Luận văn thạc sĩ thiết bị mạng và nhà máy điện phân tích quá trình quá độ và các ảnh hưởng khi đóng ngắt các bộ tụ bù trong hệ thống điện

Chuyên đề nghiên cứu Phân Tích Quá Trình Quá Độ và Ảnh Hưởng của Bộ Tụ Bù trong Hệ Thống Điện, cập nhật xu hướng mới, giá trị tham khảo cao cho

• Tác giả: Trần Nhật Liêm
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Quang Nam
• Trường học: Đại học Bách Khoa - ĐHQG TP.HCM
• Chuyên ngành: Thiết bị, mạng và Nhà máy điện
• Đề tài: Phân Tích Quá Trình Quá Độ và Ảnh Hưởng của Bộ Tụ Bù trong Hệ Thống Điện
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2015
• Địa điểm: TP. Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG
• 2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ TỤ BÙ TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN
• 3. CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ QUÁ TRÌNH QUÁ ĐỘ KHI THAO TÁC ĐÓNG/NGẮT CÁC BỘ TỤ BÙ
• 4. CHƯƠNG 4: KHẢO SÁT CÁC HIỆN TƯỢNG CÓ THỂ XẢY RA KHI ĐÓNG NGẮT CÁC BỘ TỤ ĐIỆN TRONG HỆ THỐNG LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI
• 5. CHƯƠNG 5: CÁC GIẢI PHÁP KHẮC PHỤC, HẠN CHẾ TRONG CÔNG TÁC THAO TÁC ĐÓNG/NGẮT CÁC BỘ TỤ BÙ TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN
• 6. CHƯƠNG 6: CÁC KẾT QUẢ MÔ PHỎNG KHÁC
• 7. CHƯƠNG 7: KẾT LUẬN CHUNG
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Giới thiệu chung

Bài viết này phân tích quá trình quá độ và các ảnh hưởng của bộ tụ bù trong hệ thống điện. Bộ tụ bù đóng vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh điện năng và đảm bảo hiệu suất hệ thống điện. Luận văn khảo sát các hiện tượng xảy ra khi thao tác đóng/ngắt các bộ tụ bù, từ đó đưa ra các giải pháp khắc phục các hiện tượng quá độ nguy hiểm. Việc phân tích này không chỉ giúp nâng cao hiểu biết về công nghệ điện mà còn có ý nghĩa thực tiễn trong việc vận hành hệ thống điện an toàn.

1.1. Tầm quan trọng của nghiên cứu

Nghiên cứu này có ý nghĩa quan trọng trong việc tối ưu hóa hiệu suất hệ thống điện. Thực tế cho thấy các hiện tượng quá độ có thể gây ra những tổn thất lớn về kinh tế và ảnh hưởng đến độ tin cậy của hệ thống. Do đó, việc khảo sát và đưa ra các giải pháp khắc phục là cần thiết nhằm giảm thiểu rủi ro trong quá trình vận hành.

II. Tổng quan về bộ tụ bù trong hệ thống điện

Bộ tụ bù là thiết bị quan trọng trong việc điều chỉnh điện áp và dòng điện trong hệ thống điện. Chúng giúp cải thiện hiệu suất hệ thống điện bằng cách giảm thiểu tổn thất năng lượng. Luận văn đã khảo sát các nguyên lý hoạt động của bộ tụ bù và ảnh hưởng của chúng đến mạch điện. Qua đó, luận văn chỉ ra rằng việc sử dụng bộ tụ bù đúng cách có thể nâng cao đáng kể công suất phản kháng trong hệ thống.

2.1. Nguyên lý hoạt động của bộ tụ bù

Bộ tụ bù hoạt động dựa trên nguyên lý nạp và xả điện, giúp điều chỉnh điện áp trong mạch. Khi đóng bộ tụ, dòng điện sẽ tăng lên, dẫn đến sự thay đổi điện áp trong hệ thống. Việc này có thể tạo ra các hiện tượng quá độ nếu không được kiểm soát đúng cách.

2.2. Các loại bộ tụ bù

Có nhiều loại bộ tụ bù như tụ bù tĩnh và tụ bù động. Mỗi loại có đặc điểm và ứng dụng riêng, tùy thuộc vào yêu cầu của hệ thống điện. Tụ bù tĩnh thường được sử dụng trong các ứng dụng cố định, trong khi tụ bù động có thể điều chỉnh theo nhu cầu của hệ thống.

III. Cơ sở lý thuyết về quá trình quá độ khi thao tác đóng ngắt các bộ tụ bù

Quá trình quá độ khi thao tác đóng/ngắt bộ tụ bù diễn ra trong mạch điện có thể được mô tả qua các phương trình điện. Khi bộ tụ bù được đóng vào mạch, dòng điện và điện áp sẽ có sự thay đổi đột ngột, dẫn đến các hiện tượng như sóng hài và dao động. Việc phân tích các hiện tượng này là rất quan trọng để hiểu rõ hơn về các tác động của bộ tụ bù trong hệ thống điện.

