Nghiên cứu, thiết kế thiết bị bù trung thế ổn định điện áp lưới điện

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

NGUYỄN HỒNG MẠNH

NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ THIẾT BỊ BÙ

TRUNG THẾ ỔN ĐỊNH ĐIỆN ÁP LƯỚI ĐIỆN

Ngành: KỸ THUẬT ĐIỆN

Mã ngành: 8520201

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỆN

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. NGUYỄN DUY CƯƠNG

Thái Nguyên - 2019

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

LỜI CAM ĐOAN

Em xin cam đoan Luận văn thạc sĩ này là công trình nghiên cứu khoa học độc

lập của em. Các số liệu khoa học, kết quả nghiên cứu của Luận văn là trung thực và

có nguồn gốc rõ ràng và chưa từng được công bố trong bất cứ công trình nghiên cứu

nào khác.

Tác giả luận văn

Nguyễn Hồng Mạnh

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên tác giả xin chân thành cảm ơn tới các thầy giáo, cô giáo Phòng Đào

tạo, Khoa Điện trường đại học Kỹ thuật Công nghiệp đã giúp đỡ và đóng góp nhiều ý

kiến quan trọng cho tác giả để tác giả có thể hoàn thành bản luận văn của mình.

Trong quá trình thực hiện đề tài tôi đã nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình của các

thầy, cô giáo trong khoa Điện của trường ĐH Kỹ thuật Công nghiệp thuộc ĐH Thái

Nguyên và các bạn đồng nghiệp. Đặc biệt là dưới sự hướng dẫn và góp ý của thầy

PGS-TS. Nguyễn Duy Cương đã giúp cho đề tài hoàn thành mang tính khoa học cao.

Tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ quý báu của các thầy, cô.

Do thời gian, kiến thức, kinh nghiệm và tài liệu tham khảo còn hạn chế nên đề

tài khó tránh khỏi những thiếu sót. Rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các

thầy, cô giáo và các bạn đồng nghiệp để tôi tiếp tục nghiên cứu, hoàn thiện hơn nữa

trong quá trình công tác sau này.

Tác giả luận văn

Nguyễn Hồng Mạnh

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN ....................................................................................................... i

LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................ ii

MỤC LỤC................................................................................................................. iii

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT......................................................................................v

DANH MỤC CÁC BẢNG........................................................................................ vi

DANH MỤC CÁC HÌNH........................................................................................ vii

MỞ ĐẦU ....................................................................................................................1

1. Lý do thực hiện đề tài.......................................................................................1

2. Mục tiêu nghiên cứu.........................................................................................2

3. Ý nghĩa khoa học và tính thực tiễn của đề tài..................................................2

4. Dự kiến các kết quả đạt được...........................................................................2

5. Phương pháp nghiên cứu..................................................................................3

6. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu....................................................................3

7. Cấu trúc của luận văn.......................................................................................3

CHƯƠNG 1: HIỆN TRẠNG LƯỚI ĐIỆN TỈNH BẮC KẠN, CÁC TỒN

TẠI TRONG VẬN HÀNH .......................................................................................4

1.1 Nguồn điện cấp điện cho tỉnh Bắc Kạn..........................................................4

1.1.1 Các nguồn thủy điện vừa và nhỏ.................................................................4

1.1.2 Nguồn trạm 110kV......................................................................................4

1.2 Lưới điện ........................................................................................................5

1.2.1 Thống kê lưới điện hiện trạng .....................................................................5

1.2.2 Tình hình vận hành hệ thống lưới phân phối ..............................................7

1.2.3 Tình hình vận hành lưới phân phối lộ 371, trạm E26.1 ..............................8

1.3 Một số tồn tại và các phương pháp nâng cao chất lượng điện năng cho lưới

phân phối lộ 371, trạm E26.1 đã thực hiện ..........................................................9

1.3.1 Các tồn tại trong việc nâng cao chất lượng điện năng ................................9

1.3.2 Các phương pháp bù công suất phản kháng nâng cao hệ số công suất đã

thực hiện.............................................................................................................10

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT LIÊN QUAN ĐẾN NỘI DUNG

NGHIÊN CỨU.........................................................................................................14

2.1 Công suất & hệ số công suất........................................................................14

2.1.1 Giới thiệu về các loại công suất ................................................................14

2.1.2 Hệ số công suất .........................................................................................15

2.2 Ý nghĩa của hệ số công suất.........................................................................15

2.3 Các yếu tố ảnh hưởng tới hệ số công suất....................................................16

2.4 Ý nghĩa của việc nâng cao hệ số công suất..................................................17

2.4.1 Giảm tổn thất công suất trong mạng điện .................................................18

2.4.2 Giảm tổn thất điện áp trong mạng điện.....................................................18

2.4.3 Tăng khả năng truyền tải của đường dây và máy biến áp.........................18

2.5 Hệ thống bù công suất phản kháng ..............................................................18

2.5.1 Bù CSPK sử dụng cấu trúc FC-TCR ........................................................19

2.5.2 Vị trí đặt thiết bị bù ...................................................................................20

2.5.3 Xác định dung lượng bù............................................................................21

2.6 Kết luận chương 2 ........................................................................................24

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ THỐNG BÙ CSPK.......................25

3.1 Hệ thống bù công suất phản kháng FC-TCR..............................................25

3.1.1 Sơ đồ tổng quan.........................................................................................25

3.1.2 Tính toán giá trị tụ bù cố định FC.............................................................28

3.1.3 Tính toán giá trị điện cảm (L) tại nhánh TCR...........................................28

3.1.4 Mối liên hệ giữa điện cảm (L) ở nhánh TCR, góc kích mở thyristor (α), và

việc bù CSPK .....................................................................................................29

3.2.1 Bộ tạo xung điều khiển Thyristor .............................................................30

3.2.2 Bộ điều khiển phản hồi cos�� (Khối TH-KĐTG)......................................33

CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ MÔ PHỎNG .................................................................41

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................48

TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................51

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN http://lrc.tnu.edu.vn

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

CS : Công suất

CSPK : Công suất phản kháng

CSTT : Công suất tiêu thụ

ĐB : Đồng bộ

DSVC : Dynamic - Static Var compensation

DVC : Dynamic Var Compensation

FC : Fixed Capacitor

KĐB : Không đồng bộ

SSSC : Static Synchronous Series Controllers

STATCOM : Static Synchronous Compensator

SVC : Static Var Compensation

TCR : Thyristor controller Reactor

TSC : Thyristor Switched Capacitor