PHÂN TÍCH VÀ KIỂM TRA PHÁT TUYẾN 473TN CÓ ẢNH HƯỞNG CỦA NGUỒN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI BẰNG PHẦN MIỀM ETAP

Đề Cương Luận Văn

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ
BỘ MÔN HỆ THỐNG ĐIỆN
---------------o0o---------------

ĐỀ CƯƠNG LUẬN VĂN
Đề tài: PHÂN TÍCH VÀ KIỂM TRA PHÁT TUYẾN 473-TN
CÓ ẢNH HƯỞNG CỦA NGUỒN NĂNG LƯỢNG
MẶT TRỜI BẰNG PHẦN MIỀM ETAP

GVHD: ThS. Đặng Tuấn Khanh
SVTH: Đỗ Phúc Thiện
MSSV: 1548075

TP. HỒ CHÍ MINH, THÁNG 12 NĂM 2018
1

SVTH: Đỗ Phúc Thiện
MSSV: 1548075


Đề Cương Luận Văn

Chương I: GIỚI THIỆU PHÁT TUYẾN 473-TN
1.1 Tổng quan về công ty điện lực Tam Nông
 Tên cơ quan: Công ty điện lực huyện Tam Nông
 Địa chỉ: Đường Trần Hưng Đạo, khóm 2, thị trấn Tràm Chim, huyện Tam Nông,
tỉnh Đồng Tháp.

1.2 Giới thiệu về lưới điện Tam Nông do Công ty Điện lực Đồng Tháp quản lý
1.2.1 Khối lượng quản lý
- Đường dây trung áp: 300.254 km, trong đó:
 Tài sản Điện lực: 259.651 km
 Tài sản khách hàng: 40.603 km.
- Đường dây hạ áp: 285.366 km trong đó:
 Tài sản Điện lực: 253.691 km
 Tài sản khách hàng: 31.675 km.
- Trạm biến áp phân phối: 777 trạm / 76.195 kVA, trong đó:
 Tài sản Điện lực: 343 trạm / 23.030 kVA.
 Tài sản khách hàng: 434 trạm / 53.165 kVA.
- Tụ bù trung áp: 12 giàn/ 5.467,5 kVAR
- Tụ bù hạ áp: 602 bộ/10.967,5 kVAR, trong đó: TSĐL 497 bộ/1852,5 kVAR,
TSKH: 105 bộ/9115 kVAR.
- Thiết bị đóng cắt chủ yếu trên lưới gồm: 03 Recloser; 05 LBS, 12 Máy cắt
tụ, 42 DS và 03 LTD.
- Số lượng Khách hàng: 36.735 KH, trong đó:
 Khách hàng dân sự: 34.921 KH.
 Khách hàng kinh tế: 1.814 KH.
1.2.2 Nguồn điện: lấy từ trạm 110kV An Long, 2 máy biến áp 40MVA
1.3 Giới thiệu tuyến 473-Tam Nông
Tuyến 473-TN: Là tuyến dây vận hành điện áp 12,7kV (gồm đường dây cáp ngầm
và đường dây trên không), dài 6,174 km, nhận điện từ máy biến áp 110/22kV – 40 MVA
Tam Nông qua máy cắt 473 của trạm. Tuyến 473 TN cấp điện chủ yếu cho khu vực nội ô Thị
trấn Tràm Chim.

1

SVTH: Đỗ Phúc Thiện
MSSV: 1548075

Đề Cương Luận Văn
Trục chính: Dây dẫn trục chính: 3xACX-240 + AC - 185; 3xACX-185 + AC - 120;
3xACX-240 + AC - 120;
Trong đó:
- 160 nút
- 1 nguồn
- 38 máy biến áp lớn, nhỏ
- 69 đường dây
- 52 Switches
- 77 phụ tải

2

SVTH: Đỗ Phúc Thiện
MSSV: 1548075


Đề Cương Luận Văn

Chương II: SỬ DỤNG ETAP XÂY DỰNG
PHÁT TUYẾN 473-TN
2.1 Chương trình ETAP
2.1.1. Tổng quát về chương trình ETAP
ETAP là sản phẩm của công ty Operation Teachnology, Inc (OTI). ETAP được ra đời
ngay từ những buổi đầu tiền khi máy tính điện toán bắt đầu được sử dụng để hỗ trợ công
việc.
ETAP là một phần miềm chuyên về thiết kế lưới điện, tính toán các thông số của một
lưới điện tĩnh.

