ỔN ĐỊNH HỆ THỐNG ĐIỆN
Khái Niệm Chung Về Ổn Định Hệ Thống Điện
1.1.1 Khái niệm chung Hệ Thống Điện
Hệ thống điện (HTĐ) là mạng lưới các thành phần điện dùng để cung cấp truyền tải hoặc sử dụng điện năng
Các phần tử của hệ thống điện được chia thành 2 nhóm:
Hình 1.1 Tổng quan về Hệ Thống Điện
Các phần tử tự lực trong hệ thống điện bao gồm máy phát điện (Generator), đường dây tải điện (Transmission) và các thiết bị tiêu thụ điện (Load), có vai trò quan trọng trong việc sản xuất, biến đổi, truyền tải, phân phối và sử dụng điện năng.
Các phần tử điều chỉnh đóng vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh và biến đổi trạng thái của hệ thống điện, bao gồm việc điều chỉnh kích từ cho máy phát đồng bộ, kiểm soát tần số, bảo vệ bằng rơle, và sử dụng máy cắt điện.
Mỗi phần tử trong hệ thống điện được xác định bởi các thông số vật lý, sơ đồ liên lạc và nhiều sự giản ước tính toán khác Những thông số này bao gồm tổng trở, tổng dẫn của đường dây, hệ số biến áp và hệ số khuếch đại của bộ phận tự động điều chỉnh kích thích Tất cả các thông số này được gọi là thông số của hệ thống điện.
Chế độ của hệ thống điện (HTĐ) được định nghĩa là tập hợp các quá trình xảy ra trong HTĐ và xác định trạng thái làm việc của nó tại một thời điểm hoặc trong một khoảng thời gian cụ thể.
Các thông số chế độ U, I, P, Q, f, 𝜹… đặc trưng cho các quá trình trong hệ thống điện (HTĐ) và chỉ tồn tại khi HTĐ hoạt động Những thông số này hoàn toàn xác định trạng thái làm việc của HTĐ, khác với các thông số hệ thống.
Các thông số chế độ quan hệ với nhau thông qua các thông số HTĐ, nhiều mối quan hệ này có dạng phi tuyến
𝑹 Đó là dạng phi tuyến thứ hai của HTĐ, dạng phi tuyến này không thể bỏ qua trong các bài toán điện lực
Các chế độ làm việc của HTĐ được chia thành 2 loại:
Chế độ xác lập (CĐXL) là trạng thái mà các thông số dao động rất nhỏ xung quanh giá trị trung bình, có thể coi là hằng số trong thực tế Tuy nhiên, không có chế độ nào mà các thông số hoàn toàn bất biến theo thời gian, do hệ thống động (HTĐ) bao gồm hàng triệu phần tử, luôn biến đổi và làm cho các thông số của chế độ cũng không ngừng thay đổi CĐXL bao gồm nhiều yếu tố quan trọng.
CĐXL bình thường là chế độ vận hành bình thường của HTĐ
CĐXL sau sự cố xảy ra sau khi đã loại trừ sự cố
Chế độ sự cố xác lập là chế độ sự cố duy trì sau thời gian quá độ Ví dụ: chế độ ngắn mạch duy trì…
Chế độ quá độ (CĐQĐ) là chế độ mà các thông số biến đổi rất nhiều CĐQĐ bao gồm:
CĐQĐ bình thường là bước chuyển từ CĐXL bình thường này sang CĐXL bình thường khác
Chế độ quá độ sự cố xảy ra sau sự cố
1.1.3 Yêu cầu đối với các chế độ của HTĐ
Yêu cầu của CĐXL bình thường bao gồm việc đảm bảo chất lượng điện năng, trong đó các thông số như điện áp và tần số phải nằm trong giới hạn quy định bởi các tiêu chuẩn Ngoài ra, độ tin cậy cũng rất quan trọng, với việc cung cấp điện liên tục cho các phụ tải, đáp ứng yêu cầu của người dùng và điều kiện của hệ thống điện.
Chế độ cung cấp điện hiệu quả kinh tế cao đảm bảo độ tin cậy và chất lượng điện năng với chi phí sản xuất, truyền tải và phân phối tối thiểu Đồng thời, cần đảm bảo an toàn cho người vận hành, người sử dụng điện và thiết bị phân phối điện.
Yêu cầu CĐXL sau sự cố:
Yêu cầu về chế độ CĐXL bình thường có thể được giảm nhẹ, nhưng chỉ cho phép trong thời gian ngắn Sau khoảng thời gian này, cần phải thực hiện các biện pháp điều chỉnh hoặc thay đổi thông số của chế độ, hoặc điều chỉnh sơ đồ hệ thống để đưa chế độ trở lại trạng thái CĐXL bình thường.
Yêu cầu chế độ quá độ:
Chấm dứt nhanh chóng sự cố bằng cách sử dụng CĐXL bình thường hoặc CĐXL sau sự cố Trong quá trình này, các thông số như dòng điện ngắn mạch và điện áp tại các nút phụ tải sẽ biến đổi nhưng vẫn nằm trong giới hạn cho phép.
Các yêu cầu của HTĐ được xét đến khi thiết kế và được đảm bảo bằng cách điều chỉnh thường xuyên trong quá trình vận hành HTĐ.
Định Nghĩa Ổn Định Hệ Thống Điện
Trong những năm gần đây, sự ổn định của hệ thống điện đã trở thành một vấn đề quan trọng mà các kỹ sư điện luôn nghiên cứu Hệ thống điện ổn định duy trì chế độ làm việc bình thường và đáp ứng các yêu cầu về chất lượng, độ tin cậy và kinh tế Phân tích ổn định giúp đánh giá trạng thái hoạt động của các phần tử trong hệ thống khi xảy ra sự cố Khả năng tự động trở lại trạng thái bình thường sau khi bị tác động bởi nhiễu là điều kiện thiết yếu để hệ thống điện có thể tồn tại và vận hành hiệu quả.
Để duy trì sự ổn định trong hệ thống CĐXL, cần có sự cân bằng công suất, đảm bảo các thông số giữ ổn định Đồng thời, hệ thống cũng phải có khả năng điều chỉnh để giảm thiểu độ lệch của các thông số khi gặp các kích động ngẫu nhiên nhỏ Ngoài ra, khi có tác động từ các thao tác đóng cắt, hệ thống điện cần chuyển đổi giữa các trạng thái CĐXL khác nhau.
Hình 1.2 Hệ thống điện truyền tải
1.2.1 Cân bằng công suất Điều kiện cần để CĐXL có thể tồn tại là sự cân bằng công suất tác dụng (CSTD) và công suất phản kháng (CSPK) Công suất do các nguồn sinh ra phải bằng công suất do các phụ tải tiêu thụ cộng với tổn thất công suất trong các phần tử của HTĐ
Giữa công suất tác dụng và công suất phản kháng có mối quan hệ:
Cho nên các điều kiện cân bằng công suất (1.1) và (1.2) không thể xét một cách độc lập mà lúc nào cũng phải xét đến mối quan hệ giữa chúng
Trong thực tế, việc tính toán và vận hành hệ thống điện (HTĐ) một cách gần đúng cho thấy sự biến đổi của công suất tải (CSTD) và công suất phát điện (CSPK) tuân theo các quy luật riêng biệt, ít ảnh hưởng lẫn nhau.
Sự biến đổi của CSTD chủ yếu ảnh hưởng đến tần số của HTĐ, trong khi tác động đến điện áp là không đáng kể Do đó, tần số có thể được coi là tiêu chí chính để đánh giá sự cân bằng của CSTD.
Sự biến đổi của CSPK tác động chủ yếu đến điện áp của hệ thống điện (HTĐ), do đó, điện áp có thể được coi là tiêu chí quan trọng để đánh giá sự cân bằng của CSPK.
Trong quá trình vận hành hệ thống điện (HTĐ), các điều kiện cân bằng công suất được duy trì một cách tự nhiên, đảm bảo rằng các thông số của chế độ luôn giữ giá trị phù hợp Để đảm bảo hoạt động hiệu quả của phụ tải điện và HTĐ, cần quy định các giá trị cân bằng cho công suất tải điện (CSTD) và công suất phát điện (CSPK).
Công suất tác dụng được xem là cân bằng khi tần số của hệ thống bằng tần số đồng bộ f (50 hay 60 Hz) hoặc nằm trong giới hạn cho phép: 𝒇 𝒄𝒑𝒎𝒊𝒏 ≤ 𝒇 ≤ 𝒇 𝒄𝒑𝒎𝒂𝒙
Công suất phản kháng được xem là cân bằng khi điện áp tại các nút của HTĐ nằm trong giới hạn cho phép: 𝑼 𝒄𝒑𝒎𝒊𝒏 ≤ 𝑼 ≤ 𝑼 𝒄𝒑𝒎𝒂𝒙
Khi điện áp và tần số không nằm trong giới hạn cho phép, sự cân bằng công suất sẽ bị ảnh hưởng, do đó cần thực hiện các biện pháp cần thiết để đảm bảo chúng.
Sự cân bằng CSTD mang tính toàn hệ thống, với tần số tại tất cả các điểm trong hệ thống đều có giá trị chung Do đó, việc đảm bảo tần số trở nên dễ dàng hơn, chỉ cần điều chỉnh công suất tại một nhà máy nhất định.
Sự cân bằng CSPK mang tính cục bộ, thể hiện sự thừa ở một số khu vực và thiếu ở những khu vực khác Việc điều chỉnh CSPK là một quá trình phức tạp và không thể áp dụng một cách đồng nhất cho toàn bộ hệ thống.
Trong hệ thống HTĐ, máy phát điện (MF) là yếu tố then chốt quyết định hoạt động của toàn bộ hệ thống Sự cân bằng CSTD trên trục roto của các MF có vai trò quan trọng trong việc đảm bảo sự tồn tại của CĐXL Điều này thể hiện sự cân bằng Cơ-Điện, tức là sự cân bằng giữa công suất cơ học của turbine PTB và công suất điện PMF do máy phát điện cung cấp, với mối quan hệ PTB = PMF.
Công thức tính công suất điện: 𝑷 = 𝑬.𝑼
Sự cân bằng CSTD có tính chất toàn hệ thống, vì vậy bất kỳ sự mất cân bằng nào xảy ra đều ảnh hưởng ngay lập tức đến MF và gây ra sự mất cân bằng cơ điện Đối với CSPK, sự cân bằng tại các nút phụ tải lớn là rất quan trọng Ngoài ra, đối với các phụ tải quay, cần phải duy trì sự cân bằng giữa công suất điện của lưới PPT và công suất cơ của các máy công cụ, với mối quan hệ PC = PPT.
1.2.2 Phân loại ổn định trong Hệ Thống Điện
Hình 1.3 Phân loại ổn định trong hệ thống điện
Để một chế độ cân bằng công suất tồn tại trong thực tế, cần phải đáp ứng bảy điều kiện quan trọng Thực tế cho thấy các chế độ luôn chịu tác động từ các kích động bên ngoài Do đó, một chế độ thỏa mãn các điều kiện cân bằng công suất phải có khả năng chịu đựng những kích động này mà không làm phá hủy điều kiện cân bằng.
Các kích động đối với chế độ HTĐ được chia làm 2 loại: Các kích động nhỏ và các kích động lớn
Các kích động nhỏ liên tục xảy ra với biên độ nhỏ, ảnh hưởng đến thiết bị điều chỉnh và roto của MF, dẫn đến sự phá hoại cân bằng công suất ban đầu Để duy trì CĐXL, hệ thống cần phải chịu đựng và khôi phục sự cân bằng công suất sau các kích động này, từ đó đảm bảo ổn định tĩnh cho hệ thống.
Ta có, định nghĩa ổn định tĩnh:
“Ổn định tĩnh là khả năng của HTĐ khôi phục lại chế độ ban đầu hoặc rất gần chế độ ban đầu sau khi bị kích động nhỏ.”
Như vậy ổn định tĩnh là điều kiện đủ để một CĐXL tồn tại trong thực tế
Các kích động lớn xảy ra với tần suất thấp hơn so với các kích động nhỏ, nhưng có biên độ mạnh mẽ hơn Chúng thường xuất hiện do sự thay đổi đột ngột trong sơ đồ nối điện, biến động của phụ tải điện và các sự cố ngắn mạch Những kích động lớn này có thể làm mất cân bằng công suất Cơ-Điện một cách đột ngột, dẫn đến dao động mạnh mẽ của CĐXL Khả năng của hệ thống điện (HTĐ) trong việc chịu đựng những kích động này mà không gây hư hại cho CĐXL được gọi là khả năng ổn định động của hệ thống điện.
Ta có định nghĩa ổn định động:
Ổn Định Tĩnh Của Hệ Thống Điện Đơn Giản
1.3.1 Định nghĩa ổn định theo năng lương
Một hệ ở chế độ xác lập khi có sự cân bằng giữa năng lượng phát và tiêu thụ
Mỗi chế độ xác lập sẽ tương thích với các thông số xác định trạng thái của hệ
Khi có nhiễu gây ra sự thay đổi các thông số theo hướng khuếch đại, hệ thống sẽ trở nên không ổn định Tình trạng này xảy ra khi năng lượng phát ra vượt quá năng lượng tiêu tán.
Tiêu chuẩn năng lượng về ổn định hệ được mô tả qua bất đẳng thức:
∆Π < 0 (1.10) Trong đó: ∆Π : Gia số thông số
Theo tiêu chuẩn ổn định năng lượng trên thì hệ sẽ ổn định nếu:
Góc 𝛿 là tham số trạng thái quan trọng, với năng lượng phát biểu hiện qua công suất cơ PT và năng lượng tiêu tán là công suất máy phát truyền về hệ thống Dựa trên giả thiết công suất PT không đổi, ta có thể viết lại biểu thức liên quan.
1.3.2 Hệ thống điện đơn giản
Hệ thống điện đơn giản là HTĐ gồm một nhà máy điện nối bằng đường dây tải điện tới thanh cái nhận điện áp U=const
Hình 1.6 Hệ thống điện đơn giản
Theo lý thuyết HTĐ không tồn tại các thanh cái nhận điện áp không đổi
Trong thực tế, điện áp U tại thanh cái nhận điện có thể được coi là hằng số khi công suất mà nó nhận từ hệ thống lớn hơn nhiều so với công suất Pht còn lại Do đó, điện áp U giữ nguyên giá trị bất chấp sự biến đổi của công suất P.
1.3.3 Tiêu chuẩn ổn định của HTĐ đơn giản Để xây dựng tiêu chuẩn ổn định tĩnh, ta phải khảo sát phương trình chuyển động tương đối của rotor Trong phần này ta bỏ qua không xét đến quá trình quá độ điện từ và quá trình quá độ xảy ra trong thiết bị điều khiển kích từ (TBĐKKT), ảnh hưởng của
TBĐKKT duy trì ổn định tĩnh thông qua các giá trị sức điện động không đổi, trong khi không xem xét đến công suất không đồng bộ.
Phương trình chuyển động tương đối của rotor:
1.3.4 Độ dự trữ ổn định
Nếu hệ thống hoạt động với công suất phát P0, thì độ dự trữ ổn định tĩnh của chế độ này được xác định như sau:
Một chế độ vận hành không chỉ cần có ổn định tĩnh mà còn phải duy trì một dự trữ ổn định tĩnh nhất định Theo tiêu chuẩn của Liên Xô cũ, một chế độ làm việc được coi là đảm bảo khi có độ dự trữ ổn định tĩnh 𝑲𝑡 ≥ 20%.
1.3.5 Ảnh hưởng của điện kháng của HTĐ đến ổn định tĩnh
Hình 1.7 Sơ đồ ví dụ về tỉ lệ giữa các điện kháng của các phần tử HTĐ
Hình 1.8 Quan hệ giữa Pmax và X
Ta thấy công suất truyền tải cực đại tỉ lệ nghịch với điện kháng của HTĐ
Trong hệ thống 𝑿 𝚺, điện kháng của MF chiếm ưu thế vượt trội so với điện kháng của các MBA và đường dây tải điện, có thể lên tới 2/3 tổng điện kháng của toàn bộ hệ thống.
Khi giá trị X của hệ thống tăng lên, E cũng tăng theo, dẫn đến Pmax có sự gia tăng nhẹ Đồ thị cho thấy công suất truyền tải trong hệ thống phụ thuộc nhiều vào điện kháng của hệ thống điện, trong đó điện kháng của máy phát đóng vai trò quan trọng Để nâng cao khả năng tải của hệ thống điện, cần giảm giá trị X bằng cách giảm điện kháng của máy phát.
1.3.6 Ổn định tĩnh của HTĐ gồm 2 NMĐ làm việc song song
Sơ đồ hệ thống điện gồm hai nhà máy điện làm việc song song
Hình 1.9 Sơ đồ 2 nhà máy điện làm việc song song
Nhà máy điện số 1 và 2 có công suất tương đương, dẫn đến điện áp U trên cực phụ tải không phải là hằng số mà thay đổi theo công suất của các nhà máy, với tải được xem là tuyến tính Trong đó, nhà máy số 1 cần được xem xét về ổn định, trong khi nhà máy số 2 thường được coi là đẳng trị cho các nhà máy khác trong hệ thống điện.
Công suất của hai nhà máy có sự liên quan chặt chẽ với nhau Các hệ số công suất đồng bộ không đồng bộ bằng 0 và:
Ổn định động của hệ thống điện
1.4.1 Các kích động lớn trong HTĐ
Nghiên cứu ổn định động là nghiên cứu khả năng của HTĐ khôi phục lại chế độ ban đầu sau khi bị các kích động lớn
Các kích động lớn xảy ra trong HTĐ do các nguyên nhân sau:
• Cắt hoặc đóng đột ngột các phụ tải lớn
• Cắt đường dây tải điện hoặc MBA đang mang tải
• Cắt máy điện đang mang tải
Trong các dạng kích động, ngắn mạch được coi là nguy hiểm nhất, do đó, việc ổn định động của hệ thống điện (HTĐ) cần được xem xét đặc biệt trong trường hợp xảy ra ngắn mạch.
Các loại ngắn mạch gồm có: 1 pha chạm đất, 2 pha, 2 pha chạm đất, 3 pha
Theo thống kê, 70-90% ngắn mạch là ngắn mạch một pha chạm đất, trong khi ngắn mạch hai pha chiếm 5-15% và ngắn mạch ba pha chỉ khoảng 5-10% Mặc dù ngắn mạch ba pha ít xảy ra, nhưng nó gây ra nguy hiểm lớn nhất do làm gián đoạn mối liên hệ giữa nhà máy và phụ tải, cũng như giữa các nhà máy điện, dẫn đến giảm công suất tối đa và dao động mạnh của MF Ngắn mạch hai pha chạm đất xảy ra sau ngắn mạch ba pha Ổn định động của hệ thống điện (HTĐ) được đánh giá dựa trên các loại ngắn mạch này Cần lưu ý rằng trong quá trình quá độ cơ điện với các kích động lớn, nếu HTĐ vẫn ổn định, tốc độ góc chỉ thay đổi rất nhỏ và thường được xem như bằng tốc độ đồng bộ.
