HỆ THỐNG điện i CHƯƠNG 1 tổng quan hệ thống điện

Phân Lọai Hệ Thống ĐiệnHệ thống điện tập trung: Hệ thống hợp nhất: Hệ thống địa phương:  Nguồn điện, nút phụ tải lớn  Tập trung trong 1 phạm vi không lớn  Dùng đường dây ngắn đ

TÀI LIỆU HỌC & THAM KHẢO

 Lưới Điện & Hệ Thống Điện, Tập 1 và 2, Trần Bách

 Power System Analysis & Design, Glover Sarma

 Electric Machinery and Power System Fundamentals, Stephen J Chapman

Phương Pháp & Hình Thức Đánh Giá

Sinh viên sẽ làm việc nhóm

 Mỗi nhóm phải chuẩn bị bài báo cáo cho buổi học, sẽ

gọi nhóm báo cáo ngẫu nhiên Báo cáo 30 phút và trả lời câu hỏi 50 phút

 Điểm báo cáo + điểm bài tập = 30% và thi cuối kỳ

70%

 Giảng viên sẽ tổng kết buổi học

 Giảng viên cho bài tập

Nội Dung Chính Của Học Phần

1 Tổng quan hệ thống điện

2 Những nguyên lý cơ bản

3 Các thông số của đường dây

4 Mô hình đường dây

5 Mô hình máy biến áp

CORE OF LEARN

 10% of what we read

 20% of what we hear

 30% of what we see

 50% of what we hear and see

 70% of what we say (learning by yourself)

 90% of what we say and do

We tend of remember

Chương I:

Tổng Quan Hệ Thống Điện

Hệ Thống Điện Là Gì?

330, 400, 500,765 kV

Chia Hệ Thống Điện Cấp Quản Lý

Load demand

CẤU TRÚC THỊ TRƯỜNG ĐiỆN

Tiêu thụ điện

Truyền tải điện

Phân phối điện Nhà máy điện

GENCOs

TRANSCO

s

DISCO s

Nhà Máy Điện (Power plant or Power generation)

Nhà Máy Điện

(tt)

Phân Lọai Hệ Thống Điện

Hệ thống điện tập trung:

Hệ thống hợp nhất:

Hệ thống địa phương:

 Nguồn điện, nút phụ tải lớn

 Tập trung trong 1 phạm vi không lớn

 Dùng đường dây ngắn để truyền tải

 Hợp nhất các HTĐ độc lập ở cách xa nhau

 Nối với nhau bằng đường dây siêu cao áp

 HTĐ tự dùng trong xí nghiệp công nghiệp lớn

 HTĐ ở các vùng xa không thể nối với HTĐ QG

Hệ Thống Điện Hợp Nhất Khu Vực

Châu Á

Quản Lý và Vận Hành HTĐ

 Về mặt quản lý và vận hành HTĐ được phân thành

 Hệ thống các NMĐ do các NMĐ tự quản lý

 Lưới hệ thống siêu cao áp từ 220 kV trở lên

 Lưới truyền tải và phân phối

 Về mặt quy hoạch hệ thống chia thành 2 cấp

 Nguồn điện, lưới hệ thống, các trạm khu vực

 Lưới truyền tải và phân phối được quy hoạch riêng

 Về mặt vận hành được chia làm 3 cấp

 Điều độ trung ương A0

 Điều độ địa phương: điều độ NMĐ, trạm khu vực, công ty điện

 Điều độ sở điện lực

Quản Lý và Vận Hành HTĐ (tt)

 Về mặt nghiên cứu, tính toán được phân thành

 Lưới điện hệ thống

 Lưới truyền tải: 35, 110, 220 kV

 Lưới phân phối trung áp: 6, 10, 15, 22, 35 kV

 Lưới phân phối hạ áp: 0,4 / 0,22 kV

CƠ CẤU NGUỒN ĐiỆN

CỦA VIỆT NAM

Tuabin khí, 27%

Nhiệt điện dầu, 2%

Nhiệt điện than, 14%

Thủy điện, 46%

Ngoài ngành, 6%

Điêzen và thủy điện nhỏ, 5%

Tuabin khí, 26%

Nhiệt điện dầu, 2%

Nhiệt điện than, 11%

Thủy điện, 36%

Ngoài ngành, 22%

Điêzen và thủy điện nhỏ, 3%

Hình 1 Cơ cấu nguồn điện theo công suất đặt Việt Nam 2003

Hình 2 Cơ cấu nguồn điện theo công suất đặt Việt Nam 2005

Công Suất Thiết Kế Các NMĐ

Tính Tới 31/12/2005

Tên nhà máy Công suất đặt (MW) Tên nhà máy Công suất đặt (MW)

Tổng công suất phát của toàn bộ hệ thống điện Việt Nam 11,340

Sơ Đồ Sản Xuất Điện Năng

Nguyên Lý Làm Việc NMĐ Hạt Nhân

Hạt nhân (Nuclear): (1008 MW x 1000 VNĐ/kWh x 24h)

