Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật điện: Nghiên cứu hệ thống bảo vệ các bộ tụ bù tại trạm biến áp 110kV tại TP. Hồ Chí Minh

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:80

Thêm vào BST

Báo xấu

47
lượt xem 13
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đề tài "Nghiên cứu hệ thống bảo vệ các bộ tụ bù tại trạm biến áp 110kV tại TP. Hồ Chí Minh" đã khảo sát, phân tích và đưa ra các giải pháp nhằm hạn chế các hiện tượng quá độ có thể xảy ra khi thao tác đóng cắt bộ tụ bù trung thế 22kV trong các trạm biến áp 220-110kV/ 22kV tại các thời điểm, khi có sự cố quá dòng và không có sự cố.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật điện: Nghiên cứu hệ thống bảo vệ các bộ tụ bù tại trạm biến áp 110kV tại TP. Hồ Chí Minh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP.HCM --------------------------- LÊ QUỐC BẢO NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG BẢO VỆ CÁC BỘ TỤ BÙ TẠI TRẠM BIẾN ÁP 110kV TẠI TP HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã số ngành: 60120202 TP. HCM, năm 2017
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP.HCM --------------------------- LÊ QUỐC BẢO NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG BẢO VỆ CÁC BỘ TỤ BÙ TẠI TRẠM BIẾN ÁP 110kV TẠI TP HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành: Kỹ thuật điện Mã số ngành: 60120202 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. NGUYỄN XUÂN HOÀNG VIỆT TP. HCM, tháng 11/2017
CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP.HCM Cán bộ hướng dẫn khoa học: TS. Nguyễn Xuân Hoàng Việt Luận văn Thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Công nghệ TP.HCM ngày 19 tháng 11 năm 2017 Thành phần hội đồng đánh giá Luận văn Thạc sĩ gồm: TT Họ và Tên Chức danh hội đồng 1 PGS. TS. Ngô Cao Cường Chủ tịch 2 PGS. TS. Võ Ngọc Điều Phản biện 1 3 TS. Nguyễn Hùng Phản biện 2 4 PGS. TS. Lê Chí Kiên Ủy viên 5 TS. Đinh Hoàng Bách Ủy viên, thư ký Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá luận văn sau khi Luận văn đã được sửa chữa. (nếu có) Chủ tịch Hội đồng đánh giá Luận văn NGÔ CAO CƯỜNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM PHÒNG QLKH – ĐTSĐH Độc lập – Tự do – Hạnh phúc TP.HCM, ngày 31 tháng 7 năm 2017 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: LÊ QUỐC BẢO Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 06/3/2016 Nơi sinh: TP.HCM Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện MSHV: 1541830001 I. Tên đề tài: NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG BẢO VỆ CÁC BỘ TỤ BÙ TẠI TRẠM BIẾN ÁP 110kV TẠI TP HỒ CHÍ MINH. II. Nhiệm vụ và nội dung: T m hi u quá tr nh quá độ xảy ra khi th c hiện đóng và c t điện tụ bù 22kV tại các trạm 110kV trong trường hợp không có s cố và xảy ra s cố tại bộ tụ bù. III. Ngày giao nhiệm vụ: 07/10/2016 IV. Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 31/7/2017 V. Cán bộ hướng dẫn: TS. Nguyễn Xuân Hoàng Việt. CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH
i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là luận văn của riêng tôi. Nội dung, số liệu được tập hợp từ nhiều nguồn khác nhau. Thuyết minh, mô phỏng và kết quả tính toán được bản thân tôi th c hiện. Tôi xin cam đoan rằng mọi s giúp đỡ cho việc th c hiện Luận văn này đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong Luận văn đã được ghi rõ nguồn gốc. Học viên thực hiện Luận văn Tp.HCM, ngày 31 tháng 7 năm 2017 Lê Quốc Bảo
ii LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy giáo, cô giáo trong Bộ môn Hệ Thống Điện trường Đại học Công nghệ Tp.HCM, cán bộ công nhân viên thuộc Công ty Lưới điện Cao thế Tp.HCM và bạn bè, đồng nghiệp đã giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho tôi th c hiện luận văn. Đặc biệt tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu s c tới thầy giáo TS. Nguyễn Xuân Hoàng Việt – thầy đã tận t nh quan tâm hướng dẫn giúp đỡ tôi xây d ng và hoàn thành luận văn này. V thời gian và kiến thức còn hạn chế bản luận văn này không th tránh khỏi nhiều thiếu sót, tôi rất mong nhận được s góp ý của các thầy cô, bạn bè và đồng nghiệp đ bản luận văn này ngày càng hoàn thiện. Tôi xin chân thành cảm ơn!
