ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƢỜN ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
---------------------------------------
HUỲNH TẤN LON
C
C
N HIÊN CỨU ẢNH HƢỞN CỦA
ĐIỆN TRỞ TRUN TÍNH ĐẾN CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH
CỦA ĐƢỜN DÂY 583 PLEIKU 2 – 572 THẠNH MỸ
R
L
T.
DU
LUẬN VĂN THẠC SĨ
KỸ THUẬT ĐIỆN
Đ N n – Năm 2020
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴN
TRƢỜN ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
---------------------------------------
HUỲNH TẤN LON
N HIÊN CỨU ẢNH HƢỞN CỦA
ĐIỆN TRỞ TRUN TÍNH ĐẾN CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH
CỦA ĐƢỜN DÂY 583 PLEIKU 2 – 572 THẠNH MỸ
C
C
R
L
T.
DU
Chuyên ngành: Điện kỹ thuật
Mã số: 8520201
LUẬN VĂN THẠC SĨ
N ƢỜI HƢỚN DẪN KHOA HỌC:
PGS.TS N Ô VĂN DƢỠN
Đ N n – Năm 2020
i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi.
Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai
công bố trong bất kỳ công trình nào.
Tác iả luận văn
Huỳnh Tấn Lon
C
C
DU
R
L
T.
ii
N HIÊN CỨU ẢNH HƢỞN CỦA ĐIỆN TRỞ TRUN TÍNH
ĐẾN CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH CỦA ĐƢỜN DÂY
583 PLEIKU 2 – 572 THẠNH MỸ
Tóm tắt:
Lƣới truyền tải 500kV Việt Nam chính thức đƣa vào vận hành ngày 27/5/1994 chạy suốt từ
Bắc vào Nam đã mở ra một thời kỳ mới cho sự phát triển của lƣới điện truyền tải Việt Nam. Hệ thống
điện Việt Nam phát triển nhanh chóng, ngày càng trở nên rộng lớn, đáp ứng nhu cầu tăng trƣởng của
phụ tải điện và nguồn điện, tốc độ tăng trƣởng của nền kinh tế trong giai đoạn hội nhập và phát triển.
Hiện nay các phƣơng pháp bù phổ biến trên lƣới điện là dùng Tụ bù dọc, kháng bù ngang.Tuy
nhiên, trong quá trình vận hành việc thao tác đóng cắt kháng bù ngang để điều chỉnh công suất phản
kháng hoặc khi có các sự cố xảy ra đã gây ra hiện tƣợng tăng điện áp cảm ứng trên các pha, để hạn chế
quá điện áp đã sử dụng giải pháp nối đất trung tính kháng bù ngang qua điện kháng và điện trở.
Trên cơ sở mô hình hoá và sử dụng phần mềm EMTP-RV để đánh giá và lựa chọn giá trị điện
trở trung tính cho 583/Pleiku 2 - 572/Thạnh Mỹ, dựa vào bảng tổng hợp kết quả, tác giả cũng đã lựa
chọn đƣợc giá trị điện trở lắp đặt cho đƣờng dây 583/Pleiku 2 - 572/Thạnh Mỹ, để khắc phục đƣợc
hiện tƣợng quá áp khi sự cố, đáp ứng đƣợc yêu cầu vận hành an toàn, tin cậy cho đƣờng dây truyền tải
500kV.
Từ khoá: Điện trở trung tính.
C
C
R
L
T.
DU
RESEARCH EFFECTS OF NEUTRAL RESISTANCE TO THE OPERATION
OF THE LINE 583 PLEIKU 2 - 572 THANH MY
Abstract:
The 500kV Vietnam transmission grid was officially put into operation on May 27, 1994.
Running from the North to the South, this grid opens a new era for the development of Vietnam's
transmission grid system. Vietnam's electricity system has developed rapidly, become larger and met
the growing demand of electricity loads, power sources as well as the growth rate of the economy in
the period of integration and development.
Currently, the common compensation methods of using vertical compensation capacitor and horizontal
compensation resistance are applied on the grid. However, during operation, switching the horizontal
compensation resistance to adjust the reactive power or in case of problems has resulted in an increase
in voltages across the phases. Thus, to tackle the overvoltage issue, using the neutral ground resistance
compensation on the reactance and resistance is recommended.
Based on modeling and using EMTP-RV software to evaluate and select neutral resistance values
for 583/Pleiku 2 - 572/Thanh My as well as learning the results summary, the author has chosen the
value of installation resistance for the line 583/Pleiku 2 - 572/Thanh My to overcome the phenomenon
of overvoltage in case of incidents and meet the requirements for safe and reliable operation of the
transmission line 500kV.
Keywords: Neutral resistance.
iii
MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................... i
TÓM TẮT .....................................................................................................................ii
MỤC LỤC .................................................................................................................... iii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT ............................................. vi
DANH MỤC CÁC BẢN ...........................................................................................vii
DANH MỤC CÁC HÌNH ......................................................................................... viii
MỞ ĐẦU......................................................................................................................... 1
1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI ........................................................................................ 1
2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU ................................................................................ 1
3. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU ..................................................... 1
4. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........................................................................ 2
5. ĐẶT TÊN ĐỀ TÀI ............................................................................................... 2
6. CẤU TRÚC CỦA LUẬN VĂN ........................................................................... 2
C
C
R
L
T.
