Tính toán đứt dây trong Hệ thống điện Việt Nam

Tính toán đứt dây trong Hệ thống điện Việt Nam Tính toán đứt dây trong Hệ thống điện Việt Nam Tính toán đứt dây trong Hệ thống điện Việt Nam 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 Trần Độ TÍNH TỐN ĐỨT DÂY TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN VIỆT NAM LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HỆ THỐNG ĐIỆN Hà Nội, 2006 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Trần Độ TÍNH TỐN ĐỨT DÂY TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN VIỆT NAM Chuyên ngành: Hệ thống điện NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PHẠM VĂN HỊA Hà Nội, 2006 Mơc lục Trang Lời nói đầu Chương 1: Tổng quan chế độ đứt dây hệ thống điện 1.1 Khái quát chung 1.2 ảnh hưởng cố phức tạp đến hệ thống điện 1.3 Kết luận Chương 2: Sơ đồ thay thứ tự thuận, nghịch không tính toán cố đứt dây 2.1 Đặt vấn đề 2.2 Máy phát điện 2.3 Máy biến áp 2.4 Đường dây 2.5 Phụ tải Chương 3: Các phương pháp tính toán cố đứt dây 10 3.1 Phương pháp thành phần đối xứng 10 3.2 Phương pháp xếp chồng 16 3.3 Kết luận 17 Chương 4: Khảo sát chế độ đứt dây đường dây siêu cao áp 500KV 18 4.1 Đặc điểm đường dây siêu cáp áp 500kV 18 4.2 Các phương pháp nghiên cứu chế độ đứt dây đường dây siêu áp 19 4.3 Tính toán đứt dây đường dây siêu cao áp 27 4.4 Khảo sát chế độ đứt dây đường dây 500KV Việt Nam 67 Phụ lục Tài liệu tham khảo 78 105 Lời Mở đầu Cùng víi sù ph¸t triĨn cđa nỊn kinh tÕ x· héi, hệ thống điện Việt Nam phát triển không ngừng theo thời gian, mở rộng theo không gian ngày trở nên phức tạp Vận hành lưới điện an toàn hiệu nhiệm vụ hàng đầu ngành điện Trong trình vận hành lưới điện Việt Nam xảy cố đứt dây cố gây ảnh hưởng xấu đến máy phát, đến tác động tin cậy thiết bị bảo vệ rơle Ngoài ra, nguyên nhân làm tăng tổn thất mạng độ tin cậy cung cấp điện giảm xuống Vì lý trên, cần phải tính toán thông số chế độ mạng xảy cố để xem xét mức độ ảnh hưởng đến toàn hệ thống đồng thời đưa mạng quay trở trạng thái ban đầu Đề án Tính toán chế độ đứt dây hệ thống điện Việt Nam nghiên cứu, tính toán đưa phương pháp đối xứng hoá lưới ®iƯn l­íi ®iƯn bÞ mÊt ®èi xøng sù cố đứt dây gây nên Tuy nhiên khuôn khổ có hạn nên với đề tài đề số phần trình bày nghiên cứu mức độ chi tiết định Tác giả hy vọng qua luận văn nắm bắt thêm lĩnh vực cần quan tâm hệ thống điện Vì tác giả mong nhận dẫn góp ý thầy cô giáo đồng nghiệp để luận văn tác giả hoàn thiện Tác giả xin bày tỏ biết ơn chân thành đến thầy giáo PGS-TS Phạm Văn Hoà môn Hệ thống điện, khoa Điện, trường Đại học Bách Khoa Hà Nội đà tận tình giúp đỡ hướng dẫn hoàn thành luận văn Tác giả xin gửi lời cảm ơn đến thầy cô giáo, đồng nghiệp người thân đà nhiệt tình giúp đỡ tạo điều kiện cho hoàn thành luận văn Xin chân thành cảm ơn ! Hà Nội, ngày 18 tháng 09 năm 2006 Người thực Trần Độ Chương Tổng quan chế