iii TÓM TẮT Mô phỏng và phân tích các hiện tượng của quá tr nh quá độ khi thao tác đóng c t bộ tụ điện trong trạm biến thế 110kV là một khía cạnh trong công tác thiết kế, l p đặt vận hành bộ tụ bù. Các hiện tượng này có th làm hư hỏng cách điện của bộ tụ và các thiết bị khác trong trạm, gây tác động sai lệch cho mạch bảo vệ, mạch điều khi n và ảnh hưởng đến chất lượng điện năng cung cấp cho khách hàng. D a vào các kết quả mô phỏng từ phần mềm ATP đ từ đó nhà chế tạo và người vận hành đưa ra các giải pháp nhằm hạn chế mức thấp nhất quá điện áp khi thao tác đóng bộ tụ bù tại trạm biến áp 110 kV. Các trường hợp đóng c t bộ tụ bù tại trạm biến áp 110 kV sử dụng phần mềm ATP đ mô phỏng bao gồm: mô phỏng các quá tr nh quá độ xảy ra khi đóng c t bộ tụ bù, ngoài ra còn mô phỏng hiện tượng phóng điện trở lại của máy c t khi c t bộ tụ.
iv ABSTRACT Simulation and analysis of transient phenomena during capacitor switching operation in 110kV transformer stations is an aspect in the design, installation and operation of compensating capacitors. These phenomena can damage the insulation of the capacitor and other equipment in the substation, causing false positives for the circuit, the control circuit and the quality of the power supplied to the customer. Based on simulation results from the ATP software from which the manufacturer and the operator propose solutions to minimize the overvoltage when operating capacitor banks at the 110 kV substation. The case of capacitor banks at the 110 kV substation using ATP software for simulations includes: simulation of transient processes occurring when switching on or off the capacitors and simulating the Transient Recovery Voltage of the circuit breaker when cut out the capacitors.
v MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ....................................................................................................... i LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................ ii TÓM TẮT ................................................................................................................. iii ABSTRACT .............................................................................................................. iv MỤC LỤC ...................................................................................................................v DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ......................................................................... vii DANH MỤC CÁC BẢNG...................................................................................... viii DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ, SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH ................................ ix MỞ ĐẦU .....................................................................................................................1 1. Đặt vấn đề: ..............................................................................................................1 2. Mục tiêu nghiên cứu:...............................................................................................2 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu: ..........................................................................2 4. Phương pháp nghiên cứu:........................................................................................2 5. Nội dung của luận văn: ...........................................................................................3 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TRẠM BIẾN ÁP ...................................................4 1.1. Chức năng một số thiết bị trong trạm biến áp ..................................................6 1.1.1. Máy biến áp ...............................................................................................6 1.1.2. Máy c t trung thế ......................................................................................6 1.1.3. Tụ bù trung thế: .......................................................................................15 1.2. Hệ thống Rơ-le bảo vệ ...................................................................................16 1.2.1. Nhiệm vụ của bảo vệ rơ-le: .....................................................................17 1.2.2. Ký hiệu một số chức năng bảo vệ rơ-le thường được sử dụng trong trạm biến áp: ..............................................................................................................18 1.2.3. Các chức năng bảo vệ rơ-le được sử dụng cho các thiết bị tại trạm: ......19 CHƯƠNG 2: TÌM HIỂU CHƯƠNG TRÌNH ATP/ EMTP .....................................21 2.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ATP/EMTP: .......................................................21 2.1.1. Nguyên t c hoạt động: ............................................................................22 2.1.2. Khả năng của chương tr nh: ....................................................................22 2.1.3. Mô h nh hợp nhất các Module mô phỏng trong ATP .............................23 2.1.4. Một số ứng dụng quan trọng của ATP/EMTP: .......................................24
vi 2.2. ATPDraw .......................................................................................................25 2.2.1. Giới thiệu sơ lược về ATPDraw: ............................................................25 2.2.2. Các thiết bị tiêu chuẩn trong ATPDraw ..................................................26 2.2.2.1. Nguồn điện (Sources).......................................................................27 2.2.2.2. Nhánh (Branch) ................................................................................28 2.2.2.3. Máy biến áp (transformers) ..............................................................30 2.2.2.4. Thiết bị đóng c t (Switch) ................................................................31 2.2.2.5. Máy điện (Machines) .......................................................................31 CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG MÔ HÌNH GIẢ LẬP KHI THAO TÁC ĐÓNG, CẮT ĐIỆN BỘ TỤ BÙ ......................................................................................................33 3.1. Thông số các phần tử trong trạm biến áp cần mô phỏng: ..............................33 3.1.1. Máy biến áp: ............................................................................................33 3.1.2. Máy c t bộ tụ bù:.....................................................................................33 3.1.3. Bộ tụ bù: ..................................................................................................34 3.1.4. Sơ đồ nối điện trạm Lê Minh Xuân: .......................................................34 3.2. Mô h nh các phần tử hệ thống điện trong mô phỏng .....................................34 3.2.1. Mô h nh nguồn điện ................................................................................34 3.2.2. Mô h nh thevenin hệ thống tại thanh cái 22kV của trạm: .......................35 3.2.3. Mô h nh tụ bù 3 pha 22kV: .....................................................................35 3.2.4. Mô h nh máy c t điện 3 pha 22kV: .........................................................36 3.3. Diễn biến s cố và các kết quả mô phỏng quá tr nh quá độ đóng c t bộ tụ bù 22kV tại trạm biến áp 110kV Lê Minh Xuân: ......................................................37 3.3.1. Diễn biến s cố ngày 27/4/2017: ............................................................37 3.3.2. Th c hiện mô phỏng trường hợp đóng điện tụ bù: .................................37 3.3.3. C t điện tụ bù ..........................................................................................49 3.3.4. C t điện tụ bù khi có s cố ......................................................................55 CHƯƠNG 4: PHÂN TÍCH CÁC KẾT QUẢ TÍNH TOÁN, MÔ PHỎNG VÀ CÁC KIẾN NGHỊ ..............................................................................................................62 4.1. Phân tích: ........................................................................................................62 4.2. Kiến nghị: .......................................................................................................62 TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................64
vii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Ký hiệu, chữ viết t t Ý nghĩa Chú thích ATP Alternative Transients Programmer EMTP Electro Magnetic Transient Chương tr nh nghiên Program cứu quá độ điện từ TRV Transient Recovery Voltage Điện áp phục hồi quá độ RV Recovery Voltage Điện áp phục hồi ANSI American National Standards Viện Tiêu chuẩn Quốc Institute gia Hoa Kỳ IEC International Electrotechnical Ủy ban Kỹ thuật Điện Commission Quốc tế MC Máy c t BVRL Bảo vệ Rơ-le ONAF Oil Natural Alternating Fan Làm mát bằng dầu tuần hoàn có quạt ONAN Oil Natural Alternating not Làm mát bằng dầu Fan tuần hoàn không có quạt
viii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1: Khả năng mô phỏng của ATP ..................................................................22 Bảng 2.2: Các loại nguồn trong ATP ........................................................................27 Bảng 2.3: Các phần tử phi tuyến ...............................................................................28 Bảng 2.4: Các loại đường dây có thông số dải (đường dây hoán vị) ........................29 Bảng 2.5: Các loại đường dây có thông số dải (đường dây không hoán vị) .............29 Bảng 2.6: Các dạng đường dây có thông số tập trung ..............................................29 Bảng 2.7: Các phần tử “cable constants” hoặc “line constants” ...............................30 Bảng 2.8: Các loại máy biến áp ................................................................................30 Bảng 2.9: Các loại thiết bị đóng c t ..........................................................................31 Bảng 2.10: Các loại máy điện ...................................................................................32
ix DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ, ĐỒ THỊ, SƠ ĐỒ, HÌNH ẢNH H nh 1.1: Sơ đồ nối điện trạm Lê Minh Xuân ............................................................5 H nh 1.2: Quá tr nh c t của hệ thống thuần trở, thuần kháng .....................................9 H nh 1.3: Mô h nh nguyên t c xếp chồng quá tr nh đóng máy c t ...........................10 H nh 1.4: Dòng điện, TRV và RV.............................................................................10 H nh 1.5: Quá tr nh c t hệ thống thuần dung ............................................................11 H nh 1.6: Sơ đồ biến đổi tương đương của hệ thống điện có máy c t bộ tụ bù ngang đóng c t thông qua cuộn kháng .................................................................................11 H nh 1.7: Mối quan hệ P, τ theo g .............................................................................14 H nh 1.8: Sơ đồ mạch nhị thứ tại trạm Lê Minh Xuân .............................................16 Hình 2.1: Mô hình ATP/EMTP .................................................................................23 H nh 2.2: Mối tương quan giữa ATPDraw và các module khác ..............................24 H nh 2.3: Cửa sổ giao diện của ATPDraw ................................................................26 H nh 3.1: Mô h nh và nhập số liệu cho nguồn điện 3 pha ........................................34 H nh 3.2: Mô h nh và nhập số liệu cho giá trị Thevenin tại thanh cái 22kV của trạm ...................................................................................................................................35 H nh 3.3: Mô h nh và nhập số liệu cho tụ bù ............................................................36 H nh 3.4: Mô h nh và nhập số liệu cho máy c t .......................................................36 H nh 3.5: Mô h nh mô phỏng quá tr nh quá độ khi đóng điện tụ bù ........................37 H nh 3.6: Điện áp nguồn và của tụ bù pha A khi cấp điện tụ bù tại góc 0 ...............38 H nh 3.7: Dòng điện xung kích pha A của tụ bù khi cấp điện tụ bù tại góc 0 ..........38 H nh 3.8: Điện áp nguồn và của tụ bù pha B khi cấp điện tụ bù tại góc 0................39 H nh 3.9: Dòng điện xung kích pha B của tụ bù khi khi cấp điện tụ bù tại góc 0 ....39 H nh 3.10: Điện áp nguồn và của tụ bù pha C khi khi cấp điện tụ bù tại góc 0 .......40 H nh 3.11: Dòng điện xung kích pha C của tụ bù khi cấp điện tụ bù tại góc 0 ........40 H nh 3.12: Điện áp nguồn và của tụ bù pha khi cấp điện tụ bù tại góc π/2 ..............41 H nh 3.13: Dòng điện xung kích pha A của tụ bù khi cấp điện tụ bù tại góc π/2 .....41 H nh 3.14: Điện áp nguồn và của tụ bù pha B khi cấp điện tụ bù tại góc π/2 ..........42 H nh 3.15: Dòng điện xung kích pha B của tụ bù khi cấp điện tụ bù tại góc π/2 .....42 H nh 3.16: Điện áp nguồn và của tụ bù pha C khi cấp điện tụ bù tại góc π/4 ..........43
x H nh 3.17: Dòng điện xung kích pha C của tụ bù khi cấp điện tụ bù tại góc π/2 .....43 H nh 3.18: Điện áp nguồn và của tụ bù pha A khi cấp điện tụ bù tại góc π .............44 H nh 3.19: Dòng điện xung kích pha A của tụ bù khi cấp điện tụ bù tại góc π ........44 H nh 3.20: Điện áp nguồn và của tụ bù pha B khi cấp điện tụ bù tại góc π..............45 H nh 3.21: Dòng điện xung kích pha B của tụ bù khi cấp điện tụ bù tại góc π ........45 H nh 3.22: Điện áp nguồn và của tụ bù pha C khi cấp điện tụ bù tại góc π..............46 H nh 3.23: Dòng điện xung kích pha C của tụ bù khi cấp điện tụ bù tại góc π ........46 H nh 3.24: Điện áp nguồn và của tụ bù pha A khi cấp điện tụ bù tại góc 3π/2 ........47 H nh 3.25: Dòng điện xung kích pha A của tụ bù khi cấp điện tụ bù tại góc 3π/2 ...47 H nh 3.26: Điện áp nguồn và của tụ bù pha B khi cấp điện tụ bù tại góc 3π/2 ........47 H nh 3.27: Dòng điện xung kích pha B của tụ bù khi cấp điện tụ bù tại góc 3π/2 ...48 H nh 3.28: Điện áp nguồn và của tụ bù pha C khi cấp điện tụ bù tại góc 3π/2 ........48 H nh 3.29: Dòng điện xung kích pha C của tụ bù khi cấp điện tụ bù tại góc 3π/2 ...48 H nh 3.30: Mô h nh mô phỏng quá tr nh quá độ khi c t điện tụ bù (có sử dụng mô h nh giả lập hồ quang điện theo mô h nh Cassie và Mayr cải tiến) ..........................49 H nh 3.31 Dòng điện xung kích pha A của tụ bù khi mở máy c t tụ bù tại góc 0 ....50 H nh 3.32: Dòng điện xung kích pha B của tụ bù khi mở máy c t tại góc 0 ............50 H nh 3.33: Dòng điện xung kích pha C của tụ bù khi mở máy c t tại góc 0 ............50 H nh 3.34 Dòng điện xung kích pha A của tụ bù khi mở máy c t tại góc π/2 ..........51 H nh 3.35: Dòng điện xung kích pha B của tụ bù khi mở máy c t tại góc π/2 .........51 H nh 3.36: Dòng điện xung kích pha C của tụ bù khi mở máy c t tại góc π/2 .........51 H nh 3.37 Dòng điện xung kích pha A của tụ bù khi mở máy c t tại góc π .............52 H nh 3.38: Dòng điện xung kích pha B của tụ bù khi mở máy c t tại góc π ............52 H nh 3.39: Dòng điện xung kích pha C của tụ bù khi mở máy c t tại góc π ............53 H nh 3.40 Dòng điện xung kích pha A của tụ bù khi mở máy c t tại góc 3π/2 ........53 H nh 3.41: Dòng điện xung kích pha B của tụ bù khi mở máy c t tại góc 3π/2 .......54 H nh 3.42: Dòng điện xung kích pha C của tụ bù khi mở máy c t tại góc 3π/2 .......54 H nh 3.43: Mô h nh mô phỏng quá tr nh quá độ khi rơ-le bảo vệ tác động c t điện tụ bù (có sử dụng giả lập hồ quang điện theo mô h nh Cassie và Mayr cải tiến) khi có s cố 1 pha chạm đất. ................................................................................................55 H nh 3.44 Dòng điện xung kích pha A của tụ bù khi có s cố tại thời đi m góc 0 ..56
xi H nh 3.45: Dòng điện xung kích pha B của tụ bù khi có s cố tại thời đi m góc 0 .56 H nh 3.46: Dòng điện xung kích pha C của tụ bù khi có s cố tại thời đi m tại góc 0 ...................................................................................................................................57 H nh 3.47 Dòng điện xung kích pha A của tụ bù khi có s cố tại thời đi m góc π/2 ...................................................................................................................................57 H nh 3.48: Dòng điện xung kích pha B của tụ bù khi có s cố tại thời đi m góc π/2 ...................................................................................................................................58 H nh 3.49: Dòng điện xung kích pha C của tụ bù khi có s cố tại thời đi m góc π/2 ...................................................................................................................................58 H nh 3.50 Dòng điện xung kích pha A của tụ bù khi có s cố tại thời đi m góc π ..59 H nh 3.51: Dòng điện xung kích pha B của tụ bù khi có s cố tại thời đi m góc π .59 H nh 3.52: Dòng điện xung kích pha C của tụ bù khi có s cố tại thời đi m góc π .59 H nh 3.53 Dòng điện xung kích pha A của tụ bù khi có s cố tại thời đi m góc 3π/2 ...................................................................................................................................60 H nh 3.54: Dòng điện xung kích pha B của tụ bù khi có s cố tại thời đi m góc 3π/2 ...................................................................................................................................60 H nh 3.55: Dòng điện xung kích pha C của tụ bù khi có s cố tại thời đi m góc 3π/2 ...................................................................................................................................61
1 MỞ ĐẦU 1. Đặt vấn đề: Điện năng là loại năng lượng khó lưu giữ mà thường phải sử dụng ngay sau khi được sản xuất. Những nơi đặt nhà máy sản xuất điện (nguồn điện) thường là những vùng xa khu dân cư, phụ tải nên đ truyền tải điện đến nơi tiêu thụ cần một mạng lưới vô cùng phức tạp bao gồm: các máy phát điện, máy biến áp tăng áp, đường dây truyền tải, các máy biến áp hạ áp và đường dây phân phối. Đ đảm bảo cho việc cung cấp điện được liên tục, cũng như đảm bảo an toàn trong việc bảo vệ mạng lưới điện, ta phải sử dụng nhiều máy c t đ tác động nhanh, chính xác nhằm nhanh chóng cách ly s cố ra khỏi hệ thống cũng như đóng lại các thiết bị sau khi s cố đã được xử lý. Chính v vậy, máy c t là phần tử rất quan trọng trong hệ thống điện nói chung và hệ thống truyền tải điện cao áp nói riêng. Ngoài ra đ giữ ổn định điện áp tại một nút điện áp, người ta đặt một bộ tụ bù ngang ở nút đó. Quá tr nh đóng c t máy c t của bộ tụ này có rất nhiều vấn đề cần phải nghiên cứu. Hiện tại, tại khu v c Tp.HCM đang được cung cấp nguồn điện 22kV từ 66 trạm biến áp 220-110kV / 22kV. Trong thời gian cao đi m, tại các trạm 220 – 110kV / 22kV sẽ đóng điện các bộ tụ bù đ bù công suất phản kháng trên lưới điện. Khi các bộ tụ bù 22kV tại các trạm điện được kết nối vào lưới điện, một dòng điện xung kích sẽ xuất hiện và khi mở máy c t tụ bù, đặc biệt là trong trường hợp s cố sẽ xuất hiện s phóng hồ quang điện giữa 2 tiếp đi m của máy c t nếu sử dụng loại máy c t b nh thường, không phải loại chuyên dùng cho việc đóng c t bộ tụ bù. Hiện tượng trên có th xảy ra và gây hư hỏng cách điện cho bộ tụ bù, làm cho rơle bảo vệ tác động sai lệch, ảnh hưởng đến việc cung cấp điện năng và chất lượng điện năng Vấn đề nghiên cứu này được l a chọn do việc tính toán trị số bảo vệ rơle quá dòng cho tụ bù 22kV tại trạm 110kV vẫn còn mang tính chất kinh nghiệm là chủ yếu, chưa có công cụ đ hỗ trợ cho việc khảo sát khi th c hiện việc đóng / c t điện tụ bù 22kV tại các trạm biến áp. Là một nhân viên đang công tác tại tổ Rơle thuộc Trung tâm Điều độ Hệ thống điện Tp.HCM, em đã l a chọn đề tài: NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG BẢO VỆ CÁC
2 BỘ TỤ BÙ TẠI TRẠM BIẾN ÁP 110kV TẠI TP HỒ CHÍ MINH, với mong muốn sử dụng chương tr nh mô phỏng, th c hiện lại các quá tr nh thao tác máy c t điện bộ tụ bù trung thế 22kV với các điều kiện b nh thường và s cố đ có th hi n rõ hơn quá tr nh quá độ xảy ra trong việc th c hiện các thao tác và ứng dụng kết quả này vào công việc của bản thân. 2. Mục tiêu nghiên cứu: Đ khảo sát, phân tích và đưa ra các giải pháp nhằm hạn chế các hiện tượng quá độ có th xảy ra khi thao tác đóng c t bộ tụ bù trung thế 22kV trong các trạm biến áp 220-110kV/ 22kV tại các thời đi m, khi có s cố quá dòng và không có s cố. Do đó, đề tài sẽ th c hiện các nhiệm vụ sau: - T m hi u về trạm biến áp 220-110kV / 22kV, các thiết bị liên quan đến quá tr nh đóng c t, bảo vệ bộ tụ bù trung thế tại trạm; - T m hi u về hiện tượng RV, TRV xảy ra khi đóng c t máy c t đối với tải mang tính chất cảm và tính chất dung; - T m hi u về các mô h nh giả lập hồ quang điện; - Nghiên cứu tổng quan về chương tr nh giả lập ATP/EMTP; - Ứng dụng chương tr nh ATP/EMTP đ mô phỏng quá tr nh quá độ khi th c hiện đóng c t bộ tụ bù trung thế 22kV trong vận hành. 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu: Trong luận văn này, em th c hiện nghiên cứu quá tr nh đóng c t máy c t bộ tụ bù 22kV tại trạm biến áp 110kV Lê Minh Xuân. Phạm vi khảo sát là thời đi m quá độ khi th c hiện thao tác đóng c t máy c t, từ đó đưa ra các nhận xét, kết luận, kiến nghị khi th c hiện thao tác đóng c t bộ tụ bù tại trạm. 4. Phương pháp nghiên cứu: - Tham khảo, phân tích, tổng hợp, sử dụng có chọn lọc tài liệu từ các công tr nh nghiên cứu, các bài báo đã được công bố trên các tạp chí chuyên ngành trong nước và ngoài nước. - Lấy số liệu vận hành th c tế cũng như báo cáo s cố tại trạm biến áp
3 110kV Lê Minh Xuân. - D a trên các số liệu đã thu thập và các mô h nh được sử dụng trong các bài báo khoa học đ mô phỏng bằng phần mềm ATP/EMTP. - D a vào kết quả mô phỏng đạt được đ đưa ra phân tích, đánh giá, kết luận cũng như đóng góp thêm vào quá tr nh vận hành tại trạm biến áp. 5. Nội dung của luận văn: Nội dung của luận văn được tr nh bày trong 4 chương: Chương 1: Tổng quan về trạm biến áp Chương 2: T m hi u chương tr nh ATP/EMTP Chương 3: Xây d ng mô h nh giả lập khi thao tác đóng, c t điện bộ tụ bù Chương 4: Phân tích các kết quả tính toán, mô phỏng và các kiến nghị.
4 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TRẠM BIẾN ÁP Trạm biến áp dùng đ biến đổi điện năng từ cấp điện áp này sang cấp điện áp khác. Nó đóng vai trò rất quan trọng trong hệ thống cung cấp điện. Nhà máy điện và trạm biến áp là các phần tử quan trọng trong hệ thống điện có th cung cấp điện có th cung cấp điện năng cho phụ tải ở một nơi khác xa hơn, khoảng cách đó có th là nhiều cây số. Hiện nay nước ta đã nâng cấp điện áp lên đến 500kV đ tạo thành hệ thống điện hoàn hảo vận hành từ 1994 đến nay. Chính v lẽ đó trạm biến áp th c hiện nhiệm vụ chính là nâng cấp lên cao khi truyền tải, rồi những trung tâm tiếp nhận điện năng (cũng là trạm biến áp) có nhiệm vụ hạ mức điện áp xuống đ phù hợp với nhu cầu. Hiện nay nước ta đang sử dụng các cấp diện áp sau: - Cấp cao áp. + 500kV dùng cho hệ thống điện quốc gia nối liền ba vùng B c, Trung, Nam. + 220kV dùng cho mạng điện khu v c. + 110kV dùng cho mạng phân phối, cung cấp cho các phụ tải lớn. - Cấp trung áp. + 22kV trung tính nối đất tr c tiếp, dùng cho mạng điện địa phương cung cấp cho các nhà máy vừa và nhỏ, cung cấp cho các khu dân cư. - Cấp hạ áp + 380/220 V dùng trong mạng hạ áp, trung tính nối đất tr c tiếp. Tuy có nhiều cấp điện áp khác nhau nhưng khi thiết kế, chế tạo vận hành thiết bị điện được chia làm hai loại cơ bản: - Thiết bị điện hạ áp có U < 1000 V. - Thiết bị điện cao áp có U > 1000 V. Từ s phân chia trên sẽ dẫn đến s khác nhau về cấu trúc, chủng loại cả các khí cụ điện, của các công tr nh xây d ng và cả chế độ vận hành.
5 Sơ đồ trạm biến áp và chức năng các thiết bị trong trạm biến áp: Hình 1.1: Sơ đồ nối điện trạm Lê Minh Xuân