Nghiên cứu chuẩn hóa các yêu cầu kỹ thuật đối với máy cắt cho hệ thống bù trên lưới điện truyền tải việt nam
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (10.28 MB, 102 trang )
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
--------------------------------------NGUYỄN THỊ HÀ
Nguyễn Thị Hà
KỸ THUẬT ĐIỆN
HƯỚNG HỆ THỐNG ĐIỆN
NGHIÊN CỨU, CHUẨN HÓA CÁC YÊU CẦU KỸ THUẬT ĐỐI
VỚI MÁY CẮT CHO HỆ THỐNG BÙ TRÊN LƯỚI ĐIỆN
TRUYỀN TẢI VIỆT NAM
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
KỸ THUẬT ĐIỆN HƯỚNG HỆ THỐNG ĐIỆN
2010B
Hà Nội – Năm 2013
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
---------------------------------------
Nguyễn Thị Hà
NGHIÊN CỨU, CHUẨN HÓA CÁC YÊU CẦU KỸ THUẬT ĐỐI VỚI
MÁY CẮT CHO HỆ THỐNG BÙ TRÊN LƯỚI ĐIỆN TRUYỀN TẢI
VIỆT NAM
Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện hướng Hệ thống điện
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
KỸ THUẬT ĐIỆN HƯỚNG HỆ THỐNG ĐIỆN
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. TS Nguyễn Xuân Hoàng Việt
Hà Nội – Năm 2013
Luận văn thạc sĩ khoa học
Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
MỤC LỤC
MỤC LỤC ...................................................................................................................1
LỜI CAM ĐOAN .......................................................................................................4
LỜI CẢM ƠN .............................................................................................................5
Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt ...................................................................................6
Danh mục các bảng .....................................................................................................7
Danh mục các hình vẽ .................................................................................................8
MỞ ĐẦU .....................................................................................................................9
CHƯƠNG 1 ..............................................................................................................11
TỔNG QUAN VỀ MÁY CẮT TRONG LƯỚI ĐIỆN TRUYỀN TẢI VIỆT NAM 11
1.1. Giới thiệu chung .................................................................................................11
1.2. Cấu tạo chung của máy cắt cao áp .....................................................................12
1.2.1. Trụ cực .........................................................................................................12
1.2.2. Bộ truyền động ............................................................................................13
1.2.3. Khung, giá đỡ máy cắt .................................................................................13
1.3. Máy cắt tụ bù ngang ...........................................................................................14
CHƯƠNG 2 ..............................................................................................................16
TÍNH TỐN, MƠ PHỎNG Q TRÌNH ĐĨNG – CẮT TỤ BÙ NGANG TẠI
TRẠM BIẾN ÁP 220kV CHÈM ..............................................................................16
2.1. Giới thiệu về chương trình tính tốn, mơ phỏng ATP/EMTP ...........................16
2.1.1.
Giới thiệu chung .......................................................................................16
2.1.2.
Ngun tắc hoạt động...............................................................................17
2.1.3. Khả năng của phần mềm..............................................................................17
Nguyễn Thị Hà
1
Luận văn thạc sĩ khoa học
Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
2.1.4. Mơ hình hợp nhất các Module mơ phỏng trong ATP ...............................18
2.1.5. Các thiết bị tiêu chuẩn trong ATPDraw .....................................................21
2.1.5.1. Nguồn điện (Sources) ............................................................................21
2.1.5.2. Nhánh (Branch) .....................................................................................23
2.1.5.3. Máy biến áp (Transformers) .................................................................27
2.1.5.4. Công tắc (Switch) ..................................................................................27
2.1.5.5. Máy điện (Machines) .............................................................................28
2.1.6. Một số ứng dụng quan trọng của ATP/EMTP .............................................29
Thông số vật lý các phần tử hệ thống điện cần nghiên cứu ........................30
2.2.
2.2.1.
Thông số đường dây .................................................................................30
2.2.2.
Thông số thiết bị trạm biến áp 220kV Chèm ...........................................30
2.2.2.1. Thông số máy biến áp............................................................................30
2.2.2.2. Thông số tụ bù ngang ............................................................................31
2.2.2.3. Phụ tải ...................................................................................................31
2.3. Mơ hình tính tốn mơ phỏng các phần tử của hệ thống điện cần nghiên cứu....31
2.2.3.
