Nghiên cứu sự cố cộng hưởng dưới đồng bộ trong nhà máy nhiệt điện vũng áng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Nghiên cứu cố cộng hưởng đồng nhà máy Nhiệt điện Vũng Áng ĐẶNG HOÀNG LONG Longdh2e@gmail.com Ngành Kỹ thuật điện Chuyên ngành Hệ thống điện Giảng viên hướng dẫn: Bộ môn: Viện: TS Lê Đức Tùng Hệ thống điện Điện HÀ NỘI, 07/2020 LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn Viện Đào Tạo Sau Đại Học, môn Hệ Thống Điện trường Đại học Bách Khoa Hà Nội tạo điều kiện thuận lợi cho học tập thực luận văn tốt nghiệp Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới TS Lê Đức Tùng tận tình hướng dẫn bảo tơi hồn thành luận văn tốt nghiệp Tác giả luận văn Đặng Hoàng Long LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn tổng hợp thực Các kết phân tích hồn tồn trung thực, nội dung Thuyết minh chưa cơng bố Luận văn có sử dụng tài liệu tham khảo nêu phần tài liệu tham khảo Tác giả luận văn Đặng Hoàng Long MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ HIỆN TƯỢNG CỘNG HƯỞNG DƯỚI ĐỒNG BỘ 1.1 Giới thiệu chung 1.2 Các chế độ dao động hệ trục tuabin – máy phát 1.3 Ảnh hưởng tụ bù dọc hệ trục tuabin – máy phát điện 1.4 1.5 1.6 1.3.1 Đặc điểm hệ thống truyền tải điện có lắp tụ bù dọc 1.3.2 Ảnh hưởng tụ bù dọc với hệ trục tuabin – máy phát Các dạng dao động tượng cộng hưởng đồng 1.4.1 Hiện tượng cảm ứng máy phát 1.4.2 Hiện tượng tương tác xoắn 1.4.3 Hiện tượng momen xoắn độ 10 Các phương pháp phân tích tượng cộng hưởng đồng 11 1.5.1 Phương pháp quét tần số 11 1.5.2 Phương pháp trị riêng 11 1.5.3 Phương pháp mô miền thời gian thực 11 Kết luận 11 CHƯƠNG MƠ HÌNH HÓA HỆ TUABIN – MÁY PHÁT ĐIỆN ĐỒNG BỘ 13 2.1 2.2 Mơ hình hóa máy phát điện đồng phục vụ nghiên cứu 13 2.1.1 Cấu tạo nguyên lý làm việc 13 2.1.2 Đặc điểm phân loại 14 2.1.3 Mơ hình máy phát điện đồng hệ tọa độ abc 15 2.1.4 Biến đổi đại lượng Stator hệ tọa độ dq0 Rotor 18 2.1.5 Các phương trình điện áp hệ tọa độ qd0 Rotor 20 2.1.6 Momen điện từ máy phát điện đồng 20 2.1.7 Chuyển sang hệ đơn vị tương đối 21 2.1.8 Các thông số hệ trục tuabin – máy phát 23 Mô đối tượng phần mềm EMTP-RV 28 2.2.1 Giới thiệu chung 28 2.2.2 Phương pháp tính tốn phần mềm EMTP-RV 29 2.2.3 Mơ đối tượng EMTP-RV 31 CHƯƠNG MÔ PHỎNG HIỆN TƯỢNG CỘNG HƯỞNG DƯỚI ĐỒNG BỘ TẠI NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN VŨNG ÁNG 37 3.1 Giới thiệu chung 37 3.1.1 Nhà máy nhiệt điện Vũng Áng 37 3.1.2 Diễn biến cố cộng hưởng đồng nhà máy nhiệt điện Vũng Áng 39 3.2 Mơ hình hóa lưới điện khu vực 40 3.3 Xây dựng mơ hình 41 3.4 Xây dựng kịch mô tượng cộng hưởng đồng mơ hình nhà máy nhiệt điện Vũng Áng 44 3.5 Mô tượng cộng hưởng đồng mơ hình nhà máy nhiệt điện Vũng Áng 44 3.6 3.5.1 Kịch 44 3.5.2 Kịch 48 3.5.3 Kịch 52 Các giải pháp ngăn ngừa cộng hưởng đồng 55 3.6.1 Giải pháp thay đổi mức độ bù 56 3.6.2 