= 24.192.000.000 VNĐ 24.192.000.000 VNĐ

Điện Năng Được Sản Xuất Từ Thủy

Năng (Hydropower Plant)

Kaplan

(Pelton wheels

Điện năng được sản xuất từ phong

năng (wind power plant)

Năng Lượng Mặt Trời

Hệ Thống Truyền Tải và Phân Phối

1 Lười hệ thống (LHT)

 Đường dây truyền tải và trạm biến áp khu vực

 Nối với các NMĐ

 LHT có nhiều mạch vòng kín

 Chuẩn độ tin cậy là N-1 hoặc N-2

2 Lưới truyền tải (LTT)

 Điện áp lưới truyền tải: 35, 110, 220 kV

 Tải điện từ các trạm khu vực đến các trạm trung

gian (TTG)

Lười hệ thống (LHT)

330, 400, 500,765 kV

Lưới truyền tải (LTT)

TKV

TTG TTG

Hệ Thống Truyền Tải và Phân Phối (tt)

3 Lưới phân phối (LPP)

 Phân phối điện năng từ TTG đến phụ tải

 LPP có cấu trục kín nhưng vận hành hở

 Điện áp: 6, 10, 15, 22 kV cho trạm trung.hạ áp

 Lưới hạ áp cấp điện cho các phụ tải hạ áp 380/220 V

Phụ Tải Điện

 An toàn điện

 Chất lượng điện

 Độ tin cậy cung cấp điện

 Hiệu quả kinh tế

Phục vụ khách hàng

 Tránh nguy cơ làm hại TB: quá tải, quá áp

 Chi phí vận hành ít nhất

 Thất thu ít nhất

Phụ Tải Điện (tt)

10/0.4 KV Lưới trung áp Lưới hạ áp

Phụ tải Phụ tải Phụ tải

1 Định nghĩa phụ tải điện

 Công suất P và Q yêu cầu tại một thời điểm nào đó của lưới điện ở điện áp

định mức gọi là điểm đặt hay điểm đấu phụ tải

Đặc Tính Của Phụ Tải

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000

max

8760

0 max

max

) (

P

dt t P P

A 

 Năng lượng tiêu thụ trong năm

 Thời gian sử dụng công suất

 Năng lượng tiêu thụ

Yêu Cầu Của Phụ Tải

đm

f f

Yêu Cầu Của Phụ Tải (tt)

 Độ dao động điện áp là sự biến thiên nhanh của điện áp

100

min max

đmU

U

U



 Độ không đối xứng: phụ tải các pha không đối xứng, dẫn đến

điện áp các pha không đối xứng, điện áp không đối xứng làm giảm hiệu quả công tác và tuổi thọ của thiết bị dùng điện, giảm khả năng tải của lưới điện và tăng tổn thất điện năng.

 Độ không sin: Các thiết bị dùng điện có đặc tính phi tuyến như

MBA không tải, bộ chỉnh lưu, tranristor v.v… làm biến dạng đường đồ thị điện áp, khiến nó không còn dạng hình sin nữa Xuất hiện các sóng hài bậc cao, giảm điện áp trên đèn điện, thiết

bị sinh nhiệt, làm tăng thêm tổn thất sắt từ trong động cơ, và V.V…

Yêu Cầu Của Phụ Tải (tt)

2 Độ tin cậy

 Phụ tải có tính chất chính trị xã hội cao được đảm

bảo độ tin cậy đặc biệt hoặc rất cao

 Các phụ tải khác được phân loại theo thiệt hại kinh tế

khi mất điện tính bằng [đ/kWh] mất điện

 Giá tiền mất điện này do HTĐ xác định.

Tính Toán Phụ Tải

 Có 2 loại phụ tải cực đại

 Phụ tải để kiểm tra và lựa chọn thiết bị lưới điện theo điều kiện

phát nóng cho phép P max P max theo phát nóng là giá trị cao nhất trong các giá trị trung bình trượt 30 phút của đồi thị phụ tải.

 Phụ tải max để kiểm tra tổn thất điện áp còn gọi là phụ tải đỉnh

nhọn (P đn) là giá trị cực đại tức thời cao nhất của phụ tải.

 Phụ tải nhỏ của lưới điện trung, hạ áp:

 tính trong tương lai gần, một phần phụ tải được tính từ quy hoạch phát triển

của các ngành kinh tế, một phần được tính theo hệ số tăng trưởng phụ tải năm

r được tính từ số liệu thống kê trong quá khứ và được điều chỉnh cho phù hợp

với thực tế Biết phụ tải năm đầu là P 0 và r ta tính được phụ tải năm t như sau

t

t

r P

0

r P

 là tổng phụ tải của các trạm mới xây dựng từ năm 0 đến

năm t

Chế độ làm việc và cân bằng công

suất của Hệ Thống Điện

 Điện năng được sản xuất từ các NMĐ  lưới hệ thống  điện năng đi qua lưới

truyền tải (hay lưới cung cấp)  lưới phân phối  cấp điện trực tiếp cho một

bộ phận thiết bị dùng điện đồng thời cấp điện cho lưới hạ áp thông qua các trạm phân phối, lưới hạ áp cấp điện trực tiếp cho các thiết bị dùng điện.

