Nghiên cứu giải pháp vận hành tách lưới để hạn chế dòng điện ngắn mạch trên lưới truyền tải điện việt nam

PHẠM VĂN CHÍ NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP VẬN HÀNH TÁCH LƯỚI ĐỂ HẠN CHẾ DÒNG ĐIỆN NGẮN MẠCH TRÊN LƯỚI TRUYỀN TẢI ĐIỆN VIỆT NAM Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KỸ THUẬT

Trang 1

PHẠM VĂN CHÍ

NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP VẬN HÀNH TÁCH LƯỚI

ĐỂ HẠN CHẾ DÒNG ĐIỆN NGẮN MẠCH TRÊN LƯỚI

TRUYỀN TẢI ĐIỆN VIỆT NAM

Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

KỸ THUẬT ĐIỆN – HỆ THỐNG ĐIỆN

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

TS NGUYỄN ĐỨC CƯỜNG

HÀ NỘI - 2014

Trang 2

Phạm Văn Chí 1 Cao học KTĐ-2011B

MỤC LỤC

Chương 1: Vấn đề dòng điện ngắn mạch và các giải pháp hạn chế dòng điện

ngắn mạch 10

1.1 Đặt vấn đề 10

1.1.1 Tổng quan về ngắn mạch 10

1.1.2 Định nghĩa ngắn mạch 11

1.1.3 Phân loại ngắn mạch 11

1.1.4 Nguyên nhân ngắn mạch 12

1.1.5 Hậu quả của ngắn mạch 12

1.1.6 Mục đích của tính toán ngắn mạch 13

1.2 Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu 13

1.2.1 Cơ sở lý thuyết 13

1.2.2 Phương pháp nghiên cứu 19

1.3 Quy định hiện hành về dòng điện ngắn mạch 25

1.3.1 Quy phạm trang bị điện 25

1.3.2 Thông tư 12/2010/TT-BCT 26

1.4 Các giải pháp hạn chế dòng điện ngắn mạch 26

1.4.1 Giải pháp phối hợp rơle bảo vệ 27

1.4.2 Giải pháp thay thế thiết bị 27

1.4.3 Giải pháp thay đổi trở kháng 28

1.4.5 Giải pháp lắp đặt bổ sung thiết bị hạn chế dòng ngắn mạch 31

1.4.6 Kinh nghiệm quốc tế 33

Chương 2: Lưới điện truyền tải Việt Nam và vấn đề dòng ngắn mạch ngày càng tăng 39

2.1 Hiện trạng lưới điện truyền tải 39

Trang 3

2.1.1 Hiện trạng nguồn điện 39

2.2.2 Lưới điện 500kV 40

2.2.3 Lưới điện 220kV 41

2.2 Quy hoạch phát triển nguồn và lưới điện truyền tải 42

2.2.1 Dự báo nhu cầu phụ tải hệ thống điện đến năm 2020 42

2.2.2 Kế hoạch phát triển hệ thống điện Việt Nam giai đoạn 2013-2015 43

2.2.3 Kế hoạch phát triển nguồn điện giai đoạn 2013-2015 44

2.2.4 Kế hoạch phát triển lưới điện giai đoạn 2013-2015 45

2.3 Vấn đề dòng điện ngắn mạch tăng cao 48

2.4 Các biện pháp hạn chế dòng điện ngắn mạch đang áp dụng, đánh giá và đề xuất giải pháp cho lưới truyền tải điện Việt Nam 48

2.4.1 Tách lưới để hạn chế dòng ngắn mạch 48

2.4.2 Lắp kháng hạn chế dòng ngắn mạch 50

2.4.3 Đánh giá chung về các biện pháp hạn chế dòng ngắn mạch đang được áp dụng 51

Chương 3: Tính toán đề xuất phương án vận hành tách lưới để hạn chế dòng ngắn mạch trong lưới điện truyền tải Việt Nam giai đoạn 2013-2015 và năm 2020 52

3.1 Công cụ tính toán, phương pháp mô phỏng các phần tử trong Hệ thống điện 52

3.1.1 Công cụ tính toán 52

3.1.2 Mô phỏng các phần tử trong hệ thống điện 54

3.1.3 Các nhóm lệnh của PSS/E để tính toán ngắn mạch 61

3.2 Giả thuyết tính toán 63

Trang 4

3.3 Các trường hợp (phương án) tính toán ngắn mạch các năm 2013, 2014,

2015, 2020 63

3.4 Kết quả tính toán 65

3.4.1 Vận hành bình thường 65

3.4.2 Vận hành tách thanh cái 220kV tất cả các trạm có dòng ngắn mạch lớn hơn 40kA 66

3.4.3 Chuyển đổi đấu nối vào/ra 220kV các trạm có dòng ngắn mạch lớn hơn 40kA nhằm giảm số ngăn lộ đường dây đến một điểm nút thanh cái 79

3.4.4 Đặt kháng 7.5Ohm hạn chế dòng ngắn mạch tại ngăn phân đoạn thanh cái 220kV tất cả các trạm có dòng ngắn mạch lớn hơn 40kA 90

3.5 Đề xuất phương án áp dụng 98

Chương 4: Kết luận và kiến nghị 101

4.1 Kết luận 101

4.2 Kiến nghị 102

Tài liệu tham khảo 103

Trang 5

LỜI CẢM ƠN

Sau một thời gian học tập, nghiên cứu tại Khoa Điện - Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, dưới sự chỉ dẫn của các thầy cô và sự giúp đỡ các đồng nghiệp bản luận văn cao học của tôi đến nay đã được hoàn thành Với tất cả sự kính trọng và lòng biết ơn sâu sắc, cho phép tôi được gửi lời cảm ơn chân thành tới:

- TS Nguyễn Đức Cường - Tổng Công ty Truyền tải điện Quốc gia đã tận

tình hướng dẫn, chỉ bảo cho tôi trong quá trình thực hiện và hoàn thành luận văn;

- Các thầy, cô Viện Điện, cán bộ Trung tâm đào tạo và bồi dưỡng sau đại

học của Trường Đại học Bách khoa Hà Nội đã tạo điều kiện cho tôi hoàn thành bản luận văn này;

- Lãnh đạo và các đồng nghiệp trong Ban Kỹ thuật cũng như các Ban khác

của Tổng Công ty Truyền tải điện Quốc gia đã luôn quan tâm, động viên

và tạo điều kiện cho tôi trong quá trình thực hiện và hoàn thành luận văn

Hà Nội, tháng 03 năm 2014

Học viên

Phạm Văn Chí

Trang 6

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan luận văn là sản phẩm của tôi và chưa từng được công bố trước đây Các thông tin cung như kết qủa tính toán được thực hiện trong luận văn là chính xác, trung thực và đáng tin cậy