3.1. Định nghĩa quá trình quá độ

Quá trình quá độ được định nghĩa là sự thay đổi của điện áp và dòng điện trong mạch điện khi có sự thay đổi đột ngột trong điều kiện hoạt động. Việc hiểu rõ quá trình này giúp dự đoán các hiện tượng có thể xảy ra và đưa ra các biện pháp khắc phục kịp thời.

3.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình quá độ

Nhiều yếu tố có thể ảnh hưởng đến quá trình quá độ như công suất phản kháng, điện áp, và tần số. Những yếu tố này cần được xem xét kỹ lưỡng trong quá trình thiết kế và vận hành hệ thống điện để đảm bảo tính ổn định và hiệu quả.

IV. Khảo sát các hiện tượng xảy ra khi thao tác đóng ngắt các bộ tụ điện trong hệ thống lưới điện phân phối

Các hiện tượng xảy ra khi thao tác đóng/ngắt bộ tụ bù trong lưới điện phân phối rất đa dạng và phức tạp. Luận văn đã sử dụng phần mềm mô phỏng ATP/EMTP để khảo sát các tình huống khác nhau, từ đó đưa ra những phân tích chi tiết về các hiện tượng quá độ. Những phân tích này cung cấp cái nhìn sâu sắc về cách mà các bộ tụ bù ảnh hưởng đến hiệu suất hệ thống điện.

4.1. Các hiện tượng quá độ khi đóng tụ bù

Khi đóng bộ tụ bù vào lưới điện, có thể xảy ra hiện tượng sóng hài và dao động. Những hiện tượng này có thể gây ra sự cố cho các thiết bị điện trong hệ thống. Do đó, việc khảo sát và phân tích các hiện tượng này là rất cần thiết để đảm bảo an toàn cho hệ thống.

4.2. Các hiện tượng quá độ khi ngắt tụ bù

Ngắt bộ tụ bù cũng có thể tạo ra các hiện tượng quá độ tương tự như khi đóng. Sự thay đổi đột ngột của điện áp và dòng điện có thể gây ra các tác động tiêu cực đến hệ thống. Việc phân tích các hiện tượng này giúp tìm ra các giải pháp khắc phục hiệu quả.

V. Các giải pháp khắc phục hạn chế trong công tác thao tác đóng ngắt các bộ tụ bù trong hệ thống điện

Để hạn chế các hiện tượng quá độ, một số giải pháp đã được đưa ra trong luận văn. Việc lắp đặt các thiết bị bảo vệ, sử dụng các bộ điều khiển tự động, và thực hiện các biện pháp bảo trì định kỳ là rất cần thiết. Những giải pháp này không chỉ giúp giảm thiểu rủi ro mà còn nâng cao hiệu suất hệ thống điện.

5.1. Lắp đặt thiết bị bảo vệ

Lắp đặt các thiết bị bảo vệ như chống sét van và cầu chì giúp bảo vệ các thiết bị điện khỏi các hiện tượng quá độ. Việc này không chỉ bảo vệ thiết bị mà còn đảm bảo an toàn cho toàn bộ hệ thống điện.

5.2. Sử dụng bộ điều khiển tự động

Sử dụng bộ điều khiển tự động giúp điều chỉnh quá trình đóng/ngắt bộ tụ bù một cách chính xác và kịp thời. Điều này góp phần giảm thiểu các hiện tượng quá độ và nâng cao độ tin cậy cho hệ thống.

VI. Các kết quả mô phỏng khác

Luận văn đã thực hiện nhiều mô phỏng khác nhau để khảo sát các hiện tượng xảy ra trong hệ thống điện. Các kết quả mô phỏng cho thấy rõ ràng ảnh hưởng của bộ tụ bù đến hiệu suất hệ thống điện. Những kết quả này không chỉ có giá trị lý thuyết mà còn có thể áp dụng thực tiễn trong việc vận hành hệ thống điện.

6.1. Kết quả mô phỏng khi đóng bộ tụ

Kết quả mô phỏng cho thấy khi đóng bộ tụ bù, dòng điện và điện áp có sự thay đổi đột ngột. Việc này có thể dẫn đến các hiện tượng quá độ cần được phân tích kỹ lưỡng.

6.2. Kết quả mô phỏng khi ngắt bộ tụ

Khi ngắt bộ tụ bù, các hiện tượng tương tự cũng xảy ra. Những kết quả này cung cấp cái nhìn sâu sắc về cách mà bộ tụ bù ảnh hưởng đến hệ thống điện và cần được xem xét trong quá trình thiết kế và vận hành.

VII. Kết luận chung

Luận văn đã hoàn thành mục tiêu nghiên cứu đề ra, cung cấp cái nhìn sâu sắc về quá trình quá độ và ảnh hưởng của bộ tụ bù trong hệ thống điện. Các kết quả nghiên cứu có giá trị tham khảo cao cho việc vận hành và bảo trì hệ thống điện. Từ đó, các giải pháp khắc phục đã được đưa ra nhằm nâng cao hiệu suất hệ thống điện và đảm bảo an toàn cho các thiết bị trong hệ thống.

