Nghiên cứu ảnh hưởng của các thiết bị bù đến sự làm việc của bảo vệ khoảng cách

Nghiên cứu ảnh hưởng của các thiết bị bù đến sự làm việc của bảo vệ khoảng cách Nghiên cứu ảnh hưởng của các thiết bị bù đến sự làm việc của bảo vệ khoảng cách Nghiên cứu ảnh hưởng của các thiết bị bù đến sự làm việc của bảo vệ khoảng cách luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC THIẾT BỊ BÙ ĐẾN SỰ LÀM VIỆC CỦA BẢO VỆ KHOẢNG CÁCH NGÀNH: HỆ THỐNG ĐIỆN MÃ SỐ: NGÔ THỊ NGỌC ANH Người hướng dẫn: VS GS TSKH TRẦN ĐÌNH LONG HÀ NỘI 2006 MỤC LỤC Số trang Lời cam đoan Mở đầu Chương I: PHÉP ĐO TỔNG TRỞ CỦA RƠ LE KHOẢNG CÁCH 1.1 Những nguyên tắc chung việc đo tổng trở 1.1.1 Các loại cố chạm đất 1.1.2 Trường hợp cố pha – pha không chạm đất 1.2 Đặc tính cắt bảo vệ khoảng cách 1.3 Chọn tổng trở khởi động thời gian làm việc 11 cấp bảo vệ khác rơ le khoảng cách 1.4 Cấu trúc logic để xác định đặc tính khởi động rơ le 14 khoảng cách CHƯƠNG II: ĐẶC TÍNH CỦA THIẾT BỊ BÙ SỬ DỤNG TRONG 16 HỆ THỐNG ĐIỆN , ẢNH HƯỞNG CỦA NĨ LÊN ĐƯỜNG DÂY TẢI ĐIỆN 2.1 Vai trị thiết bị bù hệ thống điện 16 2.2 Các phương pháp bù 18 2.2.1 Bù dung dẫn đường dây(bù ngang) 19 2.2.2 Bù cảm kháng đường dây (bù dọc) 29 CHƯƠNG III: ẢNH HƯỞNG CỦA THIẾT BỊ BÙ ĐẾN VIỆC LỰA CHỌN ĐẶC TÍNH CỦA RƠ LE Học viên: Ngô Thị Ngọc Anh – Cao học 2004 - 2006 43 3.1 Ảnh hưởng thiết bị bù dọc 43 3.1.1 Ảnh hưởng tụ bù tĩnh đến bảo vệ khoảng cách 43 3.1.2 Ảnh hưởng thiết bị bù dọc có điều khiển đến bảo vệ 58 khoảng cách 3.2 Ảnh hưởng thiết bị bù ngang 62 CHƯƠNG VÍ DỤ ÁP DỤNG 67 4.1 Trường hợp đường dây đặt tụ bù dọc kháng bù 67 ngang cố định 4.1.1 Các số liệu cần thiết cho việc tính tốn bảo vệ rơ le 67 hệ thống tải điện 500kV 4.1.2 Tính tốn chỉnh định bảo vệ khoảng cách 68 4.2 Trường hợp đường dây đặt thiết bị bù SVC 75 4.2.1 Các số liệu cần thiết cho việc tính tốn, phân tích: 75 4.2.2 Phân tích khả điều chỉnh điện áp SVC khả 77 điều chỉnh điện áp nhóm tụ bù ngang – kháng bù ngang cố định nút Phú Lâm 4.2.3 Xét ảnh hưởng SVC đến tổng trở đo bảo vệ 79 khoảng cách Nhận xét kết mô 82 Kết luận 83 Tài liệu tham khảo 84 Học viên: Ngô Thị Ngọc Anh – Cao học 2004 - 2006 Lời cam đoan Luận văn thạc sỹ cao học đề tài “ Nghiên cứu ảnh hưởng thiết bị bù đến làm việc bảo vệ khoảng cách” tơi Ngơ Thị Ngọc Anh học viên cao học ngành Hệ thống điện khóa 2004-2006 Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội thực hướng dẫn VS GS Trần Đình Long Người cam đoan Ngô Thị Ngọc Anh Học viên: Ngô Thị Ngọc Anh – Cao học 2004 - 2006 LỜI MỞ ĐẦU Cũng công suất tác dụng, công suất phản kháng hệ thống điện cần phải điều chỉnh để giữ trạng thái cân bằng( công suất phát phụ tải tiêiu thụ, kể tổn hao) Mất cân công suất phản kháng dẫn đến chất lượng điện áp không đảm bảo, tăng tổn thất, hệ thống ổn định Một đặc điểm khác yêu câu giữ cân công suất phản kháng (so với cơng suất tác dụng) có tính phân bố theo khu vực, phụ thuộc điện áp nút hệ thống Vì vậy, ngồi cơng suất phản kháng nhà máy phát điện cung cấp cần phải có thêm nguồn công suất phản kháng khác, máy bù đồng bộ, tụ điện tĩnh, kháng điện, Ngoài ý nghĩa trên, thiết bị bù cịn có tác dụng cải thiện thông số, đặc biệt đường dây siêu cao, tác dụng điều khiển nâng cao tính ổn định Trước thiết bị bù thường khơng có tự động điều chỉnh, có điều chỉnh chậm (với máy bù đồng bộ) nhẩy cấp Sự phát triển vượt bậc lĩnh vực điều khiển tự động, đặc biệt kỹ thuật điện tử công suất với thiết bị thyristor công suất lớn cho phép thực thiết bị bù điều chỉnh nhanh Thực tế thiết bị bù dùng thyristor thay đổi cơng suất từ đến trị số định mức, không 1/4 chu kỳ tần số công nghiệp Nhờ thiết bị bù đại có hiệu cao mở rộng ứng dụng sang nhiều mục đích Cùng với việc đảm bảo chất lượng hiệu truyền tải điện, việc bảo vệ thiết bị điện điều kiện cố quan trọng Sử dụng thiết bị bù làm thay đổi thông số đường dây, cụ thể cảm kháng đường dây Điều ảnh hưởng đến làm việc thiết bị bảo vệ khoảng cách dùng để bảo vệ cho đường dây Bảo vệ khoảng cách sử dụng làm bảo vệ hữu hiệu đường dây cao áp siêu cao áp Bảo vệ khoảng cách làm việc dựa nguyên tắc đo tổng trở điểm đặt rơ le Học viên: Ngô Thị Ngọc Anh – Cao học 2004 - 2006 Tổng trở đo chỗ đặt bảo vệ chế độ làm việc bình thường (bằng thương số điện áp chỗ đặt bảo vệ với dòng điện phụ tải) cao nhiều so với tổng trở đo chế độ cố Số đo tổng trở chế độ cố tổng trở từ chỗ đặt rơ le đến vị trí điểm cố Khi đường dây có đặt thiết bị bù, trở đo bảo vệ khoảng cách thay đổi, với thiết bị bù có điều khiển, giá trị cảm kháng thay đổi phụ thuộc vào nhiều yếu tố Việc nghiên cứu ảnh hưởng thiết bị bù đến làm việc bảo vệ khoảng cách cần thiết, tác giả chọn đề tài ″ Nghiên cứu ảnh hưởng thiết bị bù đến làm việc bảo vệ khoảng cách’’ làm đề tài cho luận văn Bản luận văn trình bày chương: Chương I: Phép đo tổng trở rơ le khoảng cách Chương II: Đặc tính thiết bị bù sử dụng hệ thống điện, ảnh hưởng lên đường dây tải điện Chương III: Ảnh hưởng thiết bị bù đến việc lựa chọn đặc tính rơ le khoảng cách Chương IV: Ví dụ áp dụng Tác giả xin trân trọng bày tỏ lịng biết ơn VS.GS.TSKH Trần Đình Long tận tình hướng dẫn suốt thời gian qua Xin trân trọng cảm ơn thầy cô bạn bè nhiệt tình giúp đỡ tác giả hồn thành luận văn Vì thời gian có hạn, vấn đề nghiên cứu mẻ nên luận văn khó tránh khỏi thiếu sót Tác giả chân thành mong đợi nhận xét, đánh giá, góp ý người đọc Xin trân trọng cảm ơn! Học viên: Ngô Thị Ngọc Anh – Cao học 2004 - 2006 chương I phép đo tổng trở rơ le khoảng cách 1.1 Nhng nguyờn tc chung vic o tổng trở 1.1.1 Các loại cố chạm đất Trong hình 1, pha A bị ngắn mạch chạm đất điểm đường dây đơn Khoảng cách điểm cố đầu đường dây m Bảo vệ khoảng cách đặt hai đầu đường dây Ta tập trung phân tích phía bên trái đường dây cố xảy đường dây với nguồn cung cấp hai đầu m Va Vb Vc a Ia b Ib c Ic Vị trí điểm cố Chỗ đặt r¬le Hình 1.1 Gọi Z le tổng trở đường dây Z lm tổng trở tương hỗ pha với Ta có điện áp pha A nơi đặt bảo vệ phía bên trái: V A = mZ le I a + mZ lm (I b + I c ) (1.1) Yêu cầu đo khoảng cách vị trí đặt bảo vệ điểm cố tín hiệu V a I a tỉ số chúng: V a /I a = mZ le + mZ lm (I b + I c )./I a (1.2) Học viên: Ngô Thị Ngọc Anh – Cao học 2004 - 2006 Số hạng bên phải đẳng thức (1.2) gồm tổng trở tương hỗ Z lm dễ dàng lên tới mZ le Tạo tín hiệu từ tổ hợp I a tổng dịng điện pha khơng cố I b + I c , sau: I = I a + Z lm (I b + I c )/Z le (1.3) Từ (1.1) ta có: V A = mZ le ((Ia + Z lm (I b + I c )/Z le ) (1.4) V A = mZ le I (1.5) V a /I = Z le (1.6) nên: Từ tín hiệu nhận cho phép đo tổng trở phần đường dây nơi đặt bảo vệ vị trí điểm cố Tín hiệu điện áp lấy từ điện áp chạm đất pha A Tín hiệu dịng điện lấy từ kết hợp dòng điện pha cố với tổng dịng điện pha khơng cố Tương tự cho trường hợp cố pha B pha C chạm đất Tín hiệu nhận đựợc trường hợp Pha A chạm đất Va I a + Z lm (I b + I c )/Z le Tín hiệu nhận đựợc trường hợp Pha B chạm đất Vb I b + Z lm (I a + I c )/Z le Tín hiệu nhận đựợc trường hợp Pha C chạm đất Vc I c + Z lm (I a + I b )/Z le Quan hệ điện áp dòng điện pha A chạm đất: V A = mZ le I a + mZ lm (I b + I c ) V A = mZ le I a + mZ lm (Ia+Ib + I c ) - (1.7) mZ lm I a V A = mZ I a + mZ lm I res cho: Z = Z le -Z lm Học viên: Ngô Thị Ngọc Anh – Cao học 2004 - 2006 (1.8) (1.9) (1.10) I res = I a + I b + I c (1.11) Trong thành phần thứ tự pha đối xứng, Z tổng trở thứ tự thuận I res lần thành phần dòng điện thứ tự khơng vị trí bảo vệ Sử dụng đẳng thức (1.9): V A = mZ (I a + Z lm I res /Z ) (1.12) Nếu ta tạo tín hiệu tổng trường hợp này: I = I a + I res Z lm /Z (1.13) Vậy V a /I = mZ (1.14) Tổng trở phần đường dây cố xác định theo điện áp chạm đất pha A tín hiệu tổng hợp từ dịng điện pha A dòng điện dư chỗ đặt bảo vệ nhân với tỷ số trở kháng tương hỗ với tổng trở pha thứ tự thuận Tương tự với trường hợp pha B pha C chạm đất Trong trường hợp pha A chạm đất VA I a + I res Z lm /Z Trường hợp pha B chạm đất VB I b + I res Z lm /Z Trong trường hợp pha C chạm đất VC I a + I res Z lm /Z Ở pha, phép đo giới hạn tổng trở thứ tự thuận Như thấy, có đóng tổng trở thân nối đất I res mà khơng có tham gia tổng trở thứ tự nghịch 1.1.2 Trường hợp cố pha – pha không chạm đất Cấu hình lưới điện giống trường hợp cố hai pha b c, giả thiết khoảng cách từ chỗ đặt bảo vệ đến điểm cố m m Va Vb Vc a Ia b Ib c Ic Chỗ đặt rơle Vị trí điểm sù cè Học viên: Ngô Thị Ngọc Anh – Cao học 2004 - 2006 Hình 1.2 Bắt đầu với điện áp pha B chỗ đặt bảo vệ xác định thành phần điện áp xung quanh mạch vòng cố : V b = mZ le I b + mZ lm I a + mZ lm I c – mZ le I c – mZ lm I a – mZ lm I b + V c (1.15) Vậy : V b – V c = mZ le (I b –I c ) - mZ lm (I b -I c ) (1.16) Trong trường hợpnày: (V b – V c )/(I b –I c ) = mZ le – mZ lm (1.17) hoặc: (V b – V c )/(I b –I c ) = mZ (1.18) Phép đo tổng trở thứ tự thuận vị trí đặt bảo vệ điểm cố trường hợp thực theo tín hiệu (V b – V c ) (I b –I c ) Tương tự cố pha A – C cố pha A – B: Sự cố pha A – B (V a – V b ) (I a –I c ) Sự cố pha B – C (V b – V c ) (I b –I c ) Sự cố pha C - A (V c – V a ) (I c –I a ) Như vậy, sử dụng rơ le khoảng cách với mạch vòng tác động với điện áp phân cực thứ tự thuận, mạch vòng pha – pha, mạch vòng pha – đất Rơ le tính tốn tổng trở biểu kiến mạch vòng cố so sánh với giới hạn kháng trở xác định cài đặt rơ le Điều đáng ý tổng trở cố Z = Ua/Ia trường hợp cố đối xứng, trường hợp khác xác định