PHÂN TÍCH ỔN ĐỊNH HỆ THỐNG ĐIỆN SỬ DỤNG PHẦN MỀM ETAP Tổng quan về ổn định Hệ Thống Điện ⎯ Giới thiệu về phần mềm ETAP. ⎯ Tính toán ổn định trong mạng điện 9 nút trên phần mềm ETAP. ⎯ Tính toán ổn định trong mạng điện 39 nút trên phần mềm ETAP.
ỔN ĐỊNH HỆ THỐNG ĐIỆN
Khái Niệm Chung Về Ổn Định Hệ Thống Điện
1.1.1 Khái niệm chung Hệ Thống Điện
Hệ thống điện (HTĐ) là mạng lưới các thành phần điện dùng để cung cấp truyền tải hoặc sử dụng điện năng
Các phần tử của hệ thống điện được chia thành 2 nhóm:
Hình 1.1 Tổng quan về Hệ Thống Điện
Các phần tử tự lực trong hệ thống điện bao gồm máy phát điện (Generator), đường dây tải điện (Transmission) và các thiết bị tiêu thụ điện (Load), đảm nhiệm vai trò sản xuất, biến đổi, truyền tải, phân phối và sử dụng điện năng.
Các phần tử điều chỉnh đóng vai trò quan trọng trong việc điều chỉnh và biến đổi trạng thái của hệ thống điện, bao gồm việc điều chỉnh kích từ máy phát đồng bộ, điều chỉnh tần số, bảo vệ rơle và máy cắt điện.
Mỗi phần tử trong hệ thống điện được đặc trưng bởi các thông số lượng hóa, được xác định bởi tính chất vật lý, sơ đồ liên lạc và các phép giản ước tính toán Các thông số này bao gồm tổng trở, tổng dẫn của đường dây, hệ số biến áp, và hệ số khuếch đại của bộ phận tự động điều chỉnh kích thích Những thông số này còn được gọi là các thông số của hệ thống điện.
Chế độ của hệ thống điện (HTĐ) được định nghĩa là tập hợp các quá trình diễn ra trong HTĐ, nhằm xác định trạng thái làm việc của hệ thống tại một thời điểm hoặc trong một khoảng thời gian cụ thể.
Các quá trình trong hệ thống điện được đặc trưng bởi các thông số như U, I, P, Q, f, 𝜹 tại mọi điểm của hệ thống Những thông số này, gọi là thông số chế độ, chỉ tồn tại khi hệ thống điện hoạt động Chúng hoàn toàn xác định trạng thái làm việc của hệ thống điện.
Các thông số chế độ quan hệ với nhau thông qua các thông số HTĐ, nhiều mối quan hệ này có dạng phi tuyến
𝑹 Đó là dạng phi tuyến thứ hai của HTĐ, dạng phi tuyến này không thể bỏ qua trong các bài toán điện lực
Các chế độ làm việc của HTĐ được chia thành 2 loại:
Chế độ xác lập (CĐXL) là trạng thái mà các thông số dao động rất nhỏ xung quanh giá trị trung bình, có thể coi là hằng số Tuy nhiên, trong thực tế, không có chế độ nào mà các thông số hoàn toàn bất biến theo thời gian, vì hệ thống động (HTĐ) bao gồm một số lượng lớn các phần tử luôn biến đổi, dẫn đến sự thay đổi liên tục của các thông số trong chế độ CĐXL bao gồm nhiều yếu tố khác nhau.
CĐXL bình thường là chế độ vận hành bình thường của HTĐ
CĐXL sau sự cố xảy ra sau khi đã loại trừ sự cố
Chế độ sự cố xác lập là chế độ sự cố duy trì sau thời gian quá độ Ví dụ: chế độ ngắn mạch duy trì…
Chế độ quá độ (CĐQĐ) là chế độ mà các thông số biến đổi rất nhiều CĐQĐ bao gồm:
CĐQĐ bình thường là bước chuyển từ CĐXL bình thường này sang CĐXL bình thường khác
Chế độ quá độ sự cố xảy ra sau sự cố
1.1.3 Yêu cầu đối với các chế độ của HTĐ
Yêu cầu của CĐXL bình thường bao gồm việc đảm bảo chất lượng điện năng, trong đó điện năng cung cấp cho các phụ tải phải đạt tiêu chuẩn về các thông số như điện áp và tần số Đồng thời, cần đảm bảo độ tin cậy, nghĩa là các phụ tải phải được cung cấp điện liên tục với chất lượng ổn định, đáp ứng nhu cầu của người dùng và điều kiện của hệ thống điện.
Chế độ hoạt động hiệu quả kinh tế cao đảm bảo độ tin cậy và chất lượng điện năng với chi phí sản xuất, truyền tải và phân phối tối thiểu Đồng thời, cần đảm bảo an toàn điện cho người vận hành, người sử dụng và thiết bị phân phối điện.
Yêu cầu CĐXL sau sự cố:
Yêu cầu về chế độ CĐXL bình thường có thể được giảm nhẹ, nhưng chỉ trong một khoảng thời gian ngắn Sau thời gian này, cần thực hiện biện pháp điều chỉnh thông số chế độ hoặc thay đổi sơ đồ hệ thống để khôi phục chế độ về trạng thái CĐXL bình thường.
Yêu cầu chế độ quá độ:
Chấm dứt nhanh chóng bằng cách sử dụng CĐXL bình thường hoặc CĐXL sau sự cố là rất quan trọng Trong thời gian quá độ, các thông số như giá trị dòng điện ngắn mạch và điện áp tại các nút phụ tải vẫn cần duy trì trong giới hạn cho phép.
Các yêu cầu của HTĐ được xét đến khi thiết kế và được đảm bảo bằng cách điều chỉnh thường xuyên trong quá trình vận hành HTĐ.
Định Nghĩa Ổn Định Hệ Thống Điện
Trong những năm gần đây, sự ổn định của hệ thống điện đã trở thành mối quan tâm hàng đầu của các kỹ sư điện, dẫn đến nhiều nghiên cứu không ngừng Hệ thống điện ổn định có khả năng duy trì hoạt động bình thường, đồng thời đáp ứng các tiêu chí về chất lượng, độ tin cậy và hiệu quả kinh tế Phân tích ổn định giúp đánh giá trạng thái hoạt động của các thành phần trong hệ thống khi xảy ra sự cố Khả năng tự phục hồi hoặc tự ổn định sau khi chịu tác động từ các yếu tố nhiễu là điều kiện thiết yếu để hệ thống điện có thể tồn tại và vận hành hiệu quả.
Để duy trì sự ổn định trong hệ thống CĐXL, cần có sự cân bằng công suất, giúp các thông số hệ thống giữ nguyên Đồng thời, cần kiểm soát độ lệch nhỏ của các thông số trước các kích động ngẫu nhiên, nhằm hạn chế sự biến động khỏi giá trị cân bằng Ngoài ra, khi có tác động từ các thao tác đóng cắt, hệ thống điện phải chuyển đổi giữa các trạng thái CĐXL khác nhau.
Hình 1.2 Hệ thống điện truyền tải
1.2.1 Cân bằng công suất Điều kiện cần để CĐXL có thể tồn tại là sự cân bằng công suất tác dụng (CSTD) và công suất phản kháng (CSPK) Công suất do các nguồn sinh ra phải bằng công suất do các phụ tải tiêu thụ cộng với tổn thất công suất trong các phần tử của HTĐ
Giữa công suất tác dụng và công suất phản kháng có mối quan hệ:
Cho nên các điều kiện cân bằng công suất (1.1) và (1.2) không thể xét một cách độc lập mà lúc nào cũng phải xét đến mối quan hệ giữa chúng
Trong thực tế, việc tính toán và vận hành hệ thống điện (HTĐ) có thể được thực hiện một cách gần đúng, trong đó sự biến đổi của công suất tải (CSTD) và công suất phát điện (CSPK) tuân theo các quy luật riêng biệt và ít ảnh hưởng đến nhau.
Sự biến đổi của CSTD chủ yếu tác động đến tần số của HTĐ, trong khi ảnh hưởng đến điện áp là không đáng kể Do đó, tần số có thể được coi là tiêu chí quan trọng để đánh giá sự cân bằng của CSTD.
Sự biến đổi của CSPK tác động chủ yếu đến điện áp của hệ thống điện (HTĐ), do đó, điện áp có thể được coi là tiêu chí quan trọng để đánh giá sự cân bằng của CSPK.
Trong quá trình vận hành hệ thống điện, các điều kiện cân bằng công suất được đảm bảo tự nhiên, với các thông số chế độ luôn duy trì giá trị phù hợp Để đảm bảo hoạt động hiệu quả của phụ tải điện và hệ thống điện, cần quy định các giá trị cân bằng cho CSTD và CSPK.
Công suất tác dụng được xem là cân bằng khi tần số của hệ thống bằng tần số đồng bộ f (50 hay 60 Hz) hoặc nằm trong giới hạn cho phép: 𝒇 𝒄𝒑𝒎𝒊𝒏 ≤ 𝒇 ≤ 𝒇 𝒄𝒑𝒎𝒂𝒙
Công suất phản kháng được xem là cân bằng khi điện áp tại các nút của HTĐ nằm trong giới hạn cho phép: 𝑼 𝒄𝒑𝒎𝒊𝒏 ≤ 𝑼 ≤ 𝑼 𝒄𝒑𝒎𝒂𝒙
Khi điện áp và tần số không nằm trong giới hạn cho phép, sự cân bằng công suất sẽ bị ảnh hưởng Do đó, cần thực hiện các biện pháp cần thiết để đảm bảo rằng điện áp và tần số luôn trong mức an toàn.
Cân bằng tần số trong hệ thống CSTD mang tính toàn hệ thống, với giá trị tần số đồng nhất ở mọi điểm Do đó, việc duy trì tần số trở nên đơn giản, chỉ cần điều chỉnh công suất tại một nhà máy cụ thể.
Sự cân bằng CSPK thường chỉ mang tính cục bộ, với những vùng thừa chỗ và thiếu chỗ khác nhau Việc điều chỉnh CSPK là một quá trình phức tạp và không thể áp dụng đồng nhất cho toàn bộ hệ thống.
Trong hệ thống HTĐ, máy phát điện (MF) đóng vai trò quyết định cho hoạt động của toàn bộ hệ thống Sự cân bằng CSTD trên trục roto của các MF là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến sự tồn tại của CĐXL Điều này thể hiện sự cân bằng Cơ-Điện, tức là sự cân bằng giữa công suất cơ học của turbine PTB và công suất điện PMF do MF tạo ra, được biểu diễn bằng phương trình: PTB = PMF.
Công thức tính công suất điện: 𝑷 = 𝑬.𝑼
Sự cân bằng CSTD có tính chất toàn hệ thống, do đó bất kỳ sự mất cân bằng nào xảy ra đều ảnh hưởng ngay lập tức đến MF và gây ra mất cân bằng cơ điện Đối với CSPK, sự cân bằng tại các nút phụ tải lớn là vô cùng quan trọng Ngoài ra, đối với các phụ tải quay, cần có sự cân bằng giữa công suất điện của lưới PPT và công suất cơ của các máy công cụ, với mối quan hệ PC = PPT.
1.2.2 Phân loại ổn định trong Hệ Thống Điện
Hình 1.3 Phân loại ổn định trong hệ thống điện
Để một chế độ cân bằng công suất tồn tại trong thực tế, cần có bảy điều kiện quan trọng Thực tế cho thấy các chế độ này thường bị ảnh hưởng bởi các kích động từ bên ngoài Do đó, một chế độ thỏa mãn các điều kiện cân bằng công suất phải có khả năng chịu đựng các kích động mà không làm phá hủy trạng thái cân bằng này.
Các kích động đối với chế độ HTĐ được chia làm 2 loại: Các kích động nhỏ và các kích động lớn Ổn định tĩnh
Các kích động nhỏ liên tục xảy ra với biên độ nhỏ, dẫn đến biến đổi của thiết bị điều chỉnh Những kích động này ảnh hưởng đến roto của MF, làm mất cân bằng công suất ban đầu và khiến CĐXL dao động Để duy trì CĐXL, cần phải chịu đựng các kích động nhỏ này, tức là cân bằng công suất phải được giữ vững và khôi phục sau các kích động Khi đó, hệ thống được coi là ổn định tĩnh.
Ta có, định nghĩa ổn định tĩnh:
“Ổn định tĩnh là khả năng của HTĐ khôi phục lại chế độ ban đầu hoặc rất gần chế độ ban đầu sau khi bị kích động nhỏ.”
Như vậy ổn định tĩnh là điều kiện đủ để một CĐXL tồn tại trong thực tế Ổn định động
Các kích động lớn trong hệ thống điện xảy ra ít thường xuyên hơn so với các kích động nhỏ, nhưng có biên độ lớn hơn Những kích động này thường xuất phát từ sự thay đổi đột ngột trong sơ đồ nối điện, biến đổi của phụ tải điện, hoặc các sự cố ngắn mạch Khi các kích động lớn xảy ra, chúng có thể làm mất cân bằng công suất Cơ-Điện một cách đột ngột, dẫn đến dao động mạnh của CĐXL Khả năng của hệ thống điện trong việc chịu đựng các kích động này mà không làm hỏng CĐXL được gọi là khả năng ổn định động của hệ thống điện.
Ta có định nghĩa ổn định động:
Ổn Định Tĩnh Của Hệ Thống Điện Đơn Giản
1.3.1 Định nghĩa ổn định theo năng lương
Một hệ ở chế độ xác lập khi có sự cân bằng giữa năng lượng phát và tiêu thụ
Mỗi chế độ xác lập phù hợp với các thông số xác định trạng thái của hệ thống Sự không ổn định xảy ra khi có nhiễu làm thay đổi các thông số theo hướng khuếch đại, đặc biệt khi năng lượng phát ra lớn hơn năng lượng tiêu tán.
Tiêu chuẩn năng lượng về ổn định hệ được mô tả qua bất đẳng thức:
∆Π < 0 (1.10) Trong đó: ∆Π : Gia số thông số
Theo tiêu chuẩn ổn định năng lượng trên thì hệ sẽ ổn định nếu:
Trong bài viết này, chúng ta xem xét tham số trạng thái 𝛿, trong đó ∆δ < 0 (1.11) Năng lượng phát ra được xác định bởi công suất cơ PT, trong khi năng lượng tiêu tán chủ yếu là công suất mà máy phát gửi về hệ thống Với giả thiết công suất PT không đổi, chúng ta có thể viết lại biểu thức trên một cách phù hợp.
1.3.2 Hệ thống điện đơn giản
Hệ thống điện đơn giản là HTĐ gồm một nhà máy điện nối bằng đường dây tải điện tới thanh cái nhận điện áp U=const
Hình 1.6 Hệ thống điện đơn giản
Theo lý thuyết HTĐ không tồn tại các thanh cái nhận điện áp không đổi
Trong thực tế, điện áp U tại thanh cái nhận điện có thể được coi là hằng số khi công suất nhận từ hệ thống lớn hơn nhiều so với công suất Pht còn lại Do đó, điện áp U sẽ không thay đổi đáng kể khi có sự biến đổi trong công suất P.
1.3.3 Tiêu chuẩn ổn định của HTĐ đơn giản Để xây dựng tiêu chuẩn ổn định tĩnh, ta phải khảo sát phương trình chuyển động tương đối của rotor Trong phần này ta bỏ qua không xét đến quá trình quá độ điện từ và quá trình quá độ xảy ra trong thiết bị điều khiển kích từ (TBĐKKT), ảnh hưởng của TBĐKKT đến ổn định tĩnh được thể hiện thông qua các giá trị của sức điện động mà nó giữ cho không đổi, ta cũng không xét đến công suất không đồng bộ
Phương trình chuyển động tương đối của rotor:
1.3.4 Độ dự trữ ổn định
Nếu hệ thống hoạt động với công suất phát P0, thì độ dự trữ ổn định tĩnh của chế độ làm việc này được định nghĩa một cách cụ thể.
Một chế độ vận hành không chỉ cần có ổn định tĩnh mà còn phải duy trì một dự trữ ổn định tĩnh nhất định Theo tiêu chuẩn của Liên Xô cũ, để đảm bảo hiệu quả làm việc, chế độ cần có độ dự trữ ổn định tĩnh 𝑲𝑡 ≥ 20%.
1.3.5 Ảnh hưởng của điện kháng của HTĐ đến ổn định tĩnh
Hình 1.7 Sơ đồ ví dụ về tỉ lệ giữa các điện kháng của các phần tử HTĐ
Hình 1.8 Quan hệ giữa Pmax và X
Ta thấy công suất truyền tải cực đại tỉ lệ nghịch với điện kháng của HTĐ
Trong hệ thống 𝑿 𝚺, điện kháng của MF chiếm ưu thế rõ rệt với giá trị lớn hơn nhiều so với điện kháng của các MBA và đường dây tải điện, có thể lên tới 2/3 tổng điện kháng của toàn bộ hệ thống.
Khi điện kháng X của hệ thống tăng lên, công suất tối đa Pmax cũng sẽ tăng nhẹ Đồ thị cho thấy rằng công suất truyền tải vào hệ thống phụ thuộc nhiều vào điện kháng của hệ thống điện, trong đó điện kháng của máy phát đóng vai trò quan trọng Để nâng cao khả năng tải của hệ thống điện, cần giảm X bằng cách giảm điện kháng của máy phát.
1.3.6 Ổn định tĩnh của HTĐ gồm 2 NMĐ làm việc song song
Sơ đồ hệ thống điện gồm hai nhà máy điện làm việc song song
Hình 1.9 Sơ đồ 2 nhà máy điện làm việc song song
Nhà máy điện số 1 và 2 có công suất tương đương, dẫn đến điện áp U trên cực phụ tải không phải là hằng số mà thay đổi theo công suất của các nhà máy, với tải được xem là tuyến tính Trong khi nhà máy số 1 cần được xét về ổn định, nhà máy số 2 thường được coi là đẳng trị của các nhà máy còn lại trong hệ thống điện.
Công suất của hai nhà máy có sự liên quan chặt chẽ với nhau Các hệ số công suất đồng bộ không đồng bộ bằng 0 và:
Ổn định động của hệ thống điện
1.4.1 Các kích động lớn trong HTĐ
Nghiên cứu ổn định động là nghiên cứu khả năng của HTĐ khôi phục lại chế độ ban đầu sau khi bị các kích động lớn
Các kích động lớn xảy ra trong HTĐ do các nguyên nhân sau:
Cắt hoặc đóng đột ngột các phụ tải lớn
Cắt đường dây tải điện hoặc MBA đang mang tải
Cắt máy điện đang mang tải
Trong các loại kích động, ngắn mạch được coi là nguy hiểm nhất, do đó, việc ổn định động của hệ thống điện được xem xét đặc biệt trong trường hợp xảy ra ngắn mạch.
Các loại ngắn mạch gồm có: 1 pha chạm đất, 2 pha, 2 pha chạm đất, 3 pha
Thống kê cho thấy rằng 70-90% tổng số ngắn mạch là ngắn mạch một pha chạm đất, trong khi ngắn mạch hai pha chiếm 5-15% và ngắn mạch ba pha chỉ xảy ra ở mức 5-10% Mặc dù ngắn mạch ba pha ít xảy ra, nhưng nó cực kỳ nguy hiểm vì có thể làm gián đoạn hoàn toàn mối liên hệ giữa các nhà máy và phụ tải, dẫn đến sự giảm công suất cực đại và dao động mạnh của MF Sau ngắn mạch ba pha, ngắn mạch hai pha chạm đất là phổ biến hơn Ổn định động của hệ thống điện (HTĐ) được tính toán dựa trên các loại ngắn mạch này Cần lưu ý rằng trong quá trình quá độ cơ điện với các kích động lớn, miễn là HTĐ chưa mất ổn định, tốc độ góc thay đổi rất nhỏ và thường được xem như bằng tốc độ đồng bộ.
1.4.2 Sơ đồ thay thế của HTĐ khi ngắn mạch
Khi xảy ra ngắn mạch, dòng điện có thể xuất hiện theo ba thứ tự: thứ tự thuận, thứ tự nghịch và thứ tự không Việc phân tích ảnh hưởng của các dòng ngắn mạch này đến MF là rất quan trọng để hiểu rõ hơn về sự vận hành của hệ thống điện.
Dòng điện thứ tự không không ảnh hưởng đến công suất của máy phát điện (MF) do các máy biến áp (MBA) thường có tổ nối dây ∆/𝒀 𝟎, khiến dòng điện này khép mạch qua nối đất của cuộn dây cao áp mà không đi vào phía hạ áp Ngược lại, dòng điện thứ tự nghịch có thể đi qua máy biến thế vào MF và tạo ra moment quay với tần số 𝟐𝝎 so với rotor Tuy nhiên, do quán tính lớn, rotor không kịp phản ứng với moment này, dẫn đến giá trị trung bình của moment gần bằng 0 và không ảnh hưởng đến chuyển động của rotor Vì vậy, dòng thứ tự nghịch cũng thường được bỏ qua trong tính toán ổn định.
Ảnh hưởng đến sự thay đổi công suất và mô-men của MF chỉ đến từ dòng thứ tự thuận Kết luận này rất quan trọng vì nó giúp đơn giản hóa quá trình tính toán, cho phép chế độ không đối xứng có thể được quy về chế độ đối xứng.
Trong nhiều tính toán ổn định động, có thể bỏ qua điện trở ngắn mạch, do đó chỉ có điện kháng ngắn mạch 𝑿 ∆
Dòng điện ngắn mạch ở giữa đường dây nhỏ hơn dòng điện ngắn mạch ở hai đầu đường dây, ngắn mạch ở phía đầu đường dây do đó nguy hiểm hơn
Dòng công suất truyền từ nhà máy điện vào hệ thống phụ thuộc vào vị trí điểm ngắn mạch; nếu ngắn mạch xảy ra ở giữa đường dây, điện áp hai đầu sẽ cao hơn so với khi ngắn mạch ở hai đầu đường dây Khi ngắn mạch ở hai đầu, dòng công suất truyền vào hệ thống qua đường dây không hư hỏng sẽ nhỏ hơn, dẫn đến tình hình nguy hiểm hơn Do đó, trong tính toán ổn định, thường chọn điểm ngắn mạch ở đầu phía máy phát của đường dây nối nhà máy điện với hệ thống hoặc giữa các nhà máy điện Ngắn mạch chỉ gây ra nguy hiểm về mặt ổn định động khi làm cho một nhà máy điện tăng tốc.
Nếu cả hai nhà máy điện đều hãm tốc hoặc tăng tốc do điểm ngắn mạch, tần số của hệ thống sẽ tăng lên mà không gây nguy hiểm.
1.4.4 Sự cố 3 pha đột ngột trên đường dây truyền tải
Quá trình quá độ có điện khi xảy ra ngắn mạch bao gồm ba giai đoạn: trước, trong và sau ngắn mạch Để khảo sát ổn định động, cần xây dựng các đường đặc tính công suất cho từng trường hợp ngắn mạch cụ thể.
• Sự cố 3 pha đột ngột tại cuối đường dây truyền tải:
Trước khi xảy ra sự cố 3 pha tại điểm cuối của đường dây truyền tải, hai đường dây vẫn còn nguyên vẹn, như thể hiện trong hình 1.11 Biểu đồ góc công suất được xác định rõ ràng, cho thấy các điều kiện trước sự cố.
Trong sự cố ngắn mạch ba pha xảy ra tại đường dây truyền tải thứ hai, máy phát đã được cô lập khỏi hệ thống để đảm bảo phân bố công suất hiệu quả Hình 1.11 minh họa điều kiện trước sự cố tại cuối đường dây, trong khi Hình 1.12 thể hiện quá trình phân bố công suất trong lúc xảy ra sự cố.
Hình 1.12 Điều kiện trong lúc xảy ra sự cố ngắn mạch cuối đường dây
Góc rotor sẽ gia tăng, dẫn đến mất ổn định nếu không kịp thời xử lý sự cố Sau sự cố, máy cắt ở hai đầu đường dây sẽ ngắt kết nối tại thời điểm xảy ra sự cố, và trong quá trình khắc phục, đường dây sự cố sẽ không còn kết nối với hệ thống.
Hình 1.13 Điều kiện sau sự cố ngắn mạch cuối đường dây
• Sự cố 3 pha đột ngột tại giữa đường dây truyền tải
Hình 1.14 Biểu đồ thể hiện góc công suất trước và sau xảy ra sự cố ở giữa đường dây truyền tải
Trước khi xảy ra sự cố ngắn mạch, cả hai đường dây truyền tải đã được kết nối như mô tả trong hình 1.16 Sự cố này xảy ra giữa các đường dây truyền tải, gây ra ảnh hưởng đến hệ thống điện.
Hình 1.16 Điều kiện trước sự cố xảy ra giữa đường dây truyền tải
Biểu đồ góc công suất được xác định bởi:
Trong quá trình xảy ra sự cố, mô hình mạng điện của hệ thống được thể hiện qua hình 1.17, tương đương với hình 1.18.
Hình 1.17 Trong quá trình xảy ra sự cố giữa đường dây truyền tải
Hình 1.18 Chuyển đổi mạng điện từ tam giác sang sao của sự cố giữa đường dây truyền tải
Hình 1.19 minh họa quá trình chuyển đổi mạch từ sao sang tam giác trong trường hợp sự cố giữa các đường dây truyền tải Sau sự cố, đường dây thứ hai đã được cô lập, và mạng điện được mô tả trong hình 1.20.