7.1. Đề xuất nghiên cứu tiếp theo

Nghiên cứu tiếp theo có thể tập trung vào việc phát triển các công cụ mô phỏng hiện đại hơn để khảo sát các hiện tượng quá độ trong các điều kiện hoạt động khác nhau. Việc này sẽ giúp nâng cao hơn nữa độ chính xác trong việc dự đoán và khắc phục các hiện tượng quá độ trong hệ thống điện.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Trong hệ thống điện phân phối hiện đại, việc sử dụng các bộ tụ bù công suất phản kháng ngày càng phổ biến nhằm nâng cao chất lượng điện năng và giảm tổn thất điện năng. Theo ước tính, các thao tác đóng/ngắt các bộ tụ bù có thể diễn ra hàng trăm lần mỗi năm trên toàn hệ thống, tạo ra các hiện tượng quá độ phức tạp với biên độ dòng điện và điện áp rất lớn trong thời gian ngắn. Những hiện tượng này không chỉ ảnh hưởng trực tiếp đến tuổi thọ và độ ổn định của thiết bị mà còn gây ra mất ổn định lưới điện và giảm chất lượng điện năng cung cấp cho khách hàng.

Luận văn thạc sĩ này tập trung phân tích quá trình quá độ và các ảnh hưởng khi đóng/ngắt các bộ tụ bù trong hệ thống điện phân phối, sử dụng mô phỏng trên phần mềm ATP/EMTP để khảo sát các hiện tượng thực tế. Mục tiêu nghiên cứu là đánh giá các hiện tượng quá độ, xác định các thông số dòng điện, điện áp và hài bậc cao phát sinh, từ đó đề xuất các giải pháp hạn chế và khắc phục nhằm nâng cao hiệu quả vận hành hệ thống. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào hệ thống lưới điện phân phối với các bộ tụ bù có dung lượng lần lượt 950 kVAr và 1400 kVAr, mô phỏng các tình huống đóng/ngắt trong điều kiện tải một pha và ba pha, đối xứng và không đối xứng.

Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc đảm bảo an toàn vận hành, giảm thiểu sự cố và nâng cao chất lượng điện năng, đồng thời cung cấp cơ sở khoa học cho công tác quản lý vận hành và phát triển hệ thống điện phân phối tại Việt Nam.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình cơ bản về quá trình quá độ trong mạch điện, đặc biệt là trong mạch R-C và R-L-C khi đóng/ngắt tụ bù. Quá trình quá độ được định nghĩa là giai đoạn chuyển tiếp từ trạng thái xác lập này sang trạng thái xác lập khác, trong đó dòng điện và điện áp biến đổi theo các quy luật khác với chế độ ổn định.

• Lý thuyết quá độ trong mạch R-C: Phân tích quá trình nạp và phóng điện của tụ điện qua điện trở, với các phương trình vi phân mô tả sự biến thiên điện áp và dòng điện theo hàm mũ tắt dần. Hằng số thời gian RC xác định tốc độ tắt dần của quá trình quá độ.
• Lý thuyết quá độ trong mạch R-L-C: Mô tả sự dao động điện áp và dòng điện với tần số góc dao động và hệ số tắt dần, phụ thuộc vào các thông số điện trở, điện cảm và điện dung. Quá trình quá độ có thể bao gồm dao động tự do và dao động xác lập.
• Phân tích sóng hài bậc cao: Sóng hài phát sinh do tính phi tuyến của tải và các hiện tượng quá độ, gây méo dạng điện áp và dòng điện, ảnh hưởng đến chất lượng điện năng và hoạt động của thiết bị bảo vệ.

Các khái niệm chính bao gồm: quá trình quá độ, hằng số thời gian RC, tần số dao động quá độ, sóng hài bậc cao, và các hiện tượng quá điện áp, phóng điện hồ quang.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp mô phỏng số trên phần mềm ATP/EMTP để phân tích các hiện tượng quá độ khi đóng/ngắt các bộ tụ bù trong hệ thống điện phân phối thực tế.

• Nguồn dữ liệu: Thông số kỹ thuật của hệ thống điện phân phối gồm máy biến áp 110/22 kV, đường dây truyền tải và cáp phân phối, các bộ tụ bù với dung lượng 950 kVAr và 1400 kVAr, cùng các thông số tải công nghiệp với tổng công suất khoảng 10 MW.
• Phương pháp chọn mẫu: Mô hình hệ thống điện phân phối được xây dựng chi tiết với các thành phần chính, mô phỏng các tình huống đóng/ngắt bộ tụ bù trong điều kiện tải khác nhau (một pha, ba pha, đối xứng, không đối xứng).
• Phương pháp phân tích: Sử dụng mô phỏng điện từ trường và quá độ trên ATP/EMTP để thu thập dữ liệu dòng điện, điện áp, phân tích chuỗi Fourier để xác định các thành phần sóng hài, đánh giá biên độ và tần số dao động quá độ.
• Timeline nghiên cứu: Nghiên cứu được thực hiện trong năm 2015, với các bước từ khảo sát lý thuyết, xây dựng mô hình, mô phỏng các tình huống vận hành, đến phân tích kết quả và đề xuất giải pháp.

