Luận văn thạc sĩ kỹ thuật điện nghiên cứu quá trình quá độ và tính toán chế độ xác lập khi đóng cắt mạch vòng trên lưới điện trung áp công ty điện lực tây ninh

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật điện phân tích quá trình quá độ và tính toán chế độ xác lập khi đóng cắt mạch vòng trên lưới điện trung áp Tây Ninh.

Chuyên ngành

Kỹ thuật điện

Người đăng

Ẩn danh

Thể loại

luận văn thạc sĩ

2020

106
2
0

Phí lưu trữ

35 Point

Tóm tắt

I. Tổng quan về lưới điện và tình hình vận hành lưới điện tại Công ty Điện lực Tây Ninh

Chương này cung cấp cái nhìn tổng quan về lưới điện trung áp tại Công ty Điện lực Tây Ninh, bao gồm cấu trúc và tình hình vận hành hiện tại. Hệ thống điện tại Tây Ninh có vai trò quan trọng trong việc cung cấp điện năng ổn định cho khu vực. Thực trạng vận hành cho thấy có nhiều thách thức trong việc duy trì độ tin cậy của lưới điện, đặc biệt là trong các tình huống đóng, cắt mạch vòng lưới điện. Việc thực hiện đóng cắt không chỉ ảnh hưởng đến chế độ xác lập mà còn có thể tạo ra các quá trình quá độ phức tạp. Theo số liệu từ năm 2017-2019, tình trạng mạch vòng lưới điện đã ghi nhận nhiều sự cố, ảnh hưởng đến chất lượng điện năng. Điều này đặt ra yêu cầu cấp thiết về việc nghiên cứu và cải tiến quy trình vận hành nhằm nâng cao độ tin cậy trong cung cấp điện.

1.1 Giới thiệu về Công ty Điện lực Tây Ninh

Công ty Điện lực Tây Ninh là một trong những đơn vị quan trọng thuộc Tổng công ty Điện lực Miền Nam. Công ty này quản lý một mạng lưới điện với nhiều tuyến dây trung áp, phục vụ cho nhu cầu điện năng ngày càng tăng của khu vực. Công nghệ điện và các thiết bị hiện đại đang được áp dụng để nâng cao hiệu quả vận hành. Tuy nhiên, việc duy trì an toàn điện trong quá trình thực hiện đóng cắt mạch vòng là một thách thức lớn. Các thiết bị đóng cắt cần phải hoạt động hiệu quả để giảm thiểu rủi ro và sự cố trong quá trình quá trình quá độ.

1.2 Tình hình thực hiện đóng cắt mạch vòng lưới điện trung áp

Việc thực hiện đóng cắt mạch vòng trên lưới điện trung áp tại Tây Ninh đã gặp phải nhiều vấn đề. Các sự cố thường xảy ra khi có sự thay đổi đột ngột về tải hoặc khi thực hiện các thao tác đóng cắt không đúng quy trình. Phân tích quá trình cho thấy rằng các dòng điện xung lớn có thể gây ra hiện tượng quá tải thiết bị và ảnh hưởng đến hệ thống bảo vệ. Việc này không chỉ ảnh hưởng đến điện năng mà còn có thể dẫn đến những thiệt hại lớn cho thiết bị và giảm độ tin cậy của lưới điện. Do đó, cần thiết phải có các giải pháp kỹ thuật và phương pháp quản lý hiệu quả hơn trong việc thực hiện đóng cắt mạch vòng.

II. Cơ sở lý thuyết phân tích quá trình quá độ và tính toán chế độ xác lập

Chương này đi sâu vào các lý thuyết cơ bản về phân tích quá trìnhtính toán chế độ xác lập trong lưới điện. Sử dụng các phương pháp mô phỏng, như phần mềm EMTP, giúp đánh giá chính xác các thông số vận hành trong quá trình điện năng được cung cấp. Mô hình hóa hệ thống điện cho phép phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình quá độ và chế độ xác lập. Việc nắm vững các định luật cơ bản, như định luật Kirchhoff, là cần thiết để hiểu rõ hơn về các hiện tượng xảy ra trong hệ thống điện. Những phân tích này sẽ cung cấp cơ sở để đề xuất các giải pháp cải thiện hiệu suất và độ tin cậy của lưới điện.

2.1 Tính toán chế độ xác lập lưới điện phân phối

Tính toán chế độ xác lập là một phần quan trọng trong việc đảm bảo lưới điện hoạt động ổn định. Qua việc khảo sát các thông số như điện áp, dòng điện và công suất, có thể đánh giá được hiệu quả vận hành của lưới điện. Đánh giá các thông số này không chỉ giúp nhận diện các vấn đề tồn tại mà còn hỗ trợ trong việc đề xuất các biện pháp cải thiện. Việc sử dụng phần mềm mô phỏng giúp đưa ra các kịch bản khác nhau và phân tích sâu hơn về hệ thống điện, từ đó có thể đưa ra các giải pháp thiết thực và hiệu quả cho lưới điện trung áp tại Tây Ninh.

2.2 Phân tích quá trình quá độ lưới điện phân phối

Phân tích quá trình quá độ là yếu tố không thể thiếu trong việc đánh giá hoạt động của lưới điện. Các hiện tượng như dòng điện xung và sự biến đổi đột ngột của điện áp có thể xảy ra khi thực hiện các thao tác đóng cắt. Việc nắm rõ các quá trình này không chỉ giúp giảm thiểu rủi ro mà còn nâng cao tính an toàn trong vận hành. Các kết quả từ mô phỏng cho thấy rằng việc kiểm soát quá trình quá độ là rất cần thiết để đảm bảo sự ổn định cho lưới điện. Những thông tin này sẽ là cơ sở để xây dựng các quy trình vận hành an toàn hơn trong tương lai.

III. Mô phỏng quá trình quá độ khi đóng cắt mạch vòng

Chương này trình bày chi tiết về mô phỏng quá trình quá độ khi thực hiện đóng cắt mạch vòng trên lưới điện trung áp. Qua việc sử dụng phần mềm EMTP, các kịch bản khác nhau được mô phỏng để đánh giá ảnh hưởng của các thao tác đóng cắt đến hệ thống điện. Các kết quả mô phỏng cho thấy rằng sự thay đổi đột ngột trong cấu trúc lưới điện có thể dẫn đến các quá trình quá độ phức tạp, ảnh hưởng đến chất lượng điện năng. Việc phân tích các trường hợp cụ thể giúp hiểu rõ hơn về các vấn đề có thể xảy ra và từ đó đề xuất các giải pháp khắc phục hiệu quả.

3.1 Giới thiệu các mạch vòng tiêu biểu lưới điện phân phối Tây Ninh

Các mạch vòng tiêu biểu trong lưới điện phân phối Tây Ninh được mô tả chi tiết, từ đó giúp hình dung rõ hơn về cấu trúc và cách thức hoạt động của chúng. Mỗi mạch vòng có những đặc điểm riêng, ảnh hưởng đến quá trình đóng cắtquá trình quá độ. Việc hiểu rõ về các mạch vòng này sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho việc thực hiện các thao tác đóng cắt một cách an toàn và hiệu quả. Những thông tin này cũng sẽ là cơ sở để đánh giá và cải tiến quy trình vận hành trong tương lai.

3.2 Nhận xét kết quả mô phỏng trên EMTP

Kết quả từ mô phỏng trên phần mềm EMTP cho thấy rõ các hiện tượng xảy ra trong quá trình đóng cắt mạch vòng. Các thông số như điện áp, dòng điện và công suất được ghi nhận và phân tích kỹ lưỡng. Những kết quả này không chỉ giúp đánh giá hiện trạng vận hành mà còn cung cấp cơ sở để đề xuất các biện pháp cải thiện. Việc nhận xét các kết quả mô phỏng sẽ giúp định hình các giải pháp kỹ thuật trong thiết kế và vận hành lưới điện, từ đó nâng cao độ tin cậy và chất lượng cung cấp điện cho khách hàng.

05/01/2025

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương I: Tổng quan về Công ty Điện lực Tây Ninh Các tuyến dây trung áp nhận điện từ thanh cái trung áp qua máy cắt đầu nguồn Chế độ vận hành bình thường của lưới trung áp là vận hành hở dạng hình tia và dạng xương cá. Các tuyến dây trung áp được phân chia thành từ 2 đến 5 phân đoạn với các thiết bị đóng cắt và bảo vệ trung áp: Dao cách ly – DS – Disconected Switch, dao cắt tải – LBS – Load Break Switch, máy cắt tự động đóng lại – ACR – Auto Circuit Recloser, gọi tắt là Recloser, tủ đóng cắt trung thế - RMU – Ring Main Unit. Trên mỗi phân đoạn tuyến dây trung áp có các các thiết bị đóng cắt trung áp giao lưới với các tuyến dây trung áp khác tạo thành mạch vòng kín nhưng vận hành hở (Hình 1. Các thiết bị đóng cắt trung áp được lắp đặt thao tác vận hành tại chỗ hoặc từ xa qua hệ thống điều khiển SCADA kết nối với Trung tâm Scada và Công ty Điện lực Tây Ninh (đối với thiết bị thao tác trực tiếp tại chỗ).

