Phần 1 Kiến thức chuẩn bị

TP HỒ CHÍ MINH – THÁNG 04/2007

The Power System Simulator/Advanced Distribution Engineering Productivity TooL

Ử DỤNG PHẦN MỀM PHÂN TÍCH VÀ

TÍNH TOÁN LƯỚI ĐIỆN PSS/ADEPT

GIÁO TRÌNH TẬP HUẤN

SỬ DỤNG PHẦN MỀM PHÂN TÍCH VÀ TÍNH

TOÁN LƯỚI ĐIỆN PSS/ADEPT

Biên soạn-Trình bày:

Nguyễn Hữu Phúc

Đặng Anh Tuấn

Chủ biên:

PGS. TS. Nguyễn Hữu Phúc

Bản quyền thuộc Công ty Điện lực 2 - EVN Mọi hình thức sao chép, in ấn phải được sự đồng ý bằng văn bản của Công ty Điện lực 2.

II

LLờờii nnóóii đđầầuu Lưới điện phân phối và truyền tải không ngừng phát triển mở rộng về qui

mô cũng như phức tạp. Theo đó, các yêu cầu cung cấp điện liên tục cho khách hàng với chất lượng điện năng ngày càng cao cũng gia tăng. Thiết bị trên lưới điện phân phối hiện nay vốn có đặc điểm là đa dạng về chủng loại, phức tạp về cấu tạo. Quá trình vận hành nhằm thực hiện những thao tác mang tính lập đi lập lại nhiều lần nhưng lại đòi hỏi độ chính xác cao vì vậy rất cần thiết phải tự động hóa bằng cách đưa nhiều thiết bị tự động, xử lý thông tin tự động nhằm tăng khả năng truyền đạt và xử lý thông tin. Bằng máy tính và các phần mềm chuyên dùng chúng ta có thể ngăn chặn trước và hạn chế hỏng hóc trong quá trình vận hành lưới điện. Những thành tựu mới về Công nghệ Thông tin như về khả năng lưu trữ của phần cứng, tốc độ tính toán, các phương pháp hệ chuyên gia, mạng neuron,…đã cung cấp những phương tiện và công cụ mạnh để tăng cường nghiên cứu mở rộng ứng dụng trong lĩnh vực điện năng. Đảm bảo và giữ vững mối liên hệ hữu cơ của các thành phần trong hệ thống sản xuất truyền tải, phân phối và sử dụng điện năng.

Để đáp ứng kịp thời các yêu cầu trên, từ tháng 01-2005 Tổng công ty Điện lực Việt Nam (EVN) trước đây, nay là Tập đoàn Điện lực Việt Nam đã chỉ đạo áp dụng thí điểm phần mềm PSS/ADEPT để tính toán lưới điện theo địa bàn do các đơn vị trực thuộc quản lý.

Phần mềm PSS/ADEPT được phát triển dành cho các kỹ sư và nhân viên kỹ thuật trong ngành điện. Nó được sử dụng như một công cụ để thiết kế và phân tích lưới điện phân phối. PSS/ADEPT cũng cho phép chúng ta thiết kế, chỉnh sửa và phân tích sơ đồ lưới và các mô hình lưới điện một cách trực quan theo giao diện đồ họa với số nút không giới hạn. Tháng 04-2004, hãng Shaw Power Technologies đã cho ra đời phiên bản PSS/ADEPT 5.0 với nhiều tính năng bổ sung và cập nhật đầy đủ các thông số thực tế của các phần tử trên lưới điện.

Công ty Điện lực 2-Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN) đã phối hợp cùng Khoa Điện-Điện tử trường Đại học Bách Khoa thành phố Hồ Chí Minh nghiên cứu áp dụng phần mềm này. Công ty Điện lực 2 thực hiện tập huấn cho các đơn vị trực thuộc nhằm trang bị khả năng sử dụng phần mềm chuẩn tính toán và phân tích lưới điện dựa trên phần mềm PSS/ADEPT. Điều này, nhằm giúp Công ty Điện lực 2 từng bước hệ thống hoá, chuẩn hoá kiến thức áp dụng tính toán về điện trong các hoạt động của Công ty nhất là công tác quản lý kỹ thuật vận hành lưới điện. Ưu tiên là các bài toán: phân bố công suất trên lưới, ngắn mạch, bù

IIII

công suất phản kháng, độ tin cậy,…là các vấn đề mà các đơn vị cần giải quyết hàng ngày, thậm chí hàng giờ.

Các Công ty Điện lực cần triển khai công tác đào tạo đến mức độ chi tiết về sử dụng phần mềm tính toán kỹ thuật điện chuyên ngành như PSS/U, PSS/ADEPT, PSS/E,… để các đơn vị trực thuộc sử dụng thành thạo các chương trình này.

Công ty Điện lực 2 sẽ trang bị kiến thức Công nghệ Thông tin nói chung và phần mềm tính toán kỹ thuật chuyên ngành điện nói riêng cho các đơn vi trực thuộc trong Công ty Điện lực 2 thông qua các khoá đào tạo kết hợp với và trường Đại học Bách Khoa thành phố Hồ Chí Minh. Tiển khai ứng dụng các phần mềm tính toán kỹ thuật điện trong toàn Công ty theo yêu cầu của EVN. Tạo điều kiện để các đơn vị trong Công ty tìm hiểu các phương pháp tính toán các bài toán điện cơ bản và cách xây dựng thuật toán tính toán áp dụng trong phần mềm tính toán chuyên nghiệp là phần mềm PSS/ADEPT của hãng Shaw Power Technologics Inc-USA. Đánh giá, theo dõi và giám sát hiệu quả công tác phát triển xây dựng mới, đại tu cải tạo, quản lý kỹ thuật và vận hành lưới điện của các đơn vị dựa vào công cụ hiệu quả là phần mềm tính toán kỹ thuật điện PSS/ADEPT. Làm cơ sở để đội ngũ cán bộ kỹ thuật các đơn vị dễ dàng tiếp thu và nắm bắt các phầm mềm khác sau này, ví dụ như PSS/E. EasyPower,…

Việc tổ chức đào tạo sẽ góp phần nâng cao khả năng ứng dụng máy tính, nhất là sử dụng các phần mềm tính toán chuyên ngành điện cho các đơn vị trực thuộc trong Công ty Điện lực 2. Phổ biến kinh nghiệm và triển khai các kết quả nghiên cứu các phần mềm, để các đơn vị tiếp tục áp dụng vào thực tế công tác tại đơn vị. Góp phần hoàn thành tốt công tác sản xuất kinh doanh của đơn vị trên cơ sở các kết quả tính toán từ các phần mềm mạnh. Tạo ra sự phối hợp sẵn sàng dựa trên quan hệ tốt đẹp vốn có giữa Công ty Điện lực 2-đơn vị quản lý lưới điện và trường Đại học Bách Khoa thành phố Hồ Chí Minh-đơn vị giáo dục đào tạo

Và giáo trình này được biên soạn nhằm mục đích phục vụ cho các buổi tập huấn phần mềm PSS/ADEPT 5.0 như trên.

Nhóm biên soạn rất cám ơn sự hợp tác mà Công ty Điện lực 2 đã dành cho nhóm nói riêng cũng như cho Khoa Điện-Điện tử trường Đại học Bách Khoa thành phố Hồ Chí Minh nói chung. Nhóm biên soạn cũng cám ơn một số công tác viên đã hỡ trợ xây dụng giáo trình này.

Nhóm biên soạn

IIIIII

TTóómm ttắắtt nnộộii dduunngg Giáo trình này được biên soạn phục vụ cho các buổi tập huấn sử dụng phần

mềm phân tích và tính toán lưới điện PSS/ADEPT 5.0. Giáo trình gồm các phần:

Phần 1: Kiến thức chuẩn bị yêu cầu-ôn tập kiến thức

Phần 2: Hướng dẫn sử dụng PSS/ADEPT

Phần 3: Các kỹ năng sử dụng phần mềm PSS/ADEPT-Phần căn bản

Phần 4: Các kỹ năng sử dụng phần mềm PSS/ADEPT-Phần nâng cao

Để học viên các đơn vị nắm bắt và áp dụng nhanh, còn có thêm các phần:

Phần 5: Cẩm nang sử dụng

Phần 6: Thuật ngữ Anh-Việt đối chiếu qua các slide bài giảng phần mềm PSS/ADEPT

Phần 7: Các slide bài giảng của chuyên gia PTI software.

Ngoài ra còn có Giáo trình điện tử lưu trữ trên đĩa CD-ROM: Gồm các tài liệu đa phương tiện (Multimedia) hỗ trợ thêm cho các học viên chuẩn bị bài học trước khi lên lớp, ôn tập sau khóa học về địa phương công tác. Được thực hiện bằng kỹ thuật lập trình Web và xử lý Multimedia (dạng phim có âm thanh, Web page,…)

Các chương trình chuyển đổi:

1. Chương trình Chuyển Excel DAT File.

2. Chương trình Chuyển DAT File Excel.

3. Chương trình xử lý số liệu đầu vào

4. Chương trình Tính Công Suất Nguồn.

5. Chương trình Tính Tổng Trở Máy Biến Thế.

6. Chương trình chia sẻ PSS/ADEPT qua mạng LAN, WAN và internet

7. Hệ thống các bài tập trắc nghiệm trên máy tính suốt khoá học

8. Chương trình thi kết thúc khoá học bằng trắc nghiệm trực tiếp trên máy tính

Và các CD-ROM:

-CD1: Giáo trình điện tử hỗ trợ

-CD2: Các bài giảng và bài tập

IIVV

-CD3: Dữ liệu lưới điện

-CD4: Dữ liệu lưới điện (tt) và source các chương trình họ PSS/*

-CD5: Các chương trình hỗ trợ khoá học

Gồm các tài nguyên học tập như: tài liệu tham khảo, User’s Guide, website PTI (offline, xem không cần kết nối internet), web documents, source software PSS/ADEPT and untilities, các phần mềm chuyển đổi dữ liệu và demo phục vụ ứng dụng tính toán bằng PSS/ADEPT, …

Qua kinh nghiệp tập huấn và để giúp các học viên thuộc các đơn vị Điện lực áp dụng nhanh phần mềm PSS/ADEPT. Chúng tôi chú trọng chính vào 4 mục tiêu áp dụng triển khai PSS/ADEPT như sau:

Và các nội dung nâng cao:

Biểu diễn trạng thái lưới điện trước và sau khi giải các bài toán phân tích.

Sử dụng các lớp dữ liệu.

Tổ chức và quản lý phụ tải và khách hàng sử dụng điện.

Khả năng hỗ trợ các cơ sở dữ liệu khác.

Bổ sung các thông số dây dẫn vào từ điển cấu trúc dây dẫn.

Bổ sung thiết bị bảo vệ vào thư viện thiết bị bảo vệ.

Tạo sơ đồ Creating diagrams

Thiết lập thông số mạng lưới Program, network settings

Chạy 8 bài toán phân tích Power System Analysis

BÁO CÁO Reports, diagrams

VV

Mở rộng bài toán phân tích cho lưới điện qui mô lớn, nhiều cấp điện áp

Đánh giá lưới điện trước và sau khi giải các bài toán phân tích.

Áp dụng kết quả tính toán làm cơ sở để vận hành lưới điện. Thực hiện lập và bảo vệ các kế hoạch tiểu, trung và đại tu hay phát triển mới lưới điện.

Phân tích và tính toán lưới điện trên nền Hệ thống thông tin địa lý-GIS.

Mô phỏng vận hành lưới điện.

Tham khảo các phần mềm tính toán phân tích lưới điện khác.

Những nội dung này giúp học viên tìm hiểu thêm một số kiến thức hữu ích liên quan.

Chi tiết nội dung sẽ được trình bày trong phần đầu các tập giáo trình và các chương trong các phần.

Nhóm biên soạn

VVII

TThhuuậậtt nnggữữ,, kkýý hhiiệệuu vvàà vviiếếtt ttắắtt..

CAD: Computer Aided Design CAM: Computer Aided Manufacture CNPM: Công nghệ phần mềm CNTT: Công nghệ thông tin. CSDL: Cơ sở dữ liệu. GUI: Graphic user interface. GIS: Hệ thống thông tin địa lý-Geographic Information System IA: Trí tuệ nhân tạo-Inlelligence Artificielle MIS: Hệ Thông Tin quản lý NNLT: Ngôn ngữ lập trình. PC: Personal computer SQL: Structured query language. CB: Cán bộ DS: Disconect Swicth-Dao cách ly. EVN: Tập đoàn Điện lực Việt Nam Hộ sử dụng điện: Hộ sử dụng điện qua câu lại, qua điện kế phụ. HTĐ: Hệ thống điện. IEC: Ủy ban kỹ thuật điện quốc tế-International Electro-

technical Commission. ISO: Tổ chức tiêu chuẩn quốc tế-International Organization for

Standardization Khách hàng: Hộ sử dụng điện theo hợp đồng cung ứng sử dụng điện với

ngành điện qua điện kế chính. LBS: Load break switch-Dao cách ly đóng cắt có tải. LĐPP: Lưới điện phân phối. LTD: Dao cách ly chịu sức căng-Line Tenson Disconect MBA: Máy biến áp ĐLKV: Điện lực khu vực. PC HCMC: Công ty điện lực TP HCM PC 2 Công ty điện lực 2 REC: Máy cắt tự động đóng lại-Recloser SCADA: Hệ thống điều khiển và giám sát thu thập dữ liệu. TP.HCM: Thành phố Hồ Chí Minh VHLĐ: Vận hành lưới điện. KĐĐC: Khởi động động cơ Network: Lưới điện

VVIIII

Dữ liệu mẫu có sẵn trên CD-ROM/DATA

Hết chương !

Chú ý Liên quan Ví dụ, bài tập Lưu tập tin ví dụ mẫu Hết chương

VVIIIIII

Mục lục tổng quát Phần Một: Kiến thức chuẩn bị CHƯƠNG 1: MÔ HÌNH LƯỚI ĐIỆN CHƯƠNG 2 PHÂN BỐ CÔNG SUẤT CHƯƠNG 3: NGẮN MẠCH CHƯƠNG 4: BÀI TOÁN KHỞI ĐỘNG ĐỘNG CƠ VÀ XÁC ĐỊNH ĐIỂM DỪNG TỐI ƯU CHƯƠNG 5: PHỐI HỢP BẢO VỆ CHƯƠNG 6: SÓNG HÀI CHƯƠNG 7: XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ BÙ TỐI ƯU CHƯƠNG 8: ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY CHƯƠNG 9: CÁC VẤN ĐỀ KHÁC CỦA LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI Phần Hai: Hướng dẫn sử dụng phần mềm CHƯƠNG 1: HƯỚNG DẪN CÀI ĐẶT PHẦN MỀM PSS/ADEPT CHƯƠNG 2: HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG PHẦN MỀM PSS/ADEPT PHỤ LỤC 1: MÔ HÌNH XUẤT TUYẾN DÂY ĐỘC LẬP PHỤ LỤC 2: NGUYÊN TẮC PHÂN PHỐI PHỤ LỤC 3: KIỂU DỮ LIỆU Phần Ba: Kỹ năng áp dụng-Phần cơ bản CHƯƠNG 1: DỮ LIỆU CHUẨN BỊ CHƯƠNG 2: CÁC BƯỚC THỰC HIỆN CHƯƠNG 3: MỘT SỐ KẾT QUẢ ÁP DỤNG Phần Bốn: Cẩm nang sử dụng Phần Năm: Kỹ năng áp dụng-Phần nâng cao CHƯƠNG 1: XỬ LÝ SỐ LIỆU CHƯƠNG 2: BỔ SUNG CÁC THÔNG SỐ VÀO PHẦN MỀM CHƯƠNG 3: BIỂU DIỄN, PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ TÍNH TOÁN HỖ TRỢ

RA QUYẾT ĐỊNH CHƯƠNG 4: ĐÚC KẾT KINH NGHIỆM ÁP DỤNG TẠI MỘT SỐ LƯỚI ĐIỆN CỦA CÁC

ĐIỆN LỰC KHU VỰC CHƯƠNG 5: QUẢN LÝ VÀ TÍNH TOÁN LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI TRÊN NỀN HỆ

THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ CHƯƠNG 6: MÔ PHỎNG VẬN HÀNH LƯỚI ĐIỆN CHƯƠNG 7: GIẢI PHÁP CHIA SẺ KHÓA CỨNG PHẦN MỀM TRÊN MÁY ĐƠN CHO

NHIỀU NGƯỜI SỬ DỤNG CHƯƠNG 8: TÌM HIỂU MỘT SỐ PHẦN MỀM PHÂN TÍCH LƯỚI ĐIỆN KHÁC Phần Sáu: Thuật ngữ Anh-Việt đối chiếu qua các slide bài giảng Phần Bảy: Các slide bài giảng của PTI software

SỬ DỤNG PHẦN MỀM PHÂN TÍCH VÀ TÍNH TOÁN LƯỚI ĐIỆN

PSS/ADEPT

Phần Một Kiến thức chuẩn bị

GIÁO TRÌNH TẬP HUẤN

01

MMỤỤCC LLỤỤCC CCHHII TTIIẾẾTT PPHHẦẦNN 11 MỤC LỤC CHI TIẾT PHẦN 1 ........................................................................ 1 CHƯƠNG 1: MÔ HÌNH LƯỚI ĐIỆN............................................................. 7 I. Lưới điện phân phối ....................................................................................... 8

I.1. Lưới điện phân phối .................................................................................................... 9 I.2. Các loại sơ đồ hệ thống lưới phân phối:.................................................................... 10

I.2.1. Sơ đồ hình tia: .................................................................................................... 11 I.2.2. Sơ đồ hình tia được cải tiến................................................................................ 12

II. Mô hình lưới điện của phần mềm PSS/ADEPT 5.0 ................................... 14 II.1. Nút ........................................................................................................................... 14 II.2. Nguồn....................................................................................................................... 15

II.2.1. Nhiều nguồn hoạt động..................................................................................... 15 II.2.2. Nguồn 3 pha...................................................................................................... 16

II.3. Phụ tải ...................................................................................................................... 17 II.4. Tụ bù ........................................................................................................................ 18 II.5. Đường dây................................................................................................................ 18 II.6. Máy biến thế ............................................................................................................ 19

II.6.1. Máy biến thế lực ............................................................................................... 20 II.6.2. Máy biến thế lực được kết nối thành máy biến thế tự ngẫu.............................. 23 II.6.3. Bộ điều áp ......................................................................................................... 24

II.7. Mô hình máy điện .................................................................................................... 31 CHƯƠNG 2: PHÂN BỐ CÔNG SUẤT ......................................................... 39 I. Phương trình đại số phi tuyến ...................................................................... 40

I.1. Phương pháp Gauss – Seidel..................................................................................... 40 I.2. Phương pháp Newton – Raphson.............................................................................. 41

II. Phân bố công suất trong lưới điện .............................................................. 42 II.1.1. Phương trình cân bằng công suất ...................................................................... 42 II.1.2. Phương pháp Gauss – Seidel ............................................................................ 42 II.1.3. Phương pháp Newton – Raphson giải bài toán phân bố công suất................... 43

III. Phương pháp tính phân bố công suất của phần mềm PSS/ADEPT 5.0 .... 45 III.1.1. Nguồn .............................................................................................................. 46 III.1.2. Dây và cáp ....................................................................................................... 46 III.1.3. Máy biến thế .................................................................................................... 46 III.1.4. Mô hình máy điện............................................................................................ 47

CHƯƠNG 3: NGẮN MẠCH......................................................................... 50 I. Lý thuyết bài toán ngắn mạch...................................................................... 51

I.1. Phương pháp đơn vị tương đối.................................................................................. 51 I.2. Tổng trở tương đương Thevenin ............................................................................... 52 I.3. Sự cố không đối xứng ............................................................................................... 54 I.4. Xây dựng mạng thứ tự của hệ thống điện ................................................................. 56 I.5. Sự cố trên đường dây phân phối hình tia: ................................................................. 57

II. Phương pháp tính ngắn mạch của phần mềm PSS/ADEPT 5.0 ................. 58 II.1.1. Nguồn................................................................................................................ 58 II.1.2. Đuờng dây và cáp ............................................................................................. 58 II.1.3. Máy biến áp ...................................................................................................... 59

2

II.1.4. Mô hình máy điện ............................................................................................. 59 II.1.5. Mô hình tải tĩnh................................................................................................. 60 II.1.6. Tổng trở tương đương Thevenin....................................................................... 60

CHƯƠNG 4: BÀI TOÁN KHỞI ĐỘNG ĐỘNG CƠ VÀ XÁC ĐỊNH ĐIỂM DỪNG TỐI ƯU .............................................................................................. 63 I. Khảo sát và tính toán máy điện.................................................................... 64

I.1. Máy điện đồng bộ...................................................................................................... 64 I.2. Máy điện không đồng bộ........................................................................................... 64 I.3. Tính khởi động động cơ của phần mềm PSS/ADEPT 5.0 ........................................ 67

I.3.1. Nguồn................................................................................................................. 67 I.3.2. Máy điện đang hoạt động................................................................................... 67 I.3.3. Khởi động máy điện........................................................................................... 67 I.3.4. Khởi động máy biến thế tự điều chỉnh ............................................................... 67 I.3.5. Các phương pháp tính khởi động động cơ ......................................................... 68 I.3.6. Gia tốc động cơ .................................................................................................. 69 I.3.7. Khởi động động cơ tĩnh...................................................................................... 69 I.3.8. Khởi động động cơ với khảo sát ổn định quá độ................................................ 70 I.3.9. Những đặc trưng khác của khảo sát khởi động động cơ .................................... 70

II. Tính toán xác định điểm dừng tối ưu của phần mềm PSS/ADEPT 5.0 ..... 71 II.1. Giới thiệu ................................................................................................................. 71 II.2. Thiết đặt thông số kinh tế cho bài toán TOPO ........................................................ 73 II.3. Đặt các tùy chọn cho bài toán TOPO....................................................................... 73

CHƯƠNG 5: THIẾT BỊ BẢO VỆ VÀ PHỐI HỢP CÁC THIẾT BỊ BẢO VỆ TRÊN LƯỚI PHÂN PHỐI ............................................................................. 76 I. Các thiết bị bảo vệ........................................................................................ 77

I.1. Cầu Chì...................................................................................................................... 77 I.1.1. Giới thiệu............................................................................................................ 77 I.1.2. Đặc tính bảo vệ: ................................................................................................. 78 I.1.3. Phân loại............................................................................................................. 78 I.1.4. Phạm vi ứng dụng của cầu chì ........................................................................... 81

I.2. Máy Cắt và Relay...................................................................................................... 82 I.2.1. Giới thiệu: .......................................................................................................... 82 I.2.2. Đặc tính và phân loại máy cắt ............................................................................ 82 I.2.3. Relay: ................................................................................................................. 87

I.3. Recloser..................................................................................................................... 89 I.3.1. Giới thiệu chung:................................................................................................ 89 I.3.2. Phân loại:............................................................................................................ 89 I.3.3. Vị trí lắp đặt Recloser ........................................................................................ 92 I.3.4. Các thông số chính của Recloser ....................................................................... 92

II. Phối hợp các thiết bị bảo vệ ........................................................................ 92 II.1. Cơ sở phối hợp:........................................................................................................ 92 II.2. Các phương pháp phối hợp giữa cầu chì với cầu chì:.............................................. 93

II.2.1. Giới thiệu .......................................................................................................... 93 II.2.2. Các phương pháp phối hợp giữa cầu chì với cầu chì........................................ 93 II.2.3. Cầu chì cho máy biến áp................................................................................... 97

II.3. Phối hợp Recloser với cầu chì ................................................................................. 98 II.3.1. Các nguyên tắc phối hợp Recloser.................................................................... 98 II.3.2. Sử dụng đặc tuyến TCC có hiệu chỉnh. ............................................................ 99

II.4. Phối hợp Relay với cầu chì .................................................................................... 101 II.4.1. Phối hợp cầu chì phía nguồn với relay ........................................................... 102

3

II.4.2. Phối hợp relay với cầu chì phía tải ................................................................. 103 II.5. Phối hợp Recloser với Recloser............................................................................. 104

II.5.1. Phối hợp bằng cách sử dụng đặc tuyến TCC.................................................. 104 II.5.2. Nguyên tắc phối hợp cơ bản của Recloser điện tử.......................................... 104 II.5.3. Những trạng thái đặc biệt và phụ trợ của Recloser điện tử............................. 105

CHƯƠNG 6: SÓNG HÀI ............................................................................ 109 I. Lý thuyết sóng hài...................................................................................... 110

I.1. Các nguồn gây sóng hài trong lưới điện: ................................................................ 110 I.1.1. Tải phi tuyến: ................................................................................................... 110 I.1.2. Bão hòa mạch từ máy biến áp: ......................................................................... 114 I.1.3. Máy phát cấp cho tải không đối xứng: ............................................................. 115 I.1.4. Lưới điện: ......................................................................................................... 115

I.2. Ảnh hưởng của sóng hài đến các thiết bị điện: ....................................................... 116 I.2.1. Máy điện quay:................................................................................................. 116 I.2.2. Máy biến áp:..................................................................................................... 116 I.2.3. Dây trung tính: ................................................................................................. 117 I.2.4. Dây dẫn điện: ................................................................................................... 118 I.2.5. Nhiễu điện từ:................................................................................................... 118 I.2.6. Tụ điện: ............................................................................................................ 118 I.2.7. Ảnh hưởng đến các thiết bị khác:..................................................................... 120

I.3. Phương pháp khắc phục họa tần: ............................................................................ 121 I.3.1. Dùng cuộn kháng triệt sóng hài: ...................................................................... 121 I.3.2. Dùng các mạch lọc: .......................................................................................... 123 I.3.3. Dùng bộ chuyển đổi xung trong thiết bị đổi điện, điều khiển:......................... 125

II. Phương pháp tính sóng hài của phần mềm PSS/ADEPT 5.0 ................... 126 II.1. Phương pháp phân tích .......................................................................................... 126

II.1.1. Tải tĩnh............................................................................................................ 126 II.1.2. Động cơ không đồng bộ.................................................................................. 128 II.1.3. Động cơ đồng bộ............................................................................................. 129 II.1.4. Tụ điện mắc shunt........................................................................................... 130 II.1.5. Đường cây và cáp ........................................................................................... 131 II.1.6. Máy biến áp .................................................................................................... 133

II.2. Tính toán sóng hài.................................................................................................. 134 II.2.1. Tổng dẫn và tổng trở ....................................................................................... 134 II.2.2. Tính toán sóng hài........................................................................................... 135

CHƯƠNG 7: XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ BÙ TỐI ƯU........................................... 138 I. Lý thuyết bù cho lưới phân phối:............................................................... 139 II. Phương pháp tính xác định vị trí bù tối ưu của phần mềm PSS/ADEPT 5.0....................................................................................................................... 141

II.1. Thiết lập các thông số kinh tế lưới điện cho CAPO .............................................. 141 II.2. Cách PSS/ADEPT tính các vấn đề kinh tế trong CAPO ....................................... 143 II.3. Thiết lập các tùy chọn cho phép phân tích CAPO................................................. 143 II.4. Cách PSS/ADEPT tìm vị trí đặt tụ bù tối ưu ......................................................... 145 II.5. Cách chạy bài toán tìm vị trí đặt tụ bù tối ưu......................................................... 147 II.6. Report sau khi phân tích và tính toán .................................................................... 147

CHƯƠNG 8: ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY..................................................... 150 I. Lý thuyết bài toán đánh giá độ tin cậy....................................................... 151

I.1. Độ tin cậy là gì ........................................................................................................ 151 I.2. Có 4 phần liên quan đến độ tin cậy ......................................................................... 151 I.3. Độ tin cậy của hệ thống điện................................................................................... 151

4

I.4. Đáp ứng hệ thống ................................................................................................... 151 I.5. An ninh hệ thống..................................................................................................... 151 I.6. Các lĩnh vực chức năng........................................................................................... 151 I.7. Các mức đánh gía độ tin cậy đáp ứng tĩnh. ............................................................. 152

I.7.1. Mức thứ nhất: ................................................................................................... 152 I.7.2. Mức thứ hai: ..................................................................................................... 152 I.7.3. Mức thứ ba: ...................................................................................................... 152

I.8. Các ký hiệu trong độ tin cậy: .................................................................................. 152 I.9. Chỉ số hệ thống (System Indices)............................................................................ 153 I.10. Xác định các chỉ số tin cậy- .................................................................................. 154 I.11. Các thuật ngữ cơ bản của hỏng hóc, cắt thiết bị và ngừng cung cấp điện ............ 154

I.11.1. Sự cố hỏng hóc:............................................................................................. 154 I.11.2. Cắt thiết bị: ..................................................................................................... 154 I.11.3. Ngừng cung cấp điện: .................................................................................... 154

I.12. Các chỉ số tại nút tải –hệ thống phân phối ............................................................ 155 I.13. Tính toán λ, r và U ................................................................................................ 155 I.14. Khả năng sẳn sàng làm việc của thiết bị ............................................................... 156 I.15. Tổng quan cơ bản về độ tin cậy của hệ thống phân phối ...................................... 157 I.16. Định nghĩa các chỉ tiêu độ tin cậy:........................................................................ 157 I.17. Các tính toán cơ bản cho mạng hình tia ................................................................ 160 I.18. Nguyên tắc tính toán: ........................................................................................... 160 I.19. Các chỉ số độ tin cậy cơ bản –tại nút tải: .............................................................. 160

II. Phương pháp tính đánh giá độ tin cậy của phần mềm PSS/ADEPT 5.0 .. 160 II.1.1. Hệ số SAIFI (Tần suất ngắt điện trung bình trong hệ thống) ......................... 160 II.1.2. Hệ số SAIDI (Thời gian ngắt điện trung bình trong hệ thống)....................... 161 II.1.3. Hệ số CAIDI (Thời gian ngắt điện trung bình một vụ) .................................. 161 II.1.4. Hệ số CAIFI (Số lần ngắt điện trung bình trên một khách hàng) ................... 161 II.1.5. Hệ số ASAI (Mức độ cung cấp điện).............................................................. 161 II.1.6. ENS = Σ La(i)ui ............................................................................................. 161 II.1.7. Phương pháp tính ............................................................................................ 162 II.1.8. Sử dụng module DRA trong PSS/ADEPT...................................................... 162 II.1.9. Tính toán chỉ số tin cậy................................................................................... 163

CHƯƠNG 9: CÁC VẤN ĐỀ KHÁC CỦA LƯỚI ĐIỆN............................. 167 I. Các khái niệm và định nghĩa về chất lượng điện năng .............................. 168

I.1. Chất lượng điện năng là gì ? ................................................................................... 168 I.2. Chất lượng điện năng chính là chất lượng điện áp.................................................. 169 I.3. Tại sao chúng ta cần quan tâm đến chất lượng điện năng ?.................................... 170 I.4. Các khái niệm và định nghĩa ................................................................................... 170

I.4.1. Quá độ: ............................................................................................................. 170 I.4.2. Quá độ xung: .................................................................................................... 170 I.4.3. Quá độ dao động: ............................................................................................. 171 I.4.4. Những thay đổi điện áp trong khoảng thời gian dài:........................................ 172 I.4.5. Những thay đổi điện áp trong khoảng thời gian ngắn:..................................... 173 I.4.6. Sự không cân bằng điện áp: ............................................................................. 176 I.4.7. Méo dạng sóng: ................................................................................................ 176 I.4.8. Sự dao động điện áp:........................................................................................ 179 I.4.9. Những thay đổi tần số nguồn điện: .................................................................. 179

II. Tổn thất điện năng của lưới điện .............................................................. 179 II.1. Tông quan .............................................................................................................. 179 II.2. Tổn thất điện áp ..................................................................................................... 180

5

II.2.1. Trường hợp 1 phụ tải tập trung ....................................................................... 180 II.2.2. Trường hợp có nhiều phụ tải........................................................................... 181 II.2.3. Tính toán tổn thất điện áp lưới khi có tải phân bố đều ................................... 182 II.2.4. Tính toán tổn thất điện áp khi lưới có phân nhánh ......................................... 183 II.2.5. Tính toán tổn thất điện áp mạng điện có tải không đối xứng ......................... 184

II.3. Tổn thất công suất.................................................................................................. 186 II.3.1. Đường dây có 1 phụ tải................................................................................... 186 II.3.2. Đường dây có nhiều phụ tải ............................................................................ 186 II.3.3. Đường dây có phụ tải phân bố đều ................................................................. 187 II.3.4. Tổn thất công suất khi phụ tải có phân nhánh ................................................ 188 II.3.5. Tổn thất công suất khi phụ tải bất đối xứng.................................................... 189

III. Các phương pháp tính toán tổn thất áp dụng tại các Công ty Điện lực... 193 III.1. Tổng quát:............................................................................................................. 193 III.2. Một số phương pháp tính tổn thất điện năng cho lưới điện phân phối:................ 194

III.2.1. Các phương pháp tính toán:........................................................................... 195 III.2.2. Đánh giá các phương pháp tính toán: ............................................................ 198

IV. Số liệu tính toán tổn thất lưới điện thành phố Hồ Chí Minh năm 2001.. 201 IV.1. Kết quả tính tổn thất điện năng lưới truyền tải TP.HCM năm 2001: ................... 201 IV.2. Kết quả tính toán tổn thất điện năng lưới điện phân phối năm 2001. .................. 202

IV.2.1. Tổn thất lưới phân phối hạ thế: ..................................................................... 202 IV.2.2. Tổn thất điện năng lưới phân phối trung thế: ................................................ 204

TÀI LIỆU THAM KHẢO:............................................................................ 207

CHƯƠNG 1: MÔ HÌNH LƯỚI ĐIỆN

7

CCHHƯƯƠƠNNGG 11:: MMÔÔ HHÌÌNNHH LLƯƯỚỚII ĐĐIIỆỆNN

Phần mềm PSS/ADEPT 5.0 là công cụ hiệu quả giúp cho các đơn vị Điện lực phân tích và tính toán lưới điện trên địa bàn quản lý. Qúa trình áp dụng phần mềm cho thấy, phần mềm sử dụng rất tốt cho các qui trình phân tích lưới điện phân phối. Chương đầu của giáo trình tập trung giới thiệu hai chủ đề chính đó là lưới điện phân phối và mô hình thể hiện các phần tử của lưới điện phân phối trong phần mềm. Phần kiến thức về lưới phân phối đã trở nên rất quen thuộc với các Điện lực khu vực thuộc các Công ty Điện lực, do vậy được trình bày ngắn gọn. Phần mô hình hoá các phần tử lưới điện được trình bày chi tiết. Khối kiến thức này rất quan trọng, giúp chúng ta bước đầu tìm hiểu về quá trình mô hình hoá về lưới điện trên máy tính. Đảm bảo tính chính xác về mặt toán học trong quá trình mô phỏng không chỉ trên máy tính mà còn thể hiện đầy đủ các tính chất về điện học của mô hình phần tử lưới điện được mô phỏng.

Mô hình hóa và mô phỏng bằng máy tính đang là một kỹ thuật được áp dụng cho tất cả các ngành khoa học kỹ thuật và kinh tế. Nếu trước kia việc thiết lập một mô hình, triển khai các dự toán, tính toán thống kê và trình bày số liệu, đòi hỏi có kiến thức về toán ứng dụng nhiều, giải các phương trình vi phân, tính các tính tích phân, các phương pháp thống kê thì hiện nay với sự giúp đỡ của máy tính và nhất là các ngôn ngữ lập trình bậc cao (như Matlab, Mapple…), các kiến thức toán này đã tích hợp hoàn toàn trong các hàm và lệnh của các ngôn ngữ, tạo điều kiện cho người dùng tiếp cận trực tiếp và tập trung vào vấn đề mình nghiên cứu mà không phải dành quá nhiều thời gian cho kỹ thuật lập trình hay công cụ toán lý thuyết. Hiện nay có hai phương pháp mô phỏng để mô hình hóa các phần tử trong kỹ thuật mô hình hóa bằng máy tính. Đó là mô phỏng qua mô hình tính toán và qua mô hình đồ họa trực quan. Về phương pháp mô phỏng qua mô hình tính toán chỉ cho phép người dùng thiết kế thành những sơ đồ đơn tuyến, thường dùng trong các phần mềm kỹ thuật, đòi hỏi người sử dụng có những hiểu biết cơ bản về lĩnh vực họ đang nghiên cứu. Đối với mô phỏng qua mô hình đồ họa trực quan thì ngược lại, phần lớn các phần mềm đi theo hướng này tập trung vào tính phổ biến, dễ sử dụng cho người dùng. Tuy nhiên, cả hai phương pháp đều có đặc điểm chung là người dùng chỉ cần tập trung sâu vào các nội dung kỹ thuật và thuật toán giải bài toán. Điều này làm cho nhiều người không có chuyên môn sâu về công nghệ thông tin có thể giải quyết những vấn đề của chuyên môn mình bằng máy tính.

Phần mềm PSS/ADEPT sử dụng phương pháp mô phỏng qua mô hình tính toán. Các phần tử trên lưới điện được mô hình chỉ những người làm việc trong ngành mới sử dụng đuợc. Người sử dụng chỉ cần hiểu sâu về vấn đề kỹ thuật và các

8

thuật toán về tính toán phân bố công suất, ngắn mạch, bù công suất v.v..Và đó là thế mạnh của các phương pháp mô phỏng thông qua các mô hình bằng máy tính.

II.. LLưướớii đđiiệệnn pphhâânn pphhốốii

Lưới hệ thống: Lưới hệ thống bao gồm các đường dây tải điện và trạm biến áp khu vực, nối liền các nhà máy điện tạo thành hệ thống điện, có các đặc điểm:

- Lưới có nhiều mạch vòng kín để khi ngắt điện bảo quản đường dây hoặc sự cố l đến 2 đường dây vẫn đảm bảo liên lạc hệ thống.

Vận hành kín để bảo đảm liên lạc thường xuyên và chắc chắn giữa các nhà máy điện với nhau và với phụ tải.

- Điện áp từ l10 kV đến 500 kV.

Lưới truyền tải: Lưới truyền tải làm nhiệm vụ tải điện từ các trạm khu vực đến các trạm trung gian (TTG). Các đặc điểm của lưới truyền tải:

- Sơ đồ kín có dự phòng: 2 lộ song song, có dự phòng ở lưới phân phối. Vận hành hở vì lý do hạn chế dòng ngắn mạch. có thiết bị tự đóng nguồn dự trữ khi sự cố. Điện áp 35, l10, 220 kV.

Thực hiện bằng đường dây trên không là chính, trong các trường hợp không thể làm đường dây trên không thì dùng cáp ngầm. Phải bảo quản định kỳ hàng năm.

Lưới phân phối: Lưới phân phối làm nhiệm vụ phân phối điện năng từ các trạm trung gian (hoặc TKV hoặc thanh cái nhà máy điện) cho các phụ tải.

+ Lưới phân phối gồm 2 phần

- Lưới phân phối trung áp có điện áp 6,10,15,22kV phân phối điện cho các trạm phân phối trung áp / hạ áp và các phụ tải trung áp.

Lưới hạ áp cấp điện cho các phụ tải hạ áp 380/220 V.

Đối tượng quan tâm chính của giáo trình tập huấn này là lưới điện phân phối, sau đây trình bày kiến thức ôn tập về lưới điện phân phối.

Hình 1: Sơ đồ khối cấp điện áp

9

Hình 2: Lưới điện truyền tải cao thế

II..11.. LLưướớii đđiiệệnn pphhâânn pphhốốii Đặc điểm chính của hệ thống lưới phân phối là cung cấp điện trực tiếp đến

người sử dụng. Trong công cuộc phát triển đất nước hiện nay, việc cung cấp điện năng là một trong những ngành quan tâm hàng đầu của Chính Phủ nói chung và của Thành Phố nói riêng. Vì vậy để đảm bảo chất lượng điện năng thì việc nghiên cứu, thiết kế hệ thống lưới điện phân phối là hết sức quan trọng.

Hệ thống phân phối điện năng được xây dựng và lắp đặt phải đảm bảo nhận điện năng từ một hay nhiều nguồn cung cấp và phân phối đến các hộ tiêu thụ.

Lưới phân phối trung áp có điện áp 6, 10,15,22, 35KV phân phối điện cho các trạm phân phối trung hạ áp, lưới hạ áp 220/380V cấp điện cho các phụ tải hạ áp.

Hình 3: Lưới điện phân phối trung thế

10

Hình 4: Lưới điện phân phối hạ thế

Hình 5: Trạm hạ thế

Đảm bảo cung cấp điện tiêu thụ ít gây ra mất điện nhất. Bằng các biện pháp cụ thể như có thể có nhiều nguồn cung cấp, có đường dây dự phòng, có nguồn thay thế như máy phát …

Lưới điện phân phối vận hành dễ dàng linh hoạt và phù hợp với việc phát triển lưới điện trong tương lai.

Đảm bảo chất lượng điện năng cao nhất về ổn định tần số và ổn định điện áp.Độ biến thiên điện áp cho phép là ± 5% Uđm

Đảm bảo chi phí duy tu, bảo dưỡng là nhỏ nhất.

II..22.. CCáácc llooạạii ssơơ đđồồ hhệệ tthhốốnngg llưướớii pphhâânn pphhốốii:: Khi thiết kế xây dựng lưới phân phối có thể chọn một trong các hệ thống điện

chính sau:

Hệ thống hình tia đơn giản.

Hệ thống hình vòng phía cao áp – hình tia phía hạ áp

11

52

52 5252 5252 52

Trạm biến áp phía thứ cấp

Cáp truyền tải

Máy cắt đường dây phía sơ cấp

Máy cắt chính

Hệ thống chọn lọc phía cao áp – hệ thống chọn lọc phía hạ áp.

Hai nguồn phía cao áp – hệ thống chọn lọc phía hạ áp.

Hệ thống mang hình nút.

II..22..11.. SSơơ đđồồ hhììnnhh ttiiaa::

* Điều thuận lợi hình tia đơn giản nhận điện ở cấp điện áp cơ bản tại một trạm đơn và hạ điện áp xuống cấp sử dụng.

Trong trường hợp này khách hàng nhận điện từ hệ thống cao áp và thông qua cơ cấu đóng cắt cao áp, máy biến áp cùng với tủ phân phối phía hạ áp, thiết bị có thể tháo ra bằng cầu dao, cách ly phía cao áp, cách ly máy biến áp và cách ly tủ phân phối phía hạ áp. Đường dây phía hạ áp chạy từ tủ phân phối nối với các Panelboard, ở đây là nơi tiếp nhận tải của nó. Mỗi đường dây được nối với tủ phân phối thông qua máy cắt hay thiết bị quá dòng.

Từ đường đó toàn bộ tải được cung cấp điện từ một nguồn đơn, điều thuận lợi ở đây là có thể cấp điện cho nhiều loại tải khác nhau làm giảm tối đa việc lắp đặt máy biến áp. Tuy nhiên độ sụt áp cao và hiệu quả sử dụng lại thấp bởi vì những đường dây cấp điện bên hạ áp là nguồn cung cấp đơn. Giá thành của đường dây và máy cắt bên hạ áp rất cao khi dây dẫn và công suất MBA trên 1000KVA.

Khi có sự cố ở thanh cái thứ cấp hay trong máy biến áp nguồn thì sẽ cắt toàn bộ tải. Không thể phục vụ cấp điện cho đến khi việc sửa chữa kết thúc. Sự cố ở đường dây hạ áp sẽ cắt toàn bộ tải trên đường dây đó.

Một sơ đồ hình tia cải tiến để có thể cung cấp điện tốt hơn cho hộ tiêu thụ được trình bày trong sơ đồ sau đây:

Hình 6: Một sơ đồ hình tia cải tiến

12

II..22..22.. SSơơ đđồồ hhììnnhh ttiiaa đđưượợcc ccảảii ttiiếếnn

Từ máy biến áp chính, các đường dây được nối đến các trạm hạ áp thông qua những máy cắt phân phối. Mỗi vùng phụ tải sẽ nhận được điện năng từ trạm hạ áp đơn vị. Điện áp cao từng bước được hạ xuống ở cấp điện áp thấp hơn phù hợp với từng phụ tải. Máy biến áp được nối đến các thanh cái phụ tải của chúng thông qua một máy cắt.

Mỗi trạm hạ áp đơn vị là sự kết hợp giữa máy biến áp ba pha, cầu chì bên cao áp và tủ phân phối bên hạ áp. Tất cả được nối với máy cắt hoặc cầu chì. Những mạch này được kết nối với tải qua những thiết bị bảo vệ.

Mỗi máy biến áp xác định rõ một vùng phụ tải và phải có khả năng đáp ứng trong trường hợp tải lớn nhất. Nếu có bất kỳ sự thay đổi giữa các vùng phụ tải, đòi hỏi các máy biến áp phải có công suất lớn hơn so với trong trường hợp sơ đồ hình tia đơn giản. Tuy nhiên do công suất được phân phối đến tải ở điện áp cao nên tổn thất điện năng, chi phí lắp đặt giảm xuống, độ ổn định điện áp được cải thiện.

So với sơ đồ hình tia chưa cải tiến, sơ đồ này sẽ giảm được chi phí đầu tư khi công suất yêu cầu lớn hơn 1000kVA. Một sự cố ở phía thứ cấp hoặc ở máy biến áp phân phối chỉ làm mất điện trong phạm vi phụ tải mà máy biến áp đó đảm trách.

Việc giảm số lượng máy biến áp trên đường dây phía sơ cấp sẽ làm tăng tính linh hoạt cung cấp điện của hệ thống. Tối ưu hóa về vận hành cũng như chi phí lắp đặt hệ thống phải được tính toán sao cho mức độ an toàn và tính liên tục cung cấp điện nằm trong các tiêu chuẩn đề ra.

Hình vòng phía cao áp – hình tia phía hạ áp:

Hệ thống này bao gồm một hay nhiều vòng ở phía cao áp với hai hay nhiều máy biến áp nối trên một vòng. Hệ thống này là loại có hiệu quả nhất. Khi có hai vòng phục vụ không ảnh hưởng đến nhau.

13

Hình 7: Sơ đồ hình vòng phía cao áp - hình tia phía hạ áp Mỗi vòng phía cao áp được vận hành khi có một cầu dao phân đoạn ở vị trí mở

để ngăn sự hoạt động song song của những nguồn. Khi trạm đơn vị bên hạ áp được dùng, mỗi máy biến áp có hai dao cách ly phân đoạn và cầu chì của tải bên cao áp. Bằng cách đóng cầu dao phân đoạn thích hợp, nó có thể không nối với một vài phần còn lại của hệ thống. Bằng cách mở cơ cấu đóng ngắt máy biến áp, nó có thể không nối một vài máy biến áp của vùng.

Cơ cấu khoá thường được dùng để ngăn ngừa sự hoạt động song song của hai đường dây nguồn. Một cơ cấu tự động có thể được điều khiển giữa hai máy cắt chính và máy cắt liên kết.

Sơ đồ này rất đảm bảo và phục hồi nhanh chóng khi có sự cố:

1. Việc cách ly thiết bị cơ bản xảy ra trên một đường dây đến, máy cắt chính liên quan được mở ra và sau đó máy cắt liên kết được đóng lại có thể bằng tay hay bằng cơ cấu chuyển đổi tự động.

2. Khi một đường dây phía cao áp bị sự cố, máy cắt vòng liên quan được mở ra và thiết bị cắt toàn bộ tải tính đến dao cách ly vòng thường mở. Xác định chính các phần cáp bị sự cố, sau đó dao cách ly phân đoạn vòng khác đóng lại và việc cấp điện cho trạm đơn vị hạ áp được phục hồi trong khi đường dây bị sự cố được thay thế.

3. Nếu sự cố xảy ra trên đường dây dẫn đến phía tải của một máy cắt đường dây vòng, máy cắt vòng sẽ được giữ vị trí mở sau khi nó cắt và dao cách ly phân đoạn được thao tác mở ra vì thế đoạn dây sự cố có thể được phân ra và thay thế.

52 52

52

5252 5252

NC

NC

NC

NO NC

NO

NC

NC

NC NC

Máy cắt phân đoạn Máy cắt chính

phía sơ cấp

Mạch vòng Cảm biến phát hiện sự cố

Máy cắt chính phía sơ cấp

14

Dưới tình trạng này tất cả các trạm đơn vị hạ áp được cung cấp thông qua một máy cắt đường dây vòng khác. Vì thế tất cả đường dây nối của vòng phải được chọn đủ cung cấp cho toàn bộ tải của vòng ấy.

4. Khi máy biến áp bị sự cố hay bị quá tải, cầu chì cao áp của máy biến áp sẽ chảy ra, và sau đó cơ cấu đóng ngắt được thao tác mở ra, không nối máy biến áp với vòng nữa và việc tách ra với tất cả các tải của những trạm đơn vị khác không bị ảnh hưởng.

IIII.. MMôô hhììnnhh llưướớii đđiiệệnn ccủủaa pphhầầnn mmềềmm PPSSSS//AADDEEPPTT 55..00

PSS/ADEPT làm việc với mô hình hệ thống ba pha, bốn dây với dạng tổng quát. Hệ thống được mô tả bằng các thành phần tổng trở cân bằng thứ tự thuận và thứ tự không. Các phần tử trong hệ thống điện được mô phỏng bao gồm:

• Các nút

• Nguồn ba pha cân bằng và không cân bằng

• Đường dây và thiết bị ngắt

• Máy biến thế

• Động cơ và máy phát

• Tải

Các phần đường dây, thiết bị ngắt, và máy biến thế của hệ thống hình thành kết nối giữa các nút. Nguồn, tải, và các tụ shunt được gắn tại nút.

Ba pha của hệ thống là được đặt tên là A, B, và C. Tất cả ba pha, hai pha, hay một pha có thể thể hiện trong mỗi đường dây hay máy biến thế. Vì vậy có thể mô hình một phát tuyến phân phối từ một nguồn ba pha, với mạch chính ba pha, với các nhánh rẽ hai và một pha, và với tải ba, hai, và một pha. Nếu hệ thống nối đất tại trung tính thì PSS/ADEPT giả thiết rằng dây trung tính liên tục, được kết nối tốt, và được kết nối tới tất cả nút. Hệ thống không nối đất có thể được mô hình trong PSS/ADEPT bằng các qui cách kỹ thuật thích hợp của máy biến thế và các tổng trở đường dây, và quy cách kỹ thuật thích hợp của các loại tải.

IIII..11.. NNúútt Tất cả các mối nối của thiết bị được qui định là nút. Mỗi nút trong mô hình

hệ thống PSS/ADEPT bao gồm:

• Điểm trung tính (nếu có nối đất)

• Ba, hai, hay một điểm của pha A, B, và C

15

Các pha có trong một nút được xác định bằng sự hiện diện của chúng trong đường dây, máy biến thế, hay thiết bị ngắt nuôi nó, và không được qui định như là thuộc tính của các nút. Do đó, một nút có thể bao gồm ban đầu chỉ một điểm pha A, và sau đó các điểm pha thứ hai và ba theo hệ thống nuôi nó khi được nâng cấp từ một lên nhiều pha.

Hình 8: Mô hình nút

Mỗi điểm nút phải được đặt một tên có từ một đến tám ký tự. “Tên” này có thể là số, số và chữ, hay một chuỗi ký tự. Tên nút có thể được đặt theo sơ đồ nhất quán với cơ sở dữ liệu của người sử dụng. Tên nút không được diễn dịch về số lượng hay chữ vì mục đích báo cáo hay liệt kê danh sách dữ liệu.Ngoài ra, thứ tự liệt kê các nút được qui định bằng cách liệt kê chúng một cách tuần tự trong file dữ liệu thô ba pha. Thứ tự tên nút được liệt kê trong file sẽ thực hiện việc thiết lập thứ tự tên nút liệt kê trong báo cáo, và ảnh hưởng đến thứ tự nhánh rẽ trong bản sơ đồ topo và được giải thích trong phần kế.

IIII..22.. NNgguuồồnn Nhiều nguồn có thể được sử dụng cùng lúc trong PSS/ADEPT. Tuy nhiên, hệ

thống phải có ít một nguồn hoạt động (chẳng hạn, một nút có biên độ điện áp thứ tự thuận là hằng số và góc là hằng số). Nguồn là tập hợp các nguồn áp nối sao cân bằng được nối đất cố định tại điểm trung tính. Nguồn có tổng trở sao cho nó có dạng thứ tự thuận và không.

Trong bài toán phân bố công suất, nguồn được xem là có điện áp hằng số trong thứ tự thuận, bỏ qua tổng trở thứ tự thuận. Trong tính toán khởi động động cơ và ngắn mạch, nguồn được xem là có điện áp hằng số sau khi nhập vào tổng trở trong thứ tự thuận. Tổng trở thứ tự nghịch và không được sử dụng cho tất cả các tính toán.

IIII..22..11.. NNhhiiềềuu nngguuồồnn hhooạạtt đđộộnngg

Ví dụ khi người sử dụng PSS/ADEPT muốn phân tích hệ thống có nhiều hơn một một nguồn hoạt động, chẳng hạn, trong nghiên cứu kế hoạch phân phối. Mặc dù PSS/ADEPT chỉ cho phép một nguồn hoạt động thì có vài kỹ thuật mô hình hệ thống có nhiều nguồn hoạt động.

16

Kỹ thuật đơn giản là giữ lại một nguồn như nút nguồn và mô hình nguồn còn lại như các máy cùng phát tương đương, nghĩa là các máy điện đồng bộ có tải kW âm. Dữ liệu thứ tự của các nguồn này là được phản ảnh trong dữ liệu thứ tự của các máy cùng phát riêng tương ứng.

IIII..22..22.. NNgguuồồnn 33 pphhaa

Một nguồn 3 pha bao gồm 3 nguồn điện áp 1 pha được đấu nối hình Y. Mỗi nguồn điện áp 1 pha có trở kháng và giá trị điện áp xác định. Nguồn 3 pha có cùng biên độ điện áp cả 3 pha nhưng các pha lệch nhau 1200 và 3 tổng trở pha cũng bằng nhau. Một nguồn 3 pha còn được thể hiện qua tổng trở tương thứ tự thuận, nghịch và zero.

Hình 9: Các thành thứ tự của nguồn 3 pha

Mô hình một nguồn 3 pha được trình bày ở hình 10. Nguồn có thể nối với tổng trở đất Zg = Rg + jXg, mổi cuộn dây của mổi pha có trở kháng riêng là Zs và trở kháng hỗ cảm giữa 2 pha là Zm. Chúng ta có 2 cách để tính toán một nguồn: một là thông mô hình 3 pha ABC hoặc thông qua các trở kháng thứ tự thuận, ngịch và zero. Cả 2 cách đều có sự tương đương lẫn nhau. Trở kháng thứ tự thuận Z1=Zs–Zm và thứ tự 0 là Z0=Zs+2Zm, trở kháng thứ tự nghịch Z2=Z1. Khi nguồn được nối với đất, tổng trở thứ tự 0 được xác định là Z0=Zs+2Zm+3Zg

17

Hình 10: Mô hình nguồn 3 pha

IIII..33.. PPhhụụ ttảảii Phụ tải chính là các khách hàng sử dụng điện. Có 2 loại: phụ tải 1 pha và phụ tải

3 pha và được biểu diễn như hình 11 dưới đây:

Hình 11: Mô hình tải 1 pha và 3 pha

Phụ tải trong PSS/ADEPT có thể nối giữa 2 node (line-to-line or line-to-neutral) hoặc giữa pha và đất (line-to-ground). Một node trong PSS/ADEPT có thể đặt được nhiều phụ tải (không hạn chế). Phụ tải 3 pha nối Wye còn có trở kháng đất Rg+jXg

Các tải tĩnh có thể được qui định là có công suất bằng hằng số, tổng trở hằng số, hay đặc tính dòng là hằng số. Ngoài ra, tải có thể được qui định có nối đất hay không nối đất. Đối với loại tải được nối đất, tải được nêu trong PSS/ADEPT như

18

được kết nối giữa pha và trung tính, trong khi đó, tải không nối đất được nhập vào trong pha A thì thực tế là được kết nối giữa pha A – B, tải không nối đất nhập vào trong pha B là được kết nối giữa pha B – C, và tải không nối đất nhập vào trong pha C là được kết nối giữa pha C – A. Vì thế, pha thích hợp cần phải hiển thị trên nhánh nối với nút mà tải không được nối đất được qui định.

IIII..44.. TTụụ bbùù Chúng ta khảo sát tụ bù ngang như sau:

Tụ bù ngang dùng để giảm độ sụt áp trong một vùng xác định bằng cách phát công suất kháng lên đường dây. Ngoài ra, bù ngang còn làm tăng khả năng truyền tải trên lưới, giảm tổn thất công suất và nâng cao hệ số cống suất.

Các tụ bù ngang thường được lắp đặt thành các giàn tụ bù và dể dàng trong việc đóng cắt các tụ khi vận hành lưới điện.

Tụ bù ngang 3 pha có 2 cách đấu nối là sao và tam giác Y. Trong trường hợp đấu Y, trung tính được nối với trở kháng đất Rg+jXg

Hình 12 Mô hình tụ bù ngang

IIII..55.. ĐĐưườờnngg ddââyy Đoạn dây chạy giữa hai nút. Một đoạn dây luôn bao gồm ít nhất một dây pha.

Nó có thể có một, hai, hay ba dây pha. Một đoạn dây thường bao gồm một dây trung tính, nhưng dây trung tính có thể không có trong trường hợp của hệ thống không được nối đất.

Đường dây truyền tải được qui định bằng các tổng trở đối xứng thứ tự thuận và không, và bằng các giá trị nạp thứ tự thuận và không. Vì vậy, tính bất đối xứng của đường dây truyền tải do vị trí của các dây dẫn trên trụ không cụ thể rõ ràng đối với PSS/ADEPT; đúng hơn là tất cả các đường dây được giả thiết là được hoán vị hay các dây dẫn được đặt sao cho có thể bỏ qua sự bất đối xứng.

19

Các đoạn dây một hay hai pha phải được qui định như thể nó là đường dây ba pha với các pha bị mất. Vì thế, nếu một đường dây hai pha được xây dựng như hình 13a, tổng trở thứ tự thuận và không của nó phải được qui định như thể nó được xây dựng như hình 13b. Tương tự, đường dây một pha được xây dựng như hình 13c phải được qui định như thể nó là đường dây ba pha có bố trí như hình 13d.

Hình 13 Mô hình các đường dây

IIII..66.. MMááyy bbiiếếnn tthhếế PSS/ADEPT có khả năng mô hình nhiều loại kết nối máy biến thế kể cả máy

biến thế lực, máy biến thế tự ngẫu, bộ điều áp và máy biến thế ba cuộn dây. Một số kết nối máy biến thế là được mô hình ngầm trong PSS/ADEPT và được phân biệt bởi mã LOẠI máy biến thế như được trong hình 14. Đối với mỗi loại kết nối được minh hoạ, PSS/ADEPT chấp nhận dữ liệu tổng trở thứ tự thuận và không từ Tự điển xây dựng hay Tập tin dữ liệu thô và tự động sử dụng các điện áp và dòng điện khi giải bài toán kết nối máy biến thế. Người sử dụng có trách nhiệm qui định tổng trở mà có tổng trở thật của dãy máy biến thế hợp lệ trong các kết nối đặc biệt.

Các kết nối máy biến thế mà có thể không được mô tả trực tiếp bằng một trong các loại được cho trong hình 14 thường có thể được mô hình bằng cách kết hợp của các mô hình tuyệt đối. Chẳng hạn, mô hình một dãy máy biến thế ba pha, cần thiết phải nhận biết được cách mà từng máy biến thế một pha riêng lẽ được kết

20

nối, và xây dựng lên một mô hình điện tương ứng sử dụng 1, 2, hay 3 mô hình máy biến thế riêng lẽ và các giá trị thích hợp cho các tổng trở thứ tự thuận và không của dãy. Máy biến thế ba cuộn dây có thể được trình bày trong PSS/ADEPT dùng mô hình sao tương đương.

IIII..66..11.. MMááyy bbiiếếnn tthhếế llựựcc

Các loại máy biến thế 1, 2, 3, và 11 sử dụng các kết hợp thích hợp của hai dây tương đương được trình bày trong hình 14. Tổng trở thứ tự của máy biến thế được mô hình theo kiểu ngược lại vị trí điều áp của máy biến thế và vẫn không đổi bất kể vị trí của điều áp. Các máy biến thế ba, hai, hay một pha có điện áp cơ bản sơ cấp là khác điện áp cơ bản thứ cấp phải được đưa ra bằng cách sử dụng các loại máy biến thế đó.

21

Hình 14 Mô hình các máy biến áp

Tỷ số vòng dây đơn vị của máy biến thế, t, phải là

nom

nom

nn

nn

t

1

1

2=

trong đó

n1nom Số của các vòng dây cuộn sơ cấp để có điện áp hở mạch bằng với điện áp cơ bản của nút sơ cấp với thông lượng định mức trong máy biến thế.

n2nom Số của các vòng dây cuộn thứ cấp để có điện áp hở mạch bằng với điện áp cơ bản của nút thứ cấp với thông lượng định mức trong máy biến thế.

n1 Số vòng thực tế của cuộn sơ cấp.

n2 Số vòng thực tế của cuộn thứ cấp.

Một định nghĩa khác của tỷ lệ vòng dây, t, là

nom

oc

nom

c

nn

nv

t

1

1

2

20

=

Trong đó

V1oc điện áp tương ứng với vị trí nấc điều áp sơ cấp với thông lượng định mức trong máy biến thế.

22

V2oc điện áp tương ứng với vị trí nấc điều áp thứ cấp với thông lượng định mức trong máy biến thế.

V1nom điện áp tương ứng với nấc điều áp sơ cấp danh định với thông lượng định mức trong máy biến thế.

V2nom điện áp tương ứng với nấc điều áp thứ cấp danh định với thông lượng định mức trong máy biến thế.

Trong hầu hết nhưng không trong tất cả các trường hợp, V1nom và V2nom sẽ bằng các điện áp cơ bản của các nút mà các cuộn dây sơ cấp và thứ cấp kết nối.

Bất chấp việc kết nối của dãy máy biến thế hay vị trí vật lý của các nấc điều áp trên các cuộn dây sơ cấp và thứ cấp, PSS/ADEPT yêu cầu vị trí nấc đó được định rõ bằng tỷ lệ các vòng dây đơn vị thực tế, như được định nghĩa ở trên. Bởi vì tỷ lệ các vòng dây đơn vị liên kết điện áp sơ cấp và thứ cấp với các giá trị điện áp danh định của các điện áp đó, hệ số 1.7320508 (√3) không xuất hiện trong tỷ lệ các vòng dây được qui định cho các dãy sao tam giác hay tam giác sao trong PSS/ADEPT. Vì vậy tỷ lệ các vòng dây đơn vị của một máy biến thế được kết nối cho:

13.8 kV pha-pha và 7.969 kV pha-đất sơ cấp 4.8kV pha-pha và 2.771 kV pha-đất thứ cấp

Hình sao sơ cấp-tam giác thứ cấp được kết nối, và được điều áp cộng 5% phía thứ cấp là

(4.8 * 1.05/4.8)/(13.8/13.8) = 1.05 đơn vị Trong khi tỷ lệ các vòng dây thực tế cho mỗi máy biến thế riêng lẻ là

(4.8 * 1.05)/(13.8/1.7320508) = 1.05 * (4.8/7.967) Khi dãy máy biến thế ba pha là được hình thành từ ba máy biến thế một pha

riêng lẽ trong mỗi bồn dầu của nó, các tổng trở thứ tự thuận và không của dãy thông thường phải cài đặt bằng tổng trở rò đơn vị của một máy biến thế riêng một pha kVA cơ bản. (Ghi chú: kích cỡ máy biến thế luôn luôn được qui định trong PSS/ADEPT theo kVA/pha và tổng trở được nhập vào theo đơn vị cơ bản máy biến thế). Khi máy biến thế được chế tạo với các cuộn pha cho ba pha trên một lõi đơn, các tổng trở thứ tự thuận và không của từng đơn vị bình thường sẽ được cho trong bản tên của nó và có thể được qui định trực tiếp trong PSS/ADEPT, và kích thước máy biến thế phải được nhập PSS/ADEPT như một phần ba định mức tổng kVA.

Tự động xử lý kết nối dãy máy biến thế trong PSS/ADEPT được áp dụng chỉ khi tất cả các máy biến thế riêng biệt được kết nối thành dãy là có cùng kích thước. Khi sử dụng các máy biến thế pha có kích thước không đồng đều, cần thiết phải đưa ra các nút ảo cho phần cài đặt PSS/ADEPT, và đưa ra cách trình bày dãy “không đối xứng” bằng hai hay nhiều kết nối.

23

Người sử dụng cần phải nhận biết và qui định cả kết nối được dùng trong dãy máy biến thế và pha của nó. Pha được qui định qua PSS/ADEPT có tham chiếu tới quy ước. Trong quy định pha:

• Các pha A, B, và C là luôn luôn được xác định bởi các số 1, 2, và 3, tương ứng.

• Các cặp pha AB, BC, và CA là luôn luôn được xác định bởi các số 1, 2, và 3, tương ứng.

• Các máy biến thế riêng biệt, hay các cặp cuộn dây trong máy biến thế ba pha luôn luôn có cặp đối với các pha A, B, và C. Chính là, cuộn dây A-đến-trung tính luôn luôn có cặp với A-đến-trung tính hay cuộn A-đến-B tương ứng, v.v… Chỉ có sự thay đổi pha +30 độ trong máy biến thế sao-tam giác có thể được mô hình với PSS/ADEPT; các sự sắp xếp thay đổi pha 120 độ có thể được bằng cách cặp cuộn dây A-đến-trung tính/cặp dây B-đến-C chẳng hạn, là không được nhận biết.

Sự chuyển đổi pha từ 30 độ tới âm 30 độ là có được bởi đảo dấu mã loại máy biến thế.

IIII..66..22.. MMááyy bbiiếếnn tthhếế llựựcc đđưượợcc kkếếtt nnốốii tthhàànnhh mmááyy bbiiếếnn tthhếế ttựự nnggẫẫuu

Máy biến thế lực được kết nối trong cấu hình tự động phải được mô hình bằng cách sử dụng loại 1, 2, 3, hay 11.

Tổng trở của máy biến thế tự ngẫu ít hơn của một máy biến thế được kết nối trong cấu hình hai cuộn dây thông thường và vì vậy nên được nhập vào PSS/ADEPT một cách thích hợp. Cũng vậy, việc chuyển đổi kVA của một máy biến thế tự ngẫu được tăng nhờ được so sánh tới máy biến thế hai cuộn dây chuẩn và phải được nhập vào tương ứng. Thay đổi cấp tải tự động

Máy biến thế lực có thể được mô hình với bộ điều tải (LTC) trong PSS/ADEPT. Cách thức điều chỉnh LTC được định rõ nhờ vào tình trạng nhánh của máy biến thế.

Mỗi máy biến thế trong PSS/ADEPT có thể được cho một dãy mục tiêu điện áp, tỷ lệ các vòng dây cao nhất có thể đơn vị, và tỷ lệ các vòng dây thấp nhất có thể, và bước điều áp đơn vị. Các máy biến thế có thể được thiết kế để trực tiếp điều khiển điện áp tại nút sơ cấp hay thứ cấp của nó. Nút ‘TO’ trong hồ sơ minh họa nút nào được hiệu chỉnh mặc định. Cách khác, một máy biến thế có thể được mô hình để điều khiển điện áp tại một nút ở xa đã qui định từ vị trí máy biến thế xuống đường dây hay giữ cho điện áp nút ‘TO’ bù áp rơi trên dây. Tất cả các máy biến thế điều áp, tỷ lệ các vòng dây đơn vị là được điều chỉnh, trong giới hạn qui định, để giữ điện áp giám sát hay bù trong dãy mục tiêu đã định.

24

Đối với các máy biến thế LTC, các điều áp có thể được đặt phía cao hay phía hạ áp. Người sử dụng có thể qui định vị trí đặt bằng cách xác định điểm nút ‘TO’ trong dữ liệu máy biến thế là phía điều áp, như được trình bày trong hình 15

Hình 15 Xác định nút TO trong dữ liệu máy biến áp

Máy biến thế điều chỉnh điện áp với cuộn dây nối sao ở vị trí ‘TO’ của nó sẽ luôn điều chỉnh điện áp pha-trung tính. Máy biến thế điều chỉnh điện áp với cuộn dây nối tam giác ở vị trí ‘TO’ của nó sẽ luôn điều chỉnh điện áp pha-pha.

Bộ bù điện áp rơi trên đường dây là một dụng cụ mô hình thay đổi điện áp thứ cấp máy biến thế trước khi nó đến sensor điện áp. Chức năng của bộ bù điện áp rơi đường dây là cho điện áp được định trước tăng lên giảm biến động điện áp dọc đường dây do thay đổi tải đến mức tối thiểu.

Bù điện áp rơi đường dây được thực hiện bằng cách tính toán các điện áp biểu kiến cho bởi

VAPP = (điện áp pha-đất nút “TO”) – ZCOMP * (dòng phía ‘TO’) đối với mỗi pha và sau đó xem xét biên độ của VAPP (AN, BN, hay CA) cho

máy biến thế nối sao hay của VAPP (AB, BC, hay CA) cho máy biến thế nối delta.

Điều áp tương ứng được di chuyển nếu điện áp biểu kiến dưới dãy được qui định trong dữ liệu máy biến thế hay nó được đi chuyển trở xuống ngược lại.

Nếu sử dụng nút ở xa, các tổng trở đền bù sẽ được tính toán để người sử dụng xem xét. Ghi chú, tổng trở đền bù đứng trước trên điều khiển nút ở xa.

Dãy mục tiêu điện áp của máy biến thế không được hẹp hơn kích thứơc của bước điều áp máy biến thế, vì điều này có thể khiến cho việc điều chỉnh điện áp máy biến thế phải tìm kiếm tiếp tục. Dãy điện áp hợp lý quy ước là một phần trăm đối với máy biến thế có bước 5/8%.

IIII..66..33.. BBộộ đđiiềềuu áápp

Ngược với máy biến thế lực thay đổi bước điện áp từ bước này tới bước khác, Bộ điều áp đơn thuần tăng hay giảm điện áp thứ cấp theo yêu cầu bởi các điều

25

kiện tải. Các bộ điều áp hiện đại thường cung cấp một dãy +10% điện áp điều chỉnh trong các bước 32/0.00625. Đây là các giá trị mặc định cho việc điều chỉnh máy biến thế trong PSS/ADEPT. Các loại máy biến thế 4 tới 10 và 12 tới 15 là các mô hình tuyệt đối được dùng cho các bộ điều áp giới thiệu. Tổng trở của các máy biến thế này là được chỉnh đổi với vị trí điều áp ngược với các loại 1, 2, 3 và 11 với tổng trở là hằng số. Tổng trở là được mô tả là zero lúc bộ đổi nấc máy biến thế là danh định vì bộ điều áp cho đặc tính dòng thẳng. Lúc bộ điều áp tại mức điện áp đầy đủ thì sẽ sử dụng tổng trở nhập vào. Đối với các bộ chuyển đổi trung gian, điện trở là một hàm của số vòng dây, và điện kháng là một hàm của các vòng dây bình phương.

Bộ điều áp có định mức quy ước theo kVA điều chỉnh hay amp.

Ví dụ, một bộ điều áp ba pha, +10%, 750 kVA thực sự có thể được áp dụng cho mạch ba pha định mức 8250 kVA và có thể thay đổi điện áp đường dây dương hay âm 10% định mức. Nếu được áp dụng tới một phát tuyến cơ bản 13.2 kV, dòng định mức sẽ là:

A.kV.

kVA 328102133

750≅

××

Tổng định mức kVA ba pha của bộ điều áp là: ( ) kVAA.kV. 8250328112133 =×××

Định mức một pha phải được nhập vào mô hình PSS/ADEPT:

kVAkVA 27503

8250≅

Tổng trở của một bộ điều áp đặc biệt rất nhỏ vì cấu hình tự động được dùng. Ví dụ minh hoạ như thế nào tính gần đúng tổng trở của bộ điều áp được mô tả ở trên: Nếu máy biến thế đã được kết nối như máy biến thế hai cuộn dây tiêu chuẩn, ta sẽ có cho mỗi pha:

Hình 16 Mô hình bộ điều áp Máy biến thế phân phối quy ước có tổng trở khoảng 2%. Nghĩa là, nếu thứ cấp của máy biến thế ở trên đã bị ngắt mạch, tổng trở của máy biến thế khoảng chừng 2% trên cơ sở 250 kVA và điện áp định mức 0.762 kV. Nếu máy biến thế đó được kết nối trong cấu hình tự động, ta có:

26

với tổng kVA là 2750 cho từng pha. Với thử nghiệm ngắn mạch như ở trên, cùng tổng trở sẽ được xác định, tuy nhiên, cơ bản mới là 2750 kVA và 8.38 kV. Vì vậy, tổng trở trên các giá trị cơ bản là:

( ) ( )( )

%.kV.kV.

kVAkVA%X 180

3887620

25027502 2

2

=××=

Giá trị 0.0018 phải được nhập vào đối với kháng thứ tự thuận (X1) trong PSS/ADEPT để mô hình bộ điều áp này. Giả thiết rằng bộ điều áp được nối đất cố định, kháng thứ tự không(X0) sẽ có cùng giá trị.

II.6.3.1. Mô hình tổng trở trung tính trong máy biến thế

Mô hình tổng trở trung tính của một máy biến thế được xử lú trong PSS/ADEPT bằng cách chỉnh đổi tổng trở thứ tự không máy biến thế. Một máy biến thế được nối đất cố định, tổng trở thứ tự không (Z0) là cài đặt bằng tổng trở thứ tự thuận (Z1). Khi tổng trở trung tính có (Zg), tổng trở thứ tự không được định nghĩa như sau đây:

Z0 = Z1 + 3Zg

Vì tổng trở cần phải được nhập vào theo đơn vị trong PSS/ADEPT, tổng trở trung tính cần phải chuyển đổi thành đơn vị cơ bản kVA của máy biến thế và điện áp cơ bản của cuộn dây mà tổng trở nối đất được kết nối.

Ví dụ sau phác thảo thủ tục tính toán tổng trở thứ tự không của máy biến thế ba pha, 12 MVA, 69 kV/13.2 kV, 8%, nối tam giác sao với điện trở trung tính 10 ohm: Trên cơ bản máy biến thế chúng ta có: Z1 = 0.0+j0.08p.u. Chuyển đổi tổng trở nối đất (Rg) thành đơn vị như sau:

II.6.3.2. Máy biến thế 3 cuộn dây

Mặc dù PSS/ADEPT không có các mô hình riêng cho máy biến thế ba pha, chúng có thể được mô hình chính xác dùng tương đương hình Y. Các thông số tương đương có thể có từ nhà sản xuất hay từ một thử nghiệm. Trong phần thử nghiệm này, một cuộn dây được ngắn mạch và một để hở mạch trong khi một điện áp được áp dụng cho cuộn dây còn lại. Thử nghiệm này cho ta biết ba trở kháng rò

27

rỉ biểu kiến khi ở trên điện áp cơ bản của từng cuộn dây tương ứng và cơ bản MVA chung, các tổng trở này là: Zlh, Zlt, và Zht.

Liên hệ các tổng trở này với mạch tương đương, Zlh là tổng của tổng trở rò rỉ cuộn dây điện áp cao và thấp Xi+Xh, v.v…

Các thông số thử nghiệm này là được đo tại vị trí nấc điều áp danh định, theo, có liên quan đến tổng trở nhánh điều áp danh định của mạch tương đương, như được thiết kế trong hình 17 bởi:

ZLH = Zl+Zh ZLT = Zl+Zt ZHT = Zh+Zt

Bài toán yêu cầu là: Zl = (ZLH+ZLT-ZHT)/2 Zh = (ZLH+ZHT-ZLT)/2 Zt = (ZLT+ZHT-ZLH)/2

Trong đó tất cả các tổng trở là dạng đơn vị đối với cùng một cơ bản kVA.

Hình 17 Mô hình máy biến áp 3 cuộn dây

28

Hình 18 Mô hình tương đương máy biến áp 3 pha 3 cuộn dây

Các tổng trở Zh, Zl, và Zt là thứ tự thuận được xác định như đã trình bày ở trên. ZNh, ZNl, và ZNt là các tổng trở nối đất đơn vị của cuộn dây cao, hạ và thứ ba tương ứng. Vì vậy, nếu cuộn dây hình sao được nối đất cố định, ZN bằng 0. Nếu cuộn dây hình sao không được nối đất ZN là vô cực.

Ví dụ như định mức ba pha của máy biến thế ba cuộn dây là: Sơ cấp nối Y, 66 kV, 1500 kVA, nối đất cố định. Thứ cấp nối Y, 13.2 kV, 1000 kVA, 10 ohm điện trở nối đất. Thứ ba nối Δ, 2.3 kV, 500 kVA Các thông số thử nghiệm là:

ZHL = 0.004 + j0.07, cơ bản 1500 kVA, 66-kV ZHT = 0.005 + j0.09, cơ bản 1500 kVA, 66-kV

ZLT = 0.005 + j0.08, cơ bản 1000 kVA, 13.2 kV Chuyển đổi ZLT thành cơ bản cuộn dây phía cao kVA:

dạng đơn vị trên cơ bản 1500 kVA, ta có:

Đối với thứ tự không:

Trong PSS/ADEPT mỗi nhánh của ba cuộn dây tương đương được thể hiện bởi một máy biến thế nối tới nút “ảo”. Điện áp của nút “ảo” là tuỳ ý.

29

Đối với ví dụ ở trên, các kết nối được trình bày trong hình 19

Hình 19 Ví dụ một máy biến áp 3 pha 3 cuộn dây

II.6.3.3. Máy biến thế nối đất

Trong một hệ thống khi thứ cấp hoàn toàn được kết nối delta, không có tải một pha vì hệ thống trung tính nối đất không tồn tại. Trong hệ thống đó, khi được đề nghị phục vụ tải một pha, các máy biến thế nối đất được dùng để thiết lập một hệ thống trung tính nối đất. Hầu hết các loại máy biến thế nối đất thông thường là loại sao-tam giác hay zig-zag. Cả hai loại cung cấp một đường dẫn tổng trở thấp cho dòng thứ tự không và đường dẫn tổng trở cao cho sự cài đặt được cân bằng các dòng ba pha và có thể mô hình trong PSS/ADEPT dùng máy biến thế lực sao-tam giác. Vị trí hình sao của máy biến thế cần phải được kết nối tới hệ thống delta như được minh họa ở dưới để cung cấp đường dẫn cho dòng đất. Thứ cấp tam giác của dãy nối đất có thể được tải, nhưng thường thì không.

Hình 20 Máy biến thế nối đất

Từng pha kVA và bản tên các tổng trở của máy biến thế nối đất phải được nhập vào trực tiếp trong PSS/ADEPT cho các loại hình sao tam giác. Tuy nhiên cho các loại zig-zag, nếu kích cỡ kVA là định mức của cuộn dây riêng lẻ của nhánh, kVA phải được nhân √3 khi nhập vào trong PSS/ADEPT. Cách khác, luôn luôn

30

nhập vào tổng dung lượng kVA một pha của dãy. Cho hai loại máy biến thế nối đất, bất kỳ tổng trở trung tính nào phải được mô hình trong PSS/ADEPT bằng cách hiệu chỉnh tổng trở thứ tự không.

II.6.3.4. Máy biến thế lực 1 pha

Máy biến thế lực một pha có thể được mô hình trong PSS/ADEPT bằng cách dùng loại 1(sao-sao), 2 (sao-delta), 3 (delta-sao) hay 11 (delta-delta) và qui định pha nhánh thích hợp. Định mức một pha kVA phải được nhập vào trong PSS/ADEPT với bản tên các tổng trở. Sau đây minh hoạ vài loại máy biến thế lực một pha và thảo luận cách trình bày trong PSS/ADEPT và các sự hạn chế đặt biệt có thể áp dụng:

Mô hình máy biến thế loại 1(sao-sao) và qui định pha nhánh là pha máy biến thế kết nối. Pha nhánh phải là B đối với ví dụ đã cho. Ghi chú, tất cả tải được nuôi bởi máy biến thế này phải được nối đất và chỉ nhập vào trong pha đối với máy biến thế được kết nối.

Mô hình máy biến thế loại 3 (tam giác-sao) và qui định pha nhánh là pha hiện hữu phía sao (dây-trung tính) của máy biến thế. Pha nhánh phải là A cho ví dụ đã nêu và pha AB cần phải tồn tại phía sơ cấp của máy biến thế.

Tất cả tải được nuôi bởi máy biến thế này phải được nối đất và chỉ nhập vào pha được qui định cho pha nhánh máy biến thế.

Mô hình máy biến thế loại 2 (sao-tam giác) và qui định pha nhánh là pha hiện diện phía sao (dây-trung tính) của máy biến thế. Pha nhánh phải là A cho ví dụ đã nêu và pha A phải tồn tại phía sơ cấp máy biến thế.

Tất cả tải được nuôi từ phần thứ cấp phải không được nối đất, được kết nối giữa hai pha được nối từ máy biến thế. Đối với ví dụ minh hoạ, tải thứ cấp phải là loại không được nối đất và chỉ nhập vào trong pha A.

II.6.3.5. Máy biến thê lực hình sao mở tới tam giác mở

Kết nối máy biến thế hình sao mở tới hình tam giác mở cho phép tải ba pha được phục vụ bởi phát tuyến hai pha nối đất như đã được trình bày ở đây:

Hình 21 Máy biến áp lực hình sao mở

31

Máy biến thế này được theo mô hình trong PSS/ADEPT cho tính toán dòng công suất và khởi động động cơ. Các sự tính toán ngắn mạch cho nút phía thứ cấp của loại máy biến thế này không được xử lý thích hợp bởi các thuật toán PSS/ADEPT.

Máy biến thế hình sao mở tới hình tam giác mở phải được mô tả trong PSS/ADEPT bằng cách qui định một máy biến thế loại 2 (sao – tam giác) với pha nhánh máy biến thế được định nghĩa là có hai pha phía sao của máy biến thế. Đối với ví dụ được trình bày ở trên, pha nhánh máy biến thế phải nhập vào như AB. Các bố trí pha hợp lệ là:

Các pha được qui định cho máy biến thế cần phải tồn tại trên nút chính. Tất cả tải nối từ máy biến thế này phải qui định không được nối đất.

Định mức kVA của máy biến thế một pha phải nhập vào trong PSS/ADEPT cùng với tổng trở qui định trên kVA cơ bản.

IIII..77.. MMôô hhììnnhh mmááyy đđiiệệnn Các máy điện ba pha đồng bộ và không đồng bộ có thể được mô hình rõ ràng

với PSS/ADEPT. Cả hai loại có thể được thiết kế như máy phát điện hay động cơ bằng cách lựa chọn dấu hiệu thích hợp cho thông số tải kW trong hồ sơ dữ liệu tải thô. Các đặc tính đặc trưng của máy điện được mô hình bởi PSS/ADEPT phải được nhập vào trong Tập tin Tự điển Dữ liệu Máy điện. Các loại tải là được dùng để phân biệt các loại máy điện:

Các loại máy điện không đồng bộ:

Loại tải 51 – 70, 151 – 170 được nhập vào theo kW

Định mức theo kVA. Loại tải 71 – 90, 171 – 190 được nhập vào theo hp cơ

Định mức theo hp cơ. Các loại máy đồng bộ. Loại tải 91 – 99, 191 – 199 được nhập vào theo kW

Định mức theo kVA

Máy điện có thể được mô hình tại nút ba pha trong bất kỳ nhóm tải nào. Máy điện được xem như trực tuyến lúc loại tải là dương. Bằng cách thêm dấu âm loại tải (chẳng hạn như -51), máy sẽ được xem như phi trực tuyến.

II.7.1.1. Máy điện đồng bộ

Trong bài toán dòng công suất và sau khởi động động cơ của PSS/ADEPT, mô hình máy đồng bộ (các loại 90 – 99 hay 190 – 199) sẽ giữ điện áp cực bằng hằng số tại giá trị người sử dụng qui định. Đầu ra hay hấp thu công suất phản kháng sẽ được điều chỉnh tương ứng với điện áp cực. Nếu yêu cầu phản kháng của mô hình vượt giới hạn khả năng phản kháng được qui định, điện áp cực sẽ được chỉnh

32

sao cho các giới hạn không bị vượt quá. Điểm thiết lập điện áp và giới hạn phản kháng của loại máy đặc trưng được qui định trong file Tự điển Máy điện. Điểm thiết lập điện áp có thể được định nghĩa khác đi cho máy đồng bộ riêng lẽ trong hồ sơ dữ liệu tải thô. Điều này sẽ bỏ qua giá trị từ Tự điển Máy điện.

Nếu máy đồng bộ là được vận hành trên dòng định mức của nó hay trên điện áp cực thì mức tăng nhiệt độ định mức của đồng và sắt sẽ được vượt quá tương ứng. Vòng cung từ B tới C, với bán kính bằng kVA định mức của máy điện và tâm tại điểm gốc, cho ta giới hạn dòng điện phần ứng định mức tại điện áp định mức. Điểm B cho ta hệ số công suất định mức của máy điện. Vòng cung từ A tới B cho ta giới hạn dòng điện phần cảm của máy điện. Khi vận hành máy đồng bộ dưới kích thích, có một từ thông biên độ cao ở các đầu lõi máy điện. Vòng cung từ C tới D cho ta giới hạn nhiệt theo từ thông này.

Đường cong công suất phản kháng như được trình bày trong hình 22 có thể được sử dụng để xác định các giới hạn phản kháng của máy như được yêu cầu bởi PSS/ADEPT. Giới hạn công suất phản kháng cực đại và cực tiểu quy ước tương đương với các điểm B và C tương ứng. Ghi chú, tuy nhiên, các giới hạn phản kháng có thể thay đổi tùy theo mức công suất thực.

Trong tính toán ngắn mạch và khởi động động cơ tức thời tiêu chuẩn trong PSS/ADEPT, máy đồng bộ đang chạy được xem là có điện áp hằng số sau tổng trở sau quá. Trong tính toán ngắn mạch, điện áp được giữ cố định là 1 đơn vị. Trong tính toán khởi động động cơ tức thời, điện áp được giữ hằng số như được xác định từ dòng tải trước đó, hay được giữ là 1 đơn vị.

Hình 22 Mô hình máy điện

Khi ngắn mạch được đưa ra với hậu tố TR, các máy đồng bộ đang chạy được xem như có điện áp hằng số phía sau tổng trở quá độ trong thứ tự thuận.

33

Trong quá trình tính toán dòng tải, khởi động động cơ và ngắn mạch, các máy đồng bộ đang chạy được mô tả như được minh hoạ trong hình 23 trong thứ tự nghịch và không tương ứng.

Đối với máy đồng bộ có các cuộn dây nối tam giác, tổng trở thứ tự không phải được cài đặt là 99. +j99. để mô tả mối nối hở.

Hình 23 Các thành phần thứ tự trong máy điện

II.7.1.2. Máy điện cảm ứng

Trong tính toán dòng công suất và sau khi khởi động động cơ của PSS/ADEPT, máy điện cảm ứng đang chạy được xem như tải công suất hằng số. Hệ số công suất đang chạy được xác định từ đường cong điện áp và hệ số công suất như được qui định trong Tập tin Tự điển Máy điện.

Máy điện cảm ứng đang chạy được mô tả giống như các máy đồng bộ trong bài toán giải ngắn mạch và khởi động động cơ tức thời; tức là chúng được xem xét như hằng số điện áp phía sau tổng trở trong thứ tự thuận. Tổng trở là tổng trở sau quá độ quy ước như được trình bày trong hình 23. Tổng trở quá độ được dùng khi ngắn mạch và máy điện cảm ứng đang chạy được mô tả như được trình bày trong hình 23. Sự trình bày thứ tự nghịch và thứ tự không được minh họa trong hình 23. Hầu hết các máy điện cảm ứng không được nối đất, tổng trở thứ tự không thường cài đặt là 99. +j99. đơn vị.

Dữ liệu mô tả máy điện cảm ứng sẽ thừơng ở trạng thái ổn định tương đương. Mạch tương đương hai nhánh quy ước được trình bày trong hình 24. Biểu thức sau có thể được dùng để biến đổi dữ liệu từ mô hình này tới dữ liệu như được yêu cầu trong Tập tin Tự điển Dữ liệu Máy điện trong PSS/ADEPT:

34

Hình 24 Mạch điện tương đương của động cơ không đồng bộ

II.7.1.3. Khởi động động cơ tức thới và khởi động lại

Khởi động một động cơ lớn trong công nghiệp hay hệ thống công suất yếu có thể dẫn tới việc điện áp không chấp nhận được giảm trong hệ thống. Khi điện áp giảm thấp tại nút động cơ khởi động, thời khoảng khởi động sẽ kéo dài và trong một vài trường hợp bất lợi, động cơ có thể không có đủ lực gia tốc để đạt tốc độ định mức. Phạm vi thời gian khởi động động cơ quy ước từ một vài giây tới mười giây hay nhiều hơn. Việc nghiên cứu khởi động động cơ trong PSS/ADEPT cho phép người sử dụng xác định phạm vi của sụt áp trong hệ thống.

Trong PSS/ADEPT, động cơ khởi động được mặc định nối tiếp với bộ khởi động của máy biến thế tự ngẫu để giảm dòng động cơ cao liên tục (tỷ lệ với điện áp cực của nó) vì vậy làm giảm sụt áp. Động cơ đang khởi động được mô tả bởi tổng trở rotor bị khoá. Đối với động cơ ba pha, tổng trở rotor bị khóa là:

với Ilr là dòng rotor bị khóa tại điện áp định mức, cách khác:

35

với Ifl là dòng đầy tải tại điện áp định mức vuông góc với điện áp cực động

cơ. Quy ước, Ilr là khoảng chừng 6 lần Ifl.

Bằng cách mô tả khởi động động cơ như một tải tổng trở hằng số, sụt áp mạng có thể được tính toán với bài toán dòng tải.

PSS/ADEPT cho phép người sử dụng xem hai cách khởi động động cơ khác nhau trên mạng với máy đang chạy.

Khi khởi động động cơ ‘tức thời’, tất cả các máy đang chạy được giả sử vẫn giữ vững từ thông hằng số và vì thế giúp cho động cơ được khởi động. Tất cả máy đang chạy được mô hình như nguồn điện áp phía sau tổng trở thứ tự thuận của nó và tổng trở của nó đến trung tính trong các thứ tự khác. Giả sử việc khởi động động cơ ‘tức thời’ kéo dài trong khoảng thời gian rất ngắn, có lẽ 3-5 chu kỳ trong hệ thống 60 Hz. Từ thông của máy đang chạy phân tán đến một mức cân bằng mới khá xa trước khi khởi động động cơ đạt đến tốc độ định mức.

Khi khởi động động cơ ‘lại’, giả thiết từ thông của máy đang chạy bị phân tán. Trong tình trạng này, tất cả các máy đang chạy được mô hình như các tải tương đương và vì thế không thể hỗ trợ động cơ khởi động. Hiển nhiên, thực tế sụt áp nghiêm trọng hơn và là đặc tính khởi động động cơ lớn trong hệ thống điện công nghiệp.

Thứ tự khởi động động cơ như sau:

1. Động cơ cần khởi động được tách khỏi mạng bằng cách cài đặt giá trị âm cho loại của nó.

2. Khởi động động cơ ‘tức thời’ được thực hiện. Kết quả dòng tải có thể được liệt kê, trưng bày, in, hay vẽ ra.

3. Khởi động động cơ ‘lại’ có thể được thực hiện. Kết quả dòng tải có thể được liệt kê, trưng bày, in, hay vẽ ra.

4. Với động cơ được khởi động tại tốc độ chạy, bài toán dòng tải thông thường có thể được thực hiện và kết quả có thể được so sánh với các bước 2 và 3.

Khi khởi động động cơ ‘tức thời’ trong bước 2, việc khởi động động cơ ‘tức thời’ thành công với tỉ lệ nấc máy biến thế khởi động khác nhau có thể được thực hiện. Điều này cũng đúng trong bước 3 khi khởi động động cơ lại.

