Tài liệu LƯỚI ĐIỆN 1 doc

Môn học:
LƯỚI ĐIỆN 1
TẬP ĐOÀN ĐIỆN LỰC VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG
ĐIỆN VÀ LƯỚI ĐIỆN

HỆ THỐNG ĐỆN
Hệ thống điện bao gồm các nhà máy điện, trạm biến áp,
các đường dây tải điện và các thiết bị khác (thiết bị điều
khiển, tụ bù, thiết bị bảo vệ…) được nối với nhau thành hệ
thống, làm nhiệm vụ sản xuất, truyền tải và phân phối điện
năng
Tập hợp các bộ phận của hệ thống điện (HTĐ) gồm các
đường dây tải điện và các trạm biến áp gọi là lưới điện
Điện năng truyền tải đến hộ tiêu thụ phải đáp ứng các tiêu
chuẩn về chất lượng phục vụ (gồm chất lượng điện và độ
tin cậy cung cấp điện) và có chi phí sản xuất, truyền tải và
phân phối nhỏ nhất

Điện năng được sản
xuất từ thủy năng và
các nguồn năng lượng
sơ cấp như: than đá,
dầu, khí đốt, năng
lượng hạt nhân, năng
lượng tái tạo… thông
qua các nhà máy:
NM thuỷ điện

NM nhiệt điện
NM điện nguyên tử
NM điện gió
NM điện mặt trời
NM điện địa nhiệt
NM điện đại dương
Các loại NM điện khác
Điện năng được sử dụng ở các thiết bị dùng điện để tạo ra
các dạng năng lượng khác phục vụ sản xuất và đời sống
như: cơ năng, nhiệt năng, quang năng…
Các thiết bị sử dụng điện gọi chung là phụ tải điện.


Một HTĐ cơ bản bao gồm
~
Sản xuất
điện năng
Truyền tải & phân phối
điện năng
Tiêu thụ
điện năng



•
Phân loại HTĐ: có nhiều cách phân loại
–
HTĐ địa phương: là HTĐ riêng, như HTĐ tự
dùng của các xí nghiệp, HTĐ ở các vùng xa
không nối được với HTĐ quốc gia

–
HTĐ tập trung: gồm nguồn điện, nút phụ tải
lớn trong phạm vi không lớn, chỉ dùng các
đường dây ngắn để tạo thành hệ thống
–
HTĐ hợp nhất: gồm các HTĐ độc lập ở cách
xa được nối liền với nhau bằng các đường
dây tải điện dài siêu cao áp

•
Về mặt quản lý:
–
Các nhà máy điện: tự quản lý
–
Lưới điện truyền tải: do Tổng công ty Truyền tải điện
Quốc gia (NPT) quản lý, chủ yếu là lưới điện từ
110kV trở lên
–
Lưới điện phân phối: do các Tổng công ty Điện lực
quản lý (PCs), chủ yếu là lưới điện từ 110kV trở
xuống + các trạm 220kV có tính chất phân phối
•
Về mặt qui hoạch HTĐ:
–
Nguồn, lưới hệ thống từ 220kV trở lên được quy
hoạch trong Tổng sơ đồ (do Thủ tương phê duyệt)
–
Lưới phân phối từ 15kV đến 110kV được quy hoạch
trong sơ đồ cấp điện cho các tỉnh, thành phố (do Bộ
Công thương phê duyệt)

–
Lưới phân phối trừ trung thế trở xuống do UBND các
tỉnh, thành phê duyệt (thông qua Sở Công thương)

•
Về mặt điều độ:
–
Điều độ HTĐ quốc gia (A0)
–
Điều độ HTĐ miền (A1, A2, A3)
–
Điều độ HTĐ phân phối (các tỉnh, thành)
•
Về mặt nghiên cứu, tính toán:
–
Lưới hệ thống (nguồn, 220kV, 500kV…)
–
Lưới truyền tải (35kV, 66kV, 110kV…)
–
Lưới phân phối trung áp (6, 10, 15, 22, 35kV)
–
Lưới phân phối hạ áp (0,4/0,22kV)

LƯỚI ĐIỆN
1. Lưới hệ thống: bao gồm các đường dây tải điện và
trạm biến áp khu vực, nối liền các nhà máy điện tạo
thành hệ thống.
Đặc điểm:
•
Nhiều mạch vòng kín

•
Vận hành kín, đảm bảo thường xuyên cung cấp điện
•
Điện áp: 110kV – 500kV
•
Chủ yếu là đường dây trên không
•
Bảo trì định kỳ hằng năm

35 kV
~
~~
220-500 kV
TPP
NMĐ
HT
MF
MF
35, 110, 220 kV
Sơ đồ lưới hệ thống

2. Lưới truyền tải: làm nhiệm vụ tải điện từ các trạm khu
vực đến các trạm trung gian
Đặc điểm:
•
Mạch vòng có dự phòng (dự phòng 2 lộ hoặc 1 1 +
vòng phía phân phối)
•
Vận hành hở, có thiết bị đóng nguồn dự phòng khi sự
cố

•
Điện áp: 35kV, 110kV, 220kV
•
Chủ yếu là đường dây trên không, đi qua các khu đô
thị thì dùng cáp ngầm
•
Bảo trì định kỳ hằng năm
•
Lưới 110kV trở lên trung tính MBA nối đất trực tiếp

Sơ đồ lưới truyền tải
110, 220, 500kV
Trạm trung gian
Trạm phân phối
35 kV
220-500 kV
Truyền
tải
Phân phối
35, 110, 220 kV

2. Lưới phân phối: làm nhiệm vụ phân phối điện
năng từ các trạm trung gian đến các phụ tải.
Đặc điểm:
•
Lưới phân phối trung áp: cấp điện cho các phụ
tải trung áp (6,10,15,22kV)
•
Lưới phân phối hạ áp: cấp điện cho các phụ tải
hạ áp (220/380V)

•
Có nhiệm vụ chính trong việc đảm bảo chất
lượng phục vụ phụ tải
•
Cấu trúc kín nhưng vận hành hở
•
Phụ tải lưới phân phối có độ đồng thời thấp

Phương pháp phân phối điện trung áp: trên thế giới sử
dụng 2 phương pháp chính là lưới 3 pha 3 dây (3P) và 3
pha 4 dây (3P + 1TT)
a. Phương pháp lưới điện 3 dây pha:
–
Dùng ở Châu Âu, Nga, Nhật…với phương pháp này, các
MBA có cuộn thứ cấp của MBA đấu Y, trung tính nối qua
tổng trở Z, không có dây trung tính đi theo lưới
–
Phụ tải được cấp qua MBT 3 pha hoặc 1 pha đấu vào 2
pha trung áp
b. Phương pháp lưới điện 4 dây:
–
Dùng ở Mỹ, Canada, Úc… với phương pháp này, trung
tính của MBT nối đất trực tiếp và có dây trung tính đi theo
lưới điện tạo thành lưới 4 dây, dây trung tính được nối đất
lặp lại trong khoảng 250 – 300m.
–
Phụ tải hạ áp được cấp điện qua MBT 3 pha hoặc 1 pha
đấu vào 1 dây pha và dây trung tính.

c. Phương pháp nối đất trung tính qua cuộn trung áp

của MBA nguồn: Trong phương pháp lưới 3P, trung tính
của cuộn trung áp nối đất qua tổng trở. Các nối đất hoặc
giá trị Z có ảnh hưởng lớn đến cấu trúc vận hành lưới điện.
Có thể có các loại nối đất trung tính sau:
•
Trung tính cách ly (Z = ∞):
–
Khi 1 pha chạm đất vẫn có thể vận hành được  lưới này có độ
tin cậy cao
–
Hạn chế:
•
Cách điện của lưới phải chịu điện áp dây  tăng giá thành đầu tư
lưới điện
•
Khi 1 pha chạm đất  áp các pha còn lại có thể tăng cao gây quá
áp và cộng hưởng gây nguy hiểm cho cách điện
•
Chỉ có thể áp dụng cho lưới có dòng chạm đất do điện dung gây ra
nhỏ hơn giá trị giới hạn.
–
Thực tế chỉ dùng cho lưới 15 – 35kV có độ dài ngắn

•
Trung tính nối đất trực tiếp (Z = 0):
–
Khi 1 pha chạm đất  dòng sự cố cao  máy cắt tác động với
độ nhạy cao
–
Cách điện của lưới chỉ chịu điện áp pha  kinh tế hơn trường

hợp trung tính cách ly
–
Hạn chế:
•
Dòng ngắn mạch lớn  tăng độ già hóa của thiết bị như MBA, máy
cát, nguồn, cáp
•
Khi có sự cố  cô lập điện  độ tin cậy thấp.
–
Thực tế: dùng cho lưới 15 – 22kV
•
Trung tính nối đất điện trở hoặc điện kháng: còn gọi là nối đất
hiệu quả, biện pháp này cho phép điều khiển được dòng ngắn mạch,
được áp dụng nhiều trong lưới 22kV ở các nước.
•
Trung tính nối đất qua cuộn dập hồ quang: còn gọi là nối đất cộng
hưởng, cho phép dùng trên lưới có độ dài lớn, dập hồ quang khi chạm
đất 1 pha, độ sụt áp khi sự cố nhỏ.

ĐĐ Đ
SĐ. liên thông mạng cáp.
SĐ. cung cấp điện bằng đường dây trục chính.
SĐ. cung cấp điện bằng cáp nổi đặt trên sứ pu-ly
dọc nhà xưởng.

Sơ đồ tia
Sơ đồ tia có dự phòng

ĐIỆN ÁP VÀ KHẢ NĂNG TẢI CỦA
LƯỚI ĐIỆN

1. Điện áp của lưới điện: Có 2 khái niệm
–
Điện áp định mức: là điện áp chuẩn mực để thiết kế lưới
điện, thiết kế các thiết bị phân phối cũng như các thiết bị
sử dụng điện
–
Điện áp vận hành: là điện áp thực tế trên các điểm của
lưới điện khi làm việc
Các cấp điện áp được dùng ở Việt Nam:
–
Hạ áp: 220/380V, 110/220V
–
Trung áp: 6, 10, 15, 22, 35kV
–
Cao áp: 66, 110, 220kV
–
Siêu cao áp: 330, 400, 500, 750, 800, 1100kV

Việc có nhiều cấp điện áp là vì ứng với mỗi phụ tải, khoảng
cách từ nguồn đến phụ tải cần có cấp điện áp truyền tải
tương ứng, cho hiệu quả kinh tế cao nhất.
Theo thực nghiệm, các kỹ sư sử dụng công thức Still (Mỹ)
lựa chọn điện áp tối ưu cấp điện cho phụ tải như sau :
4,34 0,016.
t
U L P= +
U (kV); L (km); P
t
(kW)
Ví dụ:

2. Khả năng tải của lưới điện: là công suất lớn nhất mà
đường dây của lưới điện có thể tải được mà không
gây ra các nguy hại cho bản thân đường dây điện, hệ
thống điện và phụ tải điện, gọi chung là khả năng tải
kỹ thuật.
–
Nguy hại cho bản thân lưới điện là: phát nóng dây dẫn,
MBA có dòng điện vận hành vượt quá sức cho phép.
–
Nguy hại cho hệ thống là: gây ra mất ổn định tĩnh của hệ
thống và mất ổn định của phịu tải
–
Nguy hại cho phụ tải là chất lượng điện áp không đảm bảo.

TIÊU CHUẨN ĐÁNH GIÁ LƯỚI
ĐIỆN
Lưới điện được đánh giá theo 4 tiêu chuẩn
chính:
–
An toàn điện
–
Chất lượng điện năng
–
Độ tin cậy cung cấp điện
–
Hiệu quả kinh tế
Phục vụ
khách hàng
Ngành điện