Trang Info của hộp thoại Short Circuit Study Case cung cấp thông tin về cách tính dòng ngắn mạch và chọn phân tích các điểm ngắn mạch.
Hình 3. 58 Trang Info hộp thoại Short Circuit Study Case Trong đó:
Transformer Tab: ta chọn Adjust Base kV sử dụng tỷ số biến thế máy biến áp để tính toán ngắn mạch.
Motor Contribution Based on: chọn Motor Status các động cơ chạy ở chế độ liên tục hoặc gián đoạn.
Bus Selection: chọn Bus có sự cố để đưa vào phân tích. Chọn Bus muốn phân tích ngắn mạch rồi ấn Fault để đưa vào phân tích ngắn mạch.
Hình 3. 59 Trang Standard hộp thoại Short Circuit Study Case
Trang Standard của hộp thoại này cung cấp thông tin về cách tính toán ngắn mạch của Etap.
Standard: chọn tính toán ngắn mạch theo tiêu chuẩn IEC.
Short – Curiut Current: Etap chọn hằng số C để tính toán toán ngắn mạch ta để Etap tự nhập.
Cmax for Z Adustment (<1001V): Giá trị lớn nhất khi hiệu chỉnh trở kháng của máy biến áp, ta chọn 1.05 (+6% V Tol) theo tiêu chuẩn IEC 60909.
Calcution Method: chọn phương pháp C tính toán ngắn mạch vì phương pháp này có độ chính xác cao nhất.
Bảng 3. 2 Bảng kết quả ngắn mạch 3 pha
Bus 3 Phase Fault (kA)
ID kV I’’k ip Ik An Xuyên 110 5.538 12.851 5.538 Cà Mau 110 4.318 9.542 4.318 Cà Mau 2 110 9.586 27.010 9.586 Cái Nước 110 2.258 4.632 2.258 Khánh An 110 8.098 21.115 8.098 Ngọc Hiển 110 1.711 3.446 1.711 Rạch Gốc 110 1.407 2.836 1.407 Sông Đốc 110 2.888 6.054 2.888 Trần Văn Thời 110 4.005 8.744 4.005 Tân Hưng Tây 110 2.225 4.557 2.225
Đầm Dơi 110 3.951 8.609 3.951
Khi ngắn mạch 3 pha: Giá trị lớn nhất là tại Cà Mau 2 với dòng ngắn mạch là 6,367 kA và dòng ngắn mạch cực đại lên đến 16,767 kA. Chênh lệch rất nhiều so với dòng ngắn mạch thấp nhất ở Rạch Gốc với dòng ngắn mạch là 1,310 kA và dòng ngắn mạch cực đại là 2,665 kA. Điều này là dễ thấy tại Cà Mau 2 là thanh cái của rất nhiều nhánh với khá nhiều đường dây nên ngắn mạch tổng tại nó lớn hơn nhiều so với Rạch Gốc. Giá trị đỉnh cũng như giá trị chu kỳ của loại ngắn mạch này đa số sẽ cao hơn các loại ngắn mạch khác. Ngắn mạch 3 pha là loại sự cố nguy hiểm và nặng nề nhất khi sự cố trên cả ba pha, tuy vậy sự cố này rất hiếm khi xảy ra trên các đường dây truyền tải.
Bảng 3. 3 Bảng kết quả ngắn mạch 1 pha chạm đất
Bus Line-to-Ground Fault (kA)
ID kV I’’k ip Ib Ik An Xuyên 110 4.284 9.941 4.284 4.284 Cà Mau 110 3.044 6.725 3.044 3.044 Cà Mau 2 110 11.148 31.411 11.148 11.148 Cái Nước 110 1.389 2.850 1.389 1.389 Khánh An 110 7.933 20.684 7.933 7.933 Ngọc Hiển 110 1.019 2.052 1.019 1.019 Rạch Gốc 110 0.820 1.654 0.820 0.820 Sông Đốc 110 1.848 3.873 1.848 1.848 Trần Văn Thời 110 2.761 6.027 2.761 2.761 Tân Hưng Tây 110 1.366 2.798 1.366 1.366
Đầm Dơi 110 2.713 5.912 2.713 2.713
Khi ngắn mạch 1 pha chạm đất: Giá trị lớn nhất là tại Cà Mau 2 với dòng ngắn mạch là 6,856 kA và dòng ngắn mạch cực đại lên đến 18,054 kA và dòng ngắn mạch thấp nhất ở Rạch Gốc với dòng ngắn mạch là 0,784 kA và dòng ngắn mạch cực đại là 1,596 kA. Loại ngắn mạch này chiếm khoảng 70 - 80% các ngắn mạch trên các đường dây.
