Điều kiện cân bằng công suất không đủ để tồn tại CĐXL của hệ thống điện trong thực tế. Vì các chế độ trong thực tế luôn bị các kích động từ bên ngoài. Do vậy điều kiện đủ để hệ thống tồn tại được là chịu đựng được các kích động mà không bị phá hủy, tức là hệ thống phải có tính ổn định động và ổn định tĩnh.
Các dạng ổn định trong hệ thống điện được thể hiện trong hình
Từ hình vẽ trên có thể thấy rằng ổn định quá độ góc rotor máy phát điện là một trong những nguyên nhân gây ra sự cố tan rã HT. Trong bản đồ án này sẽ tập trung vào nghiên cứu về vấn đề này.
7.1.2Ổn định quá độ góc roto
Ổn định góc roto: liên quan đến khả năng của các MFĐ đồng bộ trong một HT liên kết vẫn còn giữ được sự đồng bộ hóa sau khi trải qua các kích động có thể xảy ra trong HT. Nó liên quan đến khả năng duy trì/phục hồi sự cân bằng giữa mô men điện từ và mô men cơ khí của mỗi máy phát điện đồng bộ trong HT. Sự mất ổn định có thể xảy ra khi có sự tăng lên của góc roto của một số MFĐ dẫn đến sự mất đồng bộ hóa so với các MFĐ khác trong HT. Ổn định góc có thể được phân loại thành 2 loại: ổn định
góc với nhiễu loạn nhỏ (small signal stability) và ổn định góc khi quá độ (transient stability).
Ổn định quá độ (ổn định góc roto với kích động lớn) là khả năng của HT vẫn còn duy trì được sự đồng bộ hóa khi trải qua các kích động lớn, ví dụ như ngắn mạch trên đường truyền tải, mất nguồn hoặc mất tải....
7.2 NHẬP SỐ LIỆU, KIỂM TRA SỰ ĐÚNG DẮN CỦA CÁC THÔNG SỐ ĐỘNG ĐỘNG
7.2.1Chuẩn bị case để dùng cho mô phỏng động
Biến đổi tải và máy phát về dạng cần mô phỏng
Ta chọn trên thanh công cụ theo đường dẫn : Power Flow\Convert Loads and Generators
Hình 7-1.Hộp thoại convert
Lần lượt chạy ORDR và RACT để biến đổi về dạng phù hợp và dung lệnh TYSL để giải lưới điện sau biến đổi
GVHD: TS Nguyễn Đăng Toản SV: Trương Văn Dũng
Hình 7-2.Chạy ORDR, FACT và TYSL
Save case với đuôi .SAV
7.2.2Chuẩn bị số liệu động cho các thiết bị
Mô hình MPĐ Nhiệt điện GENROU:
GENROE SPEED ISORCE ETERM ANGLE Tốc độ Dòng điện nguồn Điện áp đầu cực Góc PMECH EFD Điện áp tại nút cuối Pm Efd VT
Hình 7-3.Mô hình máy phát điện GENROE trong thư viện PSS/E
Bảng 7-1. Thông số động máy phát điện
Thông số Xd Xq X1 Xd ’ Xq’ Xd’’ Xq’’ Ra Td o’ Tqo ’ Tdo’’ Tqo’’ H D Genro e 1,8 1,7 0,02 0,3 0,55 0,25 0,25 0,0025 8 0,4 0,03 0,05 6 0 IBUS,’GENROU’,I,T’do,T’’do,T’qo,T’’qo,H,D,Xd,Xq,Xd’,Xq’,Xd’’,S(1,0),S(1,2)/
Mô phỏng kích từ SEXS EFD VOE VUE VOTH ECO
Hình 7-4.Mô hình thiết bị sexs Bảng 7-2.Thông số kích từ
Thông số TA/TB TB K TE Emax Emin
SEXS 0.1 10 100 0,02 4 0
IBUS,’SEXS’,I,Ta/Tb,Tb,K,Te,Emin,Emax/
Mô phỏng bộ ổn định công suất
STBA1
Tốc độ VOTHSG
Hình 7-5.Mô hình bộ ổn định công suất STAB1 trong thư viện của PSS/E Bảng 7-3.Thông số bộ ổn định công suất PSS
Thông
số K/T T T1/T3 T3 T2/T4 T4 Hlim
STAB1 20 10 2,238 0,021 5,55 5,4 0,2
IBUS,’STAB1’,I,K/T,T,T1/T3,T3,T2/T4,T4,Hlim/ Tạo file.txt rồi save as dưới dạng file.dyr
10, 'GENCLS',1,9999,0/
9,'GENROU',1,8,0.03,0.4,0.05,6,0,1.8,1.7,0.3,0.55,0.25,0.02,0,0/ 9,'GENROU',2,8,0.03,0.4,0.05,6,0,1.8,1.7,0.3,0.55,0.25,0.02,0,0/ 9,'GENROU',3,8,0.03,0.4,0.05,6,0,1.8,1.7,0.3,0.55,0.25,0.02,0,0/
GVHD: TS Nguyễn Đăng Toản SV: Trương Văn Dũng 9,'GENROU',4,8,0.03,0.4,0.05,6,0,1.8,1.7,0.3,0.55,0.25,0.02,0,0/ 9,'SEXS', 1,0.1,10,100,0.02,0,4/ 9,'SEXS', 2,0.1,10,100,0.02,0,4/ 9,'SEXS', 3,0.1,10,100,0.02,0,4/ 9,'SEXS', 4,0.1,10,100,0.02,0,4/ 9,'STAB1', 1,20,10,2.238,0.021,5.55,5.4,0.2/ 9,'STAB1', 2,20,10,2.238,0.021,5.55,5.4,0.2/ 9,'STAB1', 3,20,10,2.238,0.021,5.55,5.4,0.2/ 9,'STAB1', 4,20,10,2.238,0.021,5.55,5.4,0.2/
7.2.3Tạo ra file chứa các thông số động
Mở case: file.sav (ta đã lưu ở phần trước), vào Open để mở file.dyr
Hình 7-6.Mở file.dyr
Hình 7-7.Machine sau khi mở file.dyr
Ta chọn trên thanh công cụ theo đường dẫn: Dynamics/CHAN/Machine quanity để quan sát thông số máy phát : chọn máy phát 1 với thông số góc roto
Sau đó save dưới dạng tên file.snap
7.3 MÔ PHỎNG ĐỘNG HỆ THỐNG ĐIỆN KHI SỰ CỐ
Kịch bản được xét như sau:
Cho hệ thống chạy đến 2s, tại t=2s thì xẩy ra sự ngắn mạch trên đường dây 1- NMNĐ mạch 1,sau đó 0,1s thì sự cố bị loại bỏ.
Khởi tạo (xác định và kiểm tra điều kiện đầu)
Ta chọn trên thanh công cụ theo đường dẫn: Dynamics/Simulation/Perform simulation (STRT/RUN)
Hình 7-8.Hộp thoại Perform Dynamic Simulation
Chọn file lưu kết quả.out
GVHD: TS Nguyễn Đăng Toản SV: Trương Văn Dũng
Hình 7-9.Kiểm tra điều kiện
Chương trình sẽ báo INITTAL CONDITIONS CHECK O.K – nếu điều kiện là đúng
Cho hệ thống chạy đến 2s. Sau đó tạo sự cố ngắn mạch theo đường dẫn: disturbance/ line fault…
Sau đó run, chọn thời gian đến 2.1s
Vào disturbance loại trừ sự cố rồi chạy đến 10s.
