Hướng dẫn chi tiết sử dụng phần mềm tính toán ngắn mạch, trào lưu công suất, tính ổn định động hệ thống điện quốc gia. Hướng dẫn nhập và xuất các thông số đường dây, nguồn hệ thống, phụ tải, máy phát điện, động cơ, .....
SHORT-CIRCUIT STUDIES giangd t Phần tính tốn ngắn mạch chương trình PSS/E chia thành hai nhóm lệnh chính: Nhóm lệnh dùng để nghiên cứu chi tiết tình cố đó: RESQ Đọc liệu để phân tích cố vào nhớ SQLI Liệt kê liệu để phân tích cố nhớ SQEX Liệt kê liệu cố nút SQCH Thay đổi (soạn thảo) liệu phân tích cố SEQD Chuẩn bị mơ hình thành phần thứ tự thuận, nghịch, không, kiêm tra lưới liên thơng để tính tốn.(sắp xếp lại ma trận tổng dẫn để tính nm) SCMU Tính toán ngắn mạch SCOP Xuất kết chi tiết Nhóm lệnh thao tác để nghiên cứu loạt trường hợp cố điểm khác hệ thống điện: RESQ SQLI SQEX SQCH CONG CONG,SQ ASCC Đọc liệu để phân tích cố vào nhớ Liệt kê liệu để phân tích cố nhớ Liệt kê liệu cố nút Thay đổi (soạn thảo) liệu phân tích cố Chuyển đổi máy phát mơ hình thời điểm t + có sử dụng tổng trở ZSORCE Chuyển đổi máy phát mơ hình thời điểm t + có sử dụng tổng trở ZPOS Tính tốn liên tục loạt cố nút định, tính pha chạm đất ngắn mạch ba pha I CÁCH TÍNH TỐN: Xác định điều kiện trước cố cách tính tốn trào lưu cơng suất (tính chế độ xác lập) - Sau nhập số liệu thứ tự nghịch gõ lệnh SEQD - Để tính tốn ngắn mạch gõ lệnh SCMU ENTER UNBALANCE CODE: FOR NO MORE FOR SECOND L-G FOR SECOND L-L-G FOR PHASES CLOSED FOR ONE END OPENED FOR FOR FOR FOR FOR FIRST L-G FIRST L-L-G PHASE CLOSED THREE PHASE FAULT IN LINE SLIDER: 1: Ngắn mạch pha với đất điểm thứ 2: Ngắn mạch pha với đất điểm thứ hai 3: Ngắn mạch pha với đất điểm thứ 4: Ngắn mạch pha với đất điểm thứ hai 5: Tính tốn đứt dây pha 6: Tính tốn đứt dây pha 7: Tính tốn ngắn mạch pha 8: Tính ngắn mạch với điều kiện đầu đường dây mở 9: Tính tốn ngắn mạch thay đổi theo vị trí tùy ý đường dây Điện kháng thứ tự nghịch, thứ tự không Tụ bù dọc: + Điện kháng thứ tự nghịch (Z2) điện kháng thứ tự thuận (Z1) + Điện kháng thứ tự không (Z0) điện kháng thứ tự thuận (Z1) Điện kháng thứ tự nghịch, thứ tự không Kháng điện: + Điện kháng thứ tự nghịch (Z2) điện kháng thứ tự thuận (Z1) + Điện kháng thứ tự không (Z0) xấp xỉ điện kháng thứ tự thuận (Z1) Điện kháng thứ tự nghịch, thứ tự không Máy biến áp: + Điện kháng thứ tự nghịch (Z2) điện kháng thứ tự thuận (Z1) + Điện kháng thứ tự không (Z0): tuỳ thuộc vào tổ đấu dây cách đấu nối điểm trung tính MBA Dưới thể số trường hợp hay gặp lưới điện Việt Nam: MBA cuộn dây