Bài giảng Vận hành và điều khiển hệ thống điện - Chương 7: Công tác vận hành đường dây - Võ Ngọc Điều

 đặ t sẵn trong của máy tính.
 - Có th ể điều khi ển thao tác, ki ểm tra thông số tại ch ỗ
 ho ặc từ xa.
 13
 I. Thi ết b ị điện trên đườ ng dây trên không
* Máy bi ến dòng
 - Máy bi ến dòng ngoài tr ời làm nhi ệm vụ ch ủ yếu để cấp
 điện cho công tơ điện tại các điểm đo đế m điện năng tại
 các ranh gi ới gi ữa các điện lực.
 - Ngoài ra tại các vị trí đặ t máy cắt đườ ng dây Auto
 reclosers máy bi ến dòng làm nhi ệm vụ cung cấp dòng
 điện cho bảo vệ rơle.
 14
 7
 I. Thi ết b ị điện trên đườ ng dây trên không
 15
 I. Thi ết b ị điện trên đườ ng dây trên không
* Máy bi ến điện áp đườ ng dây
 - Máy bi ến điện áp đườ ng dây làm nhi ệm vụ ch ủ yếu để
 cấp điện áp cho công tơ điện tại các điểm đo đế m điện
 năng tại các ranh gi ới gi ữa các điện lực.
 - Ngoài ra tại các vị trí đặ t máy cắt đườ ng dây Auto
 reclosers máy bi ến điện áp làm nhi ệm vụ cung cấp
 ngu ồn điện áp cho bảo vệ rơle.
 16
 8
 I. Thi ết b ị điện trên đườ ng dây trên không
* Tụ bù
 - Tụ bù có vai trò tích cực trong vi ệc gi ảm tổn th ất điện
 năng trên lướ i điện.
 - Trong th ực tế nếu ph ụ tải điện là các độ ng cơ điện
 không đồ ng bộ thì có cos ϕ rất th ấp, ngoài ra các ph ụ tải
 khác nh ư các máy bi ến th ế phân xưở ng, các lò điện ki ểu
 cảm ứng, máy bi ến th ế hàn, qu ạt điện, đèn tuýp, các lo ại
 đèn hu ỳnh qu ảng cáo cũng tiêu th ụ khá nhi ều công su ất
 ph ản kháng và cũng có cos ϕ th ấp.
 - . Đươ ng nhiên là khi đườ ng dây ph ải chuyên tải thêm
 một lượ ng công su ất ph ản kháng Q sẽ hạn ch ế đế n kh ả
 năng dẫn điện của dây dẫn, làm cho dây dẫn bị phát
 nóng dẫn đế n tổn th ất điện năng tăng lên.
 17
 I. Thi ết b ị điện trên đườ ng dây trên không
 18
 9
 I. Thi ết b ị điện trên đườ ng dây trên không
* Tụ bù
 -Nếu ta đặ t tụ bù ngay tại nơi có hộ dùng điện, tụ bù sẽ
 đư a vào lướ i một dòng điện mang tính ch ất điện dung IC
 và phát ra 1 công su ất ph ản kháng gọi là Qbù . Công su ất
 ph ản kháng trên đườ ng dây sẽ gi ảm xu ống còn là Q –
 Qbù
 19
 I. Thi ết b ị điện trên đườ ng dây trên không
* Tụ bù
 - Nh ư vậy tụ bù có tác dụng hạn ch ế công su ất vô công
 phát sinh trên lướ i điện cải thi ện đượ c cos ϕ và gi ảm
 đượ c tổn th ất điện năng.
 - Tụ bù đượ c đặ t trên đườ ng dây th ườ ng có điện áp
 trung áp đế n 35kV. Các tụ điện th ườ ng đấ u tam giác để
 tăng dung lượ ng của tụ điện. Vi ệc đóng cắt bảo vệ tụ
 điện trên đườ ng dây th ườ ng dùng cầu chì tự rơi SI- 100.
