Đánh giá sụt giảm điện áp ngắn hạn trên lưới truyền tải điện việt nam có xét đến phân bố sự cố các vùng
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.45 MB, 106 trang )
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
---------------------------------------
Nguyễn Hồng Phúc
ĐÁNH GIÁ SỤT GIẢM ĐIỆN ÁP NGẮN HẠN TRÊN LƯỚI TRUYỀN TẢI
ĐIỆN VIỆT NAM CÓ XÉT ĐẾN PHÂN BỐ SỰ CỐ CÁC VÙNG
Chuyên ngành: HỆ THỐNG ĐIỆN
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
HỆ THỐNG ĐIỆN
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS. BẠCH QUỐC KHÁNH
Hà Nội – Năm 2011
Luận văn thạc sĩ khoa học ngành Hệ thống điện
Đánh giá sụt giảm điện áp ngắn hạn trên lưới truyền
tải điện Việt Nam có xét đến phân bố sự cố các vùng
MỤC LỤC
Trang
TRANG BÌA PHỤ……………………………………………………………………
LỜI CAM ĐOAN………………………………………………………………........
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU………………..........................
DANH MỤC CÁC BẢNG…………………………………………………………...
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ…………………………………………….
MỤC LỤC…………………………………………………………………………...1
CHƯƠNG MỞ ĐẦU ..................................................................................................3
CHƯƠNG 1 ................................................................................................................6
NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ CHẤT LƯỢNG ĐIỆN NĂNG ..........................6
1.1. Sự cần thiết của việc nghiên cứu về chất lượng điện năng...............................6
1.2. Định nghĩa về chất lượng điện năng. ................................................................7
1.3. Tổng quan các vấn đề về chất lượng điện năng................................................9
1.4. Kết luận...........................................................................................................18
CHƯƠNG 2 ..............................................................................................................20
HIỆN TƯỢNG SỤT GIẢM ĐIỆN ÁP NGẮN HẠN...............................................20
VÀ CÁC CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ .............................................................................20
2.1. Định nghĩa về hiện tượng sụt giảm điện áp. ...................................................20
2.2. Nguyên nhân gây ra hiện tượng sụt giảm điện áp. .........................................20
2.3. Các đặc trưng của hiện tượng sụt giảm điện áp ngắn hạn. .............................20
2.4. Các biện pháp hạn chế hiện tượng sụt giảm điện áp. .....................................26
2.5. Một số chỉ tiêu áp dụng để đánh giá chất lượng điện năng. ...........................31
2.6. Kết luận...........................................................................................................37
CHƯƠNG 3 ..............................................................................................................38
XÂY DỰNG BÀI TOÁN ĐÁNH GIÁ SỤT GIẢM ĐIỆN ÁP NGẮN HẠN TRÊN
LƯỚI TRUYỀN TẢI 220kV-500kV CÓ XÉT PHÂN BỐ SỰ CỐ NGẮN MẠCH
THEO VÙNG VÀ THỜI GIAN TÁC ĐỘNG CỦA CÁC THIẾT BỊ BẢO VỆ .....38
3.1. Đặt vấn đề. ......................................................................................................38
3.2. Mô phỏng phân bố sự cố trong phương pháp dự báo ngẫu nhiên. .................39
Học viên: Nguyễn Hồng Phúc
1
Lớp cao học Kỹ thuật điện 2009
Luận văn thạc sĩ khoa học ngành Hệ thống điện
Đánh giá sụt giảm điện áp ngắn hạn trên lưới truyền
tải điện Việt Nam có xét đến phân bố sự cố các vùng
CHƯƠNG 4 ..............................................................................................................44
ĐÁNH GIÁ HIỆN TƯỢNG SỤT GIẢM ĐIỆN ÁP NGẮN HẠN TRÊN LƯỚI
TRUYỀN TẢI 220kV-500kV CÓ XÉT ĐẾN PHẦN BỐ SỰ CỐ NGẮN MẠCH
THEO VÙNG VÀ THỜI GIAN TÁC ĐỘNG CỦA CÁC THIẾT BỊ BẢO VỆ .....44
4.1 Mô phỏng phân bố sự cố trên lưới truyền tải 220kV-500kV. .........................44
4.2 Mô phỏng lưới điện cần nghiên cứu. ...............................................................62
4.3.Tính ngắn mạch và tổng hợp giá trị điện áp, tần suất sụt giảm điện áp...............63
4.4. Đánh giá voltage sag theo chỉ tiêu SARFIx ....................................................63
4.5. Đánh giá voltage sag theo chỉ tiêu SARFIx-cuver .............................................96
CHƯƠNG 5 ..............................................................................................................97
CÁC KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT ĐƯỢC ĐƯA RA ...............................................97
5.1 Kết luận chung. ................................................................................................97
5.2 Các đề xuất.......................................................................................................98
TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................99
TÓM TẮT NỘI DUNG LUẬN VĂN.....................................................................101
BÌA PHỤ LỤC…………………………………………………………….……...101
CÁC PHỤ LỤC TÍNH TOÁN……………………………………………....102-164
Học viên: Nguyễn Hồng Phúc
2
Lớp cao học Kỹ thuật điện 2009
Luận văn thạc sĩ khoa học ngành Hệ thống điện
Đánh giá sụt giảm điện áp ngắn hạn trên lưới truyền
tải điện Việt Nam có xét đến phân bố sự cố các vùng
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan luận văn thạc sĩ khoa học “ Đánh giá sụt giảm điện áp
ngắn hạn trên lưới truyền tải điện Việt Nam có xét đến phân bố sự cố các vùng
” là công trình nghiên cứu của bản thân.
Các số liệu, kết quả trình bày trong luận văn là trung thực và chưa từng được
ai công bố trong bất kỳ luận văn nào trước đây.
Tác giả
Nguyễn Hồng Phúc
Học viên: Nguyễn Hồng Phúc
Lớp cao học Kỹ thuật điện 2009
Luận văn thạc sĩ khoa học ngành Hệ thống điện
Đánh giá sụt giảm điện áp ngắn hạn trên lưới truyền
tải điện Việt Nam có xét đến phân bố sự cố các vùng
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU
STT
Chữ viết tắt
Tên đầy đủ
1
SANH
Sụt giảm điện áp ngắn hạn
2
CBEMA
Computer Bussiness Equipment Manufactures
Associations
Hiệp hội chế tạo và buôn bán các thiết bị máy tính
3
IEEE
Institute of Electrical and Electronic Engineer
Viện kỹ nghệ điện và điện tử
4
IEC
International Electrotechnical Commission
Hiệp hội kỹ thuật điện tử quốc tế
5
ITIC
The Information Technology Industry Council
Hiệp hội công nghiệp công nghệ thông tin
6
PSS/E 29
Power System Simulator for Engineering
Version 29
Phần mềm mô phỏng Hệ thống điện cho các kỹ sư
( Phiên bản 29 )
7
SARFIx
8
SEMI
Học viên: Nguyễn Hồng Phúc
System Average RMS Frequency Index
Chỉ tiêu về tần suất biến thiên điện áp trung bình
của hệ thống với ngưỡng điện áp x
Semiconductor Equipment and Materials
International Group
Tập đoàn vật liệu và thiết bị bán dẫn quốc tế
Lớp cao học Kỹ thuật điện 2009
Luận văn thạc sĩ khoa học ngành Hệ thống điện
Đánh giá sụt giảm điện áp ngắn hạn trên lưới truyền
tải điện Việt Nam có xét đến phân bố sự cố các vùng
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1 Phân nhóm và các đặc tính của các hiện tượng điện từ
trong hệ thống điện....................................................................................17
Bảng 2.1 Thời gian giải trừ sự cố ứng với các mức điện áp khác nhau...................25
Bảng 2.2 Các thiết bị ngăn chặn điện áp sụt và chi phí............................................30
Bảng 4.1 Số thứ tự và tên các vị trí trạm trong sơ đồ lưới điện truyền tải
500kV năm 2008.......................................................................................44
Bảng 4.2 Số thứ tự và tên các vị trí trạm trong sơ đồ lưới điện truyền tải
220kV năm 2008.......................................................................................44
Bảng 4.3 Các vị trí tính ngắn mạch trên đường dây và chiều dài khoảng
tính ngắn mạch trên lưới 500kV...............................................................46
Bảng 4.4 Các vị trí tính ngắn mạch trên đường dây và chiều dài khoảng
tính ngắn mạch trên lưới 220kV...............................................................48
Bảng 4.5 Suất sự cố tại các trạm và đường dây ......................................................53
Bảng 4.6 Mức sự cố trên lưới điện..........................................................................53
Bảng 4.7 Phân bố suất sự cố tại các vị trí trạm biến áp 500kV .............................54
Bảng 4.8 Phân bố suất sự cố tại các vị trí trạm biến áp 220kV .............................54
Bảng 4.9 Phân bố suất sự cố tại các vị trí ngắn mạch trên đường dây 500kV.....56
Bảng 4.10 Phân bố suất sự cố tại các vị trí ngắn mạch trên đường dây 220kV.....58
Bảng 4.11 Giá trị điện áp tại Mai Động khi xảy ra ngắn mạch tại các điểm
ngắn mạch trên lưới truyền tải điện Việt Nam........................................63
Bảng 4.12 Tần suất sụt giảm điện áp pha nhỏ nhất tại trạm 220kV Mai Động
khi xảy ra ngắn mạch N(1) tại các điểm khác trên hệ thống lưới
truyền tải điện Việt Nam.........................................................................72
Bảng 4.13 Tổng hợp tần suất sụt giảm điện áp pha nhỏ nhất tại trạm
220kV Mai Động.....................................................................................85
Bảng 4.14 Tần suất sự cố sag có biên độ nhỏ hơn ngưỡng điện áp x xét tại
vị trí trạm 220kV Mai Động....................................................................85
Bảng 4.15 Tổng hợp tần suất sụt giảm điện áp pha nhỏ nhất của toàn bộ
63 vị trí trên lưới truyền tải Việt Nam.....................................................87
Bảng 4.16 Tần suất sự cố sag có biên độ nhỏ hơn ngưỡng điện áp x xét tại
63 vị trí trên lưới truyền tải Việt Nam.....................................................90
Bảng 4.17 Chỉ tiêu SARFIx của cả hệ thống ............................................................93
Học viên: Nguyễn Hồng Phúc
Lớp cao học Kỹ thuật điện 2009
Luận văn thạc sĩ khoa học ngành Hệ thống điện
Đánh giá sụt giảm điện áp ngắn hạn trên lưới truyền
tải điện Việt Nam có xét đến phân bố sự cố các vùng
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Hình 1.1
Hình 1.2
Hình 1.3
Hình 1.4
Hình 1.5
Quá độ xung do sét .....................................................................................9
Xung dòng điện dao động quá độ gây ra bởi đóng cắt các tụ điện.........10
Sụt giảm điện áp do sự cố ngắn mạch một pha.........................................12
Sụt giảm điện áp do khởi động một động cơ lớn......................................12
Tăng áp ở pha không bị sự cố gây ra bởi sự cố chạm
đất một pha................................................................................................13
Hình 1.6 Mất cân bằng điện áp trong một tuần tại một nhánh cung cấp điện
cho hộ gia đình...........................................................................................14
Hình 1.7 Hiện tượng đột điện áp...............................................................................16
Hình 1.8 Dao động điện áp do hồ quang điện...........................................................16
Hình 1.9 Các khái niệm được xét theo biên độ theo tiêu chuẩn IEEE-1159..........18
Hình 2.1 Sụt áp do sự cố ngắn mạch một pha...........................................................21
Hình 2.2 Giá trị RMS voltage được tính thông qua cửa sổ một chu kỳ
(256 điểm lấy mẫu).....................................................................................22
Hình 2.3 Giá trị RMS voltage được tính thông qua cửa sổ 1/2 chu kỳ
(128 điểm lấy mẫu).....................................................................................22
Hình 2.4 Độ lớn của điện áp sụt giảm theo thành phần điện áp cơ bản..................23
Hình 2.5 Độ lớn của điện áp sụt giảm theo điện áp đỉnh..........................................24
Hình 2.7 Thiết bị giám sát dao động cầm tay của tập đoàn Fluke Corporation.....25
Hình 2.8 Thiết bị giám sát chất lượng điện năng của Dranetz- BMI.......................25
Hình 2.9 Ví dụ về một vài loại máy ổn áp................................................................28
Hình 2.10 Đường cong chịu đựng của thiết bị CBEMA...........................................35
Hình 2.11 Đường cong chịu đựng của thiết bị ITIC.................................................36
Hình 2.12 Đường cong chịu điện áp của nhóm thiết bị SEMI….............................36
Hình 3.1 Sơ đồ khối các bước của chương trình tính toán…...................................43
Hình 4.1: Chỉ tiêu tần suất sụt giảm điện áp dưới ngưỡng điện áp x tại vị trí
trạm 220kV Mai Động..............................................................................86
Hình 4.2 Tần suất sụt giảm điện áp trung bình của hệ thống theo
khoảng điện áp…......................................................................................94
Hình 4.3 Chỉ tiêu tần suất sụt giảm điện áp trung bình của hệ thống SARFIx......94
Hình 4.4 Chỉ tiêu SARFIx và SARFIx-curve …......................................................95
Học viên: Nguyễn Hồng Phúc
Lớp cao học Kỹ thuật điện 2009
Luận văn thạc sĩ khoa học ngành Hệ thống điện
Đánh giá sụt giảm điện áp ngắn hạn trên lưới truyền
tải điện Việt Nam có xét đến phân bố sự cố các vùng
CHƯƠNG MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài:
Trong quá trình công nghiệp hoá và hiện đại hóa đất nước, việc ứng dụng các
thiết bị điện - điện tử có hiệu suất cao, các thiết bị có bộ vi điều khiển, các thiết bị
điện tử công suất… ngày càng phổ biến. Các thiết bị này rất nhạy cảm với những
vấn đề về chất lượng điện năng trong hệ thống điện.
Chất lượng điện năng trong hệ thống điện là một phạm trù rộng lớn. Có rất
nhiều yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng điện năng trong đó chất lượng điện áp là
một chỉ tiêu quan trọng. Một trong các vấn đề về chất lượng điện năng đã được
nhiều nhà nghiên cứu xem xét và đánh giá là hiện tượng sụt giảm điện áp ngắn hạn
(SANH).
Trong những năm gần đây, đã có một số đề tài nghiên cứu đánh giá SANH
trong hệ thống điện, tuy nhiên những nghiên cứu đó mới xét đến lưới điện dưới
220kV. Để tiếp tục phát triển đề tài trên, luận văn này tôi tiến hành nghiên cứu đánh
giá hiện tượng SANH trong toàn bộ lưới truyền tải (gồm lưới 220kV và 500kV) của
hệ thống điện Việt Nam có xét phân bố sự cố ngắn mạch theo vùng và thời gian tác
động của thiết bị bảo vệ theo phương pháp dự báo ngẫu nhiên và dựa trên việc phát
triển chỉ tiêu SARFIx thành SARFIx-curve. Việc đánh giá này dựa trên việc phát triển
chỉ tiêu SARFIx thành SARFIx-curve cho phép xét đến không chỉ đặc trưng biên độ
của Voltage sag mà còn cả đặc trưng thời gian tồn tại Voltage sag. Do đó, kết quả
luận văn cho ta cái nhìn tương đối tổng quát về SANH trên toàn bộ lưới truyền tải
điện của Việt Nam..
2. Tên đề tài: “ Đánh giá sụt giảm điện áp ngắn hạn trên lưới truyền tải
điện Việt Nam có xét đến phân bố sự cố các vùng ”.
3. Tóm tắt nội dung luận văn:
Luận văn trình bày phương pháp đánh giá một hiện tượng chất lượng điện
năng trên lưới truyền tải điện Việt Nam là sụt áp ngắn hạn (Voltage sag). Việc đánh
giá này dựa trên việc phát triển chỉ tiêu SARFIx thành SARFIx-curve cho phép xét đến
Học viên: Nguyễn Hồng Phúc
3
Lớp cao học Kỹ thuật điện 2009
Luận văn thạc sĩ khoa học ngành Hệ thống điện
Đánh giá sụt giảm điện áp ngắn hạn trên lưới truyền
tải điện Việt Nam có xét đến phân bố sự cố các vùng
không chỉ đặc trưng biên độ của điện áp sụt giảm mà còn cả đặc trưng thời gian tồn
tại sụt áp. Nội dung chính của luận văn bao gồm các phần sau:
Chương 1. Nghiên cứu tổng quan về chất lượng điện năng
Chương 2. Trình bày các vấn đề chung về SANH, các nguyên nhân chính gây
ra SANH, các đặc trưng của SANH, một số đường cong chịu điện áp của thiết bị,
các giải pháp khắc phục hiện tượng SANH.
Chương 3. Xây dựng bài toán đánh giá SANH trên lưới truyền tải có xét sự cố
ngắn mạch theo vùng và thời gian tác động của các thiết bị bảo vệ. Mô phỏng sự cố
dẫn đến SANH, mô phỏng lưới điện trong phần mềm PSSE 29 cho tính toán ngắn
mạch, xây dựng thuật toán để tính.
Chương 4. Áp dụng phương pháp dự báo ngẫu nhiên đánh giá SANH cho lưới
điện truyền tải 220kV và 500kV của nước ta. Đánh giá theo hai chỉ số SARFIx
SARFIx-curve và đưa ra các nhận xét.
Chương 5. Đưa ra các kết luận và đề xuất cho hướng nghiên cứu tiếp theo.
4. Ý nghĩa khoa học của đề tài:
Luận văn đã trình bày một phương pháp đánh giá SANH trên lưới truyền tải
220kV-500kV ở Việt Nam có xét đến thời gian tác động của các bảo vệ dựa trên chỉ
tiêu SARFIx và phát triển chỉ tiêu này thành SARFIx-curve. Căn cứ vào SARFIx-curve ,
việc đánh giá SANH sẽ xét được khả năng chịu chất lượng điện áp của phụ tải. Kết
quả đánh giá sẽ cho một cái nhìn xác thực hơn về tác động của hiện tượng SANH
đến sự làm việc của các phụ tải.
Đây là một đề tài mới, dựa vào việc mô phỏng để đánh giá chất lượng điện
năng mà không thể thực hiện được bằng các phương pháp đo lường. Các số liệu đầu
vào phục vụ việc tính toán trong luận văn là các số liệu thực tế trên lưới truyền tải
điện Việt Nam. Ngoài ra, để phục vụ cho việc tính toán điện áp sụt giảm cũng như
tần suất sụt giảm điện áp tại các nút trên lưới truyền tải 220kV-500kV để từ đó tính
ra các chỉ tiêu SARFIx và SARFIx-curve, tác giả đã lập trình và xây dựng nên các
phần mềm ứng dụng trên công cụ PSSE.
Học viên: Nguyễn Hồng Phúc
4
Lớp cao học Kỹ thuật điện 2009
Luận văn thạc sĩ khoa học ngành Hệ thống điện
Đánh giá sụt giảm điện áp ngắn hạn trên lưới truyền
tải điện Việt Nam có xét đến phân bố sự cố các vùng
5. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài:
Các chỉ tiêu SARFIx và SARFIx-curve được trình bày trong luận văn có thể
xem như 1 tài liệu tham khảo cho công tác đánh giá chất lượng điện năng khi lập
hợp đồng mua bán điện giữa các công ty truyền tải điện và các công ty điện lực.
Các công ty điện lực có thể căn cứ vào kết quả đánh giá hiện tượng sụt giảm
điện áp ngắn hạn trên lưới truyền tải 220kV-500kV theo chỉ tiêu SARFIx và kết hợp
với đặc điểm điện áp làm việc của từng loại phụ tải điện để có thể xác định được tần
suất sụt giảm điện áp làm cho phụ tải ngừng hoạt động cũng như là tần suất sụt
giảm điện áp không làm ảnh hưởng đến hoạt động của phụ tải.
Luận văn đã đánh giá được chất lượng điện năng dựa trên các số liệu thực
của lưới truyền tải điện Việt Nam. Nó có thể là tài liệu tham khảo cho các nghiên
cứu tiếp theo về chất lượng điện năng.
Để hoàn thành luận văn này, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy
giáo TS. Bạch Quốc Khánh cùng các thầy cô giáo trong bộ môn Hệ thống điện –
Khoa Điện – Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội đã hướng dẫn, chỉ bảo tận tình
trong suốt quá trình làm luận văn.
Xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè, đồng nghiệp đã tạo mọi điều kiện
thuận lợi và có những đóng góp quý báu cho bản luận văn.
Để bản luận văn trở nên hoàn chỉnh và hướng nghiên cứu trong bản luận văn
được phát triển tiếp, tác giả mong nhận thêm được sự góp ý của các thầy cô giáo,
bạn bè và các bạn đọc.
Xin trân trọng cảm ơn !
