Bài giảng chuyên đề tự đóng lại đường dây

TỰ ĐÓNG LẠI ĐƯỜNG
TỰ ĐÓNG LẠI ĐƯỜNG
DÂY
DÂY
80% - 90% sự cố trên đường dây là
sự cố thoáng qua do những nguyên
nhân:
•
Chạm dây do gió
•
Nhánh cây rơi vào đường
dây
•
Chim, thú va chạm vào
•
Sét đánh
AUTORECLOSE
Tự động đóng lại đường dây giúp cải thiện tính liên tục cung
cấp điện, có khả năng giữ ổn định và đồng bộ hệ thống tránh
hiện tượng nơi thì thiếu hụt công suất còn nơi thì dư thừa công
suất.
Có hai biện pháp thực hiện TĐL HTĐ
-
TĐL bằng cách kết hợp MC với hệ thống TĐL (ARS-Auto
Reclosing Schemes – sơ đồ tự đóng lại).
-
Sử dụng máy cắt TĐL (ACR-Automatic Circuit Recloser)
ACR gọn, nhẹ, chi phí thấp nhưng khả năng cắt dòng không cao.
ARS sử dụng cho đường dây truyền tải cao áp công suất lớn và
đường dây siêu cao áp.
Ngày nay sự kết hợp rơle với ACR có độ tin cậy cao được dùng

rộng rãi
TĐL có thể cho tác động một hay nhiều lần; theo thống kê hiệu
quả của việc TĐL đường dây trên không theo số lần là:
-
TĐL lần 1 thành công 65% đến 90%.
-
TĐL lần 2 thành công 10% đến 15%.
-
TĐL lần 3 thành công 3% đến 5%
Thời gian TĐL thường được chọn khoảng 15 đến 20s
a. Tác động nhanh:
Càng nhanh càng tốt nhưng cũng phải tuỳ thuộc vào điện áp, địa
điểm đường dây, trị số và thời gian dòng ngắn mạch, dạng NM,
thời gian khử ion
1. Những yêu cầu chính đối với TĐL
b. thiết bị TĐL phải làm việc với mọi dạng hư hỏng
Bất kỳ hư hỏng đường dây do nguyên nhân nào (trừ đóng MC
bằng tay khi có NM) thì hệ thống phải TĐL.
Nếu đóng MC bằng tay mà BV tác động mở MC thì trong lưới
vẫn tồn tại điểm NM. Khi đó cần khởi động TĐL bằng tiếp
điểm phụ MC hoặc tiếp điểm rơle BV.
c. thiết bị TĐL không được làm việc khi mở MC bằng tay
hoặc điều khiển từ xa.
Trường hợp này là muốn cắt điện một thời gian để bảo trì, sửa
chữa. Nên khoá hệ thống TĐL để nó không làm việc
1. Những yêu cầu chính đối với TĐL
d. Sơ đồ TĐL có thể khoá hay cấm tác động trong trường

hợp đặc biệt.
Ví dụ như BVSL hay BV của MBA làm việc khi có NM bên
trong MBA.
e. TĐL không được lặp đi lặp lại nhiều lần.
Tránh tác động nhiều lần khi sự cố là lâu dài,
f. TĐL phải tự động trở về vị trí ban đầu
Sau khi đã tác động một thời gian, TĐL phải trở về vị trí ban
đầu để chuẩn bị cho lần tác động tiếp theo
1. Những yêu cầu chính đối với TĐL
g. Thời gian tối thiểu của tín hiệu đi đóng MC đủ để đóng
MC chắc chắn.
Thường thời gian này khoảng từ 1 đến 2 s
h. Yêu cầu đối với sơ đồ TĐL một pha.
Sự cố pha đơn thì TĐL 1 pha tác động, nếu sự cố 1 pha là lâu
dài thì phải khoá cả 2 pha còn lại.
TĐL được phân loại theo các tiêu chuẩn sau:
-
Theo số lần tác động: TĐL một lần và TĐL nhiều lần.
-
Theo số pha tác động khi TĐL: TĐL 1 pha và TĐL 3 pha.
-
Theo thiết bị điện: TĐL thanh cái, đường dây, MBA….
TĐL 3 pha đường dây 2 nguồn cung cấp có các dạng:
-
TĐL không đồng bộ.
-
TĐL tức thời.
-
TĐL chờ đồng bộ.
-

TĐL theo tần số
2. Phân loại thiết bị TĐL
II. TĐL BẰNG CÁCH KẾT HỢP MC
VỚI HỆ THỐNG TĐL (ARS)
2. Khái niệm về ổn định
Trong quá trình vận hành, khi xảy ra sự cố, đóng cắt các
phần tử của lưới điện hoặc thay đổi tải đột ngột sẽ dẫn đến
mất cân bằng trong HTĐ. Nếu HT có thể trở về trạng thái
cân bằng (xác lập) ban đầu hoặc trạng thái cân bằng mới thì
ta nói HT là ổn đònh.
NHIỄU NHỎ
TRẠNG THÁI
XÁC LẬP
BAN ĐẦU
TRẠNG THÁI
XÁC LẬP MỚI
NHIỄU LỚN TÁI CẤU TRÚC
II. TĐL BẰNG CÁCH KẾT HỢP MC
VỚI HỆ THỐNG TĐL (ARS)
1. Khái niệm về ổn định
PHÂN LOẠI ỔN ĐỊNH

Ổn đònh tónh: Là khả năng của HT sau những kích
động nhỏ (nhiễu nhỏ) mà phục hồi được chế độ ban
đầu.

