Nghiên cứu quá điện áp cộng hưởng sắt từ trong hệ thống cáp máy biến áp ở mạng lưới phân phối

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - LÊ THỊ HOÀNG OANH NGHIÊN CỨU QUÁ ĐIỆN ÁP CỘNG HƯỞNG SẮT TỪ TRONG HỆ THỐNG CÁP – MÁY BIẾN ÁP Ở MẠNG PHÂN PHỐI Chuyên ngành : MẠNG VÀ HỆ THỐNG ĐIỆN Mã số ngành : 2.06.07 LUẬN VĂN THẠC SĨ Thành phố Hồ Chí Minh Tháng 11 năm 2004 ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA -oOo - LUẬN VĂN THẠC SĨ NGHIÊN CỨU QUÁ ĐIỆN ÁP CỘNG HƯỞNG SẮT TỪ TRONG HỆ THỐNG CÁP – MÁY BIẾN ÁP Ở MẠNG LƯỚI PHÂN PHỐI CBHD: TS HỒ VĂN NHẬT CHƯƠNG SVTH : LÊ THỊ HOÀNG OANH BM : MẠNG VÀ HỆ THỐNG ĐIỆN TP HCM, THÁNG 11 NĂM 2004 CÔNG TRÌNH ĐƯC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Người hướng dẫn khoa học: T.S HỒ VĂN NHẬT CHƯƠNG Người chấm nhận xét 1: Người chấm nhận xét 2: Luận văn cao học bảo vệ HỘI ĐỒNG BẢO VỆ LUẬN VĂN CAO HỌC TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM ngày ………… tháng ……… năm …………… Có thể tìm hiểu luận văn Thư viện trường Đại học Bách Khoa, Đại học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH - CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc TP.HCM, ngày tháng năm 200 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên: LÊ THỊ HOÀNG OANH Ngày sinh: 10 – 05 – 1973 Chuyên ngành: Mạng Và Hệ Thống Điện Phái : Nữ Nơi sinh: Gia Định Mã số: 2.06.07 I- TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU QUÁ ĐIỆN ÁP CỘNG HƯỞNG SẮT TỪ TRONG HỆ THỐNG CÁP – MÁY BIẾN ÁP Ở MẠNG PHÂN PHỐI II- NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Phân tích lựa chọn mô hình phần tử hệ thống nghiên cứu cộng hưởng sắt từ Tính toán mô hình phần mềm EMTP Tính toán cộng hưởng sắt từ Kết luận III- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 19 - 02 - 2004 IV- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : 30 - 10 - 2004 V- HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : T.S HỒ VĂN NHẬT CHƯƠNG CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CN BỘ MÔN QL CHUYÊN NGÀNH T.S HỒ VĂN NHẬT CHƯƠNG Nội dung đề cương luận văn thạc só Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua TRƯỞNG PHÒNG ĐT - SĐH Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 200 TRƯỞNG KHOA QL NGÀNH LỜI CẢM ƠN Em xin tỏ lòng biết ơn Thầy T.S Hồ Văn Nhật Chương hướng dẫn em thực luận văn tốt nghiệp cao học Em xin chân thành cảm ơn Quý Thầy: T.S Nguyễn Hoàng Việt, T.S Võ Văn Huy Hoàng, giúp đỡ em thực luận văn tốt nghiệp cao học Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể anh chị em phòng Thiết Kế Đường Dây – Công ty Tư Vấn Xây Dựng Điện tạo điều kiện thuận tiện cho thực luận văn Lê Thị Hoàng Oanh Đề tài: Nghiên cứu cộng hưởng sắt từ hệ thống cáp – MBA mạng lưới phân phối TỔNG QUAN CHƯƠNG I: PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN MÔ HÌNH CÁC PHẦN TỬ TRONG HỆ THỐNG NGHIÊN CỨU CỘNG HƯỞNG SẮT TỪ 1.1 CÁC ĐIỀU KIỆN XẢY RA CỘNG HƯỞNG SẮT TỪ 1.2 LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN CỘNG HƯỞNG SẮT TỪ 1.3 PHÂN TÍCH VÀ LỰA CHỌN SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN CÁP NGẦM – MÁY BIẾN ÁP 10 1.4 MÔ HÌNH CÁC PHẦN TỬ TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 12 1.4.1 Nguồn điện 12 1.4.2 Đường dây không cáp ngầm 12 1.4.2 Máy biến áp 14 1.4.3 Thiết bị chống điện áp 22 CHƯƠNG II: TÍNH TOÁN MÔ HÌNH 24 BẰNG PHẦN MỀM EMTP 24 2.1 GIỚI THIỆU TỔNG QUÁT VỀ PHẦN MỀM EMTP 24 2.2 PHƯƠNG THỨC CẬP NHẬT DỮ LIỆU CỦA CHƯƠNG TRÌNH EMTP 25 2.2.1 Tóm tắt card liệu thể sở liệu chương trình EMTP 26 2.2.2 Cấu trúc sở liệu đầu vào 29 2.3 CÁC CHƯƠNG TRÌNH CON CỦA EMTP (CHƯƠNG TRÌNH PHỤ TR AUX) 30 2.3.1 Chương trình tính toán đường dây 30 2.3.2 Chương trình tính toán cáp ngầm 31 2.3.3 Chương trình tính