Luận Văn Hệ thống điện

LỜI NÓI ĐẦU

Lưới điện phân phối và truyền tải không ngừng phát triển mở rộng về qui mô cũng như tính phức tạp. Theo đó, các yêu cầu cung cấp điện liên tục cho khách hàng với chất lượng điện năng ngày càng cao cũng gia tăng. Thiết bị trên lưới điện phân phối hiện nay vốn có đặc điểm là đa dạng về chủng loại, phức tạp về cấu tạo. Quá trình vận hành nhằm thực hiện những thao tác mang tính lập đi lập lại nhiều lần nhưng lại đòi hỏi độ chính xác cao vì vậy rất cần thiết phải tự động hóa bằng cách đưa nhiều thiết bị tự động, xử lý thông tin tự động nhằm tăng khả năng truyền đạt và xử lý thông tin. Bằng máy tính và các phần mềm chuyên dụng chúng ta có thể ngăn chặn trước và hạn chế hỏng hóc trong quá trình vận hành lưới điện. Những thành tựu mới về “Công Nghệ Thông Tin” như về khả năng lưu trữ của phần cứng, tốc độ tính toán, các phương pháp hệ chuyên gia, mạng neuron, đã cung cấp những phương tiện và công cụ mạnh để tăng cường nghiên cứu mở rộng ứng dụng trong lĩnh vực điện năng. Đảm bảo và giữ vững mối liên hệ hữu cơ của các thành phần trong hệ thống sản xuất truyền tải, phân phối và sử dụng điện năng.
Phần mềm PSS/ADEPT được phát triển dành cho các kỹ sư và nhân viên kỹ
thuật trong ngành điện. Nó được sử dụng như một công cụ để thiết kế và phân tích lưới điện phân phối. PSS/ADEPT cũng cho phép chúng ta thiết kế, chỉnh sửa và phân tích sơ đồ lưới và các mô hình lưới điện một cách trực quan theo giao diện đồ họa với số nút không giới hạn. Tháng 04-2004, hãng Shaw Power Technologies đã cho ra đời phiên bản PSS/ADEPT 5.0 với nhiều tính năng bổ sung và cập nhật đầy đủ các thông số thực tế của các phần tử trên lưới điện.
Bản thân là một kỹ sư chuyên nghành kỹ thuật điện việc nghiên cứu và tìm hiểu về các chức năng của phần mềm PSS/ADEPT là một công việc bổ ích trước khi rời ghế nhà trường. Em có cơ hội đúc kết được những kiến thức đã học, đồng thời ứng dụng kiến thức để giải quyết những bài toán mà chương trình có khả năng thực hiện:
+ Tính toán trào lưu công suất
+ Tính toán ngắn mạch
+ Tính toán đặt tụ bù tối ưu
+ Tính toán chọn điểm dừng tối ưu
Trong quá trình nghiên cứu phần mềm đôi lúc gặp nhiều khó khăn nhưng được sự giúp đỡ tận tình của thầy TS.Trần Thanh Ngọc, để em sớm hoàn thành bài luận tốt nghiệp.
Một lần nữa em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới thầy TS. Trần Thanh Ngọc.


LỜI CẢM ƠN

Việc làm đồ án tốt nghiệp đã giúp em có được những kiến thức tổng hợp,vì đồ án có liên quan rất nhiều môn học mà em được học ở giảng đường. Ngoài ra còn có thêm những kiến thức thực tế, những kiến thức bổ sung cho phần lý thuyết đã được học ở trường.Tuy nhiên do còn hạn chế về kiến thức, hạn chế về kinh nghiệm thực tế, thời gian thực hiện . nên tập đồ án còn không thể tránh khỏi những sai sót, kính mong thầy hướng dẫn cùng các thầy cô trong bộ môn góp ý chỉ bảo thêm, để cho đồ án của em được hoàn thiện hơn. Em xin chân thành cảm ơn quý thầy cô trong Bộ môn Cung Cấp- Hệ Thống Điện, khoa Điện, Trường Đại học Công Nghiệp Tp.HCM. Đặc biệt là thầy TS. Trần Thanh Ngọc đã giành nhiều thời gian quý báu, tận tình hướng dẫn em hoàn thành đồ án này đúng thời hạn mà bộ môn đã đề ra.

