Các kết quả mô phỏng

5.3.1 Phân bố công suất và sụt áp trên xuất tuyến

Mô phỏng phân bố công suất và sụt áp trên xuất tuyến trung áp đã xây dựng theo phương pháp Newton – Raphson, ta được kết quả sau:

Hình 5.2 Kết quả sụt áp và phân bố công suất trên xuất tuyến

Để thấy rõ hơn sự chênh lệch về độ sụt áp trên phát tuyến chính và các nhánh, ta thống kê lại các giá trị mô phỏng và tính toán, ta được các kết quả như sau:

Bảng 5.1 So sánh sụt áp từ kết quả mô phỏng với kết quả tính tay (%)

Đoạn 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6

Tính tay (%) 0.6037 0.5132 0.7245 0.2415 0.1207

Nhận xét: Trên các đoạn dây xảy ra sai số giữa kết quả tính tay (không quá 8%) sụt áp và kết quả mô phỏng sử dụng phần mềm ETAP, do bỏ qua sụt áp của đồng và sắt trong MBA đầu nguồn và làm tròn trong quá trình tính toán các thông số.

5.3.2 Mô phỏng ngắn mạch

-Kết quả mô phỏng ngắn mạch ơ các nút trên phát tuyến chính:

Hình 5.3 Kết quả mô phỏng ngắn mạch tại các nút trên phát tuyến chính

-Kết quả mô phỏng ngắn mạch ơ các nút trên nhánh:

Hình 5.4 Kết quả mô phỏng ngắn mạch tại các nút trên nhánh

-Để dễ dàng so sánh các kết quả tính toán ngắn mạch bằng phần mềm, ta xem lại các dòng ngắn mạch đã tính ơ chương II như sau:

Bảng 5.2 So sánh kết quả tính toán ngắn mạch khi mô phỏng ETAP với lý thuyết Nút

2 3 4 5

Tính

toán Etap Tínhtoán Etap Tínhtoán Etap Tínhtoán Etap I(3) (kA) 10.103 9.918 8.023 7.898 5.655 5.59 4.923 4.873 I(2) (kA) 8.749 8.517 6.948 6.779 4.897 4.802 4.263 4.188 N(1.1)(kA) I (1.1) 9.226 9.382 7.303 7.372 5.121 5.143 4.450 4.465 3I0(1.1) 5.411 5.511 4.079 4.13 2.720 2.74 2.329 2.35 N(1) (kA) I(1) 7.048 7.024 5.409 5.372 3.674 3.647 3.163 3.141 3I0(1) 7.048 7.024 5.409 5.372 3.674 3.647 3.163 3.141 Nút 6 7 9 10 Tính toán Etap Tính toán Etap Tính toán Etap Tính toán Etap I(3) (kA) 3.908 3.876 7.789 7.666 6.464 6.377 5.377 5.314 I(2) (kA) 3.384 3.334 6.745 6.559 5.598 5.463 4.656 4.552 N(1.1)(kA) I (1.1) 3.524 3.531 7.109 7.08 5.877 5.851 4.879 4.822 3I0(1.1) 1.809 1.82 3.925 4.03 3.159 3.23 2.560 2.65 N(1) (kA) I(1) 2.473 2.458 5.221 5.217 4.24 4.24 3.469 3.493 3I0(1) 2.473 2.458 5.221 5.217 4.24 4.24 3.469 3.493 Nút 11 13 14 Tính toán Etap Tính toán Etap Tính toán Etap I(3) (kA) 4.817 4.768 4.272 4.233 3.764 3.733 I(2) (kA) 4.172 4.093 3.699 3.637 3.259 3.207 N(1.1)(kA) I (1.1) 4.358 4.341 3.858 3.845 3.396 3.368 3I0(1.1) 2.271 2.31 1.991 2.02 1.734 1.77 N(1) (kA) I(1) 3.087 3.083 2.716 2.713 2.374 2.385 3I0(1) 3.087 3.083 2.716 2.713 2.374 2.385

Nhận xét: Kết quả tính toán dựa theo lý thuyết và kết quả mô phỏng ngắn mạch trên phần mềm ETAP có sai số rất thấp ơ các nút đa phần do làm tròn số liệu trong quá trình tính toán. Đảm bảo các giá trị dòng ngắn mạch sử dụng để chọn lọc rơle là đúng.

5.4 Kiểm tra phối hợp giữa các thiết bị bảo vệ xuất tuyến khi xảy ra sự cố

Ngắn mạch có thể xảy ra ơ bất kì vị trí nào trên xuất tuyến trung áp. Do đó ta sẽ chỉ lựa chọn một số vị trí đặc trưng để khảo sát kết quả:

-Ngắn mạch phía cuối xuất tuyến (nút 6) -Ngắn mạch tại cuối nhánh 1 (nút 15)

Ở chương này ta chỉ khảo sát trường hợp ngắn mạch tại nút 15, trường hợp còn lại sẽ được thực hiện ơ phần phụ lục số 2. Tiến hành tạo sự cố ngắn mạch tại phía sơ cấp máy biến áp tại nút 15 như hình và kiểm tra trình tự đóng cắt các thiết bị.

Hình 5.5 Phối hợp bảo vệ xuất tuyến khi xảy ra sự cố ngắn mạch ơ nhánh

-Ta sẽ tiến hành phân tích từng trường hợp ngắn mạch cụ thể từ đó kiểm tra độ tin cậy và thời gian cô lập sự cố của các thiết bị có đạt tiêu chuẩn quy định được đề ra hay không

Sự cố ngắn mạch ba pha N(3):

Kiểm tra phối hợp bảo vệ dây chì – dây chì: -FCO bảo vệ máy biến áp (FCO 9 tại nút 15):

Tổng thời gian xóa sự cố (TCT) = 0.0133 s < 0.5 s -FCO bảo vệ nhánh (FCO 1 tại nhánh 1):

Thời gian chảy chì bắt đầu chảy (MMT) = 0.147 s -Kiểm tra phối hợp giữa hai dây chì [7]:

TCT = MMT 0.0133 0.14 7 × 100% = 9.05 % < 75 %

Vậy phối hợp giữa hai dây chì trên nhánh 1 thỏa mãn tiêu chuẩn [7] Kiểm tra phối hợp bảo vệ rơle – cầu chì:

-Dòng ngắn mạch I (3) = 3.318 (kA)

-Độ chênh lệch thời gian Δt giữa thời gian rơle cắt và tổng thời gian xóa sự cố (TCT) của FCO 1:

Δt = 3.25 – 0.236 = 3.014 s > 0.12 s

Vậy phối hợp giữa rơle và dây chì trên nhánh 1 thỏa mãn tiêu chuẩn [8]

→ Việc phối hợp bảo vệ giữa các thiết bị khi có sự cố ba pha trên nhánh 1 thõa mãn điều kiện phối hợp bảo vệ.

Sự cố ngắn mạch hai pha N(2):

Kiểm tra phối hợp bảo vệ dây chì – dây chì: -FCO bảo vệ máy biến áp (FCO 9 tại nút 15):

Tổng thời gian xóa sự cố (TCT) = 0.0158 s < 0.5 s -FCO bảo vệ nhánh (FCO 1 tại nhánh 1):

Thời gian chảy chì bắt đầu chảy (MMT) = 0.199 s -Kiểm tra phối hợp giữa hai dây chì [7]:

TCT = MMT 0.0158 0.19 9 × 100% = 7.94 % < 75 %

Vậy phối hợp giữa hai dây chì trên nhánh 1 thỏa mãn tiêu chuẩn [7] Kiểm tra phối hợp bảo vệ rơle – cầu chì:

-Dòng ngắn mạch I (2) = 2.873 (kA)

-Độ chênh lệch thời gian Δt giữa thời gian rơle cắt và tổng thời gian xóa sự cố (TCT) của FCO 1:

Δt = 4.37 – 0.318 = 4.052 s > 0.12 s

Vậy phối hợp giữa rơle và dây chì trên nhánh 1 thỏa mãn tiêu chuẩn [8] N

→ Việc phối hợp bảo vệ giữa các thiết bị khi có sự cố hai pha chạm nhau không chạm đất trên nhánh 1 thõa mãn điều kiện phối hợp bảo vệ.

Sự cố ngắn mạch hai pha chạm nhau cùng chạm đất N(1.1):

Kiểm tra phối hợp bảo vệ dây chì – dây chì: -FCO bảo vệ máy biến áp (FCO 9 tại nút 15):

Tổng thời gian xóa sự cố (TCT) = 0.015 s < 0.5 s -FCO bảo vệ nhánh (FCO 1 tại nhánh 1):

Thời gian chảy chì bắt đầu chảy (MMT) = 0.182 s -Kiểm tra phối hợp giữa hai dây chì [7]:

TCT = MMT 0.015 0.18 2 × 100% = 8.24 % < 75 %

Vậy phối hợp giữa hai dây chì trên nhánh 1 thỏa mãn tiêu chuẩn [7] Kiểm tra phối hợp bảo vệ rơle – cầu chì:

-Dòng ngắn mạch I (1.1) = 1.58 (kA)

-Độ chênh lệch thời gian Δt giữa thời gian rơle cắt và tổng thời gian xóa sự cố (TCT) của FCO 1:

Δt = 3.65 – 0.289 = 3.361 s > 0.12 s

Vậy phối hợp giữa rơle và dây chì trên nhánh 1 thỏa mãn tiêu chuẩn [8]

→ Việc phối hợp bảo vệ giữa các thiết bị khi có sự cố ngắn mạch hai pha chạm nhau cùng chạm đất trên nhánh 1 thõa mãn điều kiện phối hợp bảo vệ.

