Nghiên cứu, đánh giá đưa ra giải pháp nâng cao độ tin cậy của hệ thống bảo vệ quá điện áp khí quyển cho trạm biến áp 220KV Thái Nguyên

I HC THI NGUYấN TRNG I HC K THUT CễNG NGHIP TấN TI: NGHIấN CU, NH GI A RA GII PHP NNG CAO TIN CY CA H THNG BO V QU IN P KH QUYN CHO TRM BIN P 220KV THI NGUYấN K THUT IN Chuyờn ngnh: Ngi thc hin: PH HNG HI Cỏn b hng dn: TS NGUYN C TNG Thỏi Nguyờn 2016 I HC THI NGUYấN TRNG I HC K THUT CễNG NGHIP PH HNG HI NGHIấN CU, NH GI A RA GII PHP NNG CAO TIN CY CA H THNG BO V QU IN P KH QUYN CHO TRM BIN P 220Kv THI NGUYấN CHUYấN NGNH: K THUT IN LUN VN THC S K THUT KHOA CHUYấN MễN NGI HNG DN KHOA HC TS Nguyn c Tng PHềNG O TO Thỏi Nguyờn 2016 LI CAM OAN Tờn tụi l: Phớ Hng Hi Sinh ngy: 07 thỏng 10 nm 1978 Hc viờn lp cao hc khoỏ 16 K thut in - trng i hc K Thut Cụng Nghip - i hc Thỏi Nguyờn Tụi xin cam oan rng s liu v kt qu nghiờn cu lun l hon ton trung thc Tụi xin cam oan rng mi thụng tin trớch dn lun u ch rừ ngun gc Tỏc gi lun Phớ Hng Hi LI CM N Tụi xin gi li cm n n cỏc thy cụ giỏo phũng o to v b phn qun lý o to sau i hc - Trng i hc k thut cụng nghip - i hc Thỏi Nguyờn, cựng cỏc giỏo s, phú giỏo s, tin s ó quan tõm t chc ch o v trc tip ging dy khúa hc cao hc ca chỳng tụi c bit, tụi xin gi li cm n sõu sc n thy giỏo hng dn TS Nguyn c Tng ngi ó tn tỡnh ch bo v gúp ý v chuyờn mụn cho tụi sut quỏ trỡnh lm lun Tụi cng xin trõn trng cm n bn bố, gia ỡnh v ng nghip - nhng ngi ó luụn ng h v ng viờn tụi nghiờn cu v hon thnh lun Tuy nhiờn, bn thõn mi bt u trờn ng nghiờn cu y thỏch thc, chc chn bn lun cũn nhiu thiu sút Rt mong nhn c s gúp ý ca cỏc thy cụ giỏo v ng nghip Tụi xin trõn trng cm n! MC LC LI CAM OAN LI CM N MC LC DANH MC CC HèNH V DANH MC CC BNG Mc tiờu ca lun Mc tiờu ca nghiờn cu í ngha khoa hc v tớnh thc tin ca ti D kin kt qu t c Phng phỏp v phng phỏp lun CHNG 1:TNG QUAN V QU IN P KH QUYN Chng 1:TNG QUAN V QU IN P KH QUYN 10 Phõn tớch hot ng dụng sột trờn lónh th vit nam v tnh Thỏi Nguyờn 10 1.1 Tỡnh hỡnh dụng sột Vit Nam 10 1.2 Hot ng ca dụng sột trờn a bn tnh Thỏi Nguyờn 14 Nhng liờn quan n quỏ in ỏp cú th phỏt sinh lan truyn h thng din 16 2.1 Sột ỏnh (lightning) 16 2.2 nh hng dụng sột ti h thng in 17 2.1.1 nh hng sột ỏnh trc tip 17 2.1.2 nh hng lan truyn in t trng 18 Kt lun chng 19 CHNG 2:GII THIU TRM BIN P 220KV THI NGUYấN 20 Chng 2: GII THIU V TRM BIN P 220KV THI NGUYấN 21 2.1 Tỡnh hỡnh s c li in 21 2.2 Gii thiu v trm bin ỏp 220KV Thỏi Nguyờn 23 Kt lun chng 30 CHNG 3:GII THIU CHNG TRèNH ATP-EMTP 31 Chng 3:GII THIU CHNG TRèNH PHN MM Mễ PHNG 32 3.1 Kho sỏt quỏ in ỏp khớ quyn bng chng trỡnh ATP-EMTP 32 3.2 Nhng ng dng ca chng trỡnh ATP 33 Những ch-ơng trình t-ơng hỗ với ATP 34 Những môđun mô tổng hợp ATP 35 3.3 Chng trỡnh mụ phng ATPDraw 37 3.3.1 Phần tử đo l-ờng (Probes & 3-phase): 38 3.3.2 Nhánh (Branches) 38 3.3.3 Đ-ờng dây không/cáp (Lines/Cables) 39 3.3.4 Chuyển mạch (Switches) 40 3.3.5 Nguồn (Sources) 41 3.3.6 Máy