Nghiên cứu điện áp quá độ phục hồi (TRV) trong máy cắt điện 500 KV

Đại Học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN NGỌC THƠ NGHIÊN CỨU ĐIỆN ÁP QUÁ ĐỘ PHỤC HỒI (TRV) TRONG MÁY CẮT ĐIỆN 500kV Chuyên ngành: THIẾT BỊ MẠNG VÀ NHÀ MÁY ĐIỆN LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 06 năm 2008 Trường Đại Học Bách Khoa Trang Luận văn Thạc sĩ TĨM TẮT LUẬN VĂN Với tình hình kinh tế–xã hội đà phát triển nay, ngành điện ngày đóng vai trị lớn Nó có ảnh hưởng định đến tồn tại, mở rộng loại hình cơng nghiệp, kinh tế, dịch vụ Do vậy, hệ thống điện Việt Nam phải ngày phát triển để đảm nhận tốt vai trị Trong q trình vận hành hệ thống điện xuất tình trạng cố chế độ làm việc khơng bình thường thiết bị Tình trạng cố xảy dẫn đến hư hỏng thiết bị điện, điện gây tổn thất cho kinh tế nói chung ngành điện nói riêng Đối với lưới điện 500kV việc vận hành ổn định an toàn quan trọng, khơng có tác động lớn kinh tế mà ảnh hưởng đến đời sống xã hội an ninh quốc gia Vì thiết bị lưới điện 500kV có vị trí quan trọng Trong máy cắt nhữn thiết bị quan trọng hệ thống Việc xác định, lựa chọn thông số máy cắt điện có ý nghĩa quan trọng việc vận hành hệ thống Nghiên cứu thông số điện áp độ phục hồi TRV (Transient Recovery Voltage) thông số quan trọng máy cắt điện 500kV, đặc biệt đường dây dài Hiện nay, nhu cầu lượng điện ngày tăng, nên việc vận hành lưới điện căng thẳng Nếu việc xác định không thông số TRV dẫn tới hư hỏng máy cắt cắt cố Việc tính tốn thơng số TRV, giúp giải ta chọn thông số cho máy cắt giảm chi phí đáng kể Luận án sử dụng phần mềm EMTP để thực việc tính tốn, nghiên cứu TRV cho máy cắt cụ thể hệ thống điện 500kV Việt Nam Từ đưa nhận xét lựa chọn thông số TRV cho máy cắt đồng thời nêu HD: TS Hồ Văn Nhật Chương Học viên : Nguyễn Ngọc Thơ Trường Đại Học Bách Khoa Trang Luận văn Thạc sĩ phương pháp để giảm TRV phương thức để quản lý vận hành máy cắt HD: TS Hồ Văn Nhật Chương Học viên : Nguyễn Ngọc Thơ Trường Đại Học Bách Khoa Trang Luận văn Thạc sĩ MỤC LỤC Chương 1: TỔNG QUÁT VỀ MẮT CẮT ĐIỆN …………………………………….4 1.1 TỔNG QUÁT VỀ MÁY CẮT ĐIỆN 1.2 CẤU TẠO MÁY CẮT ĐIỆN 500kV 1.3 CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA MÁY CẮT ĐIỆN 500kV 1.4 QUÁ TRÌNH ĐĨNG-CẮT Chương 2: ĐIỆN ÁP QUÁ ĐỘ PHỤC HỒI (TRV)…………………………………13 2.1 TỔNG QUÁT 13 2.2 TÍNH TỐN CÁC ĐIỆN ÁP PHỤC HỒI QUÁ ĐỘ CHO CÁC SỰ CỐ TRÊN ĐƯỜNG DÂY NGẮN DỰA TRÊN CÁC ĐẶC TÍNH ĐỊNH MỨC 18 2.3 HÀM MŨ CỦA TRV 20 2.4 CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CÁC SÓNG CỦA ĐIỆN ÁP PHỤC HỒI QUÁ ĐỘ GIẢ ĐỊNH 22 Chương 3: MÔ TẢ HỆ THỐNG VÀ MƠ HÌNH HĨA HỆ THỐNG BẰNG PHẦN MỀM EMTP …………………………………………………………………………… 37 3.1 CHƯƠNG TRÌNH MƠ PHỎNG HỆ THỐNG ĐIỆN EMTP 37 3.2 SỐ LIỆU CƠ SỞ PHỤC VỤ TÍNH TỐN: 38 3.3 MƠ HÌNH EMTP 42 Chương 4: TÍNH TỐN ĐIỆN ÁP Q ĐỘ PHỤC HỒI (TRV)……………… 51 4.1 TÍNH TỐN