CHƯƠNG 1 : GIỚI THIỆU CHUNG VỀ HỆ THỐNG ĐIỆN
3.1 Sơ lược các đối tượng trên sơ đồ đơn tuyến
Thanh cái (bus): bus là nơi mà các thiết bị như đường dâ, máy biến áp, máy phát, tải… nối vào.
Có 3 loại bus:
- Slack bus(swing): bus cân bằng
- Load bus:hầu hết trong hệ thống là load bus
- Voltage controlled bus: điện áp ở bus được điều chỉnh ở trong phạm vi cho trước
Đường dây, máy biến áp(transmission line/transformer): thiết bị truyền tải công suất giữa các bus.
- Nguồn( generator): nguồn phát công suất - Tải(load): Thiết bị tiêu thụ công suất Thiết bị bù:
- Swiched shunt: bù ngang - Series capacitor: bù dọc
Máy cắt (circuit breakers ): thiết bị đóng/cắt các thiết bị khác như: máy biến áp, nguồn, tải…
Biểu đồ hình trịn: thiết bị thể hiện mức độ mang tải của máy biến áp… Và một số thiết bị khác: mặt phân cách, hình nền…
3.2.Tạo một case mới
Để khởi động chương trình nhấp đơi chuột vào biểu tượng powerworld simulator. Để tạo một case mới, từ menu chính chọn file>new case hoặc click lên nút open
simulator case trên thanh cơng cụ. Màn hình sẽ chuyển sang màu trắng, đây là màu mặc định của một sơ đồ một sợi mới của powerworld, các sơ đồ một sợi này
được dùng trong việc phân tích để tái hiện lại hệ thống điện 3 pha và dùng 1 dây để thể hiện mỗi thiết bị 3 pha. Để xem một file đã có sẵn chọn file >open case từ menu chính hoặc chọn nút open case trên thanh công cụ.
3.2.1. Chèn thiết bị phân phối( bus )
Bus là thành phần quan trọng nhất của mơ hình hệ thống điện, nó được dùng để thể hiện các điểm kết nối nơi mà các thiết bị được kết nối với nhau trong hệ thống điện. Trong việc xây dựng mơ hình hệ thống điện dùng powerworld simulator bạn có thể vẽ các bus trên sơ đồ một sợi gắn với các thiết bị như máy phát và tải với bus. Việc
chèn các bus trên sơ đồ một sợi nói chung là đơn giản gồm các bước sau: - chọn insert>bus từ menu chính hoặc chọn nút Bus trên thanh công cụ.
- Click chuột lên nền sơ đồ nơi mà bạn muốn đặt Bus mới. Khi đó sẽ xuất hiện một hộp thoại bus options.
Hình 3.1: Hộp thoại bus options
- Từ hộp thoại này chúng ta nhập đầy đủ thông tin cần thiết như đặt tên, kích cỡ, định hướng vùng, điện áp định mức của bus cũng như Tải và các thành phần rẽ nhánh nối vào nó.
- Click ok để đóng hộp thoại, bus mới sẽ xuất hiện, nó có hình dạng là một đường thẳng nằm ngang hoặc thẳng đứng trên sơ đồ.
3.2.2. Chèn một máy phát
Tiếp theo chúng ta gắn Máy phát với bus, các Máy phát cũng được chèn theo từng bước tương tự như chèn bus, trình tự như sau:
- Chọn insert>generator từ menu chính hoặc chọn nút generator trên thanh công cụ.
- Click chuột trái lên bus trên sơ đồ ở vị trí mà bạn muốn gắn vào, lúc đó hộp thoại
generator options sẽ xuất hiện.
Hình 3.2: Hộp thoại generator options
- Từ hộp thoại này chúng ta nhập đầy đủ thông tin cần thiết, như lựa chọn đơn vị của Máy phát, kích thước hiển thị, chiều, công suất tác dụng giới hạn, công suất phản kháng giới hạn, điểm đặt điện áp và bảng giá.
- Click ok, để đóng hộp thoại kết thúc việc tạo lập máy phát. Sơ đồ sẽ trơng giống như
Hình 3.3: Sơ đồ một sợi gồm 1 bus và 1 máy phát3.2.3. Thêm bus thứ hai cùng với Tải 3.2.3. Thêm bus thứ hai cùng với Tải
Tương tự, để thêm bus thứ hai chọn insert>bus từ menu chính hoặc click vào nút bus trên thanh cơng cụ.
- Click chuột lên nền sơ đồ nơi nào đó phía bên phải của Bus thứ nhất. Khi đó sẽ xuất hiện một hộp thoại bus options. Điền đầy đủ các thông số cần thiết,và click ok để kết thúc việc chèn bus thứ hai.
- Để vẽ Tải ta chọn insert>load từ menu chính hoặc click vào nút load trên thanh cơng cụ. Click chuột trái lên điểm cuối của bus thứ hai này, ngay lúc đó hộp thoại
load options sẽ xuất hiện.
- Điền đầy đủ các thông số cần thiết như tải là công suất tác dụng(MW), công suất phản kháng(Mvar), hướng của biểu tượng, ..
- Click ok để đóng hộp thoại và kết thúc việc chèn Tải. Sơ đồ lúc này có dạng như hình vẽ.
s la c k 100 Mvar 200 MW Two One 203 MW 111 Mvar
Hình 3.5: Sơ đồ một sợi có 2 bus, máy phát và tải
3.2.4 Chèn đường dây xoay chiều
Để nối hai bus với nhau, chúng ta sẽ chèn đường dây AC bằng cách:
- Chọn insert>tranmission Line từ menu chính hoặc click vào nút tranmission line ở trên thanh công cụ. Click chuột trái vào điểm bắt đầu đường dây và kéo chuột đến điểm cuối đường dây. Trong q trình kéo chuột bạn có thể vẽ từng đoạn đường dây theo ý mình bằng cách click chuột trái một lần cho một đoạn, và để kết thúc đoạn cuối cùng hình thành đường dây thì nhấp đơi chuột tại điểm cuối đường dây. Hộp thoại tranmission line / transformer options sẽ xuất hiện.
Hình 3.6: Hộp thoại tranmission line / transformer
- Nhập đầy đủ các thông số cần thiết như các thông số đường dây như điện trở, điện kháng, dung dẫn…
- Click ok để kết thúc việc chèn đường dây.
Hình 3.7: Sơ đồ một sợi gồm : 2bus , máy phát, tải , đường dây
3.2.5 Chèn flow pie chart trên đường dây
Khi đường dây được vẽ xong nó sẽ tự động có 1 flow pie chart, bạn có thể chèn
thêm vào line flow pie chart bằng cách click vào nút line flow pie chart sau đó click gần đường dây, hộp thoại sẽ xuất hiện, điền đúng và có thể thay đổi kích cỡ .
Hình 3.8: Hộp thoại line/ tranformer flow pie chart
Click ok để đóng hộp thoại.
3.2.6 Chèn máy cắt Để chèn máy cắt:
- Chọn insert> circuit breaker từ menu chính hoặc chọn nút circuit breaker
trên thanh công cụ và click lên đường dây gần bus 1. Hộp thoại circuit breaker options sẽ xuất hiện.
Hình 3.9: Hộp thoại Circuit breaker
- Click ok để kết thúc, và tương tự ta chèn máy cắt ở gần bus 2.
3.2.7 Chèn máy biến áp
Để chèn 1 máy biến áp trước hết chúng ta cần chèn 1 bus thứ 3 khác cấp điện áp. - Chọn insert> tranformer từ menu chính hoặc chọn nút tranfomer trên
thanh cơng cụ, sau đó click lên bus 3 và vẽ 1 đường dây tới bus 2 khi bạn vẽ xong đường dây thì hộp thoại tranmission line /transformer option sẽ xuất
hiện. Nhập các thông số cần thiết như điện trở, điện kháng,dung dẩn, kích cỡ …
- Click ok để kết thúc,và lặp lại tương tự vẽ thêm 1 máy biến áp giữa bus 1 và
bus 3. Khi đã hồn thành ta có sơ đồ dưới đây:
Hình 3.11: Sơ đồ 3bus , máy phát, máy biến áp, đường dây, tải3.2.8 Chèn tụ bù ngang (swichted shunt ) 3.2.8 Chèn tụ bù ngang (swichted shunt )
Swichted shunt là gồm các tụ điện ghép lại để cung cấp năng lượng phản kháng (MVAR) hoặc tiêu thụ công suất phản kháng.
- Chọn insert>swichted shunt từ menu chính hoặc chọn nút swichted shunt
trên thanh công cụ. Click lên bus mà bạn muốn đặt khi đó hộp thoại
swichted shunt option sẽ xuất hiện.
Xác định số bus và nhập giá trị định mức vào ô nominal Mvar .
- Click ok để đóng hộp thoại , giả sử ta đặt tụ bù ở bus 3 , sơ đồ như sau:
Hình 3.13: Sơ đồ một sợi có swichted shunt3.2.8 Ghi tiêu đề, hiển thị các thông số cho bus và đường dây 3.2.8 Ghi tiêu đề, hiển thị các thông số cho bus và đường dây
Chúng ta xây dựng gần như đã xong một case mới, tuy nhiên trước khi kết thúc chúng ta sẽ nhập một số ô thông tin trực tiếp lên sơ đồ để giúp ta quan sát hoạt động của sơ đồ được tốt hơn.
- Chọn insert>text từ menu chính để đưa hộp thoại text object ra nhập tên mà
ban muốn đặt và click ok. Để định dạng nhanh chọn Fromat>Font để chọn font, màu, cỡ chữ từ hộp thoại Format Multiple Objects
Để thêm các thông số hiển thị như điện áp, dịng cơng suất, tổn thất công suất… ta thực hiện như sau:
- Nhấp chuột phải lên bus hoặc đường dây để gọi menu con.
- Chọn add new fields around bus từ menu con. Nó sẽ mở hộp thoại bus fields.
- Chọn vị trí mà bạn muốn thêm ơ mới và click ok . Hộp thoại bus fields mở ra.
Hình 3.15: Hộp thoại bus field options
- Chỉnh sửa và lựa chọn kiểu hiển thị rồi click ok. Lần lượt làm tương tự cho đường dây, máy phát, tải ta có các thơng số trên sơ đồ mà ta muốn hiển thị. Ta có sơ đồ đơn giản sau:
Hình 3.16: Sơ đồ case có hiển thị các thơng số đơn giản
3.2.9 Chạy mô phỏng một case
Để chạy mô phỏng 1 Case trước hết chúng ta click vào nút run mode trên thanh
Sau đó chọn simulator>play hoặc click vào nút single solution trên thanh công cụ. Sơ đồ hoạt động như hình 17, và bạn đã hồn thành một Case mới.
Hình 3.17: Sơ đồ case đang hoạt động
3.3 Mô phỏng tổn thất công suất và bù tổn thất công suất đường dây 220kV Duyên Hải - Vĩnh Long
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN4.1 Nội dung đã thực hiện của đề tài 4.1 Nội dung đã thực hiện của đề tài
Đồ án tập trung vào tìm hiểu về cách sử dụng của phần mềm Powerworld Simulator
và phân tích trào lưu cơng suất trên đường dây truyền tải.
Mục đích nghiên cứu đề tài nhằm biết sơ lược thêm về các dạng phần mềm dùng để vẽ mạch cũng như mơ phỏng tính tốn các thơng số đường dây, máy biến áp,… khi mạng điện sãy ra sự cố ngoài ý muốn. Từ đó cung cấp thơng số các đường dây, biến áp,… để lựa chọn sao cho phù hợp với mạng điện nhầm đáp ứng đủ yêu cầu sử dụng .
4.2 Kết quả đạt được của đề tài
Sau q trình thực hiện đị án, em đã tiếp thu được một số kết quả sau:
Biết sơ lược về cách vẽ mạng điện trên phần mềm Powerworld Simulator cũng như việc tính tốn các thơng số mạng điện trên phần mềm.
Hiểu biết thêm về đường dây truyền tải điện từ nơi này đến nơi khác.
Vận dụng các thơng số tính tốn trên phần mềm để lựa chọn các loại dây, biến áp,… cho phù hợp với mạng điện.
4.3 Những hạn chế
Về cơ sở và phương pháp nhập số liệu khá phù hợp tuy nhiên đề tài cũng có một số hạn chế sau:
- Đề tài chỉ tập trung vào phân tích trào lưu cơng suất mạng điện trong một khu vực nhất định.
- Vẫn chưa nghiên cứu hết các chức năng cũng như nghiên cứu chi tiết phần mềm
Powerworld Simulator.
- Kết quả tính tốn chỉ tương đối cịn sai số.
- Khả năng thu thập dữ liệu trong quá trình thực hiện đề tài vẫn cịn hạn chế. Do đó kết quả tính tốn mang tính thuyết trình chưa tuyệt đối .
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Hồ Văn Hiến, “Hệ thống điện truyền tải và phân phối”, NXB Đại học Quốc gia – TP.HCM, 2005
[2] Quyền Huy Ánh, “Giáo trình cung cấp điện”, Đại học Sư phạm Kỹ thuật. TP. Hồ Chí Minh 20 Nguyễn Hồng Việt, “Ngắn mạch và ổn định trong hệ thống điện”, NXB ĐHQG TPHCM, 2005.
[3] Nguyễn Hoàng Việt, Nguyễn Thị Thanh Bình, “Ngắn mạch và ổn định trong hệ thống điện”, NXB Đại học học Quốc gia HCM, 2003.
[4] Lã Văn Út, “ Tính tốn ngắn mạch trong hệ thống điện”, NXB Khoa học và Kỹ thuật, 2000.
[5] Prabha Kundur, Power System Stability and Control, Mc Graw - Hill Book. [6] Power System Analysis; Arthur R. Bergen; Vijay Vittal; Prentice Hall. 2000.