Tính toán quá điện áp phục hồi khi đóng cắt tụ bù trên lưới điện phân phối và đề xuất giải pháp giảm thiểu

Bài viết này trình bày kết quả nghiên cứu tính toán quá điện áp khi đóng cắt một bộ tụ đơn và đóng cắt bộ tụ song song tại trạm biến áp 110kV. Giá trị TRV và RRRV của máy cắt trong các trường hợp đóng cắt bộ tụ đơn và bộ tụ song song được xác định và phân tích.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tính toán quá điện áp phục hồi khi đóng cắt tụ bù trên lưới điện phân phối và đề xuất giải pháp giảm thiểuP-ISSN 1859-3585 E-ISSN 2615-9619 https://jst-haui.vn SCIENCE - TECHNOLOGYTÍNH TOÁN QUÁ ĐIỆN ÁP PHỤC HỒI KHI ĐÓNG CẮT TỤ BÙTRÊN LƯỚI ĐIỆN PHÂN PHỐI VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP GIẢM THIỂUCALCULATION OF OVER RECOVERY VOLTAGE WHEN SWITCHING CAPACITORSIN THE DISTRIBUTION GRID AND PROPOSED SOLUTIONS FOR MITIGATION Ninh Văn Nam1,*, Lê Văn Phú2, Vũ Hữu Thích3DOI: http://doi.org/10.57001/huih5804.2024.257TÓM TẮT Các bộ tụ bù được lắp đặt để cải thiện hệ số công suất trong lưới điện phân phối. Tuy nhiên, nhược điểm của các bộ tụ bù thường xuyên đóng cắt, khi đóng cắtgây ra hiện tượng quá điện áp (QĐA) ảnh hưởng đến chất lượng điện năng và thiết bị đóng cắt như máy cắt (MC). Do vậy, cần tính toán quá điện áp khi đóng cắt cácbộ tụ, trong đó quá điện áp phục hổi (Transient Recovery Voltage - TRV) cũng như tốc độ tăng điện áp phục hồi (Rate of Rise of Recovery Voltage - RRRV) có ý nghĩaquyết định trong việc lựa chọn MC an toàn và kinh tế. Bài báo này trình bày kết quả nghiên cứu tính toán quá điện áp khi đóng cắt một bộ tụ đơn và đóng cắt bộ tụsong song tại trạm biến áp 110kV. Giá trị TRV và RRRV của máy cắt trong các trường hợp đóng cắt bộ tụ đơn và bộ tụ song song được xác định và phân tích. Ngoài ra,quá điện áp đặt lên tụ và dòng điện khởi động qua tụ cũng được xác định và đánh giá. Kết quả nghiên cứu cho thấy khi đóng tụ song song dòng điện trên tụ có trị sốrất cao gây nguy hiểm cho tụ bù. Giải pháp sử dụng chống sét van kết hợp kháng điện lắp phía bộ tụ mang lại hiệu quả cao để giảm TRV và RRRV. Từ khóa: Quá điện áp phục hồi, tụ bù, chống sét van, EMTP/ATP.ABSTRACT Capacitors are installed to improve the power factor in the distribution grid. However, the disadvantage of shunt capacitors are that when the capacitor areswitching overvoltage will appear, affects power quality and affects switching equipment (breakers). Therefore, it is necessary to calculate overvoltage whenswitching capacitor, in which Transient Recovery Voltage - TRV and Rate of Rise of Recovery Voltage - RRRV are decisive in choosing circuit breakers safely andeconomically. This article presents the results of research on calculating overvoltage when switching a single capacitor bank and switching parallel capacitorsbank at a 110kV transformer station. The TRV and RRRV values of Breaker in single and parallel capacitors switching cases are determined and analyzed. Inaddition, the overvoltage applied to the capacitor and the inrush current through the capacitor are also determined and evaluated. Research results show thatwhen the switching capacitor in parallel, the current on the capacitor has a very high value, causing danger to the capacitor. The solution of using surge arrestercombined with shunt reactor installed on the capacitor side is highly effective in reducing TRV and RRRV. Keywords: Transient recovery voltage, shunt capacitor, surge arrester, EMTP/ATP.1 Khoa Điện, Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội2 Học viên cao học khóa 12 - Kỹ thuật điện, Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội3 Trung tâm Việt Nhật, Trường Đại học Công nghiệp Hà Nội* Email: ninhvannam@haui.edu.vnNgày nhận bài: 05/6/2024Ngày nhận bài sửa sau phản biện: 25/7/2024Ngày chấp nhận đăng: 27/8/20241. GIỚI THIỆU kháng mà còn làm giảm tổn thất công suất và điện năng Việc bù công suất phản kháng trong hệ thống điện cũng như để ổn định điện áp tại các nút đặt thiết bị bù vàkhông chỉ đảm bảo cho việc cân bằng công suất phản cung cấp một phần công suất phản kháng cho phụ tải.Vol. 60 - No. 8 (Aug 2024) HaUI Journal of Science and Technology 11 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ https://jst-haui.vn P-ISSN 1859-3585 E-ISSN 2615-9619 Để thực hiện nhiệm vụ trên thì tại trạm biến áp 22kV, 35kV điểm đấu nối chung là ± 5% [5], nên khi đóng cắt tụ bù và 110kV thường lắp các bộ tụ bù ngang để bù công suất cần có giải pháp hạn chế QĐA. Các MC khi đóng cắt phải phản kháng cho lưới điện. Chình vì thế, trong những năm đảm bảo quy định của IEC62271-100 [6] về TRV và RRRV. gần đây các công ty điện lực đã và đang lắp đặt các bộ tụ Hiện nay, nghiên cứu quá điện áp phục hồi TRV và độ gia bù vào vận hành (bảng 1) [1]. Các bộ tụ bù ở lưới điện tăng RRRV khi đóng cắt và các giải pháp giảm thiểu cho phân phối chủ yếu được thiết kế và lắp đặt dưới dạng bù MC trên các đường dây truyền tải 220kV cũng như đóng cứng, thường là nối sao trung tính cách điện hoặc trung cắt kháng điện đã được nghiên cứu trong nhiều công tính nối đất (hình 1). trình [3, 7, 8]. Tuy nhiên, đối với đóng cắt các bộ tụ trên Bảng 1. Tổng dung lượng tụ bù trên lưới (MVAr) [1] lưới điện 110kV hầu như rất ít các nghiên cứu công bố. Bài bào này trình bày kết quả nghiên cứu tính toán Tổng dung Tổng dung lượng Tổng dung Tổng dung lượng QĐA khi đóng cắt một bộ tụ đơn và đóng cắt bộ tụ song lượng tụ bù tụ bù trung áp lượng tụ bù tụ bù trên lưới tài ...