Các thiết bị bảo vệ lắp ựặt trên lưới ựiện cần thiết phải phối hợp nhau nhằm tránh sự
tác ựộng chồng lấn, nâng cao hiệu quả bảo vệ lưới ựiện.
Nguyên tắc ựầu tiên ựể phối hợp các bảo vệ với nhau ựó là các thiết bị phải ựược mắc nối tiếp sao cho phạm vi bảo vệ của chúng nối tiếp nhau, ựể khi sự cố xảy ra, thiết bị bảo vệ gần sự cố nhất phải tác ựộng bảo vệ trước các thiết bị dặt phắa trước nó và các thiết bị bảo vệ dự phòng.
Sự phối hợp các thiết bị bảo vệ ựược lắp ựặt và lựa chọn phải phù hợp theo các quy luật cơ bản sau về bảo vệ hệ thống ựiện phân phối:
- Tạo cho tất cả các sự cố thành sự cố thoáng qua, vì phần lớn các sự cố là sự cố
thoáng qua (70 Ờ 80)%.
- Chỉ cắt hẳn ựối với sự cố vĩnh cửu.
- Phạm vi mất ựiện do sự cố phải là phần nhỏ nhất của ựường dây bảo vệ.
Trong lưới ựiện phân phối, ựể nâng cao ựộ tin cậy cung cấp ựiện, có thể thực hiện một số phối hợp các thiết bị bảo vệ như máy cắt, recloser, sectionalizer, cầu dao phụ
tải (LBS), rơle, cầu chì... với nhau.
1. Phối hợp Recloser với cầu chì
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sỹ kỹ thuậtẦẦẦ.. ẦẦẦ 54
là thoáng qua. để ứng dụng recloser trên lưới ựiện phân phối cho phù hợp, cần xem xét các nguyên tắc phối hợp cơ bản sau:
- Các thiết bị phắa tải (cầu chì) phải xóa sự cố tạm thời hay vĩnh cửu trước khi thiết bị phắa nguồn (recloser) cắt mạch hay vận hành cắt hẳn.
- Sự cắt ựiện do sự cố vĩnh cửu phải ựược hạn chế ựể chỉ ảnh hưởng ựến phần nhỏ nhất của hệ thống.
Phối hợp giữa recloser và cầu chì ựược thực hiện theo theo phương pháp dựa vào
ựặc tuyến TCC ựược ựiều chỉnh bởi các hệ số nhân:
Bảng 3.1. Bảng hệ số nhân cầu chì loại cắt nhanh (K)[20] Các hệ số nhân Thời gian ựóng lại (chu kỳ) 2 nhanh 2 chậm 1 nhanh 3 chậm 4 chậm 25 2,7 3,2 3,7 30 2,6 3,1 3,5 50 2,1 2,5 2,7 90 1,85 2,1 2,2 120 1,7 1,8 1,9 240 1,4 1,4 1,45 600 1,35 1,35 1,35
Từ các ựặc tuyến của các cầu chì phắa nguồn ựược chọn ựể bảo vệ máy biến áp sẽ
xác ựịnh ựược loại recloser và ựặc tuyến của recloser. Khi lựa chọn xong recloser ựể
phối hợp tốt với cầu chì phắa nguồn thì mới tiến hành lựa chọn các cầu chì phắa tải phối hợp với recloser.
Hình 3.17- Phối hợp ựặc tuyến TCC của recloser và cầu chì
2. Phối hợp Recloser với Recloser
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sỹ kỹ thuậtẦẦẦ.. ẦẦẦ 55
có sẵn của các recloser và chọn lựa các giá trị dòng cắt nhỏ nhất khác nhau ở recloser
ựiện tử. Các recloser có thời gian cắt tối thiểu phải khác nhau nhằm ngăn ngừa việc tác
ựộng ựồng thời của hai recloser.
Nguyên tắc phối hợp cơ bản của Recloser ựiện tử:
Recloser ựiều khiển ựiện tử luôn ựáp ứng ựược khả năng phối hợp rộng, thỏa mãn yêu cầu của từng hệ thống riêng biệt. Khi phối hợp các recloser ựiện tử với nhau cần chú ý tới dòng cắt nhỏ nhất ựối với sự cố chạm ựất và chạm pha, cũng như việc chọn
ựặc tuyến TCC, chu trình thao tác, khoảng thời gian tác ựộng và các yếu tố phụ khác. Các recloser ựiện tử kề cận có thể phối hợp sát nhau vì không có sự trôi của mạch
ựiện tử. Nếu recloser phắa tải giải trừ sự cố nhanh hơn recloser phắa nguồn thì sự phối hợp ựược ựảm bảo. Thời gian cắt sự cố phắa tải cộng với sai số phải nhỏ hơn thời gian cắt phắa nguồn trừựi sai số.
Việc phối hợp recloser với recloser trên lưới ựiện phân phối sau khi dã ựược xác
ựịnh theo ựiện áp ựịnh mức, công suất cắt, công suất dòng liên tục, sau ựó xác ựịnh dòng cắt nhỏ nhất và ựặc tuyến TCC.
đối với recloser ựiện tử, việc chọn dòng cắt nhỏ nhất không thể thay thế cho công suất dòng liên tục lớn nhất của recloser. Dòng cắt nhỏ nhất ựược lập trình trong mạch
ựiều chỉnh không phụ thuộc vào các ựịnh mức dòng liên tục lớn nhất của recloser. Tuy nhiên, dòng cắt nhỏ nhất ựược chọn theo giá trị dòng tải ựịnh mức ựã ựược dự ựoán trước và ựảm bảo recloser tác ựộng ựối với bất cứ dòng sự cố nào trong vùng bảo vệ
của nó.
Sự phối hợp giữa recloser tại trạm biến áp và recloser phắa tải thì recloser tại trạm phải có ắt nhất một lần tác ựộng nhanh. Recloser phắa tải sẽ phối hợp với recloser phắa nguồn nếu nó có số lần tác ựộng nhanh bằng hay lớn hơn số lần tác ựộng nhanh của recloser phắa nguồn. Các ựặc tuyến tác ựộng chậm ựược chọn ựể cho recloser phắa tải cắt hẳn sự cố duy trì mà không có phần dự trữ cắt sau khi nó thực hiện tác ựộng nhanh. Việc cắt ựồng thời có thể bị loại trừ bằng cách chọn các ựặc tuyến phù hợp và dùng các ứng dụng phối hợp tuần tự.
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sỹ kỹ thuậtẦẦẦ.. ẦẦẦ 56
Hình 3.18- Sơựồ phối hợp và ựiều khiển recloser và sectionalizer
Nhận xét:
Trong các biện pháp nâng cao chất lượng ựiện như nghiên cứu ở trên ta thấy rằng: Các biện pháp về quản lý và vận hành thường ựã ựược các công ty ựiện lực nghiên cứu, tổ chức thực hiện ngay trong ựơn vị mình trước tiên nhằm nâng cao chất lượng
ựiện.
Các biện pháp kỹ thuật về ựiều chỉnh ựiện áp có thể lựa chọn áp dụng cho phù hợp với từng ựiều kiện lưới ựiện cụ thể ựể mạng lại hiệu quả kinh tế - kỹ thuật cao nhất, phù hợp nhất với từng lưới ựiện, từng ựơn vịựiện lực.
Vấn ựề chất lượng ựiện hiện nay ựang ựược quan tâm nhiều hơn. Việc ựánh giá chất lượng ựiện, ngoài các tiêu chuẩn vềựiện áp và tần số thì hiện nay ựộ tin cậy cung cấp
ựiện cũng có vai trò quan trọng.
Công nghệ FACTS trong việc bù công suất phản kháng ựã giúp việc lắp ựặt và ựiều khiển các tụ bù ựược dễ dành và linh hoạt hơn, một thiết bị FACTS có thể tự ựộng phát và tiêu thụ công suất phản kháng lên lưới ựiện. Do ựó mang lại nhiều ựặc tắnh kỹ
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sỹ kỹ thuậtẦẦẦ.. ẦẦẦ 57
CHƯƠNG 4. đÁNH GIÁ LƯỚI đIỆN BẰNG PHẦN MỀM PSS/ADEPT 5.0
Như mục tiêu ựề ra và ựã trình bày ở trên, do ựiều kiện nghiên cứu có hạn nên trong phạm vi của ựề tài, tác giả sẽựánh giá chất lượng ựiện trong lưới ựiện phân phối theo các tiêu chắ sau:
- đánh giá chất lượng ựiện áp theo ựộ lệch ựiện áp trong lưới ựiện. - đánh giá chất lượng ựiện theo ựộ tin cậy cung cấp ựiện của lưới ựiện.
Việc ựánh giá ựộ lệch ựiện áp thực hiện theo các tiêu chuẩn về ựộ lệch ựiện áp ở
Việt Nam nhưựã trình bày ở trên.
Việc ựánh giá ựộ tin cậy cung cấp ựiện ựược thực hiện theo một số chỉ tiêu của tiêu chuẩn IEEE-1366 của Mỹ và ựã ựược quy ựịnh trong thông tư 32/2010/TT-BCT.
Hiện nay, với công cụ là phần mềm PSS/ADEPT, chúng ta có thểựánh giá ựược cả
hai tiêu chắ trên. Do ựó, ựề tài sẽứng dụng phần mềm này vào việc nghiên cứu, ựánh giá lưới ựiện.
4.1. Giới thiệu về phần mềm PSS/ADEPT
Phần mềm PSS/ADEPT (Power System Simulator/Advanced Distribution Engineering Productivity Tool) là phần mềm tiện ắch mô phỏng hệ thống ựiện và là công cụ phân tắch lưới ựiện phân phối với các chức năng sau:
1. Phân bố công suất;
2. Tắnh toán ngắn mạch tại một ựiểm hay nhiều ựiểm; 3. Phân tắch khởi ựộng ựộng cơ;
4. Tắnh toán xác ựịnh vị trắ bù tối ưu (ứng ựộng hay cốựịnh); 5. Tắnh toán phân tắch sóng hài;
6. Phối hợp các thiết bị bảo vệ;
7. Tắnh toán xác ựịnh ựiểm dừng tối ưu; 8. Phân tắch, ựánh giá ựộ tin cậy lưới ựiện;
4.4.1. Các chức năng ứng dụng của PSS/ADEPT
PSS/ADEPT cung cấp ựầy ựủ các công cụ (Tools) cho chúng ta trong việc thiết kế
và phân tắch một lưới ựiện cụ thể. Với PSS/ADEPT chúng ta có thể: - Vẽ sơựồ và cập nhật lưới ựiện trong giao diện ựồ họa.
- Việc phân tắch mạch ựiện sử dụng nhiều loại nguồn và không hạn chế số nút. - Hiển thị kết quả tắnh toán ngay trên sơựồ lưới ựiện.
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sỹ kỹ thuậtẦẦẦ.. ẦẦẦ 58
- Xuất kết quả dưới dạng báo cáo (Report) sau khi phân tắch bài toán.
- Nhập thông số và cập nhật dễ dàng thông qua Data sheet của mỗi thiết bị trên sơ ựồ.
4.4.2. Các module tắnh toán trong PSS/ADEPT
Bài toán phân bố công suất (Load Flow Analysis): Phân tắch, tắnh toán và hiển thị
các thông số vềựiện áp, dòng ựiện, công suất trên từng nhánh và từng phụ tải cụ thể.
Bài toán tắnh ngắn mạch (All Fault): Tắnh toán ngắn mạch tại tất cả các nút trên lưới, gồm các loại ngắn mạch như: ngắn mạch 1 pha, 2 pha và 3 pha.
Bài toán chọn ựiểm dừng tối ưu (TOPOỜ Tie Open Point Optimization): Tìm ra những ựiểm có tổn hao công suất nhỏ nhất trên lưới ựiện và ựó chắnh là ựiểm dừng lưới trong mạch vòng 3 pha.
Bài toán tìm vị trắ bù tối ưu (CAPO Ờ Optimal Capacitor Placement): Tìm ra những ựiểm tối ưu ựể ựặt tụ bù cố ựịnh và ứng ựộng sao cho tổn thất công suất trên lưới ựiện là nhỏ nhất.
Bài toán tắnh toán các thông số của ựường dây (Line Properties Calculator): Tắnh toán các thông số của ựường dây truyền tải.
Bài toán phối hợp bảo vệ(Protection and Coordination).
Phân tắch sóng hài (Harmornics): Phân tắch các thông số và ảnh hưởng của các thành phần sóng hài trên lưới ựiện.
Bài toán khởi ựộng ựộng cơ (Motor Starting): Phân tắch các thông số như ựộ sụt áp, tổn thất công suất khi tiến hành khởi ựộng ựộng cơ công suất lớn (ựồng bộ hay không ựồng bộ).
Bài toán phân tắch ựộ tin cậy trên lưới ựiện (DRA Ờ Distribution Reliability Analysis): Tắnh toán các thông số ựộ tin cậy trên lưới ựiện như SAIFI, SAIDI, CAIFI, CAIDI....
- Màn hình giao diện của chương trình PSS/ADEPT 5.0 ựược giới thiệu trên hình 4.1 sau:
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sỹ kỹ thuậtẦẦẦ.. ẦẦẦ 59
Hình 4.1-Giao diện chắnh của chương trình PSS/ADEPT 5.0
Main Menu: Là thanh thực ựơn chương trình chắnh dùng ựể truy cập tất cả các chức năng ứng dụng của PSS/ADEPT.
Diagram View: Là vùng thể hiện sơựồ hệ thống ựiện bằng các biểu tượng ựồ họa, hay còn gọi là vùng mô phỏng hệ thống ựiện. Ngoài ra, có thể xem kết quả phân tắch trong vùng này.
Progress View: Hiển thị tất cả các thông báo trong quá trình chạy chương trình. Các thông bào này là kết quả tắnh toán, các thông ựiệp cảnh báo hoặc báo lỗi về các kắch hoạt ựã chọn. Progress View cũng hiển thị chi tiết tiến trình hội tụ của bài toán phân bố công suất, tắnh toán ngắn mạch và khởi ựộng ựộng cơ.
Status Bar: Thanh trạng thái cho biết các thông tin trạng thái khác nhau khi sử
dụng PSS/ADEPT.
Main menu Diagram Toolbar
Equipment list view
Diagram View Status bar
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sỹ kỹ thuậtẦẦẦ.. ẦẦẦ 60
Equiment List View: Là vùng xem danh sách các thiết bị. Trong ựó mục Network trình bày có thứ bậc các thiết bị trong sơựồ mạng ựiện.
Diagram Toolbar: Gồm có nút chọn Select và các thiết bị dùng ựể vẽ sơ ựồ hệ
thống ựiện. Sử dụng Diagram Toolbar ựể chọn và ựặt thiết bị vào ựúng vị trắ trong sơ ựồ một cách dễ dàng.
Hình 4.2-Các nút và thiết bị vẽ sơựồ lưới ựiện.
- Sơựồ áp dụng triển khai PSS/ADEPT như sau:
Hình 4.3-Chu trình triển khai chương trình PSS/ADEPT.
Trong nội dung áp dụng của ựề tài, chỉ sử dụng 03 chức năng sau: - Phân bố công suất (Load flow analysis)
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sỹ kỹ thuậtẦẦẦ.. ẦẦẦ 61
- Tắnh toán ựộ tin cậy cung cấp ựiện (DRA). - Tối ưu hóa vị trắ lắp ựặt tụ bù (CAPO).
4.4.3. Các bước thiết lập thông số mạng lưới
1. Lựa chọn cấu hình và file thư viện các thông số của các phần tử lưới ựiện
Chọn: FILE/PROGRAM SETTING và thực hiện các tùy chọn trong hộp hội thoại hiện ra:
Hình 4.4-Thẻ lựa chọn cấu hình và thư viện các thông số của các phần tử lưới ựiện
2. Nhập các thông tin cơ bản về lưới ựiện
Chọn: NETWORK/PROPERTYS và thực hiện các tùy chọn trong họp hội thoại hiện ra:
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sỹ kỹ thuậtẦẦẦ.. ẦẦẦ 62
Hình 4.5- Thẻ nhập các thông tin cơ bản về lưới ựiện
3. Chọn hình thức hiển thị kết quả
Từ màn hình giao diện của phần mềm, chọn: RESULT, sẽ hiện ra hộp hội thoại sau:
Hình 4.6-Thẻ lựa chọn hình thức hiển thị kết quả phân tắch trên sơựồ
Trong mục này, ta có thể lựa chọn cho hiển thị các thông số như: Loại ựiện áp (dây hay pha), góc ựiện áp, các loại công suất, ựơn vị tương ứng...
4. Vẽ sơựồ lưới ựiện với các phần tử trên thanh công cụ
Sử dụng các công cụ vẽ trên thanh công cụựể tạo sơ ựồ lưới ựiện. Sau khi vẽ xong sơ ựồ lưới ựiện, thực nháy ựúp chuột trái vào các phần tử trên sơ ựồ ựể tùy chọn các thông số của các phần tử:
Trường đại học Nông nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sỹ kỹ thuậtẦẦẦ.. ẦẦẦ 63
- Nguồn (Source): Tên nguồn, loại ựiện áp, công suất ựịnh mức...
- đường dây (Line): Loại dây dẫn, cấu trúc dây dẫn, số pha, chiều dài ựường dây....
- Máy biến áp (Transformer): Tên MBA, số pha, tổ nối dây, công suất ựịnh mức trên một pha, loại MBA, tổng trở tương ựương của MBA....
+ Nếu chọn loại MBA có trong thư viện của phần mềm thì các thông số tổng trở tương ựương có sẵn và tự ựộng cập nhật vào chương trình. Nếu nhập loại MBA ở ngoài vào thì ta có thể tắnh tổng trở tương ựương theo công thức sau[21]: ựm n n S P R = ∆ ; 100 % n n U Z = ; Xn = Zn2−Rn2 (4.2) Trong ựó: ∆Pn và Un% lấy từ kết quả thắ nghiệm ngắn mạch gần nhất hoặc lấy theo TCVN 1984-1994.
- Phụ tải (Load): Tên phụ tải, loại phụ tải (cân bằng hay không cân bằng), công suất tác dụng, công suất phản kháng, biểu ựồ phụ tải (Load Snapshots)...