Phân tích đánh giá hiệu quả kinh tế kỹ thuật của việc ứng dụng thiết bị bù có điều khiển SVC trong hệ thống điện của khu Gang Thép Thái Nguyên

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ KINH TẾ KỸ THUẬT CỦA VIỆC ỨNG DỤNG THIẾT BỊ BÙ CÓ ĐIỀU KHIỂN SVC TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN CỦA KHU GANG THÉP THÁI NGUYÊN Ngành : THIẾT BỊ MẠNG VÀ NHÀ MÁY ĐIỆN Mã số :23.04.3898 VŨ THỊ THÙY NINH Thái nguyên 2008 MỤC LỤC Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên MỤC LỤC Các chữ viết tắt và ký hiệu Mở đầu Chương I: Đặc điểm tiêu thụ điện của lưới điện công nghiệp công suất lớn I.1: Đặc điểm tiêu thụ điện của lưới điện công nghiệp công suất lớn I.2: Bù công suất phản kháng cho phụ tải trong lưới điện công nghiệp I.2.1. Hệ số công suất và sự điều chỉnh I.2.1.1. Hệ số công suất I.2.1.2. Điều chỉnh hệ số công suất I.2.2: Điều chỉnh điện áp I.2.2.1: Nguyên tắc điều chỉnh điện áp I.2.2.2. Công thức gần đúng cho việc điều chỉnh điện áp. I.2.2.3. Đặc tính gần đúng của công suất phản kháng Chương II: Tổng quan về công nghệ FACTS II.1. Đặt vấn đề II.2. Lợi ích khi sử dụng thiết bị FACTS II.2.1. Các ưu điểm khi sử dụng thiết bị FACTS II.2.2. Phân loại thiết bị FACTS II.3. Một số thiết bị FACTS II.3.1. Thiết bị bù tĩnh điều khiển bằng thyristor (SVC) II.3.2. Thiết bị bù dọc điều khiển bằng thyristor (TCSC) II.3.3.Thiết bị bù ngang điều khiển thyristor (STATCOM) Trang 1 2 6 6 7 8 8 9 11 11 14 16 28 28 28 28 29 30 30 32 33 MỤC LỤC Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên II.3.4. Thiết bị điều khiển góc pha bằng thyristor (TCPAR) II.3.5. Thiết bị điều khiển dòng công suất hợp nhất (UPFC) II.4. Khả năng áp dụng thiết bị FACTS tại Việt Nam Chương III: Các thiết bị bù công suất phản kháng và hoạt động của thiết bị bù ngang có điều khiển (SVC) III.1: Các thiết bị bù công suất phản kháng III.1.1: Bù công suất phản kháng trong hệ thống điện III.1.2: Các thiết bị bù điều khiển bằng thyristor III.2: Hoạt động của thiết bị bù ngang có điều khiển SVC III.2.1: Đặc tính điều chỉnh của SVC III.2.2: Đặc tính làm việc của SVC III.3: Một số ảnh hưởng phụ của SVC Chương IV: Đánh giá hiệu quả sử dụng SVC tại khu gang thép Thái Nguyên IV.1: Mở đầu IV.2: Căn cứ thiết kế hệ thống SVC IV.2.1: Các thông số trạm biến thế Gia Sàng và trạm biến thế cấp điện của Gang thép IV.2.2: Các thông số của biến áp lò điện IV.2.3: Trở kháng và điện kháng hạn dòng của mạch ngắn lò điện IV.2.4: Chỉ tiêu kỹ thuật cần đạt được IV.2.5: Hệ thống cấp điện của Công ty Gang thép Thái Nguyên Việt Nam IV.3. Phân tích ảnh hưởng của cụm lò điện hồ quang tới chất lượng điện của lưới điện cung cấp điện 35 36 38 40 40 40 43 48 48 57 59 61 61 62 63 63 64 64 67 71 MỤC LỤC Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên IV.3.1: Ảnh hưởng chất lượng điện trong lưới cấp điện hiện nay của Công ty Gang thép Thái Nguyên IV.3.2: Ảnh hưởng của hệ thống cấp điện tương lai không có SVC đối với chất lượng điện năng của lưới điện IV.4: Xác định phương án SVC IV.5: Khả năng được cải thiện về chất lượng điện năng của mạng điện đối với hệ thống cung cấp điện gang thép sau này khi dã được lắp thêm SVC IV.6: Đánh giá hiệu quả kinh tế khi sử dụng SVC tại khu gang thép Thái Nguyên. Kết luận chung Tài liệu tham khảo Phụ lục 72 77 84 84 86 95 96 97 CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÍ HIỆU Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 1 CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU CĐXL CSPK CSTD HTĐ HTCCĐ FACTS GTO MBA STATCOM SVC TCPAR TCR TCSC TSR TSC UPFC Chế độ xác lập Công suất phản kháng Công suất tác dụng Hệ thống điện Hệ thống cung cấp điện Flexible AC Transmission Systems - Hệ thống truyền tải điện xoay chiều linh hoạt Gate Turn - Off Thyristor - Khóa đóng mở Máy biến áp Static Synchronous Compensator - Thiết bị bù ngang điều khiển bằng thyristor Static Var Compensator - Thiết bị bù tĩnh điều khiển bằng thyristor Thyristor Controlled Phase Angle Regulator - Thiết bị điều chỉnh góc lệch pha của điện áp Thyristor Controlled Reactor - kháng điện điều khiển bằng thyristor Thyristor Controlled Series Compensator - Thiết bị bù dọc điều khiển bằng thyristor Thyristor Switched Reactor - Kháng điện đóng mở bằng thyristor Thyristor Switched Capacitor - Tụ điện đóng mở bằng thyristor Unified Power Flow Control - Thiết bị điều khiển dòng công suất hợp nhất MỞ ĐẦU Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 2 MỞ ĐẦU 1. Mục đích nghiên cứu và lý do chọn đề tài Trong chế độ vận hành bình thường của HTĐ (vận hành ở trạng thái ổn định) việc sản xuất công suất tác dụng (CSTD) phải đáp ứng được nhu cầu tiêu thụ (kể cả các tổn thất), nếu không thì tần số hệ thống sẽ bị thay đổi. Cũng vậy, có một sự gắn bó chặt chẽ giữa điều kiện cân bằng công suất phản kháng (CSPK) với điện áp các nút hệ thống. Công suất phản kháng ở một khu vực nào đó quá thừa thì ở đó sẽ có hiện tượng quá điện áp (điện áp quá cao), ngược lại, thiếu CSPK điện áp sẽ bị sụt thấp. Nói khác đi, cũng như đối với công suất tác dụng, CSPK luôn phải được điều chỉnh đề giữ cân bằng. Việc điều chỉnh CSPK cũng là yêu cầu cần thiết nhằm giảm nhỏ tổn thất điện năng và đảm bảo ổn định hệ thống. Tuy nhiên có sự khác nhau cơ bản giữa điều chỉnh CSTD và điều chỉnh CSPK. Tần số hệ thống sẽ được đảm bảo bằng việc điều chỉnh CSTD ở bất kỳ máy phát điện nào (miễn sao giữ được cân bằng giữa tổng công suất phát và công suất tiêu thụ). Trong khi đó, điện áp các nút hệ thống không bằng nhau, chúng phụ thuộc điều kiện cân bằng CSPK theo từng khu vực. Như vậy nguồn CSPK cần được lắp đặt phân bố và điều chỉnh theo từng khu vực. Điều này giải thích vì sao, ngoài các máy phát điện cần phải có một số lượng lớn các thiết bị sản xuất và tiêu thụ công suất phản kháng: Máy bù đồng bộ, tụ điện, kháng điện... Chúng được lắp đặt và điều chỉnh ở nhiều vị trí trong lưới truyền tải và phân phối điện (gọi là các thiết bị bù CSPK). Trước đây, việc điều chỉnh CSPK của các thiết bị bù thường được thực hiện đơn giản: Thay đổi từng nấc (nhờ đóng cắt bằng máy cắt cơ khí) hoặc thay đổi kích từ (trong máy bù đồng bộ). Chúng chỉ cho phép điều chỉnh thô hoặc theo tốc độ chậm. Kỹ thuật thyristor công suất lớn đó mở ra những khả năng mới, trong đó việc ra đời và ứng MỞ ĐẦU Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 3 dụng các thiết bị bù tĩnh điều chỉnh nhanh công suất lớn - SVC (Static Var Compensator), TCSC (Thyristor Controled Serie Capacitor) đó giải quyết được những yêu cầu mà các thiết bị bù cổ điển chưa đáp ứng được, như tự động điều chỉnh điện áp các nút, giảm dao động công suất nâng cao ổn định hệ thống. Việc ứng dụng các thiết bị bù CSPK chất lượng cao điều khiển bằng thyristor đã trở thành một nhu cầu cấp thiết nhằm nâng cao tính ổn định và hiệu quả sử dụng của hệ thống cung cấp điện (HTCCĐ) nói chung cũng như đối với các phụ tải có công suất phản kháng thay đổi nhanh như lò nung hồ quang điện. Với ý nghĩa trên, mục đích của đề tài luận văn được xác định là: + Nghiên cứu tìm hiểu các đặc điểm, tính năng hoạt động, chế độ làm việc và mô hình tính toán của các thiết bị tự động điều chỉnh linh hoạt (FACTS) đặc biệt là thiết bị bù điều chỉnh nhanh (SVC) trong HTCCĐ + Nghiên cứu, đánh giá, xác định hiệu quả kinh tế - kỹ thuật của SVC khi được lắp đặt vào HTCCĐ khu Gang thép Thái Nguyên. 2. Nội dung luận văn Với mục tiêu nêu trên, luận văn được trình bày trong bốn chương: Chương I : Đặc điểm tiêu thụ điện của hệ thống điện công suất lớn và lý thuyết cơ bản về bù công suất phản kháng. Chương II: Tổng quan về công nghệ FACTS Chương III: Các thiết bị bù công suất phản kháng và hoạt động của thiết bị bù ngang có điều khiển MỞ ĐẦU Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 4 Chương IV: Đánh giá hiệu quả sử dụng SVC tại khu Gang thép Thái Nguyên. 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Hiệu quả của việc ứng dụng các thiết bị bù tới lưới điện khu Gang thép Thái Nguyên. 4 Phương pháp nghiên cứu Để thực hiện nhiệm vụ nghiên cứu trên sử dụng phối hợp các nhóm phương pháp: Nhóm phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Tham khảo các tư liệu kỹ thuật để phân tích, tổng hợp những vấn đề có liên quan tới đề tài. Nhóm phương pháp nghiên cứu thực tiễn tại xí nghiệp Năng lượng: Điều tra, khảo sát, lắp đặt kỹ thuật,... để củng cố thêm độ tin cậy, chính xác của kết quả nghiên cứu. 5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận văn Các kết quả nghiên cứu của luận văn nhằm tìm hiểu sâu về công nghệ FACTS, đặc biệt chú ý công nghệ SVC và mô hình hoá các thiết bị FACTS trong các phương trình cơ bản tính toán chế độ xác lập (CĐXL) của HTCCĐ. Đi sâu nghiên cứu các ảnh hưởng của chế độ làm việc lò hồ quang đối với hệ thống cung cấp điện như: Dao động điện áp, méo hình sin, ảnh hưởng của sóng, sung kích vô công, tác hại của thứ tự nghịch (âm)... Từ đó để ứng dụng SVC đối với phụ tải khu gang thép Thái Nguyên để giảm thiếu các tác động nêu trên và nghiên cứu tính toán hiệu quả kinh tế của SVC đối với hệ thống điện khu gang thép Thái Nguyên. MỞ ĐẦU Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 5 Tác giả xin chân thành cảm ơn các thầy giáo và cô giáo trong bộ môn Hệ thống điện Trường đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên và Trường đại học Bách khoa Hà Nội, các bạn bè đồng nghiệp đã giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi trong thời gian thực hiện luận văn. Đặc biệt tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc với Thầy giáo TS. Nguyễn Mạnh Hiến, người đã quan tâm, tận tình hướng dẫn giúp tác giả xây dựng và hoàn thành luận văn này. CHƢƠNG I: ĐẶC ĐIỂM TIÊU THỤ ĐIỆN CỦA LƢỚI ĐIỆN CÔNG NGHIỆP CÔNG SUẤT LỚN Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 6 CHƯƠNG I ĐẶC ĐIỂM TIÊU THỤ ĐIỆN CỦA LƯỚI ĐIỆN CÔNG NGHIỆP CÔNG SUẤT LỚN I.1: Đặc điểm tiêu thụ điện của lưới điện công nghiệp công suất lớn Điện năng là dạng năng lƣợng chủ yếu của các xí nghiệp công nghiệp, nơi tiêu thụ khoảng 50 sản lƣợng điện năng của cả nƣớc. Vì vậy, việc cung cấp và sử dụng điện hợp lý trong lĩnh vực này có ý nghĩa rất to lớn đối với sự phát triển của nền kinh tế quốc dân. Các xí nghiệp công nghiệp có đặc điểm chung là có phụ tải điện lớn; yêu cầu độ tin cậy cung cấp điện cao; thiết bị dùng điện đƣợc tập trung với mật độ cao, làm việc với tải gần định mức, dùng cả điện áp xoay chiều và điện áp một chiều, tần số công nghiệp (50Hz); làm việc liên tục trong suốt năm và ít phụ thuộc vào tính chất mùa vụ. Tuy vậy, do quá trình công nghệ của xí nghiệp rất khác nhau nên đặc điểm tiêu thụ điện và hệ thống cung cấp điện của chúng cũng mang nhiều đặc điểm riêng biệt khác nhau. Trong phần lớn các phụ tải điện công nghiệp thì lò nung hồ quang điện là loại phụ tải tiêu thụ điện lớn nhất, quá trình vận hành của nó thƣờng kéo theo sự dao động điện áp và dao động công suất rất lớn. Để sử dụng điện năng có hiệu quả trong các lò hồ quang luyện thép thì các vấn đề phải đƣợc giải quyết một cách tổng thể và đồng bộ, đặc biệt là cần