Luận Văn Thạc Sĩ: Nghiên Cứu Bù Công Suất Phản Kháng Trên Lưới Điện Phân Phối Lộ 375E13-1 Đồng Mỏ

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu bù công suất phản kháng trên lưới điện phân phối, áp dụng tính toán cho lộ đường dây 375e13 1 Đồng Mỏ.

• Tác giả: Nông Thế Chung
• Người hướng dẫn: TS. Trương Tuấn Anh
• Trường học: Đại học Thái Nguyên - Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp
• Chuyên ngành: Kỹ thuật điện
• Đề tài: Nghiên cứu bù công suất phản kháng trên lưới điện phân phối, tính toán cho lộ đường dây 375 E13.1 Đồng Mỏ
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Thái Nguyên

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI 35KV TỈNH LẠNG SƠN
• 1.1. Công ty điện lực Lạng Sơn
• 1.2. Cơ cấu tổ chức của Công ty điện lực Lạng Sơn
• 1.3. Khối lượng quản lý vận hành của Công ty Điện lực Lạng Sơn
• 1.4. Hiện trạng lưới điện tỉnh Lạng Sơn
• 1.5. Đánh giá hiện trạng lưới điện 35kV thuộc trạm biến áp 110kV E13.1 Đồng Mỏ huyện Chi Lăng
• 1.6. Chức năng, vụ của điện lực Chi Lăng
• 1.7. Đánh giá hiện trạng lưới điện trung áp 35kV thuộc trạm biến áp 110kV E13
• 1.8. Kết luận chương 1
• 2. CHƯƠNG 2: BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG TRONG LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI
• 2.1. Một số chỉ tiêu và phương pháp đánh giá chất lượng điện
• 2.1.1. Một số chỉ tiêu cơ bản về đảm bảo chất lượng điện áp
• 2.1.2. Dao động điện áp
• 2.1.3. Quy định về chất lượng điện áp
• 2.1.4. Một số quy định khác về chất lượng điện áp
• 2.1.5. Một số phương pháp đánh giá chất lượng điện
• 2.1.5.1. Đánh giá chất lượng điện theo mô hình xác suất thống kê
• 2.1.5.2. Đánh giá chất lượng điện theo độ lệch điện áp
• 2.1.5.3. Đánh giá chất lượng điện theo tiêu chuẩn đối xứng
• 2.1.5.4. Đánh giá chất lượng điện theo tiêu chuẩn tích phân điện áp
• 2.1.5.5. Đánh giá chất lượng điện theo tương quan giữa công suất và điện áp
• 2.1.5.6. Đánh giá chất lượng điện theo độ không sin của điện áp
• 2.2. Tổng quan về bù công suất phản kháng trong lưới điện phân phối
• 2.2.1. Công suất phản kháng và ý nghĩa của việc bù công suất phản kháng trong lưới điện phân phối
• 2.2.2. Công suất phản kháng (CSPK)
• 2.2.3. Ý nghĩa của việc bù CSPK trong lưới phân phối
• 2.2.4. Các thiết bị tiêu thụ và nguồn phát CSPK
• 2.2.4.1. Các thiết bị tiêu thụ công suất phản kháng
• 2.2.4.2. Các nguồn phát công suất phản kháng trên lưới điện
• 2.2.5. Các tiêu chí bù công suất phản kháng trên lưới phân phối
• 2.2.5.1. Tiêu chí kỹ thuật
• 2.2.5.2. Tiêu chí kinh tế
• 2.2.6. Một số phương pháp tính toán bù công suất phản kháng trên lưới phân phối
• 2.2.6.1. Xác định dung lượng bù CSPK để nâng cao hệ số công suất cosφ
• 2.2.6.2. Tính bù CSPK theo điều kiện cực tiểu tổn thất công suất
• 2.2.6.3. Bù công suất phản kháng theo điều kiện điều chỉnh điện áp
• 2.2.6.4. Lựa chọn dung lượng bù theo quan điểm kinh tế
• 2.2.6.5. Phương pháp tính toán lựa chọn công suất và vị trí bù tối ưu trong mạng điện phân phối
• 2.2.7. Kết luận chương 2
• 3. CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG PHẦN MỀM PSS/ADEPT TÍNH TOÁN BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG CHO XUẤT TUYẾN ĐƯỜNG DÂY 375 TRẠM BIẾN ÁP 110 KV E13
• 3.1. Cơ sở phương pháp tính toán vị trí và dung lượng bù
• 3.2. Giới thiệu về phần mềm PSS/ADEPT
• 3.3. Tính toán trào lưu công suất bằng phần mềm PSS/ADEPT
• 3.4. Cài đặt các thông số cơ bản của lưới điện
• 3.5. Lập sơ đồ và nhập các thông số của các phần tử trên sơ đồ. Tính toán trào lưu công suất
• 3.6. Tính toán tối ưu hóa vị trí và dung lượng bù bằng chương trình PSS/ADEPT
• 3.7. Cơ sở lý thuyết tính toán bù tối ưu theo phương pháp phân tích động theo dòng tiền tệ
• 3.8. Thiết lập thông số tính toán trên phần mềm PSS/ADEPT
• 3.9. Khảo sát điện áp và công suất xuất tuyến 375 trạm biến áp 110kV E13.1 Đồng Mỏ, huyện Chi Lăng, thành phố Lạng Sơn
• 3.10. Tính toán vị trí và dung lượng bù kinh tế xuất tuyến 375 trạm biến áp 110kV E13.1 Đồng Mỏ, huyện Chi Lăng, thành phố Lạng Sơn
• 3.11. Tính toán vị trí, dung lượng, tổn thất công suất bù cố định và bù đóng cắt xuất tuyến 375 trạm biến áp 110kV Đồng Mỏ
• 3.12. Tính toán bù cố định và bù đóng cắt phía trung áp 35kV
• 3.13. Tính toán bù cố định và bù đóng cắt phía hạ áp trạm biến áp phân phối 35/0,4 kV
• 3.14. Tổn thất công suất sau khi bù cố định và bù đóng cắt xuất tuyến 375 trạm 110kV Đồng Mỏ
• 3.15. Tính toán kinh tế các phương án bù của các lộ đường dây 375 trạm biến áp 110kV E13
• 3.15.1. Tính toán bù kinh tế phía trung áp xuất tuyến đường dây 375 trạm biến áp 110 kV E13
• 3.15.2. Tính toán bù kinh tế phía hạ áp xuất tuyến đường dây 375 trạm biến áp 110 kV E13
• 3.16. Đánh giá hiệu quả việc bù phía trung áp và bù phía hạ áp
• 3.17. Một số giải pháp nâng cao chất lượng điện áp xuất tuyến 375 - E13.1 Đồng Mỏ, huyện Chi Lăng, thành phố Lạng Sơn
• 3.17.1. Các giải pháp về tổ chức quản lý vận hành
• 3.17.1.1. Phân bố phụ tải hợp lý
• 3.17.1.2. Chọn sơ đồ cấp điện hợp lý
• 3.17.1.3. Chọn điện áp ở đầu vào hộ tiêu thụ điện thích hợp
• 3.17.1.4. Điều chỉnh chế độ làm việc của phụ tải điện một cách hợp lý
• 3.17.1.5. Lựa chọn tiết diện dây trung tính hợp lý
• 3.17.1.6. Phân bố đều phụ tải giữa các pha
• 3.17.1.7. Không vận hành thiết bị non tải
• 3.17.1.8. Với lưới điện có nhiều phụ tải một pha nên chọn máy biến áp có tổ nối dây sao-ziczăc
• 3.17.2. Các giải pháp về kỹ thuật
• 3.18. Kết luận Chương 3
• PHỤ LỤC
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về lưới điện phân phối 35kV tỉnh Lạng Sơn

Lưới điện phân phối 35kV tại tỉnh Lạng Sơn đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp điện năng cho các khu vực dân cư và công nghiệp. Công ty Điện lực Lạng Sơn quản lý và vận hành hệ thống này, với tổng chiều dài đường dây lên đến 2813,9 km và 1944 trạm biến áp. Hiện trạng lưới điện cho thấy nhiều nút điện áp không đạt tiêu chuẩn, ảnh hưởng đến chất lượng điện năng. Việc bù công suất phản kháng là cần thiết để cải thiện tình hình này. Theo báo cáo, công suất phản kháng (CSPK) chiếm một phần lớn trong tổng công suất truyền tải, dẫn đến tổn thất điện năng cao. Do đó, việc nghiên cứu và áp dụng các phương pháp bù công suất phản kháng là rất quan trọng để nâng cao hiệu quả vận hành của lưới điện phân phối.

1.1. Hiện trạng lưới điện

Hiện trạng lưới điện 35kV tại tỉnh Lạng Sơn cho thấy nhiều vấn đề cần giải quyết. Các trạm biến áp như Đồng Mỏ (E13.1) đang gặp khó khăn trong việc duy trì điện áp ổn định. Theo số liệu, điện áp tại nhiều nút không nằm trong giới hạn cho phép, đặc biệt khi phụ tải đạt cực đại. Điều này không chỉ ảnh hưởng đến chất lượng điện mà còn làm giảm hiệu suất của các thiết bị điện. Việc bù công suất phản kháng là một giải pháp khả thi để cải thiện tình hình này. Các thiết bị bù cần được lắp đặt tại các vị trí chiến lược để tối ưu hóa hiệu quả và giảm thiểu tổn thất điện năng.

II. Bù công suất phản kháng trong lưới điện phân phối

Bù công suất phản kháng là một trong những giải pháp quan trọng nhằm nâng cao chất lượng điện năng trong lưới điện phân phối. Công suất phản kháng (CSPK) có vai trò quyết định trong việc duy trì điện áp và giảm tổn thất điện năng. Việc bù CSPK không chỉ giúp cải thiện chất lượng điện mà còn tối ưu hóa chi phí vận hành. Các thiết bị bù như tụ bù và máy bù đồng bộ được sử dụng phổ biến. Tuy nhiên, việc lựa chọn dung lượng và vị trí lắp đặt thiết bị bù là rất quan trọng. Nghiên cứu cho thấy, việc tính toán bù CSPK theo điều kiện tối ưu có thể giảm thiểu tổn thất điện năng và nâng cao hiệu suất của lưới điện.

2.1. Các phương pháp bù công suất phản kháng

Có nhiều phương pháp bù công suất phản kháng trong lưới điện phân phối. Một số phương pháp phổ biến bao gồm bù tĩnh và bù động. Bù tĩnh thường sử dụng tụ bù để cải thiện hệ số công suất, trong khi bù động có thể điều chỉnh theo thời gian thực. Việc lựa chọn phương pháp bù phù hợp phụ thuộc vào đặc điểm của lưới điện và yêu cầu kỹ thuật. Nghiên cứu cho thấy, việc áp dụng phần mềm PSS/ADEPT để mô phỏng và tính toán bù CSPK có thể giúp xác định dung lượng và vị trí bù tối ưu, từ đó nâng cao hiệu quả vận hành của lưới điện.

III. Ứng dụng phần mềm PSS ADEPT trong tính toán bù công suất phản kháng

Phần mềm PSS/ADEPT là công cụ hữu ích trong việc tính toán bù công suất phản kháng cho lưới điện phân phối. Phần mềm này cho phép mô phỏng các kịch bản khác nhau và đánh giá hiệu quả của các phương án bù. Qua việc nhập các thông số kỹ thuật của lưới điện, phần mềm có thể tính toán trào lưu công suất và xác định vị trí lắp đặt thiết bị bù. Kết quả từ phần mềm cho thấy, việc bù công suất phản kháng có thể giảm thiểu tổn thất điện năng và cải thiện chất lượng điện áp tại các nút trong lưới điện. Điều này không chỉ mang lại lợi ích kinh tế mà còn nâng cao độ tin cậy của hệ thống điện.

3.1. Tính toán vị trí và dung lượng bù

Tính toán vị trí và dung lượng bù là bước quan trọng trong quá trình cải thiện chất lượng điện năng. Phần mềm PSS/ADEPT cung cấp các công cụ để xác định dung lượng bù cần thiết nhằm đạt được hệ số công suất tối ưu. Nghiên cứu cho thấy, việc lựa chọn vị trí lắp đặt thiết bị bù có ảnh hưởng lớn đến hiệu quả của việc bù công suất phản kháng. Các vị trí bù cần được xác định dựa trên phân tích dữ liệu thực tế và mô phỏng để đảm bảo hiệu quả kinh tế và kỹ thuật cao nhất.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Lưới điện phân phối trung áp 35kV tại tỉnh Lạng Sơn có tổng chiều dài đường dây trung áp lên tới khoảng 2.814 km, với gần 2.000 trạm biến áp phân phối, tổng công suất đặt đạt gần 486.000 kVA. Trong đó, xuất tuyến đường dây 375 E13.1 Đồng Mỏ thuộc trạm biến áp 110kV E13.1 có chiều dài 82,5 km, công suất cực đại phụ tải khoảng 13,3 MW, phục vụ nhiều huyện như Chi Lăng, Văn Quan, Bình Gia và Bắc Sơn. Tuy nhiên, hiện trạng lưới điện này đang gặp nhiều khó khăn như phụ tải phân bố không đồng đều, tổn thất điện năng cao, điện áp cuối nguồn thấp, ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng điện áp và hiệu quả vận hành.

Vấn đề nghiên cứu tập trung vào việc bù công suất phản kháng (CSPK) nhằm nâng cao chất lượng điện áp, giảm tổn thất điện năng và tăng hiệu quả kinh tế kỹ thuật cho lưới điện phân phối 35kV, đặc biệt là trên lộ đường dây 375 E13.1 Đồng Mỏ. Mục tiêu cụ thể của luận văn là nghiên cứu các phương pháp bù CSPK, xác định dung lượng và vị trí bù tối ưu, đồng thời ứng dụng phần mềm PSS/ADEPT để mô phỏng và tính toán các giải pháp bù phù hợp cho lưới điện tại địa phương.

Phạm vi nghiên cứu tập trung vào lưới điện trung áp 35kV thuộc trạm biến áp 110kV E13.1 Đồng Mỏ, huyện Chi Lăng, tỉnh Lạng Sơn, với dữ liệu thu thập thực tế từ Công ty Điện lực Lạng Sơn và các số liệu vận hành trong năm 2018-2020. Ý nghĩa nghiên cứu thể hiện qua việc cải thiện chất lượng điện áp, giảm tổn thất điện năng khoảng 10-15%, nâng cao độ tin cậy cung cấp điện và tiết kiệm chi phí đầu tư cho hệ thống điện phân phối.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình nghiên cứu về chất lượng điện năng, đặc biệt tập trung vào công suất phản kháng và ảnh hưởng của nó đến lưới điện phân phối. Hai khung lý thuyết chính được áp dụng gồm:

1. Lý thuyết công suất phản kháng và bù công suất phản kháng: Công suất phản kháng là thành phần công suất tiêu thụ trên điện cảm hoặc phát ra trên điện dung, ảnh hưởng trực tiếp đến tổn thất điện năng và điện áp trong lưới. Việc bù CSPK giúp giảm tổn thất công suất, tổn thất điện áp, tăng khả năng truyền tải của đường dây và máy biến áp, đồng thời nâng cao hệ số công suất cosφ.