biến áp điện lực (Transformers) 42 3.3.7 Phần tử tần số (Frequency compornent) 42 3.4 GTPPlot 43 3.5 PlotXY 43 Kt lun chng 45 CHNG 4:KHO ST QU IN P KH QUYN V GII PHP BO V CHO TRM BIN P 220KV 46 Chng 4:KHO ST QU IN P KH QUYN 47 V GII PHP BO V CHO TRM BIN P 220KV 47 4.1 4.1.1 S NGUYấN Lí TRM BIN P BNG 47 S nguyờn lý trm bin ỏp 220 kV 47 Simulation 50 Output 51 Switch/UM 51 Format 52 in ỏp H thng 52 Khong ct on ng dõy u trm 53 Mụ hỡnh ngun sột 58 Mụ hỡnh ng dõy trm 59 Mụ hỡnh chng sột van 60 4.2 KT QU KHO ST 61 4.3.1 Nhng nh hng quỏ ỏp khớ quyn ti trm bin ỏp 61 4.3.2 Kho sỏt quỏ in ỏp cha t chng sột van 63 4.3.3 ỏnh giỏ hin trng bo v bng chng sột van ca trm 67 Kt lun chng 70 KT LUN V KIN NGH 71 TI LIU THAM KHO 72 DANH MC CC HèNH V Hỡnh 1 Bn phõn vựng mt sột Vit Nam 14 Hỡnh 2.1 S nht th trm 220KV Thỏi Nguyờn (Hỡnh 2-1) 23 Hình 3-1: Phần mềm t-ơng hỗ với ATP 34 Hình 3-2: Các tiện ích ATP 35 Hỡnh 3 Cỏc mụ hỡnh ATPDraw 38 Hỡnh Mn hỡnh thc thi modul GTPPlot 43 Hỡnh Giao din PlotXY 44 Hỡnh 4.1 S nguyờn lý trm bin ỏp 220 kV 49 Hình 4-2: Cài đặt thông số cho hệ thống ch-ơng trình ATPDraw 50 Hỡnh 4.4 kt cu ct in v mụ hỡnh ct ATPDraw 53 Hỡnh 4.5 Mụ hỡnh chui s 55 Hình 4-7: Tham số Model nhánh đ-ờng dây LCC 55 Hình 4-8: Thông số Open Probe 58 Hỡnh 4.9 Mụ hỡnh ngun sột 58 Hỡnh 11 Mụ hỡnh ng dõy trm 60 Hỡnh 12 Mụ hỡnh chng sột van 61 Hỡnh 4.13 c tớnh V-A ca chng sột van 61 Hỡnh 4.14 Biu in ỏp trờn mỏy bin ỏp AT2 63 Hỡnh 4.15 Biu in ỏp trờn TU274 64 Hỡnh 4.16 Biu in ỏp trờn TU_C22 64 Hỡnh 4.17 Mụ hỡnh trm bin ỏp cú xột ti xut tuyn Thỏi Nguyờn-H Giang 65 DANH MC CC BNG Bng 1-1 Bng túm tt cng hot ng ca dụng sột ti cỏc khu vc c nc12 Bng 1-2 Mt sột ng vi s ngy giụng cỏc khu vc chớnh Vit Nam 12 Bảng 2-1 Tình hình cố l-ới điện 110-220kV 21 Bảng 2-2.Tổng hợp cố sét đ-ờng dây 220kV từ năm 1998-2003 PTC-I 22 Bảng 2-3 Tổng hợp cố sét từ năm 2000-2003 PTC-II 22 Bng: 2-4 25 Bng 2-5 Mỏy bin ỏp 27 Bng 2-6 T bự 27 Bng 2-7 in khỏng 28 Bảng 3.2 38 Bảng 3.3 39 Bảng 3.5 39 Bảng 3.6 40 Bảng 3.7 40 Bảng 3.8 41 Bảng 3.9 42 Bảng 3.10 42 Bảng 3.11 43 DANH MC CH VIT TT STT 10 11 Ch vit tt HT ZK D CSV MBA TU TD TBN TBD KH ATP-EMTP 12 TACS í ngha H thng in ng dõy trờn khụng ng dõy Chng sột van Mỏy bin ỏp Mỏy bin ỏp o lng Mỏy bin ỏp t dựng T bự ngang Tc bự dc in khỏng Electro-Magnetic Transients Program Transients Analysis of Control Systems Chỳ thớch chng trỡnh nghiờn cu quỏ in t chng trỡnh phõn tớch quỏ ca h thng iu khin M U Ngy in nng gi mt vai trũ ch lc nn kinh t xó hi ton cu núi chung v nc ta núi riờng Nhu cu s dng in nng ca ngi khụng ngng gia tng v tr nờn cp thit hn bao gi ht Chớnh vỡ th, h thng cung cp in khụng nhng phi lm vic liờn tc n nh ỏp ng kp thi nhu cu s dng m cũn phi m bo tớnh an ton v cht lng Mt nhng nguyờn nhõn nh hng trc tip n cht lng in nng v tin cy ca h thng chớnh l cỏc hin tng quỏ nh quỏ in ỏp, dũng in, tn s, súng hi luụn xy trờn h thng quỏ trỡnh hnh Quỏ cú