Hình 1.20 Điều kiện xảy ra sau sự cố giữa đường dây truyền tải
Hình 1.21 Biểu đồ góc công suất lúc chưa có sự cân bằng diện tích Để diện tích A1 = A2, 𝟏 tiếp tục tăng cho đến khi 𝟐 = 𝒎𝒂𝒙
Hình 1.22 Biểu đồ góc công suất khi có sự cân bằng diện tích cos 𝑐𝑟 = 𝑃 𝑚 ( 0 − 0 ) 𝜋
Ví dụ Xác định dòng điện của hình dưới, ở đó có sựu cố 3 pha tác dụng lên
Góc giới hạn cần được xác định để xóa lỗi tại điểm cuối đường dây gần CB4, đồng thời mở cả CB2 và CB4 Trước sự cố, máy phát đang hoạt động với công suất 1.0 p.u MW, và tất cả các giá trị p.u đều có cùng mức MVA.
Hình 1.23 Bài tập ví dụ sự cố ngắn mạch ở cuối đường dây truyền tải
Giải pháp: chuyển điệnkháng về trạng thái vận hành trước sự cố thì
Các biện pháp nâng cao ổn định hệ thống điện
Đảm bảo ổn định cho hệ thống điện trong mọi điều kiện là rất quan trọng để cung cấp điện năng liên tục cho các hộ tiêu thụ Các biện pháp nâng cao ổn định có thể được phân loại thành hai loại chính.
Cải thiện các phần tử chính của HTĐ
Thêm vào hệ thống các phần tử phụ nhằm nâng cao khả năng ổn định của hệ thống
1.5.1 Cải thiện các phần tử chính của HTĐ
Nếu giá trị 𝐜𝐨𝐬 𝝋 của máy phát MF cao, điều này sẽ ảnh hưởng tiêu cực đến độ ổn định Ngược lại, khi sản xuất máy phát với 𝐜𝐨𝐬 𝝋 thấp, công suất biểu kiến sẽ tăng lên với cùng một giá trị CSTD.
=P/𝐜𝐨𝐬 𝝋 làm cho máy phát đắt tiền, trong thực tế người ta chọn giá tri thích hợp của 𝐜𝐨𝐬 𝝋
Trong quá trình vận hành máy phát, nếu 𝐜𝐨𝐬 𝝋 quá cao, cần thực hiện các biện pháp để giảm chỉ số này nhằm đảm bảo sự ổn định Một trong những phương pháp hiệu quả là đấu thêm dẫn kháng vào cực MF, từ đó tăng cường lượng CSPK của máy phát và hạ thấp 𝐜𝐨𝐬 𝝋.
• Thiết bị điều khiển kích từ (TBĐKKT)
Bộ điều chỉnh điện áp (TBĐKKT) đóng vai trò quan trọng trong việc ổn định điện áp tại các đầu cực MF thông qua việc điều khiển kích từ, đồng thời bảo vệ hệ thống khỏi các sự cố ổn định tĩnh Các yêu cầu đối với TBĐKKT bao gồm khả năng duy trì điện áp ổn định và đảm bảo an toàn cho hệ thống điện.
Yêu cầu 1: tác động nhanh
Yêu cầu 2: Ukmax hay Eqmax phải cao
TBĐKKT cần phải có độ nhạy cao và không được có vùng chết Mặc dù ảnh hưởng của TBĐKKT đến ổn định động là không đáng kể do quá trình quá độ cơ điện diễn ra nhanh hơn so với quá trình quá độ điện từ, nhưng trong trường hợp cắt mạch chậm, bộ phận cường hành kích thích của TBĐKKT vẫn có tác dụng và có thể giảm diện tích gia tốc.
Sử dụng máy cắt điện cắt nhanh sự cố là biện pháp cơ bản để đảm bảo ổn định động của HTĐ
Đường dây truyền tải điện có vai trò quan trọng trong việc nâng cao sự ổn định của hệ thống điện Việc kéo dài đường dây tải điện giúp giảm điện kháng tương đối, từ đó cải thiện hiệu suất hoạt động của toàn bộ hệ thống.
Tỷ lệ nghịch giữa 𝑿 𝒅𝒅 và bình phương điện áp của đường dây tải điện cho thấy khi 𝑿 𝒅𝒅 giảm, Pmax sẽ tăng lên Hình 1.16 minh họa mối quan hệ giữa Pmax và điện áp Udd của đường dây tải điện dài 200km Đối với các đường dây dài, điện kháng tuyệt đối 𝑿 𝒅𝒅 cũng ảnh hưởng đáng kể đến độ dự trữ ổn định.
Hình 1.14 Đồ thị quan hệ giữa Pmax và Udd
Một số biện pháp làm giảm 𝑿 𝒅𝒅 :
Bù dọc bằng cách thêm Xc vào đường dây, do đó 𝑿 𝒅𝒅 = 𝑿 𝑳 − 𝑿 𝑪 sẽ giảm đi
Để đảm bảo an toàn cho hệ thống điện, cần phân nhánh dây dẫn và lắp đặt các trạm cắt trung gian, giúp dễ dàng cắt đứt đoạn dây gặp sự cố khi xảy ra ngắn mạch Đối với đường dây siêu cao áp, việc sử dụng máy bù đồng bộ hoặc máy bù tĩnh (SVC) dọc theo đường dây sẽ nâng cao khả năng tải của hệ thống.
Nối đất các điểm trung tính của máy biến thế qua điện kháng hoặc điện trở tác dụng
Cần có sự phân chia công suất nguồn Q hợp lý để có thể có một độ dự trữ tương hợp với ổn định điện áp
Dữ trữ nóng công suất phản kháng cần được đảm bảo nhờ kích từ và các tụ bù ngang
Nhân viên điều phối cần nhận biết đúng các triệu chứng mất ổn định và biện pháp kịp thời điều khiển Q, cắt tải,
GIỚI THIỆU VỀ PHẦN MỀM ETAP
Tổng Quát Về Chương Trình Etap
ETAP là sản phẩm của công ty Operation Technology, Inc (OTI), ra đời từ những ngày đầu máy tính điện toán được sử dụng để hỗ trợ công việc Ban đầu, ETAP chuyên về thiết kế lưới điện và tính toán các thông số của lưới điện tĩnh (Off-line) Năm 1992, ETAP mở rộng sang quản lý lưới điện trong thời gian thực (Real-time), cung cấp khả năng điều khiển, kiểm soát và dự báo lưới điện ngay trong vận hành thực tế Kể từ đó, ETAP đã thu hút một lượng lớn người dùng và ngày càng được tin cậy.