TRV CỦA LƯỚI BẰNG EMTP: 51 4.2 PHƯƠNG PHÁP LUẬN: 53 4.3 KẾT QUẢ TÍNH TỐN TRV KHI CẮT NGẮN MẠCH 55 4.4 TÍNH TỐN GIÁ TRị TRV KHI ĐÓNG MỞ NGƯỢC PHA (OUT-OF-PHASE) 65 4.5 BIỆN PHÁP GIẢM TRV 67 4.6 NHẬN XÉT 69 Chương 5: KẾT LUẬN……………………………………………………………….70 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC HD: TS Hồ Văn Nhật Chương Học viên : Nguyễn Ngọc Thơ Trường Đại Học Bách Khoa Trang Luận văn Thạc sĩ Chương 1: TỔNG QUÁT VỀ MẮT CẮT ĐIỆN 1.1 TỔNG QUÁT VỀ MÁY CẮT ĐIỆN Máy cắt thiết bị quan trong lưới điện dùng để đóng cắt điện với dịng điện lớn u cầu chung máy cắt phải cắt nhanh, đóng cắt khơng gây nổ cháy Trong máy cắt điện cao áp vấn đề dập hồ quang cắt dịng ngắn mạch quan trọng Chính người ta thường vào phương pháp dập hồ quang để phân loại máy cắt • Máy cắt nhiều dầu: Dầu chất cách điện, đồng thời sinh khí để dập tắt hồ quang • Máy cắt dầu: Lượng dầu đủ để sinh khí dập tắt hồ quang, cịn cách điện chất rắn • Máy cắt khơng khí: Dùng khí nén để dập tắt hồ quang • Máy cắt tự sinh khí: Vật liệu dùng cách điện có khả tự sinh khí tác dụng nhiệt độ cao hồ quang Khí tự sinh áp suất cao có khả dập tắt hồ quang • Máy cắt chân không: Hồ quang dập tắt mơi trường chân khơng • Máy cắt SF6: Khí SF6 có tính cách điện khả dập hồ quang tốt Ngày máy cắt điện cao áp chủ yếu loại SF6 tính vượt trội như: Độ dẫn nhiệt nhiệt độ cao (3.000 đến 10.000K) nhiệt độ gia tăng hồ quang thấp nhiều Vì độ giảm nhiệt độ hướng tâm nhanh hơn, bán kính hồ quang nhỏ dẫn đến số thời gian phóng hồ quang nhỏ nhiều Đối với khí SF6 số 1/100 so với máy cắt không khí nitơ Vì độ bền điện mơi phục hồi nhanh sau dòng điện ngừng Mặt khác, 30000K độ dẫn nhiệt khí HD: TS Hồ Văn Nhật Chương Học viên : Nguyễn Ngọc Thơ Trường Đại Học Bách Khoa Trang Luận văn Thạc sĩ SF6 vượt xa nitơ, nên dễ dàng phát nhiệt 1.2 CẤU TẠO MÁY CẮT ĐIỆN 500kV Hình 1.1: Máy cắt điện 500kV A: Sứ đỡ B: Buồng cắt C: Tụ điện D: Vịng kết nối E: Điện trở đóng (có thể có khơng tùy thuộc vào lưới điện) F: Bộ phận truyền động G: Tủ điều khiển H: Giá đỡ I: Ong dẫn cáp L: Khóa lực Trong phận đóng buồng cắt thành phần quan trọng nhất, định đến độ tin cậy giá thành máy cắt Số lượng buồng cắt tăng theo điện áp khả cắt HD: TS Hồ Văn Nhật Chương Học viên : Nguyễn Ngọc Thơ Trường Đại Học Bách Khoa Trang Luận văn Thạc sĩ Hình 1.2: Cấu tạo máy cắt điện 500kV 1.3 CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA MÁY CẮT ĐIỆN 500kV Cũng loại máy cắt thông thường khác, máy cắt điện 500kV bao gồm thơng số sau: • Điện áp định mức: 500kV • Dịng điện định mức: đến 4000A • Dịng cắt chịu ngắn mạch: đến 63kA • Thời gian chịu đựng dòng ngắn mạch: - 3s • Tần số: 50 60Hz HD: TS Hồ Văn Nhật Chương Học viên : Nguyễn Ngọc Thơ Trường Đại Học Bách Khoa Trang Luận văn Thạc sĩ • Thời gian cắt: 2÷2.5 chu kỳ (50Hz)hoặc 2chu kỳ (60Hz) • Thời gian đóng: