Luận văn:Nghiên cứu tính chọn thông số cho cuộn kháng bù ngang đường dây 500kV

Chia sẻ: Nhung Thi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:13

Thêm vào BST

Báo xấu

134
lượt xem 21
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Hệ thống điện Việt Nam ngày càng mở rộng, lưới điện ngày càng phức tạp. Việc trao đổi công suất giữa các vùng miền thường rất lớn và thông qua các đường dây liên kết khá dài. Vì vậy nghiên cứu, tính toán các chế độ vận hành, sự cố hệ thống, tính chọn các thông số thiết bị là hết sức cần thiết, trong đó có việc lựa chọn thông số cho cuộn kháng bù ngang (KBN) nhằm giữ điện áp nằm trong giới hạn cho phép của hệ thống, ngoài ra còn có mục đích dập tắt dòng...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn:Nghiên cứu tính chọn thông số cho cuộn kháng bù ngang đường dây 500kV

1 2 B GIÁO D C VÀ ĐÀO T O Đ I H C ĐÀ N NG Công trình ñư c hoàn thành t i Đ I H C ĐÀ N NG NGUY N VĂN Đ I Ngư i hư ng d n khoa h c: TS. TR N VINH T NH NGHIÊN C U TÍNH CH N THÔNG S CHO CU N KHÁNG BÙ NGANG ĐƯ NG DÂY 500kV Ph n bi n 1: GS.TSKH. Tr n Đình Long Ph n bi n 2: TS. Tr n T n Vinh Chuyên ngành: M ng và H th ng ñi n Mã s : 60.52.50 Lu n văn s ñư c b o v t i H i ñ ng ch m Lu n văn t t nghi p th c sĩ k t h u t h p t i Đ i h c Đà N ng vào ngày 11 tháng 6 năm 2011 TÓM T T LU N VĂN TH C SĨ K THU T Có th tìm hi u lu n văn t i: - Trung tâm Thông tin -H c li u, Đ i h c Đà N ng - Trung tâm H c li u, Đ i h c Đà N ng Đà N ng - Năm 2011
1 2 M Đ U Ph m vi nghiên c u c a ñ tài: - T ng quan v kháng bù ngang c a ñư ng dây 500kV 1. LÝ DO L A CH N Đ TÀI - Phương pháp toán h c l a ch n m c ñ bù ngang cho ñư ng H th ng ñi n 500kV Vi t Nam ngày càng phát tri n m nh m , dây 500kV lư i ñi n ngày càng tăng cao và ph c t p. Vi c trao ñ i công su t qua - ng d ng ph n m m MATLAB, PSS/E, EMTP ñ l a ch n l i gi a các vùng mi n là r t l n và thư ng thông qua các ñư ng dây các thông s cho cu n kháng bù ngang ñư ng dây 500kV liên k t khá dài. Đ c bi t là khu v c Nam Trung B , nơi t p trung 4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN C U các trung tâm nhi t ñi n, ñi n h t nhân l n c a nư c ta như trung tâm Xây d ng mô hình tính toán thông s lư i ch ñ ph t i, nhi t ñi n Vĩnh Tân, Sơn M , ñi n h t nhân Ninh Thu n trong tương ch ñ v n hành ñ phân tích, ñánh giá hi u qu c a kháng bù ngang. lai. Trong ñó ñư ng dây m ch kép Vĩnh Tân - Sông Mây, dài 240 C th xem xét ch ñ v n hành c a ñư ng dây 500kV trong tương km, d ki n ñưa vào v n hành năm 2013 ñóng vai trò chuy n t i lai g n. công su t l n cho khu v c. Vì v y, vi c nghiên c u tính toán các ch 5. Đ T TÊN Đ TÀI ñ v n hành, s c cho h th ng, tính ch n các thông s thi t b tr Căn c m c tiêu và nhi m v ñ ra, ñ tài ñư c ñ t tên như nên h t s c c n thi t, trong ñó có vi c nghiên c u quá trình quá ñ sau: “Nghiên c u tính ch n thông s cho cu n kháng bù ngang ñi n t . ñư ng dây 500kV”. Kho ng 70-95% s c ng n m ch m t pha trên ñư ng dây 6. C U TRÚC C A LU N VĂN thư ng là ng n m ch thoáng qua. H th ng ñi n thư ng s d ng h Ngoài ph n m ñ u và k t lu n chung, n i dung c a lu n văn th ng t ñ ng ñóng l p l i nh m nâng cao n ñ nh. Vi c l a ch n ñư c biên ch thành 4 chương: thông s cho cu n kháng bù ngang nh m ñưa ñi n áp n m trong gi i Chương 1: T ng quan h th ng ñi n Vi t Nam h n cho phép c a h th ng, ngoài ra còn có m c ñích d p t