Sự cố ngắn mạch một pha chạm đất N(1):

Kiểm tra phối hợp bảo vệ dây chì – dây chì: -FCO bảo vệ máy biến áp (FCO 9 tại nút 15):

Tổng thời gian xóa sự cố (TCT) = 0.0225 s < 0.5 s -FCO bảo vệ nhánh (FCO 1 tại nhánh 1):

Thời gian chảy chì bắt đầu chảy (MMT) = 0.391 s -Kiểm tra phối hợp giữa hai dây chì [7]:

TCT = MMT 0.0225 0.39 1 × 100% = 5.75 % < 75 %

Vậy phối hợp giữa hai dây chì trên nhánh 1 thỏa mãn tiêu chuẩn [7] Kiểm tra phối hợp bảo vệ rơle – cầu chì:

-Dòng ngắn mạch I (1) = 2.14 (kA)

-Độ chênh lệch thời gian Δt giữa thời gian rơle cắt và tổng thời gian xóa sự cố (TCT) của FCO 1:

Δt = 1.95 – 0.705 = 1.245 s > 0.12 s

Vậy phối hợp giữa rơle và dây chì trên nhánh 1 thỏa mãn tiêu chuẩn [8] N

→ Việc phối hợp bảo vệ giữa các thiết bị khi có sự cố ngắn mạch một pha chạm đất trên nhánh 1 thõa mãn điều kiện phối hợp bảo vệ.

-Tổng kết lại ta được kết quả phối hợp bảo vệ giữa các thiết bị trên nhánh 1 như sau:

Bảng 5.3 Kết quả phối hợp bảo vệ của các thiết bị trên nhánh 1.

Kiểm tra phối hợp Cầu chì – Cầu chì Rơle – Cầu chì

N(3) TCT fuse 9 (s) 0.0133 tR (s) 3.25 MMT fuse 1 (s) 0.147 TCT fuse 1 (s) 0.236 TCT/MMT (%) 9.05 Δt (s) 3.014 N(2) TCT fuse 9 (s) 0.0158 tR (s) 4.37 MMT fuse 1 (s) 0.199 TCT fuse 1 (s) 0.318 TCT/MMT (%) 7.94 Δt (s) 4.052 N(1.1) TCT fuse 9 (s) 0.015 tR (s) 3.65 MMT fuse 1 (s) 0.182 TCT fuse 1 (s) 0.289 TCT/MMT (%) 8.24 Δt (s) 3.361 N(1) TCT fuse 9 (s) 0.0225 tR (s) 1.95 MMT fuse 1 (s) 0.391 TCT fuse 1 (s) 0.705 TCT/MMT (%) 5.75 Δt (s) 1.245 Đánh giá Đạt Đạt

-Thực hiện kiểm tra trường hợp còn lại sẽ được thực hiện ơ phần phụ lục.

Kết luận: Kết quả trên cho thấy hệ thống bảo vệ phối hợp với nhau một cách chọn lọc

Tài Liệu Tham Khảo

[1] Hồ Văn Hiến, Hướng Dẫn Đồ Án Môn Học Điện 1 Thiết Kế Mạng Điện, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh.

[2]Quy phạm trang bị điện của Bộ Công Nghiệp năm 2006.

[3] Đặng Tuấn Khanh, Thiết kế bảo vệ mạng điện phân phối có ứng dụng phần mềm ETAP. Nhà xuất bản Đại học Quốc gia TP HCM.

[4] Nguyễn Hoàng Việt, Thiết kế hệ thống điện, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh.

[5] Chance’s Catalogue Numbers.

[6] Ngô Hồng Quang, sổ tay Lựa Chọn Và Tra Cứu Thiết Bị Điện Tử 0.4 – 500 kV, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh.

[7] Tiêu chuẩn IEEE Std 242 -2001 TM. [8] Tiêu chuẩn IEEE Std C37. 48.1 -2002 TM.

PHỤ LỤC

Phụ lục 1: Một số thiết lập cơ bản cho các phần tử ETAP:

Nguồn lưới (Power Grid).

 Trang Rating:

Rated kV: điện áp định mức.

Balanced or Unbalanced: nguồn cân bằng hoặc không cân bằng

Trang Short Circuit: Grounding: kiểu nối đất.

 Máy biến áp (Transformer):

 Trang Rating:

Voltage rating: giá trị điện áp đặt tại phía 2 đầu sơ cấp, thứ cấp. Power rating: công suất định mức MBA.

 Trang Impedance: nếu có thông số cụ thể thì nhập giá trị, còn nếu không thì click vào 2 chuẩn tính: typical Z&X/R; typical X/R.

Phụ lục 2: Kiểm tra phối hợp giữa rơle và FCO khi có sự cố.

-Kiểm tra phối hợp bảo vệ tại cuối xuất tuyến nút 6.

-Các đường cong đặc tuyến tại các trường hợp ngắn mạch:

 Ngắn mạch 2 pha chạm nhau N(1.1):