Phần miềm ETAP được sử dụng trong các tình toán liên quan tới các bài toán hệ thống
điện chủ yếu như sau:
-

Bài toán phân bố công suất (Load Flow Analysis)
Bài toán ngắn mạch (Short-Circuit Analysis)
Bài toán phối hợp các thiết bị bảo vệ (Star-Protective Device Coordination)
Bài toán phân bố công suất tối ưu (Optimal Power Flow Analysis)
Bài toán đặt tụ bù tối ưu (Optimal Capacitor Placement)

2.1.2 Các thành phần và giao diện của ETAP
ETAP là một giải pháp toàn diện cho việc thiết kế, mô phỏng, phân tích hệ thống
điện trong quá trình phát điện, truyền tải, phân phối và điện công nghiệp.

3

SVTH: Đỗ Phúc Thiện
MSSV: 1548075


Đề Cương Luận Văn
Hình 2.1
ETAP cung cấp tất cả các hệ thống và các giao diện để giúp người sử dụng có thể mô
hình hóa và phân tích tất cả các vấn đề của hệ thống điện, từ các hệ thống điều khiển đến
các bảng điều khiển, cũng như các lưới điện truyền tải và phân phối lớn.
2.1.3 Quản lý dữ liệu trong ETAP
ETAP thiết lập một hệ thống điện trong một dự án riêng. Trong dự án này, ETAP tạo
ra ba thành phần chính của hệ thống:
- Hiển thị (Presentation)
- Cấu hình (Configuration)

- Dữ liệu hiệu chỉnh (Revision Data)
Ba thành phần hệ thống này được tổ chức ở dạng trực giao để cung cấp khả năng và
độ linh hoạt cao cho việc xây dựng và thao tác dự án ETAP.
2.1.4 Phân cấp quản lý trong ETAP
ETAP cung cấp chương trình bảo mật dựa trên hai tầng kiểm soát truy cập của người
dùng:
- Mức đầu tiên được điều khiển bởi hệ điều hành mà ETAP đang chạy
- Mức thứ hai là gán một hay nhiều cấp quyền truy cập cho một người dùng
được phân quyền cho từng dự án riêng lẻ.
2.1.5 Xuất kết quả
ETAP cho phép xem và in tất cả các kết quả tính toán của dự án hoặc các trường hợp
nghiên cứu trong báo cáo đầu ra sử dụng các định dạng Crystal Report.
-

Xem báo cáo đầu ra
Trình Quản lý Báo cáo
Xem tập tin đầu ra
Trình xem báo cáo

2.1.6 Các thư viện
Tập tin thư viện ETAP có tên ETAPLIB1260.LIB và nằm trong thư mục Lib.
2.1.7 Các thanh menu
-

Thanh công cụ File
Thanh công cụ Edit
Thanh công cụ View
Thanh công cụ Tool
4

SVTH: Đỗ Phúc Thiện
MSSV: 1548075


Đề Cương Luận Văn
- Thanh công cụ hệ thống
2.1.8 Các phần tử cơ bản của ETAP
 Nguồn (Power Grid)
 Máy biến áp (Transformer)
 Cáp (Cable)
 CB cao áp (High Voltage Circuit Breaker)
 Biến dòng (Current Transformer)
 Role bảo vệ quá dòng (Over Current Role)
 Cầu chì (Fuse)
 Động cơ (Motor)
2.1.9 Xây dựng sơ đồ đơn tuyến
Sau khi khởi động chọn New để tạo một Project mới, đặt tên, thông tin về dự án mới
này.
Thiết lập các tiêu chuẩn cho dự án:
 Standards: Chọn tiêu chuẩn chung cho thư viện. IEC hoặc ANSI. Chọn IEC.
 Frequency: Chọn tần số cho hệ thống. Chọn 50 theo tần số của Việt Nam.
 Unit Sytem: Chọn tiêu chuẩn. Chọn Metric.
 Date Format: Chọn định dạng ngày tháng.
Tóm tắt: chương này giới thiệu tổng quan về phần miềm ETAP cũng như các chức
năng của ETAP
2.1 Xây dựng mạng điện từ thông số có sẵn trên PSS/ADEPT
2.1.1 Thiết đặt các thông số
2.1.1.1 Xác định thư viện dây dẫn
2.1.1.2 Thiết lập đặc tính các phần tử trên sơ đồ
2.1.1.3 Xác định thông số cơ bản cho lưới điện