 20
 10
 II. V ật li ệu c ủa đườ ng dây trên không
* Dây dẫn điện
 - Vật li ệu th ườ ng dùng để ch ế tạo dây dẫn điện là đồ ng,
 nhôm, thép ...
 21
 II. V ật li ệu c ủa đườ ng dây trên không
 22
 11
 II. V ật li ệu c ủa đườ ng dây trên không
* Dây dẫn điện
 - Khi điện áp cao trên 1000V và tần số cao trên 1000Hz,
 trên đườ ng dây tải điện sẽ xu ất hi ện hi ệu ứng bề mặt,
 dòng điện đi qua dây dẫn sẽ phân bố ra mặt ngoài của
 dây dẫn.
 - Trong ru ột của dây dẫn không có dòng điện nên lõi thép
 ch ỉ đóng vai trò tăng cườ ng lực cơ gi ới đườ ng dây 

 Đấ y là lý do tại sao lướ i điện cao áp lại cho phép dùng
 dây nhôm lõi thép để làm dây dẫn điện.
 - Trong lướ i điện hạ th ế 0,4kV tần số công nghi ệp f=
 50Hz hi ệu ứng bề mặt rất nh ỏ do đó lõi thép của dây
 nhôm AC cũng dẫn điện.
 23
 II. V ật li ệu c ủa đườ ng dây trên không
* Dây dẫn điện
 - Vì lõi thép có điện tr ở su ất lớn ρ = 0,130 Ωmm 2/m nên
 nếu dùng dây nhôm lõi thép làm dây dẫn trong lướ i điện
 0,4kV sẽ gây tổn th ất điện năng lớn trên đườ ng dây.
 - Khi xử dụng các dây dẫn tr ần để thi công các công trình
 điện cần ph ải ki ểm tra dựa trên nh ững quy đị nh sau:
 24
 12
 II. V ật li ệu c ủa đườ ng dây trên không
 25
 II. V ật li ệu c ủa đườ ng dây trên không
* Cột điện
 - Nhi ệm vụ: Dùng để lắp các thi ết bị đườ ng dây và nâng
 cao kho ảng cách của đườ ng dây so với đấ t.
 + Cột điện đượ c làm bằng bê tông cốt thép ho ặc các
 thanh thép mạ ghép nối với nhau.
 + Độ cao của cột đượ c quy đị nh theo cấp điện áp và các
 kho ảng vượ t tiêu chu ẩn đả m bảo cho ng ườ i và các
 ph ươ ng ti ện giao thông đi lại bên dướ i đườ ng dây đượ c
 an toàn.
 + Ở cấp điện áp trung áp th ườ ng hay dùng cột bê tông ly
 tâm 10m, 16m.
 26
 13
 II. V ật li ệu c ủa đườ ng dây trên không
* Cột điện
 - Phân lo ại theo công dụng:
 + Cột trung gian đượ c dùng ph ổ bi ến nh ất, nó chi ếm từ
 80% đế n 90% số lượ ng cột trên tuy ến dây.
 Trong điều ki ện bình th ườ ng thì không có lực tác dụng
 dọc tuy ến tác dụng lên cột vì hầu nh ư các kho ảng cột
 trung gian là đề u nhau.
 Cột ch ịu tác dụng lực do tr ọng lượ ng dây, xà, sứ và bản
 thân cột gây ra theo chi ều th ẳng đứ ng. Ngoài ra cột còn
 ch ịu lực tác dụng của gió đi ngang qua thân cột.
 27
 II. V ật li ệu c ủa đườ ng dây trên không
* Cột điện
 - Phân lo ại theo công dụng:
 + Cột néo dùng để gi ữ ch ặt dây dẫn ở nh ững ch ỗ đặ c
 bi ệt quan tr ọng nh ư ở đâù, cu ối đườ ng dây ho ặc ở
 nh ững điểm giao nhau của đườ ng dây với nh ững công
 trình giao thông đườ ng sắt, đườ ng bộ quan tr ọng.
