0 KU 2 Uđm φ1 φ2 φ0 Tên nút U1 U2 U0 (%) (%) C41 22.000 13.337 0.000 0.055 320.641 0.005 141.765 0.037 0.409 NODE4 22.000 7.454 358.218 5.881 61.735 5.887 302.239 78.980 78.898 Điện áp thứ tự (V) - Chế độ mất pha C - Mạng 3 pha 4 dây KU 0 KU 2 Uđm φ1 φ2 φ0 Tên nút U1 U2 U0 (%) (%) C41 22.000 13.337 0.000 0.054 322.780 0.006 144.985 0.042 0.405 NODE4 22.000 7.589 358.005 5.749 62.099 5.753 302.609 75.808 75.757 52
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 6(35).2009 Dòng điện pha (A) - Chế độ mất pha C - Mạng 3 pha 3 dây Nút đầu Nút cuối φa φb φc Tên TB Pha |Ia| |Ib| |Ic| MC475 C41 NODE4 AB 94.393 357.074 139.274 206.635 Line2 NODE4 NODE5 ABC 94.393 177.074 139.274 26.635 0.000 255.964 Line16 NODE30 NODE31 CA 0.140 160.942 0.140 340.295 Line56 NODE105 NODE108 BC 0.346 14.701 0.347 194.545 Line104 NODE198 NODE194 AB 0.136 184.240 0.135 4.123 Dòng điện pha (A) - Chế độ mất pha C - Mạng 3 pha 4 dây Nút đầu Nút cuối φa φb φc Tên TB Pha |Ia| |Ib| |Ic| MC475 C41 NODE4 AB 95.606 355.702 143.965 209.516 Line2 NODE4 NODE5 ABC 95.606 175.702 143.965 29.516 0.000 0.000 Line16 NODE30 NODE31 C 0.000 94.360 Line56 NODE105 NODE108 B 0.415 31.979 Line104 NODE198 NODE194 A 0.236 157.244 Dòng điện thứ tự (A) - Chế độ mất pha C - Mạng 3 pha 3 dây Tên Nút Nút KI 0 KI 2 φ1 φ2 φ0 Pha I1 I2 I0 đầu cuối TB (%) (%) MC475 C41 NODE4 AB 75.26 338.863 56.28 52.646 24.578 245.8 32.658 74.783 Line2 NODE4 NODE5 ABC 75.26 158.863 56.28 232.646 24.578 65.8 32.658 74.783 Dòng điện thứ tự (A) - Chế độ mất pha C - Mạng 3 pha 4 dây Tên Nút Nút KI 0 KI 2 φ1 φ2 φ0 Pha I1 I2 I0 đầu cuối TB (%) (%) MC475 C41 NODE4 AB 77.866 339.92 55.8 54.785 27.879 249.02 35.803 71.677 Line2 NODE4 NODE5 ABC 77.866 159.92 55.8 234.785 27.879 69.02 35.803 71.677 Nhận xét: - Đối với mạng 3 pha 3 dây, trong chế độ mất 1 pha, các phụ tải nối pha-pha ở pha không bị sự cố mới đảm bảo điều kiện vận hành, còn các phụ tải nối pha-pha khác không th tiếp tục vận hành do độ lệch điện áp tăng cao vượt quá điều ể kiện cho phép. Đối với mạng 3 pha 4 dây, trong chế độ mất 1 pha, các phụ tải 1 pha (pha-trung tính) c 2 pha còn lại đều đảm bảo các điều kiện cho phép nên vẫn tiếp ủa tục vận hành. - Trong CĐVH mất 1 pha: Các phụ tải 3 pha của mạng 3 pha 3 dây và mạng 3 pha 4 dây đ không thể tiếp tục vận hành do các hệ số K ĐX và độ lệch điện áp vượt ều mức cho phép. Ngoài ra, đ i với mạng 3 pha 3 dây, ở đầu tuyến không có dòng điện, ố nhưng do ảnh h ưởng giữa các tổ nối dây của MBA 3 pha và 1 pha (∆/Y 0 ) nên phía tải tồn tại điện áp không đủ lớn để các tải 1 pha vận hành, nhưng gây nguy hi m cho con ể 53
TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 6(35).2009 người và thiết bị. Còn đối với mạng 3 pha 4 dây, các MBA 1 pha và 3 pha có tổ nối dây Y 0 /Y 0 nên trên toàn tuyến đều không có dòng điện, do vậy với mạng này phía tải sẽ an toàn hơn cho con người và thiết bị. 4. Kết luận - Dạng cấu trúc LĐPP 22kV ít ảnh hưởng đến các hệ số KĐX thành phần TTN (K u2 , K i2 ), nhưng lại ảnh hưởng nhiều đến các hệ số KĐX thành phần TTK (K u0 , K i0 ) và độ lệch điện áp (∆U) khi lưới điện làm việc ở chế độ mất đối xứng về tải. Trong các CĐVH của HTĐ, thì độ mất đối xứng cho phép của tải trong mạng 3 pha 4 dây đều lớn hơn so với mạng 3 pha 3 dây. - Trong CĐVH bình th ường, các phụ tải 3 pha của mạng 3 pha 3 dây và mạng 3 pha 4 dây đều có các hệ số KĐX K u0 , K u2 , K i0 , K i2 và độ lệch điện áp ∆U luôn đảm bảo nhờ vào cách bố trí hợp lý các phụ tải 1 pha. Trường hợp mất 1 pha, các phụ tải 3 pha của mạng 3 pha 3 dây và mạng 3 pha 4 dây đều không thể tiếp tục vận hành do các hệ số KĐX và độ lệch điện áp vượt mức cho phép. - Ứng dụng cấu trúc LĐPP 22kV 3 pha 4 dây cho phép nâng cao độ tin cậy cung cấp điện cho các phụ tải 1 pha. Với cấu trúc này ta cần sử dụng các MBA 1 pha có tổ đấu dây Y 0 /Y 0 để đảm bảo an toàn cho con người và thiết bị khi có sự cố mất 1 pha; với các MBA phụ tải 3 pha cần thay thế bởi tổ hợp 3 MBA 1 pha để nâng cao độ tin cậy cung cấp điện khi có sự cố mất 1 pha. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Bộ Năng lượng, Quyết định số 1867 NL/KHKT ngày 12 tháng 9 năm 1994 ban hành qui định các tiêu chuẩn kỹ thuật cấp điện áp trung thế 22kV, Hà Nội.1994. [2] Trần Bách, Lưới điện và hệ thống điện, Nxb Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội 2004. [3] Tủ sách Đại học bách khoa, Quá trình quá độ điện từ trong hệ thống điện, Khoa đại học tại chức xuất bản, Hà Nội 1969. [4] Tiêu chuẩn ngành 11TCN -18-2006, Quy phạm trang bị điện - Phần 1: Quy định chung, Nhà xuất bản lao động - xã hội, Hà Nội. [5] Công ty Điện lực 3, Hướng dẫn sử dụng chương trình PSS/ADEPT, Đà Nẵng 2005. 54

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.26: Bộ 320 Luận Văn Thạc Sĩ Y Học

320 tài liệu

1244 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.