2.1.2 Tạo sơ đồ mạng điện
2.1.2.1 Nguồn
2.1.2.2 Tải
2.1.2.3 Dây dẫn
2.1.2.4 Nút
5

SVTH: Đỗ Phúc Thiện
MSSV: 1548075


Đề Cương Luận Văn
2.1.2.5 Tụ bù
2.1.2.6 Thiết bị đóng cắt
2.1.3 Báo cáo
2.1.3.1 Xem kết quả hiển thị ngay trên sơ đồ mạng điện
2.1.3.2 Xem kết quả hiện thị trên cửa sổ Report Manager
2.1.3.3 Xem và xuất kết quả tính toán

6

SVTH: Đỗ Phúc Thiện
MSSV: 1548075


Đề Cương Luận Văn

Chương III: PHÂN TÍCH PHÁT TUYẾN 473-TN
3.1 Phân bố công suất
3.1.1 Giới thiệu bài toán phân bố công suất

Khái niệm: Phân bố công suất, tính toán thông số điện áp, góc lệch pha các nút,...
mang ý nghĩa rất quan trọng trong việc tính toán và quy hoạch phát triển hệ thống điện.
Trong mô hình toán học, các nút trong hệ thống điện bao gồm:
- Nút cân bằng
- Nút máy phát
- Nút phụ tải
3.1.2 Cơ sở toán học giải phương trình phi tuyến
- Phương pháp Newton – Raphson
- Phép lặp Gauss – Seidel
3.1.3 Áp dụng các phương pháp giải bài toán PBCS
- Phân bố công suất bằng phương pháp Gauss – Seidel
- Phân bố công suất bằng phương pháp Newton - Raphson
3.1.4 Phân bố công suất trong ETAP
- Phương pháp Newton – Raphson có ưu điểm hơn về độ hội tụ, có tốc độ hội tụ
rất cao nếu chọn giá trị ban đầu tốt, thích hợp cho những mạng điện lớn.
- Phương pháp Adaptive Newton – Raphson là phương pháp Newton – Raphson
cải tiến, phương pháp này cải thiện độ hội tụ và trạng thái phân kỳ của phép lặp
Newton – Raphson trong một số trường hợp.
- Phương pháp Fast – Decoupled bắt nguồn từ phương pháp Newton – Raphson.
Phương pháp này làm giảm bộ nhớ cho máy tính khoảng một nữa cho với
phương pháp Newton – Raphson. Nó cũng giải quyết dòng công xuất cân bằng
sử dụng ít thời gian hơn phương pháp Newton – Raphson do không có ma trân
Jacobi không thay đổi.
- Phương pháp Accclerated Gauss-Seidel, phép lặp Gauss-Seidel có khả năng hội
tụ rất cao, được áp dụng để tính toán phân bố công suất trong những trường hợp
khả năng hội tụ là chưa biết trước.
3.1.5 Giới thiệu chức năng PBCS trong ETAP
- Thanh công cụ
7

SVTH: Đỗ Phúc Thiện
MSSV: 1548075


Đề Cương Luận Văn
-

Các tùy chỉnh trường hợp phân tích
Tùy chọn hiển thị
Xem kết quả mô phỏng
Phân tích kết quả phân bố công suất
Mô phỏng bằng ETAP
Kết quả mô phỏng từ ETAP
Phân tích kết quả

3.1.6 Giới thiệu pháp tuyến 473-Tam Nông
3.1.6.1 Nguồn: Pháp tuyến 473 – Tam Nông lấy điện từ trạm biến điện Tam
Nông 110/22kV – 40MVA
3.1.6.2 Dây dẫn: 3xACX-240 + AC - 185; 3xACX-185 + AC - 120;
3xACX-240 + AC - 120;
3.1.6.3 Máy biến áp:
3.1.7 Áp dụng tính toán phân bố công xuất cho mạng điện phân phối 473-TN: nhằm
phục vụ cho thiết kế và vận hành hệ thống điện như khảo sát hệ thống ở chế độ trước và sau
sự cố, điều chỉnh điện áp và công suất, vận hành kinh tế hệ thống điện...
3.2 Bù công suất phản kháng
3.2.1 Lý thuyết bù kinh tế
3.2.2 Xác định vị trí đặt tụ bù
3.2.2.1 Các lợi ích của việc lắp tụ bù
- Giảm được công suất tác dụng yêu cầu ở chế độ cực đại của hệ thống
điện, do đó giảm được dự trữ công suất tác dụng;

- Giảm nhẹ tải của máy biến áp trung gian và đường trục trung áp do
giảm được yêu cầu công suất phản kháng;
- Giảm được tổn thất điện năng;
- Cải thiện chất lượng điện áp trong lưới phân phối.
3.2.2.1 Lý thuyết tính toán dung lượng bù
3.2.1 Ứng dụng phần miềm ETAP tính toán bù công xuất phản kháng cho mạng điện
phân phối 473-Tam Nông

- Giải phân bố công suất bằng phần mềm ETAP để biết: Điện áp pha tại các nút,
góc bao nhiêu độ, sụt áp các pha là bao nhiêu, công suất tác dụng và công suất phản

8

SVTH: Đỗ Phúc Thiện
MSSV: 1548075


Đề Cương Luận Văn
kháng trên các nhánh là bao nhiêu, tổn thất công suất tác dụng và công suất phản kháng
trên đường dây.
- Ngoài ra, còn biết được tổn thất công suất tác dụng và công suất phản kháng
máy biến áp, có thể phân tích những giá trị điện áp tại mỗi nút theo đồ thị điện
áp và biết được pha nào sụt áp nhiều nhất.
- Đồng thời còn giải bài toán phân bố công suất có hệ thống năng lượng mặt trời
kết nối lưới. Qua đó tiến hành phân tích tổn thất, đánh giá nguồn năng lượng
mặt trời ảnh hưởng đến tổng tổn thất của mạng, đưa ra được các vị trí kết nối
và công suất đặt mà ở đó tổn thất là nhỏ nhất.
3.3 Tính toán ngắn mạch
3.3.1 Giới thiệu tiêu chuẩn IEC 60909
Tiêu chuẩn IEC 60909 được giới thiệu nhằm cung cấp những hướng dẫn và thông tin

cần thiết cho công tác kiểm tra các thiết bị, khả năng đảm bảo an toàn cho hệ thống...
Tiêu chuẩn IEC giải quyết việc tính toán dòng ngắn mạch cân bằng và không cân bằng.
Nhìn chung, dòng ngắn mạch được tính như sau:
- Chọn dòng ngắn mạch cực đại để chọn thiết bị;
- Dòng ngắn mạch cực đại cực tiểu để lựa chọn cầu chì, cài đặt thiết bị bảo vệ và
kiểm tra khả năng chạy lấy đà của động cơ.
Dòng ngắn mạch là một hàm số theo thời gian từ lúc ngắn mạch cho đến khi dòng ngắn
mạch bị loại trừ, nó cũng biến thiên theo giá trị tức thời của điện áp tại thời điểm bắt đầu ngắn
mạch.
3.3.2 Phương pháp tính toán
3.3.3 Đặc điểm dòng ngắn mạch
- Ngắn mạch trong hệ thống điện chỉ hiện tượng các dây dẫn pha chạm nhau,
chạm đất (trong hệ thống điện có trung tính nối đất) hoặc chạm dây trung tính.
Lúc ngắn mạch xảy ra, tổng trở của hệ thống giảm đi, các đại lượng mạch, điện
áp và dòng điện sẽ bị thay đổi và mạch trải qua quá trình quá độ đến xác lập.
- Ngắn mạch trong hệ thống điện được chia thành: ngắn mạch ba pha đối xứng
và ngắn mạch không đối xứng.
3.3.3.1 Các nguồn dòng ngắn mạch
Khi xác định dòng ngắn mạch ta phải quan tâm tất cả các nguồn dòng ngắn mạch có
thể có. Các nguồn dòng ngắn mạch đó là: các máy phát, động cơ (cảm ứng và đồng bộ), nguồn
hệ thống.
9

SVTH: Đỗ Phúc Thiện
MSSV: 1548075


Đề Cương Luận Văn

3.3.3.2 Phân loại cách nguyên nhân gây ra sự cố

- Ngắn mạch ba pha N(3): Nguyên nhân gây ra ngắn mạch là do cả ba pha đồng thời chạm
nhau. Dạng ngắn mạch này rất ít xảy ra, tuy nhiên dòng sự cố do chúng gây ra rất lớn.
Điện áp ngắn mạch của ba pha đều bằng 0 và dòng ngắn mạch trong ba pha đối xứng
lệch nhau một góc 120o. Vì vậy chỉ cần khảo sát trên một pha và suy ra các pha khác.

