CHƯƠNG 7: KẾT QUẢ VÀ PHÂN TÍCH ỔN ĐỊNH ĐỘNG BẰNG ETAP
7.2 Khảo sát đáp ứng của hệ thống với các sự cố đối xứng
7.2.1 Sự cố ba pha thanh cái số 8
7.2.1.1 Sự cố ba pha thoáng qua thanh cái số 8
Hệ thống không có bộ ổn định PSS
Hình 7.94 Đáp ứng của hệ thống sự cố thoáng qua thanh cái số 8
Hệ thống có bộ ổn định PSS
Hình 7.95 Đáp ứng của hệ thống đối với sự cố 3 pha thoáng qua khi có bộ PSS
So sánh đáp ứng của hệ thống khi có và không có bộ ổn định PSS
Hình 7.96 So sánh đáp ứng của hệ thống khi có và không có bộ PSS
So sánh tần số (tốc độ) hệ thống khi có và không có bộ ổn định PSS
Hình 7.97 Đáp ứng tần số của hệ thống khi có và không có bộ ổn định PSS
Nhận xét đáp ứng hệ thống đối với sự cố thoáng qua và tác động bộ PSS
Hệ thống đang xét có đầy đủ bộ kích từ lẫn bộ điều tốc để nâng cao khả năng ổn định của hệ thống. Các kịch bản được đưa ra để xem đáp ứng của hệ thống đối với các sự cố ngắn mạch được xem là nặng nề nhất.
Đối vối sự cố thoáng qua thanh cái số 8, cấu trúc hệ thống sau sự cố không thay đổi, do đó nếu hệ thống đạt được trạng thái ổn định sau sự cố sẽ có giá trị gần bằng với giá trị trước sự cố.
Hình 7.19 là đáp ứng của góc lệch rotor đối với sự cố thoáng qua thanh cái số 8.
Sự cố xảy ra ở giây thứ 2 và tồn tại trong thời gian 0.1s sau đó tự mất đi. Hình 7.19 cho thấy sau khi sự cố mất đi, góc lệch rotor của cả hai máy phát số 2 và số 3 có xu hướng giảm dần dao động và xu hướng đạt trạng thái ổn định sau sự cố, ở thời điểm giây thứ 6, biên độ dao động rotor đã giảm gần gấp đôi và vẫn tiếp tục giảm. Hình 7.20 cũng là trạng thái của rotor khi xảy ra sự cố thoáng qua thanh cái số 8 nhưng có sự tham gia của bộ ổn định PSS.
Ở hình 7.21 ta sẽ thấy sự khác biệt trong dao động của góc lệch rotor máy phát trong hai trường hợp có và không có bộ ổn định PSS. Thời điểm giây thứ 6, góc lệch rotor của máy phát số 2 có bộ ổn định PSS đã đi vào trạng thái ổn định trước sự cố so với góc lệch của rotor khi không có bộ PSS, rotor vẫn đang dao động với biên độ rất lớn.
Hình 7.22 là một góc nhìn khác về dao động của rotor máy phát khi xảy ra sự cố.
tần số của máy phát trước và sau khi xảy ra sự cố, hay nói cách khác là tốc độ của máy phát, và sự so sánh của hệ thống khi có và không có bộ ổn định PSS.
Khi xảy ra sự cố ngắn mạch ở thanh cái, công suất truyền tải Pe có giá trị bằng 0.
Từ phương trình chuyển động của rotor máy phát (2.25), ta kết luận được khi có sự cố ngắn mạch rotor máy phát sẽ tăng tốc do hiệu số Pm Pe chỉ còn công suất cơ Pm làm sinh ra gia tốc tăng tốc cho rotor máy phát. Hình 7.22 thể hiện tần số (tốc độ) của máy phát dao động rất lớn và không ổn định, và khi có bộ ổn định PSS chỉ mất khoảng 2s sau khi xảy ra sự cố, tốc độ của rotor máy phát dần đạt được tốc độ lúc duy trì đồng bộ.
7.2.1.2 Cô lập thanh cái số 8 có sự cố 3 pha
Hệ thống không có bộ ổn định PSS
Hình 7.98 Đáp ứng của hệ thống khi cô lập thanh cái số 8 gặp sự cố 3 pha
Hệ thống có bộ ổn định PSS
Hình 7.99 Đáp ứng hệ thống khi cô lập thanh cái số 8 gặp sự cố 3 pha có bộ PSS
So sánh đáp ứng hệ thống cô lập thanh cái số 8 có và không có bộ PSS
Hình 7.100 So sánh đáp ứng hệ thống cô lập thanh cái 8 khi có và không có PSS
Nhận xét đáp ứng cô lập thanh cái số 8 và tác động của bộ PSS
Hình 7.23 và hình 7.24 là đáp ứng góc lệch rotor của hệ thống khi xảy ra sự cố ngắn mạch ba pha ở thanh cái số 8. Sự cố bị xóa đi bằng cách cô lập thanh cái số 8.
Trường hợp này sau khi sự cố mất đi, cấu trúc hệ thống đã thay đổi đáng kể. Cô lập thanh cái số 8 đồng nghĩa với đường dây số 6 và đường dây số 5 sẽ không còn hoạt động và đồng thời mất luôn phụ tải C. Vì thế khi cô lập thanh cái số 8 và xóa sự cố, hệ thống sẽ không còn giữ được trạng thái xác lập ban đầu mà chuyển sang một trạng thái xác lập mới và đạt một giá trị góc lệch rotor mới.
Khi cô lập thanh cái số 8. Trở kháng toàn hệ thống sẽ tăng lên (ban đầu hệ thống có dạng mạch vòng, sau khi cô lập thanh cái, hệ thống có mạch hình tia). Từ công thức
giới hạn công suất truyền tải
1 2sin P VV
X
, điện kháng hệ thống tỉ lệ nghịch với công suất điện truyền tải, do đó công suất sẽ giảm. Công suất điện từ Pe giảm dẫn tới công suất cơ đầu vào Pm giảm do khả năng điều chỉnh của bộ điều tốc, và đường đặc tính
công suất – góc của hệ thống thấp hơn so với trước khi xảy ra sự cố. Do đó trạng thái ổn định sau sự cố có giá trị nhỏ hơn giá trị ổn định trước sự cố (51 so với 61).
Hình 7.25 là so sánh hệ thống khi có và không có bộ ổn định PSS. Hệ thống có bộ PSS nhanh chóng đạt được trạng thái ổn định cho bộ PSS có khả năng dập tắt dao động của rotor máy phát so với hệ thống không có bộ PSS, sau 10s khảo sát máy phát vẫn còn dao động. Khả năng nâng cao tính ổn định của bộ PSS là rất lớn đối với các sự cố nặng nề cũng như thay đổi cấu trúc hệ thống.