Nghiên cứu xây dựng mô hình mô phỏng để phân tích các chế độ vận hành hệ thống điện nhà máy lọc dầu dung quất bằng phần mềm etap

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGƠ HỮU CHIẾN “NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG MƠ HÌNH MƠ PHỎNG ĐỂ PHÂN TÍCH CÁC CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH HỆ THỐNG ĐIỆN NHÀ MÁY LỌC DẦU DUNG QUẤT BẰNG PHẦN MỀM ETAP” LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN Đà Nẵng – Năm 2018 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGÔ HỮU CHIẾN “NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG MƠ HÌNH MƠ PHỎNG ĐỂ PHÂN TÍCH CÁC CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH HỆ THỐNG ĐIỆN NHÀ MÁY LỌC DẦU DUNG QUẤT BẰNG PHẦN MỀM ETAP” Chuyên Ngành Mã số : Kỹ thuật điện : 60520202 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: TS TRỊNH TRUNG HIẾU Đà Nẵng – Năm 2018 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan Đề tài “NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG MÔ HÌNH MƠ PHỎNG ĐỂ PHÂN TÍCH CÁC CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH HỆ THỐNG ĐIỆN NHÀ MÁY LỌC DẦU DUNG QUẤT BẰNG PHẦN MỀM ETAP” cơng trình nghiên cứu riêng cá nhân tơi Các kết tính tốn, số liệu luận văn thực tế, đảm bảo theo yêu cầu đề tài chưa nghiên cứu, cơng bố cơng trình nghiên cứu khác nhà máy lọc dầu Dung Quất Ngƣời thực Ngô Hữu Chiến LỜI CẢM ƠN Lời cho phép gởi lời cảm ơn chân thành đến q thầy giảng viên khoa Điện – Trường Đại học bách khoa Đà Nẵng, người thầy cô truyền đạt dạy dỗ cho kiến thức kinh nghiệm q báu mà cịn hướng dẫn tận tình cho tơi suốt q trình làm luận văn tốt nghiệp thạc sĩ Tôi xin chân thành gởi lời cảm ơn chân thành tơi đến q thầy đặc biệt thầy : Tiến sĩ Trịnh Trung Hiếu tận tình, chu đáo, dành thời gian tâm huyết hướng dẫn em trình thực luận văn tốt nghiệp Cuối xin cảm ơn tất bạn bè động viên giúp đỡ suốt q trình thực luận văn Mặc dù có nhiều cố gắng đề thực đề tài cách hoàn chỉnh nhất, nhiên hạn chế kiến thức, khả kinh nghiệm nên tránh khỏi sai sót, em mong nhận nhận xét, đánh giá góp ý quý báu quý thầy cô Chân thành cảm ơn! Quảng Ngãi ngày 15 tháng 06 năm 2018 Ngô Hữu Chiến MỤC LỤC I MỞ ĐẦU .1 Đặt vấn đề thực đề tài 1.1 Tình hình nghiên cứu, áp dụng ngồi nước: 1.2 Sự cần thiết/cấp thiết lợi ích mà kết ĐT/NV mang lại: 1.3 Mục tiêu nghiên cứu 1.4 Nội dung/nhiệm vụ nghiên cứu 1.5.Phương pháp, nguyên lý, biện pháp nghiên cứu .3 Chƣơng 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN NMLD DUNG QUẤT VÀ PHẦN MỀM ETAP 1.1 Tổng quan hệ thống điện Nhà Máy Lọc Dầu Dung Quất (NMLD) 1.1.1 Nguồn điện: 1.1.2 Hệ thống phân phối: 1.1.3 Tải tiêu thụ: .4 1.1.4 Độ tin cậy vận hành hệ thống: 1.1.5 Nhu cầu lượng nâng cấp, mở rộng nhà máy: 1.2 Tổng quan mơ hình hóa hệ thống điện phần mềm ETAP 1.2.1 Giới thiệu ETAP 1.2.2 Các chức ETAP: 1.2.3 Sơ mô tả phần tử hệ thống phần mềm ETAP Chƣơng 2: XÂY DỰNG MƠ HÌNH MƠ PHỎNG HỆ THỐNG ĐIỆN CỦA NMLD DUNG QUẤT BẰNG PHẦN MỀM ETAP 24 2.1.Xây dựng mơ hình hóa hệ thống, thiết bị trạm SS1 .24 2.1.1 Xây dựng mơ hình thiết bị cấp 22kV 24 2.1.1.1 Xây dựng mơ hình cụm Máy phát tuabine .24 2.1.1.2 Xây dựng mơ hình cụm Xuất tuyến nối lưới 27 2.1.1.3 Xây dựng mơ hình