Chương 1. TỔNG QUAN VỀ LƯỚI ĐIỆN 374-E17.1 MỘC CHÂU-SƠN LA VÀ VẤN ĐỀ ỔN ĐỊNH HỆ THỐNG ĐIỆN 1. Đặc điểm hiện trạng lưới điện 35kV Mộc Châu – Sơn La 1. Cấu trúc lưới Hệ thống điện Việt Nam nói chung và lưới điện tại tỉnh miền núi nói riêng được xây dựng và phát triển từng bước qua các nhiều giai đoạn nên thiếu sự đồng bộ và còn bất cập.
Trong đó, có nhiều đường dây 35kV cung cấp cho các trạm biến biến áp phân bố rải rác, trải dài trên một phạm vi lớn theo điều kiện tự nhiên và phân bố dân cư trong khu vực, đặc điểm phụ tải có tính chất không ổn định trong ngày (24h) do chủ yếu các phụ tải điện sinh hoạt, ít phụ tải điện công nghiệp công suất nhỏ. Trong quá trình cải tạo phát triển, các đường dây 110kV và các trạm biến trung gian được xây dựng thêm làm thay đổi phân bố công suất khác so với thiết kế ban đầu. Đặc biệt, chính sách phát triển nguồn năng lượng tái tạo kết nối lưới cũng có tác động mạnh đến cấu trúc lưới và thay đổi các phương thức vận hành. Trong số đó, phải kể đến các thủy điện nhỏ công suất từ một vài MW đến vài chục MW có đặc điểm vận hành thụ động theo mùa (nguồn nước thay đổi).
Từ các lý do trên đây đã phát sinh nhiều bất cập, ví dụ: - Cấu trúc lưới, và chủng loại, tiết diện dây dẫn một vài đoạn bất hợp lý. - Hạn chế tính năng làm việc, bảo vệ của các thiết bị điện. - Khó khăn trong lựa chọn phương thức vận hành lưới điện khi có các nguồn phân tán (thủy điện nhỏ, pin mặt trời, điện turbine gió,. - Chất lượng điện năng thấp do điện áp thay đổi tăng, giảm phụ thuộc vào thuỷ điện nhỏ kết nối lưới.
- Tổn thất điện năng trên lưới điện lớn. Trong bối cảnh này, những lưới điện trung thế thuộc địa bàn miền núi nói chung và cụ thể là lưới điện 374-E17.1 huyện Mộc Châu cần thiết phải được nâng cấp bởi các giải pháp tiến bộ, đáp ứng cơ chế quản lý và kinh doanh của EVN quy định tại các văn bản hiện hành, cụ thể như Thông tư số 39/TT-BCN năm 2015 của Bộ Công thương áp dụng đối với lưới điện phân phối trong hệ thống điện Việt Nam. Về tổng thể, lưới điện 35kV huyện Mộc Châu bao gồm 03 lộ đường dây như hình 1. Chi tiết xem bản vẽ PL1.
LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.1 là loại đường dây trên không có tổng chiều dài 139,983 km.1 là loại đường dây trên không có tổng chiều dài 206,232 km.1 một phần là loại đường dây cáp ngầm, một phần là loại đường dây trên không có tổng chiều dài 45,24 km. Sơ đồ một sợi lưới điện 35 kV Điện lực Mộc Châu Tổng số phụ tải gồm 232 trạm biến áp 35/0,4 kV với tổng công suất định mức là 30 MVA. Hệ thống đường dây bao gồm đường dây trên không sử dụng các loại dây sau: AC-50, AC-70, AC-95, AC-120. Có 01 trạm trung gian 35/22kV đấu nối vào trạm trung gian Vân Hồ.
2x3200kVA – mới đưa vào vận hành năm 2019. Trong lưới điện 35 kV có kết nối 04 nhà máy thủy điện nhỏ. Danh mục các thủy điện nhỏ đấu nối vào lưới điện 35 kV Stt Tên gọi Pđm (MW) Lộ kết nối 1 Suối Tân 1 2,4 374 2 Suối tân 2 4,0 374 3 SơVin 2,8 374 4 Mường Sang 2,5 372 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 6 Đường dây có dạng hình tia sử sụng cấu trúc mạch vòng liên kết với nhau bằng các máy cắt và dao cách ly với sơ đồ kết dây cơ bản như sau: Lộ 372 có dao cách ly 372-7/4A Tiểu Khu 77 thường mở, dự phòng cho kết nối với đường dây 35 kV Sơn La. Lộ 374 và 376 được cấp điện từ trạm biến áp Mộc Châu.2 là sơ đồ lưới điện 374-E17.1 (chi tiết xem bản vẽ PL1.1 Mộc Châu – Sơn La 1.