Giải pháp sử dụng thiết bị bù có điều khiển 56 3.6.3 Giải pháp sử dụng lọc tần số cộng hưởng 56 3.6.4 Giải pháp sử dụng role phát ngăn ngừa 57 3.6.5 Giải pháp ngăn ngừa cộng hưởng đồng nhà máy nhiệt điện Vũng Áng 58 CHƯƠNG KẾT LUẬN 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO 61 DANH MỤC KÝ TỰ, VIẾT TẮT SSR: Cộng hưởng đồng (SubSynchronous Resonance) IEEE: Institute of Electrical and Electronic Engineer FBM: Mô hình chuẩn IEEE First Benchmark BL: Bộ lọc thụ động (Block filter) MF: Máy phát NMNĐ: Nhà máy nhiệt điện TCSC: Thyristor Controlled Series Compensation TSR: Torsinal Stress Relay DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Các ký hiệu viết tắt mơ hình máy phát đồng 17 Bảng 2.2 Các thông số hệ trục tuabin – máy phát 23 Bảng 3.1 Thông số kỹ thuật tuabin 41 Bảng 3.2 Thông số giả thiết phần hệ trục tuabin – máy phát 42 Bảng 3.3 Thông số máy phát 42 Bảng 3.4 Thông số kỹ thuật máy phát 43 Bảng 3.5 Thông số máy biến áp 43 Bảng 3.6 Thông số đường dây 43 Bảng 3.7 Thông số tụ bù dọc 44 Bảng 3.8 Thông số hệ thống 44 Bảng 3.9 So sánh tượng cộng hưởng đồng với kịch 48 Bảng 3.10 So sánh tượng cộng hưởng đồng với kịch 51 Bảng 3.11 So sánh tượng cộng hưởng đồng với kịch 55 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Dao động ngang trục roto Hình 1.2 Dao động vặn xoắn trục rotor Hình 1.3 Hình dạng mode dao động xoắn trục tuabin – máy phát Hình 1.4 Mơ hình hệ thống điện đơn giản có tụ bù dọc Hình 1.5 Tác dụng sử dụng tụ bù dọc Hình 1.6 Mơ hình lưới điện đơn giản có tụ bù dọc Hình 1.7 Tuabin – máy phát hệ thống truyền tải có tụ bù dọc Hình 1.8 Biên độ dao động momen tuổi thọ trục tuabin – máy phát 10 Hình 2.1 Kết cấu máy phát điện đồng pha 13 Hình 2.2 Sơ đồ mạch điện máy phát điện đồng lý tưởng 15 Hình 2.3 Mơ hình khối tập trung hệ trục tuabin – máy phát 23 Hình 2.4 Mơ hình khối LPB – GEN 25 Hình 2.5 Cấu trúc khí hệ trục tuabin – máy phát gồm khối 26 Hình 2.6 Hình dạng mode dao động xoắn trục tuabin – máy phát 30 Hình 2.7 Thơng số phần điện máy phát EMTP-RV 32 Hình 2.8 Thơng số phần máy phát EMTP-RV 33 Hình 2.9 Thông số máy biến áp EMTP-RV 34 Hình 2.10 Thơng số đường dây EMTP-RV 34 Hình 2.11 Thơng số tụ bù dọc EMTP-RV 35 Hình 2.12 Thơng số phụ tải EMTP-RV 35 Hình 2.13 Mơ nút Slackbus EMTP-RV 35 Hình 2.14 Mơ nút PV EMTP-RV 36 Hình 3.1 Nhà máy nhiệt điện Vũng Áng 37 Hình 3.2 Sơ đồ nối điện nhà máy nhiệt điện Vũng Áng 38 Hình 3.3 Sơ đồ nối lưới khu vực nhà máy nhiệt điện Vũng Áng 39 Hình 3.4 Vết nứt tượng SSR trục tuabin – máy phát NMNĐ Vũng Áng 40 Hình 3.5 Vết nứt tượng SSR trục tuabin – máy phát NMNĐ Vũng Áng 40 Hình 3.6 Mơ hình lưới điện khu vực NMNĐ Vũng Áng EMTP-RV 41 Hình 3.7 Cấu tạo trục tuabin – máy phát 42 Hình 3.8 Mơ men xoắn trục HP LPA trường hợp cố T500VA 45 Hình 3.9 Mơ men xoắn trục LPA LPB trường hợp cố T500VA 45 Hình 3.10 Mô men xoắn trục LPA GEN trường hợp cố T500VA 45 Hình 3.11 Mơ men xoắn trục HP LPA trường hợp cố T500HT 46 Hình 3.12 Mơ men xoắn trục LPA LPB trường hợp cố T500HT 46 Hình 3.13 Mơ men xoắn trục LPB GEN trường hợp cố T500HT 46 Hình 3.14 Mơ men xoắn trục HP LPA trường hợp cố T500DN 47 Hình 3.15 Mơ men xoắn trục LPA LPB trường hợp cố T500DN 47 Hình 3.16 Mơ men xoắn trục LPB GEN trường hợp cố T500DN 47 Hình 3.17 Mô men xoắn trục HP LPA trường hợp cố T500VA 48 Hình 3.18 Mơ men xoắn trục LPA LPB trường hợp cố T500VA 49 Hình 3.19 Mơ men xoắn trục LPA GEN trường hợp cố T500VA 49 Hình 3.20 Mơ men xoắn trục HP LPA trường hợp cố T500HT 49 Hình 3.21 Mô men xoắn trục LPA LPB trường hợp cố T500HT 50 Hình 3.22 Mơ men xoắn trục LPB GEN trường hợp cố T500HT 50 Hình 3.23 Mơ men xoắn trục HP LPA trường hợp cố T500DN 50 Hình 3.24 Mơ men xoắn trục LPA LPB trường hợp cố T500DN 51 Hình 3.25 Mô men xoắn trục LPB GEN trường hợp cố T500DN 51 Hình 3.26 Mơ men xoắn trục HP LPA trường hợp cố T500VA (mức bù 40%) 52 Hình 3.27 Mô men xoắn trục LPA LPB trường hợp cố T500VA (mức bù 40%) 52 Hình 3.28 Mơ men xoắn trục LPB GEN trường hợp cố T500VA (mức bù 40%) 53 Hình 3.29 Mơ men xoắn trục HP LPA trường hợp cố T500HT (mức bù 40%) 53 Hình 3.30 Mô men xoắn trục LPA LPB trường hợp cố T500HT (mức bù 40%) 53 Hình 3.31 Mơ men xoắn trục LPB GEN trường hợp cố T500HT (mức bù 40%) 54 Hình 3.32 Mơ men xoắn trục HP LPA trường hợp cố T500DN (mức bù 40%) 54 Hình 3.33 Mơ men xoắn trục LPA LPB trường hợp cố T500DN (mức bù 40%) 54 Hình 3.34 Mơ men xoắn trục LPB GEN trường hợp cố T500DN (mức bù 40%) 55 Hình 3.35 Tủ role TSR NMNĐ Vũng Áng 58 Hình 3.36 Sơ đồ trang bị hệ thống TSR NMNĐ Vũng Áng 58 Hình 3.37 Nguyên lý làm việc role TSR 59 - Điểm cố 500kV T500 Đà Nẵng: Hình 3.14 Mơ men xoắn trục HP LPA trường hợp cố T500DN Hình 3.15 Mơ men xoắn trục LPA LPB trường hợp cố T500DN Hình 3.16 Mơ men xoắn trục LPB GEN trường hợp cố T500DN 47 Từ kết mơ trên, ta có bảng so sánh sau: Bảng 3.9 So sánh tượng cộng hưởng đồng với kịch Điểm ngắn mạch Hiện tượng cộng hưởng đồng SSR T500kV Vũng Áng Không xuất T500kV Hà Tĩnh Không xuất T500kV Đà Nẵng Không xuất Trục bị ảnh hưởng nặng nề Nhận xét: Qua kết mơ ta thấy rằng, khơng có tụ bù dọc đường dây Vũng Áng – Đà Nẵng, không xuất hiện tượng cộng hưởng đồng nhà máy nhiệt điện Vũng Áng 3.5.2 Kịch Trường hợp có tụ bù dọc đường dây 500kV Vũng Áng – Đà Nẵng với mức bù khoảng 60%, ta có kết mơ momen xoắn khối trục sau: - Điểm cố 500kV T500 Vũng Áng: Hình 3.17 Mô men xoắn trục HP LPA trường hợp cố T500VA 48 Hình 3.18 Mơ men xoắn trục LPA LPB trường hợp cố T500VA Hình 3.19 Mơ men xoắn trục LPA GEN trường hợp cố T500VA - Điểm cố 500kV T500 Hà Tĩnh: Hình 3.20 Mơ men xoắn trục HP LPA trường hợp cố T500HT 49 Hình 3.21 Mơ men xoắn trục LPA LPB trường hợp cố T500HT Hình 3.22 Mơ men xoắn trục LPB GEN trường hợp cố T500HT - Điểm cố 500kV T500 Đà Nẵng: Hình 3.23 Mơ men xoắn trục HP LPA trường hợp cố T500DN 50 Hình 3.24 Mô men xoắn trục LPA LPB trường hợp cố T500DN Hình 3.25 Mơ men xoắn trục LPB GEN trường hợp cố T500DN Từ kết mơ trên, ta có bảng so sánh sau: Bảng 3.10 So sánh tượng cộng hưởng đồng với kịch Điểm ngắn mạch Hiện tượng cộng hưởng đồng SSR Trục bị ảnh hưởng nặng nề T500kV Vũng Áng Xuất LPB - GEN T500kV Hà Tĩnh Xuất LPB - GEN T500kV Đà Nẵng Không xuất Nhận xét: Qua kết mô ta thấy với mức bù khoảng 60% xảy cố 500kV Hà Tĩnh Vũng Áng xuất hiện tượng cộng hưởng đồng SSR, cố trạm 500kV Vũng Áng gây nguy hiểm đến trục tuabin NMNĐ Vũng Áng Trong 51 hai trường hợp momen xoắn xuất lớn trục kết nối khối hạ áp (LPB) khối máy phát (GEN), sau trục kết nối khối hạ áp (LPA) khối hạ áp (LPB), momen xoắn có xuất trục nối khối cao áp (HP) khối hạ áp (LPA) với biên độ nhỏ nhiều Cịn tượng SSR khơng xảy với cố điểm 500kV Đà Nẵng Trong trường hợp momen khối trục có bị dao động lúc đầu sau dần trở ổn định 3.5.3 Kịch Trường hợp thay đổi mức độ bù 40%, ta có kết mơ momen xoắn khối trục sau: - Điểm cố T500kV Vũng Áng: Hình 3.26 Mô men xoắn trục HP LPA trường hợp cố T500VA (mức bù 40%) Hình 3.27 Mơ men xoắn trục LPA LPB trường hợp cố T500VA (mức bù 40%) 52 Hình 3.28 Mơ men xoắn trục LPB GEN trường hợp cố T500VA (mức bù 40%) - Điểm cố T500kV Hà Tĩnh: Hình 3.29 Mơ men xoắn trục HP LPA trường hợp cố T500HT (mức bù 40%) Hình 3.30 Mơ men xoắn trục LPA LPB trường hợp cố T500HT (mức bù 40%) 53 Hình 3.31 Mơ men xoắn trục LPB GEN trường hợp cố T500HT (mức bù 40%) - Điểm cố T500kV Đà Nẵng: Hình 3.32 Mô men xoắn trục HP LPA trường hợp cố T500DN (mức bù 40%) Hình 3.33 Mơ men xoắn trục LPA LPB trường hợp cố T500DN (mức bù 40%) 54 Hình 3.34 Mơ men xoắn trục LPB GEN trường hợp cố T500DN (mức bù 40%) Từ kết mô trên, ta có bảng so sánh sau: Bảng 3.11 So sánh tượng cộng hưởng đồng với kịch Điểm ngắn mạch Hiện tượng cộng hưởng đồng SSR T500kV Vũng Áng Không xuất T500kV Hà Tĩnh Không xuất T500kV Đà Nẵng Không xuất Trục bị ảnh hưởng nặng nề Nhận xét: Với mức bù 40% trường hợp cố không xảy tượng cộng hưởng đồng SSR Thấy hạn chế xuất hiện tượng cộng hưởng đồng mơ hình cách thay mức độ bù khác có giá trị thấp Tuy nhiên điều lại làm giảm đáng kể lượng cộng suất truyền tải lưới giảm độ ổn định hệ thống Do cần phải có phương pháp hạn chế tượng cộng hưởng đồng để bù với mức mong muốn 3.6 Các giải pháp ngăn ngừa cộng hưởng đồng Cộng hưởng đồng hệ thống điện truyền tải có trang bị tụ bù dọc tượng phức tạp, phân tích để đưa giải pháp cần phải ý đến ổn định hệ thống chế độ vận hành an tồn cho thiết bị lưới Bên cạnh đó, yếu tố kinh tế cần phải xem xét để đưa tham khảo Hiện nay, giải pháp ngăn ngừa SSR áp dụng sau: - Giải pháp thay đổi mức độ bù - Giải pháp sử dụng thiết bị bù có điều