Phần mền ETAP được chi làm 2 phần:
ETAP Off-line: cung cấp cái nhìn đầu tiên, mô phỏng hệ thống điện cần quy hoạch trên mô hình và kiểm tra trước khi thi công dự án
ETAP Real-time hướng đến việc phát triển một hệ thống tự hành, cho phép nhận dữ liệu, giám sát và dự báo các sự cố tiềm ẩn Hệ thống này cũng hỗ trợ quy hoạch động và thao tác tập trung vào việc quản lý hoạt động của hệ thống đang vận hành.
Phần mền ETAP được sử dụng trong các tính toán liên quan đến bài toán tính toán hệ thống 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)
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 độ tin cậy trên lưới điện (Reliability Assessment)
Bài toán đặt tụ bù tối ưu (Optimal Capacitor Placement)
Các thanh Menu cơ bản trong ETAP
Hình 2 1 Phần mềm ETAP phiên bản 12.6
Hình 2 2 Thanh công cụ File
Thanh công cụ File cho phép truy cập nhanh chóng đến các hoạt động của hệ điều hành như mở, in và lưu tệp tin Nó cung cấp một sơ đồ đơn tuyến với các chức năng thiết yếu để người dùng dễ dàng quản lý và thao tác với tài liệu.
New Project: tạo một dự án mới
Open Project: mở một file có sẵn
Close Project: đóng cửa sổ hiện hành trong Stusy View
Logg Off: rời khỏi chương trình hiện hành
Save Project: lưu một dự án
Data Exchange: chuyển đổi đuôi định dạng của chương trình là *.OTI và chuyển sang dạng hình có đuôi *.EFM
Hình 2 3 Thanh công cụ Edit
Cut : xóa một phần tử từ sơ đồ và di chuyển phần tử đó
Coppy : sao chép một phần tử từ sơ đồ và di chuyển phần tử đó
Paste: dán một phần tử vào bên trong sơ đồ
Move from: di chuyển một phần tử vào bên trong sơ đồ
Deselect All: loại bỏ tất cả các phần tử trong sơ đồ
Hình 2 4 Thanh công cụ View
Zoom In: phóng lớn tất cả các phần tử trong màn hình Study View
Zoom Out: thu nhỏ tất cả các phần tử trong màn hình Study View
Zoom to fit: xem tất cả các phần tử trên cửa sổ Window ở chế dộ tốt nhất trong Study View
Hình 2 5 Thanh công cụ Project
Information: hộp thoại chứa các thông tin dự án như: Tên dự án, vị trí của dự án, mã số của hợp đồng, ;
Standards: các tiêu chuẩn định dạng cho hệ thống dự án như: tần số, đơn vị chiều dài, ngày , tháng, năm, ;
Setting: cài đặt chế độ hoạt động của tải như: hoạt động theo hiệu suất, theo động cơ hoặc theo tải ưu tiên, ;
Hình 2 6 Thanh công cụ Tool
Size: dùng để thay đổi kích cỡ từng phần tử hay thay đổi toàn bộ các phần tử trong vùng Study Veiw
Khi chọn các phần tử trên sơ đồ đơn tuyến, bạn có thể thay đổi tất cả các ký hiệu để phù hợp với nhu cầu thiết kế Ngoài ra, tính năng thay đổi góc quay cho phép điều chỉnh vị trí của từng phần tử hoặc toàn bộ sơ đồ, mang lại sự linh hoạt trong việc trình bày thông tin.
Group: nhóm các phần tử được chọn thành một nhóm, các phần tử chỉ phụ thuộc duy nhất vào một nhóm
Ungroup: tách một nhóm thành những phần tử riêng lẻ trên sơ đồ
2.2.6 Thanh công cụ hệ thống
Hình 2 7 Các chứng năng nghiên cứu của ETAP
Thanh công cụ hệ thống để thực hiện mô phỏng tính toán nhiều bài toán khác nhau như: Tính toán công suất, ổn định,
2.2.7 Các phần tử AC cơ bản trong ETAP
Hình 2 8 Các phần tử AC
Nguồn được xem là thay thế cho 1 hệ thống phức tạp vô cùng lớn được đặc trưng bởi các thông số sau:
- IP: tên của nguồn (hệ thống)
- Bus: kết nối với bus nào (kèm điện áp định mức)
- Mode: chọn chức năng của nguồn
+ Voltage Control: điều chỉnh điện áp
+ Mvar Control: điều chỉnh công suất kháng
+ PF control: điều chỉnh hệ số công suất
Hình 2 10 Trang Rating của nguồn
- Rated: điện áp định mức (kèm kiểu đấu dây)
- Balanced/Unbalanced: ba pha cân bằng/ không cân bằng
- Generation Categories: các thiết lập các thông số hoạt động của nguồn
- Operating: các giá trị của trạng thái hoạt động gần nhất
- SC Rating: Công suất ngắn mạch và trở kháng hệ thống
- SC Imp (100MVA base): trở kháng hệ thống ở công suất cơ bản 100MVA
Khi lựa chọn dạng điện áp đầu ra cho hệ thống, cần xem xét các loại sóng hài như sóng sin, không sin và các dạng sóng nghịch lưu Nếu hệ thống yêu cầu điện áp đầu ra hình sin, thì lựa chọn phù hợp là None.
Máy phát cũng tương tự như nguồn chỉ khác 1 vài điểm sau :
+ MW: công suất P định mức
+ kV: điện áp định mức
+ %PF: hệ số công suất
+ MVA: công suất S định mức
+ %Eff: hiệu suất làm việc
+ FLA: dòng pha ở công suất định mức
+ RPM: tốc độ đồng bộ
Hình 2 11 Trang Rating của máy phát
PrimeMover Rating: công suất liên tục và cao điểm dùng để tính các cảnh bảo lúc khởi động các phụ tải động cơ
Mvar Limits: giới hạn công suất kháng lúc cao điểm Có thể cài đặt hoặc Etap tự tính theo PrimeMover Rating
Hình 2 12 Trang Imp/Model của máy phát
Impedance: thông tin về trở kháng siêu quá độ, thứ tự thuận, nghịch, không dung trong tính toán ngắn mạch
Mô hình động là công cụ quan trọng để phân tích ổn định hệ thống máy phát điện Các loại máy phát bao gồm máy phát hơi, khí và thủy điện, cùng với các loại rotor như cực ẩn và cực lồi, đều ảnh hưởng đến hiệu suất và độ ổn định của hệ thống Việc hiểu rõ các thông số này giúp tối ưu hóa hoạt động và đảm bảo tính an toàn cho hệ thống điện.