Nếu người sử dụng chỉ quan tâm đến khởi động động cơ ‘tức thời’ hay khởi động ‘lại’, thứ tự 1, 2, 4, hay 1, 3, 4 cần được thực hiện. Người sử dụng được cảnh báo dùng thứ tự 1, 3, 2, 4 để xem cả hai trường hợp khởi động động cơ ‘tức thời’

36

hay khởi động ‘lại’ bởi vì các điều kiện tiền khởi động là không còn trong bộ nhớ sau khi khởi động động cơ ‘lại’.

II.7.1.4. Phương pháp khởi động động cơ

Trong PSS/ADEPT động cơ khởi động được giả sử mắc nối tiếp với máy biến thế tự ngẫu lý tưởng (bù khởi động). Tổng trở máy biến thế tự ngẫu được qui định trong Tập tin Tự điển Máy điện trên cơ bản của máy biến thế và mặt định đến zero đơn vị. Nấc điều áp máy biến thế tự ngẫu được giả sử ở phía máy điện và mặc định là tỷ số định mức (1.0) như trong hình 25:

Hình 25 Khởi động động cơ

Nếu các giá trị mặt định của tổng trở máy biến thế tự ngẫu và nấc điều áp được sử dụng, động cơ được mô tả khi khởi động với điện áp đầy được áp dụng cho các cực. Điều này thỉnh thoảng tham chiếu đến việc khởi động chéo. Chú ý, máy biến thế tự ngẫu được giả sử được ngắt ra (bỏ qua) trong tính toán dòng công suất và ngắn mạch.

II.7.1.4.1. Điện áp khi khởi động động cơ bị giảm Khởi động các máy biến thế tự ngẫu tổng quát có các nấc chuyển đổi 50%,

65%, và 80% có thể được chọn để giảm điện áp cực động cơ dưới mức bình thường trong khi khởi động nhằm giảm dòng lớn vào. Để trình bày nấc chuyển đổi 65% trong PSS/ADEPT chẳng hạn, một nấc chuyển đổi 0.65 phải được qui định khi khởi động máy điện.

II.7.1.4.2. Khởi động tụ mắc shunt Trong một vài trường hợp, các tụ mắc shunt được đóng cắt trực tuyến khi

một động cơ bắt đầu được khởi động để giảm sụt áp trên hệ thống. Phương pháp này có thể được mô hình trong PSS/ADEPT đơn giản bằng cách thêm tụ là một dãy cố định và chỉ đóng cắt trực tuyến. Nếu tụ phi trực tuyến khi tính toán tiền khởi động và đóng vào trước khi tính toán khởi động. Một khi động cơ đã chạy, tụ phải được ngắt ra (cài trạng thái= 0) cho tính toán dòng công suất và ngắn mạch.

II.7.1.4.3. Khởi động mềm SCR Phương pháp khởi động này điều khiển dòng khởi động động cơ hay gia tốc

với thiết bị mô tả trạng thái. Tổng trở động cơ thực tại điểm dừng được tính như là

37

nghịch đảo của dòng động cơ đơn vị tại điểm dừng. Nếu, ví dụ, dòng giới hạn khởi động động cơ cao tới 3 đơn vị (300%), tổng trở rotor thực bị khoá là ZLR = 0.33 pu.

II.7.1.4.4. Khởi động động cơ dây quấn Động cơ dây quấn có hơn một mạch mắc song song trong dây quấn stator

(thông thường là hai). Nó được khởi động khi áp dụng điện áp định mức vuông góc chỉ một mạch. Mạch song song còn lại được đóng điện khi gia tốc. Tổng trở động cơ phải hiển thị phần cuộn dây được đóng điện khi gia tốc. Tổng trở động cơ phải hiển thị phần cuộn dây được đóng điện đầu tiên. Nếu, ví dụ 50% của cuộn dây được đóng điện đầu tiên, tổng trở rotor thực bị khoá là ZLR = 2.0 * ZLR cơ bản.

Hai phương pháp khởi động sau có ảnh hưởng đến giá trị ZLR. Các sự thay đổi tới ZLR có thể được thực hiện trực tiếp trong Tập tin Tự điển Máy điện cho các loại máy với bộ khởi động đặt biệt hay Tập tin Tự điển Máy điện đầy đủ phải được tạo để sử dụng khi khởi động động cơ được thay đổi các giá trị ZLR. Cách khác, giá trị của nấc chuyển đổi máy biến thế tự ngẫu có thể được qui định để thực sự trình bày ZLR thay đổi. Tổng trở khởi động động cơ thực được trình bày trong PSS/ADEPT như:

( )2tapZ

Zeff LR=

với tap là tỉ số nấc chuyển đổi của máy biến thế tự ngẫu theo đơn vị. Vì thế, để thực sự nhân đôi tổng trở rotor bị khóa thì qui định tap = 0.707.

Hết chương !

CHƯƠNG 2: PHÂN BỐ CÔNG SUẤT

39

CCHHƯƯƠƠNNGG 22:: PPHHÂÂNN BBỐỐ CCÔÔNNGG SSUUẤẤTT

Chúng ta biết rằng có ba phương pháp tính phân bố công suất thường được sử dụng là: phương pháp Newton-Raphson, phương pháp phân lập nhanh, và phương pháp Gauss-Seidel. Mỗi phương pháp có những đặc tính hội tụ khác nhau, thường thì ta chọn phương pháp có khả năng thực hiện tốt nhất. Việc lựa chọn phương pháp tính nào còn tuỳ thuộc vào cấu hình hệ thống, máy phát, đặc tính tải và mức điện áp tại ban đầu tại các nút.

Trong chương này, chúng ta ôn tập lại các kiến thức cần thiết phục vụ cho việc tìm hiểu cách giải bài toán phân bố công suất trong phần mềm PSS/ADEPT. Các kiến thức cơ sở về phương pháp giải bài toán phân bố công suất như phương trình đại số phi tuyến, sau đó là bài toán phân bố công suất trong lưới điện và sau cùng là tìm hiểu về phương pháp giải bài toán phân bố công suất trong phần mềm PSS/ADEPT.

Trong bài toán phân bố công suất trong lưới điện thường dùng phương trình liên lạc giữa điện áp nút và dòng nút thông qua ma trận tổng dẫn nút. Nếu biết dòng nút, có thể tìm được điện áp nút. Tuy vậy, trong lưới điện thường cho công suất hơn là dòng điện. Như vậy, phương trình liên quan là phương trình phi tuyến và là phương trình phân bố công suất được giải bằng phương pháp lặp. Sau đây ta ôn tập về phương trình đại số phi tuyến.

40

II.. PPhhưươơnngg ttrrììnnhh đđạạii ssốố pphhii ttuuyyếếnn

Sau đây, chúng ta ôn lại các phương pháp giải phương trình đại số phi tuyến.

II..11.. PPhhưươơnngg pphháápp GGaauussss –– SSeeiiddeell

Từ phương trình f(x) = 0 ta suy ra x = g(x) Như vậy quan hệ giữa lần lặp thứ k và k+1 là x(k+1) = g(x(k))

Kết quả chấp nhận khi ≤−+ )k()1k( xx ε

=> Nhận xét: Tốc độ

hội tụ chậm, vì thế có thể làm tăng tốc hội tụ bằng cách dùng thuật toán gia tốc với hệ số gia tốc α:

x(k+1) = x(k) + α[g(x(k)) – x(k)] Nếu có n phương trình với n ẩn số:

f1(x1,x2,…,xn) = c1 => x1 = c1 + g1(x1,x2,,…,xn) f2(x1,x2,…,xn) = c2 => x2 = c2 + g2(x1,x2,,…,xn) …… fn(x1,x2,…,xn) = cn => xn = cn + gn(x1,x2,,…,xn)

Bằng phương pháp lặp, ta có được: x1(0); x2

(0);…; xn(0) x1

(1); x2(1);…; xn(1)

… Trong phương pháp Gauss – Seldel, các giá trị mới của các ẩn số xi vừa được

tính trong các phương trình trên liền được thay thế ngay vào các phương trình kế tiếp. Hội tụ sẽ đạt được khi sai biệt giữa các giá trị cần tính sau so với lần tính trước nhỏ hơn một hệ số quy định. Có thể dùng hệ số gia tốc x(k+1) = x(k) + α(xi(k+1) – xi(k))

Ví dụ: Cho f(x) = x3 – 6x2 + 9x – 4 = 0

x= 94x

96x

91 23 ++−

= g(x) x(0) = 2 x(1) = g(2) = 2.2222 x(2)=(2.2222)= 2.5173 x(3) = 2.8966 x(4) = 3.3376 x(5) = 3.7398 x(6) = 3.9568 x(7) = 3.9988 x(8)=4.0000

41

II..22.. PPhhưươơnngg pphháápp NNeewwttoonn –– RRaapphhssoonn

Cho phương trình f(x) = c, ta xây dựng được như sau:

x(k+1) = x(k) +

)k(

)k(

dxdf

)x(fc

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

− và đại

lượng )k(

)k(

dxdf

)x(fc

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

−

gọi là sai số lần lặp thứ k Δx(k) => Nhận xét: Phương pháp hội tụ rất nhanh

Nếu có n phương trình với n ẩn số:

⎪⎪⎩

⎪⎪⎨

⎧

=

==

nn21n

2n212

1n211

c)x,...,x,x(f...

c)x,...,x,x(fc)x,...,x,x(f

Suy ra X(k+1) = X(k) + ΔX(k)

Với ΔX(k) =

⎟⎟⎟⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜⎜⎜⎜

⎝

⎛

Δ

ΔΔ

)k(n

)k(2

)k(1

x...xx

= )k(

)k(

JcΔ

Δc(k) =

⎟⎟⎟⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜⎜⎜⎜

⎝

⎛

−

−−

)k(nn

)k(22

)k(11

)f(c...

)f(c)f(c

Ví dụ: Giải phương trình f(x) = x3 – 6x2 + 9x – 4 = 0 x(0) = 6

)0(

dxdf

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ = 3(6)2 – 12(6) + 9 = 45

x(1) = 6 + 1111.145

4)6(9)6(6])6[(0 23

−=−+−−

tại cuối lần lặp thứ 1: x1(1) = x(0) + Δx(0) = 6 – 1.1111 = 4.8889

Các lần lặp kế tiếp:

x(2) = x(1) + Δx(1) = 4.8889 - 2789.4

037.224431.13

=

x(3) = x(2) + Δx(2) = 4.2789 - 0405.4

5797.129981.2

=

x(4) = x(3) + Δx(3) = 4.0405 - 0011.4

4914.93748.0

=

x(5) = x(4) + Δx(4) = 4.0011 - 000.4

0126.90095.0

=

42

J(k) =

⎟⎟⎟⎟⎟⎟⎟⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜⎜⎜⎜⎜⎜⎜⎜

⎝

⎛

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛∂∂

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛∂∂

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛∂∂

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛∂∂

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛∂∂

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛∂∂

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛∂∂

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛∂∂

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛∂∂

)k(

n

n

)k(

2

n

)k(

1

n

)k(

n

2

)k(

2

2

)k(

1

2

)k(

n

1

)k(

2

1

)k(

1

1

xf

...xf

xf

............xf

...xf

xf

xf

...xf

xf

là ma trận Jacobian

IIII.. PPhhâânn bbốố ccôônngg ssuuấấtt ttrroonngg llưướớii đđiiệệnn

Phân bố công suất trong lưới điện nhằm quy hoạch, hoạch định kinh tế, dự kiến tương lai,…. Mục đích là tìm giá trị điện áp, góc pha tại mỗi nút và công suất tác động, phản kháng chạy trên mỗi nhánh (|V|, δ,P,Q). có 3 loại nút:

Nút nguồn: Được chọn làm cơ sở khi điện áp và góc pha tại đó biết trước. Nút này cân bằng khác nhau giữa tải tiêu thụ và công suất phát ra do có tổn thất trên lưới điện

Nút phụ tải: Tại đó P, Q của tải được biết, còn điện áp, góc pha chưa biết, còn gọi là nút P - Q

Nút điều chỉnh điện áp: Tại đó, P, V được xác định, góc pha và Q cần được xác dịnh, còn gọi là nút P – V

IIII..11..11.. PPhhưươơnngg ttrrììnnhh ccâânn bbằằnngg ccôônngg ssuuấấtt Ii = yi0Vi + yi1(Vi – V1) + yi2(Vi – V2) + … + yin(Vi - Vn)

= (yi0 + yi1 + yi2 + … + yin)Vi – yi1Vi1 – yi2V1 - … - yinVn

Ii = Vi ∑∑==

−n

1jjij

n

0jij Vyy với j ≠ i

Công suất tại nút i:

Pi + jQi = Vi *iI hay Ii = *

i

ii

VjQP −

∑∑==

−=− n

1jjij

n

1jiji*

i

ii VyyVV

jQP với j ≠ i

IIII..11..22.. PPhhưươơnngg pphháápp GGaauussss –– SSeeiiddeell

Vi(k+1) = ∑

∑=

+−

ij

n

1j

)k(jij)k(

*i

)k(*i

chSi

y

VyV

jQP

trong đó (j ≠ i)

43

Với PiSch – jQiSch: công suất tác dụng và phản kháng (với nút nguồn, PiSch và QiSch có giá trị dương; với nút tải, PiSch và QiSch có giá trị âm

Pi(k+1) = Real⎭⎬⎫

⎩⎨⎧

−∑∑==

]VyyV[Vn

1j

)k(jij

n

0jij

)k(i

)k(*i

-Qi(k+1) = Image⎭⎬⎫

⎩⎨⎧

−∑∑==

]VyyV[Vn

1j

)k(jij

n

0jij

)k(i

)k(*i

Hay: Pi(k+1) = Real⎪⎭

⎪⎬⎫

⎪⎩

⎪⎨⎧

+∑≠=

]VYV[Vn

ij1j

)k(jij

)k(i

)k(*i

Qi(k+1) = -Image⎪⎭

⎪⎬⎫

⎪⎩

⎪⎨⎧

+∑≠=

)VYYV(Vn

ij1j

)k(jijii

)k(i

)k(*i

Có thể dùng thêm hệ số gia tốc α: Vi(r+1)có thể chấp nhận = Vi(r) + α(Vi(r+1) – Vi (r))

Vi(k+1)có thể chấp nhận = Vi(k) + α(Vi(k+1) – Vi (k)) với α = 1.3 ÷ 1.7

Quá trình hội tụ khi so sánh giữa phần thực, phần ảo của điện áp nút giữa các lần lặp sát nhau trong vòng cho phép: | ei(k+1) – ei(k)| ≤ ε và | fi(k+1) – fi(k)| ≤ ε

Tính toán dòng chảy công suất và tổn thất: Iij = Il + Ii0 = yij(Vi - Vj) + yi0Vi Iji = -Il + Ij0 = yij(Vj - Vi) + yj0Vj Dòng công suất Sij từ nút i đến nút j và Sji ø từ nút j đến nút i lần lượt là Sij =

ViIij* và Sji = VjIji* Tổn thất trên đường dây nối nút i và j là: SLij = Sij + Sji

IIII..11..33.. PPhhưươơnngg pphháápp NNeewwttoonn –– RRaapphhssoonn ggiiảảii bbààii ttooáánn pphhâânn bbốố ccôônngg ssuuấấtt Do hội tụ bậc hai, phương pháp Newton – Raphson thường được dùng. Số

lần hội tụ không phụ thuộc vào số nút

Ii = ∑∑ −=

n

jij

n

0jiji VyyV với j ≠ i

Viết lại: Ii* = ∑=

n

1jjijVY với j có thể bằng i

Viết dưới dạng cực: Ii = ∑=

δ+θ∠n

1jjijjij VY

Công suất tại nút i: Pi –jQi = Vi* Ii = iiV δ−∠ ∑=

δ+θ∠n

1jjijjij VY

Tách riêng phần thực và phần ảo, ta có:

Pi = )cos(YVV jiij

n

1jijji δ+δ−θ∑

=

(1)

44

Qi = - )sin(YVV jiij

n

1jijji δ+δ−θ∑

=

(2)

Đây là phương trình phi tuyến theo các biến độc lập, điện áp được tính theo đơn vị tương đối, góc pha là rad. Ta có 2 phương trình cho mỗi nút tải cho bởi (1) và (2) và 1 phương trình cho mỗi nút điều khiển điện áp cho bởi (2)

Theo phương pháp Newton – Raphson:

⎟⎟⎟⎟⎟⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜⎜⎜⎜⎜⎜

⎝

⎛

Δ

ΔΔ

Δ

)k(n

)k(2

)k(n

)k(2

Q...

QP...P

=

⎟⎟⎟⎟⎟⎟⎟⎟⎟⎟⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜⎜⎜⎜⎜⎜⎜⎜⎜⎜⎜

⎝

⎛

∂∂

∂∂

δ∂∂

δ∂∂

∂∂

∂∂

δ∂∂

δ∂∂

∂∂

∂∂

δ∂∂

δ∂∂

∂∂

∂∂

δ∂∂

δ∂∂

)k(

n

n)k(

2

n)k(

2

n)k(

2

n

)k(

n

2)k(

2

2)k(

n

2)k(

2

2

)k(

n

n)k(

2

n)k(

n

n)k(

2

n

)k(

n

2)k(

2

2)k(

n

2)k(

2

2

VQ

...VQQ

...Q

VQ...

VQQ...Q

VP...

VPP...P

..................VP...

VPP...P

⎟⎟⎟⎟⎟⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜⎜⎜⎜⎜⎜

⎝

⎛

Δ

ΔδΔ

δΔ

)k(n

)k(

2

n

)k(2

V...

V

...

Trong phương trình trên, nút i được coi là nút cơ sở

=> ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ΔδΔ

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ΔΔ

VJJJJ

QP

43

21

Thành phần J1:

∑≠

δ+δ−θ=δ∂∂ n

jijiij

i

)sin(YijVjViPi (3)

)sin(YVVPijiijijji

j

δ+δ−θ−=δ∂∂ với i ≠ j (4)

Thành phần J2:

)cos(YVcosYV2VPi

jiij

n

ijijjiiiii

i

δ+δ−θ+θ=∂∂ ∑

≠

(5)

)cos(YVVPi

jiijijij

δ+δ−θ=∂∂ với i ≠ j (6)

Thành phần J3:

∑≠

δ+δ−θ=δ∂

∂ n

jijiij

i

i )cos(YijVjViQ (7)

)cos(YVVQjiijijji

j

i δ−δ−θ−=δ∂

∂ (8)

Thành phần J4:

∑≠

δ−δ−θ−θ−=∂∂ n

ijjiijijjiiiii

i

i )sin(YVsinYV2VQ (9)

)sin(YVVQ

jiijijij

i δ+δ−θ−=∂∂ với i ≠ j (10)

45

Các số hạng ΔPi(k) và ΔQi(k) là sai biệt giữa giá trị tính toán và giá trị đặt sẵn, gọi là sai biệt công suất ΔPi(k) = PiSch – Pi(k) (11) ΔQi(k) = QiSch – Qi(k) (12)

Các giá trị mới của điện áp nút: δi

(k+1) = δi(k) + Δδi

(k) (13) | Vi(k+1) | = | Vi(k) | + Δ| Vi(k) | (14)

Như vậy, giải thuật Newton – Raphson như sau: Đối với nút tải, PiSch, QiSch đã cho sẵn, điện áp và pha tại nút nguồn đặt

bằng 1 và 0, suy ra | Vi |(0) = 1.0 và δi(0) = 0. đối với điều chỉnh điện áp, | Vi |

và PiSch- cho sẵn, góc pha được cho bằng góc pha của nút nguồn, nghĩa là δi

(0) = 0 Đối với nút tải, Pi(k) và Qi(k) được tính từ (1) và (2) và ΔPi(k) và ΔQi(k) từ (11)

và (12) Đối với nút điều khiển điện áp, Pi(k) và ΔPi(k) tính từ (1) và (11) Các phần tử của ma trận Jacobian (J1, J2, J3, J4) được tính từ (3), (4), ….,(10)

Giải phương trình ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ΔδΔ

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ΔΔ

VJJJJ

QP

43

21 trực tiếp bằng phương pháp khử

Gauss hay thừa số tam giác được sắp xếp tối ưu Tính toán các giá trị mới của | Vi | và δi từ (13), (14) Tiếp tục cho đến khi | ΔPi(k) | và | ΔQi(k) | nhỏ hơn một sai số ε cho trước

IIIIII.. PPhhưươơnngg pphháápp ttíínnhh pphhâânn bbốố ccôônngg ssuuấấtt ccủủaa pphhầầnn mmềềmm PPSSSS//AADDEEPPTT 55..00

Khảo sát mô hình cơ bản giải bài toán phân bố công suất của PSS/ADEPT liệt kê dưới đây.

Trong PSS/ADEPT, các bộ phận của lưới điện được chia thành nhiều loại:

• Điểm nối (còn gọi là nút bus): là nơi các bộ phận khác trong lưới điện gặp nhau. Điểm nối có thể có hoặc không tương ứng với thiết bị trong thực tế.

• Thiết bị nối Shunt tượng trưng cho bộ phận vật lý đặt tại một điểm nối.

• Thiết bị nhánh tượng trưng cho bộ phận vật lý tồn tại giữa hai (hay nhiều) điểm nối với nhau.

Hệ thống điện đề cập ở đây thường là hệ thống ba pha, và trong PSS/ADEPT mỗi bộ phận trong lưới ba pha bao gồm thông tin cho cả ba pha và có thể thao tác như một bộ phận một pha.

46

Một nút, chẳng hạn như cho ba điểm nối, mỗi điểm có ba pha A, B và C. Tương tự vậy, mỗi nhánh cũng có ba pha (giữa A với B hoặc C) giữa hai nút.

Số lượng thực của dây dẫn hoặc pha là thuộc tính của nhánh. Vì thế, một nhánh ba pha có thể tượng trưng cho cả một, hai hoặc ba pha.

Thiết bị mắc Shunt, trừ tụ điện mắc Shunt, đều được định nghĩa tương tự như nhánh, cũng có 3, 2, hay 1 pha.

III.1.1. Nguồn

Bài toán mạng điện giải trong PSS/ADEPT phải có tối thiểu một nguồn ba pha cân bằng. PSS/ADEPT, có thể giải bài toán có nhiều nguồn hoạt động cùng một lúc.

Một nguồn được đặt trưng bởi điện áp, tổng trở thứ tự thuận và thứ tự không. Chỉ khi biết được công suất ngắn mạch của nguồn thì mới có thể chuyển sang tổng trở thứ tự thuận và thứ tự không.

III.1.2. Dây và cáp

Dây nối liền hai nút với nhau và tối thiểu phải có ít nhất một dây pha. Một dây có thể có 1, 2 hoặc 3 dây pha. Dây chuyển vị được đặt trưng bởi tổng trở thứ tự thuận và thứ tự không, và bởi điện nạp thử tự thuận và không.

Dây một và hai pha còn được đặt trưng bởi thành phần thứ tự thuận và không của tổng trở/độ dẫn nạp. Dây một pha chỉ có một tổng trở nối tiếp và một thành phần độ dẫn nạp. Khi nhập liệu cho dây một pha, đặt thành phần thứ tự thuận và không của tổng trở/độ dẫn nạp bằng nhau.

Dây dẫn hai pha có tổng trở tự cảm Zs và hổ cảm Zm. Khi nhập liệu cho dây hai pha đặt thành phần tổng trở thứ tự thuận và không như cách đặt cho dây ba pha (vd Z1 = Zs – Zm và Z0 = Zs + 2 × Zm). Dây hai pha có hai thành phần độ dẫn nạp, Bs đặc trưng cho mỗi dây dẫn đến đất, Bm đặc trưng cho hai dây dẫn với nhau.

Tương tự, rút ra cách làm cho dây ba pha, B1 = Bs + 2 × Bm, B0 = Bs. Cách đơn giản để nhập vào tổng trở/độ dẫn nạp là sử dụng luôn giá trị của dây ba pha; sai số nếu có cũng sẽ rất nhỏ. Hiện nay, dữ liệu cho cáp thường được nhập giống như dây trên không, bằng cách chỉ định thành phần thứ tự thuận và không. Đối với cáp ngầm, thành phần độ dẫn nạp thứ tự thuận và thư tự không thông thường bằng nhau.

III.1.3. Máy biến thế

PSS/ADEPT mô hình nhiều dạng nối dây máy biến thế gồm: Y-Y, Y-∆, ∆-∆, điều chỉnh điện áp.v.v.

Mỗi máy biến áp có thành phần tổng trở thứ tự thuận và không, giá trị này ghi bên ngoài hoặc trong bản hướng dẫn.

47

Thành phần tổng trở thứ tự không đặt trưng cho tổng trở nối đất trong sơ đồ nối dây dạng sao – tam giác. Nếu máy biến thế không có tổng trở nối đất, đặt thành phần tổng trở thứ tự không bằng với thứ tự thuận.

Đối với máy biến thế đấu dạng ∆-∆, hoặc dạng Y-∆ bên phần Y nối đất trực tiếp, đặt thành phần tổng trở thứ tự không bằng với thứ tự thuận; PSS/ADEPT khảo sát dòng thứ tự không, dòng thứ tự không nối Shunt qua đất.v.v.

Vì PSS/ADEPT quản lý các loại máy biến thế và cách nối dây khác với PSS/U, sẽ có vài thay đổi trong chuyển đổi dữ liệu khi sử dụng file dữ liệu thô raw data (*.dat) giữa các chương trình này.

III.1.4. Mô hình máy điện

Máy điện đồng bộ và không đồng bộ đêu được mô hình hoá trong PSS/ADEPT.

Cả hai loại này đều được thiết kế sẵn cho cả dạng máy phát lẫn động cơ bằng cách chọn đặc trưng thích hợp thông qua công suất thực tổng thể, giá trị âm cho biết là máy phát.

III.1.4.1. Máy điện đồng bộ

Trong bài toán phân bố công suất, mô hình máy điện đồng bộ trong PSS/ADEPT giữ cố định giá trị điện áp là hắng số bằng với giá trị người dùng đưa vào. Lượng công suất phản kháng phát ra hay thu vào được sử dụng để điều chỉnh điện áp.Nếu lượng công suất yêu cầu của mô hình vượt quá giới hạn khả năng cho phép thì khả năng điều khiển điện áp cũng sé mất theo, và máy điện đồng bộ lúc đó trở thành tải tiêu thụ công suất.

Nếu máy điện đồng bộ hoạt động ở dòng lớn hơn dòng định mức, thì nhiệt độ trong đồng và sắt sẽ lần lượt tăng vượt mức theo. Những hạn chế này được đặt tả như là hàm của công suất phản kháng theo công suất thực.

Cung tròn từ B đến C, có bán kính bằng công suất định mức của máy điện, biểu thị đạt được dòng định mức ở điện áp định mức. Điểm B biểu thị hệ số công suất định mức của máy điện. Cung từ A đến B biểu thị dòng kích từ định mức của máy điện.

Khi máy điện hoạt động trong miền dưới kích từ, tồn tại biên độ từ thông lớn trong lõi sắt. Cung từ C đến D biểu thị giới hạn nhiệt gây ra do từ thông.

Đường cong công suất phản kháng dùng để xác định giới hạn công suất phản kháng của máy điện. Giá trị tới hạn lớn nhất và nhỏ nhất lần lượt tương ứng với hai điểm B và C. Tuy nhiên cần lưu ý rằng, giới hạn công suất phản kháng có thể thay đổi tuỳ theo mức công suất thực

48

Khi một máy điện khởi động, nó thể hiện qua tổng trở rotor. Nếu một máy điện đang hoạt động, và có một máy điện khác cũng khởi động, thì máy điện đang hoạt động đó sẽ được mô hình bởi một nguồn ghép sau tổng trở quá độ.

Giá trị của điện áp nguồn và góc pha được xác định bằng cách cho chạy chương trình tính toán mạng điện ở điều kiện trước khi đóng khóa nối động cơ vào mạng điện.

Trong mô phỏng sự cố ngắn mạch, một máy điện mô hình bởi một nguồn dòng gắn theo sau tổng trở quá độ hay sau quá độ, tuỳ thuộc vào chế độ nào ta muốn khảo sát.

Giá trị của nguồn được xác định tương tự như cách làm đối với khởi động động cơ (vd chạy bài toán phân bố công suất trước sự cố).

III.1.4.2. Động cơ không đồng bộ

Trong khi mô phỏng bài toán phân bố công suất, động cơ không đồng bộ (DCKDB) thể hiện bởi công suất thực nó sử dụng. Lượng công suất phản kháng tiêu thụ và độ trượt được xác định từ mô hình máy điện. Có 5 loại DCKDB trong PSS/ADEPT, tương ứng với các mẫu thiết kế A, B, C, D, và E.

Tuy nhiên, nếu DCKDB đi ra bên ngoài vùng có Momem lớn nhất, nó sẽ bị giữ lại. Khi điều đó xảy ra, DCKDB sẽ được biểu thị bởi tổng trở khoá Rotor (locked rotor impedance).

Khi một DCKDB khởi động, nó thể hiện qua tổng trở khoá rotor. Nếu một DCKDB đang hoạt động, và có một DCKDB khác cũng khởi động, thì DCKDB đang hoạt động đó sẽ được mô hình bởi một nguồn ghép sau tổng trở, tương tự như trường hợp máy điện đồng bộ.

Trong mô phỏng sự cố ngắn mạch, một DCKDB mô hình bởi một nguồn gắn theo sau tổng trở quá độ hay sau quá độ, tương tự như trường hợp máy điện đồng bộ.

Hết chương !

CHƯƠNG 3: NGẮN MẠCH

50

CCHHƯƯƠƠNNGG 33:: NNGGẮẮNN MMẠẠCCHH

Tính toán ngắn mạch để xác định ảnh hửơng của sự cố trên lưới điện (ví dụ: 1 hoặc nhiều pha chạm nhau, chạm đất, chạm vào cây cối…)

• Tính toán sự cố. • Chuỗi sự cố. - Trong tính toán sự cố, tất cả điện áp, dòng điện nhánh và dòng điện sự

cố khi sự cố xảy ra tại một hoặc nhiều nút trên mạng lưới. - Trong tính toán chuỗi sự cố: áp dụng tính toán một chuỗi các sự cố

liên tục và riêng lẽ. Tính toán chuổi sự cố cho tất cả các loại sự cố được ứng dụng liên tục và riêng lẽ tại mỗi nút trong toàn hệ thống điện. Tính toán ngắn mạch sẽ sử dụng trạng thái hệ thống trước khi sự cố xúât hiện.

Khi không có sự cố, dòng tải sẽ được tìm và điện áp tại các nút trước sự cố được tính.

Đối với tải tĩnh thì được quy đổi thành kháng trở không đổi tính theo công súât và điện áp tại nút mà tải được nối..

Máy phát được nối nguồn điện áp nối tiếp một kháng trở, độ lớn và góc của nguồn được xác định từ lời giải dòng tải.

Mỗi chương trong phần kiến thức ôn tập gồm 2 chính: phần kiến thức lý thuyết và phầnkiến thức áp dụng triển khai xây dựng thành thuật toán trong phần mềm PSS/ADEPT. Với cách trình bày như vậy sẽ giúp các học viên ôn tập tốt hơn và tiếp thu nhanh các kiến thức trong các phần khác.

Sau đây trình bày phần lý thuyết bài toán ngắn mạch.

51

II.. LLýý tthhuuyyếếtt bbààii ttooáánn nnggắắnn mmạạcchh

II..11.. PPhhưươơnngg pphháápp đđơơnn vvịị ttưươơnngg đđốốii Xét phương trình đơn giản giữa điện áp, dòng điện và tổng trở:

E = IZ E, I, Z được tính theo đơn vị Vôn, Ampe và ohm. Chia cả 2 vế của phương

trình trên cho cùng một số do đó sự cân bằng không bị phá vỡ, gọi số này là điện áp cơ bản EB:

cbcb EZ.I

EE

=

Xác định dòng điện cơ bản IB và tổng trở cơ bản ZB phụ thuộc vào điều kiện: Ecb = Icb.Zcb suy ra:

cbcbcb Z.I

Z.IEE

=

Cuối cùng, các đại lượng trong đơn vị tương đối được xác định như sau:

cbñvtñ E

EEE == ∗

cbñvtñ I

III == ∗

cbñvtñ Z

ZZZ == ∗

Do đó: Eđvtđ = Iđvtđ.Zđvtđ Lấy phương trình biểu diễn mối quan hệ giữa công suất, điện áp và dòng điện

S = E.I và xác định công suất cơ bản SB theo Vôn, Ampe như sau:

Scb = Ecb. Icb

Suy ra: cbcbcb II.

EE

SS

=

Từ đó, công suất trong đơn vị tương đối S được xác định như sau:

cbñvtñ S

SS =

Do đó: Sđvtđ = Eđvtđ. Iđvtđ

Tính toán trong hệ thống điện một pha:

Đối với hệ thống điện 1 pha hay hệ thống điện 3 pha, dòng điện pha, điện áp pha và công suất mỗi pha được tính như sau:

Scb = kVAcb: công suất cơ bản mỗi pha hoặc công suất cơ bản 1 pha Ecb: điện áp pha cơ bản, điện áp 1 pha, tính bằng kV

cb

cbcb E

kVAI = : Dòng điện dây cơ bản tính bằng A

52

cb

2cb

cb kVAE.1000Z = : Tổng trở cơ bản tính bằng Ω

Tính toán trong hệ thống điện 3 pha:

Scb = kVAcb: công suất cơ bản 3 pha kVA Ecb: điện áp dây cơ bản, kV

cb

cbcb E.3

kVAI = : Dòng điện pha cơ bản tính bằng A

cb

2cb

cb kVAE.1000Z = : Tổng trở cơ bản tính bằng Ω

Tổng trở trong đơn vị tương đối của một thành phần trong mạch được tính như sau:

22 .1000.

1000.) ()).((

cb

cbñvtñ E

SZkV

kVAZ =Ω

=

Với: giá trị cơ bản có thể là điện áp pha và công suất 1 pha hoặc điện áp dây

và tổng công suất 3 pha.

Đổi từ tổng trở trong đơn vị tương đối theo hệ cơ bản đã cho sang tổng trở trong đơn vị tương đối theo hệ cơ bản mới:

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛= cuõ

cb

môùicb

môùicb

cuõcbcuõ

ñvtñmôùiñvtñ S

SUU

ZZ ..2

II..22.. TTổổnngg ttrrởở ttưươơnngg đđưươơnngg TThheevveenniinn

Hình 26 Mạch tương đương Thevenin. Tổng trở tương đương Thevenin là tổng trở phức nhìn từ một điểm (nút) về hệ

thống.Trong hệ thống tất cả tải và nguồn được thay thế bởi một nguồn áp tương đương nối tiếp với một tổng trở tương đương.

+ -

Node RTh + jXTh

V

∼

Node

Full network

53

Mạch tương đương Thevenin được sử dụng thay thế toàn bộ hệ thống để tính toán ngắn mạch.

Trong hệ thống mạng ba pha không đối xứng.Tổng trở Thevenin là một ma trận phức chớ không phải là một số đơn phức tạp.Tương tự điện áp tương đương là một vecto phức thay vì là một số đơn phức. Trong thành phần đối xứng (không, thuận, nghịch) tổng trở tương đương Thevenin cũng là một ma trận phức và điện áp tương đương cũng là một vecto phức.

Z012 = ⎥⎥⎥

⎦

⎤

⎢⎢⎢

⎣

⎡

2

1

0

000000

ZZ

Z V012 =

⎥⎥⎥

⎦

⎤

⎢⎢⎢

⎣

⎡

2

1

0

VVV

Tỉ số kháng trở và điện trở là một đại lượng quan trọng và có thể tính được trực tiếp từ tổng trở tương đương Thevenin. Thứ tự không: X0/R0

Thứ tự thuận: X1/R1 Thứ tự nghịch: X2/R2

Dòng ngắn mạch

Khi tổng trở tương đương Thevenin được xác định ta có thể tính tóan dòng

ngắn mạch. Sự cố được biệu diễn bằng tổng trở của chính nó và phần còn lại của hệ thống được thay thế bằng một điện áp nối tiếp với tổng trở tương đương Thevenin.

I.2.1.1. Ngắn mạch đối xứng Xét một hệ thống điện n nút vận hành ở tình trạng xác lập Các bước cho việc tính toán ngắn mạch:

Bước 1: Tính điện áp tại tất cả các nút và dòng điện trên các đường dây trước khi xảy ra sự cố thông qua việc tính toán phân bố công suất. Biểu diễn vectơ điện áp nút trước sự cố như sau:

⎥⎥⎥⎥⎥⎥

⎦

⎤

⎢⎢⎢⎢⎢⎢

⎣

⎡

=

0n

0k

02

01

0nuùt

VV

VV

V M

Giả sử sự cố xảy ra tại thanh cái thứ k qua tổng trở sự cố Zf = Rf + jXf Vectơ điện áp nút khi sự cố được cho bởi công thức:

VVV 0nuùt

fnuùt Δ+=

Với ΔV là vectơ độ lệch điện áp nút do sự cố

Bước 2: Lập ma trận tổng trở thanh cái (nút) của mạng điện:

54

⎥⎥⎥⎥

⎦

⎤

⎢⎢⎢⎢

⎣

⎡

=

nn1n

kk

n111

nuùt

ZZZ

ZZ

Z

LL

MM

MOM

LL

Bước 3: Tính dòng ngắn mạch Dòng ngắn mạch 3 pha:

fkr

0r

f ZZVI+

=

Với: Zkr là tổng trở tương đương Thevenin nhìn từ nút sự cố k về hệ thống

Bước 4: Tính điện áp Điện áp nút r khi sự cố:

frr0r

0r

0r

fr IZVVVV −=Δ+=

Điện áp tại nút i: fir

0i

fi IZVV −= (i = 1, 2, …, n)

II..33.. SSựự ccốố kkhhôônngg đđốốii xxứứnngg Tổng trở thứ tự và mạng thay thế của đường dây: I1 Z1 I2 Z2 Io Z0 a/Mạng thứ tự thuận b/Mạng thứ tự nghịch c/Mạng thứ tự zero

Hình –Mạng thứ tự của đường dây.

Z1=j(Xs -Xm) Z2=j(Xs - Xm) Z0=j(Xs+Xm)

Xs –điện kháng tự thân của đường dây Xm –điện kháng tương hỗ của cặp dây dẫn

Giả sử đường dây có hoán vị

+ Kháng trở thứ tự thuận và thứ tự nghịch bằng nhau. + Kháng trở thứ tự không lớn hơn so với thứ tư thuận và nghịch.

55

Tổng trở thứ tự thuận và mạng thay thế của máy điện động bộ: Z1 Z2

Z0 3ZN Mạng thứ tự của máy phát

Z1 = jX”d Nếu tinh tóan trong chu ky đầu tiên. = jX’d Nếu tinh toán ở chu kỳ 3-4. = jXd Nếu tính toán ở chế độ xác lập.

2XX

jZ"d

"q

2+

= ; 12 ZZ ≤

12og ZZZ <<

Zn-tổng trở máy phát, motor. Tổng trở thứ tự và mạng thay thế của máy biến áp. Z1(Z2)

Tổng trở thứ tự thuận và nghịch máy biến áp:

Z1 = Z2 = Zleakage Thực tế chúng ta giả sử rằng tổng trở của các mạng thứ tự bằng nhau bất kể loại máy biến áp nào: Z=Z1 = Z2 Mạng thứ tự không phụ thuộc vào tổ đấu dây của máy biến áp: Bảng mạng thứ tự không của các máy biến áp:

56

Hình 27 Sơ đồ thay thế thứ tự không của các loại MBA.

II..44.. XXââyy ddựựnngg mmạạnngg tthhứứ ttựự ccủủaa hhệệ tthhốốnngg đđiiệệnn

Người ta sử dụng mạng thứ tự của những phần tử riêng biệt hệ thống điện khác nhau như động cơ đồng bộ, máy biến áp, đường dây, từ đó xây dựng mạng thứ tự của hệ thống điện một cách dễ dàng. Bắt đầu với mạng thứ tự thuận được xây dựng từ sơ đồ đơn tuyến của hệ thống. Từ mạng thứ tự thuận suy ra mạng thứ tự nghịch dễ dàng.

57

Từ mạng thứ tự không của cac phần tử trong hệ thống điện có thể dễ dàng kết hợp với nhau để hoàn thành sơ đồ mạng thứ tự không của hệ thống. Bất kỳ tổng trở nối trung tính nào gồm cả máy phát, máy biến áp có trung tính đều bằng 3 lần giá trị của nó ở mạng thứ tự không. Đặc biệt cần chú ý đến tổ đấu dây của máy biến áp ở mạng thứ tự không.

Từ những mạng trên của hệ thống điện, chúng ta xây dựng ma trận tổng trở thứ tự thanh cái của mạng: [ ] [ ] [ ]0

bus2bus

1bus Z,Z,Z

Ngắn mạch 1 pha chạm đất:

Hình 28a ngắn mạch 1 pha chạm đất.

f0kk2kk1kk

0f

a Z3)ZZZ(V3I

+++=

Ngắn mạch 2 pha:

Hình 29b ngắn mạch 2 pha chạm nhau.

f2kk1kk

0f

cb ZZZV3jII

++−

=−=

II..55.. SSựự ccốố ttrrêênn đđưườờnngg ddââyy pphhâânn pphhốốii hhììnnhh ttiiaa:: ZS ZT ZL

Hình 30 Trạm phân phối và đường dây hình tia

Zf

Ia

F a b c

Ib

Zf

Ic

a b c

58

Loại sự cố Dòng điện sự cố 3PH I =

FLTS

FZZZZ

V+++

L-L Ib = -Ic =

FLTS

FZ)ZZZ(2

V3j+++

−

1LG Ia = FL0TS

FZ3Z)k2(Z3Z2

V3++++

Trong đó:

VF : điện áp tương đương Thevenin(1÷1,1). ZS : kháng trở tương đương Thevenin của nguồn. ZT : kháng trở máy biến áp. ZF : kháng trở sự cố. ZL : kháng trở đường dây phân phối.

30÷40 Ω cho trường hợp sự cố cực tiểu. 0Ω cho trường hợp sự cố cực đại.

k0 : hệ số nhân. Giá trị ước lượng của k0

k0 Các điều kiện giữa đất và dây trung tính 1 Đất dẫn điện tốt 4 Dây nối đất cùng cỡ với dây pha 4.6 Dây nối đất một cỡ nhỏ hơn dây pha

IIII.. PPhhưươơnngg pphháápp ttíínnhh nnggắắnn mmạạcchh ccủủaa pphhầầnn mmềềmm PPSSSS//AADDEEPPTT 55..00

Khảo sát mô hình cơ bản giải bài toán tính ngắn mạch trong PSS/ADEPT được liệt dưới đây.

II.1.1. Nguồn

Trong bài toán tính ngắn mạch, các nguồn được xem như có điện áp không đổi và tổng trở phải được xác định rõ. Tổng trở nguồn dựa trên hệ đơn vị cơ bản của hệ thống (kVA).

II.1.2. Đuờng dây và cáp

Dây nối liền hai nút với nhau và tối thiểu phải có ít nhất một dây pha. Một dây có thể có 1, 2 hoặc 3 dây pha. Dây chuyển vị được đặt trưng bởi tổng trở thứ tự thuận và thứ tự không, và bởi điện nạp thứ tự thuận và không.

59

Dây một và hai pha còn được đặt trưng bởi thành phần thứ tự thuận và không của tổng trở/độ dẫn nạp. Dây một pha chỉ có một tổng trở nối tiếp và một thành phần độ dẫn nạp. Khi nhập liệu cho dây một pha, đặt thành phần thứ tự thuận và không của tổng trở/độ dẫn nạp bằng nhau.

Dây dẫn hai pha có tổng trở tự cảm Zs và hổ cảm Zm. Khi nhập liệu cho dây hai pha đặt thành phần tổng trở thứ tự thuận và không như cách đặt cho dây ba pha (vd Z1 = Zs – Zm và Z0 = Zs + 2 × Zm). Dây hai pha có hai thành phần độ dẫn nạp, Bs đặc trưng cho mỗi dây dẫn đến đất, Bm đặc trưng cho hai dây dẫn với nhau.

Tương tự, rút ra cách làm cho dây ba pha, B1 = Bs + 2 × Bm, B0 = Bs. Cách đơn giản để nhập vào tổng trở/độ dẫn nạp là sử dụng luôn giá trị của dây ba pha; sai số nếu có cũng sẽ rất nhỏ.

Hiện nay, dữ liệu cho cáp thường được nhập giống như dây trên không, bằng cách chỉ định thành phần thứ tự thuận và không. Đối với cáp ngầm, thành phần độ dẫn nạp thứ tự thuận và thứ tự không thông thường bằng nhau.

II.1.3. Máy biến áp

PSS/ADEPT mô hình nhiều dạng nối dây máy biến thế gồm: Y-Y, Y-∆, ∆-∆, điều chỉnh điện áp.v.v.

Mỗi máy biến áp có thành phần tổng trở thứ tự thuận và không, giá trị này ghi bên ngoài hoặc trong bản hướng dẫn.

Thành phần tổng trở thứ tự không đặt trưng cho tổng trở nối đất trong sơ đồ nối dây dạng sao – tam giác. Nếu máy biến thế không có tổng trở nối đất, đặt thành phần tổng trở thứ tự không bằng với thứ tự thuận.

Đối với máy biến thế đấu dạng ∆-∆, hoặc dạng Y-∆ bên phần Y nối đất trực tiếp, đặt thành phần tổng trở thứ tự không bằng với thứ tự thuận; PSS/ADEPT khảo sát dòng thứ tự không, dòng thứ tự không nối Shunt qua đất.v.v.

Vì PSS/ADEPT quản lý các loại máy biến thế và cách nối dây khác với PSS/U, sẽ có vài thay đổi trong chuyển đổi dữ liệu khi sử dụng file dữ liệu thô raw data (*.dat) giữa các chương trình này.

II.1.4. Mô hình máy điện

Trong tính toán ngắn mạch, máy điện đồng bộ được xem như có điện áp không đổi và có tổng trở. Chúng ta có thể chọn tổng trở quá độ hoặc siêu quá độ tùy theo yêu cầu của chúng ta trong việc tính ngắn mạch.

Động cơ không đồng bộ đang hoạt động được biểu trưng như động cơ đồng bộ trong tính ngắn mạch, có nghĩa cũng có điện áp không đổi và tổng trở.

60

II.1.5. Mô hình tải tĩnh

Trong PSS/ADEPT, tải tĩnh được mô hình bởi công suất không đổi, dòng không đổi hay tổng trở không đổi.

Thêm vào đó, PSS/ADEPT cho phép ta cách chỉ định tải đó có nối đất hay không nối đất.

Với loại tải có nối đất: đó là tải có nối dây pha và dây trung tính với nhau.

Trái lại, với tải không nối đất: khi nhập vào cho pha A thật ra là nối giữa pha A với pha B, khi nhập vào cho pha B thật ra là nối giữa pha B với pha C, và khi nhập vào cho pha C thật ra là nối giữa pha C với pha A.

II.1.6. Tổng trở tương đương Thevenin

Tổng trở tương đương Thevenin là tổng trở từ một nút đến hệ thống điện cần tính toán. Trong hệ thống, tất cả các tải và nguồn được thay thế bằng tổng trở tương đương và điện áp tương đương như hình sau:

Hình 31 Tổng trở tương đương Thevenin

Trong hệ thống điện 3 pha không cân bằng, tổng trở tương đương Thevenin là một ma trận phức tạp chứ không đơn giản là một số cố định. Điện áp tương đương là dạng vectơ, cụ thể như dưới dây trong hệ thống 3 pha (ABC)

Trong hệ thống đối xứng (012), tổng trở Thevenin cũng ở dạng ma trận và

điện áp cững là một ma trận phức tạp:

61

Trong đó các thành phần Z01, Z02, Z10, Z12, Z20 và Z21 thường không quan trọng và bỏ qua.

Hệ số tỷ lệ giữa điện kháng và điện trở là một hệ số quan trọng dùng trong việc tính toán tổng trở tương đương Thevenin:

Dòng ngắn mạch:

Tổng trở tương đương Thevenin được xác định để tính dòng ngắn mạch và biểu trưng như hình vẽ dưới dây:

Hình 32 Tổng trở tương đương Thevenin

Tính toán ngắn mạch theo phương pháp này có ưu điểm là rất nhanh, đặc biệt là trong việc tính toán nhiều loại ngắn mạch khác nhau trên cùng một hệ thống (lưới điện). Chú ý rằng nó không tính được dòng ngắn mạch trong máy biến áp, thiết bị đóng cắt, trên đường dây,… mà chỉ tính được dòng ngắn mạch tại các nút.

Hết chương !

CHƯƠNG 4: KHỞI ĐỘNG ĐỘNG CƠ VÀ

XÁC ĐỊNH ĐIỂM DỪNG TỐI ƯU

63

CCHHƯƯƠƠNNGG 44:: BBÀÀII TTOOÁÁNN KKHHỞỞII ĐĐỘỘNNGG ĐĐỘỘNNGG CCƠƠ VVÀÀ XXÁÁCC

ĐĐỊỊNNHH ĐĐIIỂỂMM DDỪỪNNGG TTỐỐII ƯƯUU

Trong thời gian gần đây, do thiếu hụt công suất nguồn, ngành điện thường huy động các đơn vị có máy phát để gia tăng công suất phát. Các phụ tải lớn trong các khu công nghiệp nhà máy cũng là các đối tượng cần quan tâm khi ngưng hay cấp nguồn. Do vậy, bài toán khởi động động cơ cần được quan tâm. Phần mềm PSS/ADEPT là công cụ mạnh giúp chúng ta có thể thực hiện khảo sát đẩy đủ các yêu cầu của bài toán khởi động động cơ.

Khi vận hành vận hành mạng điện hình tia hở thì tổn thất năng lượng và chất lượng điện năng luôn kém hơn một lưới phân phối được vận hành kín, hơn nữa khi có sự cố, phạm vi mất điện của lưới phân phối hình tia thường rộng hơn. Để khắc phục các nhược điểm này và tạo tính linh hoạt trong vận hành hở, hầu hết các mạng hình tia được thiết kế liên kết với nhau thông qua các nối tuyến, do đó giảm thiểu được phạm vi và thời gian mất điện trong lúc khắc phục sự cố lưới và phần nào cải thiện chất lượng điện năng. Việc thay đổi các phương thức vận hành hay chuyển tải, chọn lựa và sa thải phụ tải theo yêu cầu của điều độ trung tâm là các yêu cầu cần được thường xuyên giải quyết trong quá trình vận hành.

Lưới điện này được vận hành hở (radially) và được liên kết với nhau bằng các nối tuyến thông qua các khóa điện. Các lý do chính để vận hành hở lưới phân phối có thể nêu vắn tắt như sau:

-Phối hợp bảo vệ relay trở nên dễ dàng

-Giảm dòng ngắn mạch khi có sự cố trên một tuyến dây gần trạm nguồn

-Điều khiển điện áp trên từng tuyến dây dễ dàng hơn và giảm được phạm vi mất điện trong thời gian giải trừ sự cố.

Nếu chỉ xem xét giá thành xây dựng mới lưới phân phối thì phương án kinh tế là các lưới hình tia. Vấn đề đặt ra là xác định các trạng thái đóng/cắt của các khoá điện như: Recloser, LBS, DS như thế nào để cực tiểu hoá tổn thất điện năng hay một hàm chi phí F định trước.

Tất cả các yêu cầu này có thể được khảo sát thực hiện thông qua phần mềm PSS/ADEPT.

64

II.. KKhhảảoo ssáátt vvàà ttíínnhh ttooáánn mmááyy đđiiệệnn..

Khi dữ liệu bản tên thực tế cho mô hình các máy phát điện và các động cơ là không có sẵn, người sử dụng có thể dùng hướng dẫn sau đây để có dữ liệu điển hình sử dụng trong nghiên cứu.

II..11.. MMááyy đđiiệệnn đđồồnngg bbộộ Giá trị cho trở kháng sau quá độ, X”d, thường từ.1 tới.3 theo kVA cơ bản máy

điện. Giá trị thường được dùng cho X”d là.2. Từ giá trị này người sử dụng có thể giã sử tổng trở rotor bị khoá, Xr, trở kháng thứ tự thuận, X1, và trở kháng thứ tự nghịch, X2, sẽ bằng X”d.

Trở kháng thứ tự không, X0, cho máy đồng bộ dãy điển hình từ.1 tới.7 giá trị của X”d, giá trị thông thường được dùng là.4 * X”d.

Để có các giá trị khác nhau của tổng trở (X0, X1, X2), người sử dụng có thể cho điện trở (R0, R1, R2) của tổng trở bằng zero hay ước tính nó từ tỷ lệ X/R theo hình 1.

Các máy được nối đất qua điện trở, giá trị (3* điện trở nối đất) cần phải được chuyển đổi thành đơn vị tương đối p.u. theo kVA cơ bản máy điện và được thêm vào trong R0. Đối vớ hệ thống hkông được nối đất R0 và X0 phải được cài đặt là 999.

II..22.. MMááyy đđiiệệnn kkhhôônngg đđồồnngg bbộộ Khi tải đầy và dòng rotor được khoá, X”d có thể được ước tính bởi:

Từ giá trị này của X”d, người sử dụng có thể có các giá trị khác của X như

được mô tả trước đây. Nếu người sử dụng không có thông tin này, thì người sử

65

dụng có thể dùng một giá trị của X”d =.2. Để tính toán điện trở trong tổng trở cho các máy không đồng bộ, người sử dụng phải dùng đồ thị được trình bày trong hình 2 cho các tỷ lệ X/R.

THÔNG SỐ ROTOR

Các tiêu chuẩn khởi động kVA cho các máy điện cảm ứng. Trên các động cơ tiêu chuẩn (nhiều động cơ không phải tiêu chuẩn) điều này được định nghĩa bởi các ký tự thông số đóng trên bản tên động cơ. Từ giá trị tương ứng SKVA/HP của thông số, có thể xác định dòng tăng cao bởi:

Bảng 1 trình bày một danh sách của các thông số rotor được khoá và dãy

tương ứng của SKVA/HP.

Trong thư mục EXAMPLES của PSS/ADEPT, tập tin tự điển động cơ có tên

là MOTYP1.MOT, có các tổng trở cho các thông số rotor khác nhau. Nội dung của

66

tập tin này được làm lại trong bảng 2 cho định mức kVA (loại 51 tới 68) và HP (loại 71-88) của máy điện cảm ứng.

Các tổng trở rotor được khoá cho bảng 1 và tập tin MOTYP1.MOT được tính

toán theo điều kiện giả thiết sau đây:

Hệ số công suất được khoá.3 p.u.

Hệ số công suất định mức.88 p.u.

Giá trị cao hơn của dãy SKVA/HP cho trong bảng 1.

Dùng các giá trị ở trên, tổng trở rotor được khoá được cho bởi:

Chú ý X”d đượcgiả thiết là.2 và các máy không được nối đất cho tập tin

MOTYP1.MOT. Nếu người sử dụng được thông tin chính xác hơn về Z0, Z1, và Z2, hãy thay thế chúng.

67

II..33.. TTíínnhh kkhhởởii đđộộnngg đđộộnngg ccơơ ccủủaa pphhầầnn mmềềmm PPSSSS//AADDEEPPTT 55..00 Các mô hình khảo sát cơ bản của chương trình phân tích khởi động động cơ

trong PSS/ADEPT gồm:

I.3.1. Nguồn Nguồn được mô tả giống như trong phần phân tích ngắn mạch.

I.3.2. Máy điện đang hoạt động Máy điện đang hoạt động được mô tả giống như trong phần phân tích ngắn

mạch, ngoại trừ là luôn dùng tổng trở quá độ.

Khởi động máy điện

I.3.3. Khởi động máy điện Khi khởi động động cơ, động cơ đồng bộ được mô hình bởi tổng trở khoá

rotor (locked rotor impedance), thường thì sử dụng tổng trở quá độ. Để mô tả tổng trở khởi động phụ, ta có thể thay đổi giá trị tổng trở trong machine dictionary

Một máy điện không đồng bộ được mô hình bởi tổng trở khoá rotor (locked rotor impedance). Giá trị tổng trở khoá rotor có thể thay đổi trong bảng thuộc tính máy điện không đồng bộ. Khởi động máy biến thế tự điều chỉnh

I.3.4. Khởi động máy biến thế tự điều chỉnh Trong PSS/ADEPT, ta có thể chọn cách khởi động động cơ nối tiếp với máy

bíên thế tự đièu chỉnh (khởi động có bù) để hạn chế dòng khởi động, dưới thẻ Start-up của bảng thuộc tính máy điện đồng bộ, chọn chức năng Use autotransformer (check vào hộp kế bên)

Đối với máy điện đồng bộ, tổng trở của máy biến thế được lấy ra từ Machine Dictionary và không thể chỉnh sửa được. Đối với máy điện không đồng bộ, tổng trở khởi động của máy biến thế được điền trực tiếp trong phần cung cấp. Tổng trở máy biến thế đưa ra là 0.65 dvtd.

Giá trị đặt vào thực cho khởi động động cơ nằm trong phần field provided.

68

Hình 33 Hộp thoại thuộc tính và biểu đồ bài toán khởi động động cơ

I.3.5. Các phương pháp tính khởi động động cơ Thường sử dụng hai phương pháp khởi động động cơ:

Gia tốc động cơ động và Khởi động động cơ tĩnh.

Cả hai phương pháp được thực hiện mô phỏng trong miền thời gian và đều cho bảng báo cáo ở dạng văn bản và đồ thị.

Mục đích việc khảo sát khởi động động cơ gồm hai phần: Kiểm tra xem có thể khởi động động cơ trong miền hoạt động đó không và xem nó có cản trở các hoạt động của các tải khác trong hệ thống không.

69

Phương pháp khởi động gia tốc động cơ động và Khởi động động cơ tĩnh khác nhau ở cách ta mô hình động cơ khởi động.

Trong khởi động gia tốc động cơ động, một mô hình động được sử dụng trong suốt toàn bộ tiến trình mô phỏng gia tốc động cơ. Trong khảo sát này, ta cần chỉ định moment tải mà động cơ đó phải kéo.

I.3.6. Gia tốc động cơ

Trong khởi động gia tốc động cơ động, một mô hình động được sử dụng trong suốt toàn bộ tiến trình mô phỏng gia tốc động cơ. Trong khảo sát này, ta cần chỉ định moment tải mà động cơ đó phải kéo.

Vì có sự khác nhau trong cách mô hình hoá việc khởi động động cơ, ta có thể chọn cách khởi động tĩnh nếu như ta quan tâm đến các tác động của việc khởi động động cơ đến các loại tải khác trong hệ thống hay nếu như số liệu của mô hình động không đầy đủ.

Mặc Khác, nếu ta quan tâm đến thời gian gia tốc thực hoặc động cơ khởi động được hay không, thì ta nên chọn mô hình gia tốc động cơ động (dynamic motor acceleration)

I.3.7. Khởi động động cơ tĩnh Trong phương pháp khởi động động cơ tĩnh, ta ngầm hiểu rằng động cơ luôn

khởi động thành công. Ta đưa ra thởi gian gia tốc ở 0% và 100% tải và chương trình sẽ tự động nội suy ra thời gian gia tốc dựa trên hai giá trị này.

70

Trong khoảng thời gian gia tốc, động cơ được mô hình bởi tổng trở locked-rotor, nó thể hiện khả năng mang dòng lớn nhất từ hệ thống và và có tác động to tác nhất đến các tải khác trong hệ thống. Khi đã qua khoảng thời gian gia tốc, động cơ được xem như một tải có công suất không đổi (tính bằng KVA).

I.3.8. Khởi động động cơ với khảo sát ổn định quá độ Tính toán khởi động động cơ chính là khảo sảt hoạt động của việc khởi động

động cơ và những ảnh hưởng của nó đối với hệ thống, và đơn giản hoá nó bằng các thiết bị khởi động…

Tính toán ổn định quá độ có thể mô phỏng quá trình động cơ khởi động, quan tâm đến các tác động động của toàn hệ thống dưới ảnh hưởng của việc khởi động động cơ.

Sự khác nhau giữa các đối tượng trong hai cách tính toán dẫn đến việc mô hình hoá khác nhau các phần tử trong hệ thống điện, như trong bảng sau:

I.3.9. Những đặc trưng khác của khảo sát khởi động động cơ

Nhiều đặc trưng được sử dụng trong khảo sát khởi động động cơ để đơn giản hoá việc mô hình và phân tích hệ thồng, như:

- Một tải tĩnh có thể đóng vào hay ngắt ra lặp đi lặp lại ở bất cứ thời điểm mô phỏng nào.

- Một động cơ có thể đóng vào hay ngắt ra lặp đi lặp lại ở bất cứ thời điểm mô phỏng nào

71

- Khóa của động cơ có thể được chỉ định bởi 1 tải riêng hay bus và loại khởi động.

Trong quá trình khởi động động cơ, khi đã qua khoảng thời gian gia tốc, động cơ được xem như một tải có công suất không đổi. Mức tải có thể thay đổi theo yêu cầu người sử dụng.

IIII.. TTíínnhh ttooáánn xxáácc đđịịnnhh đđiiểểmm ddừừnngg ttốốii ưưuu ccủủaa pphhầầnn mmềềmm PPSSSS//AADDEEPPTT 55..00

IIII..11.. GGiiớớii tthhiiệệuu Bài toán TOPO (Tie Open Point Optimization) sẽ phân tích, tính toán, định

hình hệ thống hình tia để có tổn thất công suất tác dụng nhỏ nhất, đóng khóa để hình thành mạng vòng trong hệ thống, tách riêng điện kháng trong mạng vòng và giải hệ thống điện, mở khóa mạng vòng với dòng nhỏ nhất. TOPO thực hiện cho đến khi mở khoá cũng giống như đóng khoá.

Nếu quá tải trong quá trình phân tích, thì thuật toán sẽ lưu lại cho đến khi đạt đến điều kiện không có điểm nào quá tải. Nếu trong hệ thống ban đầu có các nhánh quá tải thì hệ thông sau khi giải xong cũng chứa các nhánh quá tải.

TOPO tối ưu hoá từng phần hệ thống hinh tia nối với nút gốc. Vì thế, trong tất cả mọi cấu hình mạng hình tia, TOPO định ra cấu hình có tổn thất công suất tác dụng nhỏ nhất. Hiện tại, TOPO chỉ tính được cho hệ thống mạng điện hình tia. Nút gốc thường là nút nguồn đầu tiên, nhưng ta có thể chỉ định nút khác bằng cách chọn Network>Properties từ thực đơn chính (Main Menu).

Giải thuật điểm dừng tối ưu sử dụng phương pháp heuristic dựa trên sự tối ưu phân bố công suất. Một đặc tính của giả thuật heuristic là nó không thể định ra điểm tối ưu thứ hai, thứ ba được. Thực ra nó cũng không thể chứng minh được lời giải điểm dừng tối ưu là lời giải tốt nhất. Những bằng chứng đưa ra dựa trên việc khảo sát tất cả những khả năng kết hợp các mạng hình tia, nên đây là một số lượng rẩt lớn.

Khoá điều khiển TOPO được mô tả trong bảng thuộc tính các khoá. Bẩt kỳ khoá nào, ban đầu đều ở trạng thái mở, và khi đóng thì tạo thành mạng vòng. Nếu chúng không tạo mạng vòng thì hoặc là chúng đứng tách biệt hoặc là nối với một mạng tách biệt. Các khoá không tạo thành mạng vòng sẽ bị chương trình TOPO loại bỏ trước khi phân tích và chương trình chỉ tính cho các khoá có tạo thành mạng vòng khi đóng. Như thế, khoá điều khiển là một bộ phận của lưới điện trên cây nút gốc; các khoá ở các mạng tách biệt sẽ bị loại bỏ.

72

Với các loại tải nhanh (snapshot) và không có nhánh quá tải nào, thì chương trình tính điểm dừng tối ưu hoạt động đơn giản. Bắt đầu với hệ thống hình tia ban đầu, TOPO dóng một trong các khoá điều khiển để hình thành mạng vòng. Thủ tục tối ưu phân bố công suất được thực hiện trong mạng vòng để xác định việc mở khoá nào là tổt nhất và chuyển mạng điện trở về lại dạng hình tia. Tiến trình này tiếp tục cho đến khi khoá mở ra luôn là khoá đã đóng, khi đó TOPO ngừng lại. Kết quả mạng có được là mạng hình tia có tổn hao công suất thực nhỏ nhất.

TOPO có thể thực hiện với nhiều tải nhanh (snapshot); và định ra cấu hình mạng điện đơn có tổn hao công suất thực nhỏ nhất trên tất cả các snapshot. Khi đó việc đặt một khoá không thể tối ưu cho bất kỳ tải đặc biệt snapshot nào, nhưng phù hợp cho việc kết hợp các khoá. Khi phân tích cùng lúc nhiều snapshot, TOPO sử dụng tổn thất công suất tác dụng mỗi đồ thị phụ tải với những khoảng thời gian liên quan.

TOPO xuất ra bảng tổn thất ban đầu và cuối cùng của mạng điện và số tiền tiết kiệm từ tổn hao đó. Lượng tổn hao tiết kiệm được tính trên đơn vị thời gian là năm và chương trình tính cả năng lượng (tác dụng và phản kháng) và nhu cầu (tác dụng và phản kháng), bằng cách sử dụng giá trị ta chỉ định trong mục Network>Economics từ thực đơn chính (Main Menu).

73

IIII..22.. TThhiiếếtt đđặặtt tthhôônngg ssốố kkiinnhh ttếế cchhoo bbààii ttooáánn TTOOPPOO Tính kinh tế của mạng điện được sử dụng trong quá trình phân tích để tính chi

phí năng lượng và nhu cầu: giá điện, giá năng lượng phản kháng, giá nhu cầu điện, và giá nhu cầu năng lượng phản khán.

Để đặt tuỳ chọn kinh tế (economics): Ta chọn Network>Economics. Thông số kinh tế trong bài toán TOPO cũng giống như trong bài toán tính CAPO. Cả 2 bài toán sử dụng cùng những thông số này để tính toán.

IIII..33.. ĐĐặặtt ccáácc ttùùyy cchhọọnn cchhoo bbààii ttooáánn TTOOPPOO Chọn Analysis>Options, chọn Tag TOPO, ta có hộp thoại sau:

Hình 34 Hộp thoại thiết đặt thông số cho TOPO

Khi ta chọn Consider branch overload limits, TOPO sẽ tính toán cho tất cả các nhánh quá tải trước đó. Trong hộp thoại Option này, ta có thể chọn những đồ thị phụ tải mà ta cần tính toán (đã tạo trong Category).

74

Hình 35 Kết quả tính toán khởi động động cơ

Hiển thị thông tin chi tiết trạng thái các khóa sau khi phân tích.

Hết chương !

CHƯƠNG 5: PHỐI HỢP BẢO VỆ

76

CCHHƯƯƠƠNNGG 55:: TTHHIIẾẾTT BBỊỊ BBẢẢOO VVỆỆ VVÀÀ PPHHỐỐII HHỢỢPP CCÁÁCC TTHHIIẾẾTT

BBỊỊ BBẢẢOO VVỆỆ TTRRÊÊNN LLƯƯỚỚII PPHHÂÂNN PPHHỐỐII Phối hợp giữa các thiết bị bảo vệ trên lưới phân phối là công việc rất quan

trọng nhằm đảm bảo cho các thiết bị hoạt động một cách nhịp nhàng và hiệu quả. Do vậy chúng ta không thể bỏ qua những nguyên tắc phối hợp giữa các thiết bị bảo vệ cho dù đó là những nguyên tắc cơ bản nhỏ nhất.

Bảo vệ quá dòng cần quan tâm hai phạm vi chính liên quan nhau

- Bảo vệ đoạn xuất tuyến cụ thể hay một thiết bị

- Bảo vệ toàn bộ xuất tuyến hay hệ thống phân phối.

Chính phạm vi thứ hai cần đến sự phối hợp các thiết bị bảo vệ, nhưng ngay cả cách bảo vệ được thiết kế cơ bản cho một máy biến áp đơn giản hay một thiết bị khác, cũng có thể cần có sự phối hợp của hai hay nhiều thiết bị bảo vệ nhằm đảm bảo thích ứng với những loại sự cố khác nhau, để tránh mối nguy hiểm tiềm ẩn có thể xảy ra cho thiết bị và đường dây dẫn lân cận.

Việc ứng dụng và phối hợp thiết bị bảo vệ quá dòng sẽ ảnh hưởng đến tính liên tục của việc cung cấp điện. Điều này có nghĩa là hạn chế bất kỳ việc mất điện do sự cố càng ít nhất và trong thời gian ngắn nhất thì càng tốt. Song song với các điều kiện kỹ thuật, một yếu tố cần phải xét đến trong việc chọn lựa các thiết bị bảo vệ là vấn đề về kinh tế, phải chọn lựa làm sao vừa đủ để bảo đảm kỹ thuật đề ra và chi phí đầu tư (bao gồm chi chí ban đầu mua sắm thiết bị và chi phí dự phòng duy tu bảo dưỡng thiết bị) phải ít tốn kém nhất.

77

Phần tử cầu chì được chế tạo để cắt chính xác, khi dùng một phần tử thiếc để vận hành

ở nhịp độ thấp hơn

Ống phụ cung cấp khi để cắt dòng điện nhỏ

Dây dẫn xoắn để có độ bền và mềm dẻo

Chuôi cấu tạo bằng đồng đổ dễ hàn, dẫn điện và

bền hơn

Dây căng làm giảm độ căng bất thường quá tiêu chuẩn

II.. CCáácc tthhiiếếtt bbịị bbảảoo vvệệ

II..11.. CCầầuu CChhìì

II..11..11.. GGiiớớii tthhiiệệuu.. Cầu chì là các thiết bị bảo vệ đơn giản nhất đang dùng để bảo vệ quá dòng trên

hệ thống phân phối. Chức năng đầu tiên của cầu chì được sử dụng là các dây chảy rẻ tiền đặt trong mạch điện. Các dây chảy này sẽ mở, ngắt các quá dòng điện và bảo vệ thiết bị tránh quá tải và ngắn mạch. Ngoài ra, các cầu chì còn dùng để phân đoạn đường dây.

Hiện nay cầu chì có rất nhiều loại, thuận cho việc chọn các đặc tính vận hành phù hợp như: cầu chì dây chảy, cầu chì tự rơi, cầu chì chân không và cầu chì hạn dòng.

Dây chảy có thể chảy đứt ở các thiết bị bảo vệ kiểu bật. Loại thông dụng nhất là thiết bị bảo vệ dạng tự rơi. Các dây chảy là các phần tử được thay thế sau một lần tác động bảo vệ như các cầu chì dùng trong gia đình được thay thế, không ảnh hưởng đến các hộp cầu chì.

Thành phần cơ bản của cầu chì dây chảy là một phần tử chảy được chế tạo từ nhiều loại khác nhau để có các đặc tính thời gian - dòng điện (TCC) khác nhau. Một dây chịu lực nối song song với phần tử chảy để chịu lực kéo của dây chảy. Cấu trúc dây chảy sử dụng một đầu dạng nút và một đầu rời được thiết kế để có thể lắp lẫn về cơ khí ở các cầu chì tự rơi hay các thiết bị có sử dụng dây chảy. Quanh phần tử chảy là một ống phụ trợ sinh khí để dập tắt các dòng sự cố nhỏ.

Hình 36 Cấu trúc một phần tử

Một số loại dây chảy sử dụng hai phần tử chảy để giảm dòng điện chảy nhỏ nhất thời gian dài và không làm giảm các dòng điện chảy nhỏ nhất thời gian ngắn của dây chảy. Các loại này có sự ứng dụng đặc biệt trong các bảo vệ quá dòng. Ngược lại, các dây chảy ở các cầu dao không có phần tử chảy và được chuyển đổi ống chứa dây chảy thành cầu dao cách ly nếu cần thiết.

78

Đầu tròn Vành chuôi giữ ống để bảo đảm cắt dòng điện

nhỏ

Dây dẫn xoắn để có độ bền và mềm

dẻo

Phần tử cầu chì được thiết kế để có đặc tính chịu xung cao, tốc độ thấp

Ống phụ cấp khí để cắtdòng điện nhỏ

Hình 37 Cấu trúc hai phần tử

Hình 38 Một loại dây chảy thông dụng

II..11..22.. ĐĐặặcc ttíínnhh bbảảoo vvệệ:: Đặc tính của một dây chảy được xác định bởi các đặc tuyến dòng điện – thời

gian (TCC) của nó. Tổng thời gian cắt là thời gian chảy trung bình với sai số cộng của nhà sản xuất cộng với thời gian dập hồ quang với sai số âm. Trên đường TCC, đặc tuyến chảy nhỏ nhất là khả năng chịu đựng trung bình thấp nhất.

Thông thường cầu chì được chế tạo theo tiêu chuẩn ASNI C37.43.

Dây chảy loại K tương ứng với loại cắt nhanh và loại T tương ứng với loại cắt chậm, hai loại này đã được tiêu chuẩn hoá. Với loại K, ấn định tỉ số tốc độ là 6 – 8 và loại T là 10 – 13. Tỉ số tốc độ là tỉ số giữa dòng chảy nhỏ nhất tại 0.1s và 300s (hoặc 600s) tùy thuộc vào dòng định mức của dây chảy.

II..11..33.. PPhhâânn llooạạii

I.1.3.1. Cầu chì tự rơi Các dây chảy của cầu chì ở lưới phân phối phải điện kèm với thiết bị khác để

có sự vận hành phù hợp. Thiết bị tiêu biểu nhất là các cơ cấu tự rơi được sử dụng ở các dạng hộp, dạng hở và dạng dây chảy hở.

Các thiết bị này vận hành theo nguyên lý “bật” bởi tác động của dây chảy và một ống dâp hồ quang, cùng với một dây thủy tinh sợi để khử ion hóa khi phần tử chảy của dây chảy bị chảy. Dây thủy tinh sợi sẽ chảy sinh ra các khí khử ion hóa tích lũy bên trong các ống. Hồ quang bị kéo dài, nén lại và được làm nguội trong ống và khí thoát ra ở hai đầu ống mang theo một phần các phần tử hồ quang duy trì.

79

Việc phát sinh hồ quang sau khi dòng đạt giá trị zero sẽ bị ngăn ngừa bởi các khí khử ion hóa và áp suất tăng cao bởi sự chuyển động hỗn loạn của khí. Các nhân tố này nâng cao cường độ cách điện của khe hở không khí trong ống. Khi áp suất cao sau đó đẩy các ion do hồ quang sinh ra còn lại trong ống.

Cầu chì tự rơi được chế tạo được chế tạo theo tiêu chuẩn ANSI 37.42.

Hình 39 FCO (Fuse Cut Out)

Cầu chì dạng hộp LBFCO (Loaded Break Fuse Cut Out)

Hình 40 Một vài cầu chì tự rơi

I.1.3.2. Cầu chì chân không. Dây chảy của loại cầu chì này được đặt trong môi trường chân không. Cấu tạo

bên trong gồm các đường dẫn hồ quang, một màng, và vỏ cách điện gốm. Đối với

80

CẤU TRÚC CHUẨN

CẤU TRÚC PHÓNG ĐẠI

Đầu mũ gắn vào ống cầu chì dùng kỹ thuật tạo từ tính trong đó tụ điện có năng lượng lớn phóng điện vào

lõi tự tính để tạo lực không đổi quanh chu vi mũ

Vành Êpoxy tăng cường lực giữ đầu mũ

Phần tử phụ dây bạc chảy nhanh khi dòng thấp

Điểm giảm nhiệt độ chảy của dây bạc ở dòng thấp

Ống chịu nhiệt và áp lực cầu chì tác động

Nút chỉ báo khi nhô ra chứng tỏ cầu chì đã cắt

Cát Silic (tính chất 99,5%) trong kết cấu ống thủy tinh, lúc

cầu chì hoạt động, phát tán nhiệt năng, hồ quang

Mạng điện sinh khí để làm nguội khi dây chảy tác động và dễ dập

hồ quang ở dòng thấp

Băng bạc tinh chất dung sai 5% để đặc tính chảy chính xác

Đầu tiếp điểm mạ bạc hay thiếc, đồng, đồng thau để dẫn điện và

nhiệt tốt

dòng sự cố nhỏ, cần một vài chu kỳ để phục hồi chức năng của dây chảy. Sau đó, các hoạt động tương tự đối với dòng sự cố lớn.

Khi xuất hiện dòng sự cố lớn, dây chảy bị bốc hơi ngay lập tức và hình thành plasma dạng hồ quang. Sự sai khác về áp suất đối với chân không hấp thụ các hơi kim loại và các phần tử do hồ quang sinh ra sẽ bám vào thành vỏ. Các đường rãnh hồ quang sẽ hướng các đường dẫn hồ quang, kéo dài trong các rãnh, duy trì hồ quang và dập tắt hồ quang hoàn toàn khi dòng điện qua trị số không.

I.1.3.3. Cầu chì giới hạn dòng. Các cầu chì giới hạn dòng là loại cầu chì không bật mà chỉ giới hạn năng

lượng đi qua thiết bị nhằm tránh gây hư hỏng thiết bị. Cầu chì giới hạn dòng có ba dạng cơ bản sau:

- Cầu chì hạn dòng dự phòng: được sử dụng với một cầu chì loại bật hay một vài thiết bị khác. Do vậy, loại này chỉ có khả năng ngắt dòng đến một giá trị nhất định (thông thường là 500A)

- Cầu chì hạn dòng đa năng: có khả năng cắt tất cả các dòng sự cố từ dòng cắt ngắn mạch định mức ngắt xuống đến các dòng gây nên chảy phần tử chảy trong một giờ.

- Cầu chì hạn dòng nhiều cấp: có nhiệm vụ cắt tất cả các dòng liên tục (đến dòng cắt định mức). Các dòng này sẽ làm chảy phần tử chảy.

Hình 41 Các thành phần cơ bản của cầu chì giới hạn dòng loại MCGraw - Edison NX

81

- Cầu chì hạn dòng như giới thiệu ở hình trên, gồm một phần tử chảy bằng một dây bạc hay một băng bạc. Băng được quấn quanh một khung để “mạng nhện” khung này có thể sinh khí hoặc không sinh khí để cắt dòng hồ quang. Cầu chì được nạp đầy cát và đặt trong ống cách điện thường làm bằng sứ, thủy tinh hoặc epoxy.

- Vận hành của cầu chì phụ thuộc vào từng loại, tuy nhiên đối với tất cả các loại thì việc ngắt dòng sự cố lớn cơ bản là giống nhau. Dòng sự cố sẽ làm chảy một đoạn dài dây chảy và hồ quang sinh ra làm cho dây chảy bị bật và nung chảy cát tạo thành kênh thủy tinh hạn chế hồ quang. Kênh thủy tinh được tạo thành tức thời này, hạn chế hồ quang bằng việc tăng điện trở. Dòng được giảm xuống và cưỡng bức đến gần giá trị không.

II..11..44.. PPhhạạmm vvii ứứnngg ddụụnngg ccủủaa ccầầuu cchhìì

I.1.4.1. Cầu chì dây chảy Nếu cầu chì được sử dụng như một thiết bị bảo vệ, sự lựa chọn hoàn toàn phụ

thuộc vào đặc tính TCC của cầu chì và phải phối hợp với các thiết bị khác trên lưới phân phối.

Hai loại cầu chì thường dùng là loại chậm (T) và loại nhanh (K) được chọn tuỳ thuộc vào quan điểm của nhà thiết kế. Cầu chì loại K có thể giải trừ sự cố nhanh chóng và phối hợp rất tốt với relay công suất ngược. Cầu chì loại T có khả năng chịu đựng được dòng quá độ và dòng xung kích. Tùy theo đặc điểm riêng của mạng điện và quan điểm của nhà thiết kế mà chọn một hoặc cả hai loại trên.

Dòng tải cực đại qua cầu chì quyết định sự lựa chọn dòng làm việc liên tục lâu dài. Ngoài ra cũng cần chú ý đến dòng xung kích và dòng tải lúc khởi động nguội. Khi chọn đặc tuyến TCC phải quan tâm đến nhiệt độ trước khi có tải và nhiệt độ môi trường xung quanh.

I.1.4.2. Chọn cầu chì tự rơi Đầu tiên chúng ta phải lựa chọn các thông số định mức của cầu chì một cách

thích hợp. Căn cứ vào điện áp lưới, cấp cách điện, dòng sự cố cực đại, tỉ số X/R, dòng tải cực đại mà ta ghi nhận được. Từ những thông số này ta có thể xác định loại cầu chì có dòng hoạt động liên tục lâu dài, điện áp định mức, công suất thích hợp.

Dòng hoạt động liên tục lâu dài định mức của cầu chì phải được chọn lớn hơn dòng tải cực đại đi qua cầu chì bao gồm cả dòng tải bình thường, dòng quá tải và các thành dòng hài.

Điện áp của cầu chì được chọn dựa vào điện áp pha hay điện áp dây, hệ thống nối đấy hay không và theo kiểu nào, mạng điện là một pha hay ba pha.

82

Trong hệ thống không nối đất điện áp định mức cực đại của cầu chì nên chọn bằng hay lớn hơn điện áp dây của hệ thống. Trong hệ thống có nối đất trên các nhánh một pha ta nên chọn điện áp định mức cực đại của cầu chì bằng hay lớn hơn điện áp pha của hệ thống. Dòng ngắt đối xứng định mức nên chọn bằng hay lớn hơn nhiều dòng sự cố cực đại xảy ra tại cầu chì.

I.1.4.3. Chọn cầu chì giới hạn dòng Thông thường cầu chì giới hạn dòng được chọn theo điện áp định mức. Chi

tiết quan trọng là phải biết được hệ thống thuộc dạng nào. Nếu cầu chì dùng để bảo vệ máy biến áp, cần xác định điện áp cực đại của hệ thống, điều kiện làm việc của cuộn dây máy biến áp, trung tính có nối đất hay không và loại tải như thế nào.

Tổng quát, đối với mạch một pha điện áp định mức của cầu chì được chọn lớn hơn nhiều điện áp pha của hệ thống, với mạch ba pha thì phải là điện áp dây. Cầu chì được chọn phải có khả năng phối hợp được với các thiết bị bảo vệ khác trên lưới. Đặc biệt khi có cầu chì dự phòng và một cầu chì tự rơi, cầu chì giới hạn dòng phải đảm trách giải trừ sự cố dòng thấp.

II..22.. MMááyy CCắắtt vvàà RReellaayy

II..22..11.. GGiiớớii tthhiiệệuu:: Máy cắt (Circuit Breakers) và Relay là một bộ thiết bị luôn đi cùng với nhau

về đặc tính thiết bị và các thông số ứng dụng chung bởi các loại Relay thường được dùng phối hợp với máy cắt nhằm thực hiện việc đóng cắt tự động các tiếp điểm của máy cắt trong việc bảo vệ quá dòng. Các vấn đề chính được nêu trong phần này gồm có: phân loại máy cắt và lựa chọn các giá trị định mức cắt thích hợp cùng với kiểu của Relay thường được sử dụng trong việc bảo vệ hệ thống lưới phân phối và đặc tính TCC của chúng.

II..22..22.. ĐĐặặcc ttíínnhh vvàà pphhâânn llooạạii mmááyy ccắắtt Máy cắt thường được sử dụng ở các trạm trong các ứng dụng bảo vệ quá dòng

của hệ thống lưới điện phân phối. Theo tiêu chuẩn ANIS C37 – 100 thì máy cắt là một thiết bị đóng ngắt cơ khí có khả năng đóng, mang và cắt dòng điện ở điều kiện vận hành bình thường của mạch điện, đồng thời có khả năng đóng, mang trong thời gian xác định và cắt dòng điện trong điều kiện không bình thường của mạch điện như ngắn mạch. Máy cắt có thể cắt, đóng bằng tay hay sử dụng các Relay hoặc các bộ điều khiển điện tử bên ngoài. Do có khả năng cắt dòng ngắn mạch lớn và dòng liên tục cao nên các máy cắt tương đối đắt tiền và cồng kềnh so với các thiết bị bảo vệ hệ thống phân phối khác.

83

Máy cắt có thể phân loại theo môi trường dập hồ quang và phương pháp tích trữ năng lượng. Sự dập tắt hồ quang khi tách tiếp điểm có thể thực hiện theo các dạng sau:

a. Dập hồ quang bằng dầu. b. Dập hồ quang bằng chân không. c. Dập hồ quang bằng cách thổi không khí d. Dập hồ quang bằng khí SF6 e. Dập hồ quang bằng không khí kết hợp với từ trường ở các máy cắt trong nhà

(ngăn bọc kim loại)

Trong các ứng dụng ở hệ thống phân phối, các máy cắt thường là dầu, chân không hay không khí kết hợp với từ trường.

Máy cắt còn có một cơ cấu truyền động dự trữ năng lượng cho phép các tiếp điểm máy cắt đóng lại nhiều lần sau khi nguồn ngoài đã mất điện. Kiểu cơ cấu truyền động dự trữ năng lượng và số lần thao tác đóng mở tương ứng theo tiêu chuẩn ANSI 37.12 – 1982 như sau:

a. Không khí nén hay các loại khí khác: Hai lần thao tác đóng / mở. b. Khí nén hay thủy lực: Năm lần thao tác đóng / mở. c. Lòxo nén bằng motor: Một lần thao tác đóng / mở với sự phục hồi của lò xo trong

khoảng 10 giây.

a. Tủ đóng cắt bằng cầu chì:

Hình 42 Tủ đóng cắt bằng cầu chì

Cấu tạo: Tủ được làm bằng thép cấu thành từ 5 khoang và được ngăn cách bởi các vách ngăn

kim lọai hoặc cách điện. chiều cao 1600mm, rộng 375mm, sâu 940mm, nặng 120 Kg

84

1. Cầu chì (3 cái rời) bảo vệ dạng ống với chốt tác động lọai UTE hoặc DIN được đặt trên giàn đỡ đóng cắt chắc chắn.

2. Thanh cái: tất cả nằn trên cùng mặt phẳng nằm ngang, do đó cho phép mở rộng trạm trung thế và kết nối với các thiết bị khác.

3. Đầu nối cáp ở đầu dưới của bộ phận gắn cầu chì. Bộ phận này trang bị một dao nối đất khi bộ phận gắn cầu chì được cắt ra.

4. Cơ cấu họat động: là bộ cơ để thao tác giàn đóng cắt chứa 3 cầu chì – nối đất và các chỉ thị tương ứng vị trí của chúng. Bộ cơ này lắp thêm mô tơ (tùy chọn).

5. Khoang hạ áp: Gồm hàng kẹp nếu có mô tơ, cầu chì hạ thế và các thiết bị relay hợp bộ. Nếu cần không gian lớn hơn, có thể lắp đặt thêm một khoang hạ thế trên nóc tủ.

6. Bộ phận dao nối đất. b. Tủ đóng cắt có máy cắt SM6 − Chống sét

0

Hình 43 Tủ đóng cắt SM6

c. Tủ đóng cắt có máy cắt RMU-8DJ10

Tủ được làm bằng thép hàn không rỉ và được làm như một hình hộp chữ nhật 1. Nắp có bản lề cho hộp cầu chì. 2. Mặt phía trước cho những

thao tác cơ bản. 3. Tấm trùm cho gian chứa

cáp. 4. Sơ đồ điện. 5. Tấm vận chuyển.

6

85

6. Định vị chỉ báo thiết bị nối đất (trái) và ngắt điện (phải).

7. Chỉ thị trạng thái sẵn sàng

(có đủ SF6). 8. Đo điện áp 9. Đo điện áp

10. Chỉ thị báo ngắn mạch (màu đỏ xuất hiện)

1. Hộp cầu chì đơn cực. 2. Đầu nối cáp. 3. Hộp chứa SF6. 4. Công tắc 3 vị trí. 5. Cáp. 6. Cáp. 7. Khung. 8. Cơ chế chuyển đổi 3 vị

trí.

Hình 44 Tủ đóng cắt RMU

Các giá trị định mức của máy cắt

Điện áp định mức lớn nhất

- Điện áp định mức lớn nhất là điện áp mà máy cắt đã được thiết kế và không được vận hành ở các giá điện áp cao hơn.

Hệ số mức điện áp định mức K

- K là tỉ số giữa điện áp định mức lớn nhất với giới hạn thấp nhất của mức điện áp vận hành mà ở mức điện áp này cho phép khả năng dòng điện cắt ngắn mạch đối xứng và không đối xứng thay đổi tỉ lệ nghịch với điện áp.

Điện áp thử nghiệm chịu đựng định mức tần số thấp

- Điện áp chịu đựng ở tần số thấp định mức (khô) là điện áp thử nghiệm một máy cắt mới khi thử nghiệm khô với các điều kiện quy định phải có khả năng chịu đựng trong một phút không có phóng điện bề mặt hay đánh thủng cách điện.

- Điện áp chịu đựng ở tần số thấp định mức (ướt) là điện áp thử nghiệm một máy cắt mới khi thử nghiệm ướt với các điều kiện quy định, máy cắt mới loại ngoài trời và các thành phần bên ngoài phải có khả năng chịu đựng trong mười giây không có phóng điện bề mặt hay đánh thủng cách điện.

Điện áp thử nghiệm chịu đựng định mức xung

- Điện áp thử nghiệm chịu xung định mức bao gồm xung đầy đủ và xung cắt. Một máy cắt mới phải có khả năng chịu đựng cả hai xung trên không có phóng điện bề mặt hay đánh thủng cách điện.

86

Dòng liên tục định mức ở 60Hz

- Đây là dòng lớn nhất ở 60Hz mà một máy cắt có thể mang liên tục mà không được vượt quá giá trị nhiệt độ cho phép.

Dòng ngắn mạch định mức

- Dòng ngắn mạch định mức là khả năng cắt ngắn mạch dòng đối xứng của máy cắt tại điện áp định mức lớn nhất.

Điện áp phục hồi quá độ

- Tại điện áp định mức cực đại, mỗi máy cắt phải có khả năng cắt các sự cố tại các đầu cực ba pha không nối đất ở dòng ngắn mạch định mức, trong các mạch có điện áp phục hồi quá độ ba pha không nối đất không được vượt quá đường bao điện áp phục hồi.

Thời gian cắt ngắn mạch định mức

- Thời gian cắt ngắn mạch định mức của máy cắt là khoảng thời gian cho phép lớn nhất từ khi nạp dòng cắt tại điện áp điều khiển định mức đến khi hoàn thành cắt ngắn mạch ở tất cả các pha trong thao tác mở. Dòng điện được cắt phải nhỏ hơn khả năng cắt ngắn mạch của máy cắt vá phải lớn hơn hoặc bằng 25%khả năng cắt không đối xứng của máy cắt ở điện áp định mức lớn nhất.

Thời gian cắt trễ cho phép định mức

- Thời gian cắt trễ cho phép định mức là giá trị thời gian lớn nhất mà máy cắt có thể mang K lần dòng điện ngắn mạch định mức sau khi đóng và trước khi cắt dòng điện này.

Điện áp định mức lớn nhất chia hệ số K

- Trong dãy điện áp của máy cắt, định mức cắt ngắn mạch tăng lên khi điện áp giảm xuống và ngược lại, thiết lập nên quan hệ giữa điện áp và dòng điện. Giá trị điện áp thấp nhất nghĩa là định mức dỏng cắt không thay đổi khi sử dụng ở điện áp thấp hơn.

Khả năng cắt ngắn mạch đối xứng lớn nhất

- Với các sự cố nhiều pha, pha-pha, khả năng cắt ngắn mạch đối xứng yêu cầu là giá trị lớn nhất của thành phần đối xứng của dòng ngắn mạch (tính bằng ampere hiệu dụng ở thời điểm tách hồ quang đầu tiên) mà máy cắt được yêu cầu để cắt ở những điện áp vận hành chỉ định theo chu kỳ thao tác chuẩn và không xét đến thành phần một chiều trong dòng ngắn mạch tổng. Giá trị số học ở một điện áp vận hành nằm trong khoảng 1/K lần điện áp định mức lớn nhất và điện áp định mức lớn nhất được xác định theo công thức sau:

87

Khả năng cắt ngắn mạch đối xứng không vượt quá K lần dòng ngắn mạch định mức.

Khả năng mang dòng ngắn hạn 3s

- Khả năng mang dòng ngắn hạn là giá trị dòng ngắn mạch hiệu dụng mà máy cắt có khả năng mang trong ba giây. Giá trị hiệu dụng này, được xác định từ đường bao của sóng dòng điện tại thời điểm đỉnh lớn nhất không vượt quá 1.6K lần giá trị dòng ngắn mạch định mức, hay giá trị đỉnh lớn nhất của nó không vượt quá 2.7K lần dòng điện ngắn mạch định mức và giá trị hiệu dụng được xác định trong toàn bộ thời gian 3s không vượt quá K lần dòng ngắn mạch định mức.

II..22..33.. RReellaayy:: Relay là một thiết bị dùng để nhận biết dòng sự cố, định thời gian và đóng trở

lại, nói chung là điều khiển việc vận hành của máy cắt. Các Relay là các thiết bị bên ngoài máy cắt và bản thân máy cắt không có khả năng nhận biết được sự cố. Có nhiều loại Relay khác nhau để cảm nhận và đáp ứng sự tương hỗ giữa điều kiện hệ thống và các đại lượng, bao gồm các loại như: Relay quá dòng, Relay quá áp, Relay bảo vệ so lệch, Relay tổng trở, Relay thứ tự pha (bảo vệ ngược nhau…). Relay bảo vệ quá dòng và Relay tự đóng lại hay chung cả hai là hai loại Relay được dùng phổ biến nhất trong việc bảo vệ hệ thống phân phối.

I.2.3.1. Relay bảo vệ quá dòng:

Hình 45 Relay bảo vệ quá dòng điện tử (UM30 3 pha, DIN61)

I.2.3.2. Đặc tính TCC: Đặc tính TCC của một Relay quá dòng được đặc trưng bởi một họ các đường

cong. Vị trí của mỗi đường cong được xác định bởi sự lựa chọn các nấc đặt và điều chỉnh đòn bẩy thời gian. Các nấc được cài đặt để xác giá trị nhỏ nhất của dòng thứ cấp đầu vào, khi vượt quá giá trị này sẽ gây sự chuyển mạch Relay. Dòng của hệ

88

thống gây chuyển mạch Relay được xác định là dòng cắt nhỏ nhất và được xác định theo công thức sau:

Dòng cắt nhỏ nhất = Tỉ số biến dòng (CT) x Mức đặt(TAP)

Thời gian cắt được xác định từ mức đặt thời gian. Mức đặt thời gian cao hơn làm cho đĩa quay với khoảng cách lớn hơn nên thời gian cắt lâu hơn.

Có nhiều dạng đường đặc tính TCC khác nhau và việc chọn đường nào tùy thuộc vào từng ứng dụng cụ thể.

Nhìn chung, các Relay có đặc tính rất dốc và siêu dốc được dùng bảo vệ cho mạng phân phối, vì độ lớn của dòng sự cố thường là hàm của nơi xảy ra sự cốvà ít phụ thuộc vào nguồn phát và điều kiện điện áp, nó cho phép phối hợp rất tốt các cầu chì và Recloser, cung cấp bổ sung khả năng đột biến tải sau khi mất điện thời gian dài.

Các Relay có đặc tính dốc và ít dốc, nói chung được áp dụng khi độ lớn dòng sự cố là hàm của điều kiện nguồn phát ở thời điểm sự cố.

Các Relay ngắn hạn dốc được áp dụng để bảo vệ các thiết bị như các bộ nguồn chỉnh lưu khi cần cân nhắc đến sự cắt nhanhnhưng không quá nhanh như cắt tức thời.

Các Relay dài hạn dốc dùng bảo vệ motor chống quá tải khi không thể ứng dụng thiết bị nhiệt.

I.2.3.3. Cắt tức thời: Relay quá dòng có hệ thống cắt tức thời bằng cơ khí được hoạt động theo

nguyên tắc cảm ứng điện từ. Giá trị dòng cắt nhỏ nhất được điều khiển bằng một nút bên trong ống dây. Những nấc điều chỉnh tinh được điều khiển bởi những phần tử tức thời khác nhau. Dòng cắt nhỏ nhất là một hàm của dòng thứ cấp và mức đặc, được xác định theo công thức sau:

Dòng cắt nhỏ nhất = Tỉ số biến dòng x trị số của nấc cài đặt tức thời

Nên chọn tỉ số biến dòng sao cho dòng liên tục (kể cả trong trường hợp khẩn cấp) không vượt quá giá trị định mức của biến dòng. Thông thường chọn tỉ số 1.25 đến 1.5 lần dòng tải đỉnh để chấp nhận các tình huống tăng tải khẩn cấp.

I.2.3.4. Sự khôi phục Một đặc tính quan trọng cuối cùng của đặc tuyến TCC của Relay là có được sự

khôi phục. Khôi phục là trạng thái của Relay khi toàn bộ các đáp ứng đầu vào được thực hiện đầy đủ sau khi xảy ra sự cố. Khi đó đĩa quay trở về trạng thái cái đặt ban đầu. Thời gian khôi phục đĩa của Relay điện cơ được quy định do nhà sản xuất và nó rất quan trọng trong việc phối hợp với Relay tự đóng lại.

89

I.2.3.5. Relay tự đóng lại Relay tự đóng lại chỉ có thêm chức năng định thời khi máy cắt mở và gởi tín

hiệu đã định trước này để đóng máy cắt. Có hai loại Relay đóng lại: Relay định thời bằng động cơ đồng bộ và Relay định thời bằng điện tử.

II..33.. RReecclloosseerr

II..33..11.. GGiiớớii tthhiiệệuu cchhuunngg:: Máy cắt tự động đóng lại (Recloser) là thiết bị hợp bộ chứa trong đó một mạch

cần thiết để cảm nhận được quá dòng, thời gian xảy ra quá dòng, ngắt được quá dòng và tự động đóng lại để kích hoạt lại đường dây. Nếu sự cố là vĩnh cửu thì Recloser sẽ cắt hẳn sau ba hay bốn lần đóng lại và vì vậy sẽ cách ly phần bị hư hỏng khỏi các phần chính của hệ thống. Làm việc với hiệu quả cao, nhằm phần nào giúp phát hiện, thu hẹp và cô lập khu vực sự cố ra khỏi hệ thống đáp ứng được tính liên tục của hệ thống điện.

Do hầu hết sự cố là tạm thời (70 – 80%) và kéo dài trong vài chu kỳ đến một vài giây. Recloser với khả năng cắt và tự động đóng lại sẽ loại trừ việc kéo dài mất điện trên đường dây phân phối do sự cố ngắn mạch tạm thời hay các trường hợp quá dòng quá độ.

II..33..22.. PPhhâânn llooạạii:: Recloser được phân loại dựa vào các yếu tố sau:

Recloser một pha hay ba pha.

Recloser điều khiển bằng thủy lực hay bằng mạch điện tử.

Recloser ngắt trong môi trường dầu hay chân không.

I.3.2.1. Recloser một pha a. Chức năng:

Recloser một pha dùng để bảo vệ cho các đường dây một pha hoặc một nhánh rẽ của đường dây ba pha. Có thể dùng để bảo vệ cho hệ thống ba pha mà các nhành rẽ của hệ thống phần lớn là tải một pha. Do vậy, khi có sự cố pha-đất vĩnh cữu xảy ra thì Recloser chỉ cắt pha đó và duy trì hai pha còn lại của hệ thống. Tuy nhiên loại này hiện nay rất ít dùng vì không kinh tế, xu hướng hiện nay dùng Recloser ba pha.

90

b. Cấu tạo Recloser một pha:

Hình 46 Cấu trúc bên ngoài và bên trong của

Recloser một pha dập hồ quang bằng dầu

Hình 47 Cấu trúc bên ngoài và bên trong của Recloser một pha dập hồ bằng chân

không

I.3.2.2. Recloser ba pha: Recloser ba pha được dùng để cắt sự cố vĩnh cửu ở cả ba pha hoặc chỉ một pha

của tải ba pha. Recloser ba pha có hai chế độ hoạt động: cắt một pha/cắt hẳn ba pha và cắt ba pha/cắt hẳn ba pha.

Loại cắt một pha/cắt hẳn ba pha thường được sử dụng với ba thiết bị Recloser một pha đặt trong một thùng với liên động cơ khí. Mỗi pha thao tác độc lập đối với cắt quá dòng và đóng lại. Nếu một pha nào đó thao tác đến tình trạng cắt hẳn, thì một thanh truyền động cơ khí sẽ cắt hai pha còn lại, mở và khoá chúng ở vị trí mở, nhờ vậy ngăn ngừa các tải ba pha có điện không đủ ba pha.

Tất cả các Recloser ba pha còn lại thao tác theo phương thức cắt ba pha/cắt hẳn ba pha. Khi bất cứ sự cố nào xảy ra, tất cả các tiếp điểm đều mở tức thời cho

91

mỗi thao tác cắt ba pha. Ba pha được nối cơ khí đối với thao tác cắt và đóng lại và được truyền động bởi một cơ cấu duy nhất.

Hình 48 Recloser ba pha

I.3.2.3. Recloser điều khiển bằng thủy lực Recloser điều khiển bằng thủy lực là một bộ phận trong tổng thể của các loại

Recloser, cảm nhận một quá dòng bởi các cuộn dây cắt nối tiếp đấu nối tiếp với đường dây. Khi dòng điện vượt quá dòng điện cắt nhỏ nhất, của cuộn dây, chạy qua cuộn dây thì một piston được hút vào cuộn cắt, mở các tiếp điểm của Recloser. Sự định thời gian và định chu trình được thực hiện bởi sự bơm dầu qua một buồng thủy lực độc lập.

Một trong hai phương pháp đóng tiếp điểm được sử dụng ở Recloser điều khiển bằng thủy lực, một pha định mức đến 280A và ba pha định mức đến 200A là các tiếp điểm được đóng bởi các lò xo bị nén do sự di chuyển của piston ở cuộn dây cắt nối tiếp trong thao tác cắt quá dòng điện. Ở Recloser định mức từ 560A trở lên và ba pha định mức từ 400A trở lên, năng lượng đóng được cung cấp từ một cuộn đóng độc lập lấy điện từ biến điện áp ở phía nguồn của Recloser. Một sự lắp đặt cuộn đóng tùy chọn có thể được sự dụng để đóng từ nguồn bên ngoài 120 hay 240 VAC

I.3.2.4. Recloser điều khiển bằng điện tử: Phương pháp điều khiển Recloser bằng điện tử thì linh động hơn, dễ dàng điều

chỉnh và kiểm tra, có độ chính xác cao hơn phương pháp điều khiển bằng thủy lực. Nhờ có tủ điều khiển nằm độc lập bên ngoài Recloser, bộ điều khiển bằng điện tử cho phép thay đổi các đặc tính TCC, các mức dòng cắt và trình tự tác động một cách thuận lợi và dễ dàng hơn mà không cần phải cắt điện hay lấy Recloser ra khỏi

92

thùng. Một phạm vi điều chỉnh rộng, có thể thay đổi các chức năng cơ bản nhằm giải quyết vấn đề phức tạp.

I.3.2.5. Kiểu buồng dập hồ quang Recloser sử dụng dầu hay chân không làm môi trường dập hồ quang. Khi sử

dụng dầu, dầu này dùng cho cả dập hồ quang lẫn cách điện cơ bản. Vài loại Recloser với bộ điều khiển thủy lực cũng sử dụng dầu này cho chức năng định thời gian và chức năng đếm.

Dùng chân không làm môi trường dập hồ quang có thuận lợi, giảm bảo dưỡng và tác động bên ngoài. Các Recloser chân không có thể dùng dầu hay không khí như là môi trường cách điện cơ bản.

II..33..33.. VVịị ttrríí llắắpp đđặặtt RReecclloosseerr Recloser có thể đặt bất cứ nơi nào trên hệ thống, nơi mà các thông số định

mức của Recloser thỏa mãn các đòi hỏi của hệ thống. Những vị trí hợp lý có thể là:

- Đặt ngay tại trạm như là thiết bị bảo vệ chính của hệ thống.

- Trên đường dây chính nhưng cách xa trạm để phân đoạn các đường dây dài và vì vậy ngăn chặn sự cố đến toàn bộ hệ thống khi có sự cố tại cuối đường dây.

- Trên các nhánh rẽ của đường dây chính nhằm bảo vệ đường dây chính khỏi các sự cố trên các nhánh rẽ.

II..33..44.. CCáácc tthhôônngg ssốố cchhíínnhh ccủủaa RReecclloosseerr Có sáu thông số chính cần quan tâm để sử dụng Recloser một cách thích hợp:

* Điện áp hệ thống.

* Dòng sự cố lớn nhất tại nơi lắp đặt Recloser.

* Dòng tải lớn nhất.

* Dòng sự cố nhỏ nhất trong phạm vi được bảo vệ bởi Recloser.

* Phối hợp với các thiết bị bảo vệ khác ở phía nguồn và tải của Recloser.

* Cảm nhận sự cố chạm đất.

IIII.. PPhhốốii hhợợpp ccáácc tthhiiếếtt bbịị bbảảoo vvệệ

IIII..11.. CCơơ ssởở pphhốốii hhợợpp:: Nguyên tắc đầu tiên đó là các thiết bị phải được mắc nối tiếp sao cho phạm vi

bảo vệ của chúng nối tiếp nhau, để khi sự cố xảy ra, thiết bị bảo vệ gần sự cố nhất

93

phải tác động bảo vệ, trước các thiết bị đặt phía trước và các thiết bị bảo vệ dự phòng.

Sự phối hợp các thiết bị được lắp đặt và lựa chọn phải phù hợp theo các quy luật cơ bản sau về bảo vệ hệ thống phân phối.

* Tạo cho tất cả các sự cố thành sự cố thoáng qua, vì phần lớn sự cố là sự cố thoáng qua chiếm từ 70% đến 80%.

* Chỉ cắt điện hẳn đối với sự cố vĩnh cữu.

* Phạm vi mất điện do sự cố phải là phần nhỏ nhất của đường dây bảo vệ.

IIII..22.. CCáácc pphhưươơnngg pphháápp pphhốốii hhợợpp ggiiữữaa ccầầuu cchhìì vvớớii ccầầuu cchhìì::

IIII..22..11.. GGiiớớii tthhiiệệuu Phối hợp giữa cầu chì với cầu chì cũng tuân theo ba nguyên tắc đã nêu ở phần

trên.

Khi sự cố xảy ra hai hay nhiều cầu chì có thể tác động vì một sự cố. Một quy tắc được chấp nhận đối với phối hợp dây chảy cầu chì là thời gian cắt lớn của dây chảy bảo vệ không được vượt quá 75% thời gian chảy nhỏ nhất của dây chảy được bảo vệ. Điều này đảm bảo dây chảy sẽ ngắt và xóa cố trước lúc dây chảy dự phòng (được bảo vệ) bị hư hại bằng bất cứ cách nào.

Có ba phương pháp có thể dùng trong phối hợp giữa cầu chì với cầu chì:

* Phương pháp ứng dụng những đặc tuyến TCC.

* Phương pháp dùng bảng phối hợp.

* Phương pháp phối hợp theo kinh nghiệm (theo quy luật xếp lớp).

Trong ba phương này phương pháp ứng dụng những đặc tuyến TCC là phương pháp chính xác nhất và phải được dùng trong những vùng phối hợp tới hạn (những vùng cần bảo vệ chính xác). Phương pháp dùng bảng được rút ra từ sự phối hợp phương pháp TCC nên tương đối chính xác và có thể dùng trong những tình huống lặp lại. Phương pháp phối hợp theo kinh nghiệm là ít chính xác nhất và sẽ đạt được sự phối hợp trong một số ứng dụng giới hạn.

IIII..22..22.. CCáácc pphhưươơnngg pphháápp pphhốốii hhợợpp ggiiữữaa ccầầuu cchhìì vvớớii ccầầuu cchhìì

II.2.2.1. Phương pháp phối hợp dùng đặc tuyến TCC Trong nhiều trường hợp, sự phối hợp toàn hệ thống dựa vào các đặc tuyến

TCC cho một kiểu cầu chì đặc trưng (K, T, N, …) xuyên suốt toàn hệ thống. Như vậy, việc phối hợp phần nào được đơn giản hóa.

94

Khi sử dụng dây chảy làm thiết bị bảo vệ, sự phối hợp cần bảo vệ là dây chảy dự phòng của phía nguồn không bị ảnh hưởng gì khi sự cố xảy ra ở vùng dây chảy bảo vệ phía tải. Các yếu tố cần quan tâm để thực hiện điều này là:

* Sai số của thiết bị

* Nhiệt độ môi trường xung quanh

* Các hiệu ứng khi có tải

* Các hiệu ứng trước khi sự cố xảy ra

Thông thường, nên dùng một yếu tố hạ định mức khoảng 75% hơn là đi sâu phân tích chi tiết những yếu tố này. Điều này giúp chúng ta đạt được sự phối hợp như mong muốn (và ngăn ngừa những tổn hại cho dây chảy dự phòng) bằng cách chọn thời gian cắt điện tối đa của dây chảy bảo vệ không lớn hơn 75% thời gian chảy nhỏ nhất của dây chảy dự phòng.

Sai số của thiết bị trong các các đặc tuyến TCC thường tự động xem xét theo TCC chuẩn. Đơn giản là dựa vào vùng bảo vệ của các đặc tuyến và so sánh dòng cắt tối đa của dây chảy bảo vệ với dòng chảy tối thiểucủa dây chảy được bảo vệ.

Các TCC được trình bày dựa trên một nhiệt độ môi trường xung quanh là 25oC. Nhiệt độ môi trường xung quanh cao hơn sẽ giảm thời gian chảy và ngược lại giảm nhiệt độ sẽ tăng thời gian chảy. Do nhiệt độ biến động hàng ngày và hàng năm nên chúng ta có thể xây dựng một dãy dựa trên nhiệt độ hàng năm lớn nhất và nhỏ nhất.

Aûnh hưởng của dòng tải trước đó, theo mức độ dòng điện chạy qua dây chảy sẽ làm tăng nhiệt độ dây chảy và do đó giảm thời gian chảy.

Các ảnh hưởng của hiệu ứng trước sự cố rất khó xác định, mức độ mà đặc tính xóa sự cố của cầu chì có thể bị ảnh hưởng khi dòng điện tiếp cận mức chảy nhỏ nhất của đặc tuyến TCC. Để tránh các ảnh hưởng của sự hư hại trước, trong bất kỳ trường hợp nào dây chảy dự phòng không được phép có dòng điện trong phạm vi 90% cuả đặc tuyến chảy nhỏ nhất của nó đi qua.

Ví dụ về phối hợp giữa các cầu chì:

Cho sơ đồ như hình vẽ. Giá trị dòng ngắn mạch cực đại và dòng tải được cho trên sơ đồ. Các cầu chì sử dụng đều là loại K.

95

Hình 49 Sự phối hợp giữa cầu chì với cầu chì

II.2.2.2. Phương pháp tra bảng Trong một số trường hợp, việc phối hợp giữa các cầu chì là quá trình lặp đi lặp

lại, các đặc tuyến TCC chồng lặp lên nhau sẽ rất khó khăn trong việc phối hợp. Nếu có một hệ số thích hợp được như là một đặc trưng của hệ thống và xác định được dòng sự cố qua các cầu chì thì việc dùng bảng tra để phối hợp sẽ dễ dàng hơn, tuy nhiên độ chính xác sẽ kém hơn so với phương pháp phối hợp dùng đặc tuyến TCC.

Các bảng trình bày sau đây là các loại K và T của EEI-NEMA có thời gian ngắt lớn nhất của cầu chì bảo vệ không lớn hơn 75% thời gian chảy nhỏ nhất của cầu chì dự phòng tại dòng sự cố cực đại.

Bảng 1: Dây chảy loại K EEI-NEMA Dòng định mức dây chảy (A) 8K 10K 12K 15K 20K 25K 30K 40K 50K 65K 80K 100K 140K 200K

Dòng định mức dây chảy (A)

Bảo vệ dòng sự cố lớn nhất được cung cấp bởi dây chảy bảo vệ (A) 6K 190 350 510 650 840 1060 1340 1700 2200 2800 3900 5800 9200

8K 210 440 650 840 1060 1340 1700 2200 2800 3900 5800 9200

10K 300 540 840 1060 1340 1700 2200 2800 3900 5800 9200 12K 320 710 1060 1340 1700 2200 2800 3900 5800 9200 15K 430 870 1340 1700 2200 2800 3900 5800 9200 20K 500 1100 1700 2200 2800 3900 5800 9200 25K 660 1350 2200 2800 3900 5800 9200 30K 850 1700 2800 3900 5800 9200 40K 1100 2200 3900 5800 9200 50K 1450 2500 5800 9200 65K 2400 5800 9200 80K 4500 9200 100K 2400 9100 140K 4100

96

Bảng 2: Dây chảy loại T EEI-NEMA Dòng định mức dây chảy (A) 8T 10T 12T 15T 20T 25T 30T 40T 50T 65T 80T 100T 140T 200T

Dòng định mức dây chảy (A)

Bảo vệ dòng sự cố lớn nhất được cung cấp bởi dây chảy bảo vệ (A) 6T 350 680 920 1200 1500 2000 2540 3200 4100 5000 6100 9700 15200 8T 375 800 1200 1500 2000 2540 3200 4100 5000 6100 9700 15200 10T 530 1100 1500 2000 2540 3200 4100 5000 6100 9700 15200 12T 680 1280 2000 2540 3200 4100 5000 6100 9700 15200 15T 730 1700 2540 3200 4100 5000 6100 9700 15200 20T 990 2100 3200 4100 5000 6100 9700 15200 25T 1400 2600 4100 5000 6100 9700 15200 30T 1500 3100 5000 6100 9700 15200 40T 1700 3800 6100 9700 15200 50T 1750 4400 9700 15200 65T 2200 9700 15200 80T 7200 15200 100T 4000 13800 140T 7500

II.2.2.3. Phương pháp phối hợp theo kinh nghiệm. Phối hợp theo kinh nghiệm được thiết lập để phối hợp các dây chảy cầu chì

EEI-NEMA có cùng loại và cấp, chẳng hạn dủng dây chảy khuyến khích loại T với dây chảy khuyến khích loại T hoặc dây chảy không khuyến khích loại K với dây chảy không khuyến khích loại K.

Dây chảy loại K có thể được phối hợp thỏa mãn giữa các định mức kề cận trong cùng một nhóm lên đến giá trị dòng 13 lần định mức của dây chảy bảo vệ. Dây chảy loại T có thể được phối hợp thỏa mãn giữa các định mức kề cận trong cùng một nhóm lên đến giá trị dòng 24 lần định mức của dây chảy bảo vệ. Những ứng dụng như thế mang lại hệ số an toàn đến 75% hay lớn hơn.

Các định mức khuyến khích loại T:6, 10,15, 25, 40, 65, 100, 140, 200.

Các định mức không khuyến khích loại T:8, 12, 20, 30, 50, 80.

Tuy nhiên, phương pháp này rất ít được sử dụng vì độ chính không cao và đòi hỏi phải có nhiều kinh nghiệm trong việc phối hợp.

II.2.2.4. Một số loại phối hợp giữa cầu chì với cầu chì Như đã trình bày tất cả các sự phối hợp giữa cầu chì với cầu chì đều tuân theo

nguyên tắc là cầu chì bảo vệ tác động trước khi cầu chì dự phòng tác động. Hệ số 75% được xem là thích hợp để đảm bảo sự phối hợp. Tuy nhiên hệ số này có thể hiệu chỉnh khi xem xét từng hệ thống cụ thể. Một số kiểu phối hợp như sau:

* Phối hợp cầu chì hạn chế dòng phía nguồn và cầu chì bật phía tải.

* Phối hợp cầu chì hạn chế dòng phía tải và cầu chì bật phía nguồn.

97

* Phối hợp hai cầu chì hạn chế dòng.

IIII..22..33.. CCầầuu cchhìì cchhoo mmááyy bbiiếếnn áápp

II.2.3.1. Giới thiệu Sơ đồ bảo vệ quá dòng hoàn chỉnh dành cho máy biến áp phải được thực hiện

những yêu cầu sau.

* Bảo vệ được hệ thống từ những sự cố máy biến áp.

* Bảo vệ máy biến áp từ những quá tải trầm trọng.

* Cách ly máy biến áp ra khỏi hệ thống càng nhanh càng tốt và giới hạn những tác động có thể xảy ra ở đó.

* Chịu được những quá tải trong thời gian ngắn mà không bị hư hỏng.

* Chịu được dòng đột biến và dòng tăng cao tải lạnh.

* Chịu được sự phá hoại do các xung sét.

Các thiết bị sẵn có dành cho bảo vệ quá dòng máy biến thế bao gồm: cầu chì, thiết bị ngắt mạch, Recloser, các buồng cắt sự cố và máy cắt. Thông thường, sự lựa chọn các thiết bị bảo vệ máy biến áp sao cho kinh tế nhất hoặc kết hợp để mang lại sự bảo vệ thích hợp đối với từng loại phụ tải và trong hầu hết các ứng dụng cầu chì được xem là tiện lợi nhất. Để hiểu thấu đáo hơn về vấn đề phối các thiết bị, cần tham khảo thêm các phần phối hợp giữa cầu chì và Recloser và giữa Relay với cầu chì ở các phần sau.

II.2.3.2. Nguyên lý bảo vệ máy biến áp dùng cầu chì Việc đầu tiên khi bảo vệ máy biến áp dùng cầu chì là phải nghiên cứu các

nguyên lý về sử dụng cầu chì. Nhìn chung, tỉ số dây chảy có thể tính toán bằng cách chia dòng chảy nhỏ nhất của dây chảy cho dòng đầy tải của máy biến áp. Nếu sử dụng tỉ số cao, nó sẽ bảo vệ hệ thống tránh khỏi sự hư hỏng máy biến áp nhưng nó đồng thời tạo ra sự giới hạn của bảo vệ quá tải. Còn tỉ số này thấp thì sẽ bảo vệ được quá tải lớn nhất nhưng cầu chì sẽ bị hư hỏng khi dòng điện tăng cao trong thời gian dài hay dòng xung.

Những yếu tố tốt nhất được xem xét khi sử dụng cầu chì bảo vệ cho máy biến áp bao gồm tính liên tục cấp điện, hư hỏng máy biến áp do quá tải, phối hợp cầu chì máy biến áp với thiết bị phân đoạn, các ảnh hưởng của dòng điện tràn, dòng tăng cao do tải lạnh.v.v…

Dòng điện tràn (inrush currents) là dòng quá độ xảy ra khi một máy biến áp được khởi động. Các dòng này phụ thuộc nhiều vào từ dư trong lõi thép tại một thời điểm đưa sóng điện áp vào máy biến áp. Để chịu đựng được các dòng đột biến này,

98

một cầu chì phải chịu được 25 lần dòng đầy tải trong thời gian 0,01 giây và 12 lần dòng đầy tải trong 0,1 giây.

Sự tăng cao do tải lạnh xảy ra khi đóng điện trở lại sau thời gia mất điện. Sự gia tăng này khác nhau, phụ thuộc vào hệ thống điện. Đặc tuyến của cầu chì được chọn phải chậm hơn đặc tuyến dòng điện tràn nếu có được đặc tuyến này.

Điện áp do sét đánh có thể làm bảo hòa lõi thép máy biến áp, gây ra dòng điện tràn. Trong trường hợp này, những kinh nghiệm thực tế sẽ được áp dụng tốt nhất vì việc phân tích là rất phức tạp. Nói chung, nếu việc hư hỏng do sét đánh là vấn đề lớn thì các loại cầu chì có kích thước lớn sẽ được áp dụng tốt nhất.

II.2.3.3. Các loại cầu chì dùng bảo vệ máy biến áp Có rất nhiều loại cầu chì có thể dùng cho việc bảo vệ máy biến áp, đơn giản

như là loại đặt bên trong máy biến áp có cỡ nhỏ. Loại này có chi phí lắp đặt thấp nhưng lại hạn chế khả năng cắt ngắn mạch. Nó không thể thay thế và thường phải dùng chung với máy cắt thứ cấp.

Loại cầu chì tự rơi đặt bên ngoài, là sư lựa chọn tiếp theo, có tính kinh tế và có các ưu điểm dễ dàng phục hồi bảo vệ. Tuy nhiên, nó sẽ không cung cấp việc bảo vệ hạn chế dòng tránh sự hư hại nghiêm trọng của máy biến áp.

Loại cầu chì hạn chế dòng đặt ở sứ đầu vào hoặc đặt bên ngoài là sự lựa chọn đắt tiền nhất và các cầu chì phải được thay thế sau mỗi sự cố. Tuy nhiên, loại cầu chì này không có bất kỳ sự nguy hiểm do phối hợp sai hay thay thế các dây chảy không phù hợp. Nó cũng bảo vệ được các hư hỏng nặng đối với máy biến áp.

Phối hợp một cầu chì hạn dòng với một cầu chì tự rơi có chi phí lắp đặt cao hơn nhưng thuận lợi chỉ có dây chảy kiểu tự rơi phải thay thế khi có sự cố dòng thấp. Đây là giải pháp có tính ưu việt nhất.

IIII..33.. PPhhốốii hhợợpp RReecclloosseerr vvớớii ccầầuu cchhìì

IIII..33..11.. CCáácc nngguuyyêênn ttắắcc pphhốốii hhợợpp RReecclloosseerr Recloser là thiết bị bảo vệ quá dòng thường được sử dụng khi sự cố được xem

như là thoáng qua. Để ứng dụng Recloser trên lưới phân phối cho phù hợp, cần xem xét nguyên tắc phối hợp cơ bản sau:

1. Các thiết bị phía tải phải xóa sự cố tạm thời hay vĩnh cữu trước khi thiết bị phía nguồn cắt mạch (cầu chì) hay vận hành cắt hẳn (Recloser).

2.Sự cắt điện do sự cố vĩnh cữu phải được hạn chế để chỉ ảnh hưởng đến phần nhỏ nhất của hệ thống.

99

Các nguyên tắc này ảnh hưởng đến sự chọn lựa đặc tuyến bảo vệ và trình tự hoạt động của cả thiết bị phía nguồn, phía tải và vị trí của các thiết bị này trên lưới phân phối. Vị trí và số lượng thiết bị được xác định tuỳ trường hợp cụ thể.

* Các giá trị định mức của Recloser:

- Điện áp định mức.

- Cấp cách điện (BIL).

- Dòng liên tục lớn nhất.

- Dòng cắt tạm thời nhỏ nhất.

- Dòng cắt ngắn mạch lớn nhất.

IIII..33..22.. SSửử ddụụnngg đđặặcc ttuuyyếếnn TTCCCC ccóó hhiiệệuu cchhỉỉnnhh.. Phối hợp giữa các Recloser và cầu chì được thực hiện theo phương pháp dựa

vào đặc tuyến TCC được điều chỉnh bởi các hệ số nhân.

Từ đặc tuyến của các cầu chì phía nguồn, được chọn để bảo vệ máy biến áp, sẽ xác định được loại Recloser và đặc tuyến của Recloser. Khi lựa chọn xong Recloser để phối hợp tốt với cầu chì phía nguồn thì mới tiến hành lựa chọn các cầu chì phía tải phối hợp với Recloser.

II.3.2.1. Phối hợp cầu chì phía nguồn với Recloser Cầu chì phía nguồn máy biến áp có tác dụng bảo vệ hệ thống, ngăn ngừa sự cố

ở máy biến áp và bảo vệ máy biến áp khỏi sự cố ở thanh cái thứ cấp.

Recloser được chọn phối hợp với cầu chì phía nguồn sao cho cầu chì không cắt mạch với bất kỳ dòng sự cố nào ở phía tải Recloser. Nhiệt sinh ra do hoạt động của Recloser phải nhỏ hơn đặc tính phá hủy của dây chảy. Điều này được thực hiện bằng cách sử dụng một hệ số nhân vào đặc tuyến của Recloser để xác định điểm phá hủy của dây chảy. Đặc tuyến tác động trễ của Recloser phải nhanh hơn đặc tuyến chảy nhỏ nhất của cầu chì phía nguồn.

Đặc tuyến TCC được sử dụng phối hợp Recloser phía thứ cấp với cầu chì phía nguồn theo các quy luật sau:

- Đối với dòng sự cố lớn nhất tại vị trí đặt Recloser, thời gian chảy nhỏ nhất của cầu chì phía nguồn máy biến áp phải lớn hơn thời gian ngắt trung bình của đặc tuyến trễ của Recloser nhân với hệ hiệu chỉnh.

Hệ số nhân K đối với khoảng thời gian lặp lại và trình tự hoạt động được cho ở bảng sau:

Bảng3 Hệ số nhân K:

100

Các hệ số nhân Thời gian đóng lại (chu kỳ) Hai nhanh

Hai chậm Một nhanh Ba chậm Bốn chậm

25 2.7 3.2 3.7 30 2.6 3.1 3.5 50 2.1 2.5 2.7 90 1.85 2.1 2.2

120 1.7 1.8 1.9 240 1.4 1.4 1.45 600 1.35 1.35 1.35

Giá trị dòng điện tại điểm giao nhau giữa đặc tuyến tác động trễ của Recloser đã được hiệu chỉnh với thời gian chảy nhỏ nhất của cầu chì là dòng phối hợp lớn nhất.

Chú ý: Đặc tuyến của cầu chì và đặc tuyến của Recloser phải vẽ trên cùng một cấp điện áp.

Hình 50 Sơ đồ phối hợp Recloser với cầu chì phía nguồn

Khi cầu chì được đặt ở phía cao áp và Recloser ở phía hạ áp, sự so sánh đặc tuyến TCC của cầu chì và Recloser sẽ yêu cầu đặc tuyến của thiết bị nào được dịch chuyển ngang theo trục dòng điện theo tỉ số vòng dây của MBA. Vì cỡ dây chảy của cầu chì thường được xác định theo dung lượng MBA, do vậy rất dễ dàng trong việc dịch chuyển đặc tuyến dây chảy và so sánh nó với các đặc tuyến khác sẵn có của Recloser. Sự dịch chuyển này phải bảo đảm chúng phải cùng cấp điện áp.

Cầu chì phía nguồn

Máy biến áp

RE Recloser

101

II.3.2.2. Phối hợp Recloser với cầu chì phía tải Sự phối hợp tốt nhất giữa Recloser và cầu chì phía tải đạt được khi chọn

Recloser có chế độ hoạt động: hai lần tác động nhanh - hai lần tác động chậm. Trong thực tế, sự lựa chọn này phụ thuộc vào tỉ lệ phần trăm sự cố xảy ra và đặc điểm của từng hệ thống. Để minh họa, giả sử Recloser ngắt lần đầu tiên với 70% sự cố là thoáng qua và ngắt lần thứ hai là 10%. Nếu sự cố kéo dài hay vĩnh cữu vẫn còn thì cầu chì sẽ tác động xoá sự cố trước khi Recloser thao tác lần thứ ba và thứ tư.

Sự phối hợp sẽ đạt hiệu quả thấp hơn nếu ta cài đặt Recloser ở chế độ một lần tác động nhanh – ba lần tác động chậm. Chế độ này cũng xóa được 70% sự cố trong lần ngắt đầu tiên của Recloser, nhưng nó được sử dụng khi có các thiết bị phân đoạn tự động được đặt giữa Recloser và cầu chì.

Không thể chọn chế độ cài đặt cho Recloser tất cả là nhanh hoặc tất cả chậm, nếu tất cả là nhanh thì không đủ thời gian để cầu chì tác động còn nếu tất cả là chậm thì cầu chì sẽ tác động ngay ở sự cố đầu tiên.

Hai qui tắc sau đây để chọn cầu chì bảo vệ phía tải Recloser:

* Tất cả giá trị dòng sự cố có được tại vị trí đặt cầu chì, thời gian chảy nhỏ nhất của cầu chì phải lớn hơn thời gian tác động nhanh của Recloser khi đã hiệu chỉnh (nhân với hệ số K). Việc nhân hệ số sẽ đảm bảo một giới hạn an toàn giữa thời gian cắt nhanh của Recloser và thời gian chảy của cầu chì nhằm ngăn ngừa sự phá hỏng hay đứt của cầu chì.

* Tất cả các giá trị dòng điện sự cố có thể có trên nhánh rẽ được bảo vệ bằng cầu chì thì thời gian cắt lớn nhất của cầu chì không được lớn hơn thời gian tác động chậm của Recloser, khi Recloser có ít nhất hai lần tác động chậm. Nếu các đặc tuyến phối hợp gần nhau, Recloser có thể ngắt khi cầu chì tác động, nhưng sau đó đóng lại khôi phục sự cấp điện cho phần hệ thống còn lại.

Phạm vi phối hợp giữa Recloser và cầu chì được cố định theo hai nguyên tắc trên. Nguyên tắc 1 tạo ra dòng phối hợp lớn nhất, nguyên tắc 2 tạo ra dòng phối hợp nhỏ nhất. Dòng phối hợp lớn nhất có được khi đặc tuyến chảy nhỏ nhất của cầu chì cắt đặc tuyến thời gian tác động nhanh của Recloser đã hiệu chỉnh. Dòng phối hợp nhỏ nhất là giao điểm giữa đặc tuyến thời gian cắt lớn nhất của cầu chì với đặc tuyến tác động trễ của Recloser. Nếu đặc tuyến thời gian cắt lớn nhất của cầu chì không cắt và nằm dưới đường cong tác động trễ của Recloser thì dòng phối hợp nhỏ nhất sẽ là giá trị dòng ngắt nhỏ nhất của Recloser.

IIII..44.. PPhhốốii hhợợpp RReellaayy vvớớii ccầầuu cchhìì Sự phối hợp giữa relay và cầu chì có hai ứng dụng chính:

102

* Phối hợp relay với cầu chì phía nguồn.

* Phối hợp relay với cầu chì phía tải.

Trong cả hai trường hợp trên, relay được xem như một bộ điều khiển dòng cắt và thời gian của máy cắt, nhưng mục đích phối hợp của hai ứng dụng này hoàn toàn khác nhau.

Khi phối hợp giữa relay với cầu chì phía nguồn là khi máy cắt được điều chỉnh bằng relay thực hiện toàn bộ các tác động mà không gây hư hỏng hay chảy của cầu chì, nói cách khác là relay phải ngắt trước khi cầu chì tác động, để chỉ một phần nhỏ của mạch được cách ly. Ngược lại khi phối hợp relay với cầu chì phía tải, thường cho phép đặc tuyến TCC của relay chậm hơn đặc tuyến của cầu chì, để cầu chì tác động trước và ngăn cách sự cố trước khi relay tác động máy cắt, ở trường hợp này nếu thêm vào các relay tác động tức thời nhanh hơn tác động của cầu chì phía tải ở chu kỳ tác động dầu tiên của máy cắt sẽ cung cấp bảo vệ sự cố thoáng qua.

IIII..44..11.. PPhhốốii hhợợpp ccầầuu cchhìì pphhííaa nngguuồồnn vvớớii rreellaayy

Hình 51 Sơ đồ phối hợp cầu chì phía sơ cấp và relay phía thứ cấp

Mục đích cơ bản của việc phối hợp là cầu chì bảo vệ mạch phía sơ cấp MBA cùng với một máy cắt, được điều khiển bằng relay, bảo vệ mạch phía thứ cấp.Việc thực hiện phối hợp bằng một trong hai phương pháp:phương pháp tổng thời gian tích lũy hoặc phương pháp các hệ số làm nguội. Để so sánh đặc tuyến TCC của cầu chì và relay, cả hai phải được biểu thị trên cùng điện áp cơ bản bằng cách dịch chuyển một trong hai đặc tuyến, tương tự như phần phối hợp giữa Recloser và cầu chì phía nguồn.

Cầu chì phía nguồn

Máy biến áp

Relay Relay

103

II.4.1.1. Phương pháp tổng thời gian tích lũy Phương pháp phối hợp đơn giản và lâu đời nhất là thêm vào bộ đếm thời gian

các sự cố, thời gian độc lập nhỏ hơn 10s, một khoảng thời gian tiêu biểu theo yêu cầu để làm nguội hoàn toàn và so sánh thời gian tổng này với đặc tuyến của cầu chì. Một thời gian dự phòng khoảng 50% của đặc tuyến chảy nhỏ nhất của cầu chì phía nguồn được cho phép mang tải trước, nhiệt độ môi trường, sự phá hoại trước và tính không lặp lại của relay. Một vài nơi sử dụng 0.3s làm thời gian dự phòng thay vì chọn theo %.

II.4.1.2. Phương pháp hệ số nguội Khi sự phối hợp yêu cầu chặt chẽ hơn thì dùng phương pháp hệ số nguội.

Phương pháp này liên quan đến việc sử dụng các hệ số làm nguội của các dây chảy và sự đánh giá khoảng thời gian đóng lại thực tế của relay.

Công thức sử dụng là: Teff = TF(N) + CN x TF(N-1) + CN-1 x CN x TF(N-2) +...

Trong đó: Teff: là khoảng thời gian sự cố ảnh hưởng của relay phối hợp với các ảnh hưởng đốt nóng đóng lại thành công.

CN: Hệ số làm nguội của dây chảy trong khoảng thời gian đóng lại (mở) thứ 10. Giá trị này thay đổi từ 1,0 ở các thời gian đóng lại nhanh, đến 0,0 ở các thời gian đóng lại dài.

TF(N): Khoảng thời gian sự cố thứ N của thiết bị đóng lại.

Việc sử dụng công thức trên đòi hỏi phải biết về các đặc tính phục hồi của relay. Thời gian phục hồi 10s (khi tải còn lại 0%) đối với nấc 2.

IIII..44..22.. PPhhốốii hhợợpp rreellaayy vvớớii ccầầuu cchhìì pphhííaa ttảảii

Hình 52 Sơ đồ phối hợp cầu chì với relay

Breaker / Relay

110/15-22 KV 40 MVA

Fuse

104

Trường hợp đơn giản nhất, một relay quá dòng có đặc tuyến đơn và mục đích của việc phối hợp relay với cầu chì phía tải là đảm bảo cho đặc tuyến relay chậm hơn đặc tuyến cầu chì. Vì vậy khi cầu chì tác động trong trường hợp sự cố cuối đường dây thì máy được bảo vệ tránh sự cố vĩnh cữu và chỉ một phần nhỏ của đường dây bị mất điện.

* Các phương pháp tiếp cận với bảo vệ sự cố thoáng qua.

Một ứng dụng khác cũng cần quan tâm là bảo vệ sự cố thoáng qua. Bảo vệ sự cố thoáng qua bằng cách thêm một phần tử tức thời vào relay. Phạm vi bảo vệ có thể mở rộng bằng cách hạ thấp mức cài đặt tức thời. Tuy nhiên, giới hạn nhỏ hơn thường được xác định bởi dòng tăng vọt và sự phối hợp giữa các thiết bị phía sau và giới hạn cao hơn được xác định bởi tốc độ của máy cắt.

IIII..55.. PPhhốốii hhợợpp RReecclloosseerr vvớớii RReecclloosseerr

IIII..55..11.. PPhhốốii hhợợpp bbằằnngg ccáácchh ssửử ddụụnngg đđặặcc ttuuyyếếnn TTCCCC Sự phối hợp Recloser với Recloser được thực hiện bằng cách chọn lựa các giá

trị dòng cắt nhỏ nhất khác nhau ở Recloser điện tử. Sự lựa chọn thích hợp được xác định dựa vào đặc tuyến TCC của các Recloser.

Các đặc tuyến TCC được chọn để sử dụng tốt nhất chỉnh định thời gian kép, một đặc điểm của tất cả Recloser, mà có thể lập trình để một hay các tác động đầu tiên của Recloser là tác động nhanh và sau đó là các tác động chậm.

Một điều cần quan tâm khi phối hợp Recloser với Recloser là thời gian (chu kỳ) giữa các đặc tuyến của hai Recloser phải có thời gian tối thiểu khác nhau giữa các đặc tuyến nhằm ngăn ngừa việc tác động đồng thời của hai Recloser.

IIII..55..22.. NNgguuyyêênn ttắắcc pphhốốii hhợợpp ccơơ bbảảnn ccủủaa RReecclloosseerr đđiiệệnn ttửử Recloser điều khiển điện tử luôn đáp ứng được khả năng phối hợp rộng thỏa

mãn yêu cầu của từng hệ thống riêng biệt. Với các Recloser cần phối hợp, cần chú ý đến dòng cắt nhỏ nhất đối với sự cố chạm đất và chạm pha, cũng như việc chọn các đặc tuyến TCC, chu trình thao tác, khoảng thời gian tác động và các yếu tố phụ khác.

Các Recloser điện tử kề cận có thể phối hợp sát nhau vì không có sự vô hiệu hoá hay sự trôi (follow – through) của mạch điện tử. Nếu Recloser phía tải giải trừ sự cố nhanh hơn Recloser phía nguồn thì sự phối hợp được bảo đảm. Thời gian cắt phía sự cố phía tải cộng với sai số phải nhỏ hơn thời gian cắt sự cố phía nguồn trừ đi sai số.

Việc phối hợp Recloser với Recloser trên hệ thống lưới phân phối sau khi đã được xác định theo điện áp định mức, công suất cắt, công suất dòng liên tục, sau đó xác định dòng cắt nhỏ nhất và đặc tuyến TCC.

105

Đối với Recloser điện tử việc chọn dòng cắt nhỏ nhất không thể thay thế cho công suất dòng liên tục lớn nhất của Recloser, dòng cắt nhỏ nhất được lập trình trong mạch điều chỉnh không phụ thuộc vào các định mức dòng liên tục lớn nhất của Recloser. Tuy nhiên, dòng cắt nhỏ nhất được chọn theo giá trị dòng tải đỉnh đã được dự đoán trước và đảm bảo Recloser tác động đối với bất cứ dòng sự cố nào trong vùng bảo vệ của nó.

Vì việc bảo vệ sự cố thoáng qua là cần thiết cho đường dây, giữa Recloser tại trạm biến áp và Recloser phía tải nên Recloser tại trạm phải có ít nhất một lần tác động nhanh. Recloser phía tải sẽ phối hợp với Recloser phía nguồn nếu nó có số lần tác động nhanh bằng hay lớn hơn số lần tác động nhanh của Recloser phía nguồn. Các đặc tuyến tác động chậm được chọn để cho Recloser phía tải tác động cắt hẳn sự cố vĩnh cữu mà không có phần dự trữ cắt sau khi nó thực hiện tác động nhanh. Việc cắt đồng thời có thể bị loại trừ bằng cách chọn các đặc tuyến phù hợp và dùng các ứng dụng phối hợp khác (chế độ tuần tự của Mc Graw Edison).

IIII..55..33.. NNhhữữnngg ttrrạạnngg tthhááii đđặặcc bbiiệệtt vvàà pphhụụ ttrrợợ ccủủaa RReecclloosseerr đđiiệệnn ttửử Khi sử dụng Recloser vào những phối hợp ohức tạp, có thể ứng dụng các đặc

tính và các phụ trợ khác nhau sẵn có của Recloser điện tử, sẽ làm tăng tính linh hoạt và sự phối hợp. Các phối hợp có thể phức tạp hơn nhưng các phụ trợ sẽ cung cấp nhiều thuận lợi cho việc vậb hành hệ thống.

II.5.3.1. Phối hợp tuần tự Đặc điểm sử dụng phối hợp tuần tự nhằm nâng cao tính phục vụ liên tục trên

những đường dây được bảo vệ bằng Recloser nối tiếp. Nó ngăn ngừa các thao tác nhanh không cần thiết của Recloser phía nguồn khi những sự cố có thể bị xóa bởi Recloser phía tải. Vì khi Recloser phía nguồn và Recloser phía tải có cùng đặc tuyến TCC thì chúng sẽ tác động nhanh đồng thời khi xảy ra sự cố vĩnh cữu ở phía tải, ngay cả khi chúng không cắt đồng thời thì Recloser phía nguồn sẽ cắt hai lần nhanh trên đặc tuyến nhanh của nó khi Recloser phía tải đang hoạt động ở đặc tuyến tác động chậm của nó. Do đó việc hạn chế số lần tác động nhanh của Recloser phía nguồn là cần thiết.

Trong việc phối hợp tuần tự, Recloser phía nguồn chỉ thực hiện đếm số lần tác động nhanh của Recloser phía tải nhưng sẽ không cắt. Vì vậy, khi sự cố bị phát hiện bởi Recloser phía nguồn thì nó không thực hiện thao tác cắt và khi Recloser phía tải đạt đến thời gian tác động chậm thì nó tự cắt giải trừ sự cố ở dưới Recloser phía tải, nên sự cắt điện khu vực ở giữa hai Recloser sẽ được hạn chế.

Sự phối hợp tuần tự chỉ hoạt động dựa trên số lần tác động nhanh, vì vậy số lần tác động trong khi phối hợp tuần tự sẽ được xác định dựa trên số lần tác động

106

nhanh của Recloser phía nguồn. Đặc tuyến TCC nhanh của Recloser phía nguồn phải có phản ứng chậm hơn đặc tuyến TCC tác động nhanh phía tải.

II.5.3.2. Chức năng cắt dòng tức thời.

Hình 53 Trình tự cắt tức thời

Ở mức dòng sự cố cao hơn, đặc điểm cắt tức thời sẽ mở rộng tầm phối hợp của Recloser với các thiết bị bảo vệ phía nguồn. Đặc điểm này cho phép bộ điều khiển các đặc tính dòng sự cố được lập trình tác động Recloser lập tức cắt dòng sự cố mà không cần thực hiện khoảng thời gian trễ trong chế độ hoạt động theo đặc tuyến TCC đã cài đặt trước đó, nhằm tránh gây hư hỏng thiết bị trên lưới phân phối.

Khả năng cắt tức thời có thể được lập trình thực hiện khi dòng sự cố vượt quá dòng cắt nhỏ nhất một bội số đã được chọn tùy thuộc vào từng trường hợp cụ thể. Trạng thái cắt tức thời có thể cài đặt một hay nhiều lần tùy theo thứ tự phối hợp. Khi sử dụng chức năng này để cắt dòng sự cố chạm đất thì bội số này không nhất thiết phải bằng bội số dòng sự cố pha.

Khi ứng dụng Recloser cho hệ thống phân phối và sử dụng trạng thái cắt tức thời thì bội số này có thể thay đổi bất kỳ trong phạm vi có sẵn của nhà sản xuất.

II.5.3.3. Chức năng khóa tức thời Đặc điểm khoá tức thời làm cho Recloser trở nên linh động hơn, nó cho phép

bộ điều khiển tự động cắt ngắn chu trình khi gặp dòng sự cố cao hơn một mức đặt trước. Với chức năng phụ trợ này cho phép giảm tối đa ảnh hưởng của sự cố có cường độ lớn, các sự cố gần nơi mà sự cố vĩnh cữu có xác xuất cao và không yêu cầu có sự phối hợp với các thiết bị phía cuối đường dây. Khả năng hư hại thiết bị hay dây dẫn sẽ giảm đáng kể khi giảm số lần tác động cắt sự cố trên mức đã đặt trước.

ACR1

ACR2

A

Ngắt hẳn Mở

Đóng

ACR1

ACR2

ồ ố ầ ầ

Các bước tuần tự của chương trình, nhưng tiếp điểm của Recloser vẫn đóng

Sự cố A B B

Thời gian

107

Khóa tức thời hoạt giống như cắt tức thời. Đặc tính này được đặt để cắt hẳn bộ điều khiển sau một, hai hay ba lần tác động.

II.5.3.4. Sự kết hợp giữa cắt tức thời và khóa tức thời. Sự kết hợp cắt tức thời và khóa tức thời tạo ra một ứng khác cho bộ điều khiển

đó là khả năng cung cấp ba khu vực bảo vệ.

Hoạt động điều khiển sự cố ở vùng 3 là Recloser được cài đặt 2 nhanh 2 chậm, theo sự phối hợp Recloser với cầu chì khi xảy ra sự cố bình thường ở F2.

Cài đặt cắt dòng tức thời ởù bội số cắt dòng nhỏ nhất là 4, các sự cố ở khu vực 2, nơi mà có thể vượt quá mức 1600A có thể sẽ gây ra 4 lần thao tác cắt tức thời. Tuy nhiên, sự cố xảy ra ở sau thiết bị phân đoạn, do có sự phối hợp với thiết bị phân đoạn, nên hoạt động bị giới hạn đến lần hoạt động thứ 3 của Recloser thì thiết bị phân đoạn sẽ cắt sự cố F1 hoàn toàn.

Vì vùng 1 ở gần sự cố F1, nơi dòng sự cố lớn gây chảy dây dẫn hay hư hỏng thiết bị ở vùng 1, nên khoá tức thời sẽ tác động không làm việc theo thứ tự điều khiển cài đặt trước. Đặt trạng thái khóa tức thời với bội số cắt nhỏ nhất là 16, tức là trạng thái khóa tức thời xảy ra khi dòng sự cố vượt mức 6400A. Do giảm tối đa số lần dòng sự cố cao được cảm nhận nên giảm được khả năng hư hại thiết bị và dây. Khi xác suất sự cố quá cao có thể xảy ra ở vùng 1 thì khoá tức thời cho phép hai lần thao tác ở vùng1.

II.5.3.5. Thời gian tự đóng lại Thời gian giữa thao tác mở tiếp điểm và thao tác đóng tiếp điểm tiếp theo của

Recloser (không xem xét cắt hẳn) là khoảng thời gian tự đóng lại. Các tiếp điểm của Recloser mở trong khoảng từ 0.5s đến 60s tùy thuộc vào loại Recloser va øtừng hệ thống. Thông thường, người ta cài đặt thời gian đóng trở lại là 2s trong hầu hết các ứng dụng thực tế.

Recloser điện tử cho phép ta lập trình thời gian đóng lại với phạm vi rất rộng, từ đóng lại tức thời cho đến thời gian đóng lại có thể đến 60s và thông thường người ta chọn thời gian bằng cách nhân thời gian chuẩn với hệ số nhân do ta định trước.

Hết chương !

CHƯƠNG 6: SÓNG HÀI

109

CCHHƯƯƠƠNNGG 66:: SSÓÓNNGG HHÀÀII

Ta biết rằng theo lý thuyết các nguồn tác động (là những tín hiệu được đưa đến mạch) tồn tại trên lưới điện là các hàm điều hòa. Thực tế các nguồn tác động này trong lưới điện không phải lúc nào cũng là hàm điều hòa, mà nó có thể có hình dạng bất kỳ, bao gồm nhiều thành phần tần số trong đó có các thành phần tần số nào đó (họa tần) khác với thành phần tần số cơ bản mà ta mong muốn sẽ ảnh hưởng nhất định cho sự hoạt động của mạch và các phần tử trong lưới điện. Khi đó các đáp ứng trong mạch cũng sẽ là các quá trình nhiều tần số.

110

II.. LLýý tthhuuyyếếtt ssóónngg hhààii

II..11.. CCáácc nngguuồồnn ggââyy ssóónngg hhààii ttrroonngg llưướớii đđiiệệnn:: Trong những năm gần đây, các thiết bị điện tử (như bộ điều chỉnh tốc độ động

cơ, các bộ chỉnh lưu điều khiển, máy vi tính,...) đã gây ra nhiều vấn đề liên quan đến sóng họa tần trong lưới điện. Đối với hệ thống truyền tải điện thì ảnh chủ yếu do cảm kháng từ hóa phi tuyến của máy biến áp, thiết bị hồ quang như: các lò điện hồ quang, các máy hàn, các cuộn kháng điện trong các thiết bị hoạt động trên cơ sở cảm ứng điện từ.

Đối với điều kiện vận hành không cân bằng giữa các pha như điện áp hệ thống không cân bằng, tổng trở hệ thống hay tải không cân bằng mỗi thành phần sóng hài có thể xảy ra trong ba thành phần (thuận, nghịch, không). Ngoài ra các tụ bù trong lưới điện thường kết hợp với cảm kháng lưới tạo ra mạch cộng hưởng làm khuếch đại các dòng hài có tần số lân cận tần số cộng hưởng tồn tại trong lưới. Sau đây đi xem xét chi tiết các nguồn họa tần.

II..11..11.. TTảảii pphhii ttuuyyếếnn:: Do ? tải phi tuyến tổng trở của nó thay đổi, dòng mà nó hấp thu sẽ không sin

mặc dù điện áp đặt vào có tính sin và từ đó có thể tạo nên nguồn dòng họa tần bơm vào hệ thống. Các tải phi tuyến thường gặp như:

o Các quá trình chỉnh lưu điện áp.

o Thiết bị văn phòng và dân dụng như: UPS, máy tính, máy photocopy TV, đèn huỳnh quang...

o Bộ điều chỉnh tốc độ động cơ.

o Thiết bị thuộc lĩnh vực điện công nghệ: máy hàn, lò hồ quang...

I.1.1.1. Các quá trình chỉnh lưu điện áp:

Những tiến bộ vượt bậc của lĩnh vực điện tử công suất tạo cơ sở cho các bộ chuyển đổi điện và chúng trở thành nguồn gây sóng hài chính trong hệ thống.

Các bộ chỉnh lưu được sử dụng rộng rãi như:

+ AC/DC

+ AC/DC/AC

Ví dụ: cho một hệ thống có chỉnh lưu:

111

Với tính phi tuyến của bộ chỉnh lưu tạo ra sóng hài làm méo dạng các điện áp

VAC và dòng điện cung cấp iAC.

Hình 55 Dạng sóng và phổ điện áp do ảnh hưởng của chỉnh lưu:

0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1-2

0

2

4

6

8

10

Time (s)

A

0 100 200 300 400 500 6000

0.5

1

1.5

2

2.5

3

Hz

A

Bộ chỉnh lưu cung cấp nguồn cho các tải thông thường được mô tả bằng số

xung của chúng như 3, 6,12, 24 xung và hơn nữa. Bậc của sóng hài được sinh ra từ bộ chỉnh lưu phụ thuộc vào số xung của bộ chỉnh lưu theo biểu thức:

h = kn ± 1, k =1, 2, 3...

Khi đó giá trị của dòng hài trong điều kiện lý tưởng do các bộ chỉnh lưu này có thể xác định theo biểu thức:

;1

hIIh =

I1: độ lớn hài cơ bản

Ví dụ: Giá trị phần trăm của cầu chỉnh lưu 6 xung

Theo lí thuyết, dòng điện có dạng sóng hình chữ nhật.

Hình 54 Sơ đồ của hệ thống chỉnh lưu

IacVac

Idc

Vdc

112

Trong thực tế, dạng dòng điện của chỉnh lưu 6 xung không hoàn toàn vuông, do đó giá trị thực của sóng hài nhỏ hơn giá trị lý thuyết. Giá trị này có thể được tính xấp xỉ bằng công thức:

2.11

5⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ −

=

hh

IIh với 5 ≤ h ≤ 31

Bảng 1.1: Giá trị phần trăm của cầu chỉnh lưu 6 xung

I1 I5 I7 I11 I13 I17 I19 I23 I25 I29 I31 100% 18.9% 11% 5.9% 4.8% 3.4% 3% 2.3% 2.1% 1.8% 1.6%

I.1.1.2. Nguồn cung cấp dòng điện DC cho computer: Dạng sóng dòng điện bộ cấp nguồn cho máy tính:

Dòng hài gây ra bởi nguồn này cao hay thấp còn phụ thuộc vào tải và tổng trở

của mạng điện phía trên nguồn. Giá trị của dòng hài ở hai cấp độ cao và thấp được cho ở bảng 1.2:

I1 I3 I5 I7 I9 I11 Cao 100% 130% 70% 50% 30% 10% Thấp 100% 65% 35% 25% 15% 5%

I.1.1.3. Tải chiếu sáng:

Giá trị dòng hài sinh ra bởi đèn huỳnh quang và đèn chấn lưu điện từ được cho theo bảng sau:

Bảng 1.3: Giá trị % của dòng hài của đèn huỳnh quang

I1 I3 I5 I7 I9 I11 I13 I15 100% 35% 27% 10% 2.5% 3.5% 1.5% 1.5%

V(t)

I(t)

113

Các loại dèn phóng điện chấn lưu điện tử sinh ra nguồn hài tương tự như bộ nguồn cung cấp điện cho máy vi tính.

I.1.1.4. Bộ lưu điện (UPS): Hiện nay nhu cầu dùng UPS để bảo đảm liên tục trong sử dụng điện của

khách hàng đang gia tăng. Do đó UPS cũng là 1 nguồn hài quan trọng ảnh hưởng đến hệ thống.

Bảng 1.4: Giá trị % của dòng hài của bộ UPS model GALAXY:

I1 I5 I7 I11 I13 I17 I19 100% 33% 2.5% 6.1% 2.4% 2.5% 1.6%

I.1.1.5. Bộ điều tốc:

Bộ điều tốc dùng các mạch điện tử công suất để điều khiển tốc độ động cơ, đặc biệt thường sử dụng cho động cơ không đồng bộ. Do đó bộ điều tốc cũng phát sinh dòng hài như các tải chỉnh lưu.

Đối với bộ điều tốc điều khiển tốc độ cho động cơ không đồng bộ, kết quả khảo sát cho biết dòng hài của chúng sinh ra phụ thuộc vào:

+ Tỷ số công suất ngắn mạch của hệ thống (SSC) và công suất biểu kiến của bộ điều tốc (Sn).

+ Tỷ lệ phần trăm giữa công suất biểu kiến động cơ Sm so với công suất biểu kiến của bộ điều tốc.

Bảng 1.5: Giá trị dòng hài bộ điều tốc động cơ không đồng bộ với Sm=1OO%Sn

Sm =100%Sn I1 I5 I7 I11 I13 I17 I19 I23 I25 SSC=250%Sn 100% 85% 72% 41% 27% 8% 5% 6% 5% SSC=100%Sn 100% 73% 52% 16% 7% 7% 5% 3% 3% SSC=50%Sn 100% 63% 35% 6.2% 1.3% / / / /

Giá trị dòng hài bộ điều tốc động cơ không đồng bộ với Sm=1OO%Sn

Sm=50%Sn I1 I5 I7 I11 I13 I17 I19 I23 I25 SSC=250%Sn 100% 90.5% 82% 59.5% 48% 25.5% 16.5% 6% 4.5%SSC=100%Sn 100% 82% 66.5% 33% 19.5% 7% 6.5% 5% 3.5%SSC=50%Sn 100% 74.3% 53.9% 18.3% 7.9% 1.9% 2.5% / /

Công suất động cơ càng lớn thì giá trị dòng hài càng nhỏ do:

1

11 *3

;100*U

SIIII mh

h ==

114

I.1.1.6. Lò hồ quang:

Trong thực tế các lò quang thường dùng trong ngành công nghiệp thép có sơ đồ nguyên lý như Hình1.4.

Với lò hồ quang xoay chiều, sóng hài tạo ra là phi tuyến, bất đối xứng và không ổn định. Nó sinh ra dòng hài bậc chẵn, lẻ và phổ liên tục.

Với lò hồ quang một chiều, được cấp điện qua bộ chỉnh lưu tĩnh dùng Thyristor thì sinh các dòng hài bậc cao như bộ chỉnh lưu và tính liên tục của phổ dòng điện ở mức nhỏ hơn lò hồ quang dung điện AC.

Hình 56 a) Lò hồ quang được cấp nguồn AC

b) Lò hồ quang được cấp nguồn DC

II..11..22.. BBããoo hhòòaa mmạạcchh ttừừ mmááyy bbiiếếnn áápp:: Khi từ hóa lõi thép máy biến áp, do mạch từ bão hòa sẽ làm xuất hiện những

hiện tượng mà trong một số trường hợp ảnh hưởng đến trạng thái làm việc của máy biến áp. Ở đây xét những ảnh hưởng đáng kể đó khi máy biến áp làm việc không tải.

Ta biết rằng khi đặt vào dây quấn sơ cấp điện áp hình sin thì sẽ sinh ra dòng điện không tải io chạy trong nó, dòng điện không tải io này sinh ra từ thông Φ chạy trong lõi thép. Ở đây nếu không kể đến tổn hao trong lõi thép thì dòng điện không tải io thuần túy là dòng điện phản kháng dùng để từ hóa lõi thép. Khi đó quan hệ Φ =f(io) cũng chính là quan hệ từ hóa B=F(H). Trên cơ sở lý thuyết mạch, do hiện tượng bão hòa của lõi thép, nếuΦ là hình sin thì io không hình sin và có dạng nhọn

HV

Cable

Furnace

Transformer

Hình

HV

Cable

Transformer

Hình 2.4b

Rectifier

Cable

Furnace

115

đầu và trùng pha với Φ , nghĩa là dòng điện io ngoài thành phần sóng cơ bản còn có các thành phần sóng hài bậc cao 3, 5, 7..., trong đó đáng chú ý là thành phần hài bậc 3 lớn nhất và đáng kể hơn cả, còn các thành phần khác khá nhỏ.

Hình 57 Hiện tượng từ trễ và bão hòa mạch từ làm méo dạng sóng dòng điện.

II..11..33.. MMááyy pphháátt ccấấpp cchhoo ttảảii kkhhôônngg đđốốii xxứứnngg:: Trong quá trình cung cấp điện có thể xảy ra các trường hợp tải các pha không

bằng nhau. Như vậy máy phát điện đồng bộ làm việc ở tải không đối xứng, trong máy điện đồng bộ sẽ sinh ra một số hiện tượng bất lợi như điện áp không đối xứng, các sóng hài sức điện động và dòng điện bậc cao. Và đặc biệt khi có dòng họa tần phát sinh mạch ngoài tác động lên đầu cực máy phát từ đó có sự biến thiên từ trở phản ứng giữa các khe hở của stator và rotor của máy làm chuyển đổi bậc dòng họa tần này lan truyền vào trong hệ thống.

II..11..44.. LLưướớii đđiiệệnn:: Lưới điện tồn tại các hài áp do ảnh hưởng của các tải tiêu thụ (công nghiệp và

dân dụng). Đây là căn cứ để đánh giá chất lượng sóng hài của lưới điện. Kiểm soát các nguồn nhiễu họa tần tác động lên hệ thống để nâng cao chất lượng điện năng cho khách hàng.

116

II..22.. ẢẢnnhh hhưưởởnngg ccủủaa ssóónngg hhààii đđếếnn ccáácc tthhiiếếtt bbịị đđiiệệnn:: Sóng hài ảnh hưởng đến tất cả các thiết bị trong lưới điện, sự tồn tại của chúng

làm giảm chất lượng điện năng gây ra một số vấn đề sau:

II..22..11.. MMááyy đđiiệệnn qquuaayy:: Vấn đề quan tâm trước tiên về các dòng điện và điện áp điều hòa là sự tăng

nhiệt độ. Các thành phần họa tần ảnh hưởng đến hiệu suất máy, gia tăng nhiệt, tổn thất điện năng.

Tổn hao do dòng điện Foucault tỷ lệ với bình phương tần số:

PFe=keB2f2

Tổn hao do hiện tượng từ trễ tỉ lệ với tần số:

Erms=4,44kdqwphf

Do đó, khi máy phát nuôi tải phi tuyến, dòng hài bậc cao sẽ tạo ra tổn thất phụ và môment đập mạch trong máy phát do tổn thất dòng Foucault tỉ lệ với bình phương tần số, còn tổn thất do từ trễ tỉ lệ với tần số, gây cho máy điện nóng lên, gây ra tổn thất điện năng và giảm hiệu suất của máy phát.

Khi họa tần điện áp xuất hiện thì tồn tại dòng họa tần động cơ ảnh hưởng tốc độ quay của động cơ gây nên hiện tượng rung trong máy điện do từ trường đập mạch phát sinh bởi dòng thứ tự không. Nguy hiểm hơn là trong một số trường hợp khi tần số rung gây ra bởi họa tần trùng với tần số dao động cơ học của máy điện dễù dẫn đến phá hủy máy.

Sự tác động khác nhau giữa các sóng hài, mật độ từ thông phát sinh tổng hợp trong khe hở không khí trong cảm ứng ba pha khi điện áp không sin sẽ làm ra tiếng ồn.

II..22..22.. MMááyy bbiiếếnn áápp:: Máy biến áp cũng bị ảnh hưởng của sóng hài bậc cao. Sóng hài bậc cao gây

ra tổn hao và gây nhiễu lên mạch từ của nó.

*Tổn hao Joule:

Ta có: PCu=R.I2rms

Mà: ∑∞

=+=

2

2p

21

2rms III

p

=> Dòng họa tần bậc cao càng lớn thì tổn hao Joule càng tăng. *Tổn hao sắt từ gồm tổn hao do dòng điện xoáy và tổn hao do từ hóa:

Tổn hao do dòng điện xoáy: Pxoáy = keB2f2

Tổn hao do từ hóa: Erms=4,44kdqwphf => Khi tần số hài càng cao gây nên tổn hao sắt từ càng cao.

117

Khi có dòng hài bậc cao, tổn thất sắt và tổn thất từ thông tản sẽ tăng lên. Tổn thất đồng do tỉ lệ với bình phương dòng điện nên cũng tăng và hiện tượng từ trễ các sóng hài gây bão hòa mạch từ và tất cả chúng làm gia tăng nhiệt độ, làm cho MBA làm việc bị quá tải gây ra cháy máy.

o Tổn hao cách điện: Khi làm việc với tần số cao dẫn đến các quá trình hoá lý xảy ra liên tục tổn thất điện môi mau chóng già cỗi hơn so với làm việc ở điện áp hình sin. Độ phân cực tgδ tăng gấp đôi sau hai năm làm việc với nguồn có độ méo dạng THD=5%.

Pe=U2.ω.C.tgδ Với U: điện áp đặt lên hai đầu cách điện

C =εr.ε.S/d ; ω tần số góc; tgδ hệ số tổn hao điện môi.

Do ảnh hưởng của các yếu tố trên MBA hoạt động dưới công suất định mức. Thường người ta sử dụng hệ số suy giảm công suất:

1

1,01

1

2

6,12

1

<

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+

=

∑∞

=h

h pII

k

với h: bậc hài; I1: dòng điện hài cơ bản Qua đó ta thấy MBA có công suất định mức Sn thì chỉ được phép cung cấp cho tải có công suất là k.Sn Ví dụ: tải dạng Switchmode Power Supply được cung cấp bởi MBA công suất 250KVA Bảng 1.6: Giá trị dòng hài của bộ Computer Switch Power Supply

I1 I3 I5 I7 I9 I11 100% 130% 70% 50% 30% 10%

Khi đó hệ số MBA theo (1.4) được xác định: => k = 0,532 và công suất MBA tối thiểu là 470KVA

Theo tiêu chuẩn IEE57 1200-1980 đưa ra giới hạn đối với các sóng hài dòng điện tải trong máy biến áp 0,05pu giá trị hệ số điều hòa dòng điện. Tiêu chuẩn của giá trị điện áp hiệu dụng cực đại mà MBA phải chịu đựng ở trạng thái xác lập là 5% ở tải định mức và 10% ở chế độ không tải. Các trị số hiệu dụng của các thành phần điều hòa trong điện áp sử dụng không vượt quá giá trị định mức này.

II..22..33.. DDââyy ttrruunngg ttíínnhh:: Dòng chạy trong dây trung tính có thể coi bằng không. Tuy nhiên, lưới 3 pha

cung cấp cho các tải không đối xứng luôn có dòng chạy trong dây trung tính. Do đó nếu hệ thống cân bằng khi xuất hiện sóng hài trong lưới điện nhất là hài bội ba chạy trong dây trung tính sẽ được khuếch đại lên 3 lần theo biểu thức dưới có thể vượt quá giá trị phát nóng cho phép của dây dẫn theo biểu thức:

118

( )∑∞

=

−+=,...9,6,3

cos33k

kkoN tkIII θω

Trong hệ thống nối đất TN-C, khi dòng hài bậc 3 và bội 3 tồn tại thì độ an toàn của hệ thống giảm và ta phải tránh xa chỗ nối đất để không bị điện giật.

II..22..44.. DDââyy ddẫẫnn đđiiệệnn:: Cùng một công suất tiêu thụ nhưng khi dây dẫn dòng hài tổn hao nhiệt trên

dây dẫn cao hơn do:

o Gây phát nóng quá mức cho phép của dây dẫn do giá trị hiệu dụng sẽ tăng lên.

o Do ảnh hưởng của hiệu ứng bề mặt, điện trở của dây dẫn càng tăng khi tần số càng lớn.

II..22..55.. NNhhiiễễuu đđiiệệnn ttừừ:: Dòng hài bội ba chạy trong dây trung tính của các sơ đồ TN-C sẽ tạo sự

chênh lệch thế trên dây. Điều này có thể dẫn đến tăng dòng trên các liên kết thông tin giữa vỏ của hai thiết bị, có thể bức xạ nhiễu điện từ lên màn hình của máy tính.

II..22..66.. TTụụ đđiiệệnn:: Đối với các bộ tụ điện, dung kháng của các tụ giảm khi tần số tăng lên. Do

đó các tụ thường rất nhạy với tần số của nguồn cung cấp. Trong thực tế, điều này có nghĩa là chỉ một giá trị nhỏ của sóng hài điện áp có thể tạo nên dòng điện lớn đi qua mạch chứa tụ. Ảnh hưởng của các thành phần điều hòa trên bộ tụ điện đó là sự gia tăng nhiệt của điện môi cao hơn.

Tiêu chuẩn của ANSI/IEEE 18-1980 qui định các giới hạn về điện áp, dòng điện và công suất phản kháng của các bộ tụ điện. Nó được dùng để xác định các mức điều hòa tối đa cho phép.

Tiêu chuẩn này tối đa cho phép các tụ điện có thể sử dụng trong các giới hạn sau đây, bao gồm các thành phần điều hòa:

o 110% điện áp hiệu dụng định mức.

o 120% điện áp đỉnh định mức.

o 180% dòng điện hiệu dụng định mức.

o 135% công suất phản kháng định mức.

Để nâng cao hệ số công suất thường được sử dụng tụ bù công suất phản kháng. Các tụ điện và điện kháng của mạng điện khi kết hợp với nhau tạo ra mạch cộng hưởng khuếch đại các dòng hài có tần số gần tần số cộng hưởng.

Các dạng cộng hưởng thường gặp:

119

o Cộng hưởng nối tiếp: Ở các trường hợp bù dọc cộng hưởng nối tiếp có thể làm tăng dòng hài của hệ thống

Sơ đồ:

o Cộng hưởng song song:

Sơ đồ:

Khi đó ta có:

+ Tần số cộng hưởng:

L

Cr X

Xf =

+Hệ số khuếch đại:

PSQ

LCR

hLRK SCbu

SCSC

===ω

Hài áp bậc h cộng hưởng làm tăng biên độ dòng hài qua tụ lên K lần.

Nhận thấy trong lưới điện công nghiệp K có thể rất lớn, khi xảy ra cộng hưởng thì sẽ gây quá áp trên tụ điện gây hư hỏng tụ điện.

o Cộng hưởng phân bố: Dạng cộng hưởng này thường gặp trong mạng điện có đường dây dài. Sơ đồ:

Hình 58 Mạch cộng hưởng nối tiếp

Ih

XCXLPowerSystem

Hình 59 Mạch cộng hưởng song song

Ih

XC

XL

SystemPower

Hình 60 Mạch cộng hưởng phân bố

IhXC

XLSubstation

120

Nổ lực này nhằm sử dụng quá định mức các tụ điện trong các điều kiện không bình thường, chẳng hạn trong các điều kiện có sóng hài. Liên quan đến việc tụ bù cho phụ tải, các giàn tụ bù công suất phản kháng thường được ghép song song lưới điện tại thanh góp các trạm bù. Tụ bù không trực tiếp sinh ra sóng họa tần, nhưng nó kết hợp cảm kháng của lưới để tạo nên mạch cộng hưởng, mạch này có thể khuếch đại các sóng họa tần bậc cao có sẵn trong lưới điện.

Các hệ thống tụ bù này khi mà tần số dao động riêng của hệ thống này đạt giá trị gần bằng với một sóng hài riêng biệt nào đó, hiện tượng cộng hưởng riêng sẽ xảy ra. Lúc này, điện áp và dòng điện của sóng hài liên quan sẽ được khuếch đại lên. Trong trường hợp đặc biệt này, dòng điện đạt giá trị cao làm nóng quá mức tụ điện, làm giảm chất lượng điện môi và hậu quả kéo theo là gây hỏng tụ điện.

II..22..77.. ẢẢnnhh hhưưởởnngg đđếếnn ccáácc tthhiiếếtt bbịị kkhháácc:: Gây chỉ thị sai đối với thiết bị đo lường ví dụ như thiết bị kiểm tra cách điện

thường trực (PIM) thì khi có hài bội bậc cao có thể có dòng trên dây trung tính, PIM có thể nhận thấy và báo tín hiệu sai hoặc đối với các CB điện tử khi có sóng hài có thể làm CB tác động không mong muốn.

Làm tăng nhiệt máy cắt, ảnh hường khả năng cắt dòng của máy cắt do dòng hài tồn tại làm tăng dòng hiệu dụng qua máy cắt dẫn đến máy cắt tác động sai lệch.

Các máy cắt hoạt động cắt không được do các cuộn cắt không có khả năng vận hành thích hợp trong điều kiện hiện diện các sóng hài phức tạp.

Sóng hài gây nên trạng thái vận hành không mong muốn của cầu chì (do là đặc tính thời gian và dòng điện của các dây chì).

Sự xuất hiện các dòng điện trong dây trung tính gây tác động chức năng của các relay (như relay phát hiện dòng rò, dòng chạm đất...).

Sóng hài trong hệ thống làm relay có thể tác động sai. Do relay hoạt động phụ thuộc vào trị đỉnh của điện áp và dòng điện. Do đó chúng chịu ảnh hưởng trực tiếp bởi sự méo dạng của sóng hài. Các loại relay bảo vệ có thể tác động sai do hiện tượng méo dạng dòng hay áp.

Đối với các đèn chiếu sáng trong các chấn lưu có tụ và cuộn cảm sóng hài gây cộng hưởng tạo nên sự gia tăng nhiệt gây hư hỏng.

Gây kích dẫn không đúng thời điểm cho các thiết bị công suất, hư hỏng các phần tử trong bộ lọc của đường dây sử dụng trong hệ thống thông tin.

Các thiết bị truyền dẫn để điều khiển từ xa sẽ vận hành sai nếu tần số sóng hài gần với tần số truyền dẫn.

121

II..33.. PPhhưươơnngg pphháápp kkhhắắcc pphhụụcc hhọọaa ttầầnn:: Sóng hài tồn tại và gây nên những tác hại ngiêm trọng đến lưới điện và các

thiết bị sử dụng điện. Chúng ta không thể khử được hoàn toàn sóng hài nhưng với nhiều biện pháp khác nhau, người ta có thể giảm ảnh hưởng sóng hài đến giá trị cho phép. Trong mục này sẽ giới thiệu một số biện pháp thực tiễn dùng để giảm ảnh hưởng của sóng hài.

II..33..11.. DDùùnngg ccuuộộnn kkhháánngg ttrriiệệtt ssóónngg hhààii:: + Nguyên lý lắp đặt:

Bằng cách đặt cuộn cảm mắc nối tiếp với tụ C và đặt tại thanh cái trạm giảm áp chính. Khi đó điều kiện cộng hưởng song song dịch chuyển khỏi tần số khảo sát về tần số thấp hơn.

Trong đo:ù R: Điện trở đặc trưng cho công suất tác dụng của tải tuyến tính Lsc: Điện cảm ngắn mạch từ hệ thống L: Điện cảm của cuộn kháng triệt hài C: Điện dung của tụ bù Ih: Nguồn hài thay thế cho tải phi tuyến Cuộn cảm mắc nối tiếp với tụ tạo mạch cộng hưởng nối tiếp LC ở tần số fr. Tần số của mạch bao gồm LSC mắc song song với nhánh LC được gọi là tần số chống cộng hưởng far, tại tần số này trở kháng tương đương của mạng điện là R. Trở kháng tương đương của mạch điện:

R

CLL

jZ SCeq

11

111+

⎟⎟⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜⎜⎜

⎝

⎛

−+−=

ωωω

Cộng hưởng nối tiếp nhánh LC:

LC

fr π21

=

Tần số chống cộng hưởng:

E

Tải phi tuyến RCL

LSC

a)Sơ đồ đơn tuyến

RCL Ih V

hLSC

b)Sơ đồ tương đương Hình 61 Sơ đồ đơn tuyến và sơ đồ tương đương LC

122

CLL

fSC

ar )(21+

=π

Hình 62 Tổng trở của mạng điện khi lắp đặt cuộn cảm triệt hài

o Dòng cộng hưởng chạy qua mạch lọc, không chạy về nguồn. Các hài áp có sẵn trên thanh cái kết nối với mạch lọc LC mà cùng tần số với tần số cộng hưởng đều bị loại bỏ. Có thể đặt nhiều mạch lọc LC để khử các bậc hài cần quan tâm nhằm đạt được hệ số méo dạng áp mong muốn.

o Tại các tần số hài, trở kháng tương đương có giá trị gần bằng trở kháng ngắn mạch. Vì thế, hệ số méo dạng điện áp có giá trị hầu như không đổi so với trường hợp không có nhánh LC có nghĩa là việc lắp đặt tụ bù và cuộn cảm chống hài không làm tăng trở kháng nguồn. Vì thế không làm tăng sự méo dạng điện áp.

o Tại các tần số hài, trở kháng nhánh LC cao hơn trở kháng ngắn mạch nhiều nên dòng hài chỉ chạy qua trở kháng ngắn mạch về nguồn mà không chạy qua tụ nên không cần bảo vệ tụ điện.

o Đối với tần số cộng hưởng song song ít chịu ảnh hưởng của trở kháng nguồn do điện cảm của cuộn chống hài thường lớn hơn trở kháng nguồn (từ 2->9 lần).

o Mạch điện sẽ cộng hưởng ở hai tần số khác nhau (far<fr). Để cộng hưởng không xảy ra hoàn toàn thì cần thiết bảo đảm hai tần số cộng hưởng này nhỏ hơn hai tần số hài cần được bảo vệ. Vì khi đó ở tần số cao hơn tần số cộng hưởng nối tiếp thì XL lớn hơn XC tức là nhánh nối tiếp LC gần như chỉ có cuộn cảm. Nhánh này mắc song song với cảm kháng nguồn Xsc nên không có điều kiện xảy ra cộng hưởng.

Khi lắp đặt cuộn cảm triệt hài cần lưu ý:

o Công suất bù phản kháng của nhánh LC lớn chỉ có tụ:

Tổng trở của mạng điện

Tổng trở nguồn

far fr Dãi tần số các hài không mong muốn f(Hz)

Zeq(Ω)

123

nr

r Qp

pQ12

2

−=

pr là bậc cộng hường

Qn: Công suất phản kháng bù định mức của tụ

Bảng 1.7: Công suất bù ứng với bậc cộng hưởng

pr 2,7 3,8 4,3 4,8

Q/Qn 1,16 1,07 1,06 1,05

o Điện áp của tụ khi mắc nối tiếp với cuộn kháng triệt hài lớn hơn điện áp bình thường tụ hoạt động độc lập.

nr

rC V

ppV

12

2

−=

o Khi đóng điện cho nhóm mạch lọc LC thì cần thiết phải đóng tuần tự mạch lọc thấp nhất đến mạch lọc có bậc cao hơn, để tránh vấn đề chống cộng hưởng trong suốt quá trình đóng mạch lọc. Giả sử khi ta cấp nguồn cho mạch lọc 13 trước mạch lọc bậc 11, thì sẽ có nguy cơ hài bậc 11 bị tác động bởi sự chống cộng hưởng gây quá tải trên mạch lọc bậc 11.

o Tại tần số cơ bản, dung kháng của mỗi bộ lọc thường lớn hơn cảm kháng nên hầu hết điện áp tần số công nghiệp sẽ xuất hiện trên tụ. Vì vậy mạch LC cũng đóng góp vào việc hiệu chỉnh hệ số công suất.

II..33..22.. DDùùnngg ccáácc mmạạcchh llọọcc::

I.3.2.1. Mạch lọc thụ động: oMạch lọc LC:

Bao gồm một nhánh L, C với tần số được điều chỉnh đến tần số của sóng hài (Hình 1.9a trường hợp trên) xong sự cộng hưởng của nó xảy ra ở một tần số hoặc tại một áp hài nào đó. Khi đó các dòng hài sẽ đi vào mạch LC và không đi vào phần lưới phía trước. Có thể đặt nhiều mạch lọc LC để khử các bậc hài tại tần số mong muốn. Tại tần số cơ bản dung kháng của bộ lọc thường lớn hơn cảm kháng của nó nên mạch lọc cũng góp phần hiệu chỉnh hệ số công suất.

oMạch lọc cản: Các nguồn họa tần có phổ liên tục sẽ có một phần phổ mà tần số của

nó gần với với tần số chống cộng hưởng của mạch lọc, điều này làm tăng biên độ hài áp. Để khắc phục điều đó có thể đặt thêm một điện trở R song song với cuộn dây trong mạch lọc ở đầu vào.

124

oMạch lọc kép:

Mạch lọc kép được tạo từ hai mạch lọc LC kết nối với nhau qua điện trở R. Hoạt động của mạch lọc này là giảm tần số chống cộng hưởng đang tồn tại giữa hai tần số điều chỉnh của hai nhánh song song

oCác mạch lọc thụ động chỉ áp dụng trong các trường hợp nguồn hài

có biên độ ổn định số bậc thấp (5,7, 9), giải quyết không hiệu quả các nguồn hài có phổ liên tục. Để tăng hiệu quả của lọc sóng hài dùng bộ lọc tích cực.

I.3.2.2. Mạch lọc tích cực: Hiện nay đây là phương pháp đang được phát triển để hạn chế sóng hài. Các

bộ lọc này là các bộ nghịch lưu dựa trên kỹ thuật biến đổi độ rộng xung PMW và nguyên lý mô tả như Hình 1.11. Vai trò của bộ lọc tích cực là cung cấp vào mạng một dòng hài vừa đúng bằng dòng hài được tạo phía sau nhưng ngược pha. Bộ lọc này giải quyết rất hiệu quả các nguồn hài có phổ liên tục. Nhưng nó không lọc được những hài có sẵn trên lưới.

125

Hình 63 Nguyên lý của Mạch lọc tích cực

Hình 64 Kết quả của mạch lọc tích cực

Kết quả là ta sẽ triệt được đáng kể dòng hài bơm vào hệ thống làm cho dòng cung cấp ít biến dạng hơn.

II..33..33.. DDùùnngg bbộộ cchhuuyyểểnn đđổổii xxuunngg ttrroonngg tthhiiếếtt bbịị đđổổii đđiiệệnn,, đđiiềềuu kkhhiiểểnn:: Ngoài ra biện pháp cũng hữu hiệu để hạn chế các sóng điều hòa bậc cao do

các bộ đổi điện gây ra là sử dụng các sơ đồ biến đổi nhiều xung. Ví dụ bộ biến đổi n xung chỉ có thành phần hài bậc (nk-l) (k số nguyên) tồn tại.

Các bộ chuyển đổi nhiều xung kết hợp, cách đấu dây của MBA (như đấu tam giác kiểu Zig-Zag hạn chế hài bội ba) cũng góp phần giảm sóng hài. Khi đó chỉ có các dòng hài bậc cao thì các thành phần hài có biên độ lớn được triệt tiêu.

126

IIII.. PPhhưươơnngg pphháápp ttíínnhh ssóónngg hhààii ccủủaa pphhầầnn mmềềmm PPSSSS//AADDEEPPTT 55..00

Với các phụ tải tĩnh, động cơ không đồng bộ, động cơ đồng bộ, tụ điện mắc shunt, đường dây và cáp, và máy biến áp, mô hình sóng hài thường được dùng để xác định giá trị tổng trở ở một hài cho trước.

Mỗi thành phần của lưới điện có phương trình tính giá trị tổng trở tương ứng.

IIII..11.. PPhhưươơnngg pphháápp pphhâânn ttíícchh IIII..11..11.. TTảảii ttĩĩnnhh

Tải tĩnh được mô hình hoá thành 2 phần, một là điện trở và điện kháng mắc nối tiếp, và một là điện trở và điện kháng mắc song song.

Với phần tải tĩnh mắc nối tiếp, điện trở và điện kháng ở tần số cơ bản là:

(14)

với:

127

V = điện áp

R = điện trở

X = điện kháng

Fs = tần số cơ bản (phần nối tiếp)

S* = liên hợp phức của công suất tải P – jQ (trên mỗi pha)

Sự biến đổi tổng trở theo bậc của hài được tính theo công thức:

(15)

Với:

Z(H) = tổng trở ở hài bậc H

Đối với phần tải tĩnh mắc song song, điện trở và điện kháng ở tần số cơ bản là:

(16)

với:

R = điện trở

X = điện kháng

V = điện áp

Fp = tần số cơ bản (phần song song)

P = kW

Q = kvar

Sự biến thiên của tổng trở theo bậc của hài được cho bởi công thức:

(17)

với:

(18)

với:

Cp1 = hệ số mũ hiệu ứng bề mặt của tải (phần song song của tải)

128

Cp2 = hệ số mũ điện kháng của tải (phần song song của tải)

IIII..11..22.. ĐĐộộnngg ccơơ kkhhôônngg đđồồnngg bbộộ

Động cơ không đồng bộ được biểu diễn bởi mô hình lồng sóc đôi có tổng trở thay đổi theo tần số ở độ trượt cho trước. Điện trở động cơ không đồng bộ thay đổi theo sóng hài như sau:

(19)

với:

R0(H) = điện trở thứ tự không ở hài bậc H

Điện kháng động cơ không đồng bộ thay đổi theo sóng hài như sau:

(20)

X0(H) = điện kháng thứ tự không ở hài bậc H

C4 = hệ số mũ điện kháng động cơ

Tổng trở tương đương ở độ trượt cho trước được tính bằng cách sử dụng điện trở và điện kháng đã được điều chỉnh theo tần số như trên đã nói. Ờ tần số sóng hài, độ trượt được tính như sau:

(21)

với:

s(H) = độ trượt ở hài bậc H

s1 = độ trượt ở tần số cơ bản

Khi động cơ không đồng bộ được nối đất, tổng trở nối đấy được tính như sau:

(22)

với:

Zg(H) = tổng trở nối đất ở hài bậc H

129

Rg = điện trở nối đất

Xg = điện kháng nối đất

C1 = hệ số mũ hiệu ứng bề mặt nối đất

C2 = hệ số mũ điện kháng nối đất

Điện trở và điện kháng nối đất mắc nối tiếp.

IIII..11..33.. ĐĐộộnngg ccơơ đđồồnngg bbộộ

Động cơ đồng bộ được biểu diễn bởi điện kháng siêu quá độ và thứ tự không của nó và bởi điện trở phần ứng và thứ tự nghịch. Điện trở động cơ đồng bộ biến thiên theo sóng hài như sau:

(23)

với:

Ra(H) = điện trở phần ứng ở hài bậc H

R2(H) = điện trở thứ tự nghịch ở hài bậc H

Điện kháng động cơ đồng bộ biến thiên theo sóng hài như sau:

với:

X"d(H) = điện kháng siêu quá độ ở hài bậc H

X0 = điện kháng thứ tự không

C4 = hệ số mũ điện kháng động cơ

Tổng trở động cơ đồng bộ ở thứ tự thuận, nghịch và không là:

(24)

với:

Z0 = tổng trở thứ tự không

130

Z1 = tổng trở thứ tự thuận

Z2 = tổng trở thứ tự nghịch

Khi động cơ đồng bộ được nối đất, tổng trở nối đất được tính như sau:

(25)

với:

Zg(H) = tổng trở nối đất ở hài bậc H

C1 = hệ số mũ hiệu ứng bề mặt nối đất

C2 = hệ số mũ điện kháng nối đất

Điện trở và điện kháng nối đất mắc nối tiếp.