Đặc điểm vận hành - Do đường dây có tổng chiều dài lớn, rải rác vào các thôn bản hẻo lánh với nhiều đoạn rẽ nhánh nên các phụ tải phía cuối đường dây có điện áp thấp dưới mức quy định. - Nhiều loại đường dây được đầu tư từ 20 đến 25 năm trước đây với đoạn có tiết diện dây 50 mm2 xen lẫn đường dây có tiết diện 95 mm2,. không phù hợp, đặc biệt là khi áp dụng cấu trúc mạch vòng sẽ bộc lộ những bất cập về kỹ thuật. - Do đặc thù của các phụ tải chủ yếu là phụ tải dân sinh có tính chất thay đổi thất thường với biên độ dao động lớn trong ngày dẫn đến việc điều độ và công tác vận hành phức tạp.
Đối với các nhánh rẽ, phụ tải ngày có thể dao động trong khoảng (5 ÷100)%Sđm, trong khi phụ tải máy biến áp phân phối dao động trong khoảng (20 ÷100)%Sđm. Thông số kỹ thuật các nhà máy thủy điện đấu nối vào lưới điện 374-E17. Nhà máy thủy điện Suối Tân 1 (bản vẽ PL1.3) LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Số liệu kỹ thuật nhà máy thủy điện Suối Tân 1 Nội dung Số liệu Đơn vị - Hồ chứa: Mùa khô từ tháng 01 đến tháng 8, mùa mưa từ tháng 9 đến tháng 12 Cột nước m Dung tích hồ điều tiết m3 -Tuabin Kiểu - Máy phát: SFWE – W1000-6/1180 (H1, H2), SFW – W500- 3 tổ máy 6/850 (H3) Tổng công suất nhà máy 2,5 MW Công suất định mức H1 1 MW Công suất định mức H2 1 MW Công suất định mức H3 0,5 MW Dải công suất khả dụng 1 máy MW Thời gian khởi động nhỏ nhất phút Điện áp đầu cực máy phát 6,3 kV cos 0,8 Tốc độ quay định mức 1000 v/ph Tần số 50 Hz - Máy biến áp 1 máy Dung lượng 3200 kVA Điệp áp 38.3kV kV Tổ đấu dây Y/-11 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.
Nhà máy thủy điện Suối Tân 2 (bản vẽ PL1. Số liệu kỹ thuật nhà máy thủy điện Suối Tân 2 Nội dung Số liệu Đơn vị 1 Máy phát điện 2 tổ máy 1.1 Thông số danh định mỗi tổ máy Công suất danh định 2500 kVA Hệ số công suất 0,8 Công suất phát cực đại MW Công suất phát cực tiểu MW Số pha 3 pha Tần số 50 Hz Tốc độ quay 1000 v/ph Điện áp đầu cực máy phát 6,3 kV Tỷ số ngắn mạch 1.2 Điện trở, điện kháng (tính tương đối trên công suất và điện áp danh định) Điện kháng đồng bộ dọc trục Xd 130,3 % Điện kháng đồng bộ ngang trục Xq 68,3 % Điện kháng quá độ dọc trục X’d 18,5 % Điện kháng siêu quá độ dọc trục X’’d 12,4 % Điện kháng thứ tự nghịch X2 % Điện kháng thứ tự không X0 % Điện trở rò stator cho mỗi pha (ở 750C) 0,0726 ohm Điện kháng potier (ở 750C) ohm 1.3 Hằng số thời gian Hằng số thời gian quá độ hở mạch dọc trục T’d0 3,466 sec Hằng số thời gian quá độ hở mạch dọc trụcT’’d0 sec 1.4 Hằng số quán tính GD2 3750 Kgm2 2 Máy biến áp Shuang Xing Cheng Du 2 máy Dung lượng 2500 kVA LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 9 Điệp áp cao áp/trung áp 38,5/6,3 kV Tổ đấu dây Y/-11 Điện áp ngắn mạch giữa các cuộn dây 6,57 % Hệ thống làm mát ONAN 1. Nhà máy thủy điện Sơ Vin (bản vẽ PL1. Số liệu kỹ thuật nhà máy thủy điện