Luận văn thạc sĩ Kỹ thuật điện: Khảo sát hiện tượng cộng hưởng sắt từ trên lưới điện trung áp công ty điện lực Tây Ninh

GIỚI THIỆU TỔNG QUAN ĐỀ TÀI

Lý do chọn đề tài

Ngày nay cùng với sự phát triển mạnh mẽ về kinh tế, công nghiệp ở Tây

Ninh cũng phát triển không ngừng về mọi mặt Để đáp ứng được những nhiệm vụ to lớn đó, điện năng đã đóng một vai trò rất quan trọng hay nói cách khác

“Điện năng phải đi trước 1 bước” Nhu cầu phát triển điện năng ở Tây Ninh ngày càng tăng một cách nhanh chóng và sản lượng điện Tây Ninh đang đứng vị trí thứ 5 trong Tổng Công ty Điện lực Miền Nam (sau Đồng Nai, Bình

Dương, Long An và Vũng Tàu)

Theo số liệu trong niên giám thống kê của Công ty Điện lực Tây Ninh, tốc độ tăng trưởng điện thương phẩm trong những năm qua tăng trên 15%, thành phần điện thương phẩm công nghiệp chiếm tỷ trọng 72,2% trên tổng điện thương phẩm và tập trung chủ yếu ở các khu công nghiệp Đến nay, các khu công nghiệp ở Tây Ninh như: Khu Công nghiệp Trảng Bàng, Khu Chế xuất

Linh Trung III, Khu Công nghiệp Chà Là, Khu Liên hợp Công nghiệp – Đô thị

– Dịch vụ Phước Đông – Bời Lời, Khu Công nghiệp Thành Thành Công cơ bản đã được lấp đầy, thu hút nhiều dự án đầu tư quy mô lớn, công nghệ tiên tiến, tạo điều kiện thúc đẩy công nghiệp tỉnh phát triển Các doanh nghiệp có sự quan tâm đầu tư đổi mới trang thiết bị, máy móc, công nghệ hiện đại Để đảm bảo cung cấp điện an toàn, mỹ quan cho các khu đô thị, khu kinh tế, khu chế xuất, khu công nghiệp, nhà máy, Công ty Điện lực Tây Ninh đã sử dụng sơ đồ cáp ngầm nối với máy biến áp 22/0,4kV Thiết bị đóng cắt điện thường là các cầu chì tự rơi, được thao tác bằng tay do đó dẫn đến việc đóng cắt điện không đồng thời các pha Trong quá trình đóng cắt điện sẽ tạo thành mạch vòng điện dung - điện cảm có thể xảy ra hiện tượng cộng hưởng sắt từ

Hiện tượng cộng hưởng sắt từ là sự xuất hiện một dao động phi tuyến trong mạch điện gây ra do sự liên kết giữa một điện dung và một cuộn kháng bão hòa Cuộn cảm phi tuyến có thể là lõi từ của máy biến áp, tụ điện trong mạch có thể là của dây cáp ngầm Hiện tượng cộng hưởng sắt từ có thể chuyển từ trạng thái bình thường với dòng và áp bình thường qua trạng thái cộng hưởng sắt từ với sự biến dạng sóng của dòng và áp [1].

Khi cộng hưởng sắt từ xảy ra thường có các dấu hiệu như sau [2], [3]:

- Duy trì quá điện áp cao

- Máy biến áp có tiếng ồn rất lớn

- Hư hỏng thiết bị bảo vệ chống quá điện áp

Học viên: Nguyễn Thành Trung Trang 17

- Duy trì quá dòng điện cao

- Mức độ méo dạng sóng điện áp và dòng điện duy trì cao

Theo yêu cầu của Công ty Điện lực Tây Ninh, việc khảo sát và phân tích các hiện tượng cộng hưởng sắt từ xảy ra trong hệ thống điện khi vận hành đường dây trung áp nhờ mô phỏng trên phần mềm EMTP là rất cần thiết Do đó trong bài luận văn này, tôi chỉ xét đến trường hợp cộng hưởng sắt từ xảy ra trên lưới điện trung áp và mô phỏng cho hệ thống cáp ngầm - máy biến áp hiện đang được sử dụng tại Công ty Điện lực Tây Ninh Đề tài này nhằm tìm ra nguyên nhân, các điều kiện gây ra hiện tượng cộng hưởng sắt từ, tìm ra các biện pháp để phối hợp cũng như ngăn chặn và làm giảm bớt quá điện áp do hiện tượng cộng hưởng sắt từ gây ra Từ đó đưa ra một số đề xuất cho Công ty Điện lực Tây Ninh trong quá trình thiết kế và vận hành lưới điện trung áp để đảm bảo cung cấp điện an toàn và độ tin cậy cung cấp điện cao.

Nội dung của đề tài

Để thực hiện đề tài, trước tiên cần nắm vững các lý thuyết về hiện tượng cộng hưởng sắt từ liên quan đến quá trình vận hành đường dây trung áp Kế tiếp là tìm hiểu và sử dụng thành thạo phần mềm EMTP để chạy mô phỏng

Sau khi nắm vững lý thuyết về hiện tượng cộng hưởng sắt từ và biết sử dụng phần mềm EMTP, cần thu thập số liệu thực tế, đưa ra mô hình để mô phỏng và kiểm chứng mô hình Dựa theo mô hình đã được kiểm chứng, tiếp tục đưa ra các kịch bản để mô phỏng những trường hợp cộng hưởng sắt từ cho sát với thực tế lưới điện trung áp Tây Ninh nhất

Dựa trên việc khảo sát các hiện tượng cộng hưởng sắt từ trên lưới điện trung áp Công ty Điện lực Tây Ninh sẽ tìm ra được những nguyên nhân và điều kiện gây ra hiện tượng cộng hưởng sắt từ, qua kết quả mô phỏng đưa ra được các biện pháp để phối hợp cũng như ngăn chặn và làm giảm bớt quá điện áp do hiện tượng cộng hưởng sắt từ gây ra trên lưới điện trung áp.

Tình hình nghiên cứu trong nước và ngoài nước

1 Tình hình nghiên cứu trong nước

1.1 Luận văn tiến sĩ của tác giả Lâm Du Sơn năm 1998 [1]

Trong luận văn tiến sĩ kỹ thuật đề tài “Mô hình hóa các phần tử phi tuyến trong nghiên cứu quá trình quá độ điện từ của hệ thống điện” của tác giả Lâm

Du Sơn, TP.HCM 1998, có 4 nội dung:

- Mô hình toán học các phần tử trong hệ thống điện

- Mô hình toán học các phần tử phi tuyến trong hệ thống điện

- Quá trình quá độ điện từ trong hệ thống điện 500/220kV Việt Nam

- Cộng hưởng sắt từ trong lưới phân phối

Học viên: Nguyễn Thành Trung Trang 18 Chương 5 tác giả nghiên cứu về “Cộng hưởng sắt từ trong lưới phân phối”:

- Tác giả đã trình bày việc nghiên cứu, phân tích và tính toán cộng hưởng sắt từ

- Từ lý thuyết về hiện tượng cộng hưởng sắt từ, một phương pháp tính đơn giản để phục vụ cho thiết kế, vận hành lưới điện phân phối đã được tác giả đề xuất

- Kế tiếp là đề xuất cách sử dụng mô hình của máy biến áp, kết hợp cùng chương trình EMTP để tính toán các giá trị áp, dòng và năng lượng tích trữ của thiết bị bảo vệ chống quá điện áp trên một hệ cáp ngầm – máy biến áp Dùng mô phỏng thay thế dần các thông số để tìm ra điều kiện có bắt đầu xuất hiện cộng hưởng

Hình 1.1: Mạch dùng để tính toán mô phỏng cộng hưởng sắt từ

- Sau cùng để chứng minh tính đúng đắn của mô hình và phương pháp đề nghị, tác giả đã thực hiện kiểm tra bằng một thí nghiệm và ghi lại kết quả để so sánh với kết quả tính toán trong cùng một điều kiện

Hình 1.2: Sơ đồ mạch điện dùng trong thực nghiệm

- Trong cả hai trường hợp thí nghiệm trên máy 100kVA và 250kVA, kết quả cho thấy rằng các giá trị điện áp thí nghiệm hoàn toàn phù hợp với các giá trị điện áp mô phỏng Điều này chứng tỏ rằng mô hình của cả máy biến áp lẫn thiết bị bảo vệ chống quá điện áp đều chính xác

- Sử dụng mô hình mô phỏng này, tác giả đã tìm ra được khoảng cách tới hạn của cáp (chiều dài cáp ngầm ngắn nhất) mà không gây ra hiện tượng cộng hưởng sắt từ trong khi vận hành thao tác, cũng như tìm ra thời gian tới hạn dẫn tới hư hỏng cho một số trường hợp vận hành lưới điện phân phối (thời gian tối đa cho phép thao tác không đồng thời các hệ thống cáp ngầm – máy biến áp mà không làm hư hỏng các thiết bị bảo vệ chống quá điện áp)

Các nội dung trong chương 5 đã cung cấp cho tôi rất nhiều kiến thức quý báo và sự hiểu biết sâu hơn về hiện tượng cộng hưởng sắt từ trong lưới điện phân phối

Học viên: Nguyễn Thành Trung Trang 19 Dựa vào mô hình mô phỏng hiện tượng cộng hưởng sắt từ trên lưới điện phân phối bằng phần mềm EMTP được tác giả kiểm chứng bằng thực nghiệm đã tạo điều kiện tiền đề và động lực cho tôi tiếp tục nghiên cứu khảo sát hiện tượng cộng hưởng sắt từ trên lưới điện trung áp Công ty Điện lực Tây Ninh