khiển - Giải pháp sử dụng lọc tần số cộng hưởng - Giải pháp sử dụng relay phát ngăn ngừa 55 3.6.1 Giải pháp thay đổi mức độ bù Một phương pháp để tránh tượng SSR giới hạn dung lượng bù lắp đặt đường truyền tải gần nhà máy điện bị ảnh hưởng Tuy nhiên, mức độ bù dọc thường chọn dựa yêu cầu hiệu hệ thống việc giảm mức bù dọc cài đặt theo thiết kế ảnh hưởng đến vận hành hệ thống Một cách khác điều chỉnh mức độ bù tụ bù dọc cách nối tắt nhóm tụ Việc giảm dung lượng bù làm cho hệ thống bớt khả sinh tần số mà có khả gây cộng hưởng với tần số riêng hệ trục máy phát Trong trường hợp hệ thống truyền tải thấp, by-pass thiết bị bù khỏi hệ thống để đảm bảo an toàn cho nhà máy mà không gây ảnh hưởng đến việc vận hành bình thường hệ thống điện Cách tiếp cận áp dụng tất nhà máy miền Tây nước Mỹ, nhà máy Mohave tiếp tục vận hành mà không gặp phải cố SSR lần Tại nhà máy điện Jim Bridger, tụ bù dọc trang bị ba đường dây kết nối nhà máy với lưới điện Tây Hoa Kỳ phía hệ thống máy phát, mức bù thay đổi theo mức tải đường dây [6] [18] 3.6.2 Giải pháp sử dụng thiết bị bù có điều khiển Các thiết bị bù có điều khiển sử dụng rộng rãi hệ thống điện, nhờ tính linh hoạt vận hành, nhiên xét yếu tố kinh tế, thiết bị có giá thành cao, yêu cầu phải kiểm tra, bảo dưỡng định kỳ thường xuyên Trong thiết bị này, TCSC sử dụng nhiều giải pháp để hạn chế tượng SSR Cấu tạo TCSC bao gồm tụ bù dọc mắc song song với cuộn kháng điều khiển hệ thống van thyristor Khi trang bị thiết kế, việc thay đổi giá trị tụ bù dọc thông qua điều khiển hệ thống thyristor làm giảm khả xảy tượng SSR, giảm thiểu tần số đồng có nguy gây cộng hưởng Các thử nghiệm trạm biến áp BPA Slatt Mỹ, chứng minh cho thấy TCSC có khả loại bỏ tượng SSR nhà máy điện Boardman gần [7] [18] Tuy nhiên việc trang bị TCSC có nhược điểm như: cần phải tính tốn để điều chỉnh TCSC hợp lý để khơng xảy cộng hưởng gây ảnh hưởng đến chế độ vận hành bình thường lưới điện 3.6.3 Giải pháp sử dụng lọc tần số cộng hưởng a Sử dụng lọc tĩnh (thụ động) ngăn ngừa SSR Bộ lọc tĩnh sử dụng để ngăn chặn tượng tương tác xoắn mô-men xoắn độ SSR Bộ lọc thiết kế bảo vệ đối tượng riêng lẻ, không bị ảnh hưởng nhiều thay đổi hệ thống phát triển tương lai Hiệu lọc bị giảm thay đổi tần số hệ thống nhiễu thay đổi nhiệt độ ảnh hưởng đến điện dung lọc Bộ lọc mắc thường nối với trung tính máy biến áp tăng áp, cần phải 56 bố trí lại sơ đồ mặt để đảm bảo khoảng cách an toàn tăng cách điện máy biến áp Bộ lọc tĩnh chọn làm giải pháp để khắc phục tượng tương tác xoắn SSR Thiết bị thiết kế để loại bỏ thành phần dòng điện mang tần số mà gây cộng hưởng, ghép từ lọc riêng biệt Mỗi phần lọc mạch cộng hưởng với tụ điện C song song với mạch RL Bộ lọc thụ động lắp đặt nhà máy điện Navaro Bắc Arizona từ tháng năm 1976 [18], sau nghiên cứu thử nghiệm mở rộng, chứng minh tính hiệu lọc thụ động b Sử dụng lọc tích cực (chủ động) ngăn ngừa SSR Bộ lọc tích cực sử dụng thiết bị điện tử cơng suất có điều khiển, đặt nối tiếp với máy phát để loại bỏ điện áp không đồng tạo dao động rotor, ngăn ngừa tự kích thích tương tác hệ thống điện hệ thống khí Các dao động rotor làm tăng điện áp phần ứng đồng siêu đồng bộ, loại khác gây tượng khác Điện áp siêu đồng tạo dòng điện phần ứng có xu hướng ln cản dao động Điện áp đồng tạo dòng điện phần ứng có xu hướng tăng cường dao động Bộ lọc tích cực thu tín hiệu từ chuyển động rôto, với mạch điều khiển phù hợp tạo điện áp ngược pha có cường độ đủ lớn để cân với điện áp đồng tạo phần ứng chuyển động rơto Bộ lọc động có hiệu việc ngăn chặn tự kích thích tương tác xoắn Nó khơng bị ảnh hưởng hệ thống hoạt động tần số định mức gần hoàn tồn khơng bị ảnh hưởng thay đổi hệ thống số lượng tụ điện lưới Bộ lọc động tốn khơng bảo vệ rơto khỏi tác động nhiễu loạn lớn hệ thống gây Nó địi hỏi hệ thống điều khiển phức tạp nguồn lượng độc lập đủ lớn Hiện tại, lọc chủ động ứng dụng nghiên cứu phân tích, cho kết tích cực, nhiên chưa áp dụng thực tế 3.6.4 Giải pháp sử dụng role phát ngăn ngừa Role ứng suất xoắn (Torsinal Relay) thiết kế để giám sát dao động trục tuabin máy phát, từ gửi tín hiệu cắt máy cắt đầu cực máy phát by-pass tụ bù dọc khỏi hệ thống điện dao động xoắn đạt đến mức độ đặt trước Role chủ yếu áp dụng để bảo vệ khỏi tương tác xoắn, tượng độ, role phản ứng chậm không đủ tin cậy General Electric cơng ty nghiên cứu dịng role này, phiên SMF Relay lắp đặt vào năm 1976 Từ năm 1995, role xoắn kỹ thuật số vận hành tồn Đây giải pháp tiết kiệm chi phí đầu tư, nhiên tồn nhược điểm góc độ nhà máy như: SSR chủ yếu xảy nhà máy nhiệt điện, việc cắt máy cắt đầu cực khiến phải thời gian chi phí để khởi động trở lại, đối 57 với nhà máy cũ, hệ thống van điều chỉnh kém, dẫn đến hư hỏng đường ống dẫn hơi, khiến bất khả dụng tổ máy thời gian sửa chữa Ở góc độ hệ thống điện, việc tổ máy với công suất lớn gây khó khăn cho cơng tác vận hành, điều chỉnh tần số, điện áp, by-pass tụ tiềm ẩn nguy gây ổn định hệ thống điện trường hợp truyền tải công suất cao 3.6.5 Giải pháp ngăn ngừa cộng hưởng đồng nhà máy nhiệt điện Vũng Áng Hiện tại, NMNĐ Vũng Áng sử dụng giải pháp trang bị role ứng suất xoắn TSR (Torsinal Stress Relay), tủ role trang bị hình 3.26: Hình 3.35 Tủ role TSR NMNĐ Vũng Áng Hệ thống TSR lắp đặt sau: Hình 3.36 Sơ đồ trang bị hệ thống TSR NMNĐ Vũng Áng 58 Trong đó: - Gồm tủ role TSR cho khối máy phát - Gồm cảm biến tốc độ đặt tuabin Nguyên lý làm việc role TSR là: Bộ cảm biến lắp đặt gối trục số để giám sát tốc độ quay tuabin, phát tuabin xuất dao động vào vùng gần với tần số dao động riêng trục rotor, role gửi cảnh báo tín hiệu cắt máy cắt đầu cực máy phát tùy theo mức độ nguy hiểm GSU Substation Bus Breaker TSR Cabinet HP LP