--- 83 Trang 4 Danh mục các chữ viết tắt ATP-EMTP Electro- Magnetic Transient Program CSG Công ty lới điện Nam Trung Quốc China Southern Power Grid EVn Tổng công ty điện lực Việt Nam
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC TÍNH TỐN CÁC THƠNG SỐ CHÍNH VÀ CÁC CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA ĐƯỜNG DÂY TRUYỀN TẢI ĐIỆN SIÊU CAO ÁP XOAY CHIỀU LIÊN KẾT GIỮA VIỆT NAM - TRUNG QUỐC NGÀNH: MẠNG VÀ HỆ THỐNG ĐIỆN Mà SỐ: 02.06.07 NGUYỄN VĂN HÙNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS NGUYỄN THANH LIÊM HÀ NỘI - 2005 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17057205112471000000 Luận văn tốt nghiệp cao häc -1Môc Lôc Môc Lôc Danh môc chữ viết tắt Danh mục bảng Danh mục hình vẽ đồ thị Mở đầu Ch¬ng - Tæng quan đờng dây truyền tải điện siêu cao áp - I.1 Đờng dây siêu cao ¸p xoay chiỊu 1.1.1 CÊu trúc đờng dây truyền tải điện siêu cao áp xoay chiều - 1.1.2 Đặc điểm quan trọng kĩ thuật đờng dây siêu cao áp hệ thống điện có đờng dây siêu cao ¸p - 14 1.1.3 ảnh hởng đến môi trờng xung quanh đờng dây 16 I.2 Đờng dây siêu cao ¸p mét chiÒu 16 Ch¬ng - 19 Líi điện Việt Nam nhu cầu xây dựng đờng dây truyền tải điện siêu cao áp liên kết với Trung Quèc - 19 II.1 Tỉng quan vỊ hƯ thèng ®iƯn ViƯt Nam 19 2.1.1 Hiện trạng hệ thống điện Việt Nam bao gåm ngn vµ líi 19 2.1.2 Quy hoạch hệ thống điện Việt Nam đến năm 2020 23 II.2 Trao đổi điện liên kết líi ®iƯn khu vùc: 29 2.2.1 HiÖu ích việc liên kết hệ thống điện 29 2.2.2 Chơng trình liên kÕt hƯ thèng ®iƯn khu vùc Asean 29 2.2.3 Định hớng liên kết lới điện Việt Nam với nớc khu vùc. 32 Ch¬ng - 38 Tính toán thông số đờng dây 500kV xoay chiều liên kết Việt Nam - Trung Quèc - 38 III.1 TÝnh toán thông số đờng dây - 38 3.1.1 TÝnh to¸n thông số đờng dây 39 3.1.2 TÝnh tỉn thÊt ph¸t nãng đờng dây 40 3.1.3 Tính toán tổn thất công suất đờng dây 41 3.1.4 TÝnh tỉn thÊt vÇng quang 41 3.1.5 TÝnh ph©n bố điện áp dọc theo chiều dài đờng dây 42 III.2 Tính toán bù công suất đờng dây truyền tải ®iÖn 44 3.2.1 Kh¸i niƯm bï 44 3.2.2 Mục đích việc đặt bù - 45 3.2.3 Bù dọc bù ngang đờng dây siêu cao áp - 46 Häc viªn: Ngun Văn Hùng- Lớp Cao Học ngành HTĐ Khóa 2003-2005 Luận văn tốt nghiệp cao học -2- 3.2.4 Các thiết bị bù tĩnh có điều khiển đợc ứng dụng hệ thèng ®iƯn - 52 3.2.5 Bï c«ng suất phản kháng cho đờng dây 500kV liên kết lới điện Việt Nam Trung Quốc 55 3.2.6 Tính phân bố điện áp dọc theo chiều dài đờng dây có kháng bù ngang vµ tơ bï däc - 56 3.2.7 TÝnh toán bù