Em xin chân thành cảm ơn!

Sinh viên
TRẦN PHONG PHÚ
MỤC LỤC
Lời nói đầu i
Lời cảm ơn ii
Nhận xét của giáo viên hướng dẫn iii
Nhận xét của giáo viên phản biện . iv
Chương I. GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT ĐIỆN LỰC GÒ VẤP . 1
1.Giới thiệu tổng quát Điện lực Gò Vấp . 1
2.Tìm hiểu cơ cấu tổ chức Điện lực Gò Vấp . 1
2.1. Nhân sự . 1
2.2. Sơ đồ tổ chức . 2
2.3. Cơ cấu tổ chức, chức năng, nhiệm vụ cụ thể của các đơn vị . 3
2.3.1. Văn Phòng 3
2.3.1.1. Cơ cấu tổ chức 3
2.3.1.2. Chức năng . 3
2.3.1.3. Nhiệm vụ 3
2.3.2. Phòng tổ chức nhân sự . 3
2.3.2.1. Cơ cấu tổ chức 4
2.3.2.2. Chức năng . 4
2.3.2.3. Nhiệm vụ 4
2.3.3. Phòng tài chánh kế toán 5
2.3.3.1. Cơ cấu tổ chức 5
2.3.3.2. Chức năng . 6
2.3.3.3. Nhiệm vụ 6
2.3.4. Phòng kỹ thuật và An toàn . 6
2.3.4.1. Cơ cấu tổ chức 6
2.3.4.2. Chức năng . 6
2.3.4.3. Nhiệm vụ 7
2.3.5. Phòng kế hoạch vật tư . 8
2.3.5.1. Cơ cấu tổ chức 8
2.3.5.2. Chức năng . 8
2.3.5.3. Nhiệm vụ 8
2.3.6. Phòng quản lý đầu tư 9
2.3.6.1. Cơ cấu tổ chức 9
2.3.6.2. Chức năng . 9
2.3.6.3. Nhiệm vụ 9
2.3.7. Phòng kinh doanh 10
2.3.7.1. Cơ cấu tổ chức 10
2.3.7.2. Chức năng . 10
2.3.7.3. Nhiệm vụ 10
2.3.8. Phòng viễn thông và công nghệ thông tin . 11
2.3.8.1. Cơ cấu tổ chức 11
2.3.8.2. Chức năng . 11
2.3.8.3. Nhiệm vụ 11
2.3.9. Đội quản lý khách hàng 12
2.3.9.1. Cơ cấu tổ chức 12
2.3.9.2. Chức năng . 12
2.3.9.3. Nhiệm vụ 12
2.3.10. Đội quản lý điện kế 13
2.3.10.1. Cơ cấu tổ chức 13
2.3.10.2. Chức năng . 13
2.3.10.3. Nhiệm vụ 13
2.3.11. Đội thu ngân . 14
2.3.11.1. Cơ cấu tổ chức 14
2.3.11.2. Chức năng . 14
2.3.11.3. Nhiệm vụ 14
2.3.12. Đội vận hành lưới điện 15
2.3.12.1. Cơ cấu tổ chức 15
2.3.12.2. Chức năng . 15
2.3.12.3. Nhiệm vụ 15
2.3.13. Đội quản lý lưới điện 15
2.3.13.1. Cơ cấu tổ chức 15
2.3.13.2. Chức năng . 15
2.3.13.3. Nhiệm vụ 15
2.3.14. Ban quản lý dự án . 16
2.3.14.1. Cơ cấu tổ chức 16
2.3.14.2. Chức năng . 16
2.3.14.3. Nhiệm vụ 16
Chương II. GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT VỀ PHẦN MỀM PSS/ADEPT . 17
1. Giới thiệu chương trình . 17
2. Cửa sổ ứng dụng của PSS/ADEPT . 18
2.1. Cửa sổ View . 18
2.1.1. Cửa sổ Equipment List View 19
2.1.2. Cửa sổ Diagram View 21
2.1.3. Cửa sổ Report Preview 22
2.1.4. Cửa sổ Progress View 23
2.2. Các thanh công cụ của chương trình . 23
2.2.1. Thanh menu chính . 23
2.2.2. Zoom Toolbar 24
2.2.3. Analysis Toolbar . 24
2.2.4. Diagram Toolbar . 25
2.2.5. File Toolbar . 26
2.2.6. Thanh công cụ (Toolbar) . 26
2.3. Tạo báo cáo . 27
