CHƯƠNG 1 :GIỚI THIỆU VỀ PHẦN MỀM ETAP .1 TỔNG QUAN VỀ ETAP .2 CÁC THÀNH PHẦN VÀ GIAO DIỆN CỦA ETAP .3 QUẢN LÝ DỮ LIỆU TRONG ETAP .1 Giới thiệu các thanh công cụ .2 Thanh công cụ hệ thống .5 MỘT SỐ PHẦN TỬ CƠ BẢN CỦA ETAP. 29 CHƯƠNG 2 : PHÂN BỐ CÔNG SUẤT .2 PHÂN BỐ CÔNG SUẤT (PBCS) LÀ GÌ? .3 CƠ SỞ TOÁN HỌC GIẢI PHƯƠNG TRÌNH PHI TUYẾN .1 Phương Pháp Newton-Raphson .2 Phương pháp Adaptive Newton-Raphson .3 Phương pháp Fast-Decoupled Method.4 Phương pháp Accelerated Gauss-Seidel Method .4 ÁP DỤNG CHI TIẾT THÔNG QUA VÍ DỤ. 44 CHƯƠNG 3 : TÍNH TOÁN NGẮN MẠCH .2/ CƠ SỞ TÍNH TOÁN (THEO TIÊU CHUẨN IEC 60909) .3 PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN .4 ÁP DỤNG CHI TIẾT THÔNG QUA VÍ DỤ. 54 CHƯƠNG 4 : PHÂN TÍCH ỔN ĐỊNH QUÁ ĐỘ .2 KHÁI NIỆM VỀ ỔN ĐỊNH HỆ THỐNG ĐIỆN .3 CÁC LOẠI ỔN ĐỊNH TRONG HỆ THỐNG ĐIỆN .1 Ổn định góc rotor .2 Ổn định điện áp .4 ÁP DỤNG CHI TIẾT THÔNG QUA VÍ DỤ : .1 Giới thiệu hệ thống IEEE9 -BUS .2 phân tích ổn định.
75 CHƯƠNG 5 : TÍNH TOÁN LỰA CHỌN DÂY DẪN .3 TÍNH TOÁN DÂY DẪN CHO ĐƯỜNG DÂY TRUYỀN TẢI : .1 Giới thiệu tính toán : .2 Phương pháp tính toán :.4 ÁP DỤNG CHI TIẾT THÔNG QUA VÍ DỤ :. 101 CHƯƠNG 6 :HỆ THỐNG NỐI ĐẤT .2/ SỬ DỤNG ETAP CHO THIẾT KẾ LƯỚI NỐI ĐẤT : .1/ Thiết lập lưới nối đất từ sơ đồ 1 sợi .2/ Thanh công cụ FEM Editor và IEEE Editor .3/ Thanh công cụ Ground Grid Study Method.4/Thiết lập lưới nối đất và mô hình nối đất .5/ Thiết lập các thông số tính toán .3/ÁP DỤNG CHI TIẾT THÔNG QUA VÍ DỤ. 122 KẾT LUẬN ĐỀ TÀI. 123 Tài liê ̣u tham khảo.
124 5 do an DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH VÀ BIỂU ĐỒ Hình 1.1 Cửa sổ khởi động.2 Hệ thống điện mô phỏng trên ETAP.3 Giao diện chức năng ETAP.4 Cửa sổ quản lý dự án.5 Cửa sổ công cụ File.6 Cửa sổ công cụ Edit.7 Cửa sổ công cụ View.8 Cửa sổ công cụ Project.9 Cửa sổ công cụ Tool.10 Thanh công cụ hệ thống.11 Hộp thoại Rating.12 Hộp thoại Short Circuit.13 Trang Rating của máy biến áp.14 Trang impedance của máy biến áp.15 Hộp thoại Info của cáp.16 Trang Impedance của cáp.17 Trang info của cầu chì.1 Công thức Newton-Raphson.2 Công thức Adaptive Newton-Raphson.3 Công thức Fast – Decoupled.4 Công thức tính I của Gauss –seider.33 6 do an Hình 2.5 Công thức tính S của Gauss –seider.6 Thông số các bus dùng để mô phỏng.7 Sơ đồ mô phỏng trên ETAP.8 Thông số tải.9 Thẻ Info máy phát.10 Thẻ Rating máy phát.11 Thẻ Parameter của đường dây.12 Thẻ Protection của đường dây.13 Sơ đồ kết nối một sợi hệ thống.14 Hộp thoại Load Flow Study case.15 Kết quả mô phỏng.1 Mô hình dạng sóng ngắn mạch xảy ra.2 Cửa sổ khởi động dự án.3 Sơ đồ đơn tuyến ngắn mạch.4 Thanh công cụ Study case.5 Hộp thoại Study case Short circuit.6 Kết quả sau khi chạy tính toán ngắn mạch.7 Mẫu báo cáo Short – circuit.8 Thành phần AC của dòng sự cố.9 Dòng điện đỉnh ngắn mạch.10 Thành phần DC của dòng sự cố.11 Dòng ngắn mạch tổng.53 7 do an -------------------------------------------------------- Hình 4.1 Cửa sổ khởi động dự án.2 Mô hình IEEE – 9 bus.3 Mô hình hệ thống dự án.4 Thanh công cụ chức năng.5 Thanh công cụ và biểu tượng PV array.6 Thẻ PV Panel của PV array.7 Thẻ PV array của tấm pin.8 Thẻ Inverter của PV array.9 Thẻ rating của máy biến áp.10 Thẻ Impedance của máy biến áp.11 Mô hình khi được thêm các tấm PV.12 Mô hình Solar được thêm tại bus 6.13 Mô hình Solar được thêm tại bus 8.14 Biểu đồ điện áp tại bus 5.15 Biểu đồ điện áp tại bus 6.16 Biểu đồ điện áp tại bus 8.17 Tổn thất công suất theo MW tại bus 5, 6, 8.18 Tổn thất công suất theo MVAR tại bus 5, 6, 8.19 Biểu đồ công suất thực MW tại bus 1 đến 6.20 Biểu đồ công suất thực MVAR tại bus 1 đến 6.21 Thẻ events trong trang study case.22 Kết quả chạy mô phỏng trên sơ đồ đơn tuyến.72 8 do an Hình 4.23 Biểu đồ điện áp góc roto tại máy phát G2.24 Biểu đồ điện áp tại bus 7 với các mức NLTT.25 Biểu đồ điện áp tại bus 4 với các mức NLTT.1 Thẻ Info của cáp.2 Thẻ Loading của cáp.3 Bảng điện áp theo từng loại động cơ .4 Bảng chọn loại dây.5 Bảng kết quả chọn dây.6 Bảng yêu cầu để xác định loại dây dẫn.7 Mô hình mô phỏng hệ thống 22kv/220v.8 Thẻ info nguồn.9 Thẻ rating nguồn.10 Thông số máy biến áp 22kv/380v.11 Thông số máy biến áp 380/220v.12 Trang info tải.13 Trang Nameplate nhập thông số tải.14 Trang info của cáp thứ nhất.15 Trang Loading của cáp thứ nhất.16 Trang Sizing – phase của cáp thứ nhất.17 Kết quả chọn dây thứ nhất.18 Trang info của cáp thứ hai.19 Trang Loading của cáp thứ hai.98 9 do an Hình 5.20 Trang Sizing – phase của cáp thứ hai.21 Kết quả chọn dây thứ hai.22 Kết quả mô phỏng chọn dây.1 Thanh công cụ ground – grid.2 Lưới Ground grid.3 Cửa sổ giao diện làm việc Ground - Grid.4 Mô hình các dạng nối đất trong Ground – Grid.5 Thanh công cụ Ground Grid Study.6 Thẻ Conductors của Group Editor.7 Thẻ Rods của Group Editor.8 Giới thiệu chức năng của Group Editor.9 Bảng chọn loại đất.10 Cửa sổ Ground Grid System với lưới nối đất và mô hình đất đã thiết lập.11 Cửa sổ Study case.12 Mô hình mô phỏng nối đất với lưới nối đất.13 Trang Info của hộp thoại Short-circuit study case.14 Trang Standard của hộp thoại Short-circuit study case.15 Thiết lập lưới nối đất.16 Thiết lập dòng ngắn mạch.17 Cửa sổ làm việc của Ground Grid.18 Bảng Soil Editor thiết lập loại đất.117 10 do an Hình 6.19 Cửa sổ GRD thiết lập tính toán.20 Cửa sổ kết quả chọn số thanh dẫn nối đất.21 Cửa sổ kết quả chọn số thanh dẫn và cọc nối đất.22 Kết quả tính toán lưới nối đất.23 Kết quả mô phỏng lưới nối đất.121 11 do an CHƯƠNG 1 :GIỚI THIỆU VỀ PHẦN MỀM ETAP 1.1 TỔNG QUAN VỀ ETAP Hiện nay có nhiều phần mềm được ứng dụng vào việc tính toán và thiết kế cho hệ thống điện hoặc các nhà máy điện, với phần mềm ETAP đang được sử dụng rộng rãi trong các công ty thiết kế về mảng điện. ETAP là giải pháp doanh nghiệp toàn diện nhất cho thiết kế, mô phỏng, vận hành, kiểm soát, tối ưu hóa, và tự động hóa của hệ thống, truyền tải, phân phối, và các hệ thống điện công nghiệp. ETAP là một sản phẩm của công ty Operation Technology,Inc (OTI). ETAP được ra đời ngay từ những buổi đầu tiên khi máy tính điện toán bắt đầu được sử dụng để hỗ trợ công việc.
