I. Tổng quan về trạm biến ỏp 110kV Sơn La
1. Vai trũ của trạm biến ỏp 110kV Sơn La
Trạm biến ỏp 110kV Sơn La được xõy dựng năm 1997 thuộc Cụng ty Điện lực Sơn La, đúng trờn địa bàn Phường Chiềng Sinh – TP. Sơn La ,cú nhiệm vụ đảm bảo cung cấp điện phỏt triển kinh tế xó hội ổn định an ninh quốc phũng tỉnh Sơn La.
Trạm biến ỏp 110kV Sơn La cú cụng suất 80 MVA trong đú cú: - MBA T1 40 MVA – 115/38.5/23 kV.
- MBA T2 40 MVA – 115/38.5/23 kV. - Lộ 371 cấp điện cho TBA trung gian 2/9. - Lộ 373 cấp điện cho huyện Mai Sơn.
- Lộ 374 cấp điện cho 1 phần TP Sơn La và xó Phiờng Tam. Trạm 110kV Sơn La cú sơ đồ nối điện chớnh hỡnh 2.1.
Phớa 110kV gồm cú: MBA T1, T2 MC khớ SF6: 171, 172, 173, 174, 131, 132, 112 DCL: 171-7, 171-1, 172-7, 172-2, 173-7, 173-1, 174-7, 174-2, 131-1, 131-3, 132- 2, 112-1, 112-2, TUC12-2. TU171, TU172, TU C11, TU C12.
Phớa 35 kV: Thanh cỏi C31 là thiết bị ngoài trời; thanh cỏi C32 là cỏc thiết bị hợp bộ trong nhà phõn phối gồm cú:
+ Thanh cỏi C31: 331, 312, 372, 378, DCL 331-1, 331-3, 312-2, 372-1, 372-7, 378-1, 378-7.
+ Thanh cỏi C32: 332, 342-2, 374, 376, 382. + TUC31, TUC32
- Phớa 22kV: Thanh cỏi C41, C42 là cỏc thiết bị hợp bộ trong nhà phõn phối gồm cú: + Thanh cỏi C41: 431, 471, 473 + Thanh cỏi C42: 432, 442-2, 472, 474, 476, 478, 412 TUC41, TUC42 2. Thụng số mỏy biến ỏp 1. Thụng số mỏy biến ỏp T1:
- Kiểu loại - Mó hiệu: Mỏy biến ỏp 3 pha, 3 cuộn dõy, ngõm trong dầu, đặt ngoài trời
- Nhà chế tạo: ABB-Việt Nam
- Số chế tạo: VN00305
- Năm sản xuất: 2008
- Năm đưa vào vận hành: 21/7/2016 ( Chuyển từ Văn Quỏn – Hà Nội về)
- Kiểu làm mỏt: Bằng dầu cú cưỡng bức bằng quạt mỏt
- Tổng trọng lượng MBA: 76000 Kg
a- Đặc tớnh kỹ thuật
Bảng 2. 1. Đặc tớnh kỹ thuật của mỏy biến ỏp T1
Tham số Trị số
Cụng suất định mức cỏc cuộn dõy (kVA) ONAF Cao thế : Trung thế: Hạ thế : 40 20 40 Cụng suất định mức cỏc cuộn dõy khi khụng làm mỏt (kVA)
Cao thế : Hạ thế : Trung thế: 30 15 30 Điện ỏp định mức (kV) Cao thế Trung thế Hạ thế 115 38,5 23 Dũng điện định mức (A) Cao thế (nấc 10) Trung thế (nấc 3) Hạ thế 201 300 1004 Số pha: 3
Tổ đấu dõy YN/D/YN-11-0
Số nấc điều chỉnh phớa: Cao thế Trung thế Hạ thế 19 5 0
b) Cỏc thụng số thớ nghiệm xuất xưởng Điện ỏp của cỏc bối dõy:
+ Cao ỏp: 115kV ± 9x1,78%kV ( điều chỉnh điện ỏp dưới tải) + Trung ỏp: 38,5kV ± 2x2,5% kV ( điều chỉnh điện ỏp khụng điện)
Dũng điện khụng tải: Io =0.3248% Iđm Tổn thất khụng tải: Po= 39,24 kW
Tổn hao cú tải (ở nấc 10), nhiệt độ 750C cụng suất 40MVA: + Cao – Hạ (23kV): Pk= 144,4kW
Điện ỏp ngắn mạch: C-T: 10,24 %; C-H: 18,67 %; TH: 6,23 %
d- Thụng số kỹ thuật của bộ điều ỏp dưới tải
