Báo cáo nghiên cứu khoa học: NGHIÊN CỨU BÁN KÍNH CẤP ĐIỆN HIỆU QUẢ LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI 22KV 3 PHA 3 DÂY VÀ 3 PHA 4 DÂY

Lưới điện phân phối (LĐPP) 22kV Việt Nam hình thành và phát triển với 2 dạng cấu trúc khác nhau, đó là: LĐPP 22kV với cấu trúc 3 pha 3 dây (được sử dụng nhiều ở khu vực phía Bắc và miền Trung) và với cấu trúc 3 pha 4 dây (được sử dụng nhiều ở khu vực phía Nam).
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Báo cáo nghiên cứu khoa học: " NGHIÊN CỨU BÁN KÍNH CẤP ĐIỆN HIỆU QUẢ LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI 22KV 3 PHA 3 DÂY VÀ 3 PHA 4 DÂY" TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 2(25).2008 NGHIÊN CỨU BÁN KÍNH CẤP ĐIỆN HIỆU QUẢ LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI 22KV 3 PHA 3 DÂY VÀ 3 PHA 4 DÂY STUDY ON DIFFERENT EFFECTIVE ZONES OF 22KV THREE PHASE THREE WIRE AND THREE PHASE FOUR WIRE DISTRIBUTION NETWORK LÊ KIM HÙNG Đại học Đà Nẵng VÕ NHƯ QUỐC Công ty Điện lực 3 TÓM TẮT Lưới điện phân phối (LĐPP) 22kV Việt Nam hình thành và phát triển với 2 dạng cấu trúc khác nhau, đó là: LĐPP 22kV với cấu trúc 3 pha 3 dây (được sử dụng nhiều ở khu vực phía Bắc và miền Trung) và với cấu trúc 3 pha 4 dây (được sử dụng nhiều ở khu vực phía Nam). Do cấu trúc lưới khác nhau, nên việc sử dụng các máy biến áp (MBA), bán kính cấp điện hiệu quả, mật độ các trạm biến áp nguồn cũng có nhiều điểm khác nhau cần phân tích. Bài báo này nghiên cứu sự khác nhau cơ bản giữa LĐPP 22kV trung tính trực tiếp nối đất với cấu trúc 3 pha 3 dây và 3 pha 4 dây về mặt bán kính cấp điện hiệu quả, thông qua việc xem xét ảnh hưởng của dòng điện ngắn mạch chạm đất trong mạng 3 pha 3 dây và mạng 3 pha 4 dây. ABSTRACT The 22kV distribution network was formed and developed into two different forms: three phase three wire (mainly used in Northern and Central Vietnam) and three phase four wire (mainly used in Southern Vietnam). Due to different network configurations, different use of transformers especially one-phase transformers, different effective zones, the density of source substations are different and needs analyzing. To clarify this issue, this article studies the basic differences between 22kV neutrally earthed three phase three wire and three phase four wire distribution network regarding effective zones through considering earth faults’ effects on three phase three wire and three phase four wire networks.1. Đặt vấn đề Do lịch sử để lại, LĐPP Việt Nam nói chung và miền Trung nói riêng hiện vẫncòn tồn tại nhiều cấp điện áp (như 6, 10, 15, 22, 35kV), cùng với chế độ làm việc điểmtrung tính của LĐPP cũng khác nhau, cụ thể: LĐPP 6, 10, 15, 35kV làm việc ở chế độđiểm trung tính nguồn cách đất; LĐPP 15, 22kV làm việc ở chế độ điểm trung tính nguồnnối đất trực tiếp. LĐPP có nhiều cấp điện áp, đã gây khó khăn trong công tác vận hànhnhư việc kết nối để hỗ trợ nguồn điện lẫn nhau khi sự cố, gây tốn kém trong công tác dựphòng các thiết bị điện để xử lý sự cố... Để thống nhất LĐPP Việt Nam, Bộ năng lượng44 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ, ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG - SỐ 2(25).2008(nay là Bộ Công thương) đã ban hành quyết định số 1867/KHKT ngày 12/5/1994 về việcqui định các tiêu chuẩn kỹ thuật cấp điện áp 22kV [1], trong đó nêu rõ: + Trung tính của mạng 22kV trực tiếp nối đất (nối đất hiệu quả). + Đường dây 22kV có thể 3 pha 3 dây (sử dụng đất làm dây trung tính) hoặc 3 pha 4 dây (dây trung tính đi riêng hoặc sử dụng chung dây trung tính của đường dây hạ thế). + Đối với các lưới điện xây dựng mới phải thiết kế theo tiêu chuẩn cấp điện áp 22kV, đối với lưới điện cũ phải cải tạo dần sang cấp điện áp 22kV. Tuy đã thống nhất về cấp điện áp nhưng cấu trúc LĐPP 22kV vẫn chưa có sựthống nhất về quan điểm. LĐPP 22kV khu vực phía Nam thì sử dụng cấu trúc 3 pha 4 dây,LĐPP 22kV khu vực miền Trung và phía Bắc thì lại sử dụng cấu trúc 3 pha 3 dây. Vì vậy,việc nghiên cứu vấn đề bán kính cấp điện hiệu quả của từng cấu trúc LĐPP là cần thiết. Để nghiên cứu vấn đề này ta cần xem xét thế nào là nối đất hiệu quả và ảnh hưởngcủa kết cấu lưới đến bán kính cấp điện hiệu quả.2. Hệ thống nối đất hiệu quả a- Theo tiêu chuẩn Việt Nam 4756-89 về việc nối đất, nối không các thiết bị điệnđịnh nghĩa [4]: Mạng điện trung tính nối đất hiệu quả là mạng điện có điện áp pha lớn hơn1.000V và hệ số quá điện áp khi ngắn mạch một pha không lớn hơn 1,4. Hệ số quá điện ápkhi ngắn mạch chạm đất trong mạng điện 3 pha là tỷ số giữa điện áp pha không bị sự cốtại điểm ngắn mạch chạm đất và điện áp pha tại điểm đó trước khi có ngắn mạch. b- Theo chỉ dẫn của VDE 0111/12.66 [3]: Một hệ thống hay một phần của hệthống điện áp cao được xem là nối đất hiệu quả, nếu khi ngắn mạch một pha chạm đất tỷsố điện áp pha trên các pha không bị sự cố với điện áp làm việc cực đại cho phép khôngvượt quá 0,8; hệ thống như vậy có thể lắp đặt với cách điện giảm nhẹ. Để thoả mản điềukiện này thì tỷ số giữa tổng trở thứ tự không (Z0) trên tổng trở thứ tự thuận (Z1) với ϕ1-ϕ0= 0 (Trường hợp ngắn mạch một pha tính toán trên lý thuyết với điện trở nối đất tại nguồnbằng không và ngắn mạch trực tiếp) phải có giới hạn nhỏ hơn 5. Với giá trị ϕ1 - ϕ0 ≤ 15ohoặc 30o xảy ra trong thực thế thì Z0/Z1 không được lớn hơn 3 (ϕ1-ϕ0 là góc lệch pha Z1-Z0). c- Đối với các hệ thống lớn, bỏ qua điện trở tác dụng lúc đó theo tiêu chuẩn AIEEmục 32-1.05 và tiêu chuẩn ANSI C62.92 [2]: Một hệ thống hay một phần của hệ thốngđiện áp cao được xem là nối đất hiệu quả khi tất cả các điểm trên hệ thống hay một phầnxác định của hệ thống có tỷ lệ điện kháng thứ tự không (X0) đối với điện kháng thứ tựthuận của nó (X1) không lớn hơn 3 và tỷ số giữa điện trở thứ tự không (R0) đối với điệnkháng thứ tự thuận (X1) không lớn hơn 1 trong bất kỳ điều kiện vận hành nào với bất kỳdung lượng nguồn phát như Athế nào. BNhận xét: ...