Tài liệu tập huấn

HÀ HỘI – THÁNG 10 NĂM 2007

The Power System Simulator/Advanced Distribution Engineering Productivity TooL

ÁP DỤNG PSS/ADEPT 5.0

TRONG LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI

Phần 1 Kiến thức chuẩn bị

HÀ HỘI – THÁNG 10 NĂM 2007

The Power System Simulator/Advanced Distribution Engineering Productivity TooL

ÁP DỤNG PSS/ADEPT 5.0

TRONG LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI

GIÁO TRÌNH TẬP HUẤN

Áp dụng PSS-ADEPT 5.0

trong lưới điện phân phối

Biên soạn-Trình bày:

Nguyễn Hữu Phúc

Đặng Anh Tuấn

Nguyễn Tùng Linh

Chủ biên:

PGS. TS. Nguyễn Hữu Phúc

II

LLờờii nnóóii đđầầuu Kế hoạch phát triển của Tổng Công ty Điện lực Việt Nam trước đây nay là

Tập đoàn Điện lực Việt Nam (EVN) đến năm 2010 là thách thức lớn cho EVN trong việc quản lý hiệu quả hệ thống lưới Điện hiện tại, vừa phải mở rộng phát triển. Trong vòng 5 năm tới, EVN dự tính sẽ xây lắp thêm 280.000 km đường dây Điện phân phối, 14.000 km Truyền tải, 5.000 trạm biến áp mới; tăng gấp đôi số lượng thiết bị Viễn thông, nhằm đáp ứng được việc tăng 360% nhu cầu phụ tải trong nước. Tốc độ tăng trưởng này đưa ra nhu cầu thông tin cấp bách về công tác vận hành hệ thống Điện hiện có, và về các dự án mới đối với các nhà quản lý của EVN. Tự động hóa thông tin sẽ đẩy mạnh công suất các nhà máy điện, nâng cao độ chính xác, và giảm thiểu nhân công trong các quy trình. EVN đã cam kết thực hiện những dự án cung cấp thông tin cho việc đưa ra các quyết định tốt hơn. Những dự án này bao gồm: Hệ thống Thông tin Quản lý Tài chính (FMIS), Hệ thống Thông tin chăm sóc Khách hàng (CCIS), Hệ thống Thông tin Địa lý (GIS) và triển khai áp dụng các phần mềm phân tích tính toán lưới điện.

Về việc áp dụng các phần mềm phân tích và tính toán lưới điện, từ năm 2004 EVN đã chỉ đạo áp dụng các phần mềm chuyên ngành để tính toán lưới điện cho tất cả các đơn vị trực thuộc.

Trong các phần mềm tính toán và phân tích lưới điện hiện nay, có nhiều phần mềm 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 của Shaw Power Technologics, Inc được sử dụng rất phổ biến.

Chúng tôi được biết Trường Đại học Điện lực Hà Nội là trường Đại học đào tạo nguồn nhân lực chất lượng cao và chủ yếu cho EVN. Trường Đại học Điện lực Hà Nội luôn hướng đến việc đẩy mạnh các nghiên cứu triển khai nhằm giúp cho sinh viên của trường nắm vững những kiến thức cơ bản và có kỹ năng thực hành trong các lĩnh vực công tác chuyên môn nói chung và áp dụng các phần mềm chuyên ngành tiên tiến nói riêng. Hiện nay, trườngđang triển khai nhiều chương trình đào tạo nhằm trang bị kiến thức và kỹ năng sử dụng phần mềm chuyên ngành Điện cho EVN.

Với việc đào tạo áp dụng phần mềm PSS/ADEPT, các sinh viên và kỹ sư điện sau khi học xong các khoá học có thể đảm nhận được việc khai thác và quản lý trực tiếp các hệ thống lưới điện phân phối và có thể làm tốt công tác quản lý

IIII

nghiên cứu, có khả năng thích ứng trước sự phát triển của khoa học, kỹ thuật và giải quyết những vấn đề thuộc chuyên ngành điện trong quá trình áp dụng các phần mềm cùng chức năng.

Hơn nữa, do lưới điện không ngừng phát triển mở rộng, 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.

Trường Đại học Điện lực Hà Nội 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. Trường Đại học Điện lực Hà Nội 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 các đơn vị Điện lực tham dự từng bước hệ thống hoá, chuẩn hoá kiến thức áp dụng tính toán về điện trong các hoạt động của mình 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 công suất phản kháng, độ tin cậy.

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.

Trường Đại học Điện lực Hà Nội 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 tham dự khoá học. Trường Đại học Điện lực Hà Nội thông qua các khoá

IIIIII

đào tạo kết hợp với trường Đại học Bách Khoa thành phố Hồ Chí Minh, triển khai ứng dụng các phần mềm tính toán kỹ thuật điện theo yêu cầu của EVN. Tạo điều kiện để các đơn vị trong EVN 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,…

Các khoá đào tạo sử dụng phần mềm do trường Đại học Điện lực tổ chức, 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 các Công ty Điện lực trong EVN. Qua khóa học, sẽ 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 các Công ty Điện lực-đơn vị quản lý lưới điện và trường Đại học Điện lực-đơn vị giáo dục đào tạo đều là các thành viên trực thuộc EVN.

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 Trường Đại học Điện lực Hà Nội 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. Đặc biệt, nhóm biên soạn chân thành cám ơn Khoa Công nghệ Thông tin của Trường Đại học Điện lực Hà Nội nhất là Thầy Nguyễn Hữu Quỳnh đã nhiệt tình hỗ trợ chúng tôi thực hoàn thành giáo trình tập huấn này cũng như cơ hội được tham gia giảng dạy tại Trường Đại học Điện lực Hà Nội .

Nhóm biên soạn cũng cám ơn một số công tác viên đã hỡ trợ xây dụng giáo trình này.

Nhóm biên soạn

IIVV

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

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.

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 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

-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 nghiệm 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:

VV

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.

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.

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

Tóm lược nội dung sẽ được trình bày trang đầu tiên của các phần và các chương các tập giáo trình.

Nhóm biên soạn

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

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 EPU Trường Đại học Điện lực Hà Nội 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 Phần Ba: Kỹ năng áp dụng CHƯƠNG 1: DỮ LIỆU CHUẨN BỊ CHƯƠNG 2: CÁC BƯỚC THỰC HIỆN CHƯƠNG 3: MỘT SỐ KẾT QUẢ ÁP DỤNG CHƯƠNG 4: XỬ LÝ SỐ LIỆU CHƯƠNG 5: BỔ SUNG THÔNG SỐ DÂY DẪN VÀO TỪ ĐIỂN DÂY DẪN CHƯƠNG 6: BIỂU DIỄN, PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ TÍNH TOÁN HỖ TRỢ RA QUYẾT ĐỊNH CHƯƠNG 7: ĐÚC KẾT KINH NGHIỆM ÁP DỤNG TẠI MỘT SỐ LƯỚI ĐIỆN CỦA CÁC ĐIỆN LỰC KHU VỰC

ÁP DỤNG PSS/ADEPT 5.0 TRONG

LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI

Phần Một Kiến thức chuẩn bị

01

MMỤỤCC LLỤỤCC CCHHII TTIIẾẾTT PPHHẦẦNN 11 MỤC LỤC CHI TIẾT PHẦN 1 ........................................................................ 1 CHƯƠNG 1: MÔ HÌNH LƯỚI ĐIỆN............................................................. 6 I. Lưới điện phân phối ....................................................................................... 7

I.1. Lưới điện phân phối .................................................................................................... 8 I.2. Các loại sơ đồ hệ thống lưới phân phối:...................................................................... 9

I.2.1. Sơ đồ hình tia: .................................................................................................... 10 I.2.2. Sơ đồ hình tia được cải tiến................................................................................ 11

II. Mô hình lưới điện của phần mềm PSS/ADEPT 5.0 ................................... 13 II.1. Nút ........................................................................................................................... 13 II.2. Nguồn....................................................................................................................... 14

II.2.1. Nhiều nguồn hoạt động..................................................................................... 14 II.2.2. Nguồn 3 pha...................................................................................................... 15

II.3. Phụ tải ...................................................................................................................... 16 II.4. Tụ bù ........................................................................................................................ 17 II.5. Đường dây................................................................................................................ 17 II.6. Máy biến thế ............................................................................................................ 18

II.6.1. Máy biến thế lực ............................................................................................... 19 II.6.2. Máy biến thế lực được kết nối thành máy biến thế tự ngẫu.............................. 22 II.6.3. Bộ điều áp ......................................................................................................... 23

II.7. Mô hình máy điện .................................................................................................... 30 CHƯƠNG 2: PHÂN BỐ CÔNG SUẤT ......................................................... 38 I. Phương trình đại số phi tuyến ...................................................................... 39

I.1. Phương pháp Gauss – Seidel..................................................................................... 39 I.2. Phương pháp Newton – Raphson.............................................................................. 40

II. Phân bố công suất trong lưới điện .............................................................. 41 II.1.1. Phương trình cân bằng công suất ...................................................................... 41 II.1.2. Phương pháp Gauss – Seidel ............................................................................ 41 II.1.3. Phương pháp Newton – Raphson giải bài toán phân bố công suất................... 42

III. Phương pháp tính phân bố công suất của phần mềm PSS/ADEPT 5.0 .... 44 III.1.1. Nguồn .............................................................................................................. 45 III.1.2. Dây và cáp ....................................................................................................... 45 III.1.3. Máy biến thế .................................................................................................... 45 III.1.4. Mô hình máy điện............................................................................................ 46

CHƯƠNG 3: NGẮN MẠCH......................................................................... 49 I. Lý thuyết bài toán ngắn mạch...................................................................... 50

I.1. Phương pháp đơn vị tương đối.................................................................................. 50 I.2. Tổng trở tương đương Thevenin ............................................................................... 51 I.3. Sự cố không đối xứng ............................................................................................... 53 I.4. Xây dựng mạng thứ tự của hệ thống điện ................................................................. 55 I.5. Sự cố trên đường dây phân phối hình tia: ................................................................. 56

II. Phương pháp tính ngắn mạch của phần mềm PSS/ADEPT 5.0 ................. 57 II.1.1. Nguồn................................................................................................................ 57 II.1.2. Đuờng dây và cáp ............................................................................................. 57 II.1.3. Máy biến áp ...................................................................................................... 58 II.1.4. Mô hình máy điện ............................................................................................. 58 II.1.5. Mô hình tải tĩnh................................................................................................. 59

2

II.1.6. Tổng trở tương đương Thevenin....................................................................... 59 CHƯƠNG 4: BÀI TOÁN KHỞI ĐỘNG ĐỘNG CƠ VÀ XÁC ĐỊNH ĐIỂM DỪNG TỐI ƯU .............................................................................................. 62 I. Khảo sát và tính toán máy điện.................................................................... 63

I.1. Máy điện đồng bộ...................................................................................................... 63 I.2. Máy điện không đồng bộ........................................................................................... 63 I.3. Tính khởi động động cơ của phần mềm PSS/ADEPT 5.0 ........................................ 66

I.3.1. Nguồn................................................................................................................. 66 I.3.2. Máy điện đang hoạt động................................................................................... 66 I.3.3. Khởi động máy điện........................................................................................... 66 I.3.4. Khởi động máy biến thế tự điều chỉnh ............................................................... 66 I.3.5. Các phương pháp tính khởi động động cơ ......................................................... 67 I.3.6. Gia tốc động cơ .................................................................................................. 68 I.3.7. Khởi động động cơ tĩnh...................................................................................... 68 I.3.8. Khởi động động cơ với khảo sát ổn định quá độ................................................ 69 I.3.9. Những đặc trưng khác của khảo sát khởi động động cơ .................................... 69

II. Tính toán xác định điểm dừng tối ưu của phần mềm PSS/ADEPT 5.0 ..... 70 II.1. Giới thiệu ................................................................................................................. 70 II.2. Thiết đặt thông số kinh tế cho bài toán TOPO ........................................................ 72 II.3. Đặt các tùy chọn cho bài toán TOPO....................................................................... 72

CHƯƠNG 5: THIẾT BỊ BẢO VỆ VÀ PHỐI HỢP CÁC THIẾT BỊ BẢO VỆ TRÊN LƯỚI PHÂN PHỐI ............................................................................. 75 I. Các thiết bị bảo vệ........................................................................................ 76

I.1. Cầu Chì...................................................................................................................... 76 I.1.1. Giới thiệu............................................................................................................ 76 I.1.2. Đặc tính bảo vệ: ................................................................................................. 77 I.1.3. Phân loại ............................................................................................................. 77 I.1.4. Phạm vi ứng dụng của cầu chì ........................................................................... 80