bảng1.1 Bảng 1.1 Mạch vòng đo lường PhaA - Đất PhaB - Đất Học viên: Ngô Thị Ngọc Anh – Cao học 2004 - 2006 Biểu thức tổng trở Z Ua/ (Ia + k Ir) Ub/ (Ib + k Ir) 72 đặt bảo vệ đến điểm cố bao gồm tổng trở đường dây tổng trở thân cố Bình thường điện trở đường dây nhỏ nhiều so với điện kháng, có cố tổng điện kháng mạch giảm cịn tổng điện trở tăng lên thân điện trở cố lớn (đặc biệt có chạm đất) Do trị số chỉnh định điện trở điện kháng xác định độc lập: điện kháng phải tính theo điện kháng đường dây cịn điện trở đặt cao miễn khơng rơi vào vùng phụ tải thơng thường khơng thể xác định xác điện trở cố Chỉnh định vùng bảo vệ độc lập: Vùng I vùng tác động nhanh khơng có thời gian trễ (t1 = 0) Hướng tác động vùng I hướng đường dây Vùng I không tác động cố xảy đường dây phía sau (theo hướng tác động) nên trị số kháng chỉnh định vùng I (XI) phải nhỏ điện kháng đường dây bảo vệ(XL) Để tránh sai số đo lường dẫn đến mở rộng vùng tác động, trị số chỉnh định vùng I thường đặt là: XI = (0,8 – 0,85) * XL Vùng II tác động với thời gian trễ tII>0 dùng làm dự phòng cho vùng I nên trị số chỉnh định phải thỏa mãn điều kiện: X2>=120%*XL Vùng III bảo vệ khoảng cách dùng làm dự phịng Thơng thường trị số chỉnh định vùng III chọn vùng phụ tải lớn 1,5 lần điện kháng đường dây bảo vệ với thời gian tác động tIII>tII Chỉnh định vùng bảo vệ theo tín hiệu cho phép Chức bảo vệ theo tín hiệu cho phép (permisive overreach transfer trip - POTT) dùng để bảo vệ toàn đường dây tác động nhận tín hiệu cho phép từ bảo vệ đầu đường dây Thông thường trị số chỉnh định đặt 120% điện kháng đường dây Rơle phát cố điện kháng đo nhỏ trị số chỉnh định Học viên: Ngô Thị Ngọc Anh – Cao học 2004 - 2006 73 gửi tín hiệu cho phép từ bảo vệ đầu đường dây Như tính chọn lọc đảm bảo nguyên tắc so sánh hướng rơ le đặt hai đầu đường dây, nhờ bảo vệ hai đầu đường dây tác động khơng có thời gian trễ( thời gian truyền tín hiệu PLC vào khoảng 25ms) cố đường dây xảy vùng bảo vệ b Chỉnh định chức thông số cho bảo vệ khoảng cách đường dây 500kV Để khắc phục ảnh hưởng tụ bù phân tích phần trước việc sử dụng bảo vệ khoảng cách đường dây 500kV có đặc điểm sau: trước hết việc định hướng dựa nhớ điện áp rơ le, tức sử dụng điện áp trước xảy cố để định hướng Mặt khác tín hiệu điện áp lấy từ đường dây phía sau tụ nên khơng bị ảnh hưởng điện áp ngược phía trước tụ hình 4.4 đây: CB CT XC1 XC1 CT XC1 XC1 CVT CB 7SA513 Hình 4.4: Bố trí bảo vệ khoảng cách 7SA513 lưới điện 500kV Tính đại lượng chỉnh định Chỉnh định vùng độc lập: Điện trở tác dụng vùng thứ i: - Khi ngắn mạch nhiều pha: R1= (RL*Li + 0,5Rqđ)/ nZ - Khi ngắn mạch pha chạm đất : Riđ=(RL*Li + Rqđo)/nz Trong RL : điện trở tác dụng đường dây Học viên: Ngô Thị Ngọc Anh – Cao học 2004 - 2006 74 Rqđ Rqđo điện trở độ chỗ cố ngắn mạch nhiều pha ngắn mạch chạm đất Li : phần chiều dài đường dây bảo vệ (tính %) nZ – tỷ số biến đổi tổng trở Điện kháng vùng bảo vệ: - Vùng thứ nhất: X1 = L1(XL-XC/2)/ nZ - Vùng thứ (ba): X2(3) = L2(3) XL/nz Ghi chú: - Vùng thứ có tổng trở khởi động phải chỉnh định thấp tổng trở đường dây tụ bù dọc mắc nối tiếp - - Vùng