đồ án kỹ thuật điện cơ Nghiên cứu chất lượng điện và độ tin cậy cung cấp điện cho lưới điện trung áp lộ 371-E74 Từ Sơn-Bắc Ninh

Đồ thị phụ tải là đại lượng biến thiên ngẫu nhiên, phụ thuộc vào nhiềuyếu tố: Thiên văn, khí tượng, xã hội, sự đóng ngắt ngẫu nhiên của thiết bị tiêuthụ điện …Tuy vậy, đồ thị phụ tải vẫn

MỞ ĐẦU

Nhờ các thành tựu Công nghiệp hóa và Hiện đại hóa đất nước,đời sốngcủa người dân từng bước được cải thiện,cỏc hoạt động sản xuất, kinhdoanh,dịch vụ…ngày càng phát triển.Theo đó là những đòi hỏi đối với ngànhĐiện Lực đảm bảo cung cấp tin cậy đủ nhu cầu và chất lượng điện năng phục

vụ các hoạt động trờn.Để đảm bảo nhu cầu cung cấp điện cần kết hợp nhiềubiện pháp, thực hiện ngay từ thiết kế, thi công đến quản lý, vận hành

Lưới điện Việt Nam nói chung và lưới điện Từ Sơn nói riêng phần lớn

đã được xây dựng từ lõu.Do nhu cầu sử dụng điện năng tăng và tác động củanhiều yếu tố làm tăng hao tổn điện năng, chất lượng điện năng một số tuyếndây không còn được đảm bảo.Vỡ vậy việc đánh giá, khảo sát lưới điện làcông việc cần thiết, là cơ sở để tính toán và đưa ra các biện pháp cải tạo vànâng cao chất lượng điện hợp lý, hiệu quả và kinh tế nhất

Từ thực tiễn đó và sự phân công của bộ môn Cung cấp và Sử dụng điện– Khoa cơ điện –Trường Đại học Nông Nghiệp Hà Nội, cùng sự hướng dẫncủa thầy cô giáo trong bộ môn, các cán bộ Điện Lực Từ Sơn, đặc biệt là sựhướng dẫn của thầy giáo Vũ Hải Thuận, em tiến hành thực hiện đề tài:

“Nghiờn cứu chất lượng điện và độ tin cậy cung cấp điện cho lưới điện trung áp lộ 371-E74 Từ Sơn-Bắc Ninh”

Nội dung đề tài gồm 4 phần:

Phần I Tình hình lưới điện hiện tạiPhần II Các chỉ tiêu, phương pháp đánh giá chất lượng điện áp

và giải pháp nâng cao chất lượng điện áp

Phần III Các chỉ tiêu, phương pháp đánh giá độ tin cậy cung cấpđiện và giải pháp nâng cao độ tin cậy cung cấp điện

Phần IV Kết luận, đề nghị

Chương 1: Đặc điểm tự nhiên, kinh tế xã hội huyện Từ Sơn

1 Đặc điểm tự nhiên

 Vị trí địa lý

Từ Sơn chịu ảnh hưởng của khí hậu nhiệt đới gió mùa, nóng ẩ Từ Sơn

là một thị xã thuộc tỉnh Bắc Ninh, bao gồm 7 phường, gồm: Châu Khê, ĐìnhBảng, Đông Ngàn, Đồng Nguyên, Đồng kỵ, Tân Hồng, Trang Hạ, và 5 xã,gồm: Hương Mạc, Phù Chẩn, Phù Khê, Tương Giang và Tam Sơn.Với diệntích : 61,33km2

Địa giới hành chính của huyện:

Từ Sơn là thị xã nằm giữa Hà Nội và thành phố Bắc Ninh,phía Bắc tiếp giápvới các huyện Yên Phong (Bắc Ninh), phía Đông Bắc và Đông tiếp giáp vớihuyện Tiên Du (Bắc Ninh), phía Nam và Tây Nam tiếp giáp với huyện GiaLâm (Hà Nội), phía Tây giáp với huyện Đông Anh (Hà Nội )

o Đặc điểm khí hậu

m Hằng năm có 4 mùa rõ rệt: xuân, hạ, thu, đông

2 Đặc điểm kinh tế xã hội

 Tình hình kinh tế

Từ Sơn là thị xã cửa ngõ của tỉnh Bắc Ninh, là đô thị vệ tinh của Thủ đô

Hà Nội và là một trong hai trung tâm kinh tế - văn hóa - giáo dục của tỉnh BắcNinh Từ Sơn là một đô thị công nghiệp với nhiều khu công nghiệp, nhiềulàng nghề truyền thống nổi tiếng như Đa Hội, Đồng Kỵ, Phự Khờ, HươngMạc, Tương Giang và có nhiều trường cao đẳng, đại học

