Đang tải... (xem toàn văn)
Hệ thống điện Việt Nam ngày càng mở rộng, lưới điện ngày càng phức tạp. Việc trao đổi công suất giữa các vùng miền thường rất lớn và thông qua các đường dây liên kết khá dài. Vì vậy nghiên cứu, tính toán các chế độ vận hành, sự cố hệ thống, tính chọn các thông số thiết bị là hết sức cần thiết, trong đó có việc lựa chọn thông số cho cuộn kháng bù ngang (KBN) nhằm giữ điện áp nằm trong giới hạn cho phép của hệ thống, ngoài ra còn có mục đích dập tắt dòng...
1 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Cơng trình hồn thành ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG NGUYỄN VĂN ĐẠI Người hướng dẫn khoa học: TS TRẦN VINH TỊNH NGHIÊN CỨU TÍNH CHỌN THƠNG SỐ CHO CUỘN KHÁNG BÙ NGANG ĐƯỜNG DÂY 500kV Phản biện 1: GS.TSKH Trần Đình Long Phản biện 2: TS Trần Tấn Vinh Chuyên ngành: Mạng Hệ thống ñiện Mã số: 60.52.50 Luận văn ñược bảo vệ Hội ñồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ k ỹ t h u ậ t họp Đại học Đà Nẵng vào ngày 11 tháng năm 2011 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Trung tâm Thông tin -Học liệu, Đại học Đà Nẵng - Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng Đà Nẵng - Năm 2011 MỞ ĐẦU Phạm vi nghiên cứu ñề tài: - Tổng quan kháng bù ngang ñường dây 500kV LÝ DO LỰA CHỌN ĐỀ TÀI Hệ thống ñiện 500kV Việt Nam ngày phát triển mạnh mẽ, lưới ñiện ngày tăng cao phức tạp Việc trao đổi cơng suất qua - Phương pháp tốn học lựa chọn mức ñộ bù ngang cho ñường dây 500kV - Ứng dụng phần mềm MATLAB, PSS/E, EMTP ñể lựa chọn lại vùng miền lớn thường thơng qua đường dây thơng số cho cuộn kháng bù ngang ñường dây 500kV liên kết dài Đặc biệt khu vực Nam Trung Bộ, nơi tập trung PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU trung tâm nhiệt ñiện, ñiện hạt nhân lớn nước ta trung tâm Xây dựng mơ hình tính tốn thơng số lưới chế ñộ phụ tải, nhiệt ñiện Vĩnh Tân, Sơn Mỹ, ñiện hạt nhân Ninh Thuận tương chế ñộ vận hành để phân tích, đánh giá hiệu kháng bù ngang lai Trong đường dây mạch kép Vĩnh Tân - Sông Mây, dài 240 Cụ thể xem xét chế ñộ vận hành ñường dây 500kV tương km, dự kiến ñưa vào vận hành năm 2013 đóng vai trị chuyển tải lai gần cơng suất lớn cho khu vực Vì vậy, việc nghiên cứu tính tốn chế ĐẶT TÊN ĐỀ TÀI ñộ vận hành, cố cho hệ thống, tính chọn thơng số thiết bị trở Căn mục tiêu nhiệm vụ ñề ra, ñề tài ñược ñặt tên nên cần thiết, có việc nghiên cứu q trình q độ sau: “Nghiên cứu tính chọn thơng số cho cuộn kháng bù ngang ñiện từ ñường dây 500kV” Khoảng 70-95% cố ngắn mạch pha ñường dây thường ngắn mạch thống qua Hệ thống điện thường sử dụng hệ thống tự động đóng lặp lại nhằm nâng cao ổn ñịnh Việc lựa chọn CẤU TRÚC CỦA LUẬN VĂN Ngồi phần mở đầu kết luận chung, nội dung luận văn ñược biên chế thành chương: thông số cho cuộn kháng bù ngang nhằm ñưa ñiện áp nằm giới Chương 1: Tổng quan hệ thống ñiện Việt Nam hạn cho phép hệ thống, ngồi cịn có mục đích dập tắt dòng hồ Chương 2: Tổng quang kháng bù ngang quang thứ cấp để khả thành cơng hệ thống tự động đóng lặp Chương 3: Mơ hình hố hệ thống ñiện phần mềm lại cao MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Mục đích nghiên cứu đề tài là: Tính tốn lựa chọn thơng số cuộn kháng bù ngang nhằm nâng cao ổn ñịnh hệ thống ñiện ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU Đối tượng nghiên cứu ñề tài ñường dây 500kV Vĩnh Tân - Sơng Mây EMTP Chương 4: Tính chọn thơng số cho cuộn kháng bù ngang đường dây 500kV Vĩnh Tân - Sông Mây Kết luận kiến nghị Danh mục tài liệu tham khảo Quyết ñịnh giao ñề tài luận văn (bản sao) Phụ lục mạch kép Yaly - PleiKu, nâng tổng chiều dài ĐD 500kV lên ñến CHƯƠNG TỔNG QUAN HỆ THỐNG ĐIỆN VIỆT NAM 1526km Tính đến cuối năm 2010 tổng cơng suất trạm 500kV tuyến Bắc Nam lên 9300MVA tổng chiều dài ñường dây 500kV ñược nâng lên đến 3285km 1.1 HIỆN TRẠNG TIÊU THỤ ĐIỆN TỒN QUỐC 2005-2010 Trong năm qua sản lượng ñiện thương phẩm cung cấp ñiện Việt Nam Chạy suốt từ Bắc vào Nam với tổng chiều dài cho ngành kinh tế sinh hoạt nhân dân không ngừng tăng 2000 km lưới điện 500kV đóng vai trị vô quan trọng lên Điện thương phẩm tăng từ 44,83 tỷ kWh năm 2005 lên tới 87,86 cân lượng tồn quốc có ảnh hưởng lớn tới ñộ tin tỷ kWh năm 2010, năm tăng gấp gần 1,96 lần Tuy nhiên cậy cung cấp điện miền nhìn chung năm 2007 ñến năm 2009, tốc ñộ tiêu thụ ñiện không 1.4 KẾ HOẠCH XÂY DỰNG NGUỒN ĐIỆN 2011-2025 tăng lạm phát kinh tế gia tăng 1.4.1 Nguồn ñiện giai ñoạn 2011 - 2015 Lưới truyền tải 500kV coi xương sống hệ thống Từ năm 2005 ñến 2010, công suất cực ñại qua năm tăng Theo dự kiến TSĐ VII, giai ñoạn với nhu cầu ñiện với tốc ñộ thấp nhu cầu điện thương phẩm Năm 2005 cơng suất 201 tỷ kWh vào năm 2015, tổng công suất nguồn dự kiến đưa thêm vào cực đại tồn hệ thống 9.255MW, năm 2010 ñạt 16.048 MW khoảng 26.938 MW 1.2 TÌNH HÌNH SẢN XUẤT ĐIỆN TỒN QUỐC GIAI ĐOẠN 1.4.2 Nguồn ñiện giai ñoạn 2016 - 2020 2005-2010 Đến cuối năm 2005, tổng cơng suất đặt nhà máy ñiện (NMĐ) 9255MW Tính ñến tháng 12 năm 2010, cơng suất đặt tồn hệ thống Đến năm 2020 tổng cơng suất NMĐ dự kiến đưa vào vận hành khoảng 28.433MW 1.4.3 Nguồn ñiện giai ñoạn 2021 - 2025 Đến năm 2025 tổng công suất NMĐ dự kiến đưa vào vận 17.585MW, cơng suất khả dụng 16.932MW hành khoảng 24.875MW 1.3 HIỆN TRẠNG LƯỚI ĐIỆN TOÀN QUỐC 1.5 KẾ HOẠCH XÂY DỰNG LƯỚI ĐIỆN ĐẾN NĂM 2025 Cấp điện áp chun tải hệ thống ñiện Việt Nam 1.5.1 Lưới ñiện 500kV giai ñoạn 2011-2015 220kV, 110kV ĐD500kV liên kết hệ thống ñiện miền thành Trong giai ñoạn nhằm ñáp ứng nhu cầu phụ tải tăng cao, ñồng hệ thống ñiện hợp Hệ thống ñiện 500kV bắt ñầu vận hành từ thời với xuất hàng loạt trung tâm nhiệt ñiện miền ñất nước, năm 1994, với việc ñưa vào vận hành ĐD 500kV Bắc-Nam dài cơng tác xây dựng lưới điện 500kV tăng cường đẩy mạnh gần 1500km hai trạm 500kV Hồ Bình Phú Lâm cơng suất Theo dự kiến TSĐ VII, giai ñoạn khối lượng lưới ñiện trạm 900MVA Tổng công suất TBA 500kV 2700MVA 500kV cần xây dựng khoảng 1.757km ñường dây khoảng 15.750MVA Năm 1999, hệ thống 500kV ñược bổ sung thêm 26km ĐD 500kV dung lượng trạm biến áp 5 1.5.2 Lưới ñiện 500kV giai ñoạn 2016-2020 Theo dự kiến TSĐ VII, giai ñoạn khối lượng lưới điện an tồn dải điện áp cho phép điều kiện vận hành Ngồi ra, việc lựa chọn kháng bù ngang liên quan tới toán quy 500kV cần xây dựng khoảng 2.058km ñường dây khoảng 25.650MVA hoạch nguồn công suất vô công hệ thống ñiện dung lượng trạm biến áp 2.1.2 Cấu tạo kháng bù ngang 1.5.3 Lưới ñiện 500kV giai ñoạn 2020-2025 Theo dự kiến TSĐ VII, giai ñoạn khối lượng lưới ñiện - SE dao cách ly - PA chống sét 500kV cần xây dựng khoảng 1.467km ñường dây khoảng 22.050MVA - Xp : Kháng bù ngang dung lượng trạm biến áp - Xn : Kháng trung tính 1.6 TÌNH HÌNH KỸ THUẬT CỦA LƯỚI ĐIỆN TRONG - Rn : điện trở ngồi XP SE SE Xn PA Rn TƯƠNG LAI Trong tương lai nhằm giữ ổn định hệ thống, nâng cao khả Hình 2.1 Cấu tạo kháng bù ngang truyền tải giữ cơng suất khoảng giới hạn định trước, 2.2 SỰ CẦN THIẾT PHẢI LẮP ĐẶT KHÁNG BÙ NGANG người ta tiến hành lắp thiết bị có điều khiển lên hệ thống Việc ñặt kháng bù ngang nhằm mục đích sau : lưới Cơng nghệ FACTS- Flexible AC Transmission Systems (thiết bị - Giảm ñiện áp trường hợp non tải, ñiều chỉnh hệ thống truyền tải xoay chiều linh hoạt) có đủ khả cách tiêu thụ công suất phản kháng Q tụ ký sinh ñường dây ñiều khiển cách linh hoạt công suất tác dụng phản kháng sinh nhằm giữ ñiện áp xung quanh giá trị ñịnh mức hệ thống ñiện - Là mạch nối đất trung tính có kháng trung tính CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ KHÁNG BÙ NGANG 2.1 TỔNG QUAN 2.1.1 Tổng quan đóng vai trị cuộn dập hồ quang (hồ quang ñiểm chạm ñất pha, tăng giá trị cho dịng bảo vệ, đẩy nhanh tốc ñộ F79-TĐL) 2.3 LỰA CHỌN MỨC BÙ NGANG CỦA ĐƯỜNG DÂY 500kV Các hệ thống ñường dây cao áp, hệ thống siêu cao áp Đối với ñường dây truyền tải siêu cao áp có chiều dài đáng thường sản sinh lượng công suất phản kháng lớn Thơng kể (hơn 100 km), việc điều khiển vơ cơng đường dây sinh thường, chế độ vận hành vừa nặng tải, lượng vơ cơng sinh từ vấn đề phức tạp địi hỏi tính tốn kỹ lưỡng, tồn diện đường dây so sánh (và triệt tiêu) với tổn thất vơ cơng nhằm đảm bảo an tồn cho thiết bị, kéo dài tuổi thọ cơng trình truyền tải Vấn ñề cần lưu ý ñây ñường dây nhẹ tải, ñặc biệt linh hoạt vận hành Đối với đường dây 500kV lượng cắt tải đột ngột phía đường dây xuất hiệu ứng công suất vô công sinh km ñường dây tương ñối lớn Việc Ferranti - tượng tăng ñột ngột ñiện áp dọc tuyến ñường dây, lựa chọn kháng bù ngang trước tiên ñể ñảm bảo thiết bị vận hành làm ñánh hỏng cách ñiện, gây trở ngại cho việc ñóng lặp lại BLh B C B 3BLh số trường hợp làm tải máy phát phải chịu dịng điện B C A BLg C A BL1 BLg BLn dung cao Nguyên nhân tượng dung dẫn a) đường dây sinh cơng suất phản kháng lớn Để khắc phục c) b) B C A B C A Xm tình trạng người ta thường sử dụng phương pháp ñặt kháng Xs Xs Xm Xm Xs-Xm Xs bù ngang hai ñầu đường dây Khi điện áp cao Xm ñường dây bị hở mạch ñầu ñược xác định theo cơng d) e) Hình 2.4 Các kiểu nối dây kháng ñiện bù ngang thức: U max = E X cos β(l − lP ) − S sin β(l − lP ) Z Từ phân tích sơ đồ điện dung đường dây hình 2.3, có (2.1) thể ñưa sơ ñồ ñấu nối kháng bù