thứ hai có tổng trở khởi động phải chỉnh định cao tổng trở đường dây tụ bù dọc bị nối tắt - - Điện trở tác dụng khởi động vùng không chỉnh định lần lớn điện kháng khởi động vùng Thông số chỉnh định vùng tác động bảo vệ khoảng cách dùng rơ le 7SA513 cho phân đoạn đường dây 500kV trình bày bảng sau: Thơng số Vùng L1% R1,Ω R1đ, Ω X1, Ω Hướng tác động t1, s Vùng Trị số 85 3,2 15,08 14,31 Phía trước Học viên: Ngơ Thị Ngọc Anh – Cao học 2004 - 2006 75 L2% R2,Ω R2đ, Ω X2, Ω Hướng tác động t2, s Vùng L3% R3,Ω R3đ, Ω X3, Ω Hướng tác động t3, s 120 3,98 15,86 29,86 Phía trước 0,3 150 4,65 16,53 37,32 Phía trước 0,6 Chỉnh định cho vùng bảo vệ tín hiệu cho phép: Được tính theo điện kháng đường dây khơng có thời gian trễ: X1B = 1,20*XL Hệ thống thông tin tải ba (PLC) dùng làm đường truyền tín hiệu liên động cho bảo vệ khoảng cách Do yêu cầu tác động nhanh bảo vệ đường dây 500kV nên thực tế có dự phịng mức bảo vệ khơng có thời gian trễ: cố xảy đường dây khơng bảo vệ so lệch mà bảo vệ khoảng cách tác động tức thời Nếu cố nằm vùng bảo vệ đầu đường dây tác động vùng cắt nhanh máy cắt đầu đường dây Do vùng vùng có tính chất dự phịng cấp cắt nhanh khơng tác động bảo vệ so lệch không tác động Theo phân tích chương cho trường hợp đường dây đặt kháng bù ngang cố định với thông số cho việc chỉnh định bảo vệ khoảng cách có vùng bị co lại hồn tồn phù hợp Học viên: Ngơ Thị Ngọc Anh – Cao học 2004 - 2006 76 4.2 Trường hợp đường dây đặt thiết bị bù SVC Ta xét phân đoạn Plâycu – Phú Lâm tuyến đường dây 500kV mạch I hệ thống điện Việt Nam Hiện Phú Lâm có đặt kháng bù ngang cố định có dung lượng lớn làm cho điện áp nút Phú Lâm giảm thấp chế độ tải đầy, phải lắp thêm tụ bù ngang cố định nút để cải thiện điện áp tải lớn Như công suất phản kháng tụ kháng khử lẫn Nếu ta thay nhóm tụ kháng SVC có cơng suất bù tương đương lợi ích nào? SVC có ảnh hưởng đến thiết bị rơ le bảo vệ đường dây, cụ thể rơ le khoảng cách Ta phân tích khả điều chỉnh điện áp nút Phú Lâm ảnh hưởng SVC đến phép đo bảo vệ khoảng cách Phân đoạn Plâycu – Phú Lâm phần 220kV 500kV 500kV xk xk 35kV xC Hình 4.5 Vị trí đặt kháng, tụ bù cố định rơ le khoảng cách đường dây 220kV 500kV C2 500kV xk 35kV SVC Hình 4.6 Vị trí đặt rơ le khoảng cách SVC 4.2.1 Các số liệu cần thiết cho việc tính tốn, phân tích: Đường dây 500kV Plâycu – Phú Lâm Học viên: Ngô Thị Ngọc Anh – Cao học 2004 - 2006 77 Thông số Trị số Chiều dài L, km 499 Điện kháng thuận X1L= 0,2772.L,Ω 138,32 Điện kháng không X0L = 0,686.L,Ω 342,31 Điện trở thuận R1L = 0,024.L,Ω 12,33 Điện trở không RoL = 0,208.L,Ω 103,79 Dung kháng bù dọc, Ω 83 Tổng trở thuận Z1L(Ω)/ϕ(0) 138,87/84,95 Tổng trở khơng Z0L(Ω)/ϕ(0) 357,7/73,17 Dịng điện nạp IC = UωCL,A 596 Tỷ số biến đổi máy biến điện áp: nu = Us/UT = 500.000/110 = 4545,45 Tỷ số biến đổi máy biến dòng: nI = Is/IT = 1200/1 = 1200 Tỷ số biến đổi tổng trở: nZ= nu/nI = 4545,45/1200 = 3,79 Điện trở độ chỗ ngắn mạch: - Khi ngắn mạch nhiều pha: Rqđ = 10Ω - Khi ngắn mạch chạm đất: Rqđ = 50Ω Kháng điện 500kV Thông số Trị số Công suất danh định, MVAr 174 Điện áp danh định, kV 500 Học viên: Ngô