BÁO CÁO NGHIÊN CỨU CỘNG HƯỞNG TẦN SỐ THẤP TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN (SSR)

Trong hệ thống điện có rất nhiều phần tử khác nhau, các phần tử lại có phản ứng khác nhau đối với cùng một hiện tượng. Việc mô phỏng toàn bộ các phần tử sẽ làm mất rất nhiều thời gian và làm khối lượng tính toán trở nên quá lớn. Mặt khác, có rất nhiều phần tử mà việc mô phỏng chúng hay không sẽ không ảnh hưởng đến kết quả tính toán cuối cùng. Do đó, cần phải lựa chọn chính xác các phần tử khi mô phỏng và mô hình thích hợp cho từng phần tử đó.

MỤC LỤC

MỤC LỤC i 

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1 

1.1 TẠI SAO LẠI LẬP BÁO CÁO NÀY? 1 

1.2 NỘI DUNG BÁO CÁO 1 

CHƯƠNG 2: QUÁ ĐỘ ĐIỆN TỪ TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 1 

2.1 TỔNG QUAN 1 

2.2 HIỆN TƯỢNG CỘNG HƯỞNG DƯỚI ĐỒNG BỘ - SSR 1 

2.2.1 Giới thiệu về SSR 1 

2.2.2 Nguyên nhân gây ra hiện tượng SSR 2 

2.2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến SSR 3 

2.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH CỘNG HƯỞNG TẦN SỐ THẤP 4 

CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP LUẬN MÔ PHỎNG, TÍNH TOÁN SSR BẰNG PHẦN MỀM EMTP-RV 6 

3.1 GIỚI THIỆU VỀ CHƯƠNG TRÌNH EMTP-RV 6 

3.2 PHƯƠNG PHÁP LUẬN MÔ PHỎNG HỆ THỐNG ĐIỆN 7 

3.3 PHƯƠNG PHÁP LUẬN MÔ PHỎNG NGUỒN ĐIỆN 8 

3.3.1 Mô phỏng nguồn điện là đối tượng nghiên cứu 8 

3.3.2 Mô phỏng các nguồn điện còn lại 11 

3.4 PHƯƠNG PHÁP LUẬN MÔ PHỎNG MÁY BIẾN ÁP 13 

3.4.1 Máy biến áp 2 cuộn dây 13 

3.4.2 Máy biến áp 3 cuộn dây 15 

3.5 PHƯƠNG PHÁP LUẬN MÔ PHỎNG ĐƯỜNG DÂY 17 

3.5.1 Mô hình đường dây thông số tập trung 17 

3.5.2 Mô hình đường dây thông số rải 17 

3.5.3 Mô hình Cáp điện 20 

3.6 PHƯƠNG PHÁP LUẬN MÔ PHỎNG KHÁNG ĐIỆN 20 

3.6.1 Kháng 3 pha 21 

3.6.2 Kháng 1 pha 21 

3.6.3 Kháng trung tính 21 

3.7 PHƯƠNG PHÁP LUẬN MÔ PHỎNG BVCQĐA 22 

3.8 PHƯƠNG PHÁP LUẬN MÔ PHỎNG TỤ BÙ DỌC 500kV 22 

3.9 PHƯƠNG PHÁP LUẬN TÍNH TOÁN SSR 22 

CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ TÍNH TOÁN CỘNG HƯỞNG TẦN SỐ THẤP -SSR 24 

4.1 KẾT QUẢ TÍNH TOÁN 25 

4.1.1 Không bù dọc đường dây 25 

4.1.2 Bù dọc 30% 25 

4.1.3 Bù dọc 50% 26 

4.1.4 Bù dọc 70% 26 

4.1.5 Tổng hợp kết quả 27 

4.2 tÍNH TOÁN PHÂN TÍCH SAI SỐ 27 

4.3 CÁC BIỆN PHÁP HẠN CHẾ ẢNH HƯỞNG CỦA SSR 30 

4.4 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 31 

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 TẠI SAO LẠI LẬP BÁO CÁO NÀY?