t dòng h Chương 2: T ng quang kháng bù ngang quang th c p ñ kh năng thành công c a h th ng t ñ ng ñóng l p Chương 3: Mô hình hoá h th ng ñi n b ng ph n m m l i cao hơn. EMTP 2. M C ĐÍCH NGHIÊN C U Chương 4: Tính ch n thông s cho cu n kháng bù ngang M c ñích nghiên c u c a ñ tài là: Tính toán l a ch n thông s ñư ng dây 500kV Vĩnh Tân - Sông Mây c a cu n kháng bù ngang nh m nâng cao n ñ nh c a h th ng ñi n. K t lu n và ki n ngh 3. Đ I TƯ NG VÀ PH M VI NGHIÊN C U Danh m c tài li u tham kh o Đ i tư ng nghiên c u c a ñ tài là ñư ng dây 500kV Vĩnh Quy t ñ nh giao ñ tài lu n văn (b n sao) Tân - Sông Mây. Ph l c
3 4 m ch kép Yaly - PleiKu, nâng t ng chi u dài các ĐD 500kV lên ñ n CHƯƠNG 1 1526km. Tính ñ n cu i năm 2010 t ng công su t các tr m 500kV T NG QUAN H TH NG ĐI N VI T NAM trên tuy n B c Nam lên 9300MVA và t ng chi u dài các ñư ng dây 500kV ñư c nâng lên ñ n 3285km. 1.1. HI N TR NG TIÊU TH ĐI N TOÀN QU C 2005-2010 Lư i truy n t i 500kV có th coi là xương s ng c a h th ng Trong nh ng năm qua s n lư ng ñi n thương ph m cung c p ñi n Vi t Nam. Ch y su t t B c vào Nam v i t ng chi u dài trên cho các ngành kinh t và sinh ho t c a nhân dân không ng ng tăng 2000 km lư i ñi n 500kV ñóng m t vai trò vô cùng quan tr ng trong lên. Đi n thương ph m tăng t 44,83 t kWh năm 2005 lên t i 87,86 cân b ng năng lư ng c a toàn qu c và có nh hư ng l n t i ñ tin t kWh năm 2010, trong 6 năm tăng g p g n 1,96 l n. Tuy nhiên c y cung c p ñi n c a t ng mi n. nhìn chung các năm 2007 ñ n năm 2009, t c ñ tiêu th ñi n không 1.4. K HO CH XÂY D NG NGU N ĐI N 2011-2025 tăng l m do l m phát kinh t gia tăng. 1.4.1. Ngu n ñi n giai ño n 2011 - 2015 T năm 2005 ñ n 2010, công su t c c ñ i qua các năm tăng Theo như d ki n TSĐ VII, trong giai ño n này v i nhu c u ñi n là v i t c ñ th p hơn nhu c u ñi n thương ph m. Năm 2005 công su t 201 t kWh vào năm 2015, t ng công su t ngu n m i d ki n ñưa thêm vào c c ñ i toàn h th ng là 9.255MW, năm 2010 ñ t 16.048 MW. kho ng 26.938 MW. 1.2. TÌNH HÌNH S N XU T ĐI N TOÀN QU C GIAI ĐO N 1.4.2. Ngu n ñi n giai ño n 2016 - 2020 2005-2010 Đ n năm 2020 t ng công su t các NMĐ d ki n ñưa vào v n Đ n cu i năm 2005, t ng công su t ñ t các nhà máy ñi n hành kho ng 28.433MW. (NMĐ) là 9255MW. 1.4.3. Ngu n ñi n giai ño n 2021 - 2025 Tính ñ n tháng 12 năm 2010, công su t ñ t toàn h th ng là Đ n năm 2025 t ng công su t các NMĐ d ki n ñưa vào v n 17.585MW, công su t kh d ng là 16.932MW. hành kho ng 24.875MW 1.3. HI N TR NG LƯ I ĐI N TOÀN QU C 1.5. K HO CH XÂY D NG LƯ I ĐI N Đ N NĂM 2025 C p ñi n áp chuyên t i chính c a h th ng ñi n Vi t Nam là 1.5.1. Lư i ñi n 500kV giai ño n 2011-2015 220kV, 110kV và ĐD500kV liên k t h th ng ñi n các mi n thành Trong giai ño n này nh m ñáp ng nhu c u ph t i tăng cao, ñ ng h th ng ñi n h p nh t. H th ng ñi n 500kV b t ñ u v n hành t th i v i s xu t hi n hàng lo t trung tâm nhi t ñi n c 3 mi n ñ t nư c, gi a năm 1994, v i vi c ñưa vào v n hành ĐD 500kV B c-Nam dài công tác xây d ng lư i ñi n 500kV ñư c tăng cư ng ñ y m nh. g n 1500km và hai tr m 500kV Hoà Bình và Phú Lâm công su t m i Theo như d ki n TSĐ VII, trong giai ño n này kh i lư ng lư i ñi n tr m là 900MVA. T ng công su t các TBA 500kV là 2700MVA. 500kV c n xây d ng kho ng 1.757km ñư ng dây và kho ng 15.750MVA Năm 1999, h th ng 500kV ñư c b sung thêm 26km ĐD 500kV dung lư ng tr m bi n áp.
5 6 1.5.2. Lư i ñi n 500kV giai ño n 2016-2020 an toàn trong d i ñi n áp cho phép trong m i ñi u ki n v n hành. Theo như d ki n TSĐ VII, trong giai ño n này kh i lư ng lư i ñi n Ngoài ra, vi c l a ch n kháng bù ngang liên quan t i bài toán quy 500kV c n xây d ng kho ng 2.058km ñư ng dây và kho ng 25.650MVA ho ch các ngu n công su t vô công trong h th ng ñi n. dung lư ng tr m bi n áp. 2.1.2. C u t o kháng bù ngang 1.5.3. Lư i ñi n 500kV giai ño n 2020-2025 - SE dao cách ly Theo như d ki n TSĐ VII, trong giai ño n này kh i lư ng lư i ñi n - PA ch ng sét 500kV c n xây d ng kho ng 1.467km ñư ng dây và kho ng 22.050MVA - Xp : Kháng bù ngang XP dung lư ng tr m bi n áp. - Xn : Kháng trung tính SE SE Xn THU T C A LƯ I ĐI N TRONG PA 1.6. TÌNH HÌNH K - Rn : ñi n tr ngoài Rn TƯƠNG LAI Trong tương lai nh m gi n ñ nh h th ng, nâng cao kh năng Hình 2.1. C u t o c a kháng bù ngang truy n t i và gi công su t trong kho ng gi i h n ñã ñ nh trư c, 2.2. S C N THI T PH I L P Đ T KHÁNG BÙ NGANG ngư i ta ti n hành l p các thi t b có ñi u khi n lên trên h th ng Vi c ñ t kháng bù ngang nh m m c ñích sau : lư i. Công ngh FACTS- Flexible AC Transmission Systems (thi t b - Gi m ñi n áp thanh cái trong các trư ng h p non t i, b ng ñi u ch nh h th ng truy n t i xoay chi u linh ho t) có ñ kh năng cách tiêu th công su t ph n kháng Q do t ký sinh c a ñư ng dây ñi u khi n m t cách linh ho t công su t tác d ng và ph n kháng c a sinh ra nh m gi ñi n áp thanh cái xung quanh giá tr ñ nh m c. h th ng ñi n. - Là m ch n i ñ t trung tính trong ñó có kháng trung tính CHƯƠNG 2 ñóng vai trò là cu n d p h quang (h quang t i ñi m ch m ñ t 1 T NG QUAN V KHÁNG BÙ NGANG pha, tăng giá tr cho dòng b o v , ñ y nhanh t c ñ F79-TĐL). 2.1. T NG QUAN 2.3. L A CH N M C BÙ NGANG C A ĐƯ NG DÂY 500kV 2.1.1. T ng quan Các h th ng ñư ng dây cao áp, nh t là h th ng siêu cao áp Đ i v i các ñư ng dây truy n t i siêu cao áp có chi u dài ñáng thư ng s n sinh ra m t lư ng công su t ph n kháng r t l n. Thông k (hơn 100 km), vi c ñi u khi n vô công do ñư ng dây sinh ra là thư ng, ch ñ v n hành v a và n ng t i, lư ng vô công sinh ra t m t v n ñ ph c t p và ñòi h i các tính toán k lư ng, toàn di n ñư ng dây có th so sánh (và tri t tiêu) v i t n th t vô công khi nh m ñ m b o an toàn cho thi t b , kéo dài tu i th c a công trình và truy n t i. V n ñ c n lưu ý ñây là khi ñư ng dây nh t i, ñ c bi t linh ho t trong v n hành. Đ i v i các ñư ng dây 500kV thì lư ng là khi c t t i ñ t ng t m t phía ñư ng dây s xu t hi n hi u ng công su t vô công sinh ra trên m i km ñư ng dây tương ñ i l n. Vi c Ferranti - hi n tư ng tăng ñ t ng t ñi n áp trên d c tuy n ñư ng dây, l a ch n kháng bù ngang trư c tiên là ñ ñ m b o thi t b v n hành làm ñánh h ng cách ñi n, gây tr ng i cho vi c ñóng l p l i và trong
7 B BLh C 8 B A C BL1 3BLh m t s trư ng h p làm quá t i các máy phát do ph i ch u dòng ñi n BLg B A C BLg BLn dung khá cao. Nguyên nhân chính c a hi n tư ng trên là do dung d n a) b) c) c a ñư ng dây sinh ra công su t ph n kháng r t l n. Đ kh c ph c B A C B A C Xm tình tr ng này ngư i ta thư ng s d ng phương pháp ñ t các kháng Xs Xm Xs Xm Xs Xs-Xm bù ngang hai ñ u ho c trên gi a ñư ng dây. Khi ñó ñi n áp cao Xm nh t trên ñư ng dây b h m ch m t ñ u ñư c xác ñ nh theo công d) e) th c: Hình 2.4. Các ki u n i dây c a kháng ñi n bù ngang E T phân tích sơ ñ ñi n dung c a ñư ng dây như hình 2.3, có U max = X (2.1) th ñưa ra các sơ ñ ñ u n i kháng bù ngang vào ñư ng dây ba pha cos β(l − lP ) − S sin β(l − lP ) Z siêu cao áp như hình 2.4. 