độ đứt dây hệ thống điện 1.1 Khái quát chung Trong trình nghiên cứu học tập trước chủ yếu xem xét chế độ ngắn mạch hệ thống điện( HTĐ ) Đây loại cố gây nên đối xứng ngang HTĐ Bên cạnh loại cố gây nên không đối xứng dọc cố đứt dây: đứt dây pha đứt dây hai pha Sự tổ hợp đứt dây ngắn mạch xảy đồng thời gọi cố phức tạp Vị trí ngắn mạch đứt dây tồn vị trí khác HTĐ Trong thực tế xác suất xảy cố phức tạp thường thấp cố phức tạp sau: - Một pha bị đứt - Hai pha bị đứt - Một pha bị đứt, đầu rơi xuống đất sinh ngắn mạch - Ngắn mạch hai pha, đồng thời đứt dây hai pha( xảy lúc có ngắn mạch hai pha, hai máy cắt hai đầu cắt không đồng thời) 1.2 ảnh hưởng cố phức tạp đến hệ thống điện Tuy xác suất xảy cố phức tạp gây nguy hiểm thiết bị hệ thống điện 1.2.1 Đối với máy phát điện đồng ba pha Hiện đại phận máy phát điện đồng làm việc với lưới có trung tính cách điện Do đứt dây pha máy phát điện không tồn thành phần dòng thứ tự không HƯ dßng thø tù thn sinh tõ tr­êng quay đồng với rotor nên không quét qua rotor tác dụng giống lúc máy phát điện có phụ tải đối xứng bình thường (trong rotor dòng cảm ứng xoay chiều mà có dòng kích thích chiều) Hệ dòng thứ tự nghịch sinh tõ tr­êng quay ng­ỵc chiỊu rotor víi vËn tèc ®ång bé ®ã nã qt qua rotor víi vận tốc hai lần vận tốc đồng bộ, kết mạch rotor (mạch cuộn dây kích thích khép mạch, mạch cuộn cảm, dòng xoáy lõi rotor) có dòng cảm ứng tần số 100 Hz Dòng gây nên tác dụng nhiệt máy phát điện đồng Dòng có tần số cao 100 Hz chạy mạch rotor gây nên phát nóng phụ, dây tần số cao 100Hz, hiệu ứng mặt lớn làm cho phát nóng trầm trọng Đối với máy phát điện nhiệt điện (rotor khối) dòng tần số 100 Hz lớn nên gây phát nóng mạnh hơn, máy phát thuỷ điện (rotor cực lồi) dòng có giá trị nhỏ nên phát nóng không so với máy phát nhiệt điện Dòng tần số 100 Hz gây nên mô men đập mạch (đổi dấu) Như chế độ đứt dây mô men tua bin, có hai mô men điện tác dụng lên trục rotor là: mô men không đổi dòng thứ tự thuận lúc có tải đối xứng bình thường mô men đổi dấu sinh dòng thứ tự nghịch Mô men đổi dấu đập mạch với tần số 100 Hz, 200 Hz, 300 Hz Thùc tÕ ta chØ xÐt ®Õn mô men đập mạch tần số 100 Hz biên độ mô men có tần số cao nhỏ Mô men đập mạch chiều, ngược chiều với mô men không đổi Kết mô men đập mạch làm cho máy phát điện bị rung gây nên ứng suất phụ Đối với máy phát nhiệt điện rotor khối có độ bền cao nên ảnh hưởng mô men đổi dấu không đáng kể, máy phát thuỷ điện rotor cực lồi lắp ghép từ nhiều cực với thép nên ảnh hưởng mô men đổi dấu có tác dụng làm rung đáng kể 1.2.2 Đối với động không đồng Cuộn dây ba pha phần tĩnh động không đồng đấu tam giác không dây trung tính, chế độ đứt dây phần tĩnh tồn thành phần dòng thứ tự thuận thứ tự nghịch Tác dụng từ trường quay hệ dòng thứ tự thuận rotor sinh mô men không đồng chế độ bình thường dòng rotor có tần số f s ( s độ trượt vận tốc quay rotor vận tốc đồng bộ, f tần số dòng phần tĩnh) Từ trường quay dòng thứ tự nghịch quay ngược chiều với rotor nên sinh dòng cảm ứng rotor với tần số (2 - s)f Điện trở tác dụng tương đối định mức rotor động không đồng nhỏ (R = 0,02 ữ 0,03), điện kháng tản từ rotor vào khoảng 0,1; điện kháng từ hoá lại lớn (X m = ữ 4) Do điện kháng thứ tự nghịch động không đồng nhỏ coi điện kháng ngắn m¹ch cđa nã X = X N = 0,1 ữ 0,3 tức nhỏ so với điện kháng thứ tự thuận Như điện áp thứ tự nghịch đặt vào nhỏ động không đồng có dòng thứ tự nghịch lớn Trong chế độ đứt pha phần tĩnh động dòng hai pha lại gấp lần dòng thứ tự thuận coi dòng định mức tổn thất công suất phần tĩnh hai pha lại tăng ba lần, tổn thất rotor tăng hai lần Vì chế độ đứt dây động không đồng phát nóng mạnh Mô men cực đại động không đồng chế độ giảm xuống đến hai lần 1.2.3 Đối với phần tử tĩnh (máy biến áp, đường dây, kháng điện, ) Có thể thấy chế độ cố phức tạp tổn thất đường dây phần tử tĩnh khác tăng lên Thí dụ chế độ đối xứng tổn thất ba pha đường dây có dòng điện I, điện trở R 3I2R Còn chế độ cố, dòng pha giảm I, dòng pha tăng lên I, dòng pha thứ ba I tổn thất đường dây là: R[(I + I)2 + (I - I)2 + I2] = R(3I2 + 2I2) Ngoài chế độ cố đường dây tải điện làm nhiễu đường dây thông tin gần Trong máy biến áp không đối xứng chịu tác động từ hai phía: không đối xứng áp pha điểm đấu nối phía sơ cấp không đối xứng dòng pha gây phụ tải không phía sau máy biến áp Không đối xứng áp điểm đấu nối gây không đối xứng điện áp đầu máy biến áp, làm tăng không đối xứng dòng điện Nhiều trường hợp hệ thống rà tải có trùng lặp không đối xứng cïng pha c¶ ë phÝa cÊp cho phơ t¶i phía đấu nối máy biến áp Một số trường hợp không đối xứng làm cho máy biến áp vận hành bị rung, tổn hao lớn suy hao tuổi thọ Dòng pha máy biến áp không cân gây nên chênh lệch nhiệt độ cuộn dây pha riêng biệt Trong trường hợp không đối xứng dòng điện làm cho nhiệt độ cuộn dây tăng giới hạn cho phép Nhiều gây cháy máy biến áp máy làm việc giới hạn tải cho phép Chế độ không đối xứng làm tải tụ bù, tụ lọc thiết bị chỉnh lưu, phản chỉnh lưu, làm phức tạp bảo vệ rơ le tự động hoá 1.3 Kết luận Qua thấy việc tính toán xác định dòng cố phức tạp xảy cần thiết để có phương án xử lí, vận hành hệ thống điện tốt Trong luận văn không sâu đánh giá hậu cố phức tạp gây mà chủ yếu giới thiệu tính toán hệ thống điện số cố điển hình Chương Sơ đồ thay thứ tự thuận, nghịch không tính toán cố đứt dây 2.1 Đặt vấn đề Khi đứt dây hiệu điện dòng điện chỗ đứt ba pha không đối xứng Ví dụ, đứt dây pha A chỗ đứt điện áp: pha A có hiệu ®iƯn thÕ, cßn hai pha B, C cã hiƯu ®iƯn không; dòng điện: pha A dòng điện hai pha B C co dòng Như chỗ đứt tồn hệ vectơ không đối xứng Cũng ngắn mạch, sử dụng phương pháp vectơ thành phần đối xứng để tính toán cố đứt dây Tương ứng với vectơ thành phần thiết phải có sơ đồ thay cần tương ứng Đó sơ đồ thay thứ tự thuận, sơ đồ thay thứ tự nghịch sơ đồ thay thứ tự không Vấn đề cần xem xét sơ đồ thay thứ tự có giống khác biệt so với sơ đồ thay thứ tự tính toán ngắn mạch trước Trước hết ta xem xét đồ thứ tự thuận, thứ tự nghịch thứ tự không xây dựng 2.1.1 Sơ đồ thay thứ tự thuận (TTT) Sơ đồ thay thứ tự thuận sơ đồ giả thiết có dòng thứ tự thuận qua, søc ®iƯn ®éng thø tù thn cđa ngn cung cấp sinh tạo điện áp rơi thứ tự thuận Sơ đồ thành lập giống sơ đồ tính ngắn mạch ba pha 2.1.2 Sơ đồ thay thứ tự nghịch (TTN) Sơ đồ thay thứ tự nghịch, giả thiết có dòng thứ tự nghịch qua tạo điện áp rơi thứ tự nghịch Điện áp thứ tự nghịch điểm trung tính nguồn cung cấp phụ tải không Tất sức điện động thứ tự nghịch dạng sức điện động tự cảm, điện kháng tương ứng gây Bởi sơ đồ thay thứ tự nghịch thành lập từ điện kháng Đối với phần tử tĩnh hệ thống điện đường dây, máy biến áp, kháng điện, điện kháng thứ tự nghịch điện kháng thứ tự thuận Đối với máy quay máy phát điện, động cơ, phụ tải tổng hợp điện kháng thứ tự nghịch khác điện kháng thứ tự thuận Thường điện kháng thứ tự nghịch thứ tự không máy phát đồng gần nên không thiết phải lập sơ đồ thứ tự nghịch cho toàn lưới điện điện kháng phần tử Trong trường hợp sơ đồ thứ tự nghịch khác thứ tự thuận sức điện động máy phát đồng không Dòng điện điện áp thứ tự nghịch đạt giá trị cực đại điểm ngắn mạch mà chúng tạo tỷ số giá trị pha Vì vậy, sơ đồ thay thứ tư nghịch, chỗ ngắn mạch nguồn cung cấp, suất điện động nguồn máy phát có giá trị không 2.1.3 Sơ đồ thay thứ tự không (TTK) Dòng điện điện áp sơ đồ thứ tự không không cân nên dòng thứ tự không không qua tất phần tử hệ thống điện ba pha Vì vậy, việc thành lập sơ đồ thay thứ tự không nên xuất phát từ chỗ ngắn mạch Sơ đồ thứ tự không khác nhiều dạng so với sơ đồ thứ tự thuận thứ tự nghịch Dưới ta hÃy xem xét sơ đồ thay cho phần tử chính: máy phát điện, máy biến áp, đường dây phụ tải 2.2 Máy phát điện( MF) Sơ đồ thay MF tính toán đứt dây giống sơ đồ thay tính toán ngắn mạch, có khác giá trị suất điện động giá trị điện kháng sơ đồ thay thứ tự thuận Cụ thể sau: - Trong sơ đồ thay thứ tự thuận gồm suất điện động E F điện kháng chọn X d Cần lưu ý giá trị E F thiết phải lấy ... TÍNH TỐN ĐỨT DÂY TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN VIỆT NAM Chuyên ngành: Hệ thống điện NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PHẠM VĂN HÒA Hà Nội, 2006 Mục lục Trang Lời nói đầu Chương 1: Tổng quan chế độ đứt dây hệ thống. .. pháp tính toán cố đứt dây Qua phần trình bày thấy có nhiều nguyên nhân gây đứt dây hệ thống tác hại gây lớn Vậy ta cần có phương pháp nghiên cứu cụ thể, ứng dụng vào tính toán cố đứt dây hệ thống. .. điện số cố điển hình Chương Sơ đồ thay thứ tự thuận, nghịch không tính toán cố đứt dây 2.1 Đặt vấn đề Khi đứt dây hiệu điện dòng điện chỗ đứt ba pha không đối xứng Ví dụ, đứt dây pha A chỗ đứt