BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC TÍNH TỐN CÁC THƠNG SỐ CHÍNH VÀ CÁC CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA ĐƯỜNG DÂY TRUYỀN TẢI ĐIỆN SIÊU CAO ÁP XOAY CHIỀU LIÊN KẾT GIỮA VIỆT NAM - TRUNG QUỐC NGÀNH: MẠNG VÀ HỆ THỐNG ĐIỆN Mà SỐ: 02.06.07 NGUYỄN VĂN HÙNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS NGUYN THANH LIấM H NI - 2005 Luận văn tốt nghiƯp cao häc -1Mơc Lơc Mơc Lơc Danh mục chữ viết tắt Danh mục bảng Danh mục hình vẽ đồ thị Mở đầu Ch¬ng - Tổng quan đường dây truyền tải điện siêu cao ¸p - I.1 Đường dây siêu cao áp xoay chiều 1.1.1 Cấu trúc đường dây truyền tải điện siêu cao áp xoay chiều - 1.1.2 Đặc điểm quan trọng kĩ thuật đường dây siêu cao áp hệ thống điện có đường dây siêu cao ¸p - 14 1.1.3 ảnh hưởng đến môi trường xung quanh đường dây 16 I.2 Đường dây siêu cao ¸p mét chiỊu 16 Ch¬ng - 19 Lưới điện Việt Nam nhu cầu xây dựng đường dây truyền tải điện siêu cao áp liên kết với Trung Quèc - 19 II.1 Tỉng quan vỊ hƯ thèng ®iƯn ViƯt Nam 19 2.1.1 Hiện trạng hệ thống điện Việt Nam bao gåm ngn vµ líi 19 2.1.2 Quy hoạch hệ thống điện Việt Nam đến năm 2020 23 II.2 Trao đổi điện liên kÕt líi ®iƯn khu vùc: 29 2.2.1 Hiệu ích việc liên kết hệ thống điện 29 2.2.2 Chương trình liên kết hệ thống điện khu vực Asean 29 2.2.3 Định hướng liên kết lưới điện Việt Nam với nước khu vùc. 32 Ch¬ng - 38 Tính toán thông số đường dây 500kV xoay chiều liên kết ViÖt Nam - Trung Quèc - 38 III.1 Tính toán thông số đường dây - 38 3.1.1 TÝnh toán thông số đường dây 39 3.1.2 TÝnh tỉn thÊt ph¸t nóng đường dây 40 3.1.3 Tính toán tổn thất công suất đường d©y 41 3.1.4 TÝnh tæn thÊt vÇng quang 41 3.1.5 TÝnh phân bố điện áp dọc theo chiều dài đường dây 42 III.2 Tính toán bù công suất đường dây truyền tải điện 44 3.2.1 Kh¸i niƯm bï 44 3.2.2 Mục đích việc đặt bù - 45 3.2.3 Bù dọc bù ngang đường dây siêu cao áp - 46 Häc viªn: Nguyễn Văn Hùng- Lớp Cao Học ngành HTĐ Khóa 2003-2005 Luận văn tốt nghiệp cao học -2- 3.2.4 Các thiết bị bù tĩnh có điều khiển ứng dụng hƯ thèng ®iƯn - 52 3.2.5 Bï công suất phản kháng cho đường dây 500kV liên kết lưới điện Việt Nam Trung Quốc 55 3.2.6 Tính phân bố điện áp dọc theo chiều dài đường dây có kháng bï ngang vµ tơ bï däc - 56 3.2.7 Tính toán bù cho đường dây chế độ không t¶i - 61 Ch¬ng - 65 Tính toán số chế độ đường dây truyền tải điện siêu cao áp 500kV xoay chiều liên kết Việt Nam- Trung quốc - 65 IV.1 Đặt vấn đề 65 IV.2 Chương trình mô pháng hƯ thèng ®iƯn EMTP 65 4.2.1 Giới thiệu chương trình EMTP - 65 4.2.2 Ví dụ chương trình mô EMTP - 78 4.2.3 Một số điểm cần ý chương trình EMTP 79 4.2.4 KÕt luËn: 80 IV.3 M« pháng đường dây truyền tải điện siêu cao áp xoay chiều 500kV liên kết Việt Nam- Trung Quốc 80 4.3.1 Đặt vấn đề - 80 4.3.2 Mô hình đường dây cần mô pháng 80 4.3.3 Sơ đồ mô đường dây 500kV xoay chiều liên kết Việt Nam- Trung Quốc 83 IV.4 Tính toán số chế độ vận hành đường dây 500kV liên kết Việt Nam- Trung quèc 89 4.4.1 Chế độ xác lËp - 89 4.4.2 Chế độ ngắn mạch pha 90 4.4.3 Chế độ ngắn mạch pha 93 4.4.4 ChÕ độ ngắn mạch pha 98 4.4.5 Mô chế độ không tải đường d©y 104 4.4.6 NhËn xÐt chung - 106 KÕt luËn 108 Tài liệu tham khảo 110 Học viên: Nguyễn Văn Hùng- Lớp