Đồ án ứng dụng phần mềm ETAP cho bài toán tính toán ngắn mạch áp dụng cho hệ thống điện miền nam

ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP TP.HCM KHOA CƠNG NGHỆ ĐIỆN KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP ỨNG DỤNG PHẦN MỀM ETAP CHO BÀI TỐN TÍNH TỐN NGẮN MẠCH ÁP DỤNG CHO HỆ THỐNG ĐIỆN MIỀN NAM NĂM 2017 SINH VIÊN : TẠ ANH KIỆT MSSV : 14046801 LỚP : DHDI10B GVHD : TS NGUYỄN TRUNG NHÂN TP HCM, NĂM 2018 PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên giao đề tài: Tạ Anh Kiệt, MSSV: 14046801 Tên đề tài ỨNG DỤNG PHẦN MỀM ETAP CHO BÀI TỐN TÍNH TỐN NGẮN MẠCH ÁP DỤNG CHO HỆ THỐNG ĐIỆN MIỀN NAM NĂM 2017 Nội dung - Tìm hiể u tốn tính tốn ngắn mạch - Tìm hiểu Hệ thống điện Việt Nam hệ thống điện Miền Nam năm 2017 - Xử lý liệu sơ đồ Hệ thống điện Miền Nam năm 2017 phục vụ tốn tính tốn ngắn mạch - Tìm hiểu phần mềm Etap cách sử dụng công cụ - Dùng phần mềm Etap áp du ̣ng cho ̣ thố ng điê ̣n Miền Nam năm 2017 - Xuất kết nhận xét Kết - File liệu cho tốn tính toán ngắn mạch Hệ thống điện Miền Nam năm 2017 - Kết chạy chương trình Giảng viên hướng dẫn Tp HCM, ngày tháng Sinh viên TS NGUYỄN TRUNG NHÂN TẠ ANH KIỆT i năm 20 NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN ii NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN iii LỜI CẢM ƠN Suốt thời gian năm học tập Trường Đại Học Công Ngiệp TPHCM, em học hỏi nhiều kiến thức học tập sống thông qua giúp đỡ tận tình q Thầy Cơ việc truyền đạt kiến thức, kinh nghiệm quý báu kiến thức chuyên ngành kinh nghiệm sống tảng sau trường định hướng tương lai Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Tiến sĩ Nguyễn Trung Nhân, Thầy người tận tình hướng dẫn, bảo em suốt trình làm khoá luận Em xin chân thành cảm ơn Thầy Cô giáo Khoa Điện Trường Đại Học Công Ngiệp TPHCM dạy dỗ cho em kiến thức môn đại cương môn chuyên ngành, giúp em có sở lý thuyết vững vàng tạo điều kiện giúp đỡ em suốt trình học tập Cuối cùng, em xin chân thành cảm ơn gia đình bạn bè, ln tạo điều kiện, quan tâm, giúp đỡ, động viên em suốt trình học tập hồn thành khố luận tốt nghiệp iv MỤC LỤC v vi DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 Ký hiệu xác xuất xảy dạng ngắn mạch 29 Bảng 2.2 Loại thiết bị nhiệm vụ mạng ½ chu kỳ 30 Bảng 2.3 Mơ tả điện kháng siêu q độ mạng ½ chu kỳ 30 Bảng 2.4 Loại thiết bị nhiệm vụ 1/5 - chu kỳ 31 Bảng 2.5 Mô tả điện kháng độ mạng lưới 1/5 – chu kỳ 31 Bảng 2.6 Loại thiết bị nhiệm vụ mạng lưới 30 chu kỳ 32 Bảng 2.7 Mô tả điện kháng mạng lưới 30 chu kỳ 32 Bảng 2.8 Giá trị hệ số c 35 Bảng 3.1: Danh mục cơng trình nguồn điện dự kiến vận hành năm 2017 41 Bảng 3.2 Thông số máy phát 50 Bảng 3.3 Thông số nút 51 Bảng 3.4 Thông số máy biến áp hai cuộn dây 56 Bảng 3.5 Thông số tải tĩnh 58 Bảng 3.6 Thông số tụ bù 59 vii DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Giao diện Hình 1.2 Các chức tính toán ETAP Hình 1.3: Giao diện cơng cụ Cơ sở Hiệu chỉnh Hình 1.4: Các hệ thống ETAP Hình 1.5: Các phần tử AC (Chế độ chỉnh sửa) Hình 1.6: Các thiết bị đo lường, bảo vệ Hình 1.7: Thẻ Info nguồn Hình 1.8: Thẻ Rating nguồn Hình 1.9: Thẻ Short Circuit nguồn Hình 1.10: Thẻ Reliability nguồn Hình 1.11: Thẻ Info máy biến áp Hình 1.12: Thẻ Rating máy biến áp Hình 1.13: Thẻ Impedance máy biến áp 10 Hình 1.14: Thẻ Tap máy biến áp 10 Hình 1.15: Thẻ Info máy phát đồng 11 Hình 1.16: Thẻ Rating máy phát đồng 12 Hình 1.17: Thẻ Imp/Model máy phát đồng 13 Hình 1.18 Thẻ Imp/Model máy phát đồng 13 Hình 1.19: Thẻ Info Bus 14 Hình 1.20: Thẻ Rating trở kháng 15 Hình 1.21: Thẻ Info Đường dây truyền tải 16 Hình 1.22: Thẻ Parameter Đường dây truyền tải 17 Hình 1.23: Thẻ Configuration