2.3.1. Results Toolbar . 27
2.3.2. Report Toolbar 28
2.4. Thiết đặt các thông số chương trình PSS/ADEPT . 28
2.4.1. Cài đặt chung cho bài toán phân tích 28
2.4.2. Thiết đặt thông số lưới điện của chương trình PSS/ADEPT 30
2.4.3. Thiết đặt thông số cho cửa sổ Diagram View 31
3. Cách thành lập mạng điện trên PSS/ADEPT . 32
3.1. Giới thiệu chung . 32
3.2. Cách tạo một bus . 33
3.3. Cách tạo nút nguồn 34
3.4. Cách tạo một nút gắn phụ tải . 36
3.5. Tạo một nút có gắn tụ bù . 39
3.6. Cách tạo một dây dẫn 41
3.7. Cách tạo một khóa đóng cắt . 43
3.8. Cách tạo một máy biến áp 44
Chương III. TÍNH TOÁN TRÀO LƯU CÔNG SUẤT và NGẮN MẠCH TRONG MẠNG ĐIỆN DÙNG PHẦN MỀM PSS/ADEPT 48
1. Tổng quan lưới điện 48
2. Mục đích việc tính toán phân bố trào lưu công suất 48
3. Tính toán phân bố công suất trong mạng điện dùng phần mềm PSS/ADEPT 49
3.1. Giới thiệu các phương pháp tính toán phân bố công suất 49
3.1.1. Phương pháp Gauss_Seidel . 49
3.1.2. Phương pháp Newton_Raphson 50
3.1.3. Phân bố công suất trong hệ thống điện 51
3.1.3.1. Phương trình cân bằng công suất 51
3.1.3.2. Phương pháp Gauss_Seidel 52
3.1.3.3. Phương pháp Newton_Raphson giải bài toán phân bố công suất 52
3.2. Bài toán ứng dụng 55
3.2.1. Tính toán lý thuyết 55
3.2.2. Tính toán bằng chương trình PSS/ADEPT 58
4. Tính toán ngắn mạch trong mạng điện dùng phần mềm PSS/ADEPT . 59
4.1. Nội dung 59
4.2. Nguyên nhân và hậu quả của ngắn mạch . 60
4.2.1. Nguyên nhân . 60
4.2.2. Hậu quả . 60
4.2.3. Mục đích và yêu cầu của việc tính toán ngắn mạch . 60
4.3. Mục đích và yêu cầu của việc tính toán ngắn mạch 60
4.4. Các dạng ngắn mạch 61
4.4.1. Ngắn mạch đối xứng 61
4.4.2. Ngắn mạch bất đối xứng 62
4.4.2.1. Ngắn mạch một pha chạm đất 65
4.4.2.2. Ngắn mạch hai pha không chạm đất . 67
4.4.2.3. Ngắn mạch hai pha chạm đất 69
4.5. Phương pháp tính dòng ngắn mạch 71
4.6. Bài toán ứng dụng 72
4.6.1. Tính toán lý thuyết 72
4.6.2. Tính toán bằng chương trình PSS/ADEPT 73
Chương IV. NÂNG CẤP ĐIỆN ÁP 15KV LÊN 22KV 74
1. Giới thiệu 74
2. Chủ trương 75
3. Cơ sở lý thuyết . 81
3.1. Tổn thất điện áp . 81
3.2. Tổn thất công suất 81
4. Sử dụng phần mềm PSS/ADEPT tính toán trào lưu công suất cho tuyến dây Liên Phường thuộc quản lí của Điện lực Gò Vấp . 82
4.1. Tuyến dây Liên Phường 82
4.1.1. Vận hành ở điện áp 15KV . 82
4.1.2. Vận hành ở cấp điện áp 22KV 89
4.2. Tuyến dây Thạch Đà 95
4.2.1. Vận hành ở cấp điện áp 15KV 95
4.2.2. Vận hành ở cấp điện áp 22KV 106
5. Tính toán tổn thất điện năng 115