Những năm gần đây được sự quan tâm của đảng và chính phủ và sự chỉđạo của tỉnh ủy, HĐND-UBND nền kinh tế của Từ Sơn đang phát triển manhmẽ.Từ Sơn đang ra sức phấn đấu trở thành một đô thị công nghiệp - văn hoá -giáo dục quan trọng của tỉnh Bắc Ninh cũng như trở thành một đô thị vệ tinh

 Về giao thông

Địa bàn thị xã nằm ở cửa ngõ phía bắc của thủ đô Hà Nội, có tuyến quốc

lộ 1A, 1B, đường sắt huyết mạch giao thông từ Hà Nội lên biên giới LạngSơn chạy qua.Từ trung tâm thị xã còn có nhiều đường bộ nối liền cỏc vựngkinh tế trong và ngoài tỉnh thuận lợi cho việc đi lại, buôn bán và phát triểnkinh tế

Chương 2: Tình hình phụ tải lưới điện của lộ 371-E74

1 Tổng hợp phụ tải của lộ 371-E74

Lộ 371-E74 được cấp nguồn từ MBA 40MVA -110/35 qua máy cắt

371, có tổng chiều dài 13,578km, 28 TBA tiêu thụ 35/0,4 kV

Các MBA tiêu thụ 35/0,4 kV có 5 nấc điều chỉnh ±5%, ±2,5%, 0

Thông số MBA tiêu thụ 35/0,4 của lộ 371 – E74

lượn g

Sđm (kVA )

Loại trạm

Loại phụ tải

1 Bệnh viện Đa Khoa Từ Sơn 1 250 Treo Công nghiệp

2 Xây dựng đồ thị phụ tải của lộ 371-E74

+ Cơ sở lý thuyết xây dựng đồ thị phụ tải

Đồ thị phụ tải của lộ là đường cong trên hệ tọa độ đề các, biểu diễn sựthay đổi của phụ tải (P, Q, S, I) theo thời gian

Đồ thị phụ tải là đại lượng biến thiên ngẫu nhiên, phụ thuộc vào nhiềuyếu tố: Thiên văn, khí tượng, xã hội, sự đóng ngắt ngẫu nhiên của thiết bị tiêuthụ điện …Tuy vậy, đồ thị phụ tải vẫn tuân theo quy luật nhất định, đó là quyluật tuần hoàn lặp lại theo chu kỳ ngày đêm, tuần, tháng, năm…

Đồ thị phụ tải có ý nghĩa quan trọng trong tính toán thiết kế đặc biệt làtrong vận hành lưới điện.Nhiều tham số quan trọng được xác định từ đồ thịnhư: Thời gian sử dụng công suất cực đại, thời gian hao tổn cực đại, hệ sốđiền kín, hệ số mang tải …thụng qua đó người ta có thể lựa chọn thiết bị, xácđịnh lượng điện năng tiêu thụ, tổn thất điện năng, đánh giá chế độ làm việccủa mạng điện

Có nhiều cách phân loại đồ thị phụ tải, theo thời gian đồ thị phụ tải chialàm 3 loạị: Đồ thị phụ tải ngày, đồ thị phụ tải tháng, đồ thị phụ tải hàng năm

Đồ thị phụ tải ngày là đường cong trên hệ tọa độ đề các, biểu diễn sựthay đổi của phụ tải trong thời gian một ngày đờm.Cỏc bước tiến hành xâydựng đồ thị phụ tải như sau:

+ Thu thập thông tin

Để xây dưng đồ thị phụ tải ngày điển hình trước hết ta chọn cỏc thỏngtiêu thụ điện năng điển hình là mùa đông và mùa hè Sau đó thu thập thông tin

về đồ thị phụ tải chủ yếu là xác định các thông số của phụ tải (P, Q, S, I).Cúthể thu thập thông tin từ phương pháp thu thập từ xa, đo đếm trực tiếp hoặc đođếm gián tiếp.Thực tế tại địa điểm thực tập thu thõp số liệu bằng cách tiếnhành đo đếm trực trực tiếp giá trị P từ 0 ữ 24h, khoảng cách đo giữa 2 lần liêntiếp là 1 giờ Tiến hành đo đạt trong 7 ngày liên tiếp vì đó là thời gian 1 tuầnlàm việc phản ánh tương đối chính xác quy luật thay đổi tuần hoàn của phụ tải

