Nghiên cứu ảnh hưởng của điện trở trung tính đến chế độ vận hành đường dây 583 pleiku 2 572 thạnh mỹ (tt)

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ HUỲNH TẤN LONG NGHIÊN CỨU ẢNH HƢỞNG CỦA ĐIỆN TRỞ TRUNG TÍNH ĐẾN CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH CỦA ĐƢỜNG DÂY 583 PLEIKU – 572 THẠNH MỸ C C R UT.L D Chuyên ngành : Kỹ thuật điện Mã số : 8520201 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT ĐIỆN Đà Nẵng - Năm 2020 Cơng trình hồn thành TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS Ngô Văn Dƣỡng Phản biện 1: PGS TS Đinh Thành Việt Phản biện 2: TS Lê Thị Minh Tịnh C C R UT.L D Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ chuyên ngành Kỹ thuật điện họp trường Đại học Bách khoa vào ngày 18 tháng năm 2020 Có thể tìm hiểu luận văn tại:  Trung tâm học liệu truyền thông Trường Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng  Thư viện Khoa Điện, Trường Đại học Bách khoa – ĐHĐN MỞ ĐẦU LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Hệ thống điện truyền tải 500kV Việt Nam ngày phát triển mạnh mẽ, lưới điện ngày tăng cao phức tạp Việc trao đổi công suất qua lại vùng miền lớn thường thông qua đường dây liên kết dài Đặc biệt khu vực Nam Trung Bộ, nơi tập trung tâm nhiệt điện Vĩnh Tân, nguồn lượng tái tạo phát triển mạnh khu vực này, đóng góp nguồn lượng lớn chuyển tải công suất theo chiều Nam-Bắc số thời điểm năm Trong đường dây 500kV mạch đơn 583/Pleiku – 572/572 Thạnh Mỹ dài 232 km, xây dựng từ năm 1994 Đường dây đóng vai trị xương sống lưới Truyền tải 500kV, góp phần liên kết lưới điện 500kV Bắc Nam Vì vậy, việc nghiên cứu tính toán chế độ vận hành, đảm bảo đường dây vận hành an toàn trở nên cần thiết, có việc nghiên cứu q trình độ điện từ lưới C C R UT.L D MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Mục đích nghiên cứu đề tài là: Tính tốn, đánh giá ảnh hưởng điện trở nối đất kháng bù ngang đến chế độ vận hành lưới điện truyền tải Trên sở lựa chọn thơng số điện trở trung tính kháng bù ngang đường dây 583/Pleiku – 572/Thạnh Mỹ nhằm hạn chế tượng áp hệ thống điện cắt pha đường dây vận hành ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU - Các chế độ làm việc hệ thống truyền tải điện 500kV khu vực miền Trung Việt Nam - Vai trò kháng bù ngang đường dây truyền tải 500kV - Hiện tượng áp ngắn mạch pha đường dây 500kV Phạm vi nghiên cứu đề tài: - Đánh giá ảnh hưởng điện trở trung tính kháng bù ngang đến chế độ vận hành hệ thống truyền tải 500kV - Áp dụng tính tốn phân tích đường dây 583/Pleiku – 572/Thạnh Mỹ làm sở để đánh chung cho hệ thống PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU - Thu thập số liệu thông số đường dây thơng số vận hành thực tế, sở cập nhật thông tin vào phần mềm để mô đường dây vận hành - Tính tốn phân tích tượng áp cắt pha ứng với chế độ vận hành khác - Tính tốn lựa