1.4.2 Sơ đồ thay thế của HTĐ khi ngắn mạch
Khi xảy ra ngắn mạch, có sự xuất hiện của dòng điện ngắn mạch theo thứ tự thuận, thứ tự nghịch và thứ tự không Điều này ảnh hưởng đáng kể đến MF, và cần được xem xét kỹ lưỡng để hiểu rõ tác động của các dòng ngắn mạch này.
Dòng điện thứ tự không không ảnh hưởng đến công suất của máy phát điện (MF) vì các máy biến áp (MBA) tăng áp thường có tổ nối dây ∆/Y0, cho phép dòng điện này khép mạch qua nối đất mà không đi vào MF Ngược lại, dòng điện thứ tự nghịch có thể đi qua máy biến thế vào MF và tạo ra moment quay với tần số 2ω so với rotor Tuy nhiên, do quán tính lớn của rotor, moment này không tác động kịp thời, dẫn đến giá trị trung bình gần bằng 0 và không ảnh hưởng đến chuyển động của rotor Vì vậy, dòng thứ tự nghịch cũng thường được bỏ qua trong tính toán ổn định.
Sự thay đổi công suất và moment của MF chỉ bị ảnh hưởng bởi dòng thứ tự thuận, điều này giúp đơn giản hóa quá trình tính toán Chế độ không đối xứng có thể được quy về chế độ đối xứng, tạo ra những lợi ích rõ ràng trong việc phân tích và thiết kế hệ thống.
Trong nhiều tính toán ổn định động, có thể bỏ qua điện trở ngắn mạch, do đó chỉ có điện kháng ngắn mạch 𝑿 ∆
Dòng điện ngắn mạch ở giữa đường dây nhỏ hơn dòng điện ngắn mạch ở hai đầu đường dây, ngắn mạch ở phía đầu đường dây do đó nguy hiểm hơn
Dòng công suất truyền từ nhà máy điện vào hệ thống phụ thuộc vào vị trí của điểm ngắn mạch Khi ngắn mạch xảy ra ở giữa đường dây, điện áp hai đầu đường dây sẽ cao hơn so với khi ngắn mạch xảy ra ở hai đầu đường dây, dẫn đến dòng công suất truyền vào hệ thống qua đường dây không hư hỏng nhỏ hơn, tạo ra tình huống nguy hiểm hơn Do đó, trong tính toán ổn định, thường chọn điểm ngắn mạch ở đầu phía máy phát của đường dây liên lạc giữa nhà máy điện và hệ thống hoặc giữa các nhà máy điện Ngắn mạch chỉ gây nguy hiểm về mặt ổn định động khi làm cho một nhà máy điện tăng tốc trong khi nhà máy thứ hai hãm tốc Nếu cả hai máy điện đều hãm tốc hoặc tăng tốc, tần số của hệ thống sẽ tăng lên mà không gây nguy hiểm.
1.4.4 Sự cố 3 pha đột ngột trên đường dây truyền tải
Quá trình quá độ có điện trong ngắn mạch diễn ra qua ba giai đoạn: trước, trong và sau ngắn mạch Để khảo sát ổn định động, cần xây dựng các đường đặc tính công suất cho từng trường hợp ngắn mạch cụ thể.
• Sự cố 3 pha đột ngột tại cuối đường dây truyền tải:
Trước khi xảy ra sự cố 3 pha tại điểm cuối của một đường dây truyền tải, hai đường dây truyền tải vẫn còn nguyên vẹn Biểu đồ góc công suất được xác định như trong hình 1.11.
Trong sự cố ngắn mạch 3 pha tại đường dây truyền tải thứ 2, máy phát đã bị cô lập khỏi hệ thống nhằm mục đích phân bố công suất hiệu quả hơn Hình 1.11 minh họa điều kiện trước sự cố, trong khi Hình 1.12 thể hiện quá trình phân bố công suất trong lúc xảy ra sự cố.
Hình 1.12 Điều kiện trong lúc xảy ra sự cố ngắn mạch cuối đường dây
Góc rotor sẽ gia tăng, dẫn đến mất ổn định nếu không xử lý sự cố kịp thời Sau khi xảy ra sự cố, máy cắt ở hai đầu đường dây sẽ ngắt kết nối ngay tại thời điểm đó, và trong quá trình khắc phục sự cố, đường dây sẽ không còn liên kết với hệ thống.
Hình 1.13 Điều kiện sau sự cố ngắn mạch cuối đường dây
• Sự cố 3 pha đột ngột tại giữa đường dây truyền tải
Hình 1.14 Biểu đồ thể hiện góc công suất trước và sau xảy ra sự cố ở giữa đường dây truyền tải
Trước khi xảy ra sự cố ngắn mạch, hai đường dây truyền tải được kết nối như hình 1.16 Sự cố này ảnh hưởng đến hoạt động của hệ thống truyền tải điện.
Hình 1.16 Điều kiện trước sự cố xảy ra giữa đường dây truyền tải
Biểu đồ góc công suất được xác định bởi:
Mô hình mạng điện của hệ thống trong quá trình xảy ra sự cố được thể hiện qua hình 1.17, tương đương với hình 1.18.
Hình 1.17 Trong quá trình xảy ra sự cố giữa đường dây truyền tải
Hình 1.18 Chuyển đổi mạng điện từ tam giác sang sao của sự cố giữa đường dây truyền tải
Hình 1.19 Chuyển đổi mạch từ sao sang tam giác của sự cố giữa đường dây truyền tải
23 Điều kiện sau sự cố: Trong điều kiện này, sự cố trên đường dây thứ hai đã được cô lập Mạng điện được thể hiện trong hình 1.20
Hình 1.20 Điều kiện xảy ra sau sự cố giữa đường dây truyền tải
Hình 1.21 Biểu đồ góc công suất lúc chưa có sự cân bằng diện tích Để diện tích A1 = A2, 𝟏 tiếp tục tăng cho đến khi 𝟐 = 𝒎𝒂𝒙
Hình 1.22 Biểu đồ góc công suất khi có sự cân bằng diện tích
Để xác định dòng điện trong hình ảnh, có sự cố ba pha tác động lên một điểm cuối đường dây gần CB4 Cần tìm góc giới hạn để xóa lỗi với sự mở đồng thời của CB2 và CB4 Trước sự cố, máy phát đang hoạt động với công suất 1.0 p.u MW, và tất cả các giá trị p.u đều chung một MVA.