toán máy biến áp 32 CHƯƠNG III: TÍNH TOÁN CỘNG HƯỞNG SẮT TỪ 33 3.1 SƠ ĐỒ TÍNH TOÁN CỘNG HƯỞNG SẮT TỪ 33 3.2 CÁC THÔNG SỐ MÔ HÌNH DÙNG TRONG TÍNH TOÁN 34 3.2.1 Thông số đường dây 34 3.2.2 Thông số cáp ngầm 35 3.2.3 Thông số máy biến áp 36 3.2.3 Thông số thiết bị bảo vệ điện áp MOV 36 3.3 KẾT QUẢ VÀ PHÂN TÍCH KẾT QUẢ TÍNH TOÁN 37 Trang 1/104 Đề tài: Nghiên cứu cộng hưởng sắt từ hệ thống cáp – MBA mạng lưới phân phối 3.3.1 Trường hợp đóng đồng thời pha 37 3.3.2 Trường hợp đóng không đồng thời pha, không lắp đặt thiết bị bảo vệ chống điện áp 40 3.3.3 Trường hợp đóng không đồng thời pha, có lắp đặt thiết bị bảo vệ chống điện áp 67 3.3.4 Xét ảnh hưởng chiều dài đường dây không đến hệ cáp – máy biến áp 78 CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN 86 PHAÀN PHUÏ LUÏC 91 Trang 2/104 Đề tài: Nghiên cứu cộng hưởng sắt từ hệ thống cáp – MBA mạng lưới phân phối TỔNG QUAN Hiện nay, thành phố đô thị lớn, để đảm bảo cung cấp điện an toàn, mỹ quan cho khu công nghiệp, nhà máy, không ảnh hưởng đến quy hoạch phát triển đô thị, thường sử dụng sơ đồ cáp nối với máy biến áp 1522/0,4kV Thiết bị đóng cắt thường cầu chì tự rơi, thao tác tay dẫn đến việc đóng cắt không đồng thời pha Trong trình đóng cắt tạo thành mạch vòng điện dung – điện cảm xảy cộng hưởng sắt từ Khi cộng hưởng sắt từ xảy thường có dấu hiệu sau: - Quá điện áp - Máy biến áp có tiếng ồn lớn - Quá nhiệt + Quá điện áp: Một tượng khác đóng, cắt máy biến áp không tải mang tải nhẹ (máy biến áp cấp nguồn đường cáp ngầm) xuất điện áp vị trí đóng cắt, thiết bị đóng cắt nhân viên vận hành thao tác tay, dẫn đến đóng cắt không đồng pha Đôi điện áp lớn, thời gian trì lâu dẫn đến hư hỏng cách điện, máy biến áp, thiết bị bảo vệ chống điện áp (light arrester) + Tiếng ồn từ máy biến áp: Khi đóng điện để vận hành máy biến áp không tải, máy cấp nguồn đường cáp ngầm có trường hợp xuất tiếng ồn lớn từ máy biến áp, âm phân biệt rõ, lớn nhiều lần so với tiếng kêu vo vo bình thường máy biến áp Một vấn đề thường xảy hầu hết Trang 3/104 Đề tài: Nghiên cứu cộng hưởng sắt từ hệ thống cáp – MBA mạng lưới phân phối trường hợp cộng hưởng sắt từ lõi sắt bão hòa Khi mật độ từ thông qua lõi sắt cao, gây tiếng ồn tượng gião (magnetostriction) thép Tiếng ồn liên tưởng âm va đập loạn xạ dây xích, giống tiếng nện chói tai hàng ngàn búa, giống tiếng gầm rú hàng chục động xe máy Thật khó mô tả xác âm này, người làm công tác vận hành chứng kiến tượng cộng hưởng sắt từ ghi lại âm sau: Trang 4/104 Đề tài: Nghiên cứu cộng hưởng sắt từ hệ thống cáp – MBA mạng lưới phân phối Hình ảnh tải từ Internet: Biểu đồ dao động âm Tiếng ồn có kèm theo tượng điện áp, có điện áp bình thường Dù có điện áp hay không, tiếng ồn lớn vận hành trường hợp + Quá nhiệt: Một dấu hiệu khác từ trường cao gia nhiệt từ thông tản qua phần máy biến áp Vì lõi sắt bão hòa nên từ thông cố tìm đường tản khác như: tản qua thành máy biến áp phần kim loại khác Một tác hại phụ xảy nhiệt đốt làm bong lớp sơn thùng máy biến áp Trang 5/104 Đề tài: Nghiên cứu cộng hưởng sắt từ hệ thống cáp – MBA mạng lưới phân phối PHẦN PHỤ LỤC PHỤ LỤC 1: C ÁC CHƯƠNG TRÌNH CHÍNH PHỤ LỤC 1.1: CHƯƠNG TRÌNH TÍNH TỐN CỘNG HƯỞNG SẮT TỪ (TRƯỜNG HỢP KHƠNG CĨ MOV) BEGIN NEW DATA CASE POWER FREQUENCY 50 C CARD HON HOP SO THUC C C 3456789 123456789 123456789 123456789 123456789 123456789 123456789 123456789 C DELTA> 2E-5 4.0 0 1.E-14 C CARD HON HOP SO NGUYEN C C 3456789 123456789 123456789 123456789 123456789 123456789 123456789 123456789 C IOUT-> 100 1 /BRANCH $PREFIX, d:\Oanh\Luanan\ $SUFFIX pun $INCLUDE ddk\ddk $INCLUDE cap\SamSung\cap_ss $INCLUDE MBA\TBD\MBA_1000_TBD C Noi MBA voi tai C C 3456789 123456789 123456789 123456789 123456789 123456789 123456789 123456789 C