Nghiên cứu quá điện áp nội bộ và biện pháp hạn chế khi đóng cắt đường dây dài (không tải và non tải)

PHẠM THỊ PHƯƠNG THẢO BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI PHẠM THỊ PHƯƠNG THẢO MẠNG VÀ HỆ THỐNG ĐIỆN NGHIÊN CỨU QUÁ ĐIỆN ÁP NỘI BỘ VÀ BIỆN PHÁP HẠN CHẾ KHI ĐÓNG CẮT ĐƯỜNG DÂY DÀI (KHÔNG TẢI VÀ NON TẢI) LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KHOÁ 2007– 2009 HÀ NỘI, 2010 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - PHẠM THỊ PHƯƠNG THẢO NGHIÊN CỨU QUÁ ĐIỆN ÁP NỘI BỘ VÀ BIỆN PHÁP HẠN CHẾ KHI ĐÓNG CẮT ĐƯỜNG DÂY DÀI (KHÔNG TẢI VÀ NON TẢI) CHUYÊN NGÀNH: MẠNG VÀ HỆ THỐNG ĐIỆN MÃ SỐ: 02.06.07 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS NGUYỄN ĐÌNH THẮNG HÀ NỘI, 2010 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng Tất số liệu kết luận văn trung thực chưa công bố công trình khác TÁC GIẢ Phạm Thị Phương Thảo -3- MỤC LỤC DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ MỞ ĐẦU 11 CHƯƠNG 1: LÝ THUYẾT CHUNG VỀ QUÁ ĐIỆN ÁP NỘI BỘ TRÊN ĐƯỜNG DÂY DÀI 14 1.1 KHÁI NIỆM 14 1.2 NGUYÊN NHÂN PHÁT SINH HIỆN TƯỢNG QUÁ ĐIỆN ÁP NỘI BỘ 15 1.2.1 Quá điện áp độ 16 1.2.2 Quá điện áp trì 17 1.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU QUÁ ĐIỆN ÁP NỘI BỘ 18 1.3.1 Nghiên cứu mô hình 18 1.3.2 Nghiên cứu cách đo ghi thông số điều kiện vận hành 20 1.4 NHẬN XÉT 22 CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH QUÁ ĐIỆN ÁP NỘI BỘ 24 2.1 QUÁ ĐIỆN ÁP KHI CHUYỂN MẠCH ĐƯỜNG DÂY NON TẢI 25 2.2 QUÁ ĐIỆN ÁP KHI ĐÓNG ĐƯỜNG DÂY HỞ MẠCH 32 2.3 QUÁ ĐIỆN ÁP KHI CẮT ĐƯỜNG DÂY KHÔNG TẢI 40 2.3 NHẬN XÉT 42 CHƯƠNG 3: CÁC BIỆN PHÁP HẠN CHẾ QUÁ ĐIỆN ÁP QUÁ ĐỘ 43 3.1 XÁC ĐỊNH QUÁ ĐIỆN ÁP LÚC ĐÓNG CẮT ĐƯỜNG DÂY KHÔNG TẢI 44 3.1.1 Mô hình toán học phần tử lưới 44 3.1.1.1 Nguồn (hệ thống) 44 -4- 3.1.1.2 Đường dây 45 3.1.1.3 Máy biến áp kháng bù ngang 46 3.1.1.4 Máy cắt điện 46 3.1.1.5 Các thông số đặc trưng khác cần cho tính toán 48 3.1.2 Tính toán điện áp lúc đóng đường dây không tải 48 3.1.3 Tính toán điện áp lúc cắt đường dây không tải 51 3.2 DÙNG CHỐNG SÉT VAN 52 3.3 SỬ DỤNG ĐIỆN TRỞ SHUNT KHI ĐÓNG CẮT ĐƯỜNG DÂY NON TẢI 54 3.3.1 Sử dụng điện trở Shunt đóng đường dây non tải 54 3.3.2 Sử dụng điện trở Shunt cắt đường dây non tải 54 3.4 