phải quan tâm đến các vấn đề ổn định điện áp, hiệu chỉnh hệ số công suất và lọc sóng điều hoà ... Ổn định điện áp cải thiện đáng kể chế độ vận hành của lò luyện, làm gia tăng công suất cực đại dẫn đến tăng năng suất sản phẩm. Ngoài ra, trong trƣờng hợp lò hồ quang ngắn cũng cho phép lò làm việc với cùng một mức công suất cực đại, nhƣng giảm thiểu đƣợc mức độ khó nóng chảy của vỏ bọc bên ngoài phôi thép, giúp hạn chế “chớp nháy” điện áp. CHƢƠNG I: ĐẶC ĐIỂM TIÊU THỤ ĐIỆN CỦA LƢỚI ĐIỆN CÔNG NGHIỆP CÔNG SUẤT LỚN Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 7 Các giải pháp đƣợc sử dụng để ổn định điện áp bao gồm: việc đấu nối lò vào lƣới có điện áp cao hơn hoặc sử dụng các thiết bị phụ trợ nhƣ máy bù đồng bộ với điện kháng đệm, thiết bị điều khiển thyristor tốc độ cao hiện đại hoặc điện kháng bão hoà. Đấu nối lò điện vào lƣới điện có điện áp cao hơn thƣờng rất đắt và đôi khi là không thực tế. Đáp ứng nhanh của thiết bị bù tốc độ cao giúp giải quyết vấn đề đối nghịch giữa đặc tính lò điện và việc giảm chớp nháy của tổ hợp máy bù đồng bộ với điện kháng đệm. Vì vậy, có thể nói trong một số trƣờng hợp, việc sử dụng thiết bị bù điều khiển bằng thyristor hoặc bù bằng điện kháng bão hoà sẽ là giải pháp ổn định điện áp lò điện mang lại hiệu quả kinh tế - kỹ thuật cao nhất. I.2: Bù công suất phản kháng cho phụ tải trong lưới điện công nghiệp Mục tiêu đầu tiên của lý thuyết bù phụ tải là giải thích mối quan hệ giữa hệ thống cung cấp điện (HTCCĐ), phụ tải và thiết bị bù nhằm để đạt ba mục tiêu: + Điều chỉnh hệ số công suất + Củng cố sự điều áp + Cân bằng phụ tải. Có thể nêu đặc trƣng hoặc thiết lập mô hình của hệ thống cung cấp, phụ tải và thiết bị bù theo nhiều cách. Hệ thống cung cấp có thể đƣợc đặc trƣng nhƣ một mạch tƣơng đƣơng Thevenin với một điện trở hở mạch, một tổng trở nối tiếp các yêu cầu về dòng điện hay công suất, công suất phản kháng ( hay hệ số công suất). Thiết bị bù có thể đƣợc mô hình hoá thay đổi hay một nguồn công suất phản kháng. Việc lựa chọn mô hình sử dụng cho mỗi thành phần có thể thay đổi theo yêu cầu và đƣợc kết hợp theo nhiều cách. Các mô hình khác nhau của mỗi thành phần tƣơng đƣơng với nhau có thể chuyển đổi qua lại. Đầu tiên, lý thuyết đƣợc phát triển ở các điều kiện tĩnh hay gần tĩnh với giả thiết là các tải và các đặc tính hệ thống đƣợc hiểu ngầm là chúng không thay đổi hay thay CHƢƠNG I: ĐẶC ĐIỂM TIÊU THỤ ĐIỆN CỦA LƢỚI ĐIỆN CÔNG NGHIỆP CÔNG SUẤT LỚN Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 8 đổi chậm để sử dụng các phƣơng trình pha. Điều này làm việc phân tích trở nên đơn giản hơn. Trong hầu hết các trƣờng hợp thực tế, các phƣơng trình pha tĩnh hay gần tĩnh đủ để xác định các đặc tính bên ngoài và định mức của thiết bị bù. Đối với các phụ tải có công suất và công suất phản kháng thay đổi rất nhanh (chẳng hạn nhƣ lò hồ quang điện), các phƣơng trình pha hoàn toàn không hiệu quả, để nghiên cứu chúng cần sử dụng các phƣơng pháp đặc biệt. I.2.1. Hệ số công suất và sự điều chỉnh I.2.1.1. Hệ số công suất Có thể mô tả một pha nhƣ hình 1a, ta có tổng dẫn YL = GL + jBL đƣợc cung cấp từ điện áp U, dòng điện tải là IL, ta có: IL = U.( GL + jBL ) = U.GL + jU.BL = IR + jIX (1) Cả U và IL đều là các phần tử pha và phƣơng trình (1) đƣợc thể hiện trong đồ thị pha hình 1b, trong đó U là véc tơ điện áp chuẩn. Dòng điện tải IL có thành phần tác dụng IR cùng pha với điện áp U và thành phần phản kháng IX vuông góc với U góc giữa U và IL là L Công suất biểu kiến: SL = U.IL = U 2 .GL- j U 2 .BL = PL + jQL (1.2) b Hình 1.1 a) QL SL L c GL + jBL U IS IR IL IX L PL ~ . * CHƢƠNG I: ĐẶC ĐIỂM TIÊU THỤ ĐIỆN CỦA LƢỚI ĐIỆN CÔNG NGHIỆP CÔNG SUẤT LỚN Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 9 Công suất biểu kiến có một thành phần thực PL ( công suất biểu kiến có ích để chuyển thành phần nhiệt, công cơ học, ánh sáng hoặc các dạng khác của năng lƣợng ) và một thành phần công suất phản kháng QL ( công suất phản kháng không chuyển đƣợc thành các dạng năng lƣợng có ích, nhƣng sự hiện diện của nó là một nhu cầu cần thiết của tải ). Quan hệ giữa SL, PL, và QL đƣợc thể hiện ở hình 1.1c. Đối với tải trễ ( cảm ứng ) theo qui ƣớc PL dƣơng và QL âm. Dòng điện IS = IL do hệ thống cung cấp là lớn hơn dòng điện cần thiết để cung cấp riêng cho công suất thực, bởi hệ số: R L I I = Lcos 1 (1.3) Ở đây cos L là hệ số công suất, gọi thế là vì: cos L = L L S P = 22 LL L QP P (1.4) Nhƣ vậy cos L là tỷ lệ của công suất biểu kiến có thể chuyển đổi một cách hữu ích các dạng năng lƣợng khác. I.2.1.2. Điều chỉnh hệ số công suất Nguyên tắc điều chỉnh hệ số công suất là bù công suất phản kháng, tức là cung cấp tại chỗ bằng cách nối song song với tải một thiết bị bù có tổng dẫn phản kháng đơn thuần –jBL. Để minh hoạ điều này xem hình 1.2 minh hoạ việc điều chỉnh hệ số công suất. Q1 Hình 1.2 Q1 Q2 = Q1 - Qc P1 P1 Tải a) S1 S2 P1 Qc Q2 b) 2 1 CHƢƠNG I: ĐẶC ĐIỂM TIÊU THỤ ĐIỆN CỦA LƢỚI ĐIỆN CÔNG NGHIỆP CÔNG SUẤT LỚN Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 10 Một phụ tải P1 + jQ1 có hệ số công suất cos 1 = 2 1 2 1 1 QP P , khi đƣợc cung cấp một lƣợng công suất phản kháng QC, hệ số công suất đƣợc cải thiện từ cos 1 thành cos 2 , với cos 2 = 2 1 2 1 1 )( CQQP P (1.5) Hình 1.3 và 1.4 minh hoạ sự thay đổi của thành phần công suất phản kháng khi tăng thêm với mỗi 10 thay đổi của hệ số công suất. Lƣu ý, trong minh hoạ ở hình 1.3, ngay cả khi hệ số công suất là 0,8 thì công suất phản kháng vẫn lớn do nguyên nhân gia tăng thêm 25 trong công suất biểu kiến ( kVA ) của đƣờng dây. Ở hệ số công suất này, 75 kVA của thiết bị bù là cần thiết để khử 75 kVAr của thành phần chậm sau. 100 kW 100 kW 48,43 kVA r 100 kW 75 kVAr 100 kW 102 kVAr 100 kW 133,33 kVAr 100 kVA cos = 1,00 142,86 kVA cos = 0,70 111,11 kVA cos = 0,90 125 kVA cos = 0,80 166,67 kVA cos = 0,60 Hình 1.3. Minh hoạ sự gia tăng nhu cầu của công suất biểu kiến và công suất phản kháng là một hàm số của hệ số công suất, khi giữ công suất tác dụng là một hằng số 100 kW 90 kW 80 kW 70 kW 60 kW 43,59 kVAr 60 kVAr 71,41 kVAr 80 kVAr Hình 1.4. Minh hoạ sự thay đổi công suất tác dụng và công suất phản kháng là một hàm số của hệ số công suất, khi giữ công suất biểu kiến là một hằng số CHƢƠNG I: ĐẶC ĐIỂM TIÊU THỤ ĐIỆN CỦA LƢỚI ĐIỆN CÔNG NGHIỆP CÔNG SUẤT LỚN Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 11 Có thể quan sát từ hình 1.2b, công suất biểu kiến và công suất phản kháng trƣớc và sau khi bù đƣợc biểu thị là S1 ( kVA ) đến S2 ( kVA ) và Q1 ( kVAr ) đến Q2 ( kVAr ) bằng việc cung cấp công suất phản kháng QC, dĩ nhiên việc giảm dòng điện phản kháng đƣa đến làm giảm dòng điện tổng làm giảm tổn thất công suất. Vậy, việc hiệu chỉnh hệ số công suất đƣa đến tiết kiệm về mặt kinh tế là giảm chi phí đầu tƣ và chi phí nhiên liệu thông qua việc giảm công suất và giảm tổn thất công suất trong tất cả các phần tử ở giữa điểm lắp đặt thiết bị bù và nguồn phát, bao gồm đƣờng dây phân phối và trạm biến áp. Hệ số công suất kinh tế là điểm mà tại đó hiệu quả của việc lắp đặt thêm thiết bị bù vừa đúng bằng chi phí của thiết bị bù. Trƣớc đây, hệ số công suất kinh tế này vào khoảng 0,95. Ngày nay, do chi phớ của nhà máy và nhiên liệu cao nên ngƣời ta đó tìm cách đƣa hệ số công suất kinh tế lên đến 1. Tuy nhiên khi hệ số công suất tăng gần đến 1thì hiệu quả thiết bị bù trong việc cải thiện hệ số công suất, giảm việc truyền tải công suất biểu kiến, tăng khả năng tải, giảm tổn thất do việc tăng dòng tải trên đƣờng dây cũng giảm rõ rệt. Do vậy việc hiệu chỉnh hệ số công suất lớn đến 1trở nên đắt hơn so với chi phí kinh tế của việc lắp đặt tụ bù. I.2.2: Điều chỉnh điện áp I.2.2.1: Nguyên tắc điều chỉnh điện áp Việc điều chỉnh điện áp đƣợc xem nhƣ là thay đổi tỷ lệ ( hay trên mỗi đơn vị ) với biên độ điện áp cung cấp đi kèm với mỗi thay đổi của dòng phụ tải đƣợc xác định ( nghĩa là từ không tải đến đầy tải ). Điều này tạo nên sự sụt áp trên tổng trở cung cấp mang dòng điện tải. Nếu hệ thống cung cấp đƣợc biểu diễn bằng mạch tƣơng đƣơng Thevenin một pha ở hình 1.5 thì việc điều chỉnh điện áp đƣợc cho bởi: UUEU UE / với U là điện áp pha chuẩn. CHƢƠNG I: ĐẶC ĐIỂM TIÊU THỤ ĐIỆN CỦA LƢỚI ĐIỆN CÔNG NGHIỆP CÔNG SUẤT LỚN Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 12 Khi không có thiết bị bù, sự thay đổi của điện áp cung cấp do dòng điện phụ tải IL gây ra đƣợc biểu diễn ở hình 1.5b là U : U = E – U = ZS.IL với ZS = RS + jXS ( 1.6 ) Từ phƣơng trình 1.2 ta có: IL = U jQP LL U = ( RS + jXS ) U jQP LL Do vậy: Hình 1.5: a) Mạch tƣơng đƣơng của phụ tải và hệ thống cung cấp. b) Đồ thị véc tơ pha cho hình 1.5a ( chƣa có bù ). c) Đồ thị véc tơ cho hình 1.5a ( bù cho điện áp không đổi ) a) E U IS ZS = GS + jBS YL = GL + jBL IL E U IL RU XU U ISRS jISXS L S b) U U E ISRS jISXS IC IS L IL c) Hình 1.5 CHƢƠNG I: ĐẶC ĐIỂM TIÊU THỤ ĐIỆN CỦA LƢỚI ĐIỆN CÔNG NGHIỆP CÔNG SUẤT LỚN Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 13 U = U QXPR LSLS .. + j U QRPX LSLS .. = UR + j UX ( 1.7 ) Sự thay đổi điện áp có thành phần UR cùng pha với U và thành phần UX vuông góc với U, đƣợc biểu diễn trên hình 1.5b. Điều này có nghĩa là biên độ và pha của U có liên quan đến điện áp cung cấp E, đó là các hàm số của biên độ và pha của dòng điện phụ tải, hay nói cách khác sự thay đổi điện áp phụ thuộc vào cả công suất tác dụng và công suất phản kháng của phụ tải. Khi thêm thiết bị bù nối song song với tải, có thể làm cho E = U , tức là làm cho sự thay đổi điện áp bằng không hay giữ cho biên độ điện áp không đổi ở giá trị E khi có tải. Điều này đƣợc thể hiện trên hình 1.5c đối với thiết bị bù phản kháng thuần. Công suất phản kháng QL ở phƣơn trình ( 1.2 ) đƣợc thay bằng tổng: QS = QL + QC và QC đƣợc chỉnh định sao cho làm quay đồ thị vectơ pha U cho đến khi E = U . Từ phƣơng trình ( 1.6 ) và ( 1.7 ) ta có: 2 E = 2.. U QXPR U SSLS + 2.. U QRPX SSL ( 1.8 ) Giá trị yêu cầu của QC đƣợc xác định bằng cách giải phƣơng trình ( 1.8) theo QS với E = U, khi đó QC = QS – QL . Từ ( 1.8 ) suy ra: a2QS 2 + bQS + c = 0 ( 1.8 ’ ) Với: a = RS 2 + XS 2 , b = 2U 2 XS, c = ( U 2 + RSPL ) 2 + XS 2 PL 2 – E2U2 Giải phƣơng trình ( 1.8 ’ ) ta đƣợc: QS = a acbb 2 42 Ta thấy rằng ở đây luôn luôn có đáp số cho QS bất kể giá trị nào của PL. Điều này dẫn đến các kết luận quan trọng sau đây: Một thiết bị bù phản kháng thuần tuý có thể loại bỏ sự biến thiên của điện áp nguồn cung cấp gây ra bởi sự thay đổi công suất tác dụng và công suất phản kháng CHƢƠNG I: ĐẶC ĐIỂM TIÊU THỤ ĐIỆN CỦA LƢỚI ĐIỆN CÔNG NGHIỆP CÔNG SUẤT LỚN Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 14 của tải, miễn là có thể điều khiển dễ dàng công suất phản kháng của thiết bị bù trong một phạm vi vừa đủ ( nói chung kể cả chậm sau hay vượt trước ). Ở một tốc độ vừa đủ thì thiết bị bù có thể hoạt động như một bộ điều áp lý tưởng ( cần phải thừa nhận rằng chỉ có biên độ điện áp là điều khiển được, cùng góc pha của nó thay đổi liên tục theo dòng phụ tải ). Ở phần trƣớc chúng ta đã biết là thiết bị bù có thể giảm công suất phản kháng do hệ thống cung cấp về