2. Lý thuyết đánh giá chất lượng điện áp: Bao gồm các chỉ tiêu như độ lệch điện áp, dao động điện áp, độ không đối xứng pha, nhấp nháy điện áp và các tiêu chuẩn kỹ thuật theo TCVN và IEC. Các phương pháp đánh giá được sử dụng gồm mô hình xác suất thống kê, tiêu chuẩn đối xứng, tiêu chuẩn tích phân điện áp và phân tích tương quan giữa công suất và điện áp.

Các khái niệm chính bao gồm: công suất tác dụng (P), công suất phản kháng (Q), hệ số công suất (cosφ), độ lệch điện áp (ν), tổn thất điện năng (TTĐN), và các thiết bị bù CSPK như tụ bù tĩnh và tụ bù đóng cắt.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính được thu thập từ Công ty Điện lực Lạng Sơn, bao gồm số liệu vận hành thực tế của lưới điện trung áp 35kV, đặc biệt là lộ đường dây 375 E13.1 Đồng Mỏ, với cỡ mẫu dữ liệu tải điện trong 7 ngày mùa hè năm 2018 và các thông số kỹ thuật thiết bị.

Phương pháp phân tích sử dụng phần mềm mô phỏng PSS/ADEPT để tính toán trào lưu công suất, xác định vị trí và dung lượng bù CSPK tối ưu. Phương pháp chọn mẫu là lấy toàn bộ dữ liệu vận hành của lộ đường dây 375 trong khoảng thời gian khảo sát để đảm bảo tính đại diện.

Timeline nghiên cứu kéo dài từ năm 2018 đến 2020, bao gồm giai đoạn thu thập số liệu, phân tích hiện trạng, mô phỏng và tính toán bù CSPK, đánh giá hiệu quả và đề xuất giải pháp cải thiện chất lượng điện áp.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Hiện trạng chất lượng điện áp chưa đạt yêu cầu: Điện áp tại các nút cuối lưới trên lộ đường dây 375 E13.1 thường xuyên thấp hơn giới hạn cho phép, đặc biệt khi phụ tải cực đại, với điện áp dao động trong khoảng 33,5 kV đến 36 kV, thấp hơn mức định mức 37,5-38,5 kV. Khoảng 15-20% các nút có điện áp không đạt chuẩn theo TCVN.

2. Tổn thất điện năng cao: Tổn thất công suất trên lộ đường dây 375 trước khi bù đạt khoảng 5-7% công suất truyền tải, trong đó tổn thất do công suất phản kháng chiếm khoảng 40% tổng tổn thất. Sau khi áp dụng bù CSPK cố định và bù đóng cắt, tổn thất giảm xuống còn khoảng 3-4%, tương đương giảm 30-40%.

3. Hiệu quả bù CSPK qua mô phỏng PSS/ADEPT: Việc tính toán vị trí và dung lượng bù tối ưu cho thấy dung lượng bù trung áp khoảng 1.200 kVAr và hạ áp khoảng 800 kVAr là phù hợp để nâng cao điện áp đầu ra và giảm tổn thất. Việc bù đóng cắt linh hoạt giúp giảm dao động điện áp và tránh hiện tượng quá bù.

4. Phân bố phụ tải và lựa chọn vị trí bù: Các vị trí bù được xác định tập trung tại các nút có điện áp thấp và phụ tải lớn, giúp cân bằng tải và giảm dao động điện áp. So sánh với các phương pháp bù truyền thống, phương pháp tính toán tối ưu cho hiệu quả kinh tế cao hơn khoảng 15%.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính của hiện tượng điện áp thấp và tổn thất cao là do phụ tải phân bố không đồng đều, đường dây dài với tiết diện dây dẫn nhỏ (chủ yếu AC50 đến AC120), và nhiều trạm biến áp vận hành non tải hoặc quá tải. Việc bù CSPK giúp giảm dòng điện phản kháng truyền tải, từ đó giảm tổn thất điện năng và cải thiện điện áp.

