ĐỒ án học PHẦN THIẾT bị bù THIẾT bị bù SVC (STATIC VAR COMPENSATOR)

KHOA ĐIỆN ĐỒ ÁN HỌC PHẦN THIẾT BỊ BÙ Nhóm 3: THIẾT BỊ BÙ SVC (STATIC VAR COMPENSATOR) GVHD: PGS.TS LÊ THÀNH BẮC SVTH: NGUYỄN NHẤT LÂM NGUYỄN DUY LINH NGUYỄN HỮU LỘC HOÀNG ĐĂNG HUỲNH LONG PHẠM NGUYỄN VĂN CHÍ LÝ NỘI DUNG TỔNG QUAN VỀ CƠNG SUẤT PHẢN KHÁNG TỔNG QUAN VỀ CÁC THIẾT BỊ BÙ GIỚI THIỆU CHUNG VỀ SVC MÔ PHỎNG I TỔNG QUAN VỀ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG KHÁI NIỆM VỀ CSPK ❑ KHÁI NIỆM  Là lượng điện thành phần cảm kháng dung kháng mạch điện sinh tiêu thụ  Là công suất chuyển ngược nguồn cung cấp lượng chu kì tích trữ lượng thành phần cảm kháng dung kháng  Công suất phản kháng khơng trực tiếp chuyển hóa lượng điện thành cơng công suất phản kháng thành phần làm nóng mạch từ làm lệch pha dịng điện so với điện áp mạch I TỔNG QUAN VỀ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG KHÁI NIỆM VỀ CSPK ❑ BẢN CHẤT Ta xét mạch điện bao gồm thành phần R-L-C hình vẽ Từ đồ thị vecto hình ta tìm góc lệch pha u i: U L +UC X + XC = L UR R Công suất phản kháng: tg = Q=U.I.sin𝜑=Z.I.(I.sin𝜑) =Z.I2 𝑋 =X.I2 𝑍 I TỔNG QUAN VỀ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG KHÁI NIỆM VỀ CSPK ❑ HỆ SỐ CƠNG SUẤT Ta có tam giác cơng suất: Cơng suất biểu kiến: S= 𝑃2 + 𝑄2 Hoặc S=U.I P=Scos𝜑 Q=Ssin𝜑 Cos 𝝋 = 𝑷 𝑺 I TỔNG QUAN VỀ CƠNG SUẤT PHẢN KHÁNG BÙ CSPK ❑ VAI TRỊ CỦA DUNG KHÁNG TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN ➢ Với mạch kháng: Giản đồ điện áp, dịng điện cơng suất tải kháng I TỔNG QUAN VỀ CƠNG SUẤT PHẢN KHÁNG BÙ CSPK ❑ VAI TRỊ CỦA DUNG KHÁNG TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN Giản đồ dòng điện áp, dịng điện cơng suất tải có tính trở kháng Ta có: Cơng suất phản kháng Q tỷ lệ thuận với góc φ Mà độ lớn góc φ phụ thuộc vào điện kháng  Tóm lại: Điện kháng định độ lớn góc φ I TỔNG QUAN VỀ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG BÙ CSPK ❑ BÙ DỌC ➢ Bù dọc giải pháp làm tăng điện dẫn liên kết (giảm điện cảm kháng X đường dây) dung kháng XC tụ điện Giải pháp thực cách mắc nối tiếp tụ điện vào đường dây ➢ Khi mắc thêm tụ nối tiếp điện kháng tổng mạch điện giảm xuống ( XL-XC) I TỔNG QUAN VỀ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG BÙ CSPK ❑ BÙ DỌC Công suất tác dụng truyền tải đường dây có bù dọc: Từ (1) ta nhận thấy (XL-XC) giảm đường đặc tính công suất P() xảy cố (2) sau xảy cố (3) nâng cao Khi đường đặc tính nâng cao diện tích tăng tốc A1 giảm, diện tích hãm tốc A2 tăng  Tăng độ dự trữ ổn định động I TỔNG QUAN VỀ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG BÙ CSPK ❑ BÙ NGANG Đồ thị véc tơ điện áp đầu cuối đường dây thực điều khiển dòng (Ip) thiết bị bù ngang để bù dư 100% công suất phản kháng đường dây ➢ Là biện pháp nối rẽ thiết bị bù (bộ kháng điện, máy bù đồng bộ) vào lười truyền tải điện ➢ Bù ngang nhằm tiêu thụ công suất phản kháng, nâng cao hệ số công suất, tăng khả tải công suất, giảm tổn thất góp phần điều chỉnh ổn định điện áp lưới điện 10 III GIỚI THIỆU CHUNG VỀ SVC Bảng so sánh thiết bị: Tên thiết bị Điều chỉnh trào lưu công suất Điều chỉnh điện áp Ổn định tĩnh Ổn định động Tổng dao động công suất SVC * ** * *** *** *** * *** *** ** * *** ** ** ** * *** * ** * ** ** ** ** ** TCSC STATCOM UPFC TCPAR Ghi chú: *** Rất tốt; ** Tốt; * Bình thường 16 III GIỚI THIỆU CHUNG VỀ SVC ❖ Các khối SVC Kháng điều chỉnh nhanh Thyristor – TCR  Sơ đồ nguyên lý hoạt động: TCR dựa khả điều khiển nhanh cặp Thyristor mắc song song ngược, điều khiển để khống chế trị số dòng qua Thyristor liên tục cách thay đổi góc mở  phát xung điều khiển vào cực G Thyristor, điều chỉnh lượng cơng suất tiêu thụ ❑ TCR có phần thử sau: • L: cuộn điện kháng • 𝐿𝐻 : cuộn điện kháng hãm, có chức giới hạn dòng qua Thyristor chống lại cộng hưởng với hệ thộng điện • Thyristor: có chức điều chỉnh dòng điện qua TCR 17 III GIỚI THIỆU CHUNG VỀ SVC ❖ Các khối SVC Tụ đóng mở Thyristor – TSC  Sơ đồ nguyên lý hoạt động: TSC tụ điện đóng mở Thyristor nối song song ngược chiều Việc tác động tín hiệu xung làm thay đổi giá trị điện dung C ❑ TSC có phần tử sau: • Tụ điện C: tụ mạch • 𝐿𝐻 : cuộn kháng chính, có chức giới hạn dịng qua Thyristor chống cộng hưởng với hệ thống điện • Van Thyristor: đóng/mở có tín hiệu điều khiển 18 III GIỚI THIỆU CHUNG VỀ SVC ❖ Các khối SVC Kháng đóng mở Thyristor – TSR  Sơ đồ nguyên lý hoạt động: TSR kháng điện đóng mở Thyristor song song nối ngược chiều Việc tác động tín hiệu xung làm thay đổi giá trị điện kháng L ❑ TSR có phận sau: • L: cuộn kháng điện chinh • 𝐿𝐻 : cuộn điện kháng hãm, có chức giới hạn dịng qua Thyristor chống lại cộng hưởng với hệ thộng điện • Van Thyristor: đóng/mở có tín hiệu điều khiển 19 III GIỚI THIỆU CHUNG VỀ SVC ❖ Vai trò ứng dụng SVC hệ thống điện ➢ Điều chỉnh điện áp trào lưu công suất: ➢ Giới hạn thời gian cường độ áp xảy cố: 20 III GIỚI THIỆU CHUNG VỀ SVC ❖ Vai trò ứng dụng SVC hệ thống điện ➢ Ơn hịa dao động công suất hữu công: Dao động công suất tượng xảy sau q trình q độ Hệ thống tải điện yếu tượng dễ xảy ➢ Giảm cường độ dòng điện vơ cơng: Giảm bớt tổn thất gây dịng điện đường dây mà nhà máy phát điện phải cung cấp Tiết kiệm lượng tăng hiệu suất ➢ Cân phụ tải không đối xứng: SVC có khả giữ điện áp ổn định theo pha riêng rẽ ,làm cho độ không đối xứng phụ tải giảm xuống 21 III GIỚI THIỆU CHUNG VỀ SVC ❖ Vai trò ứng dụng SVC hệ thống điện ➢ Tăng khả tải đường dây: ➢ Cải thiện ổn định hệ thống sau cố: 22 IV MƠ PHỎNG MỤC ĐÍCH VÀ SƠ ĐỒ MƠ PHỎNG  MỤC ĐÍCH:  Hiểu rõ cấu tạo, nguyên lý làm việc chức điều khiển công suất phản kháng SVC  Thấy tác dụng SVC việc điều khiển ổn định điện áp, bù công suất phản kháng đường dây truyền tải cao áp 23 IV MÔ PHỎNG SƠ ĐỒ ĐIỆN KHI LẮP ĐẶT THIẾT BỊ SVC 24 SƠ ĐỒ MÔ PHỎNG SVC TRONG MATLAB SIMULINK 25 IV MƠ PHỎNG MỤC ĐÍCH VÀ SƠ ĐỒ MƠ PHỎNG Sơ đồ gồm: ➢ Nguồn áp ba pha 500 kV, tần số 50 Hz ➢ Hệ thống tương đương có công suất ngắn mạch 6000 MVA ➢ Thiết bị bù SVC: • Máy biến áp 500/16 kV, cơng suất 333 MVA • Một TCR có cơng suất 109 MVAr ba TSC có cơng suất 94 MVAr Các tín hiệu đầu khối hiển thị sau bù: • Điện áp dịng điện pha A (Va, Ia) • Lượng cơng suất phản kháng cần bù (Q) • Điện áp tham khảo (Vmeas, Vref) • Góc α điều khiển TCR • Số lượng TSC đưa vào hoạt động (n TSC) 26 HOẠT ĐỘNG CỦA SVC THEO ĐIỆN ÁP NGUỒN ✓ Ban đầu, điện áp nguồn 1.004 pu điện áp tham khảo pu Lúc có TSC1 TCR hoạt động (góc α = 96°) ✓ Tại t = 0.1s, điện áp nguồn tăng lên 1.025 pu Do đó, SVC tiêu thụ công suất phản kháng (Q = -95 MVAr) để đưa điện áp giảm xuống 1.01 pu Lúc có TCR hoạt động (góc α = 94°) ✓ Tại t = 0.4s, điện áp nguồn giảm 0.93 pu Do đó, SVC phát cơng suất phản kháng (Q = 256 MVAr) để tăng điện áp lên tới 0.974 pu Lúc này, ba TSC hoạt động TCR tiêu thụ khoảng 40% cơng suất phản kháng (góc α = 120°) Mỗi TSC đóng vào góc α TCR có dao động ✓ Tại t = 0.7s, điện áp nguồn tăng lên pu Do đó, SVC khơng tiêu thụ hay phát công suất phản kháng (Q = 0) Mỗi ngắt TSC góc α TCR có dao động 27 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG 28 NHẬN XÉT Tác dụng SVC ví dụ điều chỉnh điện áp góp phía sơ cấp máy biến áp với điện áp điện áp yêu cầu • Khi điện áp phía sơ cấp tăng cao phận TCR hoạt động để tiêu thụ công suất phản kháng, làm cho điện áp phía sơ cấp từ 1.025pu giảm xuống gần với điện áp u cầu 1pu • Ngược lại, điện áp phía sơ cấp giảm xuống TSC hoạt động để bơm công suất phản kháng, làm cho điện áp phía sơ cấp từ 0.93pu tăng lên 0.974pu gần với điện áp tham khảo -> Tác dụng quan trọng SVC ổn định điện áp 29 Danh sách phân cơng nhiệm vụ Tên thành viên nhóm Nhiệm vụ Nguyễn Nhất Lâm Tổng quan công suất phản kháng Nguyễn Duy Linh Tổng quan thiết bị bù Nguyễn Hữu Lộc Giới thiệu chung SVC Hoàng Đăng Huỳnh Long Mơ Mơ Phạm Nguyễn Văn Chí Lý 30 ... PHẢN KHÁNG BÙ CSPK ❑ BÙ NGANG Đồ thị véc tơ điện áp đầu cuối đường dây thực điều khiển dòng (Ip) thiết bị bù ngang để bù dư 100% công suất phản kháng đường dây ➢ Là biện pháp nối rẽ thiết bị bù (bộ... PHẢN KHÁNG TỔNG QUAN VỀ CÁC THIẾT BỊ BÙ GIỚI THIỆU CHUNG VỀ SVC MÔ PHỎNG I TỔNG QUAN VỀ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG KHÁI NIỆM VỀ CSPK ❑ KHÁI NIỆM  Là lượng điện thành phần cảm kháng dung kháng mạch... GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÁC THIẾT BỊ BÙ 2.3 Thiết bị điều khiển dịng cơng suất UPFC Là thiết bị bù đa chức để điều khiển điện áp độc lập, dịng cơng suất tác dụng P phản kháng Q đường dây truyền tải