IIII..11..44.. TTụụ đđiiệệnn mmắắcc sshhuunntt

Tụ điện mắc shunt được định nghĩa bởi công suất phản kháng (kvar) mà nó cung cấp ở điện áp danh định. Reactor mắc shunt tiêu thụ công suất phản kháng. Tổng trở của tụ điện/reactor mắc shunt biến thiên theo sóng hài như sau:

(26)

với:

kV = kV cơ bản của tụ điện

KVAra = công suất phản kháng của tụ điện

Khi tụ điện/reactor mắc shunt được nối đất, tổng trở nối đất được tính như sau:

(27)

với:

Zg(H) = tổng trở nối đất ở hài bậc H

C1 = hệ số mũ hiệu ứng bề mặt nối đất

C2 = hệ số mũ điện kháng nối đất

Điện trở và điện kháng nối đất mắc nối tiếp.

131

IIII..11..55.. ĐĐưườờnngg ccââyy vvàà ccáápp

Có 3 mô hình sóng hài cho đường dây. Đó là:

Đường dây IEEE

Cáp IEEE

Hiệu chỉnh đường dây dài tuỳ ý có thể áp dụng cho cả 3 mô hình.

Đường dây IEEE (Mô hình 1)

(28)

Cáp IEEE (Mô hình 2)

(29)

Đường dây và cáp tự tạo (Mô hình 3)

(30)

Với:

r1 = điện trở thứ tự thuận

x1 = điện kháng thứ tự thuận

b1 = tổng dẫn nhánh thứ tự thuận

r0 = điện trở thứ tự không

x0 = điện kháng thứ tự không

b0 = tổng dẫn nhánh thứ tự không

C1 = hệ số mũ hiệu ứng bề mặt thứ tự thuận

C2 = hệ số mũ hiệu ứng bề mặt thứ tự không

132

C3 = hệ số mũ điện kháng thứ tự thuận

C4 = hệ số mũ điện kháng thứ tự không

C5 = hệ số mũ điện nạp thứ tự thuận

C6 = hệ số mũ điện nạp thứ tự không

II.1.5.1. Hiệu chỉnh đường dây dài

Hiệu chỉnh đường dây dài phải được áp dụng cho [r1(H), x1(H), b1(H)] và [r0(H), x0(H), b0(H)] để thu được các thông số tập trung của đường dây [R1(H), X1(H), G1(H), B1(H)] và [R0(H), X0(H), G0(H), B0(H)] như sau:

(31)

Thông số tập trung tương đương được tính như sau:

(32)

với:

133

R1 = điện trở thứ tự thuận

X1 = điện kháng thứ tự thuận

B1 = tổng dẫn nhánh thứ tự thuận

R0 = điện trở thứ tự không

X0 = điện kháng thứ tự không

B0 = tổng dẫn nhánh thứ tự không

G0 = thông số tập trung điện dẫn shunt thứ tự không

G1 = thông số tập trung điện dẫn shunt thứ tự thuận

IIII..11..66.. MMááyy bbiiếếnn áápp

Có hai mô hình sóng hài cho máy biến áp:

Mô hình IEEE

Mô hình tự tạo (custom)

Máy biến áp IEEE

Tổng trở rò được cho bởi:

(34)

Máy biến áp tùy ý

Tổng trở rò được cho bởi:

(33)

Tổng trở nối đất, nếu có, được tính giống nhau cho tất cả các mô hình của máy biến áp:

(35)

với:

R1 = điện trở

X1 = điện kháng

H = bậc của hài

C3 = hệ số mũ hiệu ứng bề mặt máy biến áp

C4 = hệ số mũ điện kháng máy biến áp

C1 = hệ số mũ hiệu ứng bề mặt nối đất

C2 = hệ số mũ điện kháng nối đất

IIII..22.. TTíínnhh ttooáánn ssóónngg hhààii IIII..22..11.. TTổổnngg ddẫẫnn vvàà ttổổnngg ttrrởở

Mỗi biểu diễn tuyến tính của lưới điện mô hình hóa từng phần tử bằng một tổng dẫn tính ở tần số hài tương ứng.

Nguồn của sóng hài được xem như không hấp thu bất cứ sóng hài dòng điện nào.

Ở mỗi tần số, ma trận tổng dẫn và thừa số sử dụng kỹ thuật thao tác trên ma trận thưa. Sự thừa số hoá ở mỗi tần số là cần thiết vì tổng dẫn của mỗi phần tử thay đổi theo tần số.

Ma trận tổng dẫn được tính theo số pha. Các phần tử mô tả bởi dữ liệu chuỗi được chứa trong ma trận con 3x3 (trong phân tích 3 pha). Bậc của ma trận được tính lúc bắt đầu phép tính.

Ở mỗi tần số, từng hàng của ma trận tổng trở được tính bằng cách sử dụng ma trận tổng dẫn được thừa số hóa.

Dòng điện đơn vị được đẩy vào:

I(f) = [0 0 0... 0 1 0 0... 0]

Vector V(f) được giải cho:

Y(f)×V(f) = I(f)

Tổng trở tương đương Thevenin ở nút “k” và tần số “f” được cho bởi:

Zkk(f) = Vk(f)

Tổng trở giữa nút “k” và nút “j” ở tần số “f” là:

Zkj(f) = Vj(f)

Điện áp và dòng điện

Nếu nguồn sóng hài dòng điện được xét đến trong lưới điện, biên độ và góc pha dòng điện tại mỗi tần số được tính tương ứng với loại thiết bị và việc giải cùng phương trình tổng dẫn sẽ cho điện áp tại nút cần tìm.

Dòng điện trên đường dây được tính bởi:

Ijk = [Y] × [ Vk - Vj ]t

Với [Y] là ma trận tổng dẫn của đường dây giữa nút “j” và “k”.

Độ nhạy

135

Biến thiên tổng dẫn của một thành phần lưới điện trong một khoảng giá trị, thay đổi ma trận tổng trở [Z] của lưới điện bằng một lượng tăng thêm [dZ] mà có thể xác định được từ ma trận tổng dẫn của thành phần được sửa đổi, [dY]:

[Znew] = [Zold + dZ] = [Y + dY]-1

với

[Zold] = [Y]-1 là ma trận tổng trở cơ bản, được tính từ [Y], ma trận tổng dẫn cơ bản.

[dY] = [A]t ×[y]×[A] là ma trận tổng dẫn của các thành phần được sửa đổi.

[y] là một đại lượng vô hướng hoặc một ma trận, thành phần của [A] là 0, -1, or 1.

Bất cứ thành phần nào của ma trận tổng trở được sửa đổi có thể được tính bởi:

[Znew] = [Zold]×[A]×{[y]-1 + [A]t ×[Zold]×[A]}-1×[A]t ×[Zold]

Phương trình này dùng để tính tổng trở được sửa đổi và độ nhạy của điện áp nút để thay đồi của các thành phần nhánh.

IIII..22..22.. TTíínnhh ttooáánn ssóónngg hhààii

Phần tính toán sóng hài trước tiên sẽ tính phân bố công suất ở tần số cơ bản.

Kết quả của phần phân bố công suất cơ bản sẽ là nền của điện áp nút và dòng điện nhánh được sử dụng để tính các chỉ số sóng hài về sau.

Sau đó, với mỗi tần số sóng hài có sự tồn tại của nguồn sóng hài tương ứng trong lưới điện, kết quả phân bố công suất trực tiếp được tìm bằng phương pháp đẩy dòng.

Các tần số sóng hài được xem xét đều là tần số có bậc thấp, từ 2 đến 15, cộng với hài đặc trưng từ 17 đến 73.

Tổng trở của các thành phần được điều chỉnh dựa trên tần số hài và loại thành phần.

Với tần số hài bội ba, một tổng trở thứ tự không được hiệu chỉnh tương ứng với tần số và mạng thứ tự không được sử dụng.

Từ kết quả tính phân bố công suất sóng hài tìm được các thành phần hài của điện áp nút và dòng điện nhánh, sau đó tất cả các chỉ số sóng hài cũng được tính tương tự. Đại lượng THD và IHD của nút được so sánh với giới hạn của nó, giới hạn này do người sử dụng nhập vào ở phần Bus Editor, nếu không thỏa giới hạn thì hình lá cờ được thêm vào trong phần báo cáo dạng văn bản kế bên nút tương ứng trong phần Thông tin Sóng hài.

Kết quả tính phân bố công suất sóng hài sẽ cho ra báo cáo dạng văn bản chứa dữ liệu vào của hệ thống, kết quả phân bố công suất cơ bản, thông tin sóng hài trong

136

hệ thống, và bảng điện áp nút và dòng điện nhánh với tất cả các thành phần sóng hài. Các kết quả này cũng có thể được xem trực tiếp từ sơ đồ đơn tuyến sử dụng chương trình Harmonic Load Flow Slider và Harmonic Display Options Editor. Cùng với báo cáo dạng văn bản và sơ đồ đơn tuyến, đồ thị điện áp nút và dòng điện nhánh cũng có dưới dạng điện áp và dòng điện trong miền thời gian và phổ sóng hài dưới dạng biểu đồ hình thanh.

Một vấn đề rất được quan tâm khi phân tích sóng hài là điều kiện cộng hưởng trong lưới điện. Vì sự có mặt của cả hai thành phần điện cảm và điện dung trong lưới điện, ở một số tần số nhất định, điều kiện cộng hưởng có thể xảy ra ở một số nút. Nếu cộng hưởng xảy ra ở một nút có dòng điện hài được bơm vào hệ thống thì quá áp và quá dòng xuất hiện.

Chương trình Phân tích tần số là công cụ tốt nhất để khảo sát vấn đề cộng hưởng của lưới điện. Chương trình này tính toán và vẽ đồ thị biên độ và góc pha của tổng trở điểm lái nút trong khoảng tần số do người sử dụng chỉ định; do đó, có thể xác định dễ dàng bất kỳ điều kiện cộng hưởng song song nào và tần số trigger của nó. Phần phân tích tần số sóng hài cũng cho phép người sử dụng hiệu chỉnh thông số mạch lọc sóng hài và thử lại kết quả cuối cùng.

Khoảng tần số cần phân tích được nhập vào bởi người sử dụng, có thể bắt đầu từ tần số cơ bản đến tần sô cao nhất mà người sử dụng muốn.

Kết quả phân tích tần số được xuất ra báo cáo dạng văn bản có chứa dữ liệu đầu vào hệ thống, kết quả phân bố công suất cơ bản, và một bảng các tổng trở điểm lái nút. Kết quả cũng có dưới dạng sơ đồ đơn tuyến và đồ thị.

Hết chương !

CHƯƠNG 7: XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ BÙ

TỐI ƯU

138

CCHHƯƯƠƠNNGG 77:: XXÁÁCC ĐĐỊỊNNHH VVỊỊ TTRRÍÍ BBÙÙ TTỐỐII ƯƯUU

Bài toán tính dung lượng bù quan trọng trong quá trình quản lý, vận hành lưới điện bởi những lợi ích ưu thế của nó mang lại: Nâng cao khả năng tải của dây dẫn, giảm công suất nguồn, giảm được tổn thất điện năng lưới điện,…..

Với đặc điểm của lưới điện trung thế các Điện lực khu vực của Công ty Điện lực 2, trãi rộng trên địa bàn lớn với chiều dài mỗi phát tuyến trung bình (có thể lớn hơn 10km). Do vậy, theo định tính, tổn thất cuối đường dây lớn, nhu cầu công suất kháng cao và cải thiện điện áp cho lưới.

Trước đây, Công ty Điện lực 2 chưa có công cụ mạnh, các phần mềm chuyên dùng để tính các bài toán này. Thường sử dụng các biểu thức tính tay, do vậy độ chính xác chưa cao.

Phần mền PSS/ADEPT với chức năng tính toán xác định vị trí bù tôi ưu trên lưới, có thể áp dụng để tính toán cho lưới điện trên địa bàn.

Có thể đánh giá rằng, việc áp dụng phần mềm này, sẽ mang lại hiệu quả thiết thực. Đặc biệt việc áp dụng thành công bài toán tính dung lượng bù sẽ giúp Điện lực xác định nhu cầu công suất kháng cho toàn lưới, kiểm tra các vị trí bù hiện hữu và phục vụ công rà soát đánh giá tổng thể bài toán bù theo đặc thù riêng của lưới điện do các Điện lực khu vực quản lý. Bài toán này giúp Điện lực áp dụng ngay các kết quả tính toán từ PSS/ADEPT vào công tác cụ thể đang triển khai tại Điện lực.

139

II.. LLýý tthhuuyyếếtt bbùù cchhoo llưướớii pphhâânn pphhốốii::

Để tính toán dung lượng bù cho từng phát tuyến, ta phải dựa vào phát tuyến đó để xét xem có bao nhiêu nhánh lớn cần bù. Nếu phát tuyến không có nhánh rẽ lớn thì việc tính toán bù chỉ xét trên phát tuyến đó mà thôi. Còn nếu phát tuyến đó có nhiều nhánh lớn thì ta phải tiến hành tính toán bù trên các nhánh đó coi như các nhánh rẽ đó là một phát tuyến mới.

Sau đây là cách tính toán dung lượng bù cho từng phát tuyến:

Xác định dung lượng bù tổng cho từng phát tuyến:

QbùΣ = P (tgϕ1 - tgϕ2) (KVAr).

Dung lượng bù tổng của phát tuyến:

Qbù max= Pmax(tgϕ1 - tgϕ2) (KVAr).

Dung lượng bù ở tải cực tiểu (bù nền):

Qbù min = Qbù nền = Pmin(tgϕ1 - tgϕ2) (KVAr).

Dung lượng bù ở tải cực đại (ứng động):

Qbù ưđ = Qbùmax - Qbù min (KVAr).

Trong đó: Công suất tác dụng của phát tuyến là:

Pmax= 3 .U.Imax cosϕ1 (KW)

Pmin= 3 .U.Imin cosϕ1 (KW)

Imaxvà Imin xác định từ đồ thị phụ tải của phát tuyến:

Hệ số công suất yêu cầu trên phát tuyến:

cosϕ2=0,95 ⇒ =−

=−

= tgϕϕ

ϕ2

21

1

21 1 0 950 95

0 328cos

cos,

,,

Xác định hệ số phụ tải của phát tuyến:

+βϕmax

max max.cos

=∑

=∑

SS

PS

tt

ñm ñm 1

+βϕmin

min min.cos

=∑

=∑

SS

PS

tt

ñm ñm 1

Trong đó:

+ S Ptt max

maxcos

=ϕ1

140

+SP

tt minmin

cos=

ϕ1

+S Sñmii 1

nñm∑ =

=∑ : Công suất đặt của các máy biến áp trên phát

tuyến

Xác định vị trí đặt tụ bù tối ưu:

+ Trường hợp đặt một vị trí:

+ Phương trình độ giảm tổn thất khi đặt một tụ bù trên phát tuyến:

ΔP= 3.c.α.x1[(2 - x1)+λ.x1 - c]

Đạo hàm ΔP theo x1 và cho bằng không:

∂Δ∂

α λ λ

λ

Px

c x x c

c1

1 13 2 1 0

22 1

= − + − + − =

=−−

. . [( . ) ( )]

( )suy ra x1

Để đơn giản trong việc tính toán, ta áp dụng công thức tỷ số bù tối ưu ở trường hợp tổng quát:

cn

=+

22 1

Khi đặt một tụ bù trên phát tuyến, thì tỷ số bù tối ưu sẽ là: c=2/3

Đối với phụ tải phân bố đều, dòng phản kháng ở cuối đường dây bằng không: I2=0 ⎡ λ=0, α=1.

Vậy vị trí đặt tụ bù tối ưu là: x123

= chiều dài phát tuyến.

+ Trường hợp đặt hai vị trí:

+ Phương trình độ giảm tổn thất khi đặt một tụ bù trên phát tuyến:

ΔP=3.c.α.{[x1(2 - x1)+λ.x1 - 3c]+x2[(2-x2)+x2.λ - c]}

Đạo hàm ΔP theo x1,x2 và cho bằng không:

141

Suy ra

x1

∂Δ∂

α λ λ

∂Δ∂

α λ λ

λ

λ

Px

c x x c x

Px

c x x c x o

c

x c

11 1 1

22 2 2

2

3 2 3 1 0

3 2 1

2 32 12

2 1

= − + − + − =

= − + − + − =

⎧

⎨⎪⎪

⎩⎪⎪

=−−

=−−

⎧

⎨⎪⎪

⎩⎪⎪

. . [( . . ) ( )]

. . [( ) . ( )]

( )

( )

Khi đặt một tụ bù trên phát tuyến, thì tỷ số bù tối ưu sẽ là: c=2/5

Đối với phụ tải phân bố đều, dòng phản kháng ở cuối đưởng dây bằng không I2=0 ⎡ λ=0, α=1.

Vậy, vị trí đặt tụ bù tối ưu là: x125

45

= = vaø x2 chiều dài phát tuyến.

IIII.. PPhhưươơnngg pphháápp ttíínnhh xxáácc đđịịnnhh vvịị ttrríí bbùù ttốốii ưưuu ccủủaa pphhầầnn mmềềmm PPSSSS//AADDEEPPTT 55..00

CAPO đặt tụ bù trên lưới sao cho kinh tế nhất (nghĩa là sao cho số tiền tiết kiệm được từ việc đặt tụ bù lớn hơn số tiền phải bỏ ra để lắp đặt tụ bù).

CAPO chọn nút cho tụ bù thứ n để số tiền tiết kiệm được là lớn nhất.

Đồ thị phụ tải được sử dụng trong PSS/ADEPT để cung cấp cho ta sự mô hình hóa các biến thiên phụ tải theo thời gian, nhiệt độ hoặc các yếu tố khác.

Khi đặt các tụ bù ứng động, CAPO cũng tính luôn độ tăng của nấc điều chỉnh tụ bù ứng với từng đồ thị phụ tải.

IIII..11.. TThhiiếếtt llậậpp ccáácc tthhôônngg ssốố kkiinnhh ttếế llưướớii đđiiệệnn cchhoo CCAAPPOO Các thông số kinh tế lưới điện được sử dụng trong quá trình tính toán vị trí

đặt tụ bù tối ưu.

Để thiết lập các thông số kinh tế này, chọn Network>Economics từ trình đơn chính. Bảng các thông số kinh tế sẽ hiện ra trên màn hình.

Giá điện năng tiêu thụ, cP, tính bằng đơn vị /kWh. Nhìn vào đơn vị ta có thể thấy đây là năng lượng “thực”. Ở Mỹ thường sử dụng đơn vị tiền tệ là dollar, tuy nhiên cả PSS/ADEPT và CAPO đều không bắt buộc đơn vị tiền tệ phải sử dụng, chúng ta có thể sử dụng bất cứ đơn vị tiền tệ nào miễn sao đảm bảo tính nhất quán giữa các biến số.

142

Giá điện năng phản kháng tiêu thụ, cQ, cũng có đơn vị tuỳ chọn giống với giá điện năng tiêu thụ. Giá trị này (cũng như các giá trị khác) sẽ được đặt là 0 nếu không có giá trị trên thực tế.

Giá công suất thực lắp đặt, dP, là giá của công suất phát phải trả để thay thế tổn hao hệ thống. Hiện tại CAPO không sử dụng giá trị này.

Giá công suất phản kháng lắp đặt, dQ, giống với giá công suất thực lắp đặt. Hiện tại CAPO cũng không sử dụng giá trị này.

Tỷ số trượt giá, r, được sử dụng để quy đổi số tiền tiết kiệm được và chi phí từ tương lai về thời điểm hiện tại. Nếu nguồn tài chính của việc mua và lắp đặt tụ bù được vay từ ngân hàng thì tỷ số trượt giá sẽ bằng hoặc gần bằng lãi suất cho vay của ngân hàng. Khi đã sử dụng tỷ số trượt giá CAPO không tính đến thuế và những yếu tố khác. Sau khi các thông số kinh tế đã được giải thích, ta sẽ biết các phương trình được CAPO sử dụng để tính toán.

Hình 65 Hộp thoại thiết đặt thông số kinh tế trong CAPO

Tỷ số lạm phát, i, là sự tăng giá điện năng và tiền bảo trì tụ bù hàng năm. Lưu ý là tỷ số này tính bằng đơn vị tương đối (pu) chứ không phải phần trăm (%). Thông thường giá trị này trong khoảng 0.02 đến 0.08 cho 1 năm.

Thời gian tính toán, N, là khoảng thời gian mà tiền tiết kiệm được từ việc lắp tụ bù bằng với tiền lắp đặt và bảo trì tụ bù (nghĩa là thời gian hoàn vốn). Nếu thực tế có chính sách là đầu tư phải hoàn vốn trong 5 năm thì giá trị này được đặt là 5.

143

Giá lắp đặt tụ bù cố định, cF, có đơn vị là /kvar của kích cỡ tụ bù; giá trị này cần được tính để phù hợp với thực tế của người sử dụng. Có thể nó sẽ bao gồm cả tiền vỏ bọc tụ bù, tiền vận chuyển, tiền công lao động, v.v…

Giá lắp đặt tụ bù ứng động, cQ, giống với tụ bù cố định, tuy nhiên có thể tụ bù ứng động sẽ có giá cao hơn, vì vậy nó được để thành giá trị riêng.

Tỷ giá bảo trì tụ bù cố định, mF, là tiền để duy trì hoạt động của tụ bù hàng năm. Tỷ giá này tính bằng /kvar-yr. Tiền bảo trì tăng theo tỷ số lạm phát.

Tỷ giá bảo trì tụ bù ứng động, mS, giống với tụ bù cố định. Vì tiền bảo trì này cao hơn nên nó được để riêng.

IIII..22.. CCáácchh PPSSSS//AADDEEPPTT ttíínnhh ccáácc vvấấnn đđềề kkiinnhh ttếế ttrroonngg CCAAPPOO Các tính toán kinh tế trong CAPO được giải thích ở đây ứng với 1 tụ bù cố

định ở 1 đồ thị phụ tải đơn.

Giả sử CAPO đang tính toán lắp đặt tụ bù thứ n, độ lớn sF. Tất cả các nút hợp lệ trong lưới điện được xem xét để tìm vị trí đặt tụ bù sao cho số tiền tiết kiệm được là lớn nhất; giả sử công suất thực tiết kiệm được là xP (kW) và công suất phản kháng tiết kiệm được là xQ (kvar). Năng lượng tiết kiệm và quá trình bảo trì diễn ra trong một khoảng thời gian, vì vậy chúng ta sử dụng một đại lượng thời gian tương đương, gọi là Ne:

(1)

Như vậy giá trị của năng lượng tiết kiệm được là:

SavingsF = 8760 Ne x (xP x cP + xQ x cQ) (2)

Giá trị của chi phí mua tụ bù là:

CostF = sF x (cF + Ne x mF) (3)

Nếu tiền tiết kiệm được lớn hơn chi phí, CAPO sẽ xem xét đến tụ bù thứ (n+1), nếu tiền tiết kiệm được nhỏ hơn thì CAPO bỏ qua tụ bù thứ n và ngừng tính toán.

IIII..33.. TThhiiếếtt llậậpp ccáácc ttùùyy cchhọọnn cchhoo pphhéépp pphhâânn ttíícchh CCAAPPOO PSS/ADEPT cho phép chúng ta sửa đổi các tuỳ chọn trong phần tìm vị trí tụ bù tối ưu.

Các bước để sửa các tùy chọn cho CAPO:

- Bước 1: Chọn Analysis>Options từ trình đơn chính. Bảng các tuỳ chọn sẽ hiện ra

- Buớc 2: Chọn thẻ CAPO.

1

11

nN

n

iNer=

+⎡ ⎤= ⎢ ⎥+⎣ ⎦∑

144

Nếu chúng ta không mua bản quyền phần CAPO thì thẻ này sẽ không hiện ra.

Hình 66 Hộp thoại thiết đặt thông số trong CAPO

- Buớc 3: Chọn tuỳ chọn mà chúng ta muốn cho phép phân tích CAPO:

Loại đấu nối: chọn tụ có loại đấu nối phù hợp: sao hoặc tam giác. Loại đấu nối có thể chọn cho cả 2 loại tụ cố định và ứng động trên tất cả các nút trong lưới điện.

Chọn loại đồ thị phụ tải: có thể chọn bất cứ loại đồ thị phụ tải nào trong quá trình tính toán: đánh dấu vào ô tương ứng trước tên loại đồ thị. Những đồ thị phụ tải này có sẵn cho một khoảng thời gian xác định và đươc sử dụng trong quá trình tính toán để xác định tính khả thi của việc đặt một tụ bù lên lưới điện.

Vì phép phân tích CAPO dựa trên thời gian là từng năm nên khoảng thời gian dùng để tính toán là phân số của năm trên đồ thị phụ tải. Thường thì tổng thời gian tính toán của tất cả đồ thị phụ tải mà chúng ta sử dụng trong CAPO là 1.0; tuy nhiên điều này không phải là bắt buộc. Ví dụ nếu thiết bị của chúng ta chỉ hoạt động 10 tháng trong 1 năm thì CAPO vẫn có thể chạy được.

Số dải tụ cho phép: đây là số tụ cố định và ứng động mà chúng ta có thể có để đặt lên lưới (ví dụ như là số tụ đang có trong kho). Ban đầu thì số tụ này được đặt bằng 0. Nếu vẫn để số tụ này là 0 thì khi chạy CAPO chúng ta sẽ thấy trên phần Xem Tiến trình câu thông báo “Không có tụ nào để đặt lên lưới”.

Kích thước tụ 3 pha: là tổng độ lớn dải tụ 3 pha tính bằng kvar cho cả 2 loại tụ cố định và ứng động đặt trên lưới. Ví dụ: nếu thiết lập là đăt 1 dải tụ cố định 100

145

kvar thì chương trình sẽ đặt các tụ cố định 100 kvar cho đến khi tìm được điều kiện tối ưu. Tương tự như vậy cho tụ bù ứng động.

Các nút hợp lệ: chọn các nút hợp lệ tại đó có thể đặt tụ cố định và ứng động bằng cách đánh dấu vào ô trước tên của nút. Ban đầu tất cả các nút trong lưới điện đều phù hợp để đặt các dải tụ cố định và ứng động. (tất cả các ô đều được đánh dấu sẵn)

Đánh dấu chọn hoặc bỏ chọn các nút liên tiếp nhau: nhấn chuột vào nút đầu tiên, nhấn và giữ phím Shift, nhấn chuột vào nút cuối cùng trong dãy các nút mà ta muốn chọn.

Đánh dấu chọn hoặc bỏ chọn các nút không liên tiếp nhau: nhấn và giữ nút Ctrl, nhấn chuột vào ô bên cạnh các nút muốn chọn.

IIII..44.. CCáácchh PPSSSS//AADDEEPPTT ttììmm vvịị ttrríí đđặặtt ttụụ bbùù ttốốii ưưuu Đầu tiên, tính phân bố công suất cho mỗi đồ thị phụ tải để biết nấc điều chỉnh

của máy biến áp và nấc chỉnh của tụ bù ứng động đang có trên lưới. Các nấc chỉnh này được lưu lại cho từng trường hợp. Các máy biến áp và tụ bù này sẽ không được điều chỉnh nữa khi CAPO chạy.

Trước hết CAPO xem xét các tụ bù cố định, theo định nghĩa thì các tụ bù này luôn được đóng vào lưới trong tất cả các trường hợp phụ tải. Tất cả các nút hợp lệ trên lưới sẽ được kiểm tra xem tại nút nào thì số tiền tiết kiệm được là lớn nhất. Vì có rất nhiều trường hợp phụ tải nên số tiền tiết kiệm này sẽ được xem như là tổng trọng số của từng trường hợp phụ tải, trong khi đó hệ số trọng lượng là thời gian tính toán của mỗi trường hợp phụ tải.

Tụ bù sẽ không được đặt tại nút đang xem xét trong những trường hợp sau:

Tiền tiết kiệm được không bù đắp được chi phí bỏ ra. Khi có nhiều trường hợp phụ tải thì tiền tiết kiệm được tính tương tự như ví dụ đơn giản ở trên, hệ số trọng lượng lúc này là tổng trọng số của tất cả các trường hợp.

Không còn tụ bù cố định thích hợp để đóng lên lưới. (thực tế có thể kiểm tra điều này cho tất cả các nút trước khi tính toán, vì vậy chỉ nêu lên ở đây cho đầy đủ).

Vượt quá giới hạn trên của điện áp cho phép trong một trường hợp tải nào đó (giới hạn điện áp này được thiết lập trong thẻ General của bảng Analysis Options Property).

Các tụ bù cố định được đặt lên lưới cho đến khi một trong các trường hợp trên xảy ra; khi đó việc đặt tụ bù cố định kết thúc và chương trình chuyển qua đặt tụ bù ứng động. Quá trình này thực sự diễn ra phức tạp hơn, do đó trước khi bắt đầu xem xét thì một số chú thích được nêu ra ở đây. Nếu chỉ có một trường hợp phụ tải được xem xét thì có thể sẽ không phải đặt tụ bù ứng động sau khi đặt xong tụ bù cố định.

146

Điều này là không đúng trong ít nhất 4 trường hợp sau:

- Chỉ còn một vài tụ bù cố định và vẫn có thể tiết kiệm được khi cắt hết các tụ bù cố định này ra.

- Những nút phù hợp cho việc đặt tụ bù ứng động lại khác với các nút phù hợp với tụ bù cố định.

- Thiết lập giá tiền của tụ bù ứng động rẻ hơn tụ bù cố định, khi đó sau khi tụ bù cố định được đặt lên lưới thì vẫn có thể tiết kiệm chi phí nếu đặt tụ bù ứng động.

- Thiết lập độ lớn của tụ bù ứng động nhỏ hơn tụ bù cố định.

Những nút phù hợp (cho tụ bù ứng động) trên lưới được xem xét để tìm nút cho ra số tiền tiết kiệm lớn nhất trong tất cả các trường hợp.

Có 2 sự tinh tế trong quá trình tính toán này. Một là, nếu đặt tụ bù ứng động gây ra quá điện áp trong một trường hợp tải nào đó thì tụ bù này sẽ được cắt ra trong suốt quá trình tính toán. Hai là, nếu tụ bù gây ra chi phí quá cap cho một trường hợp tải nào đó thì nó cũng được cắt ra khỏi lưới trong trường hợp tải đó. Chỉ thực hiện việc tính tiền tiết kiệm được trong các trường hợp tải mà tụ bù được đóng lên lưới. Việc tính toán được thực hiện đến khi:

- Tiền tiết kiệm không bù đắp được chi phí cho tụ bù ứng động.

- Không còn tụ bù ứng động để đóng lên lưới.

Để tham khảo, tất cả các phương trình có trong quá trình tính toán CAPO sẽ được liệt kê bên dưới. Chi phí của tụ bù, bao gồm tiền lắp đặt và bảo trì, được liệt kê cho loại tụ bù cố định trước. Công thức là tương tự cho tụ bù ứng động.

CostF = sF x (cF + Ne x mF) (4)

Nếu có nhiều trường hợp phụ tải, sẽ có nhiều biến cần được định nghĩa hơn. Giả sử có K trường hợp phụ tải trong CAPO, mỗi trường hợp có khoảng thời gian là dk. Gọi switchk là trạng thái đóng cắt của tụ bù ứng động, switchk = 1 nghĩa là tụ bù đóng lên lưới trong suốt trường hợp tải và = 0 là tụ bù được cắt ra.

Tiền tiết kiệm cho mỗi tụ bù cố định (luôn được đóng vào lưới) là tổng tiền tiết kiệm của tất cả các trường hợp tải.

(5)

Tiền tiết kiệm cho tụ bù ứng động cũng liên quan đến lịch đóng cắt của tụ.

(6)

Để hoàn tất ta xét đến phương trình tính Ne:

1 18760

K K

F k kk k

Savings Ne cP xP cQ xQ= =

⎛ ⎞= × × × + ×⎜ ⎟

⎝ ⎠∑ ∑

1 1

8760K K

S k k k kk k

Savings Ne cP switch xP cQ switch xQ= =

⎛ ⎞= × × × × + × ×⎜ ⎟

⎝ ⎠∑ ∑

147

(7)

Nói tóm lại, CAPO đặt tụ bù cố định lên lưới cho đến khi xảy ra điều kiện dừng. Sau đó tụ bù ứng động được đặt lên lưới cho đến khi xảy ra điều kiện dừng tương ứng của tụ bù ứng động. Tổng chi phí của quá trình tối ưu là chi phí lắp đặt và bảo trì của tất cả các tụ đã được đóng lên lưới; chi phí tiết kiệm tổng là tổng của các chi phí tiết kiệm thu lại được của từng tụ bù.

CAPO có thể đặt nhiều tụ bù cố định và/hoặc nhiều tụ bù ứng động tại mỗi nút. PSS/ADEPT sẽ gộp các tụ bù này thành một tụ bù cố định và/hoặc một tụ bù ứng động. Tụ bù ứng động đơn sẽ có nấc điều chỉnh tương ứng và lịch đóng cắt tụ sẽ biểu diễn các bước đóng cắt của từng tụ bù đơn.

IIII..55.. CCáácchh cchhạạyy bbààii ttooáánn ttììmm vvịị ttrríí đđặặtt ttụụ bbùù ttốốii ưưuu Để chạy bài toán phân tích vị trí đặt tụ bù tối ưu ta có thể thực hiện một trong 2

cách sau:

- Chọn Analysis>CAPO từ trình đơn chính.

- Nhấp chuột vào nút CAPO trên thanh công cụ Analysis.

Nếu ta không có bản quyền phần CAPO thì nút này sẽ không tồn tại.

Trong quá trình tối ưu hoá, các thông báo được viết ra trong cửa sổ “Progress View” cho ta biết độ lớn và loại dải tụ được đặt cũng như nút tương ứng và tổn thất hệ thống. Khi quá trình tối ưu hóa thực hiện xong, sơ đồ mạng điện với các tụ bù cần đặt lên lưới được vẽ lại với độ lớn của dải tụ và ký hiệu “FX” cho tụ bù cố định và “SW” cho tụ bù ứng động cần đặt lên lưới. Hình biểu diễn một sơ đồ lưới điện mẫu và cửa sổ “Progress View” sau khi thực hiện xong tối ưu hoá.

IIII..66.. RReeppoorrtt ssaauu kkhhii pphhâânn ttíícchh vvàà ttíínnhh ttooáánn Để có bảng báo cáo kết quả dạng bảng chứa các tham số đầu và kết quả phân

tích, chọn Report>Capacitor Placement Optimization từ trình đơn chính.

1

11

nN

n

iNer=

+⎡ ⎤= ⎢ ⎥+⎣ ⎦∑

148

Hình 67 Kết quả tính toán CAPO

Hết chương !

CHƯƠNG 8: ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY

150

CCHHƯƯƠƠNNGG 88:: ĐĐÁÁNNHH GGIIÁÁ ĐĐỘỘ TTIINN CCẬẬYY

Hiện nay, trong các Công ty Điện lực đang theo dõi mất điện, thống kê số vụ, thời gian mất điện nhưng chưa áp dụng các chỉ số cụ thể để đánh giá độ tin cậy cung cấp điện của lưới điện. Các số liệu báo cáo như 347 vụ/278.66 giờ sự cố, 1094 vụ/859.34 giờ cắt điện đột xuất,... chưa thể hiện được mức độ, phạm vi mất điện, trình độ quản lý lưới điện.

Các công ty điện lực trên thế giới thường xây dựng một số chỉ số định lượng cụ thể để đánh giá. Các thông số báo cáo như bình quân khách hàng khu vực sinh hoạt bị mất điện 3 vụ/năm, 120 phút/năm,... sẽ cụ thể, dễ hiểu, dễ đánh giá hơn.

Mục tiêu của báo cáo là giới thiệu các chỉ số này, cách đánh giá (dự đoán) và thống kê các chỉ số trên lưới điện. Mỗi đơn vị (Công ty Điện lực hoặc Hiệp hội điện lực) tự xây dựng các chỉ tiêu để đánh giá. Các tổ chức điện lực uy tín như IEEE, EEI (Edison Electric Institue), EPRI (Electric Power Reasearch Institute) và CEA (Canadian Electric Association) xây dựng nhiều chỉ số được nhiều đơn vị áp dụng. Trong đó, hệ thống chỉ số của IEEE là phổ biến nhất. Các chỉ số tin cậy của hệ thống truyền tải như BPII (Bulk Power Interruption Index), BPECI (Bulk Power Energy Curtailment Index), MPBCI (Modified Bulk Power Curtailment Index),... không nằm trong phạm vi báo cáo này.

Theo IEEE, các chỉ số tin cậy (Reliability Index - RI) của lưới phân phối bao gồm SAIFI, SAIDI, CAIDI, ASAI, ASUI, ENS và AENS.

Chương này trình bài lý thuyết và nhiều ví dụ về độ tin cậy và phương pháp tính. Cách triển khai giải bài toán độ tin cậy lưới điện trong phần mềm PSS/ADEPT cũng được trình bày tíêp theo. Học viện cần nắm vững các kiến thức này để có thể thực hiện tốt các bài tập trong các buổi thực hành phần mềm.

151

II.. LLýý tthhuuyyếếtt bbààii ttooáánn đđáánnhh ggiiáá đđộộ ttiinn ccậậyy

II..11.. ĐĐộộ ttiinn ccậậyy llàà ggìì Độ tin cậy là xác suất làm việc tốt của một thiết bị trong một chu kỳ dưới các

điều kiện vận hành đã được thử nghiệm.

II..22.. CCóó 44 pphhầầnn lliiêênn qquuaann đđếếnn đđộộ ttiinn ccậậyy Định nghĩa sau đây được chia thành 4 phần cơ bản:

Xác suất tự nhiên

Chế độ làm việc thích hợp (tuỳ thuộc vào các yêu cầu)

Thời gian cung cấp công suất liên tục

Các điều kiện vận hành (có thể khác nhau)

II..33.. ĐĐộộ ttiinn ccậậyy ccủủaa hhệệ tthhốốnngg đđiiệệnn Phân loại thành hai hướng cơ bản

Đáp ứng hệ thống

An ninh hệ thống

II..44.. ĐĐáápp ứứnngg hhệệ tthhốốnngg Liên quan đến khả năng làm việc của máy phát, lưới truyền tải, lưới phân phối

trong việc cung cấp điện tới khách hàng.

Sự đáp ứng sẽ liên quan đến các điều kiện tĩnh của hệ thống.

II..55.. AAnn nniinnhh hhệệ tthhốốnngg An ninh hệ thống nói lên khả năng đáp ứng với các nhiễu loạn xảy ra trong

chính hệ thống đó, do vậy liên quan với hệ thống ở trạng thái động. Chú ý rằng hầu hết tất cả các kỹ thuật hiện có dùng vào việc tính toán độ tin cậy của hệ thống điện nằm trong phạm vi đánh giá đáp ứng tĩnh.

II..66.. CCáácc llĩĩnnhh vvựựcc cchhứứcc nnăănngg Các phần khác nhau của hệ thống điện được đánh giá riêng biệt với nhau theo

khu vực chức năng tính toán.

152

II..77.. CCáácc mmứứcc đđáánnhh ggííaa đđộộ ttiinn ccậậyy đđáápp ứứnngg ttĩĩnnhh..

II..77..11.. MMứứcc tthhứứ nnhhấấtt::

Nghiên cứu về khả năng của hệ máy phát cấp điện cho tải. Hệ thống truyền tải không được xét đến ở mức này. Chỉ số tin cậy của mức thứ nhất là Chỉ Số Dự Báo Mất Tải (LOLE) và Chỉ Số Dự Báo Thiếu Năng lượng Cung Cấp (LOEE).

II..77..22.. MMứứcc tthhứứ hhaaii:: Nghiên cứu về hệ thống phát và hệ thống truyền tải cung cấp năng lượng tại

các nút tải. Các nghiên cứu này là đánh giá hỗn hợp của hệ thống. Chỉ số của mức II mang tính toàn cục hay tại một thanh cái cung cấp điện gồm có tần suất, thời gian, phụ tải và năng lượng.

II..77..33.. MMứứcc tthhứứ bbaa:: Liên quan tới cã phát điện, truyền tải, phân phối để xác định sự tương xứng

của toàn hệ thống cung cấp đến khách hàng.

Chỉ số của mức thứ ba này la tại điểm tiêu thụ và các chỉ số hệ thống gồm có tần suất, thời gian, tải và năng lượng.

II..88.. CCáácc kkýý hhiiệệuu ttrroonngg đđộộ ttiinn ccậậyy:: S = hệ thống (system)

A = trung bình (average)

153

C = khách hàng (customer)

Tính toán

Hằng năm

Bởi hệ thống

Bởi điều độ miền.

Bởi các Điện Lực.

Phân loại

Duy trì

Thoáng qua

Khách hàng

Phụ tải

Trung bình.

Xác định.

II..99.. CChhỉỉ ssốố hhệệ tthhốốnngg ((SSyysstteemm IInnddiicceess)) Có thể tính các chỉ tiêu hoạt động cung cấp để miêu tả có tính thống kê những

hoạt động trước đó của hệ thống.

Các chỉ số bổ sung này có thể được tính toán bằng cách sử dụng các chỉ số cơ bản và số lượng khách hàng và tải kết nối tại mỗi điểm trong hệ thống.

Các chỉ số bổ sung của hệ thống là:

Chỉ tiêu tần suất mất điện trung bình của hệ thống (SAIFI)

Chỉ tiêu thời gian mất điện trung bình hệ thống (SAIDI)

Chỉ tiêu thời gian mất điện trung bình khách hàng (CAIFI)

Chỉ tiêu tần suất mất điện trung bình khách hàng (CAIDI)

Chỉ tiêu khả năng sẳn sàng cung cấp (ASAI)

Chỉ tiêu khả năng khôngsẳn sàng cung cấp (ASUI)

Chỉ tiêu thiếu hụt điện năng (ENS)

Chỉ tiêu thiếu hụt điện năng trung bình (AENS)

Các chỉ tiêu trên cũng có thể á được tính toán để dự báo khả năng làm việc trong tương lai.

154

II..1100.. XXáácc đđịịnnhh ccáácc cchhỉỉ ssốố ttiinn ccậậyy-- II..1111.. CCáácc tthhuuậậtt nnggữữ ccơơ bbảảnn ccủủaa hhỏỏnngg hhóócc,, ccắắtt tthhiiếếtt bbịị vvàà nnggừừnngg ccuunngg ccấấpp đđiiệệnn

Sự cố hỏng hóc.

Cắt điện, do thao tác người vận hành: Cưỡng bức, từng phần, theo lịch, Quá độ.

Mất điện, do sự cố: lâu dài, thoáng qua, tạm thời.

II..1111..11.. SSựự ccốố hhỏỏnngg hhóócc:: Sự cố hỏng hóc là trạng thái của một phần tử hệ thống mà nó không hoạt

động như mong muốn. Kết quả là phải cắt phần tử đó ra khỏi hệ thống. Tuy nhiên không phải mọi hỏng hóc đều đưa đến cắt điện.

II..1111..22.. CCắắtt tthhiiếếtt bbịị:: Mô tả trạng thái của thiết bị khi nó không được hoạt động vì một số các lý do

liên quan đến thiết bị đó.

Cắt cưỡng bức: là hậu quả do các điều kiện khẩn cấp liên quan đến thiết bị cần phải cắt tức thời, hoặc tự đông như thiết bị bảo vệ rơle, hoặc thao tác đóáng cắt,hoặc do tác động sai của thiết bị bảo vệ hay người vận hành thao tác sai.

Cắt theo lịch: thiết bị đưa ra khỏi vận hành theo thời gian định trước, thông thường khi có bảo trì, sửa chữa hoặc xây dựng.

Cắt cưỡng bức ngắn hạnä: do các sự cố thoáng qua gây ra, các thiết bị có thể được đưa vào vận hành trở lại tự động khi các CB, máy cắt tự đóng lại, hoặc khi thay thế cầu chì.

Cắt cưỡng bức do vận hành: do các sự cố không thể tự giải trừ được cần phải sửa chữa thiết bị trước khi đưa vào vận hành. Ví dụ: khi xảy ra phóng điện làm chọc thủng cách điện, vì vậy cần sửa chữa hay thay thế trước khi đưa vào vận hành.

II..1111..33.. NNggừừnngg ccuunngg ccấấpp đđiiệệnn:: Mất điện một hay nhiều khách hàng. Nguyên nhân là do một hay nhiều thiết

bị cắt khỏi vận hành.

Mất điện định kỳ: Mất điện gây ra do cắt theo lịch.

Mất điện cưỡng bức: gây ra do cắt cưỡng bức.

Thời gian mất điện: khoảng thời gian từ lúc bắt đầu cắt điện khách hàng cho đến khi phục hồi lại cho khách hàng đó.

Mất điện thoáng qua: Mất điện có thời gian nhỏ, thiết bị được đưa vào vận hành trở lại, do bộ phận giám sát điều khiển tự động hay bằng tay bởi người vận hành có thể thao tác tức thờiù.

155

Mất điện duy trì: là các trường hợp còn lại không thuộc loại mất điện thoáng qua.

II..1122.. CCáácc cchhỉỉ ssốố ttạạii nnúútt ttảảii ––hhệệ tthhốốnngg pphhâânn pphhốốii Độ tin cậy liên quan đến hoạt động tại điểm cung cấp cho khách hàng, có

nghĩa là ở tại các nút tải.

Các chỉ số cơ bản được sử dụng để ước lượng độ tin cậy của lưới phân phối là:

Cường độ sự cố nút tải (lamda)

Thời gian cắt trung bình (r) – (để sửa chữa)

Thời gian cắt hàng năm (U)

II..1133.. TTíínnhh ttooáánn λλ,, rr vvàà UU Sử dụng thông số cường độ sự cố và thời gian sửa chữa cuả phần tử cùng kết

hợp với thời gian phục hồi của hệ thống khác.

Các chỉ số này được dùng để ước lượng hoạt động của hệ thống trong tương lai.

Chúng cũng đo lường hoạt động trong quá khứ.å

Biết rằng các chỉ số này tại nút tải không thõa mãn toàn bộ sự hiểu biết về hoạt động của hệ thống.

Do đó cần thiết phải mở rộng các chỉ số, gồm có: gián đoạn tải trung bình (L) và năng lượng trung bình không được cung cấp (E) tại mỗi nút tải.

Các đặc điểm hỏng hóc của phần tử.

Cường độ hỏng hóc của phần tử λ:

Cường độ hỏng hóc λ(t): Xác suất có điều kiện đểø một thiết bị làm việc trước thời gian t và phát triển thành sự cố trong đỏn vị thời gian At thời điểm t.

Hàm cường độ hỏng hóc của thiết bị công suất. Dạng hình “lòng máng”và được chia thành 3 giai đoạn: thời kỳ đầu, thời kỳ vận hành, thời kỳ thoái hóa

Trong khoảng thời gian vận hành, cướng độ hỏng hócá là hằng số.

Giai ñoaïnmôùi xuaátxöôûng

Giai ñoaïn oån ñònh

Giai ñoaïn laõo hoaù

Thôøi gian

156

Cường độ hỏng hócá: là số sự cố trên đơn vị thời gian. Cường độ hỏng hóc thường đượcá biểu diễn số sự cố xảy ra trên mỗi km chiều dài trong một năm.

Các thiết bị điện lực như máy phát,máy biến áp,đường dây đều có thể sửa chửa để làm việc lại.Trong thời gian phục vụ chúng có các trạng thái như:vận hành,sự cố,sửa chửa,quy hoạch,bảo trì,…

Cường độ sửa chửa của phầnà tử:

Cường độ sửa chửa được xác định tương tự như cường độ hỏng hóc.

Thời gian trung bình giửa hỏng hóc hay thời gian trung bìnhvận hành an toàn (MTBF).

m = 1/λ

Thời gian sửa chữa trung bình (MTTR)

r = 1/μ

Chu kỳ sự cố

T = m + r II..1144.. KKhhảả nnăănngg ssẳẳnn ssàànngg llààmm vviiệệcc ccủủaa tthhiiếếtt bbịị

Hệ số sẵn sàng:

A = μλμ+

Hệ số không sẵn sàng (FOR):

A = U = FOR = μλλ+

UP (in)

Down (out)

m1

r1

Down

m1 r1 m2 r2 m3

T1 T2 T3

Fig:Moâ hình hai traïng thaùi

157

Ví dụ: Công ty phân phối có 7500 máy biến áp phân phối đang vận hành trong chu kỳ 10 năm, 140 máy biến áp bị hỏng vì nhiều lý do khác nhau. Một số lượng nhỏ của chúng có thể được sửa chữa, nhưng hầu hết các số còn lại đều phải thay bằng máy mới. Thời gian thay thế hoặc sửa chữa sẽ được ghi lại. Cộng tất cả các thời gian sửa chữa của 140 máy sẽ cho thời gian tổng cộng là 7500 giờ. Từ các số liệu này chúng ta tính:

750010140×

=λ = 0,0191/giờ

η1

=m = 530 giờ

1407360

=r = 52,6giờ = 0,006 năm

r1

=μ = 1671/năm.

530006,0530+

=A = 0,999989

530006,0006,0+

=Δ = 0,000011 = 6phút/năm

.Điều này có thể được giải thích như sau: Mỗi máy biến áp co xác suấtù 0.0019 xảy ra hư hỏng trong năm tới. Sau khi xảy ra sự cố, thời gian sửa chữa hoặc thay thế là 52.6 giờ. Mỗi máy biến áp sẽ không vận hành, tính trung bình là 6 phút 1 năm. Chú ý rằng chú ta đã sử dụng các số liệu đã hoạt động trước đó để dự đoán kết quả tương lai. Đây là cơ sở cho việc phân tích độ tin cậy: giả sử rằng hoạt động bình quân trong quá khứ sẽ đánh giá các hoạt động trong tương lai

II..1155.. TTổổnngg qquuaann ccơơ bbảảnn vvềề đđộộ ttiinn ccậậyy ccủủaa hhệệ tthhốốnngg pphhâânn pphhốốii Độ tin cậy được xác định bởi số lượng và thời gian xảy ra sự cố trong hệ

thống.

Giảm thiểu các sự cố sẽ làm tăng độ tin cậy

Độ tin cậy được kiểm tra bằng cách sử dụng các chỉ số dựa trên cường độ sự cố và thời gian sửa chữa trung bình.

II..1166.. ĐĐịịnnhh nngghhĩĩaa ccáácc cchhỉỉ ttiiêêuu đđộộ ttiinn ccậậyy:: SAIFI(Tần suất ngừng cung cấp điện trung bình hệ thống)

SAIFI cho biết thông tin về tần suất trung bình các lần mất điện duy trì trên mỗi khách hàng của một vùng cho trước.

Toång soá khaùch haøng bò maát ñieänToång soá khaùch haøng coù ñieän

C i i

i i

N NN N

λ= =∑ ∑∑ ∑

λi – cường độ sự cố

158

Ni – số lượng khách hàng tại nút thứ i

SAIDI(Thời gian ngừng cung cấp điện trung bình của hệ thống)

Cho biết thời gian trung bình của mất điện duy trì.

C i i

i i

N .d u NN N

= =∑ ∑∑ ∑

Thôøi gian khaùch haøng bò maát ñieänToång soá khaùch haøng coù ñieän

ui – thời gian cắt điện hàng năm

Ni – số lượng khách hàng tại nút thứ i

CAIFI(Tần suất mất điện trung bình của khách hàng)

Cho biết tần suất trung bình của các lần mất điện duy trì đã xảy ra đối với khách hàng. Trong phép tính này ta chỉ quan tâm tới số lượng khách hàng và lờ đi số lần mất điện.

C i i

c c

N NN' N'

λ= =∑ ∑∑ ∑

Toång soá khaùch haøng bò maát ñieänToång soá khaùch haøng bò aûnh höôûng maát ñieän

CAIDI(thời gian mất điện trung bình của khách hàng)

Thể hiện thời gian phục hồi của mất điện duy trì

C i i

a i i

N u NN N

= =λ

∑ ∑∑ ∑

Toång thôøi gian khaùch haøng bò maát ñieänToång soá khaùch haøng bò maát ñieän

Đối với khách hàng thực sự trải qua mất điện duy trì, chỉ số này nói lên tổng

thời gian trung bình không được cấp điện. Đây là thông số hỗn hợp của CAIDI và được chấp nhận tính bằng số khách hàng nhân với số lần mất điện được đếm chỉ một lần.

ASAI

(Khả năng sẳn sàng vận hành)

Chỉ tiêu này được biểu diễn dưới dạng phân số của thời gian (thường là phần trăm), nói lên thời gian có điện của khách hàng trong năm hay trong thời gian được định trước.

i i i

i

N .8760 u .NN .8760

−= ∑ ∑

∑Soá giôø khaùch haøng yeâu caàu caáp ñieän coù theå ñöôïc

Soá giôø khaùch haøng yeâu caàu caáp ñieän

ASUI = 1 – ASAI

ENS = ∑ La(i).ui

Tổng điện năng không được cung cấp bởi hệ thống La(i) – Công suất tải trung bình tại nút thứ i ui – thời gian cắt điện hằng năm.

AENS

159

Điện năng trung bình không được cung cấp a(i) i

i

L uN

= ∑∑

Toång ñieän naêng khoâng ñöôïc cung caápToång soá khaùch haøng ñöôïc caáp ñieän

ACCI

Chỉ tiêu cắt xén điện năng trung bình của khách hàng

ACCI = Toång ñieän naêng khoâng ñöôïc cung caápToång soá khaùch haøng bò aûnh höôûng

ASIFI

Chỉ số này chủ yếu tính toán độ tin cậy dựa trên công suất thay vìø dựa trên số lượng khách hàng. Chỉ số này quan trọng đối với phần lớn các khách hàng công nghiệp hay thương mại. Nó còn được dùng cho các mạng công cộng ở đó thể loại khách hàng không đa dạng lắm. Tương tự như SAIFI, nó cho biết thông tin về tần suất trung bình mất điện duy trì.

ASIFI = Soá kVA keát noái vaøo heä thoáng bò maátToång soá kVA noái vaøo heä thoáng ñöôïc caáp ñieän

ASIDI – Load Based

Chỉ số này được xây dựng có cùng ý tưởng với ASIFI, nhưng nó thông tin về thời gian trung bình mất điện duy trì của hệ thống.

ASIDI = Soá phuùt maát ñieänToång soá kVA noái vaøo heä thoáng ñöôïc caáp ñieän

MAIFI

Chỉ số này tương tự như SAIFI, nhưng nó là tần suất trung bình của mất điện thoáng qua.

MAIFI = Soá khaùch haøng bò maát ñieän thoaùng quaToång soá khaùch haøng ñöôïc caáp ñieän

CEMIn

Chỉ số này dùng để theo dõi số lượng n khách hàng mất điện thoáng qua của một tập các khách hàng riêng biệt. Mục đích của nó là giúp nhận biết những khó khăn của khách hàng mà không thể thấy được khi sử dụng chỉ số trung bình. Nó được xác định bằng:

CEMIn = Soá khaùch haøng traûi qua n laàn maát ñieän thoaùng quaToång soá khaùch haøng ñöôïc caáp ñieän

CEMSMIn

Chỉ số này dùng để theo dõi số lượng n khách hàng mất điện kéo dài và mất điện thoáng qua của một tập các khách hàng riêng biệt. Mục đích của nó là giúp

160

nhận biết những khó khăn của khách hàng mà không thể thấy được khi sử dụng chỉ số trung bình.

CEMSMIn = Soá khaùch haøng traûi qua n laàn maát ñieän duy trìToång soá khaùch haøng ñöôïc caáp ñieän

II..1177.. CCáácc ttíínnhh ttooáánn ccơơ bbảảnn cchhoo mmạạnngg hhììnnhh ttiiaa Đa số các mạng phân phối đều vận hành hình tia. Một hệ thống có thể tạm thời

vận hành theo mạch vòng trong khi sửa chữa nhưng cũng sẽ trở lại vận hành hình tia bởi một máy cắt phân đoạn bình thường mở.

Tất cả các phần tử đều nối tiếp.

II..1188.. NNgguuyyêênn ttắắcc ttíínnhh ttooáánn:: Khi tính toán các chỉ số độ tin cậy, nguyên tắc tính toán của các thành phần

mắc nối tiếp có thể áp dụng trực tiếp cho hệ thống hình tia.

Thành phần tham số cơ bản khi tính tóan độ tin cậy là: cường độ hỏng hóc trong năm λi và thời gian sửa chữa trung bình MTTRi hay ri.

II..1199.. CCáácc cchhỉỉ ssốố đđộộ ttiinn ccậậyy ccơơ bbảảnn ––ttạạii nnúútt ttảảii::

Cường độ sự cố trung bình, λs

λs = ∑ λi

Thời gian mất điện trung bình hàng năm Us:

Us = ∑ λI ri

Thời gian sửa chữa trung bình, rs

IIII.. PPhhưươơnngg pphháápp ttíínnhh đđáánnhh ggiiáá đđộộ ttiinn ccậậyy ccủủaa pphhầầnn mmềềmm PPSSSS//AADDEEPPTT 55..00

II.1.1. Hệ số SAIFI (Tần suất ngắt điện trung bình trong hệ thống) SAIFI - System Average Interruption Frequency Index

Source NO

161

(Average Annual Number of Outages - Số lần mất điện trung bình trong năm)

NiNi

servedCustomersonsInterruptiCustomerSAIFI

∑=

∑∑ −

=λ

(36)

iλ : cường độ sự cố

Ni: số khách hàng tại nút thứ i N: Tổng số khách hàng (Interrptions/Customer – số lần/khách hàng)

II.1.2. Hệ số SAIDI (Thời gian ngắt điện trung bình trong hệ thống) SAIDI - System Average Interruption Duration Index (Average Customer Minutes Outage per year – Thời gian mất điện trung bình trong năm)

NiNU

ServedCustomersDurationsonInterruptiCustomerSAIDI

i∑=

∑∑ −

=. (37)

Ui: Thời gian cắt điện hàng năm (Minutes or Hours/Customer – thời gian/khách hàng)

II.1.3. Hệ số CAIDI (Thời gian ngắt điện trung bình một vụ) CAIDI - Customer Average Interruption Duration Index (Average Duration of Outage – Thời gian mất điện trung bình một vụ)

∑

∑=

∑ −∑ −

==iNi

iNU

dInterrupteCustomerDurationsonInterruptiCustomer

SAIFISAIDICAIDI

i

λ. (38)

(Minutes or Hours/Interruption – thời gian/vụ) II.1.4. Hệ số CAIFI (Số lần ngắt điện trung bình trên một khách hàng)

∑ −∑ −

=dInterrupteCustomer

onsInterruptiCustomerCAIFI (39)

(Interruption/Customer Interrupted - Số sự cố/ Trên một khách hàng) II.1.5. Hệ số ASAI (Mức độ cung cấp điện)

ASAI - Average Service Availability Index (Availability of Service – Mức độ cung cấp điện)

8760

8760

×

∑−×==

∑∑

i

ii

NiNUN

DemandServiceHoursCustomerstyAvailabiliServiceHoursCustomerASAI (40)

(ASAI<1) Chỉ tiêu này được biểu diễn dưới dạng phân số của thời gian (thường là phần trăm), nói lên thời gian có điện của khách hàng trong năm hay trong thời gian được định trước.

II.1.6. ENS = Σ La(i)ui Tổng điện năng không được cung cấp bởi hệ thống La(i): công suất tải trung bình tại nút i Ui: thời gian cắt điện hằng năm

Trong bài toán phân tích DRA, PSS/ADEPT chỉ nhấn mạnh ở 4 chỉ số đầu tiên để đánh giá độ tin cậy của một lưới điện.

162

II.1.7. Phương pháp tính Trong các công thức nêu trên, N là tổng số khách hàng khảo sát. N có thể là số

khánh hàng của một tuyến đường dây, 1 quận, 1 điện lực khu vực hay của cả Công ty. Khách hàng có thể là từng trạm phân phối hoặc là từng điện kế, tùy mục đích đánh giá.

Ni là số khách hàng bị mất điện trong sự kiện λi.

Giá trị của λi có thể là 1 cho 1 lần mất điện hoặc một số lần nào đó, kể cả số lẻ trong trường hợp thống kê.

Ui là thời gian mất điện của sự kiện đó.

Nếu các thông số được thu thập theo thực tế thì kết quả tính toán chính là các chỉ báo độ tin cậy thực sự của lưới điện. Nếu các thông số là các thống kê thì kết quả tính toán là dự báo. Và nếu so sánh các chỉ số dự báo tương ứng với từng kết cấu lưới và/hoặc vị trí của các thiết bị bảo vệ đóng cắt thì kết quả của công việc chính là thiết kế.

II.1.8. Sử dụng module DRA trong PSS/ADEPT Tính toán các chỉ số độ tin cậy phụ thuộc vào các thông số độ tin cậy như tần

suất sự cố và thời gian sử chữa được chỉ định trong từng phần tử trong lưới điện. Các thông số tin cậy này cũng được xem là những thông số của các thiết bị nhánh được quy định trong thư viện cấu trúc hoặc thông số lưới điện. Những thông số tin cậy được chỉ định này được sử dụng để tính toán các chỉ số độ tin cậy cho toàn hệ thống và mỗi vùng bảo vệ. Một vùng bảo vệ bao gồm nhiều thiết bị bảo vệ trên đó. Minh họa dưới đây cho thấy hệ thống có 3 vùng được bảo vệ:

163

II.1.9. Tính toán chỉ số tin cậy

Để minh họa cho việc tính toán độ tin cậy, hãy xem một ví dụ đơn giản của lưới phân phối được cho dưới đây:

Lưới phân phối bao gồm 1 Recloser (B1), 3 cầu chì (F1, F2, F3) và 4 nhóm khách hàng (C1, C2, C3, C4). Giả định rằng Re có thiết đặt thông số cho đường cong cắt nhanh. Để cho đơn giản, giả định rằng không có hiện tượng sự cố nào xảy ra trên nhánh và các thiết bị. Các thông số tin cậy của các thiết bị là zero. Do đó, tất cả các chỉ số tin cậy lưới điện là zero. Giả định rằng kW/ mỗi khách hàng theo mặc định là 3.

164

Giả sử có hiện tượng ngắn mạch xảy ra trên nhánh thứ 9 (line 9, chiều dài 2pu), nơi có tải C2:

Sẽ có những hiện tượng sau xảy ra:

- Recloser B1 sẽ tác động với đường cong cắt nhanh để cô lập dòng ngắn mạch, khi đó C1, C2, C3, C4 tạm thời bị ngắt điện

- Sự cố vẫn duy trì, cầu chì F2 tác động làm ngắt điện lâu dài cho nhóm tải C2.

- Một nhóm công tác được cử đến nơi xảy ra sự cố để khắc phục cho nhóm tải C2 và thời gian sửa chữa tổng cộng là 1 giờ 45 phút

Nếu chỉ có sự cố tại nơi đường dây này thì các chỉ số tin cậy được tính như sau:

SAIFI = 0.17

SAIDI = 0.29

CAIFI = 1.00

CAIDI = 1.75

Giả sử một tháng sau đó, có sự cố ngắn mạch tương tự lúc trước tại nơi nào đó trên Line3 (4pu).

Các hiện tượng xảy ra như sau:

- Recloser B1 sẽ tác động với đường cong cắt nhanh để cô lập dòng ngắn mạch, khi đó C1, C2, C3, C4 tạm thời bị ngắt điện

- Sự cố vẫn duy trì sau hơn 2 lần cắt nhanh và Re B1 mở, gây ra sự cố lâu dài cho các nhóm tải C1, C2, C3 và C4.

- Một nhóm công tác được cử đến nơi xảy ra sự cố để khắc phục cho nhóm tải C2 và thời gian sửa chữa tổng cộng là 3 giờ 30 phút

165

Nếu đây là sự cố duy nhất trên đoạn dây này, tần suất sự cố là 0.25, tổng thời gian sửa chữa là 3.5 giờ. Sự kiện này không gây ảnh hưởng đến tần suất sự cố trong lần trước. Tuy nhiên nó sẽ ảnh hưởng đến các chỉ số tin cậy của lưới điện. Chí số tin cậy sau 2 lần là:

SAIFI = 1.17

SAIDI = 3.79

CAIFI = 1.17

CAIDI = 3.25

Việc phân tích sẽ trở nên phức tạp trong những lưới điện lớn và có nhiều loại thiết bị bảo vệ. DRA được thiết kế để thực hiện việc phân tích tính toán các lưới điện lớn hơn, phức tạp hơn.

Hết chương !

CHƯƠNG 9: CÁC VẤN ĐỀ KHÁC CỦA

LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI

167

CCHHƯƯƠƠNNGG 99:: CCÁÁCC VVẤẤNN ĐĐỀỀ KKHHÁÁCC CCỦỦAA LLƯƯỚỚII ĐĐIIỆỆNN

Hiện nay, cả phía ngành điện và khách hàng đều quan tâm nhiều hơn đến chất lượng điện năng. Thuật ngữ “Chất lượng điện năng” bắt đầu xuất hiện nhiều trong ngành điện từ cuối thâp niên 1980. Đây là một thuật ngữ nói đến những gì có thể gây xáo trộn hệ thống điện

Hơn nữa, lượng điện năng được sản suất ra từ các nhà máy điện (nhiệt điện, thủy điện, nguyên tử...) được vận chuyển đến các hộ tiêu thụ, các xí nghiệp, nhà máy, khu vực công nghiệp...thông qua dây dẫn và trạm biến áp. Dây dẫn và máy biến áp đều có điện trở và điện kháng, nên khi có dòng điện chạy qua dây dẫn, máy biến áp; thì bao giờ cũng có một tổn thất nhất định về công suất tác dụng ΔP và công suất phản kháng ΔQ. Lượng điện năng mất mát này biến thành nhiệt làm nóng dây dẫn và máy biến áp, tỏa ra môi trường xung quanh, gây ảnh hưởng xấu cho mạng điện. Lượng điện năng tổn thất đó, tất nhiên, phải do nhà máy điện cung cấp. Thế là, một số thiết bị điện của nhà máy không được dùng vào những việc có ích; mà trái lại, chỉ dùng được vào việc cung cấp cho số năng lượng mất mát ở dọc đường dây đó.

Vấn đề xác định tổn thất điện năng trong mạng điện hiện nay đang là nhiệm vụ hết sức thiết thực, không những đối với các cơ quan quản lý và phân phối điện, mà ngay cả đối với các hộ dùng điện. Phương pháp xác định tổn thất điện năng thông thường nhất, là so sánh sản lượng điện ở đầu vào và đầu ra, nhưng thường mắc phải những sai sót lớn - do một số nguyên nhân sau đây:

Không thể lấy đồng thời chỉ số của các công tơ tại đầu nguồn và ở các điểm tiêu thụ điện. Nhiều điểm tải còn thiếu thiết bị đo, hoặc thiết bị đo không phù hợp với phụ tải. Số chủng loại đồng hồ đo rất đa dạng với nhiều mức sai số khác nhau, đó là chưa nói đến việc chỉnh định đồng hồ đo chưa chính xác, hoặc không thể chính xác do chất lượng điện không đảm bảo. Đương nhiên, có thể sử dụng phương pháp đo hiện đại như dùng đồng hồ đo

tổn thất để nâng cao độ chính xác của phép đo, nhưng như vậy sẽ rất tốn kém và phức tạp; không phù hợp với điều kiện kinh tế ở nước ta.

Hiện nay có nhiều phương pháp tính toán tổn thất điện năng. Mỗi phương pháp đặc trưng bởi những thông số tính toán ban đầu. Vậy nên lựa chọn phương pháp tính toán nào mà thông số tính toán ban đầu dễ thu thập, kết quả tính toán chính xác cao, là một nghiên cứu cần thiết.

168

II.. CCáácc kkhhááii nniiệệmm vvàà đđịịnnhh nngghhĩĩaa vvềề cchhấấtt llưượợnngg đđiiệệnn nnăănngg

Có bốn lý do chính để quan tâm đến chất lượng điện năng:

Các thiết bị của tải ngày nay rất nhạy với sự thay đổi của chất lượng điện. Ví dụ như Các tải dựa trên việc điều khiển bằng vi xử lý hay điện tử công suất.

Để năng cao hiệu suất sử dụng của hệ thống, các thiết bị hiệu suất cao, các tụ bù, các bộ điều chỉnh tốc độ động cơ được đưa vao sử dụng làm tăng các hoạ tần trong hệ thống điện.

Khách hàng ngày càng quan tâm hơn đến các việc như việc cắt điện, giá cả, những quá độ trong đóng ngắt.. đang là những thách thức cho việc cải thiện chất lượng điện của ngành điện.

Hiện nay, nhiều thứ được nối mạng. Vì thế, trong quá trình xử lý chỉ cần lỗi ở bất kỳ bộ phận nào có thể ảnh hưởng đến hệ thống.

Bên cạnh những lý do trên, động lực chính là tăng hiệu suất cho khách hàng. Các nhà sản xuất muốn hiệu suất của máy móc cao hơn, năng suất cao hơn và nhanh hơn. Những cố gắng để năng cao chất lượng điện nhằm giúp khách hàng ngày càng có lợi nhiều hơn bằng cách sử dụng các thiết bị có hiệu suất cao. Nhưng điều quan tâm là các thiết bị này này thông thường là các nguồn sinh ra các vấn đề về chất lượng điện và có thể làm đánh thủng cách điện đối với các thiết bị khác.

II..11.. CChhấấtt llưượợnngg đđiiệệnn nnăănngg llàà ggìì ??

Có nhiều định nghĩa hoàn toàn khác nhau về chất lượng điện năng.

- Chúng ta có thể định nghĩa chất lượng điện năng là độ tin cậy cung cấp điện Ví dụ: độ tin cậy là 99.98%.

- Chúng ta có thể định nghĩa chất lượng điện năng là tất cả các thiết bị điện của các nhà sản xuất hoạt động một cách hoàn hảo. Điều này phụ thuộc vào các thiết bị khác nhau và các nhà sản xuất khác nhau.

Vì vậy, định nghĩa chất lượng điện năng màquyển sách này sử dụng là các vấn đề về sự thay đổi của điện áp, dòng điện, tần số mà làm lỗi cho các thiết bị của khách hàng. Hình 1 biểu thị kết quả khảo sát của công ty năng lượng Georgia để thăm dò các nguyên nhân gây ra các vấn đề về chất lượng điện năng ở phía hệ thống và khách hàng.

169

Customer Perception

Natural60%

Utility17%

Customer12%

Neighbor8%

Other3%

Utility Perception

Natural66%

Utility1%

Customer25%

Neighbor8% Other

0%

II..22.. CChhấấtt llưượợnngg đđiiệệnn nnăănngg cchhíínnhh llàà cchhấấtt llưượợnngg đđiiệệnn áápp..

Điện áp của máy phát cung cấp gần như là sóng sin hoàn hảo nhưng dòng qua tổng trở hệ thống lại gây xáo trộn cho điện áp hệ thống. Ví dụ:

Dòng ngắn mạch làm cho điện áp tăng lên hoặc không xuất hiện.

Dòng sét qua hệ thống làm cho tăng điện áp và phóng điện dẫn đến các hiện tượng khác như ngắn mạch.

Dòng méo dạng do các hoạ tần của tải cũng làm méo dạng điện áp. Điện áp méo dạng này ảnh hưởng đến các tải khác.

Vì vậy, quan tâm đến chất lượng năng là quan tâm đến chất lượng điện áp nhưng chất lượng của dòng điện gây ra các vấn đề ảnh hưởng đến chất lượng điện năng.

170

II..33.. TTạạii ssaaoo cchhúúnngg ttaa ccầầnn qquuaann ttââmm đđếếnn cchhấấtt llưượợnngg đđiiệệnn nnăănngg ??

Lý do cuối cùng để chúng ta quan tâm đến chất lượng điện năng là giá trị kinh tế. Từ đó tác động đến hệ thống, đến khách hàng và đến các nhà cung cấp thiết bị.

Gần đây các thiết bị tự động, các thiết bị hiện đại được sử dụng nhiều trong công nghiệp mà các thiết bị này rất nhạy với nguồn điện cung cấp hơn các thiết bị điện từ trước đây.

II..44.. CCáácc kkhhááii nniiệệmm vvàà đđịịnnhh nngghhĩĩaa

II..44..11.. QQuuáá đđộộ:: Thuật ngữ “quá độ” một thời gian dài được sử dụng trong việc phân tích

những thay đổi trong hệ thống điện để nói đến sự kiện không mong muốn nhưng xảy ra tạm thời một cách tự nhiên.

Khi nói đến quá độ, chúng ta nghĩ ngay đến dao động trong mạch RLC.

Một định nghĩa khác cũng được sử dụng là “quá độ là sự thay đổi trong thời gian chuyển tiếp từ chế độ vận hành này sang chế độ vận hành khác”

Một kỹ sư hệ thống có thể nghĩ rằng quá độ được tạo ra từ hệ thống thu sét khi có sét đánh. Khi đó quá độ được xem như là sự tăng đột ngột trong hệ thống.

Quá độ có được hiểu ở hai dạng: xung hay dao động.

II..44..22.. QQuuáá đđộộ xxuunngg:: Quá độ xung là những thay đổi đột ngột, không chu kỳ, không thay đổi cực

tính (hoặc cực tính dương hoặc cực tính âm) đối với dòng điện hay điện áp (hoặc cả hai).

Quá độ xung được mô tả bằng thời gian lên và xuống. Ví dụ: một xung quá độ 1.2x50μs 2000V có nghĩa là xung tăng đến 2000V trong thời gian 1.2s và giảm xuống nửa giá trị đỉnh trong 50μs.

Hình 2.1 mô tả dòng điện của một quá độ xung điển hình do sét.

-30

-25-20-15-10

-50

0 20 40 60 80 100 120 140

Time (ms)

Cur

rent

(kA

)

Hình 1

171

II..44..33.. QQuuáá đđộộ ddaaoo đđộộnngg:: Quá độ dao động là những thay đổi đột ngột, không chu kỳ, thay đổi có cực

tính bao gồm cả cực tính dương và cực tính âm đối với dòng điện hay điện áp (hoặc cả hai).

Quá độ dao động có thể là điện áp hoặc dòng điện mà giá trị tức thời của nó thay đổi cực tính một cách nhanh chóng.

Dòng điện quá độ dao động do chuyển mạch của tụ điện

0 1 2 3 4 5Time (ms)

Cur

rent

(A)

0

-2500

2500

5000

7500

-5000 -7500

Hình 2

2,0

0 20 40 60 80 100

Time (ms)

Vol

tage

(V

0

-0,5

0,5

1,0

-1,0

-1,5

Hình 3

172

Dao động tần số thấp do tụ công suất lớn

Dao động tần số thấp do cộng hưởng sắt từ của máy biến áp không tải.

II..44..44.. NNhhữữnngg tthhaayy đđổổii đđiiệệnn áápp ttrroonngg kkhhooảảnngg tthhờờii ggiiaann ddààii:: Những thay đổi điện áp trong khoảng thời gian dài có thể là quá điện áp hay

sụt điện áp mà nguyên nhân không phải do sự cố hệ thống mà do những thay đổi của tải trong hệ thống hay những hoạt động đóng ngắt của hệ thống.

I.4.4.1. 2.1 Quá điện áp: Quá điện áp là sự tăng trị hiệu dụng của điện áp xoay chiều hơn 110% ở tần

số nguồn điện trong khoảng thời gian hơn một phút.

Quá điện áp thường do ngắt tải (VD: do ngắt tải lớn, hoặc do đóng tụ điện lớn), hay do sự điều áp không đúng từ máy biến áp.

I.4.4.2. 2.2 Sụt điện áp: Sụt áp là sự giảm trị hiệu dụng của điện áp xoay chiều hơn 90% ở tần số

nguồn điện trong khoảng thời gian hơn một phút.

Sụt áp do đóng tải lớn, hay ngắt các tụ lớn hay sự đềiu áp không đ1ung từ máy biến áp. Sự quá tải tứ các mạch điện cũng gây ra sụt áp.

I.4.4.3. 2.3Cắt điện: Khi không cung cấp điện trong khoảng thời gian vượt qua một phút sự thay

đổi điện áp trong khoảng thời gian này gọi là ngắt điện. Ngắt điện để bảo trì hoặc sửa chữa hệ thống, hoặc cần phải cắt điện trong thời kỳ thiếu điện.

600000

0 20 400 600 800Time (ms)

Vol

tage

(V

0

-200000

20000

400000

-400000

-600000

Hình 4

173

II..44..55.. NNhhữữnngg tthhaayy đđổổii đđiiệệnn áápp ttrroonngg kkhhooảảnngg tthhờờii ggiiaann nnggắắnn:: Những thay đổi điện áp trong khoảng thời gian ngắn do những điều kiện sự

cố, do sự thay đổi tải lớn hoặc cần dòng điện lớn cho khởi động. Tuỳ theo điều kiện của sự cố, của hệ thống, sự thay đổi điện áp trong khoảngthời gian ngắn có thể tăng áp trong thời gian ngắn, sụt áp trong thời gian ngắn, hay ngắt điện.

Nguyên nhân ảnh hưởng đến sự thay đổi điện áp do các sự cố sẽ được phục hồi khi các thiết bị bảo vệ tác động để loại sự cố ra khỏi hệ thống.

I.4.5.1. 3.1 Gián đoạn: Việc gián đoạn xuất hiện khi điện áp cung cấp hoặc dòng điện tải giảm

xuống nhỏ hơn 0.1pu trong thời gian không vượt quá một phút.

Việc gián đoạn có thể do các sự cố đối với hệ thống, các lỗi của thiết bị hay quá trình điều khiển.

Thời gian gián đoạn do một sự cố hệ thống được xác định bằng thời gian hoạt động của thiết bị bảo vệ. Các thiết bị tự đóng lại cho các sự cố thoáng qua thường không vượt quá 30 chu kỳ.

150

100500

-50-100

-1500 25 50 75 100 125 150 175

%

Time (ms)

120

10080604020

00 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5

%

Time (ms)

Phase B

RMS

Hình 5

174

Hình 5 mô tả một gián đoạn tạm thời trong khoảng thời gian khi điện áp giảm xuống 20% trong khoảng 3 chu kỳ và bằng 0 trong khoảng 1.8s thì thiết bị tự động đóng lại hoạt động. Dạng sóng điển hình cho các sự cố về hồ quang.

I.4.5.2. 3.2 Sag (Giảm xuống một thoáng): Sag (Giảm xuống một thoáng) là việc giảm giá trị hiệu dụng của của điện áp

dòng điện ở tần số nguồn xuống trong khoảng từ 0.1 đến 0.9 pu trong khoảng thời gian từ 0.5 chu kỳ đến 1 phút.

Thuật ngữ “sag” được sử dụng trong nhiều năm để diễn tả các trường hợp sụt điện áp trong khoảng thời gian ngắn.

Hình 2.6 mô tả một trường điện áp giảm xuống điển hình với sự cố một pha chạm đất.

Hình 6

150

100500

-50-100

-1500 25 50 75 100 125 150 175

%

Time (ms)

120

10080604020

00 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35

%

Time (ms)

Voltage

RMS

175

100

95

90

105

85

80

750 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5

%

Time (ms)

Voltage

RMS

Hình 7 Minh hoạ cho trường hợp điện áp giảm xuống tạm thời do khởi động động cơ.

I.4.5.3. Sự tăng lên: Sự tăng lên được định nghĩa là sự tăng giá trị hiệu dụng của điện áp hoặc

dòng điện ở tần số nguồn điện khoảng 1.1 đến 1.8 pu trong khoảng thời gian từ 0.5 chu kỳ đến một phút.

Sự tăng lên này cũng xuất hiện khi có các sự cố của hệ thống như sự cố một pha chạm đất. Hình 8 minh hoạ cho trường hợp tăng lên khi sự cố một pha chạm đất.

150

100500

-50-100

-1500 25 50 75 100 125 150 175

%

Time (ms)

120

115110105100

95

900 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35

%

Time (ms)

Phase A VoltageRMS

Hình 8 Sự tăng lên còn có thể do ngắt các tải công suất lớn hoặc các tụ lớn.

176

II..44..66.. SSựự kkhhôônngg ccâânn bbằằnngg đđiiệệnn áápp:: Sự không cân bằng điện áp thỉnh thoảng được định nghĩa như là sự thay đổi

giá trị lớn nhất của điện áp hoặc dòng điện trung bình của ba pha. Bằng cách chia trung bình điện áp hoặc dòng điện ba pha và biểu thị dưới dạng phần trăm.

Không cân bằng cũng có thể được định nghĩa bằng các thành phần đối xứng. Tỉ lệ giữa thành phần thứ tự nghịch và thứ tự không với thứ tự thuận có thể xác định được độ không cân bằng.

Hình 2.9 mô tả một ví dụ về hai tỉ lệ này trong thời gian một tuần của một đường dây cung cấp cho các hộ dân cư.

Điện áp nguồn không cân bằng cơ bản nhỏ hơn 2% là tải một pha trong hệ thống ba pha.Điện áp không cân bằng có thể do cầu chì trên một pha của hệ thống ba pha bị chảy đứt

2,5

2

1,5

1

3

0,5

0Mon Tue Wen Thu Fri Sat Sun Mon

Vo/ V1Voltage Unbalance%

Hình 9

II..44..77.. MMééoo ddạạnngg ssóónngg:: Méo dạng sóng được định nghĩa là sự thay đổi trạng thái ổn định từ một sóng

sin lý tưởng ở tần số cơ bản được mô tả bằng sự thay đổi của phổ.

Có 5 nguyên nhân cơ bản của méo dạng sóng.

Do điện áp dc offset

Các họa tần.

Interhamonics

Notching.

Nhiễu.

I.4.7.1. Do điện áp dc offset: Sự hiện diện của điện áp hoặc dòng điện dc trong hệ thống điện ac được gọi

là dc offset. Điều này có thể do sự xáo trộn về địa từ hay do ảnh hưởng của chỉnh

177

lưu bán kỳ. Ví dụ Đèn nung sáng có thể chứa diode và làm giảm điện áp cung cấp cho các đèn bằng chỉnh luu nửa bán kỳ. Dòng một chiều trong mạng xoay chiều có thể có các ảnh hưởng bất lợi do sự bảo hoà của lõi thép máy biến áp. Điều này làm tăg phát nóng và tổn hao cho máy biến áp. Một chiều có thể gây ra ăn mòn các điện cực nối đất và các đầu nối.

I.4.7.2. Các hoạ tần: Hoạ tần là điện áp hoặc dòng điện có tần số là bội số của tần số hệ thống

cung cấp để hoạt động (ví dụ tần số cơ bản thường sử dụng là 50 – 60Hz)

Sóng méo dạng có thể phân tích thành tổng của sóng tần số cơ bản và các hoạ tần. Hoạ tần hình thành do đặc tính của các thiết bị hoặc tải phi tuyến trong hệ thống điện.

70

503010

-10-30

-5040 50 60 70 80

%

Time (ms)

Current (A)

20

5

00 600 1200 1800

Frequence(Hz)

10

15

ASD Input Current

Hình 10

I.4.7.3. Interhamonics Những điện áp hoặc dòng điện có các thành phần tần số không phải là một số

nguyên lần tần số của hệ thống được gọi là interharmonic. Chúng có thể xuất hiện dưới dạng một tần số riêng lẻ hoặc một dảy quang phổ.

Nguồn chính để tạo ra interharmonic là converter, cycloconverter, các động cơ cảm ứng hay các thiết bị hồ quang.

178

I.4.7.4. Notching Notching là những xáo trộn điện áp có tính chu kỳ do những hoạt động bình

thường của các thiết bị điện tử công suất khi dòng điện chuyển đổi từ pha này sang pha khác.

Hình 2.11 là ví dụ là một ví dụ về Notching điện áp trong hệ thống converter. The notches xuất hiện khi dòng điện chuyển đổi từ pha này sang pha khác, trong thời điểm này dòng ngắn mạch tạm thời xuất hiện giữa các pha làm cho điện áp trên tổng trở hệ thống gần như bằng 0.

I.4.7.5. Nhiễu Nhiễu được định nghĩa là các tín hiệu điện không mong muốn với dãy quang

phổ rộng dưới 200kHz được thêm vào dòng điện hoặc điện áp trên các pha hay trung tính hệ thống hay các đường dây tín hiệu.

Nhiễu trong hệ thống điện do các thiết bị điện tử công suất, các mạch điều khiển, các thiết bị hồ quang, các tải với mạch chỉnh lưu. Những vấn đề về nhiễu sẽ được giảm bớt nếu sử dụng các bộ lọc, các máy biến áp cách ly.

1000

0,02 0,025 0,03 0,035 0,04 0,045

Time (ms)

Vol

tage

(V

0

-500

500

-1000

Hình 11

179

Hình 12

II..44..88.. SSựự ddaaoo đđộộnngg đđiiệệnn áápp:: Sự dao động điện áp là những thay đổi có hệ thống của đường bao điện áp

hoặc những thay đổi liên tục mang tính chất ngẫu nhiên, biên độ của điện áp dao động không vượt quá 0.9 đến 1.1 pu (theo ANSI C84.1-198210)

II..44..99.. NNhhữữnngg tthhaayy đđổổii ttầầnn ssốố nngguuồồnn đđiiệệnn:: Những thay đổi tần số nguồn điện được định nghĩa là sự thay đổi tần số cơ

bản của hệ thống điện với giá trị không đáng kể.

Tần số nguồn được xác định bằng tốc độ quay của máy phát. Có những thay đổi nhỏ về tần số sẽ làm cân bằng động giữa máy phát và tải thay đổi.Độ thay đổi và thời gian thay đổi của tần số phụ thuộc vào đặc tính của tải và đáp ứng của hệ thống điều khiển máy phát để thay đổi tải.

Những thay đổi tần số vượt quá giới hạn cho phép của hoạt động ổn định của hệ thống có thể gây ra sự cố lớn trên hệ thống truyển tải như sẽ sa thải tải lớn hay các máy phát sẽ tách ra khỏi lưới.

IIII.. TTổổnn tthhấấtt đđiiệệnn nnăănngg ccủủaa llưướớii đđiiệệnn

IIII..11.. TTôônngg qquuaann Chuyển điện năng đến các hộ tiêu thụ, ta cần phải dùng dây dẫn và máy biến áp.

Khi có dòng đện chạy qua dây dẫn và máy biến áp, do chúng có điện trở và điện kháng nên bao giờ cũng có tổn thất nhất định về công suất tác dụng ΔP và công suất phản kháng ΔQ. Điện năng mất mát ΔA đó biến thành nhiệt làm nóng dây dẫn và máy biến áp.

1,5

1,00,50

-0,5-1,0

-1,50 25 50 75 100 125 150 175

Time (ms)

Voltage (V pu )

180

Tổn thất công suất phản kháng ΔQ tuy không ảnh hưởng trực tiếp đến mức phí tổn về nhiên liệu nhưng gây ra tình trạng không đủ công suất phản kháng để cung cấp cho các hộ tiêu thụ điện.

Giảm tổn thất công suất và điện áp trong mạng điện có thể thực hiện bằng giải pháp thay đổi dòng công suất phản kháng. Để thực hiện điều đó, người ta đặt nguồn công suất phản kháng gần hộ tiêu thụ điện và nối song song với phụ tải. Các nguồn công suất phản kháng có thể là các máy bù đồng bộ, các tụ điện và các nguồn tĩnh của công suất phản kháng.

IIII..22.. TTổổnn tthhấấtt đđiiệệnn áápp

IIII..22..11.. TTrrưườờnngg hhợợpp 11 pphhụụ ttảảii ttậậpp ttrruunngg

Giả thiết mạng điện làm việc ở chế độ đối xứng, ta chỉ cần tính toán trên một pha. Biểu diễn đường dây có tổng trở Z = R + jX (Ω) và phụ tải tập trung ở cuối đường dây S2 = P2 + jQ2 (KVA).

Vector OA biểu diễn điện áp Up2 ở cuối đường dây. Góc ϕ2 tương ứng với cosϕ2 của phụ tải hộ tiêu thụ. Vector AB biểu diễn tổn thất điện áp trên điệntrở đường dây IR trùng pha với vector dòng điện I, còn vector BC là tổn thất điện áp trên điện kháng của đường dây IX chậm pha 900 so với vector dòng I. Vector AC biểu diễn tổn thất điện áp tổng tr6en đường dây, cũng chính là hiệu của hai vector điện áp đầu và cuối đường dây

ΔUp = ΔUp1 - ΔUp2

Đoạn AD là hình chiếu của vector tổng tổn thất điện áp trên trục của Up2 gọi là thành phần tổn thất dọc trục. Với mạng điện phân phối, điện áp chỉ đến 35 KV thì góc θ giữa Up1 và Up2 rất bé, do đó, tổn thất điện áp tổng có thể lấy gần đúng về với thành phần điện áp dọc trục

Một cách gần đúng: ΔUp = AD = AF + FD

Và ϕ1 ~ ϕ2 = ϕ

Ở đây: AF = IRcosϕ và FD = IXsinϕ

Do đó: ΔUp = IRcosϕ + IXsinϕ

Vậy, tổn thất điện áp dây sẽ là:

Z = R + jX 2 1

S1 = P1 + jQ1 U2

S2 = P2 + jQ2

U1

Hình 13 Sơ đồ đường dây có một phụ tải tập trung

181

ΔU = )sincos(33 ϕϕ IXIRU p +=Δ

Hay ñmñmñm UQXPR

UQX

UPRU +

=⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+=Δ

333

Đối với đường dây điện áp cao hơn 35 KV, ta phải xét đến thành phần tổn thất ngang δUp giá trị bằng đoạn CD:

δUp = CD

δUp = CG – DG

δUp = CG – BF

δUp = IXcosϕ - IXsinϕ

Khi đó, thành phần tổn thất điện áp ngang đối với điện áp đường dây là:

δUp = )sincos(33 ϕϕδ IRIXU p −=

hay ñmñmñm U

QRPXU

QRU

PXU −=⎟

⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−=

333δ

Điện áp dây ở đầu và cuối đường dây trong thực tế xác định:

2

2

22

2

2

2221 ⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ −+⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ ++=

URQXP

UXQRPUU

2

1

11

2

1

1112 ⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ −+⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ ++=

URQXP

UXQRPUU

Ở đây, P1, Q1, P2 (KW), Q2 (MVar) tương ứng với công suất ở đầu và cuối đường dây

tgθ = 112 UU

UUU

UΔ−

=Δ+

δδ

IIII..22..22.. TTrrưườờnngg hhợợpp ccóó nnhhiiềềuu pphhụụ ttảảii * Hai phụ tải

A B C P1 + jQ1 P2 + jQ2

R1X1 R2X2

Pb + jQb Pc + jQc

Hình 14 Đường dây có hai phụ tải tập trung

182

Xét mạng điện phân phối có hai phụ tải tập trung, ta không chú ý đến tổn thất công suất dọc đường dây thì công suất chuyên chở tại các đoạn đường dây như sau:

P2 + jQ2 = Pc + jQc

P1 + jQ1 = P2 + jQ2 + Pb + jQb = (Pb + Pc) + j(Qb + Qc)

Tổn thất điện áp trên toàn bộ đường dây bằng tổng số tổn thất trên từng đoạn dây:

ΔU = ΔU1 + ΔU2

ñmñm UXQRP

UXQRPU 22221111 +

++

=Δ

* Tổng quát cho n phụ tải

( )

ñm

n

iiiii

U

XQRPU

∑=

+=Δ 1

Với Pi, Qi là công suất tác dụng & phản kháng trên đoạn dây thứ i

Ri, Xi là điện trở và điện kháng của đoạn dây thứ i

Uđm là điện áp định mức của đường dây

IIII..22..33.. TTíínnhh ttooáánn ttổổnn tthhấấtt đđiiệệnn áápp llưướớii kkhhii ccóó ttảảii pphhâânn bbốố đđềềuu Trong thực tế thường gặp đuờng dây có phụ tải bằng nhau và phân bố giống

nhau dọc theo chiều dài đường dây, ví dụ như đường dây của hệ thống chiếu sáng đường phố,… Trong những điều kiện nhất định, có thể xem đường dây đó là đường dây có tải phân bố đều.

Xét đường dây có phụ tải phân bố đều, biết dòng điện phụ tải của một đơn vị chiều dài đường dây i (A/m), điện trở và điện kháng của đường dây r0, x0 (Ω/m), chiều dài đường dây là L (m). Tính tổn thất điện áp trên đường dây ?