Hình 1.23 Bài tập ví dụ sự cố ngắn mạch ở cuối đường dây truyền tải
Giải pháp: chuyển điệnkháng về trạng thái vận hành trước sự cố thì
𝟎.𝟓𝟔 𝐬𝐢𝐧 =2.232∗ 𝐬𝐢𝐧 Điều kiện trong sự cố: Sự cố xảy ra tại cuối đường dây số 2 hoặc gần thanh cái số
2 Trong khi đó sựu cố ngắn mạch làm mạch tách ra bởi các CB để xác định điện kháng truyền tải giống như hình bên dưới, trong suốt quá trình loại bỏ sự cố thì không có công suất được truyền từ mạch chính nên Pe2 =0
V Điều kiện sau sự cố: Với việc mở của đường dây bị lỗi được giả sử bằng cách mở CB2 và CB4 thì điện trở sau sự cố là
𝟎.𝟖𝟏 𝐬𝐢𝐧=1.543𝐬𝐢𝐧 Góc công suất đầu tiên được tính:
Một động cơ đồng bộ có công suất 2220 MVA, điện áp 24 KV và tần số 60 Hz được kết nối với thanh cái đầu tiên trong hệ thống truyền tải, cùng với hai đường dây như hình minh họa Điện áp tại thanh cái đầu tiên là V=1.0 p.u, với điện kháng quá độ trực tiếp của máy là 0.3 p.u, điện kháng truyền tải là 0.2 p.u, và điện kháng của mỗi đường dây là 0.3 p.u Máy phát hoạt động với công suất thực 0.8 p.u và công suất phản kháng 0.074 p.u, trong khi điện áp cuối cũng đạt 1.0 p.u Hằng số quán tính H là 5 MJ/MVA, và tất cả điện trở được bỏ qua trong tính toán.
Các biện pháp nâng cao ổn định hệ thống điện
Đảm bảo sự ổn định của hệ thống điện trong mọi điều kiện là vô cùng quan trọng để cung cấp điện năng liên tục cho người tiêu dùng Các biện pháp nâng cao ổn định hệ thống điện có thể được phân loại thành hai loại.
Cải thiện các phần tử chính của HTĐ
Thêm vào hệ thống các phần tử phụ nhằm nâng cao khả năng ổn định của hệ thống
1.5.1 Cải thiện các phần tử chính của HTĐ
Khi 𝐜𝐨𝐬 𝝋 của máy phát MF cao, sự ổn định sẽ giảm đi Ngược lại, nếu sản xuất máy phát với 𝐜𝐨𝐬 𝝋 thấp, công suất biểu kiến sẽ tăng lên với cùng một giá trị của CSTD, dẫn đến S lớn hơn.
=P/𝐜𝐨𝐬 𝝋 làm cho máy phát đắt tiền, trong thực tế người ta chọn giá tri thích hợp của 𝐜𝐨𝐬 𝝋
Khi vận hành máy phát, nếu 𝐜𝐨𝐬 𝝋 quá cao, cần áp dụng biện pháp giảm 𝐜𝐨𝐬 𝝋 để đảm bảo ổn định Một phương pháp hiệu quả là đấu thêm dẫn kháng vào cực MF, giúp tăng lượng CSPK của máy phát và hạ thấp 𝐜𝐨𝐬 𝝋.
• Thiết bị điều khiển kích từ (TBĐKKT)
Bộ TBĐKKT đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì ổn định điện áp tại các đầu cực MF thông qua điều khiển kích từ, đồng thời bảo vệ hệ thống khỏi các sự cố ổn định tĩnh Một số yêu cầu cần thiết đối với các bộ TBĐKKT bao gồm tính năng hoạt động hiệu quả và độ tin cậy cao.
Yêu cầu 1: tác động nhanh
Yêu cầu 2: Ukmax hay Eqmax phải cao
TBĐKKT cần phải có độ nhạy cao và không được có vùng chết, vì ảnh hưởng của nó đến ổn định động là không đáng kể Điều này do quá trình quá độ cơ điện diễn ra rất nhanh, trong khi quá trình quá độ điện từ lại chậm hơn Tuy nhiên, trong trường hợp cắt mạch chậm, bộ phận cường hành kích thích của TBĐKKT vẫn có tác dụng và giúp giảm diện tích gia tốc.
Sử dụng máy cắt điện cắt nhanh sự cố là biện pháp cơ bản để đảm bảo ổn định động của HTĐ
Đường dây truyền tải điện có vai trò quan trọng trong việc nâng cao sự ổn định của hệ thống điện Việc kéo dài đường dây tải điện giúp giảm điện kháng tương đối, từ đó cải thiện hiệu suất hoạt động của toàn bộ hệ thống.
Tỷ lệ nghịch giữa 𝑿 𝒅𝒅 và bình phương điện áp của đường dây tải điện cho thấy khi 𝑿 𝒅𝒅 giảm, Pmax sẽ tăng lên Hình 1.16 minh họa mối quan hệ này giữa Pmax và điện áp Udd của đường dây tải điện dài 200km Đối với các đường dây dài, điện kháng tuyệt đối 𝑿 𝒅𝒅 có ảnh hưởng đáng kể đến độ dự trữ ổn định.
Hình 1.14 Đồ thị quan hệ giữa Pmax và Udd
Một số biện pháp làm giảm 𝑿 𝒅𝒅 :
Bù dọc bằng cách thêm Xc vào đường dây, do đó 𝑿 𝒅𝒅 = 𝑿 𝑳 − 𝑿 𝑪 sẽ giảm đi
Phân nhánh dây dẫn là một giải pháp hiệu quả để quản lý sự cố trong hệ thống điện Việc đặt các trạm cắt trung gian giúp dễ dàng cắt đứt đoạn dây gặp sự cố khi xảy ra ngắn mạch Đối với đường dây siêu cao áp, việc lắp đặt máy bù đồng bộ hoặc máy bù tĩnh (SVC) dọc theo đường dây sẽ tăng cường khả năng tải của hệ thống, từ đó cải thiện hiệu suất và độ tin cậy của mạng lưới điện.
Nối đất các điểm trung tính của máy biến thế qua điện kháng hoặc điện trở tác dụng
Cần có sự phân chia công suất nguồn Q hợp lý để có thể có một độ dự trữ tương hợp với ổn định điện áp
Dữ trữ nóng công suất phản kháng cần được đảm bảo nhờ kích từ và các tụ bù ngang
Nhân viên điều phối cần nhận biết đúng các triệu chứng mất ổn định và biện pháp kịp thời điều khiển Q, cắt tải,
GIỚI THIỆU VỀ PHẦN MỀM ETAP
Tổng Quát Về Chương Trình Etap
ETAP, sản phẩm của công ty Operation Technology, Inc (OTI), ra đời khi máy tính điện toán bắt đầu hỗ trợ công việc Ban đầu, ETAP chuyên về thiết kế lưới điện và tính toán các thông số của lưới điện tĩnh (Off-line) Năm 1992, ETAP mở rộng sang quản lý lưới điện thời gian thực (Real-time), cung cấp khả năng điều khiển, kiểm soát và dự báo lưới điện trong vận hành thực tế Kể từ đó, ETAP thu hút một lượng lớn người dùng và ngày càng được tin cậy.