Phương pháp này đảm bảo độ tin cậy cao nhờ mô phỏng chi tiết các hiện tượng phức tạp, phù hợp với thực tế vận hành hệ thống điện phân phối.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Hiện tượng dòng điện xung kích khi đóng bộ tụ bù: Mô phỏng cho thấy khi đóng bộ tụ CB1 (950 kVAr) vào lưới điện 22 kV, dòng điện xung kích có biên độ lớn, dao động với tần số cao khoảng vài trăm Hz, kéo dài trong khoảng 0.03 giây. Dòng điện cực đại có thể vượt quá nhiều lần dòng định mức, gây nguy cơ quá tải và hư hỏng thiết bị bảo vệ.

2. Ảnh hưởng của đóng nối tiếp bộ tụ bù: Khi đóng bộ tụ CB2 (1400 kVAr) trong khi CB1 đang vận hành, hiện tượng quá độ phức tạp hơn với sự cộng hưởng giữa các bộ tụ, làm tăng biên độ dòng điện và điện áp quá độ. Chuỗi phân tích Fourier cho thấy hài bậc cao lên đến bậc 13 xuất hiện rõ rệt, ảnh hưởng đến chất lượng điện năng.

3. Tác động của đóng không đồng pha: Đóng bộ tụ bù không đồng pha trong hệ thống ba pha không đối xứng gây ra sự mất cân bằng dòng điện và điện áp, làm tăng biên độ quá độ và hài bậc cao, gây nguy cơ phóng điện hồ quang và tác động sai lệch cho mạch bảo vệ.

4. Hiệu quả của các giải pháp khắc phục: Việc mắc thêm cuộn kháng hoặc điện trở vào mạch đóng/ngắt bộ tụ giúp giảm biên độ dòng điện xung kích và tần số dao động quá độ. Mô phỏng cho thấy biên độ dòng điện giảm khoảng 20-30%, tần số dao động cũng được hạ thấp, góp phần nâng cao độ ổn định và tuổi thọ thiết bị.

Thảo luận kết quả

Các kết quả mô phỏng phản ánh chính xác các hiện tượng quá độ phức tạp trong thực tế vận hành hệ thống điện phân phối. Dòng điện xung kích và điện áp quá độ xuất hiện do sự chênh lệch điện áp tức thời giữa bộ tụ và lưới điện tại thời điểm đóng/ngắt, phù hợp với lý thuyết quá độ trong mạch R-L-C. Sự xuất hiện của sóng hài bậc cao làm méo dạng điện áp và dòng điện, ảnh hưởng đến chất lượng điện năng và hoạt động của thiết bị bảo vệ.

So sánh với các nghiên cứu trong ngành, kết quả này tương đồng với các báo cáo về hiện tượng quá độ khi đóng/ngắt tụ bù trên lưới điện phân phối tại các nước công nghiệp. Việc đề xuất các giải pháp như mắc cuộn kháng, điện trở vào mạch đóng/ngắt là thực tiễn và hiệu quả, giúp giảm thiểu các tác động tiêu cực của quá độ.

Dữ liệu có thể được trình bày qua các biểu đồ dạng sóng dòng điện, điện áp, và chuỗi Fourier phân tích hài bậc cao, giúp trực quan hóa mức độ ảnh hưởng và hiệu quả của các biện pháp khắc phục.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Áp dụng cuộn kháng trong mạch đóng/ngắt bộ tụ bù

   • Giảm biên độ dòng điện xung kích và tần số dao động quá độ.
   • Mục tiêu: Giảm dòng xung kích ít nhất 20% trong vòng 6 tháng.
   • Chủ thể thực hiện: Các đơn vị vận hành lưới điện phân phối.

2. Lắp đặt điện trở xả trên bộ tụ bù

   • Hạn chế hiện tượng quá điện áp và phóng điện hồ quang khi ngắt tụ.
   • Mục tiêu: Giảm thiểu sự cố phóng điện xuống dưới 5% trong năm đầu tiên.
   • Chủ thể thực hiện: Nhà sản xuất thiết bị và đơn vị vận hành.

3. Tối ưu thời điểm đóng/ngắt bộ tụ bù

   • Đóng/ngắt vào thời điểm điện áp lưới gần bằng điện áp trên tụ để giảm dòng xung kích.
   • Mục tiêu: Giảm biên độ dòng điện xung kích xuống dưới 1.5 lần dòng định mức.
   • Chủ thể thực hiện: Trung tâm điều khiển hệ thống điện.

