BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
---------------------------------------
PHẠM VĂN CƢỜNG
TÊN ĐỀ TÀI LUẬN VĂN
NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP HẠN CHẾ DÒNG ĐIỆN
NGẮN MẠCH VÀ ÁP DỤNG CHO
LƢỚI ĐIỆN TRUYỀN TẢI VIỆT NAM
GIAI ĐOẠN 2015 - 2020
Chuyên ngành : Kỹ thuật điện
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
KỸ THUẬT ĐIỆN HỆ THỐNG ĐIỆN-
NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC :
T.S ĐINH QUANG HUY
Hà nội năm 2014.-
- 2/121 -
MỤC LỤC
MỤC LỤC .................................................................................................................. 2
1. ......................................................................................... 3 CHƢƠNG I: MỞ ĐẦU
1.1 ................................................. 3 Lý do chọn đề tài và tính cấp thiết của đề tài
1.2 ...................................................................... 4 Mục đích nghiên cứu của đề tài
1.3 ...................................................................... 4 Đối tƣợng, phạm vi nghiên cứu
1.4 ........................................................ 5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
1.5 ........................................................................................................ 5 Tên đề tài
1.6 ..................................................................................... 5 Cấu trúc của luận văn
2. CHƢƠNG II: HỆ THỐNG ĐIỆN VIỆT NAM VÀ VẤN ĐỀ DÒNG ĐIỆN
NGẮN MẠCH ............................................................................................................ 6
2.1 ............................................................................. 6 Hiện trạng HTĐ Việt Nam
2.2 -2020 ........................ 11 Quy hoạch phát triển HTĐ Việt Nam giai đoạn 2015
2.3 Những vấn đề đối với dòng ngắn mạch lƣới điện truyền tải Việt Nam ....... 15
3. .... 24 CHƢƠNG III: CÁC GIẢI PHÁP HẠN CHẾ DÒNG ĐIỆN NGẮN MẠCH
3.1 ............................................................ 24 Các vấn đề về dòng điện ngắn mạch
3.2 Cơ sở lý thuyết và phƣơng pháp nghiên cứu ................................................ 28
3.3 .................................... 30 Các giải pháp đã đƣợc áp dụng và ƣu, nhƣợc điểm.
3.4 ........................... 52 Một số giải pháp tiêu biểu đã đƣợc áp dụng trên thế giới.
3.5 .......................................................................................... 70 Công cụ tính toán
4. CHƢƠNG IV: GIẢI PHÁP HẠN CHẾ DÒNG NGẮN MẠCH TRÊN LƢỚI
ĐIỆN TRUYỀN TẢI VIỆT NAM. ........................................................................... 72
4.1 ................. 72 Đánh giá tính khả thi của các giải pháp đối với HTĐ Việt Nam
4.2 Giải pháp thay đổi cấu hình lƣới điện .......................................................... 76
4.3 ............................... 79 Giải pháp lắp đặt kháng điện hạn chế dòng ngắn mạch
4.4 Tính toán dòng ngắn mạch đối với lƣới truyền tải điện Việt Nam giai đoạn
2015 -2020. .......................................................................................................... 91
4.5 Đề xuất giải pháp hạn chế dòng ngắn mạch ứng dụng cho lƣới điện truyền
tải Việt Nam giai đoạn 2015 -2020 .................................................................... 94
5. ..................................................... 96 CHƢƠNG V: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
5.1 ......................................................................................................... 96 Kết luận
5.2 ...................................................................................................... 96 Kiến nghị
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................ 98
PHỤ LỤC ................................................................................................................ 100
- 3/121 -
1. CHƢƠNG I MỞ ĐẦU:
1.1 Lý do chọn đề tài và tính cấp thiết của đề tài
Với sự phát triển chung của nền kinh tế đất nƣớc, Điện lực là ngành công
nghiệp hạ tầng đã đƣợc đầu tƣ khá đồng bộ về cả nguồn và lƣới điện nhằm
đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế, xã hội. Sự phát triển mạnh mẽ của hệ
thống điện Việt Nam trong những năm gần đây, đặc biệt là sau khi đƣa vào
vận hành hệ thống đƣờng dây tải điện siêu cao áp 500kV Bắc Nam đã góp
phần cải thiện đáng kể khả năng vận hành kinh tế của toàn hệ thống cũng nhƣ
khai thác triệt để lợi thế về năng lƣợng sơ cấp giữa các vùng miền trong cả
nƣớc.
Tuy nhiên, cùng với sự phát triển của hệ thống điện quốc gia, vấn đề dòng
điện ngắn mạch tăng cao đang là một vấn đề hết sức quan trọng đối với các
nhà quản lý cũng nhƣ các đơn vị trực tiếp vận hành hệ thống điện. Cho đến
nay, hầu hết các thiết bị trên lƣới điện chỉ có khả năng chịu đƣợc dòng điện
ngắn mạch ở mức 40kA, thậm chí nhiều thiết bị chỉ có dòng cắt định mức
31.5kA trong khi ngay từ thời điểm cuối năm 2005, tính toán cho thấy trị số
mức dòng ngắn mạch trên lƣới điện 220kV tại một số nơi thuộc khu vực miền
Nam đã vƣợt quá trị số 40kA. Để hạn chế dòng điện ngắn mạch, từ tháng
10/2005, để hạn chế dòng ngắn mạch trên lƣới điện cấp 220kV ở pía Nam,
Trung tâm Điều độ HTĐ Quốc gia đã phải thực hiện việc tách thanh cái
220kV tại các trạm 500/220kV nhƣ: Phú Mỹ, Phú Lâm và Hóc Môn.
Thêm vào đó, Quy định đấu nối vào hệ thống điện quốc gia đƣợc Bộ Công
nghiệp (nay là Bộ Công Thƣơng) ban hành ngày 16/10/2006 cũng quy định trị
số dòng điện ngắn mạch lớn nhất trong hệ thống điện 500kV và 220kV là
40kA. Quy định đó đƣợc thể hiện qua bảng sau:
- 4/121 -
Bảng điện và thời gian loại trừ ngắn mạc1-1: Dòng h
(Theo Quy định đấu nối - ) BCT
Cấp điện áp
Dòng ngắn mạch
lớn nhất (kA)
Thời gian tối đa
loại trừ ngắn mạch bằng bảo
vệ chính (ms)
500kV
40
80
220kV
40
100
110kV
31,5
150
Trung áp
25
500
Nhƣ vậy, để đảm bảo vận hành an toàn, ổn định và kinh tế hệ thống điện cần
thiết phải có giải pháp xử lý cho vấn đề dòng điện ngắn mạch tăng cao trên hệ
thống điện quốc gia trong cả giai đoạn trƣớc mắt cũng nhƣ lâu dài.
Vì hệ thống điện luôn luôn thay đổi và phát triển nên dòng điện ngắn mạch
tính toán đƣợc trong hệ thống điện cũng thƣờng xuyên thay đổi theo. Vì vậy
cho đến hiện tại mặc dù đã có rất nhiều đề án nghiên cứu về dòng điện ngắn
mạch trong hệ thống điện nhƣng cũng chƣa có một đề án nào đảm bào có thể
áp dụng đƣợc một cách tổng thể về vấn đề dòng ngắn mạch cho hệ thống điện
nói chung và lƣới điện truyền tải nói riêng.
1.2 Mục đích nghiên cứu của đề tài
Mục đích nghiên cứu của đề tài này là đánh giá tình trạng dòng điện ngắn
mạch trên lƣới điện truyền tải của Việt Nam giai đoạn 2015 (dựa trên -2020
tổng sơ đồ VII đã đƣợc Chính phủ phê duyệt) qua đó nghiên cứu các giải ,
pháp có thể áp dụng để hạn chế trị số này trong giai đoạn nêu trên.
1.3 Đối tƣợng, phạm vi nghiên cứu
Đối tƣợng nghiên cứu của đề tài là: Hệ thống lƣới điện truyền tải Việt Nam.
Phạm vi nghiên cứu: Giai đoạn 2015-2020.
- 5/121 -
1.4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Đề tài nghiên cứu một cách tổng hợp các giải pháp có thể áp dụng để hạn chế
dòng điện ngắn mạch xảy ra trong hệ thống điện, qua đó đánh giá khả năng
ứng dụng và tính toán kiểm chứng đối với lƣới điện truyền tải Việt Nam.
1.5 Tên đề tài
Tên đề tài là:
Nghiên cứu giải pháp hạn chế dòng điện ngắn mạch và áp dụng cho lưới
điện truyền tải Việt Nam giai đoạn 2015 – 2020.
1.6 Cấu trúc của luận văn
Luận văn gồm có 5 chƣơng và phần phụ lục, đƣợc bố cục nhƣ sau:
Chƣơng 1: Phần mở đầu.
Chƣơng 2: Trình bày khái quát về hệ thống lƣới điện truyền tải Việt Nam và
vấn đề dòng điện ngắn mạch trong hệ thống.
Chƣơng 3: Các giải pháp hạn chế dòng điện ngắn mạch, cơ sở lý thuyết, một
số biện pháp của các nƣớc trên thế giới và công cụ sử dụng để tính toán ngắn
mạch.
Chƣơng 4: Ứng dụng các giải pháp hạn chế dòng điện ngắn mạch và tính toán
đối với lƣới điện truyền tải Việt Nam giai đoạn 2015 - 2020.
Chƣơng 5: Kết luận và đƣa ra kiến nghị về khả năng áp dụng các giải pháp
hạn chế dòng điện ngắn mạch đối với lƣới truyền tải điện Việt Nam giai đoạn
2015 2020. –
Phụ lục: Danh mục các công trình nguồn, lƣới giai đoạn 2015 2020, kết quả -
tính toán dòng điện ngắn mạch.