- Ngắn mạch hai pha chạm nhau N(2) : Dòng ngắn mạch hai pha chạm nhau sinh ra dòng
ngắn mạch chu kỳ ban đầu nhỏ hơn dòng ngắn mạch ba pha. Tuy nhiên giá trị đó có thể
lớn hơn giá trị dòng ngắn mạch ba pha khi ngắn mạch xảy ra gần máy điện đồng bộ hoặc
không đồng bộ có cùng công suất.

- Ngắn mạch hai pha chạm đất N(1,1): Tương tự ngắn mạch hai pha chạm nhau, dòng ngắn
mạch sinh ra dòng ngắn mạch chu kỳ ban đầu có giá trị nhỏ hơn dòng ngắn mạch ba pha.
Tuy nhiên giá trị đó có thể lớn hơn giá trị dòng ngắn mạch ba pha khi ngắn mạch xảy ra
gần máy điện đồng bộ hoặc không đồng bộ có cùng công suất.

- Ngắn mạch một pha chạm đất N(1): Đây là loại ngắn mạch thường xảy ra nhất, chiếm
khoảng 70% trong tổng số các loại sự cố. Hệ thống có trung tính không nối đất vẫn làm
việc bình thường khi xảy ra chạm đất tại điểm thứ nhất và chỉ nguy hiểm khi xảy ra chạm
đất tại điểm thứ hai. Hệ thống có trung tính nối đất trực tiếp thì dòng điện chạm đất rất
lớn có khi lớn hơn cả dòng điện ngắn mạch 3 pha.
3.3.4 Tính toán ngắn mạch đối xứng
Trong hệ thống điện ba pha cân bằng, ngắn mạch đối xứng chính là ngắn mạch ba pha
hay ngắn mạch ba pha chạm
3.3.4.1 Phương pháp đơn vị có tên
Trong phương pháp này, các đại lượng như dòng, áp, công suất, tổng trở đều được biểu
diễn theo đúng đơn vị của chúng.
3.3.4.2 Phương pháp đơn vị phần trăm

10

SVTH: Đỗ Phúc Thiện
MSSV: 1548075


Đề Cương Luận Văn
Tính toán một hệ thống điện bằng phương pháp phần trăm khác so với phương pháp
đơn vị tương đối bởi hệ số 100 (Giá trị phần trăm = 100 x giá trị đơn vị tương đối). Phương
pháp này không được sử dụng tính toán nhiều trong hệ thống điện do nó dẫn đến những sai
số đơn giản.
3.3.4.3Phương pháp đơn vị tương đối
Trong đơn vị tương đối có bốn đại lượng cơ bản:
- Công suất cơ bản (kVAcb);
- Điện áp cơ bản (kVcb);
- Dòng điện cơ bản (Icb);
- Tổng trở cơ bản (Zcb).
Mối quan hệ giữa các giá trị cơ bản, giá trị đơn vị tương đối (đvtđ) và giá trị thực được xác
định như sau:
- Giá trị đơn vị tương đối = (Giá trị thực của đại lượng)/ (Giá trị cơ bản của đại
lượng).
- Giá trị đơn vị tương đối = (Giá trị phần trăm)/ 100
3.3.5 Tính toán ngắn mạch bất đối xứng
Chúng ta biết rằng ngắn mạch bất đối xứng có các dạng sau: ngắn mạch một pha chạm đất,
ngắn mạch hai pha chạm nhau, ngắn mạch hai pha chạm đất.
3.3.6 Các thành phần đối xứng cơ bản
Các thành phần đối xứng cho biết số pha không cân bằng, cũng như dòng điện và điện áp
được thay thế bởi ba thành phần đối xứng gồm:
- Thành phần thứ tự thuận
- Thành phần thứ tự nghịch
- Thành phần thứ tự không

3.3.6.1 Quan hệ thành phần bất đối xứng và các đại lượng pha
3.3.6.2 Thành phần thứ tự theo đại lượng pha
3.3.6.3 Cách tính dòng và áp thứ tự pha
11

SVTH: Đỗ Phúc Thiện
MSSV: 1548075


Đề Cương Luận Văn
3.3.6.4 Tính toán ngắn mạch hai pha chạm nhau 𝑁 (2)
3.3.6.5 Tính toán ngắn mạch một pha chạm đất 𝑁 (1)
3.3.6.6 Tính toán ngắn mạch hai pha chạm đất 𝑁 (1,1)
3.3.7 Ứng dụng tính tay và ETAP tính toán ngắn mạch cho tuyến dây 473-TN: nhằm
phục cho việc cài đặt, lựa chọn các thiết bị bảo vệ cho các phần tử trong hệ thống, biết được
hệ thống lưới điện của mình vận hành như thế nào.