Ban đầu, ETAP là một phần mềm chuyên về thiết kế lưới điện, tính toán các thông số của một lưới điện tĩnh (off-line). Năm 1992, ETAP cũng giới thiệu mảng thứ hai, toàn diện và thiết thực hơn, đó là quản lý lưới điện trong thời gian thực (Real-time) với khả năng điều khiển, kiểm soát và dự báo lưới điện ngay trong vận hành thực tế. Kể từ đó, ETAP phát triển rất nhanh với việc độc quyền trên nền tảng thời gian thực, ETAP thu hút được số lượng lớn người dùng đông đảo và ngày càng được tin dùng ETAP cung cấp một bộ giải pháp phần mềm tích hợp đầy đủ bao gồm cả flash Điện hồ quang, dòng tải ngắn mạch, ổn định hệ thống điện, lưu lượng điện năng tối ưu, và nhiều hơn nữa. Chức năng của nó có thể được tùy chỉnh để phù hợp với nhu cầu của bất kỳ công ty nào, từ hệ thống nhỏ đến hệ thống năng lượng lớn.
Phần mềm ETAP tích hợp đầy đủ các module cho phép người dùng tính toán đầy đủ các bài toán điện như tính ngắn mạch, phân bố công suất, hệ thống năng lượng tái tạo, GIS. Về thư viện thì phần mềm ETAP tích hợp đủ cái loại cable, relay, cb của các hãng và các dòng sản phẩm thường được sử dụng nên rất tiện cho việc chọn lựa thiết kế. Phần mềm ETAP được sử dụng trong các tính toán liên quan tới các bài toán hệ thống điện chủ yếu như sau : - Bài toán phân bố công suất (Load Flow Analysis) - Bài toán phân bố công suất tải không cân bằng (Unbalanced Load Flow Analysis) - Bài toán ngắn mạch (Short-Circuit Analysis) - Bài toán khởi động động cơ (motor Acceleration Analysis) 12 do an - Bài toán phân tích sóng hài (Harmonic Analysis) - Bài toán phân tích ổn định quá độ (Transient Stability Analysis) - Bài toán phối hợp các thiết bị bảo vệ (Star – Protective device coordination) - Bài toán phân bố công suất tối ưu (Optimal Power flow analysis) - Bài toán độ tin cậy trên lưới điện (Reliability Assessment) - Bài toán đặt tụ bù tối ưu (Optimal Capacitor Placecement) 1.2 CÁC THÀNH PHẦN VÀ GIAO DIỆN CỦA ETAP ETAP là một giải pháp toàn diện cho việc thiết kế, mô phỏng, phân tích hệ thống điện trong quá trình phát điện, truyền tải, phân phối và điện công nghiệp. ETAP tổ chức công việc trên một nền tảng dự án.
Mỗi dự án được tạo ra, ETAP cung cấp tất cả những dụng cụ cần thiết và hỗ trợ cho việc mô hình hóa và phân tích một hệ thống điện. Với giao diện và các thành phần trực quan, dễ sử dụng, ETAP phù hợp cho tất cả các đối tượng học tập, nghiên cứu và vận hành.1 Cửa sổ khởi động 13 do an Hình 1.2 Hệ thống điện mô phỏng trên ETAP Khi một dự án được khởi tạo, ETAP sẽ cung cấp dự liệu của dự án trong file có phần mở rộng là *. Cơ sở dữ liệu được lưu trong một tập tin cơ sở dữ liệu ODBC (Open Data Connectivity – kết nối cơ sở dữ liệu mở) như Microsoft Access (*. Các file của dự án được lưu trong một thư mục có tên là tên của dự án.
ETAP cũng lưu trữ các báo cáo trong thư mục này. ETAP được thiết kế và phát triển bởi đội ngũ kỹ sư để giải quyết các vấn đề của hệ thống điện sử dụng gói phần mềm được tích hợp sẵn với nhiều giao diện như: mạng điện AC và DC, mương cáp, cáp ngầm, lưới nối đất, hệ thống thông tin địa lý (GIS), phối hợp thiết bị bảo vệ, sơ đồ hệ thống điều khiển AC và DC… 14 do an Hình 1.3 Giao diện chức năng trên ETAP ETAP cung cấp tất cả các hệ thống và các giao diện để giúp người sử dụng có thể mô hình hóa và phân tích tất cả các vấn đề của hệ thống điện, từ các hệ thống điều khiển đến các bảng điều khiển, cũng như các lưới điện truyền tải và phân phối lớn. Các giao diện được hiển thị đồ họa hoàn chỉnh và các đặc tính kỹ thuật của mỗi thành phần mạng điện có thể được điều chỉnh trực tiếp.