 Cột néo có cấu tạo bền vững nên th ườ ng đượ c dùng làm
 điểm tựa để kéo dây.
 Lực cơ gi ới tác dụng lên cột néo cũng tươ ng tự nh ư ở
 cột trung gian.
 Cột néo th ườ ng hay dùng sứ đứ ng ho ặc sứ chu ỗi néo.
 28
 14
 II. V ật li ệu c ủa đườ ng dây trên không
* Cột điện
 - Phân lo ại theo công dụng:
 Tại vị trí cột néo số lượ ng sứ th ườ ng đượ c tăng cườ ng
 để tăng cườ ng kh ả năng lực cho dây dẫn khi bắt vào sứ.
 Khi dùng các chu ỗi sứ néo, đườ ng dây sẽ đượ c liên hệ
 với nhau bằng dây lèo cho cùng một pha.
 + Cột hãm cu ối th ườ ng đượ c đặ t ở cạnh tr ạm bi ến áp
 có tác dụng tri ệt tiêu lực tác dụng vào tr ạm bi ến áp.
 Cột cu ối còn có tác dụng làm vi ệc độ c lập gi ữa đườ ng
 dây với tr ạm bi ến áp, cho phép hoàn thành vi ệc xây
 dựng đườ ng dây tr ướ c khi xây dựng tr ạm bi ến áp.
 29
 II. V ật li ệu c ủa đườ ng dây trên không
* Cột điện
 - Phân lo ại theo công dụng:
 + Cột góc còn gọi là cột chuy ển hướ ng .
 Cườ ng độ lực cơ gi ới tác dụng vào cột ph ụ thu ộc vào
 góc chuy ển hướ ng.
 Khi đườ ng dây tại cột có góc chuy ển hướ ng lớn cần ph ải
 làm thêm néo, ph ươ ng đặ t néo ph ải trùng với ph ươ ng
 của lực tổng hợp tác dụng vào cột.
 + Cột đặ c bi ệt gồm có
 Cột hoán vị pha mục đích làm cho tổng tr ở của các pha
 đề u nhau. 
 Cột vượ t đặ t ở các vị trí khi cần vượ t sông ho ặc vượ t
 núi cao.
 30
 15
 II. V ật li ệu c ủa đườ ng dây trên không
* Cột điện
 - Phân lo ại cột điện theo vật li ệu ch ế tạo cột:
 + Cột gỗ đơ n gi ản, rẻ ti ền, các điện tốt nh ưng dễ mục,
 th ời gian xử dụng ch ỉ đượ c 3 đế n 5 năm.
 + Cột bê tông lõi thép đượ c dùng ph ổ bi ến trên lướ i
 điện, có độ bền và tu ổi th ọ cao kh ả năng ch ịu lực tốt.
 Nh ượ c điểm là cột có tr ọng lượ ng lớn nên rất khó kh ăn
 khi vận chuy ển và thi công.
 + Cột sắt th ườ ng dùng cho các đườ ng dây có điện áp ≥
 35kV. Tốn kim lo ại, đắ t ti ền và ph ải đị nh kỳ bảo dưỡ ng,
 sơn ch ống rỉ.
 31
 II. V ật li ệu c ủa đườ ng dây trên không
* Dây néo
 - Dây néo làm nhi ệm vụ tạo ra lực ng ượ c chi ều và
cân bằng với lực cơ gi ới đườ ng dây đả m bảo cho cột
điện đứ ng vững tại các vị trí đặ t néo.
 - Th ườ ng đặ t néo tại vị trí cột cu ối, cột đầ u, cột
chuy ển hướ ng. Dây néo có một đầ u bắt vào cột và một
đầ u bắt vào móng néo, móng néo chôn dướ i mặt đât
2m.
 -Mỗi dây néo có lắp nối tại kh ớp nối bằng 1 sứ phân
cách còn gọi là sứ qu ả bàng mục đích là để ng ăn không
cho dòng điện rò đi qua dây néo. Dây néo không làm
thay nhi ệm vụ của dây ti ếp đị a.