điện Thời gian đo trong một tuần vào tháng tiêu thụ điển hình mùa hè (mựađụng).Nếu đo đếm phụ tải bằng công tơ thì công suất tiêu thụ trung bình tạigiờ thứ i có thể xác định theo biểu thức sau:

A: Điện năng tiêu thụ trong khoảng thời gian t, KWh

Ptb: Công suất đo được tại thời điểm t, KW

T: Thời gian thực hiện khảo sát, h

+ Xử lý số liệu và dựng đồ thị phụ tải

Đồ thị phụ tải điện là một đại lượng biến thiên ngẫu nhiờn.Cú thể coi

sự phân bố xác suất của nó tuân theo hàm phân phối chuẩn

2

1 ( ) 2

i i i

Ptti: Công suất tính toán tại giờ thứ i, kW

Pi: Công suất đo được tại giờ thứ i, KW

 : Độ lệch trung bình bình phương công suất đo được tại giờ thứ i.

β :Độ lệch tiêu chuẩn phản ánh xác suất phụ tải nhận giá trị ở lân cận giátrị trung bình với độ tin cậy 95 ữ 97%, β= 1,5 ữ 2,5;trong tính toán chọn β = 1,7

n: Số lần tiến hành đo tại giờ thứ i, đo trong 7 ngày nên n = 7

Từ bảng số liệu đã xử lý tiến hành vẽ đồ thị phụ tải điển hình ngày mùa

hè và đồ thị phụ tải điển hình ngày mùa đông

+ Xây dựng đồ thị phụ tải ngày mùa hè của lộ 371-E74

Bảng 1.2.Bảng công suất đo đếm ngày mùa hè lộ 371 – E74

22 2857 2834 2846 2876 2884 2865 2851 2859 16 2869

23 2319 2348 2324 2355 2391 2341 2365 2349 23 2364

24 1792 1831 1854 1839 1816 1867 1883 1840 28 1858

Tính toán cụ thể công suất đo vào thời điểm 1 giờ trong 7 ngày đo từngày 21/6 đến ngày 27/6 Xác định công suất tính toán cho các giờ kháctương tự

* Công suất trung bình:

1175 1160 1152 1141 1136 1147 1124 1148 7

1 1

1148 1124

1148 1147

1148 1160 1148

1175 7

2 2

2 2

1

2 1

39 15 7 , 1

P    = 1148 + 9.89 = 1158 (kW)

* Thời gian sử dụng công suất cực đại:

) ( 42 14 6356

1858 2364

2869

1965 1460

tt

n i i tti

1858

1460 1158

2

2 2

2 2

max 1

2

h P

t P

tt

n i i tti

* 24

1858

1460 1158

ĐỒ THỊ PHỤ TẢI NGÀY ĐIỂN HÌNH NGÀY MÙA HÈ CHO LỘ 371-E74 TỪ SƠN- BẮC NINH

+ Xây dựng đồ thị phụ tải ngày mùa đông của lộ 371-E74

Bảng 1.3 Bảng đo đếm công suất ngày mùa đông lộ 371 – E74

ĐỒ THỊ PHỤ TẢI NGÀY ĐIỂN HÌNH NGÀY MÙA ĐÔNG LỘ 371-E74TỪ SƠN- BẮC NINH

+ Xây dựng đồ thị phụ tải năm của lộ 371-E74

Đồ thị phụ tải năm là đường cong trên hệ trục tọa độ đề các, biểu diễn

sự thay đổi của phụ tải trong một năm, được xây dựng trên cơ sở đồ thị phụtải ngày mùa hè và ngày mùa đụng.Tựy theo đặc điểm từng vùng mà chọn sốngày mùa hè, ngày mùa đông thích hợp Đối với vùng đồng bằng bắc bộ, lấy

số ngày mùa hè là 190, số ngày mùa đông là 175.Khi cộng đồ thị phụ tải ngàymùa hè và đồ thị phụ tải ngày mùa đông sẽ được đồ thị phụ tải năm.Cộng theogiá trị công suất của hai đồ thị theo thứ tự công suất giảm dần Nếu Pihố = Piđụng

thì thời gian xuất hiện giá trị công suất này là: t = thè + tđông

Bảng 1.4.Phụ tải năm lộ 371-E74

c Xác định các tham số của đồ thị phụ tải

* Thời gian sử dụng công suất cực đại:

) (

n i i i

2

h P

t P

n i i i

* Hệ số mang tải cực đại:

d Xác định hệ số cosφ

Tiến hành xác định hệ số cosφ khi phụ tải cực đại.Tiến hành đo giá trị

P, U, I vào thời điểm công suất cực đại Hệ số công suất xác định theo côngthức:

Pmax: Công suất tác dụng đo được vào thời gian phụ tải cực đại, kW

Smax: Công suất biểu kiến vào thời gian phụ tải cực đại, kVA

I U

Smax  * (kVA) (2.12)

Từ đồ thị phụ tải thấy phụ tải cực đại vào 20h ngày mùa hè

Xác định hệ số công suất cực đại tính toán Cosφmax, ta đo đếm các giá trị côngsuất và dòng điện, điện áp vào thời gian này để tinhd toán hệ số công suấttheo công thức (2.10)

Bảng 1.5.Giá trị Cosφ max của lộ 371 – E74 và các giá trị P, U, I đo đếm

được khi tải cực đại (tại 20h)

Giá trị 21/6 22/6 23/6 24/6 25/6 26/6 27/6 Giá trị

trungbình

δ Giá trịtínhtoán

Cosφmax

P(kW) 6321 6359 6374 6328 6308 6354 6347 6342 22 6356

U(KV) 35.02 35.05 35.04 35.06 35.01 35.09 35.07 35.05 0.03 35.07 0.83I(A) 217.46 218.59 219.16 217.46 217.08 218.17 218.05 217.99 0.74 218.46

Bảng 1.6.Giá trị Cosφ min của lộ 371 – E74 và các giá trị P, U, I đo đếm

được khi tải cực tiểu (tại 1h)

Giá trị 21/6 22/6 23/6 24/6 25/6 26/6 27/6 Giá

trịtrungbình

δ Giátrịtínhtoán

Cosφmax

P(kW) 1175 1160 1152 1141 1124 1136 1147 1148 15 1158

U(KV) 35.87 35.84 35.96 35.76 35.91 35.90 35.92 35.88 0.0635.92 0.88I(A) 37.22 36.78 36.4 36.26 35.57 35.96 36.29 36.35 0.5 36.85

Bảng 1.7.Các tham số của đồ thị phụ tải lộ 371 – E74

Đồ thị τ Tmax kđk Pmax Ptb Pmax/Pmin

từ 0h ữ 5h và 22h ữ 24h Thời gian hao tổn công suất ngày mùa hè lớn hơnngày mùa đụng.Độ chênh lệch phụ tải cực đại và cực tiểu ngày mùa đông lớnhơn ngày mùa hố.Chờnh lệch phụ tải cả năm lớn Pmin = 0,18Pmax.Hệ số điềnkớn khụng cao

Phần II CÁC CHỈ TIÊU, PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG ĐIỆN ÁP VÀ CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG ĐIỆN ÁP

Chương 1: Các chỉ tiêu đánh giá chất lượng điện áp

Lưới điện đảm bảo yêu cầu khi thỏa mãn hai chỉ tiêu về chất lượng điện

và độ tin cậy cung cấp điện Chất lượng điện được đánh giá qua hai chỉ tiêuchính là chỉ tiêu tần số và chỉ tiêu điện áp.Trong đó, điện áp mang tính chấtcục bộ còn tần số mang tính hệ thống.Tần số đạt giá trị định mức khi co sự cânbằng công suất tác dụng phát ra với công suất tác dụng của phụ tải.Điện áp đạtgiá trị định mức khi có sự cân bằng công suất phản kháng phát ra với công suấtphản kháng của phụ tải.Trong phạm vi đề tài chỉ tập trung đánh giá về chỉ tiêuchất lượng điện ỏp.Chất lượng điện áp được đánh giá qua 4 chỉ tiêu sau:

1 Độ lệch điện áp.