 Các thông số đặc trưng chế độ của HTĐ:

 Công suất tác dụng P

 Công suất phản kháng Q

 Điện áp U

 Góc pha của điện áp 

 Dòng điện I tại mọi điểm của HTĐ

 Các thông số này biến đổi liên tục theo thời gian do nhu cầu điện năng của

phụ tải luôn biến đổi theo quy luật của sản xuất và đời sống

Chế độ làm việc và cân bằng công

suất của Hệ Thống Điện (tt)

 Chế độ xác lập: chế độ làm việc bình thường của HTĐ, trong đó các thông số chế độ được coi là

không đổi

 Chế độ quá độ : chế độ trong đó các thông số chế độ biến đổi nhanh, mạnh

 Chế độ quá độ bình thường : chế độ xảy ra khi yêu cầu công suất của phụ tải biến đổi

nhanh

 Chế độ quá độ sự cố : chế độ xảy ra sự cố trong HTĐ.

 HTĐ phải đáp ứng các chế độ này bằng hệ thống điều khiển, Rơle-tự động hóa

 Điện năng có đặc điểm là không thể dự trữ được

 Phụ tải yêu cầu đến đâu thì HTĐ đáp ứng đến đó

 Công suất phát của NMĐ phải luôn thay đổi theo nhu cầu công suất tác dụng P

 Điện áp của các NMĐ phải luôn thay đổi để đáp ứng nhu cầu công suất phản kháng Q của phụ

tải

 Công suất tác dụng và công suất phản kháng của nguồn điện luôn cân bằng với công suất yêu

cầu của phụ tải trong mọi thời điểm vận hành.

Công Suất Dự Trữ Của

BRR

Chế độ làm việc và cân bằng công

suất của Hệ Thống Điện (tt)

 Nếu công suất tác dụng của nguồn điện nhỏ hơn yêu cầu của phụ tải

 Tần số sẽ giảm và ngược lại

 Tần số là thước đo cân bằng công suất tác dụng

 Nếu tần số cao hơn tiêu chuẩn chất lượng điện thì công suất nguồn thừa so

với phụ tải và ngược lại

 Để đáp ứng tức thời mọi biến đổi của nhu cầu phụ tải

 Công suất nguồn phải có dự trữ một lượng công suất nhất định

 Dự trữ lạnh tức tổ máy ở trạng thái nghỉ và phải có thời gian khởi động và

nhận tải nhanh

 Công suất dự trữ sự cố được xác định ở thời điểm phụ tải cực đại trong năm

td dtbq

dtsc pt

công suất tự dùng của các NMĐ

Chế độ làm việc và cân bằng công

suất của Hệ Thống Điện (tt)

 Nếu công suất phản kháng phát nhỏ hơn yêu cầu

 điện áp sẽ giảm

 Do đó điện áp là thước đo cân bằng công suất phản kháng trong HTĐ

 Cân bằng công suất phản kháng vừa có tính chất hệ thống vừa có tính địa

phương

 Có nghĩa là chỗ này của HTĐ có thể đủ công suất phản kháng nhưng

chỗ khác lại thiếu

 Công suất phản kháng được đáp ứng một phần bởi các NMĐ  phần quan

trọng có khả năng biến đổi nhanh đáp ứng được sự biến đổi của yêu cầu

 Còn lại được cấp nhờ các tụ bù, kháng điện được đặt một cách hợp lý

trong HTĐ

 Công suất bù phản kháng Q b xác định từ điều kiện cân bằng công suất phản kháng

F c

dt td

B l

pt

công suất nguồn điện phát được trong chế

độ định mức

công suất phản kháng

do đường dây sinh ra

tổn thất công suất phản kháng trong các máy biến áp

tổn thất công suất phản kháng

trong lưới điện

Sơ Đồ HTĐ Khi Không Nối Phụ Tải

Điều Khiển Hệ Thống Điện

Call Q control

Call P control

Connected load with Q control

Connected load with P control

N is rounding per minute (rpm) of rotor

P is the number of pole

f is the frequency

Chuyển Đổi Năng Lượng Của

Thủy Điện Tích Năng

n n

y V







5

Tài Liệu Học

Lưới Điện & Hệ Thống Điện – Tập I

1 Khái niệm chung về HTĐ & lưới điện

2 Sơ đồ tính tóan và các thông số của các phần tử của lưới điện

3 Đặc tính truyền tải điện năng

4 Tính tóan lưới hệ thống & lưới truyền tải

5 Điều chỉnh điện áp trong hệ thống điện