báo cáo thí nghiệm giải tích hệ thống điện

những khối có sẵn để mô tả sự vận hành của hệ thống, phần mềm có khảnăng phân tích và tính toán các thông số của hệ thống như dòng điện, dòngcông suất tối ưu, đánh giá ổn định của hệ thố

ĐAI HOC QUÔC GIA TP.HCM TRƯƠNG ĐAI HOC BACH KHOA

BAO CAO THI NGHIÊM GIẢI TICH HÊ THÔNG ĐIÊN

GVHD : Phạm Thị Minh Thái SVTH : Trương Hữu Đạt - 1913082

Phạm Hải Đăng - 2011088

Thành Phố Hồ Chí Minh, Tháng 12-2022

những khối có sẵn để mô tả sự vận hành của hệ thống, phần mềm có khảnăng phân tích và tính toán các thông số của hệ thống như dòng điện, dòngcông suất tối ưu, đánh giá ổn định của hệ thống,…

 Khảo sát và phân tích một hệ thống điện gồm lộ đơn hay lộ képvới nhiều nguồn cung cấp khác nhau

 Phân tích sự phân bố công suất trên hệ thống điện( HTĐ): sựphân bố tổn thất công suất trên từng tuyến dây, dòng công suất trên từngtuyến dây, hệ số công suất trên từng nhánh,…

 Phân tích chế dộ ngắn mạch của HTĐ gồm có: chế độ ngắn mạchđối xứng và chế độ ngắn mạch không đối xứng Trong đó:

o Ngắn mạch đối xứng: ngắn mạch bap ha

o Ngắn mạch không đối xứng: ngắn mạch hai pha, ngắnmạch hai pha chạm đất, ngắn mạch một pha

3 MÔI TRƯƠNG LÀM VIÊC CỦA ETAP

Etap 4.0 cũng giống như với những phần mềm khác là phần mềm đồ họađầy đủ các tính năng phân tích ổn định hệ thống điện và Etap có thể chạytrong môi trường như: Microsoft Window 98, NT, 4.0, 2000, Me và

Window XP

Đối với các hệ điều hành NT, 4.0, 2000 thì đòi hỏi cung cấp mức độ cao

về độ tin cậy, sự bảo vệ và sự an toàn cho hệ thống khi ở giá trị tới hạn.Các hệ điều hành trên thì chương trình có thể xây dựng mô hình xấp xỉkhoảng 500 Bus và có thể lớn hơn nữa

Đối với các hệ điều hành Window 98 và Me cung cấp nền tảng tốt choviệc phân tích hệ thống chỉ ở mức độ vừa và nhỏ khoảng 100 Bus và chỉdùng cho các ứng dụng phổ biến khác

4 GIAO DIÊN CỦA PHẦN MỀM ETAP:

5 GIỚI THIÊU CAC PHẦN TỬ AC

6 Cách nhập thông số các phần tử.

Vẽ sơ đồ mạch:

Nhập thông số bus:

Bài 2:

PHÂN BÔ CÔNG SUẤT

1 TỔNG QUAN

Tìm hiểu bài toán PBCS

Tìm hiểu các phương pháp toán giải bài toán PBCS

3 AP DỤNG CHI TIẾT THÔNG QUA VI DỤ

Cho sơ đồ HTĐ như hình vẽ và các thông số trong bảng sau:

Điện áp định mức hệ thống là 230kV

Hình 2.1 Sơ đồ HTĐ Bảng 1:Thông số các nhánh

THỰC HIÊN THI NGHIÊM:

Sơ đồ mạch:

Thông số nhánh bus1 – bus2:

Thông số nút bus1:

Thông số nút bus5:

Thông số nút bus6:

Kết quả mô phỏng:

Nhận xét:

 Phân bố công suất là bài toán quan trọng trong qui hoạch, thiết kế phát triển hệ thống trong tương lai cũng như trong việc xác định chế

độ vận hành tốt nhất của hệ thống hiện hữu.

 Sau khi nhập các thông số của đường dây, máy phát, phụ tải,… ta có thể xác định được các phân bố công suất là trị số điện áp và góc pha tại các thanh cái, dòng công suất tác dụng, phản kháng trên các nhánh

và nhiều thông tin phụ được tính toán bằng Etap.

