(Luận văn) nghiên cứu, đánh giá hệ thống bảo vệ quá điện áp nội bộ cho trạm biến áp 220kv thái nguyên

0 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP TRẦN THỊ LAN HƢƠNG lu an n va NGHIÊN CỨU, ĐÁNH GIÁ HỆ THỐNG BẢO VỆ QUÁ ĐIỆN ÁP NỘI BỘ CHO TRẠM BIẾN ÁP 220kV THÁI NGUYÊN p ie gh tn to nl w d oa LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT lu ll u nf va an CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT ĐIỆN oi m z at nh Cán hướng dẫn: TS NGUYỄN ĐỨC TƢỜNG z m co l gm @ an Lu Thái Nguyên, năm 2017 n va ac th si BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Chuyên ngành: KỸ THUẬT ĐIỆN lu ĐỀ TÀI: an va NGHIÊN CỨU, ĐÁNH GIÁ HỆ THỐNG BẢO VỆ QUÁ ĐIỆN ÁP n NỘI BỘ CHO TRẠM BIẾN ÁP 220kV THÁI NGUYÊN gh tn to HƯỚNG DẪN KHOA HỌC p ie HỌC VIÊN d oa nl w TS Nguyễn Đức Tƣờng ll u nf va an lu Trần Thị Lan Hƣơng m PHÒNG ĐÀO TẠO oi TRƯỞNG KHOA z at nh z TS.Đặng Danh Hoằng m co l gm @ TS Đỗ Trung Hải an Lu Thái Nguyên, năm 2017 n va ac th si i LỜI CAM ĐOAN Họ tên: Trần Thị Lan Hƣơng Học viên: Lớp cao học K16- KTĐ, Trường Đại học Kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên Nơi công tác: Điện lực Phú Lương - Công ty Điện lực Thái Nguyên Tên đề tài luận văn thạc sỹ: “Nghiên cứu, đánh giá hệ thống bảo vệ điện áp nội cho trạm biến áp 220 KV Thái Nguyên” Chuyên ngành: Kỹ thuật điện lu an Mã số: n va Sau hai năm học tập, rèn luyện nghiên cứu trường, em lựa chọn thực cho trạm biến áp 220 KV Thái Nguyên” gh tn to đề tài tốt nghiệp: “Nghiên cứu, đánh giá hệ thống bảo vệ điện áp nội p ie Được giúp đỡ hướng dẫn tận tình Thầy giáo TS Nguyễn Đức Tƣờng nỗ lực thân, luận văn hoàn thành oa nl w Em xin cam đoan cơng trình nghiên cứu cá nhân em Các số liệu, kết có luận văn trung thực chưa công bố d va an lu cơng trình khác ll u nf Thái Nguyên, ngày 16 tháng 06 năm 2017 oi m Học viên thực z at nh z Trần Thị Lan Hƣơng m co l gm @ an Lu n va ac th si ii LỜI CẢM ƠN Trong thời gian học làm đề tài thạc sỹ, em nhận truyền đạt kiến thức, phương pháp tư duy, phương pháp luận giảng viên trường Sự quan tâm lớn nhà trường, khoa Điện, thầy cô giáo trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên bạn lớp Em xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu, Khoa đào tạo Sau đại học, thầy cô giáo tham gia giảng dạy tận tình hướng dẫn, tạo điều kiện để em hồn thành luận văn lu an Em xin bày tỏ lời cảm ơn chân thành đến thầy TS Nguyễn Đức Tƣờng n va tập thể cán giảng viên môn Hệ thống điện Hội đồng bảo vệ đề cương thạc sỹ tn to khóa K16 – KTĐ cho dẫn quý báu để em hoàn thành luận văn gh Mặc dù cố gắng, xong kiến thức kinh nghiệm hạn chế nên p ie chắn luận văn không tránh khỏi thiếu sót, em mong muốn nhận dẫn từ thầy, cô giáo bạn học để luận văn hồn thiện có ý oa nl w nghĩa thực tiễn Xin chân thành cảm ơn! d ll u nf va an lu Học viên oi m z at nh Trần Thị Lan Hƣơng z m co l gm @ an Lu n va ac th si iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH, SƠ ĐỒ DANH