Đề xuất giải pháp điều chỉnh điện áp tại trạm biến áp 220kv quảng ngãi

Tóm tắt: Trạm biến áp 220kV Quảng Ngãi đang vận hành ở ngưỡng điện áp cao, đặc biệt vào những thời điểm đường dây 220kV Dốc Sỏi-Quảng Ngãi non tải, công suất phản kháng từ phía 110kV tr

Trang 1

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

BÙI THANH PHƯƠNG

ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP TẠI TRẠM BIẾN ÁP 220kV QUẢNG NGÃI

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN

ĐÀ NẴNG – 2018

Trang 2

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

BÙI THANH PHƯƠNG

ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP TẠI TRẠM BIẾN ÁP 220kV QUẢNG NGÃI

Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện

Mã số: 60.52.02.02

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN

Giáo viên hướng dẫn khoa học:

TS LƯU NGỌC AN

TS PHAN ĐÌNH CHUNG

ĐÀ NẴNG - 2018

Trang 3

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam kết rằng, số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực và chưa được sử dụng để bảo vệ một học vị nào

Tôi xin cam kết mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn đã được cảm

ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đều được ghi rõ nguồn gốc

Quả t

Tác giả luận văn

Bùi Thanh Phương

Trang 4

LỜI CẢM ƠN

Với lòng biết ơn sâu sắc, tôi xin gửi lời cảm ơn đến Thầy TS Lưu Ngọc

An, TS Phan Đình Chung – người đã trực tiếp hướng dẫn và giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này

Tôi xin trân trọng cảm ơn các thầy, cô giáo khoa Điện – Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng đã trực tiếp giảng dạy và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu

Tôi cũng xin cảm ơn anh Võ Văn Toản, Trương Thanh Trường Trạm trưởng của Trạm biến áp 220kV Quảng Ngãi và Trạm phó Trạm biến áp 500kV Dốc Sỏi thuộc Truyền tải điện 2 đã cung cấp số liệu thực tế và những thông tin cần thiết để tôi hoàn thành luận văn này

Cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn đồng nghiệp, bạn bè cùng toàn thể gia đình, người thân đã động viên tôi trong thời gian nghiên cứu đề tài

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Quảng Ngãi, t

Tác giả luận văn

Bùi Thanh Phương

Trang 5

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN I LỜI CẢM ƠN II MỤC LỤC III TÓM TẮC LUẬN VĂN V BẢNG KÝ HIỆU CHỮ VIẾT TẮC VII DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU VIII DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ IX

LỜI MỞ ĐẦU 1

1.1 TBA 220kV Quảng Ngãi: 3

1.1.1 Giới thiệu chung: 3

1.1.2 Mục tiêu: 4

1.1.3 Qui mô: 4

1.1.4 Thông số v sơ đồ vận hành hiện tại: 4

1.1.5 Sơ đồ trạm biến áp 220kV Quả tro lướ đ ện Việt Nam: 7

1.1.6 Sơ đồ vận hành hiện trạng: 7

1.1.7 Sơ đồ theo qui hoạc đến 2019: 9

1.1.8 Sơ đồ theo qui hoạc đến 2022: 10

1.2 Điện áp tại TBA 220kV Quảng Ngãi hiện trạng: 11

1.2.1 Phân tích số liệu: 11

1.2.2 Đ : 20

CHƯƠNG 2: LỰA CHỌN GIẢI PHÁP ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP TẠI TRẠM BIẾN ÁP 220kV QUẢNG NGÃI 21

2.1 Các phương pháp điều chỉnh điện áp: 21

2.1.1 Đ ều chỉnh tỉ số máy biến áp [1] : 21

2.1.2 Đ ều chỉ đ ện áp bằ c c t a đổ tr o lưu cô suất [1] : 21

2.1.3 Đ ều chỉ đ ện áp bằng các t a đổi thông số lướ đ ện [] : 22

2.2 Phương án điều chỉnh điện áp cho trạm 220kV Quảng Ngãi: 23

2.2.1 Nguyên nhân gây quá áp TG 220kV TBA 220kV Quảng Ngãi: 23

Trang 6

2.2.2 Dự b o đ ện áp trên TG 220kV ở tươ la : 23

2.2.3 Lựa chọn giải pháp đ ều chỉ đ ện áp cho TBA 220kV Quảng Ngãi: 24

2.3 Lựa chọn thiết bị tiêu thụ công suất phản kháng: 25

CHƯƠNG 3 ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ VIỆC ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP TẠI TRẠM BIẾN ÁP 220kV QUẢNG NGÃI 34