Turbine Ethernet Generator TSR Failed TSR Out of Service TSR Trouble Multilin UR TS Torsional Alarm (Low Level) Trip G1, G2, G3, G4 Line/Aux Trip Trip Signals Alarms Torsional Filters Inverse Time Trip Function Event Recorder Data Mode Instability Trip Mode Instability Trip Speed Transducer Customer's Laptop PC Speed Transducer Breaker Status Mode Instability Trip GE PAC2100 Proprietary Information of General Electric Company Hình 3.37 Nguyên lý làm việc role TSR Trong trình vận hành nay, ghi nhận có lần role TSR tác động cắt, tách tổ máy S2 khỏi vận hành vào lúc 7h23 ngày 21/01/2019 Việc đầu tư, trang bị thiết bị giảm thiểu rủi ro SSR có quy mơ đầu tư lớn, thời gian triển khai kéo dài cần thiết phải thực nghiên cứu chuyên sâu Vì song song với việc tiếp tục theo dõi thông số vận hành hệ thống TSR, nhà máy nhiệt điện Vũng Áng tiếp tục triển khai để áp dụng đưa lọc thụ động vào làm việc nhằm hạn chế rủi ro 59 CHƯƠNG KẾT LUẬN Hệ thống điện nước ta ngày phát triển quy mô lưới, công suất đặt đa dạng loại hình nhà máy đấu nối Để tránh tượng cộng hưởng đồng xảy với nhà máy đấu nối gần đường dây truyền tải có trang bị tụ bù dọc, cần tính tốn, kiểm tra trước đưa nhà máy vào vận hành, nhà máy vận hành, cần có phối hợp cấp điều độ có quyền điều khiển nhà máy điện để hạn chế cố xảy Luận văn sử dụng phần mềm EMTP-RV để tính tốn, phân tích, đánh giá cố nguy hiểm lưới điện khu vực, từ đưa cảnh báo trình vận hành Tuy nhiên, hệ thống điện luôn biến đổi, giá trị tổng trở hệ thống thay đổi phương thức vận hành, huy động nguồn, địi hỏi cần phải có tính tốn chi tiết, đầy đủ với quy mơ tồn hệ thống Mặc dù học viên cố gắng việc tìm hiểu, học hỏi , thời gian kiến thức có hạn nên luận văn khơng tránh khỏi thiếu sót với hạn chế sau: - Luận văn tập trung nghiên cứu mơ hình lưới khu vực trạm 500kV Hà Tĩnh, Vũng Áng, Đà Nẵng - Chỉ xét đến giá trị hệ thống điện thời điểm - Chưa kết hợp phương pháp tính tốn khác để xác định mode dao động hệ trục tuabin – máy phát Căn vào nội dung nghiên cứu đề kết bước đầu, hướng phát triển luận văn dự kiến bao gồm: - Mở rộng toán với nhiều nút hệ thống điện 500kV - Áp dụng phương pháp trị riêng để tính tốn xác định mode dao động hệ trục - Ứng dụng thiết bị TCSC SVC để vận hành tối ưu, đảm bảo lưới điện vận hành ổn định, kinh tế không xảy SSR nhà máy nhiệt điện Vũng Áng Em mong nhận ý kiến đóng góp Hội đồng, Quý Thầy Cô bạn học viên để luận văn tăng thêm giá trị khoa học thực tiễn Em xin chân thành cảm ơn! 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Lê Đức Tùng, “Mơ mơ hình chuẩn IEEE phần mềm ATP phục vụ nghiên cứu tượng cộng hưởng đồng bộ”, Tạp chí khoa học công nghệ trường đại học kĩ thuật (2014) [2] Trịnh Việt Hưng, “ Nghiên cứu tượng cộng hưởng tần số thấp hệ thống điện”, Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Hệ Thống Điện, ĐHBKHN (2016) [3] D.N.Walker, C.E Bowler, R.L Jackson and D.A Hodges, “Results of subsynchronous resonance test at Mohave”, IEEE Transactions on PAS Sept/Oct (1975) 1878- 1889.[4] P.M Andreson, B.L Agrawal, J.E Van Ness, “Subsynchronous Resonance In Power Systems”, IEEE PRESS, (1990), 9-18 [5] Toshiba, “Report on Unit Generator Shaft Crack Issue”, (2016) [6] Đỗ Xuân Bình, “Nghiên cứu tượng cộng hưởng điện tần số đồng hệ thống điện”, Luận văn thạc sĩ trường ĐHBK Hà nội (2014) [7] P Kundur, Power System Stability and Control, Mc Graw Hill, Inc., (1994) [8] Trịnh Hùng Thám, “Vận Hành Nhà Máy Điện”, NXB Khoa học kỹ thuật, (2007) [9] Lê Gia Thi, “Xây dựng mơ hình nghiên cứu tượng cộng hưởng tần số đồng ngăn ngừa cố mơ hình chuẩn First BenchMark IEEE ”, Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Hệ Thống Điện, ĐHBKHN (2017) [10] Thomas A.Lipo, M.A.Pai, “Analysis of subsynchoronous resonance in power systems”, Springer Science+Business Media, LLC, (1999), 3-10 [11] Chee-Mun Ong, “Dynamic simulation of electric machinery using matlab/simulink”, Prentice-Hall, Inc., (1998) [12] IEEE, First Benchmark Model for Computer and Simulation of Subsynchronous Resonance, Power Apparatus and Systems, Vol PAS-96, no 5, 1977 [14] Trương Ngọc Minh, Lê Đức Tùng, Nguyễn Hoàng Việt, Nguyễn Thành Đức, Lê Gia Thi, “Xây dựng mơ hình máy phát - turbine nhiệt điện MATLAB phục vụ nghiên cứu cộng hưởng tần số đồng ”, Tạp chí khoa học cơng nghệ Đại Học Đà Nẵng, B2017-242 (2017) [15] D.J.N Limebeer, R.G Harley, M.A Lahoud, Suppressing subsynchronous resonance with static filters, IEE PROC,Vol.128, Pt Q No 1, January (1981) [16] Xiaorong Xie , “Applying Improved Blocking Filters to the SSR Problem of the Tuoketuo Power System”, IEEE Transactions on Power Systems, Vol.28, No.1, February (2013) [17] Nguyễn Thành Đức, “Xây dựng cơng cụ phân tích, đánh giá tượng cộng hưởng tần số đồng bộ”, Đồ án tốt nghiệp kỹ sư Hệ Thống Điện, ĐHBKHN (2017) [18] IEEE, Subsynchronous Resonance Studies and Mitigation Methods for Series Capacitor Applications, Inaugural IEEE PES 2005 Conference and Exposition in Africa Durban , South Africa, 11-15 July 2005 61 ... PV, PQ) - Điện kháng 36 CHƯƠNG MÔ PHỎNG HIỆN TƯỢNG CỘNG HƯỞNG DƯỚI ĐỒNG BỘ TẠI NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN VŨNG ÁNG 3.1 Giới thiệu chung 3.1.1 Nhà máy nhiệt điện Vũng Áng Nhà máy Nhiệt Điện Vũng Áng xây... 3.1 Nhà máy nhiệt điện Vũng Áng 37 Hình 3.2 Sơ đồ nối điện nhà máy nhiệt điện Vũng Áng 38 Hình 3.3 Sơ đồ nối lưới khu vực nhà máy nhiệt điện Vũng Áng - - 3.1.2 Diễn biến cố cộng hưởng đồng nhà máy. .. TƯỢNG CỘNG HƯỞNG DƯỚI ĐỒNG BỘ TẠI NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN VŨNG ÁNG 37 3.1 Giới thiệu chung 37 3.1.1 Nhà máy nhiệt điện Vũng Áng 37 3.1.2 Diễn biến cố cộng hưởng đồng nhà máy nhiệt