Other Feeder Other Feeder TR Bus 110/22kV 22kV SW1.1 (NO) (NO) Other Feeder Feeder 1 SW1 SW2 SW3 SW3.1 (NC) (NC) (NC) (NO) SW - Switch NC - Normal Close NO - Normal Open Switch - Close Switch - Open Hình 1.3: Sơ đồ một tuyến dây trung áp điển hình 1. Kết cấu lưới điện Lưới điện trung áp 22kV Công ty Điện lực Tây Ninh quản lý vận hành là lưới điện trung áp 3 pha 4 dây, trung tính nối đất trực tiếp. Lưới điện trung áp nổi: được lắp đặt trên trụ bê tông ly tâm với chiều cao từ 12 đến 14m với cánh xà dài từ 2,0 – 2,4m; dây dẫn được bọc cách điện 24kV với tiết diện ACSR 240mm2 đối với đường trục và ACSR 95mm2 đối với nhánh rẽ. Lưới điện trung áp ngầm: Sử dụng cáp ngầm trung áp 3 pha cách điện 24kV, lắp đặt trong ống bảo vệ cáp ngầm được chôn trực tiếp trong đất (tại vị trí đầu nguồn cáp ngầm được lắp đặt trong mương cáp); Tiết diện cáp ngầm 3M240-XLPE đối với đường trục (2 mạch cáp ngầm) và cáp ngầm 3M50-XLPE hoặc 3M95-XLPE đối với nhánh rẽ (1 hoặc 2 mạch cáp ngầm).

8 Chương I: Tổng quan về Công ty Điện lực Tây Ninh 1. TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH QUẢN LÝ VẬN HÀNH VÀ THỰC HIỆN ĐÓNG CẮT MẠCH VÒNG TRUNG ÁP 1. Tình hình vận hành lưới điện Trong các năm vừa qua, Công ty Điện lực Tây Ninh luôn cung cấp đầy đủ nhu cầu sử dụng điện của khách hàng. Độ tin cậy cung cấp điện luôn được nâng cao qua các năm.

Cụ thể: Bảng 1. Độ tin cậy cung cấp điện Công ty Điện lực Tây Ninh 2016-2019 Chỉ tiêu độ tin cậy Năm 2016 Năm 2017 Năm 2018 Năm 2019 SAIFI (lần/năm) 42,1 37,2 29,3 19,4 SAIDI (phút/năm) 1. Tình hình thực hiện đóng cắt mạch vòng lưới điện trung áp Nhằm nâng cao độ tin cậy cung cấp điện, từ năm 2017, Công ty Điện lực Tây Ninh áp dụng việc đóng kết mạch vòng lưới điện trung áp để phục vu chuyển nguồn công tác, chuyển nguồn trạm trung gian, qua đó, giảm số lần, thời gian mất điện hệ thống điện. Cụ thể: Bảng 1.

Số liệu đóng kết mạch vòng Công ty Điện lực Tây Ninh 2017-2019 Đóng kết mạch vòng Năm 2017 Năm 2018 Năm 2019 Số lần thực hiện 89 245 306 SAIFI giảm (lần) 4,9 7,9 9,9 SAIDI giảm (phút) 230 698 29 1.3 Quy định về thực hiện đóng, cắt mạch vòng lưới điện trung áp a. Quy định pháp lý thực hiện Quy định về thực hiện thao tác đóng cắt mạch vòng lưới điện trung áp được thực hiện theo Điều 31 và 32 của Thông tư 44/2014/TT-BCT ngày 28/11/2014 của Bộ Công thương về Quy định quy trình thao tác trong hệ thống điện quốc gia [4]. Cụ thể như sau: Điều 31. Thao tác khép mạch vòng 1.

Chỉ được phép khép kín 01 (một) mạch vòng trong hệ thống điện khi tại điểm khép mạch vòng đã chắc chắn đồng vị pha và cùng thứ tự pha. 9 Chương I: Tổng quan về Công ty Điện lực Tây Ninh 2. Điều kiện khép mạch vòng trên hệ thống điện: a) Góc lệch pha của điện áp giữa hai phía điểm khép vòng:   300; b) Chênh lệch điện áp giữa hai phía điểm khép vòng: U  10%. Thao tác khép mạch vòng phải kiểm tra điều kiện góc lệch pha và chênh lệch điện áp theo quy định tại Khoản 2 Điều này.

Trường hợp không kiểm tra được góc lệch pha thì phải có tính toán trước để kiểm tra góc lệch pha. Lưu ý đến hoạt động của rơ le bảo vệ và tự động, thay đổi trào lưu công suất và điện áp trong hệ thống điện khi khép mạch vòng. Thao tác mở mạch vòng 1. Trước khi thao tác mở mạch vòng, phải điều chỉnh giảm công suất hoặc dòng điện qua máy cắt là nhỏ nhất và tính toán kiểm tra không bị quá điện áp phục hồi của máy cắt trước khi thực hiện thao tác mở mạch vòng này.

Khi thao tác tách các hệ thống điện ra vận hành độc lập, các cấp điều độ phải cùng phối hợp để điều chỉnh công suất giữa các nhà máy hoặc cân bằng công suất các hệ thống điện sao cho duy trì được tình trạng vận hành bình thường của các hệ thống điện sau khi mở vòng mất liên kết hệ thống. Trình tự thực hiện đóng, cắt mạch vòng lưới điện trung áp Việc đóng, cắt mạch vòng lưới điện trung áp nhằm mục đích thay đổi phương thức vận hành lưới điện, chuyển nguồn phục vụ công tác, xử lý sự cố, từ đó hạn chế việc giảm mức cung cấp điện (mất điện) khách hàng, nâng cao độ tin cậy cung cấp điện cho khách hàng. Trình tự thao tác đóng, cắt mạch vòng lưới điện trung áp tại Công ty Điện lực Tây Ninh: - Lập phương án đóng kết mạch vòng 02 tuyến dây trung áp: dòng tải vận hành; Tiết diện dây dẫn; Dòng tải định mức; Vị trí / chỉ danh thiết bị đóng mạch vòng; Vị trí / chỉ danh thiết bị đóng cắt mở mạch vòng; Thời gian dự kiến thao tác vận hành. - Lập phiếu thao tác đóng, cắt mạch vòng trung áp, bao gồm các nội dung và trình tự thao tác: * Kiểm tra đồng vị pha và thứ tự pha tại vị trí thiết bị đóng cắt dự kiến thao tác đóng mạch vòng; 10 Chương I: Tổng quan về Công ty Điện lực Tây Ninh * Kiểm tra độ lệch áp giữa 02 tuyến dây tại vị trí thiết bị đóng cắt dự kiến thao tác đóng mạch vòng (U  10%); * Kiểm tra góc lệch pha điện áp giữa 02 tuyến dây tại vị trí thiết bị đóng cắt dự kiến thao tác đóng mạch vòng (  300); * Thao tác đóng thiết bị đóng cắt đóng mạch vòng trung thế (thực hiện thao tác tải chỗ hoặc thao tác xa SCADA); * Thao tác cắt thiết bị đóng cắt mở mạch vòng trung thế (thực hiện thao tác tải chỗ hoặc thao tác xa SCADA); * Việc đóng cắt thiết bị được thực hiện bởi Trung tâm điều khiển xa - Công ty Điện lực Tây Ninh (đối với thiết bị thao tác xa SCADA) và Trực ban vận hành – Điện lực Huyện (đối với thiết bị thao tác trực tiếp tại chỗ).4 Những vấn đề xảy ra khi thực hiện đóng, cắt mạch vòng trên lưới điện Trong quá trình vận hành lưới điện đóng kết mạch vòng lưới điện trung áp trên địa bàn Công ty Điện lực Tây Ninh đã xảy ra 02 hiện tượng bất thường sau: Khi thực hiện thao tác đóng kết mạch vòng lưới điện trung áp để chuyển điện theo phương thức vận hành tuyến 471TN cấp điện tuyến 474TĐ đã xảy ra hiện tượng bật Recloser Cẩm Giang trụ 316 (182) do vượt dòng chỉnh định 51N.

Các thiết bị Recloser thường xuyên mất kết nối SCADA, phải thao tác tay khi chuyển điện, đóng cắt mạch vòng. Vụ việc xảy ra trên Recloser Bông Trang trụ 48 tuyến 474TĐ. Các vấn đề trên chỉ mang tính tiêu biểu, tần suất chỉ xảy ra một lần không lặp lại. 11 Chương II: Mô hình hệ thống điện, cơ sở lý thuyết và giới thiệu phần mềm mô phỏng CHƯƠNG II MÔ HÌNH CÁC PHẦN TỬ TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN, CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ QUÁ TRÌNH QUÁ ĐỘ TÍNH TOÁN, CHẾ ĐỘ XÁC LẬP VÀ GIỚI THIỆU CÁC PHẦM MỀM MÔ PHỎNG Chương này giới thiệu về Mô hình các phần tử trong hệ thống điện, mô hình toán học các phần tử trong hệ thống điện, cơ sở lý thuyết về quá trình quá độ, tính toán hệ thống điện ở chế độ xác lập khi đóng, cắt mạch vòng lưới điện và giới thiệu phần mềm mô phỏng tính toán lưới điện EMTP.