5.1. Tính toán trong nghành sản xuất . 116
5.2. Tính toán trong nghành kinh doanh . 117
6. Kết luận 117
6.1. Lợi ích 117
6.2. Khó khăn 118
6.3. Giải pháp . 118
Chương V. ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG ĐIỆN NĂNG TRONG HỆ THỐNG MẠCH VÒNG 119
I. Giới thiệu về hệ thống mạch vòng Liên Phường-Thạch Đà . 119
1. Tổng quan 2 tuyến dây Liên Phường –Thạch Đà 119
1.1. Tuyến dây Liên Phường 119
1.2. Tuyến dây Thạch Đà 119
2. Sơ đồ tuyến dây 119
2.1. Sơ đồ nguyên lý 119
2.2. Sơ đồ đơn tuyến của tuyến dây Liên Phường-Thạch Đà . 119
2.2.1. Tuyến dây Liên Phường 119
2.2.2. Tuyến dây Thạch Đà 121
II. Đánh giá tổn thất 122
1. Khi chưa nối mạch vòng 122
1.1. Tuyến dây Liên Phường 122
1.2. Tuyến dây Thạch Đà 126
2. Kết nối mạch vòng Liên Phường-Thạch đà 135
2.1. Hiện trạng tuyến dây 135
2.2. Kết quả tính toán phần mềm 135
III. Đánh giá độ tin cậy . 139
1. Giới thiệu . 139
2. Các phương pháp đánh giá độ tin cậy . 141
2.1. Phương pháp đồ thị giải tích . 141
2.2. Phương pháp không gian trạng thái 141
3. Đánh giá độ tin cậy tuyến dây mạch vòng Liên Phường-Thạch Đà . 141
3.1. Sơ lược tuyến dây . 141
3.2. Dữ liệu sự cố . 141
4. Đánh giá độ tin cậy tuyến dây Thạch Đà khi xảy ra sự cố 143
4.1. Tuyến dây Thạch Đà khi chưa nối mạch vòng 143
4.2. Kết nối mạch vòng Liên Phường-Thạch Đà 143
5. Đề xuất phương án nâng cao độ tin cậy . 144
5.1. Giải pháp làm giảm sự cố . 144
5.2. Giải pháp làm giảm thời gian mất điện . 144
KẾT LUẬN 146
1. Lời kết khi làm xong đề tài về nghiên cứu phần mềm PSS/ADEPT và một số ứng dụng 146
2. Hướng phát triển tiếp theo 147
TÀI LIỆU THAM KHẢO . 148
DANH MỤC BẢNG

Bảng III.1. Bảng so sánh kết quả giữa tính toán lý thuyết và phần mềm 59
Bảng III.2. Bảng so sánh kết quả giữa tính toán lý thuyết và phần mềm 73
BảngIV.1. Bảng thông số phụ tải tuyến dây Liên Phường 83
Bảng IV.2. Bảng thông số nút điện áp của tuyến dây Liên Phường_15KV . 85
Bảng IV.3. Bảng thông số đường dây tuyến Liên Phường . 85
Bảng IV.4. Bảng thông số máy biến áp tuyến Liên Phường_15KV 86
Bảng IV.5. Bảng thông số nút điện áp tuyến Liên Phường_22KV 90
Bảng IV.6. Bảng thông số máy biến áp tuyến Liên Phường_22KV 91
Bảng IV.7. Bảng kết quả tổn thất công suất tuyến Liên Phường . 94
Bảng IV.8. Bảng so sánh tổn thất điện áp tuyến dây Liên Phường khi vận hành ở cấp điện áp 15KV và 22KV . 95
Bảng IV.9. Bảng thông số phụ tải tuyên dây Thạch Đà 97
Bảng IV.10. Bảng thông số nút điện áp tuyến dây Thạch Đà_15KV 100
Bảng IV.11. Bảng thông số đường dây tuyến dây Thạch Đà 101
Bảng IV.12. Bảng thông số máy biến áp tuyến Thạch Đà_15KV . 103
Bảng IV.13. Bảng thông số nút điện áp tuyến Thạch Đà_22KV 108
Bảng IV.14. Bảng thông số máy biến áp tuyến Thạch Đà_22KV . 110
Bảng IV.15. Bảng kết quả tổn thất công suất tuyến Thạch Đà . 113
Bảng IV.16. Bảng so sánh tổn thất điện áp tuyến dây Thạch Đà khi vận hành ở cấp điện áp 15KV và 22KV . 115
Bảng IV.17. Bảng tổn thất điện năng tuyến dây Liên Phường . 116
Bảng IV.18. Bảng tổn thất điện năng tuyến dây Thạch Đà . 116
Bảng IV.19. Giá bán lẻ điện cho nghành sản xuất . 116
Bảng IV.20. Bảng giá bán lẻ điện cho nghành kinh doanh 116
Bảng IV.21. Bảng kết quả tính toán tiền điện/năm cho nghành sản xuất 117
Bảng IV.22. Bảng kết quả tính toán tiền điện/năm cho nghành kinh doanh 117
Bảng V.1. Bảng kết quả tổn thất công suất tuyến dây Liên Phường . 125
Bảng V.2. Bảng kết quả tổn thất điện áp tuyến dây Liên Phường . 126
Bảng V.3. Bảng kết quả tổn thất công suất tuyến dây Thạch Đà 132
Bảng V.4. Bảng kết quả tổn thất điện áp tuyến dây Thạch Đà . 134
Bảng V.5. Bảng kết quả tổn thất công suất tuyến dây Liên Phường-Thạch Đà khi chưa nối mạch vòng . 134
Bảng V.6. Bảng kết quả tổn thất điện áp tuyến dây mạch vòng Liên Phường-Thạch Đà 138
Bảng V.7. Bảng so sánh kết quả tổn thất công suất trước và sau khi nối mạch vòng tuyến dây Liên Phường-Thạch Đà 139
Bảng V.8. Bảng số liệu khách hàng trạm biến áp tuyến dây Thạch Đà . 142

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Tài liệu hướng dẫn sử dụng chương trình PSS/E, Phòng Phương Thức_Trung Tâm Điều Độ Hệ Thống Điện Quốc Gia.
2. Áp dụng PSS/ADEPT trong lưới điện phân phối, Trường Đại Học Điện Lực.
3. hướng dẫn tính toán mô phỏng lưới điện sử dụng chương trình PSS/ADEPT 5.0, Công ty Điện lực 2.
4. Hệ Thống Điện Truyền Tải và Phân Phối, Hồ Văn Hiến, NXB Đại Học Quốc Gia TP.Hồ Chí Minh,2005.
5. Electrical Distribution System Protection (Cooper Power Systems, 1990).
6. Sử dụng phần mềm PSS/ADEPT phân tích và Tính toán lưới điện, PGs. Nguyễn Hữu Phúc (Tập Đoàn Điện lực Việt Nam, Công ty Điện lực 2).
7. Bù công suất phản kháng lưới cung cấp và phân phối điện, Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật Hà Nội.
8. Lưới điện & Hệ thống điện ,Trần Bách, Tập 1, 2000, Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật.
9. Tính toán độ tin cậy lưới điện phân phối theo tiêu chuẩn IEEE 1366, Dương Thị Phương Thảo, Bộ Giáo Dục và Đào Tạo Đại Học Đà Nẵng.
10. Electric System Reliability Indices.