TÍNH TOÁN VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG THỨC ĐIỀU CHỈNH ĐIỆN ÁP

Đồ án môn học lưới điện



GVHD: Ths. Nguyễn Đức Thuận



Tính toán tương tự các phụ tải còn lại ta có kết quả bảng sau:

Bảng 7.1 Tính toán điện áp ở chế độ cực đại

Đường dây



Unguồn, kV



ΔUd, kV



Ui, kV



ΔUb, kV



Uiq, kV



N1



4.103



116.897



3.812



113.085



N2



2.117



118.883



4.504



114.378



N3



3.527



117.473



6.755



110.719



4.417



116.583



3.601



112.982



N5



7.475



113.525



6.667



106.857



N6



3.002



117.998



4.260



113.738



N7



2.987



118.013



3.056



114.957



N4



121



7.1.2 Chế độ phụ tải cực tiểu ( Ucs = 115 kV )

Bảng 7.2 Tính toán điện áp ở chế độ cực tiểu

Đường dây



Unguồn, kV



ΔUd, kV



Ui, kV



ΔUb, kV



Uiq, kV



N1



2.033



112.967



3.944



109.023



N2



1.087



113.913



4.701



109.212



N3



1.694



113.306



3.167



110.139



2.185



112.815



3.722



109.093



N5



3.449



111.551



3.131



108.420



N6



1.530



113.470



4.430



109.039



N7



1.491



113.509



3.178



110.332



N4



SVTH: Phạm Mạnh Hà



115



53



Đồ án môn học lưới điện



GVHD: Ths. Nguyễn Đức Thuận



7.1.3 Chế độ phụ tải sau sự cố ( Ucs = 121 kV )

Bảng 7.3 Tính toán điện áp ở chế độ sự cố

Đường dây



Unguồn, kV



ΔUd, kV



Ui, kV



ΔUb, kV



Uiq, kV



N1



8.735



112.265



3.969



108.296



N2



4.384



116.616



4.592



112.024



N3



-



-



-



-



9.453



111.547



3.764



107.783



N5



-



-



-



-



N6



6.263



114.737



4.381



110.356



N7



6.308



114.692



3.145



111.548



N4



121



7.2 Lựa chọn phương thức điều chỉnh điện áp cho các trạm

Điện áp là một trong những chỉ tiêu quan trọng của chất lượng điện năng. Trong

thực tế, việc giữ ổn định điện áp cho thiết bị điện của các hộ tiêu thụ là việc cần thiết vì

điện áp quyết định chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật của các thiết bị tiêu thụ điện và độ lệch điện

áp cho phép của thiết bị điện tương đối hẹp.

Để giữ được độ lệch điện áp ở các hộ tiêu thụ nằm trong phạm vi cho phép thì cần

phải tiến hành điều chỉnh điện áp của mạng điện.

Theo nhiệm vụ thiết kế và kết quả tính toán điện áp nút ở các chế độ vận hành

khác nhau thì một trong những biện pháp cơ bản và hiệu quả nhất đảm bảo điện áp trên

thiết bị tiêu thụ điện là lựa chọn và thay đổi các đầu phân áp của máy biến áp trong trạm

tăng áp và giảm áp một cách hợp lý.

Có hai hình thức yêu cầu điều chỉnh điện áp là: điều chỉnh điện áp thường và điều

chỉnh điện áp khác thường.

+ Đối với yêu cầu điều chỉnh thường thì độ lệch điện áp trên thanh góp hạ áp của

trạm biến áp quy định như sau



SVTH: Phạm Mạnh Hà



54



Đồ án môn học lưới điện



GVHD: Ths. Nguyễn Đức Thuận



- Ở chế độ phụ tải cực đại: dUcp max % ≥ +2,5 %

- Ở chế độ phụ tải cực tiểu: dUcp min % ≤+7,5 %

- Ở chế độ phụ tải sau sự cố: dUcp sc % ≥ -2,5 %

+ Đối với yêu cầu điều chỉnh khác thường thì độ lệch điện áp trên thanh góp hạ áp

của trạm biến áp quy định như sau

- Ở chế độ phụ tải cực đại: dUcp max % = +5 %

- Ở chế độ phụ tải cực tiểu: dUcp min % = 0 %

- Ở chế độ phụ tải sau sự cố: dUcp sc % = 0 ÷ 5 %

Dựa vào yêu cầu điều chỉnh của các phụ tải ta xác định được điện áp yêu cầu của

các hộ phụ tải như sau:

U yc = U dm + dU cp %.U dm



trong đó Uđm là điện áp định mức của mạng điện hạ áp.