2.4.1.3. So sánh các sơ ñ 1 Z N u giá thành các kháng t l tr c ti p v i công su t c a L P = arctg (2.2) β XP chúng thì t t c các sơ ñ ñ u có giá thành x p x nhau. Nhưng ñơn giá cho m i KVAR s gi m d n khi công su t ñ nh m c tăng, do ñó T các d li u trên ti n hành tính toán l a ch n m c ñ bù sơ ñ nào có ít kháng ñi n v i công su t kháng ñi n là l n nh t thì ngang h p lý cho ñư ng dây 500kV t ñó rút ra k t lu n. có giá thành th p nh t nhưng không quá l n ñ ti n cho vi c chuyên 2.4. L A CH N THÔNG S C A KHÁNG BÙ NGANG ch và l p ñ t. Ngoài ra, s lư ng ñ u thanh cái cao áp (s cách ñi n) 2.4.1. L a ch n sơ ñ kháng bù ngang cũng nh hư ng nhi u ñ n giá thành c a sơ ñ . 2.4.1.1. Sơ ñ thay th c a ñi n dung ñư ng dây B ng 2.1: So sánh gi a các sơ ñ n i kháng ñi n BCh B A C B C BC1 3BCh hình hình hình hình B A C BCg BCg Bn STT Danh m c 2.4.a 2.4.b 2.4.c 2.4.d (cái) (cái) (cái) (cái) a) b) c) Hình 2.3. Các sơ ñ tương ñương c a ñi n dung ñư ng dây 1 Kháng ñi n 6 6 4 1 truy n t i ba pha 2 Đ u s cao th 9 6 3 3 2.4.1.2. Sơ ñ ñ u n i các kháng ñi n 3 Đ u s ñi n áp trung - 3 - - 4 Đ u s ñi n áp th p - - 4 -
9 10 Qua so sánh trên, th y r ng n u so sánh s lư ng s ñ thì 1 2h Pii = log i (km/F) (2.3) dùng b kháng ñi n ñi n ba pha (hình 2.4.d) là thích h p nh t, n u nó 2πε 0 ri không quá l n. S lư ng s cao th và giá thành kháng ba pha th p. Ngư c l i n u b kháng ñi n này l n thì s dùng sơ ñ (hình 2.4.c). 1 D Pik = log ik (km/F) (2.4) Sơ ñ 6 kháng ñi n (hình 2.4.b) có thu n l i là các kháng ñi n trung 2πε 0 d ik tính có th ñư c thao tác ñóng c t ho c tr s ñi n kháng c a chúng thay ñ i s không nh hư ng t i vi c bù. C = P-1 (F/km) (2.5) 2.4.2. Tính toán các thông s c a kháng bù ngang 2.4.2.1. Trư ng h p ñư ng dây m ch ñơn T sơ ñ hình 2.5.b. ta có phương trình quan h gi a ñi n áp BCh v i ñi n tích như sau : A B C B C  V1   P11 P12 P13 P1S1 P1S2   Q1  XP XP XP A V  P P22 P23 P2S1 P2S2   Q 2  BCg  2   21   Xn  V3  =  P31 P32 P33 P3S1 P3S2   Q3  (2.6) (a) (b)       VS1   PS11 PS12 PS13 PS1S1 PS1S2   QS1  Hình 2.5. a. Sơ ñ b trí kháng trung tính c a cu n kháng bù ngang  VS2   PS21    PS22 PS23 PS2S1 PS2S2  QS2    b. Dung d n c a ñư ng dây m ch ñơn a. Xác ñ nh ñi n dung c a ñư ng dây Ta có th vi t g n như sau : S1 S2 k dik  V123   PAA PAS   Q123  V  =  P PSS  QS1S2  (2.7) i 1 2 3 hi Dik  S1S2   SA   hi T 2.7 do VS1S2 = 0 nên ta có : V123 = P123(S) Q123 (2.8a) (a) (b) Trong ñó : Hình 2.6. a. Sơ ñ b trí dây d n trên ñư ng dây m ch ñơn − b. Dây d n và nh c a nó ñư c soi gương qua m t ñ t P123(S) = PAA − PAS PSS1PAS t (2.8b) Ta có h s th c a dây d n i và gi a dây d n i v i dây d n k như sau : M t khác ta có:
11 12 Q123 = C123(S) V123 (2.9a) BCg = BC0 (2.14) Theo (2.5) : BCh = (BC1 − BC0 ) / 3 (2.15) −1 C123(S) = P 123(S) (2.9b) Đi u ki n bù song song trong các thành ph n ñ i x ng ta có : Khai tri n phương trình (2.9b) và lưu ý r ng các ph n t ñi n BL1 = hBC1 (2.16) dung lo i b các ph n t tác ñ ng c a dây n i ñ t. Chúng ta có :  C11 −C12 −C13  BLh = BCh (2.17) C Phase =  −C 21  C 22 −C 23   (2.9c)  −C31  −C32 C33  BL1 − BL0 = (BC1 − BC0 ) (2.18) b. Xác ñ nh m c ñ bù ngang trên ñư ng dây T (2.16) và (2.18) suy ra : Ta có : BL0 = [BC0 − (1 − h)BC1 ] (2.19) BC = ϖC (2.10) Đi n kháng c m ng c a dòng ñi n : V i C ñư c xác ñ nh t (2.9c) X L0 = 1 / BL0 (2.20) T l bù c a ñư ng dây ñư c cho b i công th c : BL1 X L1 = 1 / BL1 (2.21) h= (2.11) BC1 Trong hình 2.5a cho ta bi t ñư c Dung d n th t không c a ñư ng dây là : X L1 = X P (2.22) BC0 = BCg (2.12) XL1 : Đi n kháng c a cu n kháng bù ngang - th t thu n Dung d n th t thu n c a ñư ng dây là : Đi n kháng th t không BC1 = BCg + 3BCh X L0 = X P + 3X n (2.23) (2.13) Bi n ñ i công th c ta có :
