Phân tích chế độ làm việc và yêu cầu kỹ thuật máy cắt sử dụng trong hệ thống truyền tải điện

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - GIANG MẠNH HÙNG PHÂN TÍCH CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC VÀ YÊU CẦU KỸ THUẬT MÁY CẮT SỬ DỤNG TRONG HỆ THỐNG TRUYỀN TẢI ĐIỆN Chuyên ngành: Mã đề tài: Kỹ thuật điện KTĐ11B-66 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS NGUYỄN XUÂN HOÀNG VIỆT HÀ NỘI, 2014 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Trường Đại học Bách khoa Hà Nội MỤC LỤC MỤC LỤC CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MÁY CẮT TRONG LƯỚI TRUYỀN TẢI VIỆT NAM 12 1.1 Các đặc tính kỹ thuật máy cắt 12 1.2 Quá trình đóng cắt máy cắt 13 1.3 Chế độ làm việc máy cắt kháng bù ngang 15 CHƯƠNG 2: TÍNH TỐN, MƠ PHỎNG Q TRÌNH ĐĨNG – CẮT BỘ KHÁNG BÙ NGANG .18 2.1 Giới thiệu chương trình tính tốn, mơ ATP/EMTP 18 2.1.1 Giới thiệu chung .18 2.1.2 Mơ hình hợp Module mơ ATP .20 2.1.3 Mơ hình thiết bị tiêu chuẩn ATPDraw 22 2.1.3.1 Nguồn điện (Sources) .22 2.1.3.2 Nhánh (Branch) 24 2.1.3.4 Thiết bị đóng cắt (Switch) 28 2.1.3.5 Máy điện (Machines) 29 2.1.4 Một số ứng dụng quan trọng ATP/EMTP .30 Thông số vật lý phần tử hệ thống điện ví dụ mơ 31 2.2 2.2.1 Thông số đường dây 31 2.2.2 Thông số thiết bị trạm biến áp 500kV Hiệp Hòa .34 2.2.2.1 Thông số máy biến áp .34 2.2.2.2 Thông số kháng bù ngang .34 2.2.2.3 Phụ tải 34 2.3 Mơ hình phần tử hệ thống điện ví dụ mô 34 2.3.1 Mô hình nguồn điện .34 Giang Mạnh Hùng Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 2.3.2 Mơ hình đường dây 36 2.3.3 Mơ hình máy biến áp AT1, AT2 38 2.3.4 Mơ hình kháng bù ngang 38 2.3.5 Mơ hình phụ tải 39 2.3.6 Mô hình máy cắt 40 2.4 Kết tính tốn, mô 41 2.4.1 Kiểm tra mơ hình mơ 42 2.4.2 Mơ q trình đóng kháng .42 2.4.2.1 Chế độ vận hành khơng tải, đóng máy cắt thời điểm điện áp pha không không qua điện trở nối tiếp 43 2.4.2.2 Chế độ phụ tải trung bình, đóng máy cắt thời điểm điện áp pha không không qua điện trở nối tiếp 44 2.4.2.3 Chế độ vận hành không tải, đóng kháng khơng qua điện trở nối tiếp có chọn thời điểm điện áp pha cực đại 45 2.4.2.4 Chế độ vận hành phụ tải trung bình, đóng kháng khơng qua điện trở nối tiếp có chọn thời điểm điện áp pha cực đại 46 2.4.2.5 Chế độ khơng tải, đóng máy cắt thời điểm điện áp pha không qua điện trở nối tiếp 47 2.4.2.6 Chế độ tải trung bình, đóng máy cắt thời điểm điện áp pha không qua điện trở nối tiếp .48 2.4.2.7 Chế độ khơng tải, đóng máy cắt thời điểm điện áp pha cực đại qua điện trở nối tiếp .49 2.4.2.8 Chế độ tải trung bình, đóng máy cắt thời điểm điện áp pha cực đại qua điện trở nối tiếp 50 2.4.3 Mơ q trình cắt kháng 51 2.4.3.1 Cắt kháng có chọn thời điểm 51 2.4.3.2 Cắt kháng không chọn thời điểm .52 CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH, NHẬN XÉT CÁC KẾT QUẢ TÍNH TỐN, MƠ PHỎNG VÀ CÁC KIẾN NGHỊ .53 3.1 Phân tích, nhận xét việc đóng máy cắt kháng bù ngang khơng chọn thời điểm đóng .53 Giang Mạnh