Electrical Systems

Tất cả các công ty điện lực đều hoạt động gần như theo hợp đồng với khách hàng. Nói chung, những hợp đồng này qui định số lượng và chất lượng của điện năng được cung cấp. Chất lượng điện năng bao gồm:

  • Tần số và các giới hạn trong đó tần số được giữ không đổi;
  • Điện áp và các giới hạn trong đó điện áp có thể giữ không đổi.
  • Liên tục cung cấp điện.

Các yêu cầu ngày càng tăng một bên là để cải thiện việc cung cấp điện còn bên kia là việc vận hành kinh tế, cả hai đều khuyến khích việc liên kết các nhà máy điện vào trong một hệ thống liên kết và hơn thế nữa là liên kết nhiều hệ thống thành hệ thống hợp nhất. Đã có nhiều
hệ thống hợp nhất bao phủ nhiều vùng của nhiều nước thành hệ thống điện liên quốc gia. Ở Việt Nam, lưới điện quốc gia đã được liên kết hai lưới điện miền Bắc và miền Nam qua đường dây siêu cao áp 500 kV cũng nhằm mục đích thỏa mãn các yêu cầu nói trên. Bất kỳ cơ cấu rộng lớn nào cũng đều có tính phức tạp. Tuy vậy, việc vận hành hệ thống điện không phải là không thể điều hành được. Cấu trúc có thể thay đổi từ hệ thống này sang hệ thống khác, nhưng sự biến đổi không đến nỗi quá lớn đến nỗi làm trở ngại cho việc nghiên cứu xét về cơ bản.

Cấu trúc của hệ thống điện điều hành được đặt trên cơ sở của sự phân chia theo hàng dọc và theo hàng ngang như được minh họa trong hình dưới.

Theo chiều dọc, hệ thống liên hợp được chia làm bốn cấp:

  • Cấp phân phối;
  • Cấp truyền tải phụ;
  • Cấp truyền tải (cùng với cấp truyền tải phụ và cấp phân phối có liên kết với nó tạo ra một hệ thống điện);
  • Hệ thống đường dây nối (liên kết nhiều hệ thống điện với nhau vào trong một hệ thống điện liên hợp).

Theo chiều ngang, mỗi cấp lại được chia thành một số các hệ thống (số hệ thống truyền tải phụ trong mỗi hệ thống truyền tải hay số hệ thống phân phối trong mỗi hệ thống truyền tải phụ thực tế có thể nhiều hơn con số trên hình vẽ). Các hệ thống con này cách ly với nhau về mặt điện (và cũng thường là về mặt địa lý) với các hệ thống lân cận trong cùng một cấp nhưng chỉ được nối kết về điện với nhau qua các hệ thống ở cấp cao hơn.

 

Cấp điện áp và lượng công suất duy trì trong mỗi hệ thống riêng lẻ tăng dần từ cấp này đến cấp cao hơn và một phụ tải tiêu thụ có thể được cung cấp từ bất cứ cấâp nào của hệ thống tùy theo qui mô và tính chất của phụ tải. Các mũi tên trong hình trên. chỉ chiều công suất và vì tất cả các nhà máy điện đều được gắn vào ở hệ thống truyền tải nên mọi hệ thống ở cấp thấp hơn đều phụ thuộc vào cấp cao hơn (và cuối cùng là phụ thuộc vào cấp truyền tải) để cung cấp điện năng cho chúng. Theo đó, chiều cung cấp công suất giữa cấp truyền tải và cấp phân phối là đi từ cấp trên xuống cấp dưới.

Mục đích của việc liên kết nhiều hệ thống điện với nhau bằng các đường dây nối là để tập trung khả năng sẵn có của các hệ thống nhằm hỗ trợ cho nhau và hậu quả là công suất trên đường dây nối có tính hai chiều. Có khuynh hướng là tập trung dòng điện năng đi vào bất kỳ hệ thống nào chỉ ở một điểm duy nhất (như đã thấy ở cấp truyền tải và phân phối) nghĩa là ở một trạm trung chuyển hay trạm phân phối, nhưng để cho việc cung cấp tin cậy hơn thường những trạm đó có thể được cung cấp từ hai nguồn đi đến. Sự phân cấp theo hàng dọc và hàng ngang của một hệ thống điện làm cho việc vận hành và điều chỉnh trong hệ thống là có hiệu quả.

Cấp phân phối của hệ thống điện

Cấp phân phối biểu diễn cho cấp cấu trúc thấp nhất của hệ thống điện, thường gồm có hai cấp điện áp.

  • Điện áp sơ cấp hay điện áp phát tuyến tương đối cao (chẳng hạn 15 kV, 22 kV);
  • Điện áp thứ cấp hay điện áp tiêu thụ là điện áp thấp (chẳng hạn 110 V, 220 V, 380 V).

Nhiệm vụ của cấp phân phối là phân phối điện năng cho các phụ tải nhỏ (sinh hoạt) và các phụ tải tương đối nhỏ (thương mại và công nghiệp nhỏ), các phụ tải lớn thường được cung cấp trực tiếp từ cấp cao hơn (như cấp truyền tải và cấp truyền tải phụ). Mặc dù phần lớn điện năng sản xuất được thường được bán cho cấp phân phối nhưng cấp này lại được chia thành một số lớn các mảng độc lập và mỗi phần nhỏ này chỉ tiếp nhận một lượng công suất vừa phải và chỉ liên kết về điện với nhau thông qua cấp truyền tải phụ.

