5. Bố cục của luận văn
4.3. Xây dựng cơ sở dữ liệu LĐPP cho chương trình PSS/ADEPT
4.3.1. Xây dựng cơ sở dữ liệu dây dẫn
Chương trình PSS/ADEPT đã có cơ sở dữ liệu dây dẫn, file zaustconductors, những thông số kỹ thuật theo các loại dây theo tiêu chuẩn Mỹ, không phù hợp với các loại dây dẫn trên LĐPP của Việt Nam. Nếu sử dụng tính tốn sẽ dẫn đến sai số tính tốn lớn. Vì vậy cần phải thống kê các loại dây sử dụng trên LĐPP ở Việt Nam để nghiên cứu đưa vào cơ sở dữ liệu của chương trình.
Khi mở trực tiếp file nz-zaustconductors của chương trình trong Notepad thì các dữ liệu dây dẫn không sắp xếp theo hàng và cột nên rất khó có thể cập nhật bổ sung dữ liệu dây dẫn. Vì vậy, cần phải chuyển sang file Excel như sau: Mở file nzaustconductors trong notepad, chuyển sang file dạng text document có đi “.txt”.
Vào Excel, chuyển file nz-zaustconductors.xtx sang dạng file Excel, tồn bộ dữ liệu về thơng số kỹ thuật dây dẫn sẽ thẳng hàng và cột theo bảng Excel, lúc này dễ dàng cập nhật dây dẫn LĐPP Việt Nam.
Sau khi cập nhập dữ liệu, chuyển file nz-zaustconductors sang file chương trình để kết nối dữ liệu trở lại chương trình sau: Trong Excel chuyển file nzaustconductors sang dạng file chương trình được file nz-zaustconductors.CSV. Kết nối file này vào file chương trình, sẽ cập nhật được dữ liệu dây dẫn LĐPP Việt Nam vào chương trình.
4.3.2. Xây dựng cơ sở dữ liệu MBA
Tương tự như dữ liệu dây dẫn, chương trình PSS/ADEPT đã có cơ sở dữ liệu MBA trong file PTI.con, nhưng thông số kỹ thuật theo các loại MBA theo tiêu chuẩn của Mỹ, không phù hợp với các MBA trên LĐPP của Việt Nam nên tính tốn sẽ bị sai
số lớn. Vì vậy, cần phải thống kê các loại MBA sử dụng trên LĐPP ở Việt Nam để nghiên cứu đưa vào cơ sở dữ liệu của chương trình.
- Phương pháp tính thơng số cấu trúc MBA: Theo các catalogue MBA của nhà sản xuất sẽ có các thơng số: Tổn hao khơng tải ∆P0, tổn hao ngắn mạch ∆Pn, dịng điện không tải i0%, điện áp ngắn mạch un %, từ các thơng số này tính được thơng số cấu trúc của MBA. Điện trở thứ tự thuận R1, điện kháng thứ tự thuận X1 điện trở thứ tự không R0, điện kháng thứ tự không X0 trong đơn vị tương đối theo các cơng thức:
+ Tính tốn điện trở thứ tự thuận: 𝑍𝑐𝑏 =𝑈𝑐𝑏 2 𝑆𝑐𝑏 = 𝑈𝑑𝑚2 𝑆𝑑𝑚 𝑅1∗ =∆𝑃𝑛𝑈𝑐𝑏 2 𝑆𝑐𝑏𝑆𝑑𝑚2 10 3 𝑍1∗ =𝑈𝑛%. 𝑈𝑐𝑏 2 𝑍𝑐𝑏𝑆𝑑𝑚 10 𝑋1∗= √(𝑍1∗)2− (𝑅1∗)2 Trong đó: - 𝑍𝑐𝑏 là tổng trở cơ bản () - 𝑈đ𝑚 là điện áp định mức (kV)
- 𝑆đ𝑚 là công suất định mức (kVA)
- ∆𝑃đ𝑚 là tổn hao ngắn mạch (kW) - 𝑈𝑛% là điện áp ngắn mạch (%)
- 𝑅1∗, 𝑍1∗,𝑋1∗ là điện trở, tổng trở, điện kháng tương đối thứ tự thuận + Tính tốn điện trở thứ tự không: 𝑅𝑛đ∗ =𝑅𝑛đ 𝑍𝑐𝑏𝑍0 ∗= 3 𝑅𝑛đ∗ + 𝑍1∗ → 𝑅0∗ = 3 𝑅𝑛đ∗ + 𝑅1 ∗ 𝑣à 𝑋0∗= 𝑋1∗ Trong đó:
- 𝑅0∗, 𝑍0∗, 𝑋0∗ là điện trở, tổng trở, điện kháng tương đối thứ tự không.
- 𝑅𝑛đ∗ , 𝑅𝑛đ là điện trở nối đất tương đối và điện trở nối đất (). + Khi 𝜌 < 100. 𝑚 𝑡ℎì 𝑅𝑛đ < 4
+ Khi 𝜌 > 100. m thì cho phép 𝑅𝑛đ tăng lên 0,01. 𝜌 lần nhưng không quá 10. Theo thống kê điện trở suất tại các khu vực Việt Nam thơng thường có 𝜌 > 250. m. Do đó để đơn giản chọn 𝑅𝑛đ = 10 để tính tốn điện trở thứ tự khơng các
trạm phân phối Việt Nam.
- Để tiết kiệm thời gian tính tốn, có thể nghiên cứu sử dụng chương trình Possip (đây là chương trình hỗ trợ cho chương trình PSS/ADEPT), chương trình tính tốn được thơng số kỹ thuật của nhiều TBĐ, sau đây đề cập đến phần tính thơng số cấu trúc MBA.
Khởi động chương trình Possip, trên toolbar chọn: Engineer’s Calculator\PSS/U, PSS/ADEPT\Transformer, Parameter\Tow-Winding chương trình sẽ hiện hộp thoại như Hình 4.2.
Hình 4.2. Hộp thoại tính thơng số máy biến áp của chương trình Possip
Ví dụ: Tính tốn thơng số cấu trúc của MBA Đơng Anh 22/0,4kV-400kVA có các thơng số kỹ thuật như sau: Tổ đấu dây ∆/Y-11, ∆P0 = 0,85kW, ∆Pn = 4,5kW, U- 0% = 4,0%. Nhập thông số của MBA như sau:
- PRIMARY SIDE: Điện áp sơ cấp của MBA, nhập 22. - SECONDARY SIDE: Điện áp thứ cấp của MBA, nhập 0,4.
- NEUTRAL SIDE: Kiểu nối đất, chọn kiểu Solidly Grounded (nối cứng) - Vector: Tổ đấu dây, chọn Delta và Star-11.
- 3-phase Rating (MVA): Công suất định mức 3 pha, nhập 0,4. - No-load Loss kW: Tổn hao không tải, nhập 0,85
- Full Load Loss kW: Tổn hao đầy tải, nhập 4.5 - Impedance %: Điện áp ngắn mạch, nhập 4
- Max Primary Voltage kV: Điện áp sơ cấp cự đại, nhập 24.2 - Min Primary Voltage kV: Điện áp sơ cấp cực tiểu, nhập 19.8 - Number of Taps: Số nấc phân áp, nhập 5
Các thông số khác không cần nhập và nhấn nút Calculate PSS/ADEPT Mode, chương trình sẽ tính cho kết quả 𝑅1∗, 𝑋1∗ và 𝑅0∗ trong khung PSS/ADEPT đúng với được
tính tốn bằng cơng thức như trên. Riêng 𝑅0∗ chương trình khơng tính được vì khơng có giá trị Rnđ. Vì vậy, phải tính 𝑅0 ∗theo công thức:
𝑅0∗ = 3𝑅𝑛đ∗ + 𝑅1∗
4.3.3. Xây dựng cơ sở dữ liệu thông số cấu trúc LĐPP
Chương trình PSS/ADEPT đã có cơ sở dữ liệu thơng số cấu trúc - file PTI.con, nhưng của cấu trúc LĐPP nước ngồi. Thơng số cấu trúc của đường dây phụ thuộc vào số pha, phân pha, tiết diện dây dẫn, loại dây dẫn, khoảng cách pha - đất, khoảng cách pha - pha, độ võng. Khi tính tốn cho một đường dây cụ thể phải vào phần tính tốn thơng số cấu trúc đường dây của chương trình: Tool\Line Constants, rồi nhập các thông số cấu trúc tính tốn được vào file cơ sở dữ liệu PTI.con. Đối với các thiết bị khác như: MBA, thiết bị đóng cắt, tụ bù... khơng phụ thuộc vào các yếu tố như trên, nên khơng phải tính tốn mà nhập kết quả tính tốn.
4.3.3.1. Cấu trúc file cơ sở dữ liệu PTI.con
File từ điển dữ liệu cho phép người dùng lập các thông số của thiết bị như. Tổng trở, giá trị dòng định mức, thông số về độ tin cậy, của thiết bị như đường dây, cáp, MBA, DCL, tụ điện... Để phục vụ cho việc tính tốn của chương trình mà khơng phải lập lại mỗi khi tính tốn cấu trúc LĐPP tương tự.
Cấu trúc File từ điển dữ liệu như Bảng 4.1
Bảng 4.1. Cấu trúc file PTI.con
Name R1, X1, R0, X0, BC1, BC0 (3 phase) *2,R1, X1, R0, X0, BC1, BC0 (2 phase) *1, R1, X1, R0, X0, BC1, BC0 (1 phase) *,A1,A2,A3,A4 (rating)
*R,l, RP,SWT,PSS,Ml,Sl (reliability)
R1, X1, R0, X0 Tổng trở thứ tự thuận và thứ tự không ohms/km của đường dây/cáp và Pu/kVA cơ sở của MBA và tụ điện.
BC1, BC0 Micromhos/Km (đường dây/cáp)
A1,A2,A3,A4 Dòng điện định mức (A) của đường/ cáp và Pu của MBA.
Số lần sự cố định mức (Số lần sự cố/ Km/ Năm) RP Thời gian sửa chữa (giờ)
SWT Thời gian mất điện.
PSS Xác suất dao cách ly tự động mở đúng theo chức năng (%) M Số lần định mức sự cố thoáng qua (Số lần sự cố/ Km/ năm) S Định mức sự cố do bão.
- File từ điển ở dạng File Text các thông số cách nhau bằng dấu phẩy hoặc một khoảng trống.
- Dòng đầu tiên của thanh ghi từ điển dữ liệu cấu trúc là bắt buộc, tất cả các dòng khác (*2, *1, *, *R) là tùy chọn.
- File từ điển dữ liệu như Bảng 4.2
Bảng 4.2. File từ điển dữ liệu PTI.con
! historical data that has always been in pti.con SWCH, 0., 0., 0., 0., , , *, 100, 120, 140, 120 *R .00000 .00 .50 1.00 .0 .0 2ACS, 1.4071, 0.6685, 2.2054, 2.4353, 6.51, 2.80, *1, 1.6646, 1.2685, 1.6646, 1.2685, 2.69, 2.69, *, 180., 180., 180., 180. BREAKER 0., 0., 0., 0., , , *R .00000 .00 .50 1.00 .0 .0 FUSE 0., 0., 0., 0., , , *R .00000 .00 .01 1.00 0 0 RECLOSER 0., 0., 0., 0., , , *R .00000 .01 .01 1.00 .00000 .00000
4.3.3.2. Tính tốn thơng số cấu trúc đường dây
Xây dựng được cơ sở dữ liệu dây dẫn, cơ sở dữ liệu này được sử dụng để tính tốn thơng số cấu trúc đường dây.
Từ thanh Menu chính vào Tool\Line Constants và thực hiện các cài đặt như sau: Cài đặt các tùy chọn cho việc tính thơng số đường dây:
+ Từ thanh Menu chính chọn Options\settup, vào thẻ User thực hiện cài đặt các tùy chọn trước khi tính tốn thơng số đường dây.
+ Trong khung Unit: Chọn hệ đơn vị tính tốn, đối với Việt Nam thường sử dụng đơn vị tính tốn là hệ thống quốc tế SI (International System), đánh dấu vào nút SI thì: R, X là ohms/km, đường kính là mm, tọa độ của dây dẫn là m, khoảng cách là cm và kết quả xuất ra tổng trở, tổng dẫn là ohms/km và 𝜇𝑠/km.
+ Khung Corridor Display: Chọn hết các nút để thể hiện đầy đủ trên hình vẽ. + Khung Color: Dùng để thay đổi màu sắc trên hình vẽ.
+ Khung General:
+ Các khung Default: Không cần chọn. Chọn OK để kết thúc tùy chọn. Các bước tính tốn thơng số cấu trúc đường dây:
+ Vào hộp thoại Add New Circuit đặt tên mạch cần tính và chọn vị trí của tâm trụ điện theo tọa độ ngang từ lề bên trái.
+ Sau đó vào hộp current Circuit Properties chọn số loại dây dẫn và dây chống sét mắc trên trụ, tiết diện ngoài của các dây và khoảng cách của các dây so với tọa độ chọn. Chọn loại dây dẫn và dây chống sét từ file dữ liệu nzaustconductors. CSV.
+ Thực hiện tính tốn được kết quả tổng trở, tổng dẫn thứ tự không, thứ tự thuận và thứ tự nghịch xuất ra bảng ở dạng như Hình 4.3
Hình 4.3. Hộp thoại hiện kết quả tính tốn thơng số cấu trúc đường dây
Sau đó lưu kết quả tính tốn tổng trở, tổng dẫn thứ tự thuận, thứ tự không và File từ điển dữ liệu đã định sẵn PTI.con.
Thực hiện tính tốn cho nhiều chủng loại dây dẫn, nhiều loại sơ đồ cột sẽ được các thông số cấu trúc đường dây, cùng với các thơng số MBA, thiết bị đóng cắt sẽ xây dựng được file từ điển dữ liệu PTI, file này dùng để tính tốn nhiều lần mà khơng phải nhập lại mỗi khi sử dụng.