Xét một phần tử chiều dài đường dây dx cách điểm cuối đường dây một đoạn x (m), tổn thất điện áp trên phần tử dx là:

ΔUx = 3 (i x r0 dx cosϕ + i x x0 sinϕ)

Tổn thất điện áp trên đường dây:

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+=Δ ∫∫

L

o

L

o ixdxxixdxrU00

sincos3 ϕϕ

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+=Δ ϕϕ sin

2cos

23

22 LixLirU oo

183

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ +=Δ ϕϕ sin

2cos

23 LIxLIrU oo

Trong đó, cosϕ là hệ số công suất của phụ tải phân phối đều I = iL là tổng dòng điện phụ tải.

Tổn thất điện áp trên đường dây có chiều dài L với phụ tải tập trung cuối đường dây là:

( )ϕ+ϕ=Δ sinLIxcosLIr3U oo => Ta có thể nhận thấy rằng tổn thất điện áp trên đường dây có phụ tải phân bố đều chỉ bằng một nửa tổn thất điện áp trên đường dây với phụ tải tập trung đặt cuối đường dây có cùng chiều. Do đó, phụ tải phân bố đều có thể thay bằng phụ tải tập trung ở giữa đường dây khi tính tổn thất điện áp.

IIII..22..44.. TTíínnhh ttooáánn ttổổnn tthhấấtt đđiiệệnn áápp kkhhii llưướớii ccóó pphhâânn nnhháánnhh Xét đường dây có phân nhánh như hình vẽ:

Công suất trên đoạn AB:

S = P1 – jQ1 = SB + SC + SD = PB + PC + PD + j(QB + QC + QD)

Tổn thất điện áp trên đoạn AB:

ñm

DCBDCB

ñm

IIIIAB U

XQQQRPPPU

XQRPU 11 )()( +++++=

+=Δ

Tổn thất điện áp trên đoạn AD:

Hình 15 Sơ đồ đường dây có phụ tải phân bố đều

dx

L

x

P1 + jQ1

1 2

P2 + jQ2

PB + jQB

P3 + jQ3

PD + jQD

PC + jQC 3

D

B A

Hình 16 Sơ đồ mạng điện có phân nhánh

184

ΔUAD = ΔUAB + ΔUBD

ñmñmAD U

XQRPU

XQRPU 33331111 ++

+=Δ

ñm

DDCBDDCBAD U

XQXQQQRPRPPPU 3131 )()( +++++++

=Δ

đặt RD = R1 + R3

XD = X1 + X3

XB = X1

Suy ra ñm

DDCBDDBCBAD U

XQXQQRPRPPU

+++++=Δ 1)()(

Tương tự cách tính trên, ta có thể xác định được tổn thất điện áp từ A đến C:

ΔUAC = ΔUAB + ΔUBC

ñm

DCBACCBAAC U

XQXQQQRPRPPPU 2121 )()( +++++++

=Δ

IIII..22..55.. TTíínnhh ttooáánn ttổổnn tthhấấtt đđiiệệnn áápp mmạạnngg đđiiệệnn ccóó ttảảii kkhhôônngg đđốốii xxứứnngg Trên thực tế, tải tiêu thụ là không đối xứng, khi đó, trên dây trung tính sẽ có

dòng điện Io chạy qua. Tổn thất điện áp trên từng pha cũng không còn giống nhau. Khi đó, ta cần phải tính toán toán tổn thất điện áp của pha tải nặng nhất để kiểm tra chất lượng điện áp.

Giả thiết rằng dòng qua pha A lớn hơn so với dòng qua pha B, C. trên dây trung tính, xuất hiện dòng I0 chạy qua và bằng tổng hình học dòng trong các pha IA, IB, IC

CBA IIII...

0.

++=

Dòng điện không đối xứng đó gây nên một tổn thất điện áp trên dây trung tính:

ooo rIU..

=Δ với r0 là điện trở của dây trung tính

Hay có thể viết:

oCoBoA rIrIrIU...

0

.++=Δ

Tổn thất điện áp trên mỗi pha được xác định:

rIU ApA

..=Δ

rIU BpB

..=Δ với r là điện trở dây pha

185

rIU CpC

..=Δ

Tổn thất điện áp toàn phần của một pha bao gồm tổn thất điện áp trên dây pha và dây trung tính. Khi biểu diễn phụ tải của mỗi pha bằng công suất tác dụng PA, PB và PC thì tổn thất điện áp toàn pha A là:

oCBñm

oñm

AA rPP

Urr

UPU )(5.0)( +++=Δ

mà r = SLγ

và r0 = oS

Lγ

với L: Chiều dài đường dây

S, S0: Tiết diện dây pha và dây trung tính

Uđm: Điện áp định mức

Tổn thất trên pha A được viết lại:

)(2

11CB

ñmooñm

AA PP

USL

SSULP

U +−⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+=Δ

γγ

Một cách tương tự cho hai pha còn lại, ta cũng có thể xác định tổn thất điện áp trên pha B và C:

)(2

11CA

ñmooñm

BB PP

USL

SSULP

U +−⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+=Δ

γγ

)(2

11BA

ñmooñm

CC PP

USL

SSULP

U +−⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+=Δ

γγ

Nếu đường dây có những phụ tải bất kỳ, ta vẫn có thể dùng công thức trên để tính toán và xem tổn thất trên pha A bằng tổng số tổn thất điện áp từng đoạn riêng lẽ của mạng. Với giả thiết này, cho phép biểu diễn tổn thất điện áp toàn phần của mỗi pha như sau:

⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛+−⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+=Δ ∑∑

∑==

=n

iiBi

n

iiCi

ñmooñm

n

iiAi

A LPLPUSSSU

LPU

11

1

2111

γγ

⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛+−⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+=Δ ∑∑

∑==

=n

iiCi

n

iiAi

ñmooñm

n

iiBi

B LPLPUSSSU

LPU

11

1

2111

γγ

⎟⎠

⎞⎜⎝

⎛+−⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+=Δ ∑∑

∑==

=n

iiBi

n

iiAi

ñmooñm

n

iiCi

C LPLPUSSSU

LPU

11

1

2111

γγ

186

IIII..33.. TTổổnn tthhấấtt ccôônngg ssuuấấtt

IIII..33..11.. ĐĐưườờnngg ddââyy ccóó 11 pphhụụ ttảảii Xét đường dây ba pha cân bằng có phụ tải đối xứng, dòng điện chạy trên đường

dây có tổng trở Z = R + jX thì tổn thất công suất trên đường dây là:

ΔS = ΔP + jΔQ

trong đó: ΔP = 3RI2 = RU

QPRUS

2

22

2

2 +=

và ΔQ = 3XI2 = XU

QPXUS

2

22

2

2 +=

ΔP (W), ΔQ (Var) là tổn thất công suất tác dụng và phản kháng 3 pha

U Điện áp dây định mức

IIII..33..22.. ĐĐưườờnngg ddââyy ccóó nnhhiiềềuu pphhụụ ttảảii Xét đường dây có 2 phụ tải tại B và C, tính tổn thất công suất trên đường dây ?

Tổn hao công suất trên đoạn đường dây 2:

ΔS2 = ΔP2 + jΔQ2

với ΔP2 = 22

2''2

2''2 R

UQP

c

+

và ΔQ2 = 22

2''2

2''2 X

UQP

c

+

Công suất ở đầu đoạn đường dây 2 bằng:

S2’ = S2

” + ΔS2

= (P2” + ΔP2) + j(Q2

” + ΔQ2)

= P2’ + jQ2

’

Công suất tại cuối đoạn 1 là:

S1” = S2

’ + SB

= (P2’ + PB) + j(Q2

’ + QB)

S1 S1 S2 S2

SC SB

R1 + jX1 R2 + jX2

1 2

Hình 17 Đường dây có hai phụ tải tại B và C

187

= P1” + jQ1

”

Tổn thất công suất trên đường dây của đoạn 1 là:

12

2''1

2''1

1 RU

QPPB

+=Δ

12

2''1

2''1

1 XU

QPQB

+=Δ

vậy ΔS1 = ΔP1 + jΔQ1

Ở mạng điện phân phối, điện áp UB = UC = Uđm, và có thể xem S2’ = S2

’’, khi đó:

ΔPΣ = 1

2

2

2

RU

SSRUS

ñm

BC

ñm

C⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ ++⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

ΔQΣ = 1

2

2

2

XU

SSRUS

ñm

BC

ñm

C⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ ++⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

IIII..33..33.. ĐĐưườờnngg ddââyy ccóó pphhụụ ttảảii pphhâânn bbốố đđềềuu Xét trường hợp mạng điện có phụ tải phân bố đều, với những khoảng cách gần

bằng nhau có phụ tải bằng nhau, coi như là phụ tải phân bố đều. Để thuận tiện trong tính toán, ta có thể xem như dòng điện biến thiên tỷ lệ với chiều dài dây dẫn.

C

Hình 18 Đường dây phụ tải phân bố đều

L

x

y

x 0

ib

A B

I

dx

188

Lấy vi phân chiều dài dx tại B => ib = LIx

Tổn thất ΔP trên vi phân dx là:

dΔP = 3Ib2dr

gọi r0 là điện trở trên một đơn vị chiều dài dây dẫn thì dr = r0dx

Vậy dΔP = 3IB2dr = 3 dxrLIx

o

2

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛

Tổn thất công suất dọc đường dây từ A đến C là:

ΔP = 22

0

2

3 RILIrdxrLIx

o

L

o ==⎟⎠⎞

⎜⎝⎛∫

giả sử khi có phụ tải là I nhưng tập trung cuối đường dây thì tổn thất công suất dọc đường dây là:

ΔPtập trung = 3RI2

=> ΔPtập trung = 3ΔPphân bố đều

Nhận xét:

Khi tính toán tổn thất công suất cho mạng điện, có thể thay phụ tải phân bố đều bằng phụ tải tập trung tại vị trí L/3 trên đường dây (về phía nguồn)

IIII..33..44.. TTổổnn tthhấấtt ccôônngg ssuuấấtt kkhhii pphhụụ ttảảii ccóó pphhâânn nnhháánnhh Đối với đường dây có phân nhánh, tổn thất công suất của toàn đường dây được

xác định bằng tổng công suất của từng phân đoạn

ΔSAD = ΔS1 + ΔS2

ΔSAC = ΔS1 + ΔS3

ΔSΣ = ΔS0 + ΔS2 + ΔS3

SC = PC +jQC SD = PD +jQD

ΔS3

ΔS2 ΔS1

1 2 3

A B D

C

Hình 19 Đường dây có phân nhánh

189

IIII..33..55.. TTổổnn tthhấấtt ccôônngg ssuuấấtt kkhhii pphhụụ ttảảii bbấấtt đđốốii xxứứnngg Xét đường dây 3 pha có 1 phụ tải bất đối xứng cuối đường dây. Trong trường

hợp phụ tải bất đối xứng sẽ dẫn đến dòng điện và điện áp trên tải cũng bất đối xứng. Để thuận tiện trong việc tính toán, ta dùng phương phap các thành phần đối xứng.

Một hệ ba pha bất đối xứng (dòng, áp, từ thông) có thể biểu diễn thành hệ 3 pha đối xứng, các thành phần đối xứng của hệ 3 pha bất đối xứng được gọi là:

Thành phần đối xứng thứ tự thuận

Thành phần đối xứng thứ tự nghịch

Thành phần đối xứng thứ tự không

Thông thường, trên đồ thị vectơ, chúng được đánh giá các chỉ số theo thứ tự là “1” để chỉ thứ tự thuận, “2” để chỉ thứ tự nghịch, và “0” để chỉ thứ tự không

Tổng trở thứ tự thuận Z1 của nguồn điện là thương của điện áp pha và dòng điện của đường dây cung cấp từ hệ thống thứ tự thuận đối xứng, biểu thị tổng trở làm việc của đường dây.

Tổng trở thứ tự nghịch Z2 của nguồn điện là thương của điện áp pha và dòng điện của đường dây cung cấp từ hệ thống thứ tự nghịch đối xứng

Tổng trở thứ tự không Zo của nguồn điện là thương của điện áp pha và dòng điện của đường dâ khi nó được cung cấp từ nguồn một pha qua ba dây dẫn chính song song còn dây thứ tư được cung cấp hco đường trở về chung mang ba dòng điện thứ tự không. Tổng trở thứ tự không của đường dây trên không phụ thuộc vào tiết diện dây dẫn và cách treo, nó lớn hơn nhiều lần so với tổng trở thứ tự thuận.

Biểu diễn điện áp:

Nếu gọi vectơ điện thế của ba pha không cân bằng là UA, UB, UC thì có thể biểu diễn bằng các thành phần đối xứng của nó:

UA = UA(0) + UA(1) + UA(2)

UB = UB(0) + UB(1) + UB(2)

UC = UC(0) + UC(1) + UC(2)

Dựa vào toán tử quay a = ∠120o, ta có thể viết như sau:

190

UB(0) = 1 UA(0)

UB(1) = a2 UA(1)

UB(2) = a UA(2)

UC(0) = 1 UA(0)

UC(1) = a UA(1)

UC(2) = a2 UA(2)

Như vậy, ta có:

UA = 1 UA(0) + 1 UA(1) + 1 UA(2)

UB = 1 UA(0) + a2 UA(1) + a UA(2)

UC = 1 UA(0) + a UA(1) + a2 UA(2)

Có thể giải hệ phương trình trên bằng ma trận đại số:

⎟⎟⎟⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜⎜⎜⎜

⎝

⎛

=

⎟⎟⎟⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜⎜⎜⎜

⎝

⎛

⎟⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜⎜

⎝

⎛=

⎟⎟⎟⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜⎜⎜⎜

⎝

⎛

)2(.

)1(.

)0(.

)2(.

)1(.

)0(.

2

2

.

.

.

11

111

A

A

A

A

A

A

C

B

A

UUU

AUUU

aaaa

UUU

=>

⎟⎟⎟⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜⎜⎜⎜

⎝

⎛

⎟⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜⎜

⎝

⎛=

⎟⎟⎟⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜⎜⎜⎜

⎝

⎛

=

⎟⎟⎟⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜⎜⎜⎜

⎝

⎛

−

A

A

A

A

A

A

A

A

A

UUU

aaaa

UUU

AUUU

.

.

.

2

2

.

.

.

1

)2(.

)1(.

)0(.

11

111

31

Biểu diễn dòng điện

⎟⎟⎟⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜⎜⎜⎜

⎝

⎛

=

⎟⎟⎟⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜⎜⎜⎜

⎝

⎛

⎟⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜⎜

⎝

⎛=

⎟⎟⎟⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜⎜⎜⎜

⎝

⎛

)2(.

)1(.

)0(.

)2(.

)1(.

)0(.

2

2

.

.

.

11

111

A

A

A

A

A

A

C

B

A

III

AIII

aaaa

III

tương tự, ta cũng có:

⎟⎟⎟⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜⎜⎜⎜

⎝

⎛

⎟⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜⎜

⎝

⎛=

⎟⎟⎟⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜⎜⎜⎜

⎝

⎛

A

A

A

A

A

A

III

aaaa

III

.

.

.

2

2

)2(.

)1(.

)0(.

11

111

31

Biểu diễn công suất

S3Φ = UAIA* + UBIB* + UCIC* *

)2(.

)1(.

)0(.

*

)2(.

)1(.

)0(.

3

.

⎟⎟⎟⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜⎜⎜⎜

⎝

⎛

⎟⎟⎟⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜⎜⎜⎜

⎝

⎛

=Φ

A

A

A

T

A

A

A

T

III

AUUU

AS

*

)2(.

)1(.

)0(.*

2

2

2

2

)2(.

)1(.

)0(.

3

.

11

111

11

111

⎟⎟⎟⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜⎜⎜⎜

⎝

⎛

⎟⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜⎜

⎝

⎛

⎟⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜⎜

⎝

⎛

⎟⎟⎟⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜⎜⎜⎜

⎝

⎛

=Φ

A

A

AT

T

A

A

A

III

aaaa

aaaa

UUU

S

192

*

)2(.

)1(.

)0(.

)2(.

)1(.

)0(.

3

.

100010001

.3

⎟⎟⎟⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜⎜⎜⎜

⎝

⎛

⎟⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜⎜

⎝

⎛

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛=Φ

A

A

A

AAA

III

UUUS

*

)2(.

)1(.

)0(.

)2(.

)1(.

)0(.

3

..3

⎟⎟⎟⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜⎜⎜⎜

⎝

⎛

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛=Φ

A

A

A

AAA

III

UUUS

)2(*

)2(.

)1(*

)1(1

.)0(

*)0(

.

3

.333 AAAAA IUIUIUS ++=Φ

Để xác định tổn thất công suất do phụ tải bất đối xứng, ta dùng phương pháp xếp chồng tương ứng với thành phần thứ tự thuận, thứ tự nghịch và thứ tự không:

∑∑∑ Δ+Δ=Δ+Δ+Δ=Δ QjPSSSS)0(.)2(.)1(..

trong đó:

ΔPΣ = 3I(0)2R(0) + 3I(1)2R(1) +3I(2)2R(2) là tổn thất công suất tác dụng

ΔQΣ = 3I(0)2X(0) + 3I(1)2X(1) +3I(2)2X(2) là tổn thất công suất phản kháng

Xét một bài toán thực tế với lưới phân phối, mạch ba pha nguồn nối Y, tải bất đối xứng, xác định dòng điện trên các pha IA, IB, IC và dòng trên dây trung tính Io ?

Hình 20 Mạch 3 pha nguồn nối Y, tải bất đối xứng

Giả thiết rằng cung cấp có công suất vô cùng lớn, điện áp nguồn cung cấp là đối xứng và không phụ thuộc vào phụ tải đang xét.

Dòng phụ tải bất đối xứng có thể xác định theo điện áp định mức. Để giải mạch trên trên, ta có thể dùng phương pháp thế nút.

193

Chọn nút 0 làm gốc chuẩn ϕo = 0

Phương trình thế cho một nút:

(YA + YB + YC + Yo) ϕo’ = UAYA + UBYB + UCYC

0

...

0'0

.

YYYYYUYUYUU

CBA

CCBBAA

+++++

=

với tổng dẫn phức các pha và trung tính là:

ZA = Zdây + ZA’

ZB = Zdây + ZB’

ZC = Zdây + ZC’

00

1

1

1

1

ZY

ZY

ZY

ZY

CC

BB

AA

=

=

=

=

Vì nguồn là đối xứng nên điện áp xác định

UA = Up; UB = a2Up; UC = aUp

Sau khi tìm được U0’0, ta tính được điện áp các pha tải:

U’ = UA – U0’0; U’B = UB – U0’0; U’

C = UC – U0’0

Dòng điện trên các pha và trung tính:

A

AA

ZUI

.. '

= C

CC

ZUI

''

..

= B

BB

ZUI

''

..

= 0

0'0

.

0. '

ZUI =

IIIIII.. CCáácc pphhưươơnngg pphháápp ttíínnhh ttooáánn ttổổnn tthhấấtt áápp ddụụnngg ttạạii ccáácc CCôônngg ttyy ĐĐiiệệnn llựựcc

IIIIII..11.. TTổổnngg qquuáátt:: Mạng điện phân phối ở Tp.Hồ Chí Minh hiện nay có lượng điện năng tổn thất lớn:

• Năm 1995, lượng điện năng tổn thất chiếm tỷ lệ 17,48% (159.640.615Kwh) so với lượng điện năng nhận là 3.411.113.185Kwh.

• Năm 1996, lượng điện năng tổn thất chiếm tỷ lệ 13,36% (623.029.492Kwh) so với lượng điện năng nhận là 4.085.558.782Kwh

(Theo tổng kết của Công ty Điện lực Tp.Hồ Chí Minh).

194

Lượng điện năng tổn thất như vậy sẽ gây thiệt hại lớn cho ngân sách quốc gia nói chung, tổn thất về kinh tế cho nguồn điện nói riêng. Mặc khác, tổn thất công suất phản kháng ΔQ tuy không ảnh hưởng trực tiếp tới mức phí tổn về nhiên liệu, nhưng gây ra tình trạng không đủ công suất phản kháng để cung cấp cho các hộ dùng điện. Vì thế, phải bù lại bằng một số thiết bị để phát thêm công suất phản kháng như: tụ điện, máy bù đồng bộ...

Do đó, giảm được tổn thất điện năng và tổn thất công suất phản kháng, giảm được thiết bị phát điện của nhà máy điện, giảm nhiên liệu tiêu hao; vốn đầu tư cho hệ thống điện truyền tải và phân phối cũng giảm, góp phần làm giảm giá thành bán điện. Điều này có ảnh hưởng đến các nền kinh tế khác, và như thế sẽ thúc đẩy nền kinh tế phát triển.

IIIIII..22.. MMộộtt ssốố pphhưươơnngg pphháápp ttíínnhh ttổổnn tthhấấtt đđiiệệnn nnăănngg cchhoo llưướớii đđiiệệnn pphhâânn pphhốốii::

Vấn đề xác định tổn thất điện năng trong mạng điện hiện nay đang là nhiệm vụ hết sức thiết thực, không những đối với các cơ quan quản lý và phân phối điện, mà ngay cả đối với các hộ dùng điện. Phương pháp xác định tổn thất điện năng thông thường nhất, là so sánh sản lượng điện ở đầu vào và đầu ra, nhưng thường mắc phải những sai sót lớn - do một số nguyên nhân sau đây:

+ Không thể lấy đồng thời chỉ số của các công tơ tại đầu nguồn và ở các điểm tiêu thụ điện.

+ Nhiều điểm tải còn thiếu thiết bị đo, hoặc thiết bị đo không phù hợp với phụ tải.

+ Số chủng loại đồng hồ đo rất đa dạng với nhiều mức sai số khác nhau, đó là chưa nói đến việc chỉnh định đồng hồ đo chưa chính xác, hoặc không thể chính xác do chất lượng điện không đảm bảo.

Đương nhiên, có thể sử dụng phương pháp đo hiện đại như dùng đồng hồ đo tổn thất để nâng cao độ chính xác của phép đo, nhưng như vậy sẽ rất tốn kém và phức tạp; không phù hợp với điều kiện kinh tế ở nước ta.

Do vậy, ta phải áp dụng các phương pháp tính toán tổn thất điện năng của lưới điện phân phối.

Hiện nay có nhiều phương pháp tính toán tổn thất điện năng. Mỗi phương pháp đặc trưng bởi những thông số tính toán ban đầu. Vậy nên lựa chọn phương pháp tính toán nào mà thông số tính toán ban đầu dễ thu thập, kết quả tính toán chính xác cao, là một nghiên cứu cần thiết.

Sau đây, tôi xin trình bày một số phương pháp tính tổn thất điện năng lưới điện phân phối.

195

IIIIII..22..11.. CCáácc pphhưươơnngg pphháápp ttíínnhh ttooáánn::

III.2.1.1. Phương pháp cơ bản của JUN và LENS (Viện Năng Lượng):

ΔA RI t dtO

T

= ∫ 2 ( )

Trong đó: + T: Thời gian khảo sát tổn thất điện năng (h). + R: Điện trở dây dẫn (Ω ).

+ I (t):Dòng điện biến thiên theo thời gian (A).

III.2.1.2. Phương pháp bậc thang hóa đồ thị phụ tải:

ΔA RI ti iin==∑ 2

1

Trong đó: + R: Điện trở dây dẫn (Ω). + Ii : Dòng điện trung bình trong khoảng thời gian ti.

I(A)

I5.

I4.

I3

I2

. I1 . . . . . . t t1 t2 t3 t4 t5 t6 …… Đồ thị phụ tải I(A) Dựa vào đồ thị phụ tải, ta tính được tổn thất điện năng:

Δ A=Rx(I21.t1+ I2

2.t2+ I23.t3+ I2

4.t4+ I25t5+…+ I2

n.tn)

III.2.1.3. Phương pháp thời gian tổn thất công suất lớn nhất.

ΔA R I= . max.2 τ Trong đó: +τ = f(Imax, cosϕ): thời gian tổn thất công suất lớn nhất. + I max:

Dòng điện cực đại qua dây dẫn (A). + R: Điện trở dây dẫn. Trong biểu thức trên, trị số của Imax và R dễ dàng tìm được, chỉ cần xét cách xác

địnhτ là có thể tính được ΔA. Biết rằng Tmax vàτ có quan hệ với nhau. Để vẽ đường cong quan hệ, ta tiến hành như sau:

+ Thu thập một số lớn các đường cong phụ tải của các loại hộ dùng điện khác nhau, nghiên cứu các đường cong đó.

+ Phân loại các đường cong đó (loại 3 ca, 2 ca... rồi loại Cosϕ =1, Cosϕ = 0.8 vv...) rồi vẽ các đường cong điển hình

+ Dựa vào từng loại đường cong điển hình, ứng với trị số Tmax lại có một trị sốτ , rồi sắp thành bảng. Căn cứ vào bảng số liệu đó, vẽ đường cong biểu diễn:τ =f(Tmax).

196

+ Nếu phụ tải có khác với trị số của đường cong đã cho,τ sẽ tìm được bằng cách nội suy.

III.2.1.4. Phương pháp hệ số tổn thất công suất:

ΔA R I K TTT= . max. .2 Trong đó: + K B Kpt B K ptTT = + −. ( ).1 2 : Hệ số tổn thất.

+ KptPtbP

AU ax T

= =max .Im .cos .ϕ

: Hệ số phụ tải.

+ A: Điện năng tiêu thụ (KWh). + Imax : Dòng điện cực đại qua dây dẫn (A). + T: thời gian khảo sát tổn thất điện năng (h). + cosϕ: Hệ số công suất. + B:Hệ số hình dáng phụ thuộc vào cấu trúc lưới điện

III.2.1.5. Phương pháp hai đường thẳng của Edmond Borard (Bỉ):

ΔA RAT U

=3 2 2. . .cos ϕ

(T.U.Imax.cosϕ +2A)

Trong đó: • R: Điện trở dây dẫn (Ω ). • A: Điện năng tiêu thụ (Kwh). • T: Thời gian khảo sát tổn thất điện năng (h). • Cosϕ: Hệ số công suất. • Imax: dòng điện cực đại qua dây dẫn (A) . • U: Điện áp pha (V).

6. Phương pháp xác định tổn thất theo lý thuyết xác suất: (TLTK: PTS Trần Quang Khánh -Trường Đại học Nông nghiệp I).

ΔA M I R T= −3 102 3. ( ). . . . Trong đó: + M(I2): là kỳ vọng toán bình phương dòng điện (A).

M(I2)=[M(I)]2+D(I). M(I),D(I): kỳ vọng toán học và phương sai dòng điện

+ R: điện trở đẳng trị của mạng điện (Ω ).

R= ΔPIm

m

.103

3

2

với ΔPm=k.Im.Δ Um. (KW) - Δ Um: tổn hao điện áp cực đại trên đường dây, tính đến điểm cuối của đường trục chính (KV). - k: hệ số tính đến kết cấu lưới điện, loại dây dẫn, cấp điện áp, đặc điểm phân bố phụ tải điện.

+ T: thời gian khảo sát (h). Giá trị của kỳ vọng toán dòng điện chạy trong mạng có thể xác định theo

các chỉ số của các công tơ tại lộ ra của trạm biến áp trung gian:

M(I)= 22

22

3 TUAA

tb

xr +

197

(I)=[M(I)]2.kbi2.

kbi = I M IM I tm − ( )

( ). 1

Trong đó: + Ar, Ax: điện năng tác dụng và điện năng phản kháng (KWh, KVAr).

+ Utb: điện áp trung bình của mạng điện. + t1: bội số tán xạ. Vậy, giá trị tổn thất điện năng tác dụng trên đường dây là: ΔAri=3.[m(I)]2.(1+k2

bi).R.T.10-3. (KWh). (1) Tổn thất điện năng phản kháng có thể xác định theo biểu thức:

ΔAxi=ΔAri.λ . với λ = ∑∑X l

R li i

i i

0

0

.

.

Trong đó: + R0i,X0i: điện trở suất của 1km đoạn dây thứ i, Ω /km. + li: chiều dài đoạn dây thứ i. Tổn thất trong các máy biến gồm hai thành phần: thay đổi và cố định.

Thành phần thay đổi được xác định tương tự như đối với đường dây theo biểu thức (1), với kỳ vọng toán dòng điện chạy qua biến áp đẳng trị là:

M(I)BA= A AU Tr x

22 2

2

22 23+

. .

Trong đó: + Ar2,Ax2: điện năng tác dụng và phản kháng ở cuối mạng đẳng trị (KWh, KVAr).

Ar2=Ar-ΔAri Ax2=Ax-ΔAxi

+ U2: điện áp ở cuối đường dây, kV. Điện trở đẳng trị của máy biến áp là:

RBA = U P

S

ñm cuii

m

ñmii

m

2 3

2

10. .

( )

Δ∑

∑

Trong đó:+ Uđm - điện áp định mức của các máy biến áp, KV. + Sđmi - công suất định mức của máy biến áp thứ i, KVA. + ΔPcui - tổn hao công suất trong cuộn dây của máy biến áp i.

+ m - số lượng máy biến áp tiêu thụ. Vậy tổn thất điện năng tác dụng trong dây đồng của các máy biến áp tiêu thụ

là: ΔAcu=3[M(I)BA]2.(1+k2

bi).RBA.T.103. Thành phần tổn thất cố định, hay tổn thất trong lõi thép của máy biến áp được xác định theo biểu thức:

198

ΔAfe=U

UT P

ñmfei

i

m2

2

2 . . .Δ∑

Với ΔPfei - tổn hao công suất trong lõi thép của máy biến áp thứ i. Tổng tổn thất điện năng tác dụng trong toàn mạng phân phối là:

Δ Δ Δ ΔA A A Ari cu fe∑ = + +

Nhận Xét: Ngoại trừ phương pháp 3 được dùng chủ yếu trong thiết kế mạng điện khu vực với giả thiết biết trước Imax và cosϕ Phương pháp 6 áp dụng theo cơ sở lý thuyết xác suất thống kê; việc tổn thất điện năng ở đây chỉ cần dựa vào các dữ kiện về lượng điện năng tiêu thụ tại đầu vào, dòng điện cực đại của mạng và mức chênh lệch điện áp giữa đầu và cuối đường trục. Các thông số này có thể xác định rất dễ dàng bằng các thiết bị đo thông dụng. Còn lại các phướng pháp 1,2,4 và 5 hình thành 2 nhóm phương pháp:

• Nhóm 1: gồm các phương pháp 1 và 2. Theo các phương pháp này thì tổn thất điện năng là hàm của bình phương dòng điện biến thiên I2(t) và I2 i.

• Nhóm 2: gồm các phương pháp 4 và 5. Theo các phương pháp này thì tổn thất điện năng là hàm của dòng điện Imax, điện áp Ufa, hệ số công suất cosϕ (lúc Imax) và điện năng A.

Vậy, nên lựa chọn phương pháp tính toán nào mà thông số tính toán ban đầu dễ thu thập, kết quả tính toán chính xác cao.

IIIIII..22..22.. ĐĐáánnhh ggiiáá ccáácc pphhưươơnngg pphháápp ttíínnhh ttooáánn:: Một phương pháp thích hợp phải đồng thời thỏa mãn 2 yêu cầu sau:

A/ Tính khả thi: Các thông số tính toán dễ thu thập (phải đảm bảo tính tin cậy).

B/ Tính chính xác: Kết quả tính toán cho sai số tương đối nằm trong phạm vi cho phép (5÷10%).

Sau đây ta dựa vào yêu cầu lựa chọn để phân tích ưu nhược

điểm của 2 phương pháp:

+ Phương pháp 2: đại diện cho nhóm 1

+Phương pháp 4: đại diện cho nhóm 2 Vì phương pháp 2 và 4 là phương pháp đã được sử dụng nhiều ở trong và

ngoài nước.

2. Phân tích phương pháp:

A/ Phương pháp 2:

Công thức: ΔA R I ti ii

==∑ . .2

1

24

.

199

• Tính khả thi: phương pháp này đưa ra 1 công thức tính đơn giản bằng giải tích. Tuy nhiên, việc xác định dòng điện trong từng giờ của suốt thời gian khảo sát, cùng lúc với hàng trăm phụ tải của 1 khu vực lưới trung thế, hạ thế là điều mà ngành điện chúng ta hiện nay không thể thực hiện được. B/ Phương pháp 4:

Công thức:

ΔA R I K T

B kpt B k pt

kptPptP

AI U

TT=

= + −

= =

. . . .. ( ).

. . .cos

max

max max

2

21

24

vôùi K TT

ϕ

• Tính khả thi: Công thức này đưa ra một loạt công thức với nhiều thông số tính toán, tuy nhiên các thông số tính toán này đều có khả năng xác định được như:

+ Đo Ufa, I, cosϕ, lúc phụ tải max.

+ Xác định điện năng A thông qua điện năng kế (hay hóa đơn ghi tiêu thụ hàng tháng).

3. So sánh lựa chọn phương pháp tính toán:

Qua các phân tích và nhận xét các phương pháp tính toán tổn thất điện năng (tài liệu tính toán tổn thất điện năng của Công ty Điện lực Tp.HCM).

Ta so sánh về tính khả thi và tính chính xác của 2 phương pháp: 2 và 4 Về tính khả thi:

A/ Phương pháp 2:

• Các thông số tính toán khó thu thập do không có các thiết bị tự ghi dòng điện ở các thời điểm khác nhau trong suốt thời gian khảo sát.

• Điều quan trọng là đặt thiết bị ghi lại các nút phụ tải là điều không thực hiện được.

B/ Phương pháp 4:

• Các thông số tính toán dễ thu thập chỉ đo ở thời điểm tải max, và xác định điện năng trong thời gian khảo sát.

• Đặt điện kế tổng tại một số trạm của khu vực trung thế,hay một cái tại một trạm hạ thế cần khảo sát TTĐN, là điều đã và có thể thực hiện được.

• Về tính chính xác: A/ Phương pháp 2:

• Nếu ở các thời điểm có II sai số đo ở mức ± 5% dẫn đến kết quả sai số khoảng 10%.

• Sai số đo ở mức ± 20% thì sai số kết quả ở mức đặc biệt thô +44% hoặc -36%.

• Có những thời điểm sai số xác định ở mức ± 20% và còn lại là nhỏ hơn hoặc lớn hơn thì không có cơ sở đánh giá độ chính xác của sai số kết quả. B/ Phương pháp 4:

Sai số đo Imax ở mức ± 5% thì sai số kết quả ở mức < 5%.

200

• Sai số đo Imax ở mức -20 thì sai số kết quả phần lớn là nhỏ hơn 10% còn lại không quá 20%.

• Sai số của Ax lớn (phổ biến tình trạng ăn cắp điện) thì không thể đánh giá được độ chính xác của sai số kết quả.

• Kết luận: Qua kết quả so sánh, ta dễ dàng nhận thấy phương pháp 4 có ưu điểm hơn hẳn

khi áp dụng nó để tính toán TTĐN trên các phần tử điện trở R của khu vực ít có TTĐN kinh doanh (sai số A không đáng kể) cụ thể:

• Toàn bộ lưới điện trung thế. • Các khu vực hạ thế không phổ biến tình trạng câu điện bất hợp pháp.

201

IIVV.. SSốố lliiệệuu ttíínnhh ttooáánn ttổổnn tthhấấtt llưướớii đđiiệệnn tthhàànnhh pphhốố HHồồ CChhíí MMiinnhh nnăămm 22000011..

IIVV..11.. KKếếtt qquuảả ttíínnhh ttổổnn tthhấấtt đđiiệệnn nnăănngg llưướớii ttrruuyyềềnn ttảảii TTPP..HHCCMM nnăămm 22000011::

Kết quả tính toán tổn thất điện năng không tải của MBT:

A BTKT = (0,32 + 1,98 + 0,36) x 8760 = 23.301,6 MWh Kết quả tính tổn thất điện năng lưới truyền tải được trình bày trong bảng sau:

STT Thành phần Kết quả

HT 110 HT 66 Tổng

1 Tổn thất công suất trên đường dây 110KV 17.62 0.82 18.44

ΔP 110, DP 66 [MW] 2 Tổn thất công suất trên MBT trung gian

4.76 1.74 6.50 ΔP mbt 110, DP mbt 66 [MW]

3 Tổn thất công suất cực đại 22.37 2.56 24.94

ΔP max [MW] 4 Tổn thất điện năng có tải năm

75,629 8,667 84,297 ΔA1 năm [Mwh]

5 Tổn thất điện năng MBT không tải 18,694 4,923 23,617

ΔA btkt [Mwh] 6 Tổn thất điện năng năm

94,323 13,590 107,913 ΔA năm [Mwh]

7 Phụ tải cực đại tại thanh cái trung thế 1,195 205 1400

P max [MW]

8 Điện nhận phân phối tại thanh cái 15KV 5,892,724 1,010,886 6903610

A npp năm [Mwh]

9 Điện mua của Tổng Công ty cả năm 5,987,047 1,024,476 7,011,523

A nct năm [Mwh]

10 Tỷ lệ tổn thất điện năng cả năm 1.35 0.19 1.54

ΔA % năm [%]

202

IIVV..22.. KKếếtt qquuảả ttíínnhh ttooáánn ttổổnn tthhấấtt đđiiệệnn nnăănngg llưướớii đđiiệệnn pphhâânn pphhốốii nnăămm 22000011..

Dựa trên dự báo phụ tải, đồ thị phụ tải của lưới điện phân phối TP.HCM, tổng sản lượng điện nhận lưới phân phối năm 2001 dự kiến như sau:

Anpp = 7.700.000.000 KWh.

IIVV..22..11.. TTổổnn tthhấấtt llưướớii pphhâânn pphhốốii hhạạ tthhếế:: a. Tổn thất điện năng trên lưới điện hạ thế lấy từ kết quả tính toán thực tế

hiệu suất khu vực của một số khu vực điển hình được chọn ở các khu vực khác nhau trên địa bàn TP.HCM, bao gồm:

- Lưới hạ thế sử dụng cáp ABC: 12khu vực - Lưới hạ thế sử dụng dây đồng hoặc dây nhôm: 10 khu vực Kết quả tính toán tổn thất điện năng của 14 khu vực hạ thế như sau:

Bảng 1:

S T T

Tên khu vực hạ thế Địa điểm Công suất trạm

[KVA]

Loại dây đường trục

Bán kính c.cấp điện

[m]

Sản lượng điện

[kwh/ tháng]

tổn thất điện năng t [kwh/

tháng]

Tỉ lệ tổn thất điện

năng [kwh/

Tháng] Lưới ABC: 838,380 86,369 10.30

1 Tô Hthành Q10 1x320 ABC95 380 93,040 9,741 10.47

2 Hoa Lư 4 Q10 3x37,5 ABC95 130 27,920 2,551 9.14

3 Vạn Hạnh Q10 1x300 ABC95 180 34,700 3,410 9.83

4 Aỏn Quang 2/2 Q11 1x400 ABC95 260 73,680 7,650 10.38

5 Lê quang sung Q.6 1x250 ABC95 100 58,640 5,430 9.26

6 Cộng Hoà 3A Q.3 1x400 2xABC95 230 115,200 12,351 10.72

7 Cổng Quang Trung 1/2

Hóc Môn 1x160 ABC95 380 11,460 1,250 10.91

8 Cổng Quang Trung Hóc Môn 1x160 ABC95 400 25,860 2,358 9.12

9 Hậu Giang 162 Q.6 1x200 ABC95 140 34,880 3,740 10.72

10 Bình Trưng 7/2 Thủ Đức 1x400 ABC95 400 138,000 14,752 10.69

11 Bình Trưng 8 Thủ Đức 1x400 ABC95 400 58,600 6,024 10.28

12 Phú Trung 1-6 Q.TBình 1x400 ABC95 250 166,400 17,112 10.28

Lưới đồng: 725,140 76,852 10.60

1 CX NH HDUC Q11 1x250 3M48+M22 300 70,860 7,950 11.22

2 Tri Phương 520/1 Q10 1x250 3M48+M22 310 53,340 6,324 11.86

3 Cô Bắc 3 Q.3 1x225 3M48+M22 250 139,600 15,496 11.10

4 Thượng Hiền 3 Q.3 3x75 3M48+M22 220 74,460 7,960 10.69

5 Văn Sâm 1/2 Q.1 1x300 3M48+M22 250 55,700 5,632 10.11

6 Phát Thanh 4 Q.3 3x50 3M48+M22 250 39,800 4,036 10.14

7 Minh Phụng 5 Q.10 1x400 3M60+M48 370 156,480 16,117 10.30

8 Cây Gõ 3 Q.6 3x100 3M48+M22 130 44,200 4,123 9.33

9 Hưng Phong 3 Q.TBình 1x320 3M95+M22 280 90,700 9,214 10.16

203

b. Căn cứ kết quả tính toán cho các khu vực hạ thế điển hình, trình bày trong

bảng 1, tỷ lệ tổn thất trung bình dự báo trên từng loại lưới điện hạ thế TP.HCM năm 2002 như sau:

- Lưới hạ thế sử dụng cáp ABC: 10,30% - Lưới hạ thế sử dụng dây đồng hoặc dây nhôm: 10,60% c. Dựa trên các cơ sở: - Thống kê số lượng, công suất máy biến thế của các khu vực lưới hạ thế sử

dụng cáp ABC hoặc dây nhôm, đồng. - Tmax = 3.550 giờ / năm - Hệ số công suất cos ϕ = 0,9 - Hệ số sử dụng: K = 0,8

Kết quả tính toán tổng sản lượng điện của các khu vực hạ thế công cộng sử

dụng cáp ABC như sau: Bảng 2:

Công suất Lưới hạ thế ABC Lưới hạ thế đồng, nhôm Tổng cộng (KVA) Số máy Sản lượng năm

(KWh) Số máy Sản lượng

năm (KWh) Số máy Sản lượng năm

(KWh)

Máy 1 pha 426650 KVA 12375 KVA 439025 KVA 1 x 25 500 31500000 38 2394000 538 338940001 x 37.5 444 41958000 40 3780000 484 457380001 x 50 2450 308700000 58 7308000 2508 3160080001 x 75 1800 340200000 55 10395000 1855 3505950001 x 100 1400 352800000 29 7308000 1429 360108000

Máy 3 pha 928298 KVA 49292.5 KVA 977590 KVA 3 x 25 1 189000 1 189000 2 3780003 x 37.5 1 283500 1 283500 2 5670003 x 50 1 378000 1 378000 2 7560003 x 75 2 1134000 1 567000 3 17010003 x 100 24 18144000 4 3024000 28 211680001 x 160 480 193536000 20 8064000 500 2016000001 x 250 670 422100000 19 11970000 689 4340700001 x 320 520 419328000 51 41126400 571 4604544001 x 400 1200 1209600000 55 55440000 1255 12650400001 x 630 47 74617200 2 3175200 49 77792400

Tổng cộng 9540 3414467700 375 155402100 9915 3569869800

d. Kết quả tính toán tỷ lệ tổn thất điện năng trên toàn lưới điện hạ thế TP.HCM năm 2001 trình bày trong bảng sau:

204

Bảng 3:

Lưới hạ thế Số khu vực năm

2001

Tổng sản lượng năm 2001

[Kwh/năm]

Tỷ lệ tổn thất

[%]

Tổng tổ n thất năm 2001

[KWh/năm] 1. Lưới hạ thế sử dụng cáp ABC 6,000 3,414,467,700 11.06 377,544,989 2. Lưới hạ thế sử dụng dây nhôm hoặc đồng

500 155,402,100 11.49 17,855,127

Lưới hạ thế toàn Thành phố 6,500 3,569,869,800 11.08 395,400,116

Tỷ lệ tổn thất điện năng trên lưới điện hạ thế TP.HCM năm 2001 là: Δ1(%) = 11,08 x 3.569.869.800/ 7.700.000.000 = 5,73 (%)

IIVV..22..22.. TTổổnn tthhấấtt đđiiệệnn nnăănngg llưướớii pphhâânn pphhốốii ttrruunngg tthhếế::

IV.2.2.1. Tổn thất điện năng trên đường dây trung thế và máy biến thế phân phối:

Tổn thất điện năng trên đường dây trung thế và máy biến thế phân phối được

tính toán cụ thể đối với 14 tuyến dây điển hình thuộc 4 nhóm, chọn ở các khu vực khác nhau trên toàn Thành phố như sau:

Sản lượng điện Tổn thất [kwh/tháng] Tỷứ lệ tổn thất [%] STT

Tên tuyến dây

Đặc điểm [Kwh/tháng] Đường dây MBT Đường dây

MBT

1 Phú Thọ Hòa -BQ Dây nổi 15 KV 4,140,589.4 125,409.4 112,547.8 3.03 2.72 2 Phú Bình Dây nổi 15 KV 5,257,758.2 162,627.5 98,659.3 3.09 1.88 3 Qốc toản Dây nổi 15 KV 5,074,861.6 144,565.9 97,383.9 2.85 1.92 4 Thâọp tự Dây nổi 15 KV 3,576,484.5 94,627.7 80,672.1 2.65 2.26 5 Đa phước Dây nổi 15 KV 3,964,914.8 98,318.9 72,734.7 2.48 1.83

Dây nổi nội thành 22,014,608.5 625,549.4 461,997.8 2.84 2.10 6 Phước Sơn Dây nổi 15 KV 2,192,085.3 44,254.0 46,534.1 2.02 2.12 7 Tân Kiên Dây nổi 15 KV 2,312,970.7 43,113.6 60,849.7 1.86 2.63 8 Thủ Đức Phân Phối 1 Dây nổi 15 KV 2,069,076.7 53,834.6 39,900.2 2.60 1.93

Dây nổi ngoại thành 6,574,132.7 141,202.2 147,284.0 2.15 2.24 9 TSF Cáp ngầm 15 KV 2,373,129.1 44,399.5 52,685.2 1.87 2.22

10 Lò Heo Cáp ngầm 15 KV 3,613,865.3 68,943.6 66,962.4 1.91 1.85 11 Gia Định Cáp ngầm 15 KV 1,299,547.8 25,358.1 28,135.6 1.95 2.17 12 Văn học Cáp ngầm 15 KV 2,439,572.4 55,076.2 51,455.1 2.26 2.11

Cáp ngầm 15KV 9,726,114.6 193,777.4 199,238.3 1.99 2.05 13 Thành Thái Cáp ngầm 6,6 KV 1,654,223.2 35,763.3 29,657.3 2.16 1.79 14 Hàm Tử Cáp ngầm 6,6KV 1,447,513.0 29,857.7 24,934.5 2.06 1.72

Cáp ngầm 6.6KV 3,101,736.2 65,621.0 54,591.8 2.12 1.76

205

- Lưới trung thế nổi: 8 tuyến + Khu vực nội thành: 5 tuyến + Khu vực ngoại thành: 3 tuyến

- Lưới trung thế ngầm: 6 tuyến

+ Cáp ngầm 15 KV: 4 tuyến + Cáp ngầm 6,6 KV: 2 tuyến

Kết quả tính toán tổn thất điện năng trên đường dây trung thế và máy biến thế

phân phối của toàn lưới trung thế TP.HCM năm 2001 như sau:

Bảng 4:

Tỷ lệ tổn thất [%] Tổn thất [KWh] Tỷ lệ sản lượng / Nội dung Sản lượng

[KWh/năm] Đường dây MBT Đường dây MBT sản lượng tổng [%]

1. Dây nổi nội thành 3,542,000,000 2.84 2.1 100,592,800 74,382,000 46

2. Dây nổi ngoại thành 1,925,000,000 2.15 2.24 41,387,500 43,120,000 25 3. Cáp ngầm

15kV 2,156,000,000 1.99 2.05 42,904,400 44,198,000 28 4. Cáp ngầm

6,6kV 77,000,000 2.12 1.76 1,632,400 1,355,200 1

Tổng cộng 7,700,000,000 2.42 2.10 186,517,100 163,055,200 100 Tỉ lệ tổn thất trên đường dây trung thế là: Δ5(%) = 186,517,100 x100/ 7.700.000.000 = 2,42 (%) Tỉ lệ tổn thất trên máy biến thế phân phối là: Δ6(%) = 163,055,200 x100 / 7.700.000.000 = 2,10 (%)

IV.2.2.2. Tổn thất điện năng trong máy biến thế trung gian 15/6.6 KV:

Tổn thất điện năng trong máy biến thế trung gian 15/6.6 KV được tính toán cụ

thể cho từng máy. Kết quả tính toán tổn thất trong các máy biến thế trung gian 15/6.6 KV năm

2001 trình bày trong bảng sau:

206

Bảng 5: Công suất Tổn thất điện năng [ kwh/tháng]

STT Tên trạm ngắt - máy biến thế 15/6,6KV [MVA] Không tải Có tải Tổng

1 Chợ Quán

- 3T 12 8856 23205 32061

- 4T, 5T 2 x 20 25632 57330 82962

2 Hai Bà Trưng

- 1T, 2T 2 x 3,5 9648 18291 27939

3 Trần Quí Cáp

- 1T 3.5 4824 9145.5 13969.5

- 2T, 3T 2 x 3,5 9648 18291 27939

Tổng cộng 58608 126262.5 184870.5

Tỷ lệ tổn thất điện năng trong các máy biến thế trung gian 15/6, 6 KV năm

2001 lứ: Δ7 (%) = 184870.5 x12x100/ 7.700.000.000

= 0,023 %

IV.2.2.3. Tổn thất điện năng trong tụ bù trung thế: Bảng 6:

Số liệu Đơn vị tính Kết quả 1. Tổng dung lượng tụ bù trung thế KVAR 245,100 4. Tổn thất điện năng trong tụ bù trungù thế Kwh 3.220.614 5. Tỷ lệ tổn thất điện năng trong tụ bù trung thế (Δ8 (%) % 0.04 Tỷ lệ tổn thất trên lưới điện phân phối TP.HCM năm 2001 như sau: - Tổn thất trên luới điện hạ thế : 5,22 % - Tổn thất trên lưới điện trung thế : 4.59%

+ Tổn thất trên máy biến thế phân phối : 2.10 % + Tổn thất trên máy biến thế 15/6.6KV : 0.03% + Tổn thất trên tụ bù trung thế : 0.04% + Tổn thất trên lưới trung thế : 2.42%

Tỷ lệ tổn thất trên toàn lưới phân phối TP.HCM năm 2002 là: 9,81%

Hết chương !

207

TTÀÀII LLIIỆỆUU TTHHAAMM KKHHẢẢOO:: [01]. Jacobus Jan Meeuwsen, “Reliability evaluation of electric transmission and

distribution systems”, 1998

[02]. A.S. Pabla, “Electric Power Distribution”, 1997

[03]. Scott & Scott, Computerize Mapping and Engineering Data Software Program, Seatle 1991.

[04]. Nguyen Ngoc Tuyen , “Protection and Reliability Improvement in the Distribution Network of Ho Chi Minh City”, 2000

[05]. Tính toán lưới điện sử dụng phấn mền PSS/ADEPT (tài liệu tập huấn tập 2 tập) của Phòng CNTT-VT Cty ĐLTP.HCM và Khoa Điện - Điện Tử Trường ĐHBK.

[06]. Bù công suất phản kháng lưới cung cấp và phân phối điện. Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật Hà Nội.

[07]. Adrian A. Hopgood, Knowledge - Base systems, 1993. CRC Press.

[08]. Cooper Power Systems, Capacitor switch - How and why, 1980, Cooper Power Systems.

[09]. Cooper Power Systems, Power - Electrical distribution system protection, 1994, Cooper Power Systems.

[10]. Dan Rahmel, Visual Basic programmer's reference, 1998, Mc Graw - Hill Companies Incorporated.

[11]. Siemens, Power engineering guide : Transmission and Distribution, 1996, Siemens

[12]. Tender document for HCMC District control centre SCADA project, phase 2, 1996. Ho Chi Minh city power company.

[13]. Turan Gonen, Electric power distribution system engineering, 1986, Mc Graw - Hill Companies Incorporated.

[14]. Trần Bách, Lưới điện & Hệ thống điện, Tập 1, 2000. Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật.

[15]. Hệ thống kiểm tra giám sát và thu thập dữ liệu - SCADA, 1996. Swedpower.

[16]. Nguyễn Ngọc Hồ, Đặng Anh Tuấn, Hệ thống hóa cơ sở dữ liệu phục vụ hệ thống thông tin địa lý, 1997, Đề tài nghiên cứu khoa học cấp EVN - DLHCM - 97 - 001.

[17]. Trần Lộc Hùng, Cơ sở mô phỏng ngẫu nhiên, 1997, Nhà xuất bản Giáo dục.

208

[18]. Hoàng Kiếm (Chủ biên), Kỹ thuật lập trình mô phỏng : Thế giới thực và ứng dụng, 1997, Nhà xuất bản Thống kê.

[19]. Trần Đình Long, Qui hoạch hệ thống năng lượng, 1999, Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật.

[20]. Trần Đình Long, Lý thuyết hệ thống, 1999, Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật.

[21]. Nguyễn Văn Đạm, Mạng lưới điện, Tập 1, 2, 2000. Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật.

[22]. Nguyễn Hồng Thái, Phần tử tự động trong hệ thống điện, 2000. Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật.

[23]. Cao Hào Thi, Mô hình mô phỏng, 1999, Tập bài giảng chuyên đề.

[24]. Lã Văn út, Phân tích & Điều khiển ổn định hệ thống điện, 2000. Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật.

[25]. Nguyễn Ngọc Hồ, Đặng Anh Tuấn, Mô phỏng vận hành lưới điện, 2000, Hội nghị tin học lần I, Công ty Điện lực TP HCM.

[26]. Nguyễn Ngọc Hồ, Đặng Anh Tuấn, Ứng dụng công nghệ GIS quản lý lưới điện phân phối, Hội nghị tin học lần I, Công ty Điện lực TP HCM.

[27]. PSS/ADEPT 5.0, User’s Guide – Shaw Power Technologies - 04 / 2004 [28]. Hồ Văn Hiến - Hệ thống điện truyền tải và phân phối – NXB Đại học quốc gia TP. Hồ Chí Minh – 2003 [29]. Vũ Ngọc Tước – Mô hình hóa và mô phỏng bằng máy tính – NXB Giáo dục – 2001 [30]. Nguyễn Hoàng Việt – Bảo vệ Rơle và tự động hóa – NXB Đại học Quốc Gia TPHCM – 2003 [31]. C.Russell Mason – The Acrt and Science of protective relaying – 1967 [32]. Cooper power system – Electrical Distribution system Protection – 1990 [33]. Công ty Điện lực TPHCM – Báo cáo chuyên đề PSS/ADEPT – Phòng kỹ thuật công ty- Tháng 08- 2004 [34]. Copper Power Systems- Overcurrent Protection For Distribution System- Seminar Notes and Reference Materials - 1995

[35]. URL http://www.pti-us.com

Phần 2 Hướng dẫn sử dụng

TP HỒ CHÍ MINH – THÁNG 04/2007

The Power System Simulator/Advanced Distribution Engineering Productivity TooL

Ử DỤNG PHẦN MỀM PHÂN TÍCH VÀ

TÍNH TOÁN LƯỚI ĐIỆN PSS/ADEPT

GIÁO TRÌNH TẬP HUẤN

SỬ DỤNG PHẦN MỀM PHÂN TÍCH VÀ TÍNH

TOÁN LƯỚI ĐIỆN PSS/ADEPT

Biên soạn-Trình bày:

Nguyễn Hữu Phúc

Đặng Anh Tuấn

Chủ biên:

PGS. TS. Nguyễn Hữu Phúc

Bản quyền thuộc Công ty Điện lực 2 - EVN Mọi hình thức sao chép, in ấn phải được sự đồng ý bằng văn bản của Công ty Điện lực 2.

II

LLờờii nnóóii đđầầuu Lưới điện phân phối và truyền tải không ngừng phát triển mở rộng về qui

mô cũng như phức tạp. Theo đó, các yêu cầu cung cấp điện liên tục cho khách hàng với chất lượng điện năng ngày càng cao cũng gia tăng. Thiết bị trên lưới điện phân phối hiện nay vốn có đặc điểm là đa dạng về chủng loại, phức tạp về cấu tạo. Quá trình vận hành nhằm thực hiện những thao tác mang tính lập đi lập lại nhiều lần nhưng lại đòi hỏi độ chính xác cao vì vậy rất cần thiết phải tự động hóa bằng cách đưa nhiều thiết bị tự động, xử lý thông tin tự động nhằm tăng khả năng truyền đạt và xử lý thông tin. Bằng máy tính và các phần mềm chuyên dùng chúng ta có thể ngăn chặn trước và hạn chế hỏng hóc trong quá trình vận hành lưới điện. Những thành tựu mới về Công nghệ Thông tin như về khả năng lưu trữ của phần cứng, tốc độ tính toán, các phương pháp hệ chuyên gia, mạng neuron,…đã cung cấp những phương tiện và công cụ mạnh để tăng cường nghiên cứu mở rộng ứng dụng trong lĩnh vực điện năng. Đảm bảo và giữ vững mối liên hệ hữu cơ của các thành phần trong hệ thống sản xuất truyền tải, phân phối và sử dụng điện năng.

Để đáp ứng kịp thời các yêu cầu trên, từ tháng 01-2005 Tổng công ty Điện lực Việt Nam (EVN) trước đây, nay là Tập đoàn Điện lực Việt Nam đã chỉ đạo áp dụng thí điểm phần mềm PSS/ADEPT để tính toán lưới điện theo địa bàn do các đơn vị trực thuộc quản lý.

Phần mềm PSS/ADEPT được phát triển dành cho các kỹ sư và nhân viên kỹ thuật trong ngành điện. Nó được sử dụng như một công cụ để thiết kế và phân tích lưới điện phân phối. PSS/ADEPT cũng cho phép chúng ta thiết kế, chỉnh sửa và phân tích sơ đồ lưới và các mô hình lưới điện một cách trực quan theo giao diện đồ họa với số nút không giới hạn. Tháng 04-2004, hãng Shaw Power Technologies đã cho ra đời phiên bản PSS/ADEPT 5.0 với nhiều tính năng bổ sung và cập nhật đầy đủ các thông số thực tế của các phần tử trên lưới điện.

Công ty Điện lực 2-Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN) đã phối hợp cùng Khoa Điện-Điện tử trường Đại học Bách Khoa thành phố Hồ Chí Minh nghiên cứu áp dụng phần mềm này. Công ty Điện lực 2 thực hiện tập huấn cho các đơn vị trực thuộc nhằm trang bị khả năng sử dụng phần mềm chuẩn tính toán và phân tích lưới điện dựa trên phần mềm PSS/ADEPT. Điều này, nhằm giúp Công ty Điện lực 2 từng bước hệ thống hoá, chuẩn hoá kiến thức áp dụng tính toán về điện trong các hoạt động của Công ty nhất là công tác quản lý kỹ thuật vận hành lưới điện. Ưu tiên là các bài toán: phân bố công suất trên lưới, ngắn mạch, bù

IIII

công suất phản kháng, độ tin cậy,…là các vấn đề mà các đơn vị cần giải quyết hàng ngày, thậm chí hàng giờ.

Các Công ty Điện lực cần triển khai công tác đào tạo đến mức độ chi tiết về sử dụng phần mềm tính toán kỹ thuật điện chuyên ngành như PSS/U, PSS/ADEPT, PSS/E,… để các đơn vị trực thuộc sử dụng thành thạo các chương trình này.

Công ty Điện lực 2 sẽ trang bị kiến thức Công nghệ Thông tin nói chung và phần mềm tính toán kỹ thuật chuyên ngành điện nói riêng cho các đơn vi trực thuộc trong Công ty Điện lực 2 thông qua các khoá đào tạo kết hợp với và trường Đại học Bách Khoa thành phố Hồ Chí Minh. Tiển khai ứng dụng các phần mềm tính toán kỹ thuật điện trong toàn Công ty theo yêu cầu của EVN. Tạo điều kiện để các đơn vị trong Công ty tìm hiểu các phương pháp tính toán các bài toán điện cơ bản và cách xây dựng thuật toán tính toán áp dụng trong phần mềm tính toán chuyên nghiệp là phần mềm PSS/ADEPT của hãng Shaw Power Technologics Inc-USA. Đánh giá, theo dõi và giám sát hiệu quả công tác phát triển xây dựng mới, đại tu cải tạo, quản lý kỹ thuật và vận hành lưới điện của các đơn vị dựa vào công cụ hiệu quả là phần mềm tính toán kỹ thuật điện PSS/ADEPT. Làm cơ sở để đội ngũ cán bộ kỹ thuật các đơn vị dễ dàng tiếp thu và nắm bắt các phầm mềm khác sau này, ví dụ như PSS/E. EasyPower,…

Việc tổ chức đào tạo sẽ góp phần nâng cao khả năng ứng dụng máy tính, nhất là sử dụng các phần mềm tính toán chuyên ngành điện cho các đơn vị trực thuộc trong Công ty Điện lực 2. Phổ biến kinh nghiệm và triển khai các kết quả nghiên cứu các phần mềm, để các đơn vị tiếp tục áp dụng vào thực tế công tác tại đơn vị. Góp phần hoàn thành tốt công tác sản xuất kinh doanh của đơn vị trên cơ sở các kết quả tính toán từ các phần mềm mạnh. Tạo ra sự phối hợp sẵn sàng dựa trên quan hệ tốt đẹp vốn có giữa Công ty Điện lực 2-đơn vị quản lý lưới điện và trường Đại học Bách Khoa thành phố Hồ Chí Minh-đơn vị giáo dục đào tạo

Và giáo trình này được biên soạn nhằm mục đích phục vụ cho các buổi tập huấn phần mềm PSS/ADEPT 5.0 như trên.

Nhóm biên soạn rất cám ơn sự hợp tác mà Công ty Điện lực 2 đã dành cho nhóm nói riêng cũng như cho Khoa Điện-Điện tử trường Đại học Bách Khoa thành phố Hồ Chí Minh nói chung. Nhóm biên soạn cũng cám ơn một số công tác viên đã hỡ trợ xây dụng giáo trình này.

Nhóm biên soạn

IIIIII

TTóómm ttắắtt nnộộii dduunngg Giáo trình này được biên soạn phục vụ cho các buổi tập huấn sử dụng phần

mềm phân tích và tính toán lưới điện PSS/ADEPT 5.0. Giáo trình gồm các phần:

Phần 1: Kiến thức chuẩn bị yêu cầu-ôn tập kiến thức

Phần 2: Hướng dẫn sử dụng PSS/ADEPT

Phần 3: Các kỹ năng sử dụng phần mềm PSS/ADEPT-Phần căn bản

Phần 4: Các kỹ năng sử dụng phần mềm PSS/ADEPT-Phần nâng cao

Để học viên các đơn vị nắm bắt và áp dụng nhanh, còn có thêm các phần:

Phần 5: Cẩm nang sử dụng

Phần 6: Thuật ngữ Anh-Việt đối chiếu qua các slide bài giảng phần mềm PSS/ADEPT

Phần 7: Các slide bài giảng của chuyên gia PTI software.

Ngoài ra còn có Giáo trình điện tử lưu trữ trên đĩa CD-ROM: Gồm các tài liệu đa phương tiện (Multimedia) hỗ trợ thêm cho các học viên chuẩn bị bài học trước khi lên lớp, ôn tập sau khóa học về địa phương công tác. Được thực hiện bằng kỹ thuật lập trình Web và xử lý Multimedia (dạng phim có âm thanh, Web page,…)

Các chương trình chuyển đổi:

1. Chương trình Chuyển Excel DAT File.

2. Chương trình Chuyển DAT File Excel.

3. Chương trình xử lý số liệu đầu vào

4. Chương trình Tính Công Suất Nguồn.

5. Chương trình Tính Tổng Trở Máy Biến Thế.

6. Chương trình chia sẻ PSS/ADEPT qua mạng LAN, WAN và internet

7. Hệ thống các bài tập trắc nghiệm trên máy tính suốt khoá học

8. Chương trình thi kết thúc khoá học bằng trắc nghiệm trực tiếp trên máy tính

Và các CD-ROM:

-CD1: Giáo trình điện tử hỗ trợ

-CD2: Các bài giảng và bài tập

IIVV

-CD3: Dữ liệu lưới điện

-CD4: Dữ liệu lưới điện (tt) và source các chương trình họ PSS/*

-CD5: Các chương trình hỗ trợ khoá học

Gồm các tài nguyên học tập như: tài liệu tham khảo, User’s Guide, website PTI (offline, xem không cần kết nối internet), web documents, source software PSS/ADEPT and untilities, các phần mềm chuyển đổi dữ liệu và demo phục vụ ứng dụng tính toán bằng PSS/ADEPT, …

Qua kinh nghiệp tập huấn và để giúp các học viên thuộc các đơn vị Điện lực áp dụng nhanh phần mềm PSS/ADEPT. Chúng tôi chú trọng chính vào 4 mục tiêu áp dụng triển khai PSS/ADEPT như sau:

Và các nội dung nâng cao:

Biểu diễn trạng thái lưới điện trước và sau khi giải các bài toán phân tích.

Sử dụng các lớp dữ liệu.

Tổ chức và quản lý phụ tải và khách hàng sử dụng điện.

Khả năng hỗ trợ các cơ sở dữ liệu khác.

Bổ sung các thông số dây dẫn vào từ điển cấu trúc dây dẫn.

Bổ sung thiết bị bảo vệ vào thư viện thiết bị bảo vệ.

Tạo sơ đồ Creating diagrams

Thiết lập thông số mạng lưới Program, network settings

Chạy 8 bài toán phân tích Power System Analysis

BÁO CÁO Reports, diagrams

VV

Mở rộng bài toán phân tích cho lưới điện qui mô lớn, nhiều cấp điện áp

Đánh giá lưới điện trước và sau khi giải các bài toán phân tích.

Áp dụng kết quả tính toán làm cơ sở để vận hành lưới điện. Thực hiện lập và bảo vệ các kế hoạch tiểu, trung và đại tu hay phát triển mới lưới điện.

Phân tích và tính toán lưới điện trên nền Hệ thống thông tin địa lý-GIS.

Mô phỏng vận hành lưới điện.

Tham khảo các phần mềm tính toán phân tích lưới điện khác.

Những nội dung này giúp học viên tìm hiểu thêm một số kiến thức hữu ích liên quan.

Chi tiết nội dung sẽ được trình bày trong phần đầu các tập giáo trình và các chương trong các phần.

Nhóm biên soạn

VVII

TThhuuậậtt nnggữữ,, kkýý hhiiệệuu vvàà vviiếếtt ttắắtt..

CAD: Computer Aided Design CAM: Computer Aided Manufacture CNPM: Công nghệ phần mềm CNTT: Công nghệ thông tin. CSDL: Cơ sở dữ liệu. GUI: Graphic user interface. GIS: Hệ thống thông tin địa lý-Geographic Information System IA: Trí tuệ nhân tạo-Inlelligence Artificielle MIS: Hệ Thông Tin quản lý NNLT: Ngôn ngữ lập trình. PC: Personal computer SQL: Structured query language. CB: Cán bộ DS: Disconect Swicth-Dao cách ly. EVN: Tập đoàn Điện lực Việt Nam Hộ sử dụng điện: Hộ sử dụng điện qua câu lại, qua điện kế phụ. HTĐ: Hệ thống điện. IEC: Ủy ban kỹ thuật điện quốc tế-International Electro-

technical Commission. ISO: Tổ chức tiêu chuẩn quốc tế-International Organization for

Standardization Khách hàng: Hộ sử dụng điện theo hợp đồng cung ứng sử dụng điện với

ngành điện qua điện kế chính. LBS: Load break switch-Dao cách ly đóng cắt có tải. LĐPP: Lưới điện phân phối. LTD: Dao cách ly chịu sức căng-Line Tenson Disconect MBA: Máy biến áp ĐLKV: Điện lực khu vực. PC HCMC: Công ty điện lực TP HCM PC 2 Công ty điện lực 2 REC: Máy cắt tự động đóng lại-Recloser SCADA: Hệ thống điều khiển và giám sát thu thập dữ liệu. TP.HCM: Thành phố Hồ Chí Minh VHLĐ: Vận hành lưới điện. KĐĐC: Khởi động động cơ Network: Lưới điện

VVIIII

Dữ liệu mẫu có sẵn trên CD-ROM/DATA

Hết chương !

Chú ý Liên quan Ví dụ, bài tập Lưu tập tin ví dụ mẫu Hết chương

VVIIIIII

Mục lục tổng quát Phần Một: Kiến thức chuẩn bị CHƯƠNG 1: MÔ HÌNH LƯỚI ĐIỆN CHƯƠNG 2 PHÂN BỐ CÔNG SUẤT CHƯƠNG 3: NGẮN MẠCH CHƯƠNG 4: BÀI TOÁN KHỞI ĐỘNG ĐỘNG CƠ VÀ XÁC ĐỊNH ĐIỂM DỪNG TỐI ƯU CHƯƠNG 5: PHỐI HỢP BẢO VỆ CHƯƠNG 6: SÓNG HÀI CHƯƠNG 7: XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ BÙ TỐI ƯU CHƯƠNG 8: ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY CHƯƠNG 9: CÁC VẤN ĐỀ KHÁC CỦA LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI Phần Hai: Hướng dẫn sử dụng phần mềm CHƯƠNG 1: HƯỚNG DẪN CÀI ĐẶT PHẦN MỀM PSS/ADEPT CHƯƠNG 2: HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG PHẦN MỀM PSS/ADEPT PHỤ LỤC 1: MÔ HÌNH XUẤT TUYẾN DÂY ĐỘC LẬP PHỤ LỤC 2: NGUYÊN TẮC PHÂN PHỐI PHỤ LỤC 3: KIỂU DỮ LIỆU Phần Ba: Kỹ năng áp dụng-Phần cơ bản CHƯƠNG 1: DỮ LIỆU CHUẨN BỊ CHƯƠNG 2: CÁC BƯỚC THỰC HIỆN CHƯƠNG 3: MỘT SỐ KẾT QUẢ ÁP DỤNG Phần Bốn: Cẩm nang sử dụng Phần Năm: Kỹ năng áp dụng-Phần nâng cao CHƯƠNG 1: XỬ LÝ SỐ LIỆU CHƯƠNG 2: BỔ SUNG CÁC THÔNG SỐ VÀO PHẦN MỀM CHƯƠNG 3: BIỂU DIỄN, PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ TÍNH TOÁN HỖ TRỢ

RA QUYẾT ĐỊNH CHƯƠNG 4: ĐÚC KẾT KINH NGHIỆM ÁP DỤNG TẠI MỘT SỐ LƯỚI ĐIỆN CỦA CÁC

ĐIỆN LỰC KHU VỰC CHƯƠNG 5: QUẢN LÝ VÀ TÍNH TOÁN LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI TRÊN NỀN HỆ

THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ CHƯƠNG 6: MÔ PHỎNG VẬN HÀNH LƯỚI ĐIỆN CHƯƠNG 7: GIẢI PHÁP CHIA SẺ KHÓA CỨNG PHẦN MỀM TRÊN MÁY ĐƠN CHO

NHIỀU NGƯỜI SỬ DỤNG CHƯƠNG 8: TÌM HIỂU MỘT SỐ PHẦN MỀM PHÂN TÍCH LƯỚI ĐIỆN KHÁC Phần Sáu: Thuật ngữ Anh-Việt đối chiếu qua các slide bài giảng Phần Bảy: Các slide bài giảng của PTI software

SỬ DỤNG PHẦN MỀM PHÂN TÍCH VÀ TÍNH TOÁN LƯỚI ĐIỆN

PSS/ADEPT

Phần Hai: Hướng dẫn sử dụng

phần mềm

GIÁO TRÌNH TẬP HUẤN

02

1

MMỤỤCC LLỤỤCC CCHHII TTIIẾẾTT PPHHẦẦNN 22 MỤC LỤC CHI TIẾT PHẦN 2 ......................................................................1 CHƯƠNG 1: HƯỚNG DẪN CÀI ĐẶT PHẦN MỀM PSS/ADEPT ............4 II.. YYêêuu ccầầuu vvềề ccầầuu hhììnnhh mmááyy ttíínnhh......................................................................5 IIII.. KKiiểểmm ttrraa ccáácc pphhâânn hhệệ PPSSSS//AADDEEPPTT ............................................................5 IIIIII.. TTiiếếnn hhàànnhh ccààii đđặặtt .......................................................................................5

IIIIII..11.. CChhuuẩẩnn bbịị..................................................................................................................5 IIIIII..22.. CChhọọnn kkiiểểuu ccààii đđặặtt ....................................................................................................6 IIIIII..33.. MMàànn hhììnnhh WWeellccoommee ................................................................................................7 IIIIII..44.. ĐĐọọcc kkhhuuyyếếnn ccááoo vvềề bbảảnn qquuyyềềnn................................................................................7 IIIIII..55.. MMãã nnhhậậnn ddiiệệnn kkhháácchh hhàànngg.......................................................................................7 IIIIII..66.. CChhọọnn tthhưư mmụụcc ccààii đđặặtt..............................................................................................8 IIIIII..77.. CCơơ ssởở ddữữ lliiệệuu bbảảoo vvệệ vvàà pphhốốii hhợợpp ...........................................................................9 IIIIII..88.. CChhọọnn tthhưư mmụụcc đđặặtt cchhưươơnngg ttrrììnnhh..............................................................................9 IIIIII..99.. QQúúaa ttrrììnnhh ccààii đđặặtt ...................................................................................................10 IIIIII..1100.. KKhhooáá ccứứnngg...........................................................................................................10 IIIIII..1111.. HHooàànn tthhàànnhh ccààii đđặặtt ..............................................................................................11

IIVV.. GGỡỡ PPSSSS//AADDEEPPTT......................................................................................12 CHƯƠNG 2: HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG PHẦN MỀM PSS/ADEPT.........14 II.. Chức năng ..................................................................................................15

I.1.1. Các chức năng ứng dụng:.................................................................................15 I.1.2. Các phân hệ của PSS/ADEPT:.........................................................................15 I.1.3. Các cửa sổ ứng dụng của PSS/ADEPT:...........................................................16 I.1.4. Khóa cứng ........................................................................................................16

IIII.. Các cửa sổ View: ......................................................................................17 II.1.1. Diagram View:................................................................................................18 II.1.2. Cửa sổ Equipment List View :........................................................................19 II.1.3. Cửa sổ Progress View:....................................................................................21 II.1.4. Cửa sổ Report Preview: ..................................................................................21

IIIIII.. Các thanh công cụ ...................................................................................22 III.1. Thanh trạng thái ( Status Bar): .............................................................................22 III.2. Thanh menu chính ( Main Menu):........................................................................23 III.3. Thanh công cụ ( Tool Bars):................................................................................23 III.4. File Toolbar: .........................................................................................................25 III.5. Diagram Toolbar ..................................................................................................26 III.6. Analysis Toolbar: .................................................................................................27 III.7. Zoom Toolbar:......................................................................................................27

IIVV.. Tạo báo cáo .............................................................................................28 IV.1. Results Toolbar: ...................................................................................................28 IV.2. Reports Toolbar:...................................................................................................28

VV.. Thiết đặt các thông số chương trình PSS/ADEPT: ..................................29 V.1. Thiết đặt thông số lưới điện chương trình của PSS/ADEPT: ................................29 V.2. Thiết đặt thông số cho cửa sổ Diagram View: ......................................................30

PHỤ LỤC 1: MÔ HÌNH XUẤT TUYẾN DÂY ĐỘC LẬP.........................33 II.. TỔNG QUÁT ............................................................................................33 IIII.. NÚT ..........................................................................................................33 IIIIII.. NGUỒN...................................................................................................34

2

IIVV.. NHÁNH VÀ DÂY DẪN.........................................................................34 VV.. TỤ .............................................................................................................35 VVII.. MÁY BIẾN THẾ ....................................................................................35 PHỤ LỤC 2: NGUYÊN TẮC PHÂN PHỐI ................................................39 II.. Giới thiệu ...................................................................................................39 IIII.. Thiết kế lưới điện phân phối.....................................................................40 IIIIII.. Giới thiệu chất lượng điện năng..............................................................44 PHỤ LỤC 3: KIỂU DỮ LIỆU ......................................................................56 II.. Hệ thống.....................................................................................................56 IIII.. Nút ............................................................................................................57 IIIIII.. Dây dẫn....................................................................................................57 IIVV.. Máy biến áp.............................................................................................59 VV.. Tải tĩnh (Static load).................................................................................62 VVII.. Tải điện năng (MWh Load) ...................................................................63 VVIIII.. Nguồn.....................................................................................................65 VVIIIIII.. Thiết bị đóng cắt...................................................................................66 IIXX.. Thiết bị bảo vệ.........................................................................................67 TÀI LIỆU THAM KHẢO:............................................................................68

CHƯƠNG 1: HƯỚNG DẪN CÀI ĐẶT

PHẦN MỀM PSS/ADEPT

4

CCHHƯƯƠƠNNGG 11:: HHƯƯỚỚNNGG DDẪẪNN CCÀÀII ĐĐẶẶTT PPHHẦẦNN MMỀỀMM

PPSSSS//AADDEEPPTT Trong các phần mềm tính toán và phân tích lưới điện hiện nay, phần mềm

PSS/ADEPT của Shaw Power Technologics, Inc được sử dụng rất phổ biến. Mỗi phiên bản tùy theo yêu cầu người dùng được bán kèm khóa cứng dùng chạy trên máy đơn hay máy mạng. Với phiên bản chạy trên đơn và khóa cứng kèm theo, chỉ chạy được trên một máy tính duy nhất.

Hiện nay có nhiều phần mềm giải tích lưới điện với các chức năng phân tích tính toán như: Phân bố cống suất, ngắn mạch, đặt tụ bù tối ưu, phối hợp bảo vệ.v.v…Với các sản phẩm thương mại như: APEN Oneliner, họ PSS/*, CYME, EMTP, VPro.v.v…Các phần mềm này có thuật toán phức tạp và thường phải qua tập huấn mới sử dụng được.

Phần mềm PSS/ADEPT (Shaw Power Technologies, Inc) là một phần mềm phân tích và tính toán lưới điện rất mạnh, phạm vi áp dụng cho lưới điện cao thế cho đến hạ thế với qui mô số lượng nút không hạn chế và hoàn toàn có thể áp dụng rộng rãi trong các công ty Điện lực.

Phần mềm PSS/ADEPT được phát triển dành cho các kỹ sư và nhân viên kỹ thuật trong ngành điện. Nó được sử dụng như một công cụ để thiết kế và phân tích lưới điện phân phối. PSS/ADEPT cũng cho phép chúng ta thiết kế, chỉnh sửa và phân tích sơ đồ lưới và các mô hình lưới điện một cách trực quan theo giao diện đồ họa với số nút không giới hạn. Tháng 04-2004, hãng Shaw Power Technologies đã cho ra đời phiên bản PSS/ADEPT 5.0 với nhiều tính năng bổ sung và cập nhật đầy đủ các thông số thực tế của các phần tử trên lưới điện.

Sau đây hướng dẫn cách cài đặt và gỡ phần mềm khi sử dụng với hệ thống máy tính đơn và mạng.

5

II.. YYêêuu ccầầuu vvềề ccầầuu hhììnnhh mmááyy ttíínnhh

Để cài đặt và chạy PSS/ADEPT, máy tính cần đáp ứng cấu hình như sau”

Bộ vi xử lý Pentium III hay Pentium IV 1.6 Hz.

RAM 256 MB.

50 MB dung lượng ổ cứng còn trống để cài đặt chương trình.

Hệ điều hành Windows 2000, Windows XP hay Windows Vista.

Cổng parallel hay USB để cắm khóa cứng.

Màn hình với độ phân giải SVGA (1024 × 768 hay cao hơn) .

IIII.. KKiiểểmm ttrraa ccáácc pphhâânn hhệệ PPSSSS//AADDEEPPTT

Sản phẩm phần mềm PSS/ADEPT được cung cấp với các chức năng tính toán thông qua các phân hệ (module) tuỳ chọn.

• Module Base: Gồm 2 chức năng cơ bản là: Phân bố công suất và tính ngắn mạch.

• Các Module phân tích khác: Phối hợp bảo vệ, phân tích sóng hài, khởi động động cơ, xác định vị trí bù tối ưu, xác định điểm dừng tối ưu, tính toán độ tin cậy thực hiện các bài toán tương ứng.

• Các Module hỗ trợ: Tính toán thông số đường dây, máy biến thế,….

EVN đã mua bản quyền Phần mềm PSS/ADEPT 5.0 trang bị cho các đơn vị. Phiên bản này gồm đầy đủ các các phân hệ tính toán kèm theo.

PSS/ADEPT có thể cài đặt cho máy chủ hay máy đơn. Cách cài đặt cho máy đơn sẽ được hướng dẫn say đây, phần cài đặt cho máy chủ sẽ được hướng dẫn trực tiếp trong khóa đào tạo.

IIIIII.. TTiiếếnn hhàànnhh ccààii đđặặtt

IIIIII..11.. CChhuuẩẩnn bbịị

Bạn cần biết trước các thông tin về bản quyền trước khi cài đặt. CD-ROM được cung cấp kềm có chức năng tự chạy khi bạn đặt nó vào ổ CD-ROM trên máy tính của bạn.

6

Trong trường hợp không kích hoạt được chức năng này, bạn có thể gõ vào dòng lệnh sau khi kích hoạt menu Start>Run, D:\PSS-ADEPT5\SETUP.EXE, nếu D: là ký tự của ổ CD-ROM. Màn hình tự chạy xuất hiện như sau:

Hình 1 màn hình tự chạy của phần mềm

IIIIII..22.. CChhọọnn kkiiểểuu ccààii đđặặtt

Hình 2 hộp thoại chọn kiểu cài đặt

7

IIIIII..33.. MMàànn hhììnnhh WWeellccoommee

Xuất hiện hộp thoại Welcome, ấn nút “Next” để tiếp tục tiến trình cài đặt.

Hình 3 hộp thoại Welcome

IIIIII..44.. ĐĐọọcc kkhhuuyyếếnn ccááoo vvềề bbảảnn qquuyyềềnn

Shaw PTI yêu cầu chúng ta chấp nhận các khuyến cáo về bản quyền được trưng ra trong hộp thoại sau.

Sau đó bạn ấn nút “Yes” để tiếp tục tiến trình cài đặt. Ấn “No” để huỷ cài đặt.

Hình 4 hộp thoại chứa thông tin khuyến cáo về bản quyền

IIIIII..55.. MMãã nnhhậậnn ddiiệệnn kkhháácchh hhàànngg

Qúa trình cài đặt sẽ yêu cầu bạn một vài thông tin về người dùng. Tại hộp thoại sau, bạn nhập vào tên công ty và số CD key được cấp bởi PSS/ADEPT. Ấn nút “Next” để tiếp tục tiến trình cài đặt.

8

Hình 5 hộp thoại nhập thông tin nhận diện khách hàng

Nếu bạn nhập không đúng mã, thông báo sau sẽ xuất hiện và bạn sẽ quay trở lại để thực hiện lại bước này.

Hình 6 thông báo không đúng CD key

IIIIII..66.. CChhọọnn tthhưư mmụụcc ccààii đđặặtt

Chọn thư mục đến cho PSS/ADEPT; thư mục mặc định sẽ là C:\Program Files\PTI\PSS-ADEPT5 bạn nên chấp nhận đường dẫn mặc định này, đừng thay đổi gì tại bước này. Ấn nút “Next” để tiếp tục tiến trình cài đặt.

9

Hình 7 hộp thoại chọn thư mục đến

IIIIII..77.. CCơơ ssởở ddữữ lliiệệuu bbảảoo vvệệ vvàà pphhốốii hhợợpp

Nếu bạn chọn Access sẽ xuất hiện thông báo chấp nhận, số CD key được cấp sẽ xác định bạn có được quyền cài đặt thành phần dữ liệu thiết bị bảo vệ và phối hợp.

Hình 8 thông báo chấp nhận cơ sở dữ liệu access

IIIIII..88.. CChhọọnn tthhưư mmụụcc đđặặtt cchhưươơnngg ttrrììnnhh

Chọn thư mục chương trình cho PSS/ADEPT; PSS-ADEPT5 là thư mục mặc định trong thư mục program flies. Ấn nút “Next” để tiếp tục tiến trình cài đặt .

10

Hình 9 hộp thoại chọn thự mục chương trình

IIIIII..99.. QQúúaa ttrrììnnhh ccààii đđặặtt

Bạn sẽ thấy hộp thoại mô tả diễn tiến của quá trình cài đặt như dưới đây.

Hình 10 hộp thoại theo dõi tình trạng cài đặt

IIIIII..1100.. KKhhooáá ccứứnngg

PSS/ADEPT thường được bảo vệ bằng khoá cứng, ta hay gọi là dongle. Bạn chọn đúng các tập tin nhận diện thiết bị (driver) của khoá cứng được cấp. Ấn nút “Next” để tiếp tục tiến trình cài đặt.

11

Hình 11 hộp thoại chọn loại khoá cứng

Hình 12 khuyến cáo các khoá cứng cắm vào cổng USB

Thông báo cho biết thành phần Crystal Reports được cài đặt cùng PSS/APEPT-5

Hình 13 cài đặt thành phần Crystal Reports

IIIIII..1111.. HHooàànn tthhàànnhh ccààii đđặặtt

Khi cài đặt hoàn tất. Nếu cần chạy PSS/ADEPT ngay lập tức, bạn có thể chọn khởi động lại máy sau đó.

12

Hình 14 hộp thoại hoàn tất cài đặt

Hình 15 Thư mục tập tin nguồn

IIVV.. GGỡỡ PPSSSS//AADDEEPPTT

Bạn có thể gỡ bỏ phần mềm PSS/ADEPT ra khỏi máy bằng cách vào Control Panel>Settings chọn nút Add/Remove. Sau đó cá thành phần và các thông tin đăng ký của phần mềm sẽ được gỡ bỏ ra khỏi máy tính của bạn

Hết chương !

CHƯƠNG 2: HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG

PHẦN MỀM PSS/ADEPT

14

CCHHƯƯƠƠNNGG 22:: HHƯƯỚỚNNGG DDẪẪNN SSỬỬ DDỤỤNNGG PPHHẦẦNN MMỀỀMM

PPSSSS//AADDEEPPTT PSS/ADEPT (The Power System Simulator/Advanced Distribution

Engineering Productivity Tool) là công cụ phân tích lưới điện phân phối. PSS/ADEPT gồm có các chức năng sau :

Phân bố công suất.

Tính toán ngắn mạch tại 01 điểm hay nhiều điểm.

Phân tích khởi động động cơ.

Tính toán xác định vị trí bù tối ưu (ứng động hay cố định).

Tính toán phân tích sóng hài.

Phối hợp các thiết bị bảo vệ.

Tính toán xác định điểm dừng tối ưu.

Phân tích đánh gia độ tin cậy.

PSS/ADEPT giúp phân tích và tính toán lưới điện. Tính toán và hiển thị các thông số về dòng (I), công suất (P, Q) của từng tuyến dây (đường trục và nhánh rẽ), đáng giá tình trạng mang tải của tuyến dây thông qua chức năng phân bố công suất (Load Flow Analysis). Tính toán xác định vị trí bù tối ưu (CAPO, tối ưu hóa việc đặt tụ bù). Tính các thông số SAIFI, SAIDI, CAIFI, CAIDI đánh giá độ tin cậy của tuyến dây thông qua chức năng DRA. Tính toán dòng ngắn mạch thông qua chức năng Fault, Fault All. Chọn điểm dừng lưới tối ưu (TOPO): chương trình cho ta biết điểm dừng lưới ít bị tổn thất công suất nhất trên tuyến dây đó. Khởi động động cơ (Motor Starting): chương trình tính toán phân tích các quá trình xảy ra, ảnh hưởng như thế nào đến tuyến dây, khi có động cơ (đồng bộ hay không đồng bộ) với công suất lớn, khi khởi động trong tuyến dây. Phân tích sóng hài (Harmonics). Phối hợp các thiết bị bảo vệ (Protection Coordination). Hỗ trợ cho công tác thiết kế, phát triển lưới điện bằng cách sử dụng kết quả tính toán của chương trình tại mọi thời điểm. Dự đoán được quá tải các phần tử trên lưới điện.

15

II.. Chức năng

I.1.1. Các chức năng ứng dụng:

PSS/ADEPT cung cấp đầy đủ các công cụ ( Tools) cho chúng ta trong việc thiết kế và phân tích một luới điện cụ thể. Với PSS/ADEPT, chúng ta có thể:

Vẽ sơ đồ và cập nhật lưới điện trong giao diện đồ họa

Việc phân tích mạch điện sử dụng nhiều loại nguồn và không hạn chế số nút

Hiển thị kết quả tính toán ngay trên sơ đồ lưới điện

Xuất kết quả dưới dạng report sau khi phân tích và tính toán

Nhập thông số và cập nhật dễ dàng thông qua data sheet của mỗi thiết bị trên sơ đồ

I.1.2. Các phân hệ của PSS/ADEPT:

Nhiều module tính toán trong hệ thống điện không được đóng gói sẵn trong phần mềm PSS/ADEPT, nhưng chúng ta có thể mua từ nhà sản xuất từng module sau khi cài đặt chương trình. Các module bao gồm:

Bài toán tính phân bố công suất (Load Flow – module có sẵn): phân tích và tính toán điện áp, dòng điện, công suất trên từng nhánh và từng phụ tải cụ thể.

Bài toán tính ngắn mạch (All Fault- module có sẵn): tính toán ngắn mạch tại tất cả các nút trên lưới, bao gồm các loại ngắn mạch như ngắn mạch 1 pha, 2 pha và 3 pha.

Bài toán TOPO (Tie Open Point Optimization), phân tích điểm dừng tối ưu: tìm ra những điểm có tổn hao công suất nhỏ nhất trên lưới và đó chính là điểm dừng lưới trong mạng vòng 3 pha

Bài toán CAPO (Optimal Capacitor Placement), đặt tụ bù tối ưu : tìm ra những điểm tối ưu để đặt các tụ bù cố định và tụ bù ứng động sao cho tổn thất công suất trên lưới là nhỏ nhất

Bài toán tính toán các thông số của đường dây (Line Properties Culculator): tính toán các thông số của đường dây truyền tải

Bài toán phối hợp và bảo vệ ( Protection and Coordination)

Bài toán phân tích sóng hài (Hamornics): phân tích các thông số và ảnh hưởng của các thành phần sóng hài trên lưới.

Bài toán phân tích độ tin cậy trên lưới điện (DRA- Distribution Reliability Analysis): tính toán các thông số độ tin cậy trên lưới điện như SAIFI, SAIDI, CAIFI, CAIDI…

16

I.1.3. Các cửa sổ ứng dụng của PSS/ADEPT:

Cửa số ứng dụng của PSS/ADEPT bao gồm nhiều thành phần chính như sau:

Cửa sổ View: bao gồm các thông tin cho các ứng dụng, đồ họa và 3 cửa sổ chính để thiết kế và phân tích một sơ đồ mạch điện

Thanh trạng thái (StatusBar) để hiển thị thông tin trạng thái của chương trình khi PSS/ADEPT đang tính toán

Thanh menu chính ( Main Menu) gồm các hàm chức năng trong PSS/ADEPT

Thanh công cụ (ToolBar) cung cấp tool giúp cho việc vẽ sơ đồ mạch điện thực hiện nhanh chóng và dễ dàng

I.1.4. Khóa cứng

Có 2 loại khóa cứng để bảo vệ bản quyền cho phần mềm này: loại parallel gắn ở cổng máy in và loại USB. Hiện nay, hãng Shaw Power Technologies cũng có 2 loại khóa cứng cho máy đơn và máy mạng. Chúng ta lưu ý không được gắn khóa cứng vào trong quá trình cài đặt vì sẽ làm hư khóa cứng ( theo khuyến cáo của nhà sản xuất).