MÔ HÌNH CÁC PHẦN TỬ TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN 2. Hệ thống điện Hệ thống lưới điện bao gồm các nhà máy điện, hệ thống điện truyền tải và hệ thống điện phân phối để cung cấp điện từ nhà máy sản xuất đến người tiêu dùng.1: Mô hình các phần tử trong hệ thống điện 12 Chương II: Mô hình hệ thống điện, cơ sở lý thuyết và giới thiệu phần mềm mô phỏng Phân tích hệ thống điện ở trạng thái xác lập bằng phương pháp mô phỏng toán học đóng một vai trò quan trọng trong vận hành hệ thống và quy hoạch phát triển. Phần này đưa ra mô hình toán học và các đại lượng trong hệ thống điện. Mô hình này được sử dụng để tính toán phân bố công suất và quá độ trong hệ thống điện.

Các đại lượng trong hệ thống điện Để mô hình hóa một hệ thống điện, trước hết cần thiết mô hình hóa các đại lượng tính toán trong hệ thống điện, cũng như mối quan hệ toán học giữa các đại lượng này. Các đại lượng trong hệ thống điện bao gồm: điện áp, dòng diện, tổng trở và công suất ở trạng thái xác lập. Các đại lượng này quan hệ với nhau theo định luận Ohm, định luật Kirchhoff. Điện áp và dòng điện Trong hệ thống điện xoay chiều xác lập, điện áp và dòng điện được biểu diễn bằng hàm lượng giác theo thời gian với tần số gốc .

Thường các đại lượng này được biểu diễn theo hàm cos: Trong đó, j v(t )  Vmax Cos(t  V )  Re(Vmax e j v e jt ) là đại (2.1) lượng ảo và j2 = - 1.2) Các đại lượng điện áp và dòng điện biến thiên điều hòa theo tần số gốc ω, nên ejt là không cần thiết để mô tả điện áp hoặc dòng điện khi hệ thống trạng thái ổn định. Khi đó đại lượng phức V  Vmax e j V và I  I max e j I độc lập của thời gian t (xét tại thời điểm t = 0). Trong hệ thống điện, thường mô tả điện áp và dòng điện theo trị số hiệu dụng RMS.

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ

Bài luận văn thạc sĩ mang tiêu đề "Luận văn thạc sĩ về quá trình quá độ và tính toán chế độ xác lập mạch vòng trên lưới điện trung áp tại Tây Ninh" của tác giả Mai Phong Phi Long, dưới sự hướng dẫn của PGS. Phạm Đình Anh Khôi, được thực hiện tại Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh. Nghiên cứu này tập trung vào việc phân tích quá trình quá độ và chế độ xác lập trong các mạch điện trung áp, nhằm nâng cao hiệu quả vận hành lưới điện tại Tây Ninh. Bài viết không chỉ cung cấp cái nhìn sâu sắc về các yếu tố ảnh hưởng đến lưới điện mà còn đưa ra những giải pháp cải thiện, từ đó hỗ trợ cho các kỹ sư và nhà quản lý trong việc tối ưu hóa hệ thống điện.

Nếu bạn quan tâm đến các vấn đề liên quan đến kỹ thuật điện, bạn có thể tham khảo thêm các tài liệu như "Luận văn thạc sĩ về tiêu chí đánh giá tình trạng và tuổi thọ máy biến áp trên lưới điện phân phối TP Hồ Chí Minh", nơi nghiên cứu về tuổi thọ và tình trạng của máy biến áp, một phần quan trọng trong lưới điện. Bạn cũng có thể xem xét "Luận Văn Thạc Sĩ Về Giải Thuật Model Predictive Control cho Nghịch Lưu 3 Pha Kết Nối Hệ Thống Năng Lượng Mặt Trời", để tìm hiểu thêm về các phương pháp điều khiển trong hệ thống điện. Cuối cùng, "Luận văn thạc sĩ về tính toán và bảo vệ rơ le cho lưới điện trung thế tại Phú Thọ" cũng là một tài liệu hữu ích, giúp bạn nắm rõ hơn về các biện pháp bảo vệ trong lưới điện. Những tài liệu này sẽ giúp bạn mở rộng kiến thức và có cái nhìn đa chiều hơn về lĩnh vực kỹ thuật điện.