1.2 Luận văn cao học của tác giả Võ Minh Hoàng năm 2019 [4]

Luận văn cao học đề tài “Khảo sát hiện tượng cộng hưởng sắt từ trên lưới điện phân phối Công ty Điện lực Thủ Đức” của anh Võ Minh Hoàng, lớp cao học Điện lực TP.HCM khóa 2016 đã bảo vệ ngày 31/08/2019, bao gồm các nội dung:

- Tổng quan về hiện tượng cộng hưởng sắt từ

- Phương pháp giải mạch cộng hưởng sắt từ bằng phương pháp cân bằng họa tần và phương pháp Newton Gaphson

- Giới thiệu phần mềm EMTP

- Chạy mô phỏng một trường hợp đóng cắt điện không đồng thời trên tuyến trung áp Dưỡng Sanh 22kV do Công ty Điện lực Thủ Đức quản lý

Các kết quả mà tác giả đã mô phỏng được đều có biên độ quá điện áp không vượt quá 25kV và tác giả cũng đã khuyến nghị nên thay các thiết bị đóng cắt điện đơn pha bằng các thiết bị đóng cắt điện ba pha

Biên độ quá điện áp do quá trình đóng cắt điện không đồng thời gây ra mà không vượt quá 25kV thực sự là không đáng ngại, vì cách điện của các thiết bị điện chịu được điện áp đến 50kV trong thời gian lên đến 5 phút, do đó chỉ cần ra quy trình thời gian đóng cắt điện là giải quyết được trường hợp này

Trên thực tế, toàn bộ trạm biến áp phân phối có công suất nhỏ hơn

1.600kVA đều được đóng cắt điện bằng thiết bị đơn pha và tổng số lượng các thiết bị này hiện nay rất lớn nên việc đề xuất thay thế các thiết bị đóng cắt điện đơn pha bằng thiết bị đóng cắt điện ba pha là không khả thi vì lý do kinh tế

Mặt khác, biên độ quá điện áp do hiện tượng cộng hưởng sắt từ gây ra trong một số trường hợp khác có thể lên đến vài trăm kV, thậm chí vài ngàn kV

Do đó, kết quả mà tác giả đã tìm ra không đáp ứng được yêu cầu của Công ty Điện lực Tây Ninh và Công ty Điện lực Tây Ninh đã giao nhiệm vụ cho tôi là tìm ra các giải pháp để phối hợp ngăn chặn hoặc làm giảm bớt biên độ quá điện áp do hiện tượng cộng hưởng sắt từ gây ra trên lưới điện trung áp

2 Tình hình nghiên cứu ngoài nước

Hiện nay, có rất nhiều bài báo khoa học nước ngoài nghiên cứu về hiện tượng cộng hưởng sắt từ trên lưới điện trung áp

Dưới sự tận tình giúp đỡ của Thầy PGS.TS Phạm Đình Anh Khôi, tôi đã đọc được 22 bài báo nước ngoài nói về hiện tượng cộng hưởng sắt từ trên lưới điện trung áp Sau khi nghiên cứu, tôi đã chọn ra được 8 bài báo điển hình và tiêu biểu nhất:

2.1 Bài báo nước ngoài của tác giả Santoso và các cộng sự C.Dugan,

Modeling Ferroresonance Phenomena in an Underground Distribution

System, Surya Santoso, Roger C Dugan, Thomas E Grebe, Electrotek

Concepts, Inc Knoxville, TN 37923, Petre Nedwick, Distribution Operation

Planning Virginia Power Richmond, Virginia 23261

Bài báo này đã cung cấp những nội dung như sau:

- Tổng quan về hiện tượng cộng hưởng sắt từ

- Mô hình hóa hiện tượng cộng hưởng sắt từ ở các khía cạnh và kinh nghiệm thực tế trong việc nhận biết, phòng tránh và ngăn ngừa

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận văn

Nghiên cứu sự cộng hưởng nối tiếp giữa điện dung C của cáp ngầm và điện cảm phi tuyến L của máy biến áp, khi thay đổi chiều dài cáp ngầm tôi đặc biệt quan tâm đoạn chiều dài cáp ngầm mà mạch bắt đầu chuyển từ dung kháng sang cảm kháng (biên độ quá điện áp do hiện tượng cộng hưởng sắt từ gây ra trong đoạn chiều dài này có giá trị từ vài trăm kV lên đến vài ngàn kV)

Nghiên cứu quy trình đóng điện sao cho điện dung C của cáp ngầm bị cách ly với máy biến áp, không tham gia được vào hệ cáp ngầm – máy biến áp để gây ra hiện tượng cộng hưởng sắt từ

Nghiên cứu sự ảnh hưởng của tải máy biến áp, thiết bị đóng cắt điện đồng thời ba pha, thiết bị đóng cắt điện không đồng thời đơn pha, cách lắp đặt thiết bị bảo vệ chống quá điện áp, sự cố mất pha trung áp và sự ảnh hưởng của chiều dài đường dây trên không

Khảo sát hiện tượng cộng hưởng sắt từ trên lưới điện trung áp rất quan trọng trong thiết kế và vận hành lưới điện trung áp ngầm Nghiên cứu trong luận văn này cho thấy, khi vận hành với sơ đồ cáp ngầm - máy biến áp có thể xảy ra hiện tượng cộng hưởng sắt từ với biên độ quá điện áp rất lớn sẽ làm phá hủy cách điện của cáp ngầm, máy biến áp và các thiết bị khác

Rút ra được một số kết luận khi vận hành sơ đồ cáp ngầm - máy biến áp, từ đó sẽ phối hợp cũng như ngăn chặn và làm giảm bớt quá điện áp do hiện tượng cộng hưởng sắt từ gây ra trên lưới điện trung áp Công ty Điện lực Tây Ninh

Do đặc thù lưới điện Tổng Công ty Điện lực Miền Nam có đặc điểm tương tự nhau, do đó kết quả luận văn có thể mở rộng để áp dụng cho cả Tổng Công ty Điện lực Miền Nam.

Bố cục của luận văn

Tên luận văn: “Khảo sát hiện tượng cộng hưởng sắt từ trên lưới điện trung áp Công ty Điện lực Tây Ninh”

Bố cục của luận văn bao gồm 5 chương, nội dung cụ thể của từng chương như sau:

- Chương 1: Giới thiệu tổng quan đề tài

- Chương 2: Giới thiệu phần mềm EMTP

- Chương 3: Tổng quan về hiện tượng cộng hưởng sắt và mô hình các phần tử trong hệ thống điện

- Chương 4: Khảo sát hiện tượng cộng hưởng sắt từ cho một xuất tuyến tiêu biểu trên lưới điện trung áp Công ty Điện lực Tây Ninh

- Chương 5: Kết luận và hướng phát triển.

Lựa chọn phương pháp nghiên cứu

Có 3 phương pháp nghiên cứu hiện tượng cộng hưởng sắt từ:

- Phương pháp 1: Nghiên cứu thực hiện trong phòng thí nghiệm, các thí nghiệm này mang lại rất nhiều thông tin có ích Tuy nhiên, có hạn chế là không thể thực hiện được tất cả các thí nghiệm vì quá tốn kém, các kết quả cũng có giới hạn vì không thể tổng quát hóa được hết tất cả các trường hợp

- Phương pháp 2: Sử dụng mô hình toán học và kỹ thuật giải tích Phương pháp này cho phép nghiên cứu tổng quát được nhiều trường hợp, nhưng lại bị giới hạn do phải mô hình máy biến áp và các phần tử trong hệ thống chủ yếu bằng các hàm toán học

- Phương pháp 3: Sử dụng máy tính để mô phỏng các mô hình máy biến áp

Phương pháp này có thuận lợi là có thể nghiên cứu bất kỳ mô hình dưới bất kỳ điều kiện nào và nó có thể dự báo được hoạt động của các phần tử phi tuyến

Tuy nhiên, bị giới hạn là không chứng minh được tổng quát các mối quan hệ ràng buộc nhau dẫn đến cộng hưởng sắt từ, mà phải tính toán với 1 tập các thông số rất lớn để tìm ra được kết quả

Phân tích, lựa chọn phương pháp giải bài toán cộng hưởng sắt từ:

- Phương pháp 1 là phương pháp không thể thực hiện được với thời gian thực hiện đề tài có giới hạn, do đó chỉ so sánh lựa chọn phương pháp 2 và 3

- Bài toán cộng hưởng sắt từ có thành phần phi tuyến, các thông số của mạch thay đổi tuỳ theo điều kiện môi trường, điều kiện vận hành rất khó để mô tả bằng các quan hệ toán học và giả sử nếu tìm được một phương trình mô tả các mối quan hệ phi tuyến đó thì cũng cần phải tìm một phương pháp thích hợp để giải các phương trình phức tạp đó

- Ngày nay, với sự phát triển rất mạnh của máy tính, các chương trình ứng dụng công nghệ thông tin cũng phát triển theo, chúng là công cụ mạnh giải quyết nhanh các bài toán phức tạp, ưu điểm là có thể nghiên cứu bất kỳ mô hình dưới bất kỳ điều kiện nào và nó có thể dự báo được hoạt động của các phần tử phi tuyến Với mong muốn tìm ra đáp án, lý giải và tìm biện pháp ngăn chặn hiện tượng cộng hưởng sắt từ trong thực tế đã xảy ra ở một số nơi, trên quan điểm ứng dụng thực tế và kế thừa những thành tựu mà thế giới đã có như chương trình EMTP (có thể xem nó là thành tựu vì đó là chương trình có uy tín, đã ứng dụng rất nhiều nơi trên thế giới, đã trãi qua nhiều phiên bản với sự góp sức của nhiều người nghiên cứu viết phần mềm EMTP), đề tài này chọn phần mềm EMTP (bản quyền của Công ty Cổ phần tư vấn Xây dựng điện 2) để mô phỏng và tính toán hiện tượng cộng hưởng sắt từ

- Ngoài ra cũng còn nhiều phần mềm khác mô phỏng về hiện tượng cộng hưởng sắt từ nhưng tôi không chọn, lý do:

+ Phần mềm ATP: phần mềm miễn phí chuyên về mô phỏng hiện tượng cộng hưởng sắt từ nhưng người dùng phải xây dựng thêm mô hình đặc tính từ hóa cho MBA nên tôi không chọn

+ Phần mềm PSCAD: phần mềm có bản quyền chuyên về mô phỏng hiện tượng cộng hưởng sắt từ nhưng do chi phí mua bản quyền rất cao nên tôi không chọn Để sử dụng được phần mềm EMTP, tôi xin trình bày tổng quan về phần mềm EMTP ở chương tiếp theo

GIỚI THIỆU PHẦN MỀM EMTP

Sơ lược về lịch sử phát triển của phần mềm EMTP

Chương trình quá độ điện từ (EMTP – Electromagnetic Transients

Programme) là một chương trình máy tính dùng cho việc mô phỏng các quá trình quá độ điện từ, điện cơ và hệ thống điều khiển trong hệ thống điện nhiều pha Chương trình EMTP được phát triển vào những năm cuối của thập kỷ 60 thế kỷ XX bởi tiến sĩ Hermann Dommel, ông đã mang chương trình này đến

Vào năm 1973 khi giáo sư Dommel rời khỏi BPA để chuyển đến đại học

British Columbia (UBC), hai phiên bản của chương trình đã được định hình:

Phiên bản tương đối nhỏ UBC được sử dụng chủ yếu để phát triển các mô hình; và phiên bản BPA, mở rộng nhằm hướng tới các yêu cầu của các kỹ sư điện

Phiên bản BPA của chương trình EMTP được phát triển nhờ những nỗ lực cộng tác của tiến sỹ Scott Meyer và tiến sỹ Tsu-huei Liu của BPA, cũng như sự đóng góp của hàng loạt các Công ty Điện lực và các Trường đại học Bắc Mỹ

Những năm 1980, EMTP đã trở thành mốt trong lĩnh vực điện năng Nó phát triển mạnh mẽ từ 70000 đến 80000 cách tập hợp các qui tắc so với lúc nguyên thuỷ là 5000, nhưng lại có xu hướng phân mảng nhỏ

Nhằm hợp lý hóa sự phát triển của chương trình và thu hút sự tài trợ từ các

Công ty Điện lực, nhóm phối hợp phát triển chương trình EMTP (DCG) đã được thành lập vào năm 1982 và được thương mại hóa đầu tiên vào năm 1984

Những thành viên ban đầu của DCG bao gồm BPA, Văn phòng khiếu nại Mỹ,

Hiệp hội Điện lực miền Tây (WAPA), Hiệp hội Điện lực Canada (CEA),

Ontario Hydro, và Hydro Quebec

Nhiệm vụ chính của DCG là phát triển những vấn đề kỹ thuật mới Kết quả của những nỗ lực này, một chuỗi những sổ tay hướng dẫn và báo cáo được ấn bản trong khoảng thời gian từ 1985 đến 1986 Và với các tài liệu đó, tập hợp các qui tắc nâng cao của chương trình đã được kiểm chứng và dẫn chứng bằng văn bản một cách rộng rãi Chương trình đã thu hút nhiều sự chú ý và được sử dụng rộng rãi bởi các kỹ sư tại Mỹ và các nơi khác

Phiên bản 2.0 của EMTP đã được ấn bản vào năm 1989 với cùng một kiểu với phiên bản trước Theo đó, chương trình đã được làm phong phú hơn theo thời gian bởi những người sử dụng

Học viên: Nguyễn Thành Trung Trang 27 Phiên bản 3.0 của EMTP đã được DCG phát hành vào năm 1996

(EMTP96) EMTP96 đại diện cho phiên bản cuối cùng của EMTP dựa trên bản mã gốc BPA

Phiên bản EMTPWorks là phiên bản mới nhất hiện nay Trong luận văn, phiên bản EMTPWorks đã được mua bản quyền sử dụng bởi Công ty Cổ phần

Tư vấn Xây dựng điện 2 (PECC 2) thuộc Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN) sẽ được áp dụng để mô phỏng hiện tượng cộng hưởng sắt từ

EMTPWorks bao gồm tất cả các chức năng của EMTP96, nhưng cũng bao gồm các tính năng nâng cao như biến bước thời gian, các chương trình nhúng xử lý, miền nhớ động, và nhiều hơn nữa Ngoài những phiên bản của EMTP được đề cập ở trên, còn có các chương trình phân tích quá độ khác cho các mạch điện, đáng chú ý đến là các trường hợp:

- NETOMAC (Siemens, sản phẩm thương mại)

- Morgat và Arene (Eletricite của Pháp, sản phẩm thương mại)

- PSIM (sản phẩm thương mại, lĩnh vực nghiên cứu điện tử công suất)

- SABER (sản phẩm thương mại, lĩnh vực nghiên cứu điện tử công suất)

- Spice, PSPICE (sản phẩm thương mại, đối với các mạch điện tử, thỉnh thoảng được sử dụng trong lĩnh vực nghiên cứu điện tử công suất).

Các ứng dụng và lợi ích của phần mềm EMTP

1 Khả năng ứng dụng EMTP

EMTP là một phần mềm mô phỏng và phân tích đầy đủ đặc tính cho các hiện tượng quá độ cũng như xác lập trong hệ thống điện

- Tính toán thao tác: xác suất đóng cắt gây quá điện áp, đóng cắt một pha, tự đóng lại nhanh, đóng cắt tụ, điện áp phục hồi, đóng cắt cáp ngầm

- Tính toán Sét: phóng điện ngược, dập sóng sét, sóng sét lan truyền vào trạm

- Phối hợp cách điện: đường dây trên không, trạm ngoài trời, trạm GIS, chống sét van

- Tính toán moment xoắn trên hệ trục: cộng hưởng tần số thấp, ảnh hưởng đóng cắt

- Đường dây siêu cao áp một chiều: điều khiển, dao động điện, các hài

- Thiết bị bù tĩnh (SVC - Static VAR Compensation): điều khiển, quá điện áp, các hài

- Khảo sát các hài – chất lượng điện năng

- Hòa đồng bộ ngược pha

- Tách lưới và các sự cố khác

- Hệ thống điều khiển chung

- Đánh giá dòng điện sự cố không đối xứng

- Tổn thất trên dây chống sét

- Phân tích chế độ xác lập không đối xứng

- Bảo vệ tụ bù dọc Áp dụng cho HTĐ Việt Nam:

- Tính thông số đường dây (Transmission Line Constants)

- Tính quá điện áp thao tác (Switching Over Voltage)

- Tính quá điện áp phục hồi (Transient Recovery Voltage)

- Tính cộng hưởng sắt từ (Ferroresonance)

- Tính chọn MOV (Metal Oxide Varistor)

- Tính toán chọn điện trở nối đất, chống sét van (Surge Aresster)

2 Các chế độ mô phỏng

2.1 Mô phỏng trạng thái xác lập

Trạng thái xác lập là trạng thái hoạt động bình thường của hệ thống điện

Trong phân tích hệ thống điện ở trạng thái xác lập, thay vì sử dụng miền thời gian của một điện áp như dạng V=V0cos(ωt+ѱ) thì trong miền tần số để đơn giản hóa sẽ chuyển nó thành Vrms  với tần số là 50 hoặc 60 Hz và đây là cơ sở của hầu hết các chương trình phân tích dòng tải và ngắn mạch

EMTP sử dụng những tính toán ở trạng thái xác lập trong miền tần số để khởi tạo mạng tính toán chuẩn bị cho một mô phỏng quá độ (chứ không phải là bắt đầu mô phỏng quá độ từ các điều kiện không ban đầu)

2.2 Mô phỏng trạng thái quá độ

Mô phỏng các hiện tượng quá độ của là mục đích chính của EMTP Như những định nghĩa trước đó, một hiện tượng quá độ có thể được xác định là những gì xảy ra giữa hai trạng thái ổn định Ví dụ như trước và sau khi sự cố pha chạm đất

Những mô phỏng của một hiện tượng quá độ gắn liền với tần số của điện áp và dòng điện trong hiện tượng cần xét Bảng 2.1 cho biết các dải tần số phổ biến của các hiện tượng quá độ:

Học viên: Nguyễn Thành Trung Trang 29 Bảng 2.1: Nguồn gốc của quá độ và phạm vi tần số liên quan

Cộng hưởng sắt từ (DC) 0.1 Hz – 1 kHz

Sa thải phụ tải 0.1 Hz – 3 kHz

Phục hồi khi sự cố 50/60 Hz – 3 kHz

Sự cố khởi động 50/60 Hz – 20 kHz

Cấp điện dây dẫn 50/60 Hz – 20 kHz Đóng điện dây dẫn (DC) 50/60 Hz – 20 kHz

Quá điện áp phục hồi (sự cố đầu cực) 50/60 Hz – 20 kHz

Quá điện áp phục hồi (sự cố dây ngắn) 50/60 Hz – 100 kHz

Phóng điện lại của sự cố ngắn mạch 10 kHz – 1 MHz

Quá điện áp sét, sự cố trạm 10 kHz – 3 MHz

Dao cách ly và sự cố trong GIS 100 kHz – 50 MHz

Trong một mô phỏng EMTP, phạm vi tần số của một mô phỏng quá độ là rất quan trọng vì một vài lý do:

- Các mô phỏng EMTP được rời rạc hóa theo bước thời gian Kích cỡ của bước thời gian đặt ra một giới hạn lý thuyết trong việc giải quyết các mô phỏng quá độ Giới hạn lý thuyết này là tần số Nyquist fN = 1/2 Δt Trong thực tế, thời gian bước phải nhỏ vì EMTP sử dụng công thức tích phân hình thang để giải những phương trình vi tích phân mô tả hệ thống Công thức tích phân hình thang chỉ có thể đưa ra lời giải xấp xỉ và bước thời gian càng nhỏ thì lời giải càng chính xác Bước thời gian nhỏ hơn tần số Nyquist khoảng 5 lần là có thể đưa ra lời giải chấp nhận được nên bước thời gian của một mô phỏng sẽ được chọn để cho Δt nhỏ hơn 1/10fmax

- Các chi tiết của hệ thống cần phải được mô hình hóa phụ thuộc vào tần số lớn nhất của các hiện tượng được mô phỏng Ví dụ, trong mô phỏng hiện tượng sét, cần thiết phải mô hình mỗi khoảng vượt và mỗi cột trụ của một đường dây truyền tải chi tiết, trong khi trong một mô phỏng dây cấp điện chi tiết như vậy là không cần thiết Khi khảo sát ở các tần số cao hơn thì số lượng chi tiết càng lớn hơn

- Kích cỡ của hệ thống được mô hình hóa cũng phụ thuộc vào tần số lớn nhất của hiện tượng quá độ đang được nghiên cứu Ví dụ, mặc dù trong một mô phỏng sét là cần thiết phải mô hình mỗi khoảng vượt và mỗi cột trụ của một đường dây truyền tải chi tiết, tuy nhiên, chỉ một vài trong những khoảng vượt cần phải mô hình để thay cho tất cả và được giới thiệu ở bảng 2.2

Bảng 2.2: Phân loại dải tần số

Nhóm Dải tần số biểu diễn Dạng mô phỏng Biểu diễn chủ yếu cho

I 0.1 Hz – 3 kHz Dao động tần số thấp Quá điện áp tạm thời

II 50/60 Hz – 20 kHz Đầu sóng chậm Quá điện áp đóng cắt

III 10 kHz – 3 MHz Đầu sóng nhanh Quá điện áp sét

IV 100 kHz – 50 MHz Đầu sóng rất nhanh Quá điện áp phóng điện ngược

3 Cấu trúc file mô phỏng EMTP

Một mô phỏng EMTP có một số tập tin đầu vào và đầu ra liên kết với nó

Hình sau hiển thị các mối quan hệ giữa những tập tin này và các chương trình hỗ trợ khi sử dụng:

Hình 2.1: Mối quan hệ giữa những tập tin và các chương trình hỗ trợ

EMTP có 3 lớp thiết kế Thấp nhất là một framework cho các giao diện mã thực Một lớp thứ hai sẽ được thêm vào để hỗ trợ cho các phương thức soạn thảo Thứ ba là lớp dành cho người sử dụng hoặc người phát triển truy cập vào các lớp Nó cung cấp một tập hợp số lượng lớn các soạn thảo dành cho các thay đổi hoặc cập nhật hầu như bất cứ điều gì xuất hiện trên thiết kế có sẵn Các ngôn ngữ soạn thảo là Javascript được thêm vào phương thức giao tiếp với các lớp framework

Tất cả các công cụ trong EMTP được xây dựng cho nhập liệu và xử lý các biểu tượng Các biểu tượng có thể được cập nhật thông qua trình soạn thảo

Dữ liệu của các công cụ được thu thập dựa trên DHTML Dạng dữ liệu mạnh này được tạo ra bằng cách sử dụng mã JavaScript, DHTML và ActiveX

Dữ liệu của các công cụ có thể lưu trữ ở bất kỳ nơi nào trên web

Người dùng có thể tạo riêng ra những công cụ của chính họ bên ngoài chương trình với đầy đủ phương thức xử lý dữ liệu

Ngoài các thiết bị đã được soạn thảo, EMTP cung cấp đầy đủ các thiết kế soạn thảo Trình soạn thảo được sử dụng để tìm kiếm các công cụ hoặc để tải về và sửa đổi dữ liệu cho một số lượng lớn các công cụ sử dụng một vài dòng soạn thảo Trình soạn thảo cũng có thể được áp dụng cho các tín hiệu

Học viên: Nguyễn Thành Trung Trang 31 Trình soạn thảo cũng được dùng để tạo ra các Netlist tĩnh cho EMTP

EMTP cung cấp các tuỳ chọn riêng và có thể dễ dàng chuyển đổi và được sử dụng cho các ứng dụng khác trong phân tích hệ thống điện

Giao diện người dùng dễ sử dụng, giúp tối đa hóa khả năng của EMTP

Thư viện, tài liệu đầy đủ và toàn diện về các thành phần và khối chức năng giúp người dùng nghiên cứu HTĐ hoàn chỉnh và phức tạp

Công cụ tính toán mạnh mẽ và nhanh chóng, cung cấp các giải pháp đáng kể cho các mô hình phi tuyến, hệ thống điều khiển và mô hình do người dùng xác định

Thu thập dữ liệu và xử lý tín hiệu rất tốt cho việc hiển thị và phân tích kết quả mô phỏng bằng MPLOT, ScopeView

4 Thư viện các công cụ

Các công cụ được tìm thấy trong các thư viện EMTP sẽ được cập nhật liên tục Các phiên bản thương mại đầu tiên của EMTP sẽ chứa các thư viện :

Công cụ Pseudo: tất cả các công cụ liên kết tín hiệu được xây dựng

- Các công cụ để xây dựng: RLC một hoặc ba pha, mô hình PI một pha, ba pha hoặc nhiều pha, mô hình PL kép một pha, ba pha hoặc nhiều pha và nhánh

- Các công cụ đóng gói: tải RLC ba pha (PQ) Điều khiển: được xây dựng điều khiển toàn bộ hệ thống

Công cụ điều khiển của TACS: bổ sung thêm gói các công cụ cũ TACS Điều khiển các chức năng: gói công cụ điều khiển các chức năng hệ thống khác nhau, chẳng hạn như PWM, PID, v.v… Điều khiển máy điện: gói công cụ máy điện kích từ đồng bộ, tuabin và bộ điều chỉnh tốc độ

Flip-flops: gói các công cụ flip-flops

HVDC: gói công cụ điều khiển các chức năng cơ bản HVDC

TỔNG QUAN VỀ HIỆN TƯỢNG CỘNG HƯỞNG SẮT TỪ VÀ MÔ HÌNH CÁC PHẦN TỬ TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN

Khái quát về hiện tượng cộng hưởng sắt từ [1]

Cộng hưởng sắt từ xuất hiện đầu tiên trong tài liệu vào năm 1920 Kết quả thực nghiệm được đưa ra từ những năm 1930 khi người ta chỉ ra rằng việc sử dụng các tụ điện nối tiếp để điều chỉnh điện áp là nguyên nhân gây cộng hưởng sắt từ trên lưới điện phân phối, hậu quả là gây hư hỏng thiết bị do quá điện áp

Công việc phân tích đầu tiên được thực hiện bởi Rudenberg vào những năm

1940 Việc thực hiện chi tiết và chính xác hơn được làm bởi Hayashi vào những năm 1950 Nghiên cứu sau này được chia ra làm hai lĩnh vực chính là cải thiện mô hình máy biến áp và nghiên cứu cộng hưởng sắt từ ở cấp độ hệ thống

Hiểu được các thông số phi tuyến biểu diễn lõi thép máy biến áp là yêu cầu trước tiên để nghiên cứu cộng hưởng sắt từ Swift và Jiles đưa ra cái nhìn về nguyên tắc làm việc của lõi thép máy biến áp và lần lượt xem xét tổn hao từ trễ và dòng xoáy Frame và những người khác phát triển phương pháp tuyến tính

(piecewise) của mô hình phi tuyến điện kháng bão hòa

Hopkinson đưa ra cách thử nghiệm và mô phỏng hệ thống trên ảnh hưởng của các quá trình đóng cắt khác nhau ngay thời điểm đầu xuất hiện cộng hưởng sắt từ trong hệ thống ba pha Smith phân chia phương thức cộng hưởng sắt từ thành một loại của máy biến áp phân phối ba pha dựa trên biên độ và sự xuất hiện các dạng sóng điện áp Arturi và Mork chứng minh cách sử dụng phép biến đổi đối ngẫu để đạt được mạch tương đương máy biến áp Kieny và Mork chỉ ra rằng kỹ thuật lý thuyết và thực nghiệm của quá trình phi tuyến động và hệ thống hỗn loạn (chaotic) có thể được áp dụng để hiểu tốt hơn hiện tượng cộng hưởng sắt từ và những giới hạn vốn có trong mô hình hệ thống phi tuyến trước đó

2 Định nghĩa hiện tượng cộng hưởng sắt từ

Hiện tượng cộng hưởng sắt từ là sự xuất hiện một dao động phi tuyến trong mạch điện gây ra do sự liên kết giữa một điện dung và một cuộn kháng bão hòa Cuộn cảm phi tuyến có thể là lõi từ của máy biến áp Tụ điện trong mạch là điện dung ký sinh của một số phần tử như: giữa các đường dây song song, giữa dây dẫn với đất (dây trên không, dây cáp ngầm), giữa máy cắt, trên thanh

Học viên: Nguyễn Thành Trung Trang 43 cái, giữa các ống lót cách điện nhưng chủ yếu xét đến tụ điện của dây cáp ngầm