Phần mền ETAP được chi làm 2 phần:
ETAP Off-line: cung cấp cái nhìn đầu tiên, mô phỏng hệ thống điện cần quy hoạch trên mô hình và kiểm tra trước khi thi công dự án
ETAP Real-time hướng tới việc phát triển một hệ thống tự hành, bao gồm khả năng nhận dữ liệu, giám sát và dự báo các sự cố tiềm ẩn Hệ thống này cũng tập trung vào quy hoạch động và thao tác hiệu quả trong quá trình vận hành.
Phần mền ETAP được sử dụng trong các tính toán liên quan đến bài toán tính toán hệ thống như sau:
Bài toán phân bố công suất (Load Flow Analysis)
Bài toán phân bố công suất tải không cân bằng (Unbalanced Load Flow Analysis)
Bài toán ngắn mạch (Short-Circuit Analysis)
Bài toán khởi động động cơ (Motor Acceleration Analysis)
Bài toán phân tích sóng hài (Harmonic Analysis)
Bài toán phân tích ổn định quá độ (Transient Stability Analysis)
Bài toán phối hợp các thiết bị bảo vệ (Star-Protective Device Coordination)
Bài toán độ tin cậy trên lưới điện (Reliability Assessment)
Bài toán đặt tụ bù tối ưu (Optimal Capacitor Placement)
Các thanh Menu cơ bản trong ETAP
Hình 2 1 Phần mềm ETAP phiên bản 12.6
Hình 2 2 Thanh công cụ File
Thanh công cụ File cho phép người dùng truy cập các hoạt động cơ bản của hệ điều hành như mở, in, và lưu tệp Nó bao gồm các chức năng thiết yếu giúp quản lý và thao tác với tài liệu một cách hiệu quả.
New Project: tạo một dự án mới
Open Project: mở một file có sẵn
Close Project: đóng cửa sổ hiện hành trong Stusy View
Logg Off: rời khỏi chương trình hiện hành
Save Project: lưu một dự án
Data Exchange: chuyển đổi đuôi định dạng của chương trình là *.OTI và chuyển sang dạng hình có đuôi *.EFM
Hình 2 3 Thanh công cụ Edit
Cut : xóa một phần tử từ sơ đồ và di chuyển phần tử đó
Coppy : sao chép một phần tử từ sơ đồ và di chuyển phần tử đó
Paste: dán một phần tử vào bên trong sơ đồ
Move from: di chuyển một phần tử vào bên trong sơ đồ
Deselect All: loại bỏ tất cả các phần tử trong sơ đồ
Hình 2 4 Thanh công cụ View
Zoom In: phóng lớn tất cả các phần tử trong màn hình Study View
Zoom Out: thu nhỏ tất cả các phần tử trong màn hình Study View
Zoom to fit: xem tất cả các phần tử trên cửa sổ Window ở chế dộ tốt nhất trong Study View
Hình 2 5 Thanh công cụ Project
Information: hộp thoại chứa các thông tin dự án như: Tên dự án, vị trí của dự án, mã số của hợp đồng, ;
Standards: các tiêu chuẩn định dạng cho hệ thống dự án như: tần số, đơn vị chiều dài, ngày , tháng, năm, ;
Setting: cài đặt chế độ hoạt động của tải như: hoạt động theo hiệu suất, theo động cơ hoặc theo tải ưu tiên, ;
Hình 2 6 Thanh công cụ Tool
Size: dùng để thay đổi kích cỡ từng phần tử hay thay đổi toàn bộ các phần tử trong vùng Study Veiw
Khi chọn các phần tử trên sơ đồ đơn tuyến, bạn có thể thay đổi tất cả các kí hiệu để phù hợp với nhu cầu thiết kế Bên cạnh đó, việc điều chỉnh góc quay của từng phần tử hoặc toàn bộ sơ đồ cũng giúp tối ưu hóa hình ảnh và cấu trúc của sơ đồ đơn tuyến.
Group: nhóm các phần tử được chọn thành một nhóm, các phần tử chỉ phụ thuộc duy nhất vào một nhóm
Ungroup: tách một nhóm thành những phần tử riêng lẻ trên sơ đồ
2.2.6 Thanh công cụ hệ thống
Hình 2 7 Các chứng năng nghiên cứu của ETAP
Thanh công cụ hệ thống để thực hiện mô phỏng tính toán nhiều bài toán khác nhau như: Tính toán công suất, ổn định,
2.2.7 Các phần tử AC cơ bản trong ETAP
Hình 2 8 Các phần tử AC
Nguồn được xem là thay thế cho 1 hệ thống phức tạp vô cùng lớn được đặc trưng bởi các thông số sau:
- IP: tên của nguồn (hệ thống)
- Bus: kết nối với bus nào (kèm điện áp định mức)
- Mode: chọn chức năng của nguồn
+ Voltage Control: điều chỉnh điện áp
+ Mvar Control: điều chỉnh công suất kháng
+ PF control: điều chỉnh hệ số công suất
Hình 2 10 Trang Rating của nguồn
- Rated: điện áp định mức (kèm kiểu đấu dây)
- Balanced/Unbalanced: ba pha cân bằng/ không cân bằng
- Generation Categories: các thiết lập các thông số hoạt động của nguồn
- Operating: các giá trị của trạng thái hoạt động gần nhất
- SC Rating: Công suất ngắn mạch và trở kháng hệ thống
- SC Imp (100MVA base): trở kháng hệ thống ở công suất cơ bản 100MVA
Khi lựa chọn dạng điện áp đầu ra cho hệ thống, cần xem xét các loại sóng hài như sin, không sin, và các dạng sóng nghịch lưu Đối với hệ thống có điện áp đầu ra hình sin, lựa chọn phù hợp là None.
