Hướng dẫn sử dụng etap cơ bản

TĨM TẮT Tính tốn hệ thống khâu quan trọng công tác tư vấn xây dựng Điện Sáng kiến xin giới thiệu cơng cụ tính tốn phân tích hệ thống mạnh mẽ Etap phần mềm phát triển Operation Technology, Inc (OTI) Mỹ Nội dung sáng kiến sau: - Chương 1: Tổng quan Etap Chương 2: Trào lưu công suất tải cân Chương 3: Trào lưu cơng suất tải khơng cân Chương 4: Tính ngắn mạch Chương 5: Tối ưu trào lưu công suất Chương 6: Khảo sát ổn định hệ thống Chương 7: Bù công suất phản kháng Chương 8: Tính tốn lưới nối đất Chương 9: Tính tốn cáp ngầm Chương 10: Các tính khác Chương 11: Tổng kết Kết luận Do kiến thức kinh nghiệm thực tế hạn chế nên sáng kiến mang tính cung cấp thơng tin Mục lục Chương 1: GIỚI THIỆU 1.1 Operation Technology, Inc – OTI .1 1.2 GIỚI THIỆU ETAP 1.2.1 CÁC KHẢ NĂNG TÍNH TỐN CỦA ETAP 7.00 1.2.2 CÀI ĐẶT (ETAP 7.00) 1.2.3 GIAO DIỆN 7.00 1.2.4 CÁC PHẦN TỬ CHÍNH .4 1.2.5 XÂY DỰNG SƠ ĐỒ TÍNH TỐN 29 1.2.6 TRAO ĐỔI DỮ LIỆU VỚI CÁC PHẦN MỀM KHÁC 31 1.2.7 THƯ VIỆN THIẾT BỊ .32 Chương 2: TRÀO LƯU CÔNG SUẤT TẢI CÂN BẰNG 33 2.1 TỔNG QUAN 33 2.2 MODULE TÍNH TRÀO LƯU CÔNG SUẤT TRONG ETAP 7.00 .33 2.2.1 VÍ DỤ 2.1 35 Chương 3: TRÀO LƯU CÔNG SUẤT TẢI KHÔNG CÂN 41 3.1 TỔNG QUAN 41 3.2 MODULE TÍNH TRÀO LƯU CÔNG SUẤT TẢI KHÔNG CÂN 41 3.2.1 PHƯƠNG PHÁP .41 3.2.2 VÍ DỤ 3.1 41 Chương 4: TÍNH NGẮN MẠCH 44 4.1 TÍNH NGẮN MẠCH .44 4.1.1 MODULE TÍNH NGẮN MẠCH Ở ETAP 7.0 44 4.2 MODULE PHỐI HỢP CÁC THIẾT BỊ BẢO VỆ 50 4.2.1 VÍ DỤ 4.2 52 Chương 5: TỐI ƯU TRÀO LƯU CÔNG SUẤT 56 5.1 TỔNG QUAN 56 5.2 MODULE TỐI ƯU TRÀO LƯU CÔNG SUẤT TRONG ETAP 7.00 56 5.2.1 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH 61 5.2.2 VÍ DỤ 5.1 62 Chương 6: KHẢO SÁT ỔN ĐỊNH HỆ THỐNG 66 6.1 TỔNG QUAN 66 6.2 MODULE KHẢO ỔN ĐỊNH TRONG ETAP 7.00 66 6.2.1 MƠ HÌNH MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ 70 6.3 Ví dụ 6.1 75 Chương 7: BÙ CÔNG SUẤT PHẢN KHÁNG 78 7.1 TỔNG QUAN 78 7.2 MODULE BÙ KINH TẾ TRONG ETAP 7.00 78 7.3 VÍ DỤ 7.1 82 Chương 8: TÍNH TỐN LƯỚI NỐI ĐẤT 86 8.1 SƠ LƯỢC VỀ NỐI ĐẤT TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 86 8.1.1 VAI TRÒ CHỨC NĂNG 86 8.1.2 CÁC VẤN ĐỀ VỀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG NỐI ĐẤT 86 8.2 MODULE TÍNH TỐN LƯỚI NỐI ĐẤT TRONG ETAP 87 8.3 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH 88 8.3.1 TIÊU CHUẨN IEEE 88 8.3.2 PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN 95 8.4 TÍNH TỐN VỚI ETAP 97 8.4.1 TẠO DỮ LIỆU TÍNH TỐN 98 8.4.2 VÍ DỤ 8.1 .101 8.4.3 VÍ DỤ 8.2 .104 Chương 9: TÍNH TỐN CÁP NGẦM .110 9.1 TỔNG QUAN 110 9.2 MODULE TÍNH TOÁN VẬN HÀNH CÁP