13 14 Suy ra công th c tính ñi n kháng trung tính c a cu n kháng bù X L0 = X p + 3X m + 6X n ngang như sau :  X L1 = X p (2.31) BC1 − BC0  Xn = (2.24) X L3 = X p + 3X m 3hBC1[BC0 − (1 − h)BC1 ] Trong ñó XL1 = 1/BL1, XL3 = 1/BL3, XL0 = 1/BL0, chúng ta k t 2.4.2.2. Trư ng h p ñư ng dây m ch kép h p gi a (2.30) và (2.31) có ñư c công th c tính ñi n kháng cho A B C D E F A B C D E F trư ng h p a như công th c (2.32). XP XP XP XP XP XP XP XP XP XP XP XP Xm Xm Xm Xm Xm  Xn   Xn (a) (b)  1 X p = h(BCg + 3BCh + 3BCi ) A B C D E F A B C D E F   XP XP XP XP XP XP XP XP XP XP XP XP  Xp X m = 1 (2.32) Xn Xm Xm  −3 (c) (d)  X p BCh  X = BCi Hình 2.7. Các trư ng h p m c bù c a cu n kháng trung tính  n  1  1  Ta có phương trình quan h ñi n d n như sau :   − 3(BCh + BCi )   − 3(BCh − BCi )     Xp    Xp    BL0 = BL1 − 3(BCh + BCi )  BL1 = h[(BCg + 3(BCh + BCi )] (2.30) h = BL1/BC1 là t l bù  BL3 = BL1 + 3(BCh − BCi ) - Trư ng h p b  3X p Trên cơ s này, các ñi n kháng song song và ñi n kháng X m = 1 trung tính c a 4 trư ng h p có th ñư c tính tương ng, Các ñi n  2( − 3)  X p (BC h − BC i ) kháng song Xp là như nhau cho ñư ng dây ñã ñư c xác l p, do ñó   BC i (2.33) Xp ch ñưa ra trong trư ng h p a. Công th c c a ñi n kháng trung X n =   1  1  tính cho 4 trư ng h p ñư c th hi n dư i ñây.   − 3(BC h + BC i )   − 3(BC h − BC i )     Xp    Xp    - Trư ng h p a. Ta có ñi n kháng th t không, th t thu n, th t ngh ch
15 16 - Trư ng h p c 1 U IS = (C1 − C0 )ωl m (2.36) 1 3 3 Xn = ( − Xp) / 6 (2.34) BL1 − 3(BCh + BCi ) Biên ñ ñi n áp ph c h i ñư c xác ñ nh như sau: - Trư ng h p d C1 − C0 U m Vr = (2.37) Xp (2C1 + C0 ) 3 Xm = 1 (2.35) −3 X p BC h 2.4.4.2. Thành ph n h c m Thành ph n h c m gi a các pha t l thu n v i công su t 2.4.3. Phương pháp ngăn ch n h quang th c p truy n t i trên các pha không b s c và có th có giá tr tương ñ i 2.4.4. Nghiên c u h quang th c p l n n u như ñư ng dây quá dài. Các thông s khác như hoán v H quang th c p trên ñư ng dây 500 kV là t ng c a các ñư ng dây cũng như trào lưu công su t vô công cũng ñóng vai trò dòng ñi n h c m, h dung gi a các pha mang ñi n g n k ñ i v i quan tr ng. Chương trình EMTP ñư c s d ng ñ tính thành ph n 50 pha s c sau khi dòng h quang th c p b c t ñi b i máy c t hai Hz này. M c ñích c a ph n này là cho chúng ta bi t d ng sóng h ñ u ñư ng dây. Đ i v i ñư ng dây có t bù d c và kháng bù ngang quang th c p cũng như ñi n áp ph c h i t i ñi m ng n m ch. Đ t h quang còn có thêm thành ph n dòng ñi n phóng trong t bù d c ñó xác ñ nh ñư c th i gian d p t t h quang th c p. và thành ph n m t chi u do năng lư ng b “b y” trong kháng bù 2.4.4.3. Thành ph n dòng phóng trong t bù d c ngang. Các k t qu mô ph ng [9] cho th y r ng trong trư ng h p Đư ng dây có t bù d c có các thành ph n cơ b n sau : không n i t t t b ng máy c t bypass, dòng h quang th c p s có 1. Thành ph n do h dung gi a các pha biên ñ r t l n v i thành ph n dao ñ ng c a dòng phóng chi m ña 2. Thành ph n do h c m gi a các pha ph n d i t n 5-7Hz. Các thành ph n này góp ph n làm gia tăng th i 3. Thành ph n do t phóng ñi n khi s c gian d p t t h quang, cũng như gây ra khó khăn ñ ñ t ñư c th i 4. Thành ph n m t chi u do năng lư ng b b y trong kháng gian ch t rút ng n theo yêu c u duy trì n ñ nh h th ng. Do v y nh t t i th i ñi m xu t hi n s c thi t ph i lo i tr thành ph n dòng phóng trong t bù d c nh m gia 2.4.4.1. Thành ph n h dung tăng ti n trình d p t t h quang mau chóng. Gi i pháp t t nh t hi n Dòng h quang th c p do thành ph n h dung gây ra ñ i nay là n i t t t bù c hai ñ u c a pha s c khi có s c 1 pha v i ñư ng dây không có kháng trung tính và ñi n tr trung tính ñư c b ng máy c t bypass v i th i gian c t ng n m ch ng n nh t. Thông xác ñ nh như sau : thư ng kho ng th i gian này kho ng 100-130ms.
17 18 2.4.4.4. Thành ph n m t chi u do năng lư ng b “b y” trong - Đóng ñi n dung; Đóng và t ñóng l i ñư ng dây kháng bù ngang t o ra - Hành vi các thi t b ñi u khi n trong h th ng ñi n Thành ph n này xu t hi n t th i ñi m máy c t hai ñ u - Ki m tra các thi t b rơle b o v ñư ng dây m ra ñ n th i ñi m dòng ñi n h quang th c p c t ñi m 3.2. MÔ HÌNH EMTP không ñ u tiên. N u không xét ñ n ñi n tr h quang th c p, th i 3.2.1. Đư ng dây 500 kV gian ñ thành ph n này c t ñi m không ñ u tiên r t dài. Tuy nhiên 3.2.2. Các máy bi n áp tăng áp c a các t máy phát trong th c t , ñi n tr h quang th c p s tăng theo th i gian, theo 3.2.3. Các máy bi n th t ng u 500/220 kV khuy n ngh trong [9], ñi n tr h quang th c p có th ñư c mô 3.2.4. Các b t bù d c ph ng b ng m t hàm s c a th i gian v i giá tr ñi n tr ban ñ u là 3.2.5. Kháng bù ngang và kháng trung tính 0,5Ω, t c ñ tăng là 0,8 Ω/giây và tăng ñ n giá tr cu i cùng là 100Ω. 3.2.6. Ngu n Th i gian ch t cho ñóng l i m t pha cho các ñư ng dây 500 CHƯƠNG 4 kV ñư c tính theo công th c sau: TÍNH CH N THÔNG S CHO CU N KHÁNG BÙ NGANG Tdeadtime = Tbypass + Tdc + Tarc + Tdielectric (2.38) ĐƯ NG DÂY 500kV VĨNH TÂN - SÔNG MÂY Tbypass : th i gian l n nh t ñ n i t t t bù d c Tbypass =130ms 4.1. T NG QUAN Tarc : th i gian c n thi t ñ d p t t thành ph n 50 Hz 4.2. L A CH N THÔNG S BÙ NGANG CHO ĐƯ NG DÂY Tdielectric: th i gian c n thi t ñ ph c h i cách ñi n = 100 ms. Theo (2.28) k t h p v i k t qu tính toán Ph l c 1 ta có: Tdc: th i gian ñ có ñi m v không ñ u tiên c a dòng h quang + Trư ng h p 1: Th c hi n bù 60%. Qua ñó l p ñ t kháng bù th c p (do thành ph n DC c a dòng ñi n h quang th c p t o nên). ngang 80MVAr hai ñ u ñư ng dây. CHƯƠNG 3 + Trư ng h p 2: Th c hi n bù 68%. Qua ñó l p ñ t kháng bù MÔ HÌNH HOÁ H TH NG TRÊN PH N M M EMTP ngang 91MVAr hai ñ u ñư ng dây. 3.1. T NG QUAN + Trư ng h p 3: Th c hi n bù 75%. Qua ñó l p ñ t kháng bù EMTP ñư c ng d ng khá r ng rãi trong phân tích h th ng ñi n ngang 100MVAr hai ñ u ñư ng dây. vì ñó là m t d ng c linh ho t và có hi u qu . EMTP cho phép tính toán + Trư ng h p 4: Th c hi n bù 80%. Qua ñó l p ñ t kháng bù các thông s h th ng ñi n trong ch ñ quá ñ mi n th i gian. Các bài ngang 107MVAr hai ñ u ñư ng dây. toán sau ñây thư ng ñư c gi i quy t nh ph n m m EMTP Tính toán các trư ng h p phóng ñi n gây ra ñi n áp cao nh t - Quá ñi n áp ph c h i; Ch ng sét; Ng n m ch; C ng hư ng cho th y trư ng h p phóng ñi n t NĐ Vĩnh Tân ñ n Sông Mây lõi t ; Sa th i ph t i; n ñ nh quá ñ ; Đóng c t máy bi n áp; trư ng h p ph t i c c ti u cho th y ñ i v i phương án bù ngang
19 20 trong trư ng h p 1 không ñ m b o yêu c u ñi n áp v n hành. Trư ng Biên ñ c a thành ph n h dung nhìn chung không ph thu c h p 2, 3, 4 ñi n áp t i hai ñ u ñư ng dây ñ u n m trong d i ñi n áp vào v trí ñi m s c và ñư c tính toán ñ i v i ñư ng dây ñư c hoán theo yêu c u. v theo công th c (2.36) Trư ng h p 2 cho t n th t h th ng th p nh t trong ch ñ v n 1 U IS = (C1 − C0 )ωl m hành bình thư ng. M c ñ u tư cho cu n kháng 91MVAr trư ng 3 3 h p 2 cũng th p hơn so v i m c ñ u tư các cu n kháng các trư ng h p 3 và 4. Ta có ωC1 = 4,3401 microS/km, C0= 2,5281 microS/km, Um = 550kV, l = 240 km t công th c (2.36) tính ñư c Is = 46,00765Arms Đi n áp ph c h i tương ng ñư c tính theo công th c (2.37) : C1 − C0 U m Vr = = 51,336 (kVrms) (2C1 + C0 ) 3 Do dòng IS x p x 46 A rms và ñi n áp ph c h i Vr = 51,336 kVrms , VrxIs = 2361kVA Như v y theo hình 4.7, th i gian ñ h quang th c p khó t t Hình 4.5. Phóng ñi n t Vĩnh Tân Hình 4.6. Phóng ñi n t Sông s l n hơn 1 giây cũng như các thành ph n khác s kéo dài th i gian ñ n Sông Mây trong trư ng h p t i c c ti u Mây ñ n Vĩnh Tân trong trư ng d p h quang th c p. Vì v y c n ph i có bi n pháp gi m thành ph n h p t i c c ti u này b ng cách l a ch n kháng trung tính m t cách chính xác. Ki m tra các trư ng h p phóng ñi n t ñ u ph t i ñ n ngu n Giá tr kháng trung tính c a ñư ng dây 500kV Vĩnh Tân - (phóng ñi n t Sông Mây ñ n Vĩnh Tân) ch ñ ph t i c c ñ i cho Sông Mây ñư c xác ñ nh theo công th c (2.35). th y v i t l bù ngang 68%, ñi n áp thanh cái 500kV Sông Mây, Vĩnh Tân ñ u n m trong d i ñi n áp yêu c u. Như v y t l bù ngang 68% cho ñư ng dây 500kV này có th xem là h p lý. 4.3. NGHIÊN C U H QUANG TH C P TRÊN ĐƯ NG DÂY 500kV VĨNH TÂN - SÔNG MÂY 4.3.1. Thành ph n h dung Hình 4.7 Đ th xác ñ nh th i gian t t c a h quang th c p 50 Hz Thay các giá tr vào (2.35) ta có giá tr kháng trung tính ñ i v i các ño n ñư ng dây 500kV Vĩnh Tân-Sông Mây ñư c cho b ng 4.1:
21 22 Hình 4.8 và hình 4.9 cho th y d ng sóng dòng ñi n h quang B ng 4.1 : Ch n kháng trung tính cho các kháng bù ngang th c p cũng như ñi n áp ph c h i t i ñi m ng n m ch pha A ngay STT Đư ng dây XP (Ω) Xm (Ω) t i ñ u ñư ng dây phía Vĩnh Tân. 1 500kV Vĩnh Tân-Sông Mây 1372 676 K t qu mô ph ng cho th y r ng, v i các giá tr kháng trung M c dù có tác d ng h n ch quá áp, kháng bù ngang l i làm tăng tính ñư c l a ch n như trên, dòng h quang th c p do thành ph n h ñi n áp c m ng lên các pha mà ñã b tách ra kh i h th ng t các pha dung và h c m gây nên khi có s c m t pha trên ñư ng dây Vĩnh còn mang ñi n trên cùng m t m ch, ho c t các pha c a m ch ñư ng Tân - Sông Mây và máy c t pha t i hai ñ u ñư ng dây m ñ t tr s dây khác nhưng ñi trong ph m vi hành lang tuy n c a m ch ñư ng dây dư i 7 A rms và ñi n áp h i ph c kho ng 14.8 kV rms (thành ph n có pha ñang b c t. 50 Hz). Do ñó theo hình 4.7 th i gian d p thành ph n h quang th Đ gi m ñi n áp c m ng này, ngoài vi c l p kháng trung tính c p 50 Hz không quá 0.2 sec. c n ph i xem xét ñ n vi c s d ng ñi n tr trung tính n i gi a kháng 4.3.3. Thành ph n m t chi u do năng lư ng b “b y” trong kháng trung tính và ñ t. bù ngang t o ra Không có công th c nào xác ñ nh giá tr ñi n tr trung tính t i Hình 4.8 cho th y r ng t th i ñi m máy c t hai ñ u ñư ng ưu. Vi c xác ñ nh giá tr ñi n tr trung tính t i ưu ñư c mô ph ng dây m ra ñ n th i ñi m dòng ñi n h quang th c p c t ñi m không theo tiêu chí dòng h quang th c p ñi qua ñi m không v i th i gian ñ u tiên r t dài (kho ng 2.65sec) n u không tính ñ n ñi n tr c a h ng n nh t. quang th c p. Tuy nhiên trong th c t , ñi n tr h quang th c p s Trong tính toán s s d ng các giá tr ñi n tr dao ñ ng t 50Ω tăng theo th i gian. Đi n tr h quang th c p có th ñư c mô ph ng ñ n 100Ω nh m tìm ra ñi n tr trung tính l p ñ t cho kháng 91MVAr b ng m t hàm s c a th i gian v i giá tr ñi n tr ban ñ u là 0.5Ω, c a ñư ng dây 500kV này. t c ñ tăng là 0.8 Ω/giây và tăng ñ n giá tr cu i cùng là 100 Ω. Hình 4.3.2. Thành ph n h c m 4.10 th hi n k t qu mô ph ng có tính ñ n s biên thiên c a ñi n tr h quang th c p. Các tính toán cho th y th i gian dòng h quang th c p qua ñi m không dao ñ ng trong kho ng t 0.375sec ñ n 0.428sec và có khuynh hư ng th i gian càng l n khi giá tr ñi n tr tăng, tuy nhiên do chênh l ch không nhi u.Do ñó ñ án ki n ngh ch n ñi n tr R=50Ω ñ l p ñ t v i kháng trung tính cho kháng 91MVAr. V i ñi n tr này Hình 4.8. D ng sóng dòng ñi n h Hình 4.9. D ng sóng ñi n áp mô ph ng cho th y r ng thành ph n m t chi u có th gây ra s ch m quang th c p ph c h i t i ñi m ng n m ch
23 24 tr kho ng 0.375s trong vi c t o ra ñi m c t không ñ u tiên c a dòng T2: th i gian ñ có ñi m v không ñ u tiên c a dòng h h quang th c p. quang th c p (do thành ph n DC c a dòng ñi n h quang th c p t o nên) T3: th i gian c n thi t ñ ph c h i cách ñi n = 100 ms. ⇒ T (t ñóng l i) > 675 ms cho ñư ng dây 500 kV Vĩnh Tân - Sông Mây K T LU N VÀ KI N NGH Hình 4.10. Dòng h quang th c p Hình 4.11. Dòng h quang th 1. K T LU N t i pha A (có k ñ n hi u ng c a c p t i pha A (có k ñ n hi u Lu n văn ñã vi n d n ra phương pháp tính toán các thông s ñi n tr h quang th c p) Đi n ng c a ñi n tr h quang th cho cu n kháng bù ngang 500kV k t h p v i mô ph ng th c t ñ có tr trung tính 50Ω và 60Ω c p) Đi n tr trung tính 80Ω cái nhìn t ng quan hơn t ñó có th áp d ng tính toán cho các ñư ng dây siêu cao áp sau này, vì hi n t i các cơ quan Tư v n v n ñang gi ñ nh r ng 1km ñư ng dây 500kV sinh ra 1,04 MVAr nên c n thi t ph i tính toán thông s cho cu n kháng bù ngang trư c khi th c hi n bù ngang nh m nâng cao n ñ nh cho h th ng ñi n cũng như ti t ki m chi phí cho công trình. Hình 4.12. Dòng h quang th c p t i pha A (có k ñ n hi u Đ tài ñáp ng ñư c th c ti n khi thi t k h th ng ñi n siêu ng c a ñi n tr h quang th c p) Đi n tr trung tính 100Ω cao áp m i, k t qu nghiên c u lu n văn ñang ñư c s d ng ñ tính 4.3.4.Th i gian ch t (dead time) c a ñư ng dây 500 kV Vĩnh toán l a ch n thông s cu n kháng bù ngang ñư ng dây 500kV Tân-Sông Mây Pleiku - M Phư c - C u Bông do Công ty c ph n Tư v n ñi n 4 Th i gian ch t cho ñóng l i m t pha cho ñư ng dây 500 kV thi t k ñã xu t b n giai ño n l p d án ñ u tư vào 4/2011. Vĩnh Tân-Sông Mây ñư c tính theo công th c sau: 2. KI N NGH T (ñóng l i ) = T1 + T2 + T3 Trong tương lai nh m ñáp ng ñư c h th ng ñi n ngày càng T1: là th i gian c n thi t ñ d p t t thành ph n 50 Hz ph c t p nh m n ñ nh h th ng nên ñưa các kháng có ñi u khi n vào lư i ñ tác ñ ng nhanh trong vi c th c hi n bù khi ch ñ non t i.