Đồ án môn học mạng cung cấp điện nghiên cứu phần mềm etap và mô phỏng trào lưu công suất một số nút trong mạng điện 22kv

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TRÀ VINH KHOA KỸ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG CUNG CẤP ĐIỆN NGHIÊN CỨU PHẦN MỀM ETAP VÀ MÔ PHỎNG TRÀO LƯU CÔNG SUẤT MỘT SỐ NÚT TRONG MẠNG ĐIỆN 22KV Giảng viên hướng dẫn: ThS NGUYỄN THANH HIỀN Sinh viên thực hiện: PHẠM HỒNG PHÚC Mã số sinh viên: 115220005 Lớp: DA20DCN Ngành: ĐIỆN CƠNG NGHIỆP Khố: 2020 Trà Vinh, tháng 01 năm 2023 TRƯỜNG ĐẠI HỌC TRÀ VINH KHOA KỸ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG CUNG CẤP ĐIỆN NGHIÊN CỨU PHẦN MỀM ETAP VÀ MÔ PHỎNG TRÀO LƯU CÔNG SUẤT MỘT SỐ NÚT TRONG MẠNG ĐIỆN 22KV Giảng viên hướng dẫn: ThS NGUYỄN THANH HIỀN Sinh viên thực hiện: PHẠM HỒNG PHÚC Mã số sinh viên: 115220005 Lớp: DA20DCN Ngành: ĐIỆN CƠNG NGHIỆP Khố: 2020 Trà Vinh, tháng 01 năm 2023 KHOA KỸ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ BỘ MƠN ĐIỆN – ĐIỆN TỬ CỘNG HỒ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc PHIẾU ĐÁNH GIÁ ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG CUNG CẤP ĐIỆN Họ tên sinh viên: Lớp: Chuyên ngành: Khoá Địa điểm: Tên đề tài: Tiêu chí đánh giá: TT 1.1 1.2 1.3 1.4 2.1 2.2 2.3 NỘI DUNG ĐIỂM Nội dung chuyên môn ĐATN GHI GIÁ CHÚ 7,0 Đồ án mơn học phải trình bày theo hình thức biểu mẫu trường Giá trị ứng dụng đồ án/ tiểu luận (nội dung) Trích dẫn nội dung, hình ảnh, bảng biểu rõ ràng có ghi Có sử dụng cơng cụ, phần mềm, phần cứng, … để làm đồ án/ tiểu luận (ngoài Microsoft Word) 1,0 3,5 1,0 1,5 Báo cáo 3,0 - Tác phong chững chạc, tự tin, trình bày lưu lốt 0,5 - Kỹ thuật trình bày (bố cục, sử dụng phương tiện, dụng cụ, … giúp báo cáo rõ ràng, thuyết phục) - Nội dung hỏi đáp ĐÁNH 1,0 1,5 Kết luận giáo viên: Tổng số điểm: ………………… (bằng chữ: …………………………………………… ) Ghi chú: Nếu sinh viên bảo vệ khơng đạt ghi điểm chữ F thống ghi điểm số 3,0 điểm Trà Vinh, ngày … tháng …….năm 2023 Giảng viên chấm báo cáo (Ký & ghi rõ họ tên) KHOA KỸ THUẬT VÀ CƠNG NGHỆ BỘ MƠN ĐIỆN – ĐIỆN TỬ CỘNG HỒ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc PHIẾU ĐÁNH GIÁ ĐỒ ÁN MÔN HỌC MẠNG CUNG CẤP ĐIỆN Họ tên sinh viên: Lớp: Chuyên ngành: Khoá Địa điểm: Tên đề tài: Tiêu chí đánh giá: TT 1.1 1.2 1.3 1.4 2.1 2.2 2.3 NỘI DUNG ĐIỂM Nội dung chuyên môn ĐATN GHI GIÁ CHÚ 7,0 Các ĐATN, KLTN phải trình bày theo hình thức biểu mẫu trường Giá trị ứng dụng đồ án/ tiểu luận (nội dung) Trích dẫn nội dung, hình ảnh, bảng biểu rõ ràng có ghi Có sử dụng cơng cụ, phần mềm, phần cứng, … để làm đồ án/ tiểu luận (ngoài Microsoft Word) 1,0 3,5 1,0 1,5 Báo cáo 3,0 - Tác phong chững chạc, tự tin, trình bày lưu lốt 0,5 - Kỹ thuật trình bày (bố cục, sử dụng phương tiện, dụng cụ, … giúp báo cáo rõ ràng, thuyết phục) - Nội dung hỏi đáp ĐÁNH 