Ứng dụng phần mềm EMTP-RV trong tính toán ngưỡng chịu sét của đường dây 110kV

Bài viết Ứng dụng phần mềm EMTP-RV trong tính toán ngưỡng chịu sét của đường dây 110kV trình bày đánh giá được ngưỡng chịu đựng dòng điện sét đối với các đường dây điển hình được mô phỏng; Phân tích quá trình quá độ điện trường khi sét tác động trên đường dây điển hình được mô phỏng để đưa ra các giải pháp giảm quá điện áp làm phóng điện trên chuỗi cách điện phù hợp với mật độ và cường độ sét trong khu vực.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Ứng dụng phần mềm EMTP-RV trong tính toán ngưỡng chịu sét của đường dây 110kV KỶ YẾU HỘI NGHỊ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐIỆN LỰC TOÀN QUỐC NĂM 2022 ỨNG DỤNG PHẦN MỀM EMTP-RV TRONG TÍNH TOÁN NGƯỠNG CHỊU SÉT CỦA ĐƯỜNG DÂY 110KV Nguyễn Quang Quân Công ty Dịch vụ điện lực miền Bắc – NPSC. SĐT: 091.55.21.099, Email: quanpcnd@gmail.com 1. MỞ ĐẦU Bảo vệ chống sét cho các đường dây tải điện đang là yêu cầu cấp thiết đối với hệ thống điện nói chung, cũng như hệ thống điện Việt Nam nói riêng. Hiện tượng phóng điện trên cách điện tại các đường dây tải điện xảy ra rất nhiều (mặc dù đã có các thiết bị bảo vệ hiện đại như CSV; mỏ phóng; chống sét đa tia...) gây ra sự cố trên các đường dây. Trong những năm qua, NPC đã và đang áp dụng một số biện pháp nhằm giảm sự cố do sét trên các đường dây 110kV như: cải tạo hệ thống tiếp địa, lắp đặt CSV, giảm góc bảo vệ... Tuy nhiên các sự cố do sét trên đường dây vẫn chiếm tỷ lệ cao, việc giảm số lượng sự cố chưa đạt được như kỳ vọng. Việc xây dựng và phát triển công nghệ mô phỏng, phân tích tác động của sét lên các đường dây 110kV của NPC có ý nghĩa quan trọng trong việc đánh giá tổng thể các giải pháp chống sét hiện tại và tính toán xác định mức bảo vệ chống sét cần thiết. Từ kết quả tính toán đó sẽ đưa ra ngưỡng chịu đựng sét của các đường dây hiện hữu và phương án chống sét hiệu quả nhằm giảm thiểu suất sự cố của đường dây, nâng cao độ tin cậy cung cấp điện và hiệu quả đầu tư xây dựng các công trình điện. Với yêu cầu đặt ra như vậy nên cần có sự nghiên cứu sâu sắc về công nghệ mô phỏng, phân tích tác động của sét lên đường dây tải điện, để từ đó đưa ra được phương pháp chống sét phù hợp. 2. MỤC TIÊU BÁO CÁO Trong phạm vi nghiên cứu báo cáo sẽ ứng dụng phần mềm EMTP-RV là một trong những phần mềm mạnh và được sử dụng rộng rãi trên thế giới trong việc mô phỏng, tính toán quá trình quá độ do sét. Việc tính toán mô phỏng sẽ được áp dụng cho một số đường dây 110kV hiện hữu do NPC quản lý để từ đó đạt được một số mục tiêu như sau:  Đánh giá được ngưỡng chịu đựng dòng điện sét đối với các đường dây điển hình được mô phỏng.  Đánh giá suất sự cố của các đường dây được mô phỏng so với suất sự cố được giao hàng năm.  Phân tích quá trình quá độ điện trường khi sét tác động trên đường dây điển hình được mô phỏng để đưa ra các giải pháp giảm quá điện áp làm phóng điện trên chuỗi cách điện phù hợp với mật độ và cường độ sét trong khu vực. 40 CHUYỂN ĐỔI SỐ VÀ NÂNG CAO HIỆU QUẢ HỆ THỐNG ĐIỆN QUỐC GIA Kết quả của nghiên cứu sẽ giúp Tổng công ty điện lực miền Bắc đánh giá được khả năng đáp ứng của hệ thống bảo vệ chống sét hiện có cho các đường dây 110kV thuộc phạm vi quản lý của NPC. Đồng thời cũng là căn cứ để đề xuất, thiết kế hệ thống bảo vệ chống sét tối ưu cho các đường dây (trước mắt là các đường dây thường xuyên xảy ra sự cố do sét). Sau khi thực nghiệm các giải pháp đưa ra sẽ có đánh giá cụ thể về hiệu quả của các phương án đề xuất, từ đó áp dụng cho các đường dây mà NPC đang quản lý. 3. NỘI DUNG BÁO CÁO Báo cáo “Ứng dụng phần mềm EMTP-RV trong tính toán ngưỡng chịu sét của đường dây 110kV” bao gồm các phần sau:  Mô tả hiện trạng tuyến đường dây và các số liệu đầu vào phục vụ mô phỏng, tính toán.  Mô tả phương pháp luận mô phỏng, tính toán hiện tượng sét đánh vào đường dây.  Tính toán, đánh giá khả năng chống sét, đảm bảo an toàn vận hành cho các đường dây.  Các bước mô phỏng để tính toán ngưỡng chịu sét được thể hiện trong lược đồ dưới đây: - Thông số đường dây. - Mô hình đường dây. - Thông số cột đường Mô phỏng hiện tượng sét - Mô hình cột đường dây. dây. đánh vào đường dây - Mô hình chống sét van - Thông số điện trở nối - Mô hình sét đất - Thông số chống sét van… Tính toán các trường hợp sét đánh vào đường dây Đề xuất các giải pháp bảo vệ trước sóng sét No Tính toán các giải pháp bảo vệ Yes Báo cáo 41 KỶ YẾU HỘI NGHỊ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐIỆN LỰC TOÀN QUỐC NĂM 2022 4. GIỚI THIỆU PHẦN MỀM TÍNH TOÁN EMTP-RV EMTP là chương trình tính toán Quá trình quá độ điện từ. Đây là chương trình máy tính để mô phỏng quá độ điện từ, điện cơ và hệ thống điều khiển trong hệ thống điện nhiều pha. EMTP-RV là phiên bản mới của EMTP trước đây được phát triển bởi Development Coordination Group (DCG) với các thành viên: American Electric Power Corporation, CEA Technologies, CRIEPI of Japan, Électricité de France, EPRI, Hydro One Networks, Hydro-Québec, US Bureau of Reclamation và Western Area Power Administration. Chương trình có thể được sử dụng cho phần lớn các tính toán chế độ tĩnh cũng như mô phỏng các QTQĐ với thời gian khoảng vài giây. Thông thường EMTP được dùng cho 2 mục đích chính sau:  Hỗ trợ trong thiết kế và lựa chọn thông số cho các phần tử trong hệ thống điện, được dùng cho các bài toán phối hợp cách điện, lựa chọn thông số định mức của thiết bị, lựa chọn các thiết bị bảo vệ, thiết kế hệ thống điều khiển, đánh giá chất lượng điện năng, tính toán sóng hài v.v…  Tính toán kiểm tra các vấn đề đang tồn tại trong hệ thống điện.  Hiện nay, EMTP-RV được cung cấp bởi hãng Powersys – một nhà ...