Bảng 3. 4 Bảng kết quả ngắn mạch 2 pha chạm nhau
Bus Line-to-Line Fault (kA)
ID kV I’’k ip Ib Ik An Xuyên 110 4.796 11.129 4.796 4.796 Cà Mau 110 3.740 8.263 3.740 3.740 Cà Mau 2 110 8.302 23.391 8.302 8.302 Cái Nước 110 1.956 4.011 1.956 1.956 Khánh An 110 7.013 18.286 7.013 7.013 Ngọc Hiển 110 1.482 2.984 1.482 1.482 Rạch Gốc 110 1.218 2.456 1.218 1.218 Sông Đốc 110 2.501 5.243 2.501 2.501 Trần Văn Thời 110 3.468 7.572 3.468 3.468 Tân Hưng Tây 110 1.927 3.947 1.927 1.927
Đầm Dơi 110 3.422 7.456 3.422 3.422
Tương tự khi ngắn mạch 2 pha chạm nhau: Giá trị lớn nhất là tại Cà Mau 2 với dòng ngắn mạch là 5,514 kA và dòng ngắn mạch cực đại 14,521 kA và tại Rạch Gốc có dòng ngắn mạch thấp nhất 1,134 kA và dòng ngắn mạch đỉnh 2,308 kA.
Bảng 3. 5 Bảng kết quả ngắn mạch 2 pha chạm nhau chạm đất
Bus Line-to-Line-to-Ground Fault (kA)
ID kV I’’k ip Ib Ik An Xuyên 110 5.117 11.876 5.117 5.117 Cà Mau 110 3.939 8.704 3.939 3.939 Cà Mau 2 110 10.643 29.989 10.643 10.643 Cái Nước 110 2.052 4.209 2.052 2.052 Khánh An 110 8.131 21.200 8.131 8.131 Ngọc Hiển 110 1.555 3.131 1.555 1.555 Rạch Gốc 110 1.276 2.573 1.276 1.276 Sông Đốc 110 2.626 5.504 2.626 2.626 Trần Văn Thời 110 3.649 7.968 3.649 3.649 Tân Hưng Tây 110 2.022 4.142 2.022 2.022
Đầm Dơi 110 3.600 7.844 3.600 3.600
Ngắn mạch 2 pha chạm nhau chạm đất: Giá trị lớn nhất là tại Cà Mau 2 với dòng ngắn mạch là 6,714 kA và dòng ngắn mạch cực đại 17,681 kA và tại Rạch Gốc có dòng ngắn mạch thấp nhất 1,190 kA và dòng ngắn mạch đỉnh 2,421 kA.
Hình 3. 64 Kết quả các trường hợp ngắn mạch
Dựa vào kết quả tính toán trên phần mềm, ta có thể thấy giá trị của dòng ngắn mạch 3 pha là ngắn mạch có dòng lớn và nguy hiểm nhất. Điểm ngắn mạch càng xa nguồn thì giá trị dòng ngắn mạch càng nhỏ và ngược lại điểm ngắn mạch càng gần nguồn thì giá trị dòng ngắn mạch càng lớn.
Một số biện pháp giảm dòng ngắn mạch như: Thay đổi sơ đồ phương thức lưới điện (sơ đồ kết dây lưới điện) để làm thay đổi tổng trở (như tách các mạch vòng tách thanh cái các TBA 500kV, 220kV); lắp đặt kháng điện cho các nguồn điện, các TBA 500kV, 220kV; đối với lưới điện có trung tính nối đất, sử dụng giải pháp nối đất qua tổng trở,…
CHƯƠNG 4
LỰA CHỌN THIẾT BỊ BẢO VỆ CHO LƯỚI ĐIỆN 110kV TỈNH CÀ MAU
4.1. Giới thiệu chung
Trong quá trình tính toán thiết kế hoặc khai thác, vận hành bất kỳ một hệ thống điện nào, chúng ta đều muốn hệ thống điện đó phải được vận hành ở chế độ an toàn, tin cậy, kinh tế nhất. Một hệ thống điện thường rất rộng lớn về qui mô, trải dài trong không gian với rất nhiều các thiết bị điện: Chúng được bao gồm phần phát điện (máy phát điện, truyền tải và phân phối điện năng (máy biến áp, đường dây truyền tải và các thanh góp)
Do đó, trong bất cứ hệ thống điện nào cũng có thể phát sinh các dạng hư hỏng và các tình trạng làm việc không bình thường đối với các phần tử trong hệ thống điện đó. Do vậy để tránh các tổn thất lớn có thể xảy ra, thì việc tính toán xây dựng các bảo vệ trong hệ thống điện đó là rất quan trọng và không thể thiếu được.
Các nguyên nhân dẫn đến các hư hỏng, hay sự cố đối với hệ thống điện: Do thiên nhiên gây ra: như giông bão, động đất, lũ lụt, cháy rừng ….
Do con người gây ra: sai sót trong tính toán thiết kế, nhầm lẫn trong công tác vận hành khai thác, sai sót trong bảo dưỡng, duy tu các phần tử, thiết bị điện…
Do các yếu tố ngẫu nhiên khác: già cỗi cách điện, thiết bị quá cũ , những hư hỏng ngẫu nhiên, tình trạng làm việc bất thường của hệ thống điện …
Các sự cố nguy hiểm nhất có thể xảy ra trong hệ thống điện thường là các dạng ngắn mạch. Khi ngắn mạch, dòng điện tăng cao tại chỗ sự cố và trong các phần tử trên đường từ nguồn đến điểm ngắn mạch có thể gây ra những tác động nhiệt và cơ học nguy hiểm (do lực điện động lớn gây ra) cho các phần tử mà dòng điện sự cố đó chạy qua. Hồ quang ,tia lửa điện tại chỗ ngắn mạch nếu để tồn tại lâu có thể đốt cháy thiết bị, gây hỏa hoạn.Ngắn mạch cũng làm cho điện áp tại chỗ sự cố và khu vực lưới điện lân cận bị giảm thấp, ảnh hưởng đến sự làm việc bình thường của các hộ tiêu thụ
điện. Trường hợp nguy hiểm nhất, ngắn mạch có thể dẫn đến mất ổn định và tan rã hoàn toàn hệ thống điện.
Các dạng ngắn mạch thường gặp trong hệ thống điện: - Ngắn mạch ba pha với nhau chiếm 5%
- Ngắn mạch hai pha với nhau chiếm 10% - Ngắn mạch hai pha nối đất chiếm 20% - Ngắn mạch một pha nối đất chiếm 65% Các dạng hư hỏng khác trong hệ thống điện:
- Đường dây tải điện trên không chiếm 50% - Đường dây cáp chiếm 10%
- Máy cắt điện chiếm 15%
- Máy biến áp, các máy phát điện đồng bộ chiếm 12% - Máy biến dòng điện, biến điện áp chiếm 2%
- Thiết bị đo lường, điều khiển, bảo vệ chiếm 3% - Các loại hư hỏng khác chiếm 8%
Ngoài các loại ngắn mạch, trong hệ thống điện còn có các tình trạng làm việc không bình thường khác nữa, mà phổ biến nhất là hiện tượng quá tải, lúc đó dòng điện tải tăng, làm tăng nhiệt độ của các phần dẫn điện. Nếu tình trạng quá tải đó bị kéo dài, làm cho thiết bị điện bị phát nóng quá giới hạn cho phép, làm cho cách điện của chúng bị già cỗi và đôi khi bị phá hỏng dẫn đến các sự cố nguy hiểm như ngắn mạch. Chính vì vậy mà trong khi tính toán thiết kế và vận hành hệ thống điện, người ta cũng rất phải quan tâm đến các tình trạng làm việc không bình thường, vì nó chính là các nguyên nhân dẫn đến các sự cố nguy hiểm trong hệ thống điện.
Bảng 4. 1 Các thông số tính toán trên đường dây 110kV
Tên bus Dòng tải
(A) Dòng ngắn mạch xung kích (kA) Dòng ngắn mạch chu kỳ (kA) Điện áp định mức (kV) An Xuyên 739.38 12.851 5.538 110 Cà Mau 157.1 9.542 4.318 110 Cà Mau 2 1739,2 27.010 9.586 110 Cái Nước 542.5 4.632 2.258 110 Khánh An 246.4 21.115 8.098 110 Ngọc Hiển 212.91 3.446 1.711 110 Rạch Gốc 256.2 2.836 1.407 110 Sông Đốc 811,2 6.054 2.888 110 Trần Văn Thời 320,56 8.744 4.005 110
Tân Hưng Tây 1090.5 4.557 2.225 110
Đầm Dơi 545.2 8.609 3.951 110