không nhƣ thế nào. Đó là, thay vì làm chức năng điều chỉnh điện áp, thiết bị hoạt động nhƣ một thiết bị hiệu chỉnh hệ số công suất. Nếu thiết bị đƣợc thiết kế để làm điều này, chúng ta có thể thay đổi phƣơng trình ( 1.7 ) bằng: QS = QL + QC = 0. Điện áp thay đổi là: U = U PjXPR LSLS = ( RS + jXS ). U PL ( 1.9 ) Giá trị này độc lập với QL và không bị thiết bị bù điều khiển. Vì vậy: Thiết bị bù công suất phản kháng thuần tuý không thể một lúc vừa duy trì điện áp bằng không đổi vừa duy trì hệ số công suất đồng nhất. Ngoại lệ duy nhất đối với qui tắc này là PL = 0, nhƣng điều này nói chung không thực tế. Điều quan trọng cần chú ý là nguyên tắc này áp dụng cho hệ số công suất tức thời, cũng có thể có một thiết bị bù công suất phản kháng không thuần tuý dùng để duy trì cả điện áp không đổi và hệ số công suất trung bình đồng nhất. I.2.2.2. Công thức gần đúng cho việc điều chỉnh điện áp. Cách biểu diễn của UX và UR trong phƣơng trình ( 1.7 ) đôi lúc đƣợc cho ở dạng hữu ích khác nhƣ sau: Nếu một hệ thống bị ngắn mạch ở thanh cái phụ tải thì công suất ngắn mạch biểu kiến sẽ là: CHƢƠNG I: ĐẶC ĐIỂM TIÊU THỤ ĐIỆN CỦA LƢỚI ĐIỆN CÔNG NGHIỆP CÔNG SUẤT LỚN Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 15 SSC = PSC + jQSC = E.ISC = * 2 SCZ E ( 1.10 ) Trong đó: ZSC = RS + jXS ISC – dòng ngắn mạch Vỡ: * SCZ = ZSC, ta có: RS = SCZ .cos SC = SCS E 2 cos SC ( 1.11 ) Và: XS = SCZ sin SC = SCS E 2 sin SC ( 1.12 ) Với: tg SC = XS / RS ( 1.13 ) Thay ( 1.11 ) v à ( 1.12 ) v ào ( 1.7 ), biến đổi UX và UR theo U và giả thiết E / U 1, ta có: SC R SU U 1 ( PL cos SC + QL sin SC ) ( 1.14 ) SC X 1 U S U ( PL sin SC - QL cos SC ) ( 1.15 ) UX thƣờng đƣợc bỏ qua, chỉ vì nó có khuynh hƣớng tạo ra sự thay đổi ở một pha tại điện áp điểm cung cấp, sự thay đổi về biên độ đƣợc thể hiện bởi UR. Phƣơng trình ( 1.14 ) tuy gần đúng, song lại có lợi vì nó đƣợc biểu diễn theo các đại lƣợng thông thƣờng, đó là: mức độ sự cố hay mức độ ngắn mạch SSC, tỷ số X/R ( tức là tg SC ), công suất tác dụng và công suất phản kháng của phụ tải PL và QL Để có kết quả chính xác, cách biểu diễn ở phƣơng trình (1.14) phải nhân với 2 2 U E . Đến đây các phƣơng trình đƣợc viết ra nhƣ thể U gắn liền với sự thay đổi toàn bộ từ 0 đến PL hay từ 0 đến QL trong phụ tải.Các phƣơng trình (1.7), ( 1.14 ) và (1.15) cũng có giá trị đối với các thay đổi nhỏ của PL và QL, do vậy: ~ * CHƢƠNG I: ĐẶC ĐIỂM TIÊU THỤ ĐIỆN CỦA LƢỚI ĐIỆN CÔNG NGHIỆP CÔNG SUẤT LỚN Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 16 SC R SU U 1 ( PL cos SC + QL sin SC ) ( 1.16 ) Nếu điện trở RS nhỏ hơn nhiều so với điện kháng XS thì cho phép bỏ qua các thay đổi điện áp gây ra bởi các thay đổi của công suất tác dụng P. Do đó, việc điều chỉnh điện áp đƣợc thực hiện theo phƣơng trình: U RU U U = SC L SC SC L S Q S Q sin ( 1.17 ) Nghĩa là, sự thay đổi điện áp trên mỗi đơn vị bằng tỷ số thay đổi công suất phản kháng theo mức độ ngắn mạch của hệ thống cung cấp.Quan hệ này đƣợc biểu diễn bằng đồ thị nhƣ ở hình 1.6 và cho thấy đặc tính điện áp của hệ thống cung cấp ( hay đƣờng tải của hệ thống ) gần nhƣ tuyến tính. Một cách thể hiện khác là: U SC L SC L S Q E S Q E 1 1 ( nếu << SSC ) ( 1.18 ) Mặc dù đặc tính này chỉ gần đúng nhƣng rất có ích vì nó cho thấy sự hoạt động của thiết bị bù sẽ trình bày ở phần dƣới đây. I.2.2.3. Đặc tính gần đúng của công suất phản kháng * Điều áp với phụ tải cảm ứng thay đổi Độ dốc = -E / SSC Đường phụ tải hệ thống U U 0 Q L Hình 1.6. Đặc tính gần đúng của điện áp và công suất phản kháng hệ thống cung cấp. CHƢƠNG I: ĐẶC ĐIỂM TIÊU THỤ ĐIỆN CỦA LƢỚI ĐIỆN CÔNG NGHIỆP CÔNG SUẤT LỚN Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 17 Trong phần này chúng ta suy đoán các thuộc tính của một máy bù lý tƣởng dùng để củng cố việc điều áp với tải cảm ứng thay đổi. Tải đƣợc giả thiết là ba pha, cân bằng và biến thiên chậm để có thể sử dụng đồ thị véc tơ mỗi pha hay phƣơng trình gần tĩnh, biến thiên của tải đƣợc giả thiết là nhỏ để cho U << U và cũng giả thiết rằng RS << XS để cho các phƣơng trình gần đúng (1.17) và ( 1.18 ) áp dụng đƣợc. Hình 1.7a cho thấy sự bố trí của hệ thống, thiết bị bù và phụ tải. Đặc tính của hệ thống đƣợc vẽ trên hình 1.7b, đƣờng đặc tính này đi xuống tức là tăng công suất phản kháng QS đƣợc cung cấp bởi hệ thống làm giảm điện áp tại điểm cung cấp, thay QL trong phƣơng trình 1.17 bằng QS = QL + QC ta có: U = E SC S S Q 1 ( 1.19 ) Hay: SC S S Q U U ( 1.20 ) Công suất phản kháng QS đƣợc cung cấp từ hệ thống đƣợc cho bởi: QS = Q + QC ( 1.21) Rõ ràng là nếu công suất phản kháng của thiết bị bù QC thay đổi nhƣ thế nào đó để giữ cho QS không đổi thì điện áp cung cấp có thể không thay đổi. Đặc biệt nếu: QS = QLmax = hằng số ( 1.22 ) Thì U không đổi với giá trị E (1 – QLmax / SSC ) nhƣ trên hình 1.7b. Khi công suất phản kháng QL của tải tăng lên, mức hấp thụ công suất phản kháng của tải giảm xuống, tổng của chúng là hằng số, khi QL = 0 thì thiết bị bù hoạt động hoàn toàn và QLmax, khi QL = QLmax thì thiết bị cắt hoàn toàn và không hấp thụ công suất phản kháng, nhƣ vậy ta có thiết bị bù cảm ứng thuần tuý giữ cho điện áp nguồn không đổi với tải cảm ứng. Bù nhƣ ở hình 1.7b đƣợc gọi là bù hoàn toàn điện áp đƣợc duy trì không đổi trong toàn bộ dải công suất phản kháng của phụ tải. CHƢƠNG I: ĐẶC ĐIỂM TIÊU THỤ ĐIỆN CỦA LƢỚI ĐIỆN CÔNG NGHIỆP CÔNG SUẤT LỚN Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 18 QL 1,0 Ump QCmax QCmax QLmax - QLmax 0 c) E U QL QC QS QLmax 0 b) QS QCmax QC U 0 d) Hình 1.7. a) Mạch tƣơng đƣơng một pha cua phụ tải đƣợc bù. b) Đặc tính gần đúng điện áp / công suất phản kháng của hệ thống đƣợc bù hoàn toàn. c) Đặc tính gần đúng điện áp / công suất phản kháng của hệ thống đƣợc bù một phần. d) Đặc tính gần đúng điện áp / công suất phản kháng của thiết bị bù lý tƣởng . e) Đồ thị cân bằng công suất phản kháng ( biến thiên của Q S và QC theo QL ). e) QL QLmax QCmax QCmax QLmax - QLmax QC QS QS 0 U ZS = RS + jXS QS QC QL Thiết bị bù Tải a) E CHƢƠNG I: ĐẶC ĐIỂM TIÊU THỤ ĐIỆN CỦA LƢỚI ĐIỆN CÔNG NGHIỆP CÔNG SUẤT LỚN Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 19 Sự điều áp U / U chỉ có thể giữ bằng không nếu định mức công suất phản kháng của thiết bị bù bằng hay vƣợt quá QLmax, nếu công suất phản kháng của thiết bị bù bị giới hạn bởi QLmax ( nhỏ hơn QLmax ), nhƣ vậy khi QL = 0 thì thiết bị bù hấp thụ QLmax và sự điều áp sẽ bằng: SC CL S QQ U U maxmax ( 1.23 ) Tình huống này đƣợc mô tả ở hình 1.27c, đây là bù một phần. Phƣơng trình (1,23) mô tả “ tác động đòn bẩy” mà thiết bị bù ảnh hƣởng lên điện áp hệ thống trong đó giá trị tối đa của U / U có thể gây ra bởi sự thay đổi công suất phản kháng của thiết bị bù từ 0 đến tối đa đƣợc cho bởi –QLmax / SSC. Định mức tối thiểu của thiết bị bù có thể đƣợc chọn sao cho –QLmax / SSC vừa đáp ứng với thay đổi điện áp tối đa cho phép U, do đó: QCmax = QLmax – SSC. U U mp ( 1.24 ) Bây giờ chia 1.7 ra hai thành phần riêng biệt nhƣ hình 1.7c, 1.7d, điều này đƣợc thực hiện nhờ sự hỗ trợ của sơ đồ cân bằng của công suất phản kháng nhƣ hình 1.7e. Hình 1.7c cho thấy sự biến thiên của điện áp tại điểm cung cấp với QL: Nó thể hiện đặc tính của hệ thống có bù và cần đƣợc so sánh với đặc tính của hệ thống không bù của hình 1.7b. Thiết bị bù đƣợc._. định mức ở QCmax < QLmax và đƣợc điều khiển một cách lý tƣởng sao cho giữ QS không đổi nhƣ phƣơng trình ( 1.22 ), miễn là không vƣợt quá giới hạn định mức của nó, tức là thiết bị bù hoạt động với chức năng một thiết bị điều áp lý tƣởng. Hình 1.27c cho thấy định mức công suất phản kháng của thiết bị bù không cần lớn hơn lƣợng biến thiên của công suất phản kháng của phụ tải, nhằm giữ cho điện áp cung cấp không đổi khi tải thay đổi. Việc này giúp ta tiết kiệm dung lƣợng máy bù trong đó công suất phản kháng của phụ tải thay đổi giữ các giá trị tối đa và một vài giá trị thập phân, ví dụ 0,5 cho mỗi đơn vị, miễn là thiết bị CHƢƠNG I: ĐẶC ĐIỂM TIÊU THỤ ĐIỆN CỦA LƢỚI ĐIỆN CÔNG NGHIỆP CÔNG SUẤT LỚN Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 20 bù có định mức theo phƣơng trình ( 1.24 ) thì dù công suất phản kháng của phụ tải bằng bao nhiêu đi nữa thì sự biến thiên điện áp cung cấp không vƣợt quá Ump. Hai thành phần của hình 1.7c có thể xác định nhƣ một phạm vi không đƣợc điều chỉnh với 0 < QL < ( QLmax - QCmax ) và một phạm vi có điều chỉnh với ( QLmax - QCmax ) < QL < QLmax. Trong phạm vi không điều chỉnh, thiết bị bù hấp thu QCmax và hạn chế sự gia tăng của điện áp đến mức tối đa cho phép Ump, trong phạm vi có điều chỉnh, thiết bị bù duy trì QS = hằng số và U = 0. Đặc tính điều chỉnh của thiết bị bù đƣợc biểu diễn ở hình 1.7d, và không có sự thay đổi điện áp với 0 < QC < QCmax, đƣờng đặc tính này phẳng trong phạm vi điều chỉnh. Nếu QL nằm dƣới phạm vi điều chỉnh, thiết bị bù chỉ hấp thụ không đổi QCmax bất kể điện áp là bao nhiêu. * Cải thiện hệ số công suất Hệ số công suất trung bình của tải cảm ứng về cơ bản xấu hơn hệ số công suất của tải, ví dụ, nếu công suất phản kháng trung bình của tải QL bằng 1 /2 giá trị tối đa thì công suất phản kháng trung bình do tải cung cấp bởi hệ thống phụ tải đƣợc bù là 2QL, tức là gấp đôi. Để có sự điều áp lý tƣởng cũng nhƣ hệ số công suất trung bình đơn vị, thì thiết bị bù dung kháng là cần thiết, thay vì giữ cho QS = hằng số = QLmax nhƣ ở phƣơng trình( 1.22 ), thiết bị bù phải giữ cho QS = hằng số = 0 ( 1.25 ). Bỏ qua tác động sự thay đổi về công suất phụ tải theo trình tự nhƣ ở mục (a) sẽ cho thấy đặc tính điện áp/ công suất phản kháng của thiết bị bù lý tƣởng, các hình 1.8a đến 1.8d minh hoạ quá trình. Hình 1.8c cho thấy đặc tính thiết bị bù lý tƣởng. Dung lƣợng điện dung tối thiểu của thiết bị bù đƣợc cho bởi phƣơng trình ( 1.24 ) và ngoài phạm vi điều chỉnh của nó thiết bị bù đƣợc giả thiết phát ra công suất CHƢƠNG I: ĐẶC ĐIỂM TIÊU THỤ ĐIỆN CỦA LƢỚI ĐIỆN CÔNG NGHIỆP CÔNG SUẤT LỚN Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 21 phản kháng không đổi QCmax. Điện áp đồng nhất bây giờ đƣợc định nghĩa là để đáp ứng điều kiện bù hoàn toàn, đƣợc qui định ở phƣơng trình ( 1.25 ) và điểm vận hành trung bình là ở U = 1,0 cho mỗi đơn vị với QS = 0. Điểm vận hành U 1,0 QC QL QL QLmax QCmax a) QC QCmax U 1,0 0 c) QS QS QLmax QCmax QC U 1,0 Ump 0 QLmax QCmax QL Điều áp Không điều áp b) d) Hình 1.8: a) Đặc tính điện áp / công suất phản kháng gần đúng của hệ thống chƣa bù. b) Đặc tính điện áp / công suất phản kháng gần đúng của hệ thống có bù. c) Đặc tính điện áp / công suất phản kháng của thiết bị bù lý tƣởng. d) Đồ thị cân bằng công suất phản kháng ( biến thiên của QS và QC theo Q ). CHƢƠNG I: ĐẶC ĐIỂM TIÊU THỤ ĐIỆN CỦA LƢỚI ĐIỆN CÔNG NGHIỆP CÔNG SUẤT LỚN Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 22 Thay vì hấp thụ đủ công suất phản kháng để tạo tổng QL = QC đến QLmax thì thiết bị bù trở thành điện dung thuần tuý. Nếu thiết bị bù đƣợc thiết kế để làm thiết bị bù điều chỉnh điện áp lý tƣởng thì QS không phải luôn luôn bằng không vì công suất phụ tải thay đổi. Nói chung tác động này nhỏ. * Độ dốc của công suất phản