 32
 16
 II. V ật li ệu c ủa đườ ng dây trên không
* Móng néo
 - Móng néo làm nhi ệm vụ ch ịu lực néo th ườ ng có cấu tạo
hình tấm bản đượ c chôn sâu cách mặt đấ t 2m có chi ều
nghiêng 300 so với mặt đấ t theo chi ều néo.
 - Dây néo đượ c móc vào móng néo có góc nghiêng 600
so với mặt đấ t.
 - Khi chôn móng néo xu ống đấ t, đấ t ph ải đượ c lèn ch ặt
để đả m bảo kh ả năng ch ịu lực néo tối đa.
 - Không đượ c đặ t móng néo vào nơi có mạch nướ c ng ầm
ho ặc lòng ao, hồ, mươ ng, su ối nướ c.
 33
 II. V ật li ệu c ủa đườ ng dây trên không
* Xà đườ ng dây
 - Xà ngang của đườ ng dây làm nhi ệm vụ đỡ dây, đỡ sứ,
néo sứ. Xà đườ ng dây có kh ả năng ch ịu đượ c lực kéo căng
dây bảo đả m đượ c kho ảng cách gi ữa các dây dẫn đang lắp
trên xà.
 - Xà đỡ : Xà đỡ có tác dụng đỡ sứ và dây dẫn, ch ịu lực
nh ỏ th ườ ng dùng cho các vị trí cột trung gian.
 - Xà néo: Ch ịu lực cơ gi ới tốt không bị uốn cong khi dây
bị đứ t, có tác dụng néo dây, đỡ sứ. Th ườ ng dùng cho các vị
trí cột néo th ẳng, néo góc, néo đầ u, néo cu ối.
 - Xà vượ t: Th ườ ng có cánh xà rộng ch ịu lực tốt không bị
uốn cong khi dây bị đứ t, dùng cho các vị trí cột vượ t sông,
vượ t đườ ng sắt, vượ t đườ ng qu ốc lộ và các công trình
khác. 34
 17
 II. V ật li ệu c ủa đườ ng dây trên không
* Xà đườ ng dây
 - Xà gỗ: Rẻ ti ền, nh ẹ nhàng, tăng đượ c độ cách điện
đườ ng dây nh ưng tính ch ịu lực kém, có tu ổi th ọ kém, ở Vi ệt
nam ít dùng.
 - Xà sắt: Đượ c dùng ph ổ bi ến vì ch ịu lực tốt, tu ổi th ọ cao,
vận chuy ển dễ dàng, giá thành cao.
 - Xà bê tông cốt thép: Đượ c dùng ở đườ ng dây cao áp
vì ch ịu lực tốt, tu ổi th ọ cao, vận chuy ển cồng kềnh, rẻ ti ền.
 35
 II. V ật li ệu c ủa đườ ng dây trên không
* Sứ cách điện đườ ng dây
 - Sứ cách điện trên đườ ng dây gồm có: Sứ cầu dao đườ ng dây, sứ chu ỗi
cách điện bằng thu ỷ tinh, sứ ch ống sét, sứ cầu chì tự rơi, sứ kim, Sứ chu ỗi
polyme.
 ứ ố
 Sứ c ầu dao cao th ế Sứ thu ỷ tinh S ch ng sét
 36
 18
 II. V ật li ệu c ủa đườ ng dây trên không
* Sứ cách điện đườ ng dây
 Sứ c ầu chì t ự r ơi Sứ đứ ng Sứ chu ỗi polyme
 -Sứ cứng, giòn, ch ịu nhi ệt độ cao, ít th ấm nướ c, th ấm
khí,ch ịu đượ c tác dụng của không khí và dung môi hoá
ch ất. Ch ịu điện áp cao từ 10 ÷ 30V/mm, ρ = 1014 ÷
1015 Ωcm, sứ cách điện bằng polyme có đặ c tính cách điện
cao. 37
 II. V ật li ệu c ủa đườ ng dây trên không
* Ti ếp đị a
 - Ti ếp đị a an toàn: Ti ếp đị a an toàn là lo ại ti ếp đị a bảo
đả m an toàn cho ng ườ i khi ti ếp xúc với các vật đang mang
điện nh ư các ti ếp đị a vỏ tủ điện, các giá đỡ thi ết bị điện, xà
đỡ sứ, vỏ cáp điện.