Hình 7-10.Loại trừ sự cố
Hình 7-11.Màn hình hiển thị đáp ứng
Kết quả thu được
GVHD: TS Nguyễn Đăng Toản SV: Trương Văn Dũng
Hình 7-13.Sự thay đổi góc roto của NMĐ khi ngắn mạch 0,15s
7.4 NHẬN XÉT
Trong cả 3 trường hợp góc roto đạt giá trị cực đại, sau đó dao động với biên độ nhỏ dần cho đến khi tắt hẳn. Lúc này hệ thống ổn định quá độ (hệ thống vẫn duy trì được sự đồng bộ sau khi chịu tác động của nhiễu loạn)
Tuy nhiên trong mỗi trường hợp, nhiễu loạn là khác nhau nên sự dao động và biên độ dao động là khác nhau.
7.5 KẾT LUẬN CHƯƠNG
Trong Chương 7 tác giả đã nhập số liệu động, kiểm tra tính đúng đắn của các thông số động. Vẽ sự thay đổi góc roto của NMĐ khi có ngắn mạch ba pha ở đường dây 1-NMĐ với thời gian tương ứng là 0,1s; 0,15s; 0,2s.
GVHD: TS Nguyễn Đăng Toản SV: Trương Văn Dũng
KẾT LUÂN CHUNG
Trong phần một của đồ án, ta đã tiến hành thiết kế, tính toán cho một lưới điện khu vực hoàn chỉnh. Từ các số liệu ban đầu, ta đã thực hiện việc phân tích nguồn và phụ tải, cân bằng công suất tác dụng và công suất và phản kháng, từ đó sơ bộ xác định được chế độ làm việc của nguồn và vạch ra các phương án nối dây, chọn cấp điện áp hợp lý. Sau khi tiến hành tính toán chỉ tiêu kỹ thuật về chọn tiết diện dây, tổn hao điện áp và điện năng và các chỉ tiêu kinh tế, ta chọn được phương án tối ưu nhất để thiết kế. Trên cơ sở đó, ta tiến hành chọn các máy biến áp và sơ đồ trạm.
Phần hai của đồ án làm nhiệm vụ nghiên cứu phần mềm PSS/E. Dựa vào các số liệu trong phần một của đồ án, ta tiến hành tính toán các dữ liệu của Hệ thống ở dạng đơn vị tương đối, và tiến hành tính toán bằng phần mềm PSS/E. Dựa vào kết quả tính toán điện áp tại các nút của phụ tải, ta chọn được phương thức điều chỉnh điện áp thích hợp cho các máy biến áp. Cuối cùng, ta tính toán được các chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật của mạng điện và thấy rằng mạng điện thiết kế là hợp lý.Cũng trong phần hai này, ta đã tiến hành tính toán mô phỏng động, nghiên cứu sự thay đổi góc roto của MFĐ khi có sự cố ngắn mạch.
Việc thực hiện đồ án đã giúp em vận dụng được các kiến thức đã học, qua đó có cái nhìn khá chi tiết cho công việc thiết kế một lưới điện khu vực. Ngoài ra em cũng tìm hiểu và biết thêm được phần mềm PSS/E.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. TS. Nguyễn Văn Đạm, Thiết kế các mạng và Hệ thống điện, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội, 2008, 302tr. [1]
2. PGS.TS. Trần Bách, Lưới điện và Hệ thống điện tập 1, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội.[2]
3. TS. Ngô Hồng Quang, Sổ tay tra cứu các thiết bị điện từ 0,4 đến 500kV, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, 2002, 389tr.[3]
4. PGS.TS. Nguyễn Hữu Khải, Thiết kế Nhà máy điện và Trạm biến áp, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, 2001, 154tr.[4]
5. PGS.TS. Trần Bách, Ổn định của Hệ thống điện, Nhà xuất bản Đại học Bách Khoa Hà Nội, 2001, 232tr.[5]
6. TS. Nguyễn Đăng Toản, Bài giảng Ổn định Hệ thống điện, Khoa Hệ thống điện trường Đại học Điện Lực, 2010.[6]
7. http://webdien.vn
8. http://hethongdienbk.net 9. http://diendankythuatdien.com