CHƢƠN 1. TỔN QUAN VỀ HỆ THỐN ĐIỆN VIỆT NAM IAI ĐOẠN
2020-2030. ....................................................................................................................... 3
1.1. Giới thiệu quá trình hình thành và phát triển hệ thống Truyền tải điện 500kV
tại Việt Nam..................................................................................................................... 3
1.1.1. Hệ thống điện truyền tải ................................................................................. 3
1.1.2. Hiện trạng nguồn điện .................................................................................... 5
1.1.3. Kế hoạch phát triển hệ thống truyền tải điện đến năm 2030. ......................... 7
1.2. Hiện trạng hệ thống truyền tải điện khu vực Miền Trung ........................................ 9
1.2.1. Các nguồn điện trên khu vực Miền trung. .................................................... 10
1.2.2. Lƣới điện truyền tải Công ty Truyền tải điện 2 quản lý ............................... 10
1.2.3. Lƣới điện truyền tải Công ty Truyền tải điện 3 quản lý ............................... 10
1.2.4 Quy hoạch lƣới điện Miền Trung đến năm 2025. ......................................... 10
1.3. Hiện trạng đƣờng dây 583/Pleiku-572/Thạnh Mỹ. ................................................ 12
1.4. Cấu tạo và nguyên lý làm việc các thiết bị bù trên đƣờng dây. ............................. 13
1.4.1. Tổng quan về thiết bị bù trên đƣờng dây truyền tải. ................................... 13
1.4.2. Kháng bù ngang ............................................................................................ 14
1.4.3. Tụ bù dọc ...................................................................................................... 17
1.5. Các thông số kỹ thuật của các kháng bù ngang và tụ bù dọc tại Trạm 500kV
Pleiku 2 và Thạnh Mỹ. .................................................................................................. 18
1.6. Kết luận................................................................................................................... 19
DU
iv
CHƢƠN 2. CƠ SỞ TÍNH TOÁN PHÂN TÍCH HỆ THỐN ĐIỆN VÀ
PHẦN MỀM TÍNH TOÁN ......................................................................................... 20
2.1. Mở đầu .................................................................................................................... 20
2.1.1. Đặt vấn đề ..................................................................................................... 20
2.1.2. Bài toán trào lƣu công suất ........................................................................... 20
2.2. Các phƣơng pháp tính toán phân tích hệ thống điện .............................................. 21
2.2.1. Phƣơng pháp Gauss – Seidel ........................................................................ 21
2.2.2. Phƣơng pháp giải tích mạng điện Newton – Raphson ................................. 22
2.2.3. Kết luận về các phƣơng pháp giải tích mạng điện ....................................... 27
2.3. Các phƣơng pháp điều chỉnh điện áp trong hệ thống điện ..................................... 27
2.3.1. Các phƣơng pháp điều chỉnh điện áp trên lƣới điện ..................................... 27
2.3.2. Giới thiệu một số phần tử điều chỉnh điện áp trên hệ thống điện ................ 31
2.3.3. Nguyên tắc hoạt động của kháng bù ngang .................................................. 31
2.3.4. Nguyên tắc hoạt động của tụ bù dọc ............................................................ 32
2.4. Giới thiệu phần mềm EMTP-RV ........................................................................... 34
2.4.1. Tổng quan về phần mềm EMTP-RV-RV ..................................................... 34
2.4.2. Các thƣ viện trong EMTP-RV ...................................................................... 34
2.4.3. Phƣơng pháp toán học trong phần mềm EMTP-RV .................................... 38
2.4.4. Các mô hình tƣơng đƣơng trong phần mềmEMTP-RV ............................... 39
2.4.5. Đƣờng dây 500 kV ....................................................................................... 39
2.4.6. Các máy biến áp tăng áp của các tổ máy phát .............................................. 40
2.4.7. Các máy biến thế tự ngẫu 500/220 kV ......................................................... 40
2.4.8. Các bộ tụ bù dọc ........................................................................................... 41
2.4.9. Kháng bù ngang và kháng trung tính ........................................................... 41
2.4.10. Nguồn ......................................................................................................... 42
2.5. Xây dựng mô hình mô phỏng đƣờng dây 583/Pleiku 2 - 572/Thạnh Mỹ. ............. 42
2.5.1. Mở đầu .......................................................................................................... 42
2.5.2. Tính toán các thông số của đƣờng dây ........................................................ 43
2.5.3. Mô hình đƣờng dây có lắp đặt tụ bù dọc, kháng bù ngang. ........................ 46
2.6. Kết luận................................................................................................................... 49
C
C
R
L
T.
DU
CHƢƠN 3. TÍNH TOÁN, ĐÁNH IÁ ẢNH HƢỞN CỦA ĐIỆN TRỞ NỐI
ĐẤT TRUN TÍNH ĐẾN CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA ĐƢỜN DÂY 500kV
583/PLEIKU 2 – 572/ THẠNH MỸ ........................................................................... 50
3.1. Đặt vấn đề ............................................................................................................... 50
3.2. Mô phỏng các trƣờng hợp sự cố trên đƣờng dây 583/Pleiku 2 - Thạnh Mỹ khi
chƣa lắp đặt điện trở trung tính ..................................................................................... 51
v
3.3. Tính toán, phân tích ảnh hƣởng của kháng trung tính đến chế độ làm việc của
đƣờng dây 583/Pleiku 2-Thạnh Mỹ............................................................................... 55
3.3.1. Tính toán giá trị kháng trung tính trên đƣờng dây 583/Pleiku 2-Thạnh
Mỹ ................................................................................................................................ 55
3.3.2. Tính toán, phân tích ảnh hƣởng của kháng trung tính đến chế độ làm việc
của đƣờng dây 583/Pleiku 2-Thạnh Mỹ ........................................................................ 57
3.4. Tính toán lựa chọn giá trị điện trở nối trung tính để hạn chế dòng điện trung
tính và giá trị điện áp phục hồi trên đƣờng dây 583/Pleiku 2-Thạnh Mỹ. .................... 63
3.5. Kết luận................................................................................................................... 68
KẾT LUẬN VÀ KIẾN N HỊ ..................................................................................... 70
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC
QUYẾT ĐỊNH IAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN (Bản sao)
C
C
DU
R
L
T.
