Nghiên cứu và đề xuất giải pháp hạn chế dòng ngắn mạch cho lưới điện truyền tải miền nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC QUỐC GIA TPHCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH - oOo LÝ PHÚC LẠC NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤTGIẢI PHÁP HẠN CHẾ DÒNG NGẮN MẠCH CHO LƯỚI ĐIỆN TRUYỀN TẢI MIỀN NAM LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HCM 06-2015 LUẬN VĂN ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học : PGS - TS VÕ NGỌC ĐIỀU Cán chấm nhận xét : Cán chấm nhận xét : Luận văn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Giao thông vận tải Tp HCM ngày tháng năm Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ ĐẠI HỌC QUỐC GIA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Độc lập – Tự – Hạnh phúc TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: LÝ PHÚC LẠC MSHV: 12180111 Ngày, tháng, năm sinh: 08/02/1983 Nơi sinh: Bình Định Chuyên ngành: Thiết bị, Mạng Nhà máy điện Mã số: 60520202 “Nghiên cứu đề xuất giải pháp hạn chế dòng ngắn mạch cho lưới điện truyền tải miền Nam” I TÊN ĐỀ TÀI: II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Nghiên cứu đề xuất giải pháp tổng thể hạn chế dòng ngắn mạch cho lưới truyền tải điện khu vực miền nam Việt Nam nhằm: - Xem xét giải pháp tổng thể để hạn chế dòng ngắn mạch tăng cao, mà dự án cụ thể giải - Từ đưa tiến trình thực giải pháp tổng thể để đạt yêu cầu quy định việc tiêu chuẩn hố dịng điện ngắn mạch cho thiết bị có xét đến tính khả thi áp dụng vào lưới điện truyền tải III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 19/01/2015 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 14/06/2015 V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS-TS VÕ NGỌC ĐIỀU Tp HCM, ngày CÁN BỘ HƯỚNG DẪN tháng năm 2015 CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO PGS-TS VÕ NGỌC ĐIỀU TRƯỞNG KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ LỜI CẢM ƠN Học viên thực đề tài “NGHIÊN CỨU VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP HẠN CHẾ DÒNG NGẮN MẠCH CHO LƯỚI ĐIỆN TRUYỀN TẢI MIỀN NAM” xin trân trọng gởi lời cảm ơn chân thành đến: Thầy Võ Ngọc Điều, Phó Giáo sư – Tiến sĩ, trưởng mơn Hệ thống điện, Khoa điện – điện tử, trường Đại Học Bách khoa thành phố Hồ Chí Minh, hướng dẫn toàn nội dung luận văn giới thiệu phần lớn tài liệu tham khảo Các Thầy, Cô mơn Hệ thống điện - Khoa Điện- Điện Tử; Phịng Quản Lý Sau Đại Học giúp ý kiến thực trình thủ tục, cơng tác học vụ, tạo điều kiện tốt để thực luận văn Các Bạn đồng nghiệp công tác Công ty Truyền tải điện 4, Trung Tâm Điều Độ hệ thống điện Quốc Gia, Trung Tâm Điều Độ hệ thống điện Miền Nam, Trung tâm Thí nghiện điện Miền Nam Công ty Cổ phần tư vấn điện 2, giúp đỡ tơi có liệu sở để hồn thành luận văn Trong q trình nghiên cứu hồn thành luận văn, thời gian trình độ có hạn nên khơng tránh khỏi thiếu sót Rất mong nhận ý kiến đóng góp Qúi thầy, bạn bè đồng nghiệp Xin chân thành cảm ơn! TĨM TẮT LUẬN VĂN Dịng ngắn mạch hệ thống điện có xu hướng tăng do: Nhiều nguồn điện đưa vào vận hành, nguồn điện đấu nối vào hệ thống điện nằm rải khắp từ Bắc vào Nam Ngoài vấn đề liên kết lưới điện ngày tăng, mà khu vực Miền Nam có lưới điện tương đối phức tạp Vì vậy, vấn đề hạn chế dòng ngắn mạch hệ thống điện giới hạn nghiên cứu cho lưới điện truyền tải Miền Nam nước ta Luận văn sử dụng chương trình PSS/E hãng PTI/Siemens để tính tốn dịng ngắn mạch cho nút 500kV 220kV khu vực lưới điện truyền tải miền nam từ phương án vận hành để phân tích dịng ngắn mạch hệ thống cho giảm tối đa trị số dòng ngắn mạch, phải đảm bảo độ tin cậy ổn định cho hệ thống Ngoài ra, luận văn sử dụng chương trình PSCAD để khảo sát dịng điện số trường hợp, xem xét ảnh hưởng tình trạng nối đất trung tính, tổ đấu dây máy biến áp, chương trình EMTP để khảo sát điện áp phục hồi, tốc độ gia tăng điện áp phục hồi đưa kháng hạn dòng vào lưới điện truyền tải Từ việc tính tốn với giải pháp cụ thể cho kết dòng ngắn mạch để tối ưu việc đầu tư giải pháp hạn chế dòng ngắn mạch lưới truyền tải khu vực Miền Nam ABSTRACT Short circuit current in the electric city tends to be increasing, because many power source just go in to operation, the power source is connected to the power system was installed around from the north to the south of our country In addition, the connection of grid is increasing and the grid of Southern region had complicated So the method to limited short circuit current in the power system will research in the southern transmission grid of our country This thesis use the program PSS/E of firms PTI/Siemens to calculate short circuit current at voltage from 220kV to 500kV system, to give advice that’s how the configuration of system grid doing well and how the operational plan after we analyze the short-circuit current in the transmission grid of southerm area That’s how to minimize the short-circuit current value, but we ensure that the reliability and stability of the system going nomal In addition, the thesis also used the program as PSCAD to survey current in some cases, to see the influence of the status neutral grounding, wiring structure of the transformer in transmission system, and the EMTP program to survey the transient recovery voltage and the rate of rise of recovery voltage when we insert the reactance to the transmission grid From the result of the calculate for short circuit current with each specific solution in the order We can choose the solution which is optimize the investment for limiting short-circuit current on the Southern transmission grid LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn nghiên cứu riêng Các kết nêu luận văn chưa cơng bố cơng trình khác Các số liệu, ví dụ, trích dẫn đảm bảo tính xác, tin cậy trung thực Thành phố Hồ Chí Minh, ngày tháng NGƯỜI CAM ĐOAN Lý Phúc Lạc năm 2015 MỤC LỤC CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 13 1.1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI 1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 1.3 PHẠM VI NGHIÊN CỨU 1.4 KẾT QUẢ VÀ TẦM QUAN TRỌNG CỦA ĐỀ TÀI 1.5 NỘI DUNG CỦA ĐỀ TÀI CHƯƠNG 2: HIỆN TRẠNG LƯỚI ĐIỆN TRUYỀN TẢI 2.1 SƠ ĐỒ KHỐI MỘT HỆ THỐNG ĐIỆN 2.2 HIỆN TRẠNG NGUỒN KHU VỰC MIỀN NAM 2.3 HIỆN TRẠNG LƯỚI ĐIỆN KHU VỰC MIỀN NAM 2.4 KHẢ NĂNG CHỊU DÒNG NGẮN MẠCH CỦA THIẾT BỊ ĐIỆN 2.5 NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ: CHƯƠNG 3: 3.1 TÍNH TỐN NGẮN MẠCH HỆ THỐNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TỐN NGẮN MẠCH TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN XOAY CHIỀU 3.2 DỮ LIỆU VÀ CƠNG CỤ TÍNH TỐN 11 3.3 SƠ LƯỢC PHẦN MẾN PSS/E 11 3.4 THƠNG SỐ TÍNH TỐN LƯỚI ĐIỆN TRUYỀN TẢI 14 3.5 KẾT QUẢ TÍNH TỐNNGẮN MẠCH 15 3.6 KẾT LUẬN VỀ DÒNG NGẮN MẠCH 16 CHƯƠNG 4: GIẢI PHÁP HẠN CHẾ DÒNG NGẮN MẠCH LƯỚI ĐIỆN TRUYỀN TẢI 18 4.1 NGUYÊN NHÂN TĂNG CAO DÒNG NGẮN MẠCH TRONG LƯỚI ĐIỆN TRUYỀN TẢI 18 4.2 CƠ SỞ XEM