 - Ti ếp đị a lặp lại: Ti ếp đị a lặp lại là lo ại ti ếp đị a làm vi ệc
đượ c dùng trong lướ i điện hạ th ế có nhi ệm vụ ng ăn ch ặn
sự lệch pha điện áp khi đứ t dây trung tính. Nh ờ có ti ếp đị a
lặp lại mà đườ ng dây hạ th ế gi ữ đượ c sự cân bằng tươ ng
đố i điện áp của các pha khi đứ t dây trung tính, ti ếp đị a lặp
lại tạo ra sự liên hệ tạm th ời gi ữa ngu ồn điện với các ph ụ
tải 1 pha qua đấ t.
 38
 19
 II. V ật li ệu c ủa đườ ng dây trên không
* Tạ bù
 -Tại các vị trí cột đỡ trung
gian khi tuy ến dây không
th ẳng, chu ỗi sứ treo dây bị
nghiêng làm thay đổ i
kho ảng cách gi ữa các dây
pha với nhau ho ặc gi ữa các
dây pha với thân cột điện.
Tạ bù có vai trò dùng tr ọng
lượ ng để đẩ y chu ỗi sứ tr ở
lại cân bằng.
 39
 II. V ật li ệu c ủa đườ ng dây trên không
* Tạ Ch ống rung :
 - Đườ ng dây trên không nằm ngoài tr ời th ườ ng xuyên
ch ịu ảnh hưở ng của gió bão, dây dẫn th ườ ng xuyên bị rung
độ ng mà bằng mắt th ườ ng ta không nh ận bi ết đượ c.
Nh ững dao độ ng này đượ c gọi là dao độ ng ký sinh lan
truy ền trên đườ ng dây tác độ ng lực vào các điểm treo dây.
Về lâu dài nếu không kh ử bỏ nh ững dao độ ng ký sinh thì
đây là một nguyên nhân chính gây ra đứ t dây.
 - Ch ống rung có vai trò t ạo ra nh ững dao độ ng ng ượ c pha 
với dao độ ng ký sinh, có tác d ụng tri ệt tiêu g ần nh ư hoàn 
toàn các dao độ ng ký sinh. Ch ống rung đượ c l ắp hai phía 
cách điểm treo dây c ủa s ứ chu ỗi 1m.
 40
 20
 II. V ật li ệu c ủa đườ ng dây trên không
 41
 II. V ật li ệu c ủa đườ ng dây trên không
* Hoán vị pha trên đườ ng dây cao th ế :
 -Mục đích để gi ảm tr ở kháng X0 của đườ ng dây, gi ảm
tổn th ất cho đườ ng dây. Th ườ ng áp dụng cho đườ ng dây
có cấp điện áp ≥ 35kV, chi ều dài tuy ến dây trên 100km.
 A
 B
 C
 1/3L 1/3L 1/3L
 Hoán v ị pha trên đườ ng dây cao th ế 
 42
 21
 III. Nh ững nguyên nhân gây ra t ổn th ất điện áp 
 và t ổn th ất điện n ăng
* Tổn th ất điện áp và tổn th ất điện năng sinh ra trong
 quá trình truy ền tải và tiêu th ụ điện. Nh ững nguyên
 nhân gây ra tổn th ất điện áp và tổn th ất điện năng là
 a. Trên đườ ng dây dẫn điện có điện tr ở RΩ và điện
 kháng XΩ.
 b. Do các máy bi ến áp có tổn th ất công su ất ở trong cu ộn
 dây và tổn th ất không tải ở trong lõi thép
 c. Do tiêu th ụ nhi ều công su ất vô công trên lướ i điện, ch ủ
 yếu do các ph ụ tải có thành ph ần điện cảm nh ư cu ộn dây
 máy bi ến áp, cu ộn dây độ ng cơ điện, cu ộn cảm có lõi
 thép... làm gi ảm cos ϕ của lướ i điện.