ngun gc t thiờn nhiờn nh hin tng sột ỏnh vo ng dõy, trm cm ng cụng sut ln Mc dự thi gian tỏc ng l rt ngn nhng chỳng cú nng lng rt ln nờn rt d xy s c lm h hng thit b v nh hng n cụng tỏc hnh h thng Mc tiờu ca lun Da trờn c s lý thuyt c hc trờn lp v t sỏch v nghiờn cu, nhn dng v phõn tớch cỏc hin tng quỏ xy trờn h thng, t ú cỏc gii phỏp nhm khc phc, hn ch ti a cỏc s c v bo v thit b, m bo cho h thng hnh an ton v tin cy ng dng phn mm ATP mụ phng v phõn tớch d oỏn chớnh xỏc cng v nng lng ca quỏ la chn thit b bo v hp lý nht Chng trỡnh ATP cú cỏc chc nng: - Thit k mụ hỡnh to s c bng Module APT DRAW - Hin th v phõn tớch dng súng, xung quỏ bng Module ATP PLOTXY - V cũn nhiu Module quan trng na s c gii thiu chi tit bi lun H thng in (HT) úng vai trũ quan trng i vi s phỏt trin kinh t ca mi quc gia vỡ nú l mt nhng c s h tng quan trng nht ca nn kinh t quc dõn Do s phỏt trin kinh t v cỏc ỏp lc v mụi trng, s cn kit ti nguyờn thiờn nhiờn, cng nh s tng nhanh nhu cu ph ti, s thay i theo hng th trng húa ngnh in lc lm cho HT ngy cng tr lờn rng ln v quy mụ, phc tớnh toỏn thit k, hnh ú m HT c hnh rt gn vi gii hn v n nh V c bit l cỏc HT rt nhy cm vi cỏc s c cú th xy Trong vic truyn ti in vi in ỏp cao thỡ tin cy cỏch in in ỏp lm vic v xut hin quỏ in ỏp cú ý ngha rt ln, c bit l xut hin quỏ in ỏp Dụng sột l hin tng thiờn nhiờn rt ly k v nguy him Trờn th gii cú trung bỡnh 1000 cn giụng mi ngy Theo thng kờ ca nc Phỏp hng nm dụng sột gõy 10% hon, trờn 40 ngi v 20.000 ng vt b cht, 50.000 ln ct ng dõy in v in thoi, cỏc ng dõy ti in trờn khụng Tỡnh hỡnh dụng sột ti Vit nam ó c thng kờ mt nm s lng ngy dụng sột Bc t 70 n 100 ngy Hin tng thiờn nhiờn sột cú nh hng nghiờm trng n h thng in nú cú th gõy ra: ngng cung cp in, phỏ hoi cỏc thit b, cụng trỡnh xõy dng v nguy hi n tớnh mng ngi Trm bin ỏp l mt b phn khụng th thiu h thng truyn ti v phõn phi in i vi trm 220 KV thỡ cỏc thit b t ngoi tri Nờn cú sột ỏnh vo trm s gõy hu qu nng n khụng ch lm h hng cỏc thit b trm m cũn gõy nờn hu qu nghiờm trng cho cỏc ngnh cụng nghip khỏc b ngng cung cp in Vỡ th trm bin ỏp ũi hi yờu cu bo v rt cao Trm bin ỏp 220KV Thỏi Nguyờn thuc Cụng ty truyn ti in úng vai trũ quan trng h thng phõn phi in Bc Trm cú tng cụng sut 626 MVA cú MBA 250MVA-220/110/22KV; MBA 63 MVA -110/35/22KV; ngn l 220KV, 16 ngn l 110KV; ngn l 35KV; 10 ngn l 22KV; T bự gm: 02 t bự tnh 110kV/40 MVAr; 01 b t bự dc FSC - 51 MVAr v 01 b t bự SVC 108 MVAr Nhim v chớnh ca Trm l cung cp in cho Khu Cụng nghip Gang thộp Thỏi nguyờn, khu CN Sụng Cụng v cho cỏc nhu cu kinh t, chớnh tr cho cỏc tnh phớa Bc nh Bc Giang, Bc Kn, Cao Bng, H Giang, Tuyờn Quang Trm nm khu vc nỳi cú mt sột cao, ti tnh Thỏi Nguyờn bỡnh quõn hng nm cú gn 100 ngy xut hin dụng sột, n nh vic cung cp in liờn tc thỡ vic nghiờn cu v a gii phỏp v bo v quỏ in ỏp khớ quyn ngn nga cỏc s c cho TBA l rt cn thit Chớnh vỡ vy m ti ny tụi trung nghiờn cu v n nh in ỏp, phng phỏp nghiờn