XÉT HỆ THỐNG TRUYỀN TẢI DC 18 4.2.1 XEM XÉT THỰC TẾ 21 4.3 CƠ SỞ XEM XÉT ĐƯA VÀO BỘ DVR (DYNAMIC VOLTAGE RESTORER) 23 4.4 CƠ SỞ XEM XÉT GỠ BỎ CUỘN TAM GIÁC TRONG CÁC MBA 25 4.5 CƠ SỞ XEM XÉT ỨNG DỤNG THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT KẾT HỢP THIẾT BỊ KHÁNG HẠN DÒNG 27 4.6 CƠ SỞ XEM XÉT ỨNG DỤNG THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ CÔNG SUẤT KẾT HỢP THIẾT BỊ KHÁNG HẠN DÒNG VÀ TỤ ĐIỆN BÙ DỌC 28 4.7 CÁC GIẢI PHÁP XỬ LÝ DÒNG NGẮN MẠCH 29 4.8 ĐÁNH GIÁ LỰA CHỌN GIẢI PHÁP 30 4.9 GIẢI PHÁP 1: THAY ĐỔI CẤU HÌNH LƯỚI ĐIỆN TRUYỀN TẢI 32 4.10 GIẢI PHÁP 2: LẮP ĐẶT KHÁNG ĐIỆN HẠN DÒNG 41 4.11 GIẢI PHÁP 3: THAY THIẾT BỊ 42 CHƯƠNG 5: LỰA CHỌN KHÁNG HẠN DÒNG NGẮN MẠCH 45 5.1 MÔ TẢ CHUNG 45 5.2 CÁC SƠ ĐỒ LẮP KHÁNG 45 5.3 TÍNH TỐN LỰA CHỌN THƠNG SỐ KHÁNG HẠN DỊNG 47 5.4 TÍNH TỐN KIỂM TRA GIÁ TRỊ TRV VÀ RRRV MÁY CẮT NGĂN LẮP ĐẶT KHÁNG HẠN CHẾ DÒNG NGẮN MẠCH 49 5.5 PHƯƠNG ÁN HẠN CHẾ TRV VÀ RRRV CHO MÁY CẮT CÓ LẮP KHÁNG HẠN CHẾ DÒNG NGẮN MẠCH 50 5.6 THỰC HIỆN MÔ PHỎNG ĐỂ XEM XÉT GIÁ TRỊ TRV VÀ RRRV TẠI MÁY CẮT TỔNG 231 VÀ 232 SAU KHI ĐƯA VÀO KHÁNG HẠN CHẾ DÒNG NGẮN MẠCH 51 CHƯƠNG 6: PHÂN TÍCH ỔN ĐỊNH VÀ TIN CẬY HỆ THỐNG 68 6.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT ỔN ĐỊNH 68 6.2 MÔ TẢ CHUNG VỀ ỔN ĐỊNH HỆ THỐNG TRUYỀN TẢI 69 6.3 MỤC TIÊU 71 6.4 PHƯƠNG PHÁP VÀ CƠNG CỤ TÍNH TỐN 71 6.5 KẾT QUẢ TÍNH TỐN PHÂN BỐ VÀ TỔN THẤT CÔNG SUẤT CHẾ ĐỘ XÁC LẬP Ở CÁC CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH 72 6.6 KẾT QUẢ XEM XÉT ỔN ĐỊNH TĨNH KHI LƯỚI ĐIỆN TRUYỀN TẢI MIỀN NAM BỊ SỰ CỐ VỚI CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH TẠI MỤC 6.5.5 76 6.7 NHẬN XÉT 78 CHƯƠNG 7: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 80 7.1 KẾT LUẬN 80 7.2 KIẾN NGHỊ 81 TÀI LIỆU THAM KHẢO 83 TỪ NGỮ VIẾT TẮT PSS/E Power System Simulator for Engineering – Chương trình mơ lưới điện PSCAD Power System Computer Aided Design – Chương trình thiết kế hệ thống điện EMTP Electromagnetic Transients Programme – Chương trình tính q độ điện từ HVDC High Voltage Direct Current – Truyền tải điện cao áp chiều DVR Dynamic Voltage Restorer – Chống sụt áp CONF Configuration – Cấu hình vận hành lưới điện TRV Transient Recovery Voltage – Điện áp phục hồi độ RRRV Rate of Rise of Recovery Voltage – Tốc độ gia tăng điện áp phục hồi CVT Capacitor Voltage Transformer – Biến điện áp kiểu tụ SL: Sơn La DNONG: Đăk Nơng HH: Hiệp Hịa DL: Di Linh QN Quảng Ninh VT: Vĩnh Tân TH: Thường Tín PM: Phú Mỹ HB: Hịa Bình SM: Sơng Mây NQ: Nho Quan TD: Tân Định HT: Hà Tĩnh CB: Cầu Bông DN: Đà Nẵng PL: Phú Lâm TM: Thạnh Mỹ NB: Nhà Bè DS: Dốc Sỏi MT: Mỹ Tho TSĐ IIV: Đề án Quy hoạch phát triển điện lực Quốc Gia giai đoạn 2011 – 2020 có xét đến 2030 HTĐ Hệ thống điện NMĐ: Nhà máy điện TBA: Trạm biến áp ... điện Mã số: 60520202 ? ?Nghiên cứu đề xuất giải pháp hạn chế dòng ngắn mạch cho lưới điện truyền tải miền Nam? ?? I TÊN ĐỀ TÀI: II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Nghiên cứu đề xuất giải pháp tổng thể hạn chế. .. kháng hạn dòng vào lưới điện truyền tải 1.2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU Nghiên cứu đề xuất giải pháp tổng thể hạn chế dòng ngắn mạch cho lưới truyền tải điện khu vực miền nam Việt Nam nhằm: - Xem xét giải. .. HIỆN TRẠNG Nghiên cứu đề xuất giải pháp hạn chế dòng ngắn mạch cho lưới điện truyền tải Miền Nam LƯỚI ĐIỆN TRUYỀN TẢI Chương 2: HIỆN TRẠNG LƯỚI ĐIỆN TRUYỀN TẢI 2.1 SƠ ĐỒ KHỐI MỘT HỆ THỐNG ĐIỆN Thông