CHƯƠNG 1 TÌM HIỂU VỀ PHẦN MỀM ETAP 12. SƠ LƯỢC VỀ ETAP ETAP là một trong những phần mềm hàng đầu thế giới về lĩnh vực tính toán, mô phỏng và phân tích hệ thống điện,bao gồm: Phân bố công suất, tính toán ngắn mạch, kiểm tra độ sụt áp khi khởi động động cơ, phân tích ổn định quá độ ,phân tích sóng hài,phối hợp bảo vệ,phân tích dòng công suất tối ưu,đặt tụ tối ưu,đánh giá độ tin cậy. Phần mềm có thể chạy được cả Online và Offline. ETAP chạy tốt trên hầu hết các phiên bản windows.Khi cài đặt đòi hỏi phải có phần mềm hỗ trợ là Microsoft.ETAP sử dụng khóa cứng,quá trình cài đặt đơn giản chỉ cần làm theo hướng dẫn trên cửa sổ cài đặt.
Đối với mạng điện có chiều dài lớn,việc tính toán bằng tay hết sức phức tạp và mất nhiều thời gian,trong khi sử dụng phần mềm ETAP kết quả thu được có độ tin cậy cao. Các chức năng thực hiện của ETAP: - Khảo sát và phân tích một hệ thống điện đơn tuyến với nhiều nguồn cung cấp. - Xây dựng sơ đồ đơn tuyến của hệ thống điện cần phân tích - Phân tích phân bố công suất hệ thống điện,phân bố công suất tổn thất trên đường dây,sụt áp trên đường dây,quá tải trên đường dây,hệ số công suất trên tải. - Phân tích ngắn mạch hệ thống điện: chế độ ngắn mạch đối xứng,chế độ ngắn mạch không đối xứng,ngắn mạch một pha chạm đất,hai pha chạm đất và ngắn mạch giữa hai dây pha,tính toán dòng ngắn mạch.
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 thoáng qua,phối hợp tiếp sức,ampacity cáp,lưu lượng điện năng tối ưu,lưới nối đất và nhiều hơn nữa, modular chức năng của phần mềm có thể được tùy chỉnh để phù hợp với nhu cầu của công ty bất kỳ,từ nhỏ đến hệ thống năng lượng lớn.Về thư viện thì ETAP tích hợp đủ các 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.Ngoài ra người dùng có thể tự thêm vào các thư viện mới phù hợp với thực tế sử dụng. SVTH: HOÀNG ĐÌNH KHA 1 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS NGUYỄN NHẬT NAM 1. GIAO DIỆN CỦA ETAP Cửa sổ chính được thiết kế thuận lợi cho người sử dụng. Cửa sổ chính của ETAP Các chức năng tính toán : Hình 1.
Các chức năng tính toán của ETAP SVTH: HOÀNG ĐÌNH KHA 2 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS NGUYỄN NHẬT NAM Các phần tử AC: cáp Máy điện cảm ứng contactor Hình 1. Các phần tử AC SVTH: HOÀNG ĐÌNH KHA 3 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS NGUYỄN NHẬT NAM Các thiết bị đo lường ,bảo vệ : Multi-meter Hình 1. Các thiết bị đo lường,bảo vệ 1. CHI TIẾT CÁC PHẦN TỬ CHÍNH 1.
Nguồn (hệ thống) Hệ thống được xem là thay thế cho một hệ thống phức tạp bằng điện áp không đổi,tổng trở Thevenin và công suất ngắn mạch. Trang info : Hình 1. Trang info của nguồn(hệ thống) SVTH: HOÀNG ĐÌNH KHA 4 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS NGUYỄN NHẬT NAM ID: Tên của nguồn (hệ thống),tối đa đến 25 kí tự. Bus: Vị trí kết nối của nguồn (kèm điện áp định mức) In/Out of Service: Trạng thái hoạt động của phần tử trong sơ đồ đơn tuyến Equipment: Nhập các phần miêu tả về nguồn như tên, nguồn gốc, số hiệu Mode: Chọn chức năng của nguồn Swing: Nút cân bằng Voltage Control: Cố định điện áp và công suất tác dụng Mvar Control: Cố định công suất tác dụng và công suất kháng PF control: Cố định công suất tác dụng và hệ số công suất Trang Rating: Hình 1.