Học viên: Nguyễn Hồng Phúc
5
Lớp cao học Kỹ thuật điện 2009
Luận văn thạc sĩ khoa học ngành Hệ thống điện
Đánh giá sụt giảm điện áp ngắn hạn trên lưới truyền
tải điện Việt Nam có xét đến phân bố sự cố các vùng
CHƯƠNG 1
NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ CHẤT LƯỢNG ĐIỆN NĂNG
1.1. Sự cần thiết của việc nghiên cứu về chất lượng điện năng.
Các công ty điện lực và các khách hàng sử dụng điện ngày càng quan tâm đến
chất lượng của hệ thống điện mà họ sử dụng. Từ thập kỷ 80 trở lại đây, thuật ngữ
“chất lượng điện năng” đã trở thành một trong những từ xuất hiện nhiều nhất trong
ngành công nghiệp năng lượng điện. Các lý do chính để lý giải cho sự quan tâm của
các công ty điện lực cũng như các khách hàng đến chất lượng của hệ thống điện đó
là:
a. Ngày càng có nhiều thiết bị điện nhạy cảm với sự thay đổi của chất lượng
điện năng hơn so với các thiết bị điện trong quá khứ. Rất nhiều thiết bị điện mới có
chứa bộ vi xử lý, vi điều khiển, thiết bị điện tử công suất đã được sử dụng. Trong
quá trình hoạt động, các thiết bị này rất nhạy cảm với các loại nhiễu loạn trong hệ
thống điện, hay nói cách khác chúng là các thiết bị rất nhạy cảm với các vấn đề liên
quan đến chất lượng điện năng như là độ lệch về điện áp, dòng điện cũng như là tần
số.
b. Do yêu cầu ngày càng cao của hệ thống điện cũng như là các máy móc, thiết
bị , dây chuyền sản xuất,... về hiệu quả hoạt động dẫn tới đòi hỏi chúng ta phải tiến
hành áp dụng các thiết bị có hiệu suất cao, sử dụng các phương pháp sản xuất tiên
tiến hơn. Đối với các dây chuyền sản xuất, để tăng hiệu suất sử dụng năng lượng
người ta đã sử dụng các động cơ có điều chỉnh tốc độ thông qua các thiết bị điều
khiển điện tử công suất ( chỉnh lưu, nghịch lưu ), các thiết bị này rất nhạy cảm so
với độ lệch của điện áp cung cấp. Đối với hệ thống phân phối điện, người ta đã sử
dụng các thiết bị bù nhằm làm giảm tổn thất và tăng hệ số công suất. Việc áp dụng
các thiết bị mới này sẽ gây ra các sóng hài trong hệ thống điện và có rất nhiều người
quan tâm đến các tác động của chúng trong tương lai đối với khả năng hoạt động
của hệ thống.
c. Khách hàng sử dụng điện ngày càng nhận thức được về những vấn đề về
chất lượng điện năng. Họ ngày càng hiểu biết nhiều hơn về những hiện tượng như là
Học viên: Nguyễn Hồng Phúc
6
Lớp cao học Kỹ thuật điện 2009
Luận văn thạc sĩ khoa học ngành Hệ thống điện
Đánh giá sụt giảm điện áp ngắn hạn trên lưới truyền
tải điện Việt Nam có xét đến phân bố sự cố các vùng
mất điện, sụt giảm điện áp, các dao động do việc đóng cắt điện. Và điều đó đã kích
thích họ cải thiện chất lượng của việc phân phối điện.
d. Có rất nhiều yếu tố liên hệ với nhau trong một hệ thống. Quá trình tích hợp
đó có nghĩa rằng bất cứ một sự cố xảy ra ở một phần tử nào trong hệ thống cũng
đều gây ra hậu quả lớn đối với hệ thống.
Sự thúc đẩy chính của sự cần thiết phải quan tâm đến chất lượng điện năng sau
những lý do trên là sự gia tăng khả năng sản xuất cho khách hàng sử dụng điện. Các
ngành công nghiệp sản xuất theo dây chuyền muốn tốc độ sản xuất nhanh hơn, sản
xuất ra nhiều sản phẩm hơn, hiệu suất sử dụng của các máy móc cao hơn, tuổi thọ
thiết bị sản xuất kéo dài ra hơn. Các công ty điện lực cũng đang khuyến khích
những mong muốn đó bởi nó giúp cho khách hàng tiêu thụ điện trở nên có nhiều lợi
nhuận hơn đồng thời giúp cho ngành điện trì hoãn được lượng vốn đầu tư rất lớn đối
với trạm biến áp, các nhà máy điện bằng cách sử dụng các thiết bị điện có hiệu suất
cao. Vấn đề đáng quan tâm là các thiết bị được sử dụng để tăng khả năng sản xuất
thường phải chịu phần lớn những hư hại và đôi khi chúng là nguyên nhân gây ra
những vấn đề về chất lượng điện năng.
1.2. Định nghĩa về chất lượng điện năng.
1.2.1. Định nghĩa về chất lượng điện năng.
Các đối tượng khác nhau xem xét chất lượng điện năng trên các hệ qui chiếu
khác nhau, điều này làm cho cách hiểu về chất lượng điện năng có khác nhau về
hình thức:
Ngành điện mong muốn cung cấp điện năng liên tục, ổn định cho khách hàng,
chất lượng điện năng có thể được định nghĩa là độ tin cậy cung cấp điện và chỉ ra
qua các thống kê độ tin cậy của hệ thống là 0,9998 [4].
Các nhà sản xuất thiết bị điện có thể định nghĩa chất lượng điện năng là các
đặc tính của nguồn điện cung cấp, cái mà cho phép thiết bị điện làm việc một cách
tối ưu (tuổi thọ thiết bị và đặc tính làm việc của thiết bị điện được đảm bảo). Các
định nghĩa này có thể là rất khác nhau đối với mỗi loại thiết bị cũng như là đối với
các nhà sản xuất khác nhau.
Học viên: Nguyễn Hồng Phúc
7
Lớp cao học Kỹ thuật điện 2009
Luận văn thạc sĩ khoa học ngành Hệ thống điện
Đánh giá sụt giảm điện áp ngắn hạn trên lưới truyền
tải điện Việt Nam có xét đến phân bố sự cố các vùng
Định nghĩa về chất lượng điện năng phải xem xét theo quan điểm của người sử
dụng điện năng, chính vì vậy luận văn sử dụng định nghĩa về chất lượng điện năng
như sau [4]: “Bất kỳ vấn đề về điện năng liên quan đến sai lệch về dòng điện, điện
áp, tần số mà những sai lệch này dẫn đến sự cố hoặc vận hành sai cho thiết bị của
khách hàng sử dụng điện”.
1.2.2. Chất lượng điện áp là một chỉ tiêu quan trọng.
Theo định nghĩa ở trên, chất lượng điện năng liên quan đến độ lệch dòng điện,
điện áp, tần số. Tần số là một chỉ tiêu mang tính hệ thống, chất lượng tần số liên
quan đến bài toán cân bằng công suất tác dụng phát và công suất tác dụng tiêu thụ.