3.1 Giới thiệu về phần mềm Etap: 34

3.2 Xác định các thông số để mô phỏng: 34

3.3 Trường hợp 1: Trạm Quảng Ngãi được nối với trạm Dốc Sỏi bằng đường dây đơn ……… 38

3.4 Trường hợp 2: Nhà máy Thủy điện Thượng KomTum được kết nối đến phía cao áp trạm Quảng Ngãi và đường dây Quảng Ngãi – Dốc Sỏi là mạch đơn: 39

3.5 Trường hợp 3: khi đưa vào vận hành Nhà máy Thủy điện Thượng KomTum và đường dây Quảng Ngãi – Dốc Sỏi là mạch kép: 41

KẾT LUẬN VÀ NHẬN XÉT 43

HẠN CHẾ CỦA ĐỀ TÀI 44

TÀI LIỆU THAM KHẢO 45

PHỤ LỤC 11

Trang 7

TÓM TẮC LUẬN VĂN

ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP TẠI TRẠM BIẾN ÁP 220kV

QUẢNG NGÃI

Học viên: Bùi Thanh Phương Chuyên ngành: Điện Kỹ thuật

Mã số: 60520202 Khóa K34 Quảng Ngãi Trường Đại học Bách khoa – ĐHĐN

Tóm tắt:

Trạm biến áp 220kV Quảng Ngãi đang vận hành ở ngưỡng điện áp cao, đặc biệt vào những thời điểm đường dây 220kV Dốc Sỏi-Quảng Ngãi non tải, công suất phản kháng từ phía 110kV trạm biến áp 220kV Quảng Ngãi truyền ngược về phía thanh góp 220kV kết hợp với công suất phản kháng do đường dây này sinh ra truyền ngược về phía trạm 500kV Dốc Sỏi làm cho điện áp tại thanh góp 220kV trạm biến áp 220kV Quảng Ngãi vượt ngưỡng quy định 242kV Theo qui hoạch, đến năm 2019 nhà máy thủy điện Thượng KomTum sẽ được đấu nối vào trạm biến áp 220kV Quảng Ngãi và đến năm 2022, mạch 02 đường dây 220kV Dốc Sỏi – Quảng Ngãi sẽ được xây dựng Khi đó, ở thời điểm non tải, công suất phản kháng do các đường dây sinh ra truyền trên đường dây 220kV Dốc Sỏi-Quảng Ngãi về trạm 500kV càng nhiều và sẽ làm tăng điện áp tại thanh góp 220kV Quảng Ngãi càng vượt ngưỡng cho phép

Do đó việc duy trì điện áp điện áp tại thanh góp 220kV tại trạm biến áp 220kV Quảng Ngãi ở trong ngưỡng làm việc cho phép là việc cần thiết cho cả hiện tại và tương lai

Nghiên cứu này nhằm phân tích và đề xuất 1 giải pháp điều chỉnh điện áp tại thanh góp 220kV trạm biến áp 220kV Quảng Ngãi nằm trong giới hạn cho phép Giải pháp đưa ra là sử dụng thiết bị TCR Từ các phân tích thực trạng và tương tai về công suất phản kháng truyền tải trên đường dây 220kV Dốc Sỏi-Quảng Ngãi, tác giả đã tính chọn đượng dung lượng TCR cần thiết và sử dụng phần mềm Etap để mô phỏng điện áp tại Trạm biến áp 220kV Quảng Ngãi đến năm 2019, đến năm 2022 Từ kết quả mô phỏng đó, tác giả đánh giá được hiệu quả của phương pháp đã được đề xuất và đưa ra các hướng phát triển tiếp theo

Từ khóa: Trạm biến áp 220kV Quảng Ngãi; Điều chỉnh điện áp nút; TCR; Giải pháp hạn chế

điện áp cao; Tiêu thụ công suất phản kháng

Abstract:

220kV Quang Ngai substation is operating at high voltage threshold, especially in low load period of 220kV Doc Soi-Quang Ngai line, the reactive power flowing from from the 110kV side to 220kV side of this substation and the reactive power generated by this line are transmitted back to 500kV Doc Sang substation; this makes the voltage at the 220kV busbar

of the 220 kV Quang Ngai substation exceed the permissible opẻation range 242 kV According to the power system development schedule, Thuong KomTum hydropower plant will be connected to the 220kV Quang Ngai substation in 2019 and the second line of 220kV Doc Soi-Quang Ngai line will be built in 2022 It is predicted that the total reactive power generated by these 220kV lines is quite high and hence, at the low load period of the 220kV Doc Soi-Quang Ngai line, the voltage at the 220kV busbar of this Quang Ngai substation will

Trang 8

frequently be over 242kV Therefore, maintaining this busbar’s voltage within the permissible operation range is essential for both present and future

This research aims to analyze and propose a solution to remain the voltage at the 220kV busbar of the 220kV Quang Ngai substation within the allowable operation range The proposed solution is based on the TCR device installation at the 220kV busbar of this substation From the current and future reactive power transmitted on the 220kV Doc Soi - Quang Ngai line, the author calculates the TCR capacity From the simulation results in Etap software, the author evaluates the effectiveness of the proposed method both curent and future and then, author suggest development orientation in future

Key words: Quang Ngai 220kV substation; Adjustable voltage node; TCR; High voltage

restriction solution; Reactive power consumption

Trang 10

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 1-1: Tổng hợp số lần điện áp đến và vượt ngưỡng 242kV 13 Bảng 2-2: Tổng công suất phản kháng các đường dây 220kV nối vào trạm

220kV Quảng Ngãi phát ra 24 Bảng 2-3: So sánh giữa các công nghệ thiết bị bù ngang 30

Trang 11

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ

Hình 1-1: Vị trí địa lý của Trạm biến áp 220kV Quảng Ngãi 3

Hình 1-2: Điện áp cực đại tại TG 220kV Quảng Ngãi năm 2016 11

Hình 1-3: Điện áp cực đại tại TG 220kV Quảng Ngãi năm 2017 12

Hình 1- 4: Điện áp cực đại tại TG 220kV Quảng Ngãi năm 2018 12

Hình 1-5: Điện áp tại TG 220kV Quảng Ngãi & Dốc Sỏi ngày 13/01/2016 13

Hình 1-6: Phụ tải tại TG 220kV Quảng Ngãi ngày 13/01/2016 14

Hình 1- 9: Điện áp tại TG 220kV Quảng Ngãi & Dốc Sỏi ngày 27/02/2016 15

Hình 2-19: Cấu trúc cơ bản của SVC 26

Hình 2-20: Cấu trúc cơ bản của STATCOM 27

Hình 2-21: Cấu trúc cơ bản của VSR 28

Hình 2-22: Cấu tạo bộ TCR 29

Hình 2-23: Sơ đồ thay thế đường dây Dốc Sỏi - Quảng Ngãi 31

Hình 2-24: Giản đồ vec tơ 32

Hình 3-26: Đồ thị điện áp tại TG 220kV Quảng Ngãi 36

Trang 12

Hình 3-27: Điện áp tại TG 220kV Quảng Ngãi sử dụng để đánh giá 37

Hình 3-28: Giao diện ETAP ở trường hợp 1 38

Hình 3-29: Điện áp tại TG 220kV Quảng Ngãi trước và sau khi lắp TCR 38

Hình 3-30: Giao diện ETAP ở trường hợp 2 39

Hình 3-31: Điện áp tại 220kV Quảng Ngãi ở trường hợp 2 40

Hình 3-32: Sơ đồ mô phỏng bằng ETAP ở trường hợp 3 41

Hình 3-33: Kết quả mô phỏng trường hợp 3 42

Trang 13

`LỜI MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài:

Công suất phản kháng có thể được sinh ra từ máy phát điện, dung dẫn các đường dây hoặc các tụ bù ngang, công suất phản kháng này sẽ được tiêu thụ chủ yếu tại các phụ tải Việc thay đổi trào lưu công suất phản kháng trong hệ thống điện sẽ dẫn đến sự thay đổi điện áp tại các nút trong hệ thống điện Sự gia tăng các thiết bị bù công suất phản kháng nhằm giảm tổn thất điện năng trong lưới phân phối đã làm thay đổi trào lưu công suất trên lưới truyền tải

