Tính toán, đánh giá ảnh hưởng của việc đóng cắt kháng bù ngang đến chế độ vận hành của lưới điện 500kv (tt)

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯

VŨ NGỌC LINH

TÍNH TỐN, ĐÁNH GIÁ ẢNH HƢỞNG
CỦA VIỆC ĐĨNG CẮT KHÁNG BÙ NGANG ĐẾN
CHẾ ĐỘ VẬN HÀNH CỦA LƢỚI ĐIỆN 500KV

C
C
R
UT.L

D

Chuyên ngành: Kỹ thuật điện
Mã số: 8520201

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Đà Nẵng - Năm 2020


Cơng trình được hồn thành tại:
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS. Ngô Văn Dƣỡng

Phản biện 1: PGS.TS. Lê Đình Dƣơng

Phản biện 2: TS. Lê Đức Tùng

C
C
R
UT.L

D

Luận văn đã được bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt
nghiệp thạc sĩ chuyên ngành Kỹ thuật điện họp tại trường Đại
học Bách khoa vào ngày 18 tháng 7 năm 2020.

Có thể tìm hiểu luận văn tại:
 Trung tâm học liệu và truyền thông tại Trường Đại học Bách
khoa - Đại học Đà Nẵng.
 Thư viện Khoa Điện, Trường Đại học Bách khoa – ĐHĐN.


1
MỞ ĐẦU
1. Lý do lựa chọn đề tài
Việc điều chỉnh, ổn định điện áp trên lưới điện 500kV là cực
kỳ quan trọng. Trước đây việc điều chỉnh điện áp trên hệ thống điện
Việt Nam thông qua việc điều chỉnh nấc phân áp của các MBA hoặc
các nhà máy điện lớn có nhiệm vụ điều chỉnh cơng suất phản kháng
trên lưới như Hịa Bình, Ialy, Đa Nhim, Trị An…
Trước năm 2016, trên lưới điện 500kV các đường dây dài đều
được trang bị các Kháng bù ngang (KBN) để tiêu thụ công suất phản
kháng do dung dẫn đường dây sinh ra. Tuy nhiên, các KBN này được

đấu nối với hệ thống thông qua các DCL nên được xem như 1 phần
tử cố định của đường dây.
Hiện nay, trên hệ thống điện 500kV Việt Nam hầu hết các
KBN đều được trang bị máy cắt kháng. Với tiêu chí lắp đặt máy cắt
kháng để đáp ứng nhanh yêu cầu điều chỉnh điện áp trên đường dây
500kV thuộc các trạm 500kV cuối nguồn theo chiều truyền tải Bắc –
Nam. Ngoài ra, việc trang bị máy cắt kháng nhắm đến các mục tiêu,
cụ thể như sau:
- Nâng cao khả năng linh hoạt trong điều chỉnh điện áp trên hệ
thống điện nói chung và lưới điện 500kV nói riêng.
- Đảm bảo an tồn cho các thiết bị khi thực hiện việc đóng cắt
kháng bù ngang.
- Đảm bảo an toàn cho các thiết bị khi tách kháng bù ngang
trong trường hợp sự cố.
Việc vận hành đóng/cắt máy cắt kháng bù ngang 500kV là

C
C
R
UT.L

D

thao tác thường xuyên nhằm mục đích điều chỉnh lượng cơng suất
phản kháng sinh ra trong q trình truyền tải của đường dây 500kV,
qua đó điều chỉnh điện áp cho một vùng nhất định.
- Quá trình đóng cuộn kháng bù ngang có thể gây ra các dòng


2

xung kích có độ khơng đối xứng cao với hằng số thời gian lớn. Biên
độ của dịng xung kích phụ thuộc hồn tồn vào dải tuyến tính của
lõi từ cuộn kháng. Nhờ có khe hở khơng khí trong lõi từ nên lõi từ sẽ
khơng bị bão hịa. Mặc dù có biên độ giới hạn, nhưng dịng xung
kích vẫn có những tác động khơng mong muốn. Nó có thể làm bão
hịa cuộn dây biến dịng điện do dịng thứ tự khơng làm rơ le tác
động nhầm hoặc gây nhiễu loạn cho hệ thống.
Ngồi ra, kháng điện là một cuộn dây có hệ số điện cảm lớn
nên trong quá trình vận hành có tích trữ một năng lượng lớn, nếu thời
điểm cắt cực máy cắt trước khi dòng điện qua kháng biến thiên qua
trị số không sẽ xảy ra hiện tượng giải phóng năng lượng từ cuộn
kháng gây quá điện áp nội bộ và mồi dẫn trở lại trong buồng cắt của
máy cắt.
Quá trình cắt máy cắt kháng bù ngang, thời điểm các cực máy
cắt mở ra có tính chất ngẫu nhiên cho nên có thể có một số lần thao
tác xảy ra trường hợp thời điểm cực máy cắt mở ra trước thời điểm
dịng điện qua kháng qua trị số khơng, điện áp dao động của kháng
sẽ có biên độ cao hơn điện áp lưới và có thể gây ra hiện tượng quá
điện áp dốc đứng.
Với lí do ở trên cho thấy việc nghiên cứu đề tài “Tính tốn,