Một phần phân chia của cấp phân phối được gọi là mạch phân phối. Thường thì các mạch phân phối được cách biệt nhau về địa lý nghĩa là mỗi mạch phân phối cung cấp riêng biệt cho một khu vực. Tuy vậy, trong một số trường hợp vẫn có sự đan xen nhau giữa các vùng của mạch phân phối, chẳng hạn mạng điện một chiều và mạng điện xoay chiều có thể phục vụ cho cùng một khu vực. Hiện tại, mạch phân phối đơn giản được cung cấp từ một nguồn riêng gọi là trạm phân phối (trạm biến áp), phụ tải của những mạch này được giữ đủ nhỏ sau cho một mạch như vậy có thể bị cắt điện, chẳng hạn do sự cố, có thể được tái lập lại sau đó mà không gây biến động trong các phần mạch còn lại. Điều này làm giới hạn khối công suất có thể được duy trì bởi từng mạch phân phối đến mức tương đối nhỏ so với khối công suất duy trì trong cấp truyền tải.

Hệ thống phân phối thông dụng có thể được phân loại như sau:

  • Hệ thống hình tia
  • Hệ thống vòng kín:
    • Vòng kín sơ cấp hay vòng kín các phát tuyến;
    • Vòng kín thứ cấp.
  • Hệ thống mạng điện:
    • Mạng điện sơ cấp và thứ cấp hình tia;
    • Mạng điện thứ cấp với dây phát tuyến hình tia.

Những hệ thống này theo thứ tự tăng dần theo chi phí, tính linh hoạt và độ tin cậy trong vận hành. Do vậy, chúng được dùng trong những vùng mà mật độ phụ tải tăng dần theo thứ tự nêu trên. Quan trọng hơn hết có lẽ là hệ thống hình tia (dùng trong vùng nông thôn, thành phố hay ngoại ô) và hệ thống mạng thứ cấp (dùng cho các khu vực thương mại ở những thành phố lớn).

Hệ thống phân phối hình tia

Kiểu hệ thống phân phối này chủ yếu được dùng trong những vùng có mật độ phụ tải thấp như ở nông thôn hay thị trấn nhỏ và còn được dùng rộng rãi ở những vùng có mật độ phụ tải trung bình như ở ngoại ô và đô thị (khu dân cư ở đô thị và thị trấn lớn). Nó có chi phí xây dựng thấp nhất nhưng tính linh hoạt và liên tục cung cấp điện bị hạn chế.

Hình dưới minh họa một hệ thống phân phối hình tia gồm có một mạch đường dây nhánh và các mạch thứ cấp liên kết với nó. Điện năng được cung cấp vào đường dây nhánh tại điểm nối với thanh cái của trạm biến áp phân phối. Đoạn thứ nhất của mạch sơ cấp giữa thanh góp của trạm và điểm nối đầu tiên với máy biến áp phân phối gọi là điểm cung cấp được gọi là mạch nhánh còn gọi là phát tuyến hay là phần “tốc hành” của mạch sơ cấp. Các nhánh rẽ của đường dây nhánh là dây nhánh phụ hay nhánh rẽ. Tên gọi đường dây sơ cấp được dùng để gọi chung cho dây nhánh và dây nhánh phụ.

 

Trạm phân phối thường thuộc loại ba pha bốn dây. Do vậy, đường nhánh và một số đường nhánh phụ là loại ba pha bốn dây trong khi đó vẫn có một số ít các đường nhánh phụ là một pha hai dây. Điện áp của đường dây nhánh sơ cấp được xác định chủ yếu bởi khảo sát kinh tế, thường yêu cầu điện áp cao hơn khi mật độ phụ tải tăng hay chiều dài đường dây tăng. Trong các khu vực đô thị hay ngoại ô, ở đó đường dây ngắn (khoảng vài km) nhưng mật độ phụ tải lại lớn các cấp điện áp thường dùng là 4160 V ba pha bốn dây, 2400 V một pha hai dây hay ba pha 22000/12700 V, 15000/8860 V, 10 kV, 6 kV.

Các mạch đường dây nhánh nông thôn (đường dây trên không) có chiều dài tổng khoảng vài chục km nên mặc dù mật độ phụ tải là thấp nhưng cấp điện áp tương đối cao, các cấp điện áp tiêu chuẩn là 15 kV, 20 kV,… (Ghi chú: cấp điện áp định mức của đường dây được qui định là điện áp dây). Phần lớn các đường dây nhánh phân phối là đường dây trên không nhất là ở những vùng có mật độ phụ tải thấp thị trấn hay ven đô. Trong thành phố, khuynh hướng ở các nước tiên tiến là sử dụng cáp ngầm trên đường nhánh và một số lớn các đường nhánh phụ. Thường trung tính của mạch nhánh được nối đất tại trạm phân phối, nhưng có thể có nối đất trung tính lặp lại. Điều này làm giảm chi phí xây dựng đường dây vì giảm được phí tổn về cách điện của máy biến áp và các thiết bị khác.

 

 

 

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

Công ty TNHH giải pháp thông minh đông dương

Địa chỉ: B20 Hoàng Quốc Việt, P. Phú Thuận, Q. 7, TP. HCM

Hotline: 0904 473 858 (Mr Hien)
Phone: (+84) 08 88 10 1769 – 08 89 10 1769
Email: info@issc.com.vn
Website: issc.com.vn

Bản quyền website thuộc Công ty TNHH Giải pháp thông minh Đông Dương
GPKD số: 0314987845 cấp ngày 13 tháng 4 năm 2018.
Cơ quan cấp: Phòng Đăng ký kinh doanh – Sở Kế hoạch và Đầu tư TPHCM.