Mơ hình nguồn điện .................................................................................31
2.2.4.
Mơ hình đường dây ..................................................................................33
2.2.5.
Mơ hình máy biến áp AT1, AT2, AT5.....................................................34
2.2.6.
Mơ hình tụ bù ngang ................................................................................36
2.2.7.
Mơ hình phụ tải ........................................................................................36
2.4. Kết quả tính tốn, mơ phỏng q trình đóng – cắt tụ bù ngang của trạm biến áp
220kV Chèm .............................................................................................................39
2.4.1. Kết quả tính tốn, mơ phỏng q trình đóng tụ bù ngang của trạm biến áp
220kV Chèm ..........................................................................................................40
Nguyễn Thị Hà
2
Luận văn thạc sĩ khoa học
Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
2.4.1.1. Tiếp điểm của máy cắt tiếp xúc khi điện áp pha A đạt đỉnh(máy cắt đóng
trực tiếp, khơng thông qua cuộn kháng hoặc điện trở) .........................................40
2.4.1.2. Tiếp điểm của máy cắt tiếp xúc khi điện áp pha A đi qua giá trị “0” ......47
2.4.1.3. Đóng máy cắt tụ qua cuộn kháng .............................................................54
2.4.1.4. Đóng máy cắt tụ qua điện trở ...................................................................63
2.4.1.5. Tách cuộn kháng sau khi đóng máy cắt tụ qua cuộn kháng .....................72
2.4.1.6. Tách điện trở sau khi đóng máy cắt tụ qua điện trở .................................80
2.4.2. Cắt máy cắt tụ ra khỏi lưới điện ..................................................................89
CHƯƠNG 3 ..............................................................................................................95
PHÂN TÍCH, NHẬN XÉT CÁC KẾT QUẢ TÍNH TỐN, MƠ PHỎNG VÀ ĐƯA
RA CÁC KIẾN NGHỊ ..............................................................................................95
3.1. Phân tích, nhận xét về thời điểm đóng máy cắt tụ bù ngang .............................95
3.2. Phân tích, nhận xét về đóng máy cắt tụ bù ngang thơng qua cuộn kháng và điện
trở ..............................................................................................................................96
3.2.1. Đóng cuộn kháng và điện trở cố định ..........................................................96
3.2.2. Nối tắt cuộn kháng và điện trở sau khi đóng máy cắt tụ .............................97
KẾT LUẬN CHUNG VÀ KIẾN NGHỊ ...................................................................99
TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................................................100
Nguyễn Thị Hà
3
Luận văn thạc sĩ khoa học
Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là luận văn của riêng tôi. Nội dung, số liệu được tập
hợp từ nhiều nguồn khác nhau. Thuyết minh, mô phỏng và kết quả tính tốn được
bản thân tơi thực hiện.
Hà Nội, ngày 18 tháng 03 năm 2013
Nguyễn Thị Hà
Khóa CH2010B
Nguyễn Thị Hà
4
Luận văn thạc sĩ khoa học
Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
LỜI CẢM ƠN
Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy giáo, cô giáo trong Bộ môn Hệ Thống
Điện trường Đại học Bách Khoa Hà Nội và bạn bè, đồng nghiệp đã giúp đỡ và tạo
điều kiện thuận lợi cho tôi thực hiện luận văn. Đặc biệt tôi xin bày tỏ lòng biết ơn
sâu sắc tới thầy giáo TS. Nguyễn Xn Hồng Việt – thầy đã tận tình quan tâm
hướng dẫn giúp đỡ tơi xây dựng và hồn thành luận văn này.
Vì thời gian và kiến thức cịn hạn chế bản luận văn này khơng thể tránh khỏi
nhiều thiếu sót, tơi rất mong nhận được sự góp ý của các thầy cô, bạn bè và đồng
nghiệp để bản luận văn này ngày càng hồn thiện.
Tơi xin chân thành cảm ơn!