So sánh với các nghiên cứu trong ngành, kết quả phù hợp với các báo cáo về hiệu quả bù CSPK trong lưới điện phân phối trung áp tại các địa phương có cấu trúc lưới tương tự. Việc ứng dụng phần mềm PSS/ADEPT cho phép mô phỏng chính xác và lựa chọn giải pháp bù tối ưu, góp phần nâng cao chất lượng điện áp và hiệu quả kinh tế.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ điện áp tại các nút trước và sau khi bù, bảng tổng hợp tổn thất công suất và dung lượng bù tại các vị trí khác nhau, giúp minh họa rõ ràng hiệu quả của các giải pháp đề xuất.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Triển khai bù công suất phản kháng tối ưu: Áp dụng dung lượng bù khoảng 1.200 kVAr phía trung áp và 800 kVAr phía hạ áp cho lộ đường dây 375 E13.1 trong vòng 12 tháng tới, do Công ty Điện lực Lạng Sơn chủ trì thực hiện nhằm giảm tổn thất và nâng cao chất lượng điện áp.

2. Sử dụng bù đóng cắt linh hoạt: Lắp đặt thiết bị bù có cơ cấu đóng cắt tự động để điều chỉnh dung lượng bù theo phụ tải thực tế, giảm hiện tượng quá bù và dao động điện áp, nâng cao tuổi thọ thiết bị, thực hiện trong 18 tháng.

3. Cải tạo và nâng cấp đường dây: Thay thế các đoạn dây dẫn tiết diện nhỏ (AC50, AC70) bằng dây có tiết diện lớn hơn (AC120 trở lên) tại các vị trí có tổn thất và điện áp thấp, nhằm giảm tổn thất điện áp, dự kiến hoàn thành trong 24 tháng.

4. Phân bố phụ tải hợp lý và quản lý vận hành: Tổ chức lại phân bố phụ tải, tránh tập trung quá tải tại một số nút, đồng thời tăng cường giám sát và điều chỉnh vận hành lưới điện để duy trì điện áp ổn định, thực hiện liên tục và đánh giá định kỳ.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Cán bộ kỹ thuật và quản lý điện lực: Giúp hiểu rõ về các phương pháp bù công suất phản kháng, áp dụng phần mềm mô phỏng PSS/ADEPT để tối ưu hóa vận hành lưới điện phân phối.

2. Nhà nghiên cứu và sinh viên ngành kỹ thuật điện: Cung cấp cơ sở lý thuyết và thực tiễn về chất lượng điện năng, công suất phản kháng và các giải pháp nâng cao hiệu quả lưới điện phân phối.

3. Các nhà hoạch định chính sách năng lượng: Tham khảo các giải pháp kỹ thuật và kinh tế để nâng cao chất lượng điện năng, giảm tổn thất điện năng, góp phần xây dựng chính sách phát triển lưới điện bền vững.

4. Doanh nghiệp sản xuất và sử dụng điện lớn: Hiểu tác động của công suất phản kháng đến chất lượng điện áp và chi phí điện năng, từ đó phối hợp với đơn vị điện lực để cải thiện hiệu quả sử dụng điện.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao phải bù công suất phản kháng trên lưới điện phân phối?
   CSPK làm tăng tổn thất điện năng và giảm chất lượng điện áp. Bù CSPK giúp giảm tổn thất, nâng cao điện áp và tăng khả năng truyền tải, từ đó tiết kiệm chi phí vận hành và đầu tư.

2. Phần mềm PSS/ADEPT có vai trò gì trong nghiên cứu này?
   PSS/ADEPT được sử dụng để mô phỏng trào lưu công suất, tính toán vị trí và dung lượng bù tối ưu, giúp đưa ra giải pháp bù hiệu quả và kinh tế cho lưới điện phân phối.

3. Làm thế nào để xác định vị trí bù công suất phản kháng tối ưu?
   Vị trí bù được xác định dựa trên các nút có điện áp thấp, phụ tải lớn và tổn thất cao, sử dụng mô phỏng phần mềm để đánh giá hiệu quả từng vị trí trước khi triển khai thực tế.

4. Bù công suất phản kháng có ảnh hưởng gì đến tuổi thọ thiết bị?
   Bù đúng cách giúp giảm dòng điện và tổn thất, từ đó giảm nhiệt độ vận hành và kéo dài tuổi thọ thiết bị. Ngược lại, bù quá mức hoặc không hợp lý có thể gây hư hỏng thiết bị.

5. Giải pháp nào giúp giảm dao động điện áp trong lưới điện phân phối?
   Sử dụng bù đóng cắt linh hoạt, điều chỉnh dung lượng bù theo phụ tải thực tế, kết hợp với cải tạo đường dây và phân bố phụ tải hợp lý giúp giảm dao động điện áp hiệu quả.

Kết luận

• Đã đánh giá chi tiết hiện trạng lưới điện phân phối 35kV tại Đồng Mỏ, xác định các vấn đề về chất lượng điện áp và tổn thất điện năng trên lộ đường dây 375 E13.1.
• Nghiên cứu và áp dụng các phương pháp bù công suất phản kháng, sử dụng phần mềm PSS/ADEPT để tính toán vị trí và dung lượng bù tối ưu.
• Kết quả mô phỏng cho thấy việc bù CSPK giúp giảm tổn thất điện năng khoảng 30-40%, nâng cao điện áp đầu ra và cải thiện chất lượng điện áp.
• Đề xuất các giải pháp kỹ thuật và quản lý vận hành nhằm nâng cao hiệu quả bù CSPK và chất lượng điện áp trong lưới điện phân phối.
• Khuyến nghị triển khai các giải pháp trong vòng 1-2 năm tới, đồng thời tiếp tục nghiên cứu mở rộng ứng dụng cho các lộ đường dây khác trong khu vực.

Luận văn cung cấp cơ sở khoa học và thực tiễn cho việc nâng cao chất lượng điện năng tại các lưới điện phân phối trung áp, góp phần phát triển bền vững hệ thống điện địa phương. Đề nghị các đơn vị liên quan phối hợp triển khai và tiếp tục nghiên cứu mở rộng trong tương lai.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1: Trình bày tổng quan về lưới điện phân phối tỉnh Lạng Sơn, đánh giá thực trạng các xuất tuyến 35kV trạm biến áp 110kV E13. Chương 2: Trình bày các cơ sở nghiên cứu và tính toán bù công suất phản kháng trong lưới điện phân phối. Ảnh hưởng của thiết bị bù đến thông số thiết kế và vận hành của lưới điện phân phối. Một số phương pháp tính toán bù công suất phản kháng trên lưới phân phối Chương 3: Ứng dụng phần mềm PSS/ADEPT tính toán bù công suất phản kháng và áp dụng tính toán bù công suất phản kháng cho xuất tuyến đường dây 375 E13.1 Đồng Mỏ Phần kết thúc của luận văn là kết luận và hướng nghiên cứu trong tương lai.

TỔNG QUAN VỀ LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI 35KV TỈNH LẠNG SƠN 1. Công ty điện lực Lạng Sơn 1. Cơ cấu tổ chức của Công ty điện lực Lạng Sơn Công ty Điện Lực Lạng Sơn là đơn vị sản xuất kinh doanh điện năng, hạch toán phụ thuộc Tổng Công ty Điện Lực Miền Bắc trực thuộc Tập đoàn Điện Lực Việt Nam. Công ty tiền thân là Nhà máy phát điện Lạng Sơn được thành lập theo Quyết định số 1240/BCNN-KB2 ngày 03 tháng 12 năm 1966 của Bộ Công nghiệp nặng.

Qua nhiều lần đổi tên, đến ngày 01 tháng 4 năm 2010 Điện lực Lạng Sơn được đổi tên thành Công ty Điện lực Lạng Sơn theo quyết định số 223/QĐ-EVN ngày 14 tháng 4 năm 2010 của Tập đoàn Điện lực Việt Nam. Cơ cấu tổ chức: có 23 đơn vị trực thuộc gồm 13 phòng, ban, 9 Điện lực, 01 Đội quản lý vận hành lưới điện cao thế, cụ thể: Các phòng, ban bao gồm: 1. Phòng Kế hoạch vật tư. Phòng Tổ chức&Nhân sự.

Phòng Kỹ thuật. Phòng Tài chính kế toán. Phòng Thanh tra bảo vệ&Pháp chế. Phòng An toàn.

Phòng Quản lý đầu tư. Phòng Kinh doanh. Phòng Công nghệ thông tin. Phòng Điều độ.

Phòng Kiểm tra Giám sát mua bán điện. Ban Quản lý dự án. Các đơn vị trực thuộc bao gồm: 1. Điện lực Thành Phố: Số 187, đường Nhị Thanh, p.

Tam Thanh, TP. Điện lực Lộc Bình: Số 81, đường Cách Mạng Tháng Tám, Thị trấn Lộc Bình, Huyện Lộc Bình. Điện lực Văn Quan: Số 491, phố Tân Thanh 2, huyện Văn Quan. Điện lực Bình Gia: Thôn Ngọc Quyến, thị trấn Bình Gia.

Điện lực Bắc Sơn: Số 688, Khối phố Trần Phú, TT Bắc Sơn, huyện Bắc Sơn. Điện Lực Văn Lãng: Khu 1, Thị trấn Na Sầm, huyện Văn Lãng. Điện lực Tràng Định: Số 3, đường 10/10, Khu 2, TT. Thất Khê, huyện.

Điện lực Chi Lăng: Khu Hòa Bình 1, thị trấn Chi Lăng. Điện lực Hữu Lũng: Số 14, đường Chi Lăng, khu An Ninh, Thị trấn Hữu Lũng, Huyện Hữu Lũng. Đội QLVH lưới điện cao thế: Số 108, đường Nhị Thanh, phường Tam Thanh, thành phố Lạng Sơn. Quá trình sản xuất và kinh doanh của Công ty Điện lực Lạng Sơn là chủ yếu nhận điện từ Tổng Công ty Điện lực Miền Bắc giao sau đó phân phối đến khách hàng sử dụng điện.

Cơ cấu tổ chức bộ máy quản lý SXKD của PC Lạng Sơn có quan hệ chặt chẽ với nhau giữa các Điện lực Huyện, phân xưởng với các phòng ban. Khối lượng quản lý vận hành của Công ty Điện lực Lạng Sơn 1. Khối lượng quản lý đường dây và trạm biến áp, khách hàng - Hệ thống lưới 110kV tổng chiều dài 209,59 km; 05 TBA tổng công suất 275MVA; - Lưới trung áp với tổng chiều dài 2813,9 km; 1944 TBA phân phối, tổng công suất 485921 kVA; Trạm cắt phân đoạn gồm 95 trạm. - Lưới hạ áp gồm tổng chiều dài 5268,36 km; 5 2.

Khối lượng quản lý vận hành lưới điện trung, hạ áp Bảng 1. Khối lượng quản lý vận hành lưới điện trung, hạ áp. Khối lượng STT Nội dung Đơn vị Tài sản ĐL Tài sản KH Tổng 1 Đường dây 110kV km 206,27 3,32 209,59 2 TBA 110kV Trạm/kVA 4/250 1/25 5/275 Đường dây trung km 2.813,90 áp 3 + Lưới 35kV km 2.406,76 + Lưới 22kV km 137,690 9,250 146,94 + Lưới 10kV km 242,336 17,863 260,20 4 Đường dây hạ áp km 5.268,36 5 Trạm biến áp TG Trạm/kVA 06/28.950 6 Trạm biến áp PP Trạm/kVA 1.921 Điểm đặt/ Tụ bù 1.265 kVAr Điểm đặt/ 7 + Trung áp 41/15.465 kVAr Điểm đặt/ + Hạ áp 1. Hiện trạng lưới điện tỉnh Lạng Sơn 1.

Hiện trạng nguồn điện Lạng Sơn có 05 nhà máy điện nội tỉnh tổng công suất 137,9MW, trong đó 2 NM NĐ Na Dương (110MW) và TĐ Thác Xăng (20MW) là nối lưới 110kV. Do chưa có trạm 220kV nên trong vận hành chủ yếu phụ thuộc NMNĐ Na Dương và hỗ trợ từ các PC khác, các nguồn thủy điện tính ổn định không cao. Hiện trạng nguồn điện. CS đặt Pmax Mang tải TT Tên TBA Ghi chú (MVA) (MW) (%) 1 Đồng Mỏ (E13.7) 40 27 67,5 Các nhà máy thủy điện nhỏ: Cấm Sơn (4,5MW), Bản Quyền (1MW), Bắc Khê (2,4MW) kết nối lưới trung áp.

Các nhà máy thủy điện hoạt động ổn định sẽ giúp bổ sung nguồn cung cấp điện cho lưới điện Công ty Điện lực Lạng Sơn, tăng độ tin cậy cung cấp điện và giảm tổn thất điện năng. - Hiện nay Tỉnh Lạng Sơn được cấp điện từ các đường dây 110 kV sau: + 01 nguồn từ trạm 220 kV Bắc Giang cấp điện đến trạm 110 kV Hữu Lũng, thông qua ĐZ 178 E7. + Từ trạm 110 kV Hữu Lũng đến trạm 110 kV Đồng Bành thông qua ĐZ 172 E13. + Từ trạm 110 kV Đồng Bành đến trạm 110 kV Đồng Mỏ thông qua ĐZ 171 E13.

+ Từ trạm 110 kV Đồng Mỏ đến trạm 110 kV Lạng Sơn được nối vòng qua ĐZ 171 E13. + 01 nguồn 110 kV từ Nhiệt điện Na dương cấp đến trạm 110 kV Lạng Sơn qua đường dây 171 A13.2 Lạng Sơn, khép mạch vòng với Quảng Ninh qua ĐZ 173A13. + 01 nguồn từ NM Thủy điện Thác xăng đến Trạm 110kV Đồng Đăng qua ĐZ 171A13.5 NMTĐ Thác Xăng - ĐZ 172 E13.6 Đồng Đăng, khép mạch vòng với Cao Bằng qua ĐZ 173A13. + Từ trạm 110 kV Đồng Đăng đến trạm 110 kV Lạng Sơn được nối vòng qua ĐZ 171 E13.

Hiện trạng lưới điện 110kV Lưới 110kV có liên kết với các tỉnh Bắc Giang, Quảng Ninh và Cao Bằng. Lưới trung áp có liên kết mạch vòng 35kV với 05 tỉnh Bắc Giang, Quảng Ninh, Thái nguyên, Cao Bằng và Bắc Kạn. Hiện đang nhận hỗ trợ nguồn qua các mạch vòng trung áp với công suất 7,5MW. Thuận lợi: - Các trạm 110kV trên địa bàn đều được cấp điện 110 kV từ hai hướng hoặc ba hướng khác nhau đảm bảo tính linh hoạt trong vận hành.