kháng Nếu công suất phản kháng của phụ tải có thể thay đổi từ vƣợt trƣớc ( phát ) đến chậm sau ( nhận ) thì cần có thiết bị bù có đặc tính điều chỉnh điện áp – công suất phản kháng mở rộng về cả hai góc phần tƣ của hình 1.9a. Đặc tính cảm ứng của thiết bị bù ở hình 1.7c có thể hƣớng theo cách này bằng cách sử dụng tụ bù ngang cố định QCmax vượt trước QCmax chậm sau a) Vượt trước Chậm sau U Q Tụ điện thế hiệu dịch Thiết bị bù cảm ứng biến thiên b) Thiết bị bù điện dung biến thiên Điện kháng thế hiệu dịch c) Hình 1.9: a) Đặc tính điện áp / công suất phản kháng gần đúng của khả năng vƣợt trƣớc và chậm sau công suất phản kháng của thiết bị bù lý tƣởng. b) Điện dung thế hiệu dịch của thiết bị bù cảm ứng biến thiên. c) Điện kháng thế hiệu dịch của thiết bị bù điện dung biến thiên. CHƢƠNG I: ĐẶC ĐIỂM TIÊU THỤ ĐIỆN CỦA LƢỚI ĐIỆN CÔNG NGHIỆP CÔNG SUẤT LỚN Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 23 ( hình 1.9b ) đủ lớn thì máy bù cảm ứng cú thể hƣớng vào góc phần tƣ chậm sau ( trễ ) bằng điện cảm cố định nhƣ hình 1.9c. Nếu tụ bù ngang ở hình 1.9b đủ lớn thì máy bù cảm ứng có thể hƣớng sao cho đƣờng đặc tính của nó nằm hoàn toàn ở góc phần tƣ vƣợt trƣớc ( sớm ). Khi đƣợc kết hợp với tụ bù ngang thiết bị bù cảm ứng có khả năng duy trì điện áp không đổi và hệ số công suất trung bình đồng nhất cho phụ tải cảm ứng. Sự phân biệt giữa thiết bị bù cảm ứng và thiết bị bù điện dung có thể nhƣ giả tạo, nhƣng theo quan điểm thực tế thì đây là một điểm quan trọng bởi vì tất cả các thiết bị bù thực tế ( trừ máy bù đồng bộ ) làm việc bằng cách điều khiển các dòng điện trong một cụm tụ điện hay trong tổ hợp các điện cảm. Thiết bị bù điện kháng bão hoà chẳng hạn, ít nhất nó cũng thƣờng hƣớng một phần vào góc phần tƣ vƣợt trƣớc nhờ các tụ điện. Một điện kháng cố định mắc song song sẽ có lợi hơn một thiết bị bù biến thiên có cùng định mức công suất phản kháng. Đôi khi để tiết kiệm cần xác định kích cỡ thiết bị bù sao cho phù hợp với sự biến thiên công suất phản kháng trong phụ tải theo hƣớng thêm một điện kháng cố định mắc song song nhằm đạt đƣợc hệ số công suất trung bình cần có. Ở các hình 1.7, 1.8, 1.9 đƣờng đặc tính điện áp / công suất phản kháng của thiết bị bù và hệ thống cung cấp đều không thật thẳng và có dạng toàn phƣơng. Chúng đƣợc biểu diễn gần nhƣ đƣờng thẳng, với giả thiết rằng U không chênh lệch đáng kể so với một đơn vị công suất, những tính toán chính xác hơn đòi hỏi các dạng chính xác của phƣơng trình ( 1.7 ) và ( 1.8 ), nói cách khác, có thể làm việc này đối với các dòng điện vì công suất phản kháng. * Thiết bị bù phụ tải làm chức năng thiết bị điều áp. Các đặc tính điều khiển ở hình 1.7d và hình 1.8c có thể đƣợc đặc trƣng bởi ba thông số: 1. Điện áp điểm khớp ( knee – point ): Uk. CHƢƠNG I: ĐẶC ĐIỂM TIÊU THỤ ĐIỆN CỦA LƢỚI ĐIỆN CÔNG NGHIỆP CÔNG SUẤT LỚN Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 24 2. Công suất phản kháng định mức hay tối đa: QCmax. 3. Độ lợi: KC. Độ lợi này có thể định nghĩa là mức thay đổi công suất phản kháng QC chia cho mức thay đổi điện áp U, nghĩa là KC = dU dQC ( 1.26 ) và nếu đặc tính điều khiển là tuyến tính, thì với QC < QCmax, nó đƣợc biểu thị bằng phƣơng trình: U = Uk + C C K Q ( 1.27 ) Ở hình 1.7d và 1.8c độ lợi KC là vô định, thiết bị bù hấp thụ hoặc phát ra một lƣợng công suất phản kháng vừa đúng để duy trì điện áp không đổi tại điểm cung cấp khi tải thay đổi. Bây giờ ta xác định đặc tính điều chỉnh điện áp của thiết bị bù có độ lợi điều áp. Xác định KC, vận hành ở hệ thống cung cấp có mức ngắn mạch xác định SSC, vấn đề quan trọng là biên độ điện áp điểm cung cấp biến thiên nhƣ thế nào với phụ tải (đặc biệt với công suất phản kháng của tải ). Thiết bị bù lý tƣởng ở dạng điều chỉnh điện áp có độ lợi KC là vô định. Trong thực tế hiếm có các giá trị KC quá cao. Nó có khuynh hƣớng làm giảm tính ổn định của điểm vận hành thiết bị bù, đối với một số loại thiết bị bù, thiết kế có giá trị KC cao khá tốn kém. Do vậy đặc tính KC xác định là quan trọng. Phân tích trên cơ sở từng pha với giả thiết điều kiện cân bằng. Giả thiết tỷ số XS / RS là cao và bỏ qua các dao động công suất, hệ thống đƣợc biểu diễn ở hình 1.7a, sự cân bằng công suất phản kháng đƣợc cho bởi: QL + QC = QS (1.28 ) Đƣờng đặc tính điện áp hệ thống cung cấp hay đƣờng tải đƣợc cho gần đúng ở phƣơng trình (1.20 ): U SC S S Q1 . CHƢƠNG I: ĐẶC ĐIỂM TIÊU THỤ ĐIỆN CỦA LƢỚI ĐIỆN CÔNG NGHIỆP CÔNG SUẤT LỚN Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 25 Trên hình 1.10a, gradient của tải biểu diễn độ nhạy thực của điện áp cung cấp đối với sự thay đổi về công suất phản kháng QS, do đó: SCS E dQ dU S (1.29 ) Mức ngắn mạch SSC cao làm giảm độ nhạy điện áp, làm đƣờng phụ tải phẳng, lúc đó hệ thống đƣợc gọi là “cứng”. Trong trƣờng hợp không bù, QC = 0 và QS = QL do đó độ nhạy điện áp đối với công suất phản kháng của tải QL bằng với độ nhạy thực - SCS E . Khi có thiết bị bù, từ phƣơng trình ( 1.19 ) và ( 1.28 ) ta có: U SC CL S QQ E 1 ( 1.30 ) U 0 QS a) Đặc tính điện áp hệ thống U = E(1-QC/SSC) U Uk QC b) 0 Đặc tính thiết bị bù U = Uk+QC/KC Hình 1.10: a) Đặc tính điện áp / công suất phản kháng gần đúng của hệ thống cung cấp. b) Đặc tính điện áp / công suất phản kháng gần đúng của thiết bị bù lý tƣởng. CHƢƠNG I: ĐẶC ĐIỂM TIÊU THỤ ĐIỆN CỦA LƢỚI ĐIỆN CÔNG NGHIỆP CÔNG SUẤT LỚN Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 26 Và vì QC là hàm của U, độ nhạy sẽ đƣợc hiệu chỉnh. Công suất phản kháng của máy bù QC đƣợc xác định bởi độ lệch điện áp ( U – Uk ) theo phƣơng trình( 1.27 ) ( xem hình 1.10b ), do đó: QC = KC ( U – Uk ) ( 1.31 ) Ta đã biết rằng độ lợi máy bù KC cao thì có đƣờng đặc tính U/Q phẳng, đó là đặc tính điện áp không đổi. Tính theo đơn vị ( p.u ), nếu độ lợi khoảng 40 đơn vị có nghĩa là công suất phản kháng của máy bù thay đổi từ 0 đến 1 đơn vị ứng với thay đổi của U – Uk ( hoặc U ) là 1/40 hay 0,025 đơn vị. Trong các tính toán để cho tiện ta sử dụng hệ thống tính đơn vị tƣơng đối, trong đó QCmax là công suất phản kháng cơ bản và E là điện áp cơ bản. Ảnh hƣởng của máy bù đƣợc xác định bằng cách thay QC từ phƣơng trình (1.31) vào phƣơng trình ( 1.30 ) và rút gọn lại để có: U = E SCSC C SC S . 1 S K 1 S . 1 EK S QUK C SC LkC ( 1.32 ) Phƣơng trình ( 1.32 ) cho thấy điện áp điểm cung cấp U, biến thiên nhƣ thế nào theo công suất phản kháng của phụ tải QL, khi có máy bù miễn là với QC < QCmax, dù chỉ gần đúng nó cũng trực tiếp cho thấy ảnh hƣởng của tất cả các thông số chính khác nhƣ: Công suất phản kháng của chính phụ tải, đặc tính máy bù Uk và KC, đặc tính hệ thống E và SSC. Nếu phụ tải không đƣợc bù, chúng ta có KC = QC =0 và phƣơng trình (1.32) rút gọn thành phƣơng trình ( 1.20 ). Máy bù có hai tác động rõ ràng trong phƣơng trình ( 1.32 ): Thay đổi điện áp điểm cung cấp không tải và thay đổi sự nhạy cảm của điện áp điểm cung cấp với công suất phản kháng của phụ tải, nếu độ lợi của máy bù KC > 0 thì tính nhạy cảm điện áp giảm xuống: CHƢƠNG I: ĐẶC ĐIỂM TIÊU THỤ ĐIỆN CỦA LƢỚI ĐIỆN CÔNG NGHIỆP CÔNG SUẤT LỚN Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 27 LdQ dU = - SCS .1 E K S E C SC ( 1.33 ) Các tính toán về công suất bù cho trạm SVC của công ty gang thép Thái Nguyên có thể dựa vào lý thuyết bù vừa trình bày ở trên. CHƢƠNG II: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ FACTS Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 28 CHƢƠNG II TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ FACTS II.1. Đặt vấn đề Trƣớc đây các thiết bị bù thƣờng không có tự động điều chỉnh điện áp, hoặc có điều chỉnh nhƣng rất chậm (máy bù đồng bộ ) hoặc bù từng nấc. Với sự phát triển vƣợt bậc trong lĩnh vực điều khiển tự động, đặc biệt kỹ thuật điện tử công suất nhƣ thyristor công suất lớn đó cho phép thực hiện c ác thiết bị bù điều khiển nhanh, thực tế các thiết bị bù dùng thyristor có thể thay đổi công suất từ 0 đến trị số định mức không quá 1/4 chu kỳ tần số điện công nghiệp. FACTS là hệ thống truyền tải điện xoay chiều linh hoạt sử dụng thiết bị điện tử công suất hoạt động ở chế độ tự động với dòng điện và điện áp cao, cho phép điều khiển bù công suất phản kháng gần nhƣ tức thời, ngăn cản dao động để ổn định điện áp, hệ số công suất của hệ thống một cách nhanh chóng. Mặt khác việc định hƣớng phát triển hệ thống đƣợc căn cứ trên cơ sở dự báo phụ tải, tuy nhiên trong quá trình vận hành không phải lúc nào cũng đảm bảo cân bằng giữa cung và cầu dẫn đến tình trạng hệ thống điện sẽ có thời điểm bị quá tải. Thêm vào đó, do khả năng tải của đƣờng dây bị giới hạn bởi các yếu tố nhiệt độ, điện dung và độ ổn định, nếu không có sự điều khiển hợp lý, sẽ không tận dụng hết khả năng tải của các đƣờng dây. Việc sử dụng thiết bị FACTS sẽ góp phần giải quyết việc vận hành hệ thống điện một cách khoa học, nâng cao hiệu quả đƣờng dây tải điện hiện có, đáp ứng yêu cầu thực tế đặt ra. Đặc biệt ở những nơi yêu cầu về cung cấp điện an toàn và tin cậy. II.2. Lợi ích khi sử dụng thiết bị FACTS II.2.1. Các ƣu điểm khi sử dụng thiết bị FACTS CHƢƠNG II: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ FACTS Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 29 Sử dụng thiết bị FACTS cho phép: + Nâng cao khả năng giữ ổn định điện áp, giảm dao động công suất làm cho việc vận hành HTĐ linh hoạt và hiệu quả hơn. + Điều khiển trào lƣu công suất phản kháng theo yêu cầu + Tăng khả năng tải của đƣờng dây gần tới giới hạn nhiệt + Tăng độ tin cậy, giảm tổn thất hệ thống Tuy nhiên giá thành các thiết bị FACTS là rất cao so với khả năng tài chính nƣớc ta hiện nay. Do đó, khi nghiên cứu áp dụng thiết bị FACTS cần phải phân tích các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật để lựa chọn giải pháp phù hợp. II.2.2. Phân loại thiết bị FACTS Các thiết bị FACTS có thể phân ra làm bốn loại: 1, Thiết bị điều khiển nối tiếp ( Series Controllers ): Loại thiết bị này cho phép thay đổi tổng trở đƣờng dây bằng tụ điện, điện kháng, hoặc biến đổi nguồn có tần số bằng tần số lƣới nhờ thiết bị bán dẫn công suất. Về nguyên lý, tất cả các thiết bị điều khiển nối tiếp chỉ cung cấp hoặc tiêu thụ công suất phản kháng biến đổi. 2. Thiết bị điều khiển song song (Shunt Controllers): Loại thiết bị này cho phép thay đổi tổng trở, thay đổi nguồn hoặc kết hợp cả hai. Tất cả các thiết bị điều khiển song song bù dòng điện vào hệ thống tại điểm nút. 3. Thiết bị điều khiển kết hợp nối tiếp với nối tiếp ( Combined series – series Controllers ): Đây là sự kết hợp các thiết bị điều khiển nối tiếp riêng rẽ, có cùng cách thức điều khiển đƣợc sử dụng trong hệ thống nhiều dây dẫn hoặc có thể là thiết bị điều khiển hợp nhất. Trong những thiết bị điều khiển nối tiếp công suất phản kháng đƣợc bù độc lập cho mỗi đƣờng dây, tuy nhiên công suất tác dụng giữa các đƣờng dây đƣợc trao đổi qua nguồn liên kết. Khả năng chuyển công suất tác dụng của thiết bị điều CHƢƠNG II: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ FACTS Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 30 khiển nối tiếp – nối tiếp hợp nhất tạo ra sự cân bằng cả