Phương pháp và điều khiển điện áp làm việc trong hệ thống điện
Bài viết này khám phá các phương pháp thiết yếu và nguyên tắc hoạt động đằng sau việc kiểm soát điện áp hiệu quả trong hệ thống điện.
Điện áp của hệ thống điện có thể thay đổi theo sự thay đổi của tải. Điện áp thường cao ở tải nhẹ và thấp ở điều kiện tải nặng. Để giữ điện áp của hệ thống trong giới hạn, cần có một số thiết bị bổ sung để tăng điện áp hệ thống khi điện áp thấp và giảm điện áp khi điện áp quá cao. Sau đây là các phương pháp được sử dụng trong hệ thống điện để kiểm soát điện áp.
- Bật – Tải Tap Thay Đổi Máy Biến Áp
- Tắt – Tải Tap Thay đổi máy biến áp
- Lò phản ứng shunt
- Bộ điều chỉnh pha đồng bộ
- Tụ điện phân lưu
- Hệ thống VAR tĩnh (SVS)
Kiểm soát điện áp hệ thống bằng phần tử cảm ứng shunt được gọi là bù shunt. Bù shunt có hai loại, tức là bù shunt tĩnh và bù shunt đồng bộ. Trong bù shunt tĩnh, cuộn kháng shunt, tụ shunt và hệ thống VAR tĩnh được sử dụng, trong khi bù shunt sử dụng bộ điều chỉnh pha đồng bộ. Các phương pháp được sử dụng để kiểm soát điện áp được giải thích chi tiết bên dưới.
- Tắt – Tải Tap Changing Transformer – Trong phương pháp này, điện áp được kiểm soát bằng cách thay đổi tỷ số vòng của máy biến áp . Máy biến áp được ngắt khỏi nguồn cung cấp trước khi thay đổi tap. Việc thay đổi tap của máy biến áp chủ yếu được thực hiện thủ công.
- Máy biến áp thay đổi đầu nối tải – Bố trí này được sử dụng để thay đổi tỷ số vòng của máy biến áp để điều chỉnh điện áp hệ thống khi máy biến áp cung cấp tải. Hầu hết máy biến áp điện đều được trang bị bộ đổi đầu nối tải.
- Shunt Reactor – Shunt Reactor là thành phần dòng điện cảm ứng được kết nối giữa đường dây và trung tính. Shunt Reactor bù dòng điện cảm ứng từ đường dây truyền tải hoặc cáp ngầm. Nó chủ yếu được sử dụng trong các đường dây truyền tải EHV và UHV đường dài để điều khiển công suất phản kháng. Các lò phản ứng shunt được sử dụng trong trạm biến áp đầu cuối phát, trạm biến áp đầu cuối nhận và trong trạm biến áp trung gian của đường dây EHV và UHV dài. Trong đường dây truyền tải dài , lò phản ứng shunt được kết nối ở khoảng cách 300 Km để giới hạn điện áp tại điểm trung gian.
- Tụ điện phân lưu – Tụ điện phân lưu là tụ điện được kết nối song song với đường dây. Tụ điện này được lắp đặt tại trạm biến áp đầu cuối tiếp nhận, trạm biến áp phân phối và trong các trạm biến áp chuyển mạch. Tụ điện phân lưu đưa volt-ampe phản kháng vào đường dây. Tụ điện này được đặt trong ngân hàng ba pha.
- Bộ điều chỉnh pha đồng bộ – Bộ điều chỉnh pha đồng bộ là động cơ đồng bộ chạy mà không có tải cơ học. Nó được kết nối với tải ở đầu nhận của đường dây. Bộ điều chỉnh pha đồng bộ hấp thụ hoặc tạo ra công suất phản kháng bằng cách thay đổi sự kích thích của cuộn dây từ trường. Nó giữ điện áp không đổi ở bất kỳ điều kiện nào của tải và cũng cải thiện hệ số công suất.
- 6. Hệ thống Var loạt (SVS) – Bộ bù VAR tĩnh sẽ đưa hoặc hấp thụ VAR cảm ứng vào hệ thống khi điện áp cao hơn hoặc thấp hơn giá trị tham chiếu. Trong bộ bù VAR tĩnh, thyristor được sử dụng làm thiết bị chuyển mạch thay cho máy cắt mạch . Ngày nay, chuyển mạch thyristor được sử dụng trong hệ thống thay cho chuyển mạch cơ học vì chuyển mạch thyristor nhanh hơn và cung cấp hoạt động không có xung đột bằng cách điều khiển chuyển mạch.
Điện áp làm việc trong hệ thống điện
Thuật ngữ Điện áp làm việc có nghĩa là điện áp tối đa mà bất kỳ thiết bị nào có thể chịu được mà không bị hư hỏng hoặc cháy, lưu ý đến các yếu tố như độ tin cậy và an toàn của thiết bị và mạch điện để hoạt động bình thường. Nếu điện được truyền đi xa, thì cần phải sử dụng điện áp cao. Cũng cần thiết rằng với các hệ thống AC, hệ số công suất tải phải gần bằng một theo quan điểm kinh tế. Dòng điện lớn khó xử lý hơn điện áp cao.
Nếu công suất được truyền đi xa thì cần phải sử dụng điện áp cao. Cũng cần thiết là với hệ thống AC, hệ số công suất tải phải gần bằng 1 theo quan điểm kinh tế. Dòng điện lớn khó xử lý hơn điện áp cao.
Có thể tiết kiệm đáng kể chi phí vật liệu dẫn điện khi điện áp cao. Mặc dù có thể tiết kiệm được nhiều chi phí và hiệu quả kinh tế khi lắp đặt vật liệu dẫn điện bằng cách sử dụng điện áp cực cao và do đó chi phí cách điện của các dây dẫn dù là trên cao hay dưới lòng đất cũng tăng lên.
Bằng cách áp dụng điện áp cao, khoảng cách điện hoặc khoảng hở giữa các dây dẫn sẽ được tăng lên. Điều này được thực hiện để tránh phóng điện. Cấu trúc hỗ trợ cơ học trở nên khó khăn và tốn kém hơn.
Một vấn đề khác phát sinh với điện áp làm việc cao hơn là cách điện của thiết bị, hiệu ứng corona, nhiễu sóng vô tuyến và truyền hình, v.v. Cuối cùng, chi phí cách điện của máy biến áp, thiết bị đóng cắt và các thiết bị đầu cuối khác tăng mạnh. Những vấn đề về corona và nhiễu sóng vô tuyến này trở nên rất nghiêm trọng ở điện áp làm việc cực cao. Điện áp làm việc nên được xem xét theo yêu cầu tải trong tương lai
Do đó, điện áp càng cao thì đường dây càng tốn kém. Do đó, mức điện áp của một hệ thống được điều chỉnh bởi hai yếu tố chính. Chúng như sau:
- Lượng điện năng được truyền tải
- Chiều dài của đường truyền.