 Phần mềm mô phỏng phân bố công suất chính xác và cho kết quả nhanh chóng Các phụ tải được cung cấp đủ công suất yêu cầu với thông số nguồn đã cho.

 Ngoại trừ tại Bus 4 có độ sụt áp lớn hơn 5%, tất cả các Bus còn lại đều có độ sụt áp bé hơn 5% và thỏa yêu cầu về độ chênh lệch điện áp trong hệ thống điện truyền tải ở Việt Nam

Bài 3:

PHÂN TICH DÒNG ĐIÊN NGẮN MACH

1 TỔNG QUAN

Trong quá trình vận hành hệ thống điện có thể xuất hiện tình trạng sự cố

và chế độ làm việc không bình thường của các phần tử Các sự cố thường làcác dây dẫn pha chạm nhau, chạm đất (trong hệ thống điện có trung tính nốiđất) hoặc trạm dây trung tính…Phần lớn các sự cố thường kèm theo hiệntượng dòng điện tăng khá cao và điện áp giảm khá thấp Các thiết bị có dòngđiện tăng cao chạy qua có thể bị đốt nóng quá mức cho phép và bị hư hỏngkhi điện áp bị giảm thấp, dẫn tới việc gián đoạn cung cấp điện gây thiệt hạikinh tế, xế hội

Muốn duy trì hoạt động bình thường của hệ thống đảm bảo việc cung cấpđiện thì phải có thiết bị bảo vệ tác động khi sự cố xảy ra Các thiết bị bảo vệphải được phối hợp nhịp nhàng, tác động đúng, kịp thời giảm thiệt hại ở mứcthấp nhất Bài toán tính toán ngắn mạch nhằm phục vụ cho việc cài đặt cácthông số của thiết bị bảo vệ

2 GIỚI THIÊU CHỨC NĂNG TINH NGẮN MACH Ở ETAP 12.6.0:

Ở chức năng này Etap cung cấp chức năng tính ngắn mạch theo 2 tiêuchuẩn ANSI và IEC và chức năng phân tích hồ quang điện khi ngắn mạch.Trong giới hạn tìm hiểu này chỉ giới thiệu chức năng tính ngắn mạch theotiêu chuẩn IEC

Hình 3.1 Trang Info

 Study Case: nhập tên tập tin đầu vào của tiêu đề ngắn mạch, ta

có thể thay đổi tên hoặc lấy tên mặc định từ chương trình và tối đa là 12 kí tựchữ và số.

 Transformer Tap: 2 phương pháp được cung cấp từ

Transformer off-nominal:

 Adjust Base kV: là điện áp cơ bản tại Bus thì được sử dụng số

vòng của máy biến áp, chế độ làm việc định mức của máy biến áp giống nhưlàm việc ngoài chế độ bình thường cài đặt ở đầu ra

 Use Nominal Tap: định mức của máy biến áp thì được sử dụng

số vòng của máy biến áp thay thế việc tính toán điện áp cơ bản của Bus, tất

cả việc cài đặt từ bên ngoài thì bỏ qua và điện kháng máy biến áp không thểđiều chỉnh

 Equip Cable & Heater: là hộp thoại được dành riêng cho cáp,

nhóm lựa chọn bao gồm điện kháng của thiết bị cáp và sự quá nhiệt đối vớiđộng cơ có mức điện áp trung bình và mức điện áp thấp

 Motor Contribution Based on: gồm 3 chế độ để chọn với các

chế độ của động cơ như:

 Motor Status: khi chọn biểu tượng trên thì tất cả động cơ chạy

ở chế độ Continuous hoặc Intermittent thì sẽ kết hợp với dòng điện ngắnmạch của hệ thống Khi chọn biểu tượng Spare thì động cơ không tham giavào ngắn mạch của hệ thống

 Loading Category: khi chọn vào biểu tượng này thì tính toàn

dòng điện ngắn mạch có thể đóng góp dòng điện ngắn mạch vào hệ thốngkhi tải khác không, khi tải bằng không thì không tham gia vào dòng điệnngắn mạch của hệ thống

 Both: là kết hợp của hai trường hợp trên.