Kiểu loại -Mó hiệu: OLTC: VVIII – 400Y – 76 – 10191 W trục đứng. Nhà chế tạo: MR - CHLB Đức
Số chế tạo: 1069806 Năm sản xuất: 2008
Năm đưa vào vận hành: 2016 ( Chuyển từ Văn Quỏn – Hà Nội về) Dũng điện định mức của OLTC: 239A
Điện ỏp định mức: 115kV Số nấc điều chỉnh: 19 ( ± 9)
Phạm vi điều chỉnh: Cuộn dõy phớa 110
Bảng 2. 2. Điện ỏp cỏc nấc điều chỉnh của mỏy biến ỏp T1
Nấc
Cuộn dõy cao thế Cuộn dõy trung thế Cuộn dõy hạ thế Điện ỏp Dũng
điện
Điện ỏp Dũng điện Điện ỏp Dũng điện
kV A kV A kV A 1 133,423 173 36,575 316 23 1004 2 131,376 176 37,539 308 3 129,329 179 38,5 300 4 127,282 181 39,463 329 5 125,235 184 40,425 286 6 123,188 187 7 121,141 191 8 119,094 194
9 117,047 197 10 115,000 201 11 112,935 204 12 110,906 208 13 108, 859 212 14 106, 812 216 15 104,765 220 16 102,718 225 17 100,671 229 18 98,624 234 19 96,577 239 3. Thụng số mỏy biến ỏp T2:
Kiểu loại - Mó hiệu: MBA 3 pha 3 cuộn dõy đặt ngoài trời, ngõm trong trong dầu
Nhà chế tạo: ABB- Việt Nam Số chế tạo: VN00756
Năm sản xuất: 2012
Năm đưa vào vận hành: 13/01/2018 ( Được điều chuyển từ Yờn Bỏi về) Kiểu làm mỏt: Dầu + Quạt giú
a- Đặc tớnh kỹ thuật
Bảng 2. 3. Đặc tớnh kỹ thuật của mỏy biến ỏp T2
Tham số Trị số
Cụng suất định mức cỏc cuộn dõy (kVA) Cao thế Hạ thế Trung thế 40.000 40.000 40.000 Cụng suất định mức cỏc cuộn dõy khi khụng làm mỏt (kVA)
Cao thế Hạ thế Trung thế 32.000 32.000 32.000 Điện ỏp định mức (kV) Cao thế Trung thế Hạ thế 115 38.5 23 Dũng điện định mức (A) Cao thế Trung thế Hạ thế 201 600 1004 Số pha 3
Tổ đấu dõy YNdyn-11-12
Số nấc điều chỉnh phớa: Cao thế Trung thế Hạ thế 19 5 0 b) Điện ỏp và dũng điện cỏc nấc phõn ỏp
Bảng 2. 4. Điện ỏp cỏc nấc điều chỉnh của mỏy biến ỏp T1
Nấc
Cuộn dõy cao thế Cuộn dõy trung thế Cuộn dõy hạ thế Điện ỏp Dũng điện Điện ỏp Dũng điện Điện ỏp Dũng điện
kV A kV A kV A 1 133.42 173 36.575 631 23 1004 2 131.38 176 37.538 615 3 129.33 179 38.5 600 4 127.28 181 39.463 585 5 125.24 184 40.425 571 6 123.19 187
7 121.14 191 8 119.09 194 9 117.05 197 10 115 201 11 112.95 204 12 110.91 208 13 108.86 212 14 106.81 216 15 104.77 220 16 102.72 225 17 100.67 229 18 98.62 234 19 96.58 239
c) Cỏc thụng số thớ nghiệm xuất xưởng
Dũng điện khụng tải: 0.0821% Tổn thất khụng tải: 23kW
Điện ỏp ngắn mạch: C-T: 10,35 %; C-H: 18,02 %; T-H: 6,79 %
Tổn thất ngắn mạch: C-T: 159.87 kW; C-H: 176.28 kW; T-H: 152.79 kW
II. Hiện trạng của hệ thống bảo vệ chống sột cấp 2 của trạm 110kV Sơn La
Hệ thống chống sột trạm 110kV Sơn La E17.2 cú cột thu sột, chống sột đỏnh thẳng và hệ thống chống sột lan truyền từ đường dõy vào trạm.