Hình 16 Các cửa sổ View trong PSS/ADEPT

Cửa số ứng dụng của PSS/ADEPT bao gồm nhiều thành phần chính như sau:

Cửa sổ View: bao gồm các thông tin cho các ứng dụng, dồ họa và 3 cửa sổ chính để thiết kế và phân tích một sơ đồ mạch điện

Thanh trạng thái (StatusBar) để hiển thụ thông tin trạng thái của chương trình khi PSS/ADEPT đang tính toán

17

Thanh menu chính ( Main Menu) gồm các hàm chức năng trong PSS/ADEPT

Thanh công cụ (ToolBar) cung cấp tool giúp cho việc vẽ sơ đồ mạch điện thực hiện nhanh chóng vả dễ dàng

IIII.. Các cửa sổ View: Cửa sổ ứng dụng View bao gồm 4 cửa sổ chính:

Diagram View ( luôn luôn xuất hiện)

Equipment List View ( chúng ta có thể hiển thị hoặc ẩn)

Progress View (chúng ta có thể ẩn đi)

Report Preview ( xuất hiện khi chúng ta thực report)

Hình 17 Các cửa sổ View trong PSS/ADEPT

Mỗi cửa sổ hiển thị những thông tin cụ thể khác nhau của nội dung dữ liệu trong một ứng dụnh của PSS/ADEPT.

Diagram View là cửa sổ chính trong ứng dụng của PSS/ADEPT. Nó luôn xuất hiện khi chúng ta bắt đầu một ứng dụng, ví dụ như ta tiến hành tạo một sơ đồ lưới. Cửa sổ Report Preview chỉ xuất hiện khi ta cần report một thống số cụ thể ( như điện áp nút, dòng nhánh, công suất nhánh, tổn thất công suất, tổn thất điện áp…). Chúng ta có thể ẩn hoặc hiện các cửa sổ Equipment List hay Progress View.

18

II.1.1. Diagram View: Cửa sổ này hiển thị một cách trực quan các thiết bị của một sơ đồ lưới điện.

Chúng ta chỉ viện click vào các biểu tượng trên thanh công cụ và đặt vào cửa sổ để thực hiện việc tạo sơ đồ lưới. Hơn nữa, chúng ta còn có thể quan sát kết quả tính toán và phân tích trên giao diện này. Pop-up menu ( cửa sổ khi click chuột phải) của cửa này còn cung cấp cho người sử dụng các chức năng riêng trong Diagram View.

Hình 18 Diagram Pop-up menu

Cut: cho phép cắt một đối tượng đã được chọn (sơ đồ hoặc chỉ một đối tượng trong sơ đồ) và dán vào clipboard chỉ dành riêng cho ứng dụng PSS/ADEPT

Copy: cho phép copy một đối tượng đã được chọn (sơ đồ hoặc chỉ một đối tượng trong sơ đồ) và dán vào clipboard chỉ dành riêng cho ứng dụng PSS/ADEPT

Copy to Clipboard: cho phép copy toàn bộ hình ảnh trong ứng dụng PSS/ADEPT và chúng ta có thể paste vào các ứng dụng khác, chẳng hạnh như Word v.v…

Paste: dán nội dung của clipboard

Delete: chó phép xóa một đối tượng khi đố tượng đó không còn kết nối vào các đối tượng khác trên sơ đồ lưới, ví dụ như khi ta muốn xóa một node thì ta phải xóa các dây nối với node đó.

19

Select All: cho phép chọn tất cả các đối tượng

Toggle: cho phép bật tắt, hiển thị hoặc ẩn các đối tượng

+ In-service: chỉ ra rằng đối tượng đó đang kích hoạt hay không kích hoạt.

+ Autoposition: cho phép tắt hay mở chức năng định vị trí tự động của các đối tượng trong ứng dụng

Add Item(s) to:

+ Group: đưa một đối tượng được chọn vào Group

+ Layer: đưa một đối tượng được chọn vào Layer

+ Load Category: đưa một đối tượng được chọn vào Load Category

+ Motor Starting: đưa một đối tượng được chọn vào việc phân tích Motor Starting

+ CAPO: đưa một đối tượng được chọn vào việc phân tích đặt tụ bù tối ưu

Re-phase: chọn lại các pha cần cho việc tính toán

Properties: hiển thị thông số của một thiết bị trên sơ đồ lưới

Load Flow: thực hiện việc tính toán phân bố công suất

Fault: thực hiện việc tính toán ngắn mạch

Motor Starting: thực hiện việc tính toán bài toán khởi động cơ

Diagram Properties: hiển thị tài nguyên của cửa sổ

Lock Diagram: khóa các chức năng thực hiện trong cửa sổ như thêm một đối tượng, định vị lại hay xóa một đối tượng…

Print: in ấn nhanh một sơ đồ lưới

II.1.2. Cửa sổ Equipment List View : Các chức năng trong cửa sổ này được trình bày một cách trật tự và dễ hiểu

khi sử dụng.

Branches: bao gồm line/cables, switches, transformers và series capacitors

Shunt devices: bao gồm capacitors, machines, static loads, MWH loads, harmonics injections, harmonics filters và standard faults

Defaults bao gồm các thông số mặc định của một số đối tượng như node, nhánh, các thiết bị nối song song.

20

Hình 19 Cửa sổ Equipment List

The Equipment List pop-up menu cung cấp những chức năng phụ trợ tùy thuộc vào vị trí mà ta chọn pop-up menu. Ví dụ như:

Click chuột phải lên Network, ta có pop-up menu như sau

Ở đây, chúng ta có thể dock hoặc hide Equipment List View.

Hình 20 Cửa sổ Equipment List pop-up

Click chuột phải lên Static Loads, ta có pop-up menu như sau:

21

Hình 21 Cửa sổ Equipment List pop-up mở rộng

II.1.3. Cửa sổ Progress View: Hiển thị các message khi chương trình thực hiện. Các messages này có thể là

những thông báo lỗi hay những cảnh báo về một hoạt động của chương trình, và cũng có thể là kết quả hiển thị khi thực thị một chức năng tính toán cụ thể như tính phân bố công suất, tính ngắn mạch, tính toán khởi động động cơ.

Hình 22 Cửa sổ Progress View

II.1.4. Cửa sổ Report Preview: Hiển thị các kết quả report sau khi phân tính và tính toán một bài toán cụ thể,

từ đây ta có thể in ấn các kết quả này một cách dễ dàng thông qua File\Print.

22

Hình 23 Cửa sổ Report Preview

Trên cửa sổ Report Preview có hẳn một menu riêng của nó.

IIIIII.. Các thanh công cụ

III.1. Thanh trạng thái ( Status Bar): Hiển thị các thông tin giải thích khi thực hiện PSS/ADEPT. Ví dụ như khi ta

chọn một đối tượng trên thanh công cụ hoặc trên menu lựa chọn, tên của đối tượng hay của menu sẽ hiển thị trên thanh trạng thái.

23

Hình 24 Cửa sổ Application View sau khi tính phân bố công suất

III.2. Thanh menu chính ( Main Menu): Thanh menu chính được trình bày như dưới đây:

Hình 25 Menu chính và các thanh công cụ

PSS/ADEPT sử dụng các menu để quản lý và thực thi các chức năng ứng dụng. Tùy thuộc vào từng menu cụ thể sẽ có các chức năng khác nhau. Tất cả các cửa sổ khác nhau như Diagram, Equipment View, Progess View cùng chia sẻ cùng một Main Menu.

III.3. Thanh công cụ ( Tool Bars): PSS/ADEPT có 7 thanh công cụ như sau:

File

Diagram

Analysis

Zoom

24

Results

Reports

Harmonics ( if licensed for this option)

Mỗi thanh công cụ bao gồm các nút cung cấp nhanh các chức năng trong PSS/ADEPT. Khi chúng ta rê chuột trên các nút trên thanh công cụ, mộ text box sẽ hiển thị giải thích chức năng của nút lệnh đó.

Hình 26 Network Diagram với Tooltips

Hơn nữa chúng ta có thể di chuyển các thanh công cụ từ nơi này đến nơi khác trên màn hình, tạo một thanh công cụ mới, ẩn một hay tất cả thanh công cụ, copy một nút lệnh từ thanh công cụ này đến thanh công cụ khác và cũng có thề xóa một toolbar.

Để chọn những thanh công cụ mà chúng ta muốn hiển thị trên màn hình, ta làm như sau:

Chọn Tools>Customize từ Main Menu, hộp thoại Customize hiển thị:

25

Hình 27 Cửa số tùy chọn

Chọn Toolbars Tag

Khi muốn hiển thị một toolbar, ta chỉ check vào trước mỗi toolbar cần chọn, chọn Show Tooltips để hiển thị.

Để tạo một toolbar mới, ta làm nhu sau:

Chọn Tools>Customize từ Main Menu, hộp thoại Customize hiển thị:

Chọn Toolbars Tag

Chọn New, hộp thoại Toolbar mới xuất hiện

Đặt tên cho Toolbar, click OK

Chọn Tag Commands

Trong cột Categories, chọn một toolbar category, các nút lệnh sẽ hiển thị trong thanh toolbar

Rê chuột đặt icons vào toolbar

Bấm Ok để kết thúc

III.4. File Toolbar: Thanh File Toolbar bao gồm những chức năng cơ bản cho việc tạo sơ đồ, mở

hoặc lưu một tập tin cả những file được định dạng của họ PSS/U (.dat) hay của họ PSS/ADEPT (.adp).

26

Hình 28 Thanh công cụ File

III.5. Diagram Toolbar Thanh công cụ Diagram Toolbar cung cấp nhiều icon để biểu diễn các phần

tử của một lưới điện trên Diagram View

Hình 29 Thanh công cụ Diagram

Để kiểm tra các thông số của chương trình, ta làm như sau:

Chọn File>Program Settings từ Main Menu, hộp thoại xuất hiện. Chọn thư viện dây dẫn cho lưới điện thông qua hộp thoại Construction Dictionary. Thoát và restart lại ứng dụng để update toolbar

Hình 30 Hộp thoại thiết đặt thông số chương trình

27

III.6. Analysis Toolbar: Thanh công cụ cung cấp nhiều chức năng phân tích và tính toán trên lưới

điện, bao gồm như sau:

Load Flow Culculation: tính toán phân bố công suất khi ở trạng thái ổn định

Flat Transformers

Fault Culculation: tính toán ngắn mạch tại tất cả các nút trong lưới điện

Toggle Fault Status

Clear Fault: Xóa các thiết bị gây ra ngắn mạch trên mạch điện

Motor Starting Culculation: tính toán bài toán khởi động động cơ

CAPO Analysis: tính toán bài toán đặt tụ bù tối ưu

TOPO Analysis: tính toán điểm dừng tối ưu

DRA Analysis: Tình toán độ tin cậy lưới điện

Harmonics Culculation: phân tích, tính toán sóng hài

Coordination: tính toán phối hợp các thiết bị bảo vệ

Load SnapShots

Analysis Options: hiển thị hộp thoại Option trước khi tính toán và phân tích

Network Validation

Hình 31 Thanh công cụ Analysis

III.7. Zoom Toolbar: Bao gồm các nút lệnh điều khiển cho phép phóng to hay thu nhỏ theo một tỷ

lệ tùy chọn như Pan, Zoom In, Zoom Out, Zoom Area, Zoom Previous, Zoom 100%, Zoom Extent, Diagram Properties.

28

Hình 32 Thanh công cụ Zoom

IIVV.. Tạo báo cáo

IV.1. Results Toolbar: Thanh công cụ này cho phép chúng ta tùy chọn để hiển thị kết quả trên sơ đồ.

Show phase A: Hiển thị kết quả cho pha A

Show phase B: Hiển thị kết quả cho pha B

Show phase C: Hiển thị kết quả cho pha C

Show Max (A,B,C) : Hiển thị kết quả lớn nhất trong 3 pha A,B,C

Show Min (A,B,C) : Hiển thị kết quả nhỏ nhất trong 3 pha A,B,C

Hình 33 Thanh công cụ Results

IV.2. Reports Toolbar: Cho phép ta xem kết quả báo cáo sau khi phân tích:

Branch Current by Phase: báo cáo kết quả dòng nhánh từng pha

Node Voltage by Phase: báo cáo điện áp nút từng pha

Power Flow Detailed: báo cáo chi tiết kết quả tính toán phân bố công suất

Power Flow Summary: báo cáo tổng quát tính toán phân bố công suất

Branch Power Losses: báo cáo tổn thất công suất trên nhánh

29

Input List: hiển thị thông số đầu vào

Voltage Profile: hiển thị điện áp

Hình 34 Thanh công cụ Report

VV.. Thiết đặt các thông số chương trình PSS/ADEPT:

V.1. Thiết đặt thông số lưới điện chương trình của PSS/ADEPT: Chúng ta phải thiết đặt các thông số trước khi thực hiện vẽ sơ đồ, phân tích

hay tính toán một project. PSS/ADEPT cho phép chúng ta thiết đặt thông số một cách độc lập với từng người sử dụng (user profile). Thư viện dây dẫn Construction dictionary (PTI.CON) trong PSS/ADEPT là file định dạng dưới mã ASCCI cung cấp các dữ liệu cho hệ thống như trở kháng, thông số dây, máy biến áp…

Ta mở hộp thoại Program Settings:

30

Hình 35 Chọn thư viện cho thông số chương trình

Để thiết thông số cho PSS/ADEPT, ta làm như sau:

Chọn File>Program Settings từ Main Menu

Chọn các Option trong PSS/ADEPT muốn thực hiện

Working Directories: chọn đuờng dẫn cho các file đầu vào (Import), Image File và Report File. Đường dẫn mặc định là: C:\Program Files\PTI\PSS-ADEPT5\Example (Input File) và C:\Program Files\PTI\PSS-ADEPT5\Rpt ( report file).

PSS/U Raw Data: đường dẫn mặc định là C:\Program Files\PTI\PSS-ADEPT5\Example\pti.con

Chú ý: chúng ta cũng có thể tạo ra những file thư viện dây dẫn, máy biến áp… phù hợp với lưới điện của Việt Nam, các file đó với phần mở rộng là .con. Chúng soạn thảo trong bất kỳ một ứng dụng soạn thảo nào như Word, Notepad, WordPad…

V.2. Thiết đặt thông số cho cửa sổ Diagram View: 1. Chọn Diagram>Properties từ Main Menu hoặc right-click trên pop-up

trong cửa sổ Diagram View và chon Diagram Properties.

Hình 36 Hộp thoại thông số sơ đồ lưới điện

Click vào thẻ General để thiết đặt các thông số cho cửa sổ Diagram View

31

Tất cả những lựa chọn này sẽ được thực thi khi nhấn nút Apply trước khi đóng cửa sổ hộp thoại.

Grid (spacing and snap distance): điều chỉnh khoảng cách các ô trong lưới

Colors ( Symbol, Text, Background, Grid, Invalid, Flow Arrow)

Item Labels: click chọn vào từng Item nếu muốn hiển thị trên Diagram View

Click chọn thẻ Color Coding: chúng ta có thể định dạng màu sắc cho từng ý định như điện áp ngưỡng, những nhánh quá tải, những node và nhánh có tải không cân bằng, những nhánh có hệ số công suất thấp v.v…

Click Apply để xác nhận

Hết chương !

PHỤ LỤC 1: MÔ HÌNH XUẤT

TUYẾN DÂY ĐỘC LẬP

33

PPHHỤỤ LLỤỤCC 11:: MMÔÔ HHÌÌNNHH XXUUẤẤTT TTUUYYẾẾNN DDÂÂYY ĐĐỘỘCC LLẬẬPP

II.. TỔNG QUÁT PSS/ADEPT làm việc với mô hình hệ thống mà không có các giả thiết đặt ra

có xét tới vận hành ba pha và mỗi dây được mô hình riêng. Trong khi phần này, có thể xử lý các xuất tuyến ba pha, củng có thể được dùng cho hệ thống một, hai, sáu pha hay khác nữa hoặc cho bài toán phân đoạn các hệ thống tách biệt (chẳng hạn, giữa đường nối tiếp và một đường dây truyền tải).

Các thành phần hệ thống được nhận biết bởi PSS/ADEPT là:

Nguồn điện áp đơn, có biên độ và pha

Dây riêng lẻ, với mỗi dây có tổng trở tự thân và hỗ cảm với bất kỳ đường dây nào khác.

Điện dung giữa bất kỳ hai nút nào.

Máy biến thế

Tải.

Nguồn, dây, máy biến thế, điện dung, và tải được kết nối giữa hai nút hay giữa nút và đất.

Nút tham chiếu ở đầu ra PSS/ADEPT là “nối đất xa”, và tất cả điện thế nút được biểu thị cho nối đất xa. Vì vậy, nếu một hệ thống có dây trung tính được kết nối qua thanh hay lưới nối đất, và có tổng trở đo được giữa nối đất và “nối đất xa”, tổng trở này sẽ được trình bày như dây chạy từ một nút hệ thống tới nút tham chiếu.

IIII.. NÚT Tất cả các kết nối của thiết bị trong PSS/ADEPT được qui định là nút. Mỗi nút

trong mô hình hệ thống PSS/ADEPT qui định một mối nối đơn giữa dây hay cực của thiết bị. (Nút PSS/ADEPT khác với nút PSSUT, trong đó nút PSSUT bao bồm lên tới 04 mối khi cần cho một hệ thống 3 hay 4 dây trong khi nút PSS/ADEPT không nhận biết cấu hình pha hệ thống)

Mỗi nút PSS/ADEPT được đặt tên có đến 5 ký tự; các ký tự này có thể được dùng một cách hệ thống thuận tiện liên hệ giữa các nút PSS/ADEPT và tên nút hay số gắn trong PSSUT. Hình 3-1, chẳng hạn, trình bày một phần của xuất tuyến 3 pha 4 dây có 17 nút trong PSSUT và 50 nút trong PSS/ADEPT. Các tên nút PSS/ADEPT là 1N tới 17A, với con số tương ứng với nhận dạng nút PSSUT, và ký tự hậu tố biểu thị pha mà nút PSS/ADEPT được gán.

34

Như trong PSSUT, các tên nút trong PSS/ADEPT là không được diễn giải về

số hay ký tự theo thứ tự trong báo cáo hay danh sách. Đúng hơn là, thứ tự mà các nút được đặt được qui định bằng cách liệt kê chúng theo thứ tự trong Tập tin Dữ liệu thô của Dây độc lập. Thứ tự trong các nút được liệt kê trong file thiết lập thứ tự nút sẽ được liệt kê trong các báo cáo.

Không cần thiết đặt nút khi các nguồn được định vị tại điểm bắt đầu, hay vị trí riêng biệt khác nào trong danh sách nút.

IIIIII.. NGUỒN Trong PSS/ADEPT, hệ thống cần phải có ít nhất là một nguồn. Một nguồn

trong PSS/ADEPT là điện áp Thevenin nối tiếp với tổng trở nguồn. Mỗi nguồn có thể được kết nối giữa bất kỳ hai nút nào, hay giữa các nút đơn và hệ thống “nối đất xa” tham chiếu.

Điện áp của mỗi nguồn cần phải được qui định theo biên độ và pha.

IIVV.. NHÁNH VÀ DÂY DẪN PSS/ADEPT nhận biết “nhánh” như các phần tử có tổng trở, nhưng không

nhận biết mô hình đường dây truyền tải riêng biệt. Đúng hơn là, nó nhận biết dây dẫn chạy và kết nối hai nút nào đó, hay bất kỳ nút nào và điểm tham chiếu “nối đất xa”. Mỗi dây dẫn chạy là một nhánh riêng lẻ có thể có cả hai tổng trở tự thân và hỗ cảm với các nhánh khác.

35

Một nhánh có thể là một dây của đường dây truyền tải, Thành phần dẫn riêng biệt (một điện trở hay điện cảm nhưng không phải là tụ), hay các thành phần khác như đường ống dây, chấn song, hay cấu trúc.

Mỗi nhánh được được tính, ít nhất, bởi tổng trở tự thân, Rs + jXs, theo điện cảm tự thân. Ngoài tổng trở tự thân, mỗi nhánh có thể có một hỗ cảm, Rm + jXm, với các dây dẫn khác như đã trình bày, chẳng hạn trong hình 3-2. Tổng trở tự thân và hỗ cảm nhánh là hàm của các kích thước các dây dẫn riêng lẻ, và cách bố trí không gian của nó, và có thể được tính toán bởi chương trình hằng số đường dây truyền tải.

PSS/ADEPT cho phép nhánh được đóng vào hay ngắt ra khỏi mô hình hệ thống. Khi một nhánh được ngắt khỏi mô hình, PSS/ADEPT bỏ qua nó hoàn toàn; và nó được xem xét như thể không tồn tại. Điều này quan trọng khi các nhánh có nối kết về cảm và dung với các nhánh khác vì các thiết bị đóng ngắt mở ra tại cuối của nhánh để tồn tại đường dẫn dòng cảm-dung. Điều này được trình bày trong hình 3-3. Trong tình huống này, ngắt nhánh j-k khỏi bài toán là khác với ngắt cả hai nhánh i-j và k-l.

VV.. TỤ Nhánh tụ có thể chạy giữa hai nút nào hay giữa một nút nào và “nối đất xa”

tham chiếu. Nhánh tụ trong mô hình PSS/ADEPT có thể hiện yếu tố tụ không rõ ràng, hay các ảnh hưởng tương đương của điện dung phân phối của đường dây truyền tải. PSS/ADEPT không mô hình rõ ràng điện dung đường dây truyền tải trong mô hình “dây dẫn” của nó. Do đó các nhánh tụ cần mô hình điện dung đường dây phải được xác định bằng cách sử dụng chương trình hằng số đường dây truyền tải để xác định điện dung phân phối như là một hàm bố trí không gian của các dây dẫn, và sau đó giảm điện dung phân phối tới điện dung không rõ ràng của mạng tương đương nhiều dây.

VVII.. MÁY BIẾN THẾ PSS/ADEPT sử dụng mô hình máy biến thế có tỉ lệ vòng dây cố định được

trình bày trong hình 3-4. Mỗi cuộn dây có thể được kết nối giữa hai nút, hay giữa nút và “nối đất xa” tham chiếu.

Số vòng dây trong cuộn dây tại nấc hoạt động

Số vòng dây trong cuộn dây tại nấc quy định điện áp danh định

Điện áp danh định của mỗi cuộn dây được qui định theo volt, và vị trí của nấc chuyển đổi trong mỗi cuộn dây được qui định bởi tỷ lệ chuyển đổi đơn vị, n:

36

Điện áp cuộn dây danh định phải tương ứng tới tỷ số điện áp của máy biến thế khi nó có điện từ một cuộn dây hở mạch và nấc chuyển đổi trong mỗi cuộn dây ở vị trí điện áp danh định.

37

PHỤ LỤC 2: NGUYÊN TẮC

PHÂN PHỐI

39

PPHHỤỤ LLỤỤCC 22:: NNGGUUYYÊÊNN TTẮẮCC PPHHÂÂNN PPHHỐỐII

II.. Giới thiệu Chất lượng điện năng tốt là không dễ định nghĩa vì chất lượng điện năng tốt

đối với động cơ tủ lạnh có thể không tốt đủ cho máy tính cá nhân. Ví dụ, mất điện ngắn hạn (nhất thời) sẽ không ảnh hưởng đáng kể đến động cơ, đèn, v,v... nhưng có thể gây thiệt hại lớn cho các đồng hồ số, VCRs, v,v... Các lãnh vực chính chất lượng công suất được minh hoạ trong hình 4-1. một số được mô tả như sau:

Mất điện (sự gián đoạn). Mất điện là mất điện áp hoàn toàn thường kéo dài ngắn là từ 30 chu kỳ lên tới hàng giờ (thậm chí là ngày trong một vài trường hợp). Mất điện thường được gây ra bởi tác động của CB hay chì do sự cố mang lại. Một vài sự gián đoạn này có thể được phân loại là thường trực trong khi các sự gián đoạn khác là tạm thời (nhất thời).

Sóng (sóng sét hay sóng ngắt). Sóng là điện áp ngắn hay dòng quá độ có thể có thời gian vô cùng ngắn và biên độ cao. Điển hình, sóng gây ra bởi thao tác đóng cắt hay sét đánh. Sóng có thể được tạo ra bởi hộ tiêu thụ do đóng cắt tải hay thao tác đóng cắt có ích (tụ, máy cắt, v.v...). Sóng luôn luôn tồn tại trong hệ thống nhưng chỉ có trong những năm gần đây mà nó mới được chú ý tới, phần lớn là do độ nhạy của thiết bị điện tử như VCRs và PCs.

Điện áp thấp (áp rơi). Hộ tiêu thụ mà trải qua khoảng thời gian dài (một vài giây hay dài hơn) sử dụng điện áp thấp hơn giới hạn điện áp thấp vận hành danh định thích hợp (Phạm vi ANSI [A] điện áp phục vụ và giới hạn điện áp sử dụng thấp 114 V và 110 V ) có thể được xem là trải qua tình huống điện áp thấp. Tình huống như vậy có thể được gây ra bởi một số các yếu tố như quá tải hay dây điện nhà dẫn điện kém, nối xấu và/hay sụt áp trên hệ thống sử dụng.

Sóng hài. Có các thành phần tần số không cơ bản lệch tần số công nghiệp 60 HZ. Chúng có tần số là tích hợp bội của tần số cơ bản 60 HZ. Các sóng hài là không được giới thiệu tổng quát do tiện lợi hơn là do thiết bị khách hàng. Ví dụ, tải công nghiệp phi tuyến lớn có thể tạo ra sóng hài, nếu có đủ biên độ, có thể chạy ngược lại hệ thống và ảnh hưởng đến các khách hàng khác.

Điện áp sag (võng). điện áp giảm ngắn hạn kéo dài một vài giây hay ít hơn được phân loại là điện áp sag. Điện áp sag có thể được tạo ra bởi sự cố trên hệ thống phân phối hay truyền tải hay bởi đóng ngắt tải có dòng ban đầu khởi động lớn (động cơ, máy biến thế, nguồn dc lớn). Điện áp sag có thể trầm trọng, đặt biệt trong trường hợp sự cố, có thể gây cho các tải có độ nhạy cao phải reset (máy tính, VCR, đồng hồ, v,v...).

40

Điện áp Swell (lồi). Khi sự cố một pha của hệ thống 03 pha 04 dây, hai pha khác gia tăng điện áp so với nối đất (khoảng 20%). Sự gia tăng ổn định điện áp được xem như là SWELL. Điện áp Swell thường có thời gian vài giây hay ít hơn, nhưng có thể kéo dài lâu khoảng một phút hay hơn nữa.

Quá áp. điện áp ổn định (vài giây hay lâu hơn) tại điện kế của khách hàng trên giới hạn điện áp mức cao 126 V theo ANSI Standards được phân loại là quá áp. Quá áp thường xãy ra do điều áp không thích hợp (hiệu chỉnh sai bộ điều áp và tụ).

IIII.. Thiết kế lưới điện phân phối Hệ thống điện thường được chia làm ba phần, phát điện, truyền tải, và phân

phối, thỉnh thoảng có thể được chia thêm thành phần thứ tư là truyền tải lại mà được xem như là một phần của truyền tải vì các cấp điện áp chồng chéo lên nhau và quá trình vận hành và bảo vệ là tương tự nhau. Hình 4-2 minh họa vài thành phần chính theo cách phân chia này.

Hệ thống phân phối, lãnh vực chúng ta quan tâm chính, thông thường chia làm ba thành phần sau:

Trạm biến áp phân phối.

Phân phối sơ cấp

Thứ cấp.

Ngay cả trong sơ đồ đơn tuyến được đơn giản hóa rất nhiều, có thể thấy hệ thống phân phối bao gồm nhiều cấp điện áp khác nhau, thiết bị, tải và các liên kết với nhau hơn là trong phát điện và hệ thống truyền tải.

41

Trạm biến áp phân phối

Hệ thống phân phối được cung cấp qua các trạm biến áp phân phối. Các trạm biến áp bao gồm hầu hết các số vô hạn các sự thiết kế dựa trên các xem xét như:

Mật độ tải, điện áp phía cao, điện áp phía thấp, mặt bằng có sẵn, yêu cầu về độ tin cậy, tăng trưởng tải, sụt áp, các điều kiện khẩn cấp, chi phí và tổn thất, v,v...

Một trạm biến áp điển hình cho trong hình 4-3. Trạm này cho thấy mức bố trí trung bình và các định mức thiết bị cho từng khảo sát công nghệ. Ví dụ, điện áp của thanh cái phía cao có thể từ 34.5 kV tới 345 kV và hơn nữa. Cấp điện áp phía cao trung bình khoảng 115 tới 138 kV bởi mức điện áp này thường đủ cao để duy trì nguồn đủ “vững” và đủ thấp để giảm chi phí cho các thiết bị phía cao. Như được trình bày, một trạm trung bình gồm có hai máy biến thế có định mức 21/28/35MVA (OA/FA/FOA) với tổng trở khoảng 10 %. Bảo vệ máy biến thế trạm nhờ vào CB phía cao và hạ nối với relay so lệch (relay quá dòng cũng được sử dụng dự phòng và không được trình bày). CB phía hạ máy biến thế cũng được dùng để bảo vệ chống sự cố thanh cái hạ cũng dự phòng cho CB các xuất tuyến.

42

Thanh cái điện áp thấp trong trạm có nhiều máy biến thế thường tách ra (có

thiết bị ngắt thuờng mở) để giảm dòng quẩn cũng như giảm dòng ngắn mạch từ hệ thống. Hai hay nhiều xuất tuyến thường được kết nối tới mỗi thanh cái qua CB xuất tuyến. Trong các trạm nhỏ có mức ngắn mạch thấp, thỉnh hoảng dùng recloser thay vì CB. Mức ngắn mạch tại cực thanh cái điện áp thấp thường được giữ tại 12,000 Am hay thấp hơn dù có nhiều hệ thống có mức cao hơn.

Các xuất tuyến phân phối

Hình 4-4 trình bày xuất tuyến phân phối sơ cấp với nhiều thiết bị khác nhau như chì, máy biến thế phân phối, recloser, thiết bị ngắt, v,v... nối tới nó. Nhiều thiết bị loại này được sử dụng chỉ tại cấp phân phối này như recloser. Mặt khác, vài thiết bị như tụ, máy biến thế, và chống sét cũng được dùng tại cấp truyền tải nhưng với nguyên tắc sử dụng khác nhau đáng kể. Như được trình bày, hầu hết các xuất tuyến phân phối là 3 pha 4 dây. Dây thứ tư là dây trung tính được nối với trụ, thường ở dưới các dây pha, và được kết nối đất lặp lại.

43

Xuất tuyến ba pha chính có thể hơi ngắn, một hay hai dặm, hay có thể dài tới

30 dặm. Cấp điện áp có thể cao đến 34.5kV, với điện áp thường gặp là cấp 15kV. Trong khi hầu hết các ba pha chính là trên không, phần nhiều xây dựng mới, đặc biệt xây dựng mạng một pha, được đặt ngầm. Các hệ thống ngầm có lợi thế là không bị sự cố thoáng qua như gió, sét đánh, động vật, v,v... Nói cách khác các sự cố dài hạn, thì khó định vị và sửa chữa và là chủ đề được chú trọng trong những năm vừa qua.

Phần thứ cấp

Mục đích của máy biến thế phân phối là giảm điện áp sơ cấp tới một cấp mà khách hàng có thể sử dụng được. Máy biến thế phân phối thương mại ba pha có kích cỡ từ 75kVA tới hơn 2000kVA. Máy biến thế một pha có kích cỡ từ 10kVA tới 300kVA mà 25 và 37.5kVA là phổ biến ở các khu vực dân cư.

Cấp điện áp thứ cấp ở US cho khu dân cư là 120/240. Nghĩa là gì là cư dân có thể chọn tuỳ theo yêu cầu của tải. Hình 4-5 minh họa sự kết nối một pha điển hình, hệ thống thứ cấp 03 dây được dùng hầu hết trong nhà. Điển hình, các thiết bị công suất thấp (ví dụ như bóng đèn) được kết nối tới trung tính ở cả hai phía máy biến thế thứ cấp. Thiết bị công suất cao như lò nướng, máy sấy quần áo, v,v... thường được kết nối với mạch 240volt vì sẽ làm giảm sụt áp tổn thất.

44

Hình 4-6 trình bày sự kết nối hệ thống thứ cấp 3 pha 4 dây 208/120 volts. Loại

kết nối này được dùng phổ biến khi tải ba pha vừa phải như tải một pha. Đối với tải cho thấp sáng công nghiệp và thương mại có công suất yêu cầu cao thì 480/277 được sử dụng. Hệ thống mạng thứ cấp dùng 208/120 hay 480/277 tùy theo yêu cầu tải.

IIIIII.. Giới thiệu chất lượng điện năng Hầu hết các thiết bị được kết nối tới một hệ thống điện được thiết kế để dùng

tại điện áp xác định. Tuy nhiên sẽ không thực tế để đáp ứng tất cả khách hàng trên một hệ thống phân phối với điện áp hằng số chính xác theo điện áp trên bản tên. Bởi vì có sụt áp trong mỗi phần của hệ thống từ máy phát tới điện kế khách hàng. Có sụt áp đáng kể trong dây bên trong nhà khách hàng. Vì sụt áp tỷ lệ với biên độ của dòng tải chạy tổng trở hệ thống, khách hàng xa trạm nhất xét về điện sẽ nhận điện áp thấp nhất. (xem hình 4-7).

Vì tất cả các khách hàng sử dụng cùng các thiết bị, nên cần thiết cung cấp cho họ các điện áp sử dụng hầu hết như nhau. Tuy nhiên, sự thoả hiệp là cần thiết giữa phạm vi điện áp nào cần phải cung cấp và phạm vi điện áp thiết bị sẽ hoạt động tốt. Nếu giới hạn điện áp được cung cấp bởi công ty điện là quá rộng thì chi phí thiết bị, đặc biệt là máy vi tính, sẽ cao, bởi vì nó sẽ được thiết kế để hoạt động tốt trong giới hạn. Mặt khác, nếu giới hạn điện áp được yêu cầu để thiết bị hoạt động tốt là quá hẹp thì chi phí cung cấp điện, mà không vượt quá giới hạn điện áp này, sẽ cao.

45

Qua thời gian, các công ty điện và các nhà sản xuất thiết bị cộng tác để thiết

lập tiêu chuẩn giới hạn điện áp hoạt động dẫn tới việc thiết bị hoạt động tốt không vượt quá yêu cầu thiết kế của hệ thống hay thiết bị.

Viện Tiêu chuẩn Mỹ (ANSI) đã thiết lập tiêu chuẩn C84-1-1984 “định mức điện áp cho hệ thống điện và thiết bị” và đã là công thức cho công ty điện và nhà sản xuất.

Hình 4-8 minh họa tiêu chuẩn phục vụ (đồng hồ đo) và điện áp sử dụng (tải). Công ty điện phải đáp ứng các yêu cầu “phục vụ” vì chỉ có khách hàng mới kiểm soát sụt áp trong mạch của họ. Giá trị Dãy A được qui định khi hệ thống được thiết kế và vận hành sao cho tất cả các điện áp phục vụ nằm trong giới hạn (114-126). Sự biến động điện áp ngoài các giới hạn này ít xảy ra. Điện áp Dãy B là cho phép cung cấp với điều kiện nó ít xảy ra (110 – 127). Khi có xảy ra, các phương pháp hiệu chỉnh phải được thực hiện trong thời gian hợp lý để cung cấp điện áp trong giới hạn Dãy A.

Điện áp nhấp nháy

46

Tuy nhiêu nhiều vấn đề điện áp với máy tính, không nhất thiết liên quan đơn thuần tới điện áp cao hay thấp, mà là điện áp thay đổi nhanh chóng. Có thể gọi là “điện áp nhấp nháy”. Thiết bị điều áp, sẽ được thảo luận sau, sẽ không bù cho sự thay đổi bất thường điện áp do sự áp dụng đột ngột của các tải có hệ số công suất thấp như các động cơ. Để minh hoạ hình 4-9 cho thấy hệ thống cung cấp cho lò hồ quang và một vài tải địa phương khi điện áp dao động có thể là một vấn đề.

Trong khi đó, dòng tải địa phương thường là hằng số, tải lò hồ quang chịu đựng các sự thay đổi nhanh và thay đổi sụt áp dọc theo xuất tuyến phân phối. Điện áp của xuất tuyến chính thay đổi và nhiễu loạn có thể được lưu ý bởi một vài tải địa phương nối với nó.

Hình 4-10 là một đường cong của điện áp dao động tối đa cho phép bóng đèn cháy sáng trước khi nó bị khách hàng phản đối. Nếu người sử dụng máy tính, chẳng hạn, trong vùng lân cận của sự máy bơm gia dụng hai máy điều hoà và lưu ý rằng các đèn cháy sáng nhấp nháy, anh ta có thể giả thiết, dùng đường cong này, điện áp thay đổi được thấy bởi thiết bị máy tính là sự khoảng 4% (hay hơn). Trong nhiều trường hợp, máy tính có thể nhạy hơn với điện áp thay đổi hơn là mắt người và do đó các vấn đề kinh nghiệm mắc người không thể khám phá.

47

Điện áp sag

Điện áp sag là điện áp ổ trạng thái ổn định giảm ngắn hạn. Sự giảm này, có thể kéo dài nhiều giây, có thể có ảnh hưởng rất nhỏ trên các tải nhạy cảm nếu sụt áp là không nhiều hơn 10% hay 20 % hay có ảnh hưởng lớn (tương tự mất điện), nếu điện áp sag là lớn (chẳng hạn 50%). Điện áp sag trong công nghiệp thường được gây ra bởi đóng tải lớn. Nó cũng có thể xảy ra thường trên thực tiễn, giảm trầm trọng do sự cố trên hệ thống gây ra. Hình 4-11 cho thấy giảm điện áp trầm trọng do sự cố máy biến thế. Hầu hết điện áp giảm trên hệ thống là do sự cố trên cùng xuất tuyến, tại trạm biến áp hay ngay cả xuất tuyến kế bên. Trong hầu hết các trường hợp, chúng khá dễ dàng xác định. Điều này đúng cho một số trường hợp giảm điện áp, nó thường không phải là tình huống giảm trầm trọng khi PLC không thể hoàn toàn bù cho sụt áp và relay điện áp thấp của PLC tác động.

48

Hình 4-12 minh họa các tình huống khác. Như trình bày, sự cố trên hệ thống

truyền tải có thể ảnh hưởng điện áp khách hàng hơn 50 dặm. Thỉnh thoảng, điện áp sag này có thể trầm trọng và gây ra ngắt PLCs, máy tính, v,v... Vấn đề thực tế là không có được hồ sơ địa phương về nhiễu loạn hệ thống khi một khách hàng gọi tới than phiền chất lượng điện vì vậy sự cố không ở trong hệ thống phân phối và có lẽ không cùng trong khu vực.

Quá điện áp

Công ty điện sử dụng bộ điều áp và tụ để điều khiển điện áp hệ thống. Thỉnh thoảng, đặt biệt trong điều kiện tải nhẹ, các thiết bị này có thể bị bù quá và tạo quá điện áp từ một vài giây tới nhiều giờ (xem hình 4-13).

49

Hình 4-14 trình bày ảnh hưởng của việc đưa 2700 kVAR tụ cố định vào hệ thống đang tải nhẹ. Có thể thấy, điện áp hệ thống, thường được giới hạn tới 127 volt (126 volt tại đồng hồ khách hàng), bây giờ có thể tới gần 130 volt trên phạm vi được đề nghị bởi ANSI C84.1.

Điện áp swell

Sự cố đất trên hệ thống 03 pha làm cho điện áp pha không bị sự cố tăng so với đất (xem hình 4-15). Điện áp tăng này có thể đến 30% cho 4 dây có hệ thống nối đất nhiều chổ và trên 70% cho hệ thống 3 dây. Khoảng thời gian điện áp gia tăng, hay “swell”, tuỳ theo hệ thống bảo vệ có thể lấy thời gian nữa chu kỳ.

Điều chỉnh điện áp

Công ty điện lực có thể điều chỉnh quá điện áp cho tải khách hàng. Tuy nhiên, sự điều khiển này không tức thời và không bảo đảm điện áp là hằng số, nhưng đơn thuần là duy trì điện áp trong giới hạn mong muốn. Trong khi thực hiện điều chỉnh

50

điện áp tiêu chuẩn có thể có kết quả cho đối với điện áp thay đổi từ từ, ít có kết quả cho điện áp nhấp nháy.

Điện áp điển hình cho tải nặng và nhẹ được trình bày trong hình 4-16. Chúng cho thấy, sụt áp hay tăng áp có thể xãy ra trên toàn hệ thống giữa máy phát và tải phục vụ. Có các định nghĩa khác nhau về cấp điện áp giữa các chu kỳ “tải nặng” và “tải nhẹ”. Dưới tải nặng, dòng công suất (vì vậy sụt áp) là lớn. Dưới tải nhẹ, sẽ ít sụt áp hơn. Chú ý các điện áp được hiệu chỉnh trong hệ thống,sao cho sụt áp quá mức không xãy ra.

Đối với xuất tuyến phân phối ngắn, hoàn toàn có thể đạt được điện áp tiêu

chuẩn bằng cách chỉ dùng thiết bị điều khiển điện áp trong trạm chẳng hạn LTC (bộ đổi nấc) hay bộ điều áp. Tuy nhiên, các xuất tuyến dài, hay các xuất tuyến có tải vô cùng nặng, cần thiết phải tăng thiết bị trạm biến áp với các bộ điều áp trên xuất tuyến.

Bên cạnh LTC và bộ điều áp, có nhiều dãy tụ mắc shunt giúp điều chỉnh điện áp xuất tuyến. Công suất phản kháng tụ cung cấp cho mạch có thể giảm hiệu quả và thậm chí triệt tiêu yêu cầu về var của tải cảm như các động cơ. Được đặt chiến lượt trên xuất tuyến, các tụ mắc shunt không những cải thiện điện áp mà còn giảm tổn thất tác dụng có liên quan đến xuất tuyến chính và mạng.

Hình 4-17 minh họa điện áp được cải thiện do nối dãy tụ ba pha trong xuất tuyến chính. Không có tụ (nối cứng) dãy điện áp phục vụ từ 105 % (khách hàng đầu tiên) tới 90 % của điện áp danh định (khách hàng cuối 108 volt). Với điện dung được kết nối từ xuất tuyến đến đất, điện áp sẽ được điều chỉnh như được trình bày bởi đường đứt nét. Điện áp dọc theo toàn bộ xuất tuyến là cộng (+) hay trừ (–) 5 % của điện áp danh định.

51

Sóng hài

Trong hệ thống lý tưởng, điện áp được cung cấp tới thiết bị của khách hàng, và kết quả là dòng tải có hình sin hoàn hảo. Tuy nhiên, không có điều kiện lý tưởng trong thực tế, vì vậy các sóng này thường bị méo. Độ méo này từ hình sin hoàn hảo là thường hiển thị dưới dạng các sóng hài méo dạng điện áp và dòng. Các vấn đề méo sóng hài không phải là vấn đề mới. Thật sự, méo dạng đã được quan sát bởi người vận hành hệ thống từ 1920. Thường, méo dạng được gây ra bởi tải phi tuyến được kết nối tới hệ thống phân phối. Ví dụ, lò hồ quang là phi tuyến vì nó vẽ một dòng không hình sin (giàu sóng hài) khi điện áp là hình sin (xem hình 4-18-a). Dòng tải méo dạng là nguyên nhân méo dạng điện áp thanh cái hệ thống (xem hình 4-18-b). Nhưng trong quá khứ, các nguồn sóng hài đã không được sử dụng rộng rãi, và sóng hài thường được giảm nhỏ khi sử dụng máy biến thế hình sao-tam giác được nối đất.

Ngày nay, Tuy nhiên, các phương pháp khác xử lý sóng hài là cần thiết vì ba

nguyên nhân:

Gần đây gia tăng sử dụng bộ chuyển đổi công suất tĩnh

Cộng hưởng mạng gia tăng

Thiết bị hệ thống và các tải nhạy với sóng hài.

52

Có hai tiêu chuẩn được dùng để đánh giá méo dạng sóng hài. Tiêu chuẩn đầu tiên là hạn chế dòng sóng hài mà người sử dụng có thể đưa vào hệ thống. Bảng 4-1 liệt kê giới hạn dòng sóng hài dựa trên kích cỡ hệ thống người sử dụng kết nối. Tỷ lệ Isc/IL là dòng ngắn mạch có sẵn tại điểm ghép nối thông thường (PCC) tới dòng tải cơ sở danh định. Vì vậy, khi kích thước tải sử dụng giảm theo kích cỡ hệ thống phần trăm sóng hài càng lớn người sử dụng cho phép vào hệ thống. Điều này bảo vệ các khách hàng khác trên cùng xuất tuyến một có chất lượng điện nào đó.

Giới hạn thứ hai quy định chất luợng điện áp cung cấp cho người sử dụng.

Bảng 4-2 liệt kê điện áp méo có thể chấp nhận được. Bảng này tương tự bảng của IEEE 519 – 1981. Vì công ty điện liên kết các khách hàng, nó có trách nhiệm giám sát dòng sóng hài mỗi người sử dụng đưa vào hệ thống và đảm bảo dòng không làm méo điện áp lớn hơn đã được liệt trong bảng 4-2. Các giá trị của bảng 4-2 là đủ thấp để đảm bảo thiết bị sẽ được hoạt động đúng.

Độ tin cậy

Cắt điện có thể là do mất điện thiết bị có kế hoạch hay không có kế hoạch. Mất điện thiết có kế hoạch như tăng công suất máy biến thế, việc cung cấp điện cho số nhỏ khách hàng là gián đoạn cố ý. Tuy nhiên, mất điện do không có kế hoạch (sự cố), như sét đánh, gió và nước đá. Trong cả hai trường hợp mất điện, hệ thống được thiết kế và bảo vệ được vận hành sao cho:

Số lần mất điện tối thiểu

Thời gian mất điện tối thiểu

Số lần gián đoạn khách hàng là tối thiểu

Các sự cố trên hệ thống được phân loại là tạm thời hay thường xuyên. Sự cố tạm thời có thể do sét đánh, động vật, gió, v,v... Khi có sự cố, đường dây phải được

53

cắt điện để ngăn chặn dòng sự cố và cho đủ thời gian để khử ion trên đường sự cố. Để làm vậy, CB trong trạm sẽ mở tức thời để cắt sự cố, và sau đó đóng lại sau một khoảng thời gian. Sự đóng lại này có thể xãy ra nhiều lần lập lại để phục hồi lưới điện đối với sự cố tạm thời. Thời gian trễ điển hình giữa các lần đóng lại được trình bày trong hình 4-19:

Đóng và mở CB thường đủ ngắn để hầu hết các khách hàng không kịp nhận

biết phục vụ bị gián đoạn. Tuy nhiên, một máy tính hay các tải nhạy cảm khác, sẽ thấy toàn hệ thống shutdown trừ phi nó sử dụng UPS để tránh tình trạng mất điện ngắn này.

Sự cố sẽ lâu dài dẫn đến mất điện, có thể kéo dài vài phút tới một giờ hay nhiều hơn nữa. Khoảng thời gian trung bình của sự cố thường xuyên theo khảo sát gần đây khoảng 02 giờ. Trong lúc có sự cố thường xuyên, B sẽ vận hành từ 03 tới 04 lần thử thiết lập lại lưới trước khi chế độ mở bị khóa lại. Đứt dây, nhánh cây rớt trên dây dẫn, hay có lẽ băng ngang hai dây dẫn, tất cả là ví dụ của sự cố lâu dài. Trong trường hợp này, sự cố đầu tiên cần phải được định vị và được sửa chữa trước khi phục vụ được khôi phục lại cho tất cả các khách hàng.

Hầu hết mất điện có liên quan đến dây dẫn trên các đường dây phân phối trên không có tính tạm thời (khoảng 75%). Ngược lại, hầu hết các sự cố trên hệ thống ngầm là thường xuyên và mất nhiều thời gian để định vị và sửa chữa. Một hậu quả của các tải cảm ứng là 80% của sự cố trên không đã từng được phân loại là tạm thời nay được phân loại là thường xuyên.

Tần số và khoảng thời gian sự cố ở một mức giới hạn nào đó là một hàm theo thiết kế hệ thống. Có những thiết kế hệ thống cơ bản được sử dụng có độ tin cậy hơn cái khác. Nhưng không may là độ tin cậy tăng lên thì (thường) chi phí củng tăng.

Một vấn đề phức tạp cho tính toán độ tin cậy là, do tải nhạy cảm, mà một vấn đề chưa từng được xem là mất điện thì nay được xem là mất điện. Điều này chắc chắn đúng cho trường hợp tự đóng lại khi có sự cố tạm thời.

Việc đánh giá lại là do kết quả của tải nhạy cảm làm thay đổi một vài triết lý có liên quan tới “relay chọn xuất tuyến”. Relay chọn xuất tuyến đơn giản có nghĩa

54

là đối với hệ thống trong hình 4-20, cầu chì đứt luôn có các sự sự cố lâu dài và máy cắt phải vận hành nhanh hơn cầu chì cho các sự cố tạm thời.

PHỤ LỤC 3: KIỂU DỮ LIỆU

56

PPHHỤỤ LLỤỤCC 33:: KKIIỂỂUU DDỮỮ LLIIỆỆUU

II.. Hệ thống Thuộc tính Định nghĩa Kiểu dữ

liệu Giới hạn Giá trị mặc

định Circuit ID (số

hiệu mạch) Số hiệu riêng

của từng mạch để phân biệt

Kí tự Tối đa 8 kí tự,ko được dùng khoảng

trắng,hiện tại ko sử dụng

trống

Peak current (dòng điện

đỉnh

Dòng điện đỉnh lớn nhất tại

trạm trung gian

Số thực Ko sử dụng 0.0

Input voltage type

Kiểu điện áp Kí tự Lựa chọn giữa 2 giá trị: pha-pha hoặc pha-

trung tính

Pha-trung tính

Root node (nút gốc)

Nút bắt đầu của mạng lưới

Character Phải là một nút thực có trong mạng lưới

Nút đầu tiên

System 3 phase base

Công suất tương đối kVA

dùng để tính tổng trở nguồn

số thực tuỳ ý 1000 kVA

System standard base

voltage

điện áp tương đối mặc định của nút kV

số thực tuỳ ý 7.2 kVA (pha trung

tính) System

frequency Tần số Hz số thực tuỳ ý 60 Hz

Comments Ghi chú Character tuỳ ý trống

Substation name Tên của trạm trung gian đang được tính độ tin cậy

Kí tự tối đa 8 kí tự ,ko dùng khoảng trắng

trống

Overhead failure rate

Tần suất hư hỏng của đường dây trên không (sự cố/đv

chiều dài dây/năm)

Số thực

tuỳ ý 0.0

Overhead repair time

Thời gian sửa chửa đường dây trên không (giờ)

Số thực

tuỳ ý 0.0

Underground failure rate

Tần suất hư hỏng của đường dây cáp ngầm (sự cố/đv

chiều dài cáp/năm)

Số thực

tuỳ thuộc vào tính chất của cáp trong

tập tin *.con

0.0

Underground repair time

thời gian sửa chửa cáp ngầm (giờ)

Số thực

tuỳ thuộc vào tính chất của cáp trong

tập tin *.con

0.0

Switch time Thời gian thao tác đóng cắt (giờ)

Số thực

tuỳ thuộc vào tính chất của cáp trong

tập tin *.con

0.0

57

IIII.. Nút Thuộc tính Định nghĩa Kiểu dữ

liệu Giới hạn Giá trị

mặc định Name Tên của nút ,ko có 2 nút

trùng tên Kí tự tối đa 12 kí tự

,ko có khoảng trắng

Gán tự động

Base voltage Điện áp định mức tương đối (kiểu pha-pha hay

pha –trung tính được qui định theo bảng tính chất

của mạng)

Số thực tuỳ ý 7.2

Description Ghi chú thêm tuỳ ý trống X postion toạ độ ngang của nút

trên mạng lưới Số thực tuỳ ý Theo vị trí

vẽ của nútY postion toạ độ dọc của nút trên

mạng lưới Số thực tuỳ ý Theo vị trí

vẽ của nútType Loại nút Thanh cái ,

điểm chọn từ thanh

công cụ Rotation độ nghiêng của thanh

cái Số thực chỉ áp dụng với

thanh cái ,ko dùng cho điểm

0

Label configuration

vị trí đặt nhãn ghi chú của điểm nút

lụa chọn trong

danh sách

Ko áp dụng đối với thanh

cái,chỉ áp dụng đối với điểm nút

1

Visibility flag

Hiển thị hay ko hiển thị nút

Yes/No Lựa chọn một trong hai giá trị

Yes

Result visibility flag

Hiển thị hay ko hiển thị kết quả tính toán

Yes/No Lựa chọn một trong hai giá trị

Yes

IIIIII.. Dây dẫn Thuộc tính Định nghĩa Kiểu dữ

liệu Giới hạn Giá trị

mặc định

Name Tên của đường dây

Kí tự tối đa 12 kí tự ,ko có khoảng trắng

Gán tự động

From Node Nút bắt đầu Nút thực hiện hữu trong mạng lưới,ko thể

chỉnh sữa

Gán tự động khi vẽ

dây To Node Nút kết thúc Nút thực hiện hữu

trong mạng lưới,ko thể chỉnh sữa

Gán tự động khi vẽ

dây Phasing số pha của dây Kí tự Có 6 giá trị ABC (3 ABC

58

dẫn pha),AB,BC,CA (2 pha) ;A,B,C (1 pha)

Line length chiều dài dây theo đv đã được

chọn

Số thực tuỳ ý 1.0

Construction type

kiểu xây dựng theo trong thư

viện

Kí tự tối đa 10 kí tự,ko có khoảng trắng

trống

Positive sequence resistance

Điện trở thứ tự thuận của một đv chiều dài

Số thực tuỳ ý 0.05

Positive sequence reactance

kháng trở thứ tự thuận của một đv chiều dài

Số thực tuỳ ý 0.65

Zero sequence resistance

Điện trở thứ tự không của một đv chiều dài

Số thực tuỳ ý 0.1

Zero sequence reactance

kháng trở thứ tự không của một đv chiều dài

Số thực tuỳ ý 1.55

Positive sequence charging

admittance

Điện dẫn thứ tự thuận của một đv chiều dài

Số thực tuỳ ý 6.5

Zero sequence admittance

Điện dẫn thứ tự không của một đv chiều dài

Số thực tuỳ ý 4.0

Rating định mức quá tải dây dẫn

Số thực Có thể xác định 4 giá trị khác nhau

Theo thư viện

xây dựng

In service flag Xác định thiết bị đang hoạt động hay đã được ngắt ra

Yes/No lựa chọn một trong hai giá trị

Yes

Visibility flag Hiển thị hay ko hiển thị

Yes/No Lựa chọn một trong hai giá trị

Yes

Result visibility flag

Hiển thị hay ko hiển thị kết quả

tính toán

Yes/No Lựa chọn một trong hai giá trị

Yes

Type (Harmonic)

Kiểu mô hình dây dẫn để tiính

toán hoạ tần.

lựa chọn từ danh

sách

IEEE line:theo chuẩn dây IEEE.

IEEE cable:theo chuẩn cáp IEEE.

Custom:người dùng tự định nghĩa

IEEE line.

Sustained failure Tần suất sự cố Số thực Áp dụng khi tính toán 999

59

rate kéo dài (sự cố/đv chiều

dài/năm)

độ tin cậy

Momentary failure rate

Tần suất sự cố thoáng qua (sự

cố/đv chiều dài/năm)

Số thực Áp dụng khi tính toán độ tin cậy

999

Mean time to repair

Thời gian khắc phục sự cố

trung bình (giờ)

Số thực Áp dụng khi tính toán độ tin cậy

999

IIVV.. Máy biến áp Thuộc tính Định nghĩa Kiểu dữ

liệu Giới hạn Giá trị

mặc định

Name Tên của MBA Kí tự tối đa 12 kí tự ,ko có khoảng trắng

Gán tự động

From Node Nút bắt đầu Nút thực hiện hữu trong mạng lưới,ko

thể chỉnh sữa

Gán tự động khi vẽ MBA

To Node Nút kết thúc Nút thực hiện hữu trong mạng lưới,ko

thể chỉnh sữa

Gán tự động khi vẽ MBA

Phasing Số pha của MBA (tương tự như dây

dẫn)

Kí tự Có 6 giá trị ABC (3 pha),AB,BC,CA (2 pha) ;A,B,C (1 pha)

ABC

Type Kiểu MBA Kí tự Lựa chọn một trong 12 kiểu (mô tả chi

tiết sau)

Sao /sao

Nameplate rating

Công suất địn mức mỗi pha

Số thực tuỳ ý 1000.0 kVA

Phase shift độ dịch pha (o), sao/sao có dịch pha

chỉ dùng trong trường hợp MBA

kiểu

Số thực tuỳ ý 0.0

Construction type

kiểu xây dựng theo tập tin *.con hoặc

người dùng tự định nghĩa

Kí tự tối đa 10 kí tự ,ko có khoảng trắng

trống

Tapped node Nút gắn với bên có thể điều chỉnh của

MBA

Kí tự tối đa 12 kí tự ,ko có khoảng trắng

Nút kết thúc

Leakage điện trở rò (điện trở Số thực >= 0 0.008

60

resistance toàn cuộn dây) trong đv tương đối

Leakage reactance

kháng trở rò (kháng trở toàn cuộn dây) trong đv tương đối

Số thực >= 0 0.08

Haft-winding resistance

điện trở nửa cuộn dẩytong đv tương đối

Số thực >= 0 0.008

Haft-winding reactance

kháng trở nửa cuộn dẩy trong đv tương

đối

Số thực >= 0; đối với MBA kiểu Center-tapped (sao hoặc tam giác)

thì >kháng trở rò (xác định ở trên)

0.08

From grounding resistance

điện trở nối đất phía nút bắt đầu (sơ cấp)

Số thực tuỳ ý 0.0

From grounding reactance

kháng trở nối đất phía nút bắt đầu (sơ

cấp)

Số thực tuỳ ý 0.0

To grounding resistance

điện trở nối đất phía nút kết thúc (thứ cấp)

Số thực tuỳ ý 0.0

To grounding reactance

kháng trở nối đất phía nút kết thúc (thứ

cấp)

Số thực tuỳ ý 0.0

Rating định mức dòng điện tính toán quá tải

MBA

Số thực Có thể xác định 4 định mức khác nhau

Gán theo tập

tin *.con hoặc giá trị mặc định

In service flag

Xác định thiết bị đang hoạt động hay đã được ngắt ra

Yes/No lựa chọn một trong hai giá trị

Yes

Visibility flag

Hiển thị hay ko hiển thị

Yes/No Lựa chọn một trong hai giá trị

Yes

Result visibility flag

Hiển thị hay ko hiển thị kết quả tính toán

Yes/No Lựa chọn một trong hai giá trị

Yes

Tap adjustment

kiểu điều chỉnh điện áp

Nút chọn (chọn một trong ba giá trị có

sẳn)

• chọn đầu phân áp riêng độc lập

từng pha • chọn đầu phân áp 3

pha như nhau.

• ko

giữ nguyên giá trị có sẳn

61

điều chỉnh ,giữ nguyên vị trí hiện tại

Tap Setting in phase A

mức phân áp pha A theo đv tương đối

Số thực nằm giữa mức phân áp lớn nhất và nhỏ

nhất

1.0

Tap Setting in phase B

mức phân áp pha B theo đv tương đối

Số thực nằm giữa mức phân áp lớn nhất và nhỏ

nhất

1.0

Tap Setting in phase C

mức phân áp pha C theo đv tương đối

Số thực nằm giữa mức phân áp lớn nhất và nhỏ

nhất

1.0

Maximum Tap Setting

Mức phân áp lớn nhất cho phép theo

đv tương đối

Số thực tuỳ ý 1.1

Minimum Tap Setting

Mức phân áp nhỏ nhất cho phép theo

đv tương đối

Số thực nhỏ hơn mức phân áp lớn nhất (ở trên)

0.9

Tap step bước phân áp theo đv tương đối

Số thực Ko lớn hơn hiệu giữa mức điều chỉnh lớn nhất và nhỏ nhất

0.00625

Load tap side Xác định điều chỉnh bên thứ cấp hay sơ

cấp

Nút chọn (chọn một trong hai giá trị cho

sẳn)

• FROM side (phía sơ

cấp) • TO

side (phía thứ cấp)

Thứ cấp

Time delay thời gian điều chỉnh Số thực > 0 0.0 Max voltage Điến áp lớn

nhất theo đv tương đối

Số thực lớn hơn điện áp nhỏ nhất

1.05

Min Voltage Điến áp nhỏ nhất theo đv

tương đối

Số thực nhỏ hơn điện áp lớn nhất

0.95

Regulated Node Xác định nút điều chỉnh điện áp

Kí tự tối đa 12 kí tự ,ko có khoảng trắng

TO node

Tapped/Untapped side

Xác định phía bên nào đặt nút điều

chỉnh điện áp

Nút chọn (chọn một trong hai giá trị có

sẳn)

Chỉ cần thiết khi nút điều chỉnh điện áp

khác với nút bắt đầu và nút kết thúc của

MBA (đã xác định ở trên)

Phía có đầu

phân áp

Compensation resistance

Điện trở bù theo đv

tương đối

Số thực Tuỳ ý 0.0

62

Compensation reactance

Kháng trở bù theo đv

tương đối

Số thực Tuỳ ý 0.0

PT ratio tỉ số PT MBA

Số thực Tuỳ ý 1

CT ratio tỉ số CT MBA

Số thực Tuỳ ý 1

Load center Node Xác định nút đặt tải trung

tâm

Kí tự Phải là một nút thực trong mạng lưới hiện

hữu

Không có mặc định

Transformer side Xác định tính toán tổng trở bù ở phía nào

của MBA

Nút chọn (chọn một trong hai giá trị có

sẳn)

Tuỳ ý TO side

VV.. Tải tĩnh (Static load) Thuộc tính Định nghĩa Kiểu dữ

liệu Giới hạn Giá trị mặc

định Name Tên để phân

biệt tải Kí tự tối đa 12 kí tự ,ko có

khoảng trắng Gán tự động

Type Loại tải Kí tự (3 giá trị)

• Công suất hằng

• Dòng điện hằng • Tổng

trở hằng

Công suất hằng

Balance/unbalance Xác định tải cân bằng hay ko cân bằng

Nút chọn (chọn một

trong hai giá

trị)

• Cân bằng

• Ko cân bằng

Cân bằng

Ground-wye/delta Kiểu đấu nối tải (sao có nối đất hay tam giác ko nối

đất)

Nút chọn (chọn một

trong hai giá

trị)

• Sao có nối đất

• Tam giác

Sao có nối đất

Phase A Công suất thực (kW) và

công suất phản kháng (kVAR) pha

Số thực tuỳ ý kW=200; kVAR=100

63

A Phase B Công suất

thực (kW) và công suất

phản kháng (kVAR) pha

A

Số thực tuỳ ý kW=200; kVAR=100

Phase C Công suất thực

(kW) và công suất phản kháng (kVAR) pha A

Số thực tuỳ ý kW=200; kVAR=100

Total Công suất thực (kW) và công

suất phản kháng (kVAR) tổng cộng (trong

trường hợp tải cân bằng).

Số thực tuỳ ý kW=600; kVAR=300

Grounding resistance

điện trở nối đất Số thực tuỳ ý 0.0

Grounding reactance

kháng trở nối đất

Số thực tuỳ ý 0.0

In service flag Xác định thiết bị đang hoạt động hay đã được ngắt ra

Yes/No lựa chọn một trong hai giá trị

Yes

Visibility flag Hiển thị hay ko hiển thị

Yes/No Lựa chọn một trong hai giá trị

Yes

Result visibility flag

Hiển thị hay ko hiển thị kết quả

tính toán

Yes/No Lựa chọn một trong hai giá trị

Yes

VVII.. Tải điện năng (MWh Load) Thuộc tính Định nghĩa Kiểu dữ

liệu Giới hạn Giá trị

mặc định

Name Tên của tải Kí tự tối đa 12 kí tự ,ko có khoảng

trắng

Gán tự động

Category Xác định tải thuộc Phân nhóm tải nào

số nguyên 1-4 1

Balance/unbalance Xác định tải cân bằng hay ko cân bằng

Nút chọn (chọn một trong 2 giá trị có sẳn)

• Cân bằng • K

o cân

Cân bằng

64

bằng Ground-Wye/delta Xác định kiểu đấu nối

tải Nút chọn (chọn một trong 2 giá trị có sẳn)

• Sao nối đất

• Tam giác

Sao nối đất

Result display Xác định kiểu hiển thị kết quả

Nút chọn (chọn một trong 2 giá trị có sẳn)

• điện năng ko đổi • Tổng trở ko đổi

điện năng

ko đổi

Seasonal Xác định tải có theo mùa hay ko

Hộp lựa chọn (chọn

hoặc ko chọn)

• chọn:có

theo mùa

• ko

chọn:ko theo mùa

Ko chọn

Concentrated at the node

Xác định tải có tập trung ở nút hay ko

Hộp lựa chọn (chọn

hoặc ko chọn)

• chọn :tải

tập trung

• ko chọn :ngược

lại

tập trung

Percent constant impedance

Xác định tỉ lệ phần trăm tải có tổng trở ko

đổi

Số thực tuỳ ý (lớn hơn 0% và nhỏ hơn

100%)

0%

Phase A (MWh/month)

điện năng tiêu thụ ở pha A trong một tháng

Số thực tuỳ ý 100 MWh/tháng

Phase B (MWh/month)

điện năng tiêu thụ ở pha B trong một tháng

Số thực tuỳ ý 100 MWh/tháng

Phase C (MWh/month)

điện năng tiêu thụ ở pha C trong một tháng

Số thực tuỳ ý 100 MWh/tháng

Phase A number of consumers

Số khách hàng ở pha A Số thực tuỳ ý 10

Phase B number of consumers

Số khách hàng ở pha B Số thực tuỳ ý 10

Phase C number of Số khách hàng ở pha C Số thực tuỳ ý 10

65

consumers Phase A pf hệ số công suất pha A Số thực tuỳ ý 1.0 Phase B pf hệ số công suất pha B Số thực tuỳ ý 1.0 Phase B pf hệ số công suất pha C Số thực tuỳ ý 1.0

Resultant kW-phase A

Công suất tổng pha A Số thực tuỳ ý 0.0

Resultant kW-phase B

Công suất tổng pha B Số thực tuỳ ý 0.0

Resultant kW-phase C

Công suất tổng pha C Số thực tuỳ ý 0.0

In service flag Xác định thiết bị đang hoạt động hay đã được

ngắt ra

Yes/No lựa chọn một trong hai giá trị

Yes

Visibility flag Hiển thị hay ko hiển thị Yes/No Lựa chọn một trong hai giá trị

Yes

Result visibility flag Hiển thị hay ko hiển thị kết quả tính toán

Yes/No Lựa chọn một trong hai giá trị

Yes

VVIIII.. Nguồn Thuộc tính

Định nghĩa Kiểu dữ liệu

Giới hạn Giá trị mặc định

Name Tên nguồn để phân biệt với các nguồn khác

Kí tự tối đa 12 kí tự,ko có khoảng

trắng

Gán tự động

Scheduled voltage

điện áp hở mạch của nguồn theo % điện áp định mức tương đối

Số thực tuỳ ý Điện áp của nút gắn nguồn

Base rating

Công suất định mức cơ bản của nguồn

Số thực tuỳ ý điện áp cơ bản của hệ

thống (trong bảng

Network) Source angle

Góc pha của nguồn Số thực >=-180o và <=360o

0.0

Positive sequence resistance

điện trở Thevenin thứ tự thuận của nguồn theo đv tương đối trên công suất

cơ bản của hệ thống

Số thực tuỳ ý 0.0

Positive sequence reactance

Kháng trở Thevenin thứ tự thuận của nguồn theo đv tương đối trên công

suất cơ bản của hệ thống

Số thực tuỳ ý 0.001

Zero sequence resistance

điện trở Thevenin thứ tự không của nguồn theo đv tương đối trên công

suất cơ bản của hệ thống

Số thực tuỳ ý 0.0

66

Zero sequence reactance

Kháng trở Thevenin thứ tự không của nguồn

theo đv tương đối trên công suất cơ bản của hệ

thống

Số thực tuỳ ý 0.001

Grounding resistance

Điện trở nối đất Số thực tuỳ ý 0.0

Grounding reactance

Kháng trở nối đất Số thực tuỳ ý 0.0

In service flag

Xác định thiết bị có đang hoạt động hay ko

Yes/No lựa chọn một trong hai giá trị

Yes

Visibility flag

Hiển thị hay ko hiển thị Yes/No Lựa chọn một trong hai giá trị

Yes

Result visibility

flag

Hiển thị hay ko hiển thị kết quả tính toán

Yes/No Lựa chọn một trong hai giá trị

Yes

VVIIIIII.. Thiết bị đóng cắt Thuộc tính Định nghĩa Kiểu dữ

liệu Giới hạn Giá trị

mặc địnhName Tên phân biệt của

thiết bị Kí tự tối đa 12 kí tự ,ko có

khoảng trắng Gán tự động

Phasing Số lượng pha Kí tự Một trong 6 giá trị ABC (3 pha);

AB,BC,CA (2 pha) ;A,B,C (1 pha)

ABC

Switch ID Xác định thiết bị (chỉ dùng cho tập tin

dữ liệu thô)

Kí tự tối đa 3 kí tự ,ko có khoảng trắng

trống

Construction type

kiểu xây dựng (chỉ dùng cho tập tin dữ

liệu thô PSS/U)

Kí tự tối đa 10 kí tự ,ko có khoảng trắng

trống

Rating định mức dòng điện để tính toán quá tải

Số thực Có thể xác định 4 mức khác nhau

Theo giá trị trong tập tin *.con

Tie switch flag

Xác định thiết bị đóng cắt có liên kết với mạch điện khác hay ko (chỉ sử dụng với tập tin dữ liệu

thô)

Hộp lựa chọn (chọn

hoặc ko chọn)

• chọn:có • ko chọn :bình

thường

Bình thường

Connection circuit

mạch điện liên kết với tie switch(chỉ sử dụng với tập tin dữ

liệu thô)

Kí tự tối đa 8 kí tự ,ko có khoảng trắng

67

Status Tình trạng của thiết bị

Nút chọn (chọn một trong hai giá trị có

sẳn)

• Đóng (Close)

• Mở (Open)

Đóng

TOPO status Xác định thiết bị có được điều khiển đóng mở khi phân tích TOPO hay ko

Nút chọn (chọn một trong hai giá trị có

sẳn)

Ko sử dụng ,chỉ sử dụng đối với tập tin

dứ liêu thô

Ko được điều khiển

Visibility flag

Hiển thị hay ko hiển thị

Yes/No Lựa chọn một trong hai giá trị

Yes

Result visibility

flag

Hiển thị hay ko hiển thị kết quả tính toán

Yes/No Lựa chọn một trong hai giá trị

Yes

IIXX.. Thiết bị bảo vệ

Thuộc tính Định nghĩa Kiểu dữ liệu Giới hạn Giá trị mặc định Name Description Branch Location Selected device list Available device list Sort field Add sort field

68

TTÀÀII LLIIỆỆUU TTHHAAMM KKHHẢẢOO:: [01]. Jacobus Jan Meeuwsen, “Reliability evaluation of electric transmission and

distribution systems”, 1998

[02]. A.S. Pabla, “Electric Power Distribution”, 1997

[03]. Scott & Scott, Computerize Mapping and Engineering Data Software Program, Seatle 1991.

[04]. Nguyen Ngoc Tuyen , “Protection and Reliability Improvement in the Distribution Network of Ho Chi Minh City”, 2000

[05]. Tính toán lưới điện sử dụng phấn mền PSS/ADEPT (tài liệu tập huấn tập 2 tập) của Phòng CNTT-VT Cty ĐLTP.HCM và Khoa Điện - Điện Tử Trường ĐHBK.

[06]. Bù công suất phản kháng lưới cung cấp và phân phối điện. Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật Hà Nội.

[07]. Adrian A. Hopgood, Knowledge - Base systems, 1993. CRC Press.

[08]. Cooper Power Systems, Capacitor switch - How and why, 1980, Cooper Power Systems.

[09]. Cooper Power Systems, Power - Electrical distribution system protection, 1994, Cooper Power Systems.

[10]. Dan Rahmel, Visual Basic programmer's reference, 1998, Mc Graw - Hill Companies Incorporated.

[11]. Siemens, Power engineering guide : Transmission and Distribution, 1996, Siemens

[12]. Tender document for HCMC District control centre SCADA project, phase 2, 1996. Ho Chi Minh city power company.

[13]. Turan Gonen, Electric power distribution system engineering, 1986, Mc Graw - Hill Companies Incorporated.

[14]. Trần Bách, Lưới điện & Hệ thống điện, Tập 1, 2000. Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật.

[15]. Hệ thống kiểm tra giám sát và thu thập dữ liệu - SCADA, 1996. Swedpower.

[16]. Nguyễn Ngọc Hồ, Đặng Anh Tuấn, Hệ thống hóa cơ sở dữ liệu phục vụ hệ thống thông tin địa lý, 1997, Đề tài nghiên cứu khoa học cấp EVN - DLHCM - 97 - 001.

69

[17]. Trần Lộc Hùng, Cơ sở mô phỏng ngẫu nhiên, 1997, Nhà xuất bản Giáo dục.

[18]. Hoàng Kiếm (Chủ biên), Kỹ thuật lập trình mô phỏng : Thế giới thực và ứng dụng, 1997, Nhà xuất bản Thống kê.

[19]. Trần Đình Long, Qui hoạch hệ thống năng lượng, 1999, Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật.

[20]. Trần Đình Long, Lý thuyết hệ thống, 1999, Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật.

[21]. Nguyễn Văn Đạm, Mạng lưới điện, Tập 1, 2, 2000. Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật.

[22]. Nguyễn Hồng Thái, Phần tử tự động trong hệ thống điện, 2000. Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật.

[23]. Cao Hào Thi, Mô hình mô phỏng, 1999, Tập bài giảng chuyên đề.

[24]. Lã Văn út, Phân tích & Điều khiển ổn định hệ thống điện, 2000. Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật.

[25]. Nguyễn Ngọc Hồ, Đặng Anh Tuấn, Mô phỏng vận hành lưới điện, 2000, Hội nghị tin học lần I, Công ty Điện lực TP HCM.

[26]. Nguyễn Ngọc Hồ, Đặng Anh Tuấn, Ứng dụng công nghệ GIS quản lý lưới điện phân phối, Hội nghị tin học lần I, Công ty Điện lực TP HCM.

[27]. PSS/ADEPT 5.0, User’s Guide – Shaw Power Technologies - 04 / 2004 [28]. Hồ Văn Hiến - Hệ thống điện truyền tải và phân phối – NXB Đại học quốc gia TP. Hồ Chí Minh – 2003 [29]. Vũ Ngọc Tước – Mô hình hóa và mô phỏng bằng máy tính – NXB Giáo dục – 2001 [30]. Nguyễn Hoàng Việt – Bảo vệ Rơle và tự động hóa – NXB Đại học Quốc Gia TPHCM – 2003 [31]. C.Russell Mason – The Acrt and Science of protective relaying – 1967 [32]. Cooper power system – Electrical Distribution system Protection – 1990 [33]. Công ty Điện lực TPHCM – Báo cáo chuyên đề PSS/ADEPT – Phòng kỹ thuật công ty- Tháng 08- 2004 [34]. Copper Power Systems- Overcurrent Protection For Distribution System- Seminar Notes and Reference Materials - 1995

[35]. URL http://www.pti-us.com

Phần 3 Kỹ năng áp dụng-Phần căn bản

TP HỒ CHÍ MINH – THÁNG 04/2007

The Power System Simulator/Advanced Distribution Engineering Productivity TooL

Ử DỤNG PHẦN MỀM PHÂN TÍCH VÀ

TÍNH TOÁN LƯỚI ĐIỆN PSS/ADEPT

GIÁO TRÌNH TẬP HUẤN

SỬ DỤNG PHẦN MỀM PHÂN TÍCH VÀ TÍNH

TOÁN LƯỚI ĐIỆN PSS/ADEPT

Biên soạn-Trình bày:

Nguyễn Hữu Phúc

Đặng Anh Tuấn

Chủ biên:

PGS. TS. Nguyễn Hữu Phúc

Bản quyền thuộc Công ty Điện lực 2 - EVN Mọi hình thức sao chép, in ấn phải được sự đồng ý bằng văn bản của Công ty Điện lực 2.

II

LLờờii nnóóii đđầầuu Lưới điện phân phối và truyền tải không ngừng phát triển mở rộng về qui

mô cũng như phức tạp. Theo đó, các yêu cầu cung cấp điện liên tục cho khách hàng với chất lượng điện năng ngày càng cao cũng gia tăng. Thiết bị trên lưới điện phân phối hiện nay vốn có đặc điểm là đa dạng về chủng loại, phức tạp về cấu tạo. Quá trình vận hành nhằm thực hiện những thao tác mang tính lập đi lập lại nhiều lần nhưng lại đòi hỏi độ chính xác cao vì vậy rất cần thiết phải tự động hóa bằng cách đưa nhiều thiết bị tự động, xử lý thông tin tự động nhằm tăng khả năng truyền đạt và xử lý thông tin. Bằng máy tính và các phần mềm chuyên dùng chúng ta có thể ngăn chặn trước và hạn chế hỏng hóc trong quá trình vận hành lưới điện. Những thành tựu mới về Công nghệ Thông tin như về khả năng lưu trữ của phần cứng, tốc độ tính toán, các phương pháp hệ chuyên gia, mạng neuron,…đã cung cấp những phương tiện và công cụ mạnh để tăng cường nghiên cứu mở rộng ứng dụng trong lĩnh vực điện năng. Đảm bảo và giữ vững mối liên hệ hữu cơ của các thành phần trong hệ thống sản xuất truyền tải, phân phối và sử dụng điện năng.

Để đáp ứng kịp thời các yêu cầu trên, từ tháng 01-2005 Tổng công ty Điện lực Việt Nam (EVN) trước đây, nay là Tập đoàn Điện lực Việt Nam đã chỉ đạo áp dụng thí điểm phần mềm PSS/ADEPT để tính toán lưới điện theo địa bàn do các đơn vị trực thuộc quản lý.

Phần mềm PSS/ADEPT được phát triển dành cho các kỹ sư và nhân viên kỹ thuật trong ngành điện. Nó được sử dụng như một công cụ để thiết kế và phân tích lưới điện phân phối. PSS/ADEPT cũng cho phép chúng ta thiết kế, chỉnh sửa và phân tích sơ đồ lưới và các mô hình lưới điện một cách trực quan theo giao diện đồ họa với số nút không giới hạn. Tháng 04-2004, hãng Shaw Power Technologies đã cho ra đời phiên bản PSS/ADEPT 5.0 với nhiều tính năng bổ sung và cập nhật đầy đủ các thông số thực tế của các phần tử trên lưới điện.

Công ty Điện lực 2-Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN) đã phối hợp cùng Khoa Điện-Điện tử trường Đại học Bách Khoa thành phố Hồ Chí Minh nghiên cứu áp dụng phần mềm này. Công ty Điện lực 2 thực hiện tập huấn cho các đơn vị trực thuộc nhằm trang bị khả năng sử dụng phần mềm chuẩn tính toán và phân tích lưới điện dựa trên phần mềm PSS/ADEPT. Điều này, nhằm giúp Công ty Điện lực 2 từng bước hệ thống hoá, chuẩn hoá kiến thức áp dụng tính toán về điện trong các hoạt động của Công ty nhất là công tác quản lý kỹ thuật vận hành lưới điện. Ưu tiên là các bài toán: phân bố công suất trên lưới, ngắn mạch, bù

IIII

công suất phản kháng, độ tin cậy,…là các vấn đề mà các đơn vị cần giải quyết hàng ngày, thậm chí hàng giờ.

Các Công ty Điện lực cần triển khai công tác đào tạo đến mức độ chi tiết về sử dụng phần mềm tính toán kỹ thuật điện chuyên ngành như PSS/U, PSS/ADEPT, PSS/E,… để các đơn vị trực thuộc sử dụng thành thạo các chương trình này.

Công ty Điện lực 2 sẽ trang bị kiến thức Công nghệ Thông tin nói chung và phần mềm tính toán kỹ thuật chuyên ngành điện nói riêng cho các đơn vi trực thuộc trong Công ty Điện lực 2 thông qua các khoá đào tạo kết hợp với và trường Đại học Bách Khoa thành phố Hồ Chí Minh. Tiển khai ứng dụng các phần mềm tính toán kỹ thuật điện trong toàn Công ty theo yêu cầu của EVN. Tạo điều kiện để các đơn vị trong Công ty tìm hiểu các phương pháp tính toán các bài toán điện cơ bản và cách xây dựng thuật toán tính toán áp dụng trong phần mềm tính toán chuyên nghiệp là phần mềm PSS/ADEPT của hãng Shaw Power Technologics Inc-USA. Đánh giá, theo dõi và giám sát hiệu quả công tác phát triển xây dựng mới, đại tu cải tạo, quản lý kỹ thuật và vận hành lưới điện của các đơn vị dựa vào công cụ hiệu quả là phần mềm tính toán kỹ thuật điện PSS/ADEPT. Làm cơ sở để đội ngũ cán bộ kỹ thuật các đơn vị dễ dàng tiếp thu và nắm bắt các phầm mềm khác sau này, ví dụ như PSS/E. EasyPower,…

Việc tổ chức đào tạo sẽ góp phần nâng cao khả năng ứng dụng máy tính, nhất là sử dụng các phần mềm tính toán chuyên ngành điện cho các đơn vị trực thuộc trong Công ty Điện lực 2. Phổ biến kinh nghiệm và triển khai các kết quả nghiên cứu các phần mềm, để các đơn vị tiếp tục áp dụng vào thực tế công tác tại đơn vị. Góp phần hoàn thành tốt công tác sản xuất kinh doanh của đơn vị trên cơ sở các kết quả tính toán từ các phần mềm mạnh. Tạo ra sự phối hợp sẵn sàng dựa trên quan hệ tốt đẹp vốn có giữa Công ty Điện lực 2-đơn vị quản lý lưới điện và trường Đại học Bách Khoa thành phố Hồ Chí Minh-đơn vị giáo dục đào tạo

Và giáo trình này được biên soạn nhằm mục đích phục vụ cho các buổi tập huấn phần mềm PSS/ADEPT 5.0 như trên.

Nhóm biên soạn rất cám ơn sự hợp tác mà Công ty Điện lực 2 đã dành cho nhóm nói riêng cũng như cho Khoa Điện-Điện tử trường Đại học Bách Khoa thành phố Hồ Chí Minh nói chung. Nhóm biên soạn cũng cám ơn một số công tác viên đã hỡ trợ xây dụng giáo trình này.

Nhóm biên soạn

IIIIII

TTóómm ttắắtt nnộộii dduunngg Giáo trình này được biên soạn phục vụ cho các buổi tập huấn sử dụng phần

mềm phân tích và tính toán lưới điện PSS/ADEPT 5.0. Giáo trình gồm các phần:

Phần 1: Kiến thức chuẩn bị yêu cầu-ôn tập kiến thức

Phần 2: Hướng dẫn sử dụng PSS/ADEPT

Phần 3: Các kỹ năng sử dụng phần mềm PSS/ADEPT-Phần căn bản

Phần 4: Các kỹ năng sử dụng phần mềm PSS/ADEPT-Phần nâng cao

Để học viên các đơn vị nắm bắt và áp dụng nhanh, còn có thêm các phần:

Phần 5: Cẩm nang sử dụng

Phần 6: Thuật ngữ Anh-Việt đối chiếu qua các slide bài giảng phần mềm PSS/ADEPT

Phần 7: Các slide bài giảng của chuyên gia PTI software.

Ngoài ra còn có Giáo trình điện tử lưu trữ trên đĩa CD-ROM: Gồm các tài liệu đa phương tiện (Multimedia) hỗ trợ thêm cho các học viên chuẩn bị bài học trước khi lên lớp, ôn tập sau khóa học về địa phương công tác. Được thực hiện bằng kỹ thuật lập trình Web và xử lý Multimedia (dạng phim có âm thanh, Web page,…)

Các chương trình chuyển đổi:

1. Chương trình Chuyển Excel DAT File.

2. Chương trình Chuyển DAT File Excel.

3. Chương trình xử lý số liệu đầu vào

4. Chương trình Tính Công Suất Nguồn.

5. Chương trình Tính Tổng Trở Máy Biến Thế.

6. Chương trình chia sẻ PSS/ADEPT qua mạng LAN, WAN và internet

7. Hệ thống các bài tập trắc nghiệm trên máy tính suốt khoá học

8. Chương trình thi kết thúc khoá học bằng trắc nghiệm trực tiếp trên máy tính

Và các CD-ROM:

-CD1: Giáo trình điện tử hỗ trợ

-CD2: Các bài giảng và bài tập

IIVV

-CD3: Dữ liệu lưới điện

-CD4: Dữ liệu lưới điện (tt) và source các chương trình họ PSS/*

-CD5: Các chương trình hỗ trợ khoá học

Gồm các tài nguyên học tập như: tài liệu tham khảo, User’s Guide, website PTI (offline, xem không cần kết nối internet), web documents, source software PSS/ADEPT and untilities, các phần mềm chuyển đổi dữ liệu và demo phục vụ ứng dụng tính toán bằng PSS/ADEPT, …

Qua kinh nghiệp tập huấn và để giúp các học viên thuộc các đơn vị Điện lực áp dụng nhanh phần mềm PSS/ADEPT. Chúng tôi chú trọng chính vào 4 mục tiêu áp dụng triển khai PSS/ADEPT như sau:

Và các nội dung nâng cao:

Biểu diễn trạng thái lưới điện trước và sau khi giải các bài toán phân tích.

Sử dụng các lớp dữ liệu.

Tổ chức và quản lý phụ tải và khách hàng sử dụng điện.

Khả năng hỗ trợ các cơ sở dữ liệu khác.

Bổ sung các thông số dây dẫn vào từ điển cấu trúc dây dẫn.

Bổ sung thiết bị bảo vệ vào thư viện thiết bị bảo vệ.

Tạo sơ đồ Creating diagrams

Thiết lập thông số mạng lưới Program, network settings

Chạy 8 bài toán phân tích Power System Analysis

BÁO CÁO Reports, diagrams

VV

Mở rộng bài toán phân tích cho lưới điện qui mô lớn, nhiều cấp điện áp

Đánh giá lưới điện trước và sau khi giải các bài toán phân tích.

Áp dụng kết quả tính toán làm cơ sở để vận hành lưới điện. Thực hiện lập và bảo vệ các kế hoạch tiểu, trung và đại tu hay phát triển mới lưới điện.

Phân tích và tính toán lưới điện trên nền Hệ thống thông tin địa lý-GIS.

Mô phỏng vận hành lưới điện.

Tham khảo các phần mềm tính toán phân tích lưới điện khác.

Những nội dung này giúp học viên tìm hiểu thêm một số kiến thức hữu ích liên quan.

Chi tiết nội dung sẽ được trình bày trong phần đầu các tập giáo trình và các chương trong các phần.

Nhóm biên soạn

VVII

TThhuuậậtt nnggữữ,, kkýý hhiiệệuu vvàà vviiếếtt ttắắtt..

CAD: Computer Aided Design CAM: Computer Aided Manufacture CNPM: Công nghệ phần mềm CNTT: Công nghệ thông tin. CSDL: Cơ sở dữ liệu. GUI: Graphic user interface. GIS: Hệ thống thông tin địa lý-Geographic Information System IA: Trí tuệ nhân tạo-Inlelligence Artificielle MIS: Hệ Thông Tin quản lý NNLT: Ngôn ngữ lập trình. PC: Personal computer SQL: Structured query language. CB: Cán bộ DS: Disconect Swicth-Dao cách ly. EVN: Tập đoàn Điện lực Việt Nam Hộ sử dụng điện: Hộ sử dụng điện qua câu lại, qua điện kế phụ. HTĐ: Hệ thống điện. IEC: Ủy ban kỹ thuật điện quốc tế-International Electro-

technical Commission. ISO: Tổ chức tiêu chuẩn quốc tế-International Organization for

Standardization Khách hàng: Hộ sử dụng điện theo hợp đồng cung ứng sử dụng điện với

ngành điện qua điện kế chính. LBS: Load break switch-Dao cách ly đóng cắt có tải. LĐPP: Lưới điện phân phối. LTD: Dao cách ly chịu sức căng-Line Tenson Disconect MBA: Máy biến áp ĐLKV: Điện lực khu vực. PC HCMC: Công ty điện lực TP HCM PC 2 Công ty điện lực 2 REC: Máy cắt tự động đóng lại-Recloser SCADA: Hệ thống điều khiển và giám sát thu thập dữ liệu. TP.HCM: Thành phố Hồ Chí Minh VHLĐ: Vận hành lưới điện. KĐĐC: Khởi động động cơ Network: Lưới điện

VVIIII

Dữ liệu mẫu có sẵn trên CD-ROM/DATA

Hết chương !