Đường dây truyền tải 18 viii Hình 1.24: Thẻ Impedance Đường dây truyền tải 19 Hình 1.25 Thẻ Info Lumped Load 20 Hình 1.26 Thẻ Nameplate Lumped Load 21 Hình 1.27 Thẻ Short-Circuit Lumped Load 22 Hình 1.28 Điền tên dự án tên người lập 24 Hình 1.29 Cài đặt thông số phần tử 25 Hình 1.30 Hộp thoại báo cáo với cơng cụ Tính ngắn mạch 26 Hình 2.1 Sơ đồ tương đương vị trí ngắn mạch 34 Hình 2.2 Thành phần đối xứng thứ tự thuận, nghịch khơng 35 Hình 2.3 Ngắn mạch pha 35 Hình 2.4 Ngắn mạch pha chạm đất 36 Hình 2.5 Ngắn mạch pha chạm 36 Hình 2.6 Ngắn mạch pha chạm chạm đất 37 Hình 3.1 Diễn biến phát triển loại nguồn điện giai đoạn 1999-2017 40 Hình 3.2 Cơ cấu loại nguồn điện HTĐ Việt Nam trạng 40 Hình 3.3 Cơng suất nguồn điện tăng thêm miền giai đoạn 2000-2017 42 Hình 3.4 Biểu đồ tăng trưởng điện thương phẩm Viêt Nam giai đoạn 2005-2017 43 Hình 3.5 Diễn biến cấu tiêu thụ điện theo thành phần kinh tế g/đ 2005-2017 43 Hình 3.6 Sản lượng tiêu thụ điện phân theo TCT Điện lực 44 Hình 3.7 Cơng suất đỉnh toàn quốc miền giai đoạn 2005-2017 44 Hình 4.1 Trang Info hộp thoại Short Circuit Study Case 61 Hình 4.2 Trang Standard hộp thoại Short Circuit Study Case 62 Hình 4.3 Thanh cơng cụ IEC Short Circuit 63 Hình 4.4 Sờ đồ HTĐ Miền Nam Etap 64 Hình 4.5 Kết chạy chương trình Etap 65 ix Khóa Luận Tốt Nghiệp SV: Tạ Anh Kiệt Cát Lái 500 475 95 Châu Đốc 500 475 95 Củ Chi 250 237.5 95 Đa Nhim 126 119.7 95 Hàm Thuận 63 59.85 95 Hiệp Bình Phước 250 237.5 95 Hóc Mơn 200 190 95 Kiên Bình 375 356.25 95 Long An 300 285 95 Long Bình 750 712.5 95 Long Thành 200 190 95 Mỏ Cày 125 118.75 95 Mỹ Phước 300 285 95 Mỹ Tho 250 237.5 95 Mỹ Xuân 500 475 95 Nhà Bè 500 475 95 Nhơn Trạch 250 237.5 95 Ơ Mơn 250 237.5 95 Phan Thiết 500 475 95 3.2.2.5 Thông số tụ bù (Capacitor) Bảng 3.6 Thông số tụ bù Tên nút Cấp điện áp Q bù (Mvar) Cầu Bông 500 500 200 Phú Lâm 500 500 200 59 Khóa Luận Tốt Nghiệp SV: Tạ Anh Kiệt Bến Tre 220 100 Bình Hịa 220 100 Bình Long 220 50 Cai Lậy 220 50 Cao Lãnh 220 100 Châu Đốc 220 150 Kiên Bình 220 150 Rạch Giá 220 100 Tháp Chàm 220 100 Thốt Nốt 220 100 Trà Vinh 220 150 Vĩnh Long 220 100 60 Khóa Luận Tốt Nghiệp SV: Tạ Anh Kiệt KẾT QUẢ CHẠY BÀI TỐN TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH TRÊN HỆ THỐNG ĐIỆN MIỀN NAM 4.1 Chạy mô Etap Sau cài đặt tất thông số sơ đồ, ta thực tính tốn ngắn mạch theo bước sau: - Bước 1: chọn vào mục mạch, nhấn vào để chuyển từ cửa sổ thiết kế sang cửa sổ tính ngắn để cài đặt hộp thoại Short Circuit Study Case - Bước 2: tiến hành cài đặt thông số hộp thoại Short Circuit Study Case  Trang Info hộp thoại cung cấp thơng tin cách tính dịng ngắn mạch chọn phân tích điểm ngắn mạch Hình 4.1 Trang Info hộp thoại Short Circuit Study Case 61 Khóa Luận Tốt Nghiệp SV: Tạ Anh Kiệt  Transformer Tab: tùy chọn cấp điện áp sử dụng cho trình tính ngắn mạch Adjust Base kV: sử dụng tỷ số biến máy biến áp, Use Norminal Tab: tính toán điên áp sử dụng đầu phân áp máy biến áp  Report: chọn hiển thị báo cáo Contribution Level: tùy chọn cách đóng góp dịng điện ngắn mạch theo khoảng cách bus Mặc định (không nên đặt trừ yêu cầu)  Motor Contribution Based on: tùy chọn cách đóng góp vào dịng ngắn mạch động có hệ thống  Bus Selection: chọn Bus có cố để đưa vào phân tích  Trang Standard hộp thoại cung cấp thơng tin cách tính dịng ngắn mạch ETAP Hình 4.2 Trang Standard hộp thoại Short Circuit Study Case 62 Khóa Luận Tốt Nghiệp SV: Tạ Anh Kiệt  Standard: tùy chọn cách tính tốn ngắn mạch theo tiêu chuẩn nào, gồm có tiêu chuẩn IEC, ANSI, GOST  Short – Circuit Current: ETAP cho ta chọn số C để tính tốn dòng ngắn mạch  Cmax for Z Adjustment (