I.2. Máy Cắt và Relay...................................................................................................... 81 I.2.1. Giới thiệu: .......................................................................................................... 81 I.2.2. Đặc tính và phân loại máy cắt ............................................................................ 81 I.2.3. Relay: ................................................................................................................. 86

I.3. Recloser..................................................................................................................... 88 I.3.1. Giới thiệu chung:................................................................................................ 88 I.3.2. Phân loại:............................................................................................................ 88 I.3.3. Vị trí lắp đặt Recloser ........................................................................................ 91 I.3.4. Các thông số chính của Recloser ....................................................................... 91

II. Phối hợp các thiết bị bảo vệ ........................................................................ 91 II.1. Cơ sở phối hợp:........................................................................................................ 91 II.2. Các phương pháp phối hợp giữa cầu chì với cầu chì:.............................................. 92

II.2.1. Giới thiệu .......................................................................................................... 92 II.2.2. Các phương pháp phối hợp giữa cầu chì với cầu chì........................................ 92 II.2.3. Cầu chì cho máy biến áp................................................................................... 96

II.3. Phối hợp Recloser với cầu chì ................................................................................. 97 II.3.1. Các nguyên tắc phối hợp Recloser.................................................................... 97 II.3.2. Sử dụng đặc tuyến TCC có hiệu chỉnh. ............................................................ 98

II.4. Phối hợp Relay với cầu chì .................................................................................... 100 II.4.1. Phối hợp cầu chì phía nguồn với relay ........................................................... 101 II.4.2. Phối hợp relay với cầu chì phía tải ................................................................. 102

II.5. Phối hợp Recloser với Recloser............................................................................. 103

3

II.5.1. Phối hợp bằng cách sử dụng đặc tuyến TCC.................................................. 103 II.5.2. Nguyên tắc phối hợp cơ bản của Recloser điện tử.......................................... 103 II.5.3. Những trạng thái đặc biệt và phụ trợ của Recloser điện tử............................. 104

CHƯƠNG 6: SÓNG HÀI ............................................................................ 108 I. Lý thuyết sóng hài...................................................................................... 109

I.1. Các nguồn gây sóng hài trong lưới điện: ................................................................ 109 I.1.1. Tải phi tuyến: ................................................................................................... 109 I.1.2. Bão hòa mạch từ máy biến áp: ......................................................................... 113 I.1.3. Máy phát cấp cho tải không đối xứng:............................................................. 114 I.1.4. Lưới điện: ......................................................................................................... 114

I.2. Ảnh hưởng của sóng hài đến các thiết bị điện: ....................................................... 115 I.2.1. Máy điện quay:................................................................................................. 115 I.2.2. Máy biến áp:..................................................................................................... 115 I.2.3. Dây trung tính: ................................................................................................. 116 I.2.4. Dây dẫn điện: ................................................................................................... 117 I.2.5. Nhiễu điện từ:................................................................................................... 117 I.2.6. Tụ điện: ............................................................................................................ 117 I.2.7. Ảnh hưởng đến các thiết bị khác:..................................................................... 119

I.3. Phương pháp khắc phục họa tần: ............................................................................ 120 I.3.1. Dùng cuộn kháng triệt sóng hài: ...................................................................... 120 I.3.2. Dùng các mạch lọc: .......................................................................................... 122 I.3.3. Dùng bộ chuyển đổi xung trong thiết bị đổi điện, điều khiển:......................... 124

II. Phương pháp tính sóng hài của phần mềm PSS/ADEPT 5.0 ................... 125 II.1. Phương pháp phân tích .......................................................................................... 125

II.1.1. Tải tĩnh............................................................................................................ 125 II.1.2. Động cơ không đồng bộ.................................................................................. 127 II.1.3. Động cơ đồng bộ............................................................................................. 128 II.1.4. Tụ điện mắc shunt........................................................................................... 129 II.1.5. Đường cây và cáp ........................................................................................... 130 II.1.6. Máy biến áp .................................................................................................... 132

II.2. Tính toán sóng hài.................................................................................................. 133 II.2.1. Tổng dẫn và tổng trở ....................................................................................... 133 II.2.2. Tính toán sóng hài........................................................................................... 134