12

SVTH: Đỗ Phúc Thiện
MSSV: 1548075


Đề Cương Luận Văn

Chương IV: KIỂM TRA PHỐI HỢP BẢO VỆ CÁC
THIẾT BỊ TRÊN PHÁT TUYẾN 473-TN
4.1 Giới thiệu các thiết bị bảo vệ
4.1.1 Cầu chì
Cầu chì là các thiết bị bảo vệ đơn giản nhất đang dùng để bảo vệ quá dòng trên hệ

thống phân phối. Chức năng đầu tiên của cầu chì được sử dụng là các dây chảy rẻ tiền đặt
trong mạch điện. Các dây chảy này sẽ mở, ngắt các quá dòng điện và bảo vệ thiết bị tránh quá
tải và ngắn mạch. Ngoài ra, các cầu chì còn dùng để phân đoạn đường dây.
Phân loại:
- Cầu chì tự rơi
- Cầu chì chân không
- Cầu chì giới hạn dòng
4.1.2 Role và máy cắt
Rơle là một thiết bị dùng để nhận biết dòng sự cố, định thời gian và đóng trở lại, nói
chung là điều khiển việc vận hành của máy cắt. Các rơle là các thiết bị bên ngoài máy cắt và
bản thân máy cắt không có khả năng nhận biết được sự cố.
Máy cắt thường được sử dụng ở các trạm trong các ứng dụng bảo vệ quá dòng của hệ thống
lưới điện phân phối.
4.1.3 Máy cắt tự đóng lại (Recloser)
Máy cắt tự động đóng lại (Recloser) là thiết bị hợp bộ chứa trong đó một mạch cần
thiết để cảm nhận được quá dòng, thời gian xảy ra quá dòng, ngắt được quá dòng và tự động
đóng lại để kích hoạt lại đường dây.
4.2 Phối hợp bảo vệ
4.2.1 Cầu chì – cầu chì
Nguyên tắc phối hợp thời gian giữa hai dây chì là thời gian cắt tổng của dây chì dưới
không được lớn hơn 75% thời gian nóng chảy cực tiểu của dây chì trên. Hệ số 75% được sử
dụng đề bù cho những yếu tố ảnh hưởng đến tính chọn lọc của cầu chì như phụ tải trước sự
cố, nhiệt độ môi trường xung quanh, thời gian hồ quang và các yếu tố khác.
tct-dc2 < 0,75tnc-min-dc1
Với: tct-dc2 – thời gian cắt tổng của dây chì dưới
13

SVTH: Đỗ Phúc Thiện
MSSV: 1548075

Đề Cương Luận Văn
tnc-min-dc1 – thời gian nỏng chảy cực tiểu của dây chì trên.
4.2.2 Rơle quá dòng điện –cầu chì
Phối hợp bảo vệ rơle quá dòng điện –cầu chì
Bậc thời gian khi rơle là rơle điện cơ:
Δt = tR – tdc = 0,3 s
Bậc thời gian khi rơle là rơle kỹ thuật số:
Δt = tR – tdc = 0,2 s
Với:

tR – thời gian tác động của rơle
tdc – thời gian tác động tổng của dây chảy.

Chọn rơle kỹ thuật số để tính toán các chương sau:
Δt = 0,2 s
4.3 Kiểm tra phối hợp các thiết bị bảo vệ trên phát tuyến 473-TN bằng phần miềm ETAP có
thỏa điều kiện phối hợp bảo vệ. Nếu không thỏa đưa ra hướng khắc phục.

14

SVTH: Đỗ Phúc Thiện
MSSV: 1548075


Đề Cương Luận Văn

Chương V: HỆ THỐNG NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
5.1 Tổng quan
5.1.1 Tìm hiểu về mặt trời