dòng công suất tác dụng và công suất phản kháng trong các dây dẫn, tận dụng tối đa hệ thống truyền tải. 4. Thiết bị điều khiển kết hợp nối tiếp với song song ( Combined series – shunt Controllers ): Đây là sự kết hợp các thiết bị điều khiển song song và nối tiếp riêng rẽ đƣợc điều khiển kết hợp hoặc điều khiển hợp nhất dòng năng lƣợng với các phần tử nối tiếp và song song. Về nguyên lý, những thiết bị điều khiển song song và nối tiếp kết hợp bù dòng điện và hệ thống với những phần tử điều khiển song song và bù điện áp trên đƣờng dây với những phần tử bù nối tiếp. II.3. Một số thiết bị FACTS II.3.1. Thiết bị bù tĩnh điều khiển bằng thyristor ( SVC ) SVC (Static Var Compensator) là thiết bị bù ngang dùng để phát hoặc tiêu thụ công suất phản kháng có thể điều chỉnh bằng cách tăng hay giảm góc mở của thyristor, đƣợc tổ hợp từ hai thành phần cơ bản: _ Thành phần cảm kháng để tác động về mặt công suất phản kháng ( có thể phát hay tiêu thụ công suất phản kháng tuỳ theo chế độ vận hành ). _ Thành phần điều khiển bao gồm các thiết bị điện tử nhƣ thyristor, các cửa đóng mở ( GTO – Gate turn off )... SVC đƣợc cấu tạo từ ba phần tử chính bao gồm: + Kháng điều chỉnh bằng thyristor ( TCR – Thyristor Controlled Reactor ): Có chức năng điều chỉnh liên tục công suất phản kháng tiêu thụ. + Kháng đóng mở bằng thyristor ( TSR – Thyristor Switched Reactor ): Có chức năng tiêu thụ công suất phản kháng, đóng cắt nhanh bằng thyr istor. + Bộ tụ đóng mở bằng thyristor ( TSC – Thyristor Switched Capacitor): Có chức năng phát công suất phản kháng, đóng cắt nhanh bằng thyristor. CHƢƠNG II: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ FACTS Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 31 Sử dụng SVC cho phép nâng cao khả năng tải của đƣờng dây một cách đáng kể mà không cần dùng đến những phƣơng tiện điều khiển đặc biệt và phức tạp trong vận hành. Các chức năng chính của SVC bao gồm: UN IL IC Biểu đồ hoạt động hình 2.1: Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của SVC TSR TCR TSC MBA bù Sơ đồ nguyên lý CHƢƠNG II: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ FACTS Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 32 _ Điều khiển điện áp tại nút có đặt SVC có thể cố định giá trị điện áp. _ Điều khiển trào lƣu công suất phản kháng tại nút đƣợc bù. _ Giới hạn thời gian và cƣờng độ quá điện áp khi xảy ra sự cố ( mất tải, ngắn mạch.. ) trong HTĐ. _ Tăng cƣờng tính ổn định của HTĐ. _ Giảm sự dao động công suất khi xảy ra sự cố trong HTĐ nhƣ ngắn mạch, mất tải đột ngột... Ngoài ra , SVC cũng có các chức năng mang lại hiệu quả khá tốt cho quá trình vận hành HTĐ nhƣ: _ Làm giảm nguy cơ sụt áp trong ổn định tĩnh. _ Tăng cƣờng khả năng truyền tải của đƣờng dây. _ Giảm góc làm việc  làm tăng cƣờng khả năng vận hành của đƣờng dây. _ Giảm tổn thất công suất và điện năng. II.3.2. Thiết bị bù dọc điều khiển bằng thyristor ( TCSC ) Cũng tƣơng tự nhƣ phần tử SVC, phần tử TCSC ( thyristor Controlled Series Capacitor ) là thiết bị điều khiển trở kháng nhanh của đƣờng dây và hoạt động trong điều kiện ổn định của hệ thống điện, nó đƣợc tổ hợp từ một hay nhiều modul TCSC, mỗi một modul bao gồm hai thành phần cơ bản: _ Thành phần cảm kháng có thể thay đổi đƣợc điện dung nhờ bộ điều chỉnh van thyristor. _ Thành phần điều khiển bao gồm các thiết bị điện tử nhƣ các van thyristor , các khoá đóng mở GTO... Ngoài ra, TCSC cũng có một số thiết bị phụ nhƣ bộ lọc F nhằm lọc bỏ các sóng hài bậc cao, thiết bị đóng ngắt phục vụ các chế độ vận hành của TCSC trong các chế độ khác nhau của HTĐ. CHƢƠNG II: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ FACTS Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 33 Sơ đồ nguyên lý cấu tạo và hoạt động của TCSC nhƣ hình 2.2: Các chức năng chính của TCSC bao gồm: _ Làm giảm nguy cơ sụt áp trrong ổn định tĩnh. _ Giảm sự thay đổi điện áp. _ Tăng cƣờng khả năng truyền tải của đƣờng dây _ Tăng cƣờng ổn định của HTĐ. _ Giảm góc làm việc  làm tăng cƣờng khả năng vận hành của đƣờng dây. _ Hạn chế hiện tƣợng cộng hƣởng tần số thấp trong HTĐ. Ngoài ra, TCSC cũng có nhiều chức năng khác có thể tăng tính linh hoạt trong vận hành, tuỳ theo yêu cầu và chức năng của chúng trong từng HTĐ cụ thể mà ta có thể áp dụng các phƣơng pháp, mạch điều khiển TCSC cho phù hợp với các chế độ vận hành trong HTĐ. II.3.3. Thiết bị bù ngang điều khiển thyristor ( STATCOM ) Hình 2.2: Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của TCSC Sơ đồ nguyên lý HT Điều Khiển Thyristor L I C MOV 90 C¶m kh¸ng 180 Vïng kh«ng H§ Dung kh¸ng Biểu đồ hoạt động Z CHƢƠNG II: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ FACTS Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 34 STATCOM là sự hoàn thiện của thiết bị bù tĩnh SVC, bao gồm các bộ tụ điện đƣợc điều chỉnh bằng các thiết bị điện tử nhƣ thyristor và khoá đóng mở GTO, so với SVC, nó có ƣu điểm là kết cấu gọn nhẹ hơn, không đòi hỏi diện tích lớn nhƣ SVC và đặc biệt là nó điều khiển linh hoạt và hiệu quả hơn. Các tính năng của STATCOM cũng nhƣ của SVC nhƣng khả năng điều chỉnh, điều khiển các thông số của STATCOM ở mức cao hơn, bao gồm: _ Điều khiển điện áp tại nút đặt STATCOM có thể cố định giá trị điện áp. _ Điều khiển trào lƣu công suất phản kháng tại nút đƣợc bù. _ Giới hạn thời gian và cƣờng độ quá điện áp khi xảy ra sự cố ( mất tải, ngắn mạch... ) trong HTĐ. MBA liên kết Biểu đồ hoạt động IL IC UN Hình 2.3: Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của STATCOM DD C L Sơ đồ nguyên lý CHƢƠNG II: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ FACTS Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 35 _ Tăng cƣờng tính ổn định của HTĐ. _ Giảm sự dao động công suất khi xảy ra sự cố trong HTĐ nhƣ ngắn mạch, mất tải đột ngột... Ngoài ra, STATCOM cũng có đặc điểm nổi trội so với SVC nhƣ sau: _ Có khả năng vận hành trong chế độ sự cố và tiếp tục điều khiển khi loại trừ đƣợc sự cố. _ Có thể phát CSPK khi điện áp thanh cái nhỏ hơn điện áp lƣới và ngƣợc lại, tiêu thụ CSPK khi điện áp thanh cái lớn hơn điện áp lƣới. II.3.4. Thiết bị điều khiển góc pha bằng thyristor ( TCPAR ) Thiết bị TCPAR là một khái niệm mới ứng dụng thyristor để điều chỉnh góc lệch pha của điện áp pha của đƣờng dây. MBA NỐI TIẾP U U , UQ 1 3 MBA KÍCH THÍCH 9 Hình 2.4: Nguyên lý cấu tạo của TCPAR U U , U Q  CHƢƠNG II: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ FACTS Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 36 Về mặt cấu tạo nó nhƣ một máy biến áp 3 cuộn dây nối song song với đƣờng dây truyền tải và có thể điều chỉnh góc lệch của điện áp Uf truyền tải trên đƣờng dây Các tính năng của TCPAR cũng nhƣ của các thiết bị bù có điều khiển khác nhƣng chức năng của nó là điều chỉnh góc pha của điện áp trên đƣờng dây. Khả năng điều chỉnh trào lƣu công suất là rất cao, các tính năng của TCPAR bao gồm: _ Điều khiển trào lƣu công suất phản kháng tại nút đƣợc bù _ Tăng cƣờng tính ổn định tĩnh, tính ổn định động của HTĐ. _ Giảm sự dao động công suất khi xảy ra sự cố trong HTĐ nhƣ ngắn mạch, mất tải đột ngột... _ Cú khả năng vận hành trong chế độ sự cố và tiếp tục điều khiển khi loại trừ đƣợc sự cố. II.3.5. Thiết bị điều khiển dòng công suất hợp nhất ( UPFC ) HT ®iÒu khiÓn S¬ ®å nguyªn lý Converter 1 MBA2 mba1 ub ua vdc Converter 2 Hình 2.5: Nguyên lý cấu tạo của UPFC CHƢƠNG II: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ FACTS Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 37 ua ub ut vect¬ ®iÖn ¸p UPFC là một khái niệm mới ứng dụng các thiết bị bù đa chức năng để điều khiển điện áp tại các thanh cái độc lập, dòng công suất tác dụng P và phản kháng Q trên các đƣờng dây truyền tải, UPFC là thiết bị làm cho lƣới điện vận hành rất linh hoạt và hiệu quả. Về nguyên lý cấu tạo, UPFC đƣợc hiểu nhƣ sự kết hợp thiết bị bù dọc làm thay đổi góc pha ( Static Synchoronous Series Compensator ) là thiết bị bù ngang STATCOM, nó đƣợc cấu tạo từ hai bộ chuyển đổi ( Converter ) điều khiển thyristor có cửa đóng mở GTO. Mỗi một bộ chuyển đổi gồm có van đóng mở ( GTO ) và MBA trung gian điện áp thấp ( xem hình 2.5 ). MBA nối với bộ chuyển đổi qua thanh cái làm việc và máy cắt đƣợc mô tả trên hình. Mỗi một bộ chuyển đổi có thể ngừng hoạt động vì bất cứ nguyên nhân nào đó, bộ chuyển đổi cũng lại có thể điều khiển vận hành độc lập. Về nguyên lý, UPFC có ba chế độ vận hành , bao gồm: Chế độ 1: Chế độ điều khiển trở kháng XC. U = XCjI2 P = sin 2 CXX X X U        Chế độ 2: Chế độ điều khiển điện áp trực giao U . U = UCjI2 2I P =             2 cossin 2  U U X U C CHƢƠNG II: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ FACTS Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 38 Chế độ 3: Chế độ điều khiển góc pha điện áp  C. U = 2.          2 exp 2 sin 1 1  j U U U P =             2 . 2 cos2sin.2  tg X U Trong đó: +, I2: Véc tơ dòng của UPFC. +, XC: Điện kháng bù. +, U1: Véc tơ điện áp nhận +,  : Góc lệch pha giữa U2 và U1. +, X: Điện kháng của đƣờng dây truyền tải. +,  : Góc lệch pha giữa điện áp đầu và cuối đƣờng dây Trong 3 chế độ vận hành trên của UPFC thì chế độ 2 và chế độ 3 có ƣu điểm hơn chế độ 1 vì có thể điều khiển dòng công suất tác dụng P ngay cả khi gúc pha  rất nhỏ. Trong chế độ 1, nếu dòng trong thành phần bù dọc ( Series Compensator ) giảm thì khả năng điều khiển của UPFC cũng giảm theo. Hơn nữa, trong chế độ 1 và chế độ 2, công suất của thành phần bù ngang ( Shunt Compensator ) có thể giảm tối thiểu vì dòng công suất đi qua liên kết một chiều ( DC link ) gần nhƣ bằng 0. Ngoài ra, thành phần bù ngang có thể điều khiển đồng thời cả dòng công sất phản kháng Q và công suất tác dụng P truyền tải trên đƣờng dây. II.4. Khả năng áp dụng thiết bị FACTS tại Việt Nam Sau khi khảo sát nguyên lý làm việc và tính năng của các thiết bị FACTS, cho thấy việc ứng dụng các thiết bị này trong hệ thống điện có khả năng điều chỉnh gần nhƣ tức thời thông số hệ thống, tăng cƣờng ổn định điện áp và giảm dao động công suất. CHƢƠNG II: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ FACTS Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 39 Trong các loại thiết bị FACTS, SVC là loại thiết bị có nhiều ƣu điểm ƣu việt hơn cả, nên nó đƣợc sử dụng rộng rãi trên thế giới để cải thiện chế độ vận hành và nâng cao khả năng ổn định tĩnh của HTĐ. CHƢƠNG III: CÁC THIẾT BỊ BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA THIẾT BỊ BÙ NGANG CÓ ĐIỀU KHIỂN SVC Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 40 CHƯƠNG III CÁC THIẾT BỊ BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA THIẾT BỊ BÙ NGANG CÓ ĐIỀU KHIỂN (SVC) III.1.Các thiết bị bù công suất phản kháng III.1.1. Bù công suất phản kháng trong hệ thống điện Trong thực tế ngƣời ta đã thiết kế và chế tạo ra các thiết bị bù chuyên dụng khác nhau nhƣ các thiết bị bù ngang (cuộn kháng bù ngang, tụ điện bù dọc, máy bù đồng bộ và các bộ bù bằng tụ tĩnh điện) nhằm giải quyết các vấn đề nêu ra ở trên. III.1.1.a. Cuộn kháng bù ngang Cuộn kháng bù ngang là loại cuộn kháng đƣợc đấu từ các thanh cái đầu đƣờng dây