Máy phát cũng tương tự như nguồn chỉ khác 1 vài điểm sau :
+ MW: công suất P định mức
+ kV: điện áp định mức
+ %PF: hệ số công suất
+ MVA: công suất S định mức
+ %Eff: hiệu suất làm việc
+ FLA: dòng pha ở công suất định mức
+ RPM: tốc độ đồng bộ
Hình 2 11 Trang Rating của máy phát
PrimeMover Rating: công suất liên tục và cao điểm dùng để tính các cảnh bảo lúc khởi động các phụ tải động cơ
Mvar Limits: giới hạn công suất kháng lúc cao điểm Có thể cài đặt hoặc Etap tự tính theo PrimeMover Rating
Hình 2 12 Trang Imp/Model của máy phát
Impedance: thông tin về trở kháng siêu quá độ, thứ tự thuận, nghịch, không dung trong tính toán ngắn mạch
Mô hình máy phát động lực là công cụ quan trọng để phân tích ổn định hệ thống, bao gồm các thông số kỹ thuật cần thiết Các loại máy phát có thể phân loại thành máy phát hơi, khí và thủy điện, cùng với các loại rotor như cực ẩn và cực lồi, mỗi loại đều có đặc điểm và ứng dụng riêng trong việc tối ưu hóa hiệu suất hệ thống.
IEC 60909 S.C: giới hạn chịu được khi ngắn mạch theo tiêu chuẩn IEEE60909
Nonimal KV: điện áp định mức
Bus Voltage: Giá trị ban đầu của vòng lặp trong tính toán
Hình 2 13 Trang information của Bus
Hình 2 14 Trang Information của đường dây
From/to: dây nối từ Bus đến Bus
Length: chiều dài dây, chọn đơn vị thích hợp
Hình 2 15 Trang Papameter của đường dây
Conductor Type: loại dây đồng hay nhôm
R – T2: điện trở ở nhiệt độ T2 (R – T1 và R – T2 là 2 điểm để Etap nội suy ra điện trở đường dây ở nhiệt độ khác)
Outside Diameter: đường kính ngoài của dây
GMR: bán kính trung bình nhân giữa các nhóm dây cùng pha (Dm)
Xa: trở kháng của dây pha trên 1 đơn vị chiều dài ( Etap tự tính )
Xa’: dung dẫn của dây pha (với khoảng cách trung bình Hình học giữa các dây pha là 1 ft) trên 1 đơn bị chiều dài (Etap tự tính)
Ground Wire: thông số dây nối đất
Etap cung cấp một thư viện dây phong phú với đầy đủ thông số kỹ thuật, mang lại sự tiện lợi cho người dùng Thư viện này cho phép người dùng tùy chỉnh theo nhu cầu của mình.
Hình 2 16 Trang configuration của đường dây
Configuration: cách bố trí dây (thằng đứng, nằm ngang, tam giác, mạch kép) GMD: khoảng cách trung bình nhân giữa các dây pha (Dm)
Phase: khoảng cách giữa các dây pha, các dây pha với đất
Transposed: chọn nếu dây dẫn có hoán vị đầy đủ
Separation: khoảng cách trung bình Hình học giữa các dây (trường hợp phân pha) Conductors/phase: số dây trong cùng một pha (trường hợp phân pha)
Ground Wire: dây chống sét
Với các thông số trên Etap sẽ tự tính ra trở kháng của đường dây
Các thông tin về nội đất đường dây (nối đất chống sét, nối đất lặp lại…)
Các thông tin về lớp đất bên dưới dây dẫn
Hình 2 17 Trang Impedance của đường dây
Calculated : nhận kết quả tính toán từ Etap (R,X,B)
User Defined: nhập số liệu có sẵn (R,X,B)
Impedance (per phase): các thông số R,X,B cho thứ tự thuận, nghịch và thứ tự không
Hình 2 18 Trang Sag&Tension của đường dây
Same Tower Height: các cột có cùng độ cao
Op Temp: nhiệt độ vẫn hành của đường dây
Horiz Tension: lực căng ngang
Ruling Span: khoảng vượt (khi các cột có cùng độ cao)
Span: khoảng vượt củ thệ
Height Diff: sai biệt độ cao giữa 2 cột
Ice: độ dày lớp bang bán trên dây
Elongation Coefficient: hệ số giản nở của dây dẫn
Al/CU Strands: số sợi và đường kính mỗi sợi phần dẫn điện
Steel Strands: số sợi và đường kính mỗi sợi phần chịu lực
Modulus of Elasticity: khả năng chịu kéo
Known Conditions: các điều kiện
Ice: độ dày của lớp bang bám trên dây dẫn
Temperature: nhiệt độ vận hành
Tension of Sag: chọn giá trị độ võng hay lực căng dây cho phép
Connection: 3 pha hay 1 pha, nếu 1 pha thì pha A,B hay C
Hình 2 19 Trang Information của Tải
Hình 2 20 Trang Nameplate của Tải
Model Type: loại phụ tải (cân bằng, không cân bằng, biến đổi theo điện áp, tần số, dạng hàm….)
Rating: công suất tải, hệ số công suất
Load Type: tỉ lệ tải tĩnh và tải động
Loading: giá trị mang tải trong các trường hợp khác nhau
Hình 2 21 Trang Short Circuit của Tải
%LRC: dòng sự cố khi ngắn mạch do động cơ trả về
% Total Load: % tải động cơ
X/R: tỉ số trở kháng / điện trở của động cơ
PHÂN TÍCH ỔN ĐỊNH QUÁ ĐỘ HỆ THỐNG ĐIỆN 9 NÚT BẰNG PHẦN MỀM ETAP
Mô hình mạng điện 9 nút
Hình 3.1 Sơ đồ mô hình mạng điện 9 nút đơn tuyến
Thông số mô phỏng mạng điện
Bảng 3.1 Thông số máy phát mạng điện 9 nút
MBA Thứ tự thuận Thứ tự không
%Z %R X/R %X %Z0 %R0 X0/ R0 % X0 Điện áp Tổ đáu dây T1 5.76 0.006 1000 5.76 5.76 0.058 100 5.76 16.5-230 YD T2 6.25 0.006 1000 6.25 6.25 0.062 100 6.25 18-230 DY T3 5.86 0.006 1000 5.86 5.86 0.059 100 5.86 13.8-230 DY
Bảng 3.2 Thông số máy biến áp mạng điện 9 nút
Line Thứ tự thuận Thứ tự nghịch
Bảng 3.3 Thông số đường dây mạng điện 9 nút
Bảng 3.4 Thông số tải mạng điện 9 nút
Cài đặt thông số mô phỏng trên phần mềm Etap
3.2.1 .Cài đặt thông số cho máy phát G1
Hình 3.2 Cài đặt thông số mô hình của máy phát G1 mạng điện 9 nút
Hình 3.3 Cài đặt thông số kích từ của máy phát G1 mạng điện 9 nút
Hình 3.4 Cài đặt thông số bộ PSS của máy phát G1 mạng điện 9 nút
Hình 3.5 Cài đặt thông số bộ điều tốc (Governor) của máy phát G1 mạng điện 9 nút
3.2.2 Cài đặt thông số cho máy phát G2
Hình 3.6 Cài đặt thông số mô hình của máy phát G2 mạng điện 9 nút
Hình 3.7 Cài đặt thông số bộ PSS của máy phát G2 mạng điện 9 nút
Hình 3.8 Cài đặt thông số bộ kích từ của máy phát G2 mạng điện 9 nút
Hình 3.9 Cài đặt thông số bộ điều tốc (Governor) của máy phát G2 mạng điện 9 nút
3.2.3 Cài đặt thông số cho máy phát G3
Hình 3.10 Cài đặt thông số mô hình của máy phát G3 mạng điện 9 nút
Hình 3.11 Cài đặt thông số bộ kích từ của máy phát G3 mạng điện 9 nút
Hình 3.12 Cài đặt thông số bộ PSS cho máy phát G3 mạng điện 9 nút
Hình 3.13 Cài đặt thông số bộ điều tốc (Governor) cho máy phát G3 mạng điện 9 nút
3.2.4 Cài đặt thông số máy biến áp
Hình 3.14 Cài đặt thông số máy biến áp T1, T2, T3 mạng điện 9 nút
3.2.5 Cài đặt thông số đường dây
Hình 3.15 Cài đặt thông số mô hình đường dây số 1 mạng điện 9 nút
(tương tự cài đặt với các đường dây còn lại)
3.2.6 Cài đặt thông số tải
Hình 3.16 Cài đặt thông số mô hình tải A,B,C mạng điện 9 nút
Giả lập sự cố và mô phỏng
Mạng điện IEEE 9 nút hoạt động ổn định trong khoảng thời gian từ 0 đến 5 giây Trong thời gian này, xảy ra sự cố ngắn mạch 3 pha tại đường dây số 3, và sự cố này được duy trì đến 15 giây.
Case để tạo Study Case mới rồi nhấn Edit Study Case để cài đặt sự cố Ở thẻ info, đặt tên cho sự cố và chọn phương pháp Newton-Raphson
Hình 3.17 Tag cài đặt sự kiện sự cố
Hình 3.17 Cài đặt sự kiện sự cố cho mạng điện 9 nút
Chạy mô phỏng mạng điện 9 nút
Hình 3.18 Chạy mô phỏng sự cố tại đường dây số 3mạng điện 9 nút
Hình 3.19 Đồ thị đáp ứng góc lệch của các máy phát
Dựa vào đồ thị đáp ứng góc lệch của các máy phát, máy phát số 2 thể hiện sự dao động mạnh mẽ trong khoảng thời gian từ 5 giây đến 9 giây.
Máy phát số 2 dao động nhanh hơn máy phát số 3 do gần điểm sự cố hơn, trong khi cả hai máy phát đều có xu hướng ổn định dần.
Việc không xử lý sự cố kịp thời có thể gây ra hậu quả nghiêm trọng, dẫn đến sự tan rã của toàn bộ hệ thống điện và mất điện trên diện rộng, ảnh hưởng đến an ninh, kinh tế và xã hội Do đó, cần thiết phải có các giải pháp hiệu quả để khắc phục sự cố nhanh chóng.
Sự cố tại đường dây số 3 đã dẫn đến tình trạng dòng điện tăng cao, sụt áp và thiếu hụt công suất Để khắc phục tình trạng này, các máy phát số 2 và 3 đã phải tăng tốc nhằm bù đắp cho công suất thiếu hụt.
Hình 3.20 Tốc độ máy phát số 2, 3 thay đổi sau thời điểm giây thứ 5 của mô phỏng trong mạng điện 9 nút
Hình 3.21 Công suất điện của 3 máy phát thay đổi sau thời điểm giây thứ 5 (lần lượt G1 G2 G3)
Hình 3.22 Góc lệch của máy phát G3 tại thời điểm giây thứ 5 và tại thời điểm góc lệch đạt giá trị Max
Hình 3.23 Góc lệch của máy phát G2 tại thời điểm giây thứ 5 và tại thời điểm góc lệch đạt giá trị Max
Tại giây thứ 5 của mô phỏng, công suất các máy phát giảm ngay lập tức và sau đó dao động không ổn định Sự mất ổn định của góc lệch máy phát dẫn đến nhiễu loạn, ảnh hưởng trực tiếp đến công suất đầu ra của máy phát.
Căn cứ vào lý thuyết trong chương 1, công suất P đạt giá trị tối đa khi góc 𝛿 tiến gần đến 90 độ Dữ liệu từ bảng cho thấy máy phát G2 đạt được điều này tại thời điểm 5.831 giây.
𝛿 đạt giá trị 89.07 thì P ở giới hạn ổn định, tương tự đối với máy phát G3 tại thời điểm 5.191s với 𝛿 đạt giá trị 51.57 thì P ở giới hạn ổn định
Cần cài đặt relay bảo vệ cắt điểm sự cố trước thời gian quy định, cụ thể là relay tác động theo thời gian của máy phát số 3, với thời điểm cắt được thiết lập tại 5.2 giây Sau khi tạo sự kiện và chạy mô phỏng, chúng ta sẽ thu được kết quả cần thiết.
Hình 3.24 Đồ thị đáp ứng góc lệch của các máy phát sau khi cô lập sự cố tại thời điểm 5.2s
Tiếp tục chọn cài đặt thời gian cô lập điểm sự cố ngắn hơn, ở đây ta mô phỏng relay tác động ở 5.05s
Hình 13.24 Đồ thị đáp ứng góc lệch của các máy phát sau khi cô lập sự cố tại thời điểm 5.05s
Đồ thị đáp ứng góc lệch của các máy phát đã cải thiện sau khi cô lập sự cố, với thời gian ổn định nhanh hơn từ 1 đến 2 giây khi cài đặt tác động của relay ở 5.2 giây Khi cài đặt ở 5.05 giây, góc lệch ổn định còn nhanh hơn Đối với mạng điện nhỏ, thời gian tác động của relay khi cô lập điểm sự cố rất quan trọng cho sự ổn định quá độ Tuy nhiên, với mạng điện lớn và phức tạp, cần nhiều phương pháp tác động hơn để nhanh chóng đưa hệ thống trở lại ổn định Nghiên cứu này sẽ tiếp tục ở chương tiếp theo với phân tích ổn định quá độ của mạng điện 39 nút bằng phần mềm Etap.