Cao Học ngành HTĐ Khóa 2003-2005 Luận văn tốt nghiệp cao học -3- Danh mục chữ viết tắt ATPEMTP CSG EVn SVC YEPG Electro- Magnetic Transient Program C«ng ty líi ®iƯn Nam Trung Qc ( China Southern Power Grid) Tỉng công ty điện lực Việt Nam Thiết bị bù ngang có điều khiển ( Static Var Compensator) Tập đoàn điện lùc V©n Nam ( Yunnan Electric Power Group Cooperation) Danh mục bảng Chương I Bảng 1.1 Thống kê số thông số đường dây siêu cao áp Bảng 1.2 Số lượng dây phân pha theo cấp điện áp Bảng 1.3: Độ treo cao trung bình, khoảng cách pha theo cấp điện áp Bảng 1.5: Công suất tự nhiên đường dây siêu cao áp , đặc trưng cho khả tải đường dây dài Chương II Bảng 2.1: Tình hình cấu sản xuất điện Bảng 2.2: Diễn biến cấu tiêu thụ điện giai đoạn 2000-2003 Bảng 2.3: Hiện trạng lưới điện 500kV, 220kV EVN năm 2003 Bảng2.4: Danh mục đường dây 500kV có đến cuối năm 2003 Việt Nam Bảng 2.5: Danh mục trạm biến áp 500kV có đến cuối năm 2003 Việt Nam Bảng 2.6: Tổng công suất nguồn điện Việt Nam giai đoạn 2004-20102020 Bảng 2.7: Các đường dây 500kV dự kiến xây dựng giai đoạn 20002020 Bảng 2.8: Bảng tổng hợp lưới điện 500-220-110kV khu vực miền Bắc năm 2003 Học viên: Nguyễn Văn Hùng- Lớp Cao Học ngành HTĐ Khóa 2003-2005 Luận văn tốt nghiệp cao học -4- Bảng 2.9: Định hướng liên kết lưới điện khối ASEAN Bảng 2.10: Tiến độ vận hành trạm 500kV khu vực miền Bắc Chương III Bảng 3.1: Phân bố điện áp dọc theo chiều dài đường dây chế độ không tải Bảng 3.2: Phân bố điện áp nút đường dây Chương IV Bảng 4.1: Khả mô ATP Bảng 4.2: Bảng liệt kê loại nguồn IMTP Bảng 4.3: Các phần tử tuyến tính Bảng 4.4: Các loại đường dài có thông số dải Bảng 4.5: Các phần tử phi tuyến Bảng 4.6: Các dạng đường dây có thông số tập trung Bảng 4.7: Các phần tử Cable constants Line constants Bảng 4.8: Các loại máy biến áp mô Bảng 4.9: Các loại mạch ngắt Bảng 4.10: Các loại máy điện Bảng 4.11: Các phần tử sử dụng sơ đồ mô đường dây Danh mục hình vẽ đồ thị Chương II Biểu đồ 2.1: Tình hình sản xuất điện đến cuối năm 2003 Việt Nam Chương III Hình 3.1: Đồ thị phân bố điện áp dọc theo chiều dài đường dây chế độ không tải Hình 3.2: Đồ thị véc tơ U I đường dây có tụ bù dọc Hình 3.3: ảnh hưởng vị trí bù dọc đến đường dây Hình 3.4: Sơ đồ nguyên lí cấu tạo SVC Hình 3.5: Sơ đồ nguyên lí cấu tạo thiết bị dù dọc có điều khiển Hình 3.6: Đặc tính thay đổi điện kháng X theo XL TCR Hình 3.7: Sơ đồ nguyên lí đường dây 500kV liên kết Việt Nam- Trung Quốc Học viên: Nguyễn Văn Hùng- Lớp Cao Học ngành HTĐ Khóa 2003-2005 Luận văn tốt nghiệp cao học -5- Hình 3.8: Sơ đồ mạng cực Hình 3.9: Sơ đồ thay đường dây Hình 3.10: Đồ thị phân bố điện áp nút dọc theo chiều dài đường dây có tụ bù dọc kháng bù ngang Hình 3.11: Sơ đồ nguyên lí dùng kháng bù ngang cuối đường dây Hình 3.12: Sơ đồ thay đường dây dùng kháng bù ngang cuối đường dây Hình 3.13: Sơ đồ nguyên lý dùng tụ bù dọc đường dây Hình 3.14: Sơ đồ thay đường dây dùng tụ bù dọc đường dây Chương IV Hình 4.4: Sơ đồ khối hàm truyền cần mô Hình 4.5: Quan hệ ATP chương trình in kết Hình 4.6: Tổng quan module ATP-EMTP H×nh 4.7: Cưa sỉ giao diƯn cđa ATPdraw Hình 4.8: Sơ đồ mô hệ thống biến đổi điện xoay chiều thành chiều Hình 4.9: Đồ thị điện áp xoay chiều