Đang tải... (xem toàn văn)
ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN MIỀN NAM – VIỆT NAM SỬ DỤNG PHẦN MỀM ETAP SINH VIÊN TRƯƠNG SĨ THẠC MSSV 15072801 LỚP DHDI11C[.]
ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP TP.HCM KHOA CƠNG NGHỆ ĐIỆN KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP TÍNH TỐN NGẮN MẠCH TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN MIỀN NAM – VIỆT NAM SỬ DỤNG PHẦN MỀM ETAP SINH VIÊN : TRƯƠNG SĨ THẠC MSSV : 15072801 LỚP : DHDI11C GVHD : TS DƯƠNG THANH LONG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên/ nhóm sinh viên giao đề tài (1): Trương Sĩ Thạc, MSSV: 15072801 Tên đề tài TÍNH TỐN NGẮN MẠCH TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN MIỀN NAM - VIỆT NAM SỬ DỤNG PHẦN MỀM ETAP Nhiệm vụ (Nội dung số liệu ban đầu) - Cơ sở lý thuyết ngắn mạch hệ thống điện Khái niệm ngắn mạch Giới thiệu tiêu chuẩn IEC 60909 Phương pháp tính tốn - Giới thiệu phần mềm Etap Giới thiệu phần tử Giới thiệu module tính ngắn mạch Etap - Mô hệ thống điện chuẩn IEEE nút hệ thống điện 220-500 kV Miền Nam - Việt Nam sử dụng phần mềm Etap Mô mạng điện cài đặt thông số Tính tốn dạng cố hệ thống điện So sánh số liệu từ Etap tính tay theo tiêu chuẩn IEC 60909 Kết luận đưa giải pháp Kết dự kiến - Bảng thông số hình ảnh tính tốn ngắn mạch cho lưới điện thực tế - Tài liệu hướng dẫn tính tốn ngắn mạch theo tiêu chuẩn IEC 60909 - Tồn văn báo cáo hướng dẫn sử dụng phần mềm Etap tính tốn ngắn mạch i Giảng viên hướng dẫn Tp HCM, ngày tháng Sinh viên Trưởng môn ii năm 2019 NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN - iii MỤC LỤC PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP i NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN iii MỤC LỤC iv DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ viii DANH SÁCH CÁC BẢNG xi CHƯƠNG GIỚI THIỆU VỀ ETAP 1.1 Mở đầu 1.2 Giới thiệu Etap 1.2.1 Các khả tính tốn Etap 16.0.0 1.2.2 Giao diện 1.2.3 Các thành phần 1.2.4 Xây dựng sơ đồ sợi 1.2.5 Trao đổi liệu với phần mềm khác 1.2.6 Thư viện thiết bị 1.3 Module tính tốn ngắn mạch 1.3.1 Tổng quan 1.3.2 Thanh công cụ IEC Short Circuit 1.3.3 Hộp thoại Short Circuit Study Case CHƯƠNG NGẮN MẠCH TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 12 2.1 Những vấn đề chung 12 2.2 Giới thiệu tiêu chuẩn IEC 60909 13 iv 2.3 Các giả thiết tính tốn IEC 60909 15 2.3.1 Dòng ngắn mạch cực đại 15 2.3.2 Dòng ngắn mạch cực tiểu 16 2.4 Phương pháp tính tốn 16 2.4.1 Nguồn điện áp tương đương điểm ngắn mạch 16 2.4.2 Các thông số ngắn mạch 21 2.4.3 Các tổng trở ngắn mạch 23 2.5 Tổng trở cho phần tử hệ thống điện 24 2.5.1 Vấn đề chung 24 2.5.2 Nguồn hệ thống (Network Feeders) 25 2.5.3 Máy biến áp (Transformers) 26 2.5.4 Đường dây không cáp 28 2.5.5 Cuộn kháng hạn chế dòng ngắn mạch 30 2.5.6 Động 30 2.5.7 Máy phát 31 2.5.8 Tải tĩnh tụ điện 33 2.6 Các hệ số dùng tiêu chuẩn IEC 60909 33 2.6.1 Hệ số hiệu chỉnh tổng trở máy biến áp hai cuộn dây 33 2.6.2 Hệ số hiệu chỉnh tổng trở máy phát đồng 34 2.6.3 Hệ số điện áp c 35 2.6.4 Hệ số 𝛋 35 2.6.5 Hệ số 𝛍 35 2.6.6 Hệ số q 35 2.7 Tính tốn dòng ngắn mạch theo tiêu chuẩn IEC 60909 36 v 2.7.1 Vấn đề chung 36 2.7.2 Dòng ngắn mạch đối xứng ban đầu 37 2.7.3 Dòng ngắn mạch đỉnh 43 2.7.4 Thành phần dịng ngắn mạch khơng chu kì 46 2.7.5 Dòng cắt ngắn mạch đối xứng 47 2.7.6 Dòng ngắn mạch ổn định 50 CHƯƠNG TÍNH TỐN NGẮN MẠCH TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN SỬ DỤNG PHẦN MỀM ETAP 52 3.1 Tính tốn ngắn mạch hệ thống điện gồm Bus 52 3.1.1 Tổng quan hệ thống điện Bus 52 3.1.2 Mô phần mềm Etap 55 3.1.3 Kết chạy tốn tính tốn ngắn mạch sử dụng phần mềm Etap 55 3.1.4 Xây dựng lưu đồ giải thuật 57 3.1.5 Tính