Hùng Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 3.2 Phân tích, nhận xét việc đóng máy cắt kháng bù ngang chọn thời điểm đóng (thời điểm điện áp pha đạt đỉnh) 55 3.3 Phân tích, nhận xét trình cắt kháng 57 KẾT LUẬN CHUNG VÀ KIẾN NGHỊ 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO 61 Giang Mạnh Hùng Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Trường Đại học Bách khoa Hà Nội LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn riêng Nội dung, số liệu tập hợp từ nhiều nguồn khác Thuyết minh, mơ kết tính tốn thân thực Hà Nội, ngày tháng năm 2014 Giang Mạnh Hùng Khóa CH2011B Giang Mạnh Hùng Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Trường Đại học Bách khoa Hà Nội LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn thầy giáo, cô giáo Bộ môn Hệ Thống Điện trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, cán cơng nhân viên thuộc Trạm biến áp 500kV Hiệp Hịa, Trạm biếm áp 500kV Sơn La bạn bè, đồng nghiệp giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho thực luận văn Đặc biệt xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo TS Nguyễn Xn Hồng Việt – thầy tận tình quan tâm hướng dẫn giúp đỡ xây dựng hồn thành luận văn Vì thời gian kiến thức cịn hạn chế luận văn khơng thể tránh khỏi nhiều thiếu sót, tơi mong nhận góp ý thầy cơ, bạn bè đồng nghiệp để luận văn ngày hoàn thiện Tôi xin chân thành cảm ơn! Giang Mạnh Hùng Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Trường Đại học Bách khoa Hà Nội DANH MỤC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu, chữ viết tắt Ý nghĩa ATP Transient Analysis of Control Chú thích Systems EMTP Electro Magnetic Transient Chương trình nghiên cứu Program độ điện từ TRV Transient Recovery Voltage Điện áp phục hồi độ RV Recovery Voltage Điện áp phục hồi ANSI National Standards Institute Viện Tiêu chuẩn Quốc gia Hoa Kỳ IEC International Electrotechnical Ủy ban Kỹ thuật Điện Quốc tế Commission Giang Mạnh Hùng Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Trường Đại học Bách khoa Hà Nội DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Dung lượng tính tốn mơ ATP 19 Bảng 2.2 Các loại nguồn ATP 24 Bảng 2.3 Các phần tử phi tuyến 25 Bảng 2.4 Các dạng đường dây có thơng số tập trung 26 Bảng 2.5 Các loại đường dây có thơng số dải (đường dây hoán vị) 26 Bảng 2.6 Các loại đường dây có thơng số dải (đường dây khơng hoán vị) .27 Bảng 2.7 Các phần tử “cable constants” “line constants” .27 Bảng 2.8 Các loại máy biến áp 28 Bảng 2.9 Các loại thiết bị đóng cắt 29 Bảng 2.10 Các loại máy điện 30 Giang Mạnh Hùng Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Trường Đại học Bách khoa Hà Nội DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1 Q trình cắt hệ thống trở, kháng 14 Hình 1.2: Mơ hình ngun tắc xếp chồng q trình đóng máy cắt 16 Hình 1.3 Dòng điện, TRV RV .16 Hình 1.4 Quá trình cắt hệ thống kháng 17 Hình 1.5 Sơ đồ biến đổi tương đương hệ thống điện có máy cắt kháng bù ngang đóng cắt thơng qua điện