NGẦM 110 9.2.1 PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH .110 9.2.2 THANH EDIT 120 9.2.3 THANH CƠNG CỤ TÍNH TỐN 126 9.2.4 ĐẶT CÁC THƠNG SỐ TÍNH TỐN 126 9.2.5 VÍ DỤ 9.1 .127 9.3 MODULE TÍNH TỐN LỰC KÉO CÁP 134 9.3.1 PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN .134 9.3.2 ỐNG LUỒN CÁP 135 9.3.3 CÁP 136 9.3.4 THANH EDIT 138 9.3.5 ĐẶT THƠNG SỐ TÍNH TOÁN .138 9.3.6 VÍ DỤ 9.2 .139 Chương 10: CÁC TÍNH NĂNG KHÁC .143 10.1 KHỞI ĐỘNG ĐỘNG CƠ 143 10.2 REAL-TIME 143 10.3 CONTROL SYSTEM DIAGRAM 144 Chương 11: TỔNG KẾT .145 11.1 ĐÁNH GIÁ CHUNG .145 11.2 TỒN TẠI 145 TÀI LIỆU THAM KHẢO 146 ỨNG DỤNG ETAP 7.00 Chương 1: GIỚI THIỆU 1.1 Operation Technology, Inc – OTI OTI thành lập từ năm 1986, chuyên cung cấp giải pháp để phân tích hệ thống điện, mơ phỏng, thiết kế, vận hành, kiểm sốt, tối ưu hóa, tự động hóa Phiên Etap 11 Hiện OTI cung cấp 50.000 sản phẩm cho công ty, tổ chức, doanh nghiệp 100 quốc gia toàn giới Điểm bật Etap Real-Time: kiểm soát điều khiển hệ thống trực thời gian thực nhằm tăng cường độ tin cậy, vận hành hệ thống cách tối ưu tiết kiệm OTI sở hữu đội ngũ kỹ sư, chuyên gia giàu kinh nghiệm hàng đầu giới tiếp cận tiến cơng nghệ Hình 1.1 Operation Technology, Inc – OTI 1.2 GIỚI THIỆU ETAP 1.2.1 CÁC KHẢ NĂNG TÍNH TỐN CỦA ETAP 7.00 - Tính trào lưu cơng suất tải cân Tính trào lưu cơng suất tải khơng cân Tính ngắn mạch Đóng ngắt động cơ, máy điện quay Phân tích sóng hài Khảo sát ổn định hệ thống Phối hợp thiết bị bảo vệ Tối ưu trào lưu cơng suất Tính độ tin cậy hệ thống Bù tối ưu cơng suất phản kháng Tính lưới nối đất Tính tốn cáp ngầm Thiết kế mạch điều khiển ỨNG DỤNG ETAP 7.00 - Quảng lý hệ thống theo thời gian thực (Real time) - Quảng lý lưới điện sơ đồ đia lý GIS 1.2.2 CÀI ĐẶT (ETAP 7.00) - ETAP 7.00 chạy tốt windows xp, vista windows Etap cung cấp demo địa www.etap.com/demo Tuy nhiên demo nhiều tính số nút bị hạn chế Bản crack phổ biến diễn đàn HTĐ Etap 7.00 chạy win 32bit - Khi cài đặt địi hỏi phải có phần mềm hỗ trợ Microsoft® NET Framework v1.1 Microsoft.NET Framework v2.0 Do chương trình hỗ trợ đồ họa cao nên yêu cầu cấu hình máy tinh tối thiểu: Intel Dual/Quad core – 2.0 GHz trở lên, RAM GB 1.2.3 GIAO DIỆN 7.00 Của sổ : Hình 1.2 Cửa sổ ỨNG DỤNG ETAP 7.00 Các chức tính tốn : Hình 1.3 Các chức tính tốn Các phần tử AC : Hình 1.4 Các phần tử AC Các thiết bị đo lường, bảo vệ: ỨNG DỤNG ETAP 7.00 Hình 1.5 Các thiết bị đo lường, bảo vệ 1.2.4 CÁC PHẦN TỬ CHÍNH 1.2.4.1 Nguồn (hệ thống) Nguồn xem thay cho hệ thống phức tạp vô lớn đặc trưng thơng số sau: Hình 1.6 Trang info nguồn - IP: tên nguồn (hệ thống) - Bus: kết nối với bus (kèm điện áp định mức) - Mode: chọn chức nguồn + Swing: nút cân + Voltage Control: điều chỉnh điện áp + Mvar Control: điều chỉnh công suất kháng + PF control: điều chỉnh hệ số công suất ỨNG DỤNG ETAP 7.00 Hình 1.7 Trang Rating nguồn - Rated: điện áp định mức (kèm kiểu đấu dây) Balanced/Unbalanced: ba pha cân bằng/ không cân Generation Categories: thiết lập thông số hoạt động nguồn Operating: giá trị trạng thái hoạt động gần SC Rating: Công suất ngắn mạch trở kháng hệ thống SC Imp (100MVA base): trở kháng hệ thống công suất 100MVA Trang Hamnic : - Lựa chọn dạng điện áp đầu sóng hài hệ thống(sin, khơng sin, dạng sóng nghịch lưu…) Nếu hệ thống cho điện áp đầu hình sin ta chọn None ỨNG DỤNG ETAP 7.00 Hình 1.8 Trang Hamnic nguồn Hình 1.9 Trang Reliability nguồn Các thơng số để tính tốn xác định độ tin cậy cung cấp điện toàn hệ thống - λA: số lần cố/ năm MTTR: thời gian sửa chữa (giờ)/ năm μ: tỷ lệ sửa chữa trung bình/ năm( μ=8760/MTTR) FOR = MTTR/(MTTR + 8760/ λA) MTTF: khoảng thời gian lần hư hỏng ỨNG DỤNG ETAP 7.00 - rp: thời gian thay thiết bị - switch Time: thời gian chuyển sang nguồn cung cấp Hình 1.10 Trang Energy Price nguồn Giá cung cấp điện hệ thống Ta xây dựng hàm chi phí hệ thống để tính tốn sử dụng chức vận hành tối ưu nguồn phát 1.2.4.2 Máy Phát Máy phát tương tự nguồn khác vài điểm sau : - Rating: + MW: công suất P định mức + kV: điện áp định mức + %PF: hệ số công suất + MVA: công suất S định mức + %Eff: hiệu suất làm việc + Poles: số cực + FLA: dịng pha cơng suất định mức + RPM: tốc độ đồng - PrimeMover Rating: cơng suất liên tục cao điểm dùng để tính cảnh bảo lúc khởi động phụ tải động - Mvar Limits: giới hạn công suất kháng lúc cao điểm Có thể cài đặt Etap tự tính theo PrimeMover Rating ỨNG DỤNG ETAP 7.00 CNPN PECC4 Tính tốn ổn định nhiệt theo tiết diện cáp tối ưu (cáp 1000mm2) Biểu đồ nhiệt độ theo thời gian THỰC HIỆN: LÊ TOÀN THIỆN 132 ỨNG DỤNG ETAP 7.00 THỰC HIỆN: LÊ TOÀN THIỆN CNPN PECC4 133 ỨNG DỤNG ETAP 7.00 9.3 MODULE TÍNH TỐN LỰC KÉO CÁP Tính tốn dự đốn xác lực kéo cáp giúp người kỹ sư có thiết kế tối ưa tránh thiết kế dư thừa gây lãng phí khơng thi cơng Hình 9.14 Cửa sổ thiết kế 9.3.1 PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN 9.3.1.1 Tính lực tối đa cho phép Tmc  RF.