CHỌN MÁY CẮT ĐIỆN ĐIỆN TRỞ SHUNT 54 3.4.1 Quá điện áp phụ thuộc thời gian chọn máy cắt điện 54 3.4.2 Ảnh hưởng điện trở shunt đến điện áp 56 3.5 ĐIỀU KHIỂN THỜI ĐIỂM ĐÓNG TIẾP ĐIỂM MÁY CẮT 57 3.6 BIỆN PHÁP GIẢM QUÁ ĐIỆN ÁP QUÁ ĐỘ BẰNG KHÁNG BÙ NGANG 58 3.6.1 Khi đặt kháng đầu cuối đường dây 58 3.6.2 Khi đặt kháng đường dây 61 3.7 BIỆN PHÁP GIẢM QUÁ ĐIỆN ÁP QUÁ ĐỘ BẰNG KHÁNG BÙ DỌC 62 3.8 NHẬN XÉT 62 CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG TRONG HẠN CHẾ QUÁ ĐIỆN ÁP NỘI BỘ KHI ĐÓNG CẮT ĐƯỜNG DÂY 500kV PLEIKU - ĐÀ NẴNG Ở CHẾ ĐỘ KHÔNG TẢI, NON TẢI 64 4.1 GIỚI THIỆU CHƯƠNG TRÌNH MÔ PHỎNG ATP-EMTP 64 -5- 4.1.1 Giới thiệu chương trình ATP -EMTP tính toán chế độ hệ thống điện 64 4.1.2 Khả ứng dụng chương trình 65 4.2 MÔ PHỎNG ĐƯỜNG DÂY KHÔNG TẢI, NON TẢI BẰNG CHƯƠNG TRÌNH ATP/EMTP 65 4.2.1 Mô hình đường dây cần mô 66 4.2.2 Các phần tử sử dụng sơ đồ mô 66 4.2.2.1 Nguồn 67 4.2.2.2 Đường dây 68 4.2.2.3 Điện cảm: 71 4.2.2.4 Máy cắt pha 72 4.2.2.5 Phụ tải: 73 4.3 KHẢO SÁT QUÁ ĐIỆN ÁP QUÁ ĐỘ KHI ĐÓNG, CẮT ĐƯỜNG DÂY DÀI NON TẢI, KHÔNG TẢI 74 4.3.1 Dạng điện áp đóng đường dây không tải 74 4.3.1.1 Trường hợp tiếp điểm máy cắt đóng đồng thời: 74 4.3.1.2 Trường hợp tiếp điểm máy cắt đóng không đồng thời: 78 4.3.2 Dạng điện áp cắt đường dây không tải 81 4.3.3 Dạng điện áp đóng đường dây non tải 82 4.3.3.1 Trường hợp tiếp điểm máy cắt đóng đồng thời: 82 4.3.3.2 Trường hợp tiếp điểm máy cắt đóng không đồng thời: 86 4.3.4 Dạng điện áp cắt đường dây non tải 88 4.3.5 Phân bố điện áp đường dây: 89 4.3.6 Nhận xét: 90 4.4 SỬ DỤNG CHỐNG SÉT VAN ĐỂ HẠN CHẾ QUÁ ĐIỆN ÁP QUÁ ĐỘ TRÊN ĐƯỜNG DÂY DÀI 91 4.4.1 Giới thiệu chung chống sét van 91 -6- 4.4.1.1 Chống sét van có khe hở SiC: 91 4.4.1.2 Chống sét van không khe hở ZnO: 93 4.4.2 Mô dùng chống sét van để hạn chế điện áp nội chương trình ATP /EMTP: 95 4.4.2.1 Phần tử mô chống sét van chương trình ATP /EMTP: 95 4.4.2.2 Khảo sát sử dụng chống sét van hạn chế điện áp nội bộ: 96 4.4.2.3 Tính toán khả thông thoát chống sét van: 98 4.4.3 Nhận xét: 100 KẾT LUẬN CHUNG 102 TÀI LIỆU THAM KHẢO 104 PHẦN PHỤ LỤC 105 -7- DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 - Bội số cực đại điện áp tính toán chuyển mạch đường dây non tải có chiều dài