4. Nâng cao công tác giám sát và bảo trì thiết bị bảo vệ

   • Đảm bảo cầu chì và chống sét van hoạt động hiệu quả, tránh tác động sai lệch.
   • Mục tiêu: Tăng độ tin cậy thiết bị bảo vệ lên trên 98% trong 12 tháng.
   • Chủ thể thực hiện: Đơn vị bảo trì và vận hành.

Các giải pháp trên cần được triển khai đồng bộ, có kế hoạch cụ thể và giám sát chặt chẽ để đảm bảo hiệu quả lâu dài trong vận hành hệ thống điện phân phối.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Kỹ sư vận hành hệ thống điện phân phối

   • Lợi ích: Hiểu rõ các hiện tượng quá độ khi thao tác bộ tụ bù, áp dụng giải pháp giảm thiểu sự cố.
   • Use case: Điều chỉnh thời điểm đóng/ngắt bộ tụ bù để giảm dòng xung kích.

2. Nhà nghiên cứu và giảng viên ngành điện

   • Lợi ích: Cơ sở lý thuyết và mô hình mô phỏng chi tiết về quá trình quá độ và sóng hài.
   • Use case: Phát triển bài giảng, nghiên cứu sâu về hiện tượng quá độ trong hệ thống điện.

3. Nhà sản xuất thiết bị tụ bù và thiết bị bảo vệ

   • Lợi ích: Tham khảo các thông số kỹ thuật và yêu cầu bảo vệ phù hợp với thực tế vận hành.
   • Use case: Thiết kế cầu chì, chống sét van phù hợp với đặc tính quá độ.

4. Cơ quan quản lý và hoạch định chính sách năng lượng

   • Lợi ích: Đánh giá tác động của các thiết bị tụ bù đến chất lượng điện năng và an toàn hệ thống.
   • Use case: Xây dựng tiêu chuẩn vận hành và quy định kỹ thuật cho hệ thống điện phân phối.

Câu hỏi thường gặp

1. Quá trình quá độ khi đóng/ngắt bộ tụ bù là gì?
   Quá trình quá độ là giai đoạn chuyển tiếp khi đóng hoặc ngắt bộ tụ bù, trong đó dòng điện và điện áp biến đổi đột ngột với biên độ lớn và tần số cao, gây ra các hiện tượng như dòng xung kích và quá điện áp.

2. Tại sao dòng điện xung kích khi đóng bộ tụ bù lại lớn?
   Dòng xung kích lớn do sự chênh lệch điện áp tức thời giữa bộ tụ và lưới điện tại thời điểm đóng, đặc biệt khi đóng vào lúc điện áp trên tụ bằng không và điện áp lưới ở biên độ cực đại.

3. Các sóng hài bậc cao ảnh hưởng như thế nào đến hệ thống điện?
   Sóng hài bậc cao gây méo dạng điện áp và dòng điện, làm giảm chất lượng điện năng, gây quá tải nhiệt cho thiết bị và có thể làm sai lệch hoạt động của các thiết bị bảo vệ.

4. Giải pháp nào hiệu quả để giảm hiện tượng quá độ khi đóng/ngắt bộ tụ bù?
   Mắc thêm cuộn kháng hoặc điện trở vào mạch đóng/ngắt bộ tụ giúp giảm biên độ dòng xung kích và tần số dao động, đồng thời tối ưu thời điểm đóng/ngắt cũng rất quan trọng.

5. Phần mềm ATP/EMTP được sử dụng như thế nào trong nghiên cứu này?
   ATP/EMTP mô phỏng các hiện tượng quá độ và sóng hài trong hệ thống điện phân phối, giúp phân tích chi tiết dòng điện, điện áp và đánh giá hiệu quả các giải pháp khắc phục.

Kết luận

• Luận văn đã phân tích chi tiết quá trình quá độ khi đóng/ngắt các bộ tụ bù trong hệ thống điện phân phối, sử dụng mô phỏng ATP/EMTP với các trường hợp thực tế.
• Phát hiện các hiện tượng dòng điện xung kích, quá điện áp và sóng hài bậc cao ảnh hưởng đến chất lượng điện năng và độ ổn định hệ thống.
• Đề xuất các giải pháp kỹ thuật như mắc cuộn kháng, điện trở xả và tối ưu thời điểm đóng/ngắt để giảm thiểu các hiện tượng quá độ nguy hiểm.
• Kết quả nghiên cứu có giá trị thực tiễn cao, hỗ trợ công tác vận hành, bảo trì và phát triển hệ thống điện phân phối.
• Các bước tiếp theo bao gồm kiểm chứng thực nghiệm các kết quả mô phỏng và triển khai các giải pháp đề xuất trong thực tế vận hành.