ngang vào ñường dây ba pha siêu cao áp hình 2.4 2.4.1.3 So sánh sơ đồ Z L P = arctg β XP Nếu giá thành kháng tỷ lệ trực tiếp với công suất (2.2) chúng tất sơ đồ có giá thành xấp xỉ Nhưng ñơn giá cho KVAR giảm dần cơng suất định mức tăng, Từ liệu tiến hành tính tốn lựa chọn mức độ bù ngang hợp lý cho ñường dây 500kV từ ñó rút kết luận 2.4 LỰA CHỌN THÔNG SỐ CỦA KHÁNG BÙ NGANG 2.4.1 Lựa chọn sơ ñồ kháng bù ngang 2.4.1.1 Sơ ñồ thay ñiện dung ñường dây BCh B B C chở lắp đặt Ngồi ra, số lượng đầu cao áp (sứ cách ñiện) ảnh hưởng nhiều ñến giá thành sơ ñồ Bảng 2.1: So sánh sơ đồ nối kháng điện C A hình hình hình hình 2.4.a 2.4.b 2.4.c 2.4.d (cái) (cái) (cái) (cái) C A BCg a) có giá thành thấp khơng q lớn để tiện cho việc chun BC1 3BCh B BCg sơ đồ có kháng điện với cơng suất kháng điện lớn b) Bn STT Danh mục c) Kháng ñiện 6 truyền tải ba pha Đầu sứ cao 3 2.4.1.2 Sơ ñồ ñấu nối kháng ñiện Đầu sứ ñiện áp trung - - - Đầu sứ ñiện áp thấp - - - Hình 2.3 Các sơ đồ tương đương ñiện dung ñường dây 10 Qua so sánh trên, thấy so sánh số lượng sứ ñỡ dùng kháng điện điện ba pha (hình 2.4.d) thích hợp nhất, Pii = 2h log i (km/F) 2πε ri (2.3) Pik = D log ik (km/F) 2πε d ik (2.4) không lớn Số lượng cao giá thành kháng ba pha thấp Ngược lại kháng ñiện lớn dùng sơ đồ (hình 2.4.c) Sơ đồ kháng điện (hình 2.4.b) có thuận lợi kháng điện trung tính thao tác ñóng cắt trị số ñiện kháng chúng C = P-1 (F/km) thay đổi khơng ảnh hưởng tới việc bù (2.5) 2.4.2 Tính tốn thơng số kháng bù ngang Từ sơ đồ hình 2.5.b ta có phương trình quan hệ điện áp 2.4.2.1 Trường hợp ñường dây mạch ñơn với ñiện tích sau : BCh A B XP XP C B C A XP BCg Xn (a) (b) Hình 2.5 a Sơ đồ bố trí kháng trung tính cuộn kháng bù ngang V1 P11 V P 21 V3 = P31 VS1 PS11 VS2 PS21 P12 P22 P32 PS12 P13 P23 P33 PS13 P1S1 P2S1 P3S1 PS1S1 PS22 PS23 PS2S1 P1S2 Q1 P2S2 Q P3S2 Q3 PS1S2 QS1 PS2S2 QS2 (2.6) b Dung dẫn ñường dây mạch đơn Ta viết gọn sau : a Xác ñịnh ñiện dung ñường dây S1 S2 k V123 PAA V = P S1S2 SA dik i hi Dik PAS Q123 PSS QS1S2 (2.7) hi Từ 2.7 VS1S2 = nên ta có : (a) V123 = P123(S) Q123 (2.8a) t P123(S) = PAA − PAS PSS−1PAS (2.8b) (b) Hình 2.6 a Sơ đồ bố trí dây dẫn đường dây mạch đơn b Dây dẫn ảnh ñược soi gương qua mặt ñất Trong ñó : Ta có hệ số dây dẫn i dây dẫn i với dây dẫn k sau : Mặt khác ta có: 11 12 Q123 = C123(S) V123 (2.9a) Theo (2.5) : −1 123(S) C123(S) = P BCg = BC0 (2.14) BCh = (BC1 − BC0 ) / (2.15) (2.9b) Điều kiện bù song song thành phần đối xứng ta có : Khai triển phương trình (2.9b) lưu ý phần tử điện BL1 = hBC1 (2.16) BLh = BCh (2.17) BL1 − BL0 = (BC1 − BC0 ) (2.18) dung loại bỏ phần tử tác ñộng dây nối ñất Chúng ta có : C Phase C11 = −C 21 −C31 −C12 C 22 −C32 −C13 −C 23 C33 (2.9c) Từ (2.16) (2.18) suy : b Xác ñịnh mức ñộ bù ngang ñường dây BL0 = [BC0 − (1 − h)BC1 ] Ta có : BC = ϖC (2.10) Với C xác ñịnh từ (2.9c) (2.19) Điện kháng cảm ứng dịng điện : X L0 = / BL0 (2.20) X L1 = / BL1 (2.21) Tỷ lệ bù đường dây cho cơng thức : h= BL1 BC1 (2.11) Trong hình 2.5a cho ta biết X L1 = X P Dung dẫn thứ tự không