*Độ lệch điờn ỏp tuyệt đối

Độ lệch điện áp tuyệt đối là độ chênh lệch giữa điiện áp thực tế đo tạimột điểm so với giá trị định mức, được xác định theo biểu thức (3.1):

V = U-Uđm (3.1)Trong đó:

V: Độ lệch điện áp tương đối tai điểm khảo sát, V

U: Điện áp thực tế đo được, V

Uđm: Điện áp định mức, V

*Độ lệch điện áp tương đối:

Độ lệch điện áp tương đối là độ lệch điện áp tuyệt đối tính theo phầntrăm so với giá trị định mức, được xác định theo biểu thức (3.2):

V   (3.2)

Trong đó: V% là độ lệch điện áp tương đối tại điểm khảo sát, %

+ Nguyên nhân ngây ra độ lệch điện áp: do sự thay đổi liên tục của phụtải điện, chủ yếu mất cân bằng công suất phản kháng do QF khác Qpt dẫn đến

thay đổi điện áp rơi và hao tổn điện áp trên đường dây và máy biến áp Hậuquả là điện áp của thụ điện cũng thay đổi theo.

+ Đặc điểm: sự thay đổi chậm của điện áp thể hiện bởi độ lệch điện áp V.Chỉ tiêu độ lệch điện áp thỏa mãn khi nằm trong giới hạn cho phộp.Mỗikhu vực, mỗi quốc gia đưa ra tiêu chuẩn khác nhau về giá trị độ lệch điện ápcho phộp.Theo tiêu chuẩn Việt Nam, tiêu chuẩn độ lệch điện áp cho phép vớitừng loại thụ điện khác nhau là khác nhau, ở chế độ làm việc bình thườngđược quy định như sau:

B ng 2.1.ảng 2.1.Độ lệch điện áp cho phép ở chế độ làm việc bình thường Độ lệch điện áp cho phép ở chế độ làm việc bình thường ệch điện áp cho phép ở chế độ làm việc bình thường l ch i n áp cho phép ch điện áp cho phép ở chế độ làm việc bình thường ệch điện áp cho phép ở chế độ làm việc bình thường ở chế độ làm việc bình thường ế độ làm việc bình thường điện áp cho phép ở chế độ làm việc bình thườngộ lệch điện áp cho phép ở chế độ làm việc bình thường àm việc bình thường l m vi c bình thệch điện áp cho phép ở chế độ làm việc bình thường ườngng

-cp Giới hạn trên V+

cp

2 Dao động điện áp.

+ Định nghĩa: là sự biến thiên của điện áp xảy ra trong thời gian tươngđối ngắn, tốc độ không quá 1%/s (sự thay đổi nhanh của điện áp >1%/s) Dao động điện áp được xác định

%

t n

V ddcp     (%) (3.4)

Trong đó: n là tần số dao động trong 1h (lần/h)

Δt: Thời giant rung bình giữa các dao động( phút )Trong khoảng Δt liên tục tần số dao động: n t



(Δt = phút)

+Nguyên nhân dao động điện áp:

Do hoạt động của các phụ tải công suất lớn (lò điện, máy hàn, máy cánthộp…), sự đột biến về tiêu thụ công suất tác dụng và phản kháng như khikhởi động động cơ có công suất gần công suất MBA tiêu thụ, các lò điện, cỏcmỏy hàn…khi đó sẽ kèm theo hiện tượng giảm quang thông của cỏc đốn phátsáng

+Để đánh giá đầy đủ ảnh hưởng dao động điện áp cần tính đến điềukiện khởi động của động cơ, quan hệ với thông số (R, X) của đường dây vàMBA và đặc điểm phụ tải nằm trong lưới điện xem xét

- Độ sụt áp không được vượt quá (30ữ40)%Uđm khi khởi động động cơ

- Tớnh không tuyến tính đặc tính Von – Ampe của các phụ tải trong lướidẫn đến xuất hiện cỏc súng hài bậc cao trong thành phần của điện áp và dòngđiện

- Sử dụng nhiều thiết bị 1 pha làm cho biến dạng đường cong điệnỏp.Khi xuất hiện hiện tương không sin của dòng điện và điờn ỏp, ngoài thànhphần thứ tự thuận ( U1 ) còn xuất hiện thành phần sóng hài bậc cao có giá trịthực Uk

Giá trị thực điện áp khụng hỡnh sin:







n k hdk

U

1 2

(3.5)Với k có thể lấy đến = 13

Biểu diễn theo thành phần đối xứng điện áp 3 pha:

Đối với điện áp pha lấy theo sóng hài là bội số của 3

+ Giá trị cho phép độ khụng hỡnh sin đói với các thết bị lấy theo sựchênh lệch giữa giá trị thực của cỏc súng hài so với sóng cơ bản U1

+ Ảnh hưởng của độ không sin:

- Đèn phóng điện trong chất khí có hiện tượng nhấp nháy do cỏc súnghài

- Đốt nóng thêm động cơ khi làm việc

4 Độ không đối xứng

Do sử dụng nhiều thiết bị 1pha, tải phân bố không đều dẫn đến sựkhông đối xứng giữa các pha làm xuất hiện ngoài thành phần thứ tự thuận U1

cũn cú cỏc thành phần thứ tự nghịch U2 và thứ tự không U0

Điện áp pha: Uf = U1 +U2 + U0 (lưới không có sóng hài bậc cao)

Thành phần thứ tự không (U0, I0) chỉ có ở lưới trung tính nối đất

+ Độ không đối xứng của điện áp và dòng điện được biểu diễn thôngqua các hệ số không đối xứng:

+ Tiêu chuẩn độ đối xứng: kkđx = (2 ữ 5) %

Dựa vào các chỉ tiêu chất lượng điện thì một hệ thống hoặc tại mộtđiểm nào đó của hệ thống đủ điều kiện về chất lượng điện khi tính xác suấtchất lượng điện là pCL ≥ 95%

Trong thực tế để đánh giá nhanh và đơn giản độ không đối xứng củađiện áp, người ta thường so sánh giá trị điện áp giữa các pha với nhau, nếu giátrị điện áp bằng nhau thì có thể đánh giá độ đối xứng của điện áp là đảm bảo

Chương 2.Phương pháp đánh giá chất lượng điện áp

1 Các phương pháp chung đánh giá chất lượng điện áp

Đánh giá chỉ tiêu độ lệch điện áp có 4 phương pháp:

a Đánh giá chất lượng điện áp theo độ lệch giới hạn của điện áp.

Để đánh giá chất lượng điện áp chúng ta có thể căn cứ vào độ lệch điện

i

i

V V

1

) 2 ( 1

) 2 ( )

2 ( ) 2 (

i

i

V V

1

) 1 (

1

) 1 ( )

1 ( ) 1 (

Vng: Độ lệch tại đầu nguồn

ΔUi: hao tổn điện áp trờn cỏc đoạn thứ i

Ej : độ gia tăng điện áp tại trạm thứ j

Điện áp được coi là đảm bảo nếu: V

-cf V V+

cf

Vcf: độ lệch cho phép ứng với từng loại phụ tải

b Đánh giá chất lượng điện áp theo tiêu chuẩn tích phân điện áp

Do số lượng phụ tải lớn nên không thể hạn chế độ lệch điện áp và tiêuchuẩn hóa Vcf cho mỗi loại phụ tải mà phải đặt ra chỉ têu trung bình đối vớitoàn bộ nhóm thụ điện do đó chọn Vcf trung bình cho một chu kỳ T, vì vậy đểđánh giá chất lượng điện cần phải xem hàm V = f(t).Với hàm này ta có thể

xác định được điện áp trung bình sau một chu kỳ xét T nào đó và độ lệchtrung bình bình phương của nó.

Giá trị độ lệch trung bình của điện áp so với định mức ở điểm bất kỳ

so với lưới điện xác định theo biểu thức :

Vi = V t dt T

T



0

) ( 1

V (t) sự thay đổi theo thời gian của độ lệch điện áp (%)

T chu kỳ khảo sát

Đặc trưng đầy đủ hơn của chất lương điện áp là độ lệch trung bình bìnhphương của nó hay gọi là độ bất định của điện áp, nó được xác định theo biểuthức:

Hi = V t  dt T

Hi: độ bất định của điện áp tại điểm I sau chu kỳ T

H gọi là tính không nhất quán, hay độ bất định của điện áp hay tiêu chuẩntích phân độ lệch điện áp

Đối với điện áp trong lưới điện hình tia có n điểm thì độ bất định điện áplà:

n i

i i

P

P V V

1

1

.

n i

i i

P

P H H

1

1

.

Pi công suất cực đại của phụ tải thứ i (kW)

n: số lượng các điểm xét

c Đánh giá chất lượng điện áp theo tương quan giữa công suất và điện áp

P, U tại mỗi nút của lưới điện là một đại lượng ngẫu nhiên, có quan hệmật thiết, giả sử f(P, U) hàm mật độ của P,U và hàm phân phối xác suất códạng:

Xác suất P, U trong giới hạn P1 ữ P2, U1 ữ U2 có thể viết:

Nếu P1 tiến đến Pmin, P2 tiến đến Pmax; U1, U2 nằm trong giơớ hạn: UCPmin

ữ UCPmax thì xác suất p biểu thị xác suất điện năng có chất lượng:

Tương tự có thể viết biểu thức xác định lượng điện năng đảm bảo chấtlượng:

Với tổng điện năng tiêu thụ:

Điện năng không đảm bảo chất lượng: AKCL= A∑-ACL

Việc tính toán ACL theo phương pháp trờn khỏ phức tạp, để đơn giản ta

có thể sử dụng phương pháp quy hồi thực nghiệm để xác định gần đúng A

Đường quy hồi thực nghiệm viết theo công suất có dạng:

Ptb, Utb: giá trị trung bình của công suất, điện áp

M(P, U): mụmen tương quan giữa P và U

Giả sử điện áp tuân theo quy luật hàm phân bố chuẩn có thể xác địnhthời gian chất lượng theo công thức:

Trong đó: F là hàm Laplace ta có thể tra bảng để xác định giá trị củahàm số

Điện năng chất lượng:

Để tăng độ chính xác của phép tính ta có thể chia miền điện áp Ucpmin

-Ucpmax ra thành nhiều khoảng, ở mỗi khoảng xác định giá trị Ptbi và Utbi

2 Phương pháp đánh giá chất lượng điện áp theo xác suất thống kê

Phương pháp này giả sử độ lệch điện áp biến thiên ngẫu nhiên và tuân theohàm phân bố chuẩn.Mục đích là xác định xác suất chất lượng điện từ đú tớnhxác định thời gian chất lượng điện và lượng điện năng chất lượng điện đảmbảo

Thực hiện phương pháp này, phải tiến hành đo giá trị điện áp tại điểmkhảo sát từ 0h ữ 24h, trong nhiều ngày Sau đó tính toán như sau:

n

U U

n i i tb

 

n

U U

n i

tb i U

U

U U

V   (%) (3.14)

V

tb

cp V V

σu: Độ lệch chuẩn của điện áp (kV)

σV: độ lệch trung bình bình phương của độ lệch điện áp (%)

PCL, TCL, ACL: Lần lượt là xác suất chất lượng điện áp (là xác suất độlệch điện áp nằm trong giới hạn cho phép), thời gian chất lượng điện, lượngđiện năng chất lượng

F(X1), F(X2): các giá trị của hàm Laplace F(X) được tính sẵn trongbảng lý thuyết xác suất thống kê

B ng 2.2.B ng giá tr Laplaceảng 2.1.Độ lệch điện áp cho phép ở chế độ làm việc bình thường ảng 2.1.Độ lệch điện áp cho phép ở chế độ làm việc bình thường ị Laplace

Giả sử UA, UB, UC là hệ thống 3 vectơ không đối xứng.ta phân thành 3

hệ thống vectơ đối xứng thuận, nghịch, không

0

2

1

2

1

.

U U U U U U

U A  A  A  Ao    (3.18)

0

2

1 2 2

1

.

U U a U a U U U

U B  B  B  Bo    (3.19)

0

2 2 1

2

1

.

U U a U a U U U

U C  C  C  Co    (3.20)Giải hệ 3 phương trình trên ta được:

Chương 3: Đánh giá chất lượng điện áp lưới điện lộ 371-E74

Trong phạm vị đề tài chỉ đánh giá theo 2 chỉ tiêu: chỉ tiêu độ lệch điện

áp theo phương pháp xác suất thống kê và chỉ tiêu độ đối xứng theo phươngpháp tích phân các thành phần đói xứng

Tiến hành đo điện áp tại thanh cái 35kV tại hai thời điểm khi tải cực đại(20h) và khi tải cực tiểu (1h) để kiểm tra đánh giá chất lượng điện áp đầunguồn trước khi tiến hành đánh giá hai trạm gần nhất và xa nhất

Theo như phần xây dựng đồ thị phụ tải năm, ta đã tiến hành đo đếm cácthông số công suất, dòng điện và điện áp tại đầu lộ.Kết quả đó cú theo bảng1.5 và bảng 1.6:

Tại thời điểm tải cực đại Pmax = 6356 kW; Umax = 35.07kV; Imax = 218.46A;cosφmax = 0.83

Tại thời điểm tải cực tiểu Pmin = 1158 kW; Umin = 35.92kV; Imin = 36.85.46A;cosφmin = 0.88

