BÙ DỌC VÀ BÙ NGANG TRÊN MẠNG TRUYỀN TẢI ĐIỆN

Có thể bạn quan tâm

HỆ THỐNG ĐIỆN BÙ DỌC VÀ BÙ NGANG TRÊN MẠNG TRUYỀN TẢI ĐIỆN

by DN tháng 3 14, 2019

I- 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, kháng bù ngang) nhằm mục đích cải thiện điện áp các nút, ngoài ra việc bù công suất 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 II- Nguyên lý bù: Sơ đồ mô phỏng đường dây truyền tải như sau:

Tổn thất điện áp trên đường dây truyền tải được tính theo công thức: sU= (P.R + Q.X)/U Trong đó : - P là công suất tác dụng được truyền trên đường dây - R là thành phần điện trở của đường dây - Q là công suất phản kháng được truyền trên đường dây - X là thành phần điện kháng của đường dây - U là điện áp tại đầu đường dây Căn cứ vào công thức trên, chúng ta thấy rằng : Nếu thay đổi P thì sU thay đổi nhưng P lớn hay nhỏ là do phụ tải quyết định nên không thể thay đổi tuỳ tiện được. Thay đổi tham số R bằng cách tăng tiết diện đường dây hoặc tăng số đường dây làm việc song song thì không hợp lý về mặt kinh tế Vì vậy, người ta tìm cách thay đổi Q (Công suất phản kháng) hoặc X (tham số đường dây) để giảm tối thiểu sU Các biện pháp thay đổi Q được gọi là bù ngang: dùng các thiết bị để phát hoặc tiêu thụ công suất phản kháng như động cơ đồng bộ, tụ điện, kháng điện (trong chương này chỉ đề cập tới tụ và kháng ). Thiết bị bù được mắc rẽ nhánh với lưới điện, thông qua việc tăng giảm công suất phản kháng trên lưới để thay đổi tổn thất điện áp trên đường dây Các biện pháp thay đổi X được gọi là bù dọc: tụ bù được mắc nối tiếp trên đường dây truyền tải làm cho tổng trở đường dây nhỏ đi: ( XS = X - Xbù). Trở kháng trong hệ thống truyền tải bao gồm phần lớn là thành phần điện kháng và phần nhỏ là thành phần điện trở: (Zht = R + J. XS ). Bởi vậy sự thay đổi điện áp ở phía tải được gây nên bởi thành phần XS nhiều hơn là thành phần điện trở R. III- Thiết bị bù ngang:1- Tụ bù ngang:a- Chức năng ứng dụng: Véc tơ dòng đi qua tụ bao giờ cũng vượt trước véc tơ điện áp, do vậy tụ điện luôn phát ra công suất phản kháng Q, cung cấp cho phụ tải, giảm lượng công suất phản kháng truyền tải từ lưới về có tác dụng nâng cao điện áp tại cuối đường dây. Như vậy, với các đường dây truyền tải có điện dung pha - đất nhỏ thì việc nối rẽ nhánh tụ công suất (bù ngang ) tại đầu vào tải hoặc trạm phân phối sẽ giảm được sự sụt áp và giữ ổn định điện áp tại các nút phụ tải. Sơ đồ thay thế như sau:

Lúc này, tổn thất điện áp trên đường dây là: sU= [P.R + (Q - Qbù).X]/U Như vậy, sU sẽ giảm khi có Qbù, Trong trường hợp tải P nhỏ hoặc không tải mà Qbù lớn thì sU < 0 , điều đó có nghĩa là sẽ xảy ra sự dâng quá áp tại các nút có lắp đặt Qbù, b- Cấu tạo, đặc điểm: Các bản cực tụ điện thường được làm bằng các lá kim loại được cách điện bởi các màng giấy mỏng tẩm dung môi và được cuốn lại với nhau thành các lớp xen kẽ và được nhúng trong dầu cách điện. Để có các bộ tụ điện cao áp, người ta ghép nối nhiều tổ tụ nhỏ để chia đều điện áp đặt lên mỗi tổ tụ. *-Đặc điểm của phương pháp dùng tụ bù ngang: - Chỉ phát Q nên có tác dụng tăng điện áp - Điều chỉnh điện áp theo từng cấp cố định tuỳ theo dung lượng bù - Lượng Q phát ra: Q= U2 ωC → phụ thuộc vào điện áp lưới. c- Ví dụ về hệ thống tụ bù tại trạm Sóc Sơn : Số liệu cả dàn tụ: Công suất: Q= 62,5MVAR. Điện áp định mức: 123 Kv Sơ đồ nối: Y Y - không nối đất Tổng số bình tụ: 66 bình Thông số từng bình tụ: Công suất: 947 KVAR Điện dung: 72,32 MF Điện áp định mức: 6456V, 50HZ Sơ đồ nguyên lý như hìnhư vẽ sau:

Các bảo vệ chính: - Bảo vệ quá dòng: tụ không chịu được dòng liên tục vượt quá dòng định mức theo hệ số quy định. - Bảo vệ kém dòng: đề phòng điện dung của tụ bị giảm quá mức dẫn tới sự cố - Bảo vệ dòng không cân bằng: không vượt qua 20% giá trị dòng vận hành. - Bảo vệ quá áp: không vượt quá 110% điện áp định mức. Chú ý khi vận hành: - Dòng không cân bằng đến 50% giá trị cắt tụ thì cần phải đo điện dung các bình tụ. Nếu tụ nào có điện dung thay đổi hơn 10% giá trị ban đầu thì cần phải thay thế các bình tụ. - Kiểm tra giá trị chỉnh định và sự làm việc hoàn hảo của các rơle bảo vệ - Sau khi đấu nối lại, dòng không cân bằng phải nhỏ hơn 20% giá trị tác động của bảo vệ. - Kiểm tra bằng mắt các bình tụ không bị bẩn, hư hỏng, chảy dầu … Cần vệ sinhư định kỳ hàng năm. - Trước khi chạm vào bình tụ, cần phải nối tắt tụ và nối đất 2- Kháng bù ngang: a- Chức năng tác dụng:- Là thiết bị chỉ tiêu thụ công suất phản kháng nên nó có tác dụng triệt tiêu, điều chỉnh lượng công suất phản kháng dư thừa do lưới điện sinh ra, giảm điện áp và giữ ổn định điện áp hệ thống - Trên các đường dây siêu cao áp có độ dài lớn, điện dung pha - đất và pha - pha là rất lớn. Điện dung này phát ra công suất phản kháng Qc lớn (có tác dụng như tụ bù ngang ), vì vậy trong trường hợp đường dây không tải hoặc tải nhỏ lượng công suất phản kháng dư thừa lớn thì điện áp ở cuối đường dây sẽ nâng cao hơn đầu đường dây. Để giảm ảnh hưởng bất lợi của điện dung này, người ta mắc rẽ nhánh một kháng điện để tiêu thụ bớt công suất phản kháng Qc. Đối với đường dây siêu cao áp 500 Kv, khoảng cách lớn nhất giữa hai điểm đặt kháng là 500 Km - Sơ đồ nguyên lý của kháng điện trên lưới điện như hình vẽ:

b- Nguyên lý cấu tạo: Cuộn kháng có thể được coi như một máy biến áp mà trong đó không có cuộn dây thứ cấp, tất cả dòng chảy vào cuộn kháng trở thành dòng kích từ (dòng không tải). Cấu trúc nguyên lý của cuộn kháng tương tự như của máy biến áp, nhưng vì tất cả dòng chảy vào cuộn kháng là dòng kích từ (dòng không tải ) nên nếu dùng khung từ như máy biến áp thông thường, nó sẽ bão hoà rất nhanh, trở kháng của cuộn kháng sẽ rất lớn và dòng chạy qua cuộn kháng sẽ nhỏ. Trong cuộn kháng, đường khép mạch từ khác so với máy biến áp. Mạch từ được khép kín qua khe hở không khí (từ thông được khép vòng qua không khí) nhằm tránh bão hoà nhanh cho khung từ. Muốn được như vậy trong phần ứng của cuộn kháng bằng thép, người ta tạo rất nhiều những khoảng trống bằng các nêm chèn vào trong lõi thép. Vì cuộn kháng làm việc trong môi trường điện từ rất mạnh, nên yêu cầu cao về sự chắc chắn của khung từ và vỏ để chống độ rung lớn hơn so với máy biến áp. c- Cuộn kháng tại trạm Hà tĩnh: Cuộn kháng 500 Kv do hãng ABB chế tạo đóng vai trò bù ngang hệ thống truyền tải đường dây 500 Kv Bắc - Nam Công suất : 128 MVAR Trở kháng: 30,5 W

Các công việc bảo dưỡng kiểm tra: - Thường xuyên kiểm tra bề mặt bên ngoài của kháng, làm sạch bụi bẩn - Kiểm tra dò dầu tại những điểm nối trong hệ thống dẫn dầu, nếu cần phải xiết lại - Kiểm tra bình Silicagen: khi 2/3 lượng Silicagen đổi màu thì phải thay thế - Kiểm tra mức dầu trên bình dầu phụ có phù hợp với bảng chỉ thị không - Kiểm tra nhiệt độ của dầu cách điện và cuộn dây - Thường xuyên kiểm tra và làm sạch bề mặt của bộ phận làm mát, nếu cần thiết phải phun nước với áp lực cao - Với sứ cao áp: Thường xuyên làm sạch bụi bẩn. Để tránh tăng nhiệt độ tại chỗ tiếp xúc điện, cần kiểm tra và xiết lại các bu lông, đai ốc tại đầu cốt. Nếu có thể, dùng Camera quan sát nhiệt độ tại chỗ tiếp xúc IV- Tụ bù dọc:1- Chức năng tác dụng: Như đã nói ở mục (Kháng bù ngang): Trên các đường dây siêu cao áp có độ dài lớn, điện dung pha - đất và pha - pha là rất lớn, do đó khi không tải hoặc tải nhỏ thì điện áp ở cuối đường dây sẽ cao hơn ở đầu đường dây. Vì vậy, kháng bù ngang, có tác dụng giảm sự tăng áp này, giữ điện áp tại cuối đường dây ổn định bằng điện áp định mức. Đối với tụ bù dọc chỉ 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. Đồ thị điện áp theo dọc đường dây như sau: Đường 1: khi không có tụ và kháng bù Đường 2: khi có tụ và kháng bù

2- Nguyên lý bù:tụ bù được mắc nối tiếp trên đường dây truyền tải làm cho tổng trở đường dây nhỏ đi: ( XS = X - Xbù ). Trở kháng trong hệ thống truyền tải bao gồm phần lớn là thành phần điện kháng và phần nhỏ là thành phần điện trở: (Zht = R + J.XS ). Do đó, nếu chúng ta thay đổi được XS thì sẽ thay đổi được điện áp ở phía tải bởi vì sự sụt áp trên đường dây được gây nên bởi dòng điện điện kháng nhiều hơn là dòng điện điện trở. Sơ đồ mô phỏng đường dây khi có tụ bù dọc:

Sau khi bù, điện kháng trên đường dây là: XΣ = X - Xbù Và điện áp rơi trên đường dây sẽ là: U = [P.R + Q.(X - Xbù)]/U Như vậy, U sẽ giảm khi lắp thêm tụ bù dọc HỆ THỐNG ĐIỆN HTD TỤ BÙ

Bạn có thể thích những bài đăng này

XEM NHIỀU