Nguyễn Thị Hà
5
Luận văn thạc sĩ khoa học
Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt
Ký hiệu, chữ viết tắt
ATP
Ý nghĩa
Chú thích
Transient Analysis of Control
Systems
EMTP
Nguyễn Thị Hà
Electro Magnetic Transient
Chương trình nghiên cứu
Program
quá độ điện từ
6
Luận văn thạc sĩ khoa học
Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
Danh mục các bảng
Bảng 2.1: Khả năng mô phỏng của ATP ..................................................................17
Bảng 2.2: Các loại nguồn trong ATP ........................................................................23
Bảng 2.3: Các phần tử phi tuyến ...............................................................................24
Bảng 2.4: Các dạng đường dây có thơng số tập trung ..............................................25
Bảng 2.5: Các loại đường dây có thơng số dải (đường dây hốn vị) ........................25
Bảng 2.6: Các loại đường dây có thơng số dải (đường dây khơng hốn vị) .............26
Bảng 2.7: Các phần tử “cable constants” hoặc “line constants” ...............................26
Bảng 2.8: Các loại máy biến áp ................................................................................27
Bảng 2.9: Các loại công tắc.......................................................................................28
Bảng 2.10: Các loại máy điện ...................................................................................29
Nguyễn Thị Hà
7
Luận văn thạc sĩ khoa học
Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
Danh mục các hình vẽ
Hình 1.1: Cấu tạo máy cắt cao áp .............................................................................12
Hình 1.2: Sơ đồ nối điện chính trạm biến áp 220kV Chèm ......................................15
Hình 2.1: Mơ hình ATP/EMTP.................................................................................18
Hình 2.2: Mối tương quan giữa ATPDraw và các module khác ..............................20
Hình 2.3: Cửa sổ giao diện của ATPDraw................................................................21
Hình 2.3: Mơ hình và nhập số liệu cho nguồn điện AC 3 pha ..................................32
Hình 2.4: Mơ hình và nhập số liệu cho đường dây ...................................................34
Hình 2.5: Mơ hình và nhập số liệu cho máy biến áp AT1, AT2, AT5 .....................35
Hình 2.6: Mơ hình và nhập số liệu cho tụ bù ngang .................................................36
Hình 2.7: Mơ hình và nhập số liệu cho phụ tải .........................................................37
Hình 2.8: Mơ hình thay thế trạm biến áp 220kV Chèm............................................38
Hình 3.1: Điện áp thanh cái 220kV và dịng điện qua máy cắt khi đóng tại thời điểm
điện áp pha A đạt đỉnh và đi qua giá trị “0” ..............................................................95
Hình 3.2: Điện áp thanh cái 220kV và dòng điện đi qua máy cắt pha A khi đóng
máy cắt tụ bù ngang trực tiếp ....................................................................................96
Hình 3.3: Điện áp thanh cái 220kV và dòng điện đi qua máy cắt pha A khi đóng
máy cắt tụ bù ngang thơng qua cuộn kháng ..............................................................96
Hình 3.4: Điện áp thanh cái 220kV và dòng điện đi qua máy cắt pha A khi đóng
máy cắt tụ bù ngang thơng qua điện trở ....................................................................96
Hình 3.5: Điện áp thanh cái 220kV và dòng điện đi qua máy cắt pha A trường hợp
nối tắt cuộn kháng sau khi đóng máy cắt tụ bù ngang thơng qua cuộn kháng..........97
Hình 3.6: Điện áp thanh cái 220kV và dòng điện đi qua máy cắt pha A trường hợp
nối tắt điện trở sau khi đóng máy cắt tụ bù ngang thơng qua điện trở ......................97
Nguyễn Thị Hà
8
Luận văn thạc sĩ khoa học
Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
MỞ ĐẦU
Điện năng sau khi sản xuất sẽ được truyền tải tới các phụ tải thông qua lưới
điện. Trong chế độ vận hành bình thường của hệ thống điện, việc sản xuất công suất
tác dụng phải đáp ứng được nhu cầu tiêu thụ bao gồm cả các tổn thất nếu không tần
số của hệ thống sẽ bị thay đổi. Cũng như vậy, có một sự gắn bó chặt chẽ giữa cân
bằng công suất phản kháng với điện áp các nút hệ thống. Công suất phản kháng ở
một khu vực nào đó dư thừa thì ở đó sẽ có hiện tượng quá điện áp (điện áp quá cao)
và ngược lại nếu nút nào đó bị thiếu cơng suất phản kháng thì điện áp tại nút đó sẽ
bị sụt thấp. Bởi vậy, công suất phản kháng cũng luôn phải được điều chỉnh để giữ
cân bằng. Tuy nhiên có sự khác nhau cơ bản giữa điều chỉnh công suất tác dụng và
điều chỉnh công suất phản kháng. Tần số hệ thống sẽ được đảm bảo bằng việc điều
chỉnh cân bằng công suất tác dụng ở bất kỳ máy phát điện. Nhưng, điện áp các nút
trong hệ thống không bằng nhau mà phụ thuộc vào điều kiện cân bằng công suất
phản kháng theo từng khu vực. Như vậy nguồn công suất phản kháng (các thiết bị
bù) cần được lắp đặt phân bố và điều chỉnh theo từng khu vực.
Việc bù công suất phản kháng trong hệ thống điện không chỉ đảm bảo cho
việc cân bằng cơng suất phản kháng mà cịn làm giảm tổn thất công suất, điện năng
và ổn định điện áp tại các nút đặt thiết bị bù. Hệ thống điện Việt Nam thường lắp
các dàn tụ bù ngang để bù công suất phản kháng cho hệ thống.
Trạm biến áp 220kV Chèm được bù công suất phản kháng bằng một dàn tụ
bù ngang, có cơng suất 50,85MVAr. Khi đóng tụ bù ngang vào hệ thống thường xảy
ra các dao động điện áp trên thanh cái, tác giả nghiên cứu, tính tốn, mơ phỏng q
trình đóng – cắt máy cắt tụ bù ngang, từ đó đưa ra các nhận xết, kết luận, kiến nghị
khi vận hành, lựa chọn máy cắt.
Nội dung của luận văn được trình bày trong 3 chương chính:
Chương 1: Tổng quan về máy cắt trong lưới điện truyền tải Việt Nam
Nguyễn Thị Hà
9
Luận văn thạc sĩ khoa học
Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
Chương 2: Tính tốn, mơ phỏng q trình đóng – cắt tụ bù ngang của Trạm
biến áp 220kV Chèm
Chương 3: Phân tích, nhận xét các kết quả tính tốn, mô phỏng và đưa ra các
kiến nghị
Nguyễn Thị Hà
10
Luận văn thạc sĩ khoa học
Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ MÁY CẮT TRONG LƯỚI ĐIỆN
TRUYỀN TẢI VIỆT NAM
1.1. Giới thiệu chung
Điện năng là loại năng lượng không thể lưu giữ mà phải sử dụng ngay sau
khi được sản xuất. Những nơi đặt nhà máy sản xuất điện (nguồn điện) thường là
những vùng xa khu dân cư, phụ tải nên để truyền tải điện đến nơi tiêu thụ cần một
mạng lưới vô cùng phức tạp bao gồm: các máy phát điện, máy biến áp tăng áp,
đường dây truyền tải, các máy biến áp hạ áp và đường dây phân phối. Ta phải sử
dụng nhiều máy cắt để tác động nhanh, chính xác nhằm nhanh chóng cách ly sự cố
ra khỏi hệ thống cũng như đóng lại các thiết bị sau khi sự cố đã được xử lý. Chính
vì vậy, máy cắt là phần tử rất quan trọng trong hệ thống điện nói chung và hệ thống
truyền tải điện cao áp nói riêng.
Phân loại theo chức năng của máy cắt trong lưới điện cao áp, hiện nay tại
Việt Nam sử dụng các loại máy cắt sau:
- Máy cắt các phía của máy biến áp lực
- Máy cắt vòng
- Máy cắt liên lạc
- Máy cắt đường dây
- Máy cắt tụ (tụ bù dọc, tụ bù ngang)
- Máy cắt kháng
Trong phạm vi luận văn, tác giả trình bày các nghên cứu về q trình đóng –
cắt tụ bù ngang của Trạm truyền tải điện 220kV Chèm.
Nguyễn Thị Hà
11
Luận văn thạc sĩ khoa học
Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
1.2. Cấu tạo chung của máy cắt cao áp
Máy cắt được chia thành 3 khối chính: 1. Trụ cực
2. Bộ truyền động
3. Khung giá đỡ
Hình 1.1: Cấu tạo máy cắt cao áp
1.2.1. Trụ cực
Máy cắt thường được phân loại theo môi trường dập hồ quang trong trụ cực:
-
Máy cắt khơng khí
-
Máy cắt dầu
-
Máy cắt chân khơng
-
Máy cắt SF6 (hiện tại, lưới điện truyền tải cao áp Việt Nam thường sử
dụng loại máy cắt này)
Chức năng của trụ cực:
-
Cách điện giữa phần dẫn điện với khung giá của máy.
-
Cách điện giữa tiếp điểm chính và điếm động khi máy cắt cắt, dẫn
dịng điện khi máy căt đóng.
Nguyễn Thị Hà
12
Luận văn thạc sĩ khoa học
-
Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
Thi hành lệnh thao tác (đóng, cắt) từ bộ truyền động và dập hồ quang
khi cắt.
1.2.2. Bộ truyền động
Bộ truyền động được phân loại theo nguyên lý của khối thao tác gồm 3 loại:
-
Cơ khí
-
Thủy lực
-
Khí nén
Ngồi ra, bộ truyền động còn được phân loại theo số bộ truyền động cho một
máy cắt:
-
Máy cắt 3 pha 1 bộ truyền động (các máy cắt đường dây 110kV, các
máy cắt 110kV, 220kV các phía Máy biến áp lực)
-
Máy cắt 3 pha 3 bộ truyền động (các máy cắt đường dây 220kV,
500kV cho phép đóng cắt riêng rẽ một pha – cho phép tự đóng lại một
pha trong trường hợp sự cố thống qua)
Bộ truyền động gồm 5 khối chức năng chính:
-
Khối tích trữ năng lượng (lị xo, khí nén,…)
-
Khối thao tác (đóng, mở) máy cắt: bằng cơ khí, thủy lực, khí nén.
-
Khóa liên động (điện, cơ khí, thủy khí, khí nén,...)
-
Các bộ chỉ thị (trạng thái tiếp điểm chính, trạng thái khối tích năng, bộ
đếm số lần thao tác,...)
-
Các thiết bị phụ (sấy, chiếu sáng,…)
1.2.3. Khung, giá đỡ máy cắt
Khung, giá đỡ dùng để lắp các trụ cực, bộ truyền động máy cắt. Khung giá
đỡ máy cắt phải đủ chắc chắn để tạo được liên kết ổn định giữa các bộ phận của
máy cắt trong vận hành, hạn chế tối đa rung lắc của máy và trụ cực, đảm bảo độ bền
cơ khí trong các bộ phận của máy cắt.
Nguyễn Thị Hà
13
Luận văn thạc sĩ khoa học
Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
1.3. Máy cắt tụ bù ngang
Trong các dàn tụ bù ngang, việc đóng xung điện vào các dàn tụ và nạp điện
vào các tụ điện khiến các đại lượng điện thay đổi đột biến gây ra dao động cho lưới
về quá dòng đột ngột và quá điện áp đột ngột làm chọc thủng cách điện của các thiết
bị điện trong hệ thống và làm hỏng các thiết bị. Bởi vậy, luận văn này nghiên cứu
q trình đóng – cắt tụ bù ngang, từ đó đưa ra những kiến nghị khi vận hành tụ bù
ngang trong lưới điện.
Nguyễn Thị Hà
14
Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
Hình 1.2: Sơ đồ nối điện chính trạm biến áp 220kV Chèm
Luận văn thạc sĩ khoa học
Nguyễn Thị Hà
15
Luận văn thạc sĩ khoa học
Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
CHƯƠNG 2
TÍNH TỐN, MƠ PHỎNG Q TRÌNH ĐĨNG – CẮT TỤ
BÙ NGANG TẠI TRẠM BIẾN ÁP 220kV CHÈM
Chương 2 sẽ giới thiệu tồng quan về chương trình tính tốn, mô phỏng
ATP/EMTP, các thông số vật lý của các phần tử hệ thống điện của trạm biến áp
220kV Chèm, từ đó đưa ra các mơ hình hóa của các phần tử tương ứng trong
chương trình ATP/EMTP, các kết quả tính tốn, mơ phỏng q trình đóng – cắt tụ
bù ngang của trạm biến áp 220kV Chèm và các nhận xét kết quả.
2.1. Giới thiệu về chương trình tính tốn, mơ phỏng ATP/EMTP
2.1.1. Giới thiệu chung
Chương trình quá độ điện từ (EMTP – Electromagnetic Transients
Programme) là một phần mềm máy tính dùng cho việc mơ phỏng các q trình q
độ điện từ, điện cơ và hệ thống điều khiển trong hệ thống điện nhiều pha.
EMTP được phát triển vào những năm cuối của thập kỷ 60 thế kỷ XX bởi tiến sĩ
Hermann Dommel. Phần mềm này đang được sử dụng rộng rãi trên tồn thế giới
trong các lĩnh vực tính tốn thiết kế cũng như vận hành cho các loại thiết bị trong hệ
thống điện. EMTP là một trong những công cụ phân tích hệ thống rất linh hoạt và
hiệu quả.
Với sự đóng góp của hàng loạt các cơng ty điện lực và các trường đại học
Bắc Mỹ, EMTP đã được phát triển và ứng dụng rộng rãi từ đầu những năm 1970.
EMTP được chính thức thương mại hóa từ năm 1984. Đến năm 1986, phiên bản độc
lập của EMTP là ATP (Alternative Transients Programme) đã được hình thành.
ATP/EMTP là phần mềm mã nguồn mở và được cung cấp hoàn toàn miễn phí.
Nguyễn Thị Hà
16
Luận văn thạc sĩ khoa học
Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
2.1.2. Nguyên tắc hoạt động
Chủ yếu là sử dụng phương pháp tích phân hình thang để giải các hệ phương
trình của các thành phần hệ thống trong miền thời gian.
Điều kiện ban đầu khác không, được xác định một cách tự động bằng phương
pháp tính tốn ở chế độ xác lập hoặc người sử dụng có thể đưa vào các điều kiện
ban đầu để làm cho các thành phần đơn giản hơn.
TACS (Transient Analysis of Control Systems) và MODELS (a simulation
lanluage) có khả năng mơ phỏng hóa hệ thống điều khiển và các thành phần bằng
đặc tính phi tuyến.
Mơ phỏng hiện tượng hỏng hóc, xung sét và các dạng đóng cắt kể cả chuyển
mạch của các van.
Tính tốn đáp ứng của tần số đối với hệ thống bằng cách sử dụng đặc tính
quét tần số FREQUENCY SCAN.
Phân tích harmonics (hài) trong miền tần số bằng cách sử dụng
HARMONIC FREQUENCY SCAN (harmonic current injection method).
Các hệ thống động học cũng có thể được mơ phỏng bằng cách sử dụng hệ
thống điều khiển TACS và MODELS.
2.1.3. Khả năng của phần mềm
Không có giới hạn tuyệt đối khi chạy chương trình trên ATP/EMTP. Cho đến
nay, hệ thống lớn nhất mà chương trình đã mô phỏng là:
Bảng 2.1: Khả năng mô phỏng của ATP
Số lượng nút
6000
Số lượng nhánh
10000
Số lượng công tắc
1200
Nguyễn Thị Hà
17
Luận văn thạc sĩ khoa học
Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
Số lượng nguồn
900
Số lượng phần tử phi tuyến
2250
Số lượng máy điện 3 pha
90
2.1.4. Mơ hình hợp nhất các Module mơ phỏng trong ATP
-
Mơ hình ATP/EMTP:
ATP có các chương trình phụ (supporting programs): Đó là các thủ tục con
cho sự chuẩn bị dữ liệu vào của một số hệ thống thành phần.
ATP liên kết qua lại với TACS và MODELS để đi phân tích hệ thống
điều khiển. ATPDraw được dùng để thành lập các mơ hình mạch điện, dùng trong
giao tiếp giữa ATP với TACS và MODELS khi chạy mô phỏng.
Hình 2.1: Mơ hình ATP/EMTP
-
ATP có 6 module chính:
+ Module ATP control center: Khối trung tâm, điều khiển các khối còn lại.
Nguyễn Thị Hà
18
Luận văn thạc sĩ khoa học
Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
+ Module ATPDraw: Chương trình chạy trên nền Windows với giao diện đồ
họa trực quan, dễ sử dụng, dùng để tạo các mạch mơ phỏng q độ. Trong đó có
nhiều phần tử trong hệ thống điện và người sử dụng có thể tạo các mơ phỏng mới
nhờ ngơn ngữ MODELS của chương trình.