Thật vậy, tại Trạm biến áp 220kV Quảng Ngãi, trong chế độ phụ tải thấp, công suất phản kháng truyền từ phía 110kV về phía 220kV Khi đó, lượng công suất phản kháng này và lượng công suất phản kháng do đường dây 220kV Dốc Sỏi - Quảng Ngãi sinh ra sẽ truyền ngược về Trạm 500kV Dốc Sỏi, điều này làm cho hiện tượng điện áp cao thường xuyên xuất hiện ở phía 220kV Trạm 220kV Quảng Ngãi trong chế độ phụ tải thấp Hiện tượng này mang tính chất cục bộ, nhưng có thể gây hư hỏng, phá hủy các thiết bị điện, ảnh hưởng đến vận hành an toàn, tin cậy, ổn định hệ thống

Theo qui hoạch sơ đồ VII điều chỉnh, các nhà máy phát điện, đường dây mới được đưa vào vận hành đấu nối vào TBA 220kV Quảng Ngãi Một trong những vấn đề kỹ thuật khá phức tạp cần được giải quyết đó là lượng công suất phản kháng do các đường dây sinh ra truyền từ trạm 220kV Quảng Ngãi về Trạm 500kV Dốc Sỏi tăng, làm tăng điện áp tại thanh cái 220kV Quảng Ngãi

Do đó việc nghiên cứu tìm giải pháp điều chỉnh để điện áp phía 220kV Trạm biến áp 220kV Quảng Ngãi nằm ở trong giới hạn làm việc cho phép là rất cần thiết nhằm đảm bảo việc vận hành ổn định, tin cậy cho hệ thống, nâng cao tính vận hành liên tục của hệ thống

2 Mục đích nghiên cứu:

- Trạm biến áp 220kV Quảng Ngãi đang vận hành ở mức cao đến ngưỡng cho phép vào nhưng thời điểm phụ tải thấp điện áp tại thanh góp 220kV Quảng Ngãi vượt ngưỡng 242kV cho phép

- Dựa trên số liệu vận hành thực tế, tác giả đưa ra giải pháp hạn chế điện áp cao đến ngưỡng và vượt ngưỡng vận hành cho phép

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

Trang 14

- Đối tƣợng nghiên cứu của đề tài là: Điện áp tại Thanh góp 220kV Trạm biến

Trang 15

CHƯƠNG I: HIỆN TRẠNG & ĐIỆN ÁP TẠI TRẠM BIẾN ÁP 220kV

QUẢNG NGÃI

1.1 TBA 220kV Quảng Ngãi:

1.1.8 Giới thiệu chung:

Trạm biến áp 220kV Quảng Ngãi được xây dựng trên đất ruộng nằm bên trái QL1A theo hướng ra Bắc, cách khoảng 01km, thuộc HTX Tú Sơn 1, thôn Tú Sơn, xã Đức Lân, huyện Mộ Đức, tỉnh Quảng Ngãi, như Hình 1-1 Cách ngã ba Thạch Trụ theo hướng ra Bắc khoảng 3,6km

Vị trí địa lý của khu vực đặt trạm như sau:

- Đông giáp ruộng lúa và cách QL1A khoảng 1km

- Tây giáp ruộng lúa và cách đường sắt khoảng 500m

- Nam giáp kênh thủy lợi và đường đất nhỏ

- Bắc giáp ruộng lúa

Tổng diện tích trạm theo khuôn viên hàng rào là 20.205m² Tổng diện tích mặt bằng xin cấp đất là 24.939m² bao gồm mặt bằng trạm kể cả chân taluy, đường vào trạm làm mới và khu nhà nghỉ trực ca công nhân vận hành

Hình 1-1: Vị trí địa lý của Trạm biến áp 220kV Quảng Ngãi

Trang 16

1.1.8 Mục tiêu:

Trạm biến áp 220kV Quảng Ngãi được đầu tư và xây dựng nhằm:

- Tiếp nhận điện năng từ NMTĐ Thượng Kon Tum bằng lưới điện 220kV

và truyền tải điện năng cho lưới điện 110kV của khu vực đồng thời chuyển tải phần công suất còn lại về TBA 220kV Dốc Sỏi (500kV Dung Quất)

- Tăng cường khả năng cung cấp điện tin cậy cho lưới điện 110kV để đáp ứng nhu cầu phụ tải ngày càng tăng cao của khu vực