Y0/delta: thường gặp dạng MBA tăng áp, phía hạ áp đấu tam giác (delta) nối với máy phát • Sơ đồ: Sơ đồ đấu dây Sơ đồ thay đó: I0I dòng thứ tự khơng chạy cuộn dây sơ cấp xI điện kháng thứ tự thuận cuộn sơ cấp xII điện kháng thứ tự thuận cuộn thứ cấp quy đổi sang sơ cấp xµ0 điện kháng gơng từ • Điện kháng thứ tự khơng: Nói chung, trường hợp cuộn thứ cấp đấu tam giác điện kháng gơng từ bỏ qua lớn so với điện kháng quy đổi cuộn thứ cấp MBA cuộn dây Y0/Y: gặp, có dạng MBA cuộn 110/35kV (Ở VN, phía 110kV trung tính nối đất trực tiếp, phía 35kV trung tính cách điện) • Sơ đồ: Sơ đồ đấu dây Sơ đồ thay đó: I0I dòng thứ tự khơng chạy cuộn dây sơ cấp xI điện kháng thứ tự thuận cuộn sơ cấp xII điện kháng thứ tự thuận cuộn thứ cấp quy đổi sang s cp xà0 l in khỏng ca gụng t Điện kháng thứ tự không: Trong trường hợp điện kháng thứ tự khơng (X0 = xI + xµ0) Cần xét đến điện kháng gông từ Chúng ta có bảng sau: Dạng MBA Điện kháng gơng từ Điện kháng thứ tự không Tổ MBA pha X0 = xI + xµ0 = MBA pha trụ trụ X0 = xI + xµ0 = MBA pha trụ X0 = xI + xµ0 = = 0,5 + (0,3 ÷1) = = (0,8 ÷1,5) Lưu ý: coi xI = xII = 0,5 X1 (với X1 điện kháng thứ tự thuận) MBA cuộn Y0/Y0: gặp, có dạng MBA cuộn dây 22/0,4kV (Ở VN, trung tính cấp điện áp nối đất trực tiếp, qua điện trở nối đất) • Sơ đồ: Sơ đồ đấu dây Sơ đồ thay đó: I0I dòng thứ tự không chạy cuộn dây sơ cấp xI điện kháng thứ tự thuận cuộn sơ cấp xII điện kháng thứ tự thuận cuộn thứ cấp quy đổi sang sơ cấp xµ0 điện kháng gơng từ • Điện kháng thứ tự khơng: Trong trường hợp điện kháng thứ tự không phụ thuộc vào chế độ làm việc điểm trung tính lưới điện Giả sử lưới thứ cấp nối đất trực tiếp X0 = xI +(xII // xµ0) Cần xét đến điện kháng gơng từ Chúng ta có bảng sau: Dạng MBA Điện kháng gông từ Điện kháng thứ tự không Tổ MBA pha X0 = xI + xII = XI MBA pha trụ trụ X0 = xI + xII = XI MBA pha trụ X0 = xI + (xII // xà0) = = 0,5 + (0,5 // (0,3 ữ1)) = = (0,6875 ÷0,8333) Lưu ý: coi xI = xII = 0,5 X1 (với X1 điện kháng thứ tự thuận) • MBA tự ngẫu đấu Y0/delta/Y0: phổ biến MBA truyền tải (500kV, 220kV) Cuộn thứ cuộn thứ ba tự ngẫu đấu nối đất, cuộn thứ hai đấu tam giác dùng để cấp điện cho phụ tải chỗ khơng dùng cấp điện • Sơ đồ: theo Tài liệu [Power system protection - Short course program Victoria University of Technology, Australia – 1994] MBA tự ngẫu Y0/delta/Y0 mô MBA cuộn Y0/delta/Y Sơ đồ đấu dây Sơ đồ thay đó: I0I dòng thứ tự khơng chạy cuộn dây sơ cấp xI điện kháng thứ tự thuận cuộn sơ cấp xII điện kháng thứ tự thuận cuộn tam