xuống đất với mục đích tiêu thụ công suất phản kháng do đƣờng dây sinh ra. Mỗi đoạn đƣờng dây chiều dài l luôn sinh ra một lƣợng công suất phản kháng có thể tính gần đúng là: QC = b.U 2 (MVar) Trong đó: B = bO.l (1/ ) U - điện áp làm việc trung bình của đƣờng dây (kV). bO - dung dẫn đƣờng dây, tính trên 1 km. Thực tế công suất này phân phối đều dọc theo chiều dài đƣờng dây. tuy nhiên trong tính toán ngƣời ta thƣờng coi nhƣ phân bố sang tập trung vào hai đầu đƣờng dây. Để triệt tiêu hoàn toàn công suất phản kháng do đƣờng dây sinh ra có thể đặt hai kháng điện tại hai đầu đƣờng dây, trị số công suất tƣơng ứng của mỗi kháng là: CHƢƠNG III: CÁC THIẾT BỊ BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA THIẾT BỊ BÙ NGANG CÓ ĐIỀU KHIỂN SVC Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 41 QK = b.U 2 / 2 (MVAr) Tuy nhiên công suất phản kháng phát ra của đƣờng dây (nguồn công suất phản kháng) rất có lợi nên trong tính toán thiết kế thƣờng ngƣời ta bù không hoàn toàn (khoảng 70%). Phần còn lại có thể cân bằng với một phần công suất phản kháng tiêu thụ. Cuộn kháng bù ngang thƣờng đƣợc chế tạo có trị số cố định. Khi cần điều chỉnh điện áp có thể dùng cuộn kháng bù ngang đóng cắt đƣợc theo từng cấp, đó là biện pháp kinh tế nhất để tiêu thụ bớt công suất phản kháng và điều chỉnh đƣợc. đa số các cuộn kháng bù ngang đƣợc dùng cho các đƣờng dây trên không siêu cao áp dài. Chúng cũng đƣợc dùng cho các đƣờng cáp ngầm cao áp và siêu cao áp trong khu vực thành phố lớn. Các cuộn kháng bù ngang có thể đóng mở đƣợc, nối ở thanh cái siêu cao áp sẽ phải cạnh tranh với các bộ bù tĩnh đƣợc điều khiển bằng thyristor về các tiêu chuẩn kinh tế kỹ thuật. III1.1.2.b. Tụ bù dọc. Khi tiến hành bù dọc cho đƣờng dây bằng các tụ bù tĩnh, thì các thiết bị bù công suất phản kháng có tác dụng rất tốt đến việc tăng khả năng truyền tải điện năng của đƣờng dây. vì các đƣờng dây dài điện kháng XL rất lớn, góc truyền tải =(δU1-δU2) có trị số đáng kể. Do đó giới hạn truyền tải giảm đi. Nếu XL càng lớn bao nhiêu thì tổn thất U càng lớn và càng lớn, P = (U1.U2.sin )/ XL càng bé nếu XL lớn. Do đó khi bù dọc (bằng tụ điện) thì dao động điện áp sẽ giảm đi vì lúc này điện kháng tổng X = (XL-XC) giảm và nhƣ vậy giảm, U giảm và tổn thất điện áp giảm, khả năng truyền tải của đƣờng dây tăng lên. CHƢƠNG III: CÁC THIẾT BỊ BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG VÀ HOẠT ĐỘNG CỦA THIẾT BỊ BÙ NGANG CÓ ĐIỀU KHIỂN SVC Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 42 Việc dùng tụ bù dọc nâng cao khả năng giữ ổn định của hệ thống do việc ta có thể làm thay đổi đƣợc góc truyền tải sao cho < 30O 35O thì khả năng dự trữ ổn định động rất cao. Khi có sự thao tác nào đó trong lƣới: nhƣ cắt ra hoặc đóng vào một phụ tải lớn thì trong lƣới sẽ có một sự dao động công suất, nhƣng nhờ có sự tác động của các thiết bị bù công suất phản kháng mà dao động công suất này nhanh chóng bị dập tắt. III.1.1.c. Tụ bù tĩnh Tụ bù tĩnh là một đơn vị hoặc một dãy đơn vị tụ nối với nhau và nối song song với phụ tải với mục đích sản xuất ra công suất phản kháng cung cấp trực tiếp cho phụ tải. điều này làm giảm công suất phản kháng phải truyền tải trên đƣờng dây. Tụ bù tĩnh cũng thƣờng đƣợc chế tạo không đổi (nhằm giảm giá thành). Khi cần điều chỉnh điện áp có thể dùng tụ điện bù tĩnh đóng cắt đƣợc theo cấp, đó là biện pháp kinh tế nhất cho việc sản xuất ra công suất phản kháng. Các tụ điện bù tĩnh đƣợc dùng rộng rãi để hiệu chỉnh hệ số công suất tro._. X9 = XB3 = 100 %NU . dm cb S S = 25 100 . 100 8 = 0.32 Máy biến áp B4 ( 12 T ) X10 = XB4 = 100 %NU . dm cb S S = 9 100 . 100 2.8 = 0.91 Máy biến áp B5 ( 30 T cũ ) X11 = XB5 = 100 %NU . dm cb S S = 16 100 . 100 8.6 = 0.43 IV.3. Phân tích ảnh hƣởng của cụm lò điện hồ quang tới chất lƣợng điện của lƣới điện cung cấp điện: CHƢƠNG IV: ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ SỬ DỤNG SVC TẠI KHU GANG THÉP THÁI NGUYÊN Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 72 IV.3.1: Ảnh hƣởng chất lƣợng điện trong lƣới cấp điện hiện nay của Công ty Gang thép Thái Nguyên IV.3.1.1: Ảnh hƣởng của sóng hài đến lƣới cung cấp điện Hệ thống XH X3 X5 X4 X6 6kV 35 kV 35 kV 110 kV 110 kV Nguồn sóng hài Trạm Thái Nguyên Trạm Gia sàng Hình 2: Các giá trị tham số lƣới điện hệ thống cấp điện hiện có của Gang thép Thái Nguyên X1 X2 CHƢƠNG IV: ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ SỬ DỤNG SVC TẠI KHU GANG THÉP THÁI NGUYÊN Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 73 Trạm biến áp Gia sàng của mạng cung cấp điện Gang thép Thái Nguyên bên 35 kV cấp cho hai lò điện hồ quang xoay chiều (12 tấn và 30 tấn). Căn cứ vào các đƣờng đấu dây chính của hệ thống, trở kháng đoản mạch trong phƣơng thức vận hành nhỏ nhất của hệ thống ( khi vận hành theo phƣơng thức này lò điện ảnh hƣởng lớn nhất đến chất lƣợng điện ). Các thông số thiết bị cấp điện của hệ thống, thông số về thiết bị của Bảng 8: Dòng điện sóng hài và tổng sai lệch điện áp sóng hài xẩy ra của hệ thống dẫn vào lò điện hồ quang, hệ thống cấp điện hiện nay Số bậc sóng hài h 2 3 4 5 6 7 Dòng điện sóng hài phía 35kV (A) 36.4 39.4 15.1 17.0 9.10 8.70 Dòng điện sóng hài phía vào 110kV (A) 11.6 12.5 4.80 5.41 2.90 2.77 Trị số dòng điện sóng hài cho phép điểm đo trạm 110kV Gia sàng (A) 8.54 5.94 4.25 6.09 2.84 4.49 Tổng mức sai lệch điện áp sóng hài trạm 110kV Thái Nguyên 1.62% Tổng mức sai lệch điện áp sóng hài trạm 110kV Gia sàng 1.87% Trị số cho phép: 2% Tổng mức sai lệch điện áp sóng hài trạm 35kV Thái Nguyên 1.95% Tổng mức sai lệch điện áp sóng hài 35kV lò điện 3.54% Tổng mức sai lệch điện áp sóng hài 6kV trạm Gia sàng 2.11% CHƢƠNG IV: ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ SỬ DỤNG SVC TẠI KHU GANG THÉP THÁI NGUYÊN Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 74 lò điện là nguồn dòng sóng hài và trở kháng ngắn mạch, đã ®-îc phân tích đẳng trị. Các thông số của mạng xem hình 2 Dùng trình tự phân tích sóng hài nhập từ Canada để tính toán, mô phỏng dòng điện sóng hài lớn nhất và khả năng dẫn đến tỷ lệ tổng biến lệch điện áp sóng hài lớn nhất trên thanh cái của các cấp điện áp, kết quả tính toán, mô phỏng dòng điện sóng hài và điện áp sóng hài xem bảng 8: Kết quả tính toán dòng điện, điện áp sóng hài trong bảng 8 cho thấy: Dòng điện sóng hàibậc 2, 3, 4, 6 khảo sát tại trạm biến áp 110kV Gia sàng dẫn vào hai lò điện hồ quang của hệ thống cấp điện hiện có của Gang thép Thái Nguyên vƣợt tiêu chuẩn dẫn đến mức sai lệch điện áp sóng hài của thanh cái này dã đạt tới 1.87% gần với trị số yêu cầu 2% của giới hạn tiêu chuẩn IV.3.1.2: Ảnh hƣởng của dao động và đột biến của điện áp đối với lƣới điện. Hệ thống XH X3 X5 X4 X6 6kV 35 kV 35 kV 110 kV 110 kV Trạm Thái Nguyên Trạm Gia sàng X1 X2 X10 X11 Hình 3: Tham số đẳng trị mạng hệ thống CHƢƠNG IV: ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ SỬ DỤNG SVC TẠI KHU GANG THÉP THÁI NGUYÊN Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 75 Trị số dao động và đột biến điện áp lớn nhất có thể sinh ra trên các thanh cái cấp điện của Gang thép Thái Nguyên đƣợc xác định phải căn cứ vào dung lƣợng ngắn mạch nhỏ nhất mà lƣới điện quốc gia cấp ở trạm 110kV Thái Nguyên và các tham số đẳng trị của lƣới hệ thống để tính toán dung lƣợng ngắn mạch nhỏ nhất trên các thanh cái cấp điện, các tham số đẳng trị của lƣới hệ thống nhƣ chỉ ra ở hình 3. Bảng 9: Dung lượng ngắn mạch ở phương thức vận hành nhỏ nhất các cấp điện áp của hệ thống cấp điện Gang thép Thái Nguyên Dung lƣợng ngắn mạch lớn nhất Smax Dung lƣợng ngắn mạch nhỏ nhất Smin Thanh cái 110kV trạm Thái Nguyên lƣới quốc gia 943MVA 719.4 MVA Thanh cái 110kV trạm Gia sàng 794.3 MVA 629.3 MVA Thanh cái biến áp 35kV Gia sàng 316.6 MVA 286.6 MVA Thanh cái lò điện 35kV Gia sàng 228 MVA 212 MVA Từ các tham số trên tính toán trị số dao động và đột biến của điện áp sinh ra khi hai lò điện hồ quang xung kích vô công lớn nhất xem bảng 10 Từ bảng 10 dao động và đột biến điện áp sinh ra bởi hai lò điện xoay chiều của hệ thống cấp điện hiện nay có thể thấy, dao động điện áp lớn nhất ở điểm khảo sát 110kV trạm Gia sàng là 3.00%, vƣợt quá va trị số cho phép 2%; đột biến điện áp lớn nhất là 0.972% đã vƣợt quá xa yêu cầu của tiêu chuẩn quốc gia đối với đột biến phụ tải là 0.6% CHƢƠNG IV: ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ SỬ DỤNG SVC TẠI KHU GANG THÉP THÁI NGUYÊN Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 76 Bảng 10: Xung kích vô công của hai lò điện xoay chiều hiện có dẫn đến dao độngvà đột biến điện áp Lƣợng xung kích vô công lớn nhất Qmax 34.43 MVAr Lƣợng tăng xung kích vô công lớn nhất Qmax 22.03 MVAr Dao động điện áp lớn nhất Umax Đột biến điện áp lớn nhất Thanh cái lò điện 35kV 10.39% 2.89% Thanh cái 35kV trạm Gia sàng 7.69% 2.14% Thanh cái 110kV trạm Gia sàng 3.00% 0.972% Thanh cái 110kV trạm Thái Nguyên 3.06% 0.851% IV.3.1.3: Ảnh hƣởng của thứ tự nghịch sóng cơ bản đối với lƣới điện Dòng điện và điện áp thứ tự nghịch sóng cơ bản mô phỏng sự thật của hệ thống cấp điện hiện có nhƣ sau: * Dòng điện thứ tự nghịch sóng cơ bản trên thanh cái lò điện 35kV đến phía hạ áp biến thế chính I2 = 107.2 ( A ) * Dòng điện thứ tự nghịch sóng cơ bản 110kV trạm Gia sàng đến 110kV trạm Thái Nguyên I2 = 34.11 ( A ) * Điện áp thứ tự nghịch sóng cơ bản của thanh cái 110kV trạm biến áp Thái Nguyên lƣới điện quốc gia U2 = 0.523 % CHƢƠNG IV: ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ SỬ DỤNG SVC TẠI KHU GANG THÉP THÁI NGUYÊN Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 77 * Điện áp thứ tự nghịch sóng cơ bản của thanh cái 110kV trạm biến áp Gia sàng U2 = 0.603 % * Điện áp thứ tự nghịch sóng cơ bản của thanh cái 35kV trạm biến áp Gia sàng U2 = 4.14 % * Điện áp thứ tự nghịch sóng cơ bản của thanh cái lò điện 35kV trạm biến áp Gia sàng U2 = 4.2 % Từ kết quả tính toán thứ tự nghịch có thể thấy, điểm khảo sát thanh cái 110kV trạm biến áp Gia sàng điện áp thứ tự nghịch sóng cơ bản không vƣợt qua hạn định 1.3 % của tiêu chuẩn quốc gia IV.3.2: Ảnh hƣởng của hệ thống cấp điện tƣơng lai không có SVC đối với chất lƣợng điện năng của lƣới điện IV.3.2.1: Ảnh hƣởng của sóng hài đối với lƣới điện Hệ thống cấp điện tƣơng lai của Công ty Gang thép Thái Nguyên không có SVC ở phía thanh cái lò điện 35kV trạm Gia sàng của hệ thống cấp điện hiện nay lại tăng thêm hai lò điện hồ quang xoay chiều , một lò 30 tấn cao công suất, một lò 30 tấn tinh luyện thùng thép LF, cộng với hai lò hồ quang xoay chiều hiện có, tất cả bốn lò điện hồ quang cùng vận hành. Căn cứ đấu nối chính của hệ thống cấp điện tƣơng lai, trở kháng ngắn mạch của phƣơng thức vận hành nhỏ nhất của hệ thống ( Khi vận hành phƣơng thức đó ảnh hƣởng của lò điện đối với chất lƣợng điện năng của hệ thống cấp điện là nghiêm trọng nhất ), tham số thiết bị cấp điện của hệ thống, tham số thiết bị cấp điện của lò điện, trở kháng ngắn mạch của lò điện và nguồn dòng điện sóng hài đã tiến hành đẳng trị tham số lƣới đối với Bảng 11: Lò điện hồ quang của hệ thống cấp điện tương lai không có