vi
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
ĐD
: Đƣờng dây
EDC
: Tổng công ty điện lực Campuchia
EDL
: Tổng công ty điện lực Lào
EMTP-RV : Electromagnetic Transients Programme
EVN
: Tập đoàn điện lực Việt Nam
HTĐ
: Hệ thống điện
TTĐ
: Truyền tải điện
IPP
: Nhà máy điện độc lập
MOV
: Điện trở phi tuyến
NLMT
: Năng lƣợng mặt trời
NLTT
: Năng lƣợng tái tạo
NMĐ
: Nhà máy điện
NMNĐ
: Nhà máy nhiệt điện
NMTĐ
: Nhà máy thuỷ điện
NĐ
: Nhiệt điện
PSS/E
: Chƣơng trình tính toán phân tích hệ thống
PVN
: Tập đoàn Dầu khí quốc gia Việt Nam
RRRV
: Tốc độ gia tăng điện áp phục hồi
TBA
: Trạm biến áp
TĐ
: Thuỷ điện
TBKHH
: Tua bin khí hỗn hợp
TĐTN
: Thuỷ điện tích năng
TKV
: Tập đoàn công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam
TNHHMTV : Trách nhiệm hữu hạn một thành viên
TRV
: Điện áp quá độ phục hồi
C
C
DU
R
L
T.
vii
DANH MỤC CÁC BẢN
Số hiệu
bản
Tên bản
Trang
1.1:
Cơ cấu nguồn điện phân loại theo loại hình nhà máy điện
5
1.2:
Công suất đặt các loại nguồn điện giai đoạn 2020 2030
7
1.3:
Điện năng sản xuất các loại nguồn điện giai đoạn 2020 2030
8
2.1:
Các thƣ viện trong EMTP-RV
35
2.2:
Khả năng mô phỏng của EMTP-RV
35
2.3:
Các thông số kháng bù ngang 500kV/91MVAr tại Trạm Pleiku
2 và Trạm Thạnh Mỹ
46
3.1:
Các thông số đƣờng dây 583/Pleiku 2 – 572/Thạnh Mỹ.
52
3.2:
Phân bố công suất trên đƣờng dây Pleiku 2 – Thạnh Mỹ khi
phụ tải Pmax.
57
3.3:
Phân bố công suất trên đƣờng dây Pleiku 2–Thạnh Mỹ khi phụ
tải Ptb.
59
3.4:
Phân bố công suất trên đƣờng dây Pleiku 2–Thạnh Mỹ khi phụ
tải Pmin.
61
3.5:
Tổng hợp kết quả mô phỏng theo Rtt
66
D
T
U
R
L
.
C
C
viii
DANH MỤC CÁC HÌNH
Số hiệu
hình
Tên hình
Trang
1.1:
Biểu đồ cơ cấu nguồn điện phân loại theo loại hình nhà máy
6
1.2:
Cơ cấu công suất đặt nguồn điện tính đến hết năm 2020
6
1.3:
Cơ cấu công suất đặt nguồn điện năm 2030
8
1.4:
Sơ đồ kháng bù ngang trên lƣới điện
14
1.5:
Cấu trúc cơ bản kháng bù ngang
14
1.6:
Nguyên lý cấu tạo của kháng bù ngang
15
1.7:
Sơ đồ cấu trúc Tụ bù dọc.
17
2.1:
Cấu trúc quá trình điều chỉnh điện áp trên hệ thống điện
29
2.2:
Phân bố điện áp trên đƣờng dây dài ở chế độ hở mạch
31
2.3:
Tác dụng tăng độ ổn định của đƣờng dây khi lắp TBD
32
2.4:
Sơ đồ véc tơ điện áp khi đƣờng dây có tụ
2.5:
Các loại nguồn mô phỏng trong EMTP-RV
2.6:
Mạch RLC tiêu biểu
2.7:
Mạch RLC tƣơng đƣơng
2.8:
Mô hình đƣờng dây trong EMTP-RV
39
2.9:
Mô hình máy biến áp tự ngẫu trong EMTP-RV
41
2.10:
Các mô hình kháng điện trong EMTP-RV
42
2.11:
Sơ đồ bố trí dây dẫn đƣờng dây Pleiku2 - Thạnh Mỹ và sơ đồ
xác định hệ số thế của đƣờng dây
43
2.12:
Sơ đồ thay thế kháng bù ngang có kháng trung tính và điện dung
của đƣờng dây mạch đơn.
44
2.13:
Sơ đồ sử dụng kháng bù ngang để triệt tiêu dung dẫn của đƣờng
dây
46
2.14:
Sơ đồ tƣơng đƣơng của nguồn và đƣờng dây khi bị sự cố cắt 01
pha
47
3.1:
Đƣờng đi của dòng điện của kháng bù ngang của pha bị sự cố
sau khi máy cắt bypass tụ bù dọc 2 đầu đóng
50
3.2:
Mô hình đƣờng dây 500kV Pleiku 2 – Thạnh Mỹ.
51
3.3:
Mô hình đƣờng dây 500kV Pleiku 2 – Thạnh Mỹ trên EMTP-RV
52
3.4:
Kết quả mô phỏng dạng sóng điện áp phục hồi khi sự cố 1 pha
53
3.5:
Dạng sóng điện áp phục hồi khi sự cố 1 pha do rơ le khi nhận
53
C
C
R
L
T.
DU
33
36
38
38
ix
Số hiệu
hình
Tên hình
Trang
3.6:
Thành phần dòng DC qua điểm sự cố trong trƣờng hợp cắt loại
trừ sự cố 1 pha với điểm sự cố tại vị trí 1
54
3.7:
Mô hình kháng điện bù ngang đấu nối trên đƣờng dây.