Trang Rating của nguồn Rated KV: Điện áp định mức,tính bằng kV Balanced/Unbalanced: Ba pha cân bằng/ không cân bằng Generation Categories: Thiết lập các thông số hoạt động của nguồn, tùy từng chế độ Mode và trạng thái hoạt động của nguồn mà ta thiết lập các thông số. Swing Mode: %V and Vangle SVTH: HOÀNG ĐÌNH KHA 5 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS NGUYỄN NHẬT NAM Voltage Control Mode: %V and MW Mvar Control: MW and Mvar Power Factor Control : MW and PF Operating: Các thông số về điện áp,góc lệch của điện áp,công suất tác dụng,công suất phản kháng của nguồn khi hoạt động sẽ được hiển thị Trang Short Circuit: Hình 1. Trang Short Circuit của nguồn Grounding: Kiểu đấu dây SC Rating: Thông số tính ngắn mạch MVAsc: Công suất ngắn mạch X/R: Tỉ số trở kháng của tổng trở thay thế kAsc: Dòng ngắn mạch SVTH: HOÀNG ĐÌNH KHA 6 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS NGUYỄN NHẬT NAM SC Impendance (100MVAb): Các thông tin để tính ở đơn vị tương đối ở công suất cơ bản là 100MVA các giá trị thứ tự thuận, nghịch và thứ tự không. Nếu phần này được nhập giá trị, Etap sẽ tính lại phần SC Rating.
Trang Hamnic: Hình 1. Trang Hamnic của nguồn Cung cấp các thông tin về dạng điện áp đầu ra và sóng hài của hệ thống. Nếu là hệ thống cho điện áp đầu ra hình sin thì ta chọn None. Ngoài ra hệ thống này có thể đại diện cho các bộ nghịch lưu năng lượng tái tạo như năng lượng mặt trời khi đó điện áp đầu ra không phải hình sin mà theo một tiêu chuẩn hoặc của một nhà sản xuất nào đó.
Ta truy cập vào thư viện để chọn dạng điện áp đầu ra thích hợp. SVTH: HOÀNG ĐÌNH KHA 7 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS NGUYỄN NHẬT NAM Trang Reliability: Hình 1. Trang Reliability của nguồn λA:tỉ lệ sự cố tác dụng trong số lần sự cố mỗi năm μ : Tỷ lệ sửa chữa trung bình/ năm( μ=8760/MTTR) FOR = MTTR/(MTTR + 8760/ λA) MTTF: Khoảng thời gian giữa 2 lần hư hỏng (MTTF=1/ λA) MTTR: Thời gian sửa chữa (giờ)/ năm rp: Thời gian thay thiết bị Switching Time:Thời gian chuyển sang nguồn cung cấp mới thay thế sau khi sự cố SVTH: HOÀNG ĐÌNH KHA 8 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS NGUYỄN NHẬT NAM Trang Energy Price: Giá cung cấp điện của hệ thống. Ta có thể xây dựng hàm chi phí của hệ thống để tính toán khi sử dụng chức năng vận hành tối ưu nguồn phát.
Trang Energy Price của nguồn 1. Máy Phát: Là máy phát điện AC 3 pha Máy phát cũng tương tự như nguồn chỉ khác một vài điểm sau: Trang Rating: Rating: MW: Công suất P định mức kV: Điện áp định mức %PF: Hệ số công suất SVTH: HOÀNG ĐÌNH KHA 9 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS NGUYỄN NHẬT NAM MVA: Công suất S định mức %Eff: Hiệu suất làm việc. Poles: Số cực. FLA: Dòng đầy tải ở công suất định mức.
RPM: Tốc độ đồng bộ. PrimeMover Rating: Công suất liên tục và cao điểm dùng để tính các cảnh báo lúc khởi động các phụ tải động cơ. Mvar Limits: Giới hạn công suất phản kháng lúc cao điểm. Có thể cài đặt hoặc Etap tự tính theo PrimeMover Rating Hình 1.
Trang Rating của máy phát SVTH: HOÀNG ĐÌNH KHA 10 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS NGUYỄN NHẬT NAM Trang Imp/Mode: Impedance: Thông tin về trở kháng siêu quá độ, thứ tự thuận, nghịch và thứ tự không không dùng trong tính toán ngắn mạch. Dynamic Model: Mô hình máy phát và các thông số (bộ thông số chuẩn) để phân tích ổn định hệ thống. Type: Kiểu máy phát (hơi, khí, thủy điện) và loại rotor (cực ẩn, cực lồi).C: Giới hạn chịu được khi ngắn mạch theo tiêu chuẩn IEC 60909. Trang Imp/Mode của máy phát SVTH: HOÀNG ĐÌNH KHA 11 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS NGUYỄN NHẬT NAM Trang capability: Thông tin về giới hạn hoạt động ở trạng thái ổn định của máy phát.