 43
 III. Nh ững nguyên nhân gây ra t ổn th ất điện áp 
 và t ổn th ất điện n ăng
* Tổn th ất điện áp và tổn th ất điện năng sinh ra trong
 quá trình truy ền tải và tiêu th ụ điện. Nh ững nguyên
 nhân gây ra tổn th ất điện áp và tổn th ất điện năng là
 d. Do ch ế độ vận hành của lướ i điện:
 -Tổn th ất càng l ớn khi công su ất tiêu th ụ điện c ủa ph ụ t ải 
 càng l ớn.
 -Tổn th ất càng l ớn khi th ời gian s ử d ụng công su ất c ực 
 đạ i càng kéo dài (th ời gian s ử d ụng công su ất c ực đạ i ký 
 hi ệu là TMax).
 - Do máy bi ến áp th ườ ng xuyên v ận hành trong tình 
 tr ạng non t ải ho ặc không t ải. 
 - Do tình tr ạng l ệch t ải các pha, tình tr ạng này th ườ ng 
 xảy ra trong l ướ i điện phân ph ối h ạ th ế. 
 44
 22
 IV. Các gi ải pháp làm gi ảm t ổn th ất điện áp
* Ph ải làm gi ảm điện tr ở R và điện kháng X của đườ ng
 dây bằng cách
 - Có bán kính cung cấp điện hợp lý.
 - Ch ọn dây dẫn có điện tr ở su ất nh ỏ, có tính dẫn điện tốt.
 -Tăng cườ ng ti ết di ện dây dẫn, có hệ số dự phòng cao.
 -Hạn ch ế tối đa các mối nối, các mối nối ph ải có R ti ếp
 xúc nh ỏ nh ất
* Ph ải lựa ch ọn cấp điện áp lướ i điện phù hợp với công
 su ất chuyên tải và bán kính cung cấp điện, điều ch ỉnh
 điện áp đầ u ngu ồn luôn đạ t điện áp đị nh mức.
* Đặ t thi ết bị bù công su ất vô công cho thi ết bị điện.
 45
 V. Các bi ện pháp làm gi ảm t ổn th ất điện áp và 
 tổn th ất điện n ăng
* Nâng cao hệ số công su ất cos ϕ ở các hộ dùng điện ch ủ
 yếu là các xí nghi ệp cụ th ể là lựa ch ọn công su ất của
 độ ng cơ ho ặc lo ại độ ng cơ cho phù hợp, nâng cao hệ số
 ph ụ tải kB...hạn ch ế làm vi ệc không tải.
* Phân ph ối công su ất tác dụng và công su ất ph ản kháng
 trong mạng điện theo một ph ươ ng th ức hợp lý nh ất.
* Gi ảm công su ất ph ản kháng chuyên tải trong mạng điện.
* Bù vô công bằng máy bù đồ ng bộ ho ặc bằng tụ điện tĩnh.
 46
 23
 V. Các bi ện pháp làm gi ảm t ổn th ất điện áp và 
 tổn th ất điện n ăng
* Bù vô công bằng máy bù đồ ng bộ ho ặc bằng tụ điện tĩnh.
* Máy bi ến áp vận hành theo ph ươ ng th ức tổn th ất điện
 năng ít nh ất, vận hành kinh tế tr ạm bi ến áp bằng cách
 hòa đồ ng bộ máy bi ến áp.
* Nâng cao mức điện áp vận hành của mạng điện.
* Nâng cao cấp điện áp đị nh mức của mạng điện.
*Lựa ch ọn sơ đồ nối dây hợp lý nh ất cho mạng điện
 47
 24