ñường dây : BC0 = BCg (2.22) (2.12) XL1 : Điện kháng cuộn kháng bù ngang - thứ tự thuận Điện kháng thứ tự không Dung dẫn thứ tự thuận ñường dây : BC1 = BCg + 3BCh Biến đổi cơng thức ta có : (2.13) X L0 = X P + 3X n (2.23) 13 14 Suy cơng thức tính điện kháng trung tính cuộn kháng bù ngang sau : BC1 − BC0 Xn = 3hBC1[BC0 − (1 − h)BC1 ] (2.24) XP B C XP D XP E XP F XP Xm XP A XP Xm B XP XP B XP E XP F XP Xm trường hợp a công thức (2.32) XP Xm Xn (b) D C XP D XP Xm (a) A hợp (2.30) (2.31) có cơng thức tính điện kháng cho C Xn XP E XP F XP A XP Xn (c) B XP (2.31) Trong XL1 = 1/BL1, XL3 = 1/BL3, XL0 = 1/BL0, kết 2.4.2.2 Trường hợp ñường dây mạch kép A X L0 = X p + 3X m + 6X n X L1 = X p X L3 = X p + 3X m D C XP XP Xm E XP F XP Xm (d) Hình 2.7 Các trường hợp mắc bù cuộn kháng trung tính Ta có phương trình quan hệ điện dẫn sau : BL0 = BL1 − 3(BCh + BCi ) BL1 = h[(BCg + 3(BCh + BCi )] BL3 = BL1 + 3(BCh − BCi ) (2.30) Trên sở này, ñiện kháng song song điện kháng trung tính trường hợp tính tương ứng, Các điện kháng song Xp cho ñường dây ñã ñược xác lập, Xp đưa trường hợp a Cơng thức điện kháng trung tính cho trường hợp ñược thể ñây - Trường hợp a Ta có điện kháng thứ tự khơng, thứ tự thuận, thứ tự nghịch X p = h(BCg + 3BCh + 3BCi ) Xp X m = −3 X p BCh BCi X = n − 3(BCh + BCi ) − 3(BCh − BCi ) X p X p (2.32) h = BL1/BC1 tỷ lệ bù - Trường hợp b 3X p X m = 2( − 3) X p (BC h − BC i ) BC i X n = − 3(BC h + BC i ) − 3(BC h − BC i ) X p X p (2.33) 15 16 - Trường hợp c Xn = ( − Xp) / BL1 − 3(BCh + BCi ) (2.34) U IS = (C1 − C0 )ωl m 3 (2.36) Biên ñộ ñiện áp phục hồi ñược xác ñịnh sau: - Trường hợp d Xp Xm = −3 X p BC h Vr = C1 − C0 U m (2C1 + C0 ) (2.37) (2.35) 2.4.4.2 Thành phần hỗ cảm Thành phần hỗ cảm pha tỉ lệ thuận với công suất 2.4.3 Phương pháp ngăn chặn hồ quang thứ cấp truyền tải pha khơng bị cố có giá trị tương ñối 2.4.4 Nghiên cứu hồ quang thứ cấp lớn đường dây q dài Các thơng số khác hoán vị Hồ quang thứ cấp ñường dây 500 kV tổng ñường dây trào lưu cơng suất vơ cơng đóng vai trị dịng điện hỗ cảm, hỗ dung pha mang ñiện gần kề ñối với quan trọng Chương trình EMTP sử dụng để tính thành phần 50 pha cố sau dòng hồ quang thứ cấp bị cắt ñi máy cắt hai Hz Mục ñích phần cho biết dạng sóng hồ đầu đường dây Đối với đường dây có tụ bù dọc kháng bù ngang quang thứ cấp ñiện áp phục hồi ñiểm ngắn mạch Để từ hồ quang cịn có thêm thành phần dịng ñiện phóng tụ bù dọc ñó xác ñịnh ñược thời gian dập tắt hồ quang thứ cấp thành phần chiều lượng bị “bẫy” kháng bù 2.4.4.3 Thành phần dịng phóng tụ bù dọc Các kết mô [9] cho thấy trường hợp ngang Đường dây có tụ bù dọc có thành phần sau : không nối tắt tụ máy cắt bypass, dòng hồ quang thứ cấp có Thành phần hỗ dung pha biên ñộ lớn với thành phần dao ñộng dịng phóng chiếm đa Thành phần hỗ cảm pha phần dải tần 5-7Hz Các thành phần góp phần làm gia tăng thời Thành phần tụ phóng điện cố gian dập tắt hồ quang, gây khó khăn ñể ñạt ñược thời Thành phần chiều lượng bị bẫy kháng gian chết rút ngắn theo u cầu trì ổn định hệ thống Do thời ñiểm xuất cố