- Mặt trời là một khối hình cầu có đường kính 1,390.106 km (lớn hơn 110 lần so
với đường kính Trái Đất), cách xa Trái Đất 150.106 km.
- Khối lượng Mặt trời khoảng 2,1030 kg.
- Nhiệt độ T trung tâm Mặt trời thay đổi trong khoảng từ 10.106 K đến 20.106 K
- Tổng công suất bức xạ điện từ là 3,8.1020 MW.
- Ở ngoài khí quyển Trái Đất cường độ bức xạ mặt trời có giá trị E = 1.367kW/m2
và được gọi là hằng số mặt trời. Nhưng khi đi qua lớp khí quyển Trái Đất, do bị hấp
thụ và tán xạ, nên năng lượng mặt trời bị giảm khoảng 30%
5.1.2 Tiềm năng về năng lượng mặt trời ở Việt Nam và thế giới
Việt Nam là một trong các quốc gia có tiềm năng đáng kể về năng lượng mặt trời, phía
Bắc bình quân có khoảng từ 1.800 − 2.100 giờ nắng/năm, phía Nam (từ Đà Nẵng trở vào)
bình quân từ 2.000 − 2.600 giờ nắng/năm.
Số liệu về bức xạ mặt trời ở Việt Nam
Vùng
Đông Bắc
Tây Bắc
Bắc Trung Bộ
Tây Nguyên và
NamTrung Bộ
Nam Bộ
Trung bình cả
nước

Ứng dụng

Giờ nắng
trong năm
1600-1750
1750-1800

1700-2000
2000-2600

Cường độ bức xạ mặt
trời (kWh/m2/ngày)
3.3-4.1
4.1-4.9
4.6-5.2
4.9-5.7

Trung bình
Trung bình
Tốt
Rất tốt

2200-2500
1700-2500

4.3-4.9
4.6

Rất tốt
Tốt

Bảng 4.1: Số liệu về bức xạ mặt trời ở Việt Nam

15

SVTH: Đỗ Phúc Thiện
MSSV: 1548075

Đề Cương Luận Văn
5.2 Tổng quan về hệ thống pin mặt trời
5.2.1 Giới thiệu về pin mặt trời
5.2.1.1 Định nghĩa
Pin mặt trời hay còn gọi là pin quang điện là thiết bị ứng dụng hiệu ứng quang điện
trong bán dẫn (quang dẫn) để tạo ra dòng điện từ năng lượng của ánh sáng mặt trời.
5.2.1.2 Phân loại
Loại pin mặt trời hay được sử dụng nhất hiện nay là loại sử dụng silic tinh thể
5.2.1.3 Diode dung mối nối p-n
Bản chất pin quang điện là một diode dung mối nối P-N.
5.2.2 Đặc tình làm việc của pin mặt trời
5.2.2.1 Mạch tương đương chính xác của tế bào quang điện
Mạch tương đương với Rsh mắc song song :

Hình 5.1: Mạch tương đương với Rsh mắc song song
Mạch tương đương với RS mắc nối tiếp:

Hình 5.2: Mạch tương đương với RS mắc nối tiếp

16

SVTH: Đỗ Phúc Thiện
MSSV: 1548075


Đề Cương Luận Văn
Mạch tương đương của PV gồm RS mắc nối tiếp và Rsh mắc song song:

Hình 5.3: Mạch tương đương của PV gồm RS mắc nối tiếp và Rsh mắc song song
5.2.2.2 Các cách ghép nối nhiều tấm pin
Ghép nối tiếp:

Hình 5.4
Ghép song song:

Hình 5.5

17

SVTH: Đỗ Phúc Thiện
MSSV: 1548075


Đề Cương Luận Văn
5.2.2.3 Đặc tuyến I-V

Hình 5.6
5.2.2.4 Tác động của nhiệt độ và cường độ bức xạ
Thông số pin mặt trời thường được cho ở điều kiện thử nghiệm tiêu chuẩn – Standard
Test Condition (STC) : 1kW/m2, phổ bức xạ mặt trời AM1.5, nhiệt độ trên tế bào 250C
NOTC ( Normal operating cell temperature ) ở 200C, 800W/m2, tốc độ gió 1m/s
5.2.2.5 Tác động do bóng râm
Hiện tượng bóng râm được định nghĩa khi PV bị che phủ một phần mà có thể gây ra
các ảnh hưởng nghiêm trọng đến hiệu suất của PV. Giả sử một PV trong một dãy PV bị che
khuất.