cu v c bit l phõn tớch cỏc kt qu mụ phng, cỏc kinh nghim nhm a bin phỏp ngn chn nh hng ca quỏ in ỏp khớ quyn i vi Tram bin ỏp Trong lun ny, tụi s dng cỏc mụ phng a cỏc thụng s nh hng T ú a rỳt nhng kinh nghim a nhng phng phỏp nhm nõng cao tin cy h thng bo v quỏ in ỏp khớ quyn h thng in Mc tiờu ca nghiờn cu Mc tiờu chung: Amplitude : Biờn ca dũng sột tớnh bng A T_f : Thi gian u súng tớnh bng giõy tau: Thi gian biờn súng gim cũn mt na n: H s nh hng Tstart: Thi gian bt u sut hin dũng sột Tstop : Thi gian kt thỳc Tng tr kờnh sột c ly giỏ tr l 400 Hin tng phúng in ngc: Khi cú dũng sột chy thõn ct, ti mi im dn in trờn thõn ct u cú in th rt cao in th cao ti im bt ni vi chui s cỏch in t chui s di mt hiu in th ln, rt cú th s xy phúng in Hin tng phúng in vo dõy pha qua chui s c gi l hin tng phúng in ngc Hin tng ny s xy in trng t vo hai u chui s ú tớch ly nng lng gõy phúng Hỡnh 11 Mụ hỡnh phúng in ngc Mụ hỡnh phúng in ngc c thay th bi modun MOD FLASH ni nh hỡnh v vi t in thay th cho chui s ca ct UINF: in ỏp pha ca ng dõy U0 : in ỏp cỏch in ca chui s Mụ hỡnh ng dõy trm ng dõy trm c thay th di dng cỏc tng tr súng: 59 Hỡnh 12 Mụ hỡnh ng dõy trm Cỏc tham s c chn nh sau: +R/l=1 Trong chng trỡnh R/l c chn bng thỡ tng tr súng ca ng dõy c tớnh bng cụng thc : Z L' C' Vn tc truyn súng c tớnh theo cụng thc : V L '* C ' Theo lý thuyt truyn súng : V=300000000 m/s Z=400 Mụ hỡnh chng sột van Ta s dng loi chng sột van U2 ca hóng Cooper USA, õy l loi chng sột ụxit km (ZnO) khụng khe h, c sn xut v th nghim theo tiờu chun quc t IEC 6009-4, v chng sột van c lm t vt liu Polimer cao su Silicon - in ỏp s dng: 230 kV - in ỏp pha nh mc: 170 kV - Tn s s dng: 50-60Hz Mụ hỡnh ZnO: 60 Hỡnh 13 Mụ hỡnh chng sột van - Ta dựng chng sột van khụng khe h nờn Vflash chn bng -1 - in ỏp ban u Vzero chn bng 0v - COL: L h s ca COEF (chn nu l nhỏnh n, l nhỏnh kộp) - SER: S ni tip mi nhỏnh, ly t l vi Vref - ErrLim: Sai s theo p.u c tớnh V-A ca chng sột cho trờn hỡnh 4.13 Hỡnh 4.14 c tớnh V-A ca chng sột van 4.2.KT QU KHO ST 4.3.1 Nhng nh hng quỏ ỏp khớ quyn ti trm bin ỏp Khi tớnh toỏn bo v chng sột cho trm bin ỏp, ngoi h thng bo v chng sột ỏnh trc tip cũn cn trang b thờm cỏc thit b chng sột ỏnh lan truyn t ng dõy vo trm Cỏc bo v ny cú yờu cu cng rt cao m bo an ton cho MBA v cỏc thit b trm Trm bin ỏp l phn t quan trng h thng truyn ti cng nh phõn phi in nng, hn na trm bin ỏp l mt ni t cỏc thit b quan trng, t 61 tin nh: mỏy bin ỏp, mỏy bin in ỏp, mỏy ct Cỏch in ca cỏc thit b trm li yu hn nhiu so vi cỏch in ca ng dõy Do ú nhng súng xut hin bi súng ỏnh trờn ng dõy khụng gõy phúng in nhng truyn vo trm li l nhng súng nguy him vi thit b Khi cú sột ỏnh vo ng dõy ti in, trờn ng dõy (ti im sột ỏnh) s xut hin súng quỏ in ỏp v cỏc súng ny s lan truyn t im sột ỏnh vo trm, gõy cỏc phúng in trờn cỏch in ca cỏc thit b, mc dự cỏch in ca cỏc thit b ó c thc hin cho mc cỏch in ln hn mc cỏch in ngoi Khi cú phúng