Chú ý Liên quan Ví dụ, bài tập Lưu tập tin ví dụ mẫu Hết chương

VVIIIIII

Mục lục tổng quát Phần Một: Kiến thức chuẩn bị CHƯƠNG 1: MÔ HÌNH LƯỚI ĐIỆN CHƯƠNG 2 PHÂN BỐ CÔNG SUẤT CHƯƠNG 3: NGẮN MẠCH CHƯƠNG 4: BÀI TOÁN KHỞI ĐỘNG ĐỘNG CƠ VÀ XÁC ĐỊNH ĐIỂM DỪNG TỐI ƯU CHƯƠNG 5: PHỐI HỢP BẢO VỆ CHƯƠNG 6: SÓNG HÀI CHƯƠNG 7: XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ BÙ TỐI ƯU CHƯƠNG 8: ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY CHƯƠNG 9: CÁC VẤN ĐỀ KHÁC CỦA LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI Phần Hai: Hướng dẫn sử dụng phần mềm CHƯƠNG 1: HƯỚNG DẪN CÀI ĐẶT PHẦN MỀM PSS/ADEPT CHƯƠNG 2: HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG PHẦN MỀM PSS/ADEPT PHỤ LỤC 1: MÔ HÌNH XUẤT TUYẾN DÂY ĐỘC LẬP PHỤ LỤC 2: NGUYÊN TẮC PHÂN PHỐI PHỤ LỤC 3: KIỂU DỮ LIỆU Phần Ba: Kỹ năng áp dụng-Phần cơ bản CHƯƠNG 1: DỮ LIỆU CHUẨN BỊ CHƯƠNG 2: CÁC BƯỚC THỰC HIỆN CHƯƠNG 3: MỘT SỐ KẾT QUẢ ÁP DỤNG Phần Bốn: Cẩm nang sử dụng Phần Năm: Kỹ năng áp dụng-Phần nâng cao CHƯƠNG 1: XỬ LÝ SỐ LIỆU CHƯƠNG 2: BỔ SUNG CÁC THÔNG SỐ VÀO PHẦN MỀM CHƯƠNG 3: BIỂU DIỄN, PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ TÍNH TOÁN HỖ TRỢ

RA QUYẾT ĐỊNH CHƯƠNG 4: ĐÚC KẾT KINH NGHIỆM ÁP DỤNG TẠI MỘT SỐ LƯỚI ĐIỆN CỦA CÁC

ĐIỆN LỰC KHU VỰC CHƯƠNG 5: QUẢN LÝ VÀ TÍNH TOÁN LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI TRÊN NỀN HỆ

THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ CHƯƠNG 6: MÔ PHỎNG VẬN HÀNH LƯỚI ĐIỆN CHƯƠNG 7: GIẢI PHÁP CHIA SẺ KHÓA CỨNG PHẦN MỀM TRÊN MÁY ĐƠN CHO

NHIỀU NGƯỜI SỬ DỤNG CHƯƠNG 8: TÌM HIỂU MỘT SỐ PHẦN MỀM PHÂN TÍCH LƯỚI ĐIỆN KHÁC Phần Sáu: Thuật ngữ Anh-Việt đối chiếu qua các slide bài giảng Phần Bảy: Các slide bài giảng của PTI software

SỬ DỤNG PHẦN MỀM PHÂN TÍCH VÀ TÍNH TOÁN LƯỚI ĐIỆN

PSS/ADEPT

Phần Ba: Kỹ năng áp dụng

-Phần cơ bản

GIÁO TRÌNH TẬP HUẤN

03

11

MMỤỤCC LLỤỤCC CCHHII TTIIẾẾTT PPHHẦẦNN 33 MỤC LỤC CHI TIẾT PHẦN 3 ........................................................................ 1 CHƯƠNG 1: DỮ LIỆU CHUẨN BỊ ................................................................ 5 I. Yêu cầu về dữ liệu tính toán .......................................................................... 6

I.1. Dữ liệu tổng quát......................................................................................................... 6 I.1.1. Sơ đồ lưới điện phân phối. ................................................................................... 6 I.1.2. Số liệu : ................................................................................................................ 6

I.2. Dữ liệu các phần tử lưới điện ...................................................................................... 7 I.2.1. Số liệu cần chuẩn bị nhập vào nút Source:........................................................... 8 I.2.2. Số liệu cần chuẩn bị nhập vào nút tải:.................................................................. 8 I.2.3. Số liệu cần chuẩn bị nhập vào thiết bị đóng cắt:.................................................. 9 I.2.4. Số liệu cần chuẩn bị nhập vào nút:..................................................................... 10 I.2.5. Số liệu cần chuẩn bị nhập vào đoạn dây: ........................................................... 10 I.2.6. Số liệu cần chuẩn bị nhập vào thiết bị bù: ......................................................... 10 I.2.7. Số liệu cần chuẩn bị nhập vào thiết bị bảo vệ: ................................................... 11 I.2.8. Số liệu cần chuẩn bị nhập vào máy biến áp: ...................................................... 11 I.2.9. Số liệu cần chuẩn bị nhập vào thiết bị sóng hài: ................................................ 12 I.2.10. Số liệu cần chuẩn bị nhập vào máy điện: ......................................................... 12

I.3. Dữ liệu phục vụ các bài toán phân tích ..................................................................... 13 I.3.1. Load Flow Culculation: Tính toán phân bố công suất khi ở trạng thái ổn định, Fault: thực hiện việc tính toán ngắn mạch, Fault all: Tính toán ngắn mạch tại tất cả các nút trong lưới điện................................................................................................. 13 I.3.2. Motor Starting Culculation: Tính toán bài toán khởi động động cơ .................. 14 I.3.3. CAPO Analysis: Tính toán bài toán đặt tụ bù tối ưu ......................................... 14 I.3.4. TOPO Analysis: Tính toán điểm dừng tối ưu .................................................... 14 I.3.5. Harmonics Culculation: Phân tích, tính toán sóng hài ....................................... 14 I.3.6. Coordination: Tính toán phối hợp các thiết bị bảo vệ ........................................ 14 I.3.7. DRA Analysis: Tính toán độ tin cậy lưới điện................................................... 15

II. Các bảng dữ liệu trong phần mềm PSS/ADEPT:....................................... 16 CHƯƠNG 2: CÁC BƯỚC THỰC HIỆN ....................................................... 22 I. Chu trình triển khai ...................................................................................... 23 II. Bước 1: Thiết lập thông số mạng lưới........................................................ 23

II.1. Xác định thư viện dây dẫn: ...................................................................................... 23 II.2. Xác định thông số thuộc tính của lưới điện: ............................................................ 24 II.3. Xác định hằng số kinh tế của lưới điện:................................................................... 25

III. Bước 2: Tạo sơ đồ: .................................................................................... 25 III.1. Nguồn – Source: ..................................................................................................... 26 III.2. Tải – Static Load : .................................................................................................. 26 III.3. Dây dẫn – Line : ..................................................................................................... 27 III.4. Nút – Node : ........................................................................................................... 27 III.5. Tụ bù-Capacitor:..................................................................................................... 28 III.6. Thiết bị đóng cắt_Swichs: ...................................................................................... 28

IV. Bước 3: Chạy các chức năng tính toán ..................................................... 29 V. Bước 4: Báo cáo ......................................................................................... 34

V.1. Xem hiển thị kết quả phân tích ngay trên sơ đồ ...................................................... 34 V.2. Xem kết quả tính toán trên của số progress view .................................................... 34 V.3. Xem kết quả tính toán chi tiết từ phần report của phần mềm PSS/ADEPT ............ 35

22

VI. Kết quả xây dựng lưới điện....................................................................... 36 VI.1. Số lượng các tuyến dây trung thế ........................................................................... 36 VI.2. Dữ liệu trên phần mềm PSS/ADEPT ..................................................................... 37

VI.2.1. Tuyến dây trung thế Bàu Cát........................................................................... 37 VI.2.2. Tuyến dây trung thế Thăng Long.................................................................... 38 VI.2.3. Tuyến dây trung thế Bảy Hiền ........................................................................ 38 VI.2.4. Tuyến dây trung thế Hóc Môn ........................................................................ 39 VI.2.5. Tuyến dây trung thế Thường Kiệt ................................................................... 39 VI.2.6. Tuyến dây trung thế Long Quân...................................................................... 40 VI.2.7. Tuyến dây trung thế TSF................................................................................. 40

CHƯƠNG 3: MỘT SỐ KẾT QUẢ ÁP DỤNG .............................................. 43 I. Tính toán phân bố công suất ........................................................................ 44

I.1. Đối tượng tính toán: .................................................................................................. 44 I.1.1. Giới thiệu............................................................................................................ 44 I.1.2. Khảo sát hiện trạng tổn thất điện năng............................................................... 44

I.2. Quy mô thực hiện và kết quả tính toán từ phần mềm PSS/ADEPT: ........................ 45 I.2.1. Số lượng các tuyến dây trung thế ....................................................................... 46 I.2.2. Dữ liệu trên phần mềm PSS/ADEPT ................................................................. 46

II. Tính toán ngắn mạch .................................................................................. 51 II.1. Đối tượng tính toán:................................................................................................. 51 II.2. Quy mô thực hiện và kết quả tính toán từ phần mềm PSS/ADEPT: ....................... 51

III. Tính toán phối hợp bảo vệ......................................................................... 53 III.1. Đối tượng tính toán:................................................................................................ 53

III.1.1. Giới thiệu đối tượng tính toán ......................................................................... 53 III.1.2. Giới thiệu bài toán ........................................................................................... 53 III.1.3. Xác định thông số nguồn................................................................................. 54 III.1.4. Hiệu chỉnh tham số rơle trong thư viện chương trình ..................................... 55 III.1.5. Chọn relay, cài đặt thông số bảo vệ................................................................. 56

III.2. Kết quả phối hợp bảo vệ ......................................................................................... 58 IV. Tính toán xác định điểm dừng tối ưu – Topo ........................................... 60

IV.1. Đối tượng tính toán: ............................................................................................... 60 IV.1.1. Giới thiệu......................................................................................................... 60 IV.1.2. Công tác chuyển tải trong vận hành lưới điện:................................................ 61

IV.2. Quy mô thực hiện:.................................................................................................. 61 IV.2.1. Cơ sở lý thuyết, phương pháp tính: ................................................................. 61 IV.2.2. Xác định cấu hình lưới điện phân phối ........................................................... 61 IV.2.3. Định nghĩa phần tử phụ tải .............................................................................. 61

IV.3. Kết quả thực hiện TOPO trên PSS/ADEPT: .......................................................... 61 V. Tính toán độ tin cậy lưới điện .................................................................... 61

V.1. Đối tượng tính toán:................................................................................................. 61 V.1.1. Giới thiệu .......................................................................................................... 61 V.1.2. Xử lý số liệu đầu vào ........................................................................................ 61

V.2. Kết quả tính toán...................................................................................................... 61 VI. Tính toán xác định vị trí bù tối ưu – Capo................................................ 61

VI.1. Đối tượng tính toán: ............................................................................................... 61 VI.2. Tính toán bù tối ưu lưới điện Điện lực Cần Gìơ : .................................................. 61

VI.2.1. Quy mô và thực hiện ....................................................................................... 61 VI.2.2. Kết quả tính toán: ............................................................................................ 61

VI.3. Tính toán bù công suất kháng cho lưới điện phân phối Điện lực Tân Bình dùng phần mềm PSS/ADEPT:.................................................................................................. 61

33

VI.3.1. Quy mô thực hiện ............................................................................................ 61 VI.3.2. Kết quả bù trên phần mềm PSS/ADEPT......................................................... 61 VI.3.3. Tổng hợp kết quả bù........................................................................................ 61

TÀI LIỆU THAM KHẢO:.............................................................................. 61

CHƯƠNG 1: DỮ LIỆU

CHUẨN BỊ

55

CCHHƯƯƠƠNNGG 11:: DDỮỮ LLIIỆỆUU CCHHUUẨẨNN BBỊỊ

Qúa trình thu thập dữ liệu và xây dựng lưới điện cần tính toán vào phần mềm

PSS/ADEPT mất rất nhiều thời gian và công sức. Khi đã xây dựng xong dữ liệu lưới điện cần tính toán việc thực hiện các chức năng phân tích của phần mềm rất nhanh chóng và đơn giản.

Số liệu đầu vào trong các phần mềm tính toán kỹ thuật điện thường là P và Q. Phần mềm PSS/ADEPT, cũng không mằm ngoài ngoại lệ đó. Để có được các giá trị này, chúng ta sẽ sử dụng các phương pháp thu thập dữ liệu thông dụng nhất ứng với hiện trạng thu thập và quản lý số liệu hiện hữu tại các Điện lực khu vực. Các số liệu thu thập, sau đó được xử lý để tính toán P và Q cho từng nút sau đó theo 2 thời điểm là cao điểm và thấp điểm của các phụ tải, sau đó nhập vào phần mềm PSS/ADEPT để tính các bài toán yêu cầu.

Thu thập bản vẽ sơ đồ lưới điện cần mô phỏng. Sau đó dùng các công thức do nhóm nghiên cứu ứng dụng tự xây dựng để thể hiện các bản vẽ sơ đồ lưới điện cần mô phỏng trên phần mềm PSS/ADEPT.

Chúng ta cần tạo ra các tập tin có sơ đồ lưới điện có phần mở rộng là *.dat. Việc này, nhằm khai thác tính sử dụng lại được của các tập tin này xuyên suốt các phân hệ của PSS/ADEPT, cũng như xa hơn nữa là các phần mềm của hãng Power Technologies. Các tập này dễ dàng chuyển đổi sang các dạng khác (kể cả *.adp,…) rất tiện lợi trong quá trình sử dụng PSS/ADEPT.

Chương này trình bày việc chuẩn bị các dữ liệu cần thiết để bắt đầu áp dụng phần mềm.

66

II.. YYêêuu ccầầuu vvềề ddữữ lliiệệuu ttíínnhh ttooáánn

Các học viên chỉ cần mang theo sơ đồ vận hành và số liệu có từ thực tế công tác của đơn vị để tham dự khoá đào tạo mà không cần chuẩn bị trước số liệu theo biểu mẫu qui định trước của phần mềm PSS/ADEPT 5.0.

Tất cả số liệu có sẵn tại đơn vị chỉ cần thu thập đủ (theo yêu cầu cụ thể dưới đây), các giảng viên sẽ hướng dẫn cách xử lý và nhập vào phần mềm PSS/ADEPT 5.0. Điều này chứng tỏ khả năng dễ triển khai áp dụng rộng rãi và nhanh chóng của phần mềm PSS/ADEPT 5.0 phù hợp với cách thu thập dữ liệu thực tế của đơn vị áp dụng

Dữ liệu lưới điện tính toán chuẩn bị trước gồm 2 loại: Sơ đồ (bản vẽ) và các số liệu. Các loại dữ liệu này có thể là dạng in ra giấy hay lưu trên đĩa vi tính.

Số liệu này thống nhất chung là được thu thập trong 3 tháng gần nhất.

II..11.. DDữữ lliiệệuu ttổổnngg qquuáátt Trong suốt thời gian đào tạo, để phục vụ tính toán, phân tích lưới điện và để

phục vụ cho bài tập thi kết thúc khoá học, các đơn vị và học viên tham dự chuẩn bị dữ liệu như sau

II..11..11.. SSơơ đđồồ llưướớii đđiiệệnn pphhâânn pphhốốii.. -Các sơ đồ Vận hành lưới điện được vẽ và cập nhật thường xuyên phù hợp với

thực tế của các tuyến dây trung thế (phải có): Sơ đồ nguyên lý 1 sợi, sơ đồ vận hành, các phương thức vận hành,…

- 01 (một) sơ đồ lưới điện hạ thế (từ trạm →trụ hạ thế→dây mắc điện→nhà khách hàng) và số liệu kinh doanh, kỹ thuật kèm theo.

- Các sơ đồ Địa dư lưới điện được xây dựng trên nền tảng hệ thống thông tin địa lý GIS (Geographic Information System) với dữ liệu thường được thiết kế bằng các phần mềm như Mapinfo, Arcview, v.v… (nếu có)

II..11..22.. SSốố lliiệệuu :: Gồm số liệu quản lý kỹ thuật và kinh doanh của các tuyến dây nổi và cáp

ngầm trung thế và 1 trạm hạ thế mẫu, cụ thể là:

- Thông số quản lý kỹ thuật của đường dây và thiết bị như: Tiết diện, khoảng cách chiều dài, thông số dây dẫn, máy biến áp, thiết bị bảo vệ đóng cắt, tụ bù, máy điều áp,…

- Thông số vận hành, đo đạc định kỳ của đơn vị: Các thông số vận hành dòng, áp, cos φ, công suất,…

77

- Thông số kinh doanh: Điện năng tiêu thụ của từng phụ tải, số khách hàng của 1 trạm hạ thế.

- Thông số chỉnh định bảo vệ của các thiết bị bảo vệ trên địa bàn quản lý, bao gồm cả thông số bảo vệ phía trung thế của các trạm trung gian 110/22-15 Kv.

Để các đơn vị và học viên nắm được các yêu cầu về dữ liệu cần chuẩn bị trước, chúng tôi liệt kê cụ thể dưới đây các hộp thoại và các giá trị thuộc tính yêu cầu của từng phần tử lưới điện được mô hình hoá trong mô hình. Vì hiện nay, các đơn vị chưa được trang bị phần mềm PSS/ADEPT 5.0, do vậy việc xem trước các hộp thoại này chỉ dùng tham khảo tìm hiểu trước về các giá trị nhập vào chương trình. Chi tiết cách nhập dữ liệu sẽ được hướng dẫn chi tiết trong khoá đào tạo.

II..22.. DDữữ lliiệệuu ccáácc pphhầầnn ttửử llưướớii đđiiệệnn Phần mềm PSS/ADEPT 5.0 cung cấp đầy đủ các công cụ giúp người sử dụng

mô phỏng lưới điện cần tính toán. Xem thanh công cụ diagram dưới đây, ta thấy các phần tử lưới điện được mô hình hoá gồm:

1. Nút Source.

2. Nút tải: Gồm tải tĩnh và tải MWh

3. Line

4. Switch

5. Máy biến áp

6. Động cơ điện: Gồm đồng bộ, không đồng bộ

7. Thiết bị bảo vệ: Relay, Recloser, Fuse,…

8. Sóng hài.

9. Thông số đầu vào cho bài toán độ tin cậy.

88

Hình 1 Thanh công cụ tạo sơ đồ tính toán

II..22..11.. SSốố lliiệệuu ccầầnn cchhuuẩẩnn bbịị nnhhậậpp vvààoo nnúútt SSoouurrccee:: Các giá trị điện trở, điện kháng thứ tự thuận, nghịch, zero,…

Hình 2 Hộp thoại thuộc tính nút Source và mô hình nút nguồn trên sơ đồ

II..22..22.. SSốố lliiệệuu ccầầnn cchhuuẩẩnn bbịị nnhhậậpp vvààoo nnúútt ttảảii:: Gồm tải tĩnh và tải MWh.

Hình 3 Hộp thoại thuộc tính nút tải và mô hình nút tải trên sơ đồ

99

- Tính chất phụ tải.

- Gía trị P, Q của phụ tải

Hình 4 Hộp thoại thuộc tính nút tải điện năng và mô hình trên sơ đồ

- Điện năng tiêu thụ trong 1 tháng.

- Số khách hàng.

- Hệ số công suất.

- Công suất tiêu thụ

II..22..33.. SSốố lliiệệuu ccầầnn cchhuuẩẩnn bbịị nnhhậậpp vvààoo tthhiiếếtt bbịị đđóónngg ccắắtt:: Tên vị trí đặt, dòng định mức,…

Hình 5 Hộp thoại thuộc tính thiết bị đóng cắt và mô hình thiết bị đóng cắt trên sơ đồ

1100

II..22..44.. SSốố lliiệệuu ccầầnn cchhuuẩẩnn bbịị nnhhậậpp vvààoo nnúútt:: Tên vị trí đặt, điện áp định mức,…

Hình 6 Hộp thoại thuộc tính nút tải và mô hình nút tải trên sơ đồ

II..22..55.. SSốố lliiệệuu ccầầnn cchhuuẩẩnn bbịị nnhhậậpp vvààoo đđooạạnn ddââyy:: Tên đoạn, số pha, chiều dài, dòng định mức, loại dây, thông số đường dây,…

Hình 7 Hộp thoại thuộc tính nút tải và mô hình nút tải trên sơ đồ

II..22..66.. SSốố lliiệệuu ccầầnn cchhuuẩẩnn bbịị nnhhậậpp vvààoo tthhiiếếtt bbịị bbùù:: Tên vị trí đặt, dung lượng, kiểu đấu dây, cố định, ứng động,…

1111

Hình 8 Hộp thoại thuộc tính tụ bù và mô hình tụ bù trên sơ đồ

II..22..77.. SSốố lliiệệuu ccầầnn cchhuuẩẩnn bbịị nnhhậậpp vvààoo tthhiiếếtt bbịị bbảảoo vvệệ:: Tên vị trí đặt, dòng định mức, loại, đặc tuyến…

Hình 9 Hộp thoại thuộc tính chọn đặc tuyến TC thiết bị bảo vệ và mô hình thiết bị

bảo vệ trên sơ đồ

II..22..88.. SSốố lliiệệuu ccầầnn cchhuuẩẩnn bbịị nnhhậậpp vvààoo mmááyy bbiiếếnn áápp:: Tên vị trí đặt, thông số máy biến áp,…

1122

Hình 10 Hộp thoại thuộc tính máy biến áp và mô hình máy biến áp trên sơ đồ

II..22..99.. SSốố lliiệệuu ccầầnn cchhuuẩẩnn bbịị nnhhậậpp vvààoo tthhiiếếtt bbịị ssóónngg hhààii:: Tên vị trí đặt, các giá trị đo đạt,…

Hình 11 Hộp thoại thuộc tính thiết bị sóng hài và mô hình thiết bị sóng hài trên sơ đồ

II..22..1100.. SSốố lliiệệuu ccầầnn cchhuuẩẩnn bbịị nnhhậậpp vvààoo mmááyy đđiiệệnn:: Tên vị trí đặt, thông số máy điện,…

1133

Hình 12 Hộp thoại thuộc tính máy điện và mô hình máy điện trên sơ đồ

II..33.. DDữữ lliiệệuu pphhụụcc vvụụ ccáácc bbààii ttooáánn pphhâânn ttíícchh Các sơ đồ vận hành và các số liệu được thu thập trong 3 tháng gần nhất.

Phần mềm PSS/ADEPT 5.0 thực hiện các bài toán phân tích:

Load Flow Culculation: Tính toán phân bố công suất khi ở trạng thái ổn định

Fault: Thực hiện việc tính toán ngắn mạch, Fault all: Tính toán ngắn mạch tại tất cả các nút trong lưới điện

Motor Starting Culculation: Tính toán bài toán khởi động động cơ

CAPO Analysis: Tính toán bài toán đặt tụ bù tối ưu

TOPO Analysis: Tính toán điểm dừng tối ưu

DRA Analysis: Tính toán độ tin cậy lưới điện

Harmonics Culculation: Phân tích, tính toán sóng hài

Coordination: Tính toán phối hợp các thiết bị bảo vệ

II..33..11.. LLooaadd FFllooww CCuullccuullaattiioonn:: TTíínnhh ttooáánn pphhâânn bbốố ccôônngg ssuuấấtt kkhhii ởở ttrrạạnngg tthhááii ổổnn đđịịnnhh,, FFaauulltt:: tthhựựcc hhiiệệnn vviiệệcc ttíínnhh ttooáánn nnggắắnn mmạạcchh,, FFaauulltt aallll:: TTíínnhh ttooáánn nnggắắnn mmạạcchh ttạạii ttấấtt ccảả ccáácc nnúútt ttrroonngg llưướớii đđiiệệnn

Để chuẩn bị số liệu cho bài toán tính toán phối hợp các thiết bị bảo vệ lưới điện, ta cần chuẩn bị các thông số như sau:

- Các số liệu quản lý kỹ thuật đường dây, kỹ thuật trên địa bàn quản lý như: Tiết diện, khoảng cách chiều dài, thông số dây dẫn, máy biến áp, thiết bị bảo vệ đóng cắt, tụ bù, máy điều áp,…

1144

- Các giá trị vận hành của phát tuyến, phụ tải của tuyến dây như: Dòng, áp, công suất P, Q, hệ số công suất,…

- Thông số kinh doanh: Điện năng tiêu thụ của từng phụ tải, số khách hàng của 1 trạm hạ thế.

- Các giá trị điện năng tiêu thụ của các phát tuyến trung thế, các phụ tải trong phát tuyến.

- Các giá trị điện trở, điện kháng thứ tự thuận, nghịch, zero tại thanh cái trung thế.

II..33..22.. MMoottoorr SSttaarrttiinngg CCuullccuullaattiioonn:: TTíínnhh ttooáánn bbààii ttooáánn kkhhởởii đđộộnngg đđộộnngg ccơơ Để chuẩn bị số liệu cho bài toán tính toán bài toán khởi động động cơ trong

lưới điện, ta cần chuẩn bị các thông số như sau:

- Thông số kỹ thuật thiết bị.

- Thông số vận hành.

II..33..33.. CCAAPPOO AAnnaallyyssiiss:: TTíínnhh ttooáánn bbààii ttooáánn đđặặtt ttụụ bbùù ttốốii ưưuu Để chuẩn bị số liệu cho bài toán tính toán bài toán đặt tụ bù tối ưu trên lưới

điện, ta cần chuẩn bị các thông số như sau:

- Các bộ tụ bù cố định hiện hữu.

- Các bộ tụ bù ứng động hiện hữu.

II..33..44.. TTOOPPOO AAnnaallyyssiiss:: TTíínnhh ttooáánn đđiiểểmm ddừừnngg ttốốii ưưuu Để chuẩn bị số liệu cho bài toán tính toán phối hợp các thiết bị bảo vệ lưới

điện, ta cần chuẩn bị các thông số như sau:

- Thông số vận hành các phát truyến trung thế trên địa bàn.

- Các vị trí đặt thiết bị đ1ong cắt.

II..33..55.. HHaarrmmoonniiccss CCuullccuullaattiioonn:: PPhhâânn ttíícchh,, ttíínnhh ttooáánn ssóónngg hhààii Để chuẩn bị số liệu cho bài toán tính toán phối hợp các thiết bị bảo vệ lưới

điện, ta cần chuẩn bị các thông số như sau:

- Các giá trị đo sóng hài THD.

II..33..66.. CCoooorrddiinnaattiioonn:: TTíínnhh ttooáánn pphhốốii hhợợpp ccáácc tthhiiếếtt bbịị bbảảoo vvệệ Để chuẩn bị số liệu cho bài toán tính toán phối hợp các thiết bị bảo vệ lưới

điện, ta cần chuẩn bị các thông số như sau:

- Các giá trị chỉnh định của relay, recloser, trên lưới.

1155

- Các giá trị đặt của cầu chì (FCO, LBFCO).

II..33..77.. DDRRAA AAnnaallyyssiiss:: TTíínnhh ttooáánn đđộộ ttiinn ccậậyy llưướớii đđiiệệnn Để chuẩn bị số liệu cho bài toán tính toán độ tin cậy lưới điện, ta cần chuẩn bị

các thông số thống kê vận hành của từng tuyến dây trung thế như sau:

- Cường độ sự cố.

- Cố lượng khách hàng tại nút thứ i.

- Thời gian cắt điện hàng năm.

- Số lượng khách hàng bị mất điện.

- Số lượng khách hàng bị ảnh hưởng mất điện.

Một số khái niệm trong bài toán tính toán độ tin cậy lưới điện

I.3.7.1. Sự cố hỏng hóc: Sự cố hỏng hóc là trạng thái của một phần tử hệ thống mà nó không hoạt

động như mong muốn. Kết quả là phải cắt phần tử đó ra khỏi hệ thống. Tuy nhiên không phải mọi hỏng hóc đều đưa đến cắt điện .

I.3.7.2. Cắt thiết bị : Mô tả trạng thái của thiết bị khi nó không được hoạt động vì một số các lý do

liên quan đến thiết bị đó.

• Cắt cưỡng bức : Là hậu quả do các điều kiện khẩn cấp liên quan đến thiết bị cần phải cắt tức thời, hoặc tự đông như thiết bị bảo vệ rơle, hoặc thao tác đóáng cắt,hoặc do tác động sai của thiết bị bảo vệ hay người vận hành thao tác sai.

• Cắt theo lịch : Thiết bị đưa ra khỏi vận hành theo thời gian định trước, thông thường khi có bảo trì, sửa chữa hoặc xây dựng.

• Cắt cưỡng bức ngắn hạn: Do các sự cố thoáng qua gây ra, các thiết bị có thể được đưa vào vận hành trở lại tự động khi các máy cắt, máy cắt tự đóng lại, hoặc khi thay thế cầu chì.

• Cắt cưỡng bức do vận hành : Do các sự cố không thể tự giải trừ được cần phải sửa chữa thiết bị trước khi đưa vào vận hành. Ví dụ: khi xảy ra phóng điện làm chọc thủng cách điện , vì vậy cần sửa chữa hay thay thế trước khi đưa vào vận hành.

I.3.7.3. Ngừng cung cấp điện : Mất điện một hay nhiều khách hàng. Nguyên nhân là do một hay nhiều thiết

bị cắt khỏi vận hành.

• Mất điện định kỳ : Mất điện gây ra do cắt theo lịch.

1166

• Mất điện cưỡng bức: Gây ra do cắt cưỡng bức.

• Thời gian mất điện : Khoảng thời gian từ lúc bắt đầu cắt điện khách hàng cho đến khi phục hồi lại cho khách hàng đó.

Mất điện thoáng qua: Mất điện có thời gian nhỏ, thiết bị được đưa vào vận hành trở lại, do bộ phận giám sát điều khiển tự động hay bằng tay bởi người vận hành có thể thao tác tức thời.

Mất điện duy trì : Là các trường hợp còn lại không thuộc loại mất điện thoáng qua.

IIII.. CCáácc bbảảnngg ddữữ lliiệệuu ttrroonngg pphhầầnn mmềềmm PPSSSS//AADDEEPPTT::

Các giá trị thuộc tính (thông số) các phần tử của mô hình lưới điện mô phỏng trong phần mềm PSS/ADEPT lưu trữ tại các bảng dữ liệu của mô hình.

Ta co thể mở các bảng dữ liệu của mô hình bằng thao tác: Vào menu Edit\Grid, sau đó xuất hiện giao diện sau:

Hình 13 Bảng dữ liệu về nút nguồn của mô hình

1177

Hình 14 Bảng dữ liệu về nút nguồn của mô hình

Hình 15 Bảng dữ liệu về phụ tải của mô hình

1188

Hình 16 Bảng dữ liệu về đoạn dây của mô hình

Hình 17 Bảng dữ liệu về thiết bị đóng cắt của mô hình

1199

Hình 18 Bảng dữ liệu về tụ bù của mô hình

Kiểu dữ liệu của các phần tử trong mô hình các bạn có thể tham khảo trong Phần 2, phụ lực 3.

Bảng dữ liệu về phụ tải của mô hình được chuyển sang excel nhờ chương trình hỗ trợ để xử lý các giá trị P, Q của từng nút trong excel. Sau đó sẽ được chuyển ngược vào phần mềm PSS/ADEPT 5.0 để xử lý nhanh chóng phần phập các giá trị phụ tải cho mô hình. Các chương trình hỗ này sẽ được giới thiệu và chuyển giao cho các học viên tham dự khoá đào tạo.

2200

Hình 19 Bảng dữ liệu về phụ tải của mô hình được chuyển sang excel

Hết chương !

CHƯƠNG 2: CÁC BƯỚC

THỰC HIỆN

2222

CCHHƯƯƠƠNNGG 22:: CCÁÁCC BBƯƯỚỚCC TTHHỰỰCC HHIIỆỆNN

Chúng tôi chú trọng chính vào 4 mục tiêu áp dụng triển khai PSS/ADEPT như sau:

Hình 20 Chu trình triển khai phần mềm PSS/ADEPT theo Bốn bước căn

4 mục tiêu này chính là 4 bước căn bản thực hiện áp dụng phần mềm PSS/ADEPT. Nắm vững 4 bước này, học viên có thể áp dụng ngay phần mềm để tính toán và 4 bước này được trình bày chi tiết dưới đây.

Tạo sơ đồ Creating diagrams

Thiết lập thông số mạng lưới Program, network settings

Chạy 8 bài toán phân tích Power System Analysis

BÁO CÁO Reports, diagrams

2233

II.. CChhuu ttrrììnnhh ttrriiểểnn kkhhaaii

Chu trình triển khai PSS/ADEPT gồm 4 bước như sau:

Hình 21 Chu trình triển khai phần mềm PSS/ADEPT

IIII.. BBưướớcc 11:: TThhiiếếtt llậậpp tthhôônngg ssốố mmạạnngg llưướớii

Trong bước này, ta thực hiện các khai báo các thông số lưới điện cần tính toán để mô phỏng trong PSS/ADEPT gồm các nội dung:

Xác định thư viện dây dẫn.

Xác định thông số thuộc tính của lưới điện.

Xác định hằng số kinh tế của lưới điện.

IIII..11.. XXáácc đđịịnnhh tthhưư vviiệệnn ddââyy ddẫẫnn:: Bước này, nhằm khai báo cho phần mềm PSS/ADEPT biết thư viện thông số

các tuyến dây của lưới điện áp dụng.

Cách thao tác: Vào meu File\ Program Settings (hộp thoại Program Settings).

Tạo sơ đồ Creating diagrams

Thiết lập thông số mạng lưới Program, network settings

Chạy 8 bài toán phân tích Power System Analysis

BÁO CÁO Reports, diagrams

2244

Hình 22 Thiết lập thông số mạng lưới

Chọn nút lệnh mục Construction dictionnary để chọn thư viện dây.

Chọn file pti.con

Chọn OK.

IIII..22.. XXáácc đđịịnnhh tthhôônngg ssốố tthhuuộộcc ttíínnhh ccủủaa llưướớii đđiiệệnn:: Bước này, nhằm khai báo cho phần mềm PSS/ADEPT thiết lập ngay từ đầu

các thuộc tính của lưới điện như: Điện áp qui ước là điện áp pha hay điện áp dây và trị số, tần số, công suất biểu kiến cơ bản……

Sau đây ta mở tập tin lưới điện trung thế 1 Điện lực theo hình sau:

Hình 23 Hộp thoại network properties

2255

Cách thao tác: Vào meu File\ Network Properties (hộp thoại Network Properties).

IIII..33.. XXáácc đđịịnnhh hhằằnngg ssốố kkiinnhh ttếế ccủủaa llưướớii đđiiệệnn:: Bước này, nhằm khai báo cho phần mềm PSS/ADEPT thiết lập các giá trị

hằng số kinh tế ngay từ đầu của lưới điện như: Giá điện năng tiêu thụ (/kWH); Giá điện năng phản kháng tiêu thụ (/kvarh); Giá công suất thực lắp đặt(/kW); Giá công suất phản kháng lắp đặt(/kvar); Tỷ số trượt giá (pu/year); Tỷ số lạm phát (pu/year); Thời gian tính toán (years); Giá lắp đặt cho tụ bù cố định và ứng động; Tỷ giá bảo trì tụ bù cố định và ứng động. Trong luận văn em sử dụng các giá trị này theo mặc định của phần mềm PSS/ADEPT cho lưới điện trung thế Điện lực Tân Bình theo hình sau:

Hình 24 Hộp thoại network Economics)

Cách thao tác: Vào meu File\ Network Economics (hộp thoại Economics).

IIIIII.. BBưướớcc 22:: TTạạoo ssơơ đđồồ::

Vẽ sơ đồ lưới điện cần tính toán vào chương trình PSS/ADEPT.

Cập nhật số liệu đầu vào cho sơ đồ lưới điện: Từ số liệu quản lý kỹ thuật của Điện lực chúng ta lần lượt nhập vào các giá trị thuộc tính của các phần tử như sau:

2266

IIIIII..11.. NNgguuồồnn –– SSoouurrccee::

Hình 25 Thiết lập thông số nguồn

IIIIII..22.. TTảảii –– SSttaattiicc LLooaadd ::

Hình 26 Thiết lập thông số tải

2277

IIIIII..33.. DDââyy ddẫẫnn –– LLiinnee ::

Hình 27 Thiết lập thông dây dẫn

IIIIII..44.. NNúútt –– NNooddee ::

Hình 28 Thiết lập thông số nút

2288

IIIIII..55.. TTụụ bbùù--CCaappaacciittoorr::

Hình 29 Thiết lập thông số tụ bù

IIIIII..66.. TThhiiếếtt bbịị đđóónngg ccắắtt__SSwwiicchhss::

Hình 30 Thiết lập thông số thiết bị đóng cắt

2299

IIVV.. BBưướớcc 33:: CChhạạyy ccáácc cchhứứcc nnăănngg ttíínnhh ttooáánn

Có 8 phân hệ tính toán trong phần mềm PSS/ADEPT 5.0. Trước khi thực hiện giải các bài toán ta cần thiết lập các tuỳ chọn bằng cách mở hộp thoại option như hình dưới đây.

Hình 31 Hộp thoại option-Thẻ general: Các chọn lựa tổng quát cho các bài toán phân

tích

3300

Hình 32 Hộp thoại option-Thẻ load flow: Các chọn lựa cho các bài toán phân bố công

suất

Hình 33 Hộp thoại option-Thẻ short circuit: Các chọn lựa tổng quát cho các bài toán

phân tích ngắn mạch

3311

Hình 34 Hộp thoại option-Thẻ motor starting: Các chọn lựa cho các bài toán phân

tích khởi động động cơ

Hình 35 Hộp thoại option-Thẻ reports: Các chọn lựa cho phần lập báo cáo

3322

Hình 36 Hộp thoại option-Thẻ CAPO: Các chọn lựa cho các bài toán xác định vị trí

bù tối ưu

Hình 37 Hộp thoại option-Thẻ DRA: Các chọn lựa cho các bài toán phân tích độ tin

cậy

3333

Hình 38 Hộp thoại option-Thẻ TOPO: Các chọn lựa cho các bài toán xác định điểm

dừng tối ưu

Hình 39 Hộp thoại option-Thẻ hamonics: Các chọn lựa cho các bài toán phân tích

sóng hài

Trình bày ý nghĩa các thông số xin xem trong phần 6 thuật ngữ Anh-Việt đối chiếu qua các slide bài giảng.

3344

VV.. BBưướớcc 44:: BBááoo ccááoo

Sau khi chạy xong một trong các chức năng tính toán trên, bạn có thể xem kết quả tính toán phân tích của phần mềm tại 3 vị trí như sau:

Xem hiển thị kết quả phân tích ngay trên sơ đồ

Xem kết quả tính toán trên của số progress view

Xem kết quả tính toán chi tiết từ phần report của phần mềm PSS/ADEPT

VV..11.. XXeemm hhiiểểnn tthhịị kkếếtt qquuảả pphhâânn ttíícchh nnggaayy ttrrêênn ssơơ đđồồ Trong phần mềm PSS/ADEPT ta có thể xem ngay các kết quả tính toán tại vị

trí các nút, tải, …

Hình 40 Xem hiển thị kết quả phân tích ngay trên sơ đồ

VV..22.. XXeemm kkếếtt qquuảả ttíínnhh ttooáánn ttrrêênn ccủủaa ssốố pprrooggrreessss vviieeww Với của sổ progress view ta cũng có thể xem được các kết quả tính toán.

3355

Hình 41 Xem kết quả tính toán trên của số progress view

VV..33.. XXeemm kkếếtt qquuảả ttíínnhh ttooáánn cchhii ttiiếếtt ttừừ pphhầầnn rreeppoorrtt ccủủaa pphhầầnn mmềềmm PPSSSS//AADDEEPPTT Xem kết quả tính toán chi tiết từ phần report của phần mềm PSS/ADEPT

Hình 42 Hộp thoại option-Thẻ general: Các chọn lựa tổng quát cho các bài toán phân

tích

Hiển thị các kết quả report sau khi phân tính và tính toán một bài toán cụ thể, từ đây ta có thể in ấn các kết quả này một cách dễ dàng thông qua File\Print.

3366

Hình 43 Cửa sổ Report Preview

Trên cửa sổ Report Preview có hẳn một menu riêng của nó.

VVII.. KKếếtt qquuảả xxââyy ddựựnngg llưướớii đđiiệệnn

VVII..11.. SSốố llưượợnngg ccáácc ttuuyyếếnn ddââyy ttrruunngg tthhếế Từ dữ liệu thực tế đã có, qua 4 bước thực hiện ta xây dựng được mô hình lưới

điện cần tính toán.

Dưới đây trình bày toàn bộ các tuyến dây trung thế cung cấp cho địa bàn Quận Tân Bình đã được thực hiện xây dựng dữ liệu trên phần mềm PSS/ADEPT bao gồm:

Bảy Hiền

Hóc Môn

Thường Kiệt

Long Quân

TSF

Bàu Cát

3377

Thăng Long

VVII..22.. DDữữ lliiệệuu ttrrêênn pphhầầnn mmềềmm PPSSSS//AADDEEPPTT

VVII..22..11.. TTuuyyếếnn ddââyy ttrruunngg tthhếế BBààuu CCáátt Sơ đồ đơn tuyến từ AutoCAD

Sơ đồ và dữ liệu mô phỏng trên phần mềm PSS/ADEPT

3388

Hình 44a), b) Sơ đồ thực tế và sơ đồ mô phỏng trên phần mềm PSS/ADEPT tuyến dây Bàu Cát

VVII..22..22.. TTuuyyếếnn ddââyy ttrruunngg tthhếế TThhăănngg LLoonngg Sơ đồ đơn tuyến từ AutoCAD

Sơ đồ và dữ liệu mô phỏng trên phần mềm PSS/ADEPT

Hình 45a), b) Sơ đồ thực tế và sơ đồ mô phỏng trên phần mềm PSS/ADEPT tuyến

dây Thăng Long

VVII..22..33.. TTuuyyếếnn ddââyy ttrruunngg tthhếế BBảảyy HHiiềềnn Sơ đồ và dữ liệu mô phỏng trên phần mềm PSS/ADEPT

3399

Hình 46 Sơ đồ mô phỏng trên phần mềm PSS/ADEPT tuyến dây Bảy hiền

VVII..22..44.. TTuuyyếếnn ddââyy ttrruunngg tthhếế HHóócc MMôônn Sơ đồ và dữ liệu mô phỏng trên phần mềm PSS/ADEPT

Hình 47 Sơ đồ mô phỏng trên phần mềm PSS/ADEPT tuyến dây Hóc Môn

VVII..22..55.. TTuuyyếếnn ddââyy ttrruunngg tthhếế TThhưườờnngg KKiiệệtt Sơ đồ và dữ liệu mô phỏng trên phần mềm PSS/ADEPT

4400

Hình 48 Sơ đồ mô phỏng trên phần mềm PSS/ADEPT tuyến dây Thường Kiệt

VVII..22..66.. TTuuyyếếnn ddââyy ttrruunngg tthhếế LLoonngg QQuuâânn Sơ đồ và dữ liệu mô phỏng trên phần mềm PSS/ADEPT

Hình 49 Sơ đồ mô phỏng trên phần mềm PSS/ADEPT tuyến dây Long Quân

VVII..22..77.. TTuuyyếếnn ddââyy ttrruunngg tthhếế TTSSFF Sơ đồ và dữ liệu mô phỏng trên phần mềm PSS/ADEPT

4411

Hình 50 Sơ đồ mô phỏng trên phần mềm PSS/ADEPT tuyến dây TSF

Và còn rất nhiều mô hình lưới điện của các Điện lực khác có sẵn trên CD-ROM, các bạn tham khảo thêm.

Hết chương !

Dữ liệu mẫu có sẵn trên CD-ROM/DATA

CHƯƠNG 3: MỘT SỐ KẾT QUẢ

ÁP DỤNG

4433

CCHHƯƯƠƠNNGG 33:: MMỘỘTT SSỐỐ KKẾẾTT QQUUẢẢ ÁÁPP DDỤỤNNGG

Qua 2 bước chúng ta đã xây dựng xong mô hình lưới điện cần tính toán.. Chương này trình bày kết quả tính toán áp dụng các bài toán phân tích cho 1 tuyến dây trung thế, nhiều tuyến dây trung thế và cả địa bàn do Điện lực khu vực quản lý.

Hy vọng các kết quả áp dụng này sẽ giúp các học viên thuộc các đơn vị nhanh chóng nắm bắt các phương pháp giải bài toán phân tích thông dụng.

Các bài toán phân tích như: phân bố công suất và tính ra tỷ lệ tổn thất, tính ngắn mạch, bài toán tính dung lượng bù,… Các bài toán này rất quan trọng trong quá trình quản lý, vận hành lưới điện bởi những lợi ích ưu thế của nó mang lại: Nâng cao khả năng tải của dây dẫn, giảm công suất nguồn, giảm được tổn thất điện năng lưới điện,…. .

Với đặc điểm của lưới điện trung thế Điện lực khu vực Công ty Điện lực 2 trãi rộng trên địa bàn lớn với chiều dài mỗi phát tuyến trung bình lớn (hơn 10km). Do vậy, sẽ giúp các đơn vị xác định tổn thất cuối đường dây, nhu cầu công suất kháng cao và cải thiện điện áp cho lưới,…cũng như nhiều vấn đề ích lợi khác.

Có thể đánh giá rằng, việc áp dụng phần mềm này, đã mang lại hiệu quả thiết thực cho các đơn vị đã áp dụng. Đặc biệt việc áp dụng bài toán tính dung lượng bù đã giúp các Điện lực khu vực xác định nhu cầu công suất kháng cho toàn lưới, kiểm tra các vị trí bù hiện hữu và phục vụ công rà soát đánh giá tổng thể bài toán bù theo đặc thù riêng của lưới điện Điện lực.

Tất cả mô hình lưới điện tính toán đều có sẵn trong CD-ROM phát trong buổi học

Sau đây là các kết quả tính toán

Dữ liệu mẫu có sẵn trên CD-ROM/DATA

4444

II.. TTíínnhh ttooáánn pphhâânn bbốố ccôônngg ssuuấấtt

II..11.. ĐĐốốii ttưượợnngg ttíínnhh ttooáánn::

II..11..11.. GGiiớớii tthhiiệệuu Đối tượng áp dụng để tính toán bài toán phân bố công suất và sau đó là tổn

thất điện năng lưới điện phân phối Điện lực Tân Bình. Phần giới thiệu lưới điện phân phối Điện lực Tân Bình không trình bày ra đây. Các bạn có thể tham khảo từ các bạn đồng nghiệp Điện lực Tân Bình-Công ty Điện lực TP. HCM.

II..11..22.. KKhhảảoo ssáátt hhiiệệnn ttrrạạnngg ttổổnn tthhấấtt đđiiệệnn nnăănngg

I.1.2.1. Tổn thất điện năng trên đường dây trung thế và máy biến thế phân phối:

Tổn thất điện năng trên đường dây trung thế và máy biến thế phân phối được tính toán cụ thể đối với 7 tuyến dây. Kết quả tính toán tổn thất điện năng các tuyến trung thế nổi Điện lực Tân Bình như sau:

Sản lượng điện

Tổn thất [kwh/tháng] Tỷứ lệ tổn thất [%]

STT Tên tuyến dây [Kwh/tháng] Đường dây

MBT Đường dây

MBT

1 Bảy Hiền 4,140,589.4 125,409.4 112,547.8 3.03 2.72 2 Hóc Môn 5,257,758.2 162,627.5 98,659.3 3.09 1.88 3 Thường Kiệt 5,074,861.6 144,565.9 97,383.9 2.85 1.92 4 Long Quân 3,576,484.5 94,627.7 80,672.1 2.65 2.26 5 TSF 3,964,914.8 98,318.9 72,734.7 2.48 1.83 6 Bàu Cát 3,014,484.5 87,627.7 73,672.1 2.15 2.16 7 Thăng Long 4,964,914.8 Ả98,012.9 92,734.7 2.98 2.53

Kết quả tính toán tổn thất điện năng trên đường dây trung thế và máy biến thế phân phối của toàn lưới trung thế Điện lực Tân Bình năm 2004 như sau:

Tỉ lệ tổn thất trên đường dây trung thế là: 2,42 (%)

Tỉ lệ tổn thất trên máy biến thế phân phối là: 2,10 (%)

I.1.2.2. Tổn thất điện năng trong máy biến thế trung gian 15 KV: Tổn thất điện năng trong máy biến thế trung gian được tính toán cụ thể cho từng

máy. Kết quả tính toán tổn thất trong các máy biến thế trung gian KV năm 2004 trình bày

trong bảng sau:

STT Tên trạm ngắt - Công suất Tổn thất điện năng [ kwh/tháng]

4455

máy biến thế 15KV [MVA] Không tải Có tải Tổng 1 Bà Quẹo 8856 23205 32061 2 Hoả Xa 9648 18291 27939 3 Trường Đua 2 x 4 25632 57330 82962 4 Tân Bình 1 2x4 4824 9145.5 13969.5 5 Chợ Lớn 2 x 4 9648 18291 27939 Tổng cộng 58608 126262.5 184870.5

Tỷ lệ tổn thất điện năng trong các máy biến thế trung gian 15 KV năm 2004:

ΔBA (%) = 184870.5 x12x100/ 7.700.000.000 = 0,023 %

I.1.2.3. Tổn thất điện năng trong tụ bù trung thế: Bảng 7:

Số liệu Đơn vị tính Kết quả 1. Tổng dung lượng tụ bù trung thế KVAR 245,100 4. Tổn thất điện năng trong tụ bù trung thế Kwh 3.220.6145. Tỷ lệ tổn thất điện năng trong tụ bù trung thế % 0.04

I.1.2.4. Kết quả Tỷ lệ tổn thất trên lưới điện phân phối Điện lực Tân Bình năm 2004 như sau:

- Tổn thất trên luới điện hạ thế : 5,36 %

- Tổn thất trên lưới điện trung thế : 4.59%

+ Tổn thất trên máy biến thế phân phối : 2.10 %

+ Tổn thất trên máy biến thế trung gian : 0.03%

+ Tổn thất trên tụ bù trung thế : 0.04%

+ Tổn thất trên lưới trung thế : 2.42%

Tỷ lệ tổn thất trên toàn lưới phân phối Điện lực Tân Bình năm 2004 là: 9,97%

(Các số liệu tính toán tham khảo từ báo cáo của Điện lực Tân Bình .)

II..22.. QQuuyy mmôô tthhựựcc hhiiệệnn vvàà kkếếtt qquuảả ttíínnhh ttooáánn ttừừ pphhầầnn mmềềmm PPSSSS//AADDEEPPTT::

Dữ liệu mẫu có sẵn trên CD-ROM/DATA

4466

II..22..11.. SSốố llưượợnngg ccáácc ttuuyyếếnn ddââyy ttrruunngg tthhếế Toàn bộ các tuyến dây trung thế cung cấp cho địa bàn Quận Tân Bình đã được

tính toán phân bố công suất để xác định tổn thất công suất và tổn thất điện áp trên phần mềm PSS/ADEPT bao gồm:

Bảy Hiền

Hóc Môn

Thường Kiệt

Long Quân

TSF

Bàu Cát

Thăng Long

II..22..22.. DDữữ lliiệệuu ttrrêênn pphhầầnn mmềềmm PPSSSS//AADDEEPPTT Tuyến dây trung thế Bàu Cát

Tính toán phan bố công suất trên phần mềm PSS/ADEPT

Hình 51 Tính toán tổn thất trên phần mềm PSS/ADEPT tuyến dây Bàu Cát

4477

Tuyến dây trung thế Thăng Long

Tính toán phan bố công suất trên phần mềm PSS/ADEPT

Hình 52 Tính toán tổn thất trên phần mềm PSS/ADEPT tuyến dây Thăng Long

Tuyến dây trung thế Bảy Hiền

Tính toán phan bố công suất trên phần mềm PSS/ADEPT

Hình 53 Tính toán tổn thất trên phần mềm PSS/ADEPT tuyến dây Bảy Hiến

Tuyến dây trung thế Hóc Môn

4488

Tính toán phan bố công suất trên phần mềm PSS/ADEPT

Hình 54 Tính toán tổn thất trên phần mềm PSS/ADEPT tuyến dây Hóc Môn

Tuyến dây trung thế Thường Kiệt

Tính toán phan bố công suất trên phần mềm PSS/ADEPT

Hình 55 Tính toán tổn thất trên phần mềm PSS/ADEPT tuyến dây Thường Kiệt

Tuyến dây trung thế Long Quân

Tính toán phan bố công suất trên phần mềm PSS/ADEPT

4499

Hình 56 Tính toán tổn thất trên phần mềm PSS/ADEPT tuyến dây Long Quân

Tuyến dây trung thế TSF

Tính toán phan bố công suất trên phần mềm PSS/ADEPT

5500

Hình 57 Tính toán tổn thất trên phần mềm PSS/ADEPT tuyến dây TSF

Tổng hợp kết quả tính toán tổn thất công suất và điện áp trên phần mềmPSS/ADEPT

Tổng Tổn thất Công suất

Tổn thất Điện áp Tỷ lệ tổn thất [%]

STT Tên tuyến dây

P (KW)

Q (KVAr)

∆P ∆Q U ∆U P Q V

1 Bảy Hiền 4,165.25 2,111.49 9.76 16.89 8,700.00 8,520.00 0.23 0.80 97.93

2 Hóc Môn 6,820.43 2,807.57 87.62 178.22 8,700.00 8,510.00 1.28 6.35 97.82

3 Thường Kiệt

9,639.11 4,945.99 258.70 534.81 8,700.00 8,450.00 2.68 10.81 97.13

4 Long Quân 9,867.12 6,373.46 98.20 52.33 8,700.00 8,520.00 1.00 0.82 97.93

5 TSF 6,952.26 4,593.92 69.13 140.11 8,700.00 8,540.00 0.99 3.05 98.16

6 Bàu Cát 6,388.88 3,591.66 44.54 79.87 8,700.00 8,580.00 0.70 2.22 98.62

7 Thăng Long 11,780.43 5,338.98 326.64 680.63 8,700.00 8,540.00 2.77 12.75 98.16

Dữ liệu mẫu có sẵn trên CD-ROM/DATA

5511

IIII.. TTíínnhh ttooáánn nnggắắnn mmạạcchh

IIII..11.. ĐĐốốii ttưượợnngg ttíínnhh ttooáánn:: Đối tượng áp dụng để tính toán bài toán ngắn mạch là lưới điện phân phối

Điện lực Gò Vấp. Phần giới thiệu lưới điện phân phối Điện lực Gò Vấp không trình bày ra đây. Các bạn có thể tham khảo từ các bạn đồng nghiệp Điện lực Gò Vấp -Công ty Điện lực TP. HCM.

IIII..22.. QQuuyy mmôô tthhựựcc hhiiệệnn vvàà kkếếtt qquuảả ttíínnhh ttooáánn ttừừ pphhầầnn mmềềmm PPSSSS//AADDEEPPTT:: Sau đây minh hoạ giải bài toán phân tích ngắn mạch cho tuyến dây Tây Hội-Điện lực Gò Vấp, các tuyến còn lại trình bày trong bài toán phối hợp bảo vệ.

Hình 58Tuyến dây Tây Hội-Điện lực Gò Vấp

5522

Hình 59 Chọn hiển thị kết quả tính toán các kiểu ngắn mạch.

Hình 60 Xem kết quả tính ngắn mạch bằng report.

Dữ liệu mẫu có sẵn trên CD-ROM/DATA

5533

IIIIII.. TTíínnhh ttooáánn pphhốốii hhợợpp bbảảoo vvệệ

IIIIII..11.. ĐĐốốii ttưượợnngg ttíínnhh ttooáánn::

IIIIII..11..11.. GGiiớớii tthhiiệệuu đđốốii ttưượợnngg ttíínnhh ttooáánn Đối tượng áp dụng để tính toán bài toán phối hợp bảo vệ là lưới điện phân

phối Điện lực Gò Vấp. Phần giới thiệu lưới điện phân phối Điện lực Gò Vấp không trình bày ra đây. Các bạn có thể tham khảo từ các bạn đồng nghiệp Điện lực Gò Vấp -Công ty Điện lực TP. HCM.

IIIIII..11..22.. GGiiớớii tthhiiệệuu bbààii ttooáánn

1. MC Tổng - Trạm Hỏa Xa

2. MC tổng - Ngắt Di Nguy

3. MC phát tuyến - Ngắt Di Nguy

4. LBFCO – nhánh rẽ

1. MC Tổng - Trạm Hỏa Xa1. MC Tổng - Trạm Hỏa Xa

2. MC tổng - Ngắt Di Nguy2. MC tổng - Ngắt Di Nguy

3. MC phát tuyến - Ngắt Di Nguy

4. LBFCO – nhánh rẽ

Hình 61 Bài toán phối hợp bảo vệ

Yêu cầu bài toán phối hợp bảo vệ: Sử dụng sơ đồ thực của lưới điện, sử dụng các số liệu dòng ngắn mạch theo tính toán của trung tâm điều độ, cài đặt thông số rơle theo bản thông số TTĐĐTT.

Giới hạn bài toán:

Tính phối hợp bảo vệ cho phát tuyến Tây Hội, gồm các thiết bị bảo vệ như trên hình vẽ. Đó là bài toán tính phối hợp bảo vệ giữa rơle máy cắt ( trạm trung gian và trạm ngắt ), cũng như giữa LBFCO và rơle.

Tính phối hợp bảo vệ cho trường hợp ngắn mạch 3 pha 50/51 ( trường hợp ngắn mạch 1 pha 50/51N kết qủa tương tự ).

Mục đích bài toán: Kiểm tra phối hợp bảo vệ khi có các sự cố ngăn mạch xảy ra.

5544

IIIIII..11..33.. XXáácc đđịịnnhh tthhôônngg ssốố nngguuồồnn Thông số nguồn (U, Z) quyết định giá trị dòng ngắn mạch, đặt cơ sở cho bài

toán phối hợp bảo vệ.

Điện áp nguồn được xác định theo giá trị của thanh cái tại trạm trung gian (U=15000V), đây là giá trị gần đúng.

Thông số thứ tự thuận được xác định theo dòng ngắn mạch 3 pha tại thanh cái trạm trung gian (13583A) và thông số thứ tự không được xác định theo ngắn mạch 1 pha (18640A).

dvtd0.0028 Z*- pha=Z*/sqrt(3)

dvtd0.0049 Z* = Znguồn/Zcb

Omh225Zcb=Ucb*Ucb/Scb

V15000Ucb

VA1000000Scb

Omh 1.10 Znguồn =U/Inm

V15000U

A13583Inm

ĐVGiá trịThành phần thứ tự

thuận

dvtd0.0028 Z*- pha=Z*/sqrt(3)

dvtd0.0049 Z* = Znguồn/Zcb

Omh225Zcb=Ucb*Ucb/Scb

V15000Ucb

VA1000000Scb

Omh 1.10 Znguồn =U/Inm

V15000U

A13583Inm

ĐVGiá trịThành phần thứ tự

thuận

Hình 62 Xác định thông số nguồn

Kết qủa chạy ngắn mạch 3 pha so với dòng ngắn mạch do TTĐĐ thông tin tính toán ( Bảng thông số chỉnh định rơle 50/51)

1200011133

1358313817

Giá trị theo TTĐĐTTPSS/ADEPTHạng mục

BẢNG SO SÁNH – DÒNG NGẮN MẠCH

1200011133

1358313817

Giá trị theo TTĐĐTTPSS/ADEPTHạng mục

BẢNG SO SÁNH – DÒNG NGẮN MẠCH

5555

Hình 63 Kết quả tính ngắn mạch

Kết qủa chạy ngắn mạch 1 pha so với dòng ngắn mạch do TTĐĐ thông tin tính toán ( Bảng thông số chỉ định rơle – 50/51 N)

BẢNG SO SÁNH – DÒNG NGẮN MẠCH

Hạng mục PSS/ADEPTGIÁ TRỊ THEO

TTĐĐTT 18720 18640 13679 11700

Hình 64 Kết quả tính ngắn mạch và so sánh

IIIIII..11..44.. HHiiệệuu cchhỉỉnnhh tthhaamm ssốố rrơơllee ttrroonngg tthhưư vviiệệnn cchhưươơnngg ttrrììnnhh Tham số rơle của PSS/ADEPT không giống với tham số rơle thực tế, ví dụ:

tầm cài đặt tham số TD ( time dial), tham số TAB SETTING ( pick up), …

Sử dụng file access: C:\Program Files\PTI\PSS-ADEPT4\ Database\ PTIprot.mdb để thay đổi thông số rơ le. Giao diện như sau: Thay đổi tham số rơle:

5566

Hình 65 Hộp thoại thay đổi thông số thiết bị bảo vệ

IIIIII..11..55.. CChhọọnn rreellaayy,, ccààii đđặặtt tthhôônngg ssốố bbảảoo vvệệ Do trong thư viện không có đầy đủ các loại rơle như trong thực tế, nên ta sử

dụng một loại rơle tương ứng, nhập các thông số chỉnh định và kiểm tra thông số trắc nghiệm.

Rơle máy cắt đầu nguồn - trạm Hỏa Xa

t>>0.5s0.5Tint

13583/0.41s13042A/0.49sTrị số trắc nghiệm

9600/0.5s9687A/0.5sTrị số trắc nghiệm

I>>=12In60I inst

I>=1.2In6Pick up (PU)

K=0.50.5Time dial (Td)

800/5800/5CT

VERY INVERSEVERY INVERSETime characteristic

SPAJ-140CRXIDFType

ABBASEAManufacture

THỰC TẾPSS/ADEPTHạng mục

BẢNG SO SÁNH – RƠLE TRẠM HỎA XA

t>>0.5s0.5Tint

13583/0.41s13042A/0.49sTrị số trắc nghiệm

9600/0.5s9687A/0.5sTrị số trắc nghiệm

I>>=12In60I inst

I>=1.2In6Pick up (PU)

K=0.50.5Time dial (Td)

800/5800/5CT

VERY INVERSEVERY INVERSETime characteristic

SPAJ-140CRXIDFType

ABBASEAManufacture

THỰC TẾPSS/ADEPTHạng mục

BẢNG SO SÁNH – RƠLE TRẠM HỎA XA

Rơle MC tổng - Hoả XaRơle MC tổng - Hoả Xa

Hình 66 Các đường TC Rơle máy cắt đầu nguồn - trạm Hỏa Xa

Rơle máy cắt tổng - Ngắt Di Nguy

5577

Hình 67 Các đường TC Rơle máy cắt tổng - Ngắt Di Nguy

Rơle máy cắt phát tuyến Tây Hội - Ngắt Di Nguy

5588

Hình 68 Các đường TC Rơle máy cắt phát tuyến Tây Hội - Ngắt Di Nguy

Chọn cầu chì – nhánh rẽ CX.Ngân Hàng 2- Tuyến Tây Hội

30k30kNorma rating

M30KA23M30KADivide ID

KKType

CHANCE CHANCEManufacture

THỰC TẾPSS/ADEPTHạng mục

BẢNG SO SÁNH – LBFCO

30k30kNorma rating

M30KA23M30KADivide ID

KKType

CHANCE CHANCEManufacture

THỰC TẾPSS/ADEPTHạng mục

BẢNG SO SÁNH – LBFCO

LBFCO – NR.Cư Xá Ngân Hàng 2LBFCO – NR.Cư Xá Ngân Hàng 2

Hình 69 Các đường TC cầu chì – nhánh rẽ CX.Ngân Hàng 2- Tuyến Tây Hội

IIIIII..22.. KKếếtt qquuảả pphhốốii hhợợpp bbảảoo vvệệ Vị trí MC tổng – Ngắt Di Nguy

5599

Hình 70 Các đường TC tại vị trí MC tổng – Ngắt Di Nguy

Vị trí MC phát tuyến Tây Hội– Ngắt Di Nguy

Hình 71 Các đường TC tại vị trí MC phát tuyến Tây Hội– Ngắt Di Nguy

Vị trí LBFCO nhánh rẽ CX.Ngân Hàng 2 - Tuyến Tây Hội

6600

Hình 72 Các đường TC tại vị trí LBFCO nhánh rẽ CX.Ngân Hàng 2 - Tuyến Tây Hội

IIVV.. TTíínnhh ttooáánn xxáácc đđịịnnhh đđiiểểmm ddừừnngg ttốốii ưưuu –– TTooppoo

IIVV..11.. ĐĐốốii ttưượợnngg ttíínnhh ttooáánn::

IIVV..11..11.. GGiiớớii tthhiiệệuu Hiện nay, Điện lực Phú Thọ quản lý lưới điện trên địa bàn Quận 10 và Quận

11, nguồn điện được cung cấp nguồn từ 03 trạm trung gian:

Trạm trung gian Hùng Vương:

Điện áp: 110/15 kV - công suất: (63 + 63)MVA cung cấp cho chủ yếu Quận 5 và Quận 10 gồm 8 lộ ra, trong đó có 4 lộ ra cung cấp chủ yếu cho Quận 10 bằng 2 tuyến đường dây nổi: Tri Phương, dây 3 tháng 2 và dây Hùng Vương, và 1 lộ ra cáp ngầm: tuyến cáp Ấn Quang.

Trạm trung gian Chợ Lớn:

Điện áp: 110/15 kV - Công suất: (63+63)MVA cung cấp cho chủ yếu Quận 5, 6, Quận Tân Bình và Quận 11 gồm có 10 lộ ra, trong đó có 4 lộ chủ yếu cung cấp

Dữ liệu mẫu có sẵn trên CD-ROM/DATA

6611

điện cho Quận 11 gồm có: dây Phú Thọ Hòa, dây Bình Thới, dây Quốc Toản và cáp ngầm Minh Phụng.

Trạm trung gian Trường Đua:

Điện áp: 110/15 KV - Công suất: (63+63)MVA: hiện đã có 7 lộ ra cung cấp cho Quận 10 và Quận 11 gồm có các lộ sau:

- Lộ ra Cáp Bách Khoa cấp điện cho Quận 10.

- Lộ ra Hiến Thành cấp điện cho Quận 10 và Quận 11.

- Lộ ra Hồng Thái cấp điện cho Quận 10.

- Lộ ra Lữ Gia cấp điện cho Quận 11.

- Lộ ra Phú Bình cấp điện cho Quận 11.

- Lộ ra Cáp Lý Văn cấp điện cho Quận 11.

- Lộ ra nối tuyến Trường Đua-Ngắt Phú Thọ

IIVV..11..22.. CCôônngg ttáácc cchhuuyyểểnn ttảảii ttrroonngg vvậậnn hhàànnhh llưướớii đđiiệệnn:: Lập các phương án vận hành lưới trong các trường hợp bình thường và sự cố

cho TTĐĐ-TT

Chuyển tải, chọn lựa và sa thải phụ tải theo yêu cầu của điều độ trung tâm

Trực tiếp đo đạc phụ tải trên lưới phân phối

Tham gia các kế hoạch tăng cường và cải tạo lưới điện trong khu vực quản lý.

Lưới điện này được vận hành hở (radially) và được liên kết với nhau bằng các nối tuyến thông qua các khóa điện. Các lý do chính để vận hành hở lưới phân phối có thể nêu vắn tắt như sau:

Phối hợp bảo vệ relay trở nên dễ dàng

Giảm dòng ngắn mạch khi có sự cố trên một tuyến dây gần trạm nguồn

Điều khiển điện áp trên từng tuyến dây dễ dàng hơn và giảm được phạm vi mất điện trong thời gian giải trừ sự cố.

Nếu chỉ xem xét giá thành xây dựng mới lưới phân phối thì phương án kinh tế là các lưới hình tia.

Rõ ràng trong vận hành hở thì tổn thất năng lượng và chất lượng điện năng luôn kém hơn một lưới phân phối được vận hành kín và khi có sự cố, phạm vi mất điện của lưới phân phối hình tia thường rộng hơn. Để khắc phục các nhược điểm này và tạo tính linh hoạt trong vận hành hở, hầu hết các mạng hình tia được thiết kế liên kết với nhau thông qua các nối tuyến, do đó giảm thiểu được phạm vi và thời

6622

gian mất điện trong lúc khắc phục sự cố lưới và phần nào cải thiện chất lượng điện năng.

Vấn đề đặt ra là xác định các trạng thái đóng/cắt của các khoá điện như: Recloser, LBS, DS như thế nào để cực tiểu hoá tổn thất điện năng hay một hàm chi phí F định trước

Ở đây chúng tôi xây dựng các mô hình giả lập các tình huống các trạng thái của các khóa điện để tìm ra phương án tối ưu khi vận hành lưới điện sau cho tổn thất nhỏ nhất dựa trên phần mềm PSS/ADEPT.

IIVV..22.. QQuuyy mmôô tthhựựcc hhiiệệnn::

IIVV..22..11.. CCơơ ssởở llýý tthhuuyyếếtt,, pphhưươơnngg pphháápp ttíínnhh:: Xác định công suất tiêu thụ của từng phụ tải là bài toán đầu tiên cần giải quyết

cho mọi bài toán tính toán trong lưới điện.

Các đặc tính hiện nay các lộ ra của các trạm trung gian gồm:

859 trạm biến thế với tổng công suất lắp đặt là 283.321,50 kVA

Hệ số công suất lấy trung bình khoảng 0.88 tại các trạm MBT.

46 vị trí bù với dung lượng bù là 30.900 kVAr

Phương pháp tính công suất tiêu thụ trung bình:

Phương pháp này chủ yếu dự trên tỷ số giữa công suất lắp đặt của MBT hạ áp hay điện năng tiêu thụ với đồ thị phụ tải đo được tại phát tuyến trung gian. Hay nói cách khác giả thiết các phụ tải đều có đồ thị phụ tải giống nhau.

Công thức tính công suất phụ tải dựa trên điện kế tổng tại trạm hạ thế:

loära

loäraitraïmitraïm A

tPAtP

)()( =

(1)

Với: Atram i : Tổng điện năng tiêu thụ tại trạm hạ thế trong tháng

A lộ ra : Điện năng tiêu thụ tại lộ ra trung thế

P(t)Lộ ra : Công suất tiêu thụ tại lộ ra trung thế thời điểm khảo sát

P(t) tram i : Công suất tiêu thụ tại trạm thời điểm khảo sát

Chi tiết các giả thiết áp dụng tính phụ tải bằng công thức (1) đã được trình bày ở bảng tính Excel trong chương trình HOTEMB 1.0 .

Nhận xét:

6633

-Ưu điểm: Tính toán phụ tải nhanh chóng đơn giản, phù hợp cho các khu công nghiệp lớn hay phạm vi cung cấp tập trung.

-Nhược điểm: Thực tế do đường dây trung thế cung cấp điện năng trải rộng, qua nhiều khu vực mà tính chất tiêu thụ phụ tải rất khác nhau, nên khi áp dụng công thức (1) làm tổn thất đường dây giảm đi nhiều lần so với thực tế.

Dùng chương trình phân bố trào lưu công suất PSS/ADEPT cho lưới Phú Thọ, các thông số lưới điện như số khách hàng, điện năng tiêu thụ, hệ số công suất, công suất thực. đã được nhập trực tiếp vào chương trình PSS/ADEPT.

IIVV..22..22.. XXáácc đđịịnnhh ccấấuu hhììnnhh llưướớii đđiiệệnn pphhâânn pphhốốii Phần mềm PSS/ADEPT cung cấp trình con TOPO ( Tie Open Point

Optimization) để giải quyết bài toán xác định cấu hình lưới điện phân phối tối ưu. Tuy nhiên để chương trình chỉ đạt hiệu quả cao cần phải cần thực hiện các bước sau:

Bước 1: Xác định các phần tử phụ tải trên lưới thực

Bước 2: Rút gọn lưới điện của từng phần tử phụ tải sao cho có các thông số lưới, trạng thái gần giống với lưới thực khi mô phỏng bằng PSS/ADEPT.

Bước 3: Thành lập lưới điện phân phối từ các phần tử phụ tải nêu trên

Bước 4: Xác định trạng thái khoá điện (cấu hình vận hành) bằng trình con TOPO trong PSS/ADPT

Bước 5: Kết nối các phần tử phụ tải thực dựa vào kết quả trạng thái khoá điện, phân tích lưới điện thực bằng chương trình PSS/ADEPT.

IIVV..22..33.. ĐĐịịnnhh nngghhĩĩaa pphhầầnn ttửử pphhụụ ttảảii Phần tử phụ tải là tập hợp các tải trong một nhánh, nối tuyến...được giới hạn

bằng các khoá điện. Ranh giới các phần tử phụ tải được đánh dấu bằng các khoá điện. Khi xem xét lưới điện gồm các khoá điện có thể thao tác khi có tải, không tải hay điều khiển từ xa thì số lượng phần tử phụ tải sẽ thay đổi.

Trong lươí điện phân phối, có hai loại: đường dây trên không và cáp ngầm để chuyển tải điện năng đến trực tiếp các biến thế hạ áp. Tuy nhiên có sự khác nhau giữa hai hệ thống phân phối bằng dây nổi và cáp ngầm.

-Hệ thống cáp ngầm: Lưới điện chuyển tải điện năng bằng cáp ngầm thường được đặt trong phòng, có công suất lớn từ 300 - 1000 kVA. Với cấu trúc như trên, lưới phân phối ngầm trung thế rất tiện lợi cho những khu vực phụ tải tập trung và ổn định. Đứng về mặt giải tích mạch điện, các trạm biến thế hạ áp được coi là các nút và cáp ngầm liên lạc được coi là các nhánh. Điều này khi tính toán mô phỏng, điện

6644

áp nút và dòng nhánh đều hoàn toàn phù hợp với thực tế. Trong một lưới điện phức tạp, số nút và nhánh thực sự không nhiều và hoàn toàn có thể mô phỏng thực tế.

-Hệ thống đường dây trên không: Lưới điện chuyển tải điện năng bằng đường dây trên không thường có dạng như hình 1, các trạm biến thế thường được đặt ngoài trời (trên nền, trên giàn hay treo), có công suất nhỏ và có các dạng 1 pha, 3 pha, công suất từ 10 - 400 kVA. Với cấu trúc như trên, lưới phân phối trên không trung thế rất tiện lợi cho những khu vực phụ tải không tập trung và đang phát triển.

Hình 73 Sơ đồ đơn tuyến của một phần tử phụ tải với MBT hạ áp

Đứng về mặt giải tích mạch điện, nếu các trạm biến thế hạ áp được coi là các nút thì số lượng nhánh, nút vô cùng lớn, điều này hết sức khó khăn khi tính toán mô phỏng tạo. Để giải quyết vấn đề này, có thể coi các tải nối trên một nhánh của đường dây nổi là phân bố đều và nhóm những nút có thông số điện áp gần nhau tạo thành một nút làm đơn giản hoá lưới điện. tạo gặp thuận lợi cho việc tính toán mô phỏng tạo.

Điều này chỉ áp dụng trong việc xác định trạng thái khoá điện trên lưới trung thế sao đạt được tổn thất bé nhất mà vẫn thoả các điều kiện vận hành.

- Đơn giản hoá số nút trong từng phần tử phụ tải: Để tạo điều kiện đơn giản hoá số nút trong một phần tử phụ tải, các điều kiện ưu tiên lần lượt được xem xét như sau:

Các nguồn cung cấp có thể

Cân bằng công suất tiêu thụ

Tiêu chuẩn tổn thất công suất

Tiêu chuẩn độ sụt điện áp

Tiêu chuẩn quá dòng của nhánh

Thông số lưới điện rút gọn, trạng thái khoá điện được áp dụng trình con TOPO xác định trạng thái vận hành tối ưu (bao gồm cực tiểu tổn thất công suất và thoả các điều kiện kỹ thuật như độ sụt áp, dòng làm việc cho phép …).

6655

3. Các trạng thái khóa điện ban đầu chưa thực hiện chương trình con TOPO như sau:

Dây Hùng Vương:

Trạng Thái stt Tên Khóa Điện

Đóng Mở 1 Máy cắt đầu nguồn X 2 DS Trụ số 1 HV X 3 DS 66 Hùng Vương X 4 Rec Nhân Tôn X 5 LBS Ngô Gia Tự X 6 DS Ngô Gia Tự X 7 LBS 18A Lê Hồng Phong X 8 LBFCO NKQTế X 9 DS Thái Tổ 400 X 10 DS Kỳ Duyên X 11 LBFCO 930 ĐBPhủ X 12 LBS Quốc Toản 407 X 13 Rec Giếng Quốc Toản 3 X 14 Rec Kỳ Hòa X 15 LBFCO Cao Thắng 3 X 16 LBFCO đầu NR Cao Thắng 3 X 17 LBS Công Binh X

Dây Tri Phương:

Trạng Thái stt Tên Khóa Điện

Đóng Mở 1 Máy cắt đầu nguồn X 2 DS Trụ số 1 TP X 3 LBS Ngô Gia Tự X 4 DS Bà Hạt X 5 DS Kim Tân X 6 DS Chợ Cá X 7 Rec Quân Y X 8 LBS 3 tháng 2 X 9 LBS Đồng Tiến X 10 LBS Tri Phương 522 X 11 DS Kỳ Duyên X 12 Rec Z73 X 13 LBS C5 X 14 LBS Quốc Toản 407 X

Dây 3 tháng 2:

Trạng Thái stt Tên Khóa Điện

Đóng Mở 1 Máy cắt đầu nguồn X 2 LTD 254 Nguyễn Chí Thanh X 3 DS Ngô Quyền X 4 DS Hoàng Quân 3 X

6666

5 Rec Chí Thanh X 6 LTD Hoàng Quân 2 X 7 LTD 612 Nguyễn Chí Thanh X 8 LBS Công Trừng X 9 LTD N6 X 10 LBFCO Báo SGGP X 11 Rec Vĩnh Viễn X 12 LTD 539 Nguyễn Tri Phương X 13 DS Ngô Quyền 314 X 14 DS Vận Động X 15 DS Lý Nam Đế X

Dây Hiến Thành:

Trạng Thái stt Tên Khóa Điện

Đóng Mở 1 Máy cắt đầu nguồn X 2 DS Trụ số 1 HT X 3 LTD BV Trưng Vương X 4 LBS Điện lực X 5 Rec Trường Đua X 6 DS Pacific 1 X 7 DS Pacific 2 X 8 DS Ngô Quyền 314 X 9 LBS 3 tháng 2 X 10 LBS 946 3 tháng 2 X 11 DS Lý Nam Đế X 12 LBS Lý Thường Kiệt 2B X 13 Rec Lữ Gia 2 X 14 LBS Nữ Trợ Tá X 15 LBS Tri Phương 522 X 16 LBS C5 X 17 LBS Chí Hòa X

Dây Hồng Thái:

Trạng Thái stt Tên Khóa Điện

Đóng Mở 1 Máy cắt đầu nguồn X 2 DS Trụ số 1 HThái X 3 Rec Bắc Hải X 4 LBS Legamex X 5 Rec Chí Hoà 2 X 6 LBS Công Viên Lê Thị Riêng X 7 LBS Chí Hòa X 8 Rec Hòa Hưng X 9 LBS Công Binh X

Dây Lữ Gia:

Trạng Thái stt Tên Khóa Điện

Đóng Mở

6677

1 Máy cắt đầu nguồn X 2 Rec Đại Hành 441 X 3 LBS Quốc Toản 946 X 4 LBS Đại Hành X 5 Rec Công Trừng X 6 DS 46 X 7 DS Quan Âm X 8 LBS Công Trừng X 9 LTD Hoàng Quân 2 X 10 Rec Bình Thới 15 X 11 Rec Âu Cơ X 12 LBS Bình Thới 169 X

Dây Quốc Toản:

Trạng Thái stt Tên Khóa Điện

Đóng Mở 1 Máy cắt đầu nguồn X 2 DS Quan Âm X

Dây Bình Thới:

Trạng Thái stt Tên Khóa Điện

Đóng Mở 1 Máy cắt đầu nguồn X 2 DS 303 Hàn Hải Nguyên X 3 LBS 46 X 4 DS Bình Thới 2 X 5 DS Hải Thuận X 6 DS 179 H Bình Thới X 7 LBS Ông Ích Khiêm X 8 Rec Gia Cư Bình Thới X 9 LBS Lãnh Binh Thăng X 10 LBFCO Gia Cư Bình Thới 6 X

Dây Phú Thọ Hòa:

Trạng Thái stt Tên Khóa Điện

Đóng Mở 1 Máy cắt đầu nguồn X 2 DS Hải Thuận X 3 LBS Lạc Long Quân 87 X

IIVV..33.. KKếếtt qquuảả tthhựựcc hhiiệệnn TTOOPPOO ttrrêênn PPSSSS//AADDEEPPTT:: Sau khi áp dụng trình TOPO để xác định cấu trúc lưới điện tối ưu, kết quả

trạng thái khoá điện do chương trình PSS/ADEPT cho ta kết quả như sau:

Iteration 2 Switch LBSHHUNG [NODE41-LBSHH] closed. Switch RecChiHoa2 [RECH2-REHHUNG] opened. New system loss: 372.95 kW 1423.33 kvar

6688

Iteration 3 Switch lbs2BLTK [LBSTK2B-NODE51] closed. Switch lbs2BLTK [LBSTK2B-NODE51] opened. New system loss: 372.95 kW 1423.33 kvar Iteration 4 Switch Switch78 [LBSLGM-LBSLTRIENG] closed. Switch Switch78 [LBSLGM-LBSLTRIENG] opened. New system loss: 372.95 kW 1423.33 kvar Iteration 5 Switch Switch24 [R19BC060D-LBSDH] closed. Switch Switch24 [R19BC060D-LBSDH] opened. New system loss: 372.95 kW 1423.33 kvar Iteration 6 Switch RecChiHoa2 [RECH2-REHHUNG] closed. Switch RecChiHoa2 [RECH2-REHHUNG] opened. New system loss: 372.95 kW 1423.33 kvar Initial system loss: 540.16 kW 1309.69 kvar Final system loss: 372.95 kW 1423.33 kvar

Tuy nhiên trong điều kiện thực tế của lưới điện trung thế không thể điều khiển từ xa hay bằng tay các khoá điện để đạt cực tiểu tổn thất năng lượng. Vì vậy cần xác định cấu hình lưới điện mà qua đó tổn thất năng lượng là bé nhất trong suốt thời gian vận hành cho đến khi cần chuyển tải để sửa chữa hay chống quá tải … cụ thể như sau:

Bước 1: Xét một thời điểm t1, lưới điện có cấu hình c1, dùng trình TOPO xác định cấu hình lưới điện tối ưu là c1-tối ưu

Bước 2: Dùng cấu hình tối ưu c2 xác định phân bố công suất chính xác cho từng lộ ra.

Bước 3: Tính tổng tổn thất năng lượng trong toàn lưới điện đang khảo sát theo c1-tối ưu

Bước 4: Lặp lại bước 1 và có cấu hình tối ưu là c2-tối ưu, … cn-tối ưu

Bước 5: So sánh các cấu hình tối ưu với nhau để lựa chọn cấu hình tốt nhất trong suốt thời gian 24 giờ.

6699

(Ghi Chú: các bước 1, 2, 3, 4, 5 vì không có khóa cứng nên chúng tôi không thực hiện được các giả lập các cấu hình c1….cn tối ưu).

VV.. TTíínnhh ttooáánn đđộộ ttiinn ccậậyy llưướớii đđiiệệnn

VV..11.. ĐĐốốii ttưượợnngg ttíínnhh ttooáánn::

VV..11..11.. GGiiớớii tthhiiệệuu Đối tượng áp dụng để tính toán bài toán độ tin cậy là lưới điện phân phối Điện

lực Gò Vấp. Phần giới thiệu lưới điện phân phối Điện lực Gò Vấp không trình bày ra đây. Các bạn có thể tham khảo từ các bạn đồng nghiệp Điện lực Gò Vấp -Công ty Điện lực TP. HCM.

VV..11..22.. XXửử llýý ssốố lliiệệuu đđầầuu vvààoo

V.1.2.1. Cách nhập chiều dài cho từng đường dây trung thế: Xem số liệu chiều dài của từng đoạn dây trên Sơ đồ đơn tuyến 15kV, qui đổi

ra đơn vị đo km, rồi nhập vào cho từng đoạn dây (đã vẽ) trong PSS/ADEPT.

Nếu trên Sơ đồ đơn tuyến 15kV chưa cập nhật số liệu chiều dài của đoạn dây đó thì CBKT dựa vào Sơ đồ địa dư (tỉ lệ 1:10000) để đo chiều dài của đoạn dây đó rồi qui đổi ra đơn vị đo km, hay đi ra ngoài hiện trường thực tế để đo chiều dài của đoạn dây đó.

V.1.2.2. Cách nhập công suất P, Q cho từng tải: Đầu tiên, CBKT thu thập số liệu Điện năng tiêu thụ A (Kwh) của từng tải

trong 01 tháng từ Phòng Kinh Doanh, số liệu dòng tải (thấp điểm và cao điểm) trong 01 tháng từ Đội QLLĐ Bình Thạnh của Điện Lực Gia Định.

Từ số liệu dòng tải (thấp điểm và cao điểm) trong 01 tháng, CBKT tính được dòng tải trung bình của từng tải trong 01 tháng.

Tính được cosϕtb qua công thức:

Trong đó: TIU

A

tbtb ×××=

3cosϕ

Dữ liệu mẫu có sẵn trên CD-ROM/DATA

7700

A: điện năng tiêu thụ của 01 tải trong 01 tháng (Kwh)

U: điện áp hạ thế của tải đó (U = 0.4 kV)

Itb: dòng tải trung bình của tải đó trong 01 tháng (A)

T: thời gian tiêu thụ điện của tải đó (giờ) (cho T = 720 giờ cho 01 tháng)

Có cosϕtb ta tính được P, Q thông qua công thức tam giác công suất:

Trong đó:

Stải: công suất định mức của tải đó (KVA)

cosϕtb: hệ số công suất trung bình của tải đó trong 01 tháng

V.1.2.3. Các mức đánh gía độ tin cậy đáp ứng tĩnh.

V.1.2.3.1. Mức thứ nhất: Nghiên cứu về khả năng của hệ máy phát cấp điện cho tải. Hệ thống truyền tải

không được xét đến ở mức này. Chỉ số tin cậy của mức thứ nhất là Chỉ Số Dự Báo Mất Tải (LOLE) và Chỉ Số Dự Báo Thiếu Năng lượng Cung Cấp (LOEE).

V.1.2.3.2. Mức thứ hai: Nghiên cứu về hệ thống phát và hệ thống truyền tải cung cấp năng lượng tại

các nút tải. Các nghiên cứu này là đánh giá hỗn hợp của hệ thống. Chỉ số của mức II mang tính toàn cục hay tại một thanh cái cung cấp điện gồm có tần suất, thời gian, phụ tải và năng lượng.

V.1.2.3.3. Mức thứ ba: Liên quan tới cã phát điện, truyền tải, phân phối để xác định sự tương xứng

của toàn hệ thống cung cấp đến khách hàng.

Chỉ số của mức thứ ba này la tạiø điểm tiêu thụ và các chỉ số hệ thống gồm có tần suất, thời gian, tải và năng lượng.

V.1.2.4. Các ký hiệu trong độ tin cậy: S = hệ thống (system)

A = trung bình (average)

C = khách hàng (customer)

• Tính toán

22taûitaûitaûi

taûitbtaûi

PSQ

ScosP

−=

×ϕ=

7711

Hằng năm

Bởi hệ thống

Bởi điều độ miền.

Bởi các Điện Lực.

• Phân loại

Duy trì

Thoáng qua

• Khách hàng

Phụ tải

Trung bình.

Xác định.

V.1.2.5. Chỉ số hệ thống (System Indices) Có thể tính các chỉ tiêu hoạt động cung cấp để miêu tả có tính thống kê những

hoạt động trước đó của hệ thống.

Các chỉ số bổ sung này có thể được tính toán bằng cách sử dụng các chỉ số cơ bản và số lượng khách hàng và tải kết nối tại mỗi điểm trong hệ thống.

Các chỉ số bổ sung của hệ thống là:

Chỉ tiêu tần suất mất điện trung bình của hệ thống (SAIFI)

Chỉ tiêu thời gian mất điện trung bình hệ thống (SAIDI)

Chỉ tiêu thời gian mất điện trung bình khách hàng (CAIFI)

Chỉ tiêu tần suất mất điện trung bình khách hàng (CAIDI)

Chỉ tiêu khả năng sẳn sàng cung cấp (ASAI)

Chỉ tiêu khả năng khôngsẳn sàng cung cấp (ASUI)

Chỉ tiêu thiếu hụt điện năng (ENS)

Chỉ tiêu thiếu hụt điện năng trung bình (AENS)

Các chỉ tiêu trên cũng có thể á được tính toán để dự báo khả năng làm việc trong tương lai.

V.1.2.6. Xác định các chỉ số tin cậy: Các thuật ngữ cơ bản của hỏng hóc, cắt thiết bị và ngừng cung cấp điện

Sự cố hỏng hóc.

7722

Cắt điện, do thao tác người vận hành: Cưỡng bức, từng phần, theo lịch, Quá độ.

Mất điện, do sự cố: lâu dài, thoáng qua, tạm thời.

Sự cố hỏng hóc:

Sự cố hỏng hóc là trạng thái của một phần tử hệ thống mà nó không hoạt động như mong muốn. Kết quả là phải cắt phần tử đó ra khỏi hệ thống. Tuy nhiên không phải mọi hỏng hóc đều đưa đến cắt điện.

Cắt thiết bị:

Mô tả trạng thái của thiết bị khi nó không được hoạt động vì một số các lý do liên quan đến thiết bị đó.

-Cắt cưỡng bức: là hậu quả do các điều kiện khẩn cấp liên quan đến thiết bị cần phải cắt tức thời, hoặc tự đông như thiết bị bảo vệ rơle, hoặc thao tác đóáng cắt,hoặc do tác động sai của thiết bị bảo vệ hay người vận hành thao tác sai.

-Cắt theo lịch: thiết bị đưa ra khỏi vận hành theo thời gian định trước, thông thường khi có bảo trì, sửa chữa hoặc xây dựng.

-Cắt cưỡng bức ngắn hạn: do các sự cố thoáng qua gây ra, các thiết bị có thể được đưa vào vận hành trở lại tự động khi các CB, máy cắt tự đóng lại, hoặc khi thay thế cầu chì.

-Cắt cưỡng bức do vận hành: do các sự cố không thể tự giải trừ được cần phải sửa chữa thiết bị trước khi đưa vào vận hành. Ví dụ: khi xảy ra phóng điện làm chọc thủng cách điện, vì vậy cần sửa chữa hay thay thế trước khi đưa vào vận hành.

Ngừng cung cấp điện:

Mất điện một hay nhiều khách hàng. Nguyên nhân là do một hay nhiều thiết bị cắt khỏi vận hành.

-Mất điện định kỳ: Mất điện gây ra do cắt theo lịch.

-Mất điện cưỡng bức: gây ra do cắt cưỡng bức.

-Thời gian mất điện: khoảng thời gian từ lúc bắt đầu cắt điện khách hàng cho đến khi phục hồi lại cho khách hàng đó.

+Mất điện thoáng qua: Mất điện có thời gian nhỏ, thiết bị được đưa vào vận hành trở lại, do bộ phận giám sát điều khiển tự động hay bằng tay bởi người vận hành có thể thao tác tức thờiù.

+Mất điện duy trì: là các trường hợp còn lại không thuộc loại mất điện thoáng qua.

7733

V.1.2.7. Những biện pháp để có được độ tin cậy tốt cho lưới điện: Cũng qua cách tính toán này, để giảm các chỉ số SAIFI, SAIDI, CAIFI, CAIDI

và tăng chỉ số ASAI, chúng ta phải:

Giảm xác suất sự cố bằng cách sử dụng các VTTB có chất lượng cao, có xác xuất sự cố thấp, tăng cường kiểm tra định kỳ, đột xuất để ngăn ngừa sự cố (giảm λ).

Giảm cắt điện định kỳ (giảm λ) bằng cách có kế hoạch chi tiết, phối hợp tất cả các công việc có thể thực hiện được trong lần cắt điện.

Giảm thời gian mất điện của một vụ bằng cách đào tạo công nhân có tay nghề cao, sử dụng thiết bị có dụng cụ hiện đại, quy trình xử lý sự vụ khoa học, nhanh chóng.

Giảm cắt điện đột xuất (giảm λ) bằng cách tăng độ dự phòng của lưới điện, áp dụng nối vòng trung thế khi chuyển tải.

VV..22.. KKếếtt qquuảả ttíínnhh ttooáánn Kết quả phân tích Độ tin cậy của lưới điện từ phần mềm PSS/ADEPT

lưu trên CD-ROM.

VVII.. TTíínnhh ttooáánn xxáácc đđịịnnhh vvịị ttrríí bbùù ttốốii ưưuu –– CCaappoo

VVII..11.. ĐĐốốii ttưượợnngg ttíínnhh ttooáánn:: Đối tượng áp dụng để tính toán bài toán xác định vị trí bù tối ưu – Capo là lưới

điện phân phối Điện lực Cần Gìơ và Tân Bình. Phần giới thiệu lưới điện phân phối Điện lực Cần Gìơ và Tân Bình không trình bày ra đây. Các bạn có thể tham khảo từ các bạn đồng nghiệp Điện lực Cần Gìơ và Tân Bình -Công ty Điện lực TP. HCM.

Dữ liệu mẫu có sẵn trên CD-ROM/DATA

7744

VVII..22.. TTíínnhh ttooáánn bbùù ttốốii ưưuu llưướớii đđiiệệnn ĐĐiiệệnn llựựcc CCầầnn GGììơơ ::

VVII..22..11.. QQuuyy mmôô vvàà tthhựựcc hhiiệệnn

Hình 74 Lập đồ thị phụ tải

- Vào menu Analysis/Options chọn thanh Capo đặt thông số tùy chọn cần đề tính toán bù tối ưu, chọn đồ thị phụ tải, đặt số dãi tụ cố định, ứng động và chọn các vị trí cần tính toán.

Hình 75 Hộp thoại tuỳ chọn cho bài toán CAPO

- Chạy bài toán Capo.

VVII..22..22.. KKếếtt qquuảả ttíínnhh ttooáánn::

VI.2.2.1. Tính toán phân bố công suất: Ta có kết quả như sau:

7755

TRẠM NGUỒN TUYẾN DÂY ∑ Sđặt (MVA) ∑ P(KW) ∑ Q(KVAR) TT CS

∆P(KW)TT CSPK ∆Q(KVAR) TỈ LỆ % GHI CHÚ

BÌNH KHÁNH 1016,9 554,46 8,65 7,37 0,85

CẦN THẠNH 953,28 491,99 13,31 9,93 1,40

HÀO VÕ 330,85 170,55 1,34 1,16 0,41

HƯƠNG LỘ 1622,44 907,33 10,49 17,95 0,6532 3923,47 2124,33 33,79 36,41 0,86TỔNG CỘNG

16

16

TRẠM AN NGHĨA

TRẠM CẦN GiỜ

VI.2.2.2. Kết quả bù như sau:

Sau khi tính toán vị trí đặt tụ bù tối ưu ta được 04 vị trí bù tối ưu nhất.

-Tuyến Bình Khánh:

+ Vị trí đặt tại trụ trục chính BK162.

+ Giá trị tụ bù: 01 bộ 300kvar.

-Tuyến Cần Thạnh:

+ Vị trí đặt tại trụ nhánh rẽ Lý Nhơn LN159.1

+ Giá trị tụ bụ: 01 bộ 300kvar.