 Bus Selection: là biểu tượng dùng để hiển thị sự cố tại các Bus

tùy thuộc vào người thiết kế muốn hiển thị

Trang Standard:

Hình 3.2 Trang Standard

 Short Circuit Current: hệ số nhân điện áp nguồn (trường hợp min là

trường hợp xét đến yếu tố tích cực ở sai số thiết bị, 2 trường hợp còn lại làxét ở tiêu cực của sai số thiết bị)

 Cmax for Z Adjustment: hiệu chỉnh tổng trở khi thay đổi điện áp so

với định mức của thiết bị (máy biến áp, máy phát)

 Zero Sequence Mdl: xét đến điện dung của dây dẫn và tụ bù khi tính

toán (đưa vào trở kháng thứ tự không)

 Calculation Method: sử dụng tỷ số X/R trong 3 biện pháp khác nhau

để tính giá trị biên dòng ngắn mạch i p để kiểm tra thiết bị cắt ngắn mạch

 Protective Device Duty: Đánh giá thiết bị cắt ngắn mạch.

 LV CB Breaking: chọn dòng để đánh giá thiết bị cắt ngắn mạch.

Hình 3.3 Công cụ tính toán

liệu của hệ thống được cho trong đơn vị tương đối trên cơ bản 100MVA nhưsau:

Máy phát: G1: 100MVA; 25kV; X1=X2= 0,2 ; X0= 0,05

G2: 100MVA; 13,8kV; X1=X2= 0,2 ; X0= 0,05Máy biến áp: T1: 100MVA; 25/230 kV; X1=X2= X0= 0,05

T2: 100MVA; 13,8/230 kV; X1=X2= X0 = 0,05Đường dây: TL12, TL13, TL23: 100MVA 230kV X1=X2= 0,1 ; X0

THỰC HIÊN THI NGHIÊM:

+Chuyển sang tab Grounding để nhập thông số nối đất:

Ta chuyển sang loại Reactor và đấu hình Y theo đề bài, giá trị trở ta phải điền là đơn vị có tên Ohms

Máy phát 1 với X=j0.03, S=100MVA, V=25kV ta tính được giá trị cần điền là 0.03*252/100 Tương tự ở máy phát 2 với X=j0.03,

S=100MVA, V=13.8kV

+Chọn kiểu đấu dây ở sơ cấp và thứ cấp theo sơ đồ ở tab Grounding: Máy biến áp 1.

Máy biến áp 2:

- Nhập giá trị trở cho đường dây:

Ta tính được giá trị X cần điền ở thứ tự thuận, nghịch và

không ở đơn vị có tên và điền vào bảng ở mục Impedance.

+Chuyển qua tiêu chuẩn IEC:

Kết quả mô phỏng:

-Xuất kết quả thành file như phân bố công suất nhưng ta chọn mục Summary để xuất ra đầy đủ trường hợp ngắn mạch:

Kết quả tính toán ngắn mạch 3 pha

Kết quả tính toán ngắn mạch 1 pha chạm đất (L-G)

Kết quả tính toán ngắn mạch 2 pha chạm nhau (L-L)

Kết quả tính toán ngắn mạch 2 pha chạm nhau chạm đất

 Sự cố ngắn mạch 3 pha có xác xuất xảy ra là thấp nhưng gây ra những hậu quả nặng nề, ngắn mạch 2 pha chạm nhau có xác xuất xảy ra

khoảng 70-80% nhưng có dòng sự cố nhỏ hơn các lại còn lại.

 Khi ngắn mạch xảy ra điện áp tại các nút giảm đáng kể do dòng điện tăng lên rất nhiều lần so với lúc hoạt động bình thường.

 Mạng cao thế khi ngắn mạch xảy ra dòng điện lớn đi qua máy biến áp,

có thể làm thủng cách điện các thiết bị và máy biến áp nên cần có các thiết bị để bảo vệ các phần tử bên trong hệ thống như : cầu chì, role, máy cắt, dao cách ly,