Tác giả

Phạm Văn Chí

Trang 7

6 NMNĐ: Nhà máy nhiệt điện

7 NMTĐ: Nhà máy thủy điện

8 CĐXL: Chế độ xác lập

9 CĐQĐ: Chế độ quá độ

Trang 8

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1-1: Bảng thống kê các loại ngắn mạch, ký hiệu và xác suất xảy ra trên

lưới điện 11

Bảng 1-2 Dòng điện ngắn mạch và thời gian tối đa loại trừ ngắn mạch 26

Bảng 1-3 Tiêu chuẩn lựa chọn điện kháng máy biến áp của Công ty Điện lực Tokyo 38

Bảng 2-1 Tổng dung lượng TBA 500kV trên toàn quốc 40

Bảng 2-2 Tổng quy mô đường dây 500kV 41

Bảng 2-3 Tổng dung lượng TBA 220kV 41

Bảng 2-4 Tổng khối lượng đường dây 220kV 42

Bảng 2-5 Tổng quy mô xây dựng các công trình ĐD 500kV toàn quốc 46

Bảng 2-6 Số lượng và quy mô XD các công trình TBA 220kV (MVA) 47

Bảng 2-7 Tổng quy mô xây dựng các công trình ĐD 220kV toàn quốc 48

Bảng 3-1 Kết quả tính toán số lượng MBA theo công suất MBA, mức dòng ngắn mạch của một số trường hợp điển hình 62

Bảng 3-2 Kết quả tính toán ngăn mạch năm 2013 68

Bảng 3-6 Kết quả trào lưu công suất ở chế độ bình thường năm 2013 80

Trang 9

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Hình 1-1 Sơ đồ mạch điện 3 pha đơn giản 15

Hình 1-2 Sơ đồ tính toán ngắn mạch ba pha 15

Hình 1-3 Đồ thị biến thiên dòng điện khi xảy ra ngắn mạch 17

Hình 1-4 Đồ thị biến thiên của hệ số xung kích phụ tuộc vào Ta 18

Hình 1-5 Giá trị xung kích lớn nhất nếu dòng ngắn mạch xuất phát từ 0 18

Hình 1-6 Phương án 1: Lắp ngăn phân đoạn mới có kháng điện phân đoạn song song với ngăn phân đoạn hiện hữu; 32

Hình 1-7 Phương án 2: Lắp như PA1 và thêm kháng ngăn MBA 32

Hình 1-8 Phương án 3: Lắp kháng phân đọan giữa các thanh cái 220kV hiện hữu 32

Hình 1-9 Phương án 4: Lắp kháng tại ngăn phân đoạn hiện hữu, kèm dao nối tắt 32

Hình 1-10 Sơ đồ giàn thanh cái nhà máy thủy điện Turucui I và II 33

Hình 1-11 Giá trị của dòng ngắn mạch theo trở kháng của kháng hạn chế ngắn mạch 35

Hình 1-12 Sơ đồ đấu nối kháng hạn chế dòng ngắn mạch TBA 345kV Mogi das Cruzes (Brazil) 36

Hình 2-1 Cơ cấu nguồn điện toàn quốc 39

Hình 2-2 Cơ cấu nguồn điện khu vực miền Bắc 39

Hình 2-3 Cơ cấu nguồn điện miền Nam 40

Hình 2-4 Vị trí đặt kháng tại trạm Phú Lâm 50

Hình 2-5 Vị trí đặt kháng tại thanh cái 220kV Phú Mỹ 1 50

Hình 3-1 Sơ đồ tách lưới hệ thống điện miền Nam 64

Hình 3-2 Sơ đồ tách thanh cái 220kV Hòa Bình 67

Hình 3-3 Sơ đồ tách thanh cái 220kV Tao Đàn 68

Hình 3-4 Sơ đồ tách thanh cái 220kV Thủ Đức, Hóc Môn, Cát Lái 70

Hình 3-5 Sơ đồ kết lưới chuyển đấu nối tại Nhà Bè 80

Hình 3-6 Sơ đồ chuyển đấu nối tại Nhà Bè và Thủ Đức 83

Trang 10

PHẦN MỞ ĐẦU

Hệ thống điện Việt Nam đang trong giai đoạn phát triển nhanh nhằm đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế, xã hội của đất nước Lưới truyền tải điện có nhiệm vụ truyền tải lượng công suất lớn ở điện áp cao 220kV và 500kV Phân bổ không đồng đều của phụ tải giữa các vùng địa lý, thường tập trung cao tại các trung tâm kinh tế, văn hóa, xã hội, trong khi lưới điện truyền tải thường được thiết kế mạch vòng nhằm tăng độ tin cậy cung cấp điện dẫn đến tăng quy mô nguồn điện - phụ tải điện sẽ làm tăng dòng ngắn mạch Cùng với sự phát triển của hệ thống điện, dòng ngắn mạch tăng cao sẽ xảy ra trên diện rộng, làm mất an toàn vận hành của thiết bị nếu không có những giải pháp hợp lý

Các bài toán quy hoạch điện hiện nay vẫn chưa giải quyết vấn đề dòng

điện ngắn mạch tăng cao trên lưới truyền tải Đề tài "Nghiên cứu giải pháp vận hành tách lưới để hạn chế dòng điện ngắn mạch trên lưới truyền tải điện Việt Nam", nhằm nghiên cứu một cách tổng hợp các giải pháp để hạn chế dòng

điện ngắn mạch trên lưới Truyền tải điện Các kết quả nghiên cứu của đề tài nhằm đánh giá tình trạng dòng điện ngắn mạch tăng cao trên lưới Truyền tải điện Việt Nam giai đoạn 2013 - 2015 Tính toán, đề xuất phương án vận hành để hạn chế dòng điện ngắn mạch tăng cao trên lưới Truyền tải điện Việt Nam giai đoạn 2013-2015 Nghiên cứu các giải pháp có thể áp dụng để hạn chế dòng điện ngắn mạch và đề xuất, kiến nghị các giải pháp cho tương lai

Trang 11

Chương 1 Vấn đề dòng điện ngắn mạch và các giải pháp hạn chế

dòng điện ngắn mạch 1.1 Đặt vấn đề

Chế độ của hệ thống điện thay đổi đột ngột sẽ làm phát sinh quá trình quá

độ điện từ, trong đó quá trình phát sinh do ngắn mạch là nguy hiểm nhất Để tính chọn các thiết bị điện và bảo vệ rơle cần phải xét đến quá trình quá độ khi:

Từ lúc xảy ra ngắn mạch cho đến khi cắt nó ra, trong hệ thống điện xảy ra quá trình quá độ làm thay đổi dòng và áp Dòng trong quá trình quá độ thường gồm 2 thành phần: chu kỳ và không chu kỳ Trường hợp hệ thống có đường dây truyền tải điện áp đến 500 KV thì trong dòng ngắn mạch ngoài thành phần tần số

cơ bản còn các thành phần sóng hài bậc cao Nếu đường dây có tụ bù dọc sẽ có thêm thành phần sóng hài bậc thấp

Trang 12

Bảng 1-1: Bảng thống kê các loại ngắn mạch, ký hiệu và xác suất xảy ra trên lưới điện

Nguồn: "Ngắn mạch trong hệ thống điện", GS.TS Lã Văn Út

Ngắn mạch 3 pha có xác suất xảy ra ít nhất nhưng lại được quan tâm nhiều nhất vì đó là ngắn mạch nặng nề nhất, ảnh hưởng nhiều đến chế độ hệ thống, cũng là ngắn mạch dễ tính toán nhất Tính toán các dạng ngắn mạch khác đều dựa trên cơ sở đưa về cách tính ngắn mạch 3 pha

Trang 13

1.1.4 Nguyên nhân ngắn mạch

Nguyên nhân chủ yếu sinh ra ngắn mạch là do cách điện bị hỏng Cách điện hỏng có thể do sét đánh, quá điện áp nội bộ trong quá trình đóng mở mạch, cách điện lâu ngày già cỗi, quá tuổi thọ, chịu tác động của cơ khí gây vỡ nát, bị tác động của nhiệt độ phá hủy môi chất, xuất hiện điện trường mạnh làm phóng điện chọc thủng vỏ bọc Ngắn mạch cũng có thể do các nguyên nhân chủ quan như thao tác nhầm, do thi công xây dựng công trình đào đúng cáp điện ngầm,

do chim đậu, cây đổ, thả diều,

1.1.5 Hậu quả của ngắn mạch

Khi ngắn mạch, dòng điện đột ngột tăng lên rất lớn, chạy trong các phần

tử của hệ thống điện Tác dụng của dòng điện ngắn mạch có thể gây ra:

- Sinh ra phát nóng cục bộ các phần có dòng ngắn mạch đi qua cho dù là

thời gian ngắn, gây cháy nổ

- Dòng xung kích lớn sinh ra lực động điện giữa các phần tử của thiết bị

điện, làm biến dạng hoặc gẫy vỡ các bộ phận, có thể làm hỏng khí cụ điện

- Điện áp sụt có thể làm cho các động cơ ngừng quay, ảnh hưởng đến năng

suất làm việc của máy móc, thiết bị

- Có thể gây ra sự làm việc mất đồng bộ của máy phát điện trong hệ

thống do các máy phát mất cân bằng công suất và quay theo những vận tốc khác nhau, gây mất ổn định hệ thống và nặng có thể gây tan rã hệ thống

- Khi ngắn mạch 1 pha hay 2 pha chạm đất sinh ra dòng thứ tự không làm

nhiễu các đường dây thông tin ở gần

- Nhiều phần tử của mạng điện bị cắt ra để loại trừ điểm ngắn mạch, làm

cho việc cung cấp điện bị gián đoạn

Trang 14

1.1.6 Mục đích của tính toán ngắn mạch

- Tính toán ngắn mạch để lựa chọn trang thiết bị khi thiết kế, đảm bảo an

toàn vận hành dưới tác động nhiệt và cơ do dòng điện ngắn mạch gây ra

- Phục vụ cho tính toán hiệu chỉnh các thiết bị bảo vệ và tự động hóa

trong hệ thống điện nhằm loại trừ nhanh và chọn lọc các phần tử sự cố ngắn mạch ra khỏi hệ thống điện

- Tính toán ngắn mạch để lựa chọn sơ đồ thích hợp làm giảm dòng ngắn

mạch

- Để lựa chọn thiết bị hạn chế dòng ngắn mạch

- Nghiên cứu các hiện tượng khác về chế độ hệ thống điện như quá trình

quá độ điện cơ (phân tích ổn định), quá trình quá độ điện từ (hiện tượng cộng hưởng, quá điện áp, )

1.2 Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

1.2.1 Cơ sở lý thuyết

1.2.1.1 Các khái niệm

Ngắn mạch: là một loại sự cố xảy ra trong hệ thống điện do hiện tượng chạm chập giữa các pha không thuộc chế độ làm việc bình thường

- Trong hệ thống có trung tính nối đất (hay 4 dây) chạm chập một pha hay

nhiều pha với đất (hay với dây trung tính) cũng được gọi là ngắn mạch

- Trong hệ thống có trung tính cách điện hay nối đất qua thiết bị bù, hiện

tượng chạm chập một pha với đất được gọi là chạm đất Dòng chạm đất chủ yếu là do điện dung các pha với đất

Ngắn mạch gián tiếp: là ngắn mạch qua một điện trở trung gian, gồm điện trở do hồ quang điện và điện trở của các phần tử khác trên đường đi của dòng điện từ pha này đến pha khác hoặc từ pha đến đất Điện trở hồ quang điện thay đổi theo thời gian, thường rất phức tạp và khó xác định chính xác

Trang 15

Theo thực nghiệm:

trong đó: I - dòng ngắn mạch [A]; l - chiều dài hồ quang điện [m]

Ngắn mạch trực tiếp: là ngắn mạch qua một điện trở trung gian rất bé, có thể bỏ qua (còn được gọi là ngắn mạch kim loại)

Ngắn mạch đối xứng: là dạng ngắn mạch vẫn duy trì được hệ thống dòng,

áp 3 pha ở tình trạng đối xứng

Ngắn mạch không đối xứng: là dạng ngắn mạch làm cho hệ thống dòng,

áp 3 pha mất đối xứng

- Không đối xứng ngang: khi sự cố xảy ra tại một điểm, mà tổng trở các

pha tại điểm đó như nhau

- Không đối xứng dọc: khi sự cố xảy ra mà tổng trở các pha tại một điểm

không như nhau

Sự cố phức tạp: là hiện tượng xuất hiện nhiều dạng ngắn mạch không đối xứng ngang, dọc trong hệ thống điện

1.2.1.2 Ngắn mạch ba pha ở xa máy phát

Xem xét mạch điện đơn giản nhất chỉ có một nhánh với điện trở, điện kháng tập trung đối xứng và được cấp bằng nguồn điện công suất vô cùng lớn (nguồn có điện áp đầu nguồn không đổi về biên độ)

 



I l

R 1000.