1.2 NỘI DUNG BÁO CÁO

Báo cáo này bao gồm những nội dung sau:

ƒ Xây dựng phương pháp luận mô phỏng, tính toán hệ thống:

− Phương pháp mô phỏng các phần tử hệ thống

− Phương pháp tính toán

ƒ Kết quả tính toán: tính toán cộng hưởng tần số thấp

ƒ Đánh giá ảnh hưởng của hiện tượng cộng hưởng dưới đồng bộ:

CHƯƠNG 2: QUÁ ĐỘ ĐIỆN TỪ TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN

2.1 TỔNG QUAN

Trong hệ thống điện có rất nhiều phần tử khác nhau, các phần tử lại có phản

ứng khác nhau đối với cùng một hiện tượng Việc mô phỏng toàn bộ các phần tử sẽ

làm mất rất nhiều thời gian và làm khối lượng tính toán trở nên quá lớn Mặt khác,

có rất nhiều phần tử mà việc mô phỏng chúng hay không sẽ không ảnh hưởng đến

kết quả tính toán cuối cùng Do đó, cần phải lựa chọn chính xác các phần tử khi mô

phỏng và mô hình thích hợp cho từng phần tử đó

Các quá trình quá độ điện từ xuất phát từ các nguyên nhân khác nhau có thể rất

khác nhau về bản chất, cũng như khoảng tần số dao động Chính vì vậy, việc mô

phỏng tính toán cần đảm bảo việc đáp ứng khoảng tần số phù hợp với quá trình quá

độ đang nghiên cứu

Các quá trình quá độ điện từ có thể phân loại thành các nhóm tần số như trình

bày trong Bảng 1

Bảng 1: Phân loại các nhóm tần số của các quá trình quá độ điện từ

Nhóm Khoảng tần số dao động Dạng sóng Loại quá điện áp

1 0,1 Hz – 3 kHz Dao động tần số thấp Quá điện áp tạm thời

2 50/60 Hz – 20 kHz Sóng chậm Quá điện áp đóng cắt

3 10 kHz – 3 MHz Sóng nhanh Quá điện áp sét

4 100 kHz – 50 MHz Sóng cực nhanh Quá điện áp phóng điện lặp lại

Hiện tượng cộng hưởng dưới đồng bộ (Subsynchronous resonance – SSR) là

hiện tượng động có các đặc điểm riêng được IEEE định nghĩa như sau: “Cộng

hưởng dưới đồng bộ - SSR là điều kiện vận hành của hệ thống mà ở đó trao đổi

năng lượng giữa hệ thống với turbine máy phát ở một hoặc một vài tần số dưới tần

số đồng bộ”

2.2 HIỆN TƯỢNG CỘNG HƯỞNG DƯỚI ĐỒNG BỘ - SSR

2.2.1 Giới thiệu về SSR

Cộng hưởng dưới đồng bộ - cộng hưởng tần số thấp là điều kiện có thể tồn tại

trong hệ thống, ở đó hệ thống có tần số dao động riêng dưới tần số công nghiệp

Dòng điện lúc này có 2 thành phần: thành phần thứ nhất ở tần số công nghiệp và

thành phần còn lại phụ thuộc vào đặc tính của hệ thống Biểu thức dòng điện cho

mạch R-L-C nối tiếp như sau:

( ) sin tsin

Trong quận dây stator máy phát cũng có một dòng điện tương tự dòng điện

trong công thức (1) và phản xả vào rotor máy phát, quá trình vật lý này được mô tả

trong ma trận truyền Park Các tần số khác nhau đươc gọi là các tần số không đồng

bộ Các dòng điện không đồng bộ này sinh ra mô men xoắn trục lên rotor tubin-máy

phát làm rotor dao động ở tần số không đồng bộ

Sự xuất hiện của mô men xoắn không đồng bộ trên trục rotor gây ra một số vấn

đề, vì bản thân trục tubin-máy phát có kiểu dao động tự nhiên, cái mà bất kỳ hệ

thống khối trục quay nào cũng có Vấn đề xảy ra là mô men xoắn không đồng bộ lại

trung hợp với một kiểu dao động tự nhiên nào đó của trục, vì vậy trục sẽ dao động ở