trở 17 Hình 2.1 Mơ hình ATP/EMTP 20 Hình 2.2 Mối tương quan ATPDraw module khác 21 Hình 2.3 Cửa sổ giao diện ATPDraw 22 Hình 2.4 Sơ đồ đảo pha đường dây 500kV Sơn La - Hiệp Hòa 33 Hình 2.5: Mơ hình nhập số liệu cho nguồn điện AC pha 35 Hình 2.6: Mơ hình nhập số liệu cho đường dây 37 Hình 2.7: Mơ hình nhập số liệu cho máy biến áp AT1, AT2 38 Hình 2.8 Mơ hình nhập số liệu cho kháng bù ngang 39 Hình 2.9: Mơ hình nhập số liệu cho phụ tải .40 Hình 2.10 Mơ hình máy cắt .40 Hình 2.11 Mơ hình đường dây 500kV Hiệp Hòa – Sơn La .41 Hình 2.12 Sơ đồ mơ đóng máy cắt không tải, không điện trở thời điểm xấu 43 Hình 2.13 Điện áp Hiệp Hịa đóng máy cắt khơng tải, không điện trở thời điểm xấu .43 Hình 2.14 Dịng điện chạy qua kháng đóng máy cắt khơng tải, khơng điện trở thời điểm xấu 43 Hình 2.15 Sơ đồ mơ đóng máy cắt chế độ phụ tải trung bình, khơng điện trở thời điểm xấu .44 Hình 2.16 Điện áp Hiệp Hịa đóng máy cắt chế độ phụ tải trung bình, khơng điện trở thời điểm xấu 44 Hình 2.17 Dịng điện chạy qua kháng đóng máy cắt chế độ phụ tải trung bình, khơng điện trở thời điểm xấu 44 Hình 2.18 Sơ đồ mơ đóng máy cắt chế độ khơng tải, khơng điện trở nối tiếp thời điểm tốt .45 Hình 2.19 Điện áp Hiệp Hịa đóng máy cắt chế độ không tải, không điện trở nối tiếp thời điểm tốt .45 Hình 2.20 Dịng điện chạy qua kháng đóng máy cắt chế độ khơng tải, không điện trở nối tiếp thời điểm tốt 45 Giang Mạnh Hùng Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Hình 2.21 Sơ đồ mơ đóng máy cắt chế độ phụ tải trung bình, khơng điện trở nối tiếp thời điểm tốt 46 Hình 2.22 Điện áp Hiệp Hịa đóng máy cắt chế độ phụ tải trung bình, khơng điện trở nối tiếp thời điểm tốt .46 Hình 2.23 Dịng điện chạy qua kháng đóng máy cắt chế độ phụ tải trung bình, khơng điện trở nối tiếp thời điểm tốt .46 Hình 2.24 Sơ đồ mơ đóng máy cắt chế độ khơng tải, có điện trở nối tiếp thời điểm xấu 47 Hình 2.25 Điện áp Hiệp Hịa đóng máy cắt chế độ khơng tải, có điện trở nối tiếp thời điểm xấu 47 Hình 2.26 Dịng điện chạy qua khángkhi đóng máy cắt chế độ khơng tải, có điện trở nối tiếp thời điểm xấu 47 Hình 2.27 Sơ đồ mơ đóng máy cắt chế độ phụ tải trung bình, có điện trở nối tiếp thời điểm xấu 48 Hình 2.28 Điện áp Hiệp Hịa đóng máy cắt chế độ phụ tải trung bình, có điện trở nối tiếp thời điểm xấu 48 Hình 2.29 Dịng điện chạy qua kháng đóng máy cắt chế độ phụ tải trung bình, có điện trở nối tiếp thời điểm xấu 48 Hình 2.30 Sơ đồ mơ đóng máy cắt chế độ khơng tải, có điện trở nối tiếp thời điểm tốt 49 Hình 2.31 Điện áp Hiệp Hịa đóng máy cắt chế độ khơng tải, có điện trở nối tiếp thời điểm tốt 49 Hình 2.32 Dịng điện chạy qua kháng đóng máy cắt chế độ khơng tải, có điện trở nối tiếp thời điểm tốt 49 Hình 2.33 Sơ đồ mơ đóng máy cắt chế độ phụ tải trung bình, có điện trở nối tiếp thời điểm tốt .50 Hình 2.34 Điện áp Hiệp Hịa đóng máy cắt chế độ phụ tải trung bình, có điện trở nối tiếp thời điểm tốt 50 Hình 2.35 Dịng điện chạy qua kháng đóng máy cắt chế độ phụ tải