Trang 16

Hình 1-1 Sơ đồ mạch điện 3 pha đơn giản

Hình 1-2 Sơ đồ tính toán ngắn mạch ba pha

Đối với ngắn mạch 3 pha là loại ngắn mạch đối xứng, có điện áp và dòng điện đều như nhau, chỉ lệch pha nhau 1200 Do vậy chỉ cần xét mạch đơn giản với sơ đồ thay thế một pha, nguồn cấp có hình sin không đổi u(t) = Um.sin(ωt + α)

Phương trình vi phân mô tả quá trình quá độ của mạch như sau:

u i r dt

Trang 17

Thành phần không chu kỳ ia(t) được xác định bằng ia(t) = C.e T a

Trang 18

Hình 1-3 Đồ thị biến thiên dòng điện khi xảy ra ngắn mạch

Dòng điện ngắn mạch biến thiên đạt giá trị cực đại ở thời điểm T/2= 0,01 sec, được đặc trưng bởi hệ số xung kích kxk, xác định bởi:

Trang 19

Hình 1-4 Đồ thị biến thiên của hệ số xung kích phụ tuộc vào Ta

Giá trị xung kích của dòng ngắn mạch đạt giá trị cực đại nếu sự cố ngắn mạch xảy ra khi dòng điện đi qua giá trị 0

Hình 1-5 Giá trị xung kích lớn nhất nếu dòng ngắn mạch xuất phát từ 0

Giá trị xung kích của dòng ngắn mạch cần được quan tâm khi tính toán kiểm tra tác dụng lực điện động của dòng điện lên các trang thiết bị

He so xung kich phu thuoc Ta

0.010

0.015

0.020

0.025

0.030

0.035

0.040

0.045

0.050

0.055

0.060

0.065

0.070

0.075

0.080

0.085

0.090

0.095

0.100

0.105

0.110

0.115

0.120

0.125

Ta, sec Kxungkich

i(t) ick(t) ia(t) Ickm -Ickm

Trang 20

Trị số hiệu dụng của dòng điện ngắn mạch toàn phần:

2 2

at CK

I

I  : Trị số hiệu dụng của thành phần dòng ngắn mạch chu kỳ;

Iat = ia(t): trị số hiệu dụng của thành phần bậc 0, lấy bằng trị số của thành phần tự do ia(t) tại thời điểm tính toán t

Trị số hiệu dụng lớn nhất của dòng ngắn mạch (Ixk), ứng với chu kỳ đầu tiên (tại t = T/2 = 0.01 sec)

2

)1.(

Trị số hiệu dụng cực đại của dòng điện ngắn mạch toàn phần có ý nghĩa ứng dụng quan trọng trong tính toán kiểm tra phát nóng thiết bị điện và dây dẫn lúc sự cố

1.2.2 Phương pháp nghiên cứu

1.2.2.1 Mục đích tính toán ngắn mạch và yêu cầu đối với chúng

Khi thiết kế và vận hành các hệ thống điện, nhằm giải quyết nhiều vấn đề

kỹ thuật yêu cầu tiến hành hàng loạt các tính toán sơ bộ, trong đó có tính toán ngắn mạch

Tính toán ngắn mạch thường là những tính toán dòng, áp lúc xảy ra ngắn mạch tại một số điểm hay một số nhánh của sơ đồ đang xét Tùy thuộc mục đích tính toán mà các đại lượng trên có thể được tính ở một thời điểm nào đó hay diễn biến của chúng trong suốt cả quá trình quá độ Những tính toán như vậy cần thiết

để giải quyết các vấn đề sau:

- So sánh, đánh giá, lựa chọn sơ đồ nối điện

Trang 21

- Chọn các khí cụ, dây dẫn, thiết bị điện

- Thiết kế và chỉnh định các loại bảo vệ

- Nghiên cứu phụ tải, phân tích sự cố, xác định phân bố dòng

Trong hệ thống điện phức tạp, việc tính toán ngắn mạch chính xác rất khó khăn Do vậy tùy thuộc yêu cầu tính toán trong thực tế thường sử dụng các giả thiết đơn giản hóa để tính toán ngắn mạch

Chẳng hạn để tính chọn máy cắt điện theo điều kiện làm việc khi ngắn mạch cần xác định dòng ngắn mạch lớn nhất có thể có Muốn vậy, người ta giả thiết rằng ngắn mạch xảy ra lúc hệ thống điện có số lượng máy phát làm việc nhiều nhất, dạng ngắn mạch gây nên dòng lớn nhất, ngắn mạch là trực tiếp, ngắn mạch xảy ra ngay tại đầu cực máy cắt

Để giải quyết các vấn đề liên quan đến việc chọn lựa và chỉnh định thiết

bị bảo vệ rơle thường phải tìm dòng ngắn mạch nhỏ nhất Lúc ấy tất nhiên cần phải sử dụng những điều kiện tính toán hoàn toàn khác với những điều kiện nêu trên

1.2.2.2 Những giả thiết cơ bản

Khi xảy ra ngắn mạch sự cân bằng công suất từ điện, cơ điện bị phá hoại, trong hệ thống điện đồng thời xảy ra nhiều yếu tố làm các thông số biến thiên mạnh và ảnh hưởng tương hỗ nhau Nếu kể đến tất cả những yếu tố ảnh hưởng, thì việc tính toán ngắn mạch sẽ rất khó khăn Do đó, trong thực tế người ta đưa ra những giả thiết nhằm đơn giản hóa vấn đề để có thể tính toán

Mỗi phương pháp tính toán ngắn mạch đều có những giả thiết riêng của

nó Ở đây ta chỉ nêu ra các giả thiết cơ bản chung cho việc tính toán ngắn mạch

- Mạch từ không bão hòa: giả thiết này sẽ làm cho phương pháp phân tích

và tính toán ngắn mạch đơn giản rất nhiều, vì mạch điện trở thành tuyến tính và có thể dùng nguyên lý xếp chồng để phân tích quá trình

Trang 22

- Bỏ qua dòng điện từ hóa của máy biến áp: ngoại trừ trường hợp máy biến

áp 3 pha 3 trụ nối Yo/Yo

- Hệ thống điện 3 pha là đối xứng: sự mất đối xứng chỉ xảy ra đối với từng

phần tử riêng biệt khi nó bị hư hỏng hoặc do cố ý có dự tính

- Bỏ qua dung dẫn của đường dây: giả thiết này không gây sai số lớn, ngoại

trừ trường hợp tính toán đường dây cao áp tải điện đi cực xa thì mới xét đến dung dẫn của đường dây

- Bỏ qua điện trở tác dụng: nghĩa là sơ đồ tính toán có tính chất thuần

kháng Giả thiết này dùng được khi ngắn mạch xảy ra ở các bộ phận điện

áp cao, ngoại trừ khi bắt buộc phải xét đến điện trở của hồ quang điện tại chỗ ngắn mạch hoặc khi tính toán ngắn mạch trên đường dây cáp dài hay đường dây trên không tiết diện bé Ngoài ra lúc tính hằng số thời gian tắt dần của dòng điện không chu kỳ cũng cần phải tính đến điện trở tác dụng

- Xét đến phụ tải một cách gần đúng: tùy thuộc giai đoạn cần xét trong quá

trình quá độ có thể xem gần đúng tất cả phụ tải như là một tổng trở không đổi tập trung tại một nút chung

- Các máy phát điện đồng bộ không có dao động công suất: nghĩa là góc

lệch pha giữa sức điện động của các máy phát điện giữ nguyên không đổi trong quá trình ngắn mạch Nếu góc lệch pha giữa sức điện động của các máy phát điện tăng lên thì dòng trong nhánh sự cố giảm xuống, sử dụng giả thiết này sẽ làm cho việc tính toán đơn giản hơn và trị số dòng điện tại chỗ ngắn mạch là lớn nhất Giả thiết này không gây sai số lớn, nhất là khi tính toán trong giai đoạn đầu của quá trình quá độ (0,1÷0,2 sec)

1.2.2.3 Hệ đơn vị tương đối

Bất kỳ một đại lượng vật lý nào cũng có thể biểu diễn trong hệ đơn vị có tên hoặc trong hệ đơn vị tương đối Trị số trong đơn vị tương đối của một đại lượng vật lý nào đó là tỷ số giữa nó với một đại lượng vật lý khác cùng thứ

Trang 23

ta dùng các đại lượng cơ bản sau:

Scb : công suất cơ bản 3 pha

Ucb : điện áp dây cơ bản

Icb : dòng điện cơ bản

Do đó ta chỉ có thể chọn tùy ý một số đại lượng cơ bản, các đại lượng cơ bản còn lại được tính từ các biểu thức trên Thông thường chọn trước Scb , Ucb và

ωcb

Khi đã chọn các đại lượng cơ bản thì các đại lượng trong đơn vị tương đối được tính từ các đại lượng thực như sau:

cb cb

U

E

E*( )  ;

cb cb

U

U*( ) 

cb cb

S

S*( )  ;

cb cb

I

I*( ) 

2 )

(

cb cb cb

cb cb

cb

U

S Z U

I Z Z Z

Trang 24

E*(cb) đọc là E tương đối cơ bản (tức là sức điện động E trong hệ đơn vị tương đối với lượng cơ bản là Ucb) Sau này khi ý nghĩa đã rõ ràng và sử dụng quen thuộc thì có thể bỏ dấu (*) và (cb)

* Một số tính chất của hệ đơn vị tương đối:

- Các đại lượng cơ bản dùng làm đơn vị đo lường cho các đại lượng toàn

phần cũng đồng thời dùng cho các thành phần của chúng

Ví dụ: Scb dùng làm đơn vị đo lường chung cho S, P, Q; Zcb - cho Z, R, X

- Trong đơn vị tương đối điện áp pha và điện áp dây bằng nhau, công suất 3

pha và công suất 1 pha cũng bằng nhau

- Một đại lượng thực có thể có giá trị trong đơn vị tương đối khác nhau tùy

thuộc vào lượng cơ bản và ngược lại cùng một giá trị trong đơn vị tương đối có thể tương ứng với nhiều đại lượng thực khác nhau

- Đại lượng trong đơn vị tương đối có thể được biểu diễn theo phần trăm, ví

dụ như ở kháng điện, máy biến áp

100 3

100

đm

đm k

U

I X X

%100

3

đm

đm B

U

I X

* Tính quy đổi đại lượng trong hệ đơn vị tương đối

- Một đại lượng trong đơn vị tương đối là A*(cb1) với lượng cơ bản là Acb1 có thể tính đổi thành A*(cb2) tương ứng với lượng cơ bản là Acb2 theo biểu thức sau:

* ) 2 (

cb

cb cb cb

U

U E

Trang 25

2 2

2 1 1

2 ) 1 (

* 2 1 1

2 ) 1 (

* ) 2 (

cb cb cb

cb cb

cb cb cb

U

U S

S Z U

U I

I Z

U

U E

E*( )  *( )

2

2 )

(

* )

(

* ) (

cb

đm đm

cb đm cb

đm đm

cb đm cb

U

U S

S Z U

U I

I Z

- Khi chọn Ucb = Uđm ta có các biểu thức đơn giản sau:

) (

* ) (

*cb E đm

đm

cb đm đm

cb đm cb

S

S Z I

I Z

Z*( )  *( )  *( )

* Chọn các đại lượng cơ bản

- Thực tế trị số định mức của các thiết bị ở cùng một cấp điện áp cũng

không giống nhau Tuy nhiên, sự khác nhau đó không nhiều (trong khoảng ± 10%), ví dụ điện áp định mức của máy phát điện là 11kV, máy biến áp - 10,5kV, kháng điện - 10kV Do đó trong tính toán gần đúng ta

có thể xem điện áp định mức Uđm của các thiết bị ở cùng một cấp điện áp

là như nhau và bằng giá trị trung bình Utb của cấp điện áp đó Theo qui ước có các Utb sau [kV]: 500; 330; 230; 154; 115; 37; 20; 15,75; 13,8; 10,5; 6,3; 3,15; 0,525

- Khi tính toán gần đúng người ta chọn Ucb = Uđm = Utb, riêng đối với kháng điện nên tính chính xác với lượng định mức của nó vì giá trị điện kháng của kháng điện chiếm phần lớn trong điện kháng tổng của sơ đồ, nhất là đối với những trường hợp kháng điện làm việc ở điện áp khác với cấp điện áp định mức của nó (ví dụ, kháng điện 10kV làm việc ở cấp 6kV)

- Nói chung các đại lượng cơ bản nên chọn sao cho việc tính toán trở nên

đơn giản, tiện lợi Đối với Scb nên chọn những số tròn (chẳng hạn như

Trang 26

X*(cb) = ω*(tb).L*(cb) = L*(cb)

X*(cb) = ω*(tb).M*(cb) = M*(cb)

Ψ*(cb) = I*(tb).L*cb = L*(cb).X*(cb)

E*(cb) = ω*(tb).ψ*(cb) = ψ*(cb)

1.3 Quy định hiện hành về dòng điện ngắn mạch

Hiện nay Việt Nam có 2 văn bản pháp lý quy định về dòng ngắn mạch trên lưới truyền tải điện: Quy phạm trang bị điện do Bộ Công nghiệp ban hành

năm 2006 và Thông tư 12/2010/TT-BCT "Quy định hệ thống điện truyền tải" do

Bộ Công thương ban hành ngày 15/04/2010

1.3.1 Quy phạm trang bị điện

Quy phạm trang bị điện được ban hành theo quyết định BCN Trong đó có những quy định như sau liên quan đến dòng ngắn mạch:

19/2006/QĐ-Chương 1.4: Chọn thiết bị và dây dẫn theo điều kiện ngắn mạch

- 1.4.5: Sơ đồ tính toán NM: chỉ xét chế độ làm việc lâu dài của thiết bị

điện mà không xét chế độ làm việc ngắn hạn tạm thời

- 1.4.6: cần kiểm tra ổn định điện động và ổn định nhiệt của thiết bị, thanh

dẫn dây dẫn

- 1.4.22: đối với máy cắt 500 kV, máy cắt 220 kV ở đầu ĐZ dài, đầu cực

máy phát và cạnh cuộn kháng: khả năng cắt TRV (điện áp phục hồi quá độ) của MC lớn hơn trị số TRV tính toán cụ thể cho từng vị trí MC

Trang 27

1.3.2 Thông tư 12/2010/TT-BCT

Thông tư 12/2010/TT-BCT "Quy định hệ thống điện truyền tải" do Bộ

Công thương ban hành ngày 15/04/2010 quy định tại điều 11 về dòng ngắn mạch như sau

- Trị số dòng ngắn mạch lớn nhất cho phép và thời gian tối đa loại trừ ngắn

mạch bằng bảo vệ chính trên HTĐ truyền tải được quy định tại Bảng 5

Bảng 1-2 Dòng điện ngắn mạch và thời gian tối đa loại trừ ngắn mạch

Cấp

điện áp lớn nhất cho phép (kA) Dòng điện ngắn mạch

Thời gian tối đa loại trừ ngắn mạch bằng bảo vệ

chính (ms)

Thời gian chịu đựng của bảo vệ chính (s)

- Trong một số trường hợp đặc biệt, Đơn vị truyền tải điện có trách nhiệm

đề xuất để được phép áp dụng mức dòng ngắn mạch lớn nhất cho một số khu vực trong hệ thống điện truyền tải khác với mức quy định tại Bảng 5

- Cục Điều tiết điện lực phê duyệt cho phép áp dụng mức dòng điện ngắn

mạch lớn nhất khác với quy định tại Bảng 5 sau khi xem xét các đề xuất, giải trình của Đơn vị truyền tải điện và ý kiến của Khách hàng sử dụng lưới điện truyền tải bị ảnh hưởng trực tiếp

1.4 Các giải pháp hạn chế dòng điện ngắn mạch

Thông thường dòng ngắn mạch trên thanh cái của các trạm điện tăng cao

do các nguyên nhân chủ yếu sau đây:

- Cấu hình hệ thống điện chưa hợp lý

- Tập trung quá nhiều nguồn đổ vào thanh cái

- Tập trung nhiều đường dây đấu nối vào một thanh cái của trạm biến áp

Trang 28

- Tổng trở các thiết bị như máy biến áp, kháng điện không còn phù hợp với

thực tế lưới điện đã có nhiều thay đổi,

Nhiều nước trên thế giới đã gặp tình trạng dòng ngắn mạch tăng cao tương tự như trong hệ thống điện Việt Nam Các nước đã áp dụng một số giải pháp như sau:

- Giải pháp phối hợp rơle bảo vệ

- Giải pháp thay thế thiết bị

- Giải pháp thay đổi cấp điện áp

- Giải pháp thay đổi trở kháng

- Giải pháp lắp đặt bổ sung thiết bị hạn chế dòng ngắn mạch

1.4.1 Giải pháp phối hợp rơle bảo vệ

Giải pháp phối hợp rơ-le bảo vệ nhằm thực hiện nguyên tắc cắt tuần tự, bao gồm 03 bước cắt:

- Bước 1: Mở máy cắt của các xuất tuyến tải công suất lớn

- Bước 2: Mở máy cắt phân đoạn thanh cái

- Bước 3: Mở máy cắt các xuất tuyến còn lại

Thực tế cho thấy, giải pháp này rất khó áp dụng do i/ cần phải đảm bảo cấu trúc hệ thống bảo vệ, khả năng phát hiện sự cố ngắn mạch và truyền tín hiệu cắt nhanh và chính xác; ii/ Thời gian truyền tín hiệu cắt luôn luôn có thời gian trễ (t0s), đáng kể so với yêu cầu về thời gian loại trừ sự cố

Giải pháp phối hợp rơ-le bảo vệ nhằm thực hiện nguyên tắc cắt tuần tự chỉ được áp dụng rất hạn chế

1.4.2 Giải pháp thay thế thiết bị

Giải pháp tự nhiên nhất để hạn chế các thiệt hại gây ra bởi dòng điện ngắn mạch là lắp đặt các thiết bị mới (chủ yếu là các thiết bị đóng cắt) có khả năng cắt

Trang 29

được dòng ngắn mạch cao hơn so với thiết bị hiện có Đây không phải là giải pháp để hạn chế dòng điện ngắn mạch mà là biện pháp để “sống chung” với dòng ngắn mạch lớn Trong trường hợp này, tình linh hoạt trong vận hành hệ thống điện được đảm bảo do tất cả các thiết bị trên lưới điện đều có thể vận hành trong các chế độ

Đối với giải pháp này ngoài yếu tố về chi phí cao khi sử dụng các thiết bị

có dòng cắt định mức lớn còn phải xem xét các yếu tố kỹ thuật liên quan khác Đối với các công trình xây dựng mới thì các vấn đề phát sinh không ảnh hưởng đáng kể nhưng đối với các trạm đang vận hành thì việc thay thế thiết bị toàn trạm

là rất khó khăn và phức tạp

Một yếu tố quan trọng khác cần xem xét là trong tương lai không xa dòng điện ngắn mạch trong lưới điện của các trung tâm phụ tải lớn cũng sẽ vượt quá khả năng cắt của các thiết bị mới được lắp đặt Như vậy, giải pháp thay thế thiết

bị cũng không thể giải quyết vấn đề một cách triệt để Trong xu thế liên kết hệ thống điện phát triển mạnh mẽ như hiện nay đòi hỏi phải có các giải pháp xử lý thích hợp hơn

1.4.3 Giải pháp thay đổi trở kháng

1.4.4.1 Quy hoạch lưới điện

Theo tiêu chí giảm dòng ngắn mạch, cần xem các điểm nút có dòng ngắn mạch cao, hiệu chỉnh lại đấu nối để đảm bảo tối ưu vận hành các thiết bị đã và sẽ lắp đặp trên lưới, tối ưu công suất truyền tải và đảm bảo dòng ngắn mạch ở giá trị cho phép

Phân chia lưới điện ở các vùng phụ tải tập trung thành các khu vực độc lập, đối với các khu vực tập trung nguồn điện cần phân chia thành từng nhóm, tránh đấu nối tập trung

- Tiêu chí 1: Liên kết đấu nối phù hợp trong hệ thống

Trang 30

Đối với các trạm biến áp (Trạm B) trung gian, đóng vai trò chuyển tiếp nguồn, cần thiết chuyển đấu nối ngay tại cột cuối ngoài hàng rào trạm, không đấu nối vào thanh cái, để giảm số ngăn lộ đấu nối vào thanh cái, nhưng vẫn đảm bảo nguồn cung cấp Khi đó dòng ngắn mạch trên thanh cái trạm biến áp trung gian (Trạm B) sẽ giảm

Đấu nối theo quy hoạch:

Hiệu chỉnh lại đấu nối:

Giải pháp này đơn giản, cho phép hạn chế dòng ngắn mạch tại trạm B, nhưng dòng ngắn mạch tại trạm A và C hầu như không giảm;

- Tiêu chí 2: Giảm số ngăn lộ đường dây đến một điểm nút thanh cái

Việc giảm số ngăn lộ xuất tuyến trên 1 thanh cái sẽ góp phần làm giảm dòng ngắn mạch trên các thanh cái đó

Đấu nối theo quy hoạch Hiệu chỉnh lại đấu nối

Giải pháp này cho phép hạn chế dòng ngắn mạch nhưng đồng thời giảm đáng kể độ tin cậy cung cấp điện cho trạm A

Trang 31

- Tiêu chí 3: Giảm số liên kết giữa các trạm nguồn lớn

Không đấu nối phía 220kV của các trạm 500/220kV với nhau, do đấu nối này hiệu quả truyền tải điện không cao, nhưng góp phần làm tăng cao dòng ngắn mạch

Giải pháp này cho phép hạn chế đáng kể dòng điện ngắn mạch trong hệ thống điện Tuy nhiên, nhược điểm chính của giải pháp này là khó đảm bảo độ tin cậy cung cấp điện cho mỗi khu vực theo tiêu chí N-1 Vì vậy giải pháp này chỉ nên áp dụng cho các khu vực lưới điện có cấu trúc mạch vòng kép hoặc các khu vực tập trung nhiều nguồn điện lớn

1.4.4.2 Thay đổi cấu hình lưới

Để xem xét giải pháp này cần căn cứ vào sơ đồ lưới điện khu vực hiện tại

và các năm tiếp theo, tình hình dòng ngắn mạch phân bố đổ vào các nút trong lưới điện và khả năng thay đổi đấu nối Cách bước tiến hành như sau:

- Bước 1: Giảm số mạch vòng đến mức vẫn đảm bảo yêu cầu N-1 cho khu

vực có dòng ngắn mạch tại các nút cao

- Bước 2: Nếu dòng ngắn mạch nút vẫn quá cao thì tách chia thành lưới khu

vực đảm bảo mỗi lưới khu vực có ít nhất số nguồn cung cấp ≥1 và đường dây liên lạc sẵn sàng đóng khi thiếu nguồn Số lượng lưới khu vực tùy thuộc số nguồn, độ lớn dòng ngắn mạch các nút

Giải pháp thay đổi cấu hình lưới cho phép hạn chế dòng ngắn mạch mà chi phí không cao nhưng chỉ có thể áp dụng trong giai đoạn quy hoạch lưới điện, khó có thể áp dụng đối với lưới điện đang vận hành

1.4.4.3 Trang bị các MBA đầu cực máy phát có trở kháng cao

Giải pháp này đề xuất sử dụng máy biến áp có trở kháng cao nhằm hạn chế dòng điện ngắn mạch trong hệ thống điện

Giải pháp này có một số đặc điểm sau:

Trang 32

- Trở kháng cao của máy biến áp dẫn đến tổn thất vô công cao, đồng thời

hạn chế khả năng điều chỉnh điện áp của máy biến áp

- Tổng trở cao của một (hoặc một số) máy biến áp không giải quyết được

vấn đề mà đòi hỏi sự đồng bộ trong việc đầu tư xây dựng, cải tạo các trạm biến áp

1.4.5 Giải pháp lắp đặt bổ sung thiết bị hạn chế dòng ngắn mạch

Lắp đặt kháng hạn chế dòng điện ngắn mạch thực chất là giải pháp làm tăng trở kháng của hệ thống, qua đó làm hạn chế dòng điện ngắn mạch khi sự cố xảy ra

1.4.5.1 Thiết bị kháng hạn chế dòng ngắn mạch cao áp (>35KV)

Ngày nay kháng hạn chế dòng ngắn mạch cao áp lõi không khí, đấu nối tiếp, đã tương đối phổ biến trên thế giới nhằm hạn chế dòng ngắn mạch, cân bằng tải các mạch song song, hạn chế dòng đóng các bộ tụ, trên lưới truyền tải Công ty Eletronorte, Brazil đã lắp đặt kháng hạn chế dòng ngắn mạch cấp điện

áp đến 500kV

Vị trí kháng điện trong trạm biến áp:

- a) Kháng phân đoạn thanh cái: Khi sự cố, kháng điện sẽ làm giảm dòng

ngắn mạch đỉnh ngay khi dòng tăng đầu tiên

* Ưu điểm:

 Cho phép san tải giữa máy biến áp tốt hơn

 Giảm mức công suất cắt ngắn mạch của thiết bị

 Giảm điện kháng lưới (so với vị trí khác)

 Dòng ngắn mạch từ các nguồn cung cấp (máy biến áp, máy phát) sẽ được hạn chế

* Nhược điểm: Không giảm riêng từng lộ

Trang 33

Hình 1-6 Phương án 1: Lắp ngăn phân đoạn mới có kháng điện phân đoạn song song

với ngăn phân đoạn hiện hữu;

Hình 1-7 Phương án 2: Lắp như PA1 và thêm kháng ngăn MBA

Hình 1-8 Phương án 3: Lắp kháng phân đọan giữa các thanh cái 220kV hiện hữu

Hình 1-9 Phương án 4: Lắp kháng tại ngăn phân đoạn hiện hữu, kèm dao nối tắt

- b) Nối tiếp các lộ ra: Thay cho thiết kế các trạm để giảm dòng ngắn mạch tổng Khi sự cố, mỗi kháng điện CLR sẽ làm giảm dòng ngắn mạch đỉnh ngay khi dòng tăng đầu tiên

Trang 34

1.4.6 Kinh nghiệm quốc tế

1.4.6.1 Nghiên cứu hạn chế dòng ngắn mạch tại Brasil

a Hạn chế dòng ngắn mạch tại Điện lực Eletronorte

* Nguyên nhân dòng ngắn mạch tăng cao

Nhà máy điện lớn nhất thuộc Công ty Eletronorte là NMTĐ Tucurui với tổng công suất 8.370 MW (lớn thứ 5 trên thế giới) Giai đoạn I của NMTĐ Tucurui gồm 12 tổ máy với tổng công suất 4.240 MW (12 x 353 MW) được xây dựng từ năm 1974 đến năm 1992 Giai đoạn II của NMTĐ Tucurui gồm 11 tổ máy với tổng công suất 4.125 MW (11 x 375 MW) được xây dựng từ năm 1998 đến năm 2007 Khi các tổ máy của giai đoạn II vào vận hành, dòng ngắn mạch tại Tucurui có nguy cơ vượt quá dòng cắt ngắn mạch định mức của các máy cắt (40kA) tại trạm cắt 500kV thuộc giai đoạn I

Chi phí thay thế các thiết bị GIS và AIS hiện hữu tại Tucurui cho phù hợp với dòng ngắn mạch cao rất tốn kém đồng thời gây phức tạp cho quá trình vận hành Vì vậy Công ty Eletronorte đã nghiên cứu và quyết định lắp đặt kháng hạn chế dòng ngắn mạch giữa 02 trạm cắt thuộc 02 giai đoạn

Hình 1-10 Sơ đồ giàn thanh cái nhà máy thủy điện Turucui I và II

Trang 35

Theo các chuyên gia của Công ty Eletronorte, trở kháng của máy biến áp tăng áp (phía máy phát) của Tucurui I cần phải nhỏ để đảm bảo khả năng điều chỉnh điện áp của hệ thống Công ty Eletronorte cũng đã áp dụng giải pháp tăng trở kháng của máy biến áp tăng áp của Tucurui II, nhưng để điều chỉnh điện áp trở kháng cũng không thể tăng quá cao và còn để tránh quá nhiệt nội bộ máy biến

Trên cơ sở tính toán dòng ngắn mạch tại Tucurui tương ứng với từng giá trị trở kháng của kháng hạn chế dòng ngắn mạch, Công ty Eletronorte đã xây dựng đường cong quan hệ giữa trở kháng của kháng hạn chế dòng ngắn mạch () và dòng ngắn mạch (kA) như sau:

Trang 36

Hình 1-11 Giá trị của dòng ngắn mạch theo trở kháng của kháng hạn chế ngắn mạch

Công ty Eletronorte đã quyết định lựa chọn kháng hạn chế dòng ngắn mạch với trở kháng 20 nhằm hạn chế mức dòng ngắn mạch tại Tucurui dưới 40kA, kết quả tính toán dòng ngắn mạch tương ứng với kháng 20 như sau:

I 3Ø I 1Ø I 2Ø I 2Ø-G 31,1 35,8 34,9 34,8

b Hạn chế dòng ngắn mạch tại Điện lực Furnas

* Nguyên nhân dòng ngắn mạch tăng cao

TBA 345kV Mogi das Cruzes là một trong những TBA 345kV đầu tiên của Công ty Furnas (tuổi thọ gần 35 năm) Cuối năm 1996 xuất hiện đường dây truyền tải mới kết nối vào TBA 345kV Mogi das Cruzes dẫn đến dòng ngắn mạch tăng cao vượt quá khả năng chịu đựng của thiết bị, thanh cái và hệ thống tiếp địa Để hạn chế dòng ngắn mạch cho phù hợp với thiết bị hiện hữu, Công ty Furnas đã nghiên cứu, tính toán và quyết định lắp đặt 02 kháng 345kV nối tiếp tại 02 xuất tuyến ĐZ Mogi - Itapeti

Trang 37

Tụ mắc song song với kháng Không cần

Tụ nối đất hai đầu kháng Không cần Tổn thất/Hiệu suất 133kW/99,67%

c Nhận xét

Theo các chuyên gia Brasil, giải pháp đặt kháng khô lõi không khí hiện nay vẫn là giải pháp tốt nhất Các giải pháp khác như:

- Tách lưới: làm giảm độ tin cậy;

- Nâng lên cấp điện áp cao hơn hoặc chuyển sang truyền tải một chiều

Trang 38

- Dùng thiết bị SCCL (kháng nối tiếp tụ): tốn kém;

- Nâng cấp thiết bị trạm: tốn kém;

- Cắt tuần tự (cắt máy cắt đầu đối diện trước, cắt máy cắt tại điểm ngắn

mạch sau): ít hiệu quả (chỉ áp dụng tạm thời trong khi chưa lắp đặt kháng)

Song song với việc lắp đặt kháng hạn chế dòng ngắn mạch, đối với các dự

án đầu tư trạm biến áp mới, Điện lực Brasil đã lựa chọn máy cắt cũng như các thiết bị khác trong trạm biến áp với mức dòng ngắn mạch cao hơn Ví dụ: giá trị 63kA đối với cấp điện áp 765kV, 50kA đối với cấp điện áp 550kV và 40kA đối với cấp điện áp 345kV

I.4.6.2 Các vị trí đặt kháng hạn chế dòng ngắn mạch

Kinh nghiệm quốc tế cho thấy kháng hạn chế dòng ngắn mạch có thể đặt được ở những vị trí như sau:

Trang 39

1.4.6.3 Lựa chọn điện kháng máy biến áp

Công ty điện lực Tôkyô - Nhật Bản đã áp dụng tiêu chuẩn lựa chọn điện kháng máy biến áp như sau:

Bảng 1-3 Tiêu chuẩn lựa chọn điện kháng máy biến áp của Công ty Điện lực Tokyo

điện và điện hạt nhân 23% cho trạm biến áp hạ

áp

điện và điện hạt nhân 18% cho trạm biến áp hạ

Trang 40

Chương 2 Lưới điện truyền tải Việt Nam và vấn đề dòng ngắn

mạch ngày càng tăng

2.1 Hiện trạng lưới điện truyền tải

2.1.1 Hiện trạng nguồn điện

Cơ cấu nguồn điện: Tính đến đầu năm 2013, tổng công suất lắp đặt của các NMĐ nước ta vào khoảng 26,562MW, trong đó thủy điện chiếm tỷ trọng khoảng 48.6%, nhiệt điện khoảng 51.4% Tỷ trong nguồn điện theo Miền như sau:

Hình 2-1 Cơ cấu nguồn điện toàn quốc

Miền Bắc: Tổng công suất lắp đặt của các NMĐ khu vực Miền Bắc vào

khoảng 10,969MW Trong đó thủy điện chiếm tỷ trọng khoảng 55%, nhiệt điện khoảng 45%;

Hình 2-2 Cơ cấu nguồn điện khu vực miền Bắc

Định dạng
Số trang	190
Dung lượng	2,87 MB