55
3.8:
Mô hình cuộn dây kháng điện 3 pha
55
3.9:
Biểu đồ điện áp phục hồi khi sự cố tại vị trí 1 trong trƣờng hợp
Pmax
58
3.10:
Thành phần dòng DC qua mạch trung tính. Trƣờng hợp cắt loại
trừ sự cố 1 pha với vị trí sự cố là vị trí 1 trong trƣờng hợp Pmax
58
3.11:
Thành phần dòng DC qua mạch trung tính. Trƣờng hợp cắt loại
trừ sự cố 1 pha với vị trí sự cố là vị trí 2 trong trƣờng hợp Pmax.
59
3.12:
Biểu đồ điện áp phục hồi khi sự cố tại vị trí 1 trong trƣờng hợp
Ptb
60
3.13:
Thành phần dòng DC qua mạch trung tính. Trƣờng hợp cắt loại
trừ sự cố 1 pha với vị trí sự cố là vị trí 1 trong trƣờng hợp Ptb.
60
3.14:
Biểu đồ điện áp phục hồi khi sự cố tại vị trí 1 trong trƣờng hợp
Pmin
61
3.15:
Thành phần dòng DC qua mạch trung tính. Trƣờng hợp cắt loại
trừ sự cố 1 pha với vị trí sự cố là vị trí 1 trong trƣờng hợp Pmin.
61
3.16:
Dạng sóng điện áp phục hồi khi có Rtt=10Ω
63
3.17:
Dòng điện qua điểm trung tính khi lắp Rtt=10Ω
64
3.18:
Dạng sóng điện áp phục hồi khi có Rtt=30Ω
64
3.19:
Dòng điện qua điểm trung tính khi lắp Rtt=30Ω
64
3.20:
Dạng sóng điện áp phục hồi khi có Rtt=50Ω
65
3.21:
Dòng điện qua điểm trung tính khi lắp Rtt=50Ω
65
3.22:
R
L
.
T
U
D
C
C
Thành phần dòng DC qua mạch trung tính khi đƣa điện trở
Rtt=50 vào vận hành.
66
3.23:
Dạng sóng điện áp phục hồi khi có Rtt=80Ω
66
3.24:
Biểu đồ giá trị dòng điện trung tính theo giá trị điện trở trung
tính
67
3.25:
Biểu đồ giá trị điện áp cảm ứng theo giá trị điện trở trung tính
67
1
MỞ ĐẦU
1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Hệ thống điện truyền tải 500kV Việt Nam ngày càng phát triển mạnh mẽ, lƣới
điện ngày càng tăng cao và phức tạp. Việc trao đổi công suất qua lại giữa các vùng
miền là rất lớn và thƣờng thông qua các đƣờng dây liên kết khá dài. Đặc biệt là khu
vực Nam Trung Bộ, nơi tập trung tâm nhiệt điện Vĩnh Tân, các nguồn năng lƣợng tái
tạo phát triển rất mạnh cũng tại khu vực này, đóng góp một nguồn năng lƣợng lớn và
chuyển tải công suất theo chiều Nam-Bắc tại một số thời điểm trong năm. Trong đó
đƣờng dây 500kV mạch đơn 583/Pleiku 2 – 572/572 Thạnh Mỹ dài 232 km, đƣợc xây
dựng từ năm 1994. Đƣờng dây này đóng vai trò xƣơng sống của lƣới Truyền tải
500kV, góp phần liên kết lƣới điện 500kV Bắc Nam. Vì vậy, việc nghiên cứu tính toán
các chế độ vận hành, đảm bảo đƣờng dây này vận hành an toàn trở nên hết sức cần
thiết, trong đó có việc nghiên cứu các quá trình quá độ điệntừ trên lƣới.
Khoảng 70-95% sự cố ngắn mạch một pha trên đƣờng dây thƣờng là ngắn mạch
thoáng qua. Hệ thống điện thƣờng sử dụng hệ thống tự động đóng lặp lại nhằm nâng
cao ổn định. Việc nghiên cứu ảnh hƣởng của các phần tử trên đƣờng dây, đặc biệt là
cuộn kháng bù ngang và các phần tử dập hồ quang (kháng trung tính, điện trở trung
tính) đến khả năng đóng lặp lại thành công của đƣờng dây đóng vai trò quan trọng.
Đảm bảo đƣờng dây vận hành an toàn, liên tục, giữ vững liên kết lƣới điện trong các
chế độ vận hành khác nhau.
2. MỤC ĐÍCH N HIÊN CỨU
Mục đích nghiên cứu của đề tài là: Tính toán, đánh giá ảnh hƣởng của điện trở
nối đất kháng bù ngang đến chế độ vận hành của lƣới điện truyền tải. Trên cơ sở đó
lựa chọn thông số của điện trở trung tính kháng bù ngang đƣờng dây 583/Pleiku 2 –
572/Thạnh Mỹ nhằm hạn chế các hiện tƣợng quá áp trên hệ thống điện khi cắt một pha
đƣờng dây đang vận hành.
3. ĐỐI TƢỢN VÀ PHẠM VI N HIÊN CỨU
3.1. Đối tƣợn n hiên cứu:
- Các chế độ làm việc của hệ thống truyền tải điện 500kV khu vực miền Trung
Việt Nam.
- Vai trò kháng bù ngang trên các đƣờng dây truyền tải 500kV
- Hiện tƣợng quá áp khi cắt ngắn mạch 1 pha trên đƣờng dây 500kV
3.2. Phạm vi n hiên cứu:
- Đánh giá ảnh hƣởng của điện trở trung tính của kháng bù ngang đến chế độ vận
hành của hệ thống truyền tải 500kV.