cụm Lộ tuyến cấp nguồn Máy biến áp .28 2.1.2 Xây dựng mơ hình hệ thống thiết bị cấp 6.6kV 30 2.1.2.1 Xây dựng mơ hình cụm Xuất tuyến đầu vào tủ 1-SW-3-1 30 2.1.2.2 Xây dựng mơ hình cụm Lộ tuyến cấp nguồn Máy biến áp 6.6/0.4kV 31 2.1.2.3 Xây dựng mơ hình cụm Lộ tuyến cấp nguồn Động 6.6kV 32 2.1.2.4 Xây dựng mơ hình cụm Tải tổng 6.6kV 33 2.1.3 Xây dựng mơ hình hệ thống thiết bị cấp 0.4kV 33 2.1.3.1 Xây dựng mơ hình cụm Xuất tuyến đầu vào tủ 1-SW-4-1, 1-SW-4-2 33 2.1.3.2 Xây dựng mơ hình cụm Tải tổng 0.4kV 34 2.2 Xây dựng mơ hình hóa hệ thống, thiết bị trạm SS2, SS4, SS5, SS7, SS8A, SS8B, SS8C, SS9, SS10, SS11, SS12, SS PP 35 2.3 Mô trào lưu công suất hệ thống (Load flow analysis) 36 2.3.1 Mục đích nghiên cứu .36 2.3.2 Các phương pháp tính phân bố cơng suất ETAP 36 2.3.3 Cấu hình hệ thống cho nghiên cứu phân bố công suất 36 2.3.4 Kết mô 37 2.4 Mơ tính tốnngắn mạch ( Short circuit calculation) 37 2.4.1 Mục đích mơ tính tốn ngắn mạch 37 2.4.2 Phương pháp tính tốn .37 2.4.3 Cấu hình hệ thống cho mơ tính tốn ngắn mạch 41 2.4.4 Kết nghiên cứu: 41 2.4.5 So sánh kết với kết tính tốn nhà thầu Technip: 41 2.5 Phối hợp bảo vệ relay ( Protection relay coordination) 44 2.5.1 Mục đích nghiên cứu .44 2.5.2.Phương thức thực 44 2.5.3.Kết mô 44 2.6 Kết luận .48 Chƣơng 3: ỨNG DỤNG MƠ HÌNH MƠ PHỎNG ĐỂ RÀ SOÁT, ĐÁNH GIÁ CÁC RỦI RO CỦA HỆ THỐNG ĐIỆN NMLD DUNG QUẤT 49 3.1 Mô cố chạm đất cáp ngầm xuất tuyến 22kV gây nguồn toàn phân xưởng PP 49 3.1.1 Mô tả cố: 49 3.1.2 Mô cố 51 3.1.3 Phương án kỹ thuật khắc phục 53 3.2.Điều phối bảo vệ chạm đất cấp 0.4kV cho tủ phân phối 55 3.2.1 Mô tả trạng 55 3.2.2 Đánh giá giải pháp 57 3.2.3 Đề xuất giải pháp 57 3.2.4.Đánh giá giải pháp 57 3.2.2.Mô tả tình giả định 61 3.2.3.Nhận xét 63 3.2.4.Kết luận .63 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 64 4.1.Kết luận: .64 4.2 Hướng phát triển ứng dụng đề tài: 64 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 66 PHỤ LỤC: TÓM TẮT LUẬN VĂN Đề tài thực xây dựng mơ hình mơ hệ thống điện nhà máy lọc dầu Dung Quất phần mềm ETAP bao gồm, máy phát, 13 trạm điện, đường dây 22kV phụ tải cấp 6,6kV cấp 0,4kV Dựa sở liệu xây dựng đề tài thực việc tính tốn phân bố cơng suất, tính ngắn mạch bảo vệ rơ le cho số trạm điển hình Kết mơ so sánh với thông số vận hành thực tế thơng số tính tốn nhà thầu thực trước Kết so sánh cho thấy mơ hình mơ xây dựng phần mềm Etap độ xác cao, sử dụng để tính tốn thiết kế phần điện mở rộng nhà máy điện tương lai việc sốt nguy cố tồn hệ thống Dựa mơ hình xây dựng, đề tài phân tích số cố xảy nhà máy đưa giải pháp để hệ thống điện hoạt động an toàn ổn định Kết mơ hình làm liệu cho tính toán sau : - Ổn định hệ thống; - Sóng hài; - Bảo vệ rơ le - … The subject has conducted modoling of Dung Quat electrical system by ETAP software including generators,13 substations, 22 kv underground cables, 6,6 kv and 0,4 kv customers Base on the data which has just conducted the subject has conculated the load flow , short circuit and relay co-operation of some typical substations The results of modoling has compared with contractors which have conducted before It is clear that the results of modoling have high accuracy and use for engenering of