C
C
R
UT.L

D

đánh giá ảnh hưởng của việc đóng cắt kháng bù ngang đến chế độ
vận hành của lưới điện 500kV” là một yêu cầu mang tính cấp thiết

để tìm ra ngun nhân gây hư hỏng thiết bị và sự ảnh hưởng đến hệ
thống điện 500kV khi thao tác đóng cắt kháng bù ngang và đề xuất
các giải pháp an toàn cho thiết bị và hệ thống.
2. Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu
- Tính tốn, phân tích tìm ngun nhân gây hư hỏng thiết bị
khi thực hiện thao tác kháng bù ngang và cô lập sự cố nội bộ kháng.
- Đề xuất giải pháp hạn chế các ảnh hưởng của q trình đóng


3
cắt kháng bù ngang đến thiết bị và chế độ vận hành của lưới điện
500kV.
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
- Hệ thống truyền tải điện 500kV Việt Nam
- Các kháng bù ngang và thiết bị đóng cắt (máy cắt kháng)
500kV.
Q trình q độ khi đóng cắt kháng điện đang làm việc trên
các đường dây truyền tải điện 500kV.
4. Phƣơng pháp nghiên cứu
- Xây dựng lưới điện truyền tải 220kV – 500kV Việt Nam trên
phần mềm EMTP-RV, có cấu hình, mơ hình hóa phù hợp thực tế với
lưới điện 2020.
- Sử dụng phương pháp mơ hình mơ phỏng, tính tốn đóng/cắt
máy cắt kháng trường hợp vận hành bình thường và cô lập sự cố
kháng. Trên cơ sở kết quả mơ phỏng, phân tích đánh giá các ảnh
hướng đến chế độ vận hành của lưới điện khi thao tác đóng cắt kháng
bù ngang và đề xuất giải pháp hạn chế ảnh hưởng của việc đóng cắt
kháng điện đến các thiết bị và hệ thống.

C

C
R
UT.L

D

5. Ý nghĩa khoa học và tính thực tiễn của đề tài
Kết quả đạt được của đề tài có thể áp dụng cho các kháng điện
trên đường dây truyền tải 500kV nhằm hạn chế các tác động không
tốt đối với thiết bị và hệ thống điện khi thực hiện đóng cắt kháng
điện.
6. Tên đề tài
Từ những lý do đã nêu ở trên, đề tài được chọn có tên là:
“Tính tốn, đánh giá ảnh hưởng của việc đóng cắt kháng bù
ngang đến chế độ vận hành của lưới điện 500kV”.
7. Bố cục đề tài
Với mục tiêu đề tài như trên, bố cục luận văn gồm các phần


4
sau:
Chương 1: Tổng quan về hệ thống truyền tải điện 500kV Việt
Nam và vai trò của các kháng bù ngang.
Chương 2: Cơ sở tính tốn phân tích hệ thống điện và phần
mềm tính tốn
Chương 3: Tính tốn, đánh giá ảnh hưởng của việc đóng cắt
kháng bù ngang đến chế độ vận hành của lưới điện 500kV Việt Nam.
Chương 4: Tính toán, đề xuất giải pháp hạn chế ảnh hưởng của
việc đóng cắt kháng bù ngang đến chế độ vận hành của lưới điện
500kV Việt Nam.

CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG TRUYỀN TẢI
ĐIỆN 500KV VIỆT NAM VÀ VAI TRÒ CỦA CÁC KHÁNG BÙ
NGANG
1.1 . Quá trình hình thành và phát triển hệ thống truyền tải
điện 500kV Việt Nam
- Ngày 27 tháng 5 năm 1994, lưới điện 500kV chính thức
được đưa vào vận hành với đường dây 500kV Bắc-Nam dài gần
1500km và các trạm biến áp 500kV Hịa Bình, Hà Tĩnh, Pleiku và
Phú Lâm với tổng công suất các trạm biến áp 500kV là 2700MVA,
là bước ngoặt quan trọng trong quá trình phát triển của lưới điện
truyền tải.
- Đến nay theo dữ liệu cập nhật từ EVNNPT, tính đến ngày
31/12/2019, tổng số km đường dây truyền tải là 25.858,94 km. Trong
đó, đường dây 500kV là 8.210.73km; đường dây 220kV là 17.648,21

C
C
R
UT.L

D

km. Tổng số TBA 500kV tính hến 31/12/2019 là 31 trạm với tổng
dung lượng là 34050 MVA.
1.2 . Hiện trạng hệ thống truyền tải điện khu vực miền
Trung - Tây Nguyên.


5
1.2.1. Kết cấu lưới điện miền Trung năm 2020:

a. Lưới điện truyền tải thuộc Công ty Truyền tải điện 2 quản
lý.
Tính đến thời điểm tháng 12 năm 2019 lưới truyền tải điện do
công ty Truyền tải điện 2 quản lý gồm: (Phụ lục 3)
- Trạm biến áp 500 KV: 3 trạm, tổng công suất 2250MVA.
- Trạm biến áp 220 KV: 13 trạm, tổng công suất 2625MVA.
- Đường dây 500 kV:
Tổng chiều dài 1227,8 km.
- Đường dây 220 kV:
Tổng chiều dài 1680,4 km
b. Lưới điện truyền tải thuộc Công ty Truyền tải điện 3 quản
lý.
Tính đến thời điểm tháng 12 năm 2019 lưới truyền tải điện do
công ty Truyền tải điện 3 quản lý gồm:
- Trạm biến áp 500 KV: 5 trạm, tổng công suất 4800 MVA.
- Trạm biến áp 220 KV: 11 trạm , tổng công suất 2938 MVA.
- Đường dây 500 kV: 1619,772 km.
- Đường dây 220 kV: 3083,267 km.

C
C
R
UT.L

D

1.2.2 . Tình hình tiêu thu điện.
1.2.3 . Hiện trạng kháng và vấn đề trong quá trình vận hành
kháng bù ngang.
Tính đến hết năm 2019, hệ thống điện 500kV có tất cả 30

trạm biến áp với tổng dung lượng là 33300 MVA. Các trạm biến áp
500kV được liên kết với nhau bằng 84 mạch đường dây 500kV với
tổng chiều dài đường dài trên 8036km. Các đường dây dài liên kết
miền có trang bị 22 tụ bù dọc với tổng dung lượng bù đạt 641.5 Ω.
Ngoài ra, trên các đường dây 500kV cịn trang bị 62 kháng bù ngang,
trong đó có 54 kháng bù ngang có đóng cắt với tổng dung lượng đạt
5997MVAr (5411 MVAr kháng bù ngang có đóng cắt đạt tỷ lệ 90%).
Như vậy, với chiều dài đường dây là 8036km, tổng dung lượng bù


6
đạt khảng 80% công suất phảng kháng sinh ra trên các đường dây có
trang bị kháng bù ngang.
1.3 . Cấu tạo và nguyên lý làm việc của Kháng bù ngang.
1.3.1 . Cấu tạo.
1.3.2 . Nguyên lý làm việc.
1.4 . Các thơng số chính cảu các KBN và MC kháng.
1.4.1. Tại trạm biến áp 500kV Pleiku
Tại trạm biến áp 500kV Pleiku hiện đang quản lý vận hành 06
đường dây 500kV trong đó có 03 đường dây được trang bị kháng bù
ngang, tụ bù dọc và 01 kháng bù ngang thanh cái để phục vụ cho
việc điều chỉnh điện áp và cân bằng công suất phản kháng, cụ thể:
- Kháng điện KH502 – 3x58 MVAr đường dây 500kV Pleiku
– ĐăkNông.
- Kháng điện KH505 – 3x90 MVAr đường dây 500kV Pleiku
– Di Linh.
- Kháng điện KH508 – 127,8 MVAr đường dây 500kV
Pleiku – Dốc Sỏi.
- Kháng thanh cái C52 KH592 – 128 MVAr.

C
C
R
UT.L

D

1.4.2. Tại trạm biến áp 500kV Pleiku 2.
Tại trạm biến áp 500kV Pleiku 2 hiện đang quản lý vận hành
04 đường dây 500kV trong đó có 03 đường dây được trang bị kháng
bù ngang, tụ bù dọc và 01 kháng bù ngang thanh cái để phục vụ cho
việc điều chỉnh điện áp và cân bằng công suất phản kháng, cụ thể
như sau:
- Kháng điện KH503, KH504 – 3x63 MVAr của 02 đường
dây 500kV Pleiku 2 – Cầu Bông.
- Kháng ��iểm mở máy cắt được xác định như sau:
 Thời điểm mở pha đầu tiên (giả sử là pha a) được phân bố


13
theo luật phân bố đều như sau:
- Luật phân bố được sử dụng là luật phân bố đều:

TC  50  3
- Khoảng phân bố: TC+50±10 ms
Trong đó 3 là khoảng phân bố: 10ms
 Thời điểm mở các pha tiếp theo (pha b và pha c) được phân
bố theo luật Gaussian như sau:
- Luật phân bố được sử dụng là luật phân bố Gaussian:

Ta  3
- Khoảng phân bố: Ta±1.667 ms
- Trong đó 3 là khoảng phân bố bằng: 1.667 ms
3.3. Tính tốn trong q trình đóng, cắt MC kháng ở chế
độ vận hành bình thƣờng.
3.3.1. Tính tốn đối với trường hợp đóng cắt KBN KH502174MVAr.
Trường hợp mở máy cắt kháng K502

C
C
R
UT.L

D

1%
Loại tính tốn

5%

TRV

RRRV

TRV

RRRV

pu

kV/µs

pu

kV/µs

Close CB natural

1.48

0.57

1.42

0.61

Open CB natural

1.82

0.63

1.72

0.64

Trường hợp đóng máy cắt kháng K502
1%
Loại tính tốn

5%

TRV

RRRV

TRV

RRRV

pu

kV/µs

pu

kV/µs

Close CB natural

1.45

0.56

1.39

0.60

Open CB natural

1.78

0.62

1.69

0.63


14
3.3.2. tốn đối với trường hợp đóng cắt KBN KH508128MVAr.
Trường hợp mở máy cắt kháng K508
1%
Loại tính tốn

5%

TRV RRRV TRV RRRV
pu

kV/µs

pu

kV/µs

Close CB natural

1.52

0.36

1.47

0.68

Open CB natural

1.78

0.52

1.67

0.73

Trường hợp đóng máy cắt kháng K508
1%
Loại tính tốn

5%

TRV RRRV TRV RRRV
pu

kV/µs

pu

kV/µs

1.49

0.35

1.44

0.67

DUT

0.51

1.64

0.72

Close CB natural
Open CB natural

C
C
R
.L

1.74

3.3.3. Nhận xét:
- Với kết quả tính tốn trên cho thấy rằng trong q trình thao
tác đóng mở máy cắt kháng của kháng 500kV trong trường hợp vận

hành bình thường, phía trung tính kháng ln ln có hiện tượng q
áp trung tính kháng. Điều này về lâu về dải ảnh hưởng nhiều đến
cách điện trung tính kháng, tiềm ẩn nguy cơ gây hư hỏng kháng
trung tính.
3.4. Tính tốn đánh giá ảnh hƣởng của việc cắt Kháng bù
ngang ở chế độ sự cố.
Ngoài vấn đề vận hành hằng ngày thao tác kháng đã xét bên
trên, luận văn phân tính trường hợp máy cắt kháng thực hiện cắt khi
có sự cố nội bộ kháng.
3.4.1. Kịch bản mô phỏng:
Phân bố xác suất của thời điểm sự cố


15
Thời điểm sự cố được mô tả bằng phân bố xác suất như sau:
 Luật phân bố được sử dụng là luật phân bố đều:

TC  3

 Khoảng phân bố: 15±10 ms
Trong đó:
 TC là thời điểm sự cố: 15ms
 3 là khoảng phân bố:10ms
Đối với ngắn mạch 3 pha, đề nghị thời điểm xảy ra ngắn mạch
cả 3 pha là cùng một lúc.
Khi tính tốn, do thời điểm sự cố là ngẫu nhiên, vì vậy xác
suất để xảy ra sự cố tại một trong các thời điểm trong một chu kỳ tần
số cơng nghiệp (50Hz) là như nhau. Chính vì vậy phân bố xác suất
của thời điểm sự cố được sử dụng là phân bố đều trong khoảng thời
gian 1 chu kỳ, nghĩa là:

C
C
R
UT.L

1 1000
(1)
3  
 10ms
2 50
 Phân bố xác suất của thời điểm mở máy cắt
Thời điểm mở máy cắt được xác định như sau:
 Thời điểm mở pha đầu tiên (giả sử là pha a) được phân bố
theo luật phân bố đều như sau:
 Luật phân bố được sử dụng là luật phân bố đều:

D

TC  50  3
 Khoảng phân bố: TC+50±10 ms
Trong đó 3 là khoảng phân bố: 10ms
 Thời điểm mở các pha tiếp theo (pha b và pha c) được phân
bố theo luật Gaussian như sau:
 Luật phân bố được sử dụng là luật phân bố Gaussian:

Ta  3


16

 Khoảng phân bố: Ta±1.667 ms
 Trong đó 3 là khoảng phân bố bằng: 1.667 ms
Tương tư như vậy, thời điểm mở pha đầu tiên của máy cắt (khi
khơng có thiết bị lựa chọn thời điểm cắt) cũng có xác suất xảy ra như
nhau tại một trong các thời điểm trong khoảng thời gian 1 chu kỳ tần
số công nghiệp. Tuy nhiên, trong thực tế, để máy cắt thực hiện cắt
một sự cố, thông thường thời gian để thực hiện các thao tác nhỏ nhất
như sau:
 Thời gian phát hiện sự cố và gửi tín hiệu cắt:
Tdetec+telecom=10ms
 Thời gian truyển động cơ trong máy cắt:
Tmechanical=28ms
 Thời gian dập hồ quang:
Tarc=2ms
 Tổng thời gian:
Ttotal = Tdetec+telecom +
Tmechanical + Tarc = 40ms
Như vậy, phân bố xác suất của thời điểm mở pha đầu tiên của

C
C
R
UT.L

D

MC sẽ là: TC  50  10ms
Đối với các pha còn lại, theo tiêu chuẩn của IEC 62271-100
đối với việc vận hành mở máy cắt như sau: khi khơng có u cầu
đặc biệt, thời gian lệch nhau lớn nhất giữa các pha trong quá trình

vận hành mở không được vượt quá 1/6 chu kỳ tần số công nghiệp.
3.4.2. Kết quả tính tốn:


17
Bảng 3.4: Kết quả tính tốn TRV, RRRV cực đại cho MC K504 tại
TBA 500kV Pleiku 2
Loại sự
cố

Điể
m sự
cố

1%

5%

TR
V

RRR
V

Ihd

TR
V

RRR

V

Ihd

pu

kV/µs

kA

pu

kV/µs

kA

3 Pha

-

1.27

1.25

28.56

1.19

0.974

31.2

Pha Pha

-

1.8

20.87

26.94

1.81

19.21

29.5
3

Pha -Đất

-

1.65

13.41

21.12

1.71

15.24

22.8

3.4.3. Nhận xét.
Qua kết quả tính tốn tại mục trên nhận thấy với các trường
hợp sự cố khi cô lập sự cố bằng máy cắt kháng sẽ có giá trị RRRV
rất lớn đặt biệt trường hợp sự cố 2 pha và pha đất vượt ra khỏi tiêu

C
C
R
UT.L

D

chuẩn IEC 62271-100-2017. Vì vậy theo kết quả tính tốn cho thấy
nếu máy cắt kháng K504 cắt khi xảy ra sự cố ngăn mạch 2 pha và
pha đất sẽ có nguy cơ hư hỏng máy cắt.
3.5. Kết luận.
Qua kết quả mô phỏng quá trình đóng cắt kháng bù ngang trên
phần mềm EMTP-RV trong chế độ làm việc bình thường và khi có
sự cố trong kháng điện cho thấy:
- Khi thao tác đóng/ cắt máy cắt kháng ở chế độ vận hành bình
thường giá trị TRV và RRRV đều nằm trong giới hạn cho phép của
máy cắt kháng (theo tiêu chuẩn IEC 62271-100) cụ thể:
+ Giá trị TRV lớn nhất ghi nhận được là khi mở MC kháng
K502 là 1,82 pu ứng với 817 kVrms.
+ Giá trị RRRV lớn nhất ghi nhận được là khi mở MC kháng

K505 là 0,71 kV/ µs.
+ Tuy nhiên trong q trình mơ phỏng ghi nhận phía trung tính


18
các KBN thường xuyên xuất hiện quá điện áp. Điều này về lâu về dải
ảnh hưởng nhiều đến cách điện trung tính kháng, tiềm ẩn nguy cơ
gây hư hỏng kháng trung tính.
- Khi mơ phỏng dùng máy cắt kháng cắt cô lập sự cố kháng
(3 pha, pha-pha, pha-đất) kết quả cho thấy khi sự cố pha – pha, pha –
đất giá trị RRRV rất lớn đặt biệt trường hợp sự cố 2 pha và pha đất
vượt ra khỏi tiêu chuẩn thiết kế của các máy cắt kháng (IEC 62271100). Vì vậy theo kết quả tính tốn cho thấy nếu máy cắt kháng
K504 cắt khi xảy ra sự cố ngăn mạch 2 pha và pha đất sẽ có nguy cơ
nổ buồng cắt dẫn đến hư hỏng máy cắt, cụ thể:
+ Đối với 100 lần mô phỏng MC K504 cắt sự cố pha – pha
kháng điện KH504 có 1 lần giá trị RRRV đạt 20,87 kV/ µs, 5 lần giá
trị RRRV đạt 19,21 kV/ µs.
+ Đối với 100 lần mơ phỏng MC K504 cắt sự cố pha – đất
kháng điện KH504 có 1 lần giá trị RRRV đạt 13,41 kV/ µs, 5 lần giá
trị RRRV đạt 15,24 kV/ µs.
Để khắc phục các hạn chế nêu trên, trong chương 4 sẽ nghiên
cứu đề xuất giải pháp nâng cao độ tin cậy vận hành kháng bù ngang.

C
C
R
UT.L

D

CHƢƠNG 4: PHÂN TÍCH VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP NÂNG
CAO ĐỘ TIN CẬY VẬN HÀNH CHO KHÁNG BÙ NGANG
TRÊN LƢỚI ĐIỆN 500kV VIỆT NAM.
4.1. Đặt vấn đề
Như kết quả tính tốn ở chương 3, nhận thấy q trình thao tác
mở máy cắt hàng ngày có hiện tượng quá áp thao tác tại thiết bị
kháng trung tính, xét về lâu về dài điều này ảnh hưởng rất lớn đến
cách điện thiết bị kháng trung tính 500kV. Luận văn kiến nghị trang
bị thiết bị bypass điểm thiết bị trung tính trước khi đóng mở máy cắt
kháng 500kV, nhằm tạo điểm trung trung tính và trung tính kháng


19
khơng cịn đấu qua thiết bị kháng trung tính mà trung tính trực tiếp
nối đất. Giải pháp này sẽ hạn chế được q áp trung tính thiết bị.
Ngồi ra, với yêu cầu khi sự cố kháng Máy cắt kháng phải đáp
ứng yêu cầu cắt được vì vậy luận văn kiến nghị xem xét giải pháp
trang bị tụ mắc shunt với kháng bù ngang để giảm giá trị RRRV đặt
lên máy cắt điện kháng.
4.2. Sử dụng thiết bị bypass trung tính Kháng bù ngang
khi thao tác ở chế độ làm việc bình thƣờng.
4.2.1. Thiết bị Bypass kháng trung tính (Máy cắt 1 pha
110kV)
Thiết bị bypass kháng trung tính luận văn đề xuất là 1 máy cắt
1 pha 110kV, dùng để bypass thiết bị kháng trung tính, tạo điểm
trung tính giả trong trong q trình đóng cắt kháng. Với việc nối tắt
kháng trung tính, năng lượng tích lũy sẽ được tháo trực tiếp xuống
đất thơng qua máy cắt kháng trung tính. Biên độ điện áp ở ngay thời
điểm đầu rất thấp dẫn đến giá trị chênh lệch điện áp giữa 2 cực máy
cắt thấp hơn rất nhiều so với trường hợp vẫn để kháng trung tính.

C
C
R
UT.L

D

4.2.2. Kháng KH502 - 174 MVAr
a. Trường hợp mở MC kháng K502 lúc có máy cắt trung tính.
b. Trường hợp đóng máy cắt kháng 500kV KH502 lúc có máy
cắt trung tính
Qua kết quả mơ phỏng cho thấy khi áp giải pháp dùng MC
bypass kháng trung tính trước khi đóng/ mở MC kháng khơng cịn
xuất hiện q áp phía trung tính kháng và khồng cịn dịng xả đi qua
chống sét van trung tính kháng. Ngồi ra, theo kết quả mô phỏng cho
thấy giá trị TRV và RRRV khi có áp dụng giải pháp này đều thấp
hơn so với kết quả trước khi áp dụng, cụ thể:
+ Trước khi có máy cắt bypass kháng trung tính giá trị TRV
lớn nhất ghi nhận khi thao tác đóng MC K502 là 1,7832 pu, mở MC


20
K502 là 1,8203 pu.
+ Sau khi có máy cắt bypass kháng trung tính giá trị TRV lớn
nhất ghi nhận khi thao tác đóng MC K502 là 1,4542 pu, mở MC
K502 là 1, 4835 pu.
4.2.3 . Kháng KH508 - 128MVAr:
a. Trường hợp mở MC kháng K508 lúc có máy cắt trung tính.
b. Trường hợp đóng máy cắt kháng 500kV KH508 lúc có máy

cắt trung tính.
- Qua kết quả mơ phỏng cho thấy khi áp dụng giải pháp dùng
MC bypass kháng trung tính trước khi đóng MC kháng khơng cịn
xuất hiện q áp phía trung tính kháng và khồng cịn dịng xả đi qua
chống sét van trung tính kháng. Ngồi ra, theo kết quả mô phỏng cho
thấy giá trị TRV của MC kháng K508 khi có áp dụng giải pháp này
cũng giảm, cụ thể:
+ Trước khi có máy cắt bypass kháng trung tính giá trị TRV
lớn nhất ghi nhận khi thao tác đóng MC K508 là 1,7432 pu, mở MC
K508 là 1,7833 pu.
+ Sau khi có máy cắt bypass kháng trung tính giá trị TRV lớn
nhất ghi nhận khi thao tác đóng MC K508 là 1,4953 pu, mở MC
K508 là 1,4835 pu.

C
C
R
UT.L

D

4.2.4. Nhận xét – Kiến nghị
Với kết quả tính tốn trên cho thấy rằng trường hợp nối đất
trực tiếp không qua kháng trung tính trong q trình thao tác sẽ có
giá trị TRV và RRRV thấp hơn so với trường hợp trung tính đấu nối
qua kháng. Và khi thực hiện đấu nối trực tiếp nối đất kháng bù
đường dây còn giảm hiện tượng quá điện áp đặt lên chống sét van
trung tính cũng như cách điện của kháng trung tính.
Kiến nghị sử dụng máy cắt 110kV đóng cắt trung tính kháng
trước khi đóng/mở CB kháng 500kV để hạn chế quá điện áp phục

21
hồi cũng như tốc độ gia tăng điện áp trên hai đầu cực máy cắt kháng
500kV và hạn chế quá điện áp lên chống sét van 110kV phía trung
tính kháng và kháng trung tính.
4.3. Sử dụng tụ TRV mắc Shunt với Kháng trong trường hợp
MC K504 cắt sự cố cố Kháng KH504 tại TBA 500kV Pleiku 2.
4.3.1. Tụ Grading capacitor.
Tụ grading capacitor thực tế là các khối tụ 500kV được ghép
nối tiếp với nhau tạo thành 1 tụ có giá trị yêu cầu. Tụ được lắp trước
kháng và sau máy cắt 500kV.
4.3.2. Kết quả tính tốn.
Với kết quả tính tốn ở chương 3, cho kết quả giá trị RRRV
đặt lên cực máy cắt rất lớn. Do đó luận văn kiến nghị giải pháp trang
bị tụ RRRV mắc hình shunt so với kháng bù ngang 500kV sau MC
500kV để hạn chế RRRV.

C
C
R
UT.L

4.2.3. Nhận xét – Kiến nghị
Theo kết quả tính tốn nhận thấy để giảm tốc độ gia tăng điện

D

áp (RRRV) cho các máy cắt kháng có thể lắp thêm tụ “Grading
capacitor” mắc shunt với kháng. Kiến nghị sử dụng tụ có giá trị 40nF

để giảm giá trị RRRV.
4.4. Kết luận
Với trường hợp thao tác đóng/cắt kết quả tính tốn phân tích
giải pháp sử dụng máy cắt 1 pha 110kV bypass thiết bị kháng trung
tính 500kV trước khi thực hiện đóng cắt kháng bù ngang cho thấy:
- Trường hợp không sử dụng thiết bị bypass khi cắt giá trị
TRV (1,82 pu), RRRV đặt lên máy cắt 500kV cao so với sử dụng
thiết bị bypass kháng trung tính (TRV 1,48 pu).
- Trường hợp khơng sử dụng thiết bị bypass khi đóng giá trị
TRV (1,78pu), RRRV đặt lên máy cắt 500kV cao so với sử dụng
thiết bị bypass kháng trung tính (TRV 1,45pu).


22
- Ngồi ra khi chưa có thiết bị bypass kháng trung tính thì khi
thao tác đóng, cắt kháng ln xuất hiện quá điện áp đặt lên thiết bị
phía trung tính của kháng bù ngang. Theo tính tốn ghi nhận khi thực
hiện đóng, cắt kháng bù ngang, tại chống sét van 110kV trung tính
kháng sẽ xảy ra hiện tượng phóng điện quá áp. Điều này về lâu về
dài sẽ gây ra hư hỏng cách điện của các thiết bị phía trung tính kháng
như chống sét van, kháng trung tính.
- Vì vậy, luận văn sử dụng thiết bị mắt cắt 110kV bypass
kháng trung tính trước khi thao tác đóng/cắt kháng 500kV.
Với trường hợp sự cố kháng để hạn chế các ảnh hưởng đến
thiết bị khi cắt kháng bù ngang trong các trường hợp sự cố, luận văn
đề xuất sử dụng giải pháp mắc tụ song song với kháng. Qua tính tốn
phân tích giải pháp đề xuất cho thấy:
- Khi xảy ra sự cố kháng tín hiệu rơle đưa tín hiệu đi cắt máy
cắt kháng cô lập sự cố, đảm bảo vận hành an tồn hệ thống. Theo kết
quả tính tốn với 100 lần mơ phỏng có 05 lần giá trị RRRV đạt 19.21

kV/µs, 01 lần RRRV 20,87 đạt kV/µs đặt lên máy cắt kháng. Giá trị
so với tiêu chuẩn chế tạo của MC (IEC 62271-100) là cực lớn. Điều
này cực kỳ nguy hiểm cho hệ thống, khả năng gây hư hỏng máy cắt.
Để giải quyết vấn đề trên luận văn sử dụng giải pháp trang bị
tụ Grading capacitor mắc hình shunt (song song) với kháng bù
ngang. Để giảm giá trị RRRV của máy cắt kháng. Kết quả sử dụng tụ
giá trị 40nF giảm RRRV dưới 2 kV/µs so với tiêu chuẩn..