Hành động ngay: Các đơn vị vận hành và quản lý hệ thống điện nên áp dụng các giải pháp khắc phục hiện tượng quá độ để nâng cao độ tin cậy và chất lượng điện năng, đồng thời tiếp tục nghiên cứu mở rộng trên các hệ thống điện khác.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG:. Error! Bookmark not defined. TẦM QUAN TRỌNG:. Error! Bookmark not defined.

MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU:. Error! Bookmark not defined. PHẠM VI NGHIÊN CỨU:. Error! Bookmark not defined.

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ TỤ BÙTRONG HỆ THỐNG ĐIỆN: Error! Bookmar 2. NGUYÊN LÝ CẤU TẠO CỦA TỤ BÙ:. Error! Bookmark not defined. KỸ THUẬT BẢO VỆ TỤ ĐIỆN BẰNG CẦU CHÌ:.

SỰ CẦN THIẾT CỦA VIỆC PHÂN TÍCH VÀ NGHIÊN CỨU QUÁ ĐỘ KHI THAO TÁC ĐÓNG/NGẮT CÁC BỘ TỤ BÙ TRONG LƯỚI ĐIỆN:. CÁC GIỚI HẠN CHO BỘ TỤ BÙ :. MÔ HÌNH VẬN HÀNH TỤ BÙ TRONG MẠCH ĐIỆN ĐƠN GIẢN. 7 CHƢƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ QUÁ TRÌNH QUÁ ĐỘ KHI THAO TÁC ĐÓNG/NGẮT CÁC BỘ TỤ BÙ:.

ĐỊNH NGHĨA QUÁ TRÌNH QUÁ ĐỘ TRONG MẠCH ĐIỆN :. Quá trình quá độ trong mạch r-C. Quá trình nạp điện của tụ :. Đóng mạch r – C vào nguồn điều hòa:.

Qúa trình quá độ trong mạch r-L-C. ẢNH HƢỞNG CỦA THÀNH PHẦN SÓNG HÀI CỦA TẦN SỐ BẬC CAO. Khái niệm về sóng hài (họa tần). Đặc điểm của họa tần.

Họa tần dòng điện và điện áp. 19 vii CHƯƠNG 4: KHẢO SÁT CÁC HIỆN TƯỢNG CÓ THỂ XẢY RA KHI ĐÓNG NGẮT CÁC BỘ TỤ ĐIỆN TRONG HỆ THỐNG LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI. ĐÓNG ĐIỆN CHO BỘ TỤ VÀO LƢỚI ĐIỆN (khi đóng bộ tụ CB1). Phân tích hiện tƣợng.

Kết quả mô phỏng khi đóng bộ tụ CB1 vào vận hành. ĐÓNG ĐIỆN CHO BỘ TỤ KHI CÓ MỘT BỘ TỤ KHÁC GHÉP SONG SONG ĐANG VẬN HÀNH. Phân tích hiện tƣợng. Kết quả mô phỏng khi đóng bộ tụ CB2 vào vận hành khi bộ tụ CB1 đã đóng trước.

ĐÓNG ĐIỆN CHO BỘ TỤ KHI ĐÓNG KHÔNG ĐỒNG PHA (đóng điện vận hành với bộ tụ CB1 khi tải không đối xứng). Phân tích hiện tƣợng. Kết quả mô phỏng. CẮT BỘ TỤ ĐANG VẬN HÀNH RA KHỎI LƢỚI.

Phân tích hiện tƣợng. Kết quả mô phỏng. 53 CHƯƠNG 5: CÁC GIẢI PHÁP KHẮC PHỤC, HẠN CHẾ TRONG CÔNG TÁC THAO TÁC ĐÓNG/NGẮT CÁC BỘ TỤ BÙ TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN. LẮP ĐẶT CÁC CHỐNG SÉT VAN BẢO VỆ CHO CÁC THIẾT BỊ TRÊN ĐƢỜNG DÂY:.

NỐI ĐIỆN KHÁNG VÀO MẠCH ĐÓNG/NGẮT BỘ TỤ ĐỂ GIẢM BIÊN ĐỘ VÀ TẦN SỐ DAO ĐỘNG CỦA DÕNG ĐIỆN XUNG KÍCH (khi mắc thêm cuộn kháng ở bộ tụ CB1):. Phân tích hiện tƣợng. Kết quả mô phỏng .NỐI ĐIỆN TRỞ VÀO MẠCH ĐÓNG/NGẮT CỦA BỘ TỤ CB1 KHI CẮT BỘ TỤ CB1 (khi chưa có bộ tụ CB2 ). Phân tích hiện tƣợng.

Kết quả mô phỏng. 68 CHƯƠNG 6 : CÁC KẾT QUẢ MÔ PHỎNG KHÁC:. KHI ĐÓNG BỘ TỤ CB1 (tải 3 pha) (đóng tại thời điểm t = 0. Khi tải đối xứng.

Khi tải không đối xứng. Khi mắc thêm cuộn kháng ở bộ tụ CB1. Tải ba pha đối xứng. Tải ba pha không đối xứng.