Công suất tác dụng chỉ được đưa vào hệ thống bởi các máy phát điện. Chất lượng
điện áp là một chỉ tiêu mang tính cục bộ, điều khiển điện áp chủ yếu liên quan đến
sự cân bằng giữa công suất phản kháng phát ra và công suất phản kháng tiêu thụ.
Công suất phản kháng có thể đưa vào hệ thống theo nhiều cách khác nhau: từ máy
phát điện, các tụ bù tại nút phụ tải, điện dung đường dây.
Công suất thể hiện sự phát ra của năng lượng, công suất tỉ lệ với sự sinh ra của
dòng điện và điện áp. Rất khó có thể định nghĩa một cách đầy đủ ý nghĩa về số
lượng và chất lượng trong những cách hiểu đầy đủ về chất lượng điện năng. Điều
khiển công suất của hệ thống điện có thể điều khiển chất lượng điện áp, không thể
điều khiển chi tiết đến chất lượng dòng điện vì sẽ kéo theo tác động vào hoạt động
của các phụ tải, bởi vì dòng điện sinh ra trong các thiết bị điện sẽ thay đổi tuỳ theo
mức độ mang tải của thiết bị điện đó. Do đó tiêu chuẩn chất lượng điện năng thường
được dành hết cho việc duy trì chất lượng điện áp cung cấp trong một giới hạn nhất
định.
Tuy nhiên trong khi nghiên cứu đến chất lượng điện áp, đồng thời cũng phải
chú ý đến các hiện tượng về dòng điện như: Dòng điện ngắn mạch lớn gây ra sụt áp,
dòng điện sét trên lưới gây ra điện áp xung rất lớn, dòng điện là các sóng hài bậc
cao sinh ra từ các phụ tải. Qua đó có thể hiểu cơ bản, toàn diện hơn các vấn đề về
chất lượng điện năng.
Học viên: Nguyễn Hồng Phúc
8
Lớp cao học Kỹ thuật điện 2009
Luận văn thạc sĩ khoa học ngành Hệ thống điện
Đánh giá sụt giảm điện áp ngắn hạn trên lưới truyền
tải điện Việt Nam có xét đến phân bố sự cố các vùng
1.3. Tổng quan các vấn đề về chất lượng điện năng.
1.3.1. Quá độ (transient).
Quá độ trong hệ thống điện là sự chuyển tiếp hệ thống từ trạng thái xác lập này
sang trạng thái xác lập khác. Tùy vào hình dạng của dòng điện và điện áp mà quá độ
được phân thành hai loại là quá độ xung và quá độ dao động.
1.3.1.1. Quá độ xung (Impulsive transient).
Quá độ xung là sự thay đổi đột ngột của điện áp, dòng điện hoặc cả hai theo
một cực dương hoặc âm, không làm thay đổi tần số công nghiệp trong một trạng
thái xác lập.
Xung quá độ thường được đặc trưng bởi thời gian tăng đến độ lớn xung cực
đại và thời gian giảm độ lớn xung còn một nửa giá trị độ lớn cực đại, những thứ mà
có thể được biểu thị bằng nội dung quang phổ của chúng.
Xung quá độ có thể kích thích tần số hoạt động của hệ thống và gây ra quá độ
dao động.
Hình 1.1 minh hoạ dòng điện xung quá độ gây ra bởi sét đánh.
Dòng điện (kA)
Thời gian
Hình 1.1. Quá độ xung do sét đánh
1.3.1.2. Quá độ dao động (Oscillatory transient).
Quá độ dao động là sự thay đổi đột ngột độ lớn của dòng điện, điện áp hoặc cả
hai theo cả hai chiều dương và âm mà không làm thay đổi tần số của hệ thống ở
trạng thái xác lập.
Học viên: Nguyễn Hồng Phúc
9
Lớp cao học Kỹ thuật điện 2009
Luận văn thạc sĩ khoa học ngành Hệ thống điện
Đánh giá sụt giảm điện áp ngắn hạn trên lưới truyền
tải điện Việt Nam có xét đến phân bố sự cố các vùng
Một quá độ dao động bao gồm điện áp và dòng điện có giá trị tức thời thay đổi
rất nhanh theo cực tính. Nó được đặc trưng bởi các thông số như hình dạng, thời
Dòng điện (A)
gian tồn tại, cũng như là cường độ của nó.
Thời gian (ms)
Hình 1.2. Xung dòng điện dao động quá độ gây ra bởi việc đóng cắt các tụ điện
1.3.2. Sự biến thiên điện áp trong khoảng thời gian dài .
Một sự biến đổi điện áp được coi là trong khoảng thời gian dài khi ANSI giới
hạn là vượt quá một phút. Sự biến đổi điện áp trong khoảng thời gian dài bao gồm
quá điện áp và thấp điện áp. Quá áp và thấp áp thường không phải là kết quả của sự
cố trong hệ thống mà là kết quả của sự biến đổi của phụ tải trong hệ thống (hoạt
động đóng cắt tải) và hoạt động đóng cắt hệ thống.
1.3.2.1. Quá điện áp (Overvoltage).
Quá điện áp là sự tăng điện áp lên trên 110% giá trị định mức ở tần số công
nghiệp trong khoảng thời gian lớn hơn một phút.
Quá điện áp thường là kết quả của việc đóng cắt tải (ví dụ như cắt một tải lớn
hoặc đóng một bộ tụ). Kết quả của quá điện áp là do hệ thống quá yếu cho sự mong
muốn điều chỉnh điện áp hoặc là việc điều khiển điện áp là không tương xứng. Điều
chỉnh đầu phân áp của máy biến áp không đúng cũng có thể gây ra hiện tượng quá
điện áp trong hệ thống điện.
1.3.2.2. Thấp điện áp (Undervoltage).
Thấp điện áp là sự giảm điện áp xuống dưới 90% giá trị định mức ở tần số
công nghiệp trong khoảng thời gian lớn hơn một phút.
Học viên: Nguyễn Hồng Phúc
10
Lớp cao học Kỹ thuật điện 2009
Luận văn thạc sĩ khoa học ngành Hệ thống điện
Đánh giá sụt giảm điện áp ngắn hạn trên lưới truyền
tải điện Việt Nam có xét đến phân bố sự cố các vùng
Nguyên nhân gây ra thấp điện áp ngược lại với nguyên nhân gây ra quá điện
áp. Đưa một tải lớn vào hệ thống hoặc cắt một bộ tụ ra khỏi hệ thống có thể gây ra
hiện tượng giảm thấp điện áp cho đến khi thiết bị điều chỉnh điện áp đưa điện áp hệ
thống trở về giá trị cho phép. Quá tải trong các mạch điện cũng có thể gây ra hiện
tượng giảm thấp điện áp.
1.3.2.3. Gián đoạn duy trì (Sustained interruptions).
Gián đoạn duy trì là hiện tượng điện áp cung cấp trở về không trong khoảng
thời gian quá một phút. Gián đoạn duy trì có thời gian lâu hơn một phút thường là
sự cố vĩnh cửu, nó đòi hỏi sự can thiệp của con người để khôi phục lại hoạt động
bình thường của hệ thống điện.
1.3.3. Sự biến thiên điện áp trong khoảng thời gian ngắn .
Sự biến thiên điện áp trong khoảng thời gian ngắn (Short Durations Voltage
Variations) nhỏ hơn một phút gây ra bởi sự cố trong hệ thống điện, khởi động phụ
tải lớn có dòng khởi động lớn, lỗi kết nối dây dẫn điện. Tùy thuộc vào vị trí sự cố và
trạng thái hệ thống mà sự cố trong hệ thống điện có thể gây ra sự biến thiên điện áp
sụt áp (sags), tăng áp (swells) hay hoàn toàn mất điện áp (interruptions).
1.3.3.1. Mất điện áp (interruption).
Mất điện áp là hiện tượng điện áp hay dòng điện giảm xuống dưới 10% giá trị
định mức với thời gian không vượt quá 1 phút.
Mất điện áp gây ra bởi sự cố trong hệ thống điện, sự ngừng hoạt động của các
thiết bị và sự cố trong bộ phận điều khiển. Thời gian mất điện được xác định từ khi
độ lớn điện áp giảm xuống dưới 10% điện áp định mức.
1.3.3.2. Sụt giảm điện áp (Voltage Sags).
Sụt giảm điện áp (sụt áp) là hiện tượng điện áp hoặc dòng điện giảm xuống
trong khoảng từ 10% đến 90% giá trị điện áp hay dòng điện định mức ở tần số công
nghiệp trong khoảng thời gian từ 0,5 chu kỳ đến 1 phút.
Nguyên nhân gây sụt áp thường là sự cố trong hệ thống điện, khởi động một số
phụ tải lớn. Hình 1.3 và 1.4 minh họa sụt áp do sự cố ngắn mạch một pha và do
khởi động một động cơ lớn.
Học viên: Nguyễn Hồng Phúc
11
Lớp cao học Kỹ thuật điện 2009
Luận văn thạc sĩ khoa học ngành Hệ thống điện
Đánh giá sụt giảm điện áp ngắn hạn trên lưới truyền
tải điện Việt Nam có xét đến phân bố sự cố các vùng
Điện áp (V)
)
Thời gian (s)
Hình 1.3 Sụt giảm điện áp do sự cố ngắn mạch một pha
Thời gian sụt điện áp ngắn hạn cũng được chia ra làm 3 loại: Tức thời
(Instantaneous), thoáng qua (Momentary), Tạm thời (Temporary). Các khoảng thời
gian chia nhỏ này tương ứng với mức thời gian hoạt động của các thiết bị bảo vệ nói
chung, cũng như sự phân nhỏ thời gian theo các khuyến cáo của các tổ chức kỹ
thuật quốc tế.
Điện áp (%)
Thời gian tồn tại: 3.200 s
Nhỏ nhất: 79.38
Trung bình: 87.99
Lớn nhất: 101.2
Thời gian (s)
Hình 1.4 Sụt giảm điện áp do khởi động một động cơ lớn.
Học viên: Nguyễn Hồng Phúc
12
Lớp cao học Kỹ thuật điện 2009
Luận văn thạc sĩ khoa học ngành Hệ thống điện
Đánh giá sụt giảm điện áp ngắn hạn trên lưới truyền
tải điện Việt Nam có xét đến phân bố sự cố các vùng
1.3.3.3. Tăng điện áp (Swells).
Tăng điện áp là hiện tượng điện áp hoặc dòng điện tăng lên trong khoảng từ
110% đến 180% giá trị điện áp hoặc dòng điện định mức ở tần số công nghiệp với
thời gian từ 0,5 chu kỳ tới 1 phút.
Sự tăng điện áp được đặc trưng bởi biên độ và khoảng thời gian tồn tại.
Tăng áp có thể xuất hiện do sự tăng điện áp nhất thời trên các pha không sự cố
khi xảy ra sự cố chạm đất một pha. Ngoài ra, việc ngắt một phụ tải lớn ra khỏi hệ
thống cũng như là việc đóng các bộ tụ vào hệ thống cũng gây ra hiện tượng tăng điện
áp.
Hình 1.5 thể hiện sự tăng điện áp ở pha không sự cố khi xảy ra sự cố chạm đất
Điện áp (pu)
một pha trong lưới điện.
Thời gian (s)
Hình 1.5 Tăng áp ở pha không bị sự cố
gây ra bởi sự cố chạm đất một pha.
1.3.4. Mất cân bằng điện áp (Voltage Imbalance) .
Mất cân bằng điện áp là độ lệch cực đại của điện áp 3 pha so với giá trị trung
bình của điện áp, độ lệch đó chia cho giá trị trung bình của điện áp và biểu diễn theo
phần trăm.
Mất cân bằng điện áp cũng có thể xác định theo các thành phần đối xứng. Tỉ lệ
giữa thành phần thứ tự nghịch hoặc thành phần thứ tự không với thành phần thứ tự
thuận có thể xác định rõ phần trăm mất cân bằng điện áp.
Học viên: Nguyễn Hồng Phúc
13
Lớp cao học Kỹ thuật điện 2009
Đánh giá sụt giảm điện áp ngắn hạn trên lưới truyền
tải điện Việt Nam có xét đến phân bố sự cố các vùng
Độ mất cân bằng điện áp (%)
Luận văn thạc sĩ khoa học ngành Hệ thống điện
Thứ 2
Thứ 3
Thứ 7 Chủ nhật Thứ 2
Thứ 4
Thứ 5 Thứ 6
Hình 1.6 Mất cân bằng điện áp trong một tuần
tại một nhánh cung cấp điện cho hộ gia đình.
1.3.5. Độ méo sóng (Waveform Distortion) .
Độ méo dạng sóng là sự biến đổi trong trạng thái xác lập của một sóng hình
sin lý tưởng ở tần số công nghiệp được đặc trưng bởi nội dung quang phổ của sự
biến đổi đó.
Có 5 hiện tượng cơ bản gây ra méo sóng:
+ Thành phần một chiều thêm vào (DC Offset)
+ Sóng hài (Harmornics)
+ Liên sóng hài (Interharmonics)
+ Đột điện áp (Notching)
+ Nhiễu (Noise)
1.3.5.1. Thành phần một chiều thêm vào (DC Offset).
Điện áp và dòng điện một chiều tồn tại trong hệ thống điện xoay chiều gọi là
thành phần một chiều thêm vào (DC Offset). Thành phần một chiều có thể xuất hiện
do sự nhiễu loạn từ tính hoặc từ các bộ chỉnh lưu một nửa chu kỳ. Dòng điện một
chiều trong mạng điện xoay chiều mang lại kết quả xấu: làm bão hoà mạch từ máy
Học viên: Nguyễn Hồng Phúc
14
Lớp cao học Kỹ thuật điện 2009
Luận văn thạc sĩ khoa học ngành Hệ thống điện
Đánh giá sụt giảm điện áp ngắn hạn trên lưới truyền
tải điện Việt Nam có xét đến phân bố sự cố các vùng
biến áp ngay cả trong hoạt động bình thường, gây thêm hiện tượng phát nóng dẫn
đến giảm tuổi thọ máy biến áp; dòng điện một chiều còn gây ra hiện tượng ăn mòn
điện phân các điện cực nối đất và các thiết bị kết nối.
