HỆ THỐNG ĐIỆN TRUYỀN TẢI VÀ PHÂN PHỐI TRÌNH BÀY TS TRƯƠNG VIỆT ANH HỆ THỐNG ĐIỆN LÀ GÌ ? Đường dây Máy phát điện S = UI I Phụ tải Đường dây Máy phát điện Phụ tải Quá tốn chi phí kim lọai màu phải tăng tiết diện dây dẫn HỆ THỐNG ĐIỆN LÀ GÌ ? Đường dây Máy phát điện S = UI Chiều dài đường dây NMĐ gần tải đưa xa phụ tải vi: + Ơ nhiễm mơi trường + Gần nguồn ngun liệu (Gió, mặt trời, nhiên liệu hóa thạch) + Nơi xây dựng thủy điện + Nơi xây NMĐ hạt nhân Sụt áp tăng Tổn thất công suất tăng Phụ tải HỆ THỐNG ĐIỆN LÀ GÌ ? Đường dây S = UI Máy phát điện Phụ tải MBA tăng áp Đường dây MBA giảm áp Máy phát điện Phụ tải U ⇒ I ⇒ ∆U ∆P ,∆Q ⇒ Chi phí cách điện Lựa chọn U phù hợp HỆ THỐNG ĐIỆN LÀ GÌ ? Đường dây Nhiều đường dây S = UI Máy phát điện Phụ tải Các nhà máy điện Mạng điện Các trạm tăng áp Các trạm giảm áp Các khóa điện Các trạm bù Các phụ tải tiêu thụ Nhiều phụ tải Nhiều NMĐ HỆ THỐNG ĐIỆN LÀ GÌ ? Tập hợp tất các:  Phụ tải  Nhà máy điện  Đường dây, trạm biến áp Phân loại  Truyền tải : trạm tăng, giảm áp, TBĐC, thiết bị bù, thiết bị điều khiển cưỡng dòng cơng suất đường dây  Phân phối : trạm hạ áp, TBĐC, thiết bị bù, đường dây  Các thiết bị bảo vệ đường dây, trạm…: Chống áp  Các thiết bị điều khiển TBĐC: vận hành HTĐ ĐẶC ĐIỂM CỦA HTĐ Được sản xuất, phân phối biến đổi thành dạng lượng khác thời điểm  Không dự trữ  Toàn thể phần tử HTĐ hệ thống  Tổng lượng phát = tổng lượng tiêu thụ Các trình độ xảy nhanh chóng Gắn liền với phát triển công nghiệp, sinh hoạt, thông tin, giao thông…  Đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện  Chất lượng điện  Công suất dự trữ HTĐ phải hợp lý Ý NGHĨA CỦA CÁC ĐẶC ĐIỂM Không thể dự trữ sản phẩn điện được:  Khi thiếu hụt nguồn phát ⇒ phải có nguồn phát dự phòng  Khi thiếu hụt tải ⇒ không tận dụng tồn cơng suất chun tải thiết bị khơng có TB điều khiển HTĐ  Khi cơng suất phát giảm cơng suất tải tự động giảm theo ngược lại ⇒ chất lượng điện Đặc điểm ảnh hưởng nghiêm trọng đến công tác thiết kế, qui họach nguồn lưới Ý NGHĨA CỦA CÁC ĐẶC ĐIỂM Quá trình độ xảy nhanh chóng  Phải sử dụng thiết bị tự động đặc biệt tác động nhanh để trình độ diễn phạm vi cho phép  Chỉnh định TB tự động, bảo vệ chống áp, bảo vệ relay… phải xem xét HTĐ cấu Đặc điểm cho thấy việc áp dụng tự động hóa HTĐ cần thiết đa dạng chủng loại số lượng  Điều khiển trạm biến áp, nhà máy điện, TBĐC HTĐ…  Phát triển hệ thống giám sát thông số trạng thái (SCADA) Ý NGHĨA CỦA CÁC ĐẶC ĐIỂM Gắn liền với phát triển kinh tế quốc dân  Sự phát triển nguồn lưới phải theo kịp với mức tăn trưởng hàng năm (khỏang 1.3-1.5 GDP)  Nếu khơng thỏa mãn ngành lượng kìm hãm phát triển đất nước  Mức tiêu thụ điện năng/đầu người tiêu đánh giá chất lượng sống Đặc điểm cho thấy việc phát triển HTĐ phải nhịp nhàng với đà tăng trưởng kinh tế  Dự báo phụ tải qui hoạch HTĐ quan trọng  Thúc đầy ngành kỹ thuật điện phát triển công nghệ ĐIỀU KHIỂN TRONG HTĐ Điều khiển HTĐ tập trung phân rã  ĐK Tập trung: Ở trung tập điều độ quốc gia định thông số trạng thái nút có lưới truyền tải  ĐK Phân rã: Trung tâm điều độ quốc gia quan tâm đến điều kiện biên HTĐ với Tuân thủ nguyên tác điều khiển học:  Có thơng tin đầy đủ trạng thái HTĐ (nút, nhánh, U,δ,P,Q)  Gia công nhanh số liệu để có định điều khiển tối ưu  Truyền nhanh mệnh lệnh không sai lệch đến TB điều khiển (trạm, nhà máy, TBĐC điều khiển từ xa)  Có khả nhận tín hiệu phản hồi hiệu chỉnh tín hiệu  Ghi lại phân tích trạng thái để tích lũy kinh nghiệp – tự học  Dự đoán qui hoạch HTĐ TRUNG TÂM ĐIỀU ĐỘ Điều chỉnh tần số phân bố P NMĐ (TĐ NĐ) Điều chỉnh U nút phân bố Q HTĐ Xác lập trì Pdự trữ cách thứ tự, thờ điểm đóng cắt tổ máy NMĐ Thay đổi sơ đồ vận hành HTĐ (lưới NMĐ) để giảm In đảm bảo làm việc ổn định HTĐ Lên lịch sửa chữa phương án vận hành sửa chữa TB quan trọng HTĐ Đề phòng giải cố HTĐ Giải cố nghiêm trọng làm điện phận hộ tiêu thụ CÁC BÀI TỐN TRONG HTĐ Các tốn chế độ xác lập Các toán chế độ độ Các toán thiết kế – qui hoạch CHẾ ĐỘ XÁC LẬP Chế độ xác lập : chế độ làm việc lâu dài ổn định HTĐ Các nghiên cứu gồm:  Xác định trạng thái vận hành HTĐ  Vận hành tối ưu HTĐ  Dự báo phụ tải nhiều khoảng thời gian khác  Tính toán khả chịu đựng HTĐ thời gian lâu dài tình vận hành  Tính toán ngắn mạch cấu trúc vận hành, đảm bảo khả chịu đựng TB, khả ổn định HTĐ  Chỉnh định Relay bảo vệ phần tử HTĐ CHẾ ĐỘ QUÁ ĐỘ Chế độ độ: khoảng thời gian HTĐ chuyển từ chế độ xác lập thứ i sang chế độ xác lập thứ i+1 Các nghiên cứu gồm  Tính tốn ổn định động  Phục vụ tốn tính cách điện thiết bị điện, vật liệu cách điện đường dây cáp ngầm  Nghiên cứu ảnh hưởng xung sét lên HTĐ  Nghiên cứu ảnh hưởng việc đóng cắt thiết bị MC đường dây, tụ bù, MBA, phụ tải có cơng suất lớn THĐ  Chỉnh định Relay bảo vệ phần tử HTĐ BÀI TỐN THIẾT KẾ Bài tốn thiết kế: Thực chất toán vận hành tương lai Các nghiên cứu tập trung vào:  Dự báo phụ tải thời gian dài để đảm bảo việc cân công suất  Qui hoạch nguồn : xác định vị trí tối ưu, loại lượng sơ cấp, đặc điểm NMĐ  Qui hoạch HTĐ mở rộng HTĐ để đảm bảo không gian vận hành tối ưu tương lai  Tính tốn kiểm tra độ tin cậy, tính kinh tế THĐ đảm bảo chất lượng điện  Lựa chọn thiết bị vật tư HTĐ MƠ HÌNH HĨA HỆ THỐNG ĐIỆN Hệ thống điện có tính chất sau:  Duy nhất, đắt tiền  Khi hư hỏng gây hậu kinh tế, xã hội nghiêm trọng Dùng để xây dựng phòng thí nghiệm ảo chun nghiên cứu xác định thơng số cho tốn vận hành, thiết kế, qui hoạch hệ thống … Các