in trờn cỏch in ca trm thỡ tng ng nh cú phúng in trờn cỏi, dự cú nhng phng tin bo v hin i gõy nhng s c trm trng h thng Trờn thc t cỏc thit b ca trm thng c t ngoi tri ú phi chu quỏ trỡnh lý hoỏ khỏ phc v quỏ trỡnh gi ci cỏch in din nhanh v mnh hn dn n di tỏc dng ca quỏ in ỏp thỡ cú th xy phúng in chc thng cỏch in ca thit b Tuy nhiờn quỏ trỡnh tớnh toỏn bo v khụng th m bo mc an ton cho cỏc thit b ca trm mt cỏch tuyt i Nhng tớnh toỏn chn cỏc bin phỏp chng súng truyn phi thc hin gim xỏc sut s c ti gii hn thp nht m bo cho ch tiờu chu sột ca trm phi t ti hng trm nm hoc hn na Khi cú súng quỏ in ỏp truyn vo trm thỡ cỏc quỏ in ỏp ny s tỏc dng lờn cỏch in ca cỏc phn t mang in nh: mỏy bin ỏp, mỏy ct gõy phúng in chc thng cỏch in cỏc súng quỏ in ỏp ny cú biờn ln hn U50% ca cỏc thit b ú Mc cỏch in xung kớch ca trm c chn theo tr s in ỏp d ca chng sột van v cú chiu hng ngy cng gim thp cht lng ca thit b ngy cng cao m bo iu kin lm vic bỡnh thng ca chng sột van ta phi hn ch dũng in qua nú khụng vt quỏ gii hn 10 KA Dũng in sột quỏ ln s lm cho in ỏp d tng cao, nh hng ti phi hp cỏch in ni b trm v cũn cú th lm hng chng sột van Nh vy, bo v cho trm bin ỏp mt cỏch chc chn, ngoi vic loi tr hon ton kh nng sột ỏnh trc tip vo trm bin ỏp bng h thng thu sột c mụ t v tớnh toỏn chi tit chng 3, ng thi hn ch cỏc quỏ in ỏp khớ 62 quyn lan truyn t ng dõy vo trm ti mc thp nht m bo khụng gõy nguy him cho cỏch in trm thc hin vic ú, trc ht chỳng tụi kho sỏt cỏc trng hp cú kh nng gõy lờn quỏ in ỏp khớ quyn trm bng mụ hỡnh xỏc nh in ỏp cc i v dng quỏ in phn x, khỳc x nhiu ln trờn cỏc phn t trm ca súng quỏ in ỏp Sau ú xut cỏc phng ỏn bo v v ỏnh giỏ cỏc mc quỏ in ỏp mi trng hp Tht vy, chỳng tụi tin hnh cỏc bc nh sau: - Kho sỏt quỏ in ỏp cha t chng sột van, o Khụng xột ti nh hng ca mch H Giang o Xột ti nh hng ca mch H Giang - ỏnh giỏ bo v ca trm: 4.3.2 Kho sỏt quỏ in ỏp cha t chng sột van Cỏc quỏ in ỏp (dng súng) cú th sut hin trm bin ỏp phc thuc nhiu vo tham s ca sột cú th cú v cỏc kt cu ca ng dõy v trm bin ỏp Vỡ vy, kt qu kho sỏt c chớnh xỏc thỡ trc ht cn bit nhng thụng tin v sột ti khu vc t trm (khu vc Thỏi Nguyờn) Tuy nhiờn, vỡ thi gian cú hn nờn chỳng tụi cha thu thp c y cỏc thụng tin ny, cho nờn quỏ trỡnh mụ phng chỳng tụi ly cỏc tham s sột theo dng sột tiờu chun cú biờn 200 kA, vi xỏc sut xut hin cỏc cỳ sột cú biờn ln hn bng 200 kA c xỏc nh theo biu thc: P(IS ) 1 0,78(%) IS 2,6 200 2,6 ( ) ( ) 31 31 Quỏ in ỏp tỏc dng lờn cỏch in ca cỏch thit b in khụng cú nh hng ca l Thỏi Nguyờn-H Giang Quỏ in ỏp tỏc dng lờn cỏch in ca mỏy bin ỏp AT2 [MV] -1 10 (f ile 220kv thainguy en.pl4; x-v ar t) v :AT2A 20 63v :AT2C v :AT2B 30 40 [us] 50 Hỡnh 4.15 Biu in ỏp trờn mỏy bin ỏp AT2 Ta thy quỏ in ỏp tỏc dng lờn cỏch in ca AT2 cú mt s c im sau : - Súng quỏ in ỏp l dng dao ng tt dn gõy lờn bi quỏ trỡnh dao ng ca mch RLC ca cỏc phn t nh ng dõy, mỏy bin ỏp v cỏc thit b khỏc trm, - Cú tr s cc i (IS, ts) = (5,4; 6) (MV, às), - Dng quỏ in ỏp gn ging trờn c pha A, B, C Vỡ vy, kho sỏt quỏ in ỏp cỏc bc tip theo chỳng tụi ch a pha i din (pha A) Quỏ in ỏp tỏc dng lờn cỏch in ca mỏy bin ỏp o lng TU274 v TU_C22 Mt cỏch tng t xỏc nh c in ỏp tỏc dng lờn cỏch in ca cỏc thit b trm nh: TU274 v TU_C22 Kt qu c mụ phng trờn hỡnh [MV] -1 10 [MV]Hỡnh 4.16 Biu in ỏp trờn TU274 (f ile 220kv thainguy en.pl4; x-v ar t) v :TU274A 20 v :TU274B 30 40 v :TU274C [us] 50 -1 10 (f ile 220kv thainguy en.pl4; x-v ar t) v :TU274A 20 v :TU274B 30 v :TU274C 40 Hỡnh 4.17 Biu in ỏp trờn TU_C22 64 [us] 50 Ta thy quỏ in ỏp tỏc dng lờn cỏch in ca TU274 v TU_C22 cú mt s c im sau : - Súng quỏ in ỏp l dng dao ng tt dn gõy lờn bi quỏ trỡnh dao ng ca mch RLC ca cỏc phn t nh ng dõy, mỏy bin ỏp v cỏc thit b khỏc trm, - Cú tr s cc i (IS, ts) = (5,2;7,4) (MV, às), - Dng quỏ in ỏp gn ging trờn c pha A, B, C - Suy gim v gn thi im 15 s Quỏ in ỏp tỏc dng lờn cỏch in ca cỏch thit b in xột ti nh hng ca l Thỏi Nguyờn-H Giang Hỡnh 4.18 Mụ hỡnh trm bin ỏp cú xột ti xut tuyn Thỏi Nguyờn-H Giang [MV] -1 -2 -3 0,00 0,02 (f ile 220kv thainguy en.pl4; x-v ar t) v :AT2A 0,04 v :AT2B v :AT2C 0,06 65 0,08 [ms]0,10 Hỡnh 4.19 Quỏ in ỏp tỏc dng lờn cỏch in ca mỏy bin ỏp AT2 Quỏ in ỏp tỏc dng lờn cỏch in ca mỏy bin ỏp o lng TU274 v TU_C22 Mt cỏch tng t xỏc nh c in ỏp tỏc dng lờn cỏch in ca cỏc thit b trm nh: TU274 v TU_C22 Kt qu c mụ phng trờn hỡnh [MV] -1 -2 -3 0,00 0,02 (f ile 220kv thainguy en.pl4; x-v ar t) v :TU274A 0,04 v :TU274B 0,06 0,08 v :TU274C [ms]0,10 Hỡnh 4.20 Bin thiờn ca quỏ in ỏp trờn TU 274 [MV] -1 -2 -3 0,00 0,02 (f ile 220kv thainguy en.pl4; x-v ar t) v :TUC22A 0,04 v :TUC22B 0,06 v :TUC22C 0,08 [ms]0,10 Hỡnh 4.21.Bin thiờn ca quỏ in ỏp trờn TU_C22 Nhn xột: Khi cú thờm cỏc xut tuyn i t cỏi s cú tỏc dng gim quỏ in ỏp tỏc dng lờn cỏch in ca cỏc thit b trm V lý thuyt, thỡ s lng ng dõy i ln thỡ cỏc quỏ in ỏp s gim xung ti mc an ton S ny thng c gi l s t bo v T kt qu phõn tớch thy rng, biờn quỏ in ỏp gim t 5,4 MV xung 3,4 MV Tuy nhiờn, cú thờm ng dõy thỡ quỏ trỡnh dao ng ca quỏ in ỏp kộo di hn, tng t 20 s ti 200 s 66 4.3.3 ỏnh giỏ hin trng bo v bng chng sột van ca trm Trm bin ỏp 220 kV Thỏi Nguyờn hin ti c trang b h thng chng sột cp bng h thng ct (kim) v dõy chng sột, nhm loi b hon ton kh nng sột ỏnh vo thit b in hoc dõy dn pha trm v cỏc nh hng ca sột ỏnh trc tip ti ngi v ti sn Ngoi ra, trm cũn c trang b bo v cp bng h thng chng sột van nhm hn ch v bo v cỏc loi quỏ in ỏp lan truyn t ng dõy vo trm bin ỏp Cỏc chng sột van c b trớ trờn cỏc v trớ ct cui ca cỏc xut tuyn v u vo cỏc phớa ca mỏy bin ỏp Tuy nhiờn, hiu qu bo v ca cỏc chng sột van v nng lc thỏo sột cũn ph thuc vo loi chng sột c s dng, on dõy chng sột phi hp on u trm v v trớ, s lng chng sột t trm V trớ yờu cu t chng sột van D c.(UBIL URe s ) 2.a (m) Trong ú: D l khong cỏch t chng sột van ti i tng bo v, tớnh theo chiu truyn súng, (m) UBIL = 850 kV l mc cỏch in xung MBA C : Vn tc truyn súng 300m/às URes : in ỏp d ca chng sột van A= 800 kV/s dc u súng quỏ ỏp in ỏp d ca chng sột van bin thiờn nh hỡnh v, vi giỏ tr nh UResmax = 340 kV 350 [kV] 300 250 200 150 100 50 -50 (file 220kvthainguyen.pl4; x-var t) v:UD3C 12 67 [us] 15 Hỡnh 4.22.in ỏp d ca chng sột van Qua ú xỏc nh c khong cỏch bo v ca chng sột van: D 300.(850 340) 95 (m) 2.800 Khong cỏch thc t t cỏc chng sột van ti cỏc thit b Khong (m) cỏch AT2 TU274 TU_C22 10 15 15 Bin thiờn ca in ỏp t chng sột van in ỏp trờn AT2 400 [kV] 300 200 100 -100 -200 -300 -400 0,00 0,03 (f ile 220kv thainguy en.pl4; x-v ar t) v :AT2A 0,06 v :AT2B v :AT2C 0,09 0,12 [ms]0,15 Hỡnh 4.23 Quỏ in ỏp trờn MBA AT2 t chng sột van in ỏp trờn TU274 700 [kV] 480 260 40 68 -180 Hỡnh 4.23 Quỏ in ỏp trờn TU274 t chng sột van in ỏp trờn TU_C22 600 [kV] 450 300 150 -150 -300 0,00 0,04 (f ile 220kv thainguy en.pl4; x-v ar t) v :TUC22A 0,08 v :TUC22B 0,12 v :TUC22C 0,16 [ms]0,20 Hỡnh 4.23 Quỏ in ỏp trờn TU -C22 t chng sột van Nhn xột : Qua phõn tớch ta nhn thy, vi phng ỏn bo v chng sột nh hin trng thỡ cỏc thit b v v trớ quan trng hon ton an ton vi cỏc cỳ sột cú cng lờn ti 200 kA ỏnh vo cỏc khong ct gn trm Quỏ in ỏp tỏc dng lờn cỏch in ca AT2 gim t 5,4 MV xung cũn 380 kV, in ỏp tỏc dng lờn cỏch in ca TU274 v TU_C22 gim t 5,2 MV xung 645 kV v 533 kV Nh vy, cú súng sột lan truyn t ng dõy vo trm thỡ in ỏp d hon ton nh hn mc cỏch in xung (BIL) ca cỏc thit b in cp 220 kV l 850 kV 69 Kt lun chng ng dng chng trỡnh Quỏ in t (ATP-EMTP) cho phộp tớnh toỏn, phõn tớch cỏc quỏ trỡnh quỏ in t h thng in mt cỏch hiu qu chớnh xỏc bng cỏch mụ hỡnh húa cỏc phn t h thng in mt cỏch n gin, d hiu Trong phm vi ca ti tt nghip, ó tớnh toỏn, phõn tớch quỏ trỡnh truyn súng in t lan truyn t ng dõy vo trm bin ỏp sột ỏnh vo dõy chng sột khong vt u tiờn ca xut tuyn 274 Quỏ trỡnh lan truyn súng in t ny ó gõy lờn quỏ in ỏp cú giỏ tr cc i ti 5,4 MV, vt qua mc cỏch in trm nhiu ln (850 kV) Nu khụng cú bin phỏp bo v hiu qu s gõy lờn cỏc s c khụng mong mun phúng in trờn cỏc cỏch in ca thit b Qua phõn tớch cho thy s t bo v v hin trng bo v bng chng sột van nh sau: - Khi cú thờm cỏc xut tuyn i t cỏi s cú tỏc dng gim quỏ in ỏp tỏc dng lờn cỏch in ca cỏc thit b trm V lý thuyt, thỡ s lng ng dõy i ln thỡ cỏc quỏ in ỏp s gim xung ti mc an ton S ny thng c gi l s t bo v T kt qu phõn tớch thy rng, biờn quỏ in ỏp gim t 5,4 MV xung 3,4 MV Tuy nhiờn, cú thờm ng dõy thỡ quỏ trỡnh dao ng ca quỏ in ỏp kộo di hn, tng t 20 s ti 200 s - Phng ỏn bo v chng sột nh hin trng thỡ cỏc thit b v v trớ quan trng hon ton an ton vi cỏc cỳ sột cú cng lờn ti 200 kA ỏnh vo cỏc khong ct gn trm Quỏ in ỏp tỏc dng lờn cỏch in ca AT2 gim t 5,4 MV xung cũn 380 kV, in ỏp tỏc dng lờn cỏch in ca TU274 v TU_C22 gim t 5,2 MV xung 645 kV v 533 kV Nh vy, cú súng sột lan truyn t ng dõy vo trm thỡ in ỏp d hon ton nh hn mc cỏch in xung (BIL) ca