Trang capalibity của máy phát SVTH: HOÀNG ĐÌNH KHA 12 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS NGUYỄN NHẬT NAM Trang Exciter: Thông tin về hệ thống kích từ và bộ tự điều chỉnh điện áp AVR. Trang Exciter của máy phát SVTH: HOÀNG ĐÌNH KHA 13 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS NGUYỄN NHẬT NAM Trang Govemor: Thông tin về bộ điều tốc và hệ thống điều khiển động cơ của máy phát. Trang Govemor của máy phát SVTH: HOÀNG ĐÌNH KHA 14 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS NGUYỄN NHẬT NAM 1. Bus Bus hay thanh cái được định nghĩa như là một nút (node) mà ở đó một hay nhiều nhánh (branch) được kết nối với nhau.
Mỗi một nhánh có thể là một đường dây, một máy biến áp, một động cơ. Trang info: Hình 1. Trang info của Bus Nominal kV: Điện áp danh định của thanh cái. In/Out of Service: dùng để chi trạng thái kết nối hay không kết nối của Bus với các phần tử khác.
Initial %V: Giá trị phần trăm điện áp của bus so với giá trị danh định,giá trị ban đầu. SVTH: HOÀNG ĐÌNH KHA 15 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS NGUYỄN NHẬT NAM Initial kV: Giá trị điện áp của bus tính bằng kV,giá trị này sẽ được tự động tính khi giá trị Initial %V được nhập vào. Angle: Góc lệch pha của điện áp được tính bằng độ,giá trị mặc định là 00. Operating Voltage %V/kV/Angle: sau khi tiến hành chạy chương trình phân tích dòng tải thì các giá trị này sẽ xuất hiện.
Load Diversity Factor: Hệ số phân tán tải. Trang Phase V: Thông tin chi tiết điện áp, góc pha của từng pha. Trang Phase V của Bus SVTH: HOÀNG ĐÌNH KHA 16 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS NGUYỄN NHẬT NAM Trang Load: Thông tin chi tiết về các loại tải kết nối với Bus như công suất, loại tải, từng pha Hình 1. Trang Load của Bus SVTH: HOÀNG ĐÌNH KHA 17 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS NGUYỄN NHẬT NAM Trang Rating: Hình 1.
Trang Rating của Bus Standard: Theo tiêu chuẩn ANSI hay IEC. Type: Các loại Bus khác nhau để phân tích hồ quang và ngắn mạch. Continuous: Giá trị dòng tải liên tục mà Bus chịu được. SVTH: HOÀNG ĐÌNH KHA 18 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS NGUYỄN NHẬT NAM 1.
Đường dây truyền tải Trang info: Hình 1. Trang info của đường dây ID: Tên đường dây. From/To: Dây nối từ Bus /đến Bus. Length: Chiều dài dây, chọn đơn vị thích hợp.
SVTH: HOÀNG ĐÌNH KHA 19 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS NGUYỄN NHẬT NAM Trang parameter: Conductor Type: Loại dây đồng hay nhôm. R-T1: Điện trở ở nhiệt độ T1. R-T2: Điện trở ở nhiệt độ T2. Outside Diameter: Đường kính dây.
GMR: Bán kính tự thân của dây dẫn (Ds). Xa: Cảm kháng trên 1 đơn vị chiều dài. Xa’: Dung kháng trên 1 đơn vị chiều dài. Ground Wire: Thông số dây nối đất.
Trang parameter của đường dây SVTH: HOÀNG ĐÌNH KHA 20 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS NGUYỄN NHẬT NAM Trang configuration: Configuration Type: Cách bố trí dây trên cột. GMD: Khoảng cách trung bình hình học giữa các dây dẫn (Dm). Phase: Height: khoảng cách từ mặt đất đến vị trí dây pha cao nhất. Spacing: khoảng cách giữa các dây pha với nhau.
Transposed: Dây dẫn có hoán vị đầy đủ.