1.3.5.2. Sóng hài (Harmonics).
Sóng hài là các dạng dòng điện hay điện áp hình sin có tần số là bội số của tần
số cơ bản của hệ thống. Các dạng sóng méo có thể phân tích thành tổng của sóng
với tần số cơ bản và các sóng hài. Độ méo sóng hài sinh ra từ đặc tính phi tuyến của
các thiết bị và phụ tải trong hệ thống điện. Mức độ méo của sóng hài được mô tả
bởi quang phổ các sóng hài với độ lớn biên độ và góc pha của mỗi thành phần sóng
hài. Tổng độ méo sóng hài THD (Total Harmonics Distortion) thường được dùng để
xác định độ lớn biên độ méo sóng hài.
1.3.5.3. Liên sóng hài (Interharmonics).
Liên sóng hài là các sóng điện áp hay dòng điện có tần số không phải là bội số
của tần số cơ bản của hệ thống điện. Chúng có thể xuất hiện với các tần số riêng
biệt hoặc cũng có thể là một dải tần số rộng.
Liên sóng hài có thể tìm thấy trên tất cả các lưới điện với các cấp điện áp khác
nhau. Nguồn gốc chủ yếu sinh ra méo liên sóng hài là các bộ biến đổi tần số tĩnh,
thiết bị chuyển đổi chu trình, động cơ cảm kháng, thiết bị phát hồ quang. Tín hiệu
sóng mang trên đường dây truyền tải cũng được xem là liên sóng hài.
1.3.5.4. Đột điện áp (Notching).
Đột điện áp là sự nhiễu loạn điện áp có chu kỳ gây ra bởi hoạt động bình thường
của thiết bị điện tử công suất khi dòng điện được chuyển mạch từ pha này sang pha
khác. Các đột điện áp xuất hiện khi đảo mạch dòng từ pha này sang pha khác. Trong
thời gian chuyển mạch, có hiện tượng ngắn mạch tạm thời xảy ra giữa hai pha . Hình
vẽ 1.7 chỉ ra ví dụ cho vết khắc điện áp hình V từ một bộ chỉnh lưu 3 pha sinh ra
dòng điện một chiều liên tục.
Học viên: Nguyễn Hồng Phúc
15
Lớp cao học Kỹ thuật điện 2009
Luận văn thạc sĩ khoa học ngành Hệ thống điện
1.3.5.5. Nhiễu (Noise).
Đánh giá sụt giảm điện áp ngắn hạn trên lưới truyền
tải điện Việt Nam có xét đến phân bố sự cố các vùng
Hình 1.7 Hiện tượng đột điện áp.
Nhiễu là tín hiệu điện không mong muốn với các dải tần thấp hơn 200 khz đối với
dòng điện và điện áp trong dây pha, dây trung tính hay dây tín hiệu.
Nhiễu trong hệ thống điện có thể gây ra bởi các thiết bị điện tử công suất, các
mạch điều khiển, các thiết bị hồ quang, các tải với các bộ chỉnh lưu, đóng cắt các
nguồn điện. Nhiễu trong hệ thống điện thường là do sự nối đất không đúng.Về bản
chất, nhiễu bao gồm các méo của tín hiệu điện và chúng không thể phân loại như méo
sóng hài hay là quá độ. Nhiễu làm ảnh hưởng xấu đến các thiết bị điện tử như bộ vi xử
lý và các chương trình điều khiển. Ta có thể làm giảm nhiễu nhờ sử dụng bộ lọc, máy
biến áp cách ly, và điều kiện đối với dây dẫn điện.
1.3.6. Dao động điện áp (Voltage Fluctuation) .
Dao động điện áp là sự biến đổi mang tính hệ thống của điện áp hay một chuỗi
thay đổi điện áp ngẫu nhiên. Độ lớn biên độ dao động điện áp thường không vượt
quá mức điện áp được xác định rõ từ 90% đến 110% điện áp định mức bởi ANSI
C84.1-1982.
Lò hồ quang điện xoay chiều là một nguyên nhân phổ biến nhất gây ra dao
Điện áp (V)
động điện áp trên hệ thống phân phối và truyền tải điện.
Thời gian (s)
Hình 1.8 Dao động điện áp do hồ quang điện.
Học viên: Nguyễn Hồng Phúc
16
Lớp cao học Kỹ thuật điện 2009
Luận văn thạc sĩ khoa học ngành Hệ thống điện
Đánh giá sụt giảm điện áp ngắn hạn trên lưới truyền
tải điện Việt Nam có xét đến phân bố sự cố các vùng
1.3.7. Sự biến thiên tần số công nghiệp (Power Frequency Variations) .
Sự biến thiên tần số công nghiệp (Power Frequency Variations) là độ lệch tần số
cơ bản của hệ thống khỏi giá trị định mức (VD: 50 Hz hoặc 60Hz).
Tần số của hệ thống liên quan trực tiếp tới tốc độ quay của hệ thống máy phát
điện. Tần số sẽ biến thiên nhỏ khi có cân bằng động giữa sự thay đổi của tải và sự
thay đổi của nguồn phát. Mức độ thay đổi của tần số và khoảng thời gian của sự
thay đổi phụ thuộc vào đặc tính của tải và đáp ứng của hệ thống điều khiển máy
phát tới sự thay đổi của phụ tải.
Tổng hợp các Các khái niệm được xét theo biên độ theo tiêu chuẩn IEEE 1159 biểu diễn trên Bảng 1.1 và Hình 1.9
Bảng 1.1 Phân nhóm và các đặc tính
của các hiện tượng điện từ trong hệ thống điện
Nhóm
1. Quá độ
1.1 Xung
1.1.1 Nano giây
1.1.2 Micro giây
1.1.3 Mili giây
1.2 Dao động
1.2.1 Tần số thấp
1.2.2 Tần số trung bình
1.2.3 Tần số cao
Phạm vi phổ
tần điển hình
Độ lớn điện áp
điển hình
5 ns
1 µs
0,1 ms
< 50 ns
50 ns – 1 ms
> 1 ms
< 5 kHz
5 – 500 kHz
0,5 – 5 MHz
0,3 – 50 ms
20 µs
5 µs
0 – 4 pu
0 – 8 pu
0 – 4 pu
0.5 – 30 chu kỳ
0.5 – 30 chu kỳ
0,5 – 30 chu kỳ
< 0,1 pu
0,1 – 0,9 pu
1,1 – 1,8 pu
30 chu kỳ - 3 s
30 chu kỳ - 3 s
30 chu kỳ - 3 s
<0,1 pu
0,1 – 0,9 pu
1,1 – 1,4 pu
3 s – 1 phút
3 s – 1 phút
3 s – 1 phút
< 0,1 pu
0,1 – 0,9 pu
1,1 – 1,2 pu
2. Biến thiên ngắn hạn
2.1 Tức thời
2.1.1 Ngắt điện
2.1.2 Sụt áp(Sag)
2.1.3 Tăng áp (Swell)
2.2 Thoáng qua
2.2.1 Ngắt điện
2.2.2 Sụt áp
2.2.3 Tăng áp
2.3 Tạm thời
2.3.1 Ngắt điện
2.3.2 Sụt áp
2.3.3 Tăng áp
Học viên: Nguyễn Hồng Phúc
Khoảng thời gian
điển hình
17
Lớp cao học Kỹ thuật điện 2009
Lun vn thc s khoa hc ngnh H thng in
3. Bin thiờn di hn
3.1 Ngt in duy trỡ
3.2 in ỏp thp
3.3 in ỏp cao
4. Mt cõn bng in ỏp
5. Mộo dng súng
5.1 Thnh phn mt chiu
5.2 Súng hi
5.3 a súng hi
5.4 Notching
5.5 Noise
6. Dao ng in ỏp
7. s bin thiờn tn s.
ỏnh giỏ st gim in ỏp ngn hn trờn li truyn
ti in Vit Nam cú xột n phõn b s c cỏc vựng
> 1 phỳt
> 1 phỳt
> 1 phỳt
Trng thỏi xỏc lp
Trng thỏi xỏc lp
Trng thỏi xỏc lp
Trng thỏi xỏc lp
Trng thỏi xỏc lp
Trng thỏi xỏc lp
0 6 kHz
Bng thụng
< 25 Hz
0.0 pu
0.8 0.9 pu
1,1 1,2 pu
0,5 2 %
0 1%
0,1 7%
< 10 s
Quá độ
Độ lớn
Voltage Swell
(Tăng áp ngắn hạn)
Điện áp cao
110%
Điện áp làm việc bình thờng
90%
VOLTAGE SAG
(sụt áp ngắn hạn)
Điện áp thấp
10%
Thoáng qua
0,5 chu kỳ
Tức thời
3 giây
Ngắt điện duy trì
1 phút
Khoảng thời gian
Hỡnh 1.9 Cỏc khỏi nim c xột theo biờn theo tiờu chun IEEE-1159.
1.4. Kt lun.
Quỏ trỡnh cụng nghip húa hin i húa ca t nc dn n s phỏt trin rt
mnh m ca cỏc ph ti in v i ụi vi quỏ trỡnh ú cỏc vn v cht lng
Hc viờn: Nguyn Hng Phỳc
18
Lp cao hc K thut in 2009
Luận văn thạc sĩ khoa học ngành Hệ thống điện
Đánh giá sụt giảm điện áp ngắn hạn trên lưới truyền
tải điện Việt Nam có xét đến phân bố sự cố các vùng
điện năng cung cấp ngày càng được quan tâm hơn. Trong các vấn đề về chất lượng
điện năng, hiện tượng sụt giảm điện áp ngắn hạn cũng như sự mất điện cung cấp có
ảnh hưởng lớn đến hoạt động và tuổi thọ của các phụ tải. Mặc dù một lần sự cố mất
điện cung cấp gây hậu quả nặng nề hơn một lần sụt giảm điện áp, tuy nhiên trong
thực tế tần suất xảy ra hiện tượng sụt giảm điện áp lại lớn hơn rất nhiều so với hiện
tượng mất điện cho nên nếu xét một cách tổng thể thì hiện tượng sụt giảm điện áp
lại gây ra hậu quả lớn hơn hiện tượng mất điện. Chính vì lý do đó mà trong luận văn
này, tác giả sẽ đi sâu nghiên cứu về hiện tượng sụt giảm điện áp ngắn hạn và hiện
tượng này cũng như là các chỉ tiêu đánh giá nó sẽ được trình bày cụ thể trong
chương 2 của luận văn.
Học viên: Nguyễn Hồng Phúc
19
Lớp cao học Kỹ thuật điện 2009
Luận văn thạc sĩ khoa học ngành Hệ thống điện
Đánh giá sụt giảm điện áp ngắn hạn trên lưới truyền
tải điện Việt Nam có xét đến phân bố sự cố các vùng
CHƯƠNG 2
HIỆN TƯỢNG SỤT GIẢM ĐIỆN ÁP NGẮN HẠN
VÀ CÁC CHỈ TIÊU ĐÁNH GIÁ
2.1. Định nghĩa về hiện tượng sụt giảm điện áp.
Tiêu chuẩn IEEE 1159 – 1995 định nghĩa sụt áp là hiện tượng điện áp hay
dòng điện giảm xuống trong khoảng từ 10% đến 90% giá trị điện áp hay dòng điện
định mức ở tần số công nghiệp trong khoảng thời gian từ 0,5 chu kỳ đến 1 phút.
2.2. Nguyên nhân gây ra hiện tượng sụt giảm điện áp.
Hiện tượng sụt giảm điện áp thông thường được gây ra do những sự cố trên hệ
thống điện. Các sự cố ngắn mạch, việc khởi động các phụ tải lớn như động cơ điện
không đồng bộ công suất lớn, hiện tượng quá tải, cắt một hàng tụ bù, đóng máy biến
áp... là các nguyên nhân chính dẫn đến sụt giảm điện áp trong hệ thống điện. Trong
các nguyên nhân gây sụt giảm điện áp thì các sự cố ngắn mạch trong hệ thống điện
chiếm hơn 90% [8]. Do đó luận văn giả thiết nguyên nhân chủ yếu gây ra hiện
tượng sụt giảm điện áp là ngắn mạch trong hệ thống điện.
2.3. Các đặc trưng của hiện tượng sụt giảm điện áp ngắn hạn.
Thông số đặc trưng cho điện áp sụt giảm là độ lớn, khoảng thời gian sụt áp, sự
mất cân bằng điện áp giữa các pha, độ dịch chuyển góc pha. Độ lớn sụt áp tỉ lệ với
trở kháng tính từ nguồn đến điểm sự cố. Khoảng thời gian sụt áp quyết định bởi thời
gian loại trừ sự cố, liên quan đến hoạt động của thiết bị bảo vệ là rơ le, máy cắt và
mạng truyền thông tin. Mức độ không đối xứng của điện áp ba pha liên quan chủ
yếu với sự cố không đối xứng ngắn mạch 1 pha, 2 pha, 2 pha với đất, riêng ngắn
mạch 3 pha điện áp vẫn giữ tính đối xứng. Độ dịch chuyển góc pha với ngắn mạch 3
pha do sự khác nhau về tỉ lệ X/R giữa nguồn và nhánh cung cấp, nguyên nhân thứ
hai là do sự chuyển đổi qua máy biến áp từ mức điện áp cao xuống mức điện áp
thấp hơn. Độ dịch góc pha không ảnh hưởng nhiều đến phần lớn các thiết bị điện,
ngoại trừ bộ chỉnh lưu điện tử công suất có sử dụng thông tin góc pha. Trong luận
văn chỉ xét hai hiện tượng chủ yếu là độ lớn điện áp sụt và khoảng thời gian xảy ra
sụt giảm điện áp. Hình 2.1 biểu diễn điện áp sụt giảm do sự cố ngắn mạch.
Học viên: Nguyễn Hồng Phúc
20
Lớp cao học Kỹ thuật điện 2009