IEC 60909 S.C: giới hạn chịu được khi ngắn mạch theo tiêu chuẩn IEEE60909
Nonimal KV: điện áp định mức
Bus Voltage: Giá trị ban đầu của vòng lặp trong tính toán
Hình 2 13 Trang information của Bus
Hình 2 14 Trang Information của đường dây
From/to: dây nối từ Bus đến Bus
Length: chiều dài dây, chọn đơn vị thích hợp
Hình 2 15 Trang Papameter của đường dây
Conductor Type: loại dây đồng hay nhôm
R – T2: điện trở ở nhiệt độ T2 (R – T1 và R – T2 là 2 điểm để Etap nội suy ra điện trở đường dây ở nhiệt độ khác)
Outside Diameter: đường kính ngoài của dây
GMR: bán kính trung bình nhân giữa các nhóm dây cùng pha (Dm)
Xa: trở kháng của dây pha trên 1 đơn vị chiều dài ( Etap tự tính )
Xa’: dung dẫn của dây pha (với khoảng cách trung bình Hình học giữa các dây pha là 1 ft) trên 1 đơn bị chiều dài (Etap tự tính)
Ground Wire: thông số dây nối đất
Etap cung cấp một thư viện dây phổ biến với đầy đủ thông số kỹ thuật, mang lại sự tiện lợi cho người dùng Thư viện này cho phép người dùng tùy chỉnh theo nhu cầu của mình.
Hình 2 16 Trang configuration của đường dây
Configuration: cách bố trí dây (thằng đứng, nằm ngang, tam giác, mạch kép) GMD: khoảng cách trung bình nhân giữa các dây pha (Dm)
Phase: khoảng cách giữa các dây pha, các dây pha với đất
Transposed: chọn nếu dây dẫn có hoán vị đầy đủ
Separation: khoảng cách trung bình Hình học giữa các dây (trường hợp phân pha) Conductors/phase: số dây trong cùng một pha (trường hợp phân pha)
Ground Wire: dây chống sét
Với các thông số trên Etap sẽ tự tính ra trở kháng của đường dây
Các thông tin về nội đất đường dây (nối đất chống sét, nối đất lặp lại…)
Các thông tin về lớp đất bên dưới dây dẫn
Hình 2 17 Trang Impedance của đường dây
Calculated : nhận kết quả tính toán từ Etap (R,X,B)
User Defined: nhập số liệu có sẵn (R,X,B)
Impedance (per phase): các thông số R,X,B cho thứ tự thuận, nghịch và thứ tự không
Hình 2 18 Trang Sag&Tension của đường dây
Same Tower Height: các cột có cùng độ cao
Op Temp: nhiệt độ vẫn hành của đường dây
Horiz Tension: lực căng ngang
Ruling Span: khoảng vượt (khi các cột có cùng độ cao)
Span: khoảng vượt củ thệ
Height Diff: sai biệt độ cao giữa 2 cột
Ice: độ dày lớp bang bán trên dây
Elongation Coefficient: hệ số giản nở của dây dẫn
Al/CU Strands: số sợi và đường kính mỗi sợi phần dẫn điện
Steel Strands: số sợi và đường kính mỗi sợi phần chịu lực
Modulus of Elasticity: khả năng chịu kéo
Known Conditions: các điều kiện
Ice: độ dày của lớp bang bám trên dây dẫn
Temperature: nhiệt độ vận hành
Tension of Sag: chọn giá trị độ võng hay lực căng dây cho phép
Connection: 3 pha hay 1 pha, nếu 1 pha thì pha A,B hay C
Hình 2 19 Trang Information của Tải
Hình 2 20 Trang Nameplate của Tải
Model Type: loại phụ tải (cân bằng, không cân bằng, biến đổi theo điện áp, tần số, dạng hàm….)
Rating: công suất tải, hệ số công suất
Load Type: tỉ lệ tải tĩnh và tải động
Loading: giá trị mang tải trong các trường hợp khác nhau
Hình 2 21 Trang Short Circuit của Tải
%LRC: dòng sự cố khi ngắn mạch do động cơ trả về
% Total Load: % tải động cơ
X/R: tỉ số trở kháng / điện trở của động cơ
PHÂN TÍCH ỔN ĐỊNH QUÁ ĐỘ HỆ THỐNG ĐIỆN 9 NÚT BẰNG PHẦN MỀM ETAP
Mô hình mạng điện 9 nút
Hình 3.1 Sơ đồ mô hình mạng điện 9 nút đơn tuyến
Thông số mô phỏng mạng điện
Bảng 3.1 Thông số máy phát mạng điện 9 nút
MBA Thứ tự thuận Thứ tự không
%Z %R X/R %X %Z0 %R0 X0/ R0 % X0 Điện áp Tổ đáu dây T1 5.76 0.006 1000 5.76 5.76 0.058 100 5.76 16.5-230 YD T2 6.25 0.006 1000 6.25 6.25 0.062 100 6.25 18-230 DY T3 5.86 0.006 1000 5.86 5.86 0.059 100 5.86 13.8-230 DY
Bảng 3.2 Thông số máy biến áp mạng điện 9 nút
Line Thứ tự thuận Thứ tự nghịch
Bảng 3.3 Thông số đường dây mạng điện 9 nút
Bảng 3.4 Thông số tải mạng điện 9 nút
Cài đặt thông số mô phỏng trên phần mềm Etap
3.2.1 .Cài đặt thông số cho máy phát G1
Hình 3.2 Cài đặt thông số mô hình của máy phát G1 mạng điện 9 nút
Hình 3.3 Cài đặt thông số kích từ của máy phát G1 mạng điện 9 nút
Hình 3.4 Cài đặt thông số bộ PSS của máy phát G1 mạng điện 9 nút
Hình 3.5 Cài đặt thông số bộ điều tốc (Governor) của máy phát G1 mạng điện 9 nút
3.2.2 Cài đặt thông số cho máy phát G2
Hình 3.6 Cài đặt thông số mô hình của máy phát G2 mạng điện 9 nút
Hình 3.7 Cài đặt thông số bộ PSS của máy phát G2 mạng điện 9 nút
Hình 3.8 Cài đặt thông số bộ kích từ của máy phát G2 mạng điện 9 nút
Hình 3.9 Cài đặt thông số bộ điều tốc (Governor) của máy phát G2 mạng điện 9 nút
3.2.3 Cài đặt thông số cho máy phát G3
Hình 3.10 Cài đặt thông số mô hình của máy phát G3 mạng điện 9 nút
Hình 3.11 Cài đặt thông số bộ kích từ của máy phát G3 mạng điện 9 nút
Hình 3.12 Cài đặt thông số bộ PSS cho máy phát G3 mạng điện 9 nút
Hình 3.13 Cài đặt thông số bộ điều tốc (Governor) cho máy phát G3 mạng điện 9 nút
3.2.4 Cài đặt thông số máy biến áp
Hình 3.14 Cài đặt thông số máy biến áp T1, T2, T3 mạng điện 9 nút
3.2.5 Cài đặt thông số đường dây
Hình 3.15 Cài đặt thông số mô hình đường dây số 1 mạng điện 9 nút
(tương tự cài đặt với các đường dây còn lại)
3.2.6 Cài đặt thông số tải
Hình 3.16 Cài đặt thông số mô hình tải A,B,C mạng điện 9 nút
Giả lập sự cố và mô phỏng
Mạng điện IEEE 9 nút hoạt động ổn định trong khoảng thời gian từ 0 đến 5 giây Tuy nhiên, đã xảy ra sự cố ngắn mạch 3 pha tại đường dây số 3 và sự cố này được duy trì trong 15 giây Hãy nhấn vào New Study để tìm hiểu thêm.