( A.N.S m ) Trong - Tmc: lực kéo cực đại cho phép A: tiết điện cáp N: số lượng cáp (trong ống) Sm: lực căng tối đa cho phép cáp RF: hệ số giảm lực so với lực căng tối đa cho phép cáp + RF=(100-RF1)/100 ống chứa cáp + RF=(100-RF2)/100 cáp đơn ống chứa cáp + RF=(100-RF3)/100 cáp nhiều lõi ống chứa cáp THỰC HIỆN: LÊ TOÀN THIỆN ỨNG DỤNG ETAP 7.00 RF = min[(100-RF2)/100 (100-RF3)/100] số lượng cáp lớn bao gồm cáp lõi cáp nhiều lõi 9.3.1.2 Tính lực T  N.V FB L.W Trong đó: - T: lực kéo N: số cáp ống V: hệ số vị trí cáp L: chiều dài ống luồn cáp W: khối lượng cáp FB: hệ số ma sát 9.3.1.3 Tính áp lực lên cáp đoạn cong Tmb  N.R ( Pm / B)  W Trong đó: - Tmb: áp lực lên cáp N: số lượng cáp R: bán kính uống cong Pm: áp lực tối đa cho phép cáp đơn vị chiều dài B: hệ số ma sát ống W: khối lượng cáp 9.3.2 ỐNG LUỒN CÁP Hình 9.15 Ống luồn cáp THỰC HIỆN: LÊ TOÀN THIỆN ỨNG DỤNG ETAP 7.00 - ID: tên ống - Type: vật liệu làm ống Gồm vật liệu sau: + DB (Direct Burial) + EB (Encasement Burial) + Fiber + Transite + PVC + Other - Dimension: kích thước ống luồn (cm) + Size: đường kính + OD: đường kính ngồi + Thickness: độ dày - Friction factor: hệ số ma sát (%) + Segments: hệ số ma sát đoạn thẳng + Bends: hệ số ma sát đoạn cong - %Fill: tỉ lệ lắp đầy ống Bảng hệ số ma sát điển hình (đoạn thẳng) vật liệu cáp vật liệu ống luồn Vỏ cáp Material Rubber Lead PVC Polyethylene Braid Neoprene Skidwire PVC 0.3 0.2 0.15 0.13 0.13 0.13 Metallic 0.3 0.35 0.35 0.2 0.3 0.35 0.173 Ống dẫn Fiber 0.35 0.4 0.35 0.4 Transite 0.4 0.45 Concrete 0.5 0.6 0.4 0.45 0.5 0.5 9.3.3 CÁP - ID: tên cáp - Cable: loại cáp + Cáp lực + Cáp điều khiển + Cáp nối đất - Not included: check bỏ cáp - Connection: lựa chọn cáp cấp điện cho tải pha hay pha - Units: + Length: chiều dài cáp + #/phase: số sợi pha THỰC HIỆN: LÊ TỒN THIỆN ỨNG DỤNG ETAP 7.00 Hình 9.16 Trang info cáp Hình 9.17 Trang physical cáp - Dimensions: + Size: tiết diện cáp (mm2) + kV: điện áp định mức cáp (kV) THỰC HIỆN: LÊ TOÀN THIỆN ỨNG DỤNG ETAP 7.00 + # of C/C: số lõi dẫn sợi cáp + Cable OD: đường kính ngồi cáp (cm) + Jacket type: loại vỏ cáp - Max Tension: + Pull: lực kéo cho phép (kg/mm2) + Sidewall: áp lực cho phép lên cáp (kg/m) - Weight: khối lượng cáp (kg/km) 9.3.4 THANH EDIT Hình 9.18 Thanh Edit 9.3.5 ĐẶT THƠNG SỐ TÍNH TỐN Hình 9.19 Study case THỰC HIỆN: LÊ TỒN THIỆN ỨNG DỤNG ETAP 7.00 - Study case ID: tên trường hợp phân tích - Cable Tolerance: dung sai + Weight: sai số khối lượng cáp (%) + Outside diameter: sai số đường kính ngồi cáp (%) sai số cộng vào (làm tăng lên) thông số cáp - Max.Allowable Tension: lực căng cho phép + RF-123: % giảm lực ống chứa cáp (RF1) + RF-1/C: % giảm lực cáp đơn ống chứa cáp (RF2) + RF-3/C: % giảm lực cáp nhiều lõi ống chứa cáp (RF3) - 3-cable corfiguration: cấu hình cáp lõi + Cradled: cấu hình cáp ơm (D/d >=3) + Triangular: cấu hình tam giác (D/d