- Chống quá tải cho mạng lưới điện 110kV hiện hữu kể cả mạng lưới điện đang xây dựng, đồng thời giảm tổn thất công suất và điện năng trên lưới điện 110kV của khu vực

1.1.8 Qui mô:

Trạm biến áp Quảng Ngãi gồm 02 máy biến áp 125MVA được chia làm 2 giai đoạn:

+ Giai đoạn 1: 01 máy 125MVA

+ Giai đoạn 2: 01 máy 125MVA

- Số lộ 220kV xây dựng trong giai đoạn 1: 03 lộ (Dốc Sỏi – Quảng Ngãi;

02 lộ Quảng Ngãi – Thượng KomTum: phần đường dây sẽ được xây dựng cùng với NMTĐ Thượng KomTum)

- Số lộ 220kV xây dựng trong tương lai: 03 lộ

- Số lộ 110kV xây dựng trong giai đoạn 1: 03 lộ

- Số lộ 110kV xây dựng trong tương lai: 04 lộ

1.1.8 Thông số và sơ đồ vận hành hiện tại:

 Sơ đồ nối điện chính:

- Phía 220 kV: được bố trí theo sơ đồ “hệ thống hai thanh cái” gồm có 6 lộ

đường dây, 1 máy cắt nối và 2 lộ tổng MBA

- Phía 110 kV: được bố trí theo sơ đồ “hệ thống hai thanh cái” gồm có 7 lộ

đường dây, 1 máy cắt nối và 2 lộ tổng MBA, trong giai đoạn đầu xây dựng

3 lộ đường dây, 1 máy cắt nối và 1 lộ tổng MBA lực

- Phía 22 kV: sơ đồ “ a t a c đơ ” vận hành độc lập, một thanh cái

nối với cuộn cân bằng có công suất 40MVA của MBA 220kV (AT-2) qua máy cắt tổng, thanh cái còn lại nối với lưới 22kV địa phương cũng qua máy cắt Thiết bị phía 22kV gồm 02 tủ lộ tổng (630A), 02 tủ máy biến áp tự dùng (100A) và 02 tủ biến điện áp

Trang 17

Các thiết bị chính:

- Máy biến áp lực: (MBA 125MVA - ABB/Thailand), loại từ ngẫu 03 pha,

ngoài trời, điện áp 225  8 x 1.25%/115/23kV công suất máy 125MVA, tổ đấu dây YNauto/d-0-11, có điều chỉnh điện áp dưới tải phía 220kV

 Theo quyết định phê duyệt TKKT của Tập đoàn Điện lực Việt Nam (số 3419/QĐ-EVN-TĐ ngày 18/12/2005), căn cứ vào chức năng và qui mô đầu tư của trạm 220kV Quảng Ngãi, sơ đồ nối điện của trạm như sau:

HTPP 220kV:

Phía 220kV: Sơ đồ “2 hệ thống thanh cái” có máy cắt liên lạc với qui mô

08 ngăn lộ Giai đoạn này đầu tư 05 ngăn 220kV gồm 03 ngăn xuất tuyến,

01 ngăn lộ tổng MBA, 01 ngăn máy cắt liên lạc Như vậy phía 220kV có các ngăn lộ như sau

- 02 ngăn lộ ĐDK 220kV đi NM thủy điện Thượng KomTum

- 01 ngăn lộ ĐDK 220kV đi TBA 220kV Dốc Sỏi

- 02 ngăn lộ tổng 220kV của MBA lực 220/110kV

- 01 ngăn máy cắt nối thanh cái 220kV

- 03 ngăn lộ ĐDK 220kV dự phòng

HTPP 110kV:

HTPP 110kV sử dụng sơ đồ “02 hệ thống thanh cái” với qui mô gồm 10 ngăn lộ Trong giai đoạn đầu, lắp đặt thiết bị cho 05 ngăn lộ như sau:

- 01 ngăn lộ ĐDK 110kV đi TBA 110kV Hoài Nhơn

- 01 ngăn lộ ĐDK 110kV đi TBA 110kV Mộ Đức

- 01 ngăn lộ ĐDK 110kV đi TBA 110kV Tư Nghĩa

- 01 ngăn lộ tổng 110kV của MBA lực 220/110kV

- 01 ngăn máy cắt nối 02 thanh cái 110kV

Trong giai đoạn sau dự kiến sẽ phát triển thêm 05 ngăn lộ như sau :

- 01 ngăn lộ tổng 110kV của MBA lực 220/110kV thứ hai

- 04 ngăn lộ ĐDK 110kV dự phòng

HTPP 22kV:

Hệ thống phân phối 22kV của trạm gồm hai thanh cái đơn vận hành độc lập: một thanh cái nhận điện từ đầu ra 22kV có công suất 40MVA của MBA 220kV(AT-2), một thanh cái nhận điện từ lưới 22kV địa phương (trong tương lai, sẽ nhận điện từ đầu ra 22kV của MBA 220kV thứ hai (AT-1)

Hệ thống phân phối 22kV chỉ để cung cấp cho các MBA tự dùng của trạm,

do đó mỗi MBA tự dùng được đấu nối vào một thanh cái qua tủ LBS (dao

Trang 18

cách ly phụ tải) và dùng cầu chì để bảo vệ ngắn mạch

Hệ thống phân phối 22kV sử dụng để cung cấp cho các MBA tự dùng của trạm, gồm 06 tủ phân phối nhƣ sau:

- 02 tủ máy cắt lộ tổng 22kV

- 02 tủ biến điện áp 22kV;

- 02 tủ LBS kèm cầu chì cho MBA tự dùng

Trang 19

1.1.8 Sơ đồ trạm biến áp 220kV Quảng Ngãi trong lưới điện Việt Nam:

Trang 20

1.1.6.Sơ đồ vận hành hiện trạng:

Trang 21

1.1.7.Sơ đồ theo qui hoạch đến 2019:

Trang 22

1.1.8 Sơ đồ theo qui hoạch đến 2022:

Trang 23

1.2 Điện áp tại TBA 220kV Quảng Ngãi hiện trạng:

1.2.8 Phân tích số liệu:

Trạm biến áp 220kV Quảng Ngãi được đưa vào vận hành từ ngày 18/8/2012 đến nay Để đánh giá, ta chỉ xét thông số điện áp từ năm 2016 đến nay Vì từ năm 2016 các phụ tải phía 110kV tương đối ổn định và được nối mạch vòng

Theo số liệu vận hành thực tế tại TBA 220kV Quảng Ngãi, ta có điện áp cao nhất trên thanh góp 220kV trong 3 năm gần đây (2016-2018) như Hình 1-2 đến Hình 1-4

Hình 1-2: Điện áp cực đại tại TG 220kV Quảng Ngãi năm 2016

Trang 24

Hình 1-3: Điện áp cực đại tại TG 220kV Quảng Ngãi năm 2017

Hình 1- 4: Điện áp cực đại tại TG 220kV Quảng Ngãi năm 2018

Như vậy điện áp tại thanh góp 220kV thường xuyên làm việc ở ngưỡng cao (hiện tượng điện áp cao), xấp xỉ 242kV hoặc cao hơn 242kV, đặc biệt là

năm 2016

Trang 25

Theo số liệu vận hành, số lần điện áp ở ngƣỡng 242kV và vƣợt ngƣỡng

242kV trong năm 2016 đƣợc thống kê theo Bảng 1-1

Điện áp vƣợt ngƣỡng 242kV tổng cộng có 08 lần (04 lần ban ngày và 04 lần ban đêm)

Ở một số ngày vận hành, điện áp trên thanh góp 220kV của Trạm biến áp 220kV Quảng Ngãi có điện áp cao nhƣ Hình 1-5 đến Hình 1-18

Hình 1-5: Điện áp tại TG 220kV Quảng Ngãi & Dốc Sỏi ngày 13/01/2016

Trang 26

Hình 1-6: Phụ tải tại TG 220kV Quảng Ngãi ngày 13/01/2016

Trang 27

Hình 1- 9: Điện áp tại TG 220kV Quảng Ngãi & Dốc Sỏi ngày 27/02/2016

Trang 28

Trang 29

Trang 30

Trang 31

Trang 32

1.2.8 Đánh giá:

Từ các dữ liệu Hình 1-5 đến Hình 1-18, ta thấy điện áp đầu đường dây Dốc Sỏi - Quảng Ngãi đang vận hành với giá trị khá cao, giá trị này đã được quy định bởi trung tâm điều độ miền nhằm đảm bảo chế độ vận hành tối ưu của lưới Vào những ngày này, phụ tải ở TBA 220kV Quảng Ngãi non tải, công suất phản kháng truyền từ phía 110kV về phía 220kV và truyền về đường dây Quảng Ngãi - Dốc Sỏi Ngoài công suất phản kháng này, bản thân đường dây 220kV Quảng Ngãi - Dốc Sỏi cũng sản sinh 1 lượng công suất phản kháng, khoảng 8MVAr và công suất phản kháng này cũng truyền về phía trạm 500kV Dốc Sỏi Kết quả là điện áp trên thanh góp 220kV thường