1,0 1,5 Kết luận giáo viên: Tổng số điểm: ………………… (bằng chữ: …………………………………………… ) Ghi chú: Nếu sinh viên bảo vệ khơng đạt ghi điểm chữ F thống ghi điểm số 3,0 điểm Trà Vinh, ngày … tháng ….năm 2023 Giảng viên chấm báo cáo (Ký & ghi rõ họ tên) LỜI CẢM ƠN Qua thời gian thực hiện, đến đồ án mơn học: “Mạng cung cấp điện” hồn thành Trong thời gian thực đồ án, em nhận nhiều giúp đỡ quý báu cá nhân, tập thể Em xin chân thành cảm ơn tới thầy ThS Nguyễn Thanh Hiền hướng dẫn, giúp đỡ em tận tình trình thực đồ án Em xin cảm ơn thầy, cô giáo lãnh đạo môn Điện – Điện tử, Trường Đại học Trà Vinh, giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho em trình học tập, nghiên cứu hồn thành đồ án mơn học Với kiến thức, tài liệu thơng tin có hạn, nên đồ án mơn học khơng tránh khỏi thiếu sót, mong góp ý chân tình thầy giáo nhằm làm cho đồ án ngày hoàn thiện MỤC LỤC Trang DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT RFOC : Điều khiển định hướng từ thông rotor HTĐ : Hệ thống điện KĐB : Không đồng DANH MỤC CÁC HÌNH Trang DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Chương TỔNG QUAN Đặt vấn đề OTI (Operation Technology, Inc) thành lập từ năm 1986, chuyên cung cấp giải pháp để phân tích hệ thống điện, mô phỏng, thiết kế, vận hành, kiểm sốt tối ưu hóa, tự động hóa Phiên Etap 19 Điểm bật Etap Real-Time: kiểm soát điều khiển hệ thống trực thời gian thực nhằm tăng cường độ tin cậy, vận hành hệ thống cách tối ưu tiết kiệm OTI sở hữu đội ngũ kỹ sư, chuyên gia giàu kinh nghiệm hàng đầu giới tiếp cận tiến công nghệ Ngồi chức trên, Etap cịn tính tốn thơng số hệ thống điện dịng điện, dịng cơng suất tối ưu, đánh giá ổn định hệ thống Vậy nên em nghiên cứu đề tài phần mềm Etap mô trào lưu công suất số nút mạng điện 22kV Nhiệm vụ phạm vi nghiên cứu Nhiệm vụ nghiên cứu: Nghiên cứu phần mềm Etap, cài đặt biết cách sử dụng Mô trào lưu công suất số nút mạng điện 22kV Phạm vi nghiên cứu: đồ án môn học Trường Đại học Trà Vinh Phương pháp nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu thực thơng qua việc tìm kiếm tài liệu trang mạng xã hội, internet, báo chí, thư viện, … tổng hợp sở lý thuyết để viết nên chức năng, khả tính tốn với với phần mềm Ý nghĩa thực tiễn đề tài Điểm bật phương pháp nghiên cứu so sánh sai số tính tốn lý thuyết với thuật toán ứng dụng phần mềm mô Nghiên cứu nhằm giúp sinh viên ngành Điện hiểu rõ sở lý thuyết chun mơn với thuật tốn ứng dụng phần mểm Công ty Operation Technology, Inc phát triển, để từ tự tin việc phân tích toán phức tạp ứng dụng phần mểm chuyên ngành để mô hệ thống điện phức tạp với trợ giúp máy tính Menu chọn mục library, chọn thiết bị cần thay đổi (mở rộng), thay đổi thơng số theo mục đích sử dụng Hình 2.48 Thư viện cáp lực Để phục vụ tính toán sáng kiến xây dựng thư viện cáp lực hãng ABB LS