SVC sinh ra dòng điện sóng hài của hệ thống và dẫn đến mức tổng biến dạng của điện áp sóng hài CHƢƠNG IV: ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ SỬ DỤNG SVC TẠI KHU GANG THÉP THÁI NGUYÊN Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 78 Thứ bậc sóng hài h 2 3 4 5 6 7 Dòng điện sóng hài sinh ra phía 35kV (A) 68.5 114.2 31.3 54.2 19.6 19.5 Dòng điện sóng hài sinh ra phía 110kV (A) 21.8 36.3 9.96 17.2 6.24 6.20 Trị số cho phép dòng điện sóng hài điểm khảo sát 110kV trạm Gia sàng (A) 8.54 5.94 4.25 6.09 2.84 4.49 Mức tổng sai lệch điện áp sóng hài 110kV trạm Thái Nguyên 4.28 % Mức tổng sai lệch điện áp sóng hài 110kV trạm Gia sàng 4.95 % ( Cho phép: 2 %) Mức tổng sai lệch điện áp sóng hài 35kV trạm Thái Nguyên 5.15 % Mức tổng sai lệch điện áp sóng hài 35kV lò điện 9.37 % Mức tổng sai lệch điện áp sóng hài 6kV trạm Gia sàng 5.58 % hệ thống cấp điện tƣơng lai không có SVC ( hình 4 ), sử dụng trình tự phân tích sóng hài, lần lƣợt tính toán mô phỏng song quá trình vận hành của lò điện có thể có dòng điện sóng hài lớn nhất trong đƣờng dây có cấp điện áp và có thể dẫn đến múc tổng sai lệch của điện áp sóng hài lớn nhất trên thanh cái các cấp điện áp, kết quả tính toán mô phỏng sự thật của dòng điện sóng hài, điện áp sóng hài xem bảng 11 Từ kết quả tính toán mô phỏng của dòng điện, điện áp sóng hài ( Bảng 11 ) có thể thấy: Bốn lò điện hồ quang của hệ thống cấp điện tƣơng lai không có SVC của Gang thép Thái Nguyên sinh ra dòng điện sóng hài bậc 2, 3, 4, 5, 6, 7 của điểm khảo CHƢƠNG IV: ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ SỬ DỤNG SVC TẠI KHU GANG THÉP THÁI NGUYÊN Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 79 Hệ thống XH X3 X5 X4 X6 6kV 35 kV 35 kV 110 kV 110 kV Nguồn sóng hài Trạm Thái Nguyên Trạm Gia sàng X1 X2 Hình 4: Đẳng trị tham số mạng hệ thống cấp điện tƣơng lai của gang thép Thái Nguyên không có SVC CHƢƠNG IV: ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ SỬ DỤNG SVC TẠI KHU GANG THÉP THÁI NGUYÊN Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 80 sát 110kV trạm biến áp Gia sàng đều vƣợt quá tiêu chuẩn,trong đó bậc 2, 3, 5 vƣợt tiêu chuẩn nghiêm trọng,dẫn đến mức tổng sai lệch của điện áp sóng hài của thanh cái 110kV Gia sàng cao đến 4.95 %, mức tổng sai lệch của điện áp vƣợt trị số hạn định tiêu chuẩn cho phép 2 %, do đó cần thiết lắp đặt thiết bị SVC để ngăn chặn. Bốn lò điện hồ quang của hệ thống cấp điện tƣơng lai dẫn đến biến dạng hình sóng điện áp, dòng điện trên thanh cái 110kV trạm Gia sàng, thanh cái 35kV cấp điện cho lò điện. IV.3.2.2: Sự thật của dao động và đột biến của điện áp đối với lƣới điện Hệ thống XH X3 X5 X4 X6 6kV 35 kV 35 kV 110 kV 110 kV Trạm Thái Nguyên Trạm Gia sàng X1 X2 X10 X11 X7 X8 X9 Hình 5: Tham số đẳng trị mạng hệ thống tƣơng lai không có SVC CHƢƠNG IV: ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ SỬ DỤNG SVC TẠI KHU GANG THÉP THÁI NGUYÊN Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 81 Nhƣ trên đã nói, trị số dao động và đột biến điện áp lớn nhất có thể sinh ra trên các thanh cái cấp điện của hệ thống cấp điện tƣơng lai không có SVC của Gang thép Thái Nguyên, đầu tiên phải căn cứ vào dung lƣợng ngắn mạch nhỏ nhất mà lƣới điện quốc gia cấp ở 110kV trạm Thái Nguyên và các tham số đẳng trị của lƣới hệ thống để tính ra dung lƣợngngắn mạch nhỏ nhất trên các thanh cái cấp điện ( Xem bảng 9 ). Các tham số đẳng trị lƣới hệ thống nhƣ hình 5 Từ các tham số trên tính toán ra trị số điện áp dao động và đột biến sản sinh khi ba lò điện xoay chiều không có SVC xung kích vô công lớn nhất xem bảng 12 Bảng 12: Ba lò điện xoay chiều tương lai không có SVC xung kích vô công dẫn đến điện áp dao động và đột biến Lƣợng xung kích vô công lớn nhất Qmax 47.38 MVAr Lƣợng tăng xung kích vô công lớn nhất Qmax 30.32 MVAr Dao động điện áp lớn nhất Umax Đột biến điện áp lớn nhất Thanh cái lò điện 35kV 14.30 % 3.97 % Thanh cái 35kV trạm Gia sàng 10.58 % 2.94 % Thanh cái 110kV trạm Gia sàng 4.82 % 1.34 % Thanh cái 110kV trạm Thái Nguyên 4.21 % 1.17 % CHƢƠNG IV: ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ SỬ DỤNG SVC TẠI KHU GANG THÉP THÁI NGUYÊN Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 82 Từ bảng 12 ba lò điện xoay chiều của hệ thống cấp điện tƣơng lai không có SVC sản sinh ra điện áp dao động và đột biến có thể thấy điện áp dao động lớn nhất điểm khảo sát 110kV trạm Gia sàng là 4.8 %, vƣợt quá trị số cho phép 2.0 %, điện áp đột biến lớn nhất là 1.34 % càng vƣợt xa tiêu chuẩn nhà nƣớc 0.6 % đối với yêu cầu đột biến phụ tải chiếu sáng thông thƣờng. IV.3.2.3: Ảnh hƣởng thứ tự nghịch sóng cơ bản đến lƣới điện Sự thật dòng điện thứ tự nghịch sóng cơ bản và điện áp thứ tự âm sóng cơ bản của hệ thống cấp điện tƣơng lai không có SVC nhƣ sau: * Dòng điện thứ tự nghịch sóng cơ bản trên thanh cái lò điện 35kV đến phía hạ áp biến thế chính I2 = 214.4 ( A ) * Dòng điện thứ tự nghịch sóng cơ bản 110kV trạm Gia sàng đến 110kV trạm Thái Nguyên I2 = 68.23 ( A ) * Điện áp thứ tự nghịch sóng cơ bản của thanh cái 110kV trạm biến áp Thái Nguyên lƣới điện quốc gia U2 = 1.04 % * Điện áp thứ tự nghịch sóng cơ bản của thanh cái 110kV trạm biến áp Gia sàng U2 = 1.21 % * Điện áp thứ tự nghịch sóng cơ bản của thanh cái 35kV trạm biến áp Gia sàng U2 = 8.25 % * Điện áp thứ tự nghịch sóng cơ bản của thanh cái lò điện 35kV trạm biến áp Gia sàng U2 = 8.58 %. Từ kết quả tính toán thứ tự nghịch có thể thấy, điện áp thứ tự nghịch sóng cơ bản ở điểm khảo sát thanh cái 110kV trạm biến áp Gia sàng là 1.21 % đã tiếp cận tiêu chuẩn nhà nƣớc hạn định là 1.3 %, nhƣng ở thanh cái 35kV trạm biến áp Gia sàng và thanh cái 35kV lò điện trạm biến áp Gia sàng thứ tự nghịch là 8.25% và 8.58 % sẽ sinh ra uy hiếp lớn đối với máy điện quay ( máy đồng bộ và dị bộ ) và biến thế điện lực của hệ thống cấp điện. IV.3.2.4: Hiệu nghiệm dung lƣợng biến thế chính 50 MVA CHƢƠNG IV: ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ SỬ DỤNG SVC TẠI KHU GANG THÉP THÁI NGUYÊN Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 83 Từ đồ thị vòng công suất vận hành của lò điện hồ quang xoay chiều ( hình 4 ) có thể biết khi ba lò điện hồ quang xoay chiều cùng đạt đến xung kích vô công lớn nhất, lò tinh luyện thùng thép LF vận hành ở thời kỳ nó ng chảy, nhóm lò điện tiêu thụ công suất lớn nất từ hệ thống: * Công suất lớn nhất của lò điện hồ quang xoay chiều 12 tấn tiêu thụ từ hệ thống là: S12 = 24.88 MVA. * Công suất lớn nhất của lò điện hồ quang xoay chiều 30 tấn tiêu thụ từ hệ thống là: S30 = 31.79 MVA. * Công suất lớn nhất của lò điện hồ quang xoay chiều cao công suất tiêu thụ từ hệ thống là: S30UHP = 43.66 MVA. * Công suất lớn nhất của lò tinh luyện thùng thép LF 30 tấn tiêu thụ từ hệ thống là: SLF = 7.0 MVA. Do đó, tổng công suất thông qua biến áp chính 50 MVA là: S = 4 44 30 4 30 4 12 LFUHP SSSS = 54.38 ( MVA ) Hình 4: Đồ thị vòng công suất vận hành của lò điện hồ quang xoay chiều Điểm vận hành bình thƣờng Điểm vận hành ngắn mạch P Q 0 Qmax CHƢƠNG IV: ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ SỬ DỤNG SVC TẠI KHU GANG THÉP THÁI NGUYÊN Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 84 Từ kết quả tính toán ở trên có thể thấy, hệ thống cấp điện tƣơng lai nếu không có SVC, biến thế chính 50 MVA thƣờng xuyên ở trạng thái quá tải, sẽ không thể vận hành đƣợc IV.4: Xác định phƣơng án SVC Do dung lƣợng ngắn mạch của hệ thống cấp điện Công ty Gang thép Thái Nguyên Việt Nam rất nhỏ, đồng thời từ tính toán mô phỏng ở trên đƣợc biết dòng điện sóng hài, điện áp sóng hài, xung kích vô công của hệ thống điện tƣơng lai dẫn đến dao động và đột biến điện áp tại điểm khảo sát phía 110kV trạm biến áp Gia sàng vƣợt hai chỉ tiêu chuẩn nghiêm trọng, dung lƣợng định mức của biến thế chính 50 MVA không đủ để cấp cho bốn lò điện hồ quang trong tƣơng lai đồng thời vận hành, nhóm lò điện trong quá trình sản xuất sẽ uy hiếp đến vận hành an toàn đối với biến áp chính sinh ra ảnh hƣởng nghiêm trọng đến sự ổn định của hệ thống điện lực và chất lƣợng điện năng cho nên cần phải lắp đặt thêm thiết bị SVC dung lƣợng phù hợp để bảo đảm cả hệ thống vận hành an toàn ổn định. Do những đặc thù cố hữu của nhóm lò điện hồ quang xoay chiều sản sinh ra sóng hài bậc cao, xung kích vô công dẫn đến dao động và đột biến điện áp, điện cực ba pha ngắn mạch không đồng đều sản sinh ra dòng điện và điện áp thứ tự âm và hệ số cos tƣơng đối thấp. Thực tế các công trình trong và ngoài nƣớc chứng minh, sử dụng trang bị SVC kiểu TCR + FC là phƣơng pháp kinh tế nhất, hiệu quả nhất tiến hành tổng hợp đối với lò điện hồ quang, từ đầu những năm 80 đã đƣợc dùng rộng rãi vào quá trình tổng hợp chất lƣợng điện năng của lò điện hồ quang xoay chiều. IV.5: Khả năng đƣợc cải thiện về chất lƣợng điện năng của mạng điện đối với hệ thống cung cấp điện gang thép sau này khi dã đƣợc lắp thêm SVC Hệ thống cấp điện tƣơng lai của gang thép Thái Nguyên sau khi dƣợc lắp thêm SVC, do trên dây cái TCR của 11 kV và dây cái lò điện 35 kV lần lƣợt đƣợc lắp các cụm lọc sóng bậc hai, bậc 3, bậc 4, bậc 5, là để sau này dùng vào việc cấp dòng điện của công suất vô công dung tính và loại bỏ sóng hài các bậc. Dựa theo tham số của bộ CHƢƠNG IV: ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ SỬ DỤNG SVC TẠI KHU GANG THÉP THÁI NGUYÊN Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 85 lọc sóng và khả năng đƣa dòng điện lọc sóng hài lớn nhất vào mạch của các cấp điện áp và tổng hệ số biến lệch điện áp sóng hài lớn nhất lên dây cái của các cấp điện áp, kết quả tính toán mô phỏng về dòng điện và điện áp sóng hài ở bảng 13. Bảng 13 : Tổng mức biến dạng điện áp sóng hài và dòng điện sóng hài của lò hồ quang đưa vào hệ thống sau khi đã lắp thêm SVC lên hệ thống cấp điện sau này Số bậc sóng hài 2 3 4 5 6 7 Điện áp sóng hài bên đƣa vào 35 kV ( A ) 7.67 2.22 1.01 15.5 7.26 10.5 Điện áp sóng hài bên đƣa vào 110 kV (A ) 2.44 0.707 0.321 4.93 2.31 3.33 Dòng sóng hài hấp thụ ở các đƣờng lọc (A) 211 114 30.9 23.0 10.1 10.8 Trị số cho phép của dòng sóng hài 110 kV trạm khảo nghiệm Gia sàng 8.54 5.64 4.25 6.09 2.84 4.49 Tổng mức biến dạng điện áp sóng hài 110 kV trạm Thái Nguyên 1.49 % Tổng mức biến dạng điện áp sóng hài 110 kV trạm Gia sàng 1.73 % ( trị số cho phép: 2 % ) Tổng mức biến dạng điện áp sóng hài 35 kV trạm Thái Nguyên 1.79 % Tổng mức biến dạng điện áp sóng hài 35 kV lò điện 3.27 % Tổng mức biến dạng điện áp sóng hài 6kV trạm Gia sàng 1.95 % Tổng hệ số biến dạng điện áp sóng hài TCR 110 kV 3.43 % CHƢƠNG IV: ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ SỬ DỤNG SVC TẠI KHU GANG THÉP THÁI NGUYÊN Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 86 Từ kết quả tính toán về dòng điện và điện áp sóng hài ở bảng 13 cho thấy: Sau khi đã lắp thêm SVC lên hệ thống cấp điện của gang thép sau này thì cả bốn lò điện hồ quang sẽ đƣa đƣợc toàn bộ dòng điện sóng hài các bậc vào điểm khảo nghiệm. Trạm biến thế 110 kV Gia sàng vì khống chế đƣợc nó trong phạm vi cho phép. Trong đó tỷ lệ hấp thụ về dòng điện sóng hài của bộ lọc sóng bậc 2, 3, 4 là 90 % trở lên, tỷ lệ hấp thụ dòng điện sóng hài bậc 5, 6, 7 của bộ lọc sóng thông cao bậc 5 là 50 % trở lên. Tổng tỷ số biến lệch điện áp sóng hài của thanh cái 110 kV trạm biến thế Gia sàng là 1.73 %, thấp hơn trị số cho phép là 2 % hạn định trong tiêu chuẩn. Bởi vậy sau khi lắp thêm FC của SVC thì sóng hài đƣa vào hệ thống đƣợc cải thiện rất lớn. Trên đây là những hiệu quả về kỹ thuật mà SVC mang lại, để thấy rõ được ưu điểm nổi bật của SVC tác giả xin đưa ra phân tích hiệu quả kinh tế của SVC đem lại cho khu gang thép Thái Nguyên. IV.6: Đánh giá hiệu quả kinh tế khi sử dụng SVC tại khu gang thép Thái Nguyên. Vốn đầu tƣ trạm SVC của công ty gang thép Thái Nguyên: 80 tỷ VND Vốn tự có: 40 tỷ VND Vốn vay: 40 tỷ VND Lãi suất: 8 % / năm Thuế thu nhập: 28 % Đơn vị tính: Tỷ VNĐ Tác giả phân tích hiệu quả kinh tế mà SVC đem lại ở khu gang thép Thái Nguyên trong vòng 10 năm Khấu hao đều hàng năm: 8 tỷ/năm Trả vốn đều hàng năm: 4 tỷ/năm Trả lãi theo vốn còn lại Trƣớc 2001 khi chƣa có SVC: 300 tấn/1 năm Sau 2001 khi lắp thêm SVC: 500 tấn/1 năm Giá thành 1 tấn: 900 USD = 0.144 tỷ VND CHƢƠNG IV: ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ SỬ DỤNG SVC TẠI KHU GANG THÉP THÁI NGUYÊN Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 87 *Trả vốn: Đều hàng năm mỗi năm 4 tỷ *Trả lãi: (Bảng a) Năm Trả lãi Trả vốn Vốn gốc còn 0 40 1 3.2 4 36 2 2.88 4 32 3 2.56 4 28 4 2.24 4 24 5 1.92 4 20 6 1.6 4 16 7 1.28 4 12 8 0.96 4 8 9 0.64 4 4 10 0.32 4 0 *Doanh thu: Sau khi lắp thêm SVC doanh thu hàng năm tăng thêm là: ( 500 – 300 ) x 0.144 = 28.8 (Tỷ VND) Doanh thu tăng thêm trong 10 năm: 28.8 x 10 = 288 (Tỷ VND) *Thuế thu nhập = (Doanh thu - trả lãi - khấu hao – chi phí vận hành) x thuế suất (28%). (Bảng b) CHƢƠNG IV: ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ SỬ DỤNG SVC TẠI KHU GANG THÉP THÁI NGUYÊN Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 88 Năm Doanh thu Trả lãi Khấu hao Chi phí vận hành Thuế suất Thuế thu nhập 0 1 28.8 3.2 8 (28%=0.28) 4.928 2 28.8 2.88 8 0.28 5.0176 3 28.8 2.56 8 0.28 5.1072 4 28.8 2.24 8 0.28 5.1968 5 28.8 1.92 8 0.28 5.2864 6 28.8 1.6 8 0.28 5.376 7 28.8 1.28 8 0.28 5.4656 8 28.8 0.96 8 0.28 5.5552 9 28.8 0.64 8 0.28 5.6448 10 28.8 0.32 8 0.28 5.7344 *Tổng chi = Vốn tự có + Chi phí vận hành + Trả vốn + Doanh thu + Thuế (Bảng c) Năm (1) Vốn tự có (2) Chi phí vận hành (3) Trả vốn (4) Lãi (5) Thuế thu nhập (6) Tổng chi (7) 0 40 40 1 4 3.2 4.928 12.128 2 4 2.88 5.0176 11.8976 3 4 2.56 5.1072 11.6672 4 4 2.24 5.1968 11.4368 5 4 1.92 5.2864 11.2064 6 4 1.6 5.376 10.976 CHƢƠNG IV: ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ SỬ DỤNG SVC TẠI KHU GANG THÉP THÁI NGUYÊN Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 89 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) 7 4 1.28 5.4656 10.7456 8 4 0.96 5.5552 10.5152 9 4 0.64 5.6448 10.2848 10 4 0.32 5.7344 10.0544 *Hệ số chiết khấu: t i1 1 ( Với i = 8 %, t: năm, t có giá trị từ 0 ÷ 10) (Bảng d) Năm Hệ số chiết khấu 0 1 1 0.925926 2 0.857399 3 0.793832 4 0.73503 5 0.680583 6 0.63017 7 0.58349 8 0.540269 9 0.500249 10 0.463193 *CFAT: Dòng tiền sau thuế = Doanh thu - Tổng chi (Bảng e) CHƢƠNG IV: ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ SỬ DỤNG SVC TẠI KHU GANG THÉP THÁI NGUYÊN Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 90 Năm Doanh thu Tổng chi CFAT 0 0 40 -40 1 28.8 12.128 16.672 2 28.8 11.8976 16.9024 3 28.8 11.6672 17.1328 4 28.8 11.4368 17.3632 5 28.8 11.2064 17.5936 6 28.8 10.976 17.824 7 28.8 10.7456 18.0544 8 28.8 10.5152 18.2848 9 28.8 10.2848 18.5152 10 28.8 10.0544 18.7456 *CFATpv: Dòng tiền thuần sau thuế CFATpv = CFAT x hệ số chiết khấu (Bảng f) Năm (1) CFAT (2) Hệ số chiết khấu (3) CFATpv (4) 0 -40 1 -40 1 16.672 0.925926 15.43704 2 16.9024 0.857399 14.49108 3 17.1328 0.793832 13.60057 4 17.3632 0.73503 12.76247 5 17.5936 0.680583 11.97391 6 17.824 0.63017 11.23241 7 18.0544 0.58349 10.53457 CHƢƠNG IV: ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ SỬ DỤNG SVC TẠI KHU GANG THÉP THÁI NGUYÊN Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 91 (1) (2) (3) (4) 8 18.2848 0.540269 9.978708 9 18.5152 0.500249 9.26221 10 18.7456 0.463193 8.68284 *Bt ( 1 + i ) -t : Khoản thu của năm thứ t qui về hiện tại = Doanh thu x Hệ số chiết khấu (Bảng g) Năm Doanh thu Hệ số chiết khấu Bt ( 1 + i ) -t 0 28.8 1 0 1 28.8 0.925926 26.66667 2 28.8 0.857399 24.69136 3 28.8 0.793832 22.86237 4 28.8 0.73503 21.16886 5 28.8 0.680583 19.6008 6 28.8 0.63017 18.14889 7 28.8 0.58349 16.80452 8 28.8 0.540269 15.55974 9 28.8 0.500249 14.40717 10 28.8 0.463193 13.33997 *Ct ( 1 + i ) -t : Khoản chi phí của năm thứ t qui về hiện tại = Tổng chi x Hệ số chiết khấu (Bảng h) CHƢƠNG IV: ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ SỬ DỤNG SVC TẠI KHU GANG THÉP THÁI NGUYÊN Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 92 Năm Tổng chi Hệ số chiết khấu Ct ( 1 + i ) -t 0 40 1 40 1 12.128 0.925926 11.22963 2 11.8976 0.857399 10.20027 3 11.6672 0.793832 9.2618 4 11.4368 0.73503 8.406389 5 11.2064 0.680583 7.626888 6 10.976 0.63017 6.916742 7 10.7456 0.58349 6.269954 8 10.5152 0.540269 5.681035 9 10.2848 0.500249 5.144961 10 10.0544 0.463193 4.657133 *T CFATpv: Xác định thời gian hoàn vốn: Theo tính toán thời gian hoàn vốn của công trình SVC gang thép Thái Nguyên là 3 năm (Bảng k) Năm (1) CFATpv (2) T CFATpv (3) 0 -40 -40 1 15.43704 -24.563 2 14.49108 -10.0719 3 13.60057 3.52869 4 12.76247 16.29116 (1) (2) (3) 5 11.97391 28.26507 6 11.23241 39.49721 CHƢƠNG IV: ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ SỬ DỤNG SVC TẠI KHU GANG THÉP THÁI NGUYÊN Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 93 (1) (2) (3) 7 10.53457 50.03178 8 9.978708 59.91049 9 9.26221 69.1727 10 8.68284 77.85554 *NPV: Giá trị hiện tại thuần: Chỉ tiêu này phản ánh qui mô lãi của dự án ở mặt bằng hiện tại (đầu thời kỳ phân tích) = Bt ( 1 + i ) -t - Ct ( 1 + i ) -t NPV = n ot Bt ( 1 + i ) -t - n t 0 Ct ( 1 + i ) -t = = 193.2503 –115.3948 =77.85554 (tỷ VND) > 0 ( Với i = 8 %, t: năm, t có giá trị từ 0 ÷ 10) Tiêu chuẩn đánh giá: NPV > 0: Dự án có hiệu quả NPV = 0: Dự án cần phải xem xét thêm NPV < 0: Không hiệu quả *B/C: Tỷ suất lợi ích chi phí: Phản ánh ứng với một đồng chi phí bỏ ra dự án đem lại bao nhiêu đồng doanh thu khi tính chuyển về mặt bằng thời gian hiện tại. 674688.1 3948.115 2503.193 1 1 0 0 n t t t n t t t iC iB C B (tỷ VND) ( Với i = 8 %, t: năm, t có giá trị từ 0 ÷ 10) Tiêu chuẩn đánh giá : B/C > 1 : Dự án có hiệu quả B/C < 1 : Dự án không có hiệu quả CHƢƠNG IV: ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ SỬ DỤNG SVC TẠI KHU GANG THÉP THÁI NGUYÊN Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 94 B/C = 1 : Tuỳ vào từng điều kiện để xem xét *IRR: Tỷ suất hoàn vốn nội t¹i: Là mức lãi suất nếu dùng nó làm tỷ suất chiết khấu để tính chuyển các khoản thu chi về hiện tại thì tổng thu sẽ cân bằng với tổng chi Phương pháp tính: Có nhiều phƣơng pháp tính, ta dùng phƣơng pháp nội suy để tính Chọn i1 sao cho NPV1 > 0 và gần 0 (Độ chính xác cao ): i1 = 25%, NPV1 = 9.236919 Chọn i2 sao cho NPV2 < 0 và gần 0 (Độ chính xác cao ): i2 = 30%, NPV2 = -1.23131. Vậy IRR = i1 + ( i2 - i1 ). %59.25 23131.1236919.9 236919.9 21 1 NPVNPV NPV Tiêu chuẩn đánh giá IRR > i: Dự án có hiệu quả IRR < i: Dự án không có hiệu quả IRR = i: Tuỳ vào điều kiện để xem xét Kết luận: Qua phân tích, tính toán trên đây có thể nhận thấy rằng công trình SVC đƣợc lắp đặt tại Công ty gang thép Thái Nguyên đem lại hiệu quả cao cả về kỹ thuật lẫn kinh tế, trong đó hiệu quả kinh tế đƣợc đánh giá theo các chỉ tiêu cơ bản dƣới đây: + Thời gian hoàn vốn: 3 năm + Giá trị hiện tại thuần (NPV) với i = 8%: 77,86 tỷ VNĐ + Tỷ suất lợi ích – chi phí (B/C): 1,67 + Tỷ suất hoàn vốn nội tại (IRR): 25,59% KẾT LUẬN CHUNG Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 95 KẾT LUẬN CHUNG Qua nội dung và các kết quả nghiên cứu của bản luận văn có thể rút ra các kết luận sau: Đối với các hệ thống điện hợp nhất thì việc bù thông số là hết sức quan trọng để nâng cao khả năng truyền tải và tính ổn định của chúng. Sự phát triển vượt bậc trong lĩnh vực điều khiển tự động, đặc biệt kỹ thuật điện tử công suất với việc chế tạo thyristor công suất thích hợp để sử dụng trong các khâu chủ yếu của hệ thống tải điện xoay chiều linh hoạt, mở ra xu hướng mới trong việc nâng cao hiệu quả và hiện đại hóa các hệ thống điện Phần tổng quan tác giả đã tổng hợp được về đặc điểm tiêu thụ điện của lưới điện công nghiệp công suất lớn, lý thuyêt cơ bản về bù công suất và các thiết bị bù công suất phản kháng. Ngoài ra tác giả giới thiệu về hoạt động của thiết bị bù ngang có điều khiển SVC và đi sâu nghiên cứu về thực trạng khu gang thép Thái Nguyên để đánh giá và phân tích hiệu quả sử dụng SVC của khu gang thép Thái Nguyên, từ đó thấy được sự cần thiết nghiên cứu nội dung của bản luận văn. Thiết bị bù tĩnh điều khiển bằng Thyristor (SVC) có khả năng thay đổi thông số lưới điện bằng hệ thống điều chỉnh trơn với thời gian tác động nhanh. Nghiên cứu áp dụng SVC là việc làm hết sức có ý nghĩa, làm cho hệ thống điện vận hành linh hoạt trong chế độ bình thường và sự cố, tăng độ tin cậy và tính kinh tế trong vận hành. Đồng thời, việc sử dụng SVC đem lại hiệu quả đáng kể nâng cao ổn định điện áp trong các trường hợp sự cố nặng nề và giảm được tổn thất trong toàn hệ thống TÀI LIỆU THAM KHẢO Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên 96 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Trần Bách (2001): Ổn định của hệ thống điện, Trường đại học Bách khoa Hà Nội. 2. Trần Bách (2002): Lưới điện và hệ thống điện - Tập 1, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật Hà Nội. 3. Trần Bách(2004): Lưới điện và hệ thống điện - Tập 2, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật Hà Nội. 4. Nguyễn Bính (2000): Điện tử công suất, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật Hà Nội. 5. Đặng Ngọc Dinh, Trần Bách, Ngô Hồng Quang, Trịnh Hùng Thám, Nguyễn Hữu Khái (1981), Hệ thống điện tập 1 và 2, Nhà xuất bản Đại học và trung học chuyên nghiệp Hà Nội. 6. Lã Văn Út (1996): Các thiết bị bù tĩnh có điều khiển ứng dụng trong Hệ thống điện, Trường đại học Bchs khoa Hà Nội. 7. Lã Văn Út (2000): Tính toán phân tích các chế độ của hệ thống điện 8. Lã Văn Út (2000): Phân tích và điều khiển ổn định hệ thống điện, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật Hà Nội. 9. Bản dịch tiếng việt của Nguyễn Văn Ái (1999): Bù công suất phản kháng trong hệ thống truyền tải và phân phối điện, Bộ năng lượng - Công ty điện lực 1, Hà Nội. 10. Nguyễn Văn Đạm (1998): Mạng điện cao áp và siêu cao áp, Hà Nội 11. Phạm Quốc Hải, Dương Văn Nghi (1999): Phân tích và giải mạch điện tử công suất, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật Hà Nội. 12. Thuyết minh thiết kế hệ thống thiết bị bù công suất phản kháng dùng cho lò hồ quang điện (SVC) của khu gang thép Thái Nguyên (2000). 13. Siemen SVC - Bộ bù tĩnh điều chỉnh tự động ._.