Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2014. ISBN: 978-604-82-1388-6

MẠCH SA THẢI PHỤ TẢI ĐẶC BIỆT KHI TẦN SỐ THẤP
CHO HỆ THỐNG ĐIỆN MIỀN BẮC
Trần Thị Kim Hồng
Bộ môn Kĩ thuật Điện, Trường Đại học Thủy lợi. Email:
1. GIỚI THIỆU CHUNG

K Fht 

- Sa thải phụ tải khi tần số thấp
- Sa thải phụ tải trên hệ thống điện miền
Bắc khi tần số hệ thống điện giảm thấp.
2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
- Lý thuyết điều chỉnh tần số trong hệ thống
điện
- Thống kê dữ liệu, thông số hệ thống
- Lượng sa thải phụ tải khi tần số thấp trên
hệ thống điện miền Bắc.
3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
3.1. Tổng quan về điều chỉnh tần số trong
hệ thống điện
Với mỗi máy phát được trang bị bộ điều
tốc, thì độ dốc điều chỉnh tuabin là:
PF

PFdm
1

PF1

2

PF
PF2

1
f1

KF =

f dm

 PF f
/
PFdm f đm

2

f

(1)

∆PF = PF1 - PF2
∆f = f1 - fđm
Khi: KF = , máy phát có khả năng giữ
vững tần số cao nhất
KF nhỏ, máy phát ít nhạy cảm với sự thay
đổi của tần số.
Trong thực tế:
KF = 15-25 đối với turbine hơi.

KF = 25-50 đối với turbin thủy điện

Pht   PFđđm

P

K Fi

Fđđm

Pht

f
P 1

.
f đm
Pht K ht

(2)

Trong đó: K ht  K dt . K Fht  K pt
- Các yêu cầu về điều khiển sơ cấp
+ Điều khiển sơ cấp là bắt buộc
+ Cần điều chỉnh để tránh điều khiển sơ
cấp bị hạn chế bởi giới hạn công suất phát.
+ Điều chỉnh sơ cấp càng nhanh càng tốt
+ Cần phải tránh dải chết
Điều chỉnh sơ cấp phải thực hiện ở từng tổ
máy. Một nhà máy điện có thể không đủ dải

công suất để điều chỉnh tần số cho toàn hệ
thống. Tuy nhiên thời gian trễ của các bộ điều
chỉnh tốc độ khác nhau. Các tổ máy phát điện
(hoặc nhà máy điện) luôn có xu hướng nhận
toàn bộ công suất cần điều chỉnh về mình, vì
vậy không nên cho tất cả các tổ máy cùng
điều chỉnh tần số một lúc.
Theo (2), quá trình điều chỉnh tần số sơ cấp
không thể đưa tần số hệ thống trở về giá trị định
mức, vì vậy sau quá trình điều chỉnh sơ cấp là
quá trình điều chỉnh tần số thứ cấp. Điều chỉnh
tần số thứ cấp có nhiệm vụ đưa tần số trở về giá
trị yêu cầu.
Do đó, điều chỉnh tần số hệ thống điện cần
được phân cấp cho các nhóm nhà máy điện
khác nhau theo các mức dao động tần số
khác nhau.
3.2. Phân cấp điều chỉnh tần số trong hệ
thống điện Việt Nam
- Cấp I là điều chỉnh của bộ điều chỉnh công
suất của các tổ máy phát điện đã được quy
định trước nhằm duy trì tần số hệ thống điện
ở mức 50 Hz với sự dao động cho phép 0,2
Hz;
- Cấp II là điều chỉnh của bộ điều chỉnh
công suất của các tổ máy phát điện đã được
quy định trước nhằm đưa tần số hệ thống
điện về giới hạn 50,000,5 Hz;

405



Kỷ niệm 55 năm thành lập Đại học Thủy lợi

- Cấp III là điều chỉnh bằng sự can thiệp
của KSĐH HT điện để đưa tần số hệ thống
điện vận hành ổn định theo quy định hiện

hành và đảm bảo phân bổ kinh tế công suất
các
nhà
máy
điện.

Sơ đồ phân cấp điều chỉnh tần số hệ thống điện Việt Nam.

Loại 3 là loại sẽ tác động nếu loại 1 không
ngăn cản được nguy cơ giảm tần số xuống
dưới 45 Hz, hoặc có nguy cơ xảy ra suy áp
trong một phần nào đó của hệ thống điện. Loại
này được chỉnh định theo sự giảm thấp quá
mức của tần số kết hợp với sự giảm thấp điện
áp, hoặc là sự giảm thấp dòng điện hoặc khi
đường dây hoặc máy biến áp nào đó bị cắt ra.