VINA; dây dẫn khơng LS VINA Chương MƠ PHỎNG TRÀO LƯU CƠNG SUẤT MỘT SỐ NÚT TRONG MẠNG ĐIỆN 22KV Trào lưu cơng suất tải cân Tổng quan Tính trào lưu cơng suất tốn quen thuộc gần khơng thể thiếu, phục vụ cơng tác lập quy hoạch phát triển hệ thống, thiết kế, vận hành, thay đổi đầu nối… Do gần phần mềm hệ thống điện có tính Các phần mềm sử dụng phổ biến phương pháp sau: - Phương pháp Newton-Raphson - Phương pháp Gauss-Seidel - Phương pháp phân lập nhanh Module tính trào lưu cơng suất Etap 7.00 40 Hình 3.1 Thanh cơng cụ Hình 3.2 Các tùy chỉnh trường hợp phân tích Cửa sổ Edit Study Case: 41 Hình 3.3 Trang Infor - Study Case ID: tên trường hợp tùy chỉnh (trong sơ đồ ta thử chạy nhiều trường hợp khác nhau) - Method: phương pháp phân tích + Max Iteration: số lần lập tối đa + Precision: độ xác + Accel Factor: hệ số tăng tốc (phương pháp lập nhanh) + Apply XFMR Phales – Shift: q trình phân tích có xét đến đầu phân áp MBA - Update: cập điều kiện ban đầu phần tử - Report: tùy chỉnh báo cáo - Initial Voltage Condition: điều kiện ban đầu bus tùy Bus (Bus Intial Voltages) hay thống (User Defined Fixed Value) Trang loading: - Loading Category: chế độ vận hành phụ tải - Generation Category: chế độ vận hành nguồn (máy phát, hệ thống) 42 Hình 3.4 Trang Loading Hình 3.5 Trang Alert Các tùy chỉnh cảnh báo Khi vượt giới hạn Etap thị thông báo cảnh báo tải đổi màu thiết bị - Critical: cảnh báo tải - Marginal: cảnh báo non tải Ví dụ 3.1 43 Cho sơ đồ HTĐ thông số hình vẽ: Hình 3.6 Sơ đồ HTĐ Hình 3.7 Hình thức trụ đường dây Tiến hành xây dựng sơ đồ sợi Etap nhập thông số phần tử Nhập phụ tải - Trang Infor nhập tên phụ tải (mục ID), 3pha/ 1pha (mục conection) 44 - Trang nameolate nhập P, cosφ (mục rating), thành phần tải (mục load type) mức tải thời điểm khác (mục loading category) Hình 3.8 Thơng số tải số Đường dây - Trang Infor nhập tên đường dây (mục ID), chiều dài đường dây (mục length) 45 Hình 3.9 Thơng số đường dây 6-7 - Trang parameter nhập thơng số dây dẫn (mục phase conductor) lựa chọn dây dẫn từ thư viện với thông số thiết lập sẵn, thông số dây chống sét (mục ground wire) - Trang configuration chọn hình thức trụ (mục configuration type), khoảng cách pha (phase), phân pha (mục conductors), dây chống sét (mục ground wires) Máy biến áp - Trang Infor nhập tên MBA (mục ID) - Trang rating nhập điện áp, công suất MBA (mục rating), điện áp ngắn mạch, tỉ số X/R (mục impedance) - Trang tap chọn vị trí điều áp tải, số nấc điều áp, % nấc (mục LTC/Voltage regulator) - Trang grounding chọn tổ đấu dây Hình 3.10 Thơng số đường dây 6-7 Máy phát 46 Hình 3.11 Thông số máy phát - Trang Info nhập tên MBA (mục ID), chọn chức máy phát hệ thống điện (mục operation mode) - Trang Rating nhập công suất máy phát - Trang imd/mode nhập tổng trở (mục impedance), thông số mô độ (mục dynamic mode) - Trang grounding chọn tổ đấu dây - Trang inertia nhập thông số điều tốc - Trang exciter nhập thông số kích từ - Trang govemor nhập thơng số điều chỉnh điện áp - Trang fuel cost nhập hàm chi phí giá phát điện Chạy chương trình tính Vào mục để chuyển từ cửa sổ thiết kế sang module trào lưu công suất, vào mục (Edit Study Case) để tùy chỉnh tính tốn Để chạy kết phân bố công suất nhấp vào mục sơ đồ hình sau 47 (Run) ta kết trực tiếp Hình 3.14 Kết phân tích sơ đồ Có thể thay đổi cách hiển thị kết sơ đồ, chọn thông số cần xem đơn vị hiển thị mục xem kết tính tốn chi tiết mục 48 Trào lưu công suất tải không cân Tổng quan Trong thực tế việc cung cấp điện tải pha cân xí nghiệp, nhà máy ln có thiết bị sử dụng điện áp pha hay sử dụng điện áp dây pha, việc xếp phụ tải pha khó mà đạt trạng thái cân Để phân tích ảnh hưởng cân ảnh hưởng đến hệ thống toán phân bố lưu lượng tải không cân đặt Etap cung cấp chức phân tích phân tích với mạch hình tia mạch vịng, cho kết với đầy đủ thông tin cần thiết Module tính tốn trào lưu cơng suất tải khơng cân Module tương tự module tính trào lưu cơng suất tải cân Etap tính cho pha riêng biệt Phương pháp Etap sử dụng phương pháp “Newton-Raphson pha” Với phương trình lặp lại 49 Trong đó: Ví dụ 3.2 Cho sơ đồ lưới điện trung đơn giản hình 3.16 nút có tải pha 50kVA (mắc pha A), dây dẫn hình thức trụ hình 3.15 Hình 3.15 Dây dẫn hình thức trụ Vào mục để chuyển sang module tính trào lưu tải khơng cân, vào mục (run) để bắt đầu tính tốn, vào để tùy chọn kết hiển thị 50 Hình 3.16 Kết tính trào lưu tải không cân 51 Mô 52 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Rayappa David Amar Raj (2020) Short-Circuit Fault Analysis of Three-Phase Grid Integrated Photovoltaic Power System International Conference on Power Electronics & IoT Applications in Renewable Energy and its Control pp 231236, doi:10.1109/PARC49193.2020.236598 [2] Ismail Kasikci (2018) Short Circuits in Power Systems (A Practical Guide to IEC 60909-0) Wiley-VCH; 2nd Edition [3] Võ Ngọc Điều (2017) ETAP ứng dụng phân tích hệ thống điện Nhà Xuất Đại học Quốc gia, TP Hồ Chí Minh [4] J Arockiya Xavier Prabhu, Kaustubh S Nande and Smriti Shukla (2016) Ade Design of electrical system based on Short Circuit study using ETAP for IEC projects IEEE 6th International Conference on Power Systems, pp 1-6, doi: 10.1109/ICPES.2016.7584102 [5] Lã Văn Út (2015) Ngắn mạch hệ thống điện Nhà Xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà nội [6] Tên tác giả (năm xuất bản) Tên tài liệu Nhà xuất [7] https://www.tranphucable.com.vn/tin-thi-truong/cac-thiet-bi-bao-ve-cua-mangdien-trong-nha [8] http://giasithietbidien.com/clipsal-schneider.html?gclid=EAIaIQobChMIpjT87Tm-wIVUaqWCh37zw-3EAAYASAAEgLhA_D_BwE GVHD: ThS Nguyễn Thanh A -7- SVTH: …………………