Luận văn tính toán phân tích tổn thất của Đường dây siêu cao Áp và nghiên cứu các biện pháp giảm thiểu tổn thất

hệ thống lưới điện SCA siêu cao áp nêu đặt vấn đề thông nhật hệ thông điện trên toàn quốc Một dic diém rat quan trọng trọng cấu trúc hệ thống diện Việt Nam là các nhà máy điện chủ yếu t

Trang 1

LAI VAN TRANG

TINH TOAN PHAN TICH TON THAT CUA DUONG DAY

SIEU CAO AP VA NGHIEN CUU CAC BIEN PHAP

GIAM THIEU TON THAT

LUAN VAN THAC SI KHOA HOC

HE THONG DIEN

Hà Nội - 2011

Trang 2

BO GIAO DUC VA DAO TAO

TRUONG DAI HOC BACH KHOA HA NOI

~e -= delsé

LẠI VĂN TRÁNG

TÍNH TOÁN PHẦN TÍCH TỎN THÁT CỦA ĐƯỜNG DÂY

SIÊU CAO ÁP VÀ NGHIÊN CỨU CÁC BIỆN PHÁP

GIAM THIEU TON THAT

Chuyên ngành: KỸ THUẬT ĐIỆN HUONG HE THONG DIEN

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Trang 3

Tính tuân phân Ách tôn thÃI cúa đường dây siên cao áp và ngiiên củu cúc biện phúp giám thiêu tin thất

MỤC LỤC

CHƯƠNG TL - § TONG QUAN VE DUONG DAY SIEU CAO AP VIET NAM VẢ KHẢ NĂNG PHAT TRIEN TRONG TƯƠNG LAI

1.1 ĐẶC ĐIÊM DUONG DAY SIÊU CAO AP XOAY CHIEU

11.1 Dùng đây phan pha

1.1.2 Về khoảng cách cách điện và hành lang an toàn

11.3 Chế độ làm việc của đường dây SCA

L1.4 Một số thông số của đường dây siêu cao áp như sau

1⁄2 LƯỚI TRUYÊN TẢI DIỆN Ở VIỆT NAM VÀ KHU VỰC ASEAN

1.2.1 Hệ thống truyền tái điện Việt Nam

12.2 Chương trình liên kết hệ thông điện ‘rong khu vì vực ASEAN

1.2.3 Lién kết lưới điện giữa Việt Nam va ‘Trung Quéc

CHƯƠNG IL ¬ eeeneerseetseee KH TH HA TH T2 HH0 T001 .12

LY THUYET BUONG DAY DAT VA MO HINA TINH TOAN, 12

TI.1 MÔ HÌNH ĐƯỜNG DAY DAT TRONG TÍNH TOÁN CĐXI 12 TL1.1 Phương trình đường dây đãi có thông số rải 12 TỊ1.2 Phân bổ điện áp và đông điện trên đường đây dai 13

1.1.3 Các thông số đặc trưng cho quá trình truyền sóng trên đường ay dai

1.2 TINII CHE BO DUONG DAY TAI ĐIỆN DAL 3 PUA :

1L2.1 CÔNG THUC CHUNG TINH CHE DO DUONG DAY TAL

DIỆN DẢI 3 PHA

11.2.2 Tính toán chế độ đường dây dài biết, công suất cudi ái đường dây 17 CHƯƠNG UL " kh enguen "

TON THAT CôNG SUÁT VẢ TÖN THÄT DIỆN NĂNG - TTIỆU SUA

ĐIỆN CUA DUONG DAY SIÊU CAO ÁP "— -

1.1 KHO KHAN CHUNG KHI TINH TON THAT CONG SUAT VA

TT 1.2 Đặc điểm tốn thất công suất trên các đường đây đài siêu cao áp 2

10.2 TINH TOAN TON THAT CONG SUAT VA BIEN NANG TREN ĐDSCA

Lea Vin Tréng- Cun hye kỆ thuật điện 2009 ‘Trang 1

Trang 4

trọng điểm và đân cư tập trung tại hai đầu đất nước: Khu vực kinh tế đồng bằng Bắc

bộ và Đông bắc ở phia Bắc vá khu vực kih tế đồng bằng Nam bộ và đồng bằng

sông Cũu long ở phía Nam Hai khu vực kinh tế cũng là hai khu vực phụ tải cơ bản

của hệ thống điện nằm cách xa nhau tới hơn 1700km, là điều kiện cần để hình thánh

hệ thống lưới điện SCA (siêu cao áp) nêu đặt vấn đề thông nhật hệ thông điện trên

toàn quốc

Một dic diém rat quan trọng trọng cấu trúc hệ thống diện Việt Nam là các nhà máy điện chủ yếu tập trung ở bổn khu vực đó là

+ Các nhà nảy thuỷ diện ở Tây Bắc

+ Các nhà máy nhiệt điện than ở Đồng, Bắc

+ Các nhà máy thuỷ điện ở Tây Nguyên

+ Các nhà máy nhiệt điện dâu khi ở Tây Nam bộ

+ Các khu vục tập trưng các nhà máy điện nảy nằm cách xa nhau Các khu

vực tập trme các nhà máy điện này cách xa nhau tới 600: 1000 km Đó là tiên dé

cho việc hình thành lưới điện SCA để hoá các nhà rnáy điện thống nhất trong hệ

thông điện Việt Nam nhằm cmg cấp tốt nhất hiệu quả và an toàn nhất cho nha cầu

dùng điện của niên kinh tế quốc din

- Để hỗ trợ truyền tải diện hai miễn từ Bắc vào Nam vào mùa lũ dễ tận dụng, nguén nước, nguồn năng lượng rẻ của các nhà máy thuỷ điện và từ Nam ra Đắc vào

xuủa khô kiột bởi sác nhà mãy nhiệt điện khí ở Miễn Nam Năm 1994 hệ thống điện Việt Nam chính thức với sự ra đời của dường dây SCA 5U0kV Bắc Nam mạch một

và các trạn 500kV Hoà bình - Hà tĩnh - Pleicu - Phá lâm Đường ¢

Nam thực sự phát huy hiệu quả trong việc cung cấp diện vào Miễn Nam trong

những năm chưa xây dựng các nhả máy nhiệt điện khi vào những năm 1994+2000

và cung cấp diện ra miễn Bac vào rùa khô trong các năm 2004: 2005, 2008 và nhất

la cdc thang dau nim 2010 hiện nay

Trang 5

toàn quốc

Trang 6

những vị trí nhàt định nhằm khắc phục cäe nhược điểm của nó, làm cho hiệu quả

kinh tế của hệ thông điện chung cao hơn

Lưới truyền tải điện Việt Nam hiện tại và trong tương lai gân sẽ vẫn là lưới

điện siêu cao áp 5OOkV kết hợp lưới điện cao áp 220kV Lưới điện này có câu trúc

phức lạp nhiều nguồn điện, nhiều mạch vũng với nhiều cấp điện áp

1.1.4 Một số thông số của đường đây siêu cao áp như sau :

Diện áp định mức, kV 330 300 750 1150

Điện áp lớn nhất, kV 363 525 | 787 | 1200

Tổng trở song Zs, 2 300 290 280 | 270 Công suất tự nhiên Pin, MW 350 850 2190 | 1000

Khoảng cách pha, ra 124 | 14 | 185

Sử treo oao trung bình của dây đẫn, m 14 | 185 | 24

Sứ treo cao trung binh của dây chống sét,m | 222 | 243 | 30 | 39

Số lượng sử trong chuỗi, bắt 16:20 |24:3?7| 35 4I

1.2 LƯỚI TRUYÊN TẤT DIỆN Ở VIỆT NAM VÀ KHU VỰC ASEAN

1.2.1 Hệ thông truyền tải điện Việt Nam

Hệ thống truyền tái của Việt Nam bao gém các cấp điện áp 220kV và

500V

Hệ thống diện 500KV bắt dâu vận hành từ giữa năm 1994, với việc dựa vào vận hành đường dây 500KV Bắc - Nam dai gn 1700km va hai trạm 500kV Hòa Binh và Phú Lâm, câng suất mỗi trạm là 900MVA va bai tram bi tai Ha Tinh va

leicu

Trang 7

CHUONGT

TONG QUAN VE DUONG DAY SIEU CAO AP VIET NAM VA KITA NANG

PHAT TRIEN TRONG TUONG LAI

1.1 ĐẶC DIEM DUONG DAY SIEU CAO AP XOAY CHLEU

L1.1 Ding day phan pha

Câu tric chưng của đường đây SCA xoay chiều là đường đây một mạch hoặc

hai mach va dung đây phân pha Thay vi mỗi pha phải dùng một sợi dây đơn như ớ các đường đây điện áp thấp, người là dùng nhiều sợi đây cho một pha gọi là đường,

dây phản pha, các sợi dây này dược kết chặt trên góc của một khung, dịnh vị da giác

đêu giữ chứng luôn song song với nhau Đường đây 500KV mỗi pha có 3 hoặc 4 sợi

thông thường số đây phân pha của đường dây SCA được lựa chọn là

+ Đường dây 330kV: 2 đây

+ Đường dây 500kV: 3 - 4 dây

+ Đường đây 750kV: 4 đây

| Dường dây l050kV: 6 dây

Cae ly đo để áp đụng đường nay phân pha đó là:

+ Dòng điện trên đường day SCA rất lớn: Đường dây 500KV có I =1000A tỉnh theo công suất tự nhiên 900MTW Vi vậy dây dẫn cho các đường đây nảy do đó

có tiết diện rất lén, cho đường đây 500kV cö 1000 : 1200m2 Sản xuất day din tiết diện lớn và thị công lắp đặt chúng gặp rất nhiều khỏ khăn Vi thể người ta dùng dây phân pha gồm nhiễu sợi trên một pha dễ dễ chế tạo và thi công

| Nhumg lý đo chính để phân pha là: tác đụng của phân pha đổi với yêu câu giảm cường độ diện ưrường và giảm tôn thất công suất do hiện tượng vắng quang

Xing quanh đây dẫn khi vận hành xuất hiện điện trường với cường độ cao Điện trường nay sinh ra hd quang do đó dẫn đến tồn thất cảng suat và điện năng rất lớn

dặc biệt trong thời tiết xếu, đồng thời gây nhiễu vỏ tuyển rất cao,

Tuy nhiên đổi với đường đây 500kV trở lên, không chọn dây đẫn theo mật

ằ tốn thấ

độ kinh tế vì những hạn chế vang quang và nhiều vô tuyến Ở Cộng hòa

Trang 8

500V

leicu

Trang 9

- Cùng với sự tăng trưởng phụ tải khoảng 14%⁄4/năm, các nhà máy nhiệt điện,

thuỷ điện lớn liên lục được xây dựng trong đó phải kể đến nhà máy thuỷ điện Sơn la (2100MW), Tuyên quang (600MW) và hệ thông điện SCA 500kV được phát triển

mạnh mế với sự ra đời của đường dây 500V mạch hai Đắc Nam; các đường đây 500kV Quảng Ninh - Sóc sơn, Quảng Ninh - Thường Tín, Hoà bình Sóc Sơn và hàng chục trạm 500kV khác

- Các đường đây 500kV thực sự là đường đây truyền tải hấu liệt cho hệ thông điện từ các nha may điện đến các trạm phân phối 500kV, cho các khu vực tập trung phụ tải Do vậy việc nghiên cửu các vấn để liên quan đến đường, day SCA va dic biệt là vẫn để lỗn thất điện năng là một vấn dé vô cùng quan trọng, nó liên quan đến hiệu quả, dén vấn để tiết kiệm năng lượng va sự ổn dịnh của hệ thống diện trong, thời kỳ phát triến kính tế công nghiệp hoá, hiện đại hoá đât nước

Với thời gian có hạn không thé

nghiên cứu một số vẫn để cơ bản sau đây:

8 cập nhiều vẫn đẻ, đẻ án nảy tập trung,

+ Chuang I: Téng quan vé đường đây siêu cao áp Việt Nam và khả năng phát

triển trong Lương lai

“ Chương II: Lý thuyết đường đây dài và mô hình tỉnh toán

= Chương II: tắn thât công suất vã tốn thất điện năng - hiệu suất tải điện của

dường dây SƠA

“ Chương IV: Tính toán phân tich tốn thất công suất và diện năng trên các

đường đây siêu cao áp

Trang 10

Tính tuân phân Ách tơn thÃI cúa đường dây siên cao áp và ngiiên củu cúc biện phúp giám thiêu tin thất

trong chế độ non tải hoặc khơng tải của lưới điện và đường dây

Sự lăng cao điện áp ở cuối các đường đây cĩ thể vượi qua khả nắng chịu

đựng của thiết bị phân phổi điện, đường đây 500kV khơng được cao quá

kháng đổi với đường đây siêu cao áp ta phải đặt bủ tại các mút phụ tải khu vực Điều

chính điện áp trong lưới điện cĩ đường dây dài khá phức tạp, cần lượng cơng suất phan kháng, rất lớn biển thiên từ tính đụng sang tỉnh căm dây là vẫn dễ kinh tế - kỹ Thuật rất phúc tạp

Nếu đường dây nổi liên các phan déc lập cửa hệ thống diện hoặc các hệ thống điện gân nhau (gọi là các đường, dây liên lạc hệ thống) cĩ độ dải lớn thì gấp phải vẫn để khả năng tải theo cơng suất giới hạt và én định tĩnh Nếu độ dự trữ ơn dịnh tĩnh tháp thì phải cĩ các biện pháp nang cao On dinh déng của hệ thống diện cơng suất lớn cũng là vẫn để rất phúc tạp và nan giải, làm hạn chế kha nang ti cua

đường đây đài Đề giải quyết vấn dé nay cần phải phải hợp giữa các thiết bị bào vệ

và lựa chọn sơ đỏ hợp lý của dường, đây dài

Cae van dé trén lẻm cho đường dây siêu cao áp cĩ độ dai hơn 300km phải

được trang bị thêm các thiết bị bủ phụ: tụ điện bú đọc, kháng điện bù ngang, máy

ba tinh (SVC hay STATCOM) hoặc máy bù ding bộ đễ xứ lý vẫn dễ tầng cao diện

áp, quá áp máy phát điện trong chế độ khơng tãi vả non tải, đâm bảo điện áp cuối đường đây, hộc nâng cao khã răng ốn định tĩnh trong chế độ max Số lượng, đung lượng và vị trí đặt của các thiết bị này là kết quả của bải tốn kinh tế - kỹ thuật,

Taưới điện cĩ đường đây siêu cao áp ngắn một đường đây thì khơng cân phải

đặt thiết bị bù để giải quyết các vẫn để kỹ thuật nêu trên cho hệ thẳng điện

Bể giải quyết các vẫn đẻ kỹ thuật nan giải nĩi trên của đường dây siêu cao áp xoay chiêu, cĩ thể sử đựng lưới điển một chiều Tuy nhiên lưới điện một chiều sẽ

khơng thay thế lưới điện xoay chiều mà chỉ than gia vào lưới điện xoay chiễu ở

Lea Vin Tréng- Cun hye kỆ thuật điện 2009 'Trang 7

Trang 11

toàn quốc

Trang 12

Liên bang Xô Viết là 0,SA¿mm? Tiết điện đây dẫn tối thiếu cho điện áp 500kV là

900mm2

1.1.2 VỀ khoảng cách cách điện và hanh lang an toàn

Khoảng cách cách điện và chiều dài chuối sử rất lớn Chiểu đải của chuối sử

siêu cao áp chí phải xác định theo điện áp vận hành (không phải tỉnh đến quá điện

áp nội bộ như đối với điện áp 35-110kV) thì số bát sứ 500kV có thể từ 22 đến 25

tái và lớn hơn, chuỗi sử 500kV đại khoảng 4: 5m và hơn nữa Điều này làm cho độ lệch ngang của chuỗi sử là rất lớn, dẫn đến khoáng cách pha phải lớn

Một yếu tố nữa là da day din của đường đây SƠA rất lớn, khả năng chịu tải

trọng lớn, cột và mông có kích thước vất lớn Vì vậy để giảm chỉ phí cho công trình

người ta trường kéo dải các khoảng cột dân dến đường day có khoảng cách pha lớn, thành lang an toàn rộng, chiểu cao cột rat cao

Ảnh hưởng dến môi trường xung quanh dường dây: Đối với dường dây siêu cao áp sẽ gây ra chiếm nhiều điện tích đất để xây dựng đường dây và trạm biến áp,

gây ra tiếng Ổn do hỗ quang, gây nhiễu vô tuyển, ảnh hưởng đến cảnh quan và ảnh

thưởng đo cường dộ diện trường dến khoảng không dưới đường dây và mặt dất

Cường độ điện trường ảnh hướng không tốt tới người và gia súc, có khi gây

ra điện thể nguy hiếm trên các vật liệu kim loại đưới đường dây Cường độ điện

trường cho phép từ 5 đến 25 kV/cm tùy thuộc vào loại dường đây Do đó thời gian

cơn người vả gia súc ở dưới đường dây phải được hạn chế đến mức không nguy hiểm cho sức khỏe Đá hạn chế các ảnh trưởng néu trén có thể đừng các biển pháp thay dối cầu trúc làm cho đường dây dất tiểu lên

Dé tin cậy: ở đường dây siêu cao áp đời hỏi độ tin cậy rất cao, bởi sự cổ các đường dây này gây ảnh hưởng rất lớn cha phụ tải Đề đâm bảo độ tin cây cao phải

tăng cách điện đường dây, lăng sức chịu lực của cội vẻ móng, tăng số ruạch song, song

T.1.3 Chế độ làm việc của đường day SCA

Công suất phân kháng do diện dụng của đường đây sinh ra rất lớn, sự phân

pha đây dẫn càng làm cho công suất này lớn hơn Công suat phản kháng do điện dụng sinh ra lớn gây ra cúc vận đề kỹ thuật phức tạp cần phải giải quyết đặc biệt

Trang 13

Trang 14

500V

leicu

Trang 15

900mm2

Trang 16

500V

leicu

Trang 17

Trang 18

Tính tuân phân Ách tân thÃI cúa đường day siéu coo dp vieughién ciim cdc bién phap giten

TIL2.L Tỉnh trực tiếp theo phương trinh đường dây đài thông số rải

HL2.2 Mê hỉnh tương đương đường dây dải theo mạng 2 cửa

TIL2.3 Tỉnh toán tồn thất sông suất DIDSCA theo sơ đồ tương đương

TIL 2.4 Tén that trén mét 34 phan tir ién quan dến hệ thống tái diện qua

10.3 TINH TON THAT BIEN NANG " 37

13.1 Phuong pháp tính trực tiếp theo biểu đề 37 TIL3.2 Tỉnh theo tổn thất công suất lớn nhất và thời gian lên thất công

TÍNH TOAN PHAN TICH TON THAT CON

TREN CAC DUONG DAY SIEU CAO ÁP 42

TV.1 DẠT VĂN DE -

IV.2 TINH TOAN TON THAT TREN DDSCA THEO CAC MO

TINH KHÁC NHAL te

IV.2.1 Duong dây không có ba

IV.2.2 Đường dây có bủ ngang tại diễm giữa

IV.2.3 Jường dây có bù ngang bằng SVC tại điểm giữa

TẢI LIỆU THAM KHAO TH se 60

Trang 19

dường dây SƠA

Trang 20

900mm2

Trang 21

Trang 22

900mm2

Trang 23

TINH KHÁC NHAL te

Trang 24

900mm2

Trang 25

dường dây SƠA

Trang 26

toàn quốc

Trang 27

CHUONGT

ằ tốn thấ

Trang 28

CHUONGT

ằ tốn thấ

Trang 29

TINH KHÁC NHAL te

Trang 30

dường dây SƠA

Trang 31

900mm2

Trang 32

CHUONGT

ằ tốn thấ

Trang 33

CHUONGT

ằ tốn thấ

Trang 34

CHUONGT

ằ tốn thấ

Trang 35

CHUONGT

ằ tốn thấ

Trang 36

500V

leicu

Trang 37

toàn quốc

Tiêu đề	Tính Toán Phân Tích Tổn Thất Của Đường Dây Siêu Cao Áp Và Nghiên Cứu Các Biện Pháp Giảm Thiểu Tổn Thất
Tác giả	Lại Văn Tráng
Người hướng dẫn	GS.TS. Lã Văn Út
Trường học	Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội
Chuyên ngành	Kỹ Thuật Điện
Thể loại	Luận văn thạc sĩ
Năm xuất bản	2011
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	75
Dung lượng	644,63 KB