Phân tích, tính toán và lựa chọn giải pháp hiệu quả để hạn chế dòng điện ngắn mạch trên các hệ thống điện có cấu trúc phức tạp

Bài viết Phân tích, tính toán và lựa chọn giải pháp hiệu quả để hạn chế dòng điện ngắn mạch trên các hệ thống điện có cấu trúc phức tạp trình bày phương pháp sử dụng thiết bị SCCL lắp đặt nối tiếp trên đường dây hoặc phân đoạn thanh góp để hạn chế dòng điện ngắn mạch.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Phân tích, tính toán và lựa chọn giải pháp hiệu quả để hạn chế dòng điện ngắn mạch trên các hệ thống điện có cấu trúc phức tạp ISSN 1859-1531 - TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG, VOL. 17, NO. 9, 2019 25 PHÂN TÍCH, TÍNH TOÁN VÀ LỰA CHỌN GIẢI PHÁP HIỆU QUẢ ĐỂ HẠN CHẾ DÒNG ĐIỆN NGẮN MẠCH TRÊN CÁC HỆ THỐNG ĐIỆN CÓ CẤU TRÚC PHỨC TẠP ANALYZING, CALCULATING AND SELECTING EFFICIENT SOLUTIONS FOR LIMITING SHORT-CIRCUIT CURRENTS IN COMPLEX POWER SYSTEMS Đặng Hoàng Minh1, Ngô Văn Dưỡng2, Lê Đình Dương3 1 Trường Đại học Trà Vinh; hoangminhcsp@gmail.com 2 Đại học Đà Nẵng; nvduong@ac.udn.vn 3 Trường Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng; ldduong@dut.udn.vn Tóm tắt - Để đáp ứng nhu cầu sử dụng điện ngày càng gia tăng, hệ Abstract - In order to meet the increasing demand for electricity thống điện cũng không ngừng phát triển và mở rộng. Cấu trúc lưới consumption, the power system is also continuously growing and điện ngày càng phức tạp dẫn đến dòng điện ngắn mạch càng lớn và expanding. The grid structure is increasingly complex, leading to greater chúng phụ thuộc vào chế độ vận hành do đó cần thiết phải có giải short-circuit currents and they depend on the operating mode, so an pháp hiệu quả để hạn chế dòng điện ngắn mạch. Hiện nay, có một effective solution is needed to limit short-circuit current. At present, there số phương pháp hạn chế dòng ngắn mạch đang được sử dụng trong are a number of methods of limiting short-circuit current being used in thực tế và mỗi phương pháp đều có những hạn chế nhất định. practice and each of them has its own limitations. This paper represents a Bài báo trình bày phương pháp sử dụng thiết bị SCCL lắp đặt nối methodology using SCCL (Short-Circuit Current Limiter) device that tiếp trên đường dây hoặc phân đoạn thanh góp để hạn chế dòng is installed in series with the line or busbar segments to limit the short- điện ngắn mạch. Giải pháp đề xuất được áp dụng cho lưới điện mẫu circuit current. The proposed method is applied to the IEEE 39-bus system IEEE 39 nút và kết quả được phân tích và đánh giá để thể hiện tính and the obtained results are analyzed and evaluated to demonstrate the hiệu quả của giải pháp đối với hệ thống điện phức tạp. effectiveness of the solutions for complex power systems. Từ khóa - Ngắn mạch; cấu trúc lưới điện; chế độ vận hành; dòng Key words - Short-circuit; the grid structure; the operating mode; ngắn mạch; thiết bị SCCL. short-circuit currents; Short-Circuit Current Limiter (SCCL). 1. Đặt vấn đề - Gây nhiễu đối với đường dây thông tin ở gần do dòng Sự phát triển nhanh chóng của nền kinh tế và khoa học thứ tự không sinh ra khi ngắn mạch chạm đất. công nghệ đã dẫn đến nhu cầu tiêu thụ năng lượng nói - Gây mất ổn định: khi không cách ly kịp thời phần tử chung và năng lượng điện nói riêng ở Việt Nam ngày càng bị ngắn mạch, hệ thống có thể mất ổn định và tan rã, đây là tăng. Để đáp ứng nhu cầu tăng trưởng phụ tải khoảng hậu quả trầm trọng nhất. 12,3%/năm giai đoạn 2011-2020 và 8,7%/năm [1] giai - Làm hỏng hóc các thiết bị như máy biến áp, thiết bị đoạn 2021-2030, hệ thống điện Việt Nam trong những năm đóng cắt, cáp ngầm, đường dây trên không... qua cũng liên tục phát triển cả về qui mô lẫn công nghệ. - Bảo vệ tác động khi xảy ra sự cố dẫn đến ngừng cung Lưới điện truyền tải và phân phối ngày càng dày đặc, mật cấp điện cho phụ tải. độ các trạm biến áp 500kV và 220kV ngày càng tăng, đặc biệt trong giai đoạn từ 2010 đến nay có nhiều trung tâm Để hạn chế các ảnh hưởng của dòng ngắn mạch gây ra cho nhiệt điện đã được xây dựng và đưa vào vận hành như: hệ thống điện Việt Nam nói riêng và hệ thống điện nói chung, Vĩnh Tân, Ô Môn, Long Phú, Duyên Hải… cần thiết phải tìm được giải pháp phù hợp để hạn chế dòng ngắn mạch. Bài báo trình bày phương pháp sử dụng thiết bị Sự phát triển nhanh chóng của hệ thống điện: nhiều SCCL lắp đặt nối tiếp trên đường dây hoặc phân đoạn thanh nguồn điện mới được đưa vào vận hành, liên kết lưới điện góp để hạn chế dòng điện ngắn mạch. Áp dụng lắp đặt thiết bị tăng, hệ thống tiêu thu năng lượng điện liên tục tăng ở nước SCCL để hạn chế dòng điện ngắn mạch trên lưới điện IEEE ta hiện nay đã và đang dẫn đến làm tăng công suất ngắn 39 nút, phân tích đánh giá hiệu quả của giải pháp đề xuất. mạch trong lưới phân phối làm vượt giá trị dòng cắt ngắn mạch của máy cắt gây mất an toàn vận hành thiết bị. 2. Lựa chọn giải pháp hạn chế dòng ngắn mạch Hậu quả ngắn mạch của lưới điện có thể gây ra: Về nguyên tắc chung để hạn chế dòng điện ngắn mạch, - Phát nóng: dòng ngắn mạch rất lớn so với dòng định giải pháp duy nhất là tăng tổng trở của hệ thống khi có ngắn mức làm cho các phần tử có dòng ngắn mạch đi qua nóng ...