dịng ngắn mạch theo tiêu chuẩn IEC 60909 57 3.1.6 Kết mô 77 3.1.7 Nhận xét 81 3.2 Ứng dụng Etap để tính dịng ngắn mạch hệ thống điện Miền Nam – Việt Nam, lưới 220-500 kV 84 3.2.1 Sơ đồ hệ thống điện Miền Nam – Việt Nam, lưới 220-500 kV 84 3.2.2 Mô hệ thống điện Miền Nam-Việt Nam, lưới 220-500 kV phần mềm Etap 84 3.2.3 Kết chạy tốn tính dịng ngắn mạch sử dụng phần mềm Etap 85 3.2.4 Nhận xét 86 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 89 vi 4.1 Ảnh hưởng dòng ngắn mạch hệ thống điện 89 4.2 Hướng phát triển đề tài 89 TÀI LIỆU THAM KHẢO 90 PHỤ LỤC 91 LỜI CÁM ƠN 115 vii DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Giao diện Etap Hình 1.2 Các chức tính tốn phần mềm Etap Hình 1.3 Các phần tử AC Hình 1.4 Các thiết bị đo lường bảo vệ Hình 1.5 Thơng tin ban đầu khởi tạo dự án Hình 1.6 Cửa sổ sau khởi tạo dự án Hình 1.7 Kết nối phần tử Hình 1.8 Thao tác xoay phần tử Hình 1.9 Thay đổi thơng tin thết bị Hính 1.10 Thư viện đường dây truyền tải Hình 1.11 Các chức cơng cụ IEC Short Circuit Hình 1.12 Trang Info hộp thoại Short Circuit Study Case Hình 1.13 Trang Standard hộp thoại Short Circuit Study Case 11 Hình 2.1 Dạng sóng dịng ngắn mạch cố xảy xa máy phát 13 Hình 2.2 Dạng sóng dịng ngắn mạch cố xảy gần máy phát 14 Hình 2.3 Sơ đồ hệ thống 17 Hình 2.4 Sơ đồ thay (tương đương) hệ thứ tự thuận vị trí ngắn mạch 17 Hình 2.5 Tổng trở ngắn mạch thứ tự thuận 18 Hình 2.6 Tổng trở ngắn mạch thứ tự nghịch 18 Hình 2.7 Tổng trở ngắn mạch thứ tự khơng 19 Hình 2.8 Ngắn mạch ba pha 20 Hình 2.9 Ngắn mạch hai pha không chạm đất 20 Hình 2.10 Ngắn mạch hai pha chạm đất 20 Hình 2.11 Ngắn mạch pha chạm đất 21 Hình 2.12 Trường hợp hệ thống khơng có máy biến áp 25 Hình 2.13 Trường hợp hệ thống có máy biến áp 25 viii Hình 2.14 Hệ thống thứ tự khơng theo tổ đấu dây máy biến áp 28 Hình 2.15 Dịng ngắn mạch riêng phần máy phát điện nối trực tiếp vào lưới điện 34 Hình 2.16 Sơ đồ véc tơ máy phát đồng điều kiện định mức 35 Hình 2.17 Biểu đồ xác định loại ngắn mạch cho giá trị dòng ngắn mạch lớn 37 Hình 2.18 Ngắn mạch cấp từ nguồn hệ thống nối với máy biến áp 38 Hình 2.19 Ngắn mạch cấp từ máy phát (khơng có máy biến áp) 38 Hình 2.20 Ngắn mạch cấp điện từ trạm đơn vị (bao gồm máy phát máy biến áp) 38 Hình 2.21 Ví dụ dạng mạch hình tia 40 Hình 2.22 Ví dụ dạng mạch vịng 41 Hình 2.23 Quy đổi tổng trở dạng mạch vòng 41 Hình 2.24 Hệ số 𝜅 cho mạch nối tiếp hàm R/X hay X/R 44 Hình 2.25 Hệ số 𝜇 dùng để tính tốn dịng cắt ngắn mạch đối xứng 48 Hình 2.26 Hệ số q dùng để tính tốn dòng cắt ngắn nạch đối xứng động không đồng 49 Hình 3.1 Sơ đồ hệ thống Bus 52 Hình 3.2 Sơ đồ đơn tuyến Bus 55 Hình 3.3 Cài đặt thơng số cho trang Info hộp thoại Study Case 56 Hình 3.4 Kết dịng ngắn mạch theo cố tai Bus mô qua phần mềm Etap 56 Hình 3.5 Lưu đồ giải thuật thực nhiệm vụ tính tốn 57 Hình 3.6 Tổng trở thứ tự thuận 60 Hình 3.7 Tổng trở thứ tự nghịch 61 Hình 3.8 Tổng trở thứ tự không 61 Hình 3.9 Sự cố Bus 62 Hình 3.10 Thu hẹp sơ đồ điểm ngắn mạch 63 Hình 3.11 Tổng trở quy dạng delta-wye 64 Hình 3.12 Sơ đồ hệ thống thứ tự biểu diễn cố ngắn mạch hai pha 66 ix ... thiệu phần mềm Etap Giới thiệu phần tử Giới thiệu module tính ngắn mạch Etap - Mô hệ thống điện chuẩn IEEE nút hệ thống điện 220-500 kV Miền Nam - Việt Nam sử dụng phần mềm Etap Mô mạng điện. .. cắt ngắn mạch đối xứng 47 2.7.6 Dòng ngắn mạch ổn định 50 CHƯƠNG TÍNH TỐN NGẮN MẠCH TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN SỬ DỤNG PHẦN MỀM ETAP 52 3.1 Tính tốn ngắn mạch hệ thống điện. .. đồ hệ thống điện Miền Nam – Việt Nam, lưới 220-500 kV 84 3.2.2 Mô hệ thống điện Miền Nam- Việt Nam, lưới 220-500 kV phần mềm Etap 84 3.2.3 Kết chạy tốn tính dịng ngắn mạch sử dụng