cho đờng dây chế độ không tải - 61 Ch¬ng - 65 Tính toán số chế độ đờng dây truyền tải điện siêu cao áp 500kV xoay chiều liên kết Việt Nam- Trung quốc - 65 IV.1 Đặt vấn đề 65 IV.2 Chơng trình mô hƯ thèng ®iƯn EMTP 65 4.2.1 Giới thiệu chơng trình EMTP - 65 4.2.2 VÝ dụ chơng trình mô EMTP - 78 4.2.3 Một số điểm cần ý chơng trình EMTP 79 4.2.4 KÕt luËn: 80 IV.3 Mô đờng dây truyền tải điện siêu cao áp xoay chiều 500kV liên kết Việt Nam- Trung Quốc 80 4.3.1 Đặt vấn đề - 80 4.3.2 Mô hình đờng dây cần mô 80 4.3.3 Sơ đồ mô đờng dây 500kV xoay chiều liên kết Việt Nam- Trung Quốc 83 IV.4 Tính toán số chế độ vận hành đờng dây 500kV liên kết Việt Nam- Trung quèc 89 4.4.1 Chế độ xác lập - 89 4.4.2 Chế độ ngắn mạch pha 90 4.4.3 Chế độ ngắn mạch pha 93 4.4.4 ChÕ ®é ngắn mạch pha 98 4.4.5 Mô chế độ không tải đờng dây 104 4.4.6 NhËn xÐt chung - 106 KÕt luËn 108 Tài liệu tham khảo 110 Học viên: Nguyễn Văn Hùng- Lớp Cao Học ngành HTĐ Khóa 2003-2005 Luận văn tốt nghiệp cao học -3- Danh mục chữ viết tắt ATPEMTP CSG EVn SVC YEPG Electro- Magnetic Transient Program Công ty lới điện Nam Trung Qc ( China Southern Power Grid) Tỉng c«ng ty điện lực Việt Nam Thiết bị bù ngang có ®iỊu khiĨn ( Static Var Compensator) TËp ®oµn ®iƯn lùc V©n Nam ( Yunnan Electric Power Group Cooperation) Danh mơc bảng Chơng I Bảng 1.1 Thống kê số thông số đờng dây siêu cao áp Bảng 1.2 Số lợng dây phân pha theo cấp điện áp Bảng 1.3: Độ treo cao trung bình, khoảng cách pha theo cấp điện áp Bảng 1.5: Công suất tự nhiên đờng dây siêu cao áp , đặc trng cho khả tải đờng dây dài Chơng II Bảng 2.1: Tình hình cấu sản xuất điện Bảng 2.2: Diễn biến cấu tiêu thụ điện giai đoạn 2000-2003 Bảng 2.3: Hiện trạng lới điện 500kV, 220kV EVN năm 2003 Bảng2.4: Danh mục đờng dây 500kV có đến cuối năm 2003 Việt Nam Bảng 2.5: Danh mục trạm biến áp 500kV có đến cuối năm 2003 Việt Nam Bảng 2.6: Tổng công suất nguồn điện Việt Nam giai đoạn 2004-20102020 Bảng 2.7: Các đờng dây 500kV dự kiến xây dựng giai đoạn 20002020 Bảng 2.8: Bảng tổng hợp lới điện 500-220-110kV khu vực miền Bắc năm 2003 Học viên: Nguyễn Văn Hùng- Lớp Cao Học ngành HTĐ Khóa 2003-2005 Luận văn tốt nghiệp cao học -4- Bảng 2.9: Định hớng liên kết lới điện khối ASEAN Bảng 2.10: Tiến độ vận hành trạm 500kV khu vực miền Bắc Chơng III Bảng 3.1: Phân bố điện áp dọc theo chiều dài đờng dây chế độ không tải Bảng 3.2: Phân bố điện áp nút đờng dây Chơng IV Bảng 4.1: Khả mô ATP Bảng 4.2: Bảng liệt kê loại nguồn IMTP Bảng 4.3: Các phần tử tuyến tính Bảng 4.4: Các loại đờng dài có thông số dải Bảng 4.5: Các phần tử phi tuyến Bảng 4.6: Các dạng đờng dây có thông số tập trung Bảng 4.7: Các phần tử Cable constants Line constants Bảng 4.8: Các loại máy biến áp đợc mô Bảng 4.9: Các loại mạch ngắt Bảng 4.10: Các loại máy điện Bảng 4.11: Các phần tử sử dụng sơ đồ mô đờng dây Danh mục hình vẽ đồ thị Chơng II Biểu đồ 2.1: Tình hình sản xuất điện đến cuối năm 2003 Việt Nam Chơng III Hình 3.1: Đồ thị phân bố điện áp dọc theo chiều dài đờng dây chế độ không tải Hì h Đồ hị é U I ủ đ dâ ó bù d Hình 3: ảnh hởng vị trí bù dọc đến đờng dây Hình 3.4: Sơ đồ nguyên lí cấu tạo SVC Hình 3.5: Sơ đồ nguyên lí cấu tạo thiết bị dù dọc có điều khiển Hình 3.6: Đặc tính thay đổi điện kháng X theo XL TCR Hình 3.7: Sơ đồ nguyên lí đờng dây 500kV liªn kÕt ViƯt Nam- Trung Qc Häc viªn: Ngun Văn Hùng- Lớp Cao Học ngành HTĐ Khóa 2003-2005 Luận văn tốt nghiệp cao học -5- Hình 3.8: Sơ đồ mạng cực Hình 3.9: Sơ đồ thay đờng dây Hình 3.10: Đồ thị phân bố điện áp nút dọc theo chiều dài đờng dây có tụ bù dọc kháng bù ngang Hình 3.11: Sơ đồ nguyên lí dùng kháng bù ngang cuối đờng dây Hình 3.12: Sơ đồ thay đờng dây dùng kháng bù ngang cuối đờng dây Hình 3.13: Sơ đồ nguyên lý dùng tụ bù dọc đờng dây Hình 3.14: Sơ đồ thay đờng dây dùng tụ bù dọc đờng dây Chơng IV Hình 4.4: Sơ đồ khối hàm truyền cần mô Hình 4.5: Quan hệ ATP chơng trình in kết Hình 4.6: Tổng quan module ATP-EMTP H×nh 4.7: Cưa sỉ giao diƯn cđa ATPdraw Hình 4.8: Sơ đồ mô hệ thống biến đổi điện xoay chiều thành chiều Hình 4.9: Đồ thị điện áp xoay chiều pha A điện áp chiều vị trí POS1 Hình 4.10: Sơ đồ đờng dây liên kết hệ thống điện Việt Nam- Trung Quốc Hình 4.11: Sơ đồ mô đờng dây 500kV xoay chiều liên kết Việt Nam- Trung Quốc Hình 4.12: Cửa sổ nhập số liệu nguồn điện Hình 4.13: Cửa sổ nhập số liệu đờng dây Hình 4.14: Cửa sổ nhËp sè liƯu tơ bï däc H×nh 4.15: Cưa sỉ nhập số liệu mô hình kháng bù ngang Hì h 16 S đồ ô hỏ đ dâ hế độ lậ Hình 17: Sơ đồ mô đờng dây chế độ xác lập Hình 4.18: Đồ thị đặc tính điện áp đầu đờng dây chế độ xác lập Hình 4.19: Sơ đồ mô đờng dây chế độ ngắn mạch pha Hình 4.20: Đồ thị điện áp giáng máy cắt phía Sóc Sơn- Pha B ( pha xảy ngắn mạch) Hình 4.21: Đồ thị điện áp đầu đờng dây chế độ ngắn mạch pha Học viên: Nguyễn Văn Hùng- Lớp Cao Học ngành HTĐ Khóa 2003-2005 Luận văn tốt nghiệp cao học -6- Hình 4.22: Đồ thị đặc tính dòng điện ngắn mạch pha Hình 4.23: Sơ đồ mô đờng dây chế độ ngắn mạch pha Hình 4.24: Đồ thị điện áp giáng máy cắt phía Sóc Sơn- Pha A Hình 4.25: Đồ thị điện áp giáng máy cắt phía Sóc Sơn- Pha B Hình 4.26: Đồ thị điện áp đầu đờng phía Sóc Sơn- Pha B Hình 4.27: Đồ thị điện áp giáng máy cắt phía Sóc Sơn- Pha C Hình 4.28: Đồ thị điện áp đầu đờng dây phía Sóc Sơn- Pha C Hình 4.29: Đồ thị đặc tính dòng điện ngắn mạch pha B Hình 4.30: Đồ thị đặc tính dòng điện ngắn mạch pha C Hình 4.31: Sơ đồ mô đờng dây chế độ ngắn mạch pha Hình 4.32: Đồ thị điện áp giáng máy cắt phía Sóc Sơn- Pha A Hình 4.33: Đồ thị điện áp đầu đờng dây phía Sóc Sơn- Pha A Hình 4.34: Đồ thị điện áp giáng máy cắt phía Sóc Sơn- Pha B Hình 4.35: Đồ thị điện áp đầu đờng dây phía Sóc Sơn- Pha B Hình 4.36: Đồ thị điện áp giáng máy cắt phía Sóc Sơn- Pha C Hình 4.37: Đồ thị điện áp đầu đờng dây phía Sóc Sơn- Pha C Hình 4.38: Đồ thị đặc tính dòng điện ngắn mạch pha A Hình 4.39: Đồ thị đặc tính dòng điện ngắn mạch pha B Hình 4.40: Đồ thị đặc tính dòng điện ngắn mạch pha C Hình 4.41: Đồ thị điện áp pha A cuối đờng dây chế độ không tải Hình 4.42: Đồ thị điện áp pha B cuối đờng dây chế độ không tải Hình 4.43: Đồ thị điện áp pha C cuối đờng dây chế độ không tải Học viên: Nguyễn Văn Hùng- Lớp Cao Học ngành HTĐ Khóa 2003-2005 Luận văn tốt nghiệp cao học -7- mở đầu Với xu hớng hội nhập toàn cầu liên kết hệ thống điện quốc gia với tạo thành hệ thống điện lớn có nhiều u điểm so với hệ thống điện đơn lẻ, tạo phát triển bền vững cho quốc gia thành viên Vì lý kinh tế kỹ thuật hệ thống điện có xu hớng phát triển tập trung hóa ngày cao dẫn đến việc hình thành phát triển nhà máy điện công suất lớn, tận dụng triệt để nguồn thủy với nhà máy thủy điện công suất cực lớn, để truyền tải hết công suất nhà máy điện mạng lới truyền tải điện áp cao, siêu cao phát triển tơng ứng Đồng thời, trình hội nhập kinh tế khu vực, theo định hớng chiến lợc sách lợng Việt Nam tham gia vào thị trờng điện với nớc khu vực Đông Nam á- ASEAN tiểu vùng sông Mê Kông- GMS Cùng với xu hớng phát triển, mong muốn làm rõ thêm vấn đề kỹ thuật liên kết hệ thống điện đờng dây truyền tải điện siêu cao áp xoay chiều Em đà tiến hành nghiên cứu đờng dây truyền tải điện siêu cao áp xoay chiều liên kết Việt Nam- Trung Quốc Mục đích luận văn tính toán thông số tính toán số chế độ vận hành đờng dây truyền tải điện siêu cao áp xoay chiều 500kV liên kết Việt Nam- Trung Quốc Nội dung luận văn gồm chơng sau: - Chơng 1: Tổng quan đờng dây tải điện chiều - Chơng 2: Lới điện Việt Nam nhu cầu xây dựng đờng dây siêu cao