- Áp dụng tính toán phân tích đối với đƣờng dây 583/Pleiku 2 – 572/Thạnh Mỹ
C
C
DU
R
L
T.
2
làm cơ sở để đánh chung cho hệ thống.
4. PHƢƠN PHÁP N HIÊN CỨU
- Thu thập số liệu về thông số đƣờng dây và thông số vận hành thực tế, trên cơ sở
đó cập nhật thông tin vào phần mềm để mô phỏng đƣờng dây đang vận hành.
- Tính toán phân tích hiện tƣợng quá áp khi cắt một pha ứng với các chế độ vận
hành khác nhau.
- Tính toán lựa chọn giá trị điện trở nối trung tính phù hợp để hạn chế quá áp khi
cắt một pha đƣờng dây đang vận hành.
5. ĐẶT TÊN ĐỀ TÀI
Căn cứ mục tiêu và nhiệm vụ đề ra, đề tài đƣợc đặt tên nhƣ sau: “N hiên cứu
ảnh hƣởn của điện trở trun tính đến chế độ vận h nh đƣờn dây 583/Pleiku 2 –
572/ Thạnh Mỹ”.
6. CẤU TRÚC CỦA LUẬN VĂN
Ngoài phần mở đầu và kết luận chung, nội dung của luận văn đƣợc biên chế
thành 3 chƣơng:
Mởđầu
Chƣơn 1: Tổng quan về hệ thống truyền tải điện 500kV Việt Nam và vai
trò của các kháng bù ngang.
Chƣơn 2: Cơ sở tính toán phân tích hệ thốn điện và phần mềm tính toán.
Chƣơn 3: Tính toán, đánh iá ảnh hƣởng của điện trở nối đất trung tính
đến chế độ làm việc của đƣờng dây 583/Pleiku 2-572/Thạnh Mỹ.
Kết luận v kiến n hị
Danh mục t i liệu tham khảo
Quyết định iao đề t i luận văn (bản sao)
Phụ lục
C
C
DU
R
L
T.
3
TỔN
CHƢƠN 1
QUAN VỀ HỆ THỐN ĐIỆN VIỆT NAM
IAI ĐOẠN 2020-2030.
1.1. iới thiệu quá trình hình th nh v phát triển hệ thốn Truyền tải điện
500kV tại Việt Nam
1.1.1. Hệ thống điện truyền tải
Lƣới điện truyền tải Việt Nam bắt đầu đƣợc xây dựng từ những năm 1960 với
đƣờng dây 220kV Đa Nhim – Sài Gòn gồm 729 vị trí trụ, chiều dài 257km và trạm
biến áp 220kV Sài Gòn (3x63) MVA. Sau hơn nửa thế kỷ hình thành và phát triển, đến
nay lƣới điện truyền tải đã lớn mạnh với hàng vạn km đƣờng dây và hàng trăm trạm
biến áp.
Ngày 27 tháng 5 năm 1994, lƣới điện 500kV chính thức đƣợc đƣa vào vận hành
với đƣờng dây 500kV Bắc-Nam dài gần 1500km và các trạm biến áp 500kV Hòa
Bình, Hà Tĩnh, Pleiku và Phú Lâm với tổng công suất các trạm biến áp 500kV là
2700MVA, là bƣớc ngoặt quan trọng trong quá trình phát triển của lƣới điện truyền tải.
Năm 1999, hệ thống 500kV đƣợc bổ sung thêm 26km đƣờng dây 500kV mạch kép
Yaly - Pleiku, nâng tổng chiều dài các đƣờng dây 500kV lên đến 1531km. Những năm
tiếp theo lƣới điện 500kV càng ngày càng phát triển với việc xây dựng đƣờng dây
500kV mạch 2 từ Trạm biến áp 500kV Nho Quan đến Trạm biến áp 500kV Phú Lâm
đóng điện vận hành ngày 19/5/2004. Lƣới truyền tải 500kV là xƣơng sống của hệ
thống điện Việt Nam. Chạy suốt từ Bắc vào Nam đóng một vai trò vô cùng quan trọng
trong cân bằng năng lƣợng của toàn quốc và có ảnh hƣởng lớn tới độ tin cậy cung cấp
điện của từng miền.
Năm 2006, lƣới điện truyền tải phát triển với gần 9.000km đƣờng dây và
21.000MVA dung lƣợng máy biến áp từ 220kV đến 500kV đƣợc quản lý vận hành bởi
các Công ty Truyền tải điện 1, 2, 3, 4 trực thuộc Tập đoàn Điện lực Việt Nam.
Năm 2007 “Quy hoạch phát triển điện lực Quốc gia giai đoạn 2006 – 2015 có
xét đến năm 2025” đƣợc phê duyệt theo Quyết định số 110/2007/QĐ-TTg ngày
18/07/2007 của Thủ tƣớng Chính phủ. Lƣới điện truyền tải đƣợc định hƣớng phát triển
đồng bộ với nguồn điện nhằm đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế xã hội của đất nƣớc
với mức tăng GDP khoảng 8,5% - 9%/năm giai đoạn 2006 – 2010 và dự báo nhu cầu
điện tăng ở mức 17% trong giai đoạn 2006 – 2015.
Năm 2008, Tổng Công ty Truyền tải Quốc Gia đƣợc thành lập trên cơ sở tổ
chức lại 04 Công ty Truyền tải điện 1, 2, 3, 4 và 03 Ban Quản lý dự án các Công trình
điện miền Bắc, miền Trung và miền Nam theo lộ trình hình thành và phát triển thị
trƣờng điện tại Việt Nam mở ra một thời kỳ mới cho sự phát triển của lƣới điện truyền
C
C
DU
R
L
T.