SơVin Nội dung Số liệu Đơn vị 1 Máy phát điện ZHEJIANG JINLUN 2 tổ máy ELECTROMECANIC CO.1 Thông số danh định mỗi tổ máy Công suất danh định 1750 kVA Hệ số công suất 0,8 Công suất phát cực đại MW Công suất phát cực tiểu MW Khả năng quá tải của máy phát Số pha 3 pha Tần số 50 Hz Tốc độ quay 750 v/ph Điện áp đầu cực máy phát 6,3 kV Tỷ số ngắn mạch 1,04 1.2 Điện trở, điện kháng (tính tương đối trên công suất và điện áp danh định) Điện kháng đồng bộ dọc trục Xd 105,6 % Điện kháng đồng bộ ngang trục Xq 61,1 % Điện kháng quá độ dọc trục X’d 23,5 % Điện kháng siêu quá độ dọc trục X’’d 16,9 % Điện kháng thứ tự nghịch X2 17,84 % Điện kháng thứ tự không X0 3,54 % Điện trở rò stator cho mỗi pha (ở 750C) 0,2784 ohm Điện kháng potier (ở 750C) ohm 1.3 Hằng số thời gian LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 10 Hằng số thời gian quá độ hở mạch dọc trục T’d0 3,466 sec Hằng số thời gian quá độ hở mạch dọc trụcT’’d0 sec 1.4 Hằng số quán tính GD2 Kgm2 2 Máy biến áp 1 máy Dung lượng 4000 kVA Điệp áp cao áp/trung áp 38,5/6,3 kV Tổ đấu dây Y/-11 Điện áp ngắn mạch giữa các cuộn dây % Hệ thống làm mát ONAN 1.
Hệ thống kích từ Hệ thống kích từ của các thủy điện nhỏ đấu nối vào lưới điện 374-E17.1 đang được sử dụng là loại dùng động cơ điện xoay chiều có đặc điểm là vận hành phức tạp, giá thành cao, chịu ảnh hưởng của sự thay đổi tần số và điện áp lưới (nhất là trong chế độ sự cố). Các loại kích từ đang dùng, đều được cung cấp từ các nhà thầu Trung Quốc. Vấn đề điều khiển hệ thống điện 1. Nhiệm vụ điều khiển HTĐ Chức năng của một HTĐ là biến đổi năng lượng từ một dạng tự nhiên sang dạng điện và truyền tải đến các điểm tiêu thụ.
Sự tiện lợi của năng lượng điện là dễ truyền tải và điều khiển với hiệu suất và độ tin cậy cao. Trong quá trình vận hành HTĐ cần đảm bảo các yêu cầu sau đây: Hệ thống phải có khả năng đáp ứng một cách liên tục với sự thay đổi nhu cầu tải CSTD và CSPK. Không giống như các dạng năng lượng khác, điện năng không thể tích trữ với dung lượng lớn được. Bởi vậy, rất nhiều thiết bị và bộ điều khiển được sử dụng để duy trì cân bằng công suất tiêu thụ và công suất phát.
Chất lượng điện năng phải đảm bảo các tiêu chuẩn sau đây: - Tần số hệ thống không đổi - Điện áp nút không đổi LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 11 Trao đổi Công suất Tần số công suất máy phát Điều độ - Kế hoạch Hệ thống điều khiển máy phát sản xuất Khối điều khiển máy phát khác và các điều khiển liên quan Khối điều khiển Điều tốc và máy phát điều khiển Công suất trục Hệ thống Dòng điện kích từ và Máy phát kích từ điều khiển Điện áp Tốc độ Tốc độ/công suất Điều khiển đường dây tải điện Tần số Trao đổi Công suất công suất máy phát Hình 1. Các thành phần điều khiển liên quan trong một trạm phát điện [10] Hình 1.3 mô tả một số khối điều khiển của một trạm phát điện trong HTĐ.