Tính toán ngắn mạch(Fault Study)

Tính toán chỉnh định và phối hợp relay bảo vệ. Tính toán, đề xuất phương án vận hành tối ưu cho các điểm nối đất trung tính máy biến áp (Xác định không nối đất, nối đất trực tiếp hay qua điện trở, điện kháng; đóng, mở các điểm nối đất), giảm dòng ngắn mạch để bảo đảm an toàn cho thiết bị, lựa chọn thiết bị kinh tế hơn, hoặc tăng dòng

Tính toán ngắn mạch

(Fault Study)

PHẦN 4

Mục đích tính toán ngắn mạch

Mục đích của tính toán ngắn mạch:

• Thiết kế, lựa chọn thiết bị điện.

• Tính toán chỉnh định và phối hợp relay bảo vệ.

• Tính toán, đề xuất phương án vận hành tối ưu cho các điểm nối đất trung tính máy biến áp (Xác định không nối đất, nối đất trực tiếp hay qua điện trở, điện kháng; đóng,

mở các điểm nối đất), giảm dòng ngắn mạch để bảo đảm

an toàn cho thiết bị, lựa chọn thiết bị kinh tế hơn, hoặc tăng dòng ngắn mạch để đảm bảo độ nhạy của relay bảo vệ.

Mục đích tính toán ngắn mạch

Mục đích của tính toán ngắn mạch: (tiếp theo)

• Tính toán, đề xuất phương án kết lưới vận hành của hệ thống (Phân bổ nguồn phát; đóng, mở máy cắt kết dàn thanh cái; kết vòng hoặc không, ).

• Tính toán kiểm tra, phân tích sự cố.

• Do đó, để nghiên cứu tất cả các dạng sự cố, các số liệu thứ

tự nghịch và thứ tự không phải được bao gồm trong trào lưu công suất

Các bước để nghiên cứu sự cố

• Xây dựng mô hình thứ tự không

• Thực hiện các nghiên cứu sự cố

Các số liệu thứ tự trong trào lưu công suất

• Số liệu thứ tự thuận

• Số liệu thứ tự nghịch

• Số liệu thứ tự không

Mô hình hóa và số liệu thứ tự

• Các mô hình sau đây yêu cầu phải có số liệu thứ tự:

- Các máy phát

- Các nhánh

- Các shunt điều chỉnh

Các máy phát trong Thứ tự thuận

• Thành phần thứ tự thuận của máy phát là X1

• Giá trị này chỉ được dùng để nghiên cứu sự cố,

thông thường đó là điện kháng siêu quá độ X”

d

(subtransient impedance) của máy phát

• ZSOURSE vẫn được sử dụng trong nghiên cứu trào lưu công suất và thường là điện kháng đồng bộ Xd(synchronous impedance) Việc chọn giá trị nào là ZSOURSE còn tùy thuộc vào nghiên cứu ổn định, thông thường cũng có thể dùng X”

d cho giá trị ZSOURSE

Các máy phát trong Thứ tự nghịch

• Thành phần thứ tự nghịch của máy phát là X2

• Nếu không biết giá trị X2 thì có thể dùng X”

d

Các máy phát trong Thứ tự không

• Thành phần thứ tự không của máy phát là X0

• Nếu máy phát không có điểm trung tính nối đất (hiếm gặp) thì X0 sẽ rất lớn, bằng 9999pu

• Nếu máy phát có trung tính nối đất qua 1 điện trở Xg thì phải cộng thêm 3*Xg vào tổng trở thứ tự không

• Xg được tính theo đơn vị tương đối, dựa trên điện áp và công suất định mức của máy phát

Mô phỏng các máy phát

Mô phỏng chung khối máy phát – máy biến áp Máy phát được mô phỏng riêng, máy biến

áp được coi như 1 nhánh khác

Thứ tự thuận

Thứ tự nghịch

Thứ tự không

Máy biến áp trong Thứ tự không

• Cần chú ý khi mô phỏng máy biến áp trong thành phần thứ

tự không

• Kiểu và cấu trúc của máy biến áp sẽ ảnh hưởng đến việc mô phỏng

• Không cần mô phỏng tap và điều khiển điện áp… trong thứ

tự không Những chi tiết này chỉ ảnh hưởng trong thứ tự

thuận

• Tổng trở thứ tự không được tính toán tương tự như trong thứ tự thuận

Máy biến áp và Mã nối dây

• Mã nối dây được dùng để xác định đường dẫn của dòng thứ

tự không

• Mã nối dây tùy thuộc vào kiểu và cấu trúc của máy biến áp, không phân biệt cuộn dân là kiểu sao hay tam giác (Sự khác biệt này được nhận biết qua góc lệch của máy biến áp trong phần dữ liệu thứ tự thuận)

• Tổng trở thứ tự không được nhập vào tương tự như thành phần thứ tự thuận, nhưng PSSE sẽ căn cứ vào các mã nối đất để xác định đường dẫn của dòng điện

• Có thể nhập vào giá trị điện trở nối đất của máy biến áp,

chương trình PSS/E sẽ tự động nhân giá trị này với 3

Mô phỏng máy biến áp 2 cuộn dây

Kiểu đấu dây

Cuộn 1 Cuộn 2

Đấu nối thứ tự không

Cuộn 1 Cuộn 2

Mã nối đất

Máy biến áp 3 cuộn dây

Dữ liệu đầu vào bao gồm:

• Mã nối dây (mặc định bằng 4, tức là máy biến áp hở)

• Điện kháng nối đất

• Trở kháng thứ tự không của các cuộn dây (nếu khác với trở kháng thứ tự thuận)

Mô phỏng máy biến áp 3 cuộn dây

Kiểu đấu dây

Cuộn 1 Cuộn 3 Cuộn 2

Đấu nối thứ tự không

Cuộn 1 Cuộn 2

Mã nối đất

Máy biến áp 3 cuộn dây

• Trong trường hợp máy biến áp 3 cuộn dây cần mô phỏng có

tổ đấu dây khác với những loại đã mô tả trong hình, lúc này cần phải mô phỏng máy biến áp 3 cuộn dây thành các máy biến áp 2 cuộn dây và áp dụng theo các kiểu đấu dây thích hợp của máy biến áp 2 cuộn dây Khi đó dữ liệu trào lưu

công suất sẽ là 3 máy biến áp 2 cuộn dây, 3 nút cho 3 phía

và 1 nút trung gian giả (dummy bus)

Góc lệch pha trong các máy biến áp

• Góc lệch pha 30o của máy biến áp sao/tam giác (Y/D) phải được mô phỏng, nến không thì dòng sự cố và góc pha sẽ bị sai ở phía máy biến áp không bị sự cố

• Phía nối sao của máy biến áp trễ hơn phía tam giác 30o

• Nếu không nhập vào góc lệch pha, PSSE sẽ xem như máy biến áp đấu sao-sao (Y/Y) hoặc tam giác-tam giác (D/D)

Các lệnh để xây dựng hệ thống thứ tự

• RESQ tương tự lệnh READ trong thứ tự thuận

• TRSQ tương tự lệnh TREA trong thứ tự thuận

• SQCH tương tự lệnh CHNG trong thứ tự thuận

• SQLI tương tự lệnh LIST trong thứ tự thuận

• SQEX tương tự lệnh EXAM trong thứ tự thuận

• RWSQ tương tự lệnh RAWD trong thứ tự thuận

Các lệnh để xây dựng hệ thống thứ tự

• Các tùy chọn ALL, KV, AREA và ZONE mà có trong thứ

tự thuận thì cũng có trong thứ tự không

• Số liệu thứ tự thì không có trong số liệu nhà máy điện và các thành phần không tồn tại trong thứ tự thuận

• Nếu xây dựng 1 trào lưu công suất từ file thô (RAW), thành phần thứ tự thuận phải được tải trước (từ lệnh RAWD), tiếp sau đó mới là file số liệu thứ tự (lệnh RWSQ)

Thực hiện các nghiên cứu sự cố

• Yêu cầu các hệ thống thứ tự thuận, thứ tự nghịch và thứ tự không phải được thiết lập

• Yêu cầu trào lưu công suất đã được giải quyết (bài toán đã hội tụ)

Các lệnh thực hiện nghiên cứu sự cố

Phần tính toán sự cố (ngắn mạch) của PSS/E có thể chia thành 2 nhóm lệnh chính:

• Nhóm lệnh dùng để nghiên cứu chi tiết 1 sự cố

• Nhóm lệnh dùng để nghiên cứu một loạt trường hợp sự

cố tại các thời điểm khác nhau trong hệ thống điện

Các lệnh thực hiện nghiên cứu 1 sự cố

• RESQ Đọc dữ liệu phân tích sự cố vào bộ nhớ

• SQLI Liệt kê dữ liệu để phân tích sự cố trong bộ nhớ

• SQEX Liệt kê dữ liệu sự cố tại nút đã chỉ ra

• SQCH Thay đổi (chỉnh sửa) dữ liệu phân tích sự cố

• SEQD Chuẩn bị mô hình các thành phần thứ tự

thuận, thứ tự nghịch và thứ tự không cho việc liên kết lưới và tính toán

• SCOP Xuất kết quả chi tiết

Tác vụ SEQD

• Chuẩn bị chi tiết các mô phỏng thứ tự thuận, thứ tự nghịch và thứ tự không cho việc liên kết và tính toán

Tác vụ SCMU

• Liên kết và tính toán hệ thống 3 thứ tự dưới các điều

kiện không cân bằng

• Tác vụ SEQD phải được thi hành trước tác vụ SCMU

• Kiểu sự cố được chọn trong tác vụ này

• Tổng trở sự cố có thể chỉ ra đối với các sự cố không cân bằng

Các lệnh thực hiện nghiên cứu một loạt sự cố

• RESQ Đọc dữ liệu phân tích sự cố vào bộ nhớ

• SQLI Liệt kê dữ liệu để phân tích sự cố trong bộ nhớ

• SQEX Liệt kê dữ liệu sự cố tại nút đã chỉ ra

• SQCH Thay đổi (chỉnh sửa) dữ liệu phân tích sự cố

• CONG Chuyển đổi các máy phát về các mô hình thời

4 Ngắn mạch 2 pha chạm đất điểm thứ hai

5 Tính toán đứt dây 2 pha

6 Tính toán đứt dây 1 pha

7 Ngăn mạch 3 pha

8 Ngắn mạch với 1 đầu đường dây mở

9 Ngắn mạch thay đổi theo các vị trí tùy ý trên đường dây

Dùng lệnh SCMU để chọn loại sự cố

Các điểm sự cố

• Sự cố có thể đặt trên các thanh cái

• Sự cố có thể đặt trên đường dây truyền tải Khoảng cách dọc theo đường dây được chỉ ra bằng hệ số đơn vị của chiều dài đường dây

Nối tắt pha

• Nối tắt 1 hoặc 2 pha chỉ có thể thực hiện trên các thiết bị pha cách ly như là tụ bù dọc, cảm kháng dọc và các

cuộn dây máy biến áp sao nối đất

• Phần tử bị nối tắt phải được đưa ra khỏi vận hành trước khi thực hiện lệnh SEQD