ở ngưỡng cao, một số trường hợp vượt quá ngưỡng cho phép vận hành Như vậy, trong tương lai, khi nhiều đường dây 220kV nối vào trạm 220kV Quảng Ngãi được xây dựng, thì hiện tượng điện áp cao này càng xuất hiện thường xuyên hơn vào lúc non tải Vì vậy cần có giải pháp điều chỉnh điện

áp cho TBA 220kV Quảng Ngãi

Trang 33

CHƯƠNG 2: LỰA CHỌN GIẢI PHÁP ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP TẠI

TRẠM BIẾN ÁP 220kV QUẢNG NGÃI

2.1 Các phương pháp điều chỉnh điện áp:

Đối với phần lớn các hệ thống điện hiện đại, việc giám sát điện áp trong toàn hệ thống được thực hiện bởi hệ thống SCADA/EMS (Supervisory Control And Data Acquisition /Energy Management System) Hệ thống này thường được trang bị tại các trung tâm điều độ Các thông tin về điện áp được thu thập

về giúp cho người vận hành ra các quyết định để thực hiện việc điều chỉnh điện

áp qua các phương tiện điều chỉnh điện áp

2.1.1 Điều chỉnh tỉ số máy biến áp [1] :

Điều chỉnh điện áp bằng cách thay đổi tỷ số biến áp của máy biến áp là một cách thông dụng của điều chỉnh điện áp trong HTĐ Thay đổi tỷ số biến áp liên quan đến thay đổi số vòng dây của một trong các cuộn dây của MBA (thay đổi đầu phân áp)

Điều chỉnh tỷ số biến áp của các MBA không làm thay đổi sự cân bằng công suất phản kháng trên HTĐ nhưng lại làm thay đổi điện áp ở các nút và dẫn đến thay đổi trào lưu công suất phản kháng trên lưới điện Có 02 loại điều chỉnh tỷ số biến áp của MBA

- Điều chỉnh điện áp không tải: Việc điều chỉnh nấc phân áp MBA được thực hiện sau khi đã cắt điện MBA Loại điều chỉnh này chỉ áp dụng cho MBA phân phối

- Điều chỉnh điện áp dưới tải: Việc điều chỉnh nấc MBA được thực hiện trong khi MBA đang mang tải MBA điều chỉnh điện áp dưới tải phải có bộ điều chỉnh điện áp làm việc được khi đang mang tải

2.1.2 Điều chỉnh điện áp bằng cách thay đổi trào lưu công suất [1] :

Phương pháp này làm thay đổi dòng công suất phản kháng trên các nhánh của HTĐ Các thiết bị điều chỉnh công suất phản kháng trên lưới điện gồm:

- Máy điện đồng bộ: bao gồm máy phát điện đồng bộ hoặc máy bù đồng bộ, chỉ phát hoặc thu công suất phản kháng Đối với máy điện đồng bộ, công suất phản kháng phát ra không phụ thuộc vào điện áp và có thể điều chỉnh nhanh điện áp khi có sự cố trên HTĐ

- Kháng bù ngang: Trong chế độ phụ tải thấp, điện áp trên HTĐ có thể sẽ tăng cao, đặc biệt trên lưới truyền tải điện do điện dung của các đường dây

Trang 34

truyền tải bơm công suất phản kháng lên HTĐ Lượng công suất phản kháng phụ thuộc vào điện áp, chiều dài và kết cấu đường dây tải điện Sử dụng kháng bù ngang sẽ tiêu thụ bớt công suất phản kháng trên HTĐ cân bằng công suất phản kháng giữa nguồn và phụ tải, giúp ổn định điện áp lưới điện