pha A điện áp chiều vị trí POS1 Hình 4.10: Sơ đồ đường dây liên kết hệ thống điện Việt Nam- Trung Quốc Hình 4.11: Sơ đồ mô đường dây 500kV xoay chiều liên kết Việt Nam- Trung Quốc Hình 4.12: Cửa sổ nhập số liệu nguồn điện Hình 4.13: Cửa sổ nhập số liệu đường dây Hình 4.14: Cửa sổ nhập sè liƯu tơ bï däc H×nh 4.15: Cưa sỉ nhËp số liệu mô hình kháng bù ngang Hình 4.16: Sơ đồ mô đường dây chế độ xác lập Hình 4.17: Sơ đồ mô đường dây chế độ xác lập Hình 4.18: Đồ thị đặc tính điện áp đầu đường dây chế độ xác lập Hình 4.19: Sơ đồ mô đường dây chế độ ngắn mạch pha Hình 4.20: Đồ thị điện áp giáng máy cắt phía Sóc Sơn- Pha B ( pha xảy ngắn mạch) Hình 4.21: Đồ thị điện áp đầu đường dây chế độ ngắn mạch pha Học viên: Nguyễn Văn Hùng- Lớp Cao Học ngành HTĐ Khóa 2003-2005 Luận văn tốt nghiệp cao học -6- Hình 4.22: Đồ thị đặc tính dòng điện ngắn mạch pha Hình 4.23: Sơ đồ mô đường dây chế độ ngắn mạch pha Hình 4.24: Đồ thị điện áp giáng máy cắt phía Sóc Sơn- Pha A Hình 4.25: Đồ thị điện áp giáng máy cắt phía Sóc Sơn- Pha B Hình 4.26: Đồ thị điện áp đầu đường phía Sóc Sơn- Pha B Hình 4.27: Đồ thị điện áp giáng máy cắt phía Sóc Sơn- Pha C Hình 4.28: Đồ thị điện áp đầu đường dây phía Sóc Sơn- Pha C Hình 4.29: Đồ thị đặc tính dòng điện ngắn mạch pha B Hình 4.30: Đồ thị đặc tính dòng điện ngắn mạch pha C Hình 4.31: Sơ đồ mô đường dây chế độ ngắn mạch pha Hình 4.32: Đồ thị điện áp giáng máy cắt phía Sóc Sơn- Pha A Hình 4.33: Đồ thị điện áp đầu đường dây phía Sóc Sơn- Pha A Hình 4.34: Đồ thị điện áp giáng máy cắt phía Sóc Sơn- Pha B Hình 4.35: Đồ thị điện áp đầu đường dây phía Sóc Sơn- Pha B Hình 4.36: Đồ thị điện áp giáng máy cắt phía Sóc Sơn- Pha C Hình 4.37: Đồ thị điện áp đầu đường dây phía Sóc Sơn- Pha C Hình 4.38: Đồ thị đặc tính dòng điện ngắn mạch pha A Hình 4.39: Đồ thị đặc tính dòng điện ngắn mạch pha B Hình 4.40: Đồ thị đặc tính dòng điện ngắn mạch pha C Hình 4.41: Đồ thị điện áp pha A cuối đường dây chế độ không tải Hình 4.42: Đồ thị điện áp pha B cuối đường dây chế độ không tải Hình 4.43: Đồ thị điện áp pha C cuối đường dây chế độ không tải Học viên: Nguyễn Văn Hùng- Lớp Cao Học ngành HTĐ Khóa 2003-2005 Luận văn tốt nghiệp cao học -7- mở đầu Với xu hướng hội nhập toàn cầu liên kết hệ thống điện quốc gia với tạo thành hệ thống điện lớn có nhiều ưu điểm so với hệ thống điện đơn lẻ, tạo phát triển bền vững cho quốc gia thành viên Vì lý kinh tế kỹ thuật hệ thống điện có xu hướng phát triển tập trung hóa ngày cao dẫn đến việc hình thành phát triển nhà máy điện công suất lớn, tận dụng triệt để nguồn thủy với nhà máy thủy điện công suất cực lớn, để truyền tải hết công suất nhà máy điện mạng lưới truyền tải điện áp cao, siêu cao phát triển tương ứng Đồng thời, trình hội nhập kinh tế khu vực, theo định hướng chiến lược sách lượng Việt Nam tham gia vào thị trường điện với nước khu vực Đông Nam á- ASEAN tiểu vùng sông Mê Kông- GMS Cùng với xu hướng phát triển, mong muốn làm rõ thêm vấn đề kỹ thuật liên kết hệ thống điện đường dây truyền tải điện siêu cao áp xoay chiều Em đà tiến hành nghiên cứu đường dây truyền tải điện siêu cao áp xoay chiều liên kết Việt Nam- Trung Quốc Mục đích luận văn tính toán thông số tính toán số chế