Thị Ngọc Anh – Cao học 2004 - 2006 78 Dòng điện danh định,A 201 Tụ bù ngang Đặt phía 35kV máy biến áp có tổng dung lượng bù: QC= 175MVAr 4.2.2 Phân tích khả điều chỉnh điện áp SVC khả điều chỉnh điện áp nhóm tụ bù ngang – kháng bù ngang cố định nút Phú Lâm 4.2.1.1 Khi chưa thay SVC ( hình 4.5) Xét trường hợp: Trường hợp 1: máy cắt tụ mở Khi cơng suất nhóm tụ - kháng bù ngang phát là: Q = - 174MVAr Trường hợp 2: máy cắt tụ đóng Khi cơng suất nhóm tụ – kháng bù ngang phát là: Q = 175-174 = 1MVAr Như lượng cơng suất phản kháng điều chỉnh nhóm tụ – kháng phát giới hạn: -174 MVAr ≤ Q ≤ 1MVAr Tính tốn điện áp nút Phú Lâm trường hợp Trường hợp 1: Chế độ không tải : QK = 174 MVAr ; QC = 0MVAr Kết tính được: U220Phú Lâm = 234,2kV U500Phú Lâm = 486,8kV Trường hợp 2: Chế độ tải cực đại : Pmax = 556MW QK = 174 MVAr ; QC = 175 MVAr Kết tính được: U220Phú Lâm = 230,5kV U500Phú Lâm = 478,4kV Học viên: Ngô Thị Ngọc Anh – Cao học 2004 - 2006 : 79 4.2.2.2 Khi thay SVC ( hình 4.6) Xét trường hợp: Trường hợp 1: Chế độ tải cực đại Pmax = 556MW QK = MVAr ; QC = 175 MVAr Khi cơng suất SVC phát là: QC = 175MVAr Trường hợp 2: Chế độ không tải; QK = 174 MVAr ; QC = MVAr Khi cơng suất SVC phát là: QC = - 174MVAr Như lượng công suất phản kháng điều chỉnh nhóm tụ – kháng phát giới hạn: -174 MVAr ≤ Q ≤ 175 MVAr Tính tốn điện áp nút Phú Lâm trường hợp Trường hợp 1: : Chế độ tải cực đại Pmax = 556MW QK = MVAr ; QC = 175 MVAr Kết tính được: U220Phú Lâm = 232,11kV U500Phú Lâm = 483,29kV Trường hợp 2: Chế độ không tải; QK = 174 MVAr ; QC = MVAr Kết tính được: U220Phú Lâm = 232,4kV U500Phú Lâm = 488,5kV Kết luận: Rõ ràng xét trường hợp tải nặng, dẫn đến điện áp giảm thấp, sử dụng SVC có khả nâng cao điện áp lên nhiều sử dụng kháng bù ngang – tụ cố định Trong trường hợp không tải, dẫn đến điện áp tăng nhiều cuối đường dây, việc sử dụng SVC có khả hạ thấp điện áp nhiều sử dụng kháng bù ngang – tụ cố định Học viên: Ngô Thị Ngọc Anh – Cao học 2004 - 2006 80 Mặt khác, đặc tính điều chỉnh điện áp SVC có tính liên tục, chất lượng tốt Còn điều chỉnh điện áp kháng bù ngang – tụ cố định có tính nhẩy bậc, khơng trơn 4.2.3 Xét ảnh hưởng SVC đến tổng trở đo bảo vệ khoảng cách Ta mô hai trường hợp, trường hợp thứ máy cắt tụ đóng (QC = 175 MVAr) trường hợp thứ hai máy cắt tụ mở (QC = MVAr).Trong trường hợp ta tìm tổng trở đo bảo vệ khoảng cách theo vị trí điểm cố, loại ngắn mạch chưa thay SVC so sánh với tổng trở đo rơ le điều kiện tương ứng thay SVC Kết mô cho bảng 4.1 4.2 I Model mô A Model thiết bị SVC Mô thiết bị 12 cực SVC Tỷ lệ công suất SVCđược lựa chọn để cung cấp đủ lượng bù cho tất điều kiện tải hệ thống Chu kỳ điều khiển điều chỉnh cho tình trạng nguồn yếu nhất( đáp ứng tốt yêu cầu) Để model xác thiết bị SVCđược sử dụng hệ thống truyền tải, giả thiết xung điều khiển pha cân bằng, nghĩa xung điều khiển pha giống nhau, lệch 120 độ B Phép đo tổng trở Để đánh giá phép đo tổng trở rơ le khoảng cách, tất mạch vòng tổng trở (AN,BN,CN,AB,BC,CA) đo Đầu tiên, thơng tin pha từ tín hiệu dịng áp pha sử dụng lọc chuỗi rời rạc Furiê (FFT) Sau đó, sử dụng giá trị pha, trích tổng trở mạch vịng tính tốn khoảng thời gian lấy mẫu.Trở kháng sử dụng để phân tích Học viên: Ngơ Thị Ngọc Anh – Cao học 2004 - 2006 81 Vsea a) vam vbm 1 Mg1 (7) x1 vcm Mg2 (7) FFT x2 x3 b) vam Mg3 (7) Ph1 (7) Ph2 (7) Ph3 (7) F = 60.0 (Kz) dc1 a) dc2 dc3 A P A ISEa x1 iam ibm 1 Mg1 (7) Mg2 (7) FFT vap ISEb vbp ISEc vpm d) iam Mg3 (7) Ph1 (7) x2 x3 iap Ph2 (7) dc2 ibp dc3 icp P A P Ph3 (7) F = 60.0 (Kz) dc1 vcp icm A ipm P vap vpp iap ipp vbm vnm ibm inm A B vbp vcm A + B C N B B N Z C vcp A vnp ibp vzm icm C A + B C N N inp Z C Z vzp Z icp Hình 4.7: Model mơ phép đo BVKC Trong hình trên: Vsea1: điện áp pha A đưa vào rơ le phía nguồn Vsea2: điện áp pha B đưa vào rơ le phía nguồn Vsea3: điện áp pha C đưa vào rơ le phía nguồn Vam1 : biên độ điện áp pha A thành phần bậc lọc từ FFT Vbm1 : biên độ điện áp pha B thành phần bậc lọc từ FFT Vcm1 : biên độ điện áp pha C thành phần bậc lọc từ FFT Vap1 : góc pha điện áp pha A thành phần bậc lọc từ FFT Vbp1 : góc pha điện áp pha B thành phần bậc lọc từ FFT Vcp1 : góc pha điện áp pha C thành phần bậc lọc từ FFT Isea1: dịng điện pha A đưa vào rơ le phía nguồn Isea2: dòng điện pha B đưa vào rơ le phía nguồn Isea1: dịng điện pha C đưa vào rơ le phía nguồn Iam1 : biên độ dịng điện pha A thành phần bậc lọc từ FFT Iam2 : biên độ dòng điện pha B thành phần bậc lọc từ FFT Iam3 : biên độ dòng điện pha C thành phần bậc lọc từ FFT Học viên: Ngô Thị Ngọc Anh – Cao học 2004 - 2006 izm izp 82 Iap1 : góc pha điện áp pha A thành phần bậc lọc từ FFT Iap2 : góc pha điện áp pha B thành phần bậc lọc từ FFT Iap3 : góc pha điện áp pha C thành phần bậc lọc từ FFT vpm: thành phần biên độ điện áp thứ tự thuận vpp: góc pha thành phần điện áp thứ tự thuận vnm: thành phần biên độ điện áp thứ tự nghịch vnp: góc pha thành phần điện áp thứ tự nghịch vzm: thành phần biên độ điện áp thứ tự không vzp: góc pha thành phần điện áp thứ tự khơng C Model hệ thống Một model hệ thống với khả biến đổi cơng suất hệ thống, vị trí điểm cố, loại cố, thay đổi tải sử dụng để tât điều kiện mô nghiên cứu Các số liệu hệ thống lấy từ thực tế D.Ảnh hưởng đến thời gian làm việc rơ le Sự đáp ứng nhanh chóng việc điều khiển SVC cố nguyên nhân cho trở kháng biến đổi nhanh chóng từ giá trị trước cố đến giá trị trạng thái ổn định Hiện tượng làm cho quỹ tích điện kháng nhìn thấy bới rơ le phải nhiều thời gian để hội tụ tới trạng thái ổn định Hầu hết rỏ le khoảng cách sử dụng thuật toán hội tụ để xác định vùng cố (điện kháng cố đo không thay đổi 5% với ví dụ liên tiếp ) quỹ tích động điện kháng trì hoãn đáng kể thời gian làm việc rơ le Điều xác minh thử nghiệm rơ le khoảng cách Học viên: Ngô Thị Ngọc Anh – Cao học 2004 - 2006 83 Nhận xét kết mô Từ kết mô ta thấy rằng: - Khi cố đường dây : độ sai lệch tổng trở không nhiều, sai lệch lớn trường hợp cố chạm đất Trường hợp ngắn mạch pha đối xứng độ sai lệch không - Khi cố đường dây sau máy biến áp ta phân làm trường hợp: + Trưòng hợp ngắn mạch 220kV máy biến áp : Độ sai lệch trường hợp không nhiều (0,75% - 1,26%) Sai lệch lớn xảy loại cố nhiều pha + Trưòng hợp ngắn mạch 35kV