CHƯƠNG 7: XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ BÙ TỐI ƯU........................................... 137 I. Lý thuyết bù cho lưới phân phối:............................................................... 138 II. Phương pháp tính xác định vị trí bù tối ưu của phần mềm PSS/ADEPT 5.0....................................................................................................................... 140

II.1. Thiết lập các thông số kinh tế lưới điện cho CAPO .............................................. 140 II.2. Cách PSS/ADEPT tính các vấn đề kinh tế trong CAPO ....................................... 142 II.3. Thiết lập các tùy chọn cho phép phân tích CAPO................................................. 142 II.4. Cách PSS/ADEPT tìm vị trí đặt tụ bù tối ưu ......................................................... 144 II.5. Cách chạy bài toán tìm vị trí đặt tụ bù tối ưu......................................................... 146 II.6. Report sau khi phân tích và tính toán .................................................................... 146

CHƯƠNG 8: ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY..................................................... 149 I. Lý thuyết bài toán đánh giá độ tin cậy....................................................... 150

I.1. Độ tin cậy là gì ........................................................................................................ 150 I.2. Có 4 phần liên quan đến độ tin cậy ......................................................................... 150 I.3. Độ tin cậy của hệ thống điện................................................................................... 150 I.4. Đáp ứng hệ thống ................................................................................................... 150 I.5. An ninh hệ thống..................................................................................................... 150

4

I.6. Các lĩnh vực chức năng........................................................................................... 150 I.7. Các mức đánh gía độ tin cậy đáp ứng tĩnh. ............................................................. 151

I.7.1. Mức thứ nhất: ................................................................................................... 151 I.7.2. Mức thứ hai: ..................................................................................................... 151 I.7.3. Mức thứ ba: ...................................................................................................... 151

I.8. Các ký hiệu trong độ tin cậy: .................................................................................. 151 I.9. Chỉ số hệ thống (System Indices)............................................................................ 152 I.10. Xác định các chỉ số tin cậy- .................................................................................. 153 I.11. Các thuật ngữ cơ bản của hỏng hóc, cắt thiết bị và ngừng cung cấp điện ............ 153

I.11.1. Sự cố hỏng hóc:............................................................................................. 153 I.11.2. Cắt thiết bị: ..................................................................................................... 153 I.11.3. Ngừng cung cấp điện: .................................................................................... 153

I.12. Các chỉ số tại nút tải –hệ thống phân phối ............................................................ 154 I.13. Tính toán λ, r và U ................................................................................................ 154 I.14. Khả năng sẳn sàng làm việc của thiết bị ............................................................... 155 I.15. Tổng quan cơ bản về độ tin cậy của hệ thống phân phối ...................................... 156 I.16. Định nghĩa các chỉ tiêu độ tin cậy:........................................................................ 156 I.17. Các tính toán cơ bản cho mạng hình tia ................................................................ 159 I.18. Nguyên tắc tính toán: ........................................................................................... 159 I.19. Các chỉ số độ tin cậy cơ bản –tại nút tải: .............................................................. 159

II. Phương pháp tính đánh giá độ tin cậy của phần mềm PSS/ADEPT 5.0 .. 159 II.1.1. Hệ số SAIFI (Tần suất ngắt điện trung bình trong hệ thống) ......................... 159 II.1.2. Hệ số SAIDI (Thời gian ngắt điện trung bình trong hệ thống)....................... 160 II.1.3. Hệ số CAIDI (Thời gian ngắt điện trung bình một vụ) .................................. 160 II.1.4. Hệ số CAIFI (Số lần ngắt điện trung bình trên một khách hàng) ................... 160 II.1.5. Hệ số ASAI (Mức độ cung cấp điện).............................................................. 160 II.1.6. ENS = Σ La(i)ui ............................................................................................. 160 II.1.7. Phương pháp tính ............................................................................................ 161 II.1.8. Sử dụng module DRA trong PSS/ADEPT...................................................... 161 II.1.9. Tính toán chỉ số tin cậy................................................................................... 162

TÀI LIỆU THAM KHẢO:............................................................................ 165

CHƯƠNG 1: MÔ HÌNH LƯỚI ĐIỆN

6

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

7

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

8

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