C
C
R
UT.L

D

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
KẾT LUẬN
Với cấp điện áp truyền tải, hệ thống điện Việt Nam có các cấp
220kV, 500kV. Trong đó lưới 500kV được xem là xương sống của
hệ thống điện Việt Nam. Với cấp điện áp 500kV hiện tại trên lưới có
rất nhiều kháng bù ngang theo thống kê đến cuối năm 2019 khoảng


23
62 kháng. Với kháng việc thao tác đóng/cắt hằng ngày là việc thường
xuyên… Xuất phát từ việc đóng/cắt kháng đã gây ra một số vấn đề
ảnh hưởng đế thiết bị điện, hệ thống điện là gây quá điện áp cho các
thiết bị trung tính, gây phóng điện qua chống sét van trung tính. Q
trình đóng cuộn kháng bù ngang có thể gây ra các dịng xung kích có
độ khơng đối xứng cao với hằng số thời gian lớn, điều này cực kỳ

nguy hiểm cho hệ thống và thiết bị. Ngoài ra, trong trường hợp sự cố
kháng khi sử dụng máy cắt kháng cắt sự cố sẽ có giá trị RRRV rất
lớn, điện áp dao động lớn gây nguy hiểm cho thiết bị điện vượt tiêu
chuẩn chế tạo máy cắt. Thực tế quá trình vận hành kháng bù ngang
cũng đã ghi nhận nhiều trường hợp thiệt hại xuất phát từ thao tác
đóng cắt kháng và sự cố (kháng 500kV Sơng Mây).
Để tính tốn phân bố cơng suất trong hệ thống điện, người ta có
thể sử dụng một trong hai phương pháp trên, mỗi phương pháp đều có
những ưu nhược điểm riêng của nó. Điểm chung của các phương pháp
là khi một chuỗi tính tốn phân bố cơng suất được thực hiện, các giá trị
cuối cùng của các nút trong mỗi trường hợp được dùng như giá trị đầu
của trường hợp tiếp theo. Phương pháp Gauss-Seidel có ưu điểm đơn
giản, khối lượng tính tốn nhỏ trên một bước lặp và u cầu dung lượng
bộ nhớ nhỏ. Tuy nhiên phương pháp này tốc độ hội tụ chậm, thời gian
tính tốn tăng lên, nhất là khi kích thước lưới lớn.
Qua kết quả mơ phỏng q trình đóng cắt kháng bù ngang trên
phần mềm EMTP-RV trong chế độ làm việc bình thường và khi có
sự cố trong kháng điện cho thấy:
- Trường hợp không sử dụng thiết bị bypass kháng trung tính

C
C
R
UT.L

D

khi cắt giá trị TRV (1,82 pu), RRRV đặt lên máy cắt 500kV cao so
với sử dụng thiết bị bypass kháng trung tính (TRV 1,48 pu). Ngoài ra
vấn đề quá điện áp đặt lên thiết bị trung tính kháng bù ngang. Theo

tính tốn ghi nhận khi thực hiện đóng, cắt KBN trong vận hành tại


24
chống sét van 110kV phía trung tính kháng sẽ xảy ra hiện tượng
phóng điện quá áp. Điều này về lâu về dài sẽ gây ra hư hỏng cách
điện của các thiết bị phía trung tính kháng. Vì vậy, luận văn kiến
nghị sử dụng thiết bị mắt cắt 110kV bypass kháng trung tính trước
khi thao tác đóng/cắt kháng 500kV.
-Với trường hợp sự cố kháng để hạn chế các ảnh hưởng đến
thiết bị khi cắt kháng bù ngang trong các trường hợp sự cố, luận văn
đề xuất sử dụng giải pháp mắc tụ song song với kháng. Qua tính tốn
phân tích giải pháp đề xuất cho thấy khi xảy ra sự cố kháng tín hiệu
rơle đưa tín hiệu đi cắt máy cắt kháng cơ lập sự cố, đảm bảo vận
hành an tồn hệ thống. Qua kết quả tính tốn với 100 lần mơ phỏng
có 05 lần giá trị RRRV đạt 19.21 kV/µs, 01 lần RRRV 20,87 đạt
kV/µs đặt lên máy cắt kháng. Giá trị so với tiêu chuẩn chế tạo của
MC (IEC 62271-100) là cực lớn. Điều này cực kỳ nguy hiểm cho hệ
thống, khả năng gây hư hỏng máy cắt. Để giải quyết vấn đề trên luận
văn sử dụng giải pháp trang bị tụ Grading capacitor mắc hình shunt
(song song) với kháng bù ngang.

C
C
R
UT.L

D

KIẾN NGHỊ

-Trường hợp thao tác đóng/cắt kháng kiến nghị sử dụng máy
cắt 110kV 1pha thực hiện bypass kháng trung tính để giảm TRV của
máy cắt kháng 500kV, giám được hiện tượng quá điện áp đặt lên
thiết bị kháng trung tính.
-Trường hợp cắt sự cố kháng bù ngang kiến nghị sử dụng tu
Grading capacitor mắc shunt với kháng
Theo kết quả nghiên cứu luận văn kiến nghị đối với các kháng
bù ngang trên lưới 500kV có máy cắt kháng cần trang bị máy cắt
110kV 1 pha bypass kháng trung tính khi thực hiện đóng/cắt và trang
bị tụ grading capacitor mắc shunt với kháng để đảm bảo an toàn cho
máy cắt kháng khi máy cắt cắt sự cố kháng