giác quy đổi sang sơ cấp xIII điện kháng thứ tự thuận cuộn thứ cấp quy đổi sang sơ cấp xµ0 điện kháng gông từ bỏ qua lớn điện kháng quy đổi cuộn tam giác nhiều • Điện kháng thứ tự không: Tỷ lệ công suất cuộn dây 100%/100%/100% 100%/60%/100% Điện kháng quy đổi xI = xII xII = xI/0,6 Điện kháng thứ tự không X0 = xI +xII = XI X0 = xI + xII = 1,333 XI MBA ba pha đấu Y0/delta/Y0: gặp số MBA truyền tải MBA tăng áp nhà máy điện có cấp điện áp truyền tải Cuộn thứ cuộn thứ ba đấu nối đất, cuộn thứ hai đấu tam giác • Sơ đồ: Sơ đồ đấu dây Sơ đồ thay đó: I0I dòng thứ tự khơng chạy cuộn dây sơ cấp xI điện kháng thứ tự thuận cuộn sơ cấp xII điện kháng thứ tự thuận cuộn tam giác quy đổi sang sơ cấp xIII điện kháng thứ tự thuận cuộn thứ cấp quy đổi sang sơ cấp xµ0 điện kháng gơng từ (bỏ qua lớn so với điện kháng quy đổi cuộn tam giác) • Điện kháng thứ tự khơng: Trong trường hợp điện kháng thứ tự không phụ thuộc vào chế độ làm việc điểm trung tính lưới điện Giả sử lưới thứ cấp nối đất trực tiếp X0 = xI +(xII // xIII) Chúng ta có bảng sau Tỷ lệ công suất cuộn dây Điện kháng quy đổi Điện kháng thứ tự không xI = xII = xIII 100%/100%/100% X0 = xI +(xII //xIII) = = 0,5 + (0,5 // 0,5) = = 0,75 XI 100%/60%/100% xI = xIII ; xII = xI/0,6 X0 = xI +(xII //xIII) = = 0,5 + (0,833 // 0,5) = = 0,8125 XI Lưu ý: coi xI = xIII = 0,5 X1 ; xII = xI/0,6 = X1/1,2 (với X1 điện kháng thứ tự thuận) NHẬP THÔNG SỐ THỨ TỰ Hướng dẫn nhập thông số thứ tự cho tính tốn ngắn mạch thể Quyển PSS/E Users Manual – Chapter 7: Short-Circuit Fault Analysis Nhập thông số thứ tự tụ bù dọc: Khơng có mơ riêng cho tụ bù dọc Tụ bù dọc mơ đường dây có điện kháng âm Cách nhập liệu tương tự cách nhập thông số điện kháng đường dây (Phần 7.2.7: Specifying Zero Sequence Branch Data): X1 = Line X (Đơn vị tương đối Chú ý dấu) X0 = X-Zero (Đơn vị tương đối Chú ý dấu) Nhập thông số thứ tự kháng bù ngang: Kháng bù ngang mơ điện dung rò xuống đất đường dây Với kháng bù ngang đường dây nay, thuận tiện mô điện dung âm đầu đường dây (tại vị trí đặt kháng) Cách nhập liệu tương tự cách nhập thông số điện dung đường dây (Phần 7.2.7: Specifying Zero Sequence Branch Data): • X1 = Line B From Line B To (Đơn vị tương đối Chú ý dấu Chú ý vị trí kháng đầu hay cuối đường dây) • X0 = Zero Sequence B From Zero Sequence To (Đơn vị tương đối Chú ý dấu Chú ý vị trí kháng đầu hay cuối đường dây) Nhập thông số thứ tự nhánh đường dây: Thông số thứ tự không tương ứng ghi nhánh đường dây sau: I, J, ICKT, RLINZ, XLINZ, BCHZ, GI, BI, GJ, BJ đó: I J ICKT RLINZ XLINZ BCHZ GI,BI GJ,BJ Nút đầu (From) Nút cuối (To) số thứ tự mạch đường dây Giá trị mặc định ICKT = ’1’ Điện trở thứ tự không nhánh, đơn vị tương đối (pu) Mặc định RLINZ = 0.0 Điện kháng thứ tự không nhánh, đơn vị tương đối (pu) Với nhánh có RLINZ XLINZ 0.0 coi hở mạch thứ tự khơng Mặc định XLINZ = 0.0 Tổng điện dung nạp toàn đường dây; đơn vị tương đối (pu) Mặc định BCHZ = 0.0 Tổng dẫn phức thứ tự khơng dòng nối đất đường dây mô nút "I"; đơn vị tương đối (pu) Mặc định GI + jBI = 0.0 Tổng dẫn phức thứ tự không dòng nối đất đường dây mơ nút "J"; đơn vị tương đối (pu) Mặc định GJ + jBJ = 0.0 Nhập thông số thứ tự MBA PSS/E Version 30.2: Thông số thứ tự MBA mô Phần 7.2.9: Specifying Zero Sequence Transformer Data Thông số thứ tự không MBA cuộn dây mô sau: I, J, K, ICKT, CC, RG, XG, R1, X1, RG2, XG2 Thông số thứ tự không MBA cuộn dây mô sau: I, J, K, ICKT, CC, RG, XG, R1, X1, R2, X2, R3, X3 Trong đó: I J K ICKT CC Số nút mà MBA đấu nối Số nút mà MBA đấu nối Số nút mà MBA đấu nối Với MBA cuộn K = Mặc định K = Số thứ tự MBA Mặc định ICKT = ’1’ Mã đấu nối cuộn dây, thể cách đấu nối củacac cuộn dây phương thức nối đất Với MBA cuộn dây, giá trị CC từ đến Hình 1dưới thể cách đấu nối mạch thứ tự không l mạch nối tiếp (ví dụ: Y0/Y0) khơng nối tiếp, nối đất phía cuộn thứ (ví dụ: Y0/delta) không nối tiếp, nối đất cuộn thứ hai (ví dụ: delta/Y0) khơng nối tiếp nối đất (ví dụ: delta-delta) Nối tiếp, nối đất cuộn thứ hai (thường sử dụng phần MBA cuộn dây) không nối tiếp, nối đất cuộn thứ nhất, MBA nối đất cuộn thứ hai (ví dụ: Y0-delta với MBA nối đất) không nối tiếp, MBA nối đất cuộn thứ nhất, mạch nối đất cuộn thứ hai (ví dụ: delta với MBA nối đất-Y0) mạch nối tiếp, nối đất hai phía (ví dụ: MBA tự ngẫu Y0/Y0 nối đất qua điện trở) Với MBA cuộn dây, có giá trị từ đến 5, thể hình Trong trường hợp mơ MBA cuộn dây thành MBA cuộn mã đấu nối cuộn dây thể ngoặc đơn bên cạnh theo thứ tự cuộn dây tương ứng: Y/Y/Y; (5-1-1) Y/Ydelta; (1-1-3) delta-Y-delta (MBA không tự ngẫu); (3-1-3) delta-delta-delta; (3-3-3) delta-Y-delta (MBA tự ngẫu); (1-2-1) Với MBA cuộn dây CC thể số có chữ số Mỗi chữ số lấy giá trị từ đến Chữ số thứ cuộn thứ nhất, chữ số thứ hai cuộn thứ hai, chữ số thứ ba cuộn dây thứ Các chữ số chữ số thể mã đấu nối MBA cuộn dây mơ tả hình Mặc định CC = RG, XG Tổng trở nối đất thứ tự không mạch nối đất MBA Với MBA cuộn dây, ZG (hoặc RG + jXG) mơ thể hình 7-4 mã đấu nối cuộn dây 2, 3, 5, 6, 8, bỏ qua mã đấu nối cuộn dây