trung bình, có điện trở nối tiếp thời điểm tốt 50 Hình 2.36 Sơ đồ mô cắt máy cắt thời điểm tốt 51 Hình 2.37 Điện áp kháng điện Hiệp Hòa pha A cắt máy cắt thời điểm tốt 51 Hình 2.38 Điện áp Hiệp Hịa cắt máy cắt thời điểm tốt 51 Hình 2.39 Sơ đồ mơ cắt máy cắt thời điểm xấu 52 Hình 2.40 Điện áp kháng điện Hiệp Hòa pha A cắt máy cắt thời điểm xấu .52 Giang Mạnh Hùng Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Nhận xét: Khi đóng kháng thời điểm điện áp pha cực tiểu chế độ không tải có điện trở nối tiếp dịng chiều gần 300A thời gian độ có ngăn ảnh hưởng đến bão hòa mạch từ máy điện 2.4.2.6 Chế độ tải trung bình, đóng máy cắt thời điểm điện áp pha khơng qua điện trở nối tiếp Hình 2.27 Sơ đồ mơ đóng máy cắt chế độ phụ tải trung bình, có điện trở nối tiếp thời điểm xấu 500 [kV] 375 250 125 -125 -250 -375 -500 0.00 0.04 0.08 0.12 (f ile close_uncontroller_co_R_tai_TB.pl4; x-v ar t) v :X0061A 0.16 v :X0061B [s] 0.20 v :X0061C Hình 2.28 Điện áp Hiệp Hịa đóng máy cắt chế độ phụ tải trung bình, có điện trở nối tiếp thời điểm xấu 300 [A] 200 100 -100 -200 -300 0.00 0.04 (file close_uncontroller_co_R_tai_TB.pl4; x-var t) c:XX0030-XX0062 0.08 c:XX0031-XX0062 0.12 c:XX0032-XX0062 0.16 [s] 0.20 c:XX0062-XX0027 Hình 2.29 Dịng điện chạy qua kháng đóng máy cắt chế độ phụ tải trung bình, có điện trở nối tiếp thời điểm xấu Giang Mạnh Hùng 48 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Nhận xét: Trong trường hợp dòng chiều vần 200 tải có tác dụng làm thời gian độ ngắn 2.4.2.7 Chế độ khơng tải, đóng máy cắt thời điểm điện áp pha cực đại qua điện trở nối tiếp Hình 2.30 Sơ đồ mơ đóng máy cắt chế độ khơng tải, có điện trở nối tiếp thời điểm tốt 500 [kV] 375 250 125 -125 -250 -375 -500 0.00 0.05 (file close_controller_co_R_tai_koB.pl4; x-var t) v:X0062A 0.10 v:X0062B 0.15 0.20 [s] 0.25 v:X0062C Hình 2.31 Điện áp Hiệp Hịa đóng máy cắt chế độ khơng tải, có điện trở nối tiếp thời điểm tốt 200 [A] 150 100 50 -50 -100 -150 -200 0.00 0.05 (file close_controller_co_R_tai_koB.pl4; x-var t) c:XX0030-XX0063 0.10 c:XX0032-XX0063 0.15 0.20 [s] 0.25 c:XX0031-XX0063 Hình 2.32 Dịng điện chạy qua kháng đóng máy cắt chế độ khơng tải, có điện trở nối tiếp thời điểm tốt Giang Mạnh Hùng 49 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Nhận xét: Trường hợp dịng chiều khơng lớn chưa đến 200A thời gian dao động ngăn chưa đến 0,05s Đây chế độ vận hành tối ưu kháng vận hành không tải 2.4.2.8 Chế độ tải trung bình, đóng máy cắt thời điểm điện áp pha cực đại qua điện trở nối tiếp Hình 2.33 Sơ đồ mơ đóng máy cắt chế độ phụ tải trung bình, có điện trở nối tiếp thời điểm tốt 400 [kV] 250 100 -50 -200 -350 -500 0.00 0.04 (file close_controller_co_R_tai_TB.pl4; x-var t) v:X0061A 0.08 v:X0061B 0.12 0.16 [s] 0.20 v:X0061C Hình 2.34 Điện áp Hiệp Hịa đóng máy cắt chế độ phụ tải trung bình, có điện trở nối tiếp thời điểm tốt 200 [A] 150 100 50 -50 -100 -150 0.00 0.04 (file close_controller_co_R_tai_TB.pl4; x-var t) c:XX0030-XX0062 