18

SVTH: Đỗ Phúc Thiện
MSSV: 1548075


Đề Cương Luận Văn
Hình 4.4 Module PV khi được chiếu sang (a) và khi bị che khuất 1 phần (b)
4.2.3 Hệ thống pin mặt trời

- Hệ thống pin mặt trời sẽ nhận bức xạ mặt trời và chuyển hóa thành nguồn điện
một chiều (DC). Nguồn điện DC này sẽ được chuyển đổi thành nguồn điện xoay chiều
(AC) thông qua Grid Tie Inverter (bộ chuyển đổi điện nối lưới). Với bộ chuyển đổi
này sẽ đảm bảo nguồn năng lượng được tạo ra từ hệ pin mặt trời sẽ được chuyển đổi ở
chế độ tốt nhất nhằm tối ưu hóa nguồn năng lượng từ hệ pin mặt trời và cung cấp điện
năng cho tải.
- Bên cạnh đó việc inverter có chế độ thông minh, tự dò tìm và đồng bộ pha nhằm
kết nối giữa điện năng tạo ra từ hệ pin mặt trời và điện lưới.
- Chế độ làm việc thông minh của bộ inverter với việc ưu tiên sử dụng lượng điện
năng từ hệ pin mặt trời để cung cấp trực tiếp cho tải sử dụng sẽ giúp tối ưu hóa năng
lượng từ hệ pin mặt trời
5.3 Kết lưới hệ thống pin mặt trời vào mạng điện 473-TN
Nguyên lý hoạt động hệ thống hòa lưới: điện thu được từ tấm pin (Solar Panel) là điện 1
chiều, qua bộ hòa lưới (Grid Tie Inverter), có chức năng đổi từ điện DC – AC cùng pha cùng
tần số với điện lưới, sau đó hệ thống sẽ hòa chung với điện lưới:

- Khi công suất hòa lưới bằng công suất tải thì tải tiêu thụ điện hoàn toàn từ pin mặt trời.
- Khi công suất tải tiêu thụ lớn hơn công suất hòa lưới thì tải sẽ lấy thêm lưới bù vào.
- Khi công suất tải tiêu thụ nhỏ hơn công suất hòa lưới thì điện từ bộ hòa lưới sẽ trả ra
lưới.
Khi thiết kế hệ thống hòa lưới (cho đến hiện tại) thì thiết kế sao cho công suất hòa lưới ≤
công suất tải tiêu thụ.

5.4 Kiểm tra ảnh hưởng của hệ thống pin mặt trời đối với phát tuyến 473-TN

- Về điện áp: Lần lượt đặt hệ thống pin mặt trời tại 160 nút, nhận xét ảnh hưởng điện áp
tại nút.
- Tổn thất: Tìm vị trí và dung lượng hệ thống pin mặt trời sao cho tổn thất là nhỏ nhất
Kết luận: Khảo sát tìm vị trí và công suất tối ưu nhằm mục đích giảm tối thiểu tổn thất mà
mạng điện có thể đạt được. Qua đó làm tiền đề cho quy hoạch, xây dưng hệ thống năng lượng
mặt trời có thể kết nối với mạng phân phối một các hiệu quả, thu hút sự đầu tư tư nhân vào
hệ thống năng lượng mặt trời. Đồng thời tiết kiệm được khoảng năng lượng tổn thất cho mạng
phân phối.

19

SVTH: Đỗ Phúc Thiện
MSSV: 1548075


Đề Cương Luận Văn

Trong khuôn khổ luận văn, em đã trình bày được các vấn đề sau đây:

-

Chương I: Giới thiệu phát tuyến 473-TN
Chương II: Sử dụng ETAP xây dựng phát tuyến 473-TN
Chương III: Phân tích phát tuyến 473-TN
Chương IV: Kiểm tra phối hợp bảo vệ các thiết bị trên phát tuyến 473-TN
Chương V: Hệ thống năng lượng mặt trời

Trong luận văn này em sẽ tập trung vào kiểm tra ảnh hưởng của hệ thống pin mặt trời

đối với phát tuyến 473-TN về điện áp và tổn thất công suất.

Kết quả đạt dược:

- Một bộ tài liệu luận văn tốt nghiệp
- Một phát tuyến thực tế dùng trên ETAP

Tài liệu tham khảo
1) Hệ thống điện Truyền tải và phân phối. Nhà Xuất Bản Đại Học Quốc Gia TP. Hồ Chí
Minh.
2) ETAP và ứng dụng trong phân tích hệ thống điện. Nhà Xuất Bản Bản Đại Học Quốc Gia
TP. Hồ Chí Minh.
3) Thiết kế bảo vệ mạng điện phân phối có ứng dụng phần miềm ETAP. Nhà Xuất Bản Đại
Học Quốc Gia TP. Hồ Chí Minh.

20

SVTH: Đỗ Phúc Thiện
MSSV: 1548075