chọn giá trị điện trở nối trung tính phù hợp để hạn chế áp cắt pha đường dây vận hành C C R UT.L ĐẶT TÊN ĐỀ TÀI Căn mục tiêu nhiệm vụ đề ra, đề tài đặt tên sau: “Nghiên cứu ảnh hƣởng điện trở trung tính đến chế độ D vận hành đƣờng dây 583/Pleiku – 572/ Thạnh Mỹ” CẤU TRÚC CỦA LUẬN VĂN Ngoài phần mở đầu kết luận chung, nội dung luận văn biên chế thành chương: Chƣơng 1: Tổng quan hệ thống truyền tải điện 500kV Việt Nam vai trò kháng bù ngang Chƣơng 2: Cơ sở tính tốn phân tích hệ thống điện phần mềm tính tốn Chƣơng 3: Tính tốn, đánh giá ảnh hƣởng điện trở nối đất trung tính đến chế độ làm việc đƣờng dây 583/Pleiku 2572/Thạnh Mỹ CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN VIỆT NAM GIAI ĐOẠN 2020-2030 1.1 Tổng quan hệ thống truyền tải điện Việt Nam Hệ thống lưới điện truyền tải 500kV, 220kV Việt Nam Tổng Công ty Truyền tải điện Quốc gia quản lý vươn tới hầu hết tỉnh, thành phố nước liên kết hệ thống điện miền thành hệ thống điện hợp bước kết nối với lưới truyền tải điện nước khu vực với công nghệ ngày đại đường dây nhiều mạch, nhiều cấp điện áp, cáp ngầm cao áp 220kV, trạm GIS 220kV, hệ thống điều khiển tích hợp máy tính, thiết bị định vị cố, giám sát dầu online, hệ thống SCADA… Tính đến hết năm 2019, công suất đặt hệ thống truyền tải điện Quốc gia 55367 MW, tăng 13,2% so với năm 2018 Cụ thể, cấu nguồn điện phân loại theo loại hình nhà máy hình 1.2: D C C R UT.L Điện mặt trời 8.48% Điện gió 0.68% Điện sinh khối 0.59% Thủy điện nhỏ 6.64% Tua bin khí 13.45% Nhiệt điện dầu 2.85% Nhiệt điện khí 0.04% Diesel 0.04% Thủy điện 30.63% Nhiệt điện than 36.61% Hình 1.2: Biểu đồ cấu nguồn điện phân loại theo loại nhà máy 1.2 Hiện trạng hệ thống truyền tải điện khu vực Miền Trung 1.2.1 Hiện trạng hệ thống truyền tải điện khu vực Miền Trung Hệ thống nguồn điện miền Trung tính đến cuối tháng 12 năm 2019 có tổng công suất đặt nhà máy điện xấp xỉ 9457.95 MW Trong đó, tổng cơng suất đặt nhà máy thủy điện 7132.95 MW chiếm 75,4%, nhiệt điện than 1200 MW chiếm 12.7%, lượng tái tạo 1125 MW chiếm 11.9% Lưới điện truyền tải khu vực miền Trung Công ty Truyền tải điện Công ty truyền tải điện quản lý bao gồm 16 tỉnh, thành phố từ tỉnh Quảng Bình vào phía Nam đến tỉnh ĐắkNơng, Lâm Đồng Bình Thuận Số lượng đường dây trạm 220kV, 500kV khu vực miền Trung tính đến 01 tháng năm 2020 gồm: - Tổng chiều dài đường dây 500kV : 2847.572 km - Tổng chiều dài đường dây 220kV :4763.667 km - Tổng công suất trạm biến áp 500kV : 7050 MVA - Tổng công suất trạm biến áp 220kV : 5563 MVA C C R UT.L D 1.2.2 Lưới điện truyền tải Công ty Truyền tải điện quản lý Công ty Truyền tải điện có nhiệm vụ quản lý vận hành lưới điện Truyền tải cấp điện áp từ 220kV đến 500kV Phạm vi lưới điện Công ty quản lý bao gồm hệ thống điện truyền tải thuộc 07 tỉnh khu vực miền Trung: Quảng Bình, Quảng Trị, Thừa Thiên – Huế, Quảng Nam, Đà Nẵng, Quảng Ngãi, Kon Tum.( Tham khảo sơ đồ lưới điện PTC2 quản lý, phụ lục 1.3) Tính đến thời điểm 31 tháng 12 năm 2019 lưới truyền tải điện công ty Truyền tải điện quản lý gồm: - Trạm biến áp 500 KV: trạm, tổng công suất 2250MVA - Trạm biến áp 220 KV: 13 trạm, tổng công suất 2625MVA - Đường dây 500 kV: Tổng chiều dài 1227,8 km - Đường dây 220 kV: Tổng chiều dài 1680,4 km 1.2.3 Lưới điện truyền tải Công ty Truyền tải điện quản lý Công ty Truyền tải điện có nhiệm vụ quản lý vận hành lưới điện Truyền tải cấp điện áp từ 220kV đến 500kV Phạm vi lưới điện Công ty quản lý bao gồm hệ thống điện truyền tải thuộc 09 tỉnh khu vực miền Trung : Gia Lai, Đắk Lắk, Đắk Nơng, Bình Định, Phú n, Khánh Hịa, Lâm Đồng, Ninh Thuận Bình Thuận Tính đến thời điểm tháng 12 năm 2019 lưới truyền tải điện công ty Truyền tải điện quản lý gồm: - Trạm biến áp 500 KV: trạm, tổng công suất 4800MVA Trạm biến áp 220 KV: 22 trạm, tổng công suất 4250MVA Đường dây 500 kV: Tổng chiều dài 1939,178 km Đường dây 220 kV: Tổng chiều dài 3209,142 km C C R UT.L 1.2.4 Quy hoạch lưới điện Miền trung đến năm 2025 Theo dự kiến TSĐ VII, đến cuối năm 2025 nguồn điện khu vực miền Trung có tổng cơng suất đăt khoảng 35.849,95 MW Tổng chiều dài đường dây 500kV đến năm 2025 khoảng 6279,252 kM Qua khảo sát Quy hoạch phát triển điện lực số tỉnh, thành phố khu vực miền Trung Quảng Bình, Thừa Thiên – Huế, Đà Nẵng, Quảng Ngãi, Bình định, Kon Tum, Khánh Hịa, Đăk Lăk, Đăk Nơng Đồng thời đối chiếu với đề án Điều chỉnh quy hoạch phát triển điện lực quốc gia giai đoạn 2011-2020 có xét đến 2030 (QHĐ7ĐC) Viện Năng lượng lập, Thủ tướng Chính phủ phê duyệt theo định số 428/QĐ-TTg ngày 18/3/2016, kết D cho thấy dự báo phụ tải cực đại miền Trung đến năm 2025 sau Năm 2020 2021 2022 2023 2024 2025 Pmax (MW) 5797 6755 7241 7864 8419 9092 1.3 Hiện trạng đƣờng dây 500kV Pleiku – Thạnh Mỹ Đến thời điểm năm 2020 hệ thống truyền tải 500kV qua khu vực tỉnh Miền Trung – Tây Nguyên liên kết yếu với 02 mạch Dốc Sỏi – Pleiku Thạnh Mỹ - Pleiku Việc đảm bảo vận hành an toàn cho đường dây nhằm cung cấp điện An toàn – liên tục giữ vững liên kết hệ thống điện 02 miền Bắc – Nam nhiệm vụ nặng nề Tổng công ty Truyền tải điện Quốc Gia Công ty Truyền tải điện Đường dây thiết kế xây dựng năm 1994 Đường dây có thông số sau: - Điểm ban đầu: Trạm biến áp 500kV Thạnh Mỹ - Tỉnh Quảng Nam (xét theo chiều Bắc - Nam) - Điểm cuối: Trạm biến áp 500kV Pleiku (Tỉnh Gia Lai) - Cấp điện áp: 500kV - Số mạch: 01 mạch - Dây dẫn: 4xACSR330/43 - Chiều dài: 232km Đồng thời để nâng cao khả tải đường dây, tăng khả ổn định động đường dây, đường dây 583/Pleiku – 572/Thạnh Mỹ trang bị tụ bù dọc, kháng bù ngang 02 đầu có thơng số sau: - Kháng bù ngang: Dung lượng 500kV/91MVAr (lắp đặt 02 đầu) - Tụ bù dọc: 2000A/21.5Ω (lắp đặt 02 đầu) - Cuộn kháng trung tính: 800Ω (lắp đặt 02 đầu) C C R UT.L D 1.4 Cấu tạo nguyên lý làm việc phần tử bù đƣờng dây 1.4.1 Nguyên lý bù đường dây Ta có tổn thất đường dây: :∆U= (P.R + Q.X)/U Trong : - P cơng suất tác dụng truyền đường dây - R thành phần điện trở đường dây - Q công suất phản kháng truyền đường dây - X thành phần điện kháng đường dây - U điện áp đầu đường dây Căn vào công thức trên, thấy : - Nếu thay đổi P U thay đổi P lớn hay nhỏ phụ tải định nên thay đổi tuỳ tiện - Thay đổi tham số R cách tăng tiết diện đường dây tăng số đường dây làm việc song song khơng hợp lý mặt kinh tế Vì vậy, người ta tìm cách thay đổi Q (Cơng suất phản kháng) X (tham số đường dây) để giảm tốithiểu ∆U - Các biện pháp thay đổi Q gọi bù ngang: dùng thiết bị để phát tiêu thụ công suất phản kháng động đồng bộ, tụ điện, kháng điện (trong chương đề cập tới tụ kháng ) - Các biện pháp thay đổi X gọi bù dọc: tụ bù mắc nối tiếp đường dây truyền tải làm cho tổng trở đường dây nhỏ đi: ( XS = X - Xbù).Trở kháng hệ thống truyền tải bao gồm phần lớn thành phần điện kháng phần nhỏ thành phần điện trở: (Zht = R + J XS ) Bởi thay đổi điện áp phía tải gây nên thành phần XS nhiều thành phần điện trở R C C R UT.L D 1.4.2 Kháng bù ngang - Cuộn kháng coi máy biến áp mà khơng có cuộn dây thứ cấp, tất dịng chảy vào cuộn kháng trở thành dịng kích từ (dịng khơng tải) - Kháng bù ngang thơng thường loại lõi thép với khe hở khơng khí Nhờ khe hở khơng khí mà lõi thép khơng thể bị bão hòa tăng từ trở Từ trở tăng giúp độ tự cảm (điện cảm) kháng điện giảm làm công suất kháng điện tăng L = N² / R (L: điện cảm, N: số vòng dây, R: Từ trở) - Một kháng pha bao gồm kháng đơn pha loại pha chung (chung lõi từ, chung vỏ máy) Loại pha chung thiết kế pha - trụ pha – trụ Loại trụ sử dụng phổ biến lưới truyền tải cơng suất lớn ba pha độc lập mạch từ loại trụ có từ thơng chạy chung pha Tác dụng kháng bù ngang lưới điện: - Là thiết bị tiêu thụ công suất phản kháng nên có tác dụng triệt tiêu, điều chỉnh lượng công suất phản kháng dư thừa lưới điện sinh ra, giảm điện áp giữ ổn định điện áp hệ thống C C R UT.L - Giảm điện áp trường hợp non tải, D cách tiêu thụ công suất phản kháng Q tụ ký sinh đường dây sinh - Là mạch nối đất trung tính có kháng trung tính đóng vai trị cuộn dập hồ quang (hồ quang điểm chạm đất pha, tăng giá trị cho dòng bảo vệ, đẩy nhanh tốc độ F79-TĐL) - Giữ điện áp cao để tăng giới hạn truyền tải giảm tổn thất chế độ truyền tải công suất cao 1.4.3 Tụ bù dọc Trên đường dây siêu cao áp có độ dài lớn, điện dung pha đất pha - pha lớn, khơng tải tải nhỏ điện áp cuối đường dây cao đầu đường dây Vì vậy, kháng bù ngang, có tác dụng giảm tăng áp này, giữ điện áp cuối đường dây ổn định gần điện áp định mức Đối với tụ bù dọc có tác dụng giảm điện áp giáng đường dây (giảm tổn thất điện áp công suất đường dây), dàn điện áp đường dây với 10 1.6 Kết luận Hệ thống điện Việt Nam phát triển nhanh chóng, ngày trở nên rộng lớn, đáp ứng nhu cầu tăng trưởng phụ tải điện nguồn điện, tốc độ tăng trưởng kinh tế giai đoạn hội nhập phát triển Lưới truyền tải 500kV Việt Nam thức đưa vào vận hành ngày 27/5/1994 với trạm biến áp 500kV dung lượng 2700MVA gần 1500km đường dây chạy suốt từ Bắc vào Nam mở thời kỳ cho phát triển lưới điện truyền tải Việt Nam Trong giai đoạn từ năm 2004 đến 31/12/2019 Hệ thống Truyền tải điện 500kV phát triển nhanh chóng với 27 Trạm biến áp 500kV dung lượng 29400MVA tổng chiều dài đường dây 500kV 7500km, tốc độ tăng trưởng trung bình 35,7%/năm Lưới truyền tải 500kV xương sống hệ thống điện Việt Nam, chạy suốt từ Bắc vào Nam đóng vai trị vơ quan trọng cân lượng tồn quốc có ảnh hưởng lớn tới độ tin cậy cung cấp điện miền Trong trình vận hành việc thao tác đóng cắt kháng bù ngang để điều chỉnh công suất phản kháng có cố xảy gây tượng tăng điện áp cảm ứng pha, để hạn chế điện áp sử dụng giải pháp nối đất trung tính kháng bù ngang qua điện kháng điện trở Luận văn nghiên cứu, tính tốn đánh giá ảnh hưởng giải pháp đến chế độ làm việc lưới điện truyền tải 500kV Việt Nam D C C R UT.L 11 CHƢƠNG CƠ SỞ TÍNH TỐN PHÂN TÍCH HỆ THỐNG ĐIỆN VÀ PHẦN MỀM TÍNH TỐN 2.1 Mở đầu Hệ thống điện bao gồm khâu sản xuất, truyền tải phân phối điện Kết cấu hệ thống điện phức tạp, muốn nghiên cứu địi hỏi phải sử dụng phương pháp giải tích mạng điện 2.2 Các phƣơng pháp tính tốn phân tích hệ thống điện 2.2.1 Phương pháp Gauss – Seidel Phương pháp Gauss-Seidel dùng để tìm giá trị X hệ phương trình tuyến tính: f(x) = (2.1) Trong f(x) phương trình điện áp, dịng điện hệ thống Phương pháp Gauss-Seidel có ưu điểm đơn giản, khối lượng tính toán nhỏ bước lặp yêu cầu dung lượng nhớ nhỏ Tuy nhiên phương pháp tốc độ hội tụ chậm, thời gian tính tốn tăng lên, kích thước lưới lớn Do thực tế phương pháp Gauss-Seidel sử dụng phân tích lưới điện nhỏ với có vài nút có cơng suất thay đổi nhẹ C C R UT.L D 2.2.2 phương pháp Newton – Raphson: Phương pháp Newton – Raphson thực giải hệ phương trình f(x) cách thành lập ma trận Jacobi Phương pháp NewtonRaphson có nhược điểm phức tạp, phải thành lập ma trận Jacobian, ma trận thay đổi từ bước lặp sang bước lặp khác cần phải giải hệ phương trình tuyến tính sau bước lặp với ma trận thay đổi Phương pháp yêu cầu nhớ lớn, dung lượng tính toán phương pháp Newton-Raphson lớn, dung lượng tăng lên tuyến tính theo kích cỡ hệ thống, 12 sử dụng phương pháp thích hợp việc tính tốn lưới điện lớn 2.3 Các phƣơng pháp điều chỉnh điện áp hệ thống điện Hiện nay, việc điều chỉnh điện áp lưới điện Việt Nam thực công cụ/ biện pháp sau: 1) Điều chỉnh nấc phân áp MBA 500kV; 2) Đóng/mở thiết bị bù cơng suất phản kháng (CSPK) như: kháng bù ngang (KBN) lưới điện 500kV; 3) Chuyển bù số tổ máy thủy điện có khả chạy bù; huy động số tổ máy thủy điện để tiêu thụ công suất phản kháng; 4) Thay đổi công suất phản kháng tổ máy phát điện kết hợp với việc thay đổi nấc phân áp MBA tăng áp; 5) Cắt ĐZ 500 để giảm điện áp, đóng đường dây (ĐZ) không tải tải thấp để tăng điện áp; 6) Thay đổi kết lưới hệ thống điện; 7) Hạn chế phụ tải Có nhiều phương pháp bù: tụ bù dọc, tụ bù ngang, kháng bù ngang, tụ bù tĩnh có dung lượng thay đổi SVC,…Trong luận văn tác giả xin giới thiệu phương pháp điều chỉnh điện áp dùng kháng bù ngang tụ bù dọc C C R UT.L D 2.4 Giới thiệu phần mềm EMTP-RV Hiện phần mềm EMTP-RV (Electro-Magnetic Transient Program) sử dụng để mơ q trình q độ điện từ Phần mềm có chức sau: + Mơ hình hóa phần tử hệ thống điện + Mơ phỏng, tính tốn q trình q độ điện trình siêu độ hệ thống điện + Tính tốn phân bố cơng suất hệ thống 13 Phần mềm bao gồm mơ hình sau: - Đường dây 500 kV - Các máy biến áp tăng áp tổ máy phát - Các máy biến tự ngẫu 500/220 kV - Các tụ bù dọc - Kháng bù ngang kháng trung tính - Nguồn 2.5 Xây dựng mơ hình mơ đƣờng dây 583/Pleiku 572/Thạnh Mỹ 2.5.1 Mở đầu Để mô đánh giá ảnh hưởng điện trở trung tính đến q trình vận hành đường dây 500kV Pleiku – Thạnh Mỹ, cần tính tốn thơng số đường dây Sau khai báo thông số vào module phần mềm thực mơ C C R UT.L D Hình 2.11: Sơ đồ bố trí dây dẫn đường dây Pleiku2 - Thạnh Mỹ 2.5.2 Thông số đường dây - Điện dung đường dây: 14 (2.9) Các thông số kháng bù ngang 500kV/91MVAr Trạm Pleiku Trạm Thạnh Mỹ C C R UT.L D 2.5.3 Mơ hình đường dây có lắp đặt tụ bù dọc, kháng bù ngang a Thành phần hỗ dung Thành phần sinh dòng hồ quang thứ cấp điện áp phục hồi - Dòng điện hồ quang thứ cấp (2.24) - Điện áp phục hồi (2.25) 15 b Thành phần hỗ cảm Thành phần hỗ cảm pha tỉ lệ thuận với công suất truyền tải pha không bị cố có giá trị tương đối lớn đường dây dài Các thông số khác hốn vị đường dây trào lưu cơng suất vơ cơng đóng vai trị quan trọng Chương trình EMTP-RV sử dụng để tính thành phần 50 Hz Mục đích phần cho biết dạng sóng hồ quang thứ cấp điện áp phục hồi điểm ngắn mạch Để từ xác định thời gian dập tắt hồ quang thứ cấp c Thành phần dịng phóng tụ bù dọc Các kết mô cho thấy trường hợp không nối tắt tụ máy cắt bypass, dịng hồ quang thứ cấp có biên độ lớn với thành phần dao động dịng phóng chiếm đa phần dải tần 5-7Hz Các thành phần góp phần làm gia tăng thời gian dập tắt hồ quang, gây khó khăn để đạt thời gian chết rút ngắn theo yêu cầu trì ổn định hệ thống Do thiết phải loại trừ thành phần dịng phóng tụ bù dọc nhằm gia tăng tiến trình dập tắt hồ quang mau chóng C C R UT.L D d Thành phần chiều lượng bị “bẫy” kháng bù ngang tạo Thành phần xuất từ thời điểm máy cắt hai đầu đường dây mở đến thời điểm dịng điện hồ quang thứ cấp cắt điểm khơng Thời gian chết cho đóng lại pha cho đường dây 500kV tính theo cơng thức sau: Tdeadtime = Tbypass + Tdc + Tarc +Tdielectric Tbypass : thời gian lớn để nối tắt tụ bù dọc Tbypass =130ms Tarc: thời gian cần thiết để dập tắt thành phần 50 Hz 16 Tdielectric: thời gian cần thiết để phục hồi cách điện = 100 ms Tdc: thời gian để có điểm khơng dịng hồ quang thứ cấp (do thành phần DC dòng điện hồ quang thứ cấp tạo nên) 2.6 Kết luận Để tính tốn phân bố cơng suất hệ thống điện, người ta sử dụng hai phương pháp Gauss-Seidel Newton-Raphson, phương pháp có ưu nhược điểm riêng Trên sở phương pháp nêu xây dựng nhiều phần mềm tính tốn phân tích chế độ làm việc HTĐ PSS/E, Power Word, EMTP-RV… Để phân tích ảnh hưởng điện trở trung tính đến chế độ làm việc HTĐ, luận văn sử dụng phần mềm EMTP-RV EMTP-RV cho phép tính tốn thơng số hệ thống điện chế độ độ theo miền thời gian C C R UT.L CHƢƠNG TÍNH TỐN, ĐÁNH GIÁ ẢNH HƢỞNG CỦA ĐIỆN TRỞ NỐI ĐẤT TRUNG TÍNH ĐẾN CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA ĐƢỜNG DÂY 500KV 583/PLEIKU – 572/THẠNH MỸ 3.1 Đặt vấn đề Như mục tiêu luận văn đề ra, thực tế vận hành xuất hiện tượng áp có cố pha đường dây 500kV Thạnh Mỹ- Pleiku Nguyên nhân đánh giá đường dây chưa lắp đặt điện trở nối đất trung tính (Rtt) Trong chương tác giả tập trung đánh giá ảnh hưởng điện trở trung tính đến chế độ vận hành đường dây D 3.2 Mô trƣờng hợp cố đƣờng dây 583/Pleiku - Thạnh Mỹ chƣa lắp đặt điện trở trung tính Xét sơ đồ mơ hình đường dây 583/Pleiku – 572/Thạnh Mỹ hình bên 17 Hai vị trí điểm cố xem xét : + Vị trí 1: cách TBA 500kV Pleiku khoảng 115km + Vị trí 2: cách TBA 500kV Pleiku khoảng 211km Hình 3.2: Mơ hình đường dây 500kV Pleiku – Thạnh Mỹ C C R UT.L D Hình 3.3: Mơ hình đường dây 500kV Pleiku 2–Thạnh Mỹ EMTP-RV Để xem xét tượng phục hồi điện áp cảm ứng pha cố sau máy cắt đầu đường dây mở, ta giả thiết mô trường hợp loại trừ cố 1pha đường dây 500kV Thạnh Mỹ-Pleiku 2, với vị trí điểm cố xem xét cách TBA 500kV Pleiku khoảng 115km (vị trí hình 3.2), với kháng bù ngang 91MVAr đầu, có lắp đặt kháng trung tính Xn=800Ω khơng trang bị điện trở trung tính 18 Hình 3.4: Kết mơ dạng sóng điện áp phục hồi cố pha C C R UT.L D Hình 3.5: Sóng điện áp phục hồi cố pha rơ le ghi nhận So sánh kết rơ le ghi nhận kết mô EMTP-RV cho thấy xuất hiện tượng áp pha bị cố sau máy cắt mở Theo sở lý thuyết đánh giá thành phần điện trở mạch trung tính nguyên nhân gây nên tượng trên, để sở đánh giá ảnh hưởng điện trở mạch trung tính cố pha ta thay đổi giá trị Rtt phần mềm để đánh giá kết 3.2 Tính tốn, phân tích ảnh hƣởng kháng trung tính đến chế độ làm việc đƣờng dây 583/Pleiku 2-Thạnh Mỹ Tổng hợp kết mô cho trường hợp cố pha vị trí cố chế độ phụ tải cực đại, trung bình, cực tiểu ta có bảng sau 19 Chế độ/Thơng số U phục hồi (kV) Dòng DC (A) T phục hồi (ms) Pmax (1500MW) 600 400 250 Ptb (800MW) 650 550 200 Pmin (50MW) 710 650 180 Trong trường hợp đường dây chưa có điện trở trung tính (Rtt=0), có cố pha đường dây chế độ xét ta nhận thấy sau khoảng thời gian cỡ 200ms pha cố bắt đầu xuất điện áp phục hồi, giá trị điện áp phục hồi tăng nhanh đạt giá trị cao giá trị định mức vận hành đường dây (600700kV) ứng với chế độ phụ tải thấp biên độ điện áp cảm ứng cao, đồng thời biên độ thành phần dòng DC qua mạch trung tính có giá trị cao Điều gây ảnh hưởng lớn đến khả đóng lặp lại thành cơng đường dây có cố pha D C C R UT.L chế độ vận hành đường dây Như theo kết mô sở lý thuyết nêu, phần tử giải phóng lượng mạch L-C thành phần điện trở Do cuộn kháng trung tính để dập hồ quang thứ cấp thiết kế theo nguyên lý mà tổn thất công suất tối thiếu nên điện trở cuộn dây nhỏ nhiều so với cảm kháng (ví dụ đường dây Pleiku – Thạnh Mỹ lắp cuộn kháng có Xn=800Ω lớn nhiều so với R=5Ω) Điều làm cho số thời gian hàm giải phóng lượng lớn Để tăng tốc trình giải phóng lượng, cần phải lắp đặt điện trở nối tiếp với cuộn kháng trung tính Sau lựa chọn Rtt lắp cho đường dây Pleiku – Thạnh Mỹ, ta có kết mơ sau: 20 Hình 3.20: Dạng sóng điện áp phục hồi có Rtt=50Ω 500 91MVar_Pleiku2/RLn@ib@1 400 91MVar_ThanhMy/RLn@ib@1 Neutral current (A) 300 200 100 C C R UT.L -100 -200 -300 D 100 200 300 t (ms) 400 500 600 Hình 3.22: Thành phần dịng DC qua mạch trung tính đưa điện trở Rtt=50 vào vận hành Tiếp tục thay thổi Rtt tập hợp kết thu điện áp cảm ứng phục hồi, giá trị dịng điện qua điểm trung tính Ta có kết bảng sau: Bảng 3.1: Tổng hợp kết mô theo Rtt STT STT Rtt (Ω) Dịng trung tính (A) Điện áp cảm ứng (KV) Rtt (Ω) Dịng trung tính (A) Điện áp cảm ứng (KV) 10 15 20 25 30 40 600 450 400 350 310 290 230 170 720 660 605 530 450 405 350 290 50 60 70 80 90 100 110 120 100 98 97 95 94 92 90 90 210 205 200 200 195 195 195 195 Giá trị dịng điện qua điểm trung tính (A) 21 Biểu đồ dịng điện trung tính theo giá trị Rtt lắp đặt 700 600 500 400 300 200 100 0 50 100 Rtt (Ω) 150 Giá trị điện áp cảm ứng pha cố (KV) Hình 3.24: Biểu đồ giá trị dịng điện trung tính theo giá trị điện trở trung tính C C R UT.L Biểu đồ điện áp cảm ứng theo giá trị Rtt lắp đặt 800 D 700 600 500 400 300 200 100 0 50 100 Rtt (Ω) 150 Hình 3.25: Biểu đồ giá trị điện áp cảm ứng theo giá điện trở trung tính Theo kết mơ biểu đồ hình 3.12 cho thấy, từ giá trị Rtt=50Ω đến Rtt=120Ω điện áp cảm ứng dịng điện 22 qua điểm trung tính thay đổi khơng nhiều Như kết luận với việc tăng giá trị điện trở trung tính lên cao ảnh hưởng thay đổi Với kết mơ số liệu tập hợp bảng 3.1 ta nhận thấy với giá trị Rtt từ 0~50Ω giá trị dòng điện qua điểm trung tính điện áp cảm ứng giảm đáng kể, tăng Rtt lên cao kết thay đổi khơng nhiều sau phân tích tác giả khuyến cáo nên chọn Rtt giải từ 60Ω đến 120Ω để lắp đặt vào mạch kháng trung tính đầu đường dây 583/Pleiku - 572/Thạnh Mỹ Với giá trị kháng trung tính lắp đặt có giá trị Xn =800Ω giá trị Rtt lựa chọn là100Ω; tỉ lệ Xn/Rtt = 800/100 = phù hợp với sở lý thuyết khuyến cáo tỉ lệ Xn/Rtt