Đối với mạng điện thiết kế có U đm = 22 kV. Vì vậy giá trị điện áp yêu cầu trên

thanh góp hạ áp của trạm theo yêu cầu điều chỉnh điện áp thường:

U yc max ≥ 22 + 2,5%.22 = 22,55 kV

U yc min ≤ 22 + 7,5%.22 = 23, 65 kV

U y csc ≥ 22 − 2,5%.22 = 21, 45 kV



Giá trị điện áp yêu cầu trên thanh góp hạ áp của trạm theo yêu cầu điều chỉnh điện

áp khác thường:

U yc max = 22 + 5%.22 = 23,1 kV

U yc min = 22 + 0%.22 = 22 kV

U y csc = 22 + (0 ÷ 5)%.22 = (22 ÷ 23,1) kV



Đối với máy biến áp ta cũng có hai loại là: máy biến áp có đầu phân áp cố định và

máy biến áp có bộ điều chỉnh điện áp dưới tải

- Máy biến áp có đầu phân áp cố định gồm 5 nấc điều chỉnh và phạm vi điều chỉnh là

± 2 x 2,5%.

SVTH: Phạm Mạnh Hà



55



Đồ án môn học lưới điện



GVHD: Ths. Nguyễn Đức Thuận



Bảng 7.4 Thông số diều chỉnh của MBA có đầu phân áp cố định

Thứ tự đầu

điều chỉnh



Điện áp bổ

sung, %



Điện áp bổ

sung, kV



Điện áp đầu

điều chỉnh, kV



-2



-5



-5,75



109,25



-1



-2,5



-2,875



112,125



0



0



0



115



1



+2,5



+2,875



117,875



2



+5



+5,75



120,75



- Máy biến áp có bộ điều chỉnh điện áp dưới tải gồm 19 nấc điều chỉnh và phạm vi

điều chỉnh là ± 9 x 1,78%.

Bảng 7.5 Thông số diều chỉnh của MBA có bộ điều chỉnh dưới tải

Thứ tự đầu

điều chỉnh



Điện áp bổ

sung, %



Điện áp bổ sung,

kV



Điện áp đầu điều

chỉnh, kV



9



16,02



18,423



133,423



8



14,24



16,376



131,376



7



12,46



14,329



129,329



6



10,68



12,282



127,282



5



8,9



10,235



125,235



4



7,12



8,188



123,188



3



5,34



6,141



121,141



2



2,56



4,094



119,094



1



1,78



2,047



117,047



0



0



0



115



-1



-1,78



-2,047



112,953



-2



-2,56



-4,094



110,906



SVTH: Phạm Mạnh Hà



56



Đồ án môn học lưới điện



GVHD: Ths. Nguyễn Đức Thuận



Thứ tự đầu

điều chỉnh



Điện áp bổ

sung, %



Điện áp bổ sung,

kV



Điện áp đầu điều

chỉnh, kV



-3



-5,34



-6,141



108,859



-4



-7,12



-8,188



106,812



-5



-8,9



-10,235



104,765



-6



-10,68



-12,282



102,718



-7



-12,46



-14,329



100,671



-8



-14,24



-16,376



98,624



-9



-16,02



-18,423



96,577



Do tính kinh tế của máy biến áp có đầu phân áp cố định nên chúng ta sẽ kiểm tra

xem loại này có đáp ứng được yêu cầu điều chỉnh điện áp không. Nếu chúng ta chọn

được một đầu phân áp cố định sao cho tại vị trí này điện áp thoả mãn yêu cầu cả ba chế

độ phụ tải cực đại, cực tiểu và sự cố thì chúng ra sẽ sử dụng máy biến áp có đầu phân áp

cố định. Nếu không thoả mãn chúng ta mới tiến hành chọn máy biến áp điều chỉnh dưới

tải.