áp liên kết với Trung Quốc - Chơng 3: Tính toán thông số đờng dây truyền tải điện 500kV xoay chiều liên kết Việt Nam- Trung Quốc Học viên: Nguyễn Văn Hùng- Lớp Cao Học ngành HTĐ Khóa 2003-2005 Luận văn tốt nghiệp cao học -8- - Chơng 4: Tính toán số chế độ đờng dây truyền tải điện siêu cao áp xoay chiều 500kV liên kÕt gi÷a ViƯt Nam- Trung Qc ý nghÜa khoa häc thực tiễn luận văn tính toán thông số đờng dây mô chế độ vận hành đờng dây: chế độ xác lập, chế độ ngắn mạch pha, hai pha, ba pha chế độ không tải đờng dây để kiểm tra điều kiện an toàn đa đờng dây vào vận hành Em xin chân thành cảm ơn hớng dẫn tận tình thầy hớng dẫn TS Nguyễn Thanh Liêm, thầy cô giáo môn Hệ thống điệntrờng Đại Học Bách Khoa Hà Nội, bạn bè, đồng nghiệp đà giúp đỡ em trình hoàn thiện luận văn Tuy nhiên, thời gian hạn chế, nhiệm vụ nghiên cứu có liên quan đến nhiều vấn đề đòi hỏi vốn kiến thức rộng lợng thông tin lớn lĩnh vực hệ thống điện nên đà cố gắng, song chắn em không tránh khỏi sai sót Em mong muốn chân thành cảm ơn góp ý nhận xét thầy cô giáo, bạn bè đồng nghiệp Xin trân trọng cảm ơn! Hà nội, ngày 05 tháng 11năm 2005 Ngời viết Nguyễn Văn Hùng Học viên: Nguyễn Văn Hùng- Lớp Cao Học ngành HTĐ Khóa 2003-2005 Luận văn tốt nghiệp cao học -9- chơng Tổng quan đờng dây truyền tải điện siêu cao áp Trên giới sử dụng sử dụng cấp điện áp siêu cao ¸p xoay chiỊu sau: 220kV, 330kV, 400kV, 500kV, 750kV 1150kV Các đờng dây siêu cao áp có khả tải lớn tải điện xa Công suất khoảng cách truyền tải điện lớn điện áp sử dụng truyền tải cao, giá thành tải điện thấp độ che phủ mặt đất nhỏ Khi công suất phụ tải lớn, công suất nhà máy điện tập trung cao dẫn đến phải dùng đờng dây siêu cao áp để tải điện tạo thành lới điện siêu cao áp Ví dụ công suất tổ máy nhiệt điện 300MW, nhà máy điện có tổ máy phải dùng khoảng đến 10 đờng dây 220kV ( có công suất tự nhiên 120MW) hai đờng dây 500kV để tải điện I.1 Đờng dây siêu cao áp xoay chiều 1.1.1 Cấu trúc đờng dây truyền tải điện siêu cao áp xoay chiều Dùng dây phân pha: Thay pha phải dùng sợi dây đơn nh đờng dây điện áp thấp, ngời ta dùng nhiều sợi dây cho pha gọi đờng dây phân pha, sợi dây đợc kết chặt góc khung định vị đa giác để giữ chúng song song với Đờng dây 220kV pha có sợi, đờng dây 500kV pha có sợi Bảng 1.1: Thống kê số thông số đờng dây siêu cao áp: Điện áp định mức kV Điện áp lớn kV Khoảng cách pha (m) 330 362 7,5 500 550 10 750 800 14 1150 1200 18,5 Học viên: Nguyễn Văn Hùng- Lớp Cao Học ngành HT§ Khãa 2003-2005