tần số tự nhiên này, đôi khi là với biên độ lớn Hiện tượng này được gọi là cộng

hưởng không đồng bộ, nó có thể gây ra hiện tượng mỏi của kim loại của trục và có

thể làm hỏng hoặc phá hủy trục

2.2.2 Nguyên nhân gây ra hiện tượng SSR

Có rất nhiều kiểu tương tác giữa hệ thống và máy phát có thể dẫn tới cộng

hưởng dưới đồng bộ Một số trong chúng cơ bản đã được định nghĩa, chúng ta đề

cập ở đây 3 trong số chúng có những đặc điểm riêng như sau:

− Điện cảm máy phát: ảnh hưởng của điện cảm máy phát bị gây ra bởi

hiện tượng tự kích của hệ thống Điện trở của rotor, nhìn từ phần ứng có

giá trị âm Hệ thống cũng thể hiện điện trở tương tự nhưng với giá trị

dương Tuy nhiên, nếu điện trở âm của máy phát có giá trị lớn hơn điện

trở dương của hệ thống ở một tần số tự nhiên của hệ thống, thì sẽ được

giữ các dòng điện không đồng bộ Điều kiện này được biết như ảnh

hưởng của điện cảm máy phát

− Tương tác xoắn: xuất hiện khi mô men xoắn không đồng bộ điện cảm

trong máy phát liên quan mật thiết tới 1 trong các kiểu tự nhiên xoắn của

trục tubine-máy phát Khi hiện tượng này xảy ra, rotor dao động sẽ tạo ra

các thành phần điện áp cảm ứng ở cả các tần số dưới đồng bộ và siêu

đồng bộ Tuy nhiên, điện áp tần số dưới đồng bộ sẽ gây ra mô men xoắn

dưới đồng bộ Nếu mô men xoắn này bằng hoặc vượt quá mức cản cơ khí

vốn có của hệ thống quay, thì hệ thống sẽ tự kích

− Mô men xoắn quá độ: mô men xoắn quá độ là kết quả của nhiễu loạn hệ

thống Nhiễu loạn hệ thống gây ra những thay đổi đột ngột trong hệ

thống, kết quả của những thay đổi này là dòng điện sẽ có xu hướng dao

động ở các tần số tự nhiên của hệ thống Trong hệ thống truyền tải không

có tụ bù dọc, các quá trình quá độ này thường quá độ dc, hiện tượng sẽ

suy giảm về zero với hằng số thời gian phụ thuộc vào tỉ số L/R Với

mạng có tụ bù dọc, dòng quá độ sẽ có thể dạng tương tự như công thức

(1), và sẽ bao gồm 1 hoặc nhiều tần số dao động phụ thuộc vào các thành

phần C cũng như L và R của hệ thống Ví dụ sẽ chỉ có 1 tần số tự nhiên

như thể hiện trong công thức (1), nhưng với hệ thống có nhiều tụ bù dọc

sẽ có nhiều tần số đưới đồng bộ Nếu bất kỳ một tần số nào trong đó

trung khớp với 1 kiểu tự nhiên của trục tubine-máy phát, thì sẽ có thể có

mô men xoắn cực đại lớn tỉ lệ thuận thuận với cường độ của dòng điện

dao động Dòng điện từ sự cố ngắn mạch có thể sinh ra mô men xoắn

trục rất lớn ở cả lúc sự cố cũng như khi sự cố đã được loại trừ Trong

thực tế có thể có rất nhiều tần số dưới đồng bộ và để phân tích chúng là

rất phức tạp

Tuy nhiên, hiện tượng SSR chỉ thực sự xảy ra khi có tụ bù dọc đặt gần máy

phát Chính vì vậy, khi tính toán dung lượng bù dọc ngoài yếu tố tăng hiệu quả

truyền tải công suất, đôi khi còn bị giới hạn bởi hiện tượng SSR

Trong 3 kiểu tương tác ở trên đã mô tả, 2 kiểu đầu có thể coi như là các điều

kiện nhiễu loạn nhỏ Kiểu thứ 3 được coi là không phải nhiễu loạn nhỏ và có tính

phi tuyến cần phải phân tích

2.2.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến SSR

Trong quá trình nghiên cứu hiện tượng SSR, 2 thông số thường được sử dụng

để đánh giá mức độ ảnh hưởng đó là: biên độ của mô men xoắn và độ trượt của các

khối quay

Có rất nhiều yếu tố có thể ảnh hưởng đến độ lớn biên độ mô men xoắn và độ

trượt của các khối quay trong quá trình xảy ra hiện tượng SSR Trong đó, các yếu tố