0.08 c:XX0031-XX0062 0.12 0.16 [s] 0.20 c:XX0032-XX0062 Hình 2.35 Dịng điện chạy qua kháng đóng máy cắt chế độ phụ tải trung bình, có điện trở nối tiếp thời điểm tốt Giang Mạnh Hùng 50 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Nhận xét: Trường hợp dòng chiều nhỏ chưa đến 150A thời gian dao động ngăn chưa đến 0,04s sau chế độ xác lập Đây chế độ vận hành tối ưu kháng trạm Hiệp Hịa mang tải 2.4.3 Mơ q trình cắt kháng Khi cắt kháng yếu tố điện dung ký sinh máy cắt, điện dung kháng kháng ảnh hưởng đến trình cắt kháng nên phải xây dựng mơ hình máy cắt mơ hình kháng điện tương đối đầy đủ kết mơ đảm bảo hính xác kết 2.4.3.1 Cắt kháng có chọn thời điểm Hình 2.36 Sơ đồ mô cắt máy cắt thời điểm tốt 700 [kV] 400 100 -200 -500 -800 10 20 30 40 50 [ms] 60 (f ile open_controllerok.pl4; x-v ar t) v :X0003A Hình 2.37 Điện áp kháng điện Hiệp Hòa pha A cắt máy cắt thời điểm tốt 400 [kV] 300 200 100 -100 -200 -300 -400 0.00 0.04 (file open_controllerok.pl4; x-var t) v:X0025A 0.08 v:X0025B 0.12 0.16 [s] 0.20 v:X0025C Hình 2.38 Điện áp Hiệp Hịa cắt máy cắt thời điểm tốt Giang Mạnh Hùng 51 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Nhận xét: Khi cắt máy cắt sinh TRV lớn đảm bảo cách điện kháng máy cắt chịu điện áp chịu điện áp thao tác máy cắt 1000kV 2.4.3.2 Cắt kháng không chọn thời điểm Hình 2.39 Sơ đồ mơ cắt máy cắt thời điểm xấu 2.5 [MV] 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 -0.5 -1.0 -1.5 10 20 30 40 50 60 70 [ms] 80 (f ile open_uncontrollerok22.3.pl4; x-v ar t) v :X0003A Hình 2.40 Điện áp kháng điện Hiệp Hòa pha A cắt máy cắt thời điểm xấu 400 [kV] 300 200 100 -100 -200 -300 -400 0.00 0.05 (file open_uncontrollerok.pl4; x-var t) v:X0025A 0.10 v:X0025C 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 [s] 0.40 v:X0025B Hình 2.41 Điện áp Hiệp Hòa cắt máy cắt thời điểm xấu Nhận xét: Khi cắt máy cắt sinh TRV lớn không đảm bảo cách điện kháng máy cắt chịu (điện áp chịu điện áp thao tác máy cắt 1000kV) Giang Mạnh Hùng 52 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Trường Đại học Bách khoa Hà Nội CHƯƠNG PHÂN TÍCH, NHẬN XÉT CÁC KẾT QUẢ TÍNH TỐN, MƠ PHỎNG VÀ CÁC KIẾN NGHỊ 3.1 Phân tích, nhận xét việc đóng máy cắt kháng bù ngang khơng chọn thời điểm đóng 400 300 [A] [A] 300 200 200 100 100 0 -100 -100 -200 -200 -300 0.0 0.2 0.4 0.6 (f ile close_uncontroller_ko_R_ko_tai.pl4; x-v ar t) c:XX0029-XX0068 0.8 c:XX0030-XX0068 [s] c:XX0031-XX0068 1.0 -300 0.0 0.2 0.4 0.6 (f ile close_uncontroller_co_R_kotai.pl4; x-v ar t) c:XX0030-XX0061 0.8 c:XX0031-XX0061 [s] 1.0 c:XX0032-XX0061 Hình 3.1 Dịng điện qua máy cắt đóng máy cắt kháng khơng tải, thời điểm xấu có điện trở khơng có điện trở 500 500 [kV] [kV] 375 375 250 250 125 125 0 -125 -125 -250 -250 -375 -375 -500 0.00 0.05 0.10 0.15 (f ile close_uncontroller_ko_r_ko_tai.pl4; x-v ar t) v :X0024A v :X0024B 0.20 0.25 [s] 0.30 v :X0024C -500 0.00 0.05 0.10 0.15 (f ile close_uncontroller_co_R_kotai.pl4; x-v ar t) v :X0025A v :X0025B 0.20 0.25 [s] 0.30 v :X0025C Hình 3.2 Điện áp 500kV Hiệp Hòa đóng máy cắt kháng khơng tải, thời điểm xấu có điện trở khơng có điện trở Nhận xét: Khi đóng kháng thời điểm xấu thành phần chiều lớn khoảng 300A làm bão hịa mạch từ máy điện máy biến áp, biến dòng điện, biến điện áp, máy phát làm cho rơle bảo vệ tác động sai, thành phần điện Giang Mạnh Hùng 53 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Trường Đại học Bách khoa Hà Nội trở có tác dụng làm giảm biên độ dòng giảm thời gian nhiều loạn hệ thống Điện áp hai trường hợp dao động không nhiều 300 300 [A] [A] 200 200 100 100 0 -100 -100 -200 -200 -300 0.00 0.04 0.08 0.12 (f ile close_uncontroller_co_r_tai_tb.pl4; x-v ar t) c:XX0030-XX0062 0.16 c:XX0031-XX0062 [s] 0.20 c:XX0032-XX0062 -300 0.00 0.04 0.08 0.12 (f ile close_uncontroller_co_R_kotai.pl4; x-v ar t) c:XX0030-XX0061 0.16 c:XX0031-XX0061 [s] 0.20 c:XX0032-XX0061 Hình 3.3 Dịng điện qua máy cắt đóng máy cắt kháng thời điểm xấu tải khơng tải trung bình 500 500 [kV] [kV] 375 375 250 250 125 125 0 -125 -125 -250 -250 -375 -375 -500 0.00 0.03 0.06 (f ile close_uncontroller_co_R_kotai.pl4; x-v ar t) v :X0025A 0.09 v :X0025B 0.12 [s] 0.15 v :X0025C -500 0.00 0.03 0.06 (f ile close_uncontroller_co_r_tai_tb.pl4; x-v ar t) v :X0025A 0.09 v :X0025B 0.12 [s] 0.15 v :X0025C Hình 3.4 Điện áp 500kV Hiệp Hòa đóng máy cắt kháng thời điểm xấu tải khơng tải trung bình Nhận xét: Khi đóng kháng thời điểm xấu có tải thành phần chiều có giảm khơng đáng kể 200A làm bão hòa mạch từ máy điện lưới ảnh hưởng đến làm việc máy điện hệ thống điện Giang Mạnh Hùng 54 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 3.2 Phân tích, nhận xét việc đóng máy cắt kháng bù ngang chọn thời điểm đóng (thời điểm điện áp pha đạt đỉnh) 200 200 [A] [A] 150 150 100 100 50 50 0 -50 -50 -100 -100 -150 -150 -200 0.00 0.05 0.10 (f ile close_controller_ko_r_tai_kob.pl4; x-v ar t) c:XX0030-XX0063 0.15 0.20 c:XX0032-XX0063 c:XX0031-XX0063 [s] 0.25 -200 0.00 0.05 0.10 0.15 (f ile close_controller_co_R_tai_koB.pl4; x-v ar t) c:XX0030-XX0063 0.20 c:XX0031-XX0063 [s] 0.25 c:XX0032-XX0063 Hình 3.5 Dịng điện qua máy cắt đóng máy cắt kháng không tải, thời điểm tốt đóng có điện trở khơng có điện trở 500 500 [kV] [kV] 375 375 250 250 125 125 0 -125 -125 -250 -250 -375 -375 -500 0.00 0.05 0.10 0.15 (f ile close_controller_co_r_tai_kob.pl4; x-v ar t) v :X0025A 0.20 v :X0025B 0.25 v :X0025C 0.30 0.35 [s] 0.40 -500 0.00 0.05 0.10 0.15 (f ile close_controller_ko_r_tai_kob.pl4; x-v ar t) v :X0025A 0.20 v :X0025B 0.25 0.30 0.35 [s] 0.40 v :X0025C Hình 3.6 Điện áp 500kV Hiệp Hịa đóng máy cắt kháng khơng tải, thời điểm tốt có điện trở khơng có điện trở Nhận xét: Khi đóng kháng thời điểm tốt (tại thời điểm điện áp pha cực đại) thành phần chiều bé xuất thời gian ngắn, thành phần điện trở có tác dụng làm giảm biên độ dòng giảm thời gian nhiễu loạn hệ thống có điện trở chọn thời điểm thời gian độ nhỏ chưa đến 0,03s Đảm