Đoạn đường dõy gần trạm được bảo vệ bằng cỏc dõy chống sột để ngăn ngừa sột đỏnh trực tiếp vào đường dõy và sự xuất hiện súng quỏ điện ỏp cú biờn độ dốc lớn ngay gần trạm.
Chống sột van bảo vệ mỗi mỏy biến ỏp T1 và T2 được đặt ở 3 phớa 110kV, 35kV, 22kV và cuộn dõy trung tớnh của mỗi mỏy biến ỏp.
CSV0T1
Hóng sản xuất: SIEMENS Năm sản xuất: 2014 Điện ỏp định mức: 74kV Điện ỏp vận hành liờn tục: 58 kV Dũng phúng danh định: 10kA CSV1T1
Kiểu loại: 3EL2
Hóng sản xuất; SIEMENS Năm sản xuất: 2014 Điện ỏp định mức: 120kV Điện ỏp vận hành liờn tục: 89kV Dũng phúng danh định: 10kA
Để đảm bảo tản nhanh dũng điện sột trong trạm cú một hệ thống nối đất chống sột bao gồm cỏc cọc sắt được nối với nhau chụn ngầm sau 1,5m trong lũng đất và cỏc day dẫn nối cỏc bộ phận được nối đất với hệ thống nối đất.
Ngoài ra để đảm bảo an toàn cho người và thiết bị trong trạm cũn cú thờm 1 hệ thống nối đất làm việc. Hai hệ thống này cú điểm ngoài cựng cỏch nhau 6m.
III. Tỡnh hỡnh sự cố lưới điện tỉnh sơn la và trạm biến ỏp 110kV Sơn La
Tớnh từ thỏng 01 đến thỏng 09 năm 2020 trờn đường dõy 110kV và trạm biến ỏp 110kV trờn địa bàn Tỉnh Sơn La xảy ra 14 sự cố: Sự cố thoỏng qua là 08 sự cố và kộo dài là 06 sự cố. cú 5 sự cố liờn quan đến hiện tượng bất thường của thời tiết như mưa dụng và sấm sột.
IV. Khảo sỏt tỡnh hỡnh dụng sột trờn địa bàn Tỉnh Sơn La
Hoạt động dụng sột thường xảy ra mạnh vào thời điểm từ 14h đến 20h tựy theo từng trạm. Đồ thị xu thế chung cú đỉnh vaũ buổi chiều là một trong những quy luật cơ bản của hoạt động sột tại Việt Nam. Sột xuất hiện sớm ở Sơn La thỏng tư với tần suất lớn hơn 20%.
KẾT LUẬN CHƯƠNG 2
Nội dung chương 2 trỡnh bày tổng quan cũng như hiện trạng trạm biến ỏp 110kV Sơn La. Trạm biến ỏp 110kV Sơn La được xõy dựng năm 1997 thuộc Cụng ty Điện lực Sơn La, đúng trờn địa bàn Phường Chiềng Sinh – TP. Sơn La ,cú nhiệm vụ đảm bảo cung cấp điện phỏt triển kinh tế xó hội ổn định an ninh quốc phũng tỉnh Sơn La.
Trạm 110kV Sơn La cú tổng cụng suất 80 MVA trong đú cú: 2 MBA 40 MVA – 115/38.5/23 kV. Nhiệm vụ chớnh của trạm là truyền tải, cung cấp điện cho cỏc đơn vị hành chớnh Tỉnh như: Trung tõm Thành phố, trạm trung gian 02/09, cỏc Xó Ân Sinh- Chiềng Ngần, Thành Phố- Phiờng Tam và cỏc Huyện Mai Sơn- Cũ Nũi …
Hệ thống chống sột trạm 110kV Sơn La E17.2 cú cột thu sột, chống sột đỏnh thẳng và hệ thống chống sột lan truyền từ đường dõy vào trạm. Đoạn đường dõy gần trạm được bảo vệ chống sột bàng cỏc dõy chống sột ngăn ngừa súng quỏ điện ỏp cú biờn độ dốc lớn. Tại mỗi mỏy biến ỏp T1 và T2 đều được bảo vệ bằng cỏc chống sột van đặt ở 3 phớa 110kV, 35kV, 22kV và cuộn dõy trung tớnh mỏy biến ỏp.