extension of refinery later and manage the incident which happen in the electrical system The subject has analyzed some incident which happen in the refinery and give the solution to operate the electrical system safe and reliable.The results of modoling are the data base for calculating later: - Stabilizers System; Harmonic; Relay coordination; DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT ĐT/NV : Đề tài/nhiệm vụ NMLD : Nhà máy lọc dầu ETAP : Phần mềm mô SS : Trạm biến áp EVN : Hệ thống điện lưới Quốc gia HTĐ : Hệ thống điện STG : Máy phát truyền động nước CT : Máy biến dòng VT : Máy biến điện áp DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 Thơng số mơ hình MBA 26 Bảng 2.2 Thơng số mơ hình Cáp 26 Bảng 2.3 Thơng số mơ hình MBA 27 Bảng 2.4.Thông số mô hình Cáp 22kV 28 Bảng 2.5 Thơng số mơ hình Cáp .29 Bảng 2.6 Thơng số mơ hình MBA 30 Bảng 2.7 Thơng số mơ hình Cáp .31 Bảng 2.8 Thông số mơ hình Cáp 6,6kV 31 Bảng 2.10 Thông số mô hình MBA 33 Bảng 2.11 Phân bố công suất hệ thống điện NMLD 37 Bảng 2.12 Bảng so sánh kết tính tốn ngắn mạch với nhà thầu 42 Bảng 3.1 Thông số điện áp hệ thống 59 Bảng 3.2 Thông số điện áp hệ thống 61 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Trang info nguồn Hình 1.2 Trang Rating nguồn Hình 1.3 Trang Short Circuit nguồn Hình 1.4 Trang hamnic nguồn Hình 1.5 Trang Reliability nguồn 10 Hình 1.6 trang Rating máy phát 11 Hình 1.7 trang Imp/Model máy phát .12 Hình 1.8 trang Capability máy phát 13 Hình 1.9 Trang Info máy biến áp 13 Hinh 1.10 Trang Nameplate động 14 Hình 1.11 Trang Imp Của động 15 Hình 1.12 Trang Inertial Của động 16 Hình 1.13 Trang Load Của động 16 Hình 1.14 Trang Infor Của đường dây 17 Hình 1.15 Trang Impedance Của đường dây 17 Hình 1.16 Trang Rating Của Máy cắt 18 Hình 1.17 Trang Interlock Của Máy cắt 18 Hình 1.18 Trang Input Của Relay 19 Hình 1.19 Trang output Của Relay 19 Hình 1.20 Trang OCR Của Relay 20 Hình 1.21 Trang OLR Của Relay 21 Hình 1.22 Trang Infor Của CT 21 Hình 1.23 Trang Rating Của CT 22 Hình 1.24 Trang Rating Của Cầu chì 22 Hình 2.1 Thơng số hệ thống kích từ 25 Hình 2.2 Thơng số mơ hình hệ thống kích từ 25 Hình 2.3 Mơ hình cụm Xuất tuyến đầu vào tủ 1-SW-3-1 .30 Hình 2.4 Mơ hình cụm Xuất tuyến đầu vào tủ 0.4kV .33 Hình 2.5.Mơ hình tồn trạm SS1 35 Hình 2.6.So sánh kết tính tốn ngắn mạch theo IEC 60909 40 Hình 2.7 Mơ hình sơ đồ sợi thể hệ thống bảo vệ Rơ le trạm 8A 45 Hình 2.8 Tiêu biểu phối hợp bảo vệ Rơ le trạm 8A 46 Hình 2.9 Thử nghiệm tác động bảo vệ 47 Hình 3.1 Sự cố chạm đất phân xưởng PP 49 ... NGÔ HỮU CHIẾN “NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG MƠ HÌNH MƠ PHỎNG ĐỂ PHÂN TÍCH CÁC CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH HỆ THỐNG ĐIỆN NHÀ MÁY LỌC DẦU DUNG QUẤT BẰNG PHẦN MỀM ETAP? ?? Chuyên Ngành Mã số : Kỹ thuật điện : 60520202... 1.2.3 Sơ mô tả phần tử hệ thống phần mềm ETAP Chƣơng 2: XÂY DỰNG MƠ HÌNH MÔ PHỎNG HỆ THỐNG ĐIỆN CỦA NMLD DUNG QUẤT BẰNG PHẦN MỀM ETAP 24 2.1 .Xây dựng mơ hình hóa hệ thống, thiết bị... yêu cầu nghiên cứu hệ thống việc thiết kế phần mở rộng hệ thống điện tương lai Luận văn tìm hiểu phần mềm mơ hệ thống điện (HTĐ) ETAP nhằm để mơ hình hố hệ thống điện ETAP phần mềm toàn điện liên