MỤC VIẾT TẮT LỜI NÓI ĐẦU CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ QUÁ ĐIỆN ÁP NỘI BỘ lu an 1.1 Nguyên nhân phát sinh điện áp hệ thống n va 1.2 Quá điện áp phát sinh đóng đường dây khơng tải tn to 1.3 QUÁ ĐIỆN ÁP DO CẮT BỘ TỤ ĐIỆN gh 1.4.Quá điện áp tự động đóng lại đường dây p ie KẾT LUẬN ERROR! B w CHƢƠNG 2: GIỚI THIỆU TRẠM BIẾN ÁP 220KV THÁI NGUYÊN VÀ oa nl MỘT SỐ THIẾT BỊ BẢO VỆ QUÁ ĐIỆN ÁP 13 2.1 VAI TRÒ CỦA TRẠM BIẾN ÁP 220 KV THÁI NGUYÊN 13 d an lu 2.1.1 Sơ đồ nối điện tự dùng trạm 15 va 2.1.2 Sơ đồ nối điện tự dùng chiều 16 ll u nf 2.2.Một số thiết bị bảo vệ điện áp 21 oi m 2.2.1.Khe hở phóng điện 21 z at nh 2.2.2.Chống sét van có khe hở SiC 21 2.2.3.Chống sét van không khe ZnO 25 z KẾT LUẬN 30 @ gm CHƢƠNG 3: GIỚI THIỆU CHƢƠNG TRÌNH ATP-EMTP 32 l 3.1 - Tổng quan 32 m co 3.2 - Các modul chương trình atp khả ứng dụng 32 3.2.1 Tổ hợp modul ATP 33 an Lu 3.2.2 Những modul mô ATP 35 n va ac th si iv 3.3 - Chương trình atpdraw 37 3.3.1 Phần tử đo lường (Probes & 3-phase) 37 3.3.2 Nhánh (Branches) 37 3.3.3 Đường dây không/cáp (Lines/Cables) 38 3.3.4 Chuyển mạch (Switches) 40 3.3.5 Nguồn (Sources) 41 3.3.6 Phần tử tần số (Frequency compornent) 42 KẾT LUẬN 43 CHƢƠNG 4: XÁC ĐỊNH ĐỘ LỚN CỦA QUÁ ĐIỆN ÁP VÀ CÁC GIẢI lu an PHÁP HẠN CHẾ QUÁ ÁP 44 n va 4.1 - Mô sơ đồ nguyên lý trạm biến áp atpdraw 44 tn to 4.1.1.Sơ đồ nguyên lý trạm biến áp 220 Kv 44 gh 4.1.2.Mô hình trạm biến áp 220 kV ATPDraw 44 p ie 4.1.3.Cài đặt chương trình ATPDraw 52 4.2 - Kết nghiên cứu 52 oa nl w 4.3 - Đánh giá vai trò chống sét van đặt trạM 59 4.3.1.Nhập thông số chống sét van 59 d an lu 4.3.2.Đặc tính V-A 59 va 4.3.3.Kết phân tích 61 ll u nf 4.4 - Các biện pháp khác hạn chế điện áp nội 59 oi m 4.4.1.Giới thiệu chung 62 z at nh 4.4.2 Hạn chế điện áp nội việc lựa chọn thời điểm đóng máy cắt 66 KẾT LUẬN 70 z KẾT LUẬN CHUNG VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN 71 @ m co l gm DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 72 an Lu n va ac th si v DANH MỤC CÁC HÌNH, SƠ ĐỒ STT Ký hiệu Số Tên trang lu an Hình 1.1 Sơ đồ đóng đường dây khơng tải có chiều dài l Hình 1.2 Sơ đồ thay hình 1.1 3 Hình 1.3 Đường cong q điện áp đóng đường dây khơng Hình 1.4 Biến thiên điện áp đóng đường dây khơng tải Hình 1.5 Tự đóng lặp lại đường dây Hình 1.6 Q trình q độ tự đóng lặp lại đường dây có kháng 10 Hình 2.1 Sơ đồ thứ trạm 13 Hình 2.2 Sơ đồ nối điện tự dùng trạm 15 Hình 2.3 Sơ đồ nối điện tự dùng chiều 16 10 Hình 2.4 Sơ đồ mắc khe hở hình sừng 21 11 Hình 2.5 Cấu tạo CSV có khe hở SiC 22 12 Hình 2.6 Tấm điện trở phi tuyến SiC 13 Hình 2.7 Khe hở phóng điện 14 Hình 2.8 Chuỗi khe hở phóng điện 24 15 Hình 2.9 Điện trở phi tuyến ZnO SiC 27 16 Hình 3.1 Phần mềm tương hỗ với ATP 17 Hình 3.2 Phần mềm ATPDraw 35 18 Hình 3.3 Dữ liệu tạo chương trình ATPDraw 35 19 Hình 4.1 Sơ đồ trạm biến áp 220 Kv 45 20 Hình 4.2 Mơ hình mạch 21 Hình 4.3 Thơng số nguồn điện áp 22 Hình 4.4 Nhánh đường dây 23 Hình 4.5 Thơng số kỹ thuật đường dây mơ hình ATPDraw 49 24 Hình 4.6 Thơng số kỹ thuật đường dây mơ hình ATPDraw 49 n va p ie gh tn to w oa nl 23 d 23 u nf va an lu ll 34 oi m z at nh z gm @ 45 46 l 47 m co an Lu n va ac th si vi lu an n va Hình 4.7 Máy cắt điện Statistic Swich swich time pha 50 26 Hình 4.8 Thơng số cho Statistic Switch đóng khơng đồng 50 27 Hình 4.9 Thơng số swich time pha 51 28 Hình 4.10 Thơng số Open Probe 51 29 Hình 4.11 Điện áp phía cuộn dây cao áp (220 kV) 54 30 Hình 4.12 Điện áp cuộn dây trung áp (110 kV) 54 31 Hình 4.13 Điện áp cuộn dây hạ áp (22 kV) 55 32 Hình 4.14 Điện áp cuộn dây máy biến điện áp TU-273 55 33 Hình 4.15 Điện áp TU-273 56 34 Hình 4.16 Điện áp phía cuộn dây cao áp (220 kV) 56 35 Hình 4.17 Điện áp phía cuộn dây trung áp (110 kV) 57 36 Hình 4.18 Điện áp phía cuộn dây hạ áp (22 kV) 57 37 Hình 4.19 Điện áp TU-273 58 Hình 4.20 Điện áp cuộn cao áp AT1 (220 kV) 58 p 38 ie gh tn to 25 Hình 4.21 Thơng số chống sét van 40 Hình 4.22 Bảng thơng số U-I (V-A) ATPDraw 61 41 Hình 4.23 Đườngđặc tính U-I (V-A) ATPPDraw 61 42 an Hình 4.24 Sự biến thiên điện áp 62 43 va 39 Hình 4.25 Sơ đồ lắp đặt điên trở Shunt 66 44 Hình 4.26 Biểu đồ pha 67 45 Hình 4.27 Vị trí điện áp cực tiểu pha 67 46 Hình 4.28 Thơng số máy cắt phía Thái Ngun 68 47 Hình 4.29 Thơng số máy cắt phía Bắc Giang 68 48 Hình 4.30 Kết khảo sát điện áp đầu cực máy biến áp phía 220 kV 68 49 Hình 4.31 Kết khảo sát điện áp đầu cực máy biến áp phía 110 kV 69 50 Hình 4.32 Kết khảo sát điện áp đầu cực máy biến áp phía 22 kV 60 d oa nl w lu ll u nf oi m z at nh z l gm @ 69 m co an Lu n va ac th si vii DANH MỤC BẢNG an n va 37 Bảng 3.2 Nhánh tuyến tính đơn R, L, C pha pha 37 Bảng 3.3 Nhánh phi tuyến 38 Bảng 3.4 Thông số tập trung 38 Bảng 3.5 Thơng số phân bố có tham số không phụ thuộc tần số 39 Bảng 3.6 Thơng số phân bố có tham số khơng phụ thuộc tần số 39 Bảng 3.7 Chuyển mạch 40 Bảng 3.8 Nguồn điều khiển TACS 40 Bảng 3.9 Máy biến áp điện lực 41 10 Bảng 3.10 Phần tử tần số 42 11 Bảng 4.1 Điện áp lớn vị trí với xác xuất 2% 55 12 Bảng 4.2 Điện áp lớn vị trí với xác xuất 2% 57 13 Bảng 4.3 Điện áp lớn vị trí với xác xuất 2% tn to Bảng 3.1 Khả mô ATP gh lu ie p Bảng 4.4 Mức điện áp cho phép cấp điện áp khác 63 d oa nl w 14 58 ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si viii DANH MỤC VIẾT TẮT HTĐ Hệ thống điện SVC Static Var Compensator TCSC Thyristor Controlled Series Capacitor STATCOM FACTS MBA Máy Biến áp EMTP Electro Magnetic Transients Program TĐL Tự động đóng lặp lại ie MC Máy cắt lu Chữ Viết Tắt gh Chú STT Ý Nghĩa Thích Static Synchronous Compensator Flexible Alternating Current Transmission an Systems n va tn to p d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si 58 Trường hợp 3: Đóng máy cắt phía Sóc Sơn trước, đóng máy cắt phía Thái Ngun sau Máy biến áp khơng mang tải - Điện áp TU-273 400 [kV] 300 200 100 -100 lu an -200 -300 va n -400 10 20 to (f ile at2(ii).pl4; x-v ar t) v :TU273A v :TU273B 30 40 [ms] 50 v :TU273C gh tn Hình 4.19 Điện áp TU-273 p ie - Điện áp cuộn cao áp AT1 (220 kV) 200 w [kV] 150 100 nl oa 50 d lu -50 an -100 va -150 u nf -200 10 20 v :CAB 30 40 [ms] 50 v :CAC ll (f ile at2(ii).pl4; x-v ar t) v :CAA oi m Hình 4.20 Máy biến điện áp 220 kV p.u A 449 2,5 233 1,3 B 449 2,5 200 C 449 2,5 200 kV p.u kV p.u 117 1,3 36 2,0 1,15 99 1,1 0 1,15 107 1,2 45 2,5 an Lu kV 22 kV m co p.u l kV 110 kV gm Pha @ TU-271 Máy biến áp AT1 z Điểm đo z at nh Bảng 4.3 Điện áp lớn vị trí với xác xuất 2% n va ac th si 59 4.3 ĐÁNH GIÁ VAI TRÕ CỦA CHỐNG SÉT VAN ĐẶT TRONG TRẠM Đối với HTĐ 110220kV điện áp độ xuất với trị số trung bình nằm giới hạn điện áp cho phép (2,7 p.u) Tuy nhiên, theo kết khảo sát cho thấy mức điện áp trạm biến áp đạt tới 5,67 p.u cuộn dây 22 kV máy biến áp số trường hợp thấp Hiện trạm biến áp trang bị hệ thống chống sét van hệ thống C21, C22, xuất tuyến Hà Giang phía máy biến áp nhằm hạn chế bảo vệ điện áp khí lan truyền từ đường dây vào trạm Ngoài lu ra, chống sét van cịn có tác dụng loại trừ điện áp nội Tuy nhiên, an chống sét van làm việc dịng điện làm việc điện áp nội không cao va n thời gian làm việc lâu dài dẫn đến phá hỏng điện trở phi tuyến tn to nhiệt Vì vậy, lắp đặt chống sét cần lưu ý tính tốn kiểm tra lượng hấp thụ ie gh chống sét p Để đánh giá vai trũ chống sột van trạm Từsơ đồ nguyênnghiên cứu, w phân tích kết ghi tự động người ta dẫn tới kết luận rằng, trạm có oa nl khơng đường dây ra, trường hợp xuất tăng d áp trạng thái vượt QĐA làm việc, bỏ qua ảnh hưởng đến đặc tính lu va an thống kê Ngược lại, có chỗ QĐA đến mức cho phép làm việc thời gian dài trạm, nằm điều kiện làm việc thuận lợi Do đó, ảnh u nf ll hưởng tăng áp trạng thái đến thiết bị đấu vào trạm, tính m oi xác định đòi hỏi cách điện, điện áp làm việc nằm giới z at nh hạn giá trị điện áp làm việc cho phép Khi dùng chống sét van để hạn chế QĐA q độ dịng điện chạy qua chống z sét van thường khoảng 1,52 kA, trình QĐA kéo dài nên lượng @ gm tiêu tán chống sét van thường lớn nhiều so với lượng xung dòng m co l điện sét (gấp hàng chục, chí hàng trăm lần), lắp đặt chống sét van việc kiểm tra lượng hấp thụ dòng điện xung (do điện áp khí an Lu quyển) cần phải kiểm tra lực tháo dòng điện xoay chiều n va ac th si 60 Trong chương cho thụng số chống sột van sử dụng trờn cỏi C21 4.3.1 Nhập thông số chống sét van lu an n va tn to Hình 4.21 Thơng số chống sét van ie gh Vref: điện áp tham chiếu, lấy giá trị gần điện áp định mức (ur) tính V p (192000V) Vflash: điện áp phóng điện chuỗi khe hở Nếu CSV khơng khe hở lấy oa nl w -1 d Vzero: giá trị điện áp ban đầu (điều kiện đầu tuỳ chọn), dịng điện rị lu an chống sét tác dụng điện áp làm việc nhỏ (khoảng 10-4A) nên coi u nf va điện áp giáng lên điện trở phi tuyến 0V nghĩa tác dụng điện ll áp làm việc dây dẫn pha hoàn toàn cách điện với đất oi m COL: hệ số COEF (chọn nhánh khối đơn, nhánh kép) ErrLim: sai số theo p.u z at nh SER: số khối nối tiếp nhánh, lấy tỉ lệ với Vref z 4.3.2 Đặc tính V-A @ gm Xây dựng đặc tính U-I (V-A) ATPDraw cho phép nhập tối đa 12 giá trị I = p.(U/Uref)q (A) m co l chương trình xây dựng đặc tính thoả mãn biểu thức: an Lu n va ac th si 61 Hình 4.22 Bảng thơng số U-I (V-A) ATPDraw lu an n va p ie gh tn to d oa nl w u nf va an lu ll Hình 4.23 Đƣờngđặc tính U-I (V-A) ATPPDraw oi m z at nh Trong đó: I dịng điện qua chống sét van (A) Uref (Vref), p, q số với q = 2030 z U điện áp đặt lên chống sét van (V) m co l gm @ an Lu n va ac th si 62 Kết phân tích Sự biến thiên điện áp đầu cực 220 kV máy biến áp tự ngẫu AT1 có trị số trung bình 100 lần đóng cắt có dạng hình 300 [kV] 200 100 lu -100 an -200 n va -300 to 10 20 v :CAB 30 40 [ms] 50 v :CAC p ie gh tn (f ile at2(1).pl4; x-v ar t) v :CAA Hình 4.24: Sự biến thiên điện áp đầu cực 220 kV nl w Điện áp pha đặt chống sét van q điện áp pha phía d oa 220 kV máy biến áp theo kết phân tích với xác suất điện áp 2% là: an lu - Pha A: 314 kV; 1,75 p.u va - Pha B: 305 kV;1,7 p.u u nf -Pha C: 287 kV; 1,6 p.u ll Như vậy, so với trường hợp không đặt chống sét van đồng thời máy biến áp m oi không mang tải 2,7 p.u, pha A 2,2 p.u pha C z at nh 4.4 CÁC BIỆN PHÁP KHÁC HẠN CHẾ QUÁ ĐIỆN ÁP NỘI BỘ z 4.4.1 Giới thiệu chung gm @ Từ phần trình bày loại QĐA độ theo phân tích lý thuyết khảo sát l chương trình ATP-EMTP cho đường dây tải điện cao áp 220kV Thái Nguyên- m co Bắc Giang, rõ điện áp với xác suất 2% với hệ số áp tới 5,67 (p.u) góp 22 kV Sự nguy hiểm QĐA độ phần nhiều an Lu trường hợp chúng vượt mức cách điện thiết bị (110500)kV Hạn chế n va ac th si 63 QĐA độ đặc tính khác biệt truyền tải điện SCA, số biện pháp áp dụng cấp điện áp 220 kV thấp Bảng 4.4 Mức điện áp cho phép cấp điện áp khác Cấp điện áp Uđm (kV) Mức điện áp cho phép (p.u) 110 220 500 750 1150 2,7 2,5 2,2 1,8 Theo số liệu ta thấy mức cách điện đường dây 220 kV 2,7 p.u Vì vậy, cần có giải pháp hạn chế điện áp đường dây tải điện để nâng cao lu an độ tin cậy cung cấp điện, tăng mức độ ổn định hệ thống… n va Đề xuất số phương pháp hạn chế điện áp đường dây tải điện cao sử dụng lại máy cắt có điều khiển góc đóng dùng chống sét van Ta sơ lược gh tn to áp là: sử dụng tụ bù dọc, kháng bù ngang, sử dụng máy cắt có điện trở đóng trước, p ie số phương pháp sau : - Hạn chế chế độ mà xuất QĐA nguy hiểm nhờ biện nl w pháp sơ đồ d oa - Hạn chế biên độ QĐA độ nhờ chống sét van hay bố trí máy an lu cắt điện trở Shunt va - Các giá trị QĐA nhỏ nhận cách lựa chọn điều kiện ban u nf đầu thuận lợi cho trình q độ, mà biên độ dao động tự có giá ll trị nhỏ (Ví dụ: làm nhanh điện tích dư đường dây thời gian m oi chờ tự động đóng lại hay điều khiển thời điểm đóng máy cắt, có chương trình z at nh điều khiển làm việc máy cắt) z Đối với biện pháp sơ đồ, có khả làm giảm biên độ QĐA độ, có gm @ thể kể tên đóng đường dây mức điều chỉnh hệ số biến áp thấp cho l biến áp lực, đấu đường dây tới có cơng suất lớn, trước m co chuyển mạch đường dây tạm thời đấu tới kháng bù ngang điện áp cao trung bình Có thể áp dụng đóng đường dây theo kế hoạch chế độ chuyên an Lu tải mà tất kháng đóng để cân cơng suất phản kháng, n va ac th si 64 điều chỉnh hệ số biến áp thấp mức sức điện động nhỏ Khi truyền tải công suất cực đại, việc đấu tất kháng điểm trung gian đường dây tải điện khơng có tụ bù dọc khơng cho phép, dẫn đến tăng tổn hao giảm giới hạn ổn định Ngồi ra, cơng suất kháng, cần thiết cho chế độ truyền tải cơng suất tác dụng tỏ khơng đủ để hạn chế QĐA trì ngắn mạch khơng đối xứng Do vậy, Liên Xô sử dụng sơ đồ “đấu kháng khơng qn tính” (đấu kháng qua khoảng cách phóng điện), để hạn chế QĐA trì xuất ngắn mạch không đối xứng vàở mức định QĐA quáđộ Hạn chế biên lu độ QĐA quáđộ tiến hành “sự” phân tán lượng dao động tự an trở phi tuyến chống sét van, đấu nối dây dẫn pha đất Khi sử va n dụng máy cắt có hai mức tác động kèm điện trở Shunt, hạn chế biên độ tn to QĐA độ nhờ điện trở, đặt máy cắt đấu ngắn hạn nối ie gh tiếp với đường dây, thời gian đủ để tắt dao động tự p Kinh nghiệm vận hành chứng tỏ, TBĐ cấp điện áp đến 220kV QĐA xuất cắt biến áp non tải, cắt đường dây non tải tự động đóng w oa nl lại QĐA cần phải hạn chế, loại QĐA q độ cịn lại thường khơng gây d nguy hiểm cho cách điện chúng QĐA độ cắt biến áp non tải lu an có biên độ lớn, tần số cao có thời gian tồn ngắn Để bảo vệ khỏi QĐA thực u nf va chống sét van, với khả thông qua đủ để cho phân tán ll lượng dao động điện áp cao Hạn chế QĐA thực cách sử oi m dụng máy cắt có điện trở shunt z at nh Trong HTĐ đại, từ cấp điện áp 330 kV cao bắt đầu có chỗ cho thiết bị đặc biệt để hạn chế QĐA nội bộ, nêu tên biện pháp sau đây: z - Phân đoạn đường dây tải điện dài thành đoạn, liên kết với HTĐ địa @ gm phương điểm trung gian phân đoạn tần số công nghiệp - Lắp đặt chống sét van cho chuyển mạch an Lu - Đưa biến điện áp điện từ phía đường dây m co l - Sử dụng kháng điện Shunt để hạn chế tăng cao điện áp n va ac th si 65 - Các biện pháp sơ đồ, thí dụ lập trình làm việc nối tiếp cho máy cắt, cho đoạn đường dây không tải phần lớn trường hợp đấu nối tới đường có cơng suất lớn Tuy nhiên HTĐ 110- 220 kV, người ta xác định mức QĐA tương đối nhỏ Do vậy, biện pháp nêu thường khơng sử dụng đầy đủ (có thể nêu ví dụ: Liên Xơ khơng có biện pháp đặc biệt để điện tích dư khỏi đường dây 110 - 220 kV thời gian chờ tự động đóng lại) * Sử dụng điện trở shunt đóng đường dây non tải lu Khi đóng đường dây có điện trở Shunt tổng trở an RShunt=Z= L' / C' trình dao động không tồn (điều kiện để tồn va n q trình khơng chu kỳ đường dây) Trên thực tế, RShunt xấp xỉ tổng trở tn to sóng đường dây tức 200400 giảm sóng dao động tự ie gh xuống đến giá trị nguy hiểm p Lưu ý RShunt q lớn sau đóng đạt q trình khơng nl w tuần hồn sau đóng qây QĐA chênh lệch điện áp tiếp oa điểm, thông thường người ta lấy RShunt Zsóng Với giá trị cịn hạn chế hiệu d QĐA cắt ngắn mạch không đối xứng bước không đồng lu va an * Sử dụng điện trở Shunt cắt đường dây hở mạch u nf Trường hợp tối ưu cắt đường dây hở mạch khơng có phóng điện lặp lại, ll phóng điện lặp lại gây QĐA nguy hiểm Do nhiệm vụ cho điện trở m oi Shunt lúc chống dao động tự có phóng điện lặp lại mà z at nh giảm điện áp phục hồi đến mức khơng quan sát thấy phóng điện lặp lại Để làm điều giá trị RShunt chọn gần với giá trị điều biến điện trở đầu vào đường z gm @ dây nghĩa khơng có chu kỳ Trên thực tế giá trị tối ưu RShunt=(1,52,0)Xbx ; đường dây dài 200 km l m co khoảng 30004000 ; người ta thường lấy 3000  thực tế an Lu n va ac th si 66 * Điều khiển thời điểm đóng tiếp điểm máy cắt Một biện pháp hiệu hạn chế QĐA độ đóng tự động đóng lại điều khiển thời điểm đóng tiếp điểm máy cắt, QĐA nhỏ tiếp điểm máy cắt đóng vào thời điểm điện áp nhỏ chúng 1 RSh RShunnt 2 unnt Hình 4.25 Sơ đồ lắp đặt điên trở lu an Shunt máy cắt Kh nng t c bng iu khin thi điểm đóng máy cắt phụ thuộc vào va n loại máy cắt cấu trúc hệ thống điều khiển, sai lệch theo thời gian đóng máy cắt tn to đảm bảo không miligiây Hiện máy cắt không khí có hệ thống điều khiển ie gh ánh sáng, khí đảm bảo điều kiện p Khi đóng đóng sau thời gian trễ đóng tiếp Khi cắt cắt trước sau cắt tiếp w oa nl Giá trị điện trở shunt khác loại chuyển mạch khác d 4.4.2 Hạn chế điện áp nội việc lựa chọn thời điểm đóng máy cắt lu an Ta gọi điện áp pha là: X (kV) điện áp đóng cắt máy biến áp u nf va đường dây không tải Y (kV) Khi ta có trường hợp sau: ll Đóng máy cắt thời điểm điện áp pha Max oi m Khi đó: X = max z at nh  Mức điện áp thời điểm là: U1 = Xmax + Y Đóng máy cắt thời điểm điện áp pha z Mức điện áp pha thời điểm = U2 = Xmin + Y = + Y = Y m co l gm  Mức điện áp thời điểm là: @ Khi Xmin = an Lu So sanh mức điện áp áp thời điểm đóng máy cắt ta có: U1 > U2 n va ac th si 67 Hình 4.26 Biểu đồ pha lu an n va p ie gh tn to w Hình 4.27 Vị trí diện áp cực tiểu pha oa nl Nhập thông số cho máy cắt d Để tiến hành khảo sát phương án hạn chế điện áp nội việc lựa chọn lu an thời điểm đóng máy cắt, ta cần tính tốn thời gian cắt pha may cắt u nf va cho thời điểm mức điện áp pha nhỏ nhất: ll Lấy Pha A pha gốc qua thời điểm t = 0,015 s pha khác lệch so oi m với pha A 120o ứng với thời gian 0,003333 s z at nh Tiến hành nhập số liệu cho phần tử máy cắt sơ đồ mô sau: z m co l gm @ an Lu n va ac th si 68  Máy cắt phía Thái Nguyên: Pha A Pha B Pha C lu Hình 4.28 Thơng số máy cắt phía Thái Nguyên an n va p ie gh tn to  Máy cắt phía Bắc Giang: oa nl w d Hình 4.29 Thơng số máy cắt phía Bắc Giang va an lu Kết khảo sát ll u nf Điện áp đầu cực máy biến áp phía 220 kV oi m 200 [kV] 150 z at nh 100 50 z -50 @ -150 -200 10 v :CAB 20 v :CAC 30 40 [ms] 50 m co (f ile at2(idc).pl4; x-v ar t) v :CAA l gm -100 Hình 4.30 Kết khảo sát điện áp đầu cực máy biến áp phía 220 Kv an Lu n va ac th si 69 Điện áp đầu cực máy biến áp phía 110 kV 100 [kV] 75 50 25 -25 -50 -75 -100 10 lu (f ile at2(idc).pl4; x-v ar t) v :TAA v :TAB 