Với MBA cuộn dây, ZG mô nút có số thứ tự thấp tương ứng với mã đấu nối cuộn dây R1, X1 RG2, XG2 R2, X2 R3, X3 2, 3, 5, 7; khơng có tổng trở nối đất mơ MBA cuộn dây mã đấu nối cuộn dây RG XG nhập đơn vị tương đối Mặc định RG + jXG = 0.0 Tổng trở thứ tự không MBA cuộn dây, tổng trở thứ tự không cuộn thứ với MBA cuộn dây, nhập đơn vị tương đối Mặc định R1 + jX1 với tổng trở thứ tự thuận cuộn dây Tổng trở nối đất thứ tự không cuộn dây thứ hai MBA cuộn mã nối dây ZG2 (hay RG2 + jXG2) thể hình 7-4 mã nối đất 8, bị bỏ qua mã nối dây số từ đến RG2 XG2 nhập đơn vị tương đối Mặc định RG2 + jXG2 = 0.0 Tổng trở thứ tự không cuộn dây thứ hai MBA cuộn dây, nhập đơn vị tương đối; bỏ qua RG2 XG2 với MBA cuộn dây Mặc định R2 + jX2 với tổng trở thứ tự thuận cuộn dây Tổng trở thứ tự không cuộn dây thứ ba MBA cuộn dây, nhập đơn vị tương đối; bỏ qua MBA cuộn dây Mặc định R3 + jX3 với tổng trở thứ tự thuận cuộn dây Hình 1: Mã nối đất MBA cuộn dây: Thứ tự thuận Thứ tự không Mã đấu nối 1(Y0/Y0) Đấu nối thứ tự không 2(Y0-3g/∆) 3(∆/Y0-3g) 4(Y/Y0-3g) 5(Y0/∆-3g) 6(∆-3g/Y0) Hình 2: Mã nối đất MBA cuộn dây: 10 a) Thứ tự thuận với: z10 = z1+ + z1-G + z20 = z2+ + z2-G z3 = z3 + z3-G zn-G tổng trở nối từ điểm trung tính cuộn dây thứ n tới tổng trở nối đất Với trường hợp nối trực tiếp: z10 = z1+ z20 = z2+ z30 = z3+ zG = b) Thứ tự không, mã nối dây = (Y/Y/Y) với trung tính khơng nối đất: z30 = zG = đặt mã đấu dây 114 c) Thứ tự không, mã nối dây (Y/Y/delta) với tổng trở nối đất, đặt: z20 = z2+ + zG zG = d) Thứ tự không, mã nối dây (MBA không tự ngẫu delta/Y/delta) e) Thứ tự không, mã nối dây (delta/delta/delta) f) Thứ tự không, mã nối dây (MBA tự ngẫu delta/Y0/delta) II VÍ DỤ VỀ TÍNH TỐN NGẮN MẠCH TRÊN PSSE/29: Trình tự tính tốn mơ tả sau CASE (nạp file liệu) CHNG (thay đổi liệu hệ thống) SOLV, MSLV, FNSL (Tính tốn phân bổ cơng xuất) SEQD (thiết lập hệ thống thứ tự) SCMU (tính tốn NM) Để tính tốn ngắn mạch hệ thống, trước hết phải nạp file liệu, tiến hành thay đổi cần thực tính tốn phân bổ cơng suất để có hệ thống cần mơ trước cố Lệnh SEQD: Thiết lập ma trận thư tự thuận, nghịch, khơng để chuẩn bị cho tính tốn chế độ không cân Tuỳ chọn lệnh: Apply transformer imperdance correction to zero sequence Nếu chọn tuỳ chọn tổng trở thứ tự khơng MBA chọn hệ số với thứ tự thuận, ngược lại tổng trở thứ tự khơng lấy giá trị nhập vào file liệu ban đầu Cú pháp lệnh: SEQD ENTER TO APPLY TRANSFORMER IMPEDANCE CORRECTION TO ZERO SEQUENCE: Gõ 0 để không thực điều chỉnh Tính tốn ngắn