4
tải Việt Nam.
Hệ thống lƣới điện truyền tải 500kV, 220kV của Việt Nam do Tổng Công ty
Truyền tải điện Quốc gia quản lý đã vƣơn tới hầu hết các tỉnh, thành phố trong cả nƣớc
liên kết hệ thống điện các miền thành hệ thống điện hợp nhất và từng bƣớc kết nối với
lƣới truyền tải điện của các nƣớc trong khu vực với công nghệ ngày càng hiện đại nhƣ
đƣờng dây nhiều mạch, nhiều cấp điện áp, cáp ngầm cao áp 220kV, trạm GIS 220kV,
hệ thống điều khiển tích hợp bằng máy tính, thiết bị định vị sự cố, giám sát dầu online,
hệ thống SCADA…
Việt Nam là một nƣớc đang phát triển, cùng với sự phát triển công nghiệp hóa
đất nƣớc, sản lƣợng tiêu thụ điện của Việt Nam trong nhiều năm gần đây luôn tăng
trƣởng ở mức cao (trên 10%/ 01 năm). Chính sự tăng trƣởng mạnh của phụ tải kéo
theo sự phát triển mạnh mẽ của lƣới điện. Dƣới đây là một vài điểm chính của Hệ
thống truyền tải điện Việt Nam đến thời điểm năm 2020 và dự báo đến năm 2030.
Dự báo phụ tải trong đề án đƣợc lấy trong Điều chỉnh Quy hoạch phát triển
C
C
Điện lực Quốc gia giai đoạn 2010 2020 có xét tới 2030 (Điều chỉnh QHĐ 7), đƣợc
R
L
T.
phê duyệt theo quyết định số 428/QĐ-TTg của Thủ tƣớng Chính phủ ngày 18 tháng 3
năm 2016, theo đó dự báo nhu cầu điện thƣơng phẩm nƣớc ta đến năm 2020 sẽ đạt hơn
234 triệu kWh, và tăng lên 506 triệu kWh năm 2030, tăng hơn gấp 3 lần so với hiện
nay. Công suất phụ tải cực đại cũng đƣợc dự báo tăng lên hơn 42.000MW năm 2020
và 90.000 MW năm 2030. Đây là các dự báo cho kịch bản cơ sở, tƣơng ứng với mức
dự báo tăng trƣởng kinh tế xã hội cơ sở. Ngoài ra Tổng sơ đồ còn đƣa ra kịch bản tăng
trƣởng cao, xét cho trƣờng hợp phụ tải tăng cao hơn so với phƣơng án cơ sở. Theo đó,
trong phƣơng án cao, đến năm 2030, nhu cầu điện thƣơng phẩm của nƣớc ta sẽ là gần
560 triệu kWh, tƣơng ứng Pmax đạt hơn 100.000MW. Tuy nhiên, theo xu hƣớng tăng
trƣởng phụ tải thực tế đang ở mức phụ tải cơ sở, do đó báo cáo sẽ dùng phƣơng án
phụ tải cơ sở đƣợc trình bày ở bảng 1.1 phần phục lục 1 để tính toán.
Tính đến 31 tháng 12 năm 2019 hệ thống lƣới điện truyền tải 500kV, 220kV do
Tổng Công ty Truyền tải điện Quốc gia quản lý gồm:
- Hệ thống truyền tải 500kV: Về Trạm biến áp 500kV có 27 trạm biến áp
500kV với 49 máy biến áp tổng dung lƣợng 24000 MVA. Về đƣờng dây 500kV có
tổng chiều dài 3241km. Chi tiết các đƣờng dây và trạm biến áp 500kV nhƣ Phụ lục 1.
- Hệ thống truyền tải 220kV: Về Trạm biến áp 220kV có 110 trạm biến áp
220kV, với 192 máy biến áp 220kV tổng dung lƣợng 39641 MVA. Về đƣờng dây
220kV có tổng chiều dài là 7619 km. Chi tiết các đƣờng dây và trạm biến áp 220kV
nhƣ Phụ lục 2.
Hệ thống Truyền tải điện Việt Nam đƣợc phân giao cho các đơn vị trực thuộc
DU
5
Tổng Công ty Truyền tải điện Quốc gia quản lý gồm:
- Công ty Truyền tải điện 1: Phạm vi quản lý các tỉnh phía Bắc đến Hà Tĩnh.
- Công ty Truyền tải điện 2: Phạm vi quản lý 7 tỉnh Bắc miền Trung bao gồm
Quảng Bình, Quảng Trị, Thừa Thiên – Huế, Quảng Nam, Đà Nẵng, Quảng Ngãi và
Kon Tum.
- Công ty Truyền tải điện 3: Phạm vi quản lý 9 tỉnh Nam miền Trung và Tây
Nguyên gồm có Bình Định, Phú Yên, Khánh Hòa, Ninh Thuận, Bình Thuận, Gia Lai,
ĐăkLăk, Đăk Nông và Lâm Đồng.
- Công ty Truyền tải điện 4: Phạm vi quản lý các tỉnh Phía Nam từ các tỉnh
Đồng Nai, Bình Phƣớc, Bà Rịa – Vũng Tàu đến Cà Mau.
- Sơ đồ hệ thống điện truyền tải 500kV Việt Nam đến năm 2020 như phụ lục
2
1.1.2. Hiện trạng nguồn điện
Tính đến hết năm 2019, công suất đặt HTĐQG là 55367 MW (chƣa tính nhập
khẩu Trung Quốc và Lào), tăng 13,2% so với năm 2018. Cụ thể, cơ cấu nguồn điện
phân loại theo loại hình nhà máy nhƣ bảng 1.1:
C
C
R
L
T.