Ổn đònh động: Là khả năng của HT phục hồi được
trạng thái ổn đònh ban đầu hoặc trạng thái ổn đònh
khác sau những kích động lớn như: Ngắn mạch trên
các phần tử của lưới điện, đóng cắt các phần tử của

lưới điện hoặc tăng giảm tải đột ngột.
Xét sự ổn định của hai hệ sau:
A
A
B
B
⇒
Do tính chất và vị trí trong hệ nên nó tự điều chỉnh đến vị trí cân
bằng và ổn định.
Hệ 1 Hệ 2
Chế độ làm việc của HTĐ:
- Chế độ xác lập: Chế độ xác lập là chế độ trong đó các
thông số hệ thống không thay đổi, hoặc trong những thời
gian tương đối ngắn chỉ biến thiên xung quanh các trị số
định mức. Chế độ làm việc bình thường, lâu dài của HTĐ
thuộc về chế độ xác lập.
- Chế độ quá độ: là chế độ trung gian chuyển từ chế độ
xác lập này sang chế độ xác lập khác (thường diễn ra sau
những sự cố hoặc thao tác đóng cắt các phần tử mang
công suất)
Chế độ làm việc bình thường (xác lập) tồn tại sự cân bằng
giữa công suất cơ PT của tua-bin và công suất điện từ P(δ)
của máy phát (năng lượng phát bằng năng lượng tiêu thụ).
( )
δ
PP
T
=
Trạng thái cân bằng này đảm bảo cho rôto máy phát chuyển
động quay với tốc độ không đổi (tốc độ đồng bộ).

~
F
B
X
D
U
2/XXXX
DBFH
++=
trong đó:
Xét hệ thống điện đơn giản:
Công suất truyền:
δδδ
SinPSin
X
UE
P
m
H
== .
.
)(
P
m
π
2
π
P
P
o

0
δ
P
T
(cơ)=const
a
δ
1
b
δ
2
δδδ
SinPSin
X
UE
P
m
H
== .
.
)(
Đặc tính công suất điện từ của máy phát và đặc tính công suất cơ của Tua-bin
P
m
π
2
π
P
P
o

0
δ
P
T
(cơ)
b
δ
2
δδδ
SinPSin
X
UE
P
m
H
== .
.
)(
∆δ
∆δ
∆δ
∆δ
>0
>0
P
P
T
T
> P
> P

(
(
δ
δ
)
)
Đặc tính công suất điện từ của máy phát và đặc tính công suất cơ của Tua-bin
P
m
π
2
π
P
P
o
0
δ
P
T
(cơ)
b
δ
2
δδδ
SinPSin
X
UE
P
m
H

== .
.
)(
∆δ
∆δ
∆δ
∆δ
<0
<0
P
P
(
(
δ
δ
)
)
> P
> P
T
T
⇒ Điểm cân bằng b được coi là không ổn định.


Đặc tính công suất điện từ của máy phát và đặc tính công suất cơ của Tua-bin
P
m
π
2
π

P
P
o
0
δ
P
T
(cơ)
a
δ
1
δδδ
SinPSin
X
UE
P
m
H
== .
.
)(
∆δ
∆δ
P
P
(
(
δ
δ
)

)
> P
> P
T
T
∆δ
∆δ
>0
>0
Đặc tính công suất điện từ của máy phát và đặc tính công suất cơ của Tua-bin
P
m
π
2
π
P
P
o
0
δ
P
T
(cơ)
a
δ
1
Đặc tính công suất điện từ của máy phát và đặc tính công suất cơ của Tua-bin
δδδ
SinPSin
X

UE
P
m
H
== .
.
)(
∆δ
∆δ
<0
<0
∆δ
∆δ
P
P
(
(
δ
δ
)
)
< P
< P
T
T
Điểm a như vậy được coi là có tính chất cân bằng bền, hay nói
cách khác là ổn định tĩnh. Cũng với ý nghĩa trên ổn định tĩnh còn được gọi
là ổn định với những kích động bé.
Định nghĩa ổn định theo tiêu chuẩn năng lượng:
0<

∆Π
∆W
∆∏ - gia số thông số
∆W - năng lượng dư, ∆W = ∆W
F
- ∆W
t
∆W
F
, ∆W
t
: số gia năng lượng phát và tiêu tán
Một hệ ở chế độ xác lập khi có sự cân bằng giữa năng lượng phát
và tiêu thụ. Nếu nhiễu (kích động) làm cho các thông số này thay
đổi theo hướng khuếch đại thì hệ thống không ổn định. Điều này
xảy ra khi năng lượng phát lớn hơn năng lượng tiêu thụ.
Tiêu chuẩn năng lượng về ổn định được mô tả:


0
<
δ∆
δ∆−∆
)(PP
T
Theo tiêu chuẩn năng lượng thì hệ thống sẽ ổn định khi:
00
>
δ
⇔<

δ∆
δ∆−
d
dP)(P
0
>
δ
d
dP
Do chấp nhận giả thiết P
Do chấp nhận giả thiết P
T
T
không đổi nên biểu thức viết lại:
không đổi nên biểu thức viết lại:
Vậy hệ ổn định khi:
Vậy hệ ổn định khi: