đồ án tốt nghiệp thiết kế phần điện trong nhà máy điện

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA HỆ THỐNG ĐIỆN Đồ án tốt nghiệp NHÀ MÁY ĐIỆN Họ tên sinh viên: Lê Cao Trung Lớp: Đ6H4 Cán hướng dẫn: TS Phùng Thị Thanh Mai I Phần 1: THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY ĐIỆN Nhà máy thủy điện gồm tổ máy x 56 MW Nhà máy có nhiệm vụ cấp điện cho phụ tải sau: Phụ tải cấp điện áp máy phát: Pmax = 12 MW, cosφ = 0,82 Gồm lộ kép Biến thiên phụ tải ghi bảng (tính theo phần trăm P max) Tại địa phương dùng máy cắt hợp với I cắt = 21 kA tcắt = 0,7 sec cáp nhôm, vỏ PVC với thiết diện nhỏ 70 mm2 Phụ tải cấp điện áp trung 110 kV: Pmax = 120 MW, cosφ = 0,86 Gồm kép Biến thiên phụ tải ghi bảng (tính theo phần trăm Pmax) Phụ tải cấp điện áp cao 220 kV: Nhà máy nối với hệ thống 220 kV hai lộ đường dây, chiều dài lộ: 100 km Công suất hệ thống (không kể nhà máy thiết kế): 7000 MVA Công suất dự phòng hệ thống 100 MVA Điện kháng ngắn mạch tính đến góp phía hệ thống X* = 1,3 Tự dùng: α= 0,9 %; cosφ = 0,8 Công suất phát toàn nhà máy: ghi bảng (tính theo phần trăm công suất đặt) Bảng biến thiên công suất Giờ 0÷6 ÷ 12 12 ÷ 16 16 ÷ 20 20 ÷ 24 PUF(%) 70 80 90 100 80 PUT(%) 80 90 100 95 85 PFNM(%) 85 100 90 100 95 GVHD: TS Phùng Thị Thanh Mai SVTH: Lê Cao Trung _ II Phần 2: Tính toán ổn định NỘI DUNG TÍNH TOÁN I Phần 1 Tính cân công suất, chọn phương án nối dây Tính toán chọn máy biến áp Tính toán kinh tế - kỹ thuật, chọn phương án tối ưu Tính toán ngắn mạch Chọn khí cụ điện dây dẫn Tính toán tự dùng II Phần Tính toán ổn định Ngày giao: Ngày hoàn thành: GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN GVHD: TS Phùng Thị Thanh Mai SVTH: Lê Cao Trung _ TẬP ĐOÀN ĐIỆN LỰC VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC KHOA HỆ THỐNG ĐIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ PHẦN ĐIỆN TRONG NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN VÀ KHẢO SÁT ỔN ĐỊNH ĐỘNG CỦA NHÀ MÁY THIẾT KẾ BẰNG PHẦN MỀM POWERWORLD Giảng viên hướng dẫn: TS Phùng Thị Thanh Mai Sinh viên thực hiện: Lê Cao Trung Ngành: Hệ Thống Điện Chuyên ngành: HỆ THỐNG ĐIỆN Lớp: Đ6H4 Khoá: 2011- 2016 GVHD: TS Phùng Thị Thanh Mai SVTH: Lê Cao Trung _ Hà Nội, tháng năm 2016 LỜI MỞ ĐẦU Hiện nay, kinh tế nước ta hòa nhập với kinh tế giới, nước nông nghiệp song công nghiệp ta dần vươn tới tầm cao Cùng với ngành khoa học khác, ngành công nghiệp điện đóng vai trò quan trọng kinh tế, trị đất nước với 70% điện sản xuất dùng công nghiệp Vấn đề sản xuất, tiêu thụ điện năng, vận hành bảo vệ hệ thống điện, đảm bảo an toàn, tin cậy kinh tế mục tiêu hướng tới tính toán thiết kế hệ thống điện Trong năm gần đây, khoa học kỹ thuật phát triển, ngành điện áp dụng tiến công nghệ vào sản xuất, vận hành bảo vệ hệ thống điện nhằm đáp ứng yêu cầu thời kì công nghiệp hóa – đại hóa đất nước Xuất phát từ thực tế em nhận thấy việc thiết kế phần điện nhà máy điện trạm biến áp cần thiết để em tìm hiểu nắm bắt cách cụ thể hơn, thực tế hệ thống điện hoàn chỉnh Đồ án tốt nghiệp em gồm hai nội dung sau: Phần 1: Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện gồm tổ máy, tổ máy có công suất 56 MW cấp điện cho phụ tải điện áp máy phát, phụ tải cấp điện áp trung 110kV phát công suất thừa lên hệ thống 220kV Gồm chương: - Chương 1: Tính toán cân công suất đề xuất phương án nối dây Chương 2: Tính toán chọn máy biến áp Chương 3: Tính toán kinh tế - kỹ thuật, chọn phương án tối ưu Chương 4: Tính toán dòng điện ngắn mạch Chương 5: Chọn khí cụ điện dây dẫn Chương 6: Tính toán tự dùng Phần 2: Tín toán ổn định Chương 7: Khái quát chung ổn định hệ thống điện - Chương 8: Khảo sát ổn định động PowerWorld GVHD: TS Phùng Thị Thanh Mai SVTH: Lê Cao Trung _ LỜI CẢM ƠN Trước tiên, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy cô khoa hệ thống điện hướng dẫn giảng dạy tận tình, trang bị cho em kiến thức vô quý báu suốt trình học tập trường Em xin chân thành cảm ơn thầy cô đọc, phản biện góp ý kiến để đồ án kiến thức thân em hoàn thiện Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến cô giáo TS Phùng Thị Thanh Mai trực tiếp hướng dẫn em nhiệt tình trang bị cho em lượng kiến thức sâu rộng môn nhà máy điện Trong trình thực hiện, em cố gắng làm việc để tổng hợp kiến thức học tham khảo số tài liệu chuyên môn nhằm đạt kết tốt Tuy nhiên, thời gian có hạn khuôn khổ đồ án rộng lớn nên thiếu sót tránh khỏi Kính mong quý thầy cô, bạn bè góp thêm ý kiến quý báu để đề tài em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2016 Sinh viên thực Lê Cao Trung GVHD: TS Phùng Thị Thanh Mai SVTH: Lê Cao Trung _ TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA HỆ THỐNG ĐIỆN Độc lập – Tự – Hạnh phúc NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN Họ tên giảng viên hướng dẫn: TS Phùng Thị Thanh Mai Họ tên sinh viên: Lê Cao Trung Tên đề tài: Thiết kế phần điện nhà máy thủy điện khảo sát ổn định động nhà máy điện thiết kế phần mềm powerworld Tiến trình thực đồ án ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… Kết cấu hình thức trình bày - Kết cấu đồ án: ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… - Hình thức trình bày: ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… Cơ sở lý luận ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… GVHD: TS Phùng Thị Thanh Mai SVTH: Lê Cao Trung _ Tính thực tiễn khả ứng dụng đồ án - Tính thực tiễn: ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… - Khả ứng dụng: ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… Các hướng nghiên cứu đề tài tiếp tục phát triển cao ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… Kết ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… Hà Nội, ngày……tháng… năm 2015 GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN GVHD: TS Phùng Thị Thanh Mai SVTH: Lê Cao Trung _ TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA HỆ THỐNG ĐIỆN Độc lập – Tự – Hạnh phúc NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN Họ tên giảng viên phản biện: Họ tên sinh viên: Lê Cao Trung Tên đề tài: Thiết kế phần điện nhà máy nhiệt điện tính toán ổn định nhà máy điện thiết kế Tính chất đề tài ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… Nội dung đồ án ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… GVHD: TS Phùng Thị Thanh Mai SVTH: Lê Cao Trung _ Hình thức đồ án ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… Những nhận xét khác ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………… Hà Nội, ngày… tháng… năm 2015 GIẢNG VIÊN PHẢN BIỆN GVHD: TS Phùng Thị Thanh Mai SVTH: Lê Cao Trung _ MỤC LỤC TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT VÀ ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY 1.1 CHỌN MÁY PHÁT ĐIỆN .1 1.2 TÍNH TOÁN CÂN BẰNG CÔNG SUẤT .1 1.3 ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN NỐI DÂY 1.4 KẾt luẬn CHƯƠNG .11 TÍNH TOÁN CHỌN MÁY BIẾN ÁP .12 A PHƯƠNG ÁN 12 2.1 A PHÂN BỐ CÔNG SUẤT CÁC CẤP ĐIỆN ÁP CỦA MÁY BIẾN ÁP PHƯƠNG ÁN 12 2.2 A CHỌN LOẠI VÀ CÔNG SUẤT ĐỊNH MỨC CÁC MÁY BIẾN ÁP PHƯƠNG ÁN 14 2.3 A TÍNH TOÁN TỔN THẤT ĐIỆN NĂNG TRONG MBA 18 B Phương án .20 2.1 B PHÂN BỐ CÔNG SUẤT CÁC CẤP ĐIỆN ÁP CỦA MÁY BIẾN ÁP PHƯƠNG ÁN 21 2.4 B CHỌN LOẠI VÀ CÔNG SUẤT ĐỊNH MỨC CÁC MÁY BIẾN ÁP PHƯƠNG ÁN 22 2.5 B Tính toán tỔn thẤt điỆn MBA 27 2.6 KẾT LUẬN CHƯƠNG 29 TÍNH TOÁN KINH TẾ - KỸ THUẬT, CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU30 3.1 ChỌn sơ đỒ thiẾt bỊ phân phỐi 30 3.2 Tính toán kinh tẾ-kỸ thuẬt CHỌN PHƯƠNG ÁN TỐI ƯU .31 3.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG 34 TÍNH TOÁN DÒNG ĐIỆN NGẮN MẠCH .35 4.1 ChỌn điỂm ngẮn mẠch 35 4.2 LẬP SƠ ĐỒ THAY THẾ 36 4.3 Tính dòng ngẮn mẠch theo điỂm 38 4.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG 46 GVHD: TS Phùng Thị Thanh Mai SVTH: Lê Cao Trung _ _ 190,000 180,000 170,000 160,000 150,000 140,000 130,000 120,000 110,000 100,000 90,000 80,000 70,000 60,000 50,000 40,000 30,000 20,000 10,000 0 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 Rotor Angle_Gen Nút #1 b c d fe g Hình 1.4: Đặc tính góc roto MPĐ1 ngắn mạch TG 220kV thời gian 0,17s chưa có kích từ 8.2.2 Đặc tính công suất Công suất tác dụng 85 80 75 70 65 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 -5 -10 -15 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 b c d fe g MW_Gen Nút #1 Hình 1.1: Đặc tính công suất tác dụng MPĐ1 ngắn mạch TG 220kV thời gian 0,16s chưa có kích từ GVHD: TS Phùng Thị Thanh Mai SVTH: Lê Cao Trung _ _ Từ đồ thị ta thấy ngắn mạch thoáng qua khoảng thời gian 0,16s TG 220kV trường hợp MPĐ1 chưa có kích từ biên độ công suất tác dụng dao động khoảng giới hạn: Biên độ max 87,587 MW -15,543 MW dao động quanh vị trí ổn định 60 MW Sau đó, biên độ giảm dần trở vị trí ổn định ban đầu sau 20s Công suất phản kháng 125 120 115 110 105 100 95 90 85 80 75 70 65 60 55 50 45 40 35 30 25 20 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 b c d fe g Mvar_Gen Nút #1 Hình 1.1: Đặc tính công suất phản kháng MPĐ1 ngắn mạch TG 220kV thời gian 0,16s chưa có kích từ Từ đồ thị ta thấy ngắn mạch thoáng qua 0,16s TG 220kV trường hợp máy phát điện chưa có kích từ biên độ công suất phản kháng dao động giới hạn: Biên độ max 128,132 MVAr 17,558 MVAr dao động quanh vị trí ổn định 30,886 MVAr Sau đó, biên độ giảm dần trở vị trí ổn định ban đầu sau 21s 8.2.3 Đặc tính điện áp nút Nút máy phát điện Từ đồ thị ta thấy ngắn mạch thoáng qua 0,16s TG 220kV trường hợp máy phát điện chưa có kích từ điện áp nút MPĐ1 dao động khoảng giới hạn: Biên độ max 1,067 (pu) 0,496 (pu), dao động quanh vị trí ổn định 1,05 (pu) Sau biên độ giảm dần trở vị trí ổn định ban đầu sau 19s GVHD: TS Phùng Thị Thanh Mai SVTH: Lê Cao Trung _ _ 1.05 0.95 0.9 0.85 0.8 0.75 0.7 0.65 0.6 0.55 0.5 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 b c d fe g Volt (pu)_Bus Nút Hình 1.1: Đặc tính điện áp nút MPĐ1 ngắn mạch TG 220kV thời gian 0,16s chưa có kích từ Nút góp 220kV 0.95 0.9 0.85 0.8 0.75 0.7 0.65 0.6 0.55 0.5 0.45 0.4 0.35 0.3 0.25 0.2 0.15 0.1 0.05 0 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30  Volt (pu)_Bus Nút Hình 1.1: Đặc tính điện áp nút góp 220kV ngắn mạch TG 220kV thời gian 0,16s chưa có kích từ GVHD: TS Phùng Thị Thanh Mai SVTH: Lê Cao Trung _ _ Từ đồ thị ta thấy ngắn mạch thoáng qua 0,16s TG 220kV trường hợp máy phát điện chưa có kích từ điện áp góp 220kV dao động khoảng giới hạn: Biên độ max 1,024 (pu) (pu) dao động quanh vị trí ổn định 1,01 (pu) Sau đó, biên độ giảm dần trở vị trí ổn định ban đầu sau 20s Nút góp 110kV 0.95 0.9 0.85 0.8 0.75 0.7 0.65 0.6 0.55 0.5 0.45 0.4 0.35 0.3 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30  Volt (pu)_Bus Nút Hình 1.1: Đặc tính điện áp nút góp 110kV ngắn mạch TG 220kV thời gian 0,16s chưa có kích từ Từ đồ thị ta thấy ngắn mạch thoáng qua 0,16s TG 220kV trường hợp máy phát điện chưa có kích từ điện áp góp 110kV dao động khoảng giới hạn: Biên độ max 1,037 (pu) 0,254 (pu) dao động quanh vị trí ổn định 1,021 (pu) Sau đó, biên độ giảm dần trở vị trí ổn định ban đầu sau 19s 8.3 KHẢO SÁT KHI CÓ MÔ HÌNH KÍCH TỪ Sau nhập thêm thông số động hệ thống kích từ ta tiến hành khảo sát tính ổn định nhà máy ngắn mạch thoáng qua góp 220kV khoảng thời gian 0,17s GVHD: TS Phùng Thị Thanh Mai SVTH: Lê Cao Trung _ _ 8.3.1 Đặc tính góc công suất theo thời gian Đồ thị khảo sát ổn định độ góc roto máy phát điện xảy ngắn mạch ba pha góp 220kV có mô hình kích từ khoảng thời gian 0,17s hình vẽ: 58 56 54 52 50 48 46 44 42 40 38 36 34 32 30 28 26 24 22 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 b c d fe g Rotor Angle_Gen Nút #1 Hình 1.1: Đặc tính góc roto MPĐ1 ngắn mạch TG 220kV thời gian 0,17s có kích từ Từ đồ thị ta thấy ngắn mạch thoáng qua 0,17s TG 220kV trường hợp máy phát điện có kích từ góc Roto máy phát điện dao động khoảng giới hạn: Biên độ góc max 58,1470 21,0310 dao động quanh vị trí ổn định 38,139 Sau đó, biên độ góc giảm dần trở vị trí ổn định ban đầu 8.3.2 Đặc tính công suất Công suất tác dụng Đồ thị khảo sát đặc tính công suất tác dụng xảy ngắn mạch ba pha góp 220kV có mô hình kích từ khoảng thời gian 0,17s hình vẽ: Từ đồ thị ta thấy ngắn mạch thoáng qua 0,17s TG 220kV trường hợp máy phát điện có kích từ biên độ công suất tác dụng dao động khoảng giới hạn: Biên độ max 105,484 MW -23,859 MW dao động quanh vị trí ổn định 60 MW Sau đó, biên độ giảm dần trở vị trí ổn định ban đầu GVHD: TS Phùng Thị Thanh Mai SVTH: Lê Cao Trung _ _ 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 -10 -20 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 b c d fe g MW_Gen Nút #1 Hình 1.1: Đặc tính công suất tác dụng MPĐ1 ngắn mạch TG 220kV thời gian 0,17s có kích từ Công suất phản kháng 125 120 115 110 105 100 95 90 85 80 75 70 65 60 55 50 45 40 35 30 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 b c d fe g Mvar_Gen Nút #1 Hình 1.1: Đặc tính công suất phản kháng MPĐ1 ngắn mạch TG 220kV thời gian 0,17s có kích từ GVHD: TS Phùng Thị Thanh Mai SVTH: Lê Cao Trung _ _ Từ đồ thị ta thấy ngắn mạch thoáng qua 0,17s TG 220kV trường hợp máy phát điện có kích từ biên độ công suất phản kháng dao động giới hạn: Biên độ max 128,132 MVAr 27,029MVAr dao động quanh vị trí ổn định 30,886 MVAr Sau đó, biên độ giảm dần trở vị trí ổn định ban đầu 8.3.3 Đặc tính điện áp nút Nút máy phát điện 1.15 1.1 1.05 0.95 0.9 0.85 0.8 0.75 0.7 0.65 0.6 0.55 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 b c d fe g Volt (pu)_Bus Nút Hình 1.1: Đặc tính điện áp nút MPĐ1 ngắn mạch TG 220kV thời gian 0,17s có kích từ Từ đồ thị ta thấy ngắn mạch thoáng qua 0,17s TG 220kV trường hợp máy phát điện có kích từ điện áp nút MPĐ dao động khoảng giới hạn: Biên độ max 1,15 (pu) 0,524 (pu) dao động quanh vị trí ổn định 1,05(pu) Sau đó, biên độ giảm dần trở vị trí ổn định ban đầu Nút góp 220kV Từ đồ thị ta thấy ngắn mạch thoáng qua 0,17s TG 220kV trường hợp máy phát điện có kích từ điện áp góp 220kV dao động khoảng giới hạn: Biên độ max 1,091 (pu) (pu) dao động quanh vị trí ổn định 1,01 pu) Sau đó, biên độ giảm dần trở vị trí ổn định ban đầu sau 28s GVHD: TS Phùng Thị Thanh Mai SVTH: Lê Cao Trung _ _ 1.05 0.95 0.9 0.85 0.8 0.75 0.7 0.65 0.6 0.55 0.5 0.45 0.4 0.35 0.3 0.25 0.2 0.15 0.1 0.05 0 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 b c d fe g Volt (pu)_Bus Nút Hình 1.1: Đặc tính điện áp nút góp 220kV ngắn mạch TG 220kV thời gian 0,17s có kích từ Nút góp 110kV 1.1 1.05 0.95 0.9 0.85 0.8 0.75 0.7 0.65 0.6 0.55 0.5 0.45 0.4 0.35 0.3 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30  Volt (pu)_Bus Nút Hình 1.1: Đặc tính điện áp nút góp 110kV ngắn mạch TG 220kV thời gian 0,17s có kích từ GVHD: TS Phùng Thị Thanh Mai SVTH: Lê Cao Trung _ _ Từ đồ thị ta thấy ngắn mạch thoáng qua 0,17s TG 220kV trường hợp máy phát điện có kích từ điện áp góp 110kV dao động khoảng giới hạn: Biên độ max 1,112 (pu) 0,268 (pu) dao động quanh vị trí ổn định 1,021 (pu) Sau đó, biên độ giảm dần trở vị trí ổn định ban đầu sau 24s 8.4 KHẢO SÁT KHI CÓ THIẾT BỊ ỔN ĐỊNH CÔNG SUẤT PSS Sau nhập thông số động mô hình máy phát, kích từ thiết bị ổn định công suất PSS Ta bắt đầu khảo sát tính ổn định động ngắn mạch thoáng qua góp 220kV khoảng thời gian 0,17s 8.4.1 Đặc tính góc công suất theo thời gian Đồ thị khảo sát ổn định độ góc roto máy phát xảy ngắn mạch ba pha góp 220kV có thêm mô hình kích từ ổn định công suất PSS khoảng thời gian 0,17s hình vẽ: 58 56 54 52 50 48 46 44 42 40 38 36 34 32 30 28 26 24 22 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30  Rotor Angle_Gen Nút #1 Hình 1.1: Đặc tính góc roto MPĐ1 ngắn mạch TG 220kV thời gian 0,17s có kích từ PSS Từ đồ thị ta thấy ngắn mạch thoáng qua 0,17s TG 220kV trường hợp máy phát điện có kích từ PSS góc Roto máy phát điện dao động khoảng giới hạn: Biên độ góc max 58,1470 21,02 dao động quanh vị trí ổn định 38,139 Sau đó, biên độ góc giảm dần trở vị trí ổn định ban đầu sau 19s GVHD: TS Phùng Thị Thanh Mai SVTH: Lê Cao Trung _ _ 8.4.2 Đặc tính công suất Công suất tác dụng Đồ thị khảo sát đặc tính công suất tác dụng xảy ngắn mạch ba pha góp 220kV có mô hình kích từ phận ổn định công suất PSS khoảng thời gian 0,17s hình vẽ: 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 -10 -20 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 b c d fe g MW_Gen Nút #1 Hình 1.1: Đặc tính công suất tác dụng ngắn mạch TG 220kV thời gian 0,17s có kích từ PSS Từ đồ thị ta thấy ngắn mạch thoáng qua 0,17s TG 220kV trường hợp máy phát điện có kích từ PSS biên độ công suất tác dụng dao động khoảng giới hạn: Biên độ max 116,158 MW -23,616 MW dao động quanh vị trí ổn định 60 MW Sau đó, biên độ giảm dần trở vị trí ổn định ban đầu sau 26s Công suất phản kháng Đồ thị khảo sát đặc tính công suất phản kháng xảy ngắn mạch ba pha góp 220kV khoảng thời gian 0,17s hình vẽ: Từ đồ thị ta thấy ngắn mạch thoáng qua 0,17s TG 220kV trường hợp máy phát điện có kích từ PSS biên độ công suất phản kháng dao động giới hạn: Biên độ max 128,132 MVAr 25,659 MVAr dao động quanh vị trí ổn định 30,886 MVAr Sau đó, biên độ giảm dần trở vị trí ổn định ban đầu sau 17s GVHD: TS Phùng Thị Thanh Mai SVTH: Lê Cao Trung _ _ 125 120 115 110 105 100 95 90 85 80 75 70 65 60 55 50 45 40 35 30 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30  Mvar_Gen Nút #1 Hình 1.1: Đặc tính công suất phản kháng ngắn mạch TG 220kV thời gian 0,17s có kích từ PSS 8.4.3 Đặc tính điện áp nút Nút máy phát điện 1.2 1.15 1.1 1.05 0.95 0.9 0.85 0.8 0.75 0.7 0.65 0.6 0.55 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30  Volt (pu)_Bus Nút Hình 1.1: Đặc tính điện áp nút MPĐ ngắn mạch TG 220kV thời gian 0,17s có kích từ PSS GVHD: TS Phùng Thị Thanh Mai SVTH: Lê Cao Trung _ _ Từ đồ thị ta thấy ngắn mạch thoáng qua 0,17s TG 220kV trường hợp máy phát điện có thêm kích từ PSS điện áp nút MPĐ dao động khoảng giới hạn: Biên độ max 1,207 (pu) 0,524 (pu) dao động quanh vị trí ổn định 1,05 (pu) Sau đó, biên độ giảm dần trở vị trí ổn định ban đầu sau 11s Nút góp 220kV 1.1 1.05 0.95 0.9 0.85 0.8 0.75 0.7 0.65 0.6 0.55 0.5 0.45 0.4 0.35 0.3 0.25 0.2 0.15 0.1 0.05 0 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 b c d fe g Volt (pu)_Bus Nút Hình 1.1: Đặc tính điện áp nút góp 220kV ngắn mạch TG 220kV thời gian 0,17s có kích từ PSS Từ đồ thị ta thấy ngắn mạch thoáng qua 0,17s TG 220kV trường hợp máy phát điện có kích từ PSS điện áp góp 220kV dao động khoảng giới hạn: Biên độ max 1,135 (pu) (pu) dao động quanh vị trí ổn định 1,01 (pu) Sau đó, biên độ giảm dần trở vị trí ổn định ban đầu sau 15s Nút góp 110kV Từ đồ thị ta thấy ngắn mạch thoáng qua 0,17s TG 110kV trường hợp máy phát điện có kích từ PSS điện áp góp 110kV dao động khoảng giới hạn: Biên độ max 1,163 (pu) 0,268 (pu) dao động quanh vị trí ổn định 1,021 (pu) Sau đó, biên độ giảm dần trở vị trí ổn định ban đầu sau 11s GVHD: TS Phùng Thị Thanh Mai SVTH: Lê Cao Trung _ _ 1.15 1.1 1.05 0.95 0.9 0.85 0.8 0.75 0.7 0.65 0.6 0.55 0.5 0.45 0.4 0.35 0.3 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 b c d fe g Volt (pu)_Bus Nút Hình 1.1: Đặc tính điện áp nút góp 110kV ngắn mạch TG 220kV thời gian 0,17s có kích từ PSS 8.5 KẾT LUẬN CHƯƠNG Trong chương khảo sát ổn định động nhà máy nhiệt điện thiết kế chương trình PowerWorld Khi xét ngắn mạch thoáng qua góp 220kV trường hợp: Chỉ có thông số động máy phát điện, máy phát điện có thêm kích từ máy phát điện có thêm kích từ & thiết bị ổn định công suất PSS Qua đó, ta thấy ưu điểm thiết bị điều khiển kích từ ổn định công suất PSS ổn định nhà máy nhiệt điện thiết kế Khi có kích từ ổn định công suất PSS biên độ dao động góc roto máy phát, đặc tính công suất tác dụng, công suất phản kháng hay đặc tính điện áp nút giảm nên hệ thống ổn định nhanh hơn, ta tăng thời gian cố hệ thống ổn định GVHD: TS Phùng Thị Thanh Mai SVTH: Lê Cao Trung _ _ KẾT LUẬN CHUNG Bản đồ án em hoàn thành dựa nhiều môn chuyên ngành hệ thống điện, bật môn: Phần điện nhà máy điện trạm biến áp, Ngắn mạch, ổn định hệ thống điện tin học ứng dụng Trải qua chương tính toán em hoàn thành nhiệm vụ thiết kế phần điện cho nhà máy nhiệt điện gồm tổ máy máy, công suất tổ máy 60 MW thỏa mãn điều kiện kinh tế - kỹ thuật, đảm bảo nhà máy vận hành linh hoạt, tối ưu cung cấp điện liên tục cho phụ tải Ngoài ra, việc nâng cao ổn định cho nhà máy việc quan trọng cần thiết, ổn định động sở để nhà máy tồn vận hành lâu dài Bản đồ án em sử dụng phần mềm PowerWorld Simulator để khảo sát ổn định động nhà máy ba trường hợp: Khi nhà máy có thông số động máy phát, có thêm hệ thống kích từ có thêm hệ thống kích từ lẫn ổn định công suất PSS Qua đó, ta hiểu tầm quan trọng hệ thống kích từ ổn định công suất ổn định hệ thống điện, đặc biệt giúp cho việc thiết kế bảo vệ rơ le, chỉnh định thời gian tác động bảo vệ rơ le để bảo vệ phần tử nhà máy điện Đây sở lý thuyết thực quan trọng cần thiết cho hiểu biết sinh viên chuyên nghành hệ thống điện, công việc sau sinh viên GVHD: TS Phùng Thị Thanh Mai SVTH: Lê Cao Trung _ _ TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] PGS-TS Phạm Văn Hòa, ThS Phạm Ngọc Hùng - Thiết kế phần điện nhà máy điện Trạm biến áp - Nhà xuất KH&KT, 2007 [2] TS Đào Quang Thạch, TS Phạm Văn Hòa - Phần điện nhà máy điện Trạm biến áp - Nhà xuất KH&KT, 2008 [3] PGS-TS Phạm Văn Hòa - Ngắn mạch đứt dây Hệ thống điện - Nhà xuất KH&KT, 2011 [4] Nguyễn Văn Đạm - Mạng lưới điện - Nhà xuất KH&KT Hà Nội, 2002 [5] Ngô Hồng Quang - Sổ tay lựa chọn tra cứu thiết bị điện từ 0,4 – 500 kV Nhà xuất KH&KT, 2007 [6] GS-TS Lã Văn Út - Phân tích điều khiển ổn định Hệ thống điện - Nhà xuất KH&KT, 2011 [7] TS Nguyễn Đăng Toản - Ổn định Hệ thống điện - Trường Đại Học Điện Lực [8] TS Nguyễn Đăng Toản - Phần mềm tính toán Hệ thống điện - Trường Đại Học Điện Lực [9] http://www.powerworld.com/downloads/demosoftware.asp [10] http://www.powerworld.com/ GVHD: TS Phùng Thị Thanh Mai SVTH: Lê Cao Trung _