độ vận hành đường dây truyền tải điện siêu cao áp xoay chiều 500kV liên kÕt gi÷a ViƯt Nam- Trung Qc Néi dung cđa ln văn gồm chương sau: - Chương 1: Tổng quan đường dây tải điện chiều - Chương 2: Lưới điện Việt Nam nhu cầu xây dựng đường dây siêu cao áp liên kết với Trung Quốc - Chương 3: Tính toán thông số đường dây truyền tải điện 500kV xoay chiều liên kết Việt Nam- Trung Quốc Học viên: Nguyễn Văn Hùng- Lớp Cao Học ngành HTĐ Khóa 2003-2005 Luận văn tốt nghiệp cao học -8- - Chương 4: Tính toán số chế độ đường dây truyền tải điện siêu cao áp xoay chiều 500kV liên kết Việt Nam- Trung Qc ý nghÜa khoa häc vµ thùc tiƠn cđa ln văn tính toán thông số đường dây mô chế độ vận hành đường dây: chế độ xác lập, chế độ ngắn mạch pha, hai pha, ba pha chế độ không tải đường dây để kiểm tra điều kiện an toàn đưa đường dây vào vận hành Em xin chân thành cảm ơn hướng dẫn tận tình thầy hướng dẫn TS Nguyễn Thanh Liêm, thầy cô giáo môn Hệ thống điệntrường Đại Học Bách Khoa Hà Nội, bạn bè, đồng nghiệp đà giúp đỡ em trình hoàn thiện luận văn Tuy nhiên, thời gian hạn chế, nhiệm vụ nghiên cứu có liên quan đến nhiều vấn đề đòi hỏi vốn kiến thức rộng lượng thông tin lớn lĩnh vực hệ thống điện nên đà cố gắng, song chắn em không tránh khỏi sai sót Em mong muốn chân thành cảm ơn góp ý nhận xét thầy cô giáo, bạn bè đồng nghiệp Xin trân trọng cảm ơn! Hà nội, ngày 05 tháng 11năm 2005 Người viết Nguyễn Văn Hùng Học viên: Nguyễn Văn Hùng- Lớp Cao Học ngành HTĐ Khóa 2003-2005 Luận văn tốt nghiệp cao học -9- chương Tổng quan đường dây truyền tải điện siêu cao áp Trên giới sử dụng sử dụng cấp điện áp siêu cao áp xoay chiều sau: 220kV, 330kV, 400kV, 500kV, 750kV 1150kV Các đường dây siêu cao áp có khả tải lớn tải điện xa Công suất khoảng cách truyền tải điện lớn điện áp sử dụng truyền tải cao, giá thành tải điện thấp độ che phủ mặt đất nhỏ Khi công suất phụ tải lớn, công suất nhà máy điện tập trung cao dẫn đến phải dùng đường dây siêu cao áp để tải điện tạo thành lưới điện siêu cao áp Ví dụ công suất tổ máy nhiệt điện 300MW, nhà máy điện có tổ máy phải dùng khoảng đến 10 đường dây 220kV ( có công suất tự nhiên 120MW) hai đường dây 500kV để tải điện I.1 Đường dây siêu cao áp xoay chiều 1.1.1 Cấu trúc đường dây truyền tải điện siêu cao áp xoay chiều Dùng dây phân pha: Thay pha phải dùng sợi dây đơn đường dây điện áp thấp, người ta dùng nhiều sợi dây cho pha gọi đường dây phân pha, sợi dây kết chặt góc khung định vị đa giác để giữ chúng song song với Đường dây 220kV pha có sợi, đường dây 500kV pha có sợi Bảng 1.1: Thống kê số thông số đường dây siêu cao áp: Điện áp định mức kV Điện áp lớn kV Khoảng cách pha (m) 330 362 7,5 500 550 10 750 800 14 1150 1200 18,5 Học viên: Nguyễn Văn Hùng- Lớp Cao Học ngành HTĐ Khóa 2003-2005 Luận văn tèt nghiÖp cao häc - 96 - 1.0 [MV] 0.5 0.0 -0.5 -1.0 -1.5 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 [s] 1.0 (f ile nganmach2pha.pl4; x-v ar t) v :X0029C-X0033C H×nh 4.27 Đồ thị điện áp giáng máy cắt phía Sãc S¬n- Pha C 0.6 [MV] 0.3 0.0 -0.3 -0.6 -0.9 -1.2 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 [s] 1.0 (f ile nganmach2pha.pl4; x-v ar t) v :X0029C Hình 4.28 Đồ thị điện áp đầu đường dây phía Sóc Sơn- Pha C d) Đặc tính dòng điện pha B Học viên: Nguyễn Văn Hùng- Lớp Cao Học ngành HTĐ Khóa 2003-2005 Luận văn tốt nghiệp cao học - 97 - 9000 [A] 5600 2200 -1200 -4600 -8000 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 [s] 0.5 (f ile nganmach2pha.pl4; x-v ar t) c:X0029B-X0005B Hình 4.29 Đồ thị đặc tính dòng điện ngắn mạch pha B e) Đặc tính dòng điện pha C 9000 [A] 6000 3000 -3000 -6000 -9000 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 [s] 0.5 (f ile nganmach2pha.pl4; x-v ar t) c:X0029C-X0005C Hình 4.30 Đồ thị đặc tính dòng điện ngắn mạch pha C Nhận xét Từ đồ thị đặc tính dòng điện điện áp chế độ cố ngắn mạch hai pha Ta có số nhận xét sau: Học viên: Nguyễn Văn Hùng- Lớp Cao Học ngành HTĐ Khóa 2003-2005 Luận văn tốt nghiệp cao học - 98 - Trên đồ thị hình 4.24, 4.25, 4.27 Bắt đầu từ thời điểm đường dây xảy cố ngắn mạch pha ( t = 0,5s) Điện áp giáng máy cắt không Đến thời điểm t = 0,15s máy cắt hai đầu đường dây cắt giá trị điện áp giáng máy cắt ( Phía Sóc Sơn) tăng đạt giá trị cực đại UmcA = 732,68kV , UmcB = 1131,7kV, UmcC = 1462kV Điện áp giáng máy cắt dao động giảm dần theo thời gian đến trạng thái ổn định Trên đồ thị hình 4.26 4.28 cho thấy xảy cố ngắn mạch hai pha điện áp đầu đường dây giảm Đến thời điểm t = 0,15s cắt máy cắt hai đầu đường dây điện áp đầu đường dây không trở không ngay, mà xuất điện áp phục hồi sau cắt máy cắt, giá trị điện áp phục hồi cực đại sau cắt máy cắt đầu đường dây có ngắn mạch hai pha B C Uphục hồiB = 954,69kV, Uphục hồiC = 1116,1kV, điện áp phục hồi dao động tắt dần điện áp đầu đường dây trở không Trên đồ thị đặc tính dòng điện pha B C ( hình 4.29, hình 4.30) ta thấy, thời gian đường dây xảy ngắn mạch, dòng điện ngắn mạch cực đại pha bị ngắn mạch là: INB = 8,12kA, INC = 8,483kA Các giá trị dòng điện ngắn mạch nhỏ giá trị dòng điện ngắn mạch lớn mà máy cắt 500kV cho phép Do máy cắt đảm bảo an toàn trường hợp xảy cố ngắn mạch pha Như Các giá trị điện áp giáng máy cắt pha, điện áp phục hồi đầu đường dây sau cắt máy cắt pha nhỏ điện áp chịu xung máy cắt 500kV ( điện áp chịu đựng xung máy cắt 500kV 1550kV) Do máy cắt đảm bảo an toàn trường hợp xảy cố ngắn mạch pha đường dây 4.4.4 Chế độ ngắn mạch pha Sơ đồ mô đường dây trường hợp cố ngắn mạch pha thể hình 4.31: Học viên: Nguyễn Văn Hùng- Lớp Cao Học ngành HTĐ Khóa 2003-2005 Luận văn tốt nghiệp cao học - 99 - Hình 4.31 Sơ đồ mô đường dây chế độ ngắn mạch pha Đường dây vận hành bình thường, máy cắt hai đầu đường dây K1, K2 đóng Tại thời điểm t = 0,05s máy cắt K3 đóng lúc đường dây xảy cố ngắn mạch pha Đến thời điểm t =0,15s máy cắt hai đầu đường dây K2 K2 ngắt ra, đường dây tách khỏi hệ thống Đồ thị điện áp giáng máy cắt phía sóc sơn có ngắn mạch pha sau: a) Đặc tính điện áp pha A 0.8 [MV] 0.4 0.0 -0.4 -0.8 -1.2 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 [s] 1.0 (f ile nganmach3pha.pl4; x-v ar t) v :X0029A-X0033A Hình 4.32 Đồ thị điện áp giáng máy cắt phía Sóc Sơn- Pha A Học viên: Nguyễn Văn Hùng- Lớp Cao Học ngành HTĐ Khóa 2003-2005 Luận văn tốt nghiệp cao học - 100 - 500 [kV] 240 -20 -280 -540 -800 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 [s] (f ile nganmach3pha.pl4; x-v ar t) v :X0029A Hình 