Các nhà máy điện nối lưới 110kV hoạt động ổn định góp phần bổ sung nguồn cung cấp điện, giảm truyền tải cho lưới 110kV. - Các nhà máy điện nối lưới trung áp giúp giảm công suất truyền tải cho các đường dây trung áp, cải thiện điện áp cuối nguồn và giảm tổn thất điện năng. Tuy nhiên, số lượng nhà máy thủy điện còn ít, công suất nhỏ, sản lượng phát lên lưới thấp nên hiệu quả chưa cao. Khó khăn: - Lạng Sơn chưa có trạm 220kV do đó hiện nay khu vực Lạng Sơn đang phụ thuộc nguồn cấp từ nhà máy nhiệt điện Na Dương, nếu mở vòng mạch Lạng Sơn – Na Dương thì nguồn từ Bắc Giang, Cao Bằng không đủ cấp.

Vào giờ cao điểm thường xuyên phải mở vòng đoạn Hữu Lũng – Lạng Giang (Bắc Giang) tại MC 172E13.7 Hữu Lũng do quá tải đường dây, điện áp tại phía 110kV sau mở vòng đạt 98kV÷105kV trên các TBA 110kV Hữu Lũng, Đồng Bành, Đồng Mỏ. Dẫn đến điện áp đầu nguồn các xuất tuyên 35kV đạt 33,5÷36kV (định mức yêu cầu giờ cao điểm là 37,5kV ÷ 38,5kV) gây tăng tổn thất điện năng lưới 110kV cũng như TTĐN lưới trung hạ áp (trong 4 tháng đầu năm 2020 đã có 10 lần mở vòng vào các ngày 05,12,19/01; 02,23/02; 16,18,22,29/03; 02/4). - Số lượng TBA 110kV ít, bán kính cấp điện lưới trung áp lớn do đó nguồn cấp điện hiện phải phụ thuộc vào các Công ty lân cận, tính chủ động không cao, điện áp thấp. 8 - Đường dây 110kV Bắc Giang - Đồng Mỏ - Lạng Sơn tiết diện nhỏ AC150, AC185 mang tải thường xuyên 70-80%.

Mức độ mang tải: - Hiện nay tổng công suất tiêu thụ trên địa bàn tỉnh là 167MW, không tính trạm chuyên dùng 110kV là 153 MW/ Tổng công suất đặt của 04 trạm biến áp 110kV là 250MVA, chiếm 61,2%. Trạm 110kV thành phố Lạng Sơn với 2 máy biến áp công suất 2x40MVA cấp điện cho Thành phố Lạng Sơn, huyện Lộc Bình, Đình Lập, một phần huyện Cao Lộc, Văn Quan. Công suất mang tải cao điểm đạt 76 MW, mức tải cao chiếm 95% công suất đặt. Tăng trưởng công suất hàng năm 8,5%, ở mức trung bình.

Một số khu vực tăng trưởng nhanh gồm huyện Hữu Lũng và Thành phố Lạng Sơn. - Để đảm bảo điện áp lưới 35 KV cấp cho các phụ tải cuối các lộ đường dây trên địa bàn, Công ty chuyển phương thức cấp nguồn hỗ trợ từ TBA 110KV Quang Sơn Thái nguyên cấp cho huyện Bắc Sơn 24/24 với công suất 4MW, từ TBA 110KV Tiên Yên Quảng Ninh cho huyện Đình Lập 24/24 với công suất 2 MW. - Lưới điện 22kV cung cấp điện cho khu vực thành phố đều đã đầy và quá tải cục bộ một số thời điểm, Pmax = 54MW/tổng công suất định mức dây dẫn đường trục 04 lộ ĐZ là 63MW, chiếm 85,7%. Mức mang tải đường dây cao nên làm giảm khả năng đóng vòng khi sửa chữa hoặc sự cố, giảm độ tin cậy cung cấp điện.

Hiện trạng lưới điện trung áp - Lưới điện trung áp với khối lượng 2.813,9km trải dài trên địa bàn rộng với 19 xuất truyến 35kV, 07 xuất tuyến 22kV, 10 xuất tuyến 10kV. Thuận lợi: Lưới điện trung áp có 05 liên lạc liên Tỉnh với cả 05 tỉnh tiếp giáp (Cao Bằng, Bắc Kạn, Bắc Giang, Quảng Ninh, Thái Nguyên) và 13 liên lạc nội tỉnh. Việc khai thác vận hành các mạch liên lạc giúp nâng cao độ tin cậy cung cấp điện. Khó khăn: Kết lưới trung áp yếu, đặc biệt là các đường dây 35 kV trải dài liên huyện được đầu tư giai đoạn những năm 1980-1990 chưa được cải tạo hết.

Không khai thác được 9 hết công suất đặt của các MBA 110kV. Các đường dây có chiều dài từ 500km÷600km, bán kính cấp điện trên dưới 100km, tiết diện trục nhỏ (chủ yếu là AC95, AC70), điện áp cuối nguồn thấp, tổn thất điện năng cao (03 đường dây). Để chống quả tải và khắc phục tình trạng điện áp thấp cuối nguồn. Trong vận hành đã phải thực hiện phương thức kết dây không cơ bản 24/24, nhận điện của 03 công ty Điện lực là Bắc Giang, Quảng Ninh và Thái Nguyên (tổng 7,5MW).