mơ hình ứng dụng  Mơ hình vật lý  Mơ hình tương tự  Mơ hình tốn học Chủ yếu mơ hình tốn học rẻ tiền TRÌNH TỰ XÂY DỰNG MH HTĐ Thành lập mơ hình tốn học phù hợp  Xác định mục đích u cầu tốn  Xây dựng mơ hình thay phần tử độ phức tạp cần thiết  Xây dựng cấu trúc hệ thống, tập thông số chế độ Xây dựng lựa chọn phương pháp giải phù hợp Xây dựng giải thuật chi tiết Chọn ngôn ngữ thảo chương phù hợp Xây dựng giao diện người – máy, tạo tiện ích PHẦN TỬ TRONG MH HTĐ Mơ hình hệ thống điện lắp ghép từ phần tử đơn giản hệ thống điện Để mô hình hóa hệ thống điện phải mơ hình phần tử đơn giản trước tiên Các phần tử bao gồm:  Máy biến áp  Đường dây  Phụ tải, tụ bù tĩnh  Máy phát điện, máy bù đồng  Thiết bị đóng cắt THƠNG SỐ ĐƯỜNG DÂY VÀ CÁP TS Trương Việt Anh ĐƯỜNG DÂY TRÊN KHƠNG Đường dây cao áp khơng chủ yếu sử dụng dây nhơm lý kinh tế dễ thực  Nhôm lõi thép hay hợp kim nhôn lõi thép  Vặn xoán Đường dây tải điện siêu cao áp dùng dây rỗng hay dùng kỹ thuật phân pha để  Giảm tổn thất vầng quang  Giảm cảm kháng đường dây CÁP NGẦM Cáp ngầm chủ yếu dùng dây đồng vặn xốn có lõi hay nhiều lõi, có cách điện với với vỏ  Cáp lõi có tiết diện tròn  Cáp nhiều lõi tiết diện nan quạt hay bầu dục để tiết kiệm không gian bên vỏ cáp Cách điện cáp ngầm  Cách điện giấy tẩm dầu: Ucao , dễ hỏng  Cách điện PE: cách điện tốt, bền, nứt gãy tia cực tím  Cách điện PVC: Uthấp, fCN, dễ gia nhiệt, bền hoá  Cách điện cao su: bền, chống gãy nứt, đắt tiền  Cách điện XLPE: bền cơ, hoá, làm việc 90oC CÁP NGẦM Màng chắn điện từ dùng cho cáp trung, cao để phân bố lại điện trường từ lõi cáp đến vỏ cáp ĐIỆN CẢM CỦA ĐƯỜNG DÂY Điện cảm đường dây tải điện: hỗ cảm D pha lên nhau, phụ thuộc vào:  Đường kính hình học dây dẫn  Khoảng cách pha D D D Điện kháng đường dây gây sụt áp không đồng pha nên d phải tiến hành hoán vị pha d ĐIỆN DUNG CỦA ĐƯỜNG DÂY Điện dung đường dây tải điện: hình thành từ D bảng cực pha lên  Đường kính hình học dây dẫn  Khoảng cách pha  Khoảng cách với đất tương đối  D D D Dây chống sét, dây trung tính, đất d Điện dung đường dây gây sụt áp không đồng pha nên d phải tiến hành hoán vị pha ... Phụ tải HỆ THỐNG ĐIỆN LÀ GÌ ? Đường dây S = UI Máy phát điện Phụ tải MBA tăng áp Đường dây MBA giảm áp Máy phát điện Phụ tải U ⇒ I ⇒ ∆U ∆P ,∆Q ⇒ Chi phí cách điện Lựa chọn U phù hợp HỆ THỐNG ĐIỆN... điện Phụ tải Các nhà máy điện Mạng điện Các trạm tăng áp Các trạm giảm áp Các khóa điện Các trạm bù Các phụ tải tiêu thụ Nhiều phụ tải Nhiều NMĐ HỆ THỐNG ĐIỆN LÀ GÌ ? Tập hợp tất các:  Phụ tải. ..HỆ THỐNG ĐIỆN LÀ GÌ ? Đường dây Máy phát điện S = UI I Phụ tải Đường dây Máy phát điện Phụ tải Quá tốn chi phí kim lọai màu phải tăng tiết diện dây dẫn HỆ THỐNG ĐIỆN LÀ GÌ ? Đường