+ Module PCPlot: là module để in kết quả và vẽ đồ thị ở chế độ quá độ
của các thông số (điện áp nút, điện áp nhánh, dòng điện nhánh, momen, tốc độ…).
+ Module PlotXY: là module để in kết quả ở chế độ xác lập của các
thơng số (điện áp nút, dịng điện nhánh, dịng cơng suất nhánh, tổn thất công suất
trên nhánh, tổng công suất phát và tổng tổn thất công suất…).
+ Module GTPPlot: là module xem tín hiệu xuất ra từ ATPDraw.
+ Module Programme’s File Editor (PFE): là module quản lý các file dữ
liệu đầu vào và xem/in danh sách đầu ra.
- Ngoài 6 module chính nói trên trong ATP cịn có các module và chương
trình hỗ trợ khác. Trong 6 module chính trên thì module ATPDraw đóng vai trị nền
tảng cho các module khác.
Nguyễn Thị Hà
19
Luận văn thạc sĩ khoa học
Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
Hình 2.2: Mối tương quan giữa ATPDraw và các module khác
Nguyễn Thị Hà
20
Luận văn thạc sĩ khoa học
Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
2.1.5. Các thiết bị tiêu chuẩn trong ATPDraw
Hình 2.3: Cửa sổ giao diện của ATPDraw
ATPDraw là chương trình đồ họa, đồng thời là phiên bản ATP của EMTP
trên nền windows. Trong ATPDraw người dùng có thể xây dựng các mạch điện và
lựa chọn các thành phần có trong thư viện. ATPDraw cung cấp các phần tử mẫu,
các phần tử mẫu này có thể làm việc đồng thời trên nhiều mạch và sao chép thông
tin giữa các mạch. Hầu hết các thiết bị tiêu chuẩn trong ATPDraw (cả 1 pha và 3
pha) đều được cung cấp trong TACS, đồng thời người dùng có thể tạo ra thiết bị
mới trong MODELS. Các thiết bị tiêu chuẩn đều có đầy đủ chức năng điều chỉnh
hình họa, dữ liệu và có thể kiểm tra, thực hiện trong miền tần số.
2.1.5.1. Nguồn điện (Sources)
Trong chương trình ATP/EMTP có hai loại nguồn được mơ phỏng là nguồn
điện tĩnh và nguồn điện động. Nguồn điện tĩnh là dạng nguồn điện cho trước giá trị
biên độ (điện áp hoặc dịng điện), góc pha, thời điểm bắt đầu và thời điểm kết thúc.
Nguồn điện đông là các dạng máy điện quay (đồng bộ hay không đồng bộ).
Nguyễn Thị Hà
21
Luận văn thạc sĩ khoa học
Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
Chương trình ATP/EMTP có thể mơ phỏng các dạng nguồn sau đây:
+ Nguồn theo yêu cầu người đặt bài toán nhờ ứng dụng module điều
khiển TACS (Transient Analysis of Control Systems).
+ Nguồn một chiều
+ Nguồn hình thang
+ Nguồn dạng răng cưa (Ramp function)
+ Nguồn hình sin (Sinussoidal function) f(t)=A.cos(2πft+φ)
+ Nguồn dạng sét f(t)=A.(e-at-e-bt)
+ Nguồn điều biến
+ Máy điện 3 pha và máy điện tổng hợp
Tất cả các nguồn trên đều là nguồn dòng hoặc nguồn áp.
Nguyễn Thị Hà
22
Luận văn thạc sĩ khoa học
Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
Bảng 2.2: Các loại nguồn trong ATP
2.1.5.2. Nhánh (Branch)
ATP có thể mơ phỏng các loại nhánh sau đây:
+ Nhánh R-L-C nối tiếp
+ Các phần tử phi tuyến
+ Nhánh hình PI
+ Nhánh nhiều hình PI
+ Nhánh R-L tương hỗ
+ Đường dây thơng số rải có thơng số hằng
+ Đường dây thơng số dải có thơng số phụ thuộc tần số
Nguyễn Thị Hà
23