Dựa vào nhận xét là nếu điện áp trong các chế độ phụ tải cực đại, cực tiểu và sự cố

của một trạm càng gần nhau tức độ lệch điện áp giữa các chế độ càng nhỏ thì khả năng

dùng được máy biến áp có đầu phân áp cố định càng cao, chúng ta sử dụng thuật toán:

- Trước tiên, đối với mỗi trạm chúng ta tính độ lệch điện áp lớn nhất giữa các chế

độ phụ tải cực đại, cực tiểu và sự cố. Từ đó ta lập được một bảng gồm giá trị độ lệch điện

áp lớn nhất của tất cả các trạm.

- Tiếp theo chúng ta tiến hành chọn máy biến áp có đầu phân áp cố định cho từng

trạm theo thứ tự giá trị độ lệch điện áp lớn nhất tăng dần. Quá trình chọn sẽ dừng khi gặp

bất cứ một trạm nào mà máy biến áp có đầu phân áp cố định không đảm bảo được chất

lượng điện áp (vì nếu như trạm có giá trị độ lệch điện áp lớn nhất nhỏ mà không sử dụng

được đầu phân áp cố định thì trạm có giá trị điện áp lớn nhất lớn hơn cũng sẽ không sử

dụng được loại máy biến áp này). Các bước tiến hành chọn đầu phân áp của các máy biến

áp như sau: (với i = 1, 2, 3 tương ứng với chế độ max, min, sự cố).

+ Xác định điện áp trên thanh cái hạ áp của trạm biến áp quy đổi về cao áp: U iq (đã



được tính ở phần 7.1)

SVTH: Phạm Mạnh Hà



57



Đồ án môn học lưới điện



GVHD: Ths. Nguyễn Đức Thuận



+ Xác định điện áp yêu cầu ở phía hạ áp máy biến áp theo yêu cầu về độ lệch điện



áp cho phép của hộ tiêu thụ ứng với các chế độ:

U yci = U dmH ± dU cpi



Trong đó:

- UđmH : điện áp định mức của mạng hạ áp.

- dUcpi : độ lệch điện áp cho phép.

+ Tính điện áp tại các đầu phân áp ứng với các chế độ phụ tải

U PAi = U iq



U kt

U yci



Trong đó : Ukt là điện áp không tải (vì các máy biến áp đã chọn đều có U n % > 7,5

% nên Ukt = 1,1; UHđm = 1,1.22 = 24,2 kV)

+ Sau đó tính toán kiểm tra lại độ lệch điện áp tại các chế độ phụ tải cực đại, cực

tiểu và sự cố.

Tính điện áp ở phía hạ áp ứng với các chế độ theo công thức:

U Hi = U iq



U kt

U PAtc



Xác định độ lệch phần trăm:

dU i % =



U Hi − U dmH

.100%

U dmH



+ Cuối cùng so sánh với dUcp% và kết luận.

Sau đây ta sẽ đi tính toán cụ thể.

7.2.1 Chọn đầu điều chỉnh cho máy biến áp có đầu phân áp cố định

Tính độ lệch điện áp giữa các chế độ:

∆U 2 = U q min − U qsc



∆U1 = U q max − U q min



;



;



Ta có bảng số liệu tính toán sau:

SVTH: Phạm Mạnh Hà



∆U 3 = U q max − U qsc



58



Đồ án môn học lưới điện



GVHD: Ths. Nguyễn Đức Thuận



Bảng 7.6 Tính toán độ lệch điện áp giữa các chế độ cực đại, cực tiểu và sự cố

Uqmax,



Uqmin,



Uqsc,



ΔU1,



ΔU2,



ΔU3,



ΔUmax,



kV



kV



kV



kV



kV



kV



kV



113.085



109.02

3



108.296



4.063



0.727



4.789



4.789



N2



114.378



109.21

2



112.024



5.166



2.812



2.355



5.166



N3



110.719 110.139



-



0.580



-



-



0.58



N4



112.982



109.09

3



107.783



3.889



1.310



5.199



5.199



N5



106.85

7



108.42

0



-



1.563



-



-



1.563



N6



113.738



109.03

9



110.356



4.698



1.316



3.382



4.698



N7



114.957 110.332



111.548



4.626



1.216



3.410



4.626



Đườn

g dây

N1



+ Chọn các đầu điều chỉnh trong máy biến áp của hộ phụ tải yêu cầu điều chỉnh

điện áp thường.

- Điện áp tính toán của đầu điều chỉnh của máy biến áp phụ tải 3 được xác định:



Chế độ phụ tải cực đại:

U PA max =



U q max .U Hdm

U yc max



=



113, 085.24, 2

= 121, 36 kV

22,55



Chế độ phụ tải cực tiểu:

U PA min =



U q min .U Hdm

U yc min



Đầu phân áp tính toán trung bình:



SVTH: Phạm Mạnh Hà



59



=



109, 023.24, 2

= 111,558 kV

23, 65



Đồ án môn học lưới điện



GVHD: Ths. Nguyễn Đức Thuận

U PAtc =



U PA max + U PA min 121,36 + 111,558

=

= 116, 459 kV

2

2



Theo Bảng 74 ta chọn đầu điều chỉnh điện áp tiêu chuẩn n = 1, khi đó điện áp của

đầu điều chỉnh tiêu chuẩn Utc = 117,875 kV.

- Điện áp thực trên thanh góp hạ áp:

Chế độ phụ tải cực đại:

U t max =



U q max .U Hdm

U tc



=



113, 085.24, 2

= 23, 217 kV

117,875



Chế độ phụ tải cực tiểu:

U t min =



U q min .U Hdm

U tc



=



109, 023.24, 2

= 22, 383 kV

117,875



- Độ lệch điện áp trên thanh góp hạ áp:

Chế độ phụ tải cực đại:

dU max % =



U t max − U dmH

23, 217 − 22

.100% =

.100% = 5,532% > 2,5%

U dmH

22



Chế độ phụ tải cực tiểu:

dU min % =



U t min − U dmH

22,383 − 22

.100% =

.100% = 1, 741% < 7,5%

U dmH

22



Vậy đầu phân áp n=1 chọn cho trạm 3 là phù hợp với yêu cầu điều chỉnh thường.

Tính toán tương tự với phụ tải 5,7 ta được kết quả như sau:

Bảng 7.7 Đầu điều chỉnh trong máy biến áp của phụ tải 5, 7

Utt



Phụ tải

UPAmax

5



UPAmin



Uth

UPAtc



Utmax



114,676 110,941 112,809 23,063



SVTH: Phạm Mạnh Hà



60



Độ lệch U

Utmin



dUmax%



dUmin%



23,4



4,832



6,364



Đầu P.áp



-1



Đồ án môn học lưới điện

7



123,36

8



GVHD: Ths. Nguyễn Đức Thuận



112,898 118,133 23,601 22,651



7,277



2,959



1



+ Chọn các đầu điều chỉnh trong máy biến áp của hộ phụ tải yêu cầu điều chỉnh điện

áp khác thường.

- Điện áp tính toán của đầu điều chỉnh của máy biến áp phụ tải 1 được xác định:



Chế độ phụ tải cực đại:

U q max .U Hdm



U PA max =



=



U yc max



113, 085.24, 2

= 121, 36 kV

22,55



Chế độ phụ tải cực tiểu:

U PA min =



U q min .U Hdm

U yc min



=



109, 023.24, 2

= 111,558 kV

23, 65



Chế độ phụ tải sau sự cố:

U PAsc =



U qsc .U Hdm

U y csc



=



108, 296.24, 2

= 122,18 kV

21, 45



Đầu phân áp tính toán trung bình:

U PAtc =



U PA max + U PA min 121,36 + 111,558

=

= 116, 459 kV

2

2



Theo 7-4 ta chọn đầu điều chỉnh điện áp tiêu chuẩn n = 1, khi đó điện áp của đầu

điều chỉnh tiêu chuẩn Utc = 117,875 kV.

- Điện áp thực trên thanh góp hạ áp:

Chế độ phụ tải cực đại:

U t max =



U q max .U Hdm

U tc



Chế độ phụ tải cực tiểu:



SVTH: Phạm Mạnh Hà



61



=



113, 085.24, 2

= 23, 217

117,875



Đồ án môn học lưới điện



GVHD: Ths. Nguyễn Đức Thuận

U t min =



U q min .U Hdm

U tc



=



109, 023.24, 2

= 22, 383 kV

117,875



Chế độ phụ tải sau sự cố:

U tsc =



U qsc .U Hdm

U tc



=



108, 296.24, 2

= 22, 233 kV

117,875



- Độ lệch điện áp trên thanh góp hạ áp:

Chế độ phụ tải cực đại:

dU max % =



U t max − U dmH

23, 217 − 22

.100% =

.100% = 5,53% > 5%

U dmH

22



Chế độ phụ tải cực tiểu:

dU min % =



U t min − U dmH

22,383 − 22

.100% =

.100% = 1, 74%

U dmH

22



Chế độ phụ tải sau sự cố:

dU sc % =



U tsc − U dmH

22, 233 − 22

.100% =

.100% = 1, 059%

U dmH

22



Nhận thấy độ lệch điện áp trên thanh góp hạ áp không thoả mãn điều kiện đối với

trạm có yêu cầu điều chỉnh điện áp khác thường. Do đó ta phải sử dụng máy biến áp có

bộ điều chỉnh điện áp dưới tải cho các trạm còn lại.

7.2.2 Chọn đầu điều chỉnh cho máy biến áp có bộ điều chỉnh dưới tải

+ Trạm biến áp 1:

- Chế độ phụ tải cực đại:

Điện áp tính toán của đầu điều chỉnh của máy biến áp được xác định:

U PA max =



SVTH: Phạm Mạnh Hà



U q max .U Hdm

U yc max



62



=



113, 085.24, 2

= 118, 47 kV

23,1



Đồ án môn học lưới điện



GVHD: Ths. Nguyễn Đức Thuận



Chọn đầu điều chỉnh tiêu chuẩn n = 2, khi đó điện áp tiêu chuẩn của đầu điều

chỉnh Utcmax = 119,094 kV.

Điện áp thực trên thanh góp hạ áp:

U t max =



U q max .U Hdm



=



U tc



113, 085.24, 2

= 22,979 kV

119, 094



Độ lệch điện áp trên thanh góp hạ áp:

dU max % =



U t max − U dmH

22,979 − 22

.100% =

.100% = 4, 45%

U dmH

22



- Chế độ phụ tải cực tiểu:

Điện áp tính toán của đầu điều chỉnh của máy biến áp được xác định:

U PA min =



U q min .U Hdm



=



U yc min



109, 023.24, 2

= 119,925 kV

22



Chọn đầu điều chỉnh tiêu chuẩn n = 2, khi đó điện áp tiêu chuẩn của đầu điều

chỉnh Utcmax = 119,094 kV.

Điện áp thực trên thanh góp hạ áp:

U t min =



U q min .U Hdm



=



U tc



109, 023.24, 2

= 22,154 kV

119, 094



Độ lệch điện áp trên thanh góp hạ áp:

dU min % =



U t min − U dm

22,154 − 22

.100% =

.100% = 0, 7%

U dm

22



- Chế độ sau sự cố:

Điện áp tính toán của đầu điều chỉnh của máy biến áp được xác định:

U PAsc =



SVTH: Phạm Mạnh Hà



U qsc .U Hdm

U y csc



=



63



108, 296.24, 2

= 113, 453 kV

23,1