- Tuyến Hào Võ: Không đặt tụ bù.

- Tuyến Hương Lộ:

+ Vị trí đặt tại trụ trục chính HL173 và HL143.

+ Giá trị tụ bụ: 02 bộ 300kvar.

TRẠM NGUỒN TUYẾN DÂY ∑ Sđặt (MVA) ∑ P(KW) ∑ Q(KVAR) TT CS

∆P(KW)TT CSPK ∆Q(KVAR) TỈ LỆ % GHI CHÚ

BÌNH KHÁNH 1015,37 259,04 7,12 6,05 0,70

CẦN THẠNH 950,79 199,37 10,82 8,08 1,14

HÀO VÕ 330,85 170,55 1,34 1,16 0,41

HƯƠNG LỘ 1620,05 311,34 8,1 13,85 0,5032 3917,06 940,3 27,38 29,14 0,70TỔNG CỘNG

16

16

TRẠM AN NGHĨA

TRẠM CẦN GiỜ

7766

VI.2.2.3. Giá trị tổn thất điện năng:

BIỂU ĐỒ SO SÁNH TỔN THẤT CÔNG SUẤT ∆P(KW) TRƯỚC VÀ SAU KHI BÙ

0,85

1,4

0,41

0,650,7

0,410,5

1,14

0

1,8

1 2 3 4

VVII..33.. TTíínnhh ttooáánn bbùù ccôônngg ssuuấấtt kkhháánngg cchhoo llưướớii đđiiệệnn pphhâânn pphhốốii ĐĐiiệệnn llựựcc TTâânn BBììnnhh ddùùnngg pphhầầnn mmềềmm PPSSSS//AADDEEPPTT::

VVII..33..11.. QQuuyy mmôô tthhựựcc hhiiệệnn

VI.3.1.1. Số lượng các tuyến dây trung thế Toàn bộ các tuyến dây trung thế cung cấp cho địa bàn Quận Tân Bình đã được

tính toán phân bố công suất để xác định tổn thất công suất và tổn thất điện áp trên phần mềm PSS/ADEPT bao gồm:

Bình Khánh Cần Thạnh Hào Võ Hương Lộ

Trước khi bù. Sau khi bù.

STT TUYẾN DÂYTT

∆P(KW) KHÔNG TỤ

TT ∆Q(KVAR) KHÔNG TỤ

TT ∆P(KW) CÓ TỤ

TT ∆Q(KVAR)

CÓ TỤ

GIẢM TT ∆P(KW)

GIẢM TT ∆Q(KVAR)

GIẢM TỈ LỆ %

ĐIỆN NĂNG TIẾT KIỆM

(KWH)GHI CHÚ

1 BÌNH KHÁNH 8,65 7,37 7,12 6,05 1,53 1,32 18 36,72

2 CẦN THẠNH 13,31 9,93 10,82 8,08 2,49 1,85 19 59,76

3 HÀO VÕ 1,34 1,16 1,34 1,16 0 0 0 0,00

4 HƯƠNG LỘ 10,49 17,95 8,1 13,85 2,39 4,1 23 57,3633,79 36,41 27,38 29,14 6,41 7,27 19 153,84TỔNG CỘNG

Dữ liệu mẫu có sẵn trên CD-ROM/DATA

7777

Bảy Hiền

Hóc Môn

Thường Kiệt

Long Quân

TSF

Bàu Cát

Thăng Long

VI.3.1.2. Xác lập thông số Xây dựng đồ thị phụ tải như sau:

Sử dụng chức năng Load Snapshot trên phần mềm PSS/ADEPT ta xây dựng đồ thị phụ tải cho lưới điện Điện lực Tân Bình như sau:

Hình 76 Xây dựng đồ thị phụ tải cho lưới điện Điện lực Tân Bình

Các thông số thiết lập đồ thị phụ tải cho lưới điện Điện lực Tân Bình theo bảng sau:

STT Feeder Base Max Note

7788

Name Relative duration

(pu)

Scale Factor

Relative duration

(pu)

Scale Factor

1 Bảy Hiền 0.70 1.00 0.30 1.50

2 Hóc Môn 0.70 1.00 0.30 1.50

3 Thường Kiệt 0.70 1.00 0.30 1.50

4 Long Quân 0.70 1.00 0.30 1.50

5 TSF 0.70 1.00 0.30 1.50

6 Bàu Cát 0.70 1.00 0.30 1.50

7 Thăng Long 0.70 1.00 0.30 1.50

Xác định số lượng tụ bù tĩnh và ứng động bao gồm: Số lượng giàn tụ bù tĩnh và giàn tụ bù ứng động sẽ lắp trên mỗi tuyến dây được chọn như sau:

Hình 77 Xác định số lượng giàn tụ bù tĩnh và ứng động

VVII..33..22.. KKếếtt qquuảả bbùù ttrrêênn pphhầầnn mmềềmm PPSSSS//AADDEEPPTT.. Tuyến dây trung thế Bàu Cát

Tính toán xác định vị trí bù tối ưu trên phần mềm PSS/ADEPT

7799

Hình 78 Xác định số lượng giàn tụ bù tĩnh và ứng động cho tuyến dây trung thế Bàu Cát

Kết quả bù cho tuyến dây trung thế Bàu Cát:

Beginning CAPO analysis... Placing 600.00 kvar fixed capacitor bank at node BC_10_2. Placing 600.00 kvar fixed capacitor bank at node TTIN2. Placing 600.00 kvar fixed capacitor bank at node XDET6. Placing 600.00 kvar fixed capacitor bank at node PTRUNG2/17. Placing 600.00 kvar fixed capacitor bank at node BAUCAT5. Placed 5 fixed capacitor bank(s). Placed 0 switched capacitor bank(s). Initial system loss: 62.06 kW 116.03 kvar Final system loss: 46.54 kW 83.82 kvar ----------------------------------------------------- Power savings: 15.52 kW 32.21 kvar CAPO analysis completed;

Tuyến dây trung thế Thăng Long

Tính toán xác định vị trí bù tối ưu trên phần mềm PSS/ADEPT

8800

Hình 79 Xác định số lượng giàn tụ bù tĩnh và ứng động cho tuyến dây trung thế

Thăng Long

Kết quả bù cho tuyến dây trung thế Thăng Long:

Beginning CAPO analysis... Placing 600.00 kvar fixed capacitor bank at node DETNHUOMP7. Placing 600.00 kvar fixed capacitor bank at node D25_3. Placed 2 fixed capacitor bank(s). Placed 0 switched capacitor bank(s). Initial system loss: 81.45 kW 165.92 kvar Final system loss: 74.28 kW 150.70 kvar ----------------------------------------------------- Power savings: 7.18 kW 15.22 kvar CAPO analysis completed;

Tuyến dây trung thế Bảy Hiền

Kết quả bù cho tuyến dây trung thế Bảy Hiền:

Beginning CAPO analysis... Placing 600.00 kvar fixed capacitor bank at node TANVIET7/1. Placed 1 fixed capacitor bank(s). Placed 0 switched capacitor bank(s). Initial system loss: 81.45 kW 165.92 kvar Final system loss: 71.28 kW 155.70 kvar ----------------------------------------------------- Power savings: 6.18 kW 10.22 kvar CAPO analysis completed;

Tuyến dây trung thế Hóc Môn

Tính toán xác định vị trí bù tối ưu trên phần mềm PSS/ADEPT

8811

Hình 80 Xác định số lượng giàn tụ bù tĩnh và ứng động cho tuyến dây trung thế Hóc

Môn

Kết quả bù cho tuyến dây trung thế Hóc Môn:

Beginning CAPO analysis... Placing 600.00 kvar fixed capacitor bank at node TUONGAN. Placing 600.00 kvar fixed capacitor bank at node HOACHATTB. Placing 600.00 kvar fixed capacitor bank at node HHIEN6N. Placing 600.00 kvar fixed capacitor bank at node XNGBONGSO1. Placing 600.00 kvar fixed capacitor bank at node TANSON3. Placing 600.00 kvar switched capacitor bank at node NTHDUONG. Placing 600.00 kvar switched capacitor bank at node TUONGAN. Placed 5 fixed capacitor bank(s). Placed 2 switched capacitor bank(s). Initial system loss: 185.43 kW 385.29 kvar Final system loss: 150.54 kW 311.32 kvar ----------------------------------------------------- Power savings: 34.89 kW 73.98 kvar

8822

CAPO analysis completed;

Tuyến dây trung thế Thường Kiệt

Tính toán xác định vị trí bù tối ưu trên phần mềm PSS/ADEPT

Hình 81 Các bước lặp xác định số lượng giàn tụ bù tĩnh và ứng động cho tuyến dây

trung thế Thường Kiệt

Kết quả bù cho tuyến dây trung thế Thường Kiệt:

Beginning CAPO analysis... Placing 600.00 kvar fixed capacitor bank at node NGOCHAU1/1. Placing 600.00 kvar fixed capacitor bank at node E21_4. Placing 600.00 kvar fixed capacitor bank at node HONGTHAI3N. Placing 600.00 kvar fixed capacitor bank at node E7_4. Placing 600.00 kvar fixed capacitor bank at node TANHOA2. Placing 600.00 kvar fixed capacitor bank at node TCHAUCAN. Placing 600.00 kvar fixed capacitor bank at node CTNEETACO. Placing 600.00 kvar fixed capacitor bank at node E19. Placing 600.00 kvar switched capacitor bank at node DAILOI1. Placing 600.00 kvar switched capacitor bank at node E7_6. Placing 600.00 kvar switched capacitor bank at node HONGTHAI55/1. Placing 600.00 kvar switched capacitor bank at node CONGHOA6. Placing 600.00 kvar switched capacitor bank at node TL466_2. Placing 600.00 kvar switched capacitor bank at node THANHMAU4. Placing 600.00 kvar switched capacitor bank at node NTBINH3. Placing 600.00 kvar switched capacitor bank at node TL466_1. Placed 8 fixed capacitor bank(s). Placed 8 switched capacitor bank(s).

8833

Initial system loss: 524.06 kW 1096.42 kvar Final system loss: 376.04 kW 782.68 kvar ----------------------------------------------------- Power savings: 148.01 kW 313.74 kvar CAPO analysis completed;

Tuyến dây trung thế Long Quân

Tính toán xác định vị trí bù tối ưu trên phần mềm PSS/ADEPT

Hình 82 Xác định số lượng giàn tụ bù tĩnh và ứng động cho tuyến dây trung thế Long

Quân

Kết quả bù cho tuyến dây trung thế Long Quân:

Beginning CAPO analysis... Placing 600.00 kvar fixed capacitor bank at node TLAP. Placing 600.00 kvar fixed capacitor bank at node CS_TTHANG. Placing 600.00 kvar fixed capacitor bank at node LQ_10_2. Placing 600.00 kvar fixed capacitor bank at node HONGDUC. Placing 600.00 kvar fixed capacitor bank at node PT1/6. Placing 600.00 kvar fixed capacitor bank at node LQ_21. Placing 600.00 kvar fixed capacitor bank at node LODA2. Placing 600.00 kvar fixed capacitor bank at node LQ_17_3. Placing 600.00 kvar fixed capacitor bank at node LQ_2_3. Placing 600.00 kvar fixed capacitor bank at node LQUAN4. Placed 10 fixed capacitor bank(s). Placed 0 switched capacitor bank(s). Initial system loss: 190.08 kW 150.72 kvar Final system loss: 141.94 kW 99.14 kvar ----------------------------------------------------- Power savings: 48.13 kW 51.57 kvar CAPO analysis completed;

8844

Hình 83 Xác định số lượng giàn tụ bù tĩnh và ứng động cho tuyến dây trung thế Long

Quân (tiếp theo)

Tuyến dây trung thế TSF

Tính toán xác định vị trí bù tối ưu trên phần mềm PSS/ADEPT

Hình 84 Xác lập các tuỳ chọn cho bài toán bù

8855

Hình 85 Xác định số lượng giàn tụ bù tĩnh và ứng động cho tuyến dây trung thế TSF

Kết quả bù cho tuyến dây trung thế TFS:

Beginning CAPO analysis... Placing 600.00 kvar fixed capacitor bank at node TFS_13_3. Placing 600.00 kvar fixed capacitor bank at node VTIEN2_TBD. Placing 600.00 kvar fixed capacitor bank at node THOHOA5. Placing 600.00 kvar fixed capacitor bank at node CHOVTHOAI2. Placing 600.00 kvar fixed capacitor bank at node TFS_9_2. Placing 600.00 kvar fixed capacitor bank at node TFS_8_1. Placing 600.00 kvar fixed capacitor bank at node KHUCNP6. Placing 600.00 kvar fixed capacitor bank at node TFS_2_2. Placed 8 fixed capacitor bank(s). Placed 0 switched capacitor bank(s). Initial system loss: 134.42 kW 278.17 kvar Final system loss: 98.58 kW 202.32 kvar ----------------------------------------------------- Power savings: 35.83 kW 75.85 kvar CAPO analysis completed;

VVII..33..33.. TTổổnngg hhợợpp kkếếtt qquuảả bbùù BẢNG TỔNG HỢP KẾT QUẢ CHẠY BÀI TOÁN CAPO

SỐ Tên tuyến dây BÙ TĨNH BÙ ỨNG ĐỘNG TỔNG (KVAr) GHI CHÚ

600KVAr/Bộ Cộng 600KVAr/Bộ Cộng 1 Bảy Hiền 1 600 600 2 Hóc Môn 5 3,000 2 1,200 4,200 3 Thường Kiệt 8 4,800 8 4,800 9,600 4 Long Quân 10 6,000 6,000 5 TSF 8 4,800 4,800 6 Bàu Cát 5 3,000 3,000

8866

7 Thăng Long 2 1,200 1,200 CỘNG 39 23,400 10 6,000 29,400

Dữ liệu mẫu có sẵn trên CD-ROM/DATA

Hết chương !

8877

TTÀÀII LLIIỆỆUU TTHHAAMM KKHHẢẢOO:: [01]. Jacobus Jan Meeuwsen, “Reliability evaluation of electric transmission and

distribution systems”, 1998

[02]. A.S. Pabla, “Electric Power Distribution”, 1997

[03]. Scott & Scott, Computerize Mapping and Engineering Data Software Program, Seatle 1991.

[04]. Nguyen Ngoc Tuyen , “Protection and Reliability Improvement in the Distribution Network of Ho Chi Minh City”, 2000

[05]. Tính toán lưới điện sử dụng phấn mền PSS/ADEPT (tài liệu tập huấn tập 2 tập) của Phòng CNTT-VT Cty ĐLTP.HCM và Khoa Điện - Điện Tử Trường ĐHBK.

[06]. Bù công suất phản kháng lưới cung cấp và phân phối điện. Nhà xuất bản khoa học kỹ thuật Hà Nội.

[07]. Adrian A. Hopgood, Knowledge - Base systems, 1993. CRC Press.

[08]. Cooper Power Systems, Capacitor switch - How and why, 1980, Cooper Power Systems.

[09]. Cooper Power Systems, Power - Electrical distribution system protection, 1994, Cooper Power Systems.

[10]. Dan Rahmel, Visual Basic programmer's reference, 1998, Mc Graw - Hill Companies Incorporated.

[11]. Siemens, Power engineering guide : Transmission and Distribution, 1996, Siemens

[12]. Tender document for HCMC District control centre SCADA project, phase 2, 1996. Ho Chi Minh city power company.

[13]. Turan Gonen, Electric power distribution system engineering, 1986, Mc Graw - Hill Companies Incorporated.

[14]. Trần Bách, Lưới điện & Hệ thống điện, Tập 1, 2000. Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật.

[15]. Hệ thống kiểm tra giám sát và thu thập dữ liệu - SCADA, 1996. Swedpower.

[16]. Nguyễn Ngọc Hồ, Đặng Anh Tuấn, Hệ thống hóa cơ sở dữ liệu phục vụ hệ thống thông tin địa lý, 1997, Đề tài nghiên cứu khoa học cấp EVN - DLHCM - 97 - 001.

[17]. Trần Lộc Hùng, Cơ sở mô phỏng ngẫu nhiên, 1997, Nhà xuất bản Giáo dục.

8888

[18]. Hoàng Kiếm (Chủ biên), Kỹ thuật lập trình mô phỏng : Thế giới thực và ứng dụng, 1997, Nhà xuất bản Thống kê.

[19]. Trần Đình Long, Qui hoạch hệ thống năng lượng, 1999, Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật.

[20]. Trần Đình Long, Lý thuyết hệ thống, 1999, Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật.

[21]. Nguyễn Văn Đạm, Mạng lưới điện, Tập 1, 2, 2000. Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật.

[22]. Nguyễn Hồng Thái, Phần tử tự động trong hệ thống điện, 2000. Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật.

[23]. Cao Hào Thi, Mô hình mô phỏng, 1999, Tập bài giảng chuyên đề.

[24]. Lã Văn út, Phân tích & Điều khiển ổn định hệ thống điện, 2000. Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật.

[25]. Nguyễn Ngọc Hồ, Đặng Anh Tuấn, Mô phỏng vận hành lưới điện, 2000, Hội nghị tin học lần I, Công ty Điện lực TP HCM.

[26]. Nguyễn Ngọc Hồ, Đặng Anh Tuấn, Ứng dụng công nghệ GIS quản lý lưới điện phân phối, Hội nghị tin học lần I, Công ty Điện lực TP HCM.

[27]. PSS/ADEPT 5.0, User’s Guide – Shaw Power Technologies - 04 / 2004 [28]. Hồ Văn Hiến - Hệ thống điện truyền tải và phân phối – NXB Đại học quốc gia TP. Hồ Chí Minh – 2003 [29]. Vũ Ngọc Tước – Mô hình hóa và mô phỏng bằng máy tính – NXB Giáo dục – 2001 [30]. Nguyễn Hoàng Việt – Bảo vệ Rơle và tự động hóa – NXB Đại học Quốc Gia TPHCM – 2003 [31]. C.Russell Mason – The Acrt and Science of protective relaying – 1967 [32]. Cooper power system – Electrical Distribution system Protection – 1990 [33]. Công ty Điện lực TPHCM – Báo cáo chuyên đề PSS/ADEPT – Phòng kỹ thuật công ty- Tháng 08- 2004 [34]. Copper Power Systems- Overcurrent Protection For Distribution System- Seminar Notes and Reference Materials - 1995

[35]. URL http://www.pti-us.com

Phần 4 Kỹ năng áp dụng-Phần nâng cao

TP HỒ CHÍ MINH – THÁNG 04/2007

The Power System Simulator/Advanced Distribution Engineering Productivity TooL

Ử DỤNG PHẦN MỀM PHÂN TÍCH VÀ

TÍNH TOÁN LƯỚI ĐIỆN PSS/ADEPT

GIÁO TRÌNH TẬP HUẤN

SỬ DỤNG PHẦN MỀM PHÂN TÍCH VÀ TÍNH

TOÁN LƯỚI ĐIỆN PSS/ADEPT

Biên soạn-Trình bày:

Nguyễn Hữu Phúc

Đặng Anh Tuấn

Chủ biên:

PGS. TS. Nguyễn Hữu Phúc

Bản quyền thuộc Công ty Điện lực 2 - EVN Mọi hình thức sao chép, in ấn phải được sự đồng ý bằng văn bản của Công ty Điện lực 2.

II

LLờờii nnóóii đđầầuu Lưới điện phân phối và truyền tải không ngừng phát triển mở rộng về qui

mô cũng như phức tạp. Theo đó, các yêu cầu cung cấp điện liên tục cho khách hàng với chất lượng điện năng ngày càng cao cũng gia tăng. Thiết bị trên lưới điện phân phối hiện nay vốn có đặc điểm là đa dạng về chủng loại, phức tạp về cấu tạo. Quá trình vận hành nhằm thực hiện những thao tác mang tính lập đi lập lại nhiều lần nhưng lại đòi hỏi độ chính xác cao vì vậy rất cần thiết phải tự động hóa bằng cách đưa nhiều thiết bị tự động, xử lý thông tin tự động nhằm tăng khả năng truyền đạt và xử lý thông tin. Bằng máy tính và các phần mềm chuyên dùng chúng ta có thể ngăn chặn trước và hạn chế hỏng hóc trong quá trình vận hành lưới điện. Những thành tựu mới về Công nghệ Thông tin như về khả năng lưu trữ của phần cứng, tốc độ tính toán, các phương pháp hệ chuyên gia, mạng neuron,…đã cung cấp những phương tiện và công cụ mạnh để tăng cường nghiên cứu mở rộng ứng dụng trong lĩnh vực điện năng. Đảm bảo và giữ vững mối liên hệ hữu cơ của các thành phần trong hệ thống sản xuất truyền tải, phân phối và sử dụng điện năng.

Để đáp ứng kịp thời các yêu cầu trên, từ tháng 01-2005 Tổng công ty Điện lực Việt Nam (EVN) trước đây, nay là Tập đoàn Điện lực Việt Nam đã chỉ đạo áp dụng thí điểm phần mềm PSS/ADEPT để tính toán lưới điện theo địa bàn do các đơn vị trực thuộc quản lý.

Phần mềm PSS/ADEPT được phát triển dành cho các kỹ sư và nhân viên kỹ thuật trong ngành điện. Nó được sử dụng như một công cụ để thiết kế và phân tích lưới điện phân phối. PSS/ADEPT cũng cho phép chúng ta thiết kế, chỉnh sửa và phân tích sơ đồ lưới và các mô hình lưới điện một cách trực quan theo giao diện đồ họa với số nút không giới hạn. Tháng 04-2004, hãng Shaw Power Technologies đã cho ra đời phiên bản PSS/ADEPT 5.0 với nhiều tính năng bổ sung và cập nhật đầy đủ các thông số thực tế của các phần tử trên lưới điện.

Công ty Điện lực 2-Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN) đã phối hợp cùng Khoa Điện-Điện tử trường Đại học Bách Khoa thành phố Hồ Chí Minh nghiên cứu áp dụng phần mềm này. Công ty Điện lực 2 thực hiện tập huấn cho các đơn vị trực thuộc nhằm trang bị khả năng sử dụng phần mềm chuẩn tính toán và phân tích lưới điện dựa trên phần mềm PSS/ADEPT. Điều này, nhằm giúp Công ty Điện lực 2 từng bước hệ thống hoá, chuẩn hoá kiến thức áp dụng tính toán về điện trong các hoạt động của Công ty nhất là công tác quản lý kỹ thuật vận hành lưới điện. Ưu tiên là các bài toán: phân bố công suất trên lưới, ngắn mạch, bù

IIII

công suất phản kháng, độ tin cậy,…là các vấn đề mà các đơn vị cần giải quyết hàng ngày, thậm chí hàng giờ.

Các Công ty Điện lực cần triển khai công tác đào tạo đến mức độ chi tiết về sử dụng phần mềm tính toán kỹ thuật điện chuyên ngành như PSS/U, PSS/ADEPT, PSS/E,… để các đơn vị trực thuộc sử dụng thành thạo các chương trình này.

Công ty Điện lực 2 sẽ trang bị kiến thức Công nghệ Thông tin nói chung và phần mềm tính toán kỹ thuật chuyên ngành điện nói riêng cho các đơn vi trực thuộc trong Công ty Điện lực 2 thông qua các khoá đào tạo kết hợp với và trường Đại học Bách Khoa thành phố Hồ Chí Minh. Tiển khai ứng dụng các phần mềm tính toán kỹ thuật điện trong toàn Công ty theo yêu cầu của EVN. Tạo điều kiện để các đơn vị trong Công ty tìm hiểu các phương pháp tính toán các bài toán điện cơ bản và cách xây dựng thuật toán tính toán áp dụng trong phần mềm tính toán chuyên nghiệp là phần mềm PSS/ADEPT của hãng Shaw Power Technologics Inc-USA. Đánh giá, theo dõi và giám sát hiệu quả công tác phát triển xây dựng mới, đại tu cải tạo, quản lý kỹ thuật và vận hành lưới điện của các đơn vị dựa vào công cụ hiệu quả là phần mềm tính toán kỹ thuật điện PSS/ADEPT. Làm cơ sở để đội ngũ cán bộ kỹ thuật các đơn vị dễ dàng tiếp thu và nắm bắt các phầm mềm khác sau này, ví dụ như PSS/E. EasyPower,…

Việc tổ chức đào tạo sẽ góp phần nâng cao khả năng ứng dụng máy tính, nhất là sử dụng các phần mềm tính toán chuyên ngành điện cho các đơn vị trực thuộc trong Công ty Điện lực 2. Phổ biến kinh nghiệm và triển khai các kết quả nghiên cứu các phần mềm, để các đơn vị tiếp tục áp dụng vào thực tế công tác tại đơn vị. Góp phần hoàn thành tốt công tác sản xuất kinh doanh của đơn vị trên cơ sở các kết quả tính toán từ các phần mềm mạnh. Tạo ra sự phối hợp sẵn sàng dựa trên quan hệ tốt đẹp vốn có giữa Công ty Điện lực 2-đơn vị quản lý lưới điện và trường Đại học Bách Khoa thành phố Hồ Chí Minh-đơn vị giáo dục đào tạo

Và giáo trình này được biên soạn nhằm mục đích phục vụ cho các buổi tập huấn phần mềm PSS/ADEPT 5.0 như trên.

Nhóm biên soạn rất cám ơn sự hợp tác mà Công ty Điện lực 2 đã dành cho nhóm nói riêng cũng như cho Khoa Điện-Điện tử trường Đại học Bách Khoa thành phố Hồ Chí Minh nói chung. Nhóm biên soạn cũng cám ơn một số công tác viên đã hỡ trợ xây dụng giáo trình này.

Nhóm biên soạn

IIIIII

TTóómm ttắắtt nnộộii dduunngg Giáo trình này được biên soạn phục vụ cho các buổi tập huấn sử dụng phần

mềm phân tích và tính toán lưới điện PSS/ADEPT 5.0. Giáo trình gồm các phần:

Phần 1: Kiến thức chuẩn bị yêu cầu-ôn tập kiến thức

Phần 2: Hướng dẫn sử dụng PSS/ADEPT

Phần 3: Các kỹ năng sử dụng phần mềm PSS/ADEPT-Phần căn bản

Phần 4: Các kỹ năng sử dụng phần mềm PSS/ADEPT-Phần nâng cao

Để học viên các đơn vị nắm bắt và áp dụng nhanh, còn có thêm các phần:

Phần 5: Cẩm nang sử dụng

Phần 6: Thuật ngữ Anh-Việt đối chiếu qua các slide bài giảng phần mềm PSS/ADEPT

Phần 7: Các slide bài giảng của chuyên gia PTI software.

Ngoài ra còn có Giáo trình điện tử lưu trữ trên đĩa CD-ROM: Gồm các tài liệu đa phương tiện (Multimedia) hỗ trợ thêm cho các học viên chuẩn bị bài học trước khi lên lớp, ôn tập sau khóa học về địa phương công tác. Được thực hiện bằng kỹ thuật lập trình Web và xử lý Multimedia (dạng phim có âm thanh, Web page,…)

Các chương trình chuyển đổi:

1. Chương trình Chuyển Excel DAT File.

2. Chương trình Chuyển DAT File Excel.

3. Chương trình xử lý số liệu đầu vào

4. Chương trình Tính Công Suất Nguồn.

5. Chương trình Tính Tổng Trở Máy Biến Thế.

6. Chương trình chia sẻ PSS/ADEPT qua mạng LAN, WAN và internet

7. Hệ thống các bài tập trắc nghiệm trên máy tính suốt khoá học

8. Chương trình thi kết thúc khoá học bằng trắc nghiệm trực tiếp trên máy tính

Và các CD-ROM:

-CD1: Giáo trình điện tử hỗ trợ

-CD2: Các bài giảng và bài tập

IIVV

-CD3: Dữ liệu lưới điện

-CD4: Dữ liệu lưới điện (tt) và source các chương trình họ PSS/*

-CD5: Các chương trình hỗ trợ khoá học

Gồm các tài nguyên học tập như: tài liệu tham khảo, User’s Guide, website PTI (offline, xem không cần kết nối internet), web documents, source software PSS/ADEPT and untilities, các phần mềm chuyển đổi dữ liệu và demo phục vụ ứng dụng tính toán bằng PSS/ADEPT, …

Qua kinh nghiệp tập huấn và để giúp các học viên thuộc các đơn vị Điện lực áp dụng nhanh phần mềm PSS/ADEPT. Chúng tôi chú trọng chính vào 4 mục tiêu áp dụng triển khai PSS/ADEPT như sau:

Và các nội dung nâng cao:

Biểu diễn trạng thái lưới điện trước và sau khi giải các bài toán phân tích.

Sử dụng các lớp dữ liệu.

Tổ chức và quản lý phụ tải và khách hàng sử dụng điện.

Khả năng hỗ trợ các cơ sở dữ liệu khác.

Bổ sung các thông số dây dẫn vào từ điển cấu trúc dây dẫn.

Bổ sung thiết bị bảo vệ vào thư viện thiết bị bảo vệ.

Tạo sơ đồ Creating diagrams

Thiết lập thông số mạng lưới Program, network settings

Chạy 8 bài toán phân tích Power System Analysis

BÁO CÁO Reports, diagrams

VV

Mở rộng bài toán phân tích cho lưới điện qui mô lớn, nhiều cấp điện áp

Đánh giá lưới điện trước và sau khi giải các bài toán phân tích.

Áp dụng kết quả tính toán làm cơ sở để vận hành lưới điện. Thực hiện lập và bảo vệ các kế hoạch tiểu, trung và đại tu hay phát triển mới lưới điện.

Phân tích và tính toán lưới điện trên nền Hệ thống thông tin địa lý-GIS.

Mô phỏng vận hành lưới điện.

Tham khảo các phần mềm tính toán phân tích lưới điện khác.

Những nội dung này giúp học viên tìm hiểu thêm một số kiến thức hữu ích liên quan.

Chi tiết nội dung sẽ được trình bày trong phần đầu các tập giáo trình và các chương trong các phần.

Nhóm biên soạn

VVII

TThhuuậậtt nnggữữ,, kkýý hhiiệệuu vvàà vviiếếtt ttắắtt..

CAD: Computer Aided Design CAM: Computer Aided Manufacture CNPM: Công nghệ phần mềm CNTT: Công nghệ thông tin. CSDL: Cơ sở dữ liệu. GUI: Graphic user interface. GIS: Hệ thống thông tin địa lý-Geographic Information System IA: Trí tuệ nhân tạo-Inlelligence Artificielle MIS: Hệ Thông Tin quản lý NNLT: Ngôn ngữ lập trình. PC: Personal computer SQL: Structured query language. CB: Cán bộ DS: Disconect Swicth-Dao cách ly. EVN: Tập đoàn Điện lực Việt Nam Hộ sử dụng điện: Hộ sử dụng điện qua câu lại, qua điện kế phụ. HTĐ: Hệ thống điện. IEC: Ủy ban kỹ thuật điện quốc tế-International Electro-

technical Commission. ISO: Tổ chức tiêu chuẩn quốc tế-International Organization for

Standardization Khách hàng: Hộ sử dụng điện theo hợp đồng cung ứng sử dụng điện với

ngành điện qua điện kế chính. LBS: Load break switch-Dao cách ly đóng cắt có tải. LĐPP: Lưới điện phân phối. LTD: Dao cách ly chịu sức căng-Line Tenson Disconect MBA: Máy biến áp ĐLKV: Điện lực khu vực. PC HCMC: Công ty điện lực TP HCM PC 2 Công ty điện lực 2 REC: Máy cắt tự động đóng lại-Recloser SCADA: Hệ thống điều khiển và giám sát thu thập dữ liệu. TP.HCM: Thành phố Hồ Chí Minh VHLĐ: Vận hành lưới điện. KĐĐC: Khởi động động cơ Network: Lưới điện

VVIIII

Dữ liệu mẫu có sẵn trên CD-ROM/DATA

Hết chương !

Chú ý Liên quan Ví dụ, bài tập Lưu tập tin ví dụ mẫu Hết chương

VVIIIIII

Mục lục tổng quát Phần Một: Kiến thức chuẩn bị CHƯƠNG 1: MÔ HÌNH LƯỚI ĐIỆN CHƯƠNG 2 PHÂN BỐ CÔNG SUẤT CHƯƠNG 3: NGẮN MẠCH CHƯƠNG 4: BÀI TOÁN KHỞI ĐỘNG ĐỘNG CƠ VÀ XÁC ĐỊNH ĐIỂM DỪNG TỐI ƯU CHƯƠNG 5: PHỐI HỢP BẢO VỆ CHƯƠNG 6: SÓNG HÀI CHƯƠNG 7: XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ BÙ TỐI ƯU CHƯƠNG 8: ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY CHƯƠNG 9: CÁC VẤN ĐỀ KHÁC CỦA LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI Phần Hai: Hướng dẫn sử dụng phần mềm CHƯƠNG 1: HƯỚNG DẪN CÀI ĐẶT PHẦN MỀM PSS/ADEPT CHƯƠNG 2: HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG PHẦN MỀM PSS/ADEPT PHỤ LỤC 1: MÔ HÌNH XUẤT TUYẾN DÂY ĐỘC LẬP PHỤ LỤC 2: NGUYÊN TẮC PHÂN PHỐI PHỤ LỤC 3: KIỂU DỮ LIỆU Phần Ba: Kỹ năng áp dụng-Phần cơ bản CHƯƠNG 1: DỮ LIỆU CHUẨN BỊ CHƯƠNG 2: CÁC BƯỚC THỰC HIỆN CHƯƠNG 3: MỘT SỐ KẾT QUẢ ÁP DỤNG Phần Bốn: Cẩm nang sử dụng Phần Năm: Kỹ năng áp dụng-Phần nâng cao CHƯƠNG 1: XỬ LÝ SỐ LIỆU CHƯƠNG 2: BỔ SUNG CÁC THÔNG SỐ VÀO PHẦN MỀM CHƯƠNG 3: BIỂU DIỄN, PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ TÍNH TOÁN HỖ TRỢ

RA QUYẾT ĐỊNH CHƯƠNG 4: ĐÚC KẾT KINH NGHIỆM ÁP DỤNG TẠI MỘT SỐ LƯỚI ĐIỆN CỦA CÁC

ĐIỆN LỰC KHU VỰC CHƯƠNG 5: QUẢN LÝ VÀ TÍNH TOÁN LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI TRÊN NỀN HỆ

THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ CHƯƠNG 6: MÔ PHỎNG VẬN HÀNH LƯỚI ĐIỆN CHƯƠNG 7: GIẢI PHÁP CHIA SẺ KHÓA CỨNG PHẦN MỀM TRÊN MÁY ĐƠN CHO

NHIỀU NGƯỜI SỬ DỤNG CHƯƠNG 8: TÌM HIỂU MỘT SỐ PHẦN MỀM PHÂN TÍCH LƯỚI ĐIỆN KHÁC Phần Sáu: Thuật ngữ Anh-Việt đối chiếu qua các slide bài giảng Phần Bảy: Các slide bài giảng của PTI software

SỬ DỤNG PHẦN MỀM PHÂN TÍCH VÀ TÍNH TOÁN LƯỚI ĐIỆN

PSS/ADEPT

Phần Bốn: Kỹ năng áp dụng

-Phần nâng cao

GIÁO TRÌNH TẬP HUẤN

04

1

MMỤỤCC LLỤỤCC CCHHII TTIIẾẾTT PPHHẦẦNN 44 MỤC LỤC CHI TIẾT PHẦN 4 ........................................................................ 1 CHƯƠNG 1: XỬ LÝ SỐ LIỆU........................................................................ 6 I. Các phương pháp thu thập số liệu.................................................................. 7 II. Các phương pháp xử lý số liệu ..................................................................... 7

II.1.1. Phương án công suất tiêu thụ trung bình ............................................................ 7 II.1.2. Phương án công suất tiêu thụ trung bình bổ sung............................................... 8 II.1.3. Phương án xây dựng đồ thị phụ tải từ đồ thị phụ tải hạ thế chuẩn ................... 10

II.2. Phương án sử dụng .................................................................................................. 11 III. Nhu cầu chuyển đổi dữ liệu. ...................................................................... 12 IV. Tìm hiểu về CSDL của PSS/ADEPT. ....................................................... 13

IV.1. Giao tiếp của phần mềm:........................................................................................ 13 IV.2. Kết xuất của phần mềm:......................................................................................... 15

V. Chương trình chuyển đổi và tính toán các thông số đầu vào cho PSS/ADEPT. ................................................................................................... 16

V.1. Thu thập dữ liệu:...................................................................................................... 16 V.2. Chương trình ứng dụng: .......................................................................................... 16

VI. Chuyển đổi các lọai định dạng dữ liệu...................................................... 17 VI.1. Nhập liệu theo bảng tính Excell: ............................................................................ 17 VI.2. Sử dụng chương trình chuyển bảng tính Excel sang dữ liệu dạng .dat: ................. 18 VI.3. Sử dụng chương trình PSS/ADEPT chạy file .dat: ................................................ 18 VI.4. Chỉnh sửa dữ liệu bằng Hot Embeded Systems 2.0: .............................................. 19

CHƯƠNG 2: BỔ SUNG CÁC THÔNG SỐ VÀO PHẦN MỀM .................. 21 I. Bổ sung thông số dây dẫn vào từ điển dây dẫn. .......................................... 22

I.1. Các định nghĩa sử dụng trong module ...................................................................... 22 I.2. Giao diện chương trình.............................................................................................. 24 I.3. Thanh công cụ của chương trình............................................................................... 24 I.4. Thiết lập các tham số của chương trình .................................................................... 24 I.5. Các thao tác vẽ và tính toán cơ bản........................................................................... 28 I.6. Khả năng kiểm tra lỗi tự động................................................................................... 32

II. Bổ dung dữ liệu thiết bị bảo vệ ................................................................... 33 II.1. Cơ sở dữ liệu thiết bị bảo vệ .................................................................................... 33

II.1.1. Giới thiệu .......................................................................................................... 33 II.1.2. Các chức năng chính......................................................................................... 34 II.1.3. Tính toán tổng trở nguồn .................................................................................. 37

II.2. Bổ sung thiết bị bảo vệ vào thư viện thiết bị bảo vệ................................................ 38 II.2.1. Cơ sở dữ liệu thiết bị bảo vệ ............................................................................. 38 II.2.2. Giao diện chính của chương trình..................................................................... 38 II.2.3. Các chức năng chính......................................................................................... 38

CHƯƠNG 3: BIỂU DIỄN, PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ PHÂN TÍCH HỖ TRỢ RA QUYẾT ĐỊNH................................................................ 50 I. Biểu diễn ...................................................................................................... 51

I.1. Xem các chiều phân bố công suất ............................................................................. 51 I.2. Chọn màu sắc hiển thị kết quả tính toán ................................................................... 54

II. Phân tích...................................................................................................... 55 II.1. Phân tích trên các sơ đồ tính toán ............................................................................ 55 II.2. Phân tích trên các đồ thị........................................................................................... 57

2

III. Đánh giá ..................................................................................................... 58 IV. Tính toán lưới điện quy mô lớn nhiều cấp điện áp ................................... 68

IV.1. Điều chỉnh toạ độ ................................................................................................... 68 IV.2. Tính toán tổng trở máy biến thế ............................................................................. 70

CHƯƠNG 4: ĐÚC KẾT KINH NGHIỆM ÁP DỤNG TẠI MỘT SỐ LƯỚI ĐIỆN CỦA CÁC ĐIỆN LỰC KHU VỰC ..................................................... 72 I. Tổng kết áp dụng.......................................................................................... 73

I.1. Chức năng tính toán .................................................................................................. 73 I.2. Thu thập và xử lý số liệu đầu vào. ............................................................................ 73

II. Các kiến nghị .............................................................................................. 74 II.1. Về số liệu đầu vào.................................................................................................... 74 II.2. Về phần mềm:.......................................................................................................... 76

CHƯƠNG 5: QUẢN LÝ VÀ TÍNH TOÁN LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI TRÊN NỀN HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ ..................................................... 79 GIS-BASED DISTRIBUTION NETWOK ANALYSIS AND MANAGEMENT ............................................................................................ 79 III. Phân tích lưới điện trên nền hệ thống thông tin địa lý-GIS....................... 80

III.1. Hệ thống thông tin địa lý ........................................................................................ 80 III.2. Ứng dụng vào quản lý, tính tóan lưới điện phân phối ............................................ 81 III.3. Kết luận .................................................................................................................. 84

IV. Tính toán lưới điện sử dụng phần mềm PSS/ADEPT trên nền hệ thống thông tin địa lý................................................................................................. 84

IV.1. Tổng quát: .............................................................................................................. 84 IV.2. Áp dụng vào đường dây Quốc Toản của Điện lực Phú Thọ: ................................. 85

IV.2.1. Nhập vào các bảng số liệu............................................................................... 85 IV.2.2. Thực hiện các chức năng tính toán lưới điện trên PSS/Adept......................... 86 IV.2.3. Hiển thị kết quả tính toán lưới điện bằng PSS/Adept trên bản đồ GIS. .......... 87

CHƯƠNG 6: MÔ PHỎNG VẬN HÀNH LƯỚI ĐIỆN ................................. 90 I. Giới thiệu phần mềm mô phỏng vận hành................................................... 91

I.1. Các chức năng của chương trình. .............................................................................. 91 I.1.1. Tổng quát : ......................................................................................................... 91 I.1.2. 2. Các chức năng chính của phần mềm :........................................................... 91

I.2. Nội dung mô phỏng:.................................................................................................. 92 I.2.1. 1. Thể hiện sơ đồ lưới điện phân phối trung thế : .............................................. 92 I.2.2. 2. Dây dẫn, đoạn trục, nhánh rẽ : ....................................................................... 92 I.2.3. 3. Thiết bị bảo vệ :.............................................................................................. 92 I.2.4. 4. Thiết bị đóng cắt : .......................................................................................... 93 I.2.5. 5. Thiết bị bù : .................................................................................................... 93

I.3. Chi tiết ....................................................................................................................... 94 I.3.1. Trạm nguồn và trạm ngắt : ................................................................................. 94 I.3.2. Dây dẫn, đoạn trục, nhánh rẽ : ........................................................................... 94 I.3.3. Thiết bị bảo vệ:................................................................................................... 94 I.3.4. Thiết bị đóng cắt : .............................................................................................. 94 I.3.5. Thiết bị bù: ......................................................................................................... 94 I.3.6. Trạm phân phối hạ thế : ..................................................................................... 94 I.3.7. Mô phỏng các trạng thái :................................................................................... 94 I.3.8. Mô phỏng thao tác :............................................................................................ 94

II. Cài đặt và chạy phần mềm.......................................................................... 95 II.1. Môi trường, cài đặt và chạy chương trình :.............................................................. 95

3

II.1.1. a. Môi trường hoạt động : ................................................................................. 95 II.1.2. b. Cài đặt : ........................................................................................................ 95

II.2. 2. Giao diện chính :................................................................................................. 95 II.3. 3. Giao diện vận hành. ............................................................................................. 96 II.4. Truy cập dữ liệu-hình ảnh đối tượng ....................................................................... 97

II.4.1. 1. Xem thông số đoạn trục :......................................................................... 97 II.4.2. 2. Xem thông số và thao tác các dàn tụ bù........................................................ 97 II.4.3. RECLOSER. ..................................................................................................... 98 II.4.4. DS ..................................................................................................................... 99 II.4.5. 5. LBS ............................................................................................................. 100 II.4.6. Thông báo trạng thái vận hành........................................................................ 102 II.4.7. Xem chỉ dẫn thao tác của chuyên gia vận hànhlưới điện................................ 103

III. IV. Tính toán và in kết quả ...................................................................... 103 III.1. IV. 1. Tính dòng ngắn mạch ................................................................................. 103 III.2. IV. 2. Kết quả tính toán ........................................................................................ 105

CHƯƠNG 7: GIẢI PHÁP CHIA SẺ KHÓA CỨNG PHẦN MỀM TRÊN MÁY ĐƠN CHO NHIỀU NGƯỜI SỬ DỤNG Solution of sharing a hardlock fromsingle-user to multi-users ...................................................................... 107 IV. MỞ ĐẦU:................................................................................................ 108 V. NỘI DUNG .............................................................................................. 108

V.1. Hiện trạng: ............................................................................................................. 108 V.1.1. Kết nối trực tiếp:............................................................................................. 110 V.1.2. Kết nối qua DialUp (qua đường dây điện thoại): tốc độ đường truyền thấp 56 Kbps........................................................................................................................... 110

V.2. Giải pháp thực hiện: (Gồm 6 bước)....................................................................... 110 V.2.1. Bước 1: Yêu cầu hệ thống: ............................................................................. 110 V.2.2. Bước 2: Cài đặt Server: .................................................................................. 112 V.2.3. Bước 3: Tạo Users sử dụng: cấp quyền truy cập cho các clients qua account114 V.2.4. Bước 4: Gán quyền Remote Desktop cho mỗi User sử dụng: cho phép các Clients truy cập qua Remote Desktop ...................................................................... 115 V.2.5. Bước 5: Xác lập tính bảo mật cho Users: cho phép truy cập từ xa thông qua Terminal Server ......................................................................................................... 116 V.2.6. Bước 6: Cách sử dụng phần mềm qua Application Server: ........................... 117

V.3. Kết quả:.................................................................................................................. 118 V.4. Đánh giá:................................................................................................................ 118

V.4.1. Tiết kiệm chi phí............................................................................................. 119 V.4.2. Tiết kiệm thời gian: ........................................................................................ 119

VI. KẾT LUẬN ............................................................................................. 120 CHƯƠNG 8: TÌM HIỂU MỘT SỐ PHẦN MỀM PHÂN TÍCH LƯỚI ĐIỆN KHÁC............................................................................................................ 122 I. Tổng quan................................................................................................... 123

I.1. Phần mềm PSS/U .................................................................................................... 123 I.2. Phần mềm PSS/E..................................................................................................... 123 I.3. Phần mềm ASPEN ONE LINER ............................................................................ 124 I.4. Phần mềm PSAF ..................................................................................................... 124 I.5. Phần mềm VPRO II (COOPER POWER SYSTEMS) ........................................... 124 I.6. Phần mềm PSIM ..................................................................................................... 124 I.7. Phần mềm EMTP .................................................................................................... 124 I.8. Phần mềm ETAP (POWER STATION) ................................................................. 124

4

II. Phần mềm phối hợp bảo vệ VPRO-II ....................................................... 124 II.1. Giới thiệu ............................................................................................................... 124 II.2. Màn hình giao diện chính của chương trình .......................................................... 125 II.3. Các giao diện khai báo của một vài thiết bị ........................................................... 125 II.4. Nguyên tắc phối hợp. ............................................................................................. 129 II.5. Lựa chọn thiết bị bảo vệ......................................................................................... 129 II.6. Một số kết quả phối hợp ........................................................................................ 129

III. Phần mềm Easy Power ............................................................................ 136 III.1. 1. Giới thiệu.......................................................................................................... 136 III.2. Giao diện chính của chương trình ........................................................................ 137 III.3. Kết quả tính toán .................................................................................................. 140

IV. Phần mềm CYME ................................................................................... 143 IV.1. Các chức năng của phần mềm.............................................................................. 143 IV.2. CYMFLOW VÀ CYMFAULT............................................................................ 144

V. Các phần mềm tính toán lưới điện PSS/U và PSS/E................................ 167 V.1. Lời nói đầu............................................................................................................. 167 V.2. Sơ lược về PSS/U và PSS/E .................................................................................. 167 V.3. Tìm hiểu PSS/E – 28 ............................................................................................. 168

V.3.1. Giới thiệu ........................................................................................................ 168 V.3.2. Cài đặt............................................................................................................. 169 V.3.3. Giao diện chính và hệ thống menu ................................................................. 170 V.3.4. Các chức năng chính....................................................................................... 172

V.4. Minh họa sử dụng chức năng Power Flow ............................................................ 172 V.4.1. Các bước thực hiện ......................................................................................... 172

TÀI LIỆU THAM KHẢO:............................................................................ 178

CHƯƠNG 1: XỬ LÝ SỐ LIỆU

6

CCHHƯƯƠƠNNGG 11:: XXỬỬ LLÝÝ SSỐỐ LLIIỆỆUU

Xác định công suất tiêu thụ của từng phụ tải là bài toán đầu tiên cần giải quyết cho mọi bài toán tính toán trong lưới điện. Đây cũng là vấn đề được nhiều Công ty Điện lực quan tâm nhằm lựa chọn phương pháp thu thập dữ liệu khả dụng với hiện trạng.

Do vậy để thực hiện chương trình PSS/ADEPT phục vụ cho công việc tính toán lưới điện chúng tôi đã phải xử lý các thông số hiện tại Điện lực có được theo phương án sẽ được trình bày trong mục 2 phần xử lý số liệu đầu vào nhập cho chương trình PSS/ADEPT.

Ngoài ra chúng tôi còn cung cấp thêm nhiều công cụ hỗ trợ xử lý dữ liệu. Chuyển đổi nhiều định dạng dữ liệu qua lại với dữ liệu của phần mềm PSS/ADEPT.

Sau đây trình bày một số phương án thu thập, xử lý dữ liệu phục vụ cho số liệu đầu vào các bài toán tính toán phân tích trong các phần mềm chuyên ngành điện.

7

II.. CCáácc pphhưươơnngg pphháápp tthhuu tthhậậpp ssốố lliiệệuu

Hiện nay, tại các Công ty Điện lực phổ biến 2 hình thức thu thập số liệu lưới điện như sau:

Thu thập trực tiếp: Do các đơn vị quản lý lưới điện trực tiếp đi đến các vị trí, dùng thiết bị đo cầm tay thu thập số liệu. Số liệu thu thu được bằng hình thức này bao gồm: Số liệu vận hành máy biến thế như: Dòng tải (A), Cosϕ, điện thế (V),… theo định kỳ.

Thu thập từ xa: Dựa vào hệ thống SCADA, do các đơn vị vận hành lưới điện tại các trạm trung gian, sử dụng các thiết bị đo hiện đại thu thập số liệu. Số liệu thu thu được bằng hình thức này bao gồm: Số liệu vận hành máy biến thế trung gian, các phát tuyến gồm một số thông số như: Dòng tải (A), Cosϕ , điện thế (V), công suất P,… theo qui trình vận hành.

IIII.. CCáácc pphhưươơnngg pphháápp xxửử llýý ssốố lliiệệuu

IIII..11..11.. PPhhưươơnngg áánn ccôônngg ssuuấấtt ttiiêêuu tthhụụ ttrruunngg bbììnnhh

II.1.1.1. Giới thiệu Phương án này chủ yếu dựa trên tỷ số giữa công suất lắp đặt của MBT hạ áp

hay điện năng tiêu thụ với đồ thị phụ tải đo được tại phát tuyến trung gian. Hay nói cách khác giả thiết các phụ tải đều có đồ thị phụ tải giống nhau.

II.1.1.2. Công thức tính công suất phụ tải dựa trên điện kế tổng tại trạm hạ thế:

lora

loraitramitram A

tPAtP

)()( = (1)

Với: Atram i : Tổng điện năng tiêu thụ tại trạm hạ thế i trong tháng

A lộ ra : Điện năng tiêu thụ tại lộ ra trung thế

P(t)Lộ ra : Công suất tiêu thụ tại lộ ra trung thế thời điểm khảo sát

P(t) tram i : Công suất tiêu thụ tại trạm thời i điểm khảo sát

Nếu việc xác định tổng điện năng tiêu thụ tại từng trạm và điện năng tiêu thụ tại lộ ra trung thế là khó khăn, chúng ta có thể áp dụng công thức này theo tỉ lệ công suất lắp đặt của từng máy biến thế với tổng công suất lắp đặt máy biến thế của toàn lộ ra, với giả thiết công suất tiêu thụ tỷ lệ thuận với công suất đặt của trạm biến thế, chi tiết công thức thể hiện ở công thức dưới đây.

8

II.1.1.3. Nhận xét: Ưu điểm: Tính toán phụ tải nhanh chóng, đơn giản, phù hợp cho các khu công

nghiệp lớn hay phạm vi cung cấp tập trung.

Nhược điểm: Thực tế do đường dây trung thế cung cấp điện năng trải rộng, qua nhiều khu vực mà tính chất tiêu thụ phụ tải rất khác nhau, nên khi áp dụng công thức (1) làm tổn thất đường dây không chính xác so với thực tế.

Sử dụng công thức (1) để xác định công suất tiêu thụ của các phụ tải của lộ ra Bờ Băng. Đồ thị phụ tải đo tại trạm Nhà Bè qua hệ thống SCADA trong 1 ngày có dạng như hình 1.

0

100

200

300

400

500

600

700

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23

Hình 7.1: Đồ thị phụ tải ngày của lộ ra Bờ Băng (dòng điện A/giờ)

(Trích dẫn từ số liệu của Trung tâm Điều độ-Thông tin, công ty Điện lực TP. HCM)

IIII..11..22.. PPhhưươơnngg áánn ccôônngg ssuuấấtt ttiiêêuu tthhụụ ttrruunngg bbììnnhh bbổổ ssuunngg

II.1.2.1. Giới thiệu Thực chất phương án này hoàn toàn tương tự như phương án trên, tuy nhiên có

thu thập thêm một số đồ thị phụ tải có được tại các Recloser và LBS tại các nhánh rẽ. Áp dụng công thức (1) cho từng nhánh rẽ và các đoạn trục có thông số lấy được từ Recloser.

II.1.2.2. Nhận xét: + Ưu điểm: Chính xác hơn phương án 1, do phạm vi cung cấp của từng nhánh

rẽ cho các khu vực không quá lớn, tính chất của đồ thị phụ tải không khác nhau nhiều, vì vậy có thể xem xét đây là một phương án mang tính hiệu quả cao nhất khi cần tính toán nhanh tình trạng lưới điện mà không nhất thiết cần độ chính xác cao.

9

+ Nhược điểm: Thực tế không phải đường dây trung thế nào cũng được lắp đặt đủ số bộ ghi dữ liệu có sẵn trong các khoá điện. Đôi khi các Recloser của một số nhà sản xuất chỉ ghi lại được các thông số Imax, hay thời điểm sự cố … chủ yếu phục vụ cho các công tác xác định nguyên nhân sự cố …

Trình tự phương án này bao gồm các bước sau:

Bước 1: Công suất tác dụng của các trạm biến áp trong khu vực do nhánh rẽ cung cấp được xác định theo công thức (2) như sau:

renhanh

renhanhtramitrami A

tPAtP

)()( =

(2)

Với: Atram i: Tổng điện năng tiêu thụ tại trạm hạ thế i trong tháng

A nhánh rẽ : Điện năng tiêu thụ tại lộ ra trung thế

P(t)nhánh rẽ : Công suất tiêu thụ tại lộ ra trung thế thời điểm khảo sát

P(t) tram i : Công suất tiêu thụ tại trạm i thời điểm khảo sát

Vì các chỉ số điện năng kế tổng tại các trạm trên cùng một nhánh được ghi theo các phiên lộ trình khác nhau nên để có kết quả chính xác cần có giá trị điện năng kế trong thời gian dài để giảm mức độ ảnh hưởng do sai biệt phiên lộ trình. Tuy nhiên công tác ghi nhận giá trị điện năng tiêu thụ của từng trạm cũng không phải dễ dàng cho từng thời điểm. Vì vậy có thể áp dụng công thức (3) với giả thiết công suất tiêu thụ tỷ lệ thuận với công suất đặt của trạm biến thế.

∑=

= n

iitraïm

reõnhaùnhitraïmitraïm

S

tPStP

1

)()(

(3)

Với: Stram i : Công suất lắp đặt MBA của trạm i

�Stram i : Tổng công suất lắp đặt tại khu vực nhánh rẽ cung cấp

P(t)nhánh rẽ : Công suất tiêu thụ tại lộ ra trung thế thời điểm khảo sát

P(t) tram i : Công suất tiêu thụ tại trạm i thời điểm khảo sát

n : số trạm biến áp hạ thế có trên nhánh rẽ

Hệ số công suất của trạm được lấy bằng hoặc cao hơn hệ số công suất đo được tại các nhánh rẽ hoặc lộ ra. Lý do này có thể giải thích như sau: Hầu hết lưới điện hạ thế của các trạm biến thế hạ áp đều dùng cáp ABC có giá trị trở kháng rất bé (0.07 – 0.085 Ohm/km), có nhiều tải tiêu thụ ở từng trạm hạ thế được bù công suất phản kháng, nhưng trở kháng đường dây trung thế cao dẫn đến hệ số công suất trên đường dây trung thế thấp.

10

Bước 2:

Chạy chương trình các chức năng tính toán của phần mềm.

Bước 3:

Xác định các phụ tải còn lại trên trục chính, có thể xác định từ hiệu của đồ thị tổng đo được tại lộ ra và các đồ thị phụ tải nhánh rẽ theo công thức (1)

IIII..11..33.. PPhhưươơnngg áánn xxââyy ddựựnngg đđồồ tthhịị pphhụụ ttảảii ttừừ đđồồ tthhịị pphhụụ ttảảii hhạạ tthhếế cchhuuẩẩnn

II.1.3.1. Giới thiệu Phương án này chủ yếu dựa vào tính chất qui định loại đồ thị phụ tải của trạm

biến thế hạ áp. Các dạng đồ thị được đo đạc trong thời gian dài để có được đồ thị đặc trưng. Việc phân chia các loại trạm biến thế hạ áp có thể dựa vào tỷ lệ thanh toán trên hoá đơn tiền điện. Từ các đồ thị phụ tải chuẩn, năng lượng điện năng tiêu thụ và loại trạm, ta có thể xây dựng được đồ thị phụ tải tại nhánh rẽ hay đoạn trục của bất cứ đường dây trung lế nào.

II.1.3.2. Nhận xét: Có thể nói đây là phương án có độ chính xác cao nhất có thể thực hiện được

mà không cần đầu tư thêm bất cứ một thiết bị ghi dữ liệu nào lên lưới.

Các đồ thị phụ tải đo được trên các nhánh chủ yếu dùng để kiểm tra mức độ chính xác của tính chất loại tải được xác định trên các hoá đơn thu tiền điện.

Tuy nhiên một nhược điểm hết sức lớn đấy là phải xác định đồ thị phụ tải chuẩn thuần cho từng loại hình tiêu thụ điện như Thương nghiệp, khách sạn, nhà hàng; Quản lý và tiêu dùng dân cư ; Công nghiệp xây dựng …. Thực tế các trạm biến thế hạ áp cung cấp cho nhiều loại hộ tiêu thụ khác nhau. Việc đặt bộ ghi dữ liệu tại các trạm biến thế hạ áp gặp khó khăn trong việc bảo quản, an ninh và số lượng trạm cần khảo sát quá nhiều

.

11

Hình 7.2:Xác định đồ thị phụ tải của các trạm trên trục chính

(Trích dẫn từ số liệu của Trung tâm Điều độ-Thông tin, công ty Điện lực TP. HCM)

Đồ thị phụ tải xây dựng theo phương án 3 được trình bày tại hình trên. Trong hình này cũng so sánh mức độ sai lệch giữa đồ thị xây dựng và đồ thị phụ tải ghi nhận từ hệ thống SCADA. Các số liệu trong chương trích dẫn từ số liệu của Trung tâm Điều độ-Thông tin, công ty Điện lực TP. HCM.

IIII..22.. PPhhưươơnngg áánn ssửử ddụụnngg Sử dụng phương án 1: Phương án công suất tiêu thụ trung bình, theo phương

án này chủ yếu dựa trên tỷ số giữa Điện năng tiêu thụ và công suất sử dụng tại các phát tuyến của trạm trung gian để xác định công suất sử dụng trung bình của từng trạm biến thế, có đối chiếu với công suất định mức của từng phụ tải.

Theo công thức trên đã thu thập các dữ liệu sau:

Bước 1: Thu thập bảng phụ tải của 7 phát tuyến tại các trạm trung gian trọn tháng (tháng 7/2004) và tính toán ra dòng tải trung bình, max, min của từng tuyến.

Bước 2: Thu thập Điện năng tiêu thụ của từng phát tuyến (tháng 7/2004) được cung cấp từ Phòng kinh doanh của Điên lực thông qua việc đọc chỉ số điện kế đầu nguồn vào đầu tháng, từ số liệu này Điện lực Tân Bình tính toán được cosϕtrung

bình cho mỗi phát tuyến, từ cosϕtrung bình tính toán được công suất trung bình cho

Xây dựng

12

từng phát tuyến. Sau đó tính toán được thời gian sử dụng trung bình của toàn phát tuyến.

Bước 3: Thu thập Điện năng tiêu thụ của từng trạm (tháng 7/2004) được cung cấp từ Phòng kinh doanh của Điện lực thông qua tập tin hóa đơn của từng trạm khách hàng và trạm công cộng. Từ số liệu này tính toán được công suất trung bình của từng trạm, trường hợp trên tập tin hóa đơn không có Điện năng phản kháng thì Điện lực Tân Bình tạm xem cosϕtrung bình của trạm bằng cosϕtrung bình của phát tuyến đó.

Đánh giá ưu khuyết điểm của phương án công suất trung bình.

Ưu điểm: Thu thập được số liệu nhanh chóng và đầy đủ, tính toán dễ dàng và phù hợp. Tính chính xác tại đầu nguồn cao.

Nhược điểm: Theo phương án trên tính chính xác trên từng phụ tải sẽ không phù hợp, còn tuỳ thuộc vào sơ đồ vận hành lưới điện. Không thể xây dựng trong thời gian ngắn vì độ chính xác của tính trung bình sẽ không cao.

IIIIII.. NNhhuu ccầầuu cchhuuyyểểnn đđổổii ddữữ lliiệệuu..

PSS/ADEPT là phiên bản nâng cao trên Windows của PSS/U. Nhìn chung dữ liệu của PSS/ADEPT gồm 02 phần:

• Phần đồ họa: minh họa trực quan sơ đồ lưới điện.

• Phần dữ liệu thuộc tính: Dạng bảng (Foxpro, Excel…). Chứa thông tin lưới điện ứng với các phần tử đồ họa.

Để kế thừa và không lãng phí công sức của quá trình sử dụng PSS/U và tận dụng tối đa cấu trúc dữ liệu trên PSS/ADEPT, các Công ty Điện lực đề ra một số nhu cầu chính yếu như sau:

• Các sơ đồ Vận hành lưới điện tại các Công ty Điện lực được vẽ và cập nhật thường xuyên nên rất phù hợp với thực tế, vì thế nếu tận dụng ngay dữ liệu đồ họa sẵn có này để chuyển vào PSS/ADEPT thì sẽ hòa nhập ngay vào công tác quản lý vận hành tại các Công ty Điện lực.

• Các sơ đồ Địa dư lưới điện tại các Công ty Điện lực được xây dựng trên nền tảng hệ thống thông tin địa lý GIS (Geographic Information System) với dữ liệu thường được thiết kế bằng các phần mềm như Mapinfo, Arcview, v.v… Các dữ liệu này hoàn toàn có cấu trúc tương thích với cơ sở dữ liệu PSS- Adept, vì thế đây cũng là nguồn dữ liệu để chuyển vào PSS/ADEPT.

13

• Bản thân PSS/ADEPT không hỗ trợ thiết kế đồ họa như các phần mềm khác (AutoCAD, ,vv…), vì thế chúng ta sẽ gặp nhiều khó khăn trong việc thiết lập sơ đồ lưới điện nếu không có một sự định hình hoặc một tham chiếu nền được xác định trước.

Ngoài ra, về phần dữ liệu thuộc tính: nếu cập nhật một cách thủ công trên PSS/ADEPT chúng ta không tận dụng được các dữ liệu hiện có tại các Công ty Điện lực trong các mặt quản lý Kinh doanh – Kỹ thuật và nhất là các dữ liệu này luôn thay đổi, ngoài ra việc nhập liệu một cách thủ công như vậy sẽ dễ dẫn đến sai sót khó kiểm soát được. Do đó chúng ta phải sử dụng PSS/ADEPT với một hướng tiếp cận khác phù hợp với môi trường quản lý Kinh doanh – Kỹ thuật của các Công ty Điện lực và tương thích với các hệ thống SCADA được triển khai sau này.

IIVV.. TTììmm hhiiểểuu vvềề CCSSDDLL ccủủaa PPSSSS//AADDEEPPTT..

Do tính bảo mật của Cơ sở dữ liệu này không phải là trọng tâm nghiên cứu của chúng tôi cho nên vấn đề đặt ra là giao tiếp, kết xuất và hỗ trợ của phần mềm này về mặt dữ liệu là như thế nào.

IIVV..11.. GGiiaaoo ttiiếếpp ccủủaa pphhầầnn mmềềmm:: Tập in chính của PSS/ADEPT có phần mở rộng là “.adb” ngoài ra còn cho

phép người dùng mở các tập tin thuộc họ PSS dưới dạng “.dat”, “.slu”, “.dmp”. Điều này hổ trợ chúng ta được sử dụng các dữ liệu từ PSS/U.

Riêng đối với các File *.dat thì dữ liệu hoàn toàn đọc được vì nó lưu trữ dưới dạng Text. Nội dung File này (đính kèm ở phần phụ lục) được trình bày như sau:

14

Đây là File text có bố cục trình bày theo một cấu trúc rõ ràng có thể phân tích như sau:

.

. Nội dung phần tiêu đề.

. … END/ TITLE Kết thúc phần tiêu đề. . . Nội dung phần thông số thiết lập cho lưới điện. . … END/ PARAMS Kết thúc phần thông số thiết lập cho lưới điện. . . Dữ liệu phần Nodes (Nút) . … END/ NODES Kết thúc dữ liệu phần Nodes. . . Dữ liệu phần Source (Nguồn) . … END/ SOURCE Kết thúc dữ liệu phần Source. . . Dữ liệu phần Branch (Đường dây & TBĐC) . … END/ BRANCH Kết thúc dữ liệu phần Branch. . . Dữ liệu phần Transformer (MBA phân phối) . … END/ TRANSF Kết thúc dữ liệu phần Transf. . . Dữ liệu phần Loads (Phụ tải) . …

15

END/ LOADS Kết thúc dữ liệu phần Loads. . . Dữ liệu phần Capacitor (Tụ bù) . … END/ CAPS Kết thúc dữ liệu phần Caps. . . Tiếp tục cho các phần tử khác của hệ thống (nếu có) …

IIVV..22.. KKếếtt xxuuấấtt ccủủaa pphhầầnn mmềềmm:: Ngoài việc giao tiếp của phần mềm như trình bày nêu trên, PSS/ADEPT cho

phép chúng ta kết xuất dữ liệu ra các file ở dạng “.XLS”. Dữ liệu của các phần tử lưới điện (Network) được PSS/ADEPT cho phép xuất ra các file Excel (.XLS) theo yêu cầu của người dùng gồm: Nodes, Lines, Switches, Transformers, Series Capacitors, Static Loads, MWH Loads, Sources, Induction Machines, Synchronous Machines, Capacitors, v.v… Các File này (đính kèm ở phần phụ lục) giúp cho người dùng mở rộng sự thiết lập các quan hệ với dữ liệu hiện có trong quá trình quản lý để cập nhật mới thông tin.

16

VV.. CChhưươơnngg ttrrììnnhh cchhuuyyểểnn đđổổii vvàà ttíínnhh ttooáánn ccáácc tthhôônngg ssốố đđầầuu vvààoo cchhoo PPSSSS//AADDEEPPTT..

VV..11.. TThhuu tthhậậpp ddữữ lliiệệuu:: Chương trình PSS/U thiết lập thông tin lưới điện và thu thập chúng vào 13

Sheet file từ Excel. Các Sheet file này có thể được tích hợp từ các dữ liệu của Mapinfo, Esri, ArcView, AutoCAD, v.v… các lưu ý về mặt đồ họa như sau:

Một điểm bất kỳ M(x,y) được vẽ trên phần mềm AutoCAD hay các phần mềm GIS khi thu thập và chuyển đổi:

• Đối với PSS/U: để M(x,y) thỏa yêu cầu giao diện đồ họa cho người sử dụng (Graphical User Interface -GUI), GUI của PSS/U cần tuân thủ các phép biến đổi hình học thỏa mãn các thông số về mặt phẳng thể hiện lưới điện (kích thước chiều ngang, dọc); khoảng cách các đường vạch trên trục x, y; hệ số chiếu ngang, dọc tối ưu của màn hình trên GUI và thông số xác định độ phân giải của các đường chiếu. (Tham khảo các công thức theo tài liệu đính kèm ở phần phụ lục).

• Đối với PSS/ADEPT: giao diện đồ họa chấp nhận trực tiếp M(x,y). Đây là một ưu điểm mạnh của PSS/ADEPT giúp phần mềm này có thể hòa nhập ngay vào các dữ liệu được thiết kế từ Hệ thống Thông tin Địa lý (GIS).

VV..22.. CChhưươơnngg ttrrììnnhh ứứnngg ddụụnngg:: Gồm 03 chương trình:

• Chuyển Excel --> DAT File. (1)

• Tính Công Suất Nguồn. (2)

• Tính Tổng Trở Máy Biến Thế. (3)

-Chuyển Excel --> DAT File. Thực hiện chuyển đổi dữ liệu từ 13 Sheet file của Excel thành .DAT file.

-Tính Công Suất Nguồn: Tính tổng trở nguồn từ công suất ngắn mạch 1 pha hoặc 3 pha tại thanh cái trạm trung gian. Nhân rộng chương trình này dùng giả lập nguồn tại các điểm giao nhận (ranh giới quản lý) nếu đường dây cung cấp cho nhiều Điện lực.

-Tính Tổng Trở Máy Biến Thế. Chương trình tính tổng trở MBA từ các thông số: Điện áp sơ cấp, thứ cấp; tổ đấu dây; Công suất biểu kiến; Tổn hao không tải, ngắn mạch, điện áp ngắn mạch phần trăm (Un%).

17

VVII.. CChhuuyyểểnn đđổổii ccáácc llọọaaii đđịịnnhh ddạạnngg ddữữ lliiệệuu

VVII..11.. NNhhậậpp lliiệệuu tthheeoo bbảảnngg ttíínnhh EExxcceellll:: Trước đây, Điện Lực đã sử dụng phần mềm PSS/U để tính toán phân bố công

suất trên lưới điện. Phần mềm này được nhập liệu bằng bảng tính Excel các thông số tên nút, tọa độ nút, tên nguồn, toạ độ nguồn, nhánh liên kết nút, thông số nhánh, số lượng tụ bù và vị trí gắn tụ, phụ tải tại nút. Bảng tính này có thể chỉnh sửa trong giao diện PSS/U như chỉnh sửa trong Excel. Tuy nhiên, trong phần mềm PSS/ADEPT không sử dụng bảng tính Excel trực tiếp cập nhật số liệu được. Việc nhập liệu bằng bảng tính Excel rất tiện lợi do sử dụng được cơ sở dữ liệu sẵn có của Điện Lực với các file dữ liệu .dbf, .xls qua các chương trình quản lý Điện Lực vẫn đang sử dụng.

18

VVII..22.. SSửử ddụụnngg cchhưươơnngg ttrrììnnhh cchhuuyyểểnn bbảảnngg ttíínnhh EExxcceell ssaanngg ddữữ lliiệệuu ddạạnngg ..ddaatt:: Chương trình PSS/ADEPT có thể đọc các file dạng .dat của chương trình

PSS/U như một cách kế thừa và sử dụng lại các dữ liệu cũ. Tận dụng khả năng này, Trung tâm điều độ thông tin đã cung cấp chương trình chuyển dữ liệu từ file dạng Excel (.xls) sang file dạng text (.dat). Điều này giúp ích rất nhiều cho công tác nhập liệu của chương trình, tận dụng được các cơ sở dữ liệu đã có trước đây của Điện Lực sử dụng phần mềm PSS/U cũng như những số liệu mới trong các cơ sở dữ liệu dạng .dbf, .xls.

Sau khi nhập các số liệu cần thiết vào bảng tính Excel, Điện Lực Sài Gòn sử dụng chương trình chuyển dữ liệu sang dạng .dat, sẵn sàng dùng PSS/ADEPT xử lý dữ liệu.

VVII..33.. SSửử ddụụnngg cchhưươơnngg ttrrììnnhh PPSSSS//AADDEEPPTT cchhạạyy ffiillee ..ddaatt:: Do file dạng .dat được chuyển từ file .xls của Excel nên khi dùng chương trình

PSS/ADEPT để chạy có thể sẽ báo lỗi. Các lỗi sẽ được chương trình thông báo rõ ràng nên người sử dụng có thể xử lý tất cả các lỗi. File .dat đã sửa lỗi chạy bình thường trong chương trình. Người sử dụng có thể xóa, sửa, thêm, bớt cho mạng lưới hiển thị trên giao diện của chương trình và lưu file dưới dạng .adp (file của PSS/ADEPT) hoặc .dat (để cập nhật và sửa chữa theo bảng tính Excel).

Một tiện ích đáng chú ý của chương trình PSS/ADEPT là khả năng ráp sơ đồ các tuyến dây lại với nhau thành một sơ đồ lớn để tính toán tổng quát.

19

VVII..44.. CChhỉỉnnhh ssửửaa ddữữ lliiệệuu bbằằnngg HHoott EEmmbbeeddeedd SSyysstteemmss 22..00:: Hệ thống điện do Điện Lực quản lý là hệ thống có sự thay đổi liên tục về số

lượng trạm biến thế, công suất phụ tải,... Do đó cần được cập nhật, chỉnh sửa thường xuyên. Nếu dữ liệu thay đổi không nhiều có thể chỉnh sửa trực tiếp trong chương trình PSS/ADEPT khi xử lý file dữ liệu. Tuy nhiên, có những dữ liệu cần chỉnh sửa với khối lượng lớn (như thay đổi hàng loạt thông số phụ tải, dời tọa độ nhiều điểm nút, thay đổi cấp điện áp vận hành của hàng loạt điểm nút...) thì việc chỉnh sửa trực tiếp tốn rất nhiều thời gian và có thể gặp nhiều sai sót.

Điển hình trong việc tính toán lưới điện, cần thay đổi phụ tải hàng trăm điểm nút cho phù hợp, hoặc liên kết nhánh tương tự nhau từ điểm nút trạm ngầm ra các điểm nút trạm nổi. Điều cần chú ý là khi đã chạy chương trình PSS/ADEPT, chỉnh sửa những điểm sai sót cần xuất ngược dữ liệu ra dạng bảng tính EXcel để cập nhật thì chương trình này cũng không hỗ trợ.

Hết chương !

CHƯƠNG 2: BỔ SUNG CÁC THÔNG SỐ

VÀO PHẦN MỀM

21

CCHHƯƯƠƠNNGG 22:: BBỔỔ SSUUNNGG CCÁÁCC TTHHÔÔNNGG SSỐỐ VVÀÀOO PPHHẦẦNN MMỀỀMM

Điện trở và điện kháng (thứ tự thuận, thứ tự không) của đường dây là các thông số quan trọng khi tính toán các bài toán trong truyền tải và phân phối điện năng. Các giá trị này ngoài việc phụ thuộc vào bản chất của dây dẫn (hoặc cáp) còn phụ thuộc vào cách lắp đặt của chúng như thế nào. Có nghĩa là ngoài thành phần tự thân của dây dẫn (hoặc cáp) thì còn có thành phần tương hổ giữa các pha trong mạch và của các mạch có vị trí lân cận. Có thể lấy VD khi thay đổi vị trí ba pha của một mạch điệc hay khi mạch điện được lắp đặt gần một mạch điện khác thì các giá trị dặc trưng nêu trên chắc chắn sẽ thay đổi. Để thuận tiện cho người sử dụng trong việc tính toán các thông số đường dây, PSS/ADEPT cung cấp một module tính toán riêng là :LINE CONSTANT. Ta có thể sử dụng module này để tính toán các thông số của đường dây dựa trên tính chất các loại dây dẫn hay cáp trong tập tin thư viện *.con qui định của chương trình.Trong tập tin này có liệt kê các loại dây dẫn (theo chuẩn nào đó , thường là của MĨ ) hiện hữu cùng với các đặc tính kĩ thuật của nó. Ta có thể dùng chương trình NOTEPAD để thay đổi các thông tin này phù hợp với mạng điện cụ thể của chúng ta, cũng như cập nhật các loại dây dẫn khác ko có trong thư viện. Vấn đề đó ta sẽ bàn sau, ở đây trình bày cách thức sử dụng module LINE CONSTANT để tính toán thông số đường dây.

PSS/ADEPT cung cấp một cơ sở dữ liệu các thiết bị bảo vệ phục vụ cho bài toán tính phối hợp bảo vệ. Ngoài việc cung cấp các thiết bị bảo vệ có sẳn trong CSDL , PSS/ADEPT còn cho phép người dùng thay đổi các đặc tính kĩ thuật của các thiết bị đó cũng như cập nhật thêm các thiết bị bảo vệ khác ko có trong CSDL. Khả năng này của PSS/ADEPT rất quan trọng vì khi ứng dụng PSS/ADEPT phân tích các mạng điện khác nhau chúng ta sẽ phải đối mặt với các thiết bị bảo vệ rất đa dạng do nhiều hãng sản xuất khác nhau trên thế giới. Một khi trên hệ thống của chúng ta có các thiết bị khác với các thiết bị đã có trong CSDl chúng ta dể dàng cập nhật thêm để sử dụng. CSDL này có tên PTIProt. có địa chỉ: C:\Program Files\PTI\PSS-ADEPT5\Database (giả sử C: là ổ đĩa cài đặt PSS/ADEPT , nếu cài đặt PSS/ADEPT ở ổ đĩa khác thì ta có thể thay đổi tên ổ đĩa tương ứng)

22

II.. BBổổ ssuunngg tthhôônngg ssốố ddââyy ddẫẫnn vvààoo ttừừ đđiiểểnn ddââyy ddẫẫnn..

II..11.. CCáácc đđịịnnhh nngghhĩĩaa ssửử ddụụnngg ttrroonngg mmoodduullee Hành lang lưới điện (coridor): một nhóm các mạch điện có vị trí song song

với nhau (vì thế một mạch có ảnh hưởng đáng kể đến các mạch khác). Chiều ngang của hành lang này vào khoảng 30 đến 500 feet (khoảng 10 đến 150 mét) và chiều dài rất lớn (lên đến hàng trăm Kilomet)

Vị trí mắc dây (Position) hay bó dây(bundle) : Gồm một nhóm nhiều dây dẫn song song (hoặc chỉ một dây dẫn) cùng loại sắp xếp có trật tự xung quanh một điểm trung tâm, được nối với nhau làm sao cho mỗi dây dẫn trong nhóm đều có điện áp như nhau. Mỗi vị trí mắc dây có thể tương ứng với một dây pha hoặc dây nối đất. Một nhóm các vị trí mắc dây hợp lại thành mạch điện.

Mạch điện (Circuit) : gồm một mhóm các bó dây song song dùng để truyền tải điện năng. Mỗi bó dây tương ứng với một pha hoặc dây trung tính. Pha (A, B hay C) tương ứng với mỗi bó dây phụ thuộc cty Điện lực và có thể thay đổi theo thời gian. Môix bó dây trong mạch điện chỉ tương ứng với một pha nhưng một pha của mạch điện có thể bao gồm nhiều bó dây. Nhiều mạch điện (đuờng dây) song song gần nhau hợp thành hành lang lưới điện.

Ungrounded position : bó dây ko được tiếp đất

Grounded Position : bó dây được tiếp đất

Shield wire :tương tự như grounded position

Conductor : Dây dẫn tải dòng điện, mỗi bó dây gồm một hay nhiều dây dẫn

Conductor type :loại dây dẫn, VD: ACSR, AAC, AAAC, CU, EHS, ACAR….

Conductor Name :

Wire : cách gọi khác của dây dẫn, đặc biệt là dây nôi đất

Phase :

Conductor resistance : điện trở ac (xoay chiều) mỗi đv chiều dài dây dẫn ở nhiệt độ thiết kế

Conductor reactance : kháng trở ac (xoay chiều) mỗi đv chiều dài dây dẫn ở nhiệt độ và khoảng cách thiết kế.(khoảng cách thiết kế thường chọn bằng 1 foot (~30 cm) hoặc một mét.

Conductor diameter : kích thước vật lý của dây dẫn

23

Circuit Impedance : tổng trở của một đv chiều dài đường dây (Ώ/đv chiều dài), có hai thành phần một thành phần thực là điện trở và thành phần ảo là kháng trở

Circuit Admittance : tổng dẫn của một đv chiều dài đường dây (siemen/đv chiều dài hay mho/đv chiều dài), ccũng gồm hai thành phần là điện dẫn (Thành phần thực) và điện nạp (Thành phần ảo)

Sag : Độ võng của đường dây,

Earth resistivity : điện trở suất của đất kí hiệu thường là ρ và đơn vị là Ώ*đv chiều dài. Ngoài ra còn có khái niệm suất dẫn là nghịch đảo của điện trở suất kí hiệu là δ.

Để hiểu rõ hơn ta xem trong hình dưới đây:

24

II..22.. GGiiaaoo ddiiệệnn cchhưươơnngg ttrrììnnhh

II..33.. TThhaannhh ccôônngg ccụụ ccủủaa cchhưươơnngg ttrrììnnhh

II..44.. TThhiiếếtt llậậpp ccáácc tthhaamm ssốố ccủủaa cchhưươơnngg ttrrììnnhh chọn mục Options/Setup từ Menu chính hoặc nút Change Default trên thanh

công cụ

Bảng Option gồm 3 tab là USER, CIRCUIT và CORIDOR như sau

25

Tab này cho phép người dùng thiết lập môi trường làm việc chung : hiển thị hành lang lưới điện nhu thế nào, màu sắc hiển thị; Hệ đơn vị sử dụng; loại dây dẫn mặc định làm dây tiếp đất; loại dây dẫn mặc định làm dây pha, các thông số tổng quát về tần số ….

26

Tab này cho phép người dùng thiết lập các giá trị mặc định của mạch điện

(hay đương dây). Các giá trị mặc định này được gán cho các mạch điện được tạo mới. Bao gồm các thông số : tên mặc định của đường dây, số lượng bó dây (position) trên đường dây; thông số của bó dây (tên, tình trạng nối đất, toạ độ ngang, cao độ, độ võng, khoảng cách giữa hai dây trong bó, góc nghiêng, số lượng dây dẫn trong bó, loại dây dẫn sử dụng)

27

Tab này cho phép người dùng thiết lập các giá trị mặc định của hành lang lưới điện. Bao gồm : điện trở suất của đất, số lượng đường dây, ghi chú thêm ….

28

II..55.. CCáácc tthhaaoo ttáácc vvẽẽ vvàà ttíínnhh ttooáánn ccơơ bbảảnn Để thuận tiện ta lấy ngay ví dụ sau đây (có trong USER GUILD của chương

trình).

Ở ví dụ trên ta thấy hành lang lưới điện bao gồm hai đường dây đặt gần nhau

(khoảng cách là 75 feets). Các số liệu về số lượng bó dây trên mỗi đường dây, số lượng dây dẫn trên mỗi bó dây, cũng như các khoảng cách , vị trí đều được mô tả tỉ mỉ và chính xác trong hình. Để thực hiện tính toán các giá trị điện trở và kháng trở (thứ tự thuận, không) của 2 đường dây trên ta thự hiện như sau.

Vẽ một đường dây vào hành lang lưới điện. Dùng nút Add New Circuit trên thanh công cụ.

29

Chọn tên và vị trí ngang của đường dây.Trên màn hình hành lang lưới điện xuất hiện đường dây tại vị trí ta đã xác định .

Click chuột vào ô vuông bao quanh đường dây để nhập các thông số của đường dây này, bao gồm: tên đuờng dây, vị tríc ủa đường dây, số lưọng bó dây trên đương dây, tên của từng bó dây (đồng thời xác định bó dây tải pha nào hoặc là dây trung tính); toạ độ ngang và cao độ của từng bó dây, độ võng; khoảng cách giữa các dây dẫn trong bó dây; góc nghiêng ; số lượng dây dẫn trong từng bó dây, loại dây dẫn sử dụng….

30

Cửa sổ chọn loại dây dẫn như sau :

Ta có thể chọn loại dây dẫn sử dụng phù hợp từ danh sách rất nhiều loại dây dẫn này. Danh sách này được qui định trong tập tin .CON của chưong trình. Nếu ko có loại dây dẫn phù hợp chúng ta phải tiến hành cập nhật tập tin.CON này (Dùng NOTEPAD để thực hiện, chi tiết được đề cập sau)

Tương tự thực hiện với đường dây còn lại. Khi đó trên màn hình hành lang lưới điện xuất hiện cả hai đường dây.

31

Tiến hành tính toán ta sử dụng nút Calculate Impedance trên thanh công cụ. Kết quả xuất ra trong cửa sổ như sau:

32

Kết quả tính toán gồm tất cả các tham số điện trở , kháng trở, tổng trở tự thân và tương hổ …. của từng đường dây (cả thứ tự thuận lẫn thứ tự không)

II..66.. KKhhảả nnăănngg kkiiểểmm ttrraa llỗỗii ttựự đđộộnngg Module này được tích hợp khả năng kiểm tra dữ liệu nhập vào. Nếu phát hiện

lỗi sẽ thông báo cho người sử dụng. Chức năng này hạn chế tối đa sai sót khi tính toán (Các lối thường gặp chẳng hạn như đặt độ võng của bó dây lớn quá sinh ra chạm giữa các bó dây hay giữa bó dây với đất….)

33

IIII.. BBổổ dduunngg ddữữ lliiệệuu tthhiiếếtt bbịị bbảảoo vvệệ

IIII..11.. CCơơ ssởở ddữữ lliiệệuu tthhiiếếtt bbịị bbảảoo vvệệ

IIII..11..11.. GGiiớớii tthhiiệệuu Giao diện chính của chương trình

34

IIII..11..22.. CCáácc cchhứứcc nnăănngg cchhíínnhh Thêm một loại cầu chì: nhấn nút theo hướng dẫn ở hình giao diện chính của

chương trình như ở trên

Thêm một loại Relay :nhấn nút theo hướng dẫn ở hình giao diện chính của

chương trình như ở trên

Thêm một loại Recloser : nhấn nút theo hướng dẫn ở hình giao diện chính của

chương trình như ở trên

35

Chỉnh sửa đặc tính của cầu chì đã có : nhấn nút theo hướng dẫn ở hình giao

diện chính của chương trình như ở trên

36

Chỉnh sửa đặc tính của Relay đã có : nhấn nút theo hướng dẫn ở hình giao diện chính của chương trình như ở trên

Chỉnh sửa đặc tính của Recloser đã có : nhấn nút theo hướng dẫn ở hình giao

diện chính của chương trình như ở trên

37

IIII..11..33.. TTíínnhh ttooáánn ttổổnngg ttrrởở nngguuồồnn Nguồn có nhiệm vụ cung cấp điện áp cho toàn bộ hệ thống. Nguồn trong

PSS/ADEPT có các thông số quan trọng cần xác định như: điện trở và điện kháng thứ tự không, điện trở và điện kháng thứ tự thuận hay điện trở và điện kháng nối đất.Trong đó điện trở và điện kháng nối đất xác định dễ dàng. Điện trở và điện kháng tứ tự không (cũng như thứ tự thuận) được xác định thông qua công suất ngắn mạch ba pha và công suất ngắn mạch một pha. Công thức xác định cụ thể như sau:

Xác định tổng trở thứ tự thuận từ công suất ngắn mạch 3 pha (MVA-3Ø)

Nếu biết góc pha của công suất ngắn mạch, ta có

suy ra:

Xác định tổng trở thứ tự không từ công suất ngắn mạch 1 pha (MVA-3Ø)

Nếu biết góc pha của công suất ngắn mạch , ta có

Cập nhật tập tin *.CON

38

IIII..22.. BBổổ ssuunngg tthhiiếếtt bbịị bbảảoo vvệệ vvààoo tthhưư vviiệệnn tthhiiếếtt bbịị bbảảoo vvệệ..

IIII..22..11.. CCơơ ssởở ddữữ lliiệệuu tthhiiếếtt bbịị bbảảoo vvệệ PSS/ADEPT cung cấp cho người dùng một cơ sở dữ liệu lớn về thiết bị bảo vệ

thông dụng trên lưới phân phối như chì, recloser và relay để phục vụ cho bài toán phân tích phối hợp bảo vệ.

Ngoài việc cung cấp các thiết bị bảo vệ có sẳn trong cơ sở dữ liệu, PSS/ADEPT còn cho phép người dùng thay đổi các đặc tính kĩ thuật của các thiết bị đó cũng như cập nhật thêm các thiết bị bảo vệ khác phù hợp với thực tế mà hiện chưa có trong cơ sở dữ liệu. Khả năng này của PSS/ADEPT rất quan trọng vì khi ứng dụng PSS/ADEPT phân tích các mạng điện khác nhau chúng ta sẽ phải đối mặt với các thiết bị bảo vệ rất đa dạng do nhiều hãng sản xuất khác nhau trên thế giới. Một khi trên hệ thống của chúng ta có các thiết bị khác với các thiết bị đã có chúng ta dể dàng cập nhật thêm để sử dụng.

Cơ sở dữ liệu này có tên PTIProt.mde nằm tại thư mục có địa chỉ: C\Program Files\PTI\PSS-ADEPT5\Database (giả sử C: là ổ đĩa cài đặt PSS/ADEPT, nếu cài đặt PSS/ADEPT ở ổ đĩa khác thì ta có thể thay đổi tên ổ đĩa tương ứng)

IIII..22..22.. GGiiaaoo ddiiệệnn cchhíínnhh ccủủaa cchhưươơnngg ttrrììnnhh

Hình 1 Giao diện chính của chương trình cơ sở dữ liệu

IIII..22..33.. CCáácc cchhứứcc nnăănngg cchhíínnhh

II.2.3.1. Thêm một loại chì: Nhấn chuột vào nút tương ứng theo hướng dẫn ở hình giao diện của chương

trình chính đã trình bày ở trên, tại màn hình sẽ xuất hiện giao diện cho phép người dùng tiến hành bổ sung chì vào cơ sở dữ liệu như sau :

39

Hình 2 Giao diện bổ sung thêm chì vào cơ sở dữ liệu

Trên giao diện này các mục có dấu sao (*) bắt buộc người dùng phải nhập vào thông tin chính xác . Các mục còn lại có thể bỏ qua nếu không cần thiết.

II.2.3.2. Thêm một loại Relay : Nhấn chuột vào nút tương ứng theo hướng dẫn ở hình giao diện của chương

trình chính đã trình bày ở trên, tại màn hình sẽ xuất hiện giao diện cho phép người dùng tiến hành bổ sung relay vào cơ sở dữ liệu như sau:

40

Hình 3 Giao diện bổ sung thêm relay vào cơ sở dữ liệu

II.2.3.3. Thêm một loại Recloser: Nhấn chuột vào nút tương ứng theo hướng dẫn ở hình giao diện của chương

trình chính đã trình bày ở trên, tại màn hình sẽ xuất hiện giao diện cho phép người dùng tiến hành bổ sung recloser vào cơ sở dữ liệu như sau:

Đầu tiên cập nhật tên hãng sản xuất recloser: lưu ý MANUID là mã nhà xản xuất, mục này quan trọng hơn là tên nhà xản xuất vì khi truy xuất thông tin sẽ dựa vào khóa này để tiến hành

Hình 4 Giao diện bổ sung hãng sản xuất recloser vào cơ sở dữ liệu

41

Hình 5 Giao diện bổ sung thêm recloser vào cơ sở dữ liệu

II.2.3.4. Chỉnh sửa đặc tính của cầu chì đã có : Nhấn chuột vào nút tương ứng theo hướng dẫn ở hình giao diện của chương

trình chính đã trình bày ở trên, tại màn hình sẽ xuất hiện giao diện cho phép người dùng tiến hành chỉnh sửa đặc tính của chì đã có:

Hình 6 Giao diện hiệu chỉnh các đặc tính của chì

Đầu tiên chọn hãng sản xuất tại mục manufatuerer

Tiếp theo chọn loại chì cần hiệu chỉnh trong mục fuse type. Khi đó các đặc tính của chì tương ứng sẽ xuất hiện cho phép người dùng hiệu chỉnh.