b. Mô hình tải động
3.3.1.4. Ảnh hƣởng của bộ giới hạn kích từ (OEL) và ULTC đến sụp đổ điện áp:
trong trường hợp D
3.3.1.4. Ảnh hƣởng của bộ giới hạn kích từ (OEL) và ULTC đến sụp đổ điện áp: áp:
Bộ giới hạn kích thích (OELs) đóng vai trò quan trọng trong việc nghiên cứu sự sụp đổ điện áp [1], [2], [36], [42]. Chức năng chính của thiết bị OELlà bảo vệ cuộn dây kích từ phát nóng quá mức cho phép. Thông thường bộ OEL không được tác động trong khoảng thời gian quá độ để cho phép tăng dòng điện kích lên khoảng vài lần để tăng điện áp đầu cực máy phát điện như là một biện pháp nâng cao khả năng ổn định quá độ. Sau một khoảng thời gian cho phép, thì bộ giới hạn kích từ được tác động theo một hàm tỉ lệ nghịch với thời gian- dòng điện kích thích càng lớn thì thời gian tác động càng nhanh. Bộ giới hạn kích từ sẽ giảm dòng điện kích thích từ giá trị cưỡng bức về giá trị định mức để đảm bảo cuộn dây rotor không bị phát nóng quá mức bởi dòng điện kích thích cưỡng bức
Mặc dù, thiết bị OEL có vai trò khá quan trọng, và có nhiều mô hình khác nhau để mô hình hóa các bộ OEL [1]. Trong thư viện của phần mềm PSS/E mô hình của OEL là MAXEX2. Mô hình khối và đặc tính thời gian nghịch đảo được biểu diễn như trong
Luận văn Thạc sĩ Chƣơng 3 84
Hình vẽ 3- Mô hình này có ba giá trị khởi động với các giá trị tương ứng với ba chức năng thời gian nghịch đảo như sau:
IFD1(EFD1)/(giá trị định mức) =1.5, với tFD1=10(s). IFD2(EFD2)/( giá trị định mức)=1.2, với tFD1=60(s). IFD1(EFD1)/( giá trị định mức) =1.05, với tFD1=120(s).
Hình vẽ 3-7: Sơ đồ khối và đặc tính thời gian nghịch đảo của bộ MAXEX2. Sự ảnh hưởng của OEL và ULTC đối với hiện tượng sụp đổ điện áp được nghiên cứu trong trường hợp E với sự làm việc của một bộ OEL tại G3. Nội dung kịch bản được mô tả trong trường hợp E có trong Bảng 3-2.
Sự thay đổi giá trị công suất phản kháng của máy phát điện G2, G3 và giá trị của điện áp tại thanh cái 11 trong hai trường hợp D và E được biểu diễn trong Hình vẽ
3- (a, b, c, d). Kết quả này là do chịu ảnh hưởng của sự kết hợp làm việc của cả
ULTC và OEL. Đáp ứng của HTĐ được mô tả như sau:
Tại thời điểm t=5(s), một mạch đường dây 6-7 được cắt ra. Trong khoảng thời gian ngay sau khi sự cố, hệ thống kích từ làm việc nhằm duy trì ổn định quá độ bằng cách tăng dòng kích thích một cách cưỡng bức và kết quả là hệ thống điện ổn định sau vài giây. Khi đường dây truyền tải bị cắt ra, do công suất tác dụng và công suất phản kháng bị giảm đi nên điện áp hệ thống điện cũng hạ xuống.
Tại thời điểm t=35(s), điện áp tại thanh cái 11 có giá trị thấp hơn giá trị định trước và duy trì trong thời gian vượt quá thời gian định sẵn của bộ
Luận văn Thạc sĩ Chƣơng 3 85
ULTC, vì vậy ULTC bắt đầu làm việc. ULTC sẽ tự động thay đổi đầu phân áp để đưa điện áp trên thanh cái phía phân phối về giá trị ban đầu, điều này đồng nghĩa với việc yêu cầu các máy phát điện tăng lượng công suất phản kháng phát ra hệ thống điện. Vì vậy các bộ kích thích phải tiếp tục tăng dòng kích thích để máy phát điện tăng dần lượng công suất phản kháng phát ra. Điều này chỉ dừng lại khi điện áp tại thanh cái được phục hồi hoặc khi ULTC đã điều chỉnh tối đa các đầu phân áp.
Tại thời điểm t = 65(s), bộ kích thích cho máy phát điện vượt quá giá trị định sẵn (IFD2=1.2 and tFD2=60(s)), OEL được kích hoạt nhằm bảo vệ cho cuộn dây kích từ không bị phát nóng quá mức cho phép. Kết quả là lượng công suất phản kháng phát ra từ máy phát điện G3 giảm và do đó điện áp của hệ thống cũng giảm xuống. Độ dốc đường cong phụ thuộc vào tỷ lệ lượng kích thích và giá trị định sẵn, nếu tỷ lệ này lớn thì độ dốc đường cong cũng tăng theo.
Tại thời điểm t=150(s), ULTC làm việc ở vị trí đầu phân áp cao nhất, bộ đếm thời gian của ULTC được đặt lại về giá trị 0, nhưng bộ OEL vẫn tiếp tục làm việc để giảm dòng điện kích thích.
Tại thời điểm t=500(s), dòng điện kích thích giảm đến giá trị định mức, công suất phản kháng ở đầu ra của máy phát điện G3 giữ ở giá trị 700 MVAr. Giá trị điện áp tại thanh cái 11 là khoảng 0,8 (pu) vì không có OEL tại G2, và G1 được coi là MPĐ có công suất vô cùng lớn.
Luận văn Thạc sĩ Chƣơng 3 86 25 R E A C T IV E P OW E R OU TP U T (P U ) 9 17 21 13 25 R E A C T IV E P OW E R OU TP U T (P U ) 5 9 17 21 13
Luận văn Thạc sĩ Chƣơng 3 87 15 R E A C T IV E P OW E R OU TP U T (P U ) 5 7 11 13 9 1.0 V OL TA GE M A GN ITU D E (P U ) 0.75 0.80 0.90 0.95 0.85
b, Công suất phản kháng của MPĐ G2 trong hai trường hợp D và E.
Luận văn Thạc sĩ Chƣơng 3 88 1.0 V OL TA GE M A GN ITU D E ( P U) 0.50 0.60 0.80 0.90 0.70
d, Điện áp tại nút 11 trong hai trường hợp D và E.
Hình vẽ 3-8: Ảnh hưởng của ULTC và OEL đối với sự sụp đổ điện áp
Hình vẽ 3-9: Điện áp của thanh cái 11 trong hai trường hợp E,và F
Trong trường hợp F (trong Bảng 3-2), chúng tôi xem xét ảnh hưởng của bộ OEL khi đặt ở cả hai máy phát điện G2, G3. Đáp ứng của HTĐ đối với trường hợp E và F được vẽ trên hình
Hình vẽ 3-9. Các đáp ứng của HTĐ cũng tương tự như trường hợp trước ( trường hợp E) nhưng có sự sụp đổ điện áp sau vài phút vì công suất phản kháng đầu ra của G2 và G3 đều bị giới hạn (bộ OEL tại G3 tác động lúc t=65 s còn bộ OEL tại G2 tác động lúc t=125 s)..