Bảng 1.1: Cơ cấu nguồn điện phân loại theo loại hình nhà máy điện
DU
Loại nh máy điện
STT
Tỷ lệ %
1.
Nhiệt điện than
36,61
2.
Thủy điện
30,63
3.
Tuabin khí
13,45
4.
Điện mặt trời
8,48
5.
Thủy điện nhỏ
6,64
6.
Nhiệt điện dầu
2,85
7.
Điện gió
0,68
8.
Điện sinh khối
0,59
9.
Nhiệt điện khí
0,04
10.
Diesel
0,04
6
Điện sinh khối
0.59%
Điện mặt trời
8.48%
Nhiệt điện dầu
2.85%
Nhiệt điện khí
0.04%
Diesel
0.04%
Điện gió
0.68%
Thủy điện
30.63%
Thủy điện nhỏ
6.64%
Tua bin khí
13.45%
Nhiệt điện than
36.61%
C
C
Hình 1.1: Biểu đồ cơ cấu nguồn điện phân loại theo loại hình nhà máy
( Nguồn: Báo cáo tổng kết vận hành HTĐ 2019 – EVN)
Khu vực tập trung nhiều thủy điện là vùng Tây Bắc, Tây Nguyên và Trung Trung
Bộ. Khu vực tập trung nhiệt điện Than là Đông Bắc, Nam Trung Bộ và Tây Nam Bộ.
Khu vực tập trung nhiệt điện Khí là vùng Đông Nam Bộ. Trung tâm phụ tải lớn là khu
vực Hà Nội và Đông Nam Bộ. Khu vực tập trung nhiều nguồn năng lƣợng tái tạo (mặt
trời, gió) là khu vực Ninh Thuận, Bình Thuận, Duyên hải Nam Trung bộ và Tây
Nguyên.
R
L
T.
DU
Cơ cấu côn suất đặt n uồn điện năm 2020
TĐ nhỏ+NL tái tạo
12%
Điện hạt nhân
0%
Thủy điện tích năng
0%
Thủy điện+ Nhập
khẩu
31%
Nhiệt điện than
41%
Nhiệt điện khí+
dầu
16%
Hình 1.2: Cơ cấu công suất đặt nguồn điện tính đến hết năm 2020
7
1.1.3. Kế hoạch phát triển hệ thống truyền tải điện đến năm 2030. [1]
1.1.3.1. Kế hoạch phát triển nguồn điện
Chƣơng trình phát triển nguồn điện đến năm 2030 đƣợc cập nhật theo Điều
chỉnh Quy hoạch điện VII, theo đó một số nét chính về công suất nguồn giai đoạn
2018 2030 nhƣ sau:
- Về các nguồn năng lƣợng sơ cấp, đến năm 2020 về cơ bản các nguồn thủy
điện đã đƣợc khai thác hết, chỉ còn các nguồn thủy điện nhỏ, do đó các nguồn nhiệt
điện than và khí sẽ đƣợc phát triển mạnh. Bên cạnh đó tỷ trọng các nguồn Năng lƣợng
tái tạo cũng sẽ đƣợc tăng lên, với mục tiêu đạt 27.000MW vào năm 2030.
- Giai đoạn 2015 -2020, điều chỉnh giãn tiến độ các nguồn điện tại miền Bắc và
miền Trung, tập trung đẩy sớm các nhiệt điện than khu vực miền Nam nhƣ Duyên Hải
3 mở rộng, Vĩnh Tân 4,.. để đảm bảo cân bằng điện năng và công suất cho từng miền,
giảm bớt gánh nặng truyền tải trên đƣờng dây 500kV liên kết Bắc – Nam, nâng cao độ
tin cậy và dự phòng cung cấp điện cho HTĐ miền Nam.
- Giai đoạn 2021 – 2030, miền Bắc vẫn tiếp tục giãn tiến độ vận hành của các
nguồn điện. Miền Trung đẩy mạnh phát triển Trung tâm Khí điện Miền Trung đồng bộ
với tiến độ khai thác khí của mỏ Cá Voi Xanh, đồng thời phát triển nhiệt điện than tại
một số vị trí thuận lợi. Miền Nam sẽ đƣa vào các nhiệt điện than bên cạnh phát triển
nguồn điện chạy khí hóa lỏng nhập khẩu (LNG) và điện hạt nhân.
C
C
R
L
T.
DU
Công suất đặt nguồn điện toàn quốc giai đoạn 2018 2030 đƣợc thể hiện trong
bảng sau:
Bảng 1.2: Công suất đặt các loại nguồn điện giai đoạn 2020 2030
Năm
2020
2025
2030
Thủy điện+ Nhập khẩu
19368
20583
20930
Nhiệt điện khí+ dầu
9617
16380
20520
Nhiệt điện than
25698
48293
61893
TĐ nhỏ+NL tái tạo
7497
16269
35459
Thủy điện tích năng
0
1200
2400
62180
102725
141202
Tổn côn suất đặt (MW)
Theo dự báo đến năm 2030, tổng công suất đặt tăng gấp lên gần gấp 2,8 lần so
với năm 2018 lên mức gần 141.000 MW.
8
Cơ cấu côn suất đặt n uồn điện năm 2030
Thủy điện tích năng
2%
TĐ nhỏ+NL tái tạo
25%
Thủy điện+ Nhập
khẩu
15%
Nhiệt điện
khí+ dầu
14%
Điện hạt nhân
0%
Nhiệt điện than
44%
Hình 1.3: Cơ cấu công suất đặt nguồn điện năm 2030
Đồ thị trên cho thấy sự chuyển dịch cơ cấu công suất đặt nguồn điện qua giai
đoạn 10 năm dự báo từ 2020 đến 2030. Theo đó, thủy điện chiếm tỷ lệ lớn nhất năm
2020 với gần 31% công suất đặt sẽ giảm mạnh tỷ trọng xuống chỉ còn 15% vào năm
2030, do tiềm năng nguồn thủy điện của nƣớc ta về cơ bản sẽ đƣợc khai thác hết vào
năm 2020. Khi đó tỷ trọng nhiệt điện than tăng mạnh từ 31% năm 2020 lên 44% năm
2030 và chiếm tỷ trọng lớn nhất. Nhiệt điện khí cũng có xu hƣớng giảm tỷ trọng,
ngƣợc lại các nguồn năng lƣợng tái tạo lại tăng mạnh lên 25% năm 2030, theo xu
hƣớng chung cắt giảm khí thải, giảm ảnh hƣởng đến môi trƣờng theo các Công ƣớc
quốc tế mà Việt Nam đã ký, cũng nhƣ đƣợc nêu trong Chiến lƣợc phát triển năng
lƣợng tái tạo của Việt Nam đến năm 2030, tầm nhìn đến 2050 đƣợc phê duyệt theo
quyết định số 2068/QĐ-TTg ngày 25/11/2015 của Thủ tƣớng Chính phủ.
C
C
R
L
T.
DU
Bảng 1.3: Điện năng sản xuất các loại nguồn điện giai đoạn 2020 2030
Năm
2020
2025
2030
Tổn điện SX
265406
MWh
400311
MWh
571761
MWh
Thuỷ điện+TĐ tích năng
68477
73478
73545
NĐ than
124535
243389
370876
NĐ khí+Dầu
46936
44869
56853
TĐ nhỏ+NLTT
22052
35028
66700
Nhập khẩu
3406
3546
3786
Về điện năng sản xuất, theo dự báo tốc độ tăng trƣởng của giai đoạn 20202025
sẽ đạt 10,5% và tốc độ tăng sẽ chậm lại vào các năm sau, đạt 7,4% giai đoạn 2025-
9
2030. Đến năm 2030, tổng lƣợng điện sản xuất trên toàn hệ thống điện sẽ đạt 571.000
GWh, trong đó nhiệt điện than đóng góp hơn một nửa, tiếp theo sau là nhiệt điện khí,
thủy điện và năng lƣợng tái tạo.
1.1.3.2. Kế hoạch phát triển lưới điện truyền tải:
Những nét chính về chƣơng trình phát triển lƣới điện theo điều chỉnh Quy hoạch
Điện VII đã đƣợc phê duyệt:
Sang giai đoạn sau 2020, bố trí cân đối nguồn trên miền Bắc và miền Nam đƣợc
thực hiện tốt, các nhà máy nhiệt điện than tại miền Nam đã vận hành ổn định, lƣợng
điện năng truyền tải Bắc – Trung giảm xuống dƣới 5 tỷ kWh/năm. Sau năm 2023, khi
các nhà máy nhiệt điện TBK Quảng Nam, Quảng Ngãi vào vận hành thì sản lƣợng
truyền tải Trung – Nam tăng lên nhanh chóng (khoảng trên 20 tỷ kWh/ năm).
Do trữ lƣợng và khả năng khai thác than trong nƣớc không lớn nên hầu hết các
nhà máy nhiệt điện than trong giai đoạn tới 2030 sẽ xây dựng phải sử dụng than nhập
(trừ nhiệt điện Vĩnh Tân II, Duyên Hải I). Thêm vào đó, tới 2020 Việt Nam đã khai
thác hầu hết tiềm năng thủy điện. Các yếu tố này dẫn tới hiệu ích kinh tế của ĐZ
500kV liên kết Bắc – Trung – Nam theo khía cạnh tận dụng nguồn thủy điện và nguồn
than nội địa giá rẻ sẽ giảm dần theo thời gian. Các đƣờng dây 500kV xây dựng thêm sẽ
mang nhiều ý nghĩa truyền tải công suất thuần từ các trung tâm nhiệt điện về các trung
tâm phụ tải.
Tổng hợp khối lƣợng xây dựng lƣới điện truyền tải giai đoạn từ nay đến 2020 và
2030 trên toàn quốc trình bày trong bảng 1.5 (xem phụ lục 1)
1.2. Hiện trạn hệ thốn truyền tải điện khu vực Miền Trun
Hệ thống nguồn điện miền Trung tính đến cuối tháng 12 năm 2019 có tổng công
suất đặt của các nhà máy điện xấp xỉ 9457.95 MW. Trong đó, tổng công suất đặt của
các nhà máy thủy điện là 7132.95 MW chiếm 75,4%, nhiệt điện than là 1200 MW
chiếm 12.7%, năng lƣợng tái tạo là 1125 MW chiếm 11.9% .
Tham khảo sơ đồ hệ thống điện Miền trung Việt Nam đến 05/2020 phụ lục 1.2
Lƣới điện truyền tải khu vực miền Trung do các Công ty Truyền tải điện 2 và
Công ty truyền tải điện 3 quản lý bao gồm 16 tỉnh, thành phố từ tỉnh Quảng Bình vào
phía Nam đến các tỉnh ĐắkNông, Lâm Đồng và Bình Thuận. Số lƣợng các đƣờng dây
và trạm 220kV, 500kV khu vực miền Trung tính đến 01 tháng 5 năm 2020 gồm:
- Tổng chiều dài đƣờng dây 500kV : 2847.572 km.
- Tổng chiều dài đƣờng dây 220kV :4763.667 km.
- Tổng công suất các trạm biến áp 500kV : 7050 MVA.
- Tổng công suất các trạm biến áp 220kV : 5563 MVA.
Cụ thể nhƣ Bảng 1.6, Bảng 1.7 (xem phụ lục 1)
C
C
DU
R
L
T.
- Xem thêm -