cỏc thit b in cp 220 kV l 850 kV 70 KT LUN V KIN NGH Trm bin ỏp 220 kV Thỏi Nguyờn trc thuc truyn ti in Thỏi Nguyờn Cụng ty truyn ti in I, úng trờn a bn phng Quan Triu TP Thỏi Nguyờn Trm úng vai trũ quan trng h thng phõn phi in Bc, cú tng cụng sut 626 MVA bao gm MBA 250 MVA 220/110/22 kV; MBA 63 MVA 110/35/22 kV cung cp in cho khu cụng nghip Gang Thộp Thỏi Nguyờn, khu cụng nghip Sụng Cụng v cho cỏc nhu cu kinh t, chớnh tr, dõn sinh cỏc tnh phớa Bc nh: Bc Giang, Cao Bng, Bc Cn, Tuyờn Quang, H GiangTrm nm khu vc nỳi cú mt sột cao, thit b t tin Do vy, vic ỏnh giỏ hin trng ca h thng chng sột nhm xỏc nh li mc bo v v l c s khoa hc tiờn lng v ỏnh giỏ tin cy bo v ca h thng bo v chng sột cho trm bin ỏp ng dng chng trỡnh ATP-EMTP kho sỏt cỏc quỏ trỡnh quỏ , lan truyn ca quỏ in ỏp khớ quyn, cỏc kt qu nhn c t vic mụ phng chi tit cú th giỳp cho ngi hnh, thit k li in cú cỏc c s cn thit vic la chn nh mc v mc cỏch in c bn (BIL_basic insulation level) ca cỏc thit b phự hp thit k cỏc trm t, chng sột, hn ch dũng ngn mch cng nh la chn cỏc bin phỏp thớch hp nhm gim thiu cỏc tỏc ng xu nh ngn mch, quỏ khi ng ng c, úng ct trm t - v phớa ph ti (cun khỏng ni tip trờn mch ca PWM) hay v phớa li (in tr hn dũng cho trm t bự cú cụng sut khụng ln, k thut úng ng b cho trm t bự cú cụng sut ln) hay cỏc chng sột thớch hp bo v quỏ in ỏp Cỏc kt qu v nghiờn cu dng súng quỏ ny cng l bc u cho cỏc nghiờn cu ỏp dng cỏc k thut x lớ s cỏc tớn hiu vic phõn tớch, nhn dng, phỏt hin cỏc quỏ in ỏp s c v úng ct trờn li in tng lai 71 TI LIU THAM KHO [1] Trn Vn Tp, K thut in cao ỏp- Bo v chng quỏ in ỏp, NXB Khoa hc v k thut, H Ni, 2007 [2] Bi ging K thut cao ỏp, Trng i hc K thut cụng nghip, 2012 [3] Trn Bỏch, Li in v h thng in, NXB Khoa hc v k thut, 1, H Ni [4] Trn Bỏch, Li in v h thng in, NXB Khoa hc v k thut, 3, H Ni [5] Hong Hu Thn, Hng dn thit k ng dõy ti in, NXB Khoa hc v k thut, H Ni, 2004 [6] Juan A Martinez-Velasco, Power System Transients Parameter Determination [7] ATP Theory book, EMTP ATP Programs, 2004 [8] ATP Manual book, EMTP ATP Programs, 2004 [9] Cooper power systems - Surge Arresters [10] Electromagnetic Transient Program (EMTP) Application Guide EL-4650 Research Project 21491 Final Report, November 1986 [11] G Allan, Electrical transients in Power systems, Second Edittion, John Wiley & Sons Inc, 1991 [12] Hugh M Ryan, High-Voltage Engineering and Testing, 3rd Edition, The Institution of Engineering and Technology, 2013 [13] Juan A Martinez-Velasco, Power System Transients, Parameter Determination, Taylor and Francis Group, 2010 [14] IEEE Std 998, IEEE Guide for Direct Lightning Stroke Shielding of Substations, 2012 [15] Andrew R Hileman, Insulation Coordination for Power Systems, Taylor & Francis, 1999 72 [16] IEC Std 60071-1&2 , Insulation Co-ordination, Part 1&2, 2006 [17] C.L Wadhwa, High Voltage Engineering, Second Edition, Warn New Age International (P) Ltd., 2007 73