Case để tạo Study Case mới rồi nhấn Edit Study Case để cài đặt sự cố Ở thẻ info, đặt tên cho sự cố và chọn phương pháp Newton-Raphson
Hình 3.17 Tag cài đặt sự kiện sự cố
Hình 3.17 Cài đặt sự kiện sự cố cho mạng điện 9 nút
Chạy mô phỏng mạng điện 9 nút
Hình 3.18 Chạy mô phỏng sự cố tại đường dây số 3mạng điện 9 nút
Hình 3.19 Đồ thị đáp ứng góc lệch của các máy phát
Dựa vào đồ thị đáp ứng góc lệch của các máy phát, máy phát số 2 cho thấy sự dao động mạnh mẽ trong khoảng thời gian từ 5s đến 9s Góc lệch của máy phát này trong thời gian này cần được chú ý để hiểu rõ hơn về hiệu suất hoạt động của nó.
Máy phát số 2 dao động nhanh hơn máy phát số 3 do vị trí gần điểm sự cố hơn, trong khi cả hai máy phát đều có xu hướng ổn định dần theo thời gian.
Việc không khắc phục sự cố kịp thời có thể gây ra những hậu quả nghiêm trọng, bao gồm sự sụp đổ của toàn bộ hệ thống điện, dẫn đến tình trạng mất điện diện rộng Điều này không chỉ gây nguy hiểm mà còn ảnh hưởng lớn đến an ninh, kinh tế và xã hội Do đó, cần thiết phải có những giải pháp hiệu quả để xử lý sự cố một cách nhanh chóng.
Sự cố tại đường dây số 3 đã dẫn đến tình trạng dòng điện tăng cao, sụt áp và thiếu hụt công suất, buộc máy phát số 2 và 3 phải tăng tốc để bù đắp cho công suất thiếu hụt Dưới đây là các số liệu mô tả chi tiết về tình hình này.
Hình 3.20 Tốc độ máy phát số 2, 3 thay đổi sau thời điểm giây thứ 5 của mô phỏng trong mạng điện 9 nút
Hình 3.21 Công suất điện của 3 máy phát thay đổi sau thời điểm giây thứ 5 (lần lượt G1 G2 G3)
Hình 3.22 Góc lệch của máy phát G3 tại thời điểm giây thứ 5 và tại thời điểm góc lệch đạt giá trị Max
Hình 3.23 Góc lệch của máy phát G2 tại thời điểm giây thứ 5 và tại thời điểm góc lệch đạt giá trị Max
Tại giây thứ 5 của mô phỏng, công suất các máy phát giảm ngay lập tức và sau đó xuất hiện giao động không ổn định Sự mất ổn định ở góc lệch máy phát dẫn đến nhiễu loạn, ảnh hưởng trực tiếp đến công suất đầu ra của máy phát.
Theo lý thuyết đã trình bày ở chương 1, công suất P sẽ đạt giá trị tối đa khi góc 𝛿 tiến gần đến 90 độ Dữ liệu từ bảng cho thấy máy phát G2 tại thời điểm 5.831 giây có những thông số đáng chú ý liên quan đến hiệu suất hoạt động.
𝛿 đạt giá trị 89.07 thì P ở giới hạn ổn định, tương tự đối với máy phát G3 tại thời điểm 5.191s với 𝛿 đạt giá trị 51.57 thì P ở giới hạn ổn định
Để đảm bảo an toàn, cần cài đặt relay bảo vệ cắt điểm sự cố trước thời gian quy định Cụ thể, chúng ta sẽ thiết lập relay hoạt động theo thời gian của máy phát số 3 với thời điểm cắt được đặt tại 5.2 giây Sau khi tạo sự kiện và thực hiện mô phỏng, chúng ta sẽ thu được kết quả cần thiết.
Hình 3.24 Đồ thị đáp ứng góc lệch của các máy phát sau khi cô lập sự cố tại thời điểm 5.2s
Tiếp tục chọn cài đặt thời gian cô lập điểm sự cố ngắn hơn, ở đây ta mô phỏng relay tác động ở 5.05s
Hình 13.24 Đồ thị đáp ứng góc lệch của các máy phát sau khi cô lập sự cố tại thời điểm 5.05s
Sau khi cô lập sự cố, đồ thị đáp ứng góc lệch của các máy phát cho thấy sự cải thiện rõ rệt Khi cài đặt tác động của relay ở thời điểm 5.2 giây, góc lệch của máy phát trở về trạng thái ổn định nhanh hơn từ 1 đến 2 giây so với không có tác động của relay Đặc biệt, khi cài đặt tác động ở 5.05 giây, góc lệch ổn định nhanh chóng hơn nữa Đối với mạng điện nhỏ, đơn giản và ít nút, thời gian tác động của relay khi cô lập điểm sự cố đóng vai trò quan trọng trong việc ổn định quá độ của hệ thống Tuy nhiên, đối với mạng điện lớn, phức tạp và nhiều nút, cần áp dụng nhiều phương pháp tác động hơn để nhanh chóng đưa hệ thống trở lại ổn định sau sự cố Nghiên cứu này sẽ tiếp tục trong chương tiếp theo, tập trung vào phân tích ổn định quá độ mạng điện 39 nút bằng phần mềm Etap.