Với độ lệch điện áp cho phép ở chế độ bình thường là ± 5% nên điện ápyêu cầu tại thanh cái 35kV:

U1cp ≤ 35+35*0.05 = 36.75 (kV)

U2cp ≥ 35-35*0.05 = 33.25 (kV)Vậy dựa vào kết quả tổng hợp được sau khi đo đếm đem so sánh vớiđiện áp yêu cầu tại thanh cỏi thỡ ta thấy điện áp đầu lộ khi phụ tải cực đại là35.07 (kV) > 33.25 (kV) và khi tải cực tiểu là 35.92 (kV) < 36.75 (kV) nằmtrong giới hạn cho phép

Tiến hành đánh giá tại TBA gần nhất và TBA xa nhất khi phụ tải cựcđại và phụ tải cực tiểu, tại 2 vị trí này chất lượng điện áp đảm bảo thì tại mọi

vị trí của lưới điện đều được đảm bảo.Vậy lộ 371 – E74 chỉ cần đánh giá chỉtiêu chất lượng điện áp tại vị trí TBA BV Đa Khoa Từ Sơn và TBA ChõuKhờ.Từ đồ thị phụ tải xác định được thời điểm công suất cực đại, cực tiểu

Trước hết dựa vào số liệu điờn ỏp đó xác định được tại đầu lộ, ta tiếnhành tính toán hao tổn công suất và điện áp tren đường dây, từ đó xác địnhđiện áp tại thanh cá cao áp của 2 trạm BV Đa Khoa Từ Sơn và Chõu Khờ.Kếtqỉa tính toán được theo bảng 2.3 và 22.4 như sau:

B ng 2.3.Hao t n trên l 371-E74 khi t i c c ảng 2.1.Độ lệch điện áp cho phép ở chế độ làm việc bình thường ổn trên lộ 371-E74 khi tải cực đại ộ lệch điện áp cho phép ở chế độ làm việc bình thường ảng 2.1.Độ lệch điện áp cho phép ở chế độ làm việc bình thường ực đại điện áp cho phép ở chế độ làm việc bình thườngạiiư

Điểm

đầu

Điểmcuối

Dâydẫn

Chiềudài(m)

Tải(kW)

Pđd(kW)

Qđd(kVAR)

R0(Ω/km)

Xo(Ω/km)

ΔP(kW)

ΔP(%)

ΔU(V)

Ucuối(V)

19 47 19 47 AC50 350 146 146 90.52 0.65 0.392 0.024255 0.016613 1.37 33271.14

Bảng 2.4.Hao tổn trên lộ 371-E74 khi tải cực tiểu

Dâydẫn

Chiềudài(m)

Tải(kW)

Pđd(kW)

Qđd(kVAR)

R0(Ω/km)

Xo(Ω/km)

ΔP(kW)

ΔP(%)

ΔU(V)

Ucuối(V)

18 19 18 19 AC95 500 81 50.22 0.33 0.371 0.004606 0.005686 0.63 36076.65

Từ đó ta xác định được giá trị điện áp phía sơ cấp cua TBA gần nhất

BV Đa Khoa Từ Sơn tương ứng khi tải cực đại và cực tiểu là 36,442(kV) và36,471 kV; điện áp sơ cấpTBA xa nhất Chõu Khờ khi tải cực đại và cực tiểu

là 33,271 kV và 36,076 kV

Tiến hành đo các giá trị điện áp tại thanh cái hạ áp của 2 TBA này vàothời điểm trong thời gian 1 tuần và tính toán theo công thức (3.12) ữ (3.35) vàbảng 2.2 để tính toán

I Đánh giá chất lượng điện áp tại TBA BV Đa Khoa Từ Sơn (TBA gần nhất)

1 Thời điểm tải cực đại

Bảng 2.5.Điện áp tại TBA BV Đa Khoa Từ Sơn vào thời điểm cực đại

94 , 230 3

236 232

235 326

n i i tb

n i

tb i U

12 , 2 100 94 , 230

89 , 1



fđđ

U V

U



76 , 1 100 94

, 230

94 , 230 235

U

U U

19 , 3 12

, 2

76 , 1 5



53 , 1 12 , 2

76 , 1 5

Bảng 2.6.Độ lệch điện áp tại TBA BV Đa Khoa Từ Sơn khi tải cực đại

* Đánh giá chỉ tiêu độ đối xứng

Điện áp trung bình các pha vào giờ cao điểm:

237 7

238 237 236 240 237 235 236

n i

A A