Yêu cầu về điều chỉnh tần số trong
trường hợp sự cố
Khi xảy ra sự cố hư hỏng các tổ máy, tần
số có thể giảm ngoài sự kiểm soát của hệ
thống điều chỉnh tần số, gây nguy hiểm cho

hệ thống điện. Sự giảm tần số có thể dẫn đến
hai vấn đề nghiêm trọng đối với các tổ máy
nhiệt điện.
Để giữ tần số trong trường hợp này cần
phải thực hiện sa thải phụ tải. Sách lược sa
thải phụ tải là khác nhau đối với mỗi hệ thống.
Theo [2] có ba loại sa thải phụ tải.
Loại 1: có tổng công suất tải phải cắt bằng
công suất thiếu cao nhất có thể, chia đều ra
nhiều đợt cắt, bắt đầu sa thải phụ tải từ 49Hz
cho đến 46.5 Hz.
Loại 2: cũng chia làm nhiều đợt chỉnh định
ở 49.2Hz, có độ trễ về thời gian mỗi đợt cách
nhau 5 đến 10 giây, đợt cuối 60 giây, làm
nhiệm vụ đưa tần số lên cao hơn 49.2Hz sau
khi loại 1 cắt xong. Công suất cần cắt của loại
2 bằng 40% loại 1.

3.3. Thực hiện sa thải phụ tải theo tần số
trên hệ thống điện miền Bắc
Thông số hệ thống điện Việt Nam
Công suất
Tổng công suất đặt
Thủy điện
Nhiệt điện than
Tuabin khí
NM chạy dầu
Tổng công suất đặt miền Bắc
Tổng công suất đặt miền Trung
Tổng công suất đặt miền Nam

Tổng công suất khả dung.

2

%
47.5%
22.3%
23.6%
2.9%

MW
32104
15249
7159
7576
835
14217
5033
11199
25000


Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2014. ISBN: 978-604-82-1388-6
Công suất
Tổng công suất tải
Tải miền Bắc
Tải miền Trung
Tải miền Nam
Tổn công suất phụ tải hệ thống
Công suất phụ tải miền Bắc

Công suất phụ tải miền Trung
Công suất phụ tải miền Nam

%

f
P 1
P
1

.

.
(3)
f đm
Pht K ht Pht 1  1.5

MW
22132
9792
14217
11199
22132
9792
2403
10608

Quá trình điều chỉnh tần số trong hệ
thống điện
Trong chế độ làm việc bình thường, tần số

dao động 50±0,2Hz. Phụ tải hệ thống liên tục
biến thiên, nếu tần số nằm trong khoảng
50±0,5Hz thì các tổ máy tham gia điều tần sẽ
tăng giảm công suất để đưa tần số về phạm vi
cho phép 50±0,2Hz.
Nếu tần số tiếp tục giảm thấp xuống dưới
49.5 Hz thì tất cả các nhà máy được trang bị
bộ phận điều tốc sẽ tham gia điều chỉnh tần
số vê 49.5Hz (đồng thời kỹ sư vận hành hệ
thống điện quốc gia tham gia quá trình điều
chỉnh nguồn)
Nếu công suất hệ thống vẫn bị thiếu, tần số
tiếp tục giảm đến 48 Hz, thì hệ thống sa thải
phụ tải theo tần số (F81) được đưa vào vận
hành để đảm bảo an toàn cho hệ thống điện
Hệ thống sa thải phụ tải theo tần số được
thiết lập để đảm bảo cắt ngay một phần phụ tải
nhằm duy trì tần số của hệ thống điện trong
phạm vi cho phép khi xảy ra sự cố nguồn.
Hệ thống này hiện bao gồm: Sa thải phụ tải
theo tần số (F81): lắp đặt diện rộng trên toàn
quốc.
Khi tần số giảm đến 49 Hz, theo kịch bản
xấu nhất, hệ thống điện không còn công suất
dự phòng nóng, lúc này hệ thống điện có:
Kht = Kdt.KFht + Kpt
Trong đó: Kdt.KFht = 0
Vậy:
Kht = Kdt.KFht + Kpt = Kpt
Theo (2)


Nếu tần số bắt đầu sa thải phụ tải từ 49Hz
đến 47.4Hz thì tổng lượng công suất phải cắt
theo (3) là: 52%-78%.
Sa thải phụ tải theo tần số (F81)
Hiện nay phân bổ công suất sa thải phụ tải
F81 được phân bổ trên trên hệ thống điện như
sau:
Hệ thống điện miền Bắc

Mức tần số
(Hz)
Thời gian tác
động 0s

49
48.8
48.6
48.4
48.2
48.0
47.8
47.6
47.4
Tổng

Tỷ lệ sa thải
5
5
5

5
5
5
10
15
10
65

4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Theo kết quả tính toán tổng lượng công
suất sa thải của hệ thống khi tần số giảm thấp
sẽ có tổng lượng cắt từ 52% đến 78% tổng
phụ tải toàn hệ thống. Lượng công suất này
được chia tỷ lệ sa thải theo từng ngưỡng giảm
của tần số.
Hiện nay, hệ thống sa thải phụ tải đang đặt
theo sự suy giảm tần số, để tăng độ chính
xác bảo vệ hệ thống, có thể xem xét thêm
việc lắp đặt sa thải phụ tải theo tốc độ suy
giảm tần số.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Kundur, Power System Stability And
Control, McGraw-Hill,Inc. 1994.
[2]. Lưới điện 2, Trần Bách, 1999
[3]. Báo cáo vận hành hệ thống điện Việt
Nam 2013.

407