Hoạt động dụng sột thường xảy ra mạnh vào thời điểm từ 14h đến 20h tựy theo từng trạm. Đồ thị xu thế chung cú đỉnh vaũ buổi chiều là một trong những quy luật cơ bản của hoạt động sột tại Việt Nam.
CHƯƠNG 3: Mễ PHỎNG TRẠM BIẾN ÁP 110 KV SƠN LA BẰNG CHƯƠNG TRèNH ATPDRAW
I. Chương trỡnh ATP-EMTP
Chương trỡnh ATP-EMTP(Electro-Magnetic Transients Program) nghiờn cứu quỏ độ điện từ, đó được cụng nhận là một trong những cụng cụ phổ biến để mụ phỏng cỏc hiện tượng về điện - cơ cũng như cỏc hiện tượng về điện từ trong hệ thống điện. ATP-EMTP là một trong những dụng cụ phõn tớch hệ thống rất linh hoạt và hiệu quả, đang được sử dụng rộng rói trờn toàn thế giới trong cỏc lĩnh vực tớnh toỏn thiết kế cũng như vận hành cho cỏc loại thiết bị khỏc trong hệ thống điện.
Với sự tài trợ của Cụng ty điện lực Mỹ BPA (Bonnerille Power Adminitration)
chương trỡnh ATP-EMTP đó được phỏt triển và ứng dụng rộng rói từ đầu những năm 1970. ATP-EMTP được chớnh thức thương mại hoỏ từ năm 1984. Khi mới phỏt triển, ATP-EMTP chỉ bao gồm những mụ đun đơn giản chủ yếu dựng để tớnh toỏn quỏ trỡnh quỏ độ điện từ trong hệ thống điện. Theo thời gian, EMTP đó phỏt triển nhanh chúng với sự đúng gúp của nhiều nhà khoa học trờn thế giới. Ngày nay ATP-EMTP cho phộp tớnh toỏn cỏc thụng số hệ thống điện trong chế độ quỏ độ ở miền thời gian. Cỏc bài toỏn sau đõy thường được giải quyết nhờ chương trỡnh EMTP:
- Hành vi cỏc thiết bị điều khiển trong hệ thống điện, - Đúng cắt điện khỏng, mỏy biến ỏp và tụ điện, - Đúng và tự đúng lại đường dõy,
- Đúng cắt mỏy cắt đồng thời hoặc khụng đồng thời, đúng điện dung, - Ổn định quỏ độ, sa thải phụ tải,
- Phõn tớch súng hài, cộng hưởng lừi từ, dao động sắt từ, - Chống sột,
- Quỏ điện ỏp thao tỏc, quỏ điện ỏp khớ quyển, quỏ điện ỏp phục hồi, - Nghiờn cứu quỏ điện ỏp bằng xỏc suất thống kờ,
- Kiểm tra cỏc thiết bị rơle bảo vệ,
- Quỏ trỡnh quỏ độ thao tỏc và ngắn mạch, - Mụ phỏng mỏy điện, khởi động động cơ,
- Ứng dụng điện tử cụng suất mụ phỏng hệ thống điều khiển,….
Ngoài ra ATP-EMTP cũn cú khả năng chuyển cỏc kết quả ở miền thời gian về miền tần số và phõn tớch hệ thống nhiều pha ở chế độ xỏc lập. ATP-EMTP cho phộp mụ phỏng cỏc hệ thống điện lớn, phức tạp với quy mụ kớch thước cực đại như Bảng 3.1
Bảng 3. 1. Khả năng mụ phỏng của ATPDraw
Số l-ợng nút 6000
Số l-ợng nhánh 10000
Số l-ợng mạch ngắt 1200
Số l-ợng nguồn 900
Số l-ợng phần tử phi tuyến 2250
Số l-ợng máy điện 3 pha 90
II. Phõn hệ chương trỡnh ATPDraw
ATPDraw là mụ đun thành phần của Chương trỡnh ATP-EMTP chạy trên nền Windows với giao diện đồ hoạ trực quan, dễ sử dụng, là phần mềm để tạo mạch mô phỏng quá độ. Trong đó có rất nhiều mô phỏng sẵn có về các phần tử trong hệ thống điện. Ngoài ra ng-ời sử dụng còn có thể tạo ra đ-ợc các mô phỏng mới nhờ ngôn ngữ
MODELS của ch-ơng trình. Cỏc phần mụ phỏng của ATPDraw được thể hiện trong
cỏc bảng dưới đõy:
1. Phần tử đo lường:
- Phần tử đo l-ờng điện áp nút, nhánh, dòng điện và theo dõi TACS. - Phần tử hoán vị pha.