mạch - lệnh SCMU: Cú pháp: chọn lệnh MENU: Fault/Solve network with unbalance (SCMU), chương trình xuất tuỳ chọn: Các tuỳ chọn dạng cố cần tính tốn: - Sự cố pha chạm đất: tuỳ chọn: L-G unbalance Các thông số cần nhập: Fault bus number : bị cố Fault phase: pha bị cố (chọn phase A, phase B phase C) Fault impedance: R, X (đơn vị pu) ZF ZF ZF Z - Sự cố pha chạm đất: tuỳ chọn: L-L-G unbalance Các thông số cần nhập: Fault bus number : bị cố Excluded phase: pha không bị cố (chọn phase A, phase B phase C) Fault impedance: R, X (đơn vị pu) RG, XG (đơn vị pu) - Sự cố pha: tuỳ chọn: Three phases fault Các thông số cần nhập: Fault bus number : bị cố Ví dụ: để tính cố pha BUS 9091 chọn phần Three phases fault nhập Fault bus number: 9091, chọn OK Chương trình thực tính tốn ngắn mạch, sau người sử dụng xác định thiết bị để xuất kết quả: Chọn output devices Progress nhấn OK để xuất kết hình SEQUENCE THEVENIN IMPEDANCES AT FAULTED BUSES: BUS NAME BSKV 9091 RE_DQUAT 110 0.17375 ZERO 0.01116 THREE PHASE FAULT AT BUS SEQUENCE /3V0/ AN(3V0) PHASE 9091 (KV L-G) 0.000 0.00 RE_DQUAT 110 SEQUENCE /3I0/ AN(3I0) PHASE FROM 9001 0.0 0.00 TAMKY 110 FROM 9051 0.0 0.00 DSOI-110 110 /V0/ /VA/ 0.000 0.09301 AN(V0) AN(VA) 0.00 0.00 /I0/ AN(I0) 0.0 880.4 0.0 2046.8 0.17370 NEGATIVE 0.05367 9091 [RE_DQUAT 110]: 0.000 /IA/ POSITIVE 0.05361 AN(IA) 0.00 -73.27 0.00 -80.90 /V+/ /VB/ 0.000 0.000 /I+/ /IB/ 880.4 880.4 2046.8 2046.8 AN(V+) AN(VB) 0.00 0.00 AN(I+) AN(IB) -73.27 166.73 -80.90 159.10 /V-/ /VC/ AN(V-) AN(VC) 0.000 0.000 /I-/ /IC/ 0.00 0.00 AN(I-) AN(IC) 0.0 880.4 0.0 2046.8 0.00 46.73 0.00 39.10 SUM OF CONTRIBUTIONS INTO BUS 9091 0.0 0.0 0.00 2921.7 -78.61 0.0 0.00 0.00 RE_DQUAT 110 2921.7 FAULT CURRENT AT BUS 9091 0.0 9091 [RE_DQUAT 110]: -78.61 2921.7 161.39 2921.7 41.39 9091 [RE_DQUAT 110]: 0.0 0.00 2921.7 -78.61 0.0 0.00 0.00 RE_DQUAT 110 2921.7 -78.61 2921.7 161.39 2921.7 41.39 ... TRÊN PSSE/ 29: Trình tự tính tốn mơ tả sau CASE (nạp file liệu) CHNG (thay đổi liệu hệ thống) SOLV, MSLV, FNSL (Tính tốn phân bổ công xuất) SEQD (thiết lập hệ thống thứ tự) SCMU (tính tốn NM) Để... thứ tự thuận cuộn thứ cấp quy đổi sang sơ cấp xµ0 điện kháng gơng từ • Điện kháng thứ tự không: Trong trường hợp điện kháng thứ tự không phụ thuộc vào chế độ làm việc điểm trung tính lưới điện... kháng gông từ (bỏ qua lớn so với điện kháng quy đổi cuộn tam giác) • Điện kháng thứ tự không: Trong trường hợp điện kháng thứ tự không phụ thuộc vào chế độ làm việc điểm trung tính lưới điện