bảo khơng làm bão hịa máy điện không làm cho rơle tác động nhầm Giang Mạnh Hùng 55 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 200 200 [A] [A] 150 150 100 100 50 50 0 -50 -50 -100 -100 -150 -150 -200 0.00 0.03 0.06 0.09 (f ile close_controller_co_r_tai_tb.pl4; x-v ar t) c:XX0030-XX0062 0.12 c:XX0031-XX0062 [s] -200 0.00 0.15 c:XX0032-XX0062 0.03 0.06 (f ile close_controller_ko_r_tai_kob.pl4; x-v ar t) c:XX0030-XX0063 0.09 0.12 c:XX0032-XX0063 c:XX0031-XX0063 [s] 0.15 Hình 3.7 Dịng điện qua máy cắt đóng máy cắt kháng thời điểm tốt phụ tải không phụ tải trung bình 400 500 [kV] [kV] 375 250 250 100 125 -50 -125 -200 -250 -350 -375 -500 0.00 0.04 0.08 (f ile close_controller_co_r_tai_tb.pl4; x-v ar t) v :X0025A 0.12 v :X0025B 0.16 v :X0025C [s] 0.20 -500 0.00 0.04 0.08 (f ile close_controller_ko_r_tai_kob.pl4; x-v ar t) v :X0025A 0.12 v :X0025B 0.16 [s] 0.20 v :X0025C Hình 3.8 Điện áp 500kV Hiệp Hịa đóng máy cắt kháng thời điểm tốt có trở phụ tải khơng phụ tải trung bình Nhận xét: Khi đóng máy cắt kháng thời điểm tốt sinh dòng điện thành phần chiều nhỏ điện trở nối tiếp có tác dụng làm cho dịng điện nhành chế độ xác lập đảm bảo an tồn cho vận hành lưới, có tải dòng điện chạy qua máy cắt qua kháng nhỏ khơng tải dịng qua kháng lớn gây q dịng kháng Thời điểm đóng đóng kháng tốt điện áp pha đạt đỉnh thứ tự đóng kháng B, A, C Giang Mạnh Hùng 56 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 3.3 Phân tích, nhận xét q trình cắt kháng 2.5 [MV] 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 -0.5 -1.0 -1.5 10 20 30 40 50 60 70 [ms] 80 (f ile open_uncontrollerok22.3.pl4; x-v ar t) v :X0003A Hình 3.9 Điện áp pha A kháng điện cắt kháng thời điểm xấu 700 [kV] 400 100 -200 -500 -800 10 20 30 40 50 [ms] 60 (f ile open_controllerok.pl4; x-v ar t) v :X0003A Hình 3.10 Điện áp Pha A kháng điện cắt kháng thời điểm tốt Giang Mạnh Hùng 57 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Trường Đại học Bách khoa Hà Nội 150 [A] 100 50 -50 -100 -150 10 20 30 40 50 60 [ms] 70 (f ile open_uncontrollerok22.3.pl4; x-v ar t) c:XX0030-XX0062 Hình 3.11 Dòng điện pha A kháng điện cắt kháng thời điểm xấu 150 [A] 125 100 75 50 25 -25 -50 0.00 0.03 0.06 0.09 0.12 [s] 0.15 (f ile open_controllerok.pl4; x-v ar t) c:XX0030-XX0062 Hình 3.12 Dịng điện pha A kháng điện cắt kháng thời điểm tốt Giang Mạnh Hùng 58 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Nhận xét: Điện áp kháng lớn cắt kháng vào thời điểm xấu làm phá hủy cách điện kháng gấp gần lần điện áp xác lập, vượt khả chịu đựng kháng máy cắt Khi cắt kháng thời điểm tốt điện áp kháng khoảng 749kV nên kháng máy cắt chịu điện áp Giang Mạnh Hùng 59 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Trường Đại học Bách khoa Hà Nội KẾT LUẬN CHUNG VÀ KIẾN NGHỊ Đối với hệ thống máy cắt kháng bù ngang trạm biến áp 500kV Hiệp Hòa bắt buộc phải đóng cắt qua điều khiển lựa chọn thời gian đóng cắt, tạo trễ truyền động để đảm bảo cho hệ thống