4.33 Đồ thị điện áp đầu đường dây phía Sóc Sơn- Pha A b) Đặc tính điện áp pha B 1.5 [MV] 1.0 0.5 0.0 -0.5 -1.0 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 [s] 1.0 (f ile nganmach3pha.pl4; x-v ar t) v :X0029B-X0033B H×nh 4.34 Đồ thị điện áp giáng máy cắt phía Sóc Sơn- Pha B Học viên: Nguyễn Văn Hùng- Lớp Cao Học ngành HTĐ Khóa 2003-2005 Luận văn tốt nghiệp cao häc - 101 - 1.20 [MV] 0.76 0.32 -0.12 -0.56 -1.00 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 [s] (f ile nganmach3pha.pl4; x-v ar t) v :X0029B Hình 4.35 Đồ thị điện áp đầu đường dây phía Sóc Sơn- Pha B c) Đặc tính điện áp pha C 1.00 [MV] 0.48 -0.04 -0.56 -1.08 -1.60 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 [s] 1.0 (f ile nganmach3pha.pl4; x-v ar t) v :X0029C-X0033C H×nh 4.36 Đồ thị điện áp giáng máy cắt phía Sóc Sơn- Pha C Học viên: Nguyễn Văn Hùng- Lớp Cao Học ngành HTĐ Khóa 2003-2005 Luận văn tốt nghiệp cao häc - 102 - 1.00 [MV] 0.56 0.12 -0.32 -0.76 -1.20 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 [s] 1.0 (f ile nganmach3pha.pl4; x-v ar t) v :X0029C Hình 4.37 Đồ thị điện áp đầu đường dây phía Sóc Sơn- Pha C d) Đặc tính dòng điện ngắn mạch pha A 9000 [A] 5600 2200 -1200 -4600 -8000 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 [s] 0.5 (f ile nganmach3pha.pl4; x-v ar t) c:X0029A-X0005A Hình 4.38 Đồ thị đặc tính dòng điện ngắn mạch pha A e) Đặc tính dòng điện ngắn mạch pha B Học viên: Nguyễn Văn Hùng- Lớp Cao Học ngành HTĐ Khóa 2003-2005 Luận văn tốt nghiệp cao học - 103 - 9000 [A] 6000 3000 -3000 -6000 -9000 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 [s] (f ile nganmach3pha.pl4; x-v ar t) c:X0029B-X0005B Hình 4.39 Đồ thị đặc tính dòng điện ngắn mạch pha B f) Đặc tính dòng điện ngắn mạch pha C 9000 [A] 6000 3000 -3000 -6000 -9000 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 [s] 0.5 (f ile nganmach3pha.pl4; x-v ar t) c:X0029C-X0005C H×nh 4.40 Đồ thị đặc tính dòng điện ngắn mạch pha C Từ đồ thị đặc tính chế độ ngắn m¹ch pha ta cã mét sè nhËn xÐt sau: Học viên: Nguyễn Văn Hùng- Lớp Cao Học ngành HTĐ Khóa 2003-2005 Luận văn tốt nghiệp cao học - 104 - Trên đồ thị hình 4.32, 4.34, 4.36 Bắt đầu từ thời điểm đường dây xảy cố ngắn mạch pha ( t = 0,5s) Điện áp giáng máy cắt không Đến thời điểm t = 0,15s máy cắt hai đầu đường dây cắt giá trị điện áp giáng máy cắt ( Phía Sóc Sơn) tăng đạt giá trị cực đại UmcA = 1115,9kV , UmcB = 1483,3kV, UmcC = 1513,8kV Điện áp giáng máy cắt dao động giảm dần theo thời gian đến trạng thái ổn định Trên đồ thị đặc tính điện áp pha (hình 4.33, 4.35 4.37) cho thấy xảy cố ngắn mạch ba pha điện áp đầu đường dây giảm Đến thời điểm t = 0,15s cắt máy cắt hai đầu đường dây điện áp đầu đường dây không trở không ngay, mà xuất điện áp phục hồi sau cắt máy cắt, giá trị điện áp phục hồi cực đại sau cắt máy cắt đầu đường dây có ngắn mạch hai pha B vµ C lµ: Uphơc håiA = 773,31kV Uphơc håiB = 1172,7kV, Uphục hồiC = 1140,9 kV, điện áp phục hồi dao động tắt dần thời điểm t > 1s điện áp đầu đường dây không Trên đồ thị đặc tính dòng điện pha A, B C ( hình 4.38, hình 4.39, hình 4.40) Ta thấy thời gian đường dây xảy ngắn mạch, dòng điện ngắn mạch cực đại pha bị ngắn mạch là: IN3pha,A = 8,083kA, IN3pha,B = 8,28kA, IN3pha,C = 8,212kA Các giá trị dòng điện ngắn mạch nhỏ giá trị dòng điện ngắn mạch lớn mà máy cắt chịu Do máy cắt đảm bảo an toàn Như Các giá trị điện áp giáng máy cắt pha, điện áp phục hồi đầu đường dây sau cắt máy cắt pha nhỏ điện áp chịu xung máy cắt 500kV ( điện áp chịu đựng xung máy cắt 500kV 1550kV) Do máy cắt đảm bảo an toàn trường hợp xảy cố ngắn mạch pha đường dây 4.4.5 Mô chế độ không tải đường dây Chế độ không tải đường dây mô sau: Từ sơ đồ mô chế độ xác lập đường dây, ta điều chỉnh thời gian đóng máy cắt Học viên: Nguyễn Văn Hùng- Lớp Cao Học ngành HTĐ Khóa 2003-2005 Luận văn tốt nghiệp cao học - 105 - hai phía đầu đường dây Tại thời điểm t = 0,05s ta tiến hành đóng máy cắt phía Honghe, máy cắt phía Sóc Sơn mở đường dây vận hành chế độ không tải Khi ta có đồ thị đặc tính điện áp pha phía cuối đường dây sau: a) Đặc tính điện áp pha A 800 [kV] 600 400 200 -200 -400 -600 -800 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 [s] 1.0 (f ile Khongtai.pl4; x-v ar t) v :X0021A Hình 4.41 Đồ thị điện áp pha A cuối đường dây chế độ không tải b) Đặc tính điện áp pha B 1.00 [MV] 0.75 0.50 0.25 0.00 -0.25 -0.50 -0.75 -1.00 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 [s] 1.0 (f ile Khongtai.pl4; x-v ar t) v :X0021B Hình 4.42 Đồ thị điện áp pha B cuối đường dây chế độ không tải Học viên: Nguyễn Văn Hùng- Lớp Cao Học ngành HTĐ Khóa 2003-2005 Luận văn tốt nghiệp cao học - 106 - c) Đặc tính điện áp pha C 1.00 [MV] 0.75 0.50 0.25 0.00 -0.25 -0.50 -0.75 -1.00 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 [s] 1.0 (f ile Khongtai.pl4; x-v ar t) v :X0021C Hình 4.43 Đồ thị điện áp pha C cuối đường dây chế độ không tải Nhận xét: Từ đồ thị đặc tính điện áp pha hình 4.41, 4.42 4.43 cho thấy, tiến hành đóng đường dây chế độ không tải Tại thời điểm ban đầu đóng máy cắt ( t = 0,05s) điện áp phía cuối đường dây tăng UA = 737,74kV, UB = 552,2kV, UC = 643,5kV, sau điện áp giảm dần đến trạng thái ổn định khoảng thêi gian t = 0,2s 4.4.6 NhËn xÐt chung Trong chế độ vận hành đường dây chế độ ngắn mạch ba pha có điện áp giáng máy cắt điện áp phục hồi đầu đường dây cắt máy cắt cao nhất: UmcA = 1115,9kV , ∆UmcB = 1483,3kV, ∆UmcC= 1513,8kV Uphôc håiA = 773,31kV, Uphôc håiB = 1172,7kV, Uphôc håiC = 1140,9 kV Trong trường hợp xảy cố ngắn mạch pha đường dây dòng ngắn mạch pha lµ cao nhÊt IN3pha,A = 8,083kA, IN3pha,B = 8,28kA, IN3pha,C = 8,212kA Học viên: Nguyễn Văn Hùng- Lớp Cao Học ngành HTĐ Khóa 2003-2005 Luận văn tốt nghiệp cao học - 107 - Thông qua kết tính toán ta nhận thấy máy cắt chọn cần phải thoả mÃn điều kiện dòng cố lớn dòng ngắn mạch lớn IN max = 8,28kA Điện áp giáng lớn máy cắt phải thoả mÃn điều kiện UMC max U MC max Học viên: Nguyễn Văn Hùng- Lớp Cao Học ngành HTĐ Khóa 2003-2005 Luận văn tốt nghiệp cao học - 108 - Kết luận - Luận văn trình bày tổng quan hệ thống truyền tải điện siêu cao áp xoay chiều bao gồm cấu trúc, đặc điểm quan trọng mặt kĩ thuật đường dây truyền tải siêu cao áp ảnh hưởng đến môi trường xung quanh đường dây Hệ thống truyền tải điện siêu cao áp chiều ưu, nhược điểm - Tổng quan vỊ hƯ thèng ®iƯn ViƯt Nam bao gåm ngn, líi quy hoạch hệ thống điện Việt Nam