máy biến áp : Độ sai lệch trường hợp lớn (76,18% - 84,75%) Độ sai lệch loại cố khác không đáng kể Học viên: Ngô Thị Ngọc Anh – Cao học 2004 - 2006 84 KẾT LUẬN Khi đường dây bù tụ điện kháng cố định việc dùng bảo vệ khoảng cách giải pháp hợp lý Khi sử dụng BVKC cần ý đến vị trí đặt BU cung cấp tín hiệu điện áp cho bảo vệ việc sử dụng điện áp nhớ Việc chỉnh định thông số khởi động vùng bảo vệ phải phù hợp với vị trí đặt thiết bị bù dung lượng bù Khi đường dây bù thiết bị SVC việc sử dụng bảo vệ khoảng cách cần phải phân tích kỹ , đặc biệt hành vi bảo vệ trình độ Qua ví dụ áp dụng ta thấy dùng thiết bị SVC để thay cho kháng bù ngang – tụ cố định đặt nút Phú Lâm chất lượng điện áp cải thiện đáng kể tổng trở đo bảo vệ khoảng cách bị ảnh hưởng, điều cần lưu ý tính tốn chỉnh định bảo vệ Học viên: Ngô Thị Ngọc Anh – Cao học 2004 - 2006 85 DANH MỤC CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO Trần Đình Long (2000), Bảo vệ rơ le hệ thống điện- nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà nội Trần Đình Long (2004), Tự động hóa hệ thống điện – Đại học bách khoa Hà nội TT Nguyen , W.Derek Humpage , “Distance protection” – The University of Westernn Australia, 1993 R Mohan Mathur Thyristor – based FACTS Controllers for Electrical Transmission Systems Wang Weiguo Yin Xianggen Yu Jiang Duan Xanzhong Chen Deshu Huazhong University of Science and Technology Wuhan China 430074 The Impact of TCSC On Distance Protection Relay http://ieeexplore.ieee.org/xpl/freeabs_all.jsp?isnumber=15699 &arnumber=728991&type=ref P K Dash, A K Pradhan, G Panda Regional Engineering College, Rourkela INDIA A C Liew Natlonal University of Singapore, Digital protection of power transmission lines in the presence of series connected facts devices http://dspace.nitrkl.ac.in/dspace/handle/2080/95 Khalil El-Arroudi, Geza Joos, and Donald T McGillis Operation of Impedance Protection RelaysWith the STATCOM http://ieeexplore.ieee.org/xpl/freeabs_all.jsp?arnumber=997904 &isnumber=21528 Tarlochan Singh Sidhu, Fellow, IEEE, Rajiv K Varma, Member, IEEE, Pradeep Kumar Gangadharan, Student Member, IEEE, Fadhel Abbas Albasri, Student Member, IEEE, and German Rosas Ortiz, Student Member, IEEE Performance of Distance Relays on Shunt—FACTSCompensated Transmission Lines Học viên: Ngô Thị Ngọc Anh – Cao học 2004 - 2006 86 http://ieeexplore.ieee.org/xpl/freeabs_all.jsp?tp=&arnumber=145 8851&isnumber=31401 Học viên: Ngô Thị Ngọc Anh – Cao học 2004 - 2006 ... Điều ảnh hưởng đến làm việc thiết bị bảo vệ khoảng cách dùng để bảo vệ cho đường dây Bảo vệ khoảng cách sử dụng làm bảo vệ hữu hiệu đường dây cao áp siêu cao áp Bảo vệ khoảng cách làm việc dựa nguyên... đặt thiết bị bù, trở đo bảo vệ khoảng cách thay đổi, với thiết bị bù có điều khiển, giá trị cảm kháng thay đổi phụ thuộc vào nhiều yếu tố Việc nghiên cứu ảnh hưởng thiết bị bù đến làm việc bảo vệ. .. III: ẢNH HƯỞNG CỦA THIẾT BỊ BÙ ĐẾN VIỆC LỰA CHỌN ĐẶC TÍNH CỦA RƠ LE Học viên: Ngơ Thị Ngọc Anh – Cao học 2004 - 2006 43 3.1 Ảnh hưởng thiết bị bù dọc 43 3.1.1 Ảnh hưởng tụ bù tĩnh đến bảo vệ khoảng