20 v :TAC 30 40 [ms] 50 an Hình 4.31 Kết khảo sát điện áp đầu cực máy biến áp phía 110 kV va n Điện áp đầu cực máy biến áp phía 22 kV tn to p ie gh 20 [kV] 15 nl w 10 oa d -5 lu an -10 10 (f ile at2(idc).pl4; x-v ar t) v :HAA 20 ll u nf -20 va -15 v :HAB 30 v :HAC 40 [ms] 50 oi m z at nh Hình 4.32 Kết khảo sát điện áp đầu cực máy biến áp phía 22 kV z m co l gm @ an Lu n va ac th si 70 KẾT LUẬN Khảo sát đóng đường dây Thái Ngun – Sóc Sơn chương trình ATP – EMTP ta thấy có dạng điện áp nhiễu loạn tần số cao xếp chồng điện áp xoay chiều ( chưa đặt CSV) Quá điện áp lan truyền vào TBA tác động lên cách điện TH nặng nề TH: đóng MC phía Thái Ngun trước, đóng MC Sóc Sơn sau, MBA khơng mang tải, bội số áp pha A 2,7 p.u Khi xem xét tới ảnh hưởng CSV việc hạn chế điện áp, bội số lu áp pha A 1,75 p.u Kết cho thấy hệ thống bảo vệ áp đặt an trạm bảo vệ thiết bị trường hợp đóng đường dây khơng tải Thái va n Ngun – Sóc Sơn tn to Nếu không lắp đặt thiết bị bảo vệ có nguy gây phóng điện, làm p ie gh suy giảm cách điện thiết bị d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si 71 KẾT LUẬN CHUNG VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN Kết luận: Sau nghiên cứu hệ thống bảo vệ điện áp cho trạm 220 kV Thái Nguyên, ta rút số kết luận sau: Đối với trạm biến áp việc trang bị hệ thống bảo vệ điện áp quan trọng việc bảo vệ, nâng cao khả truyền tải tính ổn định trạm Cùng với tiến vượt bậc khoa học công nghệ, việc nghiên cứu sản xuất lu ứng dụng thiết bị làm linh hoạt hệ thống bảo vệ điện áp cho trạm mở xu an hướng việc nâng cao hiệu tự động hoá, đại hoá hệ thống điện va n toàn giới to tn Hệ thống bảo vệ điện áp bảo vệ trạm chế độ bình thường ie gh cố, làm tăng độ tin cậy tính kinh tế vận hành hệ thống điện lên nhiều, p làm tăng chất lượng điện giữ độ ổn định điện áp w Kết nghiên cứu làm tiền đề cho nghiên cứu loại điện áp khác, làm tải điện TBA d oa nl sở cho việc tính tốn, lựa chọn, phối hợp cách điện thiết bị điện, đường dây lu va an Đây sở để đánh giá, tính toán cho phương án hạn chế bảo vệ thiết bị bảo vệ áp u nf ll Hƣớng phát triển đề tài: m oi Nghiên cứu chương trình mơ ATP – EMTP áp dụng để mô vận hành TBA z at nh tượng độ điện từ, điện khác Nhằm tăng cường độ tin cậy bảo vệ áp z m co l gm @ an Lu n va ac th si 72 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trần Văn Tớp, “Kỹ thuật điện cao áp – Quá điện áp bảo vệ chống điện áp”, Hà nội, 2007 [2] Võ Viết Đạn, “Giáo trình Kỹ thuật điện cao áp”, Hà Nội, 1972 [3] Nguyễn Thị Minh Chước, “Hướng dẫn Thiết kế tốt nghiệp Kỹ thuật điện cao áp”, Hà Nội, 2002 lu [4] Nguyễn Đình Thắng, “Vật liệu kỹ thuật điện”, Hà nội, 2005 an [5] Đào Quang Thạc, TS Phạm Văn Hòa, “Phần điện nhà máy điện va n trạm biến áp”, Hà Nội, 2005 [7] Tài liệu trạm 220 kV Thái Nguyên ie gh tn to [6] Trần Bách, “Lưới điện & Hệ thống điện (tập 3)”, Hà Nội, 2005 p [8] Tài liệu chương trình ATP- EMTP d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si