có ảnh hưởng quan trọng nhất gồm có:

− Dung lượng bù dọc trên đường dây dài

− Thông số của máy phát điện xảy ra hiện tượng SSR

− Thời gian loại trừ sự cố

2.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH CỘNG HƯỞNG TẦN SỐ THẤP

Có nhiều phương pháp có thể sử dụng để nghiên cứu SSR Các phương pháp

thông dụng nhất là:

− Phương pháp quét tần số: phương pháp được sử dụng rộng rãi ở bắc Mỹ

cho ít nhất là phân tích sơ bộ các vấn đề SSR, và thường dùng riềng cho

nghiên cứu tác động từ phát điện cảm Phương pháp này tính toán điện

trở và điện kháng tương đương (là hàm của tần số) nhìn vào hệ thống từ

quận Stator của máy phát nào đó Tại những tần số mà điện cảm bằng 0

và điện trở âm, dao động tự kích ở tần số đó có thể xảy ra do tác động từ

điện cảm phát

− Phương pháp quét tần số cũng cung cấp các thông tin cho biết khả năng

có thể xảy ra các vấn đề tương tác xoắn và mô men xoắn quá độ Các vấn

đề này có thể xuất hiện nếu có việc cộng hưởng dọc hoặc cực tiểu điện

kháng, những hiện tượng liên quan rất mật thiết với 1 trong các tần số

xoắn trục

− Giới hạn của phương pháp là cách nhìn điện kháng từ một điểm cố định

trên hệ thống, thường là trên các cuộn dây stator máy phát Quá trình

thực hiện phải được lặp lại cho các điều kiện khác nhau của hệ thống ở

các điểm máy phát khác nhau cần quan tâm

− Phương pháp trị riêng: phương pháp này cung cấp thêm thông tin liên

quan đến hoạt động hệ thống Kiểu phân tích này được thực hiện với mô

hình hệ thống và máy phát trong một hệ tuyến tính hóa Kết quả cho biết

cả tần số dao động cũng như mức cản của mỗi tần số

− Trị riêng được định nghĩa trong khái niệm của các đẳng thức tuyến tính

hóa hệ thống được viết theo dạng chuẩn sau:

− Trong đó λ được gọi là trị riêng

− Sử dụng phần mềm EMTP: EMTP là chương trình số Không như các

chương trình ổn định quá độ, thường chỉ mô hình theo thứ tụ thuận coi

như hệ thống có cân bằng tuyệt đối, EMTP, mô hình hệ thống hoàn toàn

theo 3 pha một cách chi tiết hơn nhiều Ngoài ra, EMTP còn cho phép

mô hình phi tuyến các phần tử hệ thống phức tạp Do đó, sẽ phù hợp với

phân tích các vấn đề mô men xoắn quá độ SSR

Trong phần sau đây sẽ lần lượt trinh bày chi tiết phương pháp luận mô phỏng,

tính toán và kết quả tính toán hiện tượng cộng hưởng dưới đồng bộ sử dụng phần

mềm EMTP-RV

CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP LUẬN MÔ PHỎNG, TÍNH

TOÁN SSR BẰNG PHẦN MỀM EMTP-RV 3.1 GIỚI THIỆU VỀ CHƯƠNG TRÌNH EMTP-RV

Như đã trình bày, EMTP là chương trình tính toán QTQĐĐT Đây là chương

trình máy tính để mô phỏng quá độ điện từ, điện cơ và hệ thống điều khiển trong hệ

thống điện nhiều pha

EMTP-RV là phiên bản mới của EMTP được phát triển bởi Development

Coordination Group (DCG) với các thành viên: American Electric Power

Corporation, CEA Technologies, CRIEPI of Japan, Électricité de France, EPRI,

Hydro One Networks, Hydro-Québec, US Bureau of Reclamation và Western Area

Power Administration Chương trình có thể được sử dụng cho phần lớn các tính

toán chế độ tĩnh cũng như mô phỏng các QTQĐ với thời gian khoảng vài giây

Thông thường EMTP được dùng cho 2 mục đích chính sau:

− Hỗ trợ trong thiết kế và lựa chọn thông số cho các phần tử trong hệ thống

điện, được dùng cho các bài toán phối hợp cách điện, lựa chọn thông số

định mức của thiết bị, lựa chọn các thiết bị bảo vệ, thiết kế hệ thống điều

khiển, đánh giá chất lượng điện năng, tính toán sóng hài v.v…

− Tính toán kiểm tra các vấn đề đang tồn tại trong hệ thống điện

Dưới đây là các tính toán, mô phỏng đặc trưng EMTP-RV có thể thực hiện:

− Quá điện áp khí quyển

− Quá điện áp thao tác

− Quá điện áp tạm thời

− Phối hợp cách điện

− Điện tử công suất và FACTS

− Thiết kế hệ thống điều khiển

− Các bài toán về chất lượng điện năng

− Cộng hưởng giữa phần tử bù ngang và bù dọc

− Cộng hưởng sắt từ

− Khởi động động cơ

− Phân tích chế độ xác lập của hệ thống không đối xứng

− Lưới điện phân phối và nguồn phân phối

− Mô hình hệ thống động và phụ tải

− Các bài toán bảo vệ hệ thống điện

EMTPRV có thể lựa chọn thực hiện các mô phỏng sau:

− Tính phân bố công suất (Load-Flow): Phân bố công suất được tính cho hệ

thống nhiều pha và không đối xứng Kết quả được sử dụng làm dữ liệu

cho thông số điều kiện đầu (biên) cho mô phỏng quá độ

− Chế độ xác lập (Steady-state): Tính toán điều kiện đầu cho mô phỏng

theo thời gian

− Mô phỏng thời gian (Time-domain): Tính toán quá trình quá độ theo thời

gian

3.2 PHƯƠNG PHÁP LUẬN MÔ PHỎNG HỆ THỐNG ĐIỆN

Như đã đề cập, đầu tiên phải xác định được phạm vi nghiên cứu và sau đó là

xác định giới hạn mô phỏng Không một phương pháp mô phỏng nào có thể đáp

ứng tất cả các nghiên cứu

Phạm vi mô phỏng SSR nói chung là mô phỏng động việc tương tác giữa động

cơ đồng bộ và hệ thống trong khoảng tần số dưới đồng bộ từ 0 đến 50Hz, các phần

tử được mô phỏng như sau:

− Nguồn điện

− Mô phỏng máy biến áp

− Đường dây truyền tải và các phần tử bao gồm: tụ bù dọc, kháng bù ngang,

MOV

− Mô phỏng phụ tải điện

3.3 PHƯƠNG PHÁP LUẬN MÔ PHỎNG NGUỒN ĐIỆN

Do đặc điểm riêng của cộng hưởng tần số thấp là sự cộng hưởng giữa máy phát

và phần còn lại của hệ thống, vì vậy mô phỏng nguồn điện trong nghiên cứu SSR

được chia làm 2 đối tượng sau:

− Mô phỏng máy phát là đối tượng nghiên cứu: đối với nguồn điện này

cần phải được mô phỏng kỹ lưỡng cả 2 phần:

− Phần điện gồm các điện kháng dọc trục, ngang trục, các hằng số thời

gian

− Phần cơ chính là phần mô phỏng các đặc tính cơ học như momen, tốc độ,

… của turbin-máy phát

− Mô phỏng các nguồn điện còn lại: chỉ cần mô phỏng phần điện với các

thông số điện học cơ bản

3.3.1 Mô phỏng nguồn điện là đối tượng nghiên cứu

Như đã đề cập, mô phỏng nguồn điện là đối tượng nghiên cứu cần được mô

phỏng kỹ cả 2 phần: phần điện và phần cơ

Phần điện mô phỏng đầy đủ các điện kháng doc trục và ngang trục Các dữ liệu

cần thiết được trình bày trong bảng sau:

Bảng 2: Thông số phần điện mô phỏng máy phát

Giá trị

mô phỏng

Giá trị tham khảo

ULL Điện áp pha – pha đầu cực máy phát kV 22

Xd Điện kháng đồng bộ dọc trục pu 1.65 1.65

Thông số về hằng số thời gian (HSTG)

Mô phỏng phần cơ của máy phát với các hằng số, mô men và các hệ số cản là

đặc điểm riêng của tính toán cộng hưởng tần số thấp Mô phỏng đặc tính cơ học của

máy phát khảo sát có ý nghĩa rất lớn đến kết quả tính toán cuối cùng Mô hình của

máy phát gồm có: 2 turbine cao áp, 2 turbine hạ áp, rotor máy phát và kích từ được

thể hiện trong hình sau:

Khối quay thứ n được mô tả bằng công thức theo định luật newton thứ 2 như

− J: là ma trận mô men quán tính (moment of inertia)

− ω rm : là vector tốc độ quay tuyệt đối

− HSP: là ma trận hệ số cứng - hằng số đàn hồi (stiffness coefficients hoặc

Sự đàn hồi của các phần trên trục giữa các khối i-1 và i tạo ra mô men xoắn tỉ lệ

với góc xoắn θrm i - θrm i-1 Hệ số tỉ lệ là hệ số cứng hay hằng số đàn hồi HSPi i-1 Mô

men xoắn đàn hồi (Tspring) này tác động theo hướng từ khối i-1 đến i, do đó:

Tspring i-1 = - Tspring i =HSPi-1 I (θrm i - θrm i-1)

3 thành phần cản với các hệ số gồm có: tự cản tốc độ tuyệt độ (absolute speed

damping) - DSDi của khối I, cản tương hỗ (mutual damping) – DSMi i +1 và DSMi i

-1 Mô men xoắn cản (Tdamping i) đặt lên khối I được tính như sau:

Tdamping i = DSDi ωrm i + DSDi-1 i (ωrm i - ωrm i-1) + DSDi i+1 (ωrm i - ωrm i+1)

Một hệ số cản khác là tự cản không đồng tốc (speed deviation self damping) –

DSRi đặt 1 mô men xoắn (Ti) được tính như sau:

Ti = DSRi (ωrm i – ωbm)

Trong đó: ω bm là tốc độ quay cơ bản (đồng bộ)

Trong thực tế, rất khó để xác định được các giá trị thực cho các hệ số cản này

Tuy nhiên, các mô men xoắn trên ảnh hưởng rất ít lên mô men xoắn cực đại trong

quá trình quá độ

Các mô men xoắn này được tính như sau;

Trong đó: ω exciter là tốc độ quay của khối kích từ

Dữ liệu cần thiết được trình bày trong bảng sau:

Bảng 3: Thông số phần cơ mô phỏng máy phát

Khối mô

phỏng

Moomen quán tính

Cản không đồng tốc

Cản tương

hỗ

Hằng số đàn hồi (10 6 )

Cản tốc độ tuyệt đối

3.3.2 Mô phỏng các nguồn điện còn lại

Đối với các nghiên cứu quá độ điện từ trong một vài chu kỳ đầu tiên (trong đó

có QTQĐ đóng cắt) hoàn toàn có thể sử dụng mô hình nguồn gồm một sức động và

điện kháng siêu quá độ (trang 251-tài liệu 25)

Do đó, trong tính toán TRV, có thể sử dụng mô hình nguồn “V with

impedance” là một nguồn điều hòa được đặt trước là một tổng trở:

( ) m os( t+ ); =2 f

+

120kV /_0 VwZ2

Hình 1: Mô hình V with impedance

Dữ liệu cần cho mô hình này gồm có:

− Source: các thông số về biên độ, tần số và góc pha của nguồn

− Impedane: tổng trở nguồn (sử dụng điện kháng siêu quá độ)

Ngoài ra, để thiết lập các dữ liệu ban đầu (điện áp, góc pha) cần phải tính toán

chế độ xác lập (load flow) với việc sử dụng phần tử Load-Flow Bus Phần tử này

được đặt tại nút nguồn mà nó thiết lập dữ liệu, và có một trong 3 loại nút sau:

− Nút cân bằng(slack bus):

− Nút phụ tải (PQ bus):

− Nút điện áp (PV bus):

Hình 2: Mô hình phần tử Load-Flow Bus Nút cân bằng: Các thông số khai báo cho nút này bao gồm:

− Frequency: tần số của nguồn (Hz)

− Controlled voltage: Biên độ điện áp tại nút mà nguồn này nối vào (V, kV,

MV, kVRMS, kVRMSLL)

− Controlled phase: góc pha điện áp tại nút đặt thiết bị LF

Nút phụ tải: Các thông số khai báo cho nút này bao gồm:

− Frequency: tần số của tải (Hz)

− Voltage: Biên độ điện áp pha tại nút mà tải này nối vào (V, kV, MV,

kVRMS, kVRMSLL) Điện áp này chỉ dùng để khởi tạo cho bước lặp

đầu tiên

− Phase: giá trị ban đầu góc pha điện áp tại nút đặt thiết bị LF

− P,Q: công suất tác dụng và phản kháng của tải tại nút

Thiết bị này có thể lấy giá trị khởi tạo từ lần giải LoadFlow trước, nếu có

Nút điện áp

Các thông số khai báo cho nút này bao gồm:

− Frequency: tần số của nguồn (Hz)

− Controlled voltage: Biên độ điện tại nút mà nguồn này nối vào (V, kV,

MV, kVRMS, kVRMSLL)

− Phase: giá trị ban đầu góc pha điện áp tại nút đặt thiết bị LF

− Controlled type: dạng điều chỉnh điện áp: Điện áp pha-đất

− P: công suất tác dụng phát

− Qmin, Qmax: giới hạn công suất phản kháng của nguồn

3.4 PHƯƠNG PHÁP LUẬN MÔ PHỎNG MÁY BIẾN ÁP

Hầu hết các hiện tượng quá độ điện từ tần số thấp đều bị ảnh hưởng rất lớn bởi

phản ứng của lõi sắt từ trong máy biến áp (gồm có hiện tượng bão hòa từ và trễ từ)

Do đó, khi mô phỏng máy biến áp để tính toán QTQĐ đóng cắt (bao gồm tính toán

giá trị TRV), việc mô phỏng các hiện tượng bão hòa từ và trễ từ là rất quan trọng

(trang 201-tài liệu 24)

3.4.1 Máy biến áp 2 cuộn dây

Để mô phỏng máy biến áp 2 cuộn dây trong tính toán giá trị TRV, thường sử

dụng mô hình như minh họa trong Hình 3 Các khối xfmr A, B vả C (máy biến áp

tương đương 1 pha) có cấu tạo bao gồm 1 máy biến áp lý tưởng, các tổng trở phía

sơ cấp và thứ cấp, nhánh từ hóa được biểu diễn bằng một điện trở Rmag và 1 điện

cảm phi tuyến Lmag (Hình 4)

Hình 3: sơ đồ khối một máy biến áp 3 pha 2 cuộn dây

Hình 4: sơ đồ mạch của của 1 khối xfmr (máy biến áp tương đương 1 pha)

Các thông số cần thiết cho một mô hình máy biến áp bao gồm:

− Dữ liệu cơ bản

− Nominal power: Công suất định mức Sn

− Nominal frequency: tần số f

− Winding 1 voltage: điện áp định mức Un1 của cuộn dây 1, điện áp dây

− Winding 2 voltage: điện áp định mức Un2 của cuộn dây 2, điện áp dây

− Winding R: R

− Winding X: X

− Winding 1 R: R1, điện trở cuộn dây 1

− Winding 1 X: X1, điện kháng cuộn dây 1