điện, kháng điện máy cắt vận hành an tồn Nên đóng máy cắt kháng bù ngang thông qua điện trở để giảm biên độ dao động dòng điện độ máy cắt kháng dịng điện xung kích qua kháng, giúp hệ thống sớm trở trạng thái xác lập Nối tắt điện trở lại sau đóng máy cắt kháng bù ngang để giảm tổn thất công suất phần tử Nâng cao cấp điện áp máy cắt lên cấp sử dụng máy cắt đặc biệt Để đảm bảo vận hành kinh tế ổn định hệ thống điện cần thao tác đóng cắt kháng trạm 500KV Hiệp Hòa cách linh hoạt Giang Mạnh Hùng 60 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Trường Đại học Bách khoa Hà Nội TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt [1] VS.GS Trần Đình Long Tự động hóa hệ thống điện Đại học Bách khoa Hà Nội, 2004 [2] Võ Viết Đạn Giáo trình kỹ thuật Điện cao áp Nhà xuất Khoa Đại học chức, Đại học Bách khoa Hà Nội, 1972 [3] TS Đào Quang Thạch, TS Phạm Văn Hòa Phần điện nhà máy điện trạm biến áp Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, 2007 [4] Phạm Văn Chới, Bùi Tín Hữu, Nguyễn Tiến Tơn Khí cụ điện Nhà xuất Khoa học kỹ thuật, 2006 Tài liệu tiếng Anh [5] EMTP help: http://www.elkraft.ntnu.no/atpdraw/help/ATPDraw_Help.htm [6] Michael Beanland, Thomas Speas, Joe Rostron Pre-insertion Resistors in High Voltage Capacitor Bank Switching 2004 [7] Govind Gopakumar, Huihua Yan, Dr Bruce A Mork, Kalyan K Mustaphi Shunt Capacitor Bank Switching Transient [8] R.W.Alexander, D.Dufournet Tutorial TRV [9] Juan A Martinez-Velasco Power System Transients – Parameter Determination [10] ABB Live Tank Circuit Breaker - Application Guide ABB [11] Dan Goldsworthy and Tom Roseburg, Bonneville Power Administration, Demetrios Tziouvaras and Jeff Pope, Schweitzer Engineering Laboratories, Inc Controlled Switching of HVAC Circuit Breakers: Application Examples and Benefits Giang Mạnh Hùng 61 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Trường Đại học Bách khoa Hà Nội [12] Ivo Uglešić, Božidar Filipović-Grčićand Srećko Bojić Transients Caused by Uncontrolled and Controlled Switching of Circuit Breakers [13] Salil S Sabade Michigan Technological University, Department of Electrical and Computer Engg, Houghton Shunt reactor switching transients at high compensation levels [14] Horng-Ching HSIAO, Chiang CHENG, Chen-Li FAN Shunt Reactor Switching Characteristics and Maintenance Planning in 161 kV System Giang Mạnh Hùng 62 ... xảy hệ thống điện nối với máy cắt dạng sóng biên độ điện áp sau cắt Phân loại theo chức máy cắt lưới điện cao áp bao gồm loại sau: Máy cắt phía máy biến áp lực, máy cắt vịng, máy cắt liên lạc, máy. ..  Chế độ khơng tải  Chế độ phụ tải trung bình  Đóng có chọn thời điểm  Chế độ khơng tải  Chế độ phụ tải trung bình - Cắt máy cắt kháng  Thời điểm xấu điện áp pha không  Thời điểm tốt điện. .. 200 tải có tác dụng làm thời gian độ ngắn 2.4.2.7 Chế độ không tải, đóng máy cắt thời điểm điện áp pha cực đại qua điện trở nối tiếp Hình 2.30 Sơ đồ mơ đóng máy cắt chế độ khơng tải, có điện