thiết phải loại trừ thành phần dịng phóng tụ bù dọc nhằm gia 2.4.4.1 Thành phần hỗ dung tăng tiến trình dập tắt hồ quang mau chóng Giải pháp tốt Dòng hồ quang thứ cấp thành phần hỗ dung gây ñối nối tắt tụ bù hai ñầu pha cố có cố pha với đường dây khơng có kháng trung tính điện trở trung tính máy cắt bypass với thời gian cắt ngắn mạch ngắn Thơng xác định sau : thường khoảng thời gian khoảng 100-130ms 18 17 2.4.4.4 Thành phần chiều lượng bị “bẫy” - Đóng điện dung; Đóng tự đóng lại đường dây kháng bù ngang tạo - Hành vi thiết bị ñiều khiển hệ thống ñiện Thành phần xuất từ thời ñiểm máy cắt hai ñầu - Kiểm tra thiết bị rơle bảo vệ ñường dây mở ñến thời ñiểm dòng ñiện hồ quang thứ cấp cắt điểm 3.2 MƠ HÌNH EMTP khơng Nếu khơng xét ñến ñiện trở hồ quang thứ cấp, thời 3.2.1 Đường dây 500 kV gian ñể thành phần cắt ñiểm không ñầu tiên dài Tuy nhiên 3.2.2 Các máy biến áp tăng áp tổ máy phát thực tế, ñiện trở hồ quang thứ cấp tăng theo thời gian, theo 3.2.3 Các máy biến tự ngẫu 500/220 kV khuyến nghị [9], ñiện trở hồ quang thứ cấp mơ 3.2.4 Các tụ bù dọc hàm số thời gian với giá trị ñiện trở ban ñầu 3.2.5 Kháng bù ngang kháng trung tính 0,5Ω, tốc ñộ tăng 0,8 Ω/giây tăng ñến giá trị cuối 100Ω 3.2.6 Nguồn Thời gian chết cho ñóng lại pha cho ñường dây 500 kV tính theo cơng thức sau: Tdeadtime = Tbypass + Tdc + Tarc + Tdielectric TÍNH CHỌN THƠNG SỐ CHO CUỘN KHÁNG BÙ NGANG (2.38) Tbypass : thời gian lớn ñể nối tắt tụ bù dọc Tbypass =130ms Tarc : thời gian cần thiết ñể dập tắt thành phần 50 Hz Tdielectric: thời gian cần thiết ñể phục hồi cách điện = 100 ms Tdc: thời gian để có điểm khơng dịng hồ quang thứ cấp (do thành phần DC dịng điện hồ quang thứ cấp tạo nên) CHƯƠNG MƠ HÌNH HỐ HỆ THỐNG TRÊN PHẦN MỀM EMTP 3.1 TỔNG QUAN EMTP ñược ứng dụng rộng rãi phân tích hệ thống điện dụng cụ linh hoạt có hiệu EMTP cho phép tính tốn thơng số hệ thống ñiện chế ñộ ñộ miền thời gian Các tốn sau thường giải nhờ phần mềm EMTP - Quá ñiện áp phục hồi; Chống sét; Ngắn mạch; Cộng hưởng lõi từ; Sa thải phụ tải; Ổn định q độ; Đóng cắt máy biến áp; CHƯƠNG ĐƯỜNG DÂY 500kV VĨNH TÂN - SÔNG MÂY 4.1 TỔNG QUAN 4.2 LỰA CHỌN THÔNG SỐ BÙ NGANG CHO ĐƯỜNG DÂY Theo (2.28) kết hợp với kết tính tốn Phụ lục ta có: + Trường hợp 1: Thực bù 60% Qua ñó lắp ñặt kháng bù ngang 80MVAr hai ñầu ñường dây + Trường hợp 2: Thực bù 68% Qua lắp đặt kháng bù ngang 91MVAr hai ñầu ñường dây + Trường hợp 3: Thực bù 75% Qua lắp đặt kháng bù ngang 100MVAr hai ñầu ñường dây + Trường hợp 4: Thực bù 80% Qua lắp đặt kháng bù ngang 107MVAr hai đầu đường dây Tính tốn trường hợp phóng điện gây điện áp cao cho thấy trường hợp phóng điện từ NĐ Vĩnh Tân đến Sơng Mây trường hợp phụ tải cực tiểu cho thấy ñối với phương án bù ngang 19 20 trường hợp khơng đảm bảo u cầu điện áp vận hành Trường Biên độ thành phần hỗ dung nhìn chung khơng phụ thuộc hợp 2, 3, điện áp hai ñầu ñường dây ñều nằm dải ñiện áp vào vị trí điểm cố tính tốn ñối với ñường dây ñược hoán theo yêu cầu vị theo công thức (2.36) Trường hợp cho tổn thất hệ thống thấp chế độ vận hành bình thường Mức ñầu tư cho cuộn kháng 91MVAr trường U IS = (C1 − C0 )ωl m 3 hợp thấp so với mức ñầu tư cuộn kháng trường Ta có ωC1 = 4,3401 microS/km, C0= 2,5281 microS/km, Um = hợp 550kV, l = 240 km từ công thức (2.36) tính Is = 46,00765Arms Điện áp phục hồi tương ứng tính theo cơng thức (2.37) : Vr = C1 − C0 U m = 51,336 (kVrms) (2C1 + C0 ) Do dòng IS xấp xỉ 46 A rms ñiện áp phục hồi Vr = 51,336 kVrms , VrxIs = 2361kVA Như theo hình 4.7, thời gian để hồ quang thứ cấp khó tắt Hình 4.5 Phóng điện từ Vĩnh Tân đến Sơng Mây trường hợp tải cực tiểu Hình 4.6 Phóng điện từ Sông lớn giây thành phần khác kéo dài thời gian Mây ñến Vĩnh Tân trường dập hồ quang thứ cấp Vì cần phải có biện pháp giảm thành phần hợp tải cực tiểu cách lựa chọn kháng trung tính cách xác Kiểm tra trường hợp phóng ñiện từ ñầu phụ tải ñến nguồn (phóng ñiện từ Sơng Mây đến Vĩnh Tân) chế độ phụ tải cực ñại cho Giá trị kháng trung tính ñường dây 500kV Vĩnh Tân Sơng Mây xác định theo cơng thức (2.35) thấy với tỷ lệ bù ngang 68%, ñiện áp 500kV Sơng Mây, Vĩnh Tân nằm dải ñiện áp yêu cầu Như tỷ lệ bù ngang 68% cho đường dây 500kV xem hợp lý 4.3 NGHIÊN CỨU HỒ QUANG THỨ CẤP TRÊN ĐƯỜNG DÂY 500kV VĨNH TÂN - SÔNG MÂY 4.3.1 Thành phần hỗ dung Hình 4.7 Đồ thị xác ñịnh thời gian tắt hồ quang thứ cấp 50 Hz Thay giá trị vào (2.35) ta có giá trị kháng trung tính đoạn đường dây 500kV Vĩnh Tân-Sơng Mây cho bảng 4.1: 22 21 Hình 4.8 hình 4.9 cho thấy dạng sóng dịng điện hồ quang Bảng 4.1 : Chọn kháng trung tính cho kháng bù ngang STT Đường dây XP (Ω) Xm (Ω) 500kV Vĩnh Tân-Sông Mây 1372 676 thứ cấp ñiện áp phục hồi ñiểm ngắn mạch pha A đầu đường dây phía Vĩnh Tân Kết mô cho thấy rằng, với giá trị kháng trung Mặc dù có tác dụng hạn chế áp, kháng bù ngang lại làm tăng tính lựa chọn trên, dịng hồ quang thứ cấp thành phần hỗ ñiện áp cảm ứng lên pha mà ñã bị tách khỏi hệ thống từ pha dung hỗ cảm gây nên có cố pha đường dây Vĩnh cịn mang ñiện mạch, từ pha mạch đường Tân - Sơng Mây máy cắt pha hai ñầu ñường dây mở ñạt trị số dây khác ñi phạm vi hành lang tuyến mạch ñường dây A rms ñiện áp hồi phục khoảng 14.8 kV rms (thành phần có pha bị cắt 50 Hz) Do theo hình 4.7 thời gian dập thành phần hồ quang thứ Để giảm điện áp cảm ứng này, ngồi việc lắp kháng trung tính cấp 50 Hz khơng q 0.2 sec cần phải xem xét ñến việc sử dụng ñiện trở trung tính nối kháng 4.3.3 Thành phần chiều lượng bị “bẫy” kháng trung tính đất bù ngang tạo Khơng có cơng thức xác định giá trị điện trở trung tính tối Hình 4.8 cho thấy từ thời ñiểm máy cắt hai ñầu ñường ưu Việc xác ñịnh giá trị ñiện trở trung tính tối ưu mơ dây mở đến thời điểm dịng điện hồ quang thứ cấp cắt điểm khơng theo tiêu chí dịng hồ quang thứ cấp qua điểm khơng với thời gian dài (khoảng 2.65sec) khơng tính đến điện trở hồ ngắn quang thứ cấp Tuy nhiên thực tế, điện trở hồ quang thứ cấp Trong tính tốn sử dụng giá trị ñiện trở dao ñộng từ 50Ω tăng theo thời gian Điện trở hồ quang thứ cấp mơ đến 100Ω nhằm tìm điện trở trung tính lắp đặt cho kháng 91MVAr hàm số thời gian với giá trị ñiện trở ban ñầu 0.5Ω, ñường dây 500kV tốc ñộ tăng 0.8 Ω/giây tăng ñến giá trị cuối 100 Ω Hình 4.3.2 Thành phần hỗ cảm 4.10 thể kết mô có tính đến biên thiên điện trở hồ quang thứ cấp Các tính tốn cho thấy thời gian dịng hồ quang thứ cấp qua điểm khơng dao ñộng khoảng từ 0.375sec ñến 0.428sec có khuynh hướng thời gian lớn giá trị ñiện trở tăng, nhiên chênh lệch khơng nhiều.Do đề án kiến nghị chọn ñiện trở R=50Ω ñể lắp ñặt với kháng trung tính cho kháng 91MVAr Với điện trở Hình 4.8 Dạng sóng dịng điện hồ Hình 4.9 Dạng sóng điện áp quang thứ cấp phục hồi ñiểm ngắn mạch mô cho thấy thành phần chiều gây chậm 24 23 trễ khoảng 0.375s việc tạo điểm cắt khơng dịng T2: thời gian để có điểm khơng dịng hồ quang thứ cấp (do thành phần DC dịng điện hồ quang thứ cấp hồ quang thứ cấp tạo nên) T3: thời gian cần thiết ñể phục hồi cách ñiện = 100 ms ⇒ T (tự đóng lại) > 675 ms cho đường dây 500 kV Vĩnh Tân - Sông Mây KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Hình 4.10 Dịng hồ quang thứ cấp Hình 4.11 Dịng hồ quang thứ pha A (có kể đến hiệu ứng cấp pha A (có kể ñến hiệu ñiện trở hồ quang thứ cấp) Điện ứng điện trở hồ quang thứ trở trung tính 50Ω 60Ω cấp) Điện trở trung tính 80Ω KẾT LUẬN Luận văn ñã viện dẫn phương pháp tính tốn thơng số cho cuộn kháng bù ngang 500kV kết hợp với mơ thực tế để có nhìn tổng quan từ áp dụng tính tốn cho đường dây siêu cao áp sau này, quan Tư vấn ñang giả ñịnh 1km ñường dây 500kV sinh 1,04 MVAr nên cần thiết phải tính tốn thơng số cho cuộn kháng bù ngang trước thực bù ngang nhằm nâng cao ổn ñịnh cho hệ thống điện tiết kiệm chi phí cho cơng trình Đề tài ñáp ứng ñược thực tiễn thiết kế hệ thống điện siêu Hình 4.12 Dịng hồ quang thứ cấp pha A (có kể đến hiệu ứng ñiện trở hồ quang thứ cấp) Điện trở trung tính 100Ω cao áp mới, kết nghiên cứu luận văn ñang ñược sử dụng ñể tính 4.3.4.Thời gian chết (dead time) đường dây 500 kV Vĩnh tốn lựa chọn thơng số cuộn kháng bù ngang đường dây 500kV Tân-Sơng Mây Pleiku - Mỹ Phước - Cầu Bông Công ty cổ phần Tư vấn ñiện Thời gian chết cho đóng lại pha cho đường dây 500 kV Vĩnh Tân-Sơng Mây tính theo cơng thức sau: thiết kế ñã xuất giai ñoạn lập dự án ñầu tư vào 4/2011 KIẾN NGHỊ T (đóng lại ) = T1 + T2 + T3 T1: thời gian cần thiết ñể dập tắt thành phần 50 Hz Trong tương lai nhằm ñáp ứng ñược hệ thống ñiện ngày phức tạp nhằm ổn ñịnh hệ thống nên ñưa kháng có điều khiển vào lưới để tác động nhanh việc thực bù chế ñộ non tải ... học lựa chọn mức ñộ bù ngang cho ñường dây 500kV - Ứng dụng phần mềm MATLAB, PSS/E, EMTP ñể lựa chọn lại vùng miền lớn thường thơng qua đường dây thơng số cho cuộn kháng bù ngang ñường dây 500kV. .. giá cho KVAR giảm dần cơng suất định mức tăng, Từ liệu tiến hành tính tốn lựa chọn mức độ bù ngang hợp lý cho đường dây 500kV từ rút kết luận 2.4 LỰA CHỌN THÔNG SỐ CỦA KHÁNG BÙ NGANG 2.4.1 Lựa chọn. .. cần thiết, có việc nghiên cứu q trình q độ sau: “Nghiên cứu tính chọn thơng số cho cuộn kháng bù ngang điện từ đường dây 500kV? ?? Khoảng 70-95% cố ngắn mạch pha đường dây thường ngắn mạch thống