Hiện tượng này đặc trưng bởi sự chuyển tiếp đột ngột giữa nhiều trạng thái ổn định khác nhau Nguồn cung cấp đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp năng lượng để duy trì quá trình Hiện tượng cộng hưởng sắt từ có thể chuyển từ trạng thái bình thường với dòng và áp bình thường qua trạng thái cộng hưởng sắt từ với sự biến dạng sóng của dòng và áp Tính chất đặc trưng của cộng hưởng sắt từ thể hiện qua hai chế độ phụ thuộc vào các điều kiện ban đầu:

- Chế độ bình thường: Với điện áp kích thích chu kỳ, các đại lượng khác cũng chu kỳ hoặc gần chu kỳ Ở chế độ này, khi tính toán, đặc tính từ hóa được thay thế bằng một đoạn thẳng tuyến tính

- Chế độ cộng hưởng: Bao gồm cộng hưởng ở tần số cơ bản, tần số thấp, tần số cao tùy theo tần số của thành phần quan trọng nhất của quá điện áp Nếu mạch nghiên cứu có thể được thu gọn thành mạch một pha thì có cộng hưởng một pha, nếu phải tính trên mạch ba pha thì có cộng hưởng ba pha

3 Giải thích hiện tượng cộng hưởng sắt từ Để giải thích hiện tượng cộng hưởng sắt từ một cách đơn giản nhất nên sẽ bỏ qua không xét đến độ méo dạng dòng điện, điện áp qua điện kháng L và điện dung C, cũng như điện trở mạch mà chỉ xét đến thành phần cơ bản nhất đó là tụ điện C và điện kháng bão hòa L

Hình 3.1: Mạch cộng hưởng nối tiếp đơn giản Trị hiệu dụng điện áp qua cuộn dây có thể được viết như sau:

VL = ωLI (3.1) Điện áp này sớm pha so với dòng điện I một góc 90° Điện áp qua tụ điện có công thức là:

Dấu trừ chỉ ra rằng điện áp này ngược pha với VL và chậm pha so với dòng điện một góc 90° Điện áp tổng sẽ là:

Quan hệ điện áp và dòng điện trong phương trình (3.1) và (3.3) như hình vẽ 3.2 Đường thẳng nghiêng mô tả phương trình (3.3) cho VL Cả hai đường cong đều biểu diễn VL trong đồ thị, điểm làm việc P là giao điểm của hai đường cong này PQ và PB tương ứng là điện áp trên tụ và điện áp trên cuộn dây

Trong khi đó điện áp nguồn là đường thẳng không đổi VS và OB là dòng điện

Hình 3.2: Quan hệ điện áp và dòng điện trong mạch cộng hưởng sắt từ

Nếu chỉ xét điện áp qua tụ thì dòng điện I sẽ lớn hơn IC, nhưng nếu chỉ xét điện áp trên cuộn dây thì dòng điện sẽ nhỏ hơn IL Hệ số góc đường thẳng: tan α = 1/ωC (3.4)

Nếu một trong hai thông số ω và C thay đổi, hệ số góc sẽ tăng và giao điểm

P sẽ tiến về phía đường cong Ngay lập tức, điện áp VC và VL sẽ tăng nhanh chóng Điều này được minh họa trong hình 3.3 khi lần lượt thay đổi C và giữ nguyên các thông số còn lại Nhìn chung đường thẳng mới khi ta thay đổi giá trị điện dung C làm xuất hiện nhiều giao điểm với đường cong VL=ωLI khi ta xét đến đặc tính này

Có ba giao điểm chính minh họa điều này là (1), (2) và (3) Các giá trị VC và VL tương ứng tại điểm (3) là âm và cách xa đáp ứng tại điểm (1) VC > VL ở điểm (3), ngược lại VC < VL ở điểm (1) Điều này chứng tỏ dòng điện I sớm pha so với điện áp VS trong điều kiện (3), nhưng trễ pha trong điều kiện (1)

Cả (3) và (1) là các điểm làm việc ổn định, khi có sự thay đổi nhỏ của dòng điện I từ điểm làm việc dẫn đến duy trì dòng điện so với giá trị ban đầu của nó

Pha của điện áp tại thời điểm hoạt động ảnh hưởng đến điểm làm việc (3) hay

(1) Điểm (2) là điểm làm việc không ổn định Một sự thay đổi nhất thời I sẽ gây ra những sự thay đổi VC và VL cũng như tăng cường độ lệch và gây mất ổn định hệ thống

Do điện cảm phi tuyến nên (3.1) được biểu diễn bằng đường cong và (3.2) là đường thẳng như hình 3.3

Mô hình các phần tử trong hệ thống điện

Nguồn điện áp cung cấp từ trạm trung gian là nguồn xoay chiều hình sin, tần số 50Hz, điện áp 22kV Điện áp pha tức thời được thể hiện dưới hàm:

2 Đường dây trên không và cáp ngầm

Mạch có thông số rãi: Mô hình này sử dụng khi mạch có kích thước lớn so với bước sóng điện từ, nên các biến dòng điện và điện áp không những phụ thuộc vào không gian mà còn phụ thuộc thời gian Quá trình điện từ trong phần tử có thông số rãi được mô tả bởi các phương trình đạo hàm riêng trong không gian và thời gian

Mạch tập trung: Mô hình này đúng trong trường hợp đường dây hoặc cáp ngầm của mạch ngắn so với bước sóng điện từ, khi đó thời gian lan truyền của sóng điện từ là rất nhỏ so với chu kỳ của sóng điện từ nên xem như lan truyền tức thời Các quá trình điện từ (tiêu tán, tích lũy ) trong các phần tử được mô tả bằng các phương trình đại số, vi tích phân theo thời gian liên hệ giữa dòng và áp trên các phần tử, thông qua các thông số tập trung như R, L, C, không phụ thuộc tọa độ không gian Ở lưới điện phân phối, các tuyến đường dây và cáp ngầm có chiều dài trung bình chỉ vài km đến 20km Mặt khác, khi tính toán cộng hưởng sắt từ, các tài liệu nghiên cứu cho thấy cộng hưởng chủ yếu xảy ra ở tần số cơ bản Bước sóng điện từ λ = v / f, với v là vận tốc lan truyền của sóng điện từ v ≈ c = 3.10 8 m/s

Khi xét ở tần số f = 50 Hz thì bước sóng λ = 3.10 8 /50m = 6.000 km, lớn hơn rất nhiều so với chiều dài tuyến đường dây và cáp ngầm Do đó, trong đề tài này chỉ nghiên cứu mạch dưới dạng thông số tập trung (mạch π)

Xét mô hình mạch π như sau:

Hình 3.4: Sơ đồ hình π cho đường dây trên không và cáp ngầm

Trong điều kiện bình thường, điện dẫn thể hiện dòng rò trên chất cách điện và hiện tượng vầng quang điện, nhỏ không đáng kể nên điện dẫn thường được giả thiết bằng zero Điện áp và dòng điện ở đầu đường dây đối với mạch hình π như sau:

Vk – Vm = [L]*[dim/dt] + [R] im ik = ẵ[C]*[dvk/dt] + ikm im = ẵ[C]*[dvm/dt] – im

Hình 3.5: Hình thức đầu trụ bố trí đường dây nổi

3 Mô hình máy biến áp có tính đến bão hòa và từ trễ

Mô hình máy biến áp vẫn còn là vấn đề thời sự cho đến hiện nay do tính phi tuyến của bão hòa từ và tổn thất từ giữ vai trò quan trọng trong kết quả tính toán Mô hình đặc tính từ hóa bằng những đoạn thẳng dẫn đến sai số lớn vì khó lấy được những số liệu ở điện áp kích thích tại các vùng lớn hơn V = l,l p.u

(giai đoạn bắt đầu bão hòa) để xác định trên đồ thị Mô hình bằng những phương trình toán học phức tạp dựa trên các dữ liệu quá chi tiết là không khả thi Mô hình không quan tâm đến tổn thất từ sẽ làm kết quả tính toán tăng hơn so với thực tế

Một yếu tố không thể thiếu trong việc mô hình các phân tử là tính khả thi

Nghĩa là các số liệu yêu cầu để xây dựng mô hình phải có được dễ dàng qua các số liệu xuất xưởng hoặc qua những thí nghiệm đơn giản tại ngay hiện trường Bên cạnh đó, mô hình càng đơn giản mà không làm suy giảm tính chính xác của kết quả càng có giá trị cao

Các mô hình cũng cần được kiểm chứng bằng thực nghiệm để minh chứng cho tính chính xác của nó Việc này có thể xác định bằng cách so sánh với kết quả các nghiên cứu trước đây và kết quả của các bài báo khoa học

Mô phỏng các quá trình quá độ trong các máy biến áp đòi hỏi phải tính đến quan hệ tương đối giữa điện và từ Các quan hệ về điện đơn giản hơn vì chúng có thể được biểu diễn bằng các phương trình vi phân tuyến tính Ngược lại, các quan hệ về từ đã gặp phải những khó khăn do tính phi tuyến của các vật liệu từ như bão hoà, từ trễ…

Các phương pháp mô hình hoá các máy biến áp hiện nay dựa trên 2 loại chính:

- Các mô hình áp dụng cho thiết kế các máy biến áp, phần lớn sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn

- Các mô hình dùng để nghiên cứu các quá trình xảy ra trong máy biến áp như quá trình quá độ điện từ, thường dùng các phương trình mạch sao cho vừa thể hiện đúng bản chất vật lý của hiện tượng, vừa cho tính toán chính xác và nhanh

Học viên: Nguyễn Thành Trung Trang 50 Trong khuôn khổ của đề tài nghiên cứu, chỉ quan tâm tới các mô hình trong nhóm thứ hai Vấn đề cốt lõi của việc mô hình hoá máy biến áp để nghiên cứu chính xác quá trình quá độ điện từ là các đặc tính từ hóa của máy biến áp Thông thường, các đặc tính này có thể nhận được bằng các phương pháp sau:

- Hoặc bằng các thí nghiệm trong các phòng thí nghiệm, các đặc tính phi tuyến sẽ nhận được bằng cách đo từ thông (ϕ) và dòng tức thời (i) với các kích thích khác nhau (u) Phương pháp này đã gặp phải các hạn chế về kinh tế và kỹ thuật như cần phải thực hiện trong phòng thí nghiệm, phải trang bị các thiết bị hiện đại (đo từ thông, áp và dòng tức thời) Như vậy nếu các máy đang vận hành nếu muốn nhận được các đặc tính này sẽ phải cho ngừng hoạt động và phải chở về hãng sản xuất để tiến hành các thí nghiệm Và trong hệ thống có hàng ngàn máy khác nhau đều phải làm như vậy thì đó là một điều khó chấp nhận được Tất nhiên, người ta có thể lấy các dữ liệu này từ khi xuất xưởng nhưng phải đặt ra những yêu cầu đặc biệt trước, vì những dữ liệu này không tên trong các thí nghiệm chuẩn hóa khi xuất xưởng Các trường hợp máy đang vận hành rõ ràng là việc lấy các dữ liệu bằng phương pháp này là không khả thi

- Hoặc các đặc tính phi tuyến sẽ được xây dựng từ các dữ liệu về vật liệu từ và các dữ liệu về thiết kế các máy biến áp Tức là muốn xây dựng các đặc tính từ hoá sẽ phải liên lạc với hãng sản xuất vật liệu từ để xin số liệu về các đặc tính của vật liệu từ Mặt khác phải liên lạc với hãng sản xuất máy biến áp để xin số liệu về kích thước hình học của lõi thép Muốn chính xác hơn nữa thì mở máy ra đo và đo thêm các khe hở do ghép các lá tôn, vì hệ số ghép là không đồng nhất và đôi khi không cùng loại tôn Điều này tốn rất nhiều công sức và cũng không khả thi khi trong tính toán cần tới số liệu của nhiều máy biến áp

Do các khó khăn trên, đa số các phương pháp tính đã tìm cách đơn giản hóa việc mô hình các đặc tính từ hóa Rất nhiều phần mềm tính toán đã chỉ dùng mô hình đơn giản hóa là 2 hoặc 3 đoạn thẳng Trong đó, thiếu chính xác nhất là đoạn thẳng cuối - đoạn bão hòa Sai một ly, đi một dặm, nhất là trong tính toán quá độ điện từ như tính quá điện áp tạm thời, quá điện áp do đóng cắt điện hoặc nghiên cứu cộng hưởng sắt từ

KHẢO SÁT HIỆN TƯỢNG CỘNG HƯỞNG SẮT TỪ CHO MỘT XUẤT TUYẾN TIÊU BIỂU TRÊN LƯỚI ĐIỆN TRUNG ÁP TÂY

Giới thiệu

Trong lưới điện phân phối, nhiều trường hợp máy biến áp được nối qua một đoạn cáp ngầm dài có giá trị điện dung lớn Các thiết bị đóng cắt điện của hệ thống cáp ngầm - máy biến áp lại thường được thao tác bằng tay cho từng pha, khi máy biến áp không tải hoặc non tải, các thao tác này dẫn đến việc đóng cắt điện không đồng thời các pha

Tại nhiều khu vực phân phối, thiết bị đóng cắt điện cho hệ thống cáp ngầm

- máy biến áp có thể là các cầu chì tự rơi LBFCO (Load Break Fuse Cut Out) đặt trên cao và thao tác bằng sào cho từng pha bởi người vận hành hoặc các pha được bảo vệ bằng các loại cầu chì (trường hợp đặt trong nhà) Khi dây chảy của một trong các cầu chì bị đứt sẽ dẫn đến hiện tượng cắt điện 1 pha trong khoảng thời gian dài

Trong khoảng thời gian đóng cắt điện không đồng thời đó, sẽ hình thành mạch vòng nối tiếp giữa điện dung của cáp ngầm và điện kháng bão hòa của máy biến áp Trong một số trường hợp nhất định, nhất là khi đường dây hoặc cáp ngầm có chiều dài lớn, điện dung cao, có thể xảy ra hiện tượng cộng hưởng sắt từ gây quá điện áp

Cộng hưởng sắt từ là một quá trình phi tuyến, phức tạp và rất nguy hiểm Để giảm quá điện áp cần phải lắp đặt các thiết bị bảo vệ chống quá điện áp

Nghiên cứu để hiểu rõ hiện tượng cộng hưởng sắt từ và điều kiện xuất hiện của nó là hết sức cần thiết cho người thiết kế và vận hành lưới điện phân phối

Tại các đô thị, để đảm bảo mỹ quan, những tổ hợp cáp ngầm - máy biến áp được xây dựng nhiều trong lưới điện phân phối Do đó, việc tính toán nhằm tìm ra các biện pháp bảo vệ hoặc tránh không để xảy ra cộng hưởng sắt từ là rất cần thiết

Cơ sở xây dựng mô hình khảo sát hiện tượng cộng hưởng sắt từ trong lưới điện phân phối dựa trên giải pháp mô phỏng của tiến sĩ Lâm Du Sơn

lưới điện phân phối dựa trên giải pháp mô phỏng của tiến sĩ Lâm Du Sơn

Sơ đồ tính toán lấy từ sơ đồ trong thực tế trên lưới điện trung áp Công ty Điện lực Tây Ninh Để cấp điện cho phụ tải như khu công nghiệp, dùng sơ đồ: phụ tải sẽ được cấp nguồn từ một đường dây trên không ở gần, do nhu cầu cần đảm bảo mỹ quan nên sẽ kéo cáp ngầm từ đường dây về trạm biếp áp

Hình 4.1: Sơ đồ tính toán cộng hưởng sắt từ trong lưới điện phân phối

Tại vị trí cáp ngầm lên dây nổi sẽ lắp thiết bị đóng cắt điện, thường là cầu chì tự rơi (LBFCO) thao tác đóng cắt điện từng pha hoặc lắp đặt LBS 3 pha

(Load Break Switch), thao tác đóng cắt điện 3 pha Để bảo vệ chống quá điện áp, sẽ lắp đặt thiết bị bảo vệ chống quá điện áp LA -24kV (Light Arrester)

Cáp ngầm từ vị trí trụ đấu nối đến trạm biến áp sẽ lắp đặt trong ống (để bảo vệ tránh các tác động cơ học khi cáp ngầm đi dưới lòng đất)

Trạm biến áp theo sơ đồ này thường là trạm đặt trong phòng (cabin), phía trung áp sẽ lắp đặt DS-3P (Disconnecttion Switch) có chì ống Phía hạ áp sẽ được bảo vệ bằng máy cắt hạ áp, MCCB

Khi thao tác đóng cắt điện máy biến áp không tải được cấp nguồn bằng đường cáp ngầm như mô tả trên, thường xảy ra hiện tượng quá điện áp, có khi rất nghiêm trọng do điện dung của cáp ngầm kết hợp với điện cảm của máy biến áp Trong trường hợp thao tác bằng LBS-3P thì các pha sẽ được đóng cắt điện đồng thời Trong trường hợp thao tác bằng LBFCO - 1P thì các pha sẽ được đóng cắt điện không đồng thời

Như vậy, các điều kiện cần để xét cộng hưởng sắt từ là:

- Mạch có máy biến áp không tải hoặc non tải

- Đóng cắt điện đồng thời hoặc không đồng thời các pha Điều kiện đủ sẽ được tính toán cho từng loại máy biến áp với chiều dài cáp ngầm thay đổi Để thấy rõ mức độ quá điện áp do sự phối hợp điện cảm phi tuyến L – điện dung C và tầm quan trọng của thiết bị bảo vệ chống quá điện áp, sẽ xét trường hợp không lắp đặt và có lắp đặt thiết bị chống quá điện áp Trên cơ sở đánh giá vận hành đóng cắt điện an toàn hay không là: cáp ngầm, máy

Học viên: Nguyễn Thành Trung Trang 65 biến áp phải chịu được quá điện áp duy trì ở tần số công nghiệp và mức chịu đựng xung Ở lưới phân phối chọn mức cách điện như sau:

- Độ bền cách điện duy trì ở tần số công nghiệp : 50kV

- Độ bền điện áp xung : 150kV

Các phần tử được sử dụng để tính toán cộng hưởng sắt từ bao gồm cáp ngầm, thiết bị bảo vệ chống quá điện áp và máy biến áp phân phối Số liệu được lấy từ thực tế các thiết bị đang vận hành trên lưới điện trung áp Công ty Điện lực Tây Ninh

Dây dẫn cho đường dây trên không dùng dây nhôm lõi thép bọc cách điện

24kV, tiết diện 240mm 2 , có các thông số dùng trong tính toán như sau:

- Ba dây pha được bố trí nằm ngang trên đà 2,4m 4 ốp cột bêtông ly tâm

14m, dây cách mặt đất tối thiểu 10m

Cáp ngầm XLPE 1 lõi tiết điện 240 mm 2 , sử dụng cáp ngầm LS – Vina

Cáp ngầm được chôn trực tiếp trong đất ở độ sâu 1 mét so với mặt đất, khoảng cách giữa các sợi là 0,3m (tim – tim)

Thông số kỹ thuật cáp ngầm như sau:

- Bán kính dây dẫn : 9,25 mm

- Bán kính đến lớp cách điện : 18,55 mm

- Bán kính đến lớp giáp : 21,05 mm

- Điện trở suất dây dẫn : 1,72.10 -8 Ωm

- Điện trở suất lớp giáp : 2,8264.10 -8 Ωm

Sử dụng máy biến áp hiệu Thibidi với cấp điện áp 22/0,4kV nối /Y, có các thông số kỹ thuật như sau:

4 Thiết bị bảo vệ chống quá điện áp

Sử dụng thiết bị chống sét loại MOV (Metal Oxyt Varistor) 24kV, có thông số đặc tính V-I như sau:

5 Dựa theo mô hình đã được kiểm chứng bằng thực nghiệm trước đây của tiến sĩ Lâm Du Sơn

Trong luận án tiến sĩ kỹ thuật, đề tài “Mô hình hóa các phần tử phi tuyến trong nghiên cứu quá trình quá độ điện từ của hệ thống điện”, tác giả Lâm Du

Sơn, TP.HCM 1998, chương 5 nghiên cứu về “Cộng hưởng sắt từ trong lưới phân phối” đã sử dụng mô hình:

Hình 4.2: Mạch dùng để tính toán mô phỏng cộng hưởng sắt từ

Trong chương này, tác giả sử dụng chương trình EMTP để tính toán và vẽ dạng dòng, áp và năng lượng tích trữ trong MOV để tìm ra khoảng cách tới hạn của cáp (chiều dài cáp ngầm ngắn nhất) mà không gây ra hiện tượng cộng hưởng sắt từ trong khi vận hành thao tác, cũng như tìm ra thời gian tới hạn dẫn tới hư hỏng cho một số trường hợp vận hành lưới điện phân phối (thời gian tối đa cho phép thao tác không đồng thời các hệ thống cáp ngầm – máy biến áp mà không làm hư hỏng các thiết bị bảo vệ chống quá điện áp MOV) Để kiểm tra lại tính chính xác của mô hình trên và phương pháp tính mô phỏng, tác giả đã thực hiện kiểm tra bằng một thí nghiệm và ghi lại kết quả để so sánh với kết quả tính toán trong cùng một điều kiện

Hình 4.3: Sơ đồ mạch điện dùng trong thực nghiệm

Vì cộng hưởng sắt từ rất phức tạp nên trong tính toán cần có một mô hình máy biến áp tốt cho cả phần điện và từ

Việc thử nghiệm được tiến hành theo sơ đồ mạch điện trên, công suất ngắn mạch của nguồn có thể thay đổi từ 50 đến 150MVA, điện kháng thay đổi được mắc nối tiếp với nguồn, một thiết bị bảo vệ chống quá điện áp MOV 24kV được lắp đặt tại đầu đường cáp ngầm, hệ thống cáp – máy biến áp được đóng cắt điện bởi máy cắt có thể thao tác cho từng pha

Trong cả hai trường hợp thí nghiệm trên máy 100kVA và 250kVA, kết quả cho thấy rằng các giá trị điện áp thí nghiệm hoàn toàn phù hợp với các giá trị điện áp mô phỏng Điều này chứng tỏ rằng mô hình của cả máy biến áp lẫn thiết bị bảo vệ chống quá điện áp đều chính xác

Dựa theo mô hình cộng hưởng sắt từ trong lưới điện phân phối trên, tôi tiếp tục khảo sát hiện tượng cộng hưởng sắt từ trên lưới điện trung áp để đối chiếu kết quả với các nội dung trong hai bài báo nước ngoài của tác giả Santoso [2] và tác giả Buigues [3].

Kiểm chứng mô hình cộng hưởng sắt từ trong lưới điện phân phối

Trang 5 và trang 6 bài báo nước ngoài của tác giả Santoso [2] có ghi nhận nội dung: Khi tăng tải máy biến áp lên thì biên độ quá điện áp giảm xuống một cách nhanh chóng và theo quy tắc điển hình chung là 5% tải tối thiểu là có thể tránh được quá điện áp do hiện tượng cộng hưởng sắt từ gây ra Đồng thời bài báo cũng ghi nhận rằng các nhà phân tích cho biết khi điện áp vượt quá 1,25 lần so với điện áp nguồn trong hệ cáp ngầm - máy biến áp thì hệ thống được cho là có giá trị cộng hưởng sắt từ bên trong

Trang 2 bài báo nước ngoài của tác giả Buigues [3] có ghi nhận nội dung: máy biến áp càng non tải thì cộng hưởng sắt từ càng dễ xảy ra với biên độ quá điện áp càng lớn Lượng tải cần thiết phụ thuộc vào điện dung cáp ngầm của pha mở (chủ yếu là chiều dài cáp ngầm) liên kết mạch vòng với điện cảm phi tuyến của máy biến áp Để đối chiếu với các nội dung trên, tôi chạy mô phỏng sơ đồ mạch điện hình 4.4 bên dưới bằng phần mềm EMTP:

Hình 4.4: Mạch điện dùng để chạy mô phỏng

Trạm biến áp có dung lượng 630kVA được cấp nguồn bằng đường dây cáp ngầm dài 150 mét và đường dây cáp bọc trên không dài 2.000 mét từ trạm

110/22kV Do dung lượng của trạm 630kVA có công suất nhỏ hơn 1.600kVA nên được đóng cắt điện bằng thiết bị đóng cắt LBFCO, giả sử tôi đóng pha A –

B – C lần lượt theo thứ tự tại các thời điểm 50ms – 1.600ms – 2.400ms

Mô hình mô phỏng bằng phần mềm EMTP:

Hình 4.5: Mạch dùng để chạy mô phỏng bằng phần mềm EMTP

1 Khi máy biến áp không tải Điện áp các pha tại vị trí cáp ngầm lên dây nổi khi đóng điện không tải máy biến áp 630kVA:

Hình 4.6: Kết quả đóng điện không đồng thời MBA 630kVA không tải

Hình 4.7: Phóng to điện áp pha A tại thời điểm 0ms đến 350ms

Hình 4.8: Phóng to điện áp pha C tại thời điểm 0s đến 1,6s

Hình 4.9: Phóng to điện áp pha C tại thời điểm 0,8s đến 2s

Hình 4.10: Phóng to điện áp pha C tại thời điểm 1,4s đến 2s Điện áp sơ cấp pha A:

- Tại thời điểm đóng điện pha A (t = 50ms): pha A có xảy ra quá điện áp nhưng biên độ điện áp nhanh chóng phục hồi về bằng biên độ điện áp nguồn

17,9kV và trở lại ổn định, đây chỉ là trường hợp dao động quá độ do đóng cắt điện

- Tại thời điểm đóng điện pha B (t = 1600ms): pha A có xảy ra quá điện áp nhưng biên độ điện áp nhanh chóng phục hồi về bằng biên độ điện áp nguồn

- Tại thời điểm đóng điện pha C (t = 2400ms): pha A có xảy ra quá điện áp nhưng biên độ điện áp nhanh chóng phục hồi về bằng biên độ điện áp nguồn

17,9kV và trở lại ổn định, đây chỉ là trường hợp dao động quá độ do đóng cắt điện Điện áp sơ cấp pha B:

- Tại thời điểm đóng điện pha A (t = 50ms): pha B xảy ra quá điện áp với biên độ điện áp thay đổi liên tục, biên độ điện áp cao nhất lên đến 525,23 kV

Pha B chỉ trở lại ổn định khi đã đóng điện pha B Ở trường hợp này đã xảy ra cộng hưởng giữa điện dung của cáp ngầm và điện cảm phi tuyến của máy biến áp

- Tại thời điểm đóng điện pha B (t = 1600ms): pha B có xảy ra quá điện áp nhưng biên độ điện áp nhanh chóng phục hồi về bằng biên độ điện áp nguồn

- Tại thời điểm đóng điện pha C (t = 2400ms): pha B có xảy ra quá điện áp nhưng biên độ điện áp nhanh chóng phục hồi về bằng biên độ điện áp nguồn

17,9kV và trở lại ổn định, đây chỉ là trường hợp dao động quá độ do đóng cắt điện Điện áp sơ cấp pha C:

- Tại thời điểm đóng điện pha A (t = 50ms): pha C xảy ra quá điện áp với biên độ điện áp thay đổi liên tục, biên độ điện áp cao nhất lên đến 525,23 kV

Pha C chỉ trở lại ổn định khi đã đóng điện pha C Ở trường hợp này đã xảy ra cộng hưởng giữa điện dung của cáp ngầm và điện cảm phi tuyến của máy biến áp

- Tại thời điểm đóng điện pha B (t = 1600ms): pha C xảy ra quá điện áp với biên độ điện áp thay đổi liên tục, biên độ điện áp cao nhất lên đến 363,318 kV

Pha C chỉ trở lại ổn định khi đã đóng điện pha C Ở trường hợp này đã xảy ra cộng hưởng giữa điện dung của cáp ngầm và điện cảm phi tuyến của máy biến áp

- Tại thời điểm đóng điện pha C (t = 2400ms): pha C có xảy ra quá điện áp nhưng biên độ điện áp nhanh chóng phục hồi về bằng biên độ điện áp nguồn

Nhận xét: ở trường hợp này đã xảy ra cộng hưởng giữa điện dung của cáp ngầm và điện cảm phi tuyến của máy biến áp, biên độ điện áp cao nhất lên đến

2 Khi máy biến áp mang 0,5% tải

S = 3.150VA, lấy hệ số công suất 0,85 ta có P = 2.700W và Q = 1.700 VAr Điện áp các pha tại vị trí cáp ngầm lên dây nổi khi máy biến áp 630kVA mang tải 0,5%:

Hình 4.11: Kết quả đóng điện MBA 630kVA mang 0,5% tải Điện áp sơ cấp pha A: tôi thấy dạng sóng điện áp pha A trong trường hợp

MBA mang 0,5% tải giống dạng sóng khi MBA không tải Điện áp sơ cấp pha B: tôi thấy dạng sóng điện áp pha B trong trường hợp

Các kịch bản khảo sát hiện tượng cộng hưởng sắt từ cho một xuất tuyến tiêu biểu trên lưới điện trung áp Tây Ninh

tiêu biểu trên lưới điện trung áp Tây Ninh

Do đặc điểm lưới điện trung áp ở Công ty Điện lực Tây Ninh vận hành theo sơ đồ hình tia và các tuyến đường dây trung áp thuộc các trạm 110/22kV khác nhau, khi đang vận hành thì hoàn toàn độc lập với nhau Vì vậy tôi chỉ khảo sát

Học viên: Nguyễn Thành Trung Trang 75 một trạm 110/22kV đặc trưng nhất, ở đây tôi chọn trạm 110/22kV Thành Công nằm ở Khu công nghiệp Thành Thành Công

Các tuyến đường dây trung áp tuy có liên kết mạch vòng với nhau nhưng theo kiểu liên kết offline, vì vậy khi đang vận hành cũng độc lập nhau hoàn toàn Trạm 110/22kV Thành Công có 5 xuất tuyến, tôi chọn xuất tuyến 479TC là xuất tuyến đặc trưng nhất vì có đầy đủ các phần tử cần khảo sát

Sau đây sẽ lần lượt khảo sát các trường hợp đóng cắt điện trên tuyến 479TC thuộc trạm 110/22kV Thành Công

Hình 4.15: Sơ đồ đơn tuyến - tuyến 479TC trạm 110/22kV Thành Công

Theo quy định, các trạm có công suất từ 1.600 kVA trở lên bắt buột phải lắp đặt thiết bị đóng cắt điện bằng LBS, REC (như trạm thức ăn RICO trụ 13/6, trạm Young II Việt Nam trụ 23 và trạm Young II Việt Nam trụ 21/8/1 thuộc tuyến 479TC), còn các trạm có công suất nhỏ hơn 1.600 kVA được phép lắp đặt thiết bị đóng cắt điện bằng LBFCO (các trạm còn lại của tuyến 479TC)

Như vậy trên tuyến 479TC, tôi sẽ khảo sát các trường hợp:

- Đóng cắt điện toàn tuyến bằng máy cắt MC479 (đóng cắt điện đồng thời)

- Đóng cắt điện tại một trạm bằng REC (đóng cắt điện đồng thời)

- Đóng cắt điện tại một trạm bằng LBFCO (đóng cắt điện không đồng thời)

1 Trường hợp đóng điện đồng thời các pha

1.1 Đóng điện bằng REC tại trạm 2.000kVA trụ 13/6 của Công ty CP

Tôi đóng điện bằng REC cấp nguồn cho máy biến áp 2.000kVA không tải, cho thay đổi chiều dài cáp ngầm từ 50m đến 250m, tại trụ 13/6 xuất hiện quá điện áp do quá độ tại thời điểm đóng điện Nếu chiều dài cáp ngầm càng dài thì biên độ quá điện áp do quá độ càng lớn

- Điện áp các pha tại vị trí trụ 13/6: chiều dài cáp ngầm 50m

Hình 4.16: Đóng điện đồng thời bằng REC với 50m chiều dài cáp ngầm

Nhận xét: khi đóng điện đồng thời cả 3 pha, tại thời điểm đóng điện t 100ms có xảy ra quá điện áp và biên độ quá điện áp là 32,737kV nhưng biên độ quá điện áp nhanh chóng phục hồi về biên độ điện áp nguồn Đây chỉ là trường hợp dao động quá độ khi trong mạch có thành phần điện dung C và điện cảm phi tuyến L nhưng không xảy ra cộng hưởng sắt từ

- Điện áp các pha tại vị trí cáp ngầm lên dây nổi: chiều dài cáp ngầm tăng lần lượt 100m, 150m, 200m, 250m

Học viên: Nguyễn Thành Trung Trang 77 Hình 4.17: Đóng điện đồng thời bằng REC với 250m chiều dài cáp ngầm

Nhận xét: khi đóng điện đồng thời cả 3 pha, tại thời điểm đóng điện t 100ms có xảy ra quá điện áp, khi chiều dài cáp ngầm tăng lên thì biên độ quá điện áp tăng theo và biên độ quá điện áp tại chiều dài cáp ngầm 250m là

33,707kV (cao hơn biên độ tại chiều dài cáp ngầm 50m là 32,737kV) nhưng biên độ quá điện áp nhanh chóng phục hồi về biên độ điện áp nguồn Các trường hợp khảo sát đều là dao động quá độ khi trong mạch có thành phần điện dung

C và điện cảm phi tuyến L nhưng không xảy ra cộng hưởng sắt từ

1.2 Đóng điện toàn tuyến 479TC bằng MC479

Tôi đóng điện toàn tuyến 479TC bằng máy cắt tủ hộp bộ MC479 nằm trong trạm 110/22kV, các máy biến áp phân phối đều không tải, tại vị trí đầu cực máy cắt xuất hiện quá điện áp tại thời điểm đóng điện: Điện áp các pha tại vị trí đầu cực máy cắt:

Hình 4.18: Đóng điện đồng thời bằng máy cắt MC479

Nhận xét: khi đóng điện đồng thời cả 3 pha bằng máy cắt MC479, tại thời điểm đóng điện t = 100ms có xảy ra quá điện áp và biên độ quá điện áp là

32,112kV nhưng biên độ quá điện áp nhanh chóng phục hồi về biên độ điện áp nguồn Đây chỉ là trường hợp dao động quá độ khi trong mạch có thành phần điện dung C và điện cảm phi tuyến L nhưng không xảy ra cộng hưởng sắt từ

1.3 Nhận xét chung cho trường hợp đóng cắt điện đồng thời

Khi đóng cắt điện đồng thời cả 3 pha, tại thời điểm đóng cắt điện có xảy ra quá điện áp, khi chiều dài cáp ngầm tăng lên thì biên độ quá điện áp tăng theo nhưng biên độ quá điện áp nhanh chóng phục hồi về biên độ điện áp nguồn Đóng cắt điện đồng thời là trường hợp dao động quá độ khi trong mạch có thành phần điện dung C và điện cảm phi tuyến L nhưng không xảy ra cộng hưởng sắt từ

Trang 3 của bài báo nước ngoài [5] có đưa ra các biện pháp khắc phục hiện tượng cộng hưởng sắt từ: sử dụng thiết bị đóng cắt điện 3 pha, mở hoặc đóng cả 3 thiết bị đóng cắt điện như cùng một lúc càng tốt, khi đóng cắt điện phải đảm bảo máy biến áp đang mang tải

Trang 4 của bài báo nước ngoài [7] có khuyến cáo để tránh hiện tượng cộng hưởng sắt từ xảy ra nên thay 3 thiết bị đóng cắt điện đơn pha bằng 1 thiết bị đóng cắt điện 3 pha

Trang 5 của bài báo nước ngoài [9] đã đưa ra 3 cách để tránh hiện tượng cộng hưởng sắt từ xảy ra trong các lưới điện phân phối: sử dụng thiết bị chuyển mạch 3 pha đồng thời, đóng cắt điện khi máy biến áp đang mang một tải điện trở tối thiểu, quy định trình tự đóng cắt điện ở trạm biến áp có lắp hai thiết bị đóng cắt điện LBFCO ở hai đầu cáp ngầm Đối chiếu kết quả so với các bài báo nước ngoài [5], [7] và [9]: tôi thấy kết quả nhận xét trên hoàn toàn phù hợp với nội dung của các bài báo là đóng cắt điện đồng thời cả 3 pha sẽ không xảy ra hiện tượng cộng hưởng sắt từ

2 Trường hợp đóng điện không đồng thời các pha

Tôi khảo sát đóng điện bằng LBFCO tại trụ 13/2 trạm biến áp 630kVA

Công ty CP Bình Điền MeKong (đóng điện không đồng thời máy biến áp

630kVA không tải), lần lượt tôi thay đổi chiều dài cáp ngầm từ 20m, 30m đến 270m (cáp ngầm ở Tây Ninh có chiều dài thông dụng từ 20 mét đến 270 mét) thì khi đóng điện xuất hiện quá điện áp, chiều dài cáp ngầm tăng thì quá điện áp có biên độ cũng tăng theo, đến ngưỡng chiều dài l = 140m thì biên độ điện áp đạt giá trị cao nhất Tại ngưỡng này, nếu tiếp tục tăng chiều dài cáp ngầm thì biên độ điện áp giảm và nếu tiếp tục tăng chiều dài cáp ngầm nữa thì quá điện áp tắt dần, điện áp trở lại bình thường (L là chiều dài cáp ngầm và U là biên độ quá điện áp):

Học viên: Nguyễn Thành Trung Trang 79 Bảng 4.2: Biên độ quá điện áp theo chiều dài khi đóng điện không đồng thời

Tiêu đề	Khảo sát hiện tượng cộng hưởng sắt từ trên lưới điện trung áp công ty điện lực Tây Ninh
Tác giả	Nguyễn Thành Trung
Người hướng dẫn	PGS.TS. Phạm Đình Anh Khôi
Trường học	Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh
Chuyên ngành	Kỹ thuật điện
Thể loại	Luận văn thạc sĩ
Năm xuất bản	2020
Thành phố	TP. Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	100
Dung lượng	1,81 MB