tính đến năm 2020 Các dự án liên kết hệ thống ®iƯn ViƯt Nam víi c¸c níc khu vùc ASEAN Trong có dự án liên kết hệ thống ®iƯn ViƯt Nam vµ hƯ thèng ®iƯn Trung Qc, b»ng đường dây truyền tải điện siêu cao áp xoay chiều 500kV - Tính toán thông số đường dây, phương án đặt bù, dung lượng tụ bù dọc kháng bù ngang đường dây - Tính toán xác định giá trị điện áp giáng máy cắt, điện áp phục hồi đầu đường dây cắt máy cắt, dòng điện ngắn mạch trường hợp xảy cố ngắn mạch pha, hai pha, ba pha chế độ không tải đường dây Khi xảy ngắn mạch điện áp giáng máy cắt tăng từ 2,21ữ3,027 lần, điện áp phục hồi tăng từ 1,53ữ2,34 lần, dòng điện ngắn mạch lớn INmax = 8,28kA Thông qua kết dòng điện, điện áp giáng máy cắt điện áp phục hồi đầu đường dây cho phép ta lựa chọn thông số thiết bị đường dây, chống sét van, máy cắt để đảm bảo an toàn mặt kĩ thuật đường dây vào vận hành - Đồng thời, luận văn đà mô số chế độ vận hành đường dây như: chế độ ngắn mạch pha, hai pha, ba pha chế độ không tải đường dây chương trình mô hệ thống điện EMTP Học viên: Nguyễn Văn Hùng- Lớp Cao Học ngành HTĐ Khóa 2003-2005 Luận văn tốt nghiệp cao học - 109 - - Do phạm vi đề tài liên quan đến rÊt nhiỊu vÊn ®Ị cđa hƯ thèng ®iƯn nh ngn, lưới, chế độ vận hành hệ thống điện ổn định hệ thống điện mặt khác, đường dây liên kết hai hệ thông điện hai quốc gia khác Vì để tính toán mô đường dây xác hoàn thiện hơn, cần mô kĩ hệ thống điện Việt Nam Trung Quốc nguồn, lưới, máy biến áp đồng thời cần phải nghiên cứu kĩ chế độ vận hành hai hệ thống điện Một lần em xin chân thành cám ơn giúp đỡ tận tình thầy cô giáo đà hướng dẫn để hoàn thành luận văn Người viết Nguyễn Văn Hùng Học viên: Nguyễn Văn Hùng- Lớp Cao Học ngành HTĐ Khóa 2003-2005 Luận văn tốt nghiệp cao học - 110 - Tài liệu tham khảo Trần Bách (2004), Lưới điện hệ thống điện, tập III, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội Võ Viết Đạn, Một số vấn đề kĩ thuật điện cao áp siêu cao áp cực cao áp Trường ĐH Bách Khoa Hà Néi Ng« Hång Quang (2002), Sỉ tay lùa chän tra cứu thiết bị điện từ 0,4 đến 500kV, NXB khoa häc vµ kÜ tht, Hµ Néi Ngun Thanh Liêm (1993) ứng dụng chương trình EMTP tính toán HTĐ Trường ĐH Bách Khoa Hà Nội Viện Năng Lượng (tháng 12/2004), Đề án nghiên cứu khả hợp tác lĩnh vực lượng Việt Nam Trung Quốc, Hà Nội Viện Năng Lượng (tháng 5/2002), Tổng sơ đồ phát triển điện lực Việt Nam giai đoạn 2001-2010 có xét triển vọng đến năm 2020 Alternative Transients Program- Volume 1: Rule Book 1987 Hội thảo khoa học hệ thống truyền tải điện 500kV Prabha Kundur, Power System Stability and Control Häc viên: Nguyễn Văn Hùng- Lớp Cao Học ngành HTĐ Khóa 2003-2005 ... cứu đường dây truyền tải điện siêu cao áp xoay chiều liên kết Việt Nam- Trung Quốc Mục đích luận văn tính toán thông số tính toán số chế độ vận hành đường dây truyền tải điện siêu cao áp xoay chiều. .. thị điện áp xoay chiều pha A điện áp chiều vị trí POS1 Hình 4.10: Sơ đồ đường dây liên kết hệ thống điện Việt Nam- Trung Quốc Hình 4.11: Sơ đồ mô đường dây 500kV xoay chiều liên kết Việt Nam- Trung. .. Tổng quan đường dây truyền tải điện siêu cao áp - I.1 Đường dây siêu cao áp xoay chiều 1.1.1 Cấu trúc đường dây truyền tải điện siêu cao áp xoay chiều -