- Các thiết bị bù tĩnh: Việc đóng cắt tụ bù ngang dẫn đến thay đổi nhảy cấp lượng công suất phản kháng bơm vào lưới Hơn nữa khi có sự thay đổi bất thường nhu cầu công suất phản kháng thì việc sử dụng tụ và kháng bù ngang bị hạn chế về khả năng điều chỉnh nhanh Hạn chế này sẽ được khắc phục nhờ các thiết bị bù có điều khiển Thiết bị bù này sử dụng các van điện tử công suất đóng/mở có điều khiển cho phép điều chỉnh nhanh công suất phản kháng theo yêu cầu Các thiết bị bù có điều khiển bao gồm:

+ Thiết bị SVC (Static Var Compensator): bao gồm tụ bù ngang có điều khiển TSC (Thyristor switched capacitor), kháng bù ngang có điều khiển TCR (Thyrictor controlled reactor), hoặc kết hợp TSC/TCR Việc đóng mở các mạch điện kháng và tụ điện sử dụng van điện tử công suất (thyrictor) nhờ bộ điều khiển để đảm bảo đặc tính V-I

+ Thiết bị STATCOM (Static Synchronouns Compensator) sử dụng biến tần dòng nguồn để điều khiển thu phát cả công suất tác dụng và công suất phản kháng

2.1.3 Điều chỉnh điện áp bằng cách thay đổi thông số lưới điện [1] :

Hai phương pháp điều chỉnh điện áp bao gồm thay đổi sơ đồ lưới điện và thay đổi thông số các phần tử trên lưới điện

- Thay đổi cấu trúc lưới: Phương pháp này chỉ áp dụng đối với cấu trúc lưới

có các mạch làm việc song song hoặc mạch vòng và việc thay đổi sơ đồ lưới điện được thực hiện bằng cách đóng hoặc cắt các mạch điện để tạo ra

Trang 35

2.2 Phương án điều chỉnh điện áp cho trạm 220kV Quảng Ngãi:

2.2.1 Nguyên nhân gây quá áp TG 220kV TBA 220kV Quảng Ngãi:

Như đã đề cập ở mục 1.2 của Chương 1, vào những thời điểm phụ tải

ở TBA 220kV Quảng Ngãi non tải, điện áp phía 220kV của trạm 220kV Quảng Ngãi thường ở ngưỡng cao hoặc vượt ngưỡng điện áp vận hành cho phép Điều này là do 2 nguyên nhân:

- Điện áp tại đầu đường dây 220kV Dốc Sỏi-Quảng Ngãi (phía trạm 500kV Dốc Sỏi) thường xuyên vận hành ở mức cao Điện áp này do điều

độ quyết định nhằm đảm bảo chế độ vận hành tối ưu của lưới

- Công suất phản kháng truyền từ phía 110kV về phía 220kV của trạm Quảng Ngãi kết hợp với công suất phản kháng sinh ra bởi đường dây 220kV Dốc Sỏi - Quảng Ngãi sẽ truyền trên đường dây này về trạm 500kV Dốc Sỏi, kết quả là điện áp cuối đường dây 220kV Dốc Sỏi - Quảng Ngãi dâng cao hơn so với đầu đường dây

2.2.2 Dự báo điện áp trên TG 220kV ở tương lai:

a Sơ đồ qui hoạch đến năm 2022:

Theo qui hoạch đến năm 2022, Trạm biến áp 220kV Quảng Ngãi

sẽ bổ sung thêm một số đường dây gồm: Mạch 2 đường dây 220kV Dốc Sỏi – Quảng Ngãi; Đường dây từ Nhà máy Thủy điện Thượng Kom Tum 1 & 2 Suốt quá trình vận hành, các đường dây này sẽ sinh

ra một lượng công suất phản kháng do dung dẫn của đường dây Ở chế

độ vận hành vừa và nặng tải, lượng công suất phản kháng sinh ra từ các đường dây này có thể triệt tiêu với phần công suất phản kháng trên đường dây, máy biến áp và cung cấp đến phụ tải Nhưng ở chế độ phụ tải cực tiểu, lượng công suất phản kháng này có thể làm cho hiện tượng điện áp cao tại Trạm biến áp 220kV Quảng Ngãi càng trầm trọng hơn

b CSPK sinh ra do đường dây và điện áp ở trạm BA:

Công suất phản kháng sinh ra của mỗi mạch đường dây đấu nối với trạm được tính theo công thức:

Với

: là điện áp vận hành [kV], : dung dẫn đơn vị của đường dây [ ] : chiều dài đường dây [km]

Định dạng
Số trang	70
Dung lượng	2,23 MB