KHI ĐÓNG THÊM BỘ TỤ CB2. Tải ba pha đối xứng. Tải ba pha không đối xứng. KHI TIẾN HÀNH ĐÓNG KHÔNG ĐỒNG PHA (tải đối xứng) (t1 = 0.065s), đóng điện vận hành với bộ tụ CB2.

KHI MẮC CUỘN KHÁNG CHO BỘ TỤ CB2. Tải một pha. Tải ba pha đối xứng. Tải ba pha không đối xứng.

114 CHƢƠNG 7: KẾT LUẬN CHUNG. 117 TÀI LIỆU THAM KHẢO:. 119 LÝ LỊCH TRÍCH NGANG:. 120 ix DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ATP/EMTP: Alternative Transient Programe/Electromagnetic Transient Program x DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 4.1: Thông số máy biến áp, [3].2: Thông số đƣờng dây truyền tải, [3].3: Thông số đƣờng dây cáp, [3].3: Thông số phụ tải, [3].1: Các thông số hệ thống trƣớc và sau khi đóng bộ tụ CB1 Bảng 4.2: Thông số giá trị dòng điện và điện áp từ bậc 0 đến bậc 13 của phụ tải trong thời gian quá độ 0.03s trong trƣờng hợp đóng bộ tụ CB1, tải một pha, [7], [9].1: Các thông số hệ thống trƣớc và sau khi đóng bộ tụ CB2 Bảng 4.2: Thông số giá trị dòng điện và điện áp từ bậc 0 đến bậc 13 của phụ tải trong thời gian quá độ 0.03s trong trƣờng hợp bộ tụ CB1 đang vận hành đóng tiếp bộ tụ CB2 vào vận hành, tải một pha, [7], [9].1: Thông số giá trị dòng điện và điện áp từ bậc 0 đến bậc 13 của phụ tải trong thời gian quá độ 0.065s trong trƣờng hợp đóng không đồng pha bộ tụ CB1, tải ba pha không đối xứng Bảng 4.2: Các thông số hệ thống trƣớc và sau khi đóng bộ tụ CB1 (đóng không đồng pha) Bảng 4.3: Các thông số hệ thống trƣớc và sau khi đóng bộ tụ CB1 (đóng đồng pha) Bảng 5.1: Thông số hệ thống khi chƣa nối cuộn kháng Bảng 5.2:Thông số hệ thống khi đã nối cuộn kháng Bảng 6.1: Thông số giá trị dòng điện và điện áp từ bậc 0 đến bậc 13 của phụ tải trong thời gian quá độ 0.03s trong trƣờng hợp đóng bộ tụ CB1, tải ba pha đối xứng Bảng 6.2: Các thông số hệ thống trƣớc và sau khi đóng bộ tụ CB1 Bảng 6.1: Thông số giá trị dòng điện và điện áp từ bậc 0 đến bậc 13 của phụ tải trong thời gian quá độ 0.03s trong trƣờng hợp đóng bộ tụ CB1, tải ba pha không đối xứng Bảng 6.2: Các thông số hệ thống trƣớc và sau khi đóng bộ tụ CB1 Bảng 6.1: Thông số giá trị dòng điện và điện áp từ bậc 0 đến bậc 13 của phụ tải trong thời gian quá độ 0.03s trong trƣờng hợp đóng bộ tụ CB1 có gắn cuộn kháng, tải ba pha đối xứng Bảng 6.1: Các thông số hệ thống trƣớc và sau khi đóng bộ tụ CB1 Bảng 6.1: Thông số giá trị dòng điện và điện áp từ bậc 0 đến bậc 13 của phụ tải trong thời gian quá độ 0.03s trong trƣờng hợp đóng bộ tụ CB1 có gắn cuộn kháng, tải ba pha không đối xứng Bảng 6.2: Các thông số hệ thống trƣớc và sau khi đóng bộ tụ CB1 Bảng 6.1: Thông số giá trị dòng điện và điện áp từ bậc 0 đến bậc 13 của phụ tải trong thời gian quá độ 0.03s trong trƣờng hợp bộ tụ CB1 đang vận hành đóng tiếp bộ tụ CB2 vào, tải ba pha đối xứng Bảng 6.2: Các thông số hệ thống trƣớc và sau khi đóng bộ tụ CB2 xi Bảng 6.1: Thông số giá trị dòng điện và điện áp từ bậc 0 đến bậc 13 của phụ tải trong thời gian quá độ 0.03s trong trƣờng hợp bộ tụ CB1 đang vận hành đóng tiếp bộ tụ CB2 vào, tải ba pha không đối xứng Bảng 6.2: Các thông số hệ thống trƣớc và sau khi đóng bộ tụ CB2 Bảng 6.1: Thông số giá trị dòng điện và điện áp từ bậc 0 đến bậc 13 của phụ tải trong thời gian quá độ 0.065s trong trƣờng hợp bộ tụ CB1 đang vận hành đóng tiếp bộ tụ CB2 vào, tải ba pha đối xứng Bảng 6.2: Các thông số hệ thống trƣớc và sau khi đóng bộ tụ CB Bảng 6.1: Thông số giá trị dòng điện và điện áp từ bậc 0 đến bậc 13 của phụ tải trong thời gian quá độ 0.03s trong trƣờng hợp bộ tụ CB1 đang vận hành đóng tiếp bộ tụ CB2 vào vận hành có mắc cuộn kháng, tải một pha Bảng 6.2: Các thông số hệ thống trƣớc và sau khi đóng bộ tụ CB2 Bảng 6.1: Thông số giá trị dòng điện và điện áp từ bậc 0 đến bậc 13 của phụ tải trong thời gian quá độ 0.03s trong trƣờng hợp bộ tụ CB1 đang vận hành đóng tiếp bộ tụ CB2 vào có gắng cuộn kháng, tải ba pha đối xứng Bảng 6.2: Các thông số hệ thống trƣớc và sau khi đóng bộ tụ CB2 Bảng 6.1: Thông số giá trị dòng điện và điện áp từ bậc 0 đến bậc 13 của phụ tải trong thời gian quá độ 0.03s trong trƣờng hợp bộ tụ CB1 đang vận hành đóng tiếp bộ tụ CB2 vào có gắn cuộn kháng, tải ba pha không đối xứng Bảng 6.2: Các thông số hệ thống trƣớc và sau khi đóng bộ tụ CB2 xii DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH Hình 2.1: Hình ảnh bộ tụ bù Hình 2.2: Hình ảnh bên trong của bộ tụ có cầu chì bảo vệ và không có bảo vệ bên trong.1: Sơ đồ mạch điện đơn giản Hình 3.1: Sơ đồ mạch điện mô phỏng quá trình phóng của bộ tụ Hình 3.2: Sơ đồ đại số hóa Hình 3.3: Đồ thị biễu diễn quá trình tắt dần năng lƣợng trong bộ tụ Hình 3.1: Sơ đồ mạch điện mô phỏng quá trình nạp của bộ tụ Hình 3.2: Đồ thị biễu diễn quá trình nạp năng lƣợng trong bộ tụ Hình 3.1: Sơ đồ mạch điện mô phỏng quá trình đóng bộ tụ vào mạch điều hòa Hình 3.2: Đồ thị biễu diễn dạng sóng điện áp xác lập trong bộ tụ Hình 3.3: Đồ thị biễu diễn dạng sóng điện áp quá độ trong bộ tụ Hình 3.1: Sơ đồ mạch điện mô phỏng quá trình đóng bộ tụ vào mạch r –L-C Hình 3.2: Sơ đồ đại số hóa Hình 3.3: Đồ thị biễu diễn dạng sóng điện áp quá độ trong bộ tụ Hình 3.4: Đồ thị biễu diễn dạng sóng dòng điện quá độ trong bộ tụ khi 0 0 Hình 3.5: Đồ thị biễu diễn dạng sóng điện áp quá độ trong bộ tụ khi 2 Hình 3.1: Biểu diễn mức ảnh hƣởng của các họa tần bậc lẻ, [6] Hình 3.2: Mô phỏng dạng sóng của các thành phần Hình 4.1: Mô phỏng khi đóng bộ tụ CB1 vào lƣới điện Hình 4.1: Đồ thị dạng dòng điện và điện áp của bộ tụ CB1 Hình 4.2: Đồ thị dạng dòng điện và điện áp trên phụ tải Hình 4.3: Đồ thị dạng dòng điện và điện áp phía sơ cấp Hình 4.4: Đồ thị dạng dòng điện và điện áp phía thứ cấp Hình 4.5: Chuỗi phân tích Fourier dòng điện phía phụ tải Hình 4.6: Chuỗi phân tích Fourier điện áp phía phụ tải Hình 4.7: Đồ thị biểu diễn dạng dòng điện từ bậc cơ bản đến bậc 13 của phụ tải Hình 4.8: Đồ thị biểu diễn dạng điện áp từ bậc cơ bản đến bậc 13 của phụ tải Hình 6.1: Đồ thị dạng dòng điện và điện áp phía phụ tải Hình 4.1: Mô phỏng đóng bộ tụ CB2 khi bộ tụ CB1 đang làm việc Hình 4.1: Đồ thị dạng dòng điện và điện áp phía phụ tải Hình 4.2: Đồ thị dạng dòng điện và điện áp phía sơ cấp máy biến áp Hình 4.3: Đồ thị dạng dòng điện và điện áp phía thứ cấp máy biến áp Hình 4.4: Đồ thị dạng dòng điện và điện áp trên bộ tụ CB1 xiii Hình 4.5: Đồ thị dạng dòng điện và điện áp trên bộ tụ CB2 Hình 4.6: Đồ thị biểu diễn dạng dòng điện từ bậc cơ bản đến bậc 13 của phụ tải Hình 4.