- Trang Chủ
- Điện - Điện tử
- Nghiên cứu tính toán điện áp quá độ phục hồi lưới điện truyền tải - áp dụng đối với đường dây 500 kV Quảng Trạch - Dốc Sỏi
Xem mẫu
- Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2021. ISBN: 978-604-82-5957-0
NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN ĐIỆN ÁP QUÁ ĐỘ PHỤC HỒI LƯỚI
ĐIỆN TRUYỀN TẢI - ÁP DỤNG ĐỐI VỚI ĐƯỜNG DÂY 500 KV
QUẢNG TRẠCH - DỐC SỎI
Nguyễn Nhất Tùng
Trường Đại học Thủy lợi, email: tungnn@tlu.edu.vn
1. GIỚI THIỆU CHUNG đột ngột của dòng điện sẽ gây ra hiện tượng
điện áp cảm ứng, là nguyên nhân chính sinh ra
Hệ thống truyền tải điện luôn phải chịu
quá điện áp phục hồi (Transient Recovery
đựng quá điện áp mà nguyên nhân chủ yếu là
Voltage - TRV), Hình 1. Các ảnh hưởng của
do quá điện áp khí quyển hoặc do các thao
giá trị TRV về lâu dài sẽ gây ra ảnh hưởng đến
tác đóng cắt (bình thường/sự cố) khi vận
tiếp điểm của máy cắt, nếu nó vượt quá giá trị
hành. Quá điện áp do nguyên nhân thứ 2 gọi
chịu đựng xung đóng cắt của máy cắt.
là quá điện áp nội bộ. Quá điện áp nội bộ
được chia thành 2 loại: quá điện áp tạm thời,
do dao động điện áp ở tần số công nghiệp
hoặc bị nhiễu loạn, diễn ra trong một khoảng
thời gian dài; quá điện áp đóng/cắt do sự thay
đổi đột ngột trạng thái của một số phần tử
trong hệ thống điện và thường xuất hiện
trong thời gian ngắn [1], Bảng 1.
Hình 1. Dạng sóng điện áp phục hồi
Bảng 1. Các dạng quá điện áp trên lưới điện [1]
Giá trị TRV phụ thuộc vào: dạng sự cố, vị
TT Khoảng tần trí sự cố, thời gian xuất hiện sự cố và đặc biệt
Dạng sóng Loại quá điện áp
số dao động là cấu hình/cấu trúc vận hành của hệ thống.
1 0,1 Hz - Dao động Quá điện áp Do vậy, một số trường hợp sự cố sẽ phải
3 kHz tần số thấp tạm thời được phân tích tính toán. Trong mỗi trường
hợp tính toán, việc mô phỏng xác suất xuất
2 50/60 Hz - Sóng Quá điện áp hiện ngẫu nhiên giá trị TRV cần được xem
20 kHz chậm đóng cắt xét để tìm ra giá trị xấu nhất, có giá trị cao
nhất. Có hai thông số quan trọng trong
3 10 kHz - Sóng
Quá điện áp sét nghiên cứu TRV là biên độ cực đại TRV và
3 MHz nhanh
tốc độ gia tăng quá điện áp phục hồi (Rate of
4 100 kHz - Quá điện áp Rise of Recovery Voltage - RRRV) trong
Sóng cực
50 MHz phóng điện suốt quá trình dao động điện áp.
nhanh
lặp lại Bài báo nghiên cứu phương pháp sử dụng
phần mềm EMTP -RV để mô phỏng và tính
Trong quá trình hoạt động, các máy cắt của toán TRV cho trường hợp máy cắt đường
lưới điện truyền tải khi mở tiếp điểm (ngắt dây; từ đó đưa ra một số giải pháp nhằm làm
điện) làm xuất hiện điện áp phục hồi và có thể giảm giá trị TRV nguy hại đến lưới điện. Đối
gây ra những nguy hiểm cho thiết bị và hệ tượng được áp dụng của bài báo là đường dây
thống. Tại thời điểm ngắt điện, sự gián đoạn 500 kV Quảng Trạch - Dốc Sỏi.
285
- Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2021. ISBN: 978-604-82-5957-0
2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Trong đó: TC là thời điểm sự cố: 15ms;
3 là khoảng phân bố: 10ms
2.1. Phương pháp luận tính toán TRV
cho máy cắt đường dây Đối với ngắn mạch 3 pha, ngắn mạch cả 3
pha là cùng một lúc được xem xét.
Thời điểm xuất hiện của các sự cố là ngẫu Thời điểm mở máy cắt được xác định như sau:
nhiên, và thời gian các máy cắt thực hiện cắt Thời điểm mở pha đầu tiên (giả sử pha a)
là không xác định chính xác, do đó, mô được phân bố theo luật chuẩn như sau:
phỏng phân bố xác suất với 100 lần tính toán
Luật phân bố là luật chuẩn: TC 50 3
ứng với các thời điểm này được thực hiện để
tính toán TRV. Khoảng phân bố TC+50±10 ms
Đối với đường dây 500 kV, 02 mô hình Trong đó: 3 là khoảng phân bố: 10ms
thường được xem xét để xác định các điểm - Thời điểm mở các pha tiếp theo (pha b và
tính toán ngắn mạch [2, 3,4], Hình 2. Trong pha c) được phân bố theo luật Gaussian như sau:
đó, với đường dây có tụ bù dọc, Hình 2a, Luật phân bố: Ta 3
đường dây truyền tải được chia làm 06 điểm Khoảng phân bố: Ta±1.667 ms
tính ngắn mạch; tương ứng 04 điểm với Trong đó 3 là khoảng phân bố bằng:
đường dây không có tụ bù dọc, Hình 2b. 1.667 ms
Khi tính toán, xác suất để xảy ra sự cố tại
D1 D2
một trong các thời điểm trong một chu kỳ tần
1 2 6
3 4 5
số công nghiệp (50Hz) là như nhau. Do đó,
N N phân bố xác suất của thời điểm sự cố là phân
bố chuẩn trong khoảng thời gian 1 chu kỳ:
1 1000
a) Các vị trí tính ngắn mạch - 3 10ms (1)
2 50
đường dây có tụ bù dọc Tương tư như vậy, thời điểm mở pha đầu
tiên của máy cắt (khi không có thiết bị lựa
chọn thời điểm cắt) cũng có xác suất xảy ra
như nhau tại một trong các thời điểm trong
khoảng thời gian 1 chu kỳ tần số công
nghiệp. Phân bố xác suất của thời điểm mở
pha đầu tiên của máy cắt sẽ là:
b) Các vị trí tính ngắn mạch - đường dây TC 50 10 ms
không có tụ bù dọc Đối với các pha còn lại, theo tiêu chuẩn [1]
Hình 2. Các vị trí tính toán ngắn mạch đối với việc vận hành mở máy cắt như sau:
xác định TRV khi không có yêu cầu đặc biệt, thời gian lệch
nhau lớn nhất giữa các pha trong quá trình
Tuy nhiên, theo kinh nghiệm tính toán, giá vận hành mở không được vượt quá 1/6 chu
trị TRV thường xuất hiện lớn nhất khi sự cố kỳ tần số. Tức là khoảng phân bố sẽ bằng:
tại 2 đầu đường dây; đặc biệt với 02 loại 1 1 1000
ngắn mạch: ngắn mạch 3 pha và ngắn mạch 2 3 1, 667 ms
2 6 50
pha không chạm đất [5]. (2)
1, 667
2.2. Phân bố xác suất của thời điểm sự 0,556ms
cố và thời điểm mở của máy cắt [] 3
b) Lựa chọn giá trị TRV
a. Thời điểm sự cố được phân bố xác suất
Trên cơ sở khuyến cáo trong báo cáo
như sau:
“Tính toán giá trị điện áp phục hồi máy cắt
Luật phân bố là luật chuẩn: TC 3 500kV” đã được Tổng công ty Truyền tải
Khoảng phân bố: 15±10 ms điện Quốc gia phê duyệt [6], chấp nhận rủi ro
286
- Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2021. ISBN: 978-604-82-5957-0
5% trong 100 lần tính toán giá trị TRV Các mô phỏng ngắn mạch trong các trường
(TRV95% - lựa chọn giá trị lớn thứ 6 trong hợp khác nhau được thực hiện và cho thấy,
100 lần tính toán). Bảng 2, giá trị TRV lớn nhất là 1,76pu, nằm
trong giá trị cho phép theo tiêu chuẩn [1].
3. TÍNH TOÁN ĐƯỜNG DÂY 500 KV
QUẢNG TRẠCH- DỐC SỎI Bảng 2. Kết quả tính toán TRV và RRRV
trong trường hợp đóng máy cắt tại TBA
3.1. Mô hình mô phỏng
Giá trị lớn nhất
Đường dây 500 kV Quảng Trạch - Dốc Sỏi Phụ
Đầu phía
tải TRV RRRV Điện áp
chiều dài 500 km, là đường dây mạch kép, sử
(pu) (kV/μs) (kV)
dụng loại dây dẫn 4ACSR330/43, với 02 lần
Dốc Sỏi 1.7604 0.5657 737.5
đảo pha hoàn toàn. Mô hình đường dây
100% Quảng
FDLine (Frequency Dependent Line), các 0.8129 0.3595
Trạch
phụ tải tập trung ở hai đầu, sử dụng phần tử
Load-low Bus, được đưa vào mô phỏng trên Dốc Sỏi 1.6305 0.5379
phần mềm EMTP-RV, Hình 3. Các tụ bù dọc, 75% Quảng
0.8031 0.3436
kháng bù ngang, chống sét van được mô Trạch
phỏng dựa trên phần tử phi tuyến ZnO. 4. KẾT LUẬN
Bài báo đã trình bày quá trình nghiên cứu
và mô phỏng tính toán TRV cho máy cắt
đường dây truyền tải 500 kV, áp dụng đối với
phân đoạn Quảng Trạch - Dốc Sỏi. Kết quả
cho thấy các giá trị TRV đều trong phạm vi
cho phép của tiêu chuẩn IEC liên quan. Tuy
Hình 3. Mô phỏng đường dây 500 kV nhiên, đây là các tính toán cơ bản nhất, còn
Quảng Trạch - Dốc Sỏi nhiều tính toán liên quan, như lựa chọn điện
trở đóng máy cắt…, để đánh giá tổng quan về
3.2. Kết quả mô phỏng vấn đề này.
Kết quả mô phỏng TRV và RRRV của
máy cắt trong trường hợp đóng đường dây 5. TÀI LIỆU THAM KHẢO
không tải được thể hiện trên Hình 4. [1] IEC 62271-100:2021: High-voltage switchgear
ABSBAR
and control-gear - Part 100: Alternating-
0.9
0.8
DEV2/TRV1a_pu@control_max@1
DEV2/TRV1b_pu@control_max@1
current circuit-breakers.
0.7
DEV2/TRV1c_pu@control_max@1
[2] Nguyễn Hồng Anh, “Nghiên cứu quá điện
0.6
0.5
áp phục hồi trong hệ thống điện Việt Nam”,
Báo khoa học và công nghệ, Đại học Đà Nẵng.
y
0.4
0.3
0.2
min: 0 max: 0.78863 [3] Lê Cao Quyền, Trần Quốc Tuấn, Lâm Du
0.1
min: 0.24511 max: 0.81294
min: 0.18022 max: 0.81119
Sơn, Nguyễn Hồng Anh (2007), “Nghiên
0
0 20 40 60
Simulation number
80 100 120 cứu quá trình quá độ điện từ trên hệ thống
điện 500kV Việt Nam”, Báo khoa học và
0.4
ABSBAR
DEV2/RRRV1a@control_max@1
công nghệ, Đại học Đà Nẵng.
0.35 DEV2/RRRV1b@control_max@1
DEV2/RRRV1c@control_max@1
[4] Nghiên cứu các biện pháp giảm điện áp
0.3
0.25
phục hồi trên đường dây 500 kV Đà Nẵng-
0.2 Thạnh Mỹ - Pleiku, Tạp chí khoa học và
y
0.15
0.1
min: 0 max: 0.35717 công nghệ, Đại học Đà Nẵng - số 4
0.05
min: 0.32053 max: 0.35952
min: 0.34437 max: 0.35589
(39).2010.
0
0 20 40 60
Simulation number
80 100 120 [5] Cty cổ phần Tư vấn và Xây dựng Điện 1,
“TRV-Report Methodology”, 2010.
Hình 4. TRV (a) và RRRV (b) khi đóng máy [6] EVN, “Báo cáo tính toán giá trị điện áp
cắt Quảng Trạch - chế độ không tải phục hồi máy cắt 500 kV”.
287
nguon tai.lieu . vn