- Bộ tách 3 pha thành một pha. - Bộ chỉ thứ tự pha ABC/DEF.
2. Nhánh (Branches)
- Nhánh tuyến tính đơn bao gồm: 1 pha, 3 pha.
Bảng 3. 2. Nhỏnh tuyến tớnh đơn
- Nhánh phi tuyến: 1 pha phi tuyến R, L. 1 pha và 3 pha MOV kiểu 93, 96 và 98 phi tuyến với điều kiện đầu.
3. Đường dõy và cỏp (Lines/Cables).
- Thông số tập trung hình (kiểu 1,2…) và nhánh RL nối tiếp (kiểu 51, 52…).
Bảng 3. 4. Cỏc mụ đun thụng số tập trung
- Thông số phân bố có tham số không phụ thuộc tần số.
- LCC đ-ờng dây và cáp có thể chọn từ 1 đến 9 pha.
Bảng 3. 6. Đường dõy LCC
- Ngoài ra trong th- viện của ATPDraw không phải là các phần tử trên thì có thể nhập thông số đ-ờng dây/cáp từ file khác.
4. Chuyển mạch (Switches).
- Thời gian và điện áp điều khiển, chuyển mạch điều khiển thời gian 3 pha. - Diot, thyristor, triac.
- TACS đơn điều khiển đóng, cắt. - Chuyển đổi đo l-ờng.
- Chuyển đổi hệ thống và thống kê.
5. Nguồn (Sources).
Ch-ơng trình ATPDraw sử dụng hai loại nguồn là nguồn điện tĩnh và nguồn điện động. Nguồn điện tĩnh là dạng nguồn điện cho tr-ớc giá trị biên độ (điện áp hoặc dòng điện), góc pha, thời điểm bắt đầu và thời điểm kết thúc. Nguồn điện động là các dạng máy điện quay (đồng bộ hay không đồng bộ).
- Nguồn một chiều và xoay chiều, 3 pha xoay chiều. - Nguồn hình thang.
- Nguồn dạng răng c-a. (Ramp function).
- Nguồn xung sột (Surge sources).
- Nguồn điều khiển TACS.
6. Mỏy biến ỏp điện lực (Transformers).
- Máy biến áp 1 pha và 3 pha lý t-ởng. - Máy biến áp một pha.
- Máy biến áp 3 pha hai cuộn dây và ba cuộn dây. - Máy biến áp tự ngẫu một pha, 3 pha 2 và 3 cuộn dây.
Bảng 3. 9. Mỏy biến ỏp
Phần tử tần số (Frequency compornent).
- Nguồn sóng hài, cho việc nghiên cứu tần số quét sóng hài.
- Nguồn tần số một pha và ba pha phụ thuộc tải định dạng CIGRé.
Bảng 3. 10. Cỏc dạng nguồn và nhỏnh khỏc
III. Mụ phỏng Trạm biến ỏp 110 kV Sơn La bằng chương trỡnh ATPDraw
1. Giới thiệu
Trong phạm vi của đề tài, tỏc giả nghiờn cứu ảnh hưởng của sột đỏnh trờn đường dõy này gõy ra quỏ điện ỏp lan truyền vào trạm biến ỏp 110 kV Sơn La. Kết quả nghiờn cứu cú thể sử dụng trong việc đỏnh giỏ độ lớn của quỏ điện ỏp và đỏnh giỏ độ tin cậy của hệ thống bảo vệ quỏ